KR20100014681A - 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법 및 장치 - Google Patents
고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법 및 장치 Download PDFInfo
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- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
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Abstract
본 발명에 따른 방법은 다이로부터 용융 수지를 벨트 형상으로 압출하는 압출 단계, 압출된 수지 시트를 성형 롤러와 닙 롤러 사이에 물려서고르지 않은 두께로 성형하면서 그 수지 시트를 냉각 및 경화시키는 성형/냉각 단계, 및 상기 성형 롤러에서 박리된 수지 시트를 서냉시키는 서냉 단계를 포함하고, 상기 서냉 단계의 적어도 전반부는 수지 시트의 운반을 방해하지 않도록 상기 수지 시트에 외력을 가하여 수지 시트를 본래의 휘어짐이 없는 고르지 않은 두께 형상으로 유지하면서 상기 수지 시트를 천천히 냉각시키는 보조 단계를 갖는다.
Description
본 발명은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법 및 장치에 관한 것이며, 더 특별하게는 액정 표시 장치의 백 라이트용 도광판 및 장식, 전시 및 조명을 위한 디스플레이를 포함하는 다양한 대형 디스플레이용 도광판과 같은 다양한 광학 소자에 사용하기 위한 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.
다양한 광학 소자에 사용하기 위한 수지 시트로서, 프레넬 (Fresnel) 렌즈 및 렌티큘러 (lenticular) 렌즈와 같은 수지 시트가 이용 가능하며, 다양한 분야에 사용되고 있다. 이러한 수지 시트의 표면에는, 프레넬 렌즈 및 렌티큘러 렌즈가 각각 이들의 최상의 성능을 수행하도록 규칙적인 요철부가 형성된다. 이러한 수지 시트의 제조에 사용되기 위한 다양한 방법이 제안되어 왔다 (특허 문헌 1 ~ 7 참조). 모든 이러한 제안된 방법은 생산성 증가의 관점으로부터 압연 성형을 사용한다.
예컨대, 특허 문헌 1 은 수지 시트가 롤러로부터 박리될 때까지 냉각에서 사용하기 위한 특별한 고안품을 사용함으로써 전사성을 개선하기 위한 시도를 기재하 고 있다. 특허 문헌 2 는 롤러를 감싸는 금속 주형에 의한 프레넬 렌즈의 제조 방법을 기재하고 있다. 특허 문헌 3 은 성형 롤러 내부에 열 완충 부재를 배치함으로써 생산성과 전사성을 강화하기 위한 시도를 나타내고 있다. 특허 문헌 4 는 또한 코로나 방전 처리에 의한 전도성의 개선 및 결함의 감소에 관한 것이다.
특허 문헌 5 ~ 7 은 수지 시트의 비틀림을 감소시킴으로써 높은 수준의 두께 정확성을 실현하기 위한 관점으로 다이로부터 압출된 수지 시트의 양단 또는 중앙 부분을 가열 또는 냉각시킴으로써 두께 정확성이 우수한 수지 시트를 제조하기 위한 시도에 관한 것이다.
이러한 종래의 압연 성형법 중 대표적인 방법은 도 17 에 나타낸 구성을 사용한다. 이 방법의 이러한 하드웨어 구성은 압출 기계 (도시되지 않음) 에 의해 용융된 수지 시트 (101) 를 성형하기 위한 시트 다이 (102), 요철부가 표면에 형성되는 스탬퍼 롤러 (103), 및 스탬퍼 롤러 (103) 와 맞대어 지고 경면 롤러 (104) 의 반대측에 배치되는 박리용 경면 롤러 (105) 를 포함한다. 다이 (102) 로부터 압출된 벨트 형상 수지 시트 (101) 는 스탬퍼 롤러 (103) 의 표면의 요철부를 수지 시트 (101) 에 전사하도록 스탬퍼 롤러 (103) 와 경면 롤러 (104) 사이에서 압착되고, 수지 시트 (101) 는 박리용 경면 롤러 (105) 를 감음으로써 스템퍼 롤러 (103) 로부터 박리된다.
이러한 광학 소자에 사용되는 수지 시트의 구체적인 분야는 액정 표시 장치의 백 라이트 및 장식과 조명을 위한 디스플레이 장치를 포함하며, 이러한 장치는 광원으로부터 빛을 안내하여 표면 발광을 달성하는 도광판을 사용한다. 예컨 대, 액정 표시 장치에는 도광판을 통하여 액정 (LCD) 패널의 후방측으로부터 광선을 조사하며 이에 의해 LCD 패널을 조명하는 백 라이트가 제공된다 (예컨대, 비특허 문헌 8 참조).
휴대 전화기 또는 노트북용 LCD 패널과 같은 비교적 소형 LCD 패널에 사용되는 도광판은 종종 용융 수지의 사출 성형에 의해 제작된다. 하지만, 대형 LCD 텔레비젼 세트에 사용되는 20 인치 이상의 도광판은, 성형 설비 및 성형 기술의 제약에 의해 이에 부적절한 사출 성형 대신 용융 수지의 압출 성형에 의해 제작된다.
보통, 노트북 PC LCD 패널과 같은 비교적 소형 LCD 패널에는, 도 18A 에 나타낸 것과 같이 한 단부가 더 두껍고 다른 쪽은 더 얇은 쐐기형 도광판이 사용되고, 대형 LCD 텔레비젼 세트의 LCD 패널과 같은 대형 LCD 패널에는, 도 18B 에 나타낸 것과 같이 중앙이 더 두껍고 양측은 더 얇은 반원통형 도광판이 사용된다.
이러한 고르지 않은 두께의 수지 시트는 보통 다이로부터 압출된 각각의 수지 시트를 고르지 않은 성형을 하면서 냉각 및 경화하고 그 후 점진적으로 냉각시킴으로써 제작된다. 하지만, 이러한 방법은, 압출 성형에 의해 고르지 않은 두께의 수지 시트를 제작하는 공정에서, 고르지 않은 두께의 수지 시트를 휘게하고 이 휘어짐은 이 시트를 구비한 도광판의 광학 특성에 불리한 영향을 미치게 된다는 문제를 수반한다. 특히, 시트 크기가 더 클수록, 휘어질 여지가 더 크며, 이는 특히 대형 LCD 패널의 도광판에서 그러하다.
압출 성형에서의 휘어짐의 방지에 대한 기술, 휘어짐을 야기하는 잔류 응력의 제거 및 시트 두께 정확성의 제어는 예컨대 특허 문헌 9 ~ 12 에 기재되어 있 다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 공보 제 8 - 31025
특허 문헌 2 : 일본 특허 출원 공개 공보 제 7 - 314567
특허 문헌 3 : 일본 특허 출원 공개 공보 제 2003 - 53834
특허 문헌 4 : 일본 특허 출원 공개 공보 제 8 - 287530
특허 문헌 5 : 일본 특허 출원 공개 공보 제 2002 - 120248
특허 문헌 6 : 일본 특허 출원 공개 공보 제 2002 - 67124
특허 문헌 7 : 일본 특허 출원 공개 공보 제 2005 - 349600
비특허 문헌 8 : Kenji Manabe et al., Sumitomo Chemical Co., Ltd., "Development of Acryl Materials and Molding Technology for Liquid Crystal Back Lights, R&D Paper 2002-Ⅱ(일본어)"
특허 문헌 9 : 일본 특허 출원 공개 공보 제 11 - 320656
특허 문헌 10 : 일본 특허 제 3730215
특허 문헌 11 : 일본 특허 출원 공개 공보 제 2002 - 120273
특허 문헌 12 : 일본 특허 공보 제 6 - 37065
하지만, 상기에 나타낸 특허 문헌 1 ~ 7 및 9 ~ 12 에 기재된 모든 방법은 폭 방향의 두께가 균일한 수지 시트의 제조 방법에 관한 것이다. 액정 표시 장치의 백 라이트를 구성하는 도광판 용 수지 시트와 같이, 성형 시에 폭 방향으로 큰 두께 차이를 갖는 (즉 두께가 고르지 않은) 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제작에 어떠한 이러한 알려진 방법을 적용하는 것은 휘어짐 및 비틀림이 없는 고르지 않은 두께의 수지 시트를 거의 제공할 수 없다.
예컨대 폴리메틸 메타크릴레이트 수지 (PMMA) 수지가 압출 후에 압연 성형을 받을 때, 폭 방향의 두께에서 가장 두꺼운 부분과 가장 얇은 부분 사이의 두께 차이는 0.5 ㎜ 이상이 차이가 난다. 이러한 경우, 전방 또는 후방면에 요철 (수지가 경화될 때의 수축된 공동 및 탄성 회복량의 차를 포함) 이 발생하고, 전체의 표면 형상 전사율이 저하되어 성형에 나쁜 영향을 주고 날카로운 에지 형상을 전사하는 것이 실패하는 것을 포함하는 다수의 문제가 발생할 수 있다. 특히, 폭 방향으로 현저한 두께의 차이가 있을 때 (고르지 않은 두께), 다이로부터 벨트 형상으로 압출된 직후 수지 막의 온도는 폭 방향으로 균일한 제어가 가능하다. 하지만, 시트가 롤 면 또는 외부 대기와 접촉하는 면으로부터 점진적으로 냉각될 때, 온도는 더 얇은 부분보다 더 두꺼운 부분에서 더 천천히 저하되어, 폭 방향의 온도 차이를 초래한다. 수축의 차이는 명백하게 수지의 불가피한 휘어짐 또는 비틀림을 초래한다. 전체를 서냉시키거나 장력을 조절함으로써 휘어짐 및 비틀림을 감소시키는 것을 생각해 볼 수 있지만, 고른 두께의 형상에서 높은 정확성을 달성하는 것은 극히 어렵다.
이러한 상황의 관점에서 시도된, 본 발명의 목적은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법 및 성형 시에 폭 방향으로 현저한 두께의 차이를 갖는 고르지 않은 두께의 수지 시트를 제작할 때, 특히 다양한 디스플레이 장치 뒤에 배치되는 다양한 도광판 및 다양한 광학 소자에 사용하기 적절한, 휘어짐 및 비틀림이 없는 원하는 단면 형상을 얻을 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
상기 언급된 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 양태는 수지 시트의 폭 방향의 두께가 고르지 않은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법을 제공하며, 이 방법은 다이로부터 용융 수지를 벨트 형상으로 압출하는 압출 단계, 압출된 수지 시트를 성형 롤러와 닙 롤러 사이에 물려서 고르지 않은 두께로 성형하면서 그 수지 시트를 냉각 및 경화시키는 성형/냉각 단계, 및 성형 롤러에서 박리된 수지 시트를 서냉시키는 서냉 단계를 포함하며, 서냉 단계의 적어도 전반부는 수지 시트의 운반을 방해하지 않도록 이 수지 시트에 외력을 가하여 수지 시트를 본래의 휘어짐이 없는 고르지 않은 두께 형상으로 유지하면서 이 수지 시트를 천천히 냉각시키는 보조 단계를 갖는 것을 특징으로 한다.
제 1 양태에서, 서냉 단계에서 수지 시트를 그 본래의 휘어짐이 없는 고르지 않은 두께의 형상으로 유지하면서 수지 시트의 운반을 방해하지 않도록 수지 시트에 외력이 가해진다.
이것이 가능하기 때문에, 수지 시트 내에 휘어짐을 발생시킬 수 있는 내부 응력 (내력) 이 서냉 단계에서 발생하더라도, 수지 시트는 외력에 의해 그 본래의 휘어짐이 없는 고르지 않은 두께의 형상을 유지하기 때문에, 시트는 휘어지지 않은 채로 유지되면서 서냉되고 내부 응력은 점진적으로 경감된다. 성형/냉각 단계에서 수지 시트에 휘어짐이 발생하더라도, 시트는 서냉 단계에서 외력에 의해 휘어짐이 강제적으로 보정된 상태로 서냉되기 때문에, 휘어짐을 발생시키는 내부 응력은 점진적으로 경감된다.
따라서, 압출 성형으로 고르지 않은 두께의 수지 시트를 제작할 때, 제작된 고르지 않은 두께의 수지 시트를 휘어짐이 없게 유지하는 것이 가능하며 성형/냉각 단계에서 발생되는 어떠한 휘어짐도 서냉 단계에서 보정될 수 있다.
본 발명의 제 2 양태는, 제 1 양태에 있어서, 서냉 단계의 입구에서의 수지 시트의 표면 온도는 유리 전이 온도 Tg℃ 이하이지만 Tg-30℃ 이상이고, 외력이 가해지는 것이 끝날 때에 수지 시트의 표면 온도는 Tg-20℃ 이하이지만 Tg-80℃ 이상이며, 외력은 선압으로 200 kgf/㎝ 이하이지만 10 kgf/㎝ 이상인 것이 특징이다.
제 2 양태에서, 수지 시트를 그 본래의 휘어짐이 없는 고르지 않은 두께의 형상으로 유지하기 위한 외력을 위한 바람직한 온도 조건 및 바람직한 압력 조건이 미리 정해진다. 이러한 각각의 수준에서 온도 및 압력이 설정됨으로써, 수지 시트의 휘어짐은 더욱 더 효과적으로 보정될 수 있다.
