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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filmformgebungsvorrichtung und ein Filmformgebungsverfahren zum kontinuierlichen Formen, aus einem geschmolzenen Harz, das durch ein T-Formwerkzeug extrudiert wird, eines langen dünnen Harzfilmkörpers (nachstehend als ein Harzfilm bezeichnet), wie beispielsweise ein Harzfilm und eine Harzfolie.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Als diese Art einer herkömmlichen Filmformgebungsvorrichtung ist eine in der
japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnr JP H10-315 304 A (Patentdruckschrift 1) offenbart. Wie in
1 gezeigt, umfasst eine Filmformgebungsvorrichtung
100: ein T-Formwerkzeug
102, das mit einer Extrudiermaschine
101 verbunden ist; eine Berührungswalze
104 und eine Prägewalze
105, die eine Hauptwalze ist, wobei beide von ihnen einen Harzfilm
103 in einem geschmolzenen Zustand dazwischen sandwich-artig anordnen und pressen, wobei der Harzfilm
103 aus dem T-Formwerkzeug
102 extrudiert wird; eine Kaltluft-Kühlvorrichtung
106, die an einer Position nahe an dem Harzfilm
103 und ihm zugewandt angeordnet ist, gerade bevor er von einer äußeren peripheren Oberfläche der Prägewalze
105 getrennt wird; und eine Trennwalze
107, die an einer Position entfernt von der Prägewalze
105 und auf einer stromabwärtigen Förderseite der Prägewalze
105 angeordnet ist. Überdies ist auf einer stromabwärtigen Förderseite der Trennwalze
107 eine Vielzahl von Temperungswalzen
108 vorgesehen. Des Weiteren ist ein Paar von Aufnahmewalzen
109 auf einer stromabwärtigen Seite der Temperungswalzen
108 vorgesehen.
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Bei der obigen Ausgestaltung wird der Harzfilm 103 in dem geschmolzenen Zustand, der aus dem T-Formwerkzeug 102 extrudiert wird, einem Prägetransfer an einer Position ausgesetzt, wo er zwischen der Berührungswalze 104 und der Prägewalze 105 sandwich-artig angeordnet und gepresst wird. Der Harzfilm 103, der dem Prägetransfer ausgesetzt wird, wird unter eine Glasumwandlungstemperatur von Harz durch kalte Luft aus der Kaltluft-Kühlvorrichtung 106 gekühlt, und wird von der Prägewalze 105 getrennt. Der von der Prägewalze 105 getrennte Harzfilm 103 wird zu der Trennwalze 107, der Vielzahl von Temperungswalzen 108 und dem Paar von Aufnahmewalzen 109 gefördert, um in einen Produktfilm ausgebildet zu werden.
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Gemäß dem oben beschriebenen herkömmlichen Beispiel wird an der Position, wo der Prägetransfer durch die Berührungswalze 104 und die Prägewalze 105 durchgeführt wird, unmittelbar nachdem der Harzfilm aus dem T-Formwerkzeug 102 extrudiert wird, die Temperatur des Harzfilms 103 so festgelegt, dass sie gleich der oder höher als die Glasumwandlungstemperatur von Harz ist. Somit lässt eine hohe Fluidität des Harzes einen genauen Prägetransfer auf den Harzfilm 103 zu. Überdies wird an der Position, wo der Harzfilm 103 von der Prägewalze 105 getrennt wird, die Temperatur des Harzfilms 103 unter die Glasumwandlungstemperatur durch die kalte Luft aus der Kaltluft-Kühlvorrichtung 106 abgesenkt. Die Folge ist, dass die Fluidität des Harzes verloren geht und somit der Harzfilm 103 sanft getrennt wird. Folglich kann die Oberflächenverarbeitbarkeit (Prägbarkeit) sowie die Abnehmbarkeit des Harzfilms 103 verbessert werden.
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Überdies wurde bei dem herkömmlichen Beispiel auch eine Ausgestaltung vorgeschlagen, bei der eine Kühlwalze anstelle der Kaltluft-Kühlvorrichtung 106 vorgesehen ist, und wobei die Kühlwalze die Prägewalze 105 presst, während der Harzfilm 103 dazwischen sandwich-artig angeordnet und gepresst wird.
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Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Filmformgebungsvorrichtung 100 und dem Verfahren ist jedoch die Kühlluft-Kühlvorrichtung 106 oder die Kühlwalze an der Position nahe an und zugewandt der Prägewalze 105 angeordnet. Somit gibt es ein Problem, dass die Anzahl von Teilen erhöht ist, die Vorrichtung in der Größe vergrößert ist, ein Montageraum vergrößert ist und dergleichen. Überdies gibt es auch die folgenden Probleme.
