(57)【要約】【課題】  複製速度を上げて高速な複製が可能な凹凸パターンの複製方法を提供することを目的とする。また本発明は上記高速な複製を確実に行うことが可能な凹凸パターンの複製装置を提供する。【解決手段】  複製用原版の凹凸パターンに対応するレリーフ層1が表面に設けられ、該レリーフ層1の下層に光熱変換層2が設けられた複製版材3および基材フィルム4の表面に常温で固体状であり熱成形性を有する電離放射線硬化性樹脂からなる賦型樹脂層5が設けられた凹凸パターン形成用フィルム6を用い、該凹凸パターン形成用フィルム6の賦型樹脂層5を複製版材3のレリーフ層1に接触させて密着した状態とし、該複製版材3の光熱変換層2に光照射装置7から光8を照射して熱に変換し、賦型樹脂層5を軟化させてレリーフ層1の凹凸パターンを賦型する。【選択図】  図1
2005091720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複製用原版の凹凸パターンに対応するレリーフ層が設けられ該レリーフ層の下層に光熱変換層が設けられている複製版材を用い、該複製版材のレリーフ層の表面に、基材フィルムに常温で固体状であり熱成形性を有する賦型樹脂層が設けられた凹凸パターン形成用フィルムの賦型樹脂層を密着させ、複製版材の光熱変換層に光を照射して熱に変換することで凹凸パターン形成用フィルムの賦型樹脂層を加熱して、該賦型樹脂層に前記レリーフ層の凹凸パターンを賦型して複製用原版の凹凸パターンを複製することを特徴とする凹凸パターンの複製方法。
【請求項２】
賦型樹脂層が電離放射線硬化性を有し、複製した賦型樹脂層に電離放射線を照射して凹凸パターンを硬化させる請求項1記載の凹凸パターンの複製方法。
【請求項３】
基材フィルムに常温で固体状であり熱成形性を有する賦型樹脂層が設けられた凹凸パターン形成用フィルムを供給するための凹凸パターン形成用フィルム供給装置、複製用の凹凸パターンに対応するレリーフ層が設けられ該レリーフ層の下層に光熱変換層が設けられていると共に、前記凹凸パターン形成用フィルムが前記レリーフ層に密着可能に形成されている複製版材と、前記光熱変換層に光を照射する為の光照射装置とからなる賦型装置、および凹凸パターン形成用フィルムを巻取る為の巻取り装置を備えることを特徴とする凹凸パターンの複製装置。
【請求項４】
賦型樹脂層が電離放射線硬化性を有し、複製した賦型樹脂層に電離放射線を照射する為の電離放射線照射装置を備える請求項3記載の凹凸パターンの複製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レリーフホログラムや回折格子等が記録された微細な凹凸パターンを大量に複製する方法および複製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レリーフホログラムや回折格子は、レーザー光を干渉させて発生する干渉縞が微細凹凸パターンとして記録されている。この微細凹凸パターンは、長さ1mmあたり数百から数千本の微細な凸条として形成されている。
【０００３】
微細凹凸パターンを複製する場合、レーザー光の干渉縞が直接記録された原版から複製版材を作成し、該複製版材の凹凸パターンを樹脂材料に賦型することで微細凹凸パターンを複製することができる。
【０００４】
従来の微細凹凸パターンの複製方法として、例えば基材フィルム上に熱可塑性を有し固体状の紫外線硬化樹脂または電子線硬化樹脂層が設けられたホログラム形成用フィルムと、表面に物体からの光の波面に相当する干渉縞が凹凸の形でホログラムに形成されているホログラム原版とを、前記ホログラム形成用フィルムの硬化樹脂が前記原版に接するように圧接して、硬化樹脂に凹凸を形成した後、紫外線または電子線を照射して硬化樹脂を硬化させる方法が公知である(例えば、特許文献1参照。)。
【０００５】
またこのような微細凹凸パターンの複製装置として、基材フィルム上に熱成形性を有する固体状の紫外線硬化性樹脂が設けられてなるホログラム形成用フィルムの巻取ロールを装着する給紙装置と、該給紙装置より繰り出されるホログラム形成用フィルムを加熱して該樹脂を軟化させる加熱装置と、該加熱装置により加熱されるホログラム形成用フィルムを加熱する一対のニップローラーで構成されている転写装置であって、前記一対のニップローラーが押し付けローラーと表面にホログラム原版が設けられたエンボスローラーとからなる転写装置と、ニップローラーより送り出されるホログラム形成用フィルムに電離放射線を照射して該樹脂を硬化させる照射装置と、ホログラム形成用フィルムを巻取る巻取り装置を配設してなる装置が公知である(例えば、特許文献2参照。)。
【０００６】
また上記微細凹凸パターンの複製に用いられる樹脂フィルムとして、基材フィルム上に常温で固体状態の加熱圧接で凹凸模様を形成するための電離放射線硬化樹脂が設けられており、前記基材フィルムと前記硬化樹脂との間に剥離性を与える剥離層が設けられている電離放射線硬化樹脂フィルムがホログラム形成用フィルムとして公知である(例えば、特許文献3参照。)。
【０００７】
