JP5111800B2

JP5111800B2 - Sheet forming equipment

Info

Publication number: JP5111800B2
Application number: JP2006192758A
Authority: JP
Inventors: 正起広瀬; 徹平田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2006-07-13
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2026-07-13
Also published as: JP2008018629A

Description

本発明はシート成形装置に係わり、特にシート成形時にシート表面に微細構造を形成するシート成形装置に関する。 The present invention relates to a sheet forming apparatus, and more particularly to a sheet forming apparatus that forms a fine structure on a sheet surface during sheet forming.

液晶表示装置（ＬＣＤ）やその他の表示装置の分野において、各種の光学機能を有する光学機能フィルムあるいはシートが用いられている。光学機能フィルムの例として、例えば、１）表面に形成された微細なＶ溝構造を光の通路として入射光を画面に導くための導光板、２）各種多層フィルムを用いて通過する光の位相を調整する位相板、３）画面方向への発光効率を向上させる輝度向上フィルム、などが挙げられる。 In the field of liquid crystal display devices (LCD) and other display devices, optical functional films or sheets having various optical functions are used. Examples of optical functional films include, for example, 1) a light guide plate for guiding incident light to the screen using a fine V-groove structure formed on the surface as a light path, and 2) the phase of light passing through various multilayer films. And 3) a brightness enhancement film that improves the luminous efficiency in the screen direction.

上述の各種光学フィルムは、その表面構造から２種類に分けられる。一つは、表面に形成されたＶ溝などの微細構造が、光に対する何らかの作用を有する微細構造付帯フィルム／シートである。もう一つは、光の波長と同じ程度の厚みの膜を積層し、光学特性の波長依存性を利用して光に対する何らかの作用を有するものである。 The various optical films described above are classified into two types based on the surface structure. One is a microstructure-attached film / sheet in which a microstructure such as a V-groove formed on the surface has some effect on light. The other is to form a film having the same thickness as the wavelength of light and to have some effect on the light by utilizing the wavelength dependence of the optical characteristics.

上述の微細構造付帯フィルム／シートについては、従来、小面積のものは射出成形により微細構造を同時に形成し、大面積のものについては、シート／フィルムを成形した後にプレス等で微細構造を型転写する製造方法が用いられていた。しかし、大面積のものについても、製造コスト削減の観点から、シート／フィルムの成形と同時にあるいは同じ工程で微細構造を転写したいという要望がある。 As for the above-mentioned fine structure-attached film / sheet, conventionally, the fine structure of the small area is formed simultaneously by injection molding, and the large area of the fine structure is transferred to the mold with a press after forming the sheet / film. The manufacturing method to be used was used. However, even for a large area, there is a demand to transfer the microstructure simultaneously with the molding of the sheet / film or in the same process from the viewpoint of reducing the manufacturing cost.

そこで、シート成形用のローラ上に転写パターンを形成してエンボスローラとし、エンボスローラを加熱しながら樹脂シートを成形し、成形直後の樹脂シートを当該エンボスローラに巻き付けることにより転写性を向上さる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）
特開２００１−１２９８８１号公報 Therefore, a technology for improving transferability by forming a transfer pattern on a sheet forming roller to form an embossing roller, forming a resin sheet while heating the embossing roller, and winding the resin sheet immediately after forming around the embossing roller. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2001-129881 A

上述の特許文献１に記載の転写技術によれば、加熱したシート成形用のエンボスローラにシートを巻き付けて転写部分の面積を大きくし、エンボスローラの凹凸の転写性を向上させるが、転写する凹凸は平均粗さ（Ｒａ）が０．５〜５μｍ程度の小さな凹凸である。 According to the transfer technique described in Patent Document 1 described above, a sheet is wound around a heated embossing roller for sheet forming to increase the area of the transfer portion and improve the transferability of the unevenness of the embossing roller. Are small irregularities having an average roughness (Ra) of about 0.5 to 5 μm.

一方、上述の光学フィルム／シートとして用いる微細構造付帯フィルム／シートとしては、例えば、溝間ピッチが５０μｍで深さが７０μｍ程度のＶ溝を形成することが要求される。したがって、このような深いＶ溝のような凹凸を形成する用途には、特許文献１に記載の転写技術を用いることはできない。 On the other hand, as the microstructure-attached film / sheet used as the above-described optical film / sheet, for example, it is required to form a V-groove having an inter-groove pitch of 50 μm and a depth of about 70 μm. Therefore, the transfer technique described in Patent Document 1 cannot be used for such an application for forming irregularities such as deep V grooves.

アスペクト比の大きい凹凸を形成するには、樹脂が成形ローラによりシート状に形成される際に、樹脂が軟化した状態のままで凹凸を転写する必要がある。ところが、溶融した樹脂が成形ローラに接触した瞬間に、樹脂の熱がローラに吸収されて樹脂は冷却される。これにより、溶融樹脂が成形ローラに接触してから凹凸が転写される前に、樹脂の表面は固化してしまい、深い凹部まで押し込むことができず、微細構造を精密に形成することができないという問題がある。 In order to form unevenness having a large aspect ratio, it is necessary to transfer the unevenness while the resin is softened when the resin is formed into a sheet shape by a forming roller. However, at the moment when the molten resin comes into contact with the forming roller, the heat of the resin is absorbed by the roller and the resin is cooled. As a result, the surface of the resin is solidified before the unevenness is transferred after the molten resin comes into contact with the molding roller, so that it cannot be pushed into the deep recess and the fine structure cannot be formed precisely. There's a problem.

