特開 2023-150086 膜厚推定装置及びフィルム成形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023150086

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】膜厚推定装置及びフィルム成形装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 48/92 20190101AFI20231005BHJP

   B29C 48/32 20190101ALI20231005BHJP

   B29C 48/10 20190101ALI20231005BHJP

   B29C 55/28 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

B29C48/92

B29C48/32

B29C48/10

B29C55/28

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022058990

(22)【出願日】2022-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100116274

【弁理士】

【氏名又は名称】富所 輝観夫

(72)【発明者】

【氏名】八若 佐知

【テーマコード（参考）】

4F207

4F210

【Ｆターム（参考）】

4F207AG08

4F207AM23

4F207AP06

4F207AP11

4F207AQ01

4F207AR12

4F207KA01

4F207KA17

4F207KA19

4F207KL76

4F207KM06

4F207KM15

4F207KM16

4F210AG01

4F210AP11

4F210AR12

4F210QC07

4F210QG04

4F210QG18

4F210QK05

(57)【要約】

【課題】フィルムの膜厚を把握するための技術を提供する。
【解決手段】フィルム成形装置に用いられる膜厚推定装置であって、フィルム成形装置１０は、ダイ１４から流れ方向に送られるフィルム１２のフロストライン位置を計測する第１計測器５０を備え、膜厚推定装置は、第１計測器５０により計測されるフロストライン位置に基づいて、フィルム１２の膜厚を推定する膜厚推定部を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フィルム成形装置に用いられる膜厚推定装置であって、
前記フィルム成形装置は、ダイから流れ方向に送られるフィルムのフロストライン位置を計測する第１計測器を備え、
前記膜厚推定装置は、前記第１計測器により計測される前記フロストライン位置に基づいて、前記フィルムの膜厚を推定する膜厚推定部を備える膜厚推定装置。

【請求項2】

前記フィルムのフロストライン位置と膜厚との相関関係を示す相関関係情報を記憶する相関関係記憶部を備え、
前記膜厚推定部は、前記相関関係記憶部に記憶された前記相関関係情報と前記第１計測器により計測されるフロストライン位置とに基づいて、前記膜厚を推定する請求項１に記載の膜厚推定装置。

【請求項3】

前記フィルム成形装置は、前記フィルムの横断方向に計測位置を変更しながら前記フィルムの膜厚を逐次計測する第２計測器を備え、
前記膜厚推定装置は、前記第１計測器により計測されたフロストライン位置と前記第２計測器により計測された膜厚とに基づいて、前記相関関係情報を推定する関係推定部を備える請求項２に記載の膜厚推定装置。

【請求項4】

前記関係推定部は、予め定められた更新条件を満たしたとき、新たに推定した前記相関関係情報により、前記記憶部に記憶された前記相関関係情報を更新する請求項３に記載の膜厚推定装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれかに記載の膜厚推定装置を備えるフィルム成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、膜厚推定装置及びフィルム成形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、フィルムを成形するフィルム成形装置を開示する。このフィルム成形装置は、ダイのリップ幅、冷却装置の風速、風温等を調整することで、フィルムの膜厚を目標範囲に収めている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１６３７６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

フィルムの膜厚を目標範囲に収めるうえでは、フィルムの膜厚を把握することが重要となる。フィルムの膜厚は、通常、特許文献１に記載のように、計測器によって、計測位置をフィルムの横断方向に変更しつつ膜厚を逐次計測することで把握している。本願発明者は、これとは異なる手法でフィルムの膜厚を把握するための新たなアイデアを見出した。

【0005】

本開示の目的の一つは、フィルムの膜厚を把握するための技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のある態様は、フィルム成形装置に用いられる膜厚推定装置であって、ダイから流れ方向に送られるフィルムのフロストライン位置を計測する第１計測器と、前記第１計測器により計測される前記フロストライン位置に基づいて、前記フィルムの膜厚を推定する膜厚推定部と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、フィルムの膜厚を把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態のフィルム成形装置を模式的に示す構成図である。

【図2】実施形態のフィルム成形装置の機能を示すブロック図である。

【図3】フィルム上の膜厚計測点に関する説明図である。

【図4】フィルム上の膜厚計測点とフロストラインの存在予測位置とに関する説明図である。

【図5】関係推定処理に関する説明図である。

【図6】フィルム上のフロストライン通過部位と到達時刻とに関する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施形態を説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各図面では、説明の便宜のため、適宜、構成要素を省略、拡大、縮小する。図面は符号の向きに合わせて見るものとする。

【0010】

図１を参照する。本実施形態のフィルム成形装置１０はインフレーション成形装置である。このフィルム成形装置１０は、押出機（不図示）から押し出される溶融樹脂をダイリップ２８から出すことにより樹脂製のフィルム１２を成形するダイ１４と、フィルム１２の流れ経路の最下流側においてフィルム１２を巻き取る巻取器１６と、を備える。この他に、フィルム成形装置１０は、ダイ１４から出されたフィルム１２を一対のピンチロール１８により引き取りつつ扁平に折り畳む引取機２０と、引取機２０に引き取られる過程でフィルム１２を案内する一対の安定板２２と、を備える。この他に、フィルム成形装置１０は、フィルム１２を冷却する冷却装置２４と、フィルム成形装置１０の各構成要素を制御する制御装置２６と、を備える。制御装置２６は、フィルム１２の膜厚分布を推定するための膜厚推定装置４８としても機能する。

