專利名稱：：具有壓花圖案的熱塑性樹脂板的制造方法及其制造裝置的制作方法
技術領域：
：本發明涉及具有壓花圖案的熱塑性樹脂板的制造方法及其制造裝置，例如，可用于重反射性板的制造中。近年來，于熱塑性樹脂板的表面上施以微棱鏡加工的重反射板(塑料制反射板)，可以在反射板領域、鑄造領域、建筑領域等中使用。作為這類重反射性板，在美國公認的有玻璃珠型的和立方棱型的。通常，玻璃珠型的在近距離的分辨性好，立方棱型的在遠距離的分辨性和因光反射引起的亮度好。在上述立方棱型的重反射性板制造中，必須將壓花圖案形成用模型的花紋圖案正確地復印到熱塑性樹脂板上。為此，特別是，熱塑性樹脂板對著壓花圖案形成用的模型，在適當的溫度和壓力下加壓，而且重要的是，該加壓狀態應保持規定的時間。過去，作為按照這樣的必要條件的重反射性板的制造方法，例如已提出的有連續加壓法(參照特公昭60-56103號公報)和傳動帶法(參照特公昭5-17023號公報)。上述連續擠壓法，是對于重合在傳動帶上并連續供給的固相的板材，用具有加熱或冷卻機能的多個加壓裝置，將壓花圖案形成用的模型順序地擠壓將圖案復印到板上的制造方法。上述傳動帶法，是用一對相互夾壓的輥，將具有壓花圖案的模型的傳動帶和熱塑性樹脂板加壓，以此將圖形復印到板上的制法。但是，若采用上述連續加壓法，生產速度慢，并且由于裝置復雜，所以需要大型化。若采用上述傳動帶法，傳動帶自身有壓花圖案，所以作為模具的傳動帶的耐久性又發生了問題。另一方面，作為從擠出機模頭熔融擠出來的板狀樹脂，使用傳動帶制造重反射性板的方法，不構成重反射性板自身的制造技術，可以參考使用特開平6-55613號公報，實開平3-6919號公報，實開平1-83092號公報等中記載的板制造技術。但是，在關于特開平6-55613號公報的技術中，在不添加成核劑的場合，認為板的透明性不足。在關于實開平3-6919號公報的技術中，成形速度高的場合，由于面壓區間短，所以認為傳動帶一側的表面光澤差。在上述實開平1-83092號公報相關的技術中，要使用彈性體，但是在傳動帶上包覆橡膠彈性體，因此有耐久性的問題。本發明的特征在于，具有壓花圖案的熱塑性樹脂板的制造方法所使用的制造裝置配備有表面用彈性材料包覆的第1輥，和在第1和第2輥之間卷繞裝著表面是鏡面的金屬制的無接頭傳動帶、通過上述金屬制的無接頭傳動帶與第1個輥接觸的第3個輥，被設計成毗鄰上述金屬制的無接頭傳動帶的形式，上述第3個輥的表面被加工成壓花圖案成形面，使用該制造裝置制造具有壓花圖案的熱塑性樹脂板的方法是，將熔融狀態的上述熱塑性樹脂板導入到與上述第1輥接觸的上述金屬無接頭傳動帶和上述第3個輥之間，用上述第1和第3個輥之間的擠壓力，一面使上述彈性材料彈性變形，一面用上述第1和第3個輥將上述熱塑性樹脂板面狀地接觸加壓，并復印壓花圖案同時進行冷卻，在此冷卻期間，當上述熱塑性樹脂板的樹脂為非結晶性樹脂的場合，要將上述第3個輥的表面溫度保持在露點～(樹脂Tg+20)℃下，而當上述熱塑性樹脂板的樹脂為結晶性樹脂的場合，上述第3個輥的表面溫度要保持在露點～(樹脂的m.p.-30)℃下，接著，用上述金屬制的無接頭傳動帶將該熱塑性樹脂板對著第3個輥面狀地接觸加壓和冷卻。所說的上述熔融狀態的熱塑性樹脂板，例如，是剛從擠壓機的模頭熔融擠出后的熱塑性樹脂板，或是將固態的熱塑性樹脂板加熱熔融了的樹脂板等。