JP2006347071A - エンボスロール - Google Patents

Abstract

【課題】エンボスパターンが疵付いた場合の、エンボスロールの交換や修復が、より少ない手間で簡便に行え、ロール更新のためのコストを大幅に削減する。
【解決手段】エンボスロール２が、ロール本体８と、ロール本体８の外周面に配されるエンボス型体９とを含む。エンボス型体９は、表面にエンボスパターンＰを形成した金属シートで形成する。ロール本体８に巻装したエンボス型体９の周方向端部９ａ、および幅方向端部９ｂのそれぞれをロール本体８に対して分離可能に固定する。エンボスパターンが疵付いた場合には、エンボス型体９のみを換装することにより、エンボスロール２を更新する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンボスシートの成形に適用されるエンボスロールに関する。エンボスシートは、例えば液晶モニターのバックライトユニットを構成するプリズムシートとして使用することができる。

本発明のエンボスロールは、ロール本体と、ロール本体の外周面に固定されるエンボス型体とを含むが、このような２層構造のエンボスロールは特許文献１に公知である。そこでは、ロール本体と、ロール本体の外面に固定される外筒ロールとでエンボスロールを構成している。

ロール本体は鋼材で形成し、外筒ロールは、微細なエンボスパターンの切削加工に適した銅、アルミニウム、銅合金などで形成されていた。筒構造の外筒ロールは、例えば焼き嵌めによってロール本体の外周面に固定され、さらにボルトで締結固定されていた。同様の提案は特許文献２にもみられる。そこでは、外筒ロールをアルミニウム合金で形成しているが、ロール本体に対する外筒ロールの固定構造については、言及されていない。

特許文献３には、エンボスロールと対を為す押さえロールを、ロール本体と、ロール本体の周囲に巻装される外筒とで構成することが開示されている。その外筒は可撓性を有する薄肉金属筒体、例えば厚み寸法が３mmの継目なしステンレス鋼管で形成されている。

特開平９−５７８４６号公報（段落番号００３０、図２） 特開平９−１５５９７４号公報（段落番号００３１、図１） 特開平１１−２３５７４７号公報（段落番号００１７、図１）

特許文献１、２のエンボスロールは、外筒ロールを銅合金やアルミニウム合金で形成するので、微細なエンボスパターンを正確に加工できる。しかし、エンボスパターンが疵付いたり、エンボスパターンに目詰まりを生じたような場合には、新たなエンボスロールに交換し、あるいは再度エンボスパターンを形成し直す必要があり、ロールの交換や修復に多くの手間とコストとが掛かっていた。

何種類ものエンボスシートを試作するような場合には、エンボスパターンが異なる毎にエンボスロールを用意しなければならず、エンボスロールの製作に多くのコストと時間とが掛かってしまう。因みに、従来の一般的なエンボスロールは、ロール本体の外周面に直接エンボスパターンを形成するか、ロール本体の外周面に形成した銅メッキ層にエンボスパターンを形成していた。

本発明の目的は、エンボスパターンが疵付いた場合の、エンボスロールの交換や修復がより少ない手間で簡便に行え、ロール更新のためのコストを大幅に削減でき、試作のために多種類のエンボスシートを成形する場合でも、成形に要するコストを最小限化できるエンボスロールを提供することにある。

本発明のエンボスロール２は、ロール本体８と、ロール本体８の外周面に配されるエンボス型体９とを有する。エンボス型体９は、表面にエンボスパターンＰを有する金属シートで形成されており、ロール本体８に巻装したエンボス型体９が、ロール本体８に対して分離可能に固定される。エンボス型体９は、接着ないし真空吸着によってロール本体８に対して分離可能に固定できる。

エンボス型体９は、磁気吸着可能な金属を素材とするベースシート３２と、ベースシート３２の表面に積層形成された型体層３３とで構成し、型体層３３の表面にエンボスパターンＰを形成し、ロール本体８に埋設した磁石３４でロール本体８にエンボス型体９を吸着固定できる。

