JP2001030340A

JP2001030340A - フィルムの厚さ制御装置及び制御方法

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Publication number: JP2001030340A
Application number: JP11204390A
Authority: JP
Inventors: Takeya Nohira; 剛也野平
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1999-07-19
Filing date: 1999-07-19
Publication date: 2001-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】フィルムの厚さプロフィールを的確に制御で
き、良好な巻き姿のフィルムロールを得ることのできる
フィルムの厚さ制御装置とその制御方法を提供する。【解決手段】溶融熱可塑性樹脂からフィルム(9)を成
型するダイ(1)の全幅に渡って配設され、かつ所定幅毎
にフィルム(9)の厚さを調整する複数の調整ユニット群
からなる調整手段(2)と、フィルム(9)の幅方向における
少なくとも該各調整ユニットに対応する各測定点でフィ
ルム(9)の厚さを測定する厚さ計(4)及び(6)と、所定の
周期で測定された各厚さ測定値と予め設定された各目標
値とから各調整ユニットを制御する制御手段(6)とを備
え、製造される延伸フィルム(9b)の厚さを該目標値に制
御するようにしたフィルムの厚さ制御装置において、目
標値に所定の管理範囲を持たせ、延伸フィルム(9b)の厚
さプロファイルを管理囲内で微量に変動させることを特
徴とするフィルムの厚さ制御装置とその制御方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性合成樹脂
からなるフィルムの製造工程におけるフィルムの厚さを
制御するための装置とその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピ
レンなどの熱可塑性樹脂から成るフィルムの製造工程に
おいて、フィルムの幅方向の厚さを所定のプロフィール
たとえば全幅均一厚さに制御することが要求される。こ
のフィルムの厚さ調整は、溶融したポリマーを押出成形
するための広幅ダイの全幅に渡って配置された厚さ調整
手段群により行われる。なお、該厚さ調整手段群は、広
幅のダイ温度を制御するためのヒーター群、溶融ポリマ
ーの吐出間隙を調整するためのギャップ調整具群などの
要素を含んで構成される。また、これらのヒーター、ギ
ャップ調整具などを含む厚さ調整手段は、広幅ダイの全
幅に渡って一定の区画毎にそれぞれ配置されている。し
たがって、フィルムの厚さ調整は、下流側の各測定点で
測定した製品フィルム（通常は二軸延伸後のフィルム）
の各厚さに基づいて、前記の厚さ調整手段群をそれぞれ
制御し、広幅のダイの全幅に渡ってそれぞれのポリマー
吐出量を調整して、所望のフィルム厚さに制御する多点
厚さ制御手段によるのが一般的である。なお、このよう
な多点厚さ制御方法は、例えば特開平７−１０８５８６
号公報等に提案されているように公知の制御方法であ
る。

【０００３】前述の多点厚さ制御手段によるフィルム厚
さのプロフィールを制御する方法は、ダイから吐出され
た広幅のポリマーを二軸延伸して二軸延伸フィルムとし
た後、二軸延伸フィルムの厚さを測定し、これを目標と
する厚さプロフィールに近づけるように制御されるもの
である。しかしながら、例え二軸延伸後のフィルム厚さ
が管理値以内に制御されていても、ロール状に積層され
て巻き取られたフィルムでは、積層されることによっ
て、その厚薄斑が積算されるという事態が生じる。も
し、このような厚薄斑の積算が生じると、巻かれたロー
ルの幅方向の特定個所において、前述の多点厚さ制御手
段では制御しきれない巻きこぶや巻きしわが発生すると
いう問題を惹起する。

【０００４】そこで、二軸延伸フィルムの厚さプロフィ
ールを一定時間測定し、測定したデータを積算すること
で、ロール状に巻かれたフィルムの幅方向の各厚さプロ
フィールを求めることによって、これらの巻きこぶや巻
きしわを予測して制御することが考えられる。しかしな
がら、フィルムの製造工程においては、幅方向だけでは
なく縦方向にもフィルムの厚薄斑が生じ、また、フィル
ムの走行のばたつきやフィルムの幅方向での製造環境
（温度、湿度、気圧など）の変動などの予想が困難な製
造条件の変化も生じる。更には、フィルムの厚さを測定
するための厚さ計の測定精度などの測定器側の影響も加
味されるため、フィルムロールに巻こぶや巻しわを形成
するような二軸延伸フィルムの厚薄斑を検出すること自
体も困難である。

【０００５】また、このような厚薄斑が例え検出できた
としても、フィルムの厚さを調節するために、ダイの幅
方向を一定の区間毎に区分されて配設された厚さ調整手
段群の配置間隔が問題となる。すなわち、調整手段群が
設けられた各区間を基本単位としてダイの幅方向のフィ
ルム厚さを狙い通りに制御するために、該基本単位区間
より狭い区間（間隔）でフィルム厚さを調整すること
は、基本的に極めて困難である。このため、厚さ調整手
段の配置間隔に起因する厚薄斑が依然として残り、この
厚薄斑の中で特に大きいものが巻こぶを形成することが
多かった。

