JP2000334745A - ロール状の樹脂型とその樹脂型を用いたレンズシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】離型性、転写性に優れたロール状の樹脂型とそ
の型を用いたを連続成形が可能で、生産効率の優れ、気
泡のない優れた性能のレンズシートの製造方法を供する
ことを目的とする。 【解決手段】紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型樹脂の
硬化物から成るレンズ部を基材シートの片面に形成して
得られるレンズシートの製造方法において、レンズと逆
形状を有する金属切削金型からシリコン樹脂を用いて形
状を転写して得られるレンズ部シリコン樹脂層と樹脂フ
ィルム基材とを一体としたレンズ面を有するフィルム状
型を、鉄芯シリンダーに巻き付けながら熱硬化型樹脂を
展延塗布し、該樹脂を熱硬化させた後、前記シリコン樹
脂フィルム型を剥離し、更に高温で完全熱硬化せしめて
なることを特徴とするロール状の樹脂型と該型を用いた
レンズシートの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の形状面を有
する型を用いて、紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型樹
脂の硬化物から成るレンズ部を基材シートの片面に形成
して得られるレンズシートの製造方法において、ロール
状の樹脂型とその樹脂型を用いた光学部品等に用いられ
るレンズシートの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フレネルレンズシートの製造方法
として、代表的な手法として、以下のものが知られてい
る。熱可塑性樹脂を、加熱されたスタンパを用いて押圧
し、レンズ面を成形する所謂熱プレス成形法、溶融軟化
された熱可塑性樹脂組成物を金型内に注入し、固化させ
てフレネルレンズ面を成形するキャスティング成形法が
採用されている。また、近年ではこのような熱可塑性樹
脂ではなく、紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等を
用いてフレネルレンズ面を成形する手法も開発されてい
る。

【０００３】このような樹脂を使用する方法として、 特開昭６１−１７７２１５号公報 紫外線を透過する透明樹脂板と、レンズを構成する所定
形状の凹凸（フレネルレンズ面）が形成されたスタンパ
の凹凸形成面とによって規定される空隙に紫外線硬化型
樹脂を充填した後、前記樹脂に前記透明樹脂板側より紫
外線を照射して前記樹脂を硬化させ、前記透明樹脂板と
重合接着させることによって、積層構成のフレネルレン
ズを製造する方法。 特開昭６１−２４８７０７号公報 フレネルレンズの金型と、光透過性を有するフィルムも
しくはシート状の薄板との間に、樹脂硬化線（紫外線，
電子線など）の照射で硬化する樹脂を真空中で充填し、
樹脂硬化線を照射して樹脂を前記金型の形状に硬化さ
せ、フレネルレンズを成型する方法。 特開平３−８１７０２号公報 レンズ型上の一側縁に紫外線硬化型樹脂液の液溜りがで
きるように塗布すると共にこの上に透明樹脂フィルムを
被覆し、該フィルムの液溜り側から反対側にかけてしご
きながら紫外線硬化型樹脂を展延させる方法。等が提案
されている。

【０００４】上記の方法によれば、紫外線硬化型樹脂
をレンズ型上に展延させる際、あるいはこの上に透明樹
脂板を重ねる際に、気泡が入り易く、しかも一旦入った
気泡を抜くことは至難なことである。また、上記の方
法によれば、樹脂充填時の気泡の混入防止対策として、
透明樹脂薄板と金型との隙間であるキャビティ内を真空
にして樹脂を吸引する構造をとっているが、これには以
下に例示される問題点がある。 （１）一般に真空注入では、樹脂の粘度に応じて各種の
問題を有している。低粘度の放射線硬化型樹脂でない
と、樹脂の流動速度が遅いため、充填時間や動力を要す
ることになり、低粘度の樹脂だと、充填後に周辺部から
中心部へ樹脂や気泡が移動する惧れがある。 （２）樹脂内に含まれている気泡が真空にすることによ
り体積が膨張し、かえって気泡となって残る。 （３）大面積のキャビティ内を真空にすると、透明樹脂
薄板には大きな荷重がかかるため、たわみなく製作する
ことは実用上困難であると共に、大面積のキャビティ部
を密閉することも実用上困難である。 （４）充填時のキャビティ厚さに応じて、各種の弊害が
存在する。すなわち、キャビティ厚さが薄いと、その部
分の樹脂の流動速度が通常部分よりも遅くなり、海島状
の気泡が生じると共に充填時間が長くなる。キャビティ
厚さが厚いと、海島状の気泡の問題は生じないが、樹脂
の使用量が増大し、価格上昇を招くことになる。