對于本發明中的熱塑性樹脂板而言，包括了只是厚度上相對不同的熱塑性樹脂薄膜的場合。另外，上述板材，可以是熱塑性樹脂板的單層或多層的任何一種板材。對于上述非結晶性樹脂而言，可以含有丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯、聚氯乙烯等。另外，還可以在這些樹脂中含有山梨糖醇系、苯甲酸鋁系、鈉系等的成核劑。上述熱塑性樹脂板的樹脂為非結晶性樹脂的場合，當第3個輥的表面溫度比(樹脂的Tg+20)℃高時，從第3個輥上剝離板時，容易發生型模錯位，所以優選在樹脂的Tg以下，更優選(樹脂的Tg-10℃)以下。對于上述結晶性樹脂而言，可以含有聚丙烯等。上述熱塑性樹脂板的樹脂為結晶性樹脂的場合，上述第3個輥的表面溫度比(樹脂的m.p.-30)℃高時，從第3個輥上剝離板時，容易發生型模錯位，所以優選在(樹脂的m.p.-50)℃以下，更優選(樹脂的m.p.-70)℃以下。為保持第3個輥在上述溫度范圍內，對于輥可以設置水冷式等的溫度調節手段。另外，最好也將上述無接頭傳動帶的溫度保持在與第3個輥相同的溫度下。在本發明中，金屬制的無接頭傳動帶的鏡面程度，用表面粗度表示為3S以下，優選1S以下，更優選0.5S以下。大于3S時，難以得到熱塑性樹脂板的良好的平滑表面。作為無接頭傳動帶的材質，可以使用不銹鋼、碳鋼、鈦合金、等等。無接頭傳動帶的厚度是任意的，但是例如0.3-1.5mm是理想的。比0.3mm薄時，帶的強度下降，耐久性劣化。比1.5mm厚時，必須使卷繞帶的輥徑加大，從而使裝置大型化。另外，加熱、冷卻的效率下降，從而使制造成本上升。上述彈性材料的材質是任意的，但是可以使用氟橡膠、硅橡膠、EPT、EPDM等。這些彈性材料中，為了提高熱傳導性，也可以含有銀、銅等金屬粉。彈性材料的厚度，為了得到彈性變形好的面壓，優選1mm以上，更優選3mm以上。比1mm薄時，彈性效果差，而且對熱塑性樹脂板的面狀接觸加壓區間減少。另外，由于緩沖性下降，在無接頭傳動帶與第3個輥之間的熱塑性樹脂板的導入部容易發生樹脂料壟。厚度的上限是50mm左右。比此厚時，容易發生耐久性和熱傳導性的問題。上述壓花圖案的具體形狀是任意的，例如若是作為重反射性板使用時，將圖案作成三角錐棱形切紋(立方棱形圖案)。構成圖案的連續排列的單元的大小是任意的，相似形即可。另外，卷繞金屬制的無接頭傳動帶的輥，至少有第1和第2兩個輥，例如還可以在該金屬制的無接頭傳動帶內再設置一個輥，用該輥使對著上述第1個輥的上述無接頭傳動帶進行冷卻或加熱。在本發明中，將熱塑性樹脂板導入與上述第一個輥接觸的上述金屬制的無接頭傳動帶，和上述第3個輥之間時，應使該熱塑性樹脂板在這些無接頭傳動帶和輥略微同時接觸的狀態下導入。由此可以使粘度低的熔融樹脂，一面隨著上述彈性材料的彈性變形，一面通過第3輥接受壓花圖案的良好復印，接著通過對于第3個輥的面狀接觸加壓和冷卻，可以防止形成的壓花圖案從模型上剝離時的圖案損壞現象，從而可以提高壓花圖案的重現性.另外，在使熱塑性樹脂板與金屬制的無接頭傳動帶或輥先接觸時，則在向熔融樹脂上完成壓花圖案的復印之前就已進行熔融樹脂的冷卻、固化。在本發明中，隨著上述彈性樹脂的彈性變形使上述熱塑性樹脂板面狀接觸加壓時的面壓為0.1MPa-20.0MPa，優選的是在伴隨上述彈性材料的彈性變形時使上述熱塑性樹脂板面狀接觸加壓時的面壓為0.01MPa-0.5MPa。