JP2007283261A - 凹凸状シートの製造方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】シート耳部での塗布欠陥の発生を抑制し、製品ロスとなる耳部の切除幅を減少させる。
【解決手段】吐出側に向かって幅が連続的に減少しているスロット部から塗布液を吐出するエクストルージョン型の塗布ヘッドを用いて、連続走行するシート状体の表面に塗布液層を形成した後、前記塗布液層に対して凹凸ローラ表面の凹凸を転写形成する凹凸状シートの製造方法であって、前記スロット部の幅の減少面積をS[mm2]、前記塗布液の粘度をn[mPa・s]としたとき、次式100<(S・n)<1000を満たすことを特徴とする凹凸状シートの製造方法を提供することにより、前記課題を解決する。
【選択図】 図2
【解決手段】吐出側に向かって幅が連続的に減少しているスロット部から塗布液を吐出するエクストルージョン型の塗布ヘッドを用いて、連続走行するシート状体の表面に塗布液層を形成した後、前記塗布液層に対して凹凸ローラ表面の凹凸を転写形成する凹凸状シートの製造方法であって、前記スロット部の幅の減少面積をS[mm2]、前記塗布液の粘度をn[mPa・s]としたとき、次式100<(S・n)<1000を満たすことを特徴とする凹凸状シートの製造方法を提供することにより、前記課題を解決する。
【選択図】 図2
Description
本発明は、凹凸状シートの製造方法及び装置に係り、特に、エクストルージョン型の塗布ヘッドを用いて、連続走行するシート状体の表面に塗布液層を形成した後、塗布液層に対して凹凸ローラ表面の凹凸を転写形成する凹凸状シートの製造方法及び装置に関する。
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。このような凹凸状シートの製造方法として、エクストルージョン型の塗布ヘッドを用いて、連続走行するシートの表面に塗布液層を形成した後、シート表面に形成された塗布液層に対して凹凸ローラ表面の凹凸を転写形成する方法が知られている。
エクストルージョン型の塗布ヘッドは、ポケット部に送液した塗布液をポケット部に連通するスロット部から外部に押し出す構成となっている。また、スロット部の両端位置には塗布幅規制板(スペーサ)が液密状態で挿入配置され、塗布幅をシート幅に応じて変更できる構成となっている。
たとえば、特許文献1には、塗布幅規制板として、平面三角形のガイドを有するデッケル(スペーサ)をスロットの端部に挿入したことが記載されている。同文献によれば、スロット幅はデッケルによってスロット出口付近で広がりながら塗布幅に規制される。同様に、特許文献2に記載の塗布ヘッドは、スロットの出口付近においてスロット幅が広がるように構成されている。また、特許文献3の塗布ヘッドは、スロット幅が二段階で広がるように構成されている。これらの特許文献1〜3は、スロット幅がスロット出口付近において広がるように構成されるため、スロット出口付近での塗布液の流速が低下する。したがって、特許文献1〜3によれば、幅方向の端部(以下、耳部という。)での厚塗りを防止できるとされている。
特開平7−68207号公報
特開昭62−241574号公報
特開2003−71357号公報
しかしながら、特許文献1〜3の塗布ヘッドでは、10mPa・s以下の低粘度の塗布液をウェット膜厚5〜30μmの低塗布量で塗布した際に、ビード(即ち、塗布ヘッドの先端とシートとの間に形成される塗布液溜まり)が耳部において不安定になり、シート耳部の膜厚が中央部に比べて低下してしまう塗布欠陥が生じてしまい、シートの切除幅を大きくしなければならず、製品ロスが大きいという問題があった。
このような問題を防ぐ方法として、塗布液層の膜厚を全体的に厚くなるように塗布液を塗布する方法が考えられる。しかし、製品価格の増加、カールの増大等の別の問題が生じてしまうことから得策ではない。
また、スロット幅を規制するスペーサを変更し、スロット幅が吐出側にかけて減少するような構成のものを採用する方法が考えられる。しかし、ライン速度(シート走行速度)、即ち、塗布速度が30m/min以下の低速条件下では、ビードが耳部でピンすることによってシート耳部が厚塗り状態となってしまい、その影響が内側にも及ぶことでさらに薄塗り部を顕著に発生させてしまう問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、シート耳部での塗布欠陥の発生を抑制し、製品ロスとなる耳部の切除幅を減少させることのできる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。
本発明は、前記目的を達成するために、吐出側に向かって幅が連続的に減少しているスロット部から塗布液を吐出するエクストルージョン型の塗布ヘッドを用いて、連続走行するシート状体の表面に塗布液層を形成した後、前記塗布液層に対して凹凸ローラ表面の凹凸を転写形成する凹凸状シートの製造方法であって、前記スロット部の幅の減少面積をS[mm2]、前記塗布液の粘度をn[mPa・s]としたとき、次式 100<(S・n)<1000 を満たすことを特徴とする凹凸状シートの製造方法を提供する。
