JP2009040009A - 偏肉樹脂シートの製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイから押し出された樹脂シートをニップして型ローラから剥離するまでの間、樹脂シートの薄肉部分が型ローラから剥がれるのを効果的に抑制できると共に樹脂シートを型ローラから剥離する際に厚肉部分が剥離されにくくなることもない。
【解決手段】溶融した樹脂をダイからシート状に押し出す押出工程１２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１４と、型ローラから剥離した樹脂シートを徐冷する徐冷工程１６と、を備え、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、成形冷却工程１４には、シート厚みに偏りのある偏肉樹脂シートの薄肉部分Ａ２と厚肉部分Ａ１とのうち、薄肉部分Ａ２に対応する型ローラ４６の表面部分のみをニップ位置直前において部分加熱する加熱手段４７を設けた。
【選択図】 図３

Description

本発明は偏肉樹脂シートの製造方法及び装置に係り、特に、液晶表示装置のバックライトの導光板や、装飾・表示・照明用ディスプレイ等の各種大型ディスプレイ用途の導光板として使用される偏肉樹脂シートの製造方法及び装置に関する。

液晶表示装置のバックライトや、装飾用・照明用等のディスプレイ装置等には、光源からの光を導いて面発光する導光板が使用されている。例えば、液晶表示装置には、液晶パネル（ＬＣＤ）の裏面側から導光板を介して光を照射し、液晶パネルを照明するバックライトが設けられている。

携帯電話等の小型液晶パネルやノートパソコンの液晶パネルのように比較的小画面の液晶パネルで使用される導光板は、溶融樹脂を射出成形する射出成形法により製造されることが多い。しかし、大画面液晶テレビのような例えば２０インチ以上の液晶パネルの導光板は、成形設備、成形技術の関係から射出成形法で製造されることはなく、溶融樹脂を押出成形する押出成形法により製造されている。

また、一般的に、ノートパソコン等の比較的小画面な液晶パネルには、図１３（Ａ）の断面図に示すように一端側が厚肉で他端側が薄肉な楔形状の導光板が使用され、大画面液晶テレビのような大画面な液晶パネルには、図１３（Ｂ）の断面図に示すように中央部が厚肉で両端が薄肉な蒲鉾形状の導光板が使用される。

偏肉樹脂シートの製造は、例えば特許文献１に示すように、ダイから押し出した樹脂シートを型ローラで偏肉成形しながら冷却して固化することにより型ローラの偏肉形状を樹脂シートに転写し、転写された樹脂シートを剥離ローラで型ローラから剥離した後、徐冷することにより製造されている。

かかる樹脂シートを型ローラで偏肉成形する成形冷却工程では、ニップされた樹脂シートが剥離ローラで剥離されるまで型ローラにラップされた状態で密着していることが重要になる。
特開２００６−２９７９１０号公報

しかしながら、偏肉樹脂シートはシート幅方向のシート厚みに偏りがあるため、樹脂シートを剥離ローラで剥離する前に、樹脂シートの薄肉部分だけが型ローラから剥がれてしまうという問題がある。剥離ローラで剥離する前に、樹脂シートが部分的に剥がれると、製造された偏肉樹脂シート（製品シート）の面状不良や、製造中において樹脂シートの搬送不良が生じる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ダイから押し出された樹脂シートをニップして型ローラから剥離するまでの間、樹脂シートの薄肉部分が型ローラから剥がれるのを効果的に抑制できると共に樹脂シートを型ローラから剥離する際に厚肉部分が剥離されにくくなることもないので、製造された偏肉樹脂シートの面状不良や製造中の搬送不良を改善できる偏肉樹脂シートの製造方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１は前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、前記成形冷却工程には、前記シート厚みに偏りのある偏肉樹脂シートの薄肉部分と厚肉部分とのうち、前記薄肉部分に対応する型ローラ表面部分のみを、前記ニップ位置直前において部分加熱する部分加熱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。

本発明のように、製造する樹脂シートが偏肉樹脂シートの場合、成形冷却工程において、薄肉部分は厚肉部分よりも冷却速度が速いために、薄肉部分は厚肉部分よりも樹脂の粘着性が早く無くなる。これにより、ダイから押し出され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型ローラから剥離されるまでの間、即ち樹脂シートが型ローラにラップされている間に、樹脂シートの薄肉部分だけが型ローラから剥がれてしまうという問題がある。この剥がれに起因して製造された偏肉樹脂シートの面状不良や、製造中の搬送不良（樹脂シートの捻じれ等）が生じる。しかし、型ローラにラップされている間の樹脂シートの粘着性を維持するために、樹脂シートの幅方向全体を加熱すると、厚肉部分の冷却速度が遅くなってしまい、樹脂シートを型ローラから剥離する際に厚肉部分が剥がれにくくなり製造された偏肉樹脂シートの面状不良が発生するという弊害が生じる。

