JP4743373B2

JP4743373B2 - 樹脂シートの製造方法

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Publication number: JP4743373B2
Application number: JP2001250396A
Authority: JP
Inventors: 眞康大串; 敏幸伊藤; 正大鈴木; 昌宏吉野
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2011-08-10
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に微細な凹凸パターンを有する樹脂シートをシート押出成形法により製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面に微細な凹凸パターンを有する樹脂シートは、従来より様々な分野で使用されている。例えば、液晶表示装置のバックライトを構成する導光板や拡散シートに、また、液晶プロジェクターのフレネルレンズシートやレンチキュラーレンズシートに該樹脂シートが使用されている。
【０００３】
液晶表示装置のバックライトは、図５に示すように、冷陰極管等の光源９と、入射端面１０ａが光源９の近傍に位置するように配置された導光板１０と、導光板１０の表面に配置された拡散シート１１と、導光板１０の拡散シート１１とは反対の側に配置された反射シート１２とから構成されている。このバックライトにおいては、光源９からの光を、入射端面１０ａより導光板１０内に入射させると、入射した光は導光板１０内で拡散シート１１と反射シート１２との面で反射しながら入射端面１０ａとは反対の方向に伝送する。その間に入射光の一部は、導光板１０の表面より導光板１０外へ進行し、更に拡散シート１１を通って拡散し、均一な輝度の照明光としてバックライトの外部に出射する。
【０００４】
このため、このようなバックライトにおいては、より均一な拡散光を得るために、導光板については、その裏面（反射シート１２側の面）に、ドット状あるいはプリズム状等の疎密な分布を有するパターンを、そのパターンと凹凸が逆のパターンを有する金型を用いる射出成形法で成形させることが広く行われている。
また、拡散シートについては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明な熱可塑性樹脂に炭酸カルシウム、酸化チタン、硫酸バリウム等の無機系あるいはフッ素樹脂、エポキシ樹脂等の有機系の光拡散剤を配合し、射出成形法や押出成形法でシート状に成形することが一般的に利用されている。
【０００５】
また、レンズシート、例えば比較的大きな面積を有するフレネルレンズシート等を製造する場合、樹脂板に加熱された平板状のレンズ型を当接し、加圧することによってレンズ型表面の凹凸レンズ面を樹脂型に転写させるというプレス成形法によること一般的である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、ノート型パーソナルコンピュータに代表される液晶表示装置が大型化するにつれ、バックライトの導光板を大型化、厚肉化することが要請されるようになっている。しかし、この要請を満足する導光板を射出成形法で製造するためには、射出圧力の高い大型の新規な設備が必要であり、また、発光看板などの大型の表示装置用の導光板を製造するためには、更に大型の設備を必要とするため、従来の製造設備では対応できないという問題がある。
【０００７】
また、液晶表示装置のバックライトの拡散シートを始めとする種々の光拡散シートの場合、光の高透過率と高拡散率が要求されるようになっている。しかし、高透過率を実現するには合成樹脂成形品に配合する光拡散剤を減らす必要があるが、光拡散剤を減らすと拡散性能が低下してしまうという問題があり、光拡散剤を配合する方法では、高透過率、高拡散率は実現できていない。そこで、射出成形用の金型表面やシート押出成形用の金属ロール表面に予め、シボ加工を施し、成形品にシボを転写する方法が提案されている。しかし、前述のように射出成形法では、大型、厚肉の成形品に対応できず、一方、シート押出成形法では、シボの転写が不十分であり、そのため良好な拡散性能を有する成形品は得られていないのが現状である。
【０００８】
