WO2021065489A1 - 樹脂シートおよび樹脂シートの製造方法 - Google Patents

樹脂シートおよび樹脂シートの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021065489A1
WO2021065489A1 PCT/JP2020/034989 JP2020034989W WO2021065489A1 WO 2021065489 A1 WO2021065489 A1 WO 2021065489A1 JP 2020034989 W JP2020034989 W JP 2020034989W WO 2021065489 A1 WO2021065489 A1 WO 2021065489A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
resin sheet
aspherical
less
thermoplastic resin
resin
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/034989
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
澤口 太一
浩成 摺出寺
Original Assignee
日本ゼオン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本ゼオン株式会社 filed Critical 日本ゼオン株式会社
Priority to JP2021550578A priority Critical patent/JPWO2021065489A1/ja
Priority to CN202080059417.9A priority patent/CN114302794B/zh
Priority to US17/754,116 priority patent/US11654601B2/en
Priority to KR1020227005654A priority patent/KR20220071181A/ko
Priority to EP20870972.5A priority patent/EP4040198A4/en
Publication of WO2021065489A1 publication Critical patent/WO2021065489A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00278Lenticular sheets
    • B29D11/00298Producing lens arrays
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/22Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length
    • B29C43/222Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length characterised by the shape of the surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/52Heating or cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/58Measuring, controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00019Production of simple or compound lenses with non-spherical faces, e.g. toric faces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D11/00Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
    • B29D11/00009Production of simple or compound lenses
    • B29D11/00278Lenticular sheets
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0006Arrays
    • G02B3/0012Arrays characterised by the manufacturing method
    • G02B3/0031Replication or moulding, e.g. hot embossing, UV-casting, injection moulding
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/02Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/04Simple or compound lenses with non-spherical faces with continuous faces that are rotationally symmetrical but deviate from a true sphere, e.g. so called "aspheric" lenses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/58Measuring, controlling or regulating
    • B29C2043/5808Measuring, controlling or regulating pressure or compressing force
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/58Measuring, controlling or regulating
    • B29C2043/5816Measuring, controlling or regulating temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/22Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2901/00Use of unspecified macromolecular compounds as mould material
    • B29K2901/12Thermoplastic materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0016Lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B2003/0093Simple or compound lenses characterised by the shape

