WO2019188478A1 - フィルム成形装置 - Google Patents

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forming apparatus
roll body
radius
abnormality
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一弥 日置
佐知 八若
Original Assignee
住友重機械工業株式会社
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/09—Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
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    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating

Definitions

  • the present invention relates to a film forming apparatus.
  • a film forming apparatus that extrudes molten resin from a die and solidifies it to form a film is known.
  • the variation in film thickness can be reduced to some extent, and the accuracy as a film can be satisfied.
  • the film thickness variation usually remains somewhat. Even if this variation satisfies the accuracy as a film, when the variation is accumulated when the film is wound to form a film roll body, more specifically, the thick portions or the thin portions are When they are stacked, the film roll body has a hump or dent. A hump or dent in the film roll body causes distortion of the film.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a film forming apparatus capable of forming a film roll having relatively few or small bumps and dents.
  • a film forming apparatus extrudes a molten resin from a die, solidifies it to form a film, and winds the formed film to form a film roll body.
  • the film forming apparatus includes a determination unit that determines whether there is an abnormality in the winding shape based on an axial change in the radius of the film roll body.
  • FIG. 1 It is a figure which shows schematic structure of the film forming apparatus which concerns on embodiment. It is sectional drawing which shows the die
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a film forming apparatus 1 according to the embodiment.
  • the film forming apparatus 1 forms a tubular film.
  • the film forming apparatus 1 includes a die 2, a film thickness adjusting unit 15, a pair of stabilizing plates 4, a take-up machine 5, a thickness measuring sensor 6, a winder 20, a winding shape measuring sensor 22, and a control device. 7.
  • the die 2 shapes the molten resin supplied from an extruder (not shown) into a tube shape.
  • the die 2 forms the molten resin into a tube shape by extruding the molten resin from a ring-shaped slit 18 (described later in FIG. 2).
  • the film thickness adjusting unit 15 adjusts the film thickness and cools the molten resin extruded from the die 2. When the molten resin is cooled, a film is formed.
  • the pair of stabilizing plates 4 is disposed above the cooling device 3 and guides the formed film to the take-up machine 5.
  • the take-up machine 5 is arranged above the stabilizing plate 4.
  • the take-up machine 5 includes a pair of pinch rolls 38.
  • the pair of pinch rolls 38 is rotated by being driven by a motor (not shown), and is folded flat while pulling up the guided film.
  • the winder 20 winds up a film that is folded and has a predetermined width to form the film roll body 11.
  • the thickness measuring sensor 6 is disposed between the film thickness adjusting unit 15 and the stabilizing plate 4.
  • the thickness measurement sensor 6 measures the film thickness at each position in the circumferential direction while surrounding the tube-shaped film.
  • the thickness measurement sensor 6 measures the film thickness at each position in the circumferential direction at a predetermined cycle.
  • the measurement value by the thickness measurement sensor 6 is sent to the control device 7.
  • the winding shape measurement sensor 22 is disposed adjacent to the film roll body 11.
  • the winding shape measurement sensor 22 measures information on the radius at each position in the axial direction of the film roll body 11, that is, information on the axial change of the radius of the film roll body 11 at a predetermined cycle.
  • the winding shape measurement sensor 22 specifies the radius itself as the information about the radius, but as the information about the radius, for example, the diameter at each position in the axial direction may be measured.
  • the distance at each position in the axial direction between a certain axis parallel to the central axis and the film roll body 11 may be specified.
  • the winding form measurement sensor 22 is, for example, a laser displacement meter, and moves along the central axis of the film roll body 11, and each position in the axial direction, specifically, a first position to a first position arranged at regular intervals in the axial direction.
  • the radius of the film roll body 11 at each of n positions up to the position of n is measured.
  • the first position and the nth position are positions corresponding to one end and the other end of the film roll body 11 in the axial direction, respectively.
  • the measurement value obtained by the winding shape measurement sensor 22 is sent to the control device 7.
  • the control device 7 sends a control command corresponding to the measurement value received from the thickness measurement sensor 6 or the winding shape measurement sensor 22 to the film thickness adjustment unit 15.
  • the film thickness adjusting unit 15 adjusts the width of the slit 18 (particularly, its discharge port) and adjusts the amount of cooling air so that the variation in thickness is reduced.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the die 2 and the film thickness adjusting portion 15.
  • 3 and 4 are top views of the die 2 and the film thickness adjusting unit 15.
  • FIG. 3 shows a state where the inside of the cooling device 3 is seen through. In FIG. 4, the display of the cooling device 3 is omitted.
  • the die 2 includes a die body 10, an inner peripheral member 12, and an outer peripheral member 14.
  • the inner peripheral member 12 is a substantially columnar member placed on the upper surface of the die body 10.
  • the outer peripheral member 14 is an annular member and surrounds the inner peripheral member 12. Between the inner peripheral member 12 and the outer peripheral member 14, a slit 18 extending in a vertical direction in a ring shape is formed. The molten resin flows upward through the slit 18, and the molten resin is pushed out from the discharge port (that is, the upper end opening) 18a of the slit 18 to form a film having a thickness corresponding to the width of the discharge port 18a.
