JP2009291948A

JP2009291948A - 熱可塑性樹脂の処理方法および処理装置

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Publication number: JP2009291948A
Application number: JP2008144693A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Tamae; 宏明玉重; Jun Yoda; 潤依田; Mitsuru Okubo; 充大久保
Original assignee: Sumitomo Electric Fine Polymer Inc; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Fine Polymer Inc; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2008-06-02
Publication date: 2009-12-17
Anticipated expiration: 2028-06-02
Also published as: JP5139157B2

Abstract

【課題】熱可塑性樹脂からなるシート部材について、シート部材の形状などを変更することなく、気泡部分の発生を抑制することが可能な熱可塑性樹脂の処理方法および処理装置を提供する。
【解決手段】この発明に従った処理装置１は、定盤２と、加熱部材としてのヒータ３と、搭載部材（図１のロール４、支持部材１０、押圧部材８、接続部材１１、移動部材９）とを備える。ヒータ３は、定盤２を加熱するためのものである。上述した搭載部材は、熱可塑性樹脂からなるシート部材７を定盤２上に搭載する。搭載部材は、シート部材７において定盤２と接触する部分の面積が徐々に大きくなるように、シート部材７を操作する。
【選択図】図１

Description

この発明は、熱可塑性樹脂の処理方法および処理装置に関し、より特定的には、定盤上に熱可塑性樹脂を搭載する熱可塑性樹脂の処理方法および処理装置に関する。

従来、熱可塑性樹脂の表面に所定のパターンを形成するため、熱可塑性樹脂の処理方法として金型を用いたプレス加工を行なうことが知られている（たとえば、特開２００６−１５６９８号公報（特許文献１）参照）。特許文献１では、熱可塑性樹脂からなるシート部材を、平滑な表面を有する固定金型の上に搭載したあと、表面に所定のパターンが形成された可動金型をシート部材表面に接触させる。その後、可動金型および固定金型の両方に配置されたヒータによりシート部材を加熱することによりシート部材の表面を軟化しつつ、可動金型をシート部材に押圧することでシート部材の表面に可動金型のパターンを転写（プレス成形）している。

上記特許文献１では、さらに、平滑な表面を有する固定金型の上にシート部材を搭載すると、シート部材と固定金型の表面との間に空気が巻き込まれ、結果的にシート部材において固定金型との間に空気が密閉された部分（気泡部分）が形成されるという問題を解決するため、使用するシート部材の片面または両面に凸パターンを形成している。特許文献１では、このような凸パターンを、固定金型と対向するシート部材の表面に形成することで、上述の気泡部分の形成を防止するとしている。すなわち、特許文献１では、シート部材の凸パターンの頂部が固定金型の平坦な表面に当接し、シート部材と固定金型との間から空気を逃がす流路を形成することができるとしている。
特開２００６−１５６９８号公報

しかし、上述した従来の処理方法では、以下のような問題があった。すなわち、上述のような凸パターンが形成されたシート部材は、その厚みが凸パターン分だけ厚くなり、シート部材の材料費および加工費の増大を招く。また、このような凸パターンが形成されたシート部材は、重ねて保管することや取扱が難しいとも考えられる。さらに、このような凸パターンを有するシート部材をプレス成形した場合、当該凸パターンが形成された面をプレス成形により平滑にすることは難しい。また、プレス成形により凸パターンが形成された面を平滑に成形しても、凸パターンが形成されていたことによりシート部材の厚みを薄くすることが難しいという問題もあった。そのため、上述のようにシート部材の形状を変更することで気泡部分の発生を防止することは現実的ではなかった。

この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、熱可塑性樹脂からなるシート部材について、シート部材の形状などを変更することなく、気泡部分の発生を抑制することが可能な熱可塑性樹脂の処理方法および処理装置を提供することである。

この発明に従った処理装置は、定盤と、加熱部材と、搭載部材とを備える。加熱部材は、定盤を加熱するためのものである。搭載部材は、熱可塑性樹脂からなるシート部材を定盤上に搭載する。搭載部材は、シート部材において定盤と接触する部分の面積が徐々に大きくなるように、シート部材を操作する。

このようにすれば、定盤が加熱された状態（たとえば熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上の温度に加熱された状態）で、搭載部材によりシート部材を徐々に定盤に接触していくように定盤へ搭載することができるので、シート部材と定盤との間に空気が巻き込まれることを抑制できる。また、定盤を予め加熱しておくことができるので、シート部材のうち定盤に接触した部分をすぐに融着させることができる。このため、シート部材を定盤上に配置する工程において一度定盤に接触したシート部材の部分と定盤との間に空気が入り込む可能性を低減できる。このため、気泡部分の発生を抑制して、定盤の表面上にシート部材を万遍なく融着させることができる。

