JP4041964B2 - プリズム様シートの製造方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリズム様シートの製造方法及び装置に係り、特に液晶表示装置の視野角を拡大するために用いられるプリズム様シートの製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、液晶自体が角度依存性を有するため、良好な表示品質が得られる視野角が狭く、見る角度により表示の明暗が反転したり、輝度が極端に低下又は上昇したりする。この為、従来より、液晶表示装置の視野角を拡大するためにシート面に図１０のような断面三角の凸列１がほぼ平行に配列されたプリズム列２を有するプリズム様シート３が用いられている。
【０００３】
従来のプリズム様シートの製造方法としては、ローラ表面にプリズム列の形状が形成されたエンボスローラと、表面が平滑なバックアップローラとからなる一対のニップローラの何れかを熱ローラとし、このニップローラで乾膜状態の熱可塑性シートをニップすることにより、熱可塑性シートにエンボスローラのプリズム列の形状を熱転写する方法がある。
【０００４】
また、転写によらないプリズム様シートの製造方法としては、例えば特許文献１に、熱可塑性の溶液キャスティングフイルムと粘着材層と一軸延伸フイルムとの積層体を溶剤の沸点以上の温度で加熱して一軸延伸フイルムを熱収縮させることにより溶液キャスティングフイルムに微細な凸凹を形成させた後、積層体から一軸延伸フイルムを剥離する方法がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２２１８５４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱によってエンボスローラのプリズム列を熱可塑性シートに転写する方法は、微細な凸凹を転写するには限界があるので、転写精度が悪くなるという欠点がある。例えば、ニップ力が解除されたときに、熱可塑性シートの弾性により凸列と凸列の間の凹部が元に戻ろうとするので、プリズム列の高さが設計寸法よりも低くなってしまい、設計値に近似したアスペクト比のプリズム列が形成できないという欠点がある。また、大きなニップ力が必要であることから、均一な厚みのプリズム様シートを製造するには大きな装置剛性が必要になり、装置コストが高くなる。しかも、装置剛性の改良には限界があるので、結局、プリズム様シート厚みの均一精度を十分に得ることができないという欠点がある。
【０００７】
また、特許文献１の方法は、粘着層や一軸延伸フイルムを溶液キャスティングフイルムに積層させたり剥離させたりする工程があるため、工程が複雑化するという欠点がある。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みて成されたもので、アスペクト比や均一厚み等の製品品質に優れたプリズム様シートを製造でき、しかも複雑な工程を必要としないプリズム様シートの製造方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】
本発明は、前記目的を達成する為に、シート面にプリズム列を有するプリズム様シートの製造方法において、走行又は回転する支持体上に高分子溶液を流延してシートを製膜する溶液製膜工程と、前記シートを前記支持体から剥離した後、転写面にプリズム列の形状が形成された転写部材と支持部材とで前記シートをニップして、該シート面の支持体面側に前記転写部材のプリズム列の形状を転写する転写工程と、前記プリズム列が転写されたシートを乾燥する乾燥工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記目的を達成する為に、シート面にプリズム列を有するプリズム様シートの製造装置において、走行又は回転する支持体上に高分子溶液を流延してシートを製造する溶液製膜装置と、前記シートを前記支持体から剥離した後、転写面にプリズム列の形状が形成された転写部材と支持部材とで前記シートをニップして、該シート面の支持体面側に前記転写部材のプリズム列の形状を転写する転写装置と、前記プリズム列の形状が転写されたシートを乾燥する乾燥装置と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、支持体上に高分子溶液を流延してシートを製膜し、支持体から剥離したシートを転写部材と支持部材とでニップしてシート面の支持体面側に転写部材のプリズム列の形状を転写する。溶液製膜工程の支持体上でシートに含有される溶媒等の揮発成分（以下、単に『揮発分』という）の一部が揮発するが、支持体から剥離された直後のシートは、まだ残留揮発分が多くウエットな軟膜状態にあり弾性も殆どない。
【００１２】
特に、支持体から剥離されたシートの残留揮発分の濃度は反支持体面側よりも支持体面側の方が大きく、それだけ軟膜状態なので、支持体面側への転写精度が良くなる。これにより、転写工程において、転写部材の転写面に形成されたプリズム列の形状をシート面に精度良く転写することができる。このときに、乾膜の熱可塑性シートの熱転写のような大きなニップ力を必要としないので、ニップ力によりローラが撓んでシートの厚みが不均一化するのを抑制できる。ここで使用する転写部材としては、プリズム列の形状が形成された版型を使用し、版型に対向させて平板な支持部材を配置することもできるが、製造の完全連続化という観点からはロール面にプリズム列の形状が形成されたエンボスローラと、それに対向するバックアップローラとでなる一対のニップローラで構成することが好ましい。
【００１３】
プリズム列の形状が転写されたシートは、次に乾燥工程で乾燥される。乾燥工程では、シート中の揮発分が蒸発して乾燥され、表面に転写されたプリズム列が固定化されたプリズム様シートが製造される。この場合、残留揮発分が多い支持体面側にプリズム列を転写した方が、乾燥によりシートが収縮したときに良好なプリズム列が形成され易い。
【００１４】
更には、この乾燥により、シートが収縮するので、プリズム列における凸列の頂点同士の距離であるピッチ寸法を転写時よりも小さくすることができる。このときに、プリズム列のピッチ方向の収縮と高さ方向の収縮の両方が起きるので、設計したアスペクト比に近いピッチ寸法と高さ寸法を有するプリズム列を得ることができる。このように、乾燥工程では、プリズム列のピッチ寸法も高さ寸法も転写時よりも小さくなるので、これを考慮して転写部材に形成されるプリズム列のピッチ寸法と高さ寸法を、製造されたプリズム様シートに形成されるプリズム列のピッチ寸法と高さ寸法よりも大きくしておくことが好ましい。シートに形成されるプリズム列のピッチ寸法と高さ寸法に対して転写部材に形成するプリズム列のピッチ寸法と高さ寸法をどの程度の倍率にするかは、乾燥によって収縮する収縮率を予め測定しておいて、収縮率を吸収する倍率にすればよい。
【００１５】
また、本発明は、前記目的を達成する為に、シート面にプリズム列を有するプリズム様シートの製造方法において、走行又は回転する支持体上に複数の高分子溶液を重層流延してシートを製膜すると共に、該シートの支持体面側の固形分濃度が反支持体面側の固形分濃度よりも相対的に高くなるように前記複数の高分子溶液の固形分濃度を調整して製膜する溶液製膜工程と、前記シートを前記支持体から剥離した後、転写面にプリズム列の形状が形成された転写部材と支持部材とで前記シートをニップして、該シート面の支持体面側に前記転写部材のプリズム列の形状を転写する転写工程と、前記プリズム列が転写されたシートを乾燥する乾燥工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記目的を達成する為に、シート面にプリズム列を有するプリズム様シートの製造装置において、走行又は回転する支持体上に複数の高分子溶液を重層流延してシートを製膜すると共に、該シートの支持体面側の固形分濃度が反支持体面側の固形分濃度よりも相対的に高くなるように前記複数の高分子溶液の固形分濃度を調整して製膜する溶液製膜装置と、前記シートを前記支持体から剥離した後、転写面にプリズム列の形状が形成された転写部材と支持部材とで前記シートをニップすると共に、該シート面の支持体面側に前記転写部材のプリズム列の形状が転写されるように前記転写部材と前記支持部材とを配置した転写装置と、前記プリズム列の形状が転写されたシートを乾燥する乾燥装置と、を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、上記したように、支持体から剥離された直後のシートは、まだ残留揮発分が多くウエットな軟膜状態にあり弾性も殆どなく、転写工程において、転写部材の転写面に形成されたプリズム列の形状をシート面に精度良く転写することができる。更に本発明では、シートの支持体面側の固形分濃度が反支持体面側の固形分濃度よりも相対的に高くなるように複数の高分子溶液の固形分濃度を調整して製膜するようにした。
【００１８】
即ち、生産性を上げるために流延速度をアップすると、高分子溶液（ドープ）がダイスリットを通過するときに、流れの乱れが大きくなる。この場合、シートの支持体面側は支持体に接しているため、上記した流れの乱れがあってもシート表面の凸凹はフラット化される。しかし、空気に接する面である反支持体面側は凸凹が残ってしまい転写するときに転写部材の面がフラットであっても凸凹の影響で転写不良になる。この転写不良は高分子溶液中のポリマー濃度（ドープ濃度）を下げることで改善するが、流延速度を上げるためには自己支持性をよくしなくてはならずシート中に含有されるポリマー平均濃度を上げる必要がある。従って、転写精度と流延速度とは相反する条件が要求される。しかし、本発明のように、シートの支持体面側の固形分濃度を反支持体面側の固形分濃度よりも相対的に高くなるように複数の高分子溶液の固形分濃度を調整して製膜することで、これらの相反する両方を両立できることが分かった。
【００１９】
本発明の態様によれば、軟膜状態の指標として残留揮発分で管理することが好ましく、転写時におけるシートの残留揮発分は、シートの固形分を１としたときに０．３〜３．０の範囲であることが好ましい。残留揮発分が０．３未満ではシートが硬過ぎて転写精度が悪くなると共に転写するのに大きなニップ力を必要とする。また、残留揮発分が３．０を越えるとシートが軟らか過ぎて転写精度が悪くなる。
【００２０】
本発明の態様によれば、転写工程では、転写部材の転写面温度をＴ1 、支持部材の支持面温度をＴ2 、転写時のシートの表面温度をＴ3 としたときに、転写直前の各温度が０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ1 ≦５０°Ｃ且つ０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ2 ≦５０°Ｃを満足することが好ましい。これにより、プリズム列のコーナ部に発生しやすいひげ状の剥離ムラを解消できると共に、転写部材の転写面の汚れを防止できる。
【００２１】
本発明の態様によれば、乾燥工程では、シートの残留揮発分が、前記シートの固形分を１としたときに０．１以下になるまでは無接触乾燥を行うと共に、無接触乾燥による前記シートの収縮量は、無接触乾燥の入口における収縮前のシート面積を１としたときに出口における収縮後のシート面積が０．５〜０．９になるように乾燥条件を設定することが好ましい。例えば収縮量が０．５とは、無接触乾燥前に比べて半分になったことを意味する。これは、シートの残留揮発分が前記０．１を越える状態においては、シートに転写されたプリズム列の形状が完全に固化していないため、その後の工程においてガイドローラ等に接触するとプリズム列が変形する虞があるためである。また、シートの収縮量が前記０．５未満のように、収縮量が大き過ぎるとシート面にプリズム列とは別の皺が寄り易く好ましくない。また、シートの収縮量が０．９を越えると乾燥によりプリズム列のピッチを小さくするという効果を十分に得ることができない。
【００２２】
