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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
extrudierten flächigen Erzeugnisses aus Kunstharz (nachstehend:
"Harzflächengebilde") und insbesondere ein Verfahren zur
Herstellung eines extrudierten Harzflächengebildes mit
ausgezeichneter Erscheinung.
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Aus
thermoplastischem Harz hergestellte extrudierte Harzflächengebilde
wurden in einer sehr großen Vielzahl von Verwendungen,
wie Beleuchtungskörpern, Bezeichnungsschildern, Baustoffen,
Haushaltselektrogeräten, optischen Verwendungen, einschließlich
Mobiltelefonen, Flüssigkristallfernsehgeräten
und -monitoren, verwendet. Im Allgemeinen wird in der Herstellung
eines aus thermoplastischem Harz hergestellten extrudierten Harzflächengebildes
ein geschmolzenes thermoplastisches Harz in eine flächengebildeähnliche
Form geformt, während es durch Quetschen davon zwischen
zwei Walzen unter Druck gesetzt und gekühlt wird. In diesen
Verfahren, wenn die Kühlrate zu hoch ist, wird eine Spannung
in einem hergestellten Harzflächengebilde verbleiben. Deshalb
wurde eine Vorrichtung hergestellt, welche Bereitstellen von einer
oder mehr Walzen nach der zweiten Walze und Durchführen
von Vorgängen von schrittweisem unter Druck setzen und
Kühlen einschließt, um zu ermöglichen,
dass so wenig wie möglich Spannung in einem extrudierten
Harzflächengebilde verbleibt.
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Zum
Beispiel
JP-A-11-235747 (1999)
eine Walzenkonfiguration zum Druckformen eines thermoplastischen
Harzes mit drei Walzen in Kontakt miteinander. In dieser Walzenkonfiguration
ist die erste Walze eine elastische Walze mit einer dünnen
Metallfolie an ihrer äußeren peripheren Oberfläche
und die zweiten und die dritten Walzen sind hoch starre Metallwalzen.
Wenn diese Walzenkonfiguration verwendet wird, wird ein geschmolzenes
thermoplastisches Harz mit den ersten und zweiten Walzen zuerst
druckgeformt und wird dann weiter zwischen den zweiten und den dritten
Walzen druckgeformt, während es um die zweite Walze gewickelt ist,
und anschließend wird das thermoplastische Harz um die
dritte Walze gewickelt.
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Es
wurde berichtet, dass in dem vorstehenden Verfahren zum Herstellen
eines extrudierten Harzflächengebildes keine Spannung in
einem extrudierten Harzflächengebilde verbleibt, da die
erste Walze elastisch während einem Verfahren von Druckformen
deformiert. Wenn jedoch ein thermoplastisches Harz in einem geschmolzenen
Zustand mit einer Walze in Kontakt kommt, wird das Harz gekühlt
und zur selben Zeit wird eine Oberfläche gebildet. Deshalb,
wenn der Kontakt eines Harzflächengebildes mit einer Walze
ungleichmäßig wird, werden Unregelmäßigkeiten,
genannt „Berührungsfehler", in der Oberfläche
des extrudierten Harzflächengebildes verbleiben und als
ein Ergebnis neigt die Erscheinung zum Schlechtwerden. Diese Neigung
ist beträchtlich, wenn ein extrudiertes Harzflächengebilde
mit einer niedrigen Dicke geformt wird.
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Das
heißt, je dünner ein extrudiertes Harzflächengebilde,
desto wahrscheinlicher wird das Flächengebilde gekühlt.
Wenn ein extrudiertes Harzflächengebilde, druckgeformt
mit den ersten und den zweiten Walzen, dünn ist, wird die
Oberfläche des Harzflächengebildes gekühlt,
wobei es härtet, bevor es bei der dritten Walze ankommt,
während es um die zweite Walze gewickelt ist, und die Oberfläche
des Harzflächengebildes wird nicht mit der dritten Walze
gleichmäßig in engen Kontakt kommen. Als ein Ergebnis
werden in der Oberfläche des extrudierten Harzflächengebildes
Unregelmäßigkeiten verbleiben, was in schlechter
Erscheinung resultiert. Dieses Problem ist beträchtlich,
insbesondere wenn ein extrudiertes Harzflächengebilde mit
nur 2 mm oder weniger in der Dicke geformt wird.
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Einfaches
Erhöhen der Temperatur der zweiten Walze oder der dritten
Walze zum Verhindern von schnellem Kühlen eines extrudierten
Harzflächengebildes wird zu Problemen führen,
wie dass ein Harzflächengebilde Zeit zum Kühlen
braucht und dass es schwierig wird, ein extrudiertes Harzflächengebilde
von einer Walze abzulösen. Als ein Ergebnis kann sich die
Herstellungseffizienz verschlechtern.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines
Verfahrens zur Herstellung eines extrudierten Harzflächengebildes
mit ausgezeichneter Erscheinung.
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Diese
Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
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Gegenstand
der Erfindung sind:
- (1) Ein Verfahren zur Herstellung
eines extrudierten Harzflächengebildes, umfassend: Schmelzen
eines thermoplastischen Harzes durch Erwärmen und dann
Extrudieren in eine Flächengebildeform durch ein Formwerkzeug;
Druckformen
des extrudierten geschmolzenen thermoplastischen Harzes mit einer
ersten Walze und einer zweiten Walze; und
weiter Druckformen
des geformten Harzes mit der zweiten Walze und einer dritten Walze,
während das geformte Harz um die zweite Walze gewickelt
wird, wobei die erste Walze eine Walze mit einer äußeren
peripheren Oberfläche aus Metall ist, die zweite Walze
eine hoch starre Metallwalze ist und die dritte Walze eine elastische
Walze mit einer dünnen Metallfolie an ihrer äußeren
peripheren Oberfläche ist.
- (2) Das Verfahren zur Herstellung eines extrudierten Harzflächengebildes
gemäß vorstehendem Punkt (1), wobei das geschmolzene
thermoplastische Harz, gequetscht zwischen die elastische Walze
und die Metallwalze, flächig und einheitlich gepresst wird,
da sich die elastische Walze elastisch konkav entlang der äußeren
peripheren Oberfläche der Metallwalze verformt, wobei sich
das geschmolzene thermoplastische Harz dazwischen befindet, so dass
sich die Metallwalze und die elastische Walze unter Druck in flächigem Kontakt
mit dem geschmolzenen thermoplastischen Harz befinden.
- (3) Das Verfahren zur Herstellung eines extrudierten Harzflächengebildes
gemäß dem vorstehenden Punkt (1), wobei die Oberflächentemperatur
(Tr) der zweiten und der dritten Walzen innerhalb eines Bereichs
von (Th – 20°C) ≤ Tr ≤ (Th +
20°C) gehalten wird, wobei Th die Wärmeformbeständigkeit
des thermoplastischen Harzes ist, welches die extrudierte Harzfolie
bildet.
- (4) Das Verfahren zur Herstellung eines extrudierten Harzflächengebildes
gemäß dem vorstehenden Punkt (1), wobei eine Kontaktlänge
der zweiten Walze und der dritten Walze 1 bis 15 mm beträgt.
- (5) Das Verfahren zur Herstellung eines extrudierten Harzflächengebildes
gemäß dem vorstehenden Punkt (1), wobei der lineare
Anpressdruck zwischen der zweiten Walze und der dritten Walze 1
bis 70 kgf/cm beträgt.
- (6) Das Verfahren zur Herstellung eines extrudierten Harzflächengebildes
gemäß dem vorstehenden Punkt (1), wobei die dritte
Walze einen nahezu massiv-zylindrischen Walzenkern, eine hohl-zylindrische
dünne Metallfolie, angeordnet derart, dass sie die äußere
periphere Oberfläche des Walzenkerns bedeckt, und ein Fluid,
eingeschlossen zwischen dem Walzenkern und der dünnen Metallfolie,
umfasst.
- (7) Das Verfahren zur Herstellung eines extrudierten Harzflächengebildes
gemäß dem vorstehenden Punkt (1), wobei die erste
Walze eine elastische Walze mit einer dünnen Metallfolie
an ihrer äußeren peripheren Oberfläche
ist.
- (8) Das Verfahren zur Herstellung eines extrudierten Harzflächengebildes
gemäß dem vorstehenden Punkt (1), wobei die Oberflächentemperatur
(Tr) der ersten bis dritten Walze innerhalb eines Bereichs von (Th – 20°C) ≤ Tr ≤ (Th
+ 20°C) gehatlen wird, wobei Th die Wärmeformbeständigkeit
des thermoplastischen Harzes ist, welches die extrudierte Harzfolie
bildet.
- (9) Das Verfahren zur Herstellung eines extrudierten Harzflächengebildes
gemäß dem vorstehenden Punkt (1), wobei das extrudierte
Harzflächengebilde eine Dicke von höchstens 2
mm hat.