この発明に従った熱可塑性樹脂の処理方法は、熱可塑性樹脂からなるシート部材を準備する工程と、シート部材を搭載する工程とを備える。シート部材を搭載する工程では、熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上に加熱された定盤上に、シート部材において定盤と接触する部分の面積が徐々に大きくなるようにシート部材を搭載する。

このようにすれば、シート部材が定盤に接触するときに、シート部材と定盤との間に空気が巻き込まれることを抑制できる。また、定盤を熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上に加熱しているので、シート部材のうち定盤に接触した部分をすぐに定盤へ融着させることができる。このため、シート部材を搭載する工程において一度定盤に接触したシート部材の部分と定盤との間に空気が入り込む可能性を低減できる。このため、気泡部分の発生を抑制して、定盤の表面上にシート部材を万遍なく融着させることができる。

本発明によれば、シート部材と定盤との間に空気が巻き込まれることを抑制できるので、定盤上に気泡部分を形成することなくシート部材を搭載することができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

（実施の形態１）
図１は、本発明による処理装置の実施の形態１を示す模式図である。図１を参照して、本発明による処理装置の実施の形態１を説明する。

図１を参照して、本発明による処理装置１は、定盤２の表面に樹脂製の（たとえば熱可塑性樹脂からなる）フィルムなどのシート部材７を配置するための装置であって、定盤２と、定盤２の表面にシート部材７を配置するためのロール４と、当該ロール４を定盤２の表面に対して一定の圧力で押圧するための押圧部材８と、ロール４および押圧部材８を矢印１４に示す方向に移動可能に支持する移動部材９と、定盤２の温度を制御するためのヒータ３と、この装置全体を制御するための制御部１３とを備える。定盤２にはヒータ３が設置されている。ヒータ３は、図１に示した処理装置１では定盤２の下面（裏面）に配置されているが、ヒータ３の配置位置は定盤２の下面に限られることなく他の位置であってもよい。たとえば、ヒータ３を定盤２の内部に埋設してもよいし、定盤２の側壁上にヒータ３を配置してもよい。また、ヒータ３を複数個定盤２に配置してもよい。この場合、個々のヒータ３の配置は上述した位置のうち任意の組合せとすることができる。

定盤２の上部表面の上方には、熱可塑性樹脂からなるシート部材７を案内するためのロール４が配置されている。ロール４は、その中心軸を中心として回転可能になっている。ロール４の内部にはロール用ヒータ１２が配置されている。また、ロール４は、その中心軸を支持する支持部材１０が押圧部材８に接続されている。押圧部材８により、ロール４は定盤２の表面に対して押圧可能になっている。押圧部材８の構成としては、従来周知の任意の構成を用いることができる。たとえば、押圧部材８として油などの液体や気体などを用いた流体圧シリンダ、モータを駆動源とした支持部材１０の定盤２に対する位置を変更する移動機構などを用いてもよい。

押圧部材８は接続部材１１を介して移動部材９に接続されている。移動部材９は、上述のように矢印１４に示す方向に、ロール４、支持部材１０、押圧部材８および接続部材１１を移動可能になっている。移動部材９の構成は、従来周知の任意の構成を用いることができる。たとえば、移動部材９として矢印１４の延在方向に沿って延びるように配置されたガイドレール部材と、当該ガイドレール部材に沿って移動可能なベース部材などを用いてもよい。

移動部材９、押圧部材８、ロール用ヒータ１２およびヒータ３には制御部１３が接続されている。制御部１３からの制御信号によりヒータ３が制御されることにより、定盤２の温度が所定の温度に制御される。また、制御部１３からの制御信号により移動部材９が制御されることにより、ロール４の横方向（定盤２の表面に沿った方向）における位置が制御される。また、制御部１３からの制御信号によって押圧部材８が制御されることにより、定盤２の表面に対するロール４の押圧力などが制御される。また、制御部１３からの制御信号によってロール用ヒータ１２が制御されることにより、ロール４の表面温度が制御される。なお、定盤２およびロール４の少なくともいずれか一方には、定盤２の表面またはロール４の表面温度を測定するための温度センサが配置されている。当該温度センサからの出力信号は、制御部１３に入力される。制御部１３では、温度センサからの出力信号の情報に基づき、ヒータ３およびロール用ヒータ１２の出力を調整することが可能になっている。

ロール４に対して供給されるシート部材７を案内するため、ガイド部材としてのガイドロール５およびピンチロール６が配置されている。なお、処理装置１ではこのようなガイドロール５およびピンチロール６は配置されていない構成としてもよい。なお、ガイド部材の構成は上述したような構成に限られず、シート部材７をロール４に対して案内することができれば任意の構成を用いることができる。

次に、図１に示した処理装置を用いて行なわれる処理方法を説明する。図２は、図１に示した処理装置１を用いて行なわれる処理方法を説明するためのフローチャートである。図２を参照して、本発明による処理方法を説明する。