また、このために、本発明は、シート状体を連続走行させる走行手段と、吐出側に向かって幅が連続的に減少しているスロット部から塗布液を吐出するエクストルージョン型の塗布ヘッドを用いて、連続走行する前記シート状体の表面に塗布液層を形成する塗布手段と、連続走行する前記シート状体の表面に形成された前記塗布液層に、凹凸ローラ表面の凹凸を転写形成する転写手段と、を備え、前記スロット部の幅の減少面積をS[mm2]、前記塗布液の粘度をn[mPa・s]としたとき、次式 100<(S・n)<1000 を満たすことを特徴とする凹凸状シートの製造装置を提供する。
本発明によれば、塗布ヘッドのスロット部の端部での塗布液の流れを安定させることができ、シート耳部での塗布欠陥の発生を抑制でき、製品ロスとなる切除幅を減少させることができる。
なお、スロット部の幅の減少面積とは、スロット部が先端(吐出側)から一定幅で形成された場合に比べて減少した面積(欠損面積)をいう。
本発明において、シート状体の走行速度は30[m/min]以下であることが好ましい。塗布ヘッドのスロット部の端部での塗布液の流れをより安定させることができる。
本発明によれば、塗布ヘッドのスロット部の端部での塗布液の流れを安定させることができ、シート耳部での塗布欠陥の発生を抑制でき、製品ロスとなる切除幅を減少させることができる。
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、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。
シート状体供給手段であるシート状体供給手段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。
塗布手段12は、塗布液として放射線硬化樹脂液をシートWの表面に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(バックアップローラ)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。なお、本発明の特徴部分である塗布ヘッド12Cの構成については後で詳説する。
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に塗布された樹脂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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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表面の縦弾性係数(ヤング率)は、小さ過ぎるとローラ成形加工が不十分となり、大き過ぎるとゴミ等の異物の巻き込みに敏感に反応し欠点を生じやすいことより、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。
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。
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。
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。
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に冷却手段を設ける構成も採用できる。
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。
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。
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。
次に、本発明の特徴部分である塗布ヘッド12Cの構造について説明する。以下では、まず塗布ヘッド12Cの概略構造を説明し、次いで、その詳細構造について説明する。
図2は、塗布ヘッド12Cの幅方向に平行な断面図である。塗布ヘッド12Cには、その幅方向に平行なスリット状の隙間(以下、スロット28)が形成されている。スロット28の幅方向の両端部には、スペーサ30、30が設けられており、スペーサ30、30によってスロット28が液封される。このスペーサ30、30によってスロット28の幅寸法が規制されており、その幅寸法はスロット28の先端(すなわち、支持ローラ12D側の端部であり、塗布液の吐出口となる端部)において塗布幅と略等しい寸法に設定される。
また、塗布ヘッド12Cには、スロット28に連通するポケット32が形成されている。ポケット32は、塗布ヘッド12Cの幅方向に形成された塗布液の液溜空間であり、その断面形状は台形に形成される。なお、ポケット32の断面形状は台形に限定するものではなく、たとえば円形や楕円形であってもよい。
図2に示すように、ポケット32の幅方向の一方側端部には、塗布液の供給ライン34が接続された栓部材38が液密状態で取りつけられている。なお、塗布液の供給ライン34の接続位置は、塗布ヘッド12Cの側面側に限定されるものではなく、塗布ヘッド12Cの幅方向の中央部において後端側(スロット28の反対側)に接続するようにしてもよい。この場合にはポケット32の幅方向の両端部に、対称形状の栓部材を液密状態で設けるとよい。
上記の如く構成された塗布ヘッド12Cは、その先端が支持ローラ12Dに対して所定のリップクリアランス、たとえば130〜500μmの位置に配置され、不図示の架台に固定される。