【０００６】そのため、巻き取ったフィルムのロールを
巻き取り方向にスリットする際に、オシレーション（os
cillation）と呼ばれる操作を行いながらスリットする
ことで、巻こぶの影響を取り除くことが行われる。しか
しながら、このようなオシレーションを行っても、大き
な巻こぶの影響は十分に取り除く事はできず、スリット
後の製品の外観に、巻しわが入ったり、巻こぶが残った
ままだったりすることが多かった。また、本質的にスリ
ットが終わらないと製品ロールの外観に影響を与えるよ
うな欠点が有るかどうか分からなかったため、対策を取
るまでに時間がかかり、大きなロスを出すことが多かっ
た。

【０００７】なお、これら延伸フィルムをロール状に巻
いた時の巻こぶ、巻しわ等の巻き形状不良は、例えば磁
気記録媒体の支持体に用いた場合に磁気層を塗布する際
の塗布斑や磁気記録再生時のエラーとなったり、磁気層
を塗布後にスリットしたときに幅方向で長手方向に差が
できて、きれいに巻き取ることができなかったりする問
題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる現状に
鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする
課題は「フィルムの厚さプロフィールを的確に制御で
き、巻こぶ、巻しわなどのない良好な巻き姿のフィルム
ロールを得ることのできる、フィルムの厚さ制御装置と
その制御方法とを提供する」ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために鋭意研究した結果、フィルムの厚さ自動
制御における目標値に所定の管理幅を持たせ、厚さプロ
ファイルを目標管理範囲内で、フィルムの厚さを微量に
変動させることによって巻き姿の良好なフィルムを製造
できる事を見出し、なされたものである。

【００１０】ここに、本発明のフィルムの厚さ制御装置
として、「熱可塑性樹脂をフィルム状に吐出するダイの
全幅に渡って該全幅を複数の区間に区分して配設され、
かつ吐出された該熱可塑性樹脂の厚さ及び／又は吐出量
を各区間毎にそれぞれ調整自在の調整手段と、該調整手
段によって厚さがそれぞれ調整された前記熱可塑性樹脂
を延伸してなる延伸フィルムに関し、厚さが調整された
各区間に対応する未延伸及び／又は延伸フィルムのそれ
ぞれの厚さを測定するための未延伸フィルム用及び／又
は延伸フィルム用厚さ計と、該厚さ計によって所定のサ
ンプリング周期で前記の各区間毎に測定された未延伸及
び／又は延伸フィルムの前記の各厚さ測定値に対して、
予め設定された各厚さ管理範囲内で、吐出される熱可塑
性樹脂の各区間毎の厚さ及び／又は吐出量を微量に制御
する手段とを含むことを特徴とするフィルムの厚さ制御
装置」が提供される。

【００１１】また、本発明のフィルムの厚さ制御方法と
して、「熱可塑性樹脂を吐出するダイの全吐出幅に渡っ
て、該全吐出幅を複数の区間に区分し、該ダイからフィ
ルム状に吐出される該熱可塑性樹脂の厚さ及び／又は吐
出量を区分された該各区間毎に調整自在とし、フィルム
状に吐出された該熱可塑性樹脂を延伸して延伸フィルム
とする際に、未延伸及び／又は延伸フィルムの厚みを前
記の各区間毎に対応させてそれぞれ測定し、測定した未
延伸及び／又は延伸フィルムの各厚みを設定された厚さ
管理範囲内で吐出された熱可塑性樹脂の各区間毎の厚さ
及び／又は吐出量を微量に変動させることを特徴とする
フィルムの厚さ制御方法」が提供される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。ここで、図１は本発
明を実施する製膜工程を模式的に例示した模式工程図で
ある。図１において、１は熱可塑性合成樹脂（以下、
「ポリマー」と称する。）をフィルム状に吐出するダ
イ、２は熱可塑樹脂の吐出量を調整するための調整手
段、３は冷却ドラム、４は未延伸フィルム用厚み計、５
はフィルムの延伸装置、６は延伸フィルム用厚み計、７
はフィルムロール、８は制御手段、そして９はフィルム
（なお、未延伸フィルムを９ａ、延伸フィルムを９ｂと
それぞれ表わす。）をそれぞれ示す。