本発明の態様によれば、転写工程と乾燥工程との間に、プリズム列の形状が転写されたシートを該プリズム列に沿った方向に一軸延伸する延伸工程を有することが好ましい。例えば、シートの搬送方向にプリズム列を形成しておいて、シートをプリズム列に沿った方向に一軸延伸すれば、シートの幅方向が収縮するので、プリズム列のピッチを一層小さくすることができる。この場合、シートをプリズム列に沿った方向に１．１〜３．０倍に一軸延伸させることが好ましい。一軸延伸量が１．１倍未満では一軸延伸によりプリズム列のピッチを小さくするという効果を得ることができない。また、３．０倍を越えると、シートが破断する虞があるだけでなく、シートの幅方向寸法がシート搬送方向で一定しなくなるので、プリズム列の凸列同士の平行性が損なわれる。
【００２３】
本発明の態様によれば、転写部材はロール面にプリズム列の形状が形成されたエンボスローラであると共に、支持部材はロール面が平滑なバックアップローラであることが好ましい。
【００２４】
本発明の態様によれば、溶液製膜装置で重層流延を行う流延ダイは、単層ダイの入口に複数の高分子溶液が合流するフィードブロックを備えたフィードブロックダイ方式、又は複数のマニホールドを有して該マニホールドの内部で複数の高分子溶液が合流するマルチマニホールドダイ方式の何れかであることが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るプリズム様シートの製造方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２６】
図１は、本発明のプリズム様シートの製造装置１０の全体構成図であり、主として、溶液製膜装置１２、転写装置１４、一軸延伸・無接触乾燥装置１６、耳部裁断機１８、ローレット装置２０、接触式乾燥装置２２、接触式冷却装置２４、及び巻取装置２６で構成される。尚、図１では、溶液製膜装置１２を複数の高分子溶液（ドープ）を重層流延可能なように複数のドープ供給装置１３を設けた例で示したが、単層流延の場合には１つのドープ供給装置１３を使用する。
【００２７】
図１に示すように、溶液製膜装置１２のドープ供給装置１３では、ミキシングタンク２８に貯留されたポリマーの所定量と溶媒タンク３０に貯留された溶媒との所定量が、それぞれ定量ポンプ３２，３４によりスタティックミキサ３６に送られて混合溶解され、高分子溶液（ドープ）が調製される。この場合、ポリマーと溶媒を混合する温度は、−１０°Ｃ〜５５°Ｃの範囲であることが好ましく、通常は室温で実施する。ポリマーと溶媒との比率は、最終的に得られる高分子溶液の濃度によって決定されるが、一般には、ポリマー量は調製する高分子溶液の５〜３０重量％であることが好ましく、８〜２５重量％であることが更に好ましく、１０〜２０重量％であることが最も好ましい。また、ポリマーに必要な添加剤を添加してもよい。調製された高分子溶液は、連続ろ過装置３８を介して送液管４０により流延ダイ４２に送られる。尚、もう一つのドープ供給装置１３の構成も上記したと同様なので、図１では「ドープ供給装置」とのみ示してある。また、この高分子溶液の調製において、重層流延する場合には、ポリマーを溶媒で溶解する際のポリマー量又は溶媒量を変えることで、それぞれのドープ供給装置１３、１３で調製する高分子溶液の固形分濃度を調整し、支持体面側（流延バンド４４に接触する面）に流延する高分子溶液の固形分濃度が反支持体面側に流延する高分子溶液の固形分濃度よりも相対的に高くなるようにする。そして、単層流延の場合には単層用の流延ダイ４２に送られ、重層流延の場合には重層用の流延ダイ４２に送られる。
【００２８】
重層流延ダイ４２としては、図２に示すように、マニホールド８０を１つ備えた単層ダイ８１の入口８２に、２つの高分子溶液の流路８３、８３が合流する合流部８４を有するフィードブロック８５を接続するフィードブロックダイ方式、或いは図３に示すように、２つのマニホールド８０、８０を有し、各マニホールド８０に供給された２つの高分子溶液をそれぞれの流路８３、８３を介して合流部８４に合流させるマルチマニホールドダイ方式を好適に使用することができる。更には、図４に示すように、マニホールド８０を１つ備えた単層ダイ８１を２つ並べて、逐次重層流延するようにしてもよい。尚、図２〜図４の重層流延ダイは、２層流延の例で示してあるが、重層する高分子溶液の数に応じて、フィードブロックの流路数、マルチマニホールドダイのマニホールド数、或いは逐次重層流延する単層ダイの数を変えればよい。また、図２〜図４の符号４４は流延バンドである。
【００２９】
流延ダイ４２の下方には、図１のように、支持体としてステンレススチール製の流延バンド４４が配置されており、流延バンド４４は流延部側回転ドラム４６および非流延部側回転ドラム４８に巻き掛けられ、流延バンド４４が流延部側回転ドラム４６と非流延部側回転ドラム４８との間を矢印Ａ方向に周回走行する。流延部側回転ドラム４６と非流延部側回転ドラム４８との間には、流延バンド４４を弛まないように支持する複数の支持ローラ５０が設けられる。そして、流延ダイ４２から流延バンド４４上に流延された高分子溶液の流延膜は、流延バンド４４が略一回り周回走行する間に、流延膜中の揮発分（主として溶媒）の一部が揮発して薄膜状のシート５２が製膜される。
【００３０】
溶剤製膜で使用される高分子溶液のポリマー種類としては、ポリオレフィン類（例、ノルボルネン系ポリマー）、ポリアミド類（例、芳香族ポリアミド）、ポリスルホン類、ポリエーテル類（ポリエーテルスルホン類やポリエーテルケトン類を含む）、ポリスチレン類、ポリカーボネート類、ポリアクリル酸類、ポリアクリルアミド類、ポリメタクリル酸類（例、ポリメチルメタクリレート）、ポリメタクリルアミド類、ポリビニルアルコール類、ポリウレア類、ポリエステル類、ポリウレタン類、ポリイミド類、ポリビニルアセテート類、ポリビニルアセタール類（例、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール）やセルロース誘導体（例、セルロースの低級脂肪酸エステル）が用いられる。本発明はセルロースの低級脂肪酸エステルを使用する場合に特に有効である。セルロースの低級脂肪酸エステルの低級脂肪酸とは、炭素数が６以下の脂肪酸を意味する。炭素数は、２（セルロースアセテート）、３（セルロースプロピオネート）、又は４（セルロースブチレート）であることが好ましい。更に好ましくはセルロースアセテートであり、セルローストリアセテート（酸化度：５８．０〜６２．５％）が特に好ましい。セルロースアセテートプロピオネートやセルロースアセテートブチレートのようなセルロースの混合脂肪酸エステルを用いてもよい。
【００３１】
溶剤製膜で使用される高分子溶液の溶媒としては、０°Ｃ〜５５°Ｃの範囲の温度（高分子溶液を使用するときに予定している温度）において、ポリマーが溶媒により溶解又は膨潤するポリマーと溶媒との組み合わせを用いることができる。ポリマーと溶媒により膨潤しないと、冷却溶解法（特開平９−９５５４４号公報参照）を用いても溶解させることは殆ど不可能である。溶媒は、水系と溶剤系があるが、有機溶剤を好適に使用できる。有機溶剤の例としては、ハロゲン化炭化水素類（例、メチレンクロライド）、ケトン類（例、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン）、エステル類（例、メチルホルメート、メチルアセテート、エチルアセテート、アミルアセテート、ビチルアセテート）、エーテル類（例、ジオキサン、ジオキソラン、ＴＨＦ、ジエチルエーテル、メチル−ｔ−ブチルエーテル）、炭化水素（例、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン）、及びアルコール類（例、メタノール、エタノール）が含まれる。溶媒は前述したように、ポリマーを溶解又は膨潤する液体である。従って、具体的な溶媒の種類は、使用するポリマーの種類の応じて選択するのが好ましい。例えば、ポリマーがセルローストリアセテート、ポリカーボネート類やポリスチレン類の場合には、アセトンや酢酸メチルが好ましい溶媒として用いられる。また、ノルボルネン系のポリマーの場合には、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、アセトンや、メチルエチルケトンが好ましい溶媒として用いられる。ポリメチルメタクリレートがポリマーの場合には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアセテート、ブチルアセテートやメタノールが好ましい溶媒として用いられる。２種類以上の溶媒を混合して使用してもよい。溶媒の沸点は、２０°Ｃ〜３００°Ｃであることが好ましく、４０°Ｃ〜１００°Ｃであることが最も好ましい。
【００３２】
溶液製膜装置１２で製膜されたシート５２は、流延部側回転ドラム４６の近傍に配置された転写装置１４に送られることにより流延バンド４４から剥離されると共に、シート５２の支持体面側（流延バンド４４に接触する面）にプリズム列が転写される。転写装置１４は、シート５２の支持体面側に配置されたエンボスローラ５４と、シート５２の反支持体面側に配置されたローラ面が平滑なバックアップローラ５６とでなる一対のニップローラ５４、５６で構成される。図５に示すように、エンボスローラ５４のローラ面の周方向には、断面三角な環状の凸列５４Ａ（プリズム）がほぼ平行に形成されたプリズム列５４Ｂの形状が形成され、シート５２をエンボスローラ５４とバックアップローラ５６とでニップ搬送することにより、図６のようにシートの搬送方向に沿ったプリズム列の形状がシート面の支持体側面に転写される。エンボスローラ５４に形成するプリズム列５４Ｂは、図７に示すように、ピッチ寸法（Ｐ）と高さ寸法（Ｄ）で規定され、製品であるプリズム様シートの仕様によって異なるが、一般的には、ピッチ寸法（Ｐ）が５〜１００μｍであり、高さ寸法（Ｄ）が５〜１００μｍである。但し、本発明の場合には、溶剤製膜によって製膜された軟膜状態のシート５２にプリズム列を転写した後、乾燥することでシート５２が収縮するので、この収縮によってピッチ寸法や高さ寸法も転写時の寸法よりも小さくなる。従って、この乾燥時における収縮を考慮して、エンボスローラ５４に形成されるプリズム列５４Ｂのピッチ寸法と高さ寸法は、製造されたプリズム様シートに形成されるプリズム列のピッチ寸法と高さ寸法よりも大きくしておくことが好ましい。具体的には、乾燥によって収縮するピッチ方向の収縮率と高さ方向の収縮率を予め測定しておいて、エンボスローラ５４に形成されるプリズム列５４Ｂのピッチ寸法と高さ寸法をそれぞれの収縮率を吸収する倍率にすればよい。この場合、プリズム列のピッチ寸法と高さ寸法の異なるエンボスローラ５４を複数用意しておいて、プリズム様シートに形成するプリズム列のピッチ寸法と高さ寸法、乾燥条件、更には後記するシートの一軸延伸によるピッチ寸法の変化に応じて使い分けるとよい。エンボスローラ５４のローラ面にプリズム列を形成する方法としては、フォトリソグラフィー、機械加工、放電加工、レーザ加工等、エンボスローラ５４の材質やプリズム列５４Ｂの形状に応じて公知の各種方法を採用できる。
【００３３】
尚、転写装置１４は、シート５２の反支持体側面にプリズム列が転写されるようにエンボスローラ５４とバックアップローラ５６とを配置することも可能であるが、本発明のように、シート５２の支持体面側にプリズム列が転写されることが好ましい。これは、流延バンド４４から剥離されたシート５２の残留揮発分の濃度は反支持体面側よりも支持体面側の方が大きいため、支持体面側は反支持体側面よりも軟膜状態であり、反支持体側面は支持体面側より硬くなっている。従って、軟膜状態にある支持体面側に転写した方が転写精度が良くなるだけでなく、比較的硬膜状態の反支持体面側をバックアップローラ５６で支持した方がシート５２を安定して支持できるので、転写精度が一層良くなる。更には、後工程の乾燥時において、シートが収縮したときに硬膜状態の反支持体面と軟膜状態の支持体面との収縮差により、ピッチ寸法の小さいプルズム列が形成され易い。転写時におけるシートの残留揮発分は、シート５２の固形分を１としたときに０．１〜３．０の範囲であることが好ましく、０．３〜２．０の範囲がより好ましい。残留揮発分が０．１未満ではシート５２が硬過ぎて転写精度が悪くなると共に転写するには大きなニップ力を必要とする。また、残留揮発分が３．０を越えるとシート５２が軟らか過ぎて転写精度が悪くなる。
