JP4451701B2 - エンボスシートの製造装置、エンボスシートの製造方法 - Google Patents
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Description
このようなエンボスシートの製造方法としては、次のような方法があげられる。
例えば、図7に示すように、エンボスパターンが形成された複数枚のエンボス版23表面に被転写シート21を重ね合わせ、エンボス版23の表裏面側に配置される一対のロール800,801により、エンボス版23及び被転写シート21を挟圧して、被転写シート21にエンボスパターンを転写する方法がある(例えば、特許文献1参照)。
一対のロール800,801のうち、一方のロール801は加熱ロールであり、他方のロール800は、弾性体により被覆された弾性体被覆ロールである。
なお、図7に示す、符号802は、被転写シート21を供給する供給ロールであり、符号803は、エンボス版23からエンボスシート806を剥離するための剥離ロールである。さらに、符号804は、作業台805の上面に設けられ、エンボス版23を送るための送りローラであり、符号807は、エンボスシート806を回収する回収ロールである。
造装置、エンボスシートの製造方法を提供することである。
(1)本発明の製造装置は、表面に100μm以上の深さの凹凸を有するエンボスパターンが形成されたエンボスシートを製造するための製造装置であって、エンドレスベルトと、このエンドレスベルトが掛けられた少なくとも一対の金属ロールと、前記エンドレスベルトを介して、一対の金属ロールに対して対向配置された弾性体被覆ロールと、前記エンドレスベルトと、弾性体被覆ロールとの間に、被転写シートを供給する供給手段とを備え、前記一対の金属ロールは、20mm以下の隙間をあけて設置され、前記エンドレスベルトには、300N/cm以上の張力が加えられ、前記一対の金属ロールは、エンドレスベルトを介して弾性体被覆ロールに同時に圧接しており、前記エンドレスベルトと、弾性体被覆ロールとの間には、表面にエンボスパターンが形成された転写体及び前記供給手段からの被転写シートが供給されることを特徴とする。
ここで、弾性体被覆ロールとは、表面が弾性体により被覆された金属ロールのことをいう。
従って、本発明の製造装置では、エンドレスベルトと、弾性体被覆ロールとの間に、供給される被転写シート及び転写体は、一対の金属ロールのうち供給方向先端側に配置された一方の金属ロールと、弾性体被覆ロールとによって、挟圧され、次いで、一対の金属ロール間に位置するエンドレスベルトと、弾性体被覆ロールとにより挟圧され、さらに、供給方向後端側に配置された他方の金属ロールと、弾性体被覆ロールとにより挟圧されることとなる。このように、本発明では、被転写シート及び転写体が充分に挟圧されることで、転写体と被転写シートとの間の空気が充分に圧縮され、被転写シートに溶け込むと考えられるので、いわゆるエアトラップタイプのエンボスパターンであり、転写体のエンボスパターンの凹凸の深さが深い場合であっても、正確に転写することができ、所望のエンボスシートを製造することができる。
ここで、弾性体被覆ロールとは、表面が弾性体により被覆された金属ロールのことをいう。
また、本発明の製造装置は、前記一対の金属ロールと前記弾性体被覆ロールとは同一の径を有することが好ましい。
従って、本発明の製造装置では、エンドレスベルトと、弾性体被覆ロールとの間に、供給される被転写シートは、一対の金属ロールのうち供給方向先端側に配置された一方の金属ロールと、弾性体被覆ロールとによって、エンドレスベルトとともに挟圧され、次いで、一対の金属ロール間に位置するエンドレスベルトと、弾性体被覆ロールとにより挟圧され、さらに、供給方向後端側に配置された他方の金属ロールと、弾性体被覆ロールとによりエンドレスベルトとともに挟圧されることとなる。このように、本発明では、被転写シート及びエンドレスベルトが充分に挟圧されることで、転写体であるエンドレスベルトと被転写シートとの間の空気が充分に圧縮され、被転写シートに溶け込むと考えられるので、いわゆるエアトラップタイプのエンボスパターンであり、エンドレスベルトのエンボスパターンの凹凸の深さが深い場合であっても、正確に転写することができ、所望のエンボスシートを製造することができる。
さらに、エンドレスベルト自体が転写体であるため、転写体とエンドレスベルトとを別体とする場合に比べ、部材点数を削減することができる。
一対の金属ロール間の隙間が20mmを超える場合には、エンドレスベルトのうち、一対の金属ロール間に掛け渡された部分を、弾性体被覆ロールに対して充分に当接させることができない場合がある。一対の金属ロールを、20mm以下の隙間をあけて設置することで、このような問題の発生を防止できる。
