フィルム瀬敬において、【フィルムが片側に反ってしまう】
【ロール状に巻き取ると端部が浮いてします】
【冷却後にフィルムがカールしてしまう】
といった問題は、比較的よく発生する成形不良の一つです。

フィルムのカールは、単純に【温度が高い】【冷却が悪い】
といった一つの原因だけで発生するとは限りません。

樹脂の種類や結晶性、フィルムの厚み、冷却条件、Tダイからの
吐出状態、延伸、巻取り条件など、複数の要因が重なって発生する
ケースが多いのが特徴です。

本記事では、フィルム成形時に発生するカールについて

• なぜカールが発生するのか
• 主な原因は何なのか
• どのように原因を切り分けるのか
• 具体的にどのような改善対策があるのか

について、フィルム成形の現場で役立つように詳しく解説します。

■フィルム成形時のカールとは？

〇フィルムのカールとは、平らに成形されたはずのフィルムが
　幅方向または厚み方向に曲がってしまう現象です。

　例えば、

• フィルムの端部が上向きに反る
• フィルムの中央部が盛り上がる
• 一方向に巻き込むように曲がる
• 巻取り後にフィルムを広げても平坦にならない

　といった状態がカールに該当します。

　カーㇽが発生すると、後工程での加工性が悪化します。

　例えば、
　印刷→ラミネート→スリット→袋加工→自動包装
　等の工程では、フィルムが平坦でない事で、

• 位置ズレ
• 搬送不良
• シワ
• 密着不良
• 加工機での蛇行
• フィルムの浮き

　等に繋がる可能性があります。

■フィルムがカールする基本的なメカニズム

〇カールの大きな原因は、フィルム内部に残った
　収縮差、応力差です。

　例えば、フィルムの表面と裏面で冷却状態が異なると
　それぞれの収縮量に差が生じます。

　イメージとしては、
　表面：収縮差が大きい
　裏面：収縮差が小さい

　となった場合、フィルム内部に収縮差が生じます。

　この収縮差によってフィルムが曲がり、カールとして現れます。

　つまり、
　カール＝フィルム内部の収縮差・応力差として現れたもの

　と考えると、原因を整理しやすくなります。

■フィルム成形時のカールの主な原因

①冷却条件の表裏差

〇カールの原因としてまず確認したいのが
　冷却状態の左右差・表裏差です。

　Tダイから吐出されたフィルムは、高温状態から
　冷却されながら固化していきます。

　この時、

• 冷却ロールとの接触状態
• エアーの当たり方
• 冷却風量
• 冷却水温
• 冷却ロールの温度
• フィルムとロールの密着状態

　等に差があると、フィルムの収縮状態にも差が生じます。

　その結果、カールに繋がる事があります。

　改善対策：

• 冷却条件を安定させる
• 冷却風量を左右均一にする
• 冷却ロール温度を安定させる
• フィルムと冷却ロールの密着状態を確認する

　といった対策を行います。

②フィルムの厚みムラ

〇厚みムラもカールの重要な原因です。

　例えば、幅方向で、
　左側：厚い
　中央：標準
　右側：薄い

　という状態になっていると、各部分での冷却・収縮挙動が
　変わります。

　特に結晶性樹脂では、厚みの違いによって冷却速度や
　結晶化状態にも差が生じる為、カールに繋がる場合があります。

　その為、カールが発生した場合には、厚みのプロファイルの
　確認も重要です。

　改善対策：

• 樹脂温度の安定化
• Tダイリップ調整
• 押出量の安定化
• スクリュー回転数の安定化
• ダイ内の流動状態確認

　等によって厚みムラを改善します。

③樹脂温度・冷却温度の不適切

〇樹脂温度が適切でない場合も、フィルムの収縮状態に
　影響します。

　樹脂温度が高すぎると、フィルムが冷却されるまでの
　時間が長くなり、成形条件によっては内部応力が
　残りやすくなる場合があります。

　反対に、冷却が急激すぎる事で、フィルム内部と
　表面で固化状態に差が生じるケースもあります。

　重要なのは、
　【高ければ良い】【低ければ良い】ではなく
　樹脂に適した温度履歴を作る事！です。

　改善対策：

• シリンダー温度
• ダイ温度
• 樹脂温度
• 冷却ロール温度
• 冷却風温度

　等を個別に確認し、温度条件を一つずつ調整します。

④延伸・引き取り条件による内部応力

〇フィルムを引き取る際に強い張力がかかると、フィルム内部に
　応力が残る場合があります。

　特に、
