JP2010228250A - Sheet-like molded product and method of molding the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート状成形物とその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a sheet-like molded product and a method for producing the same.
プロジェクター等の画像表示装置から投射された画像光を表示するスクリーンが知られている。このようなスクリーンを構成する材料として、表面に凹凸パターンが浮き彫り状に形成されたエンボスシートがある。
このようなエンボスシートの製造には、形成すべきエンボスパターンに対応した凹凸パターンを有する押し型を用意し、この押し型に熱可塑性樹脂シートを加熱押圧してシート表面に凹凸パターンを転写する方法が一般的である。このエンボス転写方法は、主に、平板状の押し型とプレス機とを使用するプレス成形法と、ロール形状の押し型とローラーとを使用するロール成形法とに大別される。
A screen that displays image light projected from an image display device such as a projector is known. As a material constituting such a screen, there is an embossed sheet in which a concavo-convex pattern is formed in a relief pattern on the surface.
For producing such an embossed sheet, a method is provided in which a pressing die having a concavo-convex pattern corresponding to the embossing pattern to be formed is prepared, and a thermoplastic resin sheet is heated and pressed on the pressing die to transfer the concavo-convex pattern to the sheet surface Is common. This emboss transfer method is mainly classified into a press molding method using a flat plate-shaped die and a press and a roll molding method using a roll-shaped die and a roller.
プレス成型法においては、押し型が平板状であるので、押し型表面への微細加工が容易であるので、高精細な転写シートが得られる反面、連続加工ができない。さらに、プレス成型法では、押し型に熱可塑性樹脂シートを積層した後、ホットプレス内に入れて、加熱、加圧成型を行うが、連続生産ができない上に、プレス毎のサイクルタイムが数十分以上と長く、生産性に劣るという問題点があった。 In the press molding method, since the stamping die is flat, fine processing on the stamping die surface is easy, so that a high-definition transfer sheet can be obtained, but continuous processing cannot be performed. Furthermore, in the press molding method, a thermoplastic resin sheet is laminated on a pressing die, and then placed in a hot press for heating and pressure molding. However, continuous production is not possible, and the cycle time for each press is several tens. There was the problem that it was inferior in productivity for a long time of more than minutes.
ロール成形法は連続的な加工が可能であり、生産性に優れている反面、押し型がロール形状であるため、その表面の微細加工が困難であり、高精細なエンボスパターンを有するシートが得難いという問題点がある。
これに対処するものとして、微細加工が容易なスタンパーを別体として用意し、これに凹凸パターンを形成した後、円筒状の支持体の外周面に取り付けてロール形状の押し型とする方法が提案されている。
The roll forming method is capable of continuous processing and is excellent in productivity. On the other hand, the stamping die has a roll shape, so that it is difficult to finely process the surface and it is difficult to obtain a sheet having a high-definition embossed pattern. There is a problem.
In order to cope with this, a method is proposed in which a stamper that is easy to micro-process is prepared as a separate body, an uneven pattern is formed on it, and then attached to the outer peripheral surface of a cylindrical support to form a roll-shaped stamping die. Has been.
たとえば、特許文献1には、円筒状の元型を用意し、この内表面に感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィーによって感光性樹脂に転写すべき凹凸パターンを形成する。この感光性樹脂層を元型から分離して円筒状のスタンパーとし、このスタンパーの内側にロール状の支持体を嵌め込んでロール形状の押し型とし、この押し型を用いることで、微細なエンボスパターンを有する転写シートを連続的に製造する方法が記載されている。
For example, in
ところで、近年の画像表示装置等においては、種々の特性を有する光学シートが必要とされる一方で、シートの対角線の長さが80インチを超えるような大判のものも必要とされている。ところが、上記のいずれの方法であっても、大判シートを製造する際には、シートのサイズに見合った大型の転写ロールや大型のプレス機を準備する必要があり、現実的でなく、新たな技術提供が望まれていた。 By the way, in recent image display devices and the like, optical sheets having various characteristics are required, but large sheets having a diagonal length exceeding 80 inches are also required. However, in any of the above methods, when manufacturing a large sheet, it is necessary to prepare a large transfer roll or a large press corresponding to the size of the sheet. Technology provision was desired.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、高精細なエンボスパターンを有する大判の高品質のシート状成形物を連続的かつ安価にて製造できる方法を提供することを目的としている。 This invention is made in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the method which can manufacture the large-sized high quality sheet-like molding which has a high-definition embossing pattern continuously and cheaply. Yes.
