凹凸状シートの製造方法及び装置
【課題】表面に規則的な微細凹凸パターンが形成された凹凸状シートを、欠陥なく高品質で、かつ高ラインスピードで生産性よく製造する。
【解決手段】放射線硬化樹脂液4が塗布されることにより、表面に樹脂液層が形成されている帯状可撓性のシートWを連続走行させ、シートを回転する凹凸ローラ13に巻き掛け、樹脂液層に凹凸ローラ表面の凹凸パターンを転写し、シートが凹凸ローラに巻き掛けられている状態で樹脂液層に放射線を照射し、シートを凹凸ローラより剥離する凹凸状シートの製造方法である。凹凸ローラに、頂部のローラ径がD1の凸部と底部のローラ径がD1より小径であるD2の凹部とがローラ幅方向に交互に形成された凹凸パターン部13Aと、凹凸パターン部の両側に配されるローラ径D3の平坦部13Bとを設け、ローラ径をD1>D3>D2のようにする。
【解決手段】放射線硬化樹脂液4が塗布されることにより、表面に樹脂液層が形成されている帯状可撓性のシートWを連続走行させ、シートを回転する凹凸ローラ13に巻き掛け、樹脂液層に凹凸ローラ表面の凹凸パターンを転写し、シートが凹凸ローラに巻き掛けられている状態で樹脂液層に放射線を照射し、シートを凹凸ローラより剥離する凹凸状シートの製造方法である。凹凸ローラに、頂部のローラ径がD1の凸部と底部のローラ径がD1より小径であるD2の凹部とがローラ幅方向に交互に形成された凹凸パターン部13Aと、凹凸パターン部の両側に配されるローラ径D3の平坦部13Bとを設け、ローラ径をD1>D3>D2のようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、凹凸状シートの製造方法及び装置に係り、特に、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成された反射防止効果等を有するエンボスシート等のシート状物を、欠陥なく高品質で、かつ高ラインスピードで生産性よく製造するのに好適な凹凸状シートの製造方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、液晶等の電子ディスプレイの用途に、反射防止効果を有するエンボスシートが採用されている。また、レンチキュラーレンズやフライアイレンズ等の平板状レンズ、光拡散シート、輝度向上シート、光導波路シート、プリズムシート等のエンボスシートが使用されている。このようなエンボスシートとしては、従来より、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成されたものが公知である。このような規則的な微細凹凸パターンを形成する手法としては、従来より各種の方法が知られている(特許文献1〜7参照)。
【0003】
たとえば、図8に示されるような構成の装置において、表面に規則的な凹凸パターンが形成されているスタンパーローラ1の表面に塗布手段2で樹脂を塗布し、連続走行されるシート3をスタンパーローラ1とニップローラ4とで挟み、スタンパーローラ1の樹脂をシート3に接触させた状態で、電離放射線を樹脂に照射して硬化させ、その後シート3をリリースローラ5に巻き掛けてスタンパーローラ1より剥離させる内容が開示されている(特許文献1〜3参照)。
【0004】
また、図9に示されるような構成の装置において、連続走行されるシート3の表面に予め樹脂を塗布しておき、このシート3を、規則的な凹凸パターンが形成されているスタンパーローラ1とニップローラ4とで挟み、スタンパーローラ1の凹凸パターンを樹脂に転写させた状態で、電離放射線を樹脂に照射して硬化させ、その後シート3をリリースローラ5に巻き掛けてスタンパーローラ1より剥離させる内容が開示されている(特許文献3、4参照)。
【0005】
このプロセスで重要なポイントの1つは、シート3とスタンパーローラ1との間に硬化樹脂が介在し、樹脂の硬化後に、スタンパーローラ1から良好に剥離できることである。ところが、パターン加工されている部分が複雑な形状(接触面積の大きい形状)であるほど、剥離しにくくなる。特に、図10に拡大断面図で示されるように、硬化樹脂膜6の幅方向の端部は、剥離の際に、樹脂がちぎれてスタンパーローラ1(エンボスローラ)に残ってしまうような致命的な欠陥を生じることもある。
【0006】
このため、スタンパーローラ1の幅方向の端部周縁に各種の工夫を施し、剥離性を良好ならしめる各種の提案がなされている(特許文献5〜7参照)。
【特許文献1】特許第2533379号公報
【特許文献2】特許第2891344号公報
【特許文献3】特開平11−300768号公報
【特許文献4】特開2000−141481号公報
【特許文献5】特公平5−58788号公報
【特許文献6】特許第3546485号公報
【特許文献7】特開平10−153966号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、従来からの各種の剥離不良対策では、実効を挙げていないのが現状である。たとえば特許文献5によれば、スタンパーローラ1の幅方向の端部周縁に平滑面を設けて、硬化樹脂膜6の端部を、この平滑面で形成することにより、端部の剥離性を良化することができるとされている。
【0008】
この提案では、図11に拡大断面図で示されるように、平滑面高さを凸部の最大高さと同じとしている。ところが、端部の硬化樹脂膜6が、凹凸パターン部の凸部よりも高いために、硬化樹脂膜6の端部が圧力を受けて潰されたり、シート変形を助長したりすることとなり、硬化樹脂膜6の端部の形状が不安定となりやすい。
【0009】
また、特許文献6によれば、スタンパーローラ1の幅方向の端部周縁に平滑面を設けて、この平滑面高さを凹部と同じ高さとし、また、凹凸部の幅をシート3よりも狭くしている。ところが、端部の硬化樹脂膜6は、シート3とスタンパーローラ1との間に樹脂が介する前の厚さよりも、シート3とスタンパーローラ1との間(ギャップ)の方が大きいため、硬化樹脂膜6の端部の形状が非常に不安定となりやすい。
【0010】
また、特許文献7によれば、図12に拡大断面図で示されるように、スタンパーローラ1の幅方向の端部周縁に土手部となる溝を設けて安定化することを図っている。この溝深さは、凹部よりも深い。ところが、溝を設けても特許文献6と同様に、端部の硬化樹脂膜6は、シート3とスタンパーローラ1との間に樹脂が介する前の厚さよりも、シート3とスタンパーローラ1との間(ギャップ)の方が大きいため、硬化樹脂膜6の端部の形状が非常に不安定となりやすい。
【0011】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、樹脂の剥離性を向上させることにより、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成された凹凸状シートを、欠陥なく高品質で、かつ高ラインスピードで生産性よく製造するのに好適な凹凸状シートの製造方法及び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】
【0012】
本発明は、前記目的を達成するために、放射線硬化樹脂液が塗布されることにより、表面に樹脂液層が形成されている帯状可撓性のシート状体を連続走行させ、前記シート状体を、回転する凹凸ローラに巻き掛け、前記樹脂液層に前記凹凸ローラ表面の凹凸パターンを転写し、前記シート状体が前記凹凸ローラに巻き掛けられている状態で前記樹脂液層に放射線を照射し、前記シート状体を前記凹凸ローラより剥離する凹凸状シートの製造方法において、前記凹凸ローラに、頂部におけるローラ径D1の凸部と底部におけるローラ径D2の凹部とがローラ幅方向に交互に形成された凹凸パターン部と、該凹凸パターン部の両側に配されるローラ径D3の平坦部とを設け、ローラ径をD1>D3>D2のようにすることを特徴とする凹凸状シートの製造方法を提供する。
【0013】
また、このために、本発明は、帯状可撓性のシート状体を送り出すシート状体供給手段と、前記シート状体の表面に放射線硬化樹脂液を塗布する塗布手段と、連続走行する前記シート状体を、回転する凹凸ローラに巻き掛けながら、該凹凸ローラ表面の凹凸パターンを前記シート状体の表面に転写形成する転写手段と、前記凹凸ローラの近傍に設けられ、前記シート状体が前記凹凸ローラに巻き掛けられている状態で前記樹脂液を硬化させる放射線照射手段と、を備えた凹凸状シートの製造装置において、前記凹凸ローラに、頂部におけるローラ径D1の凸部と底部におけるローラ径D2の凹部とがローラ幅方向に交互に形成された凹凸パターン部と、該凹凸パターン部の両側に配されるローラ径D3の平坦部とが設けられ、ローラ径がD1>D3>D2のようになっていることを特徴とする凹凸状シートの製造装置を提供する。
【0014】
本発明によれば、凹凸ローラに、頂部のローラ径がD1の凸部と底部のローラ径がD1より小径であるD2の凹部とがローラ幅方向に交互に形成された凹凸パターン部と、凹凸パターン部の両側に配されるローラ径D3の平坦部とを設け、ローラ径をD1>D3>D2のようにする。
【0015】
すなわち、平坦部の高さを凸部高さと凹部高さの中間くらいのレベルにするので、硬化樹脂の層が凹凸パターン部で受ける圧力と、端部の平坦部で受ける圧力とをほぼ同等にできる。これにより、平坦部の樹脂層は、凹凸部の樹脂層と平均厚さがほぼ同等となるため、安定に層が形成され、剥離不良はなくなる。
【0016】
したがって、本発明によれば、樹脂の剥離性を向上させることにより、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成された凹凸状シートを、欠陥なく高品質で、かつ高ラインスピードで生産性よく製造することができる。
【0017】
なお、本明細書において「凹凸ローラ」とは、円柱状のローラの表面に凹凸パターン(エンボス形状用が形成されたエンボスローラのみならず、エンドレスベルト等のベルト状体の表面に凹凸パターン(エンボス形状)が形成されたものをも含むものとする。このようなベルト状体であっても、円柱状のエンボスローラと同様に作用し、同様の効果が得られるからである。
【0018】
本発明において、前記樹脂液層に前記凹凸ローラ表面の凹凸パターンを転写する際に、前記シート状体と前記平坦部との間に容積Aの空間が形成され、前記凹凸パターン部より前記平坦部へ洩れ出す樹脂液の体積BがA<Bとなるようにローラ径D3及び/又はニップ圧を設定することが好ましい。
【0019】
このような容積Aの空間が形成され、凹凸パターン部より平坦部へ洩れ出す樹脂液の体積BがA<Bとなれば、安定に樹脂層が形成され、一層剥離不良はなくなる。
【0020】
本発明において、前記樹脂液層に前記凹凸ローラ表面の凹凸パターンを転写する際に、前記シート状体と前記平坦部との間の空間の容積Aがゼロとなるようにローラ径D3及び/又はニップ圧を設定することが好ましい。このような空間の容積Aが形成されなければ、安定に樹脂層が形成され、一層剥離不良はなくなる。
【0021】
また、本発明において、前記ローラ径D3を前記凹凸パターン部の平均ローラ径D4と略同一にすることが好ましい。このように、平坦部の高さを凹凸パターン部の平均高さに合わせることができれば、硬化樹脂層が凹凸パターン部で受ける圧力と、平坦部で受ける圧力を同等にでき、一層安定に樹脂層が形成され、一層剥離不良はなくなる。
【0022】
また、本発明において、前記樹脂液層の幅を前記凹凸パターン部の幅より大きく設けることが好ましい。このように、樹脂液層の幅を凹凸パターン部の幅より大きく設けていれば、樹脂液層の幅方向端部は平坦部に位置することとなり、一層安定に樹脂層が形成され、一層剥離不良はなくなる。なお、樹脂液層の幅は、物理的にシート状体の幅より小である。
【0023】
また、本発明において、前記シート状体を、前記凹凸ローラと該凹凸ローラに対向配置するとともに表面を弾性体で形成したニップローラとで挟圧しながら前記凹凸ローラに巻き掛けることが好ましい。このように、表面が弾性体であるニップローラをシート状体の裏面に押し付けることにより、硬化樹脂層の全体に圧力がかかり、硬化樹脂が凹凸ローラの凹凸パターンに均一に入り込み、かつ、平坦部(端部)において硬化樹脂層の端部も同等の圧力にて、シート状体と凹凸ローラとに挟まれることになるので、高精度かつ欠陥のない安定した微細パターンが形成できる。
【0024】
また、本発明において、前記凹凸ローラとニップローラとの挟圧力が調整可能となっていることが好ましい。このように、挟圧力が調整可能となっていれば、安定した微細パターンの形成に一層有効である。
【0025】
また、本発明において、前記シート状体に転写形成された凹凸パターンのピッチが100μm以下であることが好ましい。また、本発明において、前記凹凸状シートが光学フイルムとして使用されることが好ましい。
【発明の効果】
【0026】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂の剥離性を向上させることにより、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成された凹凸状シートを、欠陥なく高品質で、かつ高ラインスピードで生産性よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施態様について説明する。図1は、本発明が適用されるエンボスシートの製造装置10の構成を示す概念図である。このエンボスシートの製造装置10は、シート状体供給手段11と、塗布手段12と、凹凸ローラであるエンボスローラ13と、ニップローラ14と、樹脂硬化手段15と、剥離ローラ16と、乾燥手段19と、保護フィルム供給手段17と、シート巻き取り手段18、等とより構成される。
【0028】
シート状体供給手段であるシート供給手段11は、シート状体であるシートWを送り出すもので、シートWが巻回された送り出しロール等より構成される。
【0029】
塗布手段12は、シートWの表面に放射線硬化樹脂液を塗布する装置であり、放射線硬化樹脂液を供給する液供給源12Aと、液供給装置(送液ポンプ)12Bと、塗布ヘッド12Cと、塗布の際にシートWを巻き掛けて支持する支持ローラ12Dと、液供給源12Aより塗布ヘッド12Cまで放射線硬化樹脂液を供給するための配管等より構成される。なお、塗布ヘッド12Cとしては、ダイコータ(エクストルージョン方式のコータ)の塗布ヘッドが採用されている。
【0030】
乾燥手段19は、たとえば図1に示されるトンネル状の乾燥装置のように、シートWに塗布された塗布液を均一に乾燥させることができるものであれば、公知の各種方式のものが採用できる。たとえば、ヒータによる輻射加熱方式のもの、熱風循環方式のもの、遠赤外線方式のもの、真空方式のもの等が採用できる。
【0031】
エンボスローラ13としては、シートWの表面に、ローラ表面の凹凸を転写形成できる、凹凸パターンの精度、機械的強度、真円度等を有することが求められる。このようなエンボスローラ13としては、金属製のローラが好ましい。