また、成形ローラの凹部の奥深くまで樹脂を押し込むには、成形中の樹脂に大きな圧力を加えながら、ある程度の時間保持する必要があるが、成形ローラの断面は円形であるため、樹脂と成形ローラは線接触するだけであり、転写用の加圧時間を長くとれないという問題もある。 In addition, in order to push the resin deep into the recess of the molding roller, it is necessary to hold the resin for a certain period of time while applying a large pressure to the resin during molding. However, since the molding roller has a circular cross section, the resin and the molding roller Is only in line contact, and there is a problem in that the pressurization time for transfer cannot be made long.

本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、樹脂シートのロール成形と同時に表面に深い凹凸の微細構造を形成することのできるシート成形装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a sheet forming apparatus capable of forming a deep uneven structure on the surface simultaneously with roll forming of a resin sheet.

上述の目的を達成するために、本発明によれば、樹脂シートを成形しながら樹脂シートの表面に微細構造を転写するシート成形装置であって、
転写すべき該微細構造が表面に形成された最外層を有する主ロールと、
該主ロールから所定距離離間して回転し、前記主ロールとの間に供給された樹脂を加圧して該樹脂シートに成形する従ロールとを有し、
前記主ロールは該微細構造が形成された最外層の内側に断熱層を有し、
前記主ロールの前記最外層を加熱する電熱体が複数前記最外層に埋め込まれ、該電熱体の各々は独立に通電可能であることを特徴とするシート成形装置が提供される。 In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, a sheet forming apparatus for transferring a fine structure to the surface of a resin sheet while forming the resin sheet,
A main roll having an outermost layer with the microstructure to be transferred formed on the surface;
A secondary roll that rotates at a predetermined distance from the main roll, pressurizes the resin supplied between the main roll and molds the resin sheet,
It said main roll have a heat insulating layer on the inner side of the outermost layer the fine structure is formed,
A sheet forming apparatus is provided, wherein a plurality of electric heating bodies for heating the outermost layer of the main roll are embedded in the outermost layer, and each of the electric heating bodies can be independently energized .

本発明によれば、樹脂シートのロール成形と同時に表面に深い凹凸の微細構造を精度よく形成することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fine structure of a deep unevenness | corrugation can be accurately formed in the surface simultaneously with the roll molding of the resin sheet.

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、本発明の基礎となる樹脂シートのロール成形について、図１を参照しながら簡単に説明する。図１は樹脂シートのロール成形において、溶融樹脂が一対のロールにより押圧されてシート状に成形される部分の拡大図である。 First, roll forming of a resin sheet as a basis of the present invention will be briefly described with reference to FIG. FIG. 1 is an enlarged view of a portion in which molten resin is pressed by a pair of rolls and formed into a sheet shape in roll forming of a resin sheet.

通常、所定距離離間した金属製の一対のロール（ローラとも称する）１，２の間に、加熱溶融した樹脂を押しだし、ロール１，２で樹脂を冷却して固化させると共に、ロール１，２の間を通過させることで、所定の厚みのシート状に成形する。ロール１，２に接触するまでは、樹脂は溶融あるいは軟化した状態であるが、樹脂がロール１，２の表面に接触すると、ローラ１，２により急速に熱が吸収されて、まず樹脂の表面から１０〜１００μｍ程度の厚みの部分までが極めて短時間で固化状態となり、固化層が形成される。樹脂を単にシート状に成形する場合は、表面の固化層の内側はまだ軟化した状態であるので、ロール１，２により押圧することで樹脂をシート状に成形することができる。 Usually, a heated and melted resin is pushed between a pair of metal rolls (also called rollers) 1 and 2 that are separated by a predetermined distance, and the rolls 1 and 2 cool and solidify the resin. By passing between them, it is formed into a sheet having a predetermined thickness. The resin is in a melted or softened state until it comes into contact with the rolls 1 and 2, but when the resin comes into contact with the surfaces of the rolls 1 and 2, the heat is rapidly absorbed by the rollers 1 and 2. To a thickness of about 10 to 100 μm is solidified in a very short time, and a solidified layer is formed. When the resin is simply formed into a sheet shape, the inside of the solidified layer on the surface is still in a softened state, so that the resin can be formed into a sheet shape by pressing with the rolls 1 and 2.