上記課題を解決するために、本発明のシート状成形物の製造方法は、凹凸パターンを有する樹脂層を熱可塑性樹脂シート上に備えてなるシート状成形物の製造方法であって、前記凹凸パターンの反転パターンを有する型上に、熱可塑性樹脂を可塑剤に分散させてなる樹脂ペーストを印刷する工程と、前記樹脂ペーストを硬化させて樹脂層とする工程と、前記樹脂層上に熱可塑性樹脂シートを載置し、前記樹脂層または前記熱可塑性樹脂シートの少なくとも一方が溶融する温度以上で加熱し、該樹脂層と該熱可塑性樹脂シートとを融着して一体化する工程と、一体化された前記樹脂層と前記熱可塑性樹脂シートとを冷却する工程と、前記樹脂層を前記型から分離する工程と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a method for producing a sheet-like molded product of the present invention is a method for producing a sheet-like molded product comprising a resin layer having a concavo-convex pattern on a thermoplastic resin sheet, the concavo-convex pattern A step of printing a resin paste obtained by dispersing a thermoplastic resin in a plasticizer on a mold having a reversal pattern, a step of curing the resin paste to form a resin layer, and a thermoplastic resin on the resin layer A step of placing the sheet, heating at least at a temperature at which at least one of the resin layer or the thermoplastic resin sheet melts, and fusing and integrating the resin layer and the thermoplastic resin sheet; And cooling the resin layer and the thermoplastic resin sheet, and separating the resin layer from the mold.
本発明のシート状成形物の製造方法は、型表面の反転パターン上に樹脂ペーストを印刷し、この樹脂ペーストを硬化させることでエンボスパターンを有する樹脂層を形成し、この樹脂層の支持体として、熱可塑性樹脂シートを融着するものである。
樹脂層を熱可塑性樹脂によって形成することで、加熱加工が可能になるので、この樹脂層上に熱可塑性樹脂シートを載置し、樹脂層と熱可塑性樹脂シートの少なくとも一方の樹脂が溶融する温度以上で加熱する。これにより互いの界面を融着した後、冷却して、融着面を固化させて樹脂層と熱可塑性樹脂シートとを一体化する。
In the method for producing a sheet-like molded product of the present invention, a resin paste is printed on a reversal pattern on the mold surface, and the resin paste is cured to form a resin layer having an embossed pattern. The thermoplastic resin sheet is fused.
Since the resin layer is formed of a thermoplastic resin, heat processing becomes possible. Therefore, a temperature at which at least one of the resin layer and the thermoplastic resin sheet melts is placed on the resin layer. Heat up. As a result, the mutual interfaces are fused, and then cooled to solidify the fused surface, thereby integrating the resin layer and the thermoplastic resin sheet.
本発明の製造方法においては、樹脂ペーストを用いるので、反転パターンが微細な凹凸形状であっても、その形状に沿って隅々にまで樹脂ペーストが十分に浸透し、従来の押し型表面の凹凸パターンを樹脂層に押圧するパターン転写法と異なり、パターンの転写不良が発生することがないので、均一で高精細なエンボスパターンを有する樹脂層を形成できる。
また、製造すべきシートサイズに応じた転写ロールやプレス機を必要としないので、大判のシート状成形物も容易に製造できる。
In the manufacturing method of the present invention, since the resin paste is used, even if the reversal pattern has a fine uneven shape, the resin paste sufficiently penetrates to every corner along the shape, and the unevenness on the surface of the conventional pressing mold Unlike the pattern transfer method in which the pattern is pressed against the resin layer, pattern transfer failure does not occur, so that a resin layer having a uniform and high-definition emboss pattern can be formed.
Further, since a transfer roll and a press machine corresponding to the sheet size to be manufactured are not required, a large sheet-like molded product can be easily manufactured.
