超音波発生装置を用いた立体模様シートおよびフィルムの製造方法、および製造装置
【課題】押出成形法において高い精度でパターンロールのパターンを転写させることのできるパターンシート製造方法及び製造装置を提供する。
【解決手段】本発明のパターンシート製造装置は、シート状溶融樹脂を吐出するＴダイ１３、パターンを転写するためのパターンロール１４と押さえロール１５と超音波ホーン１６からなる成形機、成膜したパターンシートを搬送する複数のガイドロール１７、そしてパターンシートを巻き取る巻取り機１８からなる。
押さえロール１５とパターンロール１４で狭圧され固化した押出シートに超音波ホーン１６から超音波振動を与え、パターンロール表面で押出シート表面に選択的溶融を生じさせると共に断続的押し込み力を作用させることで完全にパターンロール１４のパターンを転写させる。
【解決手段】本発明のパターンシート製造装置は、シート状溶融樹脂を吐出するＴダイ１３、パターンを転写するためのパターンロール１４と押さえロール１５と超音波ホーン１６からなる成形機、成膜したパターンシートを搬送する複数のガイドロール１７、そしてパターンシートを巻き取る巻取り機１８からなる。
押さえロール１５とパターンロール１４で狭圧され固化した押出シートに超音波ホーン１６から超音波振動を与え、パターンロール表面で押出シート表面に選択的溶融を生じさせると共に断続的押し込み力を作用させることで完全にパターンロール１４のパターンを転写させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶テレビや照明等に用いるプラスチックシート、およびフィルムの表面に立体模様を付与するための製造方法、および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から液晶テレビの輝度向上を目的として表面にプリズム形状が付与されたシート、およびフィルム（以後、シート、およびフィルムを総称してシートと記載）（特許文献１）、またモワレ防止のためマイクロレンズ形状が付与されたパターンシート（特許文献２）が液晶テレビのバックライト部材として用いられてきた。
【０００３】
一方、今後普及が進むと考えられている有機ＥＬを用いた照明における光取出し効率の向上（特許文献３）のため、パターンが付与されたパターンシートの使用が検討されている。
【０００４】
これらパターンシートを製造する方法としては、紫外線成形法、および押出成形法の２法が提案されている。
【０００５】
紫外線成形法は紫外線硬化性樹脂をポリエチレンテレフタレートなどからなる基材に均一に塗布し、任意のパターンが与えられたパターンロールに抱かせながら紫外線を照射することでパターンロールのパターンを転写することができる。現在、プリズム、およびマイクロレンズ形状を有するパターンシートは主としてこの紫外線成形法で製造されている。
【０００６】
この紫外線成形法で製造した場合、パターンロールのパターンを高い精度で転写することが可能だが（その転写率は９９％〜１００％）、その製造コストが高くなり、年率数１０％で低下している液晶テレビのコストトレンドに追従することができない。
【０００７】
紫外線成形法のコスト高になる理由としては、高価な紫外線硬化性樹脂を使用すること、ポリエチレンテレフタレートなどからなる基材を押出成形する工程と紫外線硬化性樹脂を塗布・硬化させパターンを転写する工程と工程数が多くなることなどが挙げられる。
【０００８】
一方、押出成形法はペレット状の樹脂を押出機で混練、Ｔダイから吐出、そして互いに平行に配置されたパターンロールと押さえロール間に供給し、その狭圧力でパターンロールのパターンを転写させる方法である。
【０００９】
押出成形法で製造した場合、押出成形されたシートはパターンシートとなっているため、紫外線成形法のように高価な材料の使用を避けることができ、また、工程数も押出成形の１工程であるため製造コストを低減することが可能となる。
【００１０】
しかし、この押出成形法は低コストで製造することができるが、パターンロールからのパターンの転写に難があり（良くても９０％程度）、プリズムに代表される鋭利な形状を高い精度で転写することは、難しいのが実情である。
【００１１】
そのため、パターンシートを必要とする液晶テレビのバックライト部材、有機ＥＬ照明の光取出しシート部材へ参入を検討しているメーカーは押出成形法において高い転写率が得られる方法を開発している。
【００１２】
この押出成形法で高い転写率が得られない理由としては、押出シートの流動性が原因している。Ｔダイから高温で押出された押出シートが押さえロールとプリズムなどの形状を有するパターンロールとで狭圧され、パターン形状が転写される過程で押出シートの熱はパターンロールに吸収され、瞬時にその流動性が低下する。
【００１３】
そのため、高い狭圧力でパターン転写を試みても、その低い流動性のため高転写率は得られない。
【００１４】
よって高い転写率を得るために押出シートの流動性を増すことが考えられ、その方法として押出シート、およびパターンロールの温度制御が検討されている。
【００１５】
押出シートの温度制御の１つとして、Ｔダイリップ温度をリップ以外の温度より高くすることで押出シートの表面部分のみを高温にし、高い流動性を与えている。
【００１６】
特許文献４では、Ｔダイリップにニクロム線等の電熱線を使用しバンドヒーター等を埋設することで押出シート表面を高温にし、高い流動性を与えている。その結果、Ｔダイリップを加熱しない場合に比べ、高い転写率が得られたと報告している。
【００１７】
さらに、押出シートの他の温度制御としてエアーギャップ間で押出シートに赤外線を照射することで高い流動性を与える方法も提案されている。ここで述べるエアーギャップとはＴダイリップからパターンロールと押さえロールで狭圧される間の距離のことである。
【００１８】
特許文献５では、押出シートに赤外線を照射しない場合に比べ、高い賦形率が得られたと報告している。
【００１９】
一方、パターンロールの温度制御とはパターンロールの表面温度を押出シートと狭圧する前に内部温度より高くすることである。この表面だけ高温に加熱されたパターンロールが押出シートと狭圧された際、押出シート表面を高温に保ち、高い流動性を与えることができる。
【００２０】
特許文献６では、赤外線を照射することで短時間にパターンロール表面を加熱し、押出シート表面に高い流動性を与えている。その結果、パターンロールを赤外線照射で加熱しない場合に比べ、高い転写率が得られたと報告している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特許第３６０７７５９号
【特許文献２】特開２００６−３０１５８２
【特許文献３】特開２００８−２３０１１４
【特許文献４】特開平１０−６７６
【特許文献５】特開２００８−１７９０３６
【特許文献６】特開２００６−３１５２９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかし、特許文献４で提案されているＴダイリップにニクロム線等の電熱線を使用し押出シート表面部分のみを高温にし、高い流動性を与える場合、Ｔダイの内部構造が複雑になり装置費用が高くなる。また、押出シートの表面温度を高温にしたとしてもエアーギャップ間で冷却され、パターンロールと押さえロールで狭圧される前に押出シートの流動性が低下してしまい大きな効果は期待できない。
【００２３】
さらに、特許文献５で提案されているエアーギャップ間で押出シートに赤外線を照射し高い流動性を与える場合、その照射範囲が問題となる。
【００２４】
通常、高い転写率を得ようとすると可能な限りエアーギャップ間を短くするため、Ｔダイとパターンロールが接近し、赤外線を照射する範囲が限られてくる。その限られた範囲で赤外線を照射しても押出シートを高温にし、流動性を劇的に高めるには至らない。
仮に広範囲に照射できるようにエアーギャップを長くすればそれだけ押出シートがエアーギャップ間で冷却され、赤外線照射の効果が得られ難くなる。
【００２５】
