JP2006056220A - 樹脂シートの製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートを製造した際に、所望の断面形状を得ることができる。
【解決手段】ダイ１２より押し出したシート状の樹脂材料１４を、型ローラ１６と該型ローラ１６に対向配置される少なくとも１つのニップローラ１８とで挟圧すると共に、型ローラ１６と樹脂材料１４との間のエアーを吸引手段２２で吸引しながら、型ローラ１６表面の凹凸形状を樹脂材料１４に転写する。
【選択図】図１

Description

本発明は樹脂シートの製造方法及び装置に係り、特に、各種表示装置の背面に配される導光板や各種光学素子に使用するのに好適な樹脂シートの製造方法及び装置に関する。

各種光学素子に使用される樹脂シートとして、フレネルレンズやレンチキュラーレンズ等が様々な分野で使用されている。このような樹脂シートの表面には、規則的な凹凸形状が形成されており、この凹凸形状により、所定の光学的性能を発揮している。

このような樹脂シートを製造する方法として、これまでに各種の提案がなされている（特許文献１〜４参照）。これらの提案においては、いずれも、生産性向上の観点よりローラ成形方式が採用されている。

例えば、特許文献１は、樹脂シートをローラから剥離するまでの間の冷却手段に工夫を施すことにより、転写性の向上を図っている。特許文献２は、ローラに金型を巻き付けてフレネルレンズを製造する方法を開示している。

特許文献３は、成形ローラの内部に熱緩衝部材を配して、生産性及び転写性の向上を図っている。特許文献４は、コロナ放電処理を採用することにより、転写性の向上、欠陥の低減を図っている。

これら従来技術の代表的なローラ成形方式は、図８に示される構成のようになっている。この装置構成は、押出し機（図示略）によって溶融された樹脂材料１をシート状に賦形するためのシート用のダイ２と、表面に凹凸形状が形成されたスタンパーローラ３と、スタンパーローラ３に対向配置される鏡面ローラ４と、スタンパーローラ３に対向すると共に、鏡面ローラ４の反対側に配置される剥離用鏡面ローラ５よりなる。

そして、ダイ２より押し出したシート状の樹脂材料１を、スタンパーローラ３と鏡面ローラ４とで挟圧し、スタンパーローラ３表面の凹凸形状を樹脂材料１に転写し、樹脂材料１を剥離用鏡面ローラ５に巻き掛けることによりスタンパーローラ３から剥離する。
特開平８−３１０２５号公報 特開平７−３１４５６７号公報 特開２００３−５３８３４号公報 特開平８−２８７５３０号公報

しかしながら、上記従来の提案は、いずれも、比較的薄肉の樹脂シートを製造する方法に関するものであり、比較的厚肉の樹脂シートの製造には適していない。特に、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートを製造した場合には、所望の断面形状を得るのが非常に困難である。

たとえば、ＰＭＭＡを押し出し後にローラ成形する際に、幅方向に厚さ分布を付け、最厚肉部と最薄肉部との厚さの差を１ｍｍ以上とした場合、表面又は裏面に凹凸（樹脂の硬化時の収縮による引け）を生じたり、全体的に表面形状転写率が低下したり、シャープエッジ形状が転写できなかったり、各種の問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートを製造した際に、所望の断面形状を得ることができ、特に、各種表示装置の背面に配される導光板や各種光学素子に使用するのに好適な樹脂シートの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１は前記目的を達成するために、ダイより押し出したシート状の樹脂材料を、型ローラと該型ローラに対向配置される少なくとも１つのニップローラとで挟圧すると共に、前記型ローラと前記樹脂材料との間のエアーを吸引しながら、該型ローラ表面の凹凸形状を前記樹脂材料に転写し、前記転写後の樹脂材料を該型ローラから剥離することを特徴とする樹脂シートの製造方法を提供する。

本発明の請求項１によれば、シート状の樹脂材料を型ローラと少なくとも１つのニップローラとで挟圧し、型ローラの凹凸形状を樹脂材料に転写する。この転写において、型ローラと樹脂材料との間のエアーを吸引しながら、該型ローラ表面の凹凸形状を樹脂材料に転写するようにした。これにより、型ローラと樹脂材料との間に入り込んだエアーが除去されて、樹脂材料が型ローラ表面の凹凸形状に密着するので、型ローラの凹凸形状を樹脂材料に精度良く転写することができる。

本発明の請求項２は前記目的を達成するために、ダイより押し出したシート状の樹脂材料を、型ローラと、該型ローラと該型ローラに対向配置される複数のプレスローラとの間に供給されたベルト状部材とで挟圧すると共に、前記型ローラと前記樹脂材料との間のエアーを吸引しながら、該型ローラ表面の凹凸形状を前記樹脂材料に転写し、前記転写後の樹脂材料を該型ローラから剥離することを特徴とする樹脂シートの製造方法を提供する。

請求項２は、ダイより押し出したシート状の樹脂材料を、型ローラと、該型ローラと該型ローラに対向配置される複数のプレスローラとの間に供給されたベルト状部材とで挟圧し、型ローラの凹凸形状を樹脂材料に転写する。このベルト部材を採用した転写において、型ローラと樹脂材料との間のエアーを吸引しながら、該型ローラ表面の凹凸形状を樹脂材料に転写するようにした。これにより、型ローラと樹脂材料との間に入り込んだエアーが除去されて、樹脂材料が型ローラ表面の凹凸形状に密着するので、型ローラの凹凸形状を樹脂材料に精度良く転写することができる。また、ベルト状部材を採用することにより、樹脂材料を挟圧する距離を大きくでき、型ローラと樹脂材料との間のエアーの吸引と相まって、所望の断面形状を一層制度良く得ることができる。

また、本発明の請求項１又は２において、樹脂材料に転写される凹凸形状により、該樹脂材料の幅方向における最厚肉部と最薄肉部との厚さの差が１ｍｍ以上となることが好ましい。更に、樹脂材料の最薄肉部の厚さが５ｍｍ以下であることが好ましい。このように、従来、成形が困難であった、断面形状の樹脂材料の成形において、本発明の効果が一層発揮できるからである。

