凹凸フィルムの製造装置
【課題】 凹凸フィルムの製造に当たって、フィルム基材への裏移りを生じさせることなく、また樹脂層に泡かみを生じることなく加工速度を向上させることができ、更に樹脂液の回収装置等の設備の大型化を伴うことなく加工速度を向上させることの可能な凹凸フィルムの製造装置を提供する。
【解決手段】 走行中のフィルム基材２に、ダイヘッド２５を備えたダイコート装置２１によって硬化性樹脂液を所定幅で且つ均一厚さに塗布し、そのフィルム基材２を、外周面に凹凸形状を備えた冷却ロール５に、樹脂液層側を内側にしてニップロール８で押し付け、樹脂液層に凹凸形状を付与し、その状態で樹脂液を放射線照射によって硬化させることで、表面を凹凸形状とした樹脂層３を備えた凹凸フィルム１を製造する構成とする。
【解決手段】 走行中のフィルム基材２に、ダイヘッド２５を備えたダイコート装置２１によって硬化性樹脂液を所定幅で且つ均一厚さに塗布し、そのフィルム基材２を、外周面に凹凸形状を備えた冷却ロール５に、樹脂液層側を内側にしてニップロール８で押し付け、樹脂液層に凹凸形状を付与し、その状態で樹脂液を放射線照射によって硬化させることで、表面を凹凸形状とした樹脂層３を備えた凹凸フィルム１を製造する構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム基材に、表面に凹凸を備えた樹脂層を積層した構造の凹凸フィルムの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、化粧フィルムの装飾部材、或いはレンチキュラーレンズ等の光学部品をはじめとする産業資材等の用途に凹凸表面を有するフィルム（凹凸フィルムという）が製造されている。図５は、光学式ディスプレイや液晶ディスプレイのバックライト機構において、光の均一性を確保するためのレンズフィルムとして用いられる凹凸フィルムの構造の１例を示すものであり、この凹凸フィルム１は、フィルム基材２の表面に、表面に三角断面のストライプ状の凹凸を形成した樹脂層３を積層した構造である。
【０００３】
このような構造の凹凸フィルムを製造する方法及び装置は、特許第３６１６１０９号公報「調光フィルムの製造方法」（特許文献１）、特許第３４２４１３６号公報「面光源用フィルムレンズ及びそれを用いた面光源」（特許文献２）に記載されている。これらの特許に記載の装置は、図６に示すように、凹凸フィルム１の表面に形成すべき凹凸形状を表面に備えた冷却ロール５と、その冷却ロール５の表面に硬化性樹脂液６を供給するノズル７と、走行してきたフィルム基材２が冷却ロール５の表面に巻き付くようにフィルム基材２を冷却ロール５に押し付けるニップロール８と、冷却ロール５とニップロール８の接点部に形成される液溜まり９から落下する余剰樹脂液を回収する受け皿１０と、冷却ロール５の表面に保持され且つフィルム基材２に接触している硬化性樹脂を硬化させるよう放射線を照射する照射装置１１と、冷却ロール５に接触しているフィルム基材２及びその表面に形成された樹脂層を冷却ロール５から安定して剥離させるための剥離ロール１２等を備えている。この構成の装置による凹凸フィルム製造は次のように行われる。すなわち、冷却ロール５の表面にノズル７によって硬化性樹脂液６が、フィルム基材２への塗布幅よりかなり狭い幅に、必要塗布量よりもはるかに過剰に（約１０倍程度に）供給され、冷却ロール５とニップロール８の接点部において幅方向に拡げられると共に過剰な樹脂液が掻き落とされ、冷却ロール５の表面には適量の樹脂液が残され、その上にフィルム基材２が押し付けられ、その上から照射装置１１によって放射線が照射されて樹脂液を硬化させ、その後、基材フィルム２が剥離ロール１２を経て冷却ロール５から剥がされる。これによって、基材フィルム２の片面に、表面に凹凸形状を付与された樹脂層３が積層された構造の凹凸フィルム１が製造される。
【０００４】
しかしながら、上記した方法及び装置では、フィルム基材の走行速度が１５ｍ／分程度以下の低速加工は可能であるが、２０ｍ／分を超えるような高速加工は困難であった。また、低速であっても、特に非ニュートン性を示す硬化性樹脂液を使用する場合には、干渉縞（ムラ）のない高品質レンズを得るためには、硬化性樹脂液を加熱して粘度を低下させ、ニップロールと冷却ロールとの接点部での硬化性樹脂液の剪断流動性を上げるなどの操作が必要であり、工程数が増加していた。しかも、温度上昇による物性変化がある材料では、加熱操作による粘度低下は不可能であるため、高品質レンズを得ることは困難であった。
【０００５】
図６に示す従来装置において高速加工が困難である理由は次の通りである。
(1) アプリケータ７から過剰な樹脂液を狭い幅で冷却ロール５に供給し、それを冷却ロール５とニップロール８との接点部において所望の製品幅となるように大きく拡げると共に所望量のみが冷却ロール５表面に残るように濾し取る構成であるが、この構成では接点部における樹脂液の拡がりを制御することが困難であり、特に加工速度を上昇させた際には拡がりの制御が一層困難で、所望の製品幅が得られず、最悪の場合にはフィルム基材幅を越えて拡がり、フィルム基材外へのオーバーフローを引き起こし、フィルム基材２の裏面に回り込んで裏移りする。この現象は、非ニュートン性を示す樹脂液の場合に顕著である。
(2) 後計量タイプのコーティング方式であるため、アプリケータ７による冷却ロール５への樹脂液供給自体はラフであり、冷却ロールに転移する樹脂液量も一定ではない。そのため、ニップロールと冷却ロールの接点部に形成される液溜まり９の安定が得られず、不安定な樹脂液の流動が生じ、ニップロールを通り過ぎる樹脂量にばらつきが生じやすく、特に、加工速度が大きくなると顕著になる。このため、レンズフィルムを製造した場合にはレンズ面に干渉縞が現れる危険性がある。
(3) 加工速度を大きくした場合、液溜まり９で樹脂液が過剰に渦を巻くことにより、大量の気泡が発生し、それが形成した凹凸フィルムの樹脂層内に混入し、欠陥となる危険性がある。
(4) ニップロールによって掻き落とされた樹脂液は受け皿１０に集められ、回収、再使用されるが、この樹脂液には泡かみが大量に発生している。このため、大量に気泡が発生した樹脂液が冷却ロール５に供給され、液溜まり９に入ることとなる。加工速度が低い場合には、液溜まり９において気泡が両端に流れるため、気泡がニップロールを通り抜けて、凹凸フィルムの樹脂層内に混入することは少ないが、高速時には両端に流れ込みにくく、このため凹凸フィルムの樹脂層内に混入し、欠陥となる危険性が増大する。
(5) 受け皿１０に集められた樹脂液を脱泡して再使用することも知られている。中〜高粘度の樹脂液をインラインで高速脱泡することは困難であるので、オフラインで脱泡装置などにより脱泡しているが、加工速度の上昇に伴い、受け皿１０に回収する樹脂液量も増加し、脱泡装置等の回収用の装置が大型化してしまう。
【０００６】
以上のような理由から、上記方法では凹凸フィルムの良好な面質を得るにはライン速度１５ｍ／分程度が限界であった。
【０００７】
一方、冷却ロール５に直接硬化性樹脂液を供給する代わりに、図７に示すように、フィルム基材２にロールコータ１４によって硬化性樹脂液６を塗布し、そのフィルム基材２を、表面に凹凸形状を備えた冷却ロール５に送り、フィルム基材表面の樹脂層に凹凸を加工する方法及び装置が、特開２００１−２７２６８３号公報「液晶パネルの製造装置」（特許文献３）に記載されている。この公報に記載の装置で用いられているロールコータ１４は、コーティングロール１５とアプリケータロール１６の接点部の上に液溜まり１７を形成し、コーティングロール１５に対するアプリケータロール１６の接触圧力で、接点部を通り抜けてコーティングロール１５表面に形成される樹脂液層の厚さを調整し、その後、コーティングロール１５表面の樹脂液層を、コーティングロール１５と同方向に走行中のフィルム基材２に転移させる構造である。しかしながら、この構造のロールコータ１４では、液溜まり１７において樹脂液が幅方向に拡がり、その幅を制御することが困難であることから、高速加工時には、樹脂液がフィルム基材２の両端からオーバーフローすることがあり、フィルム基材２の裏面に回り込んで裏移りするといった製造上弊害となる不良が発生することがある。また、液溜まり１７において材料粘度によっては泡かみが発生し、製品へ気泡が混入して不良となる恐れもあった。更に、このロールコータ１４ではフィルム基材２に樹脂液を高精度で均一厚さに塗布することが困難であり、このため、フィルム基材２に塗布された樹脂液に厚さむらが生じ、冷却ロールによって凹凸形状を付与した後の樹脂層３にも厚さむらが残り、レンズフィルムを製造した場合にはレンズ面に干渉縞が現れる危険性がある。