また、フレネルレンズシート等を始めとするレンズシートはプレス成形法で製造されるが、プレス成形法には成形サイクルが長く、生産性が低いという問題がある。そこで、レンズ型に紫外線硬化型樹脂を塗布し、この上に樹脂板を載置して、紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂によりレンズを形成する技術も開発されているが、この方法もバッチ式のため、生産性に優れる方法とは言い難い。更に、レンズシートの生産性を向上させるために、ダイから吐出したシート状の溶融樹脂を、フレネルレンズやレンチキュラーレンズ等の所望の微細な凹凸パターンを施した、金属ロールに押し付けることにより、賦型と同時に冷却をおこない、シート状の成形品を得るというシート押出成形法による製造の検討がなされているが、金属ロールに施された微細な凹凸パターンが完全にシートに転写されず、不完全なレンズシートしか得られていないというのが現状である。
【０００９】
以上述べてきたように、微細な凹凸パターンを有する樹脂シート成形品を得る方法として、射出成形法、プレス成形法、シート押出成形法といった、種々の方法が用いられているが、射出成形法は大型、厚肉の成形品に対応できず、プレス成形法は生産性に問題があり、一方、シート押出成形法は、生産性に優れ、成形品の面積、厚みに対する自由度が高く、設備投資が少なくて済むという利点も併せ持つものの、微細な凹凸パターンの転写性に問題がある。
【００１０】
本発明は、以上の従来の技術の課題を解決しようとするものであり、生産性に優れたシート押出成形法により樹脂シートを製造する際に、微細な凹凸パターンを良好な転写性で転写できるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、シート押出成形法において使用する一対の加圧ロールの少なくとも一方のロールとして、一般に金属製のロール芯体の表面に凹凸パターン部材を取り付けたロールの当該ロール芯体と凹凸パターン部材との間に、凹凸パターン部材の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有し、加熱されたシート状樹脂材料の熱がシート押出成形時に凹凸パターン部材からロール芯体へ熱伝導することによりシート状樹脂材料の温度が過度に低下しないようにする機能を持つ熱緩衝部材を設けたロールを使用することにより、上述の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
即ち、本発明は、押出ダイから押出したシート状樹脂材料を、少なくとも一対の加圧ロールで加圧しながらその間隙を通過させて樹脂シートを製造する方法において、少なくとも一対の加圧ロールの少なくとも一方のロールとして、ロール芯体と、表面に配された凹凸パターン部材と、該ロール芯体と凹凸パターン部材との間に配され、該凹凸パターン部材の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する熱緩衝部材とからなる凹凸パターンロールを使用することを特徴とする製造方法を提供する。
【００１３】
本発明の製造方法においては、樹脂シートを複層化できるようにすることが、生産安定化（成形時樹脂温度の低下）と良転写性との両立の点から好ましく、具体的には、押出ダイから押出したシート状樹脂材料として、共押出した二以上のシート状樹脂材料を使用して、複層樹脂シートを製造することが好ましい。この場合、共押出した二以上のシート状樹脂材料のうち、凹凸パターンロールに接するシート状樹脂材料の転写開始温度を、それに隣接するシート状樹脂材料の転写開始温度より低くすることが、凹凸パターンの良好な転写性の点から好ましい。
【００１４】
また、樹脂シートを複層化する別の方法として、押出ダイから押出したシート状樹脂材料と共に樹脂フィルムを、少なくとも一対の加圧ロールで加圧しながらその間隙を通過させて、複層樹脂シートを製造することが好ましい。この場合、樹脂フィルムが凹凸パターンロールに接しており、樹脂フィルムの転写開始温度を、それに隣接するシート状樹脂材料の転写開始温度より低くすることが、凹凸パターンの良好な転写性の点から好ましい。
【００１５】
本発明の樹脂シートの製造方法において、一又は二以上のシート状樹脂材料を少なくとも一対の加圧ロールで加圧する際、凹凸パターンロールに接するシート状樹脂材料の表面温度がその転写開始温度以上となるように、且つ少なくとも一対の加圧ロールの間隙通過直後（即ち、加圧状態から解放された時）のシート状樹脂材料の表面温度がその熱変形温度以下となるように、凹凸パターンロールの表面温度を、凹凸パターンロールに接するシート状樹脂材料の転写開始温度以下に設定することが好ましい。同様に、シート状樹脂材料と樹脂フィルムとを少なくとも一対の加圧ロールで加圧する際、凹凸パターンロールに接するシート状樹脂材料又は樹脂フィルムの表面温度がその転写開始温度以上となるように、且つ少なくとも一対の加圧ロールの間隙通過直後のシート状樹脂材料又は樹脂フィルムの表面温度がその熱変形温度以下となるように、凹凸パターンロールの表面温度を、凹凸パターンロールに接するシート状樹脂材料又は樹脂フィルムの転写開始温度以下に設定することが好ましい。これにより、より微細な凹凸パターンを樹脂シートの表面に形成することができる。