次に、塗布ヘッド12Cの詳細構造について説明する。スロット28の両端部には、台形のスペーサ30、30が設けられている。スペーサ30は、スロット28の先端になるほど、スロット28の内側に突出する傾斜面30A、30Aを有している。したがって、スロット28の幅寸法は、傾斜面30A、30Aに規制され、先端側(吐出側)にかけて連続的に且つ一定の割合で小さくなるように構成される。すなわち、スロット28の先端の幅寸法W1は後端の幅寸法W2よりも小さくなっている。なお、スロット28の先端の幅寸法W1は、塗布幅に設定される。ここで、スロット28を一定幅W1で形成する場合(図2に2点鎖線で示す場合)と比べて、スペーサ30が減少した三角形部分を欠損部28Sと称し、その面積(以下、欠損面積という。)をS[mm2]とする。欠損面積Sは、スロット28の先端での塗布液の粘度をn[mPa・s]とした際に、次式を満たすように設定される。
100<(S・n)<1000 ・・・(1)
欠損面積Sと粘度nが式(1)を満たすことによって、シート耳部での薄塗りや厚塗りといった塗布欠陥が発生することを防止することができる。
欠損面積Sと粘度nが式(1)を満たすことによって、シート耳部での薄塗りや厚塗りといった塗布欠陥が発生することを防止することができる。
図2に示すように、ポケット32の幅方向端部に設けた栓部材36は、隣接するスペーサ30に対して逆の傾斜が設けられている。すなわち、ポケット32の幅寸法は先端側にかけて徐々に大きくなるように形成される。これにより、栓部材36の反対側の供給ライン34から供給された塗布液が栓部材36の付近で滞留することを防止でき、塗布液を先端側のスロット28にスムーズに送液することができる。なお、スロット28の側面(傾斜面30A)とポケット32の側面は、図2に示すように連続して形成することが好ましいがこれに限定するものではなく、不連続であってもよい。たとえば図3(A)に示すようにポケット32の側面をスロット28の側面位置の外側に配置したり、図3(B)に示すようにポケット32の側面をスロット28の側面位置の内側に配置したりしても良い。ただし、図3(A)のようにポケット32よりもスペーサ30が液流路を塞ぐ場合は、エアー溜まり部になりやすく塗布直後に泡起因の故障が発生するケースもみられるため、塗布ヘッド12Cへの受液時は十分な注意が必要になる。
また、図2には、スロット28の側面(傾斜面30A)が平面で構成された例を示したが、スロット28(スペーサ30)の形状はこれに限定するものではない。たとえば、図4(A)に示すように、スペーサ30の側面の先端部のみに傾斜面30Bを設けることにより、欠損部28Sを台形状に形成し、スロット28の幅寸法が先端側で急激に狭くなるようにしてもよい。また、図4(B)に示すように、スペーサ30の先端側の側面を円弧状の曲面30Cとすることによって、スロット28の幅寸法が先端側で急激に狭くなるようにしてもよい。さらに、図4(C)に示すように、スペーサ30の側面に二段階の傾斜面30D、30Eを設け、スロット28の幅寸法が先端にかけて二段階で狭くなるように構成してもよい。
図5は、塗布ヘッド12Cの先端部分とシートWとの位置関係を示す概略断面図である。同図に示すように、塗布ヘッド12Cは、支持ローラ12Dに支持されて連続走行するシートWに対して、スロット28から塗布液Fをビードにして塗布することにより、シートW上に塗布膜を形成するものである。
スロット28は、シートWの幅方向に平行なスリット状の隙間であり(図2参照)、その方向(シートWの幅方向)に垂直な方向の開口幅(スロットクリアランス)dは、通常、0. 01〜0. 5mmに設定される(図5参照)。
なお、スロット28の、ポケット32との境界部から開口部までの距離(シートWに向けた流路の長さ;以下、「スロット長」という)は、スロット28のシートWの幅方向の開口長さ、塗布液の液組成、物性、供給流量、供給液圧、等の諸条件を考慮して適宜設定し得る。すなわち、塗布液がシートWの幅方向に均一な流量と液圧分布をもって層流状にスロット28から供給できればよい。たとえば、スロット28のシートWの幅方向の開口長さが1000〜1200mm程度の場合には30〜80mmの範囲が好ましく採用できる。
スロット28は、フロントエッジ40とバックエッジ42とにより形成される。塗布ヘッド12Cの上面(シートWと対向する面)には、シートWの走行方向の上流側より、フロントエッジ面40a(先端リップ)、バックエッジ面42a(後端リップ)がそれぞれ形成されている。図5に示されるように、フロントエッジ面40aは及びバックエッジ面42aは、断面が略直線状に形成されている。
次に、減圧チャンバー44について説明する。図6は、塗布ヘッド12C及びその周辺を示す斜視図である。塗布ヘッド12Cに対し、シートWの走行方向側とは反対側に、塗布液Fのビードに対して充分な減圧調整を行えるよう、シートWと接触しない位置に減圧チャンバー44が設置されている。
減圧チャンバー44には、減圧配管44aが接続されており、減圧配管44aは減圧手段(ブロワー、真空ポンプ等)に接続されており、チャンバー内が減圧状態に維持されるようになっている。なお、減圧チャンバー44は、本発明にとって必須の構成ではない。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、1〜100mPa・sが好ましく、1〜50mPa・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。
