CN1481303A - 压花薄片的制造方法和压花薄片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种生产性高、安全性也高、而且具有细微压花图案的压花薄片制造方法。将熔融树脂27熔融和冷却固化的基体材料薄片25在压花辊一侧叠层熔融的同时，由回转的加压辊24和压花辊23加压。

Description

压花薄片的制造方法和压花薄片
技术领域
本发明涉及一种压花薄片的制造方法和压花薄片。
背景技术
在热可塑性树脂薄片的一个面上形成压花图案的薄片作为菲涅耳透镜片、两面突出透镜片、棱形透镜片等透镜机能薄片是有用的。譬如经过三面直角型微小棱形加工的复原反射性薄片(塑料制的反射板)已用于保安领域、标记识别领域、时装领域、建筑领域等技术领域。
现在使用的这种复原反射性薄片是玻璃珠型结构和三面直角(立方体角隅)型结构。一般，与玻璃珠型的结构相比较，三面直角型的结构具有较优良的远距离目视性和反射亮度。
在上述三面直角型的复原反射性薄片制造过程中，必需将形成压花图案用的模具上的压花图案正确地复制到基体材料薄片上。
因此，在适当的温度和压力下、将热可塑性树脂薄片压到压花图案成形用的模具上这一点就特别重要。
以前，按照上述主要条件进行的复原反射性薄片的主要制造方法有真空加压方法和压延方法(参照日本特开2000-52421号公报)。
在上述真空加压方法中，用具有细微表面的压花平板，在真空中进行热压、冷却之后从压花平板上剥离。
而在压延方法中，是将基体材料薄片的压花加工面软化，具体地说是用火焰或无火焰加热使基体材料薄片的压花加工面软化之后进行压花加工。
但是，如果采用上述真空加压方法，就会使生产速度减慢、而且使装置变得复杂而构成大型的装置。
如果采用上述压延方法，由于快速地加热热可塑性树脂薄片，就很难进行均匀地加热，还会有危险伴随的问题。
本发明的目的是提供一种生产性高、安全性也高、并具有细微压花图案的压花薄片的制造方法和压花薄片。
发明内容
本发明的压花薄片的制造方法的其特征在于，将熔融树脂和冷却固化的基体材料薄片在压花辊一侧叠层熔融的同时、由回转的加压辊和压花辊加压。
作为基体材料薄片，譬如可采用聚甲烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯系树脂、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等。
而上述压花辊的主要结构是具有作为最外层而设置的压花图案复制用的压花底版和设置在该压花底版背面一侧的弹性构件的滚筒。而且是刻有压花图案的金属制的辊。
上述加压辊的主要结构可以将硅橡胶等卷装在金属制的辊上而构成。
根据本发明，由于由模具挤出的熔融树脂还没冷却固化之前就进行压花图案复制，因而没必要在压花时进行快速加热，就不会像以前那样发生由快速加热而引起的危险。
由于只要将薄片成形机的加压辊的一方作成压花辊即可，因而压花加工装置不会大型化、复杂化。
由于用上述加压辊和压花辊同时地进行基体材料薄片和熔融树脂的叠层、熔融及压花加工，因而能使生产性提高、而且能进行细微、正确的压花加工。
在本发明的压花薄片制造方法中，上述熔融树脂是根据与上述基体材料薄片的组合而决定的，最好是基体材料薄片和熔融树脂是同一种材料。
譬如，上述基体材料薄片的材料是聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等材料中的任意一种时，上述熔融树脂是与基体材料薄片相同的材料。
这样，由于用同一种材料，因而熔融树脂就容易与基体材料薄片结合，能良好地进行两者的粘接。
在本发明的压花薄片制造方法中，基体材料薄片和熔融树脂可以是不同种类材料，而且最好上述熔融树脂是热粘接性材料。
譬如，上述基体材料薄片的材料是聚碳酸酯(PC)时，上述熔融树脂最好是丙烯系树脂等具有热粘接性的材料，在聚丙烯(PP)的场合下，可用离子交联聚合物。
