JP2007216481A - Method and apparatus for manufacturing resin sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は樹脂シートの製造方法及び装置に係り、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及び装置に関する。 The present invention relates to a resin sheet manufacturing method and apparatus, and more particularly to a resin sheet manufacturing method and apparatus 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等参照)。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 Document 1, etc.). In these proposals, the roller molding method is adopted from the viewpoint of improving productivity.
これら従来技術の代表的なローラ成形方式は、図6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 method of these prior arts is configured as shown in FIG. This apparatus configuration includes a
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。
Then, the sheet-like resin material 1 extruded from the
このような樹脂材料成形方式において深刻な問題点の1つは、比較的厚肉の樹脂シートの場合、特に、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートの場合には成形後の板反りが大きくなるということである。この対策として、特許文献2、3では、以下のような内容の対策が採られている。しかしながら、完全な解決策が得られた訳ではない、
たとえば、特許文献2では、成形後のアニーリング時に加熱固定(矯正)して板反り対策としており、特許文献3では、シート切断時に加熱軟化させて板反り対策としている。
For example, in
しかしながら、特許文献2、3のような板反り対策では、型付けしたシートの場合、加熱により型が崩れ、各種光学素子用途の樹脂シートとして所望の機能を発揮できない。
However, in the case of a sheet warp countermeasure as in
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、比較的厚肉の樹脂シートの場合であっても、特に、成形時の幅方向の厚さ分布が大きい樹脂シートの場合であっても、成形後の板反りが小さく、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及び装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even in the case of a relatively thick resin sheet, particularly in the case of a resin sheet having a large thickness distribution in the width direction during molding. A method and an apparatus for producing a resin sheet suitable for use in a light guide plate and various optical elements arranged on the back surface of various display devices, in which a plate warp after molding is small and a desired cross-sectional shape can be obtained. The purpose is to provide.
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周速度V1で回転する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、前記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前記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前記型ローラより剥離し、前記剥離ローラの下流において、前記樹脂材料を前記周速度V1の102〜107%の周速度V2で回転する第1ドローローラと該第1ドローローラに対向配置される第2ドローローラとで挟圧しながら搬送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 order to achieve the above object, the present invention presses a sheet-shaped resin material extruded from a die with a mold roller rotating at a peripheral speed V1 and a nip roller disposed opposite to the mold roller, The concavo-convex shape is transferred to the resin material, and the resin material after transfer is peeled off from the mold roller by being wound around a peeling roller disposed to face the mold roller, and the resin material is placed downstream of the peeling roller. A resin sheet conveyed while being pinched by a first draw roller that rotates at a peripheral speed V2 that is 102 to 107% of the peripheral speed V1 and a second draw roller that is disposed opposite to the first draw roller. A manufacturing method is provided.
このために、本発明は、周面に凹凸形状が形成され、周速度V1で回転する型ローラと、該型ローラの一方側に対向配置されるニップローラと、該型ローラの他方側に対向配置される剥離ローラとよりなるローラ列と、シート状の樹脂材料を吐出口より押し出すダイと、前記剥離ローラの下流に配され、前記周速度V1の102〜107%の周速度V2で回転する第1ドローローラと該第1ドローローラに対向配置される第2ドローローラとよりなるドロー手段と、を備え、前記ダイより押し出された樹脂材料が前記型ローラと前記ニップローラとで挟圧され、該型ローラ表面の凹凸形状が前記樹脂材料に転写され、転写後の前記樹脂材料が前記剥離ローラに巻き掛けられて前記型ローラより剥離され、剥離後の前記樹脂材料が前記1ドローローラと第2ドローローラとで挟圧されながら搬送されることを特徴とする樹脂シートの製造装置を提供する。 To this end, the present invention provides a mold roller having a concavo-convex shape formed on the peripheral surface and rotating at a peripheral speed V1, a nip roller disposed opposite to one side of the mold roller, and disposed opposite to the other side of the mold roller. A roller row composed of a peeling roller, a die for extruding a sheet-like resin material from a discharge port, and a second roller which is arranged downstream of the peeling roller and rotates at a peripheral speed V2 of 102 to 107% of the peripheral speed V1. A draw means comprising a first draw roller and a second draw roller disposed opposite to the first draw roller, and the resin material extruded from the die is pressed between the mold roller and the nip roller, The uneven shape on the surface of the mold roller is transferred to the resin material, and the resin material after the transfer is wound around the peeling roller and peeled off from the mold roller. Providing an apparatus for manufacturing a resin sheet, characterized in that it is conveyed while being nipped between over La and the second draw roller.
