(57)【要約】【課題】フィルムの幅方向に存在する各膜厚計測位置と、ダイの幅方向に存在する各膜厚調整位置との対応関係の把握を簡便にかつ正確に行えるとともに、フィルムへの傷を最小限にし、フィルムの破断を防止できるマーキングを実現する。【解決手段】マーキング装置は、フィルム製造装置のダイ３のリップに形成されたスリットから出たフィルム４へ気体を流出してマーキングを行うマーキングノズル１１と、マーキングノズル１１を保持し特定のヒートボルト３０の位置に固定する固定治具１２と、を備える。【選択図】図１
2010167584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイのスリットから薄膜状の樹脂を流出してフィルムを製造するとき、前記ダイのスリットの前記薄膜状樹脂の幅方向の複数箇所で前記スリットの隙間を調整することで前記フィルムの膜厚を調整し、その後、前記フィルムの幅方向の複数箇所の膜厚計測位置での膜厚を計測することを含むフィルム製造方法において、各スリット隙間調整位置と各膜厚計測位置との対応関係を特定するために、前記薄膜状樹脂の、前記スリットの特定のスリット隙間調整箇所を出た部分にマーキングを実施するマーキング方法であって、前記薄膜状樹脂の前記部分へ気体を噴流してマーキングラインを付けることを特徴とするマーキング方法。
【請求項２】
前記気体の他、液体、または、気体中に液滴もしくは固体微粉末を混合したものを噴流してマーキングラインを付けることを特徴とする請求項１に記載のマーキング方法。
【請求項３】
フィルムを成形するためにスリットから薄膜状の樹脂を流出するダイと、前記ダイのスリットの前記薄膜状樹脂の幅方向の複数箇所に配置され、該複数箇所で前記スリットの隙間を調整することで前記フィルムの膜厚を調整する複数のアクチュエータと、成形された前記フィルムの幅方向の複数箇所の膜厚計測位置での膜厚を計測する膜厚計測器と、を有するフィルム製造装置において、各スリット隙間調整位置と各膜厚計測位置との対応関係を特定するために、前記薄膜状樹脂の、前記スリットの特定のスリット隙間調整箇所を出た部分にマーキングを実施するマーキング装置であって、
前記薄膜状樹脂の前記部分へ気体を噴流してマーキングラインを付ける細管が先端に設けられたマーキングノズルを有することを特徴とするマーキング装置。
【請求項４】
前記細管は前記気体の他、液体、または、気体中に液滴もしくは固体微粉末を混合したものを噴流してマーキングラインを付けることを特徴とする請求項３に記載のマーキング装置。
【請求項５】
前記マーキングノズルを保持し、かつ所定の前記アクチュエータの配置箇所に固定する固定手段をさらに有することを特徴とする請求項３に記載のマーキング装置。
【請求項６】
前記固定手段は、前記薄膜状樹脂の前記部分に対して前記マーキングノズルの先端の位置を変更可能であることを特徴とする請求項５に記載のマーキング装置。
【請求項７】
前記固定手段を前記薄膜状樹脂の幅方向に沿って移動させる移動手段をさらに有することを特徴とする請求項５又は６に記載のマーキング装置。
【請求項８】
前記マーキングノズルから噴出されるものの流量を調整する流量調整手段をさらに有することを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載のマーキング装置。
【請求項９】
前記マーキングノズルが噴出するものの温度を調整する気体温度調整手段をさらに有することを特徴とする請求項３から８のいずれか１項に記載のマーキング装置。
【請求項１０】
前記固定手段は複数の前記マーキングノズルを前記薄膜状樹脂の幅方向に並べて保持し、かつ複数の前記アクチュエータの配置箇所に固定することを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載のマーキング装置。
【請求項１１】