Definitions

  • the present invention relates to a resin sheet and a method for manufacturing a resin sheet, and more particularly to a resin sheet and a method for manufacturing a resin sheet useful for manufacturing a transmission type optical element.
  • transmissive optical elements such as lenses used in camera units and the like have generally been manufactured by an injection molding method.
  • a lens is formed by an injection molding method, it is difficult to completely suppress the formation of weld lines in the obtained lens.
  • birefringence was likely to occur in the lens obtained according to the injection molding method. For this reason, it is difficult to sufficiently increase the ratio of the region capable of exhibiting sufficiently high optical performance in the obtained lens, and a lens having a small diameter of less than 1 cm is injected by an injection molding method. Even if it was formed according to the above, it was difficult to make it function sufficiently as a lens.
  • Patent Document 1 has a first mold provided with a plurality of first concavo-convex structures forming a first lens surface, and a plurality of second concavo-convex structures forming a second lens surface.
  • a technique for manufacturing a microlens array including a large number of microlenses continuously arranged without gaps by sandwiching a lens molding material between the two dies and heat-pressing the lens molding material.
  • an object of the present invention is to provide a resin sheet having a plurality of aspherical portions having a small variation in thickness accuracy and high shape accuracy.
  • the present inventors have conducted diligent studies to achieve the above object. Then, the present inventors have found that by hot-press molding a resin sheet under predetermined conditions, a resin sheet having a plurality of aspherical portions having a small variation in thickness accuracy and high shape accuracy can be obtained. It was. Further, the present inventors have found that if the resin sheet has a predetermined shape, the variation in the thickness accuracy of the aspherical portion can be reduced and the shape accuracy can be improved. Then, the present inventors have completed the present invention based on the above-mentioned new findings.
  • the present invention aims to advantageously solve the above problems, and the method for producing a resin sheet of the present invention is to heat-press mold a thermoplastic resin film formed using a thermoplastic resin.
  • the average press pressure rate and the press temperature are kept within the predetermined ranges, it is possible to easily manufacture a resin sheet having a plurality of aspherical portions having a small variation in thickness accuracy and high shape accuracy. Can be done.
  • the "glass transition temperature of the thermoplastic resin” can be measured based on JIS K7121.
  • the press pressure it is preferable to increase the press pressure to the final press pressure at a constant pressurizing rate of 0.1 MPa / sec or less. If the pressing speed of the press pressure is kept constant, the shape accuracy of the aspherical portion can be further improved, and the variation in birefringence and thickness accuracy can be further reduced.
  • the aspherical portion has an inflection point in the cross-sectional shape in the thickness direction.
  • the aspherical portion having such a shape can be advantageously used as a transmissive optical element such as a lens.
  • the present invention aims to advantageously solve the above problems, and the resin sheet of the present invention is a resin sheet having a plurality of aspherical portions formed by using a thermoplastic resin.
  • the arrangement density of the aspherical portions is 0.16 pieces / cm 2 or more, the minimum distance between the aspherical portions adjacent to each other is 1.0 mm or more, and the aspherical portions in a plan view.
  • the diameter of the aspherical portion is 1 mm or more and 15 mm or less, the phase difference of the aspherical portion is 50 nm or less, and the thickness of the thinnest portion is 500 ⁇ m or less.
  • the "phase difference" can be measured by using the method described in Examples.
  • the variation in the thickness accuracy of the aspherical portion is 0.2 ⁇ m or less.
  • the variation in the thickness accuracy of the aspherical portion is 0.2 ⁇ m or less, the birefringence can be sufficiently reduced.
  • the "variation in thickness accuracy" can be measured by using the method described in Examples.
  • the resin sheet of the present invention preferably has at least one surface of the aspherical portion having an inflection point in the cross-sectional shape in the thickness direction.
  • the aspherical portion having such a shape can be advantageously used as a transmissive optical element such as a lens.
  • the method for producing a resin sheet of the present invention can be used, for example, when producing the resin sheet of the present invention.
  • the resin sheet according to the present invention is not particularly limited, and can be suitably used for manufacturing a transmission type optical element such as an optical lens and a prism.
  • the "optical lens” means a transparent body that exhibits a refracting action of light.
  • the “prism” means a transparent polyhedron exhibiting a light dispersion action, a refraction action, a total reflection action, and / or a birefringence action.
  • the resin sheet according to the present invention By using the resin sheet according to the present invention, it is possible to efficiently obtain a transmission type optical element having high shape accuracy and low birefringence. More specifically, by using the resin sheet according to the present invention, it is possible to suitably manufacture aspherical lenses having various shapes such as aspherical lenses having inflection points on one side and / or both sides. Then, the aspherical lens can be suitably used as, for example, a lens of a camera unit of a small electronic electric device.
  • the resin sheet of the present invention is a resin sheet 10 formed of a thermoplastic resin having a cross-sectional shape along the thickness direction, for example, as shown in FIG. 1, and has a plurality of aspherical portions 11. ..
  • the arrangement density of the aspherical portions 11 is 0.16 pieces / cm 2 or more, and the minimum distance P between the aspherical portions 11 adjacent to each other is 1.0 mm or more. It is necessary that the diameter D of the aspherical portion 11 in a plan view is 1 mm or more and 15 mm or less, the phase difference of the aspherical portion 11 is 50 nm or less, and the thickness of the thinnest portion H min is 500 ⁇ m or less.
  • the shape of the aspherical portion of the resin sheet is not limited to the shape shown in FIG. 1, and any aspherical shape such as a plano-convex lens, a biconvex lens, a convex meniscus lens, a plano-concave lens, a biconcave lens, and a concave meniscus lens. Can be.
  • the aspherical portion of the resin sheet is not particularly limited, and can be suitably used as an aspherical lens by cutting out from the resin sheet, for example.
  • thermoplastic resin examples include (meth) acrylic resin, alicyclic structure-containing resin, styrene resin, polycarbonate resin, polyester resin, polyether resin, urethane resin, olefin resin, and thiourethane resin.
  • (meth) acrylic refers to acrylic and / or methacrylic.
  • one type of the above-mentioned thermoplastic resin may be used alone, or two or more types may be mixed and used.
  • the thermoplastic resin preferably contains an alicyclic structure-containing resin because of its excellent transparency.
  • the alicyclic structure-containing resin is a polymer having an alicyclic structure such as a saturated cyclic hydrocarbon structure and an unsaturated cyclic hydrocarbon structure in the main chain and / or the side chain. Among them, those having a cycloalkane structure in the main chain are preferable because a resin sheet having excellent mechanical strength and heat resistance can be easily obtained.
  • the proportion of repeating units having an alicyclic structure in the polymer constituting the alicyclic structure-containing resin (hereinafter, also referred to as “alicyclic structure-containing polymer”) is not particularly limited, but all contained in the polymer.
  • the repeating unit 50% by mass or more is preferable, 70% by mass or more is more preferable, and 90% by mass or more is further preferable.
  • an alicyclic structure-containing polymer having an alicyclic structure and a proportion of repeating units of 50% by mass or more it becomes easy to obtain a resin sheet having excellent transparency and heat resistance.
  • alicyclic structure-containing polymer examples include norbornene-based polymers, monocyclic cyclic olefin-based polymers, cyclic conjugated diene-based polymers, and vinyl alicyclic hydrocarbon-based polymers.
  • norbornene-based polymers are preferable from the viewpoint of enhancing the transparency, heat resistance, and mechanical strength of the obtained resin sheet.
  • these polymers mean not only a polymerization reaction product but also the hydride thereof.
  • the norbornene-based polymer is a polymer of norbornene-based monomers or a hydride thereof.
  • Examples of the norbornene-based polymer include a ring-opening polymer of a norbornene-based monomer, a ring-opening polymer of a norbornene-based monomer and another monomer capable of ring-opening copolymerization, an addition polymer of a norbornene-based monomer, and a norbornene-based monomer. Examples thereof include addition polymers with other monomers copolymerizable with this, and hydrides of these polymers.
  • a ring-opening polymer hydride of a norbornene-based monomer that is, a norbornene-based ring-opening polymer hydride
  • a norbornene-based ring-opening polymer hydride By using the norbornene-based ring-opening polymer hydride, the transparency, heat resistance, mechanical strength, etc. of the resin sheet can be further improved, and the mold can be released when the resin sheet is manufactured by hot press molding. The sex and transferability can be enhanced.
  • norbornene-based monomer bicyclo [2.2.1] hept-2-ene (common name: norbornene) and derivatives thereof, tricyclo [4.3.0 1,6. 1 2,5 ] Deca-3,7-diene (trivial name dicyclopentadiene) and its derivatives, 7,8-benzotricyclo [4.3.0.1 2,5 ] deca-3-ene (trivial name)
  • Metanotetrahydrofluorene 1,4-methano-1,4,4a, 9a-also referred to as tetrahydrofluorene) and its derivatives, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .
  • Dodeca-3-ene (common name: tetracyclododecene) and its derivatives, and the like.
  • substituent that can be contained in the derivative include an alkyl group, an alkylene group, a vinyl group, an alkoxycarbonyl group, and an alkylidene group.
  • a derivative as a norbornene-based monomer 8-methoxycarbonyl-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ]
  • Dodeca-3-ene 8-methyl-8-methoxycarbonyl-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .
  • These norbornene-based monomers can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of other monomers ring-opening copolymerizable with norbornene-based monomers include monocyclic cyclic olefin-based monomers such as cyclohexene, cycloheptene, and cyclooctene.
  • Other monomers that can be additionally copolymerized with norbornene-based monomers include ⁇ -olefins having 2 to 20 carbon atoms such as ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, and 1-hexene, and derivatives thereof; cyclobutene and cyclopentene.
  • Cyclohexene, cyclooctene, and cycloolefins such as 3a, 5,6,7a-tetrahydro-4,7-methano-1H-indene and derivatives thereof; 1,4-hexadiene, 4-methyl-1,4-hexadiene. , 5-Methyl-1,4-hexadiene, and non-conjugated diene such as 1,7-octadiene; and the like.
  • the ring-opening polymer and the addition polymer containing the norbornene-based monomer as described above can be synthesized by polymerizing in the presence of a known catalyst. Further, these hydrides can be obtained by a hydrogenation reaction using a known hydrogenation catalyst.
  • Examples of the monocyclic cyclic olefin polymer, the cyclic conjugated diene polymer, and the vinyl alicyclic hydrocarbon polymer include those described in International Publication No. 2017/126599.
  • a commercially available product can also be used as a thermoplastic resin such as an alicyclic structure-containing polymer.
  • a thermoplastic resin such as an alicyclic structure-containing polymer.
  • alicyclic structure-containing polymers Zeon Corporation, ZEONEX (registered trademark), Mitsui Chemicals, APEL (registered trademark), JSR (registered trademark), ARTON (registered trademark) , Made by Polyplastics, TOPAS (registered trademark) and the like.
  • Examples of commercially available olefin resins include TPX (registered trademark) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
  • the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin is not particularly limited, but is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or lower, and more preferably 160 ° C. or lower.
  • Tg glass transition temperature
  • the shape accuracy of the aspherical portion of the resin sheet can be further improved.
  • the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin film is not more than the above upper limit value, the production efficiency of the resin sheet can be improved and the shape accuracy of the aspherical portion can be further improved.
