JPH0727901A

JPH0727901A - レンズシート

Info

Publication number: JPH0727901A
Application number: JP16815093A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Shiraishi; 義信白石; Norizou Tomita; 則三富田; Katsumi Yonekura; 克美米倉
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 1995-01-31

Abstract

(57)【要約】【目的】レンズ部と透明樹脂基材との密着性に優れる
とともに、レンズ型のレンズパターンを精確に転写する
ことができ、光学特性に優れ、気泡の巻き込み等による
レンズ欠陥もない優れたレンズシートを提供する。【構成】透明樹脂基材の少なくとも一方の面に活性エ
ネルギー線硬化樹脂によりレンズ部が形成されたレンズ
シートにおいて、レンズ部が一般式（１）で示される化
合物１０〜３０重量％と、２官能（メタ）アクリル酸エ
ステル１０〜５０重量％と、前記透明樹脂基材を２５℃
で１０時間浸漬させた時の重量減少が１０％以上である
単官能（メタ）アクリル酸エステル４０〜７０重量％を
含有する混合物に活性エネルギー線を照射し硬化してな
るレンズシート。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロジェクションテレ
ビやマイクロフィルムリーダー等の画面として用いられ
る投写スクリーン、集光用レンズ、立体写真等に使用さ
れるフレネルレンズ、レンチキュラーレンズあるいはプ
リズム等のレンズシートに関するものであり、更に詳し
くは、透明樹脂基材上に活性エネルギー線硬化樹脂によ
ってレンズ部が形成されたレンズシートに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】フレネルレンズやレンチキュラーレンズ
等のレンズシートを製造する方法としては、アクリル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン
樹脂等の透明樹脂材料を用いて、これらの樹脂を射出成
型する方法、樹脂板とレンズ型とを当接させ、これを加
熱加圧することによりレンズ型のレンズパターンを転写
する押圧成型法、樹脂板を直接切削加工するダイレクト
カット法等が知られている。

【０００３】しかしながら、射出成型法においては大き
なサイズの成型物の成型は難しく、比較的小さなサイズ
の成型物の成型にしか使用できない。また、押圧成型法
では樹脂板および成型型の加熱冷却サイクルに長時間を
要するため、樹脂成型物の大量生産のためには多数の成
型型が必要となり、大型の樹脂成型物を製造するために
は生産装置に莫大な費用がかかる。さらに、ダイレクト
ッカット法では切削に長時間を必要とし、微細なピッチ
のレンズを形成することができない等の問題点を有して
いる。

【０００４】そこで、最近では活性エネルギー線硬化型
組成物をレンズ型内に注入した後、活性エネルギー線を
照射して該組成物を硬化させる方法等が提案されてい
る。特に、投写スクリーン用のレンズシートとして使用
する場合には、高い輝度および高い演色性が要求される
とともに、解像度を向上させた二重像の少ない薄型のレ
ンズシートが要求されてきている。このようなレンズシ
ートのレンズ部を構成する活性エネルギー線硬化樹脂と
しては、製造に適した粘度、低臭気、低刺激、硬化後の
透明性、表面硬度、基材との接着性等、種々の要求を満
足する必要がある。

