JP2007261202A - 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、欠陥なく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及び装置を提供する。
【解決手段】ダイ１２より押し出したシート状の樹脂材料１４とこの樹脂材料の片面側に供給されるバックアップシート２０とを樹脂材料が型ローラ１６側に、バックアップシートがニップローラ１８側になるようにして、型ローラと型ローラに対向配置されるニップローラとで挟圧し、 型ローラ表面の凹凸形状を樹脂材料に転写し、転写後の樹脂材料とバックアップシートとの積層体を型ローラに対向配置される剥離ローラ２４に巻き掛けることにより型ローラより剥離する樹脂シートの製造方法である。型ローラの温度を剥離ローラの温度よりも高く制御することにより欠陥を低減できる。
【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、フレネルレンズやレンチキュラーレンズとして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。

たとえば、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６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に対向するとともに、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より剥離する。
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（ポリメチルメタクリレート樹脂）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、弾性回復量分布）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。

また、上記従来の提案では、既述の図６に示される構成において、スタンパーローラ３、鏡面ローラ４、剥離用鏡面ローラ５の順で設定温度が高くなるように温度を制御するのが一般的である。すなわち、下流側のローラ温度を上流側のローラ温度よりも高くして、下流側のローラと樹脂との接着力を高め、これにより、下流側のローラに樹脂が移るようにしている。

ところが、このようなローラ温度の設定を行うと、剥離させる段階で樹脂の温度が高くなり過ぎ、剥離用鏡面ローラ５から樹脂が剥離しにくいという問題がある。そして、これにより成形後の樹脂シートの凹凸形状の欠陥となることが多い。

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、欠陥なく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、ダイより押し出したシート状の樹脂材料と該樹脂材料の片面側に供給されるバックアップシートとを前記樹脂材料が型ローラ側に、前記バックアップシートがニップローラ側になるようにして、前記型ローラと該型ローラに対向配置される前記ニップローラとで挟圧し、該型ローラ表面の凹凸形状を前記樹脂材料に転写し、転写後の前記樹脂材料と前記バックアップシートとの積層体を該型ローラに対向配置される剥離ローラに巻き掛けることにより該型ローラより剥離する樹脂シートの製造方法であって、前記型ローラの温度を前記剥離ローラの温度よりも高く制御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。

また、このために、本発明は、周面に凹凸形状が形成された型ローラと、該型ローラの一方側に対向配置されるニップローラと、該型ローラの他方側に対向配置される剥離ローラとよりなり、前記型ローラ、ニップローラ、剥離ローラの順で設定温度が下がるように温度制御されるローラ列と、シート状の樹脂材料を吐出口より押し出すダイと、帯状可撓性のバックアップシートを供給するバックアップシート供給手段と、を備え、前記ダイより押し出された樹脂材料が型ローラ側に、前記バックアップシートが前記ニップローラ側になるようにして、前記型ローラと前記ニップローラとで挟圧され、該型ローラ表面の凹凸形状が前記樹脂材料に転写され、転写後の前記樹脂材料と前記バックアップシートとの積層体が前記剥離ローラに巻き掛けられて該型ローラより剥離されることを特徴とする樹脂シートの製造装置を提供する。

本発明によれば、ダイより押し出した樹脂材料と、この樹脂材料の片面側に供給されるバックアップシートとを樹脂材料が型ローラ側に、バックアップシートがニップローラ側になるようにして、型ローラとニップローラとで挟圧し、型ローラ表面の凹凸形状を樹脂材料に転写する。すなわち、樹脂材料の裏面はバックアップシートを介して各ローラと接する。したがって、下流側のローラ温度を上流側のローラ温度よりも高くしなくても、下流側のローラに樹脂が容易に移る。したがって、剥離ローラから樹脂が剥離しにくいという問題が解消できる。

また、本発明によれば、型ローラの温度を剥離ローラの温度よりも高く制御するので、言い換えれば、剥離ローラの温度を型ローラの温度よりも低く制御するので、樹脂とバックアップシートとの接触面の冷却が促進され、樹脂とバックアップシートとの剥離性も良好となる。

本発明において、前記ニップローラの温度を前記剥離ローラの温度よりも高く、かつ、前記型ローラの温度を前記ニップローラの温度よりも高く制御することが好ましい。このように、下流側のローラ温度を上流側のローラ温度よりも低く制御するので、各ローラから樹脂が剥離しにくいという問題が一層解消できる。