本発明の請求項５は前記目的を達成するために、ダイより押し出したシート状の樹脂材料を、型ローラと該型ローラに対向配置される少なくとも１つのニップローラとで挟圧して該型ローラ表面の凹凸形状を前記樹脂材料に転写し、転写後の樹脂材料を型ローラより剥離する樹脂シートの製造装置であって、前記樹脂材料が前記型ローラより剥離される剥離点近傍に、前記型ローラと前記樹脂材料との間のエアーを吸引する吸引手段を設けたことを特徴とする樹脂シートの製造装置を提供する。

本発明の請求項５は、ダイより押し出したシート状の樹脂材料を、型ローラとニップローラとで挟圧するタイプの樹脂シートの製造装置の場合であり、樹脂材料が型ローラより剥離される剥離点近傍に、型ローラと樹脂材料との間のエアーを吸引する吸引手段を設けたので、型ローラと樹脂材料との間のエアーを吸引しながら、該型ローラ表面の凹凸形状を樹脂材料に転写することができる。これにより、型ローラと樹脂材料との間に入り込んだエアーが除去されて、樹脂材料が型ローラ表面の凹凸形状に密着するので、型ローラの凹凸形状を樹脂材料に精度良く転写することができる。

本発明の請求項６は前記目的を達成するために、ダイより押し出したシート状の樹脂材料を、型ローラと、該型ローラと該型ローラに対向配置される複数のプレスローラとの間に供給されたベルト状部材とで挟圧すると共に、前記型ローラと前記樹脂材料との間のエアーを吸引しながら、該型ローラ表面の凹凸形状を前記樹脂材料に転写し、転写後の樹脂材料を型ローラより剥離する樹脂シートの製造装置であって、前記樹脂材料が前記型ローラより剥離される剥離点近傍に、前記型ローラと前記樹脂材料との間のエアーを吸引する吸引手段を設けたことを特徴とする樹脂シートの製造装置を提供する。

本発明の請求項６は、ダイより押し出したシート状の樹脂材料を、型ローラとベルト状部材とで挟圧するタイプの樹脂シートの製造装置の場合であり、樹脂材料が型ローラより剥離される剥離点近傍に、型ローラと樹脂材料との間のエアーを吸引する吸引手段を設けたので、型ローラと樹脂材料との間のエアーを吸引しながら、該型ローラ表面の凹凸形状を樹脂材料に転写することができる。これにより、型ローラと樹脂材料との間に入り込んだエアーが除去されて、樹脂材料が型ローラ表面の凹凸形状に密着するので、型ローラの凹凸形状を樹脂材料に精度良く転写することができる。

本発明請求項５又は６において、吸引手段の吸引口は、型ローラ表面に形成された凹凸形状に倣った凹凸形状に形成されていることが好ましい。これにより、型ローラ表面に凹凸形状が形成されていても、吸引口を型ローラ表面に接触しない限界まで近接させることができ、吸引したときのエアーリークを極力小さくすることができる。従って、型ローラと樹脂材料との間のエアー、特に型ローラの凹凸形状の凹部に存在するエアーも効率的に吸引することができる。従って、樹脂材料が型ローラ表面の凹凸形状に一層密着するようになるので、型ローラの凹凸形状を樹脂材料に一層精度良く転写することができる。

また、本発明の請求項５又は６は、転写後の樹脂材料を剥離ローラに巻き掛けることにより樹脂材料を型ローラから剥離する場合、あるいは転写後の樹脂材料を該型ローラとニップローラとの接線方向に引き出すことにより該型ローラより剥離する場合の両方に適用することができる。

以上説明したように、本発明によれば、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートであっても、所望の断面形状を得ることができる。

以下、添付図面に従って、本発明に係る樹脂シートの製造方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、本発明に係る樹脂シートの製造装置の第１実施形態を示す構成図である。

第１実施形態の樹脂シートの製造装置１０は、押出し機（図示略）によって溶融された樹脂材料１４をシート状に賦形するためのシート用のダイ１２と、表面に凹凸形状が形成された型ローラ１６と、型ローラ１６に対向配置されるニップローラ１８と、型ローラ１６に対向配置される剥離ローラ２０と、型ローラ１６と樹脂材料１４との間のエアーを吸引する吸引手段２２と、冷却装置２４と、徐冷ゾーン２６（又はアニーリングゾーン（片面加熱等による反り修正ゾーン））とより構成される。尚、ニップローラ１８を１個で説明するが、複数であってもよい。

ダイ１２のスリットサイズは、成形された溶融樹脂材料１４の幅が型ローラ１６の幅よりも広くなるように形成され、また、このダイ１２から押し出される溶融樹脂材料１４が型ローラ１６とニップローラ１８との間に押し出されるように配置されている。

型ローラ１６の表面には、規則的な凹凸形状が形成されている。この規則的な凹凸形状は、たとえば、図２に示される成形後の樹脂材料１４の反転形状とすることができる。この図２は、成形後の樹脂材料１４の端面１４Ａを直線上に切り取った状態の斜視図である。

すなわち、樹脂材料１４の裏面は平面であり、樹脂材料１４の表面に矢印に平行な直線状の凹凸パターンが形成されている。この矢印は、樹脂材料１４の走行方向を示す。したがって、型ローラ１６の表面には、端面１４Ａの反転形状のエンドレス溝を形成すればよい。なお、樹脂材料１４表面の凹凸パターン形状の詳細については後述する。

型ローラ１６の材質としては、各種鉄鋼部材、ステンレス鋼、銅、亜鉛、真鍮、これらの金属材料を芯金として、表面にゴムライニングしたもの、これらの金属材料にＨＣｒメッキ、Ｃｕメッキ、Ｎｉメッキ等のメッキを施したもの、セラミックス、及び各種の複合材料が採用できる。

型ローラ１６表面の凹凸パターン形成方法としては、凹凸パターン（ピッチ、深さ、等）や型ローラ１６表面の材質にもよるが、一般的にはＮＣ旋盤による切削加工と仕上げバフ加工との組み合わせが好ましく採用できる。また、他の公知の加工方法（研削加工、超音波加工、放電加工、等）も採用できる。