本発明の請求項１によれば、成形冷却工程において、シート厚みに偏りのある偏肉樹脂シートの薄肉部分と厚肉部分とのうち、薄肉部分に対応する型ローラ表面部分のみを、ニップ位置直前において部分加熱するようにした。即ち、樹脂シート幅方向の全幅に対応する型ローラ表面部分を加熱するのではなく、樹脂シート幅方向の薄肉部分に対応する型ローラ表面部分のみを部分加熱するようにした。これにより、ニップされ型ローラから剥離されるまでの間、樹脂シートの薄肉部分のみの冷却速度を遅くすることができる。これにより、樹脂シートを型ローラから剥離する前に、樹脂シートの薄肉部分だけが型ローラから剥がれてしまうという問題を解消できると共に、厚肉部分が剥離時に剥離されにくくなるという弊害も起こらない。

ここで、薄肉部分に対応する型ローラ表面部分とは、樹脂シートを回転する型ローラと回転するニップローラとでニップしたときに、薄肉部分を成形する型ローラ表面部分をいう。

請求項２は請求項１において、前記偏肉樹脂シートの幅方向のうち、該偏肉樹脂シートの最大厚みをａとしたときに、２ａ／３の厚み以下の樹脂シート部分を薄肉部分として区分けすることを特徴とする。

請求項２は、薄肉部分と厚肉部分とを区分けする際の好ましい条件を規定したものであり、偏肉樹脂シートの最大厚みをａとしたときに、２ａ／３の厚み以下の樹脂シート部分を薄肉部分とすることが好ましい。これにより、ニップされ型ローラから剥離されるまでの間に薄肉部分が剥がれるという問題と、剥離の際に厚肉部分が剥がれにくくなるという問題とを、一層効果的に解決できるからである。この条件を、型ローラの方から規定する場合、型ローラの最大加工深さをａとしたときに、２ａ／３以下の加工深さの型ローラ表面部分が部分加熱するための領域となる。

より好ましい薄肉部分と厚肉部分との区分けは１Ａ／３の厚み以下の樹脂シート部分を薄肉部分とすることである。

請求項３は請求項１又は２において、前記型ローラ表面を高周波誘導加熱方式の加熱手段で部分加熱することを特徴とする。

高周波誘導加熱方式の加熱手段は、型ローラ表面の加熱したい領域だけを精度良く加熱することができると共に、短時間で所望の温度まで高速加熱することができる。従って、本発明のように、回転する型ローラの薄肉部分に対応するローラ表面のみを瞬時に加熱する手段として適切である。

請求項４は請求項１〜３の何れか１において、前記薄肉部分に対応する型ローラ表面部分のうち、薄肉の程度に比例するように部分加熱の加熱量を調整することを特徴とする。

偏肉樹脂シートは、肉厚が徐々に厚くなったり、徐々に薄くなったりする形態であるため、薄肉部分においても肉厚の偏りがある。従って、薄肉部分に対応する型ローラ表面部分のうち、より薄肉の部分は加熱量を小さくし、より厚肉の部分は加熱量を大きくすることで、薄肉部分の温度上昇を均一化することができ、より一層の効果を発揮することができる。

請求項５は請求項１〜４の何れか１において、前記部分加熱により前記型ローラの表面温度を５℃〜２０℃上昇させることを特徴とする。

請求項５は、部分加熱により型ローラの表面温度を上昇させる好ましい温度を規定したものであり、５℃〜２０℃上昇させることが好ましい。

５℃未満の加熱では、樹脂シートをニップして型ローラから剥離するまでの間、薄肉部分が型ローラから剥がれるのを抑制する効果が小さく、２０℃を超えて加熱し過ぎると粘着性が大きくなり過ぎて、薄肉部分といえども型ローラから剥離する際に剥離しにくくなる。

本発明の請求項６は前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し、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した後、前記型ローラから剥離した樹脂シートを徐冷することにより、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、前記ニップ位置直前の前記型ローラの上方には、型ローラ表面のローラ幅方向のうち、前記樹脂シートの薄肉部分に対応する型ローラの表面部分のみを部分加熱する加熱手段が設けられ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。

請求項６は、本発明を装置として構成したものである。

本発明の偏肉樹脂シートの製造方法及び装置によれば、ダイから押し出され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型ローラから剥離されるまでの間、樹脂シートの薄肉部分だけが型ローラから剥がれてしまうのを効果的に抑制できると共に、樹脂シートを型ローラから剥離する際に厚肉部分が剥離されにくくなるということがない。従って、得られた偏肉樹脂シートの面状不良や製造中の搬送不良を改善できる。

以下添付図面に従って、本発明の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を詳説する。尚、本実施の形態では、偏肉樹脂シートとしてシート幅方向の断面形状が蒲鉾形状の場合で説明する。

図１は、本発明の偏肉樹脂シートを製造する全体工程図の一例であり、図２は各工程を実施するための各種機器を備えた偏肉樹脂シートの製造装置の概念図である。

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１０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１２と、押し出した樹脂シートＡを偏肉成形しながら冷却して固化する成形冷却工程１４と、固化した樹脂シートＡを徐冷する徐冷工程１６と、徐冷した樹脂シートＡの反りに関して所定基準に対する合否を測定する反り測定工程１８と、反りが所定基準を超える場合には徐冷工程１６にフィードバックして、樹脂シート幅方向における徐冷速度が均一化するように制御する制御工程２０と、樹脂シートＡ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２２と、樹脂シートＡを所定サイズ（長さ・幅）に裁切断する裁断・切断工程２４と、裁切断された樹脂シートＡを積載する積載工程２６とで構成される。