本発明によれば、樹脂材料を周速度V1で回転する型ローラとニップローラとで挟圧し、型ローラ表面の凹凸形状を樹脂材料に転写し、転写後の樹脂材料をV1の102〜107%の周速度V2で回転する第1ドローローラと第2ドローローラとで挟圧しながら搬送する。このように、下流側の搬送速度を増速させ、樹脂材料の搬送方向に所定の張力がかかるようにする。 According to the present invention, the resin material is sandwiched between the mold roller and the nip roller rotating at the peripheral speed V1, the uneven shape on the surface of the mold roller is transferred to the resin material, and the resin material after transfer is 102 to 107% of V1. The sheet is conveyed while being pinched by a first draw roller and a second draw roller that rotate at a peripheral speed V2. Thus, the downstream conveyance speed is increased so that a predetermined tension is applied in the resin material conveyance direction.
したがって、型ローラ表面の凹凸形状を樹脂材料に精度よく転写でき、かつ、樹脂シートの成形後の板反りを小さくできる。特に、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(特に、厚さの差が2.5mm以上)の樹脂シートの製造に好適である。 Therefore, the uneven shape on the surface of the mold roller can be accurately transferred to the resin material, and the warpage after molding of the resin sheet can be reduced. In particular, it is suitable for production of a resin sheet having a thickness difference of 1 mm or more (particularly, a thickness difference of 2.5 mm or more) in the width direction of the resin material.
なお、周速度V2を周速度V1の102%未満にした場合、樹脂材料の搬送方向にかかる張力が不十分であり、その結果板反りが過大となり、一方、周速度V2を周速度V1の107%を超える値にした場合、樹脂材料の搬送方向にかかる張力が過大となり、その結果ドローローラがスリップする等の不具合となる。 When the circumferential speed V2 is less than 102% of the circumferential speed V1, the tension applied in the resin material conveyance direction is insufficient, resulting in excessive plate warpage, while the circumferential speed V2 is 107 of the circumferential speed V1. When the value exceeds%, the tension applied in the resin material conveyance direction becomes excessive, resulting in problems such as slipping of the draw roller.
本発明において、前記周速度V2を前記周速度V1の103〜105%とすることが好ましい。周速度V2をこのような範囲に設定することにより、型ローラ表面の凹凸形状を樹脂材料に精度よく転写でき、かつ、一層樹脂シートの成形後の板反りを小さくできる。 In the present invention, the peripheral speed V2 is preferably set to 103 to 105% of the peripheral speed V1. By setting the peripheral speed V2 in such a range, the uneven shape on the surface of the mold roller can be accurately transferred to the resin material, and the plate warpage after molding of the resin sheet can be further reduced.
また、本発明において、前記第1ドローローラ及び/又は第2ドローローラの表面をJIS K6301で規定するゴム硬度で60〜70度の材料で形成することが好ましい。ローラ表面がこのようなゴム硬度のドローローラを使用すれば、樹脂材料の凹凸形状を損なうことがなく、また、ローラのスリップも生じにくい。 In the present invention, it is preferable that the surface of the first draw roller and / or the second draw roller is formed of a material having a rubber hardness defined by JIS K6301 of 60 to 70 degrees. If a draw roller having such a rubber hardness is used on the roller surface, the uneven shape of the resin material will not be damaged, and the roller will not easily slip.
また、本発明において、前記剥離ローラと前記第1ドローローラとの間に徐冷ゾーンを設けることが好ましい。このような徐冷ゾーンを設けることにより、一層樹脂シートの成形後の板反りを小さくできる。 In the present invention, it is preferable to provide a slow cooling zone between the peeling roller and the first draw roller. By providing such a slow cooling zone, the warpage of the resin sheet after molding can be reduced.
