JP7413096B2 - フィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、フィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置に関する。

樹脂フィルムは、成形性や耐食性等の機械特性等に優れており、軽量かつ加工しやすく、他の樹脂材料とも融合しやすい等の利点から、装飾材料、包装材料、接着性フィルム、光学部材等、極めて広汎な用途に利用されている。

例えば、半導体の基板等の薄板状積層物を製造する場合、基材表面にフィルム状の樹脂層が積層される。この薄板状積層物は、薄板状基材上の樹脂層に所定の凹凸形状が転写され、エッチングすることにより、基材表面に樹脂層の凹凸形状に対応した凹凸構造が形成される（例えば、特許文献１参照）。上記薄板状積層物の樹脂層への転写では、例えば、図１６に示すように、基材２２１に樹脂層２２２が積層された被加工材２２０に対し、凹凸面形状の金型面２１１を有する金型２１０を樹脂層２２２側に配置して、金型２１０を介して加圧することにより、樹脂層２２２に凹凸形状２２３が形成される。なお、図の符号２００はプレス装置等の加圧手段、２０１は加圧手段２００の機台を表す。

このような基板表面の凹凸構造等は、所定の機能性を発揮するものであることから、高い精密さが要求される。しかしながら、薄板状積層物のフィルム状樹脂層は極めて肉薄であることから、樹脂層に凹凸形状を高精度で安定して形成することは困難である。特に、基板表面の凹凸は微細であった場合には、加工精度の良し悪しが機能性に大きな影響を及ぼすことになるため、加工精度の向上が求められている。

特開２０１８－２００９３１号公報

本発明は、上記状況に鑑み提案されたものであり、薄板状基材に積層されたフィルム状樹脂層に高精度で安定して凹凸形状を形成することができるフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置を提供する。

すなわち、請求項１の発明は、薄板状基材の少なくとも一面側にフィルム状樹脂組成物を積層した被加工材を金型によって挟圧して前記基材にフィルム状樹脂層を一体に形成した薄板状積層物を得るための製造装置であって、前記金型は、前記被加工材の両面側に配置されて前記被加工材を挟持するとともに、金型保持構造体により保持され、前記製造装置は、前記被加工材が挟持された前記金型を保持する前記金型保持構造体を作成するセット装置を有するセット部と、前記金型を前記フィルム状樹脂組成物の熱変形温度に加熱する加熱装置を有する加熱部と、前記金型が加熱された後の金型保持構造体を２つの加圧ロール間に導入し前記加圧ロールの回転により前記金型外面から挟圧して前記フィルム状樹脂組成物と前記基材とを一体に熱圧着してフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物に形成する挟圧ロール装置を有する加圧部と、前記挟圧後の金型保持構造体から前記金型を取り外す取出装置を有する取出部とを有し、前記金型保持構造体が前記セット部と、前記加熱部と、前記加圧部と、前記取出部との間を移動可能に構成されることを特徴とするフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置に係る。

請求項２の発明は、前記加熱装置が前記被加工材を挟持した金型を加熱する請求項１に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置に係る。

請求項３の発明は、前記加熱装置が前記被加工材を挟持していない金型を加熱する請求項１に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置に係る。

請求項４の発明は、前記挟圧ロール装置で挟圧された前記金型を冷却する冷却装置を有する冷却部を備え、前記金型保持構造体が前記冷却部に移動可能に構成される請求項１ないし３のいずれか１項に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置に係る。

請求項５の発明は、前記セット装置と前記取出装置とが共通する装置である請求項１ないし４のいずれか１項に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置に係る。

請求項６の発明は、前記基材が厚さ１ｍｍ以下の薄板状物で前記フィルム状樹脂組成物の厚みが５００μｍ以下である請求項１ないし５のいずれか１項に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置に係る。

請求項７の発明は、前記基材の両面にフィルム状樹脂組成物がそれぞれ積層された請求項１ないし６のいずれか１項に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置に係る。

請求項８の発明は、前記被加工材が複数配置され前記各被加工材の両面側に金型が配置されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置に係る。

請求項９の発明は、前記フィルム状樹脂組成物が装飾性又は接着性もしくは導電性の機能性樹脂組成物からなる請求項１ないし８のいずれか１項に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置に係る。

請求項１０の発明は、前記金型の金型面が微細な凹凸面形状を有する請求項１ないし９のいずれか１項に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置に係る。

請求項１の発明に係るフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置によると、薄板状基材の少なくとも一面側にフィルム状樹脂組成物を積層した被加工材を金型によって挟圧して前記基材にフィルム状樹脂層を一体に形成した薄板状積層物を得るための製造装置であって、前記金型は、前記被加工材の両面側に配置されて前記被加工材を挟持するとともに、金型保持構造体により保持され、前記製造装置は、前記被加工材が挟持された前記金型を保持する前記金型保持構造体を作成するセット装置を有するセット部と、前記金型を前記フィルム状樹脂組成物の熱変形温度に加熱する加熱装置を有する加熱部と、前記金型が加熱された後の金型保持構造体を２つの加圧ロール間に導入し前記加圧ロールの回転により前記金型外面から挟圧して前記フィルム状樹脂組成物と前記基材とを一体に熱圧着してフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物に形成する挟圧ロール装置を有する加圧部と、前記挟圧後の金型保持構造体から前記金型を取り外す取出装置を有する取出部とを有し、前記金型保持構造体が前記セット部と、前記加熱部と、前記加圧部と、前記取出部との間を移動可能に構成されるため、金型に対して均一に加圧力が作用して加圧むらの発生が抑制され、薄板状基材に積層されたフィルム状樹脂層に高精度で安定して凹凸形状を形成することができる。

請求項２の発明に係るフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置によると、請求項１の発明において、前記加熱装置が前記被加工材を挟持した金型を加熱するため、金型の過剰な加熱が不要で経済的に有利である。

請求項３の発明に係るフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置によると、請求項１の発明において、前記加熱装置が前記被加工材を挟持していない金型を加熱するため、短時間で高温に加熱することができて作業時間の短縮を図ることができるともに、加熱による被加工材のフィルム状樹脂組成物の酸化が抑制されて高品質の成形が可能となる。

請求項４の発明に係るフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置によると、請求項１ないし３の発明において、前記挟圧ロール装置で挟圧された前記金型を冷却する冷却装置を有する冷却部を備え、前記金型保持構造体が前記冷却部に移動可能に構成されるため、薄板状積層物の凹凸面の形状を安定させることができる。

請求項５の発明に係るフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置によると、請求項１ないし４の発明において、前記セット装置と前記取出装置とが共通する装置であるため、当該製造装置の省スペース化を図ることができるとともに、使用する機材が省略されてコスト低減を図ることができる。

請求項６の発明に係るフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置によると、請求項１ないし５の発明において、前記基材が厚さ１ｍｍ以下の薄板状物で前記フィルム状樹脂組成物の厚みが５００μｍ以下であるため、軽量で精密な製品を得ることができる。

請求項７の発明に係るフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置によると、請求項１ないし６の発明において、前記基材の両面にフィルム状樹脂組成物がそれぞれ積層されたため、多様な機能性を備えた製品を容易に製造することができる。

請求項８の発明に係るフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置によると、請求項１ないし７の発明において、前記被加工材が複数配置され前記各被加工材の両面側に金型が配置されているため、同種または異種の薄板状積層物を同時に複数成形することが可能となって、作業効率や生産効率の向上を図ることができる。

請求項９の発明に係るフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置によると、請求項１ないし８の発明において、前記フィルム状樹脂組成物が装飾性又は接着性もしくは導電性の機能性樹脂組成物からなるため、極めて広汎な用途に利用可能な製品を提供することができる。

