CN101462353B - 生产挤出树脂板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种生产挤出树脂板的方法，其中所述挤出树脂板不太可能断裂。本发明提供了一种生产挤出树脂板的方法，所述方法包括：将热塑性树脂热熔融并然后经模头将其挤出成板形；和将所述挤出的熔融热塑性树脂板用第一辊和第二辊夹压而压力成形；其中在所述第二辊的外圆周表面的两个侧边缘部分处提供直径比所述辊的中心部分的直径小的高度差异部分，且所述挤出的熔融热塑性树脂板的两个侧边缘部分用所述第一辊和所述第二辊的高度差异部分夹压。
Description
技术领域
本发明涉及由热塑性树脂制得的挤出树脂板的生产方法，尤其是涉及其中所述挤出树脂板不太可能断裂的挤出树脂板生产方法。
背景技术
由热塑性树脂制得的挤出树脂板已用于极为广泛的应用中，如汽车的内部或外部、家用电器的外部、光学应用包括液晶电视和监视器。在生产由热塑性树脂制成的挤出树脂板时，熔融热塑性树脂通常被夹压在两辊之间以制成板形，成形的树脂板在冷却的同时被牵引并卷绕成卷。
但随着待成形的板的厚度变薄，树脂板的板侧边缘部分将变弱，因此侧边缘部分倾向于开始破裂，树脂板常在卷起之前的生产线过程中断裂。当采用可断裂的树脂如丙烯酸树脂时或当板成形为具有0.2mm或更小的厚度时，这种倾向值得注意。
日本专利申请特开平11(1999)-235747公开了一种用于压力成形热塑性树脂的辊构造，其具有第一辊和第二辊，其中第一辊由在外圆周表面上具有金属薄膜的弹性辊构成，第二辊由高刚度的金属辊构成。该辊构造形成厚0.1到0.6mm的板。
但该文献技术未发现如下问题：随着待成形的板的厚度变薄，树脂板侧边缘部分变弱，故侧边缘部分倾向于开始破裂，树脂板常在卷起之前的生产线过程中断裂。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种生产挤出树脂板的方法，其中所述挤出树脂板不太可能断裂。
为解决前述问题，本发明人进行了认真的研究，结果发现了包括下述构造的解决手段，从而完成了本发明。
(1)一种生产挤出树脂板的方法，所述方法包括：
将热塑性树脂热熔融，然后经模头将其挤出成板形；和
将所述挤出的熔融热塑性树脂板用第一辊和第二辊夹压而压力成形，其中
在所述第二辊的外圆周表面的两个侧边缘部分处提供直径比所述辊的中心部分的直径小的高度差异部分(level difference portion)，以及
所述挤出的熔融热塑性树脂板的两个侧边缘部分用所述第一辊和所述第二辊的高度差异部分夹压。
(2)根据项(1)的生产挤出树脂板的方法，其中所述热塑性树脂为丙烯酸树脂。
(3)根据项(1)的生产挤出树脂板的方法，其中所述辊中心部分的外圆周表面高度与所述板的侧边缘部分所在位置处的高度差异部分的外圆周表面高度间的差异为25到75μm。
(4)根据项(1)的生产挤出树脂板的方法，其中所述第一辊为在外圆周表面上具有金属薄膜的弹性辊，所述第二辊为高刚度的金属辊。
(5)根据项(4)的生产挤出树脂板的方法，其中夹在所述辊间的熔融热塑性树脂经均匀地面挤压而成形为板，这是因为所述弹性辊沿所述金属辊的外圆周表面凹向地弹性变形，而所述熔融的热塑性树脂介于其间，故使得所述金属辊和所述弹性辊在压力下与所述熔融热塑性树脂面接触。
(6)根据项(4)的生产挤出树脂板的方法，其中所述金属辊与所述弹性辊的接触长度为1-20mm。
(7)根据项(4)的生产挤出树脂板的方法，其中所述金属辊与所述弹性辊间的线性挤压压力为0.1-50kgf/cm。
(8)根据项(4)的生产挤出树脂板的方法，其中所述弹性辊包含几乎实心的圆柱形芯辊、布置为覆盖所述芯辊的外圆周表面的空心圆柱形金属薄膜和封装在所述芯辊和所述金属薄膜之间的流体。
(9)根据项(8)的生产挤出树脂板的方法，其中所述弹性辊构造为使其温度能够通过控制所述流体的温度而得到控制。
(10)根据项(4)的生产挤出树脂板的方法，其中所述弹性辊包含由弹性材料制成的几乎实心的圆柱形芯辊和覆盖所述芯辊的外圆周表面的空心圆柱形金属薄膜。
(11)根据项(4)的生产挤出树脂板的方法，其中将所述金属辊和所述弹性辊的表面温度(Tr)调节在(Th-20℃)≤Tr≤(Th+20℃)范围内，其中Th是构成所述挤出树脂板的热塑性树脂的热变形温度。
