JP2013022813A - 樹脂シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属ロールの表面から樹脂シートを適切に剥離可能な樹脂シートの製造方法及び表面からシートを適切に剥離可能な金属ロールを提供する。
【解決手段】この樹脂シートの製造方法は、加熱溶融状態の樹脂をダイから連続的に押し出して連続樹脂シートを製造するシート製造工程と、表面に厚さ０．５μｍ以下のめっき層を有する金属ロールの表面に連続樹脂シートを押し当てることによって連続樹脂シートを成形して樹脂シートを得る成形工程と、樹脂シートを金属ロールの表面から剥離する剥離工程とを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、樹脂シートの製造方法及び金属ロールに関する。

表面に形状を有する樹脂シートを製造する方法として、押出機を用いて、樹脂を加熱溶融状態でダイから押し出し、連続した樹脂シート（連続樹脂シート）を製造し、転写型を用いて、連続樹脂シートの表面に転写型の形状を転写する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、シートの厚み方向に離間する第１押圧ロールと第２押圧ロールとの間に、連続樹脂シートを挟み込んで押圧し、第２押圧ロールの表面に形成された転写型の形状を、連続樹脂シートに転写している。第２押圧ロールの表面には、クロムめっき層、銅めっき層、ニッケルめっき層、又はニッケル−リンめっき層等のめっき層が形成されている。

特開２００９−２２０５５５号公報

押圧ロールの表面にあるめっき層の厚さは、通常１〜１００μｍ程度である。この場合、押圧ロールの表面から樹脂シートを剥離する際に、条件によっては樹脂シートが適切に剥離しないおそれがある。例えば、条件によっては樹脂シートの幅方向において樹脂シートが不均一に押圧ロールに巻き付いて、不均一に剥離されると、樹脂シートに反りやうねりが発生する場合がある。また、条件によってはそもそも樹脂シートを押圧ロールから剥離できない場合もある。

本発明は、上記事情に鑑みて為されたものであり、金属ロールの表面から樹脂シートを適切に剥離可能な樹脂シートの製造方法及び表面からシートを適切に剥離可能な金属ロールを提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明の一側面に係る樹脂シートの製造方法は、加熱溶融状態の樹脂をダイから連続的に押し出して連続樹脂シートを製造するシート製造工程と、表面に厚さ０．５μｍ以下のめっき層を有する金属ロールの前記表面に前記連続樹脂シートを押し当てることによって前記連続樹脂シートを成形して樹脂シートを得る成形工程と、前記樹脂シートを前記金属ロールの前記表面から剥離する剥離工程とを含む。

この製造方法では、金属ロールの表面にあるめっき層の厚さが０．５μｍを超える場合に比べて、金属ロールの表面から樹脂シートを適切に剥離可能である。めっき層の厚さが０．５μｍを超える場合、金属ロールの表面から樹脂シートが適切に剥離せず、樹脂シートが金属ロールに巻き付いてしまうおそれがある。

前記金属ロールの前記表面には、前記連続樹脂シートに形状を転写するための凹部が形成されていてもよい。

金属ロールの表面に凹部が形成されている場合、表面積が増大するので通常であれば金属ロールの表面から樹脂シートを剥離し難くくなる。しかし、上述の製造方法では、金属ロールの表面から樹脂シートを適切に剥離可能である。

前記めっき層がクロム層であってもよい。前記樹脂が熱可塑性樹脂であってもよい。前記熱可塑性樹脂が、アクリル樹脂、ポリスチレン、又はポリカーボネートであってもよい。

前記樹脂のガラス転移温度をＴｇ（℃）、前記樹脂シートの厚さをＴ（ｍｍ）としたときに、前記ダイから押し出される前記樹脂の温度を（Ｔｇ＋５０）℃〜（Ｔｇ＋１６０）℃、前記金属ロールの温度を（Ｔｇ−３０）℃〜（Ｔｇ＋５０）℃として、前記連続樹脂シートをライン速度（０．２／Ｔ）ｍ／ｍｉｎ〜（５０／Ｔ）ｍ／ｍｉｎで前記金属ロールの前記表面に押し当ててもよい。