また、本発明において、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以上となることが好ましい。また、本発明において、前記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、本発明の効果が発揮できる。

また、本発明において、転写後の前記樹脂材料と前記バックアップシートとの積層体を前記型ローラより剥離した後に又は前記型ローラ上で、該樹脂材料より前記バックアップシートを剥離することが好ましい。このように、転写後に樹脂材料よりバックアップシートを剥離すれば、製品としての樹脂材料の扱いが容易となる。

また、本発明において、前記樹脂材料より剥離後の前記バックアップシートにクリーニングを施すことが好ましい。このように、剥離後のバックアップシートにクリーニングを施せば、バックアップシートを再利用する際に便宜である。

また、本発明において、前記バックアップシートを無端環状の帯状体とすることが好ましい。このように、バックアップシートをエンドレスベルト状とすれば、バックアップシートの搬送が容易となり、また、バックアップシートの長さを短縮できる。

また、本発明において、前記バックアップシートを連続的に供給するシート繰り出し手段、及び前記バックアップシートを収納するシート巻回手段を設けることが好ましい。このように、シート繰り出し手段とシート巻回手段を設けることにより、バックアップシートの取り扱いが極めて容易になる。

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、欠陥なく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（第１実施形態）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方法が適用される、樹脂シートの製造ラインの例を示す構成図である。

この樹脂シートの製造ライン１０は、押出し機１１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２４と、バックアップシート２０を連続的に供給するシート繰り出し手段２６と、バックアップシート２０を収納するシート巻回手段２８と、樹脂材料１４及びバックアップシート２０の搬送を支持する複数のガイドローラ２２、２２…等とより構成されている。

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の型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。特に重要なことは、ダイ１２の吐出口（中心線が符号Ｃで示される）を、型ローラ１６とニップローラ１８との共通接線Ｓに対し型ローラ１６側に設けることである。このような配置とすることにより、樹脂材料１４とバックアップシート２０との間に空気を混入することが大幅に低減し、成形後の樹脂シートの裏面欠陥が大幅に低減する。

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を直線状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とこの背面に積層されたバックアップシート２０を挟圧するためのローラで、走行方向上流側において型ローラ１６と同一高さに配置されている。

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、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。

バックアップシート２０としては、樹脂フィルム、金属箔（アルミニウムウェブ、鉄、ステンレス鋼、銅、真鍮、亜鉛等）等を使用できる。樹脂フィルムの材質としては、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、ポリアミドが好ましく使用できる。

バックアップシート２０のガラス転移温度Ｔｇ_２０は、樹脂材料１４のガラス転移温度Ｔｇ_１４より大であることが好ましい。このように、バックアップシート２０の熱変形が樹脂材料１４より小であれば、バックアップシート２０の変形が防止できる。

また、バックアップシート２０の縦弾性係数が使用環境下で１×１０^９Ｎ／ｍｍ^２以上であることが好ましい。このように、バックアップシート２０の縦弾性係数（いわゆるヤング率）が適正範囲にあれば、バックアップシート２０の剛性により樹脂材料１４の過度の変形が防止できる。

また、バックアップシート２０の厚さが０. ５〜１００μｍであることが好ましい。このような厚さのバックアップシート２０であれば、適度な可撓性と適度な剛性が得られる。

バックアップシート２０の幅としては、樹脂材料１４の幅と略同一サイズが好ましく、バックアップシート２０の長さとしては、１０００〜１０００００ｍが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。

これらのバックアップシート２０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。バックアップシート２０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。

なお、バックアップシート２０の樹脂材料１４と接する面の略全面に凹凸形状、たとえば、エンボス加工形状、ブラッシング形状、ブラスト形状、ピーニング形状、プリズム形状等を施すこともできる。このようにすれば、樹脂材料１４の裏面もこの反転形状にできる。

シート繰り出し手段２６は、バックアップシート２０を連続的に供給するものであり、支持腕２６Ｄの両端部に、バックアップシート２０が巻回され繰り出し中の原反ロール２６Ａと、新規の（予備の）原反ロール２６Ｂが設けられており、支点２６Ｃを回動中心とした支持腕２６Ｄの回動により、バックアップシート２０を連続走行させながら、繰り出し中の原反ロール２６Ａと、新規の（予備の）原反ロール２６Ｂとを交換できるようになっている。

