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JP2008194977A - 成形体の製造方法及び製造装置 - Google Patents

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JP2008194977A JP2007033627A JP2007033627A JP2008194977A JP 2008194977 A JP2008194977 A JP 2008194977A JP 2007033627 A JP2007033627 A JP 2007033627A JP 2007033627 A JP2007033627 A JP 2007033627A JP 2008194977 A JP2008194977 A JP 2008194977A
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Abstract

【課題】微細な凹凸パターンを有する成形体を精度良く効率的に作製する。
【解決手段】連続搬送される可撓性支持体の一面に活性エネルギー線硬化型樹脂を含む樹脂層を形成し、前記樹脂層が形成された可撓性支持体を、前記樹脂層がエンボスロールと当接するように、前記エンボスロールと、複数の支持ロールに捲回されたベルトを有するニップ手段との間に供給し、前記エンボスロールと前記ベルトとの間で前記可撓性支持体を押圧することにより前記樹脂層に凹凸パターンを成型し、前記凹凸パターンが成型された樹脂層に活性エネルギー線を照射することにより前記樹脂層を硬化する成形体の製造方法。
【選択図】図1

Description

本発明は可撓性支持体の少なくとも一面に微細な凹凸パターンを有する成形体の製造方法及び製造装置に関する。
これまで表面に凹凸パターンを有する成形体は主として建材等の装飾部材として用いられてきたが、近年、反射防止フィルム、拡散シート、輝度向上シート等の光学フィルムや、導光板、回折格子、パターンドメディア、光記録媒体、光学素子、ホログラム、マイクロ流路等の部材に幅広く用いられている。特に、反射防止フィルム、拡散シート等に代表されるような光学フィルム用途や、CD(コンパクトディスク)、DVD(デジタルバーサタイルディスク)等のトラッキング層を有する光記録媒体用途において、凹凸パターンを有する成形体の利用が増加している。これらの用途においては、光学特性の性能向上のために凹凸パターンの微細化が重要になってきている。例えば、液晶表示板やCRT等で用いられている外光や周辺物の写り込みを防ぐための反射防止膜は表面の凹凸での光の散乱を利用することにより、光の映りこみを防止して目に優しい画像が得ているが、凹凸パターンにより全体がスリガラスのように白く見えて、画像の鮮やかさが低下する欠点がある。このため、凹凸パターンのピッチを可視光波長以下のサブミクロンオーダに微細化して、反射防止機能を向上することが提案されている(例えば、非特許文献1)。
基材の表面に微細な凹凸パターンを直接形成する方法としては、(1)フォトリソグラフィの手法を用いて基材表面をマスクエッチングする方法、(2)サンドブラストやコロナ放電で基材表面を粗面化する方法、(3)微粒子を含有する分散液を基材表面に塗布して微粒子の半球部分を基材表面に露出させる方法、(4)基材表面を微細なバイトで切削加工し凹凸を形成する方法等の様々な方法が提案されている。
上記のような方法を用いて直接目的とする基材に凹凸パターンを形成しても良いが、表面に凹凸パターンが反転したエンボスパターンを有するエンボスロールを用い、目的とする基材にエンボスパターンを転写する方法は製造が容易で経済的である。
このようなエンボスロールを用いて凹凸パターンを形成する場合、熱可塑性樹脂等からなる樹脂シートを加熱し、シート自体の表面を直接加工して凹凸パターンを形成することも可能である。しかしながら、この方法では熱によってシートを変形させるため、転写に長時間を必要とする。このため、シートの走行速度が遅く、生産性に劣る。また、加熱温度を高くすることにより転写時間を短くすることは可能であるが、膜厚の薄い樹脂シートの場合、高温によりシートが溶けてしまったり、凹凸パターン形成後にエンボスロールとシートとの分離が困難になるという問題もある。さらに、光学フィルム用途や光記録媒体用途においては、所定の光学特性を満足するために微細な凹凸パターンを非常に精密に形成することが要求されることから、シートに直接凹凸パターンを形成することが困難なのが現状である。特に、凹凸パターンを微細化していくほど、凹凸が熱によって変形しやすくなり、微細な凹凸パターンを精度よく形成することがより困難になる。
