JP2013035155A - 押圧ロールの洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単にかつ短時間に残留物を押圧ロールから除去できる洗浄方法を提供すること。
【解決手段】押圧することで樹脂シート３０を成形するための押圧ロール１４Ｃの洗浄方法であって、押圧ロール１４Ｃの表面に、ドライアイス４２、又は、気体状態、液体状態若しくは固体状態の水を衝突させる工程を有する、洗浄方法を提供する。押圧ロール１４Ｃの表面にドライアイス４２等を衝突させることで、残留物５０へ物理的衝撃が加わる。この衝撃によって、残留物５０が押圧ロール１４Ｃの表面から剥離するため、短時間で簡単に押圧ロール１４Ｃの洗浄ができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、押圧ロールの洗浄方法に関するものである。

樹脂シートの製造方法は、一般的に、加熱溶融された樹脂を押し出し、大気中で押圧ロールに押し当ててシート状に成形する押出成形が広く用いられている（例えば、特許文献１）。押圧ロールを用いた樹脂シートの成形は、光学シート、食品包装用樹脂シート、包装用テープ、テーブルクロス等の装飾用樹脂シート等、様々な分野において利用されている。

特開平１１−５２４１号公報

上記押出成形において、加熱溶融された樹脂を成形する押圧ロールは、長期間使用していると、樹脂、樹脂の加熱分解物、添加剤等が押圧ロールに残留物（汚れ）として付着する。押圧ロールは、樹脂シートの製造において後半の工程で用いられているため、押圧ロールに残留物があると、成形した樹脂シートに残留物が付着してしまい、樹脂シートの品質に影響を及ぼす傾向がある。

これまで、押圧ロールに付着した残留物は主に布やブラシ等を用いて手作業で除去しているが、労力と時間とがかかっていた。特に、樹脂シートの表面に凹凸形状を転写する転写型が周面に形成されている押圧ロールでは、必要となる労力と時間とがより大きなものとなり、更なる改善が求められていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単にかつ短時間に残留物を押圧ロールから除去できる洗浄方法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、押圧することで樹脂シートを成形するための押圧ロールの洗浄方法であって、押圧ロールの表面に、ドライアイス、又は、気体状態、液体状態若しくは固体状態の水を衝突させる工程を有する、洗浄方法を提供する。

押圧ロールの表面にドライアイス又は各状態の水等を衝突させることで、残留物へ物理的衝撃が加わる。この衝撃によって、残留物が押圧ロールの表面から除去されるため、短時間で簡単に押圧ロールの洗浄ができる。そして、ドライアイス及び各状態の水は、押圧ロールの洗浄後、自然に昇華又は蒸発するため、ドライアイス又は各状態の水を押圧ロールから除去するための後工程の必要がない。すなわち、洗浄の工程が簡略化される。

本発明は、樹脂シートが光学シート用の樹脂シートであり、樹脂シートの表面に凹凸形状を転写するための転写型が、押圧ロールの周面に形成されている場合に好ましく適用される。

本発明は、転写型は溝部を有し、溝部の深さＤは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであり、溝部の幅Ｗが０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍである場合に好ましく適用される。

さらに本発明は、溝部の深さと溝部の幅との比Ｄ／Ｗが０．２〜１．５である場合に好ましく適用される。

また本発明は、上記樹脂が光を透過する樹脂である場合に好ましく適用される。上記洗浄方法により洗浄された押圧ロールを用いて光を透過する樹脂をシート状に成形することで、光を透過する樹脂を含む樹脂シートに上記残留物が付着することが抑えられる。つまり、樹脂シートの外観が設計どおりになりやすい。そのため、上記光を透過する樹脂を含む樹脂シートを用いた製品の製造歩留まりが更に向上する。

本発明によれば、簡単にかつ短時間に残留物を押圧ロールから除去できる洗浄方法を提供することが可能になる。

本実施形態の洗浄方法で洗浄される押圧ロールを含む樹脂シートの製造装置を示す模式図である。 本実施形態に係る押圧ロールの模式図である。 本実施形態に係る樹脂シートの一実施形態を示す斜視図である。 本実施形態に係る押圧ロールの洗浄方法を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の押圧ロールの洗浄方法の一実施形態について説明する。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

