JP2013176982A - 形状転写樹脂シートの製造方法及び樹脂シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】連続樹脂シートを製造するシート製造工程と、形状ロールを用いて転写型を転写する転写工程と、を備えた樹脂シート製造方法とし、シート製造工程では、シート表面を構成する形状転写層(A)と形状転写層(A)の内側に隣接する主層(B)とを備えた多層構造の樹脂シートを製造する。形状転写層(A)の重量平均分子量に対する主層(B)の重量平均分子量の比率は、1.2以上とする。
【選択図】図10
Description
図1は、本発明の実施形態に係る樹脂シート製造装置を示す概略構成図である。樹脂シート製造装置50は、本発明の樹脂シートの製造方法に使用可能な装置である。樹脂シート製造装置50は、加熱溶融状態の樹脂を連続的に押し出して連続樹脂シート60を得るダイ51と、ダイ51から押し出された連続樹脂シート60を厚み方向の両側から押圧する第1押圧ロール(本発明における押圧ロール)52A及び第2押圧ロール(本発明における形状ロール)52Bと、を備えている。
図2は、本発明の第2実施形態に係る樹脂シート製造装置を示す概略構成図である。図2に示す樹脂シート製造装置50Bが、図1に示す樹脂シート製造装置50と異なる点は、第2押圧ロール(本発明における形状ロール)52Bの後段に、第3押圧ロール52Cを備えている点である。第3押圧ロール52Cは、第1押圧ロール(本発明における押圧ロール)52Aと同様な構成である。第3押圧ロール52Cは、第2押圧ロール52Bとの間に、連続樹脂シート60を挟み込んで押圧する。
次に、本発明の実施形態に係る製造方法により製造される連続樹脂シートについて説明する。図10は、本発明の実施形態に係る連続樹脂シートの層構成を示す断面図である。図10では、連続樹脂シートの連続する方向(X軸方向)と直交する方向(Y軸方向、Z軸方向)に切った断面であり、表面形状が転写される前の状態を示している。
次に図11を参照して、導光板の具体的な使用例について説明する。図11は、本発明に係る導光板を備えた透過型画像表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。図11は、透過型画像表示装置1を分解して示している。
透過型画像表示装置1は、透過型画像表示部10と、図11において透過型画像表示部10の背面側に配置された面光源装置20とを備えている。図11に示すように、面光源装置20と透過型画像表示部10の配列方向をZ軸方向(板厚方向)と称し、Z軸方向に直交する2方向であって互いに直交する2方向をX軸方向及びY軸方向と称す。
図12は、本発明に係る導光板を備えた面光源装置の一実施形態の構成を模式的に示す背面図、図13は、本発明に係る導光板を備えた面光源装置の他の実施形態の構成を模式的に示す背面図、図14は、本発明に係る導光板を備えた面光源装置の一実施形態の構成を模式的に示す正面図である。面光源装置20は、図11〜図14に示すように、導光板(光学シート)30と、導光板30の側面33と対向して配置されたLED光源(点状光源)22とを備えている。なお、導光板30の正面側において、導光板30と透過型画像表示部10との間に、各種フィルム41が配置されている構成でもよい。各種フィルム41としては、拡散フィルム、プリズムフィルム、輝度向上フィルムなどが挙げられる。
LED光源22は、面光源装置20の点状光源として機能するものであり、図12に示すように、導光板30のY軸方向に延在する側面33,33と対向して配置されている。複数のLED光源22は、側面33の長手方向(Y軸方向)に沿って、離散的に配置されている。LED光源22の配置間隔は、通常5mm〜20mmである。点状光源は、導光板30の4辺と対向するように配置されていてもよく、X軸方向に対向する2辺(図12参照)、Y軸方向に対向する2辺に配置されていてもよく、1辺のみに配置(図13及び図14参照)されている構成でもよい。また、点状光源は、LED光源に限らずその他の点状光源でもよい。さらに、光源は、点状光源に限定されず、線状光源(冷陰極管)が配置されている構成でもよい。