前記マーキングノズルからの噴出または噴出の停止を行うように外部信号により開閉されるスイッチバルブをさらに有することを特徴とする請求項３から１０のいずれか１項に記載のマーキング装置。
【請求項１２】
前記マーキングノズルの先端の噴出口の径もしくは最小幅が２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３から１１のいずれか１項に記載のマーキング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムへのマーキングに関する。特に、押出成形機において、ダイの樹脂吐出スリットに対して設けられフィルムの膜厚を調整する複数の厚み調整部と、押出成形されたフィルムの幅方向の複数位置でフィルムの膜厚を計測する膜厚計測位置と、の対応関係を把握するためのマーキングに関する。
【０００２】
なお、本明細書及び特許請求の範囲では、樹脂フィルム及び、この樹脂フィルムよりも膜厚が厚い樹脂シートを、総称して「フィルム」と称する。
【背景技術】
【０００３】
ポリエステル等の合成樹脂からなるフィルムを量産する手法として、ダイを用いた溶融押し出し法が採用されている。ダイを用いた溶融押し出し法によりフィルムを製造するフィルム製造装置は、慣用的に押出成形機と呼ばれている。
【０００４】
以下では、フィルム成形の一例として、主にＴダイ（ヒートボルト式リップ調整装置を備えた）法について説明する。
【０００５】
まず、図６を参照して押出成形機について説明する。押出成形機１の押出機２は、溶融した樹脂をダイ３に供給する。金属製のダイ３には、所定の長さを有する細長いスリットを形成するリップ部が備えられており、リップ部のスリットから、薄膜状の樹脂からなるフィルム４が吐出される。このとき吐出されるフィルム４の幅は例えば１ｍとなっており、その膜厚は数ｍｍとなっている。
【０００６】
吐出されたフィルム４は、冷却ロール５により冷却されてから、延伸機６により縦方向（フィルム４の移動方向）及び幅方向（フィルム４の移動方向に直交する方向）に延伸される。このとき、フィルム４を延伸してなるフィルム４ａの幅は、例えば１０ｍとなっており、その膜厚はミクロンオーダの厚さになっている。
【０００７】
縦・幅方向に延伸されたフィルム４ａは、膜厚計測器７により、フィルム４ａの幅方向の複数箇所での膜厚が測定される。膜厚計測器７としては、β線，Ｘ線，赤外線等を利用した光吸収式や、光干渉式の非接触形の膜厚計測器が使用されている。
【０００８】
そして、膜厚計測がされたフィルム４ａは、巻取機８に巻き取られる。
【０００９】
制御装置９は、膜厚計測器７で計測した膜厚がフィルム４ａの幅方向の各位置で同じになるように、ダイ３のリップ部のスリット隙間をスリット長さ方向の複数箇所で調整するように制御する。
【００１０】
なお、この例では、延伸機６において、フィルム４を縦方向及び幅方向に延伸しているが、縦方向のみ、または幅方向（横方向とも呼ぶ。）のみに延伸することもあり、更に、延伸をしない場合もある。
【００１１】
次に、ダイ３の詳細構造、並びに、ダイ３のリップ部に形成されたスリットのスリット隙間の調整手段（すなわち膜厚調整手段）について説明する。
【００１２】
図７（ａ）はダイ３の構成を示す断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ矢視図である（なお、図７（ｂ）では、ボルト支持部３１は図示省略している）。
【００１３】
図７（ａ）（ｂ）に示すように、ダイ３には、細長い（図７（ａ）において紙面に対して垂直方向に伸びる）スリット３ａを形成するリップ部３ｂが備えられている。リップ部３ｂは、可動側リップ３ｂ−１と固定側リップ３ｂ−２とで構成されており、可動側リップ３ｂ−１と固定側リップ３ｂ−２との間に形成された空間が、スリット３ａとなっている。
【００１４】
樹脂供給路３ｃから供給された溶融樹脂は、スリット３ａから薄膜状樹脂のフィルム４として吐出される。したがって、スリット３ａのスリット隙間の寸法Ｓにより、フィルム４の膜厚が規定されることになる。
