JP2010042622A - エンボスシートの製造装置およびエンボスシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転写率および生産性の高いエンボスシートの製造装置およびその方法を提供すること。
【解決手段】エンボスロール３００は、外周表面にエンボスパターンが形成された回転ドラム３１０と、回転ドラム３１０の両側に取り付けられたシールリング３２０と、回転ドラム３１０およびシールリング３２０を支持する長手状の支持部材３３０と、回転ドラム３１０の内部で支持部材３３０に固定された加熱手段としての加熱装置３４０と、回転ドラム３１０の内部に貯められた冷却手段としての冷却オイル３５０と、冷却オイル３５０を循環させる循環装置３６０と、を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンボスシートの製造装置およびエンボスシートの製造方法に関する。

従来、熱可塑性樹脂シートの表面にマイクロエンボスパターンが形成されたシート（以下、エンボスシート）として、液晶テレビ等に用いられる光拡散板やレンチキュラーレンズシート等のレンズ機能シートが使用されている。
このようなエンボスシートの製造方法としては、外周面にエンボスパターンが形成されたロールを使用して型をシートに転写する方法がある。この場合、シートをロールに転写する際はシートを高温にし、転写されたシートをロールから剥離する際にはシートを低温にすることが効率的である。

例えば、特許文献１では、エンボスパターン形成面を有するロール本体の内部に加熱用熱媒体または冷却用熱媒体が流れる複数の流路がロール本体の外周面の近傍に沿って形成されている。これは、ロールの回転に応じて流路に流す熱媒体を制御することでシートを加熱したり冷却したりしている。

また、特許文献２には、外殻を形成する外筒と熱媒が流れる内筒からなるロールが記載されている。内筒は２つに分けられ、２系統の熱媒を同一ロール中に流す構成とし、特定の位置が特定の温度となるようにコントロールされている。

特開平１０−６３９９号公報 特開平８−１８１１号公報

しかしながら、特許文献１では、複数の流路はロールの外周面の近傍に任意の間隔で形成されているため、ロールの外周面を均一に加熱または冷却することができなかった。したがって、熱効率が悪く、転写率が十分ではないという問題があった。また、生産性も不十分であった。
特許文献２では、外筒と内筒との間には加工精度等により隙間が生じてしまうため、熱効率が悪く、転写率および生産性に問題があった。
さらに、特許文献１および特許文献２では、ロールの特定の位置で特定の温度にコントロールする必要があるため、ロールに精密な加工を施さなければならず、その加工処理とメンテナンスとが煩雑となっていた。

本発明の目的は、転写率および生産性の高いエンボスシートの製造装置およびエンボスシートの製造方法を提供することである。

本発明のエンボスシートの製造装置は、表面にエンボスパターンが形成されたシートを製造するエンボスシートの製造装置であって、外周表面にエンボスパターンが形成された略円筒形状の回転ドラムと、前記回転ドラムの略中心を貫通し、回転可能に長手方向が水平方向となる状態に前記回転ドラムを支持する長手状の支持部材と、前記支持部材に固定され、前記回転ドラム内の前記支持部材の上部において前記回転ドラムの内周表面に当接する曲面状の加熱面を有する加熱手段と、前記回転ドラム内の前記支持部材の下部に貯められた冷却媒体により冷却可能な冷却手段と、を備えたエンボスロールと、前記シートを介して前記回転ドラムに当接する賦形ロールおよび剥離ロールと、を具備したことを特徴とする。

この発明では、略円筒形状の回転ドラムの内部に加熱手段と冷却手段とが内蔵される。
加熱手段は回転ドラム内部の上部において回転ドラムを貫通する支持部材に固定され、特定の位置に固定された状態となる。加熱手段の加熱面は回転ドラムの内周表面に当接する状態に曲面状に形成され、回転ドラムの内周表面に対して摺動可能とされている。
冷却手段としては回転ドラム内部の下部に冷却媒体が貯められている。冷却媒体としては、伝熱性の高い液体を用いることが好ましく、例えば、一般に使用される潤滑油等を例示することができる。