【0011】

本実施形態のダイ１４はインフレーション法に用いられる丸ダイであり、リング状のダイリップ２８から溶融樹脂を出す。このダイ１４は、フィルム１２の内側にエア噴出口３０からエアを噴出することで、膨らんだ状態のチューブ状のフィルム１２（バブルともいう）を成形する。

【0012】

ダイ１４は、複数の周方向位置でダイリップ２８のリップ幅（間隔）を調整可能である。ダイ１４は、ダイリップ２８の周方向でのリップ幅分布を調整可能であるともいえる。これを実現するうえで、ダイ１４は、例えば、ダイリップ２８の構成箇所の一部を変形可能なフレキシブル部とし、駆動源を用いてフレキシブル部を変形させることで、複数の周方向位置でのリップ幅を調整可能としてもよい。この駆動源は、リニアアクチュエータ、ヒートボルト等である。

【0013】

ダイ１４は、ダイリップ２８の周方向でのリップ幅分布を調整することで、フィルム１２の周方向での膜厚分布を調整可能となる。例えば、ある周方向位置でのリップ幅を小さくすることで、そこから出されるフィルム１２の膜厚を部分的に薄くできる。これに対して、ある周方向位置でのリップ幅を大きくすることで、そこから出されるフィルム１２の膜厚を部分的に厚くできる。このように、ダイ１４は、フィルム１２の周方向での膜厚分布を調整可能な膜厚調整部３２を構成している。

【0014】

図１、図２を参照する。図２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（Central Processing Unit）をはじめとする電子部品、回路、機械装置等で実現でき、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。ここでは、これらの連携によって実現される機能ブロックを描く。これらの機能ブロックは、ハードウェア、ソフトウェアの組み合わせによっていろいろな態様で実現できることは、当業者に理解されるところである。

【0015】

制御装置２６は、所定の通信プロトコルに従ってフィルム成形装置１０の他の構成要素（ダイ１４、冷却装置２４等）との間で通信処理を実行する通信部５６と、ユーザによる入力操作を受け付ける入力部５８と、各種情報を表示する表示部６０と、を備える。この他に、制御装置２６は、フィルム成形装置１０の他の構成要素及び入力部５８から取得したデータを用いてデータ処理を実行するデータ処理部６２と、データ処理部６２に用いられるデータを記憶する記憶部６４と、を備える。データ処理部６２は、ダイ１４、冷却装置２４等の動作を制御する動作制御部７０と、フィルム１２の膜厚分布を推定する膜厚推定部７２と、フロストライン位置と膜厚との相関関係を示す相関関係情報を推定する関係推定部７４と、を備える。膜厚推定部７２、関係推定部７４の詳細は後述する。

【0016】

動作制御部７０は、膜厚推定部７２により推定された膜厚分布に基づいて、膜厚調整部３２の動作を制御する。動作制御部７０は、膜厚調整部３２により調整可能な操作量を操作するための制御指令を送信することで膜厚調整部３２の動作を制御する。ここでの操作量とは、ダイ１４でいえばリップ幅をいい、後述する冷却装置２４でいえば風量及び風温をいう。膜厚調整部３２は、動作制御部７０から送信された制御指令に従って操作量（ここではリップ幅）を調整することで膜厚を調整する。

【0017】

動作制御部７０は、膜厚推定部７２により推定した膜厚分布が予め設定された目標範囲内に収まるように膜厚調整部３２を制御する。例えば、フィルム１２上の特定の周方向位置での膜厚が目標範囲を上回る場合（つまり、過度に厚い場合）を考える。この場合、動作制御部７０は、フィルム１２上の特定の周方向位置に対応するダイリップ２８の周方向位置におけるリップ幅を小さくするための制御指令をダイ１４に送信することで、特定の周方向位置の膜厚を目標範囲内に収める。フィルム１２上の特定の周方向位置での膜厚が目標範囲を下回る場合（つまり、過度に薄い場合）を考える。この場合、動作制御部７０は、フィルム１２上の特定の周方向位置に対応するダイリップ２８の周方向位置におけるリップ幅を大きくするための制御指令をダイ１４に送信することで、特定の周方向位置の膜厚を目標範囲内に収める。つまり、動作制御部７０は、膜厚推定部７２により推定される膜厚分布が目標範囲内に収まるように膜厚調整部３２を制御するフィードバック制御を行う。

【0018】

ここで、フィルム１２の成形過程ではフロストラインＦＬが生じる。フロストラインＦＬとは、一般的には、フィルム１２の溶融部分１２ａが冷却過程で固化することで生じる溶融部分１２ａと固化部分１２ｂとの境界部をいう。本明細書でのフロストラインＦＬは、この一般的に知られるフィルム１２の溶融部分１２ａと固化部分１２ｂとの境界部をいうものとするが、これに限定されるものではない。このフロストラインＦＬの流れ方向Ｄａでの位置をフロストライン位置という。ここでの流れ方向Ｄａは、フィルム成形装置１０によるフィルム１２の成形時にフィルム全体が進む方向（いわゆる機械方向）をいう。このフロストライン位置は、インフレーション法を用いる場合、一例として、フィルムの流れ方向Ｄａでのダイ１４の上端面からフロストラインＦＬまでの高さとして特定できる。