【0032】
エンボスローラ13の外周面には、規則的な微細凹凸パターンが形成されている。このような規則的な微細凹凸パターンは、製品としてのエンボスシート表面の微細凹凸パターンを反転した形状であることが求められる。なお、エンボスローラ13の両端部近傍の形状については、後で詳述する。
【0033】
製品としてのエンボスシートとしては、微細凹凸パターンが二次元配列された、たとえばレンチキュラーレンズや、微細凹凸パターンが三次元配列された、たとえばフライアイレンズ、円錐、角錐等の微細な錐体をXY方向に敷きつめた平板レンズ等が対象となり、エンボスローラ13の外周面の規則的な微細凹凸パターンは、これに対応させる。
【0034】
エンボスローラ13の外周面の規則的な微細凹凸パターンの形成方法としては、エンボスローラ13の表面をダイヤモンドバイト(シングルポイント)で切削加工する方法、エンボスローラ13の表面にフォトエッチング、電子線描画、レーザー加工等で直接凹凸を形成する方法が採用でき、また、薄い金属製の板状体の表面にフォトエッチング、電子線描画、レーザー加工、光造形法等で凹凸を形成し、この板状体をローラの周囲に巻き付け固定し、エンボスローラ13とする方法が採用できる。
【0035】
その他、金属より加工しやすい素材の表面にフォトエッチング、電子線描画、レーザー加工、光造形法等で凹凸を形成し、この形状の反転型を電鋳等により形成して薄い金属製の板状体を作成し、この板状体をローラの周囲に巻き付け固定し、エンボスローラ13とする方法も採用できる。特に反転型を電鋳等により形成する場合には、1つの原盤(マザー)より複数の同一形状の板状体が得られるという特長がある。
【0036】
エンボスローラ13の表面には、離型処理を施すことが好ましい。このように、エンボスローラ13の表面に離型処理を施すことにより、微細凹凸パターンの形状が良好に維持できる。離型処理としては、公知の各種方法、たとえば、フッ素樹脂によるコーティング処理が採用できる。なお、エンボスローラ13には駆動手段が設けられていることが好ましい。エンボスローラ13は、図示の矢印ように、反時計方向(CCW)に回転する。
【0037】
次に、エンボスローラ13の両端部近傍の形状について説明する。図4は、エンボスローラ13とシートWとの位置関係を示す要部断面図である。ここでは、図4(a)を主に説明する。
【0038】
エンボスローラ13の表面には、頂部のローラ径がD1の凸部と底部のローラ径がD2の凹部とがローラ幅方向に交互に形成された凹凸パターン部13Aが形成されている。なお、この凹凸パターン部13Aの断面形状は、凸部及び凹部のいずれも平坦箇所のない三角形状である。また、両端部にローラ径D3の平坦部13Bが設けられている。そして、ローラ径をD1>D3>D2のようにすることが必要である。
【0039】
このような構成によれば、平坦部13Bの高さを凸部高さと凹部高さの中間のレベルにするので、硬化樹脂4の層が凹凸パターン部13Aで受ける圧力と、端部の平坦部13Bで受ける圧力とをほぼ同等にできる。これにより、平坦部13Bの硬化樹脂4の層は、凹凸部パターン部13Aの硬化樹脂4の層と平均厚さがほぼ同等となるため、安定に層が形成され、剥離不良はなくなる。
【0040】
したがって、本発明によれば、樹脂の剥離性を向上させることにより、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成された凹凸状シートを、欠陥なく高品質で、かつ高ラインスピードで生産性よく製造することができる。
【0041】
なお、図4の構成では、ローラ径D3が凹凸パターン部13Aの平均ローラ径D4と同一になっている。したがって、硬化樹脂4の層が凹凸パターン部13Aで受ける圧力と、平坦部13Bで受ける圧力を同等にでき、一層安定に樹脂層が形成され、一層剥離不良はなくなる。
【0042】
この平均ローラ径D4は、凹凸パターン部13Aの断面形状によって異なり、たとえば、凹凸パターンが正弦波形状や放物線形状、双曲線形状等であった場合には、平均ローラ径D4のレベルも図4とは異なる。
【0043】
なお、平坦部13Bは、エンボスローラ13の端部まで形成される必要はなく、図4(b)に示されるように、溝部13Cのように形成されていてもよい。
【0044】
図3は、別の観点から見たエンボスローラ13の両端部近傍の形状について説明する要部断面図であり、エンボスローラ13とシートWとの位置関係を示す図である。このうち、(a)及び(c)は、エンボスローラ13の凹凸パターンをシートWの表面に転写形成する前の状態を示し、(b)及び(d)は、エンボスローラ13の凹凸パターンをシートWの表面に転写形成している状態を示す。
【0045】
図3において、樹脂液4の層の幅は、シートWの幅よりも狭くなっており、エンボスローラ13の幅は、シートWの幅よりも広くなっている。
【0046】
図3(c)においては、樹脂液4の層にエンボスローラ13の表面の凹凸パターンを転写する際に、図3(d)に示されるように、シートWと平坦部13Bとの間の空間の容積Aがゼロとなるように、ローラ径D3が設定されている。
【0047】
このような構成によって、硬化樹脂4の層が凹凸パターン部13Aで受ける圧力と、端部の平坦部13Bで受ける圧力とをほぼ同等にできる。これにより、平坦部13Bの硬化樹脂4の層は、凹凸部パターン部13Aの硬化樹脂4の層と平均厚さがほぼ同等となるため、安定に層が形成され、剥離不良はなくなる。
【0048】
なお、上記の構成と同時に、又は上記の構成に代えて、ニップローラ14によるニップ圧を適正値に設定し、シートWと平坦部13Bとの間の空間の容積Aがゼロとなるようにしてもよい。
【0049】
これに対し、図3(a)及び(b)はNGの例であり、樹脂液4の層にエンボスローラ13の表面の凹凸パターンを転写する際に、図3(b)に示されるように、シートWと平坦部13Bとの間に容積Aの空間を生じるように、ローラ径D3が設定されている。
【0050】
次に、ニップローラ14について説明する。ニップローラ14は、エンボスローラ13と対になってシートWを押圧しながらローラ成形加工するもので、所定の機械的強度、真円度等を有することが求められる。ニップローラ14の表面は弾性体で形成されていることが好ましい。
【0051】
ニップローラ14表面の縦弾性係数(ヤング率)は、樹脂やシートWの材質や物性に応じて適宜の値とすることが好ましい。なお、ニップローラ14には駆動手段が設けられていることが好ましい。ニップローラ14は、図示の矢印ように、時計方向(CW)に回転する。
【0052】
エンボスローラ13とニップローラ14との間に所定の押圧力(挟圧力)を付与するべく、エンボスローラ13とニップローラ14のいずれかに挟圧力が調整可能な加圧手段を設けることが好ましい。同様に、エンボスローラ13とニップローラ14との隙間(クリアランス)を正確に制御できるような微調整手段を、エンボスローラ13とニップローラ14のいずれかに設けることが好ましい。
【0053】
樹脂硬化手段15は、ニップローラ14の下流側においてエンボスローラ13に対向して設けられる光照射手段である。この樹脂硬化手段15は、光照射によってシートWを透過して樹脂液層を硬化をさせるもので、樹脂の硬化特性に応じた波長の光(放射線)を照射でき、シートWの搬送速度に応じた量の放射線を照射できることが好ましい。樹脂硬化手段15として、たとえば、シートWの幅と略同一長さの円柱状照射ランプが採用できる。また、この円柱状照射ランプを複数本平行に設けることもでき、この円柱状照射ランプの背面に反射板を設けることもできる。
【0054】
剥離ローラ16は、エンボスローラ13と対になってエンボスローラ13からシートWを剥離させるもので、所定の機械的強度、真円度等を有することが求められる。剥離箇所において、エンボスローラ13の周面上に巻き掛けられたシートWを回転するエンボスローラ13と剥離ローラ16とで挟みながら、シートWをエンボスローラ13から剥離させて剥離ローラ16に巻き掛ける。この動作を確実にすべく、剥離ローラ16には駆動手段が設けられていることが好ましい。剥離ローラ16は、図示の矢印ように、時計方向(CW)に回転する。
【0055】
なお、硬化により樹脂等の温度が上昇するような場合には、剥離時にシートWを冷却させて剥離を確実にすべく、剥離ローラ16の内部に冷水を通すなどの冷却手段を設ける構成も採用できる。
【0056】
なお、図示は省略したが、エンボスローラ13の押圧箇所(9時の位置)から剥離箇所(3時の位置)までの間に複数のバックアップローラを対向して設け、この複数のバックアップローラとエンボスローラ13とでシートWを押圧しながら硬化処理を行う構成も採用できる。
【0057】
シート巻き取り手段18は、剥離後のシートWを収納するもので、シートWを巻き取る巻き取りロール等より構成される。このシート巻き取り手段18において、隣接して設けられる保護フィルム供給手段17より供給される保護フィルムHがシートWの表面に供給され、両フィルムが重なった状態で、シート巻き取り手段18に収納される。
【0058】
エンボスシートの製造装置10において、塗布手段12とエンボスローラ13との間、剥離ローラ16とシート巻き取り手段18との間等に、シートWの搬送路を形成するガイドローラ等を設けてもよく、その他、必要に応じてシートWの搬送中の弛みを吸収すべく、テンションローラ等を設けることもできる。
【0059】
次に、本発明に適用される各材料について説明する。シートWとしては、樹脂フィルム、紙(レジンコーティッド紙、合成紙、等)、金属箔(アルミニウムウェブ等)等を使用できる。樹脂フィルムの材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、PET(ポリエチレンテレフタレート)、二軸延伸を行った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、ポリアミドイミド、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロースアシレート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースダイアセテート等の公知のものが使用できる。これらのうち、特に、ポリエステル、セルロースアシレート、アクリル、ポリカーボネート、ポリオレフィンが好ましく使用できる。
【0060】
シートWの幅としては、0. 1〜3mが、シートWの長さとしては、1000〜100000mが、シートWの厚さとしては、1〜300μmのものがそれぞれ一般的に採用される。ただし、これ以外のサイズの適用も妨げられるものではない。
【0061】
これらのシートWは、あらかじめコロナ放電、プラズマ処理、易接着処理、熱処理、除塵処理などを行っておいてもよい。シートWの表面粗さRaはカットオフ値0.25mmにおいて3〜10nmが好ましい。
【0062】
また、シートWには、あらかじめ接着層等の下地層を設け乾燥硬化させたもの、裏面に他の機能層があらかじめ形成されたもの、等を用いてもよい。同様に、シートWとして1層構成のもののみならず、2層以上の構成のものも採用できる。また、シートWは、光が透過できるような透明体、半透明体であることが好ましい。
【0063】
本発明に使用可能な樹脂は(メタ)アクロイル基、ビニル基やエポキシ基などの反応性基含有化合物と、紫外線などの放射線照射にて該反応性基含有化合物を反応させうるラジカルやカチオン等の活性種を発生する化合物を含有するものが使用できる。
【0064】
特に硬化の速さからは、(メタ)アクロイル基、ビニル基などの不飽和基を含有する反応性基含有化合物(モノマ−)と、光によりラジカルを発生する光ラジカル重合開始剤の組み合わせが好ましい。中でも(メタ)アクリレ−ト、ウレタン(メタ)アクリレ−ト、エポキシ(メタ)アクリレ−ト、ポリエステル(メタ)アクリレ−トなどの(メタ)アクロイル基含有化合物が好ましい。
【0065】
この(メタ)アクロイル基含有化合物としては(メタ)アクロイル基が1個あるいは2個以上含有した化合物を用いることができる。また、上記のアクロイル基、ビニル基などの不飽和基を含有する反応性基含有化合物(モノマ−)は必要に応じて、単独で用いても、複数種を混合して用いても良い。
【0066】
このような、(メタ)アクロイル基含有化合物としては、たとえば、(メタ)アクロイル基含有化合物を1個だけ含有する単官能モノマ−としてイソボルニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、4−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルホリン、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレートが挙げられる。
【0067】
更に芳香環を有する単官能モノマ−として、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシ−2−メチルエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、4−フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、3−(2−フェニルフェニル)−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、エチレンオキシドを反応させたp−クミルフェノールの(メタ)アクリレート、2−ブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、4−ブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,4−ジブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,6−ジブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,4,6−トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、2,4,6−トリブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0068】
このような、芳香を有する環単官能モノマ−の市販品としては、アロニックスM113、M110、M101、M102、M5700、TO−1317(以上、東亞合成(株)製)、ビスコート#192、#193、#220、3BM(以上、大阪有機化学工業(株)製)、NKエステルAMP−10G、AMP−20G(以上、新中村化学工業(株)製)、ライトアクリレートPO−A、P−200A、エポキシエステルM−600A、ライトエステルPO(以上、共栄社化学(株)製)、ニューフロンティアPHE、CEA、PHE−2、BR−30、BR−31、BR−31M、BR−32(以上、第一工業製薬(株)製)等が挙げられる。