エンボスパターン形成時の型として平板を用いることで、微細な凹凸形状を有する反転パターンを容易に形成することができるばかりでなく、平型はロール形状の押し型よりも作り易く、製造コストも低いので、高精細なエンボスパターンを有するシート状成形物を安価で提供することができる。 By using a flat plate as a mold for forming an emboss pattern, not only can a reversal pattern having a fine concavo-convex shape be easily formed, but a flat mold is easier to make than a roll-shaped pressing mold and its manufacturing cost is low. Therefore, a sheet-like molded product having a high-definition emboss pattern can be provided at a low cost.
樹脂層の形成工程および樹脂層と熱可塑性樹脂シートとの融着工程においてコンベア炉を使用すれば、各製造工程を一連化させることができ、ライン生産方式での連続生産が可能となり、高品質で大判のシート状成形物を高い生産性で製造できる。 If a conveyor furnace is used in the resin layer formation process and the resin layer-thermoplastic resin sheet fusion process, each manufacturing process can be serialized, enabling continuous production using the line production method and high quality. Can produce large sheet-like molded products with high productivity.
また、本発明のシート状成形物の製造方法においては、前記熱可塑性樹脂がポリ塩化ビニル樹脂であることが好ましい。
ポリ塩化ビニルは軟質で加工性に優れるので、型上に微細な反転パターンを形成しておけば、これに応じて微細なエンボスパターンを有するシート状成形物を得ることができる。また、ポリ塩化ビニル樹脂は強度が高いので、形成されたエンボスパターンが潰れることがない。さらに、ポリ塩化ビニルは透明度が高いので、各種の光学シートとして使用する際には、画像光に影響を及ぼすことがなく、樹脂自体が安価であるので、高品質のシート状成形物を安価で提供できる。
Moreover, in the manufacturing method of the sheet-like molding of this invention, it is preferable that the said thermoplastic resin is a polyvinyl chloride resin.
Since polyvinyl chloride is soft and excellent in workability, if a fine reversal pattern is formed on the mold, a sheet-like molded product having a fine emboss pattern can be obtained. Moreover, since the polyvinyl chloride resin has high strength, the formed emboss pattern is not crushed. Furthermore, since polyvinyl chloride has high transparency, it does not affect image light when used as various optical sheets, and the resin itself is inexpensive. Can be provided.
本発明のシート状成形物は、本発明の製造方法により製造されたことを特徴とする。
本発明のシート状成形物は、大判であり、高精細のエンボスパターンを有し、かつ安価で提供されるものであるので、各種のシートとして有用である。特に光学シートとして有用である。
The sheet-like molded product of the present invention is manufactured by the manufacturing method of the present invention.
The sheet-like molded product of the present invention is large-sized, has a high-definition embossed pattern, and is provided at a low cost. Therefore, it is useful as various sheets. It is particularly useful as an optical sheet.
以下、本発明のシート状成形物の製造方法に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や部材毎に縮尺を適宜変更している。
図1は本発明の製造方法を示すフローチャートであり、図2は本発明の製造方法の一実施形態を工程順に示した図であって、いずれもエンボスパターン100を有する樹脂シート10の製造方法を示したものである。
Hereinafter, an embodiment according to a method for producing a sheet-like molded product of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following drawings, the scale is appropriately changed for each layer or member so that each layer or member can be recognized in the drawing.
