(57)【要約】【課題】転写性の向上を十分に図ることができる溶融押出成形賦形用のロールを提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂の溶融押出成形において使用される溶融押出成形賦形用のロール１は、内部に熱媒流路１１が設けられたロール本体部１０、及び、ロール本体部１０の表面を覆うアモルファス金属の溶射皮膜層１３から成り、ロール本体部１０は、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する金属材料から製作されており、溶射皮膜層１３は、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有するアモルファス金属から作製されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂の溶融押出成形において使用される溶融押出成形賦形用のロールであって、
内部に熱媒流路が設けられているロール本体部であって、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する金属材料から製作される、ロール本体部と、
当該ロール本体部の表面に設けられるアモルファス金属の皮膜であって、前記アモルファス金属の熱伝導率は前記金属材料の熱伝導率より低い、皮膜とを備えることを特徴とする溶融押出成形賦形用のロール。
【請求項２】
前記アモルファス金属は、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有することを特徴とする請求項１に記載の溶融押出成形賦形用のロール。
【請求項３】
前記ロール本体部の表層から熱媒流路までの距離をＴｓとし、前記皮膜の厚みをＴaとしたとき、
５ｍｍ≦Ｔｓ≦４０ｍｍ
０．１ｍｍ≦Ｔa≦３．０ｍｍ
を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融押出成形賦形用のロール。
【請求項４】
前記金属材料は、炭素鋼、クロム鋼、及びクロムモリブデン鋼の少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の溶融押出成形賦形用のロール。
【請求項５】
前記アモルファス金属は、ニッケル、及びジルコニウムの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の溶融押出成形賦形用のロール。
【請求項６】
前記皮膜の十点平均粗さＲｚが１０〜２０μｍであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の溶融押出成形賦形用のロール。
【請求項７】
溶融押出成形賦形用のロール、及び、前記溶融押出成形賦形用のロールと対向して配置された圧着用ロールを含む溶融押出成形賦形用のロール組立体であって、
前記溶融押出成形賦形用のロールは、
内部に熱媒流路が設けられているロール本体部であって、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する金属材料から製作される、ロール本体部と、
当該ロール本体部の表面に設けられるアモルファス金属の皮膜であって、前記アモルファス金属の熱伝導率は前記金属材料の熱伝導率より低い、皮膜とを備えることを特徴とする溶融押出成形賦形用のロール組立体。
【請求項８】
前記アモルファス金属は、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有することを特徴とする請求項７に記載の溶融押出成形賦形用のロール組立体。
【請求項９】
溶融押出成形賦形用のロール、及び、前記溶融押出成形賦形用のロールと対向して配置された圧着用ロールを含み、
前記溶融押出成形賦形用のロールは、
内部に熱媒流路が設けられているロール本体部であって、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する金属材料から製作される、ロール本体部と、