  • the resin sheet may contain a component other than the resin component as described above.
  • components other than the resin component include additives such as light stabilizers, ultraviolet absorbers, infrared absorbers, antioxidants, mold release agents, antistatic agents, carbon materials (carbon, etc.), pigments, and dyes. Be done.
  • the blending amount of these components is not particularly limited and can be appropriately determined.
  • the total amount of these additives may be, for example, 20% by mass or less, preferably 10% by mass or less, assuming that the resin component is 100% by mass.
  • the aspherical portion needs to have an arrangement density of 0.16 pieces / cm 2 or more, and the aspherical part preferably has an arrangement density of 0.30 pieces / cm 2 or more. It is more preferably 0.40 pieces / cm 2 or more, preferably 3.0 pieces / cm 2 or less, more preferably 2.0 pieces / cm 2 or less, and 1.0 pieces / cm. more preferably 2 or less, and particularly preferably 0.60 pieces / cm 2 or less.
  • the arrangement density of the aspherical portion is 0.16 pieces / cm 2 or more, the variation in the thickness accuracy of the aspherical portion can be reduced and the shape accuracy can be improved. Further, when the arrangement density of the aspherical portion is not more than the above upper limit value, the birefringence can be reduced and the variation in thickness accuracy can be further reduced.
  • the minimum distance between the aspherical portions adjacent to each other needs to be 1.0 mm or more, preferably 3.0 mm or more, more preferably 5.0 mm or more, and 7. It is more preferably 0 mm or more.
  • the minimum distance between the aspherical portions is 1.0 mm or more, the variation in the thickness accuracy of the aspherical portions can be reduced and the shape accuracy can be improved.
  • the minimum distance between the aspherical portions is 1.0 mm or more, the generation of air bubbles and air pools in the resin sheet is suppressed even when the resin sheet is manufactured by a molding method such as press molding. be able to.
  • the minimum distance between the aspherical portions is usually 20 mm or less.
  • the diameter of the aspherical portion in a plan view needs to be 1 mm or more and 15 mm or less, and the diameter of the aspherical portion is preferably 3 mm or more, preferably 9 mm or less.
  • the diameter of the aspherical portion is within the above range, the variation in the thickness accuracy of the aspherical portion can be reduced and the shape accuracy can be improved.
  • the thickness of the center of the aspherical portion is preferably 50 ⁇ m or more, more preferably 100 ⁇ m or more, preferably 1500 ⁇ m or less, and more preferably 1000 ⁇ m or less.
  • the thickness of the center of the aspherical portion is within the above range, it can be advantageously used as a transmissive optical element such as a lens.
  • the variation in the thickness accuracy of the aspherical portion is preferably 0.2 ⁇ m or less, and more preferably 0.1 ⁇ m or less.
  • the variation in thickness accuracy is not more than the above upper limit value, the birefringence of the aspherical portion can be reduced.
  • the phase difference of the aspherical portion needs to be 50 nm or less, and preferably 20 nm or less.
  • the phase difference is not more than the above upper limit value, the variation in the thickness accuracy of the aspherical portion can be reduced and the shape accuracy can be improved.
  • the thickness of the thinnest part of the resin sheet needs to be 500 ⁇ m or less, and the thickness of the thinnest part of the resin sheet is preferably 50 ⁇ m or more, more preferably 100 ⁇ m or more, and 300 ⁇ m. It is preferably less than or equal to, and more preferably 200 ⁇ m or less.
  • the thickness of the thinnest portion is equal to or less than the above upper limit value, the variation in the thickness accuracy of the aspherical portion can be reduced and the shape accuracy can be improved. Further, when the thickness of the thinnest portion is at least the above lower limit value, the strength of the resin sheet can be sufficiently secured.
  • the method for producing a resin sheet of the present invention is a method for producing a resin sheet having a plurality of aspherical portions separated from each other by hot press molding a thermoplastic resin film formed using a thermoplastic resin. Without particular limitation, it can be used, for example, when producing the above-mentioned resin sheet of the present invention.
  • the method for producing a resin sheet of the present invention is, for example, a "heat pressing step" in which a thermoplastic resin film is held for a certain period of time while being heated and pressed by at least a pair of dies to obtain a hot press film.
  • the hot press in the hot pressing step is performed at a pressing temperature 40 ° C. or higher higher than the glass transition temperature of the thermoplastic resin. It is characterized in that the pressure is increased to the final press pressure at an average pressurizing rate of 0.1 MPa / sec or less.
  • the average press pressure during hot press molding and the press temperature are within a predetermined range, so that the thickness accuracy varies little and the shape is aspherical.
  • a resin sheet having a plurality of parts can be easily manufactured.
  • the method for producing a resin sheet of the present invention may include a transfer step of transporting the thermoplastic resin film along a predetermined transport direction prior to the heat pressing step.
  • the atmospheric pressure in the environment in which each step of the method for producing the resin sheet of the present invention is carried out is not particularly limited and may be within the range of the standard state specified in JIS Z8703.
  • Each step of the resin sheet manufacturing method of the present invention can be carried out by any means without particular limitation, but it is preferably carried out by using a so-called roll-to-roll manufacturing means. .. This is because the production efficiency of the resin sheet can be improved by carrying out each process using the roll-to-roll manufacturing means.
  • the resin sheet produced by the method for producing a resin sheet of the present invention is not particularly limited as long as it has a plurality of aspherical portions separated from each other. Above all, the resin sheet preferably has the same properties as the resin sheet of the present invention described above.
  • thermoplastic resin used for the thermoplastic resin film is not particularly limited, and examples thereof include the same thermoplastic resin as the above-mentioned thermoplastic resin of the resin sheet of the present invention.
  • the "film” means an object having a shape in which the front surface and the back surface (that is, the main surface) face each other with a distance corresponding to the thickness.
  • the method for producing the thermoplastic resin film is not particularly limited, and a conventionally known appropriate method can be adopted.
  • a predetermined component is mixed to obtain a molding material for producing a thermoplastic resin film, and then the thermoplastic resin film is produced by a melt extrusion molding method, a melt casting method, an injection molding method, or the like. Obtainable.
  • the thickness of the thermoplastic resin film can be appropriately selected according to the diameter of the aspherical portion of the resin sheet to be manufactured.
  • the thickness of the thermoplastic resin film is usually 50 ⁇ m or more, preferably 70 ⁇ m or more, usually 500 ⁇ m or less, and preferably 400 ⁇ m or less.
  • the thickness of the thermoplastic resin film corresponds to the value of the simple arithmetic mean of the thicknesses at a plurality of randomly selected measurement points.
  • thermoplastic resin film is conveyed to a position where the heat press is performed along a predetermined transfer direction.
  • the transport direction is preferably a direction along a longitudinal direction orthogonal to the width direction of the thermoplastic film.
  • thermoplastic resin film is hot pressed with at least a pair of dies at a predetermined average pressurizing rate and pressing temperature to obtain a hot pressing film.
  • the thermoplastic resin film may be hot-pressed using a pair of dies without being particularly limited as long as at least a pair of dies are used. Different parts of the sheet of thermoplastic resin film may be heat-pressed at the same time or at different times.
  • the method for producing a resin sheet of the present invention by subjecting the thermoplastic resin film to a hot press using a mold regardless of the injection molding method, the occurrence of birefringence in the aspherical portion of the obtained resin sheet is suppressed. can do.
  • the mold is not particularly limited as long as it has a plurality of cavity portions in which at least one of them is an aspherical portion forming region, and a mold having an arbitrary shape such as a flat plate mold can be used.
  • a known material can be used. Examples thereof include carbon steel, stainless steel, and alloys based on these. Among them, stainless steel such as STAVAX (registered trademark) material (manufactured by Woodeform) is preferable from the viewpoint of workability and hardness. From the viewpoint of mold releasability, it is preferable to use a mold in which the surface of the mold is plated with metals such as chromium, titanium, and nickel. Among them, electroless nickel-phosphorus plating is the mold. It is more preferable to use a mold formed on the surface.
  • At least one of the molds used in the manufacturing method of the present invention has a plurality of cavity portions discretely arranged in the plane direction of the mold. It is preferable that the plurality of cavities are arranged at equal intervals in the plane direction of the mold.
  • both of the pair of molds may have a plurality of cavities. This is because a resin sheet having both sides shaped can be efficiently manufactured by molding using a pair of dies each having a cavity portion.
  • the shapes of the pair of molds may be the same or different depending on the shape of the resin sheet to be manufactured.
  • the cavity portion preferably has an arrangement density of 0.16 pieces / cm 2 or more, more preferably 0.30 pieces / cm 2 or more, and further preferably 0.40 pieces / cm 2 or more. Preferably, it is 3.0 pieces / cm 2 or less, more preferably 2.0 pieces / cm 2 or less, further preferably 1.0 piece / cm 2 or less, and 0.60 pieces. It is particularly preferable that it is / cm 2 or less.
  • the arrangement density of the cavity portion is 0.16 pieces / cm 2 or more, the variation in the thickness accuracy of the aspherical portion of the obtained resin sheet can be reduced, and the shape accuracy can be improved. Further, when the arrangement density of the cavity portion is not more than the above upper limit value, the birefringence can be reduced and the variation in thickness accuracy can be further reduced.
  • the minimum distance between the cavities adjacent to each other is preferably 1.0 mm or more, more preferably 3.0 mm or more, further preferably 5.0 mm or more, and 7.0 mm or more. It is particularly preferable to have.
  • the minimum distance between the cavities is 1.0 mm or more, the variation in the thickness accuracy of the aspherical portion of the obtained resin sheet can be reduced, and the shape accuracy can be improved.
  • the minimum distance between the cavities is 1.0 mm or more, it is possible to suppress the generation of air bubbles and air pools in the resin sheet.
  • the minimum distance between the cavities is usually 20 mm or less.
  • the diameter of the cavity portion in a plan view is preferably 1 mm or more and 15 mm or less, more preferably 3 mm or more, and further preferably 9 mm or less.
  • the diameter of the cavity portion is within the above range, the variation in the thickness accuracy of the aspherical portion of the obtained resin sheet can be reduced, and the shape accuracy can be improved.
  • the depth of the center of the cavity portion (distance in the direction corresponding to the thickness direction of the formed aspherical portion) in the closed state of the mold is preferably 50 ⁇ m or more, and preferably 100 ⁇ m or more. More preferably, it is 1500 ⁇ m or less, and more preferably 1000 ⁇ m or less.
  • the aspherical portion of the obtained resin sheet can be advantageously used as a transmissive optical element such as a lens.
  • the minimum distance between the resin sheet forming surfaces in the closed state (closed state) is preferably 50 ⁇ m or more, more preferably 100 ⁇ m or more, and preferably 500 ⁇ m or less. It is more preferably 300 ⁇ m or less, and further preferably 200 ⁇ m or less.
  • the minimum interval is not more than the above upper limit value, the variation in the thickness accuracy of the aspherical portion of the obtained resin sheet can be reduced, and the shape accuracy can be improved. Further, when the minimum interval is equal to or more than the above lower limit value, the strength of the obtained resin sheet can be sufficiently secured.
  • the press temperature (mold temperature) when the thermoplastic resin film is hot-pressed with a pair of molds in the hot pressing process is 40 ° C. higher (Tg + 40 ° C.) or higher than the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin. It is necessary that the press temperature is 50 ° C. higher than the glass transition temperature (Tg + 50 ° C.) or higher, and 55 ° C. higher than the glass transition temperature (Tg + 55 ° C.) or higher. .. When the press temperature is at least the above lower limit value, the variation in the thickness accuracy of the aspherical portion of the obtained resin sheet can be reduced, and the shape accuracy can be improved.
