专利名称：压花树脂片材材料的生产方法
技术领域：
本发明涉及用于生产压花树脂片材材料的方法，并且特别涉及用于生产具 有压花表面的压花树脂片材的方法，其中该压花表面具有与压花元件的表面轮 廓(surface profile)互补对应的表面轮廓。
技术背景日本专利未审査公幵No.l997-11328公幵了一种如图1所示的用来生产压 花树脂片材材料的方法，其中通过模头(3)挤出熔融状态的树脂(2)来形成 连续的树脂片材材料(4)，然后在压辊(5)和压花元件(6)之间压制这样挤 出的片材材料(4)，从而通过将压花元件(6)的表面轮廓转移到挤出的片材材 料(4)上来生产具有压花表面的压花树脂片材材料(1)，其中所述压花表面具 有与压花元件的表面轮廓互补对应的表面轮廓。在该公开物中没有对制备压花 元件(6)的材料进行描述。具有刻花表面的围绕旋转辊(7)或者金属旋转辊 (7)安装的金属滚筒(6)通常被用作压花元件(6)。 发明内容上面所解释的方法要求压花元件(6)的转移速度被降低从而将压花元件(6) 的表面轮廓以高的转移精确度转移到连续的树脂片材(4)上，从而这样的方法 不一定具有很高的生产能力。因此，本发明的一个目的是提供一种具有改进的精确度和改进的压花元件转 移速度的生产具有压花表面的树脂片才材才料的方法，其中该压花表面互补tW 应于压花元件的表面轮廓。对于该目标本发明的发明人进行了大量研究，并且 完成了下面的发明。第一方面，本发明提供了用于生产压花片材材料的方法，该方法包括以下步骤ffl31模头连续挤出熔融树脂来提供连续的树脂片禾射才料，禾口 M在压辊和压花元件之间压制(或夹紧)该连续的树脂片材材料来转移(或 压印)压花元件的表面轮廓以生产压花树脂片材材料，其中该压花树脂元件包含有机材料或由有机材料制成。第二方面，本发明提供了用于生产压花片材材料的装置，该装置包括aa挤出熔融树脂提供连续树脂片材材料的模头，禾口压花元件，其表面轮廓将被转移到所述连续树脂片材材料上， 其中该压花元件由有机材料制成。在本发明中，树脂片禾材才料是连续的，但是术语"连续树脂片才材才料"并不排 除具有有限长度(通常是很长的长度)的树脂片桐対料，这意味着该片材材料 是基本上连续的。这样，在上下文中，本发明的术语"连续树脂片材材料"还覆 盖了"基本连续的树脂片材材料"。根据本发明的方法，目标压花片材材料以较快的速度以及改进的从压花元件 到树脂片材材料上的表面轮廓转移精确度而以更高的生产能力得到生产。
图1示意性地显示了用于生产压花树脂片材材料的方法的一个例子。 图2示意性地显示了用于生产压花树脂片材材料的方法的另一个例子。 图3示意性地显示了用于生产压花树脂片材材料的方法的另一个例子。 在这些附图中，参考数字表示下列元件1:压花的树脂片材材料，2:树脂，3:模头，4:连续树脂片t材才料，5: 压辊，6:压花元件或有机材料膜，7:旋转辊，8:挤出机，10:用于压花片材 材料生产的装置，51:第一压辊，52:第二压辊具体实施方式
将参考附图对本发明进行描述。图1-3分别显示了根据本发明用于生产压花树脂片材材料(1)的装置(10)，并且这样的装置包括连续地挤出熔融状态的 加热树脂(2)以生产连续的树脂片材树脂材料(4)的模头(3)，压辊(5)和 压花元件(6),在压花元件(6)和压辊(5)将该树脂片材材料夹在中间的同 时，压花元件(6)与压辊(5) —起压制连续片材(4)。本发明中所使用的树脂(2)通常是在加热时熔融的热塑性树脂，但是其可 以是在加热时固化的热固性树脂。