図２に示すように、本発明による処理方法では、まず準備工程（Ｓ１０）を実施する。この準備工程においては、熱可塑性樹脂からなるシート部材を準備する。次に、搭載工程（Ｓ２０）を実施する。具体的には、この搭載工程（Ｓ２０）においては、まずヒータ３によって定盤２の温度を上昇させる。また、シート部材７の端部をロール４の表面に沿った状態に保持する。このとき、他のロールなどの補助部材によりシート部材７の端部をロール４の表面に押圧しておいてもよい。

そして、定盤２の温度が、シート部材を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上の温度になった状態で、シート部材７の端部を定盤２の上部表面の所定の位置（たとえば定盤２の表面の端部）に接触させる。具体的には、予めシート部材７が沿うように配置されたロール４を、移動部材９および押圧部材８を動作させることにより、定盤２の上部表面の所定の位置に接触させる。このとき、シート部材７の端面がロール４の下方（定盤２の表面に対向する側）に配置されていることが好ましい。

次に、シート部材７において定盤２の上部表面に接触した部分をロール４で押圧しながら、シート部材７と定盤２の上部表面との接触する部分の面積が徐々に大きくなるように、ロール４を矢印１４に示す方向に移動させる。すなわち、ロール４を定盤２の上部表面に沿った方向に回転させながら移動する。この結果、ロール４の移動に伴って、徐々にシート部材７が定盤２の上部表面に接触していく。このとき、ロール４によってシート部材７が定盤２の表面に押圧された状態を維持しているので、定盤２の表面とシート部材７との接触部においては、定盤２の表面とシート部材７との間に気泡などが形成されることを防止できる。この効果を、図３を用いてより詳しく説明する。

図３は、図１に示した処理装置による処理方法における搭載工程の動作を説明するための模式図である。図３に示すように、ロール４が矢印１５に示す方向に移動するにつれて、ヒータ３によって定盤２が熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上に加熱された状態で、シート部材７がロール４に押圧されながら徐々に定盤２の上部表面に接触していく。なお、このときロール４の内部にもロール用ヒータ１２が設置されているため、当該ロール用ヒータ１２によってもシート部材７を加熱できる。

この結果、確実にシート部材７を加熱することができる。そして、シート部材７はロール４の表面に沿った状態で徐々に定盤２の表面に接触していくため、シート部材７と定盤２の表面との間には常時接触角θが形成された状態になる。このため、ロール４を矢印１５に示す方向に移動することによって、シート部材７は空気を巻込むことなく定盤２の表面に密着することになる。なお、接触角θは、定盤２の表面と、ロール４の真下に位置するシート部材７と定盤２との接触領域端部から、ロール４の進行方向（矢印１５に示す方向）に向けて５ｍｍの位置におけるシート部材７の延在方向（当該位置におけるロール４の表面での接線方向）とのなす角度を言う。

また、このとき図１に示した処理装置では、ガイドロール５およびピンチロール６によってシート部材７をロール４へと案内しているので、確実にシート部材７をロール４へと供給することができる。なお、シート部材７のサイズや材質によっては、このようなガイドロール５およびピンチロール６を用いない構成としてもよい。

図４は、図１に示した処理装置の変形例を示す模式図である。図４を参照して、本発明による処理装置の実施の形態１の変形例を説明する。

図４に示した処理装置１は、基本的には図１に示した処理装置１と同様の構造を備えるが、図１に示した処理装置１とは乾燥部材１６が配置されている点、および定盤２上に搭載されたシート部材７にプレス加工を行なうための金型６３と、当該金型６３を定盤２上に搭載されたシート部材７に押圧する押圧部材６４とを備える点が異なる。すなわち、この乾燥部材１６では、ロール４に供給される前のシート部材を加熱乾燥することにより、ロール４に供給されるシート部材７を、乾燥状態（水分が吸着された状態や吸湿した状態ではない状態）にすることができる。このようにすれば、シート部材７に吸着されていた水分などが、気泡の発生原因となる可能性を低減できる。また、定盤２上に搭載されたシート部材７に金型６３を押圧してプレス加工することによって、金型６３に形成されている所定のパターンを転写することができる。なお、押圧部材６４としては、流体圧シリンダなど従来周知の部材を用いることができる。

なお、乾燥部材１６は任意の構成を作用することができる。乾燥部材１６として、シート部材７を搭載するステージと、当該ステージを挟むように配置されたヒータといった構成を採用してもよい。また、シート部材７を一度に複数枚乾燥するような構成としてもよい。