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1 ist
eine schematische Darstellung, welche das Verfahren zur Herstellung
eines extrudierten Harzflächengebildes gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
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2 ist
eine schematische Querschnittdarstellung, welche die Walzenkonfiguration
gemäß einer erfindungsgemäßen
Ausführungsform zeigt; und
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3 ist
eine schematische Querschnittdarstellung, welche die Walzenkonfiguration
gemäß einer anderen erfindungsgemäßen
Ausführungsform zeigt.
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Das
extrudierte Harzflächengebilde der vorliegenden Erfindung
wird aus einem thermoplastischen Harz hergestellt. Das thermoplastische
Harz kann ohne jedwede besondere Einschränkungen jedwedes
Harz sein, welches schmelzverarbeitet werden kann, zum Beispiel
Mehrzweckkunststoffe oder technische Kunststoffe wie Polyvinylchloridharz,
Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harz, Polyethylenharz niedriger Dichte,
Polyethylenharz hoher Dichte, lineares Polyethylenharz niedriger
Dichte, Polystyrolharz, Polypropylenharz, Acrylnitril-Styrol-Harz,
Celluloseacetatharz, Ethylen-Vinylacetat-Harz, Acryl-Acrylnitril-Styrol-Harz,
Acryl-chloriertes Polyethylen-Harz, Ethylen-Vinylalkohol-Harz, Fluorharz,
Methylmethacrylatharz, Methylmethacrylat-Styrol-Harz, Polyacetalharz,
Polyamidharz, Polyethylenterephthalatharz, aromatisches Polycarbonatharz,
Polysulfonharz, Polyethersulfonharz, Methylpentenharz, Polyarylatharz,
Polybutylenterephthalat, Harz, welches eine ethylenisch ungesättigte
Monomereinheit mit alicyclischer Struktur enthält, Polyphenylensulfidharz,
Polyphenylenoxidharz, Polyetheretherketonharz; und gummiartige Polymere
wie Elastomer auf Polyvinylchlorid-Basis, chloriertes Polyethylen,
Ethylen-Ethylacrylat-Harz, thermoplastisches Polyurethanelastomer,
thermoplastisches Polyesterelastomer, Ionomerharz, Styrol-Butadien-Blockpolymer,
Ethylen-Propylen-Kautschuk, Polybutadienharz und Acrylkautschuk.
Diese können einzeln oder in der Form einer Mischung von
zwei oder mehr Spezies verwendet werden.
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Unter
solchen Harzen ist ein Harz bevorzugt, welches ausgewählt
ist aus einem Harz auf Methylmethacrylat-Basis, welches 50 Gew.-%
oder mehr Methylmethacrylateinheiten enthält, wobei das
Harz gute optische Eigenschaften aufweist, einer Harzzusammensetzung,
welche 100 Gewichtsteile des vorstehenden Harzes auf Methylmethacrylat-Basis
und 100 Gewichtsteile oder weniger eines dazu gegebenen gummiartigen Polymers
umfasst, einem Harz auf Styrol-Basis, welches 50 Gew.-% oder mehr
Styroleinheiten umfasst, einer Harzzusammensetzung, welche 100 Gewichtsteile
des vorstehenden Harzes auf Styrol-Basis und 100 Gewichtsteile oder
weniger eines dazu gegeben gummiartigen Polymers umfasst, einem
aromatischen Polycarbonatharz und einem Harz, welches eine ethylenisch
ungesättigte Monomereinheit mit alicyclischer Struktur enthält.
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Das
Harz auf Methylmethacrylat-Basis, welches 50 Gew.-% oder mehr Methylmethacrylateinheiten enthält,
ist ein Polymer, welches Methylmethacrylateinheiten als Monomereinheiten
enthält. Der Gehalt der Methylmethacrylateinheiten ist
50 Gew.-% oder höher, ist stärker bevorzugt 70
Gew.-% oder höher und kann 100 Gew.-% sein. Ein Polymer
mit einem Methylmethacrylateinheit-Gehalt von 100 Gew.-% ist ein
Methylmethacrylat-Homopolymer, welches durch Polymerisieren von
nur Methylmethacrylat erhalten wird.
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Ein
solches Methylmethacrylat-Polymer kann ein Copolymer von Methylmethacrylat
und einem Monomer, welches damit copolymerisiert werden kann, sein.
Beispiele des Monomers, welches mit Methylmethacrylat copolymerisiert
werden kann, schließen Methacrylester, welche verschieden
von Methylmethacrylat sind, ein. Beispiele von solchen Methacrylestern
schließen Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat,
Pehylmethacrylat, Benzylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat und
2-Hydroxyethylmethacrylat ein. Weitere Beispiele schließen
Acrylester wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Cyclohexylacrylat,
Phenylacrylat, Benzylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und 2-Hydroxyethylacrylat;
ungesättigte Säuren wie Methacrylsäure und
Acrylsäure; halogenierte Styrole wie Chlorstyrol und Bromstyrol;
substituierte Styrole, zum Beispiel Alkylstyrole wie Vinyltoluol
und α-Methylstyrol; Acrylnitril, Methacrylnitril, Maleinsäureanhydrid,
Phenylmaleimid und Cyclohexylmaleimid ein. Solche Monomere können
entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden.
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Das
gummiartige Polymer in der vorliegenden Erfindung schließt
Mehrschichtstrukturierte Acrylpolymere und Pfropfcopolymere, welche
durch Pfropfpolymerisieren von 95 bis 20 Gewichtsteilen eines ethylenisch
ungesättigten Monomers, insbesondere eines ungesättigten
Acrylmonomers, mit 5 bis 80 Gewichtsteilen eines gummiartigen Polymers
erhalten werden, ein.
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Die
Mehrschicht-strukturierten Acrylpolymere schließen Produkte,
welche 20 bis 60 Gewichtsteile einer elastischen Kautschukschicht
oder Elastomerschicht eingeschlossen und eine harte Schicht als
die äußerste Schicht aufweisen, ein und können
auch Produkte sein, welche weiter eine harte Schicht als die innerste Schicht
aufweisen.
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Die
elastische Kautschukschicht oder Elastomerschicht ist eine Schicht
aus einem Acrylpolymer mit einem Glasübergangspunkt (Tg)
von niedriger als 25°C und sind aus einem Polymer hergestellt,
welches durch Vernetzen von einem oder mehr monoethylenisch ungesättigten
Monomeren, wie Niederalkylacrylat, Niederalkylmethacrylat, Niederalkoxy acrylat,
Cyanoethylacrylat, Acrylamid, Hydroxyniederalkylacrylat, Hydroxyniedermethacrylat,
Acrylsäure und Methacrylsäure, mit Allylmethacrylat
oder dem vorstehenden multifunktionellen Monomer hergestellt wird.
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Eine
harte Schicht ist eine Schicht aus einem Acrylpolymer mit einem
Tg von 25°C oder höher und ist aus einem Polymer
hergestellt, welches nur oder hauptsächlich aus einem Alkylmethacrylat
mit einem Alkylrest von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und einem copolymerisierbaren
monofunktionellen Monomer wie einem anderen Alkylmethacrylat, einem
Alkylacrylat, Styrol, substituiertem Styrol, Acrylnitril und Methacrylnitril
besteht, oder kann alternativ ein vernetztes Polymer sein, welches
von Polymerisation mit weiterer Zugabe eines multifunktionellen
Monomers resultiert.
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Zum
Beispiel entsprechen Polymere, die in
JP-B-55-27576 (1980),
JP-A-6-80739 (1994)
und
JP-A-49-23292 (1974)
offenbart sind, solchen gummiartigen Polymeren.
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Bezüglich
der Pfropfcopolymere, welche durch Pfropfpolymerisieren von 95 bis
20 Gewichtsteilen eines ethylenisch ungesättigten Monomers
mit 5 bis 80 Gewichtsteilen eines gummiartigen Polymers erhalten werden,
können Dienkautschuke, wie Polybutadienkautschuk, Acrylnitril-Butadien-Copolymerkautschuk
und Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk; Acrylkautschuke, wie Polybutylacrylat,
Polypropylacrylat und Poly-2-ethylhexylacrylat; und Kautschuke auf
Ethylen-Propylen-nicht konjugiertes Dien-Basis als das gummiartige
Polymer verwendet werden. Beispiele der ethylenischen Monomere und
ihre Gemische, welche zum Pfropfpolymerisieren mit solchen gummiartigen
Polymeren verwendet werden, schließen Styrol, Acrylnitril
und Alkyl(meth)acrylat ein. Zum Beispiel können Produkte,
welche in
JP-A-55-147514 und
JP-B-47-9740 (1972)
offenbart werden, als solche Pfropfcopolymere verwendet werden.
