JP2009202479A - 転写樹脂シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】加熱溶融状態でダイから連続的に押し出された連続樹脂シートを、第一押圧ロールと第二押圧ロールとの間で挟み込んで前記第二押圧ロールに密着させた状態で前記連続樹脂シートを冷却させ、その後に前記第二押圧ロールと該第二押圧ロールに隣接する転写ロールとの間で挟み込むことで、該転写ロールの表面形状を連続樹脂シートに転写する転写樹脂シートの製造方法であって、前記転写ロールと密着する面の連続樹脂シートの表面温度が前記連続樹脂シートの樹脂のビカット軟化点より20℃〜60℃高い温度である。
【選択図】図1
Description
本発明の製造方法に用いられる樹脂は、加熱により硬化する熱硬化性樹脂も使用できるが、通常は、加熱により溶融状態となる熱可塑性樹脂が使用される。例えばスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状オレフィン重合体樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂などが挙げられる。
図1に示されるように連続樹脂シート11を押出機10から押し出すためのダイ12は、通常の押出成形法に用いられると同様の金属製のTダイなどが用いられる。ダイ12から樹脂を加熱溶融状態で押し出すには、通常の押出成形法に使用される押出機が用いられる。押出機は一軸押出機であってもよいし、二軸押出機であってもよい。樹脂は押出機内で加熱され、溶融された状態でダイに送られ押し出される。
前記ダイから連続的に押し出された連続樹脂シート11は、第一押圧ロール13と第二押圧ロール14とで同時に挟み込まれる。第一押圧ロールおよび第二押圧ロールの材料は、通常はステンレス鋼、鉄鋼などの金属で構成された金属製ロールが用いられ、その直径は通常100mm〜500mmである。
前記連続樹脂シート11は、第二押圧ロール14と転写ロール15とで再度押圧され、第二押圧ロール14から剥離し、転写ロール15の表面に付着し、転写ロール15の回転に従って搬送される。この際、連続樹脂シート11の表面温度が高く、第二押圧ロール14と転写ロール15とで押圧せずとも、連続樹脂シート11が十分に転写ロール15に付着する場合は、第二押圧ロール14と転写ロール15との間は連続樹脂シートの厚さよりも若干大きく開いていても良い。
前記転写ロールの表面には凹溝が複数個形成され、その断面形状において隣接する凹溝の溝底間隔(反転された樹脂シートのピーク間隔)で定義されるピッチPが10μm〜200μmに設定され、凹溝の溝深さHが3μm〜200μmに設定されている。ここでピッチPは、溝底間隔が一定でない場合も包含される。
本発明の製造方法において、前記転写ロールと密着する面の連続樹脂シートの表面温度が前記連続樹脂シートの樹脂のビカット軟化点より20℃〜60℃高い温度に調整される。ここで樹脂のビカット軟化点に合わせて前記樹脂シートの表面温度を調整するには、転写ロールの温度を適宜調整するか、あるいは前記第二押圧ロール14の温度、さらには前記押圧ロール14および転写ロール15の回転速度を調整することで行うことができる。
前記転写ロールと密着する面の連続樹脂シートの表面温度が前記連続樹脂シートの樹脂のビカット軟化点より20℃未満の場合は、樹脂が冷却、固化するため転写率の向上が十分でなく、一方、60℃を越えると表面形状を高精度で転写しにくくなる。
透光性樹脂A:スチレン樹脂(屈折率1.59、ビカット軟化点106.8℃)
透光性樹脂B:MS樹脂(スチレン/メタクリル酸メチル=80質量部/20質量部、屈折率1.57、ビカット軟化点102.1℃)
<転写ロール>