本発明の一側面に係る金属ロールは、表面に厚さ０．５μｍ以下のめっき層を有する。 この金属ロールでは、めっき層の厚さが０．５μｍを超える場合に比べて、金属ロールの表面にシートを押し当てた後、金属ロールの表面からシートを適切に剥離可能である。めっき層の厚さが０．５μｍを超える場合、金属ロールの表面からシートが適切に剥離せず、シートが金属ロールに巻き付いてしまうおそれがある。

上記金属ロールは、ダイから連続的に押し出された加熱溶融状態の樹脂から製造される連続樹脂シートに押し当てることによって前記連続樹脂シートを成形するための金属ロールであってもよい。

前記金属ロールの前記表面には凹部が形成されていてもよい。

金属ロールの表面に凹部が形成されている場合、表面積が増大するので通常であれば金属ロールの表面にシートを押し当てた後、金属ロールの表面からシートを剥離し難くくなる。しかし、上述の金属ロールでは、金属ロールの表面からシートを適切に剥離可能である。

前記めっき層がクロム層であってもよい。

本発明によれば、金属ロールの表面から樹脂シートを適切に剥離可能な樹脂シートの製造方法及び表面からシートを適切に剥離可能な金属ロールが提供される。

一実施形態に係る樹脂シートの製造装置を示す概略構成図である。 一実施形態に係る金属ロールの構成を模式的に示す斜視図である。 一実施形態に係る樹脂シートの構成を模式的に示す斜視図である。 金属ロールの表面に形成された凹部及び樹脂シートに形成された凸部を模式的に示す断面図である。 一実施形態に係る樹脂シートの製造方法の手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。

（樹脂シートの製造装置）
図１は、一実施形態に係る樹脂シートの製造装置を示す概略構成図である。図１に示される樹脂シートの製造装置１０は、本実施形態の樹脂シートの製造方法に使用可能な装置である。樹脂シートの製造装置１０により、樹脂シート３０が製造される。樹脂シートの製造装置１０は、加熱溶融状態の樹脂を連続的に押し出すダイ１２と、ダイ１２から押し出された連続樹脂シート３０Ａを厚み方向の両側から押圧する第１押圧ロール１４Ａ及び第２押圧ロール１４Ｂと、第２押圧ロール１４Ｂの周面に沿って搬送された連続樹脂シート３０Ａを、第２押圧ロール１４Ｂと共に厚み方向の両側から押圧する第３押圧ロール１４Ｃ（金属ロール）とを備えている。また、樹脂シートの製造装置１０は、樹脂をダイ１２に供給する押出機１６及び１８を更に備えてもよい。押出機１６は例えばスクリュー径４０ｍｍφの単軸押出機である。押出機１８は例えばスクリュー径２０ｍｍφの単軸押出機である。

第１押圧ロール１４Ａ、第２押圧ロール１４Ｂ及び第３押圧ロール１４Ｃは、例えば互いに平行な回転軸回りに回転可能な構成とされている。第１押圧ロール１４Ａ及び第２押圧ロール１４Ｂは、連続樹脂シート３０Ａの厚み方向に離間して配置され、互いの周面同士の間隔は、連続樹脂シート３０Ａの厚みに応じて設定されている。第２押圧ロール１４Ｂ及び第３押圧ロール１４Ｃも、連続樹脂シート３０Ａの厚み方向に離間して配置され、互いの周面同士の間隔は、連続樹脂シート３０Ａの厚みに応じて設定されている。

第１押圧ロール１４Ａ、第２押圧ロール１４Ｂ及び第３押圧ロール１４Ｃの直径は例えば１００ｍｍ〜５００ｍｍである。第１押圧ロール１４Ａ及び第２押圧ロール１４Ｂの周面は例えば鏡面である。

