【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様に係る溶融押出成形賦形用のロール(以下、便宜上、『第1ロール』と呼ぶ場合がある)は、内部に熱媒流路が設けられ、熱可塑性樹脂の溶融押出成形において使用される、金属製の溶融押出成形賦形用のロールであって、
ロール(第1ロール)は、内筒、及び、内筒を囲む外筒から成り、
内筒の外面と外筒の内面とに間に設けられた隙間には、ロール(第1ロール)の軸線に沿って螺旋状に延びる連続した隔壁(仕切り壁)が設けられており、
内筒の外面と外筒の内面と隔壁によって、熱媒流路が構成されており、
外筒の肉厚は、ロール(第1ロール)の端部から所定の位置を起点としてロール中央部(第1ロール中央部)に向う所定の領域まで、単調に減少していることを特徴とする。
【0010】
尚、ロール(第1ロール)の端部から所定の位置までを、便宜上、『第1領域』と呼び、ロール(第1ロール)の端部から所定の位置を起点としてロール中央部(第1ロール中央部)に向う所定の領域を、便宜上、『第2領域』と呼び、第2領域と第2領域によって挟まれたロール(第1ロール)の中央領域を、便宜上、『第3領域』と呼ぶ。第3領域は、存在する場合もあるし、存在しない場合もある。前者の場合、2つの所定の領域は繋がった状態にある。また、場合によっては、第1領域が存在しない場合もある。より具体的には、(第1領域,第2領域,第3領域,第2領域,第1領域)の順に配列された形態、(第1領域,第2領域,第2領域,第1領域)の順に配列された形態、(第2領域,第3領域,第2領域)の順に配列された形態を挙げることができる。
【0011】
ここで、ロール(第1ロール)の軸線を含む仮想平面で外筒を切断したときの外筒断面における外筒内面の形状は、第2領域において、直線状であってもよいし、上に凸の形状であってもよいし、下に凸の形状であってもよい。凸の形状として、例えば、円弧状や楕円の一部の形状、双曲線の一部の形状、放物線の一部の形状等、滑らかな曲線を挙げることができる。以下においても同様である。第1領域における内筒の外径及び外筒の肉厚(内径)は一定の値とすることができるし、ロール(第1ロール)の端部に向かって第1領域における内筒の外径が小さくなり、外筒の肉厚が厚くなる形態とすることもできる。第3領域が存在する場合、第3領域における内筒の外径及び外筒の肉厚(内径)は一定の値とすることができる。尚、外筒の肉厚とは、
[(外筒の外径)−(外筒の内径)]/2
で定義される。また、後述するスペーサの肉厚とは、
[(スペーサの外径)−(スペーサの内径)]/2
で定義される。
【0012】
上記の目的を達成するための本発明の第2の態様に係る溶融押出成形賦形用のロール(以下、便宜上、『第1ロール』と呼ぶ場合がある)は、内部に熱媒流路が設けられ、熱可塑性樹脂の溶融押出成形において使用される、金属製の溶融押出成形賦形用のロールであって、
ロール(第1ロール)は、内筒、内筒を囲む外筒、及び、外筒の端部の内面に取り付けられ、内筒を囲む2つのスペーサから成り、
内筒の外面と外筒の内面とに間に設けられた隙間、及び、内筒の外面とスペーサの内面とに間に設けられた隙間には、ロール(第1ロール)の軸線に沿って螺旋状に延びる連続した隔壁(仕切り壁)が設けられており、
内筒の外面と外筒の内面と隔壁、及び、内筒の外面とスペーサの内面と隔壁によって、熱媒流路が構成されており、
スペーサの肉厚は、ロール(第1ロール)の端部から所定の位置を起点としてロール中央部(第1ロール中央部)に向って、単調に減少していることを特徴とする。
【0013】
尚、ロール(第1ロール)の端部から所定の位置までを、便宜上、『第1領域』と呼び、ロール(第1ロール)の端部から所定の位置を起点としてロール中央部(第1ロール中央部)に向って、肉厚が単調に減少しているスペーサの領域を、便宜上、『第2領域』と呼び、第2領域と第2領域によって挟まれたロール(第1ロール)の中央領域を、便宜上、『第3領域』と呼ぶ。尚、この第3領域は、スペーサと外筒によって占められている場合もあるし、外筒のみによって占められている場合もある。場合によっては、第1領域が存在しない場合もある。より具体的には、(第1領域,第2領域,第3領域,第2領域,第1領域)の順に配列された形態、(第1領域,第2領域,第2領域,第1領域)の順に配列された形態、(第2領域,第3領域,第2領域)の順に配列された形態を挙げることができる。