以下、偏肉樹脂シートの製造装置の構成を、上記各工程１０〜２６ごとに説明する。

図２に示すように、原料工程１０では、原料サイロ２８（又は原料タンク）及び添加物サイロ３０（又は添加物タンク）から自動計量機３２に送られた原料樹脂及び添加物が自動計量され、混合器３４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散乱粒子を添加する場合には、原料樹脂に散乱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で製造しておき、散乱粒子が添加されていないベースペレットとを混合器３４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。散乱粒子以外の添加物を添加する場合も同様である。

本発明に使用される原料樹脂としては熱可塑性樹脂を用いることができ、例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（ＰＣ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ＭＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、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などが挙げられる。原料工程１０で適切に計量・混合された原料樹脂は押出工程１２に送られる。

押出工程１２では、混合器３４で混合された原料樹脂がホッパー３６を介して押出機３８に投入され、この押出機３８により混練りされながら溶融される。押出機３８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３８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３８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４０により供給管４２を介してダイ４４（例えばＴダイ）に送られる。そして、ダイ４４からシート状に押し出された樹脂シートＡは次に成形冷却工程１４に送られる。

成形冷却工程１４では、ダイ４４から押し出された樹脂シートＡを、型ローラ４６とニップローラ４８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Ａを剥離ローラ５０で剥離する。これらのローラ４６、４８、５０を成形冷却ローラと称することにする。

図３に示すように、型ローラ４６は中央部が細く両端部が太いコンケーブ形状に形成され、ニップローラ４８は平坦状に形成される。即ち、型ローラ４６のローラ面には、偏肉樹脂シートを成形するための反転形状が形成される。これにより、ダイ４４から押し出されて高温な樹脂シートＡが型ローラ４６とニップローラ４８とで所定ニップ圧で狭圧（ニップ）されることにより、蒲鉾形状に成形される。成形された偏肉樹脂シートの最厚部と最薄部の厚み差は０．５〜５ｍｍの範囲であることが好ましく、０．５〜２ｍｍの範囲であることが一層好ましい。

型ローラ４６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。

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４６は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で図３の矢印方向に回転駆動される。

また、ニップローラ４８は、型ローラ４６に対向配置され、型ローラ４６とで樹脂シートＡを挟圧するためのローラである。ニップローラ４８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。

ニップローラ４８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Ａの裏面を良好な状態にできる。また、ニップローラ４８は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で図３の矢印方向に回転駆動される。尚、ニップローラ４８に駆動手段を設けない構成も可能であるが、樹脂シートＡ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。

ニップローラ４８には、図示しない加圧手段が設けられており、型ローラ４６との間の樹脂シートＡ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４８と型ローラ４６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。

ニップローラ４８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４８の背面側（型ローラ４６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。

また、剥離ローラ５０は、型ローラ４６に対向配置され、樹脂シートＡを巻き掛けることにより樹脂シートＡを型ローラ４６より剥離するためのローラで、型ローラ４６の１８０度下流側に配置される。剥離ローラ５０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Ａの裏面を良好な状態にできる。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５０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５０は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で図３の矢印方向に回転駆動される。尚、剥離ローラ５０に駆動手段を設けない構成も可能であるが、樹脂シートＡ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。

そして、図３及び図４に示すように、ニップ位置直前の型ローラ４６の上方には、型ローラ表面のローラ幅方向（軸線方法）のうち、樹脂シートＡの薄肉部分Ａ２に対応する型ローラ４６の表面部分Ａ２’のみを部分加熱する加熱手段４７，４７が設けられる。蒲鉾形状の偏肉樹脂シートを製造する場合には、型ローラ４６により樹脂シートＡの幅方向中央部が厚肉部分Ａ１となり、幅方向両端部が薄肉部分Ａ２となるように偏肉成形されるので、型ローラ表面の幅方向両端部に加熱手段４７が一対配置される。

樹脂シートＡの幅方向における厚肉部分Ａ１と薄肉部分Ａ２との区分けは、図４に示すように、偏肉樹脂シートの最大厚みをａとしたときに、２ａ／３の厚み以下の樹脂シート部分を薄肉部分Ａ２とし、２ａ／３を超える樹脂シート部分を厚肉部分Ａ１として区分けすることが好ましい。より好ましくは１ａ／３の厚み以下の樹脂シート部分を薄肉部分Ａ２とする。

これにより、樹脂シートＡが型ローラ４６とニップローラ４８とでニップされ、剥離ローラ５０によって型ローラ４６から剥離されるまでの間、薄肉部分Ａ２が型ローラ４６から剥がれるという問題と、剥離の際に厚肉部分Ａ１が剥がれにくくなるという問題とを、一層効果的に解決できる。この条件を、型ローラ４６の方から規定する場合、型ローラ４６の最大加工深さをａとしたときに、２ａ／３以下の加工深さの型ローラ表面部分Ａ２’を加熱手段４７で部分加熱し、２ａ／３を超える加工深さの型ローラ表面部分Ａ１’は加熱しないようにする。