図２は、一実施形態に係る金属ロールの構成を模式的に示す斜視図である。図２に示される第３押圧ロール１４Ｃは、回転軸に沿って延びるロール本体２２と、ロール本体の周面を覆う転写型２４とを備える金属ロールである。ロール本体２２は例えばステンレス鋼、鉄鋼等の金属からなる。転写型２４は例えば円筒状の金属部材である。転写型２４は、連続樹脂シート３０Ａに転写される凹凸形状を表面に有している。詳しくは、後述する。第３押圧ロール１４Ｃは、形状ロール又は転写ロールとも呼ばれる。

図３は、一実施形態に係る樹脂シートの構成を模式的に示す斜視図である。図３に示される樹脂シート３０は、所定のサイズに切断されて形成されたものである。樹脂シート３０は、例えば導光板、光拡散板等に使用可能である。樹脂シート３０は、透過型画像表示装置（例えば液晶ディスプレイ）に搭載される面光源装置（例えばバックライト）の導光板として使用可能である。面光源装置としては、樹脂シート３０の側面３３にＬＥＤなどの光源を対向配置し、樹脂シート３０の側面３３から入射した光を正面側に出射するエッジライト型面光源装置などが挙げられる。また、樹脂シート３０の背面３２に光源を対向配置して樹脂シート３０を光拡散板として使用してもよい。

樹脂シート３０を導光板として用いる場合、通常、樹脂シート３０の背面３２（表面３１と反対側の面）には、側面３３から入射した光を乱反射させる反射加工が施される。反射加工として行う印刷の方法としては、シルク印刷のほかに、インクジェット印刷を行ってもよい。あるいは反射加工の方法としては、印刷ではなく、レーザー照射によりドット形状の凹凸を付与してもよい。

樹脂シート３０の表面３１には、第１の方向（ｘ軸方向）に延在すると共に、この第１の方向に直交する第２の方向（ｙ軸方向）に並列配置された複数の凸部３５が形成されている。凸部３５は、第３押圧ロール１４Ｃの転写型２４によって形成される。

樹脂シート３０は、例えば屈折率が１．４９〜１．５９の透光性樹脂から形成されてもよい。樹脂シート３０は、熱可塑性樹脂から形成されてもよい。熱可塑性樹脂は、加熱されることにより溶融状態となる。熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン、又はポリカーボネート等が挙げられる。なお、樹脂シート３０は、熱硬化性樹脂を含んでもよい。また、樹脂シート３０は、光拡散剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、帯電防止剤などの添加剤を含んでもよい。

図４は、金属ロールの表面に形成された凹部及び樹脂シートに形成された凸部を模式的に示す断面図である。図４には第３押圧ロール１４Ｃ及び樹脂シート３０の一部が示されている。第３押圧ロール１４Ｃの転写型２４には、第３押圧ロール１４Ｃの表面に設けられた複数の凹部２６が形成されている。複数の凹部２６は複数の凸部３５に対応している。例えば、凹部２６は、第３押圧ロール１４Ｃの周方向に連続して形成されている溝である。複数の凹部２６の深さＤは例えば５〜５００μｍである。複数の凹部２６の開口幅Ｗは例えば５〜５００μｍである。凹部２６の断面形状としては、半円形状、半楕円形状などが挙げられる。また、凹部２６の断面形状は、プリズム形状に対応した鋭角部を有するＶ字型形状でもよい。凹部２６は、例えば、ダイヤモンドバイトや金属砥石等を用いた除去加工、レーザー加工、ケミカルエッチング等を用いて形成される。

転写型２４は、転写型本体２４Ａと、転写型本体２４Ａの表面を覆うめっき層２４Ｂとを備える。転写型本体２４Ａは、例えば銅めっき層からなる。めっき層２４Ｂは、第３押圧ロール１４Ｃの最表面に位置する。めっき層２４Ｂの厚さＳは０．５μｍ以下であり、０．３μｍ以下であってもよい。めっき層２４Ｂの厚さＳは０μｍ超であり、０．１μｍ以上であってもよい。めっき層２４Ｂの厚さＳが凹部２６の深さＤよりも小さいので、めっき層２４Ｂは凹部２６の形状に沿って形成される。めっき層２４Ｂは、例えば硬質クロム層等のクロム層であってもよいし、ニッケル層、ニッケル−リン層等であってもよい。

