(57)【要約】【課題】ダイヘッドから押出したシート状樹脂材料を押圧ロールと賦形ロールで狭圧して賦形パターンシートを成形する際に、シート状樹脂材料の型入り向上、型崩れ防止を図り、高賦形率の賦形パターンシートを得ることを可能にする。【解決手段】押圧ロール２を賦形ロール１より直径の小さいロールとし、樹脂材料Ｊを押し出すダイヘッド３を転写部Ｐに近接する位置に配置させ、この状態でダイヘッド３から転写部Ｐに樹脂材料Ｊを導入する。転写部Ｐと、パターン転写後の樹脂材料Ｊが賦形ロール１から剥離する部分との間の区間に、パターン転写後の樹脂材料Ｊが順々に接触することが可能な複数の冷却ロール６を多段式に設ける。これにより、樹脂材料Ｊの流動性を最適化し、挟圧時の高充填型入れ、剥離時の型崩れ防止を図って安定して連続的に高賦形率の賦形パターンシートＪ１を得ることが可能となる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出成形機のダイヘッドから押出したシート状樹脂材料を、表面に賦形パターンが形成された賦形ロールと押圧ロールとが隣接する転写部に導入し、その賦形ロールと押圧ロールとで挟圧して賦形パターンシートを製造する方法であって、
前記押圧ロールを前記賦形ロールより直径の小さいロールとし、前記ダイヘッドを前記転写部に近接する位置に配置させ、この状態で前記ダイヘッドから前記転写部に樹脂材料を導入することを特徴とする賦形パターンシート製造方法。
【請求項２】
押出成形機のダイヘッドから押出したシート状樹脂材料を、表面に賦形パターンが形成された賦形ロールと押圧ロールとが隣接する転写部に導入し、その賦形ロールと押圧ロールとで挟圧して賦形パターンシートを製造する装置において、
前記押圧ロールは前記賦形ロールより直径の小さいロールからなり、前記ダイヘッドは転写部に近接する位置に配置され、前記ダイヘッドから前記転写部に樹脂材料を導入することを特徴とする賦形パターンシート製造装置。
【請求項３】
前記ダイヘッドの少なくとも一面が前記賦形ロール、もしくは前記押圧ロールの表面の円弧形状に対応する円弧状となっていることを特徴とする請求項２記載の賦形パターンシート製造装置。
【請求項４】
前記転写部に対する前記ダイヘッドの位置を調整することが可能な位置調整手段を具備することを特徴とする請求項２又は３記載の賦形パターンシート製造装置。
【請求項５】
前記転写部と、パターン転写後の樹脂材料が前記賦形ロールから剥離する部分との間の区間に、パターン転写後の樹脂材料が順々に接触することが可能な複数の冷却ロールが多段に配設されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の賦形パターンシート製造装置。
【請求項６】
前記転写部と、パターン転写後の樹脂材料が前記賦形ロールから剥離する部分との間の区間に、パターン転写後の樹脂材料に冷却用のエアを吹き付けることが可能なエアブロー装置が配設されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の賦形パターンシート製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状樹脂材料の表面に高賦形率のパターンを高精度且つ高品質に形成することが可能な賦形パターンシートの製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
押出成形技術は、均一な樹脂材料のシートを押出すことが可能な成形技術、凹凸形状の賦形パターン（転写型）を忠実に再現可能な賦形技術、低コストで複合機能を付与できる多層技術から成っており、様々な分野で利用されている。
【０００３】
特に光学部材向けのレンズシート等の精密なパターンを必要とする場合は、低コスト、連続性の面から押出成形による賦形パターン形成の技術が採用される。
【０００４】
押出成形におけるシート状樹脂材料への賦形パターンの形成にあたっては、押圧媒体及び賦形媒体を用いる方式と、樹脂材料の流動性を制御する方式との組み合わせの技術が広く用いられており、狭圧時におけるシート状樹脂材料の型入り向上と、剥離時の型崩れ防止が、賦形率に大きく影響を与える。賦形率とは、実際のパターン型入りの深さを型の深さで除した率である。
【０００５】
このような、シート状樹脂材料の型入り向上と型崩れ防止に関する技術については、特開２００８−１１９９５０公報（特許文献１）や特開２００８−１８６２９公報（引用文献２）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１１９９５０公報
