(57)【要約】【課題】長時間に亘ってエアを噛み込むことなくフィルムを折り畳むことが可能なピンチロール、当該ピンチロールを備えたチューブラー式二軸延伸フィルムの製造装置、およびチューブラー式二軸延伸フィルムの製造方法を提供する。【解決手段】チューブ状のフィルムを折り畳む一対のピンチロール９５であって、一対のロール間の面圧は１．０ＭＰａ／ｃｍ２以上２．０ＭＰａ／ｃｍ２以下であることを特徴とする。一対のロールのうち、弾性ロール９７は少なくとも二層以上の多層で構成され、内層の硬度は、最外層の硬度よりも小さいことが好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブ状のフィルムを折り畳む一対のピンチロールであって、
前記一対のロール間の面圧は１．０ＭＰａ／ｃｍ２以上２．０ＭＰａ／ｃｍ２以下である
ことを特徴とするピンチロール。
【請求項２】
請求項１に記載のピンチロールにおいて、
前記一対のロールのうち、一方のロールは少なくとも二層以上の多層で構成され、
内層の硬度は、前記内層に隣接する最外層よりも小さい
ことを特徴とするピンチロール。
【請求項３】
請求項２に記載のピンチロールにおいて、
前記最外層の硬度は７０°以上９０°以下であり、
前記内層の硬度は５０°以上７０°以下である
ことを特徴とするピンチロール。
【請求項４】
チューブラー式二軸延伸フィルムの製造装置であって、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のピンチロールを備えたことを特徴とするチューブラー式二軸延伸フィルムの製造装置。
【請求項５】
チューブラー式二軸延伸フィルムの製造方法であって、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のピンチロールを用いることを特徴とするチューブラー式二軸延伸フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピンチロール、当該ピンチロールを備えたチューブラー式二軸延伸フィルムの製造装置、およびチューブラー式二軸延伸フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二軸延伸ナイロンフィルムは、強度や耐衝撃性に優れるため、重量物包装や水物包装など使用条件の厳しい分野で多く使用されている。特に、チューブラー式二軸延伸法で製膜された二軸延伸ナイロンフィルムは、テンター式二軸延伸法で製膜されたものよりも耐衝撃強度が優れており、より厳しい用途での需要が増している。
チューブラー式二軸延伸法で二軸延伸ナイロンフィルムを製造する装置としては、特許文献１（図１）に記載されるように、原料であるナイロン樹脂を溶融混練する押出機（９１）と、溶融樹脂をチューブ状に押し出すサーキュラーダイス（９２）と、チューブ状溶融樹脂を冷却する水冷リング（９３）と、冷却された原反フィルム（１）を折り畳む安定板（９４）と、この原反フィルム（１）を挟んで押圧することにより、さらに扁平になるよう折り畳んで、次の二軸延伸工程に送るピンチロール（９５）とを備えるものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−６９５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のピンチロールでは、ピンチロールを構成するゴムロールの硬度が高いため、ロール同士の接触面積が小さい。したがって、フィルムの端部は十分に押圧されず、端部にエアを噛み込む状態となって、フィルムが扁平にならず、折り畳みが不十分になるおそれがある。ここで、ゴムロールの硬度を低くすることが考えられるが、ゴムロールの硬度を低くすると、ゴムロールが磨耗するため、長時間に亘って適切に折り畳み続けることができない。
【０００５】
本発明の目的は、長時間に亘ってエアを噛み込むことなくフィルムを折り畳むことが可能なピンチロール、当該ピンチロールを備えたチューブラー式二軸延伸フィルムの製造装置、およびチューブラー式二軸延伸フィルムの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のピンチロールは、チューブ状のフィルムを折り畳む一対のピンチロールであって、前記一対のロール間の面圧は１．０ＭＰａ／ｃｍ２以上２．０ＭＰａ／ｃｍ２以下である
ことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、一対のロール間の面圧を所定範囲に特定したため、ピンチロールでフィルムの端部まで十分に押圧することができ、フィルムがエアを噛み込む状態となることを防止することができる。フィルムがエアを噛み込んだ状態では、折り畳みが不十分となり、折り畳まれたフィルムに皺などの外観不良が生じるおそれがあるが、本発明によれば、エアを噛み込むことなくフィルムを折り畳むことができるので、フィルムに皺などの外観不良が発生することを抑制できる。
【０００８】
また、本発明のピンチロールは、一対のロール間の面圧を所定範囲とするための一手段として、前記一対のロールのうち、一方のロールは少なくとも二層以上の多層で構成され、内層の硬度は、前記内層に隣接する最外層よりも小さくすることで実現できる。
【０００９】
ここで、本発明のピンチロールにおいて、最外層の硬度は７０°以上９０°以下であり、内層の硬度は５０°以上７０°以下であることが好ましい。
つまり、本発明のピンチロールにおいて、一対のロールを少なくとも二層以上の多層で構成し、内層の硬度と最外層よりも小さくすることで、一対のロール間の面圧を上述した所定範囲とすることが可能となるため、耐磨耗性を備えるピンチロールとすることができる。よって、ロール同士の接触面積を長時間に亘って維持できるため、フィルムがエアを噛み込むことを長時間に亘って防止できる。
【００１０】
一方、本発明のチューブラー式二軸延伸フィルムの製造装置は、前記本発明のピンチロールを備えたことを特徴とする。
また、本発明のチューブラー式二軸延伸フィルムの製造方法は、前記本発明のピンチロールを用いることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るチューブラー式二軸延伸フィルムの製造装置の概略図。
【図２】本発明の一実施形態に係るピンチロールの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［チューブラー式二軸延伸フィルムの製造装置］
先ず、本発明のチューブラー式二軸延伸フィルムを製造する装置について、一例を挙げて説明する。本実施形態におけるチューブラー式二軸延伸フィルムの製造装置は、チューブ状の原反フィルムを折り畳む一対のピンチロールを備えている。
フィルム製造装置１００は、図１に示すように、原反フィルム１（以後、単に「フィルム１」ともいう）を製造するための原反製造装置９０と、原反フィルム１を延伸するための二軸延伸装置（チューブラー式延伸装置）１０と、延伸後に折り畳まれた基材フィルム２（以後、単に「フィルム２」ともいう）を予熱する第一熱処理装置２０（予熱炉）と、予熱されたフィルム２を上下２枚に分離する分離装置３０と、分離されたフィルム２を熱処理（熱固定）する第二熱処理装置４０と、フィルム２が熱固定されるときに、下流側からフィルム２に張力を加える張力制御装置５０と、フィルム２が熱固定されてなる二軸延伸ナイロンフィルム３（以後、単に「フィルム３」ともいう）を巻き取る巻取装置６０とを備えている。
【００１３】
原反製造装置９０は、図１に示すように、押出機９１と、サーキュラーダイス９２と、水冷リング９３と、安定板９４と、ピンチロール９５とを備えている。
【００１４】
チューブラー式延伸装置１０は、チューブ状の原反フィルム１を内部空気の圧力により二軸延伸（バブル延伸）してフィルム２を製造するための装置である。このチューブラー式延伸装置１０は、図１に示すように、ピンチロール１１と、加熱部１２と、案内板１３と、ピンチロール１４とを備えている。
第一熱処理装置２０は、フィルム２を予備的に熱処理するための装置である。第一熱処理装置２０は、図１に示すように、テンター２１と、加熱炉２２とを備えている。
分離装置３０は、図１に示すように、ガイドロール３１と、トリミング装置３２と、分離ロール３３Ａ，３３Ｂと、溝付ロール３４Ａから３４Ｃとを備えている。また、トリミング装置３２は、ブレード３２１を有している。
