JPH106399A - エンボスパターン形成用ロール及びエンボスパターン加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な型再現性と剥離性が得られるエンボス
パターン形成用ロール及びエンボスパターン加工装置を
提供する。 【解決手段】 エンボスパターン形成用ロール11は、エ
ンボスパターン形成面を有するロール本体17と、このロ
ール本体17の両側にそれぞれ取り付けられたシールリン
グ18A,18B とを備え、ロール本体17及び各シールリング
18A,18B に、一方のシールリング18A からロール本体17
を通って他方のシールリング18B に熱媒体35が流れる流
路となる貫通孔27が形成されている。前記シールリング
18A,18B には、ロール本体17の複数の貫通孔27のうちの
一部と連通する溝部34が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンボスパターン
を有するフィルム又はシートの製造に用いるエンボスパ
ターン形成用ロール及びエンボスパターン加工装置に関
し、例えば再帰反射性シートの製造に利用できる。

【０００２】

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】近年、熱
可塑性樹脂シートの表面にマイクロプリズム加工が施さ
れた再帰反射性シート（プラスチック製反射板）が、反
射板分野、ファッション分野、建築分野等で使用される
ようになってきている。このような再帰反射性シートと
して、米国においてはガラスビーズ型のものとキューブ
コーナ（立方体コーナ）型のものが認可されている。一
般に、ガラスビーズ型のものは近距離視認性に優れ、キ
ューブコーナ型のものは遠距離視認性と光反射による輝
度に優れている。

【０００３】前記キューブコーナ型の再帰反射性シート
の製造においては、熱可塑性樹脂シートにエンボスパタ
ーン形成用の型のエンボスパターンが正確に転写されな
ければならない。そのためには、特に、熱可塑性樹脂シ
ートがエンボスパターン形成用の型に対して適当な圧力
で加圧され、しかもその加圧状態が所定時間保持される
ことが重要となる。

【０００４】従来、このような要件に沿う再帰反射性シ
ートの製造方法として、例えば連続プレス法（特公昭60
-56103号公報）とベルト法（特公平5-17023 号公報）、
ロール法（特公平3-43051 号公報の第９図に係る実施
例）が提案されている。前記連続プレス法は、ベルト上
に重ね合わされて連続的に供給される固相のシート材料
に対して、加熱又は冷却機能を有する複数のプレス手段
でエンボスパターン形成用の型を順に押し当てて型をシ
ートに転写させる製造方法である。前記ベルト法は、エ
ンボスパターンの型を有するベルトと熱可塑性樹脂シー
トとを一対のローラ同士で挟んでプレスすることにより
型をシートに転写させる製造方法である。前記ロール法
は、外周面にエンボスパターンが形成されたロールを使
用して型をシートに転写させる製造方法である。

【０００５】しかし、前記連続プレス法によれば、生産
速度が遅く、また装置が複雑で大型になる。前記ベルト
法によれば、ベルト自体がエンボスパターンを有するも
のであるため、装置が大型化し、また型としてのベルト
の耐久性に問題が生じる。前記ロール法によれば、生産
速度が速く、耐久性も良好であるという特長がある。し
かし、型転写の際にはシートを高温にし、かつ型転写さ
れたシートをロールから剥離する際には低温にするとい
う制御を効率的に行うことができないため、型再現性と
剥離性には問題があった。即ち、ロールの型転写側の部
分と、ロールのシートを剥離する部分とに大きな温度差
を設けることができる構造とはなっていなかったため、
結果的に良好な型再現性と剥離性が得られなかった。

【０００６】そこで、本発明は、良好な型再現性と剥離
性が得られるエンボスパターン形成用ロール及びエンボ
スパターン加工装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明に係る
エンボスパターン形成用ロールは、エンボスパターン形
成面を有するロール本体と、このロール本体の両側にそ
れぞれ取り付けられたシールリングとを備え、前記ロー
ル本体及び各シールリングに、一方のシールリングから
ロール本体を通って他方のシールリングに熱媒体が流れ
る流路が形成されていることを特徴とする。