また、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を5mm以下とすることが好ましい。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 shall be 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、型ローラ表面の凹凸形状を樹脂材料に精度よく転写でき、かつ、樹脂シートの成形後の板反りを小さくできる。 As described above, according to the present invention, the uneven shape on the surface of the mold roller can be accurately transferred to the resin material, and the warpage after molding of the resin sheet can be reduced.
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及び装置の好ましい実施の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及び装置が適用される、樹脂シートの製造ラインの例を示す構成図である。 Hereinafter, preferred embodiments of a method and an apparatus 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 and apparatus according to the present invention are 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に対向配置されるニップローラ18と、型ローラ16に対向配置される剥離ローラ24と、型ローラ16に接する前の樹脂材料14の温度を制御する樹脂温制御手段20と、剥離ローラ24より剥離される際の樹脂材料14の温度を測定する温度センサ22と、徐冷ゾーン30と、第1ドローローラ32と第2ドローローラ34よりなるドロー手段等より構成される。
This resin sheet production line 10 includes a
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表面(上面)の反転形状とすることができる。なお、この図2は、成形後の樹脂材料14の断面図である。
A regular uneven shape is formed on the surface of the
すなわち、成形後の樹脂材料14の裏面(下面)は平面であり、樹脂材料14の表面には、図の矢印方向の直線状の凹凸パターンが形成されている。この矢印方向は、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、樹脂材料14表面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 (lower 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V1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 sheet production line 10 of FIG. 1, this temperature adjusting means is employed.
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、型ローラ16と同一高さで、型ローラ16と平行に配置されている。
The nip roller is disposed so as to face the
ニップローラ18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
ニップローラ18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
ニップローラ18は、図示しない駆動手段により、所定の周速度V1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
ニップローラ18には、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、ニップローラ18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。
The
ニップローラ18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
ニップローラ18には、温度調節手段が施されている。ニップローラ18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
ニップローラ18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 the 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.
樹脂温制御手段20は、型ローラ16に接する前の樹脂材料14の温度を制御するために設けられたもので、エアノズル20Aと、このエアノズル20Aに図示しないエア供給源よりエアを供給するエア配管20Bとより構成される。
The resin temperature control means 20 is provided to control the temperature of the
このエアノズル20Aより噴出される気体の温度や流量は、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等によって最適な値を選択すべきである。
The temperature and flow rate of the gas ejected from the
なお、樹脂温制御手段20は、上記の方式のものに限られる訳ではなく、樹脂材料14の温度を適正に制御できるものであれば、公知の各種手段が採用できる(たとえば、誘電加熱手段、冷却水パイプ等)。
The resin temperature control means 20 is not limited to the above-described one, and various known means can be adopted as long as the temperature 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を挟んでニップローラ18の180度下流側に配置されている。すなわち、剥離ローラ24は、型ローラ16と同一高さで、型ローラ16と平行に配置されている。
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V1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
温度センサ22は、既述したように、剥離ローラ24より剥離される際の樹脂材料14の温度を測定する測温手段であり、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)の温度を測定する赤外線式温度計である。
As described above, the