【0069】
また、(メタ)アクリロイル基を分子中に2つ有する不飽和モノマーとしては、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレートなどのアルキルジオールジアクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレートなどのポリアルキレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンメタノールジアクリレート等が挙げられる。
【0070】
ビスフェノール骨格をもつ不飽和モノマ−としては、エチレンオキシド付加ビスフェノールA(メタ)アクリル酸エステル、エチレンオキシド付加テトラブロモビスフェノールA(メタ)アクリル酸エステル、プロピレンオキシド付加ビスフェノールA(メタ)アクリル酸エステル、プロピレンオキシド付加テトラブロモビスフェノールA(メタ)アクリル酸エステル、ビスフェノールAジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるビスフェノールAエポキシ(メタ)アクリレート、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるテトラブロモビスフェノールAエポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるビスフェノールFエポキシ(メタ)アクリレート、テトラブロモビスフェノールFジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるテトラブロモビスフェノールFエポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0071】
このような構造を有する不飽和モノマ−の市販品としては、ビスコート#700、#540(以上、大阪有機化学工業(株)製)、アロニックスM−208、M−210(以上、東亞合成(株)製)、NKエステルBPE−100、BPE−200、BPE−500、A−BPE−4(以上、新中村化学(株)製)、ライトエステルBP−4EA、BP−4PA、エポキシエステル3002M、3002A、3000M、3000A(以上、共栄社化学(株)製)、KAYARAD R−551、R−712(以上、日本化薬(株)製)、BPE−4、BPE−10、BR−42M(以上、第一工業製薬(株)製)、リポキシVR−77、VR−60、VR−90、SP−1506、SP−1506、SP−1507、SP−1509、SP−1563(以上、昭和高分子(株)製)、ネオポールV779、ネオポールV779MA(日本ユピカ(株)製)等が挙げられる。
【0072】
更に、3官能以上の(メタ)アクリレート不飽和モノマ−としては、3価以上の多価アルコールの(メタ)アクリレート、たとえばトリメチロールプロパンリト(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリオキシエチル(メタ)アクリレート、トリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート等が挙げられ、市販品としては、アロニックスM305、M309、M310、M315、M320、M350、M360、M408(以上、東亞合成(株)製、ビスコート#295、#300、#360、GPT、3PA、#400(以上、大阪有機化学工業(株)製)、NKエステルTMPT、A−TMPT、A−TMM−3、A−TMM−3L、A−TMMT(以上、新中村化学(株)製)、ライトアクリレートTMP−A、TMP−6EO−3A、PE−3A、PE−4A、DPE−6A(以上、共栄社化学(株)製、KAYARAD PET−30、GPO−303、TMPTA、TPA−320、DPHA、D−310、DPCA−20、DPCA−60(以上、日本化薬(株)製)等が挙げられる。
【0073】
加えてウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを配合してもよい。ウレタン(メタ)アクリレートとしては、たとえばポリエチレングリコール、ポリテトラメチルグリコール等のポリエーテルポリオール;コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、テトラヒドロ(無水)フタル酸、ヘキサヒドロ(無水)フタル酸等の二塩基酸とエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のジオールの反応によって得られるポリエステルポリオール;ポリε−カプロラクトン変性ポリオール;ポリメチルバレロラクトン変性ポリオール;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のアルキルポリオール;エチレンオキシド付加ビスフェノールA、プロピレンオキシド付加ビスフェノールA等のビスフェノールA骨格アルキレンオキシド変性ポリオール;エチレンオキシド付加ビスフェノールF、プロピレンオキシド付加ビスフェノールF等のビスフェノールF骨格アルキレンオキシド変性ポリオール、又はそれらの混合物とトリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の有機ポリイソシアネートと2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートから製造されるウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー等が挙げられる。ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、本発明の硬化性組成物の粘度を適度に保つ上で好ましい。
【0074】
これらウレタン(メタ)アクリレートの市販品のモノマーとしては、たとえばアロニックスM120、M−150、M−156、M−215、M−220、M−225、M−240、M−245、M−270(以上、東亞合成(株)製)、AIB、TBA、LA、LTA、STA、ビスコート#155、IBXA、ビスコート#158、#190、#150、#320、HEA、HPA、ビスコート#2000、#2100、DMA、ビスコート#195、#230、#260、#215、#335HP、#310HP、#310HG、#312(以上、大阪有機化学工業(株)製)、ライトアクリレートIAA、L−A、S−A、BO−A、EC−A、MTG−A、DMP−A、THF−A、IB−XA、HOA、HOP−A、HOA−MPL、HOA−MPE、ライトアクリレート3EG−A、4EG−A、9EG−A、NP−A、1,6HX−A、DCP−A(以上、共栄社化学(株)製)、KAYARADTC−110S、HDDA、NPGDA、TPGDA、PEG400DA、MANDA、HX−220、HX−620(以上、日本化薬(株)製)、FA−511A、512A、513A(以上、日立化成(株)製)、VP(BASF製)、ACMO、DMAA、DMAPAA(以上、興人(株)製)等が挙げられる。
【0075】
ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、(a)ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート、(b)有機ポリイソシアネート及び(c)ポリオールの反応物として得られるものであるが、(a)ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートと(b)有機ポリイソシアネートを反応させた後、次いで(c)ポリオールを反応させた反応物であることが好ましい。
【0076】
以上の不飽和モノマ−は単独で用いても良く、必要に応じて複数種を混合して用いても良い。
【0077】
光ラジカル重合開始剤としては、たとえばアセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、キサントン、フルオレノン、べンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−プロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、エチル−2,4,6−トリメチルベンゾイルエトキシフェニルォスフィンオキシドなどが挙げられる。
【0078】
光ラジカル重合開始剤の市販品としては、たとえばIrgacure184、369、651、500、819、907、784、2959、CGI1700、CGI1750、CGI11850、CG24−61、Darocurl116、1173(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、LucirinLR8728、8893X(以上BASF社製)、ユベクリルP36(UCB社製)、KIP150(ランベルティ社製)等が挙げられる。これらの中で、液状で溶解しやすく、高感度という観点からはLucirinLR8893Xが好ましい。
【0079】
光ラジカル重合開始剤は全組成物中に、0.01〜10重量%、特に0.5〜7重量%配合されるのが好ましい。配合量の上限は組成物の硬化特性や硬化物の力学特性および光学特性、取り扱い等の点からこの範囲が好ましく、配合量の下限は、硬化速度の低下防止の点からこの範囲が好ましい。
【0080】
本発明の組成物には更に光増感剤を配合することができ、当該光増感剤としては、たとえばトリエチルアミン、ジエチルアミン、N−メチルジエタノールアミン、エタノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル等が挙げられ、市販品としては、たとえばユベクリルP102、103、104、105(以上、UCB社製)等が挙げられる。
【0081】
更にまた、上記成分以外に必要に応じて各種添加剤として、たとえば酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、塗面改良剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、溶媒、フィラー、老化防止剤、濡れ性改良剤、離型剤等を必要に応じて配合することができる。
【0082】
ここで、酸化防止剤としては、たとえばIrganox1010、1035、1076、1222(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、Antigen P、3C、FR、GA−80(住友化学工業(株)製)等が挙げられ、紫外線吸収剤としては、たとえばTinuvin P、234、320、326、327、328、329、213(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、Seesorb102、103、110、501、202、712、704(以上、シプロ化成(株)製)等が挙げられ、光安定剤としては、たとえばTinuvin 292、144、622LD(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、サノールLS770(三共(株)製)、Sumisorb TM−061(住友化学工業(株)製)等が挙げられ、シランカップリング剤としては、たとえばγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、市販品として、SH6062、6030(以上、東レ・ダウ コーニング・シリコーン(株)製)、KBE903、603、403(以上、信越化学工業(株)製)等が挙げられ、塗面改良剤としては、たとえばジメチルシロキサンポリエーテル等のシリコーン添加剤や、非イオン性フルオロ界面活性剤が挙げられ、シリコーン添加剤の市販品としてはDC−57、DC−190(以上、ダウ コーニング社製)、SH−28PA、SH−29PA、SH−30PA、SH−190(以上、東レ・ダウ コーニング・シリコーン(株)製)、KF351、KF352、KF353、KF354(以上、信越化学工業(株)製)、L−700、L−7002、L−7500、FK−024−90(以上、日本ユニカー(株)製)、非イオン性フルオロ界面活性剤の市販品としてはFC-430、FC-171(以上 3M(株))、メガファックF-176、F-177、R-08、F780(以上 大日本インキ(株)製)等が挙げられ、離型剤としてはプライサーフA208F(第一工業製薬(株)製)等が挙げられる。
【0083】
本発明の樹脂液の粘度調整のための有機溶剤としては、樹脂液と混合した時に、析出物や相分離、白濁などの不均一がなく混合できるものであればよく、たとえば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプチルケトン、エタノール、プロパノール、ブタノール、2−メトキシエタノール、シクロヘキサノール、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、トルエンなどが挙げられ、必要に応じてこれらを複数種混合して用いてもよい。
【0084】
有機溶剤を添加した場合は、製品の製造工程中にて、有機溶剤を乾燥、蒸発する工程が必要になるが、蒸発残りの溶剤が大量に製品に残留した場合、製晶の機械物性が劣化したり、製品として使用中に有機溶剤が蒸発、拡散し、悪臭や健康に悪影響を及ぼす懸念がある。このため、有機溶剤としては、高沸点のものは残留溶剤量が多くなり好ましくない。
【0085】
ただし、あまりに低沸点の場合は、激しく蒸発するため、面状が荒れたり、乾燥時の気化熱により組成物表面に結露水が付着して、この跡が面状欠陥になったり、蒸気濃度が高くなり引火等の危険が増す。
【0086】
したがって、有機溶剤の沸点としては50°C以上、150°C以下が好ましく、70°C以上、120°C以下がより好ましい。素材の溶解性や、沸点の観点から、有機溶剤としてはメチルエチルケトン(bp.79.6°C)、1−プロパノール(bp.97.2°C)などが好ましい。
【0087】
本発明の樹脂液に添加される有機溶剤の添加量は、溶剤の種類や、溶剤添加前の樹脂液の粘度にもよるが、充分に塗布性が改善されるためには、10重量%以上、40重量%以下の範囲であり、好ましくは15重量%以上、30重量%以下の範囲である。有機溶剤の添加量があまり少量だと、粘度低減の効果や塗布量アップの効果が小さく、塗布性が充分に改良されない。
【0088】
しかし、樹脂液を多く希釈しすぎると、粘度が低すぎてシート状体の上で液が流動してムラが発生したり、シート状体の裏面に液が回るなどの問題が発生する。また、乾燥工程において充分に乾燥しきれず、製品中に有機溶剤が多量に残留してしまい、製品機能の劣化や、製品使用中に揮発して悪臭を発生したり、健康への悪影響を及ぼす懸念が生じる。