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Insbesondere in dem Fall, wo die Kaltluft-Kühlvorrichtung 106 vorgesehen ist, wenn der Harzfilm 103 am Anfang auf die Prägewalze 105 gelegt wird, gelangt die Kühlluft-Kühlvorrichtung 106 nahe an der äußeren Peripherie der Prägewalze 105 in den Weg. Um eine derartige Situation zu vermeiden, ist es erforderlich einen Mechanismus zum Rückwärts- und Vorwärtsbewegen der Kaltluft-Kühlvorrichtung 106 vorzusehen. Überdies, wenn die aus der Kühlluft-Kühlvorrichtung 106 abgelassene, kalte Luft an einer seitlichen Oberfläche der Prägewalze 105 vorbeigeht und den Harzfilm 103 berührt, unmittelbar nachdem er aus dem T-Formwerkzeug 102 extrudiert wird, verursacht die Luft eine Störung der Formgebung des Harzfilms 103. Somit ist es erforderlich Maßnahmen zu ergreifen, um die Störung zu verhindern. Des Weiteren muss die kalte Luft, die aus der Kaltluft-Kühlvorrichtung 106 abzulassen ist, gehandhabt und gesteuert werden, um gleichmäßig in einer Breitenrichtung der Prägewalze 105 zu sein und um eine konstante Temperatur, Luftströmung und Winddruck über die Zeit aufzuweisen.
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In dem Fall, wo die Kühlwalze vorgesehen ist, ist es nicht einfach die Kühlkapazität der Kühlwalze zu erhöhen. Insbesondere wird, um die Kühlkapazität der Kühlwalze zu erhöhen, eine Metallwalze im Allgemeinen als die Kühlwalze verwendet. Da die Metallwalze eine hohe Steifigkeit aufweist, ist jedoch eine Breite, in welcher die Metallwalze mit dem Harzfilm 103 zwischen der Prägewalze 105 und der Metallwalze in Kontakt gebracht wird, sehr klein. Somit kann in vielen Fällen eine ausreichende Kühlwirkung nicht erzielt werden. Folglich ist, um einen guten Harzfilm 103 zu erhalten, ein anpassbarer Bereich der Formgebungsbedingungen, wie beispielsweise eine Harztemperatur, eine Walzentemperatur, eine Formgebungsgeschwindigkeit und eine Dicke des Harzfilms 103, wesentlich beschränkt. Die Folge ist, dass erwünschte Formgebungsbedingungen aufgrund einer ungenügenden Kühlkapazität der Kühlwalze nicht verwirklicht werden können. Somit ist die Produktivität verschlechtert.
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In dem Fall, wo ein zugeordnetes Teil zum Kühlen des Harzfilms 103 wie oben beschrieben zugefügt wird, entstehen verschiedene andere Probleme als die Zunahmen bei der Anzahl von Teilen, bei der Größe der Vorrichtung, bei dem Montageraum und dergleichen.
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Auch die
DE 10 2006 044 463 A1 offenbart eine Bahn- oder Filmbildungswalze aufweisend: ein inneres Zylinderelement mit Axialteilen, die auf beiden Seiten hiervon vorgesehen und rotierbar durch Lagerteile durch die Axialteile gelagert sind, eine auf eine äußere Umfangsfläche des inneren Zylinderelements aufgesetzte Gummiwalze, exzentrische Seitenplatten, die rotierbar auf die Axialteile des inneren Zylinderelements aufgesetzt sind, und ein elastisches äußeres Zylinderelement, das rotierbar durch die exzentrischen Seitenplatten gelagert ist.
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Ferner geht aus der
US 2007/0052 118 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Films mit einer Film-Formgebungsvorrichtung hervor.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorangehenden Probleme durchgeführt. Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Filmformgebungsvorrichtung und ein Filmformgebungsverfahren bereitzustellen, die eine Oberflächenverarbeitbarkeit sowie eine Abnehmbarkeit bzw. Loslösbarkeit von einem Harzfilm verbessern können, ohne zugeordnete Teile zum Kühlen des Harzfilms zuzufügen.
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Um das obige Ziel zu erreichen, ist ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Filmformgebungsvorrichtung, mit: einer Berührungswalze bzw. Kontaktwalze; einer Hauptwalze, die mit der Berührungswalze einen Harzfilm, der in einem geschmolzenen Zustand aus einem T-Formwerkzeug extrudiert wird, sandwich-artig anordnet und presst, und die den sandwich-artig angeordneten und gepressten Harzfilm entlang einer äußeren peripheren Oberfläche davon fördert; und einer Trennwalze, die den Harzfilm von der äußeren peripheren Oberfläche der Hauptwalze trennt, und die den getrennten Harzfilm entlang einer äußeren peripheren Oberfläche davon fördert. Bei der obigen Ausgestaltung weist die Trennwalze eine Gummiwalze und einen elastischen Metallaußenzylinder auf, der die Gummiwalze darin untergebracht aufweist, wobei er exzentrisch zu der Gummiwalze positioniert ist, und wobei er dünn ist und leicht elastisch verformt wird. Eine Kühlmedium-Haltekammer bzw. Kühlmedium-Fassungskammer, in welche ein Kühlmedium zugeführt wird, ist zwischen der Gummiwalze und dem elastischen Metallaußenzylinder vorgesehen. Der Harzfilm zwischen der Hauptwalze und dem elastischen Metallaußenzylinder wird gekühlt durch Zulassen, dass die Gummiwalze mit einer inneren peripheren Oberfläche des elastischen Metallaußenzylinders einen Druckkontakt durchführt. Die Trennwalze trennt den Harzfilm von der äußeren peripheren Oberfläche der Hauptwalze.