【００１６】
ここで、転写開始温度は、樹脂の温度(℃)に対する曲げモードにおける貯蔵弾性率(log Pa)をプロットした図において、相転移領域を近似した直線とゴム状平坦領域を近似した直線との交点の温度として定義され、また、熱変形温度は、ガラス領域を近似した直線と相転移領域を近似した直線との交点の温度として定義されるものである（図４参照）。
【００１７】
以上の製造方法により得られる樹脂シートは、シート押出成形法を採用したのにも関わらず、表面に微細な凹凸が形成されたものである。
【００１８】
また、本発明は、以上説明した樹脂シートの製造方法で使用する加圧ロールに適したロールとして、ロール芯体と、表面に配された凹凸パターン部材と、該ロール芯体と凹凸パターン部材との間に配され、該凹凸パターン部材の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する熱緩衝部材とからなることを特徴とするシート押出成形用凹凸パターンロールを提供する。
【００１９】
また、本発明は、少なくとも一対の加圧ロールを備えたシート押出成形装置において、一対の加圧ロールの少なくとも一方として、上述のシート押出成形用凹凸パターンロールを使用することを特徴とするシート押出成形装置を提供する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２１】
本発明に用いるシート押出成形用の凹凸パターンロールは、その部分断面構造を示す図１に示されている通り、ロール芯体１と、表面に微細な凹凸パターンが形成された凹凸パターン部材２と、それらの間に挟持され、凹凸パターン部材２の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する熱緩衝部材３とから構成される。
【００２２】
ロール芯体１は、一般のシート押出成形装置（シート冷却装置）の加圧ロールを構成する金属から構成することができる。そのような金属としては、鉄または鉄を主成分とする鋼材、アルミニウム、アルミニウムを主成分とする合金等が挙げられる。中でも、鋼材を好ましく使用できる。ロール芯体１の表面には、加圧ロールの耐久性を向上させるために、硬質クロムメッキやニッケルメッキ等を施すことが好ましい。
【００２３】
凹凸パターン部材２としては、熱緩衝部材３よりも熱伝導率の高い材料を使用する。ここで、凹凸パターン部材２の熱伝導率は、好ましくは３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、熱緩衝部材３の熱伝導率は好ましくは０．６Ｗ／ｍ・Ｋ以下、より好ましくは０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。これらの範囲を外れると樹脂シートの表面に微細な凹凸パターンを形成し難くなる。
【００２４】
また、凹凸パターン部材２の厚さは、好ましくは０．０３〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．０４〜０．８ｍｍの範囲であり、熱緩衝部材３の厚さは、好ましくは０．０５〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．０６〜０．９ｍｍの範囲である。これらの範囲を外れると樹脂シートの表面に微細な凹凸パターンを形成し難くなる。
【００２５】
以上のような凹凸パターン部材２は、上記熱伝導率の範囲であれば制限はないが、具体的にはニッケル、クロム、ステンレス、亜鉛、アルミニウム、真鍮、銅等の材料から構成することが好ましい。また。熱緩衝部材３も、上記熱伝導率の範囲であれば制限はないが、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート等の耐熱性プラスチックからなる材料から構成することが好ましい。
【００２６】
