JP2008119950A - フィルム製造装置及びフィルム製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルムの品質を向上させることができるようにする。
【解決手段】回転自在に配設された第１のロールと、回転自在に配設され、第１のロールと共に、転写部ｐ１を形成し、かつ、押出樹脂１２を挟んでフィルムｆを成形する第２のロールと、第１のロールの回転方向における転写部ｐ１より上流側に、第１のロールに向けて配設された加熱装置６１と、フィルムｆを冷却する冷却装置６２と、第１のロールの温度を第１の温度にし、フィルムｆの温度を第２の温度にするための温度調整処理手段とを有する。転写部ｐ１において、押出樹脂１２が固化することがないので、転写型を十分に転写することができ、フィルムｆの転写面の品質を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィルム製造装置及びフィルム製造方法に関するものである。

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。

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（例えば、特許文献１参照。）。
特開平３−１２４４２５号公報

しかしながら、前記従来のフィルム製造装置においては、フィルムが光学用として使用される場合、フィルムに、歪みが少なく、光学的に良質な転写面を形成することができない。

すなわち、転写型には、表面に凹凸のないフラット転写型、及び表面に微細パターンが形成された意匠転写型があり、フラット転写型が転写されたフィルムには、凹凸のない平坦な転写面が形成され、意匠転写型が転写されたフィルムには、微細な凹凸から成る転写面が形成される。

ところが、いずれのフィルムにおいても、主ロールからフィルムを剥離させるときに、フィルムを構成する樹脂の温度がガラス転移点Ｔｇ以上であると、転写面において、転写型の形状を十分に保持することができず、フィルムの品質が低下してしまう。

また、主ロール及び従ロールによって押出樹脂を挟むときに、樹脂の温度がガラス転移点Ｔｇより低い場合、押出樹脂が固化してしまうので、押出樹脂を転写型に十分に密着させることができない。したがって、転写型を十分に転写することができず、フィルムの品質が低下してしまう。

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、フィルムの品質を向上させることができるフィルム製造装置及びフィルム製造方法を提供することを目的とする。

そのために、本発明のフィルム製造装置においては、回転自在に配設された第１のロールと、回転自在に配設され、第１のロールと共に、転写部を形成し、かつ、押出樹脂を挟んでフィルムを成形する第２のロールと、前記第１のロールの回転方向における転写部より上流側に、第１のロールに向けて配設された加熱装置と、前記フィルムを冷却する冷却装置と、前記第１のロールの温度を第１の温度にし、フィルムの温度を第２の温度にするための温度調整処理手段とを有する。

本発明によれば、フィルム製造装置においては、回転自在に配設された第１のロールと、回転自在に配設され、第１のロールと共に、転写部を形成し、かつ、押出樹脂を挟んでフィルムを成形する第２のロールと、前記第１のロールの回転方向における転写部より上流側に、第１のロールに向けて配設された加熱装置と、前記フィルムを冷却する冷却装置と、前記第１のロールの温度を第１の温度にし、フィルムの温度を第２の温度にするための温度調整処理手段とを有する。

この場合、該温度調整処理手段は、第１のロールの温度を第１の温度にし、フィルムの温度を第２の温度にする。したがって、転写部において、押出樹脂が固化することがないので、押出樹脂を転写型に十分に密着させることができる。その結果、転写型を十分に転写することができ、フィルムの転写面の品質を向上させることができる。

また、フィルムが分離部に到達する時点でフィルムの温度を第２の温度にすることができる。したがって、フィルムの転写面において、転写型の形状を十分に保持することができるので、フィルムを転写型から剥離させたときに、転写面の品質を向上させることができる。

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。

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システムの概念図、図２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要部を示す断面図である。

図において、１１はダイであり、該ダイ１１は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に供給され、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、次の工程に送られる。