  • the film thickness adjusting unit 15 includes the cooling device 3 and a plurality (32 in this case) of adjusting units 16.
  • the cooling device 3 is disposed above the die 2.
  • the cooling device 3 includes an air ring 8 and a plurality (20 in FIG. 3) of valve devices 9 that are provided in the air ring 8 and adjust the amount of cooling air blown from the air ring 8.
  • the air ring 8 is a ring-shaped housing whose inner peripheral portion is recessed downward.
  • a ring-shaped air outlet 8 a that opens upward is formed on the inner peripheral portion of the air ring 8.
  • the air outlet 8a is formed to be concentric with the ring-shaped slit 18 in particular.
  • a plurality of hose ports 8b are formed at equal intervals in the circumferential direction on the outer periphery of the air ring 8.
  • a hose (not shown) is connected to each of the plurality of hose ports 8b, and cooling air is sent into the air ring 8 from the blower (not shown) via this hose.
  • the cooling air sent into the air ring 8 is blown from the blowout port 8a and blown to the molten resin.
  • the plurality of valve devices 9 are arranged in the ventilation path between the air outlet 8a and the hose port 8b without any gap in the circumferential direction.
  • the opening degree of all the valve devices 9 the same, the air volume of the cooling air blown out from the air outlet 8a can be made uniform in the circumferential direction.
  • the opening degree of at least one valve device 9 to be different from that of the other valve devices 9, the air volume of the cooling air blown from the outlet 8a can be changed in the circumferential direction.
  • the opening degree of the valve device 9 corresponding to a thin part is increased to reduce the thickness of the part. Increase the amount of air blown to the molten resin below. Thereby, the uneven thickness of the film shape
  • the plurality of adjustment units 16 are arranged in the circumferential direction with almost no gap so as to surround the upper end side of the outer circumferential member 14.
  • the adjustment unit 16 is attached to the outer peripheral member 14 in a cantilevered manner.
  • the cooling device 3 is fixed above the plurality of adjustment units 16.
  • Each of the plurality of adjustment units 16 is configured to apply a radially inward pressing load or a radially outward tensile load to the outer peripheral member 14.
  • the outer peripheral member 14 is elastically deformed by applying a pressing load or a tensile load. Therefore, by adjusting the plurality of adjusting units 16, the width of the discharge port 18a can be partially adjusted in the circumferential direction, and the film thickness can be partially controlled in the circumferential direction.
  • the adjustment unit 16 is supported by an actuator 24 that is driven based on a control command from the control device 7, and a lever 34 that receives the rotational force of the actuator 24.
  • an actuating rod 36 that is supported by the outer peripheral member 14 so as to be displaceable in the axial direction, and that is supported at the operating point of the lever 34. Then, the rotational force of the lever 34 is converted into the axial force of the operating rod 36, and the axial force becomes a load on the inner peripheral member 12 or the outer peripheral member 14, and the lever 34 operates at the operating point of the lever 34. Giving power directly to
  • FIG. 5 is a block diagram showing the function and configuration of the control device 7.
  • Each block shown here can be realized in hardware by an element such as a CPU of a computer or a mechanical device, and in software it is realized by a computer program or the like.
  • Draw functional blocks Therefore, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by a combination of hardware and software.
  • the control device 7 includes a communication unit 40 that executes communication processing with the thickness measurement sensor in accordance with various communication protocols, a U / I unit 42 that accepts operation input by the user and displays various screens on the display unit, and communication.
  • a data processing unit 46 that executes various types of data processing based on data acquired from the unit 40 and the U / I unit 42; a storage unit 48 that stores data that is referred to and updated by the data processing unit 46; including.
  • the storage unit 48 includes an allowable film thickness storage unit 60, an actually measured film thickness storage unit 62, and a winding form information storage unit 64.
  • the allowable film thickness storage unit 60 stores an allowable film thickness range.
  • the measured film thickness storage unit 62 stores each position in the circumferential direction of the film in the tube shape, the film thickness at each position measured by the thickness measurement sensor 6, and the measurement time in association with each other.
  • the winding form information storage unit 64 stores each position in the axial direction of the film roll body 11, the radius of the film roll body 11 at each position measured by the winding form measurement sensor 22, and the measurement time in association with each other. To do. In addition, you may consider the time when the below-mentioned acquisition part 50 acquired film thickness and a radius as each measurement time.
  • the data processing unit 46 includes an acquisition unit 50, a determination unit 52, a determination unit 54, an operation control unit 56, and a notification unit 58.
  • the acquisition unit 50 acquires the film thickness measured by the thickness measurement sensor 6.
  • the determination unit 52 determines whether there is an abnormality in the winding shape of the film roll body 11 based on the axial change in the radius of the film roll body 11 in a predetermined cycle. It is determined whether or not.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a process in which the determination unit 52 determines whether there is an abnormality in the winding shape.
