JP2006256055A - Manufacturing method of resin sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は樹脂シートの製造方法に係り、特に、各種表示装置の背面に配される導光板や各種光学素子に使用するのに好適な樹脂シートの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a resin sheet, and more particularly to a method for producing a resin sheet suitable for use in a light guide plate and various optical elements disposed on the back surface of various display devices.
各種光学素子に使用される樹脂シートとして、フレネルレンズやレンチキュラーレンズ等が様々な分野で使用されている。このような樹脂シートの表面には、規則的な凹凸形状が形成されており、この凹凸形状により、フレネルレンズやレンチキュラーレンズとしての光学的性能を発揮している。 As resin sheets used for various optical elements, Fresnel lenses, lenticular lenses, and the like are used in various fields. A regular uneven shape is formed on the surface of such a resin sheet, and this uneven shape exhibits optical performance as a Fresnel lens or a lenticular lens.
このような樹脂シートを製造する方法として、これまでに各種の提案がなされている(特許文献1〜4参照)。これらの提案においては、いずれも、生産性向上の観点よりローラ成形方式が採用されている。 As a method for producing such a resin sheet, various proposals have been made so far (see Patent Documents 1 to 4). In these proposals, the roller molding method is adopted from the viewpoint of improving productivity.
たとえば、特許文献1は、樹脂シートをローラから剥離するまでの間の冷却手段に工夫を施すことにより、転写性の向上を図っている。特許文献2は、ローラに金型を巻き付けてフレネルレンズを製造する方法を開示している。 For example, Patent Document 1 attempts to improve transferability by devising the cooling means until the resin sheet is peeled from the roller. Patent Document 2 discloses a method of manufacturing a Fresnel lens by winding a die around a roller.
特許文献3は、成形ローラの内部に熱緩衝部材を配して、生産性及び転写性の向上を図っている。特許文献4は、コロナ放電処理を採用することにより、転写性の向上、欠陥の低減を図っている。 In Patent Document 3, a heat buffer member is arranged inside the forming roller to improve productivity and transferability. Patent Document 4 uses a corona discharge treatment to improve transferability and reduce defects.
これら従来技術の代表的なローラ成形方式は、図7に示される構成のようになっている。この装置構成は、押出し機(図示略)によって溶融された樹脂材料1をシート状に賦形するためのシート用のダイ2と、表面に凹凸形状が形成されたスタンパーローラ3と、スタンパーローラ3に対向配置される鏡面ローラ4と、スタンパーローラ3に対向するとともに、鏡面ローラ4の反対側に配置される剥離用鏡面ローラ5よりなる。 A typical roller forming system of these prior arts has a configuration shown in FIG. This apparatus configuration includes a sheet die 2 for shaping a resin material 1 melted by an extruder (not shown) into a sheet shape, a stamper roller 3 having an uneven surface formed thereon, and a stamper roller 3. And a mirror roller 4 for peeling, which is disposed opposite to the mirror roller 4 while facing the stamper roller 3.
そして、ダイ2より押し出したシート状の樹脂材料1を、スタンパーローラ3と鏡面ローラ4とで挟圧し、スタンパーローラ3表面の凹凸形状を樹脂材料1に転写し、樹脂材料1を剥離用鏡面ローラ5に巻き掛けることによりスタンパーローラ3より剥離する。
しかしながら、上記従来の提案は、いずれも、比較的薄肉の樹脂シートを製造する方法に関するものであり、比較的厚肉の樹脂シートの製造には適していない。特に、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートを製造した場合には、所望の断面形状を得るのが非常に困難である。 However, any of the above conventional proposals relates to a method for producing a relatively thin resin sheet, and is not suitable for producing a relatively thick resin sheet. In particular, when a resin sheet having a large thickness distribution in the width direction during molding is produced, it is very difficult to obtain a desired cross-sectional shape.
たとえば、PMMA(ポリメチルメタクリレート樹脂)を押し出し後にローラ成形する際に、幅方向に厚さ分布を付け、最厚肉部と最薄肉部との厚さの差を1mm以上とした場合、表面又は裏面に凹凸(樹脂の硬化時の収縮による引け、弾性回復量分布)を生じたり、全体的に表面形状転写率が低下したり、シャープエッジ形状が転写できなかったり、各種の問題がある。 For example, when PMMA (polymethylmethacrylate resin) is extruded and then subjected to roller molding, when the thickness distribution is given in the width direction and the difference in thickness between the thickest part and the thinnest part is 1 mm or more, the surface or There are various problems such as unevenness on the back surface (shrinkage due to shrinkage when the resin is cured, distribution of elastic recovery amount), overall surface shape transfer rate is reduced, and sharp edge shape cannot be transferred.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートを製造した際に、所望の断面形状を得ることができ、特に、各種表示装置の背面に配される導光板や各種光学素子に使用するのに好適な樹脂シートの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances. When a resin sheet having a large thickness distribution in the width direction at the time of molding is produced, a desired cross-sectional shape can be obtained. It aims at providing the manufacturing method of the resin sheet suitable for using for the light-guide plate and various optical elements which are distribute | arranged to a back surface.