従来の常温で固体状態である樹脂を用いて、レリーフホログラムの凹凸パターンを複製する方法について、特許文献2に記載された図4を用いて説明する。同図に示すように、ホログラム形成用フィルム101は、ポリエチレンテレフタレート等の基材フィルム102上に熱成形性を有する紫外線または電子線硬化性の樹脂層103が設けられている。熱成形性を有する樹脂103は、常温で固体状であり基材フィルム102上に設けられた場合に、表面がべたつくことなく巻取り可能である。またホログラム原版104は凹凸によりホログラムの情報を記録したものであり、エンボスローラー105の表面に形成されている。エンボスローラー105には、押し付けローラー106が加圧機構によりエンボスローラー106側に押し付けられるように形成されている。押し付けローラー106は加熱装置を具備する。
【０００８】
ホログラム形成用フィルム101は、押し付けローラー106とガイドローラー107によりテンションが加えられた状態でエンボスローラー105に案内され一定圧で押し付けられている。押し付けローラー106の表面は加熱されているため、樹脂層103が軟化しホログラム原版104の凹凸が樹脂層103に転写される。エンボスローラー31は回転しているから、樹脂層103がホログラム原版104に密着した状態でガイドローラー107の近傍まできて、ホログラム原版104より凹凸の賦型された樹脂層103が剥離する。エンボスローラ107は冷却されている為に、軟化状態にある樹脂層103がある程度固まり、ホログラム原版104より剥離した状態で転写時の凹凸が賦型され他状態を維持できる。その後、この凹凸が賦型された樹脂層103を有するホログラム形成用フィルム1は、紫外線または電子線を照射して凹凸の形成された樹脂層103を硬化させ、ホログラムの凹凸パターンが複製されたホログラム形成用フィルムが得られる。
【０００９】
【特許文献１】特公平6-85103号公報(特許請求の範囲)
【特許文献２】特公平6-85103号公報(特許請求の範囲)
【特許文献３】特公平7-104600号公報(特許請求の範囲)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来の複製方法は、複製の速度を上げることが困難であるという問題があった。すなわち、押し付けロール106により複製用の樹脂層103を加熱・圧接して賦型している為、ラインのスピードを上げて高速に複製しようとすると、押し付けロール106と樹脂層が接触する時間が短くなる為に、樹脂層103に加える加熱量を大きくして短時間に押し付けロール106から樹脂層を加熱する必要が有る。
【００１１】
この加熱量を大きくする為には、押し付けロール106の温度を上げる必要がある。しかし、押し付けロール106の温度を高くすると、該ロールに直接接触しているホログラム形成用フィルム101の基材フィルム102の熱によるダメージが大きくなる。基材フィルムの熱によるダメージは、基材フィルムが変形し外観上の不具合となるため、押し付けロール106加熱温度を高くするには限界がある。
【００１２】
ホログラム形成用樹脂層103を加熱する為に、エンボスローラー105側を加熱する手段も考えられる。しかしながら、ホログラム原版104が加熱された状態になり、凹凸形成後の樹脂層103がガイドロール107付近でホログラム原版104から剥離する際に、十分冷却されない状態になる為、樹脂層103の軟化状態が固定されず、ホログラム原版104から剥離しなくなってしまうという問題がある。
【００１３】
また、ホログラム形成用フィルム101の基材フィルム102の厚みを薄くして、押し付けロール106からホログラム形成樹脂103に対する熱伝導を改良して、加熱を効率良く行うことも考えられるが、基材フィルム102の厚みを薄くするには限界があり、それだけで複製を高速に行うには不十分である。
【００１４】
本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであり、複製速度を上げて高速な複製が可能な凹凸パターンの複製方法を提供することを目的とする。また本発明は上記高速な複製を確実に行うことが可能な凹凸パターンの複製装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、
(1)複製用原版の凹凸パターンに対応するレリーフ層が設けられ該レリーフ層の下層に光熱変換層が設けられている複製版材を用い、該複製版材のレリーフ層の表面に、基材フィルムに常温で固体状であり熱成形性を有する賦型樹脂層が設けられた凹凸パターン形成用フィルムの賦型樹脂層を密着させ、複製版材の光熱変換層に光を照射して熱に変換することで凹凸パターン形成用フィルムの賦型樹脂層を加熱して、該賦型樹脂層に前記レリーフ層の凹凸パターンを賦型して複製用原版の凹凸パターンを複製することを特徴とする凹凸パターンの複製方法、
(2)賦型樹脂層が電離放射線硬化性を有し、複製した賦型樹脂層に電離放射線を照射して凹凸パターンを硬化させる上記(1)記載の凹凸パターンの複製方法、
(3)基材フィルムに常温で固体状であり熱成形性を有する賦型樹脂層が設けられた凹凸パターン形成用フィルムを供給するための凹凸パターン形成用フィルム供給装置、複製用の凹凸パターンに対応するレリーフ層が設けられ該レリーフ層の下層に光熱変換層が設けられていると共に、前記凹凸パターン形成用フィルムが前記レリーフ層に密着可能に形成されている複製版材と、前記光熱変換層に光を照射する為の光照射装置とからなる賦型装置、および凹凸パターン形成用フィルムを巻取る為の巻取り装置を備えることを特徴とする凹凸パターンの複製装置、
(4)賦型樹脂層が電離放射線硬化性を有し、複製した賦型樹脂層に電離放射線を照射する為の電離放射線照射装置を備える上記(3)記載の凹凸パターンの複製装置、
