JP2004181906A

JP2004181906A - エンボスシートの製造方法

Info

Publication number: JP2004181906A
Application number: JP2002354862A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Takada; 克彦高田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】凹凸形状の変更の自由度を有し、微細凹凸パターンの形状精度が良好であり、かつ、シート材に傷、剥離ムラ等の欠点を生じさせないエンボスシートの製造方法を提供する。
【解決手段】表面に微細凹凸パターンが形成されたエンボスシートの製造方法。樹脂製フィルム１０の表面に、この樹脂を溶解又は膨潤させ得る溶剤１２をパターン状に塗布する工程と、塗布後の所定時間経過時に溶剤を除去する工程と、を有する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンボスシートの製造方法に係り、特に、微細凹凸パターンが形成されたエンボスシートの製造方法に関する。このエンボスシートは、主にプラスチックレンズ、防眩シート、拡散シート等に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レンチキュラーレンズやフライアイレンズ等の平板状レンズ、電子ディスプレイ用途の光拡散シート、反射防止シート、輝度向上シート、光導波路シート等の光学シートが使用されている。このようなシート状物の製造は、平板状の金型を使用したプレス成形により製造されたり、エンボスロールを使用したロール成形により製造されたりしている。
【０００３】
これらの先行技術の例として、放射線硬化型樹脂をシート表面に塗布した後に、ロール状のスタンパを押し付けて凹凸形状を得る提案がなされている（特許文献１参照）。また、加熱した熱可塑性プラスチックシートの表面に凹凸形状を形成した後、冷却してロールから剥離させる提案がなされている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２６２９５８号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平６−１８２８６９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の提案のような構成では、凹凸形状を変更するためには、エンボスロール等を他のものと交換する必要があり、凹凸形状の変更の自由度に乏しいという問題点がある。
【０００７】
また、シート材にエンボスロール等を接触させるので、その際にシート材に傷を生じさせたり、シート材にエンボスロール等の形状が精確に転写できなかったり、エンボスロール等からシート材を剥離させる際にシート材に剥離ムラ欠点を生じさせたりするという問題点をも有する。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、凹凸形状の変更の自由度を有し、微細凹凸パターンの形状精度が良好であり、かつ、シート材に傷、剥離ムラ等の欠点を生じさせないエンボスシートの製造方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、表面に微細凹凸パターンが形成されたエンボスシートの製造方法であって、樹脂製フィルムの表面に、該樹脂を溶解又は膨潤させ得る溶剤をパターン状に塗布する工程と、前記塗布後の所定時間経過時に前記溶剤を除去する工程と、を有することを特徴とするエンボスシートの製造方法を提供する。
【００１０】
本発明によれば、樹脂製フィルムの表面に、この樹脂を溶解又は膨潤させ得る溶剤をパターン状に塗布する。これにより、溶剤樹脂を塗布されたパターン部分のフィルムのみが溶解又は膨潤する。溶解した場合はその箇所が窪み、膨潤した場合はその箇所が突出する。したがって、これにより表面に微細凹凸パターンが形成されたエンボスシートが得られることとなる。このエンボスシートの製法は、形状変更の自由度を有し、形状精度が良好であり、かつ、シート材に傷、剥離ムラ等の欠点を生じさせないという効果を有する。
【００１１】
本発明において、前記溶剤をパターン状に塗布する工程は、前記溶剤を吐出ヘッドより液滴状に吐出させるとともに、前記吐出ヘッドと前記樹脂製フィルムとを相対移動させることにより行われることが好ましい。このように、溶剤を吐出ヘッドより液滴状に吐出させるとともに、この吐出ヘッドと樹脂製フィルムとを相対移動させれば、溶剤のパターン状の塗布が高精度で行えるからである。なお、この構成は、インクジェットプリンタと略同様の構成を採用する。