本発明は、前記目的を達成するために、ダイより押し出したシート状の樹脂材料を型ローラと該型ローラに対向配置されるニップローラとで挟圧し、該型ローラ表面の凹凸形状を前記樹脂材料に転写し、転写後の前記樹脂材料を該型ローラに対向配置される剥離ローラに巻き掛けることにより該型ローラより剥離し、剥離後の前記樹脂材料を1以上のローラ部材に接触させて前記樹脂材料の幅方向の温度分布の均一化を図ることを特徴とする樹脂シートの製造方法を提供する。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention presses a sheet-shaped resin material extruded from a die between a mold roller and a nip roller disposed so as to face the mold roller, and forms the uneven shape on the surface of the mold roller. And the resin material after transfer is peeled off from the mold roller by winding it on a peeling roller disposed opposite to the mold roller, and the resin material after peeling is brought into contact with one or more roller members to Provided is a method for producing a resin sheet, characterized in that the temperature distribution in the width direction of the resin material is made uniform.
本発明によれば、シート状の樹脂材料を型ローラとニップローラとで挟圧し、凹凸形状を樹脂材料に転写し、型ローラより剥離し、剥離後の樹脂材料を1以上のローラ部材に接触させて樹脂材料の幅方向の温度分布の均一化を図る。 According to the present invention, a sheet-shaped resin material is sandwiched between a mold roller and a nip roller, the uneven shape is transferred to the resin material, peeled off from the mold roller, and the peeled resin material is brought into contact with one or more roller members. Thus, the temperature distribution in the width direction of the resin material is made uniform.
このように、樹脂材料を1以上のローラ部材に接触させて幅方向の温度分布の均一化を図ることにより、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートであっても、成型直後に発生する裏面凹凸が生じにくく、成型直後の状態で早期に冷却・固定したりすることによって、下流側における変形を抑制して、所望の断面形状を得ることができる。 In this way, even if the resin sheet has a large thickness distribution in the width direction during molding by contacting the resin material with one or more roller members to make the temperature distribution in the width direction uniform, The generated back surface irregularities are unlikely to occur, and the desired cross-sectional shape can be obtained by suppressing the deformation on the downstream side by early cooling and fixing immediately after molding.
本発明において、前記樹脂材料の幅方向における厚肉部分に対応する前記ローラ部材の部分の設定温度を該ローラ部材の平均温度よりも低く制御し、前記樹脂材料の幅方向における薄肉部分に対応する前記ローラ部材の部分の設定温度を該ローラ部材の平均温度よりも高く制御することが好ましい。 In the present invention, the set temperature of the roller member corresponding to the thick portion in the width direction of the resin material is controlled to be lower than the average temperature of the roller member, and corresponds to the thin portion in the width direction of the resin material. It is preferable to control the set temperature of the roller member portion to be higher than the average temperature of the roller member.
このように、樹脂材料の厚肉部分に対応するローラ部材の部分の設定温度を低く制御し、薄肉部分に対応するローラ部材の部分の設定温度を高く制御することにより、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートであっても、所望の断面形状を得ることができる。 In this way, by controlling the set temperature of the roller member corresponding to the thick part of the resin material to be low and controlling the set temperature of the roller member corresponding to the thin part to be high in the width direction during molding. Even with a resin sheet having a large thickness distribution, a desired cross-sectional shape can be obtained.
また、本発明において、前記ローラ部材表面の断面形状が前記樹脂材料に転写された凹凸形状の反転形状であることが好ましい。このように、ローラ部材表面の断面形状が樹脂材料の凹凸形状の反転形状であれば、樹脂材料の温度の制御性が良好になり、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートであっても、所望の断面形状を得ることができる。 Moreover, in this invention, it is preferable that the cross-sectional shape of the said roller member surface is the reverse shape of the uneven | corrugated shape transcribe | transferred to the said resin material. Thus, if the cross-sectional shape of the roller member surface is an inverted shape of the uneven shape of the resin material, the controllability of the temperature of the resin material is good, and the resin sheet has a large thickness distribution in the width direction during molding. However, a desired cross-sectional shape can be obtained.
また、本発明は、ダイより押し出したシート状の樹脂材料を型ローラと該型ローラに対向配置されるニップローラとで挟圧し、該型ローラ表面の凹凸形状を前記樹脂材料に転写し、転写後の前記樹脂材料を該型ローラに対向配置される剥離ローラに巻き掛けることにより該型ローラより剥離し、剥離後の前記樹脂材料の幅方向における厚肉部分を局所冷却手段により該樹脂材料の平均温度よりも低くなるように制御し、前記樹脂材料の幅方向における薄肉部分を局所保温手段により該樹脂材料の平均温度よりも高くなるように制御することを特徴とする樹脂シートの製造方法を提供する。 In the present invention, the sheet-shaped resin material extruded from the die is sandwiched between a mold roller and a nip roller disposed opposite to the mold roller, and the uneven shape on the surface of the mold roller is transferred to the resin material. The resin material is peeled off from the mold roller by being wound around a peeling roller disposed to face the mold roller, and the thick portion in the width direction of the resin material after peeling is averaged by the local cooling means. Provided is a method for producing a resin sheet, which is controlled so as to be lower than a temperature, and a thin portion in the width direction of the resin material is controlled to be higher than an average temperature of the resin material by a local heat retaining means. To do.
本発明によれば、シート状の樹脂材料を型ローラとニップローラとで挟圧し、凹凸形状を樹脂材料に転写し、型ローラより剥離し、剥離後の樹脂材料の厚肉部分を樹脂材料の平均温度よりも低くなるように制御し、薄肉部分を樹脂材料の平均温度よりも高くなるように制御する。 According to the present invention, a sheet-shaped resin material is sandwiched between a mold roller and a nip roller, the uneven shape is transferred to the resin material, peeled off from the mold roller, and the thick portion of the resin material after peeling is averaged over the resin material The temperature is controlled to be lower than the temperature, and the thin portion is controlled to be higher than the average temperature of the resin material.