本発明のエンボスロール２では、ロール本体８と、金属シートからなるエンボス型体９とで構成し、エンボス型体９をロール本体８に巻装したうえで、分離可能に固定するので、例えばエンボス型体９の表面に形成したエンボスパターンＰが疵付いた場合には、そのエンボス型体９をロール本体８から取り外して、新規なエンボス型体９と換装することによりエンボスロール２を更新できる。

したがって、ロール全体を換装していた従来のエンボスロールに比べて、ロールの交換や修復がより少ない手間で簡便に行え、ロール更新に要するコストを大幅に削減できる。短時間でロールの交換や修復を行えるので、その分だけロール成形装置の稼働率を高めて生産性の向上を図れる。

金属シートからなるエンボス型体９の表面にエンボスパターンＰが形成されているので、ロール外周面にエンボスパターンを形成していた従来ロールに比べて、エンボスパターンＰをエッチング法やメッキ法などによって、容易にかつ精密に形成でき、しかもエンボスパターンＰの変更を簡便に行える利点もある。多種類のエンボスシートを試作する場合には、予め用意したエンボス型体９をロール本体８に換装してロール成形すればよく、試作すべきエンボスシートに対応していくつものエンボスロールを用意する必要があった従来例に比べて、エンボスシートの成形に要する製作コストが少なくて済む。

エンボス型体９をロール本体８に対して接着固定するロール構造によれば、ロール本体８の構造が複雑になるのを避けながら、エンボス型体９を固定できる。必要時には、接着剤を溶剤で溶解除去することによりエンボス型体９をロール本体８から取り外せる。エンボス型体９をロール本体８に対して真空吸着によって固定するロール構造によれば、真空圧の作用を停止することにより、エンボス型体９をロール本体８から簡単に取り外すことができ、エンボス型体９の換装作業をさらに簡単に行える。

磁気吸着可能な金属からなるベースシート３２と、ベースシート３２の表面に積層形成された型体層３３とでエンボス型体９を構成し、ロール本体８にこれに埋設した磁石３４でエンボス型体９を吸着固定するエンボスロール２によれば、エンボス型体９をワンタッチで簡単に装着できるうえ、着脱する際にエンボス型体９が変形したり、破損したりすることもない。ロール本体８の構造が複雑になるのを避けながらエンボス型体９を固定できる利点もある。

図１ないし図３は本発明に係るエンボスロールの実施例を示す。図２において符号１は押出成形装置の樹脂出口に設けたＴダイである。Ｔダイ１から送給される溶融樹脂Ｍをロール成形装置で成形することにより、片面にエンボスパターンＰが形成された長尺のシートＭ１を得ることができる。

ロール成形装置は、Ｔダイ１の下方に配置したエンボスロール２と、溶融樹脂をエンボスロール２に押し付ける押さえロール３と、エンボスロール２で成形されたシートＭ１の成形ひずみを除去する一群のアニールロール４・５・６などで構成する。Ｔダイ１から送給された溶融樹脂Ｍは、エンボスロール２を通過する間に固化する。図示例の押さえロール３はゴムロールである。

エンボスシートの成形素材としては、透明性と耐熱性に優れたポリカーボネイト、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリメチルペンテン、非晶性共重合ポリエステル、アクリルなどを適用できる。

エンボスロール２は、ロール本体８と、ロール本体８の外周面に配置されるエンボス型体９と、エンボス型体９をロール本体８に固定するための装着リング１０とを含む。

ロール本体８は、それぞれ研削仕上げされたロール部１１と、ロール部１１の左右両側に形成したロール軸１２とを一体に備えた鋼合金製のロールからなる。ロール部１１の外周面の両端寄りには、装着リング１０を締結するための４個のねじ孔１３が形成され、接着剤Ｂを充填するための浅い凹部１４の一群が、ロール部１１の幅方向に沿って一定間隔置きに形成してある。

