專利名稱:發(fā)泡板、其制造方法和制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)泡板。詳細(xì)說就是本發(fā)明涉及光反射板、電池等隔板材料、包裝用材料、鋼板積層用材料等，特別是作為液晶等顯示裝置用背光燈機(jī)構(gòu)中使用的面狀光源用光反射板而能恰當(dāng)使用的發(fā)泡板、適合在其制造方法和其制造裝置中使用的裝置，以及使用該發(fā)泡板的光反射板和顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來作為筆記本電腦或臺(tái)式電腦的顯示器、電視、便攜式電話等的顯示器裝置，大多在使用能夠薄型化的液晶等顯示裝置。例如液晶顯示裝置由于其自身不是發(fā)光體，所以是通過設(shè)置被叫做背光燈的面狀光源而從背面?zhèn)日丈涔饩湍苓M(jìn)行顯示。該背光燈為了均勻照射整個(gè)畫面，通常是采取被叫做側(cè)燈型或直下型的面狀光源結(jié)構(gòu)。特別是由于筆記本電腦等希望薄型、小型化，所以在薄型液晶顯示器可能的用途中，通常側(cè)燈型(即對(duì)于畫面是從側(cè)面照射光的形式)背光燈適用(參照專利文獻(xiàn)1、2)。另一方面，在液晶電視這樣大畫面用中，由于側(cè)燈方式不能達(dá)到高亮度化，所以是采用直下型燈方式。
一般地在側(cè)燈方式的情況下，把冷陰極射線管作為光源，使光從導(dǎo)光板邊緣在導(dǎo)光板內(nèi)部的面內(nèi)均勻傳播、擴(kuò)散，且為了把從導(dǎo)光板向與液晶畫面相反方向擴(kuò)散的光高效率地向液晶畫面方向反射，所以在導(dǎo)光板的下面設(shè)置有反射板。而直下型燈方式是在液晶畫面的下部并列設(shè)置冷陰極射線管，把冷陰極射線管平行地并列在反射板上。作為反射板可使用平面狀或是把冷陰極射線管的部分成形為半圓凹狀的等。
如上所述，為了均勻照射液晶顯示裝置的整個(gè)畫面，反射板所起的作用大。對(duì)于滿足該作用的反射板就要求有高的反射特性，現(xiàn)有是把內(nèi)部含有微細(xì)氣泡的薄片和添加了白色顏料的薄片等單獨(dú)使用，或是把這些薄片粘貼在金屬板、塑料板上等使用。作為該反射板使用的薄片，大多是在使用對(duì)反射光指向性比較小的二軸延伸白色聚酯薄片?？v橫延伸白色聚酯薄片是在樹脂中添加填充劑，通過板成形后延伸而形成微細(xì)空隙。
但是，液晶顯示器裝置現(xiàn)有的主要用途是筆記本電腦，但近年來加上臺(tái)式電腦和電視、手機(jī)等的顯示器裝置等各種機(jī)器中被采用而有所擴(kuò)展。正謀求得到更明亮鮮明的圖像，用于實(shí)現(xiàn)高亮度、高精密度液晶畫面的改良正在進(jìn)展，對(duì)于反射板所要求的特性也更嚴(yán)格。因此，用于提高延伸白色聚酯薄片反射特性的討論在銳意進(jìn)行中(參照專利文獻(xiàn)2、3)。
但延伸白色聚酯薄片為了提高反射特性而想增加氣泡數(shù)量時(shí)，就需要在聚酯中增加非相容的樹脂和粒子的配合量。因此，這種非相容樹脂和粒子作為吸收光的雜質(zhì)，反而倒成為降低反射特性的原因，因此，難于希望提高反射特性。且由于是通過延伸形成氣泡，所以氣泡的尺寸大致均勻，其結(jié)果是有時(shí)產(chǎn)生對(duì)特定波長(zhǎng)的光反射率降低等不理想的現(xiàn)象。而在直下型燈方式背光燈的情況下，需要對(duì)反射板進(jìn)行波形的成形加工，但由于被延伸的白色聚酯薄片的殘留延伸度小，所以不適合這種成形加工。
作為上述延伸白色聚酯薄片的替代品，知道的有把輥保持在加壓惰性氣體中，使惰性氣體含浸到聚酯樹脂板中后，在常壓下加熱使發(fā)泡而得到的聚酯樹脂發(fā)泡板(參照專利文獻(xiàn)4)。[以MCPET(登錄商標(biāo))的名稱能從古河電氣工業(yè)株式會(huì)社得到]。
通過該方法得到的聚酯樹脂發(fā)泡板，由于是利用釋放惰性氣體的壓力時(shí)產(chǎn)生氣泡的機(jī)理，所以不像由延伸得到的發(fā)泡那樣含有雜質(zhì)或是氣泡尺寸完全一致。其結(jié)果是與延伸白色聚酯薄片相比能提高反射特性。且由于不是延伸薄片，所以成形加工也容易。
這樣，上述聚酯樹脂發(fā)泡板就填補(bǔ)了延伸白色聚酯薄片的缺點(diǎn)。但由于為了把惰性氣體含浸到聚酯樹脂板中就需要耗費(fèi)時(shí)間，所以生產(chǎn)性不好。且由于板表面容易產(chǎn)生破泡，所以有表面粗糙的缺點(diǎn)。若進(jìn)一步在表面設(shè)置無發(fā)泡層，則只有在使聚酯樹脂板發(fā)泡后，把無發(fā)泡板粘貼的方法，則也有給反射特性帶來不好影響的缺點(diǎn)。
另外知道把甲基丙烯酸甲酯系聚合體和發(fā)泡劑通過擠出機(jī)進(jìn)行熔化混練而得到圓筒狀的發(fā)泡體，然后通過延伸、冷卻，并且切開牽引成板狀而得到發(fā)泡板的制造方法(參照專利文獻(xiàn)5)。且知道把板形態(tài)的微細(xì)氣泡聚合物材料進(jìn)行擠出而形成層合物品的方法(參照專利文獻(xiàn)6)。但這些方法由于不能控制氣泡的大小，所以氣泡尺寸大，不能充分提高反射特性。
專利文獻(xiàn)6所公開的方法中，發(fā)泡板和無發(fā)泡板的層合體是設(shè)定通過粘接進(jìn)行層合。但粘接的層合在層合界面處有邊界，所以在界面處產(chǎn)生反射、折射，甚至還產(chǎn)生光的吸收，考慮有容易給整體的反射特性帶來不好影響的不良情況。
