(57)【要約】【課題】高温下で成形を行うことができ、保守・管理を簡素化することができるようにする。【解決手段】剛性材料から成り、表面に転写型が形成された主ロール１４と、該主ロール１４と対向させて配設され、可撓性を有し、熱伝導性の高い材料から成る筒状体を備えた第１のロールと、該第１のロールと所定の距離を置いて配設された第２のロールと、前記第１、第２のロール間に張設され、可撓性を有し、熱伝導性の高い材料から成るベルト２３とを有する。該ベルト２３と前記主ロール１４との間に転写部が形成される。主ロール１４の筒状体は、剛性材料から成るので、構造を簡素化することができ、特種な内部部品を配設する必要がなくなる。内部部品による制約がなくなるので、高温下で成形を行うことができる。主ロール１４の構造を簡素化することができる。【選択図】図１
2008074055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）剛性材料から成り、表面に転写型が形成された主ロールと、
（ｂ）該主ロールと対向させて配設され、可撓性を有し、熱伝導性の高い材料から成る筒状体を備えた第１のロールと、
（ｃ）該第１のロールと所定の距離を置いて配設された第２のロールと、
（ｄ）前記第１、第２のロール間に張設され、可撓性を有し、熱伝導性の高い材料から成るベルトとを有するとともに、
（ｅ）該ベルトと前記主ロールとの間に転写部が形成されることを特徴とするフィルム製造装置。
【請求項２】
（ａ）前記第１のロールは、前記筒状体、及び該筒状体の両端を閉鎖する閉鎖部材を備え、
（ｂ）筒状体及び閉鎖部材内に冷却媒体を収容する冷却媒体収容室が形成される請求項１に記載のフィルム製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルムを製造するためのフィルム製造装置においては、押出成形機のダイから押し出された樹脂（以下「押出樹脂」という。）によって、薄膜状のフィルム（シートも含む。）を成形し、その後、フィルムを切断機によって切断して所定の長さにしたり、巻取装置によってリール状に巻き取ったりするようにしている。
【０００３】
そのために、前記フィルム製造装置は、複数の金属製のロールを備え、押出成形機のダイから押し出された押出樹脂を両側から二つのロールによって挟み、各ロールの表面で挟圧し、冷却することによって薄膜状のフィルムを成形する。この場合、前記二つのロールのうちの一方は主ロールとされ、他方は従ロールとされ、前記主ロールの表面に転写型が形成される。そして、前記押出樹脂は、主ロールに巻き付けられて走行させられ、その間に、主ロール及び従ロールによって挟まれ、フィルムが成形されるとともに、転写型が転写される。続いて、フィルムは主ロールから剥離させられ、次の工程に移される。
【０００４】
ところで、前記主ロールと従ロールとの間に押出樹脂を供給すると、主ロールと従ロールとの間にバンクが形成され、厚さにむらが生じるが、前記主ロールとして剛性の高い金属ロールを使用すると、主ロールと従ロールとでバンクを均一に押し付けることができず、フィルムの表面がバンクが形成された箇所と形成されない箇所とで変化し、フィルムの平滑性が低下してしまう。
【０００５】
そこで、可撓性を有する金属薄膜から成る筒状体の両端を閉鎖部材によって閉鎖し、内部にラバーロールを収容し、筒状体の回転に伴ってラバーロールを従動的に回転させるようにした主ロールが提供されている。この場合、筒状体が可撓性を有するので、押出樹脂の厚さにむらがあっても、筒状体がなじんだ形状に変化して押出樹脂を押す。したがって、フィルムの平滑性を向上させることができる。なお、前記主ロールを冷却するために、主ロール内に、水を供給することができるように媒体収容室が形成される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３４２２７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来のフィルム製造装置においては、押出樹脂を高温下で成形しようとする場合、主ロール内の前記ラバーロール等の内部部品による制約があるので、７５〔℃〕以上の高温下で成形を行うことができない。
