(57)【要約】【課題】高精細なエンボスパターンを有する大判の高品質のシート状成形物を連続的かつ安価にて製造できる方法を提供することを目的としている。【解決手段】凹凸パターンを有する樹脂層を熱可塑性樹脂シート上に備えてなるシート状成形物の製造方法であって、前記凹凸パターンの反転パターンを有する型上に、熱可塑性樹脂を可塑剤に分散させてなる樹脂ペーストを印刷する工程と、前記樹脂ペーストを硬化させて樹脂層とする工程と、前記樹脂層上に熱可塑性樹脂シートを載置し、前記樹脂層または前記熱可塑性樹脂シートの少なくとも一方が溶融する温度以上で加熱し、該樹脂層と該熱可塑性樹脂シートとを融着して一体化する工程と、一体化された前記樹脂層と前記熱可塑性樹脂シートとを冷却する工程と、前記樹脂層を前記型から分離する工程と、を有する。【選択図】図２
2010228250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸パターンを有する樹脂層を熱可塑性樹脂シート上に備えてなるシート状成形物の製造方法であって、
前記凹凸パターンの反転パターンを有する型上に、熱可塑性樹脂を可塑剤に分散させてなる樹脂ペーストを印刷する工程と、
前記樹脂ペーストを硬化させて樹脂層とする工程と、
前記樹脂層上に熱可塑性樹脂シートを載置し、前記樹脂層または前記熱可塑性樹脂シートの少なくとも一方が溶融する温度以上で加熱し、該樹脂層と該熱可塑性樹脂シートとを融着して一体化する工程と、
一体化された前記樹脂層と前記熱可塑性樹脂シートとを冷却する工程と、
前記樹脂層を前記型から分離する工程と、
を有することを特徴とするシート状成形物の製造方法。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂がポリ塩化ビニル樹脂であることを特徴とする請求項１記載のシート状成形物の製造方法。
【請求項３】
上記請求項１または請求項２に記載の方法により製造されたことを特徴とするシート状成形物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状成形物とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクター等の画像表示装置から投射された画像光を表示するスクリーンが知られている。このようなスクリーンを構成する材料として、表面に凹凸パターンが浮き彫り状に形成されたエンボスシートがある。
このようなエンボスシートの製造には、形成すべきエンボスパターンに対応した凹凸パターンを有する押し型を用意し、この押し型に熱可塑性樹脂シートを加熱押圧してシート表面に凹凸パターンを転写する方法が一般的である。このエンボス転写方法は、主に、平板状の押し型とプレス機とを使用するプレス成形法と、ロール形状の押し型とローラーとを使用するロール成形法とに大別される。
【０００３】
プレス成型法においては、押し型が平板状であるので、押し型表面への微細加工が容易であるので、高精細な転写シートが得られる反面、連続加工ができない。さらに、プレス成型法では、押し型に熱可塑性樹脂シートを積層した後、ホットプレス内に入れて、加熱、加圧成型を行うが、連続生産ができない上に、プレス毎のサイクルタイムが数十分以上と長く、生産性に劣るという問題点があった。
【０００４】
ロール成形法は連続的な加工が可能であり、生産性に優れている反面、押し型がロール形状であるため、その表面の微細加工が困難であり、高精細なエンボスパターンを有するシートが得難いという問題点がある。
これに対処するものとして、微細加工が容易なスタンパーを別体として用意し、これに凹凸パターンを形成した後、円筒状の支持体の外周面に取り付けてロール形状の押し型とする方法が提案されている。
【０００５】
たとえば、特許文献１には、円筒状の元型を用意し、この内表面に感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィーによって感光性樹脂に転写すべき凹凸パターンを形成する。この感光性樹脂層を元型から分離して円筒状のスタンパーとし、このスタンパーの内側にロール状の支持体を嵌め込んでロール形状の押し型とし、この押し型を用いることで、微細なエンボスパターンを有する転写シートを連続的に製造する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３５１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年の画像表示装置等においては、種々の特性を有する光学シートが必要とされる一方で、シートの対角線の長さが８０インチを超えるような大判のものも必要とされている。