专利名称：薄片或薄膜成形装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及适用于光学用途的薄片或薄膜的成形的薄片或薄膜成形装置。
背景技术：
本申请人在专利文献I (日本专利公开公报特开平11-235747号)中公开了一种薄片或薄膜成形装置，其由高刚性的金属辊构成主辊，并由具有弹性(挠性)的薄壁金属外筒构成按压辊，通过使薄壁金属外筒弹性变形并按压金属辊，使按压辊与主辊面接触。在上述成形装置中，由于对一次夹压形成的薄片或薄膜的成形厚度进行调整，所以期望的成形厚度越薄越需要加大成形压力，有时会出现薄壁金属外筒发生塑性变形的问题，另一方面，成形压力过小时会出现与主辊的密合变差而得不到良好的转印面等问题。
实用新型内容为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种薄片或薄膜成形装置，能够使无残余应变且适用于光学用途的薄片或薄膜的成形厚度变得更薄，还能够以高精度进行压花面等的转印。本实用新型的薄片或薄膜成形装置包括:第一夹压部，将从挤出成形机挤出的熔化树脂由主辊和第一按压辊夹压成形；第二夹压部，将从所述第一夹压部沿主辊的外周面送出的熔化树脂由主辊和第二按压辊夹压成形；修整部件，对所述第二夹压部中夹压成形的熔化树脂的宽度进行裁切修整；引入部，将所述第二夹压部夹压成形的熔化树脂边引入至少一对引入辊之间边送出；以及卷取辊，卷取经过了所述修整部件和所述引入部的熔化树脂，所述薄片或薄膜成形装置的特征在于，所述主辊具有不会因成形压力而变形的金属制刚性外筒以及所述刚性外筒内的冷却空间，所述第一按压辊具有带弹性的薄壁金属制第一弹性外筒和所述第一弹性外筒内的冷却空间，所述第二按压辊具有带弹性的薄壁金属制第二弹性外筒和所述第二弹性外筒内的冷却空间，设定为所述第二弹性外筒的壁厚大于所述第一弹性外筒的壁厚，且所述第二夹压部的成形压力大于所述第一夹压部的成形压力。此外优选的是，所述第一弹性外筒和第二弹性外筒中的至少一个弹性外筒与其内周面离开间隙内嵌有内筒轴和多个肋，所述内筒轴呈同一轴心状配置，多个所述肋从所述内筒轴每隔一定角度向半径方向突出设置并在周向划分冷却空间，所述肋围绕所述弹性外筒的轴心形成螺旋状的流道。而且优选的是，所述熔化树脂适用于光学用途的薄片或薄膜的形成。根据本实用新型的薄片或薄膜成形装置，通过在第一夹压部中利用第一弹性外筒的弹性变形、使第一按压辊隔着熔化树脂与主辊面接触并夹压成形后，在第二夹压部中利用第二弹性外筒的弹性变形、使第二按压辊隔着熔化树脂与主辊面接触并再次夹压成形，能够形成成形厚度更薄的薄片或薄膜。此外，通过使用比第一弹性外筒壁厚大的第二弹性外筒，且第二夹压部以大于第一夹压部成形压力的成形压力进行夹压成形，可以使温度降低而持续硬化的熔化树脂容易与主辊和第二按压辊紧密接触，能够在熔化树脂上高精度转印镜面或压花面。因此，可以形成成形厚度更薄、转印精度更高且没有残余应变的适用于光学用途的薄片或薄膜。[0011]此外，在第一弹性外筒21和第二弹性外筒31的至少一方中，利用从内筒轴向半径方向安装的肋将冷却空间划分为多个螺旋状的流道，能够使冷却流体均匀分散以均匀冷却按压辊的外周面。此外，由于弹性外筒与肋之间形成有即使因成形压力发生弹性变形也不会接触的间隙，所以不会妨碍夹压部的弹性变形，此外，在弹性外筒上施加过大的成形压力时也可以抑制塑性变形。