特别地，例举苯乙烯對对脂，丙烯酸类树脂，聚乙烯树脂，聚丙烯树脂，基于环的烯烃聚合物树脂，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂，聚碳酸酯(PC)树 月譜作为在本发明中所使用的树脂。树脂(2)可以包含添加剂，例如光扩散剂(光扩散剂)，UV吸收剂，热稳 定剂，抗静电剂等。光扩散剂可以是无机的或者有机的。作为无机光扩散剂，例举由无机化合物例如碳^f丐，硫酸钡，二氧化钛，氢 氧化铝，二氧化硅，无机玻璃，滑石，云母，白炭黑，氧化镁，氧化锌等制成 的颗粒。无机光扩散剂可以用表面处理齐,如脂肪酸进行表面处理。作为有机光扩散剂，例举下列有机化合物颗粒苯乙烯基聚合物颗粒，基于 丙烯酸系的聚合物颗粒，硅氧烷基聚合物颗粒等。此外，优选使用下列颗粒重均分子量为500,000-5,000,000的高分子量聚合物颗粒，当颗粒溶解于丙酮中 时作为不溶性成分的凝胶含量不小于10质量％的交联聚合物颗粒，等等。当将光扩散剂加入到树脂中的时侯，从光扩散效果的角度来看，待加入的光 扩散剂的折射率与树脂(2)的折射率之差的绝对值通常不小于0.2，并且从所 要生产的压花树脂片材材料(1)的透光性的角度来看，通常不大于0.13。使用含有加入的光扩散剂的树脂(2)生产的压花片桐寸才料(1)可以用作光 扩散板或光扩散膜。作为模头(3)，例如，可以使用在常规挤出工艺中所使用的由金属制成的 T-模头。如在常规挤出工艺中那样，4顿挤出机(8) 31模头(3)挤出熔融的树 脂(2)。挤出机(8)可以是辦由挤出机或双轴挤出机。树脂(2)在挤出机(8) 中被加热并且将这样加热的树脂在其熔融状态下送至鹏头(3)，接下M过模 头(3)将其挤出。在Mil模头(3)挤出树脂(2)之时，可以将一种树脂(2)供应到模头(3) 来形成单一的树脂层，或者可以供应两种或更多种树脂(2)来将它们以层压结 构共挤出。为了将树脂共挤出形成层压结构，使用用于两种/三层分配的供料 套管(feedblock)(没有显示)，M该套管将树脂供应至帳头(3)。 ffiM模头(3)将树脂(2)挤成连续的树脂片材材料(4)。 ffl31压辊(5)和压花元件(6)将挤出的连续树脂片桐対料(4)夹在中间。作为压辊(5)，通常使用由金属例如不辦闪、钢等制成的辊，并且其直径通常在100mm-500mm的范围内。当金属辊用作压辊(5)的时侯，其可以具有ffiil例如，镀铬，镀铜，镀镍，镀磷镍等所形成的f廳表面。压辊(5)的表面可以是镜面加工过的，或者如果不太好的转移精确度是可以接受的，则该辊可以是 带有其上具有不规则性的压花表面的辊。压花辊(6)压制挤出的连续树脂片材材料(4)的表面，从而将其轮廓表面 作为与压花元件的表面轮廓互补的相反表面轮廓转移到该片材材料。在根据本发明的生产方法中，压花元件包含或由有机材料制成。该有机材料 具有耐热性，以至于即使在将该压花元件重复压到挤出的连续树脂片(4)上时 (其中该挤出的连续树脂片(4)处于刚刚以熔融树脂fflil模头(3)挤出的状态 下)，该压花元件(6)也能够保持其形状。举例来说，例如热固性树脂，热塑 性树，旨等的树脂可以被用作该有机材料。作为热固性树脂，例举例如酚醛树脂，环氧树脂，蜜胺树脂，脲醛树脂，聚 酰亚胺树脂(PI树脂)，不饱和聚酯树脂，醇酸树脂等。作为热塑性树脂，例举例如苯乙烯基树脂，丙烯酸类基树脂，聚乙烯树脂， 聚丙烯树脂，环烯烃聚合物树脂，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS树脂)，聚 对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET树脂)，聚碳酸酯树脂(PC树脂)，聚醚砜树脂 (PES树脂)，热塑性聚酰亚胺树脂(PI树脂)等。