【０００５】これらの要求に対して、例えば、特開昭５
７−８２０１８号公報には、基材フィルム表面に放射線
硬化性樹脂で凹凸模様を有する浮き出し模様を形成した
シートにおいて、放射線硬化性樹脂としてウレタンアク
リレート７０〜１００重量部、Ｖ−ピロールあるいはア
クリル系モノマー３０重量部からなる組成物が提案され
ている。また、特開平１−１９２５２９号公報には、成
形型転写性、脱泡性、濡れ性、表面硬化性を有する第１
の電離放射線硬化樹脂を成形型に塗布し、さらにベース
フィルムとの接着性、流動性、機械的強度、透明性を有
する第２の電離放射線硬化樹脂を塗布した後、ベースフ
ィルムを重合わせ電離放射線を照射し硬化させたレンズ
シートにおいて、第１の電離放射線硬化樹脂としてウレ
タンアクリレート樹脂を、第２の電離放射線硬化型とし
て粘度１５００ｍＰａ・ｓのエポキシアクリレート樹脂
を用いることが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、活性エ
ネルギー線硬化型組成物のウレタンアクリレートの含有
量が多い場合には、組成物の粘度が数百ｍＰａ・ｓ以上
という高粘度になりやすいため、レンズ型への塗布時に
泡の巻き込みが発生しやすく、巻き込まれた泡がレンズ
中に欠陥として残るという問題点を有している。また、
ウレタンアクリレートのようなオリゴマーを主成分とす
るものは、透明樹脂基材との接着性に劣りレンズ部の剥
離を起こしやすいものでもある。また、粘度の高い樹脂
を用いた場合には、泡を巻き込み易くなりレンズ欠陥の
原因となり、一端巻き込まれた泡の除去は非常に困難と
なる。このように、レンズシートに使用される紫外線等
の活性エネルギー線硬化樹脂では、基材との密着性が不
十分であったり、得られるレンズシートにレンズ欠陥が
発生したり、レンズシートの光学特性に劣る等の問題点
を有していた。

【０００７】そこで、本発明は、基材との密着性、レン
ズパターンの転写性、表面硬度および光学特性を同時に
満足するレンズ部を有するレンズシートを提供すること
を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記従来
技術の有する問題点を鑑み、レンズ部を構成する活性エ
ネルギー線硬化樹脂について鋭意検討を行った結果、本
発明に到達したものである。すなわち、本発明のレンズ
シートは、透明樹脂基材の少なくとも一方の面に活性エ
ネルギー線硬化樹脂によりレンズ部が形成されたレンズ
シートにおいて、レンズ部が下記の一般式（１）で示さ
れる化合物（Ａ）１０〜３０重量％と、２官能（メタ）
アクリル酸エステル（Ｂ）１０〜５０重量％と、前記透
明樹脂基材を２５℃で１０時間浸漬させた時の重量減少
が１０％以上である単官能（メタ）アクリル酸エステル
（Ｃ）４０〜７０重量％を含有する混合物に活性エネル
ギー線を照射し硬化してなることを特徴とするものであ
る。

【０００９】

【化２】

【００１０】（Ｒ₁ はＨまたはＣＨ₃ を、Ｒ₂ はＣ（Ｃ
Ｈ₃ ）₂ またはＣＨ₂ を示し、ｍ、ｎはｍ＋ｎ≦１０を
満足する整数を示す。）本発明のレンズシートにおいて、一般式（１）で示され
る化合物（Ａ）としては、エチレンオキシドで変成され
たビスフェノールＡのジアクリル酸エステルあるいはジ
メタクリル酸エステル、エチレンオキシドで変成された
ビスフェノールＦのジアクリル酸エステルあるいはジメ
タクリル酸エステルであり、ビスフェノールＡあるいは
ビスフェノールＦ１モル当たり２〜１０モルのエチレン
オキシドが付加されたもののジアクリル酸エステルある
いはジメタクリル酸エステルである。これら化合物
（Ａ）は、単独であるいは２種以上を組み合わせて使用
することができる。

【００１１】これら化合物（Ａ）は、活性エネルギー線
硬化型組成物中に１０〜３０重量％の範囲で含有され
る。これは、化合物（Ａ）の含有量が１０重量％未満で
は、重合収縮率が大きくなりレンズパターンの転写性が
低下したり、重合が急激に進行しレンズシートに歪が発
生しやすくなるとともに、レンズ部の屈折率が低くなり
レンズシートの薄型化に対応できなくなるためである。
また、化合物（Ａ）が３０重量％を越えて含有される
と、活性エネルギー線硬化型組成物の粘度が高くなり、
レンズ型に塗布延展する場合に気泡を巻き込みやくすな
るためである。