  • the horizontal axis indicates the axial position of the film roll body 11
  • the vertical axis indicates the radius. That is, FIG. 6 shows the change in the axial direction of the radius of each position of the film roll body 11 in the axial direction, that is, the radius of the film roll body 11.
  • the range R i has a bump or a dent, that is, the winding shape is abnormal. Is determined.
  • the value to be set for m may be determined based on experiments. In addition, even when there is a difference equal to or larger than the difference threshold D in the radius as in the two axial positions surrounded by the dotted line, if the two axial positions are relatively far apart, the radial axial direction The change is gentle and does not cause film distortion. If the value of m is too large, it will be determined as a hump or dent in such a case. On the other hand, if the value of m is too small, it can be determined that there is an abnormality in the winding shape only when there is a hump or dent in which the axial change of the radius is extremely steep. Therefore, the value to be set for m must be determined in consideration of these.
  • the notification unit 58 displays on the display unit that there is an abnormality in the winding shape together with the range determined to have a hump or dent in the range R 1 , range R 2 ,..., Range R nm. Or by voice notification.
  • the determination unit 54 determines the load that each adjustment unit 16 should apply to the outer circumferential member 14 and / or the opening degree of each valve device 9.
  • the determination unit 54 is a film thickness measured by the thickness measurement sensor 6, and each adjustment unit is set so that the film thickness at each position in the circumferential direction of the tube-shaped film is within an allowable film thickness range. 16 determines the load to be applied to the outer peripheral member 14 and / or the opening degree of each valve device 9.
  • the operation control unit 56 controls the operation of the film thickness adjustment unit 15, that is, the operation of the adjustment unit 16 and the valve device 9. Specifically, the operation control unit 56 transmits a control command to the adjustment unit 16 so as to apply the load determined by the determination unit 54 to the outer peripheral member 14, and controls the opening determined by the determination unit 54. The command is transmitted to the valve device 9.
  • the molten resin is extruded from the discharge port 18a of the die 2, and cooling air is blown from the cooling device 3 of the film thickness adjusting unit 15 to solidify the molten resin, thereby forming a film.
  • the thickness measuring sensor 6 measures the film thickness at each position in the circumferential direction of the tubular film at a predetermined cycle.
  • the winding shape measurement sensor 22 measures the radius of each position in the axial direction of the film roll body 11 at a predetermined cycle.
  • the control device 7 controls the film thickness adjusting unit 15 so that the film thickness measured by the thickness measurement sensor 6 falls within the allowable film thickness range.
  • control device 7 further determines whether or not there is an abnormality in the winding shape of the film roll body 11, and notifies the user when it is determined that there is an abnormality. In response to this notification, the user manually adjusts the film thickness adjusting unit 15 so as to eliminate the abnormality in the winding shape, that is, to eliminate the bumps and dents.
  • the film forming apparatus 1 it is determined whether there is an abnormality in the winding shape of the film roll body 11, that is, whether a hump or dent is formed, so that the presence can be grasped. Thereby, it is possible to cope with the abnormality of the winding form, and it is possible to form a film roll body with relatively little or small humps and dents.
  • the film forming apparatus 1 according to the present embodiment, information about the radius of the film roll body 11 is directly measured by the winding shape measurement sensor 22. Therefore, the information regarding the radius of the film roll body 11 can be measured with relatively high accuracy, and it can be determined with relatively high accuracy whether there is an abnormality in the winding shape.
  • FIG. 7 is a diagram showing the take-up machine 5 and its surroundings of the film forming apparatus 1 according to the modification.
  • the take-up machine 5 includes a pair of first pinch rolls 138, a pair of second pinch rolls 140, and a first turn roll 142 to a fifth turn roll 150.
  • the first pinch roll 138 and the first turn roll 142 to the fifth turn roll 150 are configured to reciprocate around a vertical axis.
  • the determination result may be notified.
  • the user may manually adjust the film thickness adjusting unit 15 so as to eliminate the abnormality in the winding shape.
  • the user can resolve the abnormality of the winding form by changing the turning speed of at least one of the first pinch roll 138 and the first turn roll 142 to the fifth turn roll 150 or by shifting the turning timing. May be.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the function and configuration of the control device 7 of the film forming apparatus 1 according to the modification.
  • FIG. 8 corresponds to FIG.
  • the data processing unit 46 further includes a specifying unit 59.
  • the specifying unit 59 specifies the radius at each position in the axial direction of the film roll body 11 based on the film thickness at the corresponding circumferential position in the tubular film before being folded. More specifically, since the film roll body 11 is obtained by folding and winding a tube-shaped film, the radius of the film roll body 11 at each position in the axial direction corresponds to the tube-shaped film before being folded. It can be specified by integrating the film thickness at two circumferential positions.
  • the information about the radius of the film roll body 11 is specified based on the measurement value of the thickness measurement sensor 6, so that the winding shape measurement sensor 22 is not necessary. Therefore, the cost of the film forming apparatus 1 can be reduced.