l继维卡软化SJt (根据JIS K7206-1999 A50)高于将要通过模头(3)挤出的树脂(2)的维卡软化、皿至少4crc的热塑性树脂、交联热塑性树S旨等。作为压花元件(6)，使用由有机材料制成的膜元件(6)，该膜元件具有与将 要在挤出的片材材料上形成的目标表面轮廓互补的表面轮廓。该有机材料膜元 件的厚度通常在0.1mm-5mm的范围内。例如，在一个实施方案中，这样的有机材料膜如图1所示可以以围绕旋转辊 (7)缠绕的形式用作压花元件(6)。在该实施方案中，压辊(5)可以包括图1 所示的第一压辊(51)和第二压辊(52)这两个压辊。当使用这两个压辊(51， 52)的时侯，如图1所示，挤出的连续树脂片材材料(4)通常首先在第一压辊 (51)和压花元件(6)之间压制，然后绕着压花元件(6)缠绕，然后在压花辊 (6)和第二压辊(52)之间压制。在其它的实施方案中，压辊(5)如图2所示 可以是单辊。在另一个实施方案中，例如如图3所示有机材料膜(6)可以直接被用作压花元件(6)。在该实施方案中，挤出的连续树脂片材材料(4)被层叠在有机材 料膜(6)上，然后在压辊(5)和可旋转辊(7)之间压制它们，以将有机材料 膜(6)的表面轮廓转移到挤出的片材材料(4)上。在转移到挤出的连续树脂 片材材料之后，通常将该有机材料膜再次缠绕到辊(没有显示)上。压花元件(6)的表面轮廓可以是，例如，具有很多凹槽的轮廓，所述凹槽 相互平行形成并且截面为V-形。从容易形成的角度来看，V-形截面的顶角通常 是160。或更少，并且是40。或更多。从容易形成的角度来看，凹槽的深度(H) 通常为500nm或更少，并且为10,或更多。V-形凹槽的间距(pitch)通常为 IO,或更多，并且优选50,或更多。根据本发明的生产方法优选V-形凹槽的 深度为10,或更多并且间距为500,或更少。M将压花元件(6)的表面轮廓转移到挤出的连续树脂片桐才才料(4)上， 生产了目标压花片材才才料(1)。这样生产的压花连续树脂片禾朴才料(1)通常在 其被进一步冷却后被切成片状，例如它们被用作用于形成液晶显示器的棱镜片。 当包括光翻寸剂的树脂被用作树脂(2)的时侯，所生产的片桐対料可以被用作 具有转移的轮廓的光翻寸板。在下文中将参考下面的实施例1和对比实施例1对本发明进行更详细地描 述，但是本发明并不限于实施例l。 实施例1[光翻寸剂母料(master batch)的生产]将苯乙烯树脂粒料(52质量份，由ToyoStyreneCo.Ltd生产的"HRM40"， 折射率1.59，维卡软化温度106.8°C)，硅氧烷基聚合物颗粒(4.0质量份， 交联聚合物颗粒，由Dow Coming Toray Co. Ltd.生产的"Torayfil DY33-719"，折 射率1.42，平均体积直径(mean volume diameter): 2]um)， UV吸收剂(2质 量份，由Sumitomo Chemical Co. Ltd.生产的"Sumisorb 200"，粉末形式)，和热 稳定剂(2.0质量份，由Sumitomo Chemical Co. Ltd.生产的"SumiriserGP"，粉末 形式)干混，然后fflil料斗将它们供应到螺杆直径为65mm的双轴挤出机中。 在该挤出机中，将上述成分加热熔融同时在25(TC捏合，接下来将其挤成条，然 后将这些条切成粒料以获得光翻寸剂的母料(粒料形式)。应该注意在料斗附近挤出机中树月旨温度为200°C，并且为了挤出该树脂被加热到250°C。