JPH0999326A - エンボスロールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 彫刻形状を損なわず、簡略な工程で実施でき
て製作に要する負担が軽減でき、且つ外観に優れたエン
ボスロールを製造する方法を提供する。 【解決手段】本発明によるエンボスロールの製造方法
は、転写治具ロール用円筒の表面に旋盤によって所要彫
刻形状を形成する工程と、得られた転写治具ロールを用
いてその彫刻形状をエンボスロール用円筒へ押込み彫刻
する工程とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂など
からなる被成形シートにエンボス形状を型付けする型押
し成形装置に用いられるエンボスロールの製造方法に関
する。

【０００２】このようなエンボスロールによって得られ
た型押し成形シートは、例えば、パーソナルコンピュー
タやワードプロセッサなどの液晶ディスプレー、液晶カ
ラーテレビなどを構成する面状発光装置、あるいは電飾
看板、施設照明などを構成する面状発光装置の主体とな
る光制御シートとして、さらには建材、文具などの化粧
シートとして用いられる。

【０００３】

【従来の技術】熱可塑性樹脂製シートなどの型押し成形
装置に用いられるエンボスロールの彫刻形状を精緻なも
のとする方法として、本発明者らは、先に、彫刻板用平
板の表面に平板精密研削機を用いて断面三角形状の鋸歯
状彫刻面を形成し、得られた彫刻板を用いてその彫刻形
状を原版ロール用円筒へ押込み転写彫刻し、得られた原
版ロールを用いてその彫刻形状を転写治具ロール用円筒
へ押込み転写彫刻し、得られた転写治具ロールを用いて
その彫刻形状をエンボスロール用円筒へ押込み転写彫刻
して、エンボスロールを製造する方法を提案した（特願
平７−８１１６７号）。

【０００４】また、本発明者らは、原版ロールを用いて
その彫刻形状を転写治具ロール用円筒へ押込み転写彫刻
した後、上記円筒を所要真空度の下で焼入れして転写治
具ロールを作製し、ついで、得られた転写治具ロールを
用いてその彫刻形状をエンボスロール用円筒へ押込み転
写彫刻して、エンボスロールを製造する方法を提案した
（特願平７−８５２１７号）。このエンボスロール製造
方法は、エンボスロール表面に写される転写治具ロール
の焼入れの際発生する転写治具ロール表面の微細なうね
りや、転写治具ロールの熱寸法変化のために発生するス
ジ状の送りムラを解消して外観に優れたエンボスロール
を得ようとするものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
技術では、鋸歯状彫刻面を有する彫刻板用平板から最終
的にエンボスロールを得るまでに、原版ロール用円筒、
転写治具ロール用円筒およびエンボスロール用円筒をそ
れぞれ用意し、彫刻板用平板の鋸歯状彫刻形状を原版ロ
ール用円筒へ転写し、さらにこの刻設形状を転写治具ロ
ール用円筒へ転写し、この刻設形状をエンボスロール用
円筒へ転写し、それぞれ転写後に焼入れ硬化処理を施さ
ねばならず、製作のための工程がはなはだ複雑で、時間
的および費用的に負担が嵩む難点がある。しかも、各転
写工程において彫刻形状を完全に転写するのは究めて困
難である上に、焼入れ処理によって微小な形状変化が生
じることが避けられない。

【０００６】本発明の目的は、上記技術の諸問題を解決
すべくなされたもので、最初の鋸歯状彫刻形状を損なわ
ず、より簡略な工程で実施できて製作に要する負担が軽
減でき、且つ外観に優れたエンボスロールを製造する方
法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によるエンボスロ
ールの製造方法は、上記の点から工夫されたものであ
り、(a) 転写治具ロール用円筒の表面に旋盤によって
所要彫刻形状を形成する工程と、(b) 得られた転写治
具ロールを用いてその彫刻形状をエンボスロール用円筒
へ押込み彫刻する工程とからなるものである。