【特許文献１】特許第３６１６１０９号公報
【特許文献２】特許第３４２４１３６号公報
【特許文献３】特開２００１−２７２６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、表面を凹凸形状とした樹脂層を基材フィルムに積層した構造の凹凸フィルムの製造に当たって、フィルム基材に裏移りを生じさせることなく、所望幅の樹脂層を形成でき、且つその樹脂層に気泡を混入することなく加工速度を向上させることができ、更に樹脂液の回収装置等の設備の大型化を伴うことなく加工速度を向上させることの可能な凹凸フィルムの製造装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願請求項１に係る発明は上記課題を解決するため、硬化性樹脂液を、表面に凹凸形状を備えた冷却ロールに直接供給する構成に代えて、ダイコート装置によってフィルム基材に塗布し、その樹脂液を塗布したフィルム基材を、表面に凹凸形状を備えた冷却ロールに送って樹脂層表面に凹凸形状を形成する構成としたものである。すなわち、請求項１に係る発明は、走行中のフィルム基材に対して硬化性樹脂液を一定厚さに塗布するダイコート装置と、該ダイコート装置の下流に配置され、前記フィルム基材に塗布された硬化性樹脂液の表面に凹凸形状を付与して硬化させる凹凸形状付与硬化装置であって、外周面に凹凸形状を表面に備えた冷却ロールと、前記フィルム基材が前記硬化性樹脂液を塗布した側を前記冷却ロールに面する側として前記冷却ロール外周面に巻き付くように前記フィルム基材を前記冷却ロールに押し付けるニップロールと、前記硬化性樹脂液を硬化させるよう前記冷却ロールに放射線を照射する照射装置を有する凹凸形状付与硬化装置を備えた凹凸フィルムの製造装置を要旨とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、上記した請求項１に係る発明において、前記塗布装置と前記凹凸形状付与硬化装置とを、塗布装置を出た前記フィルム基材が、まず前記凹凸形状付与硬化装置のニップロールの外周面に接触して支持され、次いで支持された状態で前記ニップロールと冷却ロールの接点部に進入するように配置する構成としたものである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、上記した請求項１又は２に係る発明において、前記ダイコート装置を、バックアップロールで支持されたフィルム基材に対してダイヘッドで塗布を行う構成としたものである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、上記した請求項１又は２に係る発明において、前記ダイコート装置を、テンションをかけた状態で走行中のフィルム基材に対してダイヘッドで塗布を行う構成としたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、ダイコート装置によってフィルム基材に硬化性樹脂液を塗布する構成としたことにより、従来の冷却ロールに直接、硬化性樹脂液を供給する方式のようにきわめて過剰な樹脂液の塗布を行う必要はなく、高速で走行中のフィルム基材に対して硬化性樹脂液を所望幅で且つ高精度で所望の膜厚となるように塗布することができ、且つ、所望厚さに塗布した樹脂液層に対して冷却ロールによって凹凸加工を施す構成としたことにより、高速での凹凸加工が可能であり、結局、凹凸フィルムを生産性良く製造することが可能となる。また、硬化性樹脂液を過剰に使用し、余剰の樹脂液を回収し、脱泡処理して再使用する必要がなくなり、大型の脱泡、回収装置が不要となる。更に、ダイコート装置を用いたことにより、塗布幅を任意に決定でき、ロールコータ１４（図７参照）を用いた場合に生じる恐れのあった裏移りを防止でき、また、ロールコータ１４よりも高精度での均一塗布を行うことができると共に泡かみの問題も発生せず、高品質の凹凸フィルムを製造できる。更に、ダイコート装置を用いたことで、高粘度の硬化性樹脂液でも良好に塗布することができ、このため加熱して粘度を下げる必要がなく、工程を簡略化できると共に加熱により物性変化を生じる材料であっても物性変化を生じることなく凹凸フィルムを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係る凹凸フィルムの製造装置の概略構成図であり、図５〜図７に示す従来例と同一又は同様な部品には同一符号を付している。図１において、凹凸フィルムの製造装置は、供給ロール（図示せず）から繰り出されて走行中のフィルム基材２に対して硬化性樹脂液を一定厚さに塗布するダイコート装置２１と、そのフィルム基材２の走行方向に関してダイコート装置２１の下流に配置され、フィルム基材２に塗布された硬化性樹脂液の表面に凹凸形状を付与して硬化させる凹凸形状付与硬化装置２２を備えている。
【００１５】
ダイコート装置２１は、フィルム基材２を支持して搬送するバックアップロール２４と、そのバックアップロール２４を回転駆動する駆動装置（図示せず）と、バックアップロール２４に支持されて走行しているフィルム基材２に対向するように配置され、硬化性樹脂液を一定厚みで吐出する吐出スリット２５ａを備えたダイヘッド２５と、そのダイヘッド２５を支持し且つそのダイヘッド２５の先端とフィルム基材２とのギャップ寸法を調整可能なダイヘッド支持手段（図示せず）と、ダイヘッド２５に硬化性樹脂液を供給するポンプ２６等を備えており、ダイヘッド２５から硬化性樹脂液を吐出することで走行中のフィルム基材２に対してダイヘッド２５の吐出幅に等しい塗布幅で硬化性樹脂液を均一厚さに塗布することができる。ここで、塗布厚さは、ダイヘッド２５に供給する硬化性樹脂液の圧力及び粘度、フィルム基材２とダイヘッド２５先端とのギャップ寸法、フィルム基材２の走行速度等によって定まるので、これらを適切に設定することで、所望塗布幅、所望厚さに精密塗布することができる。バックアップロール２４としては、表面が金属の金属ロール、表面がゴムのゴムロールのいずれを用いても良く、塗布する樹脂液の粘度に応じて適宜選択すればよい。なお、ここで用いるダイコート装置２１は、図１に示したような、バックアップロール２４に支持されたフィルム基材２に対して塗布する構造のものに限らず、図４に示すように、間隔を開けて配置した基材位置調整ロール２８、２８の間をテンションをかけた状態で走行中のフィルム基材２に対してダイヘッド２５で塗布を行う構成のテンションウェブダイコート方式のものでもよい。
【００１６】
凹凸形状付与硬化装置２２は、外周面に、フィルム基材２に塗布した硬化性樹脂液の表面に付与すべき凹凸形状を備えた冷却ロール５と、その冷却ロール５を回転駆動する駆動装置（図示せず）と、フィルム基材２が硬化性樹脂を塗布した側を冷却ロール５に面する側として冷却ロール５の表面に巻き付くようにフィルム基材２を冷却ロール５に押し付けるニップロール８と、そのニップロール８を回転自在に且つ冷却ロール５に対する押し付け力を調整可能な形態で保持するニップロール保持装置（図示せず）と、冷却ロール５の表面に保持されている硬化性樹脂液を硬化させるため、冷却ロール５に向かって放射線を照射する照射装置１１と、フィルム基材２及びその表面に形成された樹脂層を冷却ロール５から安定して剥離させるための剥離ロール１２と、その剥離ロール１２を回転自在に且つ冷却ロール５に押し付けるように保持する剥離ロール保持装置（図示せず）等を備えている。冷却ロール５は、内部に、冷却水、空気などの冷却媒体を通す通路を備えており、内部に冷却媒体を通すことで温度上昇を防止する構造となっている。なお、ニップロール８、剥離ロール１２は回転自在とする場合に限らず、冷却ロール５と同一周速度で強制駆動する構成としてもよい。