【００１２】２官能（メタ）アクリル酸エステル（アク
リル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルをいう）
（Ｂ）としては、特に限定されるものではないが、１，
６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサ
ンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコール
ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレ
ート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエ
チレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレング
リコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジ
メタクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグ
リコールジアクリレート等の透明樹脂基材との親和性を
有するものが、透明樹脂基材との密着性の観点から特に
好ましい。これら化合物は、単独であるいは２種以上を
組み合わせて使用することができる。

【００１３】これら２官能（メタ）アクリル酸エステル
（Ｂ）は、活性エネルギー線硬化型組成物中に１０〜５
０重量％の範囲で含有される。これは、２官能（メタ）
アクリル酸エステル（Ｂ）の含有量が１０重量％未満で
あると、レンズ部を形成する活性エネルギー線硬化樹脂
の架橋密度が低下し、十分な表面硬度を有するレンズシ
ートが得られ難くなる傾向にあるためであり、逆に５０
重量％を越えて含有されると、レンズ部を形成する活性
エネルギー線硬化樹脂の架橋密度が高くなりすぎてレン
ズ部が脆くなったり、レンズ部と透明樹脂基材との密着
性が劣ったり、レンズ部の屈折率が低下する傾向にある
ためである。

【００１４】本発明で使用される単官能（メタ）アクリ
ル酸エステル（アクリル酸エステルあるいはメタアクリ
ル酸エステルをいう）（Ｃ）は、透明樹脂基材を温度２
５℃で１０時間浸漬させた時の重量減少が１０％以上で
あるものであり、このような特定の単官能（メタ）アク
リル酸エステル（Ｃ）を使用することにより、透明樹脂
基材とレンズ部の密着性を向上させることができるもの
である。特定の単官能（メタ）アクリル酸エステル
（Ｃ）としては、例えば、２−アミノエチルアクリレー
ト、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，
Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、２−エトキシ
エチルアクリレート、２−エトキシエチルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルアクリレート、フェノキシヒ
ドロキシエチルアクリレート、フェノキシヒドロキシエ
チルメタクリレート、フェノキシエチルアクリレート、
フェノキシエチルメタクリレート、フェノキシエチレン
グリコールアクリレート、フェノキシエチレングリコー
ルメタクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレ
ート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒ
ドロフルフリルメタクリレート、Ｎ−ビニルカプロラク
タム、Ｎ−ビニルピロリドン等が挙げられ、これらを単
独あるいは２種以上を組み合わせて使用することができ
る。

【００１５】このような単官能（メタ）アクリル酸エス
テル（Ｃ）は、活性エネルギー線硬化型組成物中に４０
〜７０重量％の範囲で含有される。これは、単官能（メ
タ）アクリル酸エステル（Ｃ）の含有量が４０重量％未
満では、透明樹脂基材との密着性に劣り、逆に７０重量
％を越えて含有されると、レンズ部の剛性が低下する傾
向にあるためである。

【００１６】本発明のレンズシートにおいては、必要に
応じて上記（Ａ）〜（Ｃ）成分に、活性エネルギー線硬
化型樹脂あるいは熱可塑性樹脂（Ｄ）を添加して、活性
エネルギー線硬化型組成物の粘度を調整することもでき
る。本発明で使用できる樹脂（Ｄ）としては、例えば、
エチレンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系
樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂等の活性エネルギー線
硬化型樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレ
ン、ポリエチルメタクリレート、メチルメタクリレート
−スチレン共重合体等の高分子量重合体が挙げられる。
これら活性エネルギー線硬化型樹脂あるいは熱可塑性樹
脂（Ｄ）は、（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量１００重量部
に対して５０重量部以下の範囲で添加することができ
る。これは、活性エネルギー線硬化型樹脂あるいは熱可
塑性樹脂（Ｄ）が５０重量部を越えて添加されると、活
性エネルギー線硬化型組成物の粘度が高くなりすぎ、レ
ンズ型に塗布延展する場合に気泡を巻き込みやくすなる
ためである。