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Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, an der Position wo der Harzfilm zwischen der Hauptwalze und der Berührungswalze sandwich-artig angeordnet und gepresst wird, unmittelbar nachdem der Harzfilm aus dem T-Formwerkzeug extrudiert wird, ist eine Temperatur des Harzfilms so festgelegt, dass sie gleich einer oder höher als eine Glasumwandlungstemperatur des Harzes ist. Somit lässt eine hohe Fluidität bzw. Fließfähigkeit des Harzes zu, dass eine genaue Oberflächenverarbeitung durch die Hauptwalze durchgeführt wird. Überdies, innerhalb eines Bereiches in dem die Trennwalze einen Druckkontakt mit der Hauptwalze durchführt, mit dem Harzfilm dazwischen sandwich-artig angeordnet und gepresst, ist der elastische Metallaußenzylinder der Trennwalze dünn und wird leicht elastisch verformt. Überdies wird der elastische Metallaußenzylinder gegen die äußere periphere Oberfläche der Hauptwalze mit einer bestimmten Druckkontaktbreite gepresst. Somit wird der Harzfilm über die Druckkontaktbreite durch den elastischen Metallaußenzylinder gekühlt, der durch das Kühlmedium im Inneren gekühlt wird. Deshalb ist an einer Position, wo der Harzfilm von der Hauptwalze getrennt wird, die Temperatur des Harzfilms unter die Glasumwandlungstemperatur erniedrigt. Die Folge ist, dass die Fluidität des Harzes verloren ist und somit der Harzfilm sanft getrennt wird. Wie oben beschrieben, dient die Trennwalze auch als eine Kühleinrichtung, die ausgestaltet ist, um den Harzfilm zu kühlen. Somit kann eine Oberflächenverarbeitbarkeit sowie eine Abnehmbarkeit des Harzfilms verbessert werden, ohne ein zugeordnetes Teil zum Kühlen des Harzfilms zuzufügen.
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Überdies wird der von der Hauptwalze getrennte Harzfilm unmittelbar entlang dem elastischen Metallaußenzylinder der Trennwalze gefördert. Da der Harzfilm durch den dünnen elastischen Metallaußenzylinder kontinuierlich gekühlt wird, gibt es somit auch einen Vorteil, dass eine Kühleffizienz besser ist als jene bei dem herkömmlichen Fall.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten Aspekt ist, dass bei der Filmformgebungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt, die Gummiwalze durch eine Antriebsquelle gedreht und angetrieben ist.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu den Wirkungen des ersten Aspekts, kann der Harzfilm von der Hauptwalze getrennt werden, während eine Spannung auf den Harzfilm in einer Förderrichtung durch die Trennwalze aufgebracht wird. Somit kann der Harzfilm getrennt werden, ohne zu verursachen, dass der Film gebogen, faltig oder dergleichen wird.
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Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt ist, dass bei der Filmformgebungsvorrichtung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt, die Hauptwalze auf eine Temperatur gleich einer oder höher als eine Glasumwandlungstemperatur des Harzfilms festgelegt ist.
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Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu den Wirkungen des ersten oder zweiten Aspekts, wird an der Position, in der der elastische Metallaußenzylinder einen Druckkontakt mit der Hauptwalze durchführt, mit dem Harzfilm dazwischen angeordnet, die Hauptwalze an der Stelle um die Druckkontaktposition durch den elastischen Metallaußenzylinder gekühlt. Somit kann die Temperatur der Hauptwalze temporär unter die Glasumwandlungstemperatur erniedrigt werden. Die festgelegte Temperatur der Hauptwalze ist jedoch gleich der oder höher als die Glasumwandlungstemperatur des Harzes. Somit wird die Temperatur der Hauptwalze so zurückgesetzt, dass sie gleich der oder höher als die Glasumwandlungstemperatur des Harzes ist, während die Hauptwalze in die Pressposition mit der Berührungswalze gedreht wird. Deshalb, wenn der Harzfilm dadurch einer Oberflächenverarbeitung ausgesetzt wird, dass er zwischen der Hauptwalze und der Berührungswalze sandwichartig angeordnet und gepresst wird, kann die Temperatur des Harzfilms sicher so beibehalten werden, dass sie gleich der oder höher als die Glasumwandlungstemperatur ist. Somit kann die Oberflächenverarbeitbarkeit des Harzfilms sicher verbessert werden.