【０００５】気泡の混入の問題の解決を図ったものとし
て、上記の提案があり、透明樹脂フィルムを用い、こ
の柔軟性を利用しながら気泡のない性能の優れたレンズ
シートを製造しようとするものであるが、上記の方法
は、枚葉での生産の上では好適であるが、レンズシート
が間欠的に搬送されるもので、生産性効率が悪い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
鑑みなされたもので、離型性、転写性に優れたロール状
の樹脂型とその型を用いた連続成形が可能で、生産効率
の優れ、気泡のない優れた性能のレンズシートの製造方
法を供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
所定の形状面を有する型を用いて、紫外線硬化型樹脂又
は電子線硬化型樹脂の硬化物から成るレンズ部を基材シ
ートの片面に形成して得られるレンズシートの製造方法
において、レンズと逆形状を有する金属切削金型からシ
リコン樹脂を用いて形状を転写して得られるレンズ部シ
リコン樹脂層と樹脂フィルム基材とを一体としたレンズ
面を有するフィルム状型を、鉄芯シリンダーに巻き付け
ながら熱硬化型樹脂を展延塗布し、該樹脂を熱硬化させ
た後、前記シリコン樹脂フィルム型を剥離し、更に高温
で完全熱硬化せしめてなることを特徴とするロール状の
樹脂型である。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のロ
ール状の樹脂型において、前記熱硬化型樹脂が、液状エ
ポキシ樹脂とノボラック型エポキシ樹脂及び／又はビス
フェノールＳ型エポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂とシ
リコン変成化合物と酸無水物と硬化促進剤を必須成分と
するエポキシ樹脂組成物であることを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載のロール状の樹脂型において、前記鉄芯シリンダーの
表面が、アンカーコート剤で表面処理を施されたことを
特徴とする。

【００１０】請求項４記載の発明は、所定の形状面を有
する型を用いて、紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型樹
脂の硬化物から成るレンズ部を基材シートの片面に形成
して得られるレンズシートの製造方法において、請求項
１乃至３記載の何れかのロール状の樹脂型を用いたこと
を特徴とするのレンズシートの製造方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】図に基づいて、本発明の実施の形
態について、一例としてレンズ面がフレネルレンズ面の
場合について説明する。図１は、本発明におけるフレネ
ルレンズ面を有するフィルム状型を作成する説明図であ
る。平面状の金属板に縦型旋盤を用いて切削加工によっ
てフレネルレンズの逆形状面１１を形成した金型１０を
作成する。この金型をマスターとし、金型１０の表面に
シリコン樹脂２０を供給し（ａ）、フィルム基材３０を
被覆しながら、プレスロール４０にてしごきながらシリ
コン樹脂２０を金型表面に延展させながら母型を取り
（ｂ）、形状を転写して得られるシリコン樹脂層とフィ
ルム基材とを一体としたフレネルレンズの逆形状面５１
を有するフィルム状型５０（ｃ）を作成する。

【００１２】前記鉄芯シリンダーの表面を、２−アクリ
ロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸もしくは変性エ
ーテル型ポリエステル組成物を必須成分とするアンカー
コート剤で処理を施したことを特徴とする。これによっ
て、鉄芯シリンダーの表面とエポキシ樹脂との接着性が
向上する。

