(57)【要約】 【課題】延伸後のフィルムの耳部の冷却効率を高めて耳部の切除を確実に行うことができ、しかも装置コストの低減、信頼性の向上を図ることのできるフィルム成形装置を提供することを目的とする。【解決手段】耳部冷却装置６２でフィルム１００の両端の耳部１０１を確実に冷却することで、フィルム１００からの耳部１０１の切除を確実に行う。これにより、装置停止トラブル等の発生を抑え、生産効率、製品の良品率を向上させる。耳部冷却装置６２を設けることで、冷却ロール６１は、製品部１０２を冷却するのに最低限必要な本数のみを設けるものとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を可塑化して溶融して押し出す押出シリンダと、
前記押出シリンダから押し出された溶融状態の前記樹脂をフィルム状に成形して連続成形体を得る成形部と、
前記成形部で得た前記連続成形体を少なくとも幅方向に延伸する延伸部と、
前記延伸部で延伸された前記連続成形体を冷却する冷却部と、
前記冷却部で冷却された前記連続成形体において所定の厚さを有した製品部の両側の耳部を切除する切除部と、を備え、
前記冷却部は、前記連続成形体の前記製品部を冷却する冷却ロールと、前記連続成形体の前記耳部を前記切除部で切除可能となるように冷却する耳部冷却部と、
を備えることを特徴とするフィルム成形装置。
【請求項２】
前記耳部冷却部は、エアまたはミストを前記連続成形体の耳部に吹き付け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。
【請求項３】
前記耳部冷却部は、前記冷却ロールの円周に対し、１／４以上の長さを有してい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。
【請求項４】
前記耳部冷却部を設けることで、前記冷却ロールは、前記製品部を冷却するのに最低限必要な本数のみが設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のフィルム成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シート状、フィルム状の樹脂成形品を得るためには、押出成形機が用いられている。押出成形機は、熱可塑性樹脂を加熱して軟化させ、押し出す押出シリンダと、押出シリンダから押し出された樹脂をシート状、フィルム状に成形する成形部とを備える。
【０００３】
成形部を経たシートあるいはフィルム（以下、これらをフィルムと総称する）は、縦方向（フィルムが連続する方向）と横方向（フィルムの幅方向）の２軸方向に延伸された後、冷却されて製品となる。
フィルムを横方向に延伸する場合、フィルム両端部をテンタクリップで把持し、このテンタクリップを側方に移動させる。このため、図５に示すように、横方向に延伸された後のフィルム１は、両端部の耳部２が、それよりも内側の部分の製品部３よりも厚さが３〜１０倍程度厚くなっている。
【０００４】
前記したように、フィルム１は、最終的に製品とするために、冷却を行うが、この冷却には、図６に示すように、冷却ロール５が用いられている。冷却ロール５は、内部に水等の冷媒を通すことのできるもので、フィルム１の搬送経路上でフィルム１を冷却ロール５に接触させることで、フィルム１を冷却するというものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−７１９０９号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フィルム１は、延伸・冷却後、両端部の耳部２を切除し、残る製品部３を、巻取りロール（図示無し）に巻き取る。このとき、延伸後のフィルム１の冷却が不十分であると、耳部２の切除がうまく行えず、切断不良等が生じ、あるいは、切断後の耳部２が粘着して搬送不良を生じ、装置停止トラブル等につながって生産効率の低下を招くとともに、製品の良品率の低下にもつながってしまう。
