JP2011161729A - 偏肉樹脂シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反りや歪みの発生を低減した偏肉樹脂シートの製造方法を提供する。
【解決手段】溶融した樹脂をダイ１２から樹脂シート１４として押し出す押出工程と、前記押し出した樹脂シート１４を、型ローラ１６とニップローラ１８とで挟圧して偏肉成形しながら冷却して固化する成形冷却工程と、前記型ローラ１６より剥離する際、剥離ローラ２０から剥離した直後の前記剥離ローラ２０と接触していない側の前記樹脂シート１４の表面温度を、前記樹脂シート１４のガラス転移温度をＴｇとした時に、Ｔｇ−２０℃以上Ｔｇ＋２０℃以下となるように温調する剥離工程と、保温部を構成する筐体内を搬送ローラ３７で搬送し、前記樹脂シート１４の薄肉部から厚肉部の向きに熱風を供給し、前記保温部内を搬送される前記樹脂シート１４の表面温度をＴｇ−４０℃以上Ｔｇ−１０℃以下の雰囲気温度で保温して徐冷する徐冷工程とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、偏肉樹脂シートの製造方法に係り、例えば、液晶表示装置のバックライトの導光板や装飾・表示・照明用ディスプレイの導光板などの光学シートとして使用される膜厚に偏りを有する偏肉樹脂シートの製造方法に関する。

従来、熱可塑性樹脂は、様々な形状への加工が容易であり、軽量、耐衝撃性が優れることから、様々な用途に用いられている。このような熱可塑性樹脂シートの製造方法として、例えば、熱可塑性樹脂を押し出し機から押出し、いくつかの挟圧ロールにより挟み込んだ後、内部に移送ロールを有する温度勾配のついた加熱炉を通して熱可塑性樹脂シートを製造する際、上記挟圧ロールから加熱炉までの各工程で、熱可塑性樹脂シートをそれぞれの位置で所望の温度範囲に制御することにより、歪みの小さい平坦な樹脂シートを得るものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。

これに対して近年、液晶表示装置のバックライトを構成する導光板として、幅方向の厚み分布が大きい（偏肉となる）偏肉樹脂シートが用いられている。例えば、大画面液晶テレビのような大画面の液晶パネルには、中央部が厚肉で両端が薄肉な蒲鉾状の偏肉樹脂シートで形成された導光板が使用されている。

このような、偏肉樹脂シートの製造方法としては、通常、ダイから押し出した樹脂シートを偏肉成形しながら冷却して固化した後、徐冷することにより製造する方法（押出成形法）が用いられている。

特開平１１−３２０６５６号公報

しかしながら、上記のような押出成形法により偏肉樹脂シートを製造する過程において、偏肉樹脂シートに反りが発生し、この反りが導光板の光学特性を低下させるという問題がある。

すなわち、上記特許文献１に記載された方法のように、挟圧ロールから加熱炉までの各工程で熱可塑性樹脂シートをそれぞれの位置で所望の温度範囲に制御した場合、平板の樹脂シートなら幅方向で温度分布が均一であるが、偏肉樹脂シートの場合には幅方向で温度分布が大きくなってしまう。従って、樹脂シートを各工程で樹脂シートを所望の温度範囲に制御しても、偏肉樹脂シートの場合には、幅方向の温度分布により反りや歪みが発生してしまうという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、偏肉樹脂シートの製造時における反りや歪みの発生を低減することのできる偏肉樹脂シートの製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、溶融した樹脂をダイからシート状の樹脂シートとして押し出す押出工程と、前記押し出した樹脂シートを、径の太い部分と径の細い部分とからなる加工形状を有する型ローラと、該型ローラに対向して配置される太さが一様な円柱形状のニップローラとで挟圧して、前記型ローラ表面の加工形状を前記樹脂シートに転写して偏肉成形しながら冷却して固化する成形冷却工程と、前記偏肉成形された樹脂シートを前記型ローラに対向して配置される剥離ローラに巻き掛けることにより前記型ローラより剥離する際、前記剥離ローラから剥離した直後の前記剥離ローラと接触していない側の前記樹脂シートの表面温度を、前記樹脂シートのガラス転移温度をＴｇとした時に、Ｔｇ−２０℃以上Ｔｇ＋２０℃以下となるように温調する剥離工程と、前記剥離した樹脂シートを、保温部を構成する筐体内を搬送ローラで搬送し、該搬送される樹脂シートの薄肉部近傍の前記保温部の筐体に、前記保温部の内部に熱風を供給する熱風給気口を配置して、前記樹脂シートの薄肉部から厚肉部の向きに熱風を供給し、前記保温部内を搬送される前記樹脂シートの表面温度をＴｇ−４０℃以上Ｔｇ−１０℃以下の雰囲気温度で保温して前記樹脂シートを徐冷する徐冷工程と、を備えたことを特徴とする偏肉樹脂シートの製造方法を提供する。ここで、「剥離ローラから剥離した直後」とは剥離ローラと接触しなくなった位置のことである。剥離ローラから剥離した直後の樹脂シートの表面温度は、熱電対あるいは放射温度計により測定することができる。また、保温部の樹脂シート表面温度については、保温部の前で熱電対を樹脂シート表面に貼付することにより測定することができる。

