KR100454801B1

KR100454801B1 - 엠보싱패턴가공방법,그의가공장치및엠보싱시이트

Info

Publication number: KR100454801B1
Application number: KR1019970027191A
Authority: KR
Inventors: 아츠시 후지; 리유지 모리와키
Original assignee: 이데미쓰세끼유가가꾸가부시끼가이샤
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 2005-01-17
Anticipated expiration: 2017-06-24
Also published as: TW386055B; EP0818301B1; EP0818301A3; EP0818301A2; AU2683597A; ATE209098T1; CN1172725A; DE69708401D1; US6568931B2; US6260887B1; KR980000861A; CA2208784A1; DE69708401T2; US20010035257A1; AU734430B2

Abstract

엠보싱 패턴 가공 방법은 열가소성 수지 시이트에 대하여 엠보싱 패턴 형성용 롤러를 사용하여 엠보싱 패턴을 전사하는 단계; 상기 열가소성 수지 시이트의 패턴전사된 면의 이면에 거울면 부재를 갖는 광택 부여 수단으로 광택을 부여하는 단계; 및 패턴전사 온도보다 낮은 온도에서 상기의 열가소성 수지 시이트를 상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러로부터 박리시키는 단계를 포함한다. 상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러는 엠보싱 패턴 형성면을 가진 롤러 본체와 그의 롤러 본체의 양측에 각각 부착된 밀봉 환을 구비하고, 상기 롤러 본체 및 각각의 밀봉 환에 한쪽 밀봉 환으로부터 롤러 본체를 통해 다른 쪽의 밀봉 환에 냉각용 열매체가 흐르는 유로가 형성되어 있는 것이다.

Description

엠보싱 패턴 가공 방법, 그의 가공 장치 및 엠보싱 시이트{METHOD OF EMBOSS PATTERN PROCESS, EMBOSS PATTERN PROCESSING APPARATUS, AND EMBOSSED SHEET}

본 발명은 엠보싱 패턴 가공 방법, 그의 가공 장치 및 엠보싱 시이트에 관한 것으로, 예를 들면 반사경, 프리즘 시이트 및 프레넬 렌즈(fresnel lens)등의 광학용 정밀 엠보싱 시이트의 제조에 이용할 수 있다.

최근, 열가소성 수지 시이트의 표면에 마이크로 프리즘 가공이 실시된 반사성 시이트(플라스틱제 반사판)가 반사판 분야, 패션 분야, 건축분야등에 사용되게 되었다.

이러한 반사성 시이트로서 미국에서는 유리 비이드형과 입방체 코너형(cube corner type)이 허용되고 있다. 일반적으로, 유리 비이드형은 근거리 시인성이 뛰어나며, 입방체 코너형은 원거리 시인성과 광반사에 의해 생성된 휘도가 뛰어나다.

상기 입방체 코너형의 반사성 시이트의 제조에 있어서는 열가소성 수지 시이트에 엠보싱 패턴 형성용 다이상(또는 패턴 엠보싱 다이)의 엠보싱 패턴이 정확히 전사되어야 한다.

이를 위해서는, 특히 열가소성 수지 시이트가 엠보싱 패턴 형성용 다이에 의해 적당한 압력으로 가압되며, 게다가 그 가압 상태가 소정의 시간동안 유지되는 것이 중요하다.

종래에 이와 같은 요건에 따른 반사성 시이트의 제조 방법으로서 예를들면 연속 프레스법(일본 특허공개 소60-56103호 공보)와 벨트법(일본 특허공개 평5-17023호 공보), 롤러법(일본 특허공개평 3-43051호 공보의 제 9도에 관한 실시예)가 제시되어 있다.

상기 연속 프레스법은 벨트상에 서로 겹쳐져서 연속적으로 공급되는 고상(solid phase)의 시이트 재료에 대하여, 가열 또는 냉각 기능을 가지는 복수의 프레스 수단으로 엠보싱 패턴 형성용 다이를 순서대로 가압하여 적당한 패턴을 시이트에 전사시키는 제조 방법이다.

상기 벨트법은 엠보싱 패턴의 형태를 갖는 벨트와 열가소성 수지 시이트를 한쌍의 롤러러사이에서 프레스하여 시이트에 패턴을 전사시키는 제조 방법이다.

상기 롤러법은 외주면에 엠보싱 패턴이 형성된 롤러를 사용하여 엠보싱 패턴을 시이트에 전사시키는 제조 방법이다.

그러나, 상기 연속 프레스법에 의하면, 생산 속도가 느리고, 또한 장치가 복잡하여 대형화된다.

상기 벨트법에 의하면, 벨트 자체가 엠보싱 패턴를 갖기 때문에, 장치가 대형화되고, 또한 다이로서 벨트의 내구성에 문제가 발생한다.

상기 롤러법에 의하면, 생산 속도가 빠르고 내구성도 양호하다는 장점이 있다. 그러나, 엠보싱 패턴을 시이트에 전사할 때, 시이트를 고온으로 하고, 동시에 패턴전사된 시이트를 롤러로부터 박리할 때는 저온으로 해야 하는 온도 제어를 효율적으로 수행할 수 없기 때문에 패턴 재현성과 박리성에 문제가 있었다. 즉, 롤러의 패턴 전사측의 부분과 롤러의 시이트를 박리하는 부분에 큰 온도 차이를 갖도록 장치가 설계될 수 없기 때문에 결과적으로 양호한 패턴 재현성과 박리성을 얻을 수 없었다.

또한 종래의 제조 방법에 의하여 수득된 반사성 시이트는 반사성면에 있어서 반드시 충분하지는 않았다.

도 1은 본 발명의 실시양태에 관한 엠보싱 패턴 가공 장치의 정면도이다.