【００１２】
また、本発明において、前記溶剤をパターン状に塗布する工程は、略全表面に前記パターン状の複数の吸引孔が設けられているフィルム支持テーブル上に前記樹脂製フィルムをセットする工程と、前記吸引孔より吸引を行い、前記樹脂製フィルムの該吸引孔上の部分を凹状に変形させる工程と、前記樹脂製フィルムの凹状変形部分に前記溶剤を選択的に塗布する工程と、を含むことが好ましい。
【００１３】
このように、フィルムのパターン部を吸引により凹状に変形させ、この凹状変形部分に溶剤を選択的に塗布すれば、溶剤が流れて拡散することも防げ、微細凹凸パターンが良好に形成できるからである。
【００１４】
また、本発明において、前記溶剤をパターン状に塗布する工程の前に、前記樹脂製フィルムに前記パターン状の親水処理を施す工程を設けることが好ましい。このように、フィルムのパターン部に親水処理を施せば、溶剤の塗布位置が多少ずれても塗布精度が確保できるからである。なお、親水処理とは、たとえば、ＵＶ（紫外線）の照射により接触角を低下させる方式が挙げられる。
【００１５】
また、本発明において、前記溶剤をパターン状に塗布する工程の前に、前記樹脂製フィルムの前記パターン部以外の部分に疎水処理を施す工程を設けることが好ましい。このように、フィルムのパターン部に疎水処理を施せば、溶剤の塗布位置が多少ずれても塗布精度が確保できるからである。なお、疎水処理とは、たとえば、撥水製の塗料を印刷（たとえば、オフセット印刷）する方式が挙げられる。
【００１６】
また、本発明において、前記溶剤の濃度、前記溶剤の塗布量、前記パターンのサイズ、又は、前記溶剤を除去する所定時間、のいずれか１以上をコントロールすることにより凹凸パターンを可変とすることが好ましい。このように、凹凸パターンの自由度を持たせてこそ、本発明の効果が良好に発揮できるからである。
【００１７】
また、本発明において、前記溶剤を除去する工程の後に、前記樹脂製フィルムを他の樹脂製フィルムとラミネートする工程を設けることが好ましい。たとえば、フィルムのパターン部を吸引により凹状に変形させる際にはフィルムの厚さが小さい方が効果的である。一方、エンボスシートとしては、所定の厚さを要求されることもある。このような場合、樹脂製フィルムを他の樹脂製フィルムとラミネートすれば、上記全ての要求を満足できる。なお、他の樹脂製フィルムの材質、厚さ等は任意に選択が可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って、本発明に係るエンボスシートの製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。図１は、エンボスシートの製造フローを説明する概略図であり、第１の実施の形態を示す。図２は、樹脂製フィルムのパターン部が吸引により凹状に変形した状態を示す概略図である。図３及び図４は、エンボスシートの形成工程を説明する拡大断面図であり、図３は、樹脂を溶剤により膨潤させる例であり、図４は、樹脂を溶剤により溶解させる例である。
【００１９】
図１に示されるエンボスシートの製造装置において、原材料となる樹脂製のフィルム１０は、原反ロール１４より所定速度で送り出される。そして、全表面にパターン状の複数の吸引孔１８ａ（図３、図４参照）が設けられているフィルム支持テーブル１８上に吸引保持されつつ搬送される。その際、フィルム１０の吸引孔１８ａ上の部分が吸引により凹状に変形される。図２は、この変形した状態を示す概略図であり、フィルム１０の略全面に変形部１０ａが形成されている。
【００２０】
フィルム支持テーブル１８は、金属製のエンドレスベルトより形成されており、ガイドローラ２０、２０…により支持されながら所定速度で矢印方向に循環移動する。既述のように、フィルム支持テーブル１８の略全面には、複数の吸引孔１８ａが設けられており、また、上面に位置するフィルム支持テーブル１８の部分の下面全面には吸引箱１８ｂが設けられており、図示しない吸引手段、たとえば、ロータリー式の真空ポンプにより吸引できるようになっている。フィルム支持テーブル１８の長さ（図１において紙面の左右方向）は、フィルム１０の搬送速度、フィルム１０の材質、溶剤１２の組成等により適宜の値が選択できる。
【００２１】
このフィルム支持テーブル１８の複数の吸引孔１８ａの形成は、フォトエッチング、レーザ加工、超音波加工等が採用できる。なお、フィルム支持テーブル１８の材質は、金属製のエンドレスベルト以外にも、吸引孔１８ａの径等によっては、多孔質の材料、たとえば、焼結金属等が適用できる。
