(57)【要約】      （修正有）【課題】比較的厚手で、超鏡面、精密賦形面などを必要とする高精度な光学用プラスチックシートを簡便に製造すること。【解決手段】所定のロール隙間をもって整列配置された複数個の成形ロール２５、２９、３３を有し、隣接する成形ロール間に供給される溶融樹脂を当該成形ロールの回転駆動によってシート状に連続的に成形するロール装置において、前記成形ロールの径方向と同方向に直線移動・位置決め可能な支持体と、前記支持体により回転可能に支持され、前期支持体の直線移動・位置決めによって前記成形ロールの外周面に対して所定のロール隙間を持って配置される補助ロール４１とを有するプラスチックシート成形用ロール装置。【選択図】図１
2005324434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のロール隙間をもって整列配置された複数個の成形ロールを有し、隣接する成形ロール間に供給される溶融樹脂を当該成形ロールの回転駆動によってシート状に連続的に成形するプラスチックシート成形用ロール装置において、
前記成形ロールの径方向と同方向に直線移動・位置決め可能な支持体と、
前記支持体より回転可能に支持され、前記支持体の直線移動・位置決めによって前記成形ロールの外周面に対して所定のロール隙間をもって配置される補助ロールと、
を有するプラスチックシート成形用ロール装置。
【請求項２】
前記補助ロールを回転駆動する回転駆動手段を有する請求項１記載のプラスチックシート成形用ロール装置。
【請求項３】
前記複数個の成形ロールは、第１成形ロールと第２成形ロールと第３成形ロールの３個の成形ロールからなり、
前記第１成形ロールと前記第３成形ロールとの間に位置する前記第２成形ロールは、固定位置配置の固定台より回転可能に支持され、
前記第１成形ロールは、ロール径方向に直線移動・位置決め可能な可動台上に、同方向に直線移動・位置決め可能に設けられた第１移動台より回転可能に支持され、
前記第３成形ロールは、ロール径方向に直線移動・位置決め可能に設けられた第２移動台より回転可能に支持され、
前記補助ロールは、前記可動台上に、当該可動台の直線移動方向に直交するロール径方向に直線移動・位置決め可能に設けられた第３移動台より回転可能に支持されている請求項１または２記載のプラスチックシート成形用ロール装置。
【請求項４】
前記可動台と、前記第１移動台と、前記第２移動台と、前記第３移動台は、各々個別のサーボモータ駆動の送りねじ機構により、直線移動し、位置決めされることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載のプラスチックシート成形用ロール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラスチックシート成形用ロール装置に関し、特に、光学用の高精度な比較的厚手のプラスチックシートを製造するシート成形用ロール装置（シート成形用ポリシングロール装置）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なプラスチックシート成形は、３〜４本の成形ロール（ポリシングロール）を使用し、縦型、水平型、斜め型などの整列配置のロールスタックで成形を行う。このような成形ロールを用いて溶融樹脂をシート状に連続的に成形する場合、Ｔダイより押し出される溶融樹脂を、成形ロールの間で高圧で押付け、所定の厚さで、ロール面の転写を付与ながら、溶融樹脂が冷却固化することによりシート成形が進行し、これを後段に連続的に移送することが行われる（例えば、特許文献１、２、３）。
【０００３】
プラスチックシート成形における成形ロールのロール径は、処理する樹脂の量や、厚さ、幅などに応じて決定される。ロールスタックで得られるシート成形では、先ず溶融樹脂がロール入口部で押し付けニップされ、バンクと呼ばれる樹脂溜まりを隣接する２本の成形ロール間に形成しながら、次の成形ロールに移る。
【０００４】
溶融樹脂がシートに成形される過程は、バンクを形成して隣接する２本の成形ロールで保持された溶融樹脂が、後続の成形ロール間の補助的なニップ力や、更に後続の引取ロールの引取力などにより、成形ロールの表面に張り付き、ロール表面をシート表面に転写しながら冷却固化し、ロール出口で形状を維持できる状態のシートとして成形されるまでとなる。この成形ロール装置を、ポリシングロール装置（冷却艶出し機）と呼ぶ。