当該ロール本体部の表面に設けられるアモルファス金属の皮膜であって、前記アモルファス金属の熱伝導率は前記金属材料の熱伝導率より低い、皮膜とを備える、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、前記溶融押出成形賦形用のロールと前記圧着用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溶融押出成形方法。
【請求項１０】
前記アモルファス金属は、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有することを特徴とする請求項９に記載の溶融押出成形方法。
【請求項１１】
前記溶融押出成形賦形用のロールを用いて溶融押出成形される前記シート成形品の幅をＷとし、前記溶融押出成形賦形用のロールの回転軸線方向における前記皮膜の長さをＸとしたとき、
Ｗ＞Ｘ
を満足することを特徴とする請求項９又は１０に記載の溶融押出成形方法。
【請求項１２】
前記溶融押出成形賦形用のロールを用いて溶融押出成形される前記シート成形品の幅をＷとし、前記溶融押出成形賦形用のロールの回転軸線方向における前記皮膜の長さをＸとしたとき、
２０ｍｍ≦Ｗ−Ｘ≦１００ｍｍ
を満足することを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の溶融押出成形方法。
【請求項１３】
前記シート成形品の厚さは、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の溶融押出成形方法。
【請求項１４】
前記熱可塑性樹脂は、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少なくとも一つの熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載の溶融押出成形方法。
【請求項１５】
前記シート成形品は、光拡散フィルムであることを特徴とする請求項９から１４のいずれか１項に記載の溶融押出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、及び、溶融押出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂フィルムの溶融押出成形を行う際、しばしば、表面に微細凹凸構造を有する溶融押出成形賦形用のロールを用いてその微細凹凸構造をフィルム表面に転写することにより、様々な機能性を付与している。表面に微細凹凸構造を設けた熱可塑性樹脂から成るフィルムは、光拡散フィルムや艶消しフィルム等に使用されている。
【０００３】
このようなフィルム成形品を溶融押出成形するためには、一般的に、Ｔダイやコートハンガーダイのリップ部から流出した溶融熱可塑性樹脂から成るフィルム（以下、単に『フィルム』と呼ぶ場合がある）を、表面に微細凹凸構造が賦与された溶融押出成形賦形用の金属ロール（以下、『第１ロール』と呼ぶ場合がある）と圧着用のプレスロール（以下、『第２ロール』と呼ぶ場合がある）との間で圧着する。一般に、ダイ温度、即ち、樹脂温度が高ければ高い程、また、第１ロール及び第２ロールによるプレス圧力が高ければ高い程、更には、ロール設定温度が高ければ高い程、微細凹凸構造の転写性が向上する。
【０００４】
しかしながら、ダイ温度やロール設定温度が高過ぎると、第１ロール及び第２ロールとの間での圧着から、第１ロールからのフィルムの離型までの間における溶融熱可塑性樹脂の冷却が間に合わず、フィルム成形品がロールに粘着してしまい、剥離マークと呼ばれる外観不良が発生する。それ故、ダイ温度やロール設定温度を高くすることには限界がある。また、プレス圧力に関しても、高圧圧着によってロールベンディングが発生し、フィルム成形品の膜厚制御が難しくなり、あるいは又、均一転写が困難になるといった不具合が発生する。
【０００５】