還知道有在擠出機(jī)內(nèi)使氣體對(duì)樹脂組成物作用而得到多孔質(zhì)乃至發(fā)泡性薄片和板的方法(參照專利文獻(xiàn)7～9)。但專利文獻(xiàn)7所公開的方法中，即使把聚合物中的惰性氣體濃度抑制低，氣泡不僅大，而且也不能在微細(xì)氣泡的光反射板中使用。專利文獻(xiàn)8所公開的方法中，也是一旦形成板后放出氣體，則板的兩面氣體濃度有偏差，發(fā)泡部分和沒太發(fā)泡的部分混合存在而產(chǎn)生不均勻。甚至在專利文獻(xiàn)9所公開的方法中，考慮有延伸時(shí)氣泡尺寸成長(zhǎng)大的不良情況。
這樣，發(fā)泡板中氣泡的大小或形狀的控制不但盡管非常重要，而且也是困難的。
專利文獻(xiàn)1日本國特開昭63-62104號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本國特開2003-160682號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本國特開2001-305313號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4日本國特許第2713556號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5日本國特開2000-86795號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6日本國特表2001-510749號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7日本國特開2002-338726號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)8日本國特開2000-119432號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)9日本國特許第2902242號(hào)公報(bào)因此，就有應(yīng)該開發(fā)如下的課題，即，上述現(xiàn)有縱橫延伸白色聚酯薄片反射特性的界限和成形加工的困難性，進(jìn)而把氣泡的尺寸、形狀根據(jù)用途恰當(dāng)化，生產(chǎn)性良好，表面漂亮，作為光反射板用合適的微細(xì)發(fā)泡板。

發(fā)明內(nèi)容上述課題通過以下記載的本發(fā)明來解決。
即，本發(fā)明是含有熱可塑性樹脂而構(gòu)成的無延伸發(fā)泡板，涉及板中所包含的氣泡中80％以上具有0.1～20μm范圍的氣泡徑，且空隙率是20～80％的發(fā)泡板。
本發(fā)明的其他形態(tài)是涉及發(fā)泡板的制造方法，其包括把溶解了氣體的熱可塑性樹脂的熔化聚合物在無發(fā)泡狀態(tài)下形成板的工序、通過在50～200℃的溫度條件下把板暴露在真空中使產(chǎn)生氣泡的工序。
本發(fā)明的又其他形態(tài)是涉及發(fā)泡板的制造方法，其把溶解了氣體的熱可塑性樹脂和沒溶解氣體的熱可塑性樹脂一起進(jìn)行擠出。
本發(fā)明的又其他形態(tài)是涉及發(fā)泡板的制造用擠出裝置，其是具備螺桿、缸筒和缸筒溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的擠出機(jī)，在該缸筒的一部分內(nèi)面，具備用于把從設(shè)置在該缸筒外部的高壓氣體供給單元供給的氣體導(dǎo)入的噴嘴。
本發(fā)明的又其他形態(tài)涉及發(fā)泡板用制造裝置，配置有真空室裝置，其在板成形機(jī)的鑄輥和/或鑄輥之后具備能把內(nèi)部進(jìn)行減壓的室和密封機(jī)構(gòu)；真空發(fā)生裝置，其附設(shè)于該真空室裝置。
圖1是表示本發(fā)明某實(shí)施例板用制造裝置的概略說明圖；圖2是表示本發(fā)明某實(shí)施例擠出裝置噴嘴部分縱剖面的概略說明圖；圖3是表示把圖2所示擠出裝置噴嘴部分在A位置切斷的橫剖面的概略說明圖。
符號(hào)說明1擠出裝置1 1a擠出裝置2 2進(jìn)給部件3塑模 4鑄輥 5牽引輥15a牽引輥2 6真空室 7真空泵8板 11缸體 11a噴嘴部分的缸體12螺桿 13加熱器 14噴嘴部件14a噴嘴介質(zhì) 14b通氣孔 15氣體注入口具體實(shí)施方式
本發(fā)明者銳意討論的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)了如下的內(nèi)容在無延伸鑄板的同時(shí)還具有0.1～20μm范圍的微細(xì)氣泡，且為了一定以上的氣泡密度而表示氣相占有率的空隙率在20～80％的范圍內(nèi)，則作為應(yīng)該在光反射板等中使用的發(fā)泡板能得到所述現(xiàn)有發(fā)泡板所沒有的表面漂亮、易成形加工性和良好的生產(chǎn)性。
本發(fā)明的發(fā)泡板由于是無延伸發(fā)泡板，所以根據(jù)適用發(fā)泡板的用途而容易成形加工。在此所說的無延伸是指不進(jìn)行以使板產(chǎn)生取向?yàn)槟康亩M(jìn)行的單軸或二軸延伸，而容許有伴隨鑄或形成板而產(chǎn)生程度的延伸。
