JP2014151487A - 溶融押出成形賦形用のロール、溶融押出成形賦形用のロール組立体、及び、溶融押出成形方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱可塑性樹脂の溶融押出成形において使用される溶融押出成形賦形用のロール1は、内部に熱媒流路11が設けられたロール本体部10、ロール本体部10の表面に設けられる皮膜層13であって、常温且つ未処理の状態にて10W/m・K以下の熱伝導率及び400以上のマイクロビッカース硬度を有する非晶性メッキから製作される、皮膜層13とを備える。皮膜層13の表面に、微細凹凸形状14が形成されており、微細凹凸形状14の底部15における皮膜層の平均厚みが少なくとも0.5mm以上である。
【選択図】 図1
Description
内部に熱媒流路が設けられたロール本体部であって、40W/m・K以上、100W/m・K以下の熱伝導率を有する金属材料から製作される、ロール本体部と、
当該ロール本体部の表面に設けられる皮膜層であって、常温且つ未処理の状態で、10W/m・K以下の熱伝導率及び400以上のマイクロビッカース硬度を有する非晶性メッキから製作される、皮膜層とを備え、
前記皮膜層の表面に、微細凹凸形状が形成されており、当該微細凹凸形状の底部(最も深い凹部)における前記皮膜層の平均厚みが少なくとも0.5mm以上であることを特徴とする。
前記非晶性メッキとしては、例えば、ニッケル−リン合金メッキが挙げられる。前記メッキは少なくとも2回以上行われる。前記皮膜層中に少なくとも1層以上の積層界面を有している。前記微細凹凸形状は、マットパターン、プリズムパターン、及びマイクロレンズアレイパターンの少なくとも1種である。
溶融押出成形賦形用のロールは、本発明の溶融押出成形賦形用のロールから構成されている。
溶融押出成形賦形用のロール(第1ロール)、及び、溶融押出成形賦形用のロールと対向して配置された圧着用ロール(第2ロール)から成り、
溶融押出成形賦形用のロールは、本発明の溶融押出成形賦形用のロールから構成された溶融押出成形賦形用のロール組立体を用いた溶融押出成形方法であって、
ダイから押し出された溶融熱可塑性樹脂を、溶融押出成形賦形用のロール(第1ロール)と圧着用ロール(第2ロール)との間を通過させることで、シート成形品を得ることを特徴とする。尚、シート成形品にはフィルム成形品が包含される。
200mm≦D0≦800mm
5mm≦Ts≦40mm
を満足することが望ましい。この範囲において、上述した非晶性ニッケル−リン合金メッキの皮膜層付与による樹脂冷却遅延効果に伴う微細凹凸形状の転写性改善効果が最も顕著に発揮される。また、第1ロールと第2ロールの圧着による変形防止という観点からも、上記範囲とすることが望ましい。
炭素鋼 :45〜53W/m・K
クロム鋼 :52〜60W/m・K
クロムモリブデン鋼 :40〜48W/m・K
鋳鉄 :48W/m・K
タングステン鋼 :53〜66W/m・K
W0>X1
を満足することが好ましく、あるいは又、
20mm≦W0−X1≦100mm
を満足することが好ましい。尚、非晶性ニッケル−リン合金メッキの皮膜層の長さ(X1)は、溶融押出成形賦形用のロールの回転軸線方向におけるロール本体部の実効的な長さと同じとすることができるし、あるいは又、ロール本体部の実効的な長さよりも短くすることもできる。
ダイを有し、原料熱可塑性樹脂を、可塑化、溶融するための加熱シリンダー(バレルとも呼ばれる)、及び、
加熱シリンダーに取り付けられ、加熱シリンダーに原料熱可塑性樹脂を供給するためのホッパー、
を備えている。本発明の溶融押出成形方法での使用に適した溶融押出成形機として、ベント式押出機やタンデム式押出機を含む周知の一軸押出機、パラレル式二軸押出機やコニカル式二軸押出機を含む周知の二軸押出機を用いることができるし、ダイの構造、構成、形式も、本質的に任意であり、Tダイやコートハンガーダイを挙げることができる。加熱シリンダーは、一般に、供給部(フィードゾーン)、圧縮部(コンプレッションゾーン)、計量化部(メタリングゾーン)から構成され、計量化部の下流にダイが配置されており、供給部にホッパーが取り付けられている。使用する溶融押出成形機によっては、加熱シリンダーを密閉構造とし、加熱シリンダーに不活性ガスを導入できるような改造が必要とされる場合がある。ホッパーに投入された原料熱可塑性樹脂は、加熱シリンダーの供給部では固形のまま圧縮部に送られ、圧縮部の前後で原料熱可塑性樹脂の可塑化、溶融が進行し、計量化部で計量され、ダイを通って押し出される。尚、排気口(ベント部)を設ける場合、排気口(ベント部)を圧縮部あるいはその下流(例えば、圧縮部と計量化部との間)に設ければよい。加熱シリンダー、スクリュー、ホッパーの形式、構造、構成は、本質的に任意であり、公知の加熱シリンダー、スクリュー、ホッパーを用いることができる。