例えばプラスチックフィルムの熱延伸等に使用される加熱ロールとして、外殻スリーブと、その内側に密着して嵌合した内殻スリーブと、内殻スリーブの内周に接して置かれた発熱体、又は、内殻スリーブ自体に埋め込まれた発熱体とを有し、内殻スリーブは熱伝導性の優れた金属から成る加熱ロールが、例えば、特開平６−１２８６２３号公報に記載されている。ここで、外殻スリーブは、例えばステンレス鋼（熱伝導率：１６Ｗ／ｍ・Ｋ）等から作製され、内殻スリーブは、例えば銅又はその合金、アルミニウム又はその合金等（熱伝導率：約２００Ｗ／ｍ・Ｋ〜約４００Ｗ／ｍ・Ｋ）から作製される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１２８６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特開平６−１２８６２３号公報における加熱ロールにあっては、熱クラウンを小さくすることができるとされている。しかしながら、この特許公開公報に開示された加熱ロールを溶融押出成形賦形用のロールとして用いた場合、内殻スリーブを高い熱伝導率を有する材料で作製しているが故に、フィルムの冷却が急速に進み、微細凹凸形状の転写性の向上を十分には図れないといった問題がある。
【０００８】
従って、本発明の目的は、転写性の向上を十分に図ることができる溶融押出成形賦形用のロール、係る溶融押出成形賦形用のロールを備えた溶融押出成形賦形用のロール組立体、及び、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を提供することにある。
【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、熱可塑性樹脂の溶融押出成形において使用される溶融押出成形賦形用のロールであって、
内部に熱媒流路が設けられたロール本体部であって、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する金属材料から製作される、ロール本体部と、
当該ロール本体部の表面に設けられるアモルファス金属の皮膜であって、前記アモルファス金属の熱伝導率は前記金属材料の熱伝導率より低い、皮膜とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、アモルファス金属は、好ましくは２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有し、より好ましくは１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有することができる。尚、限定するものではないが、アモルファス金属の熱伝導率の下限値として３Ｗ／ｍ・Ｋを挙げることができる。
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明の溶融押出成形賦形用のロール組立体は、溶融押出成形賦形用のロール（第１ロール）、及び、溶融押出成形賦形用のロールと対向して配置された圧着用ロール（以下、便宜上、『第２ロール』と呼ぶ場合がある）から成り、
溶融押出成形賦形用のロールは、本発明の溶融押出成形賦形用のロールから構成されている。
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の溶融押出成形方法は、
溶融押出成形賦形用のロール（第１ロール）、及び、溶融押出成形賦形用のロールと対向して配置された圧着用ロール（第２ロール）から成り、
溶融押出成形賦形用のロールが、本発明の溶融押出成形賦形用のロールから構成されてい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、溶融押出成形賦形用のロール（第１ロール）と圧着用ロール（第２ロール）との間を通過させることで、フィルム成形品を得ることを特徴とする。尚、フィルム成形品にはシート成形品が包含される。
【００１３】
本発明の溶融押出成形賦形用のロール、本発明の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ロール等』と呼ぶ場合がある）において、アモルファス金属の皮膜面に形成された微細凹凸構造については、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形成することができる。その表面粗さについては特に規定はなく、用途により適宜設定することが可能である。例えば、光拡散フィルムの場合には、十点平均粗さＲｚで１０〜２０μｍを例示することができる。
【００１４】
アモルファス金属の皮膜形成方法としては特に限定はないが、好ましい方法として高速フレーム溶射法を挙げることができる。溶射皮膜の場合には、それ自体が微細凹凸構造を有するため、場合によっては、上記粗面化処理を実施せずとも、溶融押出成形賦形用のロールとして、利用することが可能である。尚、粗面化処理を行う場合には、アモルファス金属の溶射皮膜面を１．０Ｓ（算術平均表面粗さＲａで０．２５μｍ）程度まで研磨してから処理を行う方が、表面粗さの均一性が確保されるので好ましい。
