JP2003053834A

JP2003053834A - 樹脂シートの製造方法

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Publication number: JP2003053834A
Application number: JP2001250396A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Ogushi; 眞康大串; Toshiyuki Ito; 敏幸伊藤; Masahiro Suzuki; 正大鈴木; Masahiro Yoshino; 昌宏吉野
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2003-02-26
Anticipated expiration: 2021-08-21
Also published as: JP4743373B2

Abstract

(57)【要約】【課題】表面に微細な凹凸パターンを有する合成樹脂
シートを、成形品の面積、厚みに対する自由度が高く、
生産性に優れるシート押出成形法で提供する。【解決手段】押出ダイから押出したシート状樹脂材料
を、少なくとも一対の加圧ロールで加圧しながらその間
隙を通過させて樹脂シートを製造する方法において、少
なくとも一対の加圧ロールの少なくとも一方のロールと
して、ロール芯体１と、表面に配された凹凸パターン部
材２と、該ロール芯体１及び凹凸パターン部材２の間に
配され、該凹凸パターン部材２の熱伝導率よりも低い熱
伝導率を有する熱緩衝部材３とからなる凹凸パターンロ
ールを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面に微細な凹凸
パターンを有する樹脂シートをシート押出成形法により
製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】表面に微細な凹凸パターンを有する樹脂
シートは、従来より様々な分野で使用されている。例え
ば、液晶表示装置のバックライトを構成する導光板や拡
散シートに、また、液晶プロジェクターのフレネルレン
ズシートやレンチキュラーレンズシートに該樹脂シート
が使用されている。

【０００３】液晶表示装置のバックライトは、図５に示
すように、冷陰極管等の光源９と、入射端面１０ａが光
源９の近傍に位置するように配置された導光板１０と、
導光板１０の表面に配置された拡散シート１１と、導光
板１０の拡散シート１１とは反対の側に配置された反射
シート１２とから構成されている。このバックライトに
おいては、光源９からの光を、入射端面１０ａより導光
板１０内に入射させると、入射した光は導光板１０内で
拡散シート１１と反射シート１２との面で反射しながら
入射端面１０ａとは反対の方向に伝送する。その間に入
射光の一部は、導光板１０の表面より導光板１０外へ進
行し、更に拡散シート１１を通って拡散し、均一な輝度
の照明光としてバックライトの外部に出射する。

【０００４】このため、このようなバックライトにおい
ては、より均一な拡散光を得るために、導光板について
は、その裏面（反射シート１２側の面）に、ドット状あ
るいはプリズム状等の疎密な分布を有するパターンを、
そのパターンと凹凸が逆のパターンを有する金型を用い
る射出成形法で成形させることが広く行われている。ま
た、拡散シートについては、アクリル系樹脂、ポリカー
ボネート樹脂等の透明な熱可塑性樹脂に炭酸カルシウ
ム、酸化チタン、硫酸バリウム等の無機系あるいはフッ
素樹脂、エポキシ樹脂等の有機系の光拡散剤を配合し、
射出成形法や押出成形法でシート状に成形することが一
般的に利用されている。

【０００５】また、レンズシート、例えば比較的大きな
面積を有するフレネルレンズシート等を製造する場合、
樹脂板に加熱された平板状のレンズ型を当接し、加圧す
ることによってレンズ型表面の凹凸レンズ面を樹脂型に
転写させるというプレス成形法によること一般的であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ノー
ト型パーソナルコンピュータに代表される液晶表示装置
が大型化するにつれ、バックライトの導光板を大型化、
厚肉化することが要請されるようになっている。しか
し、この要請を満足する導光板を射出成形法で製造する
ためには、射出圧力の高い大型の新規な設備が必要であ
り、また、発光看板などの大型の表示装置用の導光板を
製造するためには、更に大型の設備を必要とするため、
従来の製造設備では対応できないという問題がある。

【０００７】また、液晶表示装置のバックライトの拡散
シートを始めとする種々の光拡散シートの場合、光の高
透過率と高拡散率が要求されるようになっている。しか
し、高透過率を実現するには合成樹脂成形品に配合する
光拡散剤を減らす必要があるが、光拡散剤を減らすと拡
散性能が低下してしまうという問題があり、光拡散剤を
配合する方法では、高透過率、高拡散率は実現できてい
ない。そこで、射出成形用の金型表面やシート押出成形
用の金属ロール表面に予め、シボ加工を施し、成形品に
シボを転写する方法が提案されている。しかし、前述の
ように射出成形法では、大型、厚肉の成形品に対応でき
ず、一方、シート押出成形法では、シボの転写が不十分
であり、そのため良好な拡散性能を有する成形品は得ら
れていないのが現状である。

【０００８】また、フレネルレンズシート等を始めとす
るレンズシートはプレス成形法で製造されるが、プレス
成形法には成形サイクルが長く、生産性が低いという問
題がある。そこで、レンズ型に紫外線硬化型樹脂を塗布
し、この上に樹脂板を載置して、紫外線を照射し、紫外
線硬化樹脂によりレンズを形成する技術も開発されてい
るが、この方法もバッチ式のため、生産性に優れる方法
とは言い難い。更に、レンズシートの生産性を向上させ
るために、ダイから吐出したシート状の溶融樹脂を、フ
レネルレンズやレンチキュラーレンズ等の所望の微細な
凹凸パターンを施した、金属ロールに押し付けることに
より、賦型と同時に冷却をおこない、シート状の成形品
を得るというシート押出成形法による製造の検討がなさ
れているが、金属ロールに施された微細な凹凸パターン
が完全にシートに転写されず、不完全なレンズシートし
か得られていないというのが現状である。