ここで、図１に示すように、ロール１の表面に微細構造として例えば深さ５０μｍ程度Ｖ溝が設けられている場合を考える。ロール１，２の間を通過する際に樹脂３はロール１のＶ溝に押し付けられＶ溝に押し込まれるが、表面に固化層３ａが形成されているため、Ｖ溝の先端部分まで樹脂を完全に押し込むことができない。したがって、Ｖ溝により転写された部分はＶ溝の先端の形状に対応した形状ではなくなってしまい、正確な転写形状を得ることができない。すなわち、Ｖ溝の深さと同じ程度あるいはそれ以上の厚みの固化層３ａが溶融樹脂３の表面に形成されてしまうため、この固化層３ａが妨げとなって、ローラ１，２により樹脂３に圧力をかけても、樹脂３をＶ溝に完全に充填することができない。 Here, as shown in FIG. 1, a case is considered where a V-groove having a depth of, for example, about 50 μm is provided on the surface of the roll 1 as a fine structure. When passing between the rolls 1 and 2, the resin 3 is pressed into the V-groove of the roll 1 and pushed into the V-groove. However, since the solidified layer 3a is formed on the surface, the resin is completely supplied to the tip of the V-groove. Can't push into. Accordingly, the portion transferred by the V-groove is not a shape corresponding to the shape of the tip of the V-groove, and an accurate transfer shape cannot be obtained. That is, since the solidified layer 3a having a thickness equal to or greater than the depth of the V-groove is formed on the surface of the molten resin 3, the solidified layer 3a is obstructed and the rollers 1 and 2 apply pressure to the resin 3. However, the resin 3 cannot be completely filled in the V groove.

そこで、本発明者は、樹脂への微細構造の転写より以前に、溶融樹脂表面に固化層が形成されないか、形成されても極薄い固化層となるように、ロールによる樹脂の冷却を、転写の後まで遅延させることを考えた。 In view of this, the present inventor transferred the cooling of the resin by a roll so that a solidified layer is not formed on the surface of the molten resin or an extremely thin solidified layer is formed before the transfer of the microstructure to the resin. I thought about delaying until later.

図２は本発明の第１実施形態によるシート成形装置の概要を示す図である。 FIG. 2 is a view showing an outline of the sheet forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図２において、樹脂ノズル１０から押し出された樹脂１３は、主ロール１１と従ロール１２との間に供給され、主ロールと従ロール１２とにより圧力が加えられてシート状に成形される。 In FIG. 2, the resin 13 extruded from the resin nozzle 10 is supplied between the main roll 11 and the sub roll 12, and pressure is applied by the main roll and the sub roll 12 to form a sheet.

主ロール１１は金属等の剛性材料で形成されており、外周表面１１ａに図３に示すようにＶ溝が形成されている。Ｖ溝は樹脂に転写する形状であり、Ｖ溝が形成された部分を意匠転写部と称することもある。主ロール１１の外周から僅かに内側に、断熱層１４が設けられている。断熱層１４は、例えば酸化シリコンや酸化ジルコニウムのような断熱性の大きな材料により形成されている。断熱層１４は、断熱層１４の外側の最外層１１ｂを断熱するために設けられるが、その厚みは比較的に小さく、最外層１１ｂからの熱の主ロール１１の内部への伝導を一時的に遅延させるように作用する。主ロール１１の内部は冷却水通路となっており、主ロール１１を例えば７０℃〜８０℃の温度に維持するように構成されている。 The main roll 11 is formed of a rigid material such as metal, and a V-groove is formed on the outer peripheral surface 11a as shown in FIG. The V-groove has a shape to be transferred to the resin, and the portion where the V-groove is formed may be referred to as a design transfer portion. A heat insulating layer 14 is provided slightly inside from the outer periphery of the main roll 11. The heat insulating layer 14 is formed of a material having a large heat insulating property such as silicon oxide or zirconium oxide. Although the heat insulation layer 14 is provided in order to insulate the outermost layer 11b outside the heat insulation layer 14, its thickness is relatively small, and conduction of heat from the outermost layer 11b to the inside of the main roll 11 is temporarily performed. Acts to delay. The inside of the main roll 11 serves as a cooling water passage, and is configured to maintain the main roll 11 at a temperature of 70 ° C. to 80 ° C., for example.

従ロール１２は、主ロール１１と同様に金属等の剛性材料で形成されており、その内部は、冷却水通路となっており、従ロール１２を例えば７０℃〜８０℃の温度に維持するように構成されている。 The sub roll 12 is formed of a rigid material such as a metal like the main roll 11, and the inside is a cooling water passage so that the sub roll 12 is maintained at a temperature of, for example, 70 ° C. to 80 ° C. It is configured.

主ロール１１の最外層１１ｂの表面、すなわち主ロールの外周表面１１ａには、微細構造として深さが５０μｍ程度のＶ溝が形成されている。樹脂１３が主ロール１１と従ロール１２の間を通過してシート状に成形される際に、樹脂１３の表面が外周表面１１ａの微細構造に押し付けられ、微細構造が樹脂１３に転写される。微細構造が転写される部分を意匠転写部Ａと称する。 On the surface of the outermost layer 11b of the main roll 11, that is, the outer peripheral surface 11a of the main roll, a V-groove having a depth of about 50 μm is formed as a fine structure. When the resin 13 passes between the main roll 11 and the sub roll 12 and is formed into a sheet shape, the surface of the resin 13 is pressed against the fine structure of the outer peripheral surface 11 a, and the fine structure is transferred to the resin 13. A portion to which the fine structure is transferred is referred to as a design transfer portion A.