内部に熱媒流路11が設けられたロール本体部10、
ロール本体部10の表面を覆う非晶性ニッケル−リン合金メッキの皮膜層13、
から成る。そして、ロール本体部10は、40W/m・K以上、100W/m・K以下の熱伝導率を有する金属材料から製作されている。また、皮膜層13は、10W/m・K以下の熱伝導率を有する非晶性ニッケル−リン合金メッキから製作されている。具体的には、以下の表2のとおりである。非晶性ニッケル−リン合金メッキの硬度はリン含有率が少ないと高くなる傾向がある。
有限会社グルーラボ製UV硬化型樹脂GLX18−73N(屈折率:1.49)を用いて皮膜層13の透明レプリカを作製し、そのヘイズ値(濁度)を測定したところ、85%であった。
W0>X1
を満足している。あるいは又、
20mm≦W0−X1≦100mm
を満足している。具体的なX1及びW0の値を、以下の表2に示す。尚、非晶性ニッケル−リン合金メッキの皮膜層13の長さ(X1)は、溶融押出成形賦形用のロールの回転軸線方向におけるロール本体部10の実効的な長さと同じである。尚、『ロール本体部の実効的な長さ』とは、ロール本体部の表面温度が実質的に均一となるように設計された部分を意味する。
金属材料 :炭素鋼 S45C
熱伝導率 :45〜51W/m・K(実施例1の使用温度域での値)
皮膜層 :非晶性ニッケル−リン合金メッキ
熱伝導率 :6W/m・K
Do :396mm
Ts :15mm
Tp :2.0mm
X1 :400mm
W0 :430mm
ダイ温度 :270℃
ライン速度 :10.0m/min
第1ロール温度:120℃
第2ロール温度: 80℃
線圧レベル :7kg/cm
金属材料 :クロムモリブデン鋼 SCM440
熱伝導率 :48W/m・K
溶射皮膜 :非晶性ニッケル−リン合金メッキ
熱伝導率 :6W/m・K
Do :398mm
Ts :16mm
Tp :1.5mm
X1 :400mm
W0 :430mm
ダイ温度 :280℃
ライン速度 :6.0m/min
第1ロール温度:130℃
第2ロール温度:120℃
線圧レベル :14kg/cm
ロール本体部 皮膜層熱伝導率 皮膜層厚み 設定温度 ヘイズ値
実施例1 S45C 6W/m・K 2.0mm 120℃ 63%
比較例1 S45C 84W/m・K 2.0mm 120℃ 56%
ロール本体部 低熱伝導材物性 皮膜層厚み 設定温度 転写率
実施例2 SCM440 6W/m・K 1.5mm 130℃ 92%
比較例2A SCM440 84W/m・K 1.5mm 130℃ 83%
比較例2B SCM440 6W/m・K 0.2mm 130℃ 85%
Claims (14)
- 熱可塑性樹脂の溶融押出成形において使用される溶融押出成形賦形用のロールであって、
内部に熱媒流路が設けられているロール本体部であって、40W/m・K以上、100W/m・K以下の熱伝導率を有する金属材料から製作される、ロール本体部と、
当該ロール本体部の表面に設けられる皮膜層であって、常温且つ未処理の状態で10W/m・K以下の熱伝導率及び400以上のマイクロビッカース硬度を有する非晶性メッキから製作される、皮膜層とを備え、
前記皮膜層の表面に、微細凹凸形状が形成されており、当該微細凹凸形状の底部における前記皮膜層の平均厚みが少なくとも0.5mm以上であることを特徴とする溶融押出成形賦形用のロール。 - 前記非晶性メッキは、ニッケル−リン合金メッキであることを特徴とする請求項1に記載の溶融押出成形賦形用のロール。
- 前記非晶性メッキは、電解メッキにより形成されることを特徴とする請求項1に記載の溶融押出成形賦形用のロール。
- 前記メッキ処理は少なくとも2回以上行われることを特徴とする請求項3に記載の溶融押出成形賦形用のロール。