【００１５】
このダイ３には、リップ部３ｂの可動側リップ３ｂ−１の幅方向（フィルム４の幅方向）に沿って、複数本のヒートボルト３０が備えられている。各ヒートボルト３０は、その一端側が可動側リップ３ｂ−１に固着され、他端側がボルト支持部３１に螺合している作動ネジ３２の先端に固着されている。
【００１６】
なお、ボルト支持部３１は、ダイ３に固定設置されている。
【００１７】
各ヒートボルト３０は、軸方向に移動および伸縮することができる。即ち、各ヒートボルト３０の軸方向の位置調整としては、軸方向に移動して調整する「粗調整」と、軸方向に伸縮して調整する「微調整」とがある。
【００１８】
このようにして、各ヒートボルト３０が軸方向に移動または伸縮することにより、可動側リップ３ｂ−１に対する押し込み力が変化する。つまり、ヒートボルト３０が軸方向に伸びると、可動側リップ３ｂ−１に対する押し込み力が強くなり、当該ヒートボルト３０が備えられている部分のスリット隙間寸法Ｓが狭くなり、逆に、ヒートボルト３０が軸方向に縮むと、可動側リップ３ｂ−１に対する押し込み力が弱くなり、当該ヒートボルト３０が備えられている部分のスリット隙間寸法Ｓが広くなる。
【００１９】
即ち、ボルト支持部３１に螺合している作動ボルト３２を軸回りに回転させることによりヒートボルト３０は軸方向に移動することができる。このようにして、ヒートボルト３０の位置の粗調整（取付位置の調整）をすることができる。この粗調整は、ダイ３から吐出されるフィルム４の膜厚が、フィルム４の幅方向において略等しくなるように、オペレータが各ヒートボルト３０を回転させて調整している。
【００２０】
上述した粗調整は、オペレータが手作業により行なう。この粗調整は、押出成形機１の初期立ち上げ時や、長時間の運転をして調整範囲が微調整の範囲を逸脱して大きくなった場合に行う。
【００２１】
また、ボルト支持部３１に対する作動ボルト３２の軸回り回転を拘束した状態で、このヒートボルト３０に備えたヒータに電流を通して発熱させ、この発熱に伴う熱膨張や熱収縮により、軸方向の伸縮を微調整（数μｍ単位の調整）することができる。各ヒートボルト３０に備えた各ヒータに流す電流値は、制御装置９により制御される。
【００２２】
上述した微調整、つまり、各ヒートボルト３０のヒータに流す電流通電量の制御は、制御装置９により行なっている。この微調整は、上記粗調整が完了してから、フィルム４を連続して成形している際に、フィルム４ａの膜厚を均一に制御することを目的として行う。
【００２３】
つまり、制御装置９は、膜厚計測器７で計測した膜厚が、フィルム４ａの幅方向の各位置で均一となるように、各ヒートボルト３０のヒータに流す電流通電量を制御することにより各ヒートボルト３０の伸縮量（微調整量）を制御して、ダイ３のリップ部３ｂのスリット隙間寸法Ｓを調整している。
【００２４】
更に詳述すると、膜厚計測器７は、例えばフィルム４ａの幅方向の複数の箇所の膜厚計測位置Ｒ１〜Ｒ１０００の膜厚を計測して、それぞれの膜厚計測データｒ１〜ｒ１０００を出力する。
【００２５】
一方、制御装置９は、複数本のヒートボルト３０（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１００）に対して、それぞれアクチュエータ操作信号（電流通電量を指示する信号）を送出する。各ヒートボルト３０は、アクチュエータ操作信号が入力されると、アクチュエータ操作信号の値に応じた通電量の電流をヒータに流すことにより、熱伸縮して、当該ヒートボルト３０が配置されている位置におけるスリット隙間寸法Ｓを調整して、当該ヒートボルト３０が配置されている位置におけるフィルム４の膜厚を変化させる。これにより、スリット隙間寸法Ｓひいてはフィルム４の膜厚は、アクチュエータ操作信号の値に応じて変化して調整される。
【００２６】