このため、冷却ロール５でフィルム１の冷却を行う場合、フィルム１、特に最も厚みのある耳部２が十分に冷却されるよう、冷却ロール５自体の冷却性能、および冷却ロール５の設置本数を設定する必要がある。しかし、冷却ロール５は、内部に水等の冷媒を通すことができるよう、二重構造、三重構造等とされており、この複雑な構造により製作には多大な手間がかかり、コストが高い。
したがって、このような高コストの冷却ロール５の設置本数を少しでも減らすことが押出成形機全体のコスト低減にもつながるが、耳部２の冷却が大きな障害となっている。
【０００７】
さらに、二重構造、三重構造の冷却ロール５は、内部の溶接部分等が目視できないため、長期間の使用中に、加わる振動等によって溶接部にクラックが生じたりしても、これを確認することができず、装置の信頼性の低下につながる。近年、フィルム１の幅の増大化、および生産速度（フィルム１の送り速度）の高速化が進んでいる。このため冷却ロール５も大型化し、回転速度も高くなっているため、振動等の条件が、より厳しくなっている。
【０００８】
ところで、例えば特許文献１では、冷却ロール５の表面にフィルム１を確実に押し付けるため、フィルム１にエアを吹き付けるエアノズルを、冷却ロール５に対向するように設け、これによってフィルム１の耳部２の冷却効率を高めようとしているが、この技術は溶融状態のシートを冷却ロール５に密着させ冷却効果を向上させるための技術であり、本発明が解決しようとしている、固化後のフィルムの冷却においては、元々適度な張力を付与することによって、フィルムを冷却ロールに密着された状態で使用されているため、局部的にエアを吹き付けたとしても耳部の冷却には十分な効果は得られない。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、延伸後のフィルムの耳部の冷却効率を高めて耳部の切除を確実に行うことができ、しかも装置コストの低減、信頼性の向上を図ることのできるフィルム成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的のもとになされた本発明のフィルム成形装置は、樹脂を可塑化して溶融して押し出す押出シリンダと、押出シリンダから押し出された溶融状態の樹脂をフィルム状に成形して連続成形体を得る成形部と、成形部で得た連続成形体を少なくとも幅方向に延伸する延伸部と、延伸部で延伸された連続成形体を冷却する冷却部と、冷却部で冷却された連続成形体において所定の厚さを有した製品部の両側の耳部を切除する切除部と、を備え、冷却部は、連続成形体の製品部を冷却する冷却ロールと、連続成形体の耳部を切除部で切除可能となるように冷却する耳部冷却部と、を備えることを特徴とする。なお、本発明におけるフィルムとは、フィルム状あるいはシート状の連続するウェブを指す。
このように、耳部冷却部で連続成形体の耳部を確実に冷却することで、連続体の端部の切除が確実に行える。
耳部冷却部としては、エアまたはミストを連続成形体の耳部に吹き付ける構成のものが採用できる。
このとき、冷却性能を高めるために、耳部冷却部は、連続成形体が連続する方向においてなるべく長い領域にわたって設けるのが好ましい。例えば、連続成形体は、高速での搬送性や通紙性を確保しなければならないなどの制約によって、冷却ロールに対しその円周の１／４程度しか接触していない場合が多いため、耳部冷却部は、冷却ロールの円周に対し、１／４以上の長さを有するようにするのが好ましい。
このように耳部冷却部を設けることで、冷却ロールは、製品部を冷却するのに最低限必要な本数のみを設けるものとすることができる。すなわち、従来は耳部の冷却までを考慮して冷却ロールの本数を設定していたのに対し、冷却ロールの本数を削減することが可能となるのである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、耳部冷却部で連続成形体の耳部を確実に冷却することで、連続体の端部の切除を確実に行うことが可能となる。これにより、装置停止トラブル等の発生を抑え、生産効率、製品の良品率を向上させることが可能となる。