图1是表示本实用新型薄片或薄膜成形装置的主要结构实施方式的横断面图，(a)表示构件的结构，(b)表示尺寸。图2是同一成形装置的纵断面图。图3是同一第二按压辊的冠部的说明图。图4是表示同一第二按压辊的槽部的局部断面图。图5是简要表示同一成形装置的整体结构的图。附图标记说明P熔化树脂DT型模具Fl第一夹压部的成形压力F2第二夹压部的成形压力I第一夹压部2第二夹压部10 主辊11刚性外筒15 流道20第一按压辊21第一弹性外筒25 流道30第二按压辊31第二弹性外筒35 流道40修整部件50引入部50a引入辊50b引入辊60卷取辊
具体实施方式
以下，基于附图说明本实用新型的实施方式。如图1、图2所示，本实施方式的薄片或薄膜成形装置中，把从挤出机借助T型模具D挤出的熔化树脂P，由相对的主辊10和第一按压辊20之间的第一夹压部I夹压成形，并将沿主辊10的外周面引导的熔化树脂P，由相对的主辊10和第二按压辊30之间的第二夹压部2进一步夹压成形。另外，采用的熔化树脂P没有特别限制，本实施方式中优选适用于光学用途的丙烯树脂和聚碳酸酯等。此外，本说明书中的“相对”是指主辊10的外周面与第一按压辊20及第二按压辊30的外周面分别面对。如图1、图2所示，主辊10具有刚性外筒11以及分别支承刚性外筒11两端部的转动轴12。刚性外筒11为厚壁的金属制品，并具有不会因成形压力而变形程度的高刚性，由无缝钢管等没有接头的钢管形成，且外周面加工成镜面或压花面。此外，在刚性外筒11内具有冷却空间，供给有用于冷却外周面的冷却流体。如图1、图2所示，第一按压辊20具有第一弹性外筒21和分别支承第一弹性外筒21两端部的转动轴22。第一弹性外筒21是由无缝钢管等无接头的钢管形成的带弹性(挠性)的壁厚t2的薄壁金属制品。而且，在第一弹性外筒21内具备冷却空间，供给有用于冷却外周面的冷却流体。此外，第二按压辊30具有与第一按压辊20相同的结构，包括薄壁金属制的第二弹性外筒31和转动轴32，第二弹性外筒31的壁厚t3大于壁厚t2。在第二弹性外筒31内具备冷却空间。如图1的(b)所示，如果将主辊10的外径设为D1，则第一按压辊20的外径D2和第二按压辊30的外径D3只要与主辊10的外径Dl相同或小于外径Dl，则没有特别限制。本实施方式中Dl > D3 > D2。此外，为了具有接近橡胶弹性的弹性(柔软性和挠性、复原性)，第一弹性外筒21和第二弹性外筒31在能适用弹性力学的薄壁圆筒理论的范围内进行了薄壁化。用所述薄壁圆筒理论评价的挠性，在t2/ (D2/2) ^ 0.03, t3/ (D3/2) ( 0.03时条件良好。如图1所示，从挤出机借助T型模具D挤出的熔化树脂P，供给到主辊10和第一按压辊20之间的第一夹压部I。如图1、图2所示的第一夹压部I处，主辊10以圆周速度VI转动，第一按 压辊20沿与主辊IO的转动方向相反的方向以圆周速度V2转动且以规定的成形压力Fl按压主辊10，熔化树脂P被供给到上述主辊10和第一按压辊20之间夹压成形。此时，第一弹性外筒21发生弹性变形，第一按压辊20与主辊10隔着熔化树脂P面接触。接着，如图1、图2所示，主辊10以圆周速度Vl转动，第二按压辊30沿与主辊10的转动方向相反的方向以圆周速度V3转动且以规定的成形压力F2按压主辊10，由主辊10的外周面引导的熔化树脂P被导入上述主辊10和第二按压辊30之间的第二夹压部2，再次夹压成形后导出。此时，第二弹性外筒31发生弹性变形，第二按压辊30隔着熔化树脂P与主辊10面接触。利用这种第一夹压部I和第二夹压部2的面接触，将多余的树脂挤出并分散到外端侧，能够使成形厚度均匀化。另外，主辊10、第一按压辊20和第二按压辊30的圆周速度V1、V2和V3，可以根据熔化树脂P的种类和需要的成形厚度适当设定。此外，成形压力具体为线压力，以下，仅称为成形压力时均表示线压力。在第一夹压部I处，由于熔化树脂P的温度高且有足够的柔软性，所以即使以较小的成形压力Fl也可以使熔化树脂P与刚性外筒11和第一弹性外筒21充分密合并高精度地转印。对此，在第二夹压部2处，由于熔化树脂P被冷却而持续硬化，因此需要以较大的成形压力F2将熔化树脂P强力地面压接在刚性外筒11和第二弹性外筒31上从而紧密接触。因此，需要将第二夹压部2的成形压力F2设定为高于第一夹压部I的成形压力F1。此时，优选第一夹压部I和第二夹压部2的接触面的周向的长度K1、K2大体相等。即，优选预先进行调整，使得施加成形压力Fl时的主辊10与第一按压辊20的接触面的周向的长度Kl，和施加成形压力F2时的主辊10与第二按压辊30的接触面的周向的长度K2大体相同。这样，由于成形时各夹压部1、2的隔着熔化树脂P时的接触面的周向的长度也能维持大体相同，所以降低了接触面积大小所产生的影响，能够进一步确保熔化树脂P的成形厚度变薄且良好地转印镜面或压花面。按照上述结构，通过用第一夹压部I将熔化树脂P夹压成形后，用第二夹压部2将熔化树脂P再次夹压成形，由于可以形成更薄的熔化树脂P并在熔化树脂P上良好地转印镜面或压花面，所以能够制造无残余应变的、适用于光学用途的薄片或薄膜。此外，通过使用壁厚大于第一弹性外筒21的第二弹性外筒31，且在第二夹压部2中以大于第一夹压部I的成形压力Fl的成形压力F2进行夹压成形，可以提高温度降低而持续硬化的熔化树脂P与主辊10和第二按压辊30的密合性并高精度地转印。这样，能够将成形厚度薄的薄片或薄膜以高成品率稳定地成形。而且，在第一弹性外筒21内与第一弹性外筒21的内周面离开间隙内嵌有内筒轴23和多个肋24，所述内筒轴23与转动轴22的轴心02以同一轴心状配置，多个肋24从内筒轴23每隔一定角度向半径方向突出设置并沿周向划分冷却空间。而且如图2所示，内筒轴23的轴心孔23a分别连通转动轴22的一端侧形成的供给孔26和转动轴22的另一端侧形成的开口部23b。此外，开口部23b连通多个流道25，多个流道25在转动轴22的一端侧与供给孔26的外周部上形成的排出孔27连通。因此，如图2的箭头所示，冷却流体从供给孔26供给到轴心孔23a，并从开口部23b倒流后分别均匀分散供给至多个流道25，再从排出孔27排出。本实施方式中为了更均匀地进行冷却，由肋24构成多个冷却用流道25，流道25围绕转动轴22的轴心02呈螺旋状形成。另外，尽管将肋24形成为围绕轴心02的螺旋状，但是也可以形成为沿轴心02方向的直板状。此外，本说明书中“同一轴心状”是指包含多个轴心完全一致的状态，以及多个轴心因制造误差的影响而偏离的状态。如图1、图2所示，本实施方式中为了进一步提高冷却效果，第二弹性外筒31也与上述相同，与第二弹性外筒31的内周面离开间隙内嵌有内筒轴33和多个肋34，该内筒轴33与轴心03同一轴心状配置。而且冷却流体如图2的箭头所示，从供给孔36供给至轴心孔33a，并从开口部33b倒流后分别均匀分散供给到螺旋状的多个流道35，再从排出孔37排出。而且，在需要更进一步提高冷却效果时，也可以如图1、图2所示，在刚性外筒11的冷却空间中设置螺旋状的多个流道15。S卩，刚性外筒11内与其内周面无间隙地内嵌有:与轴心01同一轴心状配置的内筒轴13 ;以及多个肋14。冷却流体如图2的箭头所示，从供给孔16供给至轴心孔13a，并从开口部13b倒流后分别均匀分散供给至螺旋状的多个流道15，再从排出孔17排出。另外，本实施方式中肋14、34分别形成为围绕轴心01、03的螺旋状，但也可以分别形成为沿轴心01、03方向的直板状。按照上述结构，利用在第一按压辊20和第二按压辊30内从内筒轴23、33向半径方向突出设置的多个肋24、34，形成螺旋状的多个流道25、35，从而可以使冷却流体均匀分散后均匀冷却各按压辊20、30的外周面。此外，由于第一弹性外筒21、第二弹性外筒31与多个肋24、34之间，形成有即使因成形压力F1、F2发生弹性变形时也不会接触的间隙，多个肋24、34不会妨碍第一夹压部1、第二夹压部2的夹压成形，即使在施加了所需成形压力以上的成形压力时，也可以防止各弹性外筒21、31发生塑性变形。[0050]另外，本实施方式中，第二按压辊如图1的(a)的虚拟线所示，能根据熔化树脂P的温度，以主辊10的轴心01为中心转动后定位。按照所述结构，由于能够将第二夹压部2配置在使熔化树脂P处在适于夹压成形的温度范围的部位上，所以提高了转印精度。此外，还将第二按压辊30的外周面转印到不接触主辊10的面(背面)上，能够提高背面的转印精度。此处，适于夹压成形的温度范围是指根据使用的树脂的材质，例如以玻璃化转变点等为基准反复试验决定即可，没有特别制限。如上所述，在第二夹压部2中，由于通过在适当的温度范围上将熔化树脂P再次夹压成形，能形成更薄的熔化树脂P，可以在熔化树脂P上高精度鲜明地转印镜面或压花面，所以能够制造无残余应变的适用于光学用途的薄片或薄膜。另外，包括专利文献I的以往的薄片或薄膜成形装置中，经常可以看到配置有将熔化树脂P从主辊10的外周面剥离的辊的示例，所述辊是用于从主辊10引导并导出冷却的熔化树脂的装置，而并不是用于夹压成形。另外，第一弹性外筒21、第二弹性外筒31通过减小壁厚t2、t3而使弹性和复原性变大，但是当随着成形压力Fl、F2加大，第一弹性外筒21、第二弹性外筒31的两端部的弹性(挠性)低，所以第一按压辊20、第二按压辊30从中央部至端部弯曲为凹状。由此，熔化树脂P的成形厚度有可能越靠向中央部越厚。因此，如图3所示，第二弹性外筒31形成为凸肚状，其中央部CL的外径比两端部的外径大出规定的冠部C。另外，虽然图3中没有图示，但本实施方式的第一弹性外筒21也具备相同的结构。此外，如图4所示，作为防止第一弹性外筒21、第二弹性外筒31伴随成形压力的增大而弯曲为凹状的另一方式，可以在第二弹性外筒31的两端部附近横跨全周分别形成将壁厚t3减小了减薄量ΛΗ的槽部38。利用所述槽部38，可以提高第二弹性外筒31的两端部的挠性。另外，虽然图4中没有图示，但本实施方式的第一弹性外筒21也具备相同的结构。此处，槽部38的减薄量ΛΗ的适当范围，可以根据第一弹性外筒21、第二弹性外筒31的厚度t2、t3和成形压力F1、F2等各条件适当设定。此外，上述冠部C和槽部38可以分别单独形成，但通过组合两者，能够更有效排除第一弹性外筒21、第二弹性外筒31的弯曲带来的恶劣影响。如图5所示，本实施方式的薄片或薄膜成形装置在第二按压辊30的下游具有:修整部件40，裁切并修整第二夹压部2中夹压成形的熔化树脂P的宽度；引入部50，边将第二夹压部2中夹压成形的熔化树脂P引入至少一对引入辊50a、50b之间边将其送出；以及卷取辊60，卷取经过了修整部件40和引入部50的熔化树脂。修整部件40例如为切刀和激光等，用于将夹压成形的熔化树脂P的宽度裁切并修整为需要的尺寸。此外，引入部50通过将第二夹压部2中成形的熔化树脂P引入一对引入辊50a、50b之间，施加用于抑制熔化树脂P因冷却而收缩的力，以抑制熔化树脂P的收缩。引入部50中，可以通过使成对的引入辊50a、50b的尺寸不同、或者在一对引入辊50a、50b以外附加辊、或改变辊外周面的材质，适当调整施加的力的大小。本实施方式中，一对辊50a、50b中的一个的外周面使用橡胶从而与熔化树脂之间产生摩擦力，另一个使用一般的金属制辊，调整施加在熔化树脂P上的力。此外，如图5所示，本实施方式的修整部件40和引入部50依次设置，但不限于此，它们只要位于第二按压辊30的下游即可。并且，利用卷取辊60卷取经过了修整部件40和引入部50的熔化树脂P。另外，在第二按压辊的下游侧，除了上述装置以外，还可以适当设置用于测量第二夹压部2中夹压成形的熔化树脂P的成形厚度的厚度测量装置，以保护薄片或薄膜为目的而在夹压成形的熔化树脂P的正反面形成掩膜的掩膜机，以及判断薄片或薄膜为合格品或不合格品的检查装置等一般薄片或薄膜成形装置所设置的结构。(实验I)使用分别具备上述的主辊10、第一按压辊20、第二按压辊30的成形装置，作为实验参数改变第二弹性外筒31的材质和熔化树脂P的种类，制作了数例的薄片或薄膜。作为比较例，第二按压辊采用了刚性辊。其结果，比较例中薄片或薄膜的背面侧的转印精度低，而全部的实验例中，薄片或薄膜的成形厚度薄，正反面都取得了高转印精度。
权利要求1.一种薄片或薄膜成形装置，包括:第一夹压部，将从挤出成形机挤出的熔化树脂由主辊和第一按压辊夹压成形；第二夹压部，将从所述第一夹压部沿主辊的外周面送出的熔化树脂由主辊和第二按压辊夹压成形；修整部件，对所述第二夹压部中夹压成形的熔化树脂的宽度进行裁切修整；引入部，将所述第二夹压部夹压成形的熔化树脂边引入至少一对引入辊之间边送出；以及卷取辊，卷取经过了所述修整部件和所述引入部的熔化树脂，所述薄片或薄膜成形装置的特征在于， 所述主辊具有不会因成形压力而变形的金属制刚性外筒以及所述刚性外筒内的冷却空间， 所述第一按压辊具有带弹性的薄壁金属制第一弹性外筒和所述第一弹性外筒内的冷却空间， 所述第二按压辊具有带弹性的薄壁金属制第二弹性外筒和所述第二弹性外筒内的冷却空间， 设定为所述第二弹性外筒的壁厚大于所述第一弹性外筒的壁厚，且所述第二夹压部的成形压力大于所述第一夹压部的成形压力。
2.根据权利要求1所述的薄片或薄膜成形装置，其特征在于， 所述第一弹性外筒和第二弹性外筒中的至少一个弹性外筒与其内周面离开间隙内嵌有内筒轴和多个肋，所述内筒轴呈同一轴心状配置，多个所述肋从所述内筒轴每隔一定角度向半径方向突出设置并在周向划分冷却空间， 所述肋围绕所述弹性外筒的轴心形成螺旋状的流道。
3.根据权利要求1或2所述的薄片或薄膜成形装置，其特征在于，所述熔化树脂适用于光学用途的薄片或薄膜的形成。
专利摘要本实用新型提供薄片或薄膜成形装置，能够使无残余应变且适用于光学用途的薄片或薄膜的成形厚度变得更薄，还能够以高精度进行压花面等的转印。该薄片或薄膜成形装置包括第一夹压部(1)、第二夹压部(2)、修整部件(40)、引入部(50)和卷取辊(60)。主辊(10)具有高刚性的金属制刚性外筒(11)以及刚性外筒(11)内的冷却空间，第一按压辊(20)具有带弹性的薄壁金属制第一弹性外筒(21)和第一弹性外筒(21)内的冷却空间，第二按压辊(30)具有带弹性的薄壁金属制第二弹性外筒(31)和第二弹性外筒(31)内的冷却空间，第二弹性外筒(31)的壁厚大于第一弹性外筒(21)的壁厚，且第二夹压部(2)的成形压力大于第一夹压部(1)的成形压力。
文档编号B29D7/01GK203063137SQ20122064000
公开日2013年7月17日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者坂根作裕, 隅垣贞夫 申请人:日立造船株式会社