この温度センサ22は図示しない制御手段(パソコン等)に接続されている。また、この制御手段は、既述の各温制御手段(樹脂温制御手段20や、各ローラの温度調節手段)に接続されており、これらの各温制御手段を制御できるようになっている。したがって、温度センサ22の測定結果を各温制御手段やダイ12等にフィードバックして、樹脂材料14や各ローラ等の温度制御に反映させている。なお、温度センサ22として赤外線式温度計以外の測温手段(たとえば、放射式温度計)を使用してもよい。
The
また、上記以外の箇所において、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。
In addition to the above, it is preferable to provide surface temperature measuring means (not shown) so that the surface temperature of each roller described above and each portion of 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とニップローラ18との間の樹脂材料14の幅方向の複数点、型ローラ16に巻き掛けられている樹脂材料14(たとえば、時計方向で6時の位置)の幅方向の複数点、剥離ローラ24より剥離後の樹脂材料14の幅方向の複数点、等が考えられる。
Examples of measurement points by such surface temperature measuring means include 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や樹脂温制御手段20等にフィードバックして、樹脂材料14や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。
Further, the monitoring result of such 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において、徐冷ゾーン30の下流又は剥離ローラ24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、型ローラ16等の駆動手段等にフィードバックすることもできる。
In the resin sheet production line 10 of FIG. 1, 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、第1ドローローラ32と第2ドローローラ34よりなるドロー手段が設けられている。このドロー手段は、樹脂材料14の下側に設けられ、型ローラ16の周速度V1の102〜107%の周速度V2で回転駆動される第1ドローローラ32と、樹脂材料14の上側に設けられ、第1ドローローラ32に対向配置される第2ドローローラ34とよりなる。
Downstream of the slow cooling zone 30 (or the annealing zone), a drawing means including a
この構成において、第1ドローローラ32は、図示しない駆動手段により、上記の周速度V2で図1の矢印方向に回転駆動されるようになっている。駆動手段は、第1ドローローラ32を上記の周速度V2で回転駆動できるように、速度可変のタイプのものであることが好ましい。この第1ドローローラ32は、図示しない架台(装置本体)に軸受け手段を介して支持されている。
In this configuration, the
また、第2ドローローラ34は、第1ドローローラ32の駆動力により、樹脂材料14を介してほぼ周速度V2で図1の矢印方向につれ回り(従動)するようになっている。なお、第2ドローローラ34に駆動手段を設け、第1ドローローラ32と同期させる(シンクロさせる)構成も可能である。
Further, the
第2ドローローラ34には、図示しない加圧手段が設けられており、第1ドローローラ32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、第2ドローローラ34と第1ドローローラ32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。
The
第1ドローローラ32及び第2ドローローラ34の表面は所定厚さ(たとえば、15mm)でJIS K6301で規定するゴム硬度で60〜70度の材料で形成されている。第1ドローローラ32及び第2ドローローラ34のローラ表面がこのようなゴム硬度の材質であるので、樹脂材料14の凹凸形状を損なうことがなく、また、ローラのスリップも生じにくい。
The surfaces of the
ドロー手段の下流には、図示を省略するが、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。 Although not shown, 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 downstream of the drawing unit.
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 sheet production line 10 shown in FIG. 1 will be described.
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、周速度V1で回転する型ローラ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。そして、剥離ローラ24に巻き掛けられた樹脂材料14を時計方向の12時に位置において、剥離ローラ24より剥離する。
The sheet-shaped
この際、温度センサ22は、剥離ローラ24より剥離される際の樹脂材料14の幅方向の複数点の表面(ローラの反対面側)の温度を測定する。そして、制御手段は温度センサ22の測定結果を各温制御手段やダイ12等にフィードバックして、樹脂材料14や各ローラ等の温度制御に反映させている。
At this time, the
これにより、樹脂材料14を樹脂材料14のガラス転移温度Tgに対して(Tg−30)〜(Tg+40)°Cの温度に制御した状態で剥離ローラ24より剥離することができ、樹脂材料14の反りを低減することができる。
Thereby, the
なお、ガラス転移温度Tgとは下記のように説明される。高分子物質を加熱した場合に、ガラス状の硬い状態からゴム状に変わる現象をガラス転移といい、ガラス転移が起こる温度をガラス転移点(温度)という。この温度は、樹脂材料の材質や組成により異なり、たとえばポリメチルメタクリレート樹脂では90〜110°Cの範囲である。 The glass transition temperature Tg is explained as follows. When a polymer substance is heated, a phenomenon that changes from a glassy hard state to a rubbery state is called a glass transition, and a temperature at which the glass transition occurs is called a glass transition point (temperature). This temperature varies depending on the material and composition of the resin material, and is, for example, in the range of 90 to 110 ° C. for polymethyl methacrylate resin.