型ローラ１６表面の表面粗さは、Ｒａで０．５μｍ以下とするのが好ましく、０．２μｍ以下とするのがより好ましい。

型ローラ１６は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で図１の矢印方向に回転駆動されるようになっている。また、型ローラ１６には、温度調節手段が施されている。このような温度調節手段が設けられることにより、高温状態の樹脂材料１４による型ローラ１６の温度上昇や急激な温度低下を抑制すべく制御できる。

このような温度調節手段としては、ローラ内部に温度調節したオイルを循環させる構成が好ましく採用できる。このオイルの供給と排出は、ローラの端部にロータリージョイントを設ける構成により実現できる。図１の樹脂シートの製造ライン１０においては、この温度調節手段が採用されている。

ニップローラ１８は、型ローラ１６に対向配置され、型ローラ１６とにより樹脂材料１４とを挟圧するためのローラである。ニップローラ１８の表面は鏡面状に加工されていることが好ましい。このような表面とすることにより、成形後の樹脂材料１４の裏面を良好な状態にできる。そして、ニップローラ１８表面の表面粗さは、Ｒａで０．５μｍ以下とするのが好ましく、０．２μｍ以下とするのがより好ましい。ニップローラ１８の材質としては、各種鉄鋼部材、ステンレス鋼、銅、亜鉛、真鍮、これらの金属材料を芯金として、表面にゴムライニングしたもの、これらの金属材料にＨＣｒメッキ、Ｃｕメッキ、Ｎｉメッキ等のメッキを施したもの、セラミックス、及び各種の複合材料が採用できる。

ニップローラ１８は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で図１の矢印方向に回転駆動されるようになっている。なお、ニップローラ１８に駆動手段を設けない構成も可能であるが、樹脂材料１４の裏面を良好な状態にできる点より、駆動手段を設けることが好ましい。ニップローラ１８を複数設ける場合には、それぞれの駆動速度を可変とする構成が好ましく採用できる。これにより、たとえば、樹脂材料１４の搬送方向の上流側のニップローラ１８から下流側のニップローラ１８の順に、型ローラ１６の周速より徐々に増速（せいぜい数％以内の範囲で）させる運転方法が採用できる。

ニップローラ１８には、図示しない加圧手段が設けられており、型ローラ１６との間の樹脂材料１４を所定の圧力で挟圧できるようになっている。この加圧手段は、いずれも、ニップローラ１８と型ローラ１６との接触点における法線方向に圧力を印加する構成のもので、モータ駆動手段、エアーシリンダ、油圧シリンダ等の公知の各種手段が採用できる。ニップローラ１８には、挟圧力の反力による撓みが生じにくくなるような構成を採用することもできる。このような構成としては、ニップローラ１８の背面側（型ローラ１６の反対側）にバックアップローラを設ける構成、クラウン形状（中高形状とする）を採用する構成、ローラの軸方向中央部の剛性が大きくなるような強度分布を付けたローラの構成、及びこれらを組み合わせた構成等が採用できる。

ニップローラ１８には、温度調節手段が施されている。ニップローラ１８を複数設ける場合には、樹脂材料１４の搬送方向の上流側のニップローラ１８から下流側のニップローラ１８の順でローラ温度を下げることができるように、個々に制御できるようになっている。このように設定することにより、樹脂材料１４の表面の凹凸パターン形状を良好にできる。これは、上流側のニップローラ１８の設定温度を低くし過ぎると、溶融状態にある樹脂材料１４を急冷することとなり、樹脂材料１４内部に歪みを発生させるので好ましくなく、下流側のニップローラ１８の設定温度を高くし過ぎると、樹脂材料１４が型ローラ１６から剥離され、樹脂材料１４の表面が自由表面状態となった後に凹凸パターン形状が崩れるので好ましくない。ニップローラ１８のローラ設定温度は、樹脂材料１４の材質、樹脂材料１４の溶融時（たとえば、ダイ１２のスリット出口）の温度、樹脂材料１４の搬送速度、型ローラ１６の外径、型ローラ１６の凹凸パターン形状等によって最適な値を選択すべきである。

ニップローラ１８のローラ温度調節手段としては、ローラ内部に温度調節したオイルを循環させる構成が好ましく採用できる。このオイルの供給と排出は、ローラの端部にロータリージョイントを設ける構成により実現できる。図１の樹脂シートの製造ライン１０においては、この温度調節手段が採用されている。他の温度調節手段としては、たとえば、ローラの内部にシースヒータを埋め込む構成、ローラの近傍に誘電加熱手段を配する構成等、公知の各種手段が採用できる。

更に、図１の樹脂シートの製造ライン１０において、冷却装置２４が設けられており、ニップローラ１８の温度調節手段を補助する構成となっている。冷却装置２４はエアーノズルであり、冷却装置２４のエアーノズルは、ニップローラ１８と剥離ローラ２０との間に配置され、搬送中の樹脂材料１４の裏面（転写される面の反対面）にエアーが吹き付けられる。このようにして、直接樹脂材料１４の温度を制御できるようになっている。

冷却装置２４のエアー温度及びエアー供給量（吹き付け流量）は、樹脂材料１４の材質、樹脂材料１４の溶融時（たとえば、ダイ１２のスリット出口）の温度、樹脂材料１４の搬送速度、型ローラ１６の外径、型ローラ１６の凹凸パターン形状、ニップローラ１８の設定温度等によって最適な値を選択すべきである。

剥離ローラ２０は、型ローラ１６に対向配置され、樹脂材料１４を巻き掛けることにより樹脂材料１４を型ローラ１６から剥離するためのローラで、型ローラ１６を挟んでニップローラ１８の１８０度下流側に配置される。

剥離ローラ２０の表面は鏡面状に加工されていることが好ましい。このような表面とすることにより、成形後の樹脂材料１４の裏面を良好な状態にできる。そして、剥離ローラ２０表面の表面粗さは、Ｒａで０．５μｍ以下とするのが好ましく、０．２μｍ以下とするのがより好ましい。