【0019】

このフロストライン位置とフィルム１２の膜厚との間には相関関係がある。この相関関係は、フロストライン位置が高くなると膜厚が厚くなり、フロストライン位置が低くなると膜厚が薄くなる関係となる（後述の図５も参照）。言い換えると、この相関関係は、フロストライン位置がダイ１４から遠くなると膜厚が厚くなり、フロストライン位置がダイ１４に近くなると膜厚が薄くなる関係となる。これは、冷却条件が一定となる条件下では、膜厚が厚くなるほど固化するまでに時間を要し、その分、フィルム１２の固化位置がダイ１４から遠くなり、それに伴いフロストライン位置がダイ１４から遠くなる（高くなる）ことに起因する。この相関関係は、フィルム１２の素材、ブロー比の他、フィルム成形装置１０の使用環境下での温度、気圧等の成形条件によって変動する。

【0020】

本実施形態の膜厚推定装置４８は、フロストライン位置と膜厚とを計測することによりフロストライン位置と膜厚との相関関係を推定する点に一つの特徴がある。これにより、フロストライン位置を把握することで、その相関関係に従うフィルム１２の膜厚も把握できる。この他に、本実施形態の膜厚推定装置４８は、フロストライン位置と膜厚との間の相関関係とフロストライン位置分布の計測値とを用いて膜厚分布を推定する点にも特徴がある。膜厚推定装置４８は、この相関関係と、フロストライン位置の計測値とを用いて膜厚を推定する点に特徴があるともいえる。以下、その詳細を説明する。

【0021】

フィルム成形装置１０は、ダイ１４から流れ方向Ｄａに送られるフィルム１２のフロストライン位置分布を計測する第１計測器５０を備える。フロストライン位置分布とは、フィルム１２の周方向でのフロストライン位置の分布をいう。

【0022】

第１計測器５０は、フィルム１２を撮像する少なくとも一つのカメラ５２と、カメラ５２の出力した画像を処理することでフロストライン位置分布を計測する計測処理部５４と、を備える。カメラ５２は、例えば、可視光カメラ、サーマルカメラ等である。計測処理部５４は、カメラ５２の出力した画像を画像処理することにより複数の周方向位置でのフロストライン位置を計測し、それをフロストライン位置分布の計測結果とする。画像処理によるフロストライン位置の計測方法は特に限定されず、公知の方法を含む種々の方法を用いて実現してもよい。計測処理部５４は、例えば、複数のカメラ５２の出力した画像を用いた三次元画像処理、二次元画像処理等によりフロストライン位置を計測してもよい。この他にも、カメラ５２の画角内にミラーを配置し、単数のカメラ５２の出力した画像と、その画像内にあるミラー内の像を擬似的な画像として用いた画像処理によりフロストライン位置を計測してもよい。このような画像を用いた画像処理により、複数の周方向位置でのフロストライン位置、つまり、フロストライン位置分布を容易に同時に計測できる。

【0023】

第１計測器５０は、予め定められる周方向での計測対象範囲におけるフロストライン位置分布を第１計測周期毎に同時に計測する。この計測対象範囲は、例えば、フィルム１２の全周範囲となる。第１計測器５０は、フロストライン位置分布の計測結果を制御装置２６に逐次送信する。

【0024】

記憶部６４は、フロストライン位置と膜厚との相関関係を示す相関関係情報を記憶する相関関係記憶部６６を備える。相関関係情報は、例えば、フロストライン位置を入力とし、膜厚を出力とする関係式、テーブル等である。

【0025】

データ処理部６２は、第１計測器５０により計測されるフロストライン位置分布に基づいて、フィルム１２の周方向での膜厚分布を推定する膜厚推定部７２を備える。この膜厚分布を推定する処理を膜厚推定処理という。膜厚推定部７２は、このフロストライン位置分布と、相関関係記憶部６６に記憶された相関関係情報とに基づいて膜厚推定処理を行う。この膜厚推定処理では、相関関係情報としての関係式等に対して、ある周方向位置で計測されたフロストライン位置の計測値を入力することで、その周方向位置での膜厚を算出する膜厚算出処理を行う。この膜厚推定処理では、第１計測器５０により同時に計測された複数の周方向位置でのフロストライン位置の計測値毎に膜厚算出処理を行うことで、各周方向位置での膜厚である膜厚分布を算出し、これを推定結果とする。

【0026】

以上の膜厚推定処理は、フィルム成形装置１０によるフィルム１２の成形時に周期的に実行してもよいし、予め定められた実行条件を満たしたときに実行してもよい。ここでの実行条件は、例えば、入力部５８により所定の指令が入力されたことである。

【0027】

以上の膜厚推定装置４８の効果を説明する。

【0028】

膜厚推定装置４８は、第１計測器５０により計測されたフロストライン位置に基づいて膜厚を推定する膜厚推定部７２を備える。よって、膜厚推定部７２による膜厚の推定結果を用いて、フィルム１２の膜厚を把握できるようになる。

【0029】

フィルム１２の膜厚変動は、主に、フィルム１２のフロストラインＦＬよりも上流側にあるフィルム１２の溶融部分１２ａにおいて生じる。フロストラインＦＬは、後述の第２計測器８０による膜厚の計測位置よりも、フィルム１２の膜厚変動箇所に近い位置にある。このようなフロストラインＦＬを用いて特定されるフロストライン位置に基づいて膜厚を推定することで、後述の第２計測器８０による膜厚計測値を用いる場合よりも、フィルム１２の膜厚変動を早期に特定できる。