なお、樹脂材料14を(Tg−30)°C未満の温度に制御した状態で剥離ローラ24より剥離させた場合、樹脂の流動状態が悪く、その結果転写精度が不良となる。一方、樹脂材料14を(Tg+40)°Cを超える温度に制御した状態で剥離ローラ24より剥離させた場合、成形後の収縮の面内分布が大きく、その結果板反りが過大となる。
When the
なお、樹脂温制御手段20により、型ローラ16に巻き掛ける直前の樹脂材料14の温度を適正値(たとえば、(Tg+80)〜(Tg+140)°C)に制御することが好ましい。また、型ローラ16の温度も適正値(たとえば、(Tg−40)〜(Tg+30)°C)に制御することが好ましい。これにより、型ローラ16表面の凹凸形状を樹脂材料14に精度よく転写でき、また、樹脂材料が型ローラ16から剥れない剥離不良も生じない。
It is preferable that the temperature of the
型ローラ16より剥離した樹脂材料14を、周速度V2で回転するドロー手段により水平方向に搬送し、徐冷ゾーン30を通過す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(図示略)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。
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。なお、各ローラ(型ローラ16、ニップローラ18、剥離ローラ24)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。
In the production of this resin sheet, the extrusion speed of the
ニップローラ18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 the
そして、ドロー手段において、V1の102〜107%(好ましくは、V1の103〜105%)の周速度V2で回転する第1ドローローラ32と第1ドローローラ32に対向配置される第2ドローローラ34とで樹脂材料14挟圧しながら搬送する。
In the draw means, the
このドロー手段によれば、転写後の樹脂材料14を転写時の周速度V1の102〜107%の周速度V2で搬送するので、下流側の搬送速度を増速させ、樹脂材料14の搬送方向に所定の張力がかかるようになる。したがって、型ローラ16表面の凹凸形状を樹脂材料14に精度よく転写でき、かつ、樹脂材料14の成形後の板反りを小さくできる。特に、樹脂材料14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(特に、厚さの差が2.5mm以上)の樹脂シートの製造に好適である。
According to this drawing means, since the
なお、周速度V2を周速度V1の102%未満にした場合、樹脂材料14の搬送方向にかかる張力が不十分であり、その結果板反りが過大となり、一方、周速度V2を周速度V1の107%を超える値にした場合、樹脂材料14の搬送方向にかかる張力が過大となり、その結果ドローローラがスリップする等の不具合となる。
When the peripheral speed V2 is less than 102% of the peripheral speed V1, the tension applied in the transport direction of the
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を直線状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 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を直線状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
以上に説明した本発明に係る樹脂シートの製造方法及び装置によれば、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大きい、たとえば厚さの差が1mm以上(特に、厚さの差が2.5mm以上)の樹脂シートであっても、反りが非常に小さく、かつ、所望の断面形状を得ることができる。 According to the method and apparatus for producing a resin sheet according to the present invention described above, the difference in thickness between the thickest part and the thinnest part in the width direction of the resin material is large, for example, the difference in thickness is 1 mm or more. Even in the case of a resin sheet (particularly, the difference in thickness is 2.5 mm or more), the warpage is very small and a desired cross-sectional shape can be obtained.
以上、本発明に係る樹脂シートの製造方法及び装置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 and apparatus of the resin sheet which concern on this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, Various aspects can be taken.