FIG. 1 is a flowchart showing a manufacturing method according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the manufacturing method according to the present invention in the order of steps, both of which show a method for manufacturing a
樹脂印刷工程S1において、図2(a)に示したように、板状の平型1を用意する。この平型1の一方の表面には、樹脂シート10に形成するエンボスパターン100の反転パターン101が形成されている。平型1は、後述する融着工程S3での耐熱性や製造ラインでの耐久性等を考慮して、例えばニッケル電鋳金型が好適であり、従来のプレス成形法で用いられる種々の金型を利用してもよい。この平型1は平板であるので、従来の各種エッチング技術を利用して、微細な反転パターン101を容易かつ正確に形成することができる。
In the resin printing step S1, a plate-like
図2(b)に示したように、メッシュスクリーン3とスキージ4とを用いて、樹脂ペースト2を、平型1の反転パターン101が形成されている領域の上に、スクリーン印刷する。このようにして印刷された樹脂ペースト層21の膜厚は、図2(c)に示したように、平型1の反転パターン101の底部と頂部との高さの差Hよりも大きくし、特にHの2倍以上にすると、反転パターン101の形状が樹脂ペースト層21の印刷面22aに表出することが無く、好ましい。この印刷面22aは後述する融着工程S3において熱可塑性樹脂シート5との融着面となるので、平坦性が高い方が良いからである。
なお、樹脂ペースト2の印刷方法は本実施形態のメッシュスクリーン印刷に限定されるものではなく、樹脂ペースト2の粘度、分散樹脂の種類および粒度等によって適宜選択できる。
As shown in FIG. 2B, the
In addition, the printing method of the
樹脂ペースト2は、塩化ビニル樹脂や塩化ビニリデン樹脂等の熱可塑性樹脂を可塑剤に分散させた、いわゆるプラスチゾルと称されるものであれば特に限定されるものではなく、可塑剤の他に充填剤、安定剤、顔料等の各配合成分を含んでいてもよい。さらに有機溶剤を加えたオルガノゾルであってもよい。可塑剤としては、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、クエン酸エステル、リン酸エステル等が好適である。このような樹脂ペースト2としては、一般に塩ビゾルペーストと称されるもの等があり、より具体的には、株式会社コバヤシ製のコバゾール等を例示することができる。
The
本発明の製造方法にあっては、軟質で加工性に優れ、強度が高く、透明性が高い汎用樹脂であるという理由から、熱可塑性樹脂として塩化ビニル樹脂が好適である。軟質で加工性に優れるので、微細なエンボスパターン100を有する樹脂層22を得ることができ、強度が高いので、形成された樹脂層22のエンボスパターン22が潰れ難い。透明度が高いので、各種の光学シートとして使用する際に、画像光に影響を及ぼすことがない。また、汎用樹脂で安価なので、高品質のシート状成形物を安価で提供できる。
In the production method of the present invention, a vinyl chloride resin is suitable as the thermoplastic resin because it is a general-purpose resin that is soft, excellent in processability, high in strength, and high in transparency. Since it is soft and excellent in workability, the
樹脂層形成工程S2において、図2(d)に示したように、平型1ごと樹脂ペースト層21を加熱することで樹脂ペースト2を硬化させ、樹脂層22とする。加熱温度は、樹脂層22の硬化を目的とするものであるので、樹脂ペースト2の主成分である熱可塑性樹脂の熱軟化温度以下とする。これ以上とすると硬化した樹脂層22が軟化してしまう。
加熱装置としては、従来から樹脂成形に使用されている赤外線加熱炉等をコンベア炉として採用すると、図2(a)〜(h)に示した各製造工程を一連化させて、ライン生産方式での連続生産が可能となり、生産性が向上する。
加熱条件は、加熱装置、樹脂および可塑剤の種類等によって適宜選択される。例えば、塩ビゾルペーストを赤外線加熱炉で硬化する場合には、190℃で3分間の加熱で軟質塩化ビニル樹脂になる。
In the resin layer forming step S2, as shown in FIG. 2D, the
As a heating device, if an infrared heating furnace or the like conventionally used for resin molding is adopted as a conveyor furnace, the production processes shown in FIGS. Can be produced continuously, improving productivity.
The heating conditions are appropriately selected depending on the type of heating device, resin, and plasticizer. For example, when a vinyl chloride sol paste is cured in an infrared heating furnace, it becomes a soft vinyl chloride resin by heating at 190 ° C. for 3 minutes.