請求項１に記載の発明によれば、剥離ローラから樹脂シートが剥離した後、及び保温部において適切に温度制御を行うとともに、保温部で冷却しやすい樹脂シートの薄肉部から厚肉部の向きに熱風を供給するようにしているため、樹脂シート幅方向の温度分布が均一となり、反りや歪みの小さい偏肉樹脂シートを得ることができる。

また、請求項２に示すように、前記徐冷工程において、前記樹脂シートの搬送方向と直交する方向である樹脂シート幅方向の表面温度分布が１０℃以内となるように温調することを特徴とする。

また、請求項３に示すように、前記徐冷工程において、前記樹脂シート幅方向の表面温度分布が５℃以内となるように温調することを特徴とする。

このように、樹脂シート幅方向の表面温度分布を制御することにより、樹脂シート幅方向の温度分布が略均一となり、反りや歪みの小さい偏肉樹脂シートを得ることができる。

また、請求項４に示すように、前記剥離工程において、前記樹脂シートが前記剥離ローラから剥離した直後に、前記剥離ローラと接触していない側の前記樹脂シートの表面温度を、Ｔｇ−１５℃以上Ｔｇ＋１５℃以下となるように温調することを特徴とする。

このように、前記樹脂シートが前記剥離ローラから剥離した直後に、前記剥離ローラと接触していない側の前記樹脂シートの表面温度を、Ｔｇ−１５℃以上Ｔｇ＋１５℃以下となるように温調することがより好ましい。

また、請求項５に示すように、前記剥離工程において、前記樹脂シートの表面温度の温調を遠赤外線ヒータによって行うことを特徴とする。

これにより、剥離ローラから剥離した直後の樹脂シートの温度分布を略均一にすることができ、反りや歪みの発生を抑制することができる。

また、請求項６に示すように、前記徐冷工程において、前記保温部を搬送される前記樹脂シート幅方向における最厚部と最薄部の厚みの差が０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする。

またさらに、請求項７に示すように、前記徐冷工程において、前記保温部を搬送される前記樹脂シート幅方向における最厚部と最薄部の厚みの差が０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする。

これにより、高品質の偏肉樹脂シートを得ることができる。

また、請求項８に示すように、前記徐冷工程において、前記保温部を搬送される前記樹脂シートが、幅方向に同じ断面形状が繰り返すように形成され、その繰り返しの周期が２００ｍｍ以上のピッチを有することを特徴とする。

これにより、品質の揃った偏肉樹脂シートを大量生産することが可能となる。

また、請求項９に示すように、前記徐冷工程において、前記保温部を構成する筐体の少なくとも両側面に、前記樹脂シート搬送路に沿って複数の前記熱風給気口が設けられたことを特徴とする。

これにより、保温部を搬送される樹脂シートの薄肉部である端部側から熱風を当てることができる。

また、請求項１０に示すように、前記徐冷工程において、前記保温部の筐体に設けられた熱風給気口に対し、熱風が直接前記樹脂シートに当たらないように、前記熱風給気口の前に板状の部材を配置したことを特徴とする。

これにより、保温部内を搬送される樹脂シート端部に対し、熱風給気口がある部分とない部分とでも、熱風が均等にあたるようにすることができる。

以上説明したように、本発明によれば、剥離ローラから樹脂シートが剥離した後、及び保温部において適切に温度制御を行うとともに、保温部で樹脂シートの薄肉部から厚肉部の向きに熱風を供給するようにしているため、樹脂シート幅方向の温度分布が均一となり、反りや歪みの小さい偏肉樹脂シートを得ることができる。

偏肉樹脂シートの製造方法の全工程に対応する装置構成図である。 偏肉樹脂シートの反りを示す説明図である。 偏肉樹脂シートの製造ラインの主要部を示す拡大図である。 型ローラの例を示す断面図である。 偏肉樹脂シートの一例を示す幅方向の断面図であり、（ａ）は、型ローラによって形成された直後の樹脂シートを示し、（ｂ）は、幅方向両端を切断して製品とした樹脂シートを示す。 偏肉樹脂シートの他の例を示す幅方向の断面図であり、（ａ）は、型ローラによって形成された直後の樹脂シートを示し、（ｂ）は、幅方向両端を切断して製品とした樹脂シートを示す。 図５に示すような樹脂シートに対応する保温部を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図６に示すような樹脂シートに対応する保温部を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 偏肉樹脂シートの反りの測定方法を示す説明図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る偏肉樹脂シートの製造方法について詳細に説明する。