そして、回転ドラムのみが支持部材を回転軸として回転する。回転ドラムが回転すると、回転ドラム内部の下部に貯められた冷却媒体により、回転ドラムが１回転する間もその内周側に冷却媒体が付着した状態となる。すなわち、加熱手段の加熱面と回転ドラムの内周表面との間に冷却媒体の層が形成される。なお、冷却媒体は、回転ドラムの下部においては冷却されているが、加熱手段と接触することにより高温に加熱される。
したがって、熱効率が向上して加熱面の熱が均一に回転ドラムに伝わり、樹脂シートを均一に加熱することができ、熱ムラの発生を防止することができる。特に、加工精度の問題によりエンボスロールと加熱面との間に多少の隙間が生じていたとしても、冷却媒体の層により回転ドラムを均一に加熱することができる。これにより、ムラのないエンボス加工を施すことができるとともに、転写率の高いエンボスシートを製造することができる。

また、曲面状の加熱面により、エンボスロールの回転に伴って移動中の樹脂シートは十分に加熱溶融される。したがって、賦形ロールでエンボスパターンを容易に転写することができ、転写スピードが速い。すなわち、生産性の向上を図ることができる。
さらに、加熱手段と冷却手段が回転ドラムに内蔵されているため、製造装置の小型化を図ることができる。
そして、この発明では、回転ドラムを回転させるだけで加熱および冷却ができるので、製造装置を稼動させる際の手間を大幅に省略することができるとともに、メンテナンスも簡単に行うことができる。

本発明のエンボスシートの製造装置において、前記回転ドラムは、駆動装置によって回転することが好ましい。

駆動装置は、回転ドラムを回転させるものであれば特に限定されない。
このため、様々なタイプの駆動装置を利用することができるので、有用性が高い。
また、回転ドラムと駆動装置とが別の装置であるため、メンテナンスが容易となる。

本発明のエンボスシートの製造装置において、前記冷却手段は、前記冷却媒体を循環させる循環装置を有することが好ましい。

この発明では、回転ドラムの下部に貯められた冷却媒体を循環装置により循環させている。冷却媒体は、その一部が回転ドラムの回転によって加熱装置にも供されて温度が上昇するが、循環装置で冷却媒体を循環させ、循環の途中で所定の温度に冷却することにより、冷却媒体の温度を一定に保つことができる。その結果、樹脂シートを確実に冷却することができ、剥離性の高い製造装置を提供することができる。

本発明のエンボスシートの製造方法は、前述の製造装置を用いてエンボスシートを製造するエンボスシートの製造方法であって、前記シートを前記エンボスロールに供給する供給工程と、前記加熱手段により、前記シートを加熱する加熱工程と、前記賦形ロールにより、前記シートを賦形する賦形工程と、前記冷却手段により、前記シートを冷却する冷却工程と、前記剥離ロールにより、前記シートを前記回転ドラムの外周表面から剥離する剥離工程と、を実施することを特徴とする。

この発明では、供給工程、加熱工程、賦形工程、冷却工程および剥離工程を経てエンボスシートが製造される。具体的には、供給工程により樹脂シートがエンボスロールに供給され、加熱工程により樹脂シートが加熱され、賦形工程により加熱された樹脂シートにエンボスパターンを転写し、冷却工程により樹脂シートを冷却し、剥離工程により冷却された樹脂シートをエンボスロールから剥離する。
このように、賦形工程を実施する前に加熱工程において樹脂シートを十分に加熱するので、転写率の高いエンボスシートを提供することができるとともに、転写スピードを速くすることができ、生産性の向上を図ることができる。
また、剥離工程の前に冷却工程において樹脂シートを十分に冷却するので、剥離を容易に行うことができ、樹脂シートをエンボスロールからスムーズに剥離することができる。すなわち、剥離面の美しい高品質なエンボスシートを提供することができる。

本発明のエンボスシートの製造方法において、前記加熱工程は、９０℃以上２５０℃以下の温度で前記シートを加熱することが好ましい。

加熱温度は、シートに使用されている樹脂やシートの厚みに応じて適宜調整されることが好ましく、９０℃以上２５０℃以下の範囲内に調整される。具体的には、シートに使用されている樹脂に含まれる非晶性ポリマーのガラス転移点（Ｔｇ）以上であることが好ましい。加熱温度が９０℃未満であると、樹脂が十分に溶融しないため転写が不十分となるおそれがある。一方、加熱温度が２５０℃を超えると、転写が難しくなる。
したがって、加熱温度を９０℃以上２５０℃以下とすることで、シートがエンボスパターンを転写するのに十分に溶融され、転写率の高いエンボスシートを提供することができる。

