[发明专利]压花辊及塑料板透射屏幕

说明书

技术领域

本发明涉及塑料成型的技术领域，特别是塑料板透射屏幕成型技术领域。

背景技术

现有的塑料板透射屏幕主要通过两种工艺来制造，即浇注工艺和挤压工艺。

浇注工艺是将加热熔融的热塑性塑料或液态热固性塑料注入两个模板之间的缝隙中，固化后获得尺寸最大为模板尺寸的塑料板。该工艺的缺点在于受到模板加工技术的限制，无法制造长度或宽度超过4米的大型塑料板透射屏幕。

挤压工艺是使用挤出机通过机头将加热熔融的热塑性塑料送入包括至少一个具有图案的压花辊的挤压辊组的辊缝中，经过挤压得到形状与压花辊表面图案对应但凹凸相反的塑料板。挤压工艺不受到模板尺寸的限制，因此可用于大型塑料板透射屏幕的制造。

用于透射屏幕的塑料板表面是不光滑的，而是根据需要设置各种图案。可以通过在模板或压花辊上制作不同的图案，使浇注或挤压成型的塑料板表面形成形状对应但凹凸相反的图案。

由现有挤压工艺获得的单纯弧形图案的透射屏幕(CN 1496814A)或只有单纯V形图案的透射屏幕(CN 101513772A)均有明显的缺陷。

对单纯的弧形图案透射屏幕来讲，以圆弧柱面为例加以说明。图1是根据现有技术的压花辊制得的单纯圆弧图案透射屏幕的局部光路图。参照图1，若圆弧柱面P的半径为r，根据几何光学的薄透镜原理，当圆弧柱面的高度h远小于半径r时，其焦距f为：

f＝r/(n-1)

其中，n为屏幕材料的折射率。

若圆弧柱面的宽度为s，则最大视角β为：

β＝2arctg(s/2f)

＝2arctg[s(n-1)/2r]    (1)

显然，圆弧柱面的半径r越小，焦距越小，最大视角β越大。若屏幕材料的折射率n＝1.5，在极限情况下圆弧柱面的宽度s与直径2r相等，即：

s＝2r

通过式(1)计算得：β＝53.1°

在此极限条件下，圆弧柱面P已不符合几何光学的薄透镜原理，会出现显著的像差和色差，图像质量显著恶化。因此，单纯的弧形图案透射屏幕的最大视角通常不能超过20°，即优良观看区最大为屏幕正面视角20°，超出此范围即为不良观看区。如图2所示，区域A表示优良观看区，区域B表示不良观看区。

由于椭圆弧、抛物线弧或者双曲线弧只是焦距f的计算方法与圆弧不同，但光路与圆弧相同，对透射屏幕视角的影响也相同，不再重复描述。

图3是根据现有技术的压花辊制得的单纯V形图案透射屏幕的局部光路图。参照图3，若三棱柱面P′的顶角为α，则α必须满足式(2)的条件才能保证在第一迎光面出现全反射：

α＜2[90°-arcsin(1/n)]    (2)

同时，α必须满足式(3)和(4)条件才能保证在第二迎光面不出现全反射：

α＜2/3×[90°+arcsin(1/n)]    (3)

α＞2/3×[90°-arcsin(1/n)]    (4)

三棱柱左右折射光夹角γ为：

γ＝2{90°-arcsin[nsin(90°-3/2×α)]}-α    (5)

若屏幕材料的折射率n＝1.5，则：

根据式(2)计算，α＜93.3°

根据式(3)计算，α＜87.87°

根据式(4)计算，α＞32.13°

设α＝45°，根据式(5)计算，γ＝64.93°。

如图3和图4的光路显示，通过V形图案折射的光只有两个方向，由左迎光面折射的光线为正向偏左γ/2方向，由右迎光面折射的光线为正向偏右γ/2方向，显然，在屏幕正面会出现左、右折射光均无法到达的区域B1，处于该区域的观众无法观看到完整、明亮、清晰的图像，因此B1区域属于不良观看区。对于左、右折射光均能到达的B2区域，由于没有正面的光线，使得在这一区域观看到的图像为左右明亮、中间暗淡的不良图像，因此这一区域也属于不良观看区。

发明内容

为了克服现有技术中的一个或多个技术问题，本发明提供了一种压花辊，该压花辊包括辊筒，其中，辊筒的工作面包括沿着辊筒的旋转方向或轴向交替布置的多个弧形图案和V形图案。

弧形图案的剖面轮廓线可以是圆弧、椭圆弧、抛物线弧或者双曲线弧。

弧形图案的深度h在0.01毫米～5毫米的范围内，优选在0.01毫米～2毫米之间，弧形图案的宽度s在0.05毫米～10毫米的范围内，优选在0.1毫米～2毫米之间，且h和s的比值h/s在0.01～0.5之间。