JPH10315304A

JPH10315304A - 押出シートの成形方法

Info

Publication number: JPH10315304A
Application number: JP9127159A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kubo; 晃一久保; Hideaki Tanaka; 秀明田中; Haruyo Hashimoto; 陽世橋本
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】押出連続成形法におけるエンボス転写精度を
向上させ、量産性と光学性能を両立させたレンズシート
を製造することができる方法を提供する。【解決手段】軸心部31とこれを覆う内筒部32および外
筒部33とこれの外側の金型部3 とを備えたエンボスロー
ル3 を用いて原料樹脂から押出シートを成形する。この
際に内筒部32に熱媒体を循環させ、熱媒体を所要温度に
加熱することにより、金型部表面温度を樹脂のガラス転
移温度〜熱分解温度の範囲に調整し、エンボスロール3
よりシートを剥離せしめる地点近傍でシート表面を冷風
式冷却装置6によって冷却する。これによって、同ロー
ルからシートへの高精度なエンボス転写と同ロールから
のシートの良好な剥離を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂を原
料とし、少なくとも片面がエンボス面であるプラスチッ
クシートを押出成形する方法に関する。少なくとも片面
がエンボス面であるプラスチックシート、例えば、フレ
ネルレンズシート、レンチキュラーレンズシート、プリ
ズムレンズシート等は光学的用途に用いられ、エンボス
ロールからシートへの高精度なエンボス転写性が要求さ
れるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のようなレンズ機能シート
は、平プレス機を使用した多段プレス法（特開平５−１
７３２５３号公報参照）や紫外線硬化樹脂を用いた光硬
化法（特開昭６１−１６７５０６号公報参照）により製
造され、得られた成形品は、レンズとしての光学的精度
に優れたものであった。また、近年、量産性を向上させ
る目的で、押出連続成形法によりレンズ機能シートを製
造する方法が提案されている（特開平７−３１４５６７
号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記多段プレス法は、
工程の自動化が困難で、手作業で行わねばならない工程
が多く、またバッチ生産のため量産性に劣る。上記光硬
化法もバッチ法であり、さらに、大面積化の困難、硬化
収縮による光学性能の低下、硬化ムラによる歩留りの減
少等の問題点をも有する。したがって、これらの製造法
により生産されたレンズシートは、コスト高となる。

【０００４】また、上記押出連続成形法では、確かに量
産性が飛躍的に向上するが、得られたレンズシートはエ
ンボス形状の精度が低く、光学部品としての用途が限定
される。

【０００５】押出連続成形法によるレンズシート製造に
関する検討は、エンボスロールの加工精度の向上を中心
に行われて来た。すなわち、光学設計形状に忠実な金型
を如何にしてロール状に加工するかという課題に関して
検討が行われ、様々な提案がなされた。しかしながら、
同ロールからシートへのエンボス転写精度の向上につい
ては、樹脂の流動性改善や成形条件の最適化等による検
討が行われているものの、エンボスロール自体の設計面
からの検討は何らなされていない。

【０００６】本発明の目的は、上記のような実情に鑑
み、押出連続成形法におけるエンボス転写精度を向上さ
せ、量産性と光学性能を両立させたレンズシートを製造
することができる方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成すべくエンボスロール自体の設計面からの検討を重
ね、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明者ら
は、Ｔダイスから押出された樹脂は十分高温で流動状態
であること、エンボスロールの表面温度は、樹脂の冷却
による流動性低下を防止するため、樹脂のガラス転移温
度以上に制御されていること、および、エンボスロール
からシートを支障なく剥離させるには剥離点近傍でシー
トおよびシートとロールの界面が樹脂のガラス転移温度
以下の温度に調整されていることの３点に着目し、上記
目的達成の検討を行った。従来の一般的な押出シート成
形方法ではエンボスロールからの剥離性を確保するため
エンボスロール表面温度を樹脂のガラス転移温度以下に
制御しているので、Ｔダイスから押出された樹脂は、エ
ンボスロール表面に接触した瞬間に該ガラス転移温度以
下まで冷却され、流動性を消失してしまい、このことが
光学性能を発揮するに必要なだけのエンボス転写精度が
得られない原因となっている。他方、エンボスロールの
表面温度を樹脂のガラス転移温度以上に高温化すれば、
転写精度は大幅に向上するが、エンボスロールからのシ
ートの剥離ができなくなり、製品シートが得られない。