本発明のエンボスシートの製造方法において、前記冷却工程は、前記冷却媒体の温度を２０℃以上１７０℃以下とすることが好ましい。

冷却媒体の温度は、シートに使用されている樹脂や加熱装置の温度によって適宜調整されることが好ましく、２０℃以上１７０℃以下の範囲内に調整される。
冷却媒体の温度が２０℃未満であると、結露が発生するおそれがある。一方、冷却媒体の温度が１７０℃を超えると、十分に冷却することができず剥離不良となる。
したがって、冷却媒体の温度を２０℃以上１７０℃以下とすることにより、剥離性が向上し、剥離面の美しいエンボスシートを提供することができる。また、エンボスシートをスムーズに剥離することができるので、生産性も向上する。

本発明のエンボスシートの製造方法において、前記賦形工程は、０．５ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の圧力で前記シートを賦形することが好ましい。

この発明では、賦形工程において、賦形ロールの圧力を０．５ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下とすることにより、転写率の高いエンボスシートを提供することができる。
なお、賦形ロールの圧力が０．５ＭＰａ未満であると、エンボスパターンを十分に転写することができない。一方、賦形ロールの圧力が５０ＭＰａを越えると、転写不良となるおそれがある。なお、賦形ロールの圧力のより好ましい範囲は１０ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態にかかる製造装置の全体を示す斜視図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図、図４は本発明の実施形態にかかる製造装置を示す側面図である。

〔１．熱可塑性樹脂シート〕
熱可塑性樹脂シート１０に使用される熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロポリオレフィン樹脂、アクリル系樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂には、光拡散剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、およびその他公知の各種添加剤を添加することができる。

光拡散剤としては、架橋アクリル樹脂、架橋ポリスチレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、シリカ、石英、酸化チタンおよび酸化亜鉛のうち少なくとも１種を用いることができる。これらの光拡散剤は、その平均粒子径が１μｍ２００μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上１００μｍ以下の粒子（ビーズ、粉末）、および、その繊維長／繊維径（Ｌ／Ｄ）が２以上１００以下程度の粒子のうち少なくともいずれか一方を満たすものが好ましい。

光拡散剤の添加量は、光学特性に沿って光拡散機能を調整して選定すればよいが、例えば、熱可塑性樹脂１００質量部に対して光拡散剤を０．０１質量部以上２０質量部以下、より好ましくは０．１質量部以上３質量部以下の範囲で添加することができる。
紫外線吸収剤および赤外線吸収剤としては、公知のものを使用することができる。

熱可塑性樹脂シート１０の厚みは、５０μｍ以上８００μｍ以下が好ましい。熱可塑性樹脂シート１０の厚みが５０μｍ未満であると、エンボス加工後のシートが薄くなりすぎるおそれがある。また、熱可塑性樹脂シート１０の厚みが８００μｍを超えると、エンボスロール３００に熱可塑性樹脂シート１０が沿わなくなり、転写が不十分となるおそれがある。なお、熱可塑性樹脂シートの厚みのより好ましい範囲は１００μｍ以上６００μｍ以下である。

〔２．製造装置の構成〕
図１に示すように、製造装置１００は、熱可塑性樹脂シート１０にエンボスパターンを転写する転写装置２００と、転写装置２００を駆動させる駆動装置７００とを具備している。

〔２−１．転写装置の構成〕
転写装置２００は、外周面にエンボスパターンが形成された略円柱形状のエンボスロール３００と、エンボスロール３００に熱可塑性樹脂シート１０を導入する抑えロール４００と、第１補助ロール４１０と、第２補助ロール４２０と、エンボスロール３００に対して熱可塑性樹脂シート１０を押圧する賦形ロール５００と、エンボスロール３００から熱可塑性樹脂シート１０を剥離する剥離ロール６００と、を備えている。

エンボスロール３００は、図２および図３に示すように、外周表面にエンボスパターンが形成された回転ドラム３１０と、回転ドラム３１０の両側に取り付けられたシールリング３２０と、回転ドラム３１０およびシールリング３２０を支持する長手状の支持部材３３０と、回転ドラム３１０の内部で支持部材３３０に固定された加熱手段としての加熱装置３４０と、回転ドラム３１０の内部に貯められた冷却オイル３５０と、冷却オイル３５０を循環させる循環装置３６０と、を備えている。