【００１５】
第二熱処理装置４０は、図１に示すように、テンター４１と、加熱炉４２とを備えている。
張力制御装置５０は、図１に示すように、ガイドロール５１Ａ，５１Ｂと、張力ロール５２とを備えている。
巻取装置６０は、図１に示すように、ガイドロール６１と、巻取ロール６２とを備えている。
【００１６】
（ピンチロール）
図２に示すように、ピンチロール９５は、一対のロールとして、押圧ロール９６と、この押圧ロール９６に対向して設けられた弾性ロール９７とを備えている。
ピンチロール９５において、押圧ロール９６と弾性ロール９７との間の面圧（以後、単に「面圧」ともいう）は、１．０ＭＰａ／ｃｍ２以上２．０ＭＰａ／ｃｍ２以下であることが好ましい。面圧が１．０ＭＰａ／ｃｍ２よりも小さいと、ピンチロール９５のフィルム１に対する接触面積が小さくなり、フィルム１の端部まで十分に押圧できないため、エアの噛み込みが生じるおそれがある。また、面圧が２．０ＭＰａ／ｃｍ２よりも大きいと、フィルム１への押圧力が大きくなりすぎ、フィルム１に皺が発生する可能性がある。
【００１７】
押圧ロール９６は、例えばステンレスなどの金属製であり、表面はメッキで塗装されている。
【００１８】
弾性ロール９７は、軸芯部材９７１と、この軸芯部材９７１の周囲に設けられた弾性部材９７２とからなり、弾性を備えたロールである。
軸芯部材９７１は、例えば押圧ロール９６と同様の素材からなる金属製の部材である。
弾性部材９７２は、円筒状であり、内層９７３と、内層９７３の外周に設けられた最外層９７４とを備えている。なお、最外層９７４は弾性ロール９７の最外層であり、内層９７３は最外層に隣接する内層である。
弾性部材９７２を構成する材料としては、特に制限はなく、ゴムや樹脂等の公知の弾性変形可能な材料が挙げられる。ゴムとしては、例えば、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、ネオプレンゴムが挙げられる。これらの中でも、エチレンプロピレンゴムであることが好ましい。
【００１９】
内層９７３は、内径が軸芯部材９７１の直径φに等しい円筒状の部材である。内層９７３の硬度は、５０°以上７０°以下であり、６５°であることがより好ましい。内層９７３の硬度が７０°よりも大きいと、ピンチロール９５の面圧を上記好ましい範囲内に保つことができなくなるため、ピンチロール９５とフィルム１との接触面積が小さくなり、フィルム１の端部におけるエアの噛み込みを防ぐことができないおそれがある。また、内層９７３の硬度が５０°よりも小さいと、弾性ロール９７が磨耗し、ピンチロール９５とフィルム１との接触面積が小さくなり、エアの噛み込みを長時間に亘って防ぐことができないおそれがある。
【００２０】
最外層９７４は、内径が内層９７３の外径に等しい円筒状の部材である。最外層９７４の厚さ寸法は、内層９７３の厚さ寸法よりも小さい。最外層９７４の硬度は、内層９７３の硬度よりも大きく、７０°以上９０°以下であり、８５°であることがより好ましい。最外層９７４の硬度が９０°よりも大きいと、ピンチロール９５とフィルム１との接触面積が小さくなり、エアの噛み込みを防ぐことができないおそれがある。また、最外層９７４の硬度が７０°よりも小さいと、弾性ロール９７が磨耗し、ピンチロール９５とフィルム１との接触面積が小さくなり、エアの噛み込みを長時間に亘って防ぐことができないおそれがある。
【００２１】
なお、弾性ロール９７において、例えば、軸芯部材９７１の直径φが４０ｍｍである場合、内層９７３は、硬度６５°、厚さ寸法５ｍｍ、最外層９７４は、硬度８５°、厚さ寸法１０ｍｍであることが好ましい。
【００２２】
［フィルムの製造方法］
次に、このフィルム製造装置１００を用いて二軸延伸ナイロンフィルムを製造する各工程を詳細に説明する。
【００２３】
（原反フィルム製造工程）
原料であるナイロン樹脂は、図１に示すように、押出機９１により溶融混練され、サーキュラーダイス９２によりチューブ状に押し出される。チューブ状の溶融樹脂は、水冷リング９３により冷却される。フィルム１は原料である溶融ナイロン樹脂が水冷リング９３により急冷されることで成形される。冷却された原反フィルム１は、安定板９４により折り畳まれる。折り畳まれたフィルム１は、ピンチロール９５により、扁平なフィルムとして次の二軸延伸工程に送られる。