  • the press temperature is preferably set to a temperature (Tg + 80 ° C.) or less that is 80 ° C. higher than the glass transition temperature.
  • the press temperature is not particularly limited, and is appropriately adjusted by controlling the temperature of the die according to a known general method (for example, a temperature control method using a known heater and cooler). Can be done.
  • the press pressure at the time of hot pressing the thermoplastic resin film with the die is increased to the final press pressure at a predetermined pressurizing rate, and then is arbitrarily held at the final press pressure for a predetermined time.
  • the press pressure boosting speed does not have to be constant as long as the average boosting speed is 0.1 MPa / sec or less, but the birefringence of the aspherical portion of the obtained resin sheet is further reduced and the shape is formed. From the viewpoint of further improving the accuracy, it is preferably 0.1 MPa / sec or less, more preferably 0.07 MPa / sec or less, and further preferably 0.05 MPa / sec or less throughout the hot pressing process. preferable. Further, from the viewpoint of further improving the shape accuracy of the aspherical portion and further reducing the variation in double refraction and thickness accuracy, in the hot pressing process, the press pressure can be increased to the final press pressure at a constant pressurizing speed.
  • the pressure is increased to the final press pressure at a constant pressurizing rate of 0.1 MPa / sec or less, more preferably to the final press pressure at a constant pressurizing rate of 0.07 MPa / sec or less, and 0. It is particularly preferable to increase the pressure to the final press pressure at a constant pressure increase rate of 05 MPa / sec or less.
  • the final press pressure is not particularly limited and can be, for example, 1 MPa or more and 10 MPa or less.
  • the final press pressure is within the above range, the shape accuracy of the aspherical portion of the obtained resin sheet can be further improved, and the variation in birefringence and thickness accuracy can be further reduced.
  • the pressing time in the hot pressing step is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the type and size of the thermoplastic resin film to be used, the shape and size of the target resin sheet, and the like.
  • the time for increasing the press pressure to the final press pressure can be 20 seconds or more and 300 seconds or less
  • the time for holding the press pressure at the final press pressure can be 0 seconds or more and 180 seconds or less.
  • the mold cooling step the pair of dies are cooled to a temperature equal to or lower than the glass transition temperature of the thermoplastic resin film to cool the heat press film.
  • the starting point of the die cooling process is, for example, a time when a predetermined time elapses from the start time of the heat pressing process, a time when temperature control for cooling the die is started, or a predetermined time elapses from the start time of the heat pressing process. Later, it may be the time when the heat input to the mold is stopped.
  • the end point of the mold cooling step may be a time when the mold temperature drops to the mold cooling temperature described later, or a time when a predetermined time (for example, 50 seconds) elapses from such a time.
  • the mold cooling temperature needs to be equal to or lower than the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin, preferably 15 ° C. lower than the glass transition temperature (Tg-15 ° C.), and 30 ° C. lower than the glass transition temperature.
  • the temperature (Tg-30 ° C.) or lower is more preferable.
  • the mold cooling temperature is preferably 80 ° C. lower than the glass transition temperature (Tg-80 ° C.) or higher, and is 75 ° C. lower than the glass transition temperature (Tg-75 ° C.) or higher. More preferred.
  • the mold cooling temperature is not more than the above upper limit value, it is easy to release the mold in the mold release step described later, and the shape accuracy of the aspherical portion of the obtained resin sheet can be effectively improved. Further, when the mold cooling temperature is equal to or higher than the above lower limit value, the production efficiency of the resin sheet can be further improved.
  • the mold cooling time, mold cooling rate, etc. are not particularly limited, and are appropriately determined according to the type and size of the thermoplastic resin film, the shape and size of the aspherical portion of the target resin sheet, and the like. can do.
  • the mold cooling time can be 10 seconds or more and 100 seconds or less
  • the mold cooling rate can be 50 ° C./min or more and 300 ° C./min or less.
  • the hot press film is released from the mold to obtain a resin sheet.
  • the tension acts as a force in the direction along the transport direction.
  • the method of controlling the tension in the mold release step is not particularly limited, and the tension can be controlled by a known method. For example, it can be controlled by a winding roll of a hot press film, a winding roll for winding the hot press film, a nip roll separately provided for tension control, or the like.
  • each step from the mold heating step in which the thermoplastic resin film and one of the pair of dies come into contact with each other to the time when the mold removing step is started is preferable that tension is continuously or intermittently applied to the thermoplastic resin film. This is because the shape accuracy of the aspherical portion of the obtained resin sheet can be further improved.
  • tension may be applied to the thermoplastic resin film in other steps other than the above period. That is, tension may be applied to the thermoplastic resin film through all the steps from the transfer step to the step that can be performed after the mold release step.
  • the magnitude of the tension applied to the hot press film in the transport direction is preferably 1 N or more, more preferably 10 N or more, and more preferably 2000 N or less per 1 m of the width of the thermoplastic resin film. It is preferably 1000 N or less, and more preferably 1000 N or less.
  • the "width of the thermoplastic resin film" is a direction orthogonal to the transport direction.
  • the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
  • the present invention is not limited to these examples.
  • the glass transition temperature of the thermoplastic resin was measured as follows. Further, in Examples and Comparative Examples, the variation in shape accuracy and thickness accuracy of the aspherical portion of the resin sheet and the phase difference were evaluated as follows.
  • thermoplastic resin film ⁇ Glass transition temperature of thermoplastic resin film>
  • the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin was measured using a differential scanning calorimeter (“DSC6220” manufactured by SII Nanotechnology) under the condition of a heating rate of 10 ° C./min based on JIS K7121.
  • ⁇ Shape accuracy> The aspherical portion of the resin sheet was punched out and used as a measurement sample. Next, for 300 measurement samples out of the punched aspherical parts, a shape measuring instrument (manufactured by Panasonic, "UA-3P") was used to set the PV value (reference surface) based on the design value of the aspherical surface. The maximum error of the surface shape of the sample to be measured, that is, the difference between the highest point (Peak) and the lowest point (Valley) within the measurement range) was measured. Then, the simple average value of the measured PV values was evaluated as the shape accuracy according to the following criteria.
  • the aspherical portion of the resin sheet was punched out and used as a measurement sample.
  • the thickness of the center of 300 measurement samples out of the punched aspherical portions was measured using a shape measuring device (“UA-3P” manufactured by Panasonic Corporation). Then, the standard deviation of the measured thickness was evaluated as a variation in thickness accuracy according to the following criteria.
  • the aspherical portion of the resin sheet was punched out and used as a measurement sample.
  • the phase difference of 300 measurement samples out of the punched aspherical portions was measured using a resin molded lens inspection system (“WPA-100” manufactured by Photonic Slatis).
  • WPA-100 resin molded lens inspection system manufactured by Photonic Slatis.
  • the evaluation was made according to the following criteria using the simple average value of the phase difference values obtained as the values standardized at the measurement wavelength (543 nm). The smaller the phase difference value, the smaller the birefringence.
  • C Simple average value of phase difference is more than 50 nm
  • ZEONEX E48R manufactured by Nippon Zeon
  • the direction perpendicular to the width direction of the thermoplastic film is the longitudinal direction, and has a sufficient length for molding by the roll-to-roll molding method.
  • the thermoplastic resin film obtained according to the above was set in a heat press molding machine equipped with a pair of dies having a temperature control device (conveyance step). As the pair of molds, those having the properties shown in Table 1 were used. Then, after raising the temperature of the die to the press temperature shown in Table 1, the thermoplastic resin film was hot-pressed under the conditions shown in Table 1 (heat pressing step). Further, while the hot press film was still pressed, the pair of dies were cooled to 100 ° C. to cool the hot press film sandwiched between the dies (mold cooling step).
  • Example 2 A resin sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the step-up speed during hot pressing was changed to the speed shown in Table 1, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 A resin sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the press temperature was changed to the temperature shown in Table 1, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 1.
  • Examples 5 to 7 A resin sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the mold was changed to the mold shown in Table 1, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 1.
  • thermoplastic resin film a thermoplastic resin containing a norbornene-ethylene random copolymer obtained by random addition polymerization using norbornene and ethylene as monomers (TOPAS6013 (manufactured by Polyplastics), glass transition temperature: 138 ° C.) was used.
  • a resin sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the press temperature was changed to the temperature shown in Table 1, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 1.
  • Example 9 A polycarbonate resin (Wonderlight PC-115 (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.), glass transition temperature: 145 ° C.) was used as the thermoplastic resin film, and the resin was the same as in Example 1 except that the press temperature was changed to the temperature shown in Table 1. Sheets were manufactured and various evaluations were performed. The results are shown in Table 1.
  • Example 10 Polymethylmethacrylate resin (Delpet 80NH (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.), glass transition temperature: 100 ° C.) was used as the thermoplastic resin film, and the press temperature was changed to the temperature shown in Table 1 in the same manner as in Example 1. A resin sheet was manufactured and various evaluations were performed. The results are shown in Table 1.
  • Example 11 A polyester resin (OKP-1 (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.), glass transition temperature: 132 ° C.) was used as the thermoplastic resin film, and the resin was the same as in Example 1 except that the press temperature was changed to the temperature shown in Table 1. Sheets were manufactured and various evaluations were performed. The results are shown in Table 1.
  • Example 1 A resin sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the step-up speed during hot pressing was changed to the speed shown in Table 1, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 1.
  • Example 2 A resin sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the press temperature was changed to the temperature shown in Table 1, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 A resin sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the mold was changed to the mold shown in Table 1, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 1.
  • the resin sheets of Examples 1 to 11 have a plurality of aspherical portions having a small variation in thickness accuracy and high shape accuracy. Further, the resin sheet of Comparative Example 1 has a low shape accuracy of the aspherical portion, and the resin sheets of Comparative Examples 2 to 3 have a large variation in the thickness accuracy of the aspherical portion and the shape accuracy is also low. I understand.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本発明は、厚み精度のバラツキが小さく、且つ、形状精度の高い複数の非球面状部を有する樹脂シートを提供する。本発明の樹脂シートの製造方法は、熱可塑性樹脂を用いて形成された熱可塑性樹脂フィルムを熱プレス成形して、互いに離隔した複数の非球面状部を有する樹脂シートを製造する方法であって、熱プレス成形を、熱可塑性樹脂のガラス転移温度よりも40℃以上高いプレス温度で、プレス圧力を0.1MPa/秒以下の平均昇圧速度で最終プレス圧力まで昇圧させることにより行うものである。