図１は、偏肉樹脂シートの製造方法の全工程に対応する装置構成図である。

図１に示すように、本実施形態の偏肉樹脂シートの製造装置は、原料工程１００、押出工程１１２、成形冷却工程１１４、徐冷工程１１６、測定工程１１８、ラミネート工程１２２、裁断・切断工程１２４及び積載工程１２６の８つの各工程を実行する装置から構成されている。

原料工程１００は、原料の計量や混合を行う工程であり、原料工程１００を実行する装置は、原料サイロ１２８（又は原料タンク）、添加物サイロ１３０（又は添加物タンク）、自動計量機１３２及び混合器１３４を備えている。

原料工程１００では、原料サイロ１２８及び添加物サイロ１３０から自動計量機１３２に送られた原料樹脂及び添加物が自動計量され、混合器１３４で原料樹脂と添加物が所定比率になるように混合される。原料樹脂に添加物として拡散粒子を添加する場合には、原料樹脂に拡散粒子を所定濃度よりも高濃度に添加したマスターペレットを造粒機（図示省略）で製造しておき、拡散粒子が添加されていないベースペレットとを混合器１３４で所定比率で混合するマスターバッチ方式を好適に用いることができる。拡散粒子以外の添加物を添加する場合も同様である。

原料工程１００で適切に計量・混合された原料樹脂は押出工程１１２に送られる。押出工程１１２は、溶融した樹脂を連続してシート状（帯状）に押し出す工程である。押出工程１１２を実行する装置は、ホッパー１３６、押出機１３８、定量ポンプ１４０、供給管１４２及びダイ１２を備えている。

押出工程１１２では、混合器１３４で混合された原料樹脂がホッパー１３６を介して押出機１３８に投入され、この押出機１３８により混練りされながら溶融される。押出機１３８は、単軸式押出機及び多軸式押出機の何れでもよく、押出機１３８の内部を真空にするベント機能を含むものが好ましい。押出機１３８で溶融された原料樹脂は、スクリューポンプ又はギアポンプ等の定量ポンプ１４０により供給管１４２を介してダイ１２(例えばＴダイ)に送られる。そして、ダイ１２からシート状に押し出された樹脂シート１４は次に成形冷却工程１１４に送られる。

成形冷却工程１１４は、ダイ１２から押し出された樹脂シート１４を偏肉成形しながら冷却して固化する工程である。成形冷却工程１１４を実行する装置は、型ローラ１６、ニップローラ１８及び剥離ローラ２０を備えている。

成形冷却工程１１４では、ダイ１２から押し出された樹脂シート１４を、型ローラ１６とニップローラ１８とでニップして偏肉成形しながら冷却して固化し、固化した樹脂シート１４を剥離ローラ２０で型ローラ１６から剥離する。

成形冷却工程１１４を経た樹脂シート１４は、次に徐冷工程１１６に送られる。徐冷工程１１６は、固化した樹脂シート１４を徐冷する工程である。徐冷工程１１６は、保温部(徐冷ゾーン)３６において行われる。

徐冷工程(又はアニーリング工程)１１６は、剥離ローラ２０の下流における樹脂シート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。樹脂シート１４に急激な温度変化を生じた場合、例えば樹脂シート１４の表面近傍が塑性状態になっているのに、樹脂シート１４の内部が弾性状態であり、この部分の硬化による収縮で樹脂シート１４の表面形状が悪化する。また、樹脂シート１４の表裏面に温度差を生じ、樹脂シート１４に反りを生じ易い。

徐冷工程１１６で冷却された樹脂シート１４は、ニップタイプのフィードローラ７６により引き取られて、反り測定工程１１８に送られる。

反り測定工程１１８は、反り測定器７８により、樹脂シート１４の反りの所定基準に対する合否を測定する工程である。

ここで、反りを、図２に示すような、蒲鉾形状の樹脂シート１４の例で説明すると、例えば、縦６００ｍｍ×横１１００ｍｍに切り出した樹脂シート１４の裏面(平坦面側)を平面状の測定基盤８０の上面に載置したときに、樹脂シート１４と測定基盤８０との最大距離Ｈを反り量という。反り量の所定基準(規格値)は、樹脂シート１４の用途及びユーザ側の規格により設定されており、反り測定器７８は、この所定基準に対する合否を測定する。

反り測定器７８としては、例えば、保温部(徐冷ゾーン)３６後の偏肉樹脂シートの表面(外周)を静電センサなどでスキャンさせ、偏肉樹脂シートと静電センサとの距離(形状)を計測して、反り量を換算する方式を好適に用いることができる。

