プリズムシート成形用ロール金型製造方法
【課題】横断面が左右非対称なプリズム部を有するプリズムシートを製造するロール金型に溝を切削加工する際に、バリやカエリの発生を抑制することができるプリズムシート成形用ロール金型製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明のプリズムシート成形用ロール金型製造方法は、２面の切刃面とそれらの稜線を有するバイトを前記稜線がシリンダロールの回転軸に略直交するように、かつ、該シリンダロールの外周面の法線方向と、該シリンダロールの回転軸に平行な方向との２方向に沿って該シリンダロールに押し当てて該シリンダーロールの外周面に溝を切削するプリズムシート成形用ロール金型製造方法であって、前記平行な方向に沿った前記バイトを押し当てる方向が、前記回転軸に対して、傾斜角度が大きい切刃面から傾斜角度が小さい切刃面に向かう方向であることを特徴とする。
【解決手段】本発明のプリズムシート成形用ロール金型製造方法は、２面の切刃面とそれらの稜線を有するバイトを前記稜線がシリンダロールの回転軸に略直交するように、かつ、該シリンダロールの外周面の法線方向と、該シリンダロールの回転軸に平行な方向との２方向に沿って該シリンダロールに押し当てて該シリンダーロールの外周面に溝を切削するプリズムシート成形用ロール金型製造方法であって、前記平行な方向に沿った前記バイトを押し当てる方向が、前記回転軸に対して、傾斜角度が大きい切刃面から傾斜角度が小さい切刃面に向かう方向であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリズムシート成形用ロール金型の製造方法に関し、詳細には、外周面に溝が形成されたプリズムシートを製造するロール金型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶表示装置を備えた携帯用ノートパソコンや、カラー液晶表示装置を使った携帯用液晶テレビあるいはビデオ一体型液晶テレビなどのバッテリ駆動の製品は、液晶表示装置の消費電力が大きいため、駆動時間が短い。したがって、バッテリによる装置の駆動時間を延ばし、製品の実用価値を高めるためには、バックライトの消費電力をできる限り低く抑えることが必要である。
【０００３】
しかし、光源の光度を低下させるなどして、バックライトの消費電力を抑制しようとすると、バックライトの輝度が低下し、液晶表示が見難くなる。このため、表面に多数の微小プリズム部が連続的に形成されたプリズムシートをバックライトに組み込むことにより出射効率を改善し、輝度を低下させることなく消費電力を低く抑えている。
【０００４】
このようなプリズムシートの製造方法として、プリズムシートの微小プリズム部と相捕的な溝が表面に形成されたロール金型を使用して、長尺状のプリズムシートを連続的に生産する方法が知られている。この製造方法では、ロール金型と長尺状の透光性基材の間に活性エネルギー線硬化性組成物を挟持し、活性エネルギー線照射装置からの活性エネルギー線で活性エネルギー線硬化性組成物を硬化させ、硬化した活性エネルギー線硬化性組成物で形成された微小プリズム部を透光性基材の表面に形成することによってプリズムシートを製造している。
【０００５】
このようなプリズムシート製造に使用されるロール金型の製造方法としては、ロール金型に加工されるシリンダロールの表面に、被削材として切削性に優れる銅めっき層を設け、この銅めっき層をダイヤモンドバイトで、微小プリズム部と相捕的な溝に切削する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、この凹凸形状（金型形状）の形成方法としては、シリンダロールの外端部で切込みを行い、シリンダロールの回転とピッチ送りを同期制御しながら円周状に溝の切削を行うネジ加工法（特許文献２、特許文献３参照）、シリンダロールに対して垂直に１本ずつ一定速度で円周状に突っ切り加工を行う方法が知られている（特許文献４参照）。
【０００７】
いずれの方法においても、シリンダロールの円筒状の外周面に微小プリズム部と相捕的な溝を形成する際には、バイトとシリンダロールとを相対回転させながら、シリンダロールの円筒状の外周面の法線方向（半径方向外方）から略三角形の断面形状を有するバイトをシリンダロールの外周面に押しつけることによって、シリンダロールの外周面に溝を形成していた。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１００６８３号公報
【特許文献２】特開２０００−１５３５５３号公報
【特許文献３】特開２００１−３１５００１号公報
【特許文献４】特開平７−２７６３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、横断面が左右非対称なプリズム部を有するプリズムシートを製造するロール金型に溝を切削加工する際には、図１に示すような、バイト１の先端部の断面形状が左右非対称、すなわちバイト１の長手方向軸線２の角度（切刃面の傾斜角度）が互いに異なる２枚の切刃面４、６を有するバイト１を、シリンダロール８の円筒状外周面１０の接線１２に直交する方向（すなわち半径方向Ｒ）からシリンダロール２の外周面１０に切込ませて切削が行われていた。
【００１０】
このような切削では、傾斜角度が小さい切刃面４と傾斜角度が大きい切刃面６とで、切削時の切込み量が異なり、傾斜角度が小さい切刃面４側での切り込み厚みが設定値よりうすくなる傾向にあった。この結果、傾斜角度が小さい切刃面４によって発生するバリ（またはカエリ）１４が、傾斜角度が大きな切刃面６によって発生するバリ（またはカエリ）１６より大きくなり、この大きなバリやカエリが、ロール金型によって成形されるプリズム部の形状を設計形状と大きく異ならせ、製造されるプリズムシートの光学性能を低下させてしまうという問題があった。
【００１１】
また、断面形状が左右非対称なバイトは、先端部の断面形状が左右対称なバイトに比べて、大きなバリが比較的、早期に発生するという問題があった。
また、１回の切込み量を多く設定したり、溝の底部分の角度（すなわち成形するプリズムの頂角）が狭角になるほどバリやカエリが生じ易くなり、この底部分の角度が７０°以下で、かつ２枚の切刃面４、６の傾斜角度の差が２８°以上の場合にバリやカエリの発生が顕著になるという問題があった。
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、横断面が左右非対称なプリズム部を有するプリズムシートを製造するロール金型に溝を切削加工する際に、バリやカエリの発生を抑制することができるプリズムシート成形用ロール金型製造方法を提供することを目的としている。
【００１３】