そこで、シート上に硬化型樹脂層を形成し、未硬化の樹脂層にエンボスロール上のエンボスパターンを転写した後、樹脂層を硬化することにより凹凸パターンを形成する方法が提案されている。この方法によれば、成型性に優れる流動性の樹脂層に凹凸パターンが成型されるため、微細な凹凸パターンを形成することができる。例えば、表面に凹凸パターンを有するシート状樹脂成型物の製造方法として、搬送されるシート状の透明基材に活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を供給し、表面にエンボスパターンを有するエンボスロールとニップロールとの間に前記透明基材を搬送し、前記透明基材に供給された活性エネルギー線硬化型樹脂組成物がエンボスロールに押し当てられた状態で、活性エネルギー線を照射し、前記樹脂組成物を賦型、硬化する方法(例えば、特許文献1)、表面にエンボスパターンを有するエンボスロールに活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を塗布し、塗布された活性エネルギー線硬化型樹脂組成物がエンボスロールに押し当てられた状態で、活性エネルギー線を照射し、前記樹脂組成物を賦型、硬化する方法(例えば、特許文献2)等が提案されている。さらに、硬化型樹脂としてウレタンアクリレートオリゴマーとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートからなる活性エネルギー線硬化型樹脂を用い、表面粗さ0.15〜0.5μmの微細な艶消し凹凸パターンを形成する方法が提案されている(例えば、特許文献3)。
上記のような活性エネルギー線硬化型樹脂を用いて厚みの薄い可撓性支持体上に微細な凹凸パターンを有する成形体を作製する場合、搬送時に可撓性支持体とエンボスロールとの間に空気が同伴されやすくなり、また可撓性支持体にシワ等が入りやすくなって、転写不良が生じやすい。このため、樹脂層に凹凸パターンを成型する転写部において、エンボスロールの外周面に可撓性支持体を押し付けるだけでなく、エンボスロールの反対側から支持ロール等のニップ手段を用いて可撓性支持体を押圧することが望ましい。図9は、このような転写部にニップ手段を有する製造装置の一例を示す模式図である。この製造装置100は、可撓性支持体110を連続搬送する送り出しロール102a、巻き取りロール102bからなる搬送部と、可撓性支持体110上に樹脂層111を形成する樹脂層形成部103と、樹脂層111に所定の凹凸パターンを成型し、硬化するための転写部104とを有している。図に示すように、成形体を製造する場合、まず樹脂層形成部103において樹脂層111が可撓性支持体110上に形成される。次に、転写部104において樹脂層111がエンボスロール141と当接するように可撓性支持体110をエンボスロール141とニップロール142との間に供給し、ニップロール142で可撓性支持体110側から樹脂層111をエンボスロール141に押し付け、エンボスロール141上のエンボスパターンを樹脂層111に転写することにより、凹凸パターンが樹脂層111に成型される。そして、成型された樹脂層111に照射手段143から活性エネルギー線Eを照射することにより樹脂層111が硬化される。
特許3016638号公報 特許3490099号公報 特許2610463号公報 P.B.Clapham and M .C.Hutley, Nature (London) 244, p.282(1973)
ところで、上記のようなニップロールとしては、一般にゴム製ロールまたは金属製ロールが使用されている。しかしながら、ゴム製ロールは柔軟性があるためニップの均一性に関しては優れているが、ゴム製ロールが弾性体であるため研磨による鏡面化が困難であり表面平滑性に劣る。そのため、流動性を有し押圧によって変形しやすい樹脂を用いると、ニップロールの表面が未硬化の樹脂層表面に転写されやすく、それによって得られる凹凸パターン上に鮫肌模様が発生しやすい。一方、金属製ロールは表面平滑性は優れているが、剛性が高く、柔軟性がないため、樹脂層を均一に押圧することが難しい。そのため、ニップロールの片当たり等により、凹凸パターンの転写抜けや凹凸パターンの崩れが発生しやすく、それによって成形体にシワが生じやすい。この結果、いずれのニップロールを用いた場合も転写欠陥を引き起こしやすい。そして、凹凸パターンが微細化するほど、また可撓性支持体の厚さが薄くなるほど上記のような転写欠陥が顕著になる。このため、いずれのニップロールによっても、微細な凹凸パターンを有する成形体を精度よく、効率的に得ることは難しい。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、微細な凹凸パターンを有する成形体を精度良く効率的に作製できる成形体の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