【0014】
ここで、ロール(第1ロール)の軸線を含む仮想平面でスペーサを切断したときのスペーサ断面におけるスペーサ内面の形状は、第2領域において、直線状であってもよいし、上に凸の形状であってもよいし、下に凸の形状であってもよい。第1領域における内筒の外径及びスペーサの肉厚(内径)は一定の値とすることができるし、ロール(第1ロール)の端部に向かって第1領域における内筒の外径が小さくなり、スペーサの肉厚が厚くなる形態とすることもできる。第3領域における内筒の外径及び外筒の肉厚(内径)は一定の値である。第1領域、第2領域及び第3領域における外筒の肉厚(内径)は一定の値とすることができる。
【0015】
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る溶融押出成形賦形用のロール組立体は、内部に熱媒流路が設けられ、熱可塑性樹脂の溶融押出成形において使用される、金属製の溶融押出成形賦形用の第1ロール、及び、第1ロールと対向して配置された圧着用の第2ロールから成り、
第1ロールは、本発明の第1の態様に係る溶融押出成形賦形用のロールから成り(本発明の第1の態様に係る溶融押出成形賦形用のロール組立体)、あるいは又、本発明の第2の態様に係る溶融押出成形賦形用のロールから成る(本発明の第2の態様に係る溶融押出成形賦形用のロール組立体)ことを特徴とする。
【0016】
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る溶融押出成形方法は、本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る溶融押出成形賦形用のロール組立体を用いた溶融押出成形方法であって、
ダイから押し出された溶融熱可塑性樹脂を、第1ロールと第2ロールとの間を通過させることで、シート成形品を得ることを特徴とする。尚、シート成形品にはフィルム成形品が包含される。
【0017】
本発明の第1の態様に係る溶融押出成形賦形用のロール、本発明の第1の態様に係る溶融押出成形賦形用のロール組立体を構成する溶融押出成形賦形用のロール、あるいは、本発明の第1の態様に係る溶融押出成形方法において使用される溶融押出成形賦形用のロール(以下、これらの溶融押出成形賦形用のロールを総称して、『本発明の第1の態様に係る第1ロール等』と呼ぶ場合がある)にあっては、ロール中央部(第1ロール中央部)における外筒の肉厚をT
2、ロール(第1ロール)の端部から所定の位置における外筒の肉厚をT
1としたとき、
5(mm)≦T
2≦40(mm)
望ましくは、
10(mm)≦T
2≦30(mm)
を満足し、且つ、
1.1≦T
1/T
2≦2.0
望ましくは、
1.5≦T
1/T
2≦2.0
を満足することが好ましい。更には、この好ましい形態を含む本発明の第1の態様に係る第1ロール等にあっては、内筒の外面と外筒の内面との間の距離は一定である形態とすることが好ましい。
【0018】
本発明の第2の態様に係る溶融押出成形賦形用のロール、本発明の第2の態様に係る溶融押出成形賦形用のロール組立体を構成する溶融押出成形賦形用のロール、あるいは、本発明の第2の態様に係る溶融押出成形方法において使用される溶融押出成形賦形用のロール(以下、これらの溶融押出成形賦形用のロールを総称して、『本発明の第2の態様に係る第1ロール等』と呼ぶ場合がある)にあっては、外筒の肉厚をT
2’、スペーサの最大肉厚をT
Sとしたとき、
5(mm)≦T
2’≦40(mm)
望ましくは、
10(mm)≦T
2’≦30(mm)
を満足し、且つ、
0.1≦T
S/T
2’≦1.0
望ましくは、
0.5≦T
S/T
2’≦1.0
を満足することが好ましい。更には、この好ましい形態を含む本発明の第2の態様に係る第1ロール等にあっては、内筒の外面と外筒の内面とに間の距離、及び、内筒の外面とスペーサの内面との間の距離は一定である形態とすることが好ましい。
【0019】