【００３４】
また、重層流延する場合には、シート５２の支持体面側の固形分濃度が反支持体面側の固形分濃度よりも相対的に高くなるようにすることが必要である。これは、ドープ及びシートにおけるポリマー濃度において、転写精度と流延速度とは相反する条件が要求されるが、本発明のように、シートの支持体面側の固形分濃度を反支持体面側の固形分濃度よりも相対的に高くなるように複数の高分子溶液の固形分濃度を調整して製膜することで、これらの相反する両方を両立できるからである。２層流延の場合に支持体面側に流延される高分子溶液の固形分濃度と、反支持体面側に流延される高分子溶液の固形分濃度の濃度比は、反支持体面側の高分子溶液の固形分濃度を１としたときに、支持体面側の高分子溶液の固形分濃度が１．１倍〜１．５倍の範囲になることが好ましい。
【００３５】
転写装置１４は、エンボスローラ５４のローラ面温度をＴ1 、バックアップローラ５６のローラ面温度をＴ2 、転写時のシート５２の表面温度をＴ3 としたときに、次式（１）を満足することが好ましい。
【００３６】
【数１】
０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ1 ≦５０°Ｃ且つ０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ2 ≦５０°Ｃ…（１）
これにより、シート５２の転写部分がエンボスローラ５４から離れるときに、シート５２に転写されたプリズム列のコーナ部に発生し易いひげ状の剥離ムラを防止できると共に、剥離によるエンボスローラ５４のローラ面の汚れを防止できる。この場合、エンボスローラ５４のローラ面温度Ｔ1 とバックアップローラ５６のローラ面温度Ｔ2 との温度差（以下「ローラ温度差」という）を５°Ｃ以内、好ましくは２°Ｃ以内にすることが好ましい。更には、エンボスローラ５４のローラ幅方向のローラ面温度分布とバックアップローラ５６のローラ幅方向のローラ面温度分布は、転写する範囲においてローラ面平均温度に対して±５°Ｃ以内、好ましくは±２°Ｃ以内であることが好ましい。特に、エンボスローラ５４のローラ幅方向のローラ面温度分布が大きいと、転写後のシート５２の幅方向厚みのバラツキが大きくなり易い。このような温度条件を得るには、例えば、エンボスローラ５４とバックアップローラ５６のローラ内にそれぞれ通水パイプ（不図示）を内蔵し、この通水パイプをそれぞれロータリージョイント（不図示）を介して熱媒体供給装置（不図示）に連結させる。そして、熱媒体をローラ５４、５６との間で循環させることにより、エンボスローラ５４とバックアップローラ５６のローラ面温度を制御する。尚、温度条件を得る方法としては、媒体循環方式に限定されるものではない。
【００３７】
転写装置１４でプリズム列の形状が転写されたシート５２は、一軸延伸・無接触乾燥装置１６に送られて、シート５２の搬送方向、即ちプリズム列に沿った方向に一軸延伸されると共に、シート５２に残留する残留揮発分の無接触乾燥が行われる。図８は、主として、一軸延伸・無接触乾燥装置１６を示したもので、図１とはシート５２の搬送方法が逆になっている。図８に示すように、一軸延伸・無接触乾燥装置１６は、上記した転写装置１４側から順に一軸延伸ゾーン５８と、無接触乾燥ゾーン６０とに区画される。一軸延伸ゾーン５８は、乾燥風の供給口６２と排出口６４を有するケーシング６６で覆われ、ゾーン５８内のシート搬送方向上流端に転写装置１４が配置され、下流端が無接触乾燥ゾーン６０を覆うケーシング６８のシート搬送入口６９に接続される。無接触乾燥ゾーン６０には、搬送されるシート５２の搬送方向に沿って、シート５２の上側と下側に複数の乾燥風吹出器７０が対向配置されると共に、シート５２を搬送する搬送装置７２が設けられる。そして、シート５２を挟んで対向配置される乾燥風吹出器７２から吹き出される乾燥風により、シート５２を空中に支持しながら、シート５２を表面と裏面の両方から乾燥する。搬送装置７２は、後工程で裁断するシート５２の幅方向両端部（以下『シートの耳部』という）を支持し、製品となるシート中央部には接触しない搬送方式であればよく、例えばピンテンター方式やクリップテンター方式を好適に使用できる。ピンテンター方式の搬送装置７２は、シート５２の両耳部側位置に一対の移動チェーン７４を配設し、この移動チェーン７４に、多数のピンが植設されたピンプレート（不図示）を支持したもので、ピンをシート５２の耳部に刺すことにより、シート５２を幅方向にテンションをかけながら搬送する。クリップテンター方式はピンの代わりにクリンプでシート５２の耳部を支持するもので、基本的な搬送機構は同じである。そして、この搬送装置７２によるシート５２の搬送速度を転写装置１４によるニップ搬送速度よりも速くしてシート５２の搬送方向にテンションを付与することにより、一軸延伸ゾーン５８を搬送されるシート５２を搬送方向に一軸延伸する。シート５２を搬送方向、即ちプリズム列に沿った方向に一軸延伸すれば、シート５２の幅方向が収縮するので、プリズム列のピッチ寸法を転写時よりも小さくすることができる。この場合、シート５２をプリズム列に沿った方向に１．１〜３．０倍に一軸延伸させることが好ましく、１．５〜２．０倍がより好ましい。一軸延伸が１．１倍未満で一軸延伸によりプリズム列のピッチ寸法を小さくするという効果が殆どなく、３．０倍を越えると、シート５２が破断する虞があるばかりでなく、シート幅がシート搬送方向において一定でなくなるので、プリズム列の各列同士の平行性が損なわれる。従って、搬送装置７２のシート搬送速度と転写装置１４のニップ搬送速度との関係もシート５２を１．１〜３．０倍に一軸延伸できるように設定することが必要である。
【００３８】
また、無接触乾燥ゾーン６０では、シート５２の残留揮発分が、シート５２の固形分を１としたときに０．１以下になるまでは無接触乾燥を行うと共に、無接触乾燥によるシート５２の収縮量が無接触乾燥ゾーン６０の入口における収縮前のシート５２の面積を１としたときに出口におけるシート面積が０．５〜０．９になるように、より好ましくは０．７〜０．８になるように乾燥条件を設定することが好ましい。これは、残留揮発分が０．１以下にならない状態で後工程でガイドローラ等の機器にシート５２が接触すると、プリズム列の形状が変形する虞があるためである。また、シート５２の収縮量が０．５未満のように、収縮量が大き過ぎるとシート面にプリズム列とは別の皺が寄り易く好ましくない。また、シート５２の収縮量が０．９を越えると乾燥によりプリズム列のピッチを小さくするという効果を殆ど得ることができない。
【００３９】
一軸延伸・無接触乾燥装置１６で一軸延伸と無接触乾燥が行われたシート５２は、シート５２の耳部のうちのピンやクリップで支持された部分が裁断機１８（図１参照）でシート搬送方向に裁断される。裁断機１８としては、回転刃式のものでもカッター刃式のものでも他のものでもよい。裁断後のシート５２の耳部には、シートの両耳部位置に配設された一対のローレット装置２０により５〜５０μｍ高さの突起を有するローレットが施される。ローレット装置２０によりローレットが施されたシート５２は、接触式乾燥装置２２で乾燥された後、接触式冷却装置２４で室温まで冷却され、巻取装置２６に巻き取られる。このように、シート５２の両耳部にローレットを施しておけば、図１のように、接触式乾燥装置２２や接触式冷却装置２４が、乾燥距離や冷却距離を確保するためにシート５２の支持体面と反支持体面とが交互にガイドローラ７６に接触するローラ配置であっても、プリズム列がガイドローラ７６に接触する際に変形するのを抑制できる。従って、シート５２に形成するプリズム列の高さ寸法に応じて、５〜５０μｍの範囲内においてローレットの突起高さがプリズム列の高さよりも同等以上になるようにすることが好ましい。また、シート５２の両耳部にローレットを施しておけば、巻取装置２６に巻き取られるときに巻きズレが発生しないので、巻取り時におけるプリズム列の変形を抑制できる。
【００４０】
尚、本実施の形態では、溶液製膜装置１２の支持体として、流延バンド４４の例で説明したが、図９に示すように、流延ドラム７８を使用してもよい。
【００４１】
【実施例】
［Ａ］試験Ａは、表１に示す組成の高分子溶液と表２に示すエンボスローラを用いて、実施例では図１の装置により平均厚みが８０μｍのプリズム様シートを製造し、比較例では従来技術で説明した熱転写方式の装置により平均厚みが８０μｍプリズム様シートを製造し、 実施例と比較例の品質を評価した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】
製造されたプリズム様シートの評価方法としては、転写精度とシート厚みのバラツキの２項目で行った。転写精度は、エンボスローラのアスペクト比（Ｐ：Ｄ）とプリズム様シートのアスペクト比（Ｐ：Ｄ）が近い方が良いと評価した。転写形状実測方法は、キーエンス社製の超深度形状測定顕微鏡ＶＫ８５００を用いてプリズム列のうちの１０個の凸列のピッチ寸法と高さ寸法について測定し、平均値で表した。また、シート厚みのバラツキは、接触式厚み計を用いてプリズム様シートの幅方向厚み分布を測定して最大値と最小値の差をΔｄとし、Δｄが２μｍ未満であれば○（バラツキ小さい）、Δｄが２〜４μｍであれば△（バラツキ普通）、Δｄが４μｍ超えると×（バラツキ大きい）とした。
（実施例１）
本発明による実施例１では、エンボス時のシート搬送速度を３５ｍ／分、エンボスローラのローラ面温度を５°Ｃ、転写時におけるシートの残留揮発分を１．０、一軸延伸量を１．５倍、無接触乾燥の収縮量を０．７倍とした。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）１６μｍ、高さ寸法（Ｄ）８μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）がエンボスローラと同じ２０：１０となった。また、シート厚みのバラツキも小さく○の評価であった。
（比較例１）
従来法による比較例１では、実施例１と同じ表１の高分子溶液で製造した８０μｍの乾膜シート（熱可塑性シート）に、表２のエンボスローラでプリズム列を熱転写した。エンボス時のシート搬送速度を３５ｍ／分、エンボスローラのローラ面温度を１４０°Ｃとした。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）２０μｍ、高さ寸法（Ｄ）６μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）が２０：６となり、プリズム列の高さ方向の熱転写精度が悪かった。また、シート厚みのバラツキも大きく×の評価であった。
（比較例２）
比較例２では、熱転写精度を上げるために、エンボス時のシート搬送速度を１０ｍ／分まで遅くした。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法２０μｍ、高さ寸法８μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）が２０：８となり、比較例１に比べて改善されたが、実施例１よりも劣っていた。また、比較例２の場合、シート搬送速度を実施例１の１／３以下に遅くしなくてはならないので、生産効率の点で劣る。また、シート厚みのバラツキは△で普通の評価であった。
［Ｂ］試験Ｂは、本発明におけるエンボスローラ、バックアップロール、シートに関する好ましい温度条件を調べた。即ち、表１に示す組成の高分子溶液と表２に示すエンボスローラを用いて、図１の装置により平均厚みが８０μｍのプリズム様シートを製造したときに、エンボスローラのローラ面温度Ｔ1 、バックアップローラのローラ面温度Ｔ2 、転写時のシートの表面温度Ｔ3 が、転写精度、シート厚みのバラツキ、及びひげ状の剥離ムラの発生にどのように影響するかを調べた。
【００４５】
評価方法は、転写精度、シート厚みのバラツキについては試験Ａと同様であり、ひげ状の剥離ムラはシートを切断し、その断面を光学顕微鏡で観察（１００倍）することにより評価した。
（試験１）
