JP7365161B2 - 巻取機およびフィルム製造システム - Google Patents

Description

本発明は、巻取機およびフィルム製造システムに関し、例えば、樹脂フィルムを巻き取る巻取機に適用して有効な技術に関する。

特開２０１０－１３８９７３号公報（特許文献１）には、加圧手段や振動減衰手段の反発力や減衰力を調整可能であり、かつ、押圧ロールを巻取ロールに押さえ付けることが可能な振動抑制装置に関する技術が記載されている。

特開２０１０－１３８９７３号公報

例えば、巻取機は、フィルムの巻き取りを安定化させるために、押さえロールによってフィルムの表面に押し付け圧を加えながらフィルムを巻き取ることが行なわれる。そして、巻取機においては、ある一定の数量のフィルムを巻取ロールに巻き付けた後、連続して連なるフィルムを切断して、新しい巻取ロールに巻替えを実施する。この場合、折れ皺などによってフィルムの表面に凸部が発生することがある。この凸部を押さえロールが乗り越えようとする際、押さえロールが巻取ロールの表面からバウンドして、押さえロールが振動する結果、フィルムの巻きズレが生じる。このようなフィルムの巻きズレは、フィルムの品質低下を招くことになる。したがって、たとえ、フィルムを切断する際に折れ皺が発生したとしても、フィルムの品質を確保するための工夫が望まれている。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態における巻取機は、押さえロールの振動を抑制する振動抑制部を備える。このとき、振動抑制部は、粘性流体によって押さえロールの振動を抑制する第１機構部と、弾性体によって前記押さえロールの振動を抑制する第２機構部とを有する。

一実施の形態によれば、巻取機におけるフィルムの巻きズレを抑制することができる。この結果、一実施の形態によれば、フィルムの品質低下を抑制することができる。

実施の形態におけるフィルム製造システムの構成を示す模式図である。 巻取機の簡略化した構成を示す模式図である。 巻取機の動作を説明する模式図である。 巻取機の動作を説明する模式図である。 巻取機の動作を説明する模式図である。 巻きズレが発生するメカニズムを説明するフローチャートである。 巻きズレが発生するメカニズムを模式的に示す図である。 巻きズレが発生するメカニズムを模式的に示す図である。 関連技術における巻取機の一部を模式的に示す図である。 関連技術におけるダンパを備える巻取機の一部を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、ダンパの具体的な構造例を示す模式図である。 実施の形態における巻取機の一部を模式的に示す図である。 ショックアブソーバを備える巻取機の一部を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、ショックアブソーバの構造例を示す図である。 ダンパにおいて、ピストンロッドのストローク原点からの変位とピストンロッドがストローク原点まで復帰するのに要する復帰時間との関係を示す図である。 ショックアブソーバにおいて、ピストンロッドのストローク原点からの変位とピストンロッドがストローク原点まで復帰するのに要する復帰時間との関係を示す図である。 ライン速度を４００ｍ／分とした場合において、押さえロールの円周上の移動距離と押さえロールの原点からの変動量を示すグラフである。

実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。

＜フィルム製造システム＞
図１は、本実施の形態におけるフィルム製造システムの構成を示す模式図である。

図１において、本実施の形態におけるフィルム製造システムは、単軸押出機ＥＸと、ダイＴと、原反冷却装置Ｃと、同時二軸延伸装置ＳＴと、巻取機ＷＩとを有している。

例えば、図１に示す単軸押出機ＥＸの原料供給部Ｔａに樹脂材料（ペレット）および添加剤などを供給する。そして、押出機ＥＸにおいて樹脂材料を混合しながら輸送（搬送）して、混練物（溶融樹脂）をダイＴのスリットから押し出す。その後、ダイＴのスリットから押し出された混練物は、原反冷却装置Ｃにおいて冷却されてフィルム（薄膜）となる。そして、このフィルムは、例えば、同時二軸延伸装置ＳＴによりＭＤ（Machine Direction）方向およびＴＤ（Transverse Direction）方向に延伸された後、引き延ばされたフィルムは巻取機ＷＩで巻き取られる。

このようにして、本実施の形態におけるフィルム製造システムによれば、フィルムを製造することができる。なお、図１に示すフィルム製造システムは一例であり、製造するフィルムの特性に応じて、抽出槽を設けることもできるし、フィルム中の可塑剤（例えば、パラフィンなど）を除去することができるようにも構成することができる。

＜巻取機の構成および動作＞
図２は、巻取機ＷＩの簡略化した構成を示す模式図である。

図２において、巻取機ＷＩは、はさみロール１０を有している。はさみロール１０は、樹脂フィルムＦＭを挟みながら、回転することによって樹脂フィルムを搬送するように構成されている。さらに、巻取機ＷＩは、押さえロール２０と、巻取ロール３０Ａおよび巻取ロール３０Ｂと、回転機構４０とを備えている。巻取ロール３０Ａおよび巻取ロール３０Ｂのそれぞれは、回転することによって樹脂フィルムＦＭを巻き取ることができるように構成されている。これらの巻取ロール３０Ａおよび巻取ロール３０Ｂは、回転機構４０に取り付けられている。そして、巻取ロール３０Ａおよび巻取ロール３０Ｂは、回転機構４０を回転させることによって、互いに配置位置を反転できるようになっている。

次に、図２においては、巻取ロール３０Ａおよび巻取ロール３０Ｂのうち、巻取ロール３０Ａで樹脂フィルムＦＭを巻き取る状態が図示されている。このとき、樹脂フィルムＦＭを巻き取る巻取ロール３０Ａには、押さえロール２０が押し付けられている。これにより、巻取機ＷＩは、押さえロール２０と巻取ロール３０Ａとの間に樹脂フィルムＦＭを挟み込みながら、樹脂フィルムＦＭを巻取ロール３０に巻き取ることができる。特に、巻取ロール３０Ａに押さえロール２０を押さえ付けながら樹脂フィルムＦＭを巻取ロール３０Ａに巻き取ることにより、樹脂フィルムＦＭに皺を発生させることを抑制できる。すなわち、押さえロール２０は、樹脂フィルムＦＭに皺を発生することなく、樹脂フィルムＦＭを巻取ロール３０Ａに巻き取るために必要不可欠な構成要素である。

このように構成されている巻取機ＷＩにおいて、図２に示すように、はさみロール１０で挟まれた樹脂フィルムＦＭは、はさみロール１０を回転させることにより巻取ロール３０Ａに向って送り出される。そして、巻取ロール３０Ａには、押さえロール２０が押さえ付けられており、押さえロール２０と巻取ロール３０Ａの間に樹脂フィルムＦＭを挟み込みながら、巻取ロール３０Ａを回転させる。これにより、巻取ロール３０Ａに樹脂フィルムＦＭが巻き取られる。このような動作を連続して続けると、図３に示すように、巻取ロール３０Ａに巻き取られる樹脂フィルムが、最終的に、巻取ロール３０Ａの巻取許容量に達する。この結果、巻取ロール３０Ａは、満巻ロールとなる。

さらに、この状態から樹脂フィルムＦＭの巻き取りを続けるために、図４に示すように、回転機構４０を回転させて、巻取ロール３０Ａの位置と巻取ロール３０Ｂの位置とを逆転させる。すなわち、回転機構４０によって巻取ロール３０Ａの位置と巻取ロール３０Ｂの位置とを逆転させることによって、満巻ロールに替えて、巻取ロール３０Ｂを使用して樹脂フィルムＦＭを巻き取るようにする。その後、図５に示すように、トラバースカッタ５０を使用して、樹脂フィルムＦＭを切断する。この切断工程を経た後、押さえロール２０と巻取ロール３０Ｂの間に樹脂フィルムＦＭを挟み込みながら、巻取ロール３０Ｂを回転させることにより、巻取機ＷＩでの樹脂フィルムＦＭの捲き取り動作を継続することができる。このようにして、巻取機ＷＩにおいては、巻取ロール３０Ａが満巻ロールになった後も、巻取ロール３０Ｂに巻替えして、樹脂フィルムＦＭを巻き取ることができる。

＜改善の余地＞
上述した巻取機ＷＩでは、巻取ロール３０Ａから巻取ロール３０Ｂに巻替えする際に樹脂フィルムＦＭを切断する切断工程が実施される。この点に関し、本発明者は、樹脂フィルムＦＭを切断する切断工程に起因して、樹脂フィルムＦＭに巻きズレが発生する結果、巻取ロール３０Ｂに巻き取られる樹脂フィルムの品質が低下するおそれがあることを新規に見出した。以下に、本発明者が見出した新規な改善の余地について説明する。

図６は、巻きズレが発生するメカニズムを説明するフローチャートである。

図７および図８は、巻きズレが発生するメカニズムを模式的に示す図である。

図７において、切断工程では、例えば、トラバースカッタ５０で樹脂フィルムＦＭを切断する（図６のＳ１０１）。そして、トラバースカッタ５０で切断した樹脂フィルムＦＭの先端部を巻取ロール３０Ｂに密着させるため、樹脂フィルムＦＭの先端部にエアを吹き付ける（図６のＳ１０２）。このとき、図７に示すように、例えば、エアの流れなどに起因して樹脂フィルムＦＭの先端部に折れ皺が発生する（図６のＳ１０３）。そして、巻取ロール３０Ｂが回転することによって、図８に示すように、樹脂フィルムＦＭに発生した折れ皺は、押さえロール２０と巻取ロール３０Ｂとの間まで移動する。これにより、押さえロール２０は、折れ皺による凸部に乗り上げることで、押さえロール２０と巻取ロール３０Ｂとの接触が外れる（図６のＳ１０４）。そして、バウンドした押さえロール２０は振動する（図６のＳ１０５）。この結果、押さえロール２０による樹脂フィルムＦＭの押さえ付けが不充分となって、樹脂フィルムＦＭの巻きズレが生じる（図６のＳ１０６）。

以上のようなメカニズムによって、樹脂フィルムＦＭに巻きズレが発生する結果、巻取ロール３０Ｂに巻き取られる樹脂フィルムＦＭの品質が低下するおそれがある。

ここで、樹脂フィルムＦＭに巻きズレが発生する直接的な原因は、切断工程で樹脂フィルムＦＭの先端部に発生する折れ皺である。したがって、巻きズレを抑制するためには、樹脂フィルムＦＭの先端部に発生する折れ皺を抑制できればよいことになる。

この点に関し、例えば、折れ皺を発生させることなく、切断した樹脂フィルムＦＭを巻取ロール３０Ｂに密着させるために、エアを樹脂フィルムＦＭに吹き付けるだけでなく、静電気付与機構によって樹脂フィルムＦＭに静電気を与えることが検討されている。ところが、静電気力によって樹脂フィルムＦＭを巻取ロール３０Ｂに密着させる場合においても、折れ皺を充分に抑制するには至っていない。特に、フィルム製造システムのライン速度を上げる場合においては、巻取機に静電気付与機構を設けても折れ皺を充分に抑制することが困難となっている。つまり、現状の技術においては、樹脂フィルムＦＭに巻きズレが発生する直接的な原因である折れ皺を充分に抑制することは困難なのである。

そこで、本発明者は、樹脂フィルムＦＭに折れ皺が発生することを前提として、たとえ、樹脂フィルムＦＭに折れ皺が発生したとしても、樹脂フィルムＦＭに巻きズレが発生しないようにする工夫を検討している。具体的に、本発明者は、折れ皺に起因して押さえロール２０と巻取ロール３０Ｂとの接触が外れて押さえロール２０が振動することにより、押さえロール２０による樹脂フィルムＦＭの押さえ付けが不充分となることが巻きズレの発生要因となる点に着目している。すなわち、本発明者は、押さえロール２０が巻取ロール３０ｂから離れて振動する振動期間に着目している。つまり、本発明者は、たとえ、樹脂フィルムＦＭに折れ皺が発生したとしても、この折れ皺に起因して押さえロール２０が振動する振動期間を短くすることができれば、樹脂フィルムＦＭに発生する巻きズレを抑制できるのではないかと考えて、振動期間を短くするための工夫を検討している。

この点に関し、巻取機には、押さえロール２０の振動を抑制する振動抑制部が設けられている。以下では、まず、現状の振動抑制部の構造について説明し、この現状の振動抑制部の構造では、振動期間を短くする観点から改善の余地が存在することを説明する。なお、本明細書では、現状の振動抑制部を関連技術における振動抑制部ということにする。

＜関連技術に対する検討＞
本明細書でいう「関連技術」は、新規に発明者が見出した課題を有する技術であって、公知である従来技術ではないが、新規な技術的思想の前提技術（未公知技術）を意図して記載された技術である。

図９は、関連技術における巻取機の一部を模式的に示す図である。

図９に示すように、巻取ロール３０Ｂに接触するように押さえロール２０が配置されている。この押さえロール２０と固定部６０との間には、エアシリンダ７０が設けられているとともに、ダンパ８０が設けられている。ここで、エアシリンダ７０は、巻取ロール３０Ｂと接触している押さえロール２０の姿勢を制御する機能を有している。一方、ダンパ８０は、押さえロール２０の振動を抑制する振動抑制部として機能する。すなわち、関連技術における振動抑制部は、ダンパ８０から構成されることになる。

図１０は、関連技術におけるダンパを備える巻取機の一部を示す図である。

図１０において、巻取ロール３０Ｂに押さえロール２０が接触されており、この押さえロール２０は、ガイド９０に取り付けられたダンパ８０によって巻取ロール３０Ｂに押し付けられている。

図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、ダンパ８０の具体的な構造例を示す模式図である。

図１１（ａ）および図１１（ｂ）において、ダンパ８０は、変位可能なピストンロッド８１と、ピストンロッド８１と一体的に変位するピストン８２と、ピストン８２を内部に配置する外筒８３と、外筒８３の内部に封入された粘性流体（オイル）８４と、変位可能なフリーピストン８５と、フリーピストン８５を隔壁として内部にガスを密閉するガス室８６とを有する。このように構成されている関連技術におけるダンパ８０は、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、ピストンロッド８１と一体化したピストン８２が粘性流体８４中を変位することにより、復元力Ｆを発生する。すなわち、関連技術におけるダンパ８０は、粘性流体８４に起因する復元力Ｆによって押さえロールの振動を抑制するように構成されている。言い換えれば、関連技術におけるダンパ８０は、粘性流体８４によって押さえロールの振動を抑制する機能を有する振動抑制部ということができる。なお、本明細書において、「ダンパ」という語句は、粘性流体８４に起因する復元力Ｆによって押さえロールの振動を抑制する構造を表現するために使用する。

ダンパ８０のピストンロッド８１は、押さえロールと接触している。そして、例えば、押さえロールが樹脂フィルムの折れ皺に乗り上げると、押さえロールが巻取ロールから離れてピストンロッド８１は外筒８３に押し込まれる。すると、ガス室８６に充填されているガスと外筒８３に充填されている粘性流体８４によって、外筒８３に押し込まれたピストンロッド８１には、ピストンロッド８１を外筒８３から押し出そうとする復元力Ｆが働く。この結果、ピストンロッド８１と接触している押さえロールには、復元力Ｆが働くことになり、再び巻取ロールに押し付けられる。その後、再び、巻取ロールが回転して樹脂フィルムに形成されている折れ皺に乗り上げると、上述した動作を繰り返すことになる。これにより、押さえロールは振動する。ここで、ダンパ８０による復元力Ｆは、粘性流体に起因する力であることから、復元力Ｆ＝ｃｖで表される。このとき、「ｃ」は、粘性係数であり、「ｖ」は、ピストンロッド８１の速度である。つまり、ピストンロッド８１が押さえロールと接触しており、押さえロールの変位に追従してピストンロッド８１が変位することを考慮すると、「ｖ」は、押さえロールの速度ということができる。

例えば、押さえロールの変位ｘがｘ＝ｓｉｎωｔで振動しているとすると、ダンパ８０による復元力Ｆ＝ｃｖ＝ｃ（ｄｘ／ｄｔ）＝ωｃｃｏｓωｔ＝ωｃｓｉｎ（ωｔ＋π／２）となる。つまり、ダンパ８０による復元力Ｆは、押さえロールの振動に対して、位相がπ／２だけ遅れることになる。このことは、押さえロールの振動に対して、ダンパ８０による応答が遅れることを意味する。したがって、関連技術におけるダンパ８０では、押さえロールの振動を抑制するための応答が遅くなることに起因して、押さえロールの振動期間が長くなる。この場合、押さえロールによる樹脂フィルムの押さえ付けが不充分になる期間が長くなることを意味する。このことから、関連技術では、樹脂フィルムに巻きズレが発生しやすくなる。すなわち、関連技術におけるダンパ８０では、樹脂フィルムの巻きズレを抑制する観点から改善の余地が存在する。

そこで、本実施の形態では、関連技術に存在する改善の余地に対する工夫を施している。以下では、この工夫を施した本実施の形態における技術的思想について説明する。

＜実施の形態における基本思想＞
本実施の形態における基本思想は、押さえロールの振動に対して応答速度の速い復元力Ｆを発生できる振動抑制部を構成する思想である。つまり、本実施の形態における基本思想は、押さえロールの振動に対して位相ずれのない復元力Ｆを発生することを可能とする振動抑制部を実現する思想である。具体的に、本実施の形態における基本思想は、関連技術のように速度に比例する復元力ではなく、変位に比例する復元力（復元力Ｆ＝ｋｘという式で表せる復元力）を発生できる振動抑制部を実現する思想である。この場合、例えば、押さえロールの変位ｘがｘ＝ｓｉｎωｔで振動しているとき、復元力Ｆ＝ｋｘ＝ｋｓｉｎωｔとなり、復元力Ｆは、押さえロールの変位に対して位相遅れを生じない。このことから、本実施の形態における基本思想によれば、押さえロールの振動に対して、振動制御部による応答を早めることができる。したがって、本実施の形態における基本思想によれば、押さえロールの振動を抑制するための応答を早めることができることに起因して、押さえロールの振動期間を短くすることができる。この結果、本実施の形態における基本思想によれば、押さえロールによる樹脂フィルムの押さえ付けが不充分になる期間を短くすることができ、これによって、樹脂フィルムに巻きズレを抑制することができる。

図１２は、本実施の形態における巻取機の一部を模式的に示す図である。

図１２に示すように、巻取ロール３０Ｂに接触するように押さえロール２０が配置されている。この押さえロール２０と固定部６０との間には、エアシリンダ７０が設けられているとともに、ショックアブソーバ１００が設けられている。ここで、エアシリンダ７０は、巻取ロール３０Ｂと接触している押さえロール２０の姿勢を制御する機能を有している。一方、ショックアブソーバ１００は、押さえロール２０の振動を抑制する振動抑制部として機能する。すなわち、本実施の形態における振動抑制部は、ショックアブソーバ１００から構成されることになる。このショックアブソーバ１００は、第１機構部１００Ａと第２機構部１００Ｂから構成されている。具体的に、第１機構部１００Ａは、関連技術におけるダンパ８０と同様の構造をしている。すなわち、第１機構部１００Ａは、粘性流体によって押さえロール２０の振動を抑制するように構成されている。一方、本実施の形態における第２機構部１００Ｂは、例えば、バネに代表される弾性体によって押さえロール２０の振動を抑制するように構成されている。この結果、本実施の形態におけるショックアブソーバ１００で発生する復元力は、復元力Ｆ＝ｃｖ＋ｋｘで表される。ここで、「ｃｖ」の項は第１機構部１００Ａによる復元力を示している一方、「ｋｘ」の項は第２機構部１００Ｂによる復元力を示している。なお、「ｋ」はバネ定数を示しており、「ｘ」は押さえロール２０の変位を示している。したがって、例えば、押さえロール２０の変位ｘがｘ＝ｓｉｎωｔで振動する場合、本実施の形態におけるショックアブソーバ１００で発生する復元力Ｆは、復元力Ｆ＝ｃωｃｏｓωｔ＋ｋｓｉｎωｔ＝ｃωｓｉｎ（ωｔ＋π／２）＋ｋｓｉｎωｔとなる。これにより、本実施の形態では、復元力Ｆに位相遅れのない成分（第２項）が含まれることから、押さえロールの振動に対して、振動制御部（ショックアブソーバ１００）による応答を早めることができる。このことから、本実施の形態における振動制御部によれば、押さえロール２０の振動期間を短くすることができる。この結果、本実施の形態によれば、押さえロール２０による樹脂フィルムの押さえ付けが不充分になる期間を短くすることができ、これによって、樹脂フィルムに巻きズレが発生することを抑制することができる。なお、図１３は、本実施の形態におけるショックアブソーバを備える巻取機の一部を示す図である。図１３において、巻取ロール３０Ｂに押さえロール２０が接触されており、この押さえロール２０は、ガイド９０に取り付けられたショックアブソーバ１００によって巻取ロール３０Ｂに押し付けられている。