【0089】
本発明の樹脂液は、前記の各成分を常法により混合して製造することができ、必要に応じて加熱溶解により製造できる。このようにして調製される樹脂液の粘度は、通常10〜50000mPa・s/25°Cである。
【0090】
シートWやエンボスローラ13に樹脂液を供給する場合には、粘度が高すぎると、均一に組成物を供給するのが難しくなり、レンズを製造する際、塗布むらやうねり、気泡の混入が生じたりするため、目的とするレンズ厚を得るのが難しくなり、レンズとしての性能を充分に発揮できない。
【0091】
特に、ラインスピードを高速化したときにその傾向が顕著になる。したがって、この場合には液粘度は低い方が好ましく、5〜100mPa・sが好ましく、10〜50mPa・sがより好ましい。このような低い粘度は、有機溶剤を適当量添加することにより調整が可能である。また、塗布液の保温設定により、粘度を調整することも可能である。
【0092】
一方、溶剤蒸発後の粘度が低すぎると、エンボスローラ13で型押しする際、レンズ厚のコントロールが難しく、一定厚の均一なレンズを形成できない場合がある。好ましい粘度は5〜3000mPa・sである。有機溶剤を混合している場合は、樹脂液の供給からエンボスローラ13で型押しするまでの工程間に、有機溶剤を加熱乾燥などにより蒸発させる工程を設けることにより、樹脂液供給時は低粘度で均一に液供給ができ、エンボスローラ13で型押しする際は、有機溶剤を乾燥させ、より高粘度化させた樹脂液で均一に型押しすることが可能になる。
【0093】
本発明の樹脂液を放射線によって硬化させることにより得られる硬化物は、プリズムレンズシートの場合、以下の物性(屈折率、軟化点)を有するものであることが特に好ましい。
【0094】
屈折率としては、硬化物の25°Cにおいて1.55以上が好ましく、1.56以上がより好ましい。硬化物の25°Cにおける屈折率が1.55未満であると、本組成物を用いてプリズムレンズシートを形成した場合、充分な正面輝度を確保することができない場合が生じるからである。
【0095】
軟化点としては、40°C以上が好ましく、50°C以上がより好ましい。軟化点が40°C未満の場合には耐熱性が充分でない場合があるからである。
【0096】
次に、図1に戻って、エンボスシートの製造装置10の作用について説明する。シート供給手段11より、一定速度でシートWを送り出す。シートWは塗布手段12へ送り込まれ、シートWの表面に樹脂液が塗布される。塗布後に乾燥手段19によりシートWに塗布された樹脂液が乾燥され、溶剤分が蒸発する。次いで、シートWはエンボスローラ13とニップローラ14からなる成形手段へ送り込まれる。これにより、連続走行するシートWを、エンボスローラ13の9時の位置において、回転するエンボスローラ13とニップローラ14とで押圧しながらローラ成形加工がなされる。すなわち、シートWを、回転するエンボスローラ13に巻き掛け、硬化樹脂4の層にエンボスローラ13表面の凹凸を転写する。
【0097】
この際、エンボスローラ13の、凸部頂部のローラ径D1と凹部底部のローラ径D2と両端部の平坦部13Bのローラ径D3とがD1>D3>D2の関係にあるので、平坦部13Bの高さが凸部高さと凹部高さの中間のレベルになり、硬化樹脂4の層が凹凸パターン部13Aで受ける圧力と、端部の平坦部13Bで受ける圧力とをほぼ同等にできる。これにより、平坦部13Bの硬化樹脂4の層は、凹凸部パターン部13Aの硬化樹脂4の層と平均厚さがほぼ同等となるため、安定に層が形成され、剥離不良はなくなる。
【0098】
したがって、本発明によれば、樹脂の剥離性を向上させることにより、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成された凹凸状シートを、欠陥なく高品質で、かつ高ラインスピードで生産性よく製造することができる。
【0099】
なお、樹脂液の層の幅を凹凸パターン部13Aの幅より大きく設けているので、樹脂液の層の幅方向端部は平坦部13Bに位置することとなり、一層安定に樹脂層が形成され、一層剥離不良はなくなる。なお、樹脂液層の幅は、物理的にシートWの幅より小である。
【0100】
樹脂層へのエンボスローラ13表面の凹凸の転写に次いで、シートWがエンボスローラ13に巻き掛けられている状態で、樹脂硬化手段15によりシートWを透過して樹脂液層に放射線照射を行い、樹脂液層を硬化させる。その後、エンボスローラ13の3時の位置において、シートWを剥離ローラ16に巻き掛けることによりエンボスローラ13から剥離する。
【0101】
なお、図1には示していないが、シートWを剥離した後、硬化を更に促進させるため、再度放射線照射を行うこともできる。
【0102】
剥離されたシートWは、シート巻き取り手段18に搬送され、保護フィルム供給手段17より供給される保護フィルムHがシートWの表面に供給され、両フィルムが重なった状態でシート巻き取り手段18の巻き取りロールにより巻き取られ、収納される。
【0103】
このように、シートW表面に樹脂層が厚さむらなく形成され、更に、エンボスローラ13による型押しも安定・均一になされる。これにより、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成された凹凸状シートを、欠陥なく高品質で製造することができる。
【0104】
以上、本発明に係る凹凸状シートの製造方法及び装置の実施形態の例について説明したが、本発明は上記実施形態の例に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【0105】
たとえば、本実施形態の例では、ローラ状のエンボスローラ13を使用する態様を採用したが、エンドレスベルト等のベルト状体の表面に凹凸パターン(エンボス形状)が形成されたものを使用する態様も採用できる。このようなベルト状体であっても、円柱状のローラと同様に作用し、同様の効果が得られるからである。
【実施例】
【0106】
以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0107】
[樹脂液の調整]
図4の表に示す化合物を記載の重量比にて混合し、50°Cに加熱して攪拌溶解し、樹脂液を得た。なお、各化合物の名称と内容は以下の通りである。
【0108】
EB3700:エベクリル3700、ダイセルUC(株)製、
ビスフェノールAタイプエポキシアクリレート、
(粘度:2200mPa・s/65°C)
BPE200:NKエステルBPE−200、新中村化学(株)製、
エチレンオキシド付加ビスフェノールAメタクリル酸エステル、
(粘度:590mPa・s/25°C)
BR−31 :ニューフロンティアBR−31、第一工業製薬工業(株)製、
トリブロモフェノキシエチルアクリレート、
(常温で固体、融点50°C以上)
LR8893X:Lucirin LR8893X、BASF(株)製の光ラジカル発生剤、
エチル−2,4,6−トリメチルベンゾイルエトキシフェニルオスフィンオキシド
MEK :メチルエチルケトン
[エンボスシートの製造]
図1に示される構成のエンボスシートの製造装置10を使用してエンボスシートの製造を行った。
【0109】
シートWとして、幅500mm、厚さ100μmの透明なPET(ポリエチレンテレフタレート)のフィルムを使用した。
【0110】
エンボスローラ13として、長さ(シートWの幅方向)が700mm、直径が300mmのS45C製で表面の材質をニッケルとしたローラを使用した。ローラの表面の略500mm幅の全周に、ダイヤモンドバイト(シングルポイント)を使用した切削加工により、ローラ軸方向のピッチが50μmの溝を形成した。溝の断面形状は、頂角が90度の三角形状で、溝の底部も平坦部分のない90度の三角形状である。すなわち、溝幅は50μmであり、溝深さは約25μmである。
【0111】
この溝は、ローラの周方向に継ぎ目がないエンドレスとなるので、このエンボスローラ13により、シートWに断面が三角形のレンチキュラーレンズ(プリズムシート)が形成できる。ローラの表面には、溝加工後にニッケルメッキを施した。エンボスローラ13の概略断面図を図5に示す。
【0112】
エンボスローラ13の端部の平坦部13Bの形状は以下の3種類のものとした。図6は、エンボスローラ13の端部を示す拡大断面図である。このうち、(a)は、本発明の実施例であり、(b)は、比較例1であり、(c)は、比較例2である。
【0113】
図6に示されるように、(a)の実施例においては平坦部13Bのレベルは頂部より18μm低くなっている。この平坦部13Bのレベルは、溝の断面形状の平均高さとほぼ同等である。
【0114】
一方、(b)の比較例1においては平坦部13Bのレベルは頂部と同一レベルであり、(c)の比較例2においては平坦部13Bのレベルは底部と同一レベルである。
【0115】
塗布手段12としてダイコータを使用した。塗布手段12の塗布ヘッド12Cとして、エクストルージョンタイプのものを使用した。塗布液F(樹脂液)として、既述したように図4の表に記載の液を使用した。
【0116】
塗布液F(樹脂液)の湿潤状態の厚さは、有機溶剤乾燥後の膜厚が20μmになるように、塗布ヘッド12Cへの塗布液Fの供給量を液供給装置(送液ポンプ)12Bにより制御した。
【0117】
乾燥手段19として、熱風循環方式の装置を用いた。熱風の温度は100°Cに設定した。
【0118】
ニップローラ14として、直径が200mmで、表面にゴム硬度が90のシリコンゴムの層を形成したローラを使用した。エンボスローラ13とニップローラ14とでシートWを押圧するニップ圧(実効のニップ圧)は、0.5Paとした。
【0119】
樹脂硬化手段15として、メタルハライドランプを使用し、1000mJ/cm2のエネルギーで照射を行った。
【0120】
以上により、ライン速度2m/分にて運転したところ、図6に示される実施例及び比較例に対応する、端面形状及び凹凸パターンが形成されたシートWを得た。
【0121】
[エンボス形状の評価]
このシートWを切断し、凹凸パターンの複数箇所における断面形状をSEM(走査型電子顕微鏡)を使用して測定することによりエンボス形状の評価を行った。
【0122】
[運転後の結果]
実施例:10時間連続で稼動したが、凹凸状シートを、欠陥なく高品質で製造でき、また、エンボスローラ13にも異常は認められなかった。
【0123】
比較例1:2時間連続で稼動した時点で、シートの耳(端部)での乱れが目立ち始め、剥離不良が発生したので、ラインを停止させた。エンボスローラ13を観察したところ、樹脂の付着が認められた。
【0124】
比較例2:4時間連続で稼動した時点で、シートの耳(端部)での乱れが目立ち始め、剥離不良が発生したので、ラインを停止させた。エンボスローラ13を観察したところ、樹脂の付着が認められた。
【0125】
以下の結果より、本発明によれば安定稼動ができることを確認できた。
【図面の簡単な説明】
【0126】
【図1】本発明が適用されるエンボスシートの製造装置の構成を示す概念図
【図2】エンボスローラの概要を示す部分拡大断面図
【図3】エンボスローラの端部を示す拡大断面図
【図4】樹脂液の調合を示す表
【図5】エンボスローラの概要を示す断面図
【図6】エンボスローラの端部を示す拡大断面図
【図7】エンボスシートの概要を示す断面図
【図8】従来例のエンボスシートの製造装置の構成を示す概念図
【図9】従来例のエンボスシートの製造装置の他の構成を示す概念図
【図10】従来例のエンボスローラの端部を示す拡大断面図
【図11】従来例のエンボスローラの端部を示す拡大断面図
【図12】従来例のエンボスローラの端部を示す拡大断面図
【符号の説明】
【0127】
10…エンボスシートの製造装置、11…シート供給手段、12…塗布手段、13…エンボスローラ、14…ニップローラ、15…樹脂硬化手段、16…剥離ローラ、17…保護フィルム供給手段、18…シート巻き取り手段、H…保護フィルム、W…シート
【技術分野】
【0001】
本発明は、凹凸状シートの製造方法及び装置に係り、特に、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成された反射防止効果等を有するエンボスシート等のシート状物を、欠陥なく高品質で、かつ高ラインスピードで生産性よく製造するのに好適な凹凸状シートの製造方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、液晶等の電子ディスプレイの用途に、反射防止効果を有するエンボスシートが採用されている。また、レンチキュラーレンズやフライアイレンズ等の平板状レンズ、光拡散シート、輝度向上シート、光導波路シート、プリズムシート等のエンボスシートが使用されている。このようなエンボスシートとしては、従来より、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成されたものが公知である。このような規則的な微細凹凸パターンを形成する手法としては、従来より各種の方法が知られている(特許文献1〜7参照)。
【0003】
たとえば、図8に示されるような構成の装置において、表面に規則的な凹凸パターンが形成されているスタンパーローラ1の表面に塗布手段2で樹脂を塗布し、連続走行されるシート3をスタンパーローラ1とニップローラ4とで挟み、スタンパーローラ1の樹脂をシート3に接触させた状態で、電離放射線を樹脂に照射して硬化させ、その後シート3をリリースローラ5に巻き掛けてスタンパーローラ1より剥離させる内容が開示されている(特許文献1〜3参照)。
【0004】
また、図9に示されるような構成の装置において、連続走行されるシート3の表面に予め樹脂を塗布しておき、このシート3を、規則的な凹凸パターンが形成されているスタンパーローラ1とニップローラ4とで挟み、スタンパーローラ1の凹凸パターンを樹脂に転写させた状態で、電離放射線を樹脂に照射して硬化させ、その後シート3をリリースローラ5に巻き掛けてスタンパーローラ1より剥離させる内容が開示されている(特許文献3、4参照)。
【0005】
このプロセスで重要なポイントの1つは、シート3とスタンパーローラ1との間に硬化樹脂が介在し、樹脂の硬化後に、スタンパーローラ1から良好に剥離できることである。ところが、パターン加工されている部分が複雑な形状(接触面積の大きい形状)であるほど、剥離しにくくなる。特に、図10に拡大断面図で示されるように、硬化樹脂膜6の幅方向の端部は、剥離の際に、樹脂がちぎれてスタンパーローラ1(エンボスローラ)に残ってしまうような致命的な欠陥を生じることもある。
【0006】
このため、スタンパーローラ1の幅方向の端部周縁に各種の工夫を施し、剥離性を良好ならしめる各種の提案がなされている(特許文献5〜7参照)。
【特許文献1】特許第2533379号公報
【特許文献2】特許第2891344号公報
