偏肉樹脂シートの製造方法
【課題】反りの発生を低減した偏肉樹脂シートの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】溶融した樹脂をシート状に押し出す押出工程１００と、押し出した溶融樹脂シート１４ａを型ローラ１６とニップローラ１８で挟み、型ローラ１６表面の加工形状を溶融樹脂シート１４ａに転写し、冷却固化するシート成形工程１１２と、引取ローラ２４で樹脂シート１４を引き取って搬送する搬送工程１１５と、を有し、搬送工程１１５では、樹脂シート１４の最厚部の表面温度がＴｇ以下になる前に、樹脂シート１４の剥離ローラ２０に接していた側から加熱装置２２ｃで加熱して、樹脂シート１４における幅方向の厚み分布の最薄部の表面温度を最厚部の表面温度より高くし、樹脂シート１４が切断されるまで幅方向の表面温度分布が３０℃以内になるように徐冷することを特徴とする偏肉樹脂シートの製造方法である。
【解決手段】溶融した樹脂をシート状に押し出す押出工程１００と、押し出した溶融樹脂シート１４ａを型ローラ１６とニップローラ１８で挟み、型ローラ１６表面の加工形状を溶融樹脂シート１４ａに転写し、冷却固化するシート成形工程１１２と、引取ローラ２４で樹脂シート１４を引き取って搬送する搬送工程１１５と、を有し、搬送工程１１５では、樹脂シート１４の最厚部の表面温度がＴｇ以下になる前に、樹脂シート１４の剥離ローラ２０に接していた側から加熱装置２２ｃで加熱して、樹脂シート１４における幅方向の厚み分布の最薄部の表面温度を最厚部の表面温度より高くし、樹脂シート１４が切断されるまで幅方向の表面温度分布が３０℃以内になるように徐冷することを特徴とする偏肉樹脂シートの製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏肉樹脂シートの製造方法に係り、特に、各種表示装置の背面に配される導光板や各種光学素子に使用するのに好適な偏肉樹脂シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、樹脂シートの押出成形においては、Ｔダイから押し出された溶融樹脂シートは冷却ロールにより冷却され、その後、引取ロールにより引き取られながら搬送部での空冷により冷却・固化し、シート状に成形される。このような樹脂シートの押出成形では、成形されたシートの反りが問題となり、反り対策としていくつかの提案がされている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１および２には、ポリシングロールまたはその近傍で樹脂シートの両端部を加熱、あるいは、樹脂シートの中央部を冷却することで、引取ロールの周速度をポリシングロールの周速度と等しくして無張力状態とすることにより、樹脂シート端部の波打ち（エッジウェーブ）を改善する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３、４には、ポリシングロール後の搬送部でシートの上下からヒータで加熱してシート上面と下面の温度を均一にすることで、温度差に起因する内部歪みおよび反りを低減する方法が開示されている。
【０００５】
特許文献５には、冷却ロールの温度を調節し、かつ押し出されたシートを加熱することにより温度を高くした後、緩やかに徐冷し、内部応力を緩和する方法が開示されている。
【特許文献１】実開平４−１１１４１７号公報
【特許文献２】特開平９−１６３６号公報
【特許文献３】特開平７−９５３８号公報
【特許文献４】特開２００２−１２０２４９号公報
【特許文献５】特開平６−３４４４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜５に記載の装置および方法は、いずれも平らな樹脂シートについての反り対策である。幅方向に厚み分布の大きい偏肉樹脂シートの押出成形の場合には、幅方向での温度分布が非常に大きくなるため、温度制御が難しく、薄肉部と厚肉部の温度差により搬送中にシートがねじれてしまうという問題があった。また、適切に温度制御を行わないとシートの変形により所望の断面形状を得ることができなかった。さらに、引取ロールの周速度を冷却ロールの周速度よりも速くして搬送中のシートの張力を大きくすることで、張力により搬送中のシートのねじれを抑制することも行われているが、大きな張力をかけた状態で冷却・固化を行うため、残留歪みが残ってしまい、成形後のシートが高温の環境下にさらされた場合に反りが発生してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、反りの発生を低減した偏肉樹脂シートの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１は、前記目的を達成するために、溶融した樹脂をダイからシート状に押し出す押出工程と、押し出した溶融樹脂シートを型ローラとニップローラで挟み、該型ローラ表面の加工形状を該溶融樹脂シートに転写し、冷却固化することにより樹脂シートを成形するシート成形工程と、前記樹脂シートを剥離ローラから剥離する剥離工程と、引取ローラで前記樹脂シートを引き取って搬送する搬送工程と、前記樹脂シートを切断手段により所定の長さに切断する切断工程と、を有し、前記剥離工程では、前記樹脂のガラス転移温度をＴｇとしたとき、前記剥離ローラから剥離した直後の該剥離ローラに接していない側の前記樹脂シートの表面温度が、Ｔｇ以上（Ｔｇ＋８０）℃以下であり、前記搬送工程では、前記樹脂シートの最厚部の表面温度がＴｇ以下になる前に、該樹脂シートの前記剥離ローラに接していた側から加熱装置で加熱して、該樹脂シートにおける幅方向の厚み分布の最薄部の表面温度を最厚部の表面温度より高くし、前記切断工程により切断されるまで該樹脂シートの幅方向の表面温度分布が３０℃以内になるように徐冷することを特徴とする偏肉樹脂シートの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
押出成形により製造された樹脂シートは、剥離ローラから剥離した後、搬送工程において徐冷されるが、偏肉樹脂シートにおいては、樹脂シートの厚みに分布があるため、樹脂シートの厚みが厚い部分に比べて、薄い部分の温度が下がりやすくなっている。そのため、樹脂シートの幅方向に温度差が生じ、この温度差により樹脂シートに反りが発生する。
【００１０】
請求項１によれば、剥離ローラから剥離された樹脂シートの温度をＴｇ以上の温度とし、さらに、樹脂フィルムの最厚部の温度がＴｇ以下になる前に最薄部の温度を加熱装置により最厚部の温度より高くしている。したがって、空冷による冷却においては、最薄部と最厚部で、最薄部の方が、冷却が速いため温度差が広がるが、本発明においては、搬送工程において、加熱装置により、最薄部の温度を高くしているため、その後の空冷においても、温度差が広がることを防止することができる。
【００１１】
さらに、切断工程で切断されるまでの樹脂シートの幅方向の温度差を３０℃以内に維持するようにしているため、温度差による反りを防止することができる。
【００１２】
請求項２は請求項１において、前記引取ローラの最外径の周速度Ｖａと前記型ローラの周速度Ｖｂの比（Ｖａ／Ｖｂ）が０．９８以上１．０２以下であることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、温度を制御することにより、反りの発生を抑制しているため、樹脂シートに張力をかけることなく、反りの発生を抑制することができる。引取ローラと型ローラの周速比を上記範囲とすることにより、残留歪みが樹脂シートに残ることなく、樹脂シートの製造を行うことができる。
【００１４】
請求項３は請求項１または２において、前記加熱装置が遠赤外線ヒータであることを特徴とする。
【００１５】
請求項３によれば、加熱装置に遠赤外線ヒータを用いているため、効率良く樹脂シートの加熱を行うことができる。
【００１６】
請求項４は請求項１から３いずれかにおいて、前記切断工程の後、（Ｔｇ−４０）℃以上（Ｔｇ−１０）℃以下の温度でアニール処理を行うアニール処理工程を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項４によれば、アニール処理を上記温度で行うことにより、短時間でさらに残留歪みを除去することができ、経時での反りの発生や、二次加工時の反りの発生を抑制することができる。
【００１８】
請求項５は、請求項１から４いずれかにおいて、前記アニール処理工程は、前記樹脂シートを平面状の支持部材で支持して行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項５によれば、アニール処理工程時において、樹脂シートを平面状の支持部材で支持してアニール処理することで、高温で柔らかい状態の樹脂シートが自重により平らになり、樹脂シートの変形の矯正を容易に行うことができる。
【００２０】