使下限的面壓低于上述0.1MPa或0.01MPa時，復印和冷卻的效率下降。尤其是，在將壓花圖案復印到熱塑性樹脂板上時，如在面壓低的狀態下提高處理速度時，容易發生花紋模糊(一度復印的花紋圖案又回到原來的模型)。另外，使上限的面壓比上述20.0MPa或0.5MPa高時，傳動帶張力高，所以從傳動帶壽命的觀點看是不好的。具有本發明的壓花圖案的熱塑性樹脂板的制造裝置的特征在于，該裝置裝配有表面用彈性材料包覆的第1輥，和第1和第2輥中間繞裝的表面鏡面狀的金屬制的無接頭傳動帶，和表面加工成壓花圖案形成面的第3個輥，該第3個輥，通過上述金屬制的無接頭傳動帶與上述第1個輥接觸，而且設計成毗鄰上述金屬制的無接頭傳動帶的狀態。即，本發明是為實施上述制造方法的制造裝置。另外，為提高面對著第1個輥的上述金屬制的無接頭傳動帶的冷卻效率，在上述無接頭傳動帶內還可以再設置1個輥。在本發明中，上述彈性材料，其硬度(按照JISK6301A型標準)優選為95度以下。上述硬度大于95度時，彈力變小，當使熔融熱塑性樹脂板與第3個輥和金屬制的無接頭帶略微同時接觸的面狀接觸加壓時，容易發生樹脂料壟，所以上述彈性材料的硬度最好為60度以下。下面對圖面進行簡單地說明。圖1是具有關于本發明第1實施方案的壓花圖案的熱塑性樹脂板的制造方法中使用的制造裝置的概略圖。圖2是第1實施方案的壓花圖案形成用輥的放大圖。圖3是圖2的A-A線斷面圖。圖4是具有第1實施方案的壓花圖案的熱塑性樹脂板的放大圖。圖5是圖4的B-B線斷面圖。圖6是具有關于本發明第2實施方案的壓花圖案的熱塑性樹脂板的制造方法中使用的制造裝置的概略圖。[第1實施方案]參照圖1-5對具有關于本實施方案的壓花圖案的熱塑性樹脂板11的制造方法和制造裝置加以說明。首先說明具有本實施方案的壓花圖案的熱塑性樹脂板11的制造裝置的構成。該制造裝置由裝配的擠出機的T模頭12、和第1個輥13與第2個輥14之間繞裝的金屬制的無接頭傳動帶15、和通過該金屬制的無接頭傳動帶15與第1個輥13接觸的壓花圖案形成用的第3個輥33、和在第2個輥14附近設置的第4個輥17、和加壓熱塑性樹脂板11的2個加壓輥(托膜輥)34構成的。上述第1個輥13，其表面上包覆著硅橡膠等彈性材料18。該彈性材料18的硬度(根據JISK6301A型的標準)為95度以下，厚度為1mm-50mm。上述金屬制的無接頭傳動帶15，由不銹鋼等制成，具有表面粗度為0.5S以下的鏡面。第1和第2輥13和14的至少一方，其旋轉軸19與旋轉驅動裝置(圖中未表示)連接著。如圖2和3所示，上述壓花圖案形成用的第3個輥33，在其外周面上形成可使壓花圖案36(參見圖4和5)在熱塑性樹脂板11上形成的模型35。該模型35，是對應重反射性板用的三角錐棱形切紋的凹凸形狀。而且，該第3個輥33，為使其外周面的一部分毗接著金屬制的無接頭傳動帶，而配置在第1和第2個輥13、14間的無接頭傳動帶15向內側凹陷的位置上。即，在制造具有壓花圖案的熱塑性樹脂板11時，無接頭傳動帶15和該無接頭傳動帶15上的板11形成卷繞在第3個輥33的外周面的一部分的狀態下進行蠕動。上述2個加壓輥34，是以從無接頭傳動帶15的里側對著壓花圖案成形輥33將熱塑性樹脂板11進行加壓的形式配置著的。上述第4個輥17是，使熱塑性樹脂板11通過無接頭傳動帶15在第2個輥14的外周面的一部分上成面狀接觸加壓地引導板11。