这样，由于使用了不同种类的材料，使不同种类树脂的特性组合在一起，因而不仅能具有压花性，还能制造具有多功能的薄片。
在本发明的压花薄片制造方法中，最好加压辊的表面材质是弹性体。
譬如，上述弹性体可采用硅系橡胶、氟系橡胶等。这种弹性体的硬度(依据JIS Z 2264 A型)最好是60～90度。
这样，由于加压辊的表面材质是弹性体，在加压时能增加与薄片的加压面积，因而就能进行细微而且正确的压花加工。
在本发明的压花薄片制造方法中，最好压花辊具有冷却机能。
这样，由于具有冷却机能，可在压花加工之后立即冷却薄片，因而就能防止随着冷却过程而形成的塌边等压花的变形、能得到高精度的压花薄片。
在本发明的压花薄片制造方法中，加压辊和压花辊的压力最好是50000～1200000N/m(即5～120kgf/cm)。
由于在小于50000N/m时，对压花薄片的压力不充分，因而压花性的表面质量较差；而在小于1200000N/m时，对压花薄片的压力过份大，使进行压花加工的熔融树脂的厚度变得过份薄，因而会产生耐久性方面的问题。压力最好是40000～800000N/m(即4～80kgf/cm)的范围内。
在本发明的压花薄片制造方法中，冷却固化的基体材料薄片的厚度最好比熔融树脂层的厚度还厚。
在上述基体材料薄片的厚度比上述熔融树脂层的厚度还薄时，由于从熔融树脂产生的热量会使基体材料薄片软化，因而会使压力传递不足，就有使模具填充不足或发生倾斜印记的问题。
因此，如果使基体材料薄片增厚、使其能防止软化，则能防止倾斜印记的发生。
在本发明的压花薄片制造方法中，加压辊和压花辊的引出速度最好是10m/min以上。
在引出速度小于10m/min时，熔融树脂达到压花辊之前就完全冷却，存在着不能用压力充分地进行压花加工的可能性。
因此，如上所述地、如果将引出速度取成10m/min以上，就能确实地进行压花辊的加工，能进行高精度的压花加工。
本发明的压花薄片的特征在于，它是用上述的本发明的压花薄片的制造方法制得的，制得的薄片是复原反射性薄片。
其中，复原反射性薄片的复原反射性是用JIS Z 8714规定的方法进行测定的，压花加工的精度对复原反射性有较大的影响。
由于用上述制造方法得到的压花薄片能形成高精度的压花面，因而能得到满足上述JIS规定的非常良好的复原反射性。
由于具有复原反射性，因而可在保安领域、标志识别领域、时装领域、建筑领域等许多分支领域中使用。
附图说明
图1是本发明压花薄片的断面图。
图2是本发明压花薄片的制造装置的概略图。
具体实施方式
下面，参照着附图来说明本发明的实施方式。
图1表示本实施方式的压花薄片10。
上述压花薄片10是具有由基体材料薄片构成的基体材料层11和使熔融树脂在这基体材料层11上冷却固化而形成的压花层12的复原反射性薄片。
基体材料层11是由聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)等材料构成的薄片，是由挤出成形等工艺形成规定厚度的底版滚筒提供的。
而且，在基体材料层11上，与压花层12的叠层面相反一侧的表面11A施加了镜面加工。
压花层12是由与基体材料层11相同的材料或由与基体材料层不同的材料构成。在这压花层12中、与基体材料层11的叠层面相反侧的表面经过压花加工，以形成三面直角棱镜面12A。
上述基体材料层11的厚度尺寸H11比压花层12的厚度尺寸H12还厚。
而且，以0度入射角从压花薄片10的基体材料层11的表面11A入射的光线由压花层12的三面直角棱镜面12A来回地进行全反射、并复原到表面11A的法线方向上。
如图2所示，制造上述压花薄片10的制造装置中设有挤出机21、安装在该挤出机21上的模具22、压花辊23、位于压花辊23的相反侧的挤压辊24、以及将冷却固化了的基体材料薄片25送出的滚筒26。