【０００９】以上述べてきたように、微細な凹凸パター
ンを有する樹脂シート成形品を得る方法として、射出成
形法、プレス成形法、シート押出成形法といった、種々
の方法が用いられているが、射出成形法は大型、厚肉の
成形品に対応できず、プレス成形法は生産性に問題があ
り、一方、シート押出成形法は、生産性に優れ、成形品
の面積、厚みに対する自由度が高く、設備投資が少なく
て済むという利点も併せ持つものの、微細な凹凸パター
ンの転写性に問題がある。

【００１０】本発明は、以上の従来の技術の課題を解決
しようとするものであり、生産性に優れたシート押出成
形法により樹脂シートを製造する際に、微細な凹凸パタ
ーンを良好な転写性で転写できるようにすることを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、シート押
出成形法において使用する一対の加圧ロールの少なくと
も一方のロールとして、一般に金属製のロール芯体の表
面に凹凸パターン部材を取り付けたロールの当該ロール
芯体と凹凸パターン部材との間に、凹凸パターン部材の
熱伝導率よりも低い熱伝導率を有し、加熱されたシート
状樹脂材料の熱がシート押出成形時に凹凸パターン部材
からロール芯体へ熱伝導することによりシート状樹脂材
料の温度が過度に低下しないようにする機能を持つ熱緩
衝部材を設けたロールを使用することにより、上述の課
題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至
った。

【００１２】即ち、本発明は、押出ダイから押出したシ
ート状樹脂材料を、少なくとも一対の加圧ロールで加圧
しながらその間隙を通過させて樹脂シートを製造する方
法において、少なくとも一対の加圧ロールの少なくとも
一方のロールとして、ロール芯体と、表面に配された凹
凸パターン部材と、該ロール芯体と凹凸パターン部材と
の間に配され、該凹凸パターン部材の熱伝導率よりも低
い熱伝導率を有する熱緩衝部材とからなる凹凸パターン
ロールを使用することを特徴とする製造方法を提供す
る。

【００１３】本発明の製造方法においては、樹脂シート
を複層化できるようにすることが、生産安定化（成形時
樹脂温度の低下）と良転写性との両立の点から好まし
く、具体的には、押出ダイから押出したシート状樹脂材
料として、共押出した二以上のシート状樹脂材料を使用
して、複層樹脂シートを製造することが好ましい。この
場合、共押出した二以上のシート状樹脂材料のうち、凹
凸パターンロールに接するシート状樹脂材料の転写開始
温度を、それに隣接するシート状樹脂材料の転写開始温
度より低くすることが、凹凸パターンの良好な転写性の
点から好ましい。

【００１４】また、樹脂シートを複層化する別の方法と
して、押出ダイから押出したシート状樹脂材料と共に樹
脂フィルムを、少なくとも一対の加圧ロールで加圧しな
がらその間隙を通過させて、複層樹脂シートを製造する
ことが好ましい。この場合、樹脂フィルムが凹凸パター
ンロールに接しており、樹脂フィルムの転写開始温度
を、それに隣接するシート状樹脂材料の転写開始温度よ
り低くすることが、凹凸パターンの良好な転写性の点か
ら好ましい。

【００１５】本発明の樹脂シートの製造方法において、
一又は二以上のシート状樹脂材料を少なくとも一対の加
圧ロールで加圧する際、凹凸パターンロールに接するシ
ート状樹脂材料の表面温度がその転写開始温度以上とな
るように、且つ少なくとも一対の加圧ロールの間隙通過
直後（即ち、加圧状態から解放された時）のシート状樹
脂材料の表面温度がその熱変形温度以下となるように、
凹凸パターンロールの表面温度を、凹凸パターンロール
に接するシート状樹脂材料の転写開始温度以下に設定す
ることが好ましい。同様に、シート状樹脂材料と樹脂フ
ィルムとを少なくとも一対の加圧ロールで加圧する際、
凹凸パターンロールに接するシート状樹脂材料又は樹脂
フィルムの表面温度がその転写開始温度以上となるよう
に、且つ少なくとも一対の加圧ロールの間隙通過直後の
シート状樹脂材料又は樹脂フィルムの表面温度がその熱
変形温度以下となるように、凹凸パターンロールの表面
温度を、凹凸パターンロールに接するシート状樹脂材料
又は樹脂フィルムの転写開始温度以下に設定することが
好ましい。これにより、より微細な凹凸パターンを樹脂
シートの表面に形成することができる。

【００１６】ここで、転写開始温度は、樹脂の温度(℃)
に対する曲げモードにおける貯蔵弾性率(log Pa)をプロ
ットした図において、相転移領域を近似した直線とゴム
状平坦領域を近似した直線との交点の温度として定義さ
れ、また、熱変形温度は、ガラス領域を近似した直線と
相転移領域を近似した直線との交点の温度として定義さ
れるものである（図４参照）。