【００１７】本発明において、上記（Ａ）〜（Ｄ）成分
の混合物からなる活性エネルギー線硬化型組成物ととも
に使用される光開始剤としては、一般に使用される光開
始剤であれば特に限定されるものではないが、メチルベ
ンゾイルホルメート、１−ヒドロキシシクロヘキシルデ
ニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニ
ルプロパン−１−オン等が反応前および反応後での着色
が比較的少なく、レンズシートの光学特性を損なうこと
がないため好ましい。これら光開始剤は、単独あるいは
２種以上を併用して使用することができる。また、これ
ら光開始剤は、活性エネルギー線硬化型組成物１００重
量部に対して０．１〜５重量部の範囲で添加されること
が好ましい。これは、光開始剤の添加量が０．１重量部
未満であると反応性が劣り硬化しない場合があり、逆に
５重量部を越えて添加すると、レンズ部が着色しやすく
なったり、反応が急激に起こりレンズシートに歪が発生
する恐れがあるためである。

【００１８】本発明に使用される透明樹脂基材として
は、透明性の高い材料であればあらゆる種類のものが使
用でき、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹
脂、スチレン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテル
サルフォン樹脂あるいは塩化ビニル樹脂等からなるもの
を挙げることができる。中でも、光学歪の少ないアクリ
ル系樹脂またはポリカーボネート系樹脂からなる基材が
好ましい。また、透明樹脂基材としては、厚さ０．２〜
５ｍｍ程度の板状、シート状あるいはフィルム状等の形
態のものが使用できるが、投写スクリーン等として使用
する場合には、多重像等の少ない画像特性に優れた０．
２〜１ｍｍ程度の厚さを有するシート状あるいはフィル
ム状の基材が好ましい。

【００１９】次に、本発明のレンズシートの製造方法に
ついて説明する。まず、透明樹脂基材と内面にレンズ面
を形成するための微細溝を有するガラス、金属あるいは
樹脂製のレンズ型とを用い、レンズ型の微細溝を内面に
向け、樹脂透明基材とレンズ型との間に（Ａ）〜（Ｄ）
成分の混合物からなる活性エネルギー線硬化型組成物を
介在させる。この場合、透明樹脂基材上に活性エネルギ
ー線硬化型組成物を塗布し、これにレンズ型を接触させ
て行ってもよいし、レンズ型内に活性エネルギー線硬化
型組成物を塗布、延展等の方法により充填させた後に、
透明樹脂基材を重ね合わせて行ってもよい。周縁のシー
ルは、空隙が微小であるため通常は不要であるが、必要
に応じてガスケット等でシールしてもよい。

【００２０】透明樹脂基材とレンズ型との間に活性エネ
ルギー線硬化型組成物を充填した後に、例えば、透明基
材側から圧力ロール等を使用して圧力を加えて、活性エ
ネルギー線硬化型組成物を微細溝に十分にゆきわたらさ
せ、紫外線、電子線、放射線等の活性エネルギー線を照
射して重合硬化させ、脱型する。なお、透明樹脂基材を
活性エネルギー線硬化型組成物を充填したレンズ型に重
ね合わせる際に、ローラー等を使用して、透明樹脂基材
の重ね合わせと同時に圧力を加えるとともに空気抜きを
行うこともできる。また、空気の巻き込み極力抑えるた
めには、活性エネルギー線硬化型組成物の粘度を調節す
ることが必要であり、これには透明樹脂基材やレンズ型
の濡れ速度にも関係するが、粘度が１０〜１００ｍＰａ
・ｓ程度とすることが好ましく、空気の巻き込みや厚さ
の均一性等を考慮すると１５〜５０ｃｐｓ程度の低粘度
の活性エネルギー線硬化型組成物を使用することがより
好ましい。