図３は図２に示す意匠転写部Ａの拡大図である。図３に示すように、主ロール１１の外周表面１１ａには、深さが５０μｍ程度のＶ溝が形成されている。そして、Ｖ溝の内側には、断熱層１４が設けられている。ここまでは、Ｖ溝の深さを５０μｍとして説明したが、本発明では、Ｖ溝の深さを１〜５０μｍとすることができる。この場合には、Ｖ溝が形成された最外層１１ｂの厚みを１０μｍ〜１ｍｍとすることが好ましい。また、本発明による対策を施さない場合に樹脂表面に形成される樹脂固化層の厚さを代表厚さとすると（すなわち、本発明による断熱層１４を設けない場合に樹脂１３が主ロール１１に接触した際に樹脂表面に形成される固化層の厚みを代表厚さとすると）、最外層１１ｂの厚さはこの代表厚さの１〜５倍程度とすることが好ましい。なお、この代表厚さは樹脂材料等の特性により決定される。最外層１１ｂの厚みをこの程度の厚みとすることにより、最外層１１ｂの熱容量を小さくし、樹脂１３が主ロール１１の外周表面１１ａに接触してから意匠転写部Ａまで移動する間は、樹脂１３から急激に熱を吸収することがなく、樹脂１３の表面に固化層が形成されないか、形成されても極めて薄くすることができる。 FIG. 3 is an enlarged view of the design transfer portion A shown in FIG. As shown in FIG. 3, a V-groove having a depth of about 50 μm is formed on the outer peripheral surface 11 a of the main roll 11. And the heat insulation layer 14 is provided inside the V-groove. Up to this point, the depth of the V-groove has been described as 50 μm, but in the present invention, the depth of the V-groove can be set to 1 to 50 μm. In this case, it is preferable that the thickness of the outermost layer 11b in which the V-groove is formed be 10 μm to 1 mm. Further, assuming that the thickness of the resin solidified layer formed on the resin surface when the measure according to the present invention is not taken is a representative thickness (that is, the resin 13 contacts the main roll 11 when the heat insulating layer 14 according to the present invention is not provided). When the thickness of the solidified layer formed on the resin surface is a representative thickness), the thickness of the outermost layer 11b is preferably about 1 to 5 times the representative thickness. The representative thickness is determined by the characteristics of the resin material and the like. By setting the thickness of the outermost layer 11b to such a thickness, the heat capacity of the outermost layer 11b is reduced, and the resin 13 moves to the design transfer portion A after contacting the outer peripheral surface 11a of the main roll 11. Heat is not rapidly absorbed from 13, and a solidified layer is not formed on the surface of the resin 13, or even if formed, it can be made extremely thin.

すなわち、最外層１１ｂの厚みが薄く、且つ断熱層１４により断熱されているため、樹脂１３が最外層１１ｂに接触しても急激に冷却されず、溶融あるいは軟化した状態（ガラス転移温度以上の温度）に維持される。したがって、意匠転写部Ａにおいて樹脂１３は主ロール１１と従ロール１２との間で加圧され、樹脂１３は容易にＶ溝の奥まで押込まれる、Ｖ溝全体に充填される。これにより、シート状に成形された樹脂１３の表面にＶ溝の形状が精度よく転写される。 That is, since the outermost layer 11b is thin and is thermally insulated by the heat insulating layer 14, even when the resin 13 comes into contact with the outermost layer 11b, the resin 13 is not rapidly cooled and melted or softened (temperature higher than the glass transition temperature). ) Is maintained. Therefore, the resin 13 is pressurized between the main roll 11 and the sub roll 12 in the design transfer portion A, and the resin 13 is filled into the entire V groove, which is easily pushed to the back of the V groove. Thereby, the shape of the V-groove is accurately transferred to the surface of the resin 13 molded into a sheet shape.

樹脂１３が意匠転写部Ａを通過すると樹脂１３は主ロール１１により冷却されて固化する。断熱層１４は薄いため、樹脂１３が最外層１１ｂの外周表面１１ａに接触してから意匠転写部Ａを通過するまでの短い時間は、最外層１１ｂの温度を例えば樹脂１３のガラス転移温度以上の高い温度に維持しておくことができ。しかし、それ以降は断熱層１４により主ローラ１１の内部と最外層１１ｂとの間の温度勾配を維持することができず、樹脂１３から主ローラ１１に向かう熱移動量が大きくなり、樹脂１３は冷却されて固化する。 When the resin 13 passes through the design transfer portion A, the resin 13 is cooled and solidified by the main roll 11. Since the heat insulation layer 14 is thin, the temperature of the outermost layer 11b is, for example, equal to or higher than the glass transition temperature of the resin 13 for a short time from when the resin 13 contacts the outer peripheral surface 11a of the outermost layer 11b until it passes through the design transfer portion A. Can be kept at a high temperature. However, after that, the temperature gradient between the inside of the main roller 11 and the outermost layer 11b cannot be maintained by the heat insulating layer 14, and the amount of heat transfer from the resin 13 toward the main roller 11 becomes large. It cools and solidifies.