そのために、前記フィルム製造装置１３は、ロールユニット２０を備え、該ロールユニット２０は、回転自在に配設され、外周面に図示されない転写型が形成された第１のロールとしての主ロール１４、回転自在に配設され、該主ロール１４の矢印Ａ方向の回転に伴って従動し、矢印Ｂ方向に回転させられる第２のロールとしての押圧用の従ロール１５、前記主ロール１４を回転自在に支持する図示されない支持軸、前記従ロール１５を回転自在に支持する支持軸等を備える。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。

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。前記主ロール１４は従ロール１５と対向させて配設され、主ロール１４と従ロール１５との間に転写部ｐ１が形成される。なお、本実施の形態においては、主ロール１４の外周面に転写型を形成するようになっているが、必要に応じて従ロール１５の外周面に転写型を形成したり、主ロール１４及び従ロール１５の両方の外周面に転写型を形成したりすることができる。

前記主ロール１４は、円筒状の形状を有する筒状体としてのスリーブ８１、及び該スリーブ８１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、該閉鎖部材は、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図示されない外側軸部を有する。該外側軸部は、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。

前記スリーブ８１は、断熱性の高い材料、本実施の形態においては、ゴム材料から成る断熱層８５、及び該断熱層８５より径方向外方に配設され、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る伝熱層８６を備える。

そして、前記スリーブ８１より径方向内方には、スリーブ８１及び閉鎖部材によって包囲された円柱状の冷却媒体収容室８７が形成され、該冷却媒体収容室８７に冷却媒体としての図示されない水が供給され、主ロール１４を冷却してガラス転移点Ｔｇ＋５０〔℃〕以下の温度Ｔｍにする。

そのために、前記閉鎖部材に冷却媒体流路が形成され、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、冷却媒体流路を介して冷却媒体収容室８７に供給され、スリーブ８１を冷却した後、主ロール１４の他端側において、冷却媒体流路を介して排出され、前記冷却媒体供給装置に戻される。

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。

また、従ロール１５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、かつ、円筒状の形状を有する筒状体としての図示されないスリーブ、及び該スリーブ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、前記従ロール１５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水が供給され、従ロール１５を冷却して前記温度Ｔｍにする。

そして、前記主ロール１４の回転方向における転写部ｐ１より上流側に、主ロール１４に向けて加熱装置６１が、転写部ｐ１と隣接させて配設され、主ロール１４及び転写型を加熱する。本実施の形態において、加熱装置６１は、誘導加熱装置から成り、誘導加熱によって主ロール１４及び転写型を加熱する。そのために、前記加熱装置６１が、高周波電流を発生させ、磁界を形成すると、伝熱層８６に、磁界を打ち消すような方向にうず電流が発生する。そして、該うず電流及び伝熱層８６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。

この場合、うず電流は、表皮効果によって、表面に近い部分ほど多く流れるので、冷却媒体収容室８７の表面だけを第１の温度Ｔｓ
Ｔｇ−５０〔℃〕＜Ｔｓ≦Ｔｇ＋５０〔℃〕
にすることができる。したがって、伝熱層８６より径方向内方に配設された断熱層８５が加熱されるのを抑制することができる。

そのために、前記主ロール１４の回転方向における転写部ｐ１より上流側に、転写部ｐ１の近傍には、主ロール１４の温度を検出するための、第１の温度検出部としての温度センサ６３が配設される。そして、図示されない制御部の温度調整処理手段（温度調整処理部）は、温度調整処理を行い、前記温度センサ６３のセンサ出力を読み込み、主ロール１４の温度を検出し、加熱装置６１による加熱量、本実施の形態においては、加熱装置６１によって発生させられる高周波電流を制御し、主ロール１４の温度を第１の目標温度である第１の温度Ｔｓにすることができる。

また、前記主ロール１４の回転方向における転写部ｐ１より下流側に、主ロール１４に向けて冷却装置６２が、転写部ｐ１と隣接させて配設され、主ロール１４を冷却する。本実施の形態において、冷却装置６２は、送風装置から成り、冷却風を発生させ、冷却風によってフィルムｆを冷却して前記温度Ｔｍにする。また、前記主ロール１４の回転方向における冷却装置６２より下流側に、冷却されたフィルムｆを主ロール１４から分離させるために、剥離部としての分離部ｐ２が形成される。