図５は、蒲鉾形状を２つ連ねた偏肉樹脂シートを製造する場合であり、この場合には樹脂シートＡの両端部と中央部が薄肉部分Ａ２になるので、型ローラ表面の幅方向両端部と中央部とに合計３個の加熱手段４７が設けられる。図示しないが、蒲鉾形状を３つ連ねた偏肉樹脂シートを製造する場合には、合計４個の加熱手段４７を配置する。

加熱手段４７としては、輻射加熱方式（例えば赤外線ヒータ）や、高周波誘導加熱方式（例えば高周波誘導加熱コイル）を好適に使用できる。特に、高周波誘導加熱コイルは、コイルの配置と周波数とを選択することにより、型ローラ表面の加熱したい領域だけを精度良く加熱することができると共に、短時間で所望の温度まで上昇させることができるので好ましい。尚、加熱手段４７として高周波誘導加熱コイルを使用する場合には、型ローラ４６の材質は誘電体であることが必要であり、鉄、コバルト、ニッケル、及びこれらを主成分とする合金類、Ｓ４５Ｃに代表される炭素鋼などが挙げられ、これらの表面にニッケルメッキやクロムメッキを施すことも可能である。

加熱手段４７による薄肉部分に対応する型ローラ表面の加熱温度は、高くした方が薄肉部分Ａ２の粘着性が大きくなり剥がれを抑制する効果は大きいが、剥離ローラ５０で型ローラ４６から剥離される際には、樹脂シートＡは軟化点温度Ｔａ以下に冷却されている必要がある。

かかる条件を満足するためには、薄肉部分Ａ２に対応する型ローラ表面Ａ２’の温度上昇としては、５〜２０℃の範囲が好ましい。５℃未満の加熱では、樹脂シートＡをニップして型ローラ４６から剥離するまでの間、薄肉部分Ａ２が型ローラ４６から剥がれるのを抑制する効果が小さく、２０℃を超えて加熱し過ぎると粘着性が大きくなり過ぎて、薄肉部分Ａ２といえども型ローラ４６から剥離する際に剥離しにくくなる。

しかし、薄肉部分Ａ２に対応する型ローラ４６の表面温度を更にきめ細かく制御するには、加熱手段４７の近傍に、型ローラ４６の表面温度をモニタリングするローラ温度測定手段（図示略）を設けると共に、剥離時の薄肉部分Ａ２の表面温度をモニタリングする膜面温度測定手段（図示略）を設けることが好ましい。型ローラ４６及び樹脂シートＡの表面温度を測定する測定手段としては、赤外線温度計、放射式温度計等の公知の各種測定手段が採用できる。

そして、加熱手段４７によって加熱される型ローラ表面温度のモニタリング結果と、剥離時において薄肉部分Ａ２の表面温度を測定したモニタリング結果とに基づいて、剥離直前で薄肉部分Ａ２が軟化点温度Ｔａ以下になり、且つ型ローラ４６の上昇温度ができるだけ高くなるように加熱手段４７の加熱量を制御することが好ましい。

図６は、薄肉部分Ａ２に対応する型ローラ４６の表面幅方向の加熱量を、薄肉の程度に比例するように調整するようにしたものである。即ち、薄肉部分Ａ２の中でも最も薄い部分に対応する型ローラ表面部分は加熱手段からの距離が遠くなるように、薄肉部分Ａ２の中でも最も厚い部分に対応する型ローラ表面部分は加熱手段からの距離が近くなるように、加熱手段を型ローラ４６の軸線４９に対して傾けて配置した。これにより、薄肉部分Ａ２に対応する型ローラ表面の温度上昇を均一化することができるので、薄肉部分の剥がれ防止や剥離時の剥離性の改善を一層きめ細かに行うことができる。

成形冷却工程１４を経た樹脂シートＡは、引き取りローラ５１、５３（図３、５参照）に引き取られて徐冷工程１６に送られる。

徐冷工程（又はアニーリング工程）１６は、図２に示すように、剥離ローラ５０の下流における樹脂シートＡ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Ａに急激な温度変化を生じた場合、例えば樹脂シートＡの表面近傍が塑性状態になっているのに、樹脂シートＡ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Ａの表面形状が悪化する。また、樹脂シートＡの表裏面に温度差を生じ、樹脂シートＡ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。

徐冷工程１６には、入口と出口を有するトンネル状の徐冷ゾーン５４（又はアニーリングゾーン）が設けられ、徐冷ゾーン５４の前半部では樹脂シートＡを加熱部５５で加熱しながら徐々に自然冷却し、徐冷ゾーン５４の後半部では樹脂シートＡに冷風を当てて強制冷却を行う。

徐冷ゾーン５４の前半部に設ける加熱部５５としては、複数のノズルより温度制御されたエア（温風）を樹脂シートＡに向けて噴出させる構成、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Ａを加熱する構成等、公知の各種手段が採用できる。

