(57)【要約】【課題】成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートを製造した際に、反りや歪みのない、所望の断面形状を得ることができる樹脂シートの製造方法を提供する。【解決手段】溶融した樹脂をダイ１２からシート状に押し出す押出工程１１２と、押し出した樹脂シート１４を型ローラ１６とニップローラ１８とでニップして偏肉成形しながら冷却して固化する成形冷却工程１１４と、型ローラ１６から剥離した樹脂シートを徐冷する徐冷工程１１６と、を有し、成形冷却工程１１４及び徐冷工程１１６の少なくとも一方の工程に、樹脂シート１４の幅方向の温度分布が均一となるように樹脂シート１４の温度を加熱手段または冷却手段２２により制御する温度制御工程を有することを特徴とする偏肉樹脂シートの製造方法および装置である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融した樹脂をダイからシート状に押し出す押出工程と、押し出した樹脂シートを型ローラとニップローラとでニップして偏肉成形しながら冷却して固化する成形冷却工程と、前記型ローラから剥離した樹脂シートを徐冷する徐冷工程と、を備え、前記樹脂シート幅方向のシート厚みに偏りのある偏肉樹脂シートを製造する方法において、
前記成形冷却工程及び前記徐冷工程の少なくとも一方の工程に、前記樹脂シートの幅方向の温度分布が均一となるように樹脂シートの温度を加熱手段または冷却手段により制御する温度制御工程を有することを特徴とする偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項２】
溶融した樹脂をダイからシート状に押し出す押出工程と、押し出した樹脂シートを型ローラとニップローラとでニップして偏肉成形しながら冷却して固化する成形冷却工程と、前記型ローラから剥離した樹脂シートを徐冷する徐冷工程と、を備え、前記樹脂シート幅方向のシート厚みに偏りのある偏肉樹脂シートを製造する方法において、
前記成形冷却工程及び前記徐冷工程の少なくとも一方の工程に、前記樹脂シートの幅方向の温度分布が所定の温度分布を保って樹脂シートの温度を加熱手段または冷却手段により制御する温度制御工程を有することを特徴とする偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項３】
前記温度制御工程は、前記樹脂シートの幅方向の温度分布をセンサで検出し、その値によって、幅方向の温度制御を行なうことを特徴とする請求項１または２に記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項４】
前記温度制御工程は、前記センサおよび前記加熱手段または前記冷却手段が、前記樹脂シートの幅方向に複数設置されることを特徴とする請求項３に記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項５】
前記センサおよび前記加熱手段または前記冷却手段の位置が、最終製品の断面形状にしたがって幅方向に変更可能であることを特徴とする請求項４に記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項６】
前記型ローラから前記樹脂シートを剥離するための剥離ローラ、および前記除冷工程を行う徐冷ゾーンを有し、
前記センサおよび前記加熱手段または前記冷却手段が、前記型ローラ部、前記剥離ローラ部、前記徐冷ゾーンから選択される２箇所以上に設置されることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項７】
前記偏肉樹脂シートは、シート幅方向における最厚肉部と最薄肉部との厚さの差が、０．５ｍｍ以上となることを特徴とする請求項１から６いずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項８】
前記偏肉樹脂シートは最薄肉部の厚さが５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から７いずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項９】
前記温度制御工程は、前記樹脂シートの両面から加熱または冷却することを特徴とする請求項１から８いずれかに記載の偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項１０】
前記樹脂シートが、拡散粒子を含むことを特徴とする請求項１から９いずれかに記載のの偏肉樹脂シートの製造方法。
【請求項１１】
溶融した樹脂をダイからシート状に押し出す押出手段と、押し出した樹脂シートを型ローラとニップローラとでニップして偏肉成形しながら冷却して固化する成形冷却手段と、前記型ローラから剥離した樹脂シートを徐冷する徐冷手段と、を備え、前記樹脂シート幅方向のシート厚みに偏りのある偏肉樹脂シートを製造する装置において、
前記成形冷却手段及び前記徐冷手段の少なくとも一方の手段に、前記樹脂シートの幅方向の温度分布が均一となるように加熱手段または冷却手段を用いて温度制御する温度制御手段を備えることを特徴とする偏肉樹脂シートの製造装置。
【請求項１２】
溶融した樹脂をダイからシート状に押し出す押出手段と、押し出した樹脂シートを型ローラとニップローラとでニップして偏肉成形しながら冷却して固化する成形冷却手段と、前記型ローラから剥離した樹脂シートを徐冷する徐冷手段と、を備え、前記樹脂シート幅方向のシート厚みに偏りのある偏肉樹脂シートを製造する装置において、