【００１７】以上の製造方法により得られる樹脂シート
は、シート押出成形法を採用したのにも関わらず、表面
に微細な凹凸が形成されたものである。

【００１８】また、本発明は、以上説明した樹脂シート
の製造方法で使用する加圧ロールに適したロールとし
て、ロール芯体と、表面に配された凹凸パターン部材
と、該ロール芯体と凹凸パターン部材との間に配され、
該凹凸パターン部材の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有
する熱緩衝部材とからなることを特徴とするシート押出
成形用凹凸パターンロールを提供する。

【００１９】また、本発明は、少なくとも一対の加圧ロ
ールを備えたシート押出成形装置において、一対の加圧
ロールの少なくとも一方として、上述のシート押出成形
用凹凸パターンロールを使用することを特徴とするシー
ト押出成形装置を提供する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２１】本発明に用いるシート押出成形用の凹凸パ
ターンロールは、その部分断面構造を示す図１に示され
ている通り、ロール芯体１と、表面に微細な凹凸パター
ンが形成された凹凸パターン部材２と、それらの間に挟
持され、凹凸パターン部材２の熱伝導率よりも低い熱伝
導率を有する熱緩衝部材３とから構成される。

【００２２】ロール芯体１は、一般のシート押出成形装
置（シート冷却装置）の加圧ロールを構成する金属から
構成することができる。そのような金属としては、鉄ま
たは鉄を主成分とする鋼材、アルミニウム、アルミニウ
ムを主成分とする合金等が挙げられる。中でも、鋼材を
好ましく使用できる。ロール芯体１の表面には、加圧ロ
ールの耐久性を向上させるために、硬質クロムメッキや
ニッケルメッキ等を施すことが好ましい。

【００２３】凹凸パターン部材２としては、熱緩衝部材
３よりも熱伝導率の高い材料を使用する。ここで、凹凸
パターン部材２の熱伝導率は、好ましくは３０Ｗ／ｍ・
Ｋ以上、より好ましくは４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、熱
緩衝部材３の熱伝導率は好ましくは０．６Ｗ／ｍ・Ｋ以
下、より好ましくは０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。これ
らの範囲を外れると樹脂シートの表面に微細な凹凸パタ
ーンを形成し難くなる。

【００２４】また、凹凸パターン部材２の厚さは、好ま
しくは０．０３〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．０４
〜０．８ｍｍの範囲であり、熱緩衝部材３の厚さは、好
ましくは０．０５〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．０
６〜０．９ｍｍの範囲である。これらの範囲を外れると
樹脂シートの表面に微細な凹凸パターンを形成し難くな
る。

【００２５】以上のような凹凸パターン部材２は、上記
熱伝導率の範囲であれば制限はないが、具体的にはニッ
ケル、クロム、ステンレス、亜鉛、アルミニウム、真
鍮、銅等の材料から構成することが好ましい。また。熱
緩衝部材３も、上記熱伝導率の範囲であれば制限はない
が、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミ
ド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニ
レンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ
アリレート等の耐熱性プラスチックからなる材料から構
成することが好ましい。

【００２６】シート押出成形用の凹凸パターンロール
は、常法により製造することができる。例えば、凹凸パ
ターン部材２は、感光性樹脂を塗布したガラス原盤をフ
ォトマスクなどを用いて露光、現像して凹凸パターン付
きガラス原盤を作製し、該原盤に無電解ニッケルメッキ
などを施した後、電鋳槽内でニッケルを更に厚くするこ
とで、凹凸パターン部材２を得る方法や、真鍮板などの
金属板を精密旋盤等を用いて、直接、円筒形状の凹凸パ
ターン部材２を削りだす方法等が考えられる。得られた
凹凸パターン部材２のロール芯体１及び熱緩衝部材３へ
の接合・装着は、凹凸パターン非形成面に熱緩衝部材３
を接着剤（例えば、エポキシ系接着剤や耐熱性粘着剤
等）を用いて接合し、接合したものをロール芯体１の表
面に、真空吸着する方法、接着剤によって接着する方
法、磁石を用いて固定する方法、ボルト締めなどにより
機械的に固定する方法等により装着することで凹凸パタ
ーンロールを製造することができる。

【００２７】以上説明したシート押出成形用の凹凸パタ
ーンロールをシート押出成形法で樹脂シートを製造する
際に使用する少なくとも一対の加圧ロールの少なくとも
一方の加圧ロールとして使用することにより本発明の効
果が得られる機構を、樹脂材料としてポリメチルメタク
リレート樹脂を使用した場合を例にとり、以下に説明す
る。

【００２８】図４は、ポリメチルメタクリレート樹脂
（パラペットＨＲ１０００−Ｓ、クラレ社製）の温度に
対する曲げモードにおける貯蔵弾性率の関係を示す図で
ある。図４において、グラフの傾きが大きく変わる二つ
の温度のうち、相転移領域を近似した直線とゴム状平坦
領域を近似した直線との交点の温度を、ポリメチルメタ
クリレート樹脂の転写開始温度と定義し、相転移領域を
近似した直線とガラス領域を近似した直線との交点の温
度を、ポリメチルメタクリレート樹脂の熱変形温度と定
義する。この定義によれば、ポリメチルメタクリレート
樹脂の転写開始温度は１３４℃であり、熱変形温度は１
０８℃である。