一方、特許文献６で提案されているパターンロールに赤外線を照射し表面温度を高め、押出シートと狭圧することで押出シート表面を高温に保ち、高い流動性を与える場合、その表面温度が問題となる。
【００２６】
パターンロールの表面温度を目的の温度に高め押出シートを高温にし、高い流動性を与えても、パターンロールに熱がこもり、パターンロールと押出シートが剥離するまでにパターンロールの温度が押出シートを構成している熱可塑性樹脂のガラス転移温度以下に下がらない。その結果、押出シートに転写した形状が剥離と同時に崩れてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明は、押出成形機のＴダイでシートを吐出する工程と、前記Ｔダイから吐出されたシートを、押さえロールとパターンロールとで狭圧することにより、前記パターンロールのパターンを転写し、パターンシートに成形するパターンシート成形工程と、前記成形されたパターンシートを搬送し巻取る工程を有するパターンシートの製造方法であって、前記パターンシート成形工程において、前記押さえロールと前記パターンロールとで前記シートを狭圧した後、前記パターンロールの回転方向に一定長前記パターンロールで前記シートを抱込むようにし、前記シートが前記押さえロールと前記パターンロールとで狭圧される狭圧位置から前記シートが前記パターンロールから剥離する剥離位置までの間に前記シートに超音波を印加するパターンシート製造方法である。
【００２８】
また、請求項２記載の発明は、前記シートに前記超音波を印加することで前記シートに選択的溶融を生じさせると共に断続的押し込み力を作用させ高転写率のパターンシートに加工する請求項１記載のパターンシート製造方法である。
【００２９】
また、請求項３記載の発明は、前記超音波は、前記狭圧位置に前記パターンロールの１/８円周長を加えた位置から前記剥離位置の間の箇所で印加する請求項１記載のパターンシート製造方法である。
【００３０】
また、請求項４記載の発明は、前記超音波は、超音波ホーンをホーン幅方向が前記パターンロール軸方向に平行になるように前記シートに向けて設置することで印加する請求項１記載のパターンシート製造方法である。
【００３１】
また、請求項５記載の発明は、押出成形機のＴダイでシートを吐出する工程と、前記Ｔダイから吐出されたシートを、押さえロールと金属ロールで前記Ｔダイから吐出されたシートを狭圧し、フラットシートに成形する工程と、前記成形されたフラットシートをパターンロールで前記パターンロールの回転方向に一定長抱込むことで、前記パターンロールのパターンを転写しパターンシートに成形するパターンシート成形工程と、前記成形されたパターンシートを搬送し巻取る工程を有するパターンシートの製造方法であって、前記パターンシート成形工程において、前記パターンロールに抱込ませている前記シートに超音波を印加するパターンシート製造方法である。
【００３２】
また、請求項６記載の発明は、前記シートに前記超音波を印加することで前記シートに選択的溶融を生じさせると共に断続的押し込み力を作用させ高転写率のパターンシートに加工する請求項５記載のパターンシート製造方法である。
【００３３】
また、請求項７記載の発明は、前記超音波は、前記フラットシートが前記パターンロールに抱込まれ始めてから、前記パターンロールから剥離するまでの間の中間で印加する請求項５記載のパターンシート製造方法である。
【００３４】
また、請求項８記載の発明は、前記超音波は、超音波ホーンをホーン幅方向が前記パターンロール軸方向に平行になるように前記シートに向けて設置することで印加する請求項５記載のパターンシートである。
【００３５】
また、請求項９記載の発明は、押出成形機のＴダイでシートを吐出する工程と、前記Ｔダイから吐出されたシートを、押さえロールと第１のパターンロールとで狭圧することにより、前記シートの一方の面に前記第１のパターンロールのパターンを転写して成形する第１のパターンシート成形工程と、前記成形されたパターンシートを第２のパターンロールで前記第２のパターンロール回転方向に一定長抱込むことで、前記シートの他方の面に前記第２のパターンロールのパターンを転写して成形する第２のパターンシート成形工程と、前記成形されたパターンシートを搬送し巻取る工程を有するパターンシートの製造方法であって、前記第１のパターンシート成形工程において、前記押さえロールと前記第１のパターンロールとで前記シートを狭圧した後、前記第１のパターンロールの回転方向に一定長前記第１のパターンロールで前記シートを抱込むようにし、前記シートが前記押さえロールと前記第１のパターンロールとで狭圧される狭圧位置から前記シートが前記第１のパターンロールから剥離する剥離位置までの間に前記シートに超音波を印加し、前記第２のパターンシート成形工程において、前記第２のパターンロールに抱込ませている前記シートに超音波を印加するパターンシート製造方法である。
【００３６】
また、請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９のいずれかのパターンシート製造方法で製造したパターンシートであって、前記パターンシートは無偏光特性を特徴とするパターンシートである。
【００３７】
また、請求項１１記載の発明は、シートを吐出する押出成形機のＴダイと、前記Ｔダイから吐出されたシートにパターンを転写するために、押さえロールと共に前記シートを狭圧し、その後に前記シートを一定長抱込むパターンロールと、前記押さえロールと前記パターンロールとで前記シートを狭圧する狭圧位置から前記シートが前記パターンロールから剥離する剥離位置までの間に前記シートに超音波を印加する超音波ホーンと、前記成形されたパターンシートを搬送する搬送ロールと、前記パターンシートを巻取る巻取りロールとを有するパターンシート製造装置である。
【００３８】
また、請求項１２記載の発明は、シートを吐出する押出成形機のＴダイと、前記Ｔダイから吐出されたシートを両面から狭圧し、フラットシートに成形する押さえロールと金属ロールと、前記成形されたフラットシートにパターンを転写するために前記フラットシートを回転方向に一定長抱込むパターンロールと、前記パターンロールに抱込ませている前記シートに超音波を印加する超音波ホーンと、前記成形されたパターンシートを搬送する搬送ロールと、前記パターンシートを巻取る巻取りロールとを有するパターンシート製造装置である。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によると、超音波ホーンを押出成形機に設置し、超音波をシートに印加することで、高い精度でパターンロールのパターンを転写させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る超音波発生装置を成形機第２ロール斜面に備え付けた概略図である。
【図２】超音波印加により得られたパターンシートの概略図である。
【図３】本発明に係る超音波発生装置を成形機第３ロール上面に備え付けた概略図である。
【図４】本発明に係る広幅ホーンの概略図である。
【図５】本発明に係る狭幅ホーンを並列させた概略図である。
【図６】本発明に係るホーン先端形状が凹状の場合の概略図である。
【図７】本発明の超音波発生装置を使用した場合と金属ロールの場合のパターン転写率の比較図表である。
【図８】本発明の超音波発生装置を押出シート両面に使用した場合のパターン転写率の図表である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４２】
図１に示すように、パターンロールと超音波ホーンを備えた押出成形装置は、原料ホッパー１１から供給された熱可塑性樹脂原料を加熱混練する押出機１２、シート状溶融樹脂を吐出するＴダイ１３、パターンを転写するためのパターンロール１４と押さえロール１５と超音波ホーン１６からなる成形機、成膜したパターンシートを搬送する複数のガイドロール１７、そしてパターンシートを巻き取る巻取り機１８からなる。
ここで超音波ホーンとは振動することで超音波を発生させる振動子である。
【００４３】