このように、局所冷却手段及び局所保温手段により、樹脂材料の幅方向の温度分布の均一化を図ることにより、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートであっても、成型直後に発生する裏面凹凸が生じにくく、成型直後の状態で早期に冷却・固定したりすることによって、下流側における変形を抑制して、所望の断面形状を得ることができる。 In this way, even if the resin sheet has a large thickness distribution in the width direction at the time of molding, the local cooling means and the local heat retaining means make the temperature distribution in the width direction of the resin material uniform. The generated back surface irregularities are unlikely to occur, and the desired cross-sectional shape can be obtained by suppressing the deformation on the downstream side by early cooling and fixing immediately after molding.
本発明において、前記樹脂材料に転写される凹凸形状により、該樹脂材料の幅方向における最厚肉部と最薄肉部との厚さの差が1mm以上となることが好ましい。また、本発明において、前記樹脂材料の最薄肉部の厚さが5mm以下であることが好ましい。このように、従来、成形が困難であった、断面形状の樹脂材料の成形において、本発明の効果が発揮できる。 In the present invention, it is preferable that the difference in thickness between the thickest portion and the thinnest portion in the width direction of the resin material is 1 mm or more due to the uneven shape transferred to the resin material. Moreover, in this invention, it is preferable that the thickness of the thinnest part of the said resin material is 5 mm or less. Thus, the effect of the present invention can be exhibited in the molding of a resin material having a cross-sectional shape that has been difficult to mold.
以上説明したように、本発明によれば、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートであっても、所望の断面形状を得ることができる。 As described above, according to the present invention, a desired cross-sectional shape can be obtained even with a resin sheet having a large thickness distribution in the width direction during molding.
以下、添付図面に従って、本発明に係る樹脂シートの製造方法の好ましい実施の形態(第1実施形態)について詳説する。図1は、本発明に係る樹脂シートの製造方法が適用される、樹脂シートの製造ラインの例を示す構成図である。 Hereinafter, a preferred embodiment (first embodiment) of a method for producing a resin sheet according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a resin sheet production line to which a resin sheet production method according to the present invention is applied.
この樹脂シートの製造ライン10は、押出し機(図示略)によって溶融された樹脂材料14をシート状に賦形するためのシート用のダイ12と、表面に凹凸形状が形成された型ローラ16と、型ローラ16に対向配置される複数のニップローラ(第1ニップローラ18、第2ニップローラ20、及び第3ニップローラ22)と、型ローラ16に対向配置される剥離ローラ24と、冷却装置26、28と、温調ローラ32と、徐冷ゾーン30とより構成される。
This resin
ダイ12のスリットサイズは、成形された溶融樹脂材料14の幅が型ローラ16の幅よりも広くなるように形成され、また、このダイ12から押し出される溶融樹脂材料14が型ローラ16と第1ニップローラ18との間に押し出されるように配置されている。
The slit size of the
型ローラ16の表面には、規則的な凹凸形状が形成されている。この規則的な凹凸形状は、たとえば、図2に示される成形後の樹脂材料14の反転形状とすることができる。この図2は、成形後の樹脂材料14の端面14Aを直線上に切り取った状態の斜視図である。
A regular uneven shape is formed on the surface of the
すなわち、樹脂材料14の裏面は平面であり、樹脂材料14の表面に矢印に平行な直線状の凹凸パターンが形成されている。この矢印は、樹脂材料14の走行方向を示す。したがって、型ローラ16の表面には、端面14Aの反転形状のエンドレス溝を形成すればよい。なお、樹脂材料14表面の凹凸パターン形状の詳細については後述する。
That is, the back surface of the
型ローラ16の材質としては、各種鉄鋼部材、ステンレス鋼、銅、亜鉛、真鍮、これらの金属材料を芯金として、表面にゴムライニングしたもの、これらの金属材料にHCrメッキ、Cuメッキ、Niメッキ等のメッキを施したもの、セラミックス、及び各種の複合材料が採用できる。
The material of the
型ローラ16表面の凹凸パターン形成方法としては、凹凸パターン(ピッチ、深さ、等)や型ローラ16表面の材質にもよるが、一般的にはNC旋盤による切削加工と仕上げバフ加工との組み合わせが好ましく採用できる。また、他の公知の加工方法(研削加工、超音波加工、放電加工、等)も採用できる。
The method for forming the concavo-convex pattern on the surface of the
型ローラ16表面の表面粗さは、Raで0.5μm以下とするのが好ましく、0.2μm以下とするのがより好ましい。
The surface roughness of the surface of the
型ローラ16は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で図1の矢印方向に回転駆動されるようになっている。また、型ローラ16には、温度調節手段が施されている。このような温度調節手段が設けられることにより、高温状態の樹脂材料14による型ローラ16の温度上昇や急激な温度低下を抑制すべく制御できる。
The