【００１３】本発明で用いられるシリコン樹脂は、縮合
型は精密型取りには不適であり、付加重合型シリコン樹
脂が望ましい。シリコンの主剤と硬化剤を所定の分量で
混ぜた後、真空脱気を行い、金属金型に塗布し、ロール
プレスで扱きながら気泡を除去して形成する。ロール回
転速度及びプレス圧力を制御することにより気泡を容易
に除去できる。

【００１４】次に、図２に基づいて本発明におけるフレ
ネルレンズエンボスロールスタンパの作成方法について
説明する。鉄芯シリンダー６０の表面を、２−アクリロ
イロキシエチルヘキサヒドロフタル酸もしくは変性エー
テル型ポリエステル組成物を必須成分とするアンカーコ
ート剤で処理を施し、アンカーコート層９０を設ける。
フレネルレンズ面５１を有するフィルム状型５０を上記
の鉄芯シリンダー６０に巻き付けながら熱硬化型樹脂７
０を展延塗布し（ａ）、熱硬化させた後、前記フィルム
状型５０を剥離し（ｂ）、更に高温で完全硬化せしめ
て、フレネルレンズ面１０１を有するロール状樹脂型１
００（ｃ）を作成する。

【００１５】前記熱硬化型樹脂が、液状エポキシ樹脂と
ノボラック型エポキシ樹脂及び／又はビスフェノールＳ
型エポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂とシリコン変成化
合物と酸無水物と硬化促進剤を必須成分とするエポキシ
樹脂組成物であることを特徴とする。これによって、型
からの成型物の離型性、型形状の成型物への転写性が優
れる。エンボスロールに巻き付けるため塗工性能から使
用時に１０００〜３０００ｃｐｓ程度、熱硬化時以降に
クラックや反りの発生防止、コスト面から、１．０ｍｍ
以下の薄さにするのが望ましい。また、熱硬化時にロー
ル上部から下部にエポキシ樹脂が流れ落ちないようにテ
ンションをかけた状態でシリコン型とエンボスロールの
間に固定する必要がある。約６５℃で約５時間固化させ
た後、シリコン型を剥がして、更に１５０〜２００℃で
１０時間完全に固化させる。これより、紫外線硬化型樹
脂及び電子線硬化型樹脂のモノマーによる腐食がされ難
く、エポキシ型の耐久性が向上する。

【００１６】本発明のレンズシートの製造方法の一例と
して、フレネルレンズシートの製造方法について説明す
る。巻き出しロールから供給される透明樹脂フィルムに
塗布装置により紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型樹脂
からなる樹脂組成物を塗布し、フレネルレンズエンボス
ロールスタンパに供給し、透明樹脂フィルムを介して、
紫外線又は電子線照射装置によって紫外線又は電子線を
照射して、フレネルレンズ面を透明樹脂フィルムに硬化
接着せしめ、フレネルレンズシートを得る。

【００１７】本発明で使用される前記透明樹脂フィルム
としては、具体的にはポリエステル樹脂、ポリオレフィ
ン樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル樹脂、ポリカー
ボネート樹脂、塩化ビニル樹脂やこれらの複合体などの
合成樹脂などのフィルム状のものが用いられる。本発明
においては、中でも、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレ
ート），ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＣ（ポリカーボ
ネイト），ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）、
ＭＳ（メタクリルスチレン）などが好ましい。また、基
材の厚みはロール型による巻き取り成形のため、０．７
ｍｍ以下のものが望ましい。また、拡散剤として、例え
ばガラスビーズ，シリカ，無機系酸化物，無機系炭酸化
物，無機系硫酸化物，有機系樹脂ビーズなどや、離型剤
として、例えばフッ素系，シリコーン系のものが添加さ
れた基材が使用されることもある。