を要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明複製方法は、凹凸パターン形成用フィルムの賦型樹脂層を加熱するのに、複製版材のレリーフ層の下層にある光熱変換層に光を照射してレリーフ層側から賦型樹脂層を加熱する為、従来の押し付けローラー等を用いて凹凸パターン形成用フィルムの基材シート側から賦型樹脂層を加熱する方法と比較して、熱を効率良く利用して賦型樹脂層の十分な加熱が可能となり、複製の高速化が可能である。すなわち光熱変換層はレリーフ層の下層に設けられていて、該光熱変換層にスポット的に光を照射した部分のみが選択的に高温に加熱されるから、レリーフ層の微小部分を選択的に高温に加熱することができる。その結果、ラインスピードを上げて複製を高速に行った場合でも、賦型樹脂層に凹凸パターンを確実に賦型することができる。さらに賦型装置のレリーフ層に熱が加わる時間を短かくすることができる為、版離れが良好になる。
【００１７】
さらに本発明複製方法は、レリーフ層側から賦型樹脂層が加熱され基材フィルムが加熱されないので、従来の押し付けロール等で基材フィルム側から加熱する方法の様に、基材フィルムに対して熱によるダメージを与える虞がない。また基材フィルムの厚みを厚くしても、賦型樹脂層を十分に加熱可能である。その結果、基材フィルムの安定性を向上させることができ、精度良く凹凸パターンの複製を行うことができる。
【００１８】
さらに本発明複製方法は、凹凸パターン形成用フィルムの賦型樹脂層が複製版材のレリーフ層と密着していればよく、従来の様な加圧は不要である。従って凹凸パターン形成用フィルムの基材フィルムに不要な圧力が加わらない為に、圧力によるダメージを与えることがない。してみれば従来の複製方法では使用できなかった熱や圧力に弱い材料であっても凹凸パターン形成用フィルムの基材フィルムとして利用可能であり、基材フィルムの選択の幅が広がる。
【００１９】
また本発明複製方法は、押し付けローラーに加圧装置や加熱装置を設ける必要がないから、装置を簡略化することができる。また電機ヒーター等で加熱した押し付けローラーを接触させて加熱する従来の方法では、ヒーターに常時通電して加熱している必要が有る為、電力消費量が膨大である。これに対し本願発明では、光照射を停止すれば直ちに加熱を停止することができる為、加熱する時だけ通電して光を照射すれば事足りるからエネルギー効率が良く、省エネルギー効果が期待できる。
【００２０】
光熱変換層はカーボンブラック等が用いられる為濃色に着色される。本発明では光熱変換層はレリーフ層側に設けられ賦型樹脂層には光熱変換層が設けられていない。そのため賦型樹脂層は濃色に着色されないから、複製した製品が濃色系に限定されることがなく、淡色系まで幅広い製品に利用可能である。
【００２１】
また、光を照射して光熱変換層を発熱させて加熱する際に、この光の照射をパターン状に照射して光熱変換層をパターン状に発熱させレリーフ層をパターン状に加熱することで、凹凸パターンを大量複製すると同時に、オンデマンド情報を記録可能である。
【００２２】
本発明複製装置は、上記構成を採用したことにより、凹凸パターンの複製を高速に行なう場合、確実に複製を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。本発明凹凸パターンの複製方法は、図1に示すように、表面に原版の凹凸パターンに対応するレリーフ層1が設けられ、該レリーフ層1の下層に光熱変換層2が設けられた複製版材3、および基材フィルム4の表面に熱成形性を有する常温で固体状の電離放射線硬化性樹脂からなる賦型樹脂層5が設けられた凹凸パターン形成用フィルム6が用いられる。また複製版材3の光熱変換層2に光8を照射するための光照射装置7が設けられている。
【００２４】
図2は本発明複製装置の一例の概略を示す説明図である。図2に示す複製装置は、基材フィルム4の表面に常温で固体状であり電離放射線硬化性を有する賦型樹脂層4が設けられた凹凸パターン形成用フィルム6を供給する凹凸パターン形成用フィルム供給装置20、表面に複製用の凹凸パターンに対応するレリーフ層1が設けられ該レリーフ層1の下層に光熱変換層2が設けられ前記凹凸パターン形成用フィルム6が前記レリーフ層1に密着可能に形成されている複製版材3および前記光熱変換層2に光8を照射する為の光照射装置7からなる賦型装置30、凹凸パターンを賦型した凹凸パターン形成用フィルムの賦型樹脂層2に電離放射線を照射して賦型樹脂層を硬化させるための電離放射線照射装置50、および凹凸パターン形成用フィルムを巻取る為の巻取り装置60を備える。
【００２５】
なお賦型装置30の複製版材3は、円筒状のシリンダとしてに形成され、レリーフ層1がシリンダの表面にロール状に巻きつけられて形成されている。また賦型装置30では、レリーフ層1に凹凸パターン形成用フィルム6を接触させて密着させる為のガイドローラー9、10を備えるものである。また複賦型装置30の複製版材3は、凹凸パターン供給装置20の送り出し速度と巻取り装置60の巻取り速度に合わせて回転するように構成されている。
【００２６】
賦型樹脂層に複製用原版の凹凸パターンを形成するには、まず図2に示すように凹凸パターン形成用フィルム供給装置20から凹凸パターン形成用フィルム6を繰り出して賦型装置30に送る。次いで図1に示すように、凹凸パターン形成用フィルム6の賦型樹脂層5を賦型装置3のレリーフ層1に接触させて、ガイドロール9、10などにより凹凸パターン形成用フィルム6に弱くテンションがかかるようにして、賦型樹脂層5がレリーフ層1に密着した状態とする。