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Die
Dispersionsmenge eines gummiartigen Polymers ist 0 bis 100 Gewichtsteile
und ist bevorzugt 3 bis 50 Gewichtsteile bis 100 Gewichtsteile eines
Harzes auf Methylmethacrylat-Basis oder Styrol-Basis. Ein Fall,
wobei die Menge höher als 100 Gewichtsteile ist, ist nicht
wünschenswert, da sich die Steifheit eines extrudierten
Harzflächengebildes verschlechtern wird.
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Das
Harz auf Styrol-Basis, welches 50 Gew.-% oder mehr Styroleinheiten
enthält, ist ein Polymer, welches als eine Hauptkomponente
monofunktionelle Monomereinheiten auf Styrol-Basis umfasst, zum
Beispiel bei 50 Gew.-% oder mehr, und kann entweder ein Homopolymer
eines monofunktionellen Monomers auf Styrol-Basis oder ein Copolymer
eines monofunktionellen Monomers auf Styrol-Basis und eines damit
copolymerisierbaren monofunktionellen Monomers sein.
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Das
monofunktionelle Monomer auf Styrol-Basis ist eine Verbindung, welche
ein Styrol-Gerüst aufweist und im Molekül eine
radikalisch polymerisierbare Doppelbindung aufweist, zum Beispiel
Styrol und substituierte Styrole wie halogenierte Styrole, einschließlich
Chlorstyrol und Bromstyrol, und Alkylstyrole, einschließlich
Vinyltoluol und α-Methylstyrol.
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Das
monofunktionelle Monomer, welches mit einem monofunktionellen Monomer
auf Styrol-Basis copolymerisierbar ist, ist eine Verbindung, welche
im Molekül eine radikalisch polymerisierbare Doppelbindung aufweist
und an dieser Doppelbindung mit einem monofunktionellen Monomer
auf Styrol-Basis copolymerisierbar ist. Beispiele dieses Typs von
Monomer schließen Methacrylester wie Methylmethacrylat,
Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Phenylmethacrylat,
Benzylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat und 2-Hydroxyethylmethacrylat;
Acrylester, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Cyclohexylacrylat,
Phenylacrylat, Benzylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und 2-Hydroxyethylacrylat;
und Acrylnitril ein. Methacrylester wie Methylmethacrylat werden
bevorzugt verwendet. Diese werden einzeln oder in Kombination verwendet.
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Das
aromatische Polycarbonatharz schließt im Allgemeinen jene,
welche durch Polymerisieren eines Carbonatvorpolymers durch ein
Festphasenumesterungsverfahren erhalten werden, oder jene, welche
durch Polymerisieren einer cyclischen Carbonatverbindung durch ein
Ringöffnungspolymerisationsverfahren erhalten werden, sowie
jene, welche durch Verursachen, dass sich ein zweiwertiges Phenol
und ein Carbonatvorläufer zusammen durch ein Grenzflächen-Polykondensationsverfahren
oder ein Schmelzumesterungsverfahren umsetzen, erhalten werden,
ein.
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Repräsentative
Beispiele des hier verwendeten zweiwertigen Phenols schließen
Hydrochinon, Resorcinol, 4,4'-Dihydroxydiphenyl, Bis(4-hydroxyphenyl)methan,
Bis{(4- hydroxy-3,5-dimethyl)phenyl}methan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan,
1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (ein
Trivialname ist Bisphenol A), 2,2-Bis{(4-hydroxy-3-methyl)phenyl}propan,
2,2-Bis{(4-hydroxy-3,5-dimethyl)phenyl}propan, 2,2-Bis{(4-hydroxy-3,5-dibrom)phenyl}propan,
2,2-Bis{(3-isopropyl-4-hydroxy)phenyl}propan, 2,2-Bis{(4-hydroxy-3-phenyl)phenyl}propan,
2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)butan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-3-methylbutan,
2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-3,3-dimethylbutan, 2,4-Bis(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)pentan,
2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-4-methylpentan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan,
1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-4-isopropylcyclohexan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluoren,
9,9-Bis{(4-hydroxy-3-methyl)phenyl}fluoren, α,α'-Bis(4-hydroxyphenyl)-o-diisopropylbenzol, α,α'-Bis(4-hydroxyphenyl)-m-diisopropylbenzol, α,α'-Bis(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol,
1,3-Bis(4-hydroxyphenyl)-5,7-dimethyladamantan, 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon,
4,4'-Dihydroxydiphenylsulfoxid, 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfid, 4,4'-Dihydroxydiphenylketon,
4,4'-Dihydroxydiphenylether und 4,4'-Dihydroxydiphenylester ein.
Diese können entweder einzeln oder in der Form eines Gemisches
von zwei oder mehr von diesen verwendet werden.
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Besonders
bevorzugt sind ein Homopolymer oder Copolymer, welche von mindestens
einem Bisphenol, ausgewählt aus Bisphenol A, 2,2-Bis{(4-hydroxy-3-methyl)phenyl}propan,
2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)butan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-3-methylbutan,
2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-3,3-dimethylbutan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-4-methylpentan,
1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan und α,α'-Bis(4-hydroxyphenyl)-m-diisopropylbenzol,
erhalten werden. Insbesondere werden bevorzugt ein Homopolymer von
Bisphenol A und ein Copolymer von 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan
mit mindestens einem zweiwertigen Phenol, ausgewählt aus
Bisphenol A, 2,2-Bis{(4-hydroxy-3-methyl)phenyl}propan und α,α'-Bis(4-hydroxyphenyl)-m-diisopropylbenzol,
verwendet.
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Zum
Beispiel werden als ein Carbonatvorläufer ein Carbonylhalogenid,
ein Carbonatester oder ein Halogenformiat verwendet. Spezielle Beispiele
schließen Phosgen, Diphenylcarbonat oder ein Dihalogenformiat eines
zweiwertigen Phenols ein.
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Beispiele
des Harzes, welches eine ethylenisch ungesättigte Monomereinheit
mit alicyclischer Struktur enthält, schließen
Polymere auf Norbornen-Basis und Polymere auf Vinyl-alicyclischer
Kohlenwasserstoff-Basis ein. Dieser Typ von Harz ist durch Enthalten
einer alicyclischen Struktur in den Wiederholungseinheiten des Polymers
gekennzeichnet. Das Harz kann eine alicyclische Struktur in der
Hauptkette und/oder in einer Seitenkette aufweisen. Im Hinblick
auf Lichtdurchlässigkeit sind Harze mit einer alicyclischen
Struktur in der Hauptkette bevorzugt.
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Spezielle
Beispiele von solchen Polymerharzen, welche eine alicyclische Struktur
enthalten, schließen Polymere auf Norbornen-Basis, Polymere
auf monocyclisches Olefin-Basis, Polymere auf cyclisches konjugiertes
Dien-Basis, Polymere auf Vinyl-alicyclischer Kohlenwasserstoff-Basis
und ihre hydrierten Derivate ein. Unter diesen sind im Hinblick
auf Lichtdurchlässigkeit hydrierte Polymere auf Norbornen-Basis
und Polymere auf Vinylalicyclischer Kohlenwasserstoff-Basis oder
ihre hydrierten Derivate bevorzugt. Hydrierte Polymere auf Norbornen-Basis
sind stärker bevorzugt.
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Abhängig
vom beabsichtigten Zweck können ein Lichtdiffusionsmittel,
ein Mattierungsmittel, ein UV-Absorptionsmittel, ein grenzflächenaktives
Mittel, ein Schlagzähigkeitsmittel, ein antistatisches
Mittel vom Polymer-Typ, ein Antioxidationsmittel, ein Flammschutzmittel,
ein Gleitmittel, ein Farbstoff, ein Pigment, usw. zu dem thermoplastischen
Harz gegeben werden, welches in der vorliegenden Erfindung ohne
jedwede Probleme verwendet wird.
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Das
extrudierte Harzflächengebilde der vorliegenden Erfindung,
welches aus dem vorstehend erwähnten thermoplastischen
Harz hergestellt wird, kann wie folgt hergestellt werden. Hier nachstehend
wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Herstellung eines extrudierten Harzflächengebildes detailliert
mit Bezug auf Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine
schematische Darstellung, welche das Verfahren zur Herstellung eines
extrudierten Harzflächengebildes gemäß dieser
Ausführungsform zeigt. 2 ist eine
schematische Querschnittdarstellung, welche die Walzenkonfiguration
gemäß dieser Ausführungsform zeigt.
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Das
extrudierte Harzflächengebilde dieser Ausführungsform
kann durch ein einfaches Extrusionsformverfahren hergestellt werden.
Das heißt, wie in 1 gezeigt,
wird ein thermoplastisches Harz, welches zu einem Substrat wird,
durch ein Formwerkzeug 3 in eine Flächengebildeform
extrudiert, während es in einem Extruder 1 und/oder
einem Extruder 2 erwärmt und schmelzgeknetet wird.
