熱可塑性樹脂シートの製造装置および製造方法、熱可塑性樹脂シートを備えた面光源装置および表示装置
【課題】高い賦形率で熱可塑性樹脂シートを製造する製造装置を提供する。
【解決手段】製造装置１０は、熱可塑性樹脂からなるシート原反１２を供給する供給ダイ１１と、供給ダイ１１の下方に設けられ、エンボスパターンが表面に形成された成型ロール１３と、成型ロール１３との間でシート原反１２を挟圧部１４において挟圧する挟圧機構１５と、を備えている。また挟圧部１４の上流側近傍には、温度制御機構２５が設けられている。この温度制御機構２５により、成型ロール１３の表面１３ａ上の第１境界部Ｂ１と、挟圧部１４と、シート原反１２の成型ロール１３側の表面１２ａ上の第２境界部Ｂ２と、を含む挟圧部直前領域２０の雰囲気温度が、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御される。
【解決手段】製造装置１０は、熱可塑性樹脂からなるシート原反１２を供給する供給ダイ１１と、供給ダイ１１の下方に設けられ、エンボスパターンが表面に形成された成型ロール１３と、成型ロール１３との間でシート原反１２を挟圧部１４において挟圧する挟圧機構１５と、を備えている。また挟圧部１４の上流側近傍には、温度制御機構２５が設けられている。この温度制御機構２５により、成型ロール１３の表面１３ａ上の第１境界部Ｂ１と、挟圧部１４と、シート原反１２の成型ロール１３側の表面１２ａ上の第２境界部Ｂ２と、を含む挟圧部直前領域２０の雰囲気温度が、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂シートを製造する製造装置および製造方法に係り、とりわけ、所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シートを賦形により製造する製造装置および製造方法に関する。また本発明は、当該製造方法により得られた熱可塑性樹脂シートを備えた面光源装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置などのディスプレイにおいては、所定の光学的機能を有する様々な光学シートが用いられている。このような光学シートとして、例えば、プリズムシート、レンチキュラーレンズシートなど、所定の凹凸パターンを有する光学シートが知られている。
【０００３】
所定の凹凸パターンを有する光学シートを製造する方法として、ガラス転移点より高い温度に加熱された熱可塑性樹脂をダイから押し出す押出成形法が知られている。この場合、ダイから押し出された熱可塑性樹脂は、はじめに、所定の凹凸パターンに対応するエンボスパターンが表面に形成された成型ロールに対して押し付けられ、その後、冷却されて固化する。ここで、成型ロールへ熱可塑性樹脂を押し付けるため、一般に、ロール状またはベルト状の挟圧機構が用いられる。このようにして、所定の凹凸パターンを有する光学シートが形成される。
【０００４】
ところで、ダイから押し出された熱可塑性樹脂が、挟圧機構により成型ロールに対して押し付けられる位置（以下、挟圧部）に到達するには、所定の時間を要する。このため、挟圧部に到達するまでに熱可塑性樹脂が冷却され、これによって、挟圧部に到達した際の熱可塑性樹脂の温度がガラス転移点よりも低くなってしまうことが考えられる。この場合、熱可塑性樹脂の流動性が低下し、このため、成型ロールのエンボスパターンに対してシート原反が十分に押し付けられなくなる。
【０００５】
熱可塑性樹脂の流動性を向上させるため、成型ロールまたは挟圧機構の温度を高くすることが考えられる。しかしながら、成型ロールまたは挟圧機構の温度を全体的に高くする場合、成型ロールに対して押し付けられた後の熱可塑性樹脂が長時間にわたって加熱されることになる。長時間の加熱は、これによって生じる反りなどにより熱可塑性樹脂シートの特性が劣化することが考えられるので、好ましくない。
【０００６】
このような課題を解決するため、挟圧部近傍の成型ロールのみを加熱することが提案されている。例えば特許文献１において、成型ロールの表面を加熱するための熱源と、この熱源からの放射熱を反射する反射手段と、を備えた熱可塑性樹脂シートの製造装置が提案されている。この場合、反射手段は、熱源からの放射熱を成型ロールに向けて反射し、これによって成型ロールの表面を加熱するよう構成されている。このように挟圧部近傍の成型ロールの表面を加熱することにより、成型ロールに押し付けられる熱可塑性樹脂の流動性を高め、このことにより、成型ロールのエンボスパターンに対してシート原反を十分に押し付けることが図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３１５２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、熱源からの放射熱、例えば赤外線によって成型ロールの表面を加熱する場合、成型ロールのエンボスパターンが均一に加熱されないことが考えられる。なぜなら、熱源からの赤外線は、成型ロールのエンボスパターンにおける幾何学形状に起因して、様々な態様で反射され得るからである。このため、成型ロールのエンボスパターンの特定の箇所、とりわけエンボスパターンのうち最も深い箇所が、赤外線によっては十分に加熱されないことが考えられる。この場合、エンボスパターンのうち最も深い箇所における熱可塑性樹脂の流動性を高めることができず、このため、成型ロールのエンボスパターンをシート原反に十分に転写することができない。
【０００９】
本発明は、このような課題を効果的に解決し得る熱可塑性樹脂シートの製造装置および製造方法を提供することを目的とする。また本発明は、当該製造方法により得られた熱可塑性樹脂シート（光学シート）を備えた面光源装置および表示装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シートを賦形により製造する製造装置において、熱可塑性樹脂からなるシート原反を供給する供給ダイと、供給ダイの下方に設けられ、熱可塑性樹脂シートの凹凸パターンに対応するエンボスパターンが表面に形成された成型ロールと、成型ロールとの間でシート原反を挟圧部において挟圧する挟圧機構と、挟圧部の上流側近傍の挟圧部直前領域の雰囲気温度を、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御する温度制御機構と、を備え、前記挟圧部直前領域は、成型ロールの表面上の第１境界部と、挟圧部と、シート原反の成型ロール側の表面上の第２境界部と、を含むことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製造装置である。
【００１１】
本発明の製造装置において、前記温度制御機構は、前記挟圧部直前領域を外部から覆う保温カバーと、保温カバーの内側に設けられた熱源と、挟圧部直前領域の雰囲気温度が熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高くなるよう熱源を制御する制御部と、を有していてもよい。
【００１２】
本発明の製造装置において、前記熱源が、前記成型ロールの表面に向かって熱を放出する第１熱源と、前記シート原反の成型ロール側の表面に向かって熱を放出する第２熱源と、を含んでいてもよい。
【００１３】
本発明の製造装置において、前記成型ロール上の前記第１境界部は、成型ロールの直径をＤ１〔ｍｍ〕とするとき、挟圧部から第１境界部までの成型ロール上における長さがπ×Ｄ１／１６〜π×Ｄ１／２〔ｍｍ〕の範囲内となるよう定められてもよい。
【００１４】
本発明の製造装置において、前記シート原反上の前記第２境界部は、挟圧部から第２境界部までのシート原反上における長さが５０〜２００〔ｍｍ〕の範囲内となるよう定められてもよい。
【００１５】
本発明の製造装置において、前記成型ロール上の前記第１境界部は、成型ロール上の所定ポイントが第１境界部を通過してから挟圧部に到達するまでの時間が０．０５〜２〔ｓ〕の範囲内となるよう定められてもよい。
【００１６】
本発明の製造装置において、前記シート原反上の前記第２境界部は、シート原反上の所定ポイントが第２境界部を通過してから挟圧部に到達するまでの時間が０．０１〜０．５〔ｓ〕の範囲内となるよう定められてもよい。
【００１７】
本発明の製造装置において、前記熱可塑性樹脂シートの凹凸パターンは、三角形形状の断面を有する複数の単位形状要素から形成されるプリズムパターンであり、前記成型ロールの表面に、熱可塑性樹脂シートのプリズムパターンに対応する三角形形状の断面を有する複数の溝が形成されていてもよい。
【００１８】
本発明の製造装置において、前記シート原反を構成する熱可塑性樹脂は、前記成型ロールのエンボスパターンに押し付けられる賦形層を有し、当該賦形層は、ポリカーボネート系樹脂からなっていてもよい。
【００１９】
本発明の製造装置において、前記熱可塑性樹脂は、前記賦形層よりも前記成型ロール側に位置する第１保護層をさらに有していてもよい。
【００２０】
本発明の製造装置において、前記熱可塑性樹脂は、前記賦形層よりも前記挟圧機構側に位置する第２保護層をさらに有していてもよい。
【００２１】
本発明は、所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シートを賦形により製造する製造方法において、熱可塑性樹脂を収納する供給ダイを準備する工程と、供給ダイ下方に設けられた成型ロールと挟圧機構との間に形成される挟圧部に向けて、供給ダイから、熱可塑性樹脂からなるシート原反を押し出す工程と、挟圧部において成型ロールと挟圧機構とによりシート原反を挟圧する工程と、を備え、前記成型ロールの表面には、熱可塑性樹脂シートの凹凸パターンに対応するエンボスパターンが形成されており、挟圧部に到達する際の成型ロールの表面の温度およびシート原反の成型ロール側の表面の温度は、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高くなるよう、挟圧部の上流側近傍における雰囲気温度が制御されることを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製造方法である。
【００２２】
本発明は、光源と、上記記載の製造方法により得られた熱可塑性樹脂シートであって、前記光源からの光を受ける熱可塑性樹脂シートと、を備えたことを特徴とする面光源装置である。
【００２３】
本発明は、上記記載の面光源装置と、前記面光源装置に対向して配置された透過型表示部と、を備えたことを特徴とする表示装置である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、熱可塑性樹脂シートの製造装置は、熱可塑性樹脂からなるシート原反を供給する供給ダイと、供給ダイの下方に設けられ、熱可塑性樹脂シートの凹凸パターンに対応するエンボスパターンが表面に形成された成型ロールと、成型ロールとの間でシート原反を挟圧部において挟圧する挟圧機構と、挟圧部の上流側近傍の挟圧部直前領域の雰囲気温度を、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御する温度制御機構と、を備えている。ここで、挟圧部直前領域は、成型ロールの表面上の第１境界部と、挟圧部と、シート原反の成型ロール側の表面上の第２境界部と、を含んでいる。このため、挟圧部に到達する際のシート原反の表面の温度、および、成型ロールの表面の温度を十分に高温に保つことができ、これによって、成型ロールと挟圧機構との間で挟圧される際のシート原反の流動性を十分に確保することができる。このことにより、高い賦形率で凹凸パターンが形成された熱可塑性樹脂シートを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における熱可塑性樹脂シートの製造装置を示す側面図。
【図２】図２は、図１に示す製造装置の温度制御機構を拡大して示す斜視図。
【図３】図３は、図２に示す成型ロールを拡大して示す斜視図。
【図４】図４は、本発明の実施の形態において、成型ロールの溝にシート原反が押し込まれる様子を示す図。
【図５】図５は、本発明の実施の形態における製造装置により得られた熱可塑性樹脂シートを示す斜視図。
【図６】図６（ａ）は、比較の形態における熱可塑性樹脂シートの製造装置を示す側面図、図６（ｂ）は、比較の形態における製造装置の成型ロールが加熱される様子を示す図。
【図７】図７は、本発明の実施の形態の変形例における熱可塑性樹脂シートの製造装置を示す側面図。
【図８】図８は、本発明の実施の形態のその他の変形例における熱可塑性樹脂シートの製造装置を示す側面図。
【図９】図９は、本発明の実施の形態における製造装置により得られた熱可塑性樹脂シートを備えた表示装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図１乃至図５および図９を参照して、本発明の実施の形態について説明する。はじめに図９を参照して、本実施の形態における製造装置により得られる熱可塑性樹脂シート３０を備えた表示装置５０について説明する。
【００２７】
表示装置
表示装置５０は、透過型表示部５５と、透過型表示部５５の背面側に配置され透過型表示部５５を背面側から面状に照らす面光源装置６０と、を備えている。透過型表示部５５は、面光源装置６０からの光の透過または遮断を画素毎に制御するシャッターとして機能し、画像を形成する装置である。本実施の形態において、透過型表示部５５は、液晶表示パネルから構成されている。つまり、表示装置５０は液晶表示装置として構成されている。透過型表示部（液晶表示パネル）５５の構成は、従来の液晶表示装置に組み込まれている装置（部材）と同様に構成することができ、ここでは、これ以上の詳細な説明を省略する。
【００２８】
次に、面光源装置６０について説明する。図９に示された面光源装置６０は、直下型のバックライトユニットとして構成されている。このため、面光源装置６０は、図９に示すように、光源６５と、光源６５に対向して配置された複数のシート状部材と、を有している。シート状部材には、光源６５に直面する位置に配置された拡散板６８と、拡散板６８の出光側に配置された下拡散シート７０と、下拡散シート７０の出光側に配置された熱可塑性樹脂シート３０と、熱可塑性樹脂シート３０の出光側に配置された上拡散シート７５と、が含まれている。
【００２９】
光源６５は、複数の線状の発光部６５ａを有している。複数の発光部６５ａは、ある仮想の平面上に規則的に並べて配列されている。具体的には、複数の発光部６５ａは、仮想平面上の一つの配列方向に配列され、各発光部６５ａは当該配列方向と交差する仮想平面上の方向に延びている。図示する例において、複数の発光部６５ａは、並列配置された冷陰極管から構成され、例えば、水平方向に延びるように配列される。
【００３０】
光源６５をなす複数の発光部６５ａは、反射板６２によって背面側から覆われている。反射板６２は、熱可塑性樹脂シート３０の側に開口部（窓）を有する箱状に形成されている。反射板６２は、図９に示すように、光源６５からの光を透過型表示部５５の側へ向けるための部材である。反射板６２の少なくとも内側表面は、例えば金属等の高い反射率を有する材料を用いて形成されている。
【００３１】
拡散板６８、下拡散シート７０および上拡散シート７５は、いずれも、光を拡散させる機能を有したシート状の部材である。拡散板６８および下拡散シート７０は、主として、光源６５をなす発光部６５ａからの光を拡散させ、光源６５の構成（とりわけ発光部６５ａの配列）に応じた輝度の不均一さを均し、光源６５をなす発光部６５ａの像を目立たなくさせる。一方、上拡散シート７５は、熱可塑性樹脂シート３０によって後述するように集光された光をある程度拡散させ、視野角を調節したり、輝度の角度分布の変化を緩やかにする。
【００３２】