このような温度調節手段としては、ローラ内部に温度調節したオイルを循環させる構成が好ましく採用できる。このオイルの供給と排出は、ローラの端部にロータリージョイントを設ける構成により実現できる。図1の樹脂シートの製造ライン10においては、この温度調節手段が採用されている。
As such temperature adjusting means, a configuration in which oil whose temperature is adjusted is circulated inside the roller can be preferably employed. This supply and discharge of oil can be realized by a configuration in which a rotary joint is provided at the end of the roller. In the resin
ニップローラは、型ローラ16に対向配置され、型ローラ16とにより樹脂材料14とを挟圧するためのローラで、走行方向上流側より、第1ニップローラ18、第2ニップローラ20、第3ニップローラ22の順で配置されている。
The nip roller is disposed opposite to the
ニップローラ18、20、22の表面は鏡面状に加工されていることが好ましい。このような表面とすることにより、成形後の樹脂材料14の裏面を良好な状態にできる。そして、ニップローラ18、20、22表面の表面粗さは、Raで0.5μm以下とするのが好ましく、0.2μm以下とするのがより好ましい。
The surfaces of the nip
ニップローラ18、20、22の材質としては、各種鉄鋼部材、ステンレス鋼、銅、亜鉛、真鍮、これらの金属材料を芯金として、表面にゴムライニングしたもの、これらの金属材料にHCrメッキ、Cuメッキ、Niメッキ等のメッキを施したもの、セラミックス、及び各種の複合材料が採用できる。
The materials of the nip
ニップローラ18、20、22は、いずれも、図示しない駆動手段により、所定の周速度で図1の矢印方向に回転駆動されるようになっている。なお、ニップローラ18、20、22に駆動手段を設けない構成も可能であるが、樹脂材料14の裏面を良好な状態にできる点より、駆動手段を設けることが好ましい。
Each of the nip
ニップローラ18、20、22に駆動手段を設ける場合に、それぞれの駆動速度を可変とする構成が好ましく採用できる。これにより、たとえば、ニップローラ18、20、22の順に、型ローラ16の周速より徐々に増速(せいぜい数%以内の範囲で)させる運転方法が採用できる。
In the case where the driving means is provided in the
ニップローラ18、20、22には、いずれも、図示しない加圧手段が設けられており、型ローラ16との間の樹脂材料14を所定の圧力で挟圧できるようになっている。この加圧手段は、いずれも、ニップローラ18、20、22と型ローラ16との接触点における法線方向に圧力を印加する構成のもので、モータ駆動手段、エアシリンダ、油圧シリンダ等の公知の各種手段が採用できる。
Each of the nip
ニップローラ18、20、22には、挟圧力の反力による撓みが生じにくくなるような構成を採用することもできる。このような構成としては、ニップローラ18、20、22の背面側(型ローラ16の反対側)にバックアップローラを設ける構成、クラウン形状(中高形状とする)を採用する構成、ローラの軸方向中央部の剛性が大きくなるような強度分布を付けたローラの構成、及びこれらを組み合わせた構成等が採用できる。
The nip
ニップローラ18、20、22には、いずれも、温度調節手段が施されている。第1ニップローラ18、第2ニップローラ20、第3ニップローラ22のそれぞれのローラ設定温度は、樹脂材料14の材質、樹脂材料14の溶融時(たとえば、ダイ12のスリット出口)の温度、樹脂材料14の搬送速度、型ローラ16の外径、型ローラ16の凹凸パターン形状等によって最適な値を選択すべきである。
The nip
第1ニップローラ18、第2ニップローラ20、第3ニップローラ22のそれぞれのローラ温度調節手段としては、ローラ内部に温度調節したオイルを循環させる構成が好ましく採用できる。このオイルの供給と排出は、ローラの端部にロータリージョイントを設ける構成により実現できる。図1の樹脂シートの製造ライン10においては、この温度調節手段が採用されている。
As each roller temperature adjusting means of the
他の温度調節手段としては、たとえば、ローラの内部にシースヒータを埋め込む構成、ローラの近傍に誘電加熱手段を配する構成等、公知の各種手段が採用できる。 As other temperature adjusting means, for example, various known means such as a structure in which a sheath heater is embedded in the roller and a structure in which a dielectric heating means is disposed in the vicinity of the roller can be adopted.
更に、図1の樹脂シートの製造ライン10において、冷却装置26、28が設けられており、第1ニップローラ18、第2ニップローラ20、及び第3ニップローラ22の温度調節手段を補助する構成となっている。
Further, in the resin
冷却装置26、28は、いずれもエアノズルであり、冷却装置26のエアノズルは、第2ニップローラ20と第3ニップローラ22との隙間より、搬送中の樹脂材料14にエアが吹き付けられるように配されており、冷却装置26のエアノズルは、第3ニップローラ22にエアが吹き付けられるように配されている。このようにして、直接樹脂材料14の温度を制御するとともに、第3ニップローラ22を介して樹脂材料14の温度を制御できるようになっている。
The
冷却装置26、28のエア温度及びエア供給量(吹き付け流量)は、樹脂材料14の材質、樹脂材料14の溶融時(たとえば、ダイ12のスリット出口)の温度、樹脂材料14の搬送速度、型ローラ16の外径、型ローラ16の凹凸パターン形状、ニップローラ(第1ニップローラ18、第2ニップローラ20、及び第3ニップローラ22)の設定温度等によって最適な値を選択すべきである。
The air temperature and air supply amount (spraying flow rate) of the
剥離ローラ24は、型ローラ16に対向配置され、樹脂材料14を巻き掛けることにより樹脂材料14を型ローラ16より剥離するためのローラで、型ローラ16を挟んで第1ニップローラ18の180度下流側に配置されている。
The peeling
剥離ローラ24の表面は鏡面状に加工されていることが好ましい。このような表面とすることにより、成形後の樹脂材料14の裏面を良好な状態にできる。そして、剥離ローラ24表面の表面粗さは、Raで0.5μm以下とするのが好ましく、0.2μm以下とするのがより好ましい。
The surface of the peeling
剥離ローラ24の材質としては、各種鉄鋼部材、ステンレス鋼、銅、亜鉛、真鍮、これらの金属材料を芯金として、表面にゴムライニングしたもの、これらの金属材料にHCrメッキ、Cuメッキ、Niメッキ等のメッキを施したもの、セラミックス、及び各種の複合材料が採用できる。
As the material of the peeling
剥離ローラ24は、図示しない駆動手段により、所定の周速度で図1の矢印方向に回転駆動されるようになっている。なお、剥離ローラ24に駆動手段を設けない構成も可能であるが、樹脂材料14の裏面を良好な状態にできる点より、駆動手段を設けることが好ましい。