本発明はまた、横断面が左右非対称なプリズム部を有するプリズムシートを製造するロール金型に溝を切削加工する際に、傾斜角が小さい切刃面側の切り込み厚みを十分なものとすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、２面の切刃面とそれらの稜線を有するバイトを前記稜線がシリンダロールの回転軸に略直交するように、かつ、該シリンダロールの外周面の法線方向と、該シリンダロールの回転軸に平行な方向との２方向に沿って該シリンダロールに押し当てて該シリンダーロールの外周面に溝を切削するプリズムシート成形用ロール金型製造方法であって、前記平行な方向に沿った前記バイトを押し当てる方向が、前記回転軸に対して、傾斜角度が大きい切刃面から傾斜角度が小さい切刃面に向かう方向である、ことを特徴とするプリズムシート成形用ロール金型製造方法が提供される。
【００１５】
なお、本願発明において、回転軸に対する切刃面の傾斜角度とは、切刃面の法線と回転軸とのなす角度を指す。
【００１６】
このような構成によれば、溝の底部分の角度が狭いロール金型を形成するときも、切削時に溝の開口端等にバリやカエリが発生することを抑制することができる。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記バイトを前記２枚の切刃面による切り込み量が略等しくなるように傾斜させる。
このような構成によれば、形成された溝の左右でバリやカエリの大きさが略等しくなり、成形面の変形が抑制される。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記溝が前記シリンダロールに連続的に切削加工される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、横断面が左右非対称なプリズム部を有するプリズムシートを製造するロール金型に溝を切削加工する際に、バリやカエリの発生を抑制することができるプリズムシート成形用ロール金型製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態のプリズムシート成形用ロール金型の製造方法およびプリズムシート成形用ロール金型について説明する。図２は、本発明の好ましい実施形態のプリズムシート成形用ロール金型製造方法を実施するロール金型製造装置２０の構成を模式的に示す図面である。
【００２１】
ロール金型製造装置２０は、ロール金型の材料であるシリンダロール８の両端を支持する精密旋盤２２を備えている。精密旋盤２２は、さらに、支持されている円筒状のシリンダロール８をその長手方向軸線を中心に回転させるモータ２４と、回転させられるシリンダロール８の外周面に溝加工を施すバイト１と、バイト１を保持固定する工具ホルダ２６とを備えている。本実施形態では、バイト１は、ダイヤモンドバイトである。
【００２２】
シリンダロール８を高精度に回転させ、ピッチ精度、形状精度、表面粗さ精度などが高い加工を行うため、本実施態様のロール金型製造装置２０では、モータ２４の主軸２８が流体軸受２９で支持されている。ワーク重量が５００ｋｇ以下の場合には、回転時の発熱が小さい静圧空気軸受を用いるのが好ましい。また、モータ２４の主軸２８がシリンダロール８に直結されたダイレクト駆動方式が採られ、回転精度を向上が図られている。
【００２３】
バイト１の切り込み深さ、および切込みピッチ送りを高精度に制御するため、切込み深さを決定するＸ軸移動機構３０と、ピッチ送りを行うＺ軸移動機構３２では、高精度なリニアスケールが用いられフィードバック制御が行われる。
【００２４】
ロール金型製造装置２０は、シリンダロール８の外周面１０に独立した環状の溝を一定間隔で形成する加工、およびシリンダロール８の外周面１０に螺旋状の溝を形成する加工のいずれの加工も行うことができる。
【００２５】
独立した環状の溝を形成する場合は、バイト１がシリンダロール８の外周面に切込むようにＸ軸移動機構３０を作動させて１本の溝を形成した後、Ｚ軸移動機構３２を作動させてピッチ送りを行う。
【００２６】
螺旋状の溝を形成する場合は、シリンダロール８の片側端部にバイト１を配置し、シリンダロール８の外周面にバイト１が切込み可能となるようにＸ軸移動機構３０でバイト１を移動させ、その後、シリンダロール８の回転数とピッチ送り量を適宜調整して切削加工を行う。
【００２７】
シリンダロール８は、軽量化、および成形加工時の冷却速度を上げるために中空形状のものを使用するのがよい。肉厚に偏りがあると、ロール回転中に振動が発生し、加工精度が低下するため、肉厚は均一にする。動バランス（ＪＩＳ Ｂ ０９０５）がＧ６．３以下、更に好ましくはＧ２９以下とするのが好ましい。ロール内面を機械加工して肉厚を一定とし、動バランスを向上させてもよい。
【００２８】
シリンダロール８は、微細なプリズム等の形状の転写を目的としたシリンダロール８の外周面への精密切削加工を行うために適した被削材であれば、どのような材料を用いてもよい。鉄系材料、ステンレス合金、アルミ合金、銅合金等の非鉄材料等が好ましく、また、機械加工時の熱により残留応力が解放されて歪みが発生することを防止するために、予め熱処理を行った材料を使用することが望ましい。
【００２９】
ダイヤモンドバイトを用いる場合は、機械的強度やコスト面の条件が合えば、シリンダロール８としてアルミ合金や銅合金を用いてもよい。
【００３０】
シリンダロールとして、機械構造用炭素鋼管を用いてもよい。シリンダロール８として鉄系材料を選択する場合は、ロール中空部を循環する冷媒または熱媒体に対する防錆のためにロール内部に防錆めっきを行うのがよい。この場合、めっき層を均一につけることができる点で無電解ニッケルめっきが好ましい。ロールの寿命の観点からは、ロール材料としてＳＵＳ３０４を用いることが好ましい。
【００３１】
さらに、シリンダロール材料に鉄系材料を使用する場合は、表面に被削材としてめっき層を形成する。ビッカース硬度が２８０Ｈｖから２９０Ｈｖの硫酸銅系の硬質銅めっき層が、被削性に優れるため好ましい。銅めっき層は、空気中で腐食が進行するとプリズムシートの欠陥点の原因となるため、銅めっき層上に表面処理層を設ける。
【００３２】
表面処理層はクロムめっき、ニッケルめっき、亜鉛めっきなどの電気めっき、もしくは銅めっき、ニッケルめっきなどの無電解めっき、または、イオンプレーティング、真空蒸着、スパッタリングなどのドライプロセスにより形成する。電気めっきは電界強度の形状依存性があるためめっき厚さが均一とならないが、無電解めっきはめっき厚さの形状依存性が小さい。そのため、Ｖ溝形状などの凹凸形状、特に、微細な鋭角形状を有するロール金型を製造する場合には、無電解めっきを行うことが好ましい。
【００３３】
金属被膜の安定性、耐腐食性、光沢性が優れた無電解ニッケル−リンめっきを行うのが好ましい。ガラスやセラミックスなどの脆性材と比較して、旋削などの除去加工を行う際の切削性に優れているため、また、鉄系金属のように切削中にダイヤモンドバイトと反応することがないため、銅めっき層またはニッケルめっき層が好ましい。
【００３４】