請求項６は請求項１から５いずれかにおいて、前記樹脂シートの幅方向における厚み分布の、最厚部と最薄部の厚みの差が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２１】
請求項６によれば、厚み分布の最厚部と最薄部の差を上記範囲とすることにより、樹脂シートの温度調節を容易に行うことができるので、樹脂シートの反りの発生を防止することができる。
【００２２】
請求項７は請求項１から６いずれかにおいて、前記樹脂シートの幅方向における厚み分布が２００ｍｍ以上のピッチの周期性を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項７によれば、樹脂シートに幅方向に厚み分布が周期性を有するときに、この周期形状の継ぎ目についても、温度制御することにより、反りの発生を抑制して、樹脂シートの製造を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の樹脂シートの製造方法によれば、剥離ローラから剥離された後に、冷却されやすい樹脂シートの最薄部を加熱し、冷却することで、樹脂シートに厚み分布がある偏肉樹脂シートの製造においても、樹脂シートの最薄部と最厚部で温度差を少なくすることができるので、反りの発生を抑制した樹脂シートを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面に従って、本発明に係る樹脂シートの製造方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る樹脂シートの製造方法の全体工程図であり、図２は各工程における装置構成を示す概念図である。
【００２７】
図１に示すように、本発明の樹脂シートの製造方法は、主として、原料の計量や混合を行う原料工程１００、溶融した樹脂を連続してシート状（帯状）に押し出す押出工程１１２と、押し出した溶融樹脂シート１４ａを成形しながら冷却して固化するシート成形工程１１４と、樹脂シート１４を剥離する剥離工程１１５と、剥離された樹脂シート１４を次工程である切断工程１２４に搬送する搬送工程１１６と、樹脂シート１４を所定サイズ（長さ・幅）に裁切断する切断工程１２４と、樹脂シート１４を徐冷し、残留歪みの除去を行うアニール処理工程１２６とで構成される。
【００２８】
以下、図２を参照に本発明が適用される樹脂シートの製造装置の主要な構成を説明する。
【００２９】
図２に示すように、原料工程１００では、原料サイロ１２８（又は原料タンク）及び添加物サイロ１３０（又は添加物タンク）から自動計量機１３２に送られた原料樹脂および添加物が自動計量され混合器１３４で原料樹脂と添加物が所定比率になるように混合される。
【００３０】
本発明に適用される原料樹脂の樹脂材料としては、熱可塑性樹脂を用いることができ、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ＭＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、熱可塑性エラストマー、又はこれらの共重合体、シクロオレフィンポリマーなどが挙げられる。
【００３１】
また、これらの熱可塑性樹脂に光拡散粒子を含んでもよく、光拡散粒子としては、例えば、シリコーンやシリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化チタン、ガラスビーズ、ケイ酸カルシウムなどの無機粒子やポリメチルメタクリレート粒子などが挙げられる。散乱粒子を添加する場合、最初に、原料樹脂に散乱粒子を所定濃度よりも高濃度に添加されたマスターペレットが造粒機で製造される。次いで、マスターバッチ方式を好適に採用することで、散乱粒子を所定濃度よりも高濃度に添加されたマスターペレットと散乱粒子が添加されていないベースペレットとが混合器１３４で所定比率混合される。散乱粒子以外の添加物を添加する場合も同様である。
【００３２】
原料工程１００で適切に計量・混合された原料樹脂は押出工程１１２に送られる。
【００３３】
押出工程１１２では、混合器１３４で混合された原料樹脂がホッパー１３６を介して押出機１３８に投入される。原料樹脂が押出機１３８により混練りされながら溶融される。押出機１３８は単軸式押出機及び多軸式押出機の何れでもよく、押出機１３８の内部を真空にするベント機能を含むものが好ましい。押出機１３８で溶融された原料樹脂は、スクリューポンプ又はギアポンプなどの定量ポンプ１４０により供給管１４２を介してダイ１２（例えばＴダイ）に送られる。ダイ１２からシート状に押し出された溶融樹脂シート１４ａは次にシート成形工程１１４に送られる。
【００３４】
シート成形工程１１４では、ダイ１２から押し出された溶融樹脂シート１４ａが、型ローラ１６とニップローラ１８とで挟まれる。溶融樹脂シート１４ａが幅方向に厚み分布を持つ形状に成形されながら、冷却・固化される。固化した樹脂シート１４は剥離ローラ２０で剥離される（剥離工程）。シート成形工程１１４を経た樹脂シート１４は次に搬送工程１１６に送られる。偏肉樹脂シートは、フィルムの幅方向に厚さ分布を有するため、空冷により冷却を行うと樹脂フィルムの厚みが薄い箇所は温度が下がりやすく、厚い箇所は温度が下がりにくいため、樹脂フィルムの幅方向で温度差が生じる。そのため、温度差が生じたまま樹脂フィルムの切断を行うと、樹脂フィルムに反りが発生する。そこで、本発明においては、シート成形工程において、加熱装置を用いて、樹脂シートの温度調節を行う。
【００３５】
搬送工程１１６は、剥離ローラ２０から剥離された樹脂シート１４を切断工程１２４に搬送する工程である。偏肉樹脂シートは、フィルムの幅方向に厚さ分布を有するため、空冷により冷却を行うと樹脂フィルムの厚みが薄い箇所は温度が下がりやすく、厚い箇所は温度が下がりにくいため、樹脂フィルムの幅方向で温度差が生じる。そのため、温度差が生じたまま樹脂フィルムの切断を行うと、樹脂フィルムに反りが発生する。そこで、本発明においては、剥離工程から切断工程における搬送工程において、加熱装置を用いて、樹脂シートの温度調節を行う。
【００３６】
搬送工程１１６により温度制御され搬送された樹脂シート１４は、切断工程１２４に送られる。切断工程１２４は樹脂シート１４を所定長さに切り揃える工程である。また、樹脂シート１４の幅方向両端部分（耳部）を切除する工程を有することもできる。切断手段１７４としては、レーザーカッター、電子ビーム切断、超音波カッターなどを用いることができる。また、受け刃と押し当て刃とからなるギロチンタイプの切断手段を用いることもできる。
【００３７】
また、樹脂シートに形成された形状が複数の厚肉部を有している場合には、切断工程１２４において、その形状の継ぎ目で搬送方向に切断する工程も有することができる。
【００３８】
また、樹脂シート１４は、シート成形工程１１４で所定の形状に成形されるが、樹脂シート１４の両縁部は、その形状において中央部に比較して寸法精度が悪くなる。また、残留歪みも大きくなるので、切断することが好ましい。切断部分は、樹脂シート１４の両端部各２０〜３０ｍｍ切断することが好ましい。樹脂シートの両縁部は図２に示すように、樹脂シートを搬送方向と直交する方向に切断する前に切断することもできるし、所定の形状にシートを切断し、アニール処理を行う前に切断することもできる。
【００３９】
切断された樹脂シート１４の一部は回収ボックス１７６で回収され、回収された樹脂は廃棄又は再利用される。
【００４０】
切断された枚葉の樹脂シート１４は、ローラ１９４により駆動されるコンベアベルト１９６で、次の処理に搬送されると共に、樹脂シート１４の幅方向から鼓状の部材１９２により走行中にズレない様に押さえられている。
【００４１】
次に上記各工程のうち、本発明の特徴をなすシート成形工程１１４から搬送工程１１６の詳細について図３および図４により説明する。
【００４２】
樹脂シートの製造ライン１０は、押出機１３８によって溶融された原料樹脂をシート状に賦形するためのダイ１２と、表面に偏肉形状が形成された型ローラ１６と、型ローラ１６に対向配置されるニップローラ１８と、型ローラ１６に対向配置される剥離ローラ２０と、樹脂シート１４の温度を制御する加熱装置２２と、により構成される。
【００４３】
ダイ１２より押し出したシート状の溶融樹脂シート１４ａを、型ローラ１６と型ローラ１６に対向配置されるニップローラとで挟圧し、型ローラ１６表面の偏肉形状の反転型を樹脂シート１４に転写して成形し、樹脂シート１４を型ローラ１６に対向配置される剥離ローラ２０に巻き掛けることにより徐冷し、歪みが除去された状態で、搬送される。
【００４４】
この樹脂シートの製造において、ダイ１２の樹脂シート１４の押し出し速度は、０．１〜５０ｍ／分、好ましくは０．３〜３０ｍ／分の値が採用できる。したがって、型ローラ１６の周速も略これに一致させる。なお、各ローラの速度ムラは、設定値に対して、１％以内に制御することが好ましい。
【００４５】