【０００５】
光学用プラスチックシート等、厳密なシート表面、例えば、超鏡面、精密賦形面などを得るためのプラスチックシート成形においては、溶融樹脂が接触するロール面に対して厳密なロール隙間を管理した押付ロール機構が必要で、ロール表面とシート表面との強い密着力が要求される。
【０００６】
しかし、上述したような汎用的な成形ロール構成では、成形ロール上のシートは、隣接する成形ロールによるニップ力による付着力しかなく、押付の強制力が少ないため、ロール表面とシート表面との強い密着力を得ることができず、密着力不足により、超鏡面、精密賦形面などを必要とする高精度な光学用プラスチックシートを製造することが難しい。
【０００７】
従来より知られているプラスチックシート成形用ロール装置として、流体圧シリンダ装置等によって、成形ロールの外周面に対して、当該外周面に貼り付いている成形過程のプラスチックシートを挟んで、押し付けられる無駆動式補助ロールを有するものや、更には補助ロールがスイング機構によって成形ロールの円周上をスイングでき、成形ロールとの対向位置を調整できるものがある。
【０００８】
いずれも、補助ロールによって、単純に、成形ロールの外周面に対するシートの押付力を補強するものであり、成形ロールとの間に再現性あるロール隙間を得ることができない。
【０００９】
また無駆動式補助ロールは、押し付けられたシート表面との摩擦力により回転するものであるため、ロールの回転抵抗等によるシート表面の傷の発生などが懸念され、ここで要求される超鏡面や精密賦形面などの付与には支障を来す。
【００１０】
スイングロール機構は、成形ロールの円周上での調整位置範囲は広いが、機構が複雑な上、スイング移動する補助ロールの保守が非常に大変である。また、ロールの保持機構の剛性も、従来の構造に比較して機構的に低下せざるを得ない。
【００１１】
このような補助ロール付きのプラスチックシート成形用ロール装置は、専ら、対象とするシート製品が、シート厚さ１．０ｍｍ以下の薄物が主体で、シートは早く冷却固化され、補助ロールの押付作用点では、製品シートの厚さに影響を与えない程のシート表面硬度を持つシート成形に用いられ、補助ロールの押付作用点で、シートがまだ十分柔かく、補助ロールの押付力によって厚さが変形するような状態の厚物の光学用プラスチックシート、例えば、シート厚さが２ｍｍ以上のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカ−ボネ−ト（ＰＣ）による大型液晶表示装置用のプラスチックシート等の成形には向かない。
【特許文献１】特開平１０−３４７５８号公報
【特許文献２】特開２００２−３２１２７１号公報
【特許文献３】特開２００４−５０６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この発明が解決しようとする課題は、補助ロールを用いて成形ロールの外周面に対するシートの押付力を補強すると共に、成形ロールとの間に再現性あるロール隙間を得て、比較的厚手で、超鏡面、精密賦形面などを必要とする高精度な光学用プラスチックシートを簡便に製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明によるプラスチックシート成形用ロール装置は、所定のロール隙間をもって整列配置された複数個の成形ロールを有し、隣接する成形ロール間に供給される溶融樹脂を当該成形ロールの回転駆動によってシート状に連続的に成形するプラスチックシート成形用ロール装置において、前記成形ロールの径方向と同方向に直線移動・位置決め可能な支持体と、前記支持体より回転可能に支持され、前記支持体の直線移動・位置決めによって前記成形ロールの外周面に対して所定のロール隙間をもって配置される補助ロールとを有する。
【００１４】
この発明によるプラスチックシート成形用ロール装置は、好ましくは、前記補助ロールを回転駆動する回転駆動手段を有する。
【００１５】