このように耳部冷却部を設けることで、冷却ロールは、製品部を冷却するのに最低限必要な本数のみを設けるものとすることができる。すなわち、従来は耳部の冷却までを考慮して冷却ロールの本数を設定していたのに対し、冷却ロールの本数を削減することが可能となるのである。その結果、装置のコストダウンを図ることが可能となり、また溶接部のクラック等により信頼性の低下につながりやすい冷却ロール本数を減らすことで、信頼性の向上、メンテナンスコストの抑制等にも寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における押出成形機（フィルム成形装置）１０全体の構成を説明するための図である。
この図１に示すように、押出成形機１０は、その工程の前半部に、樹脂を可塑化し、溶融して押し出す押出シリンダ２０と、押出シリンダ２０から押し出された樹脂をシート状、フィルム状に成形する成形ダイ（成形部）４０を備えている。
【００１２】
押出シリンダ２０は、筒状のシリンダ２１と、シリンダ２１の一端側において、ペレット状あるいは粉末状の原料樹脂をシリンダ２１内に投入するホッパー２２と、ホッパー２２から投入された樹脂を可塑化して溶融し、シリンダ２１の先端部から成形ダイ４０に樹脂を押し出すスクリュー３０と、スクリュー３０をシリンダ２１内で回転駆動させるためのモータ２３および減速機２４と、シリンダ２１の外周部に設けられたヒータ２５と、を備えている。
【００１３】
押出シリンダ２０においては、原料樹脂がホッパー２２からシリンダ２１内に供給されると、回転駆動されるスクリュー３０によって、原料樹脂はシリンダ２１内を移送されていく。このとき、ヒータ２５から加えられる熱によってシリンダ２１内で樹脂が可塑化し、溶融し始める。これをスクリュー３０で撹拌することによって、原料樹脂は最終的に溶融状態でシリンダ２１内を搬送されていく。
そして、シリンダ２１の先端部から成形ダイ４０に樹脂が押し出されると、この樹脂は、成形ダイ４０によってフィルム状に成形される。
【００１４】
図２（ａ）に示すように、押出成形機１０は、その行程の後半部に、互いに前後する延伸ローラの回転速度の違いを利用し、成形ダイ４０で成形されたフィルム（連続成形体）１００を、これが連続する方向（縦方向）に延伸する縦延伸装置（延伸部；図示無し）、フィルム１００の耳部をテンタクリップで把持し、フィルム１００を送りながら、両側のテンタクリップを互いに離間する方向に移動させることでフィルム１００を幅方向（横方向）に延伸する横延伸装置（延伸部）５０と、フィルム１００を冷却して引き取る引き取り装置６０とを備える。
【００１５】
引き取り装置６０は、フィルム１００が連続して搬送される経路上に配置された冷却ロール（冷却部）６１と、フィルム１００の両端の耳部１０１を冷却する耳部冷却装置（冷却部、耳部冷却部）６２と、フィルム１００から耳部１０１を切除する切除装置（切除部）６３と、耳部１０１を切除した後に残る、所定の厚さを有した製品部１０２をロール状に巻き取る巻き取り装置（図示無し）とを備える。
【００１６】
耳部冷却装置６２としては、以下のような構成のものが採用できる。
まず、図２（ｂ）に示したように、耳部冷却装置６２は、図示しないエア供給源からエアが供給されるケース７０と、ケース７０の一面側に、一列または複数列並んで形成されたエア吹出口７１とを備えた構成とすることができる。このような耳部冷却装置６２においては、エア供給源からエアがケース７０にエアが供給されると、このエアがエア吹出口７１からケース７０の外部に吹き出すようになっている。
したがって、エア吹出口７１が、フィルム１００の両端の耳部１０１に対向するよう、フィルム１００の連続する方向に沿って、フィルム１００の耳部に対応した位置に、耳部冷却装置６２を設置するのが好ましい。このとき、冷却効率を高めるには、エア吹出口７１から吹き出すエアの量を多くする、ケース７０をフィルム１００が連続する方向になるべく長く形成し、エア吹出口７１の数をなるべく多くするのが好ましい。また、図２に示したように、耳部冷却装置６２を、フィルム１００の両面側に配置するのが好ましい。
【００１７】
なお、耳部冷却装置６２でエアを吹き出して冷却を行う場合には、フィルム１００に十分なテンションが掛かった位置に耳部冷却装置６２を配置するのが好ましい。エアによりフィルム１００が暴れたりするのを防ぐためである。このため、耳部冷却装置６２は、冷却ロール６１の近傍、例えば直前に配置するのが好ましい。