回転ドラム３１０は、円筒形状の外周壁３１１によって形成され、外周壁３１１の外周表面３１１Ａには図示しないエンボスパターンが形成されている。また、回転ドラム３１０の両側の開口端部３１３の内周面には、後述のシールリング３２０と嵌合する図示しない凸部が形成されている。
外周壁３１１は、熱伝導性の高い材料で形成されることが好ましく、例えば、鉄、ステンレス等が用いられる。
外周表面３１１Ａに形成されるエンボスパターンとしては、所定の間隔、深さ、模様で凸凹状の各種パターンを採用でき、例えば、格子状、三角形状、のこぎり形状が任意の分布となるエンボスを例示することができる。このようなエンボスパターンの形状、エンボス面積率などは、エンボスパターンを形成するシートの融点、厚み、加工速度、風合いや外観などにより適宜選定可能である。
開口端部３１３は、図示しない凸部と後述のシールリング３２０とが嵌合することにより、回転ドラム３１０の内部を閉塞する。
このような回転ドラム３１０は、外周壁３１１の内周側に内部空間を有し、この内部空間に後述の加熱手段および冷却手段が内蔵される。

シールリング３２０は、回転ドラム３１０の径と略同じ径を有する円盤形状に形成されている。シールリング３２０の中央には、回転ドラム３１０の内部空間とは反対の方向に突出した円柱形状の突起部３２１が形成され、突起部３２１には、後述の支持部材３３０が貫通する円柱形状の長孔部３２２が形成されている。シールリング３２０の回転ドラム３１０に装着される側には、回転ドラム３１０の開口端部３１３と嵌合する図示しない凹部が形成されている。
このようなシールリング３２０は、回転ドラム３１０の両側の開口端部３１３に嵌合して、回転ドラム３１０の内部を閉塞する。

支持部材３３０は、長手状の円柱形状に形成され、回転ドラム３１０に嵌合された２つのシールリング３２０の長孔部３２２に摺動可能に嵌挿され、支持部材３３０の長手方向が水平方向となる状態に回転ドラム３１０およびシールリング３２０を支持している。すなわち、回転ドラム３１０は、支持部材３３０を回転軸として鉛直方向に回転する。
また、支持部材３３０は、シールリング３２０の長孔部３２２と摺動可能に当接する嵌挿部３３１と、嵌挿部３３１の端部３３１Ａから回転ドラム３１０の内部に導通する切欠孔３３２と、を有している。切欠孔３３２には、後述の循環配管３６１および３６２が嵌挿される。
ここで、回転ドラム３１０の内部空間において、支持部材３３０から上部を上部空間、支持部材３３０よりも下部を下部空間とする。

加熱装置３４０は、回転ドラム３１０内部の上部空間に設けられ、回転ドラム３１０の外周壁３１１を加熱する加熱面３４１と、加熱面３４１に連続して形成された本体部３４２と、本体部３４２を支持部材３３０に固定する固定部材３４３と、を有している。
加熱面３４１は、回転ドラム３１０の上部空間において、外周壁３１１の内周面に沿った曲面状に形成されている。加熱面３４１と外周壁３１１とは摺動可能に当接していることが好ましい。また、加熱面３４１は、外周壁３１１の外周面における熱可塑性樹脂シート１０の導入点から賦形ロール５００に至る範囲に対応する外周壁３１１の内周面に沿って設置される。

本体部３４２は、加熱面３４１に連続して加熱面３４１の内周側に設置され、図示しない電源からの電力が供給される。この電力により加熱面３４１を均一に所定の温度に加熱する。加熱温度は、９０℃以上２５０℃以下の範囲で調整可能とされているが、熱可塑性樹脂シート１０に使用される樹脂の種類に応じて適宜調整すればよい。例えば、加熱温度は非晶性ポリマーのガラス転移点（Ｔｇ）以上であることが好ましい。加熱温度が９０℃未満であると、樹脂が十分に溶融しないため転写が不十分となるおそれがある。一方、加熱温度が２５０℃を超えると、転写が難しくなる。
固定部材３４３は、本体部３４２に取り付けられ、本体部３４２を支持する状態で支持部材３３０にねじ等により固定されている。固定部材３４３の位置を調整することにより、加熱面３４１が外周壁３１１に当接するように調節可能となっている。
このような加熱装置３４０としては、ヒータなどを用いることができる。

冷却オイル３５０は、回転ドラム３１０を内部から冷却するものであれば特に限定されないが、一般に使用される潤滑油、例えば、鉱物系熱媒体油等を使用することができる。冷却オイル３５０は回転ドラム３１０の下部空間に貯められ、２０℃以上２００℃以下の範囲の温度に調整される。冷却オイル３５０の温度は、熱可塑性樹脂シート１０に使用される樹脂の種類および加熱装置３４０の温度に応じて適宜選定すればよいが、非晶性ポリマーのガラス転移点（Ｔｇ）未満とすることが好ましい。冷却温度が２０℃未満であると、結露が発生するおそれがあり、また、冷却温度の保持が困難となり転写不良を起こす可能性がある。一方、冷却温度が２００℃を超えると、熱可塑性樹脂シート１０の冷却が不十分となり剥離が困難となるおそれがある。

