(57)【要約】【課題】        光回折構造形成フィルムを効率的に加熱及び冷却するパターン複製方法を提供する。【解決手段】    熱成形性を有する樹脂層１２が設けられた光回折構造形成フィルム１０を、外周に光回折構造を構成するパターンが設けられたエンボスローラ２２に巻き付け、その巻き付けられた光回折構造形成フィルム１０をエンボスローラ２２から剥離することにより、樹脂層１２にパターンを賦型するパターン複製方法であって、光回折構造形成フィルム１０がエンボスローラ２２に巻き付けられる時に、光回折構造形成フィルム１０を非接触で加熱して樹脂を軟化させ、光回折構造形成フィルム１０がエンボスローラ２２から剥離される時に、光回折構造形成フィルム１０を非接触で冷却して樹脂を硬化させる。【選択図】    図３
2007011194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱成形性を有する樹脂で構成される樹脂層が基材フィルム上に設けられた光回折構造形成フィルムを、前記樹脂層を加熱により軟化させた状態で、外周に光回折構造を構成するパターンが設けられたエンボスローラに巻き付け、その巻き付けられた光回折構造形成フィルムを前記エンボスローラから剥離することにより、前記樹脂層に前記パターンを賦型するパターン複製方法であって、
前記光回折構造形成フィルムが前記エンボスローラに巻き付けられる時に前記樹脂が軟化するように、前記光回折構造形成フィルムを加熱手段によって非接触で加熱し、
前記光回折構造形成フィルムが前記エンボスローラから剥離される時に前記樹脂が硬化するように、前記光回折構造形成フィルムを冷却手段によって非接触で冷却する
ことを特徴とするパターン複製方法。
【請求項２】
前記加熱手段によって、前記エンボスローラに巻き付けられる時の前記光回折構造フィルムの雰囲気温度を前記樹脂が軟化する程度以上にし、
前記冷却手段によって、前記エンボスローラから剥離される時の前記光回折構造フィルムの雰囲気温度を前記樹脂が硬化する程度以下にする
ことを特徴とする請求項１に記載のパターン複製方法。
【請求項３】
前記加熱手段によって、前記エンボスローラへ巻き付けられる時の光回折構造形成フィルムに熱風を吹き付けることによって前記樹脂を軟化させ、前記冷却手段によって、前記エンボスローラから剥離される時の光回折構造形成フィルムに冷風を吹き付けることによって前記樹脂を硬化させる、ことを特徴とする請求項２に記載のパターン複製方法。
【請求項４】
前記吹き付けられる熱風の温度は、前記樹脂の軟化温度の＋５℃〜＋１０℃であり、前吹き付けられる冷風の温度は前記樹脂の軟化温度の−５℃〜−１０℃である、ことを特徴とする請求項３に記載のパターン複製方法。
【請求項５】
熱成形性を有する樹脂で構成される樹脂層が基材フィルム上に設けられた光回折構造形成フィルムを、前記樹脂層を加熱により軟化させた状態で、外周に光回折構造を構成するパターンが設けられたエンボスローラに巻き付け、その巻き付けられた光回折構造形成フィルムを前記エンボスローラから剥離することにより、前記樹脂層に前記パターンを賦型するパターン複製装置であって、
前記光回折構造形成フィルムが前記エンボスローラに巻き付けられる時に前記樹脂が軟化するように、前記光回折構造形成フィルムを非接触で加熱する加熱手段と、
前記光回折構造形成フィルムが前記エンボスローラから剥離される時に前記樹脂が硬化するように、前記光回折構造形成フィルムを非接触で冷却する冷却手段と、
を備える、ことを特徴とするパターン複製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光回折構造を構成するパターンを複製するパターン複製方法及びパターン複製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱成型性を有する樹脂層が基材フィルム上に設けられた光回折構造形成フィルムを、加熱された圧着ローラによってエンボスローラに圧着し、エンボスローラの表面に設けられた凹凸パターンを樹脂層に複製するパターン複製方法は既に知られている（例えば特許文献１）。この従来の複製方法では、加熱された圧着ローラによって樹脂層を軟化させ、冷却されたエンボスローラによって樹脂層を冷却し、硬化させる。また、エンボスローラを加熱する方法も考えられている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−１５６２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の複製方法では、熱伝導率の低い樹脂で構成されるローラを加熱又は冷却して、接触点を通過する一瞬のみで軟化もしくは硬化させなくてはならないため、光回折構造形成フィルムの樹脂層に対する加熱効率又は冷却効率が悪い。