ニップローラ１８の型ローラ１６への押し付け圧は、線圧換算（各ニップローラの弾性変形による面接触を線接触と仮定して換算した値）で、０〜２００ｋＮ／ｍ（ｋｇｆ／ｃｍ）とすることが好ましく、０〜１００ｋＮ／ｍ（ｋｇｆ／ｃｍ）とするのがより好ましい。
【００４６】
型ローラ１６の表面には、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示される偏肉樹脂シートを成形するための反転形状が形成されている。図４は、成形後の樹脂シート１４の断面図である。すなわち、樹脂シート１４の裏面は平面であり、樹脂シート１４の表面には、走行方向に平行な直線状の偏肉形状面が形成されている。したがって、型ローラ１６の表面には、図４（ａ）、（ｂ）に示す形成後の樹脂シート１４の反転形状のエンドレス溝を形成すればよい。本発明の樹脂シートの製造方法により製造される偏肉樹脂シートの厚みは、樹脂シートの最厚部と最薄部の厚み差が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。また、図４（ｂ）に示すように、厚肉の部分が２ヶ所以上ある場合のピッチＬは２００ｍｍ以上あることが好ましく、より好ましくは４００ｍｍ以上である。
【００４７】
型ローラ１６の材質としては、各種鉄鋼部材、ステンレス鋼、銅、亜鉛、真鍮、これらの金属材料を芯金として、表面にゴムライニングしたもの、これらの金属材料にＨＣｒメッキ、Ｃｕメッキ、Ｎｉメッキなどのメッキを施したもの、セラミックス、及び各種の複合材料が採用できる。
【００４８】
型ローラ表面の逆蒲鉾形状の形成は、ローラ表面の材質にもよるが、一般的にはＮＣ旋盤による切削加工と仕上げバフ加工との組み合わせが好ましく採用できる。また、他の公知の加工方法（切削加工、超音波加工、放電加工、など）も採用できる。型ローラ表面の表面粗さは、中心線平均粗さＲａで０．５μｍ以下とするのが好ましく、０．２μｍ以下とするのがより好ましい。型ローラ１６は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で回転駆動される。
【００４９】
ニップローラ１８は、型ローラ１６に対向配置され、型ローラ１６とで樹脂シート１４を挟圧するためのローラである。ニップローラ１８の材質としては、各種鉄鋼部材、ステンレス鋼、銅、亜鉛、真鍮、これらの金属材料を芯金として、表面にゴムライニングしたもの、これらの金属材料にＨＣｒメッキ、Ｃｕメッキ、Ｎｉメッキなどのメッキを施したもの、セラミックス、および各種の複合材料が採用できる。
【００５０】
ニップローラ１８の表面は鏡面状に加工されていることが好ましく、中心線平均粗さＲａで０．５μｍ以下とするのが好ましく、０．２μｍ以下とするのがより好ましい。このような平滑な表面とすることにより、成形後の樹脂シート１４の裏面を良好な状態にできる。また、ニップローラ１８は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で回転駆動される。尚、ニップローラ１８に駆動手段を設けない構成も可能であるが、樹脂シート１４の裏面を良好な状態できる点より、駆動手段を設けることが好ましい。
【００５１】
ニップローラ１８には、図示しない加圧手段が設けられており、型ローラ１６との間の樹脂シート１４を所定の圧力で挟圧できるようになっている。この加圧手段は、いずれも、ニップローラ１８と型ローラ１６との接触点における法線方向に圧力を印加する構成のもので、モータ駆動手段、エアシリンダ、油圧シリンダ等の公知の各種手段が採用できる。
【００５２】
ニップローラ１８には、挟圧力の反力による撓みが生じにくくなるような構成を採用することもできる。このような構成としては、ニップローラ１８の背面側（型ローラ１６の反対側）に図示しないバックアップローラを設ける構成、クラウン形状（中高形状とする）を採用する構成、ローラの軸方向中央部の剛性が大きくなるような強度分布を付けたローラの構成、及びこれらを組み合わせた構成などが採用できる。
【００５３】
また、剥離ローラ２０は、型ローラ１６に対向配置され、樹脂シート１４を巻き掛けることにより樹脂シート１４を型ローラ１６より剥離するためのローラで、型ローラ１６の１８０度下流側に配置される。剥離ローラ２０の表面は鏡面状に加工されていることが好ましい。このような表面とすることにより、成形後の樹脂シート１４の裏面を良好な状態にできる。そして、剥離ローラ表面の表面粗さは、中心線平均粗さＲａで０．５μｍ以下とするのが好ましく、０．２μｍ以下とするのがより好ましい。剥離ローラ２０の材質としては、各種鉄鋼部材、ステンレス鋼、銅、亜鉛、真鍮、これらの金属材料を芯金として、表面にゴムライニングしたもの、これらの金属材料にＨＣｒメッキ、Ｃｕメッキ、Ｎｉメッキ等のメッキを施したもの、セラミックス、及び各種の複合材料が採用できる。剥離ローラ２０は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で矢印方向に回転駆動される。尚、剥離ローラ２０に駆動手段を設けない構成も可能であるが、樹脂シート１４の裏面を良好な状態にできる点より、駆動手段を設けることが好ましい。
【００５４】
シート成形工程１１４および後の搬送工程１１６においては、加熱装置２２を設けることが好ましい。厚肉部に比べて温度が低い樹脂シートの薄肉部を、該加熱装置で加熱することにより、温度分布を均一化することができる。加熱装置２２は、図３に示すように、型ロール近傍、剥離ロール近傍、搬送工程の樹脂シート１４の下面側および上面側に設置する。加熱装置２２としては、温風や遠赤外線ヒータ、近赤外線ヒータなどの非接触のものであれば、特に限定されず用いることができるが、加熱効率の点から遠赤外線ヒータを用いることが好ましい。
【００５５】
加熱装置による加熱温度は、樹脂シート１４が剥離ローラ２０から剥離した直後の樹脂シート１４の剥離ローラに接していない側の表面温度を、樹脂のガラス転移温度をＴｇとしたとき、Ｔｇ℃以上（Ｔｇ＋８０）℃以下とすることが好ましい。温度がＴｇ℃以下であると、樹脂シートの冷却・固化が始まるため、樹脂シートに反りが発生してしまう。逆に、温度を（Ｔｇ＋８０）℃以上とした場合、熱により、樹脂シート１４が変形してしまうため好ましくない。剥離工程後の樹脂シートの温度の好ましい範囲は、Ｔｇ℃以上（Ｔｇ＋６０）℃以下であり、より好ましくはＴｇ℃以上（Ｔｇ＋４０）℃以下である。
【００５６】
樹脂シート１４を剥離ローラ２０から剥離した後、樹脂シートの表面温度がＴｇ以下となる前に、樹脂シート１４の下面側（型がついていない面側）から加熱装置２２ｃにより加熱を行う。樹脂シート１４の上面側（型がついている面側）から加熱しすぎると、その後の熱収縮で変形してしまい、所望の形状の樹脂シートを得ることができない場合がある。したがって、樹脂シート１４の表面温度がＴｇ以上の時は、樹脂シート１４の下面側から加熱することが好ましい。
【００５７】
加熱は、樹脂シートの薄肉部の加熱を行い、具体的には、製品幅における樹脂シート最厚部の厚みをＤｍａｘ、最薄部の厚みをＤｍｉｎとしたとき、シートの厚みｔが、ｔ＝Ｄｍｉｎ＋（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）／３を満たす部分を加熱することが好ましい。樹脂シート１４の断面形状が図４（ａ）のような形状であれば、少なくとも上記範囲内の両端の薄肉部を加熱し、図４（ｂ）のような断面形状であれば、両端だけでなく、中央の薄肉部の加熱を行うことが好ましいが、加熱すべき範囲はシート形状や成形条件によって異なるため、適宜最適化することが好ましい。
【００５８】
加熱は、加熱面側の最薄部の表面温度が最厚部の表面温度が高くなるまで加熱を行い、加熱面側の最薄部の表面温度と最厚部の表面温度の温度差が３０℃以内、好ましくは、２０℃以内、さらに好ましくは１０℃以内とすることが好ましい。上記温度範囲とすることにより、樹脂シート１４の最厚部と最薄部で温度差を小さくすることができるので、反りの発生を抑制することができる。また、最薄部の表面温度を最厚部の表面温度より高くなるまで加熱を行うことにより、その後の空冷により樹脂シートの最薄部の方が冷却されやすいため、剥離ローラ２０からの剥離後に最薄部の表面温度を最厚部の表面温度より高くすることにより、樹脂フィルムの温度制御を容易に行うことができる。
【００５９】
樹脂シートの表面温度がＴｇ以下になった後は、樹脂シートの製品幅における幅方向の表面温度分布が３０℃以内、好ましくは２０℃以内、さらに好ましくは１０℃以内となるように、温度の低い薄肉部の加熱を行う。図３においては、樹脂シート１４の上面側から加熱装置２２ｃ、２２ｄを用いて行っているが、加熱装置の位置は樹脂シート１４の下面側から行うことも可能である。また、表面温度分布も上記範囲内であれば、樹脂シート１４の最厚部、最薄部いずれの温度が高くとも反りの発生を抑制した樹脂シートの製造をすることができる。
【００６０】