（樹脂シートの製造装置）
図１は、本実施形態の洗浄方法で洗浄される押圧ロールを含む樹脂シートの製造装置を示す模式図である。図１に示される樹脂シートの製造装置１０により、樹脂シート３０が製造される。樹脂シートの製造装置１０は、加熱溶融状態の樹脂を連続的に押し出すダイ１２と、ダイ１２から押し出された連続樹脂シート３０Ａを連続樹脂シート３０Ａの厚み方向の両側から押圧する第１押圧ロール１４Ａ及び第２押圧ロール１４Ｂと、第２押圧ロール１４Ｂの周面に沿って搬送された連続樹脂シート３０Ａを、連続樹脂シート３０Ａの厚み方向の両側から第２押圧ロール１４Ｂと共に押圧する第３押圧ロール１４Ｃとを備えている。また、樹脂シートの製造装置１０は、樹脂をダイ１２に供給する押出機１６及び１８を更に備えてもよい。押出機１６は例えばスクリュー径４０ｍｍφの単軸押出機である。押出機１８は例えばスクリュー径２０ｍｍφの単軸押出機である。

第１押圧ロール１４Ａ、第２押圧ロール１４Ｂ及び第３押圧ロール１４Ｃは、例えば互いに平行な回転軸周りに回転可能である。第１押圧ロール１４Ａ及び第２押圧ロール１４Ｂは、連続樹脂シート３０Ａの厚み方向に離間して配置され、互いの周面同士の間隔は、連続樹脂シート３０Ａの厚みに応じて設定されている。第２押圧ロール１４Ｂ及び第３押圧ロール１４Ｃも、連続樹脂シート３０Ａの厚み方向に離間して配置され、互いの周面同士の間隔は、連続樹脂シート３０Ａの厚みに応じて設定されている。

第１押圧ロール１４Ａ、第２押圧ロール１４Ｂ及び第３押圧ロール１４Ｃの直径は例えば１００ｍｍ〜５００ｍｍである。第１押圧ロール１４Ａ及び第２押圧ロール１４Ｂの周面は例えば鏡面である。

図２（ａ）は、第３押圧ロール１４Ｃの斜視図である。第３押圧ロール１４Ｃの周面には、連続樹脂シート３０Ａの表面に凹凸形状を転写して、樹脂シート３０を得るための転写型２４が形成されている。すなわち、転写型２４は樹脂シート３０の表面に形成される凹凸形状を反転した型に対応する。第３押圧ロール１４Ｃの転写型２４には、第３押圧ロール１４Ｃの周面に設けられた複数の溝部２６が形成されている。溝部２６は、図３に示した樹脂シート３０の凸部３５に対応している。例えば、溝部２６は、第３押圧ロール１４Ｃの周方向に連続して形成されている溝である。複数の溝部２６は、第３押圧ロール１４Ｃの回転軸方向において互いに平行に形成されている。図２（ｂ）は、図２（ａ）をＩＩｂ線で切った断面図である。溝部２６の深さＤは、例えば０．１〜０．５ｍｍである。溝部２６の幅Ｗは、例えば０．０５〜０．５ｍｍである。さらに、このときの深さＤと幅Ｗとは、それらの比Ｄ／Ｗが、０．２〜１．５となる値が好ましい。溝部２６の断面形状は、凸部３５の形状に応じて決定され、例えば、半円形状、半楕円形状等が挙げられる。また、溝部２６の断面形状は、プリズム形状に対応した鋭角部を有するＶ字型形状でもよい。溝部２６は、例えば、ダイヤモンドバイトや金属砥石等を用いた除去加工、レーザー加工、ケミカルエッチング等を用いて形成される。第３押圧ロール１４Ｃの転写型２４には、クロムめっきが施されていてもよい。このような転写型２４を有する第３押圧ロール１４Ｃを備える製造装置１０により図３に示す樹脂シート３０が製造される。

