成形ロール、薄膜形成装置および薄膜形成方法

【課題】簡単な構造によりクラウン調整可能な成形ロール、薄膜形成装置および薄膜形成方法を提供する。
【解決手段】本発明の成形ロールは、外セル１は外セル１の両端部に中空構造の中空軸６が設けられ、中空軸６は成形ロール２０の両側に配置された軸受３６により回転可能に支持され、少なくとも、成形ロール２０を駆動する駆動手段が接続された駆動側の軸受３６は軸受箱３９に収納されている。内ロール２は偏心半径Ｒ２の２つのボス部４４を有する内ロール軸４の各ボス部４４で回転可能に支持され、内ロール軸４の両端は、偏心半径Ｒ１の穴１２ａが形成されたクラウン調整カム１２の穴１２ａに挿通している。各クラウン調整カム１２は、中空軸６内の、軸受３６と同心の軸受３８により回転可能に支持されている。各クラウン調整カム１２の回転角度を変更することで、内ロール２の軸心位置が半径方向に調整される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート材の成形加工等に用いられる成形ロールに関し、特にクラウン調整可能な成形ロールに関する。また、当該成形ロールを有する薄膜形成装置および当該薄膜形成装置を用いた薄膜形成方法とに関する。
【０００２】
なお、本発明に関して、「線圧」とは１対のロールを押し当てた時の長さ１（ｃｍ）あたりの力（Ｎ）をいい、ニップ圧ともいう。また本発明に関して、「クラウン」とは、１対のロールを押し当てるとロールがたわみ、ロール幅の中心の線圧が小さくなるので、ロール外径をあらかじめ中央を端部より太くすることをいう。クラウン加工することにより、荷重をかけたときに幅方向に均一な線圧が得られる。ロールの中央と端部の直径をＤ１，Ｄ２とするとクラウンＣ＝Ｄ１−Ｄ２（直径の差）となる。従って、半径分のクラウンはＣ／２となる。
【背景技術】
【０００３】
従来、長尺のシート状材料を１対のロールで加圧成形するロールとしては、油圧均等圧を利用したロールや多数の油圧ピストンを利用したクラウン調整ロールなどが開示されている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
また、樹脂フィルム・シート製造用のロールとしては、特許文献３に、弾性変形可能な薄い金属薄膜からなる外円筒と、外円筒内部に弾性変形及び回転可能な弾性体ロールを備えた成形用ロールが開示されている。また、特許文献４には薄肉外筒厚さｔをロール半径の０．０３以下にした２重管ロールが開示されている。
【０００５】
また、特許文献５にはロールクラウン量を偏心カムで調整してゴム被覆ロールの曲がりを調整し、搬送シートの蛇行やシワの発生を防止するロールが開示されている。
【特許文献１】特公昭５８−４６５９９号公報
【特許文献２】特開平６−６５８８９号公報
【特許文献３】特許３４２２７９８号公報
【特許文献４】特開平１１−２３５７４７号公報
【特許文献５】特開平２−２５５２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示されたロールの場合、均一ニップを得ることができるが、油圧装置が必要で装置が大型になりコストが高価な設備になる。
【０００７】
また、特許文献３に開示されたロールの場合、外筒を１ｍｍ程度の薄いセルとして相手成形ロールに柔らかく巻きつくような成形ができ、薄肉シートが成形できるが、図１５、１６において具体的な外セルの駆動手段がない。また内ロールで外セルをバックアップする図１６において線圧を大きくすると外セルの変形が大きくなり寿命が短くなる。あらかじめ内ロールを外セルに押しつけておくとゴムや外セルが部分的に永久変形して精密成形シートを形成することができない。
【０００８】
特許文献４に開示されたロールの場合、薄肉精密シート成形用として、２重管ロールで外筒を薄肉厚さにした成形ロールであるが線圧（ニップ圧）を変えた場合、幅方向に均等な圧力が得られない問題点がある。また、線圧を２倍にすると外セルの応力は幅方向で異なるが平均して２倍になり、またロール端部分では６倍にもなり、耐久性が悪くなるので線圧の調整幅が狭い。従って成形するシートの厚さ、材料の変化に応じてニップ圧を変更する要求に適応できない。また、線圧荷重を外筒の端部で負担するので線圧を大きくできない。また、クラウン調整もできない。
【０００９】
特許文献５に開示されたロールの場合、ゴムの熱伝導率が悪く、ロール内部の熱が伝達できないのでシート材料をゴムロール側から冷却・加熱できない。またセルの駆動手段がない。
【００１０】