また、搬送工程１１６においては、引取ローラ２４の周速度を速くすることにより、搬送中の樹脂シート１４にテンションがかかり樹脂シート１４の反りを抑制する効果があるが、残留歪みが発生してしまう。本発明においては、搬送工程における温度制御により樹脂シートの反りを防止しているため、引取ローラ２４の周速度を速くし、テンションをかけなくなくても反りの発生を抑制することができる。具体的には、引取ローラ２４の最外径の周速度Ｖａと型ロールの最外径の周速度Ｖｂの比Ｖａ／Ｖｂを０．９８以上１．０２以下とすることが好ましく、０．９９以上１．０１以下とすることがさらに好ましい。
【００６１】
樹脂シート１４は切断工程１２４の後に、アニール処理工程１２６を行うことが好ましい。アニール処理は、樹脂シートを平らな面の上に、樹脂シートの平面側下にして置き、熱処理を行うことにより、自重を利用して樹脂シートの変形・反りを矯正し、残留歪みを除去する工程である。樹脂シートを支持する平面状の支持部材１９８の平面度は、アニール処理後の樹脂シートの平面度に反映されるため、樹脂シートを支持する領域において０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。支持部材は平板だけでなく、格子板、パンチングメタルなど、平面状のものであれば開口部があっても良い。支持部材の材質としては、ステンレスや鉄などの金属以外にも、フッ素樹脂含浸繊維などの耐熱性の高い素材も使用することができる。アニール温度は（Ｔｇ−４０）℃以上（Ｔｇ−１０）℃以下が好ましく、湿度は乾燥状態が好ましい。熱処理後は５℃／ｍｉｎ以下の速度で徐冷することが好ましく、２℃／ｍｉｎ以下の速度で徐冷することがさらに好ましい。加熱手段は温風加熱や遠赤外線加熱などにより行うことができる。
【００６２】
次に反りの測定方法について説明する。反りは図５に示すように、樹脂シート１４の裏面（平坦面側）を平面な測定基盤２６の上面に載置したときに、樹脂シート１４と測定基盤２６との最大距離Ｈを反り量という。最大距離Ｈは、レーザー変位計により測定することができる。
【実施例】
【００６３】
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴を具体的に説明する。以下の実施例に材料、処理内容、処理手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００６４】
［実施例１］
図４に示す装置を用いて樹脂シートの製造を行った。
【００６５】
ＰＭＭＡ（旭化成（株）製、８０ＮＨ、ガラス転移温度１１０℃）を、温度２５５℃に設定したＴダイより押し出し、ニップロール、図６に示すような形状の型ロール、剥離ロールを経てシート状にし、樹脂シートの両端を切断して、シート幅方向の断面形状が図４（ａ）のような幅５９４ｍｍ、最薄部２．０ｍｍ、最厚部３．８ｍｍの樹脂シートを得た。
【００６６】
押出工程において、ダイのリップ幅は６６０ｍｍであり、リップ開度（リップクリアランス）は４ｍｍであり、幅方向の流量分布は、各位置でのニップロールと型ロールのクリアランス量に略比例するように、チョークバーで調整した。
【００６７】
シート成形工程において、ニップロール、型ロール、剥離ロールの表面温度はそれぞれ７０℃、７５℃、８０℃であり、ニップロールのロール径はφ３５０ｍｍ、剥離ロールのロール径はφ５００ｍｍ、型ロールの厚肉形成部のロール径はφ３４５．６ｍｍ、薄肉形成部のロール径はφ３４９．２ｍｍ、樹脂シートと非接触部のロール径（最外径）はφ３５０ｍｍとした。ニップロールと型ロールのクリアランスは、ロール中央の最大部で３．９０ｍｍ、ロール端部の最小部で１．７０ｍｍであり、型ロールと剥離ロールのクリアランスはロール中央の最大部で４．００ｍｍ、ロール端部の最小部で１．８０ｍｍとした。ニップロール、型ロール、剥離ロール、引取ロールの周速度（最外径）はそれぞれ１．２０５ｍ／ｍｉｎ、１．２０９ｍ／ｍｉｎ、１．２３０ｍ／ｍｉｎ、１．２０７ｍ／ｍｉｎとした。引取ロールの最外径の周速度Ｖａと型ロールの最外径の周速度Ｖｂの比Ｖａ／Ｖｂは０．９９８とした。ニップロール、型ロール、剥離ロールは硬質クロムメッキ処理されており、引取ロールの表面材質は、ＥＰＴゴムとした。
【００６８】
樹脂シートの製造は、図３に示すように、型ロールおよび剥離ロールと接触している面と反対側の樹脂シート面を、樹脂シート表面から５０ｍｍ離れた位置に遠赤外線セラミックヒータを設置し、シートの両端からそれぞれ１５０ｍｍの範囲を加熱した。このとき遠赤外線セラミックヒータの表面温度は５００℃であり、型ロールとの接触中に２０秒間、剥離ロールとの接触中に１５秒間それぞれ加熱した。
【００６９】
搬送工程においても、剥離ロールから１２０ｍｍの位置で樹脂シートから下面側に５０ｍｍ離れた位置に遠赤外線セラミックヒータを設置してヒータの表面温度を５００℃とし、剥離ロールから４７０ｍｍ、７３０ｍｍの位置で樹脂シートから上面側に５０ｍｍ離れた位置に遠赤外線セラミックヒータを設置してヒータの表面温度を４００℃とし、シートの両端からそれぞれ１５０ｍｍの範囲を２０秒間ずつ加熱した。
【００７０】
切断機で樹脂シートを幅方向に切断し、１０５０ｍｍのシートとし、その後幅が５９４ｍｍとなるように、樹脂シートの幅方向の両端部（両耳）を所望のサイズの樹脂シートとし、図５に示すように平らな測定基盤２６の上にのせて、レーザー変位計で測定基盤２６からの距離を測定したところ、最大値は３．３ｍｍであった。
【００７１】
上記樹脂シートを温風加熱方式の恒温槽内で、ステンレス製の平らな網棚に樹脂シートの平面側が下になるように載せて、９０℃の乾燥状態で２時間アニール処理をして１℃／ｍｉｎの速度で徐冷して室温まで戻した。得られた樹脂シートの変形量を再度、図５に示す方法で測定したところ最大値は０．５ｍｍであった。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明が適用される樹脂シートの製造方法のフローを説明する工程図である。
【図２】本発明が適用される樹脂シートの製造装置の概念図である。
【図３】樹脂シートの製造装置のシート成形工程、剥離工程、搬送工程を示す構成図である。
【図４】樹脂シートの形状の一例を示す断面図である。
【図５】樹脂シートの反りの測定方法を説明する説明図である。
【図６】実施例で使用した型ローラの側面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１２…ダイ、１４…樹脂シート、１４ａ…溶融樹脂シート、１６…型ローラ、１８…ニップローラ、２０…剥離ローラ、２２…加熱装置、２４…引取ローラ、２６…測定基盤、１００…原料工程、１１２…押出工程、１１４…シート成形工程、１１５…剥離工程、１１６…搬送工程、１２４…切断工程、１２８…原料サイロ、１３０…添加物サイロ、１３２…自動計量機、１３４…混合器、１３６…原料樹脂がホッパー、１３８…押出機、１４０…定量ポンプ、１４２…供給管、１７４…切断手段、１７６…回収ボックス、１９２…鼓状の部材、１９４…ローラ、１９６…コンベアベルト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏肉樹脂シートの製造方法に係り、特に、各種表示装置の背面に配される導光板や各種光学素子に使用するのに好適な偏肉樹脂シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、樹脂シートの押出成形においては、Ｔダイから押し出された溶融樹脂シートは冷却ロールにより冷却され、その後、引取ロールにより引き取られながら搬送部での空冷により冷却・固化し、シート状に成形される。このような樹脂シートの押出成形では、成形されたシートの反りが問題となり、反り対策としていくつかの提案がされている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１および２には、ポリシングロールまたはその近傍で樹脂シートの両端部を加熱、あるいは、樹脂シートの中央部を冷却することで、引取ロールの周速度をポリシングロールの周速度と等しくして無張力状態とすることにより、樹脂シート端部の波打ち（エッジウェーブ）を改善する方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３、４には、ポリシングロール後の搬送部でシートの上下からヒータで加熱してシート上面と下面の温度を均一にすることで、温度差に起因する内部歪みおよび反りを低減する方法が開示されている。
【０００５】
特許文献５には、冷却ロールの温度を調節し、かつ押し出されたシートを加熱することにより温度を高くした後、緩やかに徐冷し、内部応力を緩和する方法が開示されている。
【特許文献１】実開平４−１１１４１７号公報
【特許文献２】特開平９−１６３６号公報
【特許文献３】特開平７−９５３８号公報
【特許文献４】特開２００２−１２０２４９号公報