たとえば、本実施形態において、ドロー手段として、図1の第1ドローローラ32と第2ドローローラ34よりなる構成が採用されているが、これ以外の構成、たとえば、樹脂材料14の上下にエンドレスベルト等のベルト状体を配し、この一対のベルト状体で樹脂材料14を挟圧しながら搬送する態様も採用できる。このようなベルト状体であっても、円柱状のローラと同様に作用し、同様の効果が得られるからである。
For example, in the present embodiment, as the drawing means, a configuration including the
また、樹脂温制御手段20としてエアノズル20A等が採用されているが、既述したように、この方式のものに限られる訳ではなく、樹脂材料14の温度を適正に制御できるものであれば、公知の各種手段が採用できる。
In addition, although the air nozzle 20A and the like are employed as the resin temperature control means 20, as described above, the present invention is not limited to this type, and if the temperature of the
更に、本実施形態において採用されていない、オンラインの反り測定手段をドロー手段の下流に設け、サイドカッターやクロスカッターで切断された後の樹脂材料14の長手方向の反り量をモニターし、この結果をドロー手段や樹脂温制御手段20等にフィードバックする構成も採用できる。
Furthermore, an on-line warpage measuring means that is not employed in the present embodiment is provided downstream of the draw means, and the amount of warpage in the longitudinal direction of the
また、本実施形態において、ニップローラ18の表面が鏡面状であり、転写後の樹脂材料14の裏面が平坦面となっているが、ニップローラ18の表面を凹凸状に形成し、転写後の樹脂材料14の裏面をこの反転形状とすることもできる。
In this embodiment, the surface of the
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
図1に示される樹脂シートの製造ライン10を使用して実施例の樹脂シートを製造した。樹脂シートの断面形状は、樹脂シートの断面形状は、図2に示される形状とした。Pは、2.6mm、P2は、13.7mm、Δtは4mm、θ1は55度、θ2は15度とした。樹脂シートの幅は、サイドカッターにより幅方向両端部分(捨て部分)を切除した状態で274mmとした。樹脂シートの長さ(長手方向)は、クロスカッターにより所定長さに切り揃えた状態で487mmとした。図4(A)は、所定幅及び所定長さに切り揃えた状態の樹脂シートを示す斜視図である。 The resin sheet of the Example was manufactured using the resin sheet manufacturing line 10 shown in FIG. The cross-sectional shape of the resin sheet was the shape shown in FIG. 2. P was 2.6 mm, P2 was 13.7 mm, Δt was 4 mm, θ1 was 55 degrees, and θ2 was 15 degrees. The width | variety of the resin sheet was 274 mm in the state which excised the width direction both ends (discarded part) with the side cutter. The length (longitudinal direction) of the resin sheet was 487 mm in a state where the resin sheet was cut to a predetermined length by a cross cutter. FIG. 4A is a perspective view showing the resin sheet in a state of being trimmed to a predetermined width and a predetermined length.
この所定幅及び所定長さに切り揃えた状態の樹脂シートの反り評価は、図4(B)に示されるように行った。すなわち、樹脂シートを平坦度が確保された平板(定盤)の上に載置し、両端部の浮き上がり量を位置センサで測定し、図示の式により算出した。 The warpage evaluation of the resin sheet in a state of being cut into the predetermined width and the predetermined length was performed as shown in FIG. That is, the resin sheet was placed on a flat plate (surface plate) with a ensured flatness, the amount of lifting at both ends was measured with a position sensor, and calculated according to the formula shown in the figure.
なお、図4(B)に示されるような場合、樹脂シートは成形時に下方に凸状態であったので、図示の式による反りの値は負(マイナス)となっている。これに対して、樹脂シートが成形時に上方に凸状態であった場合は、樹脂シートを反転して図4(B)に示されるようにして測定する。この場合、反りの値は正(プラス)となる。 In addition, in the case as shown in FIG. 4B, since the resin sheet is in a downward projecting state at the time of molding, the value of the warp according to the illustrated formula is negative (minus). On the other hand, when the resin sheet is convex upward at the time of molding, the resin sheet is inverted and measured as shown in FIG. In this case, the warp value is positive (plus).
実施例に共通する製造条件は、以下のようにした。 Manufacturing conditions common to the examples were as follows.
型ローラ16の周速度:120mm/分
樹脂材料14の組成:PMMA(アクリペットVH001、三菱レイヨン(株)製)
ダイ12の吐出口における樹脂材料14の温度:260°C
ドロー手段の第1ドローローラ32の周速度V2を型ローラ16の周速度V1の100〜105%まで変化させた。周速度V1及び周速度V2の測定はデジタルタコメータによりローラの回転数を測定し、既知のローラ外径及び円周率を乗じることにより得た。そして、ドロー値として(V2/V1−1)×100(単位:%)を得た。
Peripheral speed of mold roller 16: 120 mm / min Composition of resin material 14: PMMA (Acrypet VH001, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.)