エンドレスベルトの張力を300N/cm以上とすることで、エンドレスベルトのうち、一対の金属ロール間に掛け渡された部分と、弾性体被覆ロールとの間で発生する圧力(エンドレスベルトが弾性体被覆ロールに当接する力)を高めることができ、被転写シートを確実に挟圧することができる。これにより、より確実に所望のエンボスシートを製造することができる。
本発明のエンボスシートの製造方法は、表面に100μm以上の深さの凹凸を有するエンボスパターンが形成されたエンボスシートを製造するエンボスシートの製造方法であって、エンドレスベルトが掛けられた少なくとも一対の金属ロールと、前記エンドレスベルトを介して、一対の金属ロールに対して対向配置された弾性体被覆ロールとの間に、表面にエンボスパターンが形成された転写体及び被転写シートを供給し、転写体及び被転写シートを挟圧する挟圧工程を有し、前記一対の金属ロールは、20mm以下の隙間をあけて設置され、前記一対の金属ロールは、エンドレスベルトを介して弾性体被覆ロールに同時に圧接しており、前記エンドレスベルトには、300N/cm以上の張力が加えられていることを特徴とする。
また、一対の金属ロール間の距離を所定値以内、および、エンドレスベルトに加えられる張力を所定値以上としているので、より正確にエンボスパターンを転写することができる。
〔1.第一実施形態〕
図1には、本発明の第一実施形態にかかる製造装置1が示されている。
この製造装置1は、エンボスシート20を製造するためのものであり、エンドレスベルト11と、このエンドレスベルト11が掛け渡された一対の金属ロール121,122と、前記金属ロール121,122間に設置され、エンドレスベルト11の裏面側に配置された一対の金属ロール141,142と、弾性体被覆ロール15と、被転写シート21を供給する供給手段としての供給ロール16Aと、フィルム22を供給する供給ロール17Aと、冷却ロール18と、エンボスシート20を回収する回収ロール16Bと、フィルム22を回収する回収ロール17Bと、エンボス版23とを有する。
また、この一対の金属ロール121,122は、エンドレスベルト11の張力を調整する張力調整手段としての役割を果たしており、エンドレスベルト11には、300N/cm以上の張力が加えられている。
この一対の金属ロール121,122には、モータ等の回転駆動手段が連結されており、金属ロール121,122の回転により、エンドレスベルト11が駆動する。
この一対の金属ロール141,142はエンドレスベルト11の裏面側に設置されており、エンドレスベルト11が掛けられている。一対の金属ロール141,142間の寸法T1は、20mm以下となっている。このような一対の金属ロール141,142は、電気ヒータや、IH構造等の加熱手段が内蔵された加熱ロールであり、エンドレスベルト11を加熱する。なお、加熱手段は、前述した方法によるものに限らず、例えば、加熱した油等を金属ロール141,142内に流してもよい。この金属ロール141,142は、例えば、50℃以上、250℃以下に調整することが可能となっている。
この弾性体被覆ロール15は、金属ロール151の表面を、弾性体152、例えば、耐熱性に優れたシリコンゴムや、テフロン(登録商標)ゴム等で被覆したものである。弾性体152の硬度は、JIS K6301 A型に準拠した方法で測定した値が75〜98度程度であることが好ましい。
被転写シート21を構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、PC(ポリカーボネート)、PVC(ポリ塩化ビニル)、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)等があげられる。
供給ロール17Aから供給されたフィルム22は、弾性体被覆ロール15の外面に沿って、弾性体被覆ロール15と、被転写シート21との間に供給される。
エンボス版23は、被転写シート21にエンボスパターンを転写する転写体である。図2に示すように、エンボス版23の被転写シート21との当接面側には、キューブコーナ型のエンボスパターン231が形成されている。エンボスパターン231は、いわゆるエアトラップタイプ(エンボスパターンの凹凸に被転写シート21を押し付け、凹凸内の空気を圧縮して転写するタイプ)のエンボスパターンである。このエンボス版23の材質は、例えば、電鋳ニッケルである。エンボス版23の材質を電鋳ニッケルとすることで、エンボス版23が、伝熱性、強度、製作性に優れたものとなる。
ここで、エンボス版23のエンボスパターン231の凹凸の深さは、100μm〜数百μmであることが好ましい。
まず、金属ロール121、金属ロール141,142を加熱し、エンドレスベルト11を予熱しておく。
次に、エンドレスベルト11上に被転写体であるエンボス版23を供給する。