【特許文献５】特開平６−３４４４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜５に記載の装置および方法は、いずれも平らな樹脂シートについての反り対策である。幅方向に厚み分布の大きい偏肉樹脂シートの押出成形の場合には、幅方向での温度分布が非常に大きくなるため、温度制御が難しく、薄肉部と厚肉部の温度差により搬送中にシートがねじれてしまうという問題があった。また、適切に温度制御を行わないとシートの変形により所望の断面形状を得ることができなかった。さらに、引取ロールの周速度を冷却ロールの周速度よりも速くして搬送中のシートの張力を大きくすることで、張力により搬送中のシートのねじれを抑制することも行われているが、大きな張力をかけた状態で冷却・固化を行うため、残留歪みが残ってしまい、成形後のシートが高温の環境下にさらされた場合に反りが発生してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、反りの発生を低減した偏肉樹脂シートの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１は、前記目的を達成するために、溶融した樹脂をダイからシート状に押し出す押出工程と、押し出した溶融樹脂シートを型ローラとニップローラで挟み、該型ローラ表面の加工形状を該溶融樹脂シートに転写し、冷却固化することにより樹脂シートを成形するシート成形工程と、前記樹脂シートを剥離ローラから剥離する剥離工程と、引取ローラで前記樹脂シートを引き取って搬送する搬送工程と、前記樹脂シートを切断手段により所定の長さに切断する切断工程と、を有し、前記剥離工程では、前記樹脂のガラス転移温度をＴｇとしたとき、前記剥離ローラから剥離した直後の該剥離ローラに接していない側の前記樹脂シートの表面温度が、Ｔｇ以上（Ｔｇ＋８０）℃以下であり、前記搬送工程では、前記樹脂シートの最厚部の表面温度がＴｇ以下になる前に、該樹脂シートの前記剥離ローラに接していた側から加熱装置で加熱して、該樹脂シートにおける幅方向の厚み分布の最薄部の表面温度を最厚部の表面温度より高くし、前記切断工程により切断されるまで該樹脂シートの幅方向の表面温度分布が３０℃以内になるように徐冷することを特徴とする偏肉樹脂シートの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
押出成形により製造された樹脂シートは、剥離ローラから剥離した後、搬送工程において徐冷されるが、偏肉樹脂シートにおいては、樹脂シートの厚みに分布があるため、樹脂シートの厚みが厚い部分に比べて、薄い部分の温度が下がりやすくなっている。そのため、樹脂シートの幅方向に温度差が生じ、この温度差により樹脂シートに反りが発生する。
【００１０】
請求項１によれば、剥離ローラから剥離された樹脂シートの温度をＴｇ以上の温度とし、さらに、樹脂フィルムの最厚部の温度がＴｇ以下になる前に最薄部の温度を加熱装置により最厚部の温度より高くしている。したがって、空冷による冷却においては、最薄部と最厚部で、最薄部の方が、冷却が速いため温度差が広がるが、本発明においては、搬送工程において、加熱装置により、最薄部の温度を高くしているため、その後の空冷においても、温度差が広がることを防止することができる。
【００１１】
さらに、切断工程で切断されるまでの樹脂シートの幅方向の温度差を３０℃以内に維持するようにしているため、温度差による反りを防止することができる。
【００１２】
請求項２は請求項１において、前記引取ローラの最外径の周速度Ｖａと前記型ローラの周速度Ｖｂの比（Ｖａ／Ｖｂ）が０．９８以上１．０２以下であることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、温度を制御することにより、反りの発生を抑制しているため、樹脂シートに張力をかけることなく、反りの発生を抑制することができる。引取ローラと型ローラの周速比を上記範囲とすることにより、残留歪みが樹脂シートに残ることなく、樹脂シートの製造を行うことができる。
【００１４】
請求項３は請求項１または２において、前記加熱装置が遠赤外線ヒータであることを特徴とする。
【００１５】
請求項３によれば、加熱装置に遠赤外線ヒータを用いているため、効率良く樹脂シートの加熱を行うことができる。
【００１６】
請求項４は請求項１から３いずれかにおいて、前記切断工程の後、（Ｔｇ−４０）℃以上（Ｔｇ−１０）℃以下の温度でアニール処理を行うアニール処理工程を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項４によれば、アニール処理を上記温度で行うことにより、短時間でさらに残留歪みを除去することができ、経時での反りの発生や、二次加工時の反りの発生を抑制することができる。
【００１８】
請求項５は、請求項１から４いずれかにおいて、前記アニール処理工程は、前記樹脂シートを平面状の支持部材で支持して行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項５によれば、アニール処理工程時において、樹脂シートを平面状の支持部材で支持してアニール処理することで、高温で柔らかい状態の樹脂シートが自重により平らになり、樹脂シートの変形の矯正を容易に行うことができる。
【００２０】
請求項６は請求項１から５いずれかにおいて、前記樹脂シートの幅方向における厚み分布の、最厚部と最薄部の厚みの差が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２１】
請求項６によれば、厚み分布の最厚部と最薄部の差を上記範囲とすることにより、樹脂シートの温度調節を容易に行うことができるので、樹脂シートの反りの発生を防止することができる。
【００２２】
請求項７は請求項１から６いずれかにおいて、前記樹脂シートの幅方向における厚み分布が２００ｍｍ以上のピッチの周期性を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項７によれば、樹脂シートに幅方向に厚み分布が周期性を有するときに、この周期形状の継ぎ目についても、温度制御することにより、反りの発生を抑制して、樹脂シートの製造を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の樹脂シートの製造方法によれば、剥離ローラから剥離された後に、冷却されやすい樹脂シートの最薄部を加熱し、冷却することで、樹脂シートに厚み分布がある偏肉樹脂シートの製造においても、樹脂シートの最薄部と最厚部で温度差を少なくすることができるので、反りの発生を抑制した樹脂シートを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面に従って、本発明に係る樹脂シートの製造方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る樹脂シートの製造方法の全体工程図であり、図２は各工程における装置構成を示す概念図である。
【００２７】
図１に示すように、本発明の樹脂シートの製造方法は、主として、原料の計量や混合を行う原料工程１００、溶融した樹脂を連続してシート状（帯状）に押し出す押出工程１１２と、押し出した溶融樹脂シート１４ａを成形しながら冷却して固化するシート成形工程１１４と、樹脂シート１４を剥離する剥離工程１１５と、剥離された樹脂シート１４を次工程である切断工程１２４に搬送する搬送工程１１６と、樹脂シート１４を所定サイズ（長さ・幅）に裁切断する切断工程１２４と、樹脂シート１４を徐冷し、残留歪みの除去を行うアニール処理工程１２６とで構成される。
【００２８】
以下、図２を参照に本発明が適用される樹脂シートの製造装置の主要な構成を説明する。
【００２９】
図２に示すように、原料工程１００では、原料サイロ１２８（又は原料タンク）及び添加物サイロ１３０（又は添加物タンク）から自動計量機１３２に送られた原料樹脂および添加物が自動計量され混合器１３４で原料樹脂と添加物が所定比率になるように混合される。
【００３０】
本発明に適用される原料樹脂の樹脂材料としては、熱可塑性樹脂を用いることができ、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ＭＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、熱可塑性エラストマー、又はこれらの共重合体、シクロオレフィンポリマーなどが挙げられる。
【００３１】
また、これらの熱可塑性樹脂に光拡散粒子を含んでもよく、光拡散粒子としては、例えば、シリコーンやシリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、酸化チタン、ガラスビーズ、ケイ酸カルシウムなどの無機粒子やポリメチルメタクリレート粒子などが挙げられる。散乱粒子を添加する場合、最初に、原料樹脂に散乱粒子を所定濃度よりも高濃度に添加されたマスターペレットが造粒機で製造される。次いで、マスターバッチ方式を好適に採用することで、散乱粒子を所定濃度よりも高濃度に添加されたマスターペレットと散乱粒子が添加されていないベースペレットとが混合器１３４で所定比率混合される。散乱粒子以外の添加物を添加する場合も同様である。