【００２７】
このとき賦型樹脂層5はレリーフ層3に対して接触して密着した状態であればよく、加圧する必要はない。ただし賦型樹脂層5とレリーフ層3との間に空気が存在すると、空気が断熱層となって、賦型樹脂層5にレリーフ層3から熱が伝わらない虞が有る為に、空気が入らないように注意する。そのために、賦型樹脂層5とレリーフ層3との間の空気を真空装置等により吸引することは好ましい手段である。
【００２８】
ついで図1に示すように、賦型樹脂層5がレリーフ層1に密着している状態で、複製版材3の光熱変換層2に光照射装置7から光8を照射する。光熱変換層2では照射した光が熱エネルギーに変換され発熱する。光熱変換層2の発熱は該光熱変換層に積層されているレリーフ層1を加熱する。レリーフ層1が加熱されると、その熱がレリーフ層1に接触している賦型樹脂層5に伝わり、該賦型樹脂層5を熱軟化させる。軟化した賦型樹脂層5に接触しているレリーフ層1の凹凸パターンが賦型される。
【００２９】
光照射装置7の光源から発射される光8は、例えば直径100μm以下のスポット状の光を複製版材3の幅方向を一端部から他端部までライン状にスキャンすると、レリーフ層1は複製版材3が回転しているので、レリーフ層全体を加熱することができる。複製版材3の光熱変換層2にライン状に照射された光は、光熱変換層2を極めて幅の狭い線状に発熱させることができる。そして光熱変換層2に接触するレリーフ層1は幅の狭い線状に加熱され、該レリーフ層1と密着している賦型樹脂層5を幅の狭い線状の領域を熱変形可能とする温度まで瞬時に加熱する。このように光熱変換層に光を照射して発熱させ、その熱により隣接したレリーフ層を加熱することで、レリーフ層の極めて狭い領域のみを加熱可能であり、光が照射されない部分は加熱されないので、照射部分をすぎると温度が低下して賦型状態がすぐに固定される。
【００３０】
光照射装置7は、光源として例えばパルス発振炭酸ガスレーザー等のレーザー光発生装置、ハロゲンヒーター等の光照射源を備えている。また光照射装置7には、光源の出力エネルギーを調節したりオンオフさせることができる制御機構や、光源から発射された光の光路や焦点を調整する為のミラーやレンズ等の光学系、光源を移動させるための駆動装置等を設けることができる。光照射装置7としては、例えばレーザーマーカー等が利用できる。
【００３１】
通常、光照射装置7は凹凸パターン形成用フィルム6側から光熱変換層2に光8を照射するように配置される。そのため、基材フィルムを通過する際にダメージを与えないように、基材フィルムに対して透過率の高い光の波長を適宜選択するのが好ましい。例えば、光としてレーザ光を用い基材フィルムとしてポリエチレンテレフタレートフィルム(PETと記載することもある)を用いた場合には、PETに対して透過率の高い波長である可視光に近いレーザ光を適宜選択すればよい。
【００３２】
また、光を照射して光熱変換層を発熱させて加熱する際に、この光の照射をパターン状に照射して光熱変換層をパターン状に発熱させレリーフ層をパターン状に加熱することで、オン・デマンド情報を記録することができる。オン・デマンド情報としては、例えば、個人のID番号等の固有情報を利用できる。すなわち、賦型樹脂層全体に会社名等の一般情報あるいは共通情報からなる凹凸パターンを記録し、その凹凸パターンが設けられた領域以外の隙間の部分、或いは前記凹凸パターンの上から、固有情報の文字や記号等を凹凸パターンとなるようにレーザ光のスキャンニングによりダイレクトに描画して記録する。このようにして共通情報の凹凸パターンを大量複製すると同時に、オンデマンド情報を記録可能である。このようにして形成した固有情報が記録された複製物は、IDカード等のセキュリティカードとした場合にセキュリティの安全性を向上させることができる。
【００３３】
図1に示すように、凹凸パターンが賦型された凹凸パターン形成用フィルム6は、複製版材3が回転してガイドロール10の近傍でレリーフ層1の表面から剥離する。複製版材3と接触して密着している状態の賦型樹脂層5は、光熱変換層2の光8が照射されている部分がせまい幅の領域であるから、その加熱されている部分はすぐに通過してしまう。賦型樹脂層が加熱領域を通過すると直ちに賦型樹脂層の温度が下がり熱可塑性が失われて賦型された凹凸パターンは固定される。しそしてガイドローラ10の付近のレリーフ層3は、光8の照射部分から遠く離れていて十分に冷却された状態にある。その結果、賦型樹脂層5が可塑性を失い十分硬くなっていて、賦型された凹凸パターンが確実に保持されると共に、賦型樹脂層5は複製版材3から良好に剥離するから、版ばなれも良好である。
【００３４】
ガイドロール10を通過した凹凸パターン形成用フィルム6は、図2に示すように、電離放射線硬化装置50に送られる。電離放射線硬化装置50は照射源51と冷却ロール52から構成される。電離放射線硬化装置50では、凹凸パターン形成用フィルム6上に照射源51から電離放射線53を照射して、凹凸パターンが賦型された賦型樹脂層5を硬化させる。その後、凹凸パターン形成用フィルム6は巻取り装置によってロール状に巻取られる。
【００３５】