徐冷ゾーン５４の前半部には、樹脂シートＡが徐冷搬送される際に、樹脂シートに該樹脂シートＡの搬送を阻害しないように外力を加えて、該樹脂シートＡを本来の反りのない蒲鉾形状に保持するための形状保持手段５６が設けられる。形状保持手段５６としては、例えば図７〜図９に示すものを好適に使用できる。

図７の形状保持手段５６は、蒲鉾形状の樹脂シートＡの凸側の面に１本のコンケーブローラ５８（偏肉形状ローラ）を配置し、反対側の平坦面にローラ面が平坦で真直な１本の真直ローラ６０を配置し、樹脂シートＡを所定の圧力で挟み込むようにしたものである。尚、上述した引き取りローラ５１、５３についても、図７の形状保持手段５６を採用することが好ましい。

図８の形状保持手段５６は、蒲鉾形状の樹脂シートＡの凸側の面に、ローラ面が平坦で短尺な複数の短尺ローラ６２を樹脂シート幅方向に分割配置（図８は２本の短尺ローラ６２で構成）し、反対側の平坦面にローラ面が平坦で真直な１本の長尺ローラ６４を配置し、樹脂シートＡを所定の圧力で挟み込むようにしたものである。短尺ローラ６２の回転軸両端は軸受６６により回転自在に支持されると共に、軸受６６にエアシリンダ６８（外力調整手段）が設けられる。そして、エアシリンダ６８のピストンを伸長させるストロークにより挟み込む圧力を調整する。符号７０は長尺ローラ６４の軸受であり、長尺ローラ６４の軸受７０及短尺ローラ６２のエアシリンダ６８は、図示しない徐冷装置本体に支持される。

図９の形状保持手段５６は、図８と基本的な構造は同様であり、樹脂シート幅方向に配置された短尺ローラ６２の長さを図８よりも更に短く（４本の短尺ローラ６２で構成）して、樹脂シートＡの蒲鉾形状に倣って精密に挟み込むことができるようにしたものである。尚、形状保持手段５６は、図７〜図９の構造に限定するものではなく、要は徐冷搬送される樹脂シートＡの搬送を阻害することなく、樹脂シートＡを反りのない状態での蒲鉾形状に保持できるものであればどのようなものでもよい。例えば、短尺ローラ６２を更に短くした車輪を備えた押圧手段を樹脂シートＡの幅方向に密に配列することで形状保持手段を形成することも可能である。

形状保持手段５６を構成する上記ローラのうち、少なくとも樹脂シートＡの凸側の面に配置されるローラは弾性ローラであることが好ましい。弾性ローラの材質としては例えばシリコンゴム（ＳＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アクリルニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴ）、塩素化ポリエチレンゴム（ＣＰＥ）、フッ素ゴム（ＦＰＭ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハイパロンゴム（ＣＭＳ）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

また、図７〜図９の形状保持手段５６には、型ローラの蒲鉾形状に略一致するように樹脂シート幅方向に徐冷温度分布（図１１の温度分布曲線参照）を付与するための徐冷制御手段（図示せず）が設けられていることが好ましい。

上記の如く徐冷工程１６を構成することにより、徐冷工程１６で樹脂シートＡの内部に反りを発生させるような内部応力（内力）が発生しても、樹脂シートＡは形状保持手段５６による圧力（外力）により本来の反りのない蒲鉾形状に保持されているので、反りを発生しないまま徐冷され、次第に内部応力も緩和される。また、仮に、成形冷却工程１４で樹脂シートＡに反りが発生した場合には、徐冷工程１６における形状保持手段５６による圧力により反りを強制的に矯正した状態で徐冷されるので、次第に反りの原因となっていた内部応力も緩和される。

この場合、形状保持手段５６は、樹脂シートＡの蒲鉾形状面側に配置されたローラは該蒲鉾形状面に沿うように構成されているので、圧力を加えても樹脂シートＡの蒲鉾形状を破損することがない。また、蒲鉾形状面とローラ面との間に隙間が発生しにくいので、樹脂シートＡを本来の反りのない蒲鉾形状に精度良く保持することができる。

また、徐冷制御手段により樹脂シート幅方向での徐冷速度が均一化されるので、徐冷工程１６において反りが発生しないように徐冷できる。また、徐冷工程１６前段の成形冷却工程１４において樹脂シートＡに反りが発生したとしても、その反りを矯正しつつ内部応力を緩和することができる。

この場合、徐冷ゾーン５４入口に設けた最初の形状保持手段５６と接触する樹脂シートＡの表面温度は該樹脂のガラス転移温度Ｔｇ℃以下Ｔｇ−３０℃以上とし、徐冷ゾーン５４の前半部出口、即ち形状保持手段５６での保持が終了する時点における樹脂シートＡの表面温度はＴｇ-２０℃以下Ｔｇ-８０℃以上であることが好ましく、Ｔｇ-５０℃以下Ｔｇ-６０℃以上であることが更に好ましい。

徐冷ゾーン５４に配置される形状保持手段５６の間隔は、樹脂シートＡの搬送方向において、１０００ｍｍ以下であることが好ましく、５００ｍｍ以下であることが更に好ましい。また、形状保持手段５６で樹脂シートＡを挟み込む圧力は、線圧で２００ｋｇｆ／ｃｍ以下１０ｋｇｆ／ｃｍ以上であることが好ましく、５０ｋｇｆ／ｃｍ以下３０ｋｇｆ／ｃｍ以上であることが更に好ましい。