【００１７】
ニップロール８は冷却ロール５の下部領域において冷却ロール５に接する位置に配置されており、また、剥離ロール１２も冷却ロール５の下部領域において冷却ロール５に接する位置に配置されており、フィルム基材２は冷却ロール５の上部領域を含む外周面に巻き付いて走行するようになっている。更に、冷却ロール５及びニップロール８は、ダイコート装置２１からのフィルム基材２が、まずニップロール８の外周面に接触して支持され、次いで支持された状態でニップロール８と冷却ロール５の接点部に進入するように、配置されている。
【００１８】
照射装置１１は、冷却ロール５の表面に塗布した硬化性樹脂液を硬化させるための放射線を照射するものである。放射線としては、硬化対象の樹脂の種類に応じて適宜選択すればよく、具体的には、赤外線、可視光線、紫外線若しくは電子線等を例示でき、更にはマイクロ波やＸ線等の電磁波も利用できる。
【００１９】
次に、上記構成の凹凸フィルムの製造装置を用いて、図５に示す、光学式ディスプレイや液晶ディスプレイのバックライト機構においてレンズフィルムとして用いられる凹凸フィルム１を製造する方法を説明する。フィルム基材２としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン等のポリアミド、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリレート、フッ素系樹脂、ポリプロピレン、三酢酸セルロース、セロファン等からなるプラスチックフィルム、或いは銅、鉄、アルミニウム等の金属箔が挙げられ、これらを単独で使用しても又は適宜積層させた基材として使用してもよい。樹脂層３を形成するための硬化性樹脂としては、公知の電離放射線硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂を用いることができる。電離放射線硬化性樹脂としては、紫外線或いは電子線硬化性樹脂等が使用でき、例えばウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、シリコンアクリレート等のアクリレート、シロキサン、不飽和ポリエステル等の分子中のアクリロイル基、メタアクリロイル基等の重合性不飽和結合を有する多官能単量体を主成分とする単量体またはプレポリマーの高架橋密度型の樹脂を用いるのが好ましい。このような硬化性樹脂を硬化させるために紫外線を照射する場合には、光重合開始剤としてアセトフェノン類、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、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類や、光重合促進剤（増感剤）として、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン等を混合して用いることができる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン−尿素共縮合樹脂、珪素樹脂、ポリシロキサン樹脂等を使用することができる。
【００２０】
まず、フィルム基材２の供給ロール（図示せず）から繰り出されたフィルム基材２に対してダイコート装置２１によって硬化性樹脂液を一定厚さに塗布する。この時の塗布幅は、フィルム基材２の幅よりも狭く、且つ凹凸フィルム１に形成する樹脂層３の幅にほぼ等しいか或いはそれより若干狭くなるように選定しておく。また、塗布厚さ（塗布量）は、凹凸フィルム１に形成する樹脂層３に必要な樹脂量が確保されるように、すなわち、樹脂層３と同量若しくはそれよりも少し多めの樹脂量となるように定めておく。ここで、フィルム基材２への樹脂液塗布にダイヘッド２５を用いたことで、フィルム基材２の走行速度を高速とした場合であっても所望幅での塗布が容易であり、図７に示すロールコータ１４を用いた場合に生じる恐れのある裏移りの問題は生じない。また、塗布むらのきわめて小さい精密塗布が可能であり、気泡の混入も生じない。更に、高粘度の塗布も可能であり、粘度を下げるために加熱するという操作を行う必要がなく、加熱した際に物性変化を生じる恐れのある硬化性樹脂であっても、物性変化を生じることなく良好な塗布が可能である。かくして、ダイコート装置２１を出たフィルム基材２には、フィルム基材２の走行速度を高くした場合であっても、硬化性樹脂液が所望幅で且つ均一厚さに塗布されている。
【００２１】
次に、硬化性樹脂液を塗布されたフィルム基材２は、凹凸形状付与硬化装置２２に送られ、樹脂液層を外側にしてニップロール８の外周面で支持され、その状態でニップロール８と冷却ロール５の接点部に送られ、ニップロール８によって冷却ロール５の表面に押し付けられる。かくして、フィルム基材２表面の硬化性樹脂液層が冷却ロール５に押し付けられ、樹脂液層内に冷却ロール５の凹凸形状表面の凸部が入り込んだ状態、即ち樹脂液が冷却ロール５の表面の凹部を満たすと共に凹凸形状表面全体を覆い、その外側をフィルム基材２が覆って冷却ロール５に押し付けた状態となる。その後、冷却ロール５の回転に伴い、冷却ロール５表面の樹脂液が照射装置１１の放射線照射を受けて硬化し、剥離ロール１２のところで、フィルム基材２及びその表面に接合した樹脂層３が冷却ロール５から剥がされ、表面に凹凸形状を備えた凹凸フィルム１が形成される。なお、形成された凹凸フィルム１は巻取装置（図示せず）によって巻取形態に巻き取られる。
【００２２】
以上に説明した製造工程において、硬化性樹脂液層を形成されたフィルム基材２が凹凸形状付与硬化装置２２のニップロール８と冷却ロール５の接点部に送り込まれている間、その接点部の、フィルム基材進入側には小さい液溜まり９が形成される。ここで、フィルム基材２に塗布されている硬化性樹脂液は、最終的に必要とされる樹脂量にほぼ等しく且つ一定厚さに塗布されているため、液溜まり９はきわめて小さいものであり、且つ安定している。このため、高速とした場合であっても、液溜まり９による塗布幅の拡がりはきわめて小さいもの（１０ｍｍ程度以下）であり、フィルム基材の幅方向の外側にオーバーフローすることはない。また、気泡を発生することはあまりなく、気泡の製品への混入を生じることがない。連続運転中、この液溜まり９が適度な大きさ及び幅となるように管理することで、冷却ロール５の表面の樹脂液の塗布量及び塗布幅を調整できる。液溜まり９の管理には、塗布装置２１による塗布量及びニップロール８の押し圧を用いることができ、これらの管理により、製造される凹凸フィルム１の樹脂層３の幅及び樹脂量（膜厚）を調整できる。なお、液溜まり９は、加工後のレンズ仕様に影響しなければ、できる限り小さいほうがよい。液溜まり９は、加工中、常に一定の大きさに保たれることが望ましいが、場合によっては徐々に増加することがあり、その場合、適当に除去する必要が生じることがある。その場合に対応するには、液溜まり９が下向き或いは斜め下向きに形成されるようにニップロール８を配置しておき、液溜まり９から過剰な樹脂液が自重で落下するようにすることが好ましい。この場合においても、液溜まり９から落下する樹脂液は、図６に示した従来例に比べてはるかに少量であるので、回収及び脱泡に要する装置はきわめて小型のものでよい。
【００２３】
前記したようにダイコート装置２１によってフィルム基材２に塗布する硬化性樹脂液量は、凹凸フィルム１の樹脂層３に必要とされる樹脂量と同等若しくはそれよりも少し多いだけであるので、このフィルム基材２が凹凸形状付与硬化装置２２のニップロール８と冷却ロール５の接点部を通過する際、ほとんどの樹脂液が通過し、ニップロール８で濾し取られることはほとんどない。このため、図６に示す従来例のように、きわめて大量の樹脂液を冷却ロール５に供給し、その大部分をニップロール８で濾し取る構成に比べて、接点部を通過した後の冷却ロール５の表面に残す樹脂量の調整が容易であり、加工速度の上昇に容易に対応できる。かくして、図６に示す従来例に比べて、製品品質を劣化させることなく、フィルム基材２の走行速度を高くした状態で、凹凸フィルム１を製造できる。