본 발명의 제 3 양태는, 제 1 또는 제 2 양태에 있어서, 수지 시트의 폭 방향의 서냉 속도는 균일하게되는 것이 특징이다.
수지 시트의 폭 방향의 두께가 고르지 않기 때문에, 고르지 않은 두께의 수지 시트는 서냉 속도에서 차이가 있을 수 있고, 이러한 서냉 속도의 차이는 휘어짐을 초래할 수 있는 내부 응력을 발생시키기 쉽다. 따라서, 수지 시트의 폭 방향의 서냉 속도를 균일하게 함으로써, 본 발명의 효과는 더 강화될 수 있다.
본 발명의 제 4 양태는, 제 1 ~ 제 3 양태 중 어느 하나에 있어서, 외력은 수지를 그의 전방 및 후방면으로부터 롤러 사이에서 압착시킴으로써 가해지고, 수지 시트의 고르지 않은 두께의 형상면의 측에 배치되는 롤러는 고르지 않은 두께의 형상면을 따르도록 형성되는 것이 특징이다.
제 4 양태는 수지 시트에 가하는 외력의 바람직한 모드를 나타내며, 수지 시트의 고르지 않은 두께 형상은 외력에 의해 손상되지 않는데, 이는 외력이 전방 및 후방면으로부터 롤러 사이에서 수지 시트를 압착시킴으로써 가해지고 수지 시트의 고르지 않은 두께 형상면 측에 배치된 롤러는 고르지 않은 두께의 형상면을 따라 형성되기 때문이다. 또한, 고르지 않은 두께의 형상면과 롤러 면 사이에 간극이 거의 생기지 않기 때문에, 수지 시트는 그 본래의 휘어짐이 없는 고르지 않은 두께 형상으로 정확하게 유지될 수 있다.
본 발명의 제 5 양태는, 제 4 양태에 있어서, 고르지 않은 두께의 형상면 측에 배치된 롤러는 고르지 않은 두께의 형상면과 동일한 롤러 면을 갖는 고르지 않은 두께의 롤러인 것이 특징이다.
제 5 양태는 고르지 않은 두께의 형상면 측에 배치된 롤러의 바람직한 모드를 나타내며, 이는 고르지 않은 두께의 형상면과 동일한 롤러를 갖는 하나의 고르지 않은 두께의 롤러로 구성된다. 이는 과도한 외력이 고르지 않은 두께의 형상면에 작용하는 것을 방지할뿐만 아니라 수지 시트를 그 본래의 휘어짐이 없는 고르지 않은 두께의 형상으로 정확하게 유지할 수 있게 한다. 예컨대, 반원통형 형상의 고르지 않은 두께의 수지 시트가 사용될 때, 반원통형 형상에 맞는 오목한 롤러가 사용된다. 쐐기 형상의 고르지 않은 두께의 수지 시트가 사용될 때, 수지 시트의 쐐기 형상에 맞는 쐐기 형상의 롤러가 사용된다.
본 발명의 제 6 양태는, 제 4 양태에 있어서, 고르지 않은 두께의 형상면 측에 배치된 롤러는 수지 시트의 폭 방향으로 배열된 다수의 짧은 롤러인 것이 특징이다.
제 6 양태는 고르지 않은 두께의 형상면 측에 배치된 롤러의 다른 바람직한 모드를 나타내며, 이들은 수지 시트의 폭 방향으로 배열된 다수의 짧은 롤러이다. 이는 다수의 짧은 롤러가 고르지 않은 두께의 형상을 따라 배치되는 것을 가능하게 하며, 과도한 외력이 고르지 않은 두께의 형상면에 작용하는 것을 방지하고 또한 수지 시트가 그 본래의 휘어짐이 없는 고르지 않은 두께의 형상으로 정확하게 유지되게 한다.
본 발명의 제 7 양태는, 제 4 ~ 제 6 양태 중 어느 하나에 있어서, 고르지 않은 두께의 형상면 측에 배치된 롤러 또는 롤러들은 탄성 롤러 또는 롤러들인 것이 특징이다.
제 7 양태는 고르지 않은 두께의 형상면 측에 배치된 롤러 또는 롤러들의 다른 바람직한 모드를 나타내며, 탄성 롤러 또는 롤러들이 사용된다. 외력이 고르지 않은 두께의 형상면에 가해질 때, 탄성 롤러는 고르지 않은 두께의 형상면을 따라 소성 변형을 받게 되기 때문에 그 결과 과도한 외력이 고르지 않은 두께의 형상면에 작용하는 것이 방지될 뿐만 아니라 수지 시트는 그 본래의 휘어짐이 없는 고르지 않은 두께의 형상으로 정확하게 유지될 수 있다. 제 5 양태의 고르지 않은 두께 형상의 롤러 또는 제 6 양태의 짧은 롤러가 또한 탄성 롤러 또는 롤러들일 수 있다.
상기 언급된 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 8 양태가 폭 방향의 두께가 고르지 않은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조용 장치를 제공하며, 이 장치는 다이로부터 용융 수지를 벨트 형상으로 압출하는 압출 장치, 압출된 수지 시트를 성형 롤러와 닙 롤러 사이에 물려서 고르지 않은 두께로 성형하면서 그 수지 시트를 냉각 및 경화시키는 성형/냉각 장치, 이 성형 롤러에서 박리된 수지 시트를 서냉시키는 서냉 장치, 수지 시트의 운반을 방해하지 않기 위해 이 수지 시트에 외력을 가하여 수지 시트를 본래의 휘어짐이 없는 고르지 않은 두께의 형상으로 유지하는 형상 유지 장치, 가해지는 상기 외력을 조절하는 외력 조절 장치, 및 서냉되는 수지 시트의 폭 방향의 서냉 속도를 균일하게하는 서냉 제어 장치를 포함한다.
제 8 양태는 장치로서의 본 발명의 구성을 나타내며, 수지 시트를 그 본래의 휘어짐이 없는 고르지 않은 두께의 형상으로 유지하면서 이를 적절한 서냉 온도로 서냉시키는 것을 가능하게 하기 위해 형상 유지 장치, 외력 조절 장치 및 서냉 장치가 제공된다.
본 발명의 제 9 양태는, 제 8 양태에 있어서, 형상 유지 장치가 수지 시트의 고르지 않은 두께의 형상면 측에 배치되고 고르지 않은 두께의 형상면을 따라 구성되는 제 1 롤러, 및 수지 시트의 편평한 면 측에 배치되는 곧은 제 2 롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이는 과도한 외력이 고르지 않은 두께의 형상면에 작용하는 것을 방지할 뿐만 아니라 또한 수지 시트를 그 본래의 휘어짐이 없는 고르지 않은 두께의 형상으로 정확하게 유지할 수 있게 한다. 제 1 롤러로서, 예컨대 상기 언급된 고르지 않은 두께 형상의 롤러, 짧은 롤러 또는 탄성 롤러가 적절하게 사용될 수 있다.
상기 언급된 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 10 양태는 수지 시트의 폭 방향의 두께가 고르지 않은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법을 제공하고, 이 방법은 다이로부터 용융 수지를 벨트 형상으로 압출하는 압출 단계, 압출된 수지 시트를 성형 롤러와 닙 롤러 사이에 물려서 고르지 않은 두께로 성형하면서 그 수지 시트를 냉각 및 경화시키는 성형/냉각 단계, 및 성형 롤러에서 박리된 수지 시트를 서냉시키는 서냉 단계를 포함하며, 성형/냉각 단계 및 서냉 단계 중 적어도 하나는 이 수지 시트의 폭 방향의 온도 분포를 균일화하기 위해 가열 장치 또는 냉각 장치로 수지 시트의 온도를 제어하는 온도 제어 보조 단계를 갖는 것이 특징이다.
제 10 양태에서의 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법에서, 제작은 수지 시트의 폭 방향의 온도 분포를 균일화하도록 달성된다. 따라서, 그 결과인 폭 방향의 온도 차이의 제거는 비틀림 또는 휘어짐과 같은 변형을 억제할 수 있고 원하는 벨트 형상을 제공할 수 있게 한다. 또한, 본 발명은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법에 관한 것이며, 수지 시트가 냉각 및 성형될 때, 수지 막의 더 두꺼운 부분은 더 천천히 냉각되고 더 얇은 부분은 더 빨리 냉각된다. 따라서, 온조 제어 보조 단계에서 수지 막의 더 두꺼운 부분에 냉각 장치를 배치하고 더 얇은 부분에는 가열 장치를 배치함으로써, 더 정확한 온도 제어가 가능하게 된다. 또는 단지 가열 장치만이 사용될 때, 더 얇은 부분의 냉각 속도가 더 빠르기 때문에, 수지 막의 더 두꺼운 부분의 가열 장치의 설정 온도를 더 높게 하고 얇은 부분의 가열 장치의 설정 온도를 더 낮게 함으로써, 적절한 온도 제어가 가능하게 된다.
상기 언급된 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 11 양태는 수지 시트의 폭 방향의 두께가 고르지 않은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법을 제공하며, 이 방법은 다이로부터 용유 수지를 벨트 형상으로 압출하는 압출 단계, 압출된 수지 시트를 성형 롤러와 닙 롤러 사이에 물려서 고르지 않은 두께로 성형하면서 그 수지 시트를 냉각 및 경화시키는 성형/냉각 단계, 및 성형 롤러에서 박리된 수지 시트를 서냉시키는 서냉 단계를 포함하며, 성형/냉각 단계 및 서냉 단계 중 적어도 하나는 이 수지 시트의 폭 방향의 온도 분포를 미리 정해진 온도 분포 패턴으로 유지시키기 위해 가열 장치 또는 냉각 장치로 수지 시트의 온도를 제어하는 온도 제어 보조 단계를 갖는 것이 특징이다.
최종 제품이 비틀림 또는 휘어짐이 없게 성형되도록 하기 위해, 수지 시트의 폭 방향의 온도 분포는 최종 제품의 고르지 않은 두께의 형상에 따라 반드시 균일화될 필요는 없을 수도 있다. 예컨대, 롤러에서 박리될 때 수지 시트의 온도 분포가 특정 분포 패턴을 가질 때, 시트는 비틀림 또는 휘어짐이 없이 성형될 수 있다. 이러한 경우, 이러한 특정 온도 분포 패턴을 달성하도록 제어를 수행하는 것이 필요하다.
제 11 양태의 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법에 있어서, 제작은 수지 시트의 폭 방향의 온도 분포가 미리 정해진 온도 분포를 따르도록 달성된다. 수지 시트의 폭 방향의 온도 분포가 균일하게 되더라도, 비틀림 또는 휘어짐은 형상에 따라 형성될 수 있다. 본 발명의 제 11 양태는 수지 시트가 비틀림 또는 휘어짐을 받지 않는 온도 분포로 성형되는 것을 가능하게 하기 때문에, 이 방법은 다양한 형상의 시트에 적용될 수 있다.
본 발명의 제 12 양태는, 제 10 또는 제 11 양태에 있어서, 온도 제어 보조 단계에서 수지 시트의 폭 방향의 온도 분포는 센서에 의해 탐지되고, 폭 방향의 온도 제어는 탐지된 값에 따라 수행되는 것이 특징이다.
제 12 양태에 있어서, 수지 시트의 온도 분포는 센서에 의해 탐지되고, 온도 제어는 수지 막의 폭 방향의 온도 분포가 미리 정해진 온도 분포 패턴을 따르게 되도록 달성된다. 따라서, 온도 제어의 정확성은 강화될 수 있다. 또한, 이러한 구성에서의 온도 제어는 자동으로 되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 13 양태는, 제 12 양태에 있어서, 온도 제어 보조 단계를 위해, 다수의 각각의 센서 그리고 가열 장치 또는 냉각 장치가 수지 시트의 폭 방향으로 설치되는 것이 특징이다.
제 13 양태에 있어서, 다수의 각각의 센서 및 가열 장치 또는 냉각 장치가 수지 시트의 폭 방향으로 설치되기 때문에, 온도 제어의 정확성은 강화될 수 있다.
본 발명의 제 14 양태는, 제 13 양태에 있어서, 센서 그리고 가열 장치 또는 냉각 장치의 위치는 최종 제품의 단면 형상에 따라 폭 방향으로 변경될 수 있는 것이 특징이다.
센서 그리고 가열 장치 또는 냉각 장치의 위치가 가변적이기 때문에, 제 14 양태는 다양한 단면 형상의 최종 제품에 적용될 수 있다.
본 발명의 제 15 양태는, 제 10 ~ 제 14 양태 중 어느 하나에 있어서, 이 방법은 수지 시트를 성형 롤러에서 박리시키기 위한 박리 롤러 및 상기 서냉 단계를 수행하기 위한 서냉 구역을 사용하여 수행되고, 센서 그리고 가열 장치 또는 냉각 장치는 성형 롤러부, 박리 롤러부 및 서냉 구역에서 선택되는 둘 이상의 부분에 설치되는 것이 특징이다.