この発明によるプラスチックシート成形用ロール装置は、好ましくは、前記複数個の成形ロールは、第１成形ロールと第２成形ロールと第３成形ロールの３個の成形ロールからなり、前記第１成形ロールと前記第３成形ロールとの間に位置する前記第２成形ロールは、固定位置配置の固定台より回転可能に支持され、前記第１成形ロールは、ロール径方向に直線移動・位置決め可能な可動台上に、同方向に直線移動・位置決め可能に設けられた第１移動台より回転可能に支持され、前記第３成形ロールは、ロール径方向に直線移動・位置決め可能に設けられた第２移動台より回転可能に支持され、前記補助ロールは、前記可動台上に、当該可動台の直線移動方向に直交するロール径方向に直線移動・位置決め可能に設けられた第３移動台より回転可能に支持されている。
【００１６】
この発明によるプラスチックシート成形用ロール装置は、好ましくは、前記可動台と、前記第１移動台と、前記第２移動台と、前記第３移動台は、各々個別のサーボモータ駆動の送りねじ機構により、直線移動し、位置決めされる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によるプラスチックシート成形用ロール装置は、補助ロールが成形ロールの径方向と同方向に直線移動・位置決め可能な支持体より回転可能に支持されているから、支持体の直線移動・位置決めによって補助ロールを成形ロールの外周面に対して所定のロール隙間をもって固定位置配置することができ、補助ロールによって成形ロールの外周面に対するシートの押付力を補強すると共に、成形ロールとの間に再現性あるロール隙間を得ることができる。
【００１８】
これにより、比較的厚手で、超鏡面、精密賦形面などを必要とする高精度な光学用プラスチックシートを簡便に製造することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明によるプラスチックシート成形用ロール装置の一つの実施形態を、図１、図２を参照して説明する。
【００２０】
この装置は、床面上などに固定配置される平板状の固定ベース１１を有する。固定ベース１１上の一方の側（図１にて左方）には固定フレーム（固定台）１２が固定装着されている。固定ベース１１上の他方の側（図１にて右方）には可動フレーム（可動台）１３がリニアガイド１４に案内されて左右水平方向（Ｘ軸方向）に直線移動可能に装着されている。
【００２１】
可動フレーム１３には送りねじ機構のボールナット１５が取り付けられており、ボールナット１５に送りねじ機構のボールねじ（ねじ棒）１６がねじ係合している。ボールねじ１６はブラケット１７によって固定ベース１１より回転可能に支持され、下部Ｘ軸サーボモータ１８により回転駆動される。
【００２２】
これにより、可動フレーム１３は、水平なロール径方向であるＸ軸方向に、直線移動可能で、且つ同方向に位置決め可能な可動台をなす。
【００２３】
可動フレーム１３上には第１ロール支持軸受箱（第１移動台）１９がリニアガイド２０に案内されて左右水平方向（Ｘ軸方向）に直線移動可能に装着されている。
【００２４】
第１ロール支持軸受箱１９は第１成形ロール２５を回転可能に支持している。第１成形ロール２５は電動モータ２６によって図１で見て反時計廻り方向に回転駆動される。
【００２５】
第１ロール支持軸受箱１９には送りねじ機構のボールナット２１が取り付けられており、ボールナット２１に送りねじ機構のボールねじ（ねじ棒）２２がねじ係合している。ボールねじ２２はブラケット２３によって可動フレーム１３より回転可能に支持され、上部右Ｘ軸サーボモータ２４により回転駆動される。
【００２６】
これにより、第１ロール支持軸受箱１９は、水平なロール径方向であるＸ軸方向に、直線移動可能で、且つ同方向に位置決め可能な移動台をなす。
【００２７】
固定フレーム１２には固定ロール支持体２７が固定装着されている。固定ロール支持体２７には第２ロール支持軸受箱２８が固定装着されている。第２ロール支持軸受箱２８は第２成形ロール２９を回転可能に支持している。第２成形ロール２９は電動モータ３０によって図１で見て時計廻り方向に回転駆動される。
【００２８】
固定フレーム１２上には第３ロール支持軸受箱（第２移動台）３１がリニアガイド３２に案内されて左右水平方向（Ｘ軸方向）に直線移動可能に装着されている。
【００２９】