【００１３】以上のように構成される本発明のフィルム
の製造工程において、フィルム用ポリマーは押出機（図
示せず）より溶融押出しされ、ダイ１に供給される。な
お、溶融ポリマーを吐出するダイ１の全幅に渡って、所
定幅の区間毎に複数個に区分したポリマーの吐出量を調
節するための調節手段２が設けられている。そして、該
調節手段２によって各区間毎にポリマーの吐出量を調整
することによって、ダイ１の全幅にわたってポリマーの
吐出量分布を調整することができ、これによってダイ１
から吐出されるフィルム９の厚さプロフィール（フィル
ムの幅方向の厚み分布）を調整することができる。な
お、前記の調整手段２は、ダイ１の各区画毎にポリマー
吐出量を操作量出力に応じて調整できるものであれば特
に制限する必要はない。しかしながら、操作性、保全
性、ダイ１の構造の簡易化という点で、各区画毎に伝熱
量を調節自在のヒーター群を用いて、ダイ１のリップ温
度を変化させることによってポリマー流量を変化させる
温度調整方式が好ましい。

【００１４】以上に述べたように、溶融ポリマーは、調
整手段２によって各区間毎にその吐出量が制御されなが
ら、ダイ１よりからフィルム状に吐出され、冷却ドラム
３によって冷却固化され、未延伸フィルム９ａとなる。
そして、冷却固化された未延伸フィルム９ａは、延伸装
置５によって、走行方向と幅方向とへ二軸に延伸され、
延伸フィルム９ｂとなり、フィルムロール７として巻取
装置（図示せず）によって巻き取られる。なお、フィル
ム９の層構成としては、単層フィルムであっても、或い
は２層以上のフィルムが積層された複層フィルムであっ
ても良い。この場合、フィルム９の構成が２層以上であ
れば、各層のフィルムを構成するポリマーは、ダイ１の
上流で合流された後、ダイ１より押し出しても良い。ま
た、特開昭６３−１２０６２９号公報等で提案されてい
る従来技術のように、ダイ１に複数のポリマー通路を形
成し、複数のポリマーを該通路に合流させて開口部に導
き、ポリマーを複層に積層したフィルム状にし、これを
押し出す複合ダイを用いても良い。

【００１５】次に、前記の延伸装置５によって延伸され
る前の未延伸フィルム９ａの厚さは、前記の調整手段２
によってポリマー吐出量が調整される各区間に対応する
各測定点毎に、未延伸フィルム９ａの幅方向に走査しな
がら、未延伸フィルム用厚さ計４によってそれぞれ測定
される。また、前記の延伸装置５によって延伸された二
軸延伸フィルム９ｂの厚さは、未延伸フィルム用厚さ計
４と同様に延伸フィルム９ｂの幅方向に走査しながら、
延伸フィルム用厚さ計６によって少なくともヒータに対
応する各測定点でそれぞれ測定される。

【００１６】なお、未延伸フィルム用厚さ計４或いは延
伸フィルム用厚さ計６としては、フィルム９の厚みを要
求される精度で正確に測定することができれば特に限定
する必要はない。このような未延伸フィルム用厚さ計４
としては、例えばオンラインでの測定精度、管理の容易
さから赤外線透過型厚さ計を用いることができる。しか
しながら、着色フィルムなど赤外線を透過しないフィル
ムの場合、着色の影響を受けない放射線透過型厚さ計等
を用いることが好ましい。また、延伸フィルム用厚さ計
６としては、オンラインでの測定精度の面から放射線透
過型厚さ計を用いるのが好ましい。前記のようにして未
延伸フィルム用厚さ計４及び延伸フィルム用厚さ計６に
より各測定点で測定された厚さデータは、フィルム９の
幅方向の各測定点の位置データと共に、フィルム９の厚
さ制御用データとして制御手段８に入力される。

【００１７】次に、図２（本発明の制御系の実施形態を
例示したブロック線図）を参照しながら、本発明の制御
装置とその制御方法について以下に詳細に説明する。こ
こで、図２は、ダイ１の全幅に渡って区分された各区間
毎に厚さ及び／又は吐出量を調整する調整手段２を制御
するための制御系を例示している。なお、該図２に例示
した制御系において、調整手段２は複数に区分された各
区間にそれぞれ設けられた調整ユニット群（例えば、温
度調整方式では、伝熱量を調節自在のヒーター群が相当
する）からなる。したがって、調整手段２を制御するこ
と、即ち該調整ユニット群を制御することによって、ダ
イ１の全区間（全幅）に渡って、区分された各区間毎に
フィルム９の厚さ及び／又は吐出量を調整することがで
きる。つまり、制御手段８によって該調整ユニット群を
それぞれ個別制御及び／又はグループ制御することで、
ダイ１の全幅に渡ってフィルムの厚みプロファイルを目
的とする値に制御することができる。なお、以下の説明
においては、制御手段８によって該調整ユニット群（調
整手段２）をそれぞれ個別制御する場合に関してのみ記
述する。しかしながら、該調整ユニット群（調整手段
２）を各グループに分けて、該グループ毎にグループ制
御する場合にも適用できることは言うまでもない。