また特に図示しないが、凹凸パターン形成用フィルム6に電離放射線を照射して賦型樹脂層5を硬化させたのちに、基材フィルム4を剥離させ、再度電離放射線を照射して硬化を完全に行ない、凹凸パターン形成用フィルムの賦型樹脂層のみを巻きとることもできる。この際、電離放射線の照射量は使用する樹脂により適宜決めることができる。
【００３６】
また賦型樹脂層5を硬化させる時期は、凹凸パターン形成後、直ちに行っても、あるいは、一旦、凹凸パターン形成用フィルムをロール状に巻取る等して保存した後、適当な時期に賦型樹脂層4に電離放射線を照射して該樹脂層5を硬化させてもよい。
【００３７】
凹凸パターン形成用フィルム6の基材フィルム4、賦型樹脂層5、およびレリーフ層1等の、光照射装置7と光熱変換層8との間に位置する材料は、実質的に光照射装置7から照射した光が光熱変換層8に達するように透過可能な材料であればよい。
【００３８】
複製版材3のレリーフ層1は、複製しようとする凹凸パターンが形成された複製用原版から、既知の手法によって前記凹凸パターンに対応する凹凸パターンとして形成することができる。複製を行う凹凸パターンとしては、レリーフホログラム、回折格子などの光回折構造、ヘアライン等の微細な凹凸パターンが用いられる。なお複製用原版からレリーフ層1を作成する方法および複製を行なう凹凸パターンの詳細は後述する。
【００３９】
光熱変換層2は、光照射装置7より照射され凹凸パターン形成用フィルム6およびレーフ層1を透過したた光8を吸収してこれを熱に変換して発熱するものである。この光熱変換層2は、カーボンブラック等の色素を熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等のバインダー樹脂中に溶解、もしくは分散させた層より構成することができる。
【００４０】
光熱変換層2の厚さは、通常1〜5μmであり、好ましくは2μmである。
【００４１】
光熱変換層2に用いられる色素としては、カーボンブラック以外に使用する光に応じて種々のものを用いることができる。例えば半導体レーザに適合するものとして、シアニン系やピリリウム系等のポリメチン系色素、銅フタロシアニン等のフタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、ジチオール金属錯塩系色素、ナフトキノン系色素、アントラキノン系色素、トリフェニルメタン系色素、アルミニウム系色素、ジインモニウム系色素等が挙げられる。光熱変換層2は、公知の塗工手段等によりに形成することができる。
【００４２】
光熱変換層2に用いられるバインダー樹脂としては、ポリエステル、アクリル、エポキシ、ブチラール、アセタール、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、ウレタン、フェノキシ等が挙げられる。好ましい樹脂は、ポリエステルである。
【００４３】
凹凸パターン形成用フィルム6は、基材フィルム4の表面に既知の手段により賦型樹脂層5を形成することにより得られる。また基材フィルム4と賦型樹脂層5との間には剥離層(図示せず)が設けられていてもよい。
【００４４】
凹凸パターン形成用フィルム6の基材フィルム4としては、フィルム状の材料をであれば特に限定されずに用いることができる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート-イソフタレート共重合体、テレフタル酸-シクロヘキサンジメタノール-エチレングリコール共重合体、ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレンナフタレートの共押出しフィルムなどのポリエステル系樹脂、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン610などのポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニルなどのビニル系樹脂、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリメチルメタアクリレートなどのアクリル系樹脂、イミド系樹脂、ポリアリレート、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリアラミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルファイドなどのエンジニアリングプラスチック、ポリカーボネート、ABS樹脂などのスチレン系樹脂、セロファン、セルローストリアセテート、セルロースダイアセテート、ニトロセルロースなどのセルロース系フィルムなどの重合体フィルム(プラスチックフィルム)が挙げられる。上記プラスチックフィルムは、延伸フィルムでも未延伸フィルムでもよいが、強度が向上するという点からは一軸方向または二軸方向に延伸したフィルムが好ましい。
【００４５】
また基材フィルム4としては、プラスチックフィルム以外に、紙、合成紙、鉄、アルミニウムなどの金属フィルムなどを用いることもできる。なお光透過性という点からは、プラスチックフィルムが好ましい。上記のフィルムは単独或いは2種以上の積層体が用いられる。基材フィルム4の膜厚は、通常5〜2000μm程度のものが使用できる。基材フィルム4は、通常は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系のフィルムが、耐熱性、寸法安定性、耐電離放射線性を有することから好適に使用され、ポリエチレンテレフタレートが最適である。