そこで本発明は、簡単な構造によりクラウン調整可能な成形ロール、薄膜形成装置および薄膜形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため本発明の成形ロールは、外セルと、外セル内に設けられた内ロールと、内ロールを被覆するゴムとを有する二重管構造の成形ロールにおいて、外セルは外セルの両端部に中空構造の中空軸が設けられており、中空軸は成形ロールの両側に配置された軸受によって回転可能に支持されており、少なくとも、成形ロールを駆動する駆動手段が接続された駆動側の軸受は、軸受箱に収納されており、内ロールは偏心半径Ｒ２の２つのボス部を有する内ロール軸の各ボス部で回転可能に支持されており、内ロール軸の両端は、偏心半径Ｒ１の穴が形成されたクラウン調整カムの穴に挿通しており、各クラウン調整カムは、中空軸内に設けられた、軸受と同心の軸受により回転可能に支持されており、各クラウン調整カムの回転角度を変更することで、内ロールの軸心位置が半径方向に調整されることを特徴とする。
【００１２】
上記の通りの本発明の成形ロールは、クラウン調整カムを内ロール軸の両端に備えており、これらクラウン調整カムによって内ロールの軸心位置を半径方向に調整することでクラウン量を調整することができる。このため、クラウン調整のための油圧装置を外セル内に設ける必要がなく、簡単な構造でクラウン量の調整が可能となる。また、外セルの幅方向に均一な線圧を得るために、内ロール軸の両端のクラウン調整カムを個別に調整することも可能である。
【００１３】
また、本発明の成形ロールのクラウン調整カムは、穴の半径方向に延びたカムレバーと、カムレバーの先端部に、内ロール軸の軸方向に摺動可能な固定ピンとを有し、軸受箱には、固定ピンが差し込まれる複数の穴が内ロール軸の周方向に形成されており、カムレバーを回転させることでクラウン調整カムの回転角度が変更され、固定ピンを穴に差し込むことでクラウン調整カムの回転角度が位置決めされるものであってもよい。
【００１４】
あるいは本発明の成形ロールのクラウン調整カムは、その外周にはクラウン調整ギアが設けられており、クラウン調整ギアをモータで回転駆動することでクラウン調整カムの回転角度が変更されるものであってもよい。
【００１５】
また、本発明の成形ロールの内ロール軸は、内ロール軸自体の回転を阻止する回転固定装置を有するものであってもよい。
【００１６】
また、本発明の成形ロールの内ロール軸には温調液が流れる流路と、温調液が流出入する穴とが形成されているものであってもよい。本構成の場合、外セルの内部は温調液が巡回して満たされるので外セルの温度を一定に保つことができる。よって、内ロールに被覆されたゴムの熱伝導率に影響されることなく、シート材料を冷却・加熱することができる。
【００１７】
また、本発明の成形ロールの軸受は、成形ロールの両側に配置された軸受箱に収納されており、駆動側とは反対側となる操作側に設けられた軸受は、軸受と同心かつ軸芯方向で成形ロール側にずらした位置であるとともにクラウン調整カムの外周および中空軸の内周に接する位置に配置されているものであってもよい。
【００１８】
本発明の薄膜形成装置は、Ｔダイから押し出される溶融樹脂を複数の成形ロールで狭圧することで薄膜を形成する薄膜形成装置において、本発明の成形ロールと、成形ロールに対向して固定配置された成形ロールとを有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の薄膜形成装置は、成形ロールを回転支持する各軸受箱を、成形ロールの方向に摺動させる押付け調整装置を有するものであってもよい。
【００２０】
本発明の薄膜形成装置は、また、中空軸を直接駆動するダイレクトドライブモータを有するものであってもよい。この構成の場合、外セルを駆動できるので、ニップロール２本共に駆動するのが条件となる厚いシートの成形に好適であり、また、樹脂成形シートの厚さ方向にせん断ひずみを与えずに成形でき、光学用途のシートが成形できる。
【００２１】
本発明の薄膜形成方法は、Ｔダイから押し出される溶融樹脂を複数の成形ロールで狭圧することで薄膜を形成する薄膜形成方法において、本発明の薄膜形成装置の成形ロールのクラウンおよび線圧分布を各クラウン調整カムの回転角度を変更することで調整する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の成形ロールはクラウン調整カムを内ロール軸の両端に備えており、これらクラウン調整カムによって内ロールの軸心位置を半径方向に調整することでクラウン量を調整することができる。このため、簡単な構造でクラウン量の調整が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１に本実施形態の成形ロールの適用例であるフィルム成形機の構成を示す。また、図２に図１に示す成形ロール２０のＡ−Ａ線における断面図を、図３にクラウン調整用の穴の配置を示す図２におけるＢＢ方向の矢視図を、それぞれ示す。