【特許文献２】特開２００８−  １８６２９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１においては、賦形ロールの回転方向における上流側に加熱装置を、下流側に冷却装置を配置し、これら加熱装置と冷却装置とで樹脂材料の流動性を制御することで型入り向上と型崩れ防止を行うようにしている。
【０００８】
しかしながら、この特許文献１のものでは、加熱装置で昇温される部分が賦形ロールであり、樹脂材料自体の温度は外気によって低下する。賦形ロールが十分に加熱されている場合でも、樹脂材料の温度が低下すれば、賦形ロールの賦形パターンに樹脂材料が型入りする前に樹脂材料が硬化し、十分な賦形率が得られなくなる。図３（Ａ）には、賦形パターンａに対して樹脂材料Ｊの型入りが不十分なときの状態を模式的に示してある。
【０００９】
また、特許文献１では、同一のロールに対して加熱装置と冷却装置とを配設して温度制御を行っているため、的確な温度調整が困難であり、昇温後に冷却を行っても十分な冷却効果が得られず、型崩れを生じやすい。図３（Ｂ）には、型崩れが生じた賦形パターンシートＪ１を模式的に示してある。
【００１０】
一方、特許文献２においては、賦形ロールの最外層内側に断熱層を設けることで、狭圧時の賦形ロールと押圧ロール間での樹脂材料の温度低下を防ぎ、賦形ロールへの型入りを円滑にするための方式が示されている。
【００１１】
しかし、この特許文献２においても、特許文献１と同様に狭圧前の樹脂温度の低下を抑えることはできず、十分な賦形率が得られにくい。またシート状樹脂材料の剥離時においても十分な冷却効果が得られないため、型崩れが起こる可能性がある。さらに、賦形ロールの最外層内側に断熱層を設ける特殊な構造であるため、導入コストが高くなる欠点がある。
【００１２】
本発明は、このような点に着目してなされたもので、その目的とするところは、ダイヘッドから押出したシート状樹脂材料を押圧ロールと賦形ロールで狭圧して賦形パターンシートを成形する際に、シート状樹脂材料の型入り向上、型崩れ防止を図り、高賦形率の賦形パターンシートを得ることを可能にする押出成形賦形パターンシートの製造方法及び製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、押出成形機のダイヘッドから押出したシート状樹脂材料を、表面に賦形パターンが形成された賦形ロールと押圧ロールとが隣接する転写部に導入し、その賦形ロールと押圧ロールとで挟圧して賦形パターンシートを製造する方法であって、前記押圧ロールを前記賦形ロールより直径の小さいロールとし、前記ダイヘッドを前記転写部に近接する位置に配置させ、この状態で前記ダイヘッドから前記転写部に樹脂材料を導入することを特徴とする賦形パターンシート製造方法である。
【００１４】
請求項２の発明は、押出成形機のダイヘッドから押出したシート状樹脂材料を、表面に賦形パターンが形成された賦形ロールと押圧ロールとが隣接する転写部に導入し、その賦形ロールと押圧ロールとで挟圧して賦形パターンシートを製造する装置において、前記押圧ロールは前記賦形ロールより直径の小さいロールからなり、前記ダイヘッドは転写部に近接する位置に配置され、前記ダイヘッドから前記転写部に樹脂材料を導入することを特徴とする賦形パターンシート製造装置である。
【００１５】
請求項３の発明は、前記製造装置において、前記ダイヘッドの少なくとも一面が前記賦形ロール、もしくは前記押圧ロールの表面の円弧形状に対応する円弧状となっていることを特徴としている。
【００１６】
請求項４の発明は、前記製造装置において、前記転写部に対する前記ダイヘッドの位置を調整することが可能な位置調整手段を具備することを特徴としている。
【００１７】
請求項５の発明は、前記転写部と、パターン転写後の樹脂材料が前記賦形ロールから剥離する部分との間の区間に、パターン転写後の樹脂材料が順々に接触することが可能な複数の冷却ロールが多段に配設されていることを特徴としている。
【００１８】
請求項６の発明は、前記転写部と、パターン転写後の樹脂材料が前記賦形ロールから剥離する部分との間の区間に、パターン転写後の樹脂材料に冷却用のエアを吹き付けることが可能なエアブロー装置が配設されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明の製造方法によれば、押圧ロールを賦形ロールより直径の小さいロールとし、ダイヘッドを転写部に近接する位置に配置させてあるから、樹脂材料がダイヘッドから転写部に向けて押し出されるときに、樹脂材料がほぼ瞬時に転写部に達し、したがって外気との接触による温度低下つまり流動性の低下を的確に抑えることができ、賦形ロールの賦形パターンに対する高充填型入りを達成し、高賦形率の賦形パターンシートを得ることができる。