  • Modification 3 In the embodiment and the above-described modification, when the control device 7 determines that the film roll body 11 has a hump or a dent, the control device 7 has described the case of notifying the fact by display on the display unit or by voice. As a modification, the control device 7 may automatically adjust the film thickness adjusting unit 15 so as to eliminate the bumps and dents. In this case, the determination unit 54 can further form a hump or dent in the film roll body 11 so as to eliminate the abnormal state when the determination unit 52 determines that the winding state of the film roll body 11 is abnormal. When it is determined that the control unit 16 is not indented, the adjustment unit 16 determines the load to be applied to the outer peripheral member 14 and / or the opening degree of each valve device 9 so as to eliminate the bumps and dents.
  • determining unit 54 when it is determined that there is an abnormality in the winding shape of a range R i, radius certain criteria for each position of the range R i (i-th position, second i + m position)
  • the load that each adjustment unit 16 should apply to the outer circumferential member 14 and / or the opening degree of each valve device 9 is determined so as to approach the value.
  • the range of the film thickness corresponding to where thicker than a reference value among the respective positions of R i thinned within acceptable film thickness range, the film thickness corresponding to where thinner than the reference value Is adjusted within the allowable film thickness range, the load to be applied to each outer peripheral member 14 by each adjustment unit 16 and / or the opening degree of each valve device 9 is determined.
  • the reference value is an intermediate value regardless of the maximum value, the minimum value, the average value, or the average value of the measured values of the radius of each position in the range R i measured by the winding shape measurement sensor 22. Or a variance value.
  • the average value, the intermediate value, or the variance value is used as the reference value, the abnormality in the winding shape can be resolved relatively quickly. Note that which of the maximum value, the minimum value, the average value, the intermediate value, and the variance value is set as the reference value may be different from time to time.
  • the average value, intermediate value, or variance value of any one of the ranges may be used as the reference value.
  • the present invention can be used for a film forming apparatus.