由于本發(fā)明的發(fā)泡板，板中所包含的氣泡中80％以上具有0.1～20μm范圍的氣泡徑，所以能得到良好的反射特性。最好板中所包含的氣泡中80％以上具有0.4μm～8μm范圍的氣泡徑。由于氣泡徑過小時(shí)會(huì)引起光干涉效果等，所以不能得到足夠的反射。相反若氣泡徑過大時(shí)，則由于存在有一定量的界面數(shù)而需要把板的厚度變大，其結(jié)果是板的機(jī)械強(qiáng)度變?nèi)酰枰斜认Ｍず穸群竦脑O(shè)計(jì)等，難于供給實(shí)用。
現(xiàn)有的延伸板中由于氣泡徑均勻，所以有對(duì)特定波長(zhǎng)的光反射率降低等的不良情況，但本發(fā)明的發(fā)泡板是板中所包含的氣泡徑表示出正常分布，且能得到良好的反射特性，在這點(diǎn)上有利。
本發(fā)明的發(fā)泡板，由于空隙率在是20～80％的范圍，所以能得到良好的反射特性?？障堵逝c發(fā)泡板所含有的氣泡密度相當(dāng)，表示的是板的氣相占有率，能根據(jù)板以及所使用樹脂的密度和板的體積求它。最好板的空隙率是50～70％。這是由于為了維持氣泡形狀是圓球狀，理論上的最大空隙率是約70％，若過于超過它，則氣泡被破壞而不能得到良好反射特性的緣故。相反，若空隙率過低，則氣泡的密度就過低，不能得到希望的反射特性。
把發(fā)泡板作為直下型燈方式的背光燈單元中使用的反射板使用時(shí)，通常對(duì)發(fā)泡板以100℃以上的成形溫度施加成形加工。由于這種成形加工容易且顯現(xiàn)出良好的反射特性，所以本發(fā)明的發(fā)泡板最好在100℃的環(huán)境下測(cè)量的延伸破壞伸長(zhǎng)率是100％以上，且在100℃、100％伸長(zhǎng)率下的延伸應(yīng)力是50Mpa以下。延伸破壞伸長(zhǎng)率是150％以上是理想的，延伸應(yīng)力是0～30Mpa以下的理想的。
構(gòu)成本發(fā)明發(fā)泡板的主要熱可塑性樹脂，為了促進(jìn)微細(xì)發(fā)泡，則最好是熔化張力高的樹脂。因此，最好是表示熔化狀態(tài)流動(dòng)性的熔化流量率(以ASTM D1238-98為準(zhǔn))是0.5～44g/10分鐘的熱可塑性樹脂，熔化狀態(tài)的流動(dòng)性是1.4～30g/10分鐘的熱可塑性樹脂為更理想。熱可塑性樹脂的流動(dòng)性能以ASTM D1238-98中記載的關(guān)于各種聚合物的測(cè)量條件(溫度、負(fù)載)為準(zhǔn)來決定。
作為可以在本發(fā)明中使用的熱塑性樹脂的具體例子，可以舉出，例如，丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂、聚烯烴、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、苯乙烯類樹脂、聚醚、聚氨酯、聚苯硫醚、聚酯酰胺、聚醚酯、聚氯乙烯、改性聚苯醚、聚芳酯、聚砜、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、以它們?yōu)橹饕煞值墓簿畚铩⒁约八鼈兊幕旌衔锏?，但并不限定于這些。
特別是，由于使用丙烯酸樹脂和/或甲基丙烯酸樹脂作為構(gòu)成本發(fā)明的發(fā)泡片的主要的熱塑性樹脂時(shí)，可以得到特別良好的微細(xì)發(fā)泡性、成型性，故優(yōu)選，另外，由于樹脂本身的透明度高，因此最終在氣泡界面的反射也變得良好。此外，耐光性也優(yōu)異，原料樹脂還可以比較廉價(jià)地獲得。
作為這樣的丙烯酸樹脂或甲基丙烯酸樹脂的具體例子，可以舉出，例如，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的均聚物、或者50重量％以上的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯和另外的一種以上乙烯基單體的共聚物，其中，優(yōu)選50重量％以上的甲基丙烯酸酯和另外的一種以上乙烯基單體的共聚物，尤其優(yōu)選50重量％以上的甲基丙烯酸烷基酯和50重量％以下的丙烯酸烷基酯、以及49重量％以下的可以與甲基丙烯酸烷基酯和丙烯酸烷基酯的至少一個(gè)共聚的一種以上乙烯基單體的共聚物。共聚物中含有的丙烯酸烷基酯優(yōu)選0.1重量％～40重量％，更加優(yōu)選1重量％～15重量％。上述丙烯酸樹脂或甲基丙烯酸樹脂可以分別單獨(dú)使用，也可以混合使用。
作為這樣的丙烯酸酯，可以舉出，例如，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羥基乙酯等，特別優(yōu)選丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯。另外，作為甲基丙烯酸酯，可以舉出，例如，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯等，特別優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯。作為可以共聚的其他乙烯基單體，除了上述的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯以外，還可以舉出，例如，丙烯酸、甲基丙烯酸等不飽和酸類、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、馬來酸酐、苯基馬來酰亞胺、環(huán)己基馬來酰亞胺等。