シート繰り出し手段２６より繰り出されたバックアップシート２０は、ガイドローラ２２を経て樹脂材料１４の背面に供給され、型ローラ１６とニップローラ１８との間に送り込まれるようになっている。

型ローラ１６の下側には、ニップローラ１８から剥離ローラ２４に向って３個の補助ローラ１９（上流から順に、第１の補助ローラ１９Ａ、第２の補助ローラ１９Ｂ、第３の補助ローラ１９Ｃ）が配されている。この補助ローラ１９は、ニップローラ１８の押圧の補助、及び樹脂材料１４の冷却を目的として設けられている。

したがって、補助ローラ１９には、温度調節手段が施されている。補助ローラ１９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。

剥離ローラ２４は、型ローラ１６に対向配置され、樹脂材料１４とバックアップシート２０の積層体を巻き掛けることにより樹脂材料１４を型ローラ１６より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ている。なお、剥離ローラ２４の配置は、これ以外の態様も可能である。

剥離ローラ２４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２４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２４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２４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２４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２４には、温度調節手段が施されている。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。

以上に説明した各ローラ、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と型ローラ１６との間の樹脂材料１４の幅方向の複数点、剥離ローラ２４の直後の樹脂材料１４の幅方向の複数点、型ローラ１６や剥離ローラ２４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（第２実施形態）にフィードバックすることもできる。

徐冷ゾーン３０（又はアニーリングゾーン）は、剥離ローラ２４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。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３０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（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３０（又はアニーリングゾーン）の下流には、剥離部３２が形成されている。この剥離部３２において、樹脂材料１４はガイドローラ２２、２２…で支持されて、直線状に右方に搬送され、バックアップシート２０はガイドローラ２２、２２…で支持されて、右下方に搬送される。

このように、剥離部３２において樹脂材料１４よりバックアップシート２０を剥離すれば、製品としての樹脂材料１４の扱いが容易となる。

剥離部３２の下流には、樹脂材料１４に対して、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（いずれも図示を略す）。

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。

剥離部３２の下流には、バックアップシート２０に対して、ダンサーローラ３４、クリーニング手段（図示略）、駆動ローラ３６、シート巻回手段２８が順に設けられている。

このうち、ダンサーローラ３４は、バックアップシート２０のテンション（張力）を調整するためのもので、回動支点３４Ａと、一端が回動支点３４Ａで支持される回動腕３４Ｂと、回動腕３４Ｂの他端に支持されるローラ３４Ｃとより構成される。そして、回動腕３４Ｂが図の矢印方向に付勢されることにより、バックアップシート２０のテンションが調整できるようになっている。

クリーニング手段は、バックアップシート２０の表面に付着した塵埃等の汚染（コンタミネーション）を除去するためのもので、クリーニングテープ又はクリーニングローラをバックアップシート２０に押し付けるタイプのものや、除電したクリーンエア（窒素ガス等でも可）をバックアップシート２０に吹き付けるタイプのもの等、公知の各種手段が採用できる。

駆動ローラ３６は、ローラ３６Ａとローラ３６Ｂとでバックアップシート２０を挟み（ニップし）バックアップシート２０を搬送させるための機構であり、ローラ３６Ａとローラ３６Ｂの少なくとも１方が回転駆動されるようになっている。

シート巻回手段２８は、バックアップシート２０を収納するものであり、支持腕２８Ｄの両端部に、バックアップシート２０が巻回され収納中の巻き芯２８Ａと、新規の（予備の）巻き芯２８Ｂが設けられており、支点２８Ｃを回動中心とした支持腕２８Ｄの回動により、バックアップシート２０を連続走行させながら、収納中の巻き芯２８Ａと、新規の（予備の）巻き芯２８Ｂとを交換できるようになっている。

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と、シート繰り出し手段２６より繰り出され、樹脂材料１４の裏面に供給されたバックアップシート２０との積層体を、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とで挟圧し、型ローラ１６表面の凹凸形状を樹脂材料１４に転写し、樹脂材料１４とバックアップシート２０との積層体を型ローラ１６に対向配置される剥離ローラ２４に巻き掛けることにより型ローラ１６より剥離する。