請求項１０の発明に係るフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置によると、請求項１ないし９の発明において、前記金型の金型面が微細な凹凸面形状を有するため、フィルム状樹脂層に高精度で安定して微細な凹凸形状を形成することができる。

本発明の一実施例に係る薄板状積層物の製造装置全体の模式図である。 薄板状積層物の概略断面図である。 被加工材の成形状態を表す概略断面図である。 金型保持構造体の斜視図である。 金型保持構造体のバリエーションを表す概略平面図である。 加圧部の側面視の模式図である。 加圧部の加工時の側面視の模式図である。 薄板状積層物の製造装置の各部の配列の組み合わせを表す第１の概略図である。 薄板状積層物の製造装置の各部の配列の組み合わせを表す第２の概略図である。 金型保持構造体作成工程の模式図である。 被加工材の挟圧加工の工程を表す第１の模式図である。 被加工材の挟圧加工の工程を表す第２の模式図である。 被加工材の積層構造と金型との関係のバリエーションを表す第１の概略断面図である。 被加工材の積層構造と金型との関係のバリエーションを表す第２の概略断面図である。 被加工材の積層構造と金型との関係のバリエーションを表す第３の概略断面図である。 従来の薄板状積層物の加工工程を表す概略断面図である。

図１に示す本発明の一実施例に係る薄板状積層物の製造装置１０は、薄板状基材（８１）の少なくとも一面側にフィルム状樹脂組成物（８４）を積層した被加工材（８５）を金型（１１０）によって挟圧して基材（８１）にフィルム状樹脂層（８２）を一体に形成した薄板状積層物（８０）を得る装置である。この製造装置１０は、セット装置３１を有するセット部３０と、加熱装置４１を有する加熱部４０と、挟圧ロール装置５１を有する加圧部５０と、取出装置６１を有する取出部６０とを有する。

図示の製造装置１０は、セット部３０、加熱部４０、加圧部５０、取出部６０をレール部２０によって接続する機台１１を備える。レール部２０は、セット部３０、加熱部４０、加圧部５０、取出部６０間に配設された一対の棒状部材からなるレール本体２１を有し、セット部３０、加熱部４０、加圧部５０、取出部６０を直列状に接続する。このレール本体２１には、金型保持構造体１００がセット部３０、加熱部４０、加圧部５０、取出部６０間を移動可能に設置される。図の符号１２はレール部２０を支持する機台１１の脚部である。

薄板状積層物８０は、図２に示すように、薄板状基材８１の少なくとも一面にフィルム状樹脂層８２が積層された積層物であって、フィルム状樹脂層８２に所定の凹凸形状８３を有する。図２（ａ）は薄板状基材８１の一面側にフィルム状樹脂層８２が形成された薄板状積層物８０Ａであり、図２（ｂ）は薄板状基材８１の両面側にフィルム状樹脂層８２が形成された薄板状積層物８０Ｂである。薄板状積層物８０は、表面に所定の凹凸形状８３が形成されることにより、半導体の基板、光学レンズや光学フィルム等の光学部材、燃料電池用セパレータ、ウエラブル電極、センサー、静電吸着材、抵抗発熱体、電磁波シールド材、コネクター、太陽電池部材、水電解装置用セパレータ等の種々の製品として製造される。

この薄板状積層物８０は、図３に示すように、薄板状基材８１の少なくとも一面に対してフィルム状樹脂組成物８４を積層した被加工材８５に対し、所定の金型１１０によりフィルム状樹脂組成物８４の表面に所定の凹凸形状８３を形成して得られる。薄板状積層物８０において、薄板状基材８１及びフィルム状樹脂組成物８４の形状や厚さ等は、目的とする製品の種類等に応じて決定されるが、例えば、薄板状基材８１の厚さが１ｍｍ以下でフィルム状樹脂組成物８４の厚さが５００μｍ以下、より好ましくは薄板状基材８１の厚さが１００μｍ以下でフィルム状樹脂組成物８４の厚さが５０～１５０μｍである。薄板状基材８１及びフィルム状樹脂組成物８４を上記の厚さとすることにより、軽量で精密な製品を得ることができる。特に、後述する導電性の機能を付与する場合には、適切な導電性を備えることができる。

薄板状基材８１は、チタン、アルミニウム、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の耐腐食性や耐熱性を有する材料からなる薄板部材である。

フィルム状樹脂組成物８４は、薄板状基材８１の一面または両面に積層されて、表面に所定の凹凸形状８３が形成されてフィルム状樹脂層８２として構成される。フィルム状樹脂層８２の凹凸形状８３の形状や大きさ等は、薄板状積層物８０の用途等に応じて決定されるが、微細な凹凸とすることも可能である。微細な凹凸としては、例えば、溝深さ（Ｈ）が５０～３００μｍ、溝上面幅（Ｗ１）が５０～４００μｍ、溝内面幅（Ｗ２）が１００～４００μｍである。

フィルム状樹脂組成物８４を構成する材料としては、例えば、エチレン単独重合体、プロピレン単独重合体（ホモポリプロピレン）、エチレンとプロピレン、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、４－メチル－１－ペンテン等の１種または２種以上のα－オレフィンとのランダム共重合体、あるいは前記組成のブロック共重合体等が挙げられる。さらに前記したこれら重合体の混合物等のポリオレフィン系樹脂、ポリオレフィンエラストマー、酸変性ポリプロピレン、酸変性ポリエチレン、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、炭化水素系樹脂である。フッ素樹脂、フッ素ゴム等もあげられる。また、これらの材料に、炭素材料や導電性セラミックスの少なくとも１種以上の導電材料を添加してもよい。炭素材料は、カーボンナノチューブ、粒状黒鉛、炭素繊維等があげられる。

フィルム状樹脂組成物８４は、製造する目的の製品に応じて、装飾性又は接着性もしくは導電性の機能性樹脂組成物として構成される。装飾性の機能性樹脂組成物は、微細な凹凸にシボ加工（しわ模様）、エンボス加工（浮き出し模様）、反射加工（マット調）等の表面加工が施された樹脂層である。接着性の機能性樹脂組成物は、ポリエチレン系樹脂等で構成された高接着強度の樹脂層である。導電性の機能性樹脂組成物は、樹脂材料に炭素材料が添加された通電可能な樹脂層である。薄板状積層物８０は、これら機能性樹脂組成物を備えることにより、極めて広汎な用途に利用することができる。

金型１１０は、被加工材８５の基材８１の両面側に配置されて被加工材８５を挟持する部材であって、被加工材８５が載置される下型１２０と、被加工材８５の上面側に配置される上型１２５とを有する。この金型１１０では、下型１２０または上型１２５のいずれか一方または双方の金型面１２１，１２６に所定の凹凸面形状１２２，１２７が形成される。図示の例は、双方の金型面１２１，１２６に凹凸面形状１２２，１２７が形成されている。金型面１２１（１２６）の凹凸面形状１２２（１２７）は、特に微細な凹凸面形状とすることにより、フィルム状樹脂層に微細な凹凸形状を高精度で安定して形成することができる。この下型１２０と上型１２５の凹凸面形状１２２，１２７は同一であってもよいし、異なる形状であってもよい。また、図３（ａ）に示すように、必要に応じて、金型１１０の金型面１２１，１２６と被加工材８５との間に、成形後の被加工材（薄板状積層物８０）を離型しやすくするための合紙（離型紙）１１５を介在させてもよい。なお、図３（ｂ）では合紙は省略している。