反り測定工程１１８の下流には、ラミネート工程１２２、裁断・切断工程１２４、及びストッカー７９を備えた積載工程１２６が順に設けられている。

ラミネート工程１２２は、樹脂シート１４の表裏面に表面保護用の保護フィルム(ポリエチレン等のフィルム)を貼り付ける工程であり、一対のリール８２から巻き戻された保護フィルム８４が樹脂シート１４を挟み込むように合流され、ニップローラ８６を通過することによりラミネートされるようになっている。

裁断・切断工程１２４は、樹脂シート１４の幅方向両端部分(耳部)を切除すると共に樹脂シート１４を所定長さに切り揃える工程であり、切断機８８及び裁断機９０を備えている。切断機８８としては、図１に示すように、受け刃８８Ａと押し当て刃８８Ｂとからなるギロチンタイプの切断機を好適に用いることができるが、これに限定されるものではない。また、裁断機９０としては図１に示すように、レーザーカッターあるいは電子ビーム切断機を好適に使用することができるが、これに限定されるものではない。

また、積載工程１２６は、ストッカー７９を備え、裁断・切断された樹脂シート１４を積載する工程である。

以上の工程によって偏肉樹脂シートが製造される。

図３に、偏肉樹脂シートの製造ラインの主要部を拡大して示す。図３に示すように、偏肉樹脂シートの製造ラインの主要部は、押出機１３８（図１参照）によって溶融された原料樹脂をシート状に賦形するためのダイ１２と、表面に偏肉形状が形成された型ローラ１６、型ローラ１６に対向配置されるニップローラ１８及び型ローラ１６を挟んで１８０度反対側に型ローラ１６と対向して配置される剥離ローラ２０とからなる成形冷却工程１１４と、保温部(徐冷ゾーン)３６からなる徐冷工程(又はアニーリング工程)１１６、フィードローラ７６（引取ローラ）を介して保温部３６から引き取られた帯状の樹脂シート１４を一枚毎のシート状の樹脂シート１４に切断する切断機８８等で構成される。

なお、図１で説明したように、この他に裁断機９０等の装置構成を備えて、切断機８８及び裁断機９０のそれぞれで、樹脂シート１４の幅方向両端部分（耳部）を切除するとともに樹脂シート１４を所定長さに切り揃えるようにしてもよい。

図３に示すように、ダイ１２は、成形用のニップローラ１８と型ローラ１６の上方において、やや型ローラ１６寄りに配置されている。また、ニップローラ１８、型ローラ１６及び剥離ローラ２０は、図示を省略した駆動装置により所定の周速度で図中に矢印で示す方向に回転駆動される。

なお、ニップローラ１８及び剥離ローラ２０に対して駆動手段を設けない構成も可能であるが、樹脂シート１４の面状（特に裏面）を良好に成形する観点からは、駆動手段によってニップローラ１８及び剥離ローラ２０を回転駆動する構成の方が好ましい。

このような構成において、ダイ１２のリップ口１２ａから吐出される溶融樹脂は、成形用のニップローラ１８と型ローラ１６との間でバンク１３を形成するとともに、挟圧部１５において成形用のニップローラ１８と型ローラ１６により挟圧される。そして、ニップローラ１８と型ローラ１６によって偏肉形状が付与された溶融樹脂シート１４は、型ローラ１６に巻き掛けられた状態で送り出され、剥離ローラ２０によって型ローラ１６から剥離される。

また、挟圧部１５から送られてくる樹脂シート１４を加熱し、樹脂シート１４の表面温度を所定の温度範囲とするように温度制御する加熱装置１７を、樹脂シート１４の搬送路に沿って複数設けることが好ましい。図３に示すように、本実施形態では、型ローラ１６及び剥離ローラ２０の各々に対向する位置にそれぞれ加熱装置１７（１７Ａ、１７Ｂ）が設置されている。

また、図３に示すように、剥離ローラ２０によって型ローラ１６から剥離された樹脂シート１４は、保温部(徐冷ゾーン)３６に送られる。

保温部(徐冷ゾーン)３６は、剥離ローラ２０の下流において樹脂シート１４を徐々に冷却することにより、樹脂シート１４の急激な温度変化を防止し、樹脂シート１４に反りが発生するのを抑制するためのものである。保温部３６は、その内部に樹脂シート１４を搬送する搬送ローラ３７を備えるとともに、保温部３６内に熱風を供給する複数の熱風給気口を備えている。詳しくは後述するが、熱風給気口からは、樹脂シート１４の薄肉部から厚肉部に向けて熱風が供給されるようになっている。