さらに、供給ロール16Aからエンドレスベルト11に向かって被転写シート21を供給し、さらに、供給ロール17Aからエンドレスベルト11に向かってフィルム22を供給する。これにより、エンドレスベルト11側からエンボス版23、被転写シート21、フィルム22の順に積層され、これらが、エンドレスベルト11を介して、エンドレスベルト11の下面の金属ロール141と、弾性体被覆ロール15との間で挟圧される(挟圧工程)。
その後、エンドレスベルト11と冷却ロール18との間に、エンボス版23、被転写シート21、フィルム22が密着した状態のまま供給され、これらが冷却される。これにより、エンボスパターンが転写されたエンボスシート20が完成する。
そして、フィルム22が、回収ロール17Bにより回収され、エンボスシート20から剥離される。さらに、エンボスシート20が、回収ロール16Bにより回収されて、エンボス版23から剥離される。
このようにして得られたエンボスシート20は、図3及び図4のようになる。図3はエンボスシート20の平面図であり、図4は、図3のIV-IV方向の断面図である。エンボスシート20の表面には、エンボスパターン201が形成されている。
以上のようなエンボスシート20は、例えば、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズ等の精密光学部品として使用される。また、記録用ディスク等の光学情報記録媒体用にも使用される。さらに、導光板、光拡散シート等に利用される。
(1-1)本実施形態の製造装置1は、一対の金属ロール141,142がエンドレスベルト11を介して弾性体被覆ロール15に同時に当接する構造となっている。これにより、エンドレスベルト11のうち、一対の金属ロール141,142間に掛け渡された部分が、弾性体被覆ロール15に押圧されることとなる。
すなわち、エンドレスベルト11と、弾性体被覆ロール15との間に、供給される被転写シート21及びエンボス版23は、まず、一対の金属ロール141,142のうち被転写シート供給方向先端側に配置された一方の金属ロール141と、弾性体被覆ロール15とによって、挟圧され、次いで、金属ロール141,142間に位置するエンドレスベルト11と、弾性体被覆ロール15とにより挟圧され、さらに、被転写シート供給方向後端側に配置された他方の金属ロール142と、弾性体被覆ロール15とにより挟圧されることとなる。このように、本実施形態では、被転写シート21及びエンボス版23が充分に挟圧されることで、エンボス版23と被転写シート21との間の空気が充分に圧縮され、被転写シート21に溶け込むと考えられるので、いわゆるエアトラップタイプのエンボスパターン231であり、エンボス版23のエンボスパターン231の凹凸の深さが深い場合(0.01μm〜数百μm)であっても、正確に転写することができ、所望のエンボスシート20を製造することができる。
(1-5)本実施形態では、被転写シート21の被転写面の裏面側に表面が鏡面状態のフィルム22を供給しており、このフィルム22もエンドレスベルト11と弾性体被覆ロール15とで挟持しているので、被転写シート21の被転写面の裏面に鏡面光沢を付与することができる。
(1-6)さらに、本実施形態では、エンボス版23及び被転写シート21を密着させた状態で、冷却ロール18により冷却しているため、歪のないエンボスパターンを有するエンボスシート20を得ることができる。
(1-7)エンボス版23を金属製としており、伝熱性に優れたものとしているので、被転写シート21に高精度にエンボスパターンを転写することができる。
次に、本発明の第二実施形態を説明する。なお、以下の説明では既に説明した部分、部材と同一のものは同一符号を付してその説明を簡略する。
図5には、本実施形態の製造装置4が示されている。本実施形態の製造装置4と前記実施形態の製造装置1とはエンドレスベルト41の形状が異なっている。すなわち、本実施形態の製造装置4は、エンドレスベルト41と、前記実施形態と同様の金属ロール121,122と、前記金属ロール121,122間に設置され、エンドレスベルト41の裏面側に配置された一対の金属ロール141,142と、弾性体被覆ロール15と、被転写シート21を供給する供給手段としての供給ロール16Aと、フィルム22を供給する供給ロール17Aと、冷却ロール18と、エンボスシート20を回収する回収ロール16Bと、フィルム22を回収する回収ロール17Bと、送りローラ19とを有する。
エンドレスベルト41は、図6に示すように、表面にエンボスパターン411が形成されており、被転写シート21にエンボスパターンを転写する転写体としての役割を果たす。このエンドレスベルト41は、ステンレス鋼等で構成されており、エンボスパターン411の凹凸の深さは、100μm〜数百μmであることが好ましい。このエンボスパターン41はエアトラップタイプのエンボスパターンである。