【０００５】
そこで、本発明は、光回折構造形成フィルムを効率的に加熱及び冷却するパターン複製方法及びパターン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】
【０００６】
本発明は、以下の方法により上述した課題を解決する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００７】
本発明のパターン複製方法は、熱成形性を有する樹脂で構成される樹脂層（１２）が基材フィルム（１１）上に設けられた光回折構造形成フィルム（１０）を、前記樹脂層を加熱により軟化させた状態で、外周に光回折構造を構成するパターンが設けられたエンボスローラ（２２）に巻き付け、その巻き付けられた光回折構造形成フィルムを前記エンボスローラから剥離することにより、前記樹脂層に前記パターンを賦型するパターン複製方法であって、前記光回折構造形成フィルムが前記エンボスローラに巻き付けられる時に前記樹脂が軟化するように、前記光回折構造形成フィルムを加熱手段によって非接触で加熱し、前記光回折構造形成フィルムが前記エンボスローラから剥離される時に前記樹脂が硬化するように、前記光回折構造形成フィルムを冷却手段によって非接触で冷却する、ことにより上記課題を解決する。
【０００８】
本発明のパターン複製方法によれば、エンボスローラへの巻き付け時には光回折構造形成フィルム及びエンボスローラ表面が非接触で加熱されることにより、樹脂を軟化させて賦型性を得ることができ、剥離時には冷却手段によって光回折構造形成フィルムが非接触で冷却されることにより、樹脂を硬化させて剥離時にパターンが破壊されずに剥離される。従来は熱伝導の悪いローラを加熱又は冷却して、当該ローラを光回折構造形成フィルムに接触させることにより当該フィルムを加熱等したが、本発明により、ローラを加熱等する必要はなくなり、従来のパターン複製方法より光回折構造形成フィルムの加熱効率及び冷却効率を高めることができる。従って、エンボスローラの高熱による基材フィルム等の損傷、並びに樹脂層の冷却不足による版残り等の問題はなく、品質を保ちつつパターン複製の高速化を図ることができる。
【０００９】
「巻き付けられる時に前記樹脂が軟化するように」とは、樹脂層がエンボスローラに巻きつけられる時にその樹脂が軟化していればよく、巻き付けられる瞬間に軟化する場合と巻き付けられる前に軟化している場合とを含む。また、「剥離される時に前記樹脂が硬化するように」とは、樹脂層がエンボスローラから剥離される時にその樹脂が硬化していればよく、剥離される瞬間に硬化する場合と剥離される前に硬化している場合とを含む。
【００１０】
光回折構造形成フィルムを非接触で加熱又は冷却する手段には、光回折構造形成フィルムの周囲の温度を変化させる手段や赤外線やマイクロ波等によって光回折構造形成フィルムの温度をピンポイントで変化させる手段がある。光回折構造とは、光の干渉を起こす微細な凹凸パターンをいい、ホログラムや回折格子を含む。
【００１１】
前記加熱手段によって、前記エンボスローラに巻き付けられる時の前記光回折構造フィルムの雰囲気温度を前記樹脂が軟化する程度以上にし、前記冷却手段によって、前記エンボスローラから剥離される時の前記光回折構造フィルムの雰囲気温度を前記樹脂が硬化する程度以下にしてもよい。このように雰囲気温度による光回折構造形成フィルムの加熱及び冷却は、特に、光回折構造形成フィルムが薄くて熱容量が小さい場合に十分な樹脂層の賦型性や剥離性が得られる。雰囲気温度は、ヒーターやスチームにより循環風を昇温させる従来既知のオーブンによって上昇させればよく、また、従来既知の冷媒を使用したクーラーによって降下させればよい。
【００１２】
前記加熱手段によって、前記エンボスローラに巻き付けられる時の光回折構造形成フィルムに熱風を吹き付けることによって前記樹脂を軟化させ、前記エンボスローラから剥離される時の光回折構造形成フィルムに冷風を吹き付けることによって前記樹脂を硬化させてもよい。これにより、光回折構造形成フィルムがエンボスローラへ巻き付けられる箇所に対して熱風を吹き付けることによって、樹脂が軟化した状態でエンボスローラのパターンを押し込むことができ、光回折構造形成フィルムがエンボスローラから剥離される箇所に対して冷風を吹き付けることにより、樹脂が充分硬化した状態で剥離を行うことができる。加熱範囲及び冷却範囲を限定することができるため、加熱効率及び冷却効率が更に向上する。なお、巻き付け時にエンボスローラ表面によって樹脂が冷却されないように、加熱手段はエンボスローラ表面も同時に加熱できる側から熱風を吹きつけることが望ましい。