循環装置３６０は、冷却オイル３５０を循環させるための装置であり、回転ドラム３１０の内部に挿入された循環配管３６１、３６２と、図示しない循環ポンプとを備えている。循環配管３６１は、一端が循環ポンプに接続し、シールリング３２０の長孔部３２２および支持部材３３０の切欠孔３３２を挿通して、他端が回転ドラム３１０の内部に貯められた冷却オイル３５０に浸漬されている。循環配管３６２は、一端は回転ドラム３１０の内部に貯められた冷却オイル３５０に浸漬され、シールリング３２０の長孔部３２２および支持部材３３０の切欠孔３３２を挿通し、他端は循環ポンプに接続されている。
冷却オイル３５０は、循環ポンプにより回転ドラム３１０内部、循環配管３６２、循環ポンプ、循環配管３６１の順に循環する。なお、循環配管３６１および循環配管３６２を循環する冷却媒体を所定の温度に冷却するなどして、冷却オイル３５０を一定の温度に保つことができる。

抑えロール４００は、熱可塑性樹脂シート１０を介してエンボスロール３００に当接するように設けられる。そして、供給された熱可塑性樹脂シート１０をエンボスロール３００へ導入する。抑えロール４００と熱可塑性樹脂シート１０とエンボスロール３００との接点が導入点となる。
第１補助ロール４１０は、熱可塑性樹脂シート１０を介してエンボスロール３００に当接するように設けられ、抑えロール４００を補助する。
第２補助ロール４２０は、賦形ロール５００と剥離ロール６００との間に設けられる。
第２補助ロール４２０は、熱可塑性樹脂シート１０を介してエンボスロール３００に当接させてもよい。なお、第２補助ロール４２０駆動装置７００の一部としても動作する。

賦形ロール５００は、金属ロール５１０の外周表面に弾性材５２０が被覆されている。弾性材５２０としては、シリコーンゴム等が好適に用いられ、厚みが１ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲のものであることが好ましい。弾性材５２０の厚みが１ｍｍ未満であると、熱可塑性樹脂シート１０に加える圧力が大きくなりすぎて転写不良となる。また、弾性材５２０の厚みが５０ｍｍを超えると、所定の圧力を加えることが難しくなり転写不良となる。弾性材５２０の厚みのより好ましい範囲は２ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。

そして、賦形ロール５００は、エンボスロール３００に導入された熱可塑性樹脂シート１０をエンボスロール３００側に押圧することにより、熱可塑性樹脂シート１０にエンボスロール３００のエンボスパターンを転写する。このときの線圧は、０．５ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下であることが好ましく、より好ましくは１０ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下である。線圧が０．５ＭＰａ未満であると、エンボスパターンを十分に転写できない。一方、線圧が５０ＭＰａを越えると、転写装置２００の機械的保持が困難となる。

また、賦形ロール５００には、図示しない温度制御装置が備えられている。温度は、２０℃以上１７０℃以下の範囲で設定可能なものであることが好ましく、加熱装置３４０の温度と異なる温度に調整する。すなわち、熱可塑性樹脂シート１０の転写面（加熱装置３４０側）と非転写面（賦形ロール５００側）とで温度を変化させることで、転写を良化することができる。
このように、賦形ロール５００で賦形する際の温度および圧力は、熱可塑性樹脂シート１０の融点、厚み、加工速度、風合いや外観などにより適宜調整することができる。

剥離ロール６００は、エンボスロール３００の熱可塑性樹脂シート１０を剥離する部分に設けられ、エンボスロール３００の外周表面３１１Ａに沿って回転してきた熱可塑性樹脂シート１０を剥離する方向にガイドする。

〔２−２．駆動装置の構成〕
駆動装置７００は、図４に示すように、電力を供給するモータ７１０と、モータ７１０に接続されたモータ歯車７２０と、第２補助ロール４２０の一方の端部に設けられた第１歯車７３０と、剥離ロール６００の一方の端部に設けられた第２歯車７４０と、モータ歯車７２０、第２補助ロール４２０および剥離ロール６００に巻装されたエンドレスベルト７５０と、エンボスロール３００の一方の端部に設けられた第３歯車７６０と、を備えている。