【０００８】前記熱媒体は、水、シリコーンオイル、温
度調節用油、等任意のものを使用できる。本発明によ
り、ロール本体に熱媒体の流路をロール本体の温度制御
を行う必要のある部分に沿って形成して、この流路に適
当な温度の熱媒体を通すことにより、ロールの型転写側
の部分と、ロールのシートを剥離する部分とに必要な温
度差を設けることができるようになる。

【０００９】このような温度差は適当に設定すればよい
が、例えば10℃以上、好ましくは20℃以上とする。10℃
より小さいと剥離時の冷却不足のため、良好な転写状態
が得られなくなる。上限についても特に限定はないが、
例えば 150℃以下が好ましい。150 ℃より大きいとロー
ルの耐久性が悪化したり、生産速度が遅くなってコスト
高を招く。また、一方のシールリングからロール本体を
通って他方のシールリングに一定温度の熱媒体を連続的
に流すことにより、このロール本体の温度制御を精度良
く行うことが可能になる。

【００１０】本発明の第２発明に係るエンボスパターン
形成用ロールは、第１発明において、前記ロール本体の
流路は、このロール本体の外周面の近傍に沿って形成さ
れた複数の貫通孔であることを特徴とする。

【００１１】前記貫通孔の径の大きさ及び貫通孔の本数
は任意であり、これらの貫通孔に流す熱媒体によってロ
ール本体の温度制御を行う必要のある部分を効率よく温
度制御できるように設定すればよい。そして、ロールの
大きさによっても、貫通孔の適当な径の大きさ及び適当
な本数は変わり得る。前記貫通孔が円形の場合、内径は
任意であるが、例えば１mm〜100mm 程度が適当である。
熱媒体の温度にもよるが、１mmより小さいと、充分な流
量が得られなくなる。逆に、100mm を超えると、貫通孔
中に残る熱媒体の量が多くなるため、シートを剥離側か
らロールの型転写側に回転した際の加熱効率が悪くな
る。

【００１２】本発明の第３発明に係るエンボスパターン
形成用ロールは、第２発明において、前記シールリング
には、前記ロール本体の複数の貫通孔のうちの一部と連
通する溝部が形成されていることを特徴とする。

【００１３】例えば、ロール本体の温度制御を行う必要
のある部分が、ロール本体の中心からの角度でθ°とし
た場合、このθ°に含まれる貫通孔に対して熱媒体が流
れるように溝部を形成すればよい。このθ°は、型転写
速度にもよるため、特に限定はないが、あまり小さい場
合には充分な温度制御が得られなくなる。また、あまり
大きい場合には、冷却と加熱を同時に行う際の他方の温
度制御がしにくくなる。

【００１４】本発明の第４発明に係るエンボスパターン
形成用ロールは、第３発明において、前記シールリング
には温度の異なる複数の熱媒体が流れる複数の流路が形
成され、前記シールリングにはこれらの複数の流路とそ
れぞれ連通する複数の溝部が形成されていることを特徴
とする。

【００１５】本発明の第５発明に係るエンボスパターン
形成用ロールは、第４発明において、２つの熱媒体が流
れる２つの流路と溝部が形成されたシールリングを備
え、一方の流路と溝部は冷却用熱媒体のものであり、他
方の流路と溝部は加熱用熱媒体のものであることを特徴
とする。

【００１６】シールリングにおけるロールの型転写側の
部分には加熱用熱媒体の流路と溝部を設け、ロールのシ
ートを剥離する部分には冷却用熱媒体の流路と溝部を設
けることにより、型再現性と剥離性の向上に必要な大き
な温度差を設けることができるようになる。

【００１７】本発明の第６発明に係るエンボスパターン
形成用ロールは、第１〜第５発明のいずれかにおいて、
前記ロール本体は、エンボスパターン形成面を有する外
筒材と、前記流路を有してこの外筒材の内側に嵌装され
た中筒材と、この中筒材の内側に嵌装された内筒材とを
備えて構成され、前記中筒材は、前記外筒材の線膨張率
より大きい線膨張率とされ、かつ前記中筒材の内周面
は、前記内筒材の外周面と同じ角度のテーパ状に形成さ
れていることを特徴とする。