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Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Filmformgebungsverfahren, die folgenden Schritte umfassend: sandwich-artiges Anordnen und Pressen, zwischen einer Hauptwalze und einer Berührungswalze, eines Harzfilms, der in einem geschmolzenen Zustand aus einem T-Formwerkzeug extrudiert wird; Trennen des Harzfilms von der Hauptwalze durch Verwendung von einer Trennwalze, wobei der Harzfilm entlang einer äußeren peripheren Oberfläche der Hauptwalze gefördert wird; und Fördern des getrennten Harzfilms entlang einer äußeren peripheren Oberfläche der Trennwalze. Bei der obigen Ausgestaltung weist die Trennwalze eine Gummiwalze und einen elastischen Metallaußenzylinder auf, der die Gummiwalze darin untergebracht aufweist, wobei er exzentrisch zu der Gummiwalze positioniert ist, und wobei er dünn ist und leicht elastisch verformt wird. Ein Kühlmedium wird zwischen der Gummiwalze der Trennwalze und dem elastischen Metallaußenzylinder zugeführt. Der Harzfilm zwischen der Hauptwalze und dem elastischen Metallaußenzylinder der Trennwalze wird gekühlt durch Zulassen, dass die Gummiwalze der Trennwalze mit einer inneren peripheren Oberfläche des elastischen Metallaußenzylinders einen Druckkontakt durchführt. Die Trennwalze trennt den Harzfilm von der äußeren peripheren Oberfläche der Hauptwalze.
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Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung, an der Position wo der Harzfilm zwischen der Hauptwalze und der Berührungswalze sandwich-artig angeordnet und gepresst wird, unmittelbar nachdem der Harzfilm aus dem T-Formwerkzeug extrudiert wird, wird eine Temperatur des Harzfilms so festgelegt, dass sie gleich einer oder höher als eine Glasumwandlungstemperatur des Harzes ist. Somit lässt eine hohe Fluidität des Harzes zu, dass eine genaue Oberflächenverarbeitung durch die Hauptwalze durchgeführt wird. Überdies, innerhalb eines Bereiches in dem die Trennwalze einen Druckkontakt mit der Hauptwalze durchführt, mit dem Harzfilm dazwischen sandwich-artig angeordnet und gepresst, ist der elastische Metallaußenzylinder der Trennwalze dünn und wird leicht elastisch verformt. Überdies wird der elastische Metallaußenzylinder gegen die äußere periphere Oberfläche der Hauptwalze mit einer bestimmten Druckkontaktbreite gepresst. Somit wird der Harzfilm über die Druckkontaktbreite durch den elastischen Metallaußenzylinder gekühlt, der durch das Kühlmedium im Inneren gekühlt wird. Deshalb wird an einer Position, wo der Harzfilm von der Hauptwalze getrennt wird, die Temperatur des Harzfilms unter die Glasumwandlungstemperatur erniedrigt. Die Folge ist, dass die Fluidität des Harzes verloren geht und somit der Harzfilm sanft getrennt wird. Wie oben beschrieben, dient die Trennwalze auch als eine Kühleinrichtung, die ausgestaltet ist, um den Harzfilm zu kühlen. Somit kann eine Oberflächenverarbeitbarkeit sowie eine Abnehmbarkeit des Harzfilms verbessert werden, ohne ein zugeordnetes Teil zum Kühlen des Harzfilms zuzufügen.
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Überdies wird der von der Hauptwalze getrennte Harzfilm unmittelbar entlang dem elastischen Metallaußenzylinder der Trennwalze gefördert. Da der Harzfilm durch den dünnen elastischen Metallaußenzylinder kontinuierlich gekühlt wird, gibt es somit auch einen Vorteil, dass eine Kühleffizienz besser ist als jene bei dem herkömmlichen Fall.
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Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem vierten Aspekt ist, dass bei dem Filmformgebungsverfahren gemäß dem vierten Aspekt, die Gummiwalze der Trennwalze durch eine Antriebsquelle gedreht und angetrieben wird.
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Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu den Wirkungen des vierten Aspekts, kann der Harzfilm von der Hauptwalze getrennt werden, während eine Spannung auf den Harzfilm in einer Förderrichtung durch die Trennwalze aufgebracht wird. Somit kann der Harzfilm getrennt werden, ohne zu verursachen, dass der Film gebogen, faltig oder dergleichen wird.
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Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß dem vierten oder fünften Aspekt ist, dass bei dem Filmformgebungsverfahren gemäß dem vierten oder fünften Aspekt, eine Temperatur des Harzfilms, wenn der Harzfilm zwischen der Hauptwalze und der Berührungswalze sandwichartig angeordnet und gepresst wird, so festgelegt wird, dass sie gleich einer oder höher als eine Glasumwandlungstemperatur des Harzes ist.
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Gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu den Wirkungen des vierten oder fünften Aspekts, wird an der Position, in der die Trennwalze einen Druckkontakt
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mit der Hauptwalze durchführt, mit dem Harzfilm dazwischen angeordnet, die Hauptwalze an der Stelle um die Druckkontaktposition durch den elastischen Metallaußenzylinder gekühlt. Somit kann die Temperatur der Hauptwalze temporär unter die Glasumwandlungstemperatur erniedrigt werden. Die festgelegte Temperatur der Hauptwalze ist jedoch gleich der oder höher als die Glasumwandlungstemperatur des Harzes. Somit wird die Temperatur der Hauptwalze so zurückgesetzt, dass sie gleich der oder höher als die Glasumwandlungstemperatur des Harzes ist, während die Hauptwalze in die Pressposition mit der Berührungswalze gedreht wird. Wenn der Harzfilm dadurch einer Oberflächenverarbeitung ausgesetzt wird, dass er zwischen der Hauptwalze und der Berührungswalze sandwich-artig angeordnet und gepresst wird, ist die Temperatur des Harzfilms gleich der oder höher als die Glasumwandlungstemperatur. Somit kann die Oberflächenverarbeitbarkeit des Harzfilms sicher verbessert werden.