【００１５】
場合によっては、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、表面粗さは、少なくとも０．２Ｓ以下（算術平均表面粗さＲａで０．０５μｍ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フィルム成形品の成形が可能となる。即ち、フィルム端部の鏡面転写性が向上することに加えて、フィルム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、プレス抜けと呼ばれる圧着がなされていない箇所の発生を抑制することが可能となる。
【００１６】
更には、本発明の第１ロール等において、常温におけるロール本体部の外径をＤo、ロール本体部の表層から熱媒流路までの距離をＴs、アモルファス金属の皮膜層の肉厚をＴａとしたとき、Ｄo、Ｔs、Ｔａとしては下記を例示できる。
Ｄo：２００ｍｍ〜８００ｍｍ
Ｔs ：５ｍｍ〜４０ｍｍ
Ｔａ：０．１〜３．０ｍｍ
【００１７】
アモルファス金属の材質（熱伝導率）や肉厚の選択に基づき、第１ロールと接する溶融熱可塑性樹脂の冷却遅延効果の程度の制御が可能である。常温（２５℃）から３００℃までの温度範囲において、アモルファス金属の線膨張係数は、ロール本体部を構成する金属材料の線膨張係数とほぼ同等であることが好ましい。溶融押出成形時においては第１ロールを所望の設定温度とする必要があるため、第１ロールの温度上昇によるアモルファス金属の割れなどを防止するためである。
【００１８】
アモルファス金属の皮膜層の厚みは均一とすることもできるし、意図的に不均一とすることもできる。例えば、ロール本体部に予めクラウン形状を付けておき、その上にアモルファス金属の皮膜を設けた後、研磨等によって皮膜面をフラット化することにより、ロール本体部の中央部では薄く、ロール本体部の端部では厚い皮膜層とすることができる。これにより溶融樹脂（フィルム）の均一冷却を図ることが可能である。なお、クラウン形状とは、ロール本体部の表面から熱媒流路までの距離がロール本体部の中央部で厚く、ロール本体部の端部で薄くなるような曲率を有する形状であり、フラット化とは、ロール本体部の回転軸線方向に対してその最外径を一定化することである。
【００１９】
更には、本発明の第１ロール等において、ロール本体部を構成する金属材料は、例えば、炭素鋼、クロム鋼、クロムモリブデン鋼、鋳鉄、及びタングステン鋼の少なくとも１種を含むことが好ましく、より具体的には、例えば、構造用合金鋼材であるクロムモリブデン鋼ＳＣＭ４４０を含むことがより好ましい。また、皮膜を形成するアモルファス金属は、例えば、主構成元素による分類の場合には、ニッケル系、ジルコニウム系等の材料が好ましい。また、溶融押出成形時の受熱によって、結晶化を起こさないアモルファス金属を選ぶことが重要である。各材料の常温における熱伝導率は以下の表１のとおりである。
【００２０】
［表１］
炭素鋼              ：４５〜５３Ｗ／ｍ・Ｋ
クロム鋼            ：５２〜６０Ｗ／ｍ・Ｋ
クロムモリブデン鋼  ：４０〜４８Ｗ／ｍ・Ｋ
鋳鉄                ：４８Ｗ／ｍ・Ｋ
タングステン鋼      ：５３〜６６Ｗ／ｍ・Ｋ
ニッケル系アモルファス金属：７〜９Ｗ／ｍ・Ｋ
ジルコニウム系アモルファス金属：５〜７Ｗ／ｍ・Ｋ
【００２１】
ロール本体部の表面の加工精度は、高ければ高い程、好ましく、その芯振れについては１０００分の１０ミリ以下、より好ましくは１０００分の５ミリ以下であることが望ましい。ロール本体部の表面の表面粗度に関しては、バフ研磨仕上げで少なくとも０．４Ｓ程度とすることが好ましい。錆の発生を防止するために、１０μｍ以下の厚さの薄いメッキ層を設けてもよい。
【００２２】
更には、本発明の第１ロール等において、溶融押出成形賦形用のロールを用いて溶融押出成形されるシート成形品の幅をＷとし、溶融押出成形賦形用のロールの回転軸線方向におけるアモルファス金属の皮膜面の長さをＸとしたとき、
Ｗ＞Ｘ
を満足することが好ましく、あるいは又、