大型ロールの場合には、重量を軽量化するために炭素繊維強化プラスチック等の複合材料を用いてもよい。ロールは、繰り返し変動のある高圧力な冷媒または熱媒体にさらされるため、圧力容器の設計を考慮して、ロール厚みを決定する。
【００３５】
図３は、本実施態様のロール金型製造装置２０に取付けられたシリンダロール８と、バイト１の先端部との位置関係を示す拡大図である。バイト１の断面形状（詳細には、切削する溝の長手方向軸線に直交する断面形状）は、成形品であるプリズムシートのプリズム部の横断面形状と同一形状であり、第１の切刃面４と第２の切刃面６を有し、各切刃面の回転軸に対する傾斜角度は異なっている。
【００３６】
本実施態様のロール金型製造装置２０では、バイト１（バイト先端部の長手方向軸線）を、円筒状のシリンダロール８の外周面（成形面）１０の接線に直交する方向（シリンダロールの半径方向）に対して、傾斜角度が大きい切刃面６側に傾斜させて、シリンダロール８の外周面１０に押しつけて切削加工を行う。すなわち、本実施態様のロール金型製造装置２０では、バイト１の切り込み方向が、円筒状のシリンダロール８の外周面（成形面）１０の接線に直交する方向（シリンダロールの半径方向Ｒ）に対して、傾斜角度が大きい切刃面６側に傾斜させられている。
【００３７】
バイト１は、各切刃面４、６による切り込み量が略等しくなるように傾斜させられて、シリンダロール８の外周面１０に押しつけられる、すなわち切り込むのが好ましい。
【００３８】
本実施形態のロール金型製造装置２０では、上述したような位置関係でシリンダロール８の外周面に押しつけられ、独立した環状の溝、または螺旋状の溝が形成される。バイト１の各切刃面４、６による切り込み量が等しいので、切削された溝Ｇの左右の開口端に形成されるバリ３４、３６等の量、大きさはほぼ等しくなる。
【００３９】
バイト１の材質は、被削材に応じて選択することができる。一般的なバイトである超硬バイト、ＣＢＮバイトを用いることができるが、形状安定性に優れたダイヤモンドバイトを用いるのが好ましい。これにより、形状精度および鋭角形状を要求される光学用のロール金型を精度良く加工することができる。
【００４０】
ダイヤモンドバイトに用いられるダイヤモンドは、天然、人工のいずれでもよい。より精度の高い加工仕上がり面を得るために、単結晶ダイヤモンドを用いることが好ましい。ダイヤモンドバイトは、ダイヤモンドチップを金属製のシャンクと呼ばれる四角または長方形の断面を持つ棒状の部材に固定することにより作製する。ダイヤモンドチップをシャンクに直接ロウ付けして固定してもよいし、金属小片にロウ付けされたダイヤモンドチップをシャンクにねじ止め固定してもよい。
【００４１】
溝の切削は数回に分割して行うのが好ましい。１回の切込み量は、バイト形状、バイトのシャープネス、被削材の硬度、および靱性、バイトの磨耗やチッピングを考慮して適宜設定される。１回の切込み量をプリズム形状と同じ高さの切込み量とし、１回のみで溝形成を行うと、バイトのチッピングや大きなバリの発生を引き起こす。逆に過度に少ない切込み量を設定した場合には、切り屑が排出されない不安定な切削加工となり、バイトの磨耗とバリの発生を引き起こす。また、所望の切込み深さを得るために切込みを何度も繰り返す必要があり、バイトの磨耗を引き起こし、加工時間も増加する。
【００４２】
最終回の切込み量を最も小さくし、切削抵抗を低減するのが好ましい。最終回の数回前から徐々に切込み量を小さくするのが更に好ましい。切込み後の切り屑量が仕上げ加工で処理可能な範囲となるように、最終回の切込み量を設定することにより、バリおよびカエリが抑制されたロール金型を得ることができる。
被削材に銅めっきを使用し、溝の底部の角度を７０°以下に切削する場合は、最大切込み量を２０μｍ以下、最小切込み量を０．５μｍ以上とすることが好ましい。
【００４３】
切削工程は２回に分けて行ってもよい。第１の工程で溝境界部の平坦面もしくは斜面を切削加工し、次いで第２の工程で溝形状を切削加工してもよい。この場合、第１の工程では従来技術の半径方向一方向からのみの切削としてもよい。また、溝形状を切削加工した後、プリズム頂部を更に加工して平坦にして台形状の形状にしてもよい。
【００４４】
図４は、本実施態様の製造方法により製造したロール金型４０を用いて、プリズムシート４２を製造するプリズムシート製造装置４４の概略構成を示す図面である。
図４に示されているように、プリズムシート製造装置４４では、ロール金型４０の外周面に形成されたプリズムパターン（溝）形成面４６に、長尺状の透光性基材４８を巻回し、プリズムパターン（溝）形成面４６と透光性基材４８の間に活性エネルギー線硬化性組成物５０を樹脂タンク５２から連続的に供給する。
【００４５】
ロール金型４０の外方には、活性エネルギー線硬化性組成物５０の厚さを均一にするためのニップロール５４が配置されている。ニップロール５４としては、真円度、表面粗さ等が高精度に加工された金属製ロール、ゴム製ロール等を用いるのが好ましい。
【００４６】
ゴム製ロールの場合には、ゴム硬度が６０度以上の高い硬度のものを用いることが好ましい。高品質なプリズムシートを製造するためには、ニップロール５４により、活性エネルギー線硬化性組成物５０の厚さを正確に調整することが必要である。活性エネルギー線硬化性組成物５０の厚さは、圧力調整機構５６によって制御する。圧力調整機構５６としては、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、各種ネジ機構等を用いることができるが、機構の簡便さ等の観点から、空気圧シリンダが好ましい。空気圧シリンダの圧力調整弁等によって活性エネルギー線硬化性組成物５０の厚さが制御される。
【００４７】
活性エネルギー線硬化性組成物５０を、ロール金型４０と透光性基材４８の間に供給した後、ロール金型４０の下方に配置した活性エネルギー線照射装置５８から、透光性基材４８を通して、活性エネルギー線を活性エネルギー線硬化性組成物５０へ照射する。活性エネルギー線照射装置５８としては、化学反応用ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、可視光ハロゲンランプ等を用いることができる。活性エネルギー線の照射量は、好ましくは２８０〜６００ｎｍの波長の積算エネルギーが０．１〜５０Ｊ／ｃｍ2程度とする。また、活性エネルギー線の照射雰囲気としては、空気中でもよいし、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下でもよい。
【００４８】
活性エネルギー線により、活性エネルギー線硬化性組成物５０が重合硬化し、ロール金型表面のプリズムパターンが活性エネルギー線硬化性組成物５０へ転写される。透光性基材４８と活性エネルギー線硬化性組成物５０の２層から成るプリズムシート４２をロール金型４０から剥離する。剥離したプリズムシート４２を適当な長さに切断してバックライト用プリズムシートを得る。
【００４９】