前記成形冷却手段及び前記徐冷手段の少なくとも一方の手段に、前記樹脂シートの幅方向の温度分布が所定の温度分布を保つように加熱手段または冷却手段を用いて温度制御する温度制御手段を備えることを特徴とする偏肉樹脂シートの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂シートの製造方法および装置に係り、特に、液晶表示装置のバックライトを構成する導光板のように幅方向で厚みの異なる偏肉樹脂シートにおいて、反りのないフラットなシートを製造する製造方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種光学素子に使用される樹脂シートとして、フレネルレンズやレンチキュラーレンズ等が様々な分野で使用されている。このような樹脂シートの表面には、規則的な凹凸形状が形成されており、この凹凸形状により、フレネルレンズやレンチキュラーレンズとしての光学的性能を発揮している。このような樹脂シートを製造する方法として、これまでに各種の提案がなされている（特許文献１〜７参照）。これらの提案においては、いずれも、生産性向上の観点よりローラ成形方式が採用されている。
【０００３】
たとえば、特許文献１は、樹脂シートをローラから剥離するまでの間の冷却手段に工夫を施すことにより、転写性の向上を図っている。特許文献２は、ローラに金型を巻き付けてフレネルレンズを製造する方法を開示している。特許文献３は、成形ローラの内部に熱緩衝部材を配して、生産性及び転写性の向上を図っている。特許文献４は、コロナ放電処理を採用することにより、転写性の向上、欠陥の低減を図っている。
【０００４】
また、特許文献５〜７は、樹脂シートの歪みを低減して、高精度な板厚を実現するために、ダイより押出した後の樹脂シートの両端部分や中央部を加熱もしくは冷却することで、板厚精度の優れた樹脂シートを製造することを図っている。
【０００５】
これら従来技術の代表的なローラ成形方式は、図７に示される構成のようになっている。この装置構成は、押出機（図示略）によって溶融された樹脂シート１０１をシート状に賦形するためのシート用のダイ１０２と、表面に凹凸形状が形成されたスタンパーローラ１０３と、スタンパーローラ１０３に対向配置される鏡面ローラ１０４と、スタンパーローラ１０３に対向するとともに、鏡面ローラ１０４の反対側に配置される剥離用鏡面ローラ１０５よりなる。そして、ダイ１０２より押し出したシート状の樹脂シート１０１を、スタンパーローラ１０３と鏡面ローラ１０４とで挟圧し、スタンパーローラ１０３表面の凹凸形状を樹脂シート１０１に転写し、樹脂シート１０１を剥離用鏡面ローラ１０５に巻き掛けることによりスタンパーローラ１０３より剥離する。
【特許文献１】特開平８−３１０２５号公報
【特許文献２】特開平７−３１４５６７号公報
【特許文献３】特開２００３−５３８３４号公報
【特許文献４】特開平８−２８７５３０号公報
【特許文献５】特開２００２−１２０２４８号公報
【特許文献６】特開２００２−６７１２４号公報
【特許文献７】特開２００５−３４９６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献に記載の方法は、いずれも、幅方向厚みが均一な樹脂シートを製造する方法に関するものであり、例えば、液晶表示装置のバックライトを構成する導光板の樹脂シートのように成形時の幅方向の厚さ分布が大きい（偏肉となる）偏肉樹脂シートを製造に従来の方法を適用しても反りや歪みのなり偏肉樹脂シートを製造することが困難である。
【０００７】
たとえば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート樹脂）を押出し後にローラ成形する際に、幅方向に厚さ分布を付け、最厚肉部と最薄肉部との厚さの差を０．５ｍｍ以上とする。この場合、表面又は裏面に凹凸（樹脂の硬化時の収縮による引け、弾性回復量分布）を生じたり、全体的に表面形状転写率が低下して成形が上手くいかなかったり、シャープエッジ形状が転写できなかったり、各種の問題があった。中でも、幅方向に大きな厚み差（偏肉）がある場合、ダイからシート状に押出された直後の、樹脂膜の温度は、幅方向で均一に制御が可能である。しかし、ロール面や外気接触面から、次第に冷却される場合、膜厚の厚い部分の温度低下は、薄い部分の温度低下に比べて遅くなり、幅方向に温度分布が生じる。そして、当然のことながら、収縮差のために、結果として、シートは、反りや歪みが発生することは避けられなかった。このために、全体としてゆっくり冷却したり、引っ張ったりすることによって、反りや歪みを低減する試みが考えられるものの、高精度な偏肉形状を得ることは極めて困難であった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい偏肉樹脂シートを製造した際に、反りや歪みのない、所望の断面形状を得ることができ、特に、各種表示装置の背面に配される導光板や各種光学素子に使用するのに好適な偏肉樹脂シートの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１は、上記目的を達成するために、溶融した樹脂をダイからシート状に押し出す押出工程と、押し出した樹脂シートを型ローラとニップローラとでニップして偏肉成形しながら冷却して固化する成形冷却工程と、前記型ローラから剥離した樹脂シートを徐冷する徐冷工程と、を備え、前記樹脂シート幅方向のシート厚みに偏りのある偏肉樹脂シートを製造する方法において、前記成形冷却工程及び前記徐冷工程の少なくとも一方の工程に、前記樹脂シートの幅方向の温度分布が均一となるように樹脂シートの温度を加熱手段または冷却手段により制御する温度制御工程を有することを特徴とする偏肉樹脂シートの製造方法を提供する。