【００２４】
図２は本発明の他の実施の形態に係る凹凸フィルムの製造装置を示す概略構成図である。この製造装置では、ダイコート装置２１を凹凸形状付与硬化装置２２の下方に配置しており、ダイコート装置２１を出たフィルム基材２が斜め下方からニップロール８に進入するように構成している。その他の構成は、図１に示す実施の形態と同様である。図２に示す製造装置でも、図１に示す実施の形態と同様に、走行中のフィルム基材２にダイコート装置２１によって硬化性樹脂液を所望幅で且つ所望厚さに塗布し、それを、ニップロール８によって冷却ロール５に押し付け、且つ放射線照射によって樹脂液を硬化させ、その後、冷却ロール５から剥ぎ取ることで、表面を凹凸形状とした樹脂層３を備えた凹凸フィルム１を製造できる。図２の実施の形態では、フィルム基材２がダイコート装置２１で樹脂液を塗布された後、冷却ロール５に接するまでの距離を短くでき、フィルム基材２の表面に塗布された樹脂液の、環境温度からの影響を減少させることができる。
【００２５】
図３は本発明の更に他の実施の形態に係る凹凸フィルムの製造装置を示す概略構成図である。この製造装置では、ダイコート装置２１を凹凸形状付与硬化装置２２の下方に配置し、ダイコート装置２１を出たフィルム基材２が直接冷却ロール５に接するように進入する配置とし、ニップロール８はフィルム基材２が冷却ロール５に接する位置でフィルム基材２を冷却ロール５に押し付けるように配置している。その他の構成は、図１に示す実施の形態と同様である。図３に示す製造装置でも、図１に示す実施の形態と同様に、走行中のフィルム基材２にダイコート装置２１によって硬化性樹脂液を所望幅で且つ所望厚さに塗布し、それを、ニップロール８によって冷却ロール５に押し付け、且つ放射線照射によって樹脂液を硬化させ、その後、冷却ロール５から剥ぎ取ることで、表面を凹凸形状とした樹脂層３を備えた凹凸フィルム１を製造できる。図３の実施の形態では、フィルム基材２がダイコート装置２１で樹脂液を塗布された後、冷却ロール５に接するまでの距離を一層短くでき、フィルム基材２表面に塗布された樹脂液の、環境温度からの影響を減少させることができる。なお、図１、図２に示す実施の形態では、ダイコート装置２１を出たフィルム基材２が一旦、ニップロール８の外周面で支持され、その後、冷却ロール５に押し付けられる構成としているので、ニップロール８に向かって走行中のフィルム基材２に揺れ等が生じていたとしても、それがニップロール８の外周面で防止され、その後、冷却ロール５との接点部に送られるため、フィルム基材２の揺れが接点部に影響しないという利点が得られる。
【実施例】
【００２６】
［実施例１］
以下に示す仕様、条件にてレンズフィルムとして使用する凹凸フィルムの製造を行った。
硬化性樹脂液： 材料名； アクリル系ＵＶ硬化性樹脂
物性 ； 粘度２５００ｃｐｓ、比重１．５ｇ／ｃｍ3
フィルム基材： ＰＥＴフィルム
ダイコート装置：図２に示すバックアップロール式ダイコート装置
塗布幅： １６００ｍｍ
塗布量： ３５ｇ／ｍ2 （凹凸フィルム１の樹脂層形成に必要な量）
装置レイアウト：図２に示す構造
ニップロール８の位置： 冷却ロール５の下部
照射装置： ＵＶ照射 波長３５０〜４３０ｎｍ ２灯
冷却ロール表面凹凸形状： ピッチ５０μｍ、高さ２５μｍ
【００２７】
上記条件で、加工速度（フィルム基材走行速度）を１０、２０、３０、４０ｍ／分として凹凸フィルムを製造テストを行ったところ、いずれの加工速度においても良好な加工を行うことができ、表面に三角形断面の凹凸形状を備えた凹凸フィルム１を製造できた。従って、４０ｍ／ｍｉｎといった高速での凹凸加工が可能であることを確認できた。
【００２８】
［実施例２］
以下に示す仕様、条件にて凹凸フィルムの製造を行った。
硬化性樹脂液： 材料名； アクリル系ＵＶ硬化性樹脂
物性 ； 粘度２５００ｃｐｓ、比重１．５ｇ／ｃｍ3
フィルム基材： ＰＥＴフィルム
ダイコート装置：図３に示すバックアップロール式ダイコート装置
塗布幅： １６００ｍｍ
塗布量： ３５ｇ／ｍ2 （凹凸フィルム１の樹脂層形成に必要な量）
装置レイアウト：図３に示す構造
ニップロール８の位置：図３に実線で示す位置（φ＝４５°）、又は、
図３に二点鎖線８ａで示す位置（φ＝１１５°）
照射装置： ＵＶ照射 波長３５０〜４３０ｎｍ ２灯
冷却ロール表面凹凸形状： ピッチ５０μｍ、高さ２５μｍ
【００２９】
上記条件で、ニップロールの位置を、図３に実線で示す位置と、二点鎖線８ａで示す位置に変え、且つ加工速度（フィルム基材走行速度）を１０、２０、３０、４０ｍ／分として凹凸フィルムを製造テストを行ったところ、いずれのニップロール位置、いずれの加工速度においても良好な加工を行うことができ、表面に三角形断面の凹凸形状を備えた凹凸フィルム１を製造できた。従って、ニップロール８を、冷却ロール５に直接接するように進入したフィルム基材２を、その接点で冷却ロール５に押し付けるように配置した場合、及びフィルム基材を一旦ニップロール８の外周面で支持し、その状態で冷却ロール５に押し付ける場合のいずれにおいても、４０ｍ／ｍｉｎといった高速での凹凸加工が可能であることを確認できた。
【００３０】
以上に本発明の好適な実施の形態及び実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の好適な実施の形態に係る凹凸フィルムの製造装置を示す概略構成図
【図２】本発明の他の実施の形態に係る凹凸フィルムの製造装置を示す概略構成図
【図３】本発明の更に他の実施の形態に係る凹凸フィルムの製造装置を示す概略構成図
【図４】ダイコート装置の変形例を示す概略構成図
【図５】凹凸フィルムの一部を拡大して示す概略斜視図
【図６】従来の凹凸フィルムの製造装置を示す概略構成図
【図７】従来の凹凸フィルムの製造装置の他の例を示す概略構成図
【符号の説明】
【００３２】
１ 凹凸フィルム
２ フィルム基材
３ 樹脂層
５ 冷却ロール
６ 硬化性樹脂液
７ ノズル
８ ニップロール
９ 液溜まり
１１ 照射装置
１２ 剥離ロール
１４ ロールコータ
１５ コーティングロール
１６ アプリケータロール
１７ 液溜まり
２１ ダイコート装置
２２ 凹凸形状付与硬化装置
２４ バックアップロール
２５ ダイヘッド
２５ａ 吐出スリット
２６ ポンプ
２８ 基材位置調整ロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム基材に、表面に凹凸を備えた樹脂層を積層した構造の凹凸フィルムの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、化粧フィルムの装飾部材、或いはレンチキュラーレンズ等の光学部品をはじめとする産業資材等の用途に凹凸表面を有するフィルム（凹凸フィルムという）が製造されている。図５は、光学式ディスプレイや液晶ディスプレイのバックライト機構において、光の均一性を確保するためのレンズフィルムとして用いられる凹凸フィルムの構造の１例を示すものであり、この凹凸フィルム１は、フィルム基材２の表面に、表面に三角断面のストライプ状の凹凸を形成した樹脂層３を積層した構造である。
【０００３】