【００１８】本発明では、前記の制御手段８によってダ
イ１の全幅に渡って区分された各区間毎にポリマーの厚
さ及び／又は吐出量を調整する前記の調整ユニット群
（調整手段２）を制御する。そして、これによってダイ
１から吐出されたフィルム９の厚みプロファイルを目標
とするプロファイル通りに制御することができる。な
お、該制御手段８は、具体的には制御用入出力信号を演
算処理する制御プログラムが組み込まれたコンピュータ
や該コンピュータからの指令に基づいて作動する制御機
器などの付帯設備を含んで構成される。

【００１９】この場合、前記の制御手段８には、前記の
未延伸フィルム用厚さ計４及び延伸フィルム用厚さ計６
によって、所定のサンプリング周期で前記の各区間毎に
測定された未延伸フィルム９ａ及び延伸フィルム９ｂの
厚さ測定値が制御用データとして入力される。その際、
制御手段８の基本構成としては、図２に示すように、延
伸フィルム９ｂの厚さ制御手段８１と、未延伸フィルム
９ａの厚さ制御手段８２と、微量出力演算制御手段８３
と、これらを延伸フィルム厚さの制御結果により切り替
える制御方式切替手段８４とを含んで構成される。

【００２０】ここで、前記の延伸フィルム９ｂの厚さ制
御手段８１は、更に延伸フィルム９ｂ用の比較部８１ａ
と延伸フィルム用の演算制御部８１ｂとを含んで構成さ
れる。このとき、前者の比較部８１ａは、前記の調整手
段２を構成する調整ユニット群（調整手段２）のそれぞ
れ対応する各測定点で、予め目標として設定された各目
標延伸厚さ値に対して、延伸フィルム用厚さ計６により
測定された各厚さ測定値とを比較して、それぞれの偏差
（本発明においては、この偏差を「延伸偏差」と称す
る）を求める役割を果たす。また、後者の演算制御部８
１ｂは、予め設定された所定の制御動作に基いて、求め
た各偏差から調整手段２の各調整ユニットを制御するた
めの操作出力を演算して求める役割を果たす。

【００２１】更に、未延伸フィルムの厚さ制御手段８２
も、未延伸フィルム９ａ用の比較部８２ａと未延伸フィ
ルム９ａ用の演算制御部８２ｂとを含んで構成される。
このとき、前者の比較部８２ａは、前記の調整ユニット
群（調整手段２）のそれぞれに対応する各測定点で、予
め目標として設定された各目標未延伸厚さ値に対して、
未延伸フィルム用厚さ計４により測定された各厚さ測定
値とを比較して、それぞれの偏差（本発明においては、
この偏差を「未延伸偏差」と称する）を求める役割を果
たす。また、後者の演算制御部８２ｂは、予め設定され
た所定の制御動作に基いて、求められた各偏差から調整
手段２を制御するための操作出力を演算して求める役割
を果たす。

【００２２】ところで、本発明は、「未延伸及び／又は
延伸フィルムの厚さ測定値に対して、各目標厚さ値毎に
設定された厚さ管理範囲内で、基準となる各目標厚さ値
を微量に変動させ、前記のダイから吐出される前記熱可
塑性樹脂の厚さ及び／又は吐出量を前記の各区間毎に微
量に変動させて制御する」ことを特徴とする。

【００２３】これを具現化するために、本発明は微量出
力演算制御手段８３を具備する。この微量出力演算制御
手段８３は、延伸フィルム９ｂの厚さが予め設定された
厚み管理範囲（上下限値）から外れないように、延伸フ
ィルム用及び未延伸フィルム用の比較部８１ａ及び８２
ａによって求められた各延伸偏差及び各未延伸偏差か
ら、微量な操作出力が出されるよう演算して制御出力値
を求める役割を果たす。なお、図２に例示した本発明の
実施形態では、前記の各延伸偏差が判定手段８４ａに予
め設定された基準値以上である場合には、延伸フィルム
９ｂの厚さ測定値に基いてそれぞれ制御し、各延伸偏差
が判定手段８４ａに予め設定された基準値未満になると
未延伸フィルム９ａの厚さ測定値に基いた調整手段２の
制御へと制御方式切替手段８４によって切り替え制御さ
れる。

【００２４】ここで、前記の制御方式切替手段８４につ
いて簡単に説明すると、該制御方式切替手段８４は、判
定手段８４ａと切替手段８４ｂとからなる。このとき、
前者の判定手段８４ａは、前述の延伸偏差の値と、該判
定手段８４ａに予め設定された基準値とから、未延伸フ
ィルムの厚さ制御手段８２又は延伸フィルムの厚さ制御
手段８１の何れの制御方式に切り替えるかを判定する役
割を果たす。また、後者の切替手段８４ｂは、該判定手
段８４ａからの切替信号（判定信号）に呼応して、調整
手段２への操作出力を延伸フィルム９ｂの厚さ制御手段
８１からの操作出力、或いは未延伸フィルムの厚さ制御
手段８２からの操作出力の何れかへ切り替える役割を果
たす。その際同時に、該切替手段８４ｂは、切り替える
制御手段８１又は８２に呼応して、微量出力演算制御手
段８３からの操作出力を未延伸偏差に基づく微量操作出
力、或いは延伸偏差に基づく微量操作出力の何れかへ切
り替える役割を果たす。すなわち、図２の実施形態で
は、延伸偏差が判定手段８４ａに予め設定された基準値
以上の場合は、延伸フィルム９ｂの制御手段８１に基く
微量操作出力に、それ未満の場合には未延伸フィルム９
ａの制御手段８２に基く微量操作出力に切り替えるよう
になっている。

【００２５】以上に述べたようにして、微量出力演算制
御手段８３からの操作出力は、延伸フィルム９ｂの厚さ
制御手段８１に基く微量操作出力、又は未延伸フィルム
厚さ９ａの制御手段８２に基く微量操作出力へ切り替え
られる。この場合、微量出力演算制御手段８３からの微
量操作出力を延伸フィルム９ｂの厚さ制御手段８１から
の操作出力、又は未延伸フィルム厚さ９ａの制御手段８
２からの操作出力へ単に加算又は減算して重畳すると、
最終的に目標とする延伸フィルム９ｂの厚みプロファイ
ルの管理範囲の上下限値から外れる恐れがある。

【００２６】このため、微量出力演算制御手段８３から
の微量操作出力に関しては、判定手段８４ａに予め目標
値の管理範囲（上下限値）を設定する。そして、設定さ
れた目標値の管理範囲（上下限値）より延伸偏差が外れ
ることが予想される場合には、制御方式切替手段８４に
よって、重畳された微量操作出力が出ないように制御
し、目標値の管理範囲内である場合にのみ重畳された微
量操作出力が出されるように演算制御する。すなわち、
延伸フィルム９ｂの厚さ制御手段８１又は未延伸フィル
ム９ａの厚さ制御手段８２からの何れかの操作出力のみ
で制御する。なお、微量出力演算制御手段８３から微量
な操作出力を出す周期は必ずしも図２に示す制御ループ
の制御周期と同期する必要はなく、ランダム及び／又は
予め設定された周期パタンに基いてより微量に変動させ
て操作出力を出した方が、経験則からフィルムロール７
の外径形状が良好なことが判っている。このことから、
制御する偏差が管理範囲値から外れないレベルであれ
ば、出力周期を短くすることが好ましい。

【００２７】なお、本発明は、ダイ１で成形可能な熱可
塑性樹脂からなるフィルムに広く適用でき、これらの樹
脂の代表的な例としては、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルなど
が挙げられ、これらの共重合体混合体であっても、他の
添加剤などが含有されたものであってもよい。

【００２８】以下、上述の図１のフィルム製造工程によ
り製膜した製膜の実施例により、本発明の制御方法を詳
細に説明する。

【００２９】

【実施例】原料ポリマーとして、ポリエチレンテレフタ
レートのペレットを用い、これを１７０℃で３時間乾燥
した後、押出機に供給して溶融押出してダイ１へ供給
し、２８０℃でダイ１からフィルム状に吐出した。この
ようにしてダイ１から吐出させた溶融ポリマーを、２０
℃に保たれた冷却ドラム３に静電ワイヤ（図示せず）に
より静電荷を印加しながら冷却ドラム３に巻き付けるこ
とにより冷却固化し、未延伸フィルム９ａとした。次い
で、この未延伸フィルム９ａを、延伸装置５で、以下の
ように二軸延伸した。

【００３０】すなわち、先ず加熱ロール（図示せず）に
接触させて、前記の未延伸フィルム９ａを８０℃に加熱
した後、縦延伸装置（図示せず）で長手方向（走行方
向）に３．６倍に延伸し、直ちに２０℃まで冷却した。
続いて、横方向（幅方向）にテンター式横延伸装置（図
示せず）を用いて、９０℃で４．２倍に二軸延伸して延
伸フィルム９ｂとした後、更に１２０℃で熱処理を施
し、室温まで冷却した。その後、延伸フィルム９ｂの両
端部分をカットした後、巻取装置（図示せず）で巻き取
り、フィルムロール７を得た。なお、ダイ１に設けたポ
リマーの厚さと吐出量を調整するために、先ずダイ１の
リップ厚さによって、吐出されるポリマーが予め全幅に
所定の厚みプロファイルとなるように調整した。そし
て、調整ユニット群（調整手段２）として、ダイ１の全
幅に渡って複数に区分された区間毎に温度調整が自在の
ヒーター群を配設して、ポリマーの吐出量を調節する前
述のポリマー温度調整方式のものを用いた。また、未延
伸フィルム９ａの厚さ計４としては、ポリエステルフィ
ルムを測定するために、５．８μｍの波長の赤外線透過
率を厚さに換算する方式の公知の赤外線透過型膜厚計を
用いた。更に、延伸フィルム９ｂの厚さ計６としては、
公知の放射線透過型厚さ計（β線厚さ計）を用いた。

【００３１】そして、前記の図１に示した製膜工程にお
いて、各制御方式の効果を確認するため、以下のように
フィルムを製造した。すなわち、制御手段８は最初（１
本目）のフィルムロール７のサンプルを採取する際、制
御方式切替手段８４を停止して、立ち上がりから延伸フ
ィルム９ｂ用の厚さ計６による各測定データとそれに対
する各目標値との延伸偏差に基く延伸フィルム９ｂの厚
さ制御手段８１のみによるフィードバック制御を行っ
た。そして、良好な制御状態で、一時間に渡って製膜を
行ない、フィルムロール７のサンプルを作成した。

【００３２】次いで、２本目のフィルムロール７のサン
プルとして、未延伸フィルム９ａの厚さ制御手段８２を
作動させ、同時に制御方式切替手段８４をも作動させ
た。なお、延伸フィルム９ｂの厚さプロファイルとして
は全幅に渡って均一な厚さ分布を有するフラットな厚み
プロファイルを採用し、各目標値（基準値）としては全
幅に渡って厚さが同一値である４．８μｍを採用した。
この時、延伸後のフィルム製品の規格として、延伸フィ
ルム９ｂの厚さ変動分が上下限でそれぞれ５％づつ許容
されると考え、目標値（基準値）の管理範囲として、4.
68(4.8-0.12)μｍ〜4.92(4.8+0.12)μｍを採用した。

【００３３】このようにして、製膜機の立ち上げから最
初のフィルムロール７のサンプルの取得までの延伸フィ
ルム９ｂの厚さ制御手段８１による厚さ制御において
は、制御動作は全て延伸偏差に操作ゲインを乗ずるもの
を出力に加えて行くＰＩ制御により、延伸フィルム９ｂ
の全幅における厚さのバラツキ［％］が５％以下になる
ように制御を行い、その製品規格のバラツキの５％以内
の延伸フィルム９ｂが得られるよう調整を行った。な
お、前記のバラツキ［％］は、（厚さ最大値−厚さ最小
値）／厚さ平均値×１００［％］で求めた。

【００３４】しかしながら、この状態では、延伸フィル
ム用厚さ計６で測定しきれない厚薄斑が積層する事によ
って、巻取装置（図示せず）で巻かれたフィルムロール
７に巻こぶや巻しわが入る状況であった。なお、本発明
においては、このような巻こぶや巻しわの生じ易さを具
体的に評価するための指数として、「一定の時間内に巻
き取られたフィルムロール７の全幅における巻径の変化
分」を採用し、この巻径の変化分が大きくなるほど巻こ
ぶや巻しわが発生し易いものとした。

【００３５】この巻径の変化分を本実施例の２本目のフ
ィルムロール７に関して評価するために、前記の制御状
態で８０ｍ／ｍｉｎの製膜ライン速度で１時間に渡って
安定した制御状態の下に製膜して延伸フィルム９ｂのフ
ィルムロール７をサンプルとして採取し、その外径を巻
径測定器を用いて測定した。その結果、２本目のフィル
ムロール７の全幅における巻き径の変化分は４５０μｍ
であった。

【００３６】次に、３本目のフィルムロール７のサンプ
ルは、微量出力の効果を確認するため、制御方式切替手
段８４を生かして微量出力を加えて制御を行ったときの
ものを採取した。一例を挙げれば、この製膜条件におい
て調整ユニット（ヒーター）の出力の変化に対する厚さ
の変化の割合を０．１５μｍ／％とすると、例えば偏差
が＋０．１μｍの点において出力の変化分として−０．
１３％〜１．４７％の間でランダムに演算されて出力さ
れるようにした。この例では、前述のようにランダムに
微量出力を重畳させたが、必ずしもランダムに微量出力
を重畳させる必要はなく、例えばヒーター１本おきに交
互にプラス、マイナスというように周期的な微量出力を
出しても巻形状改善効果が認められる。

【００３７】この時、微量出力が出される周期は図２に
示す制御ループの周期であった。このようにすることに
よって、厚み規格内に入るように管理された延伸フィル
ムを製造することができ、更には、フィルムロール７の
形状も２本目のフィルムロール７のサンプルより良化し
た。なお、この時の巻き径の変化分は３００μｍと良好
なものになっていた。