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Abstract

フィルム成形装置は、ダイから溶融樹脂を押し出し、それを固化させてフィルムを成形し、成形されたフィルムを巻き取ってフィルムロール体を形成する。フィルム成形装置は、フィルムロール体の半径の軸方向変化に基づいて巻き姿に異常があるか否かを判定する判定部５２を備える。

Description

フィルム成形装置
　本発明は、フィルム成形装置に関する。
　ダイから溶融樹脂を押し出し、それを固化させてフィルムを成形するフィルム成形装置が知られている。従来では、吐出口の幅を変化させることによりフィルムの厚み（以下、「フィルム厚」とよぶ）のばらつきを小さくするフィルム成形装置が提案されている（特許文献１）。
特開平６－９９４７２号公報
　特許文献１に記載される従来のフィルム成形装置によれば、フィルム厚のばらつきをある程度小さくでき、フィルムとしての精度を満たすことができる。しかしながら、通常、フィルム厚のばらつきは多少なりとも残る。このばらつきがフィルムとしての精度を満たすものであっても、フィルムを巻き取ってフィルムロール体を形成するときにそのばらつきが積み重なると、より詳しくは、フィルム厚の厚い部分同士がまたは薄い部分同士が積み重なると、フィルムロール体にこぶや凹みができる。フィルムロール体のこぶや凹みは、フィルムのひずみの原因となる。
　本発明は、こうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、こぶや凹みが比較的少ないあるいは小さいフィルムロール体を形成できるフィルム成形装置を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のある態様のフィルム成形装置は、ダイから溶融樹脂を押し出し、それを固化させてフィルムを成形し、成形されたフィルムを巻き取ってフィルムロール体を形成するフィルム成形装置であって、フィルムロール体の半径の軸方向変化に基づいて巻き姿に異常があるか否かを判定する判定部を備える。
　なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
　本発明によれば、こぶや凹みが比較的少ないあるいは小さいフィルムロール体を形成できる。
実施の形態に係るフィルム成形装置の概略構成を示す図である。 図１のダイおよびフィルム厚調節部を示す断面図である。 ダイおよびフィルム厚調節部の上面図である。 ダイおよびフィルム厚調節部の上面図である。 図１の制御装置の機能および構成を示すブロック図である。 判定部が巻き姿に異常があるか否かを判定する処理を説明するための図である。 変形例に係るフィルム成形装置の引取機とその周辺を示す図である。 変形例に係るフィルム成形装置の制御装置の機能および構成を示すブロック図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
　図１は、実施の形態に係るフィルム成形装置１の概略構成を示す。フィルム成形装置１は、チューブ状のフィルムを成形する。フィルム成形装置１は、ダイ２と、フィルム厚調節部１５と、一対の安定板４と、引取機５と、厚み計測センサ６と、巻取機２０と、巻き姿計測センサ２２と、制御装置７と、を備える。
　ダイ２は、押出機（不図示）より供給された溶融樹脂をチューブ状に成形する。ダイ２は特に、リング状のスリット１８（図２で後述）から溶融樹脂を押し出すことにより、溶融樹脂をチューブ状に成形する。
　フィルム厚調節部１５は、ダイ２から押し出された溶融樹脂を、フィルム厚を調節するとともに冷却する。溶融樹脂が冷却されると、フィルムが成形される。
　一対の安定板４は、冷却装置３の上方に配置され、成形されたフィルムを引取機５に案内する。引取機５は、安定板４の上方に配置される。引取機５は、一対のピンチロール３８を含む。一対のピンチロール３８は、不図示のモータに駆動されて回転し、案内されたフィルムを引っ張り上げながら扁平に折りたたむ。巻取機２０は、折りたたまれて所定幅を有するフィルムを巻き取り、フィルムロール体１１を形成する。
　厚み計測センサ６は、フィルム厚調節部１５と安定板４との間に配置される。厚み計測センサ６は、チューブ状のフィルムの周りを周りながら、周方向の各位置におけるフィルム厚を計測する。厚み計測センサ６は、所定の周期で、周方向の各位置におけるフィルム厚を計測する。厚み計測センサ６による計測値は制御装置７に送られる。
　巻き姿計測センサ２２は、フィルムロール体１１に隣接して配置される。巻き姿計測センサ２２は、フィルムロール体１１の軸方向の各位置における半径に関する情報、すなわちフィルムロール体１１の半径の軸方向変化に関する情報を、所定の周期で計測する。巻き姿計測センサ２２は、本実施の形態では半径に関する情報として半径そのものを特定するが、半径に関する情報として、例えば軸方向の各位置における直径を計測してもよく、また例えばフィルムロール体１１の中心軸に平行な或る軸とフィルムロール体１１との軸方向の各位置における距離を特定してもよい。
　巻き姿計測センサ２２は、例えばレーザ変位計であり、フィルムロール体１１の中心軸に沿って移動しながら軸方向の各位置、具体的には軸方向に一定間隔で並ぶ第１の位置～第ｎ（ｎは自然数）の位置までのｎ個の各位置におけるフィルムロール体１１の半径を計測する。なお、第１の位置、第ｎの位置はそれぞれ、軸方向におけるフィルムロール体１１の一方側端部、他方側端部に対応する位置である。巻き姿計測センサ２２による計測値は制御装置７に送られる。
　制御装置７は、厚み計測センサ６や巻き姿計測センサ２２から受け付けた計測値に応じた制御指令を、フィルム厚調節部１５に送る。フィルム厚調節部１５は、この制御指令を受けて、厚みのばらつきが小さくなるようスリット１８（特にその吐出口）の幅を調節したり、冷却風の風量を調節したりする。