【００２２】
また、フィルム支持テーブル１８の複数の吸引孔１８ａの孔径を微小に、かつ、吸引孔１８ａの配置を密にする場合、強度的等の理由により、吸引孔１８ａの全てをフィルム支持テーブル１８の面に形成できない場合もあり得る。この場合には、フィルム支持テーブル１８を２段直列に設け、吸引孔１８ａの配置を分割することも可能である。
【００２３】
フィルム支持テーブル１８の左端部上方には溶剤供給口１６が配されており、フィルム１０の全幅（図１において紙面の垂直方向）に溶剤１２が塗布できるようになっている。溶剤供給口１６の右方にはスクレーパ２２が下端部がフィルム１０と接するように配されており、フィルム１０に塗布された余分な溶剤１２を掻き取ることができるようになっている。これにより、フィルム１０の凹状変形部分に溶剤１２を選択的に塗布した状態となる。
【００２４】
フィルム支持テーブル１８の右方には洗浄装置２４が設けられており、フィルム１０に塗布された溶剤１２を、塗布後の所定時間経過時に除去できるようになっている。洗浄装置２４の方式は、水によるスプレー洗浄、水による高圧洗浄、スクラブ洗浄等公知の各種洗浄方式が採用できる他、溶剤１２の吸引、他の溶剤による置換・乾燥等の方式も採用できる。
【００２５】
洗浄装置２４の右方には乾燥装置２６が設けられており、フィルム１０の乾燥ができるようになっている。乾燥装置２６の方式は、熱風乾燥、加熱したローラに接触させる伝熱乾燥、熱輻射乾燥、溶剤蒸気乾燥等公知の各種乾燥方式が採用できる。
【００２６】
乾燥装置２６の右方には第２原反ロール２８及び巻き取りロール３４が設けられており、第２原反ロール２８より繰出されるラミネート用フィルム３０が乾燥後のフィルム１０の下面に供給・積層され、エンボスシート３２として巻き取りロール３４に巻き取られる。
【００２７】
他に、エンボスシートの製造装置全体を通して、図示しない廃ガス除去装置が必要な箇所毎に設けられており、溶剤１２等の回収が図られている。
【００２８】
次に、エンボスシートの製造装置を使用した、エンボスシートの製造方法について説明する。
【００２９】
使用されるフィルム１０の材質としては、各種の樹脂材料等が使用でき、たとえば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン、ポリエステル、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等が好適に使用できる。また、複数の樹脂材料を２層又は３層に構成したシート状物も使用できる。
【００３０】
エンボスシート３２の用途がレンチキュラーレンズ等の平板状レンズ、電子ディスプレイ用途の光拡散シートのような透明体である場合には、フィルム１０には透明な樹脂材料等を使用できる。一方、エンボスシート３２の用途が電子ディスプレイ用途の反射防止シートのような反射体である場合には、フィルム１０には、たとえば、中間層にアルミニウム膜を設けた３層構造のラミネートシートを使用できる。
【００３１】
使用される溶剤１２の材質としては、フィルム１０の樹脂を溶解又は膨潤させ得る溶剤であれば特に制限はないが、たとえば、樹脂を溶解させ得る溶剤１２としては熱メタクレゾール、ニトロベンゼンが使用でき、樹脂を膨潤させ得る溶剤１２としてはフェノール、モノクロルベンゼンが使用できる。
【００３２】
図３は、エンボスシートの形成工程を説明する拡大断面図であり、樹脂を溶剤により膨潤させる例である。同図（ａ）において、吸引孔１８ａ上のフィルム１０の部分が矢印方向の吸引により凹状に変形されている。そして、フィルム１０の凹状変形部分に、溶剤１２が選択的に塗布された直後の状態を示している。
【００３３】
図３（ｂ）は上記の状態から所定時間経過した状態を示しており、溶剤１２が選択的に塗布された部分の樹脂が溶剤１２により膨潤した状態を示している。図３（ｃ）は、吸引を解除し、洗浄装置２４による洗浄、乾燥装置２６による乾燥がなされた後の状態を示すものである。図のように、フィルム１０のパターン部が凸状に形成されている。
【００３４】
図４は、エンボスシートの他の形成工程を説明する拡大断面図であり、樹脂を溶剤により溶解させる例である。同図（ａ）において、吸引孔１８ａ上のフィルム１０の部分が矢印方向の吸引により凹状に変形されている。そして、フィルム１０の凹状変形部分に、溶剤１２が選択的に塗布された直後の状態を示している。
【００３５】