試験１では、エンボス時のシート搬送速度を３５ｍ／分、エンボスローラのローラ面温度Ｔ1 （平均）を５°Ｃ、エンボスローラの幅方向のローラ面温度分布を２°Ｃ、バックアップローラのローラ面温度Ｔ2 （平均）を３°Ｃ、バックアップローラの幅方向のローラ面温度分布を２°Ｃ、転写時のシートの表面温度Ｔ3 （平均）を１５°Ｃ、転写時におけるシートの残留揮発分を１．０、一軸延伸量を１．５倍、無接触乾燥の収縮量を０．７倍とした。即ち、０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ1 ≦５０°Ｃ且つ０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ2 ≦５０°Ｃ、及び両ローラのローラ温度差と各ローラの温度分布の全てが本発明の好ましい条件を満足するようにした。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）１６μｍ、高さ寸法（Ｄ）８μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）がエンボスローラと同じ２０：１０となり、ひげ状の剥離ムラもなかった。
（試験２）
試験２では、エンボス時のシート搬送速度を３５ｍ／分、エンボスローラのローラ面温度Ｔ1 （平均）を２０°Ｃ、エンボスローラの幅方向のローラ面温度分布を２°Ｃ、バックアップローラのローラ面温度Ｔ2 （平均）を２３°Ｃ、バックアップローラの幅方向のローラ面温度分布を２°Ｃ、転写時のシートの表面温度Ｔ3 （平均）を１５°Ｃ、転写時におけるシートの残留揮発分を１．０、一軸延伸量を１．５倍、無接触乾燥の収縮量を０．７倍とした。即ち、試験１との条件と比較したときに、０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ1 ≦５０°Ｃ且つ０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ2 ≦５０°Ｃを満足しない場合である。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）１６μｍ、高さ寸法（Ｄ）８μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）がエンボスローラと同じ２０：１０となったが、シート厚みのバラツキも大きく×の評価であり、ひげ状の剥離ムラも観察された。
（試験３）
試験３では、エンボス時のシート搬送速度を３５ｍ／分、エンボスローラのローラ面温度Ｔ1 （平均）を５°Ｃ、エンボスローラの幅方向のローラ面温度分布を１１°Ｃ、バックアップローラのローラ面温度Ｔ2 （平均）を３°Ｃ、バックアップローラの幅方向のローラ面温度分布を２°Ｃ、転写時のシートの表面温度Ｔ3 （平均）を１５°Ｃ、転写時におけるシートの残留揮発分を１．０、一軸延伸量を１．５倍、無接触乾燥の収縮量を０．７倍とした。即ち、エンボスローラの幅方向のローラ面温度分布がローラ面平均温度より５°Ｃ以上になる場合である。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）１６μｍ、高さ寸法（Ｄ）８μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）がエンボスローラと同じ２０：１０であり、ひげ状の剥離ムラもなかったが、シート厚みのバラツキが大きく×の評価であった。
（試験４）
試験４では、エンボス時のシート搬送速度を３５ｍ／分、エンボスローラのローラ面温度Ｔ1 （平均）を５°Ｃ、エンボスローラの幅方向のローラ面温度分布を２°Ｃ、バックアップローラのローラ面温度Ｔ2 （平均）を３°Ｃ、バックアップローラの幅方向のローラ面温度分布を９°Ｃ、転写時のシートの表面温度Ｔ3 （平均）を１５°Ｃ、転写時におけるシートの残留揮発分を１．０、一軸延伸量を１．５倍、無接触乾燥の収縮量を０．７倍とした。即ち、バックアップローラの幅方向のローラ面温度分布がローラ面平均温度より５°Ｃ以上になる場合である。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）１６μｍ、高さ寸法（Ｄ）８μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）がエンボスローラと同じ２０：１０であり、ひげ状の剥離ムラもなかったが、シート厚みのバラツキが△の評価であった。
【００４６】
試験３と試験４を比較して分かることは、シート厚みのバラツキに対する影響は、バックアップローラのローラ面温度分布よりもエンボスローラのローラ面温度分布の方が大きく影響するということである。
［Ｃ］試験Ｃは、図１において重層流延として構成された装置を用い、固形分濃度の異なる２種類の高分子溶液を２層同時重層流延した場合と、１種類の高分子溶液を単層流延した場合に、同じ品質のプリズム様シートを得ることのできる製造速度を比較した。尚、単層流延の場合には、溶液製膜装置のドープ供給装置を１個とし、重層流延ダイを単層流延ダイに交換しただけで、その他の装置は図１と同じにした。また、使用した高分子溶液は、表４の高分子溶液Ａと表５の高分子溶液Ｂの２種類を使用した。シートへのプリズム列の転写は、使用したエンボスローラは表２と同じものを使用した。そして、シート乾燥後にシート厚みが８０μｍのプリズム様シートが得られるようにした。
【００４７】
【表３】
【００４８】
【表４】
【００４９】
製造されたプリズム様シートの評価方法は、試験［Ａ］、試験［Ｂ］と同様である。
（実施例２）
本発明による実施例２では、エンボス時のシート搬送速度を４５ｍ／分、エンボスローラのローラ面温度を２０°Ｃ、転写時におけるシートの残留揮発分を１．０、一軸延伸量を１．５倍、無接触乾燥の収縮量を０．７倍とした。また、２層同時重層流延条件として、支持体面側に表４の固形分濃度の高い高分子溶液を乾燥後で膜厚が６０μｍになるようにすると共に、反支持体面側に表３の固形分濃度の低い高分子溶液を乾燥後で膜厚が２０μｍになるようにした。即ち、シートの支持体面側の固形分濃度が反支持体面側の固形分濃度よりも相対的に高くなるようにし、固形分濃度の高い支持体面側に転写した。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）１６μｍ、高さ寸法（Ｄ）８μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）がエンボスローラと同じ２：１になった。また、シート厚みのバラツキも小さく○の評価であった。
（比較例３）
比較例３では、エンボス時のシート搬送速度を３５ｍ／分、エンボスローラのローラ面温度を２０°Ｃ、転写時におけるシートの残留揮発分を１．０、一軸延伸量を１．５倍、無接触乾燥の収縮量を０．７倍とした。また、比較例３では重層流延せずに表４の高分子溶液を乾燥後の膜厚で８０μｍになるようにした。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）１６μｍ、高さ寸法（Ｄ）８μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）がエンボスローラと同じ２：１になった。また、シート厚みのバラツキも小さく○の評価であった。
（比較例４）
比較例４では、比較例３におけるエンボス時のシート搬送速度を４５ｍ／分に速度を速めた以外は、比較例３と同じ条件で行った。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）１６μｍ、高さ寸法（Ｄ）６μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）が２：０．７５になりエンボスローラのアスペクト比（Ｐ：Ｄ）２：１よりも高さ寸法（Ｄ）の転写率が悪くなった。また、シート厚みのバラツキが△の評価であった。
【００５０】
以上の試験結果から分かるように、実施例２の重層流延によって、比較例３の単層流延と同じ品質のプリズム様シートを製造する場合、エンボス時のシート搬送速度を約１．３倍速くすることができ、それだけ製造速度を上げることができる。また、比較例３と４との対比から分かるように、単層流延の場合には、エンボス時のシート搬送速度を実施例２と同じ速度まで速くすると、製造されるプリズム様シートの品質が低下する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプリズム様シートの製造装置の全体構成図
【図２】重層流延ダイの一例を示す模式図
【図３】重層流延ダイの別の態様を示す模式図
【図４】重層流延ダイの更に別の態様を示す模式図
【図５】転写装置に設けられるエンボスローラのプリズム列を説明する断面図
【図６】エンボスローラのプリズム列をシートに転写している状態図
【図７】エンボスローラに形成されるプリズム列の形状を説明する説明図
【図８】一軸延伸・無接触乾燥装置を説明する説明図
【図９】溶液製膜装置の支持体の別態様として流延ドラムを説明する説明図
【図１０】プリズム様シートに形成されたプリズム列を説明する説明図
【符号の説明】
１０…プリズム様シートの製造装置、１２…溶液製膜装置、１４…転写装置、１６…一軸延伸・無接触乾燥装置、１８…裁断機、２０…ローレット装置、２２…接触式乾燥装置、２４…接触式冷却装置、２６…巻取装置、４２…流延ダイ、４４…流延バンド、５２…シート、５４…エンボスローラ、５４Ａ…凸列、５４Ｂ…プリズム列、５６…バックアップローラ、７８…流延ドラム
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリズム様シートの製造方法及び装置に係り、特に液晶表示装置の視野角を拡大するために用いられるプリズム様シートの製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、液晶自体が角度依存性を有するため、良好な表示品質が得られる視野角が狭く、見る角度により表示の明暗が反転したり、輝度が極端に低下又は上昇したりする。この為、従来より、液晶表示装置の視野角を拡大するためにシート面に図１０のような断面三角の凸列１がほぼ平行に配列されたプリズム列２を有するプリズム様シート３が用いられている。
【０００３】
従来のプリズム様シートの製造方法としては、ローラ表面にプリズム列の形状が形成されたエンボスローラと、表面が平滑なバックアップローラとからなる一対のニップローラの何れかを熱ローラとし、このニップローラで乾膜状態の熱可塑性シートをニップすることにより、熱可塑性シートにエンボスローラのプリズム列の形状を熱転写する方法がある。
【０００４】
また、転写によらないプリズム様シートの製造方法としては、例えば特許文献１に、熱可塑性の溶液キャスティングフイルムと粘着材層と一軸延伸フイルムとの積層体を溶剤の沸点以上の温度で加熱して一軸延伸フイルムを熱収縮させることにより溶液キャスティングフイルムに微細な凸凹を形成させた後、積層体から一軸延伸フイルムを剥離する方法がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２２１８５４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱によってエンボスローラのプリズム列を熱可塑性シートに転写する方法は、微細な凸凹を転写するには限界があるので、転写精度が悪くなるという欠点がある。例えば、ニップ力が解除されたときに、熱可塑性シートの弾性により凸列と凸列の間の凹部が元に戻ろうとするので、プリズム列の高さが設計寸法よりも低くなってしまい、設計値に近似したアスペクト比のプリズム列が形成できないという欠点がある。また、大きなニップ力が必要であることから、均一な厚みのプリズム様シートを製造するには大きな装置剛性が必要になり、装置コストが高くなる。しかも、装置剛性の改良には限界があるので、結局、プリズム様シート厚みの均一精度を十分に得ることができないという欠点がある。
【０００７】