図１においてエンボス型体９は、表面にエンボスパターンＰを形成した四角形の金属シートで形成されており、例えば、めっき用の母形にニッケルめっきをして形成する。その場合のエンボス型体９の全厚は１００〜３００μｍとした。エンボス型体９の左右側縁には平滑面１７を形成してあり、平滑面１７に沿って４個の挿通孔１８を形成してある。４個の挿通孔１８のうち、ひとつの挿通孔１８は、平滑面１７の周方向端部９ａのそれぞれに半円状の孔として形成してある（図１参照）。

エンボスパターンＰは例えばダイヤ模様として形成するが、実施例においては形状を理解しやすくするために、パターン要素を拡大して表現した。実際のエンボスパターンＰは、山部の隣接ピッチが１００μｍ、山部の高さが５０μｍと極めて微細なパターン要素で構成した。

装着リング１０は、ロール部１１に外嵌するリング状の周回壁２０と、周回壁２０の一側に連続する端壁２１とを備えた皿状の旋削品からなる。周回壁２０の４箇所にはボルト２５用の挿通孔２２を形成し、端壁２１の中央にはロール軸１２用の逃げ口２３が形成されている。

エンボス型体９は、ロール本体８に対して分離可能に巻装して固定する。まず、凹部１４が真上に位置する状態でロール本体８を定置して、凹部１４に接着剤Ｂを充填し、凹部１４の列線上に位置する左右のねじ孔１３にボルト２５を螺合して仮組みする。この状態で、エンボス型体９をロール本体８に巻装するが、その片方の周方向端部９ａに形成される挿通孔１８を仮組みしたボルト２５にあてがうことにより、エンボス型体９をロール本体８の周方向と幅方向とに、同時に位置決めできる。エンボス型体９をロール本体８に周回状に巻装したうえで、凹部１４の外面で隣接する周方向端部９ａを押さえ治具で固定する。

仮組みしたボルト２５を取り外したのち、装着リング１０の周回壁２０がエンボス型体９の幅方向端部９ｂに外嵌する状態でロール本体８に組み、挿通孔２２・１８を介してねじ孔１３にボルト２５をねじ込むことにより、エンボス型体９をロール本体８に締結固定する。凹部１４に充填した接着剤Ｂが完全に固化したのち、押さえ治具を取り外すことによりエンボスロールを完成できる。上記構成のエンボスロール２を用いてロール成形を行うことにより、エンボスパターンＰが一定間隔置きに形成された長尺のシートが得られ、長尺のシートを切断することによってエンボスシートを形成できる。

例えば、異物の混入によってエンボスパターンＰが疵付いたり、あるいは経時的理由からエンボスパターンＰに目詰まりを生じたような場合には、エンボス型体９をロール本体８から取り外して、新たなエンボス型体９に交換する。具体的には、ボルト２５をロール本体８から抜き取って、装着リング１０をロール部１１から取り外す。このとき、ロール本体８は必ずしも成形装置から外す必要はなく、成形装置の駆動系に連結した状態のままでもよい。

次に、ロール本体８を回転操作して周方向端部９ａを真上に位置させ、この状態で溶剤をエンボス型体９の周方向端部９ａに流し込んで接着剤Ｂを除去し、傷んだエンボス型体９をロール本体８から取り外す。溶剤や凹部１４内に残っている接着剤Ｂを取り除いて、ロール部１１の表面を清浄したのち、先に説明した手順で新たなエンボス型体９をロール本体８に固定する。

かかるエンボスロール２によれば、傷んだエンボス型体９を新規なエンボス型体９と交換するだけで、エンボスロール２の修復をより少ない手間で簡便に行え、従来のエンボスロールに比べてロールの修復に要するコストと時間を著しく削減できる。ロールの修復に要する時間が短く済む分だけ、ロール成形装置の稼働率を高めてエンボスシートの生産性を向上できる。試作のために多種類のエンボスシートを成形する場合でも、予めエンボスパターンが異なるエンボス型体９を用意しておいて、ロール本体８に換装するだけでよく、多種類のエンボスシートを試作するためのコストを最小限化できる。