[表面层树脂的生产]将苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物树脂(75.8质量份，由Nippon Steel Chemical Co.Ltd,生产的"MS200NT"，苯乙烯单元80质量％并且甲基丙烯酸甲酯单元: 20质量％，折射率1.57，粒料形式，维卡软化i^: 102TC),基于丙烯酸系 的共聚物颗粒(23质量份，交联聚合物颗粒，由Sumitomo Chemical Co. Ltd生 产的"SumipexXClA"，折射率1.49，平均体积直径25,)， UV吸收剂(1 质量份，由Adeka Corporation生产的"LA-31"，粉末形式)，和热稳定剂(0.2质 量份，由Sumitomo Chemical Co. Ltd.生产的"SumirizerGP"，粉末形式)干混， 然后Mil料斗将它们供应到螺杆直径为65mm的双轴挤出机中。在该挤出机中， 将上述成分加热熔融同时在25(TC捏合，接下来将其挤成条，然后将这些条切成 粒料以获得表面层树脂(粒料形式)。应该注意在料斗附近挤出机中树脂温度为 200°C，并且为了挤出该树脂被加热到250'C。[压花片材材料的生产]将用于中间层的树脂和用于表面层(2)的树脂供应到用于两种-三层结构的 供料分配套管(由Tanabe Plastic生产)中，然后将它们运送到T-模头(3)以将 它们共挤出，从而用于中间层的树脂形成了中间层并且用于表面层的树脂形成 了各自层叠于中间层各个表面上的表面层，以生产具有三层结构的连续树脂片 棚斗(4)。在干混苯乙烯树脂粒料(97质量份，由Toyo Styrene Co. Ltd生产的"HRM 40"，折射率1.59 )和上述光翻寸剂母料(3质量份)，接下来将其供应到螺 杆直径为40mm的安装了排气口的辦由挤出机(8)(由Tanabe Plastic生产)中 以对它们进行加热和熔融以后，在25(TC温度将用于中间层的树脂供应到上述的 用于两种-三层结构的供料分配套管中。在将，用于表面层的树脂原样供应到 螺杆直径为20mm的安装了排气口的单轴挤出机(8)(由Tanabe Plastic生产) 中来加热并且熔融该树脂之后，在250。C将用于表面层的树脂供应到战的用于 两种-三层结构的供料分配套管中。T-模头(3)具有250mm的宽度和2mm的 模唇间距。所生产的连续树脂片桐寸才料(4)具有243mm的宽度和1.5mm的厚 度。如图1所示，通过T-模头(3)共挤出的连续树脂片丰朴才料(4)被连续供应到第一压辊(51)和围绕金属旋转辊(7)设置的作为压花元件的有机材料膜(6)之间的空隙以在它们之间压制该片禾射指斗，然后当该片材材料位于压花元 件(6)周围的时侯，在这样的压花元件(6)和第二辊(52)之间对该片材材 料进行压制，从而将压花元件(6)的表面轮廓转移到连续树脂片材材料元件(4) 的表面上，从而生产压花片材材料(1)。在该生产过程中，压花片桐寸才料(1) 的生产速度为0.68m/mm。应该注意作为压花元件(6)的有机材料膜是厚度为125,的聚对苯二甲酸 乙二醇酯树脂膜，在该膜上层叠了厚度为30拜的丙烯酸系基树脂层。该丙烯 酸系基层具有间距为50^m的V-形凹槽，并且各个凹槽具有等腰三角形横截面， 其顶角为90。并且高度(H)为25,。压花元件围绕金属旋转辊(7)设置从而 V-形凹槽垂直于连续树脂片材材料(4)的挤出方向。压花元件(6)的表面轮 廓被精确转移到树脂片材t才料(1)上从而其具有与压花元件(6)的表面轮廓 互补对应的表面轮廓。此外，有机材料膜的V-形凹槽具有与开始生产以前基本 相同的形状。