そして、主ロール１４の回転方向、すなわち、フィルムｆの搬送方向における分離部ｐ２より上流側の、分離部ｐ２の近傍には、フィルムｆの温度を検出するための、第２の温度検出部としての温度センサ６４が配設される。前記温度調整処理手段は、前記温度センサ６４のセンサ出力を読み込み、フィルムｆの温度を検出し、冷却装置６２による冷却量、本実施の形態においては、冷却装置６２によって発生させられる冷却風の風量を制御し、フィルムｆの温度をガラス転移点Ｔｇ以下の第２の目標温度である第２の温度Ｔｃにすることができる。

Ｔｇ−１００〔℃〕≦Ｔｃ≦Ｔｇ
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。

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及び従ロール１５は押出樹脂１２を両側から挟み、所定の厚さのフィルムｆを成形するとともに、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、主ロール１４の表面が、加熱装置６１によって加熱され、温度調整処理手段によって、前記第１の温度Ｔｓにされているので、押出樹脂１２を同じ第１の温度Ｔｓにすることができる。

なお、本実施の形態においては、加熱装置６１が転写部ｐ１の近傍に配設されるので、加熱された部分が転写部ｐ１に到達するまでに主ロール１４の表面の温度が低くなることはなく、前記第１の温度Ｔｓを維持することができる。したがって、転写部ｐ１において、押出樹脂１２が固化することがないので、押出樹脂１２を転写型に十分に密着させることができる。その結果、転写型を十分に転写することができ、フィルムｆの転写面の品質を向上させることができる。また、加熱装置６１における主ロール１４を加熱するために必要なエネルギーを小さくすることができるので、フィルム製造装置１３のコストを低くすることができる。

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る。そして、フィルムｆの表面が、冷却装置６２によって冷却され、温度調整処理手段によって、前記温度Ｔｍにされているので、フィルムｆが分離部ｐ２に到達する時点でフィルムｆの温度を第２の温度Ｔｃにすることができる。

そして、転写部ｐ１から離れた後、分離部ｐ２に到達するまでの間、フィルムｆと主ロール１４とが接触した状態に置かれるので、フィルムｆの転写面において、転写型の形状を十分に保持することができる。

したがって、分離部ｐ２で主ロール１４からフィルムｆを剥離させたときに、転写面の品質を向上させることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図３は本発明の第２の実施の形態におけるロールユニットを示す図、図４は本発明の第２の実施の形態におけるロールユニットの断面図である。

図に示されるように、フィルム製造装置１３はロールユニット２０を備え、該ロールユニット２０は、第１のロールとしての主ロール１４、第２のロールとしての押圧用の従ロール１５、前記主ロール１４を回転自在に支持する支持ユニット１６、前記従ロール１５を回転自在に支持する支持軸１７等を備える。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。

前記主ロール１４は、第１の筒状体としての、かつ、外側筒状体としてのフレキシブルスリーブ２１、該フレキシブルスリーブ２１の両端を閉鎖する閉鎖部材２２、前記フレキシブルスリーブ２１内において、フレキシブルスリーブ２１の回転に伴って従動する第２の筒状体としての、かつ、内側筒状体としてのラバーロール２３等を備える。

前記支持ユニット１６は、フィルム製造装置１３の図示されないフレーム等に固定され、主ロール１４の両端において、前記閉鎖部材２２を回転自在に支持する第１の軸部２５、及び該各第１の軸部２５間に配設され、前記ラバーロール２３を回転自在に支持する第２の軸部２６を備える。

前記ラバーロール２３はフレキシブルスリーブ２１に対して従ロール１５側に偏心させて配設され、そのために、第２の軸部２６の軸心は第１の軸部２５の軸心に対して従ロール１５側に偏心させられる。