(12)根据项(1)的生产挤出树脂板的方法，其中所述挤出树脂板的厚度为0.2mm或更小。
附图说明
图1为示意图，示出了根据本发明的一个实施方案生产挤出树脂板的方法。
图2为横截面示意图，示出了根据本发明的一个实施方案的辊构造。
图3为示意图，示出了从图2中箭头A的方向看到的熔融热塑性树脂和第二辊。
图4为横截面示意图，示出了用根据本发明的一个实施方案的辊构造形成的板的两个侧边缘部分。
图5(a)或(b)为示意图，示出了根据本发明的另一实施方案的第二辊。
图6为横截面示意图，示出了根据本发明的另一实施方案的辊构造。
具体实施方式
本发明的挤出树脂板由热塑性树脂制成。无任何特殊限制，所述热塑性树脂可为任何可熔融加工的树脂，例如通用塑料或工程塑料如聚氯乙烯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、低密度聚乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂、线形低密度聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚丙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯树脂、醋酸纤维素树脂、乙烯-醋酸乙烯酯树脂、丙烯酸酯-丙烯腈-苯乙烯树脂(acryl-acrylonitrile-styrene resin)、丙烯酸酯-氯化聚乙烯树脂(acryl-chlorinated polyethylene resin)、乙烯 -乙烯醇树脂、氟树脂、甲基丙烯酸甲酯树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯树脂、聚缩醛树脂、聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、芳族聚碳酸酯树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、甲基戊烯树脂、聚芳酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、含带有脂环结构的烯键式不饱和单体单元的树脂、聚苯硫醚树脂、聚苯醚树脂、聚醚醚酮树脂；和橡胶状聚合物如基于聚氯乙烯的弹性体、氯化聚乙烯、乙烯-丙烯酸乙酯树脂、热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚酯弹性体、离子交联聚合物树脂、苯乙烯-丁二烯嵌段聚合物、乙烯-丙烯橡胶、聚丁二烯树脂和丙烯酸橡胶。这些物质可单独使用或以两种或更多种物质的共混物形式使用。
在这些树脂中，优选的是选自下述的树脂：含50重量％或更多甲基丙烯酸甲酯单元的基于甲基丙烯酸甲酯的树脂，该树脂具有良好的光学性能；包含100重量份前述基于甲基丙烯酸甲酯的树脂和100重量份或更少添加到其中的橡胶状聚合物的树脂组合物；含50重量％或更多苯乙烯单元的基于苯乙烯的树脂；包含100重量份前述基于苯乙烯的树脂和100重量份或更少添加到其中的橡胶状聚合物的树脂组合物；芳族聚碳酸酯树脂和含带有脂环结构的烯键式不饱和单体单元的树脂。特别优选的是丙烯酸树脂如基于甲基丙烯酸甲酯的树脂和包含100重量份基于甲基丙烯酸甲酯的树脂和100重量份或更少添加到其中的橡胶状聚合物的树脂组合物。
所述含50重量％或更多甲基丙烯酸甲酯单元的基于甲基丙烯酸甲酯的树脂为含甲基丙烯酸甲酯单元作为单体单元的聚合物。甲基丙烯酸甲酯单元的含量为50重量％或更多，更优选70重量％或更多，并可为100重量％。甲基丙烯酸甲酯单元含量为100重量％的聚合物为甲基丙烯酸甲酯均聚物，其通过仅仅聚合甲基丙烯酸甲酯获得。