The peeling
剥離ローラ24には、温度調節手段が施されている。そして、適正な設定温度にすることにより、樹脂材料14の表面の凹凸パターン形状を良好にできる。
The peeling
温調ローラ32は、樹脂材料14の幅方向の温度分布の均一化を図る第1の手段であって、樹脂材料14の幅方向における厚肉部分に対応する部分の設定温度を温調ローラ32の平均温度よりも低く制御でき、樹脂材料14の幅方向における薄肉部分に対応する部分の設定温度を温調ローラ32の平均温度よりも高く制御することができるように構成されている。
The
図4は、このような温調ローラ32と樹脂材料14との関係を示す部分拡大断面図である。既述したように、樹脂材料14の断面形状は、図2と同一形状となっており、円で囲まれた厚肉部分14D、14D…と、円で囲まれた薄肉部分14E、14E…とを有している。
FIG. 4 is a partial enlarged cross-sectional view showing the relationship between the
温調ローラ32の断面形状は、樹脂材料14に転写される凹凸形状の反転形状となっている。このように、温調ローラ32表面の断面形状が樹脂材料14の凹凸形状の反転形状となっているので、接触による熱伝導が良好であり、樹脂材料14の温度の制御性が良好になる。したがって、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シート14であっても、所望の断面形状を得ることができる。
The cross-sectional shape of the
そして、この温調ローラ32は既述したように、樹脂材料14の幅方向における厚肉部分14D、14D…に対応する部分32A、32A…の設定温度を温調ローラ32の平均温度よりも低く制御でき、樹脂材料14の幅方向における薄肉部分14E、14E…に対応する部分32B、32B…の設定温度を温調ローラ32の平均温度よりも高く制御することができるように構成されている。
As described above, the
このような制御方法を採用するための具体的構成としては、部分32A、32A…内部の円周方向に設けられる冷却水流路と、部分32B、32B…内部の円周方向に設けられる熱媒流路とを形成し、これらの冷却水流路に冷却水を循環させ、これらの熱媒流路に熱媒を循環させる構成が採用できる。なお、冷却水流路への冷却水の供給、及び熱媒流路への熱媒の供給は、温調ローラ32の端部にロータリージョイントを設け、これを経由して供給する構成により実現できる。
As a specific configuration for adopting such a control method, the cooling water flow path provided in the circumferential direction of the
また、上記の制御方法を採用するための他の具体的構成としては、部分32A、32A…の背面側(樹脂材料14の反対側)に設けられる冷風ノズルにより部分32A、32A…を冷却し、部分32B、32B…の背面側(樹脂材料14の反対側)に設けられる熱風ノズルにより部分32B、32B…を加熱する構成が採用できる。
Moreover, as another specific structure for employ | adopting said control method,
以上に説明した各ローラ、及び、樹脂材料14の各箇所の表面温度がモニターできるように、表面温度測定手段(図示略)を設けることが好ましい。このような表面温度測定手段としては、赤外線温度計、放射式温度計等の公知の各種測定手段が採用できる。
It is preferable to provide surface temperature measuring means (not shown) so that the surface temperatures of the respective rollers and the
このような表面温度測定手段による測定箇所としては、たとえば、ダイ12と第1ニップローラ18との間の樹脂材料14の幅方向の複数点、剥離ローラ24の直後の樹脂材料14の幅方向の複数点、型ローラ16や剥離ローラ24に巻き掛けられている樹脂材料14の幅方向の複数点の表面(ローラの反対面側)、温調ローラ32の部分32A、32A…及び部分32B、32B…の複数点、温調ローラ32直後の樹脂材料14の幅方向の厚肉部分14D、14D…及び薄肉部分14E、14E…の複数点等が考えられる。
As the measurement points by such surface temperature measuring means, for example, a plurality of points in the width direction of the
また、このような表面温度測定手段のモニター結果を各ローラの温度調節手段やダイ12等にフィードバックして各ローラ等の温度制御に反映させることもできる。なお、表面温度測定手段を設けずに、フィードフォワード制御により運転することも可能である。
In addition, the monitoring result of the surface temperature measuring means can be fed back to the temperature adjusting means of each roller, the
図1の樹脂シートの製造ライン10又はその下流に、樹脂材料14の張力を検出するテンション検出手段を設けたり、樹脂材料14の板厚を検出する板厚検出手段(厚さセンサ)を設けたりすることも、好ましく採用できる。また、このような検出手段による検出結果を設定値と比較し、後述するドロー制御にフィードバックすることもできる。
A tension detecting means for detecting the tension of the
徐冷ゾーン30(又はアニーリングゾーン)は、剥離ローラ24の下流における樹脂材料14の急激な温度変化を防止するために設けられたものである。樹脂材料14に急激な温度変化を生じた場合、たとえば、樹脂材料14の表面近傍が塑性状態になっているのに、樹脂材料14の内部が弾性状態であり、この部分の硬化による収縮で樹脂材料14の表面形状が悪化する。また、樹脂材料14の表裏面に温度差を生じ、樹脂材料14に反りを生じる不具合もある。
The slow cooling zone 30 (or annealing zone) is provided to prevent a rapid temperature change of the
徐冷ゾーン30としては、水平方向のトンネル形状とし、トンネル内部に温度調節手段を設け、樹脂材料14の冷却温度プロファイルを制御できる構成が採用できる。温度調節手段としては、複数のノズルより温度制御されたエア(温風又は冷風)を樹脂材料14に向けて噴出させる構成、加熱手段(ニクロム線ヒータ、赤外線ヒータ、誘電加熱手段等)により、樹脂材料14の表裏面をそれぞれ加熱する構成等、公知の各種手段が採用できる。
As the
徐冷ゾーン30(又はアニーリングゾーン)の下流には、洗浄装置(洗浄ゾーン)、欠陥検査装置(検査ゾーン)、ラミネート装置、サイドカッター、クロスカッター、集積部が順に設けられる。 Downstream of the slow cooling zone 30 (or annealing zone), a cleaning device (cleaning zone), a defect inspection device (inspection zone), a laminating device, a side cutter, a cross cutter, and a stacking unit are sequentially provided.