前記フレキシブルスリーブ２１は、弾性変形が可能な厚さを有し、直径が２００〔ｍｍ〕以上、かつ、６００〔ｍｍ〕以下の範囲の寸法を有するとともに、弾性及び可撓性を有し、かつ、熱伝導性の高い材料、本実施の形態においては、金属等から成る。

また、前記閉鎖部材２２は、図示されないギヤが取り付けられ、円形の形状を有するフランジ部３１、該フランジ部３１の外周縁においてフランジ部３１に取り付けられた環状の押え部材３２、及び前記フランジ部３１の外周縁に固定された環状の受け部材としての楔材３３を備える。前記フランジ部３１、押え部材３２及び楔材３３はいずれも剛性を有する材料、本実施の形態においては、金属等によって形成される。

前記フランジ部３１は、第１の軸部２５に対して回転自在に配設され、図示されない駆動部としてのモータに連結される。したがって、該モータを駆動すると、図４に示されるように、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、従ロール１５が前記主ロール１４の周速度と等しい周速度で矢印Ｂ方向に回転させられる。

また、ラバーロール２３は、剛性を有する材料、本実施の形態においては、金属等によって形成された筒状体３５、並びに該筒状体３５上に被覆され、かつ、弾性及び可撓性を有する材料、本実施の形態においては、シリコーンゴムから成る筒状の被覆層３６を備える。前記ラバーロール２３は、第２の軸部２６に対して回転自在に配設される。

本実施の形態において、前述されたように、主ロール１４においては、フレキシブルスリーブ２１に対して従ロール１５側に偏心させて配設され、通常の状態で、図４に示されるように、従ロール１５側の部分でフレキシブルスリーブ２１の内周面と被覆層３６の外周面とが接触させられる。したがって、前述されたように、主ロール１４が矢印Ａ方向に回転させられるのに伴ってフレキシブルスリーブ２１が回転させられると、フレキシブルスリーブ２１とラバーロール２３との摩擦によって、ラバーロール２３は従動して同じ方向に回転させられる。

前記主ロール１４内には、フレキシブルスリーブ２１、閉鎖部材２２、支持ユニット１６及びラバーロール２３によって包囲された空間に、円柱状の冷却媒体収容室８７（図２）が形成され、該冷却媒体収容室８７に冷却媒体としての図示されない水が供給され、主ロール１４を冷却することができるようになっている。そのために、前記第１の軸部２５には、図示されない冷却媒体流路が形成され、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、冷却媒体流路に供給され、冷却媒体収容室８７に供給され、フレキシブルスリーブ２１を前記温度Ｔｍに冷却した後、主ロール１４の他端側において、冷却媒体流路を介して排出され、前記冷却媒体供給装置に戻される。

また、従ロール１５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、かつ、円筒状の形状を有する筒状体としてのスリーブ８３、及び該スリーブ８３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、前記従ロール１５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水が供給され、従ロール１５を前記温度Ｔｍに冷却する。

ところで、本実施の形態においても、前記主ロール１４の回転方向における転写部ｐ１より上流側に、主ロール１４に向けて加熱装置６１が、転写部ｐ１と隣接させて配設され、主ロール１４及び転写型を加熱し、前記主ロール１４の回転方向における転写部ｐ１より下流側に、主ロール１４に向けて転写部ｐ１の近傍に、冷却装置６２が、転写部ｐ１と隣接させて配設され、主ロール１４を冷却する。

そして、前記加熱装置６１において高周波電流を発生させ、磁界を形成すると、フレキシブルスリーブ２１に、磁界を打ち消すような方向にうず電流が発生する。該うず電流及びフレキシブルスリーブ２１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。

そして、前述されたように、うず電流は、表皮効果によって、表面に近い部分ほど多く流れるので、フレキシブルスリーブ２１だけを第１の温度Ｔｓにすることができる。したがって、フレキシブルスリーブ２１より径方向内方に配設されたラバーロール２３が加熱されるのを抑制することができる。