なお面光源装置６０において、複数のシート状部材のうち上述の拡散板６８、下拡散シート７０および上拡散シート７５が常に全て含まれている必要はない。面光源装置６０に求められる光学特性に応じて、設けられるシート状部材が適宜選択される。
【００３３】
ところで、本明細書において、「出光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源６５から透過型表示部５５を経て観察者へ向かう光の進行方向における下流側（観察者側）のことであり、「入光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源６５から透過型表示部５５を経て観察者へ向かう光の進行方向における上流側のことである。
【００３４】
また、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。
【００３５】
次に図５を参照して、熱可塑性樹脂シート３０について詳細に説明する。
【００３６】
熱可塑性樹脂シート
図５に示すように、所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シート３０は、シート状の本体部３１と、本体部３１上に配列された複数の単位形状要素３２と、を有している。図５に示すように、単位形状要素３２は、三角形形状の断面を有しており、これら単位形状要素３２によりプリズムパターンが形成されている。すなわち、これら単位形状要素３２により、いわゆるプリズムシートとしての光学的機能が熱可塑性樹脂シート３０に付与されている。
【００３７】
なお、本明細書における「三角形形状」とは、厳密な意味での三角形形状のみでなく、製造技術における限界や成型時の誤差等を含む略三角形形状や、三角形形状と同様に光学的機能を期待することが可能な略三角形形状などを含む。例えば、三角形の頂点が丸くなっている形状や、三角形の頭部が切断されている形状（截頭三角形）等を含む。
【００３８】
図５に示すように、熱可塑性樹脂シート３０の本体部３１の高さはｔとなっている。また、熱可塑性樹脂シート３０の単位形状要素３２において、三角形形状の断面の高さはＬとなっており、頂角の角度はθとなっており、配列ピッチはｄとなっている。ここで、本体部３１の高さｔ、および、単位形状要素３２の高さＬ、角度θおよび配列ピッチｄの値が特に限られることはなく、熱可塑性樹脂シート３０に要求される光学的機能に応じて適宜設定される。例えば、正面輝度を高めることが熱可塑性樹脂シート３０に要求される場合、角度θは、好ましくは８０〜１２０°の範囲内となっており、より好ましくは９０°となっている。また、単位形状要素３２の高さＬは例えば６μｍ〜１２０μｍの範囲内となっており、単位形状要素３２の配列ピッチｄは例えば１０μｍ〜２００μｍの範囲内となっている。
【００３９】
熱可塑性樹脂シート３０を構成する熱可塑性樹脂としては、光学シートとしての所定の光学的機能を実現するよう、所望の屈折率、透明性および成形性などを有する熱可塑性樹脂が用いられる。例えば、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂などが用いられる。
【００４０】
熱可塑性樹脂シートの製造装置
次に図１乃至４を参照して、熱可塑性樹脂シート３０の製造装置１０について説明する。
【００４１】
図１に示すように、製造装置１０は、熱可塑性樹脂からなるシート原反１２を連続的に供給する供給ダイ１１と、供給ダイ１１の下方に設けられ、製造される熱可塑性樹脂シート３０の凹凸パターンに対応するエンボスパターンが表面に形成された成型ロール１３と、成型ロール１３との間でシート原反１２を挟圧部１４において挟圧する挟圧機構１５と、挟圧部１４の上流側近傍の挟圧部直前領域２０の雰囲気温度を、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御する温度制御機構２５と、を備えている。ここで、挟圧部直前領域２０は、図１に示すように、成型ロール１３の表面１３ａ上の第１境界部Ｂ１と、挟圧部１４の上流側端部１４ａと、シート原反１２の成型ロール１３側の表面１２ａ上の第２境界部Ｂ２と、を含む領域となっている。
【００４２】
以下、供給ダイ１１、成型ロール１３、挟圧機構１５、および温度制御機構２５についてより詳細に説明する。
【００４３】
（供給ダイ）
供給ダイ１１は、上述のように、熱可塑性樹脂からなるシート原反１２を連続的に供給するものである。ここで、図示はしないが、供給ダイ１１には、熱可塑性樹脂、例えばポリカーボネート系樹脂をそのガラス転移点よりも高い温度に加熱する溶融手段が連結されており、供給ダイ１１内には、溶融手段から供給される、ガラス転移点より高い温度に加熱された熱可塑性樹脂が収容されている。供給ダイ１１は、加熱された熱可塑性樹脂を上述の挟圧部１４に向けて押し出し、これによって、熱可塑性樹脂からなるシート原反１２が成型ロール１３と挟圧機構１５との間に供給される。
【００４４】
上述のように、供給ダイ１１内において、熱可塑性樹脂の温度はガラス転移点よりも高い温度となっている。例えば、熱可塑性樹脂としてポリカーボネート系樹脂（ガラス転移点は約１４０°）が用いられる場合、供給ダイ１１内における熱可塑性樹脂の温度は例えば約３００°となっている。なお、熱可塑性樹脂を加熱するための手段が供給ダイ１１内にも設けられていてもよい。
【００４５】
（成型ロール）
成型ロール１３は、上述のように、製造される熱可塑性樹脂シート３０の凹凸パターンに対応するエンボスパターンが表面１３ａに形成されたロールであり、一般に金属から形成される。この成型ロール１３は、図３に示すように、表面１３ａに形成された複数の溝１３ｂを有している。各溝１３ｂは、図３に示すように、熱可塑性樹脂シート３０のプリズムパターンを構成する上述の単位形状要素３２に対応する三角形形状の断面を有しており、各溝１３ｂの深さはＬ０となっている。このような溝１３ｂを有する成型ロール１３に対してシート原反１２を押し付けることによりシート原反１２が賦形され、これによって、所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シート３０が得られる。
【００４６】
成型ロール１３の直径Ｄ１は、形成される熱可塑性樹脂シート３０の寸法などに応じて適宜選択されるが、例えば、２００〜６００ｍｍの範囲内となっている。
【００４７】
（挟圧機構）
挟圧機構１５は、シート原反１２を成型ロール１３に対して押し付けるためのものである。挟圧機構１５は、図１に示すように、ニップロール１６と、調整ロール１７と、ニップロール１６および調整ロール１７に巻きつけられたベルト１８と、を有している。
【００４８】
ニップロール１６は、図１に示すように、挟圧部１４の上流側端部１４ａを介して成型ロール１３と対向するよう設けられている。このようなニップロール１６の形態が特に限られることはなく、熱可塑性樹脂シート３０に要求される特性に応じて、弾性体または金属などからなるロールが適宜用いられる。中心が金属からなり、表面が弾性体からなるロールがニップロール１６として用いられてもよい。
【００４９】
ニップロール１６がシート原反１２を成型ロール１３に対して押し付ける際の線圧は、熱可塑性樹脂の特性、成型ロール１３の溝１３ｂの形状などに応じて適宜設定される。例えば、ニップロール１６がシート原反１２を成型ロール１３に対して押し付ける際の線圧が１００ｋｇ／ｃｍとなるよう、ニップロール１６が成型ロール１３に対して配置される。
【００５０】
ニップロール１６の直径は、成型ロール１３の直径、シート原反１２の搬送速度などに応じて適宜選択されるが、例えば、１００〜３５０ｍｍの範囲内となっている。
【００５１】
ベルト１８は、図１に示す挟圧部１４の上流側端部１４ａ近傍においてだけではなく、より広い範囲においてシート原反１２を成型ロール１３に対して押し付けるために設けられるものである。ベルト１８の材料としては、耐久性や鏡面性に優れた材料が適宜用いられ、例えばクロム合金やニッケル合金などの金属合金が用いられる。
【００５２】
調整ロール１７は、ベルト１８が成型ロール１３に沿って搬送されるようベルト１８を支持するものである。この調整ロール１７の配置、形状などを調整することにより、ベルト１８が成型ロール１３に沿って搬送される範囲、すなわち挟圧部１４の範囲（成型ロール１３の周方向における長さＳ３）が適宜調整される。挟圧部１４の範囲は、成型ロール１３の溝１３ｂの溝の形状、シート原反１２を構成する熱可塑性樹脂の特性などに応じて適宜選択されるが、例えば、３０〜２００ｍｍの範囲内となっている。
【００５３】
図４は、挟圧機構１５のベルト１８によって成型ロール１３の溝１３ｂにシート原反１２が押し込まれる様子を示す図である。上述のように、供給ダイ１１内における熱可塑性樹脂の温度はガラス転移点よりも高くなっており、このため、挟圧部１４に到達したときのシート原反１２は、所定の流動性を有している。従って、図４に示すように、シート原反１２は、挟圧機構１５のベルト１８からの圧力によって溝１３ｂ内に押し込まれる。なお、溝１３ｂの深さＬ０が大きい場合や、シート原反１２の流動性が小さい場合は、シート原反１２が溝１３ｂの最深部１３ｄまで押し込まれず、図４に示す隙間１３ｃが存在していることが考えられる。
【００５４】
成型ロール１３と挟圧機構１５との間で挟圧されて凹凸パターンが転写されたシート原反１２（熱可塑性樹脂）は、図１に示すように冷却ロール１９に送られる。冷却ロール１９は、凹凸パターンが転写された熱可塑性樹脂を、成型ロール１３との間で挟圧しながら冷却するためのものである。これによって、熱可塑性樹脂が冷却されて固まるとともに、賦形の際に生じうる反りが取り除かれる。このようにして、所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シート３０が賦形により製造される。
【００５５】
ところで、供給ダイ１１の開口１１ａから押し出されたシート原反１２が挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達するには、所定の時間を要する。このため、上流側端部１４ａに到達するまでにシート原反１２が冷却され、これによって、上流側端部１４ａに到達した際のシート原反１２の温度がガラス転移点よりも低くなってしまうことが考えられる。このような温度の低下を防ぐため、本実施の形態においては、上述のように、挟圧部１４の上流側近傍の挟圧部直前領域２０の雰囲気温度を熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御する温度制御機構２５が設けられている。以下、温度制御機構２５について詳細に説明する。
【００５６】
（温度制御機構）
図１に示すように、温度制御機構２５は、挟圧部直前領域２０を外部から覆う保温カバー２１と、保温カバー２１の内側、すなわち挟圧部直前領域２０内に設けられた熱源と、を有している。このうち熱源は、成型ロール１３の近傍に設けられ、成型ロール１３の表面１３ａに向かって熱を放出するセラミックヒーター２２（第１熱源）と、シート原反１２の近傍に設けられ、シート原反１２の成型ロール１３側の表面１２ａに向かって熱を放出する赤外ヒーター２３（第２熱源）と、を含んでいる。
【００５７】
図１および図２に示すように、挟圧部１４の上流側（供給ダイ１１側）の挟圧部直前領域２０は、保温カバー２１により覆われている。保温カバー２１は、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度を一定に保つためのものであり、例えば鉄板から構成されている。このため本実施の形態によれば、セラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３を作動させた場合、各々により成型ロール１３の表面１３ａおよびシート原反１２の表面１２ａが加熱されるだけでなく、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度が全体的に高められる。このことにより、挟圧部直前領域２０に到達した成型ロール１３の表面１３ａおよびシート原反１２の表面１２ａを万遍なく加熱することができる。
なお、挟圧部直前領域２０が保温カバー２１により外部から隙間なく覆われる必要はなく、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度が急激に変動するのが防がれる程度に、挟圧部直前領域２０が保温カバー２１により外部から覆われていればよい。
【００５８】
セラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３は、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度が熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高くなるよう、制御部２４により制御される。例えば、熱可塑性樹脂としてポリカーボネート系樹脂（ガラス転移点は約１４０°）が用いられる場合、セラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３は、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度が１６０〜３００°の範囲内となるよう、制御部２４により制御される。なお、制御部２４による制御の具体的な方法が特に限られることはなく、周知の方法により適切な制御が実施される。例えば、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度をモニタするモニタ手段（図示せず）からの情報に基づいて、制御部２４が、セラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３の出力を制御することができる。また、図１においては制御部２４がセラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３と別体に設けられる例を示したが、これに限られることはなく、セラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３を制御する制御部がセラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３内にそれぞれ組み込まれていてもよい。また、セラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３内にモニタ手段が組み込まれていてもよい。
【００５９】
このように本実施の形態によれば、温度制御機構２５により、挟圧部直前領域２０の雰囲気温度が、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御される。このため、シート原反１２は、その表面１２ａの温度がガラス転移点よりも高くなっている状態で、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達する。また、成型ロール１３は、その溝１３ｂの温度が満遍なくガラス転移点よりも高くなっている状態で、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達する。このため、シート原反１２は、流動性が高い状態で成型ロール１３の溝１３ｂ内に押し込まれる。これによって、シート原反１２を成型ロール１３の溝１３ｂの最深部１３ｄ近傍まで十分に押し込むことが可能となり、このことにより、高い賦形率で熱可塑性樹脂シート３０を製造することが可能となる。
【００６０】