成型時にはロール金型４０と活性エネルギー線硬化性組成物５０の温度制御が重要となる。温調機６０からロール金型４０へ冷媒を供給して、ロール金型４０の温度制御を行う。また、活性エネルギー線硬化性組成物タンク５２を温調機６２により加熱温調することにより、一定温度の活性エネルギー線硬化性組成物５０を供給する。
【００５０】
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含される。
【実施例】
【００５１】
（実施例１）
以下、実施例により本発明を説明する。
直径φ２００ｍｍ、面長５００ｍｍで内部が中空の構造の鋼製のシリンダロールを準備した。シリンダロールは動バランス性能を向上させるため、内面の加工を行った。その後に無電解ニッケルめっきをめっき層の厚さが２０μｍになるまで行った。めっき後に動バランス測定を行ったところ、Ｇ２．５以内であった。更に、シリンダロールの表面に研磨仕上げを行い、厚さ５００μｍの硬質銅めっき層を形成した。硬質銅めっきは硫酸銅浴で行い、めっき後の表面硬さは２２４Ｈｖであった。
【００５２】
超精密旋盤を用いて、プリズム形状を形成するための溝切削加工を行った。シリンダロールの直径方向をＸ軸とし、ロールの軸方向の送り軸をＺ軸と設定した。Ｘ軸とＺ軸はリニアモータで駆動し、リニアスケールを利用したフィードバック制御によって高精度な位置決めを可能とした。主軸は、空気静圧軸受にモータが直結されたダイレクト駆動方式であり、高い回転精度を保持した。
【００５３】
溝加工の前工程として、Ｒ０．８ｍｍの住友電工性焼結ダイヤモンドチップ（スミダイヤＤＡ２２００）を固定したバイトを用いて、オイルミストを加工点に供給しながら２往復で加工を行い、硬質銅めっき層の厚みムラを除去した。条件は、切込み量５０μｍ、送り速度１０μｍ／ｒｅｖ、ロール回転数５００ｍｉｎ-1とした。加工中に排出される切り屑は吸引ノズルにて安定的に排出した。続いてＲ５．０ｍｍの単結晶天然ダイヤモンドバイトを使用し、切込み量２０μｍ、送り速度１０μｍ／ｒｅｖ、ロール回転数５００ｍｉｎ-1の条件にて鏡面加工を行った。加工後の加工面は、ピットなどの欠陥がなく鏡面加工されていたことが確認できた。
【００５４】
次に、プリズム形状を形成するためにＶ溝加工を行った。ダイヤモンドバイトは、東京ダイヤモンド工具製作所製の天然単結晶ダイヤモンドを使用し、頂角が５６°で、バイトの基準線に対して１０°および４６°に切刃面が傾斜したものを用いた。ダイヤモンドバイトはバイトホルダーに固定した。
【００５５】
Ｘ軸方向に送り速度２μｍ／ｒｅｖ、傾斜角度１０°の切刃面方向に向かってＺ軸方向に送り速度０．５μｍ／ｒｅｖで、切込み方向を傾けた２軸切込みを行った。１本の溝を加工する毎にＺ軸方向にピッチ５０μｍ分だけ送り、ロール金型表面にわたって順番に溝加工を行った。切削油としてミスト状にした鉱物油を用い、バイト先端の加工点に吹き付けた。加工後のロール金型はアセトンおよびエチルアルコールで洗浄し、大部分の鉱物油を除去した。その後、次の無電解ニッケルめっき工程に移送した。
【００５６】
無電解ニッケルめっき工程では、まず、苛性ソーダ、炭酸塩、珪酸塩および界面活性剤の混合溶液を５０℃に加熱し、その中にロール金型を１０分間浸積してアルカリ脱脂を行った。その後金型を水洗して、再び同じ溶液に金型を浸積し、金型を陰極にして１００Ａの電流を流して電解脱脂を１分間行った。その後更に金型を水洗した後、５％硫酸中に１分間浸積し、酸活性処理を行った。水洗後、無電解ニッケルめっき液（日本カニゼン製ブルーシューマー）でニッケルストライクめっき後、無電解ニッケルめっきを４分間行い、ニッケルめっき層を形成した。めっき処理終了後、金型表面の外観検査を行ったところ、目立ったバリやカエリの無い良好な外観品位のロール金型が得られた。
【００５７】
得られたロール金型とアクリル系紫外線硬化性組成物を用いて、図４に示した製造装置でプリズムシートを作製した。ロール金型とゴム製のニップロールの間に、ロール金型の表面に巻き付けるようにして、片面に密着性向上処理を施したＰＥＴフィルム（東洋紡社製Ａ４１００、厚さ１００μｍ、幅４７０ｍｍ）を処理面がロール金型側になるように装置内に導入した。ＰＥＴフィルムは、上記のＰＥＴフィルム１０００ｍを６インチ紙管に巻いた直径３００ｍｍの巻出ロールから供給した。
【００５８】
次に、樹脂タンク内で４０℃に保持したアクリル系紫外線硬化性組成物を供給ノズルからロール金型とＰＥＴフィルムとの間に供給した。ロール金型は、約０．１ｍ／ｓの速度で回転させた。アクリル系紫外線硬化性組成物がＰＥＴフィルムとロール金型との間に保持された状態で、９．６ｋＷ（１２８×１０-2Ｗ／ｍ）の紫外線照射装置により、照射量（積算エネルギー）が２．８０×１０-2ｍＪ／ｍ2となるように紫外線を照射し、アクリル系紫外線硬化性組成物に、ロール金型表面の形状を転写し、硬化した後、ＰＥＴフィルムとアクリル系紫外線硬化性組成物の２層からなるプリズムシートをロール金型から剥離した。得られたプリズムシートを所定の大きさに切断し、バックライトユニットに設置して外観品位および光学性能を検査したところ、スジやムラのない全面均一な品位であることが確認できた。ロール金型表面のＳＥＭ観察をおこなったところ、溝の両側縁部にほぼ同量の微小のバリが確認されたが、外観品位に影響のないレベルであった。
【００５９】
（比較例）
実施例と同様に鏡面加工まで行い、実施例と同様のダイヤモンドバイトを用いてＶ溝加工を行った。１回転あたりＸ軸方向に送り速度２μｍ／ｒｅｖの１軸切込みを行った。その他は実施例と同様にめっき工程まで行った。
【００６０】
外観検査を行った結果、ロール金型の至る所に切削ムラが確認された。ＳＥＭ観察を行った結果、プリズム基準線とプリズム斜面とのなす角度が小さい側の溝縁部に大きなバリ、反対側の溝縁部に小さなバリが確認され、外観品位の基準に満たなかった。また、得られた金型からプリズムシートを成形して、検査したところ、外観品位、光学性能とも品質基準に満たなかった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ロール金型に溝を切削加工する工程を説明刷る図面である。
【図２】本発明の実施形態のプリズムシート成形用ロール金型製造方法を実施するロール金型製造装置の構成を模式的に示す図面である。
【図３】図２のロール金型製造装置に取付けられたシリンダロールと、バイトの先端部との位置関係を示す拡大図である。
【図４】本実施態様の製造方法により製造したロール金型を用いて、プリズムシートを製造するプリズムシート製造装置の概略構成を示す図面である。
【符号の説明】
【００６２】
１：バイト
４：第１の切刃面
６：第２の切刃面
８：シリンダロール
