JP3676848B2

JP3676848B2 - 微細な畝状模様付シートの製造方法

Info

Publication number: JP3676848B2
Application number: JP16735395A
Authority: JP
Inventors: 昌直神野; 洋光村上; 勝昭河上
Original assignee: Teijin Chemicals Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1995-07-03
Filing date: 1995-07-03
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2015-07-03
Also published as: JPH0911328A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は液晶ディスプレイの拡散シートやプロジェクションテレビのレンチキラーレンズ等に有用な微細な畝状模様付ポリカーボネート樹脂シートの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりポリカーボネート樹脂は透明性、耐熱性、耐湿熱性、機械的強度等に優れているがゆえに電気部品、建材部品、自動車部品等に広く使用されており、各種ディスプレイの拡散シートにも使用されている。拡散シートは一般に光拡散剤として無機微粒子や有機ポリマー微粒子を配合したものが主流になっている。しかしながら、近年プロジェクションテレビ等特に高画質な画面が要求されるようになったことから、単に光拡散剤を配合した拡散シートから微細な畝状模様を付与した微細なプリズム効果を呈する拡散シートへの切替えが求められている。
【０００３】
微細な畝状模様を付与した拡散シートの製造方法としては平板プレス方法が考えられる。しかしながら、この方法は枚葉式であるため作業能率が低く、その上熱プレスするため金型内の空気の抜けが悪く、均一な模様が得られ難い等好ましい方法ではない。また、特開昭５６−１５７３１０号公報には、上下２つのステンレス板からなるエンドレスベルトの一方に微細な畝状模様の逆型を設けた装置を使用する押圧成形方法が提案されている。しかしながら、この方法は設備が大掛かりになり、多大な投資を要する欠点があり、しかも得られるシートの平面性が劣る等の欠点も有している。更に、特開平５−１１１９５９号公報には、表面に微細な畝状模様を有するレンチキラーシートの製造方法として、微細な畝状模様の逆型を設けた回転ロール上に活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を塗布し、塗布された硬化型樹脂組成物にシート状透明基材を押し当てた状態で、活性エネルギー線を照射して硬化型樹脂組成物を硬化させる方法が提案されている。しかしながら、この方法は硬化型樹脂組成物と透明シートの２種類の材料が必要であり、透明シートを予め用意する必要があることからコスト高になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、微細な畝状模様をシート全面に付与したディスプレイの拡散シート、特に液晶ディスプレイの拡散シートやプロジェクションテレビのレンチキラーレンズとして有用な拡散シートを、ポリカーボネート樹脂の単なる溶融押出法により製造することを目的とする。
【０００５】
本発明者は、従来の問題点を考慮してポリカーボネート樹脂の溶融押出法について鋭意検討した。まず冷却ロールの表面に微細な畝状模様の逆型を施し、溶融したポリカーボネート樹脂をＴダイリップから押出し、この型付冷却ロールとシリコンゴムロールとで挟持する方法を試みたところ、得られたシートの型付面には均一な転写率で型付冷却ロールによる微細な畝状模様が形成されたが、裏面にはシリコンゴムロール面が転写され、商品価値のないものしか得られなかった。そこで、シリコンゴムロールに代えて鏡面ロールを用いたところ、転写率が不均一で再現性に問題があった。このように溶融押出装置の冷却ロールに微細な畝状模様の逆型を施したのでは、目的とする微細な畝状模様付ポリカーボネート樹脂シートを安定して生産することはできなかった。溶融押出方法について更に検討を重ねた結果、型付ロールに設ける微細な畝状模様の逆型の溝をＶ型の溝にし、且つこの溝の深さを著しく深くすることで転写率が一定で再現性のある微細な畝状模様付ポリカーボネート樹脂シートが安定して得られることを知った。本発明はこの知見に基いて完成したものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、溶融押出されたシート状のポリカーボネート樹脂を型付ロールと冷却ロール間に挟持して微細な畝状模様付シートを製造するに当り、型付ロールとしてその表面に巾５０〜１５０μm、深さ１０〜５０μmの微細なＶ型溝を多数輪状に設けたＶ型溝ロールを使用して、巾５０〜１５０μｍ、高さ１〜２０μｍで、且つ高さはＶ型溝の深さの１／２〜１／３０である微細な畝状模様付シートを製造することを特徴とする微細な畝状模様付シートの製造方法である。
【０００７】
本発明を図により説明する。図１は本発明で使用する微細な畝状模様付ポリカーボネート樹脂シートの製造装置の一例を示す概略図であり、図中１、２及び３は冷却ロールであり、この中冷却ロール２の表面には図２に示したように微細なＶ型溝が多数輪状に設けられており、冷却ロール１及び３は通常鏡面ロールである。４はメルトバンクの巾、５は溶融押出されたシート状のポリカーボネート樹脂、６はＴダイリップ、７は引取ロールである。図２は図１におけるＶ型溝ロールの拡大図、図３は本発明の方法で作製した微細な畝状模様付シートの斜視図、図４は実施例３で得た微細な畝状模様付シートを表面粗さ計で測定したチャートである。
【０００８】
ポリカーボネート樹脂シートの具体的な製造方法を説明すると、ポリカーボネート樹脂は押出機内で溶融され、Ｔダイリップ６を通してシート状に押出され、溶融状態で押出されたシートはＶ型溝ロール２及び冷却ロール３で挟持されて冷却される。この際シートは、ロール２に施されているＶ型溝により微細な畝状模様を付与され、冷却ロール１により更に冷却された後引取ロール７により引取られる。ここで使用する冷却ロール１、３及びＶ型溝ロール２の直径は特に制限する必要はなく、また同じ直径に統一する必要はないが、直径は通常２００mm以上であり、特に２５０〜５００mmの同一径ものが好ましく使用される。
