JP4232608B2

JP4232608B2 - 凹凸状シートの製造方法及び製造装置

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Publication number: JP4232608B2
Application number: JP2003381427A
Authority: JP
Inventors: 隆一勝本; 忠宏気賀沢
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2023-11-11
Also published as: JP2005144697A

Description

本発明は、凹凸状シートの製造方法及び製造装置に係り、特に、表面に微細凹凸パターンが形成された反射防止効果等を有するエンボスシート等のシート状物を高い製造速度で製造するのに好適な凹凸状シートの製造方法及び製造装置に関する。

近年、液晶等の電子ディスプレイの用途に、反射防止効果を有するエンボスシートが採用されている。また、レンチキュラーレンズやフライアイレンズ等の平板状レンズ、光拡散シート、輝度向上シート、光導波路シート等のエンボスシートが使用されている。このようなエンボスシートとしては、従来より、表面に規則的な微細凹凸パターンが形成されたものが公知である。

このような規則的な微細凹凸パターンを形成する手法としては、従来より各種の方法が知られており、たとえば、加熱されたエンボスローラとニップローラとでシート状体を挟み、エンボスローラに形成された微細凹凸パターンをシート状体表面に転写する提案がなされている（特許文献１等参照）。
特表平１１−５１３３３３号公報

しかしながら、上記のような従来の技術（特許文献１等）において、生産速度が低いという問題点があった。すなわち、エンボスローラに形成された微細凹凸パターンをシート状体表面に転写する際に、微細凹凸パターンの転写精度を良好とするには、エンボスローラの加熱温度を高くするか、エンボスローラとニップローラとでシート状体を挟んでいる時間を長くする必要がある。

ところが、エンボスローラの加熱温度を高くすると、シート状体をエンボスローラから剥離するのが困難となりやすい。一方、エンボスローラの加熱温度を必要な範囲で抑え、シート状体を挟んでいる時間を長くするのでは生産性が悪い。また、エンボスローラの加熱温度を低くして転写を行った場合、転写の直後では転写精度が良好でも、シート状体中に残留応力が発生し、これにより以後の熱処理等により転写精度が低下してしまう問題点もあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、シート状の表面に微細凹凸パターンを形成する凹凸状シートの製造方法及び製造装置であって、生産性が高く、かつ、転写精度が良好なエンボスシートを製造するのに好適な凹凸状シートの製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、連続走行するシート状体を、回転する凹凸ローラとニップローラとで押圧しながら前記凹凸ローラ表面の凹凸を前記シート状体の表面に転写形成する凹凸状シートの製造方法において、前記凹凸ローラ全体を前記シート状体より温度を高くし、前記凹凸ローラの前記押圧箇所の上流部分を局所的に加熱することで前記凹凸ローラを転写形成温度とし、前記シート状体に該凹凸ローラの凹凸パターンを型転写し、型転写された前記シート状体を転写形成温度以下の温度で、前記凹凸ローラから剥離することを特徴とする凹凸状シートの製造方法を提供する。

また、このために、本発明は、シート状体を送り出すシート状体供給手段と、連続走行する前記シート状体を、回転する凹凸ローラとニップローラとで押圧しながらローラ成形加工する成形手段と、を備える凹凸状シートの製造装置において、前記凹凸ローラ全体を前記シート状体より高い温度に加熱する該凹凸ローラに設けられた加熱手段と、前記凹凸ローラの前記押圧箇所の上流部分を局所的に加熱する局所加熱手段を備えたことを特徴とする凹凸状シートの製造装置を提供する。

本発明によれば、連続走行するシート状体を、回転する凹凸ローラとニップローラとで押圧しながらローラ成形加工する際に、凹凸ローラの押圧箇所の上流部分を局所的に加熱する。すなわち、凹凸ローラ全体が、高精度の転写に必要な所望の温度に加熱される訳ではなく、凹凸ローラの押圧直前の箇所のみが、高精度の転写に必要な所望の温度に加熱される。これにより、転写精度が良好な凹凸状シートを製造できるとともに、シート状体を凹凸ローラから剥離するまでに凹凸ローラの冷却が進み、シート状体を凹凸ローラから剥離するのは容易となる。したがって、生産性が高い凹凸状シートの製造方法及び製造装置が提供できる。

なお、本明細書において「凹凸ローラ」とは、円柱状のローラの表面に凹凸パターン（エンボス形状）が形成されたエンボスローラのみならず、エンドレスベルト等のベルト状体の表面に凹凸パターン（エンボス形状）が形成されたものをも含むものとする。このようなベルト状体であっても、円柱状のローラと同様に作用し、同様の効果が得られるからである。