導光板30は、図12〜図14に示すように、長方形を成し、平面視形状のサイズは目的とする透過型画像表示装置1の画面サイズに適合するように選択されるが、直交する2辺の長さ(L1×L2)は、通常250mm×440mm以上、好ましくは500mm×800mm以上の大型サイズであることが好ましい。導光板30の平面視形状は、長方形に限らず、正方形としてもよいが、以下では、特に断らない限り、長方形として説明する。
また、図12及び図13に示すように、導光板30の背面32には、光を乱反射させる反射加工(例えばシルク印刷)が施されている。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。本実施形態の導光板30では、反射加工として、ドットパターンが印刷されている。ドットパターンの印刷には、光を拡散させる拡散粒子を有するインクが使用されている。また、ドットパターンを構成する各ドット38(印刷ドット)の径は、光源側から離間するにつれて大きくなるように、階調変化がつけられている。例えば、光源から近い領域である側部近傍の領域のドット径は、516μm程度とされ、光源から最も遠い領域であるパネル中央付近の領域のドット径は、904μm程度とされ、両者の中間の領域のドット径は、729μm程度とされている。
図7は、本発明に係る導光板の一実施形態の構成を模式的に示す斜視図、図15は、本発明に係る導光板の他の実施形態の構成を模式的に示す斜視図である。出射面31には、Z軸方向の外側へ凸である複数の凸状部35が形成されている。凸状部35は、X軸方向(一方向)に延在し、Y軸方向に複数並列配置されている。
導光板30は、透光性樹脂から形成されている。透光性樹脂の屈折率は通常、1.49〜1.59である。導光板30に使用される透光性樹脂としては、アクリル系樹脂が主として用いられる。導光板30に使用される透光性樹脂として、その他の樹脂を用いてもよく、スチレン系樹脂を用いてもよい。透光性樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、カーボネート樹脂、環状オレフィン樹脂、MS樹脂(メタクリル酸メチルとスチレンとの共重合体)などが使用可能である。
次に図16を参照して、光拡散板の使用例について説明する。図16は、本発明に係る光拡散板を備えた透過型画像表示装置の一実施形態の構成を模式的に示す側面図である。図17は、図16に示す透過型画像表示装置の模式的な斜視図である。
透過型画像表示装置1Bは、透過型画像表示部10と、図16において透過型画像表示部10の背面側に配置された面光源装置20Bとを備えている。図16に示すように、面光源装置20Bと透過型画像表示部10の配列方向をZ軸方向(板厚方向)と称し、Z軸方向に直交する2方向であって互いに直交する2方向をX軸方向及びY軸方向と称す。
面光源装置20Bは、光拡散板(光学シート)30Cと、光拡散板30Cの背面32と対向して配置された線状光源22Bとを備えている。なお、光拡散板30Cの正面側において、光拡散板30Cと透過型画像表示部10との間に、各種フィルム(光学フィルム)41が配置されている構成でもよい。各種フィルム41としては、特に制限されず、例えば、マイクロレンズフィルム、略半円状のレンチキュラーレンズフィルム、拡散フィルム、プリズムフィルム、輝度向上フィルム、反射型偏光分離フィルムなどが挙げられる。
線状光源22Bは、例えば、直径が2mm〜4mmの円筒状ランプである。複数の線状光源22Bは、光拡散板30Cの背面32に対して一定間隔を空けた状態で、互いに平行に等しい間隔を空けて配置されている。
図18は、本発明の一実施形態に係る樹脂シートからなる光拡散板の模式的な斜視図である。図19は、光拡散板の取り付け状態を示すランプボックスの要部拡大断面図である。図18に示すように、光拡散板30Cは、ランプボックス25の側壁24の枠形状とほぼ同じ四角の板状に形成されている。