このような構造の凹凸フィルムを製造する方法及び装置は、特許第３６１６１０９号公報「調光フィルムの製造方法」（特許文献１）、特許第３４２４１３６号公報「面光源用フィルムレンズ及びそれを用いた面光源」（特許文献２）に記載されている。これらの特許に記載の装置は、図６に示すように、凹凸フィルム１の表面に形成すべき凹凸形状を表面に備えた冷却ロール５と、その冷却ロール５の表面に硬化性樹脂液６を供給するノズル７と、走行してきたフィルム基材２が冷却ロール５の表面に巻き付くようにフィルム基材２を冷却ロール５に押し付けるニップロール８と、冷却ロール５とニップロール８の接点部に形成される液溜まり９から落下する余剰樹脂液を回収する受け皿１０と、冷却ロール５の表面に保持され且つフィルム基材２に接触している硬化性樹脂を硬化させるよう放射線を照射する照射装置１１と、冷却ロール５に接触しているフィルム基材２及びその表面に形成された樹脂層を冷却ロール５から安定して剥離させるための剥離ロール１２等を備えている。この構成の装置による凹凸フィルム製造は次のように行われる。すなわち、冷却ロール５の表面にノズル７によって硬化性樹脂液６が、フィルム基材２への塗布幅よりかなり狭い幅に、必要塗布量よりもはるかに過剰に（約１０倍程度に）供給され、冷却ロール５とニップロール８の接点部において幅方向に拡げられると共に過剰な樹脂液が掻き落とされ、冷却ロール５の表面には適量の樹脂液が残され、その上にフィルム基材２が押し付けられ、その上から照射装置１１によって放射線が照射されて樹脂液を硬化させ、その後、基材フィルム２が剥離ロール１２を経て冷却ロール５から剥がされる。これによって、基材フィルム２の片面に、表面に凹凸形状を付与された樹脂層３が積層された構造の凹凸フィルム１が製造される。
【０００４】
しかしながら、上記した方法及び装置では、フィルム基材の走行速度が１５ｍ／分程度以下の低速加工は可能であるが、２０ｍ／分を超えるような高速加工は困難であった。また、低速であっても、特に非ニュートン性を示す硬化性樹脂液を使用する場合には、干渉縞（ムラ）のない高品質レンズを得るためには、硬化性樹脂液を加熱して粘度を低下させ、ニップロールと冷却ロールとの接点部での硬化性樹脂液の剪断流動性を上げるなどの操作が必要であり、工程数が増加していた。しかも、温度上昇による物性変化がある材料では、加熱操作による粘度低下は不可能であるため、高品質レンズを得ることは困難であった。
【０００５】
図６に示す従来装置において高速加工が困難である理由は次の通りである。
(1) アプリケータ７から過剰な樹脂液を狭い幅で冷却ロール５に供給し、それを冷却ロール５とニップロール８との接点部において所望の製品幅となるように大きく拡げると共に所望量のみが冷却ロール５表面に残るように濾し取る構成であるが、この構成では接点部における樹脂液の拡がりを制御することが困難であり、特に加工速度を上昇させた際には拡がりの制御が一層困難で、所望の製品幅が得られず、最悪の場合にはフィルム基材幅を越えて拡がり、フィルム基材外へのオーバーフローを引き起こし、フィルム基材２の裏面に回り込んで裏移りする。この現象は、非ニュートン性を示す樹脂液の場合に顕著である。
(2) 後計量タイプのコーティング方式であるため、アプリケータ７による冷却ロール５への樹脂液供給自体はラフであり、冷却ロールに転移する樹脂液量も一定ではない。そのため、ニップロールと冷却ロールの接点部に形成される液溜まり９の安定が得られず、不安定な樹脂液の流動が生じ、ニップロールを通り過ぎる樹脂量にばらつきが生じやすく、特に、加工速度が大きくなると顕著になる。このため、レンズフィルムを製造した場合にはレンズ面に干渉縞が現れる危険性がある。
(3) 加工速度を大きくした場合、液溜まり９で樹脂液が過剰に渦を巻くことにより、大量の気泡が発生し、それが形成した凹凸フィルムの樹脂層内に混入し、欠陥となる危険性がある。
(4) ニップロールによって掻き落とされた樹脂液は受け皿１０に集められ、回収、再使用されるが、この樹脂液には泡かみが大量に発生している。このため、大量に気泡が発生した樹脂液が冷却ロール５に供給され、液溜まり９に入ることとなる。加工速度が低い場合には、液溜まり９において気泡が両端に流れるため、気泡がニップロールを通り抜けて、凹凸フィルムの樹脂層内に混入することは少ないが、高速時には両端に流れ込みにくく、このため凹凸フィルムの樹脂層内に混入し、欠陥となる危険性が増大する。
(5) 受け皿１０に集められた樹脂液を脱泡して再使用することも知られている。中〜高粘度の樹脂液をインラインで高速脱泡することは困難であるので、オフラインで脱泡装置などにより脱泡しているが、加工速度の上昇に伴い、受け皿１０に回収する樹脂液量も増加し、脱泡装置等の回収用の装置が大型化してしまう。
【０００６】
以上のような理由から、上記方法では凹凸フィルムの良好な面質を得るにはライン速度１５ｍ／分程度が限界であった。
【０００７】
一方、冷却ロール５に直接硬化性樹脂液を供給する代わりに、図７に示すように、フィルム基材２にロールコータ１４によって硬化性樹脂液６を塗布し、そのフィルム基材２を、表面に凹凸形状を備えた冷却ロール５に送り、フィルム基材表面の樹脂層に凹凸を加工する方法及び装置が、特開２００１−２７２６８３号公報「液晶パネルの製造装置」（特許文献３）に記載されている。この公報に記載の装置で用いられているロールコータ１４は、コーティングロール１５とアプリケータロール１６の接点部の上に液溜まり１７を形成し、コーティングロール１５に対するアプリケータロール１６の接触圧力で、接点部を通り抜けてコーティングロール１５表面に形成される樹脂液層の厚さを調整し、その後、コーティングロール１５表面の樹脂液層を、コーティングロール１５と同方向に走行中のフィルム基材２に転移させる構造である。しかしながら、この構造のロールコータ１４では、液溜まり１７において樹脂液が幅方向に拡がり、その幅を制御することが困難であることから、高速加工時には、樹脂液がフィルム基材２の両端からオーバーフローすることがあり、フィルム基材２の裏面に回り込んで裏移りするといった製造上弊害となる不良が発生することがある。また、液溜まり１７において材料粘度によっては泡かみが発生し、製品へ気泡が混入して不良となる恐れもあった。更に、このロールコータ１４ではフィルム基材２に樹脂液を高精度で均一厚さに塗布することが困難であり、このため、フィルム基材２に塗布された樹脂液に厚さむらが生じ、冷却ロールによって凹凸形状を付与した後の樹脂層３にも厚さむらが残り、レンズフィルムを製造した場合にはレンズ面に干渉縞が現れる危険性がある。
【特許文献１】特許第３６１６１０９号公報
【特許文献２】特許第３４２４１３６号公報
【特許文献３】特開２００１−２７２６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、表面を凹凸形状とした樹脂層を基材フィルムに積層した構造の凹凸フィルムの製造に当たって、フィルム基材に裏移りを生じさせることなく、所望幅の樹脂層を形成でき、且つその樹脂層に気泡を混入することなく加工速度を向上させることができ、更に樹脂液の回収装置等の設備の大型化を伴うことなく加工速度を向上させることの可能な凹凸フィルムの製造装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願請求項１に係る発明は上記課題を解決するため、硬化性樹脂液を、表面に凹凸形状を備えた冷却ロールに直接供給する構成に代えて、ダイコート装置によってフィルム基材に塗布し、その樹脂液を塗布したフィルム基材を、表面に凹凸形状を備えた冷却ロールに送って樹脂層表面に凹凸形状を形成する構成としたものである。