図３は、本実施形態に係る樹脂シートの一実施形態を示す斜視図である。以下の説明では、図３に示すように、樹脂シート３０の厚み方向をＺ方向と称し、Ｚ方向に直交する２方向であって、互いに直交する２方向をそれぞれＸ方向及びＹ方向と称す。図３に示される樹脂シート３０は、長尺の樹脂シート３０が所定のサイズに切断されたものである。

樹脂シート３０の表面３１には、Ｘ方向に延在すると共に、Ｙ方向に並列配置された樹脂シートの複数の凸部３５が形成されている。これにより、樹脂シート３０の表面３１の形状は凹凸形状となっている。凸部３５は、第３押圧ロール１４Ｃの転写型２４によって形成される。

樹脂シート３０の一例は、光を透過する樹脂から形成される光学シート用の樹脂シートである。この場合、樹脂の屈折率は、例えば１．４９〜１．５９である。樹脂の例は、熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン及びポリカーボネートが挙げられる。また、樹脂シート３０は、光拡散剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤及び帯電防止剤等の添加剤を含んでもよい。

樹脂シート３０が適用される光学シートの例は導光板及び光拡散板を含む。導光板及び光拡散板は、例えば透過型画像表示装置（例えば液晶ディスプレイ）に搭載されうる。この場合、導光板及び光拡散板は光源と共に面光源装置（例えばバックライト）を構成し、光源からの光を面状の光に変換する部材として機能する。さらに、樹脂シート３０が適用される光学シートは、拡散フィルム、プリズムフィルム及び輝度向上フィルムであってもよい。

樹脂シート３０を導光板として用いる場合、通常、樹脂シート３０の背面３２（表面３１と反対側の面）には、側面３３から入射した光を乱反射させる反射加工が施される。反射加工として行う印刷の方法としては、シルク印刷のほかに、インクジェット印刷を行ってもよい。あるいは反射加工の方法としては、印刷ではなく、レーザー照射によりドット形状の凹凸を付与してもよい。樹脂シート３０を光拡散板、拡散フィルム、プリズムフィルム及び輝度向上フィルムとして用いる場合、樹脂シート３０自体が光拡散板、拡散フィルム、プリズムフィルム及び輝度向上フィルムとして機能しうる。

以上述べたように樹脂シート３０は、転写型２４を有する第３押圧ロール１４Ｃを利用して成形される。この場合、樹脂、樹脂の加熱分解物、添加剤等が第３押圧ロール１４Ｃの転写型２４に残留物として付着する傾向がある。そのため、第３押圧ロール１４Ｃを洗浄する必要がある。次に押圧ロールの洗浄方法について説明する。

（押圧ロールの洗浄方法）
図４（ａ）及び図４（ｂ）は押圧ロールの洗浄方法の一例を示す模式図である。第３押圧ロール１４Ｃを洗浄する場合を例にして押圧ロールの洗浄方法を説明する。本実施形態に係る押圧ロールの洗浄方法では、例えば図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、第３押圧ロール１４Ｃの転写型２４の表面に、ノズル４０から噴射したドライアイス４２を衝突させることによって第３押圧ロール１４Ｃを洗浄する。第３押圧ロール１４Ｃのように転写型２４を有する場合、転写型２４の溝部２６の大きさより小さい粒子状のドライアイス４２をノズル４０から噴射させる。ドライアイス４２を噴射するためのノズル４０を備える装置は、特に制限はなく市販の装置が使用可能である。具体的には、エア・ウォーター株式会社製のクイックスノー装置が挙げられる。以下、一例としてエア・ウォーター株式会社製のクイックスノー装置を用いた場合の噴射条件について述べる。