２０ｍｍ≦Ｗ−Ｘ≦１００ｍｍ
を満足することが好ましい。尚、アモルファス金属の皮膜面の長さ（Ｘ）は、溶融押出成形賦形用のロールの回転軸線方向におけるロール本体部の実効的な長さと同じとすることができるし、あるいは又、ロール本体部の実効的な長さよりも短くすることもできる。
【００２３】
一般に、熱可塑性樹脂の溶融押出成形においては、ダイのリップ部から流出した溶融熱可塑性樹脂は溶融押出成形賦形用のロールに接触する直前のエアギャップにおいてネックインし、リップ開度の調整では制御しきれないほど、フィルム最端部が極端に厚くなる場合がある。精密賦形フィルム成形品の成形において、フィルム最端部の厚肉部は転写阻害因子となり得るので好ましくない。この端部厚肉部をプレスしないように、ロール本体部の端部に段差を設ける場合があるが、本発明における溶融押出成形賦形用のロールにあっては、アモルファス金属の皮膜面の長さ（Ｘ）をフィルム成形品の幅（Ｗ）よりも予め小さく設定しておくことが可能であるので、ロール本体部の端部にわざわざ段差を設ける必要がない。
【００２４】
本発明の第１ロール等において、ロール本体部は、切削ドリルによってロール本体部の側面から円管状の熱媒流路を軸方向に対して平行に設けた、所謂ドリルドロールであってもよいし、スパイラルロールとも呼ばれ、熱媒流路がスパイラル状になっている、以下に説明する二重管ロールとしてもよい。尚、熱媒流路の数は、本質的に任意である。熱媒として水や熱媒油を挙げることができる。
【００２５】
本発明の溶融押出成形方法において得られたフィルム成形品の厚さは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍとすることができる。また、本発明の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。これらの樹脂中には適宜、熱安定剤、離型剤、ＵＶ吸収剤等の添加剤を添加することができる。そして、得られたフィルム成形品は光学部材として光拡散フィルムや反射防止フィルムとすることができるし、あるいは又、意匠部材として艶消しフィルムとすることができる。
【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。
【００２７】
本発明におけるロール組立体としては、厚みが３００μｍ以下のフィルムを成形するのに適しており、片面圧着のみが可能な薄物フィルム専用の成形装置を使用することもできるし、厚みが３００μｍ以上のシートを成形するのに適しており、３本ロール構成により両面圧着が可能な厚物シート専用の成形装置を使用することもできる。シート成形装置の場合には、ロール配置が縦型仕様でも横型仕様でも、或いはそのハイブリット型でも構わない。第２ロール（圧着ロール）として使用可能なロールとしては、金属剛体ロール、金属弾性ロール、ゴムロール等を挙げることができる。ここで、金属弾性ロールとしては、金属外筒の厚みを２ｍｍ前後まで薄くしたものや、ゴムロールの上に薄い金属スリーブを巻いたもの等が含まれる。
【００２８】
第１ロールと第２ロールの圧着圧（線圧：圧着力をフィルム成形品の幅で割ったもの）はロール剛性の許容範囲において任意であるが、好ましい線圧の例として、５〜１５０ｋｇ／ｃｍを挙げることができる。第１ロールの設定温度は使用樹脂のガラス転移温度より１０℃程度低い温度に設定することが多いが、剥離マークの出方によって、適宜調整することが可能である。
【００２９】
フィルム成形品の成形速度についても、フィルム厚みに応じて適宜調整可能であるが、樹脂冷却不足による転写不良現象の発生を起こさせないようにするため、２〜２０ｍ/ｍｉｎ程度が好ましい。当該速度領域においては、本発明の溶融押出成形賦形用ロールの冷却遅延効果が最も顕著となり、転写性向上と剥離マーク抑制の両立が図り易い。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の第１ロール等は、金属材料によるロール本体部とアモルファス金属による皮膜とから成り、ロール本体部を構成する金属材料の熱伝導率が、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以下と規定され、皮膜層を構成するアモルファス金属の熱伝導率が金属材料の熱伝導率より低く規定されているが故に、熱可塑性樹脂のフィルム成形品の製造に適した冷却速度を得ることが可能である。