１０：（シリンダロールの）外周面（成形面）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリズムシート成形用ロール金型の製造方法に関し、詳細には、外周面に溝が形成されたプリズムシートを製造するロール金型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶表示装置を備えた携帯用ノートパソコンや、カラー液晶表示装置を使った携帯用液晶テレビあるいはビデオ一体型液晶テレビなどのバッテリ駆動の製品は、液晶表示装置の消費電力が大きいため、駆動時間が短い。したがって、バッテリによる装置の駆動時間を延ばし、製品の実用価値を高めるためには、バックライトの消費電力をできる限り低く抑えることが必要である。
【０００３】
しかし、光源の光度を低下させるなどして、バックライトの消費電力を抑制しようとすると、バックライトの輝度が低下し、液晶表示が見難くなる。このため、表面に多数の微小プリズム部が連続的に形成されたプリズムシートをバックライトに組み込むことにより出射効率を改善し、輝度を低下させることなく消費電力を低く抑えている。
【０００４】
このようなプリズムシートの製造方法として、プリズムシートの微小プリズム部と相捕的な溝が表面に形成されたロール金型を使用して、長尺状のプリズムシートを連続的に生産する方法が知られている。この製造方法では、ロール金型と長尺状の透光性基材の間に活性エネルギー線硬化性組成物を挟持し、活性エネルギー線照射装置からの活性エネルギー線で活性エネルギー線硬化性組成物を硬化させ、硬化した活性エネルギー線硬化性組成物で形成された微小プリズム部を透光性基材の表面に形成することによってプリズムシートを製造している。
【０００５】
このようなプリズムシート製造に使用されるロール金型の製造方法としては、ロール金型に加工されるシリンダロールの表面に、被削材として切削性に優れる銅めっき層を設け、この銅めっき層をダイヤモンドバイトで、微小プリズム部と相捕的な溝に切削する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、この凹凸形状（金型形状）の形成方法としては、シリンダロールの外端部で切込みを行い、シリンダロールの回転とピッチ送りを同期制御しながら円周状に溝の切削を行うネジ加工法（特許文献２、特許文献３参照）、シリンダロールに対して垂直に１本ずつ一定速度で円周状に突っ切り加工を行う方法が知られている（特許文献４参照）。
【０００７】
いずれの方法においても、シリンダロールの円筒状の外周面に微小プリズム部と相捕的な溝を形成する際には、バイトとシリンダロールとを相対回転させながら、シリンダロールの円筒状の外周面の法線方向（半径方向外方）から略三角形の断面形状を有するバイトをシリンダロールの外周面に押しつけることによって、シリンダロールの外周面に溝を形成していた。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１００６８３号公報
【特許文献２】特開２０００−１５３５５３号公報
【特許文献３】特開２００１−３１５００１号公報
【特許文献４】特開平７−２７６３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、横断面が左右非対称なプリズム部を有するプリズムシートを製造するロール金型に溝を切削加工する際には、図１に示すような、バイト１の先端部の断面形状が左右非対称、すなわちバイト１の長手方向軸線２の角度（切刃面の傾斜角度）が互いに異なる２枚の切刃面４、６を有するバイト１を、シリンダロール８の円筒状外周面１０の接線１２に直交する方向（すなわち半径方向Ｒ）からシリンダロール２の外周面１０に切込ませて切削が行われていた。
【００１０】
このような切削では、傾斜角度が小さい切刃面４と傾斜角度が大きい切刃面６とで、切削時の切込み量が異なり、傾斜角度が小さい切刃面４側での切り込み厚みが設定値よりうすくなる傾向にあった。この結果、傾斜角度が小さい切刃面４によって発生するバリ（またはカエリ）１４が、傾斜角度が大きな切刃面６によって発生するバリ（またはカエリ）１６より大きくなり、この大きなバリやカエリが、ロール金型によって成形されるプリズム部の形状を設計形状と大きく異ならせ、製造されるプリズムシートの光学性能を低下させてしまうという問題があった。
【００１１】
また、断面形状が左右非対称なバイトは、先端部の断面形状が左右対称なバイトに比べて、大きなバリが比較的、早期に発生するという問題があった。
また、１回の切込み量を多く設定したり、溝の底部分の角度（すなわち成形するプリズムの頂角）が狭角になるほどバリやカエリが生じ易くなり、この底部分の角度が７０°以下で、かつ２枚の切刃面４、６の傾斜角度の差が２８°以上の場合にバリやカエリの発生が顕著になるという問題があった。
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、横断面が左右非対称なプリズム部を有するプリズムシートを製造するロール金型に溝を切削加工する際に、バリやカエリの発生を抑制することができるプリズムシート成形用ロール金型製造方法を提供することを目的としている。
【００１３】
本発明はまた、横断面が左右非対称なプリズム部を有するプリズムシートを製造するロール金型に溝を切削加工する際に、傾斜角が小さい切刃面側の切り込み厚みを十分なものとすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、２面の切刃面とそれらの稜線を有するバイトを前記稜線がシリンダロールの回転軸に略直交するように、かつ、該シリンダロールの外周面の法線方向と、該シリンダロールの回転軸に平行な方向との２方向に沿って該シリンダロールに押し当てて該シリンダーロールの外周面に溝を切削するプリズムシート成形用ロール金型製造方法であって、前記平行な方向に沿った前記バイトを押し当てる方向が、前記回転軸に対して、傾斜角度が大きい切刃面から傾斜角度が小さい切刃面に向かう方向である、ことを特徴とするプリズムシート成形用ロール金型製造方法が提供される。
【００１５】
なお、本願発明において、回転軸に対する切刃面の傾斜角度とは、切刃面の法線と回転軸とのなす角度を指す。
【００１６】
このような構成によれば、溝の底部分の角度が狭いロール金型を形成するときも、切削時に溝の開口端等にバリやカエリが発生することを抑制することができる。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記バイトを前記２枚の切刃面による切り込み量が略等しくなるように傾斜させる。
このような構成によれば、形成された溝の左右でバリやカエリの大きさが略等しくなり、成形面の変形が抑制される。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記溝が前記シリンダロールに連続的に切削加工される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、横断面が左右非対称なプリズム部を有するプリズムシートを製造するロール金型に溝を切削加工する際に、バリやカエリの発生を抑制することができるプリズムシート成形用ロール金型製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態のプリズムシート成形用ロール金型の製造方法およびプリズムシート成形用ロール金型について説明する。図２は、本発明の好ましい実施形態のプリズムシート成形用ロール金型製造方法を実施するロール金型製造装置２０の構成を模式的に示す図面である。