　図２は、ダイ２およびフィルム厚調節部１５を示す断面図である。図３、４は、ダイ２およびフィルム厚調節部１５の上面図である。図３では、冷却装置３の内部を透視した状態を示している。図４では、冷却装置３の表示を省略している。
　ダイ２は、ダイ本体１０と、内周部材１２と、外周部材１４と、を備える。内周部材１２は、ダイ本体１０の上面に載置される略円柱状の部材である。外周部材１４は、環状の部材であり、内周部材１２を環囲する。内周部材１２と外周部材１４との間には、リング状に上下方向に延びるスリット１８が形成される。このスリット１８を溶融樹脂が上側に向かって流れ、スリット１８の吐出口（すなわち上端開口）１８ａから溶融樹脂が押し出され、吐出口１８ａの幅に応じた厚さのフィルムが形成される。
　フィルム厚調節部１５は、冷却装置３と、複数（ここでは３２個）の調節ユニット１６と、を含む。
　冷却装置３は、ダイ２の上方に配置される。冷却装置３は、エアーリング８と、エアーリング８内に設けられ、エアーリング８から吹き出る冷却風の風量を調節する複数（図３では２０個）のバルブ装置９と、を備える。エアーリング８は、内周部が下方に凹んだリング状の筐体である。エアーリング８の内周部には、上側に開口したリング状の吹出口８ａが形成されている。吹出口８ａは特に、リング状のスリット１８と同心となるよう形成される。
　エアーリング８の外周部には、複数のホース口８ｂが周方向に等間隔で形成されている。複数のホース口８ｂのそれぞれにはホース（不図示）が接続され、このホースを介してブロワー（不図示）からエアーリング８内に冷却風が送り込まれる。エアーリング８内に送り込まれた冷却風は、吹出口８ａから吹き出て溶融樹脂に吹き付けられる。
　複数のバルブ装置９は、吹出口８ａとホース口８ｂとの間の通風路内に、周方向に隙間なく配置される。複数のバルブ装置９のそれぞれの開度を調節することによって、吹出口８ａから吹き出る冷却風の風量を調節できる。例えば、すべてのバルブ装置９の開度を同じにすることによって、吹出口８ａから吹き出る冷却風の風量を周方向に均一にできる。また例えば、少なくとも１つのバルブ装置９の開度を他のバルブ装置９と異なる開度にすることによって、吹出口８ａから吹き出る冷却風の風量を周方向に変化させることができる。フィルムに厚みのばらつきが生じている場合、例えば、肉厚が薄い部分に対応する（例えば肉厚が薄い部分の下方に位置する）バルブ装置９の開度を大きくし、肉厚が薄い部分の下方の溶融樹脂に吹き付けられる風量を多くする。これにより、以降に成形されるフィルムの偏肉が小さくなる。
　複数の調節ユニット１６は、外周部材１４の上端側を囲むように周方向にほぼ隙間なく配置される。調節ユニット１６は特に、片持ち状に外周部材１４に取り付けられる。複数の調節ユニット１６の上方には冷却装置３が固定される。複数の調節ユニット１６はそれぞれ、外周部材１４に径方向内向きの押圧荷重または径方向外向きの引張荷重を付与できるよう構成される。外周部材１４は、押圧荷重または引張荷重が付与されることによって弾性変形する。したがって、複数の調節ユニット１６を調節することによって、吐出口１８ａの幅を周方向で部分的に調整でき、フィルム厚を周方向で部分的に制御できる。フィルム厚に周方向でばらつきが生じている場合、例えば、肉厚が薄い部分に対応する（例えば肉厚が薄い部分の下方に位置する）調節ユニット１６から外周部材１４に引張荷重を付与させ、肉厚が薄い部分の下方の吐出口１８ａの間隙を大きくする。これにより、フィルムの厚みのばらつきが小さくなる。
　調節ユニット１６は、一例としては図２に示すように、制御装置７からの制御指令に基づいて駆動するアクチュエータ２４と、回動軸３２を支点として支持され、アクチュエータ２４の回転力を受けるレバー３４と、外周部材１４により軸線方向に変位可能に支持され、レバー３４の作用点に支持された作動ロッド３６と、含む。そして、レバー３４の回転力が作動ロッド３６の軸線方向の力に変換され、その軸線方向の力が内周部材１２または外周部材１４に対する荷重となり、レバー３４がレバー３４の作用点において作動ロッド３６に直接力を付与する。
　図５は、制御装置７の機能および構成を示すブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
　制御装置７は、種々の通信プロトコルにしたがって厚み計測センサとの通信処理を実行する通信部４０と、ユーザによる操作入力を受け付け、また各種画面を表示部に表示させるＵ／Ｉ部４２と、通信部４０およびＵ／Ｉ部４２から取得されたデータをもとにして各種のデータ処理を実行するデータ処理部４６と、データ処理部４６により参照、更新されるデータを記憶する記憶部４８と、を含む。
　記憶部４８は、許容フィルム厚記憶部６０と、実測フィルム厚記憶部６２と、巻き姿情報記憶部６４と、を含む。許容フィルム厚記憶部６０は、許容されるフィルム厚の範囲を記憶する。実測フィルム厚記憶部６２は、チューブ状のときのフィルムの周方向の各位置と、厚み計測センサ６により計測された各位置でのフィルム厚と、その計測時刻とを対応付けて記憶する。巻き姿情報記憶部６４は、フィルムロール体１１の軸方向の各位置と、巻き姿計測センサ２２により計測された各位置でのフィルムロール体１１の半径と、その計測時刻とを対応付けて記憶する。なお、後述の取得部５０がフィルム厚、半径を取得した時刻を、それぞれの計測時刻とみなしてもよい。
　データ処理部４６は、取得部５０と、判定部５２と、決定部５４と、動作制御部５６と、通知部５８と、を含む。取得部５０は、厚み計測センサ６により計測されたフィルム厚を取得する。
　判定部５２は、所定の周期で、フィルムロール体１１の半径の軸方向変化に基づいて、フィルムロール体１１の巻き姿に異常があるか否か、言い換えると、フィルムロール体１１にこぶや凹みができているか否かを判定する。