上述丙烯酸樹脂或甲基丙烯酸樹脂的重量平均分子量(Mw)最好是4萬～40萬，更理想的是6萬～30萬。Mw若過小，則得到的發(fā)泡板的機(jī)械強(qiáng)度有時(shí)不充分，Mw若過大，則熔化粘度變高，有時(shí)擠出性能降低。
上述的丙烯酸樹脂或甲基丙烯酸樹脂也可以含有橡膠狀聚合體。通過把橡膠狀聚合體向丙烯酸樹脂或甲基丙烯酸樹脂配合，能提高樹脂的粘性和韌性，所以能得到耐沖擊性良好的發(fā)泡板。
在不損害發(fā)泡板反射特性的范圍內(nèi)也可以向本發(fā)明的熱可塑性樹脂以少量的，最好是0～3％的重量范圍配合下面各種添加劑，即晶體化核劑、晶體化促進(jìn)劑、氣泡化核劑、抗氧化劑、穩(wěn)定劑、加工輔助劑、可塑劑、帶電防止劑、耐沖擊輔助劑、發(fā)泡劑、填充劑、消光劑、分型劑、阻燃劑、紫外線吸收劑、紫外線防止劑、顏料、染料、潤(rùn)滑劑、熒光增白劑等。
其中作為氣泡化核劑而起作用的無機(jī)微粒子，最好是能以其自身作為核而形成孔，例如能使用碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋅、氧化鈦(銳鈦礦型、金紅石型)、氧化鋅、硫酸鋇、硫化鋅、堿性碳酸錫、云母鈦、氧化銻、氧化鎂、磷酸鈣、二氧化硅、氧化鋁、云母、滑石、高嶺土等。其中特別理想的是使用對(duì)400～700nm的可見光區(qū)域吸收少的碳酸鈣、硫酸鋇。若對(duì)可見光區(qū)域有吸收，則有時(shí)產(chǎn)生亮度降低的問題。
為了在板中形成氣泡，作為在擠出機(jī)內(nèi)溶解在熱可塑性樹脂中的氣體例如能舉出二氧化碳、氮、丁烷、氦、氬等。其中二氧化碳、氮在氣體透過率低、便宜且能安全處理的點(diǎn)上為好，也可以把它們單獨(dú)或組合使用。
本發(fā)明的發(fā)泡板把可見光范圍的反射率設(shè)定成85％以上，把全光線透過率設(shè)定在10％以下，這作為表面漂亮，特別是適合光反射板用的發(fā)泡板是理想的。
本發(fā)明的發(fā)泡板也可以至少在單面上復(fù)制有壓花花紋。這種壓花加工可以通過下面的方法進(jìn)行，即通過在表面上形成有微細(xì)花紋的鑄輥上把花紋向熱可塑性樹脂板復(fù)制的方法、或是通過無花紋的鑄輥把形成了板的發(fā)泡板一下子卷繞到輥上后，重新放到表面具有微細(xì)花紋的壓延裝置上來把花紋向板復(fù)制的方法。作為微細(xì)花紋能舉出用于進(jìn)行高效率光反射用的皺紋圖樣、方格圖樣、半球狀圖樣、山形圖樣、金字塔狀圖樣，或是它們的復(fù)合花紋等。
本發(fā)明發(fā)泡板的厚度最好是20～500μm，35～350μm則更好。厚度若過小，則難于確保板的平坦性，作為光反射板使用時(shí)容易產(chǎn)生明亮不均勻。另一方面厚度若過大，則有時(shí)成形性不好。
本發(fā)明的所述發(fā)泡板，根據(jù)使用目的也可以把它至少配置一層而成為兩層以上的層合板。設(shè)定成是層合板時(shí)，其副層部/主層部的比率最好是1/200～1/3，1/50～1/4則更好。在副層部/主層部/副層部是三層層合板或是三層以上的層合板時(shí)，該比率以兩副層部的合計(jì)/主層部進(jìn)行表示。層合板中除了上述發(fā)泡板外也可以至少配置一層無發(fā)泡層。本發(fā)明的發(fā)泡板最好是作為上述的主層部而配置在層合板中。
本發(fā)明的層合板也可以通過共擠出、擠出層疊、熱層疊、涂覆、蒸鍍等來形成。特別是共擠出的層合板最好。這種層合板例如能通過把來自發(fā)泡層用主擠出機(jī)和無發(fā)泡層用副擠出機(jī)的聚合物在塑?？谀?nèi)的歧管部或是設(shè)置在進(jìn)入模前的進(jìn)給部進(jìn)行匯合形成。該共擠出層合板由于不需要設(shè)置粘接劑層，所以對(duì)于反射特性有利，同時(shí)生產(chǎn)性也良好。更理想的是通過把主擠出層與副擠出層的主要原料組成設(shè)定成相同而例如能使在發(fā)泡部分與無發(fā)泡部分處沒有邊界等，能減少主層與副層邊界面的影響，特別是作為光反射板使用時(shí)能有利。
該共擠出層合板不僅能是主層(A層)和副層(B層)的兩層結(jié)構(gòu)，而且還能是(B層)(A層)(B層)的三層結(jié)構(gòu)，進(jìn)而能是具有(B層)(A層)(B層)(A層)...(B層)(A層)(B層)的多層結(jié)構(gòu)，在能容易控制厚度方向氣泡形成狀態(tài)的點(diǎn)上非常有效。
本發(fā)明的其他形態(tài)是涉及發(fā)泡板的制造用擠出裝置，其是具備螺桿、缸筒和缸筒溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的擠出機(jī)，在該缸筒的一部分內(nèi)面，具備用于把從設(shè)置在該缸筒外部的高壓氣體供給單元供給的氣體導(dǎo)入的噴嘴。該擠出裝置適合本發(fā)明上述發(fā)泡板或?qū)雍习宓闹圃臁Ｔ诖?，所說的高壓最好是超過臨界點(diǎn)狀態(tài)的壓力，例如在是對(duì)擠出氣體發(fā)泡有利的碳酸氣的情況下，臨界點(diǎn)是溫度31.3℃、用力7.52Mpa。因此，高壓氣體供給單元最好是能把各種氣體以超過各自臨界點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行供給的裝置。