なお本実施の形態において、挟圧部直前領域２０とは、図１および図２に示すように、成型ロール１３の表面１３ａ上の第１境界部Ｂ１と、挟圧部１４の上流側端部１４ａと、シート原反１２の成型ロール１３側の表面１２ａ上の第２境界部Ｂ２と、を含む領域のことである。挟圧部直前領域２０の範囲、すなわち、第１境界部Ｂ１および第２境界部Ｂ２の位置は、上流側端部１４ａに到達した際のシート原反１２が十分な流動性を有するよう、シート原反１２を構成する熱可塑性樹脂の特性、シート原反１２の搬送速度、成型ロール１３の直径および周速度、挟圧部直前領域２０の雰囲気温度などを考慮して決定される。例えば、成型ロール１３上の第１境界部Ｂ１は、成型ロール１３の直径をＤ１〔ｍｍ〕とするとき、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第１境界部Ｂ１までの成型ロール１３上における長さＳ１がπ×Ｄ１／１６〜π×Ｄ１／２〔ｍｍ〕の範囲内となるよう定められる。ここで、長さＳ１の上限の値であるπ×Ｄ１／２〔ｍｍ〕は、図１に示すように、シート原反１２が成型ロール１３から離れて冷却ロール１９に送られる位置に対応する値となっている。また、シート原反１２上の第２境界部Ｂ２は、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第２境界部Ｂ２までのシート原反１２上における長さＳ２が５０〜２００〔ｍｍ〕の範囲内となるよう定められる。このようにして挟圧部直前領域２０の範囲を適切に定めることにより、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達する際のシート原反１２および成型ロール１３の溝１３ｂの温度を十分に高くすることができ、このことにより、成型ロール１３の溝１３ｂ内に押し込まれる際のシート原反１２の流動性を十分に確保することができる。
【００６１】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。ここでは、熱可塑性樹脂シート３０の製造方法について説明する。
【００６２】
まず、ガラス転移点より高い温度に加熱された熱可塑性樹脂が収納されている供給ダイ１１を準備する。次に図１に示すように、熱可塑性樹脂からなるシート原反１２を、供給ダイ１１下方に設けられた成型ロール１３と挟圧機構１５との間に形成される挟圧部１４の上流側端部１４ａに向けて押し出す。
【００６３】
その後、図１に示すように、挟圧部１４において、成型ロール１３と挟圧機構１５とによりシート原反１２を挟圧する。ここで上述のように、成型ロール１３の表面１３ａには、エンボスパターンを構成する複数の溝１３ｂが形成されている。このため、成型ロール１３と挟圧機構１５とにより挟圧されたシート原反１２には、成型ロール１３のエンボスパターンが転写される。
【００６４】
エンボスパターンが転写されたシート原反１２は、その後、成型ロール１３と冷却ロール１９との間で挟圧され、かつ冷却される。これによって、シート原反１２が冷却されて固まるとともに、賦形の際に生じうる反りが取り除かれる。このようにして、所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シート３０が得られる。
【００６５】
ところで、熱可塑性樹脂シート３０の製造工程において、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度は、温度制御機構２５により、シート原反１２を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御されている。このため、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達する際の成型ロール１３の表面１３ａの温度、およびシート原反１２の成型ロール１３側の表面１３ａの温度は、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高くなっている。このため、シート原反１２は、流動性が高い状態で成型ロール１３の溝１３ｂ内に押し込まれる。これによって、シート原反１２を成型ロール１３の溝１３ｂの最深部１３ｄ近傍まで十分に押し込むことが可能となり、このことにより、高い賦形率で熱可塑性樹脂シート３０を製造することが可能となる。
【００６６】
なお賦形率とは、成型ロール１３のエンボスパターンがどの程度正確に熱可塑性樹脂シート３０に転写されたかを表す指標となる値であり、以下の式で与えられる値である。
賦形率（％）＝（Ｌ／Ｌ０）×１００
ここで、Ｌは、得られた熱可塑性樹脂シート３０の単位形状要素３２の高さであり、Ｌ０は、成型ロール１３の溝１３ｂの深さである。本実施の形態によれば、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度を高くすることにより、賦形率を向上させることができ、この場合、賦形率は例えば９０〜１００％の範囲内となっている。このような高い賦形率を実現することにより、高い光学的機能を有する熱可塑性樹脂シート３０（光学シート）を提供することが可能となる。
【００６７】
例えば、熱可塑性樹脂シート３０の単位形状要素３２が三角形形状の断面を有する場合、すなわち、熱可塑性樹脂シート３０がいわゆるプリズムシートである場合について考える。本実施の形態によれば、高い賦形率を実現することにより、三角形形状の断面の頂点における丸みが少ない単位形状要素３２を製造することができる。このことにより、プリズムシートにおける正面輝度を高める効果がより向上される。
【００６８】
比較の形態
次に、本実施の形態の効果を比較の形態と比較して説明する。図６（ａ）は、比較の形態における熱可塑性樹脂シートの製造装置１００を示す側面図であり、図６（ｂ）は、比較の形態において、製造装置１００の成型ロール１３が加熱される様子を示す図である。
【００６９】
図６（ａ）（ｂ）に示す比較の形態における製造装置１００は、成型ロール１３の表面１３ａに向かって熱を放出する赤外ヒーター１０１が設けられ、一方、挟圧部１４の上流側近傍の領域を覆う保温カバーが設けられていない点が異なるのみであり、他の構成は、図１乃至図５に示す本発明の実施の形態と略同一である。図６（ａ）（ｂ）に示す比較の形態において、図１乃至図５に示す本発明の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７０】
上述のように比較の形態においては、挟圧部１４の上流側端部１４ａ近傍の領域を覆う保温カバーが設けられていない。この場合、成型ロール１３の表面１３ａは、赤外ヒーター１０１からの放射熱（赤外線）によって加熱される。
【００７１】
図６（ｂ）において（１）〜（３）で示される経路は、様々な角度で成型ロール１３の溝１３ｂに照射される赤外線の経路を示している。図６（ｂ）に示すように、成型ロール１３の表面１３ａに形成された複数の溝１３ｂは各々、三角形形状の断面を有している。この場合、図６（ｂ）に示すように、溝１３ｂに照射される赤外線の多くは、溝１３ｂの最深部１３ｄ近傍に到達することなく溝１３ｂの表面で反射されると考えられる。このため、比較の形態においては、溝１３ｂの最深部１３ｄ近傍の温度が十分に高められないと考えられる。
【００７２】
また供給ダイ１１の開口１１ａから押し出されたシート原反１２が挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達するには、所定の時間を要する。このため、上流側端部１４ａに到達するまでにシート原反１２が冷却され、これによって、上流側端部１４ａに到達した際のシート原反１２の温度がガラス転移点よりも低くなってしまうことが考えられる。このような温度の低下を防ぐため、挟圧部１４の上流側近傍においてシート原反１２を加熱することが好ましいが、しかしながら比較の形態においては、上述のように、挟圧部１４の上流側端部１４ａ近傍の領域を覆う保温カバーが設けられていない。このため比較の形態においては、シート原反１２を十分に加熱することができず、従って、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達した際のシート原反１２の表面の温度が、供給ダイ１１から押し出された際の温度に比べて大きく下がっていると考えられる。
【００７３】
そして、最深部１３ｄ近傍の温度が十分に高められていない溝１３ｂ内にシート原反１２が押し込まれる場合、シート原反１２が最深部１３ｄに向かって進むにつれて、シート原反１２の温度がさらに低下することになる。このため、最深部１３ｄ近傍に到達したシート原反１２の流動性を十分に確保することができず、従って、賦形の際に大きな隙間１３ｃが形成されてしまう。すなわち比較の形態によれば、成型ロール１３の溝１３ｂの最深部１３ｄを十分に加熱することができず、かつ、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達した際のシート原反１２の表面の温度を十分に高くすることができない。このため、高い賦形率を実現することができないと考えられる。
【００７４】
これに対して本発明の実施の形態によれば、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度は、温度制御機構２５により、シート原反１２を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御されている。このため、成型ロール１３の溝１３ｂの最深部１３ｄを十分に加熱することができ、加えて、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達した際のシート原反１２の表面の温度を十分に高くすることができる。これによって、最深部近傍１３ｄに到達したシート原反１２の流動性を十分に確保することができ、このことにより、高い賦形率で熱可塑性樹脂シート３０を製造することができる。
【００７５】
変形例
なお本実施の形態において、挟圧機構１５が、ニップロール１６と、調整ロール１７と、ニップロール１６および調整ロール１７に巻きつけられたベルト１８と、からなる例を示した。すなわち、成型ロール１３に沿って搬送されるベルト１８により、シート原反１２が成型ロール１３に対して押し付けられる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図７に示すように、挟圧機構１５がニップロール１６Ａからなり、このニップロール１６Ａにより、シート原反１２が成型ロール１３に対して押し付けられてもよい。
【００７６】
ニップロール１６Ａの形態が特に限られることはなく、熱可塑性樹脂シート３０に要求される特性に応じて、弾性体または金属などからなるロールが適宜用いられる。中心が金属からなり、表面が弾性体からなるロールがニップロール１６Ａとして用いられてもよい。また、得られる熱可塑性樹脂シート３０の表面の平滑性を向上させるため、ニップロール１６Ａの表面に鏡面仕上げが施されていてもよい。
【００７７】
ニップロール１６Ａがシート原反１２を成型ロール１３に対して押し付ける際の線圧は、熱可塑性樹脂の特性、成型ロール１３の溝１３ｂの形状などに応じて適宜設定される。例えば、ニップロール１６Ａがシート原反１２を成型ロール１３に対して押し付ける際の線圧が１００ｋｇ／ｃｍとなるよう、ニップロール１６Ａが成型ロール１３に対して配置される。
【００７８】
ニップロール１６Ａの直径は、成型ロール１３の直径、シート原反１２の搬送速度などに応じて適宜選択されるが、例えば、１００〜３５０ｍｍの範囲内となっている。
【００７９】
その他の変形例
また本実施の形態において、供給ダイ１１から供給されるシート原反１２を構成する熱可塑性樹脂が、例えばポリカーボネート系樹脂からなる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、シート原反１２を構成する熱可塑性樹脂が、図８に示すように、成型ロール１３のエンボスパターン内に押し込まれる賦形層４２と、賦形層４２よりも成型ロール１３側に位置する第１保護層４１と、賦形層４２よりも挟圧機構１５側に位置する第２保護層４３と、を有していてもよい。若しくは、図示はしないが、シート原反１２が賦形層４２と第１保護層４１とからなっていてもよく、または、シート原反１２が賦形層４２と第２保護層４３とからなっていてもよい。また、シート原反１２が上記の層以外の層をさらに有していてもよい。
【００８０】
賦形層４２は、成型ロール１３の溝１３ｂ内に押し込まれて成形される層であり、例えばポリカーボネート系樹脂からなっている。第１保護層４１および第２保護層４３は、熱可塑性樹脂シート３０の表面が傷つくのを防ぐための層であり、ハードコート性または復元性などの耐傷付性を有する層である。
【００８１】
また本実施の形態において、成型ロール１３上の第１境界部Ｂ１は、成型ロール１３の直径をＤ１〔ｍｍ〕とするとき、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第１境界部Ｂ１までの成型ロール１３上における長さＳ１がπ×Ｄ１／１６〜π×Ｄ１／２〔ｍｍ〕の範囲内となるよう定められる例を示した。すなわち、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第１境界部Ｂ１までの成型ロール１３上における長さＳ１が、成型ロール１３の直径に応じて定められる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第１境界部Ｂ１までの成型ロール１３上における長さＳ１が、成型ロール１３の周速度に応じて定められてもよい。例えば、第１境界部Ｂ１は、成型ロール１３の周速度をＶ１〔ｍｍ／ｓ〕とするとき、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第１境界部Ｂ１までの成型ロール１３上における長さＳ１が０．０５〔ｓ〕×Ｖ１〔ｍｍ／ｓ〕〜２〔ｓ〕×Ｖ１〔ｍｍ／ｓ〕の範囲内となるよう定められてもよい。ここで、周速度Ｖ１は以下の式により定義される。
Ｖ１＝π×Ｄ１×Ｒ１
このうちＤ１〔ｍｍ〕は、成型ロール１３の直径であり、Ｒ１〔１／ｓ〕は、成型ロール１３の単位時間あたりの回転数である。このように成型ロール１３の周速度に応じて第１境界部Ｂ１を定めることにより、成型ロール１３の周速度に依らず、成型ロール１３上の所定ポイントが第１境界部Ｂ１を通過してから挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達するまでの時間を、０．０５〜２〔ｓ〕の範囲内とすることができる。すなわち、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達する前の成型ロール１３の表面１３ａを、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御された挟圧部直前領域２０内で０．０５〜２秒間にわたって加熱することができる。これによって、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達する際の成型ロール１３の溝１３ｂの温度を十分に高めることができ、このことにより、高い賦形率を実現することができる。
【００８２】