제 15 양태에 있어서, 센서 그리고 가열 장치 또는 냉각 장치가 제작 공정의 둘 이상의 보조 단계에 설치되기 때문에, 온도 제어는 다수의 단계에서 가능하게 되고, 온도 제어의 정확성 및 따라서 형상 제어의 정확성은 강화될 수 있다.
본 발명의 제 16 양태는, 제 10 ~ 제 15 양태 중 어느 하나에 있어서, 성형 롤러 표면의 요철의 전사 이후 고르지 않은 두께의 수지 시트는 시트의 폭 방향에서 가장 두꺼운 부분과 가장 얇은 부분 사이에 0.5 ㎜ 이상의 두께 차이를 갖는 것이 특징이다.
본 발명의 제 17 양태는, 제 10 ~ 제 16 양태 중 어느 하나에 있어서, 고르지 않은 두께의 수지 시트의 가장 얇은 부분의 두께는 5 ㎜ 이하인 것이 특징이다.
제 16 양태 및 제 17 양태는 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 제작되는 수지 시트의 두께를 미리 정한다. 본 발명에 따른 제조 방법은, 수지 시트의 온도 제어를 가능하게 하기 때문에, 가장 두꺼운 부분과 가장 얇은 부분 간에 큰 차이를 갖는 수지 시트 또는 상당히 큰 두께를 갖는 수지 시트라도 비틀림 및 휘어짐과 같은 변형이 억제된 수지 시트를 제공한다. 따라서, 본 발명은 통상적으로 성형이 어려운 단면 형상을 갖는 수지 시트의 성형에 효과적인 것으로 입증될 수 있다.
본 발명의 제 18 양태는, 제 10 ~ 제 17 양태 중 어느 하나에 있어서, 온도 제어 보조 단계에서 수지 시트는 양면으로부터 가열 또는 냉각되는 것이 특징이다.
제 18 양태에 있어서, 수지 시트는 양면으로부터 가열 또는 냉각되기 때문에, 제어는 수지 시트가 특히 두껍더라도 수지 시트의 깊이 방향의 온도를 균일화하도록 달성될 수 있다.
본 발명의 제 19 양태는, 제 10 ~ 제 18 양태 중 어느 하나에 있어서, 수지 시트는 확산 입자를 포함하는 것이 특징이다.
제 19 양태에 있어서, 수지 시트가 확산 입자를 포함하기 때문에, 이 수지 막 내에서 전파하는 광선이 확산되어, 이 수지 막으로부터 출사되는 광원으로부터의 광선의 향상된 균일성에 기여한다.
상기 언급된 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 20 양태는 폭 방향의 두께가 고르지 않은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조용 장치를 제공하며, 이 장치는 다이로부터 용융 수지를 벨트 형상으로 압출하는 압출 장치, 압출된 수지 시트를 성형 롤러와 닙 롤러 사이에 물려서 고르지 않은 두께로 성형하면서 그 수지 시트를 냉각 및 경화시키는 성형/냉각 장치, 및 성형 롤러에서 박리된 수지 시트를 서냉시키는 서냉 장치를 포함하고, 성형/냉각 장치 및 서냉 장치 중 적어도 하나는 이 수지 시트의 폭 방향의 온도 분포를 균일화하기 위해 가열 장치 또는 냉각 장치로 수지 시트의 온도를 제어하는 온도 제어 장치를 갖는 것이 특징이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 21 양태는 폭 방향의 두께가 고르지 않은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조용 장치를 제공하며, 이 장치는 다이로부터 용융 수지를 벨트 형상으로 압출하는 압출 장치, 압출된 수지 시트를 성형 롤러와 닙 롤러 사이에 물려서 고르지 않은 두께로 성형하면서 그 수지 시트를 냉각 및 경화시키는 성형/냉각 장치, 및 성형 롤러에서 박리된 수지 시트를 서냉시키는 서냉 장치를 포함하고, 성형/냉각 장치 및 서냉 장치 중 적어도 하나는 이 수지 시트의 폭 방향의 온도 분포를 미리 정해진 온도 분포 패턴으로 유지시키기 위해 가열 장치 또는 냉각 장치로 수지 시트의 온도를 제어하는 온도 제어 장치를 갖는 것이 특징이다.
제 20 및 제 21 양태에 있어서, 본 발명은 장치로서 구성된다.
본 발명에 따른 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법 및 장치는 성형 시에 폭 방향으로 현저한 두께 차이가 있는 고르지 않은 두께의 수지 시트를 제작할 때 휘어짐 및 비틀림이 없는 원하는 단면 형상을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법 및 LCD 장치와 같은 다양한 디스플레이 장치의 뒤에 배치되는 다양한 도광판 및 다양한 광학 소자에 사용하기에 특히 적절한 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 제 1 및 제 2 실시형태의 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법을 실행하는 흐름도이다.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태의 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 장치를 개념적으로 나타낸다.
도 3A 및 3B 는 성형 및 냉각 롤러의 구성을 나타낸다.
도 4 는 성형 및 냉각 롤러의 확대도를 나타낸다.
도 5 는 성형/냉각 단계 및 서냉 단계에서 수지 시트의 폭 방향 온도 분포를 나타낸다.
도 6A ~ 6E 는 온도 차이를 발생시키는 냉각 제어 장치 및 서냉 제어 장치를 나타낸다.
도 7 은 형상 유지 장치의 일예를 나타낸다.
도 8 은 다른 모드의 형상 유지 장치를 나타낸다.
도 9 는 또 다른 모드의 형상 유지 장치를 나타낸다.
도 10 은 수지 시트의 휘어짐을 나타낸다.
도 11 은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 장치를 위한 제어 시스템을 나타낸다.
도 12 는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 장치의 제어 시스템에 의해 구동되는 장비 아이템을 나타낸다.
도 13 은 본 발명의 제 2 실시형태의 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 장치의 구성을 나타낸다.
도 14 는 본 발명의 제 2 실시형태에서의 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 장치의 성형/냉각 단계 및 서냉 단계의 구성을 나타낸다.
도 15A ~ 15C 는 본 발명의 제 2 실시형태의 성형된 고르지 않은 두께의 수지 시트의 예의 단면을 나타낸다.
도 16 은 본 발명의 제 2 실시형태의 고르지 않은 두께의 수지 시트의 생산 라인에서의 성형 롤러 부분 아래에서 본 도를 나타낸 것으로, 가열 장치 및 센서의 배치가 나타나 있다.
도 17 은 종래의 수지 시트 생산 라인의 구성을 나타낸다.
도 18A 및 18B 는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 형상의 예를 나타낸다.
<도면의 주요 부분에 대한 번호의 설명>
10 : 원료 준비 단계 12 : 압출 단계
14 : 성형/냉각 단계 16 : 서냉 단계
18 : 휘어짐 측정 단계 20 : 제어 단계
22 : 적층 단계 24 : 트리밍/절단 단계
26 : 로딩 단계 28 : 원료 사일로 (silo)
30 : 첨가제 사일로 32 : 자동 계량 기계
34 : 믹서 36 : 호퍼 (hopper)
38 : 압출기 40 : 정량 펌프
42 : 공급 파이프 44 : 다이
46 : 성형 롤러 48 : 닙 (nip) 롤러
50 : 박리 롤러 52 : 냉각 제어 장치
53 : 채널 54 : 서냉 구역
55 : 단열재 56 : 형상 유지 장치
58 : 오목한 롤러 60 : 롤러
62 : 짧은 롤러 64 : 긴 롤러
66 : 베어링 68 : 공기 실린더
70 : 베어링 74 : 공기 노즐 장치
76 : 공급 롤러 78 : 휘어짐 측정 도구
79 : 스토커 (stocker) 80 : 측정 테이블
82 : 릴 (reel) 84 : 보호 필름
86 : 닙 롤러 88 : 절단기
90 : 트리머
122, 124, 126, 128, 129 : 가열 장치 (또는 냉각 장치)
130, 132, 133, 134, 135 : 센서
본 발명의 바람직한 실시형태의 고르지 않은 두께의 수지 시트 제조 방법 및 장치가 첨부된 도면을 참조하여 이하에 설명될 것이다.
(본 발명의 제 1 실시형태)
본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에서, 성형/냉각 단계에서 성형된 고르지 않은 두께의 수지 시트가 서냉 단계에서 서냉될 때 휘어지거나 뒤틀리는 것을 방지하는 고르지 않은 두께의 수지 시트 제조 기술이 제공된다. 또한 이 기술은 성형/냉각 단계에서 발생하는 어떠한 휘어짐이라도 서냉 단계에서 보정되게 하는 기술이다. 본 발명의 제 1 실시형태에 대한 설명은 반원통형 형상의 고르지 않은 두께의 수지 시트의 경우로 할 것이다.
도 1 은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법을 실행하는 전체 흐름의 예를 나타내고, 도 2 는 공정의 단계를 실행하기 위해 다양한 아이템이 구비된 본 발명의 제 1 실시형태의 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 장치를 개념적으로 나타낸다.
도 1 에 나타낸 것과 같이, 본 발명에 따른 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법은 주로 원료가 계량되고 혼합되는 원료 준비 단계 (10), 용융 수지가 벨트 형상으로 연속적으로 압출되는 압출 단계 (12), 압출된 수지 시트 (A) 가 고르지 않은 두께로 성형되는 동안 냉각됨으로써 경화되는 성형/냉각 단계 (14), 경화된 수지 시트 (A) 가 서냉되는 서냉 단계 (16), 서냉된 수지 시트 (A) 가 어떠한 휘어짐에 대하여 미리 정해진 기준을 만족하는지 아닌지를 측정하는 휘어짐 측정 단계 (18), 휘어짐이 미리 정해진 기준을 초과한다면, 성형/냉각 단계 (14) 및 서냉 단계 (16) 에 과도한 휘어짐의 사실을 피드백함으로써 수지 시트의 폭 방향으로 냉각 속도 및 서냉 속도가 균일화 되도록 제어가 수행되는 제어 단계 (20), 표면 보호 필름이 수지 시트 (A) 의 각각의 전방 및 후방면 위에 적층되는 적층 단계 (22), 수지 시트 (A) 가 트림되고 미리 정해진 크기 (길이/폭) 로 절단되는 트리밍/절단 단계 (24), 및 트림 및 절단된 수지 시트 (A) 가 로드되는 로딩 단계 (26) 를 포함한다.
본 발명에 따른 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 장치의 구성은 각각의 단계 10 ~ 26 을 참조하여 이하에 설명될 것이다.
도 2 에 나타낸 것과 같이, 원료 준비 단계 (10) 에서, 원료 사일로 (28) (또는 원료 탱크) 및 첨가제 사일로 (30) (또는 첨가제 탱크) 로부터 자동 계량 기 계 (32) 에 공급되는 원료 수지 및 첨가제가 자동적으로 계량되고, 원료 수지 및 첨가제는 믹서 (34) 안에서 미리 정해진 비율로 혼합된다.
산란 입자 (또한 확산 입자로도 알려져 있음) 가 첨가제로서 원료 수지에 첨가될 때, 마스터 배치 (master batch) 시스템이 적절하게 사용될 수 있고, 이에 의해 산란 입자를 원료 수지에 미리 정해진 것보다 더 높은 농도로 첨가함으로써 마스터 펠렛이 제립기 (100) (도 11 참조) 에 의해 먼저 준비되고, 믹서 (34) 안에서 베이스 펠렛 (산란 입자가 첨가되지 않았음) 과 미리 정해진 비로 혼합된다. 산란 입자 외의 어떠한 다른 첨가제가 첨가될 때에도 마찬가지다.
본 발명에서 사용되는 원료 수지는 예컨대, 폴리메틸 메타크릴레이트 수지 (PMMA), 폴리카보네이트 수지 (PC), 폴리스티렌 수지 (PS), MS 수지, AS 수지, 폴리프로필렌 수지 (PP), 폴리에틸렌 수지 (PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 (PET), 폴리비닐 클로라이드 수지 (PVC) 및 열가소성 엘라스토머를 포함하는 열가소성 수지 또는 이들의 코폴리머 또는 시클로올레핀 폴리머로부터 선택될 수 있다. 원료 준비 단계 (10) 에서 적절하게 계량되어 혼합된 원료 수지는 압출 단계 (12) 로 공급된다.
압출 단계 (12) 에서, 믹서 (34) 에서 혼합된 원료 수지는 호퍼 (36) 를 통하여 압출기 (38) 에 투입되고, 개어지는 동안 압출기 (38) 에서 용융된다. 압출기 (38) 는 단축 압출기 또는 다축 압출기일 수 있고, 바람직하게는 압출기 (38) 내부를 진공화하는 벤트 (vent) 기능을 가져야 한다. 압출기 (38) 에서 용융된 원료 수지는, 스크류 펌프, 기어 펌프 등일 수 있는 정량 펌프 (40) 에 의해 공급 파이프 (42) 를 통하여 다이 (44) (예컨대, T 다이) 에 공급된다. 다이 (44) 로부터 벨트 형상으로 압출된 수지 시트 (A) 는 성형/냉각 단계 (14) 에 공급된다.