また、局所加熱手段としては、赤外線ヒータ、ハロゲンヒータ、熱風発生手段、バーナー等の各種の加熱手段が採用できる。

また、本発明は、シート状体と該シート状体の下面に配される帯状可撓性の支持体との積層体を連続走行させて、回転する凹凸ローラとニップローラとで押圧しながら前記凹凸ローラ表面の凹凸を前記シート状体の表面に転写形成する凹凸状シートの製造方法において、前記凹凸ローラ全体を前記シート状体より温度を高くし、前記凹凸ローラの前記押圧箇所の上流部分を局所的に加熱することで前記凹凸ローラを転写形成温度とし、前記シート状体に該凹凸ローラの凹凸パターンを型転写し、型転写された前記シート状体を転写形成温度以下の温度で、前記凹凸ローラから剥離することを特徴とする凹凸状シートの製造方法を提供する。

また、このために、本発明は、シート状体を送り出すシート状体供給手段と、エンドレスベルトである帯状可撓性の支持体を循環移送する支持体移送手段と、前記シート状体と該シート状体の下面に配される前記支持体との積層体を連続走行させて、回転する凹凸ローラとニップローラとで押圧しながら前記シート状体をローラ成形加工する成形手段と、
前記積層体を前記凹凸ローラから剥離する剥離手段と、を備える凹凸状シートの製造装置において、前記凹凸ローラ全体を前記シート状体より高い温度に加熱する該凹凸ローラに設けられた加熱手段と、前記凹凸ローラの前記押圧箇所の上流部分を局所的に加熱する局所加熱手段を備えたことを特徴とする凹凸状シートの製造装置を提供する。

また、本発明によれば、シート状体を凹凸ローラに供給する際に、シート状体とこのシート状体の下面に配される帯状可撓性の支持体との積層体を連続走行させてローラ成形加工する。そして、支持体として循環移送されるエンドレスベルトを採用するので、装置構成が容易となる。また、シート状体の裏面を平滑に加工する場合、支持体の表面を鏡面状態とする必要があるが、この場合であっても支持体をエンドレスベルトとすれば、この支持体を最低限の長さとできる。一方、支持体供給手段等の手段により支持体を送り出し、支持体収納手段等の手段により支持体を収納する構成では、表面を鏡面状態とした支持体の必要長さが多大となり、大幅なコストアップとなる。

本発明において、前記局所加熱手段が、前記凹凸ローラの近傍に設けられた誘電加熱手段であることが好ましい。局所加熱手段としては、上記の各種の加熱手段が採用できるが、誘電加熱手段であれば、凹凸ローラの局所的な加熱が効率よく行え、本発明の有利な効果が好適に得られる。

ここで、「誘電加熱（Dielectric Heating）」とは、電気絶縁物の性質をもつ物質を、交流電界中においたとき、その電気損失（誘電損）により、物質が加熱されることをいう。

また、本発明において、前記転写形成によるシート状体表面の凹凸高さを、前記凹凸ローラ表面の凹凸高さの９０％以上とすることが好ましい。このような転写率とするには、シート状体の物性に応じた加熱温度の設定、転写後から剥離までの処理（温度管理、加圧状態の管理等）、等を最適化することにより達成できる。

以上説明したように、本発明によれば、シート状体の表面に、凹凸ローラ表面の凹凸を転写形成する凹凸状シートの製造において、連続走行するシート状体を、回転する凹凸ローラとニップローラとで押圧しながらローラ成形加工する際に、凹凸ローラの押圧箇所の上流部分を局所的に加熱する。すなわち、凹凸ローラ全体が、高精度の転写に必要な所望の温度に加熱される訳ではなく、凹凸ローラの押圧直前の箇所のみが、高精度の転写に必要な所望の温度に加熱される。これにより、転写精度が良好な凹凸状シートを製造できるとともに、シート状体を凹凸ローラから剥離するまでに凹凸ローラの冷却が進み、シート状体を凹凸ローラから剥離するのは容易となる。したがって、生産性が高い凹凸状シートの製造方法及び製造装置が提供できる。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施態様の例について説明する。図１は、本発明に適用されるエンボスシートの製造装置１０の構成を示す説明図である。このエンボスシートの製造装置１０は、シート供給手段１２と、凹凸ローラであるエンボスローラ１４とニップローラ１６からなる成形手段１８と、エンボスローラ１４と剥離ローラ２０からなる剥離手段２２と、シート収納手段２４と、誘導加熱コイル等よりなる局所加熱手段２６、等とより構成される。

