JP2008230176A

JP2008230176A - シートの剥離方法およびその装置

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Publication number: JP2008230176A
Application number: JP2007076455A
Authority: JP
Inventors: Hoko Yabushita; 法康藪下; Masaki Kono; 正樹河野
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2008-10-02

Abstract

【課題】シートを成形型から剥離するシートの剥離方法およびその装置に関す。
【解決手段】
成形型上のパターン範囲に硬化性樹脂を塗布する工程と、前記成形型上のパターン範囲より大きい基材を前記成形型上に積載する工程と、前記成形型と前記基材を加圧ロールにてしごく工程と、前記硬化性樹脂を硬化させる工程と、前記硬化性樹脂と前記基材を共に前記成形型から剥離する剥離工程によりシートを製造方法であって、
前記パターン範囲外で前記成形型と前記基材の外周縁を加圧し、パターン範囲内を密閉させ、前記成形型の導入孔から圧縮空気を導入し前記硬化性樹脂と前記基材を共に成形型から剥離させることを特徴とするシートの剥離方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、シートを成形型から剥離するシートの剥離方法およびその装置に関す。詳しくはフレネルレンズシートの製造における硬化性樹脂と基材をともに成形型から剥離するシートの剥離方法およびその装置に関す。

従来から、フレネルレンズの剥離を機械的に行えるようにして、人偽的なミスによる不良を無くし、且つ安定した剥離を行うことで生産性良好なフレネルレンズシートの製造及びこの製造装置（例えば、特許文献１参照。）が知られている。

この製造装置は平板状の成形型に紫外線硬化樹脂を塗布する工程と、前記平板状の成形型よりも大きい透光性基板を積層して前記紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する工程と、成形されたフレネルレンズを前記成形型から剥離する剥離工程とからなるフレネルレンズの製造装置である。

そして、剥離工程が、透光性基板の端部を複数箇所、機械的にチャッキングし、さらにチャッキング部を機械的に上昇させることで、フレネルレンズ周辺部から中心部にかけて順次剥離する。

また、レンズシートを成形型から傷付けないように剥がし取るレンズシートの剥離方法および剥離装置（例えば、特許文献２参照。）も知られている。

この、レンズシートの剥離方法はレンズシートの相対向する二箇所を同時に又は順に成形型上に持ち上げ、この上昇と並行し又はこの上昇の終了後に他の相対向する二箇所を同時に又は順に成形型上に持ち上げ、しかる後レンズシートの全体を成形型上に持ち上げる。

そして、剥離中にレンズシートに形成されたレンズの凹凸部が成形型のレンズ形成用溝やレンズ成形間の凸部に強く接触しなくなり、レンズの破損が防止されると記載されている。

また、上述した成形型（金型）を用いてプラスチックを成形する方法の一つとして、射出成形加工法及びその成形法で製造されるコンパクトディスク等のプラスチック基板が広く知られている。

前記射出成形加工法は、通常、型締め工程、射出工程、圧縮工程、型開き工程等より構成されている。また、成形型（金型）と成形物を分離する型開き工程では、離型効率をあげるため、エアーブロー工程が設けられる場合がある。前記エアーブロー工程は圧縮空気を成形型に導入する導入孔が設けられている。

前記成形型に導入孔を設けた金型として、光情報記録媒体、及びそのプラスチック基板成形用金型（例えば、特許文献３参照。）が知られている。

上述したエアーブロー工程は圧縮空気を成形型（金型）と成形物の間に吹き込む（導入する）ことで、圧縮空気が瞬時に成形型と成形物を引き離すことができる。このような圧縮空気を使用する剥離方法はコンパクトディスクのような小さく、剛性がある成形物に対しては優れた剥離方法である。

以下に先行技術文献を示す。
特開２００３−１８５８５１号公報特開平６−１４８４４２号公報特開平６−５１１２８号公報

しかしながら、特許文献３の剥離方法はフレネルレンズやレンチキュラーレンズのように一辺の寸法が１ｍ前後の長方形で、且つ、剛性がないため全域が瞬時に剥離することは困難である。

例えば、図５（ａ）のように剥離進行方向５０が一方向（離型性がよい方向）に偏って剥離が進行し、パターン範囲外で大気に開放された段階で、圧縮空気が部分的に抜ける圧力開放部分６０が生じる。そして、その他の領域（未剥離部分８０）は成形型から剥離されないという問題がある。