以上のように、本実施形態によれば、微細構造が外周表面１１ａに形成された主ロール１１に断熱層１４を設けることにより、樹脂１３から主ローラ１１への熱の移動を遅延させることができる。これにより、意匠転写部Ａに移動した樹脂１３には固化層が形成されていないか、形成されていても極めて薄い固化層である。したがって、樹脂１３に微細構造を容易に精度よく転写することができる。 As described above, according to the present embodiment, the heat transfer from the resin 13 to the main roller 11 can be delayed by providing the heat insulating layer 14 on the main roll 11 having the fine structure formed on the outer peripheral surface 11a. it can. Thereby, the solidified layer is not formed on the resin 13 that has moved to the design transfer portion A, or even if it is formed, it is a very thin solidified layer. Therefore, the fine structure can be easily and accurately transferred to the resin 13.

次に本発明の第２実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４において図２に示す構成部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the same reference numerals are given to the components shown in FIG. 2, and the description thereof will be omitted.

本発明の第２実施形態では、従ロール１２として弾性体ロールを用いて意匠転写部Ａの面積を大きくし、さらに転写性を向上させている。 In 2nd Embodiment of this invention, the area of the design transfer part A is enlarged using the elastic body roll as the sub roll 12, and also the transferability is improved.

図４に示す弾性体ロール２０は、金属製のフレキシブルスリーブ２１の内部にゴム製のラバーロール２２が組み込まれ、フレキシブルスリーブ２１とラバーロール２２の間に冷却水の通路が形成されている。フレキシブルスリーブ２１は、例えばニッケルの薄い板で形成されており、主ロール１１と当接する部分で容易に主ロール１１の外形に沿って変形することができる。ラバーロール２２は弾性を有し、フレキシブルスリーブ２１と共に変形するが、フレキシブルスリーブ２１の変形を元に戻そうとする力を発生する。以上のような構造の弾性体ロール２０は周知のロール体であり、市販されているものを用いることができる。 The elastic roll 20 shown in FIG. 4 has a rubber rubber roll 22 incorporated in a metal flexible sleeve 21, and a cooling water passage is formed between the flexible sleeve 21 and the rubber roll 22. The flexible sleeve 21 is formed of, for example, a thin plate of nickel, and can be easily deformed along the outer shape of the main roll 11 at a portion in contact with the main roll 11. The rubber roll 22 has elasticity and is deformed together with the flexible sleeve 21, but generates a force for returning the deformation of the flexible sleeve 21 to its original state. The elastic body roll 20 having the above structure is a well-known roll body, and a commercially available one can be used.

弾性体ロール２０は、樹脂１３を挟んで主ロール１１に押圧される部分が主ローラ１１に沿って弾性変形する。これにより、面積の大きいニップ部が形成され、ニップ部全体にわたってほぼ一様な押圧力を樹脂１３に加えることができる。このニップ部は意匠転写部Ａに相当する。したがって、本実施形態では、微細構造（Ｖ溝）を樹脂１３に転写するための圧力を一定としながらより長い時間、樹脂１３を微細構造に押圧することができる。これにより、転写性をさらに一層向上させることができ、より複雑で転写しにくい微細構造でも精度よく転写することができる。 The elastic roll 20 is elastically deformed along the main roller 11 at a portion pressed against the main roll 11 with the resin 13 interposed therebetween. Thereby, a nip portion having a large area is formed, and a substantially uniform pressing force can be applied to the resin 13 over the entire nip portion. This nip portion corresponds to the design transfer portion A. Therefore, in this embodiment, the resin 13 can be pressed against the fine structure for a longer time while the pressure for transferring the fine structure (V-groove) to the resin 13 is constant. As a result, the transferability can be further improved, and even a fine structure that is more complicated and difficult to transfer can be accurately transferred.

次に、本発明の第３実施形態について図５を参照しながら説明する。図５において、図４に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5, parts that are the same as the parts shown in FIG. 4 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.

本発明の第３実施形態では、図４に示す構成において、主ロール１１の最外層１１ｂに加熱部３０を設け、さらに意匠転写部Ａから出てきた成形された樹脂１３を冷却するための送風機３２を設けている。加熱部３０は、電熱ヒータやペルチェ素子等の電熱体であり、最外層１１ｂの全周に渡って設けられる。 In the third embodiment of the present invention, in the configuration shown in FIG. 4, a heating unit 30 is provided on the outermost layer 11 b of the main roll 11, and a blower for cooling the molded resin 13 coming out of the design transfer unit A 32 is provided. The heating unit 30 is an electric heating body such as an electric heater or a Peltier element, and is provided over the entire circumference of the outermost layer 11b.