シート供給手段１２は、シート状体であるシートＷを送り出すもので、シートＷが巻回された送り出しロール等より構成される。

成形手段１８は、連続走行するシートＷを、回転するエンボスローラ１４とニップローラ１６とで押圧しながらローラ成形加工する手段であり、エンボスローラ１４とニップローラ１６との間に押圧力を付与する図示しない加圧手段も有する。また、エンボスローラ１４とニップローラ１６とを図示の矢印方向に回転駆動する図示しない駆動手段も有する。ローラ成形加工は、６時の位置のエンボスローラ１４と１２時の位置のニップローラ１６とでなされる。

剥離手段２２は、エンボスローラ１４の周面上に巻き掛けられたシートＷを回転するエンボスローラ１４と剥離ローラ２０とで挟みながら、エンボスローラ１４から剥離させて剥離ローラ２０に巻き掛ける手段である。シートＷのエンボスローラ１４からの剥離は、１２時の位置のエンボスローラ１４と６時の位置の剥離ローラ２０とでなされる。

シート収納手段２４は、剥離後のシートＷを収納するもので、シートＷを巻き取る巻き取りロール等より構成される。

局所加熱手段２６は、エンボスローラ１４の押圧箇所（６時の位置）の上流部分（略７時の位置）を局所的に加熱するもので、エンボスローラ１４の略７時の位置の被加熱箇所１４Ａに近接して設けられた誘導加熱コイルよりなる。この局所加熱手段２６による誘電加熱により、被加熱箇所１４Ａが加熱される。

図２は、誘電加熱の原理を説明する概念図である。図示の誘導加熱コイル５０に、矢印５２の向きに電流が流されると、矢印５４の向きに磁束が発生し、この磁束により被加熱体５６が加熱される。

剥離手段２２とシート収納手段２４との間には、シートＷの搬送路を形成するガイドローラ３０が設けられている。その他、必要に応じてシートＷの搬送中の弛みを吸収すべく、テンションローラ等を設けることもできる。

本発明に適用されるシートＷとしては、加熱による転写形成がなされることより、熱可塑性樹脂が採用される。熱可塑性樹脂としては、公知の各種プラスチック、たとえば、炭化水素系プラスチックとして、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等が、極性ビニル系プラスチックとして、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ＡＢＳ樹脂等が、線状構造プラスチックとして、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート等が、セルロース系プラスチックとして、酢酸セルロース、セルロイドセロファン等が挙げられる。

シートＷとして１層構成のもののみならず、２層以上の構成のものも採用できる。たとえば、ベース材として、成形手段１８において変形の少ない材質（たとえば、ＰＥＴ）を使用し、このベース材の表面に加熱による転写形成性のよいポリメチルメタクリレート等を形成した２層構成のものが採用できる。その他、３層以上の構成のものも採用できる。

但し、本発明においては、上記のような２層構成の場合、熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇがベース材のガラス転移温度Ｔｇよりも低いことが求められる。さもないと、熱可塑性樹脂を加熱する際に、ベース材が変形してしまい、良好な製品が得られないからである。

シートＷの幅としては、０. １〜３ｍが、シートＷの長さとしては、１０００〜１０００００ｍが、シートＷの厚さとしては、０. ５〜１０００μｍのものがそれぞれ一般的に採用される。但し、これ以外のサイズの適用も妨げられるものではない。

シートＷとして、２層以上の構成を採用する場合、ベース材には、あらかじめコロナ放電、プラズマ処理、易接着処理、熱処理、除塵処理などを行っておいてもよい。ベース材の表面粗さＲａはカットオフ値０．２５ｍｍにおいて３〜１０ｎｍが好ましい。また、ベース材には、あらかじめ接着層等の下地層を設け乾燥硬化させたもの、裏面に他の機能層があらかじめ形成されたもの、等を用いてもよい。

エンボスローラ１４としては、シートＷの表面に、ローラ表面の凹凸を転写形成できる、凹凸パターンの精度、機械的強度、耐熱性、真円度等を有することが求められる。このようなエンボスローラ１４としては、金属製のローラが好ましい。

エンボスローラ１４の外周面には、規則的な微細凹凸パターンが形成されている。このような規則的な微細凹凸パターンは、製品としての凹凸状シート（エンボスシート）表面の微細凹凸パターンを反転した形状であることが求められる。

なお、エンボスローラ１４の外周面の凹凸パターンは、所望の性能が得られるものであれば、規則的でないパターンとするものであってもよい。

製品としての凹凸状シート（エンボスシート）としては、微細凹凸パターンが二次元配列された、たとえばレンチキュラーレンズや、微細凹凸パターンが三次元配列された、たとえばフライアイレンズ、円錐、角錐等の微細な錐体をＸＹ方向に敷きつめた平板レンズ等が対象となり、エンボスローラ１４の外周面の規則的な微細凹凸パターンは、これに対応させる。