【００２０】
請求項２の発明の製造装置によれば、押圧ロールを賦形ロールより直径の小さいロールとし、ダイヘッドを転写部に近接する位置に配置させてあるから、樹脂材料がダイヘッドから転写部に向けて押し出されるときに、樹脂材料がほぼ瞬時に転写部に達し、したがって外気との接触による温度低下つまり流動性の低下を的確に抑えることができ、賦形ロールの賦形パターンに対する高充填型入りを達成し、高賦形率の賦形パターンシートを得ることができる。
【００２１】
さらに、請求項３の発明の製造装置によれば、ダイヘッドの少なくとも一面が賦形ロール、もしくは前記押圧ロールの表面の円弧形状に対応する円弧状となっているから、ダイヘッドを転写部のより近い位置に近接させることが可能となり、樹脂材料の温度低下をより確実に抑えて賦形パターンに対する高充填型入りを達成し、高賦形率の賦形パターンシートを得ることができる。
【００２２】
請求項４の発明の製造装置によれば、転写部に対するダイヘッドの位置を調整することが可能な位置調整手段を備えるから、ダイヘッドの位置を樹脂材料の特性などに応じて適宜調整して転写部に近接させることができる。
【００２３】
請求項５の発明の製造装置によれば、転写部と、パターン転写後の樹脂材料が賦形ロールから剥離する部分との間の区間に、パターン転写後の樹脂材料が順々に接触することが可能な複数の冷却ロールが多段に配設されているから、前記樹脂材料を十分且つ効率よく冷却して剥離時の型崩れを防止することができる。
【００２４】
請求項６の発明の製造装置によれば、転写部と、パターン転写後の樹脂材料が賦形ロールから剥離する部分との間の区間に、パターン転写後の樹脂材料に冷却用のエアを吹き付けることが可能なエアブロー装置が配設されているから、前記樹脂材料を効率よく冷却して剥離時の型崩れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る賦形パターンシート製造装置の模式図。
【図２】（Ａ）は樹脂材料型入れ良好のときの模式図、（Ｂ）はパターンシート型崩れなしのときの模式図。
【図３】（Ａ）は樹脂材料型入れ不良のときの模式図、（Ｂ）はパターンシート型崩れありのときの模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態に係る賦形パターンシート製造装置について説明する。
【００２７】
図１は、賦形パターンシート製造装置の構成を示すが概念図である。この製造装置は、賦形ロール１及び押圧ロール２を備え、賦形ロール１の表面に転写型として微細な凹凸形状の賦形パターンａが形成されている。
【００２８】
賦形ロール１と押圧ロール２は互いに隣接して配置され、その隣接間が転写部Ｐとなっている。賦形ロール１は図における反時計方向に回転し、押圧ロール２は時計方向に回転する。押圧ロール２は賦形ロール１の直径より充分に小さい直径のロールからなる。例えば押圧ロール２の直径は賦形ロール１の直径の１／６程度である。
【００２９】
賦形ロール１と押圧ロール２との隣接部つまり転写部Ｐの上方には押出成形機のＴダイヘッド３が配置され、このＴダイヘッド３から加熱溶融された樹脂材料が転写部Ｐに向けて押し出される。賦形ロール１はＴダイヘッド３から押し出される樹脂材料の幅よりも長い有効幅を有するロールである。
【００３０】
Ｔダイヘッド３は、賦形ロール１と押圧ロール２とが隣接する転写部Ｐに近接して配置されている。押圧ロール２が賦形ロール１の直径に対して充分に小さい直径のロールであり、したがって賦形ロール１と押圧ロール２との隣接部の上方に広い拡開空間を確保でき、そのためＴダイヘッド３を転写部Ｐに近接して配置させることが可能となっている。
【００３１】
すなわち、もし、賦形ロール１と押圧ロール２とがほぼ同程度の直径のロールであると、その隣接部上方に形成される拡開空間が狭まり、したがってその隣接部に近接してＴダイヘッド３を配置させることが困難となる。ところが、本実施形態では、賦形ロール１の直径に対して押圧ロール２の直径が充分に小さい関係にあり、このためその隣接部の上方の拡開角度が広がって広い拡開空間が得られ、したがってその広い拡開空間にＴダイヘッド３を配置させてＴダイヘッド３を転写部Ｐに近接させることが可能となっている。