この場合、前記加熱装置６１は、フレキシブルスリーブ２１だけを加熱し、しかも、フレキシブルスリーブ２１は弾性変形が可能なだけの厚さを有し、熱容量が極めて小さいので、フレキシブルスリーブ２１を急速に加熱することができる。したがって、加熱装置６１を転写部ｐ１に近接させることができるだけでなく、主ロール１４の外径を小さくすることができるので、フィルム製造装置１３を小型化することができる。また、加熱装置６１におけるフレキシブルスリーブ２１を加熱するために必要なエネルギーを小さくすることができるので、フィルム製造装置１３のコストを低くすることができる。

また、フレキシブルスリーブ２１の熱容量が極めて小さいので、冷却装置６２が、冷却風を発生させ、冷却風によってフィルムｆを冷却する際に、フレキシブルスリーブ２１を急速に冷却することができる。したがって、冷却装置６２を転写部ｐ１に近接させることができるだけでなく、主ロール１４の外径を小さくすることができるので、フィルム製造装置１３を小型化することができる。また、冷却装置６２におけるフィルムｆを冷却するために必要なエネルギーを小さくすることができるので、フィルム製造装置１３のコストを低くすることができる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１、第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図５は本発明の第３の実施の形態におけるフィルム製造システムの概念図、図６は本発明の第３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。

この場合、フィルム製造装置１３は、ロールユニット２０を備え、該ロールユニット２０は、第１のロールとしての、かつ、ラバーロールとしての主ロール４１、該主ロール４１と所定の距離を置いて配設された冷却用のロールとして冷却ロール４２、前記主ロール４１と冷却ロール４２との間に張設されたベルト４３、該ベルト４３が蛇行したときに、蛇行を矯正する矯正ロール４４等を備える。前記主ロール４１は、図示されない駆動部としてのモータに連結され、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４３は前記主ロール４１が回転するのに伴って、所定の走行速度で走行させられ、冷却ロール４２は前記ベルト４３の走行に伴って、従動して回転させられる。

また、前記ロールユニット２０は、第２のロールとしての従ロール１５、剥離用のロール１８等を備える。

前記主ロール４１は、弾性変形が可能な厚さを有し、直径が２００〔ｍｍ〕以上、かつ、６００〔ｍｍ〕以下の範囲の熱伝導性の高い材料、本実施の形態においては、金属から成る筒状体としてのフレキシブルスリーブ５１、及び該フレキシブルスリーブ５１の両端を閉鎖する閉鎖部材５２を備え、該閉鎖部材５２は、フレキシブルスリーブ５１の両端に配設され、円形の形状を有するフランジ部５４、該フランジ部５４の中心から閉鎖部材５２内に向けて軸方向に延び、両端のフランジ部５４間を連結する内側軸部５５、及び前記フランジ部５４の中心から外方に向けて軸方向に延びる外側軸部５６を備える。該外側軸部５６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。

前記閉鎖部材５２には、外側軸部５６及びフランジ部５４内を抜け、内側軸部５５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５７が形成され、該冷却媒体流路５７の一端は外側軸部５６の端面に開口させられ、冷却媒体流路３５の他端は、内側軸部５５の外周面の複数箇所、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、図示されない冷却媒体供給装置から送られた冷却媒体としての図示されない水は、冷却媒体収容室５８に供給され、フレキシブルスリーブ５１を前記温度Ｔｍに冷却する。

前記冷却媒体供給装置は、水の温度を一定の値にする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。

また、前記冷却ロール４２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筒状体としての図示されないスリーブ、及び該スリーブ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４２にも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水が供給され、冷却ロール４２を前記温度Ｔｍに冷却する。

ところで、前記冷却ロール４２の回転軸は、主ロール４１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、主ロール４１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４３に所定の張力を発生させることができる。