また、ニップローラ１８及び剥離ローラ２０は、太さが一様な円柱形状を有している一方で、型ローラ１６は、その軸方向の中央部が細く両端部が太い、所謂コンケーブ形状を有している。

図４に、このような型ローラ１６の一例を示す。この型ローラ１６のコンケーブ形状は、樹脂シート１４の蒲鉾形状の偏肉形状の反転形状に対応しており、型ローラ１６及びニップローラ１８により高温の樹脂シート１４が挟圧されて蒲鉾形状に成形される。

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や、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や、セラミックス及び各種の複合材料を採用することができる。

型ローラ１６の表面の逆蒲鉾形状の形成は、ローラ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適に用いられる。また、他の公知の加工方法（例えば、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、中心線平均粗さ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、所定の周速度で回転駆動される。

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とで樹脂シート１４を挟圧するためのローラである。ニップローラ１８の材質としては、型ローラ１６と同様に、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や、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、あるいはセラミックス及び各種の複合材料を採用することができる。

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く、中心線平均粗さ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。このような平滑な表面とすることにより、成形後の樹脂シート１４の裏面を良好な状態にすることができる。また、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回転駆動される。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、樹脂シート１４の裏面を良好な状態にできる点から駆動手段を設けることが好ましい。

また、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との間の樹脂シート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を採用することができる。

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）に図示を省略した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を採用することができる。

また、剥離ローラ２０は、型ローラ１６に対向配置され、樹脂シート１４を巻き掛けることにより樹脂シート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の１８０度下流側に配置される。剥離ローラ２０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、成型後の樹脂シート１４の裏面を良好な状態にできる。そして、剥離ローラ２０表面の表面粗さは、中心線平均粗さ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２０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を採用することができる。剥離ローラ２０は、図示しない駆動手段により所定の周速度で図３に矢印で示した方向に回転駆動される。なお、剥離ローラ２０に駆動手段を設けない構成も可能であるが、樹脂シート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。

図５に、このような型ローラ１６、ニップローラ１８及び剥離ローラ２０によって形成された偏肉樹脂シート１４の一例を、幅方向の断面図で示す。図５（ａ）は、型ローラ１６のコンケーブ形状によって形成された直後の樹脂シート１４を示す。これを切断機８８によって、図の切断部１４ａ、１４ｂにおいて幅方向両端を切断することで、図５（ｂ）に示すような蒲鉾形状の樹脂シート１４が形成される。なお、長さ方向にも所定の長さに切断することにより１枚のシート状の樹脂シート１４となる。

また、図４に示したようなコンケーブ形状を軸方向に２つつなげた形状の型ローラによって成形することにより、図６に示すように幅方向に山（凸部）を２つ有する樹脂シート１４を形成することができる。図６（ａ）の樹脂シート１４を切断部１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆにおいて切断することにより、図６（ｂ）に示すように、幅方向に並んだ、２つの蒲鉾形状の樹脂シート１４−１及び１４−２を得ることができる。

また、このとき、図６（ａ）に示すように、断面形状が幅ｄのピッチの周期性を有する際、このピッチｄが２００ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、同じ形状の偏肉樹脂シートを一度に量産することが可能となる。

本実施形態で適用される樹脂材料としては、熱可塑性樹脂を用いることができる。例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネイト樹脂（ＰＣ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ＭＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、熱可塑性エラストマー、またはこれらの共重合体、シクロオレフィンポリマーなどが挙げられる。

これらの熱可塑性樹脂に光拡散粒子を含んでもよく、光拡散粒子としては、例えば、シリコーンやシリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化チタン、ガラスビーズ、ケイ酸カルシウムなどの無機粒子や、ポリメチルメタクリレート粒子などが挙げられる。

なお、製品幅における樹脂シート１４の最厚部と最薄部の厚み差は、０．２ｍｍ以上５ｍ以下であることが好ましく。より好ましくは、０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、特に好ましくは、０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下である。

また、加熱装置１７（１７Ａ、１７Ｂ）は、図３に示すように、型ローラ１６近傍、剥離ローラ２０近傍に設置する。樹脂シート１４を加熱する手段としては、温風や遠赤外線ヒータ、近赤外線ヒータなど非接触のものであれば特に限定されないが、加熱効率を考慮すると、遠赤外線ヒータが好ましい。

そして、加熱装置１７（１７Ａ、１７Ｂ）は、樹脂シート１４が剥離ローラ２０から剥離した直後の、剥離ローラ２０と接触していない側の樹脂シート１４の製品幅における表面温度が、該樹脂シート１４のガラス転移温度をＴｇとした時に、Ｔｇ−２０℃以上Ｔｇ＋２０℃以下となるように温度制御する。なお、より好ましくは、Ｔｇ−１５℃以上Ｔｇ＋１５℃以下となるように温度制御する。