（実施の形態２）
図５は、本発明による処理装置の実施の形態２を示す模式図である。図５を参照して、本発明による処理装置の実施の形態２を説明する。

図５に示した処理装置１は、基本的には図１に示した処理装置１と同様の構造を備えるが、シート部材７を定盤２の表面に供給する部分の構造が異なっている。具体的には、図５に示した処理装置１では、移動部材９に接続部材１１を介して支持部２１およびピンチロール６が接続されている。ピンチロール６は支持部２１に回転可能に設置されている。２つのピンチロール６は、その間にシート部材７を把持することが可能なように、それぞれの中心軸が平行になるように配置されている。ピンチロール６は、ガイド２２により案内されるシート部材７を定盤２の表面側へと送り出す、あるいは逆方向に巻き戻すことが可能になっている。移動部材９により矢印１４に示す方向における支持部２１の位置を調整するとともに、ピンチロール６の回転によりシート部材７の送り出し量を調整することで、定盤２の表面の任意の位置にシート部材７を配置することができる。

上記処理装置１においては、シート部材７を定盤２の表面に気泡を形成することなく密着させるため、シート部材７の弾力を利用する。具体的には、図６に示すように、定盤２の表面の一部にシート部材７の端部を接触させた後、シート部材７と定盤２の表面との間の接触角θが一定となるようにピンチロール６でシート部材７を送り出しながら、徐々にシート部材７と定盤２の表面との接触部の面積を大きくしていく。つまり支持部２１およびピンチロール６を図６の矢印に示す方向に移動させていく。このようにしても、シート部材７と定盤２の表面との間に空気が巻き込まれて気泡が形成されることを抑制できる。なお、図６は図５に示した処理装置による処理方法における搭載工程の動作を説明するための模式図である。

図７は、図５に示した処理装置の変形例を示す模式図であり、図５の処理装置１の前段に乾燥部材１６を配置した構成を示している。図７を参照して、乾燥部材１６と処理装置１とを組合せて使用する構成について説明する。

図７に示すように、処理装置１に供給されるシート部材７について、事前に乾燥部材１６において乾燥処理を行なう。なお、乾燥部材１６の構成としては図４に示した乾燥部材１６と同様に任意の構成を採用することができる。このようにすれば、シート部材７を事前に乾燥することによって、ピンチロール６に供給されるシート部材７への水分の吸着や吸湿を防止できる。このため、定盤２と接触した部分におけるシート部材７と定盤２との間での気泡の発生（空気が巻き込まれることによりシート部材７と定盤２の表面とが接触していない領域の発生）をより抑制することができる。

（実施の形態３）
図８は、本発明による処理装置の実施の形態３の正面模式図である。図９は、図８に示した処理装置の側面模式図である。図８および図９を参照して、本発明による処理装置の実施の形態３を説明する。

図８および図９に示した処理装置１は、定盤２、ヒータ３および制御部１３を備える点は図１に示した処理装置１と同様であるが、シート部材７を定盤２の表面に気泡を形成させることなく搭載するための機構が異なっている。具体的には、図８および図９に示した処理装置１では、定盤２に隣接する位置にベース部材３４が配置されている。このベース部材３４の上部には、定盤２の表面に交差する方向（具体的には垂直な方向）に延びる支柱３３が設置されている。この支柱３３には、支柱３３に沿って図８の矢印４３に示す方向に移動可能な保持部３５が設置されている。

この保持部３５にはアーム部４４が固定されている。アーム部４４は、図８に示すように、定盤２の上部表面とほぼ平行な方向に（定盤２の上部表面に沿った方向に）延在する棒状の形状を有している。このアーム部４４には、図８の矢印３６に示す方向に移動可能な接続部３７が搭載されている。この接続部３７上には回転部材３２が設置されている。この回転部材３２には、クランプ部材３１が接続されている。回転部材３２はクランプ部材３１を、クランプ部材３１の延在方向に沿って延びる回転軸を中心に回転可能になっている。このクランプ部材３１は、図８および図９に示すように定盤２の奥行き方向（図９における左右方向、あるいは上述した回転軸に沿った方向）において定盤２の幅とほぼ同じ長さであって、シート部材７を把持することが可能になっている。なお、クランプ部材３１の上記長さは、定盤２の幅より長くてもよいが、用いるシート部材７のサイズによっては定盤２の幅より短くてもよい。また、このクランプ部材３１は、回転部材３２によってその延在軸を中心として回転可能になっている。この保持部３５、接続部３７、回転部材３２およびクランプ部材３１の動作はそれぞれ制御部１３によって制御可能になっている。

次に、図１０を参照して、図８および図９に示した処理装置１が定盤２の表面にシート部材７を搭載する方法を概念的に説明する。図１０は、図８および図９に示した処理装置におけるシート部材の搭載方法を説明するための模式図である。