【０００７】
また、主ロールの筒状体に可撓性を持たせる必要があるので、主ロールの構造が複雑になるだけでなく、シール、接着剤等を各所で使用する必要があり、それによって水漏れ等の不具合が起こる可能性があるので、保守・管理が煩わしくなってしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来のフィルム製造装置の問題点を解決して、高温下で成形を行うことができ、保守・管理を簡素化することができるフィルム製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのために、本発明のフィルム製造装置においては、剛性材料から成り、表面に転写型が形成された主ロールと、該主ロールと対向させて配設され、可撓性を有し、熱伝導性の高い材料から成る筒状体を備えた第１のロールと、該第１のロールと所定の距離を置いて配設された第２のロールと、前記第１、第２のロール間に張設され、可撓性を有し、熱伝導性の高い材料から成るベルトとを有する。
【００１０】
そして、該ベルトと前記主ロールとの間に転写部が形成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フィルム製造装置においては、剛性材料から成り、表面に転写型が形成された主ロールと、該主ロールと対向させて配設され、可撓性を有し、熱伝導性の高い材料から成る筒状体を備えた第１のロールと、該第１のロールと所定の距離を置いて配設された第２のロールと、前記第１、第２のロール間に張設され、可撓性を有し、熱伝導性の高い材料から成るベルトとを有する。
【００１２】
そして、該ベルトと前記主ロールとの間に転写部が形成される。
【００１３】
この場合、主ロールの筒状体は、剛性材料から成るので、主ロールの構造を簡素化することができ、特種な内部部品を配設する必要がなくなる。したがって、内部部品による制約がなくなるので、高温下で成形を行うことができる。
【００１４】
また、主ロールの構造を簡素化することができ、シール、接着剤等を使用する必要がなくなるので、水漏れ等の不具合が起こる可能性がなくなり、保守・管理を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるフィルム製造装置の概念図、図２は本発明の第１の実施の形態における主ロールの要部を示す断面図、図３は本発明の第１の実施の形態におけるラバーロールの要部を示す断面図である。
【００１７】
図において、１１はダイであり、該ダイ１１は図示されない押出成形機に配設され、長尺状の押出樹脂１２を押し出す。前記ダイ１１の押出方向、本実施の形態においては、下方にフィルム製造装置１３が配設され、前記押出樹脂１２はフィルム製造装置１３において加工され、フィルムｆになり、次の工程に移される。
【００１８】
前記フィルム製造装置１３は、押圧用のロールとしての主ロール１４、ベルトユニット１５、図示されない剥離用のロール等を備え、前記ベルトユニット１５は、第１のロールとしてのラバーロール２１、該ラバーロール２１と所定の距離を置いて配設された第２のロールとして冷却ロール２２、前記ラバーロール２１と冷却ロール２２との間に張設されたベルト２３、該ベルト２３の蛇行を矯正する蛇行矯正ロール２４等を備える。前記主ロール１４は、図示されない駆動部としてのモータに連結され、該モータを駆動することによって発生させられた回転が伝達されて回転させられる。また、前記ベルト２３は前記主ロール１４の回転に伴って、所定の走行速度で走行させられ、前記ラバーロール２１及び冷却ロール２２は前記ベルト２３の走行に伴って、従動して回転させられる。
