JPH10293523A - レリーフ画像の複製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複製しようとするレリーフ画像毎にホログラム
原版の作製過程を経る必要がなく、より簡単で効率的に
レリーフ画像を複製する。 【解決手段】支持体（１１）上に形成された、表面に凹
凸状のレリーフパターン（１３）を設けた光硬化性熱可
塑性樹脂組成物層（１２）に所望の画像の階調に応じた
照射量の光を照射することによりその照射量に対応して
光硬化度の異なる領域（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）を形
成し、これを加熱することにより光硬化度の異なる領域
（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）をその光硬化度に対応して
熱変形させ、これに光を照射することにより熱変形パタ
ーンを定着させることによってレリーフ画像複製用原版
（２０）を作製し、この原版から複製型を作製し、これ
を用いて被画像形成材にレリーフ画像を複製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レリーフ画像の複
製方法に係り、特には、表面レリーフ型ホログラムの作
製に好適なレリーフ画像の複製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホログラムは、三次元立体像を再生する
ことから、その優れた意匠性が好まれ、書籍、雑誌等の
表紙、ＰＯＰ、ギフト、包装材の装飾等に利用されてい
る。またホログラムは、サブミクロンオーダーの情報を
記録していることと等価であるため、有価証券、クレジ
ットカード等の偽造防止にも利用されている。

【０００３】従来、レリーフ型ホログラムを作成する場
合、スピンコート等の方法によりガラス板上にホトレジ
スト層を設け、このホトレジスト層の表面にレーザ干渉
縞露光を行った後、アルカリ現像等の湿式現像処理を行
ってグレーティングイメージ（回折格子画像）を形成
し、ホログラム原版を作製する方法が一般的に採用され
ている。特に文字等の２値画像であるグレーティングイ
メージを形成する場合には、さらにホログラム原版のホ
トレジスト層の表面に銀塩乾板等によって作成されたマ
スクを密着させた後、露光を行い、現像処理することが
行われている。

【０００４】上記ホログラム画像原版から複製を行うた
めには、上記のように作製されたホログラム画像原版の
ホトレジスト層の表面から金属めっき等の手法を用いて
型取りし、得られた金型を被画像形成材に密着させ、加
圧・加熱して被画像形成材にレリーフを転写することが
行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上に述べたように、従
来のレリーフ型ホログラム原版の作製方法においては、
複製しようとする画像毎に、ホトレジストの塗布、レー
ザ干渉縞の露光、湿式現像等の長時間を要する一連の工
程と複雑な作業を要し、特に少量多品種のレリーフ画像
の複製に際しても、複製しようとするレリーフ画像毎に
ホトレジストの塗布から始まるホログラム原版の作製過
程を経る必要がある。

【０００６】従って、本発明の課題は、複製しようとす
るレリーフ画像毎にホログラム原版の作製過程を経る必
要がなく、より簡単で効率的なレリーフ画像を複製し得
るレリーフ画像の複製方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、支持体上に、表面に凹凸状のレリーフパ
ターンを設けた光硬化性で室温では固体状態にある熱可
塑性樹脂組成物層を形成し、前記熱可塑性樹脂組成物層
に所望の画像の階調に応じた照射量の光を照射すること
により該光の照射量に対応して光硬化度の異なる領域を
形成し、前記光硬化度の異なる領域が形成された熱可塑
性樹脂組成物層を一定の温度で加熱することにより前記
光硬化度の異なる領域をその光硬化度に対応して熱変形
させ、前記熱変形した熱可塑性樹脂組成層に光を照射す
ることにより熱変形パターンを定着させることによって
レリーフ画像複製用原版を作製する工程、前記レリーフ
画像複製用原版から複製型を作製する工程、および前記
複製型のレリーフ画像パターン面に被画像形成材を加熱
下に加圧して該被画像形成材にレリーフ画像を複製する
工程を備えることを特徴とするレリーフ画像の複製方法
を提供する。本発明において、通常、上記光の照射は、
所望の画像の階調に対応して光透過率の異なる領域を有
するマスクを介して行われる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１（ａ）に示すように、まず、
支持体１１上に、光硬化性で、室温（１５℃〜３５℃）
において固形状態にある熱可塑性樹脂組成物の層１２を
形成する。