また、特許文献１および特許文献２の方法で、成形型からシートを剥離するために基材の端部をチャッキングし、且つ、成形型上に持ち上げる動作を順次複数回繰り返す必要がある。そして、シートに傷が付く頻度が多くなり、且つ、成形型からシートを剥離する時間がかかるという問題がある。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、フレネルレンズやレンチキュラーレンズのように一辺の寸法が１ｍ前後の長方形で、且つ、剛性がない成形物でも成形型から確実に剥離させ、更に剥離工程のタクトタイム短縮を図ることができるシートの剥離方法およびその装置を提案することにある。

上記問題点を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、
成形型上のパターン範囲に硬化性樹脂を塗布する工程と、
前記成形型上のパターン範囲より大きい基材を前記成形型上に積載する工程と、
前記成形型と前記基材を加圧ロールにてしごく工程と、
前記硬化性樹脂を硬化させる工程と、
前記硬化性樹脂と前記基材を共に前記成形型から剥離する剥離工程によりシートを製造方法であって、
前記パターン範囲外で前記成形型と前記基材の外周縁を加圧し、パターン範囲内を密閉させ、前記成形型の導入孔から圧縮空気を導入し前記硬化性樹脂と前記基材を共に成形型から剥離させることを特徴とするシートの剥離方法である。

次に、本発明の請求項２に係る発明は、
前記成形型に圧縮空気の導入経路を設け、前記導入経路から前記導入孔へ圧縮空気を導入させることを特徴とする請求項１記載のシートの剥離方法である。

次に、本発明の請求項３に係る発明は、
前記剥離工程において、前記成形型の前記導入孔からピンでシートを押し上げた後、圧縮空気を導入することを特徴とする請求項１または２記載のシートの剥離方法である。

次に、本発明の請求項４に係る発明は、
前記剥離工程において、前記ピンの先端形状が円錐または角錐の形状で、前記成形型の前記導入孔口の形状も同様に円錐または角錐の形状となっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシートの剥離方法である。

次に、本発明の請求項５に係る発明は、
前記剥離工程において、前記成形型上のパターン範囲外にパッキンを設置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシートの剥離方法である。

次に、本発明の請求項６に係る発明は、
前記剥離工程において、前記成形型に複数箇所の導入孔を設け、各導入孔から、同時もしくは順序をつけて圧縮空気を導入することを特徴とした請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシートの剥離方法である。

次に、本発明の請求項７に係る発明は、
前記剥離工程において、前記成形型と前記基材の外周縁を加圧し、パターン範囲内を密閉させる部材が枠形状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシートの剥離方法である。

次に、本発明の請求項８に係る発明は、
前記剥離工程において、前記成形型の導入孔から導入する圧縮空気の圧力を段階的に減少させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシートの剥離方法である。

次に、本発明の請求項９に係る発明は、
前記シートはフレネルレンズシートであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシートの剥離方法である。

次に、本発明の請求項１０に係る発明は、
硬化性樹脂と基材を共に成形型から剥離する剥離装置であって、前記成形型の導入孔に圧縮空気を導入する圧縮空気供給手段と、パターン範囲外で前記成形型と前記基材の外周縁を加圧し、パターン範囲内を密閉させる加圧手段を具備していることを特徴とするシートの剥離装置である。

次に、本発明の請求項１１に係る発明は、
前記成形型の前記導入孔からピンでシートを押し上げる手段を具備していることを特徴とする請求項１０記載のシートの剥離装置である。

次に、本発明の請求項１２に係る発明は、
前記成形型に導入する圧縮空気のタイミングを制御するタイミング制御手段を具備していることを特徴とする請求項１０または１１に記載のシートの剥離装置である。

次に、本発明の請求項１３に係る発明は、
前記圧縮空気の圧力を段階的に制御できる圧力制御手段を具備していることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載のシート剥離装置である。

本発明のシートの剥離方法およびその装置は以上の構成からなるので、成形型に圧縮空気を導入した際、一方向に偏って剥離が進行した場合でも、圧縮空気が一部分から抜ける圧力開放部分が発生しない。そして、圧縮空気は全域にいきわたらせることができる。

