(57)【特許請求の範囲】
【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に用いる樹脂型であって、
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。
【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。
【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。
【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。
【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、
▲１▼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。
▲２▼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。
▲３▼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▲１▼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▲２▼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▲３▼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７０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１００（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、０．７ｍｍ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＃１５０  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ＵＶ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
【図１】
0004140128.tif 000002
【図２】
0004140128.tif 000003