本発明に用いられる熱可塑性樹脂は、光学シートの製造に適した樹脂が選ばれる。このためには、透明な樹脂であること、および、例えば組み込まれた液晶表示装置の使用時の信頼性を高めるために、耐熱性や耐湿性が実用的に差し支えない程度に備えていることが求められる。このような熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、メタクリルスチレン（ＭＳ）、アクリロニトリルスチレン（ＡＳ）、環状ポリオレフィンが好適である。
【００４４】
押さえロール１５とパターンロール１４で狭圧され固化した押出シートに超音波ホーン１６から超音波振動を与え、パターンロール表面で押出シート表面に選択的溶融を生じさせると共に断続的押し込み力を作用させることで完全にパターンロール１４のパターンを転写させる。
【００４５】
ここで、溶融は前記押さえロール１５とパターンロール１４で狭圧され固化した押出シートが超音波ホーン１６とパターンロール１４で狭圧され、超音波振動が与えられた箇所で起こる。この溶融は超音波振動による摩擦熱が押出シートとパターンロール１４の界面でのみ発生するため「選択的」溶融となる。
【００４６】
また、押し込みは前記超音波ホーン１６により押出シートに選択的溶融と圧力が加えられるために起こる。断続的となるのはこの押し込みが超音波の周波数に依存するためである。例えば、周波数２０kHzの超音波を利用すれば、超音波ホーンは毎秒２万回も振動し押出シート表面に選択的溶融が起こる。さらに超音波ホーンの振動毎に圧力も加えられるため断続的な押し込みとなる。
【００４７】
押出シートに超音波振動を与え、パターン転写を行うとパターン形状へ押出シートが断続的に押し込まれる。そのため、得られたパターンシートには押さえロール１５とパターンロール１４で狭圧され転写されたパターン部と超音波印加で転写されたパターン部で違いが見られる。
【００４８】
超音波印加により転写されたパターン部は断続的に押し込まれるため、パターン内部に樹木の年輪模様、またパターン表面には階段模様が確認できる（図２）。
このような模様のため、得られたシートに光を照射すると透過して得られる光は無偏光となっている。
また、超音波印加により得られたパターンシートが無偏光特性を有するかを調べる簡易な方法としては偏光シートを用いる。パターンシートと偏光シートを重ね、どちらか一方を３６０℃回転させ、透過光があれば無偏光特性を有することが確認できる。
【００４９】
この超音波ホーンはパターンロールを有する成形機の第２（図１）、あるいは第３ロール（図３）に設置されている。超音波振動による摩擦熱を押出シートを介して押出シートとパターンロールの界面で発生させ、かつ超音波ホーンからの圧力を吸収せず押出シートをパターンロールに十分押し込むために押出シートが固化している必要がある。そのため、第２ロールに超音波ホーンを設置する場合、押出シートが固化した押さえロールとパターンロールの狭圧部以降に設置することが好ましい。
【００５０】
また、成形機第２ロールに設置する場合は押出シートが保有する熱、また加熱されたパターンロールの熱を最大限利用できるよう狭圧部にパターンロールの１/８円周長を加えた位置からシートがパターンロールから剥離するまでの間に設置することが好ましい。
【００５１】
なお、狭圧部にパターンロールの１/８円周長を加えた位置以降とするのは、超音波ホーンが押さえロールとパターンロールの狭圧部に近い場合（１/８円周長未満）、超音波印加による振動が狭圧部に影響し、押出シートの幅方向に平行な段々状のスジが発生することがあるからである。
【００５２】
第３ロールにパターンロールと超音波ホーンを設置する場合は、超音波印加前に押出シートが冷却されすぎないよう、第２ロールは通常より高温にすることが好ましい。そうすることで、パターン転写を十分に行うことができる。
【００５３】
超音波ホーンの材質はチタン合金、アルミ合金、スチール等の金属であり、好ましくは表面にクロムメッキ処理を施していることを特徴とする。好ましくはチタン合金を使用し、さらにクロムメッキ処理を施すとよい。このホーンに強度特性に劣る金属を使用し、またはクロムメッキ処理を施さない場合、ホーンの耐傷性、耐摩耗性より、長期間使用することができない。
【００５４】
パターンロール１４としては表面が金属、セラミック、樹脂等に限定されないが、耐熱性、耐擦性、パターン加工特性を考慮し、金属が好ましい。
【００５５】
超音波ホーン１６はホーン幅方向がパターンロールの軸方向に平行となるようにする。非平行の場合、シート全面にパターンを転写することができないからである。
【００５６】
また、超音波ホーン１６はホーン幅１５０ｍｍを越える場合、ホーン内側をくりぬき空洞を持たせることが好ましい。そうすることで、ホーン幅方向の超音波印加に均整度を得ることができる（図４）。また、ホーンに空洞を持たない場合は狭幅のホーンを複数並列し、均整度を得ることも可能である（図５）。
【００５７】
超音波ホーン表面は鏡面であることを特徴とする。ホーン表面に凹凸等がある場合、超音波の印加にともないホーン表面の凹凸が押出シートに転写され、またキズの原因となる。
【００５８】
超音波ホーン１６の長さは１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることを特徴とする。ホーン長さが１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であれば、押出シートに十分な超音波を印加することができる。一方、ホーン長さが１０ｍｍ未満の場合、ホーンの強度が低下し長期間の使用が難しい。またホーン長さが２００ｍｍより長い場合、ホーンの製造、および取り扱いが難しくなる。
【００５９】
超音波ホーン先端形状は凹状（図６）、平面であり、好ましくは備え付けるパターンロールの曲率に沿って凹状であることを特徴とする。ホーン先端形状を凹状にすることでホーンから発生する超音波を全て押出シートに印加することができる。先端形状を平面にした場合、ホーン長さが長くても印加される超音波は限定されてしまう。
【００６０】
超音波の周波数は２０〜２００ｋＨｚであり、好ましくは３５〜１００ｋＨｚであることを特徴とする。超音波の周波数を３５〜１００ｋＨｚにすることでパターンロール１４の形状を転写するのに必要なエネルギーが得られる。周波数が２０ｋＨｚ未満だと印加箇所でキズが発生する場合があり、また２００ｋＨｚより大きいと形状を転写するのに必要なエネルギーが得られない。
【００６１】
超音波ホーンの振幅は５〜２００μｍであり、好ましくは２０〜１００μｍであることを特徴とする。振幅を２０〜１００μｍにすることでパターンロール１４の形状を転写するのに必要なエネルギーを得ることができる。振幅が２０μｍ未満、また２００μｍより大きいとパターンロール１４の形状を転写するのに必要なエネルギーが得られない。
【００６２】
パターンロール１４の温度は５℃以上２００℃以下であり、好ましくは８０℃以上１５０℃以下であることを特徴とする。パターンロール１４の温度を８０℃以上１５０℃以下にすることでパターンロール１４の形状を十分転写できる。また、パターンロール温度が８０℃未満だと転写が不十分であり、１５０℃より高いと押出シートがパターンロール１４から剥離した後、形状が崩れる。
【００６３】
パターンロール１４のパターン形状は特に限定されず、プリズム、レンチキュラー、マイクロレンズ、ピラミッド等、用途に応じて決定することができる。
【００６４】
また本発明で製造したパターンシートの立体模様シート、およびフィルムは液晶テレビ、照明等の光学部材として用いられることを特徴とする。
【実施例１】
【００６５】