また、本実施形態は、剥離ローラ２０下流に設けられた保温部３６において、温度調整を行い、樹脂シート１４の急激な温度変化を防止するとともに、樹脂シート１４の幅方向の温度分布を均一とすることで、樹脂シート１４における反りの発生を抑制するものである。

この保温部３６は、外部から熱風を供給することで温度制御される。このとき、供給される熱風の温度は、放熱を考慮して、保温部３６の設定温度よりも高めの温度となっている。また特に、樹脂シート１４の冷却しやすい薄肉部から冷却しにくい厚肉部に向かって、熱風が流れるように供給されることが好ましい。これにより、樹脂シート１４の幅方向の温度分布をより均一にすることが可能となる。

例えば、図５に示すような断面形状の樹脂シート１４の場合には、図７に示すように、保温部３６の両側面から熱風を供給して、樹脂シート１４の薄い側から熱風を当てるようにする。

すなわち、図７（ａ）は、保温部３６の平面図であり、図７（ｂ）は、保温部３６の正面図である。図７（ａ）の平面図に示すように、保温部３６の側面３６ａには、樹脂シート１４の側面に沿って複数（図では２つ）の熱風給気口３８が設けられている。また、図７（ｂ）の正面図に示すように、保温部３６は、側面３６ａ、上面３６ｂ、及び下面３６ｃによって筐体を形成するようになっており、樹脂シート１４はこの中を、搬送ローラ３７（図３参照）上を搬送され、その厚みの薄い端部に向かって、保温部３６を構成する筐体の側面３６ａに設けられた熱風給気口３８から熱風が供給されるようになっている。

また、例えば、図６に示すような断面形状の樹脂シート１４の場合には、図８に示すように、保温部３６を構成する筐体の両側面及び上下両面から熱風を樹脂シート１４の薄い部分に当てるようにする。

すなわち、図８（ａ）は、保温部３６の平面図であり、図８（ｂ）は、保温部３６の正面図である。図８（ａ）、（ｂ）に示すように、保温部３６を構成する筐体の側面３６ａに熱風給気口３８を設けるとともに、上面３６ｂ及び下面３６ｃにも熱風給気口４０を設け、樹脂シート１４の薄い端部のみならず、薄い中央部にも上下から熱風を当てるようにしている。

なお、図７、図８に示した例において、樹脂シート１４に対して熱風を給気する際、熱風給気口３８、４０から給気された熱風が樹脂シート１４の端部に直接当たらないように、各熱風給気口３８、４０の前に、少し離して板状の部材（いわゆる邪魔板）を配置して、熱風が一度この板状の部材に当たった後、該板状の部材の周囲から熱風が保温部３６内に給気されるようにすることが好ましい。

保温部３６では、この樹脂シート１４のガラス転移温度をＴｇとした時、Ｔｇ−４０℃以上Ｔｇ−１０℃以下の雰囲気温度で樹脂シート１４を保温することで、いわゆるアニールの効果により残留歪みを低減することができ、さらに、ゆっくりと樹脂シート１４の温度を下げることで、歪みの発生自体を抑制することもできる。

また、このとき、雰囲気温度が高いほどアニール効果が得られるが、温度が高すぎると樹脂シート１４が変形してしまい、また保温後の冷却工程で歪みが発生してしまうため、Ｔｇ−４０℃以上Ｔｇ−１０℃以下であることが好ましい。

アニール効果を得るために、保温部３６では、樹脂シート１４を少なくとも３分以上滞留することが好ましく、５分以上滞留することがさらに好ましい。保温時間が長いほどアニールの効果は得られるが、保温時間を長くするために設備が大きくなると設備コストがかるため、保温時間は効果が得られる最小限の時間であることが好ましい。

また、上述したように、例えば図７に示すように、保温部３６の側面３６ａに設けられた熱風給気口３８から樹脂シート１４の端部に向かって熱風を吹き付けることで樹脂シート１４の幅方向における温度分布が均一となるようにしている。この保温中における樹脂シート１４の搬送方向と直交する方向の樹脂シート表面の温度差は１０℃以下であることが好ましく、５℃以下であることがより好ましい。

また、保温部３６においては、樹脂シート１４が高温で変形しやすいため、樹脂シート１４を搬送する搬送ローラ３７（図３参照）のピッチは５００ｍｍ以下であることが好ましく、２００ｍｍ以下であることがさらに好ましい。

また、フィードローラ７６（引取ローラ）ドローにより搬送中の樹脂シート１４にテンションをかけると残留歪みが発生してしまうため、樹脂シート１４の製品幅において、フィードローラ７６（引取ローラ）の最外径の周速度Ｖａと型ローラ１６の最外径の周速度Ｖｂの比、Ｖａ／Ｖｂを０．９８以上１．０２以下とすることが好ましく、０．９９以上１．０１以下とすることがさらに好ましい。