这类甲基丙烯酸甲酯聚合物可为甲基丙烯酸甲酯和可与其共聚的单体的共聚物。可与甲基丙烯酸甲酯共聚的单体的实例包括除甲基丙烯酸甲酯外的甲基丙烯酸酯。这类甲基丙烯酸酯的实例包括甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸2-羟乙酯。其他实例包括丙烯酸酯如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸2-羟乙酯；不饱和酸如甲基丙烯酸和丙烯酸；卤代苯乙烯如氯苯乙烯和溴苯乙烯；取代的苯乙烯，例如烷基苯乙烯如乙烯基甲苯和α-甲基苯乙 烯；丙烯腈、甲基丙烯腈、马来酸酐、苯基马来酰亚胺和环己基马来酰亚胺。这类单体可单独或组合使用。
本发明中的橡胶状聚合物包括丙烯酸类多层结构聚合物和通过向5-80重量份橡胶状聚合物上接枝聚合95-20重量份烯键式不饱和单体(特别是丙烯酸类不饱和单体)所获得的接枝共聚物。
丙烯酸类多层结构聚合物包括内有20-60重量份橡胶弹性层或弹性体层并有硬层作为最外层的产品，也可为还具有硬层作为最内层的产品。
橡胶弹性层或弹性体层为玻璃化转变温度(Tg)低于25℃的丙烯酸类聚合物的层，由通过使一种或更多种单烯键式不饱和单体(如丙烯酸低级烷基酯、甲基丙烯酸低级烷基酯、丙烯酸低级烷氧基酯(loweralkoxy acrylate)、丙烯酸氰基乙酯、丙烯酰胺、丙烯酸羟基低级烷基酯、甲基丙烯酸羟基低级烷基酯(hydroxy lower methacrylate)、丙烯酸和甲基丙烯酸)与甲基丙烯酸烯丙酯或前述多官能单体交联所产生的聚合物制得。
硬层是Tg为25℃或更高的丙烯酸类聚合物的层，由仅由含1-4个碳原子烷基的甲基丙烯酸烷基酯组成的聚合物制成或由主要包含含1-4个碳原子烷基的甲基丙烯酸烷基酯并包含可共聚的单官能单体(如另一甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、苯乙烯、取代的苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯腈)的聚合物制得，或者作为替代方案，可为与另外加入的多官能单体聚合产生的交联聚合物。
例如，日本专利特公昭55(1980)-27576、日本专利申请特开平6(1994)-80739和昭49(1974)-23292中公开的聚合物对应于这类橡胶状聚合物。
关于通过向5-80重量份橡胶状聚合物上接枝聚合95-20重量份烯键式不饱和单体所获得的接枝共聚物，二烯橡胶(如聚丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶和苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶)、丙烯酸橡胶(如聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸丙酯和聚丙烯酸2-乙基己酯)和基于乙烯-丙烯-非共轭二烯的橡胶可用作所述橡胶状聚合物。用于向这类橡胶状聚合物上接枝聚合的烯键式单体及其混合物的实例包括苯乙烯、丙烯腈和(甲基)丙烯酸烷基酯。例如，日本专利申请特开昭55(1980)-147514和日本专利特公昭47(1982)-9740中公开的产物可用作这类接枝共聚 物。
橡胶状聚合物相对于100重量份基于甲基丙烯酸甲酯或基于苯乙烯的树脂的分散量为0-100重量份、优选3-50重量份。所述量高于100重量份的情形由于板的刚性将变差而是不希望的。
含50重量％或更多苯乙烯单元的基于苯乙烯的树脂为包含基于苯乙烯的单官能单体单元作为主要组分(例如50重量％或更多)的聚合物，并可为基于苯乙烯的单官能单体的均聚物或为基于苯乙烯的单官能单体和可与其共聚的单官能单体的共聚物。
基于苯乙烯的单官能单体为具有苯乙烯骨架并在分子中有一个可自由基聚合的双键的化合物，例如苯乙烯和取代的苯乙烯如卤代苯乙烯(包括氯苯乙烯和溴苯乙烯)和烷基苯乙烯(包括乙烯基甲苯和α-甲基苯乙烯)。
可与基于苯乙烯的单官能单体共聚的单官能单体为在分子中有一个可自由基聚合的双键并可在此双键处与基于苯乙烯的单官能单体共聚的化合物。这种类型的单体的实例包括甲基丙烯酸酯如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸2-羟乙酯；丙烯酸酯如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸2-羟乙酯；和丙烯腈。优选使用甲基丙烯酸酯如甲基丙烯酸甲酯。这些物质单独或组合使用。