Description

樹脂シートおよび樹脂シートの製造方法
 本発明は、樹脂シートおよび樹脂シートの製造方法に関し、特には、透過型光学素子の製造に有用な樹脂シートおよび樹脂シートの製造方法に関するものである。
 近年、電子電気機器の軽量化、小型化、及び薄型化が進み、これらの電子電気機器に搭載されるカメラユニット等においても、薄型化及び小径化へのニーズが高まっている。また、このようなカメラユニット等においては、一層の高画質化のニーズがあり、これらの光学機器に備えられるレンズ及びプリズム等の透過型光学素子についても高性能であることが求められている。
 従来、カメラユニット等に採用されるレンズ等の透過型光学素子は、一般的に、射出成形法により製造されてきた。しかしながら、射出成形法によりレンズを形成した場合、得られたレンズ内にウェルドラインが形成されることを完全に抑制することは困難であった。また、射出成形法に従って得られたレンズでは、複屈折が生じ易かった。このため、得られたレンズ中において、十分に高い光学的性能を発揮することが可能な領域の占める比率を十分に高めることが難しく、直径が1cmに満たないような小径のレンズを射出成形法に従って形成しても、レンズとして十分に機能させることが難しかった。
 そこで、近年、射出成形法以外の方法により、小径のレンズ等の透過型光学素子を製造する方法が検討されてきた。例えば、特許文献1には、第1のレンズ面を形成する第1の凹凸構造が複数設けられた第1の金型と、第2のレンズ面を形成する第2の凹凸構造を複数有する第2の金型との間にレンズ成形材を挟み込み、加熱プレス処理することにより、隙間なく連続配置された多数のマイクロレンズを備えるマイクロレンズアレイを製造する技術が開示されている。
特開2012-181515号公報
 しかし、プレス成形を用いた上記従来の技術では、例えばレンズ等として使用し得る非球面状部を複数有する樹脂シートを製造した際に、厚み精度のバラツキが小さく、且つ、形状精度の高い複数の非球面状部を有する樹脂シートを得ることができなかった。
 そこで、本発明は、厚み精度のバラツキが小さく、且つ、形状精度の高い複数の非球面状部を有する樹脂シートを提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行った。そして、本発明者らは、所定の条件で樹脂シートを熱プレス成形することにより、厚み精度のバラツキが小さく、且つ、形状精度の高い非球面状部を複数有する樹脂シートが得られることを見出した。また、本発明者らは、樹脂シートを所定の形状にすれば、非球面状部の厚み精度のバラツキを小さくすることができると共に、形状精度を高めることができることを見出した。そして、本発明者らは、上述した新たな知見に基づいて本発明を完成させた。
 即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の樹脂シートの製造方法は、熱可塑性樹脂を用いて形成された熱可塑性樹脂フィルムを熱プレス成形して、互いに離隔した複数の非球面状部を有する樹脂シートを製造する方法であって、前記熱プレス成形を、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度よりも40℃以上高いプレス温度で、プレス圧力を0.1MPa/秒以下の平均昇圧速度で最終プレス圧力まで昇圧させることにより行うことを特徴とする。このように、プレス圧力の平均昇圧速度およびプレス温度を所定の範囲内にすれば、厚み精度のバラツキが小さく、且つ、形状精度の高い非球面状部を複数有する樹脂シートを容易に製造することができる。
 なお、本発明において、「熱可塑性樹脂のガラス転移温度」は、JIS K7121に基づき測定することができる。
 ここで、本発明の樹脂シートの製造方法は、前記プレス圧力を、0.1MPa/秒以下の一定の昇圧速度で最終プレス圧力まで昇圧させることが好ましい。プレス圧力の昇圧速度を一定にすれば、非球面状部の形状精度を更に高めることができると共に、複屈折および厚み精度のバラツキを更に小さくすることができる。
 そして、本発明の樹脂シートの製造方法は、前記非球面状部の少なくとも一方の表面が、厚み方向の断面形状が変曲点を有する形状であることが好ましい。このような形状を有する非球面状部は、レンズなどの透過型光学素子として有利に使用し得る。
 また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の樹脂シートは、熱可塑性樹脂を用いて形成された、非球面状部を複数有する樹脂シートであって、前記非球面状部の配設密度が0.16個/cm2以上であり、互いに隣接する非球面状部間の最小間隔が1.0mm以上であり、平面視における前記非球面状部の直径が1mm以上15mm以下であり、前記非球面状部の位相差が50nm以下であり、最薄部の厚みが500μm以下であることを特徴とする。このように、非球面状部の配設密度、最小間隔、直径および位相差、並びに、最薄部の厚みが所定の範囲内であれば、非球面状部の厚み精度のバラツキを小さくすることができると共に、形状精度を高めることができる。
 なお、本発明において、「位相差」は、実施例に記載の方法を用いて測定することができる。
 ここで、本発明の樹脂シートは、前記非球面状部の厚み精度のバラツキが0.2μm以下であることが好ましい。非球面状部の厚み精度のバラツキが0.2μm以下であれば、複屈折を十分に小さくすることができる。
 なお、本発明において、「厚み精度のバラツキ」は、実施例に記載の方法を用いて測定することができる。
 そして、本発明の樹脂シートは、前記非球面状部の少なくとも一方の表面が、厚み方向の断面形状が変曲点を有する形状であることが好ましい。このような形状を有する非球面状部は、レンズなどの透過型光学素子として有利に使用し得る。
 本発明によれば、厚み精度のバラツキが小さく、且つ、形状精度の高い複数の非球面状部を有する樹脂シートを提供することができる。
樹脂シートの一例の厚み方向に沿う断面を示す断面図である。
 以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明の樹脂シートの製造方法は、例えば本発明の樹脂シートを製造する際に用いることができる。そして、本発明に係る樹脂シートは、特に限定されることなく、例えば光学レンズ及びプリズムといった透過型光学素子の製造に好適に用いることができる。ここで、「光学レンズ」とは、光の屈折作用を示す透明体を意味する。また、「プリズム」とは、光の分散作用、屈折作用、全反射作用、及び/又は、複屈折作用を示す透明多面体を意味する。本発明に係る樹脂シートを用いれば、形状精度が高く、且つ低複屈折性の透過型光学素子を効率的に得ることができる。より具体的には、本発明に係る樹脂シートを用いれば、片面及び/又は両面が変曲点のある非球面レンズ等の種々の形状の非球面レンズを好適に製造することができる。
そして、当該非球面レンズは、例えば、小型電子電気機器のカメラユニットのレンズとして好適に用いることができる。
(樹脂シート)
 本発明の樹脂シートは、厚み方向に沿う断面の形状を例えば図1に示すように、熱可塑性樹脂を用いて形成された樹脂シート10であって、非球面状部11を複数有するものである。そして、本発明の樹脂シート10は、非球面状部11の配設密度が0.16個/cm2以上であり、互いに隣接する非球面状部11間の最小間隔Pが1.0mm以上であり、平面視における非球面状部11の直径Dが1mm以上15mm以下であり、非球面状部11の位相差が50nm以下であり、最薄部Hminの厚みが500μm以下であることを必要とする。非球面状部の配設密度、最小間隔、直径および位相差、並びに、樹脂シートの最薄部の厚みが上記範囲内であれば、非球面状部の厚み精度のバラツキを小さくすることができると共に、形状精度を高めることができる。
 なお、樹脂シートの非球面状部の形状は、図1に示す形状に限定されず、平凸レンズ、両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、平凹レンズ、両凹レンズ、及び凹メニスカスレンズ等、任意の非球面形状とすることができる。そして、樹脂シートの非球面状部は、特に限定されることなく、例えば樹脂シートから切り出して非球面レンズとして好適に用いることができる。ここで、レンズなどの透過型光学素子として有利に使用し得る観点からは、非球面状部の少なくとも一方の表面は、厚み方向の断面形状が変曲点を有する形状であることが好ましい。
<熱可塑性樹脂>
 熱可塑性樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、脂環構造含有樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、及びチオウレタン樹脂等が挙げられる。なお、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及び/又はメタクリルを指す。そして、上述した熱可塑性樹脂は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
 これらの中でも、透明性に優れることから、熱可塑性樹脂は脂環構造含有樹脂を含むことが好ましい。
 脂環構造含有樹脂とは、主鎖及び/又は側鎖に飽和環状炭化水素構造及び不飽和環状炭化水素構造等の脂環式構造を有する重合体である。なかでも、機械強度及び耐熱性に優れる樹脂シートが得られ易いことから、シクロアルカン構造を主鎖に有するものが好ましい。脂環式構造含有樹脂を構成する重合体(以下、「脂環式構造含有重合体」とも称する)中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は特に限定されないが、重合体に含まれる全繰り返し単位に対して、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましい。脂環式構造を有する繰り返し単位の割合が50質量%以上の脂環式構造含有重合体を用いることで、透明性及び耐熱性に優れる樹脂シートが得られ易くなる。
 脂環式構造含有重合体の具体例としては、ノルボルネン系重合体、単環の環状オレフィン系重合体、環状共役ジエン系重合体、ビニル脂環式炭化水素系重合体などが挙げられる。これらの中でも、得られる樹脂シートの透明性、耐熱性、及び機械的強度を高める観点から、ノルボルネン系重合体が好ましい。なお、本明細書において、これらの重合体は、重合反応生成物だけでなく、その水素化物も意味するものである。
 ノルボルネン系重合体は、ノルボルネン系モノマーの重合体又はその水素化物である。ノルボルネン系重合体としては、ノルボルネン系モノマーの開環重合体、ノルボルネン系モノマーとこれと開環共重合可能なその他のモノマーとの開環重合体、ノルボルネン系モノマーの付加重合体、ノルボルネン系モノマーとこれと共重合可能なその他のモノマーとの付加重合体、及びこれらの重合体の水素化物などが挙げられる。なかでも、ノルボルネン系モノマーの開環重合体水素化物(即ち、ノルボルネン系開環重合体水素化物)が好ましい。ノルボルネン系開環重合体水素化物を用いることで、樹脂シートの透明性、耐熱性、及び機械的強度等を一層高めることができると共に、熱プレス成形を用いて樹脂シートを製造する際の離型性及び転写性を高めることができる。
 ノルボルネン系モノマーとしては、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン(慣用名:ノルボルネン)及びその誘導体、トリシクロ[4.3.01,6.12,5]デカ-3,7-ジエン(慣用名ジシクロペンタジエン)及びその誘導体、7,8-ベンゾトリシクロ[4.3.0.12,5]デカ-3-エン(慣用名メタノテトラヒドロフルオレン:1,4-メタノ-1,4,4a,9a-テトラヒドロフルオレンともいう)及びその誘導体、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ-3-エン(慣用名:テトラシクロドデセン)及びその誘導体、などが挙げられる。誘導体に含まれうる置換基としては、アルキル基、アルキレン基、ビニル基、アルコキシカルボニル基、アルキリデン基などが挙げられる。例えば、ノルボルネン系モノマーとしての誘導体としては、8-メトキシカルボニル-テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ-3-エン、8-メチル-8-メトキシカルボニル-テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ-3-エン、8-エチリデン-テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ-3-エンなどが挙げられる。これらのノルボルネン系モノマーは、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
 ノルボルネン系モノマーと開環共重合可能なその他のモノマーとしては、シクロヘキセン、シクロヘプテン、及びシクロオクテンなどの単環の環状オレフィン系単量体などが挙げられる。ノルボルネン系モノマーと付加共重合可能なその他のモノマーとしては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、及び1-ヘキセンなどの炭素数2~20のα-オレフィン並びにこれらの誘導体;シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロオクテン、及び3a,5,6,7a-テトラヒドロ-4,7-メタノ-1H-インデンなどのシクロオレフィン並びにこれらの誘導体;1,4-ヘキサジエン、4-メチル-1,4-ヘキサジエン、5-メチル-1,4-ヘキサジエン、及び1,7-オクタジエンなどの非共役ジエン;などが挙げられる。
 上述のようなノルボルネン系モノマーを含む開環重合体及び付加重合体は、公知の触媒の存在下で重合させることにより合成することができる。また、これらの水素化物は、公知の水素化触媒を用いた水素化反応により、得ることができる。