【００２１】
ロール金型製造装置２０は、ロール金型の材料であるシリンダロール８の両端を支持する精密旋盤２２を備えている。精密旋盤２２は、さらに、支持されている円筒状のシリンダロール８をその長手方向軸線を中心に回転させるモータ２４と、回転させられるシリンダロール８の外周面に溝加工を施すバイト１と、バイト１を保持固定する工具ホルダ２６とを備えている。本実施形態では、バイト１は、ダイヤモンドバイトである。
【００２２】
シリンダロール８を高精度に回転させ、ピッチ精度、形状精度、表面粗さ精度などが高い加工を行うため、本実施態様のロール金型製造装置２０では、モータ２４の主軸２８が流体軸受２９で支持されている。ワーク重量が５００ｋｇ以下の場合には、回転時の発熱が小さい静圧空気軸受を用いるのが好ましい。また、モータ２４の主軸２８がシリンダロール８に直結されたダイレクト駆動方式が採られ、回転精度を向上が図られている。
【００２３】
バイト１の切り込み深さ、および切込みピッチ送りを高精度に制御するため、切込み深さを決定するＸ軸移動機構３０と、ピッチ送りを行うＺ軸移動機構３２では、高精度なリニアスケールが用いられフィードバック制御が行われる。
【００２４】
ロール金型製造装置２０は、シリンダロール８の外周面１０に独立した環状の溝を一定間隔で形成する加工、およびシリンダロール８の外周面１０に螺旋状の溝を形成する加工のいずれの加工も行うことができる。
【００２５】
独立した環状の溝を形成する場合は、バイト１がシリンダロール８の外周面に切込むようにＸ軸移動機構３０を作動させて１本の溝を形成した後、Ｚ軸移動機構３２を作動させてピッチ送りを行う。
【００２６】
螺旋状の溝を形成する場合は、シリンダロール８の片側端部にバイト１を配置し、シリンダロール８の外周面にバイト１が切込み可能となるようにＸ軸移動機構３０でバイト１を移動させ、その後、シリンダロール８の回転数とピッチ送り量を適宜調整して切削加工を行う。
【００２７】
シリンダロール８は、軽量化、および成形加工時の冷却速度を上げるために中空形状のものを使用するのがよい。肉厚に偏りがあると、ロール回転中に振動が発生し、加工精度が低下するため、肉厚は均一にする。動バランス（ＪＩＳ Ｂ ０９０５）がＧ６．３以下、更に好ましくはＧ２９以下とするのが好ましい。ロール内面を機械加工して肉厚を一定とし、動バランスを向上させてもよい。
【００２８】
シリンダロール８は、微細なプリズム等の形状の転写を目的としたシリンダロール８の外周面への精密切削加工を行うために適した被削材であれば、どのような材料を用いてもよい。鉄系材料、ステンレス合金、アルミ合金、銅合金等の非鉄材料等が好ましく、また、機械加工時の熱により残留応力が解放されて歪みが発生することを防止するために、予め熱処理を行った材料を使用することが望ましい。
【００２９】
ダイヤモンドバイトを用いる場合は、機械的強度やコスト面の条件が合えば、シリンダロール８としてアルミ合金や銅合金を用いてもよい。
【００３０】
シリンダロールとして、機械構造用炭素鋼管を用いてもよい。シリンダロール８として鉄系材料を選択する場合は、ロール中空部を循環する冷媒または熱媒体に対する防錆のためにロール内部に防錆めっきを行うのがよい。この場合、めっき層を均一につけることができる点で無電解ニッケルめっきが好ましい。ロールの寿命の観点からは、ロール材料としてＳＵＳ３０４を用いることが好ましい。
【００３１】
さらに、シリンダロール材料に鉄系材料を使用する場合は、表面に被削材としてめっき層を形成する。ビッカース硬度が２８０Ｈｖから２９０Ｈｖの硫酸銅系の硬質銅めっき層が、被削性に優れるため好ましい。銅めっき層は、空気中で腐食が進行するとプリズムシートの欠陥点の原因となるため、銅めっき層上に表面処理層を設ける。
【００３２】
表面処理層はクロムめっき、ニッケルめっき、亜鉛めっきなどの電気めっき、もしくは銅めっき、ニッケルめっきなどの無電解めっき、または、イオンプレーティング、真空蒸着、スパッタリングなどのドライプロセスにより形成する。電気めっきは電界強度の形状依存性があるためめっき厚さが均一とならないが、無電解めっきはめっき厚さの形状依存性が小さい。そのため、Ｖ溝形状などの凹凸形状、特に、微細な鋭角形状を有するロール金型を製造する場合には、無電解めっきを行うことが好ましい。
【００３３】
金属被膜の安定性、耐腐食性、光沢性が優れた無電解ニッケル−リンめっきを行うのが好ましい。ガラスやセラミックスなどの脆性材と比較して、旋削などの除去加工を行う際の切削性に優れているため、また、鉄系金属のように切削中にダイヤモンドバイトと反応することがないため、銅めっき層またはニッケルめっき層が好ましい。
【００３４】
大型ロールの場合には、重量を軽量化するために炭素繊維強化プラスチック等の複合材料を用いてもよい。ロールは、繰り返し変動のある高圧力な冷媒または熱媒体にさらされるため、圧力容器の設計を考慮して、ロール厚みを決定する。
【００３５】
図３は、本実施態様のロール金型製造装置２０に取付けられたシリンダロール８と、バイト１の先端部との位置関係を示す拡大図である。バイト１の断面形状（詳細には、切削する溝の長手方向軸線に直交する断面形状）は、成形品であるプリズムシートのプリズム部の横断面形状と同一形状であり、第１の切刃面４と第２の切刃面６を有し、各切刃面の回転軸に対する傾斜角度は異なっている。
【００３６】
本実施態様のロール金型製造装置２０では、バイト１（バイト先端部の長手方向軸線）を、円筒状のシリンダロール８の外周面（成形面）１０の接線に直交する方向（シリンダロールの半径方向）に対して、傾斜角度が大きい切刃面６側に傾斜させて、シリンダロール８の外周面１０に押しつけて切削加工を行う。すなわち、本実施態様のロール金型製造装置２０では、バイト１の切り込み方向が、円筒状のシリンダロール８の外周面（成形面）１０の接線に直交する方向（シリンダロールの半径方向Ｒ）に対して、傾斜角度が大きい切刃面６側に傾斜させられている。
【００３７】
バイト１は、各切刃面４、６による切り込み量が略等しくなるように傾斜させられて、シリンダロール８の外周面１０に押しつけられる、すなわち切り込むのが好ましい。
【００３８】
本実施形態のロール金型製造装置２０では、上述したような位置関係でシリンダロール８の外周面に押しつけられ、独立した環状の溝、または螺旋状の溝が形成される。バイト１の各切刃面４、６による切り込み量が等しいので、切削された溝Ｇの左右の開口端に形成されるバリ３４、３６等の量、大きさはほぼ等しくなる。
【００３９】