また、ロール本体部を高熱伝導率の金属材料から作製し、皮膜層を低熱伝導率のアモルファス金属から作製するので、第１ロールと接触した直後の溶融熱可塑性樹脂（フィルム）の冷却が遅延され、光学パターン等を転写させるために必要な時間を稼ぐことが可能になるため、微細凹凸構造の転写率を向上させることができると共に、第１ロールから離れる直前のフィルム成形品が十分に冷却されるが故に、フィルム成形品における剥離マークの発生を効果的に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１（Ａ）は、実施例１の溶融押出成形賦形用のロールの模式的な断面図であり、図１（Ｂ）は、実施例１のダイ及び溶融押出成形賦形用のロール組立体の配置を示す概念図である。
【図２】図２は、実施例２Ａの溶融押出成形賦形用のロールの模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。
【実施例１】
【００３３】
実施例１は、本発明の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、及び、溶融押出成形方法に関する。実施例１の溶融押出成形賦形用のロール（第１ロール）１を回転軸線を含む仮想平面で切断したときの第１ロール１の模式的な断面図を図１（Ａ）に示し、ダイ及び溶融押出成形賦形用のロール組立体の配置状態の概念図を図１（Ｂ）に示す。
【００３４】
実施例１の第１ロール１は、熱可塑性樹脂の溶融押出成形において使用される溶融押出成形賦形用のロールであって、
内部に熱媒流路１１が設けられたロール本体部１０、及び、
ロール本体部１０の表面を覆うアモルファス金属の溶射皮膜１３、
から成る。そして、ロール本体部１０は、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有する金属材料から製作されている。また、溶射皮膜１３は、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有するアモルファス金属から製作されている。具体的には、以下の表２のとおりである。
【００３５】
実施例１の溶融押出成形賦形用のロール組立体は、図１（Ｂ）に示すように、上述した実施例１の第１ロール１、及び、第１ロール１と対向して配置された圧着用の第２ロール５から成る。実施例１において、第２ロール５はフッ素樹脂製のゴムロールから構成されている。
【００３６】
実施例１では、ロール本体部１０を、切削ドリルによってロール本体部１０の側面から円管状の熱媒流路１１を軸方向に対して平行に設けた、所謂ドリルドロールとした。常温におけるロール本体部１０の外径Ｄoと、ロール本体部１０の表層から熱媒流路までの距離Ｔsの値を表２に示す。尚、熱媒流路１１の本数は、本質的に任意である。ロール本体部１０の熱媒として熱媒油を使用した。溶射皮膜１３は、高速フレーム溶射によって製作し、その肉厚Ｔaは１．０ｍｍであった。
【００３７】
アモルファス金属溶射皮膜１３の表面には、サンドブラスト法により、マットパターンが形成されている。一連の加工は、溶射、研磨、サンドブラストの順に実施した。有限会社グルーラボ製ＵＶ硬化型樹脂ＧＬＸ１８−７３Ｎ（屈折率：１．４９）を用いて溶射皮膜１３の表面の透明レプリカを作製して、そのヘイズ値（濁度）を測定したところ、８６％であった。
【００３８】
溶融押出成形賦形用のロールを用いて溶融押出成形されるシート成形品の幅をＷとし、溶融押出成形賦形用のロールの回転軸線方向における溶射皮膜１３の長さをＸとしたとき、
Ｗ＞Ｘ
を満足している。あるいは又、
２０ｍｍ≦Ｗ−Ｘ≦１００ｍｍ
を満足している。具体的なＸ及びＷの値を、以下の表２に示す。尚、溶射皮膜１３の長さ（Ｘ）は、溶融押出成形賦形用のロールの回転軸線方向におけるロール本体部１０の実効的な長さと同じである。尚、『ロール本体部の実効的な長さ』とは、ロール本体部の表面温度が実質的に均一となるように設計された部分を意味する。
【００３９】
［表２］
金属材料  ：クロムモリブデン鋼  ＳＣＭ４４０
熱伝導率  ：４３〜４８Ｗ／ｍ・Ｋ（常温〜３００℃程度の使用温度域での値）