【００３８】更に、４本目のフィルムロール７のサンプ
ルは、３本目のフィルムロール７のサンプルに対して微
量出力の周期を１／３にし、他は３本目のフィルムロー
ル７のサンプル採取時と同じ条件とした。この時の巻き
径の変化分は２１０μｍとなり、さらに良化した。

【００３９】５本目のサンプルは、延伸後の延伸偏差を
見て微量出力しなければならない必要性はないので、未
延伸フィルム９ａの厚さ制御手段８２を加えた制御で製
膜し、未延伸フィルム９ａの厚さ制御手段８２により制
御されている状態下で以下のように採取した。しかしな
がら、延伸フィルム９ｂが良好な厚さプロフィールパタ
ンを示す時の未延伸フィルム９ａの厚さプロフィールパ
タンは、延伸フィルム９ｂの場合と異なり、必ずしも全
幅において均一すなわちフラットにはならない。

【００４０】そこで、未延伸フィルム９ａの目標値は、
以下のようにして求め、設定した。すなわち、最初のフ
ィルムロール７のサンプルの際に未延伸フィルム９ａの
厚さプロフィールを測定し、このデータを制御手段８に
取り込み、この厚さプロフィールデータから未延伸フィ
ルム９ａの厚さプロフィールの目標値を設定した。設定
方法としては、延伸フィルムの厚さプロフィールが良好
となる部分に対応する未延伸フィルムの厚さプロフィー
ルに対して、製品化される幅部分について、細かい幅方
向のパタンを修正するために、その厚さプロフィールを
移動平均したものをそのまま用いる方法により求めた厚
さプロフィールを目標値とした。なお、この場合、前述
の厚さプロフィールを移動平均したものをそのまま用い
る方法の他に、厚さプロファイルに過去の良好なパタン
を少し変更してマッチングするようにしたものを用いる
方法、その厚さプロフィールを関数近似してその関数を
用いる方法などがある。また、所定の目標値の管理範囲
としては、目標値を求めた範囲における平均厚さの５
％、本実施例においては、平均厚さが７２．６μｍであ
ったのでその±２．５％を目標値の管理範囲として設定
した。

【００４１】そして、制御動作は全てこうして求めた目
標値と測定された未延伸フィルム９ａの厚さ測定値との
未延伸偏差に操作ゲインを乗じ加えてゆくPI制御とし、
微量操作出力も４本目のフィルムロール７のサンプルを
採取したときと同様の制御を行なった。この厚さ制御に
より、幅方向に巻き形状がさらに良好でなおかつ長手方
向にどこをとってみても、幅方向厚さ斑が製品規格内の
延伸フィルムロール７を得ることができた。評価のた
め、前述と同様にこの制御状態で延伸フィルム９ｂを８
０ｍ／ｍｉｎの製膜ライン速度で１時間に渡って製膜し
てフィルムロール７のサンプルを作製し、これを前述と
同様に外径測定器を用いて測定したところ、その巻き径
の変化分は１５０μｍで、大きく改善された。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、フィルムの厚さプロフ
ィールを的確に制御でき、巻こぶ、巻しわなどのない良
好な巻き姿のフィルムロールを得ることのできる、フィ
ルムの厚さ制御装置とその制御方法とを提供できるとい
う極めて顕著な効果を奏する。また、本発明はポリマー
をフィルム状に押し出してフィルムを製造する製膜工程
において、延伸フィルムの膜厚の均一化に大きな効果を
有し、これによって全体として製膜工程の安定化による
生産性向上及び製品フィルムの品質向上等に大きな効果
を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する製膜工程を模式的に例示した
模式工程図である。