（樹脂シートの製造方法）
図５は、一実施形態に係る樹脂シートの製造方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態の樹脂シートの製造方法は、例えば、図１に示す樹脂シートの製造装置１０を用いて実施可能である。図１及び図５に示されるように、本実施形態の樹脂シートの製造方法は、加熱溶融状態の樹脂をダイ１２から連続的に押し出して連続樹脂シート３０Ａを製造するシート製造工程Ｓ１と、表面に厚さ０．５μｍ以下のめっき層２４Ｂを有する第３押圧ロール１４Ｃ（金属ロール）の表面に連続樹脂シート３０Ａを押し当てることによって連続樹脂シート３０Ａを成形して樹脂シート３０を得る成形工程Ｓ２と、樹脂シート３０を第３押圧ロール１４Ｃの表面から剥離する剥離工程Ｓ３と、を含む。

（シート製造工程）
シート製造工程Ｓ１では、樹脂を加熱溶融状態でダイ１２から連続的に押し出して連続樹脂シート３０Ａを製造する。

ダイ１２としては、例えば、通常の押出成形法に用いられるものと同様の金属製のＴダイなどが用いられる。ダイ１２から樹脂を加熱溶融状態で押し出すには、通常の押出成形法と同様に、押出機１６及び１８のうち少なくとも１つが用いられる。押出機１６及び１８は一軸押出機であってもよいし、二軸押出機であってもよい。樹脂は押出機１６及び１８内で加熱され、溶融された状態でダイ１２に送られ、押し出される。ダイ１２から押し出された樹脂は、連続的にシート状となって押し出され、連続樹脂シート３０Ａとなる。

シート製造工程Ｓ１においてダイ１２から押し出される樹脂の温度は、樹脂のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、例えば（Ｔｇ＋５０）℃〜（Ｔｇ＋１６０）℃の範囲である。ダイ１２から押し出される樹脂の温度は、ダイ１２の設定温度に対応する。

連続樹脂シート３０Ａは、第１押圧ロール１４Ａと第２押圧ロール１４Ｂとの間において、連続樹脂シート３０Ａの厚み方向の両側から押圧される。その後、連続樹脂シート３０Ａは、第２押圧ロール１４Ｂの周面に沿って搬送される。

（成形工程）
成形工程Ｓ２では、図１に示されるように、連続樹脂シート３０Ａが、第２押圧ロール１４Ｂと第３押圧ロール１４Ｃとの間において、連続樹脂シート３０Ａの厚み方向の両側から押圧される。これにより、連続樹脂シート３０Ａが成形され、樹脂シート３０が得られる。その後、樹脂シート３０は、第３押圧ロール１４Ｃの周面に沿って搬送される。

本実施形態では、図４に示されるように、第３押圧ロール１４Ｃの転写型２４の表面形状が連続樹脂シート３０Ａに転写される。

第３押圧ロール１４Ｃの温度は、樹脂のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたときに、例えば（Ｔｇ−３０）℃〜（Ｔｇ＋５０）℃の範囲である。第３押圧ロール１４Ｃの温度は、第３押圧ロール１４Ｃ内の流路を通る流体（例えばオイル）の設定温度に対応する。流体は、温度コントローラを備えた加熱装置で設定温度に加熱される。

図１に示されるように、得られる樹脂シート３０の厚さをＴ（ｍｍ）としたときに、連続樹脂シート３０Ａは、例えばライン速度（０．２／Ｔ）ｍ／ｍｉｎ〜（５０／Ｔ）ｍ／ｍｉｎで第３押圧ロール１４Ｃの表面に押し当てられる。

