JPS60192734A - Ｕｖハ−ドコ−ト処理をした光学用大型射出成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＵＶハードコート処理をした光学用大型射出成
形品に関する。

近年自動車部品や家庭電気部品を中心に射出成形品の大
型化か顕著である。一般に大型射出成形品の場合は、樹
脂を金型の隅々まで流し込むのが難しいとされているが
、最近型締力の大きい射出成形機が開発されるようにな
り、大型成形品の品質も良くなってきている。しかし光
学用透明成形品の場合は更に次の様な問題点が付は加わ
る。

（１）製品の透明度は、成形品の表面状態だけでなく、
内部の状態もきいてくるので、成形時の樹脂の流れが均
一であることが要求される。

（２）金型の材質として、非透明品のときよりも硬く錆
びにくいステンレス系の特殊鋼を使うので、金型の加工
が難しく、特に研磨に時間がかかる。

（３）　光学用の機能部品なので製品面の角度や寸法が
正確でなければならず、研磨によってこれらの数値が変
化する様ではいけない。

（４）大型成形品の場合は成形機の選択に制限があるの
で、金型の隅々まで樹脂を流し込むために′は、製品の
肉厚を極端に薄くすることはできない。

更に具体的に言うならば、最小肉厚が５朋以下であり、
投影面積が０．６　ｎｔ’以上であり、少なくとも２１
四方の領域に面部の境界が存在する光学部品、例エバア
クリル樹脂製フレネルレンズ、フレネルプリズムで上記
の問題点が顕著になり、製品の透明度が低下する。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたものである。すな
イツち本発明では、大型透明射出成形品の製作にかかわ
るこの様な問題点の解決を金型や成形機にめるのではな
く、成形後の製品にコーティング処理をすることによっ
て実現する。単に透明度を上げるだけの目的ならば、ノ
リコーン系のはっ水剤やＲＴＶ等のコーチイック剤があ
る。しかしこれらのコーチイック剤では、製品の表面硬
度が低下するので、コーティング直後は透明度は上昇し
ても使用中にすくにそれが低下してしまうという欠点が
ある。しｔコがって表面硬度が上昇する透明コーティン
グ剤、すなイ）もハードコート剤が良いことがわかった
が、これには熱によって固化するシリコーン系のものと
紫外線照射によって固化するアクリルオリゴマー系のも
のがある。前者は一般にコーティング後８０°Ｃ，２時
間の熱処理が必要であるが、アクリル射出成形品はこの
条件では変形してしまうので不適であることが実験によ
って確かめられた。またたとえアクリル以外の成形品で
熱変形の生じにくいものでも大型になれば、８０°Ｃを
均一に保つ熱処理装置を作るのに費用がかかり、装置の
維持も容易ではない。しかもこの原液は粘性が高く、大
面積で形状を有する成形品に均一に塗布するのは著しく
困難である。

一方後者のアクリルオリコマ−系のハードコート剤は、
溶剤で十分希釈できるのでスプレー法による塗布が可能
で、大型成形品には大変都合が良い。

また紫外線を照射すれば第１図の反応が進行して数秒で
固化するので取扱いが極めて簡単である。

従来このコーチイック剤は主として印刷物やメッキ面の
保護に使われていた。樹脂・＼の応用は通常板やシート
に対して行なわれ、射出成形品の場合は、化粧品のコン
パクトや他の容器の蓋程度の比較的小さいものに限られ
ていた。それは、紫外線の照射が均一に行なえる様にす
るためには対象物の形状や寸法に制限があることにも原
因があるが、このコーティング剤開発の本来の目的が製
品表面の硬度上昇と保護であり、大型射出成形品の金型
製作や成形の困難を補う製品の透明度の向上という点に
ついては全く考えられていなかったためである。本発明
はこの点を特に重視したので、コーティング剤の応用分
野において従来技術と大きく異なる。その応用例の１つ
に多数の面部からなるフレネルレンズかあるが、第２図
はその金型と成形品を簡略に示している。成形品１は固
定側金型（キャビティ）２と移動側金型（コア）３が成
形機で密着クラ７プされた状態で、ケート４から樹脂が
流し込まれて形成される。透明度というような成形品の
品質は、金型の研磨に大きく左右されるため、金型は十
分研磨され鏡面状態にしておかなければならない。この
種の研磨は一般に自動化しにくいため、多数の作業者が
長時間従事しなければならない。第２図かられかる様に
、固定側金型２は比較的容易に研磨できるが、移動側金
型３は、数量間隔の異なる面で構成されており、面相互
の角度がレンズという成形品の機能を果たすのに重要な
要素であるため、十分な研磨は行ないにくいのが実状で
ある。した゛がってこの様な金型から成形されるフレネ
ルレンズの裏側、すなわち溝のある側の面は微視的に見
ると細かい凹凸が生じており、レンズの透過率の低下と
なって現れる。