モータ７１０は、図示しない電源に接続され、モータ歯車７２０を回転させる。
モータ歯車７２０は、モータ７１０から延設された軸部７１１の端部に設けられ、軸部７１１の回転に伴って回転する。モータ歯車７２０の外周面には噛合歯７２１が形成されている。
第１歯車７３０は、第２補助ロール４２０の一方の端部に設けられ、外周面には噛合歯７３１が形成されている。なお、第２補助ロール４２０には、第１歯車７３０に隣接して凹部が形成されている。
第２歯車７４０は、剥離ロール６００の一方の端部に設けられ、外周面には噛合歯７４１が形成されている。なお、剥離ロール６００には、第２歯車に隣接して凹部が形成されている。

エンドレスベルト７５０は、モータ歯車７２０、第２補助ロール４２０および剥離ロール６００に巻装される。具体的には、モータ歯車７２０の噛合歯７２１、第２補助ロール４２０に形成された凹部および剥離ロール６００に形成された凹部に噛合し、モータ歯車７２０の回転を第２補助ロール４２０および剥離ロール６００に伝達して第１歯車７３０および第２歯車７４０を回転させる。
第３歯車７６０は、エンボスロール３００の一方の端部に設けられ、外周面には噛合歯７６１が形成されており、噛合歯７６１が第１歯車７３０の噛合歯７３１および第２歯車７４０の噛合歯７４１に噛合する状態となっている。

このような駆動装置７００は、モータ７１０の駆動によるモータ歯車７２０の回転に伴ってエンドレスベルト７５０を介して第１歯車７３０および第２歯車７４０が回転し、第１歯車７３０および第２歯車７４０と噛合している第３歯車７６０が回転する。したがって、第３歯車７６０に固定されているシールリング３２０および回転ドラム３１０が同時に回転する。

〔３．製造装置の動作〕
次に、製造装置１００の動作について説明する。
まず、駆動装置７００の図示しない電源を入れ、モータ７１０の駆動によりエンボスロール３００を回転させる。そして、エンボスロール３００と抑えロール４００との間に、厚み０．３ｍｍの熱可塑性樹脂シート１０を導入する。

熱可塑性樹脂シート１０は、抑えロール４００により導入点でエンボスロール３００の外周表面３１１Ａに接触し、エンボスロール３００の回転に伴って移動する。
エンボスロール３００の外周表面３１１Ａは内部に設置された加熱装置３４０により均一に加熱されており、これに伴って熱可塑性樹脂シート１０が加熱される。
そして、移動中に加熱された熱可塑性樹脂シート１０は、賦形ロール５００により線圧１０ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下で押圧され、賦形される。
その後移動した熱可塑性樹脂シート１０は、エンボスロール３００の内部に貯められた冷却オイル３５０によって冷却され、エンボスロール３００と剥離ロール６００との間に導入され、剥離ロール６００の回転に伴ってエンボスロール３００の外周表面３１１Ａから剥離され、巻き取りロールに巻装される。
なお、熱可塑性樹脂シート１０の引き取り速度は、１ｍ／ｍｉｎ以上１０ｍ／ｍｉｎ以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは５ｍ／ｍｉｎ以上１０ｍ／ｍｉｎ以下である。

このとき、エンボスロール３００の内部では、下部空間に冷却オイル３５０が貯められているので、エンボスロール３００が回転すると、外周壁３１１の内周側には冷却オイル３５０が付着した状態となる。そして、回転ドラム３１０の外周壁３１１と加熱装置３４０の加熱面３４１との間に冷却オイル３５０の層、すなわちオイルの層が形成される。
そして、外周壁３１１と加熱装置３４０の加熱面３４１との間に供されて加熱されたオイルは、エンボスロール３００の回転に伴って冷却オイル３５０として再度貯められる。そして、冷却オイル３５０は、循環装置３６０による循環により一定の温度に冷却されるため、常に一定の温度で維持されている。

〔４．本実施形態の作用効果〕
したがって、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、エンボスロール３００の内部に設けられた加熱装置３４０の加熱面３４１が、外周表面３１１Ａの内周側に当接するように曲面状に形成されている。
したがって、エンボスロール３００の外周表面３１１Ａを均一に加熱することができるので、熱可塑性樹脂シート１０が均一に加熱され、エンボスパターンの転写が良好となる。