【特許文献3】特開平11−300768号公報
【特許文献4】特開2000−141481号公報
【特許文献5】特公平5−58788号公報
【特許文献6】特許第3546485号公報
【特許文献7】特開平10−153966号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、従来からの各種の剥離不良対策では、実効を挙げていないのが現状である。たとえば特許文献5によれば、スタンパーローラ1の幅方向の端部周縁に平滑面を設けて、硬化樹脂膜6の端部を、この平滑面で形成することにより、端部の剥離性を良化することができるとされている。
【0008】
この提案では、図11に拡大断面図で示されるように、平滑面高さを凸部の最大高さと同じとしている。ところが、端部の硬化樹脂膜6が、凹凸パターン部の凸部よりも高いために、硬化樹脂膜6の端部が圧力を受けて潰されたり、シート変形を助長したりすることとなり、硬化樹脂膜6の端部の形状が不安定となりやすい。
【0009】
また、特許文献6によれば、スタンパーローラ1の幅方向の端部周縁に平滑面を設けて、この平滑面高さを凹部と同じ高さとし、また、凹凸部の幅をシート3よりも狭くしている。ところが、端部の硬化樹脂膜6は、シート3とスタンパーローラ1との間に樹脂が介する前の厚さよりも、シート3とスタンパーローラ1との間(ギャップ)の方が大きいため、硬化樹脂膜6の端部の形状が非常に不安定となりやすい。
【0010】
また、特許文献7によれば、図12に拡大断面図で示されるように、スタンパーローラ1の幅方向の端部周縁に土手部となる溝を設けて安定化することを図っている。この溝深さは、凹部よりも深い。ところが、溝を設けても特許文献6と同様に、端部の硬化樹脂膜6は、シート3とスタンパーローラ1との間に樹脂が介する前の厚さよりも、シート3とスタンパーローラ1との間(ギャップ)の方が大きいため、硬化樹脂膜6の端部の形状が非常に不安定となりやすい。
【0011】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、樹脂の剥離性を向上させることにより、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成された凹凸状シートを、欠陥なく高品質で、かつ高ラインスピードで生産性よく製造するのに好適な凹凸状シートの製造方法及び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】
【0012】
本発明は、前記目的を達成するために、放射線硬化樹脂液が塗布されることにより、表面に樹脂液層が形成されている帯状可撓性のシート状体を連続走行させ、前記シート状体を、回転する凹凸ローラに巻き掛け、前記樹脂液層に前記凹凸ローラ表面の凹凸パターンを転写し、前記シート状体が前記凹凸ローラに巻き掛けられている状態で前記樹脂液層に放射線を照射し、前記シート状体を前記凹凸ローラより剥離する凹凸状シートの製造方法において、前記凹凸ローラに、頂部におけるローラ径D1の凸部と底部におけるローラ径D2の凹部とがローラ幅方向に交互に形成された凹凸パターン部と、該凹凸パターン部の両側に配されるローラ径D3の平坦部とを設け、ローラ径をD1>D3>D2のようにすることを特徴とする凹凸状シートの製造方法を提供する。
【0013】
また、このために、本発明は、帯状可撓性のシート状体を送り出すシート状体供給手段と、前記シート状体の表面に放射線硬化樹脂液を塗布する塗布手段と、連続走行する前記シート状体を、回転する凹凸ローラに巻き掛けながら、該凹凸ローラ表面の凹凸パターンを前記シート状体の表面に転写形成する転写手段と、前記凹凸ローラの近傍に設けられ、前記シート状体が前記凹凸ローラに巻き掛けられている状態で前記樹脂液を硬化させる放射線照射手段と、を備えた凹凸状シートの製造装置において、前記凹凸ローラに、頂部におけるローラ径D1の凸部と底部におけるローラ径D2の凹部とがローラ幅方向に交互に形成された凹凸パターン部と、該凹凸パターン部の両側に配されるローラ径D3の平坦部とが設けられ、ローラ径がD1>D3>D2のようになっていることを特徴とする凹凸状シートの製造装置を提供する。
【0014】
本発明によれば、凹凸ローラに、頂部のローラ径がD1の凸部と底部のローラ径がD1より小径であるD2の凹部とがローラ幅方向に交互に形成された凹凸パターン部と、凹凸パターン部の両側に配されるローラ径D3の平坦部とを設け、ローラ径をD1>D3>D2のようにする。
【0015】
すなわち、平坦部の高さを凸部高さと凹部高さの中間くらいのレベルにするので、硬化樹脂の層が凹凸パターン部で受ける圧力と、端部の平坦部で受ける圧力とをほぼ同等にできる。これにより、平坦部の樹脂層は、凹凸部の樹脂層と平均厚さがほぼ同等となるため、安定に層が形成され、剥離不良はなくなる。
【0016】
したがって、本発明によれば、樹脂の剥離性を向上させることにより、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成された凹凸状シートを、欠陥なく高品質で、かつ高ラインスピードで生産性よく製造することができる。
【0017】
なお、本明細書において「凹凸ローラ」とは、円柱状のローラの表面に凹凸パターン(エンボス形状用が形成されたエンボスローラのみならず、エンドレスベルト等のベルト状体の表面に凹凸パターン(エンボス形状)が形成されたものをも含むものとする。このようなベルト状体であっても、円柱状のエンボスローラと同様に作用し、同様の効果が得られるからである。
【0018】
本発明において、前記樹脂液層に前記凹凸ローラ表面の凹凸パターンを転写する際に、前記シート状体と前記平坦部との間に容積Aの空間が形成され、前記凹凸パターン部より前記平坦部へ洩れ出す樹脂液の体積BがA<Bとなるようにローラ径D3及び/又はニップ圧を設定することが好ましい。
【0019】
このような容積Aの空間が形成され、凹凸パターン部より平坦部へ洩れ出す樹脂液の体積BがA<Bとなれば、安定に樹脂層が形成され、一層剥離不良はなくなる。
【0020】
本発明において、前記樹脂液層に前記凹凸ローラ表面の凹凸パターンを転写する際に、前記シート状体と前記平坦部との間の空間の容積Aがゼロとなるようにローラ径D3及び/又はニップ圧を設定することが好ましい。このような空間の容積Aが形成されなければ、安定に樹脂層が形成され、一層剥離不良はなくなる。
【0021】
また、本発明において、前記ローラ径D3を前記凹凸パターン部の平均ローラ径D4と略同一にすることが好ましい。このように、平坦部の高さを凹凸パターン部の平均高さに合わせることができれば、硬化樹脂層が凹凸パターン部で受ける圧力と、平坦部で受ける圧力を同等にでき、一層安定に樹脂層が形成され、一層剥離不良はなくなる。
【0022】
また、本発明において、前記樹脂液層の幅を前記凹凸パターン部の幅より大きく設けることが好ましい。このように、樹脂液層の幅を凹凸パターン部の幅より大きく設けていれば、樹脂液層の幅方向端部は平坦部に位置することとなり、一層安定に樹脂層が形成され、一層剥離不良はなくなる。なお、樹脂液層の幅は、物理的にシート状体の幅より小である。
【0023】
また、本発明において、前記シート状体を、前記凹凸ローラと該凹凸ローラに対向配置するとともに表面を弾性体で形成したニップローラとで挟圧しながら前記凹凸ローラに巻き掛けることが好ましい。このように、表面が弾性体であるニップローラをシート状体の裏面に押し付けることにより、硬化樹脂層の全体に圧力がかかり、硬化樹脂が凹凸ローラの凹凸パターンに均一に入り込み、かつ、平坦部(端部)において硬化樹脂層の端部も同等の圧力にて、シート状体と凹凸ローラとに挟まれることになるので、高精度かつ欠陥のない安定した微細パターンが形成できる。
【0024】
また、本発明において、前記凹凸ローラとニップローラとの挟圧力が調整可能となっていることが好ましい。このように、挟圧力が調整可能となっていれば、安定した微細パターンの形成に一層有効である。
【0025】
また、本発明において、前記シート状体に転写形成された凹凸パターンのピッチが100μm以下であることが好ましい。また、本発明において、前記凹凸状シートが光学フイルムとして使用されることが好ましい。
【発明の効果】
【0026】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂の剥離性を向上させることにより、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成された凹凸状シートを、欠陥なく高品質で、かつ高ラインスピードで生産性よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施態様について説明する。図1は、本発明が適用されるエンボスシートの製造装置10の構成を示す概念図である。このエンボスシートの製造装置10は、シート状体供給手段11と、塗布手段12と、凹凸ローラであるエンボスローラ13と、ニップローラ14と、樹脂硬化手段15と、剥離ローラ16と、乾燥手段19と、保護フィルム供給手段17と、シート巻き取り手段18、等とより構成される。
【0028】
シート状体供給手段であるシート供給手段11は、シート状体であるシートWを送り出すもので、シートWが巻回された送り出しロール等より構成される。
【0029】
塗布手段12は、シートWの表面に放射線硬化樹脂液を塗布する装置であり、放射線硬化樹脂液を供給する液供給源12Aと、液供給装置(送液ポンプ)12Bと、塗布ヘッド12Cと、塗布の際にシートWを巻き掛けて支持する支持ローラ12Dと、液供給源12Aより塗布ヘッド12Cまで放射線硬化樹脂液を供給するための配管等より構成される。なお、塗布ヘッド12Cとしては、ダイコータ(エクストルージョン方式のコータ)の塗布ヘッドが採用されている。
【0030】
乾燥手段19は、たとえば図1に示されるトンネル状の乾燥装置のように、シートWに塗布された塗布液を均一に乾燥させることができるものであれば、公知の各種方式のものが採用できる。たとえば、ヒータによる輻射加熱方式のもの、熱風循環方式のもの、遠赤外線方式のもの、真空方式のもの等が採用できる。
【0031】
エンボスローラ13としては、シートWの表面に、ローラ表面の凹凸を転写形成できる、凹凸パターンの精度、機械的強度、真円度等を有することが求められる。このようなエンボスローラ13としては、金属製のローラが好ましい。
【0032】
エンボスローラ13の外周面には、規則的な微細凹凸パターンが形成されている。このような規則的な微細凹凸パターンは、製品としてのエンボスシート表面の微細凹凸パターンを反転した形状であることが求められる。なお、エンボスローラ13の両端部近傍の形状については、後で詳述する。
【0033】
製品としてのエンボスシートとしては、微細凹凸パターンが二次元配列された、たとえばレンチキュラーレンズや、微細凹凸パターンが三次元配列された、たとえばフライアイレンズ、円錐、角錐等の微細な錐体をXY方向に敷きつめた平板レンズ等が対象となり、エンボスローラ13の外周面の規則的な微細凹凸パターンは、これに対応させる。
【0034】
エンボスローラ13の外周面の規則的な微細凹凸パターンの形成方法としては、エンボスローラ13の表面をダイヤモンドバイト(シングルポイント)で切削加工する方法、エンボスローラ13の表面にフォトエッチング、電子線描画、レーザー加工等で直接凹凸を形成する方法が採用でき、また、薄い金属製の板状体の表面にフォトエッチング、電子線描画、レーザー加工、光造形法等で凹凸を形成し、この板状体をローラの周囲に巻き付け固定し、エンボスローラ13とする方法が採用できる。
【0035】
その他、金属より加工しやすい素材の表面にフォトエッチング、電子線描画、レーザー加工、光造形法等で凹凸を形成し、この形状の反転型を電鋳等により形成して薄い金属製の板状体を作成し、この板状体をローラの周囲に巻き付け固定し、エンボスローラ13とする方法も採用できる。特に反転型を電鋳等により形成する場合には、1つの原盤(マザー)より複数の同一形状の板状体が得られるという特長がある。
【0036】
エンボスローラ13の表面には、離型処理を施すことが好ましい。このように、エンボスローラ13の表面に離型処理を施すことにより、微細凹凸パターンの形状が良好に維持できる。離型処理としては、公知の各種方法、たとえば、フッ素樹脂によるコーティング処理が採用できる。なお、エンボスローラ13には駆動手段が設けられていることが好ましい。エンボスローラ13は、図示の矢印ように、反時計方向(CCW)に回転する。
【0037】
次に、エンボスローラ13の両端部近傍の形状について説明する。図4は、エンボスローラ13とシートWとの位置関係を示す要部断面図である。ここでは、図4(a)を主に説明する。
【0038】
エンボスローラ13の表面には、頂部のローラ径がD1の凸部と底部のローラ径がD2の凹部とがローラ幅方向に交互に形成された凹凸パターン部13Aが形成されている。なお、この凹凸パターン部13Aの断面形状は、凸部及び凹部のいずれも平坦箇所のない三角形状である。また、両端部にローラ径D3の平坦部13Bが設けられている。そして、ローラ径をD1>D3>D2のようにすることが必要である。
【0039】
このような構成によれば、平坦部13Bの高さを凸部高さと凹部高さの中間のレベルにするので、硬化樹脂4の層が凹凸パターン部13Aで受ける圧力と、端部の平坦部13Bで受ける圧力とをほぼ同等にできる。これにより、平坦部13Bの硬化樹脂4の層は、凹凸部パターン部13Aの硬化樹脂4の層と平均厚さがほぼ同等となるため、安定に層が形成され、剥離不良はなくなる。
【0040】
したがって、本発明によれば、樹脂の剥離性を向上させることにより、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成された凹凸状シートを、欠陥なく高品質で、かつ高ラインスピードで生産性よく製造することができる。
【0041】
なお、図4の構成では、ローラ径D3が凹凸パターン部13Aの平均ローラ径D4と同一になっている。したがって、硬化樹脂4の層が凹凸パターン部13Aで受ける圧力と、平坦部13Bで受ける圧力を同等にでき、一層安定に樹脂層が形成され、一層剥離不良はなくなる。
【0042】
この平均ローラ径D4は、凹凸パターン部13Aの断面形状によって異なり、たとえば、凹凸パターンが正弦波形状や放物線形状、双曲線形状等であった場合には、平均ローラ径D4のレベルも図4とは異なる。
【0043】
なお、平坦部13Bは、エンボスローラ13の端部まで形成される必要はなく、図4(b)に示されるように、溝部13Cのように形成されていてもよい。
【0044】
図3は、別の観点から見たエンボスローラ13の両端部近傍の形状について説明する要部断面図であり、エンボスローラ13とシートWとの位置関係を示す図である。このうち、(a)及び(c)は、エンボスローラ13の凹凸パターンをシートWの表面に転写形成する前の状態を示し、(b)及び(d)は、エンボスローラ13の凹凸パターンをシートWの表面に転写形成している状態を示す。