樹脂シートからなる導光板または光拡散板は、透光性樹脂から形成されている。透光性樹脂の屈折率は通常、1.49〜1.59である。導光板30または光拡散板30Cに使用される透光性樹脂としては、アクリル系樹脂が主として用いられる。導光板30または光拡散板30Cに使用される透光性樹脂として、その他の樹脂を用いてもよく、スチレン系樹脂を用いてもよい。透光性樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、カーボネート樹脂、環状オレフィン樹脂、MS樹脂(メタクリル酸メチルとスチレンとの共重合体)などが使用可能である。
形状転写層(A)を構成する樹脂(a)、及び主層(B)を構成する樹脂(b)が、共にスチレン系樹脂の場合、樹脂(a)の重量平均分子量は、100,000〜350,000、樹脂(b)の重量平均分子量は、200,000〜420,000とすることができる。
本発明の実施形態に係る樹脂シートの製造方法について説明する。図9は、本発明の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〜図5、及び図20に示す樹脂シート製造装置50を用いて実施可能である。図9に示すように、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から連続的に押し出して連続樹脂シート60を成形するシート製造工程(S1)と、周面に転写型が形成された第2押圧ロール(形状ロール)52Bを用いて、連続樹脂シート60に転写型を転写する転写工程(S2)と、を備える。
シート製造工程では、樹脂を加熱溶融状態でダイ51から連続的に押し出して連続樹脂シート60を製造する。本発明の製造方法に用いられる樹脂としては、加熱されることにより溶融状態となる熱可塑性樹脂が挙げられる。
転写工程(S2)は、シート製造工程(S1)によって製造された連続樹脂シート60を第1押圧ロール(押圧ロール)52Aと第2押圧ロール(形状ロール)52Bとで挟み込むことで押圧する転写開始工程(S3)と、転写開始工程(S3)で押圧された連続樹脂シート60を形状ロール52Bの周面に密着させたまま搬送する搬送工程(S4)と、搬送工程(S4)で搬送された連続樹脂シート60を形状ロール52Bの周面(転写型53)から剥離する剥離工程(S5)と、を含む。
上記シート製造工程(S1)で得られた連続樹脂シート60は、転写開始工程(S3)により、図1に示すように、第1押圧ロール52Aと第2押圧ロール52Bとで、シートの厚み方向の両側から同時に挟み込まれて、押圧される。
搬送工程(S4)は、連続樹脂シート60を第2押圧ロール52Bの周面に密着させた状態で、第2押圧ロール52Bの回転に従って搬送する工程である。
剥離工程(S5)は、連続樹脂シート60を第2押圧ロール52Bの周面から剥離する工程である。
図8は、転写型に形成された凹部及び樹脂シートに形成された凸状部を模式的に示す断面図である。転写型53は、形状ロール52Bの表面に設けられた複数の凹部からなる。例えば、凹部は、形状ロール52Bの周方向に連続して形成されている。凹部のピッチは、通常30μm以上、好ましくは50μm以上であるが、本発明の製造方法および製造装置においては、凹部のピッチ間隔が200μm〜500μmである場合に好適であり、凹部の溝深さHが100μm〜500μmである。凹部のピッチ間隔(P)とは、隣接する凹部の溝部間(底部同士)の距離をいい、凹部の溝深さ(H)とは、形状ロール52Bの表面円周上から凹部の溝部(底部)までの距離をいう。
製造方法の変形例として、例えば、搬送工程(S4)の後に、第2の押圧工程を実施してもよい。第2の押圧工程は、図2に示す樹脂シート製造装置50Bを用いて実施可能である。第2の押圧工程では、搬送工程(S4)によって搬送された連続樹脂シート60を第2押圧ロール(形状ロール)52Bと第3押圧ロール52Cとで挟みこむことで押圧する。第2押圧工程で押圧された連続樹脂シート60は、第2押圧ロール52Bから剥離され(剥離工程)、第3押圧ロール52Cの周面に密着したまま搬送された後、第3押圧ロール52Cの周面から剥離される。