そして、制御装置９は、複数の膜厚計測データから、フィルム４ａの幅方向の厚み分布（プロファイル）を求めると共に、フィルム４ａの膜厚が幅方向における各位置において均等になるような、アクチュエータ操作信号を各ヒートボルト３０に送出している。
【００２７】
かかる制御をフィルム製造時に連続して行うことにより、膜厚が均一なフィルム４ａを製造している。
【００２８】
なお、スリット隙間を調整するアクチュエータとしては、ヒートボルトを用いたヒートボルト方式以外にも、サーボモータにより調整用ボルトを駆動するサーボモータ方式がある。また、スリットから流出する樹脂流量を変化させるアクチュエータとして、リップ部３ｂにヒータを備え、ヒータ熱によりスリット３ａから吐出する樹脂粘性率を変化させて樹脂吐出量を変えることにより、フィルム膜厚を調整するリップヒータ方式がある。
【００２９】
このような、ヒートボルト方式以外のアクチュエータを採用した場合においても、制御装置９から送出されるアクチュエータ操作信号の値に応じて、各アクチュエータが作動して、当該アクチュエータが配置されている位置におけるスリット隙間寸法あるいはリップ部温度を変化させひいてはフィルム膜厚の調整ができる。
【００３０】
以上説明したように、押出成形機１では、フィルム４ａの膜厚が幅方向の各位置で等しくなるように、膜厚計測器７により、フィルム４ａの幅方向の複数の箇所の膜厚を計測する。この計測した膜厚を基に、制御装置９が、フィルム４の幅方向に並んだ各々のヒートボルト３０のヒータに流す電流通電量を制御して、各ヒートボルト３０の伸縮量（微調整量）を制御する。これにより、ダイ３のリップ部３ｂのスリット隙間寸法Ｓを、フィルム４の幅方向の各位置で調整している。
【００３１】
したがって、フィルム４ａの膜厚を幅方向の各位置で同じになるように精度良く制御するためには、膜厚計測器７により計測したフィルム４ａの幅方向の複数の膜厚計測位置と、フィルム４の幅方向に並ぶようにダイ３に備えた複数のヒートボルト（アクチュエータ）３０の配置位置と、の対応関係が精度良く決定されていることが重要である。
【００３２】
仮に、膜厚計測位置とヒートボルト３０の配置位置との対応関係が精度良く決定されていない場合には、本来調整すべき幅方向位置とは異なる位置でフィルム膜厚の調整をすることになり、フィルム４ａの膜厚を精度良く制御することができず、製品（フィルム）の品質が低下してしまう。
【００３３】
ここで、フィルム４が幅方向の各位置で、幅方向に均一に延伸されるのであれば、ダイ３から吐出されるフィルム４の幅と、膜厚計測器７により計測するフィルム４ａの幅との相似的な関係から、膜厚計測位置とヒートボルト３０の配置位置との対応関係を単純に決定することができる。
【００３４】
しかしながら、フィルム４ａはその幅方向の各位置によって延伸状態が異なるため、上述したような単純な相似関係を利用して対応関係を正確に決定することはできない。
【００３５】
フィルム延伸状態がその幅方向の各位置によって異なるのは、製造するフィルムにネッキング現象等が発生しているからである。
【００３６】
ここで「ネッキング現象」について、図８を参照して説明する。
【００３７】
同図に示すように、ダイ３のスリット３ａから吐出されたフィルム４は、幅方向に収縮し、スリット３ａの幅方向長さよりも短くなっている。これを一次ネッキングという。このネッキング現象は、樹脂（プラスチック）材料の粘弾性によって生じるものである。
【００３８】
この後、フィルム４は、延伸機６により縦延伸されることにより幅方向に収縮（二次ネッキング）し、幅方向延伸（横延伸）されることにより幅方向に延伸される。
【００３９】
一次ネッキングも二次ネッキングも、フィルムの幅方向の各位置によって収縮量が異なり、また横延伸する場合には、フィルムの幅方向の各位置によって延伸量が異なる。
【００４０】
このようなネッキング現象等により、フィルム延伸状態が幅方向の各位置によって異なってしまう。
【００４１】