本発明者等は、凹凸パターンを有する成形体の製造方法及び製造装置について鋭意検討した結果、成形体の製造方法及び製造装置を以下のように構成することで、上記目的を達成できることを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、連続搬送される可撓性支持体の一面に活性エネルギー線硬化型樹脂を含む樹脂層を形成し、前記樹脂層が形成された可撓性支持体を、前記樹脂層がエンボスロールと当接するように、前記エンボスロールと、複数の支持ロールに捲回されたベルトを有するニップ手段との間に供給し、前記エンボスロールと前記ベルトとの間で前記可撓性支持体を押圧することにより前記樹脂層に凹凸パターンを成型し、前記凹凸パターンが成型された樹脂層に活性エネルギー線を照射することにより前記樹脂層を硬化する成形体の製造方法である(請求項1)。
上記構成によれば、ニップ手段が、複数のロールに捲回されたベルトを有するため、樹脂層に凹凸パターンを形成する転写部で、樹脂層が形成された側と反対側の可撓性支持体がロールよりもニップ面積の大きなベルトで押圧される。このため、流動性を有する樹脂層が形成されていても、ニップロールよりも表面平滑性に優れたベルトで均一に樹脂層が押圧できるため、ニップ手段で押圧して転写する際の転写欠陥の発生を防止でき、また押圧時の片当たりも防止できる。
前記ベルトの外周面の算術平均粗さRaは5μm以下が好ましい(請求項2)。算術平均粗さRaはベルトの平均表面粗さを示すため、前記Raが5μm以下のベルトであれば、微細な凹凸パターンを形成してもベルト表面の微細な模様の転写を防止できる。
また、前記ベルトの外周面の十点平均粗さRzは15μm以下が好ましい(請求項3)。十点平均粗さRzはベルト表面の部分的な突起高さを示すため、前記Rzが15μm以下であれば、ベルト表面の特異的な突起による転写を防止できる。
さらに、前記可撓性支持体として、厚みが100μm以下の可撓性支持体が用いられてもよい(請求項4)。上記構成によれば、均一な押圧力が得られるため、薄い膜厚の可撓性支持体上に微細な凹凸パターンを精度よく形成することができる。
前記凹凸パターンとして、例えば凹凸の平均間隔(D)が0.01〜50μm、凹凸の平均高さ(H)が0.01〜50μm、凹凸の平均間隔(D)と凹凸の平均高さ(H)の比(D/H)が0.01〜100の微細な凹凸パターンを形成してもよい(請求項5)。上記構成によれば、ニップ手段として複数の支持ロールに捲回されたベルトが用いられているため、上記のような微細な凹凸パターンを精度よく形成することができる。
また、前記複数の支持ロールのうち少なくとも1つの支持ロールが、前記エンボスロールに前記ベルト及び前記可撓性支持体を介して当接するようにしてもよい(請求項6)。上記構成によれば、支持ロールにより比較的大きな押圧力を、ベルトにより比較的小さな押圧力を可撓性支持体に付与することができる。
またさらに、前記ニップ手段は、前記エンボスロールに前記ベルト及び前記可撓性支持体を介して当接する複数の支持ロールと、前記エンボスロールと当接していない支持調整ロールとを有し、前記ベルトは、前記複数の支持ロールと前記支持調整ロールに捲回されており、且つ前記活性エネルギー線を透過する材質からなり、前記捲回されたベルトの内部から前記活性エネルギー線を前記樹脂層に照射するようにしてもよい(請求項7)。前記構成によれば、ベルトが捲回される支持ロールがベルトと可撓性支持体とを介してエンボスロールに当接しているから、支持ロールとベルトによって樹脂層が押圧される。このため、支持ロールにより比較的大きな押圧力を可撓性支持体に付与することができ、両支持ロール間においてベルトにより比較的小さな押圧力を可撓性支持体に付与することができる。そして、エンボスロールに当接する複数の支持ロールとエンボスロールに当接しない支持調整ロールに捲回されたベルトの内部から活性エネルギー線が照射されるから、ベルトにより比較的小さな押圧力が付与されている状態で樹脂層に凹凸パターンを成型しながら樹脂層を硬化することができる。このため、凹凸パターンの成型性に優れるとともに、樹脂層の硬化時に樹脂層に大きな押圧力が与えられていないため、樹脂層とエンボスロールとの分離が容易となる。
そして、本発明は、可撓性支持体を連続搬送する搬送部と、前記連続搬送される可撓性支持体の一面に活性エネルギー線硬化型樹脂を含む樹脂層を形成する樹脂層形成部と、前記樹脂層に凹凸パターンを成型し、硬化する転写部と、を有し、前記転写部は、前記樹脂層に当接するエンボスロールと、複数の支持ロールに捲回されたベルトを有し、前記エンボスロールと前記ベルトとの間で前記可撓性支持体を押圧するニップ手段と、前記凹凸パターンが成型された樹脂層に活性エネルギー線を照射し前記樹脂層を硬化させる照射手段と、を有する成形体の製造装置である(請求項8)。