【００４６】
また基材フィルム4には、賦型樹脂層の塗布に先立って、塗布面にコロナ放電処理、プラズマ処理、オゾン処理、フレーム処理、プライマー(アンカーコート、接着促進剤、易接着剤とも呼ばれる)処理、予熱処理、除塵埃処理、アルカリ処理、などの易接着処理を行なってもよい。また基材フィルム4には必要に応じて、充填剤、可塑剤、着色剤、帯電防止剤等の添加剤を加えてもよい。
【００４７】
賦型樹脂層5に用いられる、常温で固体状であり熱成形性を有する電離放射線硬化樹脂は、ラジカル重合性不飽和基を有する熱可塑性物質から構成される。具体的には、次の(1)、(2)に示す2種類のものがある。
【００４８】
(1)ガラス転移温度が０〜250℃のポリマー中にラジカル重合性不飽和基を有するもの。さらに具体的には、ポリマーとしては以下の化合物i)〜viii)を重合もしくは共重合させたものに対し、後述する方法(イ)〜(ニ)によりラジカル重合性不飽和基を導入したもの。
【００４９】
i)水酸基を有する単量体:N-メチロールアクリルアミド、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシブチルアクリレート、2-ヒドロキシブチルメタクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレートなど。
ii)カルボキシル基を有する単量体：アクリル酸、メタクリル酸、アクリロイルオキシエチルモノサクシネートなど。
iii)エポキシ基を有する単量体：グリシジルメタクリレートなど。
iv)アジリジニル基を有する単量体:2-アジリジニルエチルメタクリレート、2-アジリジニルプロピオン酸アリルなど。
v)アミノ基を有する単量体：アクリルアミド、メタクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレートなど。
vi)スルフォン基を有する単量体:2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルフォン酸など。
vii)イソシアネート基を有する単量体:2,4-トルエンジイソシアネートと2-ヒドロキシエチルアクリレートの１モル対１モル付加物などのジイソシアネートと活性水素を有するラジアル重合性単量体の付加物など。
viii)さらに、上記の重合体または共重合体のガラス転移点を調節したり、硬化膜の物性を調節したりするために、上記の化合物と、この化合物と共重合可能な以下のような単量体とを共重合させることもできる。このような共重合可能な単量体としては、たとえばメチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、ｔ-ブチルアクリレート、ｔ-ブチルメタクリレート、イソアミルアクリレート、イソアミルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレートなどが挙げられる。
【００５０】
上記の重合体にラジカル重合性不飽和基を導入する方法を以下の(イ)〜(ニ)に示す。
(イ)水酸基を有する単量体の重合体または共重合体の場合には、アクリル酸、メタクリル酸などのカルボキシル基を有する単量体などを縮合反応させる。
(ロ)カルボキシル基、スルフォン基を有する単量体の重合体または共重合体の場合には、前述の水酸基を有する単量体を縮合反応させる。
(ハ)エポキシ基、イソシアネート基あるいはアジリジニル基を有する単量体の重合体または共重合体の場合には、前述の水酸基を有する単量体もしくはカルボキシル基を有する単量体を付加反応させる。
(ニ)水酸基あるいはカルボキシル基を有する単量体の重合体または共重合体の場合には、エポキシ基を有する単量体あるいはアジリジニル基を有する単量体あるいはジイソシアネート化合物と水酸基含有アクリル酸エステル単量体の１対１モルの付加物を付加反応させる。
上記反応を行うには、微量のハイドロキノンなどの重合禁止剤を加え乾燥空気を送りながら行うことが好ましい。
【００５１】
(2)融点が０〜250℃でありラジカル重合性不飽和基を有する化合物。具体的にはステアリルアクリレート、ステアリルメタクリレート、トリアクリルイソシアヌレート、シクロヘキサンジオールジアクリレート、シクロヘキサンジオールジメタクリレート、スピログリコールジアクリレート、スピログリコールジメタクリレートなどが挙げられる。
【００５２】
また、賦型樹脂層5の樹脂として、前記(1)、(2)を混合して用いることもでき、さらに、それらに対してラジカル重合性不飽和単量体を加えることもできる。