(57)【要約】【課題】樹脂フィルムの両側縁部の貼り付きを効果的に抑制できる製膜装置を提供すること。【解決手段】溶融されて高温状態の樹脂材料をフィルム状に供給する樹脂材料供給部と、前記樹脂材料供給部の下方に互いに対向して配置され、前記樹脂材料供給部から供給されたフィルム状の樹脂材料を間に挟み込んで冷却するようになっている一対の冷却ロールと、を備え、前記一対の冷却ロールの一方は、前記一対の冷却ロールの他方と共に挟み込んで冷却するフィルム状の樹脂材料の両側縁部に対応する一対の領域において、当該一対の領域の間に挟まれた領域より小径であることを特徴とする製膜装置である。【選択図】図２
2014069340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融されて高温状態の樹脂材料をフィルム状に供給する樹脂材料供給部と、
前記樹脂材料供給部の下方に互いに対向して配置され、前記樹脂材料供給部から供給されたフィルム状の樹脂材料を間に挟み込んで冷却するようになっている一対の冷却ロールと、
を備え、
前記一対の冷却ロールの一方は、前記一対の冷却ロールの他方と共に挟み込んで冷却するフィルム状の樹脂材料の両側縁部に対応する一対の領域において、当該一対の領域の間に挟まれた領域より小径である
ことを特徴とする製膜装置。
【請求項２】
前記一対の冷却ロールの他方も、前記一対の冷却ロールの一方と共に挟み込んで冷却するフィルム状の樹脂材料の両側縁部に対応する一対の領域において、当該一対の領域の間に挟まれた領域より小径である
ことを特徴とする請求項１に記載の製膜装置。
【請求項３】
前記一対の冷却ロールの一方の表面は、弾性材料からなる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の製膜装置。
【請求項４】
前記一対の冷却ロールの一方の表面は、前記一対の冷却ロールの他方と共に挟み込んで冷却するフィルム状の樹脂材料の両側縁部に対応する一対の領域において金属材料からなると共に、当該一対の領域の間に挟まれた領域において弾性材料からなる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の製膜装置。
【請求項５】
前記一対の冷却ロールの他方の表面は、金属材料からなる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の製膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂フィルムを製膜する製膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂フィルム（樹脂シート）を製膜する製膜装置の１つとして、溶融されて高温状態の樹脂材料を押し出す押出機と、押出機により押し出された樹脂材料をフィルム状に予備成形して供給するＴダイと、Ｔダイの下方に互いに対向して配置された一対の冷却ロールと、を備えた製膜装置がある。当該一対の冷却ロールの間にＴダイから供給された樹脂材料が挟み込まれることにより、フィルム状に予備成形された樹脂材料が冷却されて樹脂フィルムとして製膜されるようになっている。
【０００３】
冷却された樹脂フィルムは、図６に示すように、一対の冷却ロール１１２、１１３から別のガイドロール１１６へと搬送され、最終的に巻取ロールに巻き取られてフィルム原反となる。ここで、一対の冷却ロール１１２、１１３による冷却において、当該一対の冷却ロールの一方１１３に樹脂フィルム１４２が貼り付いてしまうことがある。この場合、樹脂フィルム１４２の外観（意匠）不良や寸法不良が引き起こされ、生産性が阻害されることになる。
【０００４】
図６に示すように、一対の冷却ロールの一方１１３に樹脂フィルム１４２が不所望に貼り付いてしまうという現象は、以下の原因によると考えられていた。すなわち、通常、一対の冷却ロールの一方１１３には弾性を有するゴムロールが用いられ、他方１１２には冷却効果の高い金属ロールが用いられているため、樹脂フィルム１４２の膜厚が厚くなるほど、または、樹脂フィルム１４２の製膜速度が速くなるほど、熱伝導率の低いゴムロール１１３に熱が蓄積していき、すなわち、ゴムロール１１３の表面温度が上昇していく。このことにより、樹脂フィルム１４２がゴムロールに貼り付き易くなる。
【０００５】
このような課題を解決するために、特許文献１及び２に記載された製膜装置では、熱伝導率の高い材料がゴムロールの材料として採用されている。これにより、ゴムロールの冷却能力（放熱能力）が向上され、ゴムロールの表面温度の上昇が抑制され、結果的に、ゴムロールへの樹脂フィルムの貼り付きが抑制されるようになっている。また、特許文献３に記載された製膜装置では、ゴムロールの材料に加えて、その表面粗さも最適化されている。これにより、ゴムロールへの樹脂材料のタック性（粘着性）がより一層低減され、結果的に、ゴムロールへの樹脂フィルムの貼り付きが抑制されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１０２７４９号公報