성형/냉각 단계 (14) 에서, 다이 (44) 로부터 압출된 수지 시트 (A) 는 성형 롤러 (46) 및 닙 롤러 (48) 에 의해 고르지 않은 두께의 형상으로 물리는 동안 냉각 및 경화되며, 경화된 수지 시트 (A) 는 박리 롤러 (50) 에 의해 박리된다. 이러한 롤러 (46, 48 및 50) 는 이후에 통칭하여 성형 및 냉각 롤러라고 할 것이다.
도 3A 및 도 4 의 성형 및 냉각 롤러의 확대도가 나타내는 것 같이, 성형 롤러 (46) 는 중앙이 더 얇고 양단에서 더 두꺼운 오목한 형상으로 형성되고, 닙 롤러 (48) 는 편평하게 형성된다. 따라서, 고르지 않은 두께의 수지 시트를 성형하기 위한 반전 형상이 성형 롤러 (46) 의 롤 면에 형성된다. 그리하여 다이 (44) 로부터 압출된 고온의 수지 시트 (A) 가 성형 롤러 (46) 와 닙 롤러 (48) 사이에서 미리 정해진 물림 압력으로 압착 (물리게) 됨으로써 반원통형 형상으로 형성된다. 성형 롤러 (46) 의 재료는 스테인리스 강, 구리, 아연, 황동을 포함해서 다양한 철 또는 강 제품, 코어로서 이러한 금속 중 하나를 갖고 표면이 고무로 라이닝된 것, 이러한 금속 중 하나에 HCr, Cu, Ni 등으로 도금한 것, 세라믹 및 다양한 복합 재료에서 선택될 수 있다.
성형 롤러 면에 역 반원통형 형상의 형성을 위해, 비록 방법의 결정은 롤러 면의 재질에 달려있지만, 보통 NC 선반에 의한 절단 및 버핑 (buffing) 가공의 조합이 바람직하다. 대안적으로, 일부 다른 알려진 기계가공법 (절단, 초음파 기 계가공 또는 방전 기계가공과 같은) 이 또한 사용될 수 있다. 성형 롤러 면의 중심선 평균 표면 거칠기 (Ra) 는 바람직하게는 0.5 ㎛ 이하, 또는 더 바람직하게는 0.2 ㎛ 이하이어야 한다. 성형 롤러 (46) 는 도 4 의 화살표 방향으로 미리 정해진 원주속도로 구동 장치 (도시되지 않음) 에 의해 구동된다.
또한, 성형 롤러 (46) 에는 도 5 에 나타낸 것과 같은 반원통형 형상과 실질적으로 동일하게 되도록 수지 시트의 폭 방향으로 냉각 온도 분포를 제공하기 위한 장치가 구비되어 있다. 도 6A 에 나타낸 것과 같이, 이러한 냉각 제어 장치 (52) 를 위한 바람직한 구성은 온도 제어되는 냉각액이 롤러의 한쪽으로부터 다른 쪽으로 형성된 동일한 보어의 채널 (53) 을 통하여 흐르게 하는 것이다. 이러한 냉각액의 공급 및 배출은 롤러의 단부에 회전 조인트가 제공된 구성에 의해 실현될 수 있다. 도 6A 에서 볼 수 있듯이, 성형 롤러 (46) 는 그의 양단에서 더 두껍고, 이는 성형 롤러 (46) 의 냉열이 수지 시트 (A) 의 얇은 단부에 전달되는 것을 어렵게 한다. 반대로, 성형 롤러 (46) 의 중앙부는 더 얇고, 이는 성형 롤러 (46) 의 냉열을 수지 시트 (A) 의 두꺼운 중앙부에 전달하는 것을 촉진시킨다. 그리하여 수지 시트의 폭 방향으로 냉각 속도가 균일하게 될 수 있다. 또한, 성형 롤러 (46) 의 롤러 두께의 차이는 예컨대 단열재 (55) 에 의해 달성될 수 있다. 단열재 (55) 의 열 전도율은 바람직하게는 실온에서 1 W/mK 이하여야 하고, 단열재에 적절한 재료는 폴리이미드 수지 및 유리를 포함한다.
도 3A, 도 3B 및 도 4 에 나타낸 것과 같이, 닙 롤러 (48) 는 성형 롤러 (46) 와 맞대어 배치되고, 성형 롤러 (46) 와 함께 수지 시트 (A) 를 압착시키게 된다. 닙 롤러 (48) 의 재료는 스테인리스 강, 구리, 아연, 황동을 포함하는 다양한 철 또는 강 제품, 코어로서 이러한 금속 중 하나를 갖고 표면이 고무로 라이닝 된 것, 이러한 금속 중 하나에 HCr, Cu, Ni 등으로 도금한 것, 세라믹 및 다양한 복합 재료에서 선택될 수 있다.
특히, 성형 롤러 (46) 와 닙 롤러 (48) 간의 관계는, 바람직하게는 테이퍼부 (46A) 가 성형 롤러 (46) 의 각 단부에 형성되고, 성형 롤러와 닙 롤러 (48) 사이에 수지 시트 (A) 가 압착될 때, 테이퍼부와 만나는 수지 시트 (A) 의 부분이 도 3B 에 나타낸 것과 같이 절단되도록 되어 있다. 이러한 관계가 바람직한 이유는 다이 (44) 로부터 압출된 수지 시트 (A) 의 양단 (귀부 (ear)) 이 원하는 것보다 더 두껍게 되는 경향이 있고 두꺼워진 부분은 공정의 이후 단계에서 휘어짐에 기여할 수 있기 때문이다. 성형 롤러 (46) 와 테이퍼부 상부 (46B) 가 닙 롤러 (48)와 접촉하게 되고 마모될 여지가 있기 때문에, 텅스텐 카바이드와 같은 초경 재료로 또는 담금질로 접촉 부분을 초경화하는 것이 바람직하다. 성형 롤러 (46) 와 박리 롤러 (50) 의 접촉 부분을 텅스텐 카바이드와 같은 초경 재료 또는 담금질로 초경화하는 것이 유사하게 바람직하다.
닙 롤러 (48) 의 표면이 경면 기계가공되는 것이 바람직하며, 바람직하게는 중심선 평균 표면 거칠기 (Ra) 가 0.5㎛ 이하, 더 바람직하게는 0.2 ㎛ 이하가 되도록 기계가공되는 것이 바람직하다. 이러한 평활면이 성형 후의 수지 시트 (A) 의 후방면을 만족스러운 상태로 만들 수 있다. 닙 롤러 (48) 는 구동 장치 (도시되지 않음) 에 의해 도 4 의 화살표 방향으로 미리 정해진 원주속도로 구동된 다. 닙 롤러 (48) 를 위한 구동 장치가 제공되지 않은 구성이 또한 가능하지만, 롤러에 구동 장치를 구비시키는 것이 바람직한데 왜냐하면 이렇게 해서 수지 시트 (A) 의 후방면이 만족스러운 상태로 위치될 수 있기 때문이다.
닙 롤러 (48) 에는 가압 장치 (도시되지 않음) 가 제공되고, 이는 이 롤러와 성형 롤러 (46) 사이의 수지 시트 (A) 가 미리 정해진 압력으로 압착되는 것을 가능하게 한다. 닙 롤러 (48) 와 성형 롤러 (46) 사이의 접촉 지점에서 법선 방향으로 압력을 가하도록 구성된 가압 장치 그리고 모터 구동 장치, 공기 실린더 및 유압 실린더와 같은 다양한 알려진 장치 중 하나가 적용될 수 있다.
닙 롤러 (48) 는 압착력에 대한 반발력에 의해 구부러지기 어렵도록 구성될 수 있다. 이러한 구성은 백업 롤러 (도시되지 않음) 가 닙 롤러 (48) 뒤에 배치되는 (성형 롤러 (46) 반대 측) 구성, 크라운 (crown) 형상 (중앙이 높은) 이 사용되는 구성, 축선 방향으로 중앙부에서 롤러의 강성이 증가되도록 강도가 분포되어 있는 롤러 구성, 또는 이러한 구성의 어떠한 조합일 수 있다.
성형 롤러 (46) 와 마찬가지로, 닙 롤러 (48) 가 반원통형 형상과 실질적으로 동일하게 수지 시트의 폭 방향의 냉각 온도 분포를 제공하기 위해 (도 5 참조) 냉각 제어 장치 (52) 를 구비하는 것이 또한 바람직하다. 닙 롤러 (48) 에 제공되는 냉각 제어 장치 (52) 로서, 예컨대 도 6B ~ 6E 에 나타낸 것 중 어떠한 롤러라도 적절하게 사용될 수 있다. 도 6B 는 냉각액이 닙 롤러 (48) 내에 형성된 크라운 형상 채널 (53) 을 통하여 흐르는 경우를 나타낸다. 크라운 형상 채널은 닙 롤러 (48) 의 양단을 더 두껍게 하고, 이는 닙 롤러 (48) 의 냉열이 수지 시트 (A) 의 얇은 양단으로 전달되는 것을 어렵게 한다. 반대로, 닙 롤러 (48) 의 중앙부는 더 얇고, 이는 닙 롤러 (48) 의 냉열이 수지 시트 (A) 의 더 두꺼운 중앙부로 전달되는 것을 촉진시킨다. 그리하여 수지 시트의 폭 방향으로 냉각 속도가 균일화되는 것을 가능하게 한다. 스파이럴 롤러, 드릴링 된 롤러 및 재킷 롤러를 포함하는 어떠한 다양한 롤러 구조라도 적용될 수 있다.
도 6C 에 나타낸 냉각 제어 장치 (52) 는 가열액이 오목한 채널 (53) 을 통하여 흐르는 경우를 나타낸다. 이러한 경우, 마찬가지로 온도 분포가 수지 시트의 폭 방향으로 형성되기 때문에, 냉각 속도는 수지 시트의 폭 방향으로 균일화 될 수 있다. 가열액은 이러한 경우 명백하게 수지 시트 (A) 보다 온도가 더 낮다.
도 6D 에 나타낸 냉각 제어 장치 (52) 는 시스 히터 (sheath heater) 가 도 6C 에 나타낸 경우의 가열액 대신에 끼워진 경우를 나타낸다. 도 6E 는 롤러의 폭 방향으로 가열 온도를 제어할 수 있게 하기 위해 다수의 인덕션 히터 (IH 히터) 가 롤러의 폭 방향으로 배치되는 경우를 나타낸다. 적용할 수 있는 다른 가열 방법은 밴드 히터, 실리콘 고무 히터 또는 스팀 히터를 사용하는 방법을 포함한다.
또한, 도 3A, 도 3B 및 도 4 에 나타낸 것과 같이, 박리 롤러 (50) 는 성형 롤러 (46) 에 맞대어 배치되고, 수지 시트 (A) 가 그 주위에 감기게 함으로써 성형 롤러 (46) 로부터 박리시킬 수 있게 한다. 박리 롤러는 성형 롤러 (46) 의 180 도 하류에 배치된다. 박리 롤러 (50) 의 표면은 경면 마무리 기계가공되는 것이 바람직하다. 이러한 표면은 성형된 수지 시트 (A) 의 후방면이 만족스러운 상태가 되게 한다. 박리 롤러 (50) 의 중심선 평균 표면 거칠기 (Ra) 는 바람직하게는 0.5 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 0.2 ㎛ 이하이어야 한다. 박리 롤러 (50) 의 재료는 스테인리스 강, 구리, 아연, 황동을 포함하는 다양한 철 또는 강 제품, 코어로서 이러한 금속 중 하나를 갖고 표면이 고무로 라이닝된 것, 이러한 금속 중 하나에 HCr, Cu, Ni 등으로 도금한 것, 세라믹 및 다양한 복합 재료에서 선택될 수 있다. 박리 롤러 (50) 는 구동 장치 (도시되지 않음) 에 의해 도 4 의 화살표 방향으로 미리 정해진 원주속도로 구동된다. 박리 롤러 (50) 에 구동 장치가 제공되지 않은 구성이 또한 가능하지만, 롤러가 구동 장치를 구비하는 것이 바람직한데 왜냐하면 이렇게 해서 수지 시트 (A) 의 후방면이 만족스러운 상태로 위치될 수 있기 때문이다.
성형 롤러 (46) 및 닙 롤러 (48) 와 마찬가지로, 박리 롤러 (50) 가 반원통형 형상과 실질적으로 동일하게 수지 시트의 폭 방향으로 냉각 온도 분포를 제공하기 위해 (도 5 참조) 냉각 제어 장치 (52) 를 구비하는 것이 또한 바람직하다.
성형 롤러 (46), 닙 롤러 (48) 및 박리 롤러 (50) 의 롤러 면 온도가 롤러의 폭 방향으로 감시될 수 있게 하기 위해, 다수의 표면 온도 측정 장치 (도시되지 않음) 를 배치하는 것이 바람직하다. 이러한 표면 온도 측정 장치는 적외선 온도계 및 복사 온도계를 포함하는 다양한 알려진 측정 장치에서 선택될 수 있다.
반원통형 형상의 수지 시트의 폭 방향으로의 냉각 속도가 이러한 방식으로 구성된 성형/냉각 단계 (14) 에서 균일화될 수 있기 때문에, 성형/냉각 단계 (14) 에서 수지 시트 (A) 의 휘어짐을 효과적으로 억제하는 것이 가능하다. 성형/냉 각 단계 (14) 를 거친 수지 시트 (A) 는 서냉 단계 (16) 로 보내진다.