【００２９】ところで、シート押出成形法における一対
の加圧ロールを構成する凹凸パターンロールの凹凸パタ
ーンの樹脂シートへの転写性を良好なものとするために
は、一対の加圧ロール間の押付圧を高くする必要があ
る。押付圧を高くすると、バンクと呼ばれる樹脂溜りが
生じる。

【００３０】一方、一対の加圧ロールは、通常金属材料
から形成されており、また、その表面温度は、加圧時の
加圧ロールからの樹脂シートの剥離不良や加圧後の樹脂
シートの変形を防止するために、転写開始温度未満の温
度に設定されている。

【００３１】このため、ダイから吐出された溶融又は軟
化状態のポリメチルメタクリレート樹脂は、バンクを形
成する際に、転写開始温度以下（即ち、１３４℃以下）
に設定された一対の加圧ロールに接し、凹凸パターンロ
ールである加圧ロールの表面近傍のポリメチルメタクリ
レート樹脂が転写開始温度以下になるので、一対の加圧
ロールの間隙を通過するポリメチルメタクリレート樹脂
の表面近傍に冷却固化層が形成される結果となる。従っ
て、一対の加圧ロールの間で押し付けられる際に、ポリ
メチルメタクリレート樹脂の表面近傍は転写開始温度を
超えることがないために、微細な凹凸パターンの転写性
は向上しないことになる。

【００３２】そのため、転写性を向上させるために、凹
凸パターンロールである加圧ロールの温度を上げる方法
が試みられているが、ポリメチルメタクリレート樹脂の
表面近傍の冷却固化層の形成が抑制されるので転写性は
向上するものの、一対の加圧ロールの間隙通過後の樹脂
シート表面が熱変形温度以上（即ち１０８℃以上）とな
るので、ポリメチルメタクリレート樹脂シートの収縮、
変形により、微細な凹凸パターンが崩れるため、設計通
りのパターン形状を得ることが困難である。

【００３３】また、転写性を向上させるために、押出機
のシリンダ、ダイの温度を上げ、転写時の樹脂温度を高
温に保つ試みがなされているが、押出機内での樹脂の熱
劣化が生じやすくなるうえ、ダイ吐出時の溶融粘度の低
下により、後述する図２（ａ）に示すような３本ロール
式のシート押出成形装置の場合、ドローダウンにより成
形が不可能になる。また、後述する図２（ｂ）に示すよ
うな４本ロールの場合でも、バンクが不安定になり、成
形安定性に欠けるという問題が生じる。

【００３４】このように、シート押出成形法により微細
な凹凸パターンを有する樹脂シートを製造する場合、微
細なパターンの転写時には、一対の加圧ロール間の圧力
を高めるためにバンクと呼ばれる樹脂溜りを設け、更に
押し付ける際の樹脂の表面温度を転写開始温度以上にす
る必要がある。一方、あらかじめ微細なパターンを施し
た凹凸パターンロールを通過させる際には、樹脂の表面
温度を熱変形温度以下にするという、相反する条件を満
たすことが重要となる。

【００３５】このような相反する条件を満たすことがで
きるのが、ロール芯体１と、表面に微細な凹凸パターン
が形成された凹凸パターン部材２と、それらの間に挟持
され、凹凸パターン部材２の熱伝導率よりも低い熱伝導
率を有する熱緩衝部材３とから構成された凹凸パターン
ロールを少なくとも一対の加圧ロールの少なくとも一方
の加圧ロールとして使用する本発明の製造方法であり、
シート押出成形装置である。

【００３６】本発明においては、ダイから吐出された溶
融又は軟化状態のシート状樹脂材料は、転写開始温度未
満の温度に設定された少なくとも一対の加圧ロールの間
隙に導入され、バンクが形成される。シート状樹脂材料
はここで冷却され、加圧ロールの表面近傍のシート状樹
脂材料の温度が転写開始温度以上の温度から転写開始温
度未満の温度に下がり、その状態で一対の加圧ロール間
で押し付けられ、微細な凹凸パターンが転写されるが、
その際に、シート状樹脂材料の温度が、再度、転写開始
温度以上の温度に上昇するように、一対の加圧ロールの
表面部分の熱容量を、ロール芯体１と、表面に微細な凹
凸パターンが形成された凹凸パターン部材２との間に、
凹凸パターン部材２の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有
する熱緩衝部材３を設けることにより調整する。このよ
うな少なくとも一対の加圧ロールを使用して微細な凹凸
パターンを有する樹脂シートを製造すると、転写開始温
度未満の温度に設定された一対の加圧ロールの間隙に導
入された直後に、シート状樹脂材料の表面近傍の温度が
転写開始温度未満の温度となり、加圧ロールの表面近傍
のシート状樹脂材料に冷却固化層が形成されるが、その
後、一対の加圧ロール間で押し付けられる際（即ち、微
細な凹凸パターンが転写される際）には、加圧ロールの
表面の温度が樹脂の熱により上昇し、再度、シート状樹
脂材料の表面温度が転写開始温度以上となるため、良好
な転写性が得られる。

【００３７】また、一対の加圧ロールの間隙通過直後
（加圧解放時）には、シート状樹脂材料の表面温度が熱
変形温度以下に冷却されているため、通過後の収縮によ
り、微細な凹凸パターンが崩れることがない。