【００１８】
また、図３に示すように、互いに前後する冷却ロール６１、６１の間に耳部冷却装置６２を配置するのも好ましい。
さらに、図４に示すように、冷却ロール６１にフィルム１００が接触している部分において、その外周側に耳部冷却装置６２を設けても良い。
【００１９】
ただし、いずれの場合も、前述のごとくフィルム１００の両端の耳部１０１を確実に冷却できるよう、耳部冷却装置６２で耳部１０１の冷却を行うための実質的な長さを、なるべく長くするのが好ましい。
特に、冷却ロール６１では、最大でも、冷却ロール６１の１／４程度の長さでしかフィルム１００に接触できず、十分な冷却が行えないため、それよりも高い冷却性能を得るという観点からして、耳部冷却装置６２で耳部１０１の冷却を行うための実質的な長さは、トータルで、冷却ロール６１の１／４以上確保するのが好ましい。このためには、耳部冷却装置６２を、フィルム１００が連続する方向に沿って、複数設けるのも好ましい。
【００２０】
また、耳部冷却装置６２からエアを吹き出して耳部１０１の冷却を行うのではなく、水の微細なミストを耳部冷却装置６２から吹き出し、これによって耳部１０１の冷却を行うようにしても良い。
その場合、図２に示したように、耳部冷却装置６２は、前記と同様、ケース７０にミストを吹き出すためのノズル（図示無し）を複数形成すればよい。そして、ケース７０に、圧力を印加した水を供給し、ノズルで霧状にしてこれをフィルム１００の耳部１０１に吹き出すようにしても良い。
この場合、吹き付けたミスト（水分）をフィルム１００の表面から除去するため、耳部冷却装置６２の後段側に、エアブローやスクレーパ状のミスト除去部材７５を配置するのが好ましい。
【００２１】
上述したような構成によれば、耳部冷却装置６２でフィルム１００の両端の耳部１０１を確実に冷却することで、フィルム１００からの耳部１０１の切除を確実に行うことが可能となる。これにより、装置停止トラブル等の発生を抑え、生産効率、製品の良品率を向上させることが可能となる。
このように耳部冷却装置６２を設けることで、冷却ロール６１は、製品部１０２を冷却するのに最低限必要な本数のみを設けるものとすることができる。すなわち、従来は耳部１０１の冷却までを考慮して冷却ロール６１の本数を設定していたのに対し、冷却ロール６１の本数を削減することが可能となるのである。その結果、押出成形機１０のコストダウンを図ることが可能となり、また溶接部のクラック等により信頼性の低下につながりやすい冷却ロール６１の本数を減らすことで、信頼性の向上、メンテナンスコストの抑制等にも寄与できる。
【００２２】
なお、上記実施の形態では、押出成形機１０の構成について言及したが、これをはじめ、各部の構成等について、本発明の主旨を逸脱しない限り、一部の構成を取捨選択したり、さらに他の構成を付加したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施の形態における押出成形機の押出シリンダ、成形ダイの構成を示す図である。
【図２】押出成形機の引き取り装置の構成を示す図である。
【図３】引き取り装置の他の例を示す図である。
【図４】引き取り装置の他の例を示す図である。
【図５】横延伸した後のフィルムの断面を示す図である。
【図６】従来の引き取り装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０…押出成形機（フィルム成形装置）、２０…押出シリンダ、４０…成形ダイ（成形部）、５０…横延伸装置（延伸部）、６０…引き取り装置、６１…冷却ロール（冷却部）、６２…耳部冷却装置（冷却部、耳部冷却部）、６３…切除装置（切除部）、７０…ケース、７１…エア吹出口、７５…ミスト除去部材、１００…フィルム（連続成形体）、１０１…耳部、１０２…製品部
【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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