最外層１１ｂに加熱部３０を設けることで、最外層１１ｂの温度を樹脂１３のガラス転移温度以上の温度にすることができる。これにより、意匠転写部Ａにおいて最外層１１ｂを樹脂１３のガラス転移温度以上の温度にすることができ、意匠転写部Ａにおいて、樹脂１３の表面に固化層が形成されず、主ロール１１の微細構造を樹脂１３に精度よく転写することができる。 By providing the heating unit 30 in the outermost layer 11 b, the temperature of the outermost layer 11 b can be set to a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the resin 13. Thereby, the outermost layer 11b can be set to a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the resin 13 in the design transfer portion A. In the design transfer portion A, a solidified layer is not formed on the surface of the resin 13, and the fineness of the main roll 11 is reduced. The structure can be accurately transferred to the resin 13.

ただし、意匠転写部Ａ以外の部分では、樹脂１３を冷却してする必要があるため、意匠転写部Ａの出口付近に送風機（ブロア）３２を設けて樹脂１３を空冷する。 However, since it is necessary to cool the resin 13 in portions other than the design transfer portion A, a blower (blower) 32 is provided near the outlet of the design transfer portion A to cool the resin 13 in the air.

また、例えば、加熱部３０として複数本の電熱ヒータを、主ロール１１の回転軸に平行に最外層１１ｂに埋め込み、電熱ヒータの各々には独立して通電できるように構成してもよい。これにより、主ロール１１の回転に伴い電熱ヒータも回転する。そこで、樹脂１３が接触する僅かに手前の位置で電熱ヒータに通電を開始し、その電熱ヒータが意匠転写部Ａを通過した後で通電を停止する。図５において、黒丸で示した加熱部３０が通電された電熱ヒータを示し、白丸で示した加熱部３０が通電されていない電熱ヒータを示す。 Further, for example, a plurality of electric heaters may be embedded in the outermost layer 11b as the heating unit 30 in parallel with the rotation axis of the main roll 11 so that each of the electric heaters can be energized independently. As a result, the electric heater also rotates as the main roll 11 rotates. Therefore, energization of the electric heater is started at a position slightly in front of the resin 13 and the energization is stopped after the electric heater has passed through the design transfer portion A. FIG. 5 shows an electric heater in which the heating unit 30 indicated by a black circle is energized, and an electric heater in which the heating unit 30 indicated by a white circle is not energized.

このように、主ロール１１の回転中に順次電熱ヒータの通電及び通電の停止を行うことにより、主ロール１１の回転中に意匠転写部Ａ近傍の電熱ヒータのみに選択的に通電することとなる。すなわち、意匠転写部Ａ付近の最外層１１ｂのみ加熱部３０により加熱され、その他の部分では加熱はおこなわれない。したがって、意匠転写部Ａ付近では、最外層１１ｂを樹脂Ａのガラス転移温度以上の温度とすることで、樹脂１３の表面に固化層が形成されず、意匠転写部Ａを通過して転写が終了した後は樹脂１３から最外層１１ｂに熱が伝わり、樹脂１３を冷却することができる。 Thus, by sequentially energizing and stopping the energization of the electric heater while the main roll 11 is rotating, only the electric heater near the design transfer portion A is selectively energized while the main roll 11 is rotating. . That is, only the outermost layer 11b in the vicinity of the design transfer portion A is heated by the heating unit 30, and the other portions are not heated. Therefore, in the vicinity of the design transfer portion A, by setting the outermost layer 11b to a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the resin A, no solidified layer is formed on the surface of the resin 13, and the transfer is completed after passing through the design transfer portion A. After the heat is transmitted from the resin 13 to the outermost layer 11b, the resin 13 can be cooled.

本実施形態では、意匠転写部Ａにおける最外層１１ｂを加熱部３０により積極的に加熱するので、意匠転写部Ａを通過した後の樹脂１３を送風機３２からの送風により冷却するように構成しているが、上述のように加熱部３０に選択的に通電して意匠転写部Ａの近傍のみ加熱する場合は、送風機３２による冷却を行わなくて十分冷却できる場合もある。あるいは、最外層１１ｂの中で加熱部３０の間に冷却管を埋め込み、冷却水を選択的に流して意匠転写部Ａを通過した部分を冷却することとしてもよい。 In this embodiment, since the outermost layer 11b in the design transfer portion A is positively heated by the heating unit 30, the resin 13 after passing through the design transfer portion A is configured to be cooled by air blown from the blower 32. However, when the heating unit 30 is selectively energized to heat only the vicinity of the design transfer unit A as described above, the cooling may be sufficiently performed without cooling by the blower 32. Alternatively, a cooling pipe may be embedded between the heating portions 30 in the outermost layer 11b, and a portion that has passed through the design transfer portion A by selectively flowing cooling water may be cooled.

なお、本実施形態では、従ロールとして図４に示す弾性体ロール２０を用いているが、弾性体ロール２０ではなく、図２に示すように剛性材料の従ロール１２を用いてもよい。 In this embodiment, the elastic roll 20 shown in FIG. 4 is used as the secondary roll, but the secondary roll 12 made of a rigid material may be used instead of the elastic roll 20 as shown in FIG.