【0030】

仮に、後述の第２計測器８０のように、計測位置を変更しながらフィルム１２の膜厚を逐次計測する場合、膜厚分布を繰り返し特定するための周期が長期化してしまう。よって、ある周方向位置の膜厚を計測してから次の計測までの間に膜厚が変動した場合、その変動が計測値に反映されるまで遅れてしまう反映遅れが生じる。

【0031】

この点、本実施形態によれば、第１計測器５０により同時に計測されたフィルム１２のフロストライン位置分布を用いて、膜厚推定部７２により膜厚分布を特定することになる。よって、計測位置を変更しながらフィルム１２の膜厚を逐次計測する場合と比べ、膜厚分布を繰り返し特定するための周期を短期化することができる。このため、ある周方向位置の膜厚を推定してから膜厚が変動した場合に、その変動の影響が推定値に反映されるまでの反映遅れを抑制できる。ひいては、その反映遅れに起因する膜厚の特定精度の低下を抑制できる。

【0032】

動作制御部７０は、このような反映遅れの影響を抑制した高精度の膜厚分布の推定値が目標範囲内に収まるように膜厚調整部３２を制御する。よって、膜厚調整部３２の制御によりフィルム１２の実際の膜厚分布を精度よく調整できる。

【0033】

膜厚推定部７２は、記憶部６４に記憶された相関関係情報と第１計測器５０により計測されるフロストライン位置とに基づいて、フィルム１２の膜厚を推定する。よって、予め記憶部６４に相関関係情報を記憶しておくことで、フロストライン位置から膜厚を簡単に推定できる。

【0034】

本実施形態によれば、第１計測器５０による画像を用いた画像処理によりフロストライン位置分布を同時に計測し、そのフロストライン位置分布に基づき膜厚分布を推定している。よって、後述の第２計測器８０のように、フィルム１２の膜厚を逐次計測することで膜厚分布を特定する場合と比べ、早期に膜厚分布を特定することができる。

【0035】

次に、膜厚推定装置４８の他の特徴を説明する。ここでは、膜厚推定処理に用いられる相関関係情報を推定するための特徴を説明する。

【0036】

図１、図３を参照する。図３は、フィルム１２の一部を平面に展開した模式図である。フィルム成形装置１０は、フィルム１２の周方向に計測位置Ｐａを変更しながらフィルム１２の膜厚を逐次計測する第２計測器８０を備える。第２計測器８０は、例えば、静電容量式膜厚計等が用いられる。本実施形態の第２計測器８０は、フィルム１２の周りを回りながらフィルム１２の膜厚を逐次計測する。ここでの「計測位置Ｐａ」は、フィルム１２上において第２計測器８０により膜厚を計測しようとする位置をいう。ここでは、第２計測器８０の計測位置Ｐａの軌跡Ｐｂを併せて示す。また、ここでは、フィルム１２上の一つの膜厚計測点Ｐｃと計測位置Ｐａが同じ位置にある状態を示す。ここでの「膜厚計測点Ｐｃ」は、フィルム１２上において第２計測器８０により膜厚が計測される位置をいう。

【0037】

第２計測器８０は、フィルム１２の流れ方向Ｄａへの進行に従って、フィルム１２の計測位置Ｐａを進行方向Ｄｂに進行させる。これにより、本実施形態のフィルム１２の膜厚計測点Ｐｃは、フィルム１２の流れ経路における上流側に向かって進行方向Ｄｂに進む螺旋状を描くように変動する。第２計測器８０は、フィルム１２の膜厚を逐次計測することで、第１計測周期よりも長い第２計測周期（例えば、２分）毎に、計測対象範囲における膜厚分布を計測する。第２計測器８０は計測結果を制御装置２６に逐次送信する。

【0038】

前述した関係推定部７４（図２参照）は、第１計測器５０により計測されたフロストライン位置と、第２計測器８０により計測された膜厚とに基づいて、フロストライン位置と膜厚との相関関係を示す相関関係情報を推定する。この相関関係情報を推定する処理を関係推定処理という。以下、関係推定処理の詳細を説明する。

【0039】

図４を参照する。関係推定部７４は、第２計測器８０による膜厚計測値と、第１計測器５０により計測されたフロストライン位置の計測値とを対応付ける対応付け処理を行う。この対応付け処理において、ある膜厚計測値と対応付けるべきフロストライン位置の計測値を目的計測値という。このフロストライン位置の目的計測値は、本実施形態では、次の二つの条件を満たす計測値が用いられる。

【0040】

第一の条件は、膜厚計測値と同じ周方向位置で計測されたフロストライン位置の計測値であることである。ここでの「同じ」は、完全に同じである場合のほか、ほぼ同じである場合も含む。第二の条件は、膜厚計測値を計測される膜厚計測点ＰｃがフロストラインＦＬの存在予測位置Ｐｄを通過するときに計測されたフロストライン位置の計測値であることである。膜厚計測点Ｐｃの膜厚の指標となるフロストライン位置の計測値として、膜厚計測点ＰｃがフロストラインＦＬの存在予測位置Ｐｄを通過するときに計測されるフロストライン位置の計測値を、その膜厚計測点Ｐｃの膜厚計測値に対応付けることになる。フロストラインＦＬの存在予測位置Ｐｄとは、フロストラインＦＬの存在することが予測される位置をいう。第２計測器８０により計測時刻ｓ１において位置Ｐｅで膜厚を計測された膜厚計測点ＰｃがフロストラインＦＬの存在予測位置Ｐｄを通過する通過時刻ｓ０を想定する。このとき、第二の条件は、通過時刻ｓ０の直近の時刻において計測されたフロストライン位置の計測値であることともいえる。関係推定部７４は、以下の流れで、第二の条件を満たすような、膜厚計測値と対応付けるべきフロストライン位置の目的計測値を特定する。

【0041】

まず、関係推定部７４は、第２計測器８０の計測位置ＰａからフロストラインＦＬの存在予測位置Ｐｄまでの長さΔＬを算出する。関係推定部７４は、ダイ１４から第２計測器８０の計測位置Ｐａまでの流れ方向Ｄａでの長さＬ１と、ダイ１４からフロストラインＦＬの存在予測位置Ｐｄまでの流れ方向Ｄａでの長さＬ０とに基づいて、この長さΔＬを算出する。長さΔＬは、例えば、長さＬ１から長さＬ０を減算することで算出できる。長さＬ１は、例えば、記憶部６４に予め記憶される記憶値が用いられる。長さＬ０は、例えば、膜厚計測点Ｐｃの膜厚が計測された計測時刻ｓ１において、膜厚計測点Ｐｃと同じ周方向位置において、第１計測器５０により計測されたフロストライン位置の計測値が用いられる。この他にも、長さＬ０は、記憶部６４に予め記憶される固定値が用いられてもよい。

【0042】

次に、関係推定部７４は、算出された長さΔＬと、フィルム１２の巻取速度ｖとに基づいて、フィルム１２上の膜厚計測点Ｐｃが前述の長さΔＬを通過するのに要する所要時間Δｓを算出する。ここでの巻取速度ｖ［ｍ／ｓｅｃ］は、巻取器１６により巻き取られる速度をいう。フィルム１２は、フロストラインＦＬから第２計測器８０による計測位置Ｐａまでの間をほぼ一定の巻取速度ｖ［ｍ／ｓｅｃ］で流れる。よって、所要時間Δｓは、例えば、巻取速度ｖにより長さΔＬを除算することで算出できる。巻取速度ｖは、例えば、記憶部６４に記憶される設定値が用いられる。

【0043】

次に、関係推定部７４は、第２計測器８０により膜厚計測点Ｐｃの膜厚を計測した計測時刻ｓ１と、算出された所要時間Δｓとに基づいて、その膜厚計測点ＰｃがフロストラインＦＬの存在予測位置Ｐｄを通過するときの通過時刻ｓ０を算出する。関係推定部７４は、例えば、計測時刻ｓ１に対して所要時間Δｓの分だけ遡った時刻を通過時刻ｓ０として算出する。

【0044】

次に、関係推定部７４は、算出された通過時刻ｓ０の直近で第１計測器５０により計測されたフロストライン位置の計測値に基づいて、膜厚計測値と対応づけるべき目的計測値を特定する。このとき、関係推定部７４は、例えば、通過時刻ｓ０の直近で第１計測器５０により計測されたフロストライン位置の計測値そのものを目的計測値として特定してもよい。この他にも、関係推定部７４は、誤差の影響を低減させるため、通過時刻ｓ０を含む予め定められた時間幅内に計測された複数の計測値から算出される代表値（例えば、平均値）を目的計測値として特定してもよい。この時間幅は、例えば、第２計測周期よりも短い時間幅に設定される。この目的計測値は、前述のように、膜厚計測値と同じ周方向位置で計測された計測値が特定される。

【0045】

この後、関係推定部７４は、フィルム１２上の膜厚計測点Ｐｃにおいて第２計測器８０により計測された膜厚計測値と、特定されたフロストライン位置の目的計測値とを対応付ける対応付け処理を行う。

【0046】

図５を参照する。関係推定部７４は、前述の対応付け処理を行うことで、互いに対応付けられた膜厚計測値とフロストライン位置計測値とを組とする計測値セットを取得する。図５は、Ｘ軸を膜厚、Ｙ軸をフロストライン位置とするグラフに取得した計測値セットをプロットしたものを示す。ここでは、通過時刻ｓ０を含む時間幅内に計測された複数の計測値から平均値と標準偏差σを算出し、その平均値をプロットするとともに、その平均値±標準偏差σの範囲をエラーバーにより示す。

【0047】

関係推定部７４は、前述の対応付け処理を繰り返し行うことで、複数組の計測値セットを取得する。これを実現するうえで、第２計測器８０により逐次計測された複数の周方向位置での膜厚計測値毎に前述の対応付け処理を行ってもよい。この他にも、第２計測器８０により第２計測周期毎に計測される同じ周方向位置での膜厚計測値毎に前述の対応付け処理を行ってもよい。

【0048】

関係推定部７４は、複数組の計測値セットを用いて、フロストライン位置と膜厚との相関関係を示す関係式として近似式を算出し、これを相関関係の推定結果とする。ここでは、この近似式として線形近似式を用いて得られる近似線８２を示す。この近似式の具体例は特に限定されず、多項式の曲線近似式等の種々の近似式を用いてもよい。この他にも、複数組の計測値セットを用いて、フロストライン位置と膜厚との相関関係を示すルックアップテーブル等のテーブルを生成し、これを相関関係の推定結果としてもよい。関係推定部７４は、推定した相関関係情報を相関関係記憶部６６に記憶する。

【0049】

以上の関係推定処理は、予め定められた実行条件を満たしたときに実行してもよいし。この実行条件とは、例えば、フィルム成形装置１０によるフィルム１２の成形をはじめて開始することである。この他にも、後述する更新条件を満たしたときに実行してもよい。

【0050】

以上のように、本実施形態の膜厚推定装置４８は、第１計測器５０により計測されたフロストライン位置と第２計測器８０により計測された膜厚とに基づいて相関関係情報を推定する関係推定部７４を備える。よって、フロストライン位置と膜厚との相関関係を示す相関関係情報を予め記憶していなくとも、第１計測器５０、第２計測器８０の計測結果を用いて相関関係情報を推定できる。

【0051】

この関係推定部７４は、予め定められた更新条件を満たしたとき、前述の関係推定処理を行うことで新たに推定した相関関係情報により、記憶部６４に記憶された相関関係情報を更新してもよい。これにより、更新条件を満たしたときに相関関係情報に更新することで、最新の成形条件を反映した相関関係情報を用いて膜厚分布を推定できるようになる。

【0052】

ここでの更新条件は、例えば、（１）成形条件を変更したこと、（２）フィルム１２の成形中に前回に関係推定処理を行ってから予め定められる時間間隔が経過したこと、（３）入力部５８に対して更新のための指令が入力されること、等としてもよい。

【0053】

この他にも、フィルム１２の成形中に、予め定められる判定条件に従って膜厚推定部７２により推定される膜厚推定値が信頼できるか否かを判定し、その膜厚推定値が信頼できないと判定することを以て更新条件としてもよい。これを実現するうえで、例えば、膜厚推定値と膜厚計測値を組とする複数組の膜厚値セットを用いて、膜厚推定処理に使用される関係式の決定係数（Ｒ^２）を算出してもよい。この場合、算出した決定係数が予め定められる基準値を下回ることを判定条件とし、その判定条件を満たした場合に膜厚の推定値が信頼できないと判定してもよい。この場合、膜厚計測点ＰｃがフロストラインＦＬの存在予測位置Ｐｄを通過するときに計測されたフロストライン位置の計測値から算出された膜厚推定値と、その膜厚計測点Ｐｃで計測された膜厚計測値とを組とする膜厚値セットを用いればよい。

【0054】

なお、ここまで膜厚調整部３２はダイ１４である例を説明したが、その具体例は特に限定されない。この膜厚調整部３２は次に説明する冷却装置２４でもよい。この他にも、冷却装置２４とダイ１４を個別の膜厚調整部３２として用いてもよい。

【0055】

図１を参照する。冷却装置２４は、ブロワー（不図示）から通風路１５０を通して送られる冷却風を、リング状の吹出口１５２からフィルム１２に向けて吹き出すエアーリング１５４を備える。冷却装置２４は、通風路１５０内に配置される複数のバルブ装置１５６及び複数のヒータ１５８を備える。複数のバルブ装置１５６は、エアーリング１５４の通風路１５０内を上流側通風路１５０ａと下流側通風路１５０ｂに区画するように周方向に配列される。バルブ装置１５６は、自身の開度を調整可能な箇所を経由して上流側通風路１５０ａから下流側通風路１５０ｂにエアを流すことができる。バルブ装置１５６の開度を調整することによって、バルブ装置１５６を経由して吹出口１５２に供給される冷却風の風量を調整できる。複数のバルブ装置１５６それぞれの開度を調整することで、冷却風の周方向での風流分布を調整可能となる。

【0056】

複数のヒータ１５８は、例えば、加熱ロッド等であり、通風路１５０内に周方向に配列される。ヒータ１５８は、通風路１５０内を流れるエアを加熱可能である。ヒータ１５８の加熱温度を調整することによって、ヒータ１５８の周囲を経由して吹出口１５２に供給される冷却風の風温を調整できる。複数のヒータ１５８それぞれの加熱温度を調整することで、冷却風の周方向での風温分布を調整可能となる。

【0057】

冷却装置２４による冷却風の風量分布及び風温分布の少なくとも一方を調整することで、フィルム１２の周方向での膜厚分布を調整可能となる。フィルム１２の溶融部分１２ａは、流れ方向に進行する過程で、下流側に向けて引っ張られることで徐々に薄くなる。よって、フィルム１２の溶融部分１２ａは、フィルム１２の冷却速度が速くなるほど早くに固化することで膜厚が厚くなり、フィルムの冷却速度が遅くなるほど遅れて固化することで膜厚が薄くなる。例えば、ある周方向位置での冷却風の風量を大きくすることで、その冷却風の当たるフィルム１２の冷却速度を部分的に速くし、フィルム１２の膜厚を部分的に厚くできる。ある周方向位置での冷却風の風温を低くした場合（ヒータ１５８の加熱温度をゼロに近づけた場合）も同様である。これに対して、ある周方向位置での冷却風の風量を小さくすることで、その冷却風の当たるフィルム１２の冷却速度を部分的に遅くすることで、フィルム１２の膜厚を部分的に薄くできる。ある周方向位置での冷却風の風温を高くした場合（ヒータ１５８の加熱温度を大きくした場合）も同様である。

【0058】

次に、ここまで説明した各構成要素の変形形態を説明する。

【0059】

フィルム成形装置１０は、第２計測器８０を備えていなくともよい。膜厚推定装置４８は、入力部５８、表示部６０、動作制御部７０、関係推定部７４等を備えていなくともよい。膜厚推定装置４８は、第１計測器５０、第２計測器８０の少なくとも一方を備えていてもよい。

【0060】

第１計測器５０は、フィルム１２のフロストライン位置又は周方向でのフロストライン位置分布を計測できればよく、その具体例は実施形態の内容に限定されない。この一例として、第１計測器５０は、フィルム１２の溶融部分１２ａに塗布したインクを用いてフロストライン位置を計測してもよい。フィルム１２の溶融部分１２ａにインクを塗布した場合、フロストラインＦＬよりも下流側において観察されるインクの流れ方向Ｄａでの長さとフロストライン位置との間には相関関係がある。この相関関係は、インクの長さが長くなるとフロストライン位置が低くなり、インクの長さが短くなるとフロストライン位置が高くなる関係となる。よって、この相関関係を示す関係式、テーブル等を記憶しておき、その関係式等にフィルム１２に塗布されたインクの長さを入力することでフロストライン位置を特定してもよい。この場合、インクの長さは、カメラ５２により撮像した画像を用いた画像処理により特定すればよい。インクの流れ方向での長さは、線状に延びるインクの流れ方向長さそのものにより特定してもよいし、複数の点状のインク間の間隔により特定してもよい。

【0061】

膜厚推定部７２は、第１計測器５０により計測されたフロストライン位置に基づいてフィルム１２の膜厚を推定できればよく、その具体的手法は実施形態の内容に限定されない。膜厚推定部７２による、フロストライン位置分布の計測値に基づいたフィルム１２の膜厚分布の推定手法は特に限定されないともいえる。

【0062】

関係推定部７４は、相関関係記憶部６６に記憶された相関関係情報を更新しなくともよい。この場合、相関関係記憶部６６に複数の成形条件に個別に対応する複数の相関関係情報を予め記憶しておいてもよい。この場合、膜厚推定処理を行うときに、膜厚推定部７２により複数の相関関係情報のなかから実際の成形条件に対応する相関関係情報を選択してもよい。

【0063】

関係推定部７４による対応付け処理において、膜厚計測値と対応付けるべきフロストライン位置の目的計測値の具体例は実施形態の内容に限定されない。例えば、計測時刻ｓ１において膜厚計測値を計測した場合に、その計測時刻ｓ１を含む予め定められた時間幅内で計測されたフロストライン位置の複数計測値の代表値（例えば、平均値）を目的計測値としてもよい。この場合、目的計測値としてのフロストライン位置の代表値（ここでは平均値）と、その計測時刻ｓ１に計測した膜厚計測値とを対応付けすればよい。この他にも、同じ膜厚計測点Ｐｃにおいて複数回に亘り膜厚計測値を計測し、個々の膜厚計測値の計測時刻において計測されたフロストライン位置の複数計測値の代表値（例えば、平均値）を目的計測値としてもよい。この場合、目的計測値としてのフロストライン位置の代表値（ここでは平均値）と、複数回に亘り計測した膜厚計測値の代表値（例えば、平均値）とを対応付けてもよい。いずれの場合も、関係推定部７４による対応付け処理において、前述の第一の条件で説明したように、膜厚計測値と同じ周方向位置で計測されたフロストライン位置の計測値を用いる。

【0064】

この他にも、膜厚計測値と対応付けるべきフロストライン位置の目的計測値は、以下のように特定してもよい。

【0065】

図６を参照する。ある計測時刻ｓ１においてフロストライン位置を計測したとき、そのフロストライン位置を計測した周方向位置においてフロストラインＦＬを通過するフィルム１２の部位をフロストライン通過部位Ｐｆという。このフロストライン通過部位Ｐｆが第２計測器８０の計測位置と同じ流れ方向位置Ｐｇに到達する到達時刻ｓ２を想定する。以下、フィルム１２のフロストライン通過部位Ｐｆの位置Ｐｇへの到達時刻ｓ２と、第２計測器８０による膜厚計測値の計測時刻ｓ３とに基づいて、膜厚計測値と対応付けるべきフロストライン位置の目的計測値を特定する手法を説明する。

【0066】

まず、関係推定部７４は、ある周方向位置において計測時刻ｓ１にフロストライン位置を計測したとき、その周方向位置でのフロストラインＦＬから位置Ｐｇまでの長さΔＬ’を算出する。この長さΔＬ’は、ダイ１４から第２計測器８０の計測位置（位置Ｐｇ）までの流れ方向Ｄａでの長さＬ１より、ダイ１４からフロストラインＦＬ（フロストライン通過部位Ｐｆ）までの長さＬ０’を減算することで算出する。長さＬ１は、前述と同様、記憶部６４に予め記憶される記憶値が用いられる。長さＬ０’は、その長さΔＬ’を算出しようとする周方向位置に関して、計測時刻ｓ１において第１計測器５０により計測されたフロストライン位置の計測値が用いられる。次に、関係推定部７４は、ある周方向位置に関して算出された長さΔＬ’と、フィルム１２の巻取速度ｖとに基づいて、その周方向位置にあるフィルム１２上のフロストライン通過部位Ｐｆが、前述の長さΔＬ’を通過するのに要する所要時間Δｓ’を算出する。所要時間Δｓ’は、前述の所要時間Δｓと同様、巻取速度ｖにより長さΔＬ’を除算することで算出できる。この後、関係推定部７４は、計測時刻ｓ１に対して所要時間Δｓ’の分だけ進んだ時刻を到達時刻ｓ２として算出する。この到達時刻ｓ２は、ある周方向位置で計測時刻ｓ１にフロストラインＦＬを通過するフロストライン通過部位Ｐｆが位置Ｐｇに到達する時刻を表しており、その周方向位置で計測時刻ｓ１に計測されたフロストライン位置の計測値と対応するものとして取り扱う。