【００３２】
原料工程１００で適切に計量・混合された原料樹脂は押出工程１１２に送られる。
【００３３】
押出工程１１２では、混合器１３４で混合された原料樹脂がホッパー１３６を介して押出機１３８に投入される。原料樹脂が押出機１３８により混練りされながら溶融される。押出機１３８は単軸式押出機及び多軸式押出機の何れでもよく、押出機１３８の内部を真空にするベント機能を含むものが好ましい。押出機１３８で溶融された原料樹脂は、スクリューポンプ又はギアポンプなどの定量ポンプ１４０により供給管１４２を介してダイ１２（例えばＴダイ）に送られる。ダイ１２からシート状に押し出された溶融樹脂シート１４ａは次にシート成形工程１１４に送られる。
【００３４】
シート成形工程１１４では、ダイ１２から押し出された溶融樹脂シート１４ａが、型ローラ１６とニップローラ１８とで挟まれる。溶融樹脂シート１４ａが幅方向に厚み分布を持つ形状に成形されながら、冷却・固化される。固化した樹脂シート１４は剥離ローラ２０で剥離される（剥離工程）。シート成形工程１１４を経た樹脂シート１４は次に搬送工程１１６に送られる。偏肉樹脂シートは、フィルムの幅方向に厚さ分布を有するため、空冷により冷却を行うと樹脂フィルムの厚みが薄い箇所は温度が下がりやすく、厚い箇所は温度が下がりにくいため、樹脂フィルムの幅方向で温度差が生じる。そのため、温度差が生じたまま樹脂フィルムの切断を行うと、樹脂フィルムに反りが発生する。そこで、本発明においては、シート成形工程において、加熱装置を用いて、樹脂シートの温度調節を行う。
【００３５】
搬送工程１１６は、剥離ローラ２０から剥離された樹脂シート１４を切断工程１２４に搬送する工程である。偏肉樹脂シートは、フィルムの幅方向に厚さ分布を有するため、空冷により冷却を行うと樹脂フィルムの厚みが薄い箇所は温度が下がりやすく、厚い箇所は温度が下がりにくいため、樹脂フィルムの幅方向で温度差が生じる。そのため、温度差が生じたまま樹脂フィルムの切断を行うと、樹脂フィルムに反りが発生する。そこで、本発明においては、剥離工程から切断工程における搬送工程において、加熱装置を用いて、樹脂シートの温度調節を行う。
【００３６】
搬送工程１１６により温度制御され搬送された樹脂シート１４は、切断工程１２４に送られる。切断工程１２４は樹脂シート１４を所定長さに切り揃える工程である。また、樹脂シート１４の幅方向両端部分（耳部）を切除する工程を有することもできる。切断手段１７４としては、レーザーカッター、電子ビーム切断、超音波カッターなどを用いることができる。また、受け刃と押し当て刃とからなるギロチンタイプの切断手段を用いることもできる。
【００３７】
また、樹脂シートに形成された形状が複数の厚肉部を有している場合には、切断工程１２４において、その形状の継ぎ目で搬送方向に切断する工程も有することができる。
【００３８】
また、樹脂シート１４は、シート成形工程１１４で所定の形状に成形されるが、樹脂シート１４の両縁部は、その形状において中央部に比較して寸法精度が悪くなる。また、残留歪みも大きくなるので、切断することが好ましい。切断部分は、樹脂シート１４の両端部各２０〜３０ｍｍ切断することが好ましい。樹脂シートの両縁部は図２に示すように、樹脂シートを搬送方向と直交する方向に切断する前に切断することもできるし、所定の形状にシートを切断し、アニール処理を行う前に切断することもできる。
【００３９】
切断された樹脂シート１４の一部は回収ボックス１７６で回収され、回収された樹脂は廃棄又は再利用される。
【００４０】
切断された枚葉の樹脂シート１４は、ローラ１９４により駆動されるコンベアベルト１９６で、次の処理に搬送されると共に、樹脂シート１４の幅方向から鼓状の部材１９２により走行中にズレない様に押さえられている。
【００４１】
次に上記各工程のうち、本発明の特徴をなすシート成形工程１１４から搬送工程１１６の詳細について図３および図４により説明する。
【００４２】
樹脂シートの製造ライン１０は、押出機１３８によって溶融された原料樹脂をシート状に賦形するためのダイ１２と、表面に偏肉形状が形成された型ローラ１６と、型ローラ１６に対向配置されるニップローラ１８と、型ローラ１６に対向配置される剥離ローラ２０と、樹脂シート１４の温度を制御する加熱装置２２と、により構成される。
【００４３】
ダイ１２より押し出したシート状の溶融樹脂シート１４ａを、型ローラ１６と型ローラ１６に対向配置されるニップローラとで挟圧し、型ローラ１６表面の偏肉形状の反転型を樹脂シート１４に転写して成形し、樹脂シート１４を型ローラ１６に対向配置される剥離ローラ２０に巻き掛けることにより徐冷し、歪みが除去された状態で、搬送される。
【００４４】
この樹脂シートの製造において、ダイ１２の樹脂シート１４の押し出し速度は、０．１〜５０ｍ／分、好ましくは０．３〜３０ｍ／分の値が採用できる。したがって、型ローラ１６の周速も略これに一致させる。なお、各ローラの速度ムラは、設定値に対して、１％以内に制御することが好ましい。
【００４５】
ニップローラ１８の型ローラ１６への押し付け圧は、線圧換算（各ニップローラの弾性変形による面接触を線接触と仮定して換算した値）で、０〜２００ｋＮ／ｍ（ｋｇｆ／ｃｍ）とすることが好ましく、０〜１００ｋＮ／ｍ（ｋｇｆ／ｃｍ）とするのがより好ましい。
【００４６】
型ローラ１６の表面には、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示される偏肉樹脂シートを成形するための反転形状が形成されている。図４は、成形後の樹脂シート１４の断面図である。すなわち、樹脂シート１４の裏面は平面であり、樹脂シート１４の表面には、走行方向に平行な直線状の偏肉形状面が形成されている。したがって、型ローラ１６の表面には、図４（ａ）、（ｂ）に示す形成後の樹脂シート１４の反転形状のエンドレス溝を形成すればよい。本発明の樹脂シートの製造方法により製造される偏肉樹脂シートの厚みは、樹脂シートの最厚部と最薄部の厚み差が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。また、図４（ｂ）に示すように、厚肉の部分が２ヶ所以上ある場合のピッチＬは２００ｍｍ以上あることが好ましく、より好ましくは４００ｍｍ以上である。
【００４７】
型ローラ１６の材質としては、各種鉄鋼部材、ステンレス鋼、銅、亜鉛、真鍮、これらの金属材料を芯金として、表面にゴムライニングしたもの、これらの金属材料にＨＣｒメッキ、Ｃｕメッキ、Ｎｉメッキなどのメッキを施したもの、セラミックス、及び各種の複合材料が採用できる。
【００４８】
型ローラ表面の逆蒲鉾形状の形成は、ローラ表面の材質にもよるが、一般的にはＮＣ旋盤による切削加工と仕上げバフ加工との組み合わせが好ましく採用できる。また、他の公知の加工方法（切削加工、超音波加工、放電加工、など）も採用できる。型ローラ表面の表面粗さは、中心線平均粗さＲａで０．５μｍ以下とするのが好ましく、０．２μｍ以下とするのがより好ましい。型ローラ１６は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で回転駆動される。
【００４９】
ニップローラ１８は、型ローラ１６に対向配置され、型ローラ１６とで樹脂シート１４を挟圧するためのローラである。ニップローラ１８の材質としては、各種鉄鋼部材、ステンレス鋼、銅、亜鉛、真鍮、これらの金属材料を芯金として、表面にゴムライニングしたもの、これらの金属材料にＨＣｒメッキ、Ｃｕメッキ、Ｎｉメッキなどのメッキを施したもの、セラミックス、および各種の複合材料が採用できる。
【００５０】
ニップローラ１８の表面は鏡面状に加工されていることが好ましく、中心線平均粗さＲａで０．５μｍ以下とするのが好ましく、０．２μｍ以下とするのがより好ましい。このような平滑な表面とすることにより、成形後の樹脂シート１４の裏面を良好な状態にできる。また、ニップローラ１８は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で回転駆動される。尚、ニップローラ１８に駆動手段を設けない構成も可能であるが、樹脂シート１４の裏面を良好な状態できる点より、駆動手段を設けることが好ましい。
【００５１】
ニップローラ１８には、図示しない加圧手段が設けられており、型ローラ１６との間の樹脂シート１４を所定の圧力で挟圧できるようになっている。この加圧手段は、いずれも、ニップローラ１８と型ローラ１６との接触点における法線方向に圧力を印加する構成のもので、モータ駆動手段、エアシリンダ、油圧シリンダ等の公知の各種手段が採用できる。
【００５２】
ニップローラ１８には、挟圧力の反力による撓みが生じにくくなるような構成を採用することもできる。このような構成としては、ニップローラ１８の背面側（型ローラ１６の反対側）に図示しないバックアップローラを設ける構成、クラウン形状（中高形状とする）を採用する構成、ローラの軸方向中央部の剛性が大きくなるような強度分布を付けたローラの構成、及びこれらを組み合わせた構成などが採用できる。