この際、型ローラ１６とニップローラ１８と剥離ローラ２４の表面温度を、型ローラ１６、ニップローラ１８、剥離ローラ２４の順で低くなるように制御する。これにより、バックアップシート２０の使用による効果と相俟って、各ローラからの樹脂材料１４の剥離性が向上する。

また、ダイ１２の吐出口（中心線が符号Ｃで示される）が、型ローラ１６とニップローラ１８との共通接線Ｓに対し型ローラ１６側に設けられているので、樹脂材料１４とバックアップシート２０との間に空気を混入することが大幅に低減され、成形後の樹脂シートの裏面欠陥が大幅に低減する。

型ローラ１６より剥離した樹脂材料１４（バックアップシート２０との積層体）を、水平方向に搬送し、徐冷ゾーン３０を通過することにより徐冷し、歪みが除去された状態で、剥離部３２においてバックアップシート２０を分離し、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。

一方、剥離部３２において樹脂材料１４より分離されたバックアップシート２０は、クリーニング手段において汚染が除去され、シート巻回手段２８において巻き芯２８Ａに巻回され収納される。この巻き芯２８Ａに巻回されたバックアップシート２０は、再度使用が可能である。

この樹脂シート１４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、ニップローラ１８の周速、及びバックアップシート２０の搬送速度も略これに一致させる。

なお、各ローラの速度ムラは、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及び剥離ローラ２４の温度制御は、既述のようにし、個々のローラ毎に行うことが好ましい。そして、剥離ローラ２４の箇所における樹脂材料１４が樹脂の軟化点Ｔａ以下の温度になっていることが好ましい。この際、樹脂材料１４にポリメチルメタクリレート樹脂を採用した場合、剥離ローラ２４の設定温度は、５０〜１１０°Ｃとできる。

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を直線状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、長手方向（図の矢印方向）の直線状の凹凸パターンである。このパターンは、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を直線状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、長手方向（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方法及び装置の他の実施の形態（第２実施形態）について詳説する。図４は、本発明に係る樹脂シートの製造方法が適用される、樹脂シートの製造ライン１０’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。

本実施形態においては、第１実施形態のニップローラ１８の１ローラに代えて複数のニップローラ１８（ニップローラ１８Ａ、ニップローラ１８Ｂ、及びニップローラ１８Ｃ）の３のローラが使用されている。

樹脂シートの製造ライン１０’において、ニップローラ１８Ａは時計方向で９時の位置に、ニップローラ１８Ｂは時計方向で７時の位置に、ニップローラ１８Ｃは時計方向で５時の位置にそれぞれ配されており、それぞれ第１実施形態のニップローラ１８と略同様の機能を果している。

ただし、３ローラであるので、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。また、ニップローラ１８Ａ、ニップローラ１８Ｂ、及びニップローラ１８Ｃを個別に駆動することにより、いわゆるドロー制御の運転方法が可能となる。

ニップローラ１８（１８Ａ、１８Ｂ、及び１８Ｃ）に駆動手段を設ける場合に、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、ニップローラ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ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１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃには、いずれも、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１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ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。

更に、図４の樹脂シートの製造ライン１０’において、冷却装置３８、４０が設けられており、ニップローラ１８Ａ、１８Ｂ、及び１８Ｃの温度調節手段を補助する構成となっている。

冷却装置３８、４０は、いずれもエアノズルであり、冷却装置３８のエアノズルは、ニップローラ１８Ｂとニップローラ１８Ｃとの隙間より、搬送中の樹脂材料１４とバックアップシート２０との積層体にエアが吹き付けられるように配されており、冷却装置４０のエアノズルは、ニップローラ１８Ｃにエアが吹き付けられるように配されている。このようにして、直接樹脂材料１４（積層体）の温度を制御するとともに、ニップローラ１８Ｃを介して樹脂材料１４（積層体）の温度を制御できるようになっている。

冷却装置３８、４０のエア温度及びエア供給量（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（ニップローラ１８Ａ、ニップローラ１８Ｂ、及びニップローラ１８Ｃ）の設定温度等によって最適な値を選択すべきである。

一方、ニップローラ（ニップローラ１８Ａ、ニップローラ１８Ｂ、及びニップローラ１８Ｃ）の駆動は、ニップローラ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ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。ニップローラ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの各ローラ間のドロー値は、０〜３％とするのが好ましく、０〜１％とするのがより好ましい。