【００１０】
請求項１によれば、偏肉樹脂シートの製造方法において、樹脂シートの幅方向の温度分布が均一となるように、製造を行っている。したがって、幅方向の温度分布がなくなるため、歪みや反りなどの変形を抑制することが所望のシート形状を得ることができる。また、本発明は偏肉樹脂シートの製造方法に関するものであり、樹脂シートを冷却させて型付けを行う際、樹脂膜の厚みが厚い部分は冷却が遅く、薄い部分は冷却が速くなる。したがって、温度制御工程において、樹脂膜が厚い部分に冷却手段を、樹脂膜の薄い部分に加熱手段を配置させることにより、より精密な温度制御が可能となる。また、加熱手段のみを用いる場合は、薄い部分の冷却速度が速いため、樹脂膜が厚い部分は加熱手段の温度設定を高くし、薄い部分は温度設定を低くすることにより、温度制御が可能となる。
【００１１】
本発明の請求項２は、上記目的を達成するために、溶融した樹脂をダイからシート状に押し出す押出工程と、押し出した樹脂シートを型ローラとニップローラとでニップして偏肉成形しながら冷却して固化する成形冷却工程と、前記型ローラから剥離した樹脂シートを徐冷する徐冷工程と、を備え、前記樹脂シート幅方向のシート厚みに偏りのある偏肉樹脂シートを製造する方法において、前記成形冷却工程及び前記徐冷工程の少なくとも一方の工程に、前記樹脂シートの幅方向の温度分布が所定の温度分布を保って樹脂シートの温度を加熱手段または冷却手段により制御する温度制御工程を有することを特徴とする偏肉樹脂シートの製造方法を提供する。
【００１２】
最終製品が歪みや反りがなく成形されるためには、最終製品の偏肉形状によっては、必ずしも、樹脂シートの幅方向での温度分布が均一になることが条件でない場合もある。例えば、ローラから剥離したときの樹脂シートの温度分布が、ある特定の分布を持つときに、歪みや反りなく成形される場合もありえる。この場合は、その特定の温度分布になるように制御することが必要である。
【００１３】
本発明の請求項２によれば、偏肉樹脂シートの製造方法において、樹脂シートの幅方向の温度分布が所定の温度分布となるように、製造を行っている。樹脂シートの幅方向の温度分布を均一にしても、形状によっては歪みや反りが成形される場合がある。請求項２によれば、歪みや反りが成形されない温度分布で成形することが可能となるため、様々な形状のシートに対応することができる。
【００１４】
請求項３は請求項１または２において、前記温度制御工程は、前記樹脂シートの幅方向の温度分布をセンサで検出し、その値によって、幅方向の温度制御を行なうことを特徴とする。
【００１５】
請求項３によれば、樹脂シートの温度分布をセンサで検出し、樹脂膜の幅方向の温度分布が所定の温度分布となるように温度制御している。したがって、より正確な温度制御が可能である。また、このときの温度制御は自動制御であることが好ましい。
【００１６】
請求項４は請求項３において、前記温度制御工程は、前記センサおよび前記加熱手段または前記冷却手段が、前記樹脂シートの幅方向に複数設置されることを特徴とする。
【００１７】
請求項４によれば、センサおよび加熱手段または冷却手段が、樹脂シートの幅方向に複数設置されているため、より精密な温度制御が可能である。
【００１８】
請求項５は請求項４において、前記センサおよび前記加熱手段または前記冷却手段の位置が、最終製品の断面形状にしたがって幅方向に変更可能であることを特徴とする。
【００１９】
請求項５によれば、センサおよび加熱手段または冷却手段の位置が、変更可能であるため、様々な断面形状の最終製品に対応することが可能である。
【００２０】
請求項６は請求項１から５において、前記型ローラから前記樹脂シートを剥離するための剥離ローラ、および前記除冷工程を行う徐冷ゾーンを有し、前記センサおよび前記加熱手段または前記冷却手段が、前記型ローラ部、前記剥離ローラ部、前記徐冷ゾーンから選択される２箇所以上に設置されることを特徴とする。
【００２１】
請求項６によれば、各製造工程の少なくとも二工程以上に、センサおよび加熱手段または冷却手段が設置されているため、複数の工程で温度の制御が可能となり、高精度の温度制御すなわち形状制御が可能となる。
【００２２】
請求項７は請求項１から６において、前記型ローラ表面の凹凸形状を転写した後の前記樹脂シートが、幅方向における最厚肉部と最薄肉部との厚さの差が、０．５ｍｍ以上となることを特徴とする。
【００２３】
請求項８は請求項１から７において、前記樹脂シートの最薄肉部の厚さが５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２４】
請求項７および８は、本発明の製造方法により製造される樹脂シートの厚さを規定したものである。本発明の製造方法によれば、樹脂シートの温度を制御することができるため、最厚肉部と最薄肉部との差が大きい樹脂シート、または、膜厚の厚い樹脂シートにおいても、歪みおよび反りなど成形が抑制された樹脂シートを形成することができる。このように、従来、成形が困難であった断面形状の樹脂シートの成形において、本発明の効果を発揮することができる。
【００２５】
請求項９は請求項１から８において、前記温度制御工程は、前記樹脂シートの両面から加熱または冷却することを特徴とする。
【００２６】
請求項９によれば、樹脂シートの両面から加熱または冷却をしているため、樹脂シートの膜厚が厚い場合においても、樹脂シートの深さ方向で均一な温度お制御が可能である。