서냉 단계 (또는 풀림 단계) (16) 는 수지 시트 (A) 의 온도가 도 2 에 나타낸 것과 같이 박리 롤러의 하류에서 급격하게 변하는 것을 방지하기 위해 제공된다. 수지 시트 (A) 의 온도가 급격하게 변한다면, 예컨대 비록 수지 시트 (A) 의 표면 근방이 소성 상태라도, 수지 시트 (A) 의 내부는 탄성 상태이고, 이 부분의 경화에 의한 수축에 의해 수지 시트 (A) 의 표면 형상이 악화된다. 또한, 수지 시트 (A) 의 전방면과 후방면 사이에 온도 차이가 발생되어, 수지 시트 (A) 가 휘어질 여지가 있게 된다. 이는 고르지 않은 두께의 수지 시트에서와 같이 수지 시트의 폭 방향으로 두께 차이가 있을 때 특히 그러하다.
입구 및 출구를 갖는 터널형 서냉 구역 (54) (또는 풀림 구역) 이 서냉 단계 (16) 를 위해 제공된다. 서냉 구역 (54) 의 전반부에서, 수지 시트 (A) 는 가열 장치 (55) 에 의해 가열되면서 점진적인 자연적인 냉각을 받지만, 서냉 구역 (54) 의 후반부에서 수지 시트 (A) 는 차가운 공기의 흐름에 노출되어 강제 냉각된다.
서냉 구역 (54) 의 전반부에 배치되는 가열 장치 (55) 는 온도 제어 하의 (따뜻한) 공기가 수지 시트 (A) 를 향하여 다수의 노즐로부터 분출되는 것을 포함하는 구성 및 수지 시트 (A) 가 니크롬 (nichrome) 와이어 히터, 적외선 히터, 유전 가열 장치 등에 의해 가열되는 구성을 포함하는 다양한 알려진 구성에서 선택될 수 있다.
형상 유지 장치 (56) 가 서냉 구역 (54) 의 전반부에 배치되어, 수지 시트 (A) 가 운반될 때 수지 시트 (A) 의 운반이 방해되는 것을 방지하고 수지 시트 (A) 의 본래의 휘어지지 않은 반원통형 형상으로 유지되도록 수지 시트에 외력을 가한다. 형상 유지 장치 (56) 로서, 예컨대 도 7 ~ 도 9 에 나타낸 어떠한 것도 적절하게 사용될 수 있다.
도 7 에 나타낸 형상 유지 장치 (56) 는 하나의 오목 롤러 (58) (고르지 않은 두께 형상 롤러) 가 반원통형 형상 수지 시트 (a) 의 볼록한 면 위에 배치되고 롤 면이 편평한 하나의 곧은 롤러 (60) 가 다른 측의 편평한 면 위에 배치되어 미리 정해진 압력으로 수지 시트 (A) 를 압착하도록 구성된다.
도 8 에 나타낸 형상 유지 장치 (56) 는 롤 면이 편평한 다수의 짧은 롤러 (62) (도 8 에서는 두 개의 짧은 롤러 (62) 를 포함) 가 반원통형 형상 수지 시트 (A) 의 볼록한 면 위에 수지 시트의 폭 방향으로 분할 배치되고 롤 면이 편평한 하나의 곧은 롤러 (64) 가 다른 측의 편평한 면 위에 배치되어 미리 정해진 압력으로 수지 시트 (A) 를 압착하도록 구성된다. 각각의 짧은 롤러 (62) 의 양단은 베어링 (66) 에 의해 회전 가능하게 지지되고, 이 베어링에는 공기 실린더 (68) (외력 조정 장치) 가 제공된다. 공기 실린더 (68) 의 피스톤을 신장시키는 스트로크가 압착 압력을 조정하는 역할을 한다. 참조 번호 "70" 은 긴 롤러 (64) 의 베어링을 가리키고, 긴 롤러 (64) 의 베어링 (70) 과 짧은 롤러 (62) 의 공기 실린더 (68) 는 서냉 장치 본체 (도시되지 않음) 에 의해 지지된다.
도 9 에 나타낸 형상 유지 장치 (56) 는 기본적으로 도 8 에 나타낸 것과 동일한 구조를 갖는다. 수지 시트의 폭 방향으로 배치된 짧은 롤러 (62) (여기서 네 개의 짧은 롤러 (62) 가 배치되어 있음) 의 길이는 그의 반원통형 형상을 따라 수지 시트 (A) 를 정확하게 압착할 수 있게 하도록 도 8 에 나타낸 것보다 훨씬 더 짧게 되어있다. 이에 더하여, 형상 유지 장치 (56) 의 구성은 도 7 ~ 도 9 에 나타낸 것에 제한되지 않으며, 중요한 점은 서냉되면서 반원통형 형상으로 운반되는 수지 시트 (A) 를 휘어짐이 없게 유지할 수 있으면 어떠한 장치라도 사용될 수 있다는 것이다. 예컨대, 형상 유지 장치는 수지 시트 (A) 의 폭 방향으로 전술한 짧은 롤러 (62) 보다 더 짧은 휠이 제공된 누름 장치를 조밀하게 배열함으로써 또한 형성될 수 있다.
형상 유지 장치 (56) 를 구성하는 롤러 중에, 적어도 수지 시트 (A) 의 볼록한 면 위에 배치된 롤러는 탄성 롤러인 것이 바람직하다. 이 탄성 롤러의 재료는, 예컨대 실리콘 고무 (SR), 스티렌 부타디엔 고무 (SBR), 클로로프렌 고무 (CR), 클로로-설포네이티드 폴리에틸렌 고무 (CSM), 아크릴 니트릴 부타디엔 고무 (NBR), 우레탄 고무 (U), 에틸렌 프로필렌 터폴리머 고무 (EPT), 클로리네이티드 폴리에틸렌 고무 (CPE), 플루오로폴리머 고무 (FPM), 하이드로제네이티드 니트릴 고무 (HNBR), 이소부틸렌 이소프렌 고무 (IIR) 및 하이파론 (CMS) 에서 선택될 수 있지만, 이용 가능한 재료는 이에 제한되지 않는다.
도 7 ~ 도 9 에 나타낸 형상 유지 장치 (56) 에 성형 롤러의 반원통형 형상과 실질적으로 동일하게 되도록 수지 시트의 폭 방향의 서냉 온도 분포 (도 5 의 온도 분포 곡선 참조) 를 제공하기 위해 서냉 제어 장치 (57) 가 제공되는 것이 더 바람직하다. 도 7 의 형상 유지 장치 (56) 를 구성하는 오목한 롤러 (58) 와 롤러 (60) 로서, 도 6 을 참조하여 설명된 것과 유사한 구조라면 서냉 제어 장치 (57) 가 사용될 수 있다. 도 8 및 도 9 의 짧은 롤러 (62) 가 사용될 때, 수지 시트의 폭 방향으로 배열된 다수의 짧은 롤러 (62) 의 전술된 서냉 온도 분포를 형성하는 것이 필요하다.
상기 설명된 것과 같이 서냉 단계 (16) 를 구성함으로써, 수지 시트 (A) 내에 휘어짐을 발생시킬 수 있는 내부 응력 (내력) 이 서냉 단계 (16) 에서 발생하더라도, 수지 시트 (A) 는 형상 유지 장치 (56) 에 의해 제공되는 압력 (외력) 에 의해 그 본래의 휘어지지 않은 반원통형 형상으로 유지되기 때문에, 수지 시트 (A) 는 휘어지지 않으면서 서냉되고 내부 응력이 또한 점진적으로 경감된다. 수지 시트 (A) 가 성형/냉각 단계 (14) 에서 휘어지게 되더라도, 서냉 단계 (16) 에서 휘어짐이 형상 유지 장치 (56) 로부터의 압력에 의해 강제적으로 보정되는 상태에서 수지 시트는 서냉되고, 휘어짐을 발생시키는 내부 응력도 또한 점진적으로 경감된다.
이러한 경우, 형상 유지 장치 (56) 는 수지 시트 (A) 의 반원통형 형상의 면을 향해 배치된 롤러가 반원통형 형상의 면을 따르도록 구성되기 때문에, 압력의 적용은 수지 시트 (A) 의 반원통형 형상의 면을 손상시키지 않는다. 또한, 반원통형 형상의 면과 롤 면 사이에 어떠한 간극이 형성되기 어렵기 때문에, 수지 시트 (A) 는 그 본래의 휘어지지 않은 반원통형 형상으로 정확하게 유지될 수 있다.
또한, 반원통형 형상의 수지 시트의 폭 방향으로의 서냉 속도가 서냉 제어 장치 (57) 에 의해 균일화되기 때문에, 서냉은 서냉 단계 (16) 에서 시트가 휘어지 지 않게 하면서 달성될 수 있다. 수지 시트 (A) 가 서냉 단계 (16) 이전의 성형/냉각 단계 (14) 에서 휘어지게 되더라도, 내부 응력은 휘어짐을 보정하는 동안 경감될 수 있다.
이러한 경우, 서냉 구역 (54) 의 입구에 배치된 제 1 형상 유지 장치 (56) 와 접촉하게 되는 수지 시트 (A) 의 표면 온도는 유리 전이 온도 Tg℃ 이하 Tg-30℃ 이상인 것이 바람직하고, 서냉 구역 (5) 의 전반부의 출구의 수지 시트 (A) 의 표면 온도, 즉 형상 유지 장치 (56) 에 의한 유지가 끝나는 때에는 Tg-20℃ 이하 Tg-80℃ 이상이 바람직하고, 더 바람직하게는 Tg-50℃ 이하 Tg-60℃ 이상이다.
서냉 구역 (54) 에 배치되는 형상 유지 장치 (56) 의 간격은 바람직하게는 수지 시트 (A) 의 운반 방향으로 1000 ㎜ 이하, 더 바람직하게는 500 ㎜ 이하여야 한다. 수지 시트 (A) 가 형상 유지 장치 (56) 에 의해 압착될 때의 압력은 바람직하게는 선압으로 200 kgf/㎝ 이하 10 kgf/㎝ 이상이며, 더 바람직하게는 50 kgf/㎝ 이하 30 kgf/㎝ 이상이다.
서냉 구역 (54) 의 후반부에서, 차가운 공기의 흐름을 수지 시트 (A) 상부와 하부에서 분출하는 다수의 공기 노즐 장치 (74) 가 배치되고 이에 의해 수지 시트 (A) 를 부상시켜 운반한다. 웨브 형상 로드 (load) 를 운반하기 위한 알려진 장치가 공기 노즐 장치 (74) 로서 사용될 수 있다. 이러한 구성은 수지 시트 (A) 가 롤러와 닿지 않는 상태에서 상온 근처로 냉각되게 한다.
그 후, 도 2 에 나타낸 것과 같이, 서냉 단계 (16) 에서 냉각된 수지 시트 (A) 는 닙 형 공급 롤러 (76) 에 의해 집어지고 휘어짐 측정 단계 (18) 에 보내진 다.
휘어짐 측정 단계 (18) 에서, 수지 시트 (A) 의 휘어짐이 미리 정해진 기준을 충족하는지 아닌지가 휘어짐 측정 장치 (78) 에 의해 측정된다. 여기서 예로서 반원통형 형상의 수지 시트 (A) 를 참조하여 휘어짐을 설명하기 위해, 길이 600 ㎜ 그리고 폭 1100 ㎜ 의 크기로 절단된 수지 시트 (A) 의 후방면 (편평한 면) 이 도 10 에 나타낸 것과 같이 평면 측정 테이블 (80) 의 정상면에 배치될 때, 수지 시트 (A) 와 측정 테이블 (80) 사이의 최대 거리 (H) 가 휘어짐의 양으로 간주된다. 휘어짐 양의 미리 정해진 기준은 수지 시트 (A) 의 용도 및 사용자의 요구에 따라 설정되기 때문에, 휘어짐 측정 장치 (78) 에 의한 측정은 휘어짐이 이러한 미리 정해진 기준을 만족하는지 아닌지를 판단한다. 휘어짐 측정 장치 (78) 로서, 예컨대, 정전기 센서 등이 수지 시트 (A) 의 표면 (외부 둘레) 을 스캔하게 하는 시스템이, 수지 시트 (A) 와 정전기 센서 사이의 거리 (형상) 를 측정하고 측정값과 휘어짐 양 사이의 미리 준비된 관계로부터 휘어짐 양을 산출한다. 휘어짐 측정 장치 (78) 에 의해 측정된 휘어짐 양이 미리 정해진 기준을 초과한다면, 이 사실은 성형/냉각 단계 (14) 및 서냉 단계 (16) 에 피드백되어 수지 시트의 폭 방향으로의 냉각 속도와 서냉 속도를 균일화한다. 따라서, 성형 롤러 (46) 와 실질적으로 유사한 반원통형 형상의 온도 분포 (도 5 참조) 가 성형/냉각 단계 (14) 에서의 냉각 제어 장치 (52) 와 서냉 단계 (16) 에서의 서냉 제어 장치 (57) 에 의해 수지 시트의 폭 방향으로 형성되고, 이에 의해 수지 시트의 폭 방향으로의 냉각 및 서냉 속도가 균일화된다.