上記の製造方法及び製造装置によれば、微細な凹凸パターンを有する成形体を精度良く効率的に作製することができる。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1に係る製造装置を示す模式図である。本実施の形態の製造装置1は、送り出しロール2a,巻き取りロール2bを有する搬送部2と、活性エネルギー線硬化型樹脂を含む樹脂層11を可撓性支持体10上に形成するための樹脂層形成部3と、樹脂層11に所定の凹凸パターンを成型し、硬化するための転写部4とを有している。また、上記の転写部4は窒素ガス雰囲気(例えば、酸素濃度300ppm以下)で樹脂層11の硬化を行うために不図示の密閉ボックス内に配置されている。
樹脂層形成部3は、コータ等からなる塗布手段31を有しており、塗布手段31から一定の供給量で可撓性支持体10上に活性エネルギー線硬化型樹脂が供給されて、可撓性支持体10上に未硬化の樹脂層11が形成される。塗布方法としては、従来公知のロールコート法、グラビアコート法、ダイコート法、ディップコート法、カーテンコート法等が挙げられる。
樹脂層11が形成された可撓性支持体10は、次に転写部4に搬送される。この転写部4は、樹脂層11に凹凸パターンを成型するエンボスロール41と、複数の支持ロール42a,42bに捲回されたベルト43を備えるニップ手段44と、凹凸パターンが成型された樹脂層11に活性エネルギー線Eを照射し樹脂層11を硬化させる照射手段45と、バックアップロール46と、活性エネルギー線Eの拡散を防止するための遮蔽板47とを有している。
転写部4において、搬送されてきた可撓性支持体10は樹脂層11が表面にエンボスパターンを有するエンボスロール41に当接し、樹脂層11が形成された側と反対側の可撓性支持体10がベルト43に当接するように、エンボスロール41とニップ手段44間に供給される。そして、エンボスロール41とニップ手段44のベルト43との間で可撓性支持体10を押圧することにより、ベルト43が可撓性支持体10との摩擦により搬送速度と略同速で連動しながら凹凸パターンが樹脂層11に成型される。このため、ニップロールによる押圧と異なり、表面性の良好なベルト43により一定面積で樹脂層11が押圧される。この結果、流動性のある樹脂層11がエンボスロール41に押し付けられても、ニップ手段44の表面性に起因する転写欠陥の発生が防止されるとともに、均一な押圧力を樹脂層11に付与することができるため、良好な平滑性と押圧力の均一性を両立することができる。また、ニップ面積を大きくすることができるので比較的小さな押圧力にも対応できる。
ベルト43の材質としては、平滑性、柔軟性及び強度を付与でき、ベルト形状に加工が可能なものであれば特に制限されない。例えば、金属製または樹脂製のベルトを用いることができる。このような金属としては、SUS304、301、631、チタン、ハステロイ、インコネル、ニッケル合金等の各種鋼が挙げられる。また、樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリカボネート、各種ゴム等が挙げられる。なお、ベルト43は継ぎ目がないシームレスベルトを用いることが好ましい。
ベルト43の可撓性支持体10と当接する外周面の算術平均粗さRaは5μm以下であることが好ましく、3μm以下であることがより好ましく、0.5μm以下であることが最も好ましい。Raは表面の平均表面粗さを示すため、Raが5μmより大きいと、ベルト43の外周面の表面粗さが樹脂層11に転写されやすくなり、凹凸パターン上に鮫肌模様が発生しやすい。また、ベルト43の可撓性支持体10と当接する外周面の十点平均粗さRzは15μm以下であることが好ましく、10μm以下であることがより好ましく、1μm以下であることが最も好ましい。Rzは表面の部分的な突起高さを示すため、Rzが15μmより大きいと、ベルト43の外周面の特異的な突起が成形体に転写されやすい。従って、微細な凹凸パターンを形成する場合、上記のRa及びRzの両方を満足する表面粗さを有するベルトが好ましい。なお、上記Ra及びRzは、いずれもZYGO社製のNew View 5030を用い、倍率100倍(測定視野50μm×70μm)で測定したときの値である。
ベルト43の厚さは、柔軟性と強度の点から、10〜1000μmが好ましく、30〜300μmがより好ましく、50〜200μmが最も好ましい。ベルト43の厚さが10μm以上であれば、ベルト強度を高くすることができ、ベルト43の切断を回避することができる。一方、ベルト43の厚さが1000μm以下であれば、ベルト43に高い柔軟性を付与することができ、均一な押圧力を付与することができる。特に金属製ベルトが用いられる場合、上記厚みを有するベルトが好ましい。
また、ベルト43には、強度、弾性、平滑性、耐摩耗性、及び腐食耐性等を付与するため、各種コーティングを施してよい。このようなコーティング材料としては、具体的には、例えば、ゴム、樹脂、セラミック、グラスファイバ、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)、及び金属メッキ等が挙げられる。例えば、樹脂製ベルトが用いられる場合、ベルト表面にDLCコーティングを施すことにより、強度を向上することができるとともに、摩擦係数の低減を図ることができる。また、金属製ベルトが用いられる場合、ベルト表面にフッ素樹脂コーティングを施すことにより、耐腐食性の向上や摩擦係数の低減を図ることができ、ベルト表面に適度な弾性も付与することができる。