【００２７】
請求項１０は請求項１から９において、前記樹脂シートが、拡散粒子を含むことを特徴とする。
【００２８】
請求項１０によれば、樹脂シート中に拡散粒子を含んでいるため、この樹脂膜の内部を伝播する光が拡散される。したがって、この樹脂膜から出射される光源光の均一性を向上させることができる。
【００２９】
本発明の請求項１１は、上記目的を達成するために、溶融した樹脂をダイからシート状に押し出す押出手段と、押し出した樹脂シートを型ローラとニップローラとでニップして偏肉成形しながら冷却して固化する成形冷却手段と、前記型ローラから剥離した樹脂シートを徐冷する徐冷手段と、を備え、前記樹脂シート幅方向のシート厚みに偏りのある偏肉樹脂シートを製造する装置において、前記成形冷却手段及び前記徐冷手段の少なくとも一方の手段に、前記樹脂シートの幅方向の温度分布が均一となるように加熱手段または冷却手段を用いて温度制御する温度制御手段を備えることを特徴とする偏肉樹脂シートの製造装置を提供する。
【００３０】
本発明の請求項１２は、上記目的を達成するために、溶融した樹脂をダイからシート状に押し出す押出手段と、押し出した樹脂シートを型ローラとニップローラとでニップして偏肉成形しながら冷却して固化する成形冷却手段と、前記型ローラから剥離した樹脂シートを徐冷する徐冷手段と、を備え、前記樹脂シート幅方向のシート厚みに偏りのある偏肉樹脂シートを製造する装置において、前記成形冷却手段及び前記徐冷手段の少なくとも一方の手段に、前記樹脂シートの幅方向の温度分布が所定の温度分布を保つように加熱手段または冷却手段を用いて温度制御する温度制御手段を備えることを特徴とする偏肉樹脂シートの製造装置を提供する。
【００３１】
請求項１１及び１２は本発明を装置として構成したものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートを製造する際に、この樹脂シートの幅方向の温度分布を均一、または、所定の温度分布とすることにより、歪みや反りなどのない、所望の断面形状を得ることができる。そして、これらの樹脂シートは、導光板や各種光学素子に好適に用いることができる。また、センサを用いて温度を検知し、それをフィードバック制御することができるため、押出し時もしくは雰囲気などの変動あるいはバラツキを補正し、一定の温度条件で製造することができる。したがって、安定した温度条件で偏肉樹脂シートの製造をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添付図面に従って、本発明に係る偏肉樹脂シートの製造方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３４】
図１は、本発明に係る偏肉樹脂シートの製造方法の全体工程図であり、図２は各工程における装置構成である。
【００３５】
図１に示すように、本発明の偏肉樹脂シートの製造方法は、主として、原料の計量や混合を行う原料工程１００と、溶融した樹脂を連続してシート状（帯状）に押し出す押出工程１１２と、押し出した樹脂シート１４を偏肉成形しながら冷却して固化する成形冷却工程１１４と、固化した樹脂シート１４を徐冷する徐冷工程１１６と、徐冷した樹脂シート１４の反りに関して所定基準に対する合否を測定する反り検査工程１１８と、反りが所定基準を超える場合には成形冷却工程１１４及び徐冷工程１１６にフィードバックして、樹脂シート幅方向における温度分布を制御する制御工程１２０と、樹脂シート１４の表裏面に表面保護用のフィルムをラミネートするラミネート工程１２２と、樹脂シート１４を所定サイズ（長さ・幅）に裁切断する裁断・切断工程１２４と、裁切断された樹脂シート１４を積載する積載工程１２６とで構成される。
【００３６】
図２に示すように、原料工程１００では、原料サイロ１２８（又は原料タンク）及び添加物サイロ１３０（又は添加物タンク）から自動計量機１３２に送られた原料樹脂及び添加物が自動計量され、混合器１３４で原料樹脂と添加物が所定比率になるように混合される。原料樹脂に添加物として拡散粒子を添加する場合には、原料樹脂に拡散粒子を所定濃度よりも高濃度に添加したマスターペレットを造粒機（図示せず）で製造しておき、拡散粒子が添加されていないベースペレットとを混合器１３４で所定比率混合するマスターバッチ方式を好適に採用できる。拡散粒子以外の添加物を添加する場合も同様である。
【００３７】
原料工程１００で適切に計量・混合された原料樹脂は押出工程１１２に送られる。
【００３８】
押出工程１１２では、混合器１３４で混合された原料樹脂がホッパー１３６を介して押出機１３８に投入され、この押出機１３８により混練りされながら溶融される。押出機１３８は単軸式押出機及び多軸式押出機の何れでもよく、押出機１３８の内部を真空にするベント機能を含むものが好ましい。押出機１３８で溶融された原料樹脂は、スクリュウーポンプ又はギアポンプ等の定量ポンプ１４０により供給管１４２を介してダイ１２（例えばＴダイ）に送られる。そして、ダイ１２からシート状に押し出された樹脂シート１４は次に成形冷却工程１１４に送られる。
【００３９】
成形冷却工程１１４では、ダイ１２から押し出された樹脂シート１４を、型ローラ１６とニップローラ１８とでニップして偏肉成形しながら冷却して固化し、固化した樹脂シート１４を剥離ローラ２０で剥離する。
【００４０】
成形冷却工程１１４を経た樹脂シート１４は次に徐冷工程１１６に送られる。
【００４１】