【0045】
図3において、樹脂液4の層の幅は、シートWの幅よりも狭くなっており、エンボスローラ13の幅は、シートWの幅よりも広くなっている。
【0046】
図3(c)においては、樹脂液4の層にエンボスローラ13の表面の凹凸パターンを転写する際に、図3(d)に示されるように、シートWと平坦部13Bとの間の空間の容積Aがゼロとなるように、ローラ径D3が設定されている。
【0047】
このような構成によって、硬化樹脂4の層が凹凸パターン部13Aで受ける圧力と、端部の平坦部13Bで受ける圧力とをほぼ同等にできる。これにより、平坦部13Bの硬化樹脂4の層は、凹凸部パターン部13Aの硬化樹脂4の層と平均厚さがほぼ同等となるため、安定に層が形成され、剥離不良はなくなる。
【0048】
なお、上記の構成と同時に、又は上記の構成に代えて、ニップローラ14によるニップ圧を適正値に設定し、シートWと平坦部13Bとの間の空間の容積Aがゼロとなるようにしてもよい。
【0049】
これに対し、図3(a)及び(b)はNGの例であり、樹脂液4の層にエンボスローラ13の表面の凹凸パターンを転写する際に、図3(b)に示されるように、シートWと平坦部13Bとの間に容積Aの空間を生じるように、ローラ径D3が設定されている。
【0050】
次に、ニップローラ14について説明する。ニップローラ14は、エンボスローラ13と対になってシートWを押圧しながらローラ成形加工するもので、所定の機械的強度、真円度等を有することが求められる。ニップローラ14の表面は弾性体で形成されていることが好ましい。
【0051】
ニップローラ14表面の縦弾性係数(ヤング率)は、樹脂やシートWの材質や物性に応じて適宜の値とすることが好ましい。なお、ニップローラ14には駆動手段が設けられていることが好ましい。ニップローラ14は、図示の矢印ように、時計方向(CW)に回転する。
【0052】
エンボスローラ13とニップローラ14との間に所定の押圧力(挟圧力)を付与するべく、エンボスローラ13とニップローラ14のいずれかに挟圧力が調整可能な加圧手段を設けることが好ましい。同様に、エンボスローラ13とニップローラ14との隙間(クリアランス)を正確に制御できるような微調整手段を、エンボスローラ13とニップローラ14のいずれかに設けることが好ましい。
【0053】
樹脂硬化手段15は、ニップローラ14の下流側においてエンボスローラ13に対向して設けられる光照射手段である。この樹脂硬化手段15は、光照射によってシートWを透過して樹脂液層を硬化をさせるもので、樹脂の硬化特性に応じた波長の光(放射線)を照射でき、シートWの搬送速度に応じた量の放射線を照射できることが好ましい。樹脂硬化手段15として、たとえば、シートWの幅と略同一長さの円柱状照射ランプが採用できる。また、この円柱状照射ランプを複数本平行に設けることもでき、この円柱状照射ランプの背面に反射板を設けることもできる。
【0054】
剥離ローラ16は、エンボスローラ13と対になってエンボスローラ13からシートWを剥離させるもので、所定の機械的強度、真円度等を有することが求められる。剥離箇所において、エンボスローラ13の周面上に巻き掛けられたシートWを回転するエンボスローラ13と剥離ローラ16とで挟みながら、シートWをエンボスローラ13から剥離させて剥離ローラ16に巻き掛ける。この動作を確実にすべく、剥離ローラ16には駆動手段が設けられていることが好ましい。剥離ローラ16は、図示の矢印ように、時計方向(CW)に回転する。
【0055】
なお、硬化により樹脂等の温度が上昇するような場合には、剥離時にシートWを冷却させて剥離を確実にすべく、剥離ローラ16の内部に冷水を通すなどの冷却手段を設ける構成も採用できる。
【0056】
なお、図示は省略したが、エンボスローラ13の押圧箇所(9時の位置)から剥離箇所(3時の位置)までの間に複数のバックアップローラを対向して設け、この複数のバックアップローラとエンボスローラ13とでシートWを押圧しながら硬化処理を行う構成も採用できる。
【0057】
シート巻き取り手段18は、剥離後のシートWを収納するもので、シートWを巻き取る巻き取りロール等より構成される。このシート巻き取り手段18において、隣接して設けられる保護フィルム供給手段17より供給される保護フィルムHがシートWの表面に供給され、両フィルムが重なった状態で、シート巻き取り手段18に収納される。
【0058】
エンボスシートの製造装置10において、塗布手段12とエンボスローラ13との間、剥離ローラ16とシート巻き取り手段18との間等に、シートWの搬送路を形成するガイドローラ等を設けてもよく、その他、必要に応じてシートWの搬送中の弛みを吸収すべく、テンションローラ等を設けることもできる。
【0059】
次に、本発明に適用される各材料について説明する。シートWとしては、樹脂フィルム、紙(レジンコーティッド紙、合成紙、等)、金属箔(アルミニウムウェブ等)等を使用できる。樹脂フィルムの材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、PET(ポリエチレンテレフタレート)、二軸延伸を行った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、ポリアミドイミド、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロースアシレート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースダイアセテート等の公知のものが使用できる。これらのうち、特に、ポリエステル、セルロースアシレート、アクリル、ポリカーボネート、ポリオレフィンが好ましく使用できる。
【0060】
シートWの幅としては、0. 1〜3mが、シートWの長さとしては、1000〜100000mが、シートWの厚さとしては、1〜300μmのものがそれぞれ一般的に採用される。ただし、これ以外のサイズの適用も妨げられるものではない。
【0061】
これらのシートWは、あらかじめコロナ放電、プラズマ処理、易接着処理、熱処理、除塵処理などを行っておいてもよい。シートWの表面粗さRaはカットオフ値0.25mmにおいて3〜10nmが好ましい。
【0062】
また、シートWには、あらかじめ接着層等の下地層を設け乾燥硬化させたもの、裏面に他の機能層があらかじめ形成されたもの、等を用いてもよい。同様に、シートWとして1層構成のもののみならず、2層以上の構成のものも採用できる。また、シートWは、光が透過できるような透明体、半透明体であることが好ましい。
【0063】
本発明に使用可能な樹脂は(メタ)アクロイル基、ビニル基やエポキシ基などの反応性基含有化合物と、紫外線などの放射線照射にて該反応性基含有化合物を反応させうるラジカルやカチオン等の活性種を発生する化合物を含有するものが使用できる。
【0064】
特に硬化の速さからは、(メタ)アクロイル基、ビニル基などの不飽和基を含有する反応性基含有化合物(モノマ−)と、光によりラジカルを発生する光ラジカル重合開始剤の組み合わせが好ましい。中でも(メタ)アクリレ−ト、ウレタン(メタ)アクリレ−ト、エポキシ(メタ)アクリレ−ト、ポリエステル(メタ)アクリレ−トなどの(メタ)アクロイル基含有化合物が好ましい。
【0065】
この(メタ)アクロイル基含有化合物としては(メタ)アクロイル基が1個あるいは2個以上含有した化合物を用いることができる。また、上記のアクロイル基、ビニル基などの不飽和基を含有する反応性基含有化合物(モノマ−)は必要に応じて、単独で用いても、複数種を混合して用いても良い。
【0066】
このような、(メタ)アクロイル基含有化合物としては、たとえば、(メタ)アクロイル基含有化合物を1個だけ含有する単官能モノマ−としてイソボルニル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、4−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルホリン、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、アミル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレートが挙げられる。
【0067】
更に芳香環を有する単官能モノマ−として、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシ−2−メチルエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、4−フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、3−(2−フェニルフェニル)−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、エチレンオキシドを反応させたp−クミルフェノールの(メタ)アクリレート、2−ブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、4−ブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,4−ジブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,6−ジブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,4,6−トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、2,4,6−トリブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0068】
このような、芳香を有する環単官能モノマ−の市販品としては、アロニックスM113、M110、M101、M102、M5700、TO−1317(以上、東亞合成(株)製)、ビスコート#192、#193、#220、3BM(以上、大阪有機化学工業(株)製)、NKエステルAMP−10G、AMP−20G(以上、新中村化学工業(株)製)、ライトアクリレートPO−A、P−200A、エポキシエステルM−600A、ライトエステルPO(以上、共栄社化学(株)製)、ニューフロンティアPHE、CEA、PHE−2、BR−30、BR−31、BR−31M、BR−32(以上、第一工業製薬(株)製)等が挙げられる。
【0069】
また、(メタ)アクリロイル基を分子中に2つ有する不飽和モノマーとしては、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレートなどのアルキルジオールジアクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレートなどのポリアルキレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンメタノールジアクリレート等が挙げられる。
【0070】
ビスフェノール骨格をもつ不飽和モノマ−としては、エチレンオキシド付加ビスフェノールA(メタ)アクリル酸エステル、エチレンオキシド付加テトラブロモビスフェノールA(メタ)アクリル酸エステル、プロピレンオキシド付加ビスフェノールA(メタ)アクリル酸エステル、プロピレンオキシド付加テトラブロモビスフェノールA(メタ)アクリル酸エステル、ビスフェノールAジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるビスフェノールAエポキシ(メタ)アクリレート、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるテトラブロモビスフェノールAエポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるビスフェノールFエポキシ(メタ)アクリレート、テトラブロモビスフェノールFジグリシジルエーテルと(メタ)アクリル酸とのエポキシ開環反応で得られるテトラブロモビスフェノールFエポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0071】
このような構造を有する不飽和モノマ−の市販品としては、ビスコート#700、#540(以上、大阪有機化学工業(株)製)、アロニックスM−208、M−210(以上、東亞合成(株)製)、NKエステルBPE−100、BPE−200、BPE−500、A−BPE−4(以上、新中村化学(株)製)、ライトエステルBP−4EA、BP−4PA、エポキシエステル3002M、3002A、3000M、3000A(以上、共栄社化学(株)製)、KAYARAD R−551、R−712(以上、日本化薬(株)製)、BPE−4、BPE−10、BR−42M(以上、第一工業製薬(株)製)、リポキシVR−77、VR−60、VR−90、SP−1506、SP−1506、SP−1507、SP−1509、SP−1563(以上、昭和高分子(株)製)、ネオポールV779、ネオポールV779MA(日本ユピカ(株)製)等が挙げられる。
【0072】
更に、3官能以上の(メタ)アクリレート不飽和モノマ−としては、3価以上の多価アルコールの(メタ)アクリレート、たとえばトリメチロールプロパンリト(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリオキシエチル(メタ)アクリレート、トリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート等が挙げられ、市販品としては、アロニックスM305、M309、M310、M315、M320、M350、M360、M408(以上、東亞合成(株)製、ビスコート#295、#300、#360、GPT、3PA、#400(以上、大阪有機化学工業(株)製)、NKエステルTMPT、A−TMPT、A−TMM−3、A−TMM−3L、A−TMMT(以上、新中村化学(株)製)、ライトアクリレートTMP−A、TMP−6EO−3A、PE−3A、PE−4A、DPE−6A(以上、共栄社化学(株)製、KAYARAD PET−30、GPO−303、TMPTA、TPA−320、DPHA、D−310、DPCA−20、DPCA−60(以上、日本化薬(株)製)等が挙げられる。
【0073】
加えてウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを配合してもよい。ウレタン(メタ)アクリレートとしては、たとえばポリエチレングリコール、ポリテトラメチルグリコール等のポリエーテルポリオール;コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、テトラヒドロ(無水)フタル酸、ヘキサヒドロ(無水)フタル酸等の二塩基酸とエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のジオールの反応によって得られるポリエステルポリオール;ポリε−カプロラクトン変性ポリオール;ポリメチルバレロラクトン変性ポリオール;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のアルキルポリオール;エチレンオキシド付加ビスフェノールA、プロピレンオキシド付加ビスフェノールA等のビスフェノールA骨格アルキレンオキシド変性ポリオール;エチレンオキシド付加ビスフェノールF、プロピレンオキシド付加ビスフェノールF等のビスフェノールF骨格アルキレンオキシド変性ポリオール、又はそれらの混合物とトリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の有機ポリイソシアネートと2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートから製造されるウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー等が挙げられる。ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、本発明の硬化性組成物の粘度を適度に保つ上で好ましい。
【0074】
これらウレタン(メタ)アクリレートの市販品のモノマーとしては、たとえばアロニックスM120、M−150、M−156、M−215、M−220、M−225、M−240、M−245、M−270(以上、東亞合成(株)製)、AIB、TBA、LA、LTA、STA、ビスコート#155、IBXA、ビスコート#158、#190、#150、#320、HEA、HPA、ビスコート#2000、#2100、DMA、ビスコート#195、#230、#260、#215、#335HP、#310HP、#310HG、#312(以上、大阪有機化学工業(株)製)、ライトアクリレートIAA、L−A、S−A、BO−A、EC−A、MTG−A、DMP−A、THF−A、IB−XA、HOA、HOP−A、HOA−MPL、HOA−MPE、ライトアクリレート3EG−A、4EG−A、9EG−A、NP−A、1,6HX−A、DCP−A(以上、共栄社化学(株)製)、KAYARADTC−110S、HDDA、NPGDA、TPGDA、PEG400DA、MANDA、HX−220、HX−620(以上、日本化薬(株)製)、FA−511A、512A、513A(以上、日立化成(株)製)、VP(BASF製)、ACMO、DMAA、DMAPAA(以上、興人(株)製)等が挙げられる。
【0075】
ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、(a)ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート、(b)有機ポリイソシアネート及び(c)ポリオールの反応物として得られるものであるが、(a)ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレートと(b)有機ポリイソシアネートを反応させた後、次いで(c)ポリオールを反応させた反応物であることが好ましい。
【0076】
以上の不飽和モノマ−は単独で用いても良く、必要に応じて複数種を混合して用いても良い。
【0077】
光ラジカル重合開始剤としては、たとえばアセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、キサントン、フルオレノン、べンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−プロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、エチル−2,4,6−トリメチルベンゾイルエトキシフェニルォスフィンオキシドなどが挙げられる。
【0078】
光ラジカル重合開始剤の市販品としては、たとえばIrgacure184、369、651、500、819、907、784、2959、CGI1700、CGI1750、CGI11850、CG24−61、Darocurl116、1173(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、LucirinLR8728、8893X(以上BASF社製)、ユベクリルP36(UCB社製)、KIP150(ランベルティ社製)等が挙げられる。これらの中で、液状で溶解しやすく、高感度という観点からはLucirinLR8893Xが好ましい。
【0079】
光ラジカル重合開始剤は全組成物中に、0.01〜10重量%、特に0.5〜7重量%配合されるのが好ましい。配合量の上限は組成物の硬化特性や硬化物の力学特性および光学特性、取り扱い等の点からこの範囲が好ましく、配合量の下限は、硬化速度の低下防止の点からこの範囲が好ましい。
【0080】
本発明の組成物には更に光増感剤を配合することができ、当該光増感剤としては、たとえばトリエチルアミン、ジエチルアミン、N−メチルジエタノールアミン、エタノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル等が挙げられ、市販品としては、たとえばユベクリルP102、103、104、105(以上、UCB社製)等が挙げられる。
【0081】
更にまた、上記成分以外に必要に応じて各種添加剤として、たとえば酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、塗面改良剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、溶媒、フィラー、老化防止剤、濡れ性改良剤、離型剤等を必要に応じて配合することができる。
【0082】
ここで、酸化防止剤としては、たとえばIrganox1010、1035、1076、1222(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、Antigen P、3C、FR、GA−80(住友化学工業(株)製)等が挙げられ、紫外線吸収剤としては、たとえばTinuvin P、234、320、326、327、328、329、213(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、Seesorb102、103、110、501、202、712、704(以上、シプロ化成(株)製)等が挙げられ、光安定剤としては、たとえばTinuvin 292、144、622LD(以上、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製)、サノールLS770(三共(株)製)、Sumisorb TM−061(住友化学工業(株)製)等が挙げられ、シランカップリング剤としては、たとえばγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、市販品として、SH6062、6030(以上、東レ・ダウ コーニング・シリコーン(株)製)、KBE903、603、403(以上、信越化学工業(株)製)等が挙げられ、塗面改良剤としては、たとえばジメチルシロキサンポリエーテル等のシリコーン添加剤や、非イオン性フルオロ界面活性剤が挙げられ、シリコーン添加剤の市販品としてはDC−57、DC−190(以上、ダウ コーニング社製)、SH−28PA、SH−29PA、SH−30PA、SH−190(以上、東レ・ダウ コーニング・シリコーン(株)製)、KF351、KF352、KF353、KF354(以上、信越化学工業(株)製)、L−700、L−7002、L−7500、FK−024−90(以上、日本ユニカー(株)製)、非イオン性フルオロ界面活性剤の市販品としてはFC-430、FC-171(以上 3M(株))、メガファックF-176、F-177、R-08、F780(以上 大日本インキ(株)製)等が挙げられ、離型剤としてはプライサーフA208F(第一工業製薬(株)製)等が挙げられる。
【0083】
本発明の樹脂液の粘度調整のための有機溶剤としては、樹脂液と混合した時に、析出物や相分離、白濁などの不均一がなく混合できるものであればよく、たとえば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプチルケトン、エタノール、プロパノール、ブタノール、2−メトキシエタノール、シクロヘキサノール、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、トルエンなどが挙げられ、必要に応じてこれらを複数種混合して用いてもよい。
【0084】
有機溶剤を添加した場合は、製品の製造工程中にて、有機溶剤を乾燥、蒸発する工程が必要になるが、蒸発残りの溶剤が大量に製品に残留した場合、製晶の機械物性が劣化したり、製品として使用中に有機溶剤が蒸発、拡散し、悪臭や健康に悪影響を及ぼす懸念がある。このため、有機溶剤としては、高沸点のものは残留溶剤量が多くなり好ましくない。
【0085】
ただし、あまりに低沸点の場合は、激しく蒸発するため、面状が荒れたり、乾燥時の気化熱により組成物表面に結露水が付着して、この跡が面状欠陥になったり、蒸気濃度が高くなり引火等の危険が増す。
【0086】
したがって、有機溶剤の沸点としては50°C以上、150°C以下が好ましく、70°C以上、120°C以下がより好ましい。素材の溶解性や、沸点の観点から、有機溶剤としてはメチルエチルケトン(bp.79.6°C)、1−プロパノール(bp.97.2°C)などが好ましい。
【0087】
本発明の樹脂液に添加される有機溶剤の添加量は、溶剤の種類や、溶剤添加前の樹脂液の粘度にもよるが、充分に塗布性が改善されるためには、10重量%以上、40重量%以下の範囲であり、好ましくは15重量%以上、30重量%以下の範囲である。有機溶剤の添加量があまり少量だと、粘度低減の効果や塗布量アップの効果が小さく、塗布性が充分に改良されない。
【0088】
しかし、樹脂液を多く希釈しすぎると、粘度が低すぎてシート状体の上で液が流動してムラが発生したり、シート状体の裏面に液が回るなどの問題が発生する。また、乾燥工程において充分に乾燥しきれず、製品中に有機溶剤が多量に残留してしまい、製品機能の劣化や、製品使用中に揮発して悪臭を発生したり、健康への悪影響を及ぼす懸念が生じる。
【0089】
本発明の樹脂液は、前記の各成分を常法により混合して製造することができ、必要に応じて加熱溶解により製造できる。このようにして調製される樹脂液の粘度は、通常10〜50000mPa・s/25°Cである。
【0090】
シートWやエンボスローラ13に樹脂液を供給する場合には、粘度が高すぎると、均一に組成物を供給するのが難しくなり、レンズを製造する際、塗布むらやうねり、気泡の混入が生じたりするため、目的とするレンズ厚を得るのが難しくなり、レンズとしての性能を充分に発揮できない。
【0091】
特に、ラインスピードを高速化したときにその傾向が顕著になる。したがって、この場合には液粘度は低い方が好ましく、5〜100mPa・sが好ましく、10〜50mPa・sがより好ましい。このような低い粘度は、有機溶剤を適当量添加することにより調整が可能である。また、塗布液の保温設定により、粘度を調整することも可能である。
【0092】
一方、溶剤蒸発後の粘度が低すぎると、エンボスローラ13で型押しする際、レンズ厚のコントロールが難しく、一定厚の均一なレンズを形成できない場合がある。好ましい粘度は5〜3000mPa・sである。有機溶剤を混合している場合は、樹脂液の供給からエンボスローラ13で型押しするまでの工程間に、有機溶剤を加熱乾燥などにより蒸発させる工程を設けることにより、樹脂液供給時は低粘度で均一に液供給ができ、エンボスローラ13で型押しする際は、有機溶剤を乾燥させ、より高粘度化させた樹脂液で均一に型押しすることが可能になる。
【0093】
本発明の樹脂液を放射線によって硬化させることにより得られる硬化物は、プリズムレンズシートの場合、以下の物性(屈折率、軟化点)を有するものであることが特に好ましい。
【0094】
屈折率としては、硬化物の25°Cにおいて1.55以上が好ましく、1.56以上がより好ましい。硬化物の25°Cにおける屈折率が1.55未満であると、本組成物を用いてプリズムレンズシートを形成した場合、充分な正面輝度を確保することができない場合が生じるからである。
【0095】
軟化点としては、40°C以上が好ましく、50°C以上がより好ましい。軟化点が40°C未満の場合には耐熱性が充分でない場合があるからである。
【0096】
次に、図1に戻って、エンボスシートの製造装置10の作用について説明する。シート供給手段11より、一定速度でシートWを送り出す。シートWは塗布手段12へ送り込まれ、シートWの表面に樹脂液が塗布される。塗布後に乾燥手段19によりシートWに塗布された樹脂液が乾燥され、溶剤分が蒸発する。次いで、シートWはエンボスローラ13とニップローラ14からなる成形手段へ送り込まれる。これにより、連続走行するシートWを、エンボスローラ13の9時の位置において、回転するエンボスローラ13とニップローラ14とで押圧しながらローラ成形加工がなされる。すなわち、シートWを、回転するエンボスローラ13に巻き掛け、硬化樹脂4の層にエンボスローラ13表面の凹凸を転写する。
【0097】
この際、エンボスローラ13の、凸部頂部のローラ径D1と凹部底部のローラ径D2と両端部の平坦部13Bのローラ径D3とがD1>D3>D2の関係にあるので、平坦部13Bの高さが凸部高さと凹部高さの中間のレベルになり、硬化樹脂4の層が凹凸パターン部13Aで受ける圧力と、端部の平坦部13Bで受ける圧力とをほぼ同等にできる。これにより、平坦部13Bの硬化樹脂4の層は、凹凸部パターン部13Aの硬化樹脂4の層と平均厚さがほぼ同等となるため、安定に層が形成され、剥離不良はなくなる。
【0098】
したがって、本発明によれば、樹脂の剥離性を向上させることにより、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成された凹凸状シートを、欠陥なく高品質で、かつ高ラインスピードで生産性よく製造することができる。
【0099】
なお、樹脂液の層の幅を凹凸パターン部13Aの幅より大きく設けているので、樹脂液の層の幅方向端部は平坦部13Bに位置することとなり、一層安定に樹脂層が形成され、一層剥離不良はなくなる。なお、樹脂液層の幅は、物理的にシートWの幅より小である。
【0100】
樹脂層へのエンボスローラ13表面の凹凸の転写に次いで、シートWがエンボスローラ13に巻き掛けられている状態で、樹脂硬化手段15によりシートWを透過して樹脂液層に放射線照射を行い、樹脂液層を硬化させる。その後、エンボスローラ13の3時の位置において、シートWを剥離ローラ16に巻き掛けることによりエンボスローラ13から剥離する。