第３ロール支持軸受箱３１は第３成形ロール３３を回転可能に支持している。第３成形ロール３３は電動モータ３４によって図１で見て反時計廻り方向に回転駆動される。
【００３０】
第３ロール支持軸受箱３１には送りねじ機構のボールナット３５が取り付けられており、ボールナット３５に送りねじ機構のボールねじ（ねじ棒）３６がねじ係合している。ボールねじ３６はブラケット３７によって固定フレーム１２より回転可能に支持され、上部左Ｘ軸サーボモータ３８により回転駆動される。
【００３１】
これにより、第３ロール支持軸受箱３１は、水平なロール径方向であるＸ軸方向に、直線移動可能で、且つ同方向に位置決め可能な移動台をなす。
【００３２】
上述の支持構成により、第１成形ロール２５と第２成形ロール２９と第３成形ロール３３は、Ｘ軸方向に水平に整列配置され、第１成形ロール２５と第３成形ロール３３との間に第２成形ロール２９が固定位置配置され、その左右両側に、第１成形ロール２５と第３成形ロール３３が、各々、個別に、Ｘ軸方向、即ち、ロール隙間方向に、直線移動・位置決め可能に配置される。
【００３３】
なお、第１成形ロール２５と第２成形ロール２９と第３成形ロール３３は、電動モータ２６、３０、３４によって互いに同一速度あるいは微少な速度比率をもって同期駆動される。
【００３４】
可動フレーム１３の固定フレーム１２側の側面部１３Ａには補助ロール支持軸受箱（第３移動台）３９がリニアガイド４０に案内されて垂直方向（Ｙ軸方向）に直線移動可能に装着されている。
【００３５】
補助ロール支持軸受箱３９は補助ロール４１を回転可能に支持している。補助ロール４１は、一端を軸継手４２によって電動モータ４３と連結され、電動モータ４３によって図１で見て反時計廻り方向に回転駆動される。
【００３６】
補助ロール４１は、第１成形ロール２５と第２成形ロール２９との間のロール隙間Ａと、第２成形ロール２９と第３成形ロール３３との間のロール隙間Ｂとの中間位置において、第２成形ロール２９の外周面に対向し、第２成形ロール２９との間にもう一つのロール隙間Ｃを画定する。
【００３７】
補助ロール４１の他端にはロータリジョイント４４が取り付けられており、外部より温度調整された水、油等の熱媒体がロータリジョイント４４を介して補助ロール４１内に循環供給されるようになっている。なお、このような温調システムは、公知構造のものとして、第１成形ロール２５、第２成形ロール２９、第３成形ロール３３にも組み込まれている。
【００３８】
補助ロール支持軸受箱３９には送りねじ機構のボールナット４５が取り付けられており、ボールナット４５に送りねじ機構のボールねじ（ねじ棒）４６がねじ係合している。ボールねじ４６はブラケット４７によって可動フレーム１３より回転可能に支持され、Ｙ軸サーボモータ４８により回転駆動される。
【００３９】
これにより、補助ロール支持軸受箱３９は、垂直なロール径方向であるＹ軸方向に、直線移動可能で、且つ同方向に位置決め可能な移動台をなす。
【００４０】
隣接する第１成形ロール２５と第２成形ロール２９との間の上方位置に配置されたＴダイ（図示省略）より、第１成形ロール２５と第２成形ロール２９との間に溶融樹脂が供給される。この樹脂材料が、各々同期回転している第１成形ロール２５と第２成形ロール２９との間のロール隙間Ａ、第２成形ロール２９と補助ロール４１との間のロール隙間Ｃ、第２成形ロール２９と第３成形ロール３３との間のロール隙間Ｂを、順に通過することにより、プラスチックシートＳが連続的に成形される。
【００４１】
シート成形において、第１成形ロール２５と第２成形ロール２９との間のロール隙間Ａは、下部Ｘ軸サーボモータ１８による可動フレーム１３のＸ軸位置と、上部右Ｘ軸サーボモータ２４による第１ロール支持軸受箱１９のＸ軸位置とにより、定量的に高精度に決まる。また、第２成形ロール２９と第３成形ロール３３との間のロール隙間Ｂは、上部左Ｘ軸サーボモータ３８による第３ロール支持軸受箱３１のＸ軸位置により、定量的に高精度に決まる。
【００４２】
第２成形ロール２９と補助ロール４１との間のロール隙間Ｃは、下部Ｘ軸サーボモータ１８による可動フレーム１３のＸ軸位置と、Ｙ軸サーボモータ４８による補助ロール支持軸受箱３９のＹ軸位置により、定量的に高精度に決まり、同時に、第２成形ロール２９に対するロール隙間Ｃの位置も、図１に仮想線によって例示されているように、第２成形ロール２９の外周上で、可変設定される。