【００２４】
本実施形態のフィルム成形機は、Ｔダイ２４と、本発明の特徴を備えた成形ロール２０と、成形ロール２１、２２とを有する。各成形ロール２０、２１、２２は並列配置されている。
【００２５】
Ｔダイ２４は押出機（不図示）からの樹脂材料をシート状に押し出し、１対の成形ロール２１、２０のニップ隙間に導く。シート２５としては０．０５ｍｍから３ｍｍ程度までの透明クリアシートでＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＭＭＡ（ポロメタクリル酸メチル）樹脂材料が例として挙げられる。成形ロール２１は固定設置され、その他の成形ロールは押付け装置で水平方向に移動できる。また、成形ロール２１、２０は通常同速度で回り、ロール幅に均一の圧力で一定厚さに成形する。シート２５は成形ロール２１側に巻きつけて、成形ロール２２でニップ成形した後、下流に流して冷却した後、巻き取りまたはシート切断してシートを製造する。
【００２６】
成形ロール２０の主要仕様の一例を表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
本実施形態の成形ロール２０は、ＤＤ（ダイレクトドライブ）モータ２７で駆動される外セル１と、外セル１内に二重管構造で設けられた高剛性の内ロール２とを有する。
【００２９】
外セル１は、その両端にボルト４３で固定された中空軸６を有し、これら中空軸６は、軸受箱３９に設けた軸受３６により回転可能に支持されている。サポート１８により軸受箱３９に保持されているＤＤモータ２７は、その中空穴４５内に挿通された中空軸６を直接回転駆動する。ＤＤモータは軸受３６に支持されているのでロールと共に相手ロール２１方向へスライド移動できユニバーサルジョイントなどの駆動軸が不要であり、また、減速機も不要である。ＤＤモータ２７は市販のものを利用可能である。市販のＤＤモータの軸の穴直径が小さい場合はクラウン調整カム１２の軸５７の部分に中空軸６の穴及び外直径を小さくしてＤＤモータを設置する。
【００３０】
外セル１は図２に示すように駆動側は外フランジ式を採用し、操作側は内フランジ式を採用している。駆動側はフランジが外セル１に突出していないので、内ロール２を抜きやすい構造となっている。また、外セル１は、表面にキズ、ヘコミが生じた場合は外セル１のみ交換できる。外セル１は操作側（ＤＤドライブ２７が設けられている駆動側とは反対側）に抜き取り、交換する。外セル１のセル厚さはシートが薄い場合（例えば０．５ｍｍ以下）は柔軟性があったほうがよいので薄く造り（０．２〜４ｍｍ程度）、厚いシートを成形する場合は線圧も大きくなるのでセル厚さは大きくするのが好ましい。
【００３１】
内ロール２は、その外周はゴム３で被覆され、図４に示すようにゴム表面は通常、内ロール２の曲がり分のクラウンが設けられる。ゴムは柔らかいので鉄などの金属より大きくたわみ、ニップ部のシートをロール幅にわたって均一な線圧分布にできる。また線圧は外セル１を介して与えるので外セル１が薄い場合はより均一な線圧分布にできる。内ロール２のタワミは線圧の大きさに応じて大きくなるが、線圧が大きい場合はゴム３にクラウンをつけてもよい。また線圧が１０００Ｎ／ｃｍと大きい場合はゴム強度を増し、外セル１を厚くする。
【００３２】
また、内ロール２は荷重を支えるべく高剛性の構造を有しており、内ロール２が高剛性であるため、外セル１は上述したように一般的なロールより薄くすることが可能である。
【００３３】
また軸受け３６の軸受箱３９は、レール４１上をスライダ４０でスライドさせることができ（図４参照）、成形ロール２１方向に前後進移動できる。移動は押付け装置２６によって行われ、成形ロール２０、２１間のシートにニップ（線圧荷重）を与えることができる。
【００３４】
外セル１内部に配置された内ロール２は内ロール軸４に対して回転可能に軸支されている。内ロール２の両端内部には、外セル１中心から偏心した、かつ内ロール軸４を中心とした２個の軸受け３７が嵌め込まれており、内ロール２はフリー回転可能である。
【００３５】
内ロール軸４は、偏心したボス部４４を２つ有しており、これらボス部４４に内ロール２の各軸受け３７が取り付けられている。内ロール軸４とボス部４４の偏心量はＲ２である。
【００３６】