【００３２】
Ｔダイヘッド３の賦形ロール１と対向する面３ａは、その賦形ロール１の表面の円弧形状に対応する円弧状で、押圧ロール２と対向する面３ｂは、その押圧ロール２の表面の円弧形状に対応する円弧状となっている。このため、Ｔダイヘッド３をより転写部Ｐに近接させることができる。
【００３３】
Ｔダイヘッド３には位置調整機構４が付設され、この位置調整機構４によりＴダイヘッド３の位置を適宜調整することができるようになっている。位置調整機構４はモータや油圧手段を用いて駆動される。
【００３４】
賦形ロール１に対する押圧ロール２のほぼ反対側の位置には剥離ロール５が賦形ロール１と隣接して配置されている。また、転写部Ｐを基準とする賦形ロール１の回転方向の下流側には、複数の冷却ロール６が配設されている。冷却ロール６は、押圧ロール２と剥離ロール５との間において、賦形ロール１と隣接し、且つ賦形ロール１の回転方向に沿って均等的に並ぶように多段式に設けられている。剥離ロール５及び各冷却ロール６は、賦形ロール１とは逆方向に回転する。
【００３５】
各冷却ロール６には、それぞれ温度調整機構７が付設され、これら温度調整機構７により各冷却ロール６の温度を調整して所望の温度に設定することができるようになっている。さらに賦形ロール１に対してエアブロー装置８が配設され、このエアブロー装置８により賦形ロール１に冷却用のエアを吹き付けることができるようになっている。
【００３６】
次に、この賦形パターンシート製造装置の動作について説明する。
【００３７】
賦形ロール１、押圧ロール２、剥離ロール５、各冷却ロール６が回転する状態のもとで、押出成形機のＴダイヘッド３から加熱溶融された樹脂材料Ｊが転写部Ｐに向けてシート状に押し出される。押し出された樹脂材料Ｊは、賦形ロール１と押圧ロール２との間で且つ賦形ロール１の表面に沿うように流入するとともに、その賦形ロール１と押圧ロール２とで所定の圧力で挟まれながら転写部Ｐを通過し、この通過時に賦形ロール１の表面の賦形パターンがシート状の樹脂材料Ｊの表面に転写される。
【００３８】
賦形パターンが転写された樹脂材料Ｊは、賦形ロール１の表面で保持されながら各冷却ロール６の配置側に搬送され、その各冷却ロール６との接触、及びエアブロー装置８から吹き出されるエアにより冷却される。そして剥離ロール５と接触する部分において賦形ロール１の表面から順次剥離され、賦形パターンシートＪ１として次の工程に送り出される。
【００３９】
樹脂材料ＪがＴダイヘッド３から転写部Ｐに向けて押し出されるときには、そのＴダイヘッド３が転写部Ｐに近接する位置に配置されているから、樹脂材料Ｊがほぼ瞬時に転写部Ｐに達し、したがって外気との接触による温度低下つまり流動性の低下を的確に抑えることができ、賦形ロール１の賦形パターンａに対する高充填型入りを達成できる。図２（Ａ）には、賦形パターンａに対する樹脂材料Ｊの型入りが十分である状態を模式的に示してある。Ｔダイヘッド３は、その位置を位置調整機構４により調整して転写部Ｐに近接する適切な位置に配置させることができる。
【００４０】
賦形パターンが転写された後の樹脂材料Ｊは、複数の冷却ロール６に順々に接触するように搬送されるが、その順々に接触する複数の冷却ロール６により十分且つ効率よく冷却され、したがって樹脂材料Ｊの流動性を的確に低下させることができ、これにより剥離ロール５との接触で賦形ロール１から剥離するときの型崩れを的確に防止することができる。図２（Ｂ）には、型崩れのない賦形パターンシートＪ１を模式的に示してある。
【００４１】
各冷却ロール６はそれぞれ温度調整機構７により適切な温度に調整することができる。また、樹脂材料Ｊは冷却ロール６と併せてさらにエアブロー装置８により冷却され、したがってより一層冷却効率を高めることができる。
【００４２】
このような工程により、シート状樹脂材料Ｊの流動性を最適化し、挟圧時の高充填型入れ、剥離時の型崩れ防止を図って安定して連続的に高賦形率の賦形パターンシートＪ１を得ることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１…賦形ロール
２…押圧ロール
３…Ｔダイヘッド
４…位置調整機構
５…剥離ロール
６…冷却ロール
７…温度調整機構
８…エアブロー装置
ａ…賦形パターン
Ｊ…樹脂材料
Ｊ１…賦形パターンシート
Ｐ…転写部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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