また、特許文献１の方法は、粘着層や一軸延伸フイルムを溶液キャスティングフイルムに積層させたり剥離させたりする工程があるため、工程が複雑化するという欠点がある。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みて成されたもので、アスペクト比や均一厚み等の製品品質に優れたプリズム様シートを製造でき、しかも複雑な工程を必要としないプリズム様シートの製造方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】
本発明は、前記目的を達成する為に、シート面にプリズム列を有するプリズム様シートの製造方法において、走行又は回転する支持体上に高分子溶液を流延してシートを製膜する溶液製膜工程と、前記シートを前記支持体から剥離した後、転写面にプリズム列の形状が形成された転写部材と支持部材とで前記シートをニップして、該シート面の支持体面側に前記転写部材のプリズム列の形状を転写する転写工程と、前記プリズム列が転写されたシートを乾燥する乾燥工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記目的を達成する為に、シート面にプリズム列を有するプリズム様シートの製造装置において、走行又は回転する支持体上に高分子溶液を流延してシートを製造する溶液製膜装置と、前記シートを前記支持体から剥離した後、転写面にプリズム列の形状が形成された転写部材と支持部材とで前記シートをニップして、該シート面の支持体面側に前記転写部材のプリズム列の形状を転写する転写装置と、前記プリズム列の形状が転写されたシートを乾燥する乾燥装置と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、支持体上に高分子溶液を流延してシートを製膜し、支持体から剥離したシートを転写部材と支持部材とでニップしてシート面の支持体面側に転写部材のプリズム列の形状を転写する。溶液製膜工程の支持体上でシートに含有される溶媒等の揮発成分（以下、単に『揮発分』という）の一部が揮発するが、支持体から剥離された直後のシートは、まだ残留揮発分が多くウエットな軟膜状態にあり弾性も殆どない。
【００１２】
特に、支持体から剥離されたシートの残留揮発分の濃度は反支持体面側よりも支持体面側の方が大きく、それだけ軟膜状態なので、支持体面側への転写精度が良くなる。これにより、転写工程において、転写部材の転写面に形成されたプリズム列の形状をシート面に精度良く転写することができる。このときに、乾膜の熱可塑性シートの熱転写のような大きなニップ力を必要としないので、ニップ力によりローラが撓んでシートの厚みが不均一化するのを抑制できる。ここで使用する転写部材としては、プリズム列の形状が形成された版型を使用し、版型に対向させて平板な支持部材を配置することもできるが、製造の完全連続化という観点からはロール面にプリズム列の形状が形成されたエンボスローラと、それに対向するバックアップローラとでなる一対のニップローラで構成することが好ましい。
【００１３】
プリズム列の形状が転写されたシートは、次に乾燥工程で乾燥される。乾燥工程では、シート中の揮発分が蒸発して乾燥され、表面に転写されたプリズム列が固定化されたプリズム様シートが製造される。この場合、残留揮発分が多い支持体面側にプリズム列を転写した方が、乾燥によりシートが収縮したときに良好なプリズム列が形成され易い。
【００１４】
更には、この乾燥により、シートが収縮するので、プリズム列における凸列の頂点同士の距離であるピッチ寸法を転写時よりも小さくすることができる。このときに、プリズム列のピッチ方向の収縮と高さ方向の収縮の両方が起きるので、設計したアスペクト比に近いピッチ寸法と高さ寸法を有するプリズム列を得ることができる。このように、乾燥工程では、プリズム列のピッチ寸法も高さ寸法も転写時よりも小さくなるので、これを考慮して転写部材に形成されるプリズム列のピッチ寸法と高さ寸法を、製造されたプリズム様シートに形成されるプリズム列のピッチ寸法と高さ寸法よりも大きくしておくことが好ましい。シートに形成されるプリズム列のピッチ寸法と高さ寸法に対して転写部材に形成するプリズム列のピッチ寸法と高さ寸法をどの程度の倍率にするかは、乾燥によって収縮する収縮率を予め測定しておいて、収縮率を吸収する倍率にすればよい。
【００１５】
また、本発明は、前記目的を達成する為に、シート面にプリズム列を有するプリズム様シートの製造方法において、走行又は回転する支持体上に複数の高分子溶液を重層流延してシートを製膜すると共に、該シートの支持体面側の固形分濃度が反支持体面側の固形分濃度よりも相対的に高くなるように前記複数の高分子溶液の固形分濃度を調整して製膜する溶液製膜工程と、前記シートを前記支持体から剥離した後、転写面にプリズム列の形状が形成された転写部材と支持部材とで前記シートをニップして、該シート面の支持体面側に前記転写部材のプリズム列の形状を転写する転写工程と、前記プリズム列が転写されたシートを乾燥する乾燥工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記目的を達成する為に、シート面にプリズム列を有するプリズム様シートの製造装置において、走行又は回転する支持体上に複数の高分子溶液を重層流延してシートを製膜すると共に、該シートの支持体面側の固形分濃度が反支持体面側の固形分濃度よりも相対的に高くなるように前記複数の高分子溶液の固形分濃度を調整して製膜する溶液製膜装置と、前記シートを前記支持体から剥離した後、転写面にプリズム列の形状が形成された転写部材と支持部材とで前記シートをニップすると共に、該シート面の支持体面側に前記転写部材のプリズム列の形状が転写されるように前記転写部材と前記支持部材とを配置した転写装置と、前記プリズム列の形状が転写されたシートを乾燥する乾燥装置と、を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、上記したように、支持体から剥離された直後のシートは、まだ残留揮発分が多くウエットな軟膜状態にあり弾性も殆どなく、転写工程において、転写部材の転写面に形成されたプリズム列の形状をシート面に精度良く転写することができる。更に本発明では、シートの支持体面側の固形分濃度が反支持体面側の固形分濃度よりも相対的に高くなるように複数の高分子溶液の固形分濃度を調整して製膜するようにした。
【００１８】
即ち、生産性を上げるために流延速度をアップすると、高分子溶液（ドープ）がダイスリットを通過するときに、流れの乱れが大きくなる。この場合、シートの支持体面側は支持体に接しているため、上記した流れの乱れがあってもシート表面の凸凹はフラット化される。しかし、空気に接する面である反支持体面側は凸凹が残ってしまい転写するときに転写部材の面がフラットであっても凸凹の影響で転写不良になる。この転写不良は高分子溶液中のポリマー濃度（ドープ濃度）を下げることで改善するが、流延速度を上げるためには自己支持性をよくしなくてはならずシート中に含有されるポリマー平均濃度を上げる必要がある。従って、転写精度と流延速度とは相反する条件が要求される。しかし、本発明のように、シートの支持体面側の固形分濃度を反支持体面側の固形分濃度よりも相対的に高くなるように複数の高分子溶液の固形分濃度を調整して製膜することで、これらの相反する両方を両立できることが分かった。
【００１９】
本発明の態様によれば、軟膜状態の指標として残留揮発分で管理することが好ましく、転写時におけるシートの残留揮発分は、シートの固形分を１としたときに０．３〜３．０の範囲であることが好ましい。残留揮発分が０．３未満ではシートが硬過ぎて転写精度が悪くなると共に転写するのに大きなニップ力を必要とする。また、残留揮発分が３．０を越えるとシートが軟らか過ぎて転写精度が悪くなる。
【００２０】
本発明の態様によれば、転写工程では、転写部材の転写面温度をＴ1 、支持部材の支持面温度をＴ2 、転写時のシートの表面温度をＴ3 としたときに、転写直前の各温度が０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ1 ≦５０°Ｃ且つ０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ2 ≦５０°Ｃを満足することが好ましい。これにより、プリズム列のコーナ部に発生しやすいひげ状の剥離ムラを解消できると共に、転写部材の転写面の汚れを防止できる。
【００２１】
本発明の態様によれば、乾燥工程では、シートの残留揮発分が、前記シートの固形分を１としたときに０．１以下になるまでは無接触乾燥を行うと共に、無接触乾燥による前記シートの収縮量は、無接触乾燥の入口における収縮前のシート面積を１としたときに出口における収縮後のシート面積が０．５〜０．９になるように乾燥条件を設定することが好ましい。例えば収縮量が０．５とは、無接触乾燥前に比べて半分になったことを意味する。これは、シートの残留揮発分が前記０．１を越える状態においては、シートに転写されたプリズム列の形状が完全に固化していないため、その後の工程においてガイドローラ等に接触するとプリズム列が変形する虞があるためである。また、シートの収縮量が前記０．５未満のように、収縮量が大き過ぎるとシート面にプリズム列とは別の皺が寄り易く好ましくない。また、シートの収縮量が０．９を越えると乾燥によりプリズム列のピッチを小さくするという効果を十分に得ることができない。
【００２２】
本発明の態様によれば、転写工程と乾燥工程との間に、プリズム列の形状が転写されたシートを該プリズム列に沿った方向に一軸延伸する延伸工程を有することが好ましい。例えば、シートの搬送方向にプリズム列を形成しておいて、シートをプリズム列に沿った方向に一軸延伸すれば、シートの幅方向が収縮するので、プリズム列のピッチを一層小さくすることができる。この場合、シートをプリズム列に沿った方向に１．１〜３．０倍に一軸延伸させることが好ましい。一軸延伸量が１．１倍未満では一軸延伸によりプリズム列のピッチを小さくするという効果を得ることができない。また、３．０倍を越えると、シートが破断する虞があるだけでなく、シートの幅方向寸法がシート搬送方向で一定しなくなるので、プリズム列の凸列同士の平行性が損なわれる。
【００２３】
本発明の態様によれば、転写部材はロール面にプリズム列の形状が形成されたエンボスローラであると共に、支持部材はロール面が平滑なバックアップローラであることが好ましい。
【００２４】
本発明の態様によれば、溶液製膜装置で重層流延を行う流延ダイは、単層ダイの入口に複数の高分子溶液が合流するフィードブロックを備えたフィードブロックダイ方式、又は複数のマニホールドを有して該マニホールドの内部で複数の高分子溶液が合流するマルチマニホールドダイ方式の何れかであることが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るプリズム様シートの製造方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２６】
図１は、本発明のプリズム様シートの製造装置１０の全体構成図であり、主として、溶液製膜装置１２、転写装置１４、一軸延伸・無接触乾燥装置１６、耳部裁断機１８、ローレット装置２０、接触式乾燥装置２２、接触式冷却装置２４、及び巻取装置２６で構成される。尚、図１では、溶液製膜装置１２を複数の高分子溶液（ドープ）を重層流延可能なように複数のドープ供給装置１３を設けた例で示したが、単層流延の場合には１つのドープ供給装置１３を使用する。
【００２７】