内ロール軸４の両端にはクラウン調整カム１２が各々設けられている。すわなち、クラウン調整カム１２には偏心した穴１２ａが形成されており、この穴１２ａに内ロール軸４が嵌合している。クラウン調整カム１２は、中空軸６内に嵌め込まれた軸受３６によって軸支されている。クラウン調整カム１２の偏心量はＲ１であり、クラウン調整カム１２を回すことで内ロール軸４をわずかにロール半径方向に移動させる機能がある。クラウン調整カム１２には半径方向に伸びたカムレバー１３が溶接されている。カムレバー１３の先端には固定ピン１４が軸方向にスライド可能に設けられている。固定ピン１４は、図３に示すように、軸受箱３９の、周方向に配置された穴１５に嵌め込まれることでクラウン調整カム１２を所定の回転位置で固定し位置決めする。穴１５は円周の上止点と下止点を結ぶ片側に１０箇所程度設けられている。
【００３７】
クラウン調整カム１２による偏心量の変更は、カムレバー１３を回転させることで行うが、まず、固定ピン１４を穴１５から抜いて後述するように目盛り５６で偏心量がわかるので目盛り５６を参照しつつカムレバー１３を回転させ目的の穴１５に固定ピンをセットする。なお、カムレバー１３の操作は運転停止時に手動で行い、摩擦が大きい場合はテコのレバー治具を利用する。
【００３８】
なお、図２に示すように、駆動側のクラウン調整カム１２には軸５７がボルト留めされており、この軸５７からカムレバー１３が半径方向に延び、その先端に固定ピン１４がスライド可能に設けられている。クラウン調整カム１２と内ロール軸４とは偏心調整のために回転するので、給脂、あるいはドライタイプのすべりブシュを設けて滑らかに回転できるようにしている。なお、内ロール軸４の両側に設けられたクラウン調整カム１２のカム調整量は、基本的には両側とも同じとするが、個々に異なった調整量とすることも可能である。
【００３９】
また内ロール軸４は操作側の端部には半径方向に延びたレバー形状の回転固定装置１１が取り付けられている。回転固定装置１１の先端には固定ピン１０が軸方向にスライド可能に設けられている。この回転固定装置１１は駆動側には設けられていない。図３に示すように、回転固定装置１１の固定ピン１４が、軸受箱３９に形成された長穴２３に嵌め込まれることで内ロール軸４が回転しないように固定される。なお、長穴２３はニップ方向に延びて形成されているので、内ロール軸４は長穴２３に規制された範囲内でニップ方向に移動可能である。なお、後述するように内ロール軸４はわずかであるがニップ方向に垂直な方向にも移動する（図５に示すニップポイントのずれ）。
【００４０】
内ロール軸４はクラウン調整カム１２外周に設けた軸受３８に支えられ、軸受３８と軸受３６とは重ねて配置されている。内ロール軸４の軸受３８は自動調心式の軸受とし、左右の偏心量が変化してもモーメントが生じない構造とする。
【００４１】
内ロール軸４の内部には操作側から出入りできる２系列の流路９ａ、９ｂが形成されており、それぞれ操作側と駆動側まで外セル１内部に貫通している。また成形ロール２０を冷却または加熱する温調液１６は外部に設けた温調装置に接続されており、温度調整される。温調液１６は操作側の内ロール軸４の流路９ａから流入し、駆動側軸の穴をとおり、外セル１内表面に接触しながら内ロール２外側を流れ、操作側の流路９ｂから流出する。従って、外セル１の内部は温調液１６が巡回して満たされて、外セル１の温度を一定に保つことができる。ロール内部には温調液１６があるため軸受への流入や、外部への漏れを防ぐシール８ａ、８ｂ、８ｃが設けられている。また各軸受３６、３７、３８には外部から給脂できる給脂穴を設けている。また内ロール２内部には空気抜き穴５９を内ロール軸４に設けてシール８ｂが破損した場合に温調液が外部に漏れるようにしている。また、空気抜き穴５９は、ロール温度の変化に伴う内部空気圧の変動を避けるための空気の出入りをさせる穴でもある。このような構造とすることでベアリング損傷事故を未然に防止し、感知できる。
【００４２】
次に、クラウン調整カム１２による偏心量の調整について説明する。
【００４３】
図４は、各部の偏心量を説明するための図であり、図５はさらに詳細に各部の偏心量を説明するための図である。図４は、ロールを軸方向に見た断面図であり、各軸やロール、カムの位置関係を示している。外セル１の中心Ｏ₁は、軸受３６、３８、クラウン調整カム１２の各中心と一致する。
【００４４】