이러한 공정에서, 반원통형 형상의 수지 시트 (A) 가 반원통형 형상의 종류의 고르지 않은 두께의 분포 정도에 따라 휘어지거나 또는 휘어지지 않기 때문에, 피드백은 단지 휘어짐이 미리 정해진 기준을 초과할때만 요구된다. 수지 시트의 폭 방향으로의 냉각 및 서냉 속도가 휘어짐이 없음에도 불구하고 고정적으로 균일화된다면, 그 결과는 좋지 않을 수 있다.
도 2 에 나타낸 것과 같이, 적층 단계 (22), 트리밍/절단 단계 (24) 및 스토커 (stocker) (79) 가 구비된 로딩 단계 (26) 는 이 순서로 휘어짐 측정 단계 (18) 의 하류에 제공된다. 이러한 단계 중에, 적층 단계 (22) 는 수지 시트 (A) 의 전방 및 후방면에 보호 필름 (폴리에틸렌 등의 필름) 을 붙이는 단계이며, 이에 의해 한 쌍의 릴 (82) 로부터 풀린 보호 필름 (84) 은 이들 사이에 수지 시트 (A) 를 끼우고, 닙 롤러 (86) 를 통과하면서 적층된다.
트리밍/절단 단계 (24) 에서, 폭 방향으로의 수지 시트 (A) 의 양단 (귀부) 은 절단되고 수지 시트 (A) 는 미리 정해진 길이로 트림된다. 커터 (88) 로서, 수용 에지 (88A) 및 가압 에지 (88B) 를 포함하는 기요틴 형 커터가 도 2 에 나타낸 것과 같이 적절하게 사용될 수 있지만, 이것이 유일한 선택은 아니다. 트리머 (90) 로서, 도 2 에 나타낸 것과 같은 레이저 커터 (90A) 또는 전자빔 절단 장치가 적절하게 사용될 수 있지만, 이러한 것들이 유일한 선택은 아니다.
상기 설명된 것과 같이 구성된 본 발명에 따른 고르지 않은 두께의 수지 시트를 제조하는 장치에서, 다이 (44) 로부터 압출된 벨트 형상 수지 시트 (A) 는 성형 롤러 (46) 와 닙 롤러 (48) 사이에서 압착되어 반원통형 형상으로 성형되고, 경 화를 위해 냉각된 후에, 수지 시트 (A) 는 박리 롤러 (50) 에 의해 성형 롤러 (46) 로부터 박리된다. 성형 롤러 (46) 로부터 박리된 수지 시트 (A) 는 수평 방향으로 서냉 구역 (54) 을 지나 운반되면서 서냉되고, 휘어짐이 없는 상태로 제품 픽업 구역 하류에서 미리 정해진 길이로 절단되며, 마무리된 수지 시트 (A) 로서 수용된다. 다이 (44) 로부터의 수지 시트 (A) 의 압출 속도는 0.1 ~ 50 m/minute, 바람직하게는 0.3 ~ 30 m/minute 이다. 따라서, 성형 롤러 (46) 의 원주속도는 이와 실질적으로 동일하게 설정된다. 이에 더하여, 성형 롤러 (46), 닙 롤러 (48) 및 박리 롤러 (50) 의 속도 변동은 바람직하게는 각각의 설정값의 ±1% 내로 유지되어야 한다. 수지 시트 (A) 는 박리 롤러 (50) 의 위치에서 수지의 연화점 (Ta) 이하의 온도인 것이 더 바람직하다. 수지 시트 (A) 가 폴리메틸 메타크릴레이트 수지로 만들어질 때, 박리 롤러 (50) 의 온도는 50 ~ 110℃ 로 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제작에서, 적어도 서냉 단계 (16) 의 전반부에서 수지 시트 (A) 의 운반을 방해하지 않도록 수지 시트 (A) 에는 형상 유지 장치 (56) 에 의해 압력이 가해지고, 수지 시트 (A) 는 그 본래의 휘어지지 않은 반원통형 형상으로 유지되면서 서냉되기 때문에, 압출 성형에 의해 제작된 고르지 않은 두께의 수지 시트가 휘어지는 것이 방지된다. 성형/냉각 단계 (14) 에서 휘어지더라도, 휘어짐은 서냉 단계 (16) 에서 보정될 수 있다.
이러한 경우, 성형/냉각 단계 (14) 및 그 후에 사용되는 롤러의 원주속도에 대해 드로우 (draw) 제어를 실행하여 공정이 하류쪽으로 더 진행함에 따라 원주속 도가 더 커지게 만드는 것이 고르지 않은 두께의 수지 시트의 휘어짐을 억제하는 데 효과적이다. 또한, 성형/냉각 단계에서 성형 롤러 (46) 와 닙 롤러 (48) 사이의 간극의 적절한 제어가 고르지 않은 두께의 수지 시트 (A) 의 휘어짐을 억제하는데 효과적이다.
도 11 및 도 12 는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조용 장치를 위한 제어 시스템을 나타낸다. 도 11 및 도 12 에 나타낸 측정 장치는, 상기 설명된 휘어짐 측정 장치 (78) 이외에, 수지 시트 (A) 의 두께를 측정하기 위한 두께 게이지, 수지 시트 (A) 의 광 투과율을 측정하기 위한 투과율 게이지, 수지 시트 (A) 의 표면 거칠기를 측정하기 위한 거칠기 게이지 및 수지 시트 (A) 의 감속을 측정하기 위한 감속 게이지를 포함한다.
도 11 및 도 12 에 나타낸 것과 같이, 측정 장치 (78, 78A ~ 78D, 302, 304, 306, 308) 및 온도 센서 (78E) 에 의해 얻어진 다양한 측정 데이터가 프로그램 가능한 논리 제어기 (PLC, 또는 시퀀서) 를 포함하는 분포 제어 시스템 (DCS) (102) 에 입력된다. 또한, 작동 데이터가 하드웨어 유닛에서 DCS (102) 에 입력된다. DCS (102) 는, 측정된 데이터 및 작동 데이터를 저장할 뿐만 아니라, 측정된 데이터와 작동 데이터에 근거하여 하드웨어 유닛의 적절한 제어를 위한 연산 작동을 수행한다. 연산 작동에 의해 얻어진 제어 신호는 자동 계량 기계, 믹서, 호퍼, 압출기, 다이, 성형 및 냉각 롤러, 서냉 기계 (104) 및 분류 장치 (108) 를 포함하는 하드웨어 유닛에 출력된다. 분류 장치 (108) 는 결함이 있는 수지 시트를 생산 라인으로에서 쓰레기통 (110) 으로 버리는 장치이다. 휘어짐, 두께, 투과 율, 표면 거칠기, 감속 등에 대한 요구를 충족하는데 실패한 수지 시트는 결함이 있는 것으로 제거된다.
도 12 에 나타낸 것과 같이, DCS (102) 에 의한 하드웨어 아이템의 구체적인 제어는, 자동 계량 기계 (32) 에 의한 혼합량 제어 (232) 및, 스크류 펌프 또는 기어 펌프와 같은 정량 펌프에 의한 제어 (238), 원료 준비 단계에서 압출기로부터 다이 (44) 를 향한 용융 수지의 양의 제어 (244) 를 포함한다. 원료 준비 단계에서, 다이의 폭 방향으로의 수지 시트의 유량이 제어된다. 성형/냉각 단계에서, 성형 및 냉각 롤러 (성형 롤러 (46), 닙 롤러 (48), 및 박리 롤러 (50)) 의 회전 구동 유닛 (246A) 이 제어되고, 롤러 간의 간극을 조절하기 위한 간극 구동 유닛 (246B) 이 제어되고, 각각의 온도 제어 유닛 (246C) 이 제어된다. 서냉 단계의 전반부에서, 온도 제어 유닛의 제어 (204) 및 형상 유지 장치의 압력 제어 유닛의 제어가 달성되고, 후반부의 부상 운반에서, 공압 운반 구동 유닛 (205) 이 제어된다. 또한, 공급 롤러 (픽업 롤러) 구동 유닛 (207), 적층 구동기 유닛 (206), 트리머 구동 유닛 (290), 커터 구동 유닛 (288), 단면 마무리 구동 유닛 (289) 등이 제어된다.
반원통형 형상의 고르지 않은 두께의 수지 시트를 제조하는 경우가 제 1 실시형태에 대하여 설명되었지만, 본 발명은 이러한 고르지 않은 두께의 수지 시트로 제한되지 않으며, 쐐기 형상의 고르지 않은 두께의 수지 시트와 같이, 수지 폭의 방향으로 두께 분포를 갖는 고르지 않은 두께의 수지 시트에 또한 적용될 수 있다. 이러한 쐐기 형상의 고르지 않은 두께의 수지 시트는 반원통형 형상의 고르지 않은 두께의 수지 시트를 제조하고 이들을 반으로 절단함으로써 제조될 수 있다.
(본 발명의 제 2 실시형태)
본 발명의 제 2 실시형태는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조시 성형/냉각 단계 (14) 및 서냉 단계 (16) 에서 다이 (44) 로부터 압출된 수지 시트 (A) 의 폭 방향 온도 분포를 미리 정해진 상태로 조절함으로써 수지 시트 (A) 가 휘어지거나 또는 뒤틀리는 것을 방지하는 기술에 관한 것이다. 본 발명은 이러한 제 2 실시형태에서는 성형/냉각 단계 (14) 및 서냉 단계 (16) 양쪽에 적용되지만, 본 발명은 또한 두 단계 중 단지 하나에만 적용될 수도 있다.
고르지 않은 두께의 수지 시트의 제작 단계의 기본 흐름은 제 1 실시형태에 관한 도 1 에 나타낸 것과 동일하다. 제 2 실시형태의 장치의 전체 구성의 개념적인 도식인 도 13 은 서냉 구역 (54) 내에서 수지 시트 (A) 를 운반하는 롤러만을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시형태의 특징이 되는 성형/냉각 단계 (14) 및 서냉 단계 (16) 및 성형/냉각 단계 (14) 및 서냉 단계 (16) 에서 수행되는 온도 제어에 대한 상세한 설명은 도 14 ~ 도 16 을 참조하여 설명될 것이다.
도 13 ~ 도 16 에 나타낸 것과 같이, 고르지 않은 두께의 수지 시트 생산 라인은 압출기 (38) 에 의해 용융된 원료 수지를 벨트 형상으로 형성하는 다이 (44), 표면에 고르지 않은 두께의 형상이 형성되는 성형 롤러 (46), 성형 롤러 (46) 에 맞대어 배치되는 닙 롤러 (48), 성형 롤러 (46) 에 맞대어 배치되는 박리 롤러 (50), 가열 장치 또는 냉각 장치 (122, 124, 126, 128 및 129), 및 서냉 구역 (54) 으로 구성된다. 가열 장치 또는 냉각 장치 (122, 124, 126, 128 및 129) 는 온 도 분포가 수지 시트 (A) 의 폭 방향으로 균일하게 되도록 또는 미리 정해진 온도 분포 패턴을 따르게 하기 위해 센서 (130, 132, 133, 134 및 135) 에 의해 각각 탐지되는 온도에 의해 제어된다.
예컨대 도 15A ~ 도 15C 에 나타낸 것과 같이, 고르지 않은 두께의 수지 시트를 성형하기 위한 반전 형상이 성형 롤러 (46) 의 표면에 형성된다. 도 15A ~ 도 15C 는 성형된 이후의 수지 시트 (A) 의 단면을 나타낸다. 따라서, 수지 시트 (A) 의 후방면은 평면이고, 진행 방향에 평행한 선형의 고르지 않은 두께 형상의 면이 수지 시트 (A) 의 전방면에 형성된다. 따라서, 도 15A ~ 도 15C 에 나타낸 것과 같이 성형된 수지 시트 (A) 의 반전 형상의 무한 홈이 성형 롤러 (46) 의 전방면에 형성될 수 있다. 수지 시트 (A) 의 전방면의 고르지 않은 두께 형상의 상세한 설명은 이후에 설명될 것이다. 도 15B 는 반원통형 형상의 수지 시트 (A) 의 두 결합된 림이 성형되는 경우를 나타내며, 도 15C 는 쐐기 형상의 수지 시트 (A) 의 두 결합된 림이 성형되는 경우를 나타낸다. 이러한 림이 사용될 때, 이들은 중간에서 두 개의 별개의 림으로 절단된다.
도 14 에 나타낸 것과 같이 서냉 구역 (54) 은 수평 방향으로의 터널 형상이며, 수지 시트 (A) 에 대한 냉각 온도 프로파일이 제어되는 것을 가능하게 하는 터널 내의 온도 조절 장치를 갖는 구성을 사용한다. 온도 조절 장치를 위해 온도 조절된 공기 (뜨겁거나 또는 차가운) 가 수지 시트 (A) 를 향하여 다수의 노즐로부터 분출되는 구성 및 수지 시트 (A) 의 전방 및 후방면이 가열 장치 (니크롬 와이어 히터, 적외선 히터, 유전 가열 장치 등) 에 의해 가열되는 구성을 포함하는 다 양한 알려진 구성 중 하나를 사용할 수 있다. 또한, 온도 조절 장치는 전체 수지 시트 (A) 의 냉각 온도 프로파일을 제어하게 되고, 이하에 설명되는 온도 제어 장치는 상이한 목적, 즉 수지 막의 폭 방향의 온도 분포를 제어하는 역할을 한다.