そこで、各々の膜厚計測位置とヒートボルト（アクチュエータ）の配置位置との対応関係を把握するため、現状では、以下の１）〜４）の手法が検討されている。
【００４２】
１）特定のヒートボルト（アクチュエータ）に目印を付け、ダイから吐出された直後のフィルムに対して、その特定のアクチュエータに対応する箇所に、人がマジックインキを軽く押さえつけて、マーキングする。そして、このマーキング箇所が膜厚計測器の複数の計測位置のうちのどの部分を通過するかを目視で計測する。このようにして、フィルムの幅方向に存在する膜厚計測位置と、ダイの幅方向に存在する膜厚調整位置との関係を把握する。
【００４３】
２）特定のヒートボルト（アクチュエータ）に目印を付け、ダイから吐出された直後のフィルムに対して、その特定のアクチュエータに対応する箇所に、インクジェットデバイスなどの装置でマーキングする。そして、このマーキング箇所が膜厚計測器の複数の計測位置のうちのどの部分を通過するかを目視で観測する。このようにして、フィルムの幅方向に存在する膜厚計測位置と、ダイの幅方向に存在する膜厚調整位置との関係を把握する。
【００４４】
３）特定のヒートボルト（アクチュエータ）に目印を付け、ダイから吐出された直後のフィルムに対して、その特定のアクチュエータに対応する箇所に、細いワイヤー状のものを軽く押さえつけて、マーキングする。そして、このマーキング箇所が膜厚計測器の複数の計測位置のうちのどの部分を通過するかを目視で観測する。このようにして、フィルムの幅方向に存在する各膜厚計測位置と、ダイの幅方向に存在する各膜厚調整位置との関係を把握する。
【００４５】
４）ダイのスリット隙間調整手法であるヒートボルト方式やリップヒータ方式などを使って、特定の、ヒートボルトなどのスリット隙間調整手段（膜厚調整手段と同義。）を所定量操作し、この特定のスリット隙間調整手段に対応したダイ位置のスリット隙間を変化させて、この部分のフィルム膜厚を意図して変化させる。そして、これが、膜厚計測器で計測した厚みのどの測定位置の厚み変化に相当するかを算出する。このようにして、フィルムの幅方向に存在する膜厚計測位置と、ダイの幅方向に存在する膜厚調整位置との関係を把握する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４６】
【特許文献１】特開2007-296673号公報
【特許文献２】特開2007-290141号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４７】
しかしながら、上述した手法はそれぞれ以下のような問題があった。
【００４８】
検討例１）では、マジックインキの先端が熱により溶着し、短時間でマジックインキのマークが着かなくなる場合があった。あるいは、フィルムに直接物体を押し当てるため、ダイから押し出された直後のフィルムが傷つき、成形中のフィルムが破断し、運転を中断せざるを得ない場合があった。
【００４９】
また、本手法では、着色インキが下流のロールに付着してロールを汚し、清掃が必要となっていた。さらに、人手によるマーキングのためマーキング位置の精度が悪く、しかも膜厚計測位置と膜厚調整位置を関係付けるのに大半が人手を介して実施していたので、その位置関係精度に誤差を生ずると共に、計測に長い時間を要していた。結果、その間の生産量を低下して経済的損失も大であった。
【００５０】
また、検討例２）では、ダイから出たフィルムに物体が直接触れないため、フィルムが変形し破れて運転を中断させるという事は無い。しかし、ダイからフィルム樹脂が流出する直後の環境は２００℃から３００℃の高温環境化であるので、インクジェット装置から噴出させるインクが乾燥し、噴出するノズルが詰まる。したがって、長時間この環境下に設置できないという問題があった。
【００５１】