また、徐冷ゾーン５４の後半部には、樹脂シートＡを挟んで上側と下側とに、冷風を噴出して樹脂シートＡを浮上搬送する複数のエアノズル装置７４が設けられる。エアノズル装置７４としては、ウェブ状の搬送物を浮上搬送する際に使用される公知のものを使用できる。これにより、樹脂シートＡはローラに接触しない非接触状態で常温程度まで冷却される。

次に、図２に示すように、徐冷工程１６で冷却された樹脂シートＡ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、反り測定工程１８に送られる。

反り測定工程１８では、反り測定器７８により樹脂シートＡ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Ａの例で説明すると、図１０に示すように、縦６００ｍｍ・横１１００ｍｍに切り出した樹脂シートＡ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Ａと測定基盤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Ａ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、樹脂シートＡの表面（外周）を静電センサなどでスキャンさせ、樹脂シートＡと静電センサとの距離（形状）を計測し、予め作成しておいた計測値と反り量との関係から反り量を求める方式を採用することができる。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１４及び徐冷工程１６にフィードバックして、樹脂シート幅方向における冷却速度及び徐冷速度が均一化するように制御する。即ち、上述した成形冷却工程１４では冷却制御手段５２により、徐冷工程１６では徐冷制御手段により、樹脂シート幅方向に型ローラ４６と略同じ蒲鉾形状の温度分布が形成し、これにより樹脂シート幅方向の冷却速度及び徐冷速度を均一化する。

この場合、蒲鉾形状の樹脂シートＡは、蒲鉾形状の種類や偏肉分布の度合い等により反りが生じる場合と生じない場合があるので、反りが所定基準を超えている場合のみ、フィードバックすればよい。反りが生じていないにもかかわらず樹脂シート幅方向における冷却速度及び徐冷速度を画一的に制御すると、却って良くない場合がある。

図２に示すように、反り測定工程１８の下流には、ラミネート工程２２、裁断・切断工程２４、及びストッカー７９を備えた積載工程２６が順に設けられる。このうち、ラミネート工程２２は、樹脂シートＡ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Ａ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。

裁断・切断工程２４は樹脂シートＡの幅方向両端部分（耳部）を切除すると共に樹脂シートＡ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９０Ａ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。

上記の如く構成された偏肉樹脂シートの製造装置によれば、ダイ４４より押し出したシート状の樹脂シートＡを、型ローラ４６とニップローラ４８とで挟圧することにより、樹脂シートＡを蒲鉾形状に成形すると共に冷却固化した後、剥離ローラ５０により型ローラ４６から剥離する。型ローラ４６より剥離した樹脂シートＡを、水平方向に搬送し、徐冷ゾーン５４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Ａの製品として収容する。この場合、ダイ４４から押し出す樹脂シートＡ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４６の周速も略これに一致させる。尚、型ローラ４６、ニップローラ４８、及び剥離ローラ５０の各ローラの速度ムラは、設定値に対して１％以内になるように制御することが好ましい。

本発明では、かかる成形冷却工程１４において、ニップ位置直前における型ローラ表面のローラ幅方向のうち、区分けした薄肉部分Ａ２に対応する型ローラ４６の表面部分のみを部分加熱するようにした。これにより、ニップされてから剥離ローラ５０により型ローラ４６から剥離されるまでの間、即ち樹脂シートＡが型ローラ４６にラップされている間、樹脂シートＡの薄肉部分Ａ２のみの冷却速度を遅くすることができる。従って、樹脂シートＡを剥離ローラ５０で剥離する前に、樹脂シートＡの薄肉部分Ａ２だけが型ローラ４６から剥がれてしまうという問題を解消できると共に、厚肉部分Ａ１が剥離時に剥離されないという弊害も起こらない。従って、成形された偏肉樹脂シートの面状不良や製造中に樹脂シートＡの搬送不良に起因して樹脂シートＡが捻じれてしまうということもない。

図１１及び図１２は、偏肉樹脂シートの製造装置の制御システムを示したものである。尚、図１１及び図１２の測定装置は、上述した反り測定器７８の他に、樹脂シートＡの厚みを測定する厚み測定器、樹脂シートＡの光透過率を測定する透過率測定器、樹脂シートＡの表面粗さを測定する粗さ測定器、樹脂シートＡのレターデーションを測定するレターデーション測定器等の各種の測定器を含む装置である。

図１１に示すように、測定装置で測定された各種の測定データは、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller：シーケンサ）を含むＤＣＳ（Distributed Control System：分散制御システム）に入力される。また、各機器からは運転データがＤＣＳに入力される。ＤＣＳは、測定データ及び運転データを記憶すると共に、測定データ及び運転データに基づいて各機器を適正に制御するための演算を行う。そして、演算により得られた制御信号が自動計量機、混合器、ホッパー、押出機、ダイ、成形冷却ローラ、徐冷機、及び振分装置の各機器に出力される。ここで、振分装置は、樹脂シートの不良品を製造ラインから廃棄除去箱に排除するための装置であり、反り、厚み、透過率、表面粗さ、レターデーション等の評価項目の規格品外の樹脂シートが不良品として除去される。