對于上述各輥13、14、32、33，設置有可以調節表面溫度的水冷式等的溫度調節裝置(圖中未表示)。在圖1中如點劃線所示，為提高面向第1個輥13的金屬制的無接頭傳動帶15的冷卻效率，也可以在無接頭傳動帶15內的第1個輥13的前方設置另外的輥32。以下說明，具有使用上述制造裝置的本實施方案的壓花圖案的熱塑性樹脂板11的制造方法。首先，對第3個輥33的表面溫度進行控制，在熱塑性樹脂板11的樹脂為非結晶性樹脂時，保持在露點～(樹脂的Tg+20)℃下，而在熱塑性樹脂板11的樹脂為結晶性樹脂時，保持在露點～(樹脂的m.p.-30)℃下。而且，將由擠出機的T模頭12熔融擠出的熱塑性樹脂板11導入到，與第1個輥13接觸的無接頭傳動帶15和，與壓花圖案成形用輥33略微同時接觸的兩輥13、33之間。用兩個輥13、33對板11接觸加壓和冷卻。此時，彈性材料18，被第1和第3個輥13、33之間的擠壓力壓縮發生彈性變形，彈性材料18在從彈性變形的兩輥13、33的中心的角度θ1部分，板11通過兩輥13、33被面狀接觸加壓并復印輥33的模型35。對于此時的板11的面壓為0.1MPa-20.0MPa。接著將該熱塑性樹脂板11在無接頭傳動帶15上對著輥33進行接觸加壓和冷卻。通過無接頭傳動帶15用加壓輥34擠壓到輥33側的板11，在從輥33的中心的角度θ2處與輥33毗鄰，板11，在該毗接角度θ2部分通過輥33與無接頭傳動帶15進行面狀接觸加壓。對于此時的板11的面壓為0.01MPa-0.5MPa。其次，使無接頭傳動帶15轉動并使熱塑性樹脂板11移向第2個輥14。此處，將成形該壓花圖案的板11通過無接頭傳動帶15接觸加壓在第2個輥14上的同時進行冷卻。用第4個輥17導向并毗鄰在該輥14的板11在從輥14的中心的角度θ3部分在無接頭傳動帶15上進行面狀接觸加壓。此時的面壓為0.01MPa-0.5MPa。按照本實施方案，在第1個輥13和壓花圖案成形用輥33的角度θ1部分，使彈性材料18變形的同時通過無接頭傳動帶15由輥13、33使板11面狀接觸加壓的同時進行冷卻并在板11上復印花紋圖案36，所以可以對熔融擠出的熱塑性樹脂板11在高速度下成形壓花圖案36。而且得到的具有壓花圖案36的板11透明性是很好的。另外，在上述面狀接觸加壓和冷卻后，在壓花圖案形成用輥33的毗鄰角度θ2部分進行用無接頭傳動帶15和輥33的板11的面狀接觸加壓和冷卻，進而，在第2個輥14的角度θ3部分進行用無接頭傳動帶15和第2個輥14的板11的面狀接觸加壓和冷卻，所以可以使熱塑性樹脂板11的透明性更好。[第2實施方案]參照圖6，說明具有本實施方案的壓花圖案的熱塑性樹脂板11的制造方法及制造裝置的實施方案。本實施方案的制造裝置與第1個實施方案的制造裝置相比有下面幾點不同。在該制造裝置的構成中，不設置第1實施方案中的第4個輥17，除此之外同樣地配備有彈性材料18包覆的第1個輥13、第2個輥14、金屬制的無接頭傳動帶15和第3個輥33。使用該制造裝置的熱塑性樹脂板11的制造方法與第1實施方案相同，只是沒有用第1實施方案的第4個輥17導向的板11向無接頭傳動帶15的面狀接觸加壓和冷卻。即，將從擠出機的T模頭12擠出的熔融熱塑性樹脂板11導入到第1和第3個輥13、33之間，再用第1和第3輥13、33對板11進行面狀接觸加壓和冷卻，接著，用上述鏡面的無接頭傳動帶15，將該熱塑性樹脂板11對著第3個輥33進行面狀接觸加壓和冷卻。