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10〜3000mPa・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。
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。
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。
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。
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。シート状体供給手段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、所定量の溶剤分が蒸発する。なお、乾燥手段19を機能させずに、シートWに塗布された樹脂液の溶剤を蒸発させない運転方法も採用できる。
次いで、溶剤が残留している状態の樹脂層のシート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、樹脂層にエンボスローラ13表面の凹凸を転写する。この際の樹脂層の溶剤含有率(溶剤濃度)は、1〜10重量%が好ましく、2〜6重量%がより好ましい。
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。
なお、図1には示していないが、シートWを剥離した後、樹脂液中の溶剤を蒸発させて樹脂層の溶剤含有率(溶剤濃度)を制御することもでき、このために、剥離ローラ16の下流側に乾燥手段19と同様の装置を設けることもできる。
また、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。
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。
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。
特に、本発明においては 塗布ヘッド12Cのスロット幅を先端にかけて連続的に狭くなるように構成し、更に、塗布液の粘度nとスロット28の欠損面積Sとの積n・Sが既述した式(1)を満足するように構成したことによって、スロット28の端部でビードがピンすることなく安定し、シート耳部での薄塗りや厚塗りといった塗布欠陥の発生を抑制することができ、製品ロスとなる切除幅を減少させることができる。
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。
たとえば、本実施形態の例では、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を乾燥し、所定量の溶剤分を蒸発させたが、既述したように、乾燥手段19を機能させずに、シートWに塗布された樹脂液の溶剤を蒸発させない運転方法も採用できる。
同様に、シートWを剥離した後、樹脂液中の溶剤を蒸発させて樹脂層の溶剤含有率(溶剤濃度)を制御することもできる。
また、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。
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。
[樹脂液の調整]
図7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、液粘度の異なる2種類の樹脂液1、2を得た。なお、各化合物の名称と内容は以下の通りである。
[樹脂液の調整]
図7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、液粘度の異なる2種類の樹脂液1、2を得た。なお、各化合物の名称と内容は以下の通りである。
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。
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。
シートWとして、幅1000mm、厚さ180μm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。
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。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8に示す。
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用い、フロントエッジ面40a(先端リップ)のランド長さを1500μm、バックエッジ面42a(後端リップ)のランド長さを500μm、スロット28のクリアランスdを500μm、スロット長を30mmとした。また、シートWと塗布ヘッド12Cとの距離(リップクリアランス)を250μmとした。
また、スロット28の先端の幅寸法W1(図1参照)を450mmに設定し、スロット28の欠損面積Sが0、30、60、150mm2となるような複数種類のスペーサ30を準備した。なお、栓部材36としては、各々のスペーサ30に適合するように適当な大きさのものを選定し、ポケット32内部の栓部材36の付近に滞留部を形成しないようにした。