도 2는 제 1 실시양태에 관한 엠보싱 패턴 형성용 롤러의 정면도이다.

도 3은 제 1 실시양태에 관한 롤러 본체의 사시도이다.

도 4는 제 1 실시양태에 관한 엠보싱 패턴 형성용 롤러의 분해단면도이다.

도 5는 제 1 실시양태에 관한 밀봉 환의 사시도이다.

도 6은 외부 실린더에 형성된 패턴의 정면도이다.

도 7은 도 6의 A-A 선의 단면도이다.

도 8은 엠보싱 시이트의 평면도이다.

도 9는 도 8의 B-B선의 단면도이다.

도 10은 밀봉 환의 또다른 구조의 사시도이다.

도 11은 본 발명의 제 2 실시양태에 관한 엠보싱 패턴 가공장치의 정면도이다.

도 12는 본 발명의 제 3 실시양태에 관한 엠보싱 패턴 가공장치의 정면도이다.

도 13은 본 발명의 제 4 실시양태에 관한 엠보싱 패턴 가공장치의 정면도이다.

도 14는 본 발명의 제 5 실시양태에 관한 엠보싱 패턴 가공장치의 정면도이다.

본 발명의 엠보싱 패턴 가공 방법은, 열가소성 수지 시이트에 대하여 엠보싱 패턴 형성용 롤러를 사용하여 엠보싱 패턴을 전사하는 단계, 상기 열가소성 수지 시이트의 패턴전사된 면의 이면에 거울면 부재를 갖는 광택 부여 수단으로 광택을 부여하는 단계, 및 패턴전사 온도보다 낮은 온도로 상기 열가소성 수지 시이트를 상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러로부터 박리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 패턴 전사시의 온도는 사용하는 수지의 종류, 엠보싱 패턴 전사전의 상기 열가소성 수지 시이트의 온도 등에도 따르지만, 바람직하게는 열가소성 수지의비캇트 연화점(Vicat softening point) 이상이다. 상기 비캇트 연화점이란 열가소성 수지의 연화온도이고, 측정 방법은 JIS K7206에 규정되어 있다.

상기 패턴 전사 단계의 온도보다 낮은 온도는 적절하게 설정될 수 있으며, 온도 차이는 압력 및 수지종류에도 영향 받지만, 예를 들면 10 ℃이상, 바람직하게는 20℃이상이다. 온도 차이가 10℃보다 작으면 박리시 냉각부족 때문에 정밀한 전사형태가 수득되지 않는다. 온도 차이의 상한에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 예를들면 150℃ 이하가 바람직하다. 온도 차이가 150℃ 보다 크면 롤러의 내구성이 악화되거나 생산 속도가 지연되어 비용이 증가된다.

상기 광택 부여 수단으로 열가소성 수지 시이트에 광택을 부여할 때, 면압은 예를들면 0.01MPa 이상으로 된다. 0.01MPa 미만에서는 광택의 균일성이 악화될 우려가 있다.

또한, 상기 열가소성 수지 시이트에는 두께만이 상대적으로 상이한 열가소성 수지 필름의 경우가 포함된다.

본 발명의 엠보싱 패턴 가공 장치는, 열가소성 수지 시이트에 대해 엠보싱 패턴을 전사시키는 엠보싱 패턴 형성용 롤러; 상기 열가소성 수지 시이트의 패턴 전사된 면의 이면에 광택을 부여하는 거울면 부재를 갖는 광택 부여 수단; 및 상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러로부터 박리되는 상기 열가소성 수지 시이트를 패턴 전사 온도 보다 낮은 온도로 냉각시키는 냉각 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 엠보싱 패턴 가공 장치에서, 상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러는, 엠보싱 패턴 형성면을 가지는 롤러 본체와 그의 롤러 본체의 양측에 각각 부착된 밀봉 환을 구비하고, 이때 상기 롤러 본체 및 각 밀봉 환에 의해 한쪽 밀봉 환으로부터 롤러 본체를 통해 다른 쪽 밀봉 환에 냉각용 열매체가 흐르는 유로가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 열매체는 물, 실리콘 오일, 온도 조절용 오일 등 임의의 물질을 사용할 수 있다.

본 발명에 의하여, 냉각용 열매체의 유로를 롤러 본체의 냉각을 필요로 하는 부분을 따라서 형성하고 그의 유로에 적당한 온도의 열매체를 흐르게 함으로써 상기 열가소성 수지 시이트를 상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러로부터 박리할 때의 온도를 패턴 전사의 온도보다 낮은 온도로 할 수 있다. 즉 이러한 냉각용 열매체의 유로가 냉각 수단을 포함한다.

또한 한쪽 밀봉 환에서 롤러 본체를 통해 다른 쪽 밀봉 환에 일정한 온도의 열매체를 연속적으로 흐르게 함으로써, 이 롤러 본체의 냉각해야 할 부분의 온도제어를 정밀하게 실시할 수 있다.

상기 롤러 본체의 유로는 그의 롤러 본체의 외주면의 근방을 따라서 형성된 다수의 관통공으로 형성될 수 있다.

상기 관통공의 직경의 크기 및 관통공의 갯수는 임의적인 것으로, 이들의 관통공을 통해 열매체에 의하여 롤러 본체의 냉각할 필요가 있는 부분을 효율적으로 온도 제어할 수 있도록 설정하는 것이 바람직하다. 그리고, 롤러의 크기에 따라서 관통공의 적당한 직경의 크기 및 적당한 갯수는 변할 수 있다.