図４（ｂ）は上記の状態から所定時間経過した状態を示しており、溶剤１２が選択的に塗布された部分の樹脂が溶剤１２により溶解した状態を示している。図４（ｃ）は、吸引を解除し、洗浄装置２４による洗浄、乾燥装置２６による乾燥がなされた後の状態を示すものである。図のように、フィルム１０のパターン部が凹状に形成されている。
【００３６】
次に、本発明に係るエンボスシートの製造方法の好ましい他の実施の形態について詳説する。図５は、エンボスシートの製造フローを説明する概略図であり、第２の実施の形態を示す。なお、図１（第１の実施の形態）と同一・類似の部材については同様の符合を付し、その説明を省略する。
【００３７】
本実施の形態においては、図１の溶剤供給口１６、フィルム支持テーブル１８及びスクレーパ２２に代えて溶剤吐出装置３６が使用されており、溶剤１２を吐出ヘッド３８より液滴状に吐出させるとともに、吐出ヘッド３８とフィルム１０とを相対移動させる構成が採用されている。
【００３８】
溶剤吐出装置３６は、コンティニュアス型インクジェットプリンタと同様の構成であり、吐出ヘッド３８と溶剤回収装置４０と電極４２とより構成される。吐出ヘッド３８は、溶剤１２を液滴状に吐出させるものであり、吐出機構は、ピエゾ方式、サーマルジェット方式のいずれも採用できる。溶剤１２は、常に液滴状に吐出されている。
【００３９】
溶剤回収装置４０は、液滴状に吐出された溶剤１２を回収し、吐出ヘッド３８へ循環させるものであり、配管、液送手段を備える。電極４２は、電荷をかけることにより、溶剤１２の液滴を偏向させるためのものであり、選択したときのみフィルム１０に溶剤１２の液滴が吐出される。
【００４０】
溶剤吐出装置３６の吐出ヘッド３８は複数設ける方が作業速度の点より好ましく、たとえば、紙面の垂直方向の１列配置で１２ヘッド設けることができる。
【００４１】
吐出ヘッド３８とフィルム１０とを相対移動させる構成は、フィルム１０は、紙面右方に駆動され、吐出ヘッド３８は図示しない駆動装置（直動機構）により紙面の垂直方向に駆動される構成が採用できる。この場合、１２ヘッドの吐出ヘッド３８が紙面の垂直方向の１列分（フィルム１０の全幅分）移動した後に、フィルム１０が紙面右方にステップ状に１列幅分駆動される構成とすればよい。
【００４２】
この溶剤吐出装置３６は、インクジェットプリンタと同様の構成を採用することより、塗布パターンを微細にコントロールできると言ったメリットがある。たとえば、解像度を３６０ｄｐｉとすることができる。一方、インクジェットプリンタのインクと異なり、溶剤１２は粘度が低く、また、濡れ性が高いことより、塗布パターンを微細にコントロールするには、粘度調整剤等を添加して粘度等を高くすることが好ましい。
【００４３】
なお、溶剤吐出装置３６として、コンティニュアス型以外に、オンデマンド型インクジェットプリンタと同様の構成を採用することもできる。
【００４４】
本実施の形態では、第１の実施の形態において、フィルム１０の凹状変形部分に溶剤１２が選択的に塗布される構成に代えて、フィルム１０のパターン部分（変形はない）に溶剤１２が選択的に塗布される構成となり、作用、効果は図３及び図４と同様となる。従って、その説明は省略する。
【００４５】
以上、本発明に係るエンボスシートの製造方法の実施形態の例について説明したが、本発明は上記実施形態の例に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【００４６】
たとえば、本実施形態において、親水処理を施す工程、疎水処理を施す工程のいずれも採用されなかったが、これらを第１の実施の形態又は第２の実施の形態と組み合わせることは任意である。その場合、これらの複合された効果が得られる。
【００４７】
また、溶剤１２の濃度、溶剤１２の塗布量、パターンのサイズ、又は、溶剤１２を除去する所定時間、のいずれか１以上をコントロールすることにより凹凸パターンを可変とする各種の態様が採り得る。このように、凹凸パターンの自由度を持たせてこそ、本発明の効果が良好に発揮できるからである。
【００４８】
更に、巻き取りロール３４の箇所において、巻き取り圧力によってエンボスシート３２の凹凸パターンが変形する懸念がある場合には、エンボスシート３２の両エッジ部分（両側端部）にエンボス処理（ロール加工）を施し、凹凸パターンより高い凹凸を形成してこの凹凸により巻き取り圧力を受ける構成を採用できる。
【００４９】
また、エンボスシート３２を巻き取りロール３４で巻き取らず、所定サイズに裁断しながら集積させる方式をも採用できる。
【００５０】
【実施例】