図４は内ロール２が外セル１の内面に接する位置で、外セル１への内ロール２のバックアップ（線圧荷重負担）が開始する状態である。この位置から内ロール２をさらに外セル１側に近づければバックアップが大きくなり、逆に遠ざけるとバックアップがなくなる。この位置は図３で説明すればカムレバー１３がＦ０（クラウンゼロポイント）の位置である。カムレバー１３をさらにＦ１、Ｆ２へと回せば、クラウン調整カム１２が回り偏心量Ｅが大きくなり、クラウンが増す。カムレバー１３をＦ６（最大クラウンポイント）にすると、偏心量Ｅが最大になり、最大クラウンになる。逆にカムレバー１３を−Ｆ３（休止ポイント）にすると、偏心量Ｅが最小になり、内ロール２が外セル１内面から離れ、休止状態になる。休止状態では内ロール２に荷重がかからないのでゴム３の永久変形が防止できる。ロール両側の軸受箱３９の穴１５周りには偏心量を示す目盛り５６を刻んでいる。これによって外部から偏心量が判別でき所定の偏心量に調整できる。
【００４５】
次に、図５を用いて偏心量に関してさらに詳細に説明する。
【００４６】
クラウン調整カム１２を回すと内ロール軸４も連れ回ろうとするが、内ロール軸４は回転固定装置１１の固定ピン１０が軸受箱３９の長穴２３に入っているので内ロール軸４自体は回転しない。しかし、内ロール軸４の中心Ｐはクラウン調整カム１２の偏心半径Ｒ１で示される円の円周上を移動する。これに伴い固定ピン１０は長穴２３内を直線的に移動する。
【００４７】
クラウン調整カム１２の回転角度を角度αとすると偏心量Ｅ＝Ｒ２＋Ｒ１ｃｏｓαで表される。なお、角度αは最大クラウン位置で０となる。
【００４８】
内ロール軸４は上述したようにその中心Ｐが偏心半径Ｒ１で示される円の円周上を移動するため、内ロール軸４の中心Ｐと固定ピン１０の中心とを結ぶ直線と、ニップ方向との間に微小角度θを生じる。しかしながら、この微小角度θは小さく、ニップ方向と交差する方向へのニップポイントのずれδは無視できる。表１の形状では、θ＝０．６°、ニップポイントのずれδは３．３ｍｍ程度となり、いずれもその値は小さい。
【００４９】
外セル１はクラウン付きセルでもよいし、通常の円筒型セルでもよい。内ロール２のゴム層のバネ常数はゴム硬度、耐強度および厚さに基づき計算し、決定する。
【００５０】
ロール押付け装置２６は軸受箱３９をニップ方向に移動させる装置であり、ロール押付け装置２６により軸受箱３９のスライダ４０がレール４１に沿って移動する。ロール押付け装置２６により相手ロール２１にニップ荷重を加えたり、後退してロール２０を開放移動することができる。
【００５１】
以上のようなクラウン調整機能を備えた本実施形態の成形ロールは、薄肉クリアシートの成形に好適である。
【００５２】
シート厚さが２ｍｍ程度と厚い場合は線圧を大きくしても残留応力は少ない。一方、シートが薄いと厚さムラ、線圧ムラで残留応力が残りやすく、シート厚が０．５ｍｍ以下になるとシートの厚さムラによりロールプレスできない部分が生じ易い。この部分は鏡面にならないのでロールの一方にフレキシブルな追従性があったほうがよい。
【００５３】
本実施形態の成形ロール２０はゴムロールの弾力性を利用して線圧を１０倍以上変化させてもほぼ均一な線圧が得られ（図８の（ａ）線、（ｄ）線参照）、線圧を大きくすることでシート厚さムラに対応できる。また、クラウン調整カム１２でシート幅方向の線圧分布を調整でき、薄い部分を重点的に押圧でき、シート不良が減少できる。また、外セル１厚さを薄くすれば外セル表面の柔軟性が増し、相手ロール２１の変形やシート材料の厚みムラに追従し易くなり、冷却の早い薄いシートでもムラ無く押圧成形できる。
【００５４】
また、本実施形態の成形ロール２０は、低い線圧で成形できるのでシートに過大な残留応力を与えることなく成形でき、液晶用途などで問題になるシート屈折率、レタデーション等の性質をムラなく均一に成形でき、光学用途のシートが成形できる。
（実施例１）
図６に内ロール軸４を最大偏心状態にして過度なクラウンを外セル１に与えた変形モデル１を示す。
【００５５】
カムレバー１３は固定ピン１４をＦ６の位置の穴１５に差し込んで位置決めしている。表１でＲ１＝２ｍｍとしたのでクラウン半径分は２ｍｍとなり、外セル１は成形ロール２１側では内ロール２と競り合い凸形に変形する。内ロール軸４はロール内部で凹形に曲がっている。表１での実際の運転ではクラウン半径分は０．５ｍｍ程度でよく、残りの１．５ｍｍは余裕値である。
【００５６】
図７に休止時の変形モデル２を示す。
【００５７】
カムレバー１３は固定ピン１４を−Ｆ３の位置の穴１５に差し込んで位置決めしている。穴１５はＦ０がクラウンゼロポイントなので、−Ｆ３では内ロール２と外セル１間にスキマ２ｍｍが生じる。ロール装置を長時間休止する場合はカムレバー１３をＦ０から−Ｆ３にセットする。
【００５８】
次に、本発明の成形ロールにおいてクラウン調整した場合の種々のニップ分布を図８および図９に示す。
に調整できる。
・図８、均一ニップ（ａ）