原料であるナイロン樹脂としては、ナイロン−６（以後、ＮＹ６ともいう）、ナイロン−８、ナイロン−１１、ナイロン−１２、ナイロン６，６、ナイロン６，１０、ナイロン６，１２、メタキシリレンアジパミド（以後、ＭＸＤ６ともいう）などを使用することができる。物性や溶融特性、取り扱いやすさの点からはＮＹ６を用いることが好ましい。また、易裂性の点からは、ＮＹ６とＭＸＤ６との混合樹脂を用いることが好ましい。
【００２４】
本実施形態では、二軸延伸がチューブラー方式であるので、結果的にフィルム１もチューブ状に成形される。それ故、チューブ状溶融樹脂において、水に直接接触するのは外気に接している側だけである。
【００２５】
（二軸延伸工程）
原反フィルム製造工程により製造されたフィルム１は、図１に示すように、ピンチロール１１により、扁平なフィルムとして装置内部に導入される。導入されたフィルム１は、加熱部１２で赤外線により加熱することでバブル延伸される。その後、バブル延伸された後のフィルム２は、案内板１３により折り畳まれる。折り畳まれたフィルム２は、ピンチロール１４によりピンチされ扁平なフィルム２として次の第一熱処理工程に送られる。
【００２６】
（第一熱処理工程）
二軸延伸工程から送られたフィルム２は、テンター２１のクリップ（図示せず）で両端部を把持されながら、このフィルム２の収縮開始温度以上であって、フィルム２の融点よりも約３０℃低い温度かそれ以下の温度でこのフィルム２を予め熱処理されて次の分離工程に送られる。
この第一熱処理工程により、フィルム２の結晶化度が増して、重なり合ったフィルム同士の滑り性が良好になる。
【００２７】
（分離工程）
ガイドロール３１を介して送られた扁平なフィルム２は、図１に示すように、トリミング装置３２のブレード３２１により、両端部を切開されて２枚のフィルム２Ａ，２Ｂに分離される。そして、フィルム２Ａ，２Ｂは、上下に離れて位置する一対の分離ロール３３Ａ、３３Ｂにより、フィルム２Ａ，２Ｂの間に空気を介在させながらこれらを分離される。この扁平なフィルム２の切開は、両端部から若干内側にブレード３２１を位置させることにより、一部分耳部が生じるように行ってもよく、或いは、フィルム２の折り目部分にブレード３２１を位置させることにより、耳部が生じないように行ってもよい。
これらのフィルム２Ａ，２Ｂは、フィルムの流れ方向に順に位置する３個の溝付ロール３４Ａから３４Ｃにより、再び重ねられて次の第二熱処理工程に送られる。なお、これらの溝付ロール３４Ａから３４Ｃは、溝付き加工後、表面にめっき処理を施したものである。この溝を介してフィルム２Ａ、２Ｂと空気との良好な接触状態が得られる。
【００２８】
（第二熱処理工程）
重なった状態のフィルム２Ａ、２Ｂは、テンター４１のクリップ（図示せず）で両端部を把持されながら、フィルム２を構成する樹脂の融点以下であって、融点から約３０℃低い温度以上で熱処理（熱固定）され、物性の安定した二軸延伸ナイロンフィルム３（以後、フィルム３ともいう）となり、次の巻取工程に送られる。
また、加熱炉４２内のフィルム２Ａ、２Ｂに対しては、下流側に位置する張力制御装置５０により強い張力が加えられるようになっている。
【００２９】
（巻取工程）
第二熱処理工程により熱固定されたフィルム３は、張力制御装置５０を経て、ガイドロール６１を介して、押さえロール６３で押さえられることにより２本の巻取ロール６２に、フィルム３Ａ，３Ｂとして巻き取られる。
【００３０】
上記のような実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）弾性ロール９７を二層で構成し、内層９７３の硬度を最外層９７４の硬度よりも小さくしたことで、一対のロール間の面圧を１．０ＭＰａ／ｃｍ２以上２．０ＭＰａ／ｃｍ２以下にできる。これにより、ピンチロール９５でフィルム１の端部まで十分に押圧することができるので、フィルム１がエアを噛み込む状態となることを防止することができ、完成したフィルムに皺が発生するなどの外観不良が生じることを抑制できる。また、最外層９７４の硬度を内層９７３よりも高くしたので、耐磨耗性を備えるピンチロール９５とすることができ、ロール同士の接触面積を長時間に亘って維持でき、フィルム１がエアを噛み込むことを長時間に亘って防止できる。