また、前記ベルト４３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、金属から成るシームレスベルトによって形成され、厚さが０．２〔ｍｍ〕以上、かつ、１．０〔ｍｍ〕以下の範囲にされる。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、表面は鏡面にされ、平滑にされる。

前記モータを駆動すると、主ロール４１が所定の周速度で矢印Ａ方向に回転させられ、同様に、従ロール１５が前記周速度で矢印Ｂ方向に回転させられ、ベルト４３は前記周速度で矢印Ｃ方向に走行させられ、冷却ロール４２は前記周速度で従動して矢印Ｄ方向に回転させられる。

前記従ロール１５は前記ベルト４３を介して主ロール４１と対向させて配設され、ベルト４３と従ロール１５との間に転写部ｐ１が形成される。そして、前記ベルト４３の走行方向における転写部ｐ１より上流側に、主ロール４１に向けて加熱装置６１が、転写部ｐ１と隣接させて、かつ、ベルト４３と対向させて配設され、ベルト４３及び転写型を加熱する。

そして、前記加熱装置６１において高周波電流を発生させ、磁界を形成すると、ベルト４３に、磁界を打ち消すような方向にうず電流が発生する。該うず電流及びベルト４３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。

また、前述されたように、うず電流は、表皮効果によって、表面に近い部分ほど多く流れるので、ベルト４３だけを第１の温度Ｔｓにすることができる。したがって、ベルト４３より径方向内方に配設された主ロール４１が加熱されるのを抑制することができる。

前記転写部ｐ１の近傍には、ベルト４３の温度を検出するために、第１の温度検出部としての温度センサ６３が配設される。そして、前記制御部の温度調整処理手段は、前記温度センサ６３のセンサ出力を読み込み、ベルト４３の温度を検出し、加熱装置６１によって発生させられる高周波電流を制御し、ベルト４３を第１の温度Ｔｓにすることができる。

また、前記ベルト４３の走行方向における転写部ｐ１より下流側に、主ロール４１に向けて冷却装置６２が、転写部ｐ１と隣接させて、かつ、ベルト４３と対向させて配設され、フィルムｆを冷却する。そして、冷却ロール４２の回転方向、すなわち、フィルムｆの搬送方向における、ベルト４３が冷却ロール４２から離れる剥離部としての分離部ｐ５より上流側の、分離部ｐ５の近傍には、フィルムｆの温度を検出するために、第２の温度検出部としての温度センサ６４が配設される。

前記温度調整処理手段は、前記温度センサ６４のセンサ出力を読み込み、フィルムｆの温度を検出し、冷却装置６２によって発生させられる冷却風の風量を制御し、フィルムｆの温度を前記温度Ｔｍにすることができる。

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。

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、従ロール１５及び主ロール４１は押出樹脂１２を両側から挟み、所定の厚さのフィルムｆにするとともに、ベルト４３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４３も転写部ｐ１に進入するが、ベルト４３の表面が加熱装置６１によって加熱され、第１の温度Ｔｓになっているので、押出樹脂１２を同じ第１の温度Ｔｓにすることができる。

本実施の形態においては、加熱装置６１が転写部ｐ１の近傍に配設されるので、ベルト４３が転写部ｐ１に到達するまでにベルト４３の表面の温度が低くなることはなく、第１の温度Ｔｓに維持することができる。したがって、転写部ｐ１において、押出樹脂１２が固化することがないので、押出樹脂１２を転写型に十分に密着させることができる。その結果、転写型を十分に転写することができ、フィルムｆの転写面の品質を向上させることができる。また、加熱装置６１におけるベルト４３を加熱するために必要なエネルギーを小さくすることができるので、フィルム製造装置１３のコストを低くすることができる。

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４１の外周面に沿って、かつ、主ロール４１に巻き付けられてベルト４３と共に搬送され、その間に、冷却装置６２は、冷却風によってフィルムｆを冷却する。