このように、本発明の製造方法によれば、エンボスパターン100を備えた樹脂層22を短時間で連続的に形成することができる上に、大判シートの製造にも対応できる。
なお、本工程で形成された樹脂層22だけでエンボスシートとなるが、本発明の製造方法にあっては、シートの強度の補強や取り扱い性の向上の観点から、この樹脂層22に支持体として熱可塑性樹脂シート5を融着一体化したものを提供するものである。
As described above, according to the manufacturing method of the present invention, the
The embossed sheet is formed only by the
融着工程S3において、図2(e)に示したように、樹脂層22の上に熱可塑性樹脂シート5を載置する。熱可塑性樹脂シート5は樹脂層22の支持体であって、樹脂層22を構成する熱可塑性樹脂Aと融着可能な熱可塑性樹脂Bからなるシート状の成形体である。この熱可塑性樹脂Bの種類は特に限定されるものではなく、塩化ビニル樹脂シートの他、その表面が熱可塑性樹脂Bからなる積層シート等であってもよい。例えばポリエステル等の長繊維織物の表面を塩化ビニル樹脂で被覆した塩ビターポリン等であってもよい。このようなターポリンを用いると、シートの柔軟性、色、難燃性等を調整し易くなり、製造されるシート状成形物の利用範囲を広げることができる。
In the fusion step S3, the
次に図2(f)に示したように、樹脂層22と熱可塑性樹脂シート5とを加熱すると共に、ローラー6で圧着する。加熱温度は、樹脂層22を構成する熱可塑性樹脂Aと、熱可塑性樹脂シート5を構成する熱可塑性樹脂Bの少なくとも一方が溶融する温度以上とする。この際に、熱可塑性樹脂Aと熱可塑性樹脂Bとが同素材であると、より強固に融着一体化することができ、特に塩化ビニル樹脂どうしであると好適である。
Next, as shown in FIG. 2 (f), the
加熱装置としては、図2(d)の樹脂層形成工程S2と同様に、遠赤外線加熱炉をコンベア炉として使用することが好ましい。加熱条件は、加熱装置、熱可塑性樹脂A、Bの種類等によって適宜選択されるが、例えば、熱可塑性樹脂A、Bが共に塩化ビニル樹脂である場合には、その熱軟化温度が200℃であるので、200℃で1〜3分程度とする。このような工程で、樹脂層22と熱可塑性樹脂シート5との界面が融着される。
As the heating device, it is preferable to use a far-infrared heating furnace as a conveyor furnace, as in the resin layer forming step S2 of FIG. The heating conditions are appropriately selected depending on the heating device and the types of the thermoplastic resins A and B. For example, when the thermoplastic resins A and B are both vinyl chloride resins, the heat softening temperature is 200 ° C. Since it exists, it is set as about 1-3 minutes at 200 degreeC. In such a process, the interface between the
上記樹脂層形成工程S2と同様に、この融着工程S3においてコンベア炉を使用することで樹脂層22に支持体としての熱可塑性樹脂シート5を短時間で連続的に融着一体化することができる上に、大判シートの製造にも対応できる。
Similarly to the resin layer forming step S2, by using a conveyor furnace in the fusion step S3, the
冷却工程S4において、図2(g)に示したように、平型1上に順次積層された樹脂層22と熱可塑性樹脂シート5とを冷却する。これにより樹脂層22と熱可塑性樹脂5との溶融した界面が固化して、一体化される。
In the cooling step S4, as shown in FIG. 2G, the
分離工程S5において、図2(h)に示したように、熱可塑性樹脂シート5と一体化された樹脂層22を平型1から脱型すると、エンボスパターン100を有する樹脂シート10が得られる。
このように、本発明の製造方法にあっては、樹脂層22と熱可塑性樹脂シート5を構成する熱可塑性樹脂A、Bが加熱により軟化、溶融する特性を利用して、エンボスパターン100を備えた樹脂層22を支持体である熱可塑性樹脂シート5に融着することで、樹脂シート10を得る。
In the separation step S5, as shown in FIG. 2H, when the
Thus, in the manufacturing method of this invention, the
図3は、本実施形態の各製造工程における樹脂層22の温度と粘度の推移とを併せて示すグラフであって、上段が温度推移、下段が粘度推移を表す。上段の縦軸は温度、下段の縦軸は粘度、横軸はいずれも時間であり、各工程を表す。上段グラフ中の破線は樹脂層22の熱軟化温度であり、下段グラフ中の破線は樹脂層22の態様を固体と液体とに区分するものである。上段、下段のいずれのグラフ中においても、樹脂層22の推移は実線で示した。
FIG. 3 is a graph showing both the temperature of the
樹脂印刷工程S1においては、樹脂ペースト2は室温でゾル状であるので、印刷によって樹脂ペースト層21が形成できる。