剥離ローラ２０の材質としては、各種鉄鋼部材、ステンレス鋼、銅、亜鉛、真鍮、これらの金属材料を芯金として、表面にゴムライニングしたもの、これらの金属材料にＨＣｒメッキ、Ｃｕメッキ、Ｎｉメッキ等のメッキを施したもの、セラミックス、及び各種の複合材料が採用できる。

剥離ローラ２０は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で図１の矢印方向に回転駆動されるようになっている。なお、剥離ローラ２０に駆動手段を設けない構成も可能であるが、樹脂材料１４の裏面を良好な状態にできる点より、駆動手段を設けることが好ましい。剥離ローラ２０には、温度調整手段が設けられている。そして、適正な設定温度にすることにより、樹脂材料１４の表面の凹凸パターン形状を良好にできる。

型ローラ１６、ニップローラ１８、剥離ローラ２０のそれぞれのローラ設定温度は、樹脂材料１４の材質、樹脂材料１４の溶融時（たとえば、ダイ１２のスリット出口）の温度、樹脂材料１４の搬送速度、型ローラ１６の外径、型ローラ１６の凹凸パターン形状等によって最適な値を選択すべきである。

吸引手段２２は、型ローラ１６と樹脂材料１４との間のエアーを吸引するもので、図４の斜視図及び図５の側面図に示すように、樹脂材料１４が型ローラ１６より剥離されて剥離ローラ２０に受け渡される剥離点Ｐ（図５参照）近傍に設けられる。尚、図４及び図５では、ローラとして型ローラ１６と剥離ローラ２０のみ示し、ニップローラ１８は両略してある。

図４及び図５に示すように、吸引手段２２は、主として、型ローラ１６の表面に吸引口２８が開口された略四角箱状の吸引チャンバ３０と、該吸引チャンバ３０と図示しない真空ポンプとを連通するエアーチューブ３２とで構成される。そして、吸引手段２２の吸引口２８は、型ローラ１６表面に形成された凹凸形状３４に倣った凹凸形状に形成されている。即ち、吸引チャンバ３０は、型ローラ１６の幅方向に該型ローラ１６と略同じ長さに形成された正面板３０Ａ及び背面板３０Ｂと、この正面板３０Ａと背面板３０Ｂとを繋ぐ一対の側板３０Ｃ、３０Ｄと、上板３０Ｅとで構成される。また、一対の側板３０Ｃ、３０Ｄの下端縁ａは型ローラ１６表面の円弧と同じ円弧状に形成されると共に、正面板３０Ａと背面板３０Ｂの下端縁ｂは、図４に示すように型ローラ１６表面に形成された凹凸形状３４に倣った凹凸形状に形成される。型ローラ１６表面に形成される凹凸形状３４は、図２及び図３に示した樹脂材料１４の凹凸形状の反転形状であり、型ローラ１６の周面方向には複数の溝が形成されている。

このように、吸引口２８を、型ローラ１６表面に形成された凹凸形状３４に倣った凹凸形状に形成させることにより、型ローラ１６表面に凹凸形状３４が形成されていても、吸引口２８を型ローラ１６表面に接触しない限界まで近接させることができ、吸引したときのエアーリークを極力小さくすることができる。従って、型ローラ１６と樹脂材料１４との間のエアー、特に型ローラ１６の凹凸形状３４の凹部に入り込んだエアーも効率的に吸引することができる。これにより、樹脂材料１４が型ローラ１６表面の凹凸形状に一層密着するようになるので、型ローラ１６の凹凸形状３４を樹脂材料１４に一層精度良く転写することができる。尚、図４では、型ローラ１６に形成された凹凸形状３４と吸引チャンバ３０の正面板３０Ａの下端縁ｂの凹凸形状との関係を示すために、正面板３０Ａの下端縁ｂが図５に比べて樹脂材料１４から離れているが、図５のように、樹脂材料１４が型ローラ１６から剥離される剥離点Ｐ近傍まで延設されていることが好ましい。これにより、樹脂材料１４の剥離点Ｐから吸引口２８までの間に、大気に開放される型ローラ面部分を極力なくすことができるので、それだけ型ローラ１６と樹脂材料１４との間のエアーを吸引し易くなる。

以上に説明した各ローラ１６、１８、２０及び、樹脂材料１４の各箇所の表面温度がモニターできるように、表面温度測定手段（図示略）を設けることが好ましい。このような表面温度測定手段としては、赤外線温度計、放射式温度計等の公知の各種測定手段が採用できる。

このような表面温度測定手段による測定箇所としては、たとえば、ダイ１２とニップローラ１８との間の樹脂材料１４の幅方向の複数点、剥離ローラ２０の直後の樹脂材料１４の幅方向の複数点、型ローラ１６に巻き掛けられている樹脂材料１４の幅方向の複数点の表面（ローラの反対面側）、等が考えられる。

また、このような表面温度測定手段のモニター結果を各ローラ１６、１８、２０の温度調節手段やダイ１２等にフィードバックして各ローラ１６、１８、２０等の温度制御に反映させることもできる。なお、表面温度測定手段を設けずに、フィードフォワード制御により運転することも可能である。

図１の樹脂シートの製造ライン１０又はその下流に、樹脂材料１４の張力を検出するテンション検出手段を設けたり、樹脂材料１４の板厚を検出する板厚検出手段（厚さセンサ）を設けたりすることも、好ましく採用できる。また、このような検出手段による検出結果を設定値と比較し、後述するドロー制御にフィードバックすることもできる。

徐冷ゾーン２６（又はアニーリングゾーン）は、剥離ローラ２０の下流における樹脂材料１４の急激な温度変化を防止するために設けられたものである。

例えば、型ローラ１６、ニップローラ１８、剥離ローラ２０のような構成で、樹脂がローラに巻き付く状態で成形された場合に、樹脂シート内部に発生する圧縮・引張応力の内部残留応力を、部分又は全体の表面加熱によって解放（アニーリング）し、反りを修正する。

樹脂材料１４に急激な温度変化を生じた場合、たとえば、樹脂材料１４の表面近傍が弾性状態になっているのに、樹脂材料１４の内部が塑性状態であり、この部分の硬化による収縮で樹脂材料１４の表面形状が悪化する。また、樹脂材料１４の表裏面に温度差を生じ、樹脂材料１４に反りを生じる不具合もある。