また本実施の形態において、シート原反１２上の第２境界部Ｂ２は、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第２境界部Ｂ２までのシート原反１２上における長さＳ２が５０〜２００〔ｍｍ〕の範囲内となるよう定められる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第２境界部Ｂ２までのシート原反１２上における長さＳ２が、シート原反１２の搬送速度に応じて定められてもよい。例えば、シート原反１２上の第２境界部Ｂ２は、シート原反１２の搬送速度をＶ２〔ｍｍ／ｓ〕とするとき、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第２境界部Ｂ２までのシート原反１２上における長さＳ２が０．０１〔ｓ〕×Ｖ２〔ｍｍ／ｓ〕〜０．５〔ｓ〕×Ｖ２〔ｍｍ／ｓ〕の範囲内となるよう定められてもよい。このようにシート原反１２の搬送速度に応じて第２境界部Ｂ２を定めることにより、シート原反１２の搬送速度に依らず、シート原反１２上の所定ポイントが第２境界部Ｂ２を通過してから挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達するまでの時間を、０．０１〜０．５〔ｓ〕の範囲内とすることができる。すなわち、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達する前のシート原反１２の表面１２ａを、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御された挟圧部直前領域２０内で０．０１〜０．５秒間にわたって加熱することができる。これによって、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達する際のシート原反１２の表面１２ａの温度を十分に高めることができ、このことにより、高い賦形率を実現することができる。
【００８３】
また本実施の形態において、挟圧部直前領域２０を覆う保温カバー２１が鉄板から構成される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度を略一定に保ちうる様々な材料から保温カバー２１を構成することができる。
【００８４】
また本実施の形態において、挟圧部直前領域２０内に、成型ロール１３の表面１３ａに向かって熱を放出するセラミックヒーター２２と、シート原反１２の成型ロール１３側の表面１２ａに向かって熱を放出する赤外ヒーター２３と、が設けられる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、セラミックヒーター２２または赤外ヒーター２３のどちらか一方のみが設けられていてもよい。若しくは、セラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３に加えて、その他のさらなるヒーターが設けられていてもよい。
また、挟圧部直前領域２０内に設けられるヒーターのタイプが、セラミックヒーター２２または赤外ヒーター２３に限られることはなく、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度を制御することができる様々なタイプのヒーターを用いることができる。
【００８５】
また本実施の形態において、製造される熱可塑性樹脂シート３０がプリズムシートであり、成型ロール１３の表面１３ａに形成された複数の溝１３ｂが、プリズムパターンに対応する三角形形状の断面を有する例を示した。しかしながら、製造される熱可塑性樹脂シート３０の凹凸パターンが特に限られることはなく、本実施の形態による製造装置１０により、様々な凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シート３０が製造され得る。すなわち、成型ロール１３の溝１３ｂの断面形状が、三角形形状に変調、変形を加えた形状であってもよい。例えば、溝１３ｂの断面形状が、三角形のいずれか一以上の辺が折れ曲がった（屈曲した）形状、三角形のいずれか一以上の辺が湾曲した形状（所謂扇形）、三角形の頂点近傍を湾曲させて丸みを帯びさせた形状、三角形のいずれか一以上の辺に微小凹凸を付与した形状であってもよい。また、溝１３ｂの断面形状が、三角形形状以外の形状、例えば台形等の四角形、五角形、或は六角形等の種々の多角形形状を有するようにしてもよい。さらに、溝１３ｂが、断面において、円または楕円形状の一部分に相当する形状を有するようにしてもよい。
【００８６】
また本実施の形態において、成型ロール１３の表面１３ａに形成された複数の溝１３ｂがすべて同一の断面形状を有する例を示したが、これに限られない。断面形状が互いに異なる複数種類の溝が、成型ロール１３の表面１３ａに形成されていてもよい。
【実施例】
【００８７】
次に、上述した実施の形態の具体的実施例を、比較例とともに説明する。
【００８８】
（実施例１）
溶融状態の熱可塑性樹脂を収納し、熱可塑性樹脂からなるシート原反１２を供給する供給ダイ１１を、挟圧部１４の上流側端部１４ａまでの距離が２００ｍｍとなるよう上流側端部１４ａの略鉛直方向上方に配置した。熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート系樹脂を用いた。
【００８９】
成型ロール１３として、その直径Ｄ１が２５０ｍｍであり、その表面１３ａに複数の三角形形状の溝１３ｂが形成された成型ロール１３を用いた。各溝１３ｂの深さＬ０は３２μｍとなっていた。成型ロール１３は、その表面１３ａの温度が全体的に１３５°となるよう、成型ロール１３に取り付けられた温度制御手段（図示せず）により温度制御されていた。
【００９０】
挟圧機構１５として、ニップロール１６と、調整ロール１７と、ニップロール１６および調整ロール１７に巻きつけられたベルト１８と、を有する挟圧機構１５を用いた。ニップロール１６および調整ロール１７として、その直径が１００ｍｍおよび１００ｍｍであるニップロール１６および調整ロール１７を用いた。成型ロール１３の場合と同様に、ニップロール１６および調整ロール１７の表面はそれぞれ全体的に９０°および９０°に温度制御されていた。
【００９１】
シート原反１２の搬送速度を、２５０ｍｍ／ｓ（＝１５ｍ／分）に設定した。また、ニップロール１６がシート原反１２を成型ロール１３に対して押し付ける際の線圧が１００ｋｇ／ｃｍとなるよう、ニップロール１６を成型ロール１３に対して配置した。
【００９２】
挟圧部直前領域２０の雰囲気温度を、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御するため、温度制御機構２５を用いた。温度制御機構２５としては、熱源と、挟圧部直前領域２０を外部から覆う保温カバー２１と、を有する温度制御機構２５を用いた。熱源としては、成型ロール１３の表面１３ａに向かって熱を放出するセラミックヒーター２２と、シート原反１２の近傍に設けられ、シート原反１２の成型ロール１３側の表面１２ａに向かって熱を放出する赤外ヒーター２３と、を用いた。
【００９３】
挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度が３００°となるよう、制御部２４により、セラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３の温度を制御した。このとき、セラミックヒーター２２の設定温度は４００°となっており、赤外ヒーター２３の設定温度は６００°となっていた。
【００９４】
上述の各構成要素からなる製造装置１０を用いて、賦形により熱可塑性樹脂シート３０を作製した。
【００９５】
（実施例２）
温度制御機構２５の熱源として、成型ロール１３の表面１３ａに向かって熱を放出するセラミックヒーター２２のみを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、熱可塑性樹脂シート３０を製造した。
【００９６】
（実施例３）
温度制御機構２５の熱源として、シート原反１２の近傍に設けられ、シート原反１２の成型ロール１３側の表面１２ａに向かって熱を放出する赤外ヒーター２３のみを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、熱可塑性樹脂シート３０を製造した。
【００９７】
（比較例１）
保温カバー２１を設けなかったこと以外は、実施例１と同様にして、熱可塑性樹脂シート３０を製造した。
【００９８】
（比較例２）
保温カバー２１を設けなかったこと以外は、実施例２と同様にして、熱可塑性樹脂シート３０を製造した。
【００９９】
（比較例３）
保温カバー２１を設けなかったこと以外は、実施例３と同様にして、熱可塑性樹脂シート３０を製造した。
【０１００】
（比較例４）
温度制御機構２５を設けなかったこと以外は、実施例１と同様にして、熱可塑性樹脂シート３０を製造した。
【０１０１】
（評価）
実施例１乃至３および比較例１乃至４で得られた熱可塑性樹脂シート３０に対して、以下の評価を行った。
【０１０２】
（評価方法１ 賦形率）
実施例１乃至３または比較例１乃至４に係る熱可塑性樹脂シート３０の単位形状要素３２の高さＬを測定した。次に、測定された高さＬに基づいて、熱可塑性樹脂シート３０における賦形率を算出した。
【０１０３】
（評価方法２ 正面輝度）
はじめに、実施例１乃至３または比較例１乃至４に係る熱可塑性樹脂シート３０（Ａ４サイズ）と、光源と、を組み合わせて、透過型表示装置をそれぞれ準備した。次に、透過型表示装置によって白色を表示した状態で、正面方向輝度（ｃｄ／ｍ2）の測定を行った。輝度の測定には、トプコン製のＢＭ−７（２度視野）を用いた。
光源としては、約３００ｍｍ×３００ｍｍの領域に渡って６本の蛍光灯が配列された光源を用いた。
【０１０４】
実施例１乃至３または比較例１乃至４における、賦形率および正面輝度の評価結果を表１に示す。
【表１】
【０１０５】
実施例１乃至３と比較例１乃至４との比較から、保温カバー２１を設けることにより、高い賦形率および正面輝度が実現されることがわかる。すなわち本実施例によれば、挟圧部直前領域２０の雰囲気温度を高くし、これによって成型ロール１３の表面１３ａおよびシート原反１２の表面１２ａを万遍なく加熱することにより、高い賦形率および正面輝度を実現することができたと言える。
【０１０６】
また、実施例１と実施例２との比較から、成型ロール１３の表面１３ａだけでなく、シート原反１２の表面１２ａを加熱することにより、より高い賦形率および正面輝度が実現されたことがわかる。
【符号の説明】
【０１０７】
１０ 熱可塑性樹脂シートの製造装置
１１ 供給ダイ
１１ａ 供給ダイの開口
１２ シート原反
１２ａ シート原反の成型ロール側の表面
１３ 成型ロール
１３ａ 成型ロールの表面
１３ｂ 成型ロールの溝
１３ｃ 隙間
１３ｂ 最深部
１４ 挟圧部
１４ａ 上流側端部
１５ 挟圧機構
１６ ニップロール
１７ 調整ロール
１８ ベルト
１９ 冷却ロール
２０ 挟圧部直前領域
２１ 保温カバー
２２ セラミックヒーター
２３ 赤外ヒーター
２４ 制御部
２５ 温度制御機構
３０ 熱可塑性樹脂シート
３１ 本体部
３２ 単位形状要素
４１ 第１保護層
４２ 賦形層
４３ 第２保護層
５０ 表示装置
５５ 透過型表示部（表示パネル）
６０ 面光源装置
６２ 反射板
６５ 光源
６５ａ 発光部
６８ 拡散板
７０ 下拡散シート
７５ 上拡散シート
１００ 熱可塑性樹脂シートの製造装置
１０１ 赤外ヒーター
ＣＡ 成型ロールの中心線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂シートを製造する製造装置および製造方法に係り、とりわけ、所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シートを賦形により製造する製造装置および製造方法に関する。また本発明は、当該製造方法により得られた熱可塑性樹脂シートを備えた面光源装置および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置などのディスプレイにおいては、所定の光学的機能を有する様々な光学シートが用いられている。このような光学シートとして、例えば、プリズムシート、レンチキュラーレンズシートなど、所定の凹凸パターンを有する光学シートが知られている。
【０００３】
所定の凹凸パターンを有する光学シートを製造する方法として、ガラス転移点より高い温度に加熱された熱可塑性樹脂をダイから押し出す押出成形法が知られている。この場合、ダイから押し出された熱可塑性樹脂は、はじめに、所定の凹凸パターンに対応するエンボスパターンが表面に形成された成型ロールに対して押し付けられ、その後、冷却されて固化する。ここで、成型ロールへ熱可塑性樹脂を押し付けるため、一般に、ロール状またはベルト状の挟圧機構が用いられる。このようにして、所定の凹凸パターンを有する光学シートが形成される。
【０００４】
ところで、ダイから押し出された熱可塑性樹脂が、挟圧機構により成型ロールに対して押し付けられる位置（以下、挟圧部）に到達するには、所定の時間を要する。このため、挟圧部に到達するまでに熱可塑性樹脂が冷却され、これによって、挟圧部に到達した際の熱可塑性樹脂の温度がガラス転移点よりも低くなってしまうことが考えられる。この場合、熱可塑性樹脂の流動性が低下し、このため、成型ロールのエンボスパターンに対してシート原反が十分に押し付けられなくなる。
【０００５】
熱可塑性樹脂の流動性を向上させるため、成型ロールまたは挟圧機構の温度を高くすることが考えられる。しかしながら、成型ロールまたは挟圧機構の温度を全体的に高くする場合、成型ロールに対して押し付けられた後の熱可塑性樹脂が長時間にわたって加熱されることになる。長時間の加熱は、これによって生じる反りなどにより熱可塑性樹脂シートの特性が劣化することが考えられるので、好ましくない。
【０００６】
このような課題を解決するため、挟圧部近傍の成型ロールのみを加熱することが提案されている。例えば特許文献１において、成型ロールの表面を加熱するための熱源と、この熱源からの放射熱を反射する反射手段と、を備えた熱可塑性樹脂シートの製造装置が提案されている。この場合、反射手段は、熱源からの放射熱を成型ロールに向けて反射し、これによって成型ロールの表面を加熱するよう構成されている。このように挟圧部近傍の成型ロールの表面を加熱することにより、成型ロールに押し付けられる熱可塑性樹脂の流動性を高め、このことにより、成型ロールのエンボスパターンに対してシート原反を十分に押し付けることが図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３１５２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、熱源からの放射熱、例えば赤外線によって成型ロールの表面を加熱する場合、成型ロールのエンボスパターンが均一に加熱されないことが考えられる。なぜなら、熱源からの赤外線は、成型ロールのエンボスパターンにおける幾何学形状に起因して、様々な態様で反射され得るからである。このため、成型ロールのエンボスパターンの特定の箇所、とりわけエンボスパターンのうち最も深い箇所が、赤外線によっては十分に加熱されないことが考えられる。この場合、エンボスパターンのうち最も深い箇所における熱可塑性樹脂の流動性を高めることができず、このため、成型ロールのエンボスパターンをシート原反に十分に転写することができない。
【０００９】
本発明は、このような課題を効果的に解決し得る熱可塑性樹脂シートの製造装置および製造方法を提供することを目的とする。また本発明は、当該製造方法により得られた熱可塑性樹脂シート（光学シート）を備えた面光源装置および表示装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シートを賦形により製造する製造装置において、熱可塑性樹脂からなるシート原反を供給する供給ダイと、供給ダイの下方に設けられ、熱可塑性樹脂シートの凹凸パターンに対応するエンボスパターンが表面に形成された成型ロールと、成型ロールとの間でシート原反を挟圧部において挟圧する挟圧機構と、挟圧部の上流側近傍の挟圧部直前領域の雰囲気温度を、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御する温度制御機構と、を備え、前記挟圧部直前領域は、成型ロールの表面上の第１境界部と、挟圧部と、シート原反の成型ロール側の表面上の第２境界部と、を含むことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製造装置である。