【０００９】本発明において、室温で固体状態にある熱
可塑性で光硬化性の樹脂組成物としては、通常の熱可塑
性樹脂と少なくとも２官能以上を有する架橋性化合物と
の混合物に光重合開始剤を配合したものを用いることが
できる。通常の熱可塑性樹脂としては、アクリル樹脂、
スチレン−アクリル共重合樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リビニルブチラール樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化
ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、スチレン樹脂、塩化ビ
ニル樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂、熱
可塑性ポリウレタン樹脂等を使用することができる。ま
た、架橋性化合物の例を挙げると、各種アクリレートお
よびメタクリレート等である。光重合開始剤としては、
ベンゾイン、ベンジルケタール、アセトフェノン等の誘
導体に代表される自己開裂型化合物、さらにはベンゾフ
ェノン、芳香族ケトン、ミヒラーズケトン等の分子構造
を有する種々の水素引き抜き型の光重合開始剤を使用す
ることができる。これら光重合開始剤は、種々の光増感
剤と併用することもできる。

【００１０】架橋性化合物がそれ自体室温で固体状態で
あって熱可塑性を示すものであれば、通常の熱可塑性樹
脂を用いる必要はない。そのような架橋性化合物の例を
挙げると、種々のウレタンアクリレートおよびメタクリ
レート、分子内にビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ
等の構造を有するエポキシアクリレートおよびメタクリ
レート、ポリブタジエンウレタンメタクリレート、ポリ
スチレンエチルメタクリレート等である。なお、本発明
において、水性紫外光硬化性樹脂を用いることもでき
る。

【００１１】このような熱可塑性樹脂組成物層１２は、
例えばスピンコート、ナイフコート、ロールコート、バ
ーコート等既知の塗布方法により支持体１１上に形成す
ることができる。なお、熱可塑性樹脂層を支持体上に部
分的に形成しようとする場合には、スクリーン印刷、グ
ラビア印刷等の一般的な印刷技術を用いるか、転写技術
を用いることができる。

【００１２】支持体１１は、上記熱可塑性樹脂組成物と
の接着性が十分確保できるものであれば特に制限はな
い。例えば、金属、紙、高分子材料、ガラス、セラミッ
ク等の有機または無機材料によりこれを形成することが
できる。支持体１１の形状も、プレート状、シート状あ
るいはフィルム状のいずれのものであってもよい。

【００１３】ついで、図１（ｂ）に示すように、熱可塑
性樹脂組成物層１２の表面に凹凸状のレリーフパターン
１３を形成する。より具体的には、レリーフパターン金
型１４のレリーフ面を熱可塑性樹脂層１２に密着させ、
加熱・加圧することによりレリーフパターン１３を形成
する。レリーフパターン金型１４は、加熱・加圧により
好ましくは均一凹凸状のレリーフパターンを熱可塑性樹
脂組成物層１２の表面に付与（転写）し得るものであれ
ば特に制限はないが、特に表面レリーフ型ホログラムを
複製する場合には、常法に従い、ガラス板上にホトレジ
スト層を形成し、このホトレジスト層にレーザ干渉縞の
露光を行った後、アルカリ現像等によりグレーティング
パターンを形成し、このパターンから型取りすることに
より作製することができる。またガラス板に回折格子パ
ターン状に微細な溝を形成することによっても作製する
ことができる。

【００１４】なお、本発明において、熱可塑性樹脂組成
物層１２が室温で固体状態にあるとは、上に述べたよう
に加熱・加圧により付与されたレリーフパターンを室温
においてそのまま保持し得るという程度に固体状態にあ
ることを意味する。

【００１５】上記の如く熱可塑性樹脂組成物層１２の表
面に任意の凹凸状レリーフパターン１３を形成した後、
この熱可塑性樹脂組成物層１２に所望の画像の階調に応
じた照射量の光を照射する。より具体的には、図１
（ｃ）に示すように、例えば、光１６をほぼ完全に透過
させる部分１５ａと光を全く透過させない部分１５ｃと
これらの中間程度に光を透過させる部分１５ｂからなる
マスク１５に対して所定の光（例えば、紫外光）を全体
的に照射する。マスク１５の光をほぼ完全に透過させる
部分１５ａを介して露光された熱可塑性樹脂組成物層１
２の領域１２ａは、最も高い程度に光硬化し、マスク１
５の光を全く透過させない部分１５ｃに対応する熱可塑
性樹脂組成物層１２の領域１２ｃは、ほとんど光硬化し
ない。マスク１５の部分１５ｂを介して露光された熱可
塑性樹脂組成物層１２の領域１２ｂは、それらの中間程
度に光硬化する。いうまでもなく使用する光は、熱可塑
性樹脂組成物層に含まれる光重合開始剤を活性化して光
硬化を行わせるに適した波長のもの、例えば紫外光を使
用する。なお、マスクは、所望の物体を写真撮影し現像
したネガもしくはポジフィルムであってもよい。