このうち、ラミネート装置は、樹脂材料14の表裏面に保護フィルム(ポリエチレン等のフィルム)を貼り付ける装置であり、サイドカッターは、樹脂材料14の幅方向両端部分(捨て部分)を切除する装置であり、クロスカッターは、樹脂材料14を所定長さに切り揃える装置である。
Among these, the laminating apparatus is an apparatus that attaches a protective film (a film such as polyethylene) to the front and back surfaces of the
上記装置のうち、用途に応じて、いくつかを省略することもできる。 Some of the above devices may be omitted depending on the application.
次に、図1に示される樹脂シートの製造ライン10による樹脂シートの製造方法について説明する。
Next, a method for producing a resin sheet by the resin
本発明に適用される樹脂材料14としては、熱可塑性樹脂を用いることができ、たとえば、ポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA)、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、MS樹脂、AS樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)、熱可塑性エラストマー、又はこれらの共重合体、シクロオレフィンポリマー等が挙げられる。
As the
ダイ12より押し出したシート状の樹脂材料14を、型ローラ16と型ローラ16に対向配置される複数のニップローラ(第1ニップローラ18、第2ニップローラ20、及び第3ニップローラ22)とで挟圧し、型ローラ16表面の凹凸形状を樹脂材料14に転写し、樹脂材料14を型ローラ16に対向配置される剥離ローラ24に巻き掛けることにより型ローラ16より剥離する。
The sheet-shaped
型ローラ16より剥離した樹脂材料14を、水平方向に搬送し温調ローラ32に接触させ、樹脂材料14の幅方向の温度分布の均一化を図る。これにより、樹脂材料14の幅方向における厚肉部分14Dが温調ローラ32の部分32Aにより樹脂材料14の平均温度よりも低くなるように制御され、樹脂材料14の幅方向における薄肉部分14Eが温調ローラ32の部分32Bにより樹脂材料14の平均温度よりも高くなるように制御される。
The
温調ローラ32の下流において、樹脂材料14を徐冷ゾーン30に通過させることにより徐冷し、歪みが除去された状態で、下流の製品取り部において所定長さに切断し、樹脂シートの製品として収容する。
In the downstream of the
この樹脂シートの製造において、ダイ12よりの樹脂材料14の押し出し速度は、0.1〜50m/分、好ましくは0.3〜30m/分の値が採用できる。したがって、型ローラ16の周速も略これに一致させる。
In the production of this resin sheet, the extrusion speed of the
一方、ニップローラ(第1ニップローラ18、第2ニップローラ20、及び第3ニップローラ22)の駆動は、ニップローラ18、20、22の順に、型ローラ16の周速より徐々に増速させる、いわゆるドロー制御の運転方法とする。ニップローラ18、20、22の各ローラ間のドロー値は、0〜3%とするのが好ましく、0〜1%とするのがより好ましい。
On the other hand, the driving of the nip rollers (the
なお、各ローラの速度ムラは、設定値に対して1%以内になるように制御することが好ましい。 It should be noted that the speed unevenness of each roller is preferably controlled to be within 1% of the set value.