【００１１】
本発明の製造装置において、前記温度制御機構は、前記挟圧部直前領域を外部から覆う保温カバーと、保温カバーの内側に設けられた熱源と、挟圧部直前領域の雰囲気温度が熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高くなるよう熱源を制御する制御部と、を有していてもよい。
【００１２】
本発明の製造装置において、前記熱源が、前記成型ロールの表面に向かって熱を放出する第１熱源と、前記シート原反の成型ロール側の表面に向かって熱を放出する第２熱源と、を含んでいてもよい。
【００１３】
本発明の製造装置において、前記成型ロール上の前記第１境界部は、成型ロールの直径をＤ１〔ｍｍ〕とするとき、挟圧部から第１境界部までの成型ロール上における長さがπ×Ｄ１／１６〜π×Ｄ１／２〔ｍｍ〕の範囲内となるよう定められてもよい。
【００１４】
本発明の製造装置において、前記シート原反上の前記第２境界部は、挟圧部から第２境界部までのシート原反上における長さが５０〜２００〔ｍｍ〕の範囲内となるよう定められてもよい。
【００１５】
本発明の製造装置において、前記成型ロール上の前記第１境界部は、成型ロール上の所定ポイントが第１境界部を通過してから挟圧部に到達するまでの時間が０．０５〜２〔ｓ〕の範囲内となるよう定められてもよい。
【００１６】
本発明の製造装置において、前記シート原反上の前記第２境界部は、シート原反上の所定ポイントが第２境界部を通過してから挟圧部に到達するまでの時間が０．０１〜０．５〔ｓ〕の範囲内となるよう定められてもよい。
【００１７】
本発明の製造装置において、前記熱可塑性樹脂シートの凹凸パターンは、三角形形状の断面を有する複数の単位形状要素から形成されるプリズムパターンであり、前記成型ロールの表面に、熱可塑性樹脂シートのプリズムパターンに対応する三角形形状の断面を有する複数の溝が形成されていてもよい。
【００１８】
本発明の製造装置において、前記シート原反を構成する熱可塑性樹脂は、前記成型ロールのエンボスパターンに押し付けられる賦形層を有し、当該賦形層は、ポリカーボネート系樹脂からなっていてもよい。
【００１９】
本発明の製造装置において、前記熱可塑性樹脂は、前記賦形層よりも前記成型ロール側に位置する第１保護層をさらに有していてもよい。
【００２０】
本発明の製造装置において、前記熱可塑性樹脂は、前記賦形層よりも前記挟圧機構側に位置する第２保護層をさらに有していてもよい。
【００２１】
本発明は、所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シートを賦形により製造する製造方法において、熱可塑性樹脂を収納する供給ダイを準備する工程と、供給ダイ下方に設けられた成型ロールと挟圧機構との間に形成される挟圧部に向けて、供給ダイから、熱可塑性樹脂からなるシート原反を押し出す工程と、挟圧部において成型ロールと挟圧機構とによりシート原反を挟圧する工程と、を備え、前記成型ロールの表面には、熱可塑性樹脂シートの凹凸パターンに対応するエンボスパターンが形成されており、挟圧部に到達する際の成型ロールの表面の温度およびシート原反の成型ロール側の表面の温度は、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高くなるよう、挟圧部の上流側近傍における雰囲気温度が制御されることを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製造方法である。
【００２２】
本発明は、光源と、上記記載の製造方法により得られた熱可塑性樹脂シートであって、前記光源からの光を受ける熱可塑性樹脂シートと、を備えたことを特徴とする面光源装置である。
【００２３】
本発明は、上記記載の面光源装置と、前記面光源装置に対向して配置された透過型表示部と、を備えたことを特徴とする表示装置である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、熱可塑性樹脂シートの製造装置は、熱可塑性樹脂からなるシート原反を供給する供給ダイと、供給ダイの下方に設けられ、熱可塑性樹脂シートの凹凸パターンに対応するエンボスパターンが表面に形成された成型ロールと、成型ロールとの間でシート原反を挟圧部において挟圧する挟圧機構と、挟圧部の上流側近傍の挟圧部直前領域の雰囲気温度を、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御する温度制御機構と、を備えている。ここで、挟圧部直前領域は、成型ロールの表面上の第１境界部と、挟圧部と、シート原反の成型ロール側の表面上の第２境界部と、を含んでいる。このため、挟圧部に到達する際のシート原反の表面の温度、および、成型ロールの表面の温度を十分に高温に保つことができ、これによって、成型ロールと挟圧機構との間で挟圧される際のシート原反の流動性を十分に確保することができる。このことにより、高い賦形率で凹凸パターンが形成された熱可塑性樹脂シートを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における熱可塑性樹脂シートの製造装置を示す側面図。
【図２】図２は、図１に示す製造装置の温度制御機構を拡大して示す斜視図。
【図３】図３は、図２に示す成型ロールを拡大して示す斜視図。
【図４】図４は、本発明の実施の形態において、成型ロールの溝にシート原反が押し込まれる様子を示す図。
【図５】図５は、本発明の実施の形態における製造装置により得られた熱可塑性樹脂シートを示す斜視図。
【図６】図６（ａ）は、比較の形態における熱可塑性樹脂シートの製造装置を示す側面図、図６（ｂ）は、比較の形態における製造装置の成型ロールが加熱される様子を示す図。
【図７】図７は、本発明の実施の形態の変形例における熱可塑性樹脂シートの製造装置を示す側面図。
【図８】図８は、本発明の実施の形態のその他の変形例における熱可塑性樹脂シートの製造装置を示す側面図。
【図９】図９は、本発明の実施の形態における製造装置により得られた熱可塑性樹脂シートを備えた表示装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図１乃至図５および図９を参照して、本発明の実施の形態について説明する。はじめに図９を参照して、本実施の形態における製造装置により得られる熱可塑性樹脂シート３０を備えた表示装置５０について説明する。
【００２７】
表示装置
表示装置５０は、透過型表示部５５と、透過型表示部５５の背面側に配置され透過型表示部５５を背面側から面状に照らす面光源装置６０と、を備えている。透過型表示部５５は、面光源装置６０からの光の透過または遮断を画素毎に制御するシャッターとして機能し、画像を形成する装置である。本実施の形態において、透過型表示部５５は、液晶表示パネルから構成されている。つまり、表示装置５０は液晶表示装置として構成されている。透過型表示部（液晶表示パネル）５５の構成は、従来の液晶表示装置に組み込まれている装置（部材）と同様に構成することができ、ここでは、これ以上の詳細な説明を省略する。
【００２８】
次に、面光源装置６０について説明する。図９に示された面光源装置６０は、直下型のバックライトユニットとして構成されている。このため、面光源装置６０は、図９に示すように、光源６５と、光源６５に対向して配置された複数のシート状部材と、を有している。シート状部材には、光源６５に直面する位置に配置された拡散板６８と、拡散板６８の出光側に配置された下拡散シート７０と、下拡散シート７０の出光側に配置された熱可塑性樹脂シート３０と、熱可塑性樹脂シート３０の出光側に配置された上拡散シート７５と、が含まれている。
【００２９】
光源６５は、複数の線状の発光部６５ａを有している。複数の発光部６５ａは、ある仮想の平面上に規則的に並べて配列されている。具体的には、複数の発光部６５ａは、仮想平面上の一つの配列方向に配列され、各発光部６５ａは当該配列方向と交差する仮想平面上の方向に延びている。図示する例において、複数の発光部６５ａは、並列配置された冷陰極管から構成され、例えば、水平方向に延びるように配列される。
【００３０】
光源６５をなす複数の発光部６５ａは、反射板６２によって背面側から覆われている。反射板６２は、熱可塑性樹脂シート３０の側に開口部（窓）を有する箱状に形成されている。反射板６２は、図９に示すように、光源６５からの光を透過型表示部５５の側へ向けるための部材である。反射板６２の少なくとも内側表面は、例えば金属等の高い反射率を有する材料を用いて形成されている。
【００３１】
拡散板６８、下拡散シート７０および上拡散シート７５は、いずれも、光を拡散させる機能を有したシート状の部材である。拡散板６８および下拡散シート７０は、主として、光源６５をなす発光部６５ａからの光を拡散させ、光源６５の構成（とりわけ発光部６５ａの配列）に応じた輝度の不均一さを均し、光源６５をなす発光部６５ａの像を目立たなくさせる。一方、上拡散シート７５は、熱可塑性樹脂シート３０によって後述するように集光された光をある程度拡散させ、視野角を調節したり、輝度の角度分布の変化を緩やかにする。
【００３２】
なお面光源装置６０において、複数のシート状部材のうち上述の拡散板６８、下拡散シート７０および上拡散シート７５が常に全て含まれている必要はない。面光源装置６０に求められる光学特性に応じて、設けられるシート状部材が適宜選択される。
【００３３】
ところで、本明細書において、「出光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源６５から透過型表示部５５を経て観察者へ向かう光の進行方向における下流側（観察者側）のことであり、「入光側」とは、進行方向を折り返されることなく光源６５から透過型表示部５５を経て観察者へ向かう光の進行方向における上流側のことである。
【００３４】
また、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。
【００３５】
次に図５を参照して、熱可塑性樹脂シート３０について詳細に説明する。
【００３６】
熱可塑性樹脂シート
図５に示すように、所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シート３０は、シート状の本体部３１と、本体部３１上に配列された複数の単位形状要素３２と、を有している。図５に示すように、単位形状要素３２は、三角形形状の断面を有しており、これら単位形状要素３２によりプリズムパターンが形成されている。すなわち、これら単位形状要素３２により、いわゆるプリズムシートとしての光学的機能が熱可塑性樹脂シート３０に付与されている。
【００３７】
なお、本明細書における「三角形形状」とは、厳密な意味での三角形形状のみでなく、製造技術における限界や成型時の誤差等を含む略三角形形状や、三角形形状と同様に光学的機能を期待することが可能な略三角形形状などを含む。例えば、三角形の頂点が丸くなっている形状や、三角形の頭部が切断されている形状（截頭三角形）等を含む。
【００３８】
図５に示すように、熱可塑性樹脂シート３０の本体部３１の高さはｔとなっている。また、熱可塑性樹脂シート３０の単位形状要素３２において、三角形形状の断面の高さはＬとなっており、頂角の角度はθとなっており、配列ピッチはｄとなっている。ここで、本体部３１の高さｔ、および、単位形状要素３２の高さＬ、角度θおよび配列ピッチｄの値が特に限られることはなく、熱可塑性樹脂シート３０に要求される光学的機能に応じて適宜設定される。例えば、正面輝度を高めることが熱可塑性樹脂シート３０に要求される場合、角度θは、好ましくは８０〜１２０°の範囲内となっており、より好ましくは９０°となっている。また、単位形状要素３２の高さＬは例えば６μｍ〜１２０μｍの範囲内となっており、単位形状要素３２の配列ピッチｄは例えば１０μｍ〜２００μｍの範囲内となっている。
【００３９】
熱可塑性樹脂シート３０を構成する熱可塑性樹脂としては、光学シートとしての所定の光学的機能を実現するよう、所望の屈折率、透明性および成形性などを有する熱可塑性樹脂が用いられる。例えば、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂などが用いられる。
【００４０】
熱可塑性樹脂シートの製造装置
次に図１乃至４を参照して、熱可塑性樹脂シート３０の製造装置１０について説明する。
【００４１】
図１に示すように、製造装置１０は、熱可塑性樹脂からなるシート原反１２を連続的に供給する供給ダイ１１と、供給ダイ１１の下方に設けられ、製造される熱可塑性樹脂シート３０の凹凸パターンに対応するエンボスパターンが表面に形成された成型ロール１３と、成型ロール１３との間でシート原反１２を挟圧部１４において挟圧する挟圧機構１５と、挟圧部１４の上流側近傍の挟圧部直前領域２０の雰囲気温度を、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御する温度制御機構２５と、を備えている。ここで、挟圧部直前領域２０は、図１に示すように、成型ロール１３の表面１３ａ上の第１境界部Ｂ１と、挟圧部１４の上流側端部１４ａと、シート原反１２の成型ロール１３側の表面１２ａ上の第２境界部Ｂ２と、を含む領域となっている。
【００４２】
以下、供給ダイ１１、成型ロール１３、挟圧機構１５、および温度制御機構２５についてより詳細に説明する。
【００４３】
（供給ダイ）
供給ダイ１１は、上述のように、熱可塑性樹脂からなるシート原反１２を連続的に供給するものである。ここで、図示はしないが、供給ダイ１１には、熱可塑性樹脂、例えばポリカーボネート系樹脂をそのガラス転移点よりも高い温度に加熱する溶融手段が連結されており、供給ダイ１１内には、溶融手段から供給される、ガラス転移点より高い温度に加熱された熱可塑性樹脂が収容されている。供給ダイ１１は、加熱された熱可塑性樹脂を上述の挟圧部１４に向けて押し出し、これによって、熱可塑性樹脂からなるシート原反１２が成型ロール１３と挟圧機構１５との間に供給される。
【００４４】
上述のように、供給ダイ１１内において、熱可塑性樹脂の温度はガラス転移点よりも高い温度となっている。例えば、熱可塑性樹脂としてポリカーボネート系樹脂（ガラス転移点は約１４０°）が用いられる場合、供給ダイ１１内における熱可塑性樹脂の温度は例えば約３００°となっている。なお、熱可塑性樹脂を加熱するための手段が供給ダイ１１内にも設けられていてもよい。
【００４５】
（成型ロール）
成型ロール１３は、上述のように、製造される熱可塑性樹脂シート３０の凹凸パターンに対応するエンボスパターンが表面１３ａに形成されたロールであり、一般に金属から形成される。この成型ロール１３は、図３に示すように、表面１３ａに形成された複数の溝１３ｂを有している。各溝１３ｂは、図３に示すように、熱可塑性樹脂シート３０のプリズムパターンを構成する上述の単位形状要素３２に対応する三角形形状の断面を有しており、各溝１３ｂの深さはＬ０となっている。このような溝１３ｂを有する成型ロール１３に対してシート原反１２を押し付けることによりシート原反１２が賦形され、これによって、所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シート３０が得られる。
【００４６】
成型ロール１３の直径Ｄ１は、形成される熱可塑性樹脂シート３０の寸法などに応じて適宜選択されるが、例えば、２００〜６００ｍｍの範囲内となっている。
【００４７】