若用本實施方案，在第1和第3輥13、33的角度θ1部分，一面使彈性材料18進行彈性變形，一面通過無接頭傳動帶15用輥13、33使板11面狀接觸加壓同時冷卻并在板11上復印花紋圖案36，所以可以在高速度下對熔融擠出的熱塑性樹脂板11形成壓花圖案36。而且，得到的具有壓花圖案的板11透明性良好。另外，除了施以上述面狀接觸加壓和冷卻，通過在壓花圖案成形用輥33的毗接角度θ2部分的無接頭傳動帶15和輥33的板11的面狀接觸加壓和冷卻，可使熱塑性樹脂板11的透明性更好。實施例1在上述第1實施方案中，制造裝置和制造方法的具體條件如下所述。單軸擠出機的螺旋直徑···65mm、T模頭的寬···600mm。熱塑性樹脂···聚氯乙烯(聚合度1000、Tg60℃)50重量份。樹脂添加劑···增塑劑DOP(二-2-乙基己基鄰苯二甲酸酯)45重量份。穩定劑硬脂酸鋅丙烯酯0.1重量份、硬脂酸鋇0.1重量份。熱塑性樹脂板的厚度···0.3mm。彈性材料的材質···硅橡膠、厚度···10mm、硬度···50度。線速度···3m/min。第3個輥的表面溫度···50℃。實施例2在實施例1的制造方法中，只是改變板原料和第3個輥的表面溫度。熱塑性樹脂···聚丙烯(m.p.160℃)。第3個輥的表面溫度...70℃。實施例3在實施例1的制造方法中，只是改變板原料和第3個輥的表面溫度。熱塑性樹脂···聚碳酸酯(Tg145℃)。第3個輥的表面溫度···140℃。比較例1在實施例1中，只改變第3個輥的表面溫度。第3個輥的表面溫度···85℃。比較例2在實施例2中，只改變第3個輥的表面溫度。第3個輥的表面溫度···140℃。比較例3在實施例3中，只改變第3個輥的表面溫度。第3個輥的表面溫度···170℃。對于用上述實施例1-3和比較例1-3，所制得的熱塑性樹脂板的性能進行了評價，其結果示于下述表1中。表的性能欄的評價基準，如下所述。◎···被認為有充分的重反射性能。×···未看到有重反射性能。表1</tables>從表1可見，由實施例1-3得到的具有壓花圖案的熱塑性樹脂板11，是使用本實施方案的制造裝置，并使第3個輥33的表面溫度，在熱塑性樹脂板11的樹脂為非結晶性樹脂的場合，為露點～(樹脂的Tg+20)℃，在熱塑性樹脂板11的樹脂是結晶性樹脂的場合，為露點～(樹脂的m.p.-30)℃的條件下制造的，所以能很好地復印模型35，并能得到具有充分的重反射性能的產品。另一方面，按照比較例1，雖然使用實施方案的制造裝置制造出了具有壓花圖案的熱塑性樹脂板，但是由于比第3個輥33的表面溫度(樹脂的Tg+20)℃的80℃時還高，所以在模型剝離時，引起圖案損壞，模型復印不良，從而不能看到充分的重反射性。若用比較例2，使用實施方案的制造裝置制造出了具有壓花圖案的熱塑性樹脂板，但是由于比第3個輥33的表面溫度(樹脂的m.p.30)℃的130℃時還高，所以引起模型剝離時的圖案損壞，使模型復印不良，所以不能看到重反射性能。若用比較例3，使用實施方案的制造裝置制造出了具有壓花圖案的熱塑性樹脂板，但是由于比第3個輥33的溫度(樹脂的Tg+20)℃的165℃時還高，所以與上述比較例一樣不能見到重反射性能。權利要求1具有壓花圖案的熱塑性樹脂板的制造方法，其特征在于，具有壓花圖案的熱塑性樹脂板的制造方法所用的制造裝置配備有，表面用彈性材料包覆的第1個輥、和第1和第2個輥之間繞裝的表面鏡面的金屬制的無接頭傳動帶、和通過上述金屬制的無接頭傳動帶而與上述第1個輥接觸的第3個輥被設計成毗鄰上述金屬制的無接頭傳動帶的形式，并且上述第3個輥的表面加工成壓花圖案形成面，該制備方法是，將熔融狀態的上述熱塑性樹脂板導入到與上述第1個輥接觸的上述金屬制無接頭傳動帶和上述第3個輥之間，用上述第1個輥和第3個輥之間的壓力，一面使上述彈性材料進行彈性變形，一面用上述第1和第3個輥使上述熱塑性樹脂板被面狀地接觸加壓，進行復印壓花圖案同時進行冷卻，在此冷卻之際，對于上述熱塑性樹脂板的樹脂是非結晶性樹脂的場合，將上述第3個輥的表面溫度保持在露點～(樹脂的Tg+20)℃下，而對于上述熱塑性樹脂板的樹脂為結晶性樹脂的場合，將第3個輥的表面溫度保持在露點～(樹脂的m.p.-30)℃下，接著，用上述金屬制的無接頭傳動帶將該熱塑性樹脂板對著第3個輥進行面狀地接觸加壓和冷卻。2權利要求1的具有壓花圖案的熱塑性樹脂板的制造方法，其特征在于，在上述冷卻時，對于上述熱塑性樹脂板的樹脂是非結晶性樹脂的場合，將上述第3個輥的表面溫度保持在露點～樹脂的Tg℃下，而對于上述熱塑性樹脂板的樹脂是結晶性樹脂的場合，將上述第3個輥的表面溫度保持在露點～(樹脂的m.p.-50)℃。3如權利要求1的具有壓花圖案的熱塑性樹脂板的制造方法，其特征在于，伴隨上述彈性材料的彈性變形，使上述熱塑性樹脂板進行面狀接觸加壓時的面壓為0.1MPa-20.0MPa，在不伴有上述彈性材料的彈性變形時，使上述熱塑性樹脂板進行面狀接觸加壓時的面壓為0.01MPa-0.5MPa。4權利要求1的具有壓花圖案的熱塑性樹脂板的制造方法，其特征在于，上述金屬制的無接頭傳動帶的鏡面程度，用表面粗度表示時為3S以下。5具有壓花圖案的熱塑性樹脂板的制造裝置，其特征在于，該裝置配備有表面用彈性材料包覆的第1個輥、繞裝在第1和第2個輥之間的表面鏡面的金屬制的無接頭傳動帶和表面加工成壓花圖案形成用面的第3個輥，該第3個輥通過上述金屬制的無接頭傳動帶與上述第1個輥接觸，并設計成毗接上述金屬制的無接頭傳動帶的形式。6權利要求5的具有壓花圖案的熱塑性樹脂板的制造裝置，其特征在于，上述彈性材料，其硬度(根據JISK6301A型標準)為95度以下。7權利要求5的具有壓花圖案的熱塑性樹脂板的制造裝置，其特征在于，上述彈性材料，其硬度(根據JISK6301A型標準)為60度以下。8權利要求5的具有壓花圖案的熱塑性樹脂板的制造裝置，其特征在于，上述彈性材料的厚度，為1mm-50mm。全文摘要有壓花圖案的熱塑性樹脂板的制法,1輥13表面包覆有彈性材料18;1、2輥(13,14)間以金屬制的無接頭傳動帶15相連;1、3輥(13,33)相鄰、中間介有傳動帶15。將熔態熱塑性板11導入3輥與傳動帶之間;通過1、3輥的擠壓使材料18彈性變形,并使1、3輥與板11進行面狀壓接,以復印花紋圖案同時冷卻。板11是非晶樹脂時,使3輥表面保持在露點至(樹脂Tg+20)℃;板11是熱塑性樹脂時則保持在露點～(樹脂熔點－30)℃。繼續進行面狀壓接和冷卻。文檔編號G02B5/12GK1180011SQ9711093公開日1998年4月29日申請日期1997年3月6日優先權日1997年3月6日發明者藤井淳司,船木章,森脅隆次申請人:出光石油化學株式會社