ドライアイス４２を噴射するときのドライアイス量は、適宜設定が可能であるが、２〜５ｋｇ／ｈが好ましく採用される。例えばドライアイス量は、３ｋｇ／ｈである。

ドライアイス４２を噴射するときのエアー圧力は、適宜設定が可能であるが、０．４〜０．７ＭＰａが好ましく採用される。例えば、エアー圧力は、０．６ＭＰａである。

ドライアイス４２を噴射するときの噴射時間は、適宜設定が可能であるが、１〜１０秒間が好ましく採用される。例えば、噴射時間は、１秒間である。

ここで従来の洗浄方法と比較しながら本実施形態に係る洗浄方法の作用効果について説明する。従来、押圧ロールの洗浄は、アルコール、ベンジン等の残留物を溶かす溶剤を染みこませた布で、押圧ロールの表面に付着した残留物を拭き取ることによって行われていた。従来の方法では、第３押圧ロール１４Ｃのように転写型２４がある場合、布で拭き取ろうとしても溝部２６の奥まで布が届かないため、残留物５０が溝部２６に残ってしまう傾向があった。また、爪楊枝等の先が尖ったもの及びブラシ等を用いて残留物５０を手作業で除去する方法もあったが、一般に、第３押圧ロール１４Ｃの溝部２６を有する部分の表面積は広く、このような方法では多くの時間及び労力が必要であった。また、溝部２６の幅が狭く、溝部２６の深さが深い程、洗浄が困難であった。

これに対して、本実施形態に係る押圧ロールの洗浄方法では、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示したようにドライアイス４２をノズル４０から第３押圧ロール１４Ｃに対して噴射する。この場合、ノズル４０から噴射したドライアイス４２が、第３押圧ロール１４Ｃの転写型２４が有する溝部２６に付着した残留物５０に衝突すると、衝突時の物理的衝撃によって残留物５０が溝部２６から除去される。このようにドライアイス４２を吹きつけることにより残留物５０が除去されるので、第３押圧ロール１４Ｃが短時間で簡単に洗浄できる。さらに、ドライアイス４２を残留物５０に衝突させたとき、急激な温度変化と熱膨張率の差による溝部２６と残留物５０との境界面に発生する引張力、又は、残留物５０に侵入したドライアイス４２の昇華による体積膨張によって残留物５０が溝部２６から剥離されうる。

そして、ドライアイス４２は自然に昇華するので、ドライアイス４２を第３押圧ロール１４Ｃの転写型２４に噴射しても、その後溝部２６からドライアイス４２を除去するための後工程の必要がなく、洗浄の工程が簡略化される。この点においても、第３押圧ロール１４Ｃが短時間で簡単に洗浄できる。

本実施形態に係る押圧ロールの洗浄方法では、第３押圧ロール１４Ｃの転写型２４が形成する溝部２６の幅が狭く、深さが深くても洗浄が可能である。そして、本実施形態に係る押圧ロールの洗浄方法は、第３押圧ロール１４Ｃの転写型２４が形成する溝部２６の幅が狭く、深さが深い程、より好ましく適用される。例えば、溝部２６の深さと溝部２６の幅との比Ｄ／Ｗが０．２〜１．５である溝部２６を有する転写型２４に対して、上記洗浄方法が好ましく適用される。

上記では、周面に転写型２４が形成されている第３押圧ロール１４Ｃを例に説明したが、第１押圧ロール１４Ａ及び第２押圧ロール１４Ｂのような、周面が鏡面である押圧ロールに対して本実施形態に係る洗浄方法を適用してもよい。また、洗浄を行う際、押圧ロールは樹脂シートの製造装置１０に設置された状態であってもよいし、製造装置１０から取り外された状態であってもよい。

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形が可能である。例えば、ドライアイス４２の代わりに水が用いられてもよい。水は、気体状態、液体状態、固体状態又はこれらが混在した状態で用いられうる。混在した状態の例は、シャーベット状である。水を用いた場合のノズル４０を備える装置は、上述した各状態の少なくとも１つの状態の水を、押圧ロールの洗浄が可能な噴射条件で噴射できるものであればよい。具体的には、株式会社ＦＥＢＡＣＳ製のシャーベット洗浄装置が挙げられる。この場合、噴射条件としては、水量は３〜２０ｍｌ／ｍｉｎが好ましく、エアー圧力は、０．３〜０．７ＭＰａが好ましく、噴射時間は、５〜１０秒間が好ましく採用される。噴射条件の例としては、例えば水量２０ｍｌ／ｍｉｎ、エアー圧力０．６５ＭＰａで１０秒間噴射する条件等が挙げられる。