上述挤出机21是将管状的树脂熔融混匀的部分，在本实施方式中采用单轴挤出机；上述模具22是将熔融树脂27以薄片状挤出的金属模具，在本实施方式中采用T模具。这个T模具有直线·分支管型、涂层吊架型、或者由这些结构组合而成的各种形式，可根据所用的材料而进行选择。
上述压花辊23是在T模具挤出的薄片状熔融树脂表面上形成压花面的部分，可以通过将压花图案复制用的压花底版232卷装或者粘接固定在金属制的辊231的外周上而形成。
在上述压花辊23的内部设有使冷却水循环的冷却机构，使经过压花加工了的熔融树脂27在图2的θ部分被冷却固化。
这里，所谓的图案不必一定是有规则的重复排列，也可以是具有相同大小或不同大小的结构体的随机排列。这种图案至少机械加工在压花辊的一部分上。各个图案的结构体被称作压花。压花的个数和间隔、以及各个压花的性质，譬如压花的深度、尖锐边缘的角度和形状等都是可根据所需要而变化的。
上述加压辊24是在进行压花加工时产生压力的部分，它是将硅橡胶等弹性体242卷装在金属制辊241的表面上而构成。要使按压面的压力保持均匀地将上述弹性体卷装在辊上。
由上述加压辊24产生的压力可设定在50000～1200000N/m(即5～120kgf/cm)的范围内，最好是40000～800000N/m(即4～80kgf/cm)的范围内。
使用上述制造装置如下所述地制造压花薄片10。
(1)把从模具22挤出的薄片状熔融树脂27与基体材料薄片25一起供应到压花辊23和加压辊24之间。
(2)由加压辊24、用50000～1200000N/m(即5～120kgf/cm)的压力，沿着基体材料薄片25和熔融树脂27的叠层体的厚度方向进行加压，在熔融树脂27的表面上形成三面直角棱镜面。
(3)在形成三面直角棱镜面之后，基体材料薄片25和熔融树脂27的叠层体在θ部分上由压花辊23内部的冷却机构或图中没有表示的外部冷却机构冷却之后，将其从压花辊23上剥离并卷取。
在本实施方式中，将这时的卷取速度设定为10m/min以上，这样，在模具22挤出的熔融树脂27还没有冷却固化就能供应到压花辊23上。
采用上述的本实施方式，具有如下所述的效果。
由于从模具22挤出的熔融树脂27在没有被冷却固化之前就进行压花复制，因而在进行压花加工时不需要快速加热，不会发生以前那样的由快速加热而引起的危险。
由于只将薄片成形机的加压辊24的一方作成压花辊23就可以，因而压花加工装置不会大型化和复杂化。
由于用上述加压辊24和压花辊23同时进行基体材料薄片25和熔融树脂27的叠层熔接和压花加工，因而生产性高，而且能进行细微正确的压花加工。
由于加压辊24的表面材料是用弹性体构成，在加压时增加了与薄片加压面积，因而能进行细微而且正确的压花加工。
此外，由于压花辊23具有冷却机能，在压花加工之后可立即冷却薄片，因而能防止随着冷却过程而引起的塌边等压花表面的变形，能得到高精度的压花薄片10。
由于将加压辊24的压力取为50000～1200000N/m，因而在熔融树脂27上能进行正确的压花加工。
如果将压花薄片10引出时的引出速度取为10m/min以上，就能使压花辊23可靠地进行加工，可进行高精度的压花加工。
此外，由于基体材料薄片25的厚度比熔融树脂层还厚，因而能防止倾斜印记的发生。
本发明并不局限于上述实施方式，可达到本发明目的范围内的各种变形、改良都包含在本发明中。
譬如，在上述实施方式中，压花辊23是采用将压花图案复制用的压花底版232卷装在金属制的辊231外周上的构件，但本发明并不局限于此，还可以采用在金属制辊上刻上规定的压花图案的结构。
在上述实施方式中，加压辊24是采用将硅橡胶等弹性体242卷装在金属制辊241表面上的结构，但本发明并不局限于此，还可以采用辊本体就是弹性体的结构。
此外，在能够达到本发明目的的范围之内，还可以将实施本发明时所用的具体结构和形状作成各种其他的结构。
下面，说明本发明的具体的实施例。
