JPS5942291B2 - スクリ−ン部材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は結晶性高分子から成るスクリーン部材の製造方
法に関するものである。

従来、透過型スクリーンとして、光拡散能を有する顔料
、或いは、ガナス、ビーズ等をビヒクル中に分散させた
ものを透明或いは半透明の基体に塗布することにより作
成した、所謂、塗装型のスクリーンがその大半を占めて
いるが、これとは全く別異の利点、及び形態を有するス
クリーン、即ち、結晶性高分子材料中に生成される結晶
粒子による光拡散作用を応用したスクリーンも例えば実
公昭４３−１４２３６号公報或いは特公昭４８−１９２
５７号公報の記載に於いて既に知られている処である。

一般的には高分子材料は非結晶性と考えられるが一部に
、その分子繰返し構成単位が規則的で対称性にとむもの
は結晶性を示す。

具体的には例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の
ポリオレフィン類、６−ナイロン、６．６−ナイロン、
６．１０−ナイロン等のポリアミド類；ポリオキシメチ
レン、ポリエチレンテレフタレート、アイソタクチック
ポリスチレン、ポリエチレンセバケート、ポリテトラフ
ロエチレン等々が、これに属している。しかし、これら
結晶性高分子と云えども、一般に手に入る状態での光拡
散性は非常に乏しく、とても透過型スクリーンとして使
えるものではない。従つてその結晶性を高め、優れた光
拡散性を得る為に結晶成長化熱処理を必要とする。結晶
性高分子の結晶性（二光拡散性）はその分子鎖自身の結
晶のしやすさの他に熔融状態から結晶化する際の熱履歴
にも大きく依存する。

例えば、この結晶性高分子が熔融状態から徐々に冷却さ
れた場合の結晶性（二光拡散性）は非常に大きいが、同
じく熔融状態から急冷された場合には結晶性高分子と云
えどもほとんど結晶性（二光拡散性）を示さない。この
様に、結晶性高分子の結晶性（二光拡散性）には〔熔融
＝結晶固化〕間の熱履歴が重要なプロセスとなり、この
プロセスをコントロールする熱処理により任意な結晶性
（二光拡散由すなわちスクリーン特性を得ることが可能
となる。この熱処理条件は処理温度とその時間変化を含
み、この条件はスクリーンの要求性能に基き決定される
ものである。透過型スクリーンは第１図に示す様にスク
リーン１の背後から投影機２に依つて映像又は情報を投
写し、投影機２とは反対側の位置で観察者３は前記映像
又は情報を観察出来る様な構造になつている。

透過型スクリーンは周知のように種々の用途に使用され
ているが、各々その使用目的、使用環境によつてスクリ
ーンに要求される特性は異つてくる。

例えば集団用の視聴覚教育器機に使用される場合には広
い画角で明るい像が見える様に優れた光拡散性が要求さ
れ、個人用の学習器機やマイクロ・リーダーでは光拡散
性よりもむしろ明るさが要求される。それ故熱処理条件
は、それぞれの要求性能に応じて、そのつど変更される
べきものである。又、結晶性高分子材料を利用してスク
リーンとすることには、上記したスクリーン特性が得ら
れることのみに止らず、それがスクリーンの量産性を満
足させる点にも重要な利点がある。

即ち、従来のプラスチツクシートやフイルムの製造と同
様に、エクストルーダ一とＴダイを使用する押出成形に
よつて連続的に、しかもカレンダロール法やキヤスチン
グ法よりもはるかに高能率に成形できる為、安価なシー
トが得られる。又、この押出成形は運転操作が比較的単
純で作業が簡単であるので、工程の機械化、自動化が容
易となり、製品の品質管理その他の点で非常にメリツト
が多い。

この様にエクストルメータ、Ｔダイによつて成形された
シートは引き続き結晶化促進の熱処理が行われて優れた
光拡散性のシートと成り、スクリーンとして使用される
。

この結晶化熱処理の具体的な方法に関しては、本件出願
人の先の出願に係る特願昭４８−１２７９８１号、或い
は特願昭４９−１０４１１号明細書記載の方法で非常に
効果的に行うことが可能である。

然るに前記結晶性高分子材料を素材とする光拡散シート
を単独で使用するに於いては、光透過性の点から薄膜で
ある必要性の為に、実用上での機械的強度が不充分で大
型のスクリーンとする場合には補強枠を必要としたり或
いは透明性の支持体を接着剤等を用いて接合密着させる
必要があつた。