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Wenn
ein extrudiertes Harzflächengebilde hergestellt wird, welches
eine Mehrschichtstruktur aufweist, ist es möglich, die
Folie durch ein Coextrusionsformverfahren herzustellen. Zum Beispiel
kann der Zweck durch Coextrudieren eines thermoplastischen Harzes,
welches ein Substrat wird, aus dem Extruder 1 und eines
anderen thermoplastischen Harzes, welches zum Laminieren beabsichtigt
ist, aus dem Extruder 2 erhalten werden. Coextrusion kann
durch Extrudieren und Laminieren der thermoplastischen Harze durch
das Formwerkzeug 3, während die thermoplastischen
Harze in den unterschiedlichen Extrudern 1 beziehungsweise 2 erwärmt
und dabei schmelzgeknetet werden, durchgeführt werden.
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Beispiele
der Extruder 1, 2 schließen Einschneckenextruder
und Doppelschneckenextruder ein. Die Anzahl der Extruder ist nicht
notwendigerweise auf zwei eingeschränkt und drei oder mehr
Extruder können verwendet werden. Ein T-Formwerkzeug wird
gewöhnlich als das Formwerkzeug 3 verwendet. Neben
Einschichtformwerkzeugen, durch welche ein thermoplastisches Harz
in einer einzelnen Schicht extrudiert wird, können Mehrschichtformwerkzeuge,
durch welche zwei oder mehr thermoplastische Harze, transferiert
unter Druck unabhängig von den Extrudern 1, 2 laminiert
und coextrudiert werden, wie Zufuhrblockformwerkzeuge und Mehrfachverteilerformwerkzeuge,
verwendet werden.
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Das
geschmolzene thermoplastische Harz 4, welches durch das
Formwerkzeug 3 wie vorstehend beschrieben extrudiert wird,
wird zwischen drei kalten Walzen 5, gegenüberliegend
angeordnet nahezu horizontal, hindurchgeführt, wobei es
geformt und gekühlt wird. Die drei kalten Walzen 5 umfassen
die erste, die zweite und die dritte, angeordnet in der Reihenfolge
entlang der Richtung, in welcher das geschmolzene thermoplastische
Harz abgezogen wird (die mit Pfeil A angezeigte Richtung).
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Die
erste Walze ist nicht besonders eingeschränkt, wenn sie
von einem Typ ist, welcher in Verwendungen von Formen eines thermoplastischen
Harzes in eine Flächengebildeform verwendet wurde. Zum
Beispiel kann eine Walze, welche aus einem elastischen Gummi oder
einem starren Metall hergestellt ist, als die erste Walze verwendet
werden. Zum Beispiel ist Verwendung einer Walze mit einer äußeren
peripheren Oberfläche, welche aus Metall hergestellt ist,
bevorzugt, da es dies einfacher macht, die Oberfläche eines
Harzflächengebildes zu verbessern, damit es eine glatte
Oberfläche aufweist. Darüber hinaus ist Verwendung
einer elastischen Walze mit einer dünnen Metallfolie an
ihrer äußeren peripheren Oberfläche stärker
bevorzugt, da dies Spannung verringern kann, welche in einem extrudierten
Herzflächengebilde verbleibt.
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Eine
hoch starre Metallwalze wird als die zweite Walze verwendet und
eine elastische Walze mit einer dünnen Metallfolie an ihrer äußeren
peripheren Oberfläche wird als die dritte Walze verwendet.
Wenn diese Walzen in Kombination verwendet werden, ist es möglich,
extrudierte Harzflächengebilde mit ausgezeichneter Erscheinung
mit einer glatten Oberfläche bei einer hohen Herstellungseffizienz
zu erhalten.
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In
einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
werden elastische Walzen mit dünner Metallfolie 9 auf
ihren äußeren peripheren Oberflächen,
nämlich elastische Metallwalzen 7a und 7b,
als die ersten und die dritten Walzen verwendet und eine hoch starre
Metallwalze 6 wird als die zweite Walze verwendet, wie in 2 gezeigt.
Mindestens eine der ersten bis der dritten Walzen ist mit einer
Rotationsantriebsvorrichtung, wie einem Motor, verbunden und die
Walzen sind so konfiguriert, dass sie bei spezifizierten Umlaufgeschwindigkeiten
rotieren können.
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Die
hoch starre Metallwalze 6 ist eine Mitläuferwalze,
um welche sich ein thermoplastisches Harz wickelt, nachdem es zwischen
die ersten und die zweiten Walzen gequetscht wurde. Eine solche
Metallwalze 6 ist nicht besonders eingeschränkt
und einfache Metallwalzen, welche vordem bei Extrusionsformen verwendet wurden,
können verwendet werden. Spezielle Beispiele schließen
Bohrwalzen und Spiralwalzen ein. Der Oberflächenzustand
der Metallwalze 6 kann entweder hochglanzbehandelt sein
oder Muster, Unregelmäßigkeiten, usw. aufweisen.
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Die
elastischen Metallwalzen 7a und 7b weisen jeweils
einen Walzenkern 8, welcher nahezu massiv-zylindrisch und
frei rotierbar ist, und eine hohl-zylindrische dünne Metallfolie 9,
welche so angeordnet ist, dass sie die periphere Oberfläche
des Walzenkerns 8 bedecken kann, und welche mit dem thermoplastischen Harz
in Kontakt sein wird, auf. Ein Fluid 10 ist zwischen dem
Walzenkern 8 und der dünnen Metallfolie 9 eingeschlossen,
wobei die elastischen Metallwalzen 7a und 7b Elastizität
aufweisen können. Der Walzenkern 8 ist nicht besonders
eingeschränkt und kann zum Beispiel aus Edelstahl hergestellt
sein.
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Die
dünne Metallfolie 9 ist zum Beispiel aus Edelstahl
hergestellt. Die Dicke davon ist bevorzugt etwa 2 bis 5 mm. Die
dünne Metallfolie 9 weist bevorzugt Biegeeigenschaft,
Flexibilität und dergleichen auf. Die dünne Metallfolie
ist bevorzugt von einer nahtlosen Struktur ohne geschweißte
Naht. Die elastischen Metallwalzen 7a und 7b,
welche jeweils eine solche dünne Metallfolie 9 aufweisen,
können sehr einfach verwendet werden, da sie in Haltbarkeit
hervorragend sind und sie wie einfache hochglanzbehandelte Walzen
gehandhabt werden können, wenn die dünne Metallschicht 9 hochglanzbehandelt
ist, und, wenn Muster oder Unregelmäßigkeiten auf
der dünnen Metallfolie 9 bereitgestellt werden,
sie als Walzen dienen können, welche zum Übertragen
des Profils darauf in der Lage sind.
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Die
dünne Metallfolie 9 ist an den beiden Enden des
Walzenkerns 8 fixiert und ein Fluid 10 ist zwischen dem
Walzenkern 8 und der dünnen Metallfolie 9 eingeschlossen.
Beispiele des Fluids 10 schließen Wasser und Öl
ein. Durch Steuern der Temperatur des Fluids 10 ist es
möglich, die elastischen Metallwalzen 7a und 7b temperatursteuerbar
zu machen. Dies macht es leicht, die Oberflächentemperatur
(Tr), später beschrieben, der ersten bis der dritten Walzen
und Wärmeformbeständigkeit (Th) des thermoplastischen
Harzes, welches ein extrudiertes Harzflächengebilde bildet,
einzustellen, um eine spezifizierte Beziehung zu haben, und als
ein Ergebnis, welche die Fertigungskapazität verbessern
kann.
-
Es
ist bevorzugt, dass mindestens eine der elastischen Metallwalzen 7a und 7b so
konfiguriert ist, dass sie temperatursteuerbar ist. Für
die Temperatursteuerung können herkömmliche Steuerungstechniken wie
PID-Steuerung und Ein-Aus-Steuerung verwendet werden. Gas wie Luft
kann auch anstelle des Fluids 10 verwendet werden.
-
Durch
Verwenden der ersten und der dritten Walzen, welche aus den elastischen
Metallwalzen 7a und 7b bestehen, und der zweiten
Walze, welche aus der Metallwalze 6 besteht, ist es möglich,
ein extrudiertes Harzflächengebilde 11 dieser
Ausführungsform zu erhalten, welches keine Restspannung
aufweist und gute Erscheinung aufweist. Das heißt, wenn
ein geschmolzenes thermoplastisches Harz 4, extrudiert
aus dem Formwerkzeug 3, zwischen die erste Walze, welche
aus der elastischen Metallwalze 7a besteht, und die zweite Walze,
welche aus der Metallwalze 6 besteht, gequetscht wird und
die elastische Metallwalze 7a elastisch entlang der äußeren
peripheren Oberfläche der Metallwalze 6 deformiert,
wobei sich das geschmolzene thermoplastische Harz 4 dazwischen
befindet, und die elastische Metallwalze 7a und die Metallwalze 6 miteinander über
eine Kontaktlänge L1 in Kontakt kommen, wobei sie durch
das geschmolzene thermoplastische Harz 4 getrennt sind.