半円凹溝:転写型に施されている該半円形状凹溝のレプリカの断面形状(図2)は、ピッチ間隔(P)=118.2(μm)、凸部間の平坦面(F)=15.2(μm)、溝から頂点までの距離(H)=48.5(μm)、高さと巾の比率(A=H/P)=0.41の寸法となっているシリンドリカルレンズ形状であり、各溝部が平行に等間隔(ピッチ間隔)で構成されている。ここで、シリンドリカルレンズ形状とは、円柱レンズとも呼ばれ、少なくとも、一つの面が、円柱の一部のような形をしたレンズであり、例えば、円柱を軸方向に二つに割った形を意味する。
透光性樹脂Aをシリンダー内の温度が190〜260℃の第1押出機で溶融混練して、フィードブロックに供給する。一方、透光性樹脂Bをシリンダー内の温度が190〜260℃の第2押出機で溶融混練して、フィードブロックに供給する。
この際、転写ロールには、ロール表面の円周上に略半円凹溝が形成されており、連続樹脂シート(S1)の表層の上面側に、略半円凹溝の反対型が転写され、表面形状転写樹脂シート(S1)を得ることができる。
得られた表面形状転写樹脂シート(S1)を切断し、断面を鏡面仕上げしたのち、超深度形状測定顕微鏡〔KEYENCE社製「VK−8500」〕で観察して、表面に転写された略半円凹溝の反対型の溝から頂点までの距離(N)を測定し、レプリカの断面形状溝から頂点までの距離(H)とから、次の式(1)にて転写率βを算出した。
その結果を表1に示す。
前記成形時に各ロールの温度を、第一押圧ロールの温度(a)=95℃、第二押圧ロールの温度(b)=103℃、転写ロールの温度(c)=107℃とした。また、押圧ロール2本と転写ロール1本と樹脂引取ロールの回転速度(r)=0.65rpmとして、厚さ2.0mmの連続樹脂シート(S2)を得る以外は、実施例1と同様の操作をした。前記成形時に転写ロールと密着する面の樹脂の前記表面温度は135℃であった。前記表面形状転写樹脂シート(S2)に転写された形状の転写率は、75%であった。
透光性樹脂Aをシリンダー内の温度が190〜260℃の第1押出機で溶融混練して、フィードブロックに供給する。一方、透光性樹脂Bをシリンダー内の温度が190〜260℃の第2押出機で溶融混練して、フィードブロックに供給する。
実施例1と同様に操作して連続樹脂シート(S4)を得る際に押圧ロールを2本使用したが、図3に示すように押出機より吐出された連続樹脂シートを押圧するために、上側に第一押圧ロール、下側に転写ロールを配置した。さらに、連続樹脂シート(S4)は、転写ロールに密着して搬送されている際に冷却され、その後に転写ロールと第二押圧ロールとで押圧される。
実施例1と同様に操作して連続樹脂シート(S5)を得る際に押圧ロールを2本使用したが、図3に示すように押出機より吐出された連続樹脂シートを押圧するために、上側に第一押圧ロール、下側に転写ロールを配置した。さらに、連続樹脂シート(S5)は、転写ロールに密着して搬送されている際に冷却され、その後に転写ロールと第二押圧ロールとで押圧される。
透光性樹脂Aをシリンダー内の温度が190〜260℃の第1押出機で溶融混練して、フィードブロックに供給する。一方、透光性樹脂をシリンダー内の温度が190〜260℃の第2押出機で溶融混練して、フィードブロックに供給する。
この際、転写ロールには、ロール表面の全面に前記マット面が形成されており、表面形状転写樹脂シート(S6)の表層の上面側に、マット面の反対型が転写され、厚さ2.0mmの表面形状転写樹脂シート(S6)を得ることができる。前記成形時に各ロールの温度は、第一押圧ロールの温度(a)=90℃、第二押圧ロールの温度(b)=94℃、転写ロールの温度(c)=110℃とした。
実施例1と同様に操作して連続樹脂シート(S7)を得る際に押圧ロールを2本使用したが、押出機より吐出された連続樹脂シートを押圧するために、上側に第一押圧ロール、下側に転写ロールを配置した。さらに、連続樹脂シート(S7)は、転写ロールに密着して搬送されている際に冷却され、その後に転写ロールと第二押圧ロールとで押圧される。