(实施例1～3)
在上述实施方式中，将制造的具体条件取成如下所述。
压花辊，材料：Ni、幅度：300mm、内径：254mm。
压花图案：三面直角棱镜图案、1边的长度：173μm、高度：86μm。(正三角锥形状)。
加压辊，表面材料：硅橡胶、硬度：80度(JIS Z 2246 A型)、幅度：300mm、内径：400mm。
如表1所示，实施例1～3是将基体材料薄片的材质及其厚度、熔融树脂层的材质及其厚度、加压辊和压花辊的压力改变的实施例。
(比较例)
将现有技术的真空加压方法作为比较例。
装置条件：压机的大小是纵向：300mm、横向：300mm、这种压机是5级并排分批配料式的。用于熔融的加热时间是30分钟、用于固化的冷却时间是30分钟。
实施例和比较例中的基体材料薄片的材质和厚度、熔融树脂的材质和厚度、加压辊和压花辊的压力、加压辊和压花辊的引出速度等各种条件如表1所示。
测定了亮度，将其作为测定压花薄片的复原反射性精度的条件(JIS Z 8714)。
表1
 基体材料薄片及其厚度(μm) 熔融树脂层的材质及其厚度(μm) 加压辊和压花辊的压力(N/m) 加压辊和压花辊的引出速度(m/min)     亮度(cd/lux/m2)
实施例1  PP(150) PP(100) 60000     20     130
实施例2  PP(150) PC(100) 80000     20     220
实施例3  PP(150) PMMA(100) 80000     20     220
比较例1  PP - -     0.025     -
如表1所示，将实施例1～3所得到的压花薄片与比较例1相比较后可见，由于引出速度十分快，因而能提高生产性。而且还能在复原反射性的表面上得到充分的压花薄片。
产业上的可利用性
本发明作为具有压花图案的菲涅耳透镜片、两面突出透镜片、棱形透镜片等透镜机能的薄片是有用的。譬如三面直角型的经过细微棱形加工的复原反射性薄片(塑料制反射板)可用在保安领域、标记识别领域、时装领域、建筑领域等多种领域中。

Claims (12)

1.一种压花薄片的制造方法，其特征在于，将熔融树脂和冷却固化的基体材料薄片在压花辊一侧叠层熔融的同时，由回转的加压辊和压花辊加压。
2.如权利要求1所述的压花薄片的制造方法，其特征在于，基体材料薄片和熔融树脂是同一种材料。
3.如权利要求2所述的压花薄片的制造方法，其特征在于，基体材料薄片和熔融树脂是聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等材料中的任意一种。
4.如权利要求1所述的压花薄片的制造方法，其特征在于，基体材料薄片和熔融树脂是不同种类的材料，而且上述熔融树脂是热粘接性的材料。
5.如权利要求4所述的压花薄片的制造方法，其特征在于，基体材料薄片的材料是聚碳酸酯、熔融树脂的材料是聚甲基丙烯酸甲酯。
6.如权利要求1～5中的任意一项所述的压花薄片的制造方法，其特征在于，加压辊的表面材质是弹性体。
7.如权利要求1～6中的任意一项所述的压花薄片的制造方法，其特征在于，压花辊具有冷却机能。
8.如权利要求1～7中的任意一项所述的压花薄片的制造方法，其特征在于，加压辊和压花辊的压力是50000～1200000N/m。
9.如权利要求1～8中的任意一项所述的压花薄片的制造方法，其特征在于，冷却固化的基体材料薄片的厚度比熔融树脂层的厚度还厚。
10.如权利要求1～9中的任意一项所述的压花薄片的制造方法，其特征在于，加压辊和压花辊的引出速度是10m/min以上。
11.一种压花薄片，其特征在于，它是用权利要求1～10中的任意一项所述的压花薄片的制造方法制得的。
12.如权利要求11所述的压花薄片，其特征在于，该压花薄片是复原反射性薄片。
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