図１０に示すように、図８および図９に示した処理装置１におけるクランプ部材３１により両端を把持されたシート部材７は、図１０に示すようにＵ字状に支持される。そして、シート部材７の中央部下面がまず定盤２の表面に接触する。その後、クランプ部材３１（図８参照）が、矢印３９に示す方向に移動することにより、シート部材７の中央部から徐々に、シート部材７において定盤２の表面と接触している部分の面積が広がっていく。またこのとき、シート部材７のクランプ部材３１によって把持された部分を外側に傾ける（シート部材７において把持された部分と定盤２に接触した部分との間の領域が、外側に膨らむようにする）ことで、シート部材７自体の弾力を利用してシート部材７と定盤２の表面との接触部の角度をほぼ一定の角度とすることができる。この結果、シート部材７と定盤２の表面との間に空気が巻き込まれることを抑制できる。

上述したシート部材７の搭載方法を、より具体的に説明する。図１１〜図１３は、図８および図９に示した処理装置を用いた処理方法としてのシート部材７の搭載方法を説明するための模式図である。図１１〜図１３を参照して、図８および図９に示した処理装置１における処理方法を簡単に説明する。

図１１に示すように、図２に示した準備工程（Ｓ１０）として、まずクランプ部材３１によりシート部材７の両端を把持し、Ｕ字状になるようにシート部材７を保持する。次に、図１２に示すように、矢印４０に示す方向にクランプ部材３１を移動させる。この結果、シート部材７の中央部下面が定盤２の表面に接触する。このとき、定盤２の表面温度はシート部材７を構成する樹脂（熱可塑性樹脂）のガラス転移温度以上に設定されている。

そして、図１３に示すように、シート部材７の中央部が定盤２の表面に接触し始めると同時に、クランプ部材３１が矢印４１に示す方向に回転するように、回転部材３２を動作させる。また、同時に図８および図９に示した処理装置１の移動部材３７をアーム部４４の両端に向けてそれぞれ移動させるとともに、保持部３５を支柱３３に沿ってベース部材３４側へ向けて移動させる。この結果、図１３に示すように、クランプ部材３１は矢印４２に示す方向に移動する。定盤２の表面に接触したシート部材７の部分は、順次定盤２の表面に融着していく。

このとき、クランプ部材３１を矢印４１に示す方向に角度θ２だけ回転させることにより、シート部材７においてクランプ部材３１に把持されている部分と、定盤２の表面との間の傾き角φを形成することができる。この結果、シート部材７と定盤２の表面との接触部において、シート部材７と定盤２の表面との間の接触角をほぼ同じ角度に維持できる。つまり、シート部材７の弾力を利用して、シート部材７と定盤２の表面との間に空気が巻き込まれることを防止しながらシート部材７を定盤２の表面に搭載することができる。

上述した図８および図９に示した処理装置１に供給されるシート部材７について、本発明の実施の形態１および実施の形態２に示すように事前に乾燥部材１６によって乾燥処理を施してもよい。図１４は、乾燥部材１６の構成例を示す模式図である。図１４を参照して、乾燥部材の構成例を説明する。

図１４に示した乾燥部材１６は、処理室の内部に配置された２つの加熱部材５０と、当該加熱部材５０の間に位置し、シート部材７を搭載可能な搬送ベルト５２と、搬送ベルト５２を駆動するための駆動ローラ５１とを備える。駆動ローラ５１は２つ配置されており、この２つの駆動ローラ５１に搬送ベルト５２が掛け渡された状態になっている。駆動ローラ５１が回転することにより、搬送ベルト５２は矢印５４に示す方向に移動する。

次に、乾燥部材１６の動作を簡単に説明する。図１４の矢印５３に示す方向から搬送ベルト５２の上にシート部材７を搭載する。そして、シート部材７が搬送ベルト５２によって矢印５４示す方向に移動していく間に、加熱部材５０による加熱によってシート部材７が加熱される。この結果、シート部材７に吸着している水分を除去することができる。このように吸着していた水分が除去されたシート部材７は、乾燥部材１６の出側から矢印５５に示す方向に排出される。排出されたシート部材７は処理装置１に供給される。なお、図１４に示した乾燥部材１６の構成は、本発明の実施の形態１および実施の形態２に示された乾燥部材１６の構成として用いてもよい。

ここで、上述した実施の形態と一部重複する部分もあるが、本発明の特徴的な構成を列挙する。この発明に従った処理装置１は、定盤２と、加熱部材としてのヒータ３と、搭載部材（図１のロール４、支持部材１０、押圧部材８、接続部材１１、移動部材９、図５のピンチロール６、支持部２１、接続部材１１および移動部材９、図８および図９の支柱３３、保持部３５、アーム部４４、接続部３７、回転部材３２、クランプ部材３１）とを備える。ヒータ３は、定盤２を加熱するためのものである。上述した搭載部材は、熱可塑性樹脂からなるシート部材７を定盤２上に搭載する。搭載部材は、図３、図６、図１０〜図１３に示すように、シート部材７において定盤２と接触する部分の面積が徐々に大きくなるように、シート部材７を操作する。