金型１１０は、金型保持構造体１００によってセット部３０、加熱部４０、加圧部５０、取出部６０間を移動可能に構成される。金型保持構造体１００は、金型１１０が被加工材８５を挟持したまま各部３０，４０，５０，６０を移動可能な構造であれば、特に限定されない。例えば、下型１２０と上型１２５とを挟持するクリップ部材等を有する構造等の適宜の構造とすることができる。

図４に示す金型保持構造体１００は、被加工材８５を挟持する金型１１０を保持する枠型構造の例であり、レール本体２１に沿ってセット部３０、加熱部４０、加圧部５０、取出部６０間を移動する。この金型保持構造体１００は、下部開口部１０４を有しレール本体２１に載置されて摺動可能な保持本体１０１と、金型１１０の下型１２０を保持する一対の金型保持部１０５，１０５とを備える。また、金型保持構造体１００に保持される金型１１０では、下型１２０の複数個所に合着凸部１２３が設けられるとともに、上型１２５に下型１２０の合着凸部１２３に対応する複数の合着孔部１２８が設けられ、下型１２０の各合着凸部１２３と上型１２５の各合着孔部１２８とが係合することにより、下型１２０に対して上型１２５が適切な位置で重ね合わされる。

図５は、金型保持構造体１００及び金型１１０のバリエーションを表す概略平面図である。図５（ａ）は、単一の被加工材８５を加工するための金型１１０Ａが保持された金型保持構造体１００Ａの例である。金型保持構造体１００Ａは、レール本体２１に摺動可能に載置される一対の側縁部１０２，１０２と各側縁部１０２，１０２の両端にそれぞれ架設される端縁部１０３，１０３とからなる枠形状の保持本体１０１Ａと、各端縁部１０３，１０３間に架設される一対の金型保持部１０５Ａ，１０５Ａとを有し、金型保持部１０５Ａ，１０５Ａ間に金型１１０Ａ（下型１２０）がネジ部材等の固定部材（図示せず）によって固定される。

図５（ｂ）は、同一の金型面で複数の被加工材８５を加工するための金型１１０Ｂが保持された金型保持構造体１００Ｂの例である。金型保持構造体１００Ｂでは、平面視長方形状の金型１１０Ｂが保持本体１０１Ａの各端縁部１０３，１０３間に配置されて、各端縁部１０３，１０３を金型保持部１０５，１０５としてネジ部材等の固定部材（図示せず）によって固定される。

図５（ｃ）は、比較的大型の被加工材８５を加工するための金型１１０Ｃが保持された金型保持構造体１００Ｃの例である。金型保持構造体１００Ｃでは、下部開口部１０４全体の大きさに相当する金型１１０Ｃが保持本体１０１Ａの下部開口部１０４に配置されて、保持本体１０１Ａの各側縁部１０２，１０２や各端縁部１０３，１０３を金型保持部１０５，１０５，１０５，１０５としてネジ部材等の固定部材（図示せず）によって固定される。

金型保持構造体の枠型構造は、上記構造体１００Ａ～１００Ｃのみに限定されず、被加工材８５の数や大きさ、金型の形状等に応じて適宜の構造とすることができる。例えば、金型保持構造体の金型保持部に金型と嵌合可能な凹部を設けて金型を所定位置で保持可能とする構造や、適宜の金型の位置決め部材を設ける構造等である。また、レール本体２１上を移動可能な移動装置を別途用意し、金型保持構造体を移動装置に設置して移動可能に構成してもよい。

セット部３０は、金型１１０がセットされた金型保持構造体１００を作成するセット装置３１を備える。セット装置３１は、保持本体１０１、金型１１０、被加工材８５を適宜に設置可能な公知のロボットアーム等の搬送手段が好適に用いられる。実施例のセット装置３１では、作業台とレール部２０との間で、保持本体１０１や金型１１０、被加工材８５の搬送を行うとともに、金型保持構造体１００の作成が行われる。

加熱部４０は、金型１１０をフィルム状樹脂組成物８４の熱変形温度に加熱する加熱装置４１を備える。加熱装置４１は、金型１１０を効率よく加熱可能であれば特に限定されない。実施例の加熱装置４１は、レール本体２１の上下に配置された昇降可能な熱板４２，４３を有し、上側の熱板４２と下側の熱板４３とにより金型１１０を挟持して加熱するように構成される。

熱変形温度は、金型１１０に挟持された被加工材８５のフィルム状樹脂組成物８４を熱変形させて適切に加工することができる十分な温度であり、フィルム状樹脂組成物８４の種類に応じて適宜に設定される。例えば、フィルム状樹脂組成物８４の融点より５０℃以上高い温度に金型１１０が加熱される。なお、上限は特に限定されないが、過剰な加熱により被加工材８５のフィルム状樹脂組成物８４が大気中の酸素と反応して酸化し劣化が生じるおそれがあることから、フィルム状樹脂組成物８４に熱による酸化劣化が生じにくい温度であればよい。

加熱装置４１による金型１１０の加熱は、被加工材８５を挟持した状態の金型１１０に対して行ってもよいし、被加工材８５を挟持していない状態の金型１１０に対して行ってもよい。被加工材８５を挟持した金型１１０を加熱する場合は、金型１１０の過剰な加熱が不要で経済的に有利である。また、被加工材８５を挟持していない金型１１０を加熱する場合は、金型１１０のみを加熱するため、短時間で高温に加熱することができて作業時間の短縮を図ることができるともに、加熱による被加工材８５のフィルム状樹脂組成物８４の酸化が抑制されて高品質の成形が可能となる。

加圧部５０は、図６，７に示すように、加熱された後の金型１１０を外面から挟圧して薄板状積層物８０に形成する挟圧ロール装置５１を備える。挟圧ロール装置５１は、金型１１１の下面側に当接する位置に回転可能に配置される下側加圧ロール５２と、下側加圧ロール５２の直上位置であって金型保持構造体１００の上側に回転可能に配置される上側加圧ロール５４と、上側加圧ロール５４を昇降させる加圧シリンダ装置等からなる加圧部昇降手段５６とを有する。また、図示しないが、挟圧ロール装置５１は、下側加圧ロール５２と上側加圧ロール５４のいずれか一方又は双方の温度を調節する調温手段を有する。図において、符号５３は下側加圧ロール５２を回転駆動させる下側回転駆動装置、５５は上側加圧ロール５４を回転駆動させる上側回転駆動装置、５７は加圧部昇降手段５６のロッド部である。

この挟圧ロール装置５１では、図７に示すように、金型１１０が加熱された後の金型保持構造体１００を２つの加圧ロール間に導入し加圧ロールの回転により金型１１０外面から挟圧してフィルム状樹脂組成物８４と基材８１とを一体に熱圧着してフィルム状樹脂層８２を有する薄板状積層物８０に形成する。実施例の挟圧ロール装置５１は、下側加圧ロール５２と上側加圧ロール５４の回転を制御する駆動制御装置（図示せず）を有し、金型１１１に対する挟圧時に２つの加圧ロール５２，５４の回転と金型保持構造体１００の搖動とが同期するように制御される。

取出部６０は、挟圧後の金型保持構造体１００から金型１１０や被加工材８５を取り出す取出装置６１を備える。取出装置６１は、公知のロボットアーム等の搬送手段が好適に用いられ、加工後の金型等が載置される作業台とレール部２０との間で、金型保持構造体１００や金型１１０、被加工材８５の搬送を行うとともに、金型保持構造体１００から金型１１０や被加工材８５の取り出しを行う。

本発明の薄板状積層物の製造装置１０では、必要に応じて、冷却部７０が配置される。冷却部７０は、挟圧ロール装置５１で挟圧された金型１１０を冷却する冷却装置７１を備える。冷却装置７１は、金型１１０を介して薄板状積層物８０を冷却可能であれば特に限定されない。例えば、図１に示す冷却装置７１は、レール本体２１の上下に配置された昇降可能な冷却板７２，７３を有し、上側の冷却板７２と下側の冷却板７３とにより金型保持構造体１００に保持された金型１１０を挟持して冷却するように構成される。冷却部７０において挟圧後の金型を冷却することにより、薄板状積層物８０の凹凸面の形状を安定させることができる。