ＤＣＳによる各機器の具体的な制御としては、図１２に示すように、原料工程では、自動計量機の混入量制御、スクリュウーポンプ又はギアポンプ等の定量ポンプを制御することによる押出機からダイへの溶融樹脂の押出量制御を行う。原料工程では、ダイ幅方向における樹脂シートの流量制御を行う。成形冷却工程では、成形冷却ローラ（型ローラ、ニップローラ、剥離ローラ）の各回転駆動部の制御、互いのローラの間隙を調整する間隙駆動部の制御、各温度制御部、及び加熱手段４７の制御を行う。徐冷工程の前半部では温度制御部の制御や形状保持手段の圧力制御部の制御を行うと共に、後半部の浮上搬送ではエア搬送駆動部の制御を行う。また、フィードローラ（引取ローラ）駆動部、ラミネータ駆動部、裁断機駆動部、カッター駆動部、端面仕上げ駆動部等を制御する。

尚、本発明の実施の形態では、蒲鉾形状の偏肉樹脂シートを製造する例で説明したが、これに限定するものではなく、楔形状の偏肉樹脂シート等のように、樹脂幅方向で肉厚分布を有する偏肉樹脂シートに適用できる。この楔形状の偏肉樹脂シートの場合には、蒲鉾形状の偏肉樹脂シートを製造して半分に切断することで製造できる。

（実施例１）
ＰＭＭＡ（旭化成製８０ＮＨ、ガラス転移温度１１０℃）を、温度２６０℃に設定したダイ４４より１００ｋｇ／ｈｒにて押し出し、ニップローラ４８、型ローラ４６、剥離ローラ５０、徐冷ゾーン５４を経て、シート幅方向の断面形状が図１３（Ｂ）の蒲鉾形状の偏肉樹脂シートを製造した。偏肉樹脂シートは、幅５４５ｍｍ、最薄部２ｍｍ、最厚部３．５ｍｍであった。

そして、図３のように、ニップ位置直前の型ローラ４６の上方に、型ローラ表面のローラ幅方向のうち、樹脂シートＡの薄肉部分Ａ２に対応する型ローラ４６の表面部分のみを部分加熱するように一対の高周波誘導加熱コイル（加熱手段４７）を設けた。即ち、型ローラ４６の加工深さが浅いローラ両端部（樹脂シートＡの薄肉部分に対応）に、型ローラ４６の軸線４９（図６参照）と平行になるように一対の高周波誘導加熱コイルを配置し、樹脂シートＡの端部と高周波誘導コイルの端部が揃うようにした。高周波誘導加熱コイルは、型ローラ軸線方向の長さが２００ｍｍ、型ローラ円周方向の長さが１００ｍｍになる大きさのものを使用した。また、薄肉部分Ａ２の中でも最も薄い部分に対応する型ローラ表面部分と、高周波誘導コイルとの距離が２８ｍｍとなるようにした。また、型ローラ４６の材質はＳ５４Ｃで表面にクロムメッキ処理を施した。

そして、高周波誘導加熱コイルに２００Ｖの電圧、１００Ａの電流を周波数２５ｋＨｚで流すことで、型ローラ４６の表面温度を１０℃上昇させた。尚、高周波誘導加熱コイルに電流を流さない状態でのニップローラ４８、型ローラ４６、剥離ローラ５０の表面温度はそれぞれ７０℃、９０℃、９５℃に設定した。

その結果、樹脂シートＡが型ローラ４６とニップローラ４８とでニップされてから、剥離ローラ５０により型ローラ４６から剥離されるまでの間、樹脂シートＡの薄肉部分Ａ２が型ローラから剥がれることはなかった。また、剥離の際に、樹脂シートＡの厚肉部分Ａ１が剥離されにくくなることもなかった。尚、樹脂シートＡが型ローラ４６から剥がれると、樹脂シートＡと型ローラ４６との間に空気層が形成されるため、型ローラ４６に密着している樹脂シートに比べて色が濃くなるので、剥がれたか否かは目視により評価することができる。

（実施例２）
実施例１の条件で、高周波誘導コイルに流す電流を１３０Ａにしたところ（型ローラの表面温度１５℃）、実施例１と同様の結果を得ることができた。

（実施例３）
実施例１の条件で、図６に示したように、高周波誘導加熱コイルを型ローラ４６の軸線４９に対して傾けて（５°傾斜）設置し、薄肉部分Ａ２の中でも厚い部分ほど即ち型ローラ４６の深く加工された部分ほど型ローラ表面と高周波誘導加熱コイルとの距離を近づけて加熱量が多くなるようにした。

その結果、実施例１に比べて、薄肉部分の型ローラ４６に対する密着性が良くなったと共に、樹脂シートＡを剥離する際にも、実施例１及び２に比べて薄肉部分の型ロールからの剥離が良好になった。

