製備樹脂片的方法

2023-08-06 14:50:16

專利名稱：製備樹脂片的方法
技術領域：
本發明涉及一種製備樹脂片的方法，更具體地涉及一種製備適用於安 置在各種顯示裝置或各種光學裝置的背面上的導光板的樹脂片的方法。
背景技術：
關於在各種光學裝置中使用的樹脂片，菲涅耳透鏡(Fresnel lenses)和雙 曲透鏡(lenticular lenses)被使用於寬泛的多種領域中。這些樹脂片在表面上 具有圖案化的突起(projections)和凹陷(depressions)，並且歸因於這樣的突 起和凹陷，菲涅耳透鏡和雙曲透鏡具有它們的光學性質。
對於製備這樣的樹脂片的方法，迄今為止已經提出了各種建議(見專利 文件1至4)。在所有的這些技術中，使用了輥成形以提高生產率。
例如，在專利文件l中，己經通過在從輥上釋放樹脂片以前對冷卻裝 置進行特別配置而改善了可轉印性。專利文件2公開了一種使用在其周圍 巻繞有模頭的輥來製備菲涅耳透鏡的方法。
在專利文件3中，將熱緩衝器(heatbuffer)放入到成形輥的內部，以提 高生產率和可轉印性。在專利文件4中，使用電暈放電，以提高可轉印性 並且減少缺陷。
在這些常規技術中，典型的輥成形技術使用圖6中示例的構造。該裝 置包括片用模頭2，該模頭2將在擠出機(未示出)中熔融的樹脂材料1 成形為片；表面上具有突起和凹陷的衝壓輥3;與衝壓輥3相對安置的鏡 面拋光輥4;以及面對衝壓輥3且安置在鏡面拋光輥4對面上的釋放用鏡 面拋光輥5。
通過衝壓輥3和鏡面拋光輥4壓制從模頭2擠出的片狀樹脂材料1， 以將在衝壓輥3的表面上的突起和凹陷轉印到樹脂材料1，然後將該樹脂 材料1巻繞在釋放用鏡面拋光輥5上，以將其從衝壓輥3上釋放。[專利文件1]日本專利申請公開8-31025 [專利文件2]日本專利申請公開7-314567 [專利文件3]日本專利申請公開2003-53834 [專利文件4]日本專利申請公開8-287530

發明內容
本發明要解決的問題
然而，上述技術全部涉及製備相對薄的樹脂片，因而不適於製備相對 厚的樹脂片。特別是，當製備通過模塑在寬度方向上具有寬的厚度分布的 樹脂片時，難以獲得需要的截面形狀。
例如，當將PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯樹脂)在擠出後進行輥成形，並 且在寬度方向上給定厚度分布，以在最厚部分和最薄部分之間的厚度產生 1 mm或更多的厚度差時，產生的片所具有的問題是片的表面或另一個 表面變得不均勻(由樹脂通過固化的收縮、彈性回復分布(elastic recovery distributkm)而產生的縮孔)；表面輪廓的全部轉印率減小；並且不能轉印銳 緣形狀(sharp edge forms)。
本發明是考慮到這些的情形而進行的，並且旨在提供一種製備特別適 用於安置在各種顯示裝置或各種光學裝置的背面上的導光板的樹脂片的 方法，該方法可以在製備通過模塑在寬度方向上具有寬的厚度分布的樹脂 片時給出需要的截面形狀。
解決問題的手段
為了實現前述目的，本發明提供了一種製備樹脂片的方法，該方法包 括以下步驟
通過壓花輥和夾輥壓制從模頭擠出的片狀樹脂材料和進料到樹脂材料 一側的墊片，所述的夾輥以樹脂材料在壓花輥側而墊片在夾輥側這樣的方 式與壓花輥相對安置，
將壓花輥的表面上的突起和凹陷轉印至樹脂材料，和 將轉印後的樹脂材料和墊片的層壓材料巻繞在與壓花輥相對安置的釋 放輥上，以將該層壓材料從壓花輥上釋放。
根據本發明，通過壓花輥和夾輥壓製片狀樹脂材料和墊片的層壓材料， 從而將突起和凹陷轉印至樹脂材料，並且將該層壓材料巻繞在釋放輥上， 以將其從壓花輥上釋放。由於如上所述，樹脂材料的背面由墊片支持，因 此幾乎不發生模塑以後立即產生在背面上的不均勻性；並且由於通過模塑 後立即在早期階段冷卻或固定而抑制了在下遊(downstream)中的變形，因 此即使在通過模塑在寬度方向上具有寬的厚度分布的樹脂片的情況下，也 可以獲得需要的截面形狀。
在本發明中，優選的是，轉印至樹脂材料的突起和凹陷在樹脂材料的 寬度方向上的最厚部分和最薄部分之間產生lmm或更大的厚度差。在本 發明中，還優選的是，樹脂材料在最薄的部分的厚度為5mm或更小。如 上所述，本發明具有成形過去難以模製的截面形狀的樹脂材料的益處。