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Kurze Beschreibung der begleitenden Zeichnungen
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1 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung von einer Filmformgebungsvorrichtung bei einem herkömmlichen Beispiel.
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2 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung von einer Filmformgebungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine Querschnittansicht von einer Trennwalze mit einem Antriebssystem aus einer Gummiwalze und einer Einlass-Auslass-Struktur von Kühlwasser.
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4 ist eine Querschnittansicht der Trennwalze.
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5 ist eine Querschnittansicht im Schnitt nach V-V in 4.
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6 ist eine Querschnittansicht im Schnitt nach VI-VI in 4.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Es werden unten die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen genau aufgeführt. Gleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet.
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Die 2 bis 6 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine schematische Konfigurationsdarstellung von einer Filmformgebungsvorrichtung 1. 3 ist eine Querschnittansicht von einer Trennwalze 5 mit einem Antriebssystem aus einer Gummiwalze 14 und einer Einlass-Auslass-Struktur von Kühlwasser WT. 4 ist eine Querschnittansicht der Trennwalze 5. 5 ist eine Querschnittansicht im Schnitt nach V-V in 4. 6 ist eine Querschnittansicht im Schnitt nach VI-VI in 4.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst die Filmformgebungsvorrichtung 1: ein T-Formwerkzeug (T-Formwerkzeuge) 2, das mit einer Extrudiermaschine (nicht gezeigt) verbunden ist; eine Hauptwalze 3, die unter einer Harzextrudierposition an dem T-Formwerkzeug 2 angeordnet ist, und die gedreht und angetrieben wird; eine Berührungswalze 4, die angeordnet ist, um einen Druckkontakt mit der Hauptwalze 3 durchzuführen; und die Trennwalze 5, die auf einer stromabwärtigen Förderseite der Hauptwalze 3 angeordnet ist.
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Ein Harzfilm 6 in einem geschmolzenen Zustand, der aus dem T-Formwerkzeug 2 extrudiert wird, wird an eine Pressposition zwischen der Hauptwalze 3 und der Berührungswalze 4 zugeführt. Der Harzfilm 6, der an der Pressposition vorbeigeht, wird um die Hauptwalze 3 über einen vorbestimmten Bereich gewickelt. Danach wird die gewickelte Oberfläche kontinuierlich entlang eines Förderpfads von der Hauptwalze 3 zu der Trennwalze 5 gefördert.
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Die Hauptwalze 3 ist aus einem steifen Walzenmaterial hergestellt und ihr nicht dargestellter Antriebsmotor wird durch eine Antriebsquelle gedreht und angetrieben. Die Hauptwalze 3 ist auf eine Temperatur gleich einer oder höher als eine Glasumwandlungstemperatur des Harzfilms 6 festgelegt. Somit wird der Harzfilm 6 sicher bei der Temperatur gleich der oder höher als die Glasübergangstemperatur in einem Oberflächenverarbeitungsschritt behandelt, in dem der Film zwischen der Hauptwalze 3 und der Berührungswalze 4 sandwichartig angeordnet und gepresst wird. Überdies werden als die Hauptwalze 3 jene mit unterschiedlichen Formen von peripheren Oberflächen gemäß dem Oberflächenverarbeitungsmodus des Harzfilms 6 verwendet. Die Arten der zu verwendenden Hauptwalze 3 sind wie folgt. Insbesondere wird eine Spiegeloberflächenwalze verwendet, um die Oberfläche des Harzfilms 6 zu polieren, eine Prägewalze wird verwendet, um den Harzfilm 6 zu prägen, und eine Transferwalze wird verwendet, um ein gewünschtes Transfermuster auf dem Harzfilm 6 vorzusehen.
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Die Berührungswalze 4 bringt durch sandwich-artiges Anordnen und Pressen des Films mit der Hauptwalze 3 Druck auf den Harzfilm 6 auf, und wird gedreht, um der Rotation der Hauptwalze 3 zu folgen.
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Die Trennwalze 5 weist eine Doppelwalzenstruktur auf, bei der Kühlwasser WT, das ein Kühlmedium ist, zirkuliert wird. Eine Ausgestaltung der Trennwalze 5 wird ausführlich unten beschrieben.
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Wie in den 3 bis 6 gezeigt, umfasst die Trennwalze 5 einen inneren Walzenkörper 10 und einen äußeren Walzenkörper 20, der den inneren Walzenkörper 10 darin untergebracht aufweist. Insbesondere ist der äußere Walzenkörper 20 exzentrisch zu der Gummiwalze 14 in dem inneren Walzenkörper 10 positioniert. Überdies ist das Kühlwasser WT, welches das Kühlmedium ist, in dem äußeren Walzenkörper 20 untergebracht.