ところが、上記のいずれの方法であっても、大判シートを製造する際には、シートのサイズに見合った大型の転写ロールや大型のプレス機を準備する必要があり、現実的でなく、新たな技術提供が望まれていた。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、高精細なエンボスパターンを有する大判の高品質のシート状成形物を連続的かつ安価にて製造できる方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のシート状成形物の製造方法は、凹凸パターンを有する樹脂層を熱可塑性樹脂シート上に備えてなるシート状成形物の製造方法であって、前記凹凸パターンの反転パターンを有する型上に、熱可塑性樹脂を可塑剤に分散させてなる樹脂ペーストを印刷する工程と、前記樹脂ペーストを硬化させて樹脂層とする工程と、前記樹脂層上に熱可塑性樹脂シートを載置し、前記樹脂層または前記熱可塑性樹脂シートの少なくとも一方が溶融する温度以上で加熱し、該樹脂層と該熱可塑性樹脂シートとを融着して一体化する工程と、一体化された前記樹脂層と前記熱可塑性樹脂シートとを冷却する工程と、前記樹脂層を前記型から分離する工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明のシート状成形物の製造方法は、型表面の反転パターン上に樹脂ペーストを印刷し、この樹脂ペーストを硬化させることでエンボスパターンを有する樹脂層を形成し、この樹脂層の支持体として、熱可塑性樹脂シートを融着するものである。
樹脂層を熱可塑性樹脂によって形成することで、加熱加工が可能になるので、この樹脂層上に熱可塑性樹脂シートを載置し、樹脂層と熱可塑性樹脂シートの少なくとも一方の樹脂が溶融する温度以上で加熱する。これにより互いの界面を融着した後、冷却して、融着面を固化させて樹脂層と熱可塑性樹脂シートとを一体化する。
【００１１】
本発明の製造方法においては、樹脂ペーストを用いるので、反転パターンが微細な凹凸形状であっても、その形状に沿って隅々にまで樹脂ペーストが十分に浸透し、従来の押し型表面の凹凸パターンを樹脂層に押圧するパターン転写法と異なり、パターンの転写不良が発生することがないので、均一で高精細なエンボスパターンを有する樹脂層を形成できる。
また、製造すべきシートサイズに応じた転写ロールやプレス機を必要としないので、大判のシート状成形物も容易に製造できる。
【００１２】
エンボスパターン形成時の型として平板を用いることで、微細な凹凸形状を有する反転パターンを容易に形成することができるばかりでなく、平型はロール形状の押し型よりも作り易く、製造コストも低いので、高精細なエンボスパターンを有するシート状成形物を安価で提供することができる。
【００１３】
樹脂層の形成工程および樹脂層と熱可塑性樹脂シートとの融着工程においてコンベア炉を使用すれば、各製造工程を一連化させることができ、ライン生産方式での連続生産が可能となり、高品質で大判のシート状成形物を高い生産性で製造できる。
【００１４】
また、本発明のシート状成形物の製造方法においては、前記熱可塑性樹脂がポリ塩化ビニル樹脂であることが好ましい。
ポリ塩化ビニルは軟質で加工性に優れるので、型上に微細な反転パターンを形成しておけば、これに応じて微細なエンボスパターンを有するシート状成形物を得ることができる。また、ポリ塩化ビニル樹脂は強度が高いので、形成されたエンボスパターンが潰れることがない。さらに、ポリ塩化ビニルは透明度が高いので、各種の光学シートとして使用する際には、画像光に影響を及ぼすことがなく、樹脂自体が安価であるので、高品質のシート状成形物を安価で提供できる。
【００１５】
本発明のシート状成形物は、本発明の製造方法により製造されたことを特徴とする。
本発明のシート状成形物は、大判であり、高精細のエンボスパターンを有し、かつ安価で提供されるものであるので、各種のシートとして有用である。特に光学シートとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の製造方法を工程順に示した図である。
【図３】本発明の製造方法の各工程における樹脂層の温度および粘度の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のシート状成形物の製造方法に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や部材毎に縮尺を適宜変更している。
図１は本発明の製造方法を示すフローチャートであり、図２は本発明の製造方法の一実施形態を工程順に示した図であって、いずれもエンボスパターン１００を有する樹脂シート１０の製造方法を示したものである。
【００１８】