耐熱透明性高機能樹脂のポリカーボネート樹脂（帝人化成（株）、型番「Ｌ―１２５０Ｚ」）を１４０℃、２５０Ｔorrで２４時間除湿乾燥した後、単軸押出機（口径３２、Ｌ/Ｄ＝２４）にＴダイ（有効幅３３０ｍｍ）を取付け、シート状に押出した。Ｔダイよりシート厚２５０μｍになるように吐出した。本発明に係る超音波ホーンは日本エマソン（株）製を使用し、周波数３５ｋＨｚ、振幅７５μｍとした。また、超音波ホーンは成形機の第１ロール（押さえロール１５）と第２ロール(パターンロール１４)に取り付けたパターンロールの狭圧部から１２０ｍｍ後方に設置した。ホーンは材質チタン合金、クロムメッキ処理を施した鏡面のものを使用し、幅２５０ｍｍ、長さ１５ｍｍ、そしてパターンロールに対する面を凹状とした。ホーンは２箇所の空洞を有するものを使用した。第１ロールは直径１６０ｍｍ、幅４００ｍｍのゴムロールを使用した。パターンロール１４は直径３００ｍｍ、幅４００ｍｍの金属ロールに横断面形状が頂角９０°、ピッチ１００μｍ、高さ５０μｍの二等辺三角形を平行に多数連接させたパターンを金属ロール上に３８０ｍｍ配した。溶融樹脂をパターンロール（温度１００〜１４０℃）と超音波ホーンで５．６ｋｇｆ/ｃｍ２で狭圧し、パターンシートを成形した。第３ロールの温度は３０〜５０℃とし、運転ラインの速度は１．５ｍ/分で運転した。また、単軸押出機のスクリュー回転数を調整することでシート厚み５０μｍ、１．０ｍｍになるように吐出し、同条件でパターンを転写したがシートには限定しない。
【００６６】
（比較例１）
超音波ホーンを使用しない以外は実施例１と同様の条件でパターンシートを成形した。
【００６７】
（比較例２）
第１、および第２ロール（パターンロール１４）の温度をポリカーボネート樹脂のガラス転移温度以上の１８０℃に設定した以外は実施例１と同様の条件でパターンシートを成形した。
【００６８】
（比較例３）
超音波ホーンを第２ロール（パターンロール１４）下面以降で押出シートがパターンロール１４から剥離する３０ｍｍ前方に設置した以外は実施例１と同様の条件でパターンシートを成形した。
【実施例２】
【００６９】
超音波ホーンを成形機の第１ロール（押さえロール１５）と第２ロール(パターンロール１４)に取り付けたパターンロールの狭圧部から１２０ｍｍ後方に設置し、また、成形機第３ロールにも取り付けたパターンロール１４に対しシート抱込みから剥離の中間に設置することで押出シート両面にパターンを転写させた。第３ロールのパターンロール温度を１００℃とした以外は実施例１と同様の条件とした。
【００７０】
上記パターンシートについて、下記項目の評価を行い、その結果を図７、８に示した。
また、超音波印加により得たパターンシートを液晶テレビに使用することは有効であった。
【００７１】
なお、パターンシートの中央付近について、パターン深さを測定し、それをパターンロールのパターン深さで除した数値に１００を乗じたものの値をパターン転写率とした。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
超音波ホーンを押出成形機に設置することで、高い精度でパターンロールのパターンを転写させることが可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１１ ホッパー
１２ 押出機
１３ Ｔダイ
１４ パターンロール
１５ 押さえロール
１６ 超音波ホーン
１７ ガイドロール
１８ 巻取り機
２１ 押さえロールとパターンロールにより狭圧されることで転写した部分
２２ 超音波印加により転写された部分
３１ ホーン空洞
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶テレビや照明等に用いるプラスチックシート、およびフィルムの表面に立体模様を付与するための製造方法、および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から液晶テレビの輝度向上を目的として表面にプリズム形状が付与されたシート、およびフィルム（以後、シート、およびフィルムを総称してシートと記載）（特許文献１）、またモワレ防止のためマイクロレンズ形状が付与されたパターンシート（特許文献２）が液晶テレビのバックライト部材として用いられてきた。
【０００３】
一方、今後普及が進むと考えられている有機ＥＬを用いた照明における光取出し効率の向上（特許文献３）のため、パターンが付与されたパターンシートの使用が検討されている。
【０００４】
これらパターンシートを製造する方法としては、紫外線成形法、および押出成形法の２法が提案されている。
【０００５】
紫外線成形法は紫外線硬化性樹脂をポリエチレンテレフタレートなどからなる基材に均一に塗布し、任意のパターンが与えられたパターンロールに抱かせながら紫外線を照射することでパターンロールのパターンを転写することができる。現在、プリズム、およびマイクロレンズ形状を有するパターンシートは主としてこの紫外線成形法で製造されている。
【０００６】
この紫外線成形法で製造した場合、パターンロールのパターンを高い精度で転写することが可能だが（その転写率は９９％〜１００％）、その製造コストが高くなり、年率数１０％で低下している液晶テレビのコストトレンドに追従することができない。
【０００７】
紫外線成形法のコスト高になる理由としては、高価な紫外線硬化性樹脂を使用すること、ポリエチレンテレフタレートなどからなる基材を押出成形する工程と紫外線硬化性樹脂を塗布・硬化させパターンを転写する工程と工程数が多くなることなどが挙げられる。
【０００８】
一方、押出成形法はペレット状の樹脂を押出機で混練、Ｔダイから吐出、そして互いに平行に配置されたパターンロールと押さえロール間に供給し、その狭圧力でパターンロールのパターンを転写させる方法である。
【０００９】
押出成形法で製造した場合、押出成形されたシートはパターンシートとなっているため、紫外線成形法のように高価な材料の使用を避けることができ、また、工程数も押出成形の１工程であるため製造コストを低減することが可能となる。
【００１０】
しかし、この押出成形法は低コストで製造することができるが、パターンロールからのパターンの転写に難があり（良くても９０％程度）、プリズムに代表される鋭利な形状を高い精度で転写することは、難しいのが実情である。
【００１１】
そのため、パターンシートを必要とする液晶テレビのバックライト部材、有機ＥＬ照明の光取出しシート部材へ参入を検討しているメーカーは押出成形法において高い転写率が得られる方法を開発している。
【００１２】
この押出成形法で高い転写率が得られない理由としては、押出シートの流動性が原因している。Ｔダイから高温で押出された押出シートが押さえロールとプリズムなどの形状を有するパターンロールとで狭圧され、パターン形状が転写される過程で押出シートの熱はパターンロールに吸収され、瞬時にその流動性が低下する。
【００１３】
そのため、高い狭圧力でパターン転写を試みても、その低い流動性のため高転写率は得られない。
【００１４】
よって高い転写率を得るために押出シートの流動性を増すことが考えられ、その方法として押出シート、およびパターンロールの温度制御が検討されている。
【００１５】
押出シートの温度制御の１つとして、Ｔダイリップ温度をリップ以外の温度より高くすることで押出シートの表面部分のみを高温にし、高い流動性を与えている。
【００１６】
特許文献４では、Ｔダイリップにニクロム線等の電熱線を使用しバンドヒーター等を埋設することで押出シート表面を高温にし、高い流動性を与えている。その結果、Ｔダイリップを加熱しない場合に比べ、高い転写率が得られたと報告している。
【００１７】
さらに、押出シートの他の温度制御としてエアーギャップ間で押出シートに赤外線を照射することで高い流動性を与える方法も提案されている。ここで述べるエアーギャップとはＴダイリップからパターンロールと押さえロールで狭圧される間の距離のことである。
【００１８】
特許文献５では、押出シートに赤外線を照射しない場合に比べ、高い賦形率が得られたと報告している。
【００１９】
一方、パターンロールの温度制御とはパターンロールの表面温度を押出シートと狭圧する前に内部温度より高くすることである。この表面だけ高温に加熱されたパターンロールが押出シートと狭圧された際、押出シート表面を高温に保ち、高い流動性を与えることができる。
【００２０】