集光型ソーラーシステム用のフレネルレンズの場合は、
透過率の低下は直接システム全体の効率の低下につなが
る。従来の表面硬化というハードコート剤の目的からす
れば、レンズの表側（溝のない側）にコーティングする
ことが重要であり、単なるコーティング技術のスケール
アップとして比較的容易に推察される。しかし本発明で
は、表面硬度の上昇よりは透明度の向上を主たる目的に
するので、フレネルレンズやフレネルプリズムの裏側（
溝のある側）のコーティングが重要であり、ここが従来
の考え方と大きく異なる点である。

この発明の効果を述べると次の様になる。

（１）大面積の透明射出成形品において、表面硬度の上
昇と共に透過率が向上し、大型成形品である由に発生す
る金型製作上、成形上の多くの問題点が解決される。

（２）　アクリル樹脂製フレネルレンズ、フレネルプリ
ズムは、金型の製作や成形の困難さにおいて典型的な製
品である。ハードコート剤の一種であるアクリルオリコ
マ−を主成分とするコーチインク剤は、アクリル樹脂に
対して密着が良く、スプレー法でコーティングできるの
で大面積の塗布が可能で、紫外線照射によって短時間に
固化するので量産性に富み取扱いか容易である。

（３）　特にフレネルレンズ、フレネルプリズムの裏側
（溝のある側）は、金型の研磨に熟練と多大の労働力が
必要であるが、成形後のコーティングでこれらの不足を
補うことかできる。

発明の具体的な実施例は次の３製品に対して行なわれた
。

（１）　ラインフォーカスフレネルレノス１６５０羽×
６５０騎、　平均肉厚４＊Ｍ、ピッチ３朋製品重量５ｋ
ｑ、　金型重量１６トン （２）’、ｆＰインドフォーカスフレネルレンズ直径１
５００１ｆｆ、　平均肉厚４羽、　ピッチ３朋製品重量
１０ｋｇ、　金型重量２６トン（３）　フレネルプリズ
ム ９００朋×９００羽、　平均肉厚４闘、　ピンチ６ＭＭ
製品重量３ｋｑ、　金型重量１０トン 工程図は第３図に示されている。これにより表面硬度は
鉛筆硬度で２■から６Ｈに上昇した。上記３製品のうち
最も成形か難しいポイントフォーカスフレネルレンスで
、コーティングにより透明度が６０％から７５％に２割
強上昇した。他の製品についてもほぼ同様の効果を得た
。コーティングプロセスの追加による製造コストは１０
％以内の上昇に抑えられ、成形上の不良品判定の限度が
緩和できる利点を考慮すれば十分採算がとれることが判
明した。

本発明は金型製作上、成形上特に困難な最小肉厚５騎以
下であり、投影面積が０．６■以上であり、少なくとも
２ａ四方の領域に面部の境界が存在する透明射出成形品
に対して有効であり、フレネルレンズ、フレネルプリズ
ム以外に非球面レンス、分散焦点レンス、レンチキュラ
ーレンスの他、光学効果を応用した装飾用成形品に対し
ても有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、アクリルオリコマ−の紫外線による反応を示
す図で、第２図は、フレネルレンズの金型と成形品を示
している。 図に於て １　・成形品 ２　・固定側金型（キャピティ） ３　移動側金型（コア） ４　ヶ−１・ 第３図は本発明の工程を示している。 特許出願人　平　松　保 （Ｐ）　多官能アクリル系オリゴマー （Ｃ）　多官「老モノマー （Ｍ）　単ｔｒｉモノマー ■　光重合開始剤　（−’、＆ｂ４−１＞＠□１ｏよ、
。 第２図 第３図 （成形及びコーティング） 特許出願人　平　松　保 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示　昭和５８年特許願第２４６８３６号２
　発明の名称　ＵＶハートコート処理をした光学用大型
射出成形品 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明樹脂製で多数の面部から構成され、最小肉厚
   が５　ｍｍ以下であり、投影面積が０．６　ｎ１以上で
   あり、少なくとも２　Ｃｔｎ四方の領域に面部の境界が
   存在する光学部品において、紫外線同化のハートコート
   処理をした射出成形品。
2. （２）　アクリル樹脂からなるフレネルレノス、フレ不
   ルプリスムで、アクリルオリコマ−を主成分とするハー
   トコート剤を使用した特許請求範囲第１項記載の射出成
   形品。
3. （３）　フレイ、ルレンス、フレネルプリスムにおいて
   、面部の溝のある側にコーティング処理することを特徴
   とする特許請求範囲第２項記載の射出成形品。