芳族聚碳酸酯树脂通常包括通过经固相酯交换法聚合碳酸酯预聚物所获得的那些或通过经开环聚合法聚合环状碳酸酯化合物所获得的那些以及通过经界面缩聚法或熔融酯交换法使二元酚与碳酸酯前体一起反应所获得的那些。
这里所用的二元酚的代表性实例包括氢醌、间苯二酚、4，4’-二羟基联苯、双(4-羟基苯基)甲烷、双{(4-羟基-3，5-二甲基)苯基}甲烷、1，1-双(4-羟基苯基)乙烷、1，1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、2，2-双(4-羟基苯基)丙烷(常用名为双酚A)、2，2-双{(4-羟基-3-甲基)苯基}丙烷、2，2-双{(4-羟基-3，5-二甲基)苯基}丙烷、2，2-双{(4-羟基-3，5-二溴)苯基}丙烷、2，2-双{(3-异丙基-4-羟基)苯基}丙烷、2，2-双{(4-羟基-3-苯基)苯基}丙烷、2，2-双(4-羟基苯基)丁烷、2，2-双(4-羟基苯基)-3-甲基丁烷、2，2-双(4-羟基苯基)-3，3-二甲基丁烷、2，4-双(4-羟基苯基)-2-甲基丁烷、2，2-双(4-羟基苯 基)戊烷、2，2-双(4-羟基苯基)-4-甲基戊烷、1，1-双(4-羟基苯基)环己烷、1，1-双(4-羟基苯基)-4-异丙基环己烷、1，1-双(4-羟基苯基)-3，3，5-三甲基环己烷、9，9-双(4-羟基苯基)芴、9，9-双{(4-羟基-3-甲基)苯基}芴、α，α″-双(4-羟基苯基)-邻-二异丙基苯、α，α′-双(4-羟基苯基)-间-二异丙基苯、α，α′-双(4-羟基苯基)-对-二异丙基苯、1，3-双(4-羟基苯基)-5，7-二甲基金刚烷、4，4′-二羟基二苯砜、4，4′-二羟基二苯亚砜、4，4′-二羟基二苯硫醚、4，4′-二羟基二苯酮、4，4′-二羟基二苯醚和4，4′-二羟基二苯酯。这些物质可单独或以其中二者或更多者的混合物的形式使用。
特别优选的是由至少一种选自双酚A、2，2-双{(4-羟基-3-甲基)苯基}丙烷、2，2-双(4-羟基苯基)丁烷、2，2-双(4-羟基苯基)-3-甲基丁烷、2，2-双(4-羟基苯基)-3，3-二甲基丁烷、2，2-双(4-羟基苯基)-4-甲基戊烷、1，1-双(4-羟基苯基)-3，3，5-三甲基环己烷和α，α′-双(4-羟基苯基)-间-二异丙基苯的双酚获得的均聚物或共聚物。特别地，优选使用双酚A的均聚物和1，1-双(4-羟基苯基)-3，3，5-三甲基环己烷与至少一种选自双酚A、2，2-双{(4-羟基-3-甲基)苯基}丙烷和α，α′-双(4-羟基苯基)-间-二异丙基苯的二元酚的共聚物。
例如使用碳酰卤、碳酸酯或卤代甲酸酯作为碳酸酯前体。具体实例包括光气、碳酸二苯酯、或二元酚的二卤代甲酸酯。
含带有脂环结构的烯键式不饱和单体单元的树脂的实例包括基于降冰片烯的聚合物和基于乙烯基脂环烃的聚合物。该类型树脂的特征在于在聚合物的重复单元中含脂环结构。所述树脂可在主链和/或侧链中含脂环结构。从透光性角度出发，优选在主链中含脂环结构的树脂。
这类含脂环结构的聚合物树脂的具体实例包括基于降冰片烯的聚合物、基于单环烯烃的聚合物、基于环状共轭二烯的聚合物、基于乙烯基脂环烃的聚合物以及它们的氢化衍生物。其中，从透光性角度出发，优选氢化的基于降冰片烯的聚合物和基于乙烯基脂环烃的聚合物或其氢化衍生物。更优选氢化的基于降冰片烯的聚合物。
取决于预期用途，可以毫无问题地向本发明中所使用的热塑性树脂中加入光漫射剂、消光剂、UV吸收剂、表面活性剂、抗冲击剂、聚合物型抗静电剂、抗氧化剂、阻燃剂、润滑剂、染料、颜料等。
本发明的挤出树脂板的厚度为2mm或更小，优选1mm或更小，更优选0.5mm或更小，还更优选0.2mm或更小。厚度越薄，本发明越有用，也越易作为板来处理。但如果厚度太薄，板强度会降至变得可断裂。故厚度通常为0.03mm或更大，优选0.04mm或更大。挤出树脂板的厚度可通过调节所要经由下述模头3挤出的熔融热塑性树脂4的厚度、两个冷却辊5之间的间隙等来调节。