ここで、本発明の薄板状積層物の製造装置１０におけるセット部３０、加熱部４０、加圧部５０、取出部６０、冷却部７０の配列の組み合わせについて説明する。図８は、セット部３０において被加工材が金型に挟持されて金型保持構造体が作成された後、加熱部４０において被加工材を挟持した金型が加熱される薄板状積層物の製造装置のバリエーション（１０Ａ～１０Ｄ）を表す。また、図９は、加熱部４０において被加工材を挟持していない金型が加熱された後、セット部３０において被加工材が金型に挟持されて金型保持構造体が作成される薄板状積層物の製造装置のバリエーション（１０Ｅ～１０Ｈ）を表す。

図８（ａ）に示す薄板状積層物の製造装置１０Ａは、レール部２０に、セット部３０、加熱部４０、加圧部５０、取出部６０が直列状に配置された例である。この薄板状積層物の製造装置１０Ａでは、被加工材がレール部２０の下流側（セット部３０側）から搬送されて加工され、加工された薄板状積層物がレール部２０の上流側（取出部６０側）に搬送される。そのため、薄板状積層物を用いた各種製品の製造ラインのライン工程に当該装置１０Ａを組み込むことが可能となり、取出部６０で取り出された薄板状積層物を連続して他の処理工程に移送することができる。

図８（ｂ）に示す薄板状積層物の製造装置１０Ｂは、加圧部５０と取出部６０との間に冷却部７０を設け、レール部２０に、セット部３０、加熱部４０、加圧部５０、冷却部７０、取出部６０の順番で直列状に配置した例である。この薄板状積層物の製造装置１０Ｂでは、冷却部７０により薄板状積層物の凹凸面の形状の安定化を図ることができ、前記製造装置１０Ａと同様に製造ラインのライン工程に組み込むことができる。

図８（ｃ）に示す薄板状積層物の製造装置１０Ｃは、セット部３０と取出部６０とを共通させかつセット装置３１と取出装置６１とを共通する装置とし、レール部２０に、取出部６０を兼ねるセット部３０、加熱部４０、加圧部５０、冷却部７０の順番で直列状に配置した例である。この薄板状積層物の製造装置１０Ｃでは、セット部３０と取出部６０とが共通して構成されるため、当該製造装置１０Ｃの省スペース化を図ることができるとともに、使用する機材が省略されてコスト低減を図ることができる。また、セット部３０から搬送された被加工材が、加圧部５０で加工された後、再度セット部３０（取出部６０を兼ねる）に戻されて取り出されるため、バッチ作業に際して工数を減らすことが可能となって作業効率の向上を図ることができる。

図８（ｄ）に示す薄板状積層物の製造装置１０Ｄは、セット部３０と取出部６０とを共通させかつセット装置３１と取出装置６１とを共通する装置とし、レール部２０に、取出部６０を兼ねるセット部３０、冷却部７０、加熱部４０、加圧部５０の順番で直列状に配置した例である。この薄板状積層物の製造装置１０Ｄでは、加圧部５０が当該製造装置１０Ｄの最外部に配置されているため、加圧部５０の挟圧ロール装置の調製等のメンテナンス作業がやりやすくなる。また、前記製造装置１０Ｃと同様に省スペース化によるコスト低減や、バッチ作業に際しての作業効率の向上を図ることができる。

図９（ａ）に示す薄板状積層物の製造装置１０Ｅは、レール部２０に、加熱部４０、セット部３０、加圧部５０、取出部６０の順番で直列状に配置された例である。すなわち、薄板状積層物の製造装置１０Ｅは、薄板状積層物の製造装置１０Ａに対してセット部３０と加熱部４０とを入れ替えて構成されたものである。したがって、被加工材がレール部２０の下流側（加熱部４０側）から上流側（取出部６０側）に搬送されながら加工される。そのため、薄板状積層物の製造装置１０Ａと同様に、各種製品の製造ラインのライン工程に組み込んで、製造した薄板状積層物を連続して他の処理工程に移送することができる。

図９（ｂ）に示す薄板状積層物の製造装置１０Ｆは、薄板状積層物の製造装置１０Ｂに対してセット部３０と加熱部４０とを入れ替えて構成されたものであって、レール部２０に、加熱部４０、セット部３０、加圧部５０、冷却部７０、取出部６０の順番で直列状に配置した例である。この薄板状積層物の製造装置１０Ｆでは、薄板状積層物の製造装置１０Ｂと同様に、冷却部７０により薄板状積層物の凹凸面の形状の安定化を図るとともに、製造ラインのライン工程に組み込むことができる。

図９（ｃ）に示す薄板状積層物の製造装置１０Ｇは、薄板状積層物の製造装置１０Ｃに対してセット部３０と加熱部４０とを入れ替えて構成されたものであって、レール部２０に、加熱部４０、取出部６０を兼ねるセット部３０、加圧部５０、冷却部７０の順番で直列状に配置した例である。この薄板状積層物の製造装置１０Ｇでは、薄板状積層物の製造装置１０Ｃと同様に、当該製造装置１０Ｇの省スペース化や、使用する機材を省略したコスト低減、バッチ作業に際して工数を減らした作業の効率化を図ることができる。

図９（ｄ）に示す薄板状積層物の製造装置１０Ｈは、レール部２０に、加熱部４０、取出部６０を兼ねるセット部３０、冷却部７０、加圧部５０の順番で直列状に配置した例である。この薄板状積層物の製造装置１０Ｈでは、加圧部５０の挟圧ロール装置の調製等のメンテナンス作業がやりやすくなる。また、前記製造装置１０Ｇと同様に省スペース化によるコスト低減や、バッチ作業に際しての作業効率の向上を図ることができる。

次に、本発明の製造装置１０による薄板状積層物８０の製造方法について説明する。薄板状積層物８０の製造方法は、基材８１の少なくとも一面に対してフィルム状樹脂組成物８４が積層された被加工材８５の両面側に金型１１０を配置して金型１１０外面から挟圧して基材８１とフィルム状樹脂組成物８４とを一体に形成する方法であって、金型保持構造体作成工程と、加圧工程と、取出工程とを有する。

金型保持構造体作成工程は、被加工材８５の両面側にフィルム状樹脂組成物８４の熱変形温度に加熱された金型１１０を配置した金型保持構造体を作成する工程である。この金型保持構造体作成工程は、例えば、図１０（ａ）に示すように、セット部３０にて行われるセット工程後、加熱部４０にて加熱工程を行うように構成される。

図１０（ａ）に示すセット工程は、セット部３０において、セット装置３１（図示省略）を用いて、被加工材８５の両面側に金型１１０を配置した金型保持構造体１００を作成する工程（加熱前セット工程）である。このセット工程では、ロボットアーム等のセット装置３１により、金型保持構造体１００をレール部２０のレール本体２１上に搬送したり、金型１１０の下型１２０や上型１２５を金型保持構造体１００へ搬送して保持させたり、被加工材８５を金型へ搬送したりする等の処理が行われる。実施例では、予め金型保持構造体１００の保持本体１０１に金型１１０の下型１２０を保持させ、下型１２０に被加工材８５を載置した後、下型１２０を保持した金型保持構造体１００をレール本体２１上へ搬送し、上型１２５を下型１２０に重ね合わせるセット処理が行われる。