【００１８】前記中筒材を外筒材内に挿入した状態で加
熱することにより、これらの筒材の熱膨張率の差に基づ
き両筒材が緊結されることになる。また、前記中筒材が
外筒材内に挿入されて加熱膨張した状態の中筒材内に内
筒材を挿入し、高温から常温に戻る際の収縮力によって
中筒材と内筒材が一体化されることになる。

【００１９】本発明の第７発明に係るエンボスパターン
形成用ロールは、第１〜第６発明のいずれかにおいて、
前記エンボスパターンがキューブコーナ型であることを
特徴とする。

【００２０】本発明の第８発明に係るエンボスパターン
加工装置は、第１〜第７発明のいずれかのエンボスパタ
ーン形成用ロールを備え、このロールのロール本体にこ
のロール本体を回転させる回転軸が連結され、この回転
軸は前記シールリングを貫通していることを特徴とす
る。

【００２１】即ち、エンボスパターン加工時において、
前記ロール本体のみが回転し、前記シールリングは固定
状態となっている。従って、ロール本体が回転して、シ
ールリングの溝部と連通した状態となっているロール本
体の貫通孔のみに熱媒体が流れることになる。

【００２２】本発明の第９発明に係るエンボスパターン
加工装置は、第８発明において、前記エンボスパターン
形成用ロールの近傍には、型転写前のロールの一部を加
熱するための加熱手段が設けられていることを特徴とす
る。

【００２３】前記加熱手段の具体例は、赤外線ヒータ等
任意である。この外部加熱手段によって、ロールの型転
写側の部分を効率良く加熱することができるようにな
る。なお、本発明に係るエンボスパターン加工装置で加
工するシートの樹脂は、熱可塑性樹脂であれば任意であ
る。プラスチック製反射板として使用する場合には、非
晶性樹脂、中でもポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、
アクリル樹脂等が透明性が高く、かつ収縮してもエンボ
スパターンが形くずれしにくい、という理由により好適
である。

【００２４】

【発明の実施の形態】

〔第１の実施形態〕図１〜７を参照して本実施形態に係
るエンボスパターン形成用ロール11を備えたエンボスパ
ターン加工装置12を説明する。図１に示すように、この
エンボスパターン加工装置12は、エンボスパターン形成
用ロール11と、熱可塑性樹脂シート13への型転写を補助
する弾性ロール14と、型転写された熱可塑性樹脂シート
13を剥離する剥離用ロール15と、エンボスパターン形成
用ロール11を外部加熱する加熱手段16とを備えている。

【００２５】図２〜５に示すように、前記エンボスパタ
ーン形成用ロール11は、ロール本体17と、このロール本
体17の両側に取り付けられたシールリング18A,18B とを
備えて構成されたものである。前記ロール本体17は、外
筒材19、この外筒材19の内側に嵌装された中筒材21及び
この中筒材21の内側に嵌装された内筒材22よりなる。図
６，７に示すように、前記外筒材19は、その表面に熱可
塑性樹脂シート13にエンボスパターンを形成するための
型23が形成されている。この型23は、キューブコーナ型
の三角錐ダイヤカットパターンである。

【００２６】前記中筒材21は、一方と他方の開口端部24
A,24B の外周面にそれぞれシールリング18A,18B と嵌合
する切欠部25が形成され、一方の開口端部24A の内周面
には雌ねじ26が刻切されている。また、この中筒材21の
内周面は、一方の開口端部24A から他方の開口端部24B
に向かって径が拡がるテーパ状に形成されている。そし
て、この中筒材21の内部には、その外周面近傍に沿っ
て、熱媒体の流路である円形の貫通孔27が複数本等間隔
で形成されている。この中筒材21の材料の線膨張率は、
外筒材19の線膨張率より大きいものである。