本發(fā)明能使用的擠出裝置也可以是單軸擠出機(jī)、雙軸擠出機(jī)、連結(jié)單軸擠出機(jī)的串聯(lián)擠出機(jī)、組合雙軸擠出機(jī)和單軸擠出機(jī)的串聯(lián)擠出機(jī)的任一個(gè)。擠出機(jī)的缸筒部分具備用于加熱的加熱器、包含用于冷卻的空冷裝置、水冷裝置或油冷裝置的調(diào)溫裝置，它們最好能分割成5～10個(gè)區(qū)段來進(jìn)行控制。缸筒最好是能與調(diào)溫控制部分相同地區(qū)分而被區(qū)段化。螺桿通常主要被分成進(jìn)給原料樹脂的區(qū)、熔化壓縮樹脂的區(qū)、壓縮混練區(qū)。螺桿的尺寸等可按照所使用的樹脂進(jìn)行最佳設(shè)計(jì)。
所述擠出裝置的內(nèi)部設(shè)置有用于在擠出機(jī)內(nèi)使氣體溶解在熔化了的樹脂內(nèi)的噴嘴，最好是配置在螺桿尺寸的熔化壓縮區(qū)內(nèi)。具體說就是，該噴嘴設(shè)置在位于熔化壓縮區(qū)的缸筒一區(qū)段部分的內(nèi)面上，用于把從設(shè)置在外部的高壓氣體供給單元供給的氣體進(jìn)行導(dǎo)入。
噴嘴的形狀最好是在缸筒一區(qū)段部分的內(nèi)面上遍及全周的微細(xì)孔，例如是具有氣泡徑30μm以下、空隙率25％以下的結(jié)構(gòu)，具體說就是，把金屬或陶瓷構(gòu)成的環(huán)狀能裝卸的噴嘴安裝在缸筒內(nèi)面上。這種環(huán)狀金屬最好是由燒結(jié)金屬粉末或金屬纖維的材料所構(gòu)成。
本發(fā)明的又其他形態(tài)涉及發(fā)泡板用制造裝置，配置有真空室裝置，其在板成形機(jī)的鑄輥和/或鑄輥之后具備能把內(nèi)部進(jìn)行減壓的室和密封機(jī)構(gòu)；真空發(fā)生裝置，其附設(shè)于該真空室裝置。該制造裝置適合本發(fā)明上述發(fā)泡板或?qū)雍习宓闹圃臁?br> 這種真空室裝置為了得到希望的發(fā)泡板，最好把可減壓的室內(nèi)部能減壓到30Mpa以下。
本發(fā)明能使用的板成形機(jī)通常包括用于熔化樹脂的擠出機(jī)、用于形成板的平模、用于冷卻板的鑄輥、板的牽引裝置和卷繞裝置。平模最好是T形模，能舉出在模內(nèi)部層疊的多歧管型和在模跟前具備層疊的進(jìn)給部件裝置的。鑄輥通常具備調(diào)溫功能，調(diào)溫方法有使冷卻水、溫水或油等進(jìn)行循環(huán)的，也有進(jìn)一步與感應(yīng)加熱方式組合。板牽引裝置也可以接著鑄輥具有輥的調(diào)溫功能，也可以具備厚度測(cè)定裝置、缺點(diǎn)檢測(cè)裝置、防止帶電裝置、電暈處理和框架處理等表面處理裝置。卷繞裝置也可以具備回轉(zhuǎn)頭機(jī)構(gòu)、接觸輥機(jī)構(gòu)、換卷機(jī)構(gòu)、張力控制裝置等。
本發(fā)明能使用的室裝置是位于鑄輥或是接著鑄輥的牽引裝置中輥的上方，具有沿輥的曲率的剖面，并符合板寬度的箱狀裝置，通過外部設(shè)置的真空泵能把室內(nèi)部的空氣排出而進(jìn)行減壓。室箱具有用于保持真空的密封機(jī)構(gòu)，根據(jù)需要由多個(gè)空間構(gòu)成。
本發(fā)明能使用的附屬室裝置的密封機(jī)構(gòu)包括對(duì)于板流動(dòng)方向是入口側(cè)的入口密封、出口的出口密封、配置在兩側(cè)的側(cè)密封，對(duì)于入口密封和出口密封能采用迷宮式密封型、接觸滾子方式密封型等。作為側(cè)密封能采用迷宮式密封型、接觸導(dǎo)向型等。
關(guān)于本發(fā)明發(fā)泡板的制造方法，在以下說明其具體例，但本發(fā)明并不限定于這些具體例。
首先根據(jù)需要把成為加熱和/或干燥了的原料熱的可塑性樹脂片，分別向被預(yù)加熱了的能進(jìn)行發(fā)泡擠出的主擠出機(jī)(A)和進(jìn)行發(fā)泡的副擠出機(jī)(B)供給。主擠出機(jī)(A)通過位于機(jī)外的氣體供給裝置最好以超臨界條件以上的條件供給氣體。在主擠出機(jī)(A)內(nèi)部，熔化了的熱可塑性樹脂與氣體被充分混練，使氣體溶解在熱可塑性樹脂中并被擠出。
把從主擠出機(jī)(A)擠出的聚合物(a)和從副擠出機(jī)(B)擠出的聚合物(b)通過進(jìn)給部件匯合成(b)(a)(b)三層后，向T形模供給，并成板狀吐出。這時(shí)調(diào)整氣體供給量以使聚合物(a)成為溶解有氣體且是沒發(fā)泡的無發(fā)泡板狀態(tài)。
使從T形模吐出的板著落在鑄輥上進(jìn)行冷卻。這時(shí)板通常是透明狀態(tài)均勻的板。在鑄輥上冷卻到規(guī)定的溫度后，把板向接著鑄輥的牽引輥導(dǎo)入。然后通過設(shè)置在牽引輥上的真空室把板暴露在真空狀態(tài)下。這樣，板就產(chǎn)生微細(xì)的發(fā)泡而變化成超白色的板。之后通過卷繞機(jī)把該板卷繞在輥上。
本發(fā)明的所述發(fā)泡板或?qū)雍习?，能通過包含把溶解了氣體的熱可塑性樹脂進(jìn)行擠出而使發(fā)泡的工序的方法來制造。這時(shí)，也可以不使用真空室裝置進(jìn)行發(fā)泡，也可以使無發(fā)泡狀態(tài)或發(fā)泡狀態(tài)的板通過真空室裝置。
本發(fā)明的某形態(tài)是涉及發(fā)泡板的制造方法，其包括把溶解了氣體的熱可塑性樹脂的熔化聚合物在無發(fā)泡狀態(tài)下形成板的工序、通過在50～200℃的溫度條件下把板暴露在真空中使產(chǎn)生氣泡的工序。該制造方法適合本發(fā)明上述發(fā)泡板或?qū)雍习宓闹圃欤鲜龈鞴ば蜃詈檬沁B續(xù)的。在此，溫度條件最理想的是70～120℃。