在本發明中，優選的是，墊片是具有比樹脂材料的玻璃化轉變溫度Tg2 高的玻璃化轉變溫度Tg,的樹脂片。當如上所述，墊片的熱變形小於樹脂 材料的熱變形時，可以實現本發明的益處。
"玻璃化轉變溫度Tg"是指有機聚合物材料從低溫玻璃態轉變至高溫 過冷液體或橡膠樣物質時的溫度。
在本發明中，優選的是，墊片在使用時的縱向彈性模量為lxl09N/m2 或更大。當墊片具有於此所述的在適當範圍內的縱向彈性模量(所謂的楊氏 模量)時，由於墊片的剛性，就可以防止樹脂材料的過度變形，從而可以實 現本發明的益處。
在本發明中，優選的是，墊片的厚度為0.01至1.0 mm。具有這樣的 厚度的墊片提供了適當的撓性和剛性，從而可以表現本發明的益處。
在本發明中，優選的是，在從壓花輥釋放轉印後的樹脂材料和墊片以 後，將墊片從樹脂材料上剝離；或將墊片從在壓花輥上的樹脂材料剝離。 在此情況下，墊片是在轉印以後從樹脂材料剝離的，因而處理產物樹脂材 料就變得更容易。
在本發明中，優選的是，對從樹脂材料剝離的墊片進行清潔。當再使 用墊片時，對剝離以後的墊片的這樣的清潔是有利的。
在本發明中，優選的是，提供用於連續進料墊片的片進料裝置(sheet feeding device),以及用於接收墊片的片巻繞裝置(sheet winding device)。由
於提供了這樣的片進料裝置和片巻繞裝置，對墊片的處理就變得非常容 易。
在本發明中，優選的是，墊片在接觸樹脂材料的基本上整個表面上具 有突起和凹陷，並且該突起和凹陷被轉印至樹脂材料上。如此處所述，當 將通過例如壓花、擦刷、噴砂或噴丸所形成的突起和凹陷，或稜鏡形突起 和凹陷形成在接觸樹脂材料的墊片的基本上整個表面上時，可以將它們的 相反形狀形成在樹脂材料的背面上。
發明效果
如上所述，根據本發明，即使在樹脂片通過模塑在寬度方向上具有寬 的厚度分布的情況下，也可以獲得需要的截面形狀。
附圖簡述


圖1是示例本發明應用的用於樹脂片的生產線的一個實例的結構圖； 圖2是示例模塑後的樹脂材料的線性切割邊緣(linearly cut edge)的透 視圖3是示例模塑後的樹脂材料的線性切割邊緣的透視圖4是示例本發明應用的用於樹脂片的生產線的另一個實例的結構
圖5是示例本發明應用的用於樹脂片的生產線的又一個實例的結構 圖；禾口
圖6是示例用於樹脂片的常規生長線的一個實例的結構圖。 符號描述
10, IO'...用於樹脂片的生產線，12...模頭，14...樹脂材料，16...壓花 輥，18...夾輥，18A， 18B, 18C ...夾輥，20…墊片，22 ...導輥，24...釋放 輥，26...片進料裝置，28...片巻繞裝置，30...逐漸冷卻區，32...剝離部分， 34...浮動輥，36...驅動輥，38,40...冷卻裝置
實施本發明的最佳方式
以下，通過參考附圖來詳細描述本發明的製備樹脂片的方法的一個優 選實施方案(第一實施方案)。圖1是示例本發明製備樹脂片的方法應用的 用於樹脂片的生產線的一個實例。
用於樹脂片的生產線IO是由以下方面組成的用於將擠出機11中熔 化的樹脂材料14形成為片的片用模頭12;表面上具有突起和凹陷的壓花 輥16;與壓花輥16相對安置的夾輥18;與壓花輥16相對安置的釋放輥
24;用於連續進料墊片20的片進料裝置26;用於收集墊片20的片巻繞裝 置28;和支持樹脂材料14和墊片20轉移的多個導輥22、 22...。
設計模頭12的狹縫尺寸，使得擠出的熔融樹脂材料14寬於壓花輥16 的壓花；並且如此安置，使得將來自模頭12的熔融樹脂材料14擠出到壓 花輥16和夾輥18之間的區域。
壓花輥16在它的表面上具有圖案化的突起和凹陷。該圖案化的突起和 凹陷可以具有與例如表示於圖2中的在模塑以後的樹脂材料14的形狀相 反的形狀。圖2是示例在模塑後的樹脂材料14的線性切割邊緣14A的透 視圖。
具體地，樹脂材料14具有平坦的背面，並且在樹脂材料14的表面上 形成有平行於箭頭的線性突起和凹陷圖案。該箭頭表示樹脂材料14的移 動方向(traveling direction)。因而，可以在壓花輥16的表面上形成具有與 邊緣14A的形狀相反的形狀的環形凹槽。隨後將詳細地描述在樹脂材料 14的表面上的突起和凹陷圖案。