徐冷ゾーン２６（又はアニーリングゾーン）としては、水平方向のトンネル形状とし、トンネル内部に温度調節手段を設け、樹脂材料１４の冷却温度プロファイルを制御できる構成が採用できる。温度調節手段としては、複数のノズルより温度制御されたエアー（温風又は冷風）を樹脂材料１４に向けて噴出させる構成、加熱手段（ニクロム線ヒータ、赤外線ヒータ、誘電加熱手段等）により、樹脂材料１４の表裏面をそれぞれ加熱する構成等、公知の各種手段が採用できる。

徐冷ゾーン２６（又はアニーリングゾーン）の下流には、図示しない洗浄装置（洗浄ゾーン）、欠陥検査装置（検査ゾーン）、ラミネート装置、サイドカッター、クロスカッター、集積部が順に設けられる。このうち、ラミネート装置は、樹脂材料１４の表裏面に保護フィルム（ポリエチレン等のフィルム）を貼り付ける装置であり、サイドカッターは、樹脂材料１４の幅方向両端部分（捨て部分）を切除する装置であり、クロスカッターは、樹脂材料１４を所定長さに切り揃える装置である。上記装置のうち、用途に応じて、いくつかを省略することもできる。

次に、図１に示される樹脂シートの製造ライン１０による樹脂シートの製造方法について説明する。

本発明に適用される樹脂材料１４としては、熱可塑性樹脂を用いることができ、たとえば、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＭＳ樹脂、ＡＳ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（ＰＶＣ）、熱可塑性エラストマー、又はこれらの共重合体、シクロオレフィンポリマー等が挙げられる。

ダイ１２より押し出したシート状の樹脂材料１４を、型ローラ１６と型ローラ１６に対向配置されるニップローラ１８とで挟圧すると共に、型ローラ１６と樹脂材料１４との間のエアーを吸引手段２２で吸引しながら、型ローラ１６表面の凹凸形状を樹脂材料１４に転写する。これにより、型ローラ１６と樹脂材料１４との間に入り込んだエアーが除去されて、樹脂材料１４が型ローラ１６表面の凹凸形状に密着するので、型ローラ１６の凹凸形状を樹脂材料１４に精度良く転写することができる。

次に、転写後の樹脂材料１４を型ローラ１６に対向配置される剥離ローラ２０に巻き掛けることにより型ローラ１６から剥離する。型ローラ１６から樹脂材料１４を剥離する剥離点Ｐでの樹脂材料１４の剥離温度は、該樹脂材料１４の軟化点（Ｔａ）以下であることが好ましい。この場合、本発明のように、吸引手段２２による吸引により剥離点Ｐ近傍が減圧されると、剥離点Ｐ近傍の温度が下がって樹脂材料１４が冷却される。従って、吸引による樹脂材料１４の冷却も含めて各ローラ１６、１８、２０の設定温度を決定することが好ましい。このためには、図１に示すように、ダイ１２から押し出された樹脂材料１４に型ローラ１６の凹凸形状が転写されて剥離されるまでの転写ラインを、温湿度の空調が可能な空調室３６内に収納するとよい。

次に、型ローラ１６から剥離した樹脂材料１４を、水平方向に搬送し、徐冷ゾーン２６（又はアニーリングゾーン）を通過することにより徐冷し、歪みが除去された状態で、下流の製品取り部において所定長さに切断し、樹脂シートの製品として収容する。これにより、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートであっても、所望の断面形状を得ることができる。

この樹脂シートの製造において、ダイ１２よりの樹脂材料１４の押し出し速度は、０．１〜５０ｍ／分、好ましくは０．３〜３０ｍ／分の値が採用できる。したがって、型ローラ１６の周速も略これに一致させる。

一方、ニップローラ１８を複数設ける場合の駆動は、上流側のニップローラ１８から下流側のニップローラ１８の順に、型ローラ１６の周速より徐々に増速させる、いわゆるドロー制御の運転方法とすることが好ましい。上流側のニップローラ１８と下流側のニップローラ１８との間のドロー値は、０〜３％とするのが好ましく、０〜１％とするのがより好ましい。

なお、各ローラ１６、１８、２０の速度ムラは、設定値に対して１％以内になるように制御することが好ましい。

ニップローラ１８の型ローラ１６への押し付け圧は、線圧換算（各ニップローラの弾性変形による面接触を線接触と仮定して換算した値）で、０〜２００ｋＮ／ｍ（０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ）とするのが好ましく、０〜１００ｋＮ／ｍ（０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ）とするのがより好ましい。

ニップローラ１８を複数設ける場合の温度制御は、上流側のニップローラ１８から下流側のニップローラ１８の順でローラ温度を下げることができるように、個々のローラ毎に設定することが好ましい。そして、型ローラ１６から樹脂材料１４を剥離する時点での樹脂材料の剥離温度は、上記したように樹脂の軟化点（Ｔａ）以下の温度になっていることが好ましい。例えば、樹脂材料１４としてポリメチルメタクリレートを使用した場合の剥離時点での樹脂材料１４の温度は５０〜１１０°Ｃが好適である。

次に、樹脂材料１４表面の凹凸パターン形状の詳細について説明する。図２は、既述したように、成形後の樹脂材料１４の端面１４Ａを直線上に切り取った状態の斜視図である。樹脂材料１４の裏面は平面である。

樹脂材料１４の表面の凹凸パターン形状は、樹脂材料１４の搬送方向（図の矢印方向）の直線状の凹凸パターンであり、樹脂材料１４の幅方向に厚み分布が形成される。この凹凸パターンは、樹脂材料１４の最厚肉部１４Ｂに形成されるＶ溝５０と、このＶ溝５０の両縁より樹脂材料１４の最薄肉部１４Ｃに向かって直線状に板厚が減少していくテーパ部５２、５２が繰り返される形状である。すなわち、Ｖ溝５０の中心線に対して線対象となる、Ｖ溝５０及び両側のテーパ部５２、５２を１単位（１ピッチ）とした連続形状である。