溶射皮膜  ：トピー工業株式会社  ＧＡＬＯＡ−ＳＮ２１０２（ニッケル系アモルファス金属）
熱伝導率  ：８．０〜８．５Ｗ／ｍ・Ｋ（常温〜３００℃程度の使用温度域での値）
Ｄo           ：３００ｍｍ
Ｔs           ：２５ｍｍ
Ｔa           ：１．０ｍｍ
Ｘ           ：６００ｍｍ
Ｗ           ：６５０ｍｍ
【００４０】
実施例１にあっては、熱可塑性樹脂としてポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ポリカーボネート樹脂「ユーピロンＥ２０００」）を使用した。また、実施例１の溶融押出成形方法において得られたフィルム成形品の公称厚さは１５０μｍであり、幅Ｗは表２に示したとおりである。得られたフィルム成形品は光拡散フィルムであり、微細凹凸構造（マットパターン）が形成されている。
【００４１】
実施例１にあっては、周知の溶融押出成形装置を使用して、ダイから押し出された溶融熱可塑性樹脂を、第１ロール１と第２ロール５との間を通過させることで、シート状の溶融熱可塑性樹脂に圧力を加え、フィルム成形品を得た。ここで、ダイとしては、幅８００ｍｍのコートハンガーダイを用いた。溶融押出成形条件を以下の表３に示す。
【００４２】
［表３］
ダイ温度      ：２８０℃
ライン速度    ：５．０ｍ／ｍｉｎ
第１ロール温度：１３５℃
第２ロール温度：  ６０℃
線圧レベル    ：１０ｋｇ／ｃｍ
【００４３】
成形されたフィルム成形品には、剥離マーク等の溶射皮膜１３からの離形不良による外観不良は発生しておらず、ヘイズ値を測定すると６３％であった。
【００４４】
比較例１として、アモルファス金属の溶射処理を行わず、その他は実施例１と同様にして、第１ロールを作製した。ＵＶ硬化型樹脂ＧＬＸ１８−７３Ｎを用いて筒状部材の表面の透明レプリカを作製して、そのヘイズ値を測定したところ、８７％であり、実施例１とほぼ同じマット柄目であることを確認した。そして、実施例１と同様の条件でフィルム成形品を成形した。
【００４５】
成形されたフィルム成形品には、剥離マーク等の離形不良による外観不良は発生していなかったが、ヘイズ値を測定すると５５％となっており、明らかに転写性が悪かった。
【実施例２】
【００４６】
実施例２Ａの溶融押出成形賦形用のロール（第１ロール）２を回転軸線を含む仮想平面で切断したときの第１ロール２の模式的な断面図を図２に示す。
【００４７】
実施例２Ａにあっては、ロール本体部２０を、スパイラルロールとも呼ばれ、熱媒流路２１がスパイラル状になっている、二重管ロールとした。実施例２Ａの第１ロール２におけるロール本体部２０及び溶射皮膜２３の諸元を、以下の表４に示す。実施例１と同様に、アモルファス金属の皮膜２３は高速フレーム溶射によってロール本体部２０の表面に設けられており、肉厚を１．００ｍｍとした。更には、ロール本体部２０の外面から熱媒流路２１までの距離（Ｔｓ）を２４ｍｍとした。熱媒流路２１内には、図２に示すようにロール本体部３０の回転軸線に沿って螺旋状に延びる連続した隔壁（仕切り壁）２２が設けられている。尚、隔壁２２の数は、任意に設けることができる。ロール本体部２０の熱媒として熱媒油を使用した。また、溶射皮膜２３の表面を研磨して表面粗度を０．２Ｓ程度とした。また、実施例１と異なり、第２ロールとしては、ハードクロムメッキを施した金属弾性ロールを使用した。
【００４８】
［表４］
金属材料  ：炭素鋼  Ｓ４５Ｃ
熱伝導率  ：４５〜５１Ｗ／ｍ・Ｋ（常温〜３００℃程度の使用温度域での値）
溶射皮膜  ：トピー工業株式会社  ＧＡＬＯＡ−ＳＮ２１０２（ニッケル系アモルファス金属）
熱伝導率  ：８．０〜８．５Ｗ／ｍ・Ｋ（常温〜３００℃程度の使用温度域での値）
Ｄo           ：４５０．００ｍｍ
Ｔs           ：２４ｍｍ
Ｔa           ：１．０ｍｍ
Ｘ           ：４００ｍｍ
Ｗ           ：４５０ｍｍ
【００４９】
実施例２Ａにあっては、熱可塑性樹脂としてポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ポリカーボネート樹脂「ユーピロンＳ１０００」）を使用した。また、実施例２Ａの溶融押出成形方法において得られたフィルム成形品の公称厚さは１８０μｍであり、幅Ｗは表４に示したとおりである。得られたフィルム成形品の用途は、熱成形用のフィルムである。