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Der innere Walzenkörper 10 umfasst: ein Paar von linken und rechten Wellenelementen 11 und 12, die an einem Paar von linken und rechten festen Stützelementen 7 mittels Lagern 8 drehbar gestützt werden; ein Paar von Flanschen 11a und 12a, die integriert mit den Wellenelementen 11 beziehungsweise 12 vorgesehen sind; ein zylindrisches Element 13, dass in einem Zustand befestigt ist, indem es auf äußeren Umfängen des Paars von Flanschen 11a und 12a liegt; und die Gummiwalze 14, die an einer Peripherie des zylindrischen Elements 13 angebracht ist. Die Gummiwalze 14 ist aus einem gummiartigen elastischen Körper wie beispielsweise Silikon- und Ethylenpropylen-Gummi hergestellt. Es ist bevorzugt, dass eine Spiralnut oder dergleichen auf einer peripheren Oberfläche der Gummiwalze 14 ausgebildet ist, um eine Reibungskraft gegen einen elastischen Metallaußenzylinder 24 zu vergrößern, der später zu beschreiben ist.
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Ein Reduktionsstück (Übersetzung) 31 und ein Motor 32, der eine Antriebsquelle ist, sind mit einem Ende von einem Wellenelement 11 mit einer Kopplung 30 verbunden.
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Der äußere Walzenkörper 20 umfasst: ein Paar von exzentrischen Seitenplatten 22, die an Positionen weiter außen als die Flansche 11a und 12a des Paars von Wellenelementen 11 und 12 mittels Wälzlagern 21 vorgesehen sind; und die elastischen Metallaußenzylinder 24, die an Peripherien des Paars von exzentrischen Seitenplatten 22 mittels Wälzlagern 23 vorgesehen und in einem Zustand angeordnet sind, in dem sie auf dem Paar von exzentrischen Seitenplatten 22 liegen.
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Der elastische Metallaußenzylinder 24 ist aus einem dünnen Metallmaterial, wie beispielsweise nichtrostender Stahl, hergestellt, das leicht elastisch verformt wird und eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Ein Innenseitendurchmesser Rb des elastischen Metallaußenzylinders 24 ist größer als ein Außenseitendurchmesser Ra der Gummiwalze 14 festgelegt. Der elastische Metallaußenzylinder 14 wird gestützt, um drehbar um den inneren Walzenkörper 10 zu sein, durch Festlegen von einer Rotationsmitte Cb davon an einer Position exzentrisch zu einer Rotationsmitte Ca der Gummiwalze 14 um e.
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Diese exzentrische Anordnung lässt zu, dass die Gummiwalze 14 einen Druckkontakt mit einer inneren peripheren Oberfläche des elastischen Metallaußenzylinders 24 in einem beladenen Zustand durchführt, wo die Trennwalze 5 einen Druckkontakt mit der Hauptwalze 3, mit dem Harzfilm 6 dazwischen angeordnet, durchführt. Überdies, in einem nicht beladenen Zustand, wo die Trennwalze 5 keinen Druckkontakt mit der Hauptwalze 3, mit dem Harzfilm 6 dazwischen angeordnet, durchführt, muss die Gummiwalze 14 keinen Kontakt mit der inneren peripheren Oberfläche des elastischen Metallaußenzylinders 24 aufweisen. Somit kann es einen Raum (Zwischenraum) zwischen dem elastischen Metallaußenzylinder 24 und der Gummiwalze 14 geben. Durch Vorsehen des Raums zwischen dem elastischen Metallaußenzylinder 24 und der Gummiwalze 14 in dem nicht beladenen Zustand, wird eine Montage des inneren Walzenkörpers 10 mit der Gummiwalze 14 und des äußeren Walzenkörpers 20 mit dem elastischen Metallaußenzylinder 24 erleichtert.
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Überdies werden Drehungen des Paars von exzentrischen Seitenplatten 22 durch Ablenkelemente 25 angehalten. Die Folge dieses Anhaltens von Drehungen ist, dass die Gummiwalze 14 in engen Kontakt mit der inneren peripheren Oberfläche des elastischen Metallaußenzylinders 24 lediglich an einer bestimmten Stelle gelangt. Überdies gelangt der elastische Metallaußenzylinder 24 in engen Kontakt mit der Hauptwalze 3 an einer Stelle außerhalb der Stelle, wo die Gummiwalze 14 in engem Kontakt mit der inneren peripheren Oberfläche ist.
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Hier ist die Hauptwalze 3 das steife Walzenmaterial, und andererseits können die Gummiwalze 14 und der elastische Metallaußenzylinder 24 leicht elastisch verformt werden. Somit wird, wie in den 2 und 5 gezeigt, der elastische Metallaußerizylinder 24 elastisch verformt, um der äußeren peripheren Oberfläche der Hauptwalze 3 zu folgen. Folglich wird der elastische Metallaußenzylinder 24 gegen die äußere periphere Oberfläche der Hauptwalze 3 mit einer vorbestimmten Druckkontaktbreite W1 gepresst, in einem Zustand, wo der Harzfilm 6 zwischen dem elastischen Metallaußenzylinder 24 und der Hauptwalze 3 sandwich-artig angeordnet und gepresst wird.