このようにすれば、定盤２が、シート部材７を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上の温度に加熱された状態で、搭載部材によりシート部材７を徐々に定盤２に接触していくように定盤２へ搭載することができるので、シート部材７と定盤２との間に空気が巻き込まれることを抑制できる。また、定盤２を予め加熱しておくことができるので、シート部材７のうち定盤２に接触した部分をすぐに定盤２へ融着させることができる。このため、シート部材７を定盤２上に搭載する工程において、一度定盤２に接触したシート部材７の部分と定盤２との間に空気が入り込む可能性を低減できる。このため、気泡部分の発生を抑制して、定盤２の表面上にシート部材７を万遍なく融着させることができる。

上記処理装置１は、図４、図７などに示すように、シート部材７を乾燥させるための乾燥部材１６を更に備えていてもよい。ここで、シート部材７には水分が吸着されている場合がある。そして、上述したシート部材７を定盤２に搭載した場合に、このような水分は、シート部材７と定盤２との間に気体（水蒸気）として放出されると、やはり気泡部分の発生原因となる。このため、シート部材７を定盤２上に搭載する前に、上述のように乾燥部材１６を用いてシート部材７を乾燥させることにより、シート部材７に吸着されていた水分をシート部材７から除去しておけば、そのような気泡部分の発生を抑制することができる。

上記処理装置１において、搭載部材は、図１および図４などに示すように、ロール４と移動部材（押圧部材８および移動部材９）とを含んでいてもよい。ロール４はシート部材７を表面に沿わせるためのものである。移動部材は、ロール４を、定盤２においてシート部材７が搭載される表面に向かう方向および当該定盤の表面に沿った方向に移動させる。この場合、図３に示すように、ロール４に沿わせたシート部材７の一部を定盤２表面に接触させて、さらにシート部材７において定盤２に接触する部分を広げるようにロール４を移動させることができる。このため、ロール４に沿わせることで定盤２表面とシート部材７との接触角θ（ロール４下において定盤２表面とシート部材７の延在方向とのなす角度）をほぼ一定に保つことができる。このため、安定してシート部材７を定盤２に接触させることができるので、シート部材７と定盤２との間に空気が巻き込まれることを確実に抑制できる。

さらに、ロール４によって定盤２表面にシート部材７を押圧することもできるので、定盤２表面に対するシート部材７の密着性を向上させることができる。

上記処理装置１において、搭載部材は、図８および図９に示すように、保持部材（クランプ部材３１）と移動部材（保持部３５、接続部３７）とを含んでいてもよい。クランプ部材３１はシート部材７の少なくとも２箇所を保持する。移動部材は、クランプ部材３１を、定盤２においてシート部材７が搭載される表面に向かう方向（図８の矢印４３に示す方向）および当該表面に沿った方向（図８の矢印３６に示す方向）に移動させてもよい。

この場合、２箇所を保持されたシート部材７は、当該保持された部分（保持部）の間に十分なシート部材７の部分を配置することで、図１１に示すように当該部分の断面形状をＵ字状とすることができる。そして、保持部３５および接続部３７の動作によって、そのような断面形状がＵ字状のシート部材を、図１２に示すように定盤２の表面に向けて近づけることができる。さらに、シート部材７のうちＵ字状になった部分の底部を定盤２に接触させた後、保持部３５および接続部３７の動作により、図１３に示すように、クランプ部材３１を定盤２表面に近づく方向に移動させることにより、シート部材７のうち定盤２に接触した部分の面積を徐々に大きくすることができる。また、クランプ部材３１の配置（定盤２の表面までの距離や定盤２の表面に対するクランプ部材３１の把持面の角度）を調整することで、シート部材７と定盤２表面との接触部における、定盤２表面に対するシート部材７の角度（接触角θ）を調整することができる。このため、シート部材７と定盤２との接触部において当該角度を一定に保つことで、シート部材７と定盤２との間に空気が巻き込まれることを確実に抑制できる。

上記処理装置１は、図４に示すように、定盤２上に搭載されたシート部材７にプレス加工を行なうための金型６３と、当該金型６３を定盤２上に搭載されたシート部材７に押圧する押圧部材６４とを備えていてもよい。この場合、定盤２上に搭載されたシート部材７にプレス加工によって、金型６３に形成されている所定のパターンを転写することができる。また、上述のようにシート部材７において気泡部分が形成されることを抑制できるので、プレス加工により得られるシート部材７の所定のパターンが、当該気泡部分の存在によって乱れるといった不良の発生を抑制できる。

この発明に従った熱可塑性樹脂の処理方法は、熱可塑性樹脂からなるシート部材を準備する工程（準備工程（Ｓ１０））と、シート部材を搭載する工程（搭載工程（Ｓ２０））とを備える。シート部材を搭載する工程（Ｓ２０）では、図３、図６および図１０〜図１３に示すように、熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上に加熱された定盤２上に、シート部材７において定盤２と接触する部分の面積が徐々に大きくなるようにシート部材７を搭載する。