図１に示すように、溶液製膜装置１２のドープ供給装置１３では、ミキシングタンク２８に貯留されたポリマーの所定量と溶媒タンク３０に貯留された溶媒との所定量が、それぞれ定量ポンプ３２，３４によりスタティックミキサ３６に送られて混合溶解され、高分子溶液（ドープ）が調製される。この場合、ポリマーと溶媒を混合する温度は、−１０°Ｃ〜５５°Ｃの範囲であることが好ましく、通常は室温で実施する。ポリマーと溶媒との比率は、最終的に得られる高分子溶液の濃度によって決定されるが、一般には、ポリマー量は調製する高分子溶液の５〜３０重量％であることが好ましく、８〜２５重量％であることが更に好ましく、１０〜２０重量％であることが最も好ましい。また、ポリマーに必要な添加剤を添加してもよい。調製された高分子溶液は、連続ろ過装置３８を介して送液管４０により流延ダイ４２に送られる。尚、もう一つのドープ供給装置１３の構成も上記したと同様なので、図１では「ドープ供給装置」とのみ示してある。また、この高分子溶液の調製において、重層流延する場合には、ポリマーを溶媒で溶解する際のポリマー量又は溶媒量を変えることで、それぞれのドープ供給装置１３、１３で調製する高分子溶液の固形分濃度を調整し、支持体面側（流延バンド４４に接触する面）に流延する高分子溶液の固形分濃度が反支持体面側に流延する高分子溶液の固形分濃度よりも相対的に高くなるようにする。そして、単層流延の場合には単層用の流延ダイ４２に送られ、重層流延の場合には重層用の流延ダイ４２に送られる。
【００２８】
重層流延ダイ４２としては、図２に示すように、マニホールド８０を１つ備えた単層ダイ８１の入口８２に、２つの高分子溶液の流路８３、８３が合流する合流部８４を有するフィードブロック８５を接続するフィードブロックダイ方式、或いは図３に示すように、２つのマニホールド８０、８０を有し、各マニホールド８０に供給された２つの高分子溶液をそれぞれの流路８３、８３を介して合流部８４に合流させるマルチマニホールドダイ方式を好適に使用することができる。更には、図４に示すように、マニホールド８０を１つ備えた単層ダイ８１を２つ並べて、逐次重層流延するようにしてもよい。尚、図２〜図４の重層流延ダイは、２層流延の例で示してあるが、重層する高分子溶液の数に応じて、フィードブロックの流路数、マルチマニホールドダイのマニホールド数、或いは逐次重層流延する単層ダイの数を変えればよい。また、図２〜図４の符号４４は流延バンドである。
【００２９】
流延ダイ４２の下方には、図１のように、支持体としてステンレススチール製の流延バンド４４が配置されており、流延バンド４４は流延部側回転ドラム４６および非流延部側回転ドラム４８に巻き掛けられ、流延バンド４４が流延部側回転ドラム４６と非流延部側回転ドラム４８との間を矢印Ａ方向に周回走行する。流延部側回転ドラム４６と非流延部側回転ドラム４８との間には、流延バンド４４を弛まないように支持する複数の支持ローラ５０が設けられる。そして、流延ダイ４２から流延バンド４４上に流延された高分子溶液の流延膜は、流延バンド４４が略一回り周回走行する間に、流延膜中の揮発分（主として溶媒）の一部が揮発して薄膜状のシート５２が製膜される。
【００３０】
溶剤製膜で使用される高分子溶液のポリマー種類としては、ポリオレフィン類（例、ノルボルネン系ポリマー）、ポリアミド類（例、芳香族ポリアミド）、ポリスルホン類、ポリエーテル類（ポリエーテルスルホン類やポリエーテルケトン類を含む）、ポリスチレン類、ポリカーボネート類、ポリアクリル酸類、ポリアクリルアミド類、ポリメタクリル酸類（例、ポリメチルメタクリレート）、ポリメタクリルアミド類、ポリビニルアルコール類、ポリウレア類、ポリエステル類、ポリウレタン類、ポリイミド類、ポリビニルアセテート類、ポリビニルアセタール類（例、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール）やセルロース誘導体（例、セルロースの低級脂肪酸エステル）が用いられる。本発明はセルロースの低級脂肪酸エステルを使用する場合に特に有効である。セルロースの低級脂肪酸エステルの低級脂肪酸とは、炭素数が６以下の脂肪酸を意味する。炭素数は、２（セルロースアセテート）、３（セルロースプロピオネート）、又は４（セルロースブチレート）であることが好ましい。更に好ましくはセルロースアセテートであり、セルローストリアセテート（酸化度：５８．０〜６２．５％）が特に好ましい。セルロースアセテートプロピオネートやセルロースアセテートブチレートのようなセルロースの混合脂肪酸エステルを用いてもよい。
【００３１】
溶剤製膜で使用される高分子溶液の溶媒としては、０°Ｃ〜５５°Ｃの範囲の温度（高分子溶液を使用するときに予定している温度）において、ポリマーが溶媒により溶解又は膨潤するポリマーと溶媒との組み合わせを用いることができる。ポリマーと溶媒により膨潤しないと、冷却溶解法（特開平９−９５５４４号公報参照）を用いても溶解させることは殆ど不可能である。溶媒は、水系と溶剤系があるが、有機溶剤を好適に使用できる。有機溶剤の例としては、ハロゲン化炭化水素類（例、メチレンクロライド）、ケトン類（例、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン）、エステル類（例、メチルホルメート、メチルアセテート、エチルアセテート、アミルアセテート、ビチルアセテート）、エーテル類（例、ジオキサン、ジオキソラン、ＴＨＦ、ジエチルエーテル、メチル−ｔ−ブチルエーテル）、炭化水素（例、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン）、及びアルコール類（例、メタノール、エタノール）が含まれる。溶媒は前述したように、ポリマーを溶解又は膨潤する液体である。従って、具体的な溶媒の種類は、使用するポリマーの種類の応じて選択するのが好ましい。例えば、ポリマーがセルローストリアセテート、ポリカーボネート類やポリスチレン類の場合には、アセトンや酢酸メチルが好ましい溶媒として用いられる。また、ノルボルネン系のポリマーの場合には、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、アセトンや、メチルエチルケトンが好ましい溶媒として用いられる。ポリメチルメタクリレートがポリマーの場合には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルアセテート、ブチルアセテートやメタノールが好ましい溶媒として用いられる。２種類以上の溶媒を混合して使用してもよい。溶媒の沸点は、２０°Ｃ〜３００°Ｃであることが好ましく、４０°Ｃ〜１００°Ｃであることが最も好ましい。
【００３２】
溶液製膜装置１２で製膜されたシート５２は、流延部側回転ドラム４６の近傍に配置された転写装置１４に送られることにより流延バンド４４から剥離されると共に、シート５２の支持体面側（流延バンド４４に接触する面）にプリズム列が転写される。転写装置１４は、シート５２の支持体面側に配置されたエンボスローラ５４と、シート５２の反支持体面側に配置されたローラ面が平滑なバックアップローラ５６とでなる一対のニップローラ５４、５６で構成される。図５に示すように、エンボスローラ５４のローラ面の周方向には、断面三角な環状の凸列５４Ａ（プリズム）がほぼ平行に形成されたプリズム列５４Ｂの形状が形成され、シート５２をエンボスローラ５４とバックアップローラ５６とでニップ搬送することにより、図６のようにシートの搬送方向に沿ったプリズム列の形状がシート面の支持体側面に転写される。エンボスローラ５４に形成するプリズム列５４Ｂは、図７に示すように、ピッチ寸法（Ｐ）と高さ寸法（Ｄ）で規定され、製品であるプリズム様シートの仕様によって異なるが、一般的には、ピッチ寸法（Ｐ）が５〜１００μｍであり、高さ寸法（Ｄ）が５〜１００μｍである。但し、本発明の場合には、溶剤製膜によって製膜された軟膜状態のシート５２にプリズム列を転写した後、乾燥することでシート５２が収縮するので、この収縮によってピッチ寸法や高さ寸法も転写時の寸法よりも小さくなる。従って、この乾燥時における収縮を考慮して、エンボスローラ５４に形成されるプリズム列５４Ｂのピッチ寸法と高さ寸法は、製造されたプリズム様シートに形成されるプリズム列のピッチ寸法と高さ寸法よりも大きくしておくことが好ましい。具体的には、乾燥によって収縮するピッチ方向の収縮率と高さ方向の収縮率を予め測定しておいて、エンボスローラ５４に形成されるプリズム列５４Ｂのピッチ寸法と高さ寸法をそれぞれの収縮率を吸収する倍率にすればよい。この場合、プリズム列のピッチ寸法と高さ寸法の異なるエンボスローラ５４を複数用意しておいて、プリズム様シートに形成するプリズム列のピッチ寸法と高さ寸法、乾燥条件、更には後記するシートの一軸延伸によるピッチ寸法の変化に応じて使い分けるとよい。エンボスローラ５４のローラ面にプリズム列を形成する方法としては、フォトリソグラフィー、機械加工、放電加工、レーザ加工等、エンボスローラ５４の材質やプリズム列５４Ｂの形状に応じて公知の各種方法を採用できる。
【００３３】
尚、転写装置１４は、シート５２の反支持体側面にプリズム列が転写されるようにエンボスローラ５４とバックアップローラ５６とを配置することも可能であるが、本発明のように、シート５２の支持体面側にプリズム列が転写されることが好ましい。これは、流延バンド４４から剥離されたシート５２の残留揮発分の濃度は反支持体面側よりも支持体面側の方が大きいため、支持体面側は反支持体側面よりも軟膜状態であり、反支持体側面は支持体面側より硬くなっている。従って、軟膜状態にある支持体面側に転写した方が転写精度が良くなるだけでなく、比較的硬膜状態の反支持体面側をバックアップローラ５６で支持した方がシート５２を安定して支持できるので、転写精度が一層良くなる。更には、後工程の乾燥時において、シートが収縮したときに硬膜状態の反支持体面と軟膜状態の支持体面との収縮差により、ピッチ寸法の小さいプルズム列が形成され易い。転写時におけるシートの残留揮発分は、シート５２の固形分を１としたときに０．１〜３．０の範囲であることが好ましく、０．３〜２．０の範囲がより好ましい。残留揮発分が０．１未満ではシート５２が硬過ぎて転写精度が悪くなると共に転写するには大きなニップ力を必要とする。また、残留揮発分が３．０を越えるとシート５２が軟らか過ぎて転写精度が悪くなる。
【００３４】
また、重層流延する場合には、シート５２の支持体面側の固形分濃度が反支持体面側の固形分濃度よりも相対的に高くなるようにすることが必要である。これは、ドープ及びシートにおけるポリマー濃度において、転写精度と流延速度とは相反する条件が要求されるが、本発明のように、シートの支持体面側の固形分濃度を反支持体面側の固形分濃度よりも相対的に高くなるように複数の高分子溶液の固形分濃度を調整して製膜することで、これらの相反する両方を両立できるからである。２層流延の場合に支持体面側に流延される高分子溶液の固形分濃度と、反支持体面側に流延される高分子溶液の固形分濃度の濃度比は、反支持体面側の高分子溶液の固形分濃度を１としたときに、支持体面側の高分子溶液の固形分濃度が１．１倍〜１．５倍の範囲になることが好ましい。
【００３５】
転写装置１４は、エンボスローラ５４のローラ面温度をＴ1 、バックアップローラ５６のローラ面温度をＴ2 、転写時のシート５２の表面温度をＴ3 としたときに、次式（１）を満足することが好ましい。
【００３６】
【数１】
０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ1 ≦５０°Ｃ且つ０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ2 ≦５０°Ｃ…（１）
これにより、シート５２の転写部分がエンボスローラ５４から離れるときに、シート５２に転写されたプリズム列のコーナ部に発生し易いひげ状の剥離ムラを防止できると共に、剥離によるエンボスローラ５４のローラ面の汚れを防止できる。この場合、エンボスローラ５４のローラ面温度Ｔ1 とバックアップローラ５６のローラ面温度Ｔ2 との温度差（以下「ローラ温度差」という）を５°Ｃ以内、好ましくは２°Ｃ以内にすることが好ましい。更には、エンボスローラ５４のローラ幅方向のローラ面温度分布とバックアップローラ５６のローラ幅方向のローラ面温度分布は、転写する範囲においてローラ面平均温度に対して±５°Ｃ以内、好ましくは±２°Ｃ以内であることが好ましい。特に、エンボスローラ５４のローラ幅方向のローラ面温度分布が大きいと、転写後のシート５２の幅方向厚みのバラツキが大きくなり易い。このような温度条件を得るには、例えば、エンボスローラ５４とバックアップローラ５６のローラ内にそれぞれ通水パイプ（不図示）を内蔵し、この通水パイプをそれぞれロータリージョイント（不図示）を介して熱媒体供給装置（不図示）に連結させる。そして、熱媒体をローラ５４、５６との間で循環させることにより、エンボスローラ５４とバックアップローラ５６のローラ面温度を制御する。尚、温度条件を得る方法としては、媒体循環方式に限定されるものではない。