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Zwischen den jeweiligen exzentrischen Seitenplatten 22 und dem elastischen Metallaußenzylinder 24, sowie zwischen den jeweiligen Wellenelementen 11 und 12 und den exzentrischen Seitenplatten 22, sind Dichtelemente 26 vorgesehen, um Räume dazwischen abzudichten. Somit, im Inneren des elastischen Metallaußenzylinders 24, genauer ein innerer Raum, der durch den elastischen Metallaußenzylinder 24 umgeben ist, sind das Paar von exzentrischen Seitenplatten 22 und das Paar von Wellenelementen 11 und 12 als eine flüssigkeitsdichte Kühlwasser-Haltekammer 27 (eine Kühlmedium-Haltekammer) ausgebildet. Diese Kühlwasser-Haltekammer 27 wird mit dem Kühlwasser WT ungefähr gefüllt. Überdies wird das Kühlwasser WT mit ausreichend gekühltem Wasser außerhalb durch den folgenden Kühlwasser-Zirkulator 40 ausgetauscht.
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Der Kühlwasser-Zirkulator 40 umfasst: einen Kühlwasser-Zufuhrrohrstutzen 42 und einen Kühlwasser-Ablassrohrstutzen 43, die mit einem Ende des anderen Wellenelements 12 mit einer dazwischen angeordneten Drehkupplung 41 verbunden sind; einen Wasserablasskanal 44, der im Inneren des anderen Wellenelements 12 ausgebildet ist; und einen Wasserzufuhrkanal 46, der aus dem einen Wellenelement 11, einem Verbindungsrohr 45 und dem anderen Wellenelement 12 ausgebildet ist. Das Kühlwasser WT, das von dem Kühlwasser-Zufuhrrohrstutzen 42 zugeführt wird, wird zu der Kühlwasser-Haltekammer 27 durch den Wasserzufuhrkanal 46 geschickt. Währenddessen wird das Kühlwasser WT in der Kühlwasser-Haltekammer 27 aus dem Kühlwasser-Ablassrohrstutzen 43 durch den Wasserablasskanal 44 abgelassen. Eine derartige Zirkulation des Kühlwassers WT lässt zu, dass der elastische Metallaußenzylinder 24 von der Innenseite durch das Kühlwasser WT, das immer ausreichend gekühlt ist, effizient gekühlt wird.
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Als nächstes erfolgt eine Beschreibung von einem Vorgang der Formgebung des Harzfilms 6 durch die oben beschriebene Filmformgebungsvorrichtung 1. Wenn die Hauptwalze 3 und die Trennwalze 5 beide gedreht und angetrieben werden, wird die Berührungswalze 4 gedreht, um der Drehung der Hauptwalze 3 zu folgen, wie durch den Pfeil in 2 angedeutet. Überdies wird der elastische Metallaußenzylinder 24 gedreht, um der Drehung der Gummiwalze 14 in der Trennwalze 5 zu folgen. Folglich wird, in dem Zustand wo die jeweiligen Walzen 3 bis 5 wie oben beschrieben gedreht werden, der Harzfilm 6 in einem geschmolzenen Zustand zwischen der Hauptwalze 3 und der Berührungswalze 4 von dem T-Formwerkzeug 2 zugeführt.
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Der Harzfilm 6 in dem geschmolzenen Zustand, der aus dem T-Formwerkzeug 2 extrudiert wird, wird einer Oberflächenverarbeitung (Spiegelpolieren, Prägen, Mustertransfer und dergleichen) an einer Position ausgesetzt, wo er zwischen der Hauptwalze 3 und der Berührungswalze 4 sandwich-artig angeordnet und gepresst wird. Der oberflächenverarbeitete Harzfilm 6 wird über einen bestimmten Wicklungsbereich entlang der äußeren peripheren Oberfläche der Hauptwalze 3 gefördert. In der letzten Hälfte des Wickelns bzw. Windens und Förderns durch die Hauptwalze 3, wird der Harzfilm 6 gegen den elastischen Metallaußenzylinder 24 der Trennwalze 5 gepresst. Danach wird die gewickelte Oberfläche von der äußeren peripheren Oberfläche der Hauptwalze 3 zu der äußeren peripheren Oberfläche des elastischen Metallaußenzylinders 24 der Trennwalze 5 bewegt. Nachfolgend wird der Harzfilm 6 um eine bestimmte Wicklungsbreite W2 entlang des elastischen Metallaußenzylinders 24 von der Trennwalze 5 gefördert. Der Harzfilm 6, der von dem T-Formwerkzeug 2 kontinuierlich zugeführt wird, wird kontinuierlich als ein Produktfilm geformt, durch kontinuierliches Durchführen der oben beschriebenen Schritte.