　押出→冷却→ニップ→引き取り→巻取り
　という工程では、それぞれの速度差が重要です。

　例えば、引き取る速度が速すぎるとフィルムに過度な張力が
　かかる可能性があります。

　その状態で冷却・固化すると、内部に応力が残り後から
　カールとして現れる事があります。

　改善対策：

• 引き取り速度を調整する
• ニップロールの圧力を確認する
• ライン速度を安定させる
• 過度なフィルム張力を避ける

　といった対応が有効です。

⑤巻き取り張力が強すぎる

〇成形時には問題が無くても、巻き取り後に
　カールが発生する場合があります。

　この場合は巻き取り条件を疑います。

　巻き取り張力が強すぎると、フィルムがロール状に
　強く拘束されます。

　その状態で時間が経過すると、フィルムに【巻き癖】
　が残り、巻き出した後もカールする事があります。

　改善対策：

• 巻き取り張力を下げる
• 巻き取り圧力を調整する
• 巻き取り速度を確認する
• ロール硬さを確認する

　等が有効です。

　特に、【成形直後は平坦だが、巻き取り後にカールする】
　のであれば、巻き取り条件を優先的に確認すると良い！

⑥樹脂の結晶化による収縮

〇PPやHDPE等の結晶性樹脂では、結晶化状態が
　カールに影響する場合があります。

　樹脂が冷却される際に結晶化が進行すると
　体積収縮が発生します。

　冷却速度や温度履歴が均一でなければ、フィルムの場所によって
　結晶化状態が変わり、収縮差が発生する可能性があります。

　その為結晶性樹脂では、
　樹脂温度→ダイ温度→冷却条件→引取条件
　まで一連の温度履歴として考える事が重要です。

⑦非結晶性樹脂でもカールは発生する

〇カールは結晶性樹脂だけの問題ではありません。

　PE、PP等の結晶性樹脂だけではなく、
　非晶性・非結晶性の樹脂でも、

• 冷却ムラ
• 延伸応力
• 残留応力
• 厚みムラ
• 巻き取り張力

　等によってカールが発生する可能性があります。

　したがって、
　【結晶性樹脂だからカールする】ではなく、
　【フィルム内の収縮差・応力差があるからカールする】
　と考える事が重要です。

⑧Tダイからの吐出状態の不均一

〇Tダイ内部の流動状態が不均一な場合も、カールに
　繋がる可能性があります。

　例えば、

• ダイ内の圧力差
• 樹脂温度の偏り
• ダイリップの調整不良
• 滞留樹脂
• 異物
• ダイギャップの不均一

　等です。

　これらによって幅方向の吐出状態が変化すると
　厚みや収縮挙動にも影響します。

　その為、カール対策ではTダイそのものの状態を
　確認する事も重要です。

■カールが発生した時の原因切り分け方法

〇カール対策で重要なのは、やみくもに条件を
　変更しない事です。

　まず、【いつカールが発生しているのか】を
　確認します。

　成形直後からカールする

〇疑うポイント：

• 冷却城ケ円
• 樹脂温度
• Tダイ
• 厚みムラ
• 引き取り条件
• 結晶化状態

巻き取り後にカールする

〇疑うポイント：

• 巻き取り張力
• 巻き取り圧力
• ロール硬さ
• 保管条件
• 巻き癖

時間が経つとカールする

〇疑うポイント：

• 残留応力
• 結晶化の進行
• 温度履歴
• 吸湿
• 保管温度

　というふうに、カールが発生するタイミングから
　原因を絞り込むと効率的です。

■フィルムのカール改善で確認したい項目

〇現場では、次の項目をチェックすると原因を
　見つけやすくなります。

確認項目	チェックポイント
・樹脂	結晶性・非晶性・グレード
・樹脂温度	実際の樹脂温度
・ダイ温度	幅方向の温度差
・厚み	幅方向の厚みプロファイル
・冷却	冷却速度・冷却ムラ
・引き取り速度	過度な延伸が無いか
・ニップ	圧力・接触状態
・張力	フィルムに過度な張力が無いか
・巻き取り	巻き取り張力・ロール硬さ
・結晶化	結晶化状態・冷却履歴
・保管	温度・時間・保管状態

■カール対策は【温度・厚み・張力】の3つから考える

〇フィルムのカールを改善する時、まずは押さえておきたいのが、

　①温度
　②厚み
　③張力

　の3つです。

　温度が不均一なら収縮差が生じ、厚みが不均一なら冷却・結晶化状態
　に差が生じ、張力が強すぎれば内部応力が残ります。

　つまり、
　【フィルムを均一に作り、均一に冷却し、余計な応力を与えない】
　事がカール改善の基本になります。