エンボス型体９は、真空圧を利用してロール本体８に吸着固定してもよい。具体的には、図４に示すように、ロール本体８の内部に真空通路２７と、真空通路２７から放射状に伸びる一群の分岐通路２８とを形成しておき、真空通路２７に真空圧を作用させることにより、エンボス型体９の全体をロール本体８の外周面に吸着固定できる。ロール本体８の外周面には分岐通路２８に通じる一群の吸着凹部２９が形成されており、その内部に硬質の連続多孔体からなる吸着ピース３０を固定してある。エンボス型体９の幅方向端部９ｂは、先の実施例と同様に装着リング１０で締結固定しておく。

エンボス型体９は、磁力を利用してロール本体８に吸着固定してもよい。その場合のエンボス型体９は、図５に示すごとく磁気吸着可能な金属、例えば鉄系合金やニッケル系合金を素材とするベースシート３２と、ベースシート３２の表面に形成された型体層３３とで構成する。型体層３３はベースシート３２に銅または銅合金をメッキして形成する。そのうえで、型体層３３の表面にエッチング法や切削法などでエンボスパターンＰを形成する。

ロール本体８側には、その幅方向全長にわたって磁石３４を埋設しておき、エンボス型体９の周方向端部９ｂを磁石３４で吸着固定する。必要に応じて、ロール本体８の周方向に多数個の磁石３４を埋設して、エンボス型体９の内面全体を吸着固定してもよい。この実施例におけるエンボス型体９の幅方向端部９ｂは、装着リング１０で締結固定してもよいが、必ずしも必要ではない。磁石３４は電磁チャックで形成することができ、その場合には電磁チャックへの通電を停止するだけでエンボス型体９を開放できる。

エンボス型体９は電鋳法によって無端筒状に形成することができる。詳しくは、半円筒状の一対の母形要素で電鋳用の母形を構成し、その内面にエンボスパターンＰを形成するための雌型を形成しておく。電鋳用の母形を電鋳液に浸漬し、ゆっくりと回転駆動させながら析出金属を成長させたのち母形を取り出し、母形要素を離型することにより、外表面にエンボスパターンＰが形成された無端筒状のエンボス型体９を得ることができる。

無端筒状のエンボス型体９の着脱を容易化するために、ロール部１１の直径寸法はエンボス型体９の内径寸法より僅かに小さく設定する。ロール部１１にエンボス型体９を外嵌したのち、その幅方向端部９ｂを封止固定し、エンボス型体９とロール部１１との間の空間に流体圧を作用させて円筒形状を保持する。

上記以外にエンボス型体９は、その周方向端部９ａどうしを接着や溶接によって接合して、円筒状に形成してもよい。エンボス型体９をロール本体８に装着した後で、切削法によってエンボス型体９の表面にエンボスパターンＰを形成することができる。ロール本体８は、ロール軸１２を省略してロール部１１のみで構成されていてもよい。

エンボスロールの分解斜視図である。 エンボスロールの適用例を示す概念図である。 エンボス型体の固定構造を示す平面図である。 エンボス型体の別の固定構造を示す縦断面図である。 エンボス型体の更に異なる固定構造を示す一部破断平面図である。

符号の説明

２ エンボスロール
８ ロール本体
９ エンボス型体
１４ 凹部
Ｐ エンボスパターン

Claims (3)

1. エンボスロールが、ロール本体と、前記ロール本体の外周面に配されるエンボス型体とを含み、
   前記エンボス型体は、表面にエンボスパターンを有する金属シートで形成されており、
   前記ロール本体に巻装した前記エンボス型体が、前記ロール本体に対して分離可能に固定してあるエンボスロール。
2. 前記エンボス型体が、接着ないし真空吸着によって前記ロール本体に対して分離可能である請求項１記載のエンボスロール。
3. 前記エンボス型体が、磁気吸着可能な金属を素材とするベースシートと、前記ベースシートの表面に積層形成された型体層とで構成されていて、前記型体層の表面にエンボスパターンが形成されており、
   前記ロール本体に埋設した磁石で、前記ロール本体に前記エンボス型体が吸着固定される請求項２記載のエンボスロール。

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