【００４３】
つまり、可動フレーム１３の図１にて左右方向の移動位置（直線移動位置）と、補助ロール支持軸受箱３９の上下移動位置は、互いに直交する成形ロール径方向の２つの直線移動位置であり、この２つの直線移動位置の組み合わせによって、第２成形ロール２９に対する補助ロール４１の位置が決まり、併せて第２成形ロール２９と補助ロール４１との間のロール隙間Ｃが設定される。
【００４４】
上述したように、補助ロール４１が成形ロールの径方向と同方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）に直線移動・位置決め可能であるから、この直線移動・位置決めによって補助ロール４１を第２成形ロール２９の外周面に対して所定のロール隙間Ｃをもって固定位置配置することができる。
【００４５】
これにより、補助ロール４１によって第２成形ロール２９の外周面に対するシートの押付力が付加補強されると共に、第２成形ロール２９との間に再現性あるロール隙間Ｃを設定でき、比較的厚手のシート成形において、ロール隙間Ｃを通過する樹脂材料が、つまり、補助ロール４１の押付作用点で、まだ柔かく、補助ロール４５の押付力によって厚さが変形するような状態の厚物のプラスチックシートの成形が、成形ロールへの付着力不足を生じることなく、高精度に行われるようになる。
【００４６】
このことにより、シート厚さが２ｍｍ以上のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカ−ボネ−ト（ＰＣ）による大型液晶表示装置用の光学用プラスチックシート等の成形が容易に行われ得るようになる。
【００４７】
また、各ロール隙間Ａ、Ｂ、Ｃは、サーボモータ駆動の送りねじ機構で行われることにより、再現性の管理が容易になり、しかも、確立されたサーボ制御により、容易に高精度に可変設定できる。
【００４８】
また、補助ロール４１も電動モータ４３によって回転駆動されるから、回転抵抗によるシート表面の傷発生などを未然に防ぐことができ、高品質のプラスチックシートを信頼性高く安定して製造することができる。
【００４９】
また、補助ロール４１がＸ軸方向とＹ軸方向の直線移動・位置決めであることにより、スイング機構の持つ欠点、つまり、剛性低下と、構造の複雑さを解消できる。
【００５０】
さらには、下部Ｘ軸サーボモータ１８によって可動フレーム１３をＸ軸方向（図１にて右方）へ大きく移動させることができ、この可動フレーム１３の移動によって補助ロール４１の上方が大きく開放され、補助ロール４１の保守等を容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明によるプラスチックシート成形用ロール装置の一つの実施形態を示す全体図である。
【図２】この発明によるプラスチックシート成形用ロール装置の一つの実施形態の要部を示す（固定フレームと第１成形ロール関係の部品を取り除いて可動フレームを図１のＧ矢視で見た）図である。
【符号の説明】
【００５２】
１１  固定ベース
１２  固定フレーム
１３  可動フレーム
１４  リニアガイド
１５  ボールナット
１６  ボールねじ
１７  ブラケット
１８  下部Ｘ軸サーボモータ
１９  第１ロール支持軸受箱
２０  リニアガイド
２１  ボールナット
２２  ボールねじ
２３  ブラケット
２４  上部右Ｘ軸サーボモータ
２５  第１成形ロール
２６  電動モータ
２７  固定ロール支持体
２８  第２ロール支持軸受箱
２９  第２成形ロール
３０  電動モータ
３１  第３ロール支持軸受箱
３２  リニアガイド
３３  第３成形ロール
３４  電動モータ
３５  ボールナット
３６  ボールねじ
３７  ブラケット
３８  上部左Ｘ軸サーボモータ
３９  補助ロール支持軸受箱
４０  リニアガイド
４１  補助ロール
４２  軸継手
４３  電動モータ
４４  ロータリジョイント
４５  ボールナット
４６  ボールねじ
４７  ブラケット
４８  Ｙ軸サーボモータ
【図１】
2005324434.tif 000003
【図２】
2005324434.tif 000004