図２において、樹脂材料１４の最薄肉部１４Ｃの厚さは、５ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがより好ましい。樹脂材料１４の最厚肉部１４Ｂと最薄肉部１４Ｃとの厚さの差は、１ｍｍ以上であることが好ましく、２．５ｍｍ以上であることがより好ましい。このような寸法とすることにより、各種表示装置の背面に配される導光板や各種光学素子に好適に使用できる。

成形後の樹脂材料１４を導光板に使用する場合には、Ｖ溝５０の内部に円柱状の冷陰極管が配され、この冷陰極管より照射される光線が、Ｖ溝５０の表面より樹脂材料１４の内部に入射し、テーパ部５２、５２で反射し、樹脂材料１４の裏面より面状に照射されることとなる。

このように成形後の樹脂材料１４を導光板に使用する場合には、Ｖ溝５０の幅ｐを２ｍｍ以上にすることが好ましく、Ｖ溝５０の頂角θ１を４０〜８０度にするのが好ましい。また、Ｖ溝５０の深さΔｔは１ｍｍ以上にすることが好ましく、２．５ｍｍ以上にするのがより好ましい。テーパ部５２、５２の傾斜角度θ２は３〜２０度にするのが好ましい。また、テーパ部５２、５２の幅ｐ２は５ｍｍ以上にすることが好ましく、１０ｍｍ以上にするのがより好ましい。

次に、樹脂材料１４表面の他の凹凸パターン形状について説明する。図３は、成形後の樹脂材料１４の端面１４Ａを直線上に切り取った状態の斜視図である。樹脂材料１４の裏面は平面である。

樹脂材料１４の表面の凹凸パターン形状は、樹脂材料１４の搬送方向（図の矢印方向）の直線状の凹凸パターンである。この断面が鋸刃状パターンは、樹脂材料１４の最厚肉部１４Ｂと最薄肉部１４Ｃとを繋ぐ鉛直壁５４と、この鉛直壁５４の上縁（最厚肉部１４Ｂ）より樹脂材料１４の最薄肉部１４Ｃに向かって直線状に板厚が減少していくテーパ部５６が繰り返される形状である。

図３において、樹脂材料１４の最薄肉部１４Ｃの厚さは、５ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以上であることがより好ましい。樹脂材料１４の最厚肉部１４Ｂと最薄肉部１４Ｃとの厚さの差は、１ｍｍ以上であることが好ましく、２．５ｍｍ以上であることがより好ましい。このような寸法とすることにより、各種表示装置の背面に配される導光板や各種光学素子に好適に使用できる。

成形後の樹脂材料１４を導光板に使用する場合には、鉛直壁５４の側面に円柱状の冷陰極管が配され、この冷陰極管より照射される光線が、鉛直壁５４の表面（側面）より樹脂材料１４の内部に入射し、テーパ部５６で反射し、樹脂材料１４の裏面より面状に照射されることとなる。

このように成形後の樹脂材料１４を導光板に使用する場合には、テーパ部５６傾斜角度θ３を３〜２０度とするのが好ましい。

なお、成形後の樹脂材料１４を導光板に使用する場合、これら以外の形状を採用することもできる。たとえば、図２の樹脂材料１４のＶ溝５０の断面形状はＶ字状となっているが、これ以外の形状、たとえば、矩形状、台形状、円弧状、放物線状等の断面形状も、光学的特性、成形性等を満足できれば採用できる。

また、型ローラ１６表面の凹凸形状も、図２又は図３の樹脂材料１４表面の反転形状である必要はなく、樹脂材料１４の収縮代等を考慮して、樹脂材料１４の製品形状が図２又は図３の形状となるように、この形状よりオフセットした形状とすることもできる。

次に、本発明に係る樹脂シートの製造装置の第２実施形態について詳説する。

図６は、本発明に係る樹脂シートの製造装置を示す構成図である。なお、図１に示される第１実施形態と同一、類似の部材については、同様の符号を附し、その説明を省略する。

第２実施形態の樹脂シートの製造装置６０は、押出し機（図示略）によって溶融された樹脂材料１４をシート状に賦形するためのシート用のダイ１２と、表面に凹凸形状が形成された型ローラ１６と、型ローラ１６に対向配置される複数のニップローラ（第１ニップローラ１８、第２ニップローラ６２）と、吸引手段２２と、冷却装置２４と、徐冷ゾーン２６（又はアニーリングゾーン）とより構成されており、第１実施形態の剥離ローラ２０は設けない場合である。

次に、第２実施形態の樹脂シートの製造装置６０を使用した樹脂シートの製造方法を説明する。

ダイ１２より押し出したシート状の樹脂材料１４を、型ローラ１６と型ローラ１６に対向配置される２個のニップローラ（第１ニップローラ１８、第２ニップローラ６２）とで挟圧すると共に、型ローラ１６と樹脂材料１４との間のエアーを吸引手段２２で吸引しながら、型ローラ１６表面の凹凸形状を樹脂材料１４に転写する。これにより、型ローラ１６と樹脂材料１４との間に入り込んだエアーが除去されて、樹脂材料１４が型ローラ１６表面の凹凸形状に密着するので、型ローラ１６の凹凸形状を樹脂材料１４に精度良く転写することができる。

次に、転写後の樹脂材料１４を型ローラ１６とニップローラ６２との接線方向に引き出すことにより該型ローラ１６より剥離する。このように、樹脂材料１４を型ローラ１６から剥離する際に、従来のように剥離ローラに巻き掛けないので、型ローラ１６から樹脂材料１４に転写された凹凸形状が剥離時に変形することがない。

次に、型ローラ１６から剥離した樹脂材料１４を、接線方向に引き出したままの方向、即ち図６の斜め右上方向に搬送しながら徐冷ゾーン２６（又はアニーリングゾーン）で徐冷し、歪みが除去された状態で、下流の製品取り部において所定長さに切断し、樹脂シートの製品として収容する。