徐冷工程（又はアニーリング工程）１１６は、剥離ローラ２０の下流における樹脂シート１４の急激な温度変化を防止するために設けられたものである。樹脂シート１４に急激な温度変化を生じた場合、例えば樹脂シート１４の表面近傍が塑性状態になっているのに、樹脂シート１４の内部が弾性状態であり、この部分の硬化による収縮で樹脂シート１４の表面形状が悪化する。また、樹脂シート１４の表裏面に温度差を生じ、樹脂シート１４に反りを生じ易い。特に、偏肉樹脂シートのように樹脂シート幅方向において肉厚分布がある場合に反りを生じ易い。
【００４２】
徐冷工程１１６で冷却された樹脂シート１４は、ニップタイプのフィードローラ７６により引き取られて、反り検査工程１１８に送られる。
【００４３】
反り検査工程１１８では、反り測定器７８により樹脂シート１４の反りの所定基準に対する合否を測定する。ここで反りを、蒲鉾形状の樹脂シート１４の例で説明すると、図３に示すように、縦６００ｍｍ・横１１００ｍｍに切り出した樹脂シート１４の裏面（平坦面側）を平面な測定基盤８０の上面に載置したときに、樹脂シート１４と測定基盤面８０との最大距離Ｈを反り量という。反り量の所定基準（規格値）は、樹脂シート１４の用途及びユーザ側の規格により設定されるので、反り測定器７８は所定基準に対する合否を測定する。反り測定器７８としては、例えば、徐冷ゾーン３６後の偏肉樹脂シートの表面（外周）を静電センサなどでスキャンさせ、偏肉樹脂シートと静電センサとの距離（形状）を計測して、反り量を換算する方式を好適に使用することができる。
【００４４】
そして、反り測定器７８で測定された反り量が所定基準を超える場合には、成形冷却工程１１４及び徐冷工程１１６にフィードバックして、樹脂シート幅方向における温度分布を制御する。温度制御については後述する。
【００４５】
反り検査工程１１８の下流には、ラミネート工程１２２、裁断・切断工程１２４、及びストッカー７９を備えた集積工程１２６が順に設けられる。このうち、ラミネート工程１２２は、樹脂シート１４の表裏面に保護フィルム（ポリエチレン等のフィルム）を貼り付ける工程であり、一対のリール８２から巻き戻された保護フィルム８４が樹脂シート１４を挟み込むように合流され、ニップローラ８６を通過することによりラミネートされる。
【００４６】
裁断・切断工程１２４は樹脂シート１４の幅方向両端部分（耳部）を切除すると共に樹脂シート１４を所定長さに切り揃える工程である。切断機８８としては、図２に示すように、受け刃８８Ａと押し当て刃８８Ｂとからなるギロチンタイプの切断機を好適に使用できるが、これに限定するものではない。また、裁断機９０としては、図２に示すように、レーザーカッターあるいは電子ビーム切断を好適に使用できるが、これに限定するものではない。
【００４７】
次に、上記の各工程のうち、本発明の特徴をなす成形冷却工程１１４と徐冷工程１１６の詳細と、成形冷却工程１１４と徐冷工程１１６において実施する温度制御について図４〜図６により詳説する。
【００４８】
［成形冷却工程〜徐冷工程］
偏肉樹脂シートの製造ライン１０は、押出し機１３８によって溶融された原料樹脂をシート状に賦形するためのダイ１２と、表面に偏肉形状が形成された型ローラ１６と、型ローラ１６に対向配置されるニップローラ１８と、型ローラ１６に対向配置される剥離ローラ２０と、加熱手段または冷却手段２２、２４、２６、２８、２９、と、徐冷ゾーン３６と、により構成される。そして、加熱手段または冷却手段２２、２４、２６、２８、２９は、センサ３０、３２、３３、３４、３５により検出された温度により制御され、樹脂シート１４の幅方向の温度分布を均一、もしくは、所定の温度分布とすることができる。
【００４９】
型ローラ１６の表面には、例えば図５（ａ）〜（ｃ）に示される偏肉樹脂シートを成形するための反転形状が形成されている。図５は、成形後の樹脂シート１４の断面図である。すなわち、樹脂シート１４の裏面は平面であり、樹脂シート１４の表面には、走行方向に平行な直線状の偏肉形状面が形成されている。したがって、型ローラ１６の表面には、図５（ａ）〜（ｃ）に示す成形後の樹脂シート１４の反転形状のエンドレス溝を形成すればよい。なお、樹脂シート１４表面の偏肉形状の詳細については後述する。
【００５０】
型ローラ１６の材質としては、各種鉄鋼部材、ステンレス鋼、銅、亜鉛、真鍮、これらの金属材料を芯金として、表面にゴムライニングしたもの、これらの金属材料にＨＣｒメッキ、Ｃｕメッキ、Ｎｉメッキ等のメッキを施したもの、セラミックス、及び各種の複合材料が採用できる。
【００５１】
型ローラ表面の逆蒲鉾形状の形成は、ローラ表面の材質にもよるが、一般的にはＮＣ旋盤による切削加工と仕上げバフ加工との組み合わせが好ましく採用できる。また、他の公知の加工方法（研削加工、超音波加工、放電加工、等）も採用できる。型ローラ表面の表面粗さは、中心線平均粗さＲａで０．５μｍ以下とするのが好ましく、０．２μｍ以下とするのがより好ましい。型ローラ１６は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で回転駆動される。
【００５２】
ニップローラ１８は、型ローラ１６に対向配置され、型ローラ１６とで樹脂シート１４を挟圧するためのローラである。ニップローラ１８の材質としては、各種鉄鋼部材、ステンレス鋼、銅、亜鉛、真鍮、これらの金属材料を芯金として、表面にゴムライニングしたもの、これらの金属材料にＨＣｒメッキ、Ｃｕメッキ、Ｎｉメッキ等のメッキを施したもの、セラミックス、及び各種の複合材料が採用できる。
【００５３】