【００１９】
また、前記主ロール１４は、外周面に転写型が形成された、熱伝導性の高い材料、本実施の形態においては、金属等の剛性材料から成り、図２に示されるように、円筒状の形状を有する筒状体８１、及び該筒状体８１の両端に配設された円形の形状を有する閉鎖部材８２を備え、該閉鎖部材８２は軸方向における両端の外側に向けて突出させて形成された外側軸部８３を有する。該外側軸部８３は回転軸として機能し、所定の箇所に、前記モータからの回転を受けるための図示されないギヤが取り付けられる。本実施の形態において、前記転写型は、凹凸のないフラット転写型から成り、表面は平滑な鏡面にされる。
【００２０】
前記筒状体８１及び閉鎖部材８２内には、円柱状の冷却媒体収容室８５が形成され、該冷却媒体収容室８５に冷却媒体としての水が供給され、冷却ロール２２をガラス転移点Ｔｇ＋５０〔℃〕以下の温度の温度に冷却する。そのために、前記閉鎖部材８２に冷却媒体流路８６が形成され、図示されない冷却媒体供給装置から送られた水は、主ロール１４の一端側において、冷却媒体流路８６を介して冷却媒体収容室８５に供給され、筒状体８１を冷却した後、主ロール１４の他端側において、冷却媒体流路８６を介して排出され、前記冷却媒体供給装置に戻される。
【００２１】
該冷却媒体供給装置は、水の温度を一定に保つための温度調整装置、前記水を供給するためのポンプ等を備える。
【００２２】
また、前記ラバーロール２１は、熱伝導性の高い材料、本実施の形態においては、図３に示されるように、金属等の剛性材料から成る筒状体３１、該筒状体３１の両端を閉鎖する閉鎖部材３２、及び前記筒状体３１を包囲し、ゴム等の弾性体から成る被覆層３８を備え、前記閉鎖部材３２は、筒状体３１の両端に配設され、円形の形状を有するフランジ部３４、該フランジ部３４の中心から閉鎖部材３２内に向けて軸方向に延在させられ、両端のフランジ部３４間を連結する内側軸部３５、及び前記フランジ部３４の中心から外方に向けて軸方向に延びる外側軸部３６を備える。該外側軸部３６は、回転軸として機能し、図示されない軸受によって回転自在に支持される。
【００２３】
前記閉鎖部材３２には、外側軸部３６及びフランジ部３４内を抜け、内側軸部３５内の所定の箇所まで延在させて形成された冷却媒体流路３７が形成され、該冷却媒体流路３７の一端は外側軸部３６の端面に開口させられ、冷却媒体流路３７の他端は、内側軸部３５の外周面上の複数箇所、本実施の形態においては、２箇所に開口させられる。そして、前記冷却媒体供給装置から送られた水は、ラバーロール２１の一端側において、矢印で示されるように冷却媒体流路３７に供給され、筒状体３１及び閉鎖部材３２内に形成された円筒状の冷却媒体収容室４１に供給され、筒状体３１をガラス転移点Ｔｇ＋５０〔℃〕以下の温度に冷却した後、ラバーロール２１の他端側において、冷却媒体流路３７を介して排出され、前記冷却媒体供給装置に戻される。
【００２４】
また、前記冷却ロール２２は、熱伝導性の高い材料、本実施の形態においては、金属等の剛性材料から成り、円筒状の形状を有する図示されない筒状体、及び該筒状体の両端に配設された円形の形状を有する図示されない閉鎖部材を備える。なお、前記冷却ロール２２にも、主ロール１４と同様の図示されない冷却媒体流路及び冷却媒体収容室が形成され、前記冷却媒体供給装置から冷却媒体収容室に冷却媒体が供給され、冷却ロール２２を１０〔℃〕以上、かつ、ガラス転移点Ｔｇ以下の温度に冷却する。
【００２５】
そして、前記冷却ロール２２の回転軸は、ラバーロール２１の回転軸に対して平行に、かつ、径方向に移動自在に配設され、付勢部材としての図示されないアクチュエータ、スプリング等によって、ラバーロール２１の回転軸から離れる方向に付勢される。したがって、前記ベルト２３に所定の張力を発生させることができる。
【００２６】