このように、第２実施形態の樹脂シートの製造装置６０では、吸引手段２２により型ローラ１６と樹脂材料１４との間のエアーを除去して、型ローラ１６の凹凸形状を樹脂材料１４に精度良く転写した後は、樹脂材料１４を型ローラ１６とニップローラ６２の接線方向に引き出すことで、転写された凹凸形状を変形させることなく剥離することができる。従って、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートであっても、所望の断面形状を一層精度良く得ることができる。

この樹脂シートの製造において、ダイ１２よりの樹脂材料１４の押し出し速度は、０．１〜５０ｍ／分、好ましくは０．３〜３０ｍ／分の値が採用できる。したがって、型ローラ１６の周速も略これに一致させる。

ニップローラ（第１ニップローラ１８、第２ニップローラ６２）の型ローラ１６への押し付け圧は、線圧換算（各ニップローラの弾性変形による面接触を線接触と仮定して換算した値）で、０〜２００ｋＮ／ｍ（０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ）とするのが好ましく、０〜１００ｋＮ／ｍ（０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ）とするのがより好ましい。

次に、本発明に係る樹脂シートの製造装置の第３実施形態について詳説する。

図７は、本発明に係る樹脂シートの製造装置７０を示す構成図である。なお、図１及び図６に示される第１及び第２実施形態と同一、類似の部材については、同様の符号を附し、その説明を省略する。

第３実施形態の樹脂シートの製造装置７０は、第２実施形態のニップローラ（第１ニップローラ１８、第２ニップローラ６２）に代えてニップベルト７８と複数のプレスローラ７２、７４、７６を使用し、ダイ１２から押し出された樹脂材料１４を型ローラ１６とニップベルト７８とで挟圧すると共に、吸引手段２２で型ローラ１６と樹脂材料１４との間のエアーを吸引するように構成したものである。

樹脂シートの製造装置７０において、第１プレスローラ７２及び第２プレスローラ７４は、第２実施形態の樹脂シートの製造装置６０の第１ニップローラ１８、第２ニップローラ６２に対応する位置にそれぞれ配されており、それぞれ略同様の機能を果している。そして、第１プレスローラ７２及び第２プレスローラ７４との間に無端状のニップベルト７８が巻き掛けられると共に、第３プレスローラ７６が両ローラ７２、７４の間に、ニップベルト７８を介して型ローラ１６に対向配置される。このように、エンドレスベルトであるニップベルト７８と型ローラ１６とで樹脂材料１４を挟圧するので、挟圧する距離を大きくでき、所望の断面形状を容易に得ることができる構成となっている。

ニップベルト７８の表面は鏡面状に加工されていることが好ましい。このような表面とすることにより、成形後の樹脂材料１４の裏面を良好な状態にできる。そして、ニップベルト７８の表面の表面粗さは、Ｒａで０．５μｍ以下とするのが好ましく、０．２μｍ以下とするのがより好ましい。

ニップベルト７８の材質としては、各種鉄鋼部材、ステンレス鋼、これらの金属材料の表面にゴムライニングしたもの、これらの金属材料にＨＣｒメッキ、Ｃｕメッキ、Ｎｉメッキ等のメッキを施したもの、及び各種の複合材料が採用できる。

プレスローラ７２、７４、７６は、既述したように、第１及び第２実施形態の各ニップローラと同様の機能を発揮させることより、駆動手段が設けられる構成、加圧手段が設けられる構成、温度調節手段が設けられる構成、圧力の反力による撓みが生じにくくなるような構成、等の各種構成は第１実施形態の各ニップローラと同様にすればよい。

ただし、プレスローラ７２、７４、７６が直接成形後の樹脂材料１４に接触する訳ではないので、プレスローラ７２、７４、７６の表面仕上げ状態は、第１実施形態の各ニップローラより劣った状態でもよい。

また、ニップベルト７８が等速度で移動することより、いわゆるドロー制御の運転方法に対応する構成は不要である。なお、ニップベルト７８が等速度で移動できれば、全てのプレスローラ７２、７４、７６に駆動手段が設けられなくともよい。

第１及び第２プレスローラ７２、７４には、ニップベルト７８の等速度の搬送を可能にする機能（駆動手段）と、ニップベルト７８に所定の張力（テンション）を与え、ニップベルト７８と各プレスローラ７２、７４、７８とのスリップを防止させる機能（テンション調整手段）が求められる。このテンション調整手段は、第１及び第２実施形態の各ニップローラに設けられる加圧手段と同様の構成とすればよい。

図７の樹脂シートの製造装置７０において、第１実施形態と同様に冷却装置２４が設けられており、ニップベルト７８の温度調整機能を発揮している。この冷却装置２４の構成は、第１実施形態の冷却装置と同様にすればよい。尚、図７では冷却装置２４を１個しか図示しなかったが、複数個設けてもよい。このように、ニップベルト７８自体をを冷却することにより、樹脂材料１４の裏面（型ローラに接する面の反対面）から樹脂材料１４を長い距離冷却することができる。

次に、第３実施形態の樹脂シートの製造装置７０を使用した樹脂シートの製造方法を説明する。

ダイ１２より押し出したシート状の樹脂材料１４を、型ローラ１６と型ローラ１６に対向配置されるニップベルト７８とで挟圧すると共に、型ローラ１６と樹脂材料１４との間のエアーを吸引手段２２で吸引しながら、型ローラ１６表面の凹凸形状を樹脂材料１４に転写する。これにより、型ローラ１６と樹脂材料１４との間に入り込んだエアーが除去されて、樹脂材料１４が型ローラ１６表面の凹凸形状に密着するので、型ローラ１６の凹凸形状を樹脂材料１４に精度良く転写することができる。

次に、転写後の樹脂材料１４を該型ローラと複数のプレスローラ７２、７４、７６のうちの最下流位置のプレスローラ７４との接線方向に引き出すことにより型ローラ１６より剥離する。

次に、型ローラ１６から剥離した樹脂材料１４を、接線方向に引き出したままの方向、即ち図７の斜め右上方向に搬送しながら徐冷ゾーン２６（又はアニーリングゾーン）で徐冷する。徐冷ゾーン２６（又はアニーリングゾーン）を通過することにより樹脂材料１４を徐冷し、歪みが除去された状態で、下流の製品取り部において所定長さに切断し、樹脂シートの製品として収容する。

