JP2015030160A - フィルム製造装置、フィルムの製造方法及びフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】生成されるフィルムの厚み斑を抑制するフィルム製造装置、フィルムの製造方法及びフィルムを提供する。【解決手段】フィルム製造装置１は、溶融樹脂Ｒｍを流出する押出機１０と、押出機１０から流出した溶融樹脂Ｒｍを冷却する冷却液Ｃを貯留する冷却液槽２１と、溶融樹脂Ｒｍが冷却されて生成された冷却樹脂Ｒｐを冷却液Ｃから引き出す引出装置２５と、冷却液槽２１に貯留された冷却液Ｃの上部を、溶融樹脂Ｒｍが入る領域と、冷却樹脂Ｒｐが出る領域とで区画する仕切部材２２とを備える。而して、冷却樹脂Ｒｐが引き出されることに伴って生じ得る冷却液Ｃの液面揺れの影響が、冷却液Ｃに入る溶融樹脂Ｒｍに及ぶことを、仕切部材２２によって抑制し、生成されるフィルムＦｂの厚み斑を抑制する。フィルムの製造方法は、冷却樹脂Ｒｐを冷却液Ｃから引き出す工程によって生じる冷却液Ｃの液面の揺れの高さを１ｍｍ以下に抑制する。【選択図】図１

Description

本発明はフィルム製造装置、フィルムの製造方法及びフィルムに関し、特に生成されるフィルムの厚み斑を抑制することができるフィルム製造装置、フィルムの製造方法及びフィルムに関する。

食材や料理あるいは皿などの食器を料理ごと包む食品用ラップフィルムが広く用いられている。ラップフィルムの製造態様の一例として、溶融状態の樹脂を環状ダイで円筒状に押出して予備円筒状成形体とし、冷却用の水が貯留された第１浴槽を通して冷却し、次いで冷却した予備円筒状成形体を延伸してインフレーションフィルムとし、インフレーションフィルムを使用に適した幅にスリットしてラップフィルムとするものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開平１０−３３０６２５号公報（段落００２４、図１等）

特許文献１に記載された製造態様で製造されたラップフィルムは、厚さに斑が生じる場合があった。

本発明は上述の課題に鑑み、生成されるフィルムの厚み斑を抑制することができるフィルム製造装置、フィルムの製造方法及びフィルムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係るフィルム製造装置は、例えば図１に示すように、フィルムＦｂの原料となる樹脂を溶融した溶融樹脂Ｒｍを流出する押出機１０と；押出機１０から流出した溶融樹脂Ｒｍを冷却する冷却液Ｃを貯留する冷却液槽２１と；溶融樹脂Ｒｍが冷却液槽２１内の冷却液Ｃで冷却されて生成された冷却樹脂Ｒｐを、冷却液Ｃから引き出す引出装置２５と；冷却液槽２１に貯留された冷却液Ｃの上部を、溶融樹脂Ｒｍが入る領域と、冷却樹脂Ｒｐが出る領域とで区画する仕切部材２２とを備える。

このように構成すると、仕切部材を備えるので、冷却樹脂が引き出されることに伴って生じる冷却液の液面揺れの影響が、冷却液に入る溶融樹脂に及ぶことを抑制することができ、生成されるフィルムの厚み斑を抑制することができる。

また、本発明の第２の態様に係るフィルム製造装置は、例えば図１、図２に示すように、上記本発明の第１の態様に係るフィルム製造装置１において、仕切部材２２が、冷却液槽２１に貯留された冷却液Ｃに入る溶融樹脂Ｒｍの周囲を囲む筒状の包囲部材で形成されている。

このように構成すると、冷却樹脂が引き出されること以外の原因で冷却液の液面揺れが生じた場合であっても、液面揺れの影響を最小限に抑制することができる。

また、本発明の第３の態様に係るフィルム製造装置は、例えば図４に示すように、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係るフィルム製造装置において、仕切部材２２Ａを冷却する冷却手段２２ｗ、Ｑを備える。

このように構成すると、溶融樹脂の冷却を効率よく継続することができる。

また、本発明の第４の態様に係るフィルムの製造方法は、例えば図１、図３を参照して示すと、上記本発明の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係るフィルム製造装置１でフィルムＦｂを製造する方法であって；押出機１０から流出された溶融樹脂Ｒｍを冷却液槽２１に貯留された冷却液Ｃに投入する溶融樹脂投入工程（Ｓｔ２）と；冷却液Ｃに投入された溶融樹脂Ｒｍを冷却して冷却樹脂Ｒｐとする樹脂冷却工程（Ｓｔ３）と；冷却樹脂Ｒｐを引出装置２５で冷却液Ｃから引き出す引出工程（Ｓｔ４）とを備える。

このように構成すると、冷却樹脂が引き出されることに伴って生じる冷却液の液面揺れの影響が、冷却液に入る溶融樹脂に及ぶことを仕切部材によって抑制することができ、生成されるフィルムの厚み斑を抑制することができる。

上記目的を達成するために、本発明の第５の態様に係るフィルムの製造方法は、例えば図１、図３を参照して示すと、フィルムＦｂの原料となる樹脂を溶融した溶融樹脂Ｒｍを冷却液Ｃに投入する溶融樹脂投入工程（Ｓｔ２）と；冷却液Ｃに投入された溶融樹脂Ｒｍを冷却して冷却樹脂Ｒｐとする樹脂冷却工程（Ｓｔ３）と；冷却樹脂Ｒｐを冷却液Ｃから引き出す引出工程（Ｓｔ４）と；引出工程によって冷却液Ｃの液面に揺れが生じたときに、冷却液Ｃに投入された溶融樹脂Ｒｍの周囲の冷却液Ｃの液面の揺れの高さを１ｍｍ以下に抑制する液面揺れ抑制工程（Ｓｔ５）とを備える。

このように構成すると、冷却樹脂が引き出されることに伴って生じる冷却液の液面揺れの影響が、冷却液に入る溶融樹脂に及ぶことを抑制することができ、生成されるフィルムの厚み斑を抑制することができる。

また、本発明の第６の態様に係るフィルムは、樹脂を薄膜状に成形したフィルムであって、厚み斑が平均厚さの±１２％以下に形成されている。フィルムは、典型的には、上記本発明の第４の態様又は第５の態様に係るフィルムの製造方法によって製造される。

このように構成すると、厚み斑が小さい高品質なフィルムとなる。

本発明によれば、冷却樹脂が引き出されることに伴って生じる冷却液の液面揺れの影響が、冷却液に入る溶融樹脂に及ぶことを抑制することができ、生成されるフィルムの厚み斑を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係るフィルム製造装置の概略構成図である。 （Ａ）は冷却装置の仕切リングまわりの部分垂直断面図、（Ｂ）は仕切リングの斜視図である。 本発明の実施の形態に係るフィルム製造装置によるフィルムの製造過程を示すフローチャートである。 仕切リングの変形例を示す垂直断面図である。 仕切部材の変形例を示す図である。（Ａ）は第１の変形例を示す垂直断面図、（Ｂ）は第２の変形例を示す平面図である。 溶融樹脂が投入される際の冷却水の液面の揺れと、帯状フィルムの厚み斑との関係に関する実験結果を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

まず図１を参照して、本発明の実施の形態に係るフィルム製造装置１を説明する。図１は、フィルム製造装置１の概略構成図である。フィルム製造装置１は、帯状フィルムＦｂの原料の樹脂を溶融した溶融樹脂Ｒｍを押し出す押出機１０と、押出機１０から押し出された溶融樹脂Ｒｍを冷却して冷却樹脂としてのパリソンＲｐを生成する冷却装置２０と、パリソンＲｐを延伸して筒状フィルムＦｐとする延伸装置３０と、延伸された筒状フィルムＦｐに掛けられた応力を和らげる緩和装置４０と、筒状フィルムＦｐを裁断して帯状フィルムＦｂとする裁断装置５０と、裁断された帯状フィルムＦｂを巻き取って原反Ｆｒとする巻取装置６０とを備えている。フィルム製造装置１は、押出機１０、冷却装置２０、延伸装置３０、緩和装置４０、裁断装置５０、及び巻取装置６０がこの順に配設されており、場所によって適宜形態を変える溶融樹脂Ｒｍ、パリソンＲｐ、筒状フィルムＦｐ、帯状フィルムＦｂの生成物は、この順に流れていく。以下の説明では、生成物が流れる方向を「長手方向」といい、長手方向に直交する方向を「幅方向」ということとする。本実施の形態では、幅方向が水平に延びている。なお、帯状フィルムＦｂが最終的な製品のフィルムとなり、所定の長さの帯状フィルムＦｂが巻回されて小売りされる。

押出機１０に投入される原料としての樹脂は、本実施の形態では合成樹脂が用いられている。合成樹脂原料は、熱可塑性樹脂等の高分子物質のうちの粘性及び弾性の両方をあわせた性質を持った物体（粘弾性体）であり、本実施の形態ではポリ塩化ビニリデン系共重合体が用いられている。塩化ビニリデン系共重合体は、還元粘度０．０３５超過〜０．０７５、好ましくは０．０３８〜０．０７０、さらに好ましくは、０．０４０〜０．０６５の範囲の公知の塩化ビニリデン共重合体が用いられるとよい。このような塩化ビニリデン系共重合体としては、懸濁重合により得られたものを用いることが好ましく、例えば、塩化ビニリデン６０〜９８重量％と約４０〜約２重量％の塩化ビニリデンと共重合可能な少なくとも１種のエチレン系不飽和単量体との共重合体であることが好ましい。このようなエチレン系不飽和単量体としては塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸及びこれらの酸のアルキルエステル、アクリルニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、ビニルアルキルエーテル、ビニルアルキルケトン、アクロレイン、アリルエステル、アリルエーテル、スチレン等のモノエチレン系不飽和単量体；ブタジエン、クロロプレン等のジエン系不飽和単量体及びこれらエチレン系不飽和単量体を二種以上共重合させた共重合体を例示することができる。

押出機１０は、ホッパー１１と、スクリュー１３と、ダイ１５とを有している。ホッパー１１は、スクリュー１３の一端に合成樹脂原料を供給するものである。押出機１０内に配置されたホッパー１１は、上方よりも下方がすぼまった逆円錐状の外観形状を呈しており、上部に導入された合成樹脂原料を収集しながら落下させて、スクリュー１３の一端に導出するように構成されている。スクリュー１３は、本実施の形態では軸線が水平に設置されており、軸線回りに回転することにより、ホッパー１１から一端に供給された合成樹脂原料を、他端に向けて水平に圧送するように構成されている。合成樹脂原料は、スクリュー１３で圧送される際に溶融されて溶融樹脂Ｒｍとなり、他端に至る。ダイ１５は、スクリュー１３の他端に配設されている。ダイ１５は、本実施の形態では、溶融樹脂Ｒｍを円筒形状で押し出すように、先端形状が加工されている。

冷却装置２０は、冷却液槽としての冷却バス２１と、包囲部材としての仕切リング２２と、第１ピンチローラ２３と、引出装置としての第２ピンチローラ２５とを有している。冷却バス２１は、ダイ１５から押し出されてきた溶融樹脂Ｒｍを受け入れることができるように、ダイ１５の鉛直下方の領域を包含するように配設されている。冷却バス２１の中には冷却液としての冷却水Ｃが貯留されており、ダイ１５から押し出されてきた溶融樹脂Ｒｍを浸漬させて冷却することができるように構成されている。溶融樹脂Ｒｍは、冷却されることでパリソンＲｐとなる。溶融樹脂Ｒｍは粘性の高い液体であり、パリソンＲｐは固体である。ここで「溶融樹脂」とは、液体とはいいながら、冷却されて粘度が測定不能となるほどに高い固体となる前の、まだ厚さが永久変形し得る状態にある樹脂をいう。典型的には、温度が融点以下、ガラス転移点以上で、融点近傍の状態にあり、冷却水Ｃの波打ちにより厚さが変化しうる状態にある樹脂である。溶融樹脂Ｒｍは、ダイ１５から円筒状で押し出されてくるため、パリソンＲｐも円筒状となる。仕切リング２２は、冷却水Ｃに入る溶融樹脂Ｒｍの周囲を囲む部材である。つまり、仕切リング２２は、仕切部材の一形態である。仕切リング２２は、その上部が、冷却水Ｃの液面よりも上方に突き出るように配設されている。

第１ピンチローラ２３は、円筒状のパリソンＲｐを扁平にする一対の円柱状ローラで構成されている。第１ピンチローラ２３は、幅方向に延びて、ダイ１５の鉛直下方の冷却バス２１の中に水没して配設されている。第２ピンチローラ２５は、扁平になったパリソンＲｐを冷却水Ｃから引き出す装置である。第２ピンチローラ２５は、第１ピンチローラ２３から離れた冷却バス２１の外に幅方向に延びて配設されている。第２ピンチローラ２５は、平面視においても冷却バス２１の外側に配設されている。第２ピンチローラ２５は、パリソンＲｐが延伸装置３０に送られる前にパリソンＲｐを扁平に維持するように、一対の円柱状ローラで構成されている。第２ピンチローラ２５によって冷却水Ｃから引き出されるパリソンＲｐは、ダイ１５の鉛直下方に対して平面的にずれた位置で冷却水Ｃの液面を通過するようになっている。

ここで図２を参照して、仕切リング２２の詳細を説明する。図２（Ａ）は、冷却装置２０の仕切リング２２まわりの部分垂直断面図、図２（Ｂ）は、仕切リング２２の斜視図である。仕切リング２２は、冷却水Ｃに入る溶融樹脂Ｒｍの周囲を囲むことによって、冷却水Ｃの液面（冷却水Ｃの上部）を、溶融樹脂Ｒｍが入る領域である入領域Ｔｉと、パリソンＲｐが出る領域である出領域Ｔｏとに区画している。仕切リング２２は、円筒状のリング本体２２ｒと、リング本体２２ｒの外周に設けられたフィン２２ｆとを有している。リング本体２２ｒは、冷却水Ｃに入る溶融樹脂Ｒｍの直径よりも大きな直径を有している。リング本体２２ｒの直径は、典型的には、ダイ１５から押し出された溶融樹脂Ｒｍの直径の１．３〜２．０倍程度に形成されている。リング本体２２ｒの深さ２２ｈは、ダイ１５の下方に設置された仕切リング２２の、冷却水Ｃの液面より上方の上部２２ｔの高さと、冷却水Ｃの液面より下方の下部２２ｓの高さとを合計した長さに形成されている。仕切リング２２の上部２２ｔの高さは、パリソンＲｐが冷却水Ｃの液面から引き出される際に生じる出領域Ｔｏの波が、上部２２ｔを乗り越えて入領域Ｔｉに入らない高さに形成されている。仕切リング２２の下部２２ｓの高さは、パリソンＲｐが冷却水Ｃの液面から引き出される際に生じる出領域Ｔｏの波が、冷却水Ｃ内の溶融樹脂Ｒｍに伝播しない高さ、典型的には、少なくとも冷却水Ｃ内における溶融樹脂Ｒｍの高さ以上に形成されている。つまり、仕切リング２２の下部２２ｓは、典型的には、少なくとも、溶融樹脂ＲｍがパリソンＲｐとなる境界から上方全体を覆う高さに形成されている。

フィン２２ｆは、長方形の板状に形成されており、リング本体２２ｒの外面に取り付けられている。フィン２２ｆは、典型的にはリング本体２２ｒと同じ高さに形成され、リング本体２２ｒの断面円形の半径方向に突き出るように、リング本体２２ｒに取り付けられている。フィン２２ｆは、複数が、リング本体２２ｒの周方向に間隔を空けて取り付けられている。フィン２２ｆは、典型的にはリング本体２２ｒと同じ材料で形成されている。仕切リング２２は、熱伝導率の高い材料で形成されていることが好ましい。

再び図１に戻ってフィルム製造装置１の構成の説明を続ける。延伸装置３０は、冷却装置２０から出てきたパリソンＲｐを、封入された空気の内圧で延伸して、パリソンＲｐよりも薄い筒状フィルムＦｐとする装置である。筒状フィルムＦｐは、本実施の形態では、パリソンＲｐが二軸延伸されて塑性変形したものである。延伸装置３０は、第３ピンチローラ３５を有している。第３ピンチローラ３５は、延伸装置３０の下流側末端に配設されている。第３ピンチローラ３５は、円筒状の筒状フィルムＦｐを挟圧して扁平にする一対の円柱状ローラで構成されている。

緩和装置４０は、延伸装置３０で筒状フィルムＦｐに掛けられた応力を和らげる装置である。緩和装置４０は、延伸装置３０と裁断装置５０との間で、扁平な筒状フィルムＦｐを搬送するのに必要で極力小さな張力が、扁平な筒状フィルムＦｐに掛かるように構成されている。緩和装置４０は、扁平な筒状フィルムＦｐを支えるガイドローラ群４１を有している。緩和装置４０は、扁平な筒状フィルムＦｐが、ガイドローラ群４１の複数のローラの間を、上面あるいは下面で適宜接しながら、裁断装置５０に向けて搬送されるように構成されている。

裁断装置５０は、扁平の筒状フィルムＦｐを裁断して複数の帯状フィルムＦｂとする装置である。裁断装置５０は、扁平な筒状フィルムＦｐを挟持する第４ピンチローラ５１及び第５ピンチローラ５６の間に設けられたテンションローラ５２によって、挟持された扁平な筒状フィルムＦｐに長手方向に作用する張力を掛けながら、裁断刃５５で筒状フィルムＦｐを裁断するように構成されている。第４ピンチローラ５１及び第５ピンチローラ５６は、それぞれ、扁平な筒状フィルムＦｐを挟持することができるように一対の円柱状ローラで構成されている。テンションローラ５２に隣接した上下流の両側には、支持ローラ５３が設けられている。裁断刃５５は、扁平な筒状フィルムＦｐが流れる方向に対して直交する方向に、帯状フィルムＦｂを所定の幅にすることができる間隔で、複数が配列されている。ここで、所定の幅は、本実施の形態では、帯状フィルムＦｂが最終製品となったときの幅に対応する幅である。複数の裁断刃５５の下方には、裁断ローラ５４が配設されている。裁断ローラ５４の外表面には、配列された裁断刃５５に対応する位置に、溝が形成されている。裁断装置５０は、裁断ローラ５４の外表面に扁平な筒状フィルムＦｐが接している状態で、裁断ローラ５４に形成された溝に裁断刃５５を入れることで、扁平な筒状フィルムＦｐを原反Ｆｒの幅に裁断することができるように構成されている。

巻取装置６０は、裁断刃５５によって裁断されて上下に分かれた帯状フィルムＦｂの、上方の帯状フィルムＦｂを巻き取る第１巻取ローラ６１と、下方の帯状フィルムＦｂを巻き取る第２巻取ローラ６２とを有している。第５ピンチローラ５６と第１巻取ローラ６１との間には、複数列に裁断された帯状フィルムＦｂを各列に分ける第１エキスパンダローラ６５が配設されている。第５ピンチローラ５６と第２巻取ローラ６２との間には、複数列に裁断された帯状フィルムＦｂを各列に分ける第２エキスパンダローラ６６が配設されている。

引き続き図３を参照して、フィルム製造装置１の作用を説明する。フィルム製造装置１による帯状フィルムＦｂ（原反Ｆｒ）の製造過程は、本発明の実施の形態に係るフィルムの製造方法の一態様である。図３は、帯状フィルムＦｂの製造過程を示すフローチャートである。以下の作用の説明において、フィルム製造装置１の構成に言及しているときは、適宜図１及び図２を参照することとする。フィルム製造装置１には、原料タンク（不図示）から供給された合成樹脂原料が、ホッパー１１に導入される。ホッパー１１に導入された合成樹脂原料は、ホッパー１１の下端からスクリュー１３の一端に導出され、スクリュー１３の軸線回りの回転により、溶融しながらダイ１５に向けて圧送される。ダイ１５に到達した溶融樹脂Ｒｍは、ダイ１５から円筒形状で押し出される（押出工程：Ｓｔ１）。

ダイ１５から押し出された円筒状の溶融樹脂Ｒｍは、冷却バス２１に貯留されている冷却水Ｃに投入される（溶融樹脂投入工程：Ｓｔ２）。冷却水Ｃに投入された溶融樹脂Ｒｍの内部には、ダイ１５の内部を通るチューブ（不図示）を介してパイル剤Ｐが供給される。パイル剤Ｐは、密着防止用液状物であり、後に扁平となったパリソンＲｐの接触した内面同士を剥離しやすくするために円筒状の樹脂の内部に供給されるものである。冷却水Ｃに投入された溶融樹脂Ｒｍは、冷却水Ｃ及びパイル剤Ｐによって冷却されてパリソンＲｐとなる（樹脂冷却工程：Ｓｔ３）。冷却水Ｃ及びパイル剤Ｐで冷却されたパリソンＲｐは、第１ピンチローラ２３に挟圧されて扁平となる。扁平なパリソンＲｐの内部には、表面に付着する程度のパイル剤Ｐが残留している。第１ピンチローラ２３を通過した扁平なパリソンＲｐは、冷却水Ｃ内にあるうちは引き続き冷却され、その後、第２ピンチローラ２５によって冷却水Ｃから引き出される（引出工程：Ｓｔ４）。

扁平なパリソンＲｐが冷却水Ｃから引き出される際、引き出されるパリソンＲｐの周囲の冷却水Ｃの液面が揺れることとなる。この現象は、上昇する扁平なパリソンＲｐに付随して一旦液面から上昇した液滴が、その後に落下することによって生じると推察される。本発明者らは、冷却水Ｃの液面の揺れが、冷却水Ｃに投入される溶融樹脂Ｒｍに到達すると、最終的に生成される帯状フィルムＦｂに厚み斑が生じることを見出した。また、帯状フィルムＦｂの厚み斑は、冷却水Ｃに投入される溶融樹脂Ｒｍに到達する冷却水Ｃの液面の揺れが大きいほど、大きくなることを見出した。本実施の形態に係るフィルム製造装置１では、仕切リング２２が設けられているので、扁平なパリソンＲｐが冷却水Ｃから引き出されることによって生じた液面の揺れが、冷却水Ｃに投入される溶融樹脂Ｒｍに到達する前に仕切リング２２によって遮られ、冷却水Ｃに投入される溶融樹脂Ｒｍに接する液面の揺れの高さが１ｍｍ以下に抑制される（液面揺れ抑制工程：Ｓ５）。本実施の形態では、冷却水Ｃに投入される溶融樹脂Ｒｍに接する液面の揺れの高さが０．５ｍｍ以下（実質的にゼロ）となっている。液面揺れ抑制工程（Ｓｔ５）は、溶融樹脂Ｒｍの冷却水Ｃへの投入から扁平なパリソンＲｐの冷却水Ｃからの引き出しまでの工程にかかわるため、溶融樹脂投入工程（Ｓｔ２）、樹脂冷却工程（Ｓｔ３）、及び引出工程（Ｓｔ４）と並行して行われる。なお、溶融樹脂Ｒｍは高温なため、仕切リング２２内の入領域Ｔｉの冷却水Ｃの温度が上昇しがちとなるが、仕切リング２２は、熱伝導率の高い材料で形成されていると共に、フィン２２ｆによって仕切リング２２外側の出領域Ｔｏの冷却水Ｃと接触する面積が大きく形成されているので、入領域Ｔｉの冷却水Ｃの熱を出領域Ｔｏの冷却水Ｃに放出することができ、入領域Ｔｉの冷却水Ｃの過昇温を抑制することができる。また、仕切リング２２は、冷却水Ｃに投入される溶融樹脂Ｒｍの近傍の周囲を囲んでいるため、パリソンＲｐが引き出されること以外の要因で出領域Ｔｏに液面揺れが生じた場合でも、その液面揺れが溶融樹脂Ｒｍに到達することを防ぐことができる。

第２ピンチローラ２５を通過した扁平なパリソンＲｐは、延伸装置３０において内部に空気が入り、空気の内圧によって延伸される（延伸工程：Ｓｔ６）。なお、延伸装置３０におけるパリソンＲｐの内部の空気は、フィルム製造装置１が定常運転となる前の初期段階において、パリソンＲｐあるいは筒状フィルムＦｐに対し、中に空気を入れた状態で第２ピンチローラ２５及び第３ピンチローラ３５で挟み込むことで封入されている。パリソンＲｐあるいは筒状フィルムＦｐの中に一旦空気が入れられると、パリソンＲｐ及び筒状フィルムＦｐが流れても、内部の空気は第２ピンチローラ２５と第３ピンチローラ３５との間にとどまることとなる。第２ピンチローラ２５よりも下流側で内部に空気が入ったパリソンＲｐは、二軸延伸されて筒状フィルムＦｐとなる。その後、筒状フィルムＦｐは、第３ピンチローラ３５によって扁平にされる。

第３ピンチローラ３５を通過した扁平な筒状フィルムＦｐは、張力が緩和された状態でガイドローラ群４１に支持される。張力が緩和された状態とは、典型的には扁平な筒状フィルムＦｐを搬送するのに必要最低限の張力が掛けられた状態である。扁平な筒状フィルムＦｐは、第３ピンチローラ３５の回転速度よりも第４ピンチローラ５１の回転速度を下げることにより、延伸工程（Ｓｔ６）において作用した応力が和らげられる（緩和工程：Ｓｔ７）。ガイドローラ群４１に支持される扁平な筒状フィルムＦｐは、第４ピンチローラ５１に引っ張られる。

第４ピンチローラ５１を通過した扁平な筒状フィルムＦｐは、第５ピンチローラ５６に引っ張られることで、テンションローラ５２及び支持ローラ５３を経由して裁断刃５５に到達する。裁断刃５５に到達した扁平な筒状フィルムＦｐは、裁断刃５５によって、最終的な製品となるフィルムの幅で複数列に裁断され、帯状フィルムＦｂとなる（裁断工程：Ｓｔ８）。帯状フィルムＦｂが何列製造されるかは、最終的な製品のフィルムの幅による。両最外部の裁断刃５５よりも外側に生じる筒状フィルムＦｐの切れ端（扁平な筒状フィルムＦｐの耳）は、回収された後に再利用されることとしてもよい。

扁平な筒状フィルムＦｐが裁断刃５５で裁断されて生成された帯状フィルムＦｂは、第５ピンチローラ５６から繰り出され、上側の帯状フィルムＦｂは第１エキスパンダローラ６５を介して第１巻取ローラ６１に装着されたボビンに巻き取られ、下側の帯状フィルムＦｂは第２エキスパンダローラ６６を介して第２巻取ローラに装着されたボビンに巻き取られる（巻取工程：Ｓｔ９）。本実施の形態では、帯状フィルムＦｂが第１巻取ローラ６１あるいは第２巻取ローラ６２に巻き取られる際、当該技術分野で慣用されている巻き取り方である、巻き始めから巻き終わりにかけて徐々に張力を小さくしていくテーパーテンションで巻き取られる。第１巻取ローラ６１及び第２巻取ローラ６２に巻き取られた帯状フィルムＦｂは、それぞれ原反Ｆｒとなる、原反Ｆｒは、後の工程（不図示）において所定の長さ（例えば２０ｍ、５０ｍ等）で巻き取られて切断され、蓋部が開閉可能な直方体状のカートンに収容されて小売りされる。

以上で説明したように、本実施の形態に係るフィルム製造装置１によれば、冷却水Ｃに入る溶融樹脂Ｒｍの周囲を囲む仕切リング２２を備えるので、冷却水Ｃに投入される溶融樹脂Ｒｍに接する液面の揺れを抑制することができ、帯状フィルムＦｂの厚み斑を抑制することができる。フィルム製造装置１等を用いて、冷却水Ｃに投入される溶融樹脂Ｒｍの周囲の液面の揺れを抑制して製造された帯状フィルムＦｂは、平均厚さに対する最大厚さの差及び最小厚さの差がそれぞれ１２％以下、換言すれば、厚み斑を平均厚さの±１２％以下とすることができる。なお、正の厚み斑は、（（最大厚さ）−（平均厚さ））／（平均厚さ）で求められ、負の厚み斑は、（（最小厚さ）−（平均厚さ））／（平均厚さ）で求められる。ここで、平均厚さは、０．００１ｍｍ目盛りのダイヤルゲージを用いて帯状フィルムＦｂを長手方向に１ｃｍ間隔で測定した厚さの平均である。また、平均厚さを算出する際の測定点数は、仮に冷却水Ｃの液面に揺れが生じた場合の波の周期を考慮して、１６点としている。

以上の説明では、仕切リング２２のリング本体２２ｒが円筒状であるとしたが、軸直角断面が、円形以外の、楕円形、あるいは四角形等の多角形の、筒状であってもよい。また、仕切リング２２がフィン２２ｆを有しているとしたが、入領域Ｔｉの熱を出領域Ｔｏに放出しなくてもよい場合や、フィン２２ｆ以外の構成によって入領域Ｔｉから出領域Ｔｏへ熱を放出するなどの場合は、フィン２２ｆを有していなくてもよい（フィン２２ｆが省略されていてもよい）。

以上の説明では、仕切リング２２がフィン２２ｆを有していることで、入領域Ｔｉから出領域Ｔｏへの熱の放出を促進させることとしたが、以下の手段で入領域Ｔｉの熱を放出することとしてもよい。
図４は、変形例に係る仕切リング２２Ａの垂直断面図である。仕切リング２２Ａは、冷却流体Ｑが流れる流体流路２２ｗが内部に形成されており、冷却流体Ｑを介して入領域Ｔｉの熱を外部に搬出するように構成されている。流体流路２２ｗは、仕切リング２２Ａ内の全周にわたって形成されており、周方向の１箇所に、冷却流体Ｑの流れを止める区画壁２２ｄが設けられている。仕切リング２２Ａは、区画壁２２ｄを挟むようにして、一方の近傍には冷却流体Ｑを流体流路２２ｗに供給する流体往管２２ｖが接続され、他方の近傍には流体流路２２ｗ内の冷却流体Ｑを外部に取り出す流体還管２２ｘが接続されている。本変形例では、流体流路２２ｗ及び冷却流体Ｑが冷却手段に相当する。仕切リング２２Ａでは、流体往管２２ｖから流体流路２２ｗに流入した冷却流体Ｑが、流体還管２２ｘに至るまでの、流体流路２２ｗを概ね全周にわたって流れる際に、入領域Ｔｉの冷却水Ｃから熱を奪って入領域Ｔｉ内の冷却水Ｃを冷却する。流体流路２２ｗを流れる冷却流体Ｑ自身は、温度が上昇し、流体還管２２ｘを介して外部に導出される。なお、図４では、フィン２２ｆ（図２参照）に相当する構成を有しない例を示しているが、フィン２２ｆ（図２参照）に相当する構成を有していてもよい。

以上の説明では、仕切部材が仕切リング２２であるとしたが、以下のように構成されていてもよい。
図５（Ａ）に示す第１の変形例では、仕切部材が、冷却水Ｃから引き出されるパリソンＲｐの周囲を囲む仕切筒２８で構成されている。図５（Ａ）は仕切筒２８まわりの垂直断面図である。扁平なパリソンＲｐの周囲を囲む仕切筒２８は、水平断面が長方形の筒状に形成されている。また、扁平なパリソンＲｐが、冷却水Ｃの液面に対して斜めに引き出されるため、仕切筒２８は、一側面から見た形状が、矩形ではない平行四辺形に形成されている。つまり、仕切筒２８は、軸直角断面が四角形の筒状を形成する４つの面のうち、一対の対向する面同士は矩形に形成され、他の一対の対向する面同士は矩形ではない平行四辺形に形成されている。仕切筒２８は、パリソンＲｐが冷却水Ｃの液面から引き出される際に生じる出領域Ｔｏの波が、上方では上端を乗り越えて入領域Ｔｉに入らない高さに上端が位置し、下方では冷却水Ｃ内の溶融樹脂Ｒｍに出領域Ｔｏの波を伝播させないように遮断する位置まで下端が延びるように配置されている。仕切筒２８では、入領域Ｔｉに比べて出領域Ｔｏを極めて小さくできるため、パリソンＲｐが冷却水Ｃの液面から引き出される際に生じる波の広がりを最小限に抑制することができる。なお、仕切筒２８を用いる場合は、入領域Ｔｉが大きくなるため、冷却水Ｃに投入された溶融樹脂Ｒｍの熱が狭い領域に籠もることなく拡散するので、仕切リング２２（図２参照）が有していたフィン２２ｆ（図２参照）に相当する構成を設けなくてもよい。

図５（Ｂ）に示す第２の変形例では、仕切部材が、冷却バス２１の上部を２分割する仕切板２９で構成されている。図５（Ｂ）は仕切板２９まわりの平面図である。仕切板２９は、長方形の板状に形成されている。仕切板２９は、冷却バス２１に貯留されている冷却水Ｃの上部を、溶融樹脂Ｒｍが投入される領域（入領域Ｔｉ）とパリソンＲｐが引き出される領域（出領域Ｔｏ）とに区画することができれば、平面視において、直線状以外に、折れ線状や曲線状に形成されていてもよい。仕切板２９は、パリソンＲｐが冷却水Ｃの液面から引き出される際に生じる出領域Ｔｏの波が、上方では上端を乗り越えて入領域Ｔｉに入らない高さに上端が位置し、下方では冷却水Ｃ内の溶融樹脂Ｒｍに出領域Ｔｏの波を伝播させないように遮断する位置まで下端が延びるように配置されている。仕切板２９を用いると、入領域Ｔｉと出領域Ｔｏとを簡便に仕切ることができる。なお、仕切板２９を用いる場合は、入領域Ｔｉを比較的大きく形成することができるため、仕切リング２２（図２参照）が有していたフィン２２ｆ（図２参照）に相当する構成を設けなくて済むが、フィン２２ｆ（図２参照）に相当する構成を設けて入領域Ｔｉから出領域Ｔｏへの熱の移動を促進させることとしてもよい。

最後に、溶融樹脂Ｒｍが冷却水Ｃに投入される際の冷却水Ｃの液面の揺れと、帯状フィルムＦｂの厚み斑との関係に関する実験結果を示す。この実験は、出口直径が１０５ｍｍのダイ１５から押し出された溶融樹脂Ｒｍが投入される冷却水Ｃの液面に、揺れを発生させた状態あるいは揺れを発生させない状態と条件を変え、生成された帯状フィルムＦｂの厚さを測定して、厚み斑を観察したものである。生成される帯状フィルムＦｂは、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）系フィルムであり、インフレーション法によって厚さ１０μｍとなるように設定したものである。実験結果を図６に示す。図６に示す各グラフは、生成された帯状フィルムＦｂの厚さを、０．００１ｍｍ目盛りのダイヤルゲージを用いて帯状フィルムＦｂの長手方向に１ｃｍ間隔で測定した結果を示すものである。

図６（Ａ）に示す結果は、冷却水Ｃの液面に揺れを発生させない（波打高さなし）場合のものである。この条件のとき、最大厚さは９．８μｍ、最小厚さは９．２μｍ、平均厚さは９．５μｍ、最大厚さと最小厚さとの差は０．６μｍ、厚み斑は±３．２％であった。

図６（Ｂ）に示す結果は、冷却水Ｃの液面に１ｍｍの揺れを発生させた場合（波打高さ１ｍｍ）のものである。この条件のとき、最大厚さは１２．２μｍ、最小厚さは９．９μｍ、平均厚さは１０．９μｍ、最大厚さと最小厚さとの差は２．３μｍ、厚み斑は＋１１．９％〜−９．２％であった。

図６（Ｃ）に示す結果は、冷却水Ｃの液面に３ｍｍの揺れを発生させた場合（波打高さ３ｍｍ）のものである。この条件のとき、最大厚さは１２．０μｍ、最小厚さは８．２μｍ、平均厚さは９．４μｍ、最大厚さと最小厚さとの差は３．８μｍ、厚み斑は＋２７．７％〜−１２．８％であった。

図６（Ｄ）に示す結果は、冷却水Ｃの液面に５ｍｍの揺れを発生させた場合（波打高さ５ｍｍ）のものである。この条件のとき、最大厚さは１３．０μｍ、最小厚さは８．０μｍ、平均厚さは１０．２μｍ、最大厚さと最小厚さとの差は５．０μｍ、厚み斑は＋２７．５％〜−２１．６％であった。

図６（Ｅ）に示す結果は、冷却水Ｃの液面に１０ｍｍの揺れを発生させた場合（波打高さ１０ｍｍ）のものである。この条件のとき、最大厚さは１４．８μｍ、最小厚さは８．３μｍ、平均厚さは１０．６μｍ、最大厚さと最小厚さとの差は６．５μｍ、厚み斑は＋３９．６％〜−２１．７％であった。

以上の結果から、冷却水Ｃに投入される溶融樹脂Ｒｍの周囲の液面の揺れの大きさ（波打高さ）と、生成される帯状フィルムＦｂの厚み斑とには相関があり、液面の揺れの大きさ（波打高さ）が小さいほど生成された帯状フィルムＦｂの厚み斑（最大厚さと最小厚さとの差）が小さいことが確認できた。

１ フィルム製造装置
１０ 押出機
２１ 冷却バス
２２、２２Ａ 仕切リング
２２ｗ 流体流路
２５ 第２ピンチローラ
２８ 仕切筒
２９ 仕切板
Ｃ 冷却水
Ｑ 冷却流体
Ｆｂ 帯状フィルム
Ｒｍ 溶融樹脂
Ｒｐ パリソン

Claims (6)

1. フィルムの原料となる樹脂を溶融した溶融樹脂を流出する押出機と；
   前記押出機から流出した前記溶融樹脂を冷却する冷却液を貯留する冷却液槽と；
   前記溶融樹脂が前記冷却液槽内の前記冷却液で冷却されて生成された冷却樹脂を、前記冷却液から引き出す引出装置と；
   前記冷却液槽に貯留された前記冷却液の上部を、前記溶融樹脂が入る領域と、前記冷却樹脂が出る領域とで区画する仕切部材とを備える；
   フィルム製造装置。
2. 前記仕切部材が、前記冷却液槽に貯留された前記冷却液に入る前記溶融樹脂の周囲を囲む筒状の包囲部材で形成された；
   請求項１に記載のフィルム製造装置。
3. 前記仕切部材を冷却する冷却手段を備える；
   請求項１又は請求項２に記載のフィルム製造装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のフィルム製造装置でフィルムを製造する方法であって；
   前記押出機から流出された前記溶融樹脂を前記冷却液槽に貯留された前記冷却液に投入する溶融樹脂投入工程と；
   前記冷却液に投入された前記溶融樹脂を冷却して前記冷却樹脂とする樹脂冷却工程と；
   前記冷却樹脂を前記引出装置で前記冷却液から引き出す引出工程とを備える；
   フィルムの製造方法。
5. フィルムの原料となる樹脂を溶融した溶融樹脂を冷却液に投入する溶融樹脂投入工程と；
   前記冷却液に投入された前記溶融樹脂を冷却して冷却樹脂とする樹脂冷却工程と；
   前記冷却樹脂を前記冷却液から引き出す引出工程と；
   前記引出工程によって前記冷却液の液面に揺れが生じたときに、前記冷却液に投入された前記溶融樹脂の周囲の前記冷却液の液面の揺れの高さを１ｍｍ以下に抑制する液面揺れ抑制工程とを備える；
   フィルムの製造方法。
6. 樹脂を薄膜状に成形したフィルムであって、厚み斑が平均厚さの±１２％以下に形成された；
   フィルム。

Images