【特許文献２】特開２０００−１７７００６号公報
【特許文献３】特開２０１２−１１１１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図６に戻って、本件発明者の知見によれば、Ｔダイから供給されるフィルム状の樹脂材料１４１は、一対の冷却ロール１１２、１１３の間（のギャップ）に到達するまでの間に、「ネックイン現象」と呼ばれる現象によって両側縁部の膜厚が厚くなる。そのため、フィルム状の樹脂材料１４１の両側縁部は、熱容量が増加することになり、一対の冷却ロール１１２、１１３による冷却が不十分となり、結果的に、ゴムロール１１３へのタック性が増加してしまう。また、一対の冷却ロール１１２、１１３によるニップ圧が、フィルム状の樹脂材料１４１のより厚い両側縁部に集中して、当該両側縁部におけるゴムロール１１３への物理的な密着が助長されることによっても、ゴムロール１１３へのタック性が増加してしまう。
【０００８】
このような知見に対して、特許文献１乃至３に記載された製膜装置においては、ゴムロール全体の材料や表面粗さの検討に留まっており、ネックイン現象に起因するフィルム状の樹脂材料の両側縁部の貼り付きに対する抑制効果は不十分である。
【０００９】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、その目的は、樹脂フィルムの両側縁部の貼り付きを効果的に抑制できる製膜装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、溶融されて高温状態の樹脂材料をフィルム状に供給する樹脂材料供給部と、前記樹脂材料供給部の下方に互いに対向して配置され、前記樹脂材料供給部から供給されたフィルム状の樹脂材料を間に挟み込んで冷却するようになっている一対の冷却ロールと、を備え、前記一対の冷却ロールの一方は、前記一対の冷却ロールの他方と共に挟み込んで冷却するフィルム状の樹脂材料の両側縁部に対応する一対の領域において、当該一対の領域の間に挟まれた領域より小径であることを特徴とする製膜装置である。
【００１１】
本発明によれば、一対の冷却ロールの間に挟み込まれたフィルム状の樹脂材料の両側縁部においては、一対の冷却ロールの一方の当該両側縁部に対応する領域が小径であることにより、一対の冷却ロールによるニップ圧が低減されている。これにより、当該両側縁部が一対の冷却ロールの一方へと貼り付くことが効果的に抑制される。
【００１２】
好ましくは、前記一対の冷却ロールの他方も、前記一対の冷却ロールの一方と共に挟み込んで冷却するフィルム状の樹脂材料の両側縁部に対応する一対の領域において、当該一対の領域の間に挟まれた領域より小径である。このような態様によれば、一対の冷却ロールの間に挟み込まれたフィルム状の樹脂材料の両側縁部におけるニップ圧がより低減されるため、当該両側縁部が一対の冷却ロールの一方へと貼り付くことが一層効果的に抑制される。
【００１３】
また、好ましくは、前記一対の冷却ロールの一方の表面は、弾性材料からなる。このような態様によれば、フィルム状の樹脂材料の両側縁部の間に挟まれた領域は、一対の冷却ロールの間において一様な面圧で挟み込まれて冷却される。これにより、冷却された樹脂フィルムに幅方向の厚み誤差が生じることが防止される。
【００１４】
あるいは、好ましくは、前記一対の冷却ロールの一方の表面は、前記一対の冷却ロールの他方と共に挟み込んで冷却するフィルム状の樹脂材料の両側縁部に対応する一対の領域において金属材料からなると共に、当該一対の領域の間に挟まれた領域において弾性材料からなる。このような態様によれば、フィルム状の樹脂材料の両側縁部の間に挟まれた領域は、一対の冷却ロールの間において一様な面圧で挟み込まれて冷却される。更に、金属材料の熱伝導率が比較的高いことにより冷却速度が高いため、一対の冷却ロールの間に挟み込まれたフィルム状の樹脂材料の両側縁部が一対の冷却ロールの一方へと貼り付くことが、より一層効果的に抑制される。
【００１５】
また、好ましくは、前記一対の冷却ロールの他方の表面は、金属材料からなる。このような態様によれば、金属材料の熱伝導率が比較的高いことにより、一対の冷却ロールの間に挟み込まれたフィルム状の樹脂材料の冷却速度が高い。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、一対の冷却ロールの間に挟み込まれたフィルム状の樹脂材料の両側縁部においては、一対の冷却ロールの一方の対応する領域が小径であることにより、一対の冷却ロールによるニップ圧が低減されている。これにより、当該両側縁部が一対の冷却ロールの一方へと貼り付くことが効果的に抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態による製膜装置の概略斜視図である。