シート押出成形用の凹凸パターンロールは、常法により製造することができる。例えば、凹凸パターン部材２は、感光性樹脂を塗布したガラス原盤をフォトマスクなどを用いて露光、現像して凹凸パターン付きガラス原盤を作製し、該原盤に無電解ニッケルメッキなどを施した後、電鋳槽内でニッケルを更に厚くすることで、凹凸パターン部材２を得る方法や、真鍮板などの金属板を精密旋盤等を用いて、直接、円筒形状の凹凸パターン部材２を削りだす方法等が考えられる。得られた凹凸パターン部材２のロール芯体１及び熱緩衝部材３への接合・装着は、凹凸パターン非形成面に熱緩衝部材３を接着剤（例えば、エポキシ系接着剤や耐熱性粘着剤等）を用いて接合し、接合したものをロール芯体１の表面に、真空吸着する方法、接着剤によって接着する方法、磁石を用いて固定する方法、ボルト締めなどにより機械的に固定する方法等により装着することで凹凸パターンロールを製造することができる。
【００２７】
以上説明したシート押出成形用の凹凸パターンロールをシート押出成形法で樹脂シートを製造する際に使用する少なくとも一対の加圧ロールの少なくとも一方の加圧ロールとして使用することにより本発明の効果が得られる機構を、樹脂材料としてポリメチルメタクリレート樹脂を使用した場合を例にとり、以下に説明する。
【００２８】
図４は、ポリメチルメタクリレート樹脂（パラペットＨＲ１０００−Ｓ、クラレ社製）の温度に対する曲げモードにおける貯蔵弾性率の関係を示す図である。
図４において、グラフの傾きが大きく変わる二つの温度のうち、相転移領域を近似した直線とゴム状平坦領域を近似した直線との交点の温度を、ポリメチルメタクリレート樹脂の転写開始温度と定義し、相転移領域を近似した直線とガラス領域を近似した直線との交点の温度を、ポリメチルメタクリレート樹脂の熱変形温度と定義する。この定義によれば、ポリメチルメタクリレート樹脂の転写開始温度は１３４℃であり、熱変形温度は１０８℃である。
【００２９】
ところで、シート押出成形法における一対の加圧ロールを構成する凹凸パターンロールの凹凸パターンの樹脂シートへの転写性を良好なものとするためには、一対の加圧ロール間の押付圧を高くする必要がある。押付圧を高くすると、バンクと呼ばれる樹脂溜りが生じる。
【００３０】
一方、一対の加圧ロールは、通常金属材料から形成されており、また、その表面温度は、加圧時の加圧ロールからの樹脂シートの剥離不良や加圧後の樹脂シートの変形を防止するために、転写開始温度未満の温度に設定されている。
【００３１】
このため、ダイから吐出された溶融又は軟化状態のポリメチルメタクリレート樹脂は、バンクを形成する際に、転写開始温度以下（即ち、１３４℃以下）に設定された一対の加圧ロールに接し、凹凸パターンロールである加圧ロールの表面近傍のポリメチルメタクリレート樹脂が転写開始温度以下になるので、一対の加圧ロールの間隙を通過するポリメチルメタクリレート樹脂の表面近傍に冷却固化層が形成される結果となる。従って、一対の加圧ロールの間で押し付けられる際に、ポリメチルメタクリレート樹脂の表面近傍は転写開始温度を超えることがないために、微細な凹凸パターンの転写性は向上しないことになる。
【００３２】
そのため、転写性を向上させるために、凹凸パターンロールである加圧ロールの温度を上げる方法が試みられているが、ポリメチルメタクリレート樹脂の表面近傍の冷却固化層の形成が抑制されるので転写性は向上するものの、一対の加圧ロールの間隙通過後の樹脂シート表面が熱変形温度以上（即ち１０８℃以上）となるので、ポリメチルメタクリレート樹脂シートの収縮、変形により、微細な凹凸パターンが崩れるため、設計通りのパターン形状を得ることが困難である。
【００３３】
また、転写性を向上させるために、押出機のシリンダ、ダイの温度を上げ、転写時の樹脂温度を高温に保つ試みがなされているが、押出機内での樹脂の熱劣化が生じやすくなるうえ、ダイ吐出時の溶融粘度の低下により、後述する図２（ａ）に示すような３本ロール式のシート押出成形装置の場合、ドローダウンにより成形が不可能になる。また、後述する図２（ｂ）に示すような４本ロールの場合でも、バンクが不安定になり、成形安定性に欠けるという問題が生じる。
【００３４】
このように、シート押出成形法により微細な凹凸パターンを有する樹脂シートを製造する場合、微細なパターンの転写時には、一対の加圧ロール間の圧力を高めるためにバンクと呼ばれる樹脂溜りを設け、更に押し付ける際の樹脂の表面温度を転写開始温度以上にする必要がある。一方、あらかじめ微細なパターンを施した凹凸パターンロールを通過させる際には、樹脂の表面温度を熱変形温度以下にするという、相反する条件を満たすことが重要となる。
【００３５】
このような相反する条件を満たすことができるのが、ロール芯体１と、表面に微細な凹凸パターンが形成された凹凸パターン部材２と、それらの間に挟持され、凹凸パターン部材２の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する熱緩衝部材３とから構成された凹凸パターンロールを少なくとも一対の加圧ロールの少なくとも一方の加圧ロールとして使用する本発明の製造方法であり、シート押出成形装置である。