また、ダイから出た直後のフィルムが通過する空間は、フィルムを流出させるダイ、半溶融状態のフィルムを固化させる冷却ロール、および冷却ロールにフィルムを密着させる装置で取り囲んで形成されている。そのため、複雑な装置をこの空間に近づけることができず、インクを噴出する噴出ノズルとインク供給装置との間を接続するパイプなどの接続手段を長くすることが必要となる。
【００５２】
なお、本手法は、検討例１）のマジックインキ等でのマーキング手法と同様、下流のロールがインクの付着で汚れ、清掃が必要になる。さらに、膜厚計測位置でのマーキング位置測定のための可視化手段（例えば撮像・表示装置）あるいは人手による目視測定が必要となる。前者の場合、設備費用がかかり、後者では計測精度、計測時間に問題があった。
【００５３】
また、検討例３）は、検討例１）、２）のようにフィルムを着色してマーキングする手法ではないので、下流のロールが汚れたり、可視化手段が必要となったり、あるいは、着色不能となって装置部品を交換する頻度が多くなる等の問題はない。しかし、ダイから出た半溶融状態のフィルムに物体が接触するのでその物体に樹脂が付着したり、あるいはフィルムを傷つけるためフィルムの破断が生じて、運転が中断したりすることが多い。これらを防止するためには、フィルムに接触させるワイヤーなどの接触体の大きさ、形状、接触強さの微妙な調整が必要となる。
【００５４】
また、検討例４）の方法は、ダイの特定のスリット隙間調整手段を操作する、すなわち外乱を与えることによりフィルムの厚みを意図的に変化させる。そして、外乱を与えたダイのスリット隙間調整箇所が、フィルムのどの位置に相当するのかを、測定厚み変化を解析することにより特定しようとするものである。
【００５５】
しかし、フィルムの厚み変化の解析を精度良く行うためには、製品厚み不良を招くレベルに、ダイのスリット隙間調整手段を操作しなければならず、この間の製品は不良となってしまう。一方、ダイのスリット隙間調整手段の操作量を小さくして、厚み変化の解析を行う場合は、厚み測定の再現性や測定誤差の除去のため、複数回の幅方向厚み計測データを蓄積することが必要であった。さらに、この場合、特定部位のスリット隙間調整手段を操作しても、厚み変化が他の部分にも影響を及ぼすため、ダイのスリット隙間調整手段の位置と、対応するフィルムの膜厚計測位置との相関を出しにくい問題があった。さらに、ダイのスリット隙間調整手段を一旦操作すると、元に戻しても、元の状態に安定するまで時間がかかるという問題もあった。
【００５６】
本発明は、以上説明したような課題を解決することができるフィルム製造工程でのマーキング方法およびマーキング装置を提供することを目的とする。その目的の一例は、フィルムの幅方向における膜厚計測位置と、ダイの幅方向に存在する膜厚調整位置との対応関係の特定作業を簡便かつ短時間に正確に行うことを可能にすることである。その他の目的は、フィルムへの傷を最小限にし、フィルムの破断を防止できるマーキングを可能にすること、マーキングされたフィルムと接触するロールが汚れないこと、フィルムの生産ロスを少なくすること、などである。
【課題を解決するための手段】
【００５７】
本発明のマーキング方法の一態様は、ダイのスリットから薄膜状の樹脂を流出してフィルムを製造するとき、ダイのスリットの薄膜状樹脂の幅方向の複数箇所でスリットの隙間を調整することでフィルムの膜厚を調整し、その後、フィルムの幅方向の複数箇所の膜厚計測位置での膜厚を計測することを含むフィルム製造方法において、各スリット隙間調整位置と各膜厚計測位置との対応関係を特定するために、薄膜状樹脂の、スリットの特定のスリット隙間調整箇所を出た部分にマーキングを実施するマーキング方法である。
【００５８】
そして、上記の課題を解決するために本発明のマーキング方法は、薄膜状樹脂の上記の部分へ気体を噴流してマーキングラインを付けることを特徴とする。該気体の他、液体、または、気体中に液滴もしくは固体微粉末を混合したものを噴流してマーキングラインを付けることが可能である。
【００５９】
また、本発明のマーキング装置の