【0101】
なお、図1には示していないが、シートWを剥離した後、硬化を更に促進させるため、再度放射線照射を行うこともできる。
【0102】
剥離されたシートWは、シート巻き取り手段18に搬送され、保護フィルム供給手段17より供給される保護フィルムHがシートWの表面に供給され、両フィルムが重なった状態でシート巻き取り手段18の巻き取りロールにより巻き取られ、収納される。
【0103】
このように、シートW表面に樹脂層が厚さむらなく形成され、更に、エンボスローラ13による型押しも安定・均一になされる。これにより、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成された凹凸状シートを、欠陥なく高品質で製造することができる。
【0104】
以上、本発明に係る凹凸状シートの製造方法及び装置の実施形態の例について説明したが、本発明は上記実施形態の例に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【0105】
たとえば、本実施形態の例では、ローラ状のエンボスローラ13を使用する態様を採用したが、エンドレスベルト等のベルト状体の表面に凹凸パターン(エンボス形状)が形成されたものを使用する態様も採用できる。このようなベルト状体であっても、円柱状のローラと同様に作用し、同様の効果が得られるからである。
【実施例】
【0106】
以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0107】
[樹脂液の調整]
図4の表に示す化合物を記載の重量比にて混合し、50°Cに加熱して攪拌溶解し、樹脂液を得た。なお、各化合物の名称と内容は以下の通りである。
【0108】
EB3700:エベクリル3700、ダイセルUC(株)製、
ビスフェノールAタイプエポキシアクリレート、
(粘度:2200mPa・s/65°C)
BPE200:NKエステルBPE−200、新中村化学(株)製、
エチレンオキシド付加ビスフェノールAメタクリル酸エステル、
(粘度:590mPa・s/25°C)
BR−31 :ニューフロンティアBR−31、第一工業製薬工業(株)製、
トリブロモフェノキシエチルアクリレート、
(常温で固体、融点50°C以上)
LR8893X:Lucirin LR8893X、BASF(株)製の光ラジカル発生剤、
エチル−2,4,6−トリメチルベンゾイルエトキシフェニルオスフィンオキシド
MEK :メチルエチルケトン
[エンボスシートの製造]
図1に示される構成のエンボスシートの製造装置10を使用してエンボスシートの製造を行った。
【0109】
シートWとして、幅500mm、厚さ100μmの透明なPET(ポリエチレンテレフタレート)のフィルムを使用した。
【0110】
エンボスローラ13として、長さ(シートWの幅方向)が700mm、直径が300mmのS45C製で表面の材質をニッケルとしたローラを使用した。ローラの表面の略500mm幅の全周に、ダイヤモンドバイト(シングルポイント)を使用した切削加工により、ローラ軸方向のピッチが50μmの溝を形成した。溝の断面形状は、頂角が90度の三角形状で、溝の底部も平坦部分のない90度の三角形状である。すなわち、溝幅は50μmであり、溝深さは約25μmである。
【0111】
この溝は、ローラの周方向に継ぎ目がないエンドレスとなるので、このエンボスローラ13により、シートWに断面が三角形のレンチキュラーレンズ(プリズムシート)が形成できる。ローラの表面には、溝加工後にニッケルメッキを施した。エンボスローラ13の概略断面図を図5に示す。
【0112】
エンボスローラ13の端部の平坦部13Bの形状は以下の3種類のものとした。図6は、エンボスローラ13の端部を示す拡大断面図である。このうち、(a)は、本発明の実施例であり、(b)は、比較例1であり、(c)は、比較例2である。
【0113】
図6に示されるように、(a)の実施例においては平坦部13Bのレベルは頂部より18μm低くなっている。この平坦部13Bのレベルは、溝の断面形状の平均高さとほぼ同等である。
【0114】
一方、(b)の比較例1においては平坦部13Bのレベルは頂部と同一レベルであり、(c)の比較例2においては平坦部13Bのレベルは底部と同一レベルである。
【0115】
塗布手段12としてダイコータを使用した。塗布手段12の塗布ヘッド12Cとして、エクストルージョンタイプのものを使用した。塗布液F(樹脂液)として、既述したように図4の表に記載の液を使用した。
【0116】
塗布液F(樹脂液)の湿潤状態の厚さは、有機溶剤乾燥後の膜厚が20μmになるように、塗布ヘッド12Cへの塗布液Fの供給量を液供給装置(送液ポンプ)12Bにより制御した。
【0117】
乾燥手段19として、熱風循環方式の装置を用いた。熱風の温度は100°Cに設定した。
【0118】
ニップローラ14として、直径が200mmで、表面にゴム硬度が90のシリコンゴムの層を形成したローラを使用した。エンボスローラ13とニップローラ14とでシートWを押圧するニップ圧(実効のニップ圧)は、0.5Paとした。
【0119】
樹脂硬化手段15として、メタルハライドランプを使用し、1000mJ/cm2のエネルギーで照射を行った。
【0120】
以上により、ライン速度2m/分にて運転したところ、図6に示される実施例及び比較例に対応する、端面形状及び凹凸パターンが形成されたシートWを得た。
【0121】
[エンボス形状の評価]
このシートWを切断し、凹凸パターンの複数箇所における断面形状をSEM(走査型電子顕微鏡)を使用して測定することによりエンボス形状の評価を行った。
【0122】
[運転後の結果]
実施例:10時間連続で稼動したが、凹凸状シートを、欠陥なく高品質で製造でき、また、エンボスローラ13にも異常は認められなかった。
【0123】
比較例1:2時間連続で稼動した時点で、シートの耳(端部)での乱れが目立ち始め、剥離不良が発生したので、ラインを停止させた。エンボスローラ13を観察したところ、樹脂の付着が認められた。
【0124】
比較例2:4時間連続で稼動した時点で、シートの耳(端部)での乱れが目立ち始め、剥離不良が発生したので、ラインを停止させた。エンボスローラ13を観察したところ、樹脂の付着が認められた。
【0125】
以下の結果より、本発明によれば安定稼動ができることを確認できた。
【図面の簡単な説明】
【0126】
【図1】本発明が適用されるエンボスシートの製造装置の構成を示す概念図
【図2】エンボスローラの概要を示す部分拡大断面図
【図3】エンボスローラの端部を示す拡大断面図
【図4】樹脂液の調合を示す表
【図5】エンボスローラの概要を示す断面図
【図6】エンボスローラの端部を示す拡大断面図
【図7】エンボスシートの概要を示す断面図
【図8】従来例のエンボスシートの製造装置の構成を示す概念図
【図9】従来例のエンボスシートの製造装置の他の構成を示す概念図
【図10】従来例のエンボスローラの端部を示す拡大断面図
【図11】従来例のエンボスローラの端部を示す拡大断面図
【図12】従来例のエンボスローラの端部を示す拡大断面図
【符号の説明】
【0127】
10…エンボスシートの製造装置、11…シート供給手段、12…塗布手段、13…エンボスローラ、14…ニップローラ、15…樹脂硬化手段、16…剥離ローラ、17…保護フィルム供給手段、18…シート巻き取り手段、H…保護フィルム、W…シート
【特許請求の範囲】
【請求項1】
放射線硬化樹脂液が塗布されることにより、表面に樹脂液層が形成されている帯状可撓性のシート状体を連続走行させ、
前記シート状体を、回転する凹凸ローラに巻き掛け、前記樹脂液層に前記凹凸ローラ表面の凹凸パターンを転写し、
前記シート状体が前記凹凸ローラに巻き掛けられている状態で前記樹脂液層に放射線を照射し、
前記シート状体を前記凹凸ローラより剥離する凹凸状シートの製造方法において、
前記凹凸ローラに、頂部におけるローラ径D1の凸部と底部におけるローラ径D2の凹部とがローラ幅方向に交互に形成された凹凸パターン部と、該凹凸パターン部の両側に配されるローラ径D3の平坦部とを設け、ローラ径をD1>D3>D2のようにすることを特徴とする凹凸状シートの製造方法。
【請求項2】
前記樹脂液層に前記凹凸ローラ表面の凹凸パターンを転写する際に、前記シート状体と前記平坦部との間の空間の容積Aがゼロとなるようにローラ径D3及び/又はニップ圧を設定することを特徴とする請求項1に記載の凹凸状シートの製造方法。
【請求項3】
前記ローラ径D3を前記凹凸パターン部の平均ローラ径D4と略同一にすることを特徴とする請求項1又は2に記載の凹凸状シートの製造方法。
【請求項4】
前記樹脂液層の幅を前記凹凸パターン部の幅より大きく設けることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の凹凸状シートの製造方法。
【請求項5】
前記シート状体を、前記凹凸ローラと該凹凸ローラに対向配置するとともに表面を弾性体で形成したニップローラとで挟圧しながら前記凹凸ローラに巻き掛けることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の凹凸状シートの製造方法。
【請求項6】
前記凹凸ローラとニップローラとの挟圧力が調整可能となっていることを特徴とする請求項5に記載の凹凸状シートの製造方法。
【請求項7】
前記シート状体に転写形成された凹凸パターンのピッチが100μm以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の凹凸状シートの製造方法。
【請求項8】
前記凹凸状シートが光学フイルムとして使用されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の凹凸状シートの製造方法。
【請求項9】
帯状可撓性のシート状体を送り出すシート状体供給手段と、
前記シート状体の表面に放射線硬化樹脂液を塗布する塗布手段と、
連続走行する前記シート状体を、回転する凹凸ローラに巻き掛けながら、該凹凸ローラ表面の凹凸パターンを前記シート状体の表面に転写形成する転写手段と、
前記凹凸ローラの近傍に設けられ、前記シート状体が前記凹凸ローラに巻き掛けられている状態で前記樹脂液を硬化させる放射線照射手段と、を備えた凹凸状シートの製造装置において、
前記凹凸ローラに、頂部におけるローラ径D1の凸部と底部におけるローラ径D2の凹部とがローラ幅方向に交互に形成された凹凸パターン部と、該凹凸パターン部の両側に配されるローラ径D3の平坦部とが設けられ、ローラ径がD1>D3>D2のようになっていることを特徴とする凹凸状シートの製造装置。
【請求項1】
放射線硬化樹脂液が塗布されることにより、表面に樹脂液層が形成されている帯状可撓性のシート状体を連続走行させ、
前記シート状体を、回転する凹凸ローラに巻き掛け、前記樹脂液層に前記凹凸ローラ表面の凹凸パターンを転写し、
前記シート状体が前記凹凸ローラに巻き掛けられている状態で前記樹脂液層に放射線を照射し、
前記シート状体を前記凹凸ローラより剥離する凹凸状シートの製造方法において、
前記凹凸ローラに、頂部におけるローラ径D1の凸部と底部におけるローラ径D2の凹部とがローラ幅方向に交互に形成された凹凸パターン部と、該凹凸パターン部の両側に配されるローラ径D3の平坦部とを設け、ローラ径をD1>D3>D2のようにすることを特徴とする凹凸状シートの製造方法。
【請求項2】
前記樹脂液層に前記凹凸ローラ表面の凹凸パターンを転写する際に、前記シート状体と前記平坦部との間の空間の容積Aがゼロとなるようにローラ径D3及び/又はニップ圧を設定することを特徴とする請求項1に記載の凹凸状シートの製造方法。
【請求項3】
前記ローラ径D3を前記凹凸パターン部の平均ローラ径D4と略同一にすることを特徴とする請求項1又は2に記載の凹凸状シートの製造方法。
【請求項4】
前記樹脂液層の幅を前記凹凸パターン部の幅より大きく設けることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の凹凸状シートの製造方法。
【請求項5】
前記シート状体を、前記凹凸ローラと該凹凸ローラに対向配置するとともに表面を弾性体で形成したニップローラとで挟圧しながら前記凹凸ローラに巻き掛けることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の凹凸状シートの製造方法。
【請求項6】
前記凹凸ローラとニップローラとの挟圧力が調整可能となっていることを特徴とする請求項5に記載の凹凸状シートの製造方法。
【請求項7】
前記シート状体に転写形成された凹凸パターンのピッチが100μm以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の凹凸状シートの製造方法。
【請求項8】
前記凹凸状シートが光学フイルムとして使用されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の凹凸状シートの製造方法。
【請求項9】
帯状可撓性のシート状体を送り出すシート状体供給手段と、
前記シート状体の表面に放射線硬化樹脂液を塗布する塗布手段と、
連続走行する前記シート状体を、回転する凹凸ローラに巻き掛けながら、該凹凸ローラ表面の凹凸パターンを前記シート状体の表面に転写形成する転写手段と、
前記凹凸ローラの近傍に設けられ、前記シート状体が前記凹凸ローラに巻き掛けられている状態で前記樹脂液を硬化させる放射線照射手段と、を備えた凹凸状シートの製造装置において、
前記凹凸ローラに、頂部におけるローラ径D1の凸部と底部におけるローラ径D2の凹部とがローラ幅方向に交互に形成された凹凸パターン部と、該凹凸パターン部の両側に配されるローラ径D3の平坦部とが設けられ、ローラ径がD1>D3>D2のようになっていることを特徴とする凹凸状シートの製造装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2007−203678(P2007−203678A)
【公開日】平成19年8月16日(2007.8.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−27616(P2006−27616)
【出願日】平成18年2月3日(2006.2.3)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年8月16日(2007.8.16)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年2月3日(2006.2.3)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]