また、図４に示す実施形態ではフレキシブルスリーブ２１とラバーロール２２の間に冷却水を流して弾性体ロール２０を冷却しているが、本実施形態ではフレキシブルスリーブ２１とラバーロール２２の間に圧縮気体を充填している。圧縮気体は断熱層として機能し、フレキシブルスリーブ２１の温度を高温に維持して意匠転写部Ａの温度を高温に維持する。 In the embodiment shown in FIG. 4, the elastic body roll 20 is cooled by flowing cooling water between the flexible sleeve 21 and the rubber roll 22, but in this embodiment, compression is performed between the flexible sleeve 21 and the rubber roll 22. Filled with gas. The compressed gas functions as a heat insulating layer, and maintains the temperature of the flexible sleeve 21 at a high temperature and maintains the temperature of the design transfer portion A at a high temperature.

次に、本発明の第４実施形態について図６を参照しながら説明する。図６において、図５に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6, parts that are the same as the parts shown in FIG. 5 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.

本発明の第４実施形態では、図５に示す構成において、主ロール１１の最外層１１ｂに設けた加熱部３０の代わりに、主ロール１１の最外層１１ｂを外部から加熱する輻射加熱装置４０を設けている。輻射加熱装置４０は、レーザやハロゲンランプのような熱線（レーザ光やランプ光）を射出する装置であり、射出された熱線はレンズや反射板等よりなる光学系を介して、主ロール１１の外周表面１１ａの意匠転写部Ａの直前位置に照射される。これにより、意匠転写部Ａに入る直前で最外層１１ｂが樹脂１３のガラス転移温度以上の温度に加熱される。したがって、意匠転写部Ａにおいて、樹脂１３の表面に固化層が形成されず、主ロール１１の微細構造を樹脂１３に精度よく転写することができる。 In the fourth embodiment of the present invention, in the configuration shown in FIG. 5, instead of the heating unit 30 provided on the outermost layer 11 b of the main roll 11, a radiant heating device 40 that heats the outermost layer 11 b of the main roll 11 from the outside is provided. Provided. The radiant heating device 40 is a device that emits heat rays (laser light or lamp light) such as a laser or a halogen lamp, and the emitted heat rays pass through an optical system including a lens, a reflector, etc. The light is irradiated to the position immediately before the design transfer portion A on the outer peripheral surface 11a. Thereby, the outermost layer 11 b is heated to a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the resin 13 immediately before entering the design transfer portion A. Therefore, in the design transfer portion A, no solidified layer is formed on the surface of the resin 13, and the fine structure of the main roll 11 can be accurately transferred to the resin 13.

次に、本発明の第５実施形態について図７を参照しながら説明する。図７において、図４に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は省略する。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7, parts that are the same as the parts shown in FIG. 4 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.

本発明の第５実施形態によるシート成形装置は、微細構造が転写された厚膜の樹脂シートを形成するための装置である。厚膜の樹脂シートに微細構造を転写する場合、意匠転写部Ａにおける樹脂の大部分が溶融あるいは軟化した樹脂であり、ニップ部における圧力が分散してしまい、十分な転写圧を加えることができないおそれがある。 A sheet forming apparatus according to a fifth embodiment of the present invention is an apparatus for forming a thick film resin sheet to which a fine structure is transferred. When transferring a fine structure to a thick film resin sheet, most of the resin in the design transfer portion A is a molten or softened resin, and the pressure in the nip portion is dispersed, so that a sufficient transfer pressure cannot be applied. There is a fear.

そこで、本実施形態では、樹脂シートの成形工程を２つに分け、まず基材となる厚膜の樹脂シートを形成し、形成した厚膜の樹脂シートの上に薄い樹脂シートを形成しながらその表面に微細構造を転写する。 Therefore, in this embodiment, the molding process of the resin sheet is divided into two. First, a thick resin sheet is formed as a base material, and a thin resin sheet is formed on the formed thick resin sheet. Transfer the fine structure to the surface.

図７において、右側の主ロール１１と弾性体ロール２０の組合わせ（第１のシート成形部）により厚膜の樹脂シートを形成し、左側の主ロールと弾性体ロール２０との組合わせ（第２のシート成形部）により薄膜で転写可能な樹脂シートを形成する。右側の主ロール１１上で形成された厚膜の樹脂シートは、主ロール１１から離れると、左側の弾性体ロール２０に巻きとられ、左側のロール対のニップ部に搬送される。ここで、厚膜の樹脂シートの表面にさらに樹脂１３が供給され、薄膜の樹脂シートが厚膜の樹脂シート上に形成される。このとき、意匠転写部Ａにおいて薄膜の樹脂シートの表面に微細構造が転写される。 In FIG. 7, a thick film resin sheet is formed by the combination of the right main roll 11 and the elastic roll 20 (first sheet forming portion), and the left main roll and the elastic roll 20 are combined (first 2), a resin sheet that can be transferred with a thin film is formed. When the thick resin sheet formed on the right main roll 11 is separated from the main roll 11, it is wound around the left elastic roll 20 and conveyed to the nip portion of the left roll pair. Here, the resin 13 is further supplied to the surface of the thick resin sheet, and a thin resin sheet is formed on the thick resin sheet. At this time, the fine structure is transferred to the surface of the thin resin sheet in the design transfer portion A.