（２）最外層９７４および内層９７３の硬度をそれぞれ所定の範囲としたので、ピンチロール９５の接触面積を、フィルムの端部まで押圧可能に維持することができ、フィルムがエアを噛み込むことを防止できる。
【００３１】
［実施形態の変形］
なお、以上説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的および効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造および形状などは、本発明の目的および効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状などとしても問題はない。本発明は前記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良は、本発明に含まれるものである。
【００３２】
例えば、本実施形態では、弾性ロール９７の弾性部材９７２を内層９７３と最外層９７４の二層で構成したが、一対のロール間の面圧を本発明範囲内にできるのであれば、例えば内層である内層９７３のさらに内側に層を設けて三層以上で構成してもよいし、一層で構成してもよい。
また、ピンチロール９５は、チューブ状溶融樹脂を冷却して形成した原反フィルム１を折り畳む際に限らず、チューブ状のフィルムを折り畳む際であれば、製造工程のどの段階に用いても構わない。
さらに、ピンチロール９５を用いて製造するフィルムとしては、二軸延伸ナイロンフィルムに限らず、公知の各種フィルムを製造することができる。
【実施例】
【００３３】
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、各例における特性（ライン安定性、フィルムの外観）は以下のような方法で評価した。
【００３４】
（ライン安定性）
フィルムへのエアの噛み込みを目視にて確認し、巻き取り開始から４８時間後のライン安定性を評価した。
（フィルムの外観）
巻き取り開始から７時間後（または４００００ｍ巻き取り後）に巻き取られたフィルムについて、目視により、フィルム表面の皺の有無を確認した。
【００３５】
［実施例１］
（ピンチロールの構成）
弾性ロール
材質：エチレンプロピレンゴム
軸芯部材：ＳＵＳ３１４，直径φ４０ｍｍ
内層：硬度６５°，厚み５ｍｍ
最外層：硬度８５°，厚み１０ｍｍ
押圧ロール
材質：ＳＵＳ３１４
表面：ハードクロムメッキ
作動条件
接触圧
面圧：１．０７ＭＰａ／ｃｍ２
（フィルム）
二軸延伸ナイロンフィルム（出光ユニテック社製  商品名ユニロンＧ−１００）
【００３６】
なお、上記ピンチロールの構成において、内層および最外層の硬度は、硬度計（（株）ミツトヨ製  ＨＨ−３３５）を用いて測定した。内層については、軸芯部材の周囲に内層ゴムのみを設け、最外層ゴムを設けない状態で、内層ゴムの表面に硬度計を押し込むことにより測定した。
最外層については、後述する軸芯部材の周囲に最外層ゴムのみを設け、内層ゴムを設けない状態で、最外層ゴムの表面に硬度計を押し込むことにより測定した。
また、面圧は、感圧紙により以下のように測定した。感圧紙（富士フィルム（株）製  富士フィルムプレスケール超低圧用）を面長１０００ｍｍ巾のピンチロールにニップする。感圧紙メーカー所定の時間後ニップを開放し、所定の面圧になっていることを確認した。
【００３７】
実施例１において、巻き取り開始から４８時間後のライン安定性を確認したところ、フィルムへのエアの噛み込みは１回もなかった。また、巻き取り開始から７時間後（または４００００ｍ巻き取り後）のフィルムに、皺および傷は確認できなかった。
【符号の説明】
【００３８】
１…フィルム原反（フィルム）、９５…ピンチロール、９７…弾性ロール（一方のロール）、９７３…内層、９７４…最外層、１００…フィルム製造装置（チューブラー式二軸延伸フィルムの製造装置）
【図１】
2013141748.tif 000003
【図２】
2013141748.tif 000004