以上に説明した各種の好ましい形態を含む本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る第1ロール等において、ロール(第1ロール)の表面にはメッキ層が形成されている構成とすることが好ましい。ここで、メッキ層を構成する材料として、例えば、ニッケル−リン合金や、銅、ニッケル、クロムを挙げることができ、無電解メッキ法あるいは電解メッキ法にて形成することができる。尚、表面に微細構造を有する第1ロールを作製する場合には、ビッカース硬度が低く、加工性に富む銅やニッケルからメッキ層を構成することが好ましく、一方、高いビッカース硬度が要求される場合にはクロムからメッキ層を構成することが好ましい。また、適度に高いビッカース硬度と微細加工が併せて要求される場合、ニッケル−リン合金からメッキ層を構成することが好ましい。メッキ層の厚さとして、0.05mm乃至2.0mmを例示することができる。
【0020】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る第1ロール等において、ロール(第1ロール)の表面には、マットパターン、又は、プリズムパターンやマイクロレンズアレイパターンといった周期的微細凹凸形状が形成されている形態とすることができる。サンドブラスト、放電加工、ケミカルエッチング等の方法によりマットパターンを形成することができる。また、ダイヤモンドバイトによる切削等によってプリズムパターンやマイクロレンズアレイパターンを形成することができる。あるいは又、例えば、外装材等に使用するための装飾用の図柄とすることもできる。
【0021】
場合によっては、ロール(第1ロール)を鏡面ロールとして使用することもでき、この場合、表面にハードクロム層をメッキ法にて形成することが好ましい。ハードクロム層は非常に硬く、研磨性に優れ、しかも、傷が付き難い。ハードクロム層の表面粗さは、少なくとも0.2S以下(算術平均表面粗さで50nm以下)とすることが好ましい。鏡面ロールとして使用する場合、その研磨面が転写されるため、非常にフラットなプレーンシート成形品の成形が可能となる。即ち、シート端部の鏡面転写性が向上することに加えて、シート端部のネックインに起因した厚肉部を潰し易くなるので、全面均一プレスが可能となり、通常の鏡面ロールを使用した場合に比べて、更に一層、面精度が向上する。
【0022】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る第1ロール等において、押出成形賦形用のロール(第1ロール)を用いて押出成形されるシート成形品の幅をW
0とし、ロール(第1ロール)の有効長さを2L
0としたとき、有効長さ2L
0は、[(第2領域の長さ)×2+(第3領域の長さ)]と定義することができ、
W
0≦2L
0
を満足することが好ましく、更には、
(第3領域の長さ)≦W
0
を満足することが好ましい。あるいは又、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る第1ロール等において、押出成形賦形用のロール(第1ロール)を用いて押出成形されるシート成形品の幅をW
0とし、ロール(第1ロール)の有効長さを2L
0としたとき、例えば、
0(mm)≦2L
0−W
0≦400(mm)
を満足することが好ましい。
【0023】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る溶融押出成形方法において、得られたシート成形品の厚さは0.05mm乃至0.5mmである構成とすることができるし、このような構成を含む以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る溶融押出成形賦形用のロール、溶融押出成形賦形用のロール組立体あるいは溶融押出成形方法において、熱可塑性樹脂は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリメチル−1−ペンテン樹脂から成る群から選択された熱可塑性樹脂である構成とすることができるが、特に、ポリカーボネート樹脂が好適である。そして、得られたシート成形品は光拡散シートである形態とすることができるし、あるいは又、得られたシート成形品は輝度向上シートである形態とすることができる。尚、光拡散シートには、通常、マットパターンが形成され、輝度向上シートには、通常、プリズムパターンが形成されている。
【0024】