由前述热塑性树脂制成的本发明的挤出树脂板可按如下生产。下文将参照附图对根据本发明的生产挤出树脂板的方法的一个实施方案加以详细描述。图1为示意图，示出了根据该实施方案生产挤出树脂板的方法。图2为横截面示意图，示出了根据该实施方案的辊构造。图3为示意图，示出了从图2中箭头A的方向看到的熔融热塑性树脂和第二辊。图4为横截面示意图，示出了用该实施方案的辊构造形成的板的两个侧边缘部分。
该实施方案的挤出树脂板可通过普通的挤出成形法生产。也就是说，如图1中所示，将待成为基底的热塑性树脂在挤出机1和/或挤出机2中加热和熔融捏合而经模头3挤出成板形。
当使挤出树脂板具有多层结构时，可通过共挤出成形法生产板。例如，所述目的可通过将来自挤出机1的待成为基底的热塑性树脂和来自挤出机2的用于层合的另一热塑性树脂共挤出来实现。共挤出可通过分别在不同的挤出机1和2中加热并从而熔融捏合热塑性树脂而经模头3挤出和层合热塑性树脂来进行。
挤出机1、2的实例包括单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。挤出机的数量不一定局限于2，可使用三台或更多台挤出机。模头3常采用T形模头。除了以单层形式挤出热塑性树脂的单层模头外，也可采用将在压力下独立传送的来自挤出机1、2的两种或更多种热塑性树脂层合和共挤出的多层模头，例如进料分流块模头(feed block die)和多歧管模头(multimanifold die)。
当如上所述经由模头3挤出的熔融热塑性树脂4被夹在几乎水平地相对布置的两个冷却辊5之间而成形时，获得挤出树脂板15。冷却辊5构造为具有第一辊和第二辊，在该实施方案中，如图2中所示，在圆周部分上具有金属薄膜8的弹性辊即金属弹性辊6用作第一辊，高刚度的金属辊10用作第二辊。金属弹性辊6和金属辊10之间的至少一个连接到旋转驱动装置如电机上，且所述辊构造为使其可以以指定的圆周速度旋转。
作为第一辊的金属弹性辊6具有几乎实心的圆柱形并可自由旋转的芯辊7和布置为可覆盖芯辊7的圆周表面并将与熔融的热塑性树脂4接触的空心圆柱形金属薄膜8。在芯辊7和金属薄膜8之间封装流体9，由此，金属弹性辊6可具有弹性。芯辊7没有特别限制，可由例如不锈钢制成。
金属薄膜8由例如不锈钢制成，其厚度优选为约2mm到约5mm。金属薄膜8优选具有可弯曲性、柔韧性等。金属薄膜优选具有无焊缝的无缝结构。具有这类金属薄膜8的金属弹性辊6非常易于使用，这是因为其耐久性优异，且如果金属薄层8为镜面加工的，则其可像普通的镜面加工辊那样操作，如果金属薄膜8上具有图案或不规则性，则其可用作能转印其轮廓的辊。
金属薄膜8被固定在芯辊7的两端，芯辊7和金属薄膜8之间封装有流体9。流体9的实例包括水和油。通过控制流体9的温度，金属弹性辊6的温度可得到控制。由此，变得易于将后述金属弹性辊6和金属辊10的表面温度(Tr)及构成所述挤出树脂板的热塑性树脂的热变形温度(Th)控制为预定的关系并且可以提高生产能力。对于温度控制，常规控制技术如PID控制和开-关控制均可采用。也可使用气体如空气来代替流体9。
通过使用金属弹性辊6，利用金属弹性辊6的弹性变形，可抑制应变残留在板15中。也就是说，当熔融热塑性树脂4被夹在金属弹性辊6和金属辊10之间时，金属弹性辊6将沿金属辊10的外圆周表面弹性变形，所述熔融的热塑性树脂4介于其间，金属弹性辊6和金属辊10以接触长度L彼此接触并被熔融热塑性树脂4隔开。由此，使得金属弹性辊6和金属辊10在压力下与熔融热塑性树脂4面接触。结果，夹在所述辊之间的熔融热塑性树脂4被均匀地面挤压而形成板。采用这种方式生产板可抑制应变残留在板中。本文中所用的接触长度L为金属弹性辊6和金属辊10与介于其间的熔融热塑性树脂接触的区域沿挤出方向的长度。
接触长度L可为使可抑制应变残留在板中的任何值。因此，金属弹性辊6需要具有高至使金属弹性辊6弹性变形以产生适宜的接触长度L的弹性。接触长度L为1-20mm，优选2-10mm，更优选3-7mm。接触长度L可通过任选调节金属薄膜8的厚度、封装的流体9的量等 调节至所希望的值。
线性挤压压力(即彼此接触的金属弹性辊6与金属辊10之间的压力)适宜在提供适当的接触长度的范围内调节。一般而言，线性挤压压力为0.1kgf/cm到50kgf/cm，优选0.5kgf/cm到30kgf/cm，更优选1kgf/cm到25kgf/cm。当线性挤压压力太低时，倾向于变得难以进行均匀面挤压并倾向于导致不平坦。当压力太高时，所得板倾向于断裂，且弹性辊的寿命倾向于缩短。本文中使用的线性挤压压力为施加到辊上的压力，以每1cm辊宽的压力值表示。当宽度为100cm的辊在300kgf下挤压时，线性挤压压力为3kgf/cm。