また、前記弾性体被覆ロール15と、エンドレスベルト41と面圧は20N/cm 2 以上である。
供給ロール16Aからエンドレスベルト41に向かって被転写シート21を供給し、供給ロール17Aからエンドレスベルト41に向かってフィルム22を供給する。これにより、エンドレスベルト41側から被転写シート21、フィルム22の順に積層され、これらが、エンドレスベルト11の下面の金属ロール141と、弾性体被覆ロール15との間で挟圧される(挟圧工程)。
その後、被転写シート21、フィルム22は、弾性体被覆ロール15と、エンドレスベルト41のうち一対の金属ロール141,142の間の部分との間で挟圧される(挟圧工程)。さらに、被転写シート21、フィルム22は、エンドレスベルト41の下面の金属ロール142と、弾性体被覆ロール15とで挟圧される(挟圧工程)。これにより、エンドレスベルト41のエンボスパターン411が被転写シート21に転写されることとなる。
その後、エンドレスベルト41と冷却ロール18との間に被転写シート21、フィルム22が供給され、これらが冷却される。これにより、被転写シート21にエンボスパターンが転写されたエンボスシート20が完成する。
フィルム22は、回収ロール17Bにより回収され、エンボスシート20から剥離される。さらに、エンボスシート20は、回収ロール16Bにより回収されて、エンドレスベルト41から剥離される。このようにしてエンボスシート20が得られる。
(2-1)一対の金属ロール141,142が、所定以上の面圧でエンドレスベルト41を介して弾性体被覆ロール15に同時に接しているので、エンドレスベルト41のうち、一対の金属ロール141,142間に掛け渡された部分が、弾性体被覆ロール15に押圧されることとなる。
従って、本実施形態の製造装置4では、エンドレスベルト41と、弾性体被覆ロール15との間に、供給される被転写シート21は、一対の金属ロール141,142のうち供給方向先端側に配置された一方の金属ロール141と、弾性体被覆ロール15とによって、エンドレスベルト41とともに挟圧され、次いで、金属ロール141,142間に位置するエンドレスベルト41と、弾性体被覆ロール15とにより挟圧され、さらに、供給方向後端側に配置された他方の金属ロール142と、弾性体被覆ロール15とによりエンドレスベルト41とともに挟圧されることとなる。このように、被転写シート21及び転写体としてのエンドレスベルト41が充分に挟圧されることで、エンドレスベルト41と被転写シート21との間の充分に圧縮され、被転写シート21に溶け込むと考えられるので、いわゆるエアトラップタイプのエンボスパターン411であり、エンドレスベルト41のエンボスパターン411の凹凸の深さが深い場合であっても、正確に転写することができ、所望のエンボスシート20を製造することができる。
(2-2)また、弾性体被覆ロール15と、エンドレスベルト41との面圧は20N/cm 2 以上としているので、より正確に被転写シート21にエンボスパターンを転写することができる。
(2-3)さらに、本実施形態では、エンドレスベルト41自体が転写体であるため、転写体とエンドレスベルトとを別体とする場合に比べ、部材点数を削減することができる。
(2-4)また、本実施形態では、エンドレスベルト41及び被転写シート21を密着させた状態で、冷却ロール18により冷却しているため、歪のないエンボスパターンを有するエンボスシート20を得ることができる。
範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
また、前記各実施形態では、弾性体被覆ロール15とエンドレスベルト11,41との
間にフィルム22を供給していたが、エンボスシートの表面を鏡面とする必要がない場合
には、フィルム22は供給しなくてもよい。このようにすることで、エンボスシートの製
造工程を簡略化することができる。
第一実施形態の製造装置1において、具体的条件を下記の通りとしてエンボスシート20を製造した。
エンボス版23
材質:電鋳ニッケル
寸法:500mm(幅)×500mm(長さ)
表面形状:底辺0.3464mmの正三角形、エンボスパターンの凹凸の深さ 0.1414mm
材質:SUS630
寸法:厚さ0.6mm、幅600mm、周長5.3m
径 :300mm
弾性体:シリコーンゴム、10mm厚、JISA硬度90°
素材:PC(ポリカーボネート)
厚さ:200μm
さらに、金属ロール121、金属ロール141,142の温度及び転写速度は以下のようである。
実施例1とエンボス版の形状及び被転写シートの厚みが異なっている。他の点は実施例1と同様である。
材質:電鋳ニッケル
寸法:500mm(幅)×500mm(長さ)
表面形状:リニアプリズム、エンボスパターンの凹凸の深さ20μm