塗布液として、図7の表に記載の樹脂液1、2を使用した。
ライン速度(塗布速度)を5m/minとし、塗布液(樹脂液1、2)の湿潤状態の厚さは、有機溶剤乾燥後の膜厚が14μmになるように、塗布ヘッド12Cへの塗布液の供給量を液供給装置(送液ポンプ)12Bにより制御した。
乾燥手段19として、熱風循環方式の装置を用いた。塗布後の乾燥条件(熱風の温度等)により、塗布液中の溶剤濃度を調整した。
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。
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。
なお、製品としては、幅440mm以上のものを採取する必要がある。
以上により、図9の表に示された塗布液の粘度nとスロット28の欠損面積Sを組み合わせた各例(例1〜8)に対応する、凹凸パターンが形成されたシートWを得た。
[サンプル幅の評価]
得られたシートWを製品として使用可能なサイズに切断することにより、図9に記載の各例(例1〜8)に対応するサンプルをそれぞれ得た。そして、各サンプルの幅を測定し、サンプル幅が440mm以上のものを○と、440mm未満のものを×として評価を行った。評価結果を図9の表にまとめて記載する。
得られたシートWを製品として使用可能なサイズに切断することにより、図9に記載の各例(例1〜8)に対応するサンプルをそれぞれ得た。そして、各サンプルの幅を測定し、サンプル幅が440mm以上のものを○と、440mm未満のものを×として評価を行った。評価結果を図9の表にまとめて記載する。
図9の表によれば、塗布液の粘度nとスロット28の欠損面積Sとの積n・Sが既述した式(1)の範囲内である例2、3、6、7、8の場合には、いずれもサンプル幅が440mm以上と所望のサイズより大きなものを得ることができ、評価は○となった。
一方、塗布液の粘度nとスロット28の欠損面積Sとの積n・Sが既述した式(1)の範囲より小さい例1、5の場合には、シート耳部が薄塗りとなり、製品として使用可能なサンプル幅は440mm未満となってしまい、評価は×であった。また、これとは逆に、塗布液の粘度nとスロット28の欠損面積Sとの積n・Sが既述した式(1)の範囲より大きい例4の場合には、シート耳部が厚塗りとなり、同じく製品として使用可能なサンプル幅は440mm未満となってしまい、評価は×であった。
以上の結果より、本発明の方法を用いることにより、30m/minの低速度で塗布が行われる際、シート耳部での塗布欠陥の発生を抑制でき、製品ロスとなる切除幅を減少させることができるという本発明の効果が確認できた。
10…エンボスシートの製造装置、11…シート状体供給手段、12…塗布手段、12C…塗布ヘッド、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、19…乾燥手段、28…スロット、30…スペーサ、32…ポケット、H…保護フィルム、W…シート
Claims (4)
- 吐出側に向かって幅が連続的に減少しているスロット部から塗布液を吐出するエクストルージョン型の塗布ヘッドを用いて、連続走行するシート状体の表面に塗布液層を形成した後、前記塗布液層に対して凹凸ローラ表面の凹凸を転写形成する凹凸状シートの製造方法であって、
前記スロット部の幅の減少面積をS[mm2]、前記塗布液の粘度をn[mPa・s]としたとき、次式
100<(S・n)<1000
を満たすことを特徴とする凹凸状シートの製造方法。 - 前記シート状体は、30[m/min]以下の速度で連続走行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。
- シート状体を連続走行させる走行手段と、
吐出側に向かって幅が連続的に減少しているスロット部から塗布液を吐出するエクストルージョン型の塗布ヘッドを用いて、連続走行する前記シート状体の表面に塗布液層を形成する塗布手段と、
連続走行する前記シート状体の表面に形成された前記塗布液層に、凹凸ローラ表面の凹凸を転写形成する転写手段と、
を備え、
前記スロット部の幅の減少面積をS[mm2]、前記塗布液の粘度をn[mPa・s]としたとき、次式
100<(S・n)<1000
を満たすことを特徴とする凹凸状シートの製造装置。 - 前記走行手段は、前記シート状体を30[m/min]以下の速度で連続走行させることを特徴とする請求項3に記載の凹凸状シートの製造装置。
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JP2006115832A JP2007283261A (ja) | 2006-04-19 | 2006-04-19 | 凹凸状シートの製造方法及び装置 |
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JP2009226340A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | 塗布装置及び塗布方法 |
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- 2006-04-19 JP JP2006115832A patent/JP2007283261A/ja active Pending
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