本發(fā)明中“以無發(fā)泡狀態(tài)形成板”，是使氣體溶解在熔化樹脂聚合物中，而在被塑模部分吐出時(shí)以無發(fā)泡狀態(tài)形成板，通過減少溶解氣體的量和/或控制吐出條件能進(jìn)行。該無發(fā)泡狀態(tài)的板由于有氣體溶解在了聚合物中，所以通過對(duì)板給予減壓等刺激就能容易使發(fā)泡。
根據(jù)該形成板后的發(fā)泡方法，通過調(diào)整板的溫度或減壓等的條件就能容易控制氣泡的發(fā)生狀態(tài)，因此，在容易使氣泡尺寸和氣泡數(shù)量最優(yōu)化的點(diǎn)上理想。
本發(fā)明的某形態(tài)中發(fā)泡板是通過把溶解了氣體的熱可塑性樹脂和沒溶解氣體的熱可塑性樹脂一起進(jìn)行擠出制造所得。該制造方法適合本發(fā)明上述發(fā)泡板或?qū)雍习宓闹圃臁?br> 這樣，本發(fā)明的發(fā)泡板能通過使用接著氣體供給擠出的形成板裝置和真空室裝置得到。因此，在流水線上能生產(chǎn)性良好地制造反射特性、加工性、表面平滑性優(yōu)良的板。
本發(fā)明的所述發(fā)泡板或?qū)雍习迥茏鳛楣夥瓷浒迩‘?dāng)?shù)厥褂?。這種光反射板也可以是對(duì)所述發(fā)泡板或?qū)雍习鍖?shí)施了成形加工的。
本發(fā)明的成形加工是指使用能調(diào)節(jié)溫度的模具，通過進(jìn)行真空成形、壓空成形或沖壓成形、或壓延機(jī)加工等而得到成形體。
實(shí)施例以下根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于該實(shí)施例。
1、反射率反射率是在分光光度計(jì)U-3410[(株)日立制作所制]上以持續(xù)取φ60積分球130-0632[(株)日立制作所制]和10℃傾斜襯墊的狀態(tài)，對(duì)于發(fā)泡板或?qū)雍习宓膬擅媲蟪隹梢姽夥秶?380～780nm)的反射率，把高的值作為反射率。
2、空隙率空隙率是氣泡體積相對(duì)樹脂板體積的比例，是根據(jù)板的厚度和面積求出樣品的體積，測(cè)定重量，使用下式作為空隙率。
空隙率(％)＝[1-(重量/樹脂密度)/體積]×1003、板厚度關(guān)于發(fā)泡板或?qū)雍习宓暮穸葴y(cè)定，是在發(fā)泡板或?qū)雍习宓膶挾确较蛏系乳g隔地設(shè)置10個(gè)測(cè)定點(diǎn)，使用厚度計(jì)(teclock社制厚度計(jì))測(cè)定了測(cè)定點(diǎn)的厚度后，把各點(diǎn)測(cè)定值的平均作為發(fā)泡板的厚度。
4、全光線透過率全光線透過率以JIS K71501981為準(zhǔn)評(píng)價(jià)發(fā)泡板或?qū)雍习濉?br> 5、延伸破壞伸長(zhǎng)率延伸破壞伸長(zhǎng)率是使用(株)歐立恩特克(オリエンテツク)制天西羅(テンシロン)UCT-100延伸試驗(yàn)機(jī)，把寬度10mm、長(zhǎng)度100mm的板在100℃的環(huán)境下保持5分鐘后，以300mm/分鐘使伸長(zhǎng)時(shí)，板長(zhǎng)度方向和橫方向上破壞伸長(zhǎng)率的平均值。
6、延伸應(yīng)力延伸應(yīng)力是使用(株)歐立恩特克(オリエンテツク)制天西羅(テンシロン)UCT-100延伸試驗(yàn)機(jī)，把寬度10mm、長(zhǎng)度100mm的板在100℃的環(huán)境下保持5分鐘后，以300mm/分鐘使伸長(zhǎng)時(shí)，板長(zhǎng)度方向和橫方向的100％伸長(zhǎng)率時(shí)刻點(diǎn)的應(yīng)力值的平均值。
在預(yù)熱120℃的條件下把光學(xué)用丙烯酸樹脂[住友化學(xué)(株)斯密佩克思(スミペツクス)MGSS]加熱四小時(shí)作為原料，把它向第一段35mm、L/D是34的單軸擠出機(jī)、第二段50mm、L/D是28的單軸擠出機(jī)的串聯(lián)擠出機(jī)供給，并從設(shè)置在擠出機(jī)機(jī)器外的高壓氣體供給裝置以越過超臨界條件的38℃、15Mpa，把碳酸氣向設(shè)置在第一段擠出機(jī)熔化壓縮部的缸筒部上的噴嘴供給，使在樹脂中溶解并混練。這時(shí)碳酸氣的供給量是相對(duì)擠出機(jī)的吐出量14.7kg/h而把碳酸氣的比例設(shè)定成0.38kg/h。這時(shí)是擠出溫度在第一段是240℃、在第二段是200℃。
把它從窄縫寬度150mm、窄縫間隙0.8mm的模吐出并形成板的結(jié)果是，得到了平均厚度230μm、寬度88mm的白色發(fā)泡板。
把該板用切片機(jī)使薄片剖面不破壞地切斷，把切斷的剖面使用掃描型電子顯微鏡S-2100A型[(株)日立制作所制]以500倍進(jìn)行觀察，結(jié)果是氣泡徑的中心是14μm，氣泡的80％以上具有20μm以下范圍的氣泡徑。氣泡的空隙率根據(jù)密度計(jì)算是76％。
把表面粗糙的部分去掉后測(cè)定該板可見光范圍的反射率的結(jié)果是85％，且全光線透過率是6％。