詰り、従来のスクリーンはその光拡散層の厚みが０．６
〜１．０ｍｍを越えるとその解像力や画像のシヤープネ
スは極端に落ちてしまい非常に見悪いスタリーンとなつ
てしまうので支持体を使用しないで単独で用いる場合に
はスクリーンサイズの小さいもの、例えば８ｍｍフイル
ムの編集機や８ｍ１１，１６ｍｍの映像機のモニター用
スタリーンなどに使用され、スクリーンサイズの大きい
ものではスクリーン周辺を固定してスクリーンの平面性
を保持する所謂６たいこ張”などの技術によつて機械的
強度の不足を補ぎなつて使用している。即ち、支持体を
必要とする場合には第２図に示す様に透明支持体５に接
合層６を介して光拡散層７を設ける構成とするのが一般
的で通常は透明支持体５は観察者３側に設けられている
。

この透明支持体５を観察者３側に設ける構成の場合、本
質的には透明支持５は光拡散層７を支持する機能を有し
ていれば良いのであるが、投影された像を一層見易くす
る意味で種々の工夫がなされている。その一例としては
透明支持体５の前面に微細な凹凸を施す所謂ナングレア
（ＮＯｎｇｌａｒｅ）処理をしてスクリーン４周辺の反
射像が所定の投影像と重なつて見悪くなるのを防止する
方法がある。又、別には透明支持体５に適当な着色を施
して、光拡散層７の表面からの表面反射（周辺光による
パツクスキヤツタリングＢａｃｋｓｃａｔｔｅｒｌｎｇ
）を吸収し投影像のコントラストを向上させる方法もあ
る。更に別には透明支持体５と光拡散層７との間に空気
が人るとそこで反射が起り、映像のコントラストを低下
させる原因となるので、空気が入らない様に両者を密着
接合（光学的に）する必要があり、その為に種々の工夫
がなされている。又設けられる接合層６の素材は透明支
持体６と光拡散層７と光学的に類似の性能を有している
ことが望ましく、その意味からすると材質の限定は否め
ないものである。更に又、接合層６は空気の混入を除去
する効果の他、それ自体を着色して、光吸収能を保たせ
ることにより、更に投影像のコントラストを向上させる
ことも提案されている。この様な光拡散層、接合層、透
明支持体から成る構成のスクリーンは確かに優れた投影
画像を与えスクリーンとしては申し分ないものであるが
、その製造に関しては、光拡散層７と透明支持体５とを
空気の混入を防止しつつ接合するという工程を考えると
生産コスト等の点から未だ完全に満足す可きものとは云
えないものである。

本発明は斯様な点に鑑み光拡散層、接合層、支持体を一
体化することにより、そのスクリーン特性のみでなく、
生産性に於いても充分満足される非常に優れたスクリー
ン部材の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。

本発明のスクリーン部材の製造方法は層内に於いて一方
の面側に光拡散領域を偏在せしめるものであつて、第３
図に示す様に自立性に必要な厚みのスクリーン９の一部
に薄い光拡散領域１０を設けることにより、解像力やシ
ヤープネスの優れた画像の得られるスクリーンとするも
のである。

又、同時にスクリーン９表面には先に説明した様に画像
の見えを良くするためのナングレア処理が施されても良
く、コントラストを向上させるための着色が為されても
良い。本発明のスクリーン部材の製造方法は押出成形法
によつてシート状に押し出された熔融状態の結晶性高分
子から成る部材を該部材が熔融する温度以下であつてか
つ該部材が結晶化する温度以下に保温された温度雰囲気
中に、前記部材の片面側に該部材が熔融する温度以下で
あつてかつ該部材が結晶化する温度以上の温度を有する
ローラーを接触させてさらすことで、前記部材の厚み方
向に該部材を結晶化させる側が結晶化温度以上で、結晶
化を阻止する側が結晶化温度以下となる様な温度差を形
成して熱処理を施した後に（徐々に）冷却することによ
り前記部材の片面側を局部的に結晶化させて光拡散領域
を形成することを特徴とする。

本発明に於いては具体的には例えば、ポリエチレン、ポ
リプロピレン等のポリオレフイン類、６−ナイロン、６
．６−ナイロン、６。１０−ナイロン等のポリアミド類
；ポリオキシメチレン、ポリエチレンテレフタレート、
アイソタクチツクポリスチレン、ポリエチレンセバケー
ト、ポリテトラフロロエチレン等々の結晶性高分子材料
が使用される。