本発明の樹脂シートの製造方法では、形状転写層(A)の重量平均分子量に対する主層(B)の重量平均分子量の比率が1.2以上であるため、形状転写層のみ比較的良流動とし、主層は比較的流動性の低いものとすることができる。そのため、樹脂(a)による表層部が転写型の凹部形状に流入し易くなり、転写型53の凹部形状に流入した樹脂の形状が、転写型53から剥がれた後も保持され易くなる。これにより、形状転写率を向上させることができる。そのため、アスペクト比の高い表面形状を樹脂シートに形成することが可能となる。
以下、実施例1と比較例1を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図3に示す樹脂シート製造装置50Cを用いて実施例1及び比較例1に係るシートを作成した。使用した製造装置50の条件を以下に示す。押出機58のスクリュー径を120mmとした。ライン速度を実施例1においては2.88m/min、比較例1においては2.79m/minとし、シート幅(Y軸方向の長さ)を135cmとした。第2押圧ロール52Bの転写型の形状として、ピッチPが400μm、深さHが215μm、頂角が85度のプリズム形状とした。ロール温度(予圧ロール52D(No.1ロール)/第1押圧ロール52A(No.2ロール)/第2押圧ロール52B(No.3ロール))は、75℃/80℃/83℃とした。また、搬送ローラー52I(ローラーテーブル、RT)の温度は、60℃とした。
重量平均分子量Mw(a):83000
ガラス転移温度Tg(a):102℃
厚み:0.2mm
重量平均分子量Mw(b):115000
ガラス転移温度Tg(b):106℃
厚み:2.3mm
Claims (22)
- 平坦なシート表面を有し、加熱状態にある樹脂シートの前記シート表面に転写型の形状を転写することにより前記シート表面に転写型の形状が転写された形状転写樹脂シートを製造する方法であり、
前記樹脂シートは、シートの厚み方向に複数の層を有する多層構造であり、前記シート表面を構成する形状転写層(A)と前記形状転写層の背面側に隣接する主層(B)との少なくとも2層を備え、
前記形状転写層(A)の重量平均分子量に対する前記主層(B)の重量平均分子量の比率が、1.2以上である形状転写樹脂シートの製造方法。 - 加熱溶融状態の樹脂をダイから連続的に押し出すことにより、連続樹脂シートとして前記樹脂シートを製造するシート製造工程と、
周面に転写型が形成された形状ロールを用いて、前記シート表面に前記転写型を転写する転写工程と、を備え、
前記転写工程は、前記シート製造工程によって製造された前記連続樹脂シートを押圧ロールと前記形状ロールとで挟み押圧することにより前記形状ロールの前記転写型の形状を前記連続樹脂シートの前記シート表面に転写することを開始する転写開始工程と、
前記転写開始工程で前記シート表面に前記転写型の形状が転写された前記連続樹脂シートを前記形状ロールの周面に密着させたまま搬送する搬送工程と、
前記搬送工程で搬送された前記連続樹脂シートを前記形状ロールの周面から剥離する剥離工程と、を含む
請求項1に記載の形状転写樹脂シートの製造方法。 - 前記転写工程は、
前記シート製造工程によって製造された前記連続樹脂シートを予圧ロールと前記押圧ロールとで挟み込むことで押圧する予圧工程と、
前記予圧工程で押圧された前記連続樹脂シートを前記押圧ロールの周面に密着させたまま搬送する予備搬送工程とを含み、
前記転写開始工程では、前記予備搬送工程によって搬送された前記連続樹脂シートを前記押圧ロールと前記形状ロールとで挟み押圧する
請求項2に記載の形状転写樹脂シートの製造方法。 - 前記形状転写層(A)を構成する樹脂(a)のガラス転移温度をTg(a)とした場合、
前記形状ロールの前記周面に接する直前の前記形状転写層(A)の表面温度は、
(Tg(a)+50)℃〜(Tg(a)+150)℃の範囲であり、
前記形状ロールの前記周面から剥離された直後の前記形状転写層(A)の表面温度は、
(Tg(a)−10)℃〜(Tg(a)+40)℃の範囲である
請求項2または3に記載の形状転写樹脂シートの製造方法。 - 前記主層(B)の厚みに対する前記形状転写層(A)の厚みの比率が、1/200〜1/10の範囲である