すなわち、請求項１に係る発明は、走行中のフィルム基材に対して硬化性樹脂液を一定厚さに塗布するダイコート装置と、該ダイコート装置の下流に配置され、前記フィルム基材に塗布された硬化性樹脂液の表面に凹凸形状を付与して硬化させる凹凸形状付与硬化装置であって、外周面に凹凸形状を表面に備えた冷却ロールと、前記フィルム基材が前記硬化性樹脂液を塗布した側を前記冷却ロールに面する側として前記冷却ロール外周面に巻き付くように前記フィルム基材を前記冷却ロールに押し付けるニップロールと、前記硬化性樹脂液を硬化させるよう前記冷却ロールに放射線を照射する照射装置を有する凹凸形状付与硬化装置を備えた凹凸フィルムの製造装置を要旨とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、上記した請求項１に係る発明において、前記塗布装置と前記凹凸形状付与硬化装置とを、塗布装置を出た前記フィルム基材が、まず前記凹凸形状付与硬化装置のニップロールの外周面に接触して支持され、次いで支持された状態で前記ニップロールと冷却ロールの接点部に進入するように配置する構成としたものである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、上記した請求項１又は２に係る発明において、前記ダイコート装置を、バックアップロールで支持されたフィルム基材に対してダイヘッドで塗布を行う構成としたものである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、上記した請求項１又は２に係る発明において、前記ダイコート装置を、テンションをかけた状態で走行中のフィルム基材に対してダイヘッドで塗布を行う構成としたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、ダイコート装置によってフィルム基材に硬化性樹脂液を塗布する構成としたことにより、従来の冷却ロールに直接、硬化性樹脂液を供給する方式のようにきわめて過剰な樹脂液の塗布を行う必要はなく、高速で走行中のフィルム基材に対して硬化性樹脂液を所望幅で且つ高精度で所望の膜厚となるように塗布することができ、且つ、所望厚さに塗布した樹脂液層に対して冷却ロールによって凹凸加工を施す構成としたことにより、高速での凹凸加工が可能であり、結局、凹凸フィルムを生産性良く製造することが可能となる。また、硬化性樹脂液を過剰に使用し、余剰の樹脂液を回収し、脱泡処理して再使用する必要がなくなり、大型の脱泡、回収装置が不要となる。更に、ダイコート装置を用いたことにより、塗布幅を任意に決定でき、ロールコータ１４（図７参照）を用いた場合に生じる恐れのあった裏移りを防止でき、また、ロールコータ１４よりも高精度での均一塗布を行うことができると共に泡かみの問題も発生せず、高品質の凹凸フィルムを製造できる。更に、ダイコート装置を用いたことで、高粘度の硬化性樹脂液でも良好に塗布することができ、このため加熱して粘度を下げる必要がなく、工程を簡略化できると共に加熱により物性変化を生じる材料であっても物性変化を生じることなく凹凸フィルムを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係る凹凸フィルムの製造装置の概略構成図であり、図５〜図７に示す従来例と同一又は同様な部品には同一符号を付している。図１において、凹凸フィルムの製造装置は、供給ロール（図示せず）から繰り出されて走行中のフィルム基材２に対して硬化性樹脂液を一定厚さに塗布するダイコート装置２１と、そのフィルム基材２の走行方向に関してダイコート装置２１の下流に配置され、フィルム基材２に塗布された硬化性樹脂液の表面に凹凸形状を付与して硬化させる凹凸形状付与硬化装置２２を備えている。
【００１５】
ダイコート装置２１は、フィルム基材２を支持して搬送するバックアップロール２４と、そのバックアップロール２４を回転駆動する駆動装置（図示せず）と、バックアップロール２４に支持されて走行しているフィルム基材２に対向するように配置され、硬化性樹脂液を一定厚みで吐出する吐出スリット２５ａを備えたダイヘッド２５と、そのダイヘッド２５を支持し且つそのダイヘッド２５の先端とフィルム基材２とのギャップ寸法を調整可能なダイヘッド支持手段（図示せず）と、ダイヘッド２５に硬化性樹脂液を供給するポンプ２６等を備えており、ダイヘッド２５から硬化性樹脂液を吐出することで走行中のフィルム基材２に対してダイヘッド２５の吐出幅に等しい塗布幅で硬化性樹脂液を均一厚さに塗布することができる。ここで、塗布厚さは、ダイヘッド２５に供給する硬化性樹脂液の圧力及び粘度、フィルム基材２とダイヘッド２５先端とのギャップ寸法、フィルム基材２の走行速度等によって定まるので、これらを適切に設定することで、所望塗布幅、所望厚さに精密塗布することができる。バックアップロール２４としては、表面が金属の金属ロール、表面がゴムのゴムロールのいずれを用いても良く、塗布する樹脂液の粘度に応じて適宜選択すればよい。なお、ここで用いるダイコート装置２１は、図１に示したような、バックアップロール２４に支持されたフィルム基材２に対して塗布する構造のものに限らず、図４に示すように、間隔を開けて配置した基材位置調整ロール２８、２８の間をテンションをかけた状態で走行中のフィルム基材２に対してダイヘッド２５で塗布を行う構成のテンションウェブダイコート方式のものでもよい。
【００１６】
凹凸形状付与硬化装置２２は、外周面に、フィルム基材２に塗布した硬化性樹脂液の表面に付与すべき凹凸形状を備えた冷却ロール５と、その冷却ロール５を回転駆動する駆動装置（図示せず）と、フィルム基材２が硬化性樹脂を塗布した側を冷却ロール５に面する側として冷却ロール５の表面に巻き付くようにフィルム基材２を冷却ロール５に押し付けるニップロール８と、そのニップロール８を回転自在に且つ冷却ロール５に対する押し付け力を調整可能な形態で保持するニップロール保持装置（図示せず）と、冷却ロール５の表面に保持されている硬化性樹脂液を硬化させるため、冷却ロール５に向かって放射線を照射する照射装置１１と、フィルム基材２及びその表面に形成された樹脂層を冷却ロール５から安定して剥離させるための剥離ロール１２と、その剥離ロール１２を回転自在に且つ冷却ロール５に押し付けるように保持する剥離ロール保持装置（図示せず）等を備えている。冷却ロール５は、内部に、冷却水、空気などの冷却媒体を通す通路を備えており、内部に冷却媒体を通すことで温度上昇を防止する構造となっている。なお、ニップロール８、剥離ロール１２は回転自在とする場合に限らず、冷却ロール５と同一周速度で強制駆動する構成としてもよい。
【００１７】
ニップロール８は冷却ロール５の下部領域において冷却ロール５に接する位置に配置されており、また、剥離ロール１２も冷却ロール５の下部領域において冷却ロール５に接する位置に配置されており、フィルム基材２は冷却ロール５の上部領域を含む外周面に巻き付いて走行するようになっている。更に、冷却ロール５及びニップロール８は、ダイコート装置２１からのフィルム基材２が、まずニップロール８の外周面に接触して支持され、次いで支持された状態でニップロール８と冷却ロール５の接点部に進入するように、配置されている。
【００１８】
照射装置１１は、冷却ロール５の表面に塗布した硬化性樹脂液を硬化させるための放射線を照射するものである。放射線としては、硬化対象の樹脂の種類に応じて適宜選択すればよく、具体的には、赤外線、可視光線、紫外線若しくは電子線等を例示でき、更にはマイクロ波やＸ線等の電磁波も利用できる。
【００１９】
次に、上記構成の凹凸フィルムの製造装置を用いて、図５に示す、光学式ディスプレイや液晶ディスプレイのバックライト機構においてレンズフィルムとして用いられる凹凸フィルム１を製造する方法を説明する。フィルム基材２としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン等のポリアミド、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリレート、フッ素系樹脂、ポリプロピレン、三酢酸セルロース、セロファン等からなるプラスチックフィルム、或いは銅、鉄、アルミニウム等の金属箔が挙げられ、これらを単独で使用しても又は適宜積層させた基材として使用してもよい。樹脂層３を形成するための硬化性樹脂としては、公知の電離放射線硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂を用いることができる。電離放射線硬化性樹脂としては、紫外線或いは電子線硬化性樹脂等が使用でき、例えばウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、シリコンアクリレート等のアクリレート、シロキサン、不飽和ポリエステル等の分子中のアクリロイル基、メタアクリロイル基等の重合性不飽和結合を有する多官能単量体を主成分とする単量体またはプレポリマーの高架橋密度型の樹脂を用いるのが好ましい。このような硬化性樹脂を硬化させるために紫外線を照射する場合には、光重合開始剤としてアセトフェノン類、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、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類や、光重合促進剤（増感剤）として、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン等を混合して用いることができる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン−尿素共縮合樹脂、珪素樹脂、ポリシロキサン樹脂等を使用することができる。