ニップローラ１８の表面は鏡面状に加工されていることが好ましく、中心線平均粗さＲａで０．５μｍ以下とするのが好ましく、０．２μｍ以下とするのがより好ましい。このような平滑な表面とすることにより、成形後の樹脂シート１４の裏面を良好な状態にできる。また、ニップローラ１８は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で回転駆動される。尚、ニップローラ１８に駆動手段を設けない構成も可能であるが、樹脂シート１４の裏面を良好な状態にできる点より、駆動手段を設けることが好ましい。
【００５４】
ニップローラ１８には、図示しない加圧手段が設けられており、型ローラ１６との間の樹脂シート１４を所定の圧力で挟圧できるようになっている。この加圧手段は、いずれも、ニップローラ１８と型ローラ１６との接触点における法線方向に圧力を印加する構成のもので、モータ駆動手段、エアシリンダ、油圧シリンダ等の公知の各種手段が採用できる。
【００５５】
ニップローラ１８には、挟圧力の反力による撓みが生じにくくなるような構成を採用することもできる。このような構成としては、ニップローラ１８の背面側（型ローラ１６の反対側）に図示しないバックアップローラを設ける構成、クラウン形状（中高形状とする）を採用する構成、ローラの軸方向中央部の剛性が大きくなるような強度分布を付けたローラの構成、及びこれらを組み合わせた構成等が採用できる。
【００５６】
また、剥離ローラ２０は、型ローラ１６に対向配置され、樹脂シート１４を巻き掛けることにより樹脂シート１４を型ローラ１６より剥離するためのローラで、型ローラ１６の１８０度下流側に配置される。剥離ローラ２０の表面は鏡面状に加工されていることが好ましい。このような表面とすることにより、成形後の樹脂シート１４の裏面を良好な状態にできる。そして、剥離ローラ表面の表面粗さは、中心線平均粗さＲａで０．５μｍ以下とするのが好ましく、０．２μｍ以下とするのがより好ましい。剥離ローラ２０の材質としては、各種鉄鋼部材、ステンレス鋼、銅、亜鉛、真鍮、これらの金属材料を芯金として、表面にゴムライニングしたもの、これらの金属材料にＨＣｒメッキ、Ｃｕメッキ、Ｎｉメッキ等のメッキを施したもの、セラミックス、及び各種の複合材料が採用できる。剥離ローラ２０は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で矢印方向に回転駆動される。尚、剥離ローラ２０に駆動手段を設けない構成も可能であるが、樹脂シート１４の裏面を良好な状態にできる点より、駆動手段を設けることが好ましい。
【００５７】
徐冷ゾーン３６としては、図４に示すような水平方向のトンネル形状とし、トンネル内部に温度調節手段を設け、樹脂シート１４の冷却温度プロファイルを制御できる構成が採用できる。温度調節手段としては、複数のノズルより温度制御されたエア（温風又は冷風）を樹脂シート１４に向けて噴出させる構成、加熱手段（ニクロム線ヒータ、赤外線ヒータ、誘電加熱手段等）により、樹脂シート１４の表裏面をそれぞれ加熱する構成等、公知の各種手段が採用できる。なお、温度調節手段は樹脂シート１４全体の冷却温度プロファイルを制御するものであり、下記に記載する温度制御手段は、樹脂膜の幅方向の温度分布を制御するものであり目的の異なる手段である。
【００５８】
［温度制御手段］
本発明の偏肉樹脂シートの製造装置は、樹脂シート１４を加熱・冷却するための加熱手段または冷却手段２２、２４、２６、２８、２９を主たる構成とし、樹脂シート１４の幅方向にける温度分布を制御するための温度制御手段を備える。この温度制御手段により、樹脂シート１４の幅方向の温度分布が均一となるように温度を制御し、所望の形状の樹脂シート１４を製造することができる。また、形状によっては、歪みや反りが抑制されたシートを形成するためには、樹脂シート１４の幅方向に特定の温度分布を有する方が、好ましい場合がある。この場合は、その温度分布となるように、制御を行う。なお、以下は加熱手段を用いた例として記載するが、これを冷却手段に置き換えることも可能であり、加熱手段と冷却手段を同時に用いることも可能である。
【００５９】
また、温度制御手段に、加熱手段に対応するセンサ３０、３２、３３、３４、３５を備えることが好ましい。なお、図４においては、加熱手段２２に対してセンサ３０を、加熱手段２４に対してセンサ３２を、加熱手段２６に対してセンサ３３を、加熱手段２８に対してセンサ３４を、加熱手段２９に対してセンサ３５を備える。このセンサにより温度を検出し、加熱手段または冷却手段にフィードバック制御するための、適切なＰＩＤ値を求めることにより温度を制御することができる。これは、インパルスを与えて、その応答から定める方法など、公知の方法により行うことができる。
【００６０】
本発明で用いるセンサおよび、加熱手段または冷却手段としては、樹脂シートに接触しないものであれば、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。センサとしては、非接触放射温度計が好ましく用いられ、加熱手段または冷却手段としては、赤外線ヒータ、スポットクーラーが好ましく用いられる。ただし、幅方向の温度を精度よく制御するためには、加熱・冷却をスポットで効果を発揮するものが好ましい。
【００６１】
図６は、偏肉樹脂シートの製造ライン１０の型ローラ１６部分を下方から見た図であり、加熱手段２２およびセンサ３０の配置例を示す。図６に示すように加熱手段２２、センサ３０は、樹脂シート１４の幅方向に複数備えることが好ましい。幅方向に複数の加熱手段２２を細かく配置することにより、高精度の制御が可能である。ただし、ある位置の加熱手段が、広範囲の領域を加熱可能であると、隣り合う加熱手段との関係で全体の制御が難しくなるため、加熱手段の個数、加熱手段同士の距離については、適宜、設定することが好ましい。