【００１８】金型に塗布する紫外線硬化型樹脂又は電子
線硬化型樹脂としては、様々なものがあるが、代表的な
ものは、分子中にアクリロイル基を有する紫外線硬化型
樹脂であり、エポキシアクリレート系，ウレタンアクリ
レート系，ポリエステルアクリレート系，ポリオールア
クリレート系のオリゴマー、ポリマーと単官能・２官能
・あるいは多官能重合性（メタ）アクリル系モノマー、
例えばテトラヒドロフルフリルアクリレート，２−ヒド
ロキシエチルアクリレート，２−ヒドロキシ−３−フェ
ノキシプロピルアクリレート，ポリエチレングリコール
ジアクリレート，ポリプロピレングリコールジアクリレ
ート，トリメチロールプロパントリアクリレート，ペン
タエリトリトールトリアクリレート，ペンタエリトリト
ールテトラアクリレートなどのモノマー、オリゴマー、
ポリマーなどの混合物が使用される。

【００１９】放射線硬化型樹脂に配合されるものとし
て、光重合開始剤、例えばベンゾフェノン，ジエチルチ
オキサントン，ベンジルジメチルケタール，２−ヒドロ
キシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン，
１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン，２−メ
チル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モリ
フォリノプロパン−１，アシルホスフィンオキサイドな
どがあるが、光重合開始剤は１００％反応するわけでは
なく、未反応のものが成形されたレンズの性能に悪影響
を及ぼすことから、０．１〜７重量％の範囲、好ましく
は０．５〜５重量％で、未硬化部が残らない程度に添加
量をとどめるべきである。

【００２０】また、場合によっては、希釈剤が用いられ
ることもあり、有機溶剤、例えばアセトン，エタノー
ル，メタノール，酢酸エチル，クロロホルム，四塩化炭
素，テトラヒドロフラン，シクロヘキサン，ジエチルエ
ーテル，メチルエチルケトン，トルエン，ベンゼンなど
が使用される。

【００２１】その他に添加されるものとして、紫外線吸
収剤，光安定剤，界面活性剤，消泡剤，帯電防止剤，酸
化防止剤，難燃剤などがあるが、これらの添加剤は、成
形されるレンズの性能に悪影響を及ぼさないものや、悪
影響を及ぼさない程度の添加量でなければならない。ま
た、必要に応じて、拡散剤として、例えばガラスビー
ズ，シリカ，無機系酸化物，無機系炭酸化物，無機系硫
酸化物，有機系樹脂ビーズなどや、離型剤として、例え
ばフッ素系，シリコーン系のものが添加することもでき
る。

【００２２】上記の樹脂組成物を、ロールコート、フロ
ーコート、コンマコート、リップコート等の方法によっ
て塗布することができる。樹脂組成物の塗布後必要に応
じて、樹脂組成物表面をスムージングを行うことにより
平滑面とすることができる。スムージングは、例えば、
ドクターブレード、エアーナイフ、リバースロール等の
方法で行うことができる。

【００２３】本発明において、紫外線又は電子線の照射
時間や照射強度は、紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型
樹脂からなる樹脂組成物、樹脂層の厚さによって異なる
が、紫外線の場合は、５００〜３、０００Ｗの紫外線を
１０〜３０秒程度照射するのが好ましい。電子線の場合
は、１〜５０メガラッド程度照射するのが好ましい。

【００２４】尚、本発明は、上記のフレネルレンズシー
トではなく、レンチキュラーシートやプリズムレンズシ
ートを製造する手段としても有用な製造方法である。さ
らに、上記の光学部品のみならず、化粧板等の凹凸形状
を有する建装材の分野の成形品を製造する方法としても
採用できる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００２６】（実施例１） ＜フレネル金属金型＞真鍮板を縦型旋盤に取り付け、平
面だし切削実施後、渦巻き状にフレネルレンズの逆型切
削を行う。これには約５０インチサイズで５日間を要す
る。次に、切削終了後、クロムメッキを行い表面保護処
理を実施する。