作为第二辊的高刚度金属辊10为助卷辊(wrapper roll)，在金属弹性辊6和金属辊10之间夹压后的热塑性树脂卷绕于其上。具体实例包括钻孔辊(drilled roll)和舒展辊(spiral roll)。金属辊10的表面状态可为镜面加工的或具有图案、不规则性等。
如图3所示，该实施方案中的金属辊10在外周周表面的两个侧边缘部分11、11处具有直径比辊中心部分12的直径小的高度差异部分13、13。在该实施方案中，高度差异部分13由从辊中心部分12向边缘部分11倾斜的倾斜表面构成。
在用金属弹性辊6和金属辊10夹压热塑性树脂时，热塑性树脂4被夹在高度差异部分13和与高度差异部分13相对的金属弹性辊6之间而成形。由此，可形成厚度比板的中心部分17厚的板的两个侧边缘部分16、16，因此板的两个侧边缘部分16、16的强度得到提高，从而防止板从侧边缘部分断裂，甚至在向成形板上施加了张力时也如此。在后述牵引步骤中，板的两个侧边缘部分16、16用用来切除两个侧边缘部分16、16的切机切除，切除两个侧边缘16、16后的板中心部分17成为挤出树脂板15。
高度差d优选为25-75μm。小于25μm的高度差d可能不能为板的侧边缘部分16提供足够的强度。大于75μm的高度差d可能为板的侧边缘部分16提供过度的强度并使其相对易于破裂，因此这是不优选的。高度差d和板中心部分的厚度(即挤出树脂板15的厚度)的总和即为板侧边缘部分的厚度。也就是说，本文中使用的高度差是指辊中心部分的外圆周表面高度与板的侧边缘部分所在位置处的高度差异部分的外圆周表面高度间的差异。
当视金属辊10的表面长度为100％时，高度差异部分13的长度a1优选为0.2-5％。如果高度差异部分13的长度a1小于0.2％，则提供给板的侧边缘部分16的强度可能变得不足。如果长度a1大于5％，则板中心部分17的长度(即挤出树脂板15的宽度)变窄，并且是不优选的。高度差异部分13的长度a1是指如平面视图所示高度差异部分13的长度。金属辊10的表面长度是指两个高度差异部分13、13的长度a1、a1与辊中心部分12的长度a2的总和。取决于待形成的挤出树脂板的宽度，金属辊10的表面长度可采用任意值而没有特别限制。
在通过用金属弹性辊6和金属辊10夹压而成形熔融热塑性树脂4时，需要在冷却熔融热塑性树脂4以固化的操作之前或过程中用辊夹压。特别地，优选基于热塑性树脂的热变形温度(Th)将金属弹性辊6和金属辊10的表面温度(Tr)调节至(Th-20℃)≤Tr≤(Th+20℃)的范围，优选(Th-15℃)≤Tr≤(Th+10℃)，更优选(Th-10℃)≤Tr≤(Th+5℃)。虽然热塑性树脂的热变形温度(Th)没有特别限制，但其通常为约60-200℃。热塑性树脂的热变形温度(Th)是按ASTM D-648测定的温度。
另一方面，如果表面温度(Tr)变得低于(Th-20℃)，则板受热时的收缩率倾向于变大。如果表面温度(Tr)变得高于(Th+20℃)，则与辊脱离的痕迹倾向于变明显。
本发明还涉及层合了不同材料的多层板。在这种情况下，热变形温度(Th)基于热变形温度(Th)最高的树脂。
在金属弹性辊6和金属辊10之间夹压后的板形热塑性树脂被卷绕在金属辊10上，然后在于导辊(carrying roll)上冷却的同时用牵引辊(haul-off roll)(未示出)牵引。在牵引步骤中，板的两个侧边缘部分16、16用用来切除板的两个侧边缘部分16、16的切机(未示出)切除以得到挤出树脂板15。
挤出树脂板15适用于例如汽车的内部或外部、家用电器的外部、光学应用如移动电话的导光板或散光板，但本发明的应用不限于此。
虽然上面已描述了本发明的若干优选实施方案，但本发明不限于前述实施方案，而是可在权利要求的范围内作各种改进或改变。例如，虽然在前述实施方案中高度差异部分13由从辊的中心部分12向边缘部分11倾斜的倾斜表面构成，但本发明的高度差异部分的形状不限于此。例如，可采用如图5(a)和(b)所示的形状。