特許文献６では、赤外線を照射することで短時間にパターンロール表面を加熱し、押出シート表面に高い流動性を与えている。その結果、パターンロールを赤外線照射で加熱しない場合に比べ、高い転写率が得られたと報告している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特許第３６０７７５９号
【特許文献２】特開２００６−３０１５８２
【特許文献３】特開２００８−２３０１１４
【特許文献４】特開平１０−６７６
【特許文献５】特開２００８−１７９０３６
【特許文献６】特開２００６−３１５２９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかし、特許文献４で提案されているＴダイリップにニクロム線等の電熱線を使用し押出シート表面部分のみを高温にし、高い流動性を与える場合、Ｔダイの内部構造が複雑になり装置費用が高くなる。また、押出シートの表面温度を高温にしたとしてもエアーギャップ間で冷却され、パターンロールと押さえロールで狭圧される前に押出シートの流動性が低下してしまい大きな効果は期待できない。
【００２３】
さらに、特許文献５で提案されているエアーギャップ間で押出シートに赤外線を照射し高い流動性を与える場合、その照射範囲が問題となる。
【００２４】
通常、高い転写率を得ようとすると可能な限りエアーギャップ間を短くするため、Ｔダイとパターンロールが接近し、赤外線を照射する範囲が限られてくる。その限られた範囲で赤外線を照射しても押出シートを高温にし、流動性を劇的に高めるには至らない。
仮に広範囲に照射できるようにエアーギャップを長くすればそれだけ押出シートがエアーギャップ間で冷却され、赤外線照射の効果が得られ難くなる。
【００２５】
一方、特許文献６で提案されているパターンロールに赤外線を照射し表面温度を高め、押出シートと狭圧することで押出シート表面を高温に保ち、高い流動性を与える場合、その表面温度が問題となる。
【００２６】
パターンロールの表面温度を目的の温度に高め押出シートを高温にし、高い流動性を与えても、パターンロールに熱がこもり、パターンロールと押出シートが剥離するまでにパターンロールの温度が押出シートを構成している熱可塑性樹脂のガラス転移温度以下に下がらない。その結果、押出シートに転写した形状が剥離と同時に崩れてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明は、押出成形機のＴダイでシートを吐出する工程と、前記Ｔダイから吐出されたシートを、押さえロールとパターンロールとで狭圧することにより、前記パターンロールのパターンを転写し、パターンシートに成形するパターンシート成形工程と、前記成形されたパターンシートを搬送し巻取る工程を有するパターンシートの製造方法であって、前記パターンシート成形工程において、前記押さえロールと前記パターンロールとで前記シートを狭圧した後、前記パターンロールの回転方向に一定長前記パターンロールで前記シートを抱込むようにし、前記シートが前記押さえロールと前記パターンロールとで狭圧される狭圧位置から前記シートが前記パターンロールから剥離する剥離位置までの間に前記シートに超音波を印加するパターンシート製造方法である。
【００２８】
また、請求項２記載の発明は、前記シートに前記超音波を印加することで前記シートに選択的溶融を生じさせると共に断続的押し込み力を作用させ高転写率のパターンシートに加工する請求項１記載のパターンシート製造方法である。
【００２９】
また、請求項３記載の発明は、前記超音波は、前記狭圧位置に前記パターンロールの１/８円周長を加えた位置から前記剥離位置の間の箇所で印加する請求項１記載のパターンシート製造方法である。
【００３０】
また、請求項４記載の発明は、前記超音波は、超音波ホーンをホーン幅方向が前記パターンロール軸方向に平行になるように前記シートに向けて設置することで印加する請求項１記載のパターンシート製造方法である。
【００３１】
また、請求項５記載の発明は、押出成形機のＴダイでシートを吐出する工程と、前記Ｔダイから吐出されたシートを、押さえロールと金属ロールで前記Ｔダイから吐出されたシートを狭圧し、フラットシートに成形する工程と、前記成形されたフラットシートをパターンロールで前記パターンロールの回転方向に一定長抱込むことで、前記パターンロールのパターンを転写しパターンシートに成形するパターンシート成形工程と、前記成形されたパターンシートを搬送し巻取る工程を有するパターンシートの製造方法であって、前記パターンシート成形工程において、前記パターンロールに抱込ませている前記シートに超音波を印加するパターンシート製造方法である。
【００３２】
また、請求項６記載の発明は、前記シートに前記超音波を印加することで前記シートに選択的溶融を生じさせると共に断続的押し込み力を作用させ高転写率のパターンシートに加工する請求項５記載のパターンシート製造方法である。
【００３３】
また、請求項７記載の発明は、前記超音波は、前記フラットシートが前記パターンロールに抱込まれ始めてから、前記パターンロールから剥離するまでの間の中間で印加する請求項５記載のパターンシート製造方法である。
【００３４】
また、請求項８記載の発明は、前記超音波は、超音波ホーンをホーン幅方向が前記パターンロール軸方向に平行になるように前記シートに向けて設置することで印加する請求項５記載のパターンシートである。
【００３５】
また、請求項９記載の発明は、押出成形機のＴダイでシートを吐出する工程と、前記Ｔダイから吐出されたシートを、押さえロールと第１のパターンロールとで狭圧することにより、前記シートの一方の面に前記第１のパターンロールのパターンを転写して成形する第１のパターンシート成形工程と、前記成形されたパターンシートを第２のパターンロールで前記第２のパターンロール回転方向に一定長抱込むことで、前記シートの他方の面に前記第２のパターンロールのパターンを転写して成形する第２のパターンシート成形工程と、前記成形されたパターンシートを搬送し巻取る工程を有するパターンシートの製造方法であって、前記第１のパターンシート成形工程において、前記押さえロールと前記第１のパターンロールとで前記シートを狭圧した後、前記第１のパターンロールの回転方向に一定長前記第１のパターンロールで前記シートを抱込むようにし、前記シートが前記押さえロールと前記第１のパターンロールとで狭圧される狭圧位置から前記シートが前記第１のパターンロールから剥離する剥離位置までの間に前記シートに超音波を印加し、前記第２のパターンシート成形工程において、前記第２のパターンロールに抱込ませている前記シートに超音波を印加するパターンシート製造方法である。
【００３６】
また、請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９のいずれかのパターンシート製造方法で製造したパターンシートであって、前記パターンシートは無偏光特性を特徴とするパターンシートである。
【００３７】
また、請求項１１記載の発明は、シートを吐出する押出成形機のＴダイと、前記Ｔダイから吐出されたシートにパターンを転写するために、押さえロールと共に前記シートを狭圧し、その後に前記シートを一定長抱込むパターンロールと、前記押さえロールと前記パターンロールとで前記シートを狭圧する狭圧位置から前記シートが前記パターンロールから剥離する剥離位置までの間に前記シートに超音波を印加する超音波ホーンと、前記成形されたパターンシートを搬送する搬送ロールと、前記パターンシートを巻取る巻取りロールとを有するパターンシート製造装置である。
【００３８】
また、請求項１２記載の発明は、シートを吐出する押出成形機のＴダイと、前記Ｔダイから吐出されたシートを両面から狭圧し、フラットシートに成形する押さえロールと金属ロールと、前記成形されたフラットシートにパターンを転写するために前記フラットシートを回転方向に一定長抱込むパターンロールと、前記パターンロールに抱込ませている前記シートに超音波を印加する超音波ホーンと、前記成形されたパターンシートを搬送する搬送ロールと、前記パターンシートを巻取る巻取りロールとを有するパターンシート製造装置である。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によると、超音波ホーンを押出成形機に設置し、超音波をシートに印加することで、高い精度でパターンロールのパターンを転写させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る超音波発生装置を成形機第２ロール斜面に備え付けた概略図である。