また、前記ベルト２３は、外周面が平滑な鏡面にされ、可撓性を有し、熱伝導性の高い材料、本実施の形態においては、金属から成るシームレスベルトによって形成される。そして、前記ベルト２３は、弾性変形が可能な厚さ、本実施の形態においては、０．２〔ｍｍ〕以上、かつ、１．０〔ｍｍ〕以下の範囲にされる。
【００２７】
そして、前記モータを駆動すると、主ロール１４が所定の周速度で矢印Ａ方向に回転させられ、それに伴って、ベルト２３は前記周速度と等しい所定の走行速度で矢印Ｂ方向に走行させられ、ラバーロール２１が前記周速度で矢印Ｃ方向に、冷却ロール２２が前記周速度で矢印Ｄ方向に回転させられる。なお、前記主ロール１４と当接させて、剥離用の図示されないロールが配設され、フィルムｆは剥離用のロールによって主ロール１４から剥離させられる。
【００２８】
前記主ロール１４は前記ベルト２３を介してラバーロール２１と対向させて配設され、ベルト２３と主ロール１４との間に転写部ｐ１が形成される。そして、必要に応じて、前記主ロール１４の回転方向における転写部ｐ１より上流側の、転写部ｐ１の近傍に、図示されない加熱装置が、転写部ｐ１と隣接させて、かつ、主ロール１４と対向させて配設され、主ロール１４を加熱する。前記加熱装置は、誘導加熱装置によって構成するのが好ましく、加熱装置において高周波電流を発生させ、磁界を形成すると、主ロール１４に、磁界を打消すような方向にうず電流が発生する。なお、該うず電流及び主ロール１４を構成する金属の電気抵抗によってジュール熱が発生する。
【００２９】
この場合、うず電流は、表皮効果によって、被加熱体の表面に近い部分ほど多く流れるので、主ロール１４の表面だけをガラス転移点Ｔｇ以上の高温にすることができる。
【００３０】
次に、前記構成のフィルム製造システムの動作について説明する。
【００３１】
まず、ダイ１１から押し出された押出樹脂１２が、転写部ｐ１に進入すると、主ロール１４及びラバーロール２１は押出樹脂１２を両側から挟み、所定の厚さのフィルムｆを形成するとともに、主ロール１４の表面の転写型を押出樹脂１２に転写する。このとき、ベルト２３も転写部ｐ１に進入し、ラバーロール２１と共に押出樹脂１２を押す。
【００３２】
本実施の形態においては、ラバーロール２１の被覆層３８は、可撓性を有し、弾性変形が可能であるので、押出樹脂１２の厚さにむらがあると、被覆層３８及びベルト２３がそれになじんだ形状に変化して押出樹脂１２を押すので、フィルムの平滑性を向上させることができる。
【００３３】
続いて、フィルムｆは、転写部ｐ１から排出されると、主ロール１４の外周面に沿って、かつ、主ロール１４に巻き付けられて搬送された後、主ロール１４の外周面における所定の箇所に設定された分離部ｐ２で主ロール１４から剥離させられる。なお、前記分離部ｐ２によって剥離部が構成される。
【００３４】
そのために、前記分離部ｐ２に、必要に応じて主ロール１４と対向させて、前記剥離用のロールが回転自在に配設される。したがって、主ロール１４から剥離させられたフィルムｆは、剥離用のロールに沿って、かつ、ロールに巻き付けられて搬送された後、ロールから剥離させられ、次の工程に移される。
【００３５】
なお、前述されたように、主ロール１４は水によって冷却されるので、フィルムｆの温度は、主ロール１４に沿って搬送される間に、ガラス転移点Ｔｇより低い温度Ｔｃ
Ｔｇ−１００〔℃〕≦Ｔｃ≦Ｔｇ
にされる。
【００３６】
ところで、前記ラバーロール２１及び冷却ロール２２は、水によって冷却されるので、ベルト２３は転写部ｐ１から排出された後、ラバーロール２１に沿って走行する間、及び冷却ロール２２に沿って走行する間に冷却される。
【００３７】
なお、ラバーロール２１と冷却ロール２２とは、互いに平行に配設されるようになっているが、平行度が十分でなかったり、ラバーロール２１、冷却ロール２２、ベルト２３等に外力が加わったりすると、ベルト２３が蛇行することがある。そこで、ベルト２３の走行方向における冷却ロール２２より下流側で、ラバーロール２１より上流側に、ベルト２３の蛇行を検出する蛇行検出部としての蛇行センサ４７が配設される。該蛇行センサ４７はベルト２３の外周面側及び内周面側の一方に配設された図示されない発光部、並びに外周面側及び内周面側の他方に配設された受光部を備える。そして、前記発光部で発光させられた帯状の光のうちのベルト２３によって遮られない部分を受光部で受光し、受光された光に従って、ベルト２３の蛇行を検出する。