【００２７】前記内筒材22は、その外周面が一方の開口
端部24A から他方の開口端部24B に向かって径が拡がる
テーパ状に形成されているものである。このテーパの角
度は、前記中筒材21の内周面に形成されているテーパの
角度と一致する。また、一方の開口端部24B の外周面に
は、雄ねじ28が刻切されている。この内筒材22の内部は
中空である。前記ロール本体17は、中筒材21を外筒材19
内に挿入した状態で加熱し、加熱膨張した状態の中筒材
21内に内筒材22を螺入すれば、これらの筒材21,22 の熱
膨張率の差に基づき両筒材21,22 が緊結され、また高温
から常温に戻る際の収縮力によって中筒材21と内筒材22
が一体化して組み立てることができる。

【００２８】前記内筒材22には中空の回転軸29が連結さ
れて、これらの内筒材22と回転軸29の中空部分が連通状
態となっている。エンボスパターン加工時においては、
これらの中空部分を通って熱媒体が流される。図５に示
すように、前記シールリング18A,18B は、中央に回転軸
29が貫通する孔部31を有し、ロール本体17に装着される
面には前記中筒材21の切欠部25と嵌合する円形の凹部32
が形成されたものであり、この凹部32と外側面との間に
熱媒体の流路となる孔部33が１個所形成されている。そ
して、この凹部32内には、この孔部33と連通する溝部34
が円周状に形成されている。

【００２９】この溝部34は、シールリング18A,18B がロ
ール本体17に装着された際、ロール本体17の複数の貫通
孔27の一部である何本かの貫通孔27と連通するような大
きさで形成されている。即ち、ロール本体17の温度制
御、例えば冷却を行う必要のある部分が、ロール本体17
の中心からの角度でθ°とした場合、このθ°に含まれ
る何本かの貫通孔27に対して熱媒体が流れるような大き
さの溝部34を形成すれば良い。この溝部34と連通する複
数の貫通孔27に冷却用熱媒体35が流れることになるた
め、冷却用熱媒体35の流れるこれらの貫通孔27が位置す
る部分がロール本体17のシート13を剥離する部分にな
る。

【００３０】前記弾性ロール14は、その表面にシリコー
ンゴム等の弾性材36が被覆されたものである。この弾性
材36は、厚さが１mm〜50mmのものである。この弾性ロー
ル14は、熱可塑性樹脂シート13のエンボスパターン形成
用ロール11への導入点にシート13を介してロール11と当
接するようにして設けられている。前記剥離用ロール15
は、エンボスパターン形成用ロール11のシート13を剥離
する部分にシート13を介してロール11と当接するように
して設けられている。この剥離用ロール15は、前記弾性
ロール14に対してエンボスパターン形成用ロール11の略
裏側に位置している。前記加熱手段16は、赤外線ヒータ
を備えたものである。この加熱手段16は、シート13への
型転写が行われる部分のロール本体17が充分に加熱され
るように、ロール本体17の外周面に沿って前記弾性ロー
ル14と剥離用ロール15の間に設けられている。

【００３１】前記エンボスパターン加工装置12を使用し
て、次のように熱可塑性樹脂シート13にエンボスパター
ンを加工する。図１〜３に示すように、ロール本体17が
回転し、加熱手段16がロール本体17の表面を加熱してい
る状態で、冷却用熱媒体35を一方のシールリング18A か
らロール本体17を通して他方のシールリング18B に連続
的に流しておく。ロール本体17と弾性ロール14との間に
導入された熱可塑性樹脂シート13は、加熱されたロール
本体17によって軟化し、弾性材36を有する弾性ロール14
がシート11を面状圧接することによりシート13に外筒材
19のエンボスパターンを転写する。

【００３２】連続的に供給され、型転写されたシート13
は、ロール本体17の回転と共に、ロール本体17の裏側に
到る。このロール本体17内において、一方のシールリン
グ18A の溝部34に流入した熱媒体35は、この溝部34と連
通状態になっているロール本体17の複数の貫通孔27に連
続して流れ、引き続き他方のシールリング18B の溝部34
を通って排出される。ロール本体17のシート13を剥離す
る部分に位置する複数の貫通孔27には、所定温度の冷却
用熱媒体35が連続的に流れているため、シート13の剥離
部分が効率的に冷却される。そして、冷却用熱媒体35に
よって冷却されたシート13は、剥離用ロール15によって
ロール本体17から剥離されてエンボスパターンの形成さ
れたシート13が得られる。