상기 관통공이 원형인 경우, 내경은 임의적인 크기이지만 예를들면 1 내지100mm 정도가 적당하다. 열매체의 온도에도 따르지만, 1mm 보다 작으면 충분한 유량을 얻을 수 없게 된다. 반대로 100mm를 초과하면 관통공내에 잔류하는 냉각용 열매체의 양은 많아지므로 시이트를 박리측에서부터 롤러의 패턴전사측으로 회전시킬 때의 가열 효율이 악화된다. 상기 밀봉 환에는 상기 롤러 본체의 다수의 관통공내의 일부와 연통하는 홈부를 형성하는 것이 바람직하다.

예를 들면 롤러 본체의 온도 제어를 수행할 필요가 있는 부분이 롤러 본체의 중심으로부터 θ˚각도인 경우, 그의 θ˚에 함유된 관통공에 대하여 열매체가 흐르도록 홈부를 형성하는 것이 바람직하다. 상기 θ˚는 패턴 전사 속도에도 영향 받기 때문에 특별히 한정되는 것은 아니지만 너무 작은 경우에는 충분한 온도 제어를 할 수 없게 된다. 또한 너무 큰 경우에는, 가열용 열매체의 유로도 형성해서 냉각과 가열을 동시에 수행하는 경우에 다른쪽의 온도제어가 어렵게 된다.

상기 밀봉 환은, 냉각용 열매체의 유로와 함께 가열용 열매체의 유로가 형성되고 상기 밀봉 환은 이들 유로와 연통하는 홈부가 형성되어 있는 것을 선택하는 것이 바람직하다.

상기 두 개의 유로에 각각 냉각용 열매체와 가열용 열매체를 흐르게 함으로써 롤러의 패턴전사측의 부분에는 가열용 열매체가 흐르고, 롤러 시이트를 박리하는 측 부분에는 냉각용 열매체가 흐르기 때문에 패턴 재현성과 박리성의 향상에 필요한 큰 온도 차이를 형성할 수 있다.

상기 광택 부여 수단의 거울면 부재는 그의 표면 조도를 3S 이하로 하는 것이 좋다.

표면 조도가 3S 보다 크면 열가소성 수지 시이트의 비엠보싱면에 빛이 산란 반사되어 휘도가 떨어진다. 바람직하게는 1S 이하이다.

상기 거울면 부재는 거울면을 가진 금속벨트, 금속 표면 탄성 롤러 등으로 할 수 있다.

상기 벨트는 특히 스텐레스제로 하는 것이 바람직하다. 벨트의 두께는 임의적이지만 예를 들면 0.3 ∼ 1.5 mm이고, 바람직하게는 0.5 ∼ 0.8 mm이다.

상기 금속표면탄성 롤러는, 표면측에 형성된 원통상 금속 부재와 이 금속부재의 내측에 형성된 원통상 탄성부재를 구비하여 구성된 것이다.

상기 롤러 본체는 엠보싱 패턴형성면을 갖는 외부 실린더와, 상기 유로를 갖고 그의 외부 실린더의 내측에 끼워진 중간 실린더와, 그의 중간 실린더의 내측에 끼워진 내부 실린더를 구비하고, 상기 중간 실린더는 상기 외부 실린더의 선팽창률 보다 큰 선팽창률을 가지며, 동시에 상기 중간 실린더의 외주면은 상기 내부 실린더의 외주면과 동일한 각도의 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다.

상기 중간 실린더를 외부 실린더 내면에 삽입한 상태로 가열하므로써 이들 실린더의 열팽창률차이에 의해 두 실린더가 결합하게 된다.

또한 상기 중간 실린더가 외부 실린더 내면에 삽입되어 가열팽창된 상태의 중간 실린더 내에 내부 실린더를 삽입하고, 고온으로부터 상온으로 냉각시킬때의 수축력에 의해 중간 실린더와 내부 실린더가 일체화된다.

본 발명의 엠보싱 패턴 가공장치에 있어서, 상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러의 롤러 본체에는 그의 롤러 본체를 회전시키는 회전축에 연결되고, 그의 회전축은 상기 밀봉 환을 관통하도록 구성되는 것이 바람직하다.

즉, 엠보싱 패턴 가공시에 상기 롤러 본체 만이 회전하고, 상기 밀봉 환은 고정상태로 되어 있다. 따라서, 롤러 본체가 회전하여 밀봉 환의 홈부와 연통된 상태로 되어 있는 롤러 본체의 관통공에만 열매체가 흐르게 된다.

상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러의 근방에는, 엠보싱 패턴이 전사되기 전에 롤러 일부를 가열하기 위하여 가열 수단을 마련해 두는 것이 바람직하다.

상기 가열수단의 구체예는, 적외선 히터 등 임의적이다. 이 외부 가열에 의해 롤러의 패턴전사측의 일부분을 효율적으로 가열할 수 있게 된다.

상기 엠보싱 패턴은 입방체 코너형(입체 정방형)으로 할 수 있다.

본 발명의 엠보싱 시이트는, 열가소성 수지 시이트에 대해 엠보싱 패턴형성용 롤러를 사용하여 엠보싱 패턴을 전사시키는 단계, 상기 열가소성 수지 시이트의 패턴 전사된 면의 이면에 거울면 부재를 가진 광택 부여 수단으로 광택을 부여하는 단계, 및 패턴 전사 온도보다 낮은 온도로 상기 열가소성 수지 시이트를 상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러로부터 박리하는 단계를 실시하여 제조한 것이다.

상기 엠보싱 패턴의 전사시의 온도, 상기 열가소성 수지 시이트를 상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러에서 박리할때의 온도 등의 조건은 상기 본 발명의 제조방법에서 설명한 바와 같다.

상기 열가소성 수지의 구체적 수지 종류는 임의적이지만, 플라스틱제 반사판으로서 사용하는 경우에는 비결정성 수지, 그 중에서도 폴리염화 비닐, 폴리 카르보네이트, 아크릴 수지(PMMA 등)등이 투명성이 높은 한편, 수축해도 엠보싱 패턴의형태가 잘 흐트러지지 않는다는 이유로 인해 바람직하다.