【図２】図１の製膜装置におけるゴムロールの概略斜視図である。
【図３】図１の製膜装置におけるゴムロールの軸方向に平行な断面図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態による製膜装置におけるゴムロールの軸方向に平行な断面図である。
【図５】本発明の第三の実施の形態による製膜装置におけるゴムロールの軸方向に平行な断面図である。
【図６】従来の製膜装置において一対の冷却ロールの一方に樹脂フィルムが貼り付いてしまう現象を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態による製膜装置の概略斜視図である。図１に示すように、本実施の形態の製膜装置１０は、溶融されて高温状態の樹脂材料４１をフィルム状に供給する樹脂材料供給部１１と、樹脂材料供給部１１の下方に互いに対向して配置され、樹脂材料供給部１１から供給されたフィルム状の樹脂材料４１を間に挟み込んで冷却するようになっている一対の冷却ロール１２、１３と、を備えている。
【００２０】
本実施の形態の樹脂材料供給部１１は、具体的には、不図示の押出機に接続されたＴダイからなっている。押出機は、溶融されて高温状態の樹脂材料を押し出すようになっており、Ｔダイ１１は、押出機により押し出された樹脂材料をフィルム状に予備成形して下方に供給するようになっている。
【００２１】
また、本実施の形態においては、一対の冷却ロールの一方１３は、表面が弾性材料からなるゴムロールであり、他方１２は、表面が熱伝導率の高い金属材料からなる金属ロールである。以後の説明では、一対の冷却ロールの一方１３をゴムロールと呼び、他方１２を金属ロールと呼ぶことがある。
【００２２】
一対の冷却ロール１２、１３は、樹脂材料供給部１１の鉛直下方において互いに平行に対向して配置され、不図示の支持部材によってそれぞれ軸支されている。そして、金属ロール１２には不図示の回転駆動装置が接続されており、当該回転駆動装置によって金属ロール１２はその中心軸線を中心に回転駆動されるようになっている。これに対して、ゴムロール１３は、金属ロール１２の回転駆動力によってフィルム状の樹脂材料４１を介して従動回転するようになっている。
【００２３】
図２は、本実施の形態のゴムロール１３の概略斜視図であり、図３は、当該ゴムロール１３の軸方向に平行な断面図である。
【００２４】
図２及び図３に示すように、本実施の形態のゴムロール１３は、円筒形状の外筒２１と、当該外筒２１の外周面を被覆するように設けられた弾性筒２３と、を有している。外筒２１は、金属材料からなり、例えばステンレスからなる。一方、弾性筒２３は、弾性材料からなり、例えばシリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、または、フッ素系ゴムからなる。
【００２５】
本実施の形態においては、弾性筒２３は、図２及び図３に示すように、フィルム状の樹脂材料４１の両側縁部に対応する一対の領域１３ｂ、１３ｃにおいて、当該一対の領域の間に挟まれた領域１３ａより小径である。
【００２６】
そして、図３に示すように、外筒２１の内側には円筒形状の内筒２２が配置されている。内筒２２は、外筒２１と同軸状に配置されており、不図示のリブ部材を介して外筒２１に固定されている。これにより、外筒２１と内筒２２との間に筒状の流路２８が形成されている。内筒２２は、例えばステンレスからなる。
【００２７】
外筒２１の一端部に供給口２１ａが設けられていると共に、他端部に排出口２１ｂが設けられており、供給口２１ａから供給される冷却流体が、外筒２１と内筒２２との間の流路２８を通って、排出口２１ｂから排出されるようになっている。これによって、外筒２１が冷却され、弾性筒２３も冷却されるようになっている。
【００２８】
図１に戻って、本実施の形態の金属ロール１２は、径が一様なステンレス製の二重円筒からなる。二重円筒の間に形成された流路には、やはり冷却流体が流されるようになっており、これにより、二重円筒の外周面が冷却されるようになっている。
【００２９】
本実施の形態においては、図１に示すように、金属ロール１２の上方に当該金属ロール１２と平行に２つのガイドロール１６、１７が設けられている。２つのガイドロール１６、１７は、不図示の支持部材によって、それぞれ回転できるように軸支されている。
【００３０】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００３１】
図１に示すように、不図示の回転駆動装置によって、金属ロール１２の回転駆動が開始される。また、一対の冷却ロール１２、１３の各々の流路内への冷却流体の供給も開始される。
【００３２】
この状態で、溶融されて高温状態の樹脂材料４１が樹脂材料供給部１１によってフィルム状に供給され始める。フィルム状の樹脂材料４１は、一対の冷却ロール１２、１３の間に到達するまでの間に、「ネックイン現象」と呼ばれる現象によって両側縁部の膜厚が厚くなる。