【０００８】以下、本発明を各工程ごとに説明する。

【０００９】

【発明の実施の形態】工程(a) において、彫刻を施すべ
き円筒の材質は、これをエンボスロール用円筒に押込み
転写彫刻可能な硬さを有するものであればよく、エンボ
スロール用円筒の彫刻層材質に応じて選定される。ショ
アー硬さがエンボスロール用円筒の彫刻層のそれより好
ましくは６０°以上高い金属からなる円筒が好適に用い
られる。転写治具ロール用円筒とエンボスロール用円筒
のショアー硬さの差が６０°以下であると、工程(b) に
おける押込み転写彫刻の際に転写治具ロールの彫刻形状
が圧力によって変形を来たすことがある。上記ショアー
硬さの差が６０°より高くてもなんら支障はない。転写
治具ロール用円筒の材質の例としては、例えばＳＣ材、
ＳＫ材などに代表される合金鉄鋼材、ステンレス鋼材、
アルミニウム合金材、焼結合金材、セラミックス材な
ど、より具体的には炭素工具鋼ＳＫ３、Ｓ４５Ｃ、ＳＫ
５、ＳＫＳ３、ＳＫＤ１１、焼結タングステンカーバイ
ド（ＪＩＳ種Ｖ１０、Ｖ２０、Ｖ３０、Ｖ４０、Ｖ５０
などの超硬焼結合金）などが挙げられる。転写治具ロー
ル用円筒の材質として合金鉄鋼材を用いる場合は、焼入
れ処理によって硬度を飛躍的に上げることも可能である
が、焼入れ処理による寸法変化や形状変化は皆無ではな
いので、焼入れ処理後に彫刻加工を施すことが望まし
い。

【００１０】転写治具ロール用円筒に鋸歯状のような所
要彫刻形状を形成するための旋盤は、一般に精密機器類
の部品加工に用いられるものであればよく、加工精度が
好ましくは１／１０００ｍｍ、より好ましくは１／１０
０００ｍｍのものがよく用いられる。

【００１１】彫刻の方法は、彫刻の加工刃としてバイト
のような切削刃を用いる切削方式、彫刻の加工刃として
円盤状の研削砥石を用いてこれを回転させながら研削を
行う研削方式のどちらでも構わない。転写治具ロール用
円筒の材質および彫刻形状に応じて、加工刃の材質の選
定とともにいずれかの方式を選定する。

【００１２】彫刻方式としては、一般には転写治具ロー
ル用円筒の材質の硬度が高ければ高いほど加工刃の磨耗
が大きくなるため、加工接触面積の多くなる研削方式の
方が好適である。また、加工刃の材質は硬いほど好適で
あり、ダイヤモンドが最もよく用いられる。ただし、転
写治具ロール用円筒が鉄鋼材およびステンレス鋼材のよ
うな炭素を含有する材質からなる場合は、炭素の鉄鋼材
への吸収が起こるため、加工刃の材質としては立方晶窒
化ホウ素焼結体（いわゆるＣＢＮ）などの結晶性ボロン
のように炭素を含まない材料が適当である。

【００１３】また、鉄鋼材やステンレス鋼材以外の材料
からなる転写治具ロール用円筒を加工する場合、一般的
な彫刻形状を形成するには、加工刃の材質としては、細
かな粒径の粒子を固めた合成ダイヤモンドが好適であ
る。ただし、彫刻形状として１μｍオーダー以下の精度
が要求される場合、合成ダイヤモンド切削刃では上記粒
径オーダーでの彫刻形状の精度は得られないため、単結
晶からなる天然ダイヤモンドを用いるのが好適である。

【００１４】つぎに、工程(b) において用いられるエン
ボスロール用円筒は、シートの型押し成形時の圧力に耐
える材質のものであればよく、その材質としては、一般
的に金属ロール用円筒として用いられている材質、例え
ば鉄鋼材、ステンレス鋼材、アルミニウム合金鋼材な
ど、より具体的には機械構造用炭素鋼Ｓ４５Ｃなどが好
ましい。ただし、工程(b) においてエンボスロール用円
筒表面は、工程(a) において形成した彫刻形状を転写彫
刻するものであるから、同円筒の材質としては、表面の
硬さが転写治具ロールのそれよりショアー硬さの差で好
ましくは６０°以上低いものが好適に用いられる。エン
ボスロール用円筒の表面の転写彫刻層の硬度のみを主体
となる中心部のそれより低くするために、上記円筒に銅
めっきなどの表面処理を施して転写彫刻層を調質するこ
とが好ましい。

【００１５】一般的に型押し成形時におけるエンボスロ
ールの表面温度は、被成形物へのエンボス形状の賦形性
に大きな影響を及ぼすため、成形すべき熱可塑性樹脂の
熱的特性に応じた適切な範囲に制御可能であることが望
ましい。エンボスロールの表面温度を制御するための手
段としては、特に限定されるものではないが、ロール内
部に内外二重管を配し、且つ内側熱媒体流路を２条もし
くはそれ以上のスパイラル構造とし、同流路に水、油な
どの熱媒体を通し表面温度を所定範囲内に制御する方
法、誘電発熱によりロールの表面温度を所定範囲内に制
御する方法などが一般的である。