エンボスローラ１４の外周面の規則的な微細凹凸パターンの形成方法としては、エンボスローラ１４の表面にフォトエッチング、電子線描画、レーザー加工等で直接凹凸を形成する方法が採用でき、また、薄い金属製の板状体の表面にフォトエッチング、電子線描画、レーザー加工、光造形法等で凹凸を形成し、この板状体をローラの周囲に巻き付け固定し、エンボスローラ１４とする方法が採用できる。その他、金属より加工しやすい素材の表面にフォトエッチング、電子線描画、レーザー加工、光造形法等で凹凸を形成し、この形状の反転型を電鋳等により形成して薄い金属製の板状体を作成し、この板状体をローラの周囲に巻き付け固定し、エンボスローラ１４とする方法も採用できる。特に反転型を電鋳等により形成する場合には、１つの原盤（マザー）より複数の同一形状の板状体が得られるという特長がある。

エンボスローラ１４の内部には、エンボスローラ１４全体の温度を所定の温度に維持できるような加熱手段を組み込むことが好ましい。このような加熱手段を有さないエンボスローラ１４の場合、被加熱箇所１４Ａを常温（室温）から転写形成温度まで加熱することが必要となり、局所加熱手段２６の定格を大きくする必要があり、装置的な制約が大きくなってしまう。また、剥離手段２２におけるエンボスローラ１４の温度は、常温（室温）まで下げなくとも剥離は可能である。

以上のことより、エンボスローラ１４全体の温度を所定の温度に維持することが効率的な装置構成となる。たとえば、エンボスローラ１４全体の温度を、シートＷの剥離が可能である条件の下限の温度より若干低い温度に維持すれば、被加熱箇所１４Ａを転写形成温度まで加熱するのは容易であり、装置的な制約も小さい。

このような加熱手段としては、エンボスローラ１４の内部に空洞部を設け、この空洞部に熱媒を流す構成が採用できる。たとえば、エンボスローラ１４軸の両端にロータリージョイントを設け、一方のロータリージョイントより空洞部に熱媒を供給し、他方のロータリージョイントより空洞部からの熱媒を排出する構成が採用できる。また、エンボスローラ１４の内部にシースヒータを埋め込み、このシースヒータにスリップリング等を介して給電を行う構成も採用できる。

なお、この他に、剥離手段２２におけるエンボスローラ１４の温度を積極的に下げるべく、エンボスローラ１４内部に空洞部を設け、この空洞部に冷却水等を流す構成等も採用できる。

図１に示される、エンボスローラ１４の被加熱箇所１４Ａにおいて、誘電加熱時の効率を良くすべく、この部分の材質を誘電率が高く、かつ抵抗値の高い金属材料とすることが好ましい。

更に、エンボスローラ１４の被加熱箇所１４Ａにおける加熱の影響が、エンボスローラ１４の他の部分に及ばないように、エンボスローラ１４の被加熱箇所１４Ａの内部（半径方向の中心側）に断熱層を設ける構成も採用できる。

エンボスローラ１４の表面には、離型処理を施すことが好ましい。このように、エンボスローラ１４の表面に離型処理を施すことにより、微細凹凸パターンの形状が良好に維持できる。離型処理としては、公知の各種方法、たとえば、フッ素樹脂によるコーティング処理が採用できる。

誘導加熱コイルよりなる局所加熱手段２６は、図２により説明したように、誘導加熱用のコイル５０に高周波電流を流し、電磁場５４を形成し、エンボスローラ１４の表面部（被加熱箇所１４Ａ）に電流を流すことにより、エンボスローラ１４の表面部を局所的に所定の温度まで上昇させる作用を果たす。誘導加熱用のコイルに流す高周波電流の電圧、周波数等は、エンボスローラ１４のサイズ、製造速度（エンボスローラ１４の周速度）、シートＷの材質、エンボスシート表面の凹凸パターン等に応じて適宜の値が採用できる。

ニップローラ１６は、エンボスローラ１４と対になってシートＷを押圧しながらローラ成形加工するもので、所定の機械的強度、耐熱性、真円度等を有することが求められる。ニップローラ１６表面の縦弾性係数（ヤング率）は、小さ過ぎるとローラ成形加工が不十分となり、大き過ぎるとゴミ等の異物の巻き込みに敏感に反応し欠点を生じやすいことより、適宜の値とすることが好ましい。