【００６２】
センサについては、センサ同士を接近させて配置することが可能であり、加熱手段よりも多く設置することも可能である。センサの数を増やすことにより、より高精度の温度制御が可能である。また、応答性の速いセンサを用いれば、センサを樹脂シートの幅方向にスキャンすることで、温度検知することができ、センサの個数を最小限にすることができる。図６においては、センサと加熱手段の数を同数としたが、特に限定されず、センサの数を加熱手段より多くすることもでき、少なくすることもできる。
【００６３】
なお、加熱手段およびセンサの数については、図６を用いて型ローラ１６に配置されている例について説明したが、他の箇所についても同様に配置することができる。
【００６４】
また、センサおよび加熱手段は幅方向に位置を変更することができることが好ましい。具体的には、偏肉樹脂シートの最厚肉部または最薄肉部にセンサおよび加熱手段の位置を動かせるようにすることが好ましい。移動可能とすることにより、最終製品の形状に合わせて温度制御が可能となり、より高精度に形状の制御が可能となる。
【００６５】
センサおよび加熱手段の配置の位置としては、型ローラ１６、剥離ローラ２０、または徐冷ゾーン３６に配置することが好ましく、２箇所以上に設置することが好ましい。多くに位置に配置するほど、精度の高い温度制御が可能である。ただし、装置の製造コスト、取り付けスペースを考慮し、適宜判断することが好ましい。
【００６６】
また、センサおよび加熱手段は、樹脂シート１４の表面側と裏面側に備えることが好ましい。樹脂シート１４の表面側と裏面側から加熱を行うことにより、膜厚の厚い偏肉樹脂シートの製造においても、樹脂シート１４の深さ方向に均一の温度分布を形成することができるため、高精度の温度制御が可能となり、所望の形状に形成することができる。図４においては、型ローラ部への配置には、樹脂シートの片面しか配置できないが、徐冷ゾーン３６においては樹脂シート１４の両面に配置している。また、剥離ローラ部は、樹脂シート１４の裏面側には配置できないが、剥離ローラ２０を加熱することにより、対応することも可能である。
【００６７】
なお本発明において、「樹脂シートの表面側」とは、型ローラ１６により偏肉形状が形成される面のことをいい、「樹脂シートの裏面側」とは、ニップローラ１８により挟圧される側のことをいう。
【００６８】
型ローラ１６およびニップローラ１８は、温度調節手段を備えることもできる。型ローラ１６、ニップローラ１８のローラ設定温度は、樹脂シート１４の材質、樹脂シート１４の溶融時（たとえば、ダイ１２のスリット出口）の温度、樹脂シート１４の搬送速度、型ローラ１６の外径、型ローラ１６の凹凸パターン形状等によって最適な値を選択することができる。
【００６９】
この型ローラ１６およびニップローラ１８の温度調節手段としては、ローラ内部に温度調節したオイルを循環させる構成が好ましく採用できる。このオイルの供給と排出は、ローラの端部にロータリージョイントを設ける構成により実現できる。他の温度調節手段としては、たとえば、ローラの内部にシースヒータを埋め込む構成、ローラの近傍に誘電加熱手段を配する構成等、公知の各種手段を採用することができる。このような温度調節手段を備えることにより、高温状態の樹脂シート１４による型ローラ１６およびニップローラ１８の温度上昇や急激な温度低下を抑制することができる。
【００７０】
また、偏肉樹脂シートの製造ライン１０には、上記したように反りの量を測定する反り測定器を備えることもできる。例えば、徐冷ゾーン３６後の偏肉樹脂シートの表面（外周）を静電センサなどでスキャンさせ、偏肉樹脂シートと静電センサとの距離（形状）を計測して、反り量を換算する。そして、この数値をフィードバックすることにより、より最適な形状とすることが可能である。
【００７１】
［偏肉樹脂シートの製造方法］
次に、図４に示される樹脂シートの製造ライン１０による樹脂シートの製造方法について説明する。
【００７２】
本発明に適用される樹脂シート１４としては、熱可塑性樹脂を用いることができ、たとえば、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＭＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、熱可塑性エラストマー、又はこれらの共重合体、シクロオレフィンポリマー等が挙げられる。
【００７３】
また、樹脂シート中に拡散粒子を含ませることが可能である。拡散粒子を加えることにより、各種表示装置の背面に配される導光板や各種光学素子に好適に用いることができる。さらに、拡散粒子を添加することにより、シートの反りが発生しやすくなるが、本発明の製造方法によれば、樹脂シートの温度を均一にすることができるので、安定した形状でシートの製造が可能である。
【００７４】
拡散粒子としては、粒子径が１０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以下であることがより好ましい。拡散粒子の種類としては、金属粒子、無機粒子、有機粒子、半導体粒子、高分子粒子等を使用でき、より具体的には、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、ゼオライト、ナノダイヤモンド、ナノクリスタル、スクメタイト、マイカ、デンドリマー、スターポリマー、ハイパーブランチドポリマー、マイクロポーラスメチルホスホン酸アルミニウム、などを挙げることができる。
【００７５】