【００３８】なお、二以上のシート状樹脂材料を使用す
ることにより、又はシート状樹脂材料と樹脂フィルムと
を使用することにより樹脂シートを複層化した場合、凹
凸パターンロールに接する側の樹脂材料又は樹脂フィル
ムの転写開始温度を、それに隣接する樹脂材料の転写開
始温度よりも低くすることが好ましい。これにより、凹
凸パターンロールに接する樹脂材料の表面近傍のみを軟
化させ、その樹脂材料の表面近傍のみを容易に転写開始
温度以上の温度にすることができる。これにより、押出
機のシリンダ、ダイの温度を上げることなく、微細な凹
凸パターンの転写性をより向上させることが可能とな
る。従って、複雑な凹凸パターンを有する樹脂シートを
成形安定性に優れた方法で提供することが可能となる。

【００３９】従って、本発明によれば、表面に微細な凹
凸パターンを有する樹脂シートを、成形品の面積、厚み
に対する自由度が高く、生産性に優れるシート押出成形
法で提供することが可能となる。また、複雑な凹凸パタ
ーンに対しても、良好な転写性を得ることができる。よ
って、本発明の方法により、例えば、導光板、拡散シー
ト、レンズシートなどを製造することができる。

【００４０】図２に、シート押出成形法を利用する本発
明の製造方法並びにそれを実施するためのシート押出成
形装置を示す（図２（ａ）は３本ロールを用いた場合の
シート押出成形装置の概略図、図２（ｂ）は４本ロール
を用いた場合のシート押出成形装置の概略図）。

【００４１】なお、樹脂シートの片面に微細な凹凸パタ
ーンを形成する場合には、加圧ロール２１と２２とのう
ち、加圧ロール２２をシート押出成形用の凹凸パターン
ロールとする。また、樹脂シートの両面に微細な凹凸パ
ターンを形成する場合には、加圧ロール２１及び２２の
双方をシート押出成形用の凹凸パターンロールとする。

【００４２】図２の態様の場合、ダイ２３内部でシート
状に加工された溶融又は軟化状態のシート状樹脂材料２
４は、加圧ロール２１と２２との間隙で押し付けられ、
加圧ロール２２の表面の微細な凹凸パターンが転写され
る。その後、ガイドロール２５（又はガイドロール２５
及び２６）を通過し冷却されると同時に、反り及び残留
歪みが調整され、目的の樹脂シート２７となる。

【００４３】樹脂シートの厚みについて特に制限はない
が、通常０．１〜２０ｍｍ、好ましくは０．１〜１５ｍ
ｍの範囲内である。

【００４４】なお、本発明において用いる樹脂材料とし
ては熱可塑性樹脂が挙げられ、例えば、ポリメチルメタ
クリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン
樹脂、ＭＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレ
ン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレー
ト樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、熱可塑性エラストマー、
またはこれらの共重合体等が挙げられる。

【００４５】図３に、シート状に加工したシート状樹脂
材料（熱可塑性樹脂基板）２４とシート押出成形用の凹
凸パターンロールである加圧ロール２２との間に、フィ
ルム巻き出しロール２８から巻き出された樹脂フィルム
（熱可塑性樹脂フィルム）２９を挿入して複層樹脂シー
トを製造する方法及びそれを実施するためのシート押出
成形装置を示す（図３（ａ）は３本ロールを用いたシー
ト押出成形装置の概略図、図３（ｂ）は４本ロールを用
いたシート押出成形装置の概略図）。

【００４６】図３の態様の場合、ダイ２３内部でシート
状に加工された溶融又は軟化状態のシート状樹脂材料
（熱可塑性樹脂基板）２４は、別に挿入された樹脂フィ
ルム（熱可塑性樹脂フィルム）２９と共に、加圧ロール
２１及び２２の間隙で押し付けられ、樹脂フィルム２９
との熱融着又は接着が図られると同時に、樹脂フィルム
２９からなる層の表面に微細な凹凸パターンが転写され
る。その後、ガイドロール２５（又はガイドロール２５
及び２６）を通過し冷却されると同時に、反り及び残留
歪みが調整され、目的の複層樹脂シート２７が得られ
る。

【００４７】また、他の複層樹脂シートの製造方法とし
て、シート共押出成形法、即ち、共押出した二以上のシ
ート状樹脂材料を使用する方法が挙げられる。例えば、
熱可塑性樹脂基板となるシート状樹脂材料を押出すメイ
ン押出機と、その転写開始温度よりも低い転写開始温度
を有する別のシート状樹脂材料を押出すためのサブ押出
機との組合わせからなる複数の押出機を用いて行われる
方法である。サブ押出機としては、メイン押出機よりも
小型の押出機が一般に用いられる。この場合、二以上の
シート状樹脂材料を複層化する方式としては、フィード
ブロック方式、マルチマニホールド方式等の公知の方法
を採用することができる。

【００４８】フィードブロック方式の場合、フィードブ
ロックで複層化された樹脂は、Ｔダイ等のシート成形ダ
イに導かれ、シート状に成形された後、一対の加圧ロー
ルの間隙に流入し、バンクを形成する。そして加圧ロー
ルの間隙を通過の際に微細パターンが転写され、冷却さ
れ、複層樹脂シートが得られる。