Temperature of the
The peripheral speed V2 of the
そして、それぞれのドロー値の樹脂材料14の反りを上記の方法で測定した。以上の結果を図5のグラフにプロットした。この図5のグラフ(XYグラフ)は、横軸がドロー値であり、縦軸が樹脂材料14の反りである。
And the curvature of the
図5のグラフによれば、ドロー値が0%のもので反りが4.2mmであったのに対し、ドロー値が3%のもので反りが2.6mmであり、ドロー値が5%のもので反りが0.7mmであった。すなわち、ドロー値を3%とすることにより、反りが1.6mm改善され、ドロー値を5%とすることにより、反りが3.5mm改善されることが確認できた。 According to the graph of FIG. 5, the draw value was 0% and the warp was 4.2 mm, whereas the draw value was 3% and the warp was 2.6 mm, and the draw value was 5%. The warpage was 0.7 mm. That is, it was confirmed that the warp was improved by 1.6 mm by setting the draw value to 3%, and the warp was improved by 3.5 mm by setting the draw value to 5%.
[比較例]
ドロー値を108%として、その他の製造条件は上記実施例と同様とし、サンプルを作成した。ドローローラでスリップが時々起きるため、均一なサンプルを得ることができなかった。
[Comparative example]
A sample was prepared with a draw value of 108% and other manufacturing conditions similar to those in the above example. Since slip occurred occasionally on the draw roller, a uniform sample could not 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…ニップローラ、20…樹脂温制御手段、22…温度センサ(測温手段)、24…剥離ローラ、30…徐冷ゾーン、32…第1ドローローラ、34…第2ドローローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Resin sheet production line, 12 ... Die, 14 ... Resin material, 16 ... Mold roller, 18 ... Nip roller, 20 ... Resin temperature control means, 22 ... Temperature sensor (temperature measuring means), 24 ... Peeling roller, 30 ... Slow cooling zone, 32 ... first draw roller, 34 ... second draw roller
Claims (7)
前記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前記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前記型ローラより剥離し、
前記剥離ローラの下流において、前記樹脂材料を前記周速度V1の102〜107%の周速度V2で回転する第1ドローローラと該第1ドローローラに対向配置される第2ドローローラとで挟圧しながら搬送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 clamped by a mold roller that rotates at a peripheral speed V1 and a nip roller that is disposed to face the mold roller.
Transfer the uneven shape of the mold roller surface to the resin material,
The resin material after the transfer is peeled off from the mold roller by being wound around a peeling roller disposed to face the mold roller,
Downstream of the peeling roller, the resin material is sandwiched between a first draw roller that rotates at a peripheral speed V2 that is 102 to 107% of the peripheral speed V1 and a second draw roller that is disposed opposite to the first draw roller. A method for producing a resin sheet, wherein the resin sheet is conveyed while being conveyed.
シート状の樹脂材料を吐出口より押し出すダイと、
前記剥離ローラの下流に配され、前記周速度V1の102〜107%の周速度V2で回転する第1ドローローラと該第1ドローローラに対向配置される第2ドローローラとよりなるドロー手段と、を備え、
前記ダイより押し出された樹脂材料が前記型ローラと前記ニップローラとで挟圧され、
該型ローラ表面の凹凸形状が前記樹脂材料に転写され、
転写後の前記樹脂材料が前記剥離ローラに巻き掛けられて前記型ローラより剥離され、
剥離後の前記樹脂材料が前記1ドローローラと第2ドローローラとで挟圧されながら搬送されることを特徴とする樹脂シートの製造装置。
A roller comprising a mold roller having a concavo-convex shape formed on its peripheral surface and rotating at a peripheral speed V1, a nip roller disposed opposite to one side of the mold roller, and a peeling roller disposed opposite to the other side of the mold roller Columns,
A die for extruding a sheet-shaped resin material from the discharge port;
Draw means comprising a first draw roller disposed downstream of the peeling roller and rotating at a peripheral speed V2 of 102 to 107% of the peripheral speed V1, and a second draw roller disposed opposite to the first draw roller; With
The resin material extruded from the die is pressed between the mold roller and the nip roller,
The uneven shape on the surface of the mold roller is transferred to the resin material,
The resin material after transfer is wound around the peeling roller and peeled off from the mold roller,
The apparatus for producing a resin sheet, wherein the resin material after peeling is conveyed while being sandwiched between the first draw roller and the second draw roller.
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