このようにすれば、シート部材７が定盤２に接触するときに、シート部材７と定盤２との間に空気が巻き込まれることを抑制できる。また、定盤２を熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上に加熱しているので、シート部材７のうち定盤２に接触した部分をすぐに定盤２へ融着させることができる。このため、シート部材７を搭載する工程において一度定盤２に接触したシート部材７の部分と定盤２との間に空気が入り込む可能性を低減できる。このため、気泡部分の発生を抑制して、定盤２の表面上にシート部材７を万遍なく融着させることができる。

上記処理方法は、シート部材７を搭載する工程（Ｓ２０）に先立って、図４、図７および図１５などを用いて説明したようにシート部材７を乾燥させる工程を更に備えていてもよい。この場合、シート部材７に吸着されていた水分を、シート部材を搭載する工程に先立って乾燥部材１６などを用いてシート部材７から除去することができる。このため、シート部材７から放出された水分に起因して、気泡部分が発生する可能性を低減できる。このような乾燥させる工程としては、たとえばシート部材７のガラス転移温度より１０℃〜１００℃程度低い温度で１分〜６０分程度乾燥させることが好ましい。

上記処理方法において、シート部材７を搭載する工程（Ｓ２０）では、図３に示すように、シート部材７を表面に沿わせたロール４を、定盤２のシート部材７が搭載される表面に押圧するとともに、当該定盤２の表面に沿ってロール４を移動させることにより、シート部材７を定盤２上に搭載してもよい。この場合、ロール４に沿わせることで定盤２表面とシート部材７との接触角θ（ロール下において定盤２表面とシート部材７の延在方向とのなす角度）をほぼ一定に保つことができる。このため、安定してシート部材７を定盤２に接触させることができるので、シート部材７と定盤２との間に空気が巻き込まれることを確実に抑制できる。さらに、ロール４によりシート部材７を定盤２表面に押圧することにより、定盤２表面に対するシート部材７の密着性を向上させることができる。

上記処理方法において、シート部材を搭載する工程（Ｓ２０）では、予め補助支持部材（たとえばロール表面４にシート部材７を押圧する押さえロール）によりロール４表面にシート部材７が沿って配置され、ロール４が定盤２の上記表面に押圧されるときには当該補助支持部材がロール４から離れる方向に移動されていてもよい。この場合、補助支持部材によってロール４表面に沿った状態でシート部材７を確実に定盤２と対向する位置にまで移動させることができる。また、シート部材７を搭載する工程（Ｓ２０）では、シート部材７においてロール４表面に沿って配置された部分以外の部分をサポート部材（図１のピンチロール６、ガイドロール５）によって支持してもよい。この場合、シート部材７においてロール４表面に沿って配置された部分以外の部分が定盤２に接触するといった問題の発生を抑制できる。

上記処理方法において、シート部材７を搭載する工程（Ｓ２０）は、図１０〜図１３に示すように、シート部材７の少なくとも２箇所を保持することにより、保持された２箇所の間のシート部材７の部分の断面形状をＵ字状にする工程を含んでいてもよい。また、当該シート部材を搭載する工程（Ｓ２０）は、上記シート部材７の部分の断面形状がＵ字状の状態で、図１２に示すようにシート部材７を定盤２のシート部材７が搭載される表面に近づけることにより、シート部材７の部分の一部を定盤２の表面に接触させる工程を含んでいてもよい。さらに、シート部材を搭載する工程（Ｓ２０）は、図１３に示すように、シート部材７において保持された２箇所が互いに離れるとともに定盤２の表面に近づくように、シート部材７を操作する工程を含んでいてもよい。

この場合、図１３に示したシート部材７を操作する工程において、シート部材７のうち定盤２に接触した部分の面積を徐々に大きくすることができる。また、シート部材７において保持された２箇所の配置を調整することで、シート部材７と定盤２表面との接触部における、定盤２表面に対するシート部材７の角度を調整することができる。このため、シート部材７と定盤２との接触部において当該角度を一定に保つことで、シート部材７と定盤２との間に空気が巻き込まれることを確実に抑制できる。

上記処理方法は、図４に示すように、定盤２上に搭載されたシート部材７の表面に金型６３を押圧する工程を更に備えていてもよい。この場合、定盤２上に搭載されたシート部材７に金型６３を用いたプレス加工によって所定のパターンを転写することができる。また、上述のようにシート部材７において気泡部分が形成されることを抑制できるので、当該気泡部分によってプレス加工により得られるシート部材７の所定のパターンが乱れるといった不良の発生を抑制できる。さらに、上記処理方法では、金型６３をシート部材７に接触させた後、金型６３や定盤２を介してシート部材７を冷却する工程を備えていてもよい。この場合、シート部材７を一様に冷却できるので、冷却が不均一に行なわれる場合に発生する熱応力によりシート部材７に形成されたパターンが歪むといった問題の発生を抑制できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、熱可塑性樹脂からなるシート部材を処理する装置及び方法であって、とくに厚さの薄いシート部材を平坦な定盤上に配置することが必要なプレス方法やプレス装置などに適用することができる。