【００５３】
また、剥離ローラ２０は、型ローラ１６に対向配置され、樹脂シート１４を巻き掛けることにより樹脂シート１４を型ローラ１６より剥離するためのローラで、型ローラ１６の１８０度下流側に配置される。剥離ローラ２０の表面は鏡面状に加工されていることが好ましい。このような表面とすることにより、成形後の樹脂シート１４の裏面を良好な状態にできる。そして、剥離ローラ表面の表面粗さは、中心線平均粗さＲａで０．５μｍ以下とするのが好ましく、０．２μｍ以下とするのがより好ましい。剥離ローラ２０の材質としては、各種鉄鋼部材、ステンレス鋼、銅、亜鉛、真鍮、これらの金属材料を芯金として、表面にゴムライニングしたもの、これらの金属材料にＨＣｒメッキ、Ｃｕメッキ、Ｎｉメッキ等のメッキを施したもの、セラミックス、及び各種の複合材料が採用できる。剥離ローラ２０は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で矢印方向に回転駆動される。尚、剥離ローラ２０に駆動手段を設けない構成も可能であるが、樹脂シート１４の裏面を良好な状態にできる点より、駆動手段を設けることが好ましい。
【００５４】
シート成形工程１１４および後の搬送工程１１６においては、加熱装置２２を設けることが好ましい。厚肉部に比べて温度が低い樹脂シートの薄肉部を、該加熱装置で加熱することにより、温度分布を均一化することができる。加熱装置２２は、図３に示すように、型ロール近傍、剥離ロール近傍、搬送工程の樹脂シート１４の下面側および上面側に設置する。加熱装置２２としては、温風や遠赤外線ヒータ、近赤外線ヒータなどの非接触のものであれば、特に限定されず用いることができるが、加熱効率の点から遠赤外線ヒータを用いることが好ましい。
【００５５】
加熱装置による加熱温度は、樹脂シート１４が剥離ローラ２０から剥離した直後の樹脂シート１４の剥離ローラに接していない側の表面温度を、樹脂のガラス転移温度をＴｇとしたとき、Ｔｇ℃以上（Ｔｇ＋８０）℃以下とすることが好ましい。温度がＴｇ℃以下であると、樹脂シートの冷却・固化が始まるため、樹脂シートに反りが発生してしまう。逆に、温度を（Ｔｇ＋８０）℃以上とした場合、熱により、樹脂シート１４が変形してしまうため好ましくない。剥離工程後の樹脂シートの温度の好ましい範囲は、Ｔｇ℃以上（Ｔｇ＋６０）℃以下であり、より好ましくはＴｇ℃以上（Ｔｇ＋４０）℃以下である。
【００５６】
樹脂シート１４を剥離ローラ２０から剥離した後、樹脂シートの表面温度がＴｇ以下となる前に、樹脂シート１４の下面側（型がついていない面側）から加熱装置２２ｃにより加熱を行う。樹脂シート１４の上面側（型がついている面側）から加熱しすぎると、その後の熱収縮で変形してしまい、所望の形状の樹脂シートを得ることができない場合がある。したがって、樹脂シート１４の表面温度がＴｇ以上の時は、樹脂シート１４の下面側から加熱することが好ましい。
【００５７】
加熱は、樹脂シートの薄肉部の加熱を行い、具体的には、製品幅における樹脂シート最厚部の厚みをＤｍａｘ、最薄部の厚みをＤｍｉｎとしたとき、シートの厚みｔが、ｔ＝Ｄｍｉｎ＋（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）／３を満たす部分を加熱することが好ましい。樹脂シート１４の断面形状が図４（ａ）のような形状であれば、少なくとも上記範囲内の両端の薄肉部を加熱し、図４（ｂ）のような断面形状であれば、両端だけでなく、中央の薄肉部の加熱を行うことが好ましいが、加熱すべき範囲はシート形状や成形条件によって異なるため、適宜最適化することが好ましい。
【００５８】
加熱は、加熱面側の最薄部の表面温度が最厚部の表面温度が高くなるまで加熱を行い、加熱面側の最薄部の表面温度と最厚部の表面温度の温度差が３０℃以内、好ましくは、２０℃以内、さらに好ましくは１０℃以内とすることが好ましい。上記温度範囲とすることにより、樹脂シート１４の最厚部と最薄部で温度差を小さくすることができるので、反りの発生を抑制することができる。また、最薄部の表面温度を最厚部の表面温度より高くなるまで加熱を行うことにより、その後の空冷により樹脂シートの最薄部の方が冷却されやすいため、剥離ローラ２０からの剥離後に最薄部の表面温度を最厚部の表面温度より高くすることにより、樹脂フィルムの温度制御を容易に行うことができる。
【００５９】
樹脂シートの表面温度がＴｇ以下になった後は、樹脂シートの製品幅における幅方向の表面温度分布が３０℃以内、好ましくは２０℃以内、さらに好ましくは１０℃以内となるように、温度の低い薄肉部の加熱を行う。図３においては、樹脂シート１４の上面側から加熱装置２２ｃ、２２ｄを用いて行っているが、加熱装置の位置は樹脂シート１４の下面側から行うことも可能である。また、表面温度分布も上記範囲内であれば、樹脂シート１４の最厚部、最薄部いずれの温度が高くとも反りの発生を抑制した樹脂シートの製造をすることができる。
【００６０】
また、搬送工程１１６においては、引取ローラ２４の周速度を速くすることにより、搬送中の樹脂シート１４にテンションがかかり樹脂シート１４の反りを抑制する効果があるが、残留歪みが発生してしまう。本発明においては、搬送工程における温度制御により樹脂シートの反りを防止しているため、引取ローラ２４の周速度を速くし、テンションをかけなくなくても反りの発生を抑制することができる。具体的には、引取ローラ２４の最外径の周速度Ｖａと型ロールの最外径の周速度Ｖｂの比Ｖａ／Ｖｂを０．９８以上１．０２以下とすることが好ましく、０．９９以上１．０１以下とすることがさらに好ましい。
【００６１】
樹脂シート１４は切断工程１２４の後に、アニール処理工程１２６を行うことが好ましい。アニール処理は、樹脂シートを平らな面の上に、樹脂シートの平面側下にして置き、熱処理を行うことにより、自重を利用して樹脂シートの変形・反りを矯正し、残留歪みを除去する工程である。樹脂シートを支持する平面状の支持部材１９８の平面度は、アニール処理後の樹脂シートの平面度に反映されるため、樹脂シートを支持する領域において０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以下であることがさらに好ましい。支持部材は平板だけでなく、格子板、パンチングメタルなど、平面状のものであれば開口部があっても良い。支持部材の材質としては、ステンレスや鉄などの金属以外にも、フッ素樹脂含浸繊維などの耐熱性の高い素材も使用することができる。アニール温度は（Ｔｇ−４０）℃以上（Ｔｇ−１０）℃以下が好ましく、湿度は乾燥状態が好ましい。熱処理後は５℃／ｍｉｎ以下の速度で徐冷することが好ましく、２℃／ｍｉｎ以下の速度で徐冷することがさらに好ましい。加熱手段は温風加熱や遠赤外線加熱などにより行うことができる。
【００６２】
次に反りの測定方法について説明する。反りは図５に示すように、樹脂シート１４の裏面（平坦面側）を平面な測定基盤２６の上面に載置したときに、樹脂シート１４と測定基盤２６との最大距離Ｈを反り量という。最大距離Ｈは、レーザー変位計により測定することができる。
【実施例】
【００６３】
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴を具体的に説明する。以下の実施例に材料、処理内容、処理手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【００６４】
［実施例１］
図４に示す装置を用いて樹脂シートの製造を行った。
【００６５】
ＰＭＭＡ（旭化成（株）製、８０ＮＨ、ガラス転移温度１１０℃）を、温度２５５℃に設定したＴダイより押し出し、ニップロール、図６に示すような形状の型ロール、剥離ロールを経てシート状にし、樹脂シートの両端を切断して、シート幅方向の断面形状が図４（ａ）のような幅５９４ｍｍ、最薄部２．０ｍｍ、最厚部３．８ｍｍの樹脂シートを得た。
【００６６】
押出工程において、ダイのリップ幅は６６０ｍｍであり、リップ開度（リップクリアランス）は４ｍｍであり、幅方向の流量分布は、各位置でのニップロールと型ロールのクリアランス量に略比例するように、チョークバーで調整した。
【００６７】
シート成形工程において、ニップロール、型ロール、剥離ロールの表面温度はそれぞれ７０℃、７５℃、８０℃であり、ニップロールのロール径はφ３５０ｍｍ、剥離ロールのロール径はφ５００ｍｍ、型ロールの厚肉形成部のロール径はφ３４５．６ｍｍ、薄肉形成部のロール径はφ３４９．２ｍｍ、樹脂シートと非接触部のロール径（最外径）はφ３５０ｍｍとした。ニップロールと型ロールのクリアランスは、ロール中央の最大部で３．９０ｍｍ、ロール端部の最小部で１．７０ｍｍであり、型ロールと剥離ロールのクリアランスはロール中央の最大部で４．００ｍｍ、ロール端部の最小部で１．８０ｍｍとした。ニップロール、型ロール、剥離ロール、引取ロールの周速度（最外径）はそれぞれ１．２０５ｍ／ｍｉｎ、１．２０９ｍ／ｍｉｎ、１．２３０ｍ／ｍｉｎ、１．２０７ｍ／ｍｉｎとした。引取ロールの最外径の周速度Ｖａと型ロールの最外径の周速度Ｖｂの比Ｖａ／Ｖｂは０．９９８とした。ニップロール、型ロール、剥離ロールは硬質クロムメッキ処理されており、引取ロールの表面材質は、ＥＰＴゴムとした。