 なお、単環の環状オレフィン系重合体、環状共役ジエン系重合体、及びビニル脂環式炭化水素系重合体としては、例えば、国際公開第2017/126599号に記載されたものが挙げられる。
 また、脂環式構造含有重合体などの熱可塑性樹脂として、市販品を使用することもできる。具体的には、例えば脂環式構造含有重合体の市販品としては、日本ゼオン社製、ZEONEX(登録商標)、三井化学社製、APEL(登録商標)、JSR社製、ARTON(登録商標)、ポリプラスチックス社製、TOPAS(登録商標)などが挙げられる。また、例えばオレフィン樹脂の市販品としては、三井化学社製、TPX(登録商標)などが挙げられる。
 そして、熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、特に限定されないが、100℃以上が好ましく、120℃以上がより好ましく、200℃以下が好ましく、160℃以下がより好ましい。熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)が上記下限値以上であれば、樹脂シートの非球面状部の形状精度を一層高めることができる。また、熱可塑性樹脂フィルムのガラス転移温度(Tg)が上記上限値以下であれば、樹脂シートの生産効率を高めると共に、非球面状部の形状精度を一層高めることができる。
 なお、樹脂シートは、上述したような樹脂成分以外の成分を含有するものであってもよい。樹脂成分以外の成分としては、光安定剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、酸化防止剤、離型剤、帯電防止剤、炭素材料(カーボン等)、顔料、及び、染料等の添加剤が挙げられる。これらの成分の配合量は、特に限定されず適宜決定することができる。例えば、これらの添加剤の合計量は、樹脂成分を100質量%として、例えば20質量%以下、好ましくは10質量%以下でありうる。
<非球面状部>
 非球面状部は、配設密度が0.16個/cm2以上であることが必要であり、非球面状部の配設密度は、0.30個/cm2以上であることが好ましく、0.40個/cm2以上であることがより好ましく、3.0個/cm2以下であることが好ましく、2.0個/cm2以下であることがより好ましく、1.0個/cm2以下であることが更に好ましく、0.60個/cm2以下であることが特に好ましい。非球面状部の配設密度が0.16個/cm2以上であれば、非球面状部の厚み精度のバラツキを小さくすることができると共に、形状精度を高めることができる。また、非球面状部の配設密度が上記上限値以下であれば、複屈折を小さくすることができると共に、厚み精度のバラつきを更に小さくすることができる。
 また、互いに隣接する非球面状部間の最小間隔は、1.0mm以上であることが必要であり、3.0mm以上であることが好ましく、5.0mm以上であることがより好ましく、7.0mm以上であることが更に好ましい。非球面状部間の最小間隔が1.0mm以上であれば、非球面状部の厚み精度のバラツキを小さくすることができると共に、形状精度を高めることができる。また、非球面状部間の最小間隔が1.0mm以上であれば、例えばプレス成形等の成形方法を用いて作製する場合であっても、樹脂シート中の気泡およびエア溜まりの発生を抑制することができる。なお、非球面状部間の最小間隔は、通常、20mm以下である。
 更に、平面視における非球面状部の直径は、1mm以上15mm以下であることが必要であり、非球面状部の直径は、3mm以上であることが好ましく、9mm以下であることが好ましい。非球面状部の直径が上記範囲内であれば、非球面状部の厚み精度のバラツキを小さくすることができると共に、形状精度を高めることができる。
 また、非球面状部の中心の厚みは、50μm以上であることが好ましく、100μm以上であることがより好ましく、1500μm以下であることが好ましく、1000μm以下であることがより好ましい。非球面状部の中心の厚みが上記範囲内であれば、レンズなどの透過型光学素子として有利に使用することができる。
 更に、非球面状部の厚み精度のバラツキは、0.2μm以下であることが好ましく、0.1μm以下であることがより好ましい。厚み精度のバラツキが上記上限値以下であれば、非球面状部の複屈折を小さくすることができる。
 そして、非球面状部の位相差は、50nm以下であることが必要であり、20nm以下であることが好ましい。位相差が上記上限値以下であれば、非球面状部の厚み精度のバラツキを小さくすることができると共に、形状精度を高めることができる。
<樹脂シートの性状>
 また、樹脂シートは、最薄部の厚みが500μm以下であることが必要であり、樹脂シートの最薄部の厚みは、50μm以上であることが好ましく、100μm以上であることがより好ましく、300μm以下であることが好ましく、200μm以下であることがより好ましい。最薄部の厚みが上記上限値以下であれば、非球面状部の厚み精度のバラツキを小さくすることができると共に、形状精度を高めることができる。また、最薄部の厚みが上記下限値以上であれば、樹脂シートの強度を十分に確保することができる。
(樹脂シートの製造方法)
 本発明の樹脂シートの製造方法は、熱可塑性樹脂を用いて形成された熱可塑性樹脂フィルムを熱プレス成形して、互いに離隔した複数の非球面状部を有する樹脂シートを製造する方法であり、特に限定されることなく、例えば上述した本発明の樹脂シートを製造する際に用いることができる。そして、本発明の樹脂シートの製造方法は、例えば、熱可塑性樹脂フィルムを、少なくとも一対の金型により加熱及び加圧したまま、一定時間保持することにより熱プレスフィルムを得る「熱プレス工程」と、熱プレス工程の後に、一対の金型を熱可塑性樹脂のガラス転移温度以下の温度まで冷却して、熱プレスフィルムを冷却する「金型冷却工程」と、金型冷却工程の後に、熱プレスフィルムを一対の金型から離型して樹脂シートを得る「離型工程」とを含み、熱プレス工程における熱プレスを、熱可塑性樹脂のガラス転移温度よりも40℃以上高いプレス温度で、プレス圧力を0.1MPa/秒以下の平均昇圧速度で最終プレス圧力まで昇圧させることにより行うことを特徴とする。
 本発明の樹脂シートの製造方法では、熱プレス成形時のプレス圧力の平均昇圧速度およびプレス温度を所定の範囲内にしているので、厚み精度のバラツキが小さく、且つ、形状精度の高い非球面状部を複数有する樹脂シートを容易に製造することができる。
 なお、本発明の樹脂シートの製造方法は、熱プレス工程に先立って、熱可塑性樹脂フィルムを所定の搬送方向に沿って搬送する搬送工程を含んでも良い。また、本発明の樹脂シートの製造方法の各工程を実施する環境の気圧は、特に限定されることなく、JIS Z8703に規定された標準状態の範囲内であり得る。なお、本発明の樹脂シートの製造方法の各工程は、特に限定されることなくあらゆる手段により実施可能であるが、所謂、ロール・ツー・ロール方式の製造手段を用いて実施されることが好ましい。ロール・ツー・ロール方式の製造手段を用いて各工程を実施することで、樹脂シートの製造効率を高めることができるからである。
<樹脂シート>
 本発明の樹脂シートの製造方法で製造する樹脂シートは、互いに離隔した複数の非球面状部を有するものであれば特に限定されない。中でも、樹脂シートは、上述した本発明の樹脂シートと同様の性状を有していることが好ましい。
<熱可塑性樹脂フィルム>
 熱可塑性樹脂フィルムに用いられる熱可塑性樹脂としては、特に限定されることなく、例えば上述した本発明の樹脂シートの熱可塑性樹脂と同様のものが挙げられる。なお、「フィルム」とは、表面及び裏面(即ち、主面)が、厚み分の距離を隔てて対向してなる形状を有する物体を意味する。
 そして、熱可塑性樹脂フィルムの製造方法としては、特に限定されることなく、従来公知の適宜な方法を採用することができる。例えば、所定の成分を混合して熱可塑性樹脂フィルム製造用の成形材料を得た後、これを用いて、溶融押出成形法、溶融流延成形法、射出成形法等により、熱可塑性樹脂フィルムを得ることができる。
 熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、製造する樹脂シートの非球面状部の直径に応じて、適宜選択することができる。例えば、熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、通常50μm以上であり、好ましくは70μm以上であり、通常500μm以下であり、好ましくは400μm以下である。なお、熱可塑性樹脂フィルムの厚みにバラツキがある場合には、熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、ランダムに選定した複数の測定点における厚みの単純算術平均の値に相当する。
<搬送工程>
 搬送工程では、熱プレス工程に先立って、熱可塑性樹脂フィルムを、所定の搬送方向に沿って熱プレスを実施する位置まで搬送する。搬送方向は、熱可塑性フィルムの幅方向に対して直交する長手方向に沿う方向であることが好ましい。
<熱プレス工程>
 熱プレス工程では、熱可塑性樹脂フィルムを、少なくとも一対の金型により所定の平均昇圧速度およびプレス温度で熱プレスして熱プレスフィルムを得る。なお、熱プレス工程では、少なくとも一対の金型を用いる限りにおいて特に限定されることなく、一対の金型を用いて熱可塑性樹脂フィルムを熱プレスしてもよいし、複数対の金型により1枚の熱可塑性樹脂フィルムの異なる部分を同時又は時間差で熱プレスしても良い。本発明の樹脂シートの製造方法において、射出成形法によらず、熱可塑性樹脂フィルムを金型を用いた熱プレスに供することで、得られる樹脂シートの非球面状部における複屈折の発生を抑制することができる。
[金型]
 金型としては、少なくとも一方が非球面状部形成領域であるキャビティ部を複数個有している限りにおいて特に限定されることなく、平板金型などの任意の形状の金型を用い得る。
 なお、金型に用いる材質としては、公知の材質が使用できる。例えば、炭素鋼、ステンレス鋼、これらをベースにした合金類が挙げられ、なかでも加工性と硬度の観点から、STAVAX(登録商標)材(ウッデホルム社製)等のステンレス鋼が好ましい。また、離型性の観点から、クロム、チタン、及びニッケル等の金属によるめっきが金型表面に施されてなる、金型を用いることが好ましく、なかでも、無電解ニッケル-リンめっきが金型表面に施されてなる金型を用いることが、より好ましい。
 そして、本発明の製造方法で用いる金型の少なくとも一方は、複数のキャビティ部が金型の平面方向にて離散配置されてなる。複数のキャビティ部は、金型の平面方向にて、等間隔で離隔して配置されていることが好ましい。
 ここで、一対の金型は、両方が、それぞれ複数のキャビティ部を有していてもよい。キャビティ部をそれぞれ有する一対の金型を用いて成形することで、両面が賦形された樹脂シートを効率的に製造することができるからである。なお、一対の金型の各形状は、当然、製造する樹脂シートの形状に応じて、同一であっても、相異なっていても良い。
 キャビティ部は、配設密度が0.16個/cm2以上であることが好ましく、0.30個/cm2以上であることがより好ましく、0.40個/cm2以上であることが更に好ましく、3.0個/cm2以下であることが好ましく、2.0個/cm2以下であることがより好ましく、1.0個/cm2以下であることが更に好ましく、0.60個/cm2以下であることが特に好ましい。キャビティ部の配設密度が0.16個/cm2以上であれば、得られる樹脂シートの非球面状部の厚み精度のバラツキを小さくすることができると共に、形状精度を高めることができる。また、キャビティ部の配設密度が上記上限値以下であれば、複屈折を小さくすることができると共に、厚み精度のバラつきを更に小さくすることができる。
 また、互いに隣接するキャビティ部間の最小間隔は、1.0mm以上であることが好ましく、3.0mm以上であることがより好ましく、5.0mm以上であることが更に好ましく、7.0mm以上であることが特に好ましい。キャビティ部間の最小間隔が1.0mm以上であれば、得られる樹脂シートの非球面状部の厚み精度のバラツキを小さくすることができると共に、形状精度を高めることができる。また、キャビティ部の最小間隔が1.0mm以上であれば、樹脂シート中の気泡およびエア溜まりの発生を抑制することができる。なお、キャビティ部間の最小間隔は、通常、20mm以下である。
 更に、平面視におけるキャビティ部の直径は、1mm以上15mm以下であることが好ましく、3mm以上であることがより好ましく、9mm以下であることがより好ましい。キャビティ部の直径が上記範囲内であれば、得られる樹脂シートの非球面状部の厚み精度のバラツキを小さくすることができると共に、形状精度を高めることができる。
 また、金型を閉じた状態におけるキャビティ部の中心の深さ(形成される非球面状部の厚み方向に対応する方向の距離)は、50μm以上であることが好ましく、100μm以上であることがより好ましく、1500μm以下であることが好ましく、1000μm以下であることがより好ましい。キャビティ部の中心の間隔が上記範囲内であれば、得られる樹脂シートの非球面状部をレンズなどの透過型光学素子として有利に使用することができる。
 更に、金型は、閉じた状態(閉型状態)における樹脂シート形成面間の最小間隔が、50μm以上であることが好ましく、100μm以上であることがより好ましく、500μm以下であることが好ましく、300μm以下であることがより好ましく、200μm以下であることが更に好ましい。最小間隔が上記上限値以下であれば、得られる樹脂シートの非球面状部の厚み精度のバラツキを小さくすることができると共に、形状精度を高めることができる。また、最小間隔が上記下限値以上であれば、得られる樹脂シートの強度を十分に確保することができる。
[プレス温度]
 熱プレス工程において一対の金型で熱可塑性樹脂フィルムを熱プレスする際のプレス温度(金型温度)は、熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも40℃高い温度(Tg+40℃)以上であることが必要であり、プレス温度は、ガラス転移温度よりも50℃高い温度(Tg+50℃)以上であることが好ましく、ガラス転移温度よりも55℃高い温度(Tg+55℃)以上であることが好ましい。プレス温度が上記下限値以上であれば、得られる樹脂シートの非球面状部の厚み精度のバラツキを小さくすることができると共に、形状精度を高めることができる。なお、効率的に樹脂シートを製造する観点からは、プレス温度は、ガラス転移温度よりも80℃高い温度(Tg+80℃)以下とすることが好ましい。