このラジカル重合性不飽和単量体は、電離放射線照射の際、架橋密度を向上させ耐熱性を向上させるものであって、前述の単量体の他にエチレングリコールジアクリレート、エチレン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、ヘキサンジオールジアクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチルロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジアクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジメタクリレート、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルジアクリレート、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルジメタクリレート、プロピレングリコールジグリシジルエーテルジアクリレート、プロピレングリコールジグリシジルエーテルジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジグリジルエーテルジアクリレート、ポリプロピレングリコールジグリジルエーテルジメタクリレート、ソルビトールテトラグリジルエーテルテトラアクリレート、ソルビトールテトラグリシジルエーテルテトラメタクリレートなどを用いることができ、前記した共重合体混合物の固型分100質量部に対して、0.1〜100質量部で用いることが好ましい。
【００５３】
また、上記電離放射線硬化性樹脂は電子線により十分に硬化可能であるが、紫外線照射で硬化させる場合には、光重合開始剤、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α-アミノキシムエステル、テトラメチルメウラムモノサルファイド、チオキサントン類などの光重合開始剤と、必要に応じて光増感剤、例えば、n-ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ-n-ブチルホスフィンなどを添加する。
【００５４】
また、上記電離放射線硬化性樹脂は、適正な触媒が存在すれば熱エネルギーによっても硬化させることができる。
【００５５】
賦型樹脂層5に用いられる、常温で固体状であり熱成形性を有する電離放射線硬化性樹脂は、例えば凹凸パターンとしてホログラムを複製する場合には、基材フィルム4上に、通常0.1〜50μm、望ましくは0.5〜5μmの膜厚で形成される。なおこの膜厚は、複製しようとする凹凸パターンの使用目的によって異なる。
【００５６】
賦型樹脂層5は、例えばスピンコート、ナイフコート、ロールコート、バーコート等既知の塗布方法により、基材フィルム2上に形成することができる。また賦型樹脂層5を支持体上に部分的に形成しようとする場合には、スクリーン印刷、グラビア印刷等の一般的な印刷技術を用いるか、或いは転写方法を用いることができる。
【００５７】
上記基材フィルム4に賦型樹脂層5を形成した凹凸パターン形成用フィルム6は、賦型樹脂層5が常温で固体状に形成されていて、見かけ上は指触乾燥状態に形成されているから、該フィルム6を一旦ロール状に巻取った場合に賦型樹脂層5がべたついたりすることなく良好に保存することが可能である。そしてこの保存しておいたフィルム6を、必要に応じ凹凸パターンフィルム供給装置20に設置して使用する。
【００５８】
凹凸パターン形成用フィルム6に、基材フィルム4と賦型樹脂層5との間に剥離層を形成すると、該剥離層により基材フィルム4と賦型樹脂層5との間の剥離性、耐摩性および印刷適性などを与えることができる。剥離層としては、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂、アミド系樹脂、エポキシ系樹脂などの従来既知のものが広く使用できる。この剥離層の膜厚は、通常0.05〜10μm、望ましくは0.2〜2μmであることが好ましい。
【００５９】
図2に示すように凹凸パターンが形成された賦型樹脂層5は、ガイドロール10の付近で複製版材3のレリーフ層1から剥離して、次に凹凸パターン形成用フィルム6は電離放射線照射装置50に送られ、照射源51から賦型樹脂層5に電離放射線を照射して該賦型樹脂層5を三次元架橋硬化させる。凹凸パターンが形成された賦型樹脂層5には、耐熱性および耐溶剤性が付与される。電離放射線を照射して賦型樹脂層を硬化させた凹凸パターン形成用フィルム6から基材フィルム4を剥離することで、凹凸パターンの複製物が得られる。
【００６０】
また、必要であれば剥離後にさらに紫外線あるいは電子線を照射することができる。その場合、十分に賦型樹脂層を硬化させることができ、硬度、耐熱性、耐溶剤性などを一層向上させることができる。
【００６１】
賦型樹脂層5を硬化させる電離放射線としては、すべての紫外線(UV-A、UV-B、UV-C)、可視光線、ガンマー線、X線、電子線などを用いることができるが、紫外線または電子線が好適である。電離放射線照射装置50としては、電離放射線として紫外線を照射する場合光源として、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、ブラックライトランプ、メタルハライドランプ等の紫外線ランプが用いられる。紫外線の波長は、通常200〜400nm程度であり、樹脂層の組成に応じて波長を選択すればよい。またその照射量も、樹脂層の組成や紫外線ランプの出力と加工速度に応じて照射することができる。
【００６２】
また電離放射線として電子線を照射する場合には、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、あるいは直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器等を用いて、エレクトロカーテン方式、ビームスキャン方式などで電子線を照射可能な装置が用いられる。好ましくは、線状のフィラメントからカーテン式に均一な電子線を照射可能な「エレクトロカーテン」(商品名)が挙げられる。尚、電子線の照射量は、通常100〜1,000keV、好ましくは100〜300keVのエネルギーを持つ電子を、0.5〜20Mrad程度の照射量で照射する。また照射の際の雰囲気は、酸素濃度500ppm以下で行われ、通常は200ppm程度で行なうのが好ましい。