また、ローラ成形加工する際の、エンボスローラ１４の被加熱箇所１４Ａにおける加熱を補助すべく、ニップローラ１６内部に加熱手段を設ける態様も採用できる。

剥離ローラ２０は、エンボスローラ１４と対になってエンボスローラ１４からシートＷを剥離させるもので、所定の機械的強度、耐熱性、真円度等を有することが求められる。剥離手段２２において、エンボスローラ１４の周面上に巻き掛けられたシートＷを回転するエンボスローラ１４と剥離ローラ２０とで挟みながら、シートＷをエンボスローラ１４から剥離させて剥離ローラ２０に巻き掛ける。この動作を確実にすべく、剥離ローラ２０には駆動手段が設けられていることが好ましい。

なお、剥離時にシートＷを冷却させて剥離を確実にすべく、剥離ローラ２０に冷却手段を設ける構成も採用できる。

なお、図示は省略したが、エンボスローラ１４の押圧箇所（６時の位置）から剥離箇所（１２時の位置）までの間に複数のバックアップローラを対向して設け、この複数のバックアップローラとエンボスローラ１４とでシートＷを押圧しながら熱処理を行う構成も採用できる。この場合、前半部分においては、バックアップローラに加熱手段を設けてシートＷを転写時の温度に近く維持し、転写精度の向上を図り、後半部分においては、バックアップローラに冷却手段を設けてシートＷを剥離時の温度に近く維持し、剥離性の向上を図ることができる。

次に、エンボスシートの製造装置１０の作用について説明する。

シート供給手段１２より、一定速度でシートＷを送り出す。シートＷは、エンボスローラ１４とニップローラ１６からなる成形手段１８へ送り込まれる。エンボスローラ１４の押圧箇所（６時の位置）の上流部分（略７時の位置）は、近接して設けられた誘導加熱コイルよりなる局所加熱手段２６により局所的に加熱される。これにより、成形手段１８において、連続走行するシートＷを、回転するエンボスローラ１４とニップローラ１６とで押圧しながらローラ成形加工がなされる。

この際、エンボスローラ１４全体の温度を、シートＷの剥離が可能である条件の下限の温度より若干低い温度に維持しておく。そして、被加熱箇所１４Ａを転写形成温度まで局所加熱する。このように温度管理することにより、局所加熱手段２６で消費する電力が僅かでも、迅速に被加熱箇所１４Ａを転写形成温度に維持できる。

既述のように、エンボスローラ１４の加熱温度を高くし過ぎると、シートＷをエンボスローラ１４から剥離するのが困難となりやすい。一方、エンボスローラ１４の加熱温度を低くして転写を行った場合、転写の直後では転写精度が良好でも、シート状体中に残留応力が発生し、これにより以後の熱処理等により転写精度が低下してしまう問題点もある。

したがって、シートＷの材質、送り速度等に応じた適切な転写形成温度を選択する必要がある。この際、図３に示されるような、横軸にシートＷの材料の温度を、縦軸にシートＷの材料の応力緩和時間をとり、シートＷの材料を評価した測定値をプロットした応力緩和曲線を求めて、適切な転写形成温度を選択することが好ましい。

成形手段１８を通過したシートＷは、エンボスローラ１４に巻き掛けられながら反時計方向に搬送され、剥離手段２２に送られる。この際、エンボスローラ１４の表面温度は転写形成温度より低下していき、これにつられてシートＷの温度も低下していく。剥離手段２２において、エンボスローラ１４と剥離ローラ２０とでシートＷを挟みながら、エンボスローラ１４からシートＷを剥離させて、剥離ローラ２０に巻き掛ける。

剥離されたシートＷは、シート収納手段２４に搬送され、シート収納手段２４の巻き取りロール等により巻き取られ、収納される。

なお、既述したように、エンボスローラ１４の押圧箇所（成形手段１８）から剥離箇所（剥離手段２２）までの間に複数のバックアップローラを対向して設け、この複数のバックアップローラとエンボスローラ１４とでシートＷを押圧しながら熱処理を行うこともできる。

次に、本発明の他の実施態様について説明する。図４は、本発明に適用されるエンボスシートの製造装置の他の構成を示す説明図である。このエンボスシートの製造装置１０’において、図１の構成と同一、類似の部材については、同一の番号等を附し、その説明を省略する。なお、このエンボスシートの製造装置１０’は、主要部分が図１の構成と左右逆になっており、エンボスローラ１４やニップローラ１６の回転方向も、図１の構成と逆となっている。