樹脂印刷工程Ｓ１において、図２（ａ）に示したように、板状の平型１を用意する。この平型１の一方の表面には、樹脂シート１０に形成するエンボスパターン１００の反転パターン１０１が形成されている。平型１は、後述する融着工程Ｓ３での耐熱性や製造ラインでの耐久性等を考慮して、例えばニッケル電鋳金型が好適であり、従来のプレス成形法で用いられる種々の金型を利用してもよい。この平型１は平板であるので、従来の各種エッチング技術を利用して、微細な反転パターン１０１を容易かつ正確に形成することができる。
【００１９】
図２（ｂ）に示したように、メッシュスクリーン３とスキージ４とを用いて、樹脂ペースト２を、平型１の反転パターン１０１が形成されている領域の上に、スクリーン印刷する。このようにして印刷された樹脂ペースト層２１の膜厚は、図２（ｃ）に示したように、平型１の反転パターン１０１の底部と頂部との高さの差Ｈよりも大きくし、特にＨの２倍以上にすると、反転パターン１０１の形状が樹脂ペースト層２１の印刷面２２ａに表出することが無く、好ましい。この印刷面２２ａは後述する融着工程Ｓ３において熱可塑性樹脂シート５との融着面となるので、平坦性が高い方が良いからである。
なお、樹脂ペースト２の印刷方法は本実施形態のメッシュスクリーン印刷に限定されるものではなく、樹脂ペースト２の粘度、分散樹脂の種類および粒度等によって適宜選択できる。
【００２０】
樹脂ペースト２は、塩化ビニル樹脂や塩化ビニリデン樹脂等の熱可塑性樹脂を可塑剤に分散させた、いわゆるプラスチゾルと称されるものであれば特に限定されるものではなく、可塑剤の他に充填剤、安定剤、顔料等の各配合成分を含んでいてもよい。さらに有機溶剤を加えたオルガノゾルであってもよい。可塑剤としては、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、クエン酸エステル、リン酸エステル等が好適である。このような樹脂ペースト２としては、一般に塩ビゾルペーストと称されるもの等があり、より具体的には、株式会社コバヤシ製のコバゾール等を例示することができる。
【００２１】
本発明の製造方法にあっては、軟質で加工性に優れ、強度が高く、透明性が高い汎用樹脂であるという理由から、熱可塑性樹脂として塩化ビニル樹脂が好適である。軟質で加工性に優れるので、微細なエンボスパターン１００を有する樹脂層２２を得ることができ、強度が高いので、形成された樹脂層２２のエンボスパターン２２が潰れ難い。透明度が高いので、各種の光学シートとして使用する際に、画像光に影響を及ぼすことがない。また、汎用樹脂で安価なので、高品質のシート状成形物を安価で提供できる。
【００２２】
樹脂層形成工程Ｓ２において、図２（ｄ）に示したように、平型１ごと樹脂ペースト層２1を加熱することで樹脂ペースト２を硬化させ、樹脂層２２とする。加熱温度は、樹脂層２２の硬化を目的とするものであるので、樹脂ペースト２の主成分である熱可塑性樹脂の熱軟化温度以下とする。これ以上とすると硬化した樹脂層２２が軟化してしまう。
加熱装置としては、従来から樹脂成形に使用されている赤外線加熱炉等をコンベア炉として採用すると、図２（ａ）〜（ｈ）に示した各製造工程を一連化させて、ライン生産方式での連続生産が可能となり、生産性が向上する。
加熱条件は、加熱装置、樹脂および可塑剤の種類等によって適宜選択される。例えば、塩ビゾルペーストを赤外線加熱炉で硬化する場合には、１９０℃で３分間の加熱で軟質塩化ビニル樹脂になる。
【００２３】
このように、本発明の製造方法によれば、エンボスパターン１００を備えた樹脂層２２を短時間で連続的に形成することができる上に、大判シートの製造にも対応できる。
なお、本工程で形成された樹脂層２２だけでエンボスシートとなるが、本発明の製造方法にあっては、シートの強度の補強や取り扱い性の向上の観点から、この樹脂層２２に支持体として熱可塑性樹脂シート５を融着一体化したものを提供するものである。
【００２４】
融着工程Ｓ３において、図２（ｅ）に示したように、樹脂層２２の上に熱可塑性樹脂シート５を載置する。熱可塑性樹脂シート５は樹脂層２２の支持体であって、樹脂層２２を構成する熱可塑性樹脂Ａと融着可能な熱可塑性樹脂Ｂからなるシート状の成形体である。この熱可塑性樹脂Ｂの種類は特に限定されるものではなく、塩化ビニル樹脂シートの他、その表面が熱可塑性樹脂Ｂからなる積層シート等であってもよい。例えばポリエステル等の長繊維織物の表面を塩化ビニル樹脂で被覆した塩ビターポリン等であってもよい。このようなターポリンを用いると、シートの柔軟性、色、難燃性等を調整し易くなり、製造されるシート状成形物の利用範囲を広げることができる。
【００２５】