Die elastische Metallwalze 7a und die Metallwalze 6 sind
dabei in flächigem Kontakt mit dem geschmolzenen thermoplastischen
Harz 4 unter Druck platziert und das geschmolzene thermoplastische
Harz 4, gequetscht zwischen diese Walzen, wird flächig
und einheitlich gepresst. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine
Spannung vor dem Verbleiben in einem Harzflächengebilde
zu inhibieren. Die hier verwendete Kontaktlänge L1 ist
die Länge in Extrusionsrichtung der Fläche, wo
die Metallwalze 6 und die elastische Metallwalze 7a mit
dem dazwischen befindlichen geschmolzenen thermoplastischen Harz
in Kontakt sind.
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Die
Kontaktlänge L1 kann jedwede Länge sein, so dass
es möglich ist, zu verhindern, dass eine Spannung in einem
extrudierten Harzflächengebilde 11, welches erhalten
wird, verbleibt. Deshalb ist es erforderlich, dass die elastische
Metallwalze 7a Elastizität aufweist, so hoch,
dass die elastische Metallwalze 7a elastisch deformiert,
wobei die passende Kontaktlänge L1 erzeugt wird. Die Kontaktlänge
L1 ist 1 bis 20 mm, ist bevorzugt 2 bis 10 mm und ist stärker
bevorzugt 2 bis 7 mm. Die Kontaktlänge L1 kann auf einen
gewünschten Wert durch gegebenenfalls Einstellen der Dicke
der dünnen Metallfolie 9, der Menge des eingeschlossenen
Fluids 10, usw. eingestellt werden.
-
Der
lineare Anpressdruck, welcher der Druck zwischen der elastischen
Metallwalze 7a und der Metallwalze 6 in Kontakt
miteinander ist, wird in passender Weise innerhalb eines Bereichs
eingestellt, wobei eine passende Kontaktlänge L1 bereitgestellt
wird. Im Allgemeinen ist der lineare Anpressdruck 0,1 kgf/cm bis
50 kgf/cm, ist bevorzugt 0,5 kgf/cm bis 30 kgf/cm und ist stärker
bevorzugt 1 kgf/cm bis 25 kgf/cm. Wenn der lineare Anpressdruck
zu niedrig ist, wird es schwierig, einen Druck flächig
und einheitlich zu machen, was Ungleichmäßigkeit
verursacht. Wenn der Druck zu hoch ist, neigt die resultierende
Folie zum Brechen oder die elastische Walze neigt zum Verkürzen
der Lebensdauer. Der hier verwendete lineare Anpressdruck ist der Druck,
der auf eine Walze aufgebracht wird, welcher als der Wert des Drucks
pro 1 cm in Walzenbreite ausgedrückt wird. In dem Fall,
wenn eine Walze mit einer Breite von 100 cm bei 300 kgf gepresst
wird, ist der lineare Anpressdruck 3 kgf/cm.
-
Das
thermoplastische Harz, nachdem es zwischen die ersten und die zweiten
Walzen gequetscht wurde, wird dann weiter zwischen die zweiten und
die dritten Walzen gequetscht, wobei es geformt und gekühlt wird,
während es um die zweite Walze gewickelt ist. In dieser
Ausführungsform wird auch eine elastische Metallwalze 7b als
die dritte Walze verwendet. Deshalb, sogar wenn die Oberfläche
des thermoplastischen Harzes, nachdem es zwischen die ersten und
die zweiten Walzen gequetscht worden war, gekühlt wurde,
um zu härten, während einem Verfahren, dass das
thermoplastische Harz zu der dritten Walze befördert wird,
während es um die zweite Walze gewickelt ist, wird das
thermoplastische Harz flächig und einheitlich gepresst,
indem es zwischen die zweite Walze, welche aus der Metallwalze 6 besteht,
und die dritte Walze, welche aus der elastischen Metallwalze 7b besteht,
gequetscht wird, und das thermoplastische Harz kann, nachdem es zwischen
die zweiten und die dritten Walzen gequetscht wurde, dabei mit der
dritten Walze gleichmäßig in engen Kontakt kommen,
und als ein Ergebnis kann ein glattes extrudiertes Harzflächengebilde 11 erhalten
werden, in welchem das Auftreten von Spannung, Ungleichmäßigkeit
und so weiter inhibiert ist.
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Die
Kontaktlänge L2 der elastischen Metallwalze 7b und
der Metallwalze 6 kann jedweder Wert sein, so dass das
thermoplastische Harz, nachdem es zwischen die zweiten und die dritten
Walzen gequetscht wurde, gleichmäßig in engen
Kontakt mit der dritten Walze gebracht werden kann. Die hier verwendete
Kontaktlänge L2 ist die Länge in Extrusionsrichtung
der Fläche, wo die Metallwalze 6 und die elastische
Metallwalze 7b mit dem dazwischen befindlichen geschmolzenen
thermoplastischen Harz in Kontakt sind. Deshalb ist es erforderlich,
dass die elastische Metallwalze 7b Elastizität
aufweist, so hoch, dass die elastische Metallwalze 7b elastisch
deformiert, wobei die passende Kontaktlänge L2 erzeugt
wird. Die Kontaktlänge L2 ist 1 bis 15 mm, ist bevorzugt
2 bis 7 mm und ist stärker bevorzugt 2 bis 5 mm.
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Der
lineare Anpressdruck, welcher der Druck zwischen der elastischen
Metallwalze 7b und der Metallwalze 6 in Kontakt
miteinander ist, wird in passender Weise innerhalb eines Bereichs
eingestellt, wobei eine passende Kontaktlänge L2 bereitgestellt
wird. Im Allgemeinen ist der lineare Anpressdruck 1 kgf/cm bis 70 kgf/cm,
ist bevorzugt 2 kgf/cm bis 50 kgf/cm und ist stärker bevorzugt
3 kgf/cm bis 30 kgf/cm. Wenn der lineare Anpressdruck zu niedrig
ist, neigt das extrudierte Harzflächengebilde zum ungleichmäßigen
in Kontakt kommen mit der dritten Walze. Wenn der Druck zu hoch
ist, neigt die resultierende Folie zum Brechen oder die elastische
Walze neigt zum Verkürzen der Lebensdauer.
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Beim
Formen des geschmolzenen thermoplastischen Harzes 4 durch
aufeinanderfolgendes Quetschen zwischen die ersten und die zweiten
Walzen und zwischen die zweiten und die dritten Walzen ist es notwendig,
das geschmolzene thermoplastische Harz 4 zwischen diese
Walzen zu quetschen, vor oder während einem Vorgang von
Kühlen des geschmolzenen thermoplastischen Harz 4,
um zu verfestigen. Speziell ist es bevorzugt, die Oberflächentemperatur
(Tr) der zweiten und der dritten Walzen und stärker bevorzugt
der ersten bis der dritten Walzen auf den Bereich von (Th – 20°C) ≤ Tr ≤ (Th
+ 20°C), bevorzugt (Th – 15°C) ≤ Tr ≤ (Th
+ 10°C) und stärker bevorzugt (Th – 10°C) ≤ Tr ≤ (Th
+ 5°C) einzustellen, bezogen auf Wärmeformbeständigkeit (Th)
des thermoplastischen Harzes. Obwohl Wärmeformbeständigkeit
(Th) des thermoplastischen Harzes nicht besonders eingeschränkt
ist, ist sie normalerweise etwa 60 bis 200°C. Wärmeformbeständigkeit
(Th) eines thermoplastischen Harzes ist eine gemäß ASTM
D-648 gemessene Temperatur.
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Wenn
die Temperatur der zweiten und der dritten Walzen gesteuert wird,
wobei sie in den vorstehend erwähnten Bereich fällt,
kommt ein extrudiertes Harzflächengebilde gleichmäßig
in engen Kontakt mit der dritten Walze, so dass die Glattheit der
Oberfläche des extrudierten Harzflächengebildes
sich erhöhen wird. Darüber hinaus, wenn die Temperatur
der zweiten und der dritten Walzen in dem Bereich ist, gibt es keine
Angst, dass ein extrudiertes Harzflächengebilde langsam
kühlt oder dass es schwierig wird, ein extrudiertes Harzflächengebilde
von den Walzen abzulösen. Wenn die Temperatur der ersten
und der zweiten Walzen gesteuert wird, wobei sie in den vorstehend
erwähnten Bereich fällt, wird ein geschmolzenes
thermoplastisches Harz in eine Flächengebildeform im Verlauf
von Verfestigung des thermoplastischen Harzes druckgeformt, so dass
die Spannung, welche in einem extrudierten Harzflächengebilde
verbleibt, verringert wird.