【０００８】本発明者らは、転写精度を向上させ、しか
もシートの剥離性も確保するという相反する２つの課題
を同時に解決するには、エンボスロールを局所的に冷却
することが有効であることを見出した。エンボスロール
表面形状の転写は、エンボスロールと押圧ロールの間で
樹脂が挾圧される瞬間に行われる。したがって、剥離点
近傍を何らかの手段によって冷却し、シートおよびシー
トとロールの界面の温度を樹脂のガラス転移温度以下に
調整すれば、エンボスロールからのシートの剥離が確実
に行える。本発明は、このような知見から、理想的な温
度条件を設定して所望のシートを押出成形する方法を提
供するものである。

【０００９】すなわち、本発明による押出シートの成形
方法は、少なくとも軸心部とこれを覆う内筒部と外周に
彫刻が施された金型部とを備えたエンボスロールを用い
て原料樹脂から押出シートを成形するに当たり、１）内筒部に熱媒体を循環させ、２）熱媒体を所要温度に加熱することにより、金型部表
面温度を樹脂のガラス転移温度〜熱分解温度の範囲に調
整し、３）エンボスロールよりシートを剥離せしめる地点近傍
でシート表面を冷却することを特徴とする方法である。

【００１０】以下、本発明方法を図１に基づき説明す
る。エンボスロール(1)は、安定した加熱状態を可能と
するため、少なくとも、軸心部(31)とこれを覆う内筒部
(32)およびこれの外側の金型部(34)とを備えたものであ
る。また、内筒部(32)と金型部(34)の間には外筒部(33)
が設けられることもある。

【００１１】軸心部(31)、内筒部(32)、外筒部(33)およ
び金型部(34)は、鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金
等の金属製のものであってよいが、軸心部(31)、内筒部
(32)および金型部(34)は、加工の仕易さ、加工精度、コ
ストなどの点から、好ましくはアルミニウム合金で構成
され、外筒部(33)は鋼で構成されている。

【００１２】軸心部(31)は、従来から用いられているエ
ンボスロールの軸心部と同じものであってよく、特に限
定されるものではない。軸心部(31)はまたロール駆動用
の付属部品を備えていてもよい。

【００１３】内筒部(32)の内部には熱媒体流路が設けら
れ、同流路に熱媒体を循環させる機構が組込まれてお
り、エンボスロール表面温度を最適温度に安定的に設定
できるようになっている。熱媒体は水、油等の液体が好
ましく、予め外部に設置された熱媒体加熱循環装置によ
って加熱温調される。

【００１４】金型部(34)は、別途エンボス加工を施した
板状金型を接着等により外筒部(33)に巻付けたものでも
よく、また、外筒部(33)に未加工の板状金属材を巻付け
た後旋盤加工等によりエンボス形状を付与したものでも
よい。なお、外筒部と金型部とは必ずしも別部材を用い
る必要はなく、外筒部に直接彫刻を施してエンボス形状
を付与したものであってもよい。

【００１５】押出機(1)に接続されたＴダイス(2)より押
出した樹脂シート(S)は、押圧ロール(4)とエンボスロー
ル(3)により挾圧され、樹脂シート(S)にエンボス加工が
施される。内筒部(32)の内部を循環する熱媒体を所要温
度に加熱することにより、該金型部表面温度が樹脂の熱
分解温度〜ガラス転移温度の範囲に調整される。シート
(S)はエンボスロール(3)の回転に従い回転方向前方へ移
動する。エンボスロール(3)より該押出シートを剥離せ
しめる地点近傍に冷風式冷却装置(6)がエンボスロール
(3)を外側から臨むように設けられている。冷風式冷却
装置(6)によってシート表面はこの剥離点で剥離可能温
度まで冷却される。この冷却によって、シート(S)は冷
風式冷却装置(6)の回転方向前方にてエンボスロール表
面から支障なく剥離される。なお、冷却手段は冷風によ
るものに限定されず、例えば冷却ロールでもよく、これ
らの組合せでもよい。

【００１６】剥離後のシート(S)は後続の搬送ロール
(5)、複数のアニールロール(7)および一対の引取ロール
(8)の間を経て、製品シートとして取り出される。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明を実施例によりさら
に具体的に説明する。