（ａ）は設定した線圧で内ロール２がフラットになるゴムクラウンにして、カムレバー１３をＦ１〜Ｆ６に調整することで得られる均一ニップを示す。線圧は押付け装置２６の荷重を所定の力にする。また操作側、駆動側の力を等しくする。ロールのたわみやゴム変形を計算してセットするが線圧検出紙でロール２０、２１のニップ部に挟み込み実際の線圧状態を確認してセットするのがよい。
・図８、凸形線圧分布（ｂ）
（ｂ）は上記（１）の均一ニップより多くクラウンをつけた場合に得られる凸形線圧分布を示す。ロール中央は膨らむ傾向になるが外セルが薄い場合は軸６の外セル１への力が中央まで及ばず、中央はフラット気味になる。
・図８、凹形線圧分布（ｃ）
（ｃ）は上記（１）より少なくクラウンをつけた場合に得られる凹形線圧分布を示す。
・図８、線圧を変えた均一ニップ分布（ｄ）
（ｄ）は（ａ）の場合より押付け装置２６の荷重を小さくして得られる均一ニップを示す。なお、（ａ）線は（ｄ）線に対して約１０倍の荷重がかけられた例を示している。すわなち、（ｄ）線は（ａ）線の荷重に対して約１０分の１の荷重をかけた例である。操作側、駆動側の力を等しく、かつカムレバー１３をＦ１側にシフト調整する。また線圧検出紙でロール２０、２１のニップ部に挟み込みテストしてカムレバー１３の位置を確認する。内ロール２のゴム硬度が柔らかく、また厚さが大きいとゴム弾性係数が小さくなり、設計ポイントを外れた場合でも均一ニップが得られる。また内ロール２セル肉厚を大きくすると内ロール２撓みが小さくなり均一ニップが得られる。表１の例では設計線圧５０Ｎ／ｃｍと小さいのでタワミが小さく１０〜１００Ｎ／ｃｍでも充分均一ニップが得られる。
・図９、傾斜線圧分布（ｅ）
（ｅ）は操作側を低く、駆動側を高く線圧設定した線圧分布を示す。操作側は押付け装置２６の力を小さくし、偏心量も少なくする。駆動側は逆にする。また偏心量は左右同じにして、押付け装置２６の力のみを左右変えてもかまわない。
・図９、波形線圧分布（ｆ）
（ｆ）は線圧の平均は操作側、駆動側とも等しくして、全体を波形にした分布である。押付け装置２６の力は左右同じにして、偏心量を左右変える。操作側は偏心量を大きくし、駆動側は偏心量を小さくする。このように偏心量を左右変えると内ロール軸４軸心が傾くが軸受３８を自動調心型軸受箱３９にしているのでかじりやコジリなどは生じない。
（実施例２）
図１０に本発明の他の実施例の成形ロールにおけるクラウン調整カム部分の一部拡大断面図を示す。以下、上述した実施形態と同じ部品については同じ符号を用いて説明する。
【００５９】
図１０に示すクラウン調整カム１２は、その外周にクラウン調整ギア５１を嵌め込みケース５３に収納している。ケース５３はクラウン調整カム１２に回転自在に支持され、回止めピン５４で軸受箱３９に回転止めされている。クラウン調整カム１２にはブシュ５８があり、内ロール軸４との摩擦を少なくしている。モータ５０の軸に嵌め込まれたピニオンギア５２がクラウン調整ギア５１と噛み合い、モータ５０を駆動することでクラウン調整カム１２を連続的に細かく調整することができる。なお、クラウン調整ギア５１とピニオンギアは回り止め機能があるウォームホイールとウォームギアの組み合わせでもよい。
【００６０】
また内ロール軸４の偏心方向が判別できるようにクラウン調整カム１２の偏心方向に矢印５５を設置し、ケース５３には偏心量を示す目盛り５６を刻んでいる。これによって外部から偏心量が判別でき所定の偏心量を調整できる。また同様な装置は駆動側にもあり、左右の偏心量を個別に設定できる。またロール運転中でも偏心量を調整できる。
（実施例３）
図１１に本実施例の成形ロールにおける、操作側のクラウン調整カム部分の一部拡大断面図を示す。なお、上述した各実施例と同様の部品については同じ符号を用いている。
【００６１】
図１１に示す外セル１の中空軸６を支持する操作側の軸受３６は、軸受箱３９に収納された軸受３８から寸法Ｌだけ成形ロール２０側に離れた位置に配置されている。そして、軸受３６は、クラウン調整カム１２の外周かつ中空軸６の内周となる位置で中空軸６を支持している。なお、駆動側の軸受３６、その他の構造は図２に示す構造と同じである。
【００６２】
操作側では、外セル１の駆動を中空軸６を介して伝達する必要がないこと、低荷重ロールでは外セル１の荷重が小さく内ロール軸４の剛性も高いので内ロール軸４の曲がりは小さく、ロール機能に影響は少ない。よって、図１１に示すような構成としても図２の例と同じクラウン調整機能が得られ、ロール幅方向に均一なニップを得ることができる。
【００６３】
以上、本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
１．線圧を変更してもロール幅全体に均一な線圧を得ることができる。
【００６４】