例如，如图5(a)中所示在第二辊20的两个侧边缘部分的外圆周表面上提供的高度差异部分21，或如图5(b)所示在第二辊25的两个侧边缘部分的外圆周表面上提供的曲面形式的高度差异部分26。其他构造与前述实施方案的高度差异部分13相同。
虽然前述实施方案中仅在第二辊上提供了高度差异部分13，但也可在第一辊上提供高度差异部分。在这种情况下，第二辊的高度差d与第一辊的高度差d的总和优选为25-75μm。
可采用如图6所示的金属弹性辊30代替金属弹性辊6。根据该实施方案的金属弹性辊30为芯辊31的圆周表面覆盖有空心的圆柱形金属薄膜32的辊，所述芯辊31为几乎实心的圆柱形并可自由旋转。
芯辊31由弹性材料制成。构成芯辊的材料没有特别限制，迄今已用作用于形成板的辊的弹性材料均可采用。其实例包括由橡胶例如硅橡胶制成的橡胶棍。金属弹性辊30可因此具有弹性。前述接触长度L和线性挤压压力也可通过调节橡胶的硬度而调节至适宜的值。
金属薄膜32由例如不锈钢制成。其厚度优选为约0.2mm到约1mm。
金属弹性辊30可构造为温度可控的，例如通过向金属弹性辊30上安装备用冷却辊(back-up chill roll)。其他构造与前述实施方案的金属弹性辊6相同。
在另一可能的实施方案中，在金属辊10后布置多个辊，卷绕在金属辊10上的热塑性树脂依次在一个辊和与之相邻的另一辊间夹压以卷绕。
本发明的方法能在热塑性树脂在两辊间夹压而压力成形时形成厚度比板的中心部分厚的板的两个侧边缘部分，使得板的两个侧边缘部分的强度得到提高。因此，防止了板从板的侧边缘部分断裂，甚至在向成形板上施加张力时也是如此。
特别地，当为获得可断裂的丙烯酸树脂板或薄板而应用本发明的方法时，本发明的有用性将更高。
实施例
下面参照实施例对本发明进行更详细的描述，但本发明不限于这些实施例。下面的实施例和对比例中所用挤出装置的构造如下：
挤出机1：螺杆直径100mm，单螺杆，带排气孔(Hitachi Zosen Corp.制造)；
模头3：T形模头，模唇宽度1500mm，模唇间隙1mm(HitachiZosen Corp.制造)；
辊：卧式，两个冷却辊长1600mm，直径300mm。
挤出机1和模头3如图1所示布置。然后将最靠近挤出机1的辊命名为第一辊，助卷辊命名为第二辊。各辊的构造如下。
<辊构造1>
图2和3所示的构造命名为辊构造1。具体而言，第一辊和第二辊的构造如下。
(第一辊)
金属薄膜8布置为能覆盖芯辊7的外圆周表面且芯辊7与金属薄膜8间填充流体9的金属弹性辊6用作第一辊。芯辊7、金属薄膜8和流体9如下。
芯辊7：由不锈钢制成；
金属薄膜8：由厚2mm的不锈钢制成的镜面加工金属套。
流体9：油。通过油的温度控制而使得金属弹性辊6温度可控。更具体而言，可通过温度控制器的开-关控制加热和冷却油来使得油温度可控，且所述油在芯辊7与金属薄膜8之间循环。
(第二辊)
将在外圆周表面上的两个侧边缘部分形成了高度差异部分13、13(倾斜表面)的镜面加工不锈钢舒展辊制成高刚度的金属辊10，用作第二辊。
关于高度差异部分13，使得高度差d为50μm，当视金属辊10的表面长度为100％时，使得长度a1为0.3％(即5mm)。金属弹性辊6与金属辊10以接触长度L彼此接触并被熔融热塑性树脂4隔开，所 述接触长度L调节为5mm，将线性挤压压力调节为20kgf/cm。
<辊构造2>
将未在外圆周表面上的两个侧边缘部分形成高度差异部分的高刚度金属辊(镜面加工的不锈钢舒展辊)用作第一辊和第二辊。在这种情况下，将线性挤压压力调节为100kgf/cm。
下面的实施例和对比例中用到的热塑性树脂如下。
树脂1：组合了70重量％的甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸甲酯＝96/4(重量比)的共聚物与30重量％的如下参考例中获得的丙烯酸类多层弹性材料的丙烯酸类组合物。热变形温度(Th)为100℃。
树脂2：甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸甲酯＝94/6(重量比)的共聚物。热变形温度(Th)为100℃。
参考例
(橡胶状聚合物的制备)