【００３６】
本発明においては、ダイから吐出された溶融又は軟化状態のシート状樹脂材料は、転写開始温度未満の温度に設定された少なくとも一対の加圧ロールの間隙に導入され、バンクが形成される。シート状樹脂材料はここで冷却され、加圧ロールの表面近傍のシート状樹脂材料の温度が転写開始温度以上の温度から転写開始温度未満の温度に下がり、その状態で一対の加圧ロール間で押し付けられ、微細な凹凸パターンが転写されるが、その際に、シート状樹脂材料の温度が、再度、転写開始温度以上の温度に上昇するように、一対の加圧ロールの表面部分の熱容量を、ロール芯体１と、表面に微細な凹凸パターンが形成された凹凸パターン部材２との間に、凹凸パターン部材２の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する熱緩衝部材３を設けることにより調整する。このような少なくとも一対の加圧ロールを使用して微細な凹凸パターンを有する樹脂シートを製造すると、転写開始温度未満の温度に設定された一対の加圧ロールの間隙に導入された直後に、シート状樹脂材料の表面近傍の温度が転写開始温度未満の温度となり、加圧ロールの表面近傍のシート状樹脂材料に冷却固化層が形成されるが、その後、一対の加圧ロール間で押し付けられる際（即ち、微細な凹凸パターンが転写される際）には、加圧ロールの表面の温度が樹脂の熱により上昇し、再度、シート状樹脂材料の表面温度が転写開始温度以上となるため、良好な転写性が得られる。
【００３７】
また、一対の加圧ロールの間隙通過直後（加圧解放時）には、シート状樹脂材料の表面温度が熱変形温度以下に冷却されているため、通過後の収縮により、微細な凹凸パターンが崩れることがない。
【００３８】
なお、二以上のシート状樹脂材料を使用することにより、又はシート状樹脂材料と樹脂フィルムとを使用することにより樹脂シートを複層化した場合、凹凸パターンロールに接する側の樹脂材料又は樹脂フィルムの転写開始温度を、それに隣接する樹脂材料の転写開始温度よりも低くすることが好ましい。これにより、凹凸パターンロールに接する樹脂材料の表面近傍のみを軟化させ、その樹脂材料の表面近傍のみを容易に転写開始温度以上の温度にすることができる。これにより、押出機のシリンダ、ダイの温度を上げることなく、微細な凹凸パターンの転写性をより向上させることが可能となる。従って、複雑な凹凸パターンを有する樹脂シートを成形安定性に優れた方法で提供することが可能となる。
【００３９】
従って、本発明によれば、表面に微細な凹凸パターンを有する樹脂シートを、成形品の面積、厚みに対する自由度が高く、生産性に優れるシート押出成形法で提供することが可能となる。また、複雑な凹凸パターンに対しても、良好な転写性を得ることができる。よって、本発明の方法により、例えば、導光板、拡散シート、レンズシートなどを製造することができる。
【００４０】
図２に、シート押出成形法を利用する本発明の製造方法並びにそれを実施するためのシート押出成形装置を示す（図２（ａ）は３本ロールを用いた場合のシート押出成形装置の概略図、図２（ｂ）は４本ロールを用いた場合のシート押出成形装置の概略図）。
【００４１】
なお、樹脂シートの片面に微細な凹凸パターンを形成する場合には、加圧ロール２１と２２とのうち、加圧ロール２２をシート押出成形用の凹凸パターンロールとする。また、樹脂シートの両面に微細な凹凸パターンを形成する場合には、加圧ロール２１及び２２の双方をシート押出成形用の凹凸パターンロールとする。
【００４２】
図２の態様の場合、ダイ２３内部でシート状に加工された溶融又は軟化状態のシート状樹脂材料２４は、加圧ロール２１と２２との間隙で押し付けられ、加圧ロール２２の表面の微細な凹凸パターンが転写される。その後、ガイドロール２５（又はガイドロール２５及び２６）を通過し冷却されると同時に、反り及び残留歪みが調整され、目的の樹脂シート２７となる。
【００４３】
樹脂シートの厚みについて特に制限はないが、通常０．１〜２０ｍｍ、好ましくは０．１〜１５ｍｍの範囲内である。
【００４４】
なお、本発明において用いる樹脂材料としては熱可塑性樹脂が挙げられ、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＭＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、熱可塑性エラストマー、またはこれらの共重合体等が挙げられる。