その後、フィルムｆは、ベルト４３が主ロール４１から離れる分離部ｐ２で主ロール４１から離れ、ベルト４３と共に冷却ロール４２に向けて搬送され、ベルト４３が冷却ロール４２と合流する合流部ｐ４で冷却ロール４２と合流し、冷却ロール４２の外周面に沿って、かつ、冷却ロール４２に巻き付けられてベルト４３と共に更に搬送される。そして、分離部ｐ５で、フィルムｆは、冷却ロール４２から離れるとともに、ベルト４３から剥離させられる。

そのために、前記分離部ｐ５に、ベルト４３を介して冷却ロール４２と対向させて、前記ロール１８が矢印Ｅ方向に回転自在に配設される。したがって、ベルト４３から剥離させられたフィルムｆは、ロール１８に沿って、かつ、ロール１８に巻き付けられて搬送された後、分離部ｐ６でロール１８から離れ、次の工程に送られる。

ところで、前記主ロール４１及び冷却ロール４２は、前述されたように水によって冷却されるので、前記フィルムｆは、ベルト４３と共に、主ロール４１に巻き付けられて搬送される間、及び冷却ロール４２に巻き付けられて搬送される間に冷却され、第２の温度Ｔｃになる。

この場合、前述されたように、加熱装置６１によって誘導加熱が行われ、ベルト４３だけが加熱されるので、主ロール４１はほとんど加熱されない。したがって、フィルムｆがベルト４３と共に、転写部ｐ１から離れると、直ちに、主ロール４１による冷却が開始されるので、フィルムｆの温度は、分離部ｐ５に到達するまでに、十分に低くなり、確実にガラス転移点Ｔｇより低い第２の温度Ｔｃにすることができる。

しかも、転写部ｐ１から離れた後、分離部ｐ５に到達するまでの間、フィルムｆとベルト４３とが接触した状態に置かれるので、フィルムｆの転写面において、転写型の形状を十分に保持することができる。

したがって、分離部ｐ５でベルト４３からフィルムｆを剥離させたときに、転写面の品質を向上させることができる。

なお、主ロール４１と冷却ロール４２とは、互いに平行に配設されるようになっているが、平行度が十分に高くなかったり、又は、主ロール４１、冷却ロール４２、ベルト４３等に外力が加わったりすると、ベルト４３が蛇行することがある。そこで、ベルト４３の走行方向における冷却ロール４２より下流側で、主ロール４１より上流側に、ベルト４３の蛇行を検出する蛇行検出部としての蛇行センサ６７が配設される。該蛇行センサ６７はベルト４３の外周面側及び内周面側の一方に配設された発光部、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、発光部で発光させられた帯状の光のうちのベルト４３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４３の蛇行を検出する。

また、前記ベルト４３の走行方向における蛇行センサ６７より下流側で、主ロール４１より上流側に、ベルト４３の蛇行を矯正する矯正ロール４４が配設される。該矯正ロール４４は矢印Ｆ方向に回転させられ、回転軸の一端はフィルム製造装置１３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６８によってベルト４３の走行方向に対して直角の方向に移動させられる。前記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６７によってベルト４３の蛇行が検出されると、アクチュエータ６８を作動させ、前記矯正ロール４４の他端を移動させ、矯正ロール４４を傾ける。したがって、ベルト４３は矯正ロール４４の軸方向に移動し、所定の位置に置かれる。このようにして、ベルト４３の蛇行を矯正することができる。

このように、本実施の形態においては、前記加熱装置６１は、ベルト４３だけを加熱し、しかも、ベルト４３は弾性変形が可能なだけの厚さを有し、熱容量が極めて小さいので、ベルト４３を急速に加熱することができる。したがって、加熱装置６１を転写部ｐ１に近接させることができるだけでなく、フレキシブルスリーブ５１の外径を小さくすることができるので、フィルム製造装置１３を小型化することができる。また、加熱装置６１におけるベルト４３を加熱するために必要なエネルギーを小さくすることができるので、フィルム製造装置１３のコストを低くすることができる。