 なお、プレス温度は、特に限定されることなく、既知の一般的な方法(例えば、既知のヒーター及びクーラー等を用いた温度制御方法)に従って金型の温度を制御することにより、適宜調節することができる。
[プレス圧力]
 熱プレス工程では、金型で熱可塑性樹脂フィルムを熱プレスする際のプレス圧力を、所定の昇圧速度で最終プレス圧力まで昇圧させた後、任意に最終プレス圧力で所定時間保持する。
-昇圧速度-
 ここで、プレス圧力の平均昇圧速度は、0.1MPa/秒以下であることが必要であり、0.07MPa/秒以下であることが好ましく、0.05MPa/秒以下であることがより好ましい。平均昇圧速度が上記上限値以下であれば、得られる樹脂シートの非球面状部の複屈折を小さくすることができると共に、形状精度を高めることができる。なお、効率的に樹脂シートを製造する観点からは、平均昇圧速度は、0.04MPa/秒以上とすることが好ましい。
 なお、プレス圧力の昇圧速度は、平均昇圧速度が0.1MPa/秒以下になれば一定の速度でなくてもよいが、得られる樹脂シートの非球面状部の複屈折を更に小さくすると共に形状精度を更に高める観点からは、熱プレス工程全体を通して、0.1MPa/秒以下であることが好ましく、0.07MPa/秒以下であることがより好ましく、0.05MPa/秒以下であることが更に好ましい。
 また、非球面状部の形状精度を更に高めると共に、複屈折および厚み精度のバラツキを更に小さくする観点からは、熱プレス工程では、プレス圧力を一定の昇圧速度で最終プレス圧力まで昇圧させることが好ましく、0.1MPa/秒以下の一定の昇圧速度で最終プレス圧力まで昇圧させることがより好ましく、0.07MPa/秒以下の一定の昇圧速度で最終プレス圧力まで昇圧させることが更に好ましく、0.05MPa/秒以下の一定の昇圧速度で最終プレス圧力まで昇圧させることが特に好ましい。
-最終プレス圧力-
 最終プレス圧力は、特に限定されることなく、例えば1MPa以上10MPa以下とすることができる。最終プレス圧力が上記範囲内であれば、得られる樹脂シートの非球面状部の形状精度を更に高めると共に、複屈折および厚み精度のバラツキを更に小さくすることができる。
[その他のプレス条件]
 なお、熱プレス工程におけるプレス時間は特に限定されることなく、用いる熱可塑性樹脂フィルムの種類及びサイズ、目的とする樹脂シートの形状及び大きさ等に応じて、適宜決定することができる。例えば、最終プレス圧力までプレス圧力を昇圧させる時間は、20秒以上300秒以下とすることができ、プレス圧力を最終プレス圧力で保持する時間は、0秒以上180秒以下とすることができる。
<金型冷却工程>
 金型冷却工程では、一対の金型を熱可塑性樹脂フィルムのガラス転移温度以下の温度まで冷却して、熱プレスフィルムを冷却する。かかる工程を実施することで、得られる樹脂シートの非球面状部の形状精度を高めることができる。なお、金型冷却工程の始点は、例えば、熱プレス工程の開始時点から所定時間経過後に、金型を冷却するための温度制御を開始する時点、或いは、熱プレス工程の開始時点から所定時間経過後に、金型に対する熱入力を停止した時点であり得る。金型冷却工程の終点は、後述する金型冷却温度まで金型温度が下がった時点、或いは、かかる時点から所定時間(例えば、50秒)経過した時点であり得る。
[金型冷却温度]
 金型冷却温度は、熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)以下である必要があり、ガラス転移温度よりも15℃低い温度(Tg-15℃)以下が好ましく、ガラス転移温度よりも30℃低い温度(Tg-30℃)以下がより好ましい。また、金型冷却温度は、ガラス転移温度よりも80℃低い温度(Tg-80℃)以上であることが好ましく、ガラス転移温度よりも75℃低い温度(Tg-75℃)以上であることがより好ましい。金型冷却温度が上記上限値以下であれば、後述する離型工程にて、離型し易く、得られる樹脂シートの非球面状部の形状精度を効果的に高めることができる。また、金型冷却温度が上記下限値以上であれば、樹脂シートの製造効率を一層高めることができる。
[その他の金型冷却条件]
 金型冷却時間及び金型冷却速度等は、特に限定されることなく、熱可塑性樹脂フィルムの種類及びサイズ、目的とする樹脂シートの非球面状部の形状及び大きさ等に応じて、適宜決定することができる。例えば、金型冷却時間は、10秒以上100秒以下とすることができ、金型冷却速度は、50℃/分以上300℃/分以下とすることができる。
<離型工程>
 離型工程では、金型冷却工程の後に、熱プレスフィルムを金型から離型して、樹脂シートを得る。この際、樹脂シートの非球面状部の形状精度を高める観点からは、熱プレスフィルムに対して張力をかけながら離型することが好ましい。ここで、張力は、搬送方向に沿う方向の力として作用させることが好ましい。また、離型工程における張力の制御方法は特に限定されず、公知の方法により制御することができる。例えば、熱プレスフィルムの巻き出しロール、熱プレスフィルムを巻き取るための巻取りロール、もしくは張力制御用に別途設けられたニップロール等により制御することができる。
 さらに、離型工程のみならず、上述した熱プレス工程における、熱可塑性樹脂フィルムと一対の金型の何れか一方とが接触する金型加熱工程以降、離型工程を開始する時点までの各段階において、熱可塑性樹脂フィルムに対して継続的又は断続的に張力がかけられていることが好ましい。得られる樹脂シートの非球面状部の形状精度を一層高めることができるからである。勿論、上記期間以外に行う他の工程においても、熱可塑性樹脂フィルムに対して張力がかけられていても良い。即ち、搬送工程から、離型工程以降に行い得る工程までの全ての工程を通じて、熱可塑性樹脂フィルムに対して張力がかけられていても良い。
[張力]
 熱プレスフィルムに対して、搬送方向で作用させる張力の大きさは、熱可塑性樹脂フィルムの幅1mあたり、1N以上であることが好ましく、10N以上であることがより好ましく、2000N以下であることが好ましく、1000N以下であることがより好ましい。なお、「熱可塑性樹脂フィルムの幅」とは、搬送方向に対して直交する方向である。張力の大きさが上記下限値以上であれば、得られる樹脂シートの非球面状部の形状精度を一層高めることができる。また、張力の大きさが上記上限値以下であれば、熱プレスフィルムが破断することを抑制して、樹脂シートの製造効率を一層高めることができる。
 以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。実施例及び比較例において、熱可塑性樹脂のガラス転移温度は以下のようにして測定した。また、実施例及び比較例において、樹脂シートの非球面状部の形状精度、厚み精度のバラツキおよび位相差は、以下のようにして評価した。
<熱可塑性樹脂フィルムのガラス転移温度>
 熱可塑性樹脂のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量分析計(SIIナノテクノロジー社製、「DSC6220」)を用いて、JIS K7121に基づき昇温速度10℃/分の条件で測定した。
<形状精度>
 樹脂シートの非球面状部を打ち抜き、測定試料とした。
 次に、打ち抜いた非球面状部のうち300個の測定試料について、形状測定器(パナソニック社製、「UA-3P」)を用いて、非球面の設計値を基準とするPV値(基準表面に対する測定試料の表面の形状の最大誤差、即ち測定範囲内での最も高い点(Peak)と最も低い点(Valley)の差)を測定した。そして、測定したPV値の単純平均値を形状精度として以下の基準で評価した。
 A:PV値の単純平均値が0.5μm以下
 B:PV値の単純平均値が0.5μm超1.0μm以下
 C:PV値の単純平均値が1.0μm超
<厚み精度のバラツキ>
 樹脂シートの非球面状部を打ち抜き、測定試料とした。
 次に、打ち抜いた非球面状部のうち300個の測定試料について、中心の厚みを、形状測定器(パナソニック社製、「UA-3P」)を用いて測定した。そして、測定した厚みの標準偏差を厚み精度のバラツキとして以下の基準で評価した。
 A:標準偏差が0.1μm以下
 B:標準偏差が0.1μm超0.2μm以下
 C:標準偏差が0.2μm超
<位相差>
 樹脂シートの非球面状部を打ち抜き、測定試料とした。
 次に、打ち抜いた非球面状部のうち300個の測定試料について、樹脂成形レンズ検査システム(フォトニックスラティス社製、「WPA-100」)を用いて位相差を測定した。
 測定波長(543nm)で規格化した値として得られる位相差の値の単純平均値を用いて、以下の基準に従って評価した。位相差の値が小さいほど、複屈折が小さいことを意味する。
 A:位相差の単純平均値が20nm以下
 B:位相差の単純平均値が20nm超50nm以下
 C:位相差の単純平均値が50nm超
(実施例1)
 ノルボルネン系開環重合体水素化物を含む熱可塑性樹脂(ZEONEX E48R(日本ゼオン社製)、ガラス転移温度:139℃)を、フィルム押出成形機(単軸押出機、φ=20mm、GSIクレオス社製)に入れ、これを260℃で溶融し、溶融樹脂をTダイから押し出し、これを冷却して、厚みが500μmである、幅295mmの熱可塑性樹脂フィルムを得た。なお、熱可塑性フィルムの幅方向に垂直な方向が長手方向となっており、ロール・ツー・ロール成形法により成形するために充分な長さを有していた。
 上記に従って得られた熱可塑性樹脂フィルムを、温度調節装置を有する一対の金型を備える熱プレス成形機にセットした(搬送工程)。なお、一対の金型としては、表1に示す性状を有するものを用いた。
 そして、金型の温度を表1に示すプレス温度まで昇温させた後、表1に示す条件で熱可塑性樹脂フィルムを熱プレスした(熱プレス工程)。
 さらに、熱プレスフィルムをプレスしたままの状態で、一対の金型を100℃まで冷却して、金型間に挟まれた状態の熱プレスフィルムを冷却した(金型冷却工程)。
 その後、金型を開いて金型冷却工程を終了し、表1に示す性状の樹脂シートを金型から剥離した(離型工程)。
 得られ樹脂シートについて、上記に従って各種評価を行った結果を、搬送工程を開始してから離型工程を完了するまでに要した時間(サイクルタイム)と共に表1に示す。
(実施例2)
 熱プレス時の昇圧速度を表1に示す速度に変更した以外は実施例1と同様にして樹脂シートを製造し、各種評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例3~4)
 プレス温度を表1に示す温度に変更した以外は実施例1と同様にして樹脂シートを製造し、各種評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例5~7)
 金型を表1に示す金型に変更した以外は実施例1と同様にして樹脂シートを製造し、各種評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例8)
 熱可塑性樹脂フィルムとしてノルボルネンとエチレンとをモノマーとして用いたランダム付加重合により得られたノルボルネン-エチレンランダム共重合体を含む熱可塑性樹脂(TOPAS6013(Polyplastics社製)、ガラス転移温度:138℃)を用い、プレス温度を表1に示す温度に変更した以外は実施例1と同様にして樹脂シートを製造し、各種評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例9)
 熱可塑性樹脂フィルムとしてポリカーボネート樹脂(ワンダーライトPC-115(旭化成社製)、ガラス転移温度:145℃)を用い、プレス温度を表1に示す温度に変更した以外は実施例1と同様にして樹脂シートを製造し、各種評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例10)
 熱可塑性樹脂フィルムとしてポリメチルメタクリレート樹脂(デルペット80NH(旭化成ケミカルズ社製)、ガラス転移温度:100℃)を用い、プレス温度を表1に示す温度に変更した以外は実施例1と同様にして樹脂シートを製造し、各種評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例11)
 熱可塑性樹脂フィルムとしてポリエステル樹脂(OKP-1(大阪ガスケミカル社製)、ガラス転移温度:132℃)を用い、プレス温度を表1に示す温度に変更した以外は実施例1と同様にして樹脂シートを製造し、各種評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例1)
 熱プレス時の昇圧速度を表1に示す速度に変更した以外は実施例1と同様にして樹脂シートを製造し、各種評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例2)
 プレス温度を表1に示す温度に変更した以外は実施例1と同様にして樹脂シートを製造し、各種評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例3)
 金型を表1に示す金型に変更した以外は実施例1と同様にして樹脂シートを製造し、各種評価を行った。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1より、実施例1~11の樹脂シートは、厚み精度のバラツキが小さく、且つ、形状精度の高い複数の非球面状部を有することが分かる。また、比較例1の樹脂シートは、非球面状部の形状精度が低く、更に、比較例2~3の樹脂シートは、非球面状部の厚み精度のバラツキが大きく、形状精度も低いことが分かる。
 本発明によれば、厚み精度のバラツキが小さく、且つ、形状精度の高い複数の非球面状部を有する樹脂シートを提供することができる。
10 樹脂シート
11 非球面状部