本件発明者は、上述の実施形態に基づいて、以下の実施例及び比較例に記載する条件で偏肉樹脂シートを製造し、偏肉樹脂シートの反りを評価した。なお、偏肉樹脂シートの反りは、図９に示すように、測定対象の偏肉樹脂シート１４を直方体形状の定盤５０に載せて、反り測定器７８（変位測定器）によって当該樹脂シート１４の反りの大きさを測定した。変位測定器としては、レーザー変位計が好適に例示されるが、接触式の変位計やその他の変位計を用いてもよい。

（実施例１）
ＰＭＭＡ（旭化成製８０ＮＨ、ガラス転移温度１１５℃）を、温度２５５℃に設定したＴダイより押し出し、ニップローラ及び図４に示すよう型ローラ、剥離ローラで成形した後、保温部を経てシート状にし、約３０ｍｍずつ両端を切断して、シート幅方向断面形状が図５（ｂ）に示すような、幅５９５ｍｍ、最薄部２．０ｍｍ、最厚部３．４ｍのシートを得た。

ダイのリップ幅は６６０ｍｍで、リップ開度（リップクリアランス）は４ｍｍであり、幅方向の流量分布は、各位置でのニップローラと型ローラのクリアランス量の略比例するようにチョークバーで調整し、ニップローラ、型ローラ、剥離ローラの表面温度は、それぞれ７０℃、７５℃、７５℃であった。また、ニップローラのローラ径はΦ３５０ｍｍ、剥離ローラのローラ径はΦ５００ｍｍであり、ニップローラ、型ローラ、剥離ローラ、フ、１．２１４ｍ／min.、１．２０８ｍ／min.で、フィードローラの最外径の周速度Ｖａと型ローラの最外径の周速度Ｖｂの比Ｖａ／Ｖｂは１．００２であった。

ニップローラ、型ローラ、剥離ローラは硬質クロムメッキ処理されており、フィードローラの表面材質はＥＰＴゴムであった。

図３に示すように、型ローラ１６及び剥離ローラ２０と接触している面と反対側のシート面を、シート表面から５０ｍｍ離れた位置に遠赤外線セラミックヒータを設置し、シートの両端からそれぞれ１８０ｍｍの範囲を加熱した。このとき、遠赤外線セラミックヒータの表面温度は５００℃であり、型ローラ１６及び剥離ローラ２０と接触中に加熱した。

剥離ローラ２０から剥離した直後の、剥離ローラ２０と接触していない側の該樹脂シート１４の製品幅における表面温度は厚肉部の最大値で１３０℃、薄肉部の最小値で１１２℃であった。

保温部３６は、熱風で９５℃に設定し、樹脂シート１４を７分間保温した。図７に示すように、保温部３６の熱風給気口３８を樹脂シート１４薄肉部近傍に配置し、該熱風給気口３８と樹脂シート１４との距離は１００ｍｍであった。保温中の樹脂シート１４の搬送方向と直交する方向の樹脂シート１４表面の温度差は最大で３℃であった。

切断機８８で樹脂シート１４を幅方向に切断し、１０５０ｍｍのシートとし、その後幅が５９５ｍｍに両耳を切断して所望のサイズの樹脂シートとし、図９に示すように平らな定盤５０の上に載せて、レーザー変位計で定盤５０からの距離（反り）を測定したところ、最大値は０．１ｍｍであった。

（実施例２）
次に、実施例２として、実施例１と同様の方法で、保温部３６において樹脂シート１４を５分間保温し、上と同様にして反りを測定したところ、反りの最大値は０．３ｍｍであった。

（比較例１）
また、比較例１として、実施例１と同様の方法で、ニップローラ１８、型ローラ１６及び剥離ローラ２０の表面温度をそれぞれ８０℃、８０℃及び１００℃としたところ、剥離ローラ２０から剥離した直後の、剥離ローラ２０と接触していない側の該樹脂シート１４の製品幅における表面温度は厚肉部の最大値で１３８℃、薄肉部の最小値で１２５℃であった。またこの時、上と同様にして反りを測定したところ、反りの最大値は４ｍｍであった。

（比較例２）
また、比較例２として、実施例１と同様の方法で樹脂シート１４を製造する際、保温部３６で温調をしなかったところ、反りの最大値は８ｍｍであった。

（比較例３）
また、比較例３として、実施例１と同様の方法で、保温部３６の温度を遠赤外線ヒータにより制御し、樹脂シート１４の下面から５０ｍｍ離れた位置から該樹脂シート１４の温度が９５℃になるように加熱したところ、反りの最大値は８ｍｍであった。