また、ベルト４３の熱容量が極めて小さいので、冷却装置６２が、冷却風を発生させ、冷却風によってフィルムｆを冷却する際に、ベルト４３を急速に冷却することができる。したがって、冷却装置６２を転写部ｐ１に近接させることができるだけでなく、主ロール４１の外径を小さくすることができるので、フィルム製造装置１３を小型化することができる。また、冷却装置６２におけるフィルムｆを冷却するために必要なエネルギーを小さくすることができるので、フィルム製造装置１３のコストを低くすることができる。

前記第１、第２の実施の形態における主ロール１４の外周面、及び第３の実施の形態におけるベルト４３の外周面の表面型は、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意匠転写型を主ロール１４の外周面、及びベルト４３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には、微細な凹凸から成る転写面が形成される。

前記意匠転写型が転写されたフィルムは、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。

本実施の形態においては、第２のロールとして従ロール１５が使用され、該従ロール１５は主ロール１４、４１が回転させられるのに伴って従動するようになっているが、従ロール１５に代えて、駆動部としてのモータに接続されたロールを駆動ロールとして使用し、前記モータによって発生させられた回転を駆動ロールに伝達することができる。また、主ロール１４、４１に代えて、モータに接続されないロールを使用することができる。

また、本実施の形態においては、冷却装置６２は主ロール１４、４１と対向させて配設されるようになっているが、主ロール１４、４１内の冷却媒体収容室５８、８７、従ロール１５及び冷却ロール４２内の冷却媒体収容室を冷却装置として使用することができる。その場合、温度調整処理手段は、冷却媒体収容室に供給される冷却媒体の量を制御して、フィルムｆを第２の温度Ｔｃにすることができる。

なお、本発明は前記各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。

本発明の第１の実施の形態におけるフィルム製造システムの概念図である。 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要部を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態におけるロールユニットを示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるロールユニットの断面図である。 本発明の第３の実施の形態におけるフィルム製造システムの概念図である。 本発明の第３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。

符号の説明

１２ 押出樹脂
１３ フィルム製造装置
１４、４１ 主ロール
１５ 従ロール
４３ ベルト
６１ 加熱装置
６２ 冷却装置
ｆ フィルム
ｐ１ 転写部

Claims (6)

1. （ａ）回転自在に配設された第１のロールと、
   （ｂ）回転自在に配設され、第１のロールと共に、転写部を形成し、かつ、押出樹脂を挟んでフィルムを成形する第２のロールと、
   （ｃ）前記第１のロールの回転方向における転写部より上流側に、第１のロールに向けて配設された加熱装置と、
   （ｄ）前記フィルムを冷却する冷却装置と、
   （ｅ）前記第１のロールの温度を第１の温度にし、フィルムの温度を第２の温度にするための温度調整処理手段とを有することを特徴とするフィルム製造装置。
2. 前記第１のロールは、弾性変形が可能な厚さを有し、熱伝導性の高い材料から成る請求項１に記載のフィルム製造装置。
3. 前記第１のロールの外周面に転写型が形成される請求項１又は２に記載のフィルム製造装置。
4. （ａ）前記第１、第２のロール間に、弾性変形が可能な厚さを有し、熱伝導性の高い材料から成るベルトが張設され、
   （ｂ）該ベルトの外周面に転写型が形成される請求項１に記載のフィルム製造装置。
5. 前記加熱装置は誘導加熱によって転写型を加熱する請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルム製造装置。
6. 回転自在に配設された第１のロール、回転自在に配設され、第１のロールと共に、転写部を形成し、かつ、押出樹脂を挟んでフィルムを成形する第２のロール、前記第１のロールの回転方向における転写部より上流側に、第１のロールに向けて配設された加熱装置、及び前記フィルムを冷却する冷却装置を有するフィルム製造装置のフィルム製造方法において、
   前記第１のロールの温度を第１の温度にし、フィルムの温度を第２の温度にすることを特徴とするフィルム製造方法。

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