Claims (6)

  1.  熱可塑性樹脂を用いて形成された熱可塑性樹脂フィルムを熱プレス成形して、互いに離隔した複数の非球面状部を有する樹脂シートを製造する方法であって、
     前記熱プレス成形を、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度よりも40℃以上高いプレス温度で、プレス圧力を0.1MPa/秒以下の平均昇圧速度で最終プレス圧力まで昇圧させることにより行う、樹脂シートの製造方法。
  2.  前記プレス圧力を、0.1MPa/秒以下の一定の昇圧速度で最終プレス圧力まで昇圧させる、請求項1に記載の樹脂シートの製造方法。
  3.  前記非球面状部の少なくとも一方の表面は、厚み方向の断面形状が変曲点を有する形状である、請求項1または2に記載の樹脂シートの製造方法。
  4.  熱可塑性樹脂を用いて形成された、非球面状部を複数有する樹脂シートであって、
     前記非球面状部の配設密度が0.16個/cm2以上であり、
     互いに隣接する非球面状部間の最小間隔が1.0mm以上であり、
     平面視における前記非球面状部の直径が1mm以上15mm以下であり、
     前記非球面状部の位相差が50nm以下であり、
     最薄部の厚みが500μm以下である、樹脂シート。
  5.  前記非球面状部の厚み精度のバラツキが0.2μm以下である、請求項4に記載の樹脂シート。
  6.  前記非球面状部の少なくとも一方の表面は、厚み方向の断面形状が変曲点を有する形状である、請求項4または5に記載の樹脂シート。
PCT/JP2020/034989 2019-09-30 2020-09-15 樹脂シートおよび樹脂シートの製造方法 WO2021065489A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021550578A JPWO2021065489A1 (ja) 2019-09-30 2020-09-15
CN202080059417.9A CN114302794B (zh) 2019-09-30 2020-09-15 树脂片和树脂片的制造方法
US17/754,116 US11654601B2 (en) 2019-09-30 2020-09-15 Resin sheet and method of producing resin sheet
KR1020227005654A KR20220071181A (ko) 2019-09-30 2020-09-15 수지 시트 및 수지 시트의 제조 방법
EP20870972.5A EP4040198A4 (en) 2019-09-30 2020-09-15 RESIN FILM AND METHOD FOR PRODUCING IT

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-180115 2019-09-30
JP2019180115 2019-09-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021065489A1 true WO2021065489A1 (ja) 2021-04-08

Family

ID=75337945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/034989 WO2021065489A1 (ja) 2019-09-30 2020-09-15 樹脂シートおよび樹脂シートの製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11654601B2 (ja)
EP (1) EP4040198A4 (ja)
JP (1) JPWO2021065489A1 (ja)
KR (1) KR20220071181A (ja)
CN (1) CN114302794B (ja)
WO (1) WO2021065489A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004198536A (ja) * 2002-12-16 2004-07-15 Three M Innovative Properties Co レンズアレイシート及び成形方法
JP2009090616A (ja) * 2007-10-12 2009-04-30 Sumitomo Electric Ind Ltd プラスチック薄膜の製造方法
JP2010264652A (ja) * 2009-05-14 2010-11-25 Fujifilm Corp 造形物の製造方法及び製造装置
JP2011224990A (ja) * 2010-04-02 2011-11-10 Toshiba Mach Co Ltd 成形品の製造方法および成形品の製造装置
WO2017126599A1 (ja) 2016-01-22 2017-07-27 日本ゼオン株式会社 光学レンズの製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09267404A (ja) * 1996-01-31 1997-10-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 加圧成形による光学素材及び光学素子の製造方法並びにプレス型
DE60229190D1 (de) * 2001-08-10 2008-11-20 Sekisui Chemical Co Ltd Optische Kunststofffolie, Verfahren zu deren Herstellung und Polarisator
JP4135768B2 (ja) * 2006-09-27 2008-08-20 東レ株式会社 間欠式フィルム成形装置及び成型方法
JP5587209B2 (ja) * 2008-11-27 2014-09-10 株式会社日本触媒 光学フィルムとその製造方法
JP5848979B2 (ja) 2011-02-11 2016-01-27 株式会社半導体エネルギー研究所 マイクロレンズアレイの作製方法および発光装置の作製方法
JP6476779B2 (ja) * 2014-11-14 2019-03-06 日本ゼオン株式会社 光学フィルムの製造方法、及び偏光板の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004198536A (ja) * 2002-12-16 2004-07-15 Three M Innovative Properties Co レンズアレイシート及び成形方法
JP2009090616A (ja) * 2007-10-12 2009-04-30 Sumitomo Electric Ind Ltd プラスチック薄膜の製造方法
JP2010264652A (ja) * 2009-05-14 2010-11-25 Fujifilm Corp 造形物の製造方法及び製造装置
JP2011224990A (ja) * 2010-04-02 2011-11-10 Toshiba Mach Co Ltd 成形品の製造方法および成形品の製造装置
WO2017126599A1 (ja) 2016-01-22 2017-07-27 日本ゼオン株式会社 光学レンズの製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4040198A4

Also Published As

Publication number Publication date
CN114302794B (zh) 2024-07-26
JPWO2021065489A1 (ja) 2021-04-08
KR20220071181A (ko) 2022-05-31
EP4040198A4 (en) 2023-11-01
CN114302794A (zh) 2022-04-08
TW202118611A (zh) 2021-05-16
EP4040198A1 (en) 2022-08-10
US11654601B2 (en) 2023-05-23
US20220288820A1 (en) 2022-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20040119204A1 (en) Process for producing light transmitting plate
CN1827350A (zh) 一种用以制造表面具有压花的板件的装置与方法
JP6844550B2 (ja) 光学レンズの製造方法
WO2021065489A1 (ja) 樹脂シートおよび樹脂シートの製造方法
WO2021006126A1 (ja) 透過型光学素子の製造方法
WO2021153512A1 (ja) 成形シート及び成形シートの製造方法、並びに、光学素子の製造方法
TWI851817B (zh) 樹脂薄片及樹脂薄片的製造方法
JP7225799B2 (ja) 透過型光学素子の製造方法
JP7259366B2 (ja) 熱プレス装置および成形体の製造方法
JP5328040B2 (ja) 微細構造を有する積層体及びその製造方法
US20150362656A1 (en) Light Guiding Decorative Composite Sheet and Components Made Thereof
JP2016147502A (ja) 光学レンズ成形用金型及び光学レンズの製造方法
JP6229482B2 (ja) 光学レンズの成形方法
JP2021098206A (ja) 透過型光学素子の製造方法
JP2004050819A (ja) 成形体の成形方法及び成形体
JP2001239556A (ja) 熱可塑性樹脂の成形方法
JP2011005820A (ja) 光学素子の成形方法及び光学素子
JP2001038773A (ja) 光学部品用成形体の成形方法
JP2001260163A (ja) 光学用成形体及び成形方法
KR20130089409A (ko) 프리즘 필름의 제조방법
Funamoto et al. Nanohot embossing using curved stage to replicate antireflection nanostructures onto light guide
WO2012099024A1 (ja) 光学部材の凹凸形状を決定する方法
JP2006116759A (ja) 光学材料射出成形用金型及び光学材料の製造方法
KR101199568B1 (ko) 렌즈 제조용 금형
WO2005030468A1 (ja) 厚物平板成形品及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20870972

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021550578

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020870972

Country of ref document: EP

Effective date: 20220502