次に、図４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。

ダイ１２より押し出したシート状の樹脂材料１４と、シート繰り出し手段２６より繰り出され、樹脂材料１４の裏面に供給されたバックアップシート２０との積層体を、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１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃとで順次挟圧し、型ローラ１６表面の凹凸形状を樹脂材料１４に転写し、樹脂材料１４とバックアップシート２０との積層体を型ローラ１６に対向配置される剥離ローラ２４に巻き掛けることにより型ローラ１６より剥離する。

この際、型ローラ１６とニップローラ１８（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ）と剥離ローラ２４の表面温度を、型ローラ１６、ニップローラ１８Ａ、ニップローラ１８Ｂ、ニップローラ１８Ｃ、剥離ローラ２４の順で低くなるように制御する。これにより、バックアップシート２０の使用による効果と相俟って、各ローラからの樹脂材料１４の剥離性が向上する。

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（ニップローラ１８Ａ、ニップローラ１８Ｂ、及びニップローラ１８Ｃ）の駆動は、ニップローラ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ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。ニップローラ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの各ローラ間のドロー値は、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。

各ニップローラ（ニップローラ１８Ａ、ニップローラ１８Ｂ、及びニップローラ１８Ｃ）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１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、及び剥離ローラ２４の温度制御は、既述したように、個々のローラ毎に行うことが好ましい。そして、剥離ローラ２４の箇所における樹脂材料１４が樹脂の軟化点Ｔａ以下の温度になっていることが好ましい。この際、樹脂材料１４にポリメチルメタクリレート樹脂を採用した場合、剥離ローラ２４の設定温度は、５０〜１１０°Ｃとできる。

型ローラ１６より剥離した樹脂材料１４を、水平方向に搬送し、徐冷ゾーン３０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。

次に、本発明に係る樹脂シートの製造方法及び装置の更に他の実施の形態（第３実施形態）について詳説する。図５は、本発明に係る樹脂シートの製造方法が適用される、樹脂シートの製造ライン１０’’を示す構成図である。なお、図１に示される第１実施形態及び図４に示される第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。

本実施形態においては、第１、第２実施形態のシート繰り出し手段２６及びシート巻回手段２８等に代えて、シート循環手段２６’が設けられている。このシート循環手段２６’は、バックアップシート２０をエンドレスベルトとし、循環使用させる手段である。

このシート循環手段２６’は、シート駆動手段２７とガイドローラ２２とより構成される。シート駆動手段２７は、ローラ２７Ａとローラ２７Ｂとでバックアップシート２０を挟み（ニップし）バックアップシート２０を搬送させるための機構であり、ローラ２７Ａとローラ２７Ｂの少なくとも１方が回転駆動されるようになっている。

このシート循環手段２６’において、バックアップシート２０がエンドレスベルトとなっているので、バックアップシート２０の搬送が容易となり、また、バックアップシート２０の長さを短縮できる。また、シート繰り出し手段２６及びシート巻回手段２８等の組み合わせの構成よりもシート循環手段２６’の構成が簡易となる。

このような樹脂シートの製造ライン１０’’によっても、ライン条件や樹脂材料１４の材質によっては良好な製品が製造できる。

以上に説明した本発明に係る樹脂シートの製造方法及び装置（第１〜第３実施形態）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、欠陥なく所望の断面形状を得ることができる。

以上、本発明に係る樹脂シートの製造方法及び装置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（３８等）、徐冷ゾーン３０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。

以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。

図１に示される樹脂シートの製造ライン１０を使用して実施例及び比較例の樹脂シートを製造した。樹脂シートの断面形状は、図７に示される形状とした。Ｐは２８ｍｍ、Ｗは４．２ｍｍ、Ｄは３．５ｍｍ、ｔ１は１ｍｍ、ｔ２は１．６４ｍｍとした。また、繰り返し単位の両端は斜面と接する円弧であり、その曲率Ｒは１５ｍｍとした。

型ローラ１６とニップローラ１８と剥離ローラ２４の表面温度を以下のように設定し、実施例と比較例の樹脂シートを製造した。

実施例：型ローラ１６とニップローラ１８と剥離ローラ２４の表面温度を、型ローラ１６、ニップローラ１８、剥離ローラ２４の順で低くなるように制御した。実際のローラ温度（実測値）は、型ローラ１６が９０°Ｃであり、ニップローラ１８が８５°Ｃであり、剥離ローラ２４が８０°Ｃであった。