また、本発明のシートの剥離方法およびその装置は圧縮空気を全域にいきわたらせることができるため、全面を確実に剥離することができる。

さらに、シート周縁を持ち上げる動作を繰り返す必要がないため、短時間で成形型からシートを剥離することができる。

また、本発明のシートの剥離方法およびその装置は圧空供給箇所を自由に設置することができる。

また、本発明のシートの剥離方法およびその装置は、成形型とシートの密着が強く剥がれ難い場合でも容易に剥離することができる。

また、本発明のシートの剥離装置は、圧縮空気を導入する導入孔７が詰まるのを防止することができる。

また、本発明のシートの剥離装置は、パターン範囲外の成形型と基材の密着を高めることができる。さらに、よりパターン範囲内の密閉を確実に行うことができる。

また、本発明のシートの剥離方法およびその装置は、圧縮空気の導入が複数箇所から得られるため、より剥離工程のタクトタイムの短縮することができる。

さらに、各導入孔付近が他の導入孔から導入された圧縮空気により剥離された後に、各導入孔からタイミングよく圧縮空気を導入することで、受圧面積を多く得る効果が得やすくなる。このため、成形型とシートに密着が強く剥がれにくい場合でも容易に剥離することができる。

また、本発明のシートの剥離方法およびその装置は、パターン範囲の密閉を高めるための加圧が一括で可能である。このため、加圧ユニットが最小限でよい。さらに、パターン範囲内を密閉させる部材が一体であることで、接続部分が無いためパターン範囲内の密閉効率も上げることができる。

また、本発明のシートの剥離方法およびその装置は、剥離力を制御させ、接地部分に悪影響が出ないようにすることができる。

また、本発明のシートの剥離方法およびその装置は、フレネルレンズシート等の製造工程における、剥離工程のタクトタイム短縮を図ることができる。

本発明のシートの剥離方法およびその装置を実施の形態に沿って以下に図面を参照にしながら詳細に説明する。

本発明のシートの剥離装置は、主にフレネルレンズシート等を製造する際に用いられる。そして、効率良く、且つ確実に成形型からフレネルレンズシート等を剥離することができるシートの剥離方法である。

前記フレネルレンズシートの製造方法として、加熱された金型により熱可塑性樹脂を押圧してフレネルレンズ面を形成する所謂「熱プレス法」、或いは溶融軟化された熱可塑性樹脂組成物を金型内に注入し固化させてフレネルレンズ面を形成する「キャスティング法」等が採用されている。

しかしながら、これらの製法は、共に成形サイクルに長時間を要するため、生産性が低く製造コストがかかる。そして、微細形状のレンズ部（凹凸パターン）を再現性良く成形することが困難である。

このような問題点を解決するものとして、紫外線硬化型樹脂（以下ＵＶ樹脂とする）を成形型内に注入した後、紫外線照射し、該樹脂液組成物を硬化させることにより、樹脂成形物を得る、フォトポリマープロセス法（２Ｐ法）も用いられている。

このフォトポリマープロセス法の基本的な工程は図６（ａ）〜（ｄ）に示すように成形型２に硬化性樹脂３をパターン範囲全面に塗布する塗布工程（ａ）、その上面に透光性基板５を積載し、加圧ロール６で透光性基板５上の、始点から終点まで加圧する基材供給加圧工程（ｂ）と、硬化性樹脂３に透光性基板５上から紫外線又は加熱処理４を施す樹脂硬化工程（ｃ）と、硬化性樹脂３と透光性基板５を共に成形型２から剥がし取り、フレネルレンズ１を得る剥離工程（ｄ）から成っている。

前記剥離工程（ｄ）における剥離作業は、通常、フレネルレンズシート１の周縁から成形型２上に持ち上げる動作を複数回繰り返し増加させることで硬化性樹脂３と透光性基板５とを共に成形型２から完全に剥がしとる動作が必要となっている。

また、この周縁からフレネルレンズシート１を持ち上げて剥離する場合、上記の方法では上述したように剥離工程のタクトタイムの短縮が困難であった。しかし、本発明のシートの剥離方法およびその装置により、フレネルレンズシートを成形型から確実に剥離させ、さらに、剥離工程のタクトタイム短縮を図ることが可能となった。

図１（ａ）〜（ｇ）は、本発明のシートの剥離方法およびその装置の一実施の形態について概略を説明するための概略図である。

図１（ａ）は本発明のシートの剥離方法およびその装置の成形型２の概略を示す概略図である。図１（ａ）に示すようにフレネルレンズの成形型２の圧縮空気導入孔７はパターンの中心に設けられている。前記フレネルレンズは平面板に鋭角状の凹凸をサーキュラー状に形成することで、凸レンズの役割を果たし、投光した光を屈折させて垂直方向にする作用がある。