【図２】超音波印加により得られたパターンシートの概略図である。
【図３】本発明に係る超音波発生装置を成形機第３ロール上面に備え付けた概略図である。
【図４】本発明に係る広幅ホーンの概略図である。
【図５】本発明に係る狭幅ホーンを並列させた概略図である。
【図６】本発明に係るホーン先端形状が凹状の場合の概略図である。
【図７】本発明の超音波発生装置を使用した場合と金属ロールの場合のパターン転写率の比較図表である。
【図８】本発明の超音波発生装置を押出シート両面に使用した場合のパターン転写率の図表である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４２】
図１に示すように、パターンロールと超音波ホーンを備えた押出成形装置は、原料ホッパー１１から供給された熱可塑性樹脂原料を加熱混練する押出機１２、シート状溶融樹脂を吐出するＴダイ１３、パターンを転写するためのパターンロール１４と押さえロール１５と超音波ホーン１６からなる成形機、成膜したパターンシートを搬送する複数のガイドロール１７、そしてパターンシートを巻き取る巻取り機１８からなる。
ここで超音波ホーンとは振動することで超音波を発生させる振動子である。
【００４３】
本発明に用いられる熱可塑性樹脂は、光学シートの製造に適した樹脂が選ばれる。このためには、透明な樹脂であること、および、例えば組み込まれた液晶表示装置の使用時の信頼性を高めるために、耐熱性や耐湿性が実用的に差し支えない程度に備えていることが求められる。このような熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、メタクリルスチレン（ＭＳ）、アクリロニトリルスチレン（ＡＳ）、環状ポリオレフィンが好適である。
【００４４】
押さえロール１５とパターンロール１４で狭圧され固化した押出シートに超音波ホーン１６から超音波振動を与え、パターンロール表面で押出シート表面に選択的溶融を生じさせると共に断続的押し込み力を作用させることで完全にパターンロール１４のパターンを転写させる。
【００４５】
ここで、溶融は前記押さえロール１５とパターンロール１４で狭圧され固化した押出シートが超音波ホーン１６とパターンロール１４で狭圧され、超音波振動が与えられた箇所で起こる。この溶融は超音波振動による摩擦熱が押出シートとパターンロール１４の界面でのみ発生するため「選択的」溶融となる。
【００４６】
また、押し込みは前記超音波ホーン１６により押出シートに選択的溶融と圧力が加えられるために起こる。断続的となるのはこの押し込みが超音波の周波数に依存するためである。例えば、周波数２０kHzの超音波を利用すれば、超音波ホーンは毎秒２万回も振動し押出シート表面に選択的溶融が起こる。さらに超音波ホーンの振動毎に圧力も加えられるため断続的な押し込みとなる。
【００４７】
押出シートに超音波振動を与え、パターン転写を行うとパターン形状へ押出シートが断続的に押し込まれる。そのため、得られたパターンシートには押さえロール１５とパターンロール１４で狭圧され転写されたパターン部と超音波印加で転写されたパターン部で違いが見られる。
【００４８】
超音波印加により転写されたパターン部は断続的に押し込まれるため、パターン内部に樹木の年輪模様、またパターン表面には階段模様が確認できる（図２）。
このような模様のため、得られたシートに光を照射すると透過して得られる光は無偏光となっている。
また、超音波印加により得られたパターンシートが無偏光特性を有するかを調べる簡易な方法としては偏光シートを用いる。パターンシートと偏光シートを重ね、どちらか一方を３６０℃回転させ、透過光があれば無偏光特性を有することが確認できる。
【００４９】
この超音波ホーンはパターンロールを有する成形機の第２（図１）、あるいは第３ロール（図３）に設置されている。超音波振動による摩擦熱を押出シートを介して押出シートとパターンロールの界面で発生させ、かつ超音波ホーンからの圧力を吸収せず押出シートをパターンロールに十分押し込むために押出シートが固化している必要がある。そのため、第２ロールに超音波ホーンを設置する場合、押出シートが固化した押さえロールとパターンロールの狭圧部以降に設置することが好ましい。
【００５０】
また、成形機第２ロールに設置する場合は押出シートが保有する熱、また加熱されたパターンロールの熱を最大限利用できるよう狭圧部にパターンロールの１/８円周長を加えた位置からシートがパターンロールから剥離するまでの間に設置することが好ましい。
【００５１】
なお、狭圧部にパターンロールの１/８円周長を加えた位置以降とするのは、超音波ホーンが押さえロールとパターンロールの狭圧部に近い場合（１/８円周長未満）、超音波印加による振動が狭圧部に影響し、押出シートの幅方向に平行な段々状のスジが発生することがあるからである。
【００５２】
第３ロールにパターンロールと超音波ホーンを設置する場合は、超音波印加前に押出シートが冷却されすぎないよう、第２ロールは通常より高温にすることが好ましい。そうすることで、パターン転写を十分に行うことができる。
【００５３】
超音波ホーンの材質はチタン合金、アルミ合金、スチール等の金属であり、好ましくは表面にクロムメッキ処理を施していることを特徴とする。好ましくはチタン合金を使用し、さらにクロムメッキ処理を施すとよい。このホーンに強度特性に劣る金属を使用し、またはクロムメッキ処理を施さない場合、ホーンの耐傷性、耐摩耗性より、長期間使用することができない。
【００５４】
パターンロール１４としては表面が金属、セラミック、樹脂等に限定されないが、耐熱性、耐擦性、パターン加工特性を考慮し、金属が好ましい。
【００５５】
超音波ホーン１６はホーン幅方向がパターンロールの軸方向に平行となるようにする。非平行の場合、シート全面にパターンを転写することができないからである。
【００５６】
また、超音波ホーン１６はホーン幅１５０ｍｍを越える場合、ホーン内側をくりぬき空洞を持たせることが好ましい。そうすることで、ホーン幅方向の超音波印加に均整度を得ることができる（図４）。また、ホーンに空洞を持たない場合は狭幅のホーンを複数並列し、均整度を得ることも可能である（図５）。
【００５７】
超音波ホーン表面は鏡面であることを特徴とする。ホーン表面に凹凸等がある場合、超音波の印加にともないホーン表面の凹凸が押出シートに転写され、またキズの原因となる。
【００５８】
超音波ホーン１６の長さは１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることを特徴とする。ホーン長さが１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であれば、押出シートに十分な超音波を印加することができる。一方、ホーン長さが１０ｍｍ未満の場合、ホーンの強度が低下し長期間の使用が難しい。またホーン長さが２００ｍｍより長い場合、ホーンの製造、および取り扱いが難しくなる。
【００５９】
超音波ホーン先端形状は凹状（図６）、平面であり、好ましくは備え付けるパターンロールの曲率に沿って凹状であることを特徴とする。ホーン先端形状を凹状にすることでホーンから発生する超音波を全て押出シートに印加することができる。先端形状を平面にした場合、ホーン長さが長くても印加される超音波は限定されてしまう。
【００６０】
超音波の周波数は２０〜２００ｋＨｚであり、好ましくは３５〜１００ｋＨｚであることを特徴とする。超音波の周波数を３５〜１００ｋＨｚにすることでパターンロール１４の形状を転写するのに必要なエネルギーが得られる。周波数が２０ｋＨｚ未満だと印加箇所でキズが発生する場合があり、また２００ｋＨｚより大きいと形状を転写するのに必要なエネルギーが得られない。