按日本专利特公昭55(1980)-27576的实施例部分中公开的方法制备三层结构的丙烯酸类多层弹性材料。具体而言，先向容量为5L的玻璃反应器中加入1700g离子交换水、0.7g碳酸钠和0.3g过硫酸钠，然后在氮气流下搅拌。接着加入4.46g PELEX OT-P(Kao Co.，Ltd.生产)、150g离子交换水、150g甲基丙烯酸甲酯和0.3g甲基丙烯酸烯丙酯，然后加热至75℃随后搅拌150分钟。
然后通过不同的入口用90分钟加入689g丙烯酸丁酯、162g苯乙烯和17g甲基丙烯酸烯丙酯的混合物以及0.85g过硫酸钠、7.4gPELEX OT-P和50g离子交换水的混合物，随后聚合90分钟。
聚合完成后，再通过不同的入口用30分钟加入326g丙烯酸甲酯和14g丙烯酸乙酯的混合物以及含0.34g溶解于其中的过硫酸钠的30g离子交换水。
加入完成时使混合物再保持60分钟以完成聚合。将得到的胶乳倒入0.5％的氯化铝水溶液中以便聚合物凝集。用热水洗涤聚合物5次，然后干燥得到丙烯酸类多层弹性材料。
[实施例1-3和对比例1-3]
<挤出树脂板的制备>
表1中所示种类的树脂在挤出机1中熔融捏合，然后依次输送至模头3。然后将经模头3挤出的熔融热塑性树脂4在表1中所示辊构造的第一辊和第二辊之间夹压成形并卷绕在第二辊上，然后用牵引辊牵引并在输送辊上冷却得到具有表1所示厚度的挤出树脂板。在实施例1-3中，当在第一辊和第二辊之间夹压热塑性树脂时，熔融热塑性树脂4被夹在高度差异部分13和第一辊之间而成形。注意，表1和2中给出的“第一辊的表面温度”和“第二辊的表面温度”是实际测得的值。
<评价>
目测检查所得到的各个挤出树脂板(实施例1-3和对比例1-3)的形成状况。所用评价标准如下：
○：没有问题地形成了板。
×：板从侧边缘部分断裂。
如表1中所示，实施例1-3没有问题地形成了厚度为50μm、80μm和150μm的挤出树脂板，而对比例1-3的板从板的侧边缘部分断裂。
Claims (10)
1.一种生产挤出树脂板的方法，所述方法包括：
将热塑性树脂热熔融，然后经模头将其挤出成板形；和
将所挤出的熔融热塑性树脂板用第一辊和第二辊夹压而压力成形；其中
在所述第二辊的外圆周表面的两个侧边缘部分处提供直径比所述辊的中心部分的直径小的高度差异部分，以及
所挤出的熔融热塑性树脂板的两个侧边缘部分用所述第一辊和所述第二辊的高度差异部分夹压，
其中所述第一辊为在外圆周表面上具有金属薄膜的弹性辊，所述第二辊为高刚度的金属辊，和
其中夹在所述辊间的熔融热塑性树脂经均匀地面挤压而成形为板，这是因为所述弹性辊沿所述金属辊的外圆周表面凹向地弹性变形，而所述熔融的热塑性树脂介于其间，故使得所述金属辊和所述弹性辊在压力下与所述熔融热塑性树脂面接触。
2.根据权利要求1所述的生产挤出树脂板的方法，其中所述热塑性树脂为丙烯酸树脂。
3.根据权利要求1所述的生产挤出树脂板的方法，其中所述辊中心部分的外圆周表面高度与所述板的侧边缘部分所在位置处的高度差异部分的外圆周表面高度之间的差异为25到75μm。
4.根据权利要求1所述的生产挤出树脂板的方法，其中所述金属辊与所述弹性辊的接触长度为1-20mm。
5.根据权利要求1所述的生产挤出树脂板的方法，其中所述金属辊与所述弹性辊间的线性挤压压力为0.1-50kgf/cm。
6.根据权利要求1所述的生产挤出树脂板的方法，其中所述弹性辊包含几乎实心的圆柱形芯辊、布置为覆盖所述芯辊的外圆周表面的空心圆柱形金属薄膜和封装在所述芯辊和所述金属薄膜之间的流体。
7.根据权利要求6所述的生产挤出树脂板的方法，其中所述弹性辊构造为使其温度能够通过控制所述流体的温度而得到控制。
8.根据权利要求1所述的生产挤出树脂板的方法，其中所述弹性辊包含由弹性材料制成的几乎实心的圆柱形芯辊和覆盖所述芯辊的外圆周表面的空心圆柱形金属薄膜。
9.根据权利要求1所述的生产挤出树脂板的方法，其中将所述金属辊和所述弹性辊的表面温度Tr调节在(Th-20℃)≤Tr≤(Th+20℃)范围内，其中Th是构成所述挤出树脂板的热塑性树脂的热变形温度。
10.根据权利要求1所述的生产挤出树脂板的方法，其中所述挤出树脂板的厚度为0.2mm或更小。
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