また、製造される粒子含有樹脂シートに含有される拡散粒子の濃度としては、０．００５〜０．５質量％の範囲であることが好ましく、０．０３〜０．０８質量％の範囲であることがより好ましい。
【００７６】
ダイ１２より押し出したシート状の樹脂シート１４を、型ローラ１６と型ローラ１６に対向配置されるニップローラ１８とで挟圧し、型ローラ１６表面の偏肉形状の反転型を樹脂シート１４に転写して成形し、樹脂シート１４を型ローラ１６に対向配置される剥離ローラ２０に巻き掛けることにより型ローラ１６より剥離する。
【００７７】
型ローラ１６より剥離した樹脂シート１４を、水平方向に搬送し、徐冷ゾーン３６を通過することにより徐冷し、歪みが除去された状態で、下流の製品取り部において所定長さに切断し、樹脂シートの製品として収容する。
【００７８】
この樹脂シートの製造において、ダイ１２よりの樹脂シート１４の押し出し速度は、０．１〜５０ｍ／分、好ましくは０．３〜３０ｍ／分の値が採用できる。したがって、型ローラ１６の周速も略これに一致させる。なお、各ローラの速度ムラは、設定値に対して１％以内に制御することが好ましい。
【００７９】
ニップローラ１８の型ローラ１６への押し付け圧は、線圧換算（各ニップローラの弾性変形による面接触を線接触と仮定して換算した値）で、０〜２００ｋＮ／ｍ（ｋｇｆ／ｃｍ）とするのが好ましく、０〜１００ｋＮ／ｍ（ｋｇｆ／ｃｍ）とするのがより好ましい。
【００８０】
ニップローラ１８及び剥離ローラ２０の温度制御は、個々のローラ毎に行うことが好ましい。そして、剥離ローラ２０の箇所における樹脂シート１４が樹脂の軟化点Ｔａ以下の温度になっていることが好ましい。この際、樹脂シート１４にポリメチルメタクリレート樹脂を採用した場合、剥離ローラ２０の設定温度は、５０〜１１０℃とすることができる。
【００８１】
次に、樹脂シート表面の凹凸パターン形状について説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は、成形後の偏肉樹脂シートの端面を直線上に切り取った状態の断面図の一例である。樹脂シートの裏面は平面である。本発明の製造方法および装置により製造される偏肉樹脂シートは、最薄肉部の厚さは、５ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがより好ましい。また、偏肉樹脂シートの最厚肉部と最薄肉部との厚さの差は、１ｍｍ以上であることが好ましく、２．５ｍｍ以上であることがより好ましい。このような寸法とすることにより、各種表示装置の背面に配される導光板や各種光学素子に好適に使用できる。
【００８２】
さて、上記のような形状の場合、ダイ１２から押出された樹脂シート１４が、型ローラ１６に巻きつけられて、型つけされた後、樹脂膜の厚い部分と薄い部分に分かれる。したがって、樹脂膜の厚い部分は熱容量が大きいので冷却が遅く、一方、薄い部分は冷却が速くなる。そして、この温度分布を抑制するために、図４に示すように、型ロール１６に巻きつけた樹脂シート１４の上から、加熱手段２２を、図６のように、幅方向に列状に配置させるとともに、その下流に、加熱手段２２と同様に列状にセンサ３０を配置する。そして、樹脂シート１４の幅方向の温度が均一となるように、加熱手段２２の温度の出力を制御する。
【００８３】
これにより、型ローラ１６に接触している間、樹脂シート１４の幅方向温度は均一に制御できる。さらに、剥離ローラに巻きつけられた樹脂シートの上から、加熱手段２４を、巾方向に列状に配置させ、さらに裏面からも加熱制御できるように、剥離ロール２０を直接加熱する加熱手段２６を配置させ、その下流に、樹脂シートの両面から温度センサ３２、３３を配置させて、幅方向温度が均一になるように、加熱手段２２，２４の出力を制御する。また、温度分布を特定の温度分布となるように制御するための方法としては、その温度分布を求めるために、歪みまたは反り量などを計測しながら、加熱手段の出力を制御し、温度設定を変更し、試行錯誤的に絞り込む手段を挙げることができる。
【００８４】
図４の偏肉樹脂シートの製造ライン１０を用い、各加熱手段は図６のように幅方向に複数配置し、偏肉樹脂シートの製造を行った。偏肉樹脂シートは図５（ａ）の形状の樹脂シートを製造した。樹脂シートの幅方向の温度を均一に制御して、製造することにより、歪みや反りのない高精度の形状を持つ偏肉樹脂シートを得ることができた。また、幅方向の温度制御をしないで、図５（ａ）の形状の樹脂シートを製造すると、歪みや反りが甚だしく、反り量として１０ｍｍ以上発生した。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】偏肉樹脂シートの製造の全体工程図
【図２】各工程での装置構成を示す概念図
【図３】樹脂シートの反りを説明する説明図
【図４】偏肉樹脂シートの製造装置のうち成形冷却工程と徐冷工程を示す構成図
【図５】成形後の偏肉樹脂シートの一例を示す断面図
【図６】偏肉樹脂シートの製造ラインの型ローラ部分を下方から見た図であり、加熱手段およびセンサの配置例を示す図
【図７】従来例の樹脂シートの製造ラインを示す構成図
【符号の説明】
【００８６】
１０…偏肉樹脂シートの製造ライン、１２…ダイ、１４…樹脂シート、１６…型ローラ、１８…ニップローラ、２０…剥離ローラ、２２、２４、２６、２８、２９…加熱手段または冷却手段、３０、３２、３３、３４、３５…センサ、３６…徐冷ゾーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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