關於壓花輥16的材料，適用的有各種鋼構件、不鏽鋼、銅、鋅、黃銅、 具有由這樣的金屬所製造的芯以及在表面上襯有橡膠的材料、鍍有HCr、 Cu或Ni的那些金屬材料、陶瓷和各種複合材料。
關於在壓花輥16的表面上形成突起和凹陷圖案的方法，一般優選採用 的是用NC車床切割和拋光(buffmg fmish)的組合，儘管該方法依賴於突起 和凹陷圖案的間距(pitches)和深度，或壓花輥16表面的材料。還可以採用 其它已知的加工方法，例如研磨、超聲波機械加工、放電機械加工。
壓花輥16表面的表面粗糙度Ra優選為0.5 pm或更小，更優選0.2 pm 或更小。壓花輥16是在圖1中箭頭的方向上，通過未示出的驅動構件以預定的 圓周速度旋轉驅動的。壓花輥16還配備有溫度控制裝置。這樣的溫度控
制裝置可以控制和防止歸因於加熱至高溫的樹脂材料14而導致的壓花輥 16的溫度上升，或輥溫度的急劇下降。
對於這樣的溫度控制裝置，優選採用其中溫度受控的油在輥內部循環 的構造(configuration)。可以依靠其中使迴轉接頭安置在輥的末端的構造來 供給和排放油。在圖1的用於樹脂片的生產線10中使用了此溫度控制裝 置。
夾輥18與壓花輥16相對安置，並且與壓花輥16 —起壓制樹脂材料 14和堆積在它的背面上的墊片20，並且被布置在移動方向上的上遊，與 壓花輥16相同的高度。
夾輥18的表面優選是鏡面拋光的。這樣的表面使得在模塑後的樹脂材 料14的背面處於良好的狀態。夾輥18表面的表面粗糙度Ra優選為0.5 pm 或更小，更優選0.2pm或更小。
關於夾輥18的材料，適用的是各種鋼構件、不鏽鋼、銅、鋅、黃銅、 具有由這樣的金屬所製造的芯以及在表面上襯有橡膠的材料、鍍有HCr、 Cu或Ni的那些金屬材料、陶瓷和各種複合材料。
夾輥18是在圖1中箭頭的方向上，通過未示出的驅動構件以預定的圓 周速度旋轉驅動的。還可以是其中沒有驅動構件連接至夾輥18的構造， 但是為了使樹脂材料14的背面處於良好的狀態，優選連接驅動構件。
夾輥18配備有加壓裝置(未示出)，使得在預定的壓力下壓制存在於夾 輥18和壓花輥16之間的樹脂材料14。加壓裝置在夾輥18和壓花輥16 的接觸點的法線方向上施加壓力，並且可以使用已知的裝置例如電動裝 置、氣缸或水壓力缸。
對於夾輥18，還可以使用其中幾乎不產生歸因於對壓制力的反應力而 產生的撓曲(deflection)的構造。對於這樣的構造，可以採用其中將墊輥 提供在夾輥18之後(從壓花輥16的相對面)的構造；使用冠狀形式(在中心 更寬)的構造;具有強度分布使得輥在輥軸方向上的中心具有更大剛性的構 造；或它們的組合。
夾輥18具有溫度控制裝置。夾輥18的最佳預調溫度的選擇基於樹脂
材料14的材料、樹脂材料14在熔化(例如，在模頭12的狹縫出口)時的溫 度、樹脂材料14的轉印率、壓花輥16的外徑和壓花輥16的突起和凹陷 圖案。
對於夾輥18的溫度控制裝置，優選採用的是其中溫度受控的油在輥內 部循環的構造。可以依靠其中使迴轉接頭安置在輥的末端的構造來供給和 排放油。在圖1的用於樹脂片的生產線10中使用了此溫度控制裝置。
關於其它的溫度控制裝置，可以使用己知的裝置例如包埋在輥內的夾 套加熱器和布置在輥的附近的介電加熱裝置。
對於墊片20，可以使用樹脂膜和金屬箔(鋁片巻(web)、鐵、不鏽鋼、 銅、黃銅、鋅等)。作為樹脂膜的材料，可以使用已知的材料，例如聚乙烯、 聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、 聚醯胺、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、雙軸取向聚對苯二甲酸乙二醇酯、 聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醯胺-醯亞胺、聚醯亞胺、芳族聚醯胺、三乙酸纖 維素、乙酸-丙酸纖維素和二乙酸纖維素。這些中，特別優選使用的是聚對 苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚醯胺。
如上所述，優選的是墊片20具有比樹脂材料14的玻璃化轉變溫度Tg2 更高的玻璃化轉變溫度Tg,。當如上所述，墊片20的熱變形小於樹脂材料 14的熱變形時，可以防止墊片20的變形，從而可以表現本發明的益處。