【００４９】また、マルチマニホールド方式の場合、マ
ルチマニホールドダイ内で複層化された樹脂は、同様に
ダイ内部でシート状に成形される。その後、一対の加圧
ロール間隙に流入し、バンクを形成する。そして加圧ロ
ールの間隙を通過の際に微細パターンが転写され、冷却
され、複層樹脂シートが得られる。

【００５０】複層樹脂シートの厚みについて特に制限は
ないが、通常０．１〜２０ｍｍ、好ましくは０．１〜１
５ｍｍの範囲内である。また、微細な凹凸パターンが転
写される樹脂層の厚みについても特に制限はなく、微細
な凹凸パターンの高さにあわせて、任意に選択され、通
常１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜４００μｍの範
囲内である。複層樹脂シートの厚みは一対の加圧ロール
の隙間により調整することができ、また各層の厚みの比
率は各押出機における押出量の比率を変えることにより
調整することができる。

【００５１】また、複層化されるシート状樹脂材料は、
微細な凹凸パターンが転写される側の樹脂材料の隣接す
るシート状樹脂材料の転写開始温度よりも低くなるよう
な組み合わせならば、特に制限はなく、同種、または異
種材料を用いてもよい。更に、隣接するシート状樹脂材
料同士が熱融着で接着しない場合は、両者の間に接着層
を設けることも可能である。

【００５２】なお、以上説明したシート押出成形用凹凸
パターンロールは、一対の加圧ロールを備えたシート押
出成形装置の当該一対の加圧ロールの少なくとも一方と
して使用することができる。このようなシート押出成形
装置によれば、微細な凹凸パターンを有する樹脂シート
を製造することができる。

【００５３】また、このシート押出成形装置には、シー
ト冷却装置としても機能しうるものでもあるが、微細な
凹凸パターンの転写性を向上させる目的で、補助ロール
としてガイドロールを任意に設けることができる。ま
た、シートの反り、残留歪みを軽減する目的で、シート
表面の加熱器や、冷却器を任意に設置することも可能で
ある。

【００５４】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。

【００５５】なお、以下の実施例において使用した凹凸
パターンロール（直径２００ｍｍ、長さ４００ｍｍ）の
凹凸パターン部材は、熱伝導率が９２．１Ｗ／ｍ・Ｋ
（７９．２ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃）で、厚さが０．３
ｍｍのニッケル製の薄板を使用した。この凹凸パターン
部材には、高さが２５μｍの二等辺プリズム状の凹凸パ
ターンが５０μｍピッチで配列されていた。また、以下
の実施例及び比較例で用いた、シート押出成形装置は、
図２（ａ）に示すタイプと同様のものを使用した。

【００５６】実施例１凹凸パターン部材の凹凸パターンの反対側面に、熱緩衝
部材として熱伝導率が０．３５Ｗ／ｍ・Ｋ（０．３ｋｃ
ａｌ／ｍ・ｈｒ・℃）で、厚さが０．１ｍｍのポリイミ
ドフイルム（熱緩衝部材）を接着し、その接着したもの
を凹凸パターン部材が外側となるようにステンレススチ
ール製のロール芯体に、凹凸パターン部材のプリズム溝
が押出方向と直交するように装着することにより凹凸パ
ターンロールを作製した。作製した凹凸パターンロール
を図２（ａ）の加圧ロール（凹凸パターンロール）２２
の位置に配置した。

【００５７】貯蔵弾性率測定結果（曲げモード）から求
めた熱変形温度が１０８℃で、転写開始温度が１３４℃
のポリメチルメタクリレート樹脂（パラペットＨＲ１０
００−Ｓ、クラレ社製）を直径４０ｍｍの単軸押出機か
ら２０ｋｇ／ｈｒの割合で押出し、幅２００ｍｍのシー
ト製造用押出ダイに導いてシート状にした。その後ダイ
から吐出した溶融樹脂を、全板厚が１．０ｍｍ厚になる
ように調整した一対の加圧ロールを通過させることによ
り、凹凸パターンの転写、シートの冷却を行ない、目的
とする合成樹脂シートを得た。

【００５８】合成樹脂シートの製造条件を表１に示す。
なお、プリズム高さは、表面粗さ計（小坂研究所製、サ
ーフコーダＳＥ−３０Ｄ）を用いて測定した。

【００５９】比較例１熱緩衝部材を設けない以外は、実施例１と同様にして凹
凸パターンロールを作製し、合成樹脂シートを製造し
た。合成樹脂シートの製造条件を表１に示す。

【００６０】比較例２合成樹脂シートの製造時の凹凸パターンロールの温度を
１２０℃とした以外は比較例１と同様に合成樹脂シート
を製造した。合成樹脂シートの製造条件を表１に示す。

【００６１】

【表１】［合成樹脂シートの製造条件］実施例１比較例１比較例２凹凸パターン部材(2)厚（ｍｍ） 0.3 0.3 0.3 熱緩衝部材(3)厚（ｍｍ） 0.1 なしなし樹脂(24)温度（℃） 265 265 265 ダイ(23)温度（℃） 260 260 260 加圧ロール(21)温度（℃） 80 80 80 凹凸ハ゜ターンロール(22)温度（℃） 90 90 120 ガイドロール(25)温度（℃） 115 115 115プリズム高さ（μｍ） 25 15 20