또한 열가소성 수지 시이트의 두께에 있어서는 특별히 한정되는 것은 아니지만 예를들면 0.07 ∼30mm 정도가 적당하다. 0.07 mm 보다 얇은 경우에는 패턴 전사성이 악화될 우려가 있으며, 30 mm를 초과하면 가열, 냉각 효율이 저하되거나, 생산 효율이 악화되는 점도 있다.

[제 1 실시양태]

우선, 도 1 ∼도 9를 참조하여 본 실시양태에 관한 엠보싱 패턴 가공장치(10)를 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 엠보싱 패턴 가공장치(10)는 패턴 전사전의 열가소성 수지 시이트(11)를 가열하는 가열수단(12), 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13), 열가소성 수지 시이트(11)로의 패턴전사를 보조하는 탄성롤(14), 열가소성 수지 시이트(11)의 패턴전사된 면의 이면에 광택을 부여하는 광택 부여 수단(15), 및 패턴전사된 열가소성 수지 시이트(11)를 박리하는 박리용 롤러(16)을 구비하고 있다.

도 2 ∼도 5에 도시된 바와 같이, 상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)은, 롤러 본체(17) 및 상기 롤러 본체(17)의 양측에 위치하는 밀봉 환(18A,18B)을 구비한다.

상기 롤러 본체(17)는 외부 실린더(19), 이 외부 실린더(19)의 내측에 끼워진 중간 실린더(21) 및 이 중간 실린더(21)의 내측에 끼워진 내부 실린더(22)로 구성된다.

도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 상기 외부 실린더(19)는 그의 양면에 열가소성 수지 시이트(11)에 엠보싱 패턴을 형성하기 위한 패턴(23)이 형성되어 있다. 상기 패턴(23)은 입방체 코너 형의 삼각추 다이아컷트 패턴으로 되어 있다.

상기 중간 실린더(21)는 한쪽 및 다른쪽 개구단부(24A), (24B)의 외주면에 각각 밀봉 환(18A,18B)과 결합된 절결부(25)가 형성되고, 한쪽 개구단부(24A)의 내주면에는 암나사(26)가 새겨져 있다. 또한 상기 중간 실린더(21)의 내주면에는 한쪽개구단부(24A)에서 다른 방향의 개구단부(24B)를 향하여 직경이 확장되는 테이퍼상으로 형성되어 있다. 그리고, 상기 중간 실린더(21)의 내부에는 그의 외주면 근방을 따라 열매체의 유로인 원형의 관통공(27)의 다수개가 등간격으로 형성되어 있다. 상기중간 실린더(21)의 재료의 선팽창률은 외부 실린더(19)의 선팽창률 보다 크다.

상기 내부 실린더(22)는 그의 외주면이 한쪽 개구단부(24A)에서 다른쪽 개구단부(24B)를 향해 직경이 확장되는 테이퍼상으로 형성되어 있다. 상기 테이퍼의 각도는 상기 중간 실린더(21)의 내주면에 형성되어 있는 테이퍼의 각도와 일치한다. 또한 한쪽 개구단부(24B)의 외주면에는 숫나사(28)가 새겨져 있다. 상기 내부 실린더(22)의 내부는 중공으로 되어 있다.

상기 롤러 본체(17)는, 중간 실린더(21)을 외부 실린더(19)내에 삽입된 상태로 가열하고, 가열팽창된 상태의 중간 실린더(21)내에 내부 실린더(22)를 나선형으로 삽입하면 이들 실린더(21), (22)의 열팽창률차에 의해 두 실린더(21), (22)가 결합되고, 또한 고온에서 실온으로 냉각할 때의 수축력에 의해 중간 실린더(21)와 내부 실린더(22)를 하나로 조립할 수 있다.

상기 내부 실린더(22)에는 중공의 회전축(29)이 연결되어 이것들의 내부 실린더(22)와 회전축(29)이 연통 상태로 되어 있다. 엠보싱 패턴 가공시에 있어서는 이들의 중공부분을 통해 열매체가 흐른다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 밀봉 환(18A), (18B)은 중앙에 회전축(29)이 관통하는 구멍부(31)를 가지며, 롤러 본체(17)에 장착되어 있는 면에는 상기 중간 실린더(21)의 절결부(25)와 연합하는 원형의 요부(凹部)(32)가 형성되어 있고, 상기 요부(32)와 외측면과의 사이에 열매체의 유로가 되는 구멍부(33)가 한군데 형성되어 있다. 그리고, 상기 요부(32)에는 상기 구멍부(33)와 연통하는 홈부(34)가 원주상으로 형성되어 있다.

상기 홈부(34)는 밀봉 환(18A), (18B)이 롤러 본체(17)에 장착되었을 때 롤러 본체(17)의 다수의 관통공(27)의 일부인 몇 개의 관통공(27)과 연통하는 크기로 형성되어 있다. 즉, 롤러 본체(17)의 온도제어, 예를들면 냉각을 행할 필요가 있는 부분이 롤러 본체(17)의 중심으로부터 θ˚각도인 경우 그의 θ˚에 포함되는 몇 개의 관통공(27)에 대하여 열매체가 흐르는 크기의 홈부(34)를 형성하는 것이 바람직하다. 상기 홈부(34)와 연통하는 다수의 관통공(27)에 냉각용 열매체(35)가 흐르기 때문에 냉각용 열매체(35)가 흐르는 이들 관통공(27)이 위치하는 부분이 롤러 본체(17)의 시이트(11)를 박리하는 부분이 된다.