素材:PC(ポリカーボネート)
厚さ:100μm
図7に示す製造装置80によりエンボスシートを製造した。
加熱ロール801
寸法:内径256mm、外径300mm、面長700mm
材質:硬質クロームメッキ
寸法:内径140mm、外径300mm、面長600mm
弾性体:硬度75度のシリコンラバー
素材:PC
厚さ:200μm
エンボス版23は実施例1と同様のものを使用した。
加熱ロール801の温度及び転写速度は表2に示すとおりである。
比較例1と被転写シート21の厚さが異なる点以外は、比較例1と同様の条件である。
素材:PC
厚さ:100μm
エンボス版23は実施例2と同様のものを使用した。
実施例1,2及び比較例1,2の結果を表3に示す。
エンボスシートの断面を1000倍の光学顕微鏡で観察し、エンボスパターンの頂部がエンボス版から正確に転写されているか否かを評価した。
4 製造装置
11 エンドレスベルト
15 弾性体被覆ロール
20 エンボスシート
21 被転写シート
22 フィルム
23 エンボス版
41 エンドレスベルト
141 金属ロール
142 金属ロール
191 エンボスパターン
201 エンボスパターン
231 エンボスパターン
411 エンボスパターン
Claims (5)
- 表面に100μm以上の深さの凹凸を有するエンボスパターンが形成されたエンボスシートを製造するための製造装置であって、
エンドレスベルトと、
このエンドレスベルトが掛けられた少なくとも一対の金属ロールと、
前記エンドレスベルトを介して、一対の金属ロールに対して対向配置された弾性体被覆ロールと、
前記エンドレスベルトと、弾性体被覆ロールとの間に、被転写シートを供給する供給手段とを備え、
前記一対の金属ロールは、20mm以下の隙間をあけて設置され、
前記エンドレスベルトには、300N/cm以上の張力が加えられ、
前記一対の金属ロールは、エンドレスベルトを介して弾性体被覆ロールに同時に圧接しており、
前記エンドレスベルトと、弾性体被覆ロールとの間には、表面にエンボスパターンが形成された転写体及び前記供給手段からの被転写シートが供給されることを特徴とする製造装置。 - 表面に100μm以上の深さの凹凸を有するエンボスパターンが形成されたエンボスシートを製造するための製造装置であって、
外面にエンボスパターンが形成された転写体としてのエンドレスベルトと、
このエンドレスベルトが掛けられた少なくとも一対の金属ロールと、
前記エンドレスベルトを介して、一対の金属ロールに対して対向配置された弾性体被覆
ロールと、
前記エンドレスベルトと、弾性体被覆ロールとの間に、被転写シートを供給する供給手
段とを備え、
前記一対の金属ロールは、20mm以下の隙間をあけて設置され、
前記エンドレスベルトには、300N/cm以上の張力が加えられ、
前記一対の金属ロールは、エンドレスベルトを介して弾性体被覆ロールに同時に圧接し
ていることを特徴とする製造装置。 - 請求項1または請求項2に記載の製造装置において、
前記一対の金属ロールと前記弾性体被覆ロールとは同一の径を有することを特徴とする製造装置。 - 表面に100μm以上の深さの凹凸を有するエンボスパターンが形成されたエンボスシートを製造するエンボスシートの製造方法であって、
エンドレスベルトが掛けられた少なくとも一対の金属ロールと、前記エンドレスベルトを介して、一対の金属ロールに対して対向配置された弾性体被覆ロールとの間に、表面にエンボスパターンが形成された転写体及び被転写シートを供給し、転写体及び被転写シートを挟圧する挟圧工程を有し、
前記一対の金属ロールは、20mm以下の隙間をあけて設置され、
前記一対の金属ロールは、エンドレスベルトを介して弾性体被覆ロールに同時に圧接しており、
前記エンドレスベルトには、300N/cm以上の張力が加えられていることを特徴とするエンボスシートの製造方法。 - 表面に100μm以上の深さの凹凸を有するエンボスパターンが形成されたエンボスシートを製造するエンボスシートの製造方法であって、
外面にエンボスパターンが形成された転写体としてのエンドレスベルトと、
このエンドレスベルトが掛けられた少なくとも一対の金属ロールと、
前記エンドレスベルトを介して、一対の金属ロールに対して対向配置されるとともに、前記一対の金属ロールがエンドレスベルトを介して同時に圧接する弾性体被覆ロールとを備えた製造装置を用いて行われ、
前記エンドレスベルトと、弾性体被覆ロールとの間に被転写シートを供給し、挟圧する挟圧工程を有し、
前記一対の金属ロールは、20mm以下の隙間をあけて設置され、
前記エンドレスベルトには、300N/cm以上の張力が加えられていることを特徴とするエンボスシートの製造方法。
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