（２）また、エンボスロール３００内部の下部空間には冷却オイル３５０が貯められており、回転ドラム３１０が回転すると、外周壁３１１の内周側にはオイルが付着した状態となるため、外周壁３１１と加熱面３４１との間に冷却オイル３５０の層が形成される。
したがって、熱効率が向上し、加熱面３４１の熱が均一に外周壁３１１に伝わり、熱可塑性樹脂シート１０を均一に加熱することができるので、熱ムラの発生を防止することができる。特に、加工精度の問題によりエンボスロール３００と加熱面３４１との間に多少の隙間が生じていたとしても、オイルの層により外周壁３１１を均一に加熱することができる。これにより、ムラのないエンボス加工を施すことができるとともに、転写率の高いエンボスシートを製造することができる。

（３）さらに、冷却オイル３５０は、循環装置３６０によりエンボスロール３００の内部と外部とで循環されている。すなわち、エンボスロール３００の回転により加熱工程に供されたオイルは循環装置３６０により循環され、所定の温度に冷却される。
したがって、回転ドラム３１０の下部空間に貯められた冷却オイル３５０は常に一定の温度を維持することができ、確実に冷却を実施することができる。

（４）そして、熱可塑性樹脂シート１０を導入する際に、抑えロール４００により熱可塑性樹脂シート１０をエンボスロール３００の外周表面３１１Ａに密着させることとした。これにより、熱可塑性樹脂シート１０とエンボスロール３００の外周表面３１１Ａとの間に空気が入るのを防ぐことができ、高品質のエンボスシートを提供することができる。

（５）また、回転ドラム３１０の内部に加熱手段である加熱装置３４０と冷却手段である冷却オイル３５０とが装備されているので、回転ドラム３１０を回転させるだけの簡単な操作で加熱および冷却を行うことができるとともに、装置の小型化を図ることができる。

（６）従来、熱可塑性樹脂シート１０として拡散板のような厚いシートにエンボスパターンを転写する際は、エンボスロール３００と賦形ロール５００とによるプレス転写を行っていた。この場合、プレスした一瞬での転写となるため、線圧を３０ＭＰａと高い圧力で行ったとしても転写率が不十分であり、例えば、８０％の転写率を得るためにはシートの引き取り速度を２ｍ／ｍｉｎ以上４ｍ／ｍｉｎ以下の遅い速度にしなければならなかった。
本実施形態では、熱可塑性樹脂シート１０がエンボスロール３００に導入されてから賦形ロール５００で賦形されるまでの間に加熱および転写されるので、加熱転写される時間が長くなり、賦形ロール５００の圧力が１０ＭＰａ以上３０ＭＰａであっても、転写率を８０％程度まで向上させることができる。すなわち、高い転写率を有するとともに、引き取り速度を速くすることができるので、生産性に優れている。

〔５．本実施形態の変形例〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

前述の実施形態では、駆動装置７００を用いたが回転ドラム３１０を回転させるものであればこれに限られない。例えば、図５に示すように、駆動装置８００を用いてもよい。
駆動装置８００は、電力を供給するモータ８１０と、モータ８１０に接続されたモータ歯車８２０と、シールリング３２０の突起部３２１の外周に設けられた歯車８３０と、モータ歯車８２０と歯車８３０とに巻装されたエンドレスベルト８４０と、を備えている。このような構成であれば、モータ８１０の駆動によるモータ歯車８２０の回転に伴ってエンドレスベルト８４０を介して歯車８３０が回転する。したがって、歯車８３０に固定されているシールリング３２０および回転ドラム３１０が同時に回転する。
このように、様々なタイプの駆動装置を用いることができるので、汎用性が高い。

また、前述の実施形態では、成型された熱可塑性樹脂シート１０をエンボスロール３００に導入したが、熱可塑性樹脂シート１０の材料である溶融樹脂をそのままエンボスロール３００に供給して転写を行っても良い。

さらに、前述の実施形態では、抑えロール４００を一箇所に設けたが、複数箇所に設けてもよい。これにより、熱可塑性樹脂シート１０をエンボスロール３００の外周表面３１１Ａにより密着させることができる。

そして、前述の実施形態では、回転ドラム３１０の外周表面３１１Ａにエンボスパターンが形成されているが、回転ドラム３１０の外周表面３１１Ａに着脱可能な部材の表面にエンボスパターンを形成し、この部材の表面に熱可塑性樹脂シート１０を密着させることでエンボスパターンを転写してもよい。この場合、着脱可能な部材は、耐熱性のある接着剤等を介して回転ドラム３１０の外周表面３１１Ａに圧着してもよいし、物理的に着脱可能な部材を回転ドラムに装着させてもよい。
このように、エンボスパターンが形成された部材を回転ドラム３１０に着脱可能にすることにより、１つの装置で複数のエンボスパターンのシートを簡便に製造することができ、有用性が高い。

