JPH08292305A - 光学的平滑表面シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】表面に凹凸模様を有する金属製彫刻ロールと、
金属製の芯ロール上にゴム層が設けられ、更にその上に
光学的に平滑な表面を有する熱収縮性合成樹脂層が設け
られたゴムロールとで、溶融した熱可塑性樹脂を挟圧す
ることを特徴とする、一方の表面に微細な凹凸形状が形
成され、もう一方の表面には光学的に平滑な表面が形成
されている光学的平滑表面シートの製造方法である。 【効果】 一方の面に金属製彫刻ロール表面の凹凸模様
が正確に転写された凹凸形状を有する表面と、もう一方
の面に光学的に極めて平滑な表面とを有する優れた光学
的平滑表面シートを製造出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、面状発光装置に用いら
れる光制御シートなどの光学的用途に使用される光学的
平滑表面シートの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂を素材とする光学的
平滑表面シートの製造方法においては、流延法によって
形成されたゴム層が表面に設けられたゴムロールが用い
られ、金属製彫刻ロールとゴムロールとで挟圧すること
で、一方の表面に微細な凹凸形状を転写し、もう一方の
表面には光学的に平滑な表面が転写されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、ゴムロールの表面硬度が十分でないために、
熱可塑性樹脂を素材とするシートの成形において、挟圧
している金属製彫刻ロールの凹凸形状を十分にシートへ
転写することができないという問題点を有していた。

【０００４】本発明者等は上記問題点に鑑み鋭意研究し
た結果、ゴムロールの金属製の芯ロール上にゴム層を設
け更にその上に光学的平滑表面を有する熱収縮性合成樹
脂層を設けてシートの成形を行うと、ゴムロールの表面
硬度が高くなることで転写性能が上がり、金属製彫刻ロ
ールの凹凸模様を確実にシートに転写できることを見出
し、本発明を完成するに至った。

【０００５】本発明の目的は、金属製彫刻ロール表面の
凹凸模様とゴムロールの光学的に平滑な表面とを十分に
転写して成形される、一方の表面に微細な凹凸形状を有
し、もう一方の表面には光学的に平滑な面を有する熱可
塑性樹脂からなる光学的平滑表面シートの製造方法を提
供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、表
面に凹凸模様を有する金属製彫刻ロールと、金属製の芯
ロール上にゴム層が設けられ、更にその上に光学的に平
滑な表面を有する熱収縮性合成樹脂層が設けられたゴム
ロールとで、溶融した熱可塑性樹脂を挟圧することを特
徴とする、一方の表面に微細な凹凸形状が形成され、も
う一方の表面には光学的に平滑な表面が形成されている
光学的平滑表面シートの製造方法を提供するものであ
る。

【０００７】本発明における光学的平滑表面シートのシ
ートとは、厚みによって限定される厳密な意味でのシー
トのみならず、通常フィルムと呼ばれる薄手のものも含
む。その平均厚さは５０μｍ以上が望ましく、更に望ま
しくは１００μｍ〜３５０μｍである。

【０００８】本発明で言う光学的に平滑な表面（光学的
平滑表面）とは、表面粗さにおいて平均粗さが１０００
Å以下、より好ましくは５００Å以下の状態を言う。５
００Åより粗ければ光は拡散されてしまい、光学的に平
滑な表面とは言えない。

【０００９】本発明において、光学的平滑表面シートの
素材として使用される熱可塑性樹脂は、用いられる光学
系機器に求められる性能に応じ適宜選択使用されるが、
一般に、透明性、耐熱性に優れた非晶性の、例えば、ポ
リカーボネート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホ
ン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリメチル
ペンテン、非晶性共重合ポリエステル、アクリル等の樹
脂が挙げられる。

【００１０】本発明で使用される表面に凹凸模様を有す
る金属製彫刻ロールは、目的とする光学系装置に応じて
適宜設計され、その表面に凹凸模様が設けられる。凹凸
模様の形成方法は、特に限定しないが、例えば、アニロ
ックス法、バイト切削彫刻、エッチング、サンドブラス
ト等の手段が採用される。上記の凹凸模様が設けられた
金属製彫刻ロール表面は、僅かな傷等も光学系装置の攪
乱要因となるので、クロム鍍金、ニッケル鍍金等の表面
仕上げを施し、使用時に傷等の入り難い表面とすること
が望ましい。