図１０（ａ）に示す加熱工程は、加熱部４０において、加熱装置４１を用いて、金型保持構造体１００の作成後に金型１１０全体をフィルム状樹脂組成物８４の熱変形温度に加熱する工程（セット後加熱工程）である。この加熱工程では、セット部３０から加熱部４０に移動された金型保持構造体１００に対し、加熱装置４１により金型１１０の下型１２０及び上型１２５を加熱して、この金型１１０に挟持された被加工材８５を熱変形温度に加熱する処理が行われる。これにより、後述の加圧工程において被加工材８５の適切な加工が可能となる。実施例では、加熱装置４１の上下の熱板４２，４３それぞれ昇降させて、レール本体２１上の金型保持構造体１００に保持された金型１１０を熱板４２，４３で挟んで加熱する処理が行われる。なお、加熱温度は、被加工材のフィルム状樹脂組成物の材料に応じて決定される。

上記のように、被加工材８５を金型１１０に挟持させて金型保持構造体１００をセットした後に金型１１０の加熱を行う金型保持構造体作成工程では、金型１１０の過剰な加熱が不要で経済的に有利である。

また、金型保持構造体作成工程は、上記セット工程後に加熱工程を行う場合の代わりに、図１０（ｂ）に示すように、加熱部４０にて行われる加熱工程後、セット部３０にてセット工程を行うように構成してもよい。

図１０（ｂ）に示す加熱工程は、加熱部４０において、加熱装置４１を用いて、金型をフィルム状樹脂組成物８４の熱変形温度に加熱する工程（セット前加熱工程）である。この加熱工程では、保持本体１０１に保持されたかつ被加工材８５を挟持していない金型１１０に対し、加熱装置４１により金型１１０の下型１２０及び上型１２５を加熱する処理が行われる。これにより、金型１１０を短時間で高温に加熱でき、加熱による被加工材８５のフィルム状樹脂組成物８４の酸化が抑制されて高品質の成形が可能となる。

図１０（ｂ）に示すセット工程は、セット部３０において、セット装置３１（図示省略）を用いて、加熱後の金型１１０に被加工材８５を挟持させて金型保持構造体１００を作成する工程（加熱後セット工程）である。このセット工程では、ロボットアーム等のセット装置３１により、保持本体１０１に保持された金型１１０の上型１２５を一旦外し、下型１２０に被加工材８５を載置した後、上型１２５を下型１２０に重ね合わせるセット処理が行われる。

上記のように、金型１１０を加熱した後に金型１１０に被加工材８５を挟持させて金型保持構造体１００をセットする金型保持構造体作成工程では、金型１１０のみを加熱するため、短時間で高温に加熱することができて作業時間の短縮を図ることができるとともに、加熱による被加工材８５のフィルム状樹脂組成物８４の酸化が抑制されて高品質の成形が可能となる。

加圧工程は、図６，７，１１，１２に示すように、加圧部５０において、加熱された金型１１０が配置された金型保持構造体１００を挟圧ロール装置５１の２つの加圧ロール５２，５４間に導入し加圧ロール５２，５４の回転により金型１１１外面から挟圧してフィルム状樹脂組成物を基材とを一体に熱圧着してフィルム状樹脂層８２を有する薄板状積層物８０に形成する工程である。加圧工程では、セット部３０又は加熱部４０から加圧部５０に移動された金型保持構造体１００の加熱後の金型１１１に対し、金型保持構造体１００を搖動させながら金型１１１に挟持された被加工材８５全体をロールプレスする処理が行われる。

実施例において、加圧部５０に移動された金型保持構造体１００の金型１１１は、図１１（ａ）に示すように、下側加圧ロール５２の上端部が金型１１１の下面と同じ高さに位置するため、下側加圧ロール５２と金型１１１の下面とが当接状態（当接位置Ｐ１）となる。次に、金型保持構造体１００上方の上側加圧ロール５４が加圧部昇降手段５６により下降され、金型保持構造体１００に保持された加熱後の金型１１１の上面側に上側加圧ロール５４が圧接され、２つの加圧ロール５２，５４による金型１１１の挟圧が行われる（図７参照）。２つの加圧ロール５２，５４による挟圧では、図１１（ｂ）に示すように、上側加圧ロール５４が、下側加圧ロール５２と金型１１１との当接位置Ｐ１の直上位置において金型１１１と当接（Ｐ２）して押圧する。そのため、金型１１１には、下側加圧ロール５２との当接位置Ｐ１と上側加圧ロール５４との当接位置Ｐ２間に２つの加圧ロール５２，５４からの加圧力が作用する。

ここで、図１６に示すような従来の転写成形等の加工方法では、金型２１０全体がプレス装置等の加圧手段２００により押圧されるため、金型２１０に対して２次元的（面状）に加圧力が作用する。面状に加圧する場合、圧力が金型２１０全体に作用するように分散し、さらに金型２１０全体において加圧力が必ずしも均一には作用せず、加圧むらが生じることがある。これに対し、図１１（ｂ）に示す２つの加圧ロール５２，５４による挟圧では、金型保持構造体１００が保持する金型１１１に対して当接位置Ｐ１，Ｐ２間の１次元的（線状）な加圧力が作用する。そのため、２次元的（面状）に作用する従来方法と比較して、圧力が集中して大きな加圧力を作用させやすくなり、しかも金型１１１の加圧部分が当接位置Ｐ１，Ｐ２間に限定されるため、比較的均一に加圧力が作用して加圧むらの発生が抑制される。

そして、２つの加圧ロール５２，５４による挟圧が行われると、図１２に示すように、挟圧が保持された状態で、金型１１１の加圧部分（当接位置Ｐ１，Ｐ２間）が、少なくとも金型保持構造体１００の金型１１１に挟持される被加工材８５全体（被加工材８５の各端部の位置８６，８６間）に作用するように、金型保持構造体１００が搖動される。金型保持構造体１００の搖動では、金型保持構造体１００が一方（例えば図１２（ａ）の後退方向）へ移動されるのに伴って２つの加圧ロール５２，５４が挟圧状態で同一方向（例えば図１２（ａ）の下側加圧ロール５２が反時計回り方向かつ上側加圧ロール５４が時計回り方向）に回転され、さらに金型保持構造体１００が他方（例えば図１２（ｂ）の前進方向）へ移動されるのに伴って２つの加圧ロール５２，５４が挟圧状態で同一方向（例えば図１２（ｂ）の下側加圧ロール５２が時計回り方向かつ上側加圧ロール５４が反時計回り方向）に回転される。

この時、加圧部５０の駆動制御装置（図示せず）により、金型保持構造体１００の搖動と各加圧ロール５２，５４の回転駆動とが同期して行われるように制御される。すなわち、金型保持構造体１００の移動のタイミング（搖動のタイミング）と各加圧ロール５２，５４の回転のタイミング、金型保持構造体１００の移動方向（搖動方向）と各加圧ロール５２，５４の回転方向、金型保持構造体１００の移動距離（搖動範囲）と各加圧ロール５２，５４の回転量等を一致させる制御が行われる。そのため、金型保持構造体１００は、２つの加圧ロール５２，５４からの金型１１１に対する所定の加圧が保持された状態での円滑な移動が可能となる。このように金型保持構造体１００を挟圧状態で搖動させることにより、２つの加圧ロール５２，５４による加圧位置（Ｐ１，Ｐ２間）が金型１１１の全面に及ぶため、金型１１１の全面を略均一に加圧することができる。なお、金型保持構造体１００の搖動は、樹脂層の種類や凹凸形状の細かさ、目的とする製品等に応じて１回（１往復）を含む必要回数実施される。また、２つの加圧ロール５２，５４による挟圧の開始位置や終了位置等は被加工材８５の大きさや凹凸形状の種類等に応じて適宜である。金型保持構造体１００の搖動が停止されると、加圧が完了して上側加圧ロール５４が上昇されて金型１１１に対する挟圧状態が解除される。