【００１６】こうして、熱可塑性樹脂組成物層１２に
は、光の照射量（露光量）に応じて硬化度合いの異なる
複数の領域１２ａ、１２ｂおよび１２ｃが形成される。
これらは光硬化潜像領域ということができる。

【００１７】ついで、複数の光硬化潜像領域１２ａ、１
２ｂおよび１２ｃが形成された熱可塑性樹脂組成物層１
２を一定の温度で加熱することにより光硬化潜像領域１
２ａ、１２ｂおよび１２ｃをその硬化度に対応して熱変
形させる。層１２は、硬化度が異なるが、元は熱可塑性
のものであるから、図１（ｄ）に示すように、例えば硬
化していない領域１２ｃのレリーフパターンを平坦化す
るに十分な加熱条件（温度、時間）で加熱処理すること
により、領域１２ｃの凹凸状レリーフパターンは消滅
し、表面１８は平坦化し、他方硬化度の最も高い領域１
２ａは、光硬化により熱可塑性を失い、この加熱処理に
よってはほとんど熱変形せず、表面の凹凸レリーフパタ
ーン１３はほぼそのまま保持される。そして、中間の硬
化度を持つ領域１２ｂは、これらの中間の程度に熱変形
した表面１７を有する。かくして、光硬化潜像領域の潜
像は、この熱処理により可視化され、視認可能な状態と
なる。

【００１８】しかる後、図１（ｅ）に示すように、可視
化された熱変形領域を有する熱可塑性樹脂組成物層１２
に全面露光１９を行って、可視化像を定着させることに
よって、レリーフ画像複製用原版２０が得られる。

【００１９】以上の説明からも明らかなように、上記熱
変形を行う際の加熱条件（温度、時間）は、光の露光量
によって決定され得る。従って、所望の可視化像間のコ
ントラスト比に応じて、光硬化性熱可塑性樹脂組成物の
配合比、照射光の露光量を決め、それに応じて加熱条件
を設定するようにする。これは、簡単な予備実験により
行うことができる。

【００２０】次に、上に述べたように作製されたレリー
フ画像複製用原版２０を用いて、複製型を作製する。こ
の複製型を作製するためには、いわゆる金属めっき法を
採用することができる。より具体的には、図２（ａ）に
示すように、レリーフ画像複製用原版２０の画像パター
ン面に、まず、アルミニウム、金、銀、これら金属を含
有す合金等の金属材料からなる薄膜２１を真空蒸着、ス
パッタ、イオンプレーティング等の方法により形成す
る。金属薄膜２１の厚さは、１００オングストローム〜
１００００オングストロームであることが好適である。

【００２１】ついで、図２（ｂ）に示すように、金属薄
膜２１を電極として、常法によりニッケルめっき等の金
属めっき２２を金属薄膜２１上に形成する。次に、図２
（ｃ）に示すように、金属めっき層２２を金属薄膜２１
とともに原版２０から剥離する。

【００２２】しかる後、図２（ｄ）に示すように、金属
めっき層２２から金属薄膜２１を常法により除去するこ
とにより、複製型（２２）を得る。いうまでもなく、複
製型は、樹脂によっても作製することができる。すなわ
ち、複製用原版のレリーフ面に熱可塑性樹脂からなるシ
ートもしくは板を密着させ、加熱・加圧することにより
シートもしくは板に複製用原版のレリーフパターンを転
写させるものである。

【００２３】このように作製された複製型２２に、図１
（ｅ）に示すように、熱可塑性樹脂もしくは熱硬化性樹
脂からなるシートもしくはフィルム等の被画像形成材２
３を密着させ、加熱・加圧（エンボス成形）を行うこと
によって、被画像形成材２３にレリーフパターン２４が
複製される（図１（ｆ））。