【００６３】
凹凸パターンが形成された複製用原版から、複製版材3のレリーフ層1を形成するには、従来既知の方法を用いることができる。例えば、まず凹凸パターンが形成された複製用原版(親)から、数世代次の中間版材を造り、該中間版材の適次なものを複製版材(刷版、スタンパともいう)をレリーフ層1として用いることができる。複製版材の基材を樹脂製とし、シリンダ状に形成されている複製機のシリンダ表面に巻きつけることで、長尺な凹凸パターン形成用フィルムの賦型樹脂層に連続して複製を行うことが可能であり、商業的な大量複製作業を安価且つ簡便に行うことができる。
【００６４】
レリーフ層1の製造は、特公平6-85103号公報に記載されている電離放射線硬化性樹脂の表面に複製用原版の凹凸パターンを圧着して賦型した後、或いは賦型と同時に、電離放射線を照射して剥離するホログラムの複製方法(セミドライ複製法と言う)や、複製用原版の表面に液状の電離放射線硬化性樹脂を塗布し、押し伸ばして賦型した後に、電離放射線を照射して硬化させ、複製用原版から剥離してスタンパを得るPhoto Polymerization法（2P法と言う)等を用いることができる。
【００６５】
レリーフ層1は、例えば図3に示すように、基材11の表面にプライマー層12および電離放射線硬化性樹脂層13とを順次積層し、該電離放射線硬化性樹脂層13に複製用原版の凹凸パターンに対応した凹凸パターンを形成して構成することができる。前記基材11の材質は、金属、ガラス、プラスチックフィルム等が利用できるが、賦型装置が図1に示すように円筒状シリンダーとして形成された賦型ロールの場合、該賦型ロールの表面にレリーフ層1を巻き付けることができ、光照射装置から照射された光を実質的に透過させることが容易である点から、プラスチックフィルムが好適に用いられる。
【００６６】
基材11に用いられるプラスチックフィルムとしては、例えば、凹凸パターン形成用フィルム6の基材フィルム4として例示したプラスチックフィルムが利用できる。
【００６７】
上記電離放射線硬化性樹脂層13は、電離放射線の照射により重合(硬化)する、ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物を含む、既知の樹脂を用いることができる。
【００６８】
本発明複製方法により複製しようとする、ホログラムおよび回折格子などの各種凹凸パターンについて説明する。ホログラムの画像としては実物を撮影した画像以外に、記号、文字、数字、イラスト等が利用できる。ホログラム画像自体は、実物の撮影以外に、ホログラム回折格子を計算で求めたり、デジタルカメラで取り込んだデジタル画像、コンピュータグラフィックスから得られる2次元あるいは3次元の画像データから、ホログラフィックステレオグラムなどの適宜な手段により、作成することもできる。回折格子は、その輪郭により文字等の画像を表現できる。
【００６９】
レリーフホログラムは、物体光と参照光との光の干渉による干渉縞の光の強度分布が凹凸模様で記録されたホログラムや回折格子が適用できる。該レリーフホログラムとしては、フレネルホログラム、フラウンホーファーホログラム、レンズレスフーリエ変換ホログラム、イメージホログラム等のレーザー再生ホログラム、およびレインボーホログラム等の白色光再生ホログラム、さらにそれらの原理を利用したカラーホログラム、コンピュータホログラム、ホログラムディスプレイ、マルチプレックスホログラム、ホログラフィックステレオグラム、ホログラフィック回折格子などがある。
【００７０】
回折格子としては、ホログラム記録手段を用いたホログラフィック回折格子、の他に精密旋盤や電子線描画装置等を用いて、機械的、描画的に回折格子を作成することにより、計算に基づいて任意の回折格子が得られる回折格子を上げることができる。
【００７１】
これらのホログラム、回折格子は単一に記録しても、あるいは多重に記録しても、組合わせて記録しても何れでもよい。また回折格子は峰の方向および/または峰の間隔および/または凹凸の形状および/または凹凸の高さが、異なる複数の領域を有する集合体、即ち、回折方向の異なる複数の領域を、規則的またはランダムに組合わせると、意匠性のある特異な光輝性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明複製方法の一例の概略を示す説明図である。
【図２】本発明複製装置の一例の概略を示す説明図である。
【図３】レリーフ層の一態様を示す要部断面図である。
【図４】従来の複製方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７３】
1  レリーフ層
2  光熱変換層
3  複製版材
4  基材フィルム
5  賦型樹脂層
6  凹凸パターン形成用フィルム
7  光照射装置
8  光
20  凹凸パターン形成用フィルム供給装置
30  賦型装置
60  巻取り装置
【図１】
2005091720.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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