この加圧工程では、必要に応じて、挟圧ロール装置５１の挟圧時に、調温手段（図示せず）により下側加圧ロール５２と上側加圧ロール５４のいずれか一方又は双方の温度を調節するように構成してもよい。調温手段による温度調整は、加熱、冷却、保温等、適宜である。例えば、多数の製品を連続的に加工する場合等では、金型１１０と加圧ロール５２，５４との温度に差があると、挟圧時に金型１１０の温度が変化して適切な加工が困難となる場合がある。そこで、この温度調整では、金型１１０の温度が低下している場合等に加熱や保温をしたり、過剰に高い場合等に冷却したりする等により、挟圧時の金型１１０の温度を適正に保持することができる。

取出工程は、取出部６０において、取出装置６１を用いて金型保持構造体１００から挟圧後の金型１１０を取り出す工程である。この取出工程では、加圧部５０から取出部６０に移動された金型保持構造体１００に対し、ロボットアーム等の取出装置６１により、金型保持構造体１００をレール部２０のレール本体２１から搬送したり、金型１１０の下型１２０や上型１２５を金型保持構造体１００から取り外したり、金型１１０から被加工材８５を取り出したりする等の処理が行われる。実施例では、金型保持構造体１００に保持された金型１１０の上型１２５を下型１２０から取り外し、下型１２０を保持した金型保持構造体１００をレール本体２１から作業台等の他の載置場所へ搬送して下型１２０に載置された薄板状積層物８０（加工後の被加工材）を取り出す処理が行われる。金型１１０から薄板状積層物８０が取り出されることにより、当該製造方法は終了される。

上記取出工程を行う場合、加工直後の薄板状積層物８０は、加熱部４０での加熱により変形しやすい状態となっている。そこで、取出工程を行う前に、薄板状積層物８０が不用意な変形が発生しない程度の温度まで下げられる。その際、薄板状積層物８０を金型１１０から取り出さずに所定時間放置する等の徐冷を行うことも可能であるが、薄板状積層物の製造装置１０に冷却部７０を設けて冷却工程を行うことが好ましい。

冷却工程は、冷却部７０において、冷却装置７１を用いて金型保持構造体１００に保持された挟圧後の金型１１０全体を冷却する工程である。この冷却工程では、加圧部５０から冷却部７０に移動された金型保持構造体１００に対し、冷却装置７１により金型１１０の下型１２０及び上型１２５を冷却して、この金型１１０に挟持された加工後の薄板状積層物８０を不用意な変形が発生しない程度の温度まで冷却する処理が行われる。これにより、薄板状積層物８０の凹凸面の形状が安定化して、金型１１０内において薄板状積層物８０の成形が完了する。実施例では、冷却装置７１の上下の冷却板７２，７３それぞれ昇降させて、レール本体２１上の金型保持構造体１００に保持された金型１１０を冷却板７２，７３で挟んで冷却する処理が行われる。冷却工程を行った後、冷却部７０から取出部６０に金型保持構造体１００が移動されて前記の取出工程が行われる。なお、冷却温度はフィルム状樹脂組成物８４の熱変形温度より２０℃以上低い温度である。

次に、被加工材の積層構造とその金型との関係のバリエーションについて、図１３～１５を用いて説明する。図１３（ａ）は、基材８１の一面側（図の例では上面側）にフィルム状樹脂組成物８４Ａが積層された被加工材８５Ａに対し、片面加工用の金型１１２Ａを配置した金型構造１５０Ａの例である。金型１１２Ａは、平滑面である金型面１２１Ａを有する下型１２０Ａと、凹凸面形状１２７が形成された金型面１２６Ａを有する上型１２５Ａとを備える。この金型構造１５０Ａでは、平滑な下型１２０Ａが被加工材８５Ａの基材８１の他側（下面側）に当接され、基材８１の一側（上面側）の樹脂組成物８４Ａに対して凹凸面形状１２７が形成された上型１２５Ａが当接されて、基材８１の一面側（上面側）の樹脂組成物８４Ａのみに凹凸形状を形成することができる。

図１３（ｂ）は、基材８１の両面にフィルム状樹脂組成物８４Ａ，８４Ｂが積層された被加工材８５Ｂに対し、片面加工用の金型１１２Ａを配置した金型構造１５０Ｂの例である。この金型構造１５０Ｂでは、平滑な下型１２０Ａが被加工材８５Ａの基材８１の他側（下面側）の樹脂組成物８４Ｂに当接され、基材８１の一側（上面側）の樹脂組成物８４Ａに対して凹凸面形状１２７が形成された上型１２５Ａが当接される。そして、下型１２０Ａにより基材８１の他側（下面側）の樹脂組成物８４Ｂを平滑な樹脂層とし、一側（上面側）の樹脂組成物８４Ａのみに凹凸形状を形成することができる。

図１３（ｃ）は、基材８１の両面にフィルム状樹脂組成物８４Ａ，８４Ｂが積層された被加工材８５Ｂに対し、両面加工用の金型１１２Ｂを配置した金型構造１５０Ｃの例である。金型１１２Ｂは、凹凸面形状１２２が形成された金型面１２１Ｂを有する下型１２０Ｂと、凹凸面形状１２７が形成された金型面１２６Ａを有する上型１２５Ａとを備える。この金型構造１５０Ｃでは、基材８１の他側（下面側）の樹脂組成物８４Ｂに対して凹凸面形状１２２が形成された下型１２０Ｂが当接され、基材８１の一側（上面側）の樹脂組成物８４Ａに対して凹凸面形状１２７が形成された上型１２５Ａが当接される。そして、下型１２０Ｂと上型１２５Ａとにより、基材８１の両側の樹脂組成物８４Ｂ，８４Ａに対して凹凸形状を形成することができる。

図１３（ａ）に示す金型構造１５０Ａによれば、基材８１に凹凸形状を有する単一の樹脂層を適切に形成することができる。一方、図１３（ｂ），１３（ｃ）に示す金型構造１５０Ｂ，１５０Ｃは、基材８１の両面に対してフィルム状樹脂組成物８４Ａ，８４Ｂが積層された被加工材８５Ｂへの加工の例である。金型構造１５０Ｂでは、基材８１の一側に凹凸形状を有する所定の機能性を備えた樹脂層を形成するとともに、他側に平滑な接着層等の樹脂層を形成することができる。また、金型構造１５０Ｃでは、基材８１の両面に凹凸形状を有する所定の機能性を備えた樹脂層を形成することができる。特に、金型構造１５０Ｃでは、下型１２０Ｂと上型１２５Ａの凹凸形状を異ならせることにより、基材８１の各面で異なるパターンの凹凸形状を形成することができる。このように、基材８１の両面に樹脂組成物８４Ａ，８４Ｂを積層することにより、多様な機能性を備えた製品を容易に製造することができる。

図１４，１５は、それぞれ複数（各図の例ではそれぞれ２つ）の被加工材に対して同時に加工を行う金型構造１５０Ｄ，１５０Ｅの例である。図１４に示す金型構造１５０Ｄでは、基材８１の一面側（図の例では上面側）にフィルム状樹脂組成物８４Ａが積層された一の被加工材８５Ｃと、基材８１の両面にフィルム状樹脂組成物８４Ａ，８４Ｂが積層された他の被加工材８５Ｄとに対して、複数の被加工材の加工が可能な金型１１２Ｃが配置される。金型１１２Ｃは、凹凸面形状１２２が形成された金型面１２１Ｂを有する下型１２０Ｂと、凹凸面形状１２７が形成された金型面１２６Ａを有する上型１２５Ａと、両面が平滑面の金型面１３１Ａ，１３６Ａを有する中型１３０Ａとを備える。