주로 가열 장치 또는 냉각 장치 (122, 124, 126, 128 및 129) 에 의해 구성된, 본 발명에 따른 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 장치에는 수지 시트 (A) 의 폭 방향의 온도 분포를 제어하기 위한 온도 제어 장치가 제공된다. 이 온도 제어 장치는 수지 시트 (A) 의 폭 방향의 온도 분포를 균일화하도록 온도를 제어하고, 이에 의해 수지 시트 (A) 가 원하는 형상으로 제작될 수 있게 한다. 어떠한 형상에 있어서는, 뒤틀림 및 휘어짐을 억제하기 위해, 수지 시트 (A) 의 폭 방향으로 특정한 온도 분포를 갖는 것이 더 바람직할 수 있다. 이러한 경우, 이러한 온도 분포 패턴을 달성하도록 제어가 수행된다. 또한, 이하의 설명은 가열 장치가 사용되는 경우에 관한 것이지만, 이들은 냉각 장치에 의해 대체될 수 있거나 가열 장치와 냉각 장치 모두가 동시에 사용될 수도 있다.
각각 가열 장치 (122, 124, 126, 128 및 129) 에 대응하는 센서 (130, 132, 133, 134 및 135) 를 갖는 온도 제어 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 도 14 에 나타낸 구성에서, 센서 (130) 는 가열 장치 (122) 에 대응하고, 센서 (132) 는 가열 장치 (124) 에 대응하고, 센서 (133) 는 가열 장치 (126) 에 대응하고, 센서 (134) 는 가열 장치 (128) 에 대응하고, 센서 (135) 는 가열 장치 (129) 에 대응한다. 온도는 이러한 센서에 의해 온도를 탐지하여 가열 장치 또는 냉각 장치에 피드백 하기 위한 적절한 PID 값을 얻음으로써 제어될 수 있다. 이는 임펄스를 주어 그에 대한 응답으로부터 값을 정하는 것과 같은 어떠한 알려진 방법에 의해 달성될 수 있다.
센서 및 가열 장치 (또는 냉각 장치) 로서, 수지 시트와 접촉하지 않는 어떠한 알려진 장치라도 특별한 제한없이 사용될 수 있다. 복사 온도계가 바람직하게는 비접촉 센서로서 사용될 수 있고, 바람직한 가열 장치는 적외선 히터이며, 바람직한 냉각 장치는 스팟 냉각기이다. 하지만, 폭 방향으로의 정확한 온도 제어를 위해, 스팟 가열 또는 냉각이 효과적일 수 있는 것이 바람직하다.
도 16 은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 생산 라인 (10) 의 성형 롤러 (46) 의 아래에서 본 도를 나타내며 가열 장치 (122) 와 센서 (130) 의 배치가 나타나 있다. 도 16 에 나타낸 것과 같이 다수의 각각의 가열 장치 (122) 와 센서 (130) 가 수지 시트 (A) 의 폭 방향으로 배치되는 것이 바람직하다. 다수의 가열 장치 (122) 를 짧은 간격으로 폭 방향으로 배치함으로써, 매우 정확한 제어가 가능하게 된다. 하지만, 한 위치에 있는 가열 장치가 넓은 영역을 가열할 수 있다면, 인접한 가열 장치와의 간섭의 가능성에 의해 전체 제어가 어려워지므로, 가열 장치의 개수와 가열 장치간의 거리를 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.
센서 (130) 에 있어서, 이들은 서로 근접하여 배치될 수 있고, 가열 장치 (122) 보다 더 많은 개수가 배치될 수 있다. 센서 (130) 의 개수를 증가시킴으로써, 더 정확한 온도 제어가 가능하게 된다. 빠르게 응답하는 센서 (130) 가 사용된다면, 수지 시트 (A) 의 폭 방향으로 센서 (130) 를 스캔함으로써 온도 탐지가 가능하게 되고, 따라서 센서 (130) 의 개수는 최소화될 수 있다. 도 16 에 서, 동일한 개수의 센서 (130) 와 가열 장치 (122) 가 배치되어 있지만, 이러한 동일함이 반드시 요구되는 것은 아니며, 센서 (130) 의 개수는 가열 장치 (122) 의 개수보다 더 많거나 적을 수 있다.
가열 장치 (122) 및 센서 (130) 의 개수에 있어서, 이들이 성형 롤러 (46) 에 배치되는 경우가 도 16 을 참조하여 설명되었지만, 이들은 또한 유사하게 다른 곳에 배치될 수도 있다.
센서 (130) 와 가열 장치 (122) 의 위치는 폭 방향으로 변경될 수 있는 것이 바람직하다. 더 구체적으로는, 센서 (130) 와 가열 장치 (122) 는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 가장 두껍거나 가장 얇은 부분에 재배치되는 것이 바람직하다. 이들을 이동 가능하게 함으로써, 온도 제어를 최종 제품의 형상에 맞게 할 수 있고 더 정확한 형상 제어가 달성될 수 있다.
센서 (130, 132, 133, 134 및 135) 및 가열 장치 (122, 124, 126, 128 및 129) 는 성형 롤러 (46) 또는 박리 롤러 (50) 또는 서냉 구역 (54) 및 둘 이상의 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 위치 개수가 많을 수록, 더 정확한 온도 제어가 가능하다. 하지만, 이러한 양태의 결정은 바람직하게는 장치의 제조 비용 및 장착 공간을 고려해야 한다.
또한, 센서 (130, 132, 133, 134 및 135) 및 가열 장치 (122, 124, 126, 128 및 129) 는 수지 시트 (A) 의 전방면 및 후방면에 배치되는 것이 바람직하다. 수지 시트 (A) 를 전방면 및 후방면으로부터 가열함으로써, 제조되는 고르지 않은 두께의 수지 시트가 두껍게 되더라도 온도 분포가 수지 시트 (A) 의 깊이 방향으로 균일하게 된다. 매우 정확한 온도 제어가 가능하여 원하는 형상을 달성하게 된다.
도 14 에 나타낸 구성에서, 수지 시트 (A) 의 단지 한 면만이 성형 롤러 (46) 위에 배치되지만, 수지 시트 (A) 의 양 면에 배치하는 것은 서냉 구역 (54) 에서 달성된다. 비록 박리 롤러 (50) 는 수지 시트 (A) 의 후방면에 배치될 수 없지만, 박리 롤러 (50) 의 가열은 이러한 문제를 처리할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명의 내용에서, "수지 시트의 전방면" 은 성형 롤러 (46) 에 의해 고르지 않은 두께 형상이 형성되는 면을 의미하고, "수지 시트의 후방면" 은 닙 롤러 (48) 에 의해 압착되는 면을 의미한다.
성형 롤러 (46) 와 닙 롤러 (48) 에는 온도 조절 장치가 구비될 수 있다. 성형 롤러 (46) 및 닙 롤러 (48) 의 롤러 설정 온도는 다른 요인 중에서 수지 시트 (A) 의 재료, 용융될 때의 수지 시트 (A) (예컨대 다이 (12) 의 슬릿 출구에서의) 의 온도, 수지 시트 (A) 의 운반 속도, 성형 롤러 (46) 의 외경 및 성형 롤러 (46) 의 요철 패턴 형상에 따라 최적화될 수 있다.
성형 롤러 (46) 및 닙 롤러 (48) 의 이러한 온도 조절 장치를 위해, 도 6 을 참조한 제 1 실시형태에 대하여 설명된 방법이 사용될 수 있다. 따라서, 온도 조절된 오일이 롤러 내에서 순환되는 구성이 바람직하게는 채택된다. 이러한 오일의 공급 및 배출은 롤러의 단부에 회전 조인트를 제공함으로써 달성될 수 있다. 다른 알려진 온도 조절 장치의 형태는, 예컨대 롤러에 쉬스 히터를 끼워 넣은 구성 및 롤러의 근처에 유전 가열 장치를 배치하는 구성을 포함한다. 이 러한 온도 조절 장치를 배치함으로써, 수지 시트 (A) 의 고온 상태에 의한 성형 롤러 (46) 및 닙 롤러 (48) 의 온도 증가 또는 갑작스러운 온도 저하가 억제될 수 있다.
고르지 않은 두께의 수지 시트의 생산 라인에, 상기 나타낸 것과 같은 휘어짐 양을 측정하기 위한 휘어짐 측정 장치가 또한 배치된다. 예컨대, 서냉 구역 (54) 통과 이후 고르지 않은 두께의 수지 시트의 표면 (외부 둘레) 은 정전기 센서 등에 의해 스캔되고, 수지 시트와 정전기 센서 사이의 거리 (형상) 가 측정되며 휘어짐 양이 산출된다. 이 값을 피드백함으로써, 더 적절한 형상이 달성될 수 있다.
다음에, 상기 설명된 것과 같이 구성된 수지 시트의 생산 라인을 사용하는 수지 시트 제조 방법이 설명될 것이다.
본 발명에 적용되는 수지 시트 (A) 로서, 열가소성 수지 시트가 사용될 수 있고, 이는 제 1 실시형태의 설명에서 나타낸 원료 수지 중 하나로 이루어질 수 있다. 수지 시트에 확산 입자 (또한 산란 입자로서 알려진) 를 포함시키는 것이 또한 가능하다. 확산 입자를 추가함으로써, 시트는 다양한 디스플레이 장치 뒤에 배치되는 도광판 또는 다양한 광학 소자에 사용하기에 더 적절하게 될 수 있다. 비록 확산 입자의 첨가는 시트를 휘어지기 더 쉽게 하지만, 본 발명에 따른 제조 방법이 수지 시트의 온도를 균일화할 수 있기 때문에, 안정적인 형상으로 시트를 제조하는 것이 가능해진다.
이러한 확산 입자는 바람직하게는 입도가 10 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 1 ㎛ 이하이다. 적용 가능한 확산 입자의 재료는 금속, 무기 재료, 유기 재료, 반도체 및 거대 분자 재료를 포함한다. 더 구체적으로는, 사용 가능한 재료는 이 산화 규소 (SiO2), 산화 알루미늄 (Al2O3), 산화 티타늄 (Ⅳ) (TiO2), 산화 이트륨 (Y2O3), 산화 마그네슘 (MgO), 산화 아연 (ZnO), 탄소 (C), 규소 (Si), 마그네슘 (Mg), 칼슘 (Ca), 은 (Ag), 백금 (Pt), 티타늄 (Ti), 니켈 (Ni), 루테늄 (Ru), 로듐 (Rh), 갈륨 비소 (GaAs), 알루미늄 갈륨 비소 (AlGaAs), 지르코니아 (ZrO2), 탄화 규소 (SiC), 질화 규소 (Si3N4), 제올라이트, 나노다이아몬드, 나노크리스탈, 스멕타이트, 마이카, 덴드리머, 성형 중합체 (star polymer), 하이퍼 브랜치 폴리머 및 미소공성 메틸 알루미늄 포스포네이트를 포함한다.
제조되는 입자 포함 수지 시트에 포함되는 확산 입자의 바람직한 농도는 0.005 ~ 0.5 질량%, 더 바람직하게는 0.03 ~ 0.08 질량% 이다.
다이 (44) 로부터 압출된 벨트 형상 수지 시트 (A) 는 성형 롤러 (46) 와 맞대어 배치된 닙 롤러 (48) 사이에서 압착되고, 성형 롤러 (46) 의 전방면의 고르지 않은 두께의 형상의 반전 형태가 수지 시트 (A) 에 전사되어 성형되고, 수지 시트 (A) 는 성형 롤러 (46) 에 맞대어 배치된 박리 롤러 (50) 에 감겨서 성형 롤러 (46) 에서 박리된다.
성형 롤러 (46) 에서 박리된 수지 시트 (A) 는 수평 방향으로 운반되고, 서냉 구역 (54) 을 지나면서 서냉되고, 휘어짐이 없는 상태에서 하류의 제품 픽업 구역에서 미리 정해진 길이로 절단되며, 최종 수지 시트로서 수용된다.
이러한 수지 시트 (A) 의 제작에서, 다이 (44) 로부터 수지 시트 (A) 를 압출하는 속도는 0.1 ~ 50 m/minute, 더 바람직하게는 0.3 ~ 30 m/minute 일 수 있다. 따라서, 성형 롤러 (46) 의 원주속도는 실질적으로 이와 동일하다. 롤러의 속도 변동은 바람직하게는 각각의 설정 값의 ±1 % 내로 유지되어야 한다.
성형 롤러 (46) 에 대한 닙 롤러 (48) 의 압력은 바람직하게는 선압 등가량으로 (탄성 변형에 의한 각각의 닙 롤러의 면 접촉을 선 접촉으로 가정하는 것을 기초하여 환산된 값) 0 ~ 200 kN/m (kgf/㎝) 이고, 더 바람직하게는 0 ~ 100 kN/m (kgf/㎝) 이다.