상기 탄성롤(14)는, 그의 표면에 실리콘 고무 등의 탄성재(36)가 피복된 것이다. 상기 탄성재(36)는 두께가 1 ∼ 50mm 이다. 상기 탄성롤(14)은 열가소성 수지 시이트(11)의 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)로의 도입점에 시이트(11)를 거쳐서 롤러(13)과 접하도록 설치되어 있다.

상기 광택 부여 수단(15)은, 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)의 근방에 배치된 제 1 롤러(41), 제 2 롤러(42) 및 이들의 롤러(41), (42) 사이에 감겨진 금속제 엔드리스 벨트(43)를 구비한다. 이들 롤러(41), (42)은 온도 조절 수단이 구비되어 회전 구동 수단과 결합되어 있다. 상기 엔드리스 벨트(43)는 롤러(41), (42)사이의 외주면 일부가 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)과 접하고 있는 시이트(11)의 패턴 전사면의 이면을 프레스하도록 배치되어 있다. 상기 엔드리스 벨트(43)는 표면조도 3S 이하의 거울면으로 되어 있다.

상기 박리용 롤러(16)은 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)의 시이트(11)을 박리하는 부분에 시이트(11)를 거쳐서 롤러(13)과 접하도록 하여 설치되어 있다. 이 박리용 롤러(16)은 상기 탄성롤(14)에 대해서 엠보싱 패텅 형성용 롤러(13)의 거의 이면에 위치하고 있다.

상기 가열 수단(12)은 적외선 히터를 구비한 것으로, 시이트(11)의 상하면을 가열하도록 설치되어 있다.

또한 가공 장치(10)에 있어서는, 탄성롤(14)의 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)의 이면에 탄성롤(14)의 외주면과 접하도록 해서 냉각롤(44)을 설치하고, 상기 냉각롤(44)에 의해 탄성롤(14)의 표면 온도를 조절할 수 있다.

또한 상기 박리용 롤러(16)의 근방에 공기 송풍 장치(45)를 배치하여 상기 공기 송풍 장치(45)에 의해 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)로부터 박리되는 시이트(11)를 냉각시킬 수 있다.

또한 엔드리스 벨트(43)내에 제 3 롤러(46)을 설치하여 이 롤러(46)에 의해 엔드리스 벨트(43)의 순환을 제공할 수 있다.

상기 엠보싱 패턴 가공장치(10)를 사용하여 다음과 같이 열가소성 수지 시이트(11)에 엠보싱 패턴을 가공한다.

도 1 ∼ 3에 도시된 바와 같이 롤러 본체(17)가 회전하고 엔드리스 벨트(43)가 구동하고 있는 상태에서 가열수단(12)에 의해 가열된 열가소성 수지 시이트(11)를 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)에 연속적으로 제공한다. 그리고 냉각용 열매체(35)를 한쪽 밀봉 환(18A)에서부터 롤러 본체(17)의 관통공(27)을 통하여 다른쪽 밀봉 환(18B)측에 연속적으로 흐르게 한다.

가열연화된 열가소성 수지 시이트(11)를 탄성체(36)를 가지는 탄성롤(14)로 평면 형태로 가압하여 이 시이트(11)에 외부 실린더(19)의 엠보싱 패턴을 전사한다.

패턴전사된 시이트(11)는 롤러 본체(17)의 회전과 함께 이동하고, 엔드리스 벨트(43)에 의하여 시이트(11)의 패턴전사면의 이면이 프레스되어 엔드리스 벨트(43)의 거울면이 전사되어 광택이 부여된다. 광택을 부여한 후, 광택 부여된 시이트(11)는 탄성롤(14)로부터 롤러 본체(17)의 이면에 도달한다.

이 롤러 본체(17) 내에 있어서, 한쪽 밀봉 환(18A)의 홈부(34)에 유입된 냉각용 열매체(35)는 상기 홈부(34)와 연통상태로 되어 있는 롤러 본체(17)의 다수의 관통공(27)에 연속적으로 흐르고, 계속해서 다른쪽 밀봉 환(18B)의 홈부(34)를 통해 배출된다. 롤러 본체(17)의 시이트(11)를 박리하는 부분에 위치하는 다수의 관통공(27)에는 소정 온도의 냉각용 매체(35)가 연속적으로 흐르고 있기 때문에 시이트(11)의 박리부분이 효율적으로 냉각된다. 그리고, 냉각용 열매체(35)에 의해 냉각된 시이트(11)는 박리용 롤러(15)에 의해 롤러 본체(17)로부터 박리되어 엠보싱 패턴(47)이 형성된 엠보싱 시이트(11A)를 얻을 수 있다(도 8,9 참조)

실시 양태에 관한 밀봉 환(18A),(18B)은 홈부(34)가 요부(32)중 하나내에 형성된 것이지만, 도 10에 도시되어 있는 바와 같이 그의 홈부(34)이외에 롤러 본체(17)의 패턴전사가 행해지는 부분을 따라서 또다른 홈부(37) 1개가 구비된 밀봉 환(38)일 수 있다. 그리고, 홈부(37)와 연통하도록 열매체(35)의 통로가 되는 구멍부(39)가 형성되어 있다.

상기 밀봉 환(38)을 사용한 엠보싱 패턴 가공 장치(10)에 있어서, 패턴전사가 행해지는 부분을 따라서 다수의 관통공(27)에 가열용 열매체(35)를 흐르게 해서 패턴전사가 행해지는 부분의 롤러 본체(17)를 가열시키는 동시에 시이트(11)의 박리가 행해지는 부분을 따라서 다수의 관통공(27)에 냉각용 열매체(35)를 흐르게 해서 시이트(11)의 박리가 행해지는 부분의 롤러 본체(17)를 냉각시킨다.