（挟圧機構）
挟圧機構１５は、シート原反１２を成型ロール１３に対して押し付けるためのものである。挟圧機構１５は、図１に示すように、ニップロール１６と、調整ロール１７と、ニップロール１６および調整ロール１７に巻きつけられたベルト１８と、を有している。
【００４８】
ニップロール１６は、図１に示すように、挟圧部１４の上流側端部１４ａを介して成型ロール１３と対向するよう設けられている。このようなニップロール１６の形態が特に限られることはなく、熱可塑性樹脂シート３０に要求される特性に応じて、弾性体または金属などからなるロールが適宜用いられる。中心が金属からなり、表面が弾性体からなるロールがニップロール１６として用いられてもよい。
【００４９】
ニップロール１６がシート原反１２を成型ロール１３に対して押し付ける際の線圧は、熱可塑性樹脂の特性、成型ロール１３の溝１３ｂの形状などに応じて適宜設定される。例えば、ニップロール１６がシート原反１２を成型ロール１３に対して押し付ける際の線圧が１００ｋｇ／ｃｍとなるよう、ニップロール１６が成型ロール１３に対して配置される。
【００５０】
ニップロール１６の直径は、成型ロール１３の直径、シート原反１２の搬送速度などに応じて適宜選択されるが、例えば、１００〜３５０ｍｍの範囲内となっている。
【００５１】
ベルト１８は、図１に示す挟圧部１４の上流側端部１４ａ近傍においてだけではなく、より広い範囲においてシート原反１２を成型ロール１３に対して押し付けるために設けられるものである。ベルト１８の材料としては、耐久性や鏡面性に優れた材料が適宜用いられ、例えばクロム合金やニッケル合金などの金属合金が用いられる。
【００５２】
調整ロール１７は、ベルト１８が成型ロール１３に沿って搬送されるようベルト１８を支持するものである。この調整ロール１７の配置、形状などを調整することにより、ベルト１８が成型ロール１３に沿って搬送される範囲、すなわち挟圧部１４の範囲（成型ロール１３の周方向における長さＳ３）が適宜調整される。挟圧部１４の範囲は、成型ロール１３の溝１３ｂの溝の形状、シート原反１２を構成する熱可塑性樹脂の特性などに応じて適宜選択されるが、例えば、３０〜２００ｍｍの範囲内となっている。
【００５３】
図４は、挟圧機構１５のベルト１８によって成型ロール１３の溝１３ｂにシート原反１２が押し込まれる様子を示す図である。上述のように、供給ダイ１１内における熱可塑性樹脂の温度はガラス転移点よりも高くなっており、このため、挟圧部１４に到達したときのシート原反１２は、所定の流動性を有している。従って、図４に示すように、シート原反１２は、挟圧機構１５のベルト１８からの圧力によって溝１３ｂ内に押し込まれる。なお、溝１３ｂの深さＬ０が大きい場合や、シート原反１２の流動性が小さい場合は、シート原反１２が溝１３ｂの最深部１３ｄまで押し込まれず、図４に示す隙間１３ｃが存在していることが考えられる。
【００５４】
成型ロール１３と挟圧機構１５との間で挟圧されて凹凸パターンが転写されたシート原反１２（熱可塑性樹脂）は、図１に示すように冷却ロール１９に送られる。冷却ロール１９は、凹凸パターンが転写された熱可塑性樹脂を、成型ロール１３との間で挟圧しながら冷却するためのものである。これによって、熱可塑性樹脂が冷却されて固まるとともに、賦形の際に生じうる反りが取り除かれる。このようにして、所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シート３０が賦形により製造される。
【００５５】
ところで、供給ダイ１１の開口１１ａから押し出されたシート原反１２が挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達するには、所定の時間を要する。このため、上流側端部１４ａに到達するまでにシート原反１２が冷却され、これによって、上流側端部１４ａに到達した際のシート原反１２の温度がガラス転移点よりも低くなってしまうことが考えられる。このような温度の低下を防ぐため、本実施の形態においては、上述のように、挟圧部１４の上流側近傍の挟圧部直前領域２０の雰囲気温度を熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御する温度制御機構２５が設けられている。以下、温度制御機構２５について詳細に説明する。
【００５６】
（温度制御機構）
図１に示すように、温度制御機構２５は、挟圧部直前領域２０を外部から覆う保温カバー２１と、保温カバー２１の内側、すなわち挟圧部直前領域２０内に設けられた熱源と、を有している。このうち熱源は、成型ロール１３の近傍に設けられ、成型ロール１３の表面１３ａに向かって熱を放出するセラミックヒーター２２（第１熱源）と、シート原反１２の近傍に設けられ、シート原反１２の成型ロール１３側の表面１２ａに向かって熱を放出する赤外ヒーター２３（第２熱源）と、を含んでいる。
【００５７】
図１および図２に示すように、挟圧部１４の上流側（供給ダイ１１側）の挟圧部直前領域２０は、保温カバー２１により覆われている。保温カバー２１は、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度を一定に保つためのものであり、例えば鉄板から構成されている。このため本実施の形態によれば、セラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３を作動させた場合、各々により成型ロール１３の表面１３ａおよびシート原反１２の表面１２ａが加熱されるだけでなく、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度が全体的に高められる。このことにより、挟圧部直前領域２０に到達した成型ロール１３の表面１３ａおよびシート原反１２の表面１２ａを万遍なく加熱することができる。
なお、挟圧部直前領域２０が保温カバー２１により外部から隙間なく覆われる必要はなく、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度が急激に変動するのが防がれる程度に、挟圧部直前領域２０が保温カバー２１により外部から覆われていればよい。
【００５８】
セラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３は、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度が熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高くなるよう、制御部２４により制御される。例えば、熱可塑性樹脂としてポリカーボネート系樹脂（ガラス転移点は約１４０°）が用いられる場合、セラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３は、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度が１６０〜３００°の範囲内となるよう、制御部２４により制御される。なお、制御部２４による制御の具体的な方法が特に限られることはなく、周知の方法により適切な制御が実施される。例えば、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度をモニタするモニタ手段（図示せず）からの情報に基づいて、制御部２４が、セラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３の出力を制御することができる。また、図１においては制御部２４がセラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３と別体に設けられる例を示したが、これに限られることはなく、セラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３を制御する制御部がセラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３内にそれぞれ組み込まれていてもよい。また、セラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３内にモニタ手段が組み込まれていてもよい。
【００５９】
このように本実施の形態によれば、温度制御機構２５により、挟圧部直前領域２０の雰囲気温度が、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御される。このため、シート原反１２は、その表面１２ａの温度がガラス転移点よりも高くなっている状態で、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達する。また、成型ロール１３は、その溝１３ｂの温度が満遍なくガラス転移点よりも高くなっている状態で、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達する。このため、シート原反１２は、流動性が高い状態で成型ロール１３の溝１３ｂ内に押し込まれる。これによって、シート原反１２を成型ロール１３の溝１３ｂの最深部１３ｄ近傍まで十分に押し込むことが可能となり、このことにより、高い賦形率で熱可塑性樹脂シート３０を製造することが可能となる。
【００６０】
なお本実施の形態において、挟圧部直前領域２０とは、図１および図２に示すように、成型ロール１３の表面１３ａ上の第１境界部Ｂ１と、挟圧部１４の上流側端部１４ａと、シート原反１２の成型ロール１３側の表面１２ａ上の第２境界部Ｂ２と、を含む領域のことである。挟圧部直前領域２０の範囲、すなわち、第１境界部Ｂ１および第２境界部Ｂ２の位置は、上流側端部１４ａに到達した際のシート原反１２が十分な流動性を有するよう、シート原反１２を構成する熱可塑性樹脂の特性、シート原反１２の搬送速度、成型ロール１３の直径および周速度、挟圧部直前領域２０の雰囲気温度などを考慮して決定される。例えば、成型ロール１３上の第１境界部Ｂ１は、成型ロール１３の直径をＤ１〔ｍｍ〕とするとき、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第１境界部Ｂ１までの成型ロール１３上における長さＳ１がπ×Ｄ１／１６〜π×Ｄ１／２〔ｍｍ〕の範囲内となるよう定められる。ここで、長さＳ１の上限の値であるπ×Ｄ１／２〔ｍｍ〕は、図１に示すように、シート原反１２が成型ロール１３から離れて冷却ロール１９に送られる位置に対応する値となっている。また、シート原反１２上の第２境界部Ｂ２は、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第２境界部Ｂ２までのシート原反１２上における長さＳ２が５０〜２００〔ｍｍ〕の範囲内となるよう定められる。このようにして挟圧部直前領域２０の範囲を適切に定めることにより、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達する際のシート原反１２および成型ロール１３の溝１３ｂの温度を十分に高くすることができ、このことにより、成型ロール１３の溝１３ｂ内に押し込まれる際のシート原反１２の流動性を十分に確保することができる。
【００６１】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。ここでは、熱可塑性樹脂シート３０の製造方法について説明する。
【００６２】
まず、ガラス転移点より高い温度に加熱された熱可塑性樹脂が収納されている供給ダイ１１を準備する。次に図１に示すように、熱可塑性樹脂からなるシート原反１２を、供給ダイ１１下方に設けられた成型ロール１３と挟圧機構１５との間に形成される挟圧部１４の上流側端部１４ａに向けて押し出す。
【００６３】
その後、図１に示すように、挟圧部１４において、成型ロール１３と挟圧機構１５とによりシート原反１２を挟圧する。ここで上述のように、成型ロール１３の表面１３ａには、エンボスパターンを構成する複数の溝１３ｂが形成されている。このため、成型ロール１３と挟圧機構１５とにより挟圧されたシート原反１２には、成型ロール１３のエンボスパターンが転写される。
【００６４】
エンボスパターンが転写されたシート原反１２は、その後、成型ロール１３と冷却ロール１９との間で挟圧され、かつ冷却される。これによって、シート原反１２が冷却されて固まるとともに、賦形の際に生じうる反りが取り除かれる。このようにして、所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シート３０が得られる。
【００６５】
ところで、熱可塑性樹脂シート３０の製造工程において、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度は、温度制御機構２５により、シート原反１２を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御されている。このため、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達する際の成型ロール１３の表面１３ａの温度、およびシート原反１２の成型ロール１３側の表面１３ａの温度は、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高くなっている。このため、シート原反１２は、流動性が高い状態で成型ロール１３の溝１３ｂ内に押し込まれる。これによって、シート原反１２を成型ロール１３の溝１３ｂの最深部１３ｄ近傍まで十分に押し込むことが可能となり、このことにより、高い賦形率で熱可塑性樹脂シート３０を製造することが可能となる。
【００６６】
なお賦形率とは、成型ロール１３のエンボスパターンがどの程度正確に熱可塑性樹脂シート３０に転写されたかを表す指標となる値であり、以下の式で与えられる値である。
賦形率（％）＝（Ｌ／Ｌ０）×１００
ここで、Ｌは、得られた熱可塑性樹脂シート３０の単位形状要素３２の高さであり、Ｌ０は、成型ロール１３の溝１３ｂの深さである。本実施の形態によれば、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度を高くすることにより、賦形率を向上させることができ、この場合、賦形率は例えば９０〜１００％の範囲内となっている。このような高い賦形率を実現することにより、高い光学的機能を有する熱可塑性樹脂シート３０（光学シート）を提供することが可能となる。
【００６７】
例えば、熱可塑性樹脂シート３０の単位形状要素３２が三角形形状の断面を有する場合、すなわち、熱可塑性樹脂シート３０がいわゆるプリズムシートである場合について考える。本実施の形態によれば、高い賦形率を実現することにより、三角形形状の断面の頂点における丸みが少ない単位形状要素３２を製造することができる。このことにより、プリズムシートにおける正面輝度を高める効果がより向上される。
【００６８】
比較の形態
次に、本実施の形態の効果を比較の形態と比較して説明する。図６（ａ）は、比較の形態における熱可塑性樹脂シートの製造装置１００を示す側面図であり、図６（ｂ）は、比較の形態において、製造装置１００の成型ロール１３が加熱される様子を示す図である。
【００６９】
図６（ａ）（ｂ）に示す比較の形態における製造装置１００は、成型ロール１３の表面１３ａに向かって熱を放出する赤外ヒーター１０１が設けられ、一方、挟圧部１４の上流側近傍の領域を覆う保温カバーが設けられていない点が異なるのみであり、他の構成は、図１乃至図５に示す本発明の実施の形態と略同一である。図６（ａ）（ｂ）に示す比較の形態において、図１乃至図５に示す本発明の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７０】