【００２４】

【実施例】

実施例１ ＜レリーフパターン形成用金型の作製＞厚さ３ｍｍのガ
ラス板からなる支持体上に、スピンコート法によってホ
トレジスト（シップレー社製ＭＩＣＲＯＰＯＳＩＴ１４
００）を約１．５μｍの厚さに形成し、アルゴンレーザ
（波長４５７．９ｎｍ、強度５０ｍＪ／ｃｍ² ）を用い
た２光束干渉法によって、面積が９ｃｍ（正方形）で、
空間周波数が１３００ライン／ｍｍの干渉縞を約１分間
露光した。しかる後、アルカリ現像によりホトレジスト
表面にグレーティングパターンを作製し、レリーフ原版
を得た。ついで、レリーフ原版のホトレジスト表面全体
に真空蒸着法により厚さ約２００オングストロームの金
薄膜を形成した後、これを電極としてその上に厚さ約２
５０μｍのニッケルめっきを施した。しかる後、常法に
よりレリーフ原版からニッケルめっき層を剥離するとと
もに、そのニッケルめっき層に付着した金薄膜およびホ
トレジストを除去し、レリーフパターン形成用金型を得
た。

【００２５】＜レリーフ画像複製用原版の作製＞厚さ４
００μｍのポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）シー
ト上に、飽和共重合ポリエステル樹脂（ユニチカ社製エ
リーテルＵＥ−３２０１）２重量部、アクリル樹脂（三
菱レイヨン社製ダイヤナールＢＲ−７７）４．５重量
部、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート３重量
部、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート
０．５重量部および光重合開始剤（チバガイギー社製イ
ルガキュアー１８４）からなる光硬化性熱可塑性樹脂組
成物を２−ブタノン１５重量部およびトルエン１０重量
部に溶かした溶液を、乾燥後の樹脂組成物層の厚さが約
５μｍとなるようにワイヤーバーコーティングにより塗
布した。乾燥は、８０℃で２０分間行った。

【００２６】上記樹脂組成物層の表面に、上記レリーフ
パターン形成用金型のレリーフパターン面を密着させ、
圧力１０ｋｇ／ｃｍ² 、温度８０℃で１５秒間平圧プレ
ス処理を行った。ついで、上記圧力を保ったまま冷却水
により室温まで急速冷却した後、金型を除去することに
より、上記樹脂組成物層表面に金型の均一な凹凸状レリ
ーフパターンを転写した（エンボス成形）。

【００２７】次に、樹脂組成物層のレリーフパターン面
に４段階の濃度階調を有するグレースケールを密着させ
た後、総露光量１２００ｍＪ／ｃｍ² の紫外光を全面照
射することによって、グレースケールを透過した紫外光
の強度に応じて硬化度の異なる領域を形成した。なお、
４階調グレースケールを透過した紫外光の露光量は、そ
れぞれ、１５５、４７０、７３６、１１４０ｍＪ／ｃｍ
² であった。

【００２８】ついで、グレースケールを除去した後、紫
外光を照射した上記構造物を予め１１０℃に加熱したホ
ットプレート上に５分間放置した後、樹脂組成物層表面
の軟化変形の度合いを目視観察した。その結果、露光量
が１５５ｍＪ／ｃｍ² であった領域におけるレリーフパ
ターンは、完全に消滅し、平坦化されたように見えた。
これに対し、露光量が１１４０ｍＪ／ｃｍ² であった領
域のレリーフパターンは、そのまま完全に維持されてい
ることが確認できた。

【００２９】上記熱変形処理後、樹脂組成物層に紫外光
による全面露光を行って樹脂組成物層全体を完全に硬化
させ、熱変形パターンを定着させた。上記目視による観
察結果を定量的に評価するために、各露光量領域におけ
る上記エンボス成形後および定着後のグレーティングレ
リーフパターンの回折効率を下記計算式： 回折効率（％）＝（Ｒ₁ ／Ｒ₀ ）×１００ （ここで、Ｒ₁ は１次回折光強度、Ｒ₀ は０次回折光強
度（通常の反射光の成分））に従って算出した。光源と
してはヘリウム−ネオンレーザ（波長６３３ｎｍ）を使
用し、光強度はホトダイオードによる起電力として測定
した。なお、金型のグレーティングレリーフの回折効率
は、９．２％であった。結果を下記表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】この結果からもわかるように、紫外光の露
光量が１５５ｍＪ／ｃｍ² であった領域と１１４０ｍＪ
／ｃｍ² であった領域との間ではほぼ１００％に近い回
折効率のコントラストを得ることができた。また、各領
域間の熱変形パターンのコントラストは鮮明であった。