【００４５】
図３に、シート状に加工したシート状樹脂材料（熱可塑性樹脂基板）２４とシート押出成形用の凹凸パターンロールである加圧ロール２２との間に、フィルム巻き出しロール２８から巻き出された樹脂フィルム（熱可塑性樹脂フィルム）２９を挿入して複層樹脂シートを製造する方法及びそれを実施するためのシート押出成形装置を示す（図３（ａ）は３本ロールを用いたシート押出成形装置の概略図、図３（ｂ）は４本ロールを用いたシート押出成形装置の概略図）。
【００４６】
図３の態様の場合、ダイ２３内部でシート状に加工された溶融又は軟化状態のシート状樹脂材料（熱可塑性樹脂基板）２４は、別に挿入された樹脂フィルム（熱可塑性樹脂フィルム）２９と共に、加圧ロール２１及び２２の間隙で押し付けられ、樹脂フィルム２９との熱融着又は接着が図られると同時に、樹脂フィルム２９からなる層の表面に微細な凹凸パターンが転写される。その後、ガイドロール２５（又はガイドロール２５及び２６）を通過し冷却されると同時に、反り及び残留歪みが調整され、目的の複層樹脂シート２７が得られる。
【００４７】
また、他の複層樹脂シートの製造方法として、シート共押出成形法、即ち、共押出した二以上のシート状樹脂材料を使用する方法が挙げられる。例えば、熱可塑性樹脂基板となるシート状樹脂材料を押出すメイン押出機と、その転写開始温度よりも低い転写開始温度を有する別のシート状樹脂材料を押出すためのサブ押出機との組合わせからなる複数の押出機を用いて行われる方法である。サブ押出機としては、メイン押出機よりも小型の押出機が一般に用いられる。この場合、二以上のシート状樹脂材料を複層化する方式としては、フィードブロック方式、マルチマニホールド方式等の公知の方法を採用することができる。
【００４８】
フィードブロック方式の場合、フィードブロックで複層化された樹脂は、Ｔダイ等のシート成形ダイに導かれ、シート状に成形された後、一対の加圧ロールの間隙に流入し、バンクを形成する。そして加圧ロールの間隙を通過の際に微細パターンが転写され、冷却され、複層樹脂シートが得られる。
【００４９】
また、マルチマニホールド方式の場合、マルチマニホールドダイ内で複層化された樹脂は、同様にダイ内部でシート状に成形される。その後、一対の加圧ロール間隙に流入し、バンクを形成する。そして加圧ロールの間隙を通過の際に微細パターンが転写され、冷却され、複層樹脂シートが得られる。
【００５０】
複層樹脂シートの厚みについて特に制限はないが、通常０．１〜２０ｍｍ、好ましくは０．１〜１５ｍｍの範囲内である。また、微細な凹凸パターンが転写される樹脂層の厚みについても特に制限はなく、微細な凹凸パターンの高さにあわせて、任意に選択され、通常１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜４００μｍの範囲内である。複層樹脂シートの厚みは一対の加圧ロールの隙間により調整することができ、また各層の厚みの比率は各押出機における押出量の比率を変えることにより調整することができる。
【００５１】
また、複層化されるシート状樹脂材料は、微細な凹凸パターンが転写される側の樹脂材料の隣接するシート状樹脂材料の転写開始温度よりも低くなるような組み合わせならば、特に制限はなく、同種、または異種材料を用いてもよい。更に、隣接するシート状樹脂材料同士が熱融着で接着しない場合は、両者の間に接着層を設けることも可能である。
【００５２】
なお、以上説明したシート押出成形用凹凸パターンロールは、一対の加圧ロールを備えたシート押出成形装置の当該一対の加圧ロールの少なくとも一方として使用することができる。このようなシート押出成形装置によれば、微細な凹凸パターンを有する樹脂シートを製造することができる。
【００５３】
また、このシート押出成形装置には、シート冷却装置としても機能しうるものでもあるが、微細な凹凸パターンの転写性を向上させる目的で、補助ロールとしてガイドロールを任意に設けることができる。また、シートの反り、残留歪みを軽減する目的で、シート表面の加熱器や、冷却器を任意に設置することも可能である。
【００５４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００５５】
なお、以下の実施例において使用した凹凸パターンロール（直径２００ｍｍ、長さ４００ｍｍ）の凹凸パターン部材は、熱伝導率が９２．１Ｗ／ｍ・Ｋ（７９．２ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃）で、厚さが０．３ｍｍのニッケル製の薄板を使用した。この凹凸パターン部材には、高さが２５μｍの二等辺プリズム状の凹凸パターンが５０μｍピッチで配列されていた。また、以下の実施例及び比較例で用いた、シート押出成形装置は、図２（ａ）に示すタイプと同様のものを使用した。