＜ショックアブソーバの構造＞
図１４（ａ）および図１４（ｂ）は、ショックアブソーバ１００の具体的な構造例を示す模式図である。図１４（ａ）および図１４（ｂ）において、ショックアブソーバ１００は、変位可能なピストンロッド１０１と、ピストンロッド１０１と一体的に変位するピストン１０２と、ピストン１０２を内部に配置する外筒１０３と、外筒１０３の内部に封入された粘性流体（オイル）１０４とを有する。また、ショックアブソーバ１００は、変位可能なフリーピストン１０５と、フリーピストン１０５を隔壁として内部にガスを密閉するガス室１０６とを有する。さらに、ショックアブソーバ１００は、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すダンパ８０とは異なり、ピストンロッド１０１が挿入され、かつ、ピストンロッド１０１の一端部と外筒１０３の一端部との間に挟まれるスプリング１０７とを含む。このスプリング１０７は、弾性体の一例であるバネである。このように構成されている本実施の形態におけるショックアブソーバ１００は、図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、ピストンロッド１０１と一体化したピストン１０２が粘性流体１０４中を変位することによる復元力と、ピストンロッド１０１の変位に対応して伸縮するスプリング１０７による復元力との組み合わせにより、復元力Ｆを発生する。すなわち、本実施の形態におけるショックアブソーバ１００は、粘性流体１０４に起因する復元力とスプリング１０７に起因する復元力との組み合わせによって押さえロールの振動を抑制するように構成されている。言い換えれば、本実施の形態におけるショックアブソーバ１００は、粘性流体１０４とスプリング１０７とによって押さえロールの振動を抑制する機能を有する振動抑制部ということができる。

なお、本明細書において、「ショックアブソーバ」という語句は、粘性流体１０４に起因する復元力とスプリング１０７に起因する復元力との組み合わせによって押さえロールの振動を抑制する構造を表現するために使用する。

ここで、例えば、押さえロールの変位ｘがｘ＝ｓｉｎωｔで振動しているとき、スプリング１０７に起因する復元力は、復元力＝ｋｘ＝ｋｓｉｎωｔとなり、この復元力は、押さえロールの変位に対して位相遅れを生じない。このことから、本実施の形態におけるショックアブソーバ１００によれば、押さえロールの振動に対して、振動制御部による応答を早めることができる。したがって、本実施の形態におけるショックアブソーバ１００によれば、押さえロールの振動を抑制するための応答を早めることができることに起因して、押さえロールの振動期間を短くすることができる。この結果、本実施の形態におけるショックアブソーバ１００では、押さえロールによる樹脂フィルムの押さえ付けが不充分になる期間を短くすることができ、これによって、樹脂フィルムに巻きズレが発生することを抑制することができる。すなわち、本実施の形態におけるショックアブソーバ１００は、粘性流体１０４によって押さえロールの振動を抑制する第１機構部と、スプリング１０７（弾性体）によって押さえロールの振動を抑制する第２機構部とを備えている。この場合、ショックアブソーバ１００の第１機構部は、押さえロールの振動速度に比例する復元力を発生する一方、ショックアブソーバ１００の第２機構部は、押さえロールの振動変位に比例する復元力を発生する。このことから、第１機構部により発生する復元力においては押さえロールの振動に対して位相遅れが生じる一方、第２機構部により発生する復元力においては押さえロールの振動に対して位相遅れが生じない。したがって、ショックアブソーバ１００において、第２機構部（スプリング１０７）による押さえロールの復帰時間は、第１機構部（粘性流体１０４）による前記押さえロールの復帰時間よりも短くなる。このようにして、本実施の形態におけるショックアブソーバ１００によれば、押さえロールの接触外れからの復帰時間を短くできるため、巻きズレを抑制することができる。

＜実施の形態における効果＞
例えば、図１５は、ダンパにおいて、ピストンロッドのストローク原点からの変位とピストンロッドがストローク原点まで復帰するのに要する復帰時間との関係を示す図である。図１５において、横軸は時間を示している一方、縦軸はピストンロッドのストローク原点からの変位を示している。図１５に示すように、ダンパでは、粘性抵抗による復元力でピストンロッドをストローク原点まで復帰させることから、復帰時間Ｔ１が長くなる。これに対し、図１６は、ショックアブソーバにおいて、ピストンロッドのストローク原点からの変位とピストンロッドがストローク原点まで復帰するのに要する復帰時間との関係を示す図である。図１６においても、横軸は時間を示している一方、縦軸はピストンロッドのストローク原点からの変位を示している。ショックアブソーバでは、粘性抵抗による復元力とスプリング（バネ）による復元力とが含まれており、特に、ピストンロッドの最大変位点からストローク原点にまで戻る際には、位相ずれのないスプリングによる復元力が優先的に機能する。このことから、図１６に示すように、ショックアブソーバを使用すると、ピストンロッドをストローク原点まで復帰させる復帰時間Ｔ２を短くすることができる。以上のことから、図１５に示すダンパの応答特性と図１６に示すショックアブソーバの応答特性とを比較すると、ダンパよりもショックアブソーバのほうが、押さえロールの巻取ロールからの接触外れから巻取ロールへの再接触するまでに要する復帰時間を短くできることが理解される。これにより、本実施の形態によれば、樹脂フィルムの巻きズレを抑制できる。特に、本実施の形態によれば、押さえロールの復帰時間を短くすることができるので、巻取ロールの回転速度を大きくしても樹脂フィルムの巻きズレを発生しにくくすることができる。したがって、本実施の形態における巻取機によれば、樹脂フィルムの巻きズレを発生させることなく、樹脂フィルムの巻き取り速度を向上できる。

このことは、例えば、本実施の形態における巻取機をフィルム製造システムに適用すると、フィルム製造システムのライン速度を上げることができることを意味する。したがって、本実施の形態における技術的思想は、巻取機における樹脂フィルムの巻きズレを抑制できるだけでなく、フィルム製造システムにおけるライン速度の向上にも寄与する点で大きな技術的意義を有していることがわかる。さらに言えば、フィルム製造システムのライン速度を向上できるということは、フィルム製造システムを使用したフィルム製造のスループットを向上できることを意味することから、本実施の形態における技術的思想は、フィルム製造システムでのスループットの向上（樹脂フィルムの生産性向上）に繋がる点で優れていつということができる。具体的な一例を示すと、本実施の形態における巻取機を使用するフィルム製造システムにおいて、樹脂フィルムを流すライン速度を３００ｍ／分以上にしても、巻きズレを効果的に抑制することができる。

特に、フィルム製造システムにおいて、樹脂フィルムを流すライン速度が４００ｍ／分～５００ｍ／分程度まで早くなると、押さえロールの振動周期が短くなる。このことから、ライン速度が４００ｍ／分～５００ｍ／分程度まで早くなっても押さえロールの巻取ロールからの接触外れを抑制するためには、振動抑制部の応答が早いことが必要である。この点に関し、本実施の形態におけるショックアブソーバによれば、関連技術におけるダンパよりも応答速度を速くできることから、本実施の形態におけるショックアブソーバは、ライン速度の速いフィルム製造システムに適用しても巻きズレの発生を抑制できる。

図１７は、ライン速度を４００ｍ／分とした場合において、押さえロールの円周上の移動距離と押さえロールの原点からの変動量を示すグラフである。図１７において、押さえロールの径は５００ｍｍである。また、図１７において、縦軸は、押さえロールの原点からの変動量を示している一方、横軸は押さえロールの円周上の移動距離を示している。

さらに、図１７において、実線は、振動抑制部として本実施の形態におけるショックアブソーバを使用する場合を示している。一方、一点鎖線は、振動抑制部として関連技術におけるダンパを使用する場合を示している。

まず、図１７において、破線に着目すると、ダンパの場合、押さえロールが突起に乗り上げた後、押さえロールの大きな接触外れが生じていることがわかる。これに対し、実線に着目すると、ショックアブソーバの場合は、突起に衝突した後、破線のような大きな接触外れは生じておらず、速やかに押さえロールが巻取ロールに接触することがわかる。このことは、振動抑制部をショックアブソーバから構成することにより、押さえロールの巻取ロールからの接触外れに起因するフィルムの巻きズレが生じにくいことを意味している。このように、本実施の形態によれば、関連技術に比べて、押さえロールの巻取ロールからの接触外れを回復するまでの復帰時間を短くすることができる結果、フィルムの巻きズレを抑制できることが図１７から裏付けられていることがわかる。

さらに、本実施の形態における有用性について説明する。

本発明者は、巻取ロールに形成される凸部は、折れ皺の状態によって様々な突起形状を構成すること新規に見出すとともに、振動抑制部に突起が衝突する速度は、突起形状に依存することを新規に見出した。そして、振動抑制部の応答速度は、振動抑制部に突起が衝突する速度によって変化する。このことから、振動抑制部としては、適応可能な衝突速度範囲が広く、かつ、振動抑制部によるエネルギーの吸収が大きいほうが振動を抑制するためには望ましい。この点に関し、本実施の形態におけるショックアブソーバによれば、関連技術におけるダンパに比べて、適応可能な衝突速度範囲が広く、かつ、エネルギーの吸収が大きい。このため、本実施の形態におけるショックアブソーバを使用することにより、折れ皺の状態（種類）に関わらず安定した振動抑制機能を実現することができる。つまり、本実施の形態におけるショックアブソーバは、巻取ロールに形成される凸部の形状がどんな形状であっても安定的に振動抑制機能を発揮できる点で有用である。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

１０ はさみロール
２０ 押さえロール
３０Ａ 巻取ロール
３０Ｂ 巻取ロール
４０ 回転機構
５０ トラバースカッタ
６０ 固定部
７０ エアシリンダ
８０ ダンパ
８１ ピストンロッド
８２ ピストン
８３ 外筒
８４ 粘性流体
８５ フリーピストン
８６ ガス室
９０ ガイド
１００ ショックアブソーバ
１００Ａ 第１機構部
１００Ｂ 第２機構部
１０１ ピストンロッド
１０２ ピストン
１０３ 外筒
１０４ 粘性流体
１０５ フリーピストン
１０６ ガス室
Ｃ 原反冷却装置
ＥＸ 単軸押出機
ＦＭ 樹脂フィルム
ＳＴ 同時二軸延伸装置
Ｔ ダイ
ＷＩ 巻取機
ＷＫ 折れ皺

Claims (9)

1. フィルムを巻き取る巻取ロールと、
   前記巻取ロールに前記フィルムを押さえ付ける押さえロールと、
   前記押さえロールの姿勢を制御するエアシリンダと、
   前記押さえロールの振動を抑制する振動抑制部と、
   を備える、巻取機であって、
   前記振動抑制部は、
   粘性流体によって前記押さえロールの振動を抑制する第１機構部と、
   弾性体によって前記押さえロールの振動を抑制する第２機構部と、
   を有し、
   前記第１機構部は、前記押さえロールの振動速度に比例する力を発生し、
   前記第２機構部は、前記押さえロールの振動変位に比例する力を発生する、巻取機。
2. 請求項１に記載の巻取機において、
   前記振動抑制部は、
   変位可能なピストンロッドと、
   前記ピストンロッドと一体的に変位するピストンと、
   前記ピストンを内部に配置する外筒と、
   前記外筒の内部に封入された前記粘性流体と、
   前記ピストンロッドが挿入され、かつ、前記ピストンロッドの一端部と前記外筒の一端部との間に挟まれる前記弾性体と、
   を含む、巻取機。
3. 請求項１に記載の巻取機において、
   前記第２機構部により、前記第１機構部による前記押さえロールの復帰時間よりも短い復帰時間とする、巻取機。
4. 請求項１に記載の巻取機において、
   前記第１機構部により発生する前記力の位相は、前記第２機構部により発生する前記力の位相よりも遅れる、巻取機。
5. 請求項１に記載の巻取機において、
   前記振動抑制部は、前記巻取ロールに生じる凸部に起因して前記巻取ロールへの前記押さえロールの接触が外れることによって発生する振動を抑制する、巻取機。
6. 請求項５に記載の巻取機において、
   前記凸部は、前記フィルムを切断する際に発生する折れ皺である、巻取機。
7. 請求項１に記載の巻取機において、
   前記フィルムは、樹脂フィルムである、巻取機。
8. フィルムを巻き取る巻取機を含む、フィルム製造システムであって、
   前記巻取機は、
   前記フィルムを巻き取る巻取ロールと、
   前記巻取ロールに前記フィルムを押さえ付ける押さえロールと、
   前記押さえロールの姿勢を制御するエアシリンダと、
   前記押さえロールの振動を抑制する振動抑制部と、
   を有し、
   前記振動抑制部は、
   粘性流体によって前記押さえロールの振動を抑制する第１機構部と、
   弾性体によって前記押さえロールの振動を抑制する第２機構部と、
   を有し、
   前記第１機構部は、前記押さえロールの振動速度に比例する力を発生し、
   前記第２機構部は、前記押さえロールの振動変位に比例する力を発生する、フィルム製造システム。
9. 請求項８に記載のフィルム製造システムにおいて、
   前記フィルムを流すライン速度は、３００ｍ／分以上である、フィルム製造システム。

Images