（比較例４）
さらに、比較例４として、実施例１と同様の方法で、保温部３６の温度を１１０℃に設定したところ、反りの最大値は４ｍｍであった。

以上の結果を以下のように表１にまとめて示す。

表１に示すように、剥離直後のシート表面温度を最大１３０℃、最小１１２℃とし、保温時の雰囲気温度を９５℃として、保温部の温度制御方式を熱風給気とした実施例の方が、比較例よりも反りが少ないことがわかる。さらに、実施例の中では、保温時間の長い方が反りが少ない。

また、比較例の中では、温調を行わない場合及び遠赤外線ヒータによる温度制御方式の場合よりも熱風による温度制御の方が反りが少ないことがわかる。しかし、比較例において、熱風による温度制御方式を採用したとしても、剥離直後のシート表面温度及び保温時の雰囲気温度をともに上記実施例のように制御した場合の方がはるかに反りが少ない。このように本実施例は、大きな反り抑制効果を有している。

以上、本発明の偏肉樹脂シートの製造方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

１２…ダイ、１４…樹脂シート、１６…型ローラ、１７（１７Ａ、１７Ｂ）…加熱装置、１８…ニップローラ、２０…剥離ローラ、３６…保温部（徐冷ゾーン）、３７…搬送ローラ、３８、４０…熱風給気口、５０…定盤、７６…フィードローラ（引取ローラ）、８８…切断機、９０…裁断機、１２８…原料サイロ、１３０…添加物サイロ、１３２…自動計量機、１３４…混合器、１３６…ホッパー、１３８…押出機、１４０…定量ポンプ、１４２…供給管

Claims (10)

1. 溶融した樹脂をダイからシート状の樹脂シートとして押し出す押出工程と、
   前記押し出した樹脂シートを、径の太い部分と径の細い部分とからなる加工形状を有する型ローラと、該型ローラに対向して配置される太さが一様な円柱形状のニップローラとで挟圧して、前記型ローラ表面の加工形状を前記樹脂シートに転写して偏肉成形しながら冷却して固化する成形冷却工程と、
   前記偏肉成形された樹脂シートを前記型ローラに対向して配置される剥離ローラに巻き掛けることにより前記型ローラより剥離する際、前記剥離ローラから剥離した直後の前記剥離ローラと接触していない側の前記樹脂シートの表面温度を、前記樹脂シートのガラス転移温度をＴｇとした時に、Ｔｇ−２０℃以上Ｔｇ＋２０℃以下となるように温調する剥離工程と、
   前記剥離した樹脂シートを、保温部を構成する筐体内を搬送ローラで搬送し、該搬送される樹脂シートの薄肉部近傍の前記保温部の筐体に、前記保温部の内部に熱風を供給する熱風給気口を配置して、前記樹脂シートの薄肉部から厚肉部の向きに熱風を供給し、前記保温部内を搬送される前記樹脂シートの表面温度をＴｇ−４０℃以上Ｔｇ−１０℃以下の雰囲気温度で保温して前記樹脂シートを徐冷する徐冷工程と、
   を備えたことを特徴とする偏肉樹脂シートの製造方法。
2. 前記徐冷工程において、前記樹脂シートの搬送方向と直交する方向である樹脂シート幅方向の表面温度分布が１０℃以内となるように温調することを特徴とする請求項１に記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
3. 前記徐冷工程において、前記樹脂シート幅方向の表面温度分布が５℃以内となるように温調することを特徴とする請求項２に記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
4. 前記剥離工程において、前記樹脂シートが前記剥離ローラから剥離した直後に、前記剥離ローラと接触していない側の前記樹脂シートの表面温度を、Ｔｇ−１５℃以上Ｔｇ＋１５℃以下となるように温調することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
5. 前記剥離工程において、前記樹脂シートの表面温度の温調を遠赤外線ヒータによって行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
6. 前記徐冷工程において、前記保温部を搬送される前記樹脂シート幅方向における最厚部と最薄部の厚みの差が０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
7. 前記徐冷工程において、前記保温部を搬送される前記樹脂シート幅方向における最厚部と最薄部の厚みの差が０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
8. 前記徐冷工程において、前記保温部を搬送される前記樹脂シートが、幅方向に同じ断面形状が繰り返すように形成され、その繰り返しの周期が２００ｍｍ以上のピッチを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
9. 前記徐冷工程において、前記保温部を構成する筐体の少なくとも両側面に、前記樹脂シート搬送路に沿って複数の前記熱風給気口が設けられたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
10. 前記徐冷工程において、前記保温部の筐体に設けられた熱風給気口に対し、熱風が直接前記樹脂シートに当たらないように、前記熱風給気口の前に板状の部材を配置したことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。

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