【００２０】
まず、フィルム基材２の供給ロール（図示せず）から繰り出されたフィルム基材２に対してダイコート装置２１によって硬化性樹脂液を一定厚さに塗布する。この時の塗布幅は、フィルム基材２の幅よりも狭く、且つ凹凸フィルム１に形成する樹脂層３の幅にほぼ等しいか或いはそれより若干狭くなるように選定しておく。また、塗布厚さ（塗布量）は、凹凸フィルム１に形成する樹脂層３に必要な樹脂量が確保されるように、すなわち、樹脂層３と同量若しくはそれよりも少し多めの樹脂量となるように定めておく。ここで、フィルム基材２への樹脂液塗布にダイヘッド２５を用いたことで、フィルム基材２の走行速度を高速とした場合であっても所望幅での塗布が容易であり、図７に示すロールコータ１４を用いた場合に生じる恐れのある裏移りの問題は生じない。また、塗布むらのきわめて小さい精密塗布が可能であり、気泡の混入も生じない。更に、高粘度の塗布も可能であり、粘度を下げるために加熱するという操作を行う必要がなく、加熱した際に物性変化を生じる恐れのある硬化性樹脂であっても、物性変化を生じることなく良好な塗布が可能である。かくして、ダイコート装置２１を出たフィルム基材２には、フィルム基材２の走行速度を高くした場合であっても、硬化性樹脂液が所望幅で且つ均一厚さに塗布されている。
【００２１】
次に、硬化性樹脂液を塗布されたフィルム基材２は、凹凸形状付与硬化装置２２に送られ、樹脂液層を外側にしてニップロール８の外周面で支持され、その状態でニップロール８と冷却ロール５の接点部に送られ、ニップロール８によって冷却ロール５の表面に押し付けられる。かくして、フィルム基材２表面の硬化性樹脂液層が冷却ロール５に押し付けられ、樹脂液層内に冷却ロール５の凹凸形状表面の凸部が入り込んだ状態、即ち樹脂液が冷却ロール５の表面の凹部を満たすと共に凹凸形状表面全体を覆い、その外側をフィルム基材２が覆って冷却ロール５に押し付けた状態となる。その後、冷却ロール５の回転に伴い、冷却ロール５表面の樹脂液が照射装置１１の放射線照射を受けて硬化し、剥離ロール１２のところで、フィルム基材２及びその表面に接合した樹脂層３が冷却ロール５から剥がされ、表面に凹凸形状を備えた凹凸フィルム１が形成される。なお、形成された凹凸フィルム１は巻取装置（図示せず）によって巻取形態に巻き取られる。
【００２２】
以上に説明した製造工程において、硬化性樹脂液層を形成されたフィルム基材２が凹凸形状付与硬化装置２２のニップロール８と冷却ロール５の接点部に送り込まれている間、その接点部の、フィルム基材進入側には小さい液溜まり９が形成される。ここで、フィルム基材２に塗布されている硬化性樹脂液は、最終的に必要とされる樹脂量にほぼ等しく且つ一定厚さに塗布されているため、液溜まり９はきわめて小さいものであり、且つ安定している。このため、高速とした場合であっても、液溜まり９による塗布幅の拡がりはきわめて小さいもの（１０ｍｍ程度以下）であり、フィルム基材の幅方向の外側にオーバーフローすることはない。また、気泡を発生することはあまりなく、気泡の製品への混入を生じることがない。連続運転中、この液溜まり９が適度な大きさ及び幅となるように管理することで、冷却ロール５の表面の樹脂液の塗布量及び塗布幅を調整できる。液溜まり９の管理には、塗布装置２１による塗布量及びニップロール８の押し圧を用いることができ、これらの管理により、製造される凹凸フィルム１の樹脂層３の幅及び樹脂量（膜厚）を調整できる。なお、液溜まり９は、加工後のレンズ仕様に影響しなければ、できる限り小さいほうがよい。液溜まり９は、加工中、常に一定の大きさに保たれることが望ましいが、場合によっては徐々に増加することがあり、その場合、適当に除去する必要が生じることがある。その場合に対応するには、液溜まり９が下向き或いは斜め下向きに形成されるようにニップロール８を配置しておき、液溜まり９から過剰な樹脂液が自重で落下するようにすることが好ましい。この場合においても、液溜まり９から落下する樹脂液は、図６に示した従来例に比べてはるかに少量であるので、回収及び脱泡に要する装置はきわめて小型のものでよい。
【００２３】
前記したようにダイコート装置２１によってフィルム基材２に塗布する硬化性樹脂液量は、凹凸フィルム１の樹脂層３に必要とされる樹脂量と同等若しくはそれよりも少し多いだけであるので、このフィルム基材２が凹凸形状付与硬化装置２２のニップロール８と冷却ロール５の接点部を通過する際、ほとんどの樹脂液が通過し、ニップロール８で濾し取られることはほとんどない。このため、図６に示す従来例のように、きわめて大量の樹脂液を冷却ロール５に供給し、その大部分をニップロール８で濾し取る構成に比べて、接点部を通過した後の冷却ロール５の表面に残す樹脂量の調整が容易であり、加工速度の上昇に容易に対応できる。かくして、図６に示す従来例に比べて、製品品質を劣化させることなく、フィルム基材２の走行速度を高くした状態で、凹凸フィルム１を製造できる。
【００２４】
図２は本発明の他の実施の形態に係る凹凸フィルムの製造装置を示す概略構成図である。この製造装置では、ダイコート装置２１を凹凸形状付与硬化装置２２の下方に配置しており、ダイコート装置２１を出たフィルム基材２が斜め下方からニップロール８に進入するように構成している。その他の構成は、図１に示す実施の形態と同様である。図２に示す製造装置でも、図１に示す実施の形態と同様に、走行中のフィルム基材２にダイコート装置２１によって硬化性樹脂液を所望幅で且つ所望厚さに塗布し、それを、ニップロール８によって冷却ロール５に押し付け、且つ放射線照射によって樹脂液を硬化させ、その後、冷却ロール５から剥ぎ取ることで、表面を凹凸形状とした樹脂層３を備えた凹凸フィルム１を製造できる。図２の実施の形態では、フィルム基材２がダイコート装置２１で樹脂液を塗布された後、冷却ロール５に接するまでの距離を短くでき、フィルム基材２の表面に塗布された樹脂液の、環境温度からの影響を減少させることができる。
【００２５】
図３は本発明の更に他の実施の形態に係る凹凸フィルムの製造装置を示す概略構成図である。この製造装置では、ダイコート装置２１を凹凸形状付与硬化装置２２の下方に配置し、ダイコート装置２１を出たフィルム基材２が直接冷却ロール５に接するように進入する配置とし、ニップロール８はフィルム基材２が冷却ロール５に接する位置でフィルム基材２を冷却ロール５に押し付けるように配置している。その他の構成は、図１に示す実施の形態と同様である。図３に示す製造装置でも、図１に示す実施の形態と同様に、走行中のフィルム基材２にダイコート装置２１によって硬化性樹脂液を所望幅で且つ所望厚さに塗布し、それを、ニップロール８によって冷却ロール５に押し付け、且つ放射線照射によって樹脂液を硬化させ、その後、冷却ロール５から剥ぎ取ることで、表面を凹凸形状とした樹脂層３を備えた凹凸フィルム１を製造できる。図３の実施の形態では、フィルム基材２がダイコート装置２１で樹脂液を塗布された後、冷却ロール５に接するまでの距離を一層短くでき、フィルム基材２表面に塗布された樹脂液の、環境温度からの影響を減少させることができる。なお、図１、図２に示す実施の形態では、ダイコート装置２１を出たフィルム基材２が一旦、ニップロール８の外周面で支持され、その後、冷却ロール５に押し付けられる構成としているので、ニップロール８に向かって走行中のフィルム基材２に揺れ等が生じていたとしても、それがニップロール８の外周面で防止され、その後、冷却ロール５との接点部に送られるため、フィルム基材２の揺れが接点部に影響しないという利点が得られる。