（剥離工程）
剥離工程Ｓ３では、図１に示されるように、樹脂シート３０が第３押圧ロール１４Ｃの表面から剥離される。

上述の工程を経ることによって、樹脂シート３０が製造される。この製造方法では、第３押圧ロール１４Ｃの表面にあるめっき層２４Ｂの厚さＳが０．５μｍを超える場合に比べて、第３押圧ロール１４Ｃの表面から樹脂シート３０を適切に剥離可能である。めっき層の厚さが０．５μｍを超える場合、第３押圧ロールの表面から樹脂シートが適切に剥離せず、樹脂シートが金属ロールに巻き付いてしまうおそれがある。

また、第３押圧ロール１４Ｃの表面には、連続樹脂シート３０Ａに形状を転写するための凹部２６が形成されている。第３押圧ロールの表面に凹部が形成されている場合、表面積が増大するので通常であれば第３押圧ロールの表面から樹脂シートを剥離し難くくなる。しかし、上述の製造方法では、第３押圧ロール１４Ｃの表面から樹脂シート３０を適切に剥離可能である。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、樹脂シートの製造装置１０は第１押圧ロール１４Ａを備えなくてもよい。この場合、ダイ１２から押し出された連続樹脂シート３０Ａは、第２押圧ロール１４Ｂ及び第３押圧ロール１４Ｃの間に直接供給される。

樹脂シートの製造装置１０において、第２押圧ロール１４Ｂと第３押圧ロール１４Ｃとの位置関係を逆にしてもよい。この場合、ダイ１２から押し出された連続樹脂シート３０Ａは、第１押圧ロール１４Ａ及び第３押圧ロール１４Ｃの間に供給された後、第２押圧ロール１４Ｂ及び第３押圧ロール１４Ｃの間に供給される。

第３押圧ロール１４Ｃは、凹部２６が形成された転写型２４に代えて、凹部２６が形成されていない鏡面の周面を有してもよい。この場合、成形工程Ｓ２によって得られる樹脂シート３０の表面は平坦になる。

連続樹脂シート３０Ａに代えて種々の材料からなるシートを第３押圧ロール１４Ｃの表面に押し当ててもよい。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
図１に示す樹脂シートの製造装置１０を用いて実施例１の樹脂シートを作製した。樹脂としては、アクリル樹脂（住友化学株式会社製、商品名：ＥＸＮ）を用いた。樹脂のガラス転移温度Ｔｇは１０２℃である。

第３押圧ロール１４Ｃとしては、以下のように作製した金属ロールを用いた。まず、鉄製のロール本体２２の表面に厚さ４００μｍの銅めっき層を形成した。その後、銅めっき層に凹部２６となる溝を形成し、溝が形成された銅めっき層上に厚さ０．３μｍのサージェントクロムめっき層を形成した。凹部２６の深さＤは２２２μｍ、開口幅Ｗは４００μｍである。

スクリュー径４０ｍｍφの単軸押出機（押出機１６）及びスクリュー径２０ｍｍφの単軸押出機（押出機１８）において９０〜２５０℃で樹脂を溶融混練し、幅２５０ｍｍのマルチマニホールドダイ（ダイ１２）の温度を２５０℃として、ダイ１２から連続樹脂シート３０Ａを共押出しした。すなわち、ダイ１２から押し出される樹脂の温度は２５０℃である。第３押圧ロール１４Ｃの温度を９５℃とした。ライン速度は０．５ｍ／ｍｉｎとした。得られた樹脂シート３０の厚さＴは３０ｍｍであった。