この金型構造１５０Ｄでは、他の被加工材８５Ｄの基材８１の他側（下面側）の樹脂組成物８４Ｂに対して凹凸面形状１２２が形成された下型１２０Ｂが当接され、一の被加工材８５Ｃの基材８１の一側（上面側）の樹脂組成物８４Ａに対して凹凸面形状１２７が形成された上型１２５Ａが当接され、さらに一の被加工材８５Ｃと他の被加工材８５Ｄとの間に中型１３０Ａが介在されかつ一の被加工材８５Ｃの基材８１の他側（下面側）に対して中型１３０Ａの平滑な上側の金型面１３１Ａが当接されるとともに他の被加工材８５Ｄの基材８１の一側（上面側）の樹脂組成物８４Ａに対して中型１３０Ａの平滑な下側の金型面１３６Ａが当接される。そして、一の被加工材８５Ｃに対しては、上型１２５Ａにより一側（上面側）の樹脂組成物８４Ａにのみ凹凸形状を形成するとともに、他の被加工材８５Ｄに対しては、下型１２０Ａにより基材８１の他側（下面側）の樹脂組成物８４Ｂのみに凹凸形状を形成し、一側（上面側）の樹脂組成物８４Ａを平滑な樹脂層として形成することができる。

図１５に示す金型構造１５０Ｅでは、基材８１の両面にフィルム状樹脂組成物８４Ａ，８４Ｂが積層された一の被加工材８５Ｅと、同じく基材８１の両面にフィルム状樹脂組成物８４Ａ，８４Ｂが積層された他の被加工材８５Ｆとに対して、複数の被加工材の加工が可能な金型１１２Ｄが配置される。金型１１２Ｄは、凹凸面形状１２２が形成された金型面１２１Ｂを有する下型１２０Ｂと、凹凸面形状１２７が形成された金型面１２６Ａを有する上型１２５Ａと、両面に凹凸面形状１３２，１３７が形成された金型面１３１Ｂ，１３６Ｂを有する中型１３０Ｂとを備える。

この金型構造１５０Ｅでは、他の被加工材８５Ｆの基材８１の他側（下面側）の樹脂組成物８４Ｂに対して凹凸面形状１２２が形成された下型１２０Ｂが当接され、一の被加工材８５Ｅの基材８１の一側（上面側）の樹脂組成物８４Ａに対して凹凸面形状１２７が形成された上型１２５Ａが当接され、さらに一の被加工材８５Ｅと他の被加工材８５Ｆとの間に中型１３０Ｂが介在されかつ一の被加工材８５Ｅの基材８１の他側（下面側）に対して中型１３０Ｂの上側の凹凸面形状１３２が形成された上側の金型面１３１Ｂが当接されるとともに他の被加工材８５Ｆの基材８１の一側（上面側）の樹脂組成物８４Ａに対して中型１３０Ｂの下側の凹凸面形状１３７が形成された下側の金型面１３６Ｂが当接される。そして、一の被加工材８５Ｅに対しては、上型１２５Ａにより一側（上面側）の樹脂組成物８４Ａに凹凸形状を形成するとともに中型１３０Ｂの上側の金型面１３１Ｂにより他側（下面側）の樹脂組成物８４Ｂに凹凸形状を形成し、他の被加工材８５Ｆに対しては、下型１２０Ｂにより基材８１の他側（下面側）の樹脂組成物８４Ｂに凹凸形状を形成するとともに中型１３０Ｂの下側の金型面１３６Ｂにより一側（上面側）の樹脂組成物８４Ａに凹凸形状を形成することができる。

図１４に示す金型構造１５０Ｄによれば、異なる被加工材の間に中型１３０Ａを介在させることにより、種類の異なる薄板状積層物を複数成形することができる。一方、図１５に示す金型構造１５０Ｅは、同一の被加工材の間に中型１３０Ｂを介在させることにより、同一の薄板状積層物を複数成形することができる。このように、被加工材が複数配置されて各被加工材の両面側に上型、中型、下型の各金型を配置させることにより、同種または異種の薄板状積層物を同時に複数成形することが可能となり、作業効率や生産効率の向上を図ることができる。なお、金型構造１５０Ｄ，１５０Ｅの中型１３０Ａ，１３０Ｂは、両面を同一の金型面として構成したが、例えば一方を平滑な金型面として他方を凹凸形状を有する金型面とする等、異なる金型面で構成することによって、異種の薄板状積層物を複数成形することも可能である。また、同時に加工する被加工材の数は特に限定されないが、加工精度等の観点から２～３個程度が好ましい。

［薄板状積層物の作製］
基材としてカーボンコーティング処理を施したステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）、フィルム状樹脂組成物としてポリプロピレン系樹脂とカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）と黒鉛との混合物をそれぞれ使用した被加工材について、下記の条件で試作例１～３の薄板状積層物を作製した。

［試作例１］
薄板状積層物の製造装置のセット部にて上記被加工材を金型に挟持させて金型保持構造体を作成し（作業時間約１０秒）、加熱部にて加熱温度２００℃、加熱時間１２０秒で加熱を行い、加圧部にて加圧力４０ｋＮ、加圧時間２０秒、加圧時温度２００℃で挟圧ロールによる熱圧着を行った後、徐冷して試作例１の薄板状積層物を得た。

［試作例２］
薄板状積層物の製造装置のセット部にて上記被加工材を金型に挟持させて金型保持構造体を作成し（作業時間約１０秒）、加熱部にて加熱温度３００℃、加熱時間３０秒で加熱を行い、加圧部にて加圧力４０ｋＮ、加圧時間２０秒、加圧時温度２００℃で挟圧ロールによる熱圧着を行った後、徐冷して試作例２の薄板状積層物を得た。

［試作例３］
薄板状積層物の製造装置の加熱部にて金型に対し加熱温度３００℃、加熱時間３０秒で加熱を行い、セット部にて上記被加工材を加熱後の金型に挟持させて金型保持構造体を作成し（作業時間約１０秒）、加圧部にて加圧力４０ｋＮ、加圧時間２０秒、加圧時温度２００℃で挟圧ロールによる熱圧着を行った後、徐冷して試作例３の薄板状積層物を得た。

試作例１～３の薄板状積層物について、目視にて成形状態の品質を評価した。評価の基準は、成形部分（フィルム状樹脂層）が製品として許容できる状態の場合を「〇（良）」、より良好な状態の場合を「◎（優良）」とした。この結果を表１に示す。

［結果と考察］
試作例１は、被加工材を挟持した金型を緩やかに加熱して加工を行ったものである。試作例２は、被加工材を挟持した金型を試作例１よりも高温かつ短時間で加熱して加工を行ったものである。試作例３は、被加工材を挟持していない金型を試作例１よりも高温かつ短時間で加熱し、直後に加熱されていない被加工材を加熱後の金型に挟持させて加工を行ったものである。その結果、表１に示すように、試作例２の薄板状積層物では、製品として問題ない品質で成形することができた。一方、試作例１，３の薄板状積層物では、試作例２と比較して成形部分が極めて良好な状態であった。

試作例１と試作例２との対比から理解されるように、被加工材を挟持した金型を加熱する場合は、高温で短時間の加熱よりも比較的低温で緩やかな加熱の方が高品質の製品が得られることがわかった。これは、試作例２では、試作例１と比較して被加工材が金型とともに高温で加熱されることから、試作例１よりも被加工材のフィルム状樹脂組成物が酸化しやすくなって品質が向上しにくくなるためと考えられる。