【００５６】
実施例１
凹凸パターン部材の凹凸パターンの反対側面に、熱緩衝部材として熱伝導率が０．３５Ｗ／ｍ・Ｋ（０．３ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃）で、厚さが０．１ｍｍのポリイミドフイルム（熱緩衝部材）を接着し、その接着したものを凹凸パターン部材が外側となるようにステンレススチール製のロール芯体に、凹凸パターン部材のプリズム溝が押出方向と直交するように装着することにより凹凸パターンロールを作製した。作製した凹凸パターンロールを図２（ａ）の加圧ロール（凹凸パターンロール）２２の位置に配置した。
【００５７】
貯蔵弾性率測定結果（曲げモード）から求めた熱変形温度が１０８℃で、転写開始温度が１３４℃のポリメチルメタクリレート樹脂（パラペットＨＲ１０００−Ｓ、クラレ社製）を直径４０ｍｍの単軸押出機から２０ｋｇ／ｈｒの割合で押出し、幅２００ｍｍのシート製造用押出ダイに導いてシート状にした。その後ダイから吐出した溶融樹脂を、全板厚が１．０ｍｍ厚になるように調整した一対の加圧ロールを通過させることにより、凹凸パターンの転写、シートの冷却を行ない、目的とする合成樹脂シートを得た。
【００５８】
合成樹脂シートの製造条件を表１に示す。なお、プリズム高さは、表面粗さ計（小坂研究所製、サーフコーダＳＥ−３０Ｄ）を用いて測定した。
【００５９】
比較例１
熱緩衝部材を設けない以外は、実施例１と同様にして凹凸パターンロールを作製し、合成樹脂シートを製造した。合成樹脂シートの製造条件を表１に示す。
【００６０】
比較例２
合成樹脂シートの製造時の凹凸パターンロールの温度を１２０℃とした以外は比較例１と同様に合成樹脂シートを製造した。合成樹脂シートの製造条件を表１に示す。
【００６１】
【表１】

【００６２】
表１から、実施例１の合成樹脂シート場合には、加圧ロール（凹凸パターンロール）２２の表面の凹凸パターン（プリズムの高さ及び形状）がシート表面に良好に転写されたことがわかる。
【００６３】
一方、ロール芯体と凹凸パターン部材との間に熱緩衝部材を使用しない比較例１の合成樹脂シートの場合には、転写されたプリズムの高さが低く、しかも、表面粗さ計の断面プロファイルから、二等辺プリズムの頂角が丸まっており、十分な転写性が得られなかったことがわかった。そのため、比較例２に示すように加圧ロール（凹凸パターンロール）２２の温度を上昇させて得られた合成樹脂シートについて表面粗さ計の断面プロファイルを観察したところ、二等辺プリズムの頂角の形状はシャープであったが、加圧ロール（凹凸パターンロール）２２通過後の収縮により、プリズムの高さが低くなってしまい、やはり転写性が十分ではないことがわかる。
【００６４】
実施例２
貯蔵弾性率測定結果（曲げモード）から求めた熱変形温度が１０８℃で転写開始温度が１３４℃のポリメチルメタクリレート樹脂（パラペットＨＲ１０００−Ｓ、クラレ社製）をφ４０ｍｍの単軸押出機から２０ｋｇ／ｈｒの割合で押出し、熱変形温度が９５℃で転写開始温度が１２０℃のポリメチルメタクリレート樹脂（クラレ製パラペットＨ１０００−Ｓ）をφ２２ｍｍの単軸押出機から５ｋｇ／ｈｒの割合で押出し、フィードブロック内で、パラペットＨ１０００−Ｓ側が、凹凸パターンロールに接触するようにし、幅２００ｍｍのシート製造用ダイに導いて二層のシート状にした。その後ダイから吐出した溶融樹脂を、全板厚が１．０ｍｍ厚になるように調整した一対の加圧ロールの間隙を通過させることにより、凹凸パターンの転写、シートの冷却をおこない、目的とする複層合成樹脂シートを得た。複層樹脂シートの製造条件を表２に示す。なお、プリズム高さは、表面粗さ計（小坂研究所製、サーフコーダＳＥ−３０Ｄ）を用いて測定した。
【００６５】
比較例３
熱緩衝部材を設けない以外は、実施例２と同様にして凹凸パターンロールを作製し、複層合成樹脂シートを製造した。複層合成樹脂シートの製造条件を表２に示す。
【００６６】
【表２】

【００６７】
表２から、実施例２の複層合成樹脂シート場合には、加圧ロール（凹凸パターンロール）２２の表面の凹凸パターン（プリズムの高さ及び形状）が、その表面に良好に転写されたことがわかる。
【００６８】
一方、ロール芯体と凹凸パターン部材との間に熱緩衝部材を使用しない比較例３の複層合成樹脂シートの場合には、転写されたプリズムの高さが低く、しかも、表面粗さ計の断面プロファイルから、二等辺プリズムの頂角が丸まっており、十分な転写性が得られなかったことがわかった。