このエンボスシートの製造装置１０’においては、図１の構成のエンボスシートの製造装置１０と異なり、シートＷと、このシートＷの下面に配される帯状可撓性の支持体Ｂとの積層体を連続走行させて、エンボスローラ１４とニップローラ１６とでローラ加工する構成が採用される。そして、エンドレスベルトＢを循環移送する支持体移送手段３３が採用されている。

このエンボスシートの製造装置１０’において、エンドレスベルトＢは、ニップローラ１６と、剥離ローラ２０と、ガイドローラ３２に内面が巻き掛けられて、矢印で示される反時計方向に搬送される。また、エンドレスベルトＢは６時の位置から１２時の位置までにおいて、シートＷと積層された状態で、エンボスローラ１４に巻き掛けられている。

エンドレスベルトＢは、剥離手段２２において、シートＷと積層された状態で剥離ローラ２０に巻き掛けられ、矢印で示される方向に搬送され、ガイドローラ３２と第２剥離ローラ３４とが対向する位置において、シートＷと分離される。すなわち、エンドレスベルトＢは、ガイドローラ３２に巻き掛けられ、循環移送され、シートＷは、第２剥離ローラ３４に巻き掛けられ、シート収納手段２４へ向けて搬送される。

本発明に適用される支持体Ｂは、シートＷの下面に配され、積層体として連続走行する際にシートＷを支持する帯状可撓性のシートである。また、支持体Ｂは、シートＷが予備加熱されるような場合には、予備加熱の温度が高く、シートＷが変形（下に垂れ）しやすい状態となっても、シートＷの変形を防止すべく設けられる。したがって、シートＷが予備加熱されるような場合には、支持体Ｂには、所定の硬さ、耐熱性等を有することが求められる。

支持体Ｂの硬さとしての縦弾性係数（ヤング率）は、小さ過ぎると、支持体Ｂの変形により、シートＷのローラ成形加工が不十分となり、大き過ぎるとゴミ等の異物の巻き込みに敏感に反応し欠点を生じやすいことより、適宜の値とすることが好ましい。

このような支持体Ｂとしては、所定厚さのアルミニウム製のシート、ステンレス製のシート等のような金属製のシート、シートＷよりも耐熱性のあるＰＥＴフィルム等のような樹脂シート等が使用できる。なお、シート等をつないでエンドレスベルトＢとする場合には、継ぎ目部分に段差を生じないようにすることが好ましい。

次にエンボスシートの製造装置１０’の作用について説明する。

シート供給手段１２より、一定速度でシートＷを送り出す。シートＷは、ニップローラ１６に巻き掛けられる際にエンドレスベルトＢと積層される。この積層体は、エンボスローラ１４とニップローラ１６からなる成形手段１８へ送り込まれる。エンボスローラ１４の押圧箇所（６時の位置）の上流部分（略５時の位置）は、近接して設けられた誘導加熱コイルよりなる局所加熱手段２６により局所的に加熱される。これにより、成形手段１８において、連続走行するシートＷを、回転するエンボスローラ１４とニップローラ１６とで押圧しながらローラ成形加工がなされる。

成形手段１８を通過した積層体は、エンボスローラ１４に巻き掛けられながら時計方向に搬送され、剥離手段２２に送られる。この際、エンボスローラ１４の表面温度は転写形成温度より低下していき、これにつられてシートＷの温度も低下していく。剥離手段２２において、エンボスローラ１４と剥離ローラ２０とで積層体を挟みながら、エンボスローラ１４から積層体を剥離させて、剥離ローラ２０に巻き掛ける。

剥離された積層体は、矢印で示される方向に搬送され、ガイドローラ３２と第２剥離ローラ３４とが対向する位置において、シートＷとエンドレスベルトＢとが分離される。すなわち、エンドレスベルトＢは、ガイドローラ３２に巻き掛けられ、循環移送され、シートＷは、第２剥離ローラ３４に巻き掛けられ、シート収納手段２４へ向けて搬送される。

以上、本発明に係る凹凸状シートの製造方法及び製造装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。

たとえば、本実施形態では、凹凸ローラとしてエンボスローラ１４を使用する態様を採用したが、エンドレスベルト等のベルト状体の表面に凹凸パターン（エンボス形状）が形成されたものを使用する態様も採用できる。このようなベルト状体であっても、円柱状のローラと同様に作用し、同様の効果が得られるからである。

また、局所加熱手段として、誘導加熱コイルよりなる局所加熱手段２６を採用したが、これ以外に、赤外線ヒータ、ハロゲンヒータ、熱風発生手段、バーナー等の各種の加熱手段が採用できる。