以上のように、本実施形態では、厚膜の樹脂シートを形成してからその上に薄膜の樹脂シートを形成しながら微細構造の転写を行うので、微細構造の転写は薄膜の樹脂シートに対して行われる。したがって、樹脂シートの厚みに起因する転写圧不足の問題は発生せず、厚膜で且つ微細構造が精度よく転写された樹脂シートを連続した工程で容易に短時間で形成することがきる。 As described above, in this embodiment, since the fine structure is transferred while forming the thin resin sheet on the thick resin sheet, the fine structure is transferred to the thin resin sheet. Done. Therefore, the problem of insufficient transfer pressure due to the thickness of the resin sheet does not occur, and a resin sheet having a thick film and a fine structure transferred with high accuracy can be easily formed in a short time in a continuous process.

なお、微細構造を転写しながら薄膜の樹脂シートを形成する第２のシート成形部の構成は、図７に示す構成に限ることなく、上述の他の実施形態の構成を用いることとしてもよい。 Note that the configuration of the second sheet forming unit that forms the thin resin sheet while transferring the fine structure is not limited to the configuration shown in FIG. 7, and the configurations of the other embodiments described above may be used.

樹脂シートのロール成形において、溶融樹脂が一対のロールにより押圧されてシート状に成形される部分の拡大図である。In roll molding of a resin sheet, it is an enlarged view of a portion where molten resin is pressed by a pair of rolls and molded into a sheet shape. 本発明の第１実施形態によるシート成形装置の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the sheet forming apparatus by 1st Embodiment of this invention. 図２に示す意匠転写部Ａの拡大図である。It is an enlarged view of the design transfer part A shown in FIG. 本発明の第２実施形態によるシート成形装置の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the sheet forming apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態によるシート成形装置の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the sheet forming apparatus by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態によるシート成形装置の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the sheet forming apparatus by 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態によるシート成形装置の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the sheet forming apparatus by 5th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１，１１主ロール
２，１２従ロール
３，１３樹脂
３ａ，１３ａ固化層
１１ａ外周表面
１１ｂ最外層
１４断熱層
２０弾性体ロール
２１フレキシブルスリーブ
２２ラバーロール
３０加熱部
３２送風機
４０輻射加熱装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 Main roll 2,12 Subordinate roll 3,13 Resin 3a, 13a Solidified layer 11a Outer surface 11b Outermost layer 14 Heat insulation layer 20 Elastic body roll 21 Flexible sleeve 22 Rubber roll 30 Heating part 32 Blower 40 Radiation heating device

Claims

樹脂シートを成形しながら樹脂シートの表面に微細構造を転写するシート成形装置であって、
転写すべき該微細構造が表面に形成された最外層を有する主ロールと、
該主ロールから所定距離離間して回転し、前記主ロールとの間に供給された樹脂を加圧して該樹脂シートに成形する従ロールとを有し、
前記主ロールは該微細構造が形成された最外層の内側に断熱層を有し、
前記主ロールの前記最外層を加熱する電熱体が複数前記最外層に埋め込まれ、該電熱体の各々は独立に通電可能であることを特徴とするシート成形装置。 A sheet molding apparatus that transfers a fine structure to the surface of a resin sheet while molding the resin sheet,
A main roll having an outermost layer with the microstructure to be transferred formed on the surface;
A secondary roll that rotates at a predetermined distance from the main roll, pressurizes the resin supplied between the main roll and molds the resin sheet,
It said main roll have a heat insulating layer on the inner side of the outermost layer the fine structure is formed,
A sheet forming apparatus, wherein a plurality of electric heaters for heating the outermost layer of the main roll are embedded in the outermost layer, and each of the electric heaters can be independently energized .

請求項１記載のシート成形装置であって、
前記最外層の厚みが、１０μｍ〜１ｍｍであることを特徴とするシート成形装置。 The sheet forming apparatus according to claim 1,
The thickness of the outermost layer is 10 μm to 1 mm.

請求項１又は２記載のシート成形装置であって、
前記従ロールは、弾性体ロールであることを特徴とするシート成形装置。 The sheet forming apparatus according to claim 1 or 2 ,
The secondary roll is an elastic roll, a sheet forming apparatus.

樹脂シートを成形しながら樹脂シートの表面に微細構造を転写するシート成形装置であって、
第１の樹脂シートを成形するための第１のロール対を有する第１のシート成形部と、
該第１のロール対で形成された第１の樹脂シート上に第２の樹脂シートを成形しながら該第２の樹脂シート上に微細構造を転写する第２のシート成形部とを有し、
該第２のシート成形部は、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のシート成形装置を含むことを特徴とするシート成形装置。 A sheet molding apparatus that transfers a fine structure to the surface of a resin sheet while molding the resin sheet,
A first sheet molding part having a first roll pair for molding the first resin sheet;
A second sheet molding part that transfers a microstructure on the second resin sheet while molding a second resin sheet on the first resin sheet formed by the first roll pair,
Sheet forming part of said second, sheet forming apparatus comprising a sheet forming apparatus as claimed in any one of claims 1 to 3.