また、フレネルレンズの中心部は光を屈折させる必要がないため、特性上微小であればパターンが無くてもレンズ性能を果たすことができる。このため、本実施例ではパターンの中心に導入孔７を設けたが、特に中心に限定されるものではない。例えば、導入孔７の位置はレンズ性能に影響がなければどの位置でもよく、また、複数箇所に設けても良い。

前記導入孔７には、ピン１４が設けられている。そして、図４（ｂ）に示すようにピン１４の先端の形状と、成形型２の導入孔７が隙間無く確実に合わさりやすく設けられている。

さらに、本実施例においては、ピン１４を押し上げるためのアクチュエータ１６が設けられている。そして、ピン１４を押し上げると圧縮空気供給手段１７から圧空導入経路８を得て、ピン１４と導入孔７の間から圧縮空気を導入することができる。

また、圧縮空気供給手段１７から供給される圧空は圧空弁１８で供給のタイミングを制御することができる。そして、圧力制御装置１９により圧力の制御も可能である。さらに成形型２はパターン範囲外１２にパッキン１５が設置されている。

次に、図１（ｂ）は本発明のシートの剥離方法およびその装置でフォトポリマープロセスによる一連の塗布工程、基材供給加圧工程、樹脂硬化工程を終えた状態を示す概略図である。

図１（ｂ）に示すようにピン１４と導入孔７が隙間無く合わさっている。このため、硬化性樹脂３が導入孔７からもれることなく、パターンの形状のとおり成形できる。また硬化性樹脂３と基材５が密着し、フレネルレンズシート１が成形される。

次に、図１（ｃ）は本発明のシートの剥離方法およびその装置のパターン範囲外に加圧部１０が載置された状態を示す概略図である。図１（ｃ）に示すようにフレネルレンズシート１上からパッキン１５の位置に合わさるように加圧部１０を加圧アクチュエータ２０により載置され、さらに、加圧される。これによりパターン範囲内１１は密閉状態にされる。

次に、図１（ｄ）は本発明のシートの剥離方法およびその装置のピン１４が押し上げられた状態を示す概略図である。図１（ｄ）に示すように、アクチュエータ１６によりピン１４を押し上げ、圧空弁１８を開くと、導入経路８から圧縮空気供給手段１７により圧縮空気が成形型２とフレネルレンズシート１の間に供給され、図３（ａ）（ｂ）、図４（ａ）（ｂ）に示すように受圧面積が大きくなり、剥離が開始される。

次に、図１（ｅ）は本発明のシートの剥離方法およびその装置で剥離が開始される状態を示す概略図である。図１（ｅ）に示すように、剥離が一部の方向５０に偏って進行した場合でも加圧部１０によりパターン範囲内１１が密閉されているため、圧力開放を起こすことなく剥離させることができる。また、剥離が進むにつれて、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように受圧面積１３が増加し、剥離力９０が大きくなりすぎるため、圧力制御装置１９により圧力を段階的に減少させることで剥離力が制御させる。

次に、図１（ｆ）はパターン範囲が剥離された状態を示す概略図である。図１（ｆ）に示すように、剥離がパターン範囲全体を完了した時点で、圧空弁１８を閉じ、圧力制御装置１９から圧縮空気の残圧を抜き、ピン１４をアクチュエータ１６にて下降させる。さらに、加圧アクチュエータ２０で加圧部１０の押し力を開放する。

次に、図１（ｇ）は成形型からフレネルレンズシートが吸着パッドで剥離される状態を示す概略図である。図１（ｇ）に示すように、このフレネルレンズシート１を吸着パッド２２により成形型２上から取り去る。そして、フレネルレンズシート１が得られる。

上記アクチュエータ類１６、２０や圧力弁１８、圧力制御装置１９、圧縮空気供給手段１７は全体制御部２１にて制御することにより自動でフレネルレンズシート１を成形型２から剥がしとることができる。

本実施例ではサーキュラー状パターンの中心に導入孔７を設けたが、パターン範囲内の周縁に導入孔７を複数設けることで更に短時間で剥離させることができる。また、周縁から中心へ剥離方向を変えることも可能である。

また、通常、フレネルレンズシートの製造においては成形型から剥離する際、成形型とレンズが干渉することによって成形型もしくはレンズの損傷が発生する可能性がある。

前記損傷の原因は、周縁からシートを成形型上に持ち上げて剥離することにより、シートの曲げ（曲がり）が大きくなってしまうため、成形型のパターンとレンズを干渉させる
ことが原因の一つとして考えられている。しかし、圧縮空気による本発明のシートの剥離方法による剥離であれば、フレネルレンズシートを極端に曲げることなく剥離することが可能である。そして、成形型もしくはレンズの損傷を防止することができる。