【００２１】レンズ型への活性エネルギー線硬化型組成
物の充填は、まずレンズ型の微細溝部分だけに活性エネ
ルギー線硬化型組成物を充填し、次いでレンズ形成に必
要となるだけ活性エネルギー線硬化型組成物を充填し
て、透明樹脂基材を重ね合わせてもよい。また、この場
合に、レンズ型の微細溝部分に活性エネルギー線硬化型
組成物を充填した後に、活性エネルギー線を適量照射し
て半硬化状態として、さらにレンズ形成に必要となるだ
け活性エネルギー線硬化型組成物を充填することもでき
る。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例に基づいて説
明する。実施例において、粘度は、ＢＬ型回転粘度計
（東機産業社製Ｎｏ１ローター）を用いて、温度２５℃
における粘度を測定した。重合収縮率は、活性エネルギ
ー線硬化型組成物の温度２５℃にける比重（ｄｍ）と、
活性エネルギー線を照射硬化した後の活性エネルギー線
硬化樹脂の温度２５℃における比重（ｄｐ）を測定し、
重合収縮率（％）＝（ｄｐ−ｄｍ）／ｄｐ×１００に基
づいて算定した。

【００２３】表面硬度は、厚さ１ｍｍの樹脂板を作成
し、ＪＩＳＫ７２０２に準拠してアカシ（株）製電動
デジタルツイン硬度計を用いて、以下の測定条件により
ロックウェル硬度ＨＲ１５Ｘを測定した。基準荷重：３Ｋｇｆ試験荷重：１５Ｋｇｆ試験荷重負荷保持時間：１５秒試験荷重除去から測定までの時間：１５秒鋼球ボール圧子径：６．３５ｍｍロックウェル硬度算出式：ＨＲ１５Ｘ＝１３０−５００
ｈ（ｈ（ｍｍ）：前後２回の基準荷重における圧子侵入深
さの差）屈折率は、厚さ１ｍｍの樹脂板を作成しアッペ屈折計
（アタゴ社製４Ｔ）を用いて測定した。全光線透過率
は、厚さ１ｍｍの樹脂板を作成しＡＳＴＭＤ１００３
に準拠して測定した。

【００２４】実施例１〜１２、比較例１〜４エチレンオキシド変成ビスフェノールＡジメタクリレー
ト（新中村化学社製ＮＫエステルＢＰＥ−１００、一般
式（１）でｍ＋ｎ＝２）、トリプロピレングリコールジ
メタクリレート（東亜合成化学工業社製アロニクスＭ２
２０）、フェノキシエチルアクリレート（大阪有機化学
工業社製ビスコート＃１９２）を表１に示した配合割合
で混合し、さらに紫外線重合開始剤として２−ヒドロキ
シ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン（メ
ルクジャパン社製ダロキュア１１７３）を混合物１００
重量部に対して２重量部を添加して紫外線硬化型組成物
を得た。なお、フェノキシエチルアクリレートは、基材
として使用するメタクリル樹脂板を温度２５℃で１０時
間浸漬した場合、メタクリル樹脂板の重量減少が１０％
以上のものである。

【００２５】得られた紫外線硬化型組成物を、厚さ３ｍ
ｍの鉄板上に貼付した８００ｍｍ×６００ｍｍのフレネ
ルレンズパターンを形成したニッケルスタンパーからな
るレンズ型に延展し、その上から厚さ２ｍｍのメタクリ
ル樹脂板（三菱レイヨン社製アクリライト＃０００）を
重ね合わせた。その後、加圧ロールにより余剰の紫外線
硬化型組成物を除去し、３２０〜３９０ｎｍの紫外線を
積算紫外線照射量で１０００ｍＪ／ｃｍ² 照射して、紫
外線硬化型組成物を重合硬化しメタクリル樹脂板と一体
となったフレネルレンズを得た。得られたフレネルレン
ズは、レンズ型のレンズパターンを十分に転写してお
り、設計通りの形状を有していた。