【００１１】本発明で用いられるゴムロールの芯ロール
は、金属製のものでなければならず、シートの型押し成
形時のロール間圧力に耐える材質、構造であることが求
められるため、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム
等の金属製のものが用いられる。

【００１２】また、一般的には型押し成形時の彫刻ロー
ル温度は型押し賦形性に大きく影響を与えるため、適当
な温度に設定できる構造の金属製芯ロールが通常用いら
れる。水、油等の熱媒体によりロールの温度調節が可能
な内部構造の金属製芯ロールが好適に用いられる。

【００１３】本発明で用いられるゴムロールは、上記金
属製の芯ロール上にゴム層が設けられ、更にその上に熱
収縮性合成樹脂層が設けられ、該熱収縮性合成樹脂層の
表面が光学的に平滑であることを特徴とするゴムロール
である。

【００１４】金属製の芯ロール上のゴム層は硬い方が、
ゴムロール表面での硬度は高くなり、上記金属製彫刻ロ
ールに設けられた凹凸模様がＴダイより押出された熱可
塑性樹脂のシートに確実に圧力が伝わり、確実に凹凸模
様を転写することを可能にするので、上記ゴム層の硬度
は高いほうが好ましい。

【００１５】上記ゴム層の上に設けられた熱収縮性合成
樹脂層も硬い方が、ゴムロール表面での硬度が高くなる
ので、該熱収縮性合成樹脂の硬度は高いほうが好まし
い。ゴムロール表面での硬度も高いほうが好ましいの
で、ＪＩＳ Ｚ ２２４６に準拠した方法により測定し
たショア硬さが８５以上であることが好ましい。ここ
で、該ゴムロールの表面硬度がショア硬さで８５未満で
あると金属製彫刻ロールとゴムロールとで挟圧する時に
ゴムが圧力を受けた時の変形量が大きくなりすぎるため
に、金属製彫刻ロールの凹凸模様へ圧力が伝わらなくな
り、Ｔダイより押出された熱可塑性樹脂シートに転写す
る性能が落ちる。

【００１６】本発明における表面が光学的に平滑なゴム
ロールの代わりに金属製鏡面ロールを用いると、該金属
製鏡面ロールと金属製彫刻ロールとの間のクリアランス
制御が非常に困難となり、厚さ０．５ｍｍ以下のシート
を成形すると厚み精度が悪くなるだけでなく、薄膜のフ
ィルムを成形できないという問題を有している。そのた
め、本発明においては、金属製芯ロールと熱収縮性合成
樹脂層の間に、固形ゴム層を設けておく必要がある。す
なわち、金属製芯ロールに所望の厚みより０．３ｍｍ以
上厚い平板状ゴム層を接着剤を用いて積層接着し、所望
の厚さになるまで研磨を施し、その上に熱収縮性合成樹
脂層を形成する必要がある。硬度を上げるためにゴム層
の厚さは薄くする方が好ましい。目的に応じて熱収縮性
合成樹脂層とゴム層の間に複数の層を設けてももちろん
構わないが、ゴムロールの表面硬度を上げるためには、
熱収縮性合成樹脂層とゴム層の間の層は少ない方が好ま
しい。

【００１７】ゴム層の上に設けられる熱収縮性合成樹脂
層の表面は、光学的平滑表面シートを製造するために、
光学的に平滑な表面でなければならず、これによって、
本発明に用いられるゴムロールの表面は光学的に平滑な
表面となる。熱収縮性合成樹脂層の原料に用いられる樹
脂は、フィルム状態で延伸可能な樹脂であればよく、例
としてポリプロピレンを代表とするポリオレフィン系樹
脂、ポリエチレンテレフタレートを代表とするポリエス
テル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレンを代表とする
フッ素系樹脂等が挙げられる。離型性、耐熱性の良い樹
脂の方が好ましく、上記の樹脂の中でもフッ素系樹脂が
好ましい。