【００６８】
樹脂シートの製造は、図３に示すように、型ロールおよび剥離ロールと接触している面と反対側の樹脂シート面を、樹脂シート表面から５０ｍｍ離れた位置に遠赤外線セラミックヒータを設置し、シートの両端からそれぞれ１５０ｍｍの範囲を加熱した。このとき遠赤外線セラミックヒータの表面温度は５００℃であり、型ロールとの接触中に２０秒間、剥離ロールとの接触中に１５秒間それぞれ加熱した。
【００６９】
搬送工程においても、剥離ロールから１２０ｍｍの位置で樹脂シートから下面側に５０ｍｍ離れた位置に遠赤外線セラミックヒータを設置してヒータの表面温度を５００℃とし、剥離ロールから４７０ｍｍ、７３０ｍｍの位置で樹脂シートから上面側に５０ｍｍ離れた位置に遠赤外線セラミックヒータを設置してヒータの表面温度を４００℃とし、シートの両端からそれぞれ１５０ｍｍの範囲を２０秒間ずつ加熱した。
【００７０】
切断機で樹脂シートを幅方向に切断し、１０５０ｍｍのシートとし、その後幅が５９４ｍｍとなるように、樹脂シートの幅方向の両端部（両耳）を所望のサイズの樹脂シートとし、図５に示すように平らな測定基盤２６の上にのせて、レーザー変位計で測定基盤２６からの距離を測定したところ、最大値は３．３ｍｍであった。
【００７１】
上記樹脂シートを温風加熱方式の恒温槽内で、ステンレス製の平らな網棚に樹脂シートの平面側が下になるように載せて、９０℃の乾燥状態で２時間アニール処理をして１℃／ｍｉｎの速度で徐冷して室温まで戻した。得られた樹脂シートの変形量を再度、図５に示す方法で測定したところ最大値は０．５ｍｍであった。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明が適用される樹脂シートの製造方法のフローを説明する工程図である。
【図２】本発明が適用される樹脂シートの製造装置の概念図である。
【図３】樹脂シートの製造装置のシート成形工程、剥離工程、搬送工程を示す構成図である。
【図４】樹脂シートの形状の一例を示す断面図である。
【図５】樹脂シートの反りの測定方法を説明する説明図である。
【図６】実施例で使用した型ローラの側面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１２…ダイ、１４…樹脂シート、１４ａ…溶融樹脂シート、１６…型ローラ、１８…ニップローラ、２０…剥離ローラ、２２…加熱装置、２４…引取ローラ、２６…測定基盤、１００…原料工程、１１２…押出工程、１１４…シート成形工程、１１５…剥離工程、１１６…搬送工程、１２４…切断工程、１２８…原料サイロ、１３０…添加物サイロ、１３２…自動計量機、１３４…混合器、１３６…原料樹脂がホッパー、１３８…押出機、１４０…定量ポンプ、１４２…供給管、１７４…切断手段、１７６…回収ボックス、１９２…鼓状の部材、１９４…ローラ、１９６…コンベアベルト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融した樹脂をダイからシート状に押し出す押出工程と、
押し出した溶融樹脂シートを型ローラとニップローラで挟み、該型ローラ表面の加工形状を該溶融樹脂シートに転写し、冷却固化することにより樹脂シートを成形するシート成形工程と、
前記樹脂シートを剥離ローラから剥離する剥離工程と、
引取ローラで前記樹脂シートを引き取って搬送する搬送工程と、
前記樹脂シートを切断手段により所定の長さに切断する切断工程と、を有し、
前記剥離工程では、前記樹脂のガラス転移温度をＴｇとしたとき、前記剥離ローラから剥離した直後の該剥離ローラに接していない側の前記樹脂シートの表面温度が、Ｔｇ以上（Ｔｇ＋８０）℃以下であり、
前記搬送工程では、前記樹脂シートの最厚部の表面温度がＴｇ以下になる前に、該樹脂シートの前記剥離ローラに接していた側から加熱装置で加熱して、該樹脂シートにおける幅方向の厚み分布の最薄部の表面温度を最厚部の表面温度より高くし、前記切断工程により切断されるまで該樹脂シートの幅方向の表面温度分布が３０℃以内になるように徐冷することを特徴とする偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項２】
前記引取ローラの最外径の周速度Ｖａと前記型ローラの周速度Ｖｂの比（Ｖａ／Ｖｂ）が０．９８以上１．０２以下であることを特徴とする請求項１に記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項３】
前記加熱装置が遠赤外線ヒーターであることを特徴とする請求項１または２に記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項４】
前記切断工程の後、（Ｔｇ−４０）℃以上（Ｔｇ−１０）℃以下の温度でアニール処理を行うアニール処理工程を有することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項５】
前記アニール処理工程は、前記樹脂シートを平面状の支持部材で支持して行うことを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項６】
前記樹脂シートの幅方向における厚み分布の、最厚部と最薄部の厚みの差が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項７】
前記樹脂シートの幅方向における厚み分布が２００ｍｍ以上のピッチの周期性を有することを特徴とする請求項１から６いずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項１】
溶融した樹脂をダイからシート状に押し出す押出工程と、
押し出した溶融樹脂シートを型ローラとニップローラで挟み、該型ローラ表面の加工形状を該溶融樹脂シートに転写し、冷却固化することにより樹脂シートを成形するシート成形工程と、
前記樹脂シートを剥離ローラから剥離する剥離工程と、
引取ローラで前記樹脂シートを引き取って搬送する搬送工程と、
前記樹脂シートを切断手段により所定の長さに切断する切断工程と、を有し、
前記剥離工程では、前記樹脂のガラス転移温度をＴｇとしたとき、前記剥離ローラから剥離した直後の該剥離ローラに接していない側の前記樹脂シートの表面温度が、Ｔｇ以上（Ｔｇ＋８０）℃以下であり、
前記搬送工程では、前記樹脂シートの最厚部の表面温度がＴｇ以下になる前に、該樹脂シートの前記剥離ローラに接していた側から加熱装置で加熱して、該樹脂シートにおける幅方向の厚み分布の最薄部の表面温度を最厚部の表面温度より高くし、前記切断工程により切断されるまで該樹脂シートの幅方向の表面温度分布が３０℃以内になるように徐冷することを特徴とする偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項２】
前記引取ローラの最外径の周速度Ｖａと前記型ローラの周速度Ｖｂの比（Ｖａ／Ｖｂ）が０．９８以上１．０２以下であることを特徴とする請求項１に記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項３】
前記加熱装置が遠赤外線ヒーターであることを特徴とする請求項１または２に記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項４】
前記切断工程の後、（Ｔｇ−４０）℃以上（Ｔｇ−１０）℃以下の温度でアニール処理を行うアニール処理工程を有することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項５】
前記アニール処理工程は、前記樹脂シートを平面状の支持部材で支持して行うことを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項６】
前記樹脂シートの幅方向における厚み分布の、最厚部と最薄部の厚みの差が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項７】
前記樹脂シートの幅方向における厚み分布が２００ｍｍ以上のピッチの周期性を有することを特徴とする請求項１から６いずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−６４３８７（Ｐ２０１０−６４３８７Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３３３７７（Ｐ２００８−２３３３７７）
【出願日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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