本発明のスクリーン部材の製造方法は支持体及び接合層
を設ける必要のない一体化成形で極めて簡便な製造方法
であり、得られるスクリーン部材自身に自立性があるも
ので、この様な一体化構成とすることにより、光拡散層
と接合層、接合層と支持体との界面に於ける反射の問題
を解決することが出来、又、支持体を接合層を介して密
着接合する必要性もないので、生産工程の短縮及び単純
化が出来、一層の量産性の向上が可能となり生産コスト
の低減等、多方面に於いて優れた効果を有するものであ
る。

本発明のスクリーン部材の製造方法を以下に述べる。

本発明はエクストルーダ一とＴダイによる押出成形を利
用して一連の工程で量産性良くスクリーン部材を製造す
るものである。

即ち、具体的にはスクリーン部材を製造する過程に於い
て、押出成形法によつて結晶性高分子材料を用いて成形
されたスクリーン部材を該部材が熔融状態のまま該部材
が熔融する温度以下の温度でかつ結晶化する温度以上の
温度にコントロールされているローラーの上に成形され
たスクリーン部材の片面（裏面）を接触した状態でその
表面を赤外線等で前記部材が結晶化する温度より低い温
度に加熱することによりスクリーン部材の厚み方向に、
該部材の前記裏面側が前記部材が結晶化する温度以上の
温度に、該部材の表面側が前記部材が結晶化する温度以
下の温度となる様な温度差を作り、引き続いて行う結晶
化熱処理の効果に差を生ぜしめた後冷却し前記裏面側に
光拡散領域を形成するものである。即ち、スクリーン部
材としての原料樹脂をエクストルーダ一にフイードする
とそのスクリユ一の回転によつてＴダイへと送られて行
く。このエクストルーダ一のバレルの外側にはヒーター
が装備されており、その加熱により原料樹脂は次第に軟
化してついには熔融状態となり、スクリユ一回転による
送り圧力によつてＴダイの狭いスリツトを通つてシート
状に成形される。次いで光拡散性を附与する目的から結
晶化促進の為に熱処理を施すのであるが、本発明に於い
てはこの熱処理の結晶化の雰囲気をスクリーン部材の一
部に集中し、局部的に結晶化を促進して光拡散領域を作
るものである。

こうして得られた光拡散シートは、次いで必要によつて
は梨地処理したローラーを使つて型押ししたり、プラス
ト加工などによつてその少なくとも片面に微細な凹凸、
所謂ナングレア処理が施される。このナングレア処理は
その施工がシートの成形後、結晶化促進の熱処理の前に
行われても本質的には何ら関係ないがその熱処理の方法
に都合の良い順に加工される。例えば結晶促進の熱処理
がシートの成形後浴液中で行われる場合にはＴダイから
熔融したシートを引取るローラーに梨地処理をしておき
、その型押しによつてナングレア処理を行つてから浴液
中で熱処理が行われる。尚この時の梨地ローラーが一本
の時には片面だけが、二本の時には両面をナングレアに
することが出来るがどちらでも良い。更に予めスクリー
ン材料としての原料樹脂に着色剤を混入しておけばエク
ストルーダ一中で熔融される際に、スクリユ一の回転に
よつて着色剤と原料樹脂とは均一に混練されるので成形
されたシートは着色された状態で得ることが出来る。又
、別には結晶化熱処理して光拡散シートとしてから染色
槽で着色しても良い。

この時ナングレア処理と着色処理との順序はどちらを先
にしてもかまわない。以下本発明を更に実施例を以つて
詳細に説明する。

実施例 １ 結晶高分子として高密度ポリエチレン（ρ＝０．９７０
，Ｍ１＝６．５）を使用し、エクストルーダ一とＴダイ
を使用して幅５０±５？、厚み４．８ｍ７７！のプレー
トを成形する。

このプレートを引続いて結晶化熱処理するが、この際成
形されたプレートはＴダイから出たままの熔融状態で１
１５±１℃に保温されている雰囲気（トンネル型オーブ
ン）中を、片面が１２３±１℃に保温されているドラム
に接して引取られ前記プレートの厚み方向に温度差が形
成される。