【００３７】
転写装置１４でプリズム列の形状が転写されたシート５２は、一軸延伸・無接触乾燥装置１６に送られて、シート５２の搬送方向、即ちプリズム列に沿った方向に一軸延伸されると共に、シート５２に残留する残留揮発分の無接触乾燥が行われる。図８は、主として、一軸延伸・無接触乾燥装置１６を示したもので、図１とはシート５２の搬送方法が逆になっている。図８に示すように、一軸延伸・無接触乾燥装置１６は、上記した転写装置１４側から順に一軸延伸ゾーン５８と、無接触乾燥ゾーン６０とに区画される。一軸延伸ゾーン５８は、乾燥風の供給口６２と排出口６４を有するケーシング６６で覆われ、ゾーン５８内のシート搬送方向上流端に転写装置１４が配置され、下流端が無接触乾燥ゾーン６０を覆うケーシング６８のシート搬送入口６９に接続される。無接触乾燥ゾーン６０には、搬送されるシート５２の搬送方向に沿って、シート５２の上側と下側に複数の乾燥風吹出器７０が対向配置されると共に、シート５２を搬送する搬送装置７２が設けられる。そして、シート５２を挟んで対向配置される乾燥風吹出器７２から吹き出される乾燥風により、シート５２を空中に支持しながら、シート５２を表面と裏面の両方から乾燥する。搬送装置７２は、後工程で裁断するシート５２の幅方向両端部（以下『シートの耳部』という）を支持し、製品となるシート中央部には接触しない搬送方式であればよく、例えばピンテンター方式やクリップテンター方式を好適に使用できる。ピンテンター方式の搬送装置７２は、シート５２の両耳部側位置に一対の移動チェーン７４を配設し、この移動チェーン７４に、多数のピンが植設されたピンプレート（不図示）を支持したもので、ピンをシート５２の耳部に刺すことにより、シート５２を幅方向にテンションをかけながら搬送する。クリップテンター方式はピンの代わりにクリンプでシート５２の耳部を支持するもので、基本的な搬送機構は同じである。そして、この搬送装置７２によるシート５２の搬送速度を転写装置１４によるニップ搬送速度よりも速くしてシート５２の搬送方向にテンションを付与することにより、一軸延伸ゾーン５８を搬送されるシート５２を搬送方向に一軸延伸する。シート５２を搬送方向、即ちプリズム列に沿った方向に一軸延伸すれば、シート５２の幅方向が収縮するので、プリズム列のピッチ寸法を転写時よりも小さくすることができる。この場合、シート５２をプリズム列に沿った方向に１．１〜３．０倍に一軸延伸させることが好ましく、１．５〜２．０倍がより好ましい。一軸延伸が１．１倍未満で一軸延伸によりプリズム列のピッチ寸法を小さくするという効果が殆どなく、３．０倍を越えると、シート５２が破断する虞があるばかりでなく、シート幅がシート搬送方向において一定でなくなるので、プリズム列の各列同士の平行性が損なわれる。従って、搬送装置７２のシート搬送速度と転写装置１４のニップ搬送速度との関係もシート５２を１．１〜３．０倍に一軸延伸できるように設定することが必要である。
【００３８】
また、無接触乾燥ゾーン６０では、シート５２の残留揮発分が、シート５２の固形分を１としたときに０．１以下になるまでは無接触乾燥を行うと共に、無接触乾燥によるシート５２の収縮量が無接触乾燥ゾーン６０の入口における収縮前のシート５２の面積を１としたときに出口におけるシート面積が０．５〜０．９になるように、より好ましくは０．７〜０．８になるように乾燥条件を設定することが好ましい。これは、残留揮発分が０．１以下にならない状態で後工程でガイドローラ等の機器にシート５２が接触すると、プリズム列の形状が変形する虞があるためである。また、シート５２の収縮量が０．５未満のように、収縮量が大き過ぎるとシート面にプリズム列とは別の皺が寄り易く好ましくない。また、シート５２の収縮量が０．９を越えると乾燥によりプリズム列のピッチを小さくするという効果を殆ど得ることができない。
【００３９】
一軸延伸・無接触乾燥装置１６で一軸延伸と無接触乾燥が行われたシート５２は、シート５２の耳部のうちのピンやクリップで支持された部分が裁断機１８（図１参照）でシート搬送方向に裁断される。裁断機１８としては、回転刃式のものでもカッター刃式のものでも他のものでもよい。裁断後のシート５２の耳部には、シートの両耳部位置に配設された一対のローレット装置２０により５〜５０μｍ高さの突起を有するローレットが施される。ローレット装置２０によりローレットが施されたシート５２は、接触式乾燥装置２２で乾燥された後、接触式冷却装置２４で室温まで冷却され、巻取装置２６に巻き取られる。このように、シート５２の両耳部にローレットを施しておけば、図１のように、接触式乾燥装置２２や接触式冷却装置２４が、乾燥距離や冷却距離を確保するためにシート５２の支持体面と反支持体面とが交互にガイドローラ７６に接触するローラ配置であっても、プリズム列がガイドローラ７６に接触する際に変形するのを抑制できる。従って、シート５２に形成するプリズム列の高さ寸法に応じて、５〜５０μｍの範囲内においてローレットの突起高さがプリズム列の高さよりも同等以上になるようにすることが好ましい。また、シート５２の両耳部にローレットを施しておけば、巻取装置２６に巻き取られるときに巻きズレが発生しないので、巻取り時におけるプリズム列の変形を抑制できる。
【００４０】
尚、本実施の形態では、溶液製膜装置１２の支持体として、流延バンド４４の例で説明したが、図９に示すように、流延ドラム７８を使用してもよい。
【００４１】
【実施例】
［Ａ］試験Ａは、表１に示す組成の高分子溶液と表２に示すエンボスローラを用いて、実施例では図１の装置により平均厚みが８０μｍのプリズム様シートを製造し、比較例では従来技術で説明した熱転写方式の装置により平均厚みが８０μｍプリズム様シートを製造し、 実施例と比較例の品質を評価した。
【００４２】
【表１】
【表２】
製造されたプリズム様シートの評価方法としては、転写精度とシート厚みのバラツキの２項目で行った。転写精度は、エンボスローラのアスペクト比（Ｐ：Ｄ）とプリズム様シートのアスペクト比（Ｐ：Ｄ）が近い方が良いと評価した。転写形状実測方法は、キーエンス社製の超深度形状測定顕微鏡ＶＫ８５００を用いてプリズム列のうちの１０個の凸列のピッチ寸法と高さ寸法について測定し、平均値で表した。また、シート厚みのバラツキは、接触式厚み計を用いてプリズム様シートの幅方向厚み分布を測定して最大値と最小値の差をΔｄとし、Δｄが２μｍ未満であれば○（バラツキ小さい）、Δｄが２〜４μｍであれば△（バラツキ普通）、Δｄが４μｍ超えると×（バラツキ大きい）とした。
（実施例１）
本発明による実施例１では、エンボス時のシート搬送速度を３５ｍ／分、エンボスローラのローラ面温度を５°Ｃ、転写時におけるシートの残留揮発分を１．０、一軸延伸量を１．５倍、無接触乾燥の収縮量を０．７倍とした。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）１６μｍ、高さ寸法（Ｄ）８μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）がエンボスローラと同じ２０：１０となった。また、シート厚みのバラツキも小さく○の評価であった。
（比較例１）
従来法による比較例１では、実施例１と同じ表１の高分子溶液で製造した８０μｍの乾膜シート（熱可塑性シート）に、表２のエンボスローラでプリズム列を熱転写した。エンボス時のシート搬送速度を３５ｍ／分、エンボスローラのローラ面温度を１４０°Ｃとした。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）２０μｍ、高さ寸法（Ｄ）６μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）が２０：６となり、プリズム列の高さ方向の熱転写精度が悪かった。また、シート厚みのバラツキも大きく×の評価であった。
（比較例２）
比較例２では、熱転写精度を上げるために、エンボス時のシート搬送速度を１０ｍ／分まで遅くした。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法２０μｍ、高さ寸法８μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）が２０：８となり、比較例１に比べて改善されたが、実施例１よりも劣っていた。また、比較例２の場合、シート搬送速度を実施例１の１／３以下に遅くしなくてはならないので、生産効率の点で劣る。また、シート厚みのバラツキは△で普通の評価であった。
［Ｂ］試験Ｂは、本発明におけるエンボスローラ、バックアップロール、シートに関する好ましい温度条件を調べた。即ち、表１に示す組成の高分子溶液と表２に示すエンボスローラを用いて、図１の装置により平均厚みが８０μｍのプリズム様シートを製造したときに、エンボスローラのローラ面温度Ｔ1 、バックアップローラのローラ面温度Ｔ2 、転写時のシートの表面温度Ｔ3 が、転写精度、シート厚みのバラツキ、及びひげ状の剥離ムラの発生にどのように影響するかを調べた。
【００４５】
評価方法は、転写精度、シート厚みのバラツキについては試験Ａと同様であり、ひげ状の剥離ムラはシートを切断し、その断面を光学顕微鏡で観察（１００倍）することにより評価した。
（試験１）
試験１では、エンボス時のシート搬送速度を３５ｍ／分、エンボスローラのローラ面温度Ｔ1 （平均）を５°Ｃ、エンボスローラの幅方向のローラ面温度分布を２°Ｃ、バックアップローラのローラ面温度Ｔ2 （平均）を３°Ｃ、バックアップローラの幅方向のローラ面温度分布を２°Ｃ、転写時のシートの表面温度Ｔ3 （平均）を１５°Ｃ、転写時におけるシートの残留揮発分を１．０、一軸延伸量を１．５倍、無接触乾燥の収縮量を０．７倍とした。即ち、０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ1 ≦５０°Ｃ且つ０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ2 ≦５０°Ｃ、及び両ローラのローラ温度差と各ローラの温度分布の全てが本発明の好ましい条件を満足するようにした。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）１６μｍ、高さ寸法（Ｄ）８μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）がエンボスローラと同じ２０：１０となり、ひげ状の剥離ムラもなかった。
（試験２）
試験２では、エンボス時のシート搬送速度を３５ｍ／分、エンボスローラのローラ面温度Ｔ1 （平均）を２０°Ｃ、エンボスローラの幅方向のローラ面温度分布を２°Ｃ、バックアップローラのローラ面温度Ｔ2 （平均）を２３°Ｃ、バックアップローラの幅方向のローラ面温度分布を２°Ｃ、転写時のシートの表面温度Ｔ3 （平均）を１５°Ｃ、転写時におけるシートの残留揮発分を１．０、一軸延伸量を１．５倍、無接触乾燥の収縮量を０．７倍とした。即ち、試験１との条件と比較したときに、０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ1 ≦５０°Ｃ且つ０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ2 ≦５０°Ｃを満足しない場合である。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）１６μｍ、高さ寸法（Ｄ）８μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）がエンボスローラと同じ２０：１０となったが、シート厚みのバラツキも大きく×の評価であり、ひげ状の剥離ムラも観察された。
（試験３）