次に、本発明の実施例について説明する。
前述の実施形態の製造装置１００において、以下の表１に示す温度、圧力および引取速度の条件でエンボスシートを作製し、転写率を測定した。転写率は、エンボスパターンが形成された樹脂シートの表面の凸部の高さをエンボスロール表面のエンボスの深さで除した比率として算出した。なお、エンボスパターンの高さの測定には、デジタルマイクロスコープＶＨＸ−９００（キーエンス社製）を用いた。
なお、その他の条件については以下の通りである。
エンボスパターンの形状：深さ２０μｍののこぎり形状
樹脂シート：厚み０．３ｍｍのポリカーボネートシート（出光ユニテック社製、商品名「ＬＣ３２０Ｆ」）
冷却媒体：鉱物系熱媒体油（出光興産社製、グレード名「ダフニーサーミックオイル３２」）

表１からわかるように、実施例１〜４では、１０ｍ／ｍｉｎという速い引取速度で製造できるとともに、転写率８０％以上という高い転写率を得ることができた。
一方、比較例１では剥離不良となり、比較例２〜４では、高い転写率が得られていない。

本発明は、液晶テレビ等の部材に用いられる光拡散板やレンチキュラーレンズシート等の製造に利用することができる。

本発明の実施形態にかかる製造装置の全体を示す斜視図。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図。 本発明の実施形態にかかる製造装置を示す側面図。 前記実施形態の変形例を示す斜視図。

符号の説明

１００…製造装置
２００…転写装置
３００…エンボスロール
３１０…回転ドラム
３２０…シールリング
３２１…突起部
３２２…長孔部
３３０…支持部材
３４０…加熱装置
３４１…加熱面
３４２…本体部
３５０…冷却オイル
３６０…循環装置
４００…抑えロール
４１０…第１補助ロール
４２０…第２補助ロール
５００…賦形ロール
６００…剥離ロール
７００…駆動装置

Claims (7)

1. 表面にエンボスパターンが形成されたシートを製造するエンボスシートの製造装置であって、
   外周表面にエンボスパターンが形成された略円筒形状の回転ドラムと、
   前記回転ドラムの略中心を貫通し、回転可能に長手方向が水平方向となる状態に前記回転ドラムを支持する長手状の支持部材と、
   前記支持部材に固定され、前記回転ドラム内の前記支持部材の上部において前記回転ドラムの内周表面に当接する曲面状の加熱面を有する加熱手段と、
   前記回転ドラム内の前記支持部材の下部に貯められた冷却媒体により冷却可能な冷却手段と、を備えたエンボスロールと、
   前記シートを介して前記回転ドラムに当接する賦形ロールおよび剥離ロールと、を具備したことを特徴とするエンボスシートの製造装置。
2. 請求項１に記載のエンボスシートの製造装置において、
   前記回転ドラムは、駆動装置によって回転することを特徴とするエンボスシートの製造装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のエンボスシートの製造装置において、
   前記冷却手段は、前記冷却媒体を循環させる循環装置を有することを特徴とするエンボスシートの製造装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエンボスシートの製造装置を用いてエンボスシートを製造するエンボスシートの製造方法であって、
   前記シートを前記エンボスロールに供給する供給工程と、
   前記加熱手段により、前記シートを加熱する加熱工程と、
   前記賦形ロールにより、前記シートを賦形する賦形工程と、
   前記冷却手段により、前記シートを冷却する冷却工程と、
   前記剥離ロールにより、前記シートを前記回転ドラムの外周表面から剥離する剥離工程と、を実施することを特徴とするエンボスシートの製造方法。
5. 請求項４に記載のエンボスシートの製造方法において、
   前記加熱工程は、９０℃以上２５０℃以下の温度で前記シートを加熱することを特徴とするエンボスシートの製造方法。
6. 請求項４または請求項５に記載のエンボスシートの製造方法において、
   前記冷却工程は、前記冷却媒体の温度を２０℃以上１７０℃以下とすることを特徴とするエンボスシートの製造方法。
7. 請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のエンボスシートの製造方法において、
   前記賦形工程は、０．５ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の圧力で前記シートを賦形することを特徴とするエンボスシートの製造方法。

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