【００３２】＜複製型の作製＞上記定着処理を行って得
たレリーフ画像複製用原版のレリーフ画像面全体に真空
蒸着法により厚さ約２００オングストロームの金薄膜を
形成した後、これを電極としてその上に厚さ約２５０μ
ｍのニッケルめっきを施した。しかる後、常法により、
ニッケルめっき層を剥離するとともに、そのニッケルめ
っき層に付着した金薄膜およびホトレジストを除去し、
複製型を得た。

【００３３】＜複製＞コロナ放電処理した厚さ２５μｍ
のポリエステルからなる基材上に、アクリル共重合樹脂
（三菱レイヨン社性ダイヤナールＢＲ−１０１）１５重
量部をイソプロパノール４０重量部および２−ブタノン
４５重量部に溶かした溶液をロールコーターにより塗布
し、乾燥して厚さ３μｍの熱可塑性樹脂層を形成した。
ついで、この熱可塑性樹脂層の表面に上記複製型のレリ
ーフパターン面を圧力６ｋｇ／ｃｍ、温度８０℃で密着
させ、ロールエンボス法により、約６ｍ／分の速度でレ
リーフ像の連続複製を行った。これにより意匠性に優れ
た複製レリーフ製品が大量に得られた。

【００３４】実施例２ グレースケールの代わりに、人物の顔が撮影された白黒
ポジ画像の写真フィルムを用いた以外は実施例１と全く
同じ操作を行った。その結果、グレーティングレリーフ
の回折光コントラストが鮮明で明るいレリーフ画像が複
製された。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、所
望のレリーフ画像の形成は、光硬化性熱可塑性樹脂組成
物に対する当該画像の階調に対応する照射量による露光
とその後の熱変形によるものであるから、例えばレリー
フ型ホログラム画像を複製する場合にあっても、長時間
を要する複雑な工程を経るホログラム原版を異なる画像
毎にいちいち作製する必要がなく、ホログラム原版は１
つ作製すれば、これを用いて多種類のレリーフ画像を効
率的に複製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレリーフ画像の複製方法において、レ
リーフ画像複製用原版を作製するまでのプロセスを示す
概略断面図。

【図２】本発明のレリーフ画像の複製方法において、図
１に示すプロセスにより作製されたレリーフ画像複製用
原版を用いてレリーフ画像を複製するまでのプロセスを
示す概略断面図。

【符号の説明】

１１…支持体 １２…光硬化性熱可塑性樹脂組成物層 １３…レリーフパターン １４…レリーフパターン形成用金型 １５…マスク １６，１９…光 ２０…レリーフ画像複製用原版 ２１…電極層 ２２…金属めっき層 ２３…被画像形成材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体上に、表面に凹凸状のレリーフパ
   ターンを設けた光硬化性で室温では固体状態にある熱可
   塑性樹脂組成物層を形成し、前記熱可塑性樹脂組成物層
   に所望の画像の階調に応じた照射量の光を照射すること
   により該光の照射量に対応して光硬化度の異なる領域を
   形成し、前記光硬化度の異なる領域が形成された熱可塑
   性樹脂組成物層を一定の温度で加熱することにより前記
   光硬化度の異なる領域をその光硬化度に対応して熱変形
   させ、前記熱変形した熱可塑性樹脂組成層に光を照射す
   ることにより熱変形パターンを定着させることによって
   レリーフ画像複製用原版を作製する工程、 前記レリーフ画像複製用原版から複製型を作製する工
   程、および前記複製型のレリーフ画像パターン面に被画
   像形成材を加熱下に加圧して該被画像形成材にレリーフ
   画像を複製する工程を備えることを特徴とするレリーフ
   画像の複製方法。
2. 【請求項２】 光の照射を所望の画像の階調に対応して
   光透過率の異なる領域を有するマスクを介して行うこと
   を特徴とする請求項１記載のレリーフ画像の複製方法。