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜原材料＞
実施例１、２及び比較例１においては、連続樹脂シート３０Ａを形成するためにアクリル系樹脂（住友化学株式会社製、ＥＸＮ)を用いた。

＜実施例１＞
第３押圧ロール１４Ｃとして、溝部２６の深さＤが２２２μｍであり、溝部２６の幅Ｗが４００μｍである転写型２４をもつ押圧ロールを樹脂シートの製造装置１０に取り付けた。アクリル系樹脂（住友化学株式会社製、ＥＸＮ)をスクリュー径４０ｍｍφ単軸押出機１６にて２００℃〜２４５℃で溶融混練し、幅２５０ｍｍのマルチマニホールドダイ１２を経由してダイ温度２４５℃でシート状に押出しして樹脂シート３０を製造した。押出した後の第３押圧ロール１４Ｃを取り外し、シャーベット洗浄装置（株式会社ＦＥＢＡＣＳ製、商品名）を用いて汚染部分（残留物５０が付着している部分）を洗浄した。洗浄時には、水量２０ｍｌ／ｍｉｎ、エアー圧力０．６５ＭＰａでノズルから噴射した水及び氷を１０秒間、第３押圧ロール１４Ｃに衝突させた。

＜実施例２＞
第３押圧ロール１４Ｃとして、溝部２６の深さＤが１８３μｍであり、溝部２６の幅Ｗが４００μｍである転写型２４をもつ押圧ロールを用いたこと以外は、実施例１と同様の手順で、樹脂シート３０を製造した。押出した後の第３押圧ロール１４Ｃを取り外し、クイックスノー装置(エア・ウォーター株式会社製)を用いて汚染部分を洗浄した。洗浄時には、ドライアイス量３ｋｇ／ｈ、エアー圧力０．４ＭＰａでノズルから噴射したドライアイスを１秒間、第３押圧ロール１４Ｃに衝突させた。

＜比較例１＞
実施例１と同様の手順で、樹脂シート３０を製造した。押出した後の第３押圧ロール１４Ｃを取り外し、乾いた布を用いて汚染部分を手作業によって２０秒間拭いた。

＜洗浄結果の評価方法＞
洗浄の前後において、第３押圧ロール１４Ｃの汚染部分をマイクロスコープ（キーエンス社製、商品名ＶＨＸ−１０００）を用いて目視で観察した。汚染部分から残留物が除去されていた場合、洗浄結果を○とした。汚染部分に残留物が残っていた場合、洗浄結果を×とした。結果を表１に示す。

実施例１及び２は、比較例１と比べて短い洗浄時間で、マイクロスコープで汚染部分を観察しても残留物が確認できない程に良好な洗浄結果が得られることがわかった。更にドライアイスを用いた実施例２は、水及び氷を用いた実施例１に比べて洗浄時間を１０分の１まで短縮することができた。

１４Ｃ…第３押圧ロール、２４…転写型、２６…溝部、３０…樹脂シート、４２…ドライアイス。

Claims (5)

1. 押圧することで樹脂シートを成形するための押圧ロールの洗浄方法であって、
   前記押圧ロールの表面に、ドライアイス、又は、気体状態、液体状態若しくは固体状態の水を衝突させることによって前記押圧ロールを洗浄する工程を有する、洗浄方法。
2. 前記樹脂シートが光学シート用の樹脂シートであり、
   前記樹脂シートの表面に凹凸形状を転写するための転写型が、前記押圧ロールの周面に形成されている、請求項１に記載の洗浄方法。
3. 前記転写型は溝部を有し、前記溝部の深さＤは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであり、前記溝部の幅Ｗが０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍである、請求項２に記載の洗浄方法。
4. 前記溝部の深さと前記溝部の幅との比Ｄ／Ｗが０．２〜１．５である、請求項３に記載の洗浄方法。
5. 前記樹脂が光を透過する樹脂である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の洗浄方法。

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