ベルト43による押圧力は、0.01〜100MPaが好ましく、0.1〜50MPaがより好ましく、0.2〜20MPaが最も好ましい。押圧力が0.01MPa未満では、押圧力が低すぎ、転写性に劣り、また搬送速度が高速になると、同伴空気をうまく除去することができなくなり、走行や転写が不安定になりやすい。一方、押圧力が100MPaを超えると押圧の効果が飽和するとともに、エンボスロール41や成形体にダメージを与えやすくなる。
支持ロール42a,42bの本数、径、材質、配置等の構成は、ベルト43が可撓性支持体10の搬送に伴って回転可能な構成であれば特に限定されない。なお、支持ロール42a,42bはエンボスロール41と同調して回転させるために駆動させてもよい。また、ベルト43及び支持ロール42a,42bの構成を変更することにより、押圧面積や押圧力を任意に変更することができる。例えば、本実施の形態においては、ベルト43により押圧力が付与されているが、支持ロール42a,42bがベルト43を介して可撓性支持体10を押圧するように配置されていてもよい。さらに、本実施の形態においては、2本の支持ロール42a,42bを用いて楕円形状にベルト43が捲回されているが、3本以上の支持ロールを用いて多角形状にベルトが捲回されてもよい。
エンボスロール41としては表面に凹凸パターンが反転したエンボスパターンを有する金属ロール、ガラスロール、石英ロール、樹脂ロール等を用いることができる。また、エンボスロール41、バックアップロール46には、活性エネルギー線によって発生する熱が可撓性支持体10にダメージを及ぼすことを防止するために冷却機能を設けてもよい。また、凹凸形状の精度確保の点から、エンボスロール表面温度の幅は、好ましく±3℃、より好ましくは±1℃に制御することが好ましい。温度制御の容易さの点から、エンボスロール表面温度は10〜80℃以下が好ましく、20〜60℃以下がより好ましく、30〜50℃以下が最も好ましい。エンボスロール41で成型される凹凸パターンとしては、目的、用途に応じて種々の形状を使用することができる。特に、上記ニップ手段44は、表面が平滑で、押圧力も均一であるため、微細な凹凸パターンを形成することができる。例えば、凹凸の平均間隔(D)が0.01〜50μm、凹凸の平均高さ(H)が0.01〜50μm、凹凸の平均間隔(D)と凹凸の平均高さ(H)の比(D/H)が0.01〜100である凹凸パターンも形成可能である。
上記のようにして凹凸パターンが成型された樹脂層11は、エンボスロール41に巻きつけられて搬送され、照射手段45から活性エネルギー線Eが照射されることにより硬化される。照射手段45を配置する位置は特に限定されない。例えば、図1に示すように、可撓性支持体10の搬送方向に対して、ニップ手段44よりも下流側で、エンボスロール41の外周に巻きつけられて搬送される可撓性支持体10に活性エネルギー線Eを照射する位置に照射手段45を設けてもよい。また、エンボスロール41が活性エネルギー線Eを透過する材質、例えばガラス、樹脂等から形成されている場合、エンボスロール41内に照射手段45を設けてもよい。さらに、ベルト43が活性エネルギー線Eを透過する材質、例えば樹脂から形成されている場合、捲回されたベルト43の内部に照射手段45を設けてもよい。照射手段45としては、電子線、紫外線、可視光線等の樹脂硬化能を有する活性エネルギー線を照射するエネルギー源が挙げられる。これらの中でもエネルギーの高い紫外線、電子線が好ましい。特に紫外線照射機は硬化型樹脂を硬化させるエネルギー源としては安価であり、取扱いも簡便なため好ましい。一般的な紫外線照射機としては、高圧水銀、メタルハライドランプ、LED等が挙げられる。これらの中でも、エネルギー効率が高く、熱ダメージが少ない点からLEDが好ましい。活性エネルギー線硬化型樹脂の硬化に必要なエネルギー量は、樹脂の種類、照射手段の種類、活性エネルギー線に対する可撓性支持体の透過率等によって異なるが、一般的には、10〜1000mJ/cmが好ましい。
本実施の形態において、可撓性支持体10としては光学フィルム、情報記録媒体等で使用されている従来公知のものを使用することができる。一般的には各種合成樹脂からなる可撓性フィルムが挙げられる。具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアラミドフィルム、ポリイミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリスルフォンフィルム、ポリプロピレンフィルム等が挙げられる。これらの中でも光学的性質、機械的強度、寸法安定性、耐熱性、価格等の点からポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましく、特に2軸延伸したポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。使用する可撓性支持体10の厚さとしては特に制限はないが、用途に合わせて、通常300μm以下のものが用いられる。特に100μm以下、より好ましくは20μm以下の薄いフィルムが使用される場合、シワが入りやすいため上記の製造方法は有用である。また、フィルムに対する樹脂層の接着性を高めるため、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理を行ってもよく、表面にポリウレタン、ポリエステル等の易接着層を設けてもよい。