【００１８】本発明は、Ｔダイより押出した熱可塑性樹
脂を、上述の表面に凹凸模様を有する金属製彫刻ロール
と、上述の金属製の芯ロール上にゴム層が設けられ、更
にその上に光学的平滑表面を有する熱収縮性合成樹脂層
が設けられた光学的な平滑表面を有するゴムロールとの
間に移送して挟圧し、歪み除去し、冷却して、一面に凹
凸模様を有する厚さ１００〜３００μｍのシートを連続
的に押出成形することによって、光学的平滑表面シート
を製造するものであり、一面に凹凸模様が精密に形成さ
れたシートの裏面が光学的な平滑表面を有するゴムロー
ルの表面を転写し、極めて平滑性を有するものであるの
で、裏面からの光の拡散等が少なく、光学的歪みの少な
い光学的平滑表面シートを得ることができる。

【００１９】光学的平滑表面シート成形時の上記金属製
彫刻ロール温は、その表面に設けられた凹凸模様がＴダ
イより押出された熱可塑性樹脂のシートに精密に転写さ
れるために、該熱可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）温
度付近の一定幅の温度に維持されねばならない。このた
め、上記金属製彫刻ロールは使用される熱媒との熱交換
を効率よく行う目的で、内部の熱媒通路をスパイラル構
造にすることが望ましく、二条以上のスパイラル構造で
あることがより好ましい。

【００２０】光学的平滑表面シート製造の際の歪み除去
は、成形時の配向緩和のために行うものであり、一本お
よび複数の加熱ロールにシートを圧着する方法やオーブ
ンにてシートを加熱する方法がある。その温度は、使用
する熱可塑性樹脂の融点またはＴｇ温度近傍である。上
記歪み除去後の光学的平滑表面シートの冷却は、例えば
１本および複数本の冷却ロールにシートを圧着する方法
が好適に使用される。

【００２１】

【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。

【００２２】［実施例１］図１に示した金属製彫刻ロー
ル／ゴムロールの対からなるプレス法押出シート精密成
形装置において、金属製彫刻ロール２は、内部が１５０
℃に温度調節された機械油が循環し、押出されるシート
が成形適温に保持されるようになされており、機械油は
該金属製彫刻ロール２内表面を二条のスパイラル通路を
左右に往復し、ロール全幅にわたって均一な表面温度を
与えるように装備されている。また、その外表面は、山
間の１ピッチ１００μｍ、高さ５０μｍの山谷連続斜線
形状の凹凸形状が設けられ、クロム鍍金された外形３０
０ｍｍφの金属製彫刻ロールである。

【００２３】また、ゴムロール３は、金属ロール上に厚
さ３．５ｍｍ、硬度８５度のネオプレンゴムを接着剤に
て接着し、２４時間経過後＃１０００バフにて表面を研
磨し、ネオプレンゴム厚を３ｍｍとした。さらに、その
表層に接着剤を用いて厚さ５０μｍの熱収縮性ポリテト
ラフルオロエチレンのチューブを加熱による収縮により
巻き付けて積層することで、表面が光学的に平滑なゴム
ロールを得た。該ゴムロールは、内部は２０℃に温度調
節された冷却水が循環し、その表面温度が前記金属ロー
ル２の表面温度より低温に保持されているものである。

【００２４】上記装置を使用し、熱可塑化されて供給さ
れるポリカーボネート樹脂は、金型温度２８０℃に加熱
されたＴダイ１よりフィルム状に押出され、上記金属製
彫刻ロール２およびゴムロール３の対からなる成形ロー
ルに供給されて挟圧され、該成形ロールの上記凹凸模様
により転写成形された後、加熱された４本ロールからな
る歪み除去装置４の間に順次通し、更に冷却ロール５に
て冷却し、引取ロール６によって厚さ２００μｍの光学
的平滑表面シートを得た。得られた光学的平滑表面シー
トの物性を測定し、その結果を表１に示す。