使用薄片強(qiáng)伸長(zhǎng)率自動(dòng)測(cè)定裝置[歐立恩特克(オリエンテツク)制天西羅(テンシロン)AMF/RTA-100]，以試料尺寸寬度10mm×試料長(zhǎng)度間隔100mm、溫度100℃、延伸速度200mm/分鐘的條件進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果是延伸破壞伸長(zhǎng)率是141％，在100℃、100％伸長(zhǎng)率時(shí)的延伸應(yīng)力是12.0Mpa。為了慎重起見，實(shí)施了簡(jiǎn)易成形試驗(yàn)，結(jié)果是成形性良好。
除了把擠出機(jī)的吐出量設(shè)定成14.3kg/h、把碳酸氣以0.03kg/h的比例供給之外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行，形成了板的結(jié)果是得到了透明平滑的板。一邊把該板加熱到90℃，一邊放進(jìn)干燥器(真空室)中減壓到28kPa的結(jié)果是，發(fā)泡并變白濁了。
把得到的白色板(平均厚度205μm)用與實(shí)施例1同樣的方法進(jìn)行觀察，結(jié)果是氣泡徑的中心是10μm，氣泡的85％以上具有20μm以下范圍的氣泡徑。且空隙率是56％。該板可見光范圍的反射率是88％，且全光線透過率是7％。表面狀態(tài)稍微有些粗糙，但不至于到反射率低下。
100℃下的延伸破壞伸長(zhǎng)率是195％，在100℃、100％伸長(zhǎng)率時(shí)的延伸應(yīng)力是12.5Mpa。
把以與實(shí)施例2同樣的方法得到的透明板一邊加熱到50℃，一邊放進(jìn)干燥器中減壓到28kPa。
其結(jié)果是得到的發(fā)泡板的氣泡尺寸變小，氣泡徑的中心是7μm，氣泡的100％具有20μm以下范圍的氣泡徑。且空隙率是32％。該板可見光范圍的反射率是89％，且全光線透過率是10％。表面狀態(tài)沒有問題。
這次是把以與實(shí)施例2同樣的方法得到的透明板一邊加熱到140℃，一邊放進(jìn)干燥器中減壓到28kPa。
其結(jié)果是得到的發(fā)泡板的氣泡尺寸變大，而且偏差變大。氣泡徑的中心是18μm，氣泡的80％具有20μm以下范圍的氣泡徑。且空隙率是61％。該板可見光范圍的反射率是86％，且全光線透過率是9％。表面到處有破泡的痕跡。
使用主擠出機(jī)以與實(shí)施例1同樣的材料、裝置、運(yùn)轉(zhuǎn)條件進(jìn)行兩段擠出(A層)，還有作為副擠出機(jī)是使用45mm、L/D是34的單軸擠出機(jī)，向與主擠出機(jī)相同的樹脂[住友化學(xué)(株)斯密佩克思(スミペツクス)MGSS]進(jìn)行供給碳酸氣，并進(jìn)行擠出(B層)，利用設(shè)置在模跟前的進(jìn)給部件通過把兩者進(jìn)行共擠出而層合成(B層)/(A層)/(B層)的三層結(jié)構(gòu)，與實(shí)施例2同樣地形成板。且與實(shí)施例2同樣地在干燥器中暴露在減壓中，使發(fā)泡。
得到的白色層合板(平均厚度245μm)與實(shí)施例2不同，表面非常地平滑。用與實(shí)施例1同樣的方法進(jìn)行觀察，結(jié)果是氣泡徑的中心是8μm，氣泡的90％具有20μm以下范圍的氣泡徑。且空隙率是50％。該板可見光范圍的反射率是89％，且全光線透過率是9％。
100℃下的延伸破壞伸長(zhǎng)率是163％，在100℃、100％伸長(zhǎng)率時(shí)的延伸應(yīng)力是13.3Mpa。
除了把碳酸氣增量到0.6kg/h之外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行，進(jìn)行了形成板而得到白色的發(fā)泡板。但將在模后不斷破泡，產(chǎn)生爆發(fā)音。在板的表面看到起伏現(xiàn)象，空隙率也增加到85％。
除了把碳酸氣減量到0.1kg/h之外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行，進(jìn)行了形成板而得到半透明的板。氣泡徑分布在20～100μm的范圍，特別是50μm以上大的氣泡占50％以上。
除了進(jìn)一步把碳酸氣減量到0.05kg/h之外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行，進(jìn)行了形成板而得到大致透明的板。但到處有2mm以上大的氣泡不定期出現(xiàn)。
除了不供給碳酸氣之外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行，進(jìn)行了形成板而得到透明的板。把該板與實(shí)施例2同樣地在干燥器中進(jìn)行減壓，但沒看到氣泡發(fā)生。
把實(shí)施例2得到的透明未發(fā)泡板一邊加熱到40℃一邊放入到干燥器中進(jìn)行減壓，但沒看到氣泡發(fā)生。
把實(shí)施例2得到的透明未發(fā)泡板一邊加熱到210℃一邊放入到干燥器中進(jìn)行減壓，結(jié)果是到處表面有氣球那樣的發(fā)泡。
把實(shí)施例2得到的透明未發(fā)泡板一邊與實(shí)施例2同樣地加熱到90℃一邊放入到干燥器中進(jìn)行減壓，并在該狀態(tài)下放置一小時(shí)。得到的板比實(shí)施例2得到的板，氣泡成長(zhǎng)的大，氣泡徑的中心是30μm，氣泡的60％具有20μm以下范圍的氣泡徑。該板可見光范圍的反射率是75％，且全光線透過率是6％。
本發(fā)明的發(fā)泡板根據(jù)其白色性、耐惡劣環(huán)境性、保溫性、絕緣性、微細(xì)氣泡含有性而能適用在反射板、包裝用材料、鋼板積層用材料、隔板材料等中，但其適用范圍并不限定于此。本發(fā)明的發(fā)泡板作為液晶顯示裝置的背光燈機(jī)構(gòu)所使用的面狀光源用光反射板，特別地能恰當(dāng)?shù)厥褂谩?br>權(quán)利要求