此外，如上所述，優選的是墊片20在使用時的縱向彈性模量為lxl09 N/n^或更大。當墊片20具有在適當範圍內的縱向彈性模量(所謂的楊氏模 量)時，由於墊片20的剛性，就可以防止樹脂材料14的過度變形，從而可 以表現本發明的益處。
此外，如上所述，優選的是墊片20的厚度為0.5至100 pm。具有這 樣的厚度的墊片20提供了適當的撓性和剛性，從而可以表現本發明的益 處。
關於墊片20的寬度，優選的是墊片具有與樹脂材料14基本上相同的 寬度。關於墊片的長度，通常使用長度為1000至100000 m的墊片。然而， 還可以使用除了這些以外的尺寸。
可以預先對這些墊片20進行電暈放電、等離子處理、粘合改進、熱處 理或除塵。墊片20在0.25 mm的截去值(cut-off value)時的表面粗糙度Ra
優選為3至10nm。
可以將通過例如壓花、擦刷、噴砂或噴丸所形成的突起和凹陷，或稜 鏡形突起和凹陷形成在與樹脂材料14接觸的墊片20的基本上整個表面 上。由此，可以將它們的相反形狀形成在樹脂材料的背面上。
片進料裝置26連續地送出墊片20，並且送出墊片20的斜輥(web roller)26A以及新的(備用)斜輥26B被布置在支持臂26D的兩個末端，其 中墊片20斜輥26A圍繞巻繞。在連續轉移墊片20的同時，通過以支持點 26C作為旋轉中心的支持臂26D的旋轉，送出墊片20的斜輥26A就可以 由新的(備用)斜輥26B所代替。
將從片進料裝置26進料的墊片20通過導輥22提供在樹脂材料14的 背面上，並且轉移至壓花輥16和夾輥18之間的區域。
釋放輥24與其上巻繞有樹脂材料14和墊片20的層壓材料的壓花輥 16相對安置，以將樹脂材料14從壓花輥16上釋放。釋放輥24被布置在 夾輥18穿過壓花輥16的下遊的180度。關於釋放輥24的位置，不同於 以上的模式也是適用的。
優選釋放輥24的表面是鏡面拋光的。這樣的表面使得在模塑後的樹脂 材料14的背面處於良好的狀態。釋放輥24的表面的表面粗糙度Ra優選 為0.5pm或更小，更優選0.2 !xm或更小。
作為釋放輥24的材料，適用的是各種鋼構件、不鏽鋼、銅、鋅、黃銅、 具有由這樣的金屬所製造的芯以及在表面上襯有橡膠的材料、鍍有HCr、 Cu或Ni的那些金屬材料、陶瓷和各種複合材料。
釋放輥24是在圖1中箭頭的方向上，通過未示出的驅動構件以預定的 圓周速度旋轉驅動的。還可以是其中沒有驅動構件連接至釋放輥24的構 造，但是為了使樹脂材料14的背面處於良好的狀態，優選連接驅動構件。
釋放輥24配備有溫度控制裝置。通過調節至適當的預調溫度，就可以 在樹脂材料14的表面上形成處於良好狀態的突起和凹陷。
優選的是，為了監測在上述輥和樹脂材料14的一些部分的表面溫度， 提供表面溫度測量裝置(未示出)。對於這樣的表面溫度測量裝置，可以使 用各種己知的裝置，例如紅外測溫計和輻射溫度計。
表面溫度測量裝置在以下部位測量表面溫度，例如，在存在於模頭12
和壓花輥16之間的樹脂材料14的寬度方向上的幾個點；直接在釋放輥24 以後的樹脂材料14的寬度方向上的幾個點；或巻繞在壓花輥16或釋放輥 24上的樹脂材料14的寬度方向上的幾個點(輥的相對面)。
還可以將通過表面溫度測量裝置監測的結果作為反饋發送至輥和模頭 12的溫度控制裝置，從而反映在輥的溫度控制中的結果。備選地，在沒有 表面溫度測量裝置的情況下用前饋控制的操作也是適用的。
在表示於圖1中的用於樹脂片的生產線IO或它的下遊中，還優選採用 用於檢測樹脂材料14張力的張力檢測裝置，或用於檢測樹脂材料14的厚 度的厚度檢測裝置(厚度傳感器)。可以將在這樣的檢測裝置中的檢測結果 與預調值比較，並且作為反饋發送至隨後所述的拉伸控制(第二實施方案)。
提供逐漸冷卻區30(或退火區)，使得防止了樹脂材料14在釋放輥24 的下遊的迅速溫度變化。當樹脂材料14經受迅速溫度變化時，樹脂材料 14的內部例如保持塑性(plastic)，而表面和它的鄰近區域已經是彈性的， 並且歸因於由在內部中的固化所導致的收縮，惡化了樹脂材料14的表面 輪廓。此外，歸因於樹脂材料14的表面和背面之間的溫度差，可能使樹 脂材料14翹曲。
可以在水平方向上如隧道(tunnel)—樣形成逐漸冷卻區30，並且可以採 用其中在隧道中提供有溫度控制裝置以控制樹脂材料14的冷卻溫度分布 的構造。對於溫度控制裝置，可以使用已知的裝置，例如配置用於通過多 個噴嘴對樹脂材料14供給溫度受控的空氣(熱空氣或冷空氣)的裝置，或配 置用於通過加熱裝置(尼克羅姆鎳鉻電阻絲加熱器、紅外線加熱器、介電加 熱裝置等)加熱樹脂材料14的兩邊的裝置。
在逐漸冷卻區30(或退火區)的下遊，布置有剝離部分32。在剝離部分 32中，樹脂材料14由導輥22、 22...支持並且直接轉移至右方，而墊片20 由導輥22、 22...支持並且轉移至右下方。
當如此處所述在剝離部分32將墊片20從樹脂材料14剝離時，處理產 物樹脂材料14就變得更容易。
在剝離部分32的下遊，對於樹脂材料14以如下順序提供:洗滌單元(洗 滌區)、缺陷檢查單元(檢査區)、層壓單元、切邊機、橫切機和收集空間(未 示出)。
在這些中，壓層單元用於將保護膜(聚乙烯膜等)粘合至樹脂材料14的
兩邊。切邊機切去在樹脂材料14的寬度方向上的兩個邊緣(廢料部分)，而 橫切機將樹脂材料14均勻地切割成為預定的長度。 取決於目的，可以省略以上單元的某些。
在剝離部分32的下遊，對於墊片20，順次提供有浮動輥34、清潔 裝置(未示出)、驅動輥36和片巻繞裝置28。
在這些中，浮動輥34調節墊片20的張力，並且由旋轉支座34A、在 一個末端由旋轉支座34A支持的旋轉臂34B,和在旋轉臂34B的另一個末 端上支持的輥34C組成。通過在圖中的箭頭方向上推動旋轉臂34B，就可 以控制墊片20的張力。
清潔裝置去除沉積在墊片20的表面上的汙染物例如灰塵，並且可以採 用各種己知的裝置，例如用於將清潔帶或清潔輥壓至墊片20的裝置，或 用於對墊片20噴射去靜電清潔空氣(可能的是，氮氣等)的裝置。
驅動輥36是用於轉移墊片20，同時由輥36A和輥36B夾住(夾持)墊 片20的機械裝置，其中輥36A和輥36B的至少一個被旋轉驅動。
片巻繞裝置28接收墊片20。將收集墊片20的巻繞芯28A和新的(備 用)巻繞芯28B布置在支持臂28D的兩個末端上，其中墊片20圍繞巻繞芯 28A巻繞。在連續轉移墊片20的同時，通過以支持點28C作為旋轉中心 的支持臂28D的旋轉，收集墊片20的巻繞芯28A就可以由新的(備用)巻 繞芯28B所代替。
現在描述在於圖1中示出的用於樹脂片的生產線IO上製備樹脂片的方法。
在本發明中使用的樹脂材料14可以是熱塑性樹脂，並且它的實例包括 聚甲基丙烯酸甲酯樹脂(PMMA)、聚碳酸酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、MS樹 脂、AS樹脂、聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、 聚氯乙烯樹脂(PVC)、熱塑性彈性體、它們的共聚物和環烯烴聚合物。
通過壓花輥16和相對於壓花輥16安置的夾輥18，壓制從模頭12擠 出的片狀樹脂材料14和由片進料裝置26進料並且供給在樹脂材料14的 背面上的墊片20的壓層材料，從而將在壓花輥16的表面上的突起和凹陷 轉印至樹脂材料14上，並且將樹脂材料14和墊片20的壓層材料巻繞在與壓花輥16相對安置的釋放輥24上，以將其從壓花輥16上釋放。
從壓花輥16釋放的樹脂材料(具有墊片20的層壓材料)在水平方向上 轉移，在通過逐漸冷卻區30的同時逐漸冷卻，並且當除去應變時，墊片 20在剝離部分32被分離，然後將樹脂材料14切割成為預定的長度，並且 作為樹脂片產品而儲存在下遊的產品收集區中。
另一方面，通過清潔裝置將在剝離部分中與樹脂材料14分離的墊片 20上的汙染物去除，並且將墊片20巻繞和收集在片巻繞裝置28的巻繞芯 28A上。圍繞巻繞芯28A巻繞的墊片20是可以再用的。
在樹脂片14的製備中，樹脂材料14從模頭12中擠出的擠出速率可以 為0.1至50m/分鐘，優選0.3至30m/分鐘。相應地，壓花輥16的圓周速 度、夾輥18的圓周速度和墊片20的轉移速度與以上速率基本上一致。 優選的是將在輥的速率中的波動控制在相對於預調值的1%內。 基於線壓(line pressure basis)(由假定夾輥歸因於彈性變形的平面接觸 是線接觸而換算的值)，從夾輥18施加給壓花輥16的壓力優選為0至200 kN/m (0至200 kgfi^cm)，更優選0至100 kN/m (0至100 kgf7cm)。
優選的是夾輥18和釋放輥24的溫度是分別控制的。還優選的是在釋 放輥24上的樹脂材料14的溫度不高於該樹脂的軟化點Ta。當將聚甲基丙 烯酸甲酯樹脂用作樹脂材料14時，釋放輥24的預調溫度可以是50至 ll(TC。
以下詳細描述樹脂材料14的表面上的突起和凹陷圖案。如上所述，圖 2是示例模塑後的樹脂材料14的線性切割邊緣14A的透視圖。樹脂材料 14具有平坦的背面。
樹脂材料14上的突起和凹陷圖案是在縱向(在圖中由箭頭表示的方向) 上線性地延伸的突起和凹陷圖案。此圖案具有V型凹槽50和錐形部分52、 52的重複，所述的V型凹槽50形成在樹脂材料14的最厚部分14B上， 並且所述錐形部分52、 52的厚度從V型凹槽50的兩個邊緣向樹脂材料 14的最薄部分14C線性地降低。換言之，該圖案具有V型凹槽50和在兩 側上與V型凹槽50中心線軸對稱的錐形部分52、 52的單元(l間距)的連 續輪廓。
參考圖2，樹脂材料14中的最薄部分14C的厚度優選為5 mm或更小，
更優選在0.5 mm或更大和2 mm或更小之間。樹脂材料14的最厚部分14B 和最薄部分14C之間的厚度差優選為1 mm或更大，更優選2.5 mm或更 大。通過這樣的尺寸，層壓材料可以合適地用於安置在各種顯示裝置或各 種光學裝置的背面上的導光板。
當將模塑後的樹脂材料14用於導光板時，將圓柱形冷陰極管放於V 型凹槽50內部，並且從該冷陰極管發射的光穿過V型凹槽50的表面而進 入樹脂材料14，被反射在錐形部分52、 52上，並且輻射穿過以平面形式 的樹脂材料14的背面。
當如上所述將模塑後的樹脂材料14用於導光板時，V型凹槽50的寬 度p優選為2mm或更大，並且頂角W優選為40至80度。V型凹槽50 的深度At為優選lmm或更大，進一步優選為2.5mm或更大。錐形部分 52、 52的傾角氾優選為3至20度，以及寬度p2優選為5 mm或更大， 進一步優選為10mm或更大。
以下，描述在樹脂材料14的表面上的另一種突起和凹陷圖案。圖3 是示例模塑後的樹脂材料14的線性切割邊緣14A的透視圖。該樹脂材料 具有平坦的背面。
樹脂材料14上的突起和凹陷圖案是在縱向(在圖中由箭頭表示的方向) 上線性地延伸的突起和凹陷圖案。具有鋸齒形截面的此圖案具有垂直壁54 和錐形部分56的重複，所述的垂直壁54連接樹脂材料14的最厚部分14B 和最薄部分14C，所述的錐形部分56的厚度從垂直壁54的上部邊緣(最厚 部分14B)向樹脂材料14的最薄部分14C線性地降低。
參考圖3，樹脂材料14的最薄部分14C的厚度為5mm或更小，更優 選在0.5 mm或更大和2 mm或更小之間。樹脂材料14的最厚部分14B和 最薄部分14C之間的厚度差優選為1 mm或更大，更優選為2.5 mm或更 大。通過這樣的尺寸，樹脂材料14可以合適地用於安置在各種顯示裝置 或各種光學裝置的背面上的導光板。
當將模塑後的樹脂材料14用於導光板時，將圓柱形冷陰極管放至垂直 壁54的側面，並且從該冷陰極管發射的光穿過垂直壁54的表面(側面)而 進入樹脂材料14，被反射在錐形部分56上，並且輻射穿過以平面形式的 樹脂材料14的背面。
當將模塑後的樹脂材料14用於導光板時，錐形部分56的傾角W優選 為3至20度。
當將模塑後的樹脂材料14用於導光板時，還可以採用除了以上形式以 外的另一種形式。例如，雖然圖2中的樹脂材料14具有擁有V形截面的 V型凹槽50，但是還可以採用除此以外的截面，例如矩形、梯形、圓弧或 拋物線截面，只要滿足光學性質和模塑性即可。
此外，壓花輥16的表面上的突起和凹陷可以不與圖2或圖3中的樹脂 材料14的表面形狀相反。考慮到樹脂材料14的收縮餘量，突起和凹陷可 以是表示於圖2或圖3中的突起和凹陷的偏置(offset)形式，從而使得製備 的樹脂材料14具有表示於圖2或圖3中的形狀。
現在詳細地描述本發明的製備樹脂片的方法的另一個實施方案(第二 實施方案)。圖4是示例本發明的製備樹脂片的方法應用的用於樹脂片的生 產線10'的結構圖。通過相同的符號表示與表示在圖1中的在第一實施方 案中所使用的構件相同或類似的構件，並且省略對它們的描述。
在此實施方案中，使用多個夾輥18例如三個輥(夾輥18A、夾輥18B 和夾輥18C)來代替第一實施方案中的一個夾輥18。
在用於樹脂片的生產線10'中，將夾輥18A安置在順時針方向上的9 點鐘處，夾輥18B安置在順時針方向上的7點鐘處，並且將夾輥18C安置 在順時針方向上的5點鐘處。這些輥具有與第一實施方案中的夾輥18的 功能基本上相同的功能。
然而，由於使用了三個輥，可以延長用於壓制的距離，因此，此構造 使得獲得需要的截面形狀更容易。此外，通過分別驅動夾輥18A、夾輥18B 和夾輥18C，具有所謂拉伸控制的操作就變得可能。
當將驅動裝置連接至夾輥18(18A、 18B禾卩18C)時，優選可以採用這樣 的構造，其中每個輥的驅動速度是可變的。通過此構造，可以採用這樣的 操作，其中夾輥18A、 18B、 18C的速度以此順序逐漸增加(至多百分之幾) 到高於壓花輥16的圓周速度。
夾輥18A、 18B、 18C都配備有加壓裝置(未示出)，使得以預定的壓力 壓制存在於夾輥和壓花輥16之間的樹脂材料14。此加壓裝置在夾輥18A、 18B、 18C和壓花輥16的接觸點的法線方向上施加壓力，並且可以使用各
種已知的裝置例如電動裝置、氣缸或水壓力缸。
此外，將冷卻裝置38、 40布置於表示於圖4中的用於樹脂片的生產線 10'中，以輔助夾輥18A、 18B和18C中的溫度控制裝置。
冷卻裝置38、 40都是由空氣噴嘴組成的。安置冷卻裝置38的空氣噴 嘴，使得將空氣噴射到正在轉移通過夾輥18B和夾輥18C之間的間隙的樹 脂材料14和墊片20的層壓材料。安置冷卻裝置40的空氣噴嘴，使得將 空氣噴射到夾輥18C。雖然樹脂材料14(層壓材料)的溫度是如上所述直接 控制的，但是樹脂材料14(層壓材料)的溫度還可以依靠夾輥18C來控制。
冷卻裝置38、 40中的最佳空氣溫度和空氣供給量(噴射量)應當基於如 下因素確定樹脂材料14的種類、樹脂材料14在熔化(例如，在模頭12 的狹縫出口)時的溫度、樹脂材料14的轉移速度、壓花輥16的外徑、壓花 輥16的突起和凹陷圖案以及夾輥(夾輥18A、夾輥18B和夾輥18C)的預調 溫度。
另一方面，對於驅動夾輥(夾輥18A、夾輥18B和夾輥18C)，它們是 基於所謂的拉伸控制來操作的，其中夾輥18A、 18B、 18C的速度以此順 序逐漸增加到高於壓花輥16的圓周速度。夾輥18A、夾輥18B、夾輥18C 的拉伸值優選為0至3%，更優選0至1%。
現在描述在圖4中所示的用於樹脂片的生長線10'上製備樹脂片的方法。
通過壓花輥16和相對於壓花輥16順次安置的夾輥18A、 18B、 18C， 壓制從模頭12擠出的片狀樹脂材料14和由片進料裝置26進料並且供給 在樹脂材料14的背面上的墊片20的壓層材料，從而將在壓花輥16的表 面上的突起和凹陷轉印至樹脂材料14，並且將樹脂材料14和墊片20的壓 層材料巻繞在與壓花輥16相對安置的釋放輥24上，以將其從壓花輥16 上釋放。
在樹脂片的製備中，樹脂材料14從模頭12中擠出的擠出速率為0.1 至50 m/分鐘，優選0.3至30 m/分鐘。相應地，壓花輥16的圓周速度與 以上速率基本上一致。
另一方面，對於驅動夾輥(夾輥18A、夾輥18B和夾輥18C)，它們是 基於所謂的拉伸控制操作的，其中夾輥18A、 18B、 18C的速度以此順序
逐漸增加到高於壓花輥16的圓周速度。夾輥18A、夾輥18B、夾輥18C
的拉伸值優選為0至3%，更優選0至1%。
優選的是將輥的速率中的波動控制在相對於預調值的1%內。 基於線壓(line pressure basis)(由假定夾輥歸因於彈性變形的平面接觸
是線接觸而換算的值)，從夾輥18(夾輥18A、夾輥18B和夾輥18C)施加給
壓花輥16的壓力優選為0至200 kN/m (0至200 kgf/cm)，更優選為0至
100 kN/m (0至100 kgPcm)。
優選的是夾輥18A、 18B、 18C和釋放輥24的溫度是分別控制的。還
優選的是在釋放輥24上的樹脂材料14的溫度不高於該樹脂的軟化點Ta。
當將聚甲基丙烯酸甲酯樹脂用作樹脂材料14時，釋放輥24的預調溫度可
以是50至ll(TC。
從壓花輥16釋放的樹脂材料在水平方向上轉移，在通過逐漸冷卻區 30的同時逐漸冷卻，並且當除去應變時，將樹脂材料14切割成為預定的 長度，並且作為樹脂片產品儲存在下遊中的產品收集區中。
以下描述本發明的製備樹脂片的方法的又一個實施方案(第三實施方 案)。圖5是示例本發明的製備樹脂片的方法應用的用於樹脂片的生產線 IO"的結構圖。由相同的符號表示與在圖1中示出的第一實施方案和在圖4 中示出的在第二實施方案中所使用的構件相同或類似的構件，並且省略對 它們的描述。
在此實施方案中，代替在第一和第二實施方案中的片進料裝置26的 是，直接在夾輥18之前布置片進料裝置26'。從片進料裝置26'中進料的 墊片由鄰近於它的預加熱裝置21加熱。
當使用這樣的構造時，可以提高墊片20和樹脂材料14之間的粘合性。 另外，通過減少墊片20和樹脂材料14之間的熱收縮的差別，可以減少位 移的量。此外，可以減少墊片20的巻曲。
此外，與第一和第二實施方案不同的是，將剝離部分32'布置在逐漸冷 卻區30的上遊。
取決於生產線的條件和樹脂材料14的種類，此用於樹脂片的生產線 IO"也能夠製備良好的產品。
此外，如在圖5中由虛線所示的，還可以採用其中在釋放輥24的上遊
中布置剝離部分32"的構造。
根據以上所述的本發明製備樹脂片的方法(第一至第三實施方案)，即 使在樹脂片通過模塑在寬度方向上具有寬的厚度分布的情況下，也可以獲 得需要的截面形狀。
雖然以上已經描述了本發明製備樹脂片的方法的實施方案，但是本發 明不限於上述實施方案，並且不同的方式是可用的。
例如，對於夾輥的數目和位置，可以使用不同於本實施方案的各種方 式，只要獲得類似的功能即可。
此外，對於溫度控制裝置、冷卻裝置(例如冷卻裝置38)以及逐漸冷卻 區30，可以使用不同於本實施方案的各種方式，同樣，只要獲得類似的功 能即可。
權利要求
1.一種製備樹脂片的方法，該方法包括以下步驟通過壓花輥和夾輥壓制從模頭擠出的片狀樹脂材料和進料到樹脂材料一側的墊片，所述的夾輥以樹脂材料在所述壓花輥側而所述墊片在所述夾輥側這樣的方式與所述壓花輥相對安置，將在所述壓花輥的表面上的突起和凹陷轉印至所述樹脂材料，和將轉印後的樹脂材料和墊片的層壓材料卷繞在與所述壓花輥相對安置的釋放輥上，以將所述層壓材料從所述壓花輥上釋放。
2. 按照權利要求1所述的製備樹脂片的方法，其中轉印至樹脂材料的所述突起和凹陷在所述樹脂材料的寬度方向上在最厚部分和最薄部分之間產生lmm或更大的厚度差。
3. 按照權利要求1或2所述的製備樹脂片的方法，其中所述樹脂材料 在最薄部分的厚度為5 mm或更小。
4. 按照權利要求1至3中任何一項所述的製備樹脂片的方法，其中所 述墊片是具有比所述樹脂材料的玻璃化轉變溫度Tg2高的玻璃化溫度Tgl 的樹脂片。
5. 按照權利要求1至4中任何一項所述的製備樹脂片的方法，其中所 述墊片在使用時的縱向彈性模量為lxl(^N/r^或更大。
6. 按照權利要求1至5中任何一項所述的製備樹脂片的方法，其中所 述墊片的厚度為0.01至1.0 mm。
7. 按照權利要求1至6中任何一項所述的製備樹脂片的方法，所述方 法進一步包括在從所述壓花輥上釋放轉印後的樹脂材料和所述墊片以 後，將所述墊片從所述樹脂材料剝離；或將所述墊片從在所述壓花輥上的 所述樹脂材料剝離。
8. 按照權利要求7所述的製備樹脂片的方法，所述方法進一步包括 清潔從所述樹脂材料剝離的所述墊片。
9. 按照權利要求1至8中任何一項所述的製備樹脂片的方法，所述方 法包括布置用於連續進料所述墊片的片進料裝置，以及用於接收所述墊片的片巻繞裝置。
10.按照權利要求1至9中任何一項所述的製備樹脂片的方法，其中 所述墊片在接觸所述樹脂材料的基本上整個表面上具有突起和凹陷，並且 將所述突起和凹陷轉印至所述樹脂材料上。
全文摘要
本發明提供了一種製備特別適用於安置在各種顯示裝置或各種光學裝置的背面上的導光板的樹脂片的方法，所述方法可以在通過模塑製備在寬度方向上具有寬的厚度分布的樹脂片時給出需要的截面形狀。通過壓花輥和夾輥壓制從模頭擠出的片狀樹脂材料和進料到樹脂材料一側的墊片，所述的夾輥以樹脂材料在壓花輥側而墊片在夾輥側這樣的方式與壓花輥相對安置，從而將壓花輥的表面上的突起和凹陷轉印至樹脂材料，並且將轉印後的樹脂材料和墊片的壓層材料卷繞在與壓花輥相對安置的釋放輥上，以將所述層壓材料從壓花輥上釋放。
文檔編號B29C47/14GK101180172SQ20068000833
公開日2008年5月14日 申請日期2006年3月15日 優先權日2005年3月16日
發明者原康之, 山本武和, 林卓弘, 高田克彥 申請人:富士膠片株式會社