活性エネルギー線硬化型樹脂としては、紫外線、赤外線、可視光線、エックス線または電子線等の活性エネルギー線の照射により硬化する樹脂が挙げられる。例えば、重合性を有するモノマーとオリゴマーとを主成分とする樹脂を用いることができる。このような重合性を有するモノマー及びオリゴマーの中でも、アクリル系のモノマー及びオリゴマーは種類が多く、選択肢が広いので好ましい。
活性エネルギー線硬化型樹脂には上記のモノマー以外に、従来公知の一般的なモノマー及びオリゴマーを用いてもよい。また、必要に応じ汎用樹脂、有機溶剤、光開始剤、増感剤、促進剤、レベリング剤、離型剤、色材、フィラー等を添加してもよい。有機溶剤を使用する場合には、樹脂層11を形成した後に有機溶剤を除去するため乾燥工程を設けることが好ましい。光開始剤の必要性は活性エネルギー線の種類による。特に紫外線、可視光線を活性エネルギー線として硬化反応に使用する場合、光開始剤が必要とされる。また、活性エネルギー線の照射を可撓性支持体を介して行う場合には、可撓性支持体を透過する活性エネルギー線の波長に応じた光開始剤を使用することが好ましい。例えば、可撓性支持体としてポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンナフタレートフィルムが用いられる場合には、イルガキュア369、819、907(チバガイギー社製)等のそれぞれの可撓性支持体の吸収波長と重ならないような波長領域で吸収をもつ光開始剤を使用することができる。特に、イルガキュア907は2,4−ジエチルチオキサントンあるいは2−クロロチオキサントンと併用することにより硬化を促進することができるため好ましい。
(実施の形態2)
図2は、本実施の形態2の製造装置を示す模式図である。この実施の形態2の製造装置1は、上流側の支持ロール42aがベルト43を介して可撓性支持体10を押圧し、両支持ロール42a,42b間でベルト43が一定面積で可撓性支持体10を押圧するようにニップ手段44が配置されている以外は、実施の形態1と同様である。このため、実施の形態1に比べて、本実施の形態のニップ手段44によれば、支持ロール42aにより比較的大きな押圧力を可撓性支持体10に付与することができる。その他の構成及び作用効果は、上記実施の形態1と同様である。
(実施の形態3)
図3は、本実施の形態3の製造装置を示す模式図である。この実施の形態3の製造装置1は、両支持ロール42a,42bがベルト43を介して可撓性支持体10を押圧するようにニップ手段44が配置されている以外は、実施の形態1と同様である。このため、実施の形態1に比べて、本実施の形態のニップ手段44によれば、支持ロール42a,42bにより比較的大きな押圧力を、両支持ロール42a,42b間でベルト43により比較的小さな押圧力を可撓性支持体10に付与することができる。その他の構成及び作用効果は、上記実施の形態1と同様である。
(実施の形態4)
図4は、本実施の形態4の製造装置を示す模式図である。この実施の形態4の製造装置1は、上流側の支持ロール42aがベルト43を介して可撓性支持体10を押圧するとともに、ベルト43も一定面積で可撓性支持体10を押圧するようにニップ手段44が配置されている以外は、実施の形態1と同様である。このため、実施の形態1に比べて、本実施の形態のニップ手段44によれば、樹脂層11の成型初期において支持ロール42aにより比較的大きな押圧力を、その後、ベルト43により比較的小さな押圧力を可撓性支持体10に付与することができる。その他の構成及び作用効果は、上記実施の形態1と同様である。
(実施の形態5)
図5は、本実施の形態5の製造装置を示す模式図である。この実施の形態5の製造装置1は、ベルト43が一定面積で可撓性支持体10を押圧し、下流側の支持ロール42bがベルト43を介して可撓性支持体10を押圧するようにニップ手段44が配置されている以外は、実施の形態1と同様である。このため、実施の形態1に比べて、本実施の形態のニップ手段44によれば、樹脂層11の成型初期においてベルト43により比較的小さな押圧力を、その後、支持ロール42bにより比較的大きな押圧力を可撓性支持体10に付与することができる。その他の構成及び作用効果は、上記実施の形態1と同様である。