【００２７】＜シリコン母型＞信越化学もしくは東芝シ
リコーン樹脂の付加型シリコンを用いて、主剤と硬化剤
を調合し、真空脱気を行なう。これを、５０インチ金属
金型の上端部に３００ｇほど塗布してバック材にシリコ
ン処理を施したＰＥＴを用い、ロールプレスでゆっくり
扱きながら脱気を行い、型どりを行う。５０℃で約２時
間で十分固化する。常温なら１日放置が必要である。

【００２８】＜エポキシ成形型＞予め、２−アクリロイ
ロキシエチルヘキサヒドロフタル酸を必須成分とするア
ンカーコート剤で処理を施した金属ロールの上端部に常
温で液状のエポキシ樹脂とノボラック型エポキシ樹脂及
びビスフェノールＳ型エポキシ樹脂からなるエポキシ樹
脂とシリコン変成化合物と酸無水物と硬化促進剤を必須
成分とする所定の混合比のエポキシ樹脂組成物からなる
エポキシ樹脂を棒状に塗布する。バック材にシリコン型
を用いて、ロールを５０℃程度に加温し、ニップロール
で脱気しながらエポキシ樹脂を薄く塗りの伸ばし、厚み
を２ｍｍ以下になるようにする。この状態で６５℃で５
時間熱硬化させる。次に、シリコン母型を剥がして、さ
らに２００℃で１０時間完全に反応させる。紫外線硬化
型樹脂及び電子線硬化型樹脂のモノマーによる腐食に耐
えられる実用性のエポキシ成形型が得られた。

【００２９】＜フレネルレンズ材料＞ 基材：ポリカーボネート樹脂（０．５ｍｍ厚み）でロー
ル状に巻き取られたもの。 紫外線硬化型樹脂：反応性プレポリマー（紫外線硬化型
樹脂）の組成ウレタンアクリレートオリゴマー（ＮＫ−
オリゴＵ−４ＨＡ 新中村化学製）４７重量％と、２−
ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート（ア
ロニックスＭ−５７００東亜合成製）３０重量％と、テ
トラヒドロフルフリルアクリレート（ビスコート＃１５
０ 大阪有機化学製）２０重量％と、１−ヒドロキシシ
クロヘキシルフェニルケトン（イルガキュア１８４日本
チバガイギー製）３重量％とを混合したもの。

【００３０】基材に予め紫外線硬化型樹脂を均一に塗布
して、エポキシ樹脂の成型パターンが刻まれたエンボス
ロールに抱かせ、ニップロールにおいて脱気しながらＵ
Ｖ樹脂をパターン状に硬化させる。ここで、脱気に影響
する因子は成形速度とニップ圧力及び樹脂液溜まり量で
ある。成形速度は速すぎるとカスレが生じ、遅すぎると
液ダレを生じてしまう。また、ニップ圧力は強すぎても
弱すぎても気泡が混入してしまう。フレネルパターンの
場合、円周状のため気泡の混入しない条件も非常に狭
い。樹脂液溜まりは不足した場合に気泡が混入する。多
い分には気泡は混入しないが、成型幅の制御が難しくな
るため適正な範囲が存在する。

【００３１】（実施例２）銅メッキを施したシリンダー
を超精密ＮＣ旋盤に取り付け、ファインピッチのシリン
ドリカルレンズを並設したレンチキュラー型をダイヤモ
ンドバイトで切削する。次に、数ミクロンの厚さのクロ
ムメッキを施す。シリコン母型は、実施例１と同様に付
加型シリコンを用いて、シリコン処理を施したバック基
材としてＰＥＴ樹脂フィルムを用い、ロールプレスでゆ
っくり扱きながら脱気を行い型どりを行う。次に、実施
例１と同様に、予め２−アクリロイロキシエチルヘキサ
ヒドロフタル酸を必須成分とするアンカーコート剤を鉄
芯シリンダーに塗布紫外線硬化させる。熱硬化樹脂のエ
ポキシ樹脂を、上記で得られたレンチキュラー面を有す
るフィルム型を被せてロールプレスで巻き付け圧延す
る。これによって得られたロール状エポキシ樹脂型を用
いて、紫外線硬化型樹脂を用いて、実施例１と同様にし
てレンチキュラーレンズシートを製造する。