（実施例４）
実施例１の条件で、樹脂シート幅方向断面形状が図５のように蒲鉾形状が２個連なった偏肉樹脂シートを製造した。この偏肉樹脂シートは、幅５４５ｍｍ、最薄部２ｍｍ、最厚部３．５ｍｍであり、樹脂シート Ａの両端部と中央部とに薄肉部分が形成されるので、図５のように型ローラ４６の幅方向両端部と中央部との３箇所に高周波誘導コイルを配置した。

その結果、樹脂シートＡが型ローラ４６とニップローラ４８とでニップされてから、剥離ローラ５０により型ローラ４６から剥離されるまでの間、３箇所の薄肉部分ともに型ローラ４６から剥がれることはなかった。また、剥離の際に、樹脂シートＡの厚肉部分Ａ１が剥離されにくくなることもなかった。

（比較例１）
高周波誘導コイルに通電しなかった場合、ニップローラ４８と型ローラ４６のニップ部直後から、樹脂シートＡの薄肉部分Ａ２が型ローラ４６から剥がれてしまった。

（実施例５）
高周波誘導コイルに流す電流を６０Ａにし、薄肉部分に対応する型ローラ表面温度の上昇が５℃に達しないようにしたところ、薄肉部分Ａ２の型ローラ４６に対する密着性は比較例１に比べて改良されたが、型ローラ４６にラップしているラップ後半部分で薄肉部分の色がやや濃くなる傾向にあり、薄肉部分と型ローラとの密着性が悪くなっていることが分かった。

本発明の偏肉樹脂シートの製造方法のフローを説明する工程図 本発明の偏肉樹脂シートの製造方法を実施する装置の概念図 蒲鉾形状の偏肉樹脂シートを成形する場合の型ローラ周辺の主要構成を説明する説明図 型ローラと加熱手段との配置関係を説明する説明図 蒲鉾形状が２個連なった偏肉樹脂シートを成形する場合の型ローラ周辺の主要構成を説明する説明図 型ローラと加熱手段との配置関係の別態様を説明する説明図 形状保持手段の一例を説明する説明図 形状保持手段の別の態様を説明する説明図 形状保持手段の更に別の態様を説明する説明図 樹脂シートの反りを説明する説明図 偏肉樹脂シートの製造装置の制御システムを説明する説明図 偏肉樹脂シートの製造装置の制御システムで駆動される機器を説明する説明図 偏肉樹脂シートの形状の一例を説明する説明図

符号の説明

１０…原料工程、１２…押出工程、１４…成形冷却工程、１６…徐冷工程、１８…反り測定工程、２０…制御工程、２２…ラミネート工程、２４…裁断・切断工程、２６…積載工程、２８…原料サイロ、３０…添加物サイロ、３２…自動計量機、３４…混合器、３６…ホッパー、３８…押出機、４０…定量ポンプ、４２…供給管、４４…ダイ、４６…型ローラ、４７…加熱手段、４８…ニップローラ、５０…剥離ローラ、５２…冷却制御手段、５４…徐冷ゾーン、５５…加熱部、５６…形状保持手段、５８…コンケーブローラ、６０…真直ローラ、６２…短尺ローラ、６４…長尺ローラ、６６…軸受、６８…エアシリンダ、７０…軸受、７４…エアノズル装置、７６…フィードローラ、７８…反り測定器、７９…ストッカー、８０…測定基盤、８２…リール、８４…保護フィルム、８６…ニップローラ、８８…切断機、９０…裁断機、Ａ…樹脂シート、Ａ１…厚肉部分、Ａ２…薄肉部分

Claims (6)

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、
   前記成形冷却工程には、
   前記シート厚みに偏りのある偏肉樹脂シートの薄肉部分と厚肉部分とのうち、前記薄肉部分に対応する型ローラ表面部分のみを、前記ニップ位置直前において部分加熱する部分加熱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。
2. 前記偏肉樹脂シートの幅方向のうち、該偏肉樹脂シートの最大厚みをａとしたときに、２ａ／３の厚み以下の樹脂シート部分を薄肉部分として区分けすることを特徴とする請求項１の偏肉樹脂シートの製造方法。
3. 前記型ローラ表面を高周波誘導加熱方式の加熱手段で部分加熱することを特徴とする請求項１又は２の偏肉樹脂シートの製造方法。
4. 前記薄肉部分に対応する型ローラ表面部分のうち、薄肉の程度に比例するように部分加熱の加熱量を調整することを特徴とする請求項１〜３の何れか１の偏肉樹脂シートの製造方法。
5. 前記部分加熱により前記薄肉部分に対応する型ローラの表面温度を５℃〜２０℃上昇させることを特徴とする請求項１〜４の何れか１の偏肉樹脂シートの製造方法。
6. 溶融した樹脂をダイからシート状に押し出し、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した後、前記型ローラから剥離した樹脂シートを徐冷することにより、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、
   前記ニップ位置直前の前記型ローラの上方には、型ローラ表面のローラ幅方向のうち、前記樹脂シートの薄肉部分に対応する型ローラの表面部分のみを部分加熱する加熱手段が設けられることを特徴とする偏肉樹脂シートの製造装置。

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