（実施例２）
第３押圧ロール１４Ｃの温度を１００℃としたこと以外は実施例１と同様にして実施例２の樹脂シートを作製した。

（実施例３）
第３押圧ロール１４Ｃの温度を１０５℃としたこと以外は実施例１と同様にして実施例３の樹脂シートを作製した。

（比較例１）
サージェントクロムめっき層の厚さを０．８μｍとしたこと以外は実施例１と同様にして比較例１の樹脂シートを作製した。

（比較例２）
サージェントクロムめっき層の厚さを０．８μｍとしたこと以外は実施例２と同様にして比較例２の樹脂シートを作製した。

（比較例３）
サージェントクロムめっき層の厚さを０．８μｍとしたこと以外は実施例３と同様にして比較例３の樹脂シートを作製した。

（評価結果）
実施例１及び２では、樹脂シート３０が第３押圧ロール１４Ｃに巻き付くことなく、第３押圧ロール１４Ｃの表面から樹脂シート３０を適切に剥離することができた。一方、比較例１及び２では、樹脂シートの幅方向において樹脂シートが不均一に第３押圧ロールに巻き付いてしまい、第３押圧ロールの表面から樹脂シートを適切に剥離することができなかった。

実施例３では、樹脂シート３０が第３押圧ロール１４Ｃに少し巻き付いたものの、樹脂シート３０の幅方向において一様に巻き付いていたので樹脂シート３０を適切に剥離することができた。一方、比較例３では、第３押圧ロールの表面から樹脂シートを剥離することができなかった。

実施例１〜３では、得られた樹脂シート３０に反りやうねりは見られなかった。一方、比較例１〜２では、得られた樹脂シートに反りやうねりが見られた。比較例３では樹脂シートが得られなかった。よって、第３押圧ロール１４Ｃの最表面に位置するサージェントクロムめっき層の厚さを小さく（０．５μｍ以下）することによって、樹脂シート３０を第３押圧ロール１４Ｃから適切に剥離可能であることが分かった。

１２…ダイ、１４Ｃ…第３押圧ロール（金属ロール）、２４Ｂ…めっき層、２６…凹部、３０…樹脂シート、３０Ａ…連続樹脂シート。

Claims (10)

1. 加熱溶融状態の樹脂をダイから連続的に押し出して連続樹脂シートを製造するシート製造工程と、
   表面に厚さ０．５μｍ以下のめっき層を有する金属ロールの前記表面に前記連続樹脂シートを押し当てることによって前記連続樹脂シートを成形して樹脂シートを得る成形工程と、
   前記樹脂シートを前記金属ロールの前記表面から剥離する剥離工程と、
   を含む、樹脂シートの製造方法。
2. 前記金属ロールの前記表面には、前記連続樹脂シートに形状を転写するための凹部が形成されている、請求項１に記載の樹脂シートの製造方法。
3. 前記めっき層がクロム層である、請求項１又は２に記載の樹脂シートの製造方法。
4. 前記樹脂が熱可塑性樹脂である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂シートの製造方法。
5. 前記熱可塑性樹脂が、アクリル樹脂、ポリスチレン、又はポリカーボネートである、請求項４に記載の樹脂シートの製造方法。
6. 前記樹脂のガラス転移温度をＴｇ（℃）、前記樹脂シートの厚さをＴ（ｍｍ）としたときに、前記ダイから押し出される前記樹脂の温度を（Ｔｇ＋５０）℃〜（Ｔｇ＋１６０）℃、前記金属ロールの温度を（Ｔｇ−３０）℃〜（Ｔｇ＋５０）℃として、前記連続樹脂シートをライン速度（０．２／Ｔ）ｍ／ｍｉｎ〜（５０／Ｔ）ｍ／ｍｉｎで前記金属ロールの前記表面に押し当てる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の樹脂シートの製造方法。
7. 表面に厚さ０．５μｍ以下のめっき層を有する金属ロール。
8. ダイから連続的に押し出された加熱溶融状態の樹脂から製造される連続樹脂シートに押し当てることによって前記連続樹脂シートを成形するための金属ロールである、請求項７に記載の金属ロール。
9. 前記金属ロールの前記表面には凹部が形成されている、請求項７又は８に記載の金属ロール。
10. 前記めっき層がクロム層である、請求項７〜９のいずれか一項に記載の金属ロール。

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