図８に例示したが本発明の成形ロールを用いることで線圧を約１０倍に変更しても均一線圧（ニップ）が得られる。線圧の変更倍率は内ロール２の曲り影響とゴム弾性の限界内で調整できる。
２．クラウン量の微調整が可能である。
【００６５】
本発明の成形ロールは内ロール軸４の両端に設けられた左右のクラウン調整カム１２と、左右の押付け装置２６の位置、力を変えることでクラウン量の概調整が可能である。
３．成形材料への冷却、加熱能力が高い。
【００６６】
本発明の成形ロールは温調機能が必要な樹脂フィルム・シート成形用途では成形ロール２０内部に温調液１６を流すことで外セル１と直接に温調液１６が接しているのでシートの冷却、加熱能力が高い。よって、シートを急冷または徐冷でき、シートの透明度や屈折率などの物性を改良できる。
４．ロール駆動できる。
【００６７】
外セル１を駆動できるので、樹脂成形シートの厚さ方向にせん断ひずみを与えずに成形でき、光学用途のシートが成形できる。特に厚いシートの成形はニップロール２本共に駆動するのが条件となるが、このような場合、本発明の成形ロールは好適である。
５．クラウン調整のための油圧装置が不要である。
【００６８】
本発明の成形ロールは内ロール軸４の両端に設けられた左右のクラウン調整カム１２によって内ロール偏心量を変えることでクラウン量を調整する。このため、ロール内部に高価な油圧装置が不要となる。
６．軽荷重ロールでロール面長が長い成形ロールとすることができる
本発明の成形ロールは、高剛性の内ロール２で荷重を支えるので外セル１は一般ロールより薄くすることが可能である。よって、軽荷重ニップロールで面長が長い成形ロールとすることができる。なお、外セル１の厚さ、内ロール２の剛性を変更することで大荷重ロールとすることも可能である。
７．薄いクリアシートが成形できる
本発明の成形ロールは、０．２〜４ｍｍ程度の薄い外セル１と、本発明のクラウン調整機構による線圧の調整によって、０．５ｍｍ以下の薄いクリアシートが成形可能である。
８．薄い外セルの長寿命化を図ることができる。
【００６９】
薄い外セルに対して内ロール位置を調整できるので、ニップ部の薄い外セルの変形を少なくでき、薄い外セルの長寿命化を図ることができる。
９．休止時の内ロールゴムの変形を防止できる。
【００７０】
外セルに対して内ロール位置を後退できるので、ゴムの永久変形を防止できる。
１０．低い線圧で成形できる。
【００７１】
本発明の成形ロールは、高剛性の内ロール２で荷重を支えるので外セル１は一般ロールより薄くすることが可能である。外セル１を薄くすることで、低い線圧による成形が可能となるのでシートに過大な残留応力を与えることなく成形できる。このため、液晶テレビ用途などで問題になるシート屈折率、レタデーション等の性質をムラなく均一に成形でき、光学用途のシートが成形できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の成形ロールの適用例であるフィルム成形機の一構成を示す図である。
【図２】図１に示す、本発明の成形ロール２０のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】クラウン調整用の穴の配置を示す図２におけるＢＢ方向の矢視図である。
【図４】各部の偏心量を説明するための図である。
【図５】さらに詳細に各部の偏心量を説明するための図である。
【図６】内ロール軸を最大偏心状態にして過度なクラウンを外セルに与えた変形モデルを示す図である。
【図７】休止時の変形モデル２を示す図である。
【図８】本発明の成形ロールの線圧分布図である。
【図９】本発明の成形ロールの線圧分布図である。
【図１０】本発明の他の実施例の成形ロールにおけるクラウン調整カム部分の一部拡大断面図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施例の成形ロールにおけるクラウン調整カム部分の一部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１外セル
２内ロール
３ゴム（ゴム被覆）
４内ロール軸
５軸回転固定装置
６中空軸
８ａ、８ｂ、８ｃシール
９ａ、９ｂ流路
１０、１４固定ピン
１１回転固定装置（軸レバー）
１２クラウン調整カム
１３カムレバー
１５穴
１６温調液
１７流路
１８サポート
１９偏心穴
２０、２１、２２成形ロール
２３長穴
２４Ｔダイ
２５シート
２６押付け装置
２７ＤＤモータ
３５外セルジク
３６、３７、３８軸受
３９軸受箱
４０スライダ
４１レール
４３ボルト
４４ボス部
４５中空穴
５０モータ
５１クラウン調整ギア
５２ピニオンギア
５３ケース
５４回止めピン
５５矢印
５６目盛