【００１６】上記方法によって得られたエンボスロール
を用いて、熱可塑性樹脂などからなる被成形シートを型
押し成形することにより、所望のエンボス形状が賦形さ
れたエンボスシートを製作することができる。

【００１７】

【実施例】本発明を下記実施例により具体的に説明す
る。

【００１８】実施例１ 図１に示すように、直径４０ｍｍ、幅２０ｍｍの円筒部
１の両側中心部に、直径１５ｍｍ、幅３５ｍｍの突出状
の軸芯２を有した転写治具ロール用円筒３を用意した。
これは、ショアー硬度３０°の焼なまし炭素工具鋼ＳＫ
３からなるものである。円筒部１の表面に精密旋盤を用
いて研削を施し、鋸歯状の彫刻形状を形成した。旋盤の
研削砥石としては、立方晶窒化ホウ素焼結体からなる円
盤状砥石の先端を角度６０°、先端部曲率半径３μｍに
放電加工したものを用いた。

【００１９】こうして、円筒部１の表面に図２および表
１に示すような鋸歯状のエンボス形状４の研削を施した
後、８５０℃、油冷にて焼入れを行い、ショアー硬度９
０°の転写治具ロール５を製作した。

【００２０】次いで、図３に示すように、直径４００ｍ
ｍ、幅１０００ｍｍの円筒６の両端中心部に、直径１５
０ｍｍ、幅３００ｍｍの軸芯７を有したエンボスロール
用円筒８を用意した。これは、ステンレス鋼材の表面に
厚み１５０μｍの銅めっきを施して表面ショアー硬度１
０°に調質したものである。円筒部６の表面に上記転写
治具ロール５を押当て、これを回転させると同時に軸方
向へ移動させることにより、表面全体に転写治具ロール
５のエンボス形状が転写されたエンボスロールを製作し
た。

【００２１】エンボスロールの表面形状を確認した。こ
の結果を表１に示す。表１から明らかなように、転写治
具ロール５のエンボス形状はエンボスロールに精度よく
転写された。

【００２２】実施例２ 図１に示すように、直径５０ｍｍ、幅３０ｍｍの円筒部
１の両側中心部に、直径２５ｍｍ、幅５０ｍｍの突出状
軸芯２を有した転写治具ロール用円筒３を用意した。こ
れは、ロックウェルＡスケール硬度９０°の焼結タング
ステンカーバイド（ＪＩＳ種Ｖ３０超硬焼結合金）から
なるものである。円筒部１の表面に精密旋盤を用いて切
削を施し、鋸歯状の彫刻形状を形成した。旋盤の切削バ
イトとしては、単結晶天然ダイヤモンドを先端形状角度
６０°、先端部曲率半径３μｍに加工したものを用い
た。

【００２３】こうして、円筒部１の表面に図４および表
１に示すような鋸歯状エンボス形状９を有する転写治具
ロール５を製作した。

【００２４】次いで、図３に示すように、直径３００ｍ
ｍ、幅１５００ｍｍの円筒部６の両端中心部に直径１５
０ｍｍ、幅３００ｍｍの軸芯７を有したエンボスロール
用円筒８を用意した。これは、機械構造用炭素鋼Ｓ４５
Ｃからなり、表面に厚み１５０μｍの銅めっきを施して
表面ショアー硬度３０°に調質したものである。円筒部
６の表面に上記転写治具ロール５を押当て、これを回転
させると同時に軸方向へ移動させることにより、表面全
体に転写治具ロール５のエンボス形状が転写されたエン
ボスロールを製作した。

【００２５】エンボスロールの表面形状を確認した。こ
の結果を表１に示す。表１から明らかなように、転写治
具ロール５のエンボス形状はエンボスロールに精度よく
転写された。

【００２６】比較例１ 焼入れ済み平板状の炭素工具鋼ＳＫ３（ショアー硬度９
０°）からなる彫刻板用平板を用意した。平板に精密旋
盤を用いて研削を施し、鋸歯状の彫刻形状を形成して、
彫刻板を製作した。旋盤の研削砥石としては、立方晶窒
化ホウ素焼結体からなる円盤状砥石の先端を角度６０
°、先端部曲率半径３μｍに放電加工したものを用い
た。

【００２７】次いで、直径４０ｍｍ、幅２０ｍｍの円筒
部の両側中心部に直径１５ｍｍ、幅３５ｍｍの軸芯を有
した転写用治具ロール用円筒を用意した。これは、表面
ショアー硬度３０°に調質した炭素工具鋼ＳＫ３からな
るものである。この円筒部の周面を上記彫刻板に押当
て、上記平板状に形成されたエンボス形状を転写した。