【００６２】表１から、実施例１の合成樹脂シート場合
には、加圧ロール（凹凸パターンロール）２２の表面の
凹凸パターン（プリズムの高さ及び形状）がシート表面
に良好に転写されたことがわかる。

【００６３】一方、ロール芯体と凹凸パターン部材との
間に熱緩衝部材を使用しない比較例１の合成樹脂シート
の場合には、転写されたプリズムの高さが低く、しか
も、表面粗さ計の断面プロファイルから、二等辺プリズ
ムの頂角が丸まっており、十分な転写性が得られなかっ
たことがわかった。そのため、比較例２に示すように加
圧ロール（凹凸パターンロール）２２の温度を上昇させ
て得られた合成樹脂シートについて表面粗さ計の断面プ
ロファイルを観察したところ、二等辺プリズムの頂角の
形状はシャープであったが、加圧ロール（凹凸パターン
ロール）２２通過後の収縮により、プリズムの高さが低
くなってしまい、やはり転写性が十分ではないことがわ
かる。

【００６４】実施例２貯蔵弾性率測定結果（曲げモード）から求めた熱変形温
度が１０８℃で転写開始温度が１３４℃のポリメチルメ
タクリレート樹脂（パラペットＨＲ１０００−Ｓ、クラ
レ社製）をφ４０ｍｍの単軸押出機から２０ｋｇ／ｈｒ
の割合で押出し、熱変形温度が９５℃で転写開始温度が
１２０℃のポリメチルメタクリレート樹脂（クラレ製パ
ラペットＨ１０００−Ｓ）をφ２２ｍｍの単軸押出機か
ら５ｋｇ／ｈｒの割合で押出し、フィードブロック内
で、パラペットＨ１０００−Ｓ側が、凹凸パターンロー
ルに接触するようにし、幅２００ｍｍのシート製造用ダ
イに導いて二層のシート状にした。その後ダイから吐出
した溶融樹脂を、全板厚が１．０ｍｍ厚になるように調
整した一対の加圧ロールの間隙を通過させることによ
り、凹凸パターンの転写、シートの冷却をおこない、目
的とする複層合成樹脂シートを得た。複層樹脂シートの
製造条件を表２に示す。なお、プリズム高さは、表面粗
さ計（小坂研究所製、サーフコーダＳＥ−３０Ｄ）を用
いて測定した。

【００６５】比較例３熱緩衝部材を設けない以外は、実施例２と同様にして凹
凸パターンロールを作製し、複層合成樹脂シートを製造
した。複層合成樹脂シートの製造条件を表２に示す。

【００６６】

【表２】［合成樹脂シートの製造条件］実施例２比較例３凹凸パターン部材(2)厚（ｍｍ） 0.3 0.3 熱緩衝部材(3)厚（ｍｍ） 0.1 なし樹脂(24)温度（℃） 265 265 ダイ(23)温度（℃） 260 260 加圧ロール(21)温度（℃） 80 80 凹凸ハ゜ターンロール(22)温度（℃） 90 90 ガイドロール(25)温度（℃） 115 115プリズム高さ（μｍ） 25 22

【００６７】表２から、実施例２の複層合成樹脂シート
場合には、加圧ロール（凹凸パターンロール）２２の表
面の凹凸パターン（プリズムの高さ及び形状）が、その
表面に良好に転写されたことがわかる。

【００６８】一方、ロール芯体と凹凸パターン部材との
間に熱緩衝部材を使用しない比較例３の複層合成樹脂シ
ートの場合には、転写されたプリズムの高さが低く、し
かも、表面粗さ計の断面プロファイルから、二等辺プリ
ズムの頂角が丸まっており、十分な転写性が得られなか
ったことがわかった。

【００６９】実施例３図３（ｂ）に示すタイプと同様のシート押出成形装置を
用い、フィルム巻き出しロール２８からクラレ社製パラ
ペットＨ１０００−Ｓからなる、厚さ１００μｍの樹脂
フィルム２９を供給する以外は、実施例１と同様の製造
条件で複層合成樹脂シートを作製した。得られた複層合
成樹脂シートのプリズム高さは２５μｍであった。

【００７０】

【発明の効果】本発明によれば、表面に微細な凹凸パタ
ーンを有する合成樹脂シートを、成形品の面積、厚みに
対する自由度が高く、生産性に優れるシート押出成形法
で提供することが可能となる。本発明の方法により、例
えば、導光板、拡散シート、レンズシートなどの表面に
微細な凹凸パターンを有する合成樹脂シートを、高い転
写性で成形することができる。より薄型・軽量化、省電
力化、高輝度・高精細化、低コスト化に対応した樹脂シ
ートを製造することもできる。

【００７１】また、本発明により、（１）液晶表示装置
のバックライトや発光看板などの面光源装置、（２）照
明用、グレージング用、液晶表示装置のバックライトの
拡散シート、（３）液晶プロジェクションテレビのスク
リーン、投影機等に使用されるフレネルレンズシート又
はレンチキュラーレンズシート、集光用のフレネルレン
ズシートなどのレンズシートなど、表面に微細な凹凸パ
ターンを有する合成樹脂シートを生産性に優れる方法で
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の凹凸パターンロールの部分断面構造の
一例である。