上述のように比較の形態においては、挟圧部１４の上流側端部１４ａ近傍の領域を覆う保温カバーが設けられていない。この場合、成型ロール１３の表面１３ａは、赤外ヒーター１０１からの放射熱（赤外線）によって加熱される。
【００７１】
図６（ｂ）において（１）〜（３）で示される経路は、様々な角度で成型ロール１３の溝１３ｂに照射される赤外線の経路を示している。図６（ｂ）に示すように、成型ロール１３の表面１３ａに形成された複数の溝１３ｂは各々、三角形形状の断面を有している。この場合、図６（ｂ）に示すように、溝１３ｂに照射される赤外線の多くは、溝１３ｂの最深部１３ｄ近傍に到達することなく溝１３ｂの表面で反射されると考えられる。このため、比較の形態においては、溝１３ｂの最深部１３ｄ近傍の温度が十分に高められないと考えられる。
【００７２】
また供給ダイ１１の開口１１ａから押し出されたシート原反１２が挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達するには、所定の時間を要する。このため、上流側端部１４ａに到達するまでにシート原反１２が冷却され、これによって、上流側端部１４ａに到達した際のシート原反１２の温度がガラス転移点よりも低くなってしまうことが考えられる。このような温度の低下を防ぐため、挟圧部１４の上流側近傍においてシート原反１２を加熱することが好ましいが、しかしながら比較の形態においては、上述のように、挟圧部１４の上流側端部１４ａ近傍の領域を覆う保温カバーが設けられていない。このため比較の形態においては、シート原反１２を十分に加熱することができず、従って、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達した際のシート原反１２の表面の温度が、供給ダイ１１から押し出された際の温度に比べて大きく下がっていると考えられる。
【００７３】
そして、最深部１３ｄ近傍の温度が十分に高められていない溝１３ｂ内にシート原反１２が押し込まれる場合、シート原反１２が最深部１３ｄに向かって進むにつれて、シート原反１２の温度がさらに低下することになる。このため、最深部１３ｄ近傍に到達したシート原反１２の流動性を十分に確保することができず、従って、賦形の際に大きな隙間１３ｃが形成されてしまう。すなわち比較の形態によれば、成型ロール１３の溝１３ｂの最深部１３ｄを十分に加熱することができず、かつ、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達した際のシート原反１２の表面の温度を十分に高くすることができない。このため、高い賦形率を実現することができないと考えられる。
【００７４】
これに対して本発明の実施の形態によれば、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度は、温度制御機構２５により、シート原反１２を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御されている。このため、成型ロール１３の溝１３ｂの最深部１３ｄを十分に加熱することができ、加えて、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達した際のシート原反１２の表面の温度を十分に高くすることができる。これによって、最深部近傍１３ｄに到達したシート原反１２の流動性を十分に確保することができ、このことにより、高い賦形率で熱可塑性樹脂シート３０を製造することができる。
【００７５】
変形例
なお本実施の形態において、挟圧機構１５が、ニップロール１６と、調整ロール１７と、ニップロール１６および調整ロール１７に巻きつけられたベルト１８と、からなる例を示した。すなわち、成型ロール１３に沿って搬送されるベルト１８により、シート原反１２が成型ロール１３に対して押し付けられる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図７に示すように、挟圧機構１５がニップロール１６Ａからなり、このニップロール１６Ａにより、シート原反１２が成型ロール１３に対して押し付けられてもよい。
【００７６】
ニップロール１６Ａの形態が特に限られることはなく、熱可塑性樹脂シート３０に要求される特性に応じて、弾性体または金属などからなるロールが適宜用いられる。中心が金属からなり、表面が弾性体からなるロールがニップロール１６Ａとして用いられてもよい。また、得られる熱可塑性樹脂シート３０の表面の平滑性を向上させるため、ニップロール１６Ａの表面に鏡面仕上げが施されていてもよい。
【００７７】
ニップロール１６Ａがシート原反１２を成型ロール１３に対して押し付ける際の線圧は、熱可塑性樹脂の特性、成型ロール１３の溝１３ｂの形状などに応じて適宜設定される。例えば、ニップロール１６Ａがシート原反１２を成型ロール１３に対して押し付ける際の線圧が１００ｋｇ／ｃｍとなるよう、ニップロール１６Ａが成型ロール１３に対して配置される。
【００７８】
ニップロール１６Ａの直径は、成型ロール１３の直径、シート原反１２の搬送速度などに応じて適宜選択されるが、例えば、１００〜３５０ｍｍの範囲内となっている。
【００７９】
その他の変形例
また本実施の形態において、供給ダイ１１から供給されるシート原反１２を構成する熱可塑性樹脂が、例えばポリカーボネート系樹脂からなる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、シート原反１２を構成する熱可塑性樹脂が、図８に示すように、成型ロール１３のエンボスパターン内に押し込まれる賦形層４２と、賦形層４２よりも成型ロール１３側に位置する第１保護層４１と、賦形層４２よりも挟圧機構１５側に位置する第２保護層４３と、を有していてもよい。若しくは、図示はしないが、シート原反１２が賦形層４２と第１保護層４１とからなっていてもよく、または、シート原反１２が賦形層４２と第２保護層４３とからなっていてもよい。また、シート原反１２が上記の層以外の層をさらに有していてもよい。
【００８０】
賦形層４２は、成型ロール１３の溝１３ｂ内に押し込まれて成形される層であり、例えばポリカーボネート系樹脂からなっている。第１保護層４１および第２保護層４３は、熱可塑性樹脂シート３０の表面が傷つくのを防ぐための層であり、ハードコート性または復元性などの耐傷付性を有する層である。
【００８１】
また本実施の形態において、成型ロール１３上の第１境界部Ｂ１は、成型ロール１３の直径をＤ１〔ｍｍ〕とするとき、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第１境界部Ｂ１までの成型ロール１３上における長さＳ１がπ×Ｄ１／１６〜π×Ｄ１／２〔ｍｍ〕の範囲内となるよう定められる例を示した。すなわち、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第１境界部Ｂ１までの成型ロール１３上における長さＳ１が、成型ロール１３の直径に応じて定められる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第１境界部Ｂ１までの成型ロール１３上における長さＳ１が、成型ロール１３の周速度に応じて定められてもよい。例えば、第１境界部Ｂ１は、成型ロール１３の周速度をＶ１〔ｍｍ／ｓ〕とするとき、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第１境界部Ｂ１までの成型ロール１３上における長さＳ１が０．０５〔ｓ〕×Ｖ１〔ｍｍ／ｓ〕〜２〔ｓ〕×Ｖ１〔ｍｍ／ｓ〕の範囲内となるよう定められてもよい。ここで、周速度Ｖ１は以下の式により定義される。
Ｖ１＝π×Ｄ１×Ｒ１
このうちＤ１〔ｍｍ〕は、成型ロール１３の直径であり、Ｒ１〔１／ｓ〕は、成型ロール１３の単位時間あたりの回転数である。このように成型ロール１３の周速度に応じて第１境界部Ｂ１を定めることにより、成型ロール１３の周速度に依らず、成型ロール１３上の所定ポイントが第１境界部Ｂ１を通過してから挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達するまでの時間を、０．０５〜２〔ｓ〕の範囲内とすることができる。すなわち、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達する前の成型ロール１３の表面１３ａを、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御された挟圧部直前領域２０内で０．０５〜２秒間にわたって加熱することができる。これによって、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達する際の成型ロール１３の溝１３ｂの温度を十分に高めることができ、このことにより、高い賦形率を実現することができる。
【００８２】
また本実施の形態において、シート原反１２上の第２境界部Ｂ２は、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第２境界部Ｂ２までのシート原反１２上における長さＳ２が５０〜２００〔ｍｍ〕の範囲内となるよう定められる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第２境界部Ｂ２までのシート原反１２上における長さＳ２が、シート原反１２の搬送速度に応じて定められてもよい。例えば、シート原反１２上の第２境界部Ｂ２は、シート原反１２の搬送速度をＶ２〔ｍｍ／ｓ〕とするとき、挟圧部１４の上流側端部１４ａから第２境界部Ｂ２までのシート原反１２上における長さＳ２が０．０１〔ｓ〕×Ｖ２〔ｍｍ／ｓ〕〜０．５〔ｓ〕×Ｖ２〔ｍｍ／ｓ〕の範囲内となるよう定められてもよい。このようにシート原反１２の搬送速度に応じて第２境界部Ｂ２を定めることにより、シート原反１２の搬送速度に依らず、シート原反１２上の所定ポイントが第２境界部Ｂ２を通過してから挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達するまでの時間を、０．０１〜０．５〔ｓ〕の範囲内とすることができる。すなわち、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達する前のシート原反１２の表面１２ａを、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御された挟圧部直前領域２０内で０．０１〜０．５秒間にわたって加熱することができる。これによって、挟圧部１４の上流側端部１４ａに到達する際のシート原反１２の表面１２ａの温度を十分に高めることができ、このことにより、高い賦形率を実現することができる。
【００８３】
また本実施の形態において、挟圧部直前領域２０を覆う保温カバー２１が鉄板から構成される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度を略一定に保ちうる様々な材料から保温カバー２１を構成することができる。
【００８４】
また本実施の形態において、挟圧部直前領域２０内に、成型ロール１３の表面１３ａに向かって熱を放出するセラミックヒーター２２と、シート原反１２の成型ロール１３側の表面１２ａに向かって熱を放出する赤外ヒーター２３と、が設けられる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、セラミックヒーター２２または赤外ヒーター２３のどちらか一方のみが設けられていてもよい。若しくは、セラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３に加えて、その他のさらなるヒーターが設けられていてもよい。
また、挟圧部直前領域２０内に設けられるヒーターのタイプが、セラミックヒーター２２または赤外ヒーター２３に限られることはなく、挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度を制御することができる様々なタイプのヒーターを用いることができる。
【００８５】
また本実施の形態において、製造される熱可塑性樹脂シート３０がプリズムシートであり、成型ロール１３の表面１３ａに形成された複数の溝１３ｂが、プリズムパターンに対応する三角形形状の断面を有する例を示した。しかしながら、製造される熱可塑性樹脂シート３０の凹凸パターンが特に限られることはなく、本実施の形態による製造装置１０により、様々な凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シート３０が製造され得る。すなわち、成型ロール１３の溝１３ｂの断面形状が、三角形形状に変調、変形を加えた形状であってもよい。例えば、溝１３ｂの断面形状が、三角形のいずれか一以上の辺が折れ曲がった（屈曲した）形状、三角形のいずれか一以上の辺が湾曲した形状（所謂扇形）、三角形の頂点近傍を湾曲させて丸みを帯びさせた形状、三角形のいずれか一以上の辺に微小凹凸を付与した形状であってもよい。また、溝１３ｂの断面形状が、三角形形状以外の形状、例えば台形等の四角形、五角形、或は六角形等の種々の多角形形状を有するようにしてもよい。さらに、溝１３ｂが、断面において、円または楕円形状の一部分に相当する形状を有するようにしてもよい。
【００８６】
また本実施の形態において、成型ロール１３の表面１３ａに形成された複数の溝１３ｂがすべて同一の断面形状を有する例を示したが、これに限られない。断面形状が互いに異なる複数種類の溝が、成型ロール１３の表面１３ａに形成されていてもよい。
【実施例】
【００８７】
次に、上述した実施の形態の具体的実施例を、比較例とともに説明する。
【００８８】
（実施例１）
溶融状態の熱可塑性樹脂を収納し、熱可塑性樹脂からなるシート原反１２を供給する供給ダイ１１を、挟圧部１４の上流側端部１４ａまでの距離が２００ｍｍとなるよう上流側端部１４ａの略鉛直方向上方に配置した。熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート系樹脂を用いた。
【００８９】
成型ロール１３として、その直径Ｄ１が２５０ｍｍであり、その表面１３ａに複数の三角形形状の溝１３ｂが形成された成型ロール１３を用いた。各溝１３ｂの深さＬ０は３２μｍとなっていた。成型ロール１３は、その表面１３ａの温度が全体的に１３５°となるよう、成型ロール１３に取り付けられた温度制御手段（図示せず）により温度制御されていた。
【００９０】
挟圧機構１５として、ニップロール１６と、調整ロール１７と、ニップロール１６および調整ロール１７に巻きつけられたベルト１８と、を有する挟圧機構１５を用いた。ニップロール１６および調整ロール１７として、その直径が１００ｍｍおよび１００ｍｍであるニップロール１６および調整ロール１７を用いた。成型ロール１３の場合と同様に、ニップロール１６および調整ロール１７の表面はそれぞれ全体的に９０°および９０°に温度制御されていた。
【００９１】
シート原反１２の搬送速度を、２５０ｍｍ／ｓ（＝１５ｍ／分）に設定した。また、ニップロール１６がシート原反１２を成型ロール１３に対して押し付ける際の線圧が１００ｋｇ／ｃｍとなるよう、ニップロール１６を成型ロール１３に対して配置した。
【００９２】
挟圧部直前領域２０の雰囲気温度を、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御するため、温度制御機構２５を用いた。温度制御機構２５としては、熱源と、挟圧部直前領域２０を外部から覆う保温カバー２１と、を有する温度制御機構２５を用いた。熱源としては、成型ロール１３の表面１３ａに向かって熱を放出するセラミックヒーター２２と、シート原反１２の近傍に設けられ、シート原反１２の成型ロール１３側の表面１２ａに向かって熱を放出する赤外ヒーター２３と、を用いた。
【００９３】