【００３８】
また、前記ベルト２３の走行方向における蛇行センサ４７より下流側で、ラバーロール２１より上流側に、ベルト２３の蛇行を矯正する前記蛇行矯正ロール２４が配設される。該蛇行矯正ロール２４は矢印方向に回転させられ、回転軸の一端はフィルム製造装置のフレームに対して揺動自在に支持され、回転軸の他端が、アクチュエータ４８によってベルト２３の走行方向に対して直角の方向に移動自在にされる。図示されない制御部の蛇行補正処理手段（蛇行補正処理部）は、蛇行補正処理を行い、蛇行センサ４７によってベルト２３の蛇行が検出されると、アクチュエータ４８を作動させ、前記蛇行矯正ロール２４の他端を移動させ、蛇行矯正ロール２４を傾ける。したがって、ベルト２３は蛇行矯正ロール２４の軸方向に移動し、所定の位置に置かれる。このように、ベルト２３の蛇行が矯正される。
【００３９】
本実施の形態においては、主ロール１４の外周面の転写型は、表面に凹凸のないフラット転写型から成るが、表面に微細パターンが形成された転写型、すなわち、意匠転写型を主ロール１４の外周面に形成することができる。その場合、意匠転写型が転写されたフィルムｆには、微細な凹凸から成る転写面が形成される。
【００４０】
なお、意匠転写型が転写されたフィルムｆは、転写面に形成された微細パターンを光の通路として入射光を画面に導くための導光板として使用したり、各種の多層フィルムを用いて、通過する光の位相を調整する位相板として使用したり、画面の方向への発光効率を向上させるための輝度向上フィルムとして使用したりすることができる。
【００４１】
また、本実施の形態においては、主ロール１４の外周面に転写型が形成されるようになっているが、ベルト２３の外周面にも転写型を形成することができる。なお、この場合も、転写型は、フラット転写型及び意匠転写型のいずれであってもよい。
【００４２】
このように、本実施の形態においては、筒状体８１は、剛性材料から成るので、構造を簡素化することができ、特種な内部部品を配設する必要がなくなる。したがって、内部部品による制約がなくなるので、７５〔℃〕以上の高温下で成形を行うことができる。
【００４３】
また、主ロール１４の構造を簡素化することができ、シール、接着剤等を各所で使用する必要がなくなり、水漏れ等の不具合が起こる可能性がなくなるので、保守・管理を簡素化することができる。
【００４４】
なお、ラバーロール２１においては、シール、接着剤等を使用する必要があるが、ラバーロール２１はベルト２３を介して冷却ロール２２によって冷却されるので、ラバーロール２１に加わる熱的な負荷が小さい。したがって、水漏れ等の不具合が起こる可能性は低い。
【００４５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるフィルム製造装置の概念図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における主ロールの要部を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるラバーロールの要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１３    フィルム製造装置
１４    主ロール
２１    ラバーロール
２２    冷却ロール
２３    ベルト
３１、８１    筒状体
ｐ１    転写部
【図１】
2008074055.tif 000003
【図２】
2008074055.tif 000004
【図３】
2008074055.tif 000005