【０００９】
ここで使用するＶ型溝ロールのＶ型溝の巾は５０〜１５０μm にする必要がある。巾を５０μm より小さくしたり又は１５０μm より大きくしたのでは、得られるシートをプロジェクションテレビのレンチキラーレンズとして使用した場合、レンズ効果が稀薄になり画面の映りが鮮明でなくなる。またＶ型溝の深さは１０〜５０μm にする必要がある。１０μm よりあさくすると、転写率に斑が生じて均一な微細な畝状模様が得られ難くなり、５０μm より深くすると、ロールに付着物等が貼付いた場合清掃するのが困難になる。このＶ型溝ロールを製造するには任意の方法が採用されるが、一般的には彫刻やエッジング加工等が好ましく採用される。Ｖ型溝ロールの表面粗さはＪＩＳＢ−０６０１の６Ｓ以下が好ましい。このＶ型溝ロールを使用することによって得られるシート表面の微細な畝状模様は、押出時の樹脂の流動性によって異なるが、巾はＶ型溝の巾と略々同一であり、高さはＶ型溝の深さの略々１／２〜１／３０である。
【００１０】
また、シートを製造する際に、メルトバンクの量を所定量に調整することは、転写時の樹脂温度を一定にし、転写率を均一にすることができるので好ましいことである。メルトバンク量は、メルトバンク巾４がＶ型溝ロール２及び冷却ロール３の直径の１／１００mm以下に調整するのが好ましく、１／２００mm以下に調整するのが特に好ましい。メルトバンク巾の調整方法としては、例えば放射温度計によるバンクセンサー設置の自動計測制御方法、視覚的にとらえるビデオカメラ方式、光ファイバー方式、目視による方法等があげられる。
【００１１】
かくして得られるポリカーボネート樹脂シートの厚さは０．５〜３mmが好ましく、０．５〜２mmが特に好ましい。このシートの厚さはＶ型溝ロール２及び冷却ロール３の間隙を調整することによって決定することができる。シートの厚さが０．５mmより薄いと、Ｖ型溝ロール２と冷却ロール３との間隙が小さくなり過ぎてメルトバンク量の調整が困難になり、３mmより厚くなると、Ｖ型溝ロールの中に入った溶融ポリカーボネート樹脂の表面は急激に冷却されるが、その後冷却された樹脂が内部からの熱で再び昇温すると共に溶融樹脂の表面張力も急激に大きくなり、一旦形成された微細な畝状模様が崩れて所望の形状が得られ難くなる。なお、ここでいうシートの厚さは畝状模様の最も高い部分までをいう。
【００１２】
本発明でいうポリカーボネート樹脂は、二価フェノールとカーボネート前駆体とを溶液法又は溶融法で反応させて得られる。ここで使用する二価フェノールとしては２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（通称ビスフェノールＡ）を主たる対象とするが、その一部又は全部を他の二価フェノールで置換えてもよい。他の二価フェノールとしては例えば１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）サルファイド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン等をあげることができる。カーボネート前駆体としては例えばホスゲン、ジフェニルカーボネート、上記二価フェノール類のビスクロロホーメート、ジ−ｐ−トリルカーボネート、フェニル−ｐ−トリルカーボネート、ジ−ｐ−クロロフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート等があげられ、なかでもホスゲン及びジフェニルカーボネートが特に好ましい。
【００１３】
これらの製造方法について基本的な手段を簡単に説明する。カーボネート前駆物質として例えばホスゲンを使用する反応では、通常酸結合剤および溶媒の存在下に反応を行う。酸結合剤としては例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物またはピリジン等のアミン化合物が用いられる。溶媒としては例えば塩化メチレン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素が用いられる。また反応促進のために例えば第三級アミンまたは第四級アンモニウム塩等の触媒を用いることもできる。その際、反応温度は通常０〜４０℃であり、反応時間は数分〜５時間である。
【００１４】
カーボネート前駆物質として炭酸ジエステルを用いるエステル交換反応は、不活性ガス雰囲気下所定割合の二価フェノール成分を炭酸ジエステルと加熱しながら撹拌して、生成するアルコールまたはフェノール類を留出させる方法により行われる。反応温度は生成するアルコールまたはフェノール類の沸点等により異なるが、通常１２０〜３００℃の範囲である。反応はその初期から減圧にして生成するアルコールまたはフェノール類を留出させながら反応を完結させる。また反応を促進するために通常エステル交換反応に使用される触媒を使用することもできる。前記エステル交換反応に使用される炭酸ジエステルとしては、例えばジフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス（ジフェニル）カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート等が挙げられる。これらのうち特にジフェニルカーボネートが好ましい。
【００１５】
ポリカーボネート樹脂の重合度は、粘度平均分子量で表して通常１５，０００〜３５，０００程度が好ましい。かかるポリカーボネート樹脂を製造する際に、必要に応じて適当な分子量調節剤、加工性改善のための分岐剤、反応を促進するための触媒、亜燐酸エステル、燐酸エステル、ホスホン酸エステル等の安定剤、テトラブロムビスフェノールＡ、テトラブロムビスフェノールＡの低分子量ポリカーボネート、デカブロモジフェニルエーテル等の難燃剤、着色剤、滑剤等を添加することができる。
【００１６】
【実施例】
以下に実施例をあげて更に説明する。なお、シートの微細な畝状模様の畝の巾及び畝の高さはＪＩＳＢ−０６１０の方式で触針式表面粗さ計［（株）東京精密製］を用いて、カットオフ値は０．８mm、測定長さは８mmの条件で測定した。転写性はシートの巾（１０００mm）方向を５等分に分割し、その区間の形状を上記表面粗さ計で測定し、微細な畝状模様の巾及び高さの平均値及び変動率で表わした。変動率は、下式で計算し、
【００１７】
【数１】

【００１８】
その各区間の微細な畝状模様の巾及び高さの変動率が１０％未満の場合を○、１０〜１５％の場合を△、１５％より大きい場合を×で示した。
【００１９】
［実施例１〜４］
図１に示す装置を設けた押出機によりポリカーボネート樹脂シートを製造した。幅１２００mmのＴダイリップ及び直径３００mmの鏡面冷却ロール２本と直径３００mmのＶ型溝ロールを使用し、ビスフェノールＡとホスゲンから製造した粘度平均分子量２５，０００のポリカーボネート樹脂をシリンダー温度２８０℃、Ｔダイリップからの吐出量２５０kg／hrでシート状に押出し、鏡面冷却ロールとＶ型溝ロールで挟持し、メルトバンクを表１記載の巾に調整して引取ロールで引取り、表１記載のシートを得た。鏡面冷却ロール１、３の温度は夫々１０５℃、１１０℃、Ｖ型溝ロールの温度は１２０℃に設定した。評価結果を表１に示した。
【００２０】
［比較例１］
Ｖ型溝の深さを６０μm にする以外は実施例２と同様にしてポリカーボネート樹脂シートを得、評価結果を表１に示した。表から明らかな様に、深いＶ型溝では、特に微細な畝状模様の高さの変動率が大きく転写性が悪かった。
【００２１】
［比較例２］
Ｖ型溝の深さを５μm にする以外は実施例３と同様にしてポリカーボネート樹脂シートを得、評価結果を表１に示した。Ｖ型溝が浅い為に十分に溝へ樹脂が転写せず、特に微細な畝状模様の底部に平坦な所が発生していた。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【発明の効果】
本発明の方法によればＶ型溝ロール以外の新たな設備を必要とせず、低コストで転写率が一定な微細な畝状模様付ポリカーボネート樹脂シートを安定して生産でき、得られたポリカーボネート樹脂シートはディスプレイの拡散シートやレンチキラーレンズ等の用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する微細な畝状模様付ポリカーボネート樹脂シートの製造装置の一例を示す概略図。
【図２】図１におけるＶ型溝ロールの拡大図。
【図３】本発明の方法で作製した微細な畝状模様付シートの斜視図。
【図４】図４は実施例３で得た微細な畝状模様付シートを表面粗さ計で測定したチャート。
【符号の説明】
１鏡面冷却ロール
２Ｖ型溝ロール
３鏡面冷却ロール
４メルトバンクの巾
５溶融押出されたシート状ポリカーボネート樹脂
６Ｔダイリップ
７引取ロール

Claims

溶融押出されたシート状のポリカーボネート樹脂を型付ロールと冷却ロール間に挟持して微細な畝状模様付シートを製造するに当り、型付ロールとしてその表面に巾５０〜１５０μｍ、深さ１０〜５０μｍの微細なＶ型溝を多数輪状に設けたＶ型溝ロールを使用して、巾５０〜１５０μｍ、高さ１〜２０μｍで、且つ高さはＶ型溝の深さの１／２〜１／３０である微細な畝状模様付シートを製造することを特徴とする微細な畝状模様付シートの製造方法。
シートの厚さが０．５〜３ｍｍである請求項１記載の微細な畝状模様付シートの製造方法。
ポリカーボネート樹脂は、その粘度平均分子量１５，０００〜３５，０００である請求項１記載の微細な畝状模様付シートの製造方法。