各ニップローラ(第1ニップローラ18、第2ニップローラ20、及び第3ニップローラ22)の型ローラ16への押し付け圧は、線圧換算(各ニップローラの弾性変形による面接触を線接触と仮定して換算した値)で、0〜200kN/m(0〜200kgf/cm)とするのが好ましく、0〜100kN/m(0〜100kgf/cm)とするのがより好ましい。
The pressing pressure of each nip roller (the
ニップローラ18、20、22及び剥離ローラ24の温度制御は、個々のローラ毎に行うことが好ましい。そして、剥離ローラ24の箇所における樹脂材料14が樹脂の軟化点Ta以下の温度になっていることが好ましい。この際、樹脂材料14にポリメチルメタクリレート樹脂を採用した場合、剥離ローラ24の設定温度は、50〜110°Cとできる。
The temperature control of the nip
次に、樹脂材料14表面の凹凸パターン形状の詳細について説明する。図2は、既述したように、成形後の樹脂材料14の端面14Aを直線上に切り取った状態の斜視図である。樹脂材料14の裏面は平面である。
Next, details of the uneven pattern shape on the surface of the
樹脂材料14の表面の凹凸パターン形状は、長手方向(図の矢印方向)の直線状の凹凸パターンである。このパターンは、樹脂材料14の最厚肉部14Bに形成されるV溝50と、このV溝50の両縁より樹脂材料14の最薄肉部14Cに向かって直線状に板厚が減少していくテーパ部52、52が繰り返される形状である。すなわち、V溝50の中心線に対して線対象となる、V溝50及び両側のテーパ部52、52を1単位(1ピッチ)とした連続形状である。
The uneven pattern shape on the surface of the
図2において、樹脂材料14の最薄肉部14Cの厚さは、5mm以下であることが好ましく、2mm以下であることがより好ましい。樹脂材料14の最厚肉部14Bと最薄肉部14Cとの厚さの差は、1mm以上であることが好ましく、2.5mm以上であることがより好ましい。このような寸法とすることにより、各種表示装置の背面に配される導光板や各種光学素子に好適に使用できる。
In FIG. 2, the thickness of the
成形後の樹脂材料14を導光板に使用する場合には、V溝50の内部に円柱状の冷陰極管が配され、この冷陰極管より照射される光線が、V溝50の表面より樹脂材料14の内部に入射し、テーパ部52、52で反射し、樹脂材料14の裏面より面状に照射されることとなる。
When the molded
このように成形後の樹脂材料14を導光板に使用する場合には、V溝50の幅pを2mm以上にすることが好ましく、V溝50の頂角θ1を40〜80度にするのが好ましい。また、V溝50の深さΔtは1mm以上にすることが好ましく、2.5mm以上にするのがより好ましい。テーパ部52、52の傾斜角度θ2は3〜20度にするのが好ましい。また、テーパ部52、52の幅p2は5mm以上にすることが好ましく、10mm以上にするのがより好ましい。
Thus, when using the
次に、樹脂材料14表面の他の凹凸パターン形状について説明する。図3は、成形後の樹脂材料14の端面14Aを直線上に切り取った状態の斜視図である。樹脂材料14の裏面は平面である。
Next, another uneven pattern shape on the surface of the
樹脂材料14の表面の凹凸パターン形状は、長手方向(図の矢印方向)の直線状の凹凸パターンである。この断面が鋸刃状パターンは、樹脂材料14の最厚肉部14Bと最薄肉部14Cとを繋ぐ鉛直壁54と、この鉛直壁54の上縁(最厚肉部14B)より樹脂材料14の最薄肉部14Cに向かって直線状に板厚が減少していくテーパ部56が繰り返される形状である。
The uneven pattern shape on the surface of the
図3において、樹脂材料14の最薄肉部14Cの厚さは、5mm以下であることが好ましく、2mm以上であることがより好ましい。樹脂材料14の最厚肉部14Bと最薄肉部14Cとの厚さの差は、1mm以上であることが好ましく、2.5mm以上であることがより好ましい。このような寸法とすることにより、各種表示装置の背面に配される導光板や各種光学素子に好適に使用できる。
In FIG. 3, the thickness of the
成形後の樹脂材料14を導光板に使用する場合には、鉛直壁54の側面に円柱状の冷陰極管が配され、この冷陰極管より照射される光線が、鉛直壁54の表面(側面)より樹脂材料14の内部に入射し、テーパ部56で反射し、樹脂材料14の裏面より面状に照射されることとなる。
When the molded
このように成形後の樹脂材料14を導光板に使用する場合には、テーパ部56傾斜角度θ3を3〜20度とするのが好ましい。
Thus, when using the
なお、成形後の樹脂材料14を導光板に使用する場合、これら以外の形状を採用することもできる。たとえば、図2の樹脂材料14のV溝50の断面形状はV字状となっているが、これ以外の形状、たとえば、矩形状、台形状、円弧状、放物線状等の断面形状も、光学的特性、成形性等を満足できれば採用できる。
In addition, when using the
また、型ローラ16表面の凹凸形状も、図2又は図3の樹脂材料14表面の反転形状である必要はなく、樹脂材料14の収縮代等を考慮して、樹脂材料14の製品形状が図2又は図3の形状となるように、この形状よりオフセットした形状とすることもできる。
Further, the uneven shape on the surface of the
次に、本発明に係る樹脂シートの製造方法の他の実施の形態(第2実施形態)について詳説する。図5は、本発明に係る樹脂シートの製造方法が適用される、樹脂シートの製造ライン10’を示す構成図である。なお、図1に示される第1実施形態と同一、類似の部材については、同様の符号を附し、その説明を省略する。
Next, another embodiment (second embodiment) of the method for producing a resin sheet according to the present invention will be described in detail. FIG. 5 is a configuration diagram showing a resin
本実施形態においては、第1実施形態の3個のニップローラ(第1ニップローラ18、第2ニップローラ20、及び第3ニップローラ22)に代えて1個のニップローラ18が使用されている。また、第1実施形態の温調ローラ32(樹脂材料14の幅方向の温度分布の均一化を図る第1の手段)に代えて、樹脂材料14の幅方向の温度分布の均一化を図る第2の手段34が使用されている。
In the present embodiment, one nip
図6は、この第2の手段34と樹脂材料14との位置関係を示す6−6線矢視図である。図6に示されるように、第2の手段34は局所冷却手段である複数のクーラー36、36…と、局所保温手段である複数のヒータ38、38…とよりなる。
FIG. 6 is a 6-6 line arrow view showing the positional relationship between the second means 34 and the
クーラー36は、樹脂材料14の厚肉部分14Dの下面に相対するように配され、ヒータ38は、樹脂材料14の薄肉部分14Eの下面に相対するように配されている。第2の手段34のこのような構成により、樹脂材料14の幅方向における厚肉部分14Dをクーラー36により樹脂材料14の平均温度よりも低くなるように制御でき、樹脂材料14の幅方向における薄肉部分14Eをヒータ38により樹脂材料14の平均温度よりも高くなるように制御できるようになっている。
The cooler 36 is disposed so as to face the lower surface of the
クーラー36としては、水冷ジャケットや、冷凍機等の公知の冷却手段が採用でき、ヒータ38としては、シースヒータや、ドライヤ(熱風吹き付け手段)等の公知の保温手段(加熱手段)が採用できる。
As the cooler 36, a known cooling means such as a water cooling jacket or a refrigerator can be adopted. As the