[제 2 실시양태]

이하, 도 11를 참조하여 실시양태에 관한 엠보싱 패턴 가공 장치(10)를 설명한다.

본 실시양태의 가공장치(10)는 제 1 실시양태의 가공장치(10)에 비해 엔드리스 벨트(43)에 의해 패턴전사와 광택부여를 동시에 실시하도록 구성되어 있음을 특징으로 한다.

즉, 이 엔드리스 벨트(43)내에는, 프레스롤(48)이 엠보싱 패턴형성용 롤러(13)에 벨트(43)와 시이트(11)를 통해서 접하도록 설치되어 있다. 이 프레스롤(48)은 그 외주면에 실린더 형상의 탄성체(36)를 가지고 있다.

또한, 이 엔드리스 벨트(43)내에는, 장력 조정용의 제 3 롤러(46)이 설치되어 있다.

그 밖의 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13), 벨트(43)등의 구성은, 제 1 실시양태와 같다.

이 가공 장치(10)를 사용한 엠보싱 패턴 가공 방법에 있어서, 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)과 프레스롤(48)의 사이에서 패턴전사된 시이트(11)는, 롤러(13)의 외주면을 주행하는 동안에 벨트(43)에 광택을 부여하고, 시이트(11)의 박리가 행해지는 부분에서 제 1 실시양태와 마찬가지로 냉각되어 롤러(13)로부터 박리된다.

[제 3 실시양태]

도 12를 참조하여 본 실시양태에 관한 엠보싱 패턴 가공장치(10)를 설명한다.

본 실시양태의 가공장치(10)는, 제 1 실시양태의 가공장치(10)와 비교해서, 가열 수단(20)이 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)의 외주면의 근방을 따라 설치되고, 또한 상기 엔드리스 벨트(43) 대신에 금속표면탄성롤(49)이 박리용 롤러로서 또한 작용하도록 설치되어 있는 특징이 있다.

즉, 상기 가열 수단(20)은, 회전하여 패턴전사에 이르는 부분의 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)을 가열하도록 이 롤러(13)의 외주면의 근방에 설치되어 있다.

상기 금속 표면 탄성롤(49)은, 외측에 설치된 실린더 형상 금속 부재(51)와, 이 금속 부재(51)의 안쪽에 설치된 실린더 형상 탄성 부재(52)를 구비한다. 이 실린더 형상 금속 부재(51)는 스테인리스로 되어 있고, 표면조도 3S이하의 거울면으로 되어 있다. 이 금속 표면 탄성 롤러(49)은, 시이트(11)의 박리가 행해지는 부분에 시이트(11)를 거쳐서 롤러(13)측에 프레스되도록 해서 설치되어 있다.

이 가공 장치(10)를 사용한 엠보싱 패턴 가공 방법에 있어서는, 금속 표면 탄성롤(49)의 실린더 형상 탄성 부재(52)가 탄성 변형하여 패턴전사된 시이트(11)를 면형상으로 압축한 것으로서, 시이트(11)의 패턴전사면의 이면에 금속부재(51)의 거울면이 전사되고, 동시에 냉각된다. 이 직후에 시이트(11)가 롤러(13)로부터 박리된다.

상기 가공장치(10)에 따르면 가열수단(20)에 의해 시이트(11)로의 패턴전사가 행해지는 부분의 롤러 본체(17)가 가열되고, 가열용 열매체(35)에 의해 패턴전사가 행해지는 부분의 롤러 본체(17)가 다시 가열되기 때문에 패턴 전사에 필요한 시이트(11)의 가열을 효율적으로 실시할 수 가 있다.

[실시양태 4]

도 13를 참조하여 본 실시양태에 관한 엠보싱 패턴 가공 장치(10)를 설명한다.

본 실시양태의 가공장치(10)는, 실시양태 1의 가공장치(10)와 비교해서, 냉각용 엔드리스 벨트(53)가 설치되고, 시이트(11)의 냉각용의 공기 송풍 장치(45)가 설치되어 있다는 특징이 있다.

즉, 상기 냉각용의 엔드리스 벨트(53)는 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)의 근방에 배치된 제 4 롤러(54), 제 5 롤러(55)의 사이에 감겨져 설치되어 있다. 이 엔드리스 벨트(53)는 롤러(54),(55)의 사이의 외주면의 일부가 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)과 접하고 있는 시이트(11)의 패턴전사면의 이면을 프레스하도록 배치되어 있다.

또한, 공기 송풍 장치(45)는 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)과 제 4롤(55)과의 틈에 공기 송풍되도록 설치되어 있다.

이 가공 장치(10)를 사용한 엠보싱 패턴 가공 방법에 있어서, 광택 부여된 시이트(11)는 냉각용의 엔드리스 벨트(53)에 의해서 냉각된 후, 공기 송풍 장치(45)에 의해서 더욱 냉각되어 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)로부터 박리된다.

[실시양태 5]

도 14를 참조하여 본 실시양태에 관한 엠보싱 패턴 가공 장치(1O)를 설명한다.

이 실시양태의 가공장치(1O)는, 제 4 실시양태의 가공장치(1O)와 비교해서 냉각용 엔드리스 벨트(53)와, 시이트(11)의 냉각용 공기 송풍 장치(45)의 구성이 약간 다르다.

즉, 이 엔드리스 벨트(53)의 경우, 제 4 롤러(54)만이 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)에 시이트(11)를 거쳐서 접촉되도록 배치되고, 제 5 롤러(55)은 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)로부터 떨어져 배치되어 있다. 제 4 롤러(54)의 외주면에는 탄성체(36)를 가지고 있다.

또한, 상기 공기 송풍 장치(45)는 2개 설치되어, 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)과 제 4 롤러(54)의 틈에 양측에서 공기가 송풍되도록 배치되어 있다.