【００３２】（実施例３）天然木目柄の化粧板を製造す
る方法の実施例について以下に述べる。まず、原稿（板
材）からシリコン型取りを行う。次に、紫外線硬化型樹
脂をシリコン型に流し込み圧延してＵＶ硬化させ第２の
型を作成する。これにシリコン離型処理を施し、エポキ
シ樹脂で圧延して元形状と逆型を作成する。これに再度
シリコンでフィルム基材に型取りを行う。このシリコン
フィルム型を用いて、実施例１、２と同様にシリンダー
にエポキシ樹脂からなるロール状樹脂型を作成する。上
記で得られたロール状樹脂型を用いて、連続した巻き取
り状の化粧板を製造する。

【００３３】

【発明の効果】本発明により、離型性、転写性に優れた
ロール状の樹脂型とその型を用いた連続成形が可能で、
生産効率の優れ、気泡のない優れた性能のレンズシート
の製造方法を提案することができる。樹脂型であるため
に再版が容易で、安価に型を作成できる。さらに、レン
ズシート等の光学部品のみならず、凹凸形状を有する建
装材分野等の成形品の製造方法としても採用でき、広い
分野への展開が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における、一例としてレンズ形状がフレ
ネルレンズ面を有するフィルム状型を作成する説明図。

【図２】本発明における、一例としてレンズ形状がフレ
ネルレンズ面を有するエンボスロール状の樹脂型を作成
する説明図。

【符号の説明】

１０……金属金型 １１、５１、１０１……フレネルレンズ面 ２０……シリコン樹脂 ３０……樹脂フィルム基材 ４０、８０……プレスロール ５０……フィルム型 ６０……鉄芯シリンダー ７０……エポキシ樹脂 ９０……アンカーコート層 １００……ロール状樹脂型

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の形状面を有する型を用いて、紫外線
   硬化型樹脂又は電子線硬化型樹脂の硬化物から成るレン
   ズ部を基材シートの片面に形成して得られるレンズシー
   トの製造方法において、レンズと逆形状を有する金属切
   削金型からシリコン樹脂を用いて形状を転写して得られ
   るレンズ部シリコン樹脂層と樹脂フィルム基材とを一体
   としたレンズ面を有するフィルム状型を、鉄芯シリンダ
   ーに巻き付けながら熱硬化型樹脂を展延塗布し、該樹脂
   を熱硬化させた後、前記シリコン樹脂フィルム型を剥離
   し、更に高温で完全熱硬化せしめてなることを特徴とす
   るロール状の樹脂型。
2. 【請求項２】前記熱硬化型樹脂が、液状エポキシ樹脂と
   ノボラック型エポキシ樹脂及び／又はビスフェノールＳ
   型エポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂とシリコン変成化
   合物と酸無水物と硬化促進剤を必須成分とするエポキシ
   樹脂組成物であることを特徴とする請求項１記載のロー
   ル状の樹脂型。
3. 【請求項３】前記鉄芯シリンダーの表面が、アンカーコ
   ート剤で表面処理を施されたことを特徴とする請求項１
   又は２記載のロール状の樹脂型。
4. 【請求項４】所定の形状面を有する型を用いて、紫外線
   硬化型樹脂又は電子線硬化型樹脂の硬化物から成るレン
   ズ部を基材シートの片面に形成して得られるレンズシー
   トの製造方法において、請求項１乃至３記載の何れかの
   ロール状の樹脂型を用いたことを特徴とするレンズシー
   トの製造方法。