닙 롤러 (48) 와 박리 롤러 (50) 의 온도 제어는 각각 개별 롤러에 대하여 달성되는 것이 바람직하다. 박리 롤러 (50) 의 위치에 있는 수지 시트 (A) 는 수지의 연화점 (Ta) 이하의 온도를 갖는 것이 또한 바람직하다. 폴리메틸 메타크릴레이트 수지가 여기서 수지 시트 (A) 로 사용될 때, 박리 롤러 (50) 의 설정 온도는 50 ~ 110℃ 일 수 있다.
다음에, 수지 시트 표면의 요철 패턴 형상이 설명될 것이다. 도 15A ~ 도 15C 는 성형된 고르지 않은 두께의 수지 시트의 선형 절단 단면의 단면을 나타낸다. 수지 시트 (A) 의 후방면은 평면이다. 본 발명에 따른 제조 방법과 장치를 사용하여 제작되는 고르지 않은 두께의 수지 시트는 그의 가장 얇은 부분이 5 ㎜ 이하, 더 바람직하게는 2 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 고르지 않은 두께의 수지 시트의 가장 두꺼운 부분과 가장 얇은 부분 사이의 차이는 바람직하게는 1 ㎜ 이상, 더 바람직하게는 2.5 ㎜ 이상이다. 이러한 치수는 시트를 다양한 디 스플레이 장치 뒤에 배치되는 도광판 및 다양한 광학 소자에 사용하기에 더 적절하게 만든다.
이제, 상기 설명된 형상이 수지 시트가 성형 롤러 (46) 에 감긴 이후에 다이 (44) 로부터 압출된 수지 시트 (A) 에서의 수지 막 두께 차이를 초래한다. 따라서, 수지 막의 더 두꺼운 부분은 더 큰 열용량 때문에 더 천천히 냉각되며, 더 얇은 부분은 더 빨리 냉각된다. 이러한 온도 차이를 억제하기 위해, 가열 장치 (122) 는 도 14 에 나타낸 것과 같이 성형 롤러 (46) 에 감긴 수지 시트 (A) 상방으로부터 도 16 에 나타낸 것과 같이 폭 방향으로 배열된다. 가열 장치 (122) 의 출력 온도는 수지 시트 (A) 의 폭 방향의 온도를 균일화하도록 제어된다.
이리하여 시트가 성형 롤러 (46) 에 접촉하는 동안 온도는 수지 시트 (A) 의 폭 방향으로 균일화된다. 또한, 가열 장치 (124) 는 박리 롤러 (50) 에 감겨있는 수지 시트 (A) 위에 폭 방향으로 배치되고, 박리 롤러 (50) 를 직접적으로 가열하는 가열 장치 (126) 는 가열이 또한 후방면으로부터 제어되도록 배치되며, 온도 센서 (132 및 133) 는 그 하류에서 수지 시트 (A) 의 양면 위에 배치되며, 가열 장치 (122 및 124) 의 출력은 폭 방향으로 온도를 균일화하도록 제어된다. 특정한 온도 분포 패턴을 이용하기 위하여 온도 분포를 제어하기 위한 이용 가능한 방법 중 하나는, 온도 분포를 산출하기 위해 비틀림 또는 휘어짐의 양을 측정하는 동안 온도 분포 가열 장치의 출력을 제어하는 장치가 온도 설정을 변경하여 시행착오에 주목한다.
도 14 에 나타낸 고르지 않은 두께의 수지 시트 생산 라인을 사용함으로써, 도 16 에 나타낸 것과 같이 다수의 가열 장치가 폭 방향으로 배치되었고, 고르지 않은 두께의 수지 시트가 제작되었다. 제작된 고르지 않은 두께의 수지 시트는 도 15A 에 나타낸 형태의 수지 시트 (A) 였다. 폭 방향으로 수지 시트 (A) 의 온도를 균일하게 제어하는 동안 시트를 제작함으로써, 비틀림 및 휘어짐이 없는 매우 정확한 형상을 갖는 고르지 않은 두께의 수지 시트가 성공적으로 얻어졌다. 폭 방향으로의 온도 제어를 하지 않은 도 15A 에 나타낸 형상의 수지 시트는 현저한 비틀림 및 휘어짐을 초래하고, 휘어짐의 양은 10 ㎜ 이상이었다.
제 2 실시형태의 서냉 단계 (16) 에서, 제 1 실시형태의 형상 유지 장치 (56) 는 사용되지 않았지만, 형상 유지 장치 (56) 는 또한 제 2 실시형태에 작용될 수 있다. 도 11 및 도 12 에 나타낸 고르지 않은 두께의 시트 제작 장치를 위한 제어 시스템이 제 2 실시형태를 설명할 때 참조되지 않았더라도, 미리 정해진 상태로 다이 (44) 로부터 압출된 수지 시트 (A) 의 폭 방향의 온도 분포를 제어하기 위한 제어 시스템은, 도 11 및 도 12 에 나타낸 것들 중에서 가열 장치 (또는 냉각 장치) 및 성형 및 냉각 롤러 (46, 48, 50) 및 서냉 기계 (104) 를 위해 제공되는 센서를 사용함으로써 구성될 수 있다.
Claims (21)
- 수지 시트의 폭 방향의 두께가 고르지 않은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법으로서,다이로부터 용융 수지를 벨트 형상으로 압출하는 압출 단계,압출된 수지 시트를 성형 롤러와 닙 롤러 사이에 물려서 고르지 않은 두께로 성형하면서 그 수지 시트를 냉각 및 경화시키는 성형/냉각 단계, 및상기 성형 롤러에서 박리된 수지 시트를 서냉시키는 서냉 단계를 포함하며,상기 서냉 단계의 적어도 전반부는 수지 시트의 운반을 방해하지 않도록 상기 수지 시트에 외력을 가하여 수지 시트를 본래의 휘어짐이 없는 고르지 않은 두께 형상으로 유지하면서 상기 수지 시트를 서냉시키는 보조 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 서냉 단계의 입구에서의 상기 수지 시트의 표면 온도가 유리 전이 온도 Tg℃ 이하이지만 Tg-30℃ 이상이고,상기 외력이 가해지는 것이 끝날 때에 상기 수지 시트의 표면 온도가 Tg-20℃ 이하이지만 Tg-80℃ 이상이며,상기 외력은 선압으로 200 kgf/㎝ 이하이지만 10 kgf/㎝ 이상인 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 수지 시트의 폭 방향의 서냉 속도는 균일한 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 외력은 상기 수지를 그의 전방 및 후방면으로부터 롤러 사이에서 압착시킴으로써 가해지고,수지 시트의 고르지 않은 두께의 형상면의 측에 배치되는 롤러는 고르지 않은 두께의 형상면을 따르도록 형성되는 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 고르지 않은 두께의 형상면 측에 배치된 롤러는 상기 고르지 않은 두께의 형상면과 동일한 롤러 면을 갖는 고르지 않은 두께의 롤러인 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 고르지 않은 두께의 형상면 측에 배치된 롤러는 수지 시트의 폭 방향으로 배열된 다수의 짧은 롤러인 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트 의 제조 방법.
- 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 고르지 않은 두께의 형상면 측에 배치된 롤러 또는 롤러들은 탄성 롤러 또는 롤러들인 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법.
- 폭 방향의 두께가 고르지 않은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조용 장치로서,다이로부터 용융 수지를 벨트 형상으로 압출하는 압출 장치,압출된 수지 시트를 성형 롤러와 닙 롤러 사이에 물려서 고르지 않은 두께로 성형하면서 그 수지 시트를 냉각 및 경화시키는 성형/냉각 장치,상기 성형 롤러에서 박리된 수지 시트를 서냉시키는 서냉 장치,상기 수지 시트의 운반을 방해하지 않기 위해 이 수지 시트에 외력을 가하여 수지 시트를 본래의 휘어짐이 없는 고르지 않은 두께의 형상으로 유지하는 형상 유지 장치,가해지는 상기 외력을 조절하는 외력 조절 장치, 및서냉되는 상기 수지 시트의 폭 방향의 서냉 속도를 균일하게하는 서냉 제어 장치를 포함하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조용 장치.
- 제 8 항에 있어서, 상기 형상 유지 장치는상기 수지 시트의 고르지 않은 두께의 형상면 측에 배치되고 고르지 않은 두께의 형상면을 따라 구성되는 제 1 롤러, 및상기 수지 시트의 편평한 면 측에 배치되는 곧은 제 2 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조용 장치.
- 수지 시트의 폭 방향의 두께가 고르지 않은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법으로서,다이로부터 용융 수지를 벨트 형상으로 압출하는 압출 단계,압출된 수지 시트를 성형 롤러와 닙 롤러 사이에 물려서 고르지 않은 두께로 성형하면서 그 수지 시트를 냉각 및 경화시키는 성형/냉각 단계, 및상기 성형 롤러에서 박리된 수지 시트를 서냉시키는 서냉 단계를 포함하며,상기 성형/냉각 단계 및 상기 서냉 단계 중 적어도 하나는 상기 수지 시트의 폭 방향의 온도 분포를 균일화하기 위해 가열 장치 또는 냉각 장치로 수지 시트의 온도를 제어하는 온도 제어 보조 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법.
- 수지 시트의 폭 방향의 두께가 고르지 않은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법으로서,다이로부터 용유 수지를 벨트 형상으로 압출하는 압출 단계,압출된 수지 시트를 성형 롤러와 닙 롤러 사이에 물려서 고르지 않은 두께로 성형하면서 그 수지 시트를 냉각 및 경화시키는 성형/냉각 단계, 및상기 성형 롤러에서 박리된 수지 시트를 서냉시키는 서냉 단계를 포함하며,상기 성형/냉각 단계 및 상기 서냉 단계 중 적어도 하나는 상기 수지 시트의 폭 방향의 온도 분포를 미리 정해진 온도 분포 패턴으로 유지시키기 위해 가열 장치 또는 냉각 장치로 수지 시트의 온도를 제어하는 온도 제어 보조 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법.
- 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,상기 온도 제어 보조 단계에서 상기 수지 시트의 폭 방향의 온도 분포는 센서에 의해 탐지되고,폭 방향의 온도 제어는 탐지된 값에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 온도 제어 보조 단계에서, 다수의 상기 센서 그리고 상기 가열 장치 및 상기 냉각 장치 중 하나가 상기 수지 시트의 폭 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 센서 그리고 상기 가열 장치 및 상기 냉각 장치 중 하나의 위치는 최종 제품의 단면 형상에 따라 폭 방향으로 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법.
- 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 방법은 상기 수지 시트를 상기 성형 롤러에서 박리시키기 위한 박리 롤러 및 상기 서냉 단계를 수행하기 위한 서냉 구역을 사용하여 수행되고,상기 센서 그리고 상기 가열 장치 및 상기 냉각 장치 중 하나는 상기 성형 롤러부, 상기 박리 롤러부 및 상기 서냉 구역에서 선택되는 둘 이상의 부분에 설치되는 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법.
- 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 고르지 않은 두께의 수지 시트는 시트의 폭 방향에서 가장 두꺼운 부분과 가장 얇은 부분 사이에 0.5 ㎜ 이상의 두께 차이를 갖는 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법.
- 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 고르지 않은 두께의 수지 시트의 가장 얇은 부분의 두께는 5 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법.
- 제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 온도 제어 보조 단계에서 상기 수지 시트는 양면으로부터 가열 또는 냉각되는 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법.
- 제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 수지 시트는 확산 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조 방법.
- 폭 방향의 두께가 고르지 않은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조용 장치로서,다이로부터 용융 수지를 벨트 형상으로 압출하는 압출 장치,압출된 수지 시트를 성형 롤러와 닙 롤러 사이에 물려서 고르지 않은 두께로 성형하면서 그 수지 시트를 냉각 및 경화시키는 성형/냉각 장치, 및상기 성형 롤러에서 박리된 수지 시트를 서냉시키는 서냉 장치를 포함하고,상기 성형/냉각 장치 및 상기 서냉 장치 중 적어도 하나는 상기 수지 시트의 폭 방향의 온도 분포를 균일화하기 위해 가열 장치 또는 냉각 장치로 수지 시트의 온도를 제어하는 온도 제어 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조용 장치.
- 폭 방향의 두께가 고르지 않은 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조용 장치로서,다이로부터 용융 수지를 벨트 형상으로 압출하는 압출 장치,압출된 수지 시트를 성형 롤러와 닙 롤러 사이에 물려서 고르지 않은 두께로 성형하면서 그 수지 시트를 냉각 및 경화시키는 성형/냉각 장치, 및상기 성형 롤러에서 박리된 수지 시트를 서냉시키는 서냉 장치를 포함하고,상기 성형/냉각 장치 및 상기 서냉 장치 중 적어도 하나는 상기 수지 시트의 폭 방향의 온도 분포를 미리 정해진 온도 분포 패턴으로 유지시키기 위해 가열 장치 또는 냉각 장치로 수지 시트의 온도를 제어하는 온도 제어 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 고르지 않은 두께의 수지 시트의 제조용 장치.
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| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |