JP2002037490A

JP2002037490A - フィルムロール巻形状測定器

Info

Publication number: JP2002037490A
Application number: JP2000215587A
Authority: JP
Inventors: Takeya Nohira; 剛也野平
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2002-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】フィルムロールの厚薄調整や巻品質を向上さ
せることのできるフィルムロール巻形状測定器を得るこ
とを目的とする。【解決手段】ダイから吐出された溶融熱可塑性合成樹
脂を延伸して形成された延伸フィルムを、ロール状に巻
き取りながら、フィルムロールの幅方向の巻径分布を測
定する手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製膜工程でのフィ
ルムの巻き取り工程におけるフィルムロールの幅方向巻
径分布をオンラインで測定できる巻形状測定に関する。

【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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】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、たとえ二
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。

【０００４】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こぶや巻しわ
が発生するという課題を惹起する。これらの課題は、後
工程で加工する際の蛇行や、部分的に応力が加わること
によってこぶの部分が伸びてしまい、最スリットする際
に蛇行したり、磁気テープにした際に記録データがエラ
ーになってしまうなどの課題があった。

【０００５】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、外乱や測定制度
の影響で厚さプロフィールを精度よく測定することは困
難で、いったん巻きとっとあと、静的に巻径を測定しな
ければ測定できないといった課題があった。

【０００６】本発明はかかる現状に鑑みてなされたもの
であり、フィルムロールの厚薄調整や巻品質を向上させ
ることのできるフィルムロール巻形状測定器を得ること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のフィルムロール
巻形状測定器は、ロール状に巻き取られたフィルムの巻
き取り形状を測定するフィルムロール巻形状測定器にお
いて、ダイから吐出された溶融熱可塑性合成樹脂を延伸
して形成された延伸フィルムを、ロール状に巻き取りな
がら、フィルムロールの幅方向の巻径分布を測定する手
段を備えることを特徴とする。

【０００８】ここで巻き取られる延伸フィルムは、全幅
が複数の区間に区分されたダイの各区間毎の溶融樹脂吐
出量を、巻き取り前の延伸フィルムの幅方向の厚さ分布
に基づいて調整することにより、幅方向の厚さ分布が所
定の値に制御されたものであることが好ましい。また巻
径分布を測定する手段は、距離計あるいは画像処理を用
いたものであることが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明品を使用したフィ
ルムロールの製造工程を模式的に例示した模式図であ
る。図２は、フィルムロールの巻径測定を示す。図にお
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はピンニング装置、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（７ａは巻き
取り部、７ｂは巻心）、８は制御手段、９はフィルム
（９ａは未延伸フィルム、９ｂは延伸フィルム）、１０
は巻径測定器、１１は巻径測定器移動装置（１１ａはフ
ィルムの幅方向移動装置を、１１ｂはロールの巻き芯に
対して垂直方向移動装置）、巻径測定値処理装置１２を
それぞれ示す。

【００１０】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、フィルム用熱可塑性合成樹脂は押
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、この調節手段２を操作することによって各区間毎
にダイ１から吐出されるポリマーの吐出量を調整でき、
ダイ１の全幅にわたってポリマーの吐出量分布を調整自
在とする。その結果、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）を最終的に初期の目的
通りの厚みプロフィールに調整することができる。

【００１１】なお、前記の調整手段２としては、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。

【００１２】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からフィルム状に吐出され、ピンニング装置
４で冷却ドラム３にピンニングされた後、冷却ドラム３
によって冷却固化されて未延伸フィルム９ａとなる。そ
の後、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、最終的にフィルムロール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の層構成が２層以上であれ
ば、各層のフィルムを形成させるポリマーは、ダイ１の
上流で合流させた後、ダイ１より押し出しすことによっ
て形成しても良い。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、これを押し出しすように構成された複合
ダイを用いても良い。

【００１３】前述のように、前記の未延伸フィルム９ａ
は延伸装置５によって延伸されて延伸フィルム９ｂとさ
れるが、その際、該延伸フィルム９ｂの厚さに関して
は、少なくともポリマー吐出量が調整される各区間に対
応する延伸部位毎に延伸フィルム用厚さ計６によって測
定される。そして、このようにして測定された各厚み測
定値を予め設定された目標延伸厚さ値に合致させるよう
に、前記の調整手段２によって、ダイ１からのポリマー
の吐出量が調整される。この時、延伸フィルム用厚さ計
６は、延伸フィルム９ｂの幅方向に走査される。そし
て、この走査によって、測定しようとする各延伸厚み測
定部位毎に延伸フィルム９ｂの厚みプロフィールがそれ
ぞれ測定される。なお、延伸フィルム用厚さ計６として
は、延伸フィルム９ｂ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が、
このような延伸フィルム用厚さ計６としては、たとえば
オンラインでの測定精度の面から放射線透過型厚さ計等
を用いることが好ましい。

【００１４】このようにして巻き取理中のフィルムロー
ル７の巻き形状を巻径測定器１０で測定するのである。
このとき巻径測定器１０は幅方向に測定するために移動
装置１１ａを有し、フィルムロールの巻取り径によって
巻径測定器１０とフィルムロール７との距離を巻径測定
器の測定可能範囲に移動できる巻径測定器の垂直方向移
動装置１１ｂを有する。

【００１５】巻径測定器に使用する距離計としては、フ
ィルムロール７の幅方向のロールの外径を測定できるも
のであれば、接触式のものであっても非接触式のもので
あってもよい。接触式であるとフィルムに外傷をつけて
しまう場合が多く、製品にできない部分を作ってしまう
ことがあるために非接触の物が好ましい。

【００１６】巻径測定器に画像処理を用いる場合、巻径
の変化の様子を捉えられれば良く、ＣＣＤカメラを用い
た場合、光の反射の輝度や、ロール表面の色の変化の様
子から、巻径の変化を捉えることが出来る。画像処理を
用いた場合、巻径変化の絶対値を捉えることが難しいの
で、距離計を用いた方がより好ましい。

【００１７】測定の方法としては、巻径測定器に距離計
を用いる場合、フィルムをコアに巻きつけてから、フィ
ルムの幅だけ巻径測定器１０を幅方向に移動装置１１を
用いて測定する。このとき、測定開始位置（特段決まっ
ていないが、巻径測定器の対比位置に最も近いフィルム
位置が適当）における巻径を最初に測定する。巻径測定
器の測定レンジの中間になるよう垂直方向移動装置１１
ｂでフィルムロール７との距離を調整してから、幅方向
にフィルムロール７との距離を測ることによって巻径を
求めることができる。幅方向にフィルムの端から端まで
の測定を１スキャンとし、測定の誤差を低減させるため
１スキャン中は巻き芯に対する方向の移動は行わない。
１スキャンしている間にもフィルムがフィルムロール７
に巻き取られているので、その分の巻径変化は、フィル
ムの平均厚みと、巻き取り速度で補正するか、偶数スキ
ャン分のデータの平均値を用いることで求めることがで
きる。これら測定値の処理を巻径測定値処理装置１２を
用いて行い、測定値の表示、保存ができる。

【００１８】測定の方法として巻径測定器に画像処理を
用いる場合、ＣＣＤカメラなどの画像入力装置をフィル
ムロール７の測定したい範囲の中央に移動装置１１ａで
移動し、画像データを取り込む。画像データの輝度の差
によって巻径の変化している部分を求めても良いし、色
の変化を捉えることによって巻径の変化している部分を
求めても良い。図示していない光源を幅方向に設置する
と安定して変化を捉えることができる。これらが像処理
も巻径測定値処理装置１２を用いて行う。

【００１９】［実施例１］図１の工程によってフィルム
ロールを製造した。原料ポリマーとして、固有粘度が
０．６０のポリエチレンテレフタレートのペレットを用
いた。その際、通常該ポリエチレンテレフタレートのペ
レットにはフィルム表面の滑り性を上げるために滑材を
添加するが巻形状変化を顕著に捉えるために添加しなか
った。そして、このように調整した原料ポリマーからな
るペレットを１７０℃で３時間乾燥した後、押出機（図
示せず）に供給し、２８０℃で溶融押出し、ダイ１のマ
ニホールドに供給し、ダイ１からフィルム状に吐出し
た。次いで、吐出したポリマーを２０℃に保たれた冷却
ドラム３に、公知のピンニング装置４により静電荷を印
加しながら、巻き付けることにより冷却固化して、未延
伸フィルム９ａとした。

【００２０】この未延伸フィルム９ａを、延伸装置５に
おいて以下のように２軸延伸した。すなわち、先ず加熱
ロール（図示せず）に接触させて８０℃に加熱した後、
縦延伸装置（図示せず）で長手方向（フィルムの走行方
向）に３．６倍に延伸し、直ちに２０℃まで冷却し、続
いて横方向にテンター式横延伸装置（図示せず）を用い
て９０℃で４．３倍に延伸した後、１２０℃で熱処理を
施し、室温まで冷却した。その後、フィルムエッジ部分
をカットした後、巻取装置で巻き取り、フィルムロール
７を得た。なお、厚み調整ユニット群（調整手段２）に
は、前述の樹脂温度調整方式のものを用い、ダイ１の全
幅に渡って３０区間に区分し、区分された各区間毎にポ
リマーの吐出量を調整自在となるように配設した。

【００２１】巻径測定器１０には、超音波式の距離計を
用いた。フィルムロール７の端部でフィルムロールに接
触しないだけの充分な距離を得る為に巻径測定器の巻芯
に対して垂直方向移動装置１１ｂを用いてセッティング
の後、フィルムロールを巻取り中に幅方向移動装置１１
ａにてフィルムロールの幅方向に巻径の変化を測定し
た。結果、幅方向の巻径分布をとらえることが出来た。
この時垂直方向の移動は行なわなかった。フィルムの巻
取り中の測定である為、巻取り初めと終わりで巻径に差
が出来たが、パーソナルコンピュータからなる巻径測定
値処理装置１２を用いて巻径測定器の移動速度と距離か
らその間に巻き取られたフィルムの量によって補正をか
けることにより、巻取り後オフラインで測定した巻径パ
タンと良い相関の得られる形状測定出力を得ることが出
来た。データは巻径測定値処理装置１２に表示、保存さ
れた。

【００２２】［実施例２］実施例１において、巻径測定
器１０にＣＣＤカメラを設置し、取り込んだ画像の色の
変化によって巻き形状の変化を捉えた。この時図示しな
い光源を用い、安定した画像データを選られるように工
夫した。また、カメラの位置は巻径が大きくなってもフ
ィルムロールに接触することの無い様に充分距離を置い
て設置され、オートフォーカス機能を用いることによっ
て焦点を合わせ、巻径によらず画像データを得られるよ
うにしてある。

【００２３】このように設置したカメラの画像をフィル
ムロールの幅方向に解析した結果、巻径の変化を捉える
ことが出来る。フィルムの銘柄によって画像の処理の方
法は異なるが、この実施例では、取り込んだ画像のピク
セル事にＲＧＢ値の割合を求め、総合的な割合が大きく
なった部分が巻径が大きく、割合が小さい部分が巻径が
小さくなることを見出し、この性質を利用して、巻径分
布をとらえることができた。これらの処理は、巻径測定
値処理装置１２で行われた。

【００２４】

【発明の効果】オンラインでフィルムロールの巻径を測
定できる。この装置を用いることによって厚薄調整、巻
品質の向上を早い段階に行うことができ、フィルムの生
産性をあげることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フィルムロールの製造工程

【図２】フィルムロールの巻径測定

【符号の説明】

１ダイ２調整手段３冷却ドラム４ピンニング装置５延伸装置６延伸フィルム用厚み計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１０巻径測定器１１巻径測定器移動装置１１ａ巻径測定器フィルムの幅方向移動装置１１ｂ巻径測定器ロールの巻き芯に対して垂直方向移
動装置１２巻径測定値処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｆターム(参考） 2F069 AA39 AA47 BB20 BB34 GG04 GG07 GG08 GG09 GG59 HH09 HH30 JJ06 NN26 3F055 AA05 CA01 DA01 4F210 AA00 AA24 AG01 AP12 AR13 QA02 QC06 QD34 QG01 QG18 QL02 QL15 QL17 QL18 QM02 QM11 QM13 QM15 QW07 QW15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロール状に巻き取られたフィルムの巻き
取り形状を測定するフィルムロール巻形状測定器におい
て、ダイから吐出された溶融熱可塑性合成樹脂を延伸し
て形成された延伸フィルムを、ロール状に巻き取りなが
ら、フィルムロールの幅方向の巻径分布を測定する手段
を備えたことを特徴とするフィルムロール巻形状測定
器。
【請求項２】巻き取られる延伸フィルムは、全幅が複
数の区間に区分されたダイの各区間毎の溶融樹脂吐出量
を、巻き取り前の延伸フィルムの幅方向の厚さ分布に基
づいて調整することにより、幅方向の厚さ分布が所定の
値に制御されたものであることを特徴とする請求項１記
載のフィルムロール巻形状測定器。
【請求項３】巻径分布を測定する手段が距離計である
ことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載のフィ
ルムロール巻形状測定器。
【請求項４】巻径分布を測定する手段が画像処理を用
いることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の
フィルムロール巻形状測定器。