- 前記皮膜層中に少なくとも1本以上の積層界面を有していることを特徴とする請求項4に記載の溶融押出成形賦形用のロール。
- 前記微細凹凸形状は、マットパターン、プリズムパターン、及びマイクロレンズアレイパターンの少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の溶融押出成形賦形用のロール。
- 前記ロール本体部の外径をD0、前記ロール本体部の表層から前記熱媒流路までの距離をTsとしたとき、
200mm≦D0≦800mm
5mm≦Ts≦40mm
を満足すると共に、
前記ロール本体部を構成する前記金属材料は、炭素鋼、クロム鋼、及びクロムモリブデン鋼の少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1に記載の溶融押出成形賦形用のロール。 - 溶融押出成形賦形用のロール、及び、前記溶融押出成形賦形用のロールと対向して配置された圧着用ロールを含む溶融押出成形賦形用のロール組立体であって、
前記溶融押出成形賦形用のロールは、
内部に熱媒流路が設けられているロール本体部であって、40W/m・K以上、100W/m・K以下の熱伝導率を有する金属材料から製作される、ロール本体部と、
当該ロール本体部の表面に設けられる皮膜層であって、常温且つ未処理の状態にて10W/m・K以下の熱伝導率及び400以上のマイクロビッカース硬度を有する非晶性メッキから製作される、皮膜層とを備え、
前記皮膜層の表面に、微細凹凸形状が形成されており、当該微細凹凸形状の底部における前記皮膜層の平均厚みが少なくとも0.5mm以上であることを特徴とする溶融押出成形賦形用のロール組立体。 - 溶融押出成形賦形用のロール、及び、前記溶融押出成形賦形用のロールと対向して配置された圧着用ロールを含み、
前記溶融押出成形賦形用のロールは、
内部に熱媒流路が設けられているロール本体部であって、40W/m・K以上、100W/m・K以下の熱伝導率を有する金属材料から製作される、ロール本体部と、
当該ロール本体部の表面に設けられる皮膜層であって、常温且つ未処理の状態にて10W/m・K以下の熱伝導率及び400以上のマイクロビッカース硬度を有する非晶性メッキから製作される、皮膜層とを備え、
前記皮膜層の表面に、微細凹凸形状が形成されており、当該微細凹凸形状の底部における前記皮膜層の平均厚みが少なくとも0.5mm以上である溶融押出成形賦形用のロール組立体を用いた溶融押出成形方法であって、
ダイから押し出された溶融熱可塑性樹脂を、前記溶融押出成形賦形用のロールと前記圧着用ロールとの間を通過させることで、シート成形品を得ることを特徴とする溶融押出成形方法。 - 前記溶融押出成形賦形用のロールを用いて溶融押出成形される前記シート成形品の幅をW0、前記溶融押出成形賦形用のロールの回転軸線方向における前記皮膜層の長さをX1としたとき、
W0>X1
を満足することを特徴とする請求項9に記載の溶融押出成形方法。 - 前記溶融押出成形賦形用のロールを用いて溶融押出成形される前記シート成形品の幅をW0とし、前記溶融押出成形賦形用のロールの回転軸線方向における前記皮膜層の長さをX1としたとき、
20mm≦W0−X1≦100mm
を満足することを特徴とする請求項9又は10に記載の溶融押出成形方法。 - 前記シート成形品の厚さは、0.05mm乃至0.5mmであることを特徴とする請求項9から11のいずれか1項に記載の溶融押出成形方法。
- 前記熱可塑性樹脂は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリメチル−1−ペンテン樹脂から成る群から選択された少なくとも一つの熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項9から12のいずれか1項に記載の溶融押出成形方法。
- 前記シート成形品は、光拡散フィルムもしくは輝度向上フィルムであることを特徴とする請求項9から13のいずれか1項に記載の溶融押出成形方法。
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2013
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