挟圧部直前領域２０内の雰囲気温度が３００°となるよう、制御部２４により、セラミックヒーター２２および赤外ヒーター２３の温度を制御した。このとき、セラミックヒーター２２の設定温度は４００°となっており、赤外ヒーター２３の設定温度は６００°となっていた。
【００９４】
上述の各構成要素からなる製造装置１０を用いて、賦形により熱可塑性樹脂シート３０を作製した。
【００９５】
（実施例２）
温度制御機構２５の熱源として、成型ロール１３の表面１３ａに向かって熱を放出するセラミックヒーター２２のみを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、熱可塑性樹脂シート３０を製造した。
【００９６】
（実施例３）
温度制御機構２５の熱源として、シート原反１２の近傍に設けられ、シート原反１２の成型ロール１３側の表面１２ａに向かって熱を放出する赤外ヒーター２３のみを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、熱可塑性樹脂シート３０を製造した。
【００９７】
（比較例１）
保温カバー２１を設けなかったこと以外は、実施例１と同様にして、熱可塑性樹脂シート３０を製造した。
【００９８】
（比較例２）
保温カバー２１を設けなかったこと以外は、実施例２と同様にして、熱可塑性樹脂シート３０を製造した。
【００９９】
（比較例３）
保温カバー２１を設けなかったこと以外は、実施例３と同様にして、熱可塑性樹脂シート３０を製造した。
【０１００】
（比較例４）
温度制御機構２５を設けなかったこと以外は、実施例１と同様にして、熱可塑性樹脂シート３０を製造した。
【０１０１】
（評価）
実施例１乃至３および比較例１乃至４で得られた熱可塑性樹脂シート３０に対して、以下の評価を行った。
【０１０２】
（評価方法１ 賦形率）
実施例１乃至３または比較例１乃至４に係る熱可塑性樹脂シート３０の単位形状要素３２の高さＬを測定した。次に、測定された高さＬに基づいて、熱可塑性樹脂シート３０における賦形率を算出した。
【０１０３】
（評価方法２ 正面輝度）
はじめに、実施例１乃至３または比較例１乃至４に係る熱可塑性樹脂シート３０（Ａ４サイズ）と、光源と、を組み合わせて、透過型表示装置をそれぞれ準備した。次に、透過型表示装置によって白色を表示した状態で、正面方向輝度（ｃｄ／ｍ2）の測定を行った。輝度の測定には、トプコン製のＢＭ−７（２度視野）を用いた。
光源としては、約３００ｍｍ×３００ｍｍの領域に渡って６本の蛍光灯が配列された光源を用いた。
【０１０４】
実施例１乃至３または比較例１乃至４における、賦形率および正面輝度の評価結果を表１に示す。
【表１】
【０１０５】
実施例１乃至３と比較例１乃至４との比較から、保温カバー２１を設けることにより、高い賦形率および正面輝度が実現されることがわかる。すなわち本実施例によれば、挟圧部直前領域２０の雰囲気温度を高くし、これによって成型ロール１３の表面１３ａおよびシート原反１２の表面１２ａを万遍なく加熱することにより、高い賦形率および正面輝度を実現することができたと言える。
【０１０６】
また、実施例１と実施例２との比較から、成型ロール１３の表面１３ａだけでなく、シート原反１２の表面１２ａを加熱することにより、より高い賦形率および正面輝度が実現されたことがわかる。
【符号の説明】
【０１０７】
１０ 熱可塑性樹脂シートの製造装置
１１ 供給ダイ
１１ａ 供給ダイの開口
１２ シート原反
１２ａ シート原反の成型ロール側の表面
１３ 成型ロール
１３ａ 成型ロールの表面
１３ｂ 成型ロールの溝
１３ｃ 隙間
１３ｂ 最深部
１４ 挟圧部
１４ａ 上流側端部
１５ 挟圧機構
１６ ニップロール
１７ 調整ロール
１８ ベルト
１９ 冷却ロール
２０ 挟圧部直前領域
２１ 保温カバー
２２ セラミックヒーター
２３ 赤外ヒーター
２４ 制御部
２５ 温度制御機構
３０ 熱可塑性樹脂シート
３１ 本体部
３２ 単位形状要素
４１ 第１保護層
４２ 賦形層
４３ 第２保護層
５０ 表示装置
５５ 透過型表示部（表示パネル）
６０ 面光源装置
６２ 反射板
６５ 光源
６５ａ 発光部
６８ 拡散板
７０ 下拡散シート
７５ 上拡散シート
１００ 熱可塑性樹脂シートの製造装置
１０１ 赤外ヒーター
ＣＡ 成型ロールの中心線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シートを賦形により製造する製造装置において、
熱可塑性樹脂からなるシート原反を供給する供給ダイと、
供給ダイの下方に設けられ、熱可塑性樹脂シートの凹凸パターンに対応するエンボスパターンが表面に形成された成型ロールと、
成型ロールとの間でシート原反を挟圧部において挟圧する挟圧機構と、
挟圧部の上流側近傍の挟圧部直前領域の雰囲気温度を、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御する温度制御機構と、を備え、
前記挟圧部直前領域は、成型ロールの表面上の第１境界部と、挟圧部と、シート原反の成型ロール側の表面上の第２境界部と、を含む
ことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項２】
前記温度制御機構は、前記挟圧部直前領域を外部から覆う保温カバーと、保温カバーの内側に設けられた熱源と、挟圧部直前領域の雰囲気温度が熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高くなるよう熱源を制御する制御部と、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項３】
前記熱源が、前記成型ロールの表面に向かって熱を放出する第１熱源と、前記シート原反の成型ロール側の表面に向かって熱を放出する第２熱源と、を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項４】
前記成型ロール上の前記第１境界部は、成型ロールの直径をＤ１〔ｍｍ〕とするとき、挟圧部から第１境界部までの成型ロール上における長さがπ×Ｄ１／１６〜π×Ｄ１／２〔ｍｍ〕の範囲内となるよう定められる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項５】
前記シート原反上の前記第２境界部は、挟圧部から第２境界部までのシート原反上における長さが５０〜２００〔ｍｍ〕の範囲内となるよう定められる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項６】
前記成型ロール上の前記第１境界部は、成型ロール上の所定ポイントが第１境界部を通過してから挟圧部に到達するまでの時間が０．０５〜２〔ｓ〕の範囲内となるよう定められる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項７】
前記シート原反上の前記第２境界部は、シート原反上の所定ポイントが第２境界部を通過してから挟圧部に到達するまでの時間が０．０１〜０．５〔ｓ〕の範囲内となるよう定められる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項８】
前記熱可塑性樹脂シートの凹凸パターンは、三角形形状の断面を有する複数の単位形状要素から形成されるプリズムパターンであり、
前記成型ロールの表面に、熱可塑性樹脂シートのプリズムパターンに対応する三角形形状の断面を有する複数の溝が形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項９】
前記シート原反を構成する熱可塑性樹脂は、前記成型ロールのエンボスパターンに押し付けられる賦形層を有し、
当該賦形層は、ポリカーボネート系樹脂からなる
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項１０】
前記熱可塑性樹脂は、前記賦形層よりも前記成型ロール側に位置する第１保護層をさらに有する
ことを特徴とする請求項９に記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項１１】
前記熱可塑性樹脂は、前記賦形層よりも前記挟圧機構側に位置する第２保護層をさらに有する
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項１２】
所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シートを賦形により製造する製造方法において、
熱可塑性樹脂を収納する供給ダイを準備する工程と、
供給ダイ下方に設けられた成型ロールと挟圧機構との間に形成される挟圧部に向けて、供給ダイから、熱可塑性樹脂からなるシート原反を押し出す工程と、
挟圧部において成型ロールと挟圧機構とによりシート原反を挟圧する工程と、を備え、
前記成型ロールの表面には、熱可塑性樹脂シートの凹凸パターンに対応するエンボスパターンが形成されており、
挟圧部に到達する際の成型ロールの表面の温度およびシート原反の成型ロール側の表面の温度が、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高くなるよう、挟圧部の上流側近傍における雰囲気温度が制御される
ことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項１３】
光源と、
請求項１２に記載の製造方法により得られた熱可塑性樹脂シートであって、前記光源からの光を受ける熱可塑性樹脂シートと、を備えた
ことを特徴とする面光源装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の面光源装置と、
前記面光源装置に対向して配置された透過型表示部と、を備えた
ことを特徴とする表示装置。
【請求項１】
所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シートを賦形により製造する製造装置において、
熱可塑性樹脂からなるシート原反を供給する供給ダイと、
供給ダイの下方に設けられ、熱可塑性樹脂シートの凹凸パターンに対応するエンボスパターンが表面に形成された成型ロールと、
成型ロールとの間でシート原反を挟圧部において挟圧する挟圧機構と、
挟圧部の上流側近傍の挟圧部直前領域の雰囲気温度を、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高い温度に制御する温度制御機構と、を備え、
前記挟圧部直前領域は、成型ロールの表面上の第１境界部と、挟圧部と、シート原反の成型ロール側の表面上の第２境界部と、を含む
ことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項２】
前記温度制御機構は、前記挟圧部直前領域を外部から覆う保温カバーと、保温カバーの内側に設けられた熱源と、挟圧部直前領域の雰囲気温度が熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高くなるよう熱源を制御する制御部と、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項３】
前記熱源が、前記成型ロールの表面に向かって熱を放出する第１熱源と、前記シート原反の成型ロール側の表面に向かって熱を放出する第２熱源と、を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項４】
前記成型ロール上の前記第１境界部は、成型ロールの直径をＤ１〔ｍｍ〕とするとき、挟圧部から第１境界部までの成型ロール上における長さがπ×Ｄ１／１６〜π×Ｄ１／２〔ｍｍ〕の範囲内となるよう定められる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項５】
前記シート原反上の前記第２境界部は、挟圧部から第２境界部までのシート原反上における長さが５０〜２００〔ｍｍ〕の範囲内となるよう定められる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項６】
前記成型ロール上の前記第１境界部は、成型ロール上の所定ポイントが第１境界部を通過してから挟圧部に到達するまでの時間が０．０５〜２〔ｓ〕の範囲内となるよう定められる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項７】
前記シート原反上の前記第２境界部は、シート原反上の所定ポイントが第２境界部を通過してから挟圧部に到達するまでの時間が０．０１〜０．５〔ｓ〕の範囲内となるよう定められる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項８】
前記熱可塑性樹脂シートの凹凸パターンは、三角形形状の断面を有する複数の単位形状要素から形成されるプリズムパターンであり、
前記成型ロールの表面に、熱可塑性樹脂シートのプリズムパターンに対応する三角形形状の断面を有する複数の溝が形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項９】
前記シート原反を構成する熱可塑性樹脂は、前記成型ロールのエンボスパターンに押し付けられる賦形層を有し、
当該賦形層は、ポリカーボネート系樹脂からなる
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項１０】
前記熱可塑性樹脂は、前記賦形層よりも前記成型ロール側に位置する第１保護層をさらに有する
ことを特徴とする請求項９に記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項１１】
前記熱可塑性樹脂は、前記賦形層よりも前記挟圧機構側に位置する第２保護層をさらに有する
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の熱可塑性樹脂シートの製造装置。
【請求項１２】
所定の凹凸パターンを有する熱可塑性樹脂シートを賦形により製造する製造方法において、
熱可塑性樹脂を収納する供給ダイを準備する工程と、
供給ダイ下方に設けられた成型ロールと挟圧機構との間に形成される挟圧部に向けて、供給ダイから、熱可塑性樹脂からなるシート原反を押し出す工程と、
挟圧部において成型ロールと挟圧機構とによりシート原反を挟圧する工程と、を備え、
前記成型ロールの表面には、熱可塑性樹脂シートの凹凸パターンに対応するエンボスパターンが形成されており、
挟圧部に到達する際の成型ロールの表面の温度およびシート原反の成型ロール側の表面の温度が、熱可塑性樹脂のガラス転移点よりも高くなるよう、挟圧部の上流側近傍における雰囲気温度が制御される
ことを特徴とする熱可塑性樹脂シートの製造方法。
【請求項１３】
光源と、
請求項１２に記載の製造方法により得られた熱可塑性樹脂シートであって、前記光源からの光を受ける熱可塑性樹脂シートと、を備えた
ことを特徴とする面光源装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の面光源装置と、
前記面光源装置に対向して配置された透過型表示部と、を備えた
ことを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２５０１６（Ｐ２０１２−２５０１６Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６５２０１（Ｐ２０１０−１６５２０１）
【出願日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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