バイト１の材質は、被削材に応じて選択することができる。一般的なバイトである超硬バイト、ＣＢＮバイトを用いることができるが、形状安定性に優れたダイヤモンドバイトを用いるのが好ましい。これにより、形状精度および鋭角形状を要求される光学用のロール金型を精度良く加工することができる。
【００４０】
ダイヤモンドバイトに用いられるダイヤモンドは、天然、人工のいずれでもよい。より精度の高い加工仕上がり面を得るために、単結晶ダイヤモンドを用いることが好ましい。ダイヤモンドバイトは、ダイヤモンドチップを金属製のシャンクと呼ばれる四角または長方形の断面を持つ棒状の部材に固定することにより作製する。ダイヤモンドチップをシャンクに直接ロウ付けして固定してもよいし、金属小片にロウ付けされたダイヤモンドチップをシャンクにねじ止め固定してもよい。
【００４１】
溝の切削は数回に分割して行うのが好ましい。１回の切込み量は、バイト形状、バイトのシャープネス、被削材の硬度、および靱性、バイトの磨耗やチッピングを考慮して適宜設定される。１回の切込み量をプリズム形状と同じ高さの切込み量とし、１回のみで溝形成を行うと、バイトのチッピングや大きなバリの発生を引き起こす。逆に過度に少ない切込み量を設定した場合には、切り屑が排出されない不安定な切削加工となり、バイトの磨耗とバリの発生を引き起こす。また、所望の切込み深さを得るために切込みを何度も繰り返す必要があり、バイトの磨耗を引き起こし、加工時間も増加する。
【００４２】
最終回の切込み量を最も小さくし、切削抵抗を低減するのが好ましい。最終回の数回前から徐々に切込み量を小さくするのが更に好ましい。切込み後の切り屑量が仕上げ加工で処理可能な範囲となるように、最終回の切込み量を設定することにより、バリおよびカエリが抑制されたロール金型を得ることができる。
被削材に銅めっきを使用し、溝の底部の角度を７０°以下に切削する場合は、最大切込み量を２０μｍ以下、最小切込み量を０．５μｍ以上とすることが好ましい。
【００４３】
切削工程は２回に分けて行ってもよい。第１の工程で溝境界部の平坦面もしくは斜面を切削加工し、次いで第２の工程で溝形状を切削加工してもよい。この場合、第１の工程では従来技術の半径方向一方向からのみの切削としてもよい。また、溝形状を切削加工した後、プリズム頂部を更に加工して平坦にして台形状の形状にしてもよい。
【００４４】
図４は、本実施態様の製造方法により製造したロール金型４０を用いて、プリズムシート４２を製造するプリズムシート製造装置４４の概略構成を示す図面である。
図４に示されているように、プリズムシート製造装置４４では、ロール金型４０の外周面に形成されたプリズムパターン（溝）形成面４６に、長尺状の透光性基材４８を巻回し、プリズムパターン（溝）形成面４６と透光性基材４８の間に活性エネルギー線硬化性組成物５０を樹脂タンク５２から連続的に供給する。
【００４５】
ロール金型４０の外方には、活性エネルギー線硬化性組成物５０の厚さを均一にするためのニップロール５４が配置されている。ニップロール５４としては、真円度、表面粗さ等が高精度に加工された金属製ロール、ゴム製ロール等を用いるのが好ましい。
【００４６】
ゴム製ロールの場合には、ゴム硬度が６０度以上の高い硬度のものを用いることが好ましい。高品質なプリズムシートを製造するためには、ニップロール５４により、活性エネルギー線硬化性組成物５０の厚さを正確に調整することが必要である。活性エネルギー線硬化性組成物５０の厚さは、圧力調整機構５６によって制御する。圧力調整機構５６としては、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、各種ネジ機構等を用いることができるが、機構の簡便さ等の観点から、空気圧シリンダが好ましい。空気圧シリンダの圧力調整弁等によって活性エネルギー線硬化性組成物５０の厚さが制御される。
【００４７】
活性エネルギー線硬化性組成物５０を、ロール金型４０と透光性基材４８の間に供給した後、ロール金型４０の下方に配置した活性エネルギー線照射装置５８から、透光性基材４８を通して、活性エネルギー線を活性エネルギー線硬化性組成物５０へ照射する。活性エネルギー線照射装置５８としては、化学反応用ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、可視光ハロゲンランプ等を用いることができる。活性エネルギー線の照射量は、好ましくは２８０〜６００ｎｍの波長の積算エネルギーが０．１〜５０Ｊ／ｃｍ2程度とする。また、活性エネルギー線の照射雰囲気としては、空気中でもよいし、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下でもよい。
【００４８】
活性エネルギー線により、活性エネルギー線硬化性組成物５０が重合硬化し、ロール金型表面のプリズムパターンが活性エネルギー線硬化性組成物５０へ転写される。透光性基材４８と活性エネルギー線硬化性組成物５０の２層から成るプリズムシート４２をロール金型４０から剥離する。剥離したプリズムシート４２を適当な長さに切断してバックライト用プリズムシートを得る。
【００４９】
成型時にはロール金型４０と活性エネルギー線硬化性組成物５０の温度制御が重要となる。温調機６０からロール金型４０へ冷媒を供給して、ロール金型４０の温度制御を行う。また、活性エネルギー線硬化性組成物タンク５２を温調機６２により加熱温調することにより、一定温度の活性エネルギー線硬化性組成物５０を供給する。
【００５０】
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含される。
【実施例】
【００５１】
（実施例１）
以下、実施例により本発明を説明する。
直径φ２００ｍｍ、面長５００ｍｍで内部が中空の構造の鋼製のシリンダロールを準備した。シリンダロールは動バランス性能を向上させるため、内面の加工を行った。その後に無電解ニッケルめっきをめっき層の厚さが２０μｍになるまで行った。めっき後に動バランス測定を行ったところ、Ｇ２．５以内であった。更に、シリンダロールの表面に研磨仕上げを行い、厚さ５００μｍの硬質銅めっき層を形成した。硬質銅めっきは硫酸銅浴で行い、めっき後の表面硬さは２２４Ｈｖであった。
【００５２】
超精密旋盤を用いて、プリズム形状を形成するための溝切削加工を行った。シリンダロールの直径方向をＸ軸とし、ロールの軸方向の送り軸をＺ軸と設定した。Ｘ軸とＺ軸はリニアモータで駆動し、リニアスケールを利用したフィードバック制御によって高精度な位置決めを可能とした。主軸は、空気静圧軸受にモータが直結されたダイレクト駆動方式であり、高い回転精度を保持した。
【００５３】