本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る第1ロール等は、所謂二重管ロール構造を有する。本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る第1ロール等において、外筒、内筒、スペーサ、隔壁を構成する材料として、機械構造用炭素鋼材(S−C材)、構造用合金鋼材(SA材)、特殊用途鋼材の一種であるステンレス鋼(SUS材)等を挙げることができるが、その中でも、焼き入れ等によって調質が可能な材料、例えば、SCM440等のクロムモリブデン鋼やSUS420J2等のステンレス鋼が適している。外筒、内筒、スペーサ、隔壁は、同じ材料から構成してもよいし、異なる材料から構成してもよい。第1ロールの熱媒として水や熱媒油を挙げることができる。外筒の外径として、限定するものではないが、200mm乃至800mmを例示することができる。隔壁(仕切り壁)は内筒の外面に溶接法等に基づき取り付ければよい。スペーサを外筒の端部の内面に取り付ける方法として、焼嵌めによる取付け、螺合による取付け、溶接による取付けを例示することができる。隔壁の数は、本質的に任意である。即ち、熱媒流路の数は、本質的に任意である。
【0025】
本発明の第1の態様に係る第1ロール等は、例えば、以下の方法で作製することができる。即ち、内筒の外面に隔壁を溶接する。一方、内筒の外形と略同じ内形を有する外筒を準備する。但し、この外筒は、第1ロール中央部に相当する部分において2分割されたものである。そして、内筒の両側から2分割された外筒のそれぞれを内筒に被せ、溶接することで作製することができる。また、本発明の第2の態様に係る第1ロール等は、例えば、以下の方法で作製することができる。即ち、内筒の外面に隔壁を溶接する。一方、端部近傍の形状を除き内筒の外形と略同じ内形を有する外筒を準備する。そして、外筒に内筒を挿入した後、外筒と内筒の両端における隙間の部分にスペーサを、螺合、溶接あるいは焼嵌めによって固定する。螺合によって固定する場合、外筒の内面及びスペーサの外面に螺合部(ネジ山)を形成しておけばよい。焼嵌めによって固定する場合、外筒の内径よりもスペーサ外径を大きく設計しておくことが好ましい。焼嵌め代(常温におけるスペーサ外径から外筒の内径を減じた値)は、外筒の材質とスペーサの材質とが同じ場合には、0.0mm乃至0.2mm程度が適当である。一方、外筒の材質とスペーサとの材質が異なる場合には、スペーサを構成する材料の線膨張係数が外筒を構成する材料の線膨張係数よりも大きいことが好ましい。第1ロールを組み立てた後、第1ロールの端面に軸受部を溶接して第1ロールの内部を塞ぐが、この際、例えば、スペーサと軸受部とを溶接してもよい。
【0026】
溶融押出成形装置を構成する溶融押出成形機は周知の溶融押出成形機を用いればよい。溶融押出成形機は、通常、
ダイを有し、原料熱可塑性樹脂を、可塑化、溶融するための加熱シリンダー(バレルとも呼ばれる)、及び、
加熱シリンダーに取り付けられ、加熱シリンダーに原料熱可塑性樹脂を供給するためのホッパー、
を備えている。本発明の溶融押出成形方法での使用に適した溶融押出成形機として、ベント式押出機やタンデム式押出機を含む周知の一軸押出機、パラレル式二軸押出機やコニカル式二軸押出機を含む周知の二軸押出機を用いることができるし、ダイの構造、構成、形式も、本質的に任意であり、Tダイやコートハンガーダイを挙げることができる。加熱シリンダーは、一般に、供給部(フィードゾーン)、圧縮部(コンプレッションゾーン)、計量化部(メタリングゾーン)から構成され、計量化部の下流にダイが配置されており、供給部にホッパーが取り付けられている。使用する溶融押出成形機によっては、加熱シリンダーを密閉構造とし、加熱シリンダーに不活性ガスを導入できるような改造が必要とされる場合がある。ホッパーに投入された原料熱可塑性樹脂は、加熱シリンダーの供給部では固形のまま圧縮部に送られ、圧縮部の前後で原料熱可塑性樹脂の可塑化、溶融が進行し、計量化部で計量され、ダイを通って押し出される。尚、排気口(ベント部)を設ける場合、排気口(ベント部)を圧縮部あるいはその下流(例えば、圧縮部と計量化部との間)に設ければよい。加熱シリンダー、スクリュー、ホッパーの形式、構造、構成は、本質的に任意であり、公知の加熱シリンダー、スクリュー、ホッパーを用いることができる。