【００３３】
一対の冷却ロール１２、１３の間に到達したフィルム状の樹脂材料４１は、当該一対の冷却ロール１２、１３の間に挟み込まれて熱を奪われ（冷却され）、樹脂フィルム４２として製膜される。
【００３４】
このとき、フィルム状の樹脂材料４１の両側縁部は、「ネックイン現象」によって膜厚が厚くなっているため、ゴムロール１３へのタック性が増加しやすくなっている。
【００３５】
しかしながら、本実施の形態のゴムロール１３は、フィルム状の樹脂材料４１の両側縁部に対応する一対の領域１３ｂ、１３ｃにおいて、当該一対の領域の間に挟まれた領域１３ａより小径であるため、フィルム状の樹脂材料４１の両側縁部におけるニップ圧が低減されている。これにより、当該両側縁部のゴムロール１３への物理的な密着が軽減され、当該両側縁部がゴムロール１３へと貼り付くことが効果的に抑制される。
【００３６】
冷却された樹脂フィルム４２は、金属ロール１２の回転に従って、当該金属ロール１２からガイドロール１６、１７へと搬送され、膜厚が厚くなっている両側縁部が不図示のカッタによって切り離されて除去された後、不図示の巻取ロールによって巻き取られる。
【００３７】
以上のような本実施の形態によれば、一対の冷却ロール１２、１３の間に挟み込まれたフィルム状の樹脂材料４１の両側縁部においては、当該両側縁部に対応するゴムロール１３の領域１３ｂ、１３ｃが小径であることにより、一対の冷却ロール１２、１３によるニップ圧が低減されている。これにより、当該両側縁部がゴムロール１３へと貼り付くことが効果的に抑制される。
【００３８】
また、本実施の形態によれば、弾性材料を弾性筒２９の材料として採用したことにより、フィルム状の樹脂材料４１の両側縁部の間に挟まれた領域は、一対の冷却ロール１２、１３の間において一様な面圧で挟み込まれて冷却される。これにより、冷却された樹脂フィルム４２に幅方向の厚み誤差が生じることが防止される。
【００３９】
また、本実施の形態によれば、熱伝導率が比較的高い金属材料を金属ロール１２の材料として採用したことにより、一対の冷却ロール１２、１３の間に挟み込まれたフィルム状の樹脂材料４１の冷却速度が高い。
【００４０】
なお、本実施の形態のゴムロール１３の弾性筒２３は、図３に示すように、フィルム状の樹脂材料４１の両側縁部に対応する一対の領域１３ｂ、１３ｃより軸方向外側の領域も小径であるが、これに限定されない。例えば、図４に示すように、ゴムロール１３２の弾性筒２３２は、フィルム状の樹脂材料４１の両側縁部に対応する一対の領域１３ｂ、１３ｃのみ小径であってもよい。
【００４１】
また、本実施の形態のゴムロール１３の表面は、図３に示すように、全体が弾性材料からなる弾性筒２３によって被覆されているが、これに限定されない。例えば、図５に示すように、フィルム状の樹脂材料４１の両側縁部に対応するゴムロール１３３の一対の領域１３ｂ、１３ｃにおいては金属材料からなる外筒２１が外部に露出され、当該一対の領域の間に挟まれた領域１３ａのみ弾性材料からなる弾性筒２３３によって被覆されていてもよい。
【００４２】
この場合、フィルム状の樹脂材料４１の両側縁部の間に挟まれた領域は、一対の冷却ロール１２、１３の間において一様な面圧で挟み込まれて冷却される。更に、金属材料の熱伝導率が比較的高いことにより冷却速度が高いため、一対の冷却ロール１２、１３の間に挟み込まれたフィルム状の樹脂材料４１の両側縁部がゴムロール１３へと貼り付くことが、より一層効果的に抑制される。
【００４３】
また、本実施の形態の金属ロール１２の径は一様であったが、これに限定されない。例えば、金属ロール１２も、フィルム状の樹脂材料４１の両側縁部に対応する一対の領域において、当該一対の領域の間に挟まれた領域より小径であってもよい。この場合、一対の冷却ロール１２、１３の間に挟み込まれたフィルム状の樹脂材料４１の両側縁部におけるニップ圧がより低減されるため、当該両側縁部がゴムロール１３へと貼り付くことが一層効果的に抑制される。
【符号の説明】
【００４４】
１０  製膜装置
１１  樹脂材料供給部
１２  一対の冷却ロールの一方（金属ロール）
１３、１３２、１３３  一対の冷却ロールの他方（ゴムロール）
１３ａ  フィルム状の樹脂材料の両側縁部に対応する一対の領域の間に挟まれた領域
１３ｂ、１３ｃ  フィルム状の樹脂材料の両側縁部に対応する一対の領域
１６、１７  ガイドロール
２１  外筒
２２  内筒
２３、２３２、２３３  弾性筒
４１  樹脂材料
４２  樹脂フィルム
１１２  従来の製膜装置における一対の冷却ロールの一方（金属ロール）
１１３  従来の製膜装置における一対の冷却ロールの他方（ゴムロール）
１４１  樹脂材料
１４２  樹脂フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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