このように、第３実施形態の樹脂シートの製造装置７０では、吸引手段２２により型ローラ１６と樹脂材料１４との間に入り込んだエアーを除去して、型ローラ１６の凹凸形状を樹脂材料１４に精度良く転写した後は、樹脂材料１４を型ローラ１６とプレスローラ７４の接線方向に引き出すことで、転写された凹凸形状を変形させることなく剥離することができる。また、ニップベルト７８を採用することで、樹脂材料１４を挟圧する距離を大きくできる。従って、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートであっても、所望の断面形状を一層精度良く得ることができる。

この樹脂シートの製造において、ダイ１２よりの樹脂材料１４の押し出し速度は、０．１〜５０ｍ／分、好ましくは０．３〜３０ｍ／分の値が採用できる。したがって、型ローラ１６及びニップベルト７８の周速も略これに一致させる。

各プレスローラ（第１プレスローラ７２、第２プレスローラ７４、第３プレスローラ７６）の型ローラ１６への押し付け圧は、線圧換算（各ニップローラの弾性変形による面接触を線接触と仮定して換算した値）で、０〜２００ｋＮ／ｍ（０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ）とするのが好ましく、０〜１００ｋＮ／ｍ（０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ）とするのがより好ましい。また、テンション調整手段（ガイドローラ４２又は４４）によるニップベルト７８の張力は、０．１〜１００ｋＮ／ｍ（０．１〜１００ｋｇｆ／ｃｍ）とするのが好ましい。

以上、本発明に係る樹脂シートの製造方法の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態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、ニップローラ又はプレスローラの本数及び配置は、同様の機能が得られるのであれば、本実施形態以外の各種の態様が採り得る。また、温度調節手段や、冷却装置（２４等）、徐冷ゾーン２６（又はアニーリングゾーン）等についても、同様の機能が得られるのであれば、本実施形態以外の各種の態様が採り得る。また、第３実施形態で転写後の樹脂材料１４を型ローラ１６と第２プレスローラ７４との接線方向に引き出すようにしたが、第２プレスローラ７４に巻き掛けて剥離するようにしてもよい。

本発明の樹脂シートの製造装置の第１実施形態の構成図 成形後の樹脂材料の端面を直線上に切り取った状態の斜視図 成形後の樹脂材料の端面を直線上に切り取った状態の斜視図 本発明の樹脂シートの製造装置に設けた吸引手段を説明する斜視図 図４の吸引手段の側面図 本発明の樹脂シートの製造装置の第２実施形態の構成図 本発明の樹脂シートの製造装置の第３実施形態の構成図 従来例の樹脂シートの製造装置を示す構成図

符号の説明

１０、６０、７０…樹脂シートの製造ライン、１２…ダイ、１４…樹脂材料、１６…型ローラ、１８、６２…ニップローラ、２０…剥離ローラ、２２…吸引手段、２４…冷却装置、２６…徐冷ゾーン（又はアニーリングゾーン）、２８…吸引口、３０…吸引チャンバ、３０Ａ…吸引チャンバの正面板、３０Ａ…吸引チャンバの背面板、３０Ｃ，３０Ｄ…吸引チャンバの側板、３０Ｅ…吸引チャンバの上板、３２…エアーチューブ、３６…空調室、７２、７４、７６…プレスローラ

Claims (9)

1. ダイより押し出したシート状の樹脂材料を、型ローラと該型ローラに対向配置される少なくとも１つのニップローラとで挟圧すると共に、前記型ローラと前記樹脂材料との間のエアーを吸引しながら、該型ローラ表面の凹凸形状を前記樹脂材料に転写し、
   前記転写後の樹脂材料を該型ローラから剥離することを特徴とする樹脂シートの製造方法。
2. ダイより押し出したシート状の樹脂材料を、型ローラと、該型ローラと該型ローラに対向配置される複数のプレスローラとの間に供給されたベルト状部材とで挟圧すると共に、前記型ローラと前記樹脂材料との間のエアーを吸引しながら、該型ローラ表面の凹凸形状を前記樹脂材料に転写し、
   前記転写後の樹脂材料を該型ローラから剥離することを特徴とする樹脂シートの製造方法。
3. 前記樹脂材料に転写される凹凸形状により、該樹脂材料の幅方向における最厚肉部と最薄肉部との厚さの差が１ｍｍ以上となることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂シートの製造方法。
4. 前記樹脂材料の最薄肉部の厚さが５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の樹脂シートの製造方法。
5. ダイより押し出したシート状の樹脂材料を、型ローラと該型ローラに対向配置される少なくとも１つのニップローラとで挟圧して該型ローラ表面の凹凸形状を前記樹脂材料に転写し、転写後の樹脂材料を型ローラより剥離する樹脂シートの製造装置であって、
   前記樹脂材料が前記型ローラより剥離される剥離点近傍に、前記型ローラと前記樹脂材料との間のエアーを吸引する吸引手段を設けたことを特徴とする樹脂シートの製造装置。
6. ダイより押し出したシート状の樹脂材料を、型ローラと、該型ローラと該型ローラに対向配置される複数のプレスローラとの間に供給されたベルト状部材とで挟圧すると共に、前記型ローラと前記樹脂材料との間のエアーを吸引しながら、該型ローラ表面の凹凸形状を前記樹脂材料に転写し、転写後の樹脂材料を型ローラより剥離する樹脂シートの製造装置であって、
   前記樹脂材料が前記型ローラより剥離される剥離点近傍に、前記型ローラと前記樹脂材料との間のエアーを吸引する吸引手段を設けたことを特徴とする樹脂シートの製造装置。
7. 前記吸引手段の吸引口は、前記型ローラ表面に形成された凹凸形状に倣った凹凸形状に形成されていることを特徴とする請求項５又は６の樹脂シートの製造装置。
8. 前記転写後の樹脂材料を剥離ローラに巻き掛けることにより前記型ローラから剥離することを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の樹脂シートの製造装置。
9. 前記転写後の樹脂材料を該型ローラとニップローラとの接線方向に引き出すことにより該型ローラより剥離することを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の樹脂シートの製造装置。

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