(実施の形態6)
図6は、本実施の形態6の製造装置を示す模式図である。この実施の形態6の製造装置1のニップ手段44は、エンボスロール41にベルト43及び可撓性支持体10を介して当接する2本の支持ロール42a,42bと、エンボスロール41と当接せず、エンボスロール41と離れて配置された支持調整ロール42cと、支持ロール42a,42b及び支持調整ロール42cに捲回されたベルト43とを有している。このため、ベルト43は略三角形の多角形状を有している。この支持調整ロール42cはベルトの張力等を調整するための支持ロールであり、1本または複数本用いられてもよい。また、このベルト43は活性エネルギー線Eを透過する樹脂から形成されており、捲回されたベルト43の内部に照射手段45及び遮蔽板47が配置されている。そして、エンボスロール41に隣接する上流側の支持ロール42aと下流側の支持ロール42bとがベルト43を介して可撓性支持体10を押圧するとともに、両支持ロール42a,42b間でベルト43が一定面積で可撓性支持体10を押圧するようにニップ手段44が配置されており、ベルト43を介して活性エネルギー線Eが樹脂層11に照射されるようになっている。このため、実施の形態1に比べて、本実施の形態のニップ手段44によれば、両支持ロール42a,42bにより比較的大きな押圧力を、両支持ロール42a,42b間においてベルト43により比較的小さな押圧力を可撓性支持体10に付与することができるとともに、樹脂層11を比較的小さな押圧力で成型しながら樹脂層11を硬化することができる。これにより、凹凸パターンの成型性に優れるとともに、樹脂層11の硬化時に大きな押圧力が与えられていないため、硬化された樹脂層11とエンボスロール41とを容易に分離することができる。その他の構成及び作用効果は、上記実施の形態1と同様である。
(実施の形態7)
図7は、本実施の形態7の製造装置を示す模式図である。この実施の形態7の製造装置1は、ベルト43が可撓性支持体10を押圧するようにニップ手段44が配置されているとともに、エンボスロール41内に照射手段45が配置されている。また、このエンボスロール41は、活性エネルギー線Eを透過する材質から形成されている。このため、ベルト42が可撓性支持体10を押圧することにより樹脂層11を成型しながら樹脂層11を硬化することができる。従って、活性エネルギー線Eを透過しない材質からなる可撓性支持体10を用いる場合に、本実施に形態の製造装置を好適に利用することができる。その他の構成及び作用効果は、上記実施の形態1と同様である。
(実施の形態8)
図8は、本実施の形態8の製造装置を示す模式図である。この実施の形態8の製造装置1は、樹脂層形成部3がエンボスロール41上に配置されている以外は、実施の形態1と同様である。このため、樹脂層形成部3から活性エネルギー線硬化型樹脂がエンボスロール41上に供給された後、短時間で樹脂層の成型及び硬化を完了することができる。その他の構成及び作用効果は、上記実施の形態1と同様である。
以下に実施例によって本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
(実施例1〜8)
実施例1〜8は図1に示す製造装置を用い、それぞれ表1〜3に示す可撓性支持体及びニップ手段を用いて成形体を作製した。成形体の作製にあたっては、まず樹脂層形成部で、粘度100mPa・sのアクリル系UV硬化樹脂を厚さ2μmになるようにマイクログラビアロール(康井精機株式会社製,φ20mm,セル角度45度,250ライン/インチ)を用いてロールコート法により可撓性支持体上に樹脂層を形成した。その後、転写部において、樹脂層を設けた可撓性支持体を、表面にエンボスパターンを有するエンボスロールとニップ手段のベルトとの間に搬送し、押圧力20MPaでベルトを押圧して樹脂層がエンボスロールに押し当てられた状態で、高圧水銀ランプから紫外線(300mJ/cm)を照射し樹脂層を硬化させた。なお、エンボスロールは、DVD用の凹凸パターン(凹凸の平均間隔:0.8μm,凹凸の平均高さ:0.05μm,凹凸の平均間隔と凹凸の平均高さの比:16)が表面に形成された金属ロールを用いた。
(比較例1〜6)
比較例1〜6は図9に示す製造装置を用い、それぞれ表1〜3に示す可撓性支持体及びニップ手段を用いた以外は、実施例1〜8と同様にして成形体を作製した。
以上のようにして作製した各成形体について、以下の評価を行った。表1〜3はこの評価結果を示す。
<転写性>
各成形体1mを目視で観察し、観察範囲中の鮫肌模様及びスジ(シワ)等の欠陥面積の割合を測定し、以下の5段階で評価した。
5:0〜3%
4:3〜10%
3:10〜30%
2:30〜50%
1:50〜100%
Figure 2008194977
Figure 2008194977
Figure 2008194977