作为第一辊(51)，在95r^JS下^ffi直径为200mm的镜面加工金属辊。 作为旋转辊(7)，在89"C^JTH顿直径为200mm的镜面加工金属辊。作为 第二辊(52)，在112。C温度下使用直径为200mm的镜面加工金属辊。所生产的 压花树脂片材材料(1)具有多层结构，该多层结构具有1.5rran的总厚度，其 中厚度为0.05mm的表面层被层叠于厚度为1.4mm的中间层的各个面上。[压花树脂片桐才才料的评价]对所生产的压花树脂片纟才材料(1)进纟f切割并且将其切割表面进行镜面加 工。用超焦深轮廓测量显微镜(super focal depth profile measuring microscope)(由 Keyence Corporation生产的"VK-8500")观察这样制备的切割表面，并且测量转移 到压花表面上的凹槽棱柱体的深度(N)。基于该深度和压花元件的凹槽棱柱体 的深度(H)，根据下列方程式(1)获得转移比(P):卩=(應)X100 (%) (1) 该转移比是98%。此外，压花树脂片桐才才料(1)的表面没有由于在从压花元件 结合痕迹(tack mark)剥离所形成的条纹图案(所谓的结合痕迹)导致的缺陷 外观。结果显示于下面的表l中。 对比实施例1除了将围绕可旋转辊(7)装配的电铸镍板滚筒用作压花元件(6)来代替 有机材料膜以外，重复上面所描述的实施例。压花树脂片材材料(1)的生产速度是0.66m/min。注意到电铸镍板(6)具有间距为50^的V-形凹槽，并且各 凹槽具有顶角为90。并且高度(H)为25,的等腰三角形横截面。镍板围绕着 金属旋转辊(7)设置从而V-形凹槽垂直于连续树脂片材材料的挤出方向。所生 产的压花树脂片材元件的转移比(P是62%，并且在该片材才才料的表面上观察 到很多结合痕迹。然后，当调整树脂(2)的供应率以及第一压辊(51)，第二压辊和旋转辊 (7)的旋车键度以使压花树脂片材材料生产速度达到0.58m/min时，所生产的 压花片材材料元件的转移比(f3)是76%，并且在该片材材料的表面上观察到很 多结合痕迹。此外，当将压花树脂片材材料的生产速度调整到0.41m/min时，所生产的压 花片材元件的转移比(|3)是98%，并且在该片材材料的表面上观察到一些结合 痕迹。对比实施例1的结果与实施例1的结果一起显示于下面的表1中表l生产3Iif (m/誦.)转移比(|3) (%)结合痕迹实施例10.6898没有观察到对比实施例10.6662很多0.5876很多0.4198—一胜
权利要求
1、一种用于生产压花片材材料的方法，该方法包括以下步骤通过模头挤出熔融树脂来提供连续的树脂片材材料，和通过在压辊和压花元件之间压制该连续的树脂片材材料来转移压花元件的表面轮廓，其中该压花元件由有机材料制成。
2、 一种用于生产压花片材材料的装置，该装置包括M挤出熔融树脂提供连续树脂片材材料的模头，和压花元件，其表面轮廓将被转移到所述连续树脂片材材料上， 其中该压花元件由有机材料制成。
全文摘要
本发明涉及压花树脂片材材料的生产方法。为了提高压花的精确度而提供了用于生产压花片材材料的方法。该方法包括以下步骤通过模头挤出熔融树脂来提供连续的树脂片材，和通过在压辊和压花元件之间夹紧该连续的树脂片材材料来压印压花元件的表面轮廓，其中该压花元件由有机材料制成。
文档编号B29C69/02GK101219578SQ20071018007
公开日2008年7月16日 申请日期2007年11月29日 优先权日2006年11月29日
发明者井山浩畅, 奥尚规 申请人:住友化学株式会社