【００３３】なお、本実施形態に係るシールリング18A,
18B は、溝部34が凹部32内の１個所に形成されたもので
あったが、図８に示すように、この溝部34に加えてロー
ル本体17の型転写が行われる部分に沿って溝部37がもう
１個形成されたシールリング38であってもよい。そし
て、この溝部37と連通するようにして熱媒体35の通路と
なる孔部39が形成されている。

【００３４】このシールリング38を使用したエンボスパ
ターン加工装置12においては、型転写が行われる部分に
沿った複数の貫通孔27に加熱用熱媒体35を流して型転写
が行われる部分のロール本体17を加熱すると共に、シー
ト13の剥離が行われる部分に沿った複数の貫通孔27に冷
却用熱媒体35を流してシート13の剥離が行われる部分の
ロール本体17を冷却する。この加工装置12においても、
加熱手段16は上記装置と同様に設けられている。この加
工装置12によれば、加熱手段16でシート13への型転写が
行われる部分のロール本体17が加熱されることに加え
て、冷却用熱媒体35によって型転写が行われる部分のロ
ール本体17が加熱されるため、型転写に必要なシート13
の加熱を効率的に行うことができる。

【００３５】

【実施例】上記実施形態において、装置及び加工の条件
を下記の通りとして、熱可塑性樹脂シート13にキューブ
コーナ型エンボスパターンを加工した。外筒材19は、長
方形のニッケル製平板（厚さ0.6mm ）の短辺同士がアル
ゴン溶接により溶接されたものである。室温における内
径は 143.1mm、面長（ロールの中心軸に沿う方向の長
さ）は220mm である。中筒材21は、アルミニウム（505
2）製で、室温における外径は142.8mm 、面長は250mm
、一方の開口端部の内径は110.25mm、他方の開口端部
の内径は119mm 、テーパは１度である。

【００３６】内筒材22は、ステンレス（SS41）製で、室
温における一方の開口端部の外径は110.55mm、他方の開
口端部の外径は119.3mm 、内径は50mm、面長は250mm 、
テーパは１度である。貫通孔27は、内径８mmであり、中
筒材21の外周面近傍に沿って１mmの等間隔で形成されて
いる。冷却用熱媒体35は、シリコーンオイルである。シ
ールリング18A,18B は、直径 150mm、厚さ15mmである。
溝部34の中心からの角度θは 180度、溝部34の幅は10mm
である。

【００３７】エンボスパターン形成用ロール11の直径は
150mm、弾性ロール14と剥離用ロール15の直径は50mmで
ある。弾性材36は、シリコーン樹脂製で、その硬度（JI
SK6301 A 型に準拠）は60度である。型転写する際の転
写圧力は 100N/cmである。処理速度は、１m/分である。
熱可塑性樹脂シート13は、可塑剤（ＤＯＰ：ジ−２−エ
チルヘキシルフタレート）を50wt％含む、重合度1300の
ポリ塩化ビニルよりなる。

【００３８】本実施例に係るエンボスパターン加工にお
いて、エンボスパターン形成用ロール11の型転写される
部分のロール11の温度は130 ℃であるのに対して、シー
ト13が剥離される部分のロール11の温度は60℃であっ
た。従って、本実施例によれば、前記エンボスパターン
形成用ロール11を備えたエンボスパターン加工装置12を
使用しているため、良好な型再現性と剥離性が得られる
のに必要な、ロール11の型転写側の部分とロール11のシ
ート13を剥離する部分との温度差を設けることができ
た。

【００３９】一方、比較のため、冷却用熱媒体35をエン
ボスパターン形成用ロール11中に流さないでエンボスパ
ターン加工を行ったところ、ロール11の型転写側の部分
とロール11のシート13を剥離する部分との温度差が充分
ではなかったため、良好な型再現性と剥離性が得られな
かった。