比較例：型ローラ１６とニップローラ１８と剥離ローラ２４の表面温度を、型ローラ１６、ニップローラ１８、剥離ローラ２４の順で高くなるように制御した。実際のローラ温度（実測値）は、型ローラ１６が８５°Ｃであり、ニップローラ１８が９０°Ｃであり、剥離ローラ２４が９５°Ｃであった。

実施例及び比較例に共通する製造条件は、以下のようにした。

型ローラ１６の周速度：１．３ｍ／分
樹脂材料１４の組成：ＰＭＭＡ（三菱レイヨン製ＶＨ００１）
ダイ１２の吐出口における樹脂材料１４の温度：２５５°Ｃ
成形後の樹脂シートの評価は、５００ｍｍ×５００ｍｍの大きさの板の反り量を評価した。

成形後の樹脂シートの評価結果は以下のようになった。

実施例：０．３ｍｍ／５００ｍｍ
比較例：２０ｍｍ／５００ｍｍ
以上の比較結果より本発明の効果が確認できた。

本発明が適用される樹脂シートの製造ラインの例を示す構成図 成形後の樹脂材料の端面を直線状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状に切り取った状態の斜視図 本発明が適用される樹脂シートの製造ラインの他の例を示す構成図 本発明が適用される樹脂シートの製造ラインの更に他の例を示す構成図 従来例の樹脂シートの製造ラインを示す構成図 実施例における樹脂シートの断面図

符号の説明

１０、１０’、１０’ ’…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…ニップローラ、１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ…ニップローラ、２０…バックアップシート、２２…ガイドローラ、２４…剥離ローラ、２６…シート繰り出し手段、２８…シート巻回手段、３０…徐冷ゾーン、３８…冷却装置

Claims (9)

1. ダイより押し出したシート状の樹脂材料と該樹脂材料の片面側に供給されるバックアップシートとを前記樹脂材料が型ローラ側に、前記バックアップシートがニップローラ側になるようにして、前記型ローラと該型ローラに対向配置される前記ニップローラとで挟圧し、
   該型ローラ表面の凹凸形状を前記樹脂材料に転写し、
   転写後の前記樹脂材料と前記バックアップシートとの積層体を該型ローラに対向配置される剥離ローラに巻き掛けることにより該型ローラより剥離する樹脂シートの製造方法であって、
   前記型ローラの温度を前記剥離ローラの温度よりも高く制御することを特徴とする樹脂シートの製造方法。
2. 前記ニップローラの温度を前記剥離ローラの温度よりも高く、かつ、前記型ローラの温度を前記ニップローラの温度よりも高く制御することを特徴とする請求項１に記載の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のいずれか１項に記載の樹脂シートの製造方法。
5. 転写後の前記樹脂材料と前記バックアップシートとの積層体を前記型ローラより剥離した後に、該樹脂材料より前記バックアップシートを剥離することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂シートの製造方法。
6. 前記樹脂材料より剥離後の前記バックアップシートにクリーニングを施すことを特徴とする請求項５に記載の樹脂シートの製造方法。
7. 前記バックアップシートを無端環状の帯状体とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の樹脂シートの製造方法。
8. 前記バックアップシートを連続的に供給するシート繰り出し手段、及び前記バックアップシートを収納するシート巻回手段を設けることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の樹脂シートの製造方法。
9. 周面に凹凸形状が形成された型ローラと、該型ローラの一方側に対向配置されるニップローラと、該型ローラの他方側に対向配置される剥離ローラとよりなり、前記型ローラ、ニップローラ、剥離ローラの順で設定温度が下がるように温度制御されるローラ列と、
   シート状の樹脂材料を吐出口より押し出すダイと、
   帯状可撓性のバックアップシートを供給するバックアップシート供給手段と、を備え、
   前記ダイより押し出された樹脂材料が型ローラ側に、前記バックアップシートが前記ニップローラ側になるようにして、前記型ローラと前記ニップローラとで挟圧され、
   該型ローラ表面の凹凸形状が前記樹脂材料に転写され、
   転写後の前記樹脂材料と前記バックアップシートとの積層体が前記剥離ローラに巻き掛けられて該型ローラより剥離されることを特徴とする樹脂シートの製造装置。
   

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