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Bei dem oben beschriebenen Film-Formgebungsprozess, an der Position wo der Harzfilm 6 zwischen der Hauptwalze 3 und der Berührungswalze 4 sandwich-artig angeordnet und gepresst wird, unmittelbar nachdem der Harzfilm 6 aus dem T-Formwerkzeug 2 extrudiert wird, wird eine Temperatur des Harzfilms so festgelegt, dass sie gleich einer oder höher als eine Glasumwandlungstemperatur von Harz ist. Somit lässt eine hohe Fluidität des Harzes zu, dass eine genaue Oberflächenverarbeitung durch die Hauptwalze 3 durchgeführt wird. Überdies, innerhalb des Bereiches in dem der elastische Metallaußenzylinder 24 der Trennwalze 5 gegen den Harzfilm 6 gepresst wird, in einem Zustand wo der Harzfilm 6 zwischen der Hauptwalze 3 und der Trennwalze 5 sandwich-artig angeordnet und gepresst wird, ist der elastische Metallaußenzylinder 24 der Trennwalze 5 dünn und wird leicht elastisch verformt. Überdies wird der elastische Metallaußenzylinder 24 gegen die äußere periphere Oberfläche der Hauptwalze 3 mit einer bestimmten Druckkontaktbreite W1 gepresst. Somit wird der Harzfilm 6 über die Druckkontaktbreite W1 durch den elastischen Metallaußenzylinder 24 gekühlt, der durch das Kühlwasser im Inneren gekühlt wird. Deshalb wird, an einer Position wo der Harzfilm 6 von der Hauptwalze 3 getrennt (abgezogen) wird, der Harzfilm 6 ausreichend gekühlt und seine Temperatur unter die Glasumwandlungstemperatur erniedrigt. Die Folge ist, dass die Fluidität des Harzes verloren geht und somit der Harzfilm sanft getrennt wird.
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Wie oben beschrieben dient die Trennwalze 5 auch als eine Kühleinrichtung, die ausgestaltet ist, um den Harzfilm 6 zu kühlen. Somit kann eine Oberflächenverarbeitbarkeit sowie eine Abnehmbarkeit des Harzfilms 6 verbessert werden, ohne zugeordnete Teile zum Kühlen des Harzfilms 6 zuzufügen.
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Überdies wird der von der Hauptwalze 3 getrennte Harzfilm 6 unmittelbar um den elastischen Metallaußenzylinder 24 der Trennwalze 5 über die Wicklungsbreite W2 gewickelt und gefördert. Somit, da der Harzfilm durch den dünnen elastischen Metallaußenzylinder 24 kontinuierlich gekühlt wird, gibt es einen Vorteil, dass eine Kühleffizienz besser ist als diejenige bei dem herkömmlichen Fall.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Trennwalze 5 ausgestaltet, um zuzulassen, dass die Gummiwalze 14 durch den Motor 32 gedreht und angetrieben wird. Folglich kann der Harzfilm 6 von der Hauptwalze 3 getrennt werden, während eine Spannung auf den Harzfilm 6 in eine Förderrichtung durch die Trennwalze 5 aufgebracht wird. Somit kann der Harzfilm 6 getrennt werden, ohne zu verursachen, dass der Film gebogen, faltig oder dergleichen wird.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Hauptwalze 3 auf die Temperatur gleich der oder höher als die Glasumwandlungstemperatur des Harzfilms 6 festgelegt. An der Position, wo der elastische Metallaußenzylinder 24 einen Druckkontakt mit der Hauptwalze 3 durchführt, mit dem Harzfilm 6 dazwischen angeordnet, wird die Hauptwalze 3 an der Stelle um die Druckkontaktposition durch den elastischen Metallaußenzylinder 24 gekühlt. Somit kann die Temperatur der Hauptwalze 3 temporär unter die Glasumwandlungstemperatur erniedrigt werden. Die festgelegte Temperatur der Hauptwalze 3 ist jedoch gleich der oder höher als die Glasumwandlungstemperatur des Harzes. Somit wird die Temperatur der Hauptwalze 3 zurückgesetzt, um gleich der oder höher als die Glasumwandlungstemperatur des Harzes zu sein, während die Hauptwalze in die Pressposition mit der Berührungswalze 4 gedreht wird. Folglich, wenn der Harzfilm 6 dadurch einer Oberflächenverarbeitung ausgesetzt wird, dass er zwischen der Hauptwalze 3 und der Berührungswalze 4 sandwich-artig angeordnet und gepresst wird, kann die Temperatur des Harzfilms 6 sicher beibehalten werden, um gleich der oder höher als die Glasumwandlungstemperatur zu sein. Somit kann die Oberflächenverarbeitbarkeit des Harzfilms 6 sicher verbessert werden.
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Es ist anzumerken, dass diese Anmeldung den Nutzen der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-139611 (am 25. Mai 2007 angemeldet) beansprucht, die hierdurch durch Bezugnahme hierin in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.
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Obwohl die Erfindung oben durch Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsformen werden Fachleuten angesichts der obigen Lehren einfallen. Der Bereich der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Ansprüche definiert.