【００４０】

【発明の効果】本発明に係るエンボスパターン形成用ロ
ール及びエンボスパターン加工装置によれば、エンボス
パターン形成用ロールが、一方のシールリングからロー
ル本体を通って他方のシールリングに熱媒体が流れる流
路が形成されたものであるため、型転写の際の良好な型
再現性と剥離の際の良好な剥離性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るエンボスパターン加
工装置の正面図である。

【図２】本実施形態に係るエンボスパターン形成用ロー
ルの正面図である。

【図３】本実施形態に係るロール本体の斜視図である。

【図４】本実施形態に係るエンボスパターン形成用ロー
ルの分解断面図である。

【図５】本実施形態に係るシールリングの斜視図であ
る。

【図６】外筒材に形成された型の正面図である。

【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。

【図８】シールリングの他の実施形態の斜視図である。

【符号の説明】

11 エンボスパターン形成用ロール 12 エンボスパターン加工装置 13 熱可塑性樹脂シート 16 加熱手段 17 ロール本体 18A,18B,38 シールリング 19 外筒材 21 中筒材 22 内筒材 27 ロール本体の流路となる貫通孔 33,39 シールリングの流路となる孔部 34,37 シールリングの溝部 35 熱媒体 36 弾性材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 33:18 69:00 105:32 Ｂ２９Ｌ 11:00

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンボスパターン形成面を有するロール
   本体と、このロール本体の両側にそれぞれ取り付けられ
   たシールリングとを備え、 前記ロール本体及び各シールリングに、一方のシールリ
   ングからロール本体を通って他方のシールリングに熱媒
   体が流れる流路が形成されていることを特徴とするエン
   ボスパターン形成用ロール。
2. 【請求項２】 前記ロール本体の流路は、このロール本
   体の外周面の近傍に沿って形成された複数の貫通孔であ
   ることを特徴とする請求項１に記載のエンボスパターン
   形成用ロール。
3. 【請求項３】 前記シールリングには、前記ロール本体
   の複数の貫通孔のうちの一部と連通する溝部が形成され
   ていることを特徴とする請求項２に記載のエンボスパタ
   ーン形成用ロール。
4. 【請求項４】 前記シールリングには温度の異なる複数
   の熱媒体が流れる複数の流路が形成され、前記シールリ
   ングにはこれらの複数の流路とそれぞれ連通する複数の
   溝部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載
   のエンボスパターン形成用ロール。
5. 【請求項５】 ２つの熱媒体が流れる２つの流路と溝部
   が形成されたシールリングを備え、一方の流路と溝部は
   冷却用熱媒体のものであり、他方の流路と溝部は加熱用
   熱媒体のものであることを特徴とする請求項４に記載の
   エンボスパターン形成用ロール。
6. 【請求項６】 前記ロール本体は、エンボスパターン形
   成面を有する外筒材と、前記流路を有してこの外筒材の
   内側に嵌装された中筒材と、この中筒材の内側に嵌装さ
   れた内筒材とを備えて構成され、 前記中筒材は、前記外筒材の線膨張率より大きい線膨張
   率とされ、 かつ前記中筒材の内周面は、前記内筒材の外周面と同じ
   角度のテーパ状に形成されていることを特徴とする請求
   項１〜５のいずれかに記載のエンボスパターン形成用ロ
   ール。
7. 【請求項７】 前記エンボスパターンがキューブコーナ
   型であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記
   載のエンボスパターン形成用ロール。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載のエンボ
   スパターン形成用ロールを備え、このロールのロール本
   体にこのロール本体を回転させる回転軸が連結され、こ
   の回転軸は前記シールリングを貫通していることを特徴
   とするエンボスパターン加工装置。
9. 【請求項９】 前記エンボスパターン形成用ロールの近
   傍には、型転写前のロールの一部を加熱するための加熱
   手段が設けられていることを特徴とする請求項８に記載
   のエンボスパターン加工装置。