また、本実施形態では、エンボスローラ１４でいきなりシートＷを加工したが、エンボスローラ１４の上流側に予備加熱手段を設け、これによりシートＷの予備加熱を行う態様も採用できる。

また、本実施形態の図４の構成では、エンドレスベルトＢを循環移送する支持体移送手段３３が採用されているが、これに代えて、支持体供給手段等（支持体が巻回された送り出しロール等）より支持体を送り出し、支持体収納手段等（支持体を巻き取る巻き取りロール等）へ支持体を収納する構成が採用できる。

更に、本実施形態の例においては、シートＷを、回転するエンボスローラ１４とニップローラ１６とで押圧しながらローラ成形加工する例について説明したが、この技術を押し出し成形法、溶融製膜法、押し出しラミネート法等に採用することもできる。

次に、本発明の実施例を、比較例と対比して説明する。本発明の実施例として、図１に示される構成のエンボスシートの製造装置１０を使用してエンボスシートの製造を行った。比較例で使用した装置は、局所加熱手段２６が設けられていない点以外は、実施例のエンボスシートの製造装置１０と同一である。

シートＷとして、厚さ２００μｍのアクリル（ポリメチルメタクリレート）のフィルムを使用した。

エンボスローラ１４として、直径が２００ｍｍのＳ４５Ｃ製のローラを使用した。ローラの表面の略全面に、ローラ軸方向のピッチが５０μｍの溝を形成した。溝の断面形状は、頂角が９０度の三角形状で、溝の底部も平坦部分のない９０度の三角形状である。すなわち、溝幅は５０μｍであり、溝深さは約３５μｍである。この溝は、ローラの周方向に継ぎ目がないエンドレスとなるので、このエンボスローラ１４により、シートＷに断面が三角形のレンチキュラーレンズが形成できる。ローラの表面には、溝加工後にニッケルメッキを施した。

以下、実施例について説明する。

エンボスローラ１４の全体の温度は、ローラ表面が１００°Ｃになるように制御した。また、被加熱箇所１４Ａが成形手段１８の３０ｍｍ上流に位置するように局所加熱手段２６を設けた。この局所加熱手段２６としては、幅２０ｍｍのコイルを使用し、１０ｋＷの電力の電流を供給した。これにより、エンボスローラ１４の周速度が５ｍ／分の条件で、被加熱箇所１４Ａが２２０°Ｃに加熱された。

ニップローラ１６として、直径が２００ｍｍで、表面にゴム硬度が９０のシリコンゴムの層を形成したローラを使用した。エンボスローラ１４とニップローラ１６とでシートＷを押圧するニップ圧（実効のニップ圧）は、１．４７×１０⁷Ｐａ（１５０ｋｇ／ｃｍ²）とした。

シートＷの送り速度（エンボスローラ１４の回転数）を変化させて、エンボスシートの製造を行った。このエンボスシートの評価を行い、エンボス形状の転写率が略１００％であり、かつ剥離が良好に行えるシートＷの送り速度を見たところ、最大で５ｍ／分であった。

なお、エンボス形状の転写率の評価は、凹凸パターンが形成されたシートＷを切断し、凹凸パターンの複数箇所における断面形状をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により測定することにより行った。

このエンボスシートをオーブンに入れ、１００°Ｃで１０時間の熱処理を施した。そして、再度エンボス形状の転写率の評価したところ、転写率は９８％であった。

次に、比較例について説明する。

エンボスローラ１４の全体の温度は、ローラ表面が１４０°Ｃになるように制御した。ニップローラ１６の構成は、実施例と同一であり、ニップ圧（実効のニップ圧）も、実施例と同一の１．４７×１０⁷Ｐａ（１５０ｋｇ／ｃｍ²）とした。

シートＷの送り速度（エンボスローラ１４の回転数）を変化させて、エンボスシートの製造を行った。このエンボスシートの評価を行い、エンボス形状の転写率が略１００％であり、かつ剥離が良好に行えるシートＷの送り速度を見たところ、最大で０．５ｍ／分であった。

なお、エンボス形状の転写率の評価も実施例と同一とした。

このエンボスシートをオーブンに入れ、１００°Ｃで１０時間の熱処理を施した。そして、再度エンボス形状の転写率の評価したところ、転写率は５０％であった。すなわち、比較例では、残留応力により、熱処理を経て、転写率が低下した。

以上の結果より、本発明の効果が確認できた。

本発明に適用されるエンボスシートの製造装置の構成を示す説明図誘電加熱の原理を説明する概念図シート状体の材料の応力緩和曲線を示すグラフ本発明に適用されるエンボスシートの製造装置の他の構成を示す説明図