図１に示されるエンボスシートの製造装置を使用して、エンボスシートの製造を行った。フィルム１０として、幅３００ｍｍ、厚さ５０μｍのＰＥＴ表面にＰＭＭＡを０．３μｍ厚でコートしたシートを使用した。フィルム１０の搬送速度は１０ｍ／分とした。溶剤としてメチルエチルケトンを使用した。
【００５１】
フィルム支持テーブル１８の吸引孔１８ａの径は０．５ｍｍとし、吸引孔１８ａの配置は、図２に示されるような千鳥配列とし、吸引孔１８ａ同士のピッチは１ｍｍとした。フィルム支持テーブル１８における吸引は、吸引箱１８ｂが０．１気圧以下となるように制御した。溶剤供給口１６のからＰＭＭＡ面に供給された溶剤１２は、瞬時にスクレーパ２２で掻き取られ、フィルム１０の凹状変形部分にのみ選択的に塗布された。
【００５２】
洗浄装置２４は、高圧水洗方式とし、塗布後の所定時間である２０秒経過後に洗浄が開始される構成とした。乾燥装置２６は、熱風加熱方式とした。
【００５３】
以上の条件で製造されたエンボスシート３２には全面に均一な凹凸パターンが形成され、シート材に傷、ムラ等の欠点は生じなかった。このエンボスシート３２を切断し、断面を顕微鏡で撮影したところ、高さ０．１５μｍの断面円弧状の窪みが形成されていることが確認された。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂製フィルムの表面に、この樹脂を溶解又は膨潤させ得る溶剤をパターン状に塗布する。これにより、溶剤樹脂を塗布されたパターン部分のフィルムのみが溶解又は膨潤する。溶解した場合はその箇所が窪み、膨潤した場合はその箇所が突出する。したがって、これにより表面に微細凹凸パターンが形成されたエンボスシートが得られることとなる。このエンボスシートの製法は、形状変更の自由度を有し、形状精度が良好であり、かつ、シート材に傷、剥離ムラ等の欠点を生じさせないという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるエンボスシートの製造フローを説明する概略図
【図２】フィルムのパターン部が吸引により凹状に変形した状態を示す概略図
【図３】エンボスシートの形成工程を説明する拡大断面図
【図４】エンボスシートの他の形成工程を説明する拡大断面図
【図５】本発明におけるエンボスシートの他の製造フローを説明する概略図
【符号の説明】
１０…フィルム、１２…溶剤、１４…原反ロール、１６…溶剤供給口、１８…フィルム支持テーブル、２０…ガイドローラ、２２…スクレーパ、２４…洗浄装置、２６…乾燥装置、２８…第２原反ロール、３０…ラミネート用フィルム、３２…エンボスシート、３４…巻き取りロール、３６…溶剤吐出装置、３８…吐出ヘッド

Claims

表面に微細凹凸パターンが形成されたエンボスシートの製造方法であって、
樹脂製フィルムの表面に、該樹脂を溶解又は膨潤させ得る溶剤をパターン状に塗布する工程と、
前記塗布後の所定時間経過時に前記溶剤を除去する工程と、
を有することを特徴とするエンボスシートの製造方法。
前記溶剤をパターン状に塗布する工程は、
前記溶剤を吐出ヘッドより液滴状に吐出させるとともに、前記吐出ヘッドと前記樹脂製フィルムとを相対移動させることにより行われる請求項１に記載のエンボスシートの製造方法。
前記溶剤をパターン状に塗布する工程は、
略全表面に前記パターン状の複数の吸引孔が設けられているフィルム支持テーブル上に前記樹脂製フィルムをセットする工程と、
前記吸引孔より吸引を行い、前記樹脂製フィルムの該吸引孔上の部分を凹状に変形させる工程と、
前記樹脂製フィルムの凹状変形部分に前記溶剤を選択的に塗布する工程と、
を含む請求項１に記載のエンボスシートの製造方法。
前記溶剤をパターン状に塗布する工程の前に、
前記樹脂製フィルムに前記パターン状の親水処理を施す工程を設ける請求項１、２又は３のいずれか１項に記載のエンボスシートの製造方法。
前記溶剤をパターン状に塗布する工程の前に、
前記樹脂製フィルムの前記パターン部以外の部分に疎水処理を施す工程を設ける請求項１、２又は３のいずれか１項に記載のエンボスシートの製造方法。
前記溶剤の濃度、前記溶剤の塗布量、前記パターンのサイズ、又は、前記溶剤を除去する所定時間、のいずれか１以上をコントロールすることにより凹凸パターンを可変とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のエンボスシートの製造方法。
前記溶剤を除去する工程の後に、前記樹脂製フィルムを他の樹脂製フィルムとラミネートする工程を設ける請求項１〜６のいずれか１項に記載のエンボスシートの製造方法。