【００２８】さらに、上記円筒に８５０℃、油冷にて焼
入れを施し、ショアー硬度９０°の転写用治具ロールを
製作した。

【００２９】次いで、実施例１と同様に、直径４００ｍ
ｍ、幅１０００ｍｍの円筒の両端中心部に、直径１５０
ｍｍ、幅３００ｍｍの軸芯を有したエンボスロール用円
筒を用意した。これは、ステンレス鋼材の表面に厚み１
５０μｍの銅めっきを施して表面ショアー硬度１０°に
調質したものである。円筒部の表面に上記転写治具ロー
ルを押当て、これを回転させると同時に軸方向へ移動さ
せることにより、表面全体に転写治具ロールのエンボス
形状が転写されたエンボスロールを製作した。

【００３０】エンボスロールの表面形状を確認した。こ
の結果を表１に示す。表１から明らかなように、転写回
数が多くなるため、転写不足が積み重ねられ、平板の彫
刻板のエンボス形状がエンボスロールにクリアに転写で
きなかった。

【００３１】比較例２ 焼入れ済み平板状の炭素工具鋼ＳＫ３（ショアー硬度９
０°）からなる彫刻板用平板を用意した。平板に精密旋
盤を用いて研削を施し、鋸歯状の彫刻形状を形成して、
彫刻板を製作した。旋盤の研削砥石としては、立方晶窒
化ホウ素焼結体からなる円盤状砥石の先端を角度６０
°、先端部曲率半径３μｍに放電加工したものを用い
た。

【００３２】次いで、直径４０ｍｍ、幅２０ｍｍの円筒
部の両側中心部に直径１５ｍｍ、幅３５ｍｍの軸芯を有
した転写用治具ロール用円筒を用意した。これは、表面
に厚み１５０μｍの銅めっきを施して表面ショアー硬度
３０°に調質した機械構造用炭素鋼炭素工具鋼Ｓ２５Ｃ
からなるものである。この円筒部の周面を上記彫刻板に
押当て、上記平板状に形成されたエンボス形状を転写し
た。

【００３３】さらに、上記円筒に８５０℃、油冷にて焼
入れを施し、ショアー硬度７０°の転写用治具ロールを
製作した。

【００３４】次いで、実施例１と同様に、直径３００ｍ
ｍ、幅１５００ｍｍの円筒の両端中心部に、直径１５０
ｍｍ、幅３００ｍｍの軸芯を有したエンボスロール用円
筒を用意した。これは、機械構造用炭素鋼Ｓ４５Ｃから
なり、表面に厚み１５０μｍの銅めっきを施して表面シ
ョアー硬度３０°に調質したものである。円筒部の表面
に上記転写治具ロールを押当て、これを回転させると同
時に軸方向へ移動させることにより、表面全体に転写治
具ロールのエンボス形状が転写されたエンボスロールを
製作した。

【００３５】エンボスロールの表面形状を確認した。こ
の結果を表１に示す。表１から明らかなように、転写用
治具の硬さ不足により転写治具ロール用円筒の形状を変
形させずにエンボスロールに転写することができなかっ
た。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】本発明方法は以上の通り構成されている
ので、最初の鋸歯状彫刻形状を損なわず、より簡略な工
程で実施できて製作に要する負担が軽減でき、且つ外観
に優れたエンボスロールを短期間に、安価に製造するこ
とができる。

【００３８】したがって、このエンボスロールを用いる
ことにより、建材、文具などの化粧シート、および液晶
ディスプレイの面状発光体に用いられる光制御シートな
どに支障なく使用できる型押し成形シートを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例における転写治具ロールの製作工程を
示す斜視図である。

【図２】 実施例１の転写治具ロールのエンボス形状を
示す断面図である。

【図３】 実施例におけるエンボスロールの製作工程を
示す斜視図である。

【図４】 実施例２の転写治具ロールのエンボス形状を
示す断面図である。

【符号の説明】

１、６：円筒部 ２、７：軸芯 ３：転写治具ロール用円筒 ４，９：エンボス形状 ５：転写治具ロール ８：エンボスロール用円筒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(a) 転写治具ロール用円筒の表面に旋盤
   によって所要彫刻形状を形成する工程と、 (b) 得られた転写治具ロールを用いてその彫刻形状を
   エンボスロール用円筒へ押込み彫刻する工程とからなる
   エンボスロールの製造方法。