【００１３】
前記吹き付けられる熱風の温度は、前記樹脂の軟化温度の＋５℃〜＋１０℃であり、前記吹き付けられる冷風の温度は前記樹脂の軟化温度の−５℃〜−１０℃であればよい。熱風の温度がこのような範囲であれば、樹脂層の樹脂を充分軟化させることができ、また、冷風の温度がこのような範囲であれば、軟化した樹脂を充分硬化させることができる。
【００１４】
また、本発明は、熱成形性を有する樹脂で構成される樹脂層（１２）が基材フィルム（１１）上に設けられた光回折構造形成フィルム（１０）を、前記樹脂層を加熱により軟化させた状態で、外周に光回折構造を構成するパターンが設けられたエンボスローラ（２２）に巻き付け、その巻き付けられた光回折構造形成フィルムを前記エンボスローラから剥離することにより、前記樹脂層に前記パターンを賦型するパターン複製装置（２０）であって、前記光回折構造形成フィルムが前記エンボスローラに巻き付けられる時に前記樹脂が軟化するように、前記光回折構造形成フィルムを非接触で加熱する加熱手段（３０）と、前記光回折構造形成フィルムが前記エンボスローラから剥離される時に前記樹脂が硬化するように、前記光回折構造形成フィルムを非接触で冷却する冷却手段（４０）と、を備えるパターン複製装置として具現化されてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、エンボスローラへ巻き付けられる時の光回折構造形成フィルムを非接触で加熱することにより樹脂層の樹脂を軟化させ、エンボスローラから剥離される時の光回折構造形成フィルムを非接触で冷却することにより樹脂層の樹脂を硬化させることにより、光回折構造形成フィルムを効率的に加熱及び冷却する複製方法等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の光回折構造形成フィルム１０の一例を示す図である。光回折構造形成フィルム１０は、基材フィルム１１上に熱成形性を有する樹脂で構成される樹脂層１２が積層されて構成される。基材フィルム１１を構成する材料及び樹脂層１２の樹脂は従来既知のものでよく、本形態では、基材フィルム１１として厚さ６μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を使用し、樹脂層１２には軟化点が６０℃以上の樹脂を使用する。
【００１７】
光回折構造形成フィルム１０の樹脂層１２に、パターン複製装置２０によってパターンを複製する方法について図２及び図３を用いて説明する。本形態のパターン複製装置２０には、光回折構造形成フィルム１０を所定の速度で供給する供給ローラ２１と、パターンが複製された光回折構造形成フィルム１０を巻き取る巻き取りローラ２３との間に、複製すべき光回折構造のパターンが表面に設けられているエンボスローラ２２と、光回折構造形成フィルム１０をエンボスローラ２２へ圧着点αにて圧着するように設けられた圧着ローラ２４と、光回折構造形成フィルム１０をエンボスローラ２２から剥離点βにて剥離するように設けられた剥離ローラ２５とが設けられている。
【００１８】
各ローラ２１…２５は、供給ローラ２１から供給された光回折構造形成フィルム１０を巻き取りローラ２３へ向けて進ませるように回転可能である。尚、光回折構造形成フィルム１０の進行ガイド、又はたぐまり防止の目的で複数のガイドローラ２６…２６も適宜配置されている。尚、ガイドローラ２６…２６の数は図２に示す数に限らず適宜決めてよい。
【００１９】
更に、パターン複製装置２０には加熱手段としての熱風送出装置３０と冷却手段としての冷風送出装置４０とが設けられている。熱風送出装置３０は、圧着点αにて樹脂層１２の賦型性が得られる程度に樹脂が軟化するように、光回折構造形成フィルム１０がエンボスローラ２２に圧着されて巻き付く時（圧着時）に、即ち圧着点αに向かって熱風を吹き付けるドライヤーである。本形態の熱風送出装置３０は、エンボスローラ２２に巻き付けられる光回折構造形成フィルム１０の樹脂層１２側から圧着点αに向かって熱風を吹き付けるように設けられている。これにより、樹脂層１２及びエンボスローラ２２の表面が熱風によって加熱されると共にそれらの雰囲気温度も上昇させることができる。熱風送出装置３０から送出される熱風は樹脂層１２の樹脂の軟化温度の＋５℃〜＋１０℃程度が望ましく、樹脂層１２の樹脂の熱容量を考慮して適宜設定すればよい。