本発明のシートの剥離方法およびその装置はフレネルレンズ等のシートの製造に使用できる剥離方法およびその装置として優れていることはもとより、製菓・製パン分野の生産ライン等にも使用できる素晴らしい発明である。

（ａ）〜（ｇ）は本発明のシートの剥離方法およびその装置の概略を説明するための概略図である。（ａ）〜（ｃ）は本発明のシートの剥離方法およびその装置の圧縮空気による剥離状態を説明する概略図である。（ａ）および（ｂ）は本発明のシートの剥離方法およびその装置の導入孔から圧縮空気を導入した場合の状態を説明するための概略図である。（ａ）および（ｂ）は本発明のシートの剥離方法およびその装置の導入孔に設けられるピンを説明するための概略図である。剥離が一方向に進み圧力開放が発生している状態を説明するの概略図である。（ａ）〜（ｄ）は２Ｐ法によるフレネルレンズシートの製造方法の概略を説明するための概略図である。

符号の説明

１…シート（フレネルレンズシート）
２…成形型
３…硬化性樹脂
４…紫外線又は加熱処理
５…基材
６…加圧ロール
７…導入孔
８…導入経路
９…圧縮空気
１０…加圧部
１１…パターン範囲内
１２…パターン範囲外
１３…受圧面積
１４…ピン
１５…パッキン
１６…アクチュエータ
１７…圧縮空気供給手段
１８…圧空弁
１９…圧力制御装置
２０…加圧アクチュエータ
２１…全体制御部
３０…受圧面積
３５…受圧面積
２２…吸着パッド
５０…剥離進行方向
６０…圧力開放部分
７０…剥離完了部分
８０…未剥離部分
９０…剥離力
１００…接地部分
１１０…圧縮空気の流れ

Claims

成形型上のパターン範囲に硬化性樹脂を塗布する工程と、
前記成形型上のパターン範囲より大きい基材を前記成形型上に積載する工程と、
前記成形型と前記基材を加圧ロールにてしごく工程と、
前記硬化性樹脂を硬化させる工程と、
前記硬化性樹脂と前記基材を共に前記成形型から剥離する剥離工程によりシートを製造方法であって、
前記パターン範囲外で前記成形型と前記基材の外周縁を加圧し、パターン範囲内を密閉させ、前記成形型の導入孔から圧縮空気を導入し前記硬化性樹脂と前記基材を共に成形型から剥離させることを特徴とするシートの剥離方法。
前記成形型に圧縮空気の導入経路を設け、前記導入経路から前記導入孔へ圧縮空気を導入させることを特徴とする請求項１記載のシートの剥離方法。
前記剥離工程において、前記成形型の前記導入孔からピンでシートを押し上げた後、圧縮空気を導入することを特徴とする請求項１または２に記載のシートの剥離方法。
前記剥離工程において、前記ピンの先端形状が円錐または角錐の形状で、前記成形型の前記導入孔口の形状も同様に円錐または角錐の形状となっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシートの剥離方法。
前記剥離工程において、前記成形型上のパターン範囲外にパッキンを設置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシートの剥離方法。
前記剥離工程において、前記成形型に複数箇所の導入孔を設け、各導入孔から、同時もしくは順序をつけて圧縮空気を導入することを特徴とした請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシートの剥離方法。
前記剥離工程において、前記成形型と前記基材の外周縁を加圧し、パターン範囲内を密閉させる部材が枠形状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシートの剥離方法。
前記剥離工程において、前記成形型の導入孔から導入する圧縮空気の圧力を段階的に減少させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシートの剥離方法。
前記シートはフレネルレンズシートであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシートの剥離方法。
硬化性樹脂と基材を共に成形型から剥離する剥離装置であって、前記成形型の導入孔に圧縮空気を導入する圧縮空気供給手段と、パターン範囲外で前記成形型と前記基材の外周縁を加圧し、パターン範囲内を密閉させる加圧手段を具備していることを特徴とするシートの剥離装置。
前記成形型の前記導入孔からピンでシートを押し上げる手段を具備していることを特徴とする請求項１０に記載のシートの剥離装置。
前記成形型に導入する圧縮空気のタイミングを制御するタイミング制御手段を具備していることを特徴とする請求項１０または１１に記載のシートの剥離装置。
前記圧縮空気の圧力を段階的に制御できる圧力制御手段を具備していることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載のシート剥離装置。