実施例1と同様に操作して連続樹脂シート(S8)を得る際に押圧ロールを2本使用したが、押出機より吐出された連続樹脂シートを押圧するために、上側に転写ロール、下側に第一押圧ロールを配置した。さらに、連続樹脂シート(S8)は、第一押圧ロールに密着して搬送されている際に冷却され、その後に第一押圧ロールと第二押圧ロールとで押圧される。
JIS B0601−1994に準拠して算術平均粗さRaを測定した。即ち、表面粗さ計(Mitutoyo製「SJ−201P」)を用いて、転写型のマット面と、表面形状転写樹脂シートのマット面の算術平均粗さRaを測定した。表面粗さ計の測定条件は、カットオフ値:2.5×5に設定した。
JIS B0601−1994に準拠して十点平均粗さRzを測定した。即ち、表面粗さ計(Mitutoyo製「SJ−201P」)を用いて、転写型のマット面と、表面形状転写樹脂シートの十点平均粗さRzを測定した。表面粗さ計の測定条件は、カットオフ値:2.5×5に設定した。
JIS B0601−1994に準拠して平均長さSmを測定した。即ち、表面粗さ計(Mitutoyo製「SJ−201P」)を用いて、転写型のマット面と、表面形状転写樹脂シートの平均長さSmを測定した。表面粗さ計の測定条件は、カットオフ値:2.5×5に設定した。
実施例1と比較例1は、引取速度を一定(0.58rpm)にして転写前の樹脂温度を、それぞれ127℃と255℃としたものであり、比較例1は樹脂のビカット軟化点(102.1℃)よりも大幅に高い温度であるため、形状転写率は39%と低い。
Claims (5)
- 加熱溶融状態でダイから連続的に押し出された連続樹脂シートを、第一押圧ロールと第二押圧ロールとの間で挟み込んで前記第二押圧ロールに密着させた状態で前記連続樹脂シートを冷却させ、その後に前記第二押圧ロールと該第二押圧ロールに隣接する転写ロールとの間で挟み込むことで、該転写ロールの表面形状を連続樹脂シートに転写する転写樹脂シートの製造方法であって、前記転写ロールと密着する面の連続樹脂シートの表面温度が前記連続樹脂シートの樹脂のビカット軟化点より20℃〜60℃高い温度であることを特徴とする前記転写樹脂シートの製造方法。
- 前記転写ロールの表面には凹溝が複数個形成され、その断面形状において隣接する凹溝の溝底間隔Pが10μm〜200μmに設定され、凹溝の溝深さHが3μm〜200μmに設定されていることを特徴とする請求項1に記載の転写樹脂シートの製造方法。
- 前記転写ロールの表面には断面形状が略半円形状である略半円凹溝が複数個形成され、隣り合う略半円凹溝の溝底間隔Pが10μm〜200μmに設定され、前記略半円凹溝の溝深さHが3μm〜200μmに設定されていることを特徴とする請前記転写ロールの面内には断面形状が略半円形状である略半円凹溝が複数個形成され、隣接する略半円凹溝の溝間隔Pが10μm〜200μmに設定され、前記略半円凹溝の溝深さHが3μm〜200μmに設定されていることを特徴とする請求項1に記載の転写樹脂シートの製造方法。
- 前記転写ロールの面内には断面形状が三角形である三角形凹溝が複数個形成され、該三角形凹溝の底部溝角が40〜160度に設定され、隣接する三角形凹溝の溝底間隔Pが10μm〜200μmに設定されていることを特徴とする請求項1に記載の転写樹脂シートの製造方法。
- 前記転写ロールの表面にはマット面が形成され、該マット面の形状は、算術平均粗さRaが1〜10μmであり、前記マット面の凹凸の十点平均粗さRzは5〜50μmに設定されている請求項1に記載の転写樹脂シートの製造方法。
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