【実施例】
【００２６】
［実施例１］
以下に示す仕様、条件にてレンズフィルムとして使用する凹凸フィルムの製造を行った。
硬化性樹脂液： 材料名； アクリル系ＵＶ硬化性樹脂
物性 ； 粘度２５００ｃｐｓ、比重１．５ｇ／ｃｍ3
フィルム基材： ＰＥＴフィルム
ダイコート装置：図２に示すバックアップロール式ダイコート装置
塗布幅： １６００ｍｍ
塗布量： ３５ｇ／ｍ2 （凹凸フィルム１の樹脂層形成に必要な量）
装置レイアウト：図２に示す構造
ニップロール８の位置： 冷却ロール５の下部
照射装置： ＵＶ照射 波長３５０〜４３０ｎｍ ２灯
冷却ロール表面凹凸形状： ピッチ５０μｍ、高さ２５μｍ
【００２７】
上記条件で、加工速度（フィルム基材走行速度）を１０、２０、３０、４０ｍ／分として凹凸フィルムを製造テストを行ったところ、いずれの加工速度においても良好な加工を行うことができ、表面に三角形断面の凹凸形状を備えた凹凸フィルム１を製造できた。従って、４０ｍ／ｍｉｎといった高速での凹凸加工が可能であることを確認できた。
【００２８】
［実施例２］
以下に示す仕様、条件にて凹凸フィルムの製造を行った。
硬化性樹脂液： 材料名； アクリル系ＵＶ硬化性樹脂
物性 ； 粘度２５００ｃｐｓ、比重１．５ｇ／ｃｍ3
フィルム基材： ＰＥＴフィルム
ダイコート装置：図３に示すバックアップロール式ダイコート装置
塗布幅： １６００ｍｍ
塗布量： ３５ｇ／ｍ2 （凹凸フィルム１の樹脂層形成に必要な量）
装置レイアウト：図３に示す構造
ニップロール８の位置：図３に実線で示す位置（φ＝４５°）、又は、
図３に二点鎖線８ａで示す位置（φ＝１１５°）
照射装置： ＵＶ照射 波長３５０〜４３０ｎｍ ２灯
冷却ロール表面凹凸形状： ピッチ５０μｍ、高さ２５μｍ
【００２９】
上記条件で、ニップロールの位置を、図３に実線で示す位置と、二点鎖線８ａで示す位置に変え、且つ加工速度（フィルム基材走行速度）を１０、２０、３０、４０ｍ／分として凹凸フィルムを製造テストを行ったところ、いずれのニップロール位置、いずれの加工速度においても良好な加工を行うことができ、表面に三角形断面の凹凸形状を備えた凹凸フィルム１を製造できた。従って、ニップロール８を、冷却ロール５に直接接するように進入したフィルム基材２を、その接点で冷却ロール５に押し付けるように配置した場合、及びフィルム基材を一旦ニップロール８の外周面で支持し、その状態で冷却ロール５に押し付ける場合のいずれにおいても、４０ｍ／ｍｉｎといった高速での凹凸加工が可能であることを確認できた。
【００３０】
以上に本発明の好適な実施の形態及び実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の好適な実施の形態に係る凹凸フィルムの製造装置を示す概略構成図
【図２】本発明の他の実施の形態に係る凹凸フィルムの製造装置を示す概略構成図
【図３】本発明の更に他の実施の形態に係る凹凸フィルムの製造装置を示す概略構成図
【図４】ダイコート装置の変形例を示す概略構成図
【図５】凹凸フィルムの一部を拡大して示す概略斜視図
【図６】従来の凹凸フィルムの製造装置を示す概略構成図
【図７】従来の凹凸フィルムの製造装置の他の例を示す概略構成図
【符号の説明】
【００３２】
１ 凹凸フィルム
２ フィルム基材
３ 樹脂層
５ 冷却ロール
６ 硬化性樹脂液
７ ノズル
８ ニップロール
９ 液溜まり
１１ 照射装置
１２ 剥離ロール
１４ ロールコータ
１５ コーティングロール
１６ アプリケータロール
１７ 液溜まり
２１ ダイコート装置
２２ 凹凸形状付与硬化装置
２４ バックアップロール
２５ ダイヘッド
２５ａ 吐出スリット
２６ ポンプ
２８ 基材位置調整ロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中のフィルム基材に対して硬化性樹脂液を一定厚さに塗布するダイコート装置と、該ダイコート装置の下流に配置され、前記フィルム基材に塗布された硬化性樹脂液の表面に凹凸形状を付与して硬化させる凹凸形状付与硬化装置であって、外周面に凹凸形状を表面に備えた冷却ロールと、前記フィルム基材が前記硬化性樹脂液を塗布した側を前記冷却ロールに面する側として前記冷却ロール外周面に巻き付くように前記フィルム基材を前記冷却ロールに押し付けるニップロールと、前記硬化性樹脂液を硬化させるよう前記冷却ロールに放射線を照射する照射装置を有する凹凸形状付与硬化装置を備えた凹凸フィルムの製造装置。
【請求項２】
前記ダイコート装置と前記凹凸形状付与硬化装置とは、前記ダイコート装置を出た前記フィルム基材が、まず前記凹凸形状付与硬化装置のニップロールの外周面に接触して支持され、次いで支持された状態で前記ニップロールと冷却ロールの接点部に進入するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の凹凸フィルムの製造装置。
【請求項３】
前記ダイコート装置が、バックアップロールで支持されたフィルム基材に対してダイヘッドで塗布を行う構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の凹凸フィルムの製造装置。
【請求項４】
前記ダイコート装置が、テンションをかけた状態で走行中のフィルム基材に対してダイヘッドで塗布を行う構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の凹凸フィルムの製造装置。
【請求項１】
走行中のフィルム基材に対して硬化性樹脂液を一定厚さに塗布するダイコート装置と、該ダイコート装置の下流に配置され、前記フィルム基材に塗布された硬化性樹脂液の表面に凹凸形状を付与して硬化させる凹凸形状付与硬化装置であって、外周面に凹凸形状を表面に備えた冷却ロールと、前記フィルム基材が前記硬化性樹脂液を塗布した側を前記冷却ロールに面する側として前記冷却ロール外周面に巻き付くように前記フィルム基材を前記冷却ロールに押し付けるニップロールと、前記硬化性樹脂液を硬化させるよう前記冷却ロールに放射線を照射する照射装置を有する凹凸形状付与硬化装置を備えた凹凸フィルムの製造装置。
【請求項２】
前記ダイコート装置と前記凹凸形状付与硬化装置とは、前記ダイコート装置を出た前記フィルム基材が、まず前記凹凸形状付与硬化装置のニップロールの外周面に接触して支持され、次いで支持された状態で前記ニップロールと冷却ロールの接点部に進入するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の凹凸フィルムの製造装置。
【請求項３】
前記ダイコート装置が、バックアップロールで支持されたフィルム基材に対してダイヘッドで塗布を行う構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の凹凸フィルムの製造装置。
【請求項４】
前記ダイコート装置が、テンションをかけた状態で走行中のフィルム基材に対してダイヘッドで塗布を行う構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の凹凸フィルムの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−４３８７６（Ｐ２００８−４３８７６Ａ）
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２１６９０（Ｐ２００６−２２１６９０）
【出願日】平成１８年８月１５日（２００６．８．１５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月１５日（２００６．８．１５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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