次に図２（ｆ）に示したように、樹脂層２２と熱可塑性樹脂シート５とを加熱すると共に、ローラー６で圧着する。加熱温度は、樹脂層２２を構成する熱可塑性樹脂Ａと、熱可塑性樹脂シート５を構成する熱可塑性樹脂Ｂの少なくとも一方が溶融する温度以上とする。この際に、熱可塑性樹脂Ａと熱可塑性樹脂Ｂとが同素材であると、より強固に融着一体化することができ、特に塩化ビニル樹脂どうしであると好適である。
【００２６】
加熱装置としては、図２（ｄ）の樹脂層形成工程Ｓ２と同様に、遠赤外線加熱炉をコンベア炉として使用することが好ましい。加熱条件は、加熱装置、熱可塑性樹脂Ａ、Ｂの種類等によって適宜選択されるが、例えば、熱可塑性樹脂Ａ、Ｂが共に塩化ビニル樹脂である場合には、その熱軟化温度が２００℃であるので、２００℃で１〜３分程度とする。このような工程で、樹脂層２２と熱可塑性樹脂シート５との界面が融着される。
【００２７】
上記樹脂層形成工程Ｓ２と同様に、この融着工程Ｓ３においてコンベア炉を使用することで樹脂層２２に支持体としての熱可塑性樹脂シート５を短時間で連続的に融着一体化することができる上に、大判シートの製造にも対応できる。
【００２８】
冷却工程Ｓ４において、図２（ｇ）に示したように、平型１上に順次積層された樹脂層２２と熱可塑性樹脂シート５とを冷却する。これにより樹脂層２２と熱可塑性樹脂５との溶融した界面が固化して、一体化される。
【００２９】
分離工程Ｓ５において、図２（ｈ）に示したように、熱可塑性樹脂シート５と一体化された樹脂層２２を平型１から脱型すると、エンボスパターン１００を有する樹脂シート１０が得られる。
このように、本発明の製造方法にあっては、樹脂層２２と熱可塑性樹脂シート５を構成する熱可塑性樹脂Ａ、Ｂが加熱により軟化、溶融する特性を利用して、エンボスパターン１００を備えた樹脂層２２を支持体である熱可塑性樹脂シート５に融着することで、樹脂シート１０を得る。
【００３０】
図３は、本実施形態の各製造工程における樹脂層２２の温度と粘度の推移とを併せて示すグラフであって、上段が温度推移、下段が粘度推移を表す。上段の縦軸は温度、下段の縦軸は粘度、横軸はいずれも時間であり、各工程を表す。上段グラフ中の破線は樹脂層２２の熱軟化温度であり、下段グラフ中の破線は樹脂層２２の態様を固体と液体とに区分するものである。上段、下段のいずれのグラフ中においても、樹脂層２２の推移は実線で示した。
【００３１】
樹脂印刷工程Ｓ１においては、樹脂ペースト２は室温でゾル状であるので、印刷によって樹脂ペースト層２１が形成できる。
樹脂層形成工程Ｓ２において上段グラフで示したように、樹脂ペースト２の主成分である熱可塑性樹脂Ａの熱軟化温度を超えない範囲で徐々に加熱すると、下段グラフで示したように、加熱直後には樹脂ペースト２の可塑剤が軟化し、粘性が下がる。この後、温度上昇に従って熱可塑性樹脂Ａが硬化することで粘性が高くなり、液体から固体に変態し、樹脂層２２となる。
【００３２】
融着工程Ｓ３において上段グラフで示したように、樹脂層２２上に熱可塑性樹脂シート５を載置する間に樹脂層２２の温度は低下するが、これを加熱し、熱可塑性樹脂Ａの熱軟化温度に達すると、熱可塑性樹脂Ａが溶融して固体から液体に変態するので、下段グラフに示したように、粘度が下がる。この時点で樹脂層２２と熱可塑性樹脂シート５とを融着する。
【００３３】
冷却工程Ｓ４において上段グラフで示したように、樹脂層２２を冷却し、その温度が熱可塑性樹脂Ａの熱軟化温度より低くなると、下段グラフで示したように、熱可塑性樹脂Ａが固化するので、樹脂層２２と熱可塑性樹脂シート５とを一体化できる。さらに充分に冷却した後、分離工程Ｓ５において、樹脂層２２を平型１から脱型することでエンボスパターン１００を有する樹脂シート１０が得られる。
【００３４】
以上説明したように、本発明の製造方法によれば、熱可塑性樹脂を可塑剤に分散させてなる樹脂ペーストを平型１の上に印刷し、これを硬化させてエンボスパターン１００を有する樹脂層２２を形成し、この樹脂層２２に支持体としての熱可塑性樹脂シート５を融着一体化するものであるので、均一で高精細なエンボスパターンを有する大判の樹脂シートを連続的に安価にて提供できる。
このようにして製造された樹脂シートは、高精細なエンボスパターンを有する大判のものであるので、プロジェクターの大型スクリーンや各種の精密光学シートなどに利用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１…平型、２…樹脂ペースト、５…熱可塑性樹脂シート、１０…樹脂シート、２１…樹脂ペースト層、２２…樹脂層、１００…エンボスパターン、１０１…反転パターン
【図１】
2010228250.tif 000003
【図２】
2010228250.tif 000004
【図３】
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