【００２０】
冷風送出装置４０は、剥離点βにて樹脂層１２の剥離性が得られる程度に樹脂が硬化するように、光回折構造形成フィルム１０がエンボスローラから剥離する時に、即ち剥離点βに向かって冷風を吹き付ける。本形態の冷風送出装置４０は、エンボスローラ２２に巻き付けられた光回折構造形成フィルム１０の基材フィルム１１側から剥離点βに向かって冷風を吹き付けるように設けられている。これにより、基材フィルム１１及び剥離ローラ２５の表面が冷風によって冷却されると共にそれらの雰囲気温度も降下させることもできる。冷風送出装置４０から送出される冷風は樹脂層１２の樹脂の軟化温度の−５℃〜−１０℃程度が望ましく、樹脂層１２の樹脂の熱容量を考慮して適宜設定すればよい。
【００２１】
供給ローラ２１から供給された光回折構造形成フィルム１０は、ガイドローラ２６、２６に導かれて圧着点αへ進む。圧着点αに進む光回折構造形成フィルム１０には、上述したように樹脂層１２側から加熱され、樹脂層１２は圧着点αで賦型性が得られる程度に軟化する。
【００２２】
加熱により軟化した樹脂層１２を有する光回折構造形成フィルム１０は、圧着点αにて圧着ローラ２４によってエンボスローラ２２に圧着される。圧着された光回折構造形成フィルム１０は、エンボスローラ２２の回転に伴ってエンボスローラ２２に巻き付けられ、剥離点βまで進む。エンボスローラ２２に巻き付けられた光回折構造形成フィルム１０の樹脂層１２にはエンボスローラ２２のパターンが賦型される。
【００２３】
剥離点βへ進む光回折構造形成フィルム１０には、上述したように基材フィルム１１側から冷却され、樹脂層１２は剥離点βで剥離性が得られる程度に硬化する。この剥離性が高まった状態の光回折構造形成フィルム１０は剥離ローラ２５に巻き取られることによりエンボスローラ２２から剥離する。従って、光回折構造形成フィルム１０はエンボスローラ２２への版残りがほとんどない状態で剥離する。
【００２４】
エンボスローラ２２から剥離された光回折構造形成フィルム１０はガイドローラ２６に導かれ、巻き取りローラ２３に巻き取られる。以上により、樹脂層１２にエンボスローラ２２のパターンが複製された光回折構造形成フィルム１０を製造することができる。
【００２５】
本発明は、上述した形態に限らず、種々の形態にて実施されてよい。例えば、熱風送出装置３０からの熱風が吹き付けられる部分やその向きは、圧着点αにて樹脂層１２の樹脂が軟化される程度に加熱されれば、上述した形態に限らない。また、冷風送出装置４０からの冷風が吹き付けられる部分やその向きは、剥離点βにて樹脂層１２の樹脂が硬化される程度に冷却されれば、上述した形態に限らない。加熱された空気が剥離点β付近に流れ込まないように、また、冷却された空気が圧着点α付近に流れ込まないように、圧着点αと剥離点βとの間に仕切りを適宜設けてもよい。
【００２６】
また、熱風を吹き付けずに圧着点α付近の雰囲気温度を樹脂層１２の樹脂が軟化する程度の温度に保持し、冷風を吹き付けずに剥離点β付近の雰囲気温度を樹脂層１２の樹脂が硬化する程度の温度に保持してもよい。この場合、図４に示すように、所定の仕切り１００を設けることにより、加熱手段３０´によって樹脂層１２の樹脂を軟化させる程度の雰囲気温度を保持する室１０１と、冷却手段４０´によって樹脂層１２の樹脂を硬化させる程度の雰囲気温度を保持する室１０２とをそれぞれ形成して、各室１０１、１０２における雰囲気温度の保持性を高めるとよい。なお、室１０１は樹脂の軟化温度の＋５℃程度、室１０２は樹脂の硬化温度の−５℃程度に保持されることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の光回折構造形成フィルムの一例を示す図。
【図２】本発明のパターン複製装置の一例を示す図。
【図３】図２のパターン複製装置のエンボスローラ付近の拡大図。
【図４】室が形成されたパターン複製装置を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１０          光回折構造形成フィルム
１２          樹脂層
２２          エンボスローラ
２４          圧着ローラ
２５          剥離ローラ
３０          熱風送出装置
４０          冷風送出装置
【図１】
2007011194.tif 000003
【図２】
2007011194.tif 000004
【図３】
2007011194.tif 000005
【図４】
2007011194.tif 000006