この接触時間がトンネル型オーブン中で２０±３分の後
ゆつくりと室温に放冷して試料とした。尚、この時の比
較サンプルとして５従来のマイクロリーダーに使用され
ている塗装型のスクリーン及び５厚み４ｍｍのプレート
を熔融状態のまま直ちに熱媒がポリエチレングリコール
の熱処理槽中で１２６℃＋２℃、時間１０〜２０分間結
晶化熱処理したもの６前述と同じ方法で厚み０．３ｍｍ
のシートを成形しその全面を熔融して同じ熱処理を施し
た拡散シートを厚み２ｍｍのキヤステイングのアクリル
板を支持体として粘着剤（ソニーケミカル製、アクリタ
ツク）で接合して作つた試作スクリーンの３種を使用し
た。又、これらスクリーンの着色の色相は同じブルーと
し、その濃度も同じ程度に調整した。評価項目の各測定
方法は、１の拡散性はスクリーリに入射した光が拡散す
る際の拡散透過光の水平方向の角度依存性を光軸成分を
１としてノルマライズし、０．５を示す角度、すなわち
光軸成分の半減値を与える角度で表わす。

２の明るさは、測定波長５５０ｍμでの全拡散透過率で
表わし、３の解像力はレンズ系を通して投影した解像力
チヤート（小穴式チヤート）をスクリーン上で５倍のル
ーペを用いて識別できる限界の１ｍｍあたりの本数で評
価した。

４のコントラストは主観的な要素が大きく効いてくるの
で５人によるパネルテストとして官能的に評価する。

評価には、フイシユリーダ一２００（キヤノン製）を使
用して行い、結果は◎：４点、○；３点、△；２点、×
；０点による評価の５人による平均で表わす。本発明に
よるスクリーンはいずれも優れたコントラストを与える
が、解像力に関しては厚み８ｍ１Ｌのものが８．５本／
Ｍ７７！若干低い値を示す。

しかし、生理学的に眼の解像力から推定される処による
と８本／Ｍｍ位の値が出てれば良いので、この８ｍｍの
ものの値８．５本／Ｍｍは充分満足なものである。又、
４ｍＴＬのもので片面と全面に拡散層を持つたものとで
は片面の９．７本／Ｍｍに較べ全面を拡散層としたもの
の解像力は６０３本／Ｍ７ｎと極端に落ちてしまう。こ
れは拡散層の厚みの差で、本発明による熱処理がスクリ
ーンの厚みの極く一部しか結晶せず薄い拡散層を作つた
ために優れた解像力を与えるものである。実施例 ２ 結晶性高分子としてポリプロピレンを使用し、実施例１
と同じ方法で、厚み４ｍｍ，８ｍｍのプレートを成形し
、これを結晶化熱処理して本発明の効果を説明する。

熱処理及び評価の方法、比較サンプルは実施例１と同じ
であるが、結晶化熱処理の条件は次のとおりである。

トンネル型オーブンの温度；１４７±１℃ドラムの温度
；１５７±１゜Ｃ ドラムへの接触時間；２０±３分 比較サンプル５用の結晶化熱処理槽（熱媒ニポリエチレ
ングリコール）温度；１６０℃時間１０〜２０分

【図面の簡単な説明】

第１図は透過型スクリーンの使用説明図、第２図は従来
の、第３図は本発明の透過型スクリーンの構成説明図で
ある。 １ ・・・・・・透過型スクリーン、２・・・・・・投
影機、３・・・・・・観察者、４・・・・・・従来の透
過型スクリーン、５ ・・・・・・透明支持体、６・・
・・・・接合層、Ｔ ・・・・・・光拡散層、８・・・
・・・投影光、９ ・・・・・・本発明の透過型スクリ
ーン、１０・・・・・・光拡散領域。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 押出成形法によつてシート状に押し出された熔融状
   態の結晶性高分子から成る部材を、赤外線によつて該部
   材が熔融する温度以下であつてかつ該部材が結晶化する
   温度以下の温度にされた雰囲気中に、前記部材の片面側
   に該部材が熔融する温度以下であつてかつ該部材が結晶
   化する温度以上の温度を有するローラーを接触させてさ
   らすことで、前記部材の厚み方向に該部材を結晶化させ
   る側が結晶化温度以上で、結晶化を阻止する側が結晶化
   温度以下となる様な温度差を形成して熱処理を施した後
   に冷却することにより前記部材の片面側を局部的に結晶
   化させて光拡散領域を形成することを特徴とするスクリ
   ーン部材の製造方法。