【００６１】
超音波ホーンの振幅は５〜２００μｍであり、好ましくは２０〜１００μｍであることを特徴とする。振幅を２０〜１００μｍにすることでパターンロール１４の形状を転写するのに必要なエネルギーを得ることができる。振幅が２０μｍ未満、また２００μｍより大きいとパターンロール１４の形状を転写するのに必要なエネルギーが得られない。
【００６２】
パターンロール１４の温度は５℃以上２００℃以下であり、好ましくは８０℃以上１５０℃以下であることを特徴とする。パターンロール１４の温度を８０℃以上１５０℃以下にすることでパターンロール１４の形状を十分転写できる。また、パターンロール温度が８０℃未満だと転写が不十分であり、１５０℃より高いと押出シートがパターンロール１４から剥離した後、形状が崩れる。
【００６３】
パターンロール１４のパターン形状は特に限定されず、プリズム、レンチキュラー、マイクロレンズ、ピラミッド等、用途に応じて決定することができる。
【００６４】
また本発明で製造したパターンシートの立体模様シート、およびフィルムは液晶テレビ、照明等の光学部材として用いられることを特徴とする。
【実施例１】
【００６５】
耐熱透明性高機能樹脂のポリカーボネート樹脂（帝人化成（株）、型番「Ｌ―１２５０Ｚ」）を１４０℃、２５０Ｔorrで２４時間除湿乾燥した後、単軸押出機（口径３２、Ｌ/Ｄ＝２４）にＴダイ（有効幅３３０ｍｍ）を取付け、シート状に押出した。Ｔダイよりシート厚２５０μｍになるように吐出した。本発明に係る超音波ホーンは日本エマソン（株）製を使用し、周波数３５ｋＨｚ、振幅７５μｍとした。また、超音波ホーンは成形機の第１ロール（押さえロール１５）と第２ロール(パターンロール１４)に取り付けたパターンロールの狭圧部から１２０ｍｍ後方に設置した。ホーンは材質チタン合金、クロムメッキ処理を施した鏡面のものを使用し、幅２５０ｍｍ、長さ１５ｍｍ、そしてパターンロールに対する面を凹状とした。ホーンは２箇所の空洞を有するものを使用した。第１ロールは直径１６０ｍｍ、幅４００ｍｍのゴムロールを使用した。パターンロール１４は直径３００ｍｍ、幅４００ｍｍの金属ロールに横断面形状が頂角９０°、ピッチ１００μｍ、高さ５０μｍの二等辺三角形を平行に多数連接させたパターンを金属ロール上に３８０ｍｍ配した。溶融樹脂をパターンロール（温度１００〜１４０℃）と超音波ホーンで５．６ｋｇｆ/ｃｍ２で狭圧し、パターンシートを成形した。第３ロールの温度は３０〜５０℃とし、運転ラインの速度は１．５ｍ/分で運転した。また、単軸押出機のスクリュー回転数を調整することでシート厚み５０μｍ、１．０ｍｍになるように吐出し、同条件でパターンを転写したがシートには限定しない。
【００６６】
（比較例１）
超音波ホーンを使用しない以外は実施例１と同様の条件でパターンシートを成形した。
【００６７】
（比較例２）
第１、および第２ロール（パターンロール１４）の温度をポリカーボネート樹脂のガラス転移温度以上の１８０℃に設定した以外は実施例１と同様の条件でパターンシートを成形した。
【００６８】
（比較例３）
超音波ホーンを第２ロール（パターンロール１４）下面以降で押出シートがパターンロール１４から剥離する３０ｍｍ前方に設置した以外は実施例１と同様の条件でパターンシートを成形した。
【実施例２】
【００６９】
超音波ホーンを成形機の第１ロール（押さえロール１５）と第２ロール(パターンロール１４)に取り付けたパターンロールの狭圧部から１２０ｍｍ後方に設置し、また、成形機第３ロールにも取り付けたパターンロール１４に対しシート抱込みから剥離の中間に設置することで押出シート両面にパターンを転写させた。第３ロールのパターンロール温度を１００℃とした以外は実施例１と同様の条件とした。
【００７０】
上記パターンシートについて、下記項目の評価を行い、その結果を図７、８に示した。
また、超音波印加により得たパターンシートを液晶テレビに使用することは有効であった。
【００７１】
なお、パターンシートの中央付近について、パターン深さを測定し、それをパターンロールのパターン深さで除した数値に１００を乗じたものの値をパターン転写率とした。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
超音波ホーンを押出成形機に設置することで、高い精度でパターンロールのパターンを転写させることが可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１１ ホッパー
１２ 押出機
１３ Ｔダイ
１４ パターンロール
１５ 押さえロール
１６ 超音波ホーン
１７ ガイドロール
１８ 巻取り機
２１ 押さえロールとパターンロールにより狭圧されることで転写した部分
２２ 超音波印加により転写された部分
３１ ホーン空洞
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出成形機のＴダイでシートを吐出する工程と、
前記Ｔダイから吐出されたシートを、押さえロールとパターンロールとで狭圧することにより、前記パターンロールのパターンを転写し、パターンシートに成形するパターンシート成形工程と、
前記成形されたパターンシートを搬送し巻取る工程を有するパターンシートの製造方法であって、
前記パターンシート成形工程において、前記押さえロールと前記パターンロールとで前記シートを狭圧した後、前記パターンロールの回転方向に一定長前記パターンロールで前記シートを抱込むようにし、
前記シートが前記押さえロールと前記パターンロールとで狭圧される狭圧位置から前記シートが前記パターンロールから剥離する剥離位置までの間に前記シートに超音波を印加する、
パターンシート製造方法。
【請求項２】
前記シートに前記超音波を印加することで前記シートに選択的溶融を生じさせると共に断続的押し込み力を作用させ高転写率のパターンシートに加工する請求項１記載のパターンシート製造方法。
【請求項３】
前記超音波は、前記狭圧位置に前記パターンロールの１/８円周長を加えた位置から前記剥離位置の間の箇所で印加する請求項１記載のパターンシート製造方法。
【請求項４】
前記超音波は、超音波ホーンをホーン幅方向が前記パターンロール軸方向に平行になるように前記シートに向けて設置することで印加する請求項１記載のパターンシート製造方法。
【請求項５】
押出成形機のＴダイでシートを吐出する工程と、
前記Ｔダイから吐出されたシートを、押さえロールと金属ロールで前記Ｔダイから吐出されたシートを狭圧し、フラットシートに成形する工程と、
前記成形されたフラットシートをパターンロールで前記パターンロールの回転方向に一定長抱込むことで、前記パターンロールのパターンを転写しパターンシートに成形するパターンシート成形工程と、
前記成形されたパターンシートを搬送し巻取る工程を有するパターンシートの製造方法であって、
前記パターンシート成形工程において、前記パターンロールに抱込ませている前記シートに超音波を印加する、
パターンシート製造方法。
【請求項６】
前記シートに前記超音波を印加することで前記シートに選択的溶融を生じさせると共に断続的押し込み力を作用させ高転写率のパターンシートに加工する請求項５記載のパターンシート製造方法。
【請求項７】
前記超音波は、前記フラットシートが前記パターンロールに抱込まれ始めてから、前記パターンロールから剥離するまでの間の中間で印加する請求項５記載のパターンシート製造方法。
【請求項８】
前記超音波は、超音波ホーンをホーン幅方向が前記パターンロール軸方向に平行になるように前記シートに向けて設置することで印加する請求項５記載のパターンシート製造方法。
【請求項９】
押出成形機のＴダイでシートを吐出する工程と、
前記Ｔダイから吐出されたシートを、押さえロールと第１のパターンロールとで狭圧することにより、前記シートの一方の面に前記第１のパターンロールのパターンを転写して成形する第１のパターンシート成形工程と、
前記成形されたパターンシートを第２のパターンロールで前記第２のパターンロール回転方向に一定長抱込むことで、前記シートの他方の面に前記第２のパターンロールのパターンを転写して成形する第２のパターンシート成形工程と、