1.一種發(fā)泡板，其是含有熱可塑性樹脂的無延伸發(fā)泡板，板中所包含的氣泡中80％以上具有0.1～20μm范圍的氣泡徑，且空隙率是20～80％。
2.如權(quán)利要求
1所述的發(fā)泡板，其中，在100℃的環(huán)境下測(cè)量的延伸破壞伸長(zhǎng)率是100％以上，且在100℃、100％伸長(zhǎng)率的延伸應(yīng)力是50Mpa以下。
3.如權(quán)利要求
1或2所述的發(fā)泡板，其中，熱可塑性樹脂的熔化狀態(tài)流動(dòng)性(以ASTM D1238-98為準(zhǔn))是0.5～44g/10分鐘。
4.如權(quán)利要求
1～3任一項(xiàng)所述的發(fā)泡板，其中，熱可塑性樹脂是丙烯酸樹脂和/或是甲基丙烯酸樹脂。
5.如權(quán)利要求
1～4任一項(xiàng)所述的發(fā)泡板，其中，含有0～3％重量的核劑。
6.如權(quán)利要求
1～5任一項(xiàng)所述的發(fā)泡板，其中，至少在單面上復(fù)制有壓花。
7.一種層合板，是兩層以上的層合板，其至少配置有一層如權(quán)利要求
1～6任一項(xiàng)所述的發(fā)泡板。
8.如權(quán)利要求
7所述的層合板，其至少配置有一層無發(fā)泡層。
9.如權(quán)利要求
1～8任一項(xiàng)所述的板，其中，可見光范圍的反射率是85％以上，且全光線透過率是10％以下。
10.一種光反射板，其中，其使用了權(quán)利要求
1～9任一項(xiàng)所述的板。
11.一種光反射板，其中，其對(duì)權(quán)利要求
10所述的板實(shí)施了成形加工。
12.一種顯示裝置，其中，其使用了權(quán)利要求
10或11所述的光反射板。
13.一種權(quán)利要求
1～9所述的板的制造方法，其中，其包括把溶解了氣體的熱可塑性樹脂通過擠出使發(fā)泡的工序。
14.一種發(fā)泡板的制造方法，其中，其包括把溶解了氣體的熱可塑性樹脂的熔化聚合物在無發(fā)泡狀態(tài)下形成板的工序、通過在50～200℃的溫度條件下把板暴露在真空中使產(chǎn)生氣泡的工序。
15.一種權(quán)利要求
1～9任一項(xiàng)所述的板的制造方法，其中，其包括把溶解了氣體的熱可塑性樹脂的熔化聚合物在無發(fā)泡狀態(tài)下形成板的工序、通過在50～200℃的溫度條件下把板暴露在真空中使產(chǎn)生氣泡的工序。
16.如權(quán)利要求
1～9、13～15任一項(xiàng)所述的板的制造方法，其中，其把溶解了氣體的熱可塑性樹脂和沒有溶解氣體的熱可塑性樹脂一起進(jìn)行擠出。
17.一種發(fā)泡板制造用擠出裝置，其是具備螺桿、缸筒和缸筒溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的擠出機(jī)，其特征在于，在該缸筒的一部分的內(nèi)面，具備用于把從設(shè)置在該缸筒外部的高壓氣體供給單元供給的氣體導(dǎo)入的噴嘴。
18.一種權(quán)利要求
1～9任一項(xiàng)所述的板制造用擠出裝置，其是具備螺桿、缸筒和缸筒溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的擠出機(jī)，其特征在于，在該缸筒的一部分的內(nèi)面，具備用于把從設(shè)置在該缸筒外部的高壓氣體供給單元供給的氣體導(dǎo)入的噴嘴。
19.如權(quán)利要求
17或18所述的擠出裝置，其中，所述噴嘴由具有微細(xì)孔的環(huán)狀金屬或陶瓷構(gòu)成。
20.如權(quán)利要求
19所述的擠出裝置，其中，所述環(huán)狀金屬由燒結(jié)金屬粉末或金屬纖維的材料構(gòu)成。
21.一種發(fā)泡板用制造裝置，其中，其配置有真空室裝置，其在板成形機(jī)的鑄輥和/或鑄輥之后具備能把內(nèi)部進(jìn)行減壓的室和密封機(jī)構(gòu)；真空發(fā)生裝置，其附設(shè)于該真空室裝置。
22.一種權(quán)利要求
1～9任一項(xiàng)所述的板用制造裝置，其中，其配置有真空室裝置，其在板成形機(jī)的鑄輥和/或鑄輥之后具備能把內(nèi)部進(jìn)行減壓的室和密封機(jī)構(gòu)；真空發(fā)生裝置，其附設(shè)于該真空室裝置。
23.如權(quán)利要求
21或22所述的制造裝置，其中，所述真空室裝置能把可減壓的室內(nèi)部減壓到30Kpa以下。
專利摘要
一種發(fā)泡板，其是含有熱可塑性樹脂而構(gòu)成的無延伸發(fā)泡板，涉及板中所包含的氣泡中80％以上具有0.1～20μm范圍的氣泡徑，且空隙率是20～80％的發(fā)泡板、其制造方法以及適合其制造方法使用的裝置，以及使用了該發(fā)泡板的光反射板和顯示裝置。
文檔編號(hào)B29K101/12GK1993410SQ200580025863
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年7月27日
發(fā)明者西林利彌 申請(qǐng)人:株式會(huì)社杜威臘, 西林利彌導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan