CN101557918B - 薄板或薄膜成形辊、薄板或薄膜成形装置及精细图案转印装置 - Google Patents

Abstract

一种薄板或薄膜成形辊，其包括可与中心旋转轴(20)的外周面以及外筒(40)的内周面滑动接触的多个转动橡胶辊(70)，通过转动橡胶辊(70)将外筒(40)和中心旋转轴(20)之间的圆环状的空间按圆周方向限定成多个热媒介室(91、92、93、94)，该多个热媒介室的每一个设置成可个别地使热媒介流通。

Description

薄板或薄膜成形辊、薄板或薄膜成形装置及精细图案转印装置

技术领域

本发明涉及薄板或薄膜成形辊、薄板或薄膜成形装置及精细图案转印装置，尤其涉及在辊的圆周方向具有辊表面温度差的可控温的薄板或薄膜成形辊。

背景技术

在日本特开2006-256159号公报中公开有如下装置。即，作为在辊的圆周方向具有辊表面温度差的可控温的薄板或薄膜成形辊，包括：内圆筒，以非旋转地配置；外圆筒，与所述内圆筒同心配置且可旋转；媒介流通通道，通过所述内圆筒的外周面和所述外圆筒的内周面之间的间隙所形成，且呈环状；多个分割部件，分别在所述内圆筒的轴方向延伸来遮断所述环状媒介流通通道的圆周方向，将所述媒介流通通道分割成多个小媒介流通通道；多个媒介流入口，为了分别与所述各小媒介流通通道连接，在所述内圆筒的圆周方向的不同的位置，沿所述内圆筒的轴穿入所述内圆筒的壁部(walled part)，且呈裂缝状；媒介流出口，为了分别与所述多个小媒介流通通道连接，在所述内圆筒的圆周方向的不同的位置，沿所述内圆筒的轴穿入所述内圆筒的壁部，且呈裂缝状。

这种薄板或薄膜成形辊，由于沿着辊的圆周方向分割的每一个温度调节区域而将辊表面温度设置成明显不同，因此有必要以热容量小的壁部结构来形成外圆筒(外筒)。

但是，在上述的薄板或薄膜成形辊，在以热容量小的壁部结构形成外筒的情况下，可适用于通过喷丸成形、气室成形等的不向外筒施加较大挤压力的成形法的薄板或薄膜成形等，但是如接触辊式，通过接触辊将树脂挤压到辊表面的情况下，由于外筒变形而导致不能获得足够的挤压力，导致了不能进行正确的成形。

并且，在上述的薄板或薄膜成形辊，由于在具有温度差的媒介流通通道(热媒介室)间发生热媒介的短路泄漏，难以适当地进行各媒介流通通道的个别温度设置。

发明内容

为解决上述问题的不足，本发明的目的在于提供一种可适用于接触辊式成形或精细图案转印、且可适当进行各热媒介室的个别温度设定、且在辊的圆周方向具有辊表面温度差的可控温的薄板或薄膜成形辊。

根据本发明的薄板或薄膜成形辊包括：中心旋转轴，通过轴承部件支承而能够旋转；两个固定端板，在所述中心旋转轴的端部分别同心配置；金属薄膜制成的外筒，该外筒的两端通过所述固定端板支承成可与所述中心旋转轴同心旋转；多个转动橡胶辊，每个转动橡胶辊的两端通过所述固定端板支承而能够旋转，每个转动橡胶辊适于与所述中心旋转轴的外周面滑动接触，且与所述外筒的内周面滑动接触；多个热媒介室，由所述转动橡胶辊的外周面、所述外筒的内周面、所述中心旋转轴的外周面所限定；所述的多个热媒介室的每一个设置成可个别地使热媒介流通。

根据本发明的薄板或薄膜成形辊，其中，所述多个热媒介室的每一个分别具有热媒介给排机构，所述热媒介给排机构在所述外筒的轴线方向的宽度的大致全域具有多个热媒介喷出孔。

根据本发明的薄板或薄膜成形辊，其中，所述转动橡胶辊是能够对内部空间的压力进行可变设置的中空辊。

根据本发明的薄板或薄膜成形辊，其中，在所述外筒的轴线方向的两端部，分别具有外筒旋转驱动部件。

附图说明

图1是表示根据本发明的薄板或薄膜成形辊的一个实施例的纵向剖视图；

图2是表示根据本发明的薄板或薄膜成形辊的一个实施例的横向剖视图；

图3是表示图1的III-III向剖视图；

图4是表示根据本发明实施方式的薄板或薄膜成形辊的外筒安装部的放大剖视图；

图5是表示将根据本发明实施方式的薄板或薄膜成形辊作为主动辊来应用的接触辊式的薄板或薄膜成形装置的一个实施方式的示意图；

图6是表示将根据本发明实施方式的薄板或薄膜成形辊作为主动辊来应用的接触辊式的薄板或薄膜成形装置的另一实施方式的示意图；

图7是表示将根据本发明实施方式的薄板或薄膜成形辊作为主动辊来应用的接触辊式的薄板或薄膜成形装置的另一实施方式的示意图；

图8是表示将根据本发明实施方式的薄板或薄膜成形辊作为主动辊来应用的精细图案转印装置的一个实施方式的示意图；

图9是表示将根据本发明实施方式的薄板或薄膜成形辊作为主动辊来应用的精细图案转印装置的另一实施方式的示意图；

图10是表示将根据本发明实施方式的薄板或薄膜成形辊作为主动辊来应用的精细图案转印装置的另一实施方式的示意图；

图11是表示将根据本发明实施方式的薄板或薄膜成形辊作为主动辊来应用的精细图案转印装置的另一实施方式的示意图；

图12是表示根据本发明的薄板或薄膜成形辊的另一实施方式的纵向剖视图；

图13是表示根据另一实施方式的薄板或薄膜成形辊的旋转驱动系统的示意图；

图14是表示根据本发明的薄板或薄膜成形辊的另一实施方式的剖视图。

具体实施方式

通过参照图1～图4，对根据本发明的薄板或薄膜成形辊的一个实施方式进行详细说明。

如图1～图3所示，薄板或薄膜成形辊10具有中心旋转轴20、外筒(薄壁套筒)40、四个转动橡胶辊70、四个热媒介给排机构100。

介由轴承部件25、26，薄膜成形机的操作侧轴承部23、驱动侧轴承部24分别可旋转地支承中心旋转轴20的端部21、22。在中心旋转轴20的端部22一侧，安装有用于旋转驱动中心旋转轴20的正时皮带轮27。正时皮带轮27，通过未图示的正时皮带等而与电动机(省略图示)驱动连接，且被电动机旋转驱动。

中心旋转轴20，在从轴线方向(图1、图2中的左右方向)分隔开的两个位置处，分别介由滚珠轴承30、31支承圆盘状的操作侧端板28和驱动侧端板29。操作侧端板28和驱动侧端板29是不旋转的固定端板，通过未图示的连接部件等分别固定连接于操作侧轴承部23和驱动侧轴承部24，并且以不旋转的状态同心配置在中心旋转轴20上。这里所述的同心配置，是指操作侧轴承部23、驱动侧轴承部24的外周面与中心旋转轴20同轴心。

外筒40是不锈钢等的金属薄膜制的圆筒体，形成可弹性变形、具有可挠性的薄壁结构。在外筒40的左右端部，通过圆环状的箍(膨胀箍)部件41、42固定安装有圆环状的端部刚性部件43和44。通过介由轴承固定环45、46安装在操作侧端板28、驱动侧端板29的外周部的滚珠轴承47、48，操作侧端板28和驱动侧端板29可旋转地支承端部刚性部件43和44。由此，外筒40与中心旋转轴20同心配置，可在中心旋转轴20的中心轴线周围旋转。

以下参照图4对使用箍(膨胀箍)部件41、42的外筒40和端部刚性部件43和44的连接结构进行说明。左侧的端部刚性部件43和外筒40之间的连接结构、右侧的端部刚性部件44和外筒40之间的连接结构，由于是左右对称的相同结构，因此在图4中图示了右侧的连接结构，对于左侧的连接结构的对应部分赋予相同符号，且省略图示。

端部刚性部件43和44，分别从外筒40的两轴端部插入嵌合于外筒40的内侧。在端部刚性部件43和44与外筒40的内周面嵌合的外周部分，形成有宽幅的凹槽(周槽)49和50。在凹槽49和50中嵌入安装有橡胶状弹性体制的O形环51和52。

凹槽49和50被构造为深度等于或大于(大于的情况是指，比一般的规定值深大约0.05～0.3mm)自由尺寸状态的O形环51和52的线径、宽度尺寸与O形环51和52的线径相比足够宽(线径的约2～2.5倍)的O形槽，该自由尺寸状态是指O形环51和52未弹性变形的状态。

在凹槽49和50沿O形环51和52的横向宽度方向邻接设置有金属制的轴环部件53和54。轴环部件53和54，为了嵌入凹槽49和50而至少分割成两个部分，通过O形环51和52邻接配置在端部刚性部件43和44的外侧(右侧的端部刚性部件44的凹槽50的情况下，位于比O形环更右侧)，在凹槽49和50内配置成可在轴线方向(左右方向)移动。安装在凹槽49和50的轴环部件53和54的外径尺寸分别等于或小于端部刚性部件43和44的外径。

在端部刚性部件43和44贯穿形成有螺丝孔55和56，该螺丝孔55和56从端部刚性材料43和44的外侧面向凹槽49和50的槽侧壁面开口。多个螺丝孔55和56设置在端部刚性部件43和44的圆周周围，各螺丝孔55和56与螺丝部件57和58螺丝结合。螺丝部件57和58通过末端与轴环部件53和54的侧面抵接，与旋入量对应地将轴环部件53和54压向O形环51和52。

在外筒40的两轴端部(与凹槽49和50对应的部位)的外周，分别嵌装有以金属制造的刚性结构的箍部件41和42。箍部件41和42嵌入到外筒40的外周，抑制外筒40向扩径方向膨胀变形。

在安装端部刚性材料43和44时，凹槽49和50中嵌入安装O形环51和52和轴环部件53和54，在松开螺丝部件57和58的状态(即，未将轴环部件53和54压向O形环51和52，且O形环51和52处于自由尺寸状态)，且未安装箍部件41和42的状态下，将端部刚性部件43和44从外筒40的左右轴端的开口插入外筒40内。

在该插入时，O形环51和52处于自由尺寸状态，凹槽49和50的深度大于或等于自由尺寸状态的O形环51和52的线径，O形环51和52的全部容纳于凹槽49和50内，O形环未突出到端部刚性部件43和44的外周面的外侧，从而O形环51和52不会向外筒40的内周面挤压，基于低摩擦阻力，顺利将端部刚性部件43和44插入薄壁的外筒40内。并且，通过该操作，可避免在插入操作时的O形环51和52发生受损。

为更容易进行该插入操作，在与端部刚性部件43和44的外筒40对应的插入端一侧形成末端逐渐变细的锥形外周面43A、44A，且形成有凹槽49和50的平坦的外周面43B、44B和锥形外周面43A、44A的连接部43C、44C形成为R倒角面。

在上述插入操作结束后，将箍部件41和42分别嵌装到外筒40的两轴端部的外周。此后，旋入螺丝部件57和58，将轴环部件53和54向O形环51和52挤压，从而分别使O形环51和52弹性变形。O形环51和52，与螺丝部件57和58的旋入量对应地，在端部刚性部件43、44和外筒40之间，在压缩状态下弹性变形。由O形环51和52的弹性变形的反作用力引起的外筒40的膨胀变形，被箍部件41和42所抑制。

由此，端部刚性部件43、44和外筒40，是利用O形环51和52的弹性变形的反作用力在该两者间产生的摩擦阻力，而不透液地(liquid-tight)连接成无法相对移位。与此同时，外筒40和箍部件41和42也相同地，利用O形环51和52的弹性变形的反作用力在该两者间产生的摩擦阻力，而连接成无法相对移位。

如此，在以上述箍部件41和42抑制了外筒40的膨胀变形的状态下，通过O形环51和52弹性变形，可使外筒40和端部刚性部件43和44的不透液地连接的强度稳定、且使得O形环51和52的弹性变形量加大而提高耐压强度。该O形环51和52的弹性变形量，可通过螺丝部件57和58的旋入量调整而自由设置成任意值。

在该连接结构中，通过进行与上述插入操作相反的操作，可容易分解外筒40和端部刚性部件43和44，从而提高了维修性能。

如图1～图3所示，以相同结构形成四个转动橡胶辊70，且分别具备左右的轴端部件71、72、挂设在左右的轴端部件71、72间而与这些形成一体的金属制圆筒体73、贴合在金属制圆筒体73的外周的橡胶状弹性体制的圆筒橡胶74而呈中空圆筒体。

转动橡胶辊70，分别以轴端部件71、72的支承轴部75、76介由滚珠轴承77、78而通过操作侧端板28、驱动侧端板端部29，支承成可在自身中心轴线周围旋转。

四个转动橡胶辊70，以中心旋转轴20的中心轴线周围等间距、间隔90度旋转角地配置，以圆筒橡胶74与中心旋转轴20的外周面滑动接触(压接)的同时，与外筒40的内周面滑动接触(压接)。

由此，中心旋转轴20的旋转通过摩擦力传递到各转动橡胶辊70，从而各转动橡胶辊70在自身的中心轴线周围旋转。并且，各转动橡胶辊70的旋转，通过摩擦力传递到外筒40，从而外筒40在中心旋转轴20的中心轴线周围旋转。

并且，在无负荷状态(接触辊等未从外部向薄板或薄膜成形辊10的外筒40施加压力的状态)，转动橡胶辊70也可设置成隔着小间隙而不与中心旋转轴20或外筒40接触。

如图3所示，中心旋转轴20通过电动机驱动而沿顺时针方向转动时，各转动橡胶辊70沿逆时针方向转动，外筒40沿逆时针方向转动。

在各转动橡胶辊70的轴端部件72形成有液压供给孔83。在液压供给孔83，通过旋转接头82连接有辊外部的液压供给装置84，可通过液压供给孔83将来自液压供给装置84的液压导入到辊内空间85。即，转动橡胶辊70是中空辊，通过旋转接头82向辊内空间供给液压，从而将辊内空间的压力设定成可改变。

由此，即使转动橡胶辊70旋转(转动)，可利用液压将辊内空间85的内压设定成可改变，通过辊内空间85的内压使转动橡胶辊70的金属制圆筒体73、圆筒橡胶74膨胀成鼓状。与此对应地，外筒40也膨胀成鼓状，向外筒40施加可变的弧形。

中心旋转轴20和操作侧端板28、驱动侧端板端部29之间，分别装设有机械密封部件59、60，操作侧端板28、驱动侧端板端部29和端部刚性部件43、44之间，分别装设有机械密封部件61、62。并且，操作侧端板28、驱动侧端板端部29和支承轴部75、76之间，分别装设有机械密封部件。由此，以操作侧端板28、驱动侧端板端部29、端部刚性部件43和44、外筒40所包围的外筒内空间，形成以中心旋转轴20贯穿其中心部的结构，来形成不透液结构。设置在外筒40和中心旋转轴20之间的具有不透液结构的圆环状空间，通过四个转动橡胶辊70而沿中心旋转轴20及外筒40的圆周方向分割成四个部分，在邻接的转动橡胶辊70之间限定有第一热媒介室91、第二热媒介室92、第三热媒介室93、第四热媒介室94(参照图3)。

四个热媒介给排机构100，是具有彼此相同结构的部件，在第一～第四热媒介室91、92、93、94分别固设有一个热媒介给排机构100。热媒介给排机构100，分别具有呈C形横截面的槽形部件101、熔接于槽形部件101而与外筒40的内周面接近的圆弧状板部件102。槽形部件101和圆弧状板部件102，以满宽度地设置在外筒40的轴线方向，在圆弧状板部102，大致全域设置有多个热媒介喷出孔106。换句话说，多个热媒介喷出孔106，设置在外筒40的轴线方向宽度的大致全域内。

各热媒给排机构100的槽形部件101和圆弧状板部件102的连结体的两端固定于端板103、104。端板103、104，通过封闭槽形部件101和圆弧状板部件102的连结体的两端，从而在连结体内侧限定各热媒体给排机构100的热媒介供给室105。

在各热媒介给排机构100，设置有热媒介给排管107。热媒介给排管107固设在热媒介供给室105内，两端贯穿端板108、109及操作侧端板28、驱动侧端板端部29而突出到辊外。热媒介给排管107的轴线方向的中央部被分割板110所分割，驱动侧端板端部29一侧成为热媒介供给通道111，操作侧端板28一侧成为热媒介排出通道112。并且，热媒介给排管107的驱动侧端板端部29一侧端部成为热媒介入口113，操作侧端板28一侧端部成为热媒介出口114。

【0030】在热媒介给排管107的热媒介供给通道111部分，设置有向热媒介供给室105开口的多个热媒介供给孔115。在热媒介给排管107的热媒介排出通道111部分，设置有向槽形部件101和热媒介供给室105外侧(第一～第四热媒介室91、92、93、94)开口的多个热媒介排出孔116。

通过此结构，在第一～第四热媒介室91、92、93、94的每一个热媒体通过以下方式流通，即，从热媒介入口113进入热媒介供给通道111，由此经由热媒介供给孔115而进入热媒介供给室105，进而经由热媒介喷出孔106向外筒40的内周面喷出，流过热媒介供给室105的外侧，经由热媒介排出孔116进入热媒介排出通道112，最后经由热媒介出口114排出到外部。即，热媒体是在第一～第四热媒体室91、92、93、94的各热媒介室分别独立地流通。

由此，通过个别设定向第一～第四热媒介室91、92、93、94的每一个热媒介给排管107供给的热媒介的温度，可按与第一～第四热媒介室91、92、93、94的每一个对应的带状区域，个别设定外筒40的表面温度。换句话说，外筒40的表面温度，可将第一～第四热媒介室91、92、93、94的每一个，作为沿辊旋转方向区分的调温区域而个别设定。

通过以圆筒橡胶74与中心旋转轴20和外筒40接触的转动橡胶辊70，对第一～第四热媒介室91、92、93、94进行分割而获得密封效果，从而不发生或避免发生第一～第四热媒介室91、92、93、94的热媒介室之间的热媒体的短路泄漏。

由此，可对第一～第四热媒介室91、92、93、94每个的调温区域的温度、进一步可对外筒40的表面温度，按各调温区域进行高精度且正确的设定。

并且，在第一～第四热媒介室91、92、93、94的每一个，通过从设置在以满宽度范围设置于外筒40的轴线方向的圆弧状板部102大致全域的多个热媒介喷出孔106，向外筒40的内周面喷出已调温的热媒介，使得按第一～第四热媒介室91、92、93、94的各调温区域，将外筒40的表面温度设置成大致均一。

由此，各调温区域的外筒40表面温度变得均一，从而在辊轴线方向没有温度梯度。

在旋转的薄板或薄膜成形辊10，为将各调温区域的外筒40的表面温度设定成明显不同而以热容量小的薄壁结构形成外筒40，因外筒40通过转动橡胶辊70以背垫式被支承，从而在接触辊式的薄板或薄膜成形或精细图案转印中，通过使接触辊的配置位置与转动橡胶辊70的配置位置对应，外筒40的变形被抑制而可确保足够的挤压力。

由此，在接触辊式薄板或薄膜成形或精细图案转印中，旋转的薄板或薄膜成形辊10的外筒40的表面温度，在沿辊的圆周方向区分的各调温区域具有温差。

图5是表示将上述实施方式的薄板或薄膜成形辊10作为主动辊来应用的接触辊式的薄板或薄膜成形装置的一个实施方式。

在本实施方式的薄板或薄膜成形装置，在可介由外筒40与薄板或薄膜成形辊10的旋转中心轴线周围的、旋转相位相差180度的水平排列的两个转动橡胶辊70的每一个抵接的位置，设置有接触辊211、212。

将来自T型模(T-die)201的已融化的热可塑性树脂，向下方向提供给薄板或薄膜成形辊10和接触辊211之间。

此时，接触辊211的配置位置成为与热可塑性树脂的薄板或薄膜成形辊10相对的接触开始位置，该接触开始位置位于第一热媒介室91和第二热媒介室92的边界部。接触辊212的配置位置成为热可塑性树脂从薄板或薄膜成形辊10的离开位置，该离开位置位于第三热媒介室93和第四热媒介室94的边界部。

热可塑性树脂，随着薄板或薄膜成形辊10的旋转，以与薄板或薄膜成形辊10的辊表面接触的状态，从接触开始位置向离开位置移动，在此过程中，依次通过第二热媒介室92的调温区域、第三热媒介室93的调温区域，从而被冷却、固化。

在本实施方式中，薄板或薄膜成形辊10的温度控制设置成，向热媒介供给室105供给的第一热媒介室91的热媒介的温度最高，且以第二热媒介室92、第三热媒介室93的顺序向热媒介供给室105供给的热媒介温度降低，向热媒介供给室105供给的第四热媒介室94的热媒介温度稍微高于向热媒介供给室105供给的第三热媒介室93的热媒介温度。

外筒40的表面温度设置成，在第一～第四热媒介室91、92、93、94的每一个的各调温区域，与向每一个热媒介供给室105供给的第一～第四热媒介室91、92、93、94的每一个热媒介温度大致相同。

接触辊211的表面温度设置成，与第二热媒介室92的调温区域的外筒40的表面温度大致相同，接触辊212的表面温度设置成，与第三热媒介室93的调温区域的外筒40的表面温度大致相同。

例如，将从T型模201流出的熔融树脂的温度设置为270℃，则大致设定以下温度，即向热媒介供给室105供给的第一热媒介室91的热媒介温度设置成160℃、向热媒介供给室105供给的第二热媒介室92的热媒介温度设置成130℃、向热媒介供给室105供给的第三热媒介室93的热媒介温度设置成80℃、向热媒介供给室105供给的第四热媒介室94的热媒介温度设置成100℃。

由此，将与从T型模201流出的已熔融树脂相对的薄板或薄膜成形辊10的接触开始位置的辊表面温度设置成，高于使用在辊的圆周方向无温度差的主动辊的情形，可确保树脂和辊表面(外筒40的表面)的足够的粘合性。

并且，将已成形的树脂(薄板或薄膜W)从薄板或薄膜成形辊10离开的离开位置附近的辊表面温度设置成，低于使用在辊的圆周方向无温度差的主动辊的情形。由此，在确保树脂的表面性的同时，可使得树脂急速通过结晶化温度附近的辊表面，从而树脂可顺利地从辊表面离开。通过这些操作，可成形高质量的薄板或薄膜W。

图6是表示将根据上述实施方式的薄板或薄膜成形辊10作为主动辊来应用的接触辊式的薄板或薄膜成形装置的另一实施方式，在接触辊211、212的基础上设置另一接触辊213，该接触辊213设置在可介由外筒40与位于第二热媒介室92和第三热媒介室93的边界部的转动橡胶辊70抵接的位置。

在此情况下，薄板或薄膜成形辊10的辊表面温度和接触开始位置的接触辊211的辊表面温度，可以是与图5所示的实施方式相同的结构，将接触辊213的辊表面温度设置成与第三热媒介室93的调温区域的外筒40的表面温度大致相同，将离开位置的接触辊212的辊表面温度设置成低于第三热媒介室93的调温区域的外筒40的表面温度。例如，向热媒介供给室105供给的第三热媒介室93的热媒介温度为80℃，则接触辊212的辊表面温度设置成大致40℃。

由此，从薄板或薄膜成形辊10离开的树脂的温度降低，成形过程中进行足够的树脂冷却，可使得树脂更顺利地从辊表面离开。

并且，图7是表示将上述实施方式的薄板或薄膜成形辊10作为主动辊来应用的接触辊式的薄板或薄膜成形装置的另一实施方式，与薄板或薄膜成形辊10的旋转中心轴线周围的、旋转相位相差90度的水平垂直排列的两个转动橡胶辊70的每一个对应地，设置有接触辊211、213。

此时，接触开始位置与上述实施方式相同，而接触辊213的配置位置成为热可塑性树脂从薄板或薄膜成形辊10离开的离开位置，所述离开位置位于第二热媒介室92和第三热媒介室94的边界部。

在本实施方式中，薄板或薄膜成形辊10的温度控制设置成，向热媒介供给室105供给的第一热媒介室91的热媒介的温度最高，且以第二热媒介室92、第三热媒介室93的顺序向热媒介供给室105供给的热媒介温度降低，对第四热媒介室94不进行特别的温度控制。

例如，将从T型模201流出的熔融树脂的温度设置为270℃，则大致设定以下温度，即向热媒介供给室105供给的第一热媒介室91的热媒介温度设置成130℃、向热媒介供给室105供给的第二热媒介室92的热媒介温度设置成90℃、向热媒介供给室105供给的第三热媒介室93的热媒介温度设置成40℃、将接触辊211的辊表面温度设置成90℃、将接触辊213的辊表面温度设置成40℃。

在本实施方式中，通过前述的实施方式而急速进行树脂冷却。从而，可用于需要急速冷却的热可塑性树脂的薄板或薄膜的成形。

从薄板或薄膜成形辊10离开的薄板或薄膜W，通过引导辊213所引导而移动到下一个工序。

图8是表示根据上述实施方式的薄板或薄膜成形辊作为主动辊来应用的精细图案转印装置的一个实施方式。

精细图案转印装置，是对热可塑性树脂制的薄板或薄膜W进行再加热，在薄板或薄膜W的表面进行印花等的精细图案转印赋形的结构。为此，用于精细图案转印装置的薄板或薄膜成形辊10，在外筒40表面形成有精细图案，通过该精细图案在薄板或薄膜W形成需转印精细图案和辅形。

本实施方式的精细图案转印装置，在可介由外筒40与薄板或薄膜成形辊10的旋转中心轴线周围的、旋转相位相差180度的水平排列的两个转动橡胶辊70的每一个抵接的位置，设置有接触辊221、222。

薄板或薄膜W，被引导辊232所引导，与薄板或薄膜成形辊10的辊表面相对地送入，以缠绕薄板或薄膜成形辊10的辊表面地搬送，接触辊221的配置位置成为转印开始位置，该接触开始位置位于第一热媒介室91和第二热媒介室92的边界部。接触辊222的配置位置位于热可塑性树脂从薄板或薄膜成形辊10的离开位置，该离开位置位于第三热媒介室93和第四热媒介室94的边界部。

在本实施方式中，薄板或薄膜成形辊10的温度控制设置成，向热媒介供给室105供给的第一热媒介室91的热媒介的温度最高，且以第二热媒介室92、第三热媒介室93的顺序向热媒介供给室105供给的热媒介温度降低，向热媒介供给室105供给的第四热媒介室94的热媒介温度稍微高于向热媒介供给室105供给的第三热媒介室93的热媒介温度。

外筒40的表面温度设置成，在第一～第四热媒介室91、92、93、94的每一个的各调温区域，与向每一个热媒介供给室105供给的第一～第四热媒介室91、92、93、94的热媒介温度大致相同。

接触辊221的表面温度设置成，与第二热媒介室92的调温区域的外筒40的表面温度大致相同，接触辊222的表面温度设置成，与第三热媒介室93的调温区域的外筒40的表面温度大致相同。

例如，大致设定以下温度，即，向热媒介供给室105供给的第一热媒介室91的热媒介温度设置成160℃、向热媒介供给室105供给的第二热媒介室92的热媒介温度设置成130℃、向热媒介供给室105供给的第三热媒介室93的热媒介温度设置成80℃、向热媒介供给室105供给的第四热媒介室94的热媒介温度设置成100℃。

由此，被引导辊232所引导而与薄板或薄膜成形辊10的辊表面相对地送入的薄板或薄膜W，在从与薄板或薄膜成形辊10的辊表面相对的接触开始位置到转印开始位置之间，被第一热媒介室91的高温的调温区域预热。通过该预热，在转印开始位置的薄板或薄膜W的温度在玻璃化转变温度以上。薄板或薄膜W在转印开始位置，通过接触辊221向薄板或薄膜成形辊10的辊表面挤压，从而辊表面的精细图案被转印。此后，薄板或薄膜W在缠绕在薄板或薄膜成形辊10的辊表面的状态，随着薄板或薄膜成形辊10的旋转而移向离开位置，在此过程中，依次通过第二热媒介室92的调温区域、第三热媒介室93的调温区域，从而被冷却至玻璃化转变温度以下。

由此，转印开始位置之前的辊表面温度，即，将进行预热的第一热媒介室91的高温的调温区域的温度设置成，高于使用在辊的圆周方向无温度差的主动辊的情形，可确保薄板或薄膜W的温度足够高于玻璃化转变温度，从而可确保此后的精细图案转印的正确进行。

将转印有精细图案的薄板或薄膜W从薄膜/薄板成形辊10离开的离开位置附近的辊表面温度设置成，低于使用与在辊的圆周方向无温度差的主动辊的情形，从而充分冷却薄板或薄膜W，充分固化固定转印在薄板或薄膜W的精细图案，薄板或薄膜W可从辊表面离开。由此，确实地高精度地进行精细图案的转印，可制得形成有高品质精细图案转印的薄板或薄膜W。

图9是表示上述实施方式的薄板或薄膜成形辊10作为主动辊来应用的精细图案转印装置的另一实施方式。

在该实施方式中，薄板或薄膜W被引导辊232所引导，送入接触辊221的转印开始位置。该实施方式，用于实质上无需预热的工序中的精细图案转印、玻璃化转变温度低的热可塑性树脂的精细图案转印。

图10是表示上述实施方式的薄板或薄膜成形辊10作为主动辊来应用的精细图案转印装置的另一实施方式。

在本实施方式中，可介由外筒40与薄板或薄膜成形辊10的旋转中心轴线周围的、旋转相位相差90度的两个转动橡胶辊70的每一个抵接的位置，设置有接触辊221、222。

薄板或薄膜W，被引导辊234所引导而送入接触辊221的转印开始位置，在接触辊222的离开位置从薄板或薄膜成形辊10离开。转印开始位置位于第二热媒介室92和第二热媒介室92的边界部，离开位置位于第二热媒介室92和第三热媒介室93的边界部。

在本实施方式中，薄板或薄膜成形辊10的温度控制设置成，向热媒介供给室105供给的第一热媒介室91的热媒介的温度最高，且以第二热媒介室92、第三热媒介室93的顺序向热媒介供给室105供给的热媒介温度降低，向热媒介供给室105供给的第四热媒介室94的热媒介温度稍微高于向热媒介供给室105供给的第三热媒介室93的热媒介温度。并且，接触辊221的表面温度设置成，与第二热媒介室92的调温区域的外筒40的表面温度大致相同，接触辊222的表面温度设置成，与第三热媒介室93的调温区域的外筒40的表面温度大致相同。

本实施方式，可用于无需实质性预热的工序中的高速精细图案转印。

图11是表示将上述实施方式的薄板或薄膜成形辊10作为主动辊来应用的精细图案转印装置的另一实施方式。

在本实施方式中，薄板或薄膜成形辊10向与前述实施方式相反的时针旋转方向旋转。在可介由外筒40与薄板或薄膜成形辊10的旋转中心轴线周围的、旋转相位相差90度的两个转动橡胶辊70的每一个抵接的位置，设置接触辊221、222。

薄板或薄膜W，被引导辊235所引导而与薄板或薄膜成形辊10的辊表面相对地送入，以缠绕薄板或薄膜成形辊10的辊表面地搬送，接触辊221的配置位置成为转印开始位置，该接触开始位置位于第一热媒介室91和第四热媒介室94的边界部。接触辊222的配置位置成为热可塑性树脂从薄板或薄膜成形辊10的离开位置，该离开位置位于第四热媒介室94和第三热媒介室93的边界部。

在本实施方式中，薄板或薄膜成形辊10的温度控制设置成，向热媒介供给室105供给的第一热媒介室91的热媒介的温度最高，且以第四热媒介室94、第三热媒介室93的顺序向热媒介供给室105供给的热媒介温度降低，向热媒介供给室105供给的第四热媒介室94的热媒介温度稍微高于向热媒介供给室105供给的第三热媒介室93的热媒介温度。并且，接触辊221的表面温度设置成，与第四热媒介室94的调温区域的外筒40的表面温度大致相同，接触辊222的表面温度设置成，与第三热媒介室93的调温区域的外筒40的表面温度大致相同。

在本实施方式中，也获得与图8所示实施方式同等的作用及效果。

参照图12、图13，对根据本发明的薄板或薄膜成形辊的另一实施方式进行说明。并且，在图12、图13中，与图1～图3对应的部分赋予与图1～图3中所赋予的符号相同的符号，并省略该说明。

本实施方式用于对中心旋转轴20以及外筒40进行强制旋转驱动。在外筒40的左右两端(轴线方向的两端部)的箍部件41和42的每一个，形成有作为外筒旋转驱动部件的外齿轮121、122。在外筒40的外侧，与中心旋转轴20平行地、可旋转地设置有齿轮轴123。齿轮轴123固定安装有与外齿轮121、122啮合的驱动齿轮124、125。

齿轮轴123安装有正时皮带轮126。安装在电动机127的输出轴128的正时皮带轮129、正时皮带轮126、27、130，挂设有环状的正时皮带131。

由此，外筒40与中心旋转轴20的旋转同步地被旋转驱动。通过外筒40这样被旋转驱动，使得外筒40的旋转比前述实施方式的结构更稳定。并且，外筒40的旋转驱动，是在外筒40的左右两端的箍部件41和42的每一个，通过外齿轮121、122来进行(即，外筒40的左右两端)，即使外筒40的轴变长，外筒40也不发生扭曲。

在上述实施方式中，在外筒40内配置四个转动橡胶辊70而将外筒70内分割成四个部分来形成四个调温区域，但是调温区域的数量并不限于四个，其数量可根据需要采用最小限度。即，调温区域的数量可以是两个、三个、五个或更多个。

图14是表示在外筒40内配置两个转动橡胶辊70而将外筒40内分割为两个部分，设置两个调温区域的实施方式。并且，在图14中，与图1～图3对应的部分赋予与图1～图3所赋予符号相同的符号，并省略该说明。

本实施方式中，通过两个转动橡胶辊70将外筒40分割为两部分而形成第一热媒介室141和第二热媒介室142。在第一热媒介室141和第二热媒介室142分别配置有热媒介给排机构150。

热媒介给排机构150具有平板部件151、熔接于平板部件151而与外筒40的内周面邻接的圆弧状板部件152。平板部件151和圆弧状板部件152，在外筒40的轴线方向上满宽度设置，在圆弧状板部件102的大致全域设置有多个热媒介喷出孔153。

热媒介给排机构150，在平板部件151和圆弧状板部件152的连结体的内侧，将两端设置成与前述实施方式相同地，限定了被端板(省略图示)所关闭的热媒介供给室156。在热媒介供给室156，通过热媒介供给管159供给有热媒介。并且，在热媒介给排机构150，通过平板部件151、分割板154、157限定了热媒介排出室158。热媒介排出室158通过设置在平板部件151的连通孔161而与第一热媒介室141或第二热媒介室142连通。在热媒介排出室158设置有热媒介排出管160。并且，在分割板154设置有连通孔155。

在该实施方式中，在第一热媒介室141、第二热媒介室142的每一个热媒体依次通过以下部件流通，即，热媒体通过热媒介供给管159向热媒介供给室156供给，通过热媒介喷出孔153向外筒40的内周面喷出，在热媒介供给室156的外侧流过，通过连通孔161流入热媒介排出室158，通过热媒介排出管160向外部排出。即，热媒介在第一热媒介室141和第二热媒介室142分别独立地流通。

由此，通过个别设定向第一热媒介室141和第二热媒介室142的每一个的热媒介供给管159供给的热媒介的温度，可在与第一热媒介室141对应的带状区域和与第二热媒介室142对应的带状区域来个别设定外筒40的表面温度。换句话说，能够以第一热媒介室141和第二热媒介室142作为在辊旋转方向被区分的调温区域来个别设定外筒40的表面温度。

并且，图12、13所示的薄板或薄膜成形辊10、图14所示的薄板或薄膜成形辊10，也与图1～图4所示的实施方式的薄板或薄膜成形辊10一样，可作为接触辊式的薄板或薄膜成形装置或精细图案转印装置的主动辊来应用。

产业上可利用性

根据本发明的薄板或薄膜成形辊，通过转动橡胶辊将外筒和中心旋转轴之间的圆环状空间按圆周方向区分，转动橡胶辊用作外筒的支承辊，在接触辊式的成形等应用中，即使为了将辊表面温度按辊的圆周方向分割的调温区域设置为明显不同而通过热容量小的薄壁结构形成外筒，也不会导致外筒的变形，能够获得足够的挤压力，使得接触辊式的成形等可顺利进行。

Claims (6)

1.一种薄板或薄膜成形辊，包括：

中心旋转轴，通过轴承部件支承而能够旋转；

两个固定端板，在所述中心旋转轴的端部附近分别同心配置；

金属薄膜制成的外筒，该外筒的两端通过所述固定端板支承而能够与所述中心旋转轴同心旋转；

多个转动橡胶辊，每个转动橡胶辊的两端通过所述固定端板支承而能够旋转，每个转动橡胶辊适于与所述中心旋转轴的外周面滑动接触，且与所述外筒的内周面滑动接触；

多个热媒介室，由所述转动橡胶辊的外周面、所述外筒的内周面、所述中心旋转轴的外周面所限定；

所述的多个热媒介室的每一个设置成可个别地使热媒介流通。

2.根据权利要求1所述的薄板或薄膜成形辊，其中，所述多个热媒介室的每一个分别具有热媒介给排机构，所述热媒介给排机构在所述外筒的轴线方向的宽度的大致全域具有多个热媒介喷出孔。

3.根据权利要求1所述的薄板或薄膜成形辊，其中，所述转动橡胶辊是能够对内部空间的压力进行可变设置的中空辊。

4.根据权利要求1所述的薄板或薄膜成形辊，其中，在所述外筒的轴线方向的两端部，分别具有外筒旋转驱动部件。

5.一种接触辊式的薄板或薄膜成形装置，采用权利要求1所述的薄板或薄膜成形辊作为其主动辊。

6.一种精细图案转印装置，采用权利要求1所述的薄板或薄膜成形辊作为其主动辊。

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