これに対し、試作例３では、被加工材を挟持していない金型を加熱した後に被加工材を挟持させたことにより、試作例１と同様に高品質の製品が得られた。これは、試作例３では金型の加熱時に被加工材が高温にさらされなかったため、試作例２よりも被加工材のフィルム状樹脂組成物の酸化が抑制されて、高品質の成形が可能となったと考えられる。また、試作例３は、試作例１よりも短時間で金型を加熱することができるため、試作例１と比較して作業時間を短縮することができる。

以上図示し説明したように、本発明のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置は、被加工材の両面側に金型を配置した金型保持構造体を作成するセット装置と、金型をフィルム状樹脂組成物の熱変形温度に加熱する加熱装置と、金型が加熱された後の金型保持構造体を２つの加圧ロール間に導入し加圧ロールの回転により金型外面から挟圧してフィルム状樹脂組成物と基材とを一体に熱圧着してフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物に形成する挟圧ロール装置と、挟圧後の金型保持構造体から金型を取り外す取出装置とを有するため、金型に対して均一に加圧力が作用して加圧むらの発生が抑制され、薄板状基材に積層されたフィルム状樹脂層に高精度で安定して凹凸形状を形成することができる。特に、薄板状基材に積層されたフィルム状樹脂層に対して微細な凹凸形状も精度よく安定して形成することができる。

なお、本発明のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置は、前述の実施例のみに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜に変更して実施することができる。例えば、セット部、加熱部、加圧部、取出部の配列の組み合わせは、前述の各実施例のみに限定されず、用途や設置場所等に応じて適宜に構成することができる。

また、前述の実施例では機台に設けられたレール部によりセット部、加熱部、加圧部、取出部を直列状に接続して、レール部上を金型保持構造体が移動可能に構成したが、レール部を設けずに公知のトランスファー装置等により金型保持構造体を移動させてもよい。

さらに、セット部と加熱部とにおいて金型保持構造体を作成する工程について、前述の実施例では、被加工材を挟持した金型を配置した金型保持構造体を作成後、金型をフィルム状樹脂組成物の熱変形温度に加熱する工程、または被加工材を挟持していない金型をフィルム状樹脂組成物の熱変形温度に加熱した後、加熱後の金型に被加工材を挟持させて金型保持構造体を作成する工程としたが、これらに限定されない。例えば、保持本体に保持されていないかつ被加工材を挟持した金型を加熱した後に金型保持構造体を作成する工程や、保持本体に保持されていないかつ被加工材を挟持していない金型を加熱した後に金型に被加工材を挟持させて金型保持構造体を作成する工程等、セット部と加熱部とにおいて最終的に被加工材を挟持した加熱された金型を配置した金型保持構造体が作成される工程であれば、適宜の手順で行うことができる。

本発明の薄板状積層物の製造装置は、金型に対して均一な加圧が可能で薄板状基材に積層されたフィルム状樹脂層に高精度で安定して凹凸形状を形成することができる。そのため、薄板状積層物の従来の製造装置の代替として有望である。

１０，１０Ａ～１０Ｈ 薄板状積層物の製造装置
１１ 機台
１２ 機台の脚部
２０ レール部
２１ レール本体
３０ セット部
３１ セット装置
４０ 加熱部
４１ 加熱装置
４２ 上側の熱板
４３ 下側の熱板
５０ 加圧部
５１ 挟圧ロール装置
５２ 下側加圧ロール
５３ 下側回転駆動装置
５４ 上側加圧ロール
５５ 上側回転駆動装置
５６ 加圧部昇降手段
５７ 加圧部昇降手段のロッド部
６０ 取出部
６１ 取出装置
７０ 冷却部
７１ 冷却装置
７２ 上側の冷却板
７３ 下側の冷却板
８０ 薄板状積層物
８１ 薄板状基材
８２ フィルム状樹脂層
８３ フィルム状樹脂層の凹凸形状
８４，８４Ａ，８４Ｂ フィルム状樹脂組成物
８５，８５Ａ，８５Ｂ，８５Ｃ，８５Ｄ，８５Ｅ，８５Ｆ 被加工材
８６ 被加工材の端部の位置
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ 金型保持構造体
１０１ 保持本体
１０２ 側縁部
１０３ 端縁部
１０４ 下部開口部
１０５ 金型保持部
１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ 金型
１１１ 加熱後の金型
１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄ 金型
１１５ 合紙
１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ 下型
１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ 下型の金型面
１２２ 下型の凹凸面形状
１２３ 合着凸部
１２５，１２５Ａ 上型
１２６，１２６Ａ 上型の金型面
１２７ 上型の凹凸面形状
１２８ 合着孔部
１３０Ａ，１３０Ｂ 中型
１３１Ａ，１３１Ｂ 中型の上側の金型面
１３２ 中型の上側の凹凸面形状
１３６Ａ，１３６Ｂ 中型の下側の金型面
１３７ 中型の下側の凹凸面形状
１５０Ａ，１０５Ｂ，１５０Ｃ，１５０Ｄ，１５０Ｅ 金型構造
Ｈ 凹凸の溝深さ
Ｐ１ 下側加圧ロールと金型との当接位置
Ｐ２ 上側加圧ロールと金型との当接位置
Ｗ１ 凹凸の溝上面幅
Ｗ２ 凹凸の溝内面幅

Claims (10)

1. 薄板状基材の少なくとも一面側にフィルム状樹脂組成物を積層した被加工材を金型によって挟圧して前記基材にフィルム状樹脂層を一体に形成した薄板状積層物を得るための製造装置であって、
   前記金型は、前記被加工材の両面側に配置されて前記被加工材を挟持するとともに、金型保持構造体により保持され、
   前記製造装置は、
   前記被加工材が挟持された前記金型を保持する前記金型保持構造体を作成するセット装置を有するセット部と、
   前記金型を前記フィルム状樹脂組成物の熱変形温度に加熱する加熱装置を有する加熱部と、
   前記金型が加熱された後の金型保持構造体を２つの加圧ロール間に導入し前記加圧ロールの回転により前記金型外面から挟圧して前記フィルム状樹脂組成物と前記基材とを一体に熱圧着してフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物に形成する挟圧ロール装置を有する加圧部と、
   前記挟圧後の金型保持構造体から前記金型を取り外す取出装置を有する取出部とを有し、
   前記金型保持構造体が前記セット部と、前記加熱部と、前記加圧部と、前記取出部との間を移動可能に構成される
   ことを特徴とするフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置。
2. 前記加熱装置が前記被加工材を挟持した金型を加熱する請求項１に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置。
3. 前記加熱装置が前記被加工材を挟持していない金型を加熱する請求項１に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置。
4. 前記挟圧ロール装置で挟圧された前記金型を冷却する冷却装置を有する冷却部を備え、前記金型保持構造体が前記冷却部に移動可能に構成される請求項１ないし３のいずれか１項に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置。
5. 前記セット装置と前記取出装置とが共通する装置である請求項１ないし４のいずれか１項に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置。
6. 前記基材が厚さ１ｍｍ以下の薄板状物で前記フィルム状樹脂組成物の厚みが５００μｍ以下である請求項１ないし５のいずれか１項に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置。
7. 前記基材の両面にフィルム状樹脂組成物がそれぞれ積層された請求項１ないし６のいずれか１項に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置。
8. 前記被加工材が複数配置され前記各被加工材の両面側に金型が配置されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置。
9. 前記フィルム状樹脂組成物が装飾性又は接着性もしくは導電性の機能性樹脂組成物からなる請求項１ないし８のいずれか１項に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置。
10. 前記金型の金型面が微細な凹凸面形状を有する請求項１ないし９のいずれか１項に記載のフィルム状樹脂層を有する薄板状積層物の製造装置。

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