【００２６】一方、上記紫外線硬化組成物を、１ｍｍの
間隙を設けた２枚のガラスセル間に流し込み、３２０〜
３９０ｎｍの紫外線を積算紫外線照射量で１０００ｍＪ
／ｃｍ² 照射して、紫外線硬化型組成物を重合硬化し厚
さ１ｍｍの紫外線硬化樹脂板を得た。得られた樹脂板を
用いて、重合収縮率、表面硬度、屈折率および全光線透
過率を測定し、その結果を表１に示した。

【００２７】

【表１】

【００２８】比較例５フェノキシエチルアクリレートに代えてラウロイルメタ
クリレート（三菱レイヨン社製アクリエステルＬ）を用
いた以外は、実施例１と同様の方法でフレネルレンズを
製造した。しかし、レンズ型からの剥離工程でレンズ部
が透明樹脂基材から剥離し、使用可能なフレネルレンズ
は得られなかった。

【００２９】実施例１３実施例１で使用した紫外線硬化型組成物１００重量部に
対して、ウレタンアクリル樹脂（日本合成化学工業社製
ゴーセラックＵＶ−７０００Ｂ）１５重量を添加し、実
施例１と同様の方法でフレネルレンズを得た。得られた
フレネルレンズは、基材とレンズ部との密着性も良好で
あり、レンズ型のレンズパターンを十分に転写してお
り、設計通りの形状を有していた。

【００３０】実施例１４透明樹脂基材として、厚さ３ｍｍのメタクリル酸メチル
−スチレン共重合体からなる樹脂板（三菱瓦斯化学社
製）を用いた以外は、実施例１と同様の方法でフレネル
レンズを得た。得られたフレネルレンズは、基材とレン
ズ部との密着性が良好であった。

【００３１】実施例１５透明樹脂基材として、厚さ０．５ｍｍのポリカーボネー
ト製フィルム（三菱レイヨン社製）を用いた以外は、実
施例１と同様の方法でフレネルレンズを得た。得られた
フレネルレンズは、基材とレンズ部との密着性が良好で
あった。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上詳述した通りの構成からな
るものであるから、レンズ部と透明樹脂基材との密着性
に優れるとともに、レンズ型のレンズパターンを精確に
転写することができ、光学特性に優れ、気泡の巻き込み
等によるレンズ欠陥もない優れたレンズシートを提供す
ることができるものである。また、活性エネルギー線硬
化型組成物の粘度が適正な範囲にあるため、その取扱い
性に優れレンズシートの生産における作業性にも優れて
いるものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明樹脂基材の少なくとも一方の面に活
性エネルギー線硬化樹脂によりレンズ部が形成されたレ
ンズシートにおいて、レンズ部が下記の一般式（１）で
示される化合物（Ａ）１０〜３０重量％と、２官能（メ
タ）アクリル酸エステル（Ｂ）１０〜５０重量％と、前
記透明樹脂基材を２５℃で１０時間浸漬させた時の重量
減少が１０％以上である単官能（メタ）アクリル酸エス
テル（Ｃ）４０〜７０重量％を含有する混合物に活性エ
ネルギー線を照射し硬化してなることを特徴とするレン
ズシート。【化１】（Ｒ₁ はＨまたはＣＨ₃ を、Ｒ₂ はＣ（ＣＨ₃ ）₂ また
はＣＨ₂ を示し、ｍ、ｎはｍ＋ｎ≦１０を満足する整数
を示す。）
【請求項２】レンズ部が、前記（Ａ）〜（Ｃ）成分の
合計量１００重量部に対して、活性エネルギー線硬化型
樹脂あるいは熱可塑性樹脂（Ｄ）を５０重量部以下含有
する混合物に活性エネルギー線を照射し硬化してなるこ
とを特徴とする請求項１記載のレンズシート。