이 가공 장치(10)를 사용한 엠보싱 패턴 가공 방법에 있어서 광택 부여된 시이트(11)는, 제 4 롤러(54)과 접촉하고 있는 부분의 엔드리스 벨트(53)와, 2개의 공기 송풍 장치(45)에 의해 냉각되어 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)로부터 박리된다.

[실시예1]

제 1 실시양태에 있어서, 장치 및 가공의 조건은 하기와 같으며, 열가소성 수지 시이트(11)에 입방체 코너형 엠보싱 패턴을 가공하였다.

외부 실린더(19)는 직사각형의 니켈제 평판(두께 0.6mm)의 짧은 변끼리 아르곤 용접에 의해 용접된 것이다. 실온에서의 내경은 143.1 mm이고, 면 길이(롤의 중심축을 따르는 방향의 길이)는 220mm이다.

중간 실린더(21)는 알루미늄(5052)제로서, 실온에서의 외경은 142. 8mm이고, 면 길이는 250mm이고, 한쪽 개구단부의 내경은 110.25mm이고, 다른쪽 개구단부의 내경은 119mm이고, 테이퍼는 1°이다.

내부 실린더(22)는, 스테인리스(SS41)제로서, 실온에 있어서의 한쪽 개구단부의 외경은 110.55mm이고, 다른쪽 개구단부의 외경은 119.3mm이고, 내경은 50mm이고, 면 길이는 250mm이고, 테이퍼는 1°이다.

관통공(27)은 내경 8mm이고, 중간 실린더(21)의 외주면근방을 따라서 1mm의 등간격으로 형성되어 있다.

냉각용 열매체(35)는 실리콘 오일이다.

밀봉 환(18A), (18B)은 지름 150mm, 두께 15mm이다.

엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)의 지름은 150mm이고, 폭은 300mm이다.

박리용 롤러(15)의 지름은 50mm이다.

탄성롤(14)의 지름은 100mm, 폭은 340mm이다. 탄성재(36)는 실리콘 수지제로, 그 경도(JIS K6301 A 형에 준거)는 60도이다.

엔드리스 벨트(43)는 두께 15mm, 표면 조도 1S이다.

패턴전사시의 온도는 130℃이고, 압력(선압)은 20ON/cm 이다.

광택 부여시의 벨트의 표면 온도는 120℃이다.

박리용 롤러(15)의 온도는 15℃이다.

처리속도는 1m/분이다.

열가소성수지 시이트(11)는 가소제(DOP:디-2-에틸헥실푸탈레이트)를 50중량％포함하고, 중합도 1300의 폴리염화비닐로 되어 있다. 두께는 0.3mm이다.

제 1 롤러(41)의 지름은 200mm, 폭은 300mm이다. 온도는 100℃이다.

제 2 롤러(42)의 지름은 200mm, 폭은 300mm이다. 온도는 30℃이다.

[실시예 2]

제 2 실시양태에 있어서, 장치 및 가공의 조건을 실시예 1와 마찬가지로 하여 열가소성 수지 시이트(11)에 입방체 코너형 엠보싱 패턴을 가공하였다. 이 실시예의 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)에 대해서도 실시예 1과 마찬가지로 시이트(11)를 박리하는 부분에 냉각용 열매체를 흐르게 하여 패턴전사부와의 온도차이를생성시켰다.

[비교예 1]

실시예 1에 있어서, 롤러 본체(17)에 냉각용 열매체(35)를 흐르게 하지 않고 열가소성수지 시이트(11)에 엠보싱 패턴을 가공하였다. 그리고, 패턴전사 온도와 박리 온도를 같은 120℃로 하였다. 그 밖의 조건은 실시예 1와 동일하였다.

[비교예 2]

실시예 1에 있어서, 롤러 본체(17)에 냉각용 열매체(35)를 흐르게 하지 않고 열가소성 수지 시이트(11)에 엠보싱 패턴을 가공하였다. 그리고, 패턴전사 온도와 박리 온도를 같은 100℃로 하였다. 그 밖의 조건은, 실시예 1와 동일하였다.

[비교예 3]

실시예 1에 있어서, 광택을 부여하지 않고 열가소성 수지 시이트(11)에 엠보싱 패턴을 가공하였다.

상기 실시예 1, 2 및 비교예 1∼3에 의해 얻어진 엠보싱 시이트(11A)에 대하여, 반사 성능을 평가하였다. 이 반사 성능의 평가는 휘도에 관해서 실시하였다.

그들의 평가의 결과를 표 1에 도시한다. 표의 반사 성능란의 평가는 다음과 같다. ◎…충분한 휘도를 가진다. △… 휘도가 실시예의 엠보싱 시이트와 비교해서 떨어진다. ×… 반사성능을 가지지 않는다.

표 1로부터 실시예 1, 2에 의해 얻어진 엠보싱 시이트(11A)는 본 발명에 관한 패턴전사 단계, 광택 부여 단계 및 박리 단계를 거쳐 수득되었기 때문에 충분한 휘도를 가지며, 반사 성능이 양호함을 알 수 있다.

또한, 본 실시예에 관한 엠보싱 패턴 가공에 있어서, 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)의 패턴전사되는 부분의 롤러(13)의 온도는 130℃인 데 비해 시이트(11)가 박리되는 부분의 롤러(13)의 온도는 60℃였다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)을 구비한 엠보싱 패턴 가공 장치(10)를 사용하기 때문에, 양호한 패턴 재현성과 박리성을 얻기에 필요한 롤러(13)의 패턴전사측의 부분과 롤러(13)의 시이트(11)를 박리하는 부분과의 온도차이를 산출할 수 있다.