【図２】本発明の制御手段の実施形態を例示したブロッ
ク線図である。

【符号の説明】

１ダイ２調整手段３冷却ドラム４未延伸フィルムの厚さ計５延伸装置６延伸フィルムの厚さ計７フィルムロール８制御手段９フィルム９ａ未延伸フィルム９ｂ延伸フィルム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂をフィルム状に吐出するダ
イの全幅に渡って該全幅を複数の区間に区分して配設さ
れ、かつ吐出された該熱可塑性樹脂の厚さ及び／又は吐
出量を各区間毎にそれぞれ調整自在の調整手段と、該調整手段によって厚さがそれぞれ調整された前記熱可
塑性樹脂を延伸してなる延伸フィルムに関し、厚さが調
整された各区間に対応する未延伸及び／又は延伸フィル
ムのそれぞれの厚さを測定するための未延伸フィルム用
及び／又は延伸フィルム用厚さ計と、該厚さ計によって所定のサンプリング周期で前記の少な
くとも各区間毎に測定された未延伸及び／又は延伸フィ
ルムの前記の各厚さ測定値に対して、予め設定された各
厚さ管理範囲内で、吐出される熱可塑性樹脂の各区間毎
の厚さ及び／又は吐出量を微量に変動させて制御する手
段とを含むことを特徴とするフィルムの厚さ制御装置。
【請求項２】請求項１記載のフィルムの厚さ制御装置
において、前記の制御手段が延伸フィルムの厚さ制御手段と、未延
伸フィルム厚さの制御手段と、微量出力演算制御手段
と、制御方式切替手段とを含み、その際前記の延伸フィ
ルム厚さの制御手段は、予め設定された各目標延伸厚さ
値と、この各値に対して延伸フィルム用厚さ計により測
定された各厚さ測定値とからその各偏差（各延伸偏差）
を求め、予め設定された所定の制御動作に基いて、求め
られた該各偏差から前記の調整手段を制御するための操
作出力を演算して求めて延伸フィルムの幅方向の厚さ分
布を目標通りに制御する制御手段であり、前記の未延伸フィルムの厚さ制御手段は、予め設定され
た各目標未延伸厚さ値と、この各値に対して未延伸フィ
ルム用厚さ計により測定された各厚さ測定値とからその
各偏差（各未延伸偏差）を求め、予め設定された所定の
制御動作に基いて、求められた該各偏差から前記の調整
手段を制御するための操作出力を演算して求めて未延伸
フィルムの幅方向の厚さ分布を目標通りに制御する制御
手段であり、前記の微量出力演算制御手段は、延伸後のフィルムの各
厚さ測定値が予め設定された各厚み管理範囲から外れな
いように、前記の各延伸偏差及び／又は各未延伸偏差か
ら、延伸フィルムの各厚さが管理範囲値内で微量な厚さ
となるように操作出力（微量操作出力もしくは周期操作
出力）を演算し、該微量操作出力によって前記の延伸フ
ィルムが微量な各厚さ分布を有するように前記の調整手
段を制御する手段であり、そして前記の制御方式切替手
段は、前記の延伸偏差が予め設定された設定基準に対応
して、前記の延伸フィルムの厚さ制御手段、又は前記の
未延伸フィルムの厚さ制御手段の何れかの制御手段に切
り替える手段であることを特徴とするフィルムの厚さ制
御装置。
【請求項３】請求項２記載のフィルムの厚さ制御装置
において、前記の制御方式切替手段が、前記の延伸偏差が予め設定
された基準値に対して、該延伸偏差が基準値以上である
か、該延伸偏差が基準値未満であるかを判定する判定手
段を備え、該延伸偏差が基準値未満の場合には前記の未
延伸偏差に基く未延伸フィルムの厚さ制御手段へ、また
延伸偏差が基準値以上の場合には前記の延伸偏差に基く
延伸フィルムの厚さ制御手段へと該判定手段からの切替
信号に基いて切り替える切替手段を備えたことを特徴と
するフィルムの厚さ制御装置。
【請求項４】請求項３記載のフィルムの厚さ制御装置
において、前記の制御方式切替手段が、延伸偏差が前記の判定手段
に予め目標として設定された目標値の厚さ管理範囲（上
下限値）より外れると予想される場合に、制御方式切替
手段によって微量操作出力を出さずに、未延伸フィルム
又は延伸フィルムの厚さ制御手段からの操作出力を出す
ことによって、目標値の管理範囲内である場合にのみ微
量操作出力が出されるように、前記の微量出力演算制御
手段の微量操作出力を切り替える手段であることを特徴
とするフィルムの厚さ制御装置。
【請求項５】熱可塑性樹脂を吐出するダイの全吐出幅
に渡って、該全吐出幅を複数の区間に区分し、該ダイか
らフィルム状に吐出される該熱可塑性樹脂の厚さ及び／
又は吐出量を区分された該各区間毎に調整自在とし、フィルム状に吐出された該熱可塑性樹脂を延伸して延伸
フィルムとする際に、未延伸及び／又は延伸フィルムの
厚みを前記の各区間毎に対応させてそれぞれ測定し、測定した未延伸及び／又は延伸フィルムの各厚みを設定
された厚さ管理範囲内で吐出された熱可塑性樹脂の各区
間毎の厚さ及び／又は吐出量を微量に変動させることを
特徴とするフィルムの厚さ制御方法。
【請求項６】請求項５記載のフィルムの厚さ制御方法
において、延伸されるフィルムが二軸延伸フィルムであ
ることを特徴とするフィルムの厚さ制御方法。
【請求項７】二軸延伸フィルムの製造過程において未
延伸厚さを測定できる厚さ計を有し、測定した厚さを用
いてフィルムの厚さ制御を行えることを特徴とする請求
項５又は６に記載のフィルムの厚さ制御方法。