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Insbesondere,
wenn man die Dicke des extrudierten Harzflächengebildes 11 2
mm oder niedriger sein lässt, ist es bevorzugt, die vorstehenden
spezifizierten Temperaturbereiche zu übernehmen. Sogar
wenn die Oberfläche eines thermoplastischen Harzes, nachdem
es zwischen die ersten und die zweiten Walzen gequetscht worden
war, gekühlt wurde, um zu härten, in einem Verfahren,
in welchem das thermoplastische Harz befördert wird, während
es um die zweite Walze gewickelt ist, wird das thermoplastische
Harz mit einer gehärteten Oberfläche flächig
und einheitlich gepresst, während es moderat erweicht wird,
indem es zwischen die zweiten und die dritten Walzen mit einer Oberflächentemperatur
(Tr), welche innerhalb dem vorstehend spezifizierten Bereich eingestellt
wurde, gequetscht wird. Deshalb ist es möglich, sicher
zu stellen, dass das thermoplastische Harz nach Quetschen zwischen
die zweiten und die dritten Walzen gleichmäßig
in engen Kontakt mit der dritten Walze kommt.
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Auf
der anderen Seite, wenn die Oberflächentemperatur (Tr)
eine Temperatur niedriger als (Th – 20°C) ist,
neigt ein Harz zum Ablösen von den Walzen, und als ein
Ergebnis gibt es eine Neigung zum Auftreten von Berührungsfehlern.
Weiter gibt es eine Neigung zum Auftreten von Verzug in dem Harzflächengebilde
in diesem Zustand. Wenn die Oberflächentemperatur (Tr)
eine Temperatur höher als (Th + 20°C) ist, ist
es schwierig, ein Harz einheitlich von der Walze abzulösen,
und als ein Ergebnis gibt es eine Neigung zur Bildung eines querverlaufenden
Strichs, der eine „Berührungsfehlstelle" genannt
wird, durch den Stoß aufgrund der Ablösung von
der Walze. Darüber hinaus wird die Herstellungseffizienz
erniedrigt, da es zum Beispiel Zeit zum Kühlen eines Harzflächengebildes
braucht.
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Die
vorliegende Erfindung führt auch zu einem Mehrschichtharzflächengebilde,
in welchem unterschiedliche Materialien laminiert sind. Die Oberflächentemperatur
(Tr) in einem solchen Fall bezieht sich auf ein Harz, welches die
höchste Wärmeformbeständigkeit (Th) aufweist.
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Das
thermoplastische Harz, welches in gleichmäßigem
und engem Kontakt mit der dritten Walze gebracht wurde, wird um
die dritte Walze gewickelt und wird dann mit einer Abzugswalze abgezogen,
wobei ein extrudiertes Harzflächengebilde 11 erhalten
wird. Die Dicke eines extrudierten Harzflächengebildes 11 ist
bevorzugt 2 mm oder niedriger, ist stärker bevorzugt 0,04
bis 1,2 mm und ist noch stärker bevorzugt 0,06 bis 1,0 mm.
Wenn die Dicke eines extrudierten Harzflächengebildes 11 niedriger
als 0,04 mm ist, ist das Harz, in engem Kontakt mit der Oberfläche
der dritten Walze, beständig gegen Ablösung von
der Oberfläche der dritten Walze und das Harz wickelt sich
leicht um die dritte Walze. Wenn die Dicke eines extrudierten Harzflächengebildes 11 höher
als 2 mm ist, ist es schwierig, ein solches dickes Harz in der Form
eines Harzflächengebildes handzuhaben. Die Dicke eines
extrudierten Harzflächengebildes 11 kann durch
Einstellen der Dicke eines geschmolzenen thermoplastischen Harzes 4,
welches durch ein Formwerkzeug 3 extrudiert wird, den Spielraum zwischen
kalten Walzen und so weiter eingestellt werden.
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Als
nächstes wird eine andere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines
extrudierten Harzflächengebildes beschrieben. 3 ist
eine schematische Querschnittdarstellung, welche die Walzenkonfiguration
gemäß dieser Ausführungsform zeigt. In 3 sind
die gleichen Bestandteile wie jene in 1 und 2 mit
den gleichen Symbolen bereitgestellt und Erläuterung davon
ist weggelassen.
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Wie
in 3 gezeigt lässt man als drei kalte Walzen
dieser Ausführungsform die elastischen Metallwalzen 15a und 15b die
ersten beziehungsweise die dritten Walzen sein und die hoch starre
Metallwalze 6 lässt man die zweite Walze sein.
Die elastischen Metallwalzen 15a und 15b sind
Walzen, wobei in jeder die periphere Oberfläche eines Walzenkerns 16,
welcher nahezu massiv-zylindrisch und frei rotierbar ist, mit einer hohl-zylindrischen
dünnen Metallfolie 17 bedeckt ist.
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Der
Walzenkern 16 ist aus einem elastischen Material hergestellt.
Das Material, welches den Walzenkern bildet, ist nicht besonders
eingeschränkt, wenn es ein elastisches Material ist, welches
vordem als eine Walze zum Formen von Folien verwendet wurde. Beispiele
davon schließen Gummiwalzen, welche aus Gummi wie Silikongummi
hergestellt sind, ein. Die elastischen Metallwalzen 15a und 15b können
dabei Elastizität aufweisen. Die vorstehenden Kontaktlängen
L1 und L2 und der lineare Anpressdruck können auf passende Werte
auch durch Einstellen der Härte des Gummis eingestellt
werden.
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Die
dünne Metallfolie 17 ist zum Beispiel aus Edelstahl
hergestellt. Die Dicke davon ist bevorzugt etwa 0,2 bis 1 mm.
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Die
elastischen Metallwalzen 15a und 15b können
durch zum Beispiel Befestigen von kalten Stützwalzen an
den elastischen Metallwalzen 15a und 15b konfiguriert
werden, damit sie temperatursteuerbar sind. Erläuterung über
andere Spezifizierungen ist weggelassen, da sie die gleichen wie
jene in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind.
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Obwohl
mehrere erfindungsgemäße Ausführungsformen
vorstehend beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht
auf die vorstehenden Ausführungsformen eingeschränkt
und verschiedene Verbesserungen oder Modifizierungen können
innerhalb dem Umfang der Patentansprüche durchgeführt
werden. Zum Beispiel obwohl die ersten und die dritten Walzen aus
elastischen Walzen der gleichen Konfiguration in jeder der vorstehenden
Ausführungsformen bestehen, ist die vorliegende Erfindung
nicht auf die Walzenkonfiguration gemäß jeder
Ausführungsform eingeschränkt. Zum Beispiel kann
eine Walzenkonfiguration, welche gemäß einer Ausführungsform
ist, in welcher elastische Metallwalzen 7a und 7b gemäß einer
Ausführungsform und elastische Metallwalzen 15a und 15b gemäß einer
anderen Ausführungsform sind, übernommen werden.
Spezielle Beispiele schließen eine Walzenkonfiguration
ein, in welcher man die elastische Metallwalze 7a gemäß einer
Ausführungsform die erste Walze sein lässt und
die elastische Metallwalze 15b gemäß einer anderen
Ausführungsform die dritte Walze sein lässt.
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In
einer anderen möglichen Ausführungsform wird eine
Vielzahl von Walzen nach der dritten Walze angeordnet und das thermoplastische
Harz, welches um die dritte Walze gewickelt ist, wird aufeinanderfolgend zwischen
eine Walze und eine andere Walze gleich danach gequetscht, wobei
es aufgewickelt wird.
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Gemäß dem
erfindungsgemäßen Verfahren wird ein extrudiertes
Harzflächengebilde, welches mit den ersten und den zweiten
Walzen druckgeformt wurde, zwischen die zweite Walze, welche aus
einer hoch starren Metallwalze besteht, und die dritte Walze, welche
aus der vorstehenden elastischen Walze besteht, gequetscht. In dieser
Zeit deformiert die elastische Walze elastisch konkav entlang der äußeren
peripheren Oberfläche der Metallwalze, wobei sich das geschmolzene
thermoplastische Harz dazwischen befindet, so dass die Metallwalze
und die elastische Walze in flächigem Kontakt mit dem geschmolzenen
thermoplastischen Harz unter Druck platziert sind. Als ein Ergebnis
wird das extrudierte Harzflächengebilde einheitlich flächig
unter Druck gesetzt. Deshalb, sogar wenn die Oberfläche
eines Harzflächengebildes gekühlt worden ist,
wobei sie etwas gehärtet ist, während einem Verfahren,
dass das Harzflächengebilde zur dritten Walze befördert
wird, während es um die zweite Walze gewickelt ist, ist
es möglich, die Oberfläche des Harzflächengebildes
gleichmäßig in engen Kontakt mit der dritten Walze
zu bringen, und ist es möglich, ein extrudiertes Harzflächengebilde
mit ausgezeichneter Erscheinung mit einer glatten Oberfläche
zu erhalten.