【００１８】実施例１軸心部(31)および内筒部(32)を種質別Ｔ６のＪＩＳＡ
７０７５アルミニウム合金で製作し、内筒部(32)の内部
には、四条スパイラル構造の熱媒体流路を設けた。この
流路に、予め外部に設置した熱媒体加熱循環装置により
熱媒体用オイルを循環させ、加熱温度の制御を行った。
次に外筒部(33)として、機械構造用炭素鋼Ｓ４５Ｃから
なる厚さ１ｍｍの板材を筒状に加工し、この内部に内筒
部(32)を挿入した。次に種質別Ｔ６のＪＩＳＡ６０６
１アルミニウム合金からなる厚さ１ｍｍの板材を筒状に
加工し、その表面に旋盤加工によりピッチ０．１ｍｍの
断面二等辺三角形のプリズム加工を施した。得られた金
型部(34)で外筒部(33)を被覆して、外径３００ｍｍのエ
ンボスロール(3)を得た。エンボスロール(3)より該押出
シートを剥離せしめる地点近傍に冷風式冷却装置(6)
を、エンボスロール(3)を外側から臨むように設けた。

【００１９】押出機(1)に接続されたＴダイス(2)よりシ
ート状に押出したポリカーボネート樹脂シート(S)を押
圧ロール(4)とエンボスロール(3)により挾圧し、シート
(S)にエンボス加工を施した。Ｔダイス(2)からの押出直
後の樹脂の温度は２７０℃であり、内筒部(32)の熱媒体
流路に循環させる熱媒体の温度は１８０℃に制御した。
ポリカーボネート樹脂の分解温度は３３０℃である。こ
うして、エンボスロール(3)の金型部表面温度をガラス
転移温度以上で樹脂熱分解温度以下の範囲に調整した。

【００２０】エンボスロール(3)の回転に従い回転方向
前方へ移動したシート(S)に、剥離点近傍にて冷風式冷
却装置(6)より５℃の空気を吹付けた。これにより、シ
ート表面はこの剥離点で冷却されると共に、シート(S)
は剥離可能温度まで冷却され、剥離点にてエンボスロー
ルから支障なく剥離した。剥離後のシート(S)は後続の
搬送ロール(5)、複数のアニールロール(7)および一対の
引取ロール(8)の間を経て、製品シートとして取り出さ
れる。

【００２１】比較例１冷風式冷却装置(6)の作動を停止させた点を除いて実施
例１と同様の操作を行った。シート(S)はエンボスロー
ルから剥離せず、製品シートは得られなかった。

【００２２】比較例２冷風式冷却装置(6) の作動を停止し、エンボスロール
(3)内を循環する熱媒体の温度を１３０℃に制御した点
を除いて実施例１と同様の操作を行い、シートを作製し
た。

【００２３】性能評価実施例および比較例で作製したシートの断面を目視観察
し、エンボス形状の転写性を評価した。この結果を表１
に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１からわかるように、実施例の製品シー
トはエンボス形状の転写性が良好なものであった。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、エンボスロールからの
シートの剥離点近傍にてシート表面を冷却するので、シ
ートの良好な剥離性を確保することができ、したがって
シート挾圧時にシートを十分高温状態に保持することが
でき、これによりエンボス転写の精度を飛躍的に向上さ
せることができる。

【００２７】こうして、光学精度に優れたレンズシート
を量産性良く、安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すフローシートである。

【符号の説明】

(1)：押出機 (2)：Ｔダイ (3)：エンボスロール (31)：軸心部 (32)：内筒部 (33)：外筒部 (34)：金型部 (4)：押圧ロール (5)：搬送ロール (6)：冷風式冷却装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２９Ｌ 11:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも軸心部とこれを覆う内筒部と
外周に彫刻が施された金型部とを備えたエンボスロール
を用いて原料樹脂から押出シートを成形するに当たり、１）内筒部に熱媒体を循環させ、２）熱媒体を所要温度に加熱することにより、金型部表
面温度を樹脂のガラス転移温度〜熱分解温度の範囲に調
整し、３）エンボスロールよりシートを剥離せしめる地点近傍
でシート表面を冷却することを特徴とする押出シートの
成形方法。