符号の説明

１０、１０’…エンボスシートの製造装置、１２…シート供給手段、１４…エンボスローラ、１６…ニップローラ、１８…成形手段、２０…剥離ローラ、２２…剥離手段、２４…シート収納手段、２６…局所加熱手段、Ｗ…シート

Claims

連続走行するシート状体を、回転する凹凸ローラとニップローラとで押圧しながら前記凹凸ローラ表面の凹凸を前記シート状体の表面に転写形成する凹凸状シートの製造方法において、
前記凹凸ローラ全体を前記シート状体より温度を高くし、
前記凹凸ローラの前記押圧箇所の上流部分を局所的に加熱することで前記凹凸ローラを転写形成温度とし、前記シート状体に該凹凸ローラの凹凸パターンを型転写し、
型転写された前記シート状体を転写形成温度以下の温度で、前記凹凸ローラから剥離することを特徴とする凹凸状シートの製造方法。
シート状体と該シート状体の下面に配される帯状可撓性の支持体との積層体を連続走行させて、回転する凹凸ローラとニップローラとで押圧しながら前記凹凸ローラ表面の凹凸を前記シート状体の表面に転写形成する凹凸状シートの製造方法において、
前記凹凸ローラ全体を前記シート状体より温度を高くし、
前記凹凸ローラの前記押圧箇所の上流部分を局所的に加熱することで前記凹凸ローラを転写形成温度とし、前記シート状体に該凹凸ローラの凹凸パターンを型転写し、
型転写された前記シート状体を転写形成温度以下の温度で、前記凹凸ローラから剥離することを特徴とする凹凸状シートの製造方法。
前記局所的な加熱が誘電加熱方式による請求項１又は２に記載の凹凸状シートの製造方法。
前記シート状体は、ベース材と該ベース材の表面に形成された樹脂の２層構造であり、前記樹脂のガラス転移温度Ｔｇがベース材のガラス転移温度Ｔｇよりも低い請求項１〜３のいずれか１項に記載の凹凸状シートの製造方法。
前記ベース材に、あらかじめコロナ放電、プラズマ処理、易接着処理、熱処理のいずれかの処理が施される請求項４に記載の凹凸状シートの製造方法。
前記ベース材が、あらかじめ、形成された下地層を有する請求項４又は５に記載の凹凸状シートの製造方法。
前記凹凸ローラの押圧箇所から剥離箇所の間に複数のバックアップローラを対向して設け、前半部分には前記バックアップローラに加熱手段を設け、後半部分には前記バックアップローラに冷却手段を設けた請求項１〜６のいずれか１項に記載の凹凸状シートの製造方法。
前記シート状体を前記凹凸ローラから、冷却手段を設けた剥離ローラで剥離する請求項１〜７のいずれか１項に記載の凹凸状シートの製造方法。
前記転写形成によるシート状体表面の凹凸高さを、前記凹凸ローラ表面の凹凸高さの９０％以上とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の凹凸状シートの製造方法。
シート状体を送り出すシート状体供給手段と、
連続走行する前記シート状体を、回転する凹凸ローラとニップローラとで押圧しながらローラ成形加工する成形手段と、
を備える凹凸状シートの製造装置において、
前記凹凸ローラ全体を前記シート状体より高い温度に加熱する該凹凸ローラに設けられた加熱手段と、
前記凹凸ローラの前記押圧箇所の上流部分を局所的に加熱する局所加熱手段を備えたことを特徴とする凹凸状シートの製造装置。
前記シート状体を前記凹凸ローラから剥離する剥離手段と、
剥離後の前記シート状体を収納するシート状体収納手段と、
を備える請求項１０に記載の凹凸状シートの製造装置。
シート状体を送り出すシート状体供給手段と、
エンドレスベルトである帯状可撓性の支持体を循環移送する支持体移送手段と、
前記シート状体と該シート状体の下面に配される前記支持体との積層体を連続走行させて、回転する凹凸ローラとニップローラとで押圧しながら前記シート状体をローラ成形加工する成形手段と、
前記積層体を前記凹凸ローラから剥離する剥離手段と、
を備える凹凸状シートの製造装置において、
前記凹凸ローラ全体を前記シート状体より高い温度に加熱する該凹凸ローラに設けられた加熱手段と、
前記凹凸ローラの前記押圧箇所の上流部分を局所的に加熱する局所加熱手段を備えたことを特徴とする凹凸状シートの製造装置。
前記局所加熱手段が、前記凹凸ローラの近傍に設けられた誘電加熱手段である請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の凹凸状シートの製造装置。