【００２５】［比較例１］実施例１で使用したゴムロー
ル３に替えて、金属ロール上に厚さ３．５ｍｍの固形シ
リコーンゴムを巻き、バフ（＃１５００）にて表面を研
磨し、その厚さを３．０ｍｍとした。このようにして得
た表面粗度４，７６６Åの表面硬度８５度のゴムロール
を使用した以外は、実施例１で使用したのと同様の成形
装置を使用し、実施例１と同一のポリカーボネート樹脂
を同一条件で押出し、厚さ２００μｍのシートを得た。
得られたシートの物性を測定し、その結果を表１に示
す。

【００２６】［比較例２］実施例１で使用したゴムロー
ル３に替えて、厚さ３．５ｍｍ、硬度８０度のネオプレ
ンゴムを接着剤にて接着し、２４時間経過後＃１０００
バフにて表面を研磨し、ネオプレンゴム厚を３ｍｍとし
た。更に、ビニル基を側鎖に有する液状シリコーンゴム
１００重量部に亜鉛系キレート剤０．５重量部を添加し
よく攪拌したのち流延法によりネオプレンゴム上に厚さ
３ｍｍ流延積層した。５０℃雰囲気下で４８時間架橋反
応のため養生し、表面が光学的に平滑な表面粗さ１２０
Å、表面硬度７５度のゴムロールを得た。該ゴムロール
を使用した以外は、実施例１で使用したのと同様の成形
装置を使用し、実施例１と同一のポリカーボネート樹脂
を同一条件で押出し、厚さ２００μｍのシートを得た。
得られたシートの物性を測定し、その結果を表１に示
す。

【００２７】上記実施例及び比較例の物性評価は以下に
より測定した。 ［物性評価］ １．全光線透過率、ヘイズ：ＡＳＴＭ Ｄ １００３に
準拠し、ｎ＝８の平均値を算出した。 ２．表面粗度：平滑面について、その表面粗度をＪＩＳ
Ｐ ０６０１に準拠し、測定した。 ３．凹凸転写率：シートの凹凸深さを測定し、金属製彫
刻ロールの凹凸深さを１００％としたときのシートへの
凹凸転写率を計算した。 （転写率）＝［（シート凹凸深さ）／（彫刻ロール凹凸
深さ）］×１００

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、Ｔダイより
押出した熱可塑性樹脂を、表面に凹凸模様を有する金属
製彫刻ロールと、金属製の芯ロール上にゴム層が設けら
れ、更にその上に光学的平滑表面を有する熱収縮性合成
樹脂層が設けられた光学的な平滑表面を有するゴムロー
ルとの間に移送して挟圧し、歪み除去し、冷却して、押
出成形することによって、一方の表面に微細な凹凸形状
が形成され、もう一方の表面には光学的に平滑な表面が
形成されている光学的平滑表面シートを得ることが出来
る。

【００３０】本発明の製造方法によって得られる光学的
平滑表面シートは、一方の面に金属製彫刻ロール表面の
凹凸模様が極めて精緻に転写され、もう一方の面に光学
的な平滑表面を有するゴムロールの表面が転写されたシ
ートであり、金属製彫刻ロール表面の凹凸模様が極めて
正確に転写された凹凸形状を有する表面と光学的に極め
て平滑な表面とを有し、例えば、面状発光装置の光制御
シートとして極めて好適に使用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学的平滑表面シートの製造方法の一実施例を
示す工程の概略図である。

【符号の説明】

１：Ｔダイ ２：金属製彫刻ロール ３：ゴムロール ４：歪み除去装置 ５：冷却ロール ６：引取ロール ７：ポリカーボネート樹脂シート（光学的平滑表面シー
ト） ８：金属ロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に凹凸模様を有する金属製彫刻ロー
   ルと、金属製の芯ロール上にゴム層が設けられ、更にそ
   の上に光学的に平滑な表面を有する熱収縮性合成樹脂層
   が設けられたゴムロールとで、溶融した熱可塑性樹脂を
   挟圧することを特徴とする、一方の表面に微細な凹凸形
   状が形成され、もう一方の表面には光学的に平滑な表面
   が形成されている光学的平滑表面シートの製造方法。