前記成形されたパターンシートを搬送し巻取る工程を有するパターンシートの製造方法であって、
前記第１のパターンシート成形工程において、前記押さえロールと前記第１のパターンロールとで前記シートを狭圧した後、前記第１のパターンロールの回転方向に一定長前記第１のパターンロールで前記シートを抱込むようにし、
前記シートが前記押さえロールと前記第１のパターンロールとで狭圧される狭圧位置から前記シートが前記第１のパターンロールから剥離する剥離位置までの間に前記シートに超音波を印加し、
前記第２のパターンシート成形工程において、前記第２のパターンロールに抱込ませている前記シートに超音波を印加する、
パターンシート製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかのパターンシート製造方法で製造したパターンシートであって、前記パターンシートは無偏光特性を特徴とするパターンシート。
【請求項１１】
シートを吐出する押出成形機のＴダイと、
前記Ｔダイから吐出されたシートにパターンを転写するために、押さえロールと共に前記シートを狭圧し、その後に前記シートを一定長抱込むパターンロールと、
前記押さえロールと前記パターンロールとで前記シートを狭圧する狭圧位置から前記シートが前記パターンロールから剥離する剥離位置までの間に前記シートに超音波を印加する超音波ホーンと、
前記成形されたパターンシートを搬送する搬送ロールと、
前記パターンシートを巻取る巻取りロールと、
を有するパターンシート製造装置。
【請求項１２】
シートを吐出する押出成形機のＴダイと、
前記Ｔダイから吐出されたシートを両面から狭圧し、フラットシートに成形する押さえロールと金属ロールと、
前記成形されたフラットシートにパターンを転写するために前記フラットシートを回転方向に一定長抱込むパターンロールと、
前記パターンロールに抱込ませている前記シートに超音波を印加する超音波ホーンと、
前記成形されたパターンシートを搬送する搬送ロールと、
前記パターンシートを巻取る巻取りロールと、
を有するパターンシート製造装置。
【請求項１】
押出成形機のＴダイでシートを吐出する工程と、
前記Ｔダイから吐出されたシートを、押さえロールとパターンロールとで狭圧することにより、前記パターンロールのパターンを転写し、パターンシートに成形するパターンシート成形工程と、
前記成形されたパターンシートを搬送し巻取る工程を有するパターンシートの製造方法であって、
前記パターンシート成形工程において、前記押さえロールと前記パターンロールとで前記シートを狭圧した後、前記パターンロールの回転方向に一定長前記パターンロールで前記シートを抱込むようにし、
前記シートが前記押さえロールと前記パターンロールとで狭圧される狭圧位置から前記シートが前記パターンロールから剥離する剥離位置までの間に前記シートに超音波を印加する、
パターンシート製造方法。
【請求項２】
前記シートに前記超音波を印加することで前記シートに選択的溶融を生じさせると共に断続的押し込み力を作用させ高転写率のパターンシートに加工する請求項１記載のパターンシート製造方法。
【請求項３】
前記超音波は、前記狭圧位置に前記パターンロールの１/８円周長を加えた位置から前記剥離位置の間の箇所で印加する請求項１記載のパターンシート製造方法。
【請求項４】
前記超音波は、超音波ホーンをホーン幅方向が前記パターンロール軸方向に平行になるように前記シートに向けて設置することで印加する請求項１記載のパターンシート製造方法。
【請求項５】
押出成形機のＴダイでシートを吐出する工程と、
前記Ｔダイから吐出されたシートを、押さえロールと金属ロールで前記Ｔダイから吐出されたシートを狭圧し、フラットシートに成形する工程と、
前記成形されたフラットシートをパターンロールで前記パターンロールの回転方向に一定長抱込むことで、前記パターンロールのパターンを転写しパターンシートに成形するパターンシート成形工程と、
前記成形されたパターンシートを搬送し巻取る工程を有するパターンシートの製造方法であって、
前記パターンシート成形工程において、前記パターンロールに抱込ませている前記シートに超音波を印加する、
パターンシート製造方法。
【請求項６】
前記シートに前記超音波を印加することで前記シートに選択的溶融を生じさせると共に断続的押し込み力を作用させ高転写率のパターンシートに加工する請求項５記載のパターンシート製造方法。
【請求項７】
前記超音波は、前記フラットシートが前記パターンロールに抱込まれ始めてから、前記パターンロールから剥離するまでの間の中間で印加する請求項５記載のパターンシート製造方法。
【請求項８】
前記超音波は、超音波ホーンをホーン幅方向が前記パターンロール軸方向に平行になるように前記シートに向けて設置することで印加する請求項５記載のパターンシート製造方法。
【請求項９】
押出成形機のＴダイでシートを吐出する工程と、
前記Ｔダイから吐出されたシートを、押さえロールと第１のパターンロールとで狭圧することにより、前記シートの一方の面に前記第１のパターンロールのパターンを転写して成形する第１のパターンシート成形工程と、
前記成形されたパターンシートを第２のパターンロールで前記第２のパターンロール回転方向に一定長抱込むことで、前記シートの他方の面に前記第２のパターンロールのパターンを転写して成形する第２のパターンシート成形工程と、
前記成形されたパターンシートを搬送し巻取る工程を有するパターンシートの製造方法であって、
前記第１のパターンシート成形工程において、前記押さえロールと前記第１のパターンロールとで前記シートを狭圧した後、前記第１のパターンロールの回転方向に一定長前記第１のパターンロールで前記シートを抱込むようにし、
前記シートが前記押さえロールと前記第１のパターンロールとで狭圧される狭圧位置から前記シートが前記第１のパターンロールから剥離する剥離位置までの間に前記シートに超音波を印加し、
前記第２のパターンシート成形工程において、前記第２のパターンロールに抱込ませている前記シートに超音波を印加する、
パターンシート製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかのパターンシート製造方法で製造したパターンシートであって、前記パターンシートは無偏光特性を特徴とするパターンシート。
【請求項１１】
シートを吐出する押出成形機のＴダイと、
前記Ｔダイから吐出されたシートにパターンを転写するために、押さえロールと共に前記シートを狭圧し、その後に前記シートを一定長抱込むパターンロールと、
前記押さえロールと前記パターンロールとで前記シートを狭圧する狭圧位置から前記シートが前記パターンロールから剥離する剥離位置までの間に前記シートに超音波を印加する超音波ホーンと、
前記成形されたパターンシートを搬送する搬送ロールと、
前記パターンシートを巻取る巻取りロールと、
を有するパターンシート製造装置。
【請求項１２】
シートを吐出する押出成形機のＴダイと、
前記Ｔダイから吐出されたシートを両面から狭圧し、フラットシートに成形する押さえロールと金属ロールと、
前記成形されたフラットシートにパターンを転写するために前記フラットシートを回転方向に一定長抱込むパターンロールと、
前記パターンロールに抱込ませている前記シートに超音波を印加する超音波ホーンと、
前記成形されたパターンシートを搬送する搬送ロールと、
前記パターンシートを巻取る巻取りロールと、
を有するパターンシート製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−６２９７２（Ｐ２０１１−６２９７２Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１７０８２（Ｐ２００９−２１７０８２）
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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