【００５０】
実施例２Ａにあっても、周知の溶融押出成形装置を使用して、ダイから押し出された溶融熱可塑性樹脂を、第１ロール２と第２ロールとの間を通過させることで、シート状の溶融熱可塑性樹脂に圧力を加え、フィルム成形品を得た。ここで、ダイとしては、幅５５０ｍｍのコートハンガーダイを用いた。溶融押出成形条件を以下の表５に示す。
【００５１】
［表５］
ダイ温度      ：２８０℃
ライン速度    ：８．０ｍ／ｍｉｎ
第１ロール温度：１３５℃
第２ロール温度：１２０℃
線圧レベル    ：２０ｋｇ／ｃｍ
【００５２】
成形したプレーンフィルムの外観検査を実施した結果、プレス抜けは全く認められず、また、第１ロールからの剥離時に発生する剥離模様も全く観察されなかった。
【００５３】
実施例２Ｂとして、熱伝導率が１６Ｗ／ｍ・Ｋのアモルファス金属（トピー工業株式会社製ＧＡＬＯＡ−ＳＮ１１０５、鉄系アモルファス金属）を溶射し、厚みが１ｍｍの皮膜を形成することによって、第１ロールを作製した。この溶射皮膜を研磨によって０．２Ｓ程度の表面粗度とした。そして、実施例２Ａと同様の条件でフィルム成形品を成形した。
【００５４】
成形したプレーンフィルムの外観は比較的良好であり、剥離模様は認められなかった。ただし、プレス抜けの発生は極僅かであった。
【００５５】
また、比較例２Ａとして、Ｓ４５Ｃのみでロール本体部を製作し、第１ロールを構成した。即ち、低熱伝導率材料は使用していない。尚、ロール本体部の外面から熱媒流路までの距離を２５ｍｍとした。そして、このロール本体部の表面に、厚み５０μｍの薄いハードクロム鍍金層を設け、研磨によって表面粗度を０．１Ｓとした。そして、実施例２Ａと同様の条件でフィルム成形品を成形した。成形したプレーンフィルムの外観検査を実施した結果、フィルム中には大量のプレス抜け発生が認められ、使用に耐えないものであった。
【００５６】
更に比較例２Ｂとして、比較例２Ａと全く同じ第１ロールを用いて、第１ロールの設定温度のみを１０℃アップさせて１４５℃で成形を行い、フィルム成形品を取得した。成形したプレーンフィルムの外観検査を実施した結果、プレス抜けは完全に消失したものの、第１ロールから剥離した時に生じる剥離模様が発生しており、外観が悪かった。
【００５７】
以上の実施例１及び実施例２Ａ、比較例１、実施例２Ｂ、比較例２Ａ、比較例２Ｂの評価結果を以下の表６に纏めた。
【００５８】
［表６］
ロール本体部    溶射皮膜            設定温度    ヘイズ値    剥離性
実施例１    ＳＣＭ４４０    あり                １３５℃    ６３％      良好
比較例１    ＳＣＭ４４０    なし                １３５℃    ５５％      良好
ロール本体部    低熱伝導材物性      設定温度    圧着不良    剥離性
実施例２Ａ  Ｓ４５Ｃ        ８．５Ｗ／ｍ・Ｋ    １３５℃    なし        良好
実施例２Ｂ  Ｓ４５Ｃ        １６Ｗ／ｍ・Ｋ      １３５℃    あり（極少）良好
比較例２Ａ  Ｓ４５Ｃ        −                  １３５℃    あり（多）  良好
比較例２Ｂ  Ｓ４５Ｃ        −                  １４５℃    なし        不良
【００５９】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定するものではない。実施例にて説明した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、溶融押出成形装置の構成、構造、使用した材料、溶融押出成形条件等は例示であり、適宜、変更することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１，２・・・第１ロール、５・・・第２ロール、１０，２０・・・ロール本体部、１１，２１・・・熱媒流路、１３，２３・・・アモルファス金属皮膜、２２・・・隔壁
【図１】
2014133380.tif 000003
【図２】
2014133380.tif 000004