試験３では、エンボス時のシート搬送速度を３５ｍ／分、エンボスローラのローラ面温度Ｔ1 （平均）を５°Ｃ、エンボスローラの幅方向のローラ面温度分布を１１°Ｃ、バックアップローラのローラ面温度Ｔ2 （平均）を３°Ｃ、バックアップローラの幅方向のローラ面温度分布を２°Ｃ、転写時のシートの表面温度Ｔ3 （平均）を１５°Ｃ、転写時におけるシートの残留揮発分を１．０、一軸延伸量を１．５倍、無接触乾燥の収縮量を０．７倍とした。即ち、エンボスローラの幅方向のローラ面温度分布がローラ面平均温度より５°Ｃ以上になる場合である。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）１６μｍ、高さ寸法（Ｄ）８μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）がエンボスローラと同じ２０：１０であり、ひげ状の剥離ムラもなかったが、シート厚みのバラツキが大きく×の評価であった。
（試験４）
試験４では、エンボス時のシート搬送速度を３５ｍ／分、エンボスローラのローラ面温度Ｔ1 （平均）を５°Ｃ、エンボスローラの幅方向のローラ面温度分布を２°Ｃ、バックアップローラのローラ面温度Ｔ2 （平均）を３°Ｃ、バックアップローラの幅方向のローラ面温度分布を９°Ｃ、転写時のシートの表面温度Ｔ3 （平均）を１５°Ｃ、転写時におけるシートの残留揮発分を１．０、一軸延伸量を１．５倍、無接触乾燥の収縮量を０．７倍とした。即ち、バックアップローラの幅方向のローラ面温度分布がローラ面平均温度より５°Ｃ以上になる場合である。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）１６μｍ、高さ寸法（Ｄ）８μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）がエンボスローラと同じ２０：１０であり、ひげ状の剥離ムラもなかったが、シート厚みのバラツキが△の評価であった。
【００４６】
試験３と試験４を比較して分かることは、シート厚みのバラツキに対する影響は、バックアップローラのローラ面温度分布よりもエンボスローラのローラ面温度分布の方が大きく影響するということである。
［Ｃ］試験Ｃは、図１において重層流延として構成された装置を用い、固形分濃度の異なる２種類の高分子溶液を２層同時重層流延した場合と、１種類の高分子溶液を単層流延した場合に、同じ品質のプリズム様シートを得ることのできる製造速度を比較した。尚、単層流延の場合には、溶液製膜装置のドープ供給装置を１個とし、重層流延ダイを単層流延ダイに交換しただけで、その他の装置は図１と同じにした。また、使用した高分子溶液は、表４の高分子溶液Ａと表５の高分子溶液Ｂの２種類を使用した。シートへのプリズム列の転写は、使用したエンボスローラは表２と同じものを使用した。そして、シート乾燥後にシート厚みが８０μｍのプリズム様シートが得られるようにした。
【００４７】
【表３】
【表４】
製造されたプリズム様シートの評価方法は、試験［Ａ］、試験［Ｂ］と同様である。
（実施例２）
本発明による実施例２では、エンボス時のシート搬送速度を４５ｍ／分、エンボスローラのローラ面温度を２０°Ｃ、転写時におけるシートの残留揮発分を１．０、一軸延伸量を１．５倍、無接触乾燥の収縮量を０．７倍とした。また、２層同時重層流延条件として、支持体面側に表４の固形分濃度の高い高分子溶液を乾燥後で膜厚が６０μｍになるようにすると共に、反支持体面側に表３の固形分濃度の低い高分子溶液を乾燥後で膜厚が２０μｍになるようにした。即ち、シートの支持体面側の固形分濃度が反支持体面側の固形分濃度よりも相対的に高くなるようにし、固形分濃度の高い支持体面側に転写した。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）１６μｍ、高さ寸法（Ｄ）８μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）がエンボスローラと同じ２：１になった。また、シート厚みのバラツキも小さく○の評価であった。
（比較例３）
比較例３では、エンボス時のシート搬送速度を３５ｍ／分、エンボスローラのローラ面温度を２０°Ｃ、転写時におけるシートの残留揮発分を１．０、一軸延伸量を１．５倍、無接触乾燥の収縮量を０．７倍とした。また、比較例３では重層流延せずに表４の高分子溶液を乾燥後の膜厚で８０μｍになるようにした。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）１６μｍ、高さ寸法（Ｄ）８μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）がエンボスローラと同じ２：１になった。また、シート厚みのバラツキも小さく○の評価であった。
（比較例４）
比較例４では、比較例３におけるエンボス時のシート搬送速度を４５ｍ／分に速度を速めた以外は、比較例３と同じ条件で行った。その結果、プリズム様シートに形成されたプリズム列のピッチ寸法（Ｐ）１６μｍ、高さ寸法（Ｄ）６μｍで、アスペクト比（Ｐ：Ｄ）が２：０．７５になりエンボスローラのアスペクト比（Ｐ：Ｄ）２：１よりも高さ寸法（Ｄ）の転写率が悪くなった。また、シート厚みのバラツキが△の評価であった。
【００５０】
以上の試験結果から分かるように、実施例２の重層流延によって、比較例３の単層流延と同じ品質のプリズム様シートを製造する場合、エンボス時のシート搬送速度を約１．３倍速くすることができ、それだけ製造速度を上げることができる。また、比較例３と４との対比から分かるように、単層流延の場合には、エンボス時のシート搬送速度を実施例２と同じ速度まで速くすると、製造されるプリズム様シートの品質が低下する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプリズム様シートの製造装置の全体構成図
【図２】重層流延ダイの一例を示す模式図
【図３】重層流延ダイの別の態様を示す模式図
【図４】重層流延ダイの更に別の態様を示す模式図
【図５】転写装置に設けられるエンボスローラのプリズム列を説明する断面図
【図６】エンボスローラのプリズム列をシートに転写している状態図
【図７】エンボスローラに形成されるプリズム列の形状を説明する説明図
【図８】一軸延伸・無接触乾燥装置を説明する説明図
【図９】溶液製膜装置の支持体の別態様として流延ドラムを説明する説明図
【図１０】プリズム様シートに形成されたプリズム列を説明する説明図
【符号の説明】
１０…プリズム様シートの製造装置、１２…溶液製膜装置、１４…転写装置、１６…一軸延伸・無接触乾燥装置、１８…裁断機、２０…ローレット装置、２２…接触式乾燥装置、２４…接触式冷却装置、２６…巻取装置、４２…流延ダイ、４４…流延バンド、５２…シート、５４…エンボスローラ、５４Ａ…凸列、５４Ｂ…プリズム列、５６…バックアップローラ、７８…流延ドラム
Claims (14)
- シート面にプリズム列を有するプリズム様シートの製造方法において、
走行又は回転する支持体上に高分子溶液を流延してシートを製膜する溶液製膜工程と、
前記シートを前記支持体から剥離した後、転写面にプリズム列の形状が形成された転写部材と支持部材とで前記シートをニップして、該シート面の支持体面側に前記転写部材のプリズム列の形状を転写する転写工程と、
前記プリズム列が転写されたシートを乾燥する乾燥工程と、
を有することを特徴とするプリズム様シートの製造方法。 - シート面にプリズム列を有するプリズム様シートの製造方法において、
走行又は回転する支持体上に複数の高分子溶液を重層流延してシートを製膜すると共に、該シートの支持体面側の固形分濃度が反支持体面側の固形分濃度よりも相対的に高くなるように前記複数の高分子溶液の固形分濃度を調整して製膜する溶液製膜工程と、
前記シートを前記支持体から剥離した後、転写面にプリズム列の形状が形成された転写部材と支持部材とで前記シートをニップして、該シート面の支持体面側に前記転写部材のプリズム列の形状を転写する転写工程と、
前記プリズム列が転写されたシートを乾燥する乾燥工程と、
を有することを特徴とするプリズム様シートの製造方法。 - 前記転写工程では、転写時における前記シートの残留揮発分が、該シートの固形分を１としたときに０．１〜３．０の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリズム様シートの製造方法。
- 前記転写工程では、前記転写部材の転写面温度をＴ1 、前記支持部材の支持面温度をＴ2 、転写時のシートの表面温度をＴ3 としたときに、転写直前の各温度が、
０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ1 ≦５０°Ｃ且つ０°Ｃ≦Ｔ3 −Ｔ2 ≦５０°Ｃを満足することを特徴とする請求項１〜３の何れか１に記載のプリズム様シートの製造方法。 - 前記乾燥工程では、前記シートの残留揮発分が、該シートの固形分を１としたときに０．１以下になるまでは無接触乾燥を行うと共に、無接触乾燥による前記シートの収縮量は前記無接触乾燥の入口における収縮前のシート面積を１としたときに出口における収縮後のシート面積が０．５〜０．９になるように乾燥条件を設定することを特徴とする請求項１〜４の何れか１に記載のプリズム様シートの製造方法。
- 前記転写工程と前記乾燥工程との間に、前記プリズム列の形状が転写されたシートを該プリズム列に沿った方向に一軸延伸する延伸工程を有することを特徴とする請求項１〜５何れか１に記載のプリズム様シートの製造方法。
- 前記延伸工程では、前記シートを前記プリズム列に沿った方向に１．１〜３．０倍に一軸延伸させることを特徴とする請求項１〜６の何れか１に記載のプリズム様シートの製造方法。
- シート面にプリズム列を有するプリズム様シートの製造装置において、
走行又は回転する支持体上に高分子溶液を流延してシートを製造する溶液製膜装置と、
前記シートを前記支持体から剥離した後、転写面にプリズム列の形状が形成された転写部材と支持部材とで前記シートをニップして、該シート面の支持体面側に前記転写部材のプリズム列を転写する転写装置と、
前記プリズム列の形状が転写されたシートを乾燥する乾燥装置と、
を有することを特徴とするプリズム様シートの製造装置。 - シート面にプリズム列を有するプリズム様シートの製造装置において、
走行又は回転する支持体上に複数の高分子溶液を重層流延してシートを製膜すると共に、該シートの支持体面側の固形分濃度が反支持体面側の固形分濃度よりも相対的に高くなるように前記複数の高分子溶液の固形分濃度を調整して製膜する溶液製膜装置と、
前記シートを前記支持体から剥離した後、転写面にプリズム列の形状が形成された転写部材と支持部材とで前記シートをニップすると共に、該シート面の支持体面側に前記転写部材のプリズム列の形状が転写されるように前記転写部材と前記支持部材とを配置した転写装置と、
前記プリズム列の形状が転写されたシートを乾燥する乾燥装置と、
を有することを特徴とするプリズム様シートの製造装置。 - 前記転写装置と前記乾燥装置との間に、前記プリズム列の形状が転写されたシートを該プリズム列に沿った方向に一軸延伸する延伸装置を設けたことを特徴とする請求項８又は９のプリズム様シートの製造装置。
- 前記転写部材はロール面に前記プリズム列の形状が形成されたエンボスローラであると共に、前記支持部材はロール面が平滑なバックアップローラであることを特徴とする請求項８〜１０の何れか１のプリズム様シートの製造装置。
- 前記転写部材に形成されるプリズム列のピッチ寸法と高さ寸法は、製造されたプリズム様シートに形成されるプリズム列のピッチ寸法と高さ寸法よりも大きいことを特徴とする請求項８〜１１の何れか１に記載のプリズム様シートの製造装置。
- 前記溶液製膜装置で重層流延を行う流延ダイは、単層ダイの入口に複数の高分子溶液が合流するフィードブロックを備えたフィードブロックダイ方式、又は複数のマニホールドを有して該マニホールドの内部で複数の高分子溶液が合流するマルチマニホールドダイ方式の何れかであることを特徴とする請求項９に記載のプリズム様シートの製造装置。
- 前記溶液製膜装置で重層流延を行う流延ダイは、複数の単層ダイを配列して逐次重層流延する単層ダイ配列方式であることを特徴とする請求項９に記載のプリズム様シートの製造装置。
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