【0067】

関係推定部７４は、ある計測時刻ｓ１においてフロストライン位置分布を計測したとき、そのフロストライン位置を計測した周方向位置毎に、前述の流れで、各フロストライン位置の計測値に対応する到達時刻ｓ２を算出する。また、関係推定部７４は、フロストライン位置を計測した周方向位置毎に、フロストライン位置の計測値と、その計測値と対応する到達時刻ｓ２とを紐付けた計測値情報を生成する紐付け処理を行う。関係推定部７４は、フロストライン位置分布を計測する毎に紐付け処理を行い、それにより同じ周方向位置に関して生成される複数の計測値情報を記憶部６４に蓄積することで計測値情報群を生成する。計測値情報群は、フロストライン位置を計測した周方向位置毎に生成される。計測値情報群は、例えば、フロストライン位置を計測したある周方向位置での、フロストライン位置の計測時刻順で複数の計測値情報を並べた時系列データとして生成される。

【0068】

関係推定部７４は、ある周方向位置において計測時刻ｓ３に膜厚が計測されたとき、その膜厚の計測位置と同じ周方向位置に関して生成された計測値情報群を参照する。関係推定部７４は、その参照した計測値情報群において計測時刻ｓ３の直近の到達時刻ｓ２を持つ計測値情報を特定する。関係推定部７４は、その特定した計測値情報の到達時刻ｓ２に紐付いたフロストライン位置の計測値を、計測時刻ｓ３において計測した膜厚計測値と対応付けるべき目的計測値として特定する。これにより、フィルム１２上のフロストライン通過部位Ｐｆの膜厚計測値と、そのフロストライン通過部位ＰｆがフロストラインＦＬを通過したときに計測されたフロストライン位置の計測値とを精度よく対応付けることができる。

【0069】

以上のように、対応付け処理では予め定めた条件を満たす膜厚計測値とフロストライン位置計測値とを互いに対応付ける。この対応付けの対象となる膜厚計測値は、単数の膜厚計測値でもよいし、複数の膜厚計測値の代表値でもよい。対応付けの対象となるフロストライン位置計測値も同様に、単数のフロストライン位置計測値でもよいし、複数のフロストライン位置計測値の代表値でもよい。

【0070】

ここまで、第１計測器５０によりフィルム１２の周方向でのフロストライン位置分布を計測し、その計測されたフロストライン位置分布に基づいて、膜厚推定部７２によりフィルム１２の周方向での膜厚分布を推定する例を説明した。これに限定されず、第１計測器５０によりフィルム１２の特定の周方向位置でのフロストライン位置を計測し、その計測されたフロストライン位置に基づいて、膜厚推定部７２によりフィルム１２の特定の周方向位置での膜厚を推定してもよい。

【0071】

ここまで、丸ダイからチューブ状のフィルム１２を送るインフレーション法を用いたフィルム成形装置１０に本開示内容を適用する場合を例に説明した。これに限定されず、Ｔダイからシート状のフィルム１２を送るＴダイ法を用いたフィルム成形装置１０に本開示内容を適用してもよい。

【0072】

ここまでの開示内容をインフレーション法、Ｔダイ法に共通する内容として把握するうえでは、ここまでの開示内容に関して、「周方向」の文言を「横断方向」に置き換えた内容として理解すればよい。ここでの「横断方向」とは、フィルムの流れ方向Ｄａに直交する断面におけるフィルム１２の面内方向ともいえる。この「横断方向」は、インフレーション法に用いられるチューブ状のフィルムを対象とする場合は、ここまで説明したフィルム１２の周方向をいう。また、この「横断方向」は、Ｔダイ法に用いられるシート状のフィルム１２を対象とする場合はフィルム１２の幅方向をいう。例えば、第１計測器５０は、フィルム１２の横断方向でのフロストライン位置分布を計測し、膜厚推定部７２は、そのフロストライン位置分布に基づいて、フィルム１２の横断方向での膜厚分布を推定してもよいということである。シート状のフィルム１２を対象とする場合も、フィルム１２の特定の横断方向位置でのフロストライン位置を計測し、そのフロストライン位置の計測値に基づいて、その特定の横断方向位置でのフィルム１２の膜厚を推定してもよい。

【0073】

以上の実施形態及び変形形態は例示である。これらを抽象化した技術的思想は、実施形態及び変形形態の内容に限定的に解釈されるべきではない。実施形態及び変形形態の内容は、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態」との表記を付して強調している。しかしながら、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。実施形態及び変形形態において言及している位置関係には、製造誤差等を考慮すると同一とみなすことができるものも当然に含まれる。

【0074】

以上の構成要素の任意の組み合わせも有効である。例えば、実施形態に対して他の実施形態の任意の説明事項を組み合わせてもよいし、変形形態に対して実施形態及び他の変形形態の任意の説明事項を組み合わせてもよい。また、本開示の構成要素及び表現のいずれかを、方法、装置、システム等の間で相互に置換したものも、本開示の態様として有効である。

【符号の説明】

【0075】

１０…フィルム成形装置、１２…フィルム、１４…ダイ、４８…膜厚推定装置、６４…記憶部、７２…膜厚推定部、７４…関係推定部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】