溝加工の前工程として、Ｒ０．８ｍｍの住友電工性焼結ダイヤモンドチップ（スミダイヤＤＡ２２００）を固定したバイトを用いて、オイルミストを加工点に供給しながら２往復で加工を行い、硬質銅めっき層の厚みムラを除去した。条件は、切込み量５０μｍ、送り速度１０μｍ／ｒｅｖ、ロール回転数５００ｍｉｎ-1とした。加工中に排出される切り屑は吸引ノズルにて安定的に排出した。続いてＲ５．０ｍｍの単結晶天然ダイヤモンドバイトを使用し、切込み量２０μｍ、送り速度１０μｍ／ｒｅｖ、ロール回転数５００ｍｉｎ-1の条件にて鏡面加工を行った。加工後の加工面は、ピットなどの欠陥がなく鏡面加工されていたことが確認できた。
【００５４】
次に、プリズム形状を形成するためにＶ溝加工を行った。ダイヤモンドバイトは、東京ダイヤモンド工具製作所製の天然単結晶ダイヤモンドを使用し、頂角が５６°で、バイトの基準線に対して１０°および４６°に切刃面が傾斜したものを用いた。ダイヤモンドバイトはバイトホルダーに固定した。
【００５５】
Ｘ軸方向に送り速度２μｍ／ｒｅｖ、傾斜角度１０°の切刃面方向に向かってＺ軸方向に送り速度０．５μｍ／ｒｅｖで、切込み方向を傾けた２軸切込みを行った。１本の溝を加工する毎にＺ軸方向にピッチ５０μｍ分だけ送り、ロール金型表面にわたって順番に溝加工を行った。切削油としてミスト状にした鉱物油を用い、バイト先端の加工点に吹き付けた。加工後のロール金型はアセトンおよびエチルアルコールで洗浄し、大部分の鉱物油を除去した。その後、次の無電解ニッケルめっき工程に移送した。
【００５６】
無電解ニッケルめっき工程では、まず、苛性ソーダ、炭酸塩、珪酸塩および界面活性剤の混合溶液を５０℃に加熱し、その中にロール金型を１０分間浸積してアルカリ脱脂を行った。その後金型を水洗して、再び同じ溶液に金型を浸積し、金型を陰極にして１００Ａの電流を流して電解脱脂を１分間行った。その後更に金型を水洗した後、５％硫酸中に１分間浸積し、酸活性処理を行った。水洗後、無電解ニッケルめっき液（日本カニゼン製ブルーシューマー）でニッケルストライクめっき後、無電解ニッケルめっきを４分間行い、ニッケルめっき層を形成した。めっき処理終了後、金型表面の外観検査を行ったところ、目立ったバリやカエリの無い良好な外観品位のロール金型が得られた。
【００５７】
得られたロール金型とアクリル系紫外線硬化性組成物を用いて、図４に示した製造装置でプリズムシートを作製した。ロール金型とゴム製のニップロールの間に、ロール金型の表面に巻き付けるようにして、片面に密着性向上処理を施したＰＥＴフィルム（東洋紡社製Ａ４１００、厚さ１００μｍ、幅４７０ｍｍ）を処理面がロール金型側になるように装置内に導入した。ＰＥＴフィルムは、上記のＰＥＴフィルム１０００ｍを６インチ紙管に巻いた直径３００ｍｍの巻出ロールから供給した。
【００５８】
次に、樹脂タンク内で４０℃に保持したアクリル系紫外線硬化性組成物を供給ノズルからロール金型とＰＥＴフィルムとの間に供給した。ロール金型は、約０．１ｍ／ｓの速度で回転させた。アクリル系紫外線硬化性組成物がＰＥＴフィルムとロール金型との間に保持された状態で、９．６ｋＷ（１２８×１０-2Ｗ／ｍ）の紫外線照射装置により、照射量（積算エネルギー）が２．８０×１０-2ｍＪ／ｍ2となるように紫外線を照射し、アクリル系紫外線硬化性組成物に、ロール金型表面の形状を転写し、硬化した後、ＰＥＴフィルムとアクリル系紫外線硬化性組成物の２層からなるプリズムシートをロール金型から剥離した。得られたプリズムシートを所定の大きさに切断し、バックライトユニットに設置して外観品位および光学性能を検査したところ、スジやムラのない全面均一な品位であることが確認できた。ロール金型表面のＳＥＭ観察をおこなったところ、溝の両側縁部にほぼ同量の微小のバリが確認されたが、外観品位に影響のないレベルであった。
【００５９】
（比較例）
実施例と同様に鏡面加工まで行い、実施例と同様のダイヤモンドバイトを用いてＶ溝加工を行った。１回転あたりＸ軸方向に送り速度２μｍ／ｒｅｖの１軸切込みを行った。その他は実施例と同様にめっき工程まで行った。
【００６０】
外観検査を行った結果、ロール金型の至る所に切削ムラが確認された。ＳＥＭ観察を行った結果、プリズム基準線とプリズム斜面とのなす角度が小さい側の溝縁部に大きなバリ、反対側の溝縁部に小さなバリが確認され、外観品位の基準に満たなかった。また、得られた金型からプリズムシートを成形して、検査したところ、外観品位、光学性能とも品質基準に満たなかった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ロール金型に溝を切削加工する工程を説明刷る図面である。
【図２】本発明の実施形態のプリズムシート成形用ロール金型製造方法を実施するロール金型製造装置の構成を模式的に示す図面である。
【図３】図２のロール金型製造装置に取付けられたシリンダロールと、バイトの先端部との位置関係を示す拡大図である。
【図４】本実施態様の製造方法により製造したロール金型を用いて、プリズムシートを製造するプリズムシート製造装置の概略構成を示す図面である。
【符号の説明】
【００６２】
１：バイト
４：第１の切刃面
６：第２の切刃面
８：シリンダロール
１０：（シリンダロールの）外周面（成形面）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２面の切刃面とそれらの稜線を有するバイトを前記稜線がシリンダロールの回転軸に略直交するように、かつ、該シリンダロールの外周面の法線方向と、該シリンダロールの回転軸に平行な方向との２方向に沿って該シリンダロールに押し当てて該シリンダーロールの外周面に溝を切削するプリズムシート成形用ロール金型製造方法であって、
前記平行な方向に沿った前記バイトを押し当てる方向が、前記回転軸に対して、傾斜角度が大きい切刃面から傾斜角度が小さい切刃面に向かう方向である、
ことを特徴とするプリズムシート成形用ロール金型製造方法。
【請求項１】
２面の切刃面とそれらの稜線を有するバイトを前記稜線がシリンダロールの回転軸に略直交するように、かつ、該シリンダロールの外周面の法線方向と、該シリンダロールの回転軸に平行な方向との２方向に沿って該シリンダロールに押し当てて該シリンダーロールの外周面に溝を切削するプリズムシート成形用ロール金型製造方法であって、
前記平行な方向に沿った前記バイトを押し当てる方向が、前記回転軸に対して、傾斜角度が大きい切刃面から傾斜角度が小さい切刃面に向かう方向である、
ことを特徴とするプリズムシート成形用ロール金型製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１４９０２５（Ｐ２００９−１４９０２５Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３０４８７（Ｐ２００７−３３０４８７）
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２１日（２００７．１２．２１）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
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