　図６は、判定部５２が巻き姿に異常があるか否かを判定する処理を説明するための図である。図６において、横軸はフィルムロール体１１の軸方向位置を示し、縦軸は半径を示す。つまり図６は、フィルムロール体１１の軸方向の各位置における半径、すなわちフィルムロール体１１の半径の軸方向変化を示している。
　本実施の形態では、判定部５２は、軸方向の第ｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ－ｍ（ｍは自然数である定数））位置から第ｉ＋ｍ位置までの範囲Ｒｉにおけるフィルムロール体の半径の最大値Ｒｉｍａｘと最小値Ｒｉｍａｘとの差が所定の差分閾値Ｄ以上である場合に、その範囲Ｒｉにこぶや凹みがある、すなわち巻き姿に異常があると判定する。
　ｍに設定するべき値は実験等に基づき決定すればよい。なお、点線で囲んだ２つの軸方向位置のように、半径に差分閾値Ｄ以上の差がある場合であっても、その２つの軸方向位置が比較的離れている場合は、半径の軸方向変化がなだらかであるためフィルムのひずみの原因とはならない。ｍの値が大きすぎると、そのような場合もこぶや凹みと判定してしまう。またｍの値が小さすぎると、半径の軸方向変化が極めて急であるこぶや凹みがある場合しか、巻き姿に異常があると判定できなくなる。したがって、ｍに設定するべき値はこれらを考慮して決定する必要がある。
　通知部５８は、範囲Ｒ１、範囲Ｒ２、・・・、範囲Ｒｎ－ｍのうちのこぶや凹みがあると判定された範囲とともに、巻き姿に異常がある旨を表示部への表示や音声により通知する。
　決定部５４は、各調節ユニット１６が外周部材１４に付与すべき荷重、および／または、各バルブ装置９の開度を決定する。決定部５４は特に、厚み計測センサ６により計測されるフィルム厚であって、チューブ状のフィルムの周方向の各位置におけるフィルム厚が、許容されるフィルム厚の範囲に収まるように、各調節ユニット１６が外周部材１４に付与すべき荷重、および／または、各バルブ装置９の開度を決定する。
　動作制御部５６は、フィルム厚調節部１５の動作、すなわち調節ユニット１６およびバルブ装置９の動作、を制御する。具体的には、動作制御部５６は、決定部５４により決定された荷重を外周部材１４に付与するように調節ユニット１６に制御指令を送信し、決定部５４により決定された開度を示す制御指令をバルブ装置９に送信する。
　以上のように構成されたフィルム成形装置１の動作を説明する。
　ダイ２の吐出口１８ａから溶融樹脂が押し出され、フィルム厚調節部１５の冷却装置３から冷却風が吹き付けられて溶融樹脂が固化し、フィルムが成形される。フィルムの成形中、厚み計測センサ６は所定の周期でチューブ状のフィルムの周方向の各位置のフィルム厚を計測する。また、フィルムの成形中、巻き姿計測センサ２２は所定の周期でフィルムロール体１１の軸方向の各位置の半径を計測する。制御装置７は、厚み計測センサ６により計測されるフィルム厚が許容されるフィルム厚の範囲に収まるようにフィルム厚調節部１５を制御する。また、制御装置７はさらに、フィルムロール体１１の巻き姿に異常があるか否かを判定し、異常があると判定した場合にその旨をユーザに通知する。この通知を受けてユーザは、巻き姿の異常を解消するように、すなわちこぶや凹みをなくすように、手動でフィルム厚調節部１５を調節する。
　続いて、本実施の形態による効果を説明する。本実施の形態に係るフィルム成形装置１によると、フィルムロール体１１の巻き姿に異常があるか、すなわちこぶや凹みができているか判定されため、その存在を把握できる。これにより、巻き姿の異常を解消するように対処でき、こぶや凹みが比較的少ないあるいは小さいフィルムロール体を形成できる。
　また、本実施の形態に係るフィルム成形装置１によると、巻き姿計測センサ２２によりフィルムロール体１１の半径に関する情報が直接計測される。そのため、フィルムロール体１１の半径に関する情報を比較的精度よく計測でき、巻き姿に異常があるか否かを比較的精度よく判定できる。
　以上、実施の形態に係るフィルム成形装置の構成と動作について説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
（変形例１）
　図７は、変形例に係るフィルム成形装置１の引取機５とその周辺を示す図である。引取機５は、一対の第１ピンチロール１３８と、一対の第２ピンチロール１４０と、第１ターンロール１４２～第５ターンロール１５０と、を含む。第１ピンチロール１３８および第１ターンロール１４２～第５ターンロール１５０は、鉛直軸周りに往復旋回可能に構成される。このような引取機５の構成は公知であるため詳細な説明は省略するが、第１ピンチロール１３８および第１ターンロール１４２～第５ターンロール１５０が旋回することによりフィルムが捩れ、これにより、第１ピンチロール１３８に折りたたまれる前のチューブ状のフィルムの周方向の位置と、巻取機２０がフィルムを巻き取るときに積み重なるフィルムの位置とが相対的に徐々にずれて平均化され、フィルムの巻き姿に異常が生じるのを低減する。
　本変形例においても、実施の形態と同様にしてフィルムロール体１１の巻き姿に異常があるか否かを判定し、判定結果を通知してもよい。そして判定結果の通知を受けてユーザは、巻き姿の異常を解消するように手動でフィルム厚調節部１５を調節してもよい。またユーザは、第１ピンチロール１３８および第１ターンロール１４２～第５ターンロール１５０のうちの少なくともひとつの旋回速度を変化させることにより、あるいは旋回タイミングをずらすことにより、巻き姿の異常を解消してもよい。
（変形例２）