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In
dem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn eine elastische
Walze mit einer dünnen Metallfolie an ihrer äußeren
peripheren Oberfläche auch als die erste Walze verwendet
wird, wird ein Harzflächengebilde, welches durch ein Formwerkzeug
extrudiert wird, gekühlt, während es flächig
einheitlich unter Druck gesetzt wird. Als ein Ergebnis wird verhindert,
dass eine Spannung in dem Harzflächengebilde verbleibt.
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Insbesondere
wenn das erfindungsgemäße Verfahren verwendet
wird, um ein extrudiertes Harzflächengebilde mit einer
Dicke von 2 mm oder weniger zu erhalten, erweist sich die vorliegende
Erfindung als besonders nützlich.
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Beispiele
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Die
vorliegende Erfindung wird nachstehend detaillierter mit Bezug auf
Beispiele beschrieben, aber die Erfindung ist nicht auf die Beispiele
eingeschränkt. Die Zusammensetzung des in den folgenden
Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendeten Extrusionsgeräts
ist wie folgt:
- Extruder 1: Schneckendurchmesser
von 100 mm, Einschnecken, mit einer Ablassöffnung (hergestellt
von Hitachi Zosen Corp.);
- Extruder 2: Schneckendurchmesser von 35 mm, Einschnecken,
mit einer Ablassöffnung (hergestellt von Hitachi Zosen
Corp.);
- Zufuhrblock: 2-Art-2-Schicht-Verteilung (hergestellt von Hitachi
Zosen Corp.);
- Formwerkzeug 3: T-Formwerkzeug, Öffnungsbreite
von 1500 mm, Öffnungslücke von 1 mm (hergestellt
von Hitachi Zosen Corp.);
- Walze: horizontal-Typ, drei kalte Walzen mit 1600 mm in der
Länge, 300 mm 0 im Durchmesser.
-
Extruder 1, 2 und
Formwerkzeug 3 wurden wie in 1 gezeigt
angeordnet und ein Zufuhrblock wurde an einer spezifizierten Position
angeordnet. Die drei kalten Walzen, welche die ersten, die zweiten
und die dritten Walzen in der Reihenfolge entlang der Richtung,
in welcher das geschmolzene thermoplastische Harz abgezogen wurde,
(die mit Pfeil A angezeigte Richtung) genannt wurden, waren wie
folgt konfiguriert.
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<Walzenkonfiguration
1>
-
Die
in 2 gezeigte Konfiguration wurde Walzenkonfiguration
1 genannt. Speziell die ersten bis die dritten Walzen wurden wie
folgt konfiguriert.
-
(Die erste Walze und die dritte Walze)
-
Die
elastischen Metallwalzen 7a und 7b, in welchen
die dünne Metallfolie 9 so angeordnet war, dass sie
die äußere periphere Oberfläche des Walzenkerns 8 bedecken
konnte, und das Fluid 10 zwischen den Walzenkern 8 und
die dünne Metallfolie 9 gefüllt wurde,
wurden als die ersten und die dritten Walzen verwendet. Der Walzenkern 8,
die dünne Metallfolie 9 und das Fluid 10 waren
wie folgt.
- Walzenkern 8: Hergestellt aus Edelstahl;
- Dünne Metallfolie 9: Hochglanzbehandelte Metallhülse,
hergestellt aus Edelstahl, mit einer Dicke von 2 mm (die erste Walze)
oder 3 mm (die dritte Walze);
- Fluid 10: Öl. Die elastischen Metallwalzen 7a und 7b wurden
durch Temperatursteuerung des Öls temperatursteuerbar gemacht.
Genauer wurde das Öl durch Erwärmen und Kühlen
des Öls durch Ein-Aus-Steuerung einer Temperatursteuervorrichtung
temperatursteuerbar gemacht und das Öl wurde durchzirkuliert
zwischen dem Walzenkern 8 und der dünnen Metallfolie 9.
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(Die zweite Walze)
-
Eine
hochglanzbehandelte Edelstahl-Spiralwalze wurde zu einer hoch starren
Metallwalze 6 gemacht, welche als die zweite Walze verwendet
wurde. Die Kontaktlänge L1, über welche die elastische
Metallwalze 7a und die Metallwalze 6 miteinander
in Kontakt waren, wurde auf 4 mm eingestellt und der lineare Anpressdruck
wurde auf 8 kgf/cm eingestellt. Die Kontaktlänge L2, über
welche die elastische Metallwalze 7b und die Metallwalze 6 miteinander
in Kontakt waren, wurde auf 3 mm eingestellt und der lineare Anpressdruck
wurde auf 15 kgf/cm eingestellt.
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<Walzenkonfiguration
2>
-
Hoch
starre Metallwalzen (hochglanzbehandelte Edelstahl-Spiralwalzen)
wurden als die ersten bis die dritten Walzen verwendet.
-
<Walzenkonfiguration
3>
-
Walzenkonfiguration
3 wurde in der gleichen Weise wie vorstehend gezeigte Walzenkonfiguration
1 konfiguriert, außer unter Verwendung einer hoch starren
Metallwalze 6 als die dritte Walze anstelle der elastischen
Metallwalze 7b. Das heißt, man ließ eine
temperatursteuerbare elastische Metallwalze 7a die erste
Walze sein und man ließ hoch starre Metallwalzen 6 die
zweiten und die dritten Walzen sein.
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Die
in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendeten
thermoplastischen Harze sind wie folgt.
- Harz 1: Copolymer,
in welchem Methylmethacrylat/Methylacrylat = 94/6 (Gewichtsverhältnis).
Die Wärmeformbeständigkeit (Th) war 100°C.
- Harz 2: Polymer, bestehend aus aromatischem Polycarbonat („CALIBRE
301-10", hergestellt von Sumitomo Dow Limited). Die Wärmeformbeständigkeit
(Th) war 140°C.
- Harz 3: Copolymer, in welchem Methylmethacrylat/Methylacrylat
= 98/2 (Gewichtsverhältnis). Die Wärmeformbeständigkeit
(Th) war 100°C.
- Harz 4: Copolymer, in welcher Methylmethacrylat/Styrol = 60/40
(Gewichtsverhältnis, „PLANELOY KM-6A", hergestellt
von NIPPON A&L
INC.). Die Wärmeformbeständigkeit (Th) war 100°C.
- Harz 5: Polymer, bestehend aus Styrol („TOYO STYROL
HRM-40", hergestellt von Toyo Styrene Co., Ltd.). Die Wärmeformbeständigkeit
(Th) war 100°C.
- Harz 6: Zusammensetzung auf Acrylharz-Basis, in welcher 70 Gew.-%
eines Copolymers, in welchem Methylmethacrylat/Methylacrylat = 96/4
(Gewichtsverhältnis), in 30 Gew.-% eines elastischen Acryl-Mehrschichtmaterials,
welches im folgenden Referenzbeispiel erhalten wurde, eingebracht
wurde. Die Wärmeformbeständigkeit (Th) war 100°C.
- Harz 7: Polymer, welches ethylenisch ungesättigte Monomereinheiten
mit alicyclischer Struktur enthält („ZEONOR 1020R",
hergestellt von ZEON Corp.). Die Wärmeformbeständigkeit
(Th) war 100°C.
-
Referenzbeispiel
-
(Herstellung von gummiartigem Polymer)
-
Gemäß dem
im Beispielabschnitt von Japanischer Kokoku-Patentveröffentlichung
Nr. Sho 55(1980)-27576 offenbarten Verfahren wurde ein elastisches
Acryl-Mehrschichtmatertal mit einer Drei-Schicht-Struktur hergestellt.
Speziell wurden 1700 g Ionenaustauschwasser, 0,7 g Natriumcarbonat
und 0,3 g Natriumpersulfat in einen Glasreaktor mit einem Fassungsvermögen
von 5 L zuerst gegeben, gefolgt von Rühren unter Stickstoffstrom.
Anschließend wurden 4,46 g PELEX OT-P (hergestellt von
Kao Co., Ltd.), 150 g Ionenaustauschwasser, 150 g Methylmethacrylat
und 0,3 g Allylmethacrylat zugegeben und dann auf 75°C
erwärmt, gefolgt von Rühren für 150 Minuten.
-
Dann
wurden ein Gemisch von 689 g Butylacrylat, 162 g Styrol und 17 Allylmethacrylat
und ein Gemisch von 0,85 g Natriumpersulfat, 7,4 g PELEX OT-P und
50 g Ionenaustauschwasser durch unterschiedliche Einlassöffnungen über
90 Minuten zugegeben, gefolgt von Polymerisation für 90
Minuten.
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Nach
der Vollendung der Polymerisation wurden ein Gemisch von 326 g Methylacrylat
und 14 g Ethylacrylat, und 30 g Ionenaustauschwasser, welches 0,34
g Natriumpersulfat gelöst darin enthielt, weiter durch unterschiedliche
Einlassöffnungen über 30 Minuten zugegeben.