本発明による処理装置の実施の形態１を示す模式図である。図１に示した処理装置を用いて行なわれる処理方法を説明するためのフローチャートである。図１に示した処理装置による処理方法における搭載工程の動作を説明するための模式図である。図１に示した処理装置の変形例を示す模式図である。本発明による処理装置の実施の形態２を示す模式図である。図５に示した処理装置による処理方法における搭載工程の動作を説明するための模式図である。図５に示した処理装置の変形例を示す模式図である。本発明による処理装置の実施の形態３の正面模式図である。図８に示した処理装置の側面模式図である。図８および図９に示した処理装置におけるシート部材の搭載方法を説明するための模式図である。図８および図９に示した処理装置を用いた処理方法としてのシート部材７の搭載方法を説明するための模式図である。図８および図９に示した処理装置を用いた処理方法としてのシート部材７の搭載方法を説明するための模式図である。図８および図９に示した処理装置を用いた処理方法としてのシート部材７の搭載方法を説明するための模式図である。乾燥部材の構成例を示す模式図である。

符号の説明

１処理装置、２定盤、３，９２ヒータ、４ロール、５ガイドロール、６ピンチロール、７シート部材、８押圧部材、９移動部材、１０支持部材、１１接続部材、１２ロール用ヒータ、１３制御部、１４，１５，３６，３９〜４３，５３〜５５矢印、１６乾燥部材、２１支持部、２２ガイド、３１クランプ部材、３２回転部材、３３支柱、３４ベース部材、３５保持部、３７接続部、４４アーム部、５０加熱部材、５１駆動ローラ、５２搬送ベルト、６１架台、６２金型ベース、６３金型、６４押圧部材。

Claims

定盤と、
前記定盤を加熱するための加熱部材と、
熱可塑性樹脂からなるシート部材を前記定盤上に搭載する搭載部材とを備え、
前記搭載部材は、前記シート部材において前記定盤と接触する部分の面積が徐々に大きくなるように、前記シート部材を操作する、処理装置。
前記シート部材を乾燥させるための乾燥部材を更に備える、請求項１に記載の処理装置。
前記搭載部材は、
前記シート部材を表面に沿わせるロールと、
前記ロールを前記定盤において前記シート部材が搭載される表面に向かう方向および前記定盤の前記表面に沿った方向に移動させる移動部材とを含む、請求項１または２に記載の処理装置。
前記搭載部材は、
前記シート部材の少なくとも２箇所を保持する保持部材と、
前記保持部材を、前記定盤において前記シート部材が搭載される表面に向かう方向および前記表面に沿った方向に移動させる移動部材とを含む、請求項１または２に記載の処理装置。
前記定盤上に搭載されたシート部材にプレス加工を行なうための金型と、
前記金型を前記定盤上に搭載されたシート部材に押圧する押圧部材とを備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の処理装置。
熱可塑性樹脂からなるシート部材を準備する工程と、
前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上に加熱された定盤上に、前記シート部材において前記定盤と接触する部分の面積が徐々に大きくなるように前記シート部材を搭載する工程とを備える、熱可塑性樹脂の処理方法。
前記シート部材を搭載する工程に先立って、前記シート部材を乾燥させる工程を更に備える、請求項６に記載の熱可塑性樹脂の処理方法。
前記シート部材を搭載する工程では、前記シート部材を表面に沿わせたロールを、前記定盤の前記シート部材が搭載される表面に押圧するとともに、前記定盤の前記表面に沿ってロールを移動させることにより、前記シート部材を前記定盤上に搭載する、請求項６または７に記載の熱可塑性樹脂の処理方法。
前記シート部材を搭載する工程では、
前記シート部材の少なくとも２箇所を保持することにより、保持された２箇所の間の前記シート部材の部分の断面形状をＵ字状にする工程と、
前記部分の断面形状がＵ字状の状態で、前記シート部材を前記定盤の前記シート部材が搭載される表面に近づけることにより、前記シート部材の前記部分の一部を前記定盤の表面に接触させる工程と、
前記シート部材において前記保持された２箇所が互いに離れるとともに前記定盤の前記表面に近づくように、前記シート部材を操作する工程とを含む、請求項６または７に記載の熱可塑性樹脂の処理方法。
前記定盤上に搭載された前記シート部材の表面に金型を押圧する工程を更に備える、請求項６〜９のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂の処理方法。