　実施の形態および上述の変形例では、巻き姿計測センサ２２によりフィルムロール体１１の軸方向の各位置における半径に関する情報を計測する場合について説明した。変形例として、厚み計測センサ６により計測されたフィルム厚に基づいてフィルムロール体１１の軸方向の各位置における半径に関する情報を特定（推定）してもよい。図８は、変形例に係るフィルム成形装置１の制御装置７の機能および構成を示すブロック図である。図８は図５に対応する。本変形例では、データ処理部４６は特定部５９をさらに含む。特定部５９は、フィルムロール体１１の軸方向の各位置における半径を、折りたたまれる前のチューブ状のフィルムにおける対応する周方向位置のフィルム厚に基づいて特定する。より具体的には、フィルムロール体１１はチューブ状のフィルムを折りたたんで巻き取ったものであるため、軸方向の各位置におけるフィルムロール体１１の半径は、折りたたまれる前のチューブ状のフィルムの対応する２つの周方向位置のフィルム厚を積算することにより特定できる。
　本変形例に係るフィルム成形装置１によると、厚み計測センサ６の計測値に基づいてフィルムロール体１１の半径に関する情報が特定されるため、巻き姿計測センサ２２が不要となる。したがって、フィルム成形装置１のコストを低減できる。
（変形例３）
　実施の形態および上述の変形例では、制御装置７は、フィルムロール体１１にこぶや凹みができていると判定した場合にその旨を表示部への表示や音声により通知する場合について説明した。変形例としては、そのこぶや凹みをなくすように制御装置７が自動でフィルム厚調節部１５を調節してもよい。この場合、決定部５４はさらに、判定部５２によってフィルムロール体１１の巻き姿に異常があると判定された場合にその異常状態を解消するように、すなわちフィルムロール体１１にこぶや凹みができていると判定された場合にそのこぶや凹みをなくすように、各調節ユニット１６が外周部材１４に付与すべき荷重、および／または、各バルブ装置９の開度を決定する。
　具体的には、決定部５４は、或る範囲Ｒｉの巻き姿に異常があると判定された場合、その範囲Ｒｉの各位置（第ｉ位置～第ｉ＋ｍ位置）の半径が或る基準値に近づくように、各調節ユニット１６が外周部材１４に付与すべき荷重、および／または、各バルブ装置９の開度を決定する。例えば決定部５４は、範囲Ｒｉの各位置のうちの基準値よりも厚いところに対応するフィルム厚を許容されるフィルム厚の範囲内で薄くし、基準値よりも薄いところに対応するフィルム厚を許容されるフィルム厚の範囲内で厚くするように、各調節ユニット１６が外周部材１４に付与すべき荷重、および／または、各バルブ装置９の開度を決定する。
　基準値は、巻き姿計測センサ２２により計測された、範囲Ｒｉの各位置の半径の計測値の最大値であっても、最小値であっても、平均値であっても、中間値であっても、分散値であってもよい。平均値、中間値または分散値を基準値とすると、比較的早く巻き姿の異常を解消できる。なお、最大値、最小値、平均値、中間値または分散値のうちのいずれを基準値とするかは、そのときどきで異なっていてもよい。また例えば、範囲Ｒｉ＋１、範囲Ｒｉ－１などの近傍する範囲の巻き姿に異常がない場合には、例えばそのうちのいずれかの範囲の平均値、中間値または分散値を基準値としてもよい。
（変形例４）
　実施の形態および上述の変形例では、ダイ２の吐出口１８ａが環状であるいわゆる丸ダイである場合について説明したが、これに限られない。実施の形態の技術思想の少なくとも一部は、吐出口が直線状であるいわゆるＴダイにも適用できる。
　上述した実施の形態および変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施の形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。
　本発明は、フィルム成形装置に利用できる。
　１　フィルム成形装置、　２　ダイ、　６　厚み計測センサ、　７　制御装置、　２２　巻き姿計測センサ、　５２　判定部。

Claims (6)

  1. 　ダイから溶融樹脂を押し出し、それを固化させてフィルムを成形し、成形されたフィルムを巻き取ってフィルムロール体を形成するフィルム成形装置であって、
    　フィルムロール体の半径の軸方向変化に基づいて巻き姿に異常があるか否かを判定する判定部を備えることを特徴とするフィルム成形装置。
  2. 　前記判定部は、軸方向の所定の範囲におけるフィルムロール体の半径の最大値と最小値との差が所定の差分閾値以上である場合に巻き姿に異常があると判定することを特徴とする請求項１に記載のフィルム成形装置。
  3. 　前記判定部により巻き姿に異常があると判定された場合に、その旨をユーザに通知する通知部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルム成形装置。
  4. 　成形されるフィルムの厚みを調節するフィルム厚調節部と、
    　前記フィルム厚調節部の動作を制御する動作制御部と、を備え、
    　前記動作制御部は、前記判定部により巻き姿に異常があると判定された場合に、解消するよう前記フィルム厚調節部を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルム成形装置。
  5. 　軸方向の各位置におけるフィルムロール体の半径に関する情報を計測するセンサを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のフィルム成形装置。
  6. 　前記ダイは、環状の吐出口からチューブ状に溶融樹脂を押し出し、
    　周方向の各位置におけるフィルムの厚みを測定するセンサと、
    　前記センサにより測定された周方向の各位置におけるフィルム厚に基づいて、フィルムロール体の軸方向の各位置における半径に関する情報を特定する特定部と、を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のフィルム成形装置。
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