-
Als
die Zugabe beendet war, wurde das Gemisch weiter für 60
Minuten vorgehalten, um die Polymerisation zu vervollständigen.
Ein resultierender Latex wurde in eine 0,5%ige wässrige
Aluminiumchlorid-Lösung gegossen, so dass ein Polymer kondensiert
wurde. Das Polymer wurde mit heißem Wasser 5 Mal gewaschen
und dann getrocknet, wobei ein elastisches Acryl-Mehrschichtmaterial
erhalten wurde.
-
[Beispiele 1, 2, 4 bis 11 und Vergleichsbeispiele
1, 2, 5 bis 12]
-
<Herstellung
von extrudiertem Harzflächengebilde>
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Das
Harz der in Tabellen 1 und 2 gezeigten Art wurde in Extruder 1 schmelzgeknetet
und wurde dann aufeinanderfolgend in den Zufuhrblock und in das
Formwerkzeug 3 gegeben. Dann wurde das durch das Formwerkzeug 3 extrudierte
geschmolzene thermoplastische Harz 4 geformt und gekühlt,
indem verursacht wurde, dass es zwischen den ersten bis den dritten
Walzen geführt wurde. So wurde ein extrudiertes Harzflächengebilde
mit der in Tabellen 1 und 2 gezeigten Dicke erhalten.
-
In
der Unterspalte „zwischen den zweiten und den dritten Walzen"
in der Spalte „Walzenkonfiguration" in Tabellen 1 und 2
bedeutet der Ausdruck „Adhäsion unter Druck",
dass ein thermoplastisches Harz, nachdem es zwischen die ersten
und die zweiten Walzen gequetscht worden war, weiter zwischen die
zweiten und die dritten Walzen gequetscht wurde, wobei geformt und
gekühlt wurde, während es um die zweite Walze
gewickelt war. Der Ausdruck „Freisetzung" bedeutet, dass
ein thermoplastisches Harz, nachdem es zwischen die ersten und die
zweiten Walzen gequetscht worden war, um die dritte Walze gewickelt
wurde, wobei es geformt und gekühlt wurde, ohne zwischen
die zweiten und die dritten Walzen gequetscht zu werden. „Oberflächentemperatur
der ersten Walze", „Oberflächentemperatur der
zweiten Walze" und „Oberflächentemperatur der dritten
Walze", gegeben in Tabellen 1 und 2, sind Werte, welche durch wirkliches
Messen der Oberflächentemperaturen der Walzen erhalten
wurden.
-
Beispiele 3, 12, 13 und Vergleichsbeispiele
3, 4, 13, 14
-
Als
Harzschicht A wurde das Harz der in Tabellen 1 und 2 gezeigten Art
in Extruder 1 schmelzgeknetet und dann in den Zufuhrblock
gegeben. Auf der anderen Seite wurde als Harzschicht B das Harz
der in Tabellen 1 und 2 gezeigten Art in Extruder 2 schmelzgeknetet
und dann in den Zufuhrblock gegeben. Coextrusionsformen wurde durchgeführt,
so dass die Harzschicht A, gegeben in den Zufuhrblock von Extruder 1,
eine Hauptschicht bilden konnte und die Harzschicht B, gegeben in
den Zufuhrblock von Extruder 2, eine Oberflächenschicht
bilden konnte (eine Seite/Oberseite).
-
Dann
wurde das durch das Formwerkzeug 3 extrudierte geschmolzene
thermoplastische Harz geformt und gekühlt, wobei verursacht
wurde, dass es zwischen den ersten bis den dritten Walzen geführt
wurde. So wurde ein extrudiertes Harzflächengebilde mit
Zwei-Schicht-Struktur mit der in Tabellen 1 und 2 gezeigten Dicke
erhalten. Die „Dicke" in der Spalte von Extruder 1 und
die in der Spalte von Extruder 2 in Tabellen 1 und 2 zeigen
die Dicke der Harzschicht A beziehungsweise die der Harzschicht
B. Darüber hinaus zeigt die „Gesamtdicke" in Tabellen
1 und 2 die Gesamtdicke eines erhaltenen extrudierten Harzflächengebildes.
-
<Bewertung>
-
Für
jedes der erhaltenen extrudierten Harzflächengebilde (Beispiele
1 bis 13 und Vergleichsbeispiele 1 bis 14) wurden der Zustand des
engen Kontakts mit der dritten Walze und die Erscheinung eines extrudierten Harzflächengebildes
bewertet. Das Verfahren der Bewertungen ist nachstehend gezeigt
und die Ergebnisse der Bewertungen sind in Tabellen 1 und 2 bereitgestellt.
-
(Zustand des Kontakts mit der dritten
Walze)
-
Der
Zustand des Kontakts eines thermoplastischen Harzes mit der dritten
Walze wurde visuell während Extrusionsformen überprüft.
Die verwendeten Kriterien für Bewertung sind wie folgt:
- O: Das thermoplastische Harz war gleichmäßig
in engem Kontakt mit der dritten Walze.
- Δ: Das thermoplastische Harz war teilweise von der
dritten Walze abgehoben.
- x: Das thermoplastische Harz war nahezu nicht mit der dritten
Walze in Kontakt.
-
(Erscheinung)
-
Der
Zustand eines resultierenden extrudierten Harzflächengebildes
wurde visuell überprüft. Die verwendeten Kriterien
für Bewertung sind wie folgt:
- O: Die beiden Oberflächen
sind glatt und es wird kein Problem gefunden.
- Δ: Die Oberflächen sind nahezu glatt, aber
es gibt lokal in den Oberflächen Vertiefungen oder Fehlstellen.
- x: Striche oder Vertiefungen werden erkannt.
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Wie
in Tabelle 1 in Beispielen 1 bis 9 gezeigt, wurde das thermoplastische
Harz, nachdem es zwischen die zweiten und die dritten Walzen gequetscht
worden war, erfolgreich mit der dritten Walze gleichmäßig
in engen Kontakt gebracht, und als ein Ergebnis wurde ein glattes
extrudiertes Harzflächengebilde, in welchem das Auftreten
von Spannung, Ungleichmäßigkeiten und so weiter
inhibiert wurde, erhalten.
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Andererseits
war in Vergleichsbeispiel 1 zwar die Walzenkonfiguration die gleiche
wie die von Beispielen 1 bis 9, aber ein thermoplastisches Harz,
nachdem es zwischen die ersten und die zweiten Walzen gequetscht
worden war, wurde geformt und gekühlt, während
es um die dritte Walze gewickelt war, ohne zwischen die zweiten
und die dritten Walzen gequetscht zu werden. Deshalb wurde das thermoplastische
Harz nicht gleichmäßig in engen Kontakt mit der
dritten Walze gebracht, und als ein Ergebnis war das resultierende extrudierte
Harzflächengebilde schlecht in Erscheinung.
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Die
folgende Annahme wird bei Vergleichsbeispielen 2, 3, 5 bis 7 und
9 gemacht. Da Walzenkonfiguration 2 verwendet wurde, mit anderen
Worten, ein geschmolzenes thermoplastisches Harz wurde geformt und gekühlt,
während es zwischen drei Metallwalzen gequetscht war, waren
die Walzen nicht in der Lage, in flächigen Kontakt mit
dem geschmolzenen thermoplastischen Harz zu kommen, und das geschmolzene
thermoplastische Harz war nicht gleichmäßig in
engem Kontakt mit der dritten Walze, und deshalb wurden die resultierenden
extrudierten Harzflächengebilde schlecht in Erscheinung.
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In
Vergleichsbeispielen 4, 8 und 10, in welchen man nur die erste Walze
eine elastische Walze sein ließ, wurde ein thermoplastisches
Harz, nachdem es zwischen die zweiten und die dritten Walzen gequetscht worden
war, nicht gleichmäßig in engen Kontakt mit der
dritten Walze gebracht, und als ein Ergebnis waren die resultierenden
extrudierten Harzflächengebilde schlecht in Erscheinung.
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Wie
in Tabelle 2 in Beispielen 10 bis 13 gezeigt, wurde ein glattes
extrudiertes Harzflächengebilde, in welchem das Auftreten
von Spannung, Ungleichmäßigkeit und so weiter
inhibiert wurde, erhalten.
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Auf
der anderen Seite war in Vergleichsbeispielen 11 bis 14 das resultierende
extrudierte Harzflächengebilde schlecht in Erscheinung.
In Vergleichsbeispielen 11 und 13 verursachte zu niedrige Formtemperatur Verzug
in der extrudierten Folie. In Vergleichsbeispielen 12 und 14 verursachte
zu hohe Formtemperatur Ablösungsfehlstellen auf der Folienoberfläche.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 11-235747
A [0003]
- - JP 55-27576 B [0021]
- - JP 6-80739 A [0021]
- - JP 49-23292 A [0021]
- - JP 55-147514 A [0022]
- - JP 47-9740 B [0022]