５７軸
５８ブシュ
５９空気抜き穴
Ｃ／２クラウン（半径分）
Ｅ偏心
−Ｆ３休止ポイント
Ｆ０クラウンゼロ位置
Ｆ１−Ｆ６クラウン調整ポイント
Ｒ１カム偏心半径
Ｒ２軸偏心半径
α 角度
Ｐ内ロール中心

【特許請求の範囲】
【請求項１】
外セル（１）と、前記外セル（１）内に設けられた内ロール（２）と、前記内ロール（２）を被覆するゴム（３）とを有する二重管構造の成形ロール（２０）において、
前記外セル（１）は前記外セル（１）の両端部に中空構造の中空軸（６）が設けられており、
前記中空軸（６）は前記成形ロール（２０）の両側に配置された軸受（３６）によって回転可能に支持されており、
少なくとも、前記成形ロール（２０）を駆動する駆動手段が接続された駆動側の前記軸受（３６）は、軸受箱（３９）に収納されており、
前記内ロール（２）は偏心半径Ｒ２の２つのボス部（４４）を有する内ロール軸（４）の前記各ボス部（４４）で回転可能に支持されており、
前記内ロール軸（４）の両端は、偏心半径Ｒ１の穴（１２ａ）が形成されたクラウン調整カム（１２）の前記穴（１２ａ）に挿通しており、
前記各クラウン調整カム（１２）は、前記中空軸（６）内に設けられた、前記軸受（３６）と同心の軸受（３８）により回転可能に支持されており、
前記各クラウン調整カム（１２）の回転角度を変更することで、前記内ロール（２）の軸心位置が半径方向に調整されることを特徴とする成形ロール。
【請求項２】
前記クラウン調整カム（１２）は、前記穴（１２ａ）の半径方向に延びたカムレバー（１３）と、前記カムレバー（１３）の先端部に、前記内ロール軸（４）の軸方向に摺動可能な固定ピン（１４）とを有し、前記軸受箱（３９）には、前記固定ピン（１４）が差し込まれる複数の穴（１５）が前記内ロール軸（４）の周方向に形成されており、前記カムレバー（１３）を回転させることで前記クラウン調整カム（１２）の回転角度が変更され、前記固定ピン（１４）を前記穴（１５）に差し込むことで前記クラウン調整カム（１２）の回転角度が位置決めされる、請求項１に記載の成形ロール。
【請求項３】
前記クラウン調整カム（１２）の外周にはクラウン調整ギア（５１）が設けられており、前記クラウン調整ギア（５１）をモータ（２８）で回転駆動することで前記クラウン調整カム（１２）の回転角度が変更される、請求項１に記載の成形ロール。
【請求項４】
前記内ロール軸（４）は、前記内ロール軸（４）自体の回転を阻止する回転固定装置（１１）を有する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の成形ロール。
【請求項５】
前記内ロール軸（４）には温調液（１６）が流れる流路（９ａ、９ｂ）と、温調液（１６）が流出入する穴とが形成されている、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の成形ロール。
【請求項６】
前記軸受（３８）は、前記成形ロール（２０）の両側に配置された前記軸受箱（３９）に収納されており、前記駆動側とは反対側となる操作側に設けられた前記軸受（３６）は、前記軸受（３８）と同心かつ軸芯方向で前記成形ロール（２０）側にずらした位置であるとともに前記クラウン調整カム（１２）の外周および前記中空軸（６）の内周に接する位置に配置されている、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の成形ロール。
【請求項７】
Ｔダイ（２４）から押し出される溶融樹脂を複数の成形ロールで狭圧することで薄膜を形成する薄膜形成装置において、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の成形ロール（２０）と、
前記成形ロール（２０）に対向して固定配置された成形ロール（２１）とを有することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項８】
前記成形ロール（２０）を回転支持する前記各軸受箱（３９）を、前記成形ロール（２１）の方向に摺動させる押付け調整装置（２６）を有する、請求項７に記載の薄膜形成装置。
【請求項９】
前記中空軸（６）を直接駆動するダイレクトドライブモータ（２７）を有する、請求項７または８に記載の薄膜形成装置。
【請求項１０】
Ｔダイ（２４）から押し出される溶融樹脂を複数の成形ロールで狭圧することで薄膜を形成する薄膜形成方法において、
請求項７ないし９のいずれか１項に記載の薄膜形成装置の前記成形ロール（２０）のクラウンおよび線圧分布を前記各クラウン調整カム（１２）の回転角度を変更することで調整する工程を含むことを特徴とする薄膜形成方法。

【図１】