【図２】合成樹脂シートを製造するためのシート押出形
成装置の概略を示す。

【図３】樹脂フィルム層を有する複層樹脂シートを製造
するためのシート押出形成装置の概略を示す。

【図４】ポリメチルメタクリレート樹脂の温度と貯蔵弾
性率との関係を測定した結果を示す図である。

【図５】導光板を用いた照明装置の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ロール芯体、２凹凸パターン部材、３熱緩衝部
材、９光源、１０導光板、１０ａ入射端面、１１
拡散シート、１２反射シート、２１加圧ロール、２
２加圧ロール（凹凸パターンロール）、２３ダイ、
２４シート状樹脂材料、２５，２６ガイドロール、
２７樹脂シート、２８フィルム巻き出しロール、２
９樹脂フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木正大茨城県つくば市御幸が丘41番地株式会社クラレ内 (72)発明者吉野昌宏東京都東村山市諏訪町２丁目11番22号Ｆターム(参考） 4F207 AF01 AG01 AG03 AJ12 AR06 KA01 KA17 KB26 KK65 KM16 4F209 AA04 AA11 AA21 AA28 AG01 AG05 AJ09 AJ12 AJ13 AR06 PA04 PB02 PC05 PG05 PQ01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】押出ダイから押出したシート状樹脂材料
を、少なくとも一対の加圧ロールで加圧しながらその間
隙を通過させて樹脂シートを製造する方法において、少
なくとも一対の加圧ロールの少なくとも一方のロールと
して、ロール芯体と、表面に配された凹凸パターン部材
と、該ロール芯体と凹凸パターン部材との間に配され、
該凹凸パターン部材の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有
する熱緩衝部材とからなる凹凸パターンロールを使用す
ることを特徴とする製造方法。
【請求項２】凹凸パターン部材の熱伝導率が３０Ｗ／
ｍ・Ｋ以上であり、熱緩衝部材の熱伝導率が０．６Ｗ／
ｍ・Ｋ以下である請求項１記載の製造方法。
【請求項３】凹凸パターン部材の厚さが０．０３〜
１．０ｍｍの範囲であり、熱緩衝部材の厚さが０．０５
〜１．０ｍｍの範囲である請求項１又は２記載の製造方
法。
【請求項４】押出ダイから押出したシート状樹脂材料
として、共押出した二以上のシート状樹脂材料を使用し
て、複層樹脂シートを製造する請求項１〜３のいずれか
に記載の製造方法。
【請求項５】共押出した二以上のシート状樹脂材料の
うち、凹凸パターンロールに接するシート状樹脂材料の
転写開始温度が、それに隣接するシート状樹脂材料の転
写開始温度より低い請求項４記載の製造方法。
【請求項６】押出ダイから押出したシート状樹脂材料
と共に樹脂フィルムを、少なくとも一対の加圧ロールで
加圧しながらその間隙を通過させて、複層樹脂シートを
製造する請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】樹脂フィルムが凹凸パターンロールに接
しており、樹脂フィルムの転写開始温度が、それに隣接
するシート状樹脂材料の転写開始温度より低い請求項６
記載の製造方法。
【請求項８】シート状樹脂材料を少なくとも一対の加
圧ロールで加圧する際、凹凸パターンロールに接するシ
ート状樹脂材料の表面温度がその転写開始温度以上とな
るように、且つ少なくとも一対の加圧ロールの間隙通過
直後のシート状樹脂材料の表面温度がその熱変形温度以
下となるように、凹凸パターンロールの表面温度を、凹
凸パターンロールに接するシート状樹脂材料の転写開始
温度以下に設定する請求項１〜５のいずれかに記載の製
造方法。
【請求項９】シート状樹脂材料と樹脂フィルムとを少
なくとも一対の加圧ロールで加圧する際、凹凸パターン
ロールに接するシート状樹脂材料又は樹脂フィルムの表
面温度がその転写開始温度以上となるように、且つ少な
くとも一対の加圧ロールの間隙通過直後のシート状樹脂
材料又は樹脂フィルムの表面温度がその熱変形温度以下
となるように、凹凸パターンロールの表面温度を、凹凸
パターンロールに接するシート状樹脂材料又は樹脂フィ
ルムの転写開始温度以下に設定する請求項６又は７記載
の製造方法。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかに記載の製造
方法により製造された樹脂シート。
【請求項１１】ロール芯体と、表面に配された凹凸パ
ターン部材と、該ロール芯体と凹凸パターン部材との間
に配され、該凹凸パターン部材の熱伝導率よりも低い熱
伝導率を有する熱緩衝部材とからなることを特徴とする
シート押出成形用凹凸パターンロール。
【請求項１２】凹凸パターン部材の熱伝導率が３０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上であり、熱緩衝部材の熱伝導率が０．６Ｗ
／ｍ・Ｋ以下である請求項１１記載のシート押出成形用
凹凸パターンロール。
【請求項１３】凹凸パターン部材の厚さが０．０３〜
１．０ｍｍの範囲であって、熱緩衝部材の厚さが０．０
５〜１．０ｍｍの範囲である請求項１１又は１２記載の
シート押出成形用凹凸パターンロール。
【請求項１４】少なくとも一対の加圧ロールを備えた
シート押出成形装置において、一対の加圧ロールの少な
くとも一方が、請求項１１〜１３のいずれかのシート押
出成形用凹凸パターンロールであることを特徴とするシ
ート押出成形装置。