次に、図5に示される樹脂シートの製造ライン10’による樹脂シートの製造方法について説明する。
Next, a method for producing a resin sheet using the resin
ダイ12より押し出したシート状の樹脂材料14を、型ローラ16と型ローラ16に対向配置されるニップローラ18とで挟圧し、型ローラ16表面の凹凸形状を樹脂材料14に転写し、樹脂材料14を型ローラ16に対向配置される剥離ローラ24に巻き掛けることにより型ローラ16より剥離する。
The sheet-shaped
型ローラ16より剥離した樹脂材料14を、水平方向に搬送し第2の手段34の上を通過させる。これにより、樹脂材料14の幅方向における厚肉部分14Dがクーラー36により樹脂材料14の平均温度よりも低くなるように制御され、樹脂材料14の幅方向における薄肉部分14Eがヒータ38により樹脂材料14の平均温度よりも高くなるように制御される。
The
第2の手段34の下流において、樹脂材料14を徐冷ゾーン30に通過させることにより徐冷し、歪みが除去された状態で、下流の製品取り部において所定長さに切断し、樹脂シートの製品として収容する。
Downstream of the second means 34, the
以上に説明した本発明に係る樹脂シートの製造方法(第1及び第2実施形態)によれば、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートであっても、所望の断面形状を得ることができる。 According to the resin sheet manufacturing method according to the present invention described above (first and second embodiments), a desired cross-sectional shape is obtained even with a resin sheet having a large thickness distribution in the width direction during molding. be able to.
以上、本発明に係る樹脂シートの製造方法の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。 As mentioned above, although embodiment of the manufacturing method of the resin sheet which concerns on this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, Various aspects can be taken.
たとえば、樹脂材料14の幅方向の温度分布の均一化を図る第1の手段としての温調ローラ34の本数及び配置は、同様の機能が得られるのであれば、本実施形態以外の各種の態様が採り得る。
For example, the number and arrangement of the
また、樹脂材料14の幅方向の温度分布の均一化を図る第2の手段や、徐冷ゾーン30等についても、同様の機能が得られるのであれば、本実施形態以外の各種の態様が採り得る。
Further, the second means for making the temperature distribution in the width direction of the
また、ニップローラ又はプレスローラの本数及び配置も、同様の機能が得られるのであれば、本実施形態以外の各種の態様が採り得る。 Also, the number and arrangement of nip rollers or press rollers can take various forms other than the present embodiment as long as the same function can be obtained.
10…樹脂シートの製造ライン、12…ダイ、14…樹脂材料、16…型ローラ、18…第1ニップローラ、20…第2ニップローラ、22…第3ニップローラ、24…剥離ローラ、30…徐冷ゾーン、32…温調ローラ、34…第2の手段、36…クーラー、38…ヒータ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該型ローラ表面の凹凸形状を前記樹脂材料に転写し、
転写後の前記樹脂材料を該型ローラに対向配置される剥離ローラに巻き掛けることにより該型ローラより剥離し、
剥離後の前記樹脂材料を1以上のローラ部材に接触させて前記樹脂材料の幅方向の温度分布の均一化を図ることを特徴とする樹脂シートの製造方法。 The sheet-shaped resin material extruded from the die is pinched by a mold roller and a nip roller disposed opposite to the mold roller,
The uneven shape on the surface of the mold roller is transferred to the resin material,
The resin material after the transfer is peeled off from the mold roller by winding it around a peeling roller disposed opposite to the mold roller,
A method for producing a resin sheet, wherein the resin material after peeling is brought into contact with one or more roller members to achieve uniform temperature distribution in the width direction of the resin material.
該型ローラ表面の凹凸形状を前記樹脂材料に転写し、
転写後の前記樹脂材料を該型ローラに対向配置される剥離ローラに巻き掛けることにより該型ローラより剥離し、
剥離後の前記樹脂材料の幅方向における厚肉部分を局所冷却手段により該樹脂材料の平均温度よりも低くなるように制御し、前記樹脂材料の幅方向における薄肉部分を局所保温手段により該樹脂材料の平均温度よりも高くなるように制御することを特徴とする樹脂シートの製造方法。 The sheet-shaped resin material extruded from the die is pinched by a mold roller and a nip roller disposed opposite to the mold roller,
The uneven shape on the surface of the mold roller is transferred to the resin material,
The resin material after the transfer is peeled off from the mold roller by winding it around a peeling roller disposed opposite to the mold roller,
The thick portion in the width direction of the resin material after peeling is controlled to be lower than the average temperature of the resin material by a local cooling means, and the thin portion in the width direction of the resin material is controlled by the local heat retaining means. A method for producing a resin sheet, wherein the temperature is controlled to be higher than the average temperature.
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