上記表1〜3に示されるように、Raが5μm以下、Rzが15μm以下の平滑な表面性を有するベルトを備えたニップ手段を用いて作製された実施例1〜8の成形体は、鮫肌模様及びシワの少ない成形体が得られることが確認された。また、Raが0.5μm以下、Rzが1μm以下の平滑な表面性を有するベルトを備えたニップ手段を用いて作製された実施例3〜4及び6〜7の成形体は、厚みの薄い可撓性支持体が用いられた場合でも凹凸パターンの転写欠陥の少ない成形体を作製できることが確認された。
これに対して、ニップ手段として金属製のニップロールを用いた比較例1、3、及び5の成形体は、ニップロールの片当たりによる不均一なニップが原因と考えられるシワの発生が確認された。また、ニップ手段としてゴム製のニップロールを用いた比較例2、4及び6の成形体は、ニップロールの表面が転写した鮫肌模様が確認された。さらに、厚みの薄い可撓性支持体を用いた比較例3〜6は、ニップ手段としてニップロールを用いると転写性が顕著に劣化することが確認された。
(実施例9及び10)
実施例4の成形体の製造において、図4及び図6の製造装置を用いた以外は、実施例4と同様にして各成形体を作製した。上記のように作製した各成形体の転写性は5であり、この結果、他の実施例と同様に転写欠陥の少ない成形体が得られることが確認された。
本発明の実施の形態1に係る製造装置を示す模式図である。 本発明の実施の形態2に係る製造装置を示す模式図である。 本発明の実施の形態3に係る製造装置を示す模式図である。 本発明の実施の形態4に係る製造装置を示す模式図である。 本発明の実施の形態5に係る製造装置を示す模式図である。 本発明の実施の形態6に係る製造装置を示す模式図である。 本発明の実施の形態7に係る製造装置を示す模式図である。 本発明の実施の形態8に係る製造装置を示す模式図である。 従来の製造装置を示す模式図である。
符号の説明
2 搬送部
2a 送り出しロール
2b 巻き取りロール
3 樹脂層形成部
4 転写部
10 可撓性支持体
11 活性エネルギー線硬化型樹脂層
31 塗布手段
41 エンボスロール
42a,42b 支持ロール
42c 支持調整ロール
43 ベルト
44 ニップ手段
45 照射手段
47 遮蔽板
E 活性エネルギー線

Claims (8)

  1. 連続搬送される可撓性支持体の一面に活性エネルギー線硬化型樹脂を含む樹脂層を形成し、
    前記樹脂層が形成された可撓性支持体を、前記樹脂層がエンボスロールと当接するように、前記エンボスロールと、複数の支持ロールに捲回されたベルトを有するニップ手段との間に供給し、
    前記エンボスロールと前記ベルトとの間で前記可撓性支持体を押圧することにより前記樹脂層に凹凸パターンを成型し、
    前記凹凸パターンが成型された樹脂層に活性エネルギー線を照射することにより前記樹脂層を硬化する成形体の製造方法。
  2. 前記ベルトの外周面の算術平均粗さRaが5μm以下である請求項1に記載の成形体の製造方法。
  3. 前記ベルトの外周面の十点平均粗さRzが15μm以下である請求項1または2に記載の成形体の製造方法。
  4. 前記可撓性支持体の厚みが100μm以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の成形体の製造方法。
  5. 前記凹凸パターンは、凹凸の平均間隔(D)が0.01〜50μm、凹凸の平均高さ(H)が0.01〜50μm、凹凸の平均間隔(D)と凹凸の平均高さ(H)の比(D/H)が0.01〜100である請求項1〜4のいずれか1項に記載の成形体の製造方法。
  6. 前記複数の支持ロールのうち少なくとも1つの支持ロールが、前記エンボスロールに前記ベルト及び前記可撓性支持体を介して当接する請求項1〜5のいずれか1項に記載の成形体の製造方法。
  7. 前記ニップ手段は、前記エンボスロールに前記ベルト及び前記可撓性支持体を介して当接する複数の支持ロールと、前記エンボスロールと当接していない支持調整ロールと、を有し、
    前記ベルトは、前記複数の支持ロールと前記支持調整ロールに捲回されており、且つ前記活性エネルギー線を透過する材質からなり、
    前記捲回されたベルトの内部から前記活性エネルギー線を前記樹脂層に照射する請求項1〜6のいずれか1項に記載の成形体の製造方法。
  8. 可撓性支持体を連続搬送する搬送部と、
    前記連続搬送される可撓性支持体の一面に活性エネルギー線硬化型樹脂を含む樹脂層を形成する樹脂層形成部と、
    前記樹脂層に凹凸パターンを成型し、硬化する転写部と、を有し、
    前記転写部は、前記樹脂層に当接するエンボスロールと、
    複数の支持ロールに捲回されたベルトを有し、前記エンボスロールと前記ベルトとの間で前記可撓性支持体を押圧するニップ手段と、
    前記凹凸パターンが成型された樹脂層に活性エネルギー線を照射し前記樹脂層を硬化させる照射手段と、を有する成形体の製造装置。
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