【００６９】
参考例
図３（ｂ）に示すタイプと同様のシート押出成形装置を用い、フィルム巻き出しロール２８からクラレ社製パラペットＨ１０００−Ｓからなる、厚さ１００μｍの樹脂フィルム２９を供給する以外は、実施例１と同様の製造条件で複層合成樹脂シートを作製した。得られた複層合成樹脂シートのプリズム高さは２５μｍであった。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、表面に微細な凹凸パターンを有する合成樹脂シートを、成形品の面積、厚みに対する自由度が高く、生産性に優れるシート押出成形法で提供することが可能となる。本発明の方法により、例えば、導光板、拡散シート、レンズシートなどの表面に微細な凹凸パターンを有する合成樹脂シートを、高い転写性で成形することができる。より薄型・軽量化、省電力化、高輝度・高精細化、低コスト化に対応した樹脂シートを製造することもできる。
【００７１】
また、本発明により、（１）液晶表示装置のバックライトや発光看板などの面光源装置、（２）照明用、グレージング用、液晶表示装置のバックライトの拡散シート、（３）液晶プロジェクションテレビのスクリーン、投影機等に使用されるフレネルレンズシート又はレンチキュラーレンズシート、集光用のフレネルレンズシートなどのレンズシートなど、表面に微細な凹凸パターンを有する合成樹脂シートを生産性に優れる方法で提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の凹凸パターンロールの部分断面構造の一例である。
【図２】合成樹脂シートを製造するためのシート押出形成装置の概略を示す。
【図３】樹脂フィルム層を有する複層樹脂シートを製造するためのシート押出形成装置の概略を示す。
【図４】ポリメチルメタクリレート樹脂の温度と貯蔵弾性率との関係を測定した結果を示す図である。
【図５】導光板を用いた照明装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ロール芯体、２凹凸パターン部材、３熱緩衝部材、９光源、１０導光板、１０ａ入射端面、１１拡散シート、１２反射シート、２１加圧ロール、２２加圧ロール（凹凸パターンロール）、２３ダイ、２４シート状樹脂材料、２５，２６ガイドロール、２７樹脂シート、２８フィルム巻き出しロール、２９樹脂フィルム

Claims

押出ダイから共押出した二以上のシート状樹脂材料を、少なくとも一対の加圧ロールで加圧しながらその間隙を通過させて複層樹脂シートを製造する方法において、
少なくとも一対の加圧ロールの少なくとも一方のロールとして、ロール芯体と、表面に配された凹凸パターン部材と、該ロール芯体と凹凸パターン部材との間に配され、該凹凸パターン部材の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する熱緩衝部材とからなる凹凸パターンロールを使用し、
シート状樹脂材料の温度（℃）に対する曲げモードにおける貯蔵弾性率（ｌｏｇＰａ）をプロットした図において、相転移領域を近似した直線とゴム状平坦領域を近似した直線との交点の温度を当該シート状樹脂材料の転写開始温度と定義したときに、共押出した二以上のシート状樹脂材料のうち、凹凸パターンロールに接するシート状樹脂材料の転写開始温度が、それに隣接するシート状樹脂材料の転写開始温度より低いことを特徴とする製造方法。
凹凸パターン部材の熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、熱緩衝部材の熱伝導率が０．６Ｗ／ｍ・Ｋ以下である請求項１記載の製造方法。
凹凸パターン部材の厚さが０．０３〜１．０ｍｍの範囲であり、熱緩衝部材の厚さが０．０５〜１．０ｍｍの範囲である請求項１又は２記載の製造方法。
シート状樹脂材料を少なくとも一対の加圧ロールで加圧する際、凹凸パターンロールに接するシート状樹脂材料の表面温度がその転写開始温度以上となるように、且つシート状樹脂材料の温度（℃）に対する曲げモードにおける貯蔵弾性率（ｌｏｇＰａ）をプロットした図において、ガラス領域を近似した直線と相転移領域を近似した直線との交点の温度を当該シート状樹脂材料の熱変形温度と定義したときに、少なくとも一対の加圧ロールの間隙通過直後のシート状樹脂材料の表面温度がその熱変形温度以下となるように、凹凸パターンロールの表面温度を、凹凸パターンロールに接するシート状樹脂材料の転写開始温度以下に設定する請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。