한편, 비교예 1에 의하면, 패턴전사자체는 양호했지만, 박리 온도가 패턴전사 온도와 같은 높은 온도이어서 롤러(13)로부터 매끄럽게 박리할 수 없었기 때문에, 전사된 엠보싱 패턴이 흐트러졌다.

비교예 2에 의하면, 패턴전사 온도가 낮았기 때문에 열가소성 수지 시이트(11)에 양호한 패턴전사를 할 수 없었다.

비교예 3에 의하면, 엠보싱 시이트의 패턴전사면의 이면이 광택 부여 되어 있지 않았기 때문에 반사 성능이 떨어져 있었다.

본 발명에 따른 엠보싱 시이트(11A)는 본 발명에 관한 패턴전사 단계, 광택 부여 단계 및 박리 단계를 거쳐 산출되기 때문에 충분한 휘도를 가지며, 반사 성능이 양호하며, 엠보싱 패턴 형성용 롤러(13)을 구비한 엠보싱 패턴 가공 장치(10)를 사용하기 때문에, 양호한 패턴 재현성과 박리성을 얻기에 필요한 롤러(13)의 패턴전사측의 부분과 롤러(13)의 시이트(11)를 박리하는 부분과의 온도차이를 산출할 수 있다는 효과를 제공한다.

Claims

엠보싱 패턴 형성용 롤러를 사용하여 열가소성 수지 시이트에 엠보싱 패턴을 전사시키는 단계,

거울면 부재를 갖는 광택 부여 수단을 사용하여 상기 열가소성 수지 시이트의 패턴전사 면의 이면에 광택을 부여하는 단계, 및

상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러로부터 열가소성 수지 시이트를 엠보싱 패턴전사 온도보다 낮은 온도에서 박리하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 엠보싱 패턴 가공 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 엠보싱 패턴전사 온도가 열가소성 수지 시이트의 비컷트 연화점(Vicat softening point) 이상의 온도이며, 상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러로부터 열가소성 수지 시이트를 박리하는 온도가 패턴전사시 온도보다 10∼150℃ 낮은 온도인 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴 가공 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 광택 부여 수단을 통한 열가소성 수지 시이트의 이면에 대한 광택 부여시의 면압(압력)이 0.01MPa이상인 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴 가공 방법.
열가소성 수지 시이트에 엠보싱 패턴을 전사시키는 엠보싱 패턴 형성용 롤러, 상기 열가소성 수지 시이트의 패턴전사면의 이면에 광택을 부여하기 위한 거울면 부재를 갖는 광택 부여 수단, 및 상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러로부터 박리되는 열가소성 수지 시이트를 패턴전사 온도보다 낮은 온도로 냉각시키기 위한 냉각 수단을 포함함을 특징으로 하는 엠보싱 패턴 가공 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러가 엠보싱 형성면을 갖는 롤러 본체, 및 상기 롤러 본체의 양측에 각각 부착된 밀봉 환을 구비하며, 상기 롤러 본체 및 밀봉 환이 냉각용 열매체를 한쪽 밀봉 환으로부터 롤러 본체를 통해서 다른쪽 밀봉 환으로 유동시키는 유로를 갖는 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴 가공 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 롤러 본체의 유로가 롤러 본체의 외주면의 근방을 따라 형성된 다수의 관통공인 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴 가공 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 밀봉 환에 롤러 본체의 다수의 관통공중의 일부와 연통하는 홈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴 가공 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 밀봉 환에 냉각용 열매체의 유로와 함께 가열용 열매체의 유로가 형성되고, 상기 밀봉 환에 이들의 유로와 연통하는 홈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴 가공 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 광택 부여 수단의 거울면 부재의 표면 조도가 3S 이하인 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴 가공 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 광택 부여 수단의 거울면 부재가 금속 벨트인 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴 가공 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 롤러 본체가 엠보싱 패턴 형성면을 갖는 외부 실린더, 상기 유로를 가지며 외부 실린더의 안쪽에 끼워진 중간 실린더, 및 상기 중간 실린더의 안쪽에 끼워진 내부 실린더를 구비하고, 상기 중간 실린더의 선팽창률이 외부 실린더의 선팽창률 보다 큰 값을 가지며, 동시에 상기 중간 실린더의 내주면이 내부 실린더의 외주면과 동일한 각도의 테이퍼 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴 가공 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러의 롤러 본체에 이 롤러 본체를 회전시키는 회전축이 연결되고, 상기 회전축이 밀봉 환을 관통하는 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴 가공 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러의 근방에는 패턴전사전의 롤러의 일부를 가열하기 위한 가열수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴 가공 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 엠보싱 패턴이 입방체 코너형인 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴 가공 장치.
엠보싱 패턴 형성용 롤러를 사용하여 열가소성 수지 시이트에 엠보싱 패턴을 전사시키는 단계,

거울면 부재를 갖는 광택 부여 수단을 사용하여 상기 열가소성수지 시이트의 패턴전사 면의 이면에 광택을 부여하는 단계, 및

상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러로부터 열가소성 수지 시이트를 패턴전사 온도보다 낮은 온도에서 박리시키는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 엠보싱 시이트.
제 15 항에 있어서,

상기 엠보싱 패턴의 패턴전사 온도가 열가소성 수지 시이트의 비컷트 연화점 이상의 온도이고, 상기 엠보싱 패턴 형성용 롤러로부터 열가소성 수지 시이트의 박리 온도가 패턴전사 온도보다 10∼150℃ 낮은 온도인 것을 특징으로 하는 엠보싱 시이트.
제 15 항에 있어서,

상기 광택 부여 수단을 통한 열가소성 수지 시이트의 이면에 대한 광택 부여시의 면압이 0.01MPa 이상인 것을 특징으로 하는 엠보싱 시이트.