樹脂層形成工程S2において上段グラフで示したように、樹脂ペースト2の主成分である熱可塑性樹脂Aの熱軟化温度を超えない範囲で徐々に加熱すると、下段グラフで示したように、加熱直後には樹脂ペースト2の可塑剤が軟化し、粘性が下がる。この後、温度上昇に従って熱可塑性樹脂Aが硬化することで粘性が高くなり、液体から固体に変態し、樹脂層22となる。
In the resin printing step S1, since the
As shown in the upper graph in the resin layer forming step S2, when gradually heated within a range not exceeding the thermal softening temperature of the thermoplastic resin A which is the main component of the
融着工程S3において上段グラフで示したように、樹脂層22上に熱可塑性樹脂シート5を載置する間に樹脂層22の温度は低下するが、これを加熱し、熱可塑性樹脂Aの熱軟化温度に達すると、熱可塑性樹脂Aが溶融して固体から液体に変態するので、下段グラフに示したように、粘度が下がる。この時点で樹脂層22と熱可塑性樹脂シート5とを融着する。
As shown in the upper graph in the fusion process S3, the temperature of the
冷却工程S4において上段グラフで示したように、樹脂層22を冷却し、その温度が熱可塑性樹脂Aの熱軟化温度より低くなると、下段グラフで示したように、熱可塑性樹脂Aが固化するので、樹脂層22と熱可塑性樹脂シート5とを一体化できる。さらに充分に冷却した後、分離工程S5において、樹脂層22を平型1から脱型することでエンボスパターン100を有する樹脂シート10が得られる。
As shown in the upper graph in the cooling step S4, when the
以上説明したように、本発明の製造方法によれば、熱可塑性樹脂を可塑剤に分散させてなる樹脂ペーストを平型1の上に印刷し、これを硬化させてエンボスパターン100を有する樹脂層22を形成し、この樹脂層22に支持体としての熱可塑性樹脂シート5を融着一体化するものであるので、均一で高精細なエンボスパターンを有する大判の樹脂シートを連続的に安価にて提供できる。
このようにして製造された樹脂シートは、高精細なエンボスパターンを有する大判のものであるので、プロジェクターの大型スクリーンや各種の精密光学シートなどに利用できる。
As described above, according to the production method of the present invention, the resin paste having the embossed
Since the resin sheet produced in this way is a large sheet having a high-definition emboss pattern, it can be used for a large screen of a projector, various precision optical sheets, and the like.
1…平型、2…樹脂ペースト、5…熱可塑性樹脂シート、10…樹脂シート、21…樹脂ペースト層、22…樹脂層、100…エンボスパターン、101…反転パターン
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記凹凸パターンの反転パターンを有する型上に、熱可塑性樹脂を可塑剤に分散させてなる樹脂ペーストを印刷する工程と、
前記樹脂ペーストを硬化させて樹脂層とする工程と、
前記樹脂層上に熱可塑性樹脂シートを載置し、前記樹脂層または前記熱可塑性樹脂シートの少なくとも一方が溶融する温度以上で加熱し、該樹脂層と該熱可塑性樹脂シートとを融着して一体化する工程と、
一体化された前記樹脂層と前記熱可塑性樹脂シートとを冷却する工程と、
前記樹脂層を前記型から分離する工程と、
を有することを特徴とするシート状成形物の製造方法。 A method for producing a sheet-like molded article comprising a resin layer having a concavo-convex pattern on a thermoplastic resin sheet,
Printing a resin paste in which a thermoplastic resin is dispersed in a plasticizer on a mold having an inverted pattern of the concavo-convex pattern; and
Curing the resin paste to form a resin layer;
A thermoplastic resin sheet is placed on the resin layer, heated at a temperature at which at least one of the resin layer or the thermoplastic resin sheet melts, and the resin layer and the thermoplastic resin sheet are fused. The process of integrating;
Cooling the integrated resin layer and the thermoplastic resin sheet;
Separating the resin layer from the mold;
A method for producing a sheet-like molded product, comprising:
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