請求項2〜4の何れか一項に記載の形状転写樹脂シートの製造方法。 - 前記転写開始工程の直前に、前記押圧ロールの周面に密着して搬送されている前記連続樹脂シートの前記形状転写層(A)のシート表面を加熱する加熱工程を備える
請求項2〜5の何れか一項に記載の形状転写樹脂シートの製造方法。 - 前記転写型には、前記形状ロールの周方向に連続する溝部が、前記形状ロールの回転軸方向に複数並設され、
複数の前記溝部の配置間隔Pは200μm〜500μmである
請求項2〜6の何れか一項に記載の形状転写樹脂シートの製造方法。 - 前記転写型には、前記形状ロールの周方向に連続する溝部が、前記形状ロールの回転軸方向に複数並設され、
複数の前記溝部は等間隔に配置されている
請求項2〜7の何れか一項に記載の形状転写樹脂シートの製造方法。 - 前記転写型には、前記形状ロールの周方向に連続する溝部が、前記形状ロールの回転軸方向に複数並設され、
複数の前記溝部の深さHは100μm〜500μmである
請求項2〜8の何れか一項に記載の形状転写樹脂シートの製造方法。 - 前記転写型には、前記形状ロールの周方向に連続する溝部が、前記形状ロールの回転軸方向に複数並設され、
複数の前記溝部の配置間隔Pに対する前記溝部の深さHの比率であるアスペクト比H/Pが、0.3以上である
請求項2〜9の何れか一項に記載の形状転写樹脂シートの製造方法。 - 前記転写型には、前記形状ロールの周方向に連続する溝部が、前記形状ロールの回転軸方向に複数並設され、
前記溝部の前記形状ロールの周方向に直交する方向の断面形状は、略半円形状、略半楕円形状、またはプリズム形状である
請求項2〜10の何れか一項に記載の形状転写樹脂シートの製造方法。 - 前記転写型には、前記形状ロールの周方向に連続する溝部が、前記形状ロールの回転軸方向に複数並設され、
前記溝部の前記形状ロールの周方向に直交する方向の断面形状は、光学レンズを形成するための対応する形状である
請求項2〜11の何れか一項に記載の形状転写樹脂シートの製造方法。 - 前記形状転写層(A)を構成する樹脂(a)は、スチレン系樹脂、MS樹脂(メタクリル酸メチルとスチレンとの共重合体)またはアクリル系樹脂であり、
前記主層(B)を構成する樹脂(b)は、スチレン系樹脂、MS樹脂またはアクリル系樹脂である
請求項1〜12の何れか一項に記載の形状転写樹脂シートの製造方法。 - 平坦なシート表面を有し、シートの厚み方向に複数の層を有する多層構造であり、前記シート表面を構成する表面層(A)と該表面層(A)の背面側に隣接する主層(B)の少なくとも2層とを備え、
前記表面層(A)の重量平均分子量に対する前記主層(B)の重量平均分子量の比率が、1.2以上である樹脂シート。 - 前記主層(B)の厚みに対する前記表面層(A)の厚みの比率が、1/200〜1/10の範囲である請求項14に記載の樹脂シート。
- 前記表面層(A)側には、第1の方向に延在すると共に、該第1の方向に直交する第2の方向に並列配置された複数の凸状部が形成されている請求項14または15に記載の樹脂シート。
- 前記凸状部の形状がプリズム形状、略半円形状、略半楕円形状または光学レンズ形状である請求項16に記載の樹脂シート。
- 前記凸状部の形状が
H×T/P≧0.23…(1)
〔式中、Pは隣接する凸状部の間隔(μm)、Hは凸状部の高さ(μm)、Tはシート厚み(mm)である。〕
を満たす形状である請求項16または17に記載の樹脂シート。 - 前記表面層(A)を構成する樹脂(a)がスチレン系樹脂、MS樹脂またはアクリル系樹脂であり、
前記主層(B)を構成する樹脂(b)がスチレン系樹脂、MS樹脂またはアクリル系樹脂である請求項14〜18の何れか1項に記載の樹脂シート。 - 前記樹脂(a)および前記樹脂(b)が共にスチレン系樹脂、MS樹脂またはアクリル系樹脂である請求項19に記載の樹脂シート。
- 導光板または光拡散板である請求項14〜請求項20の何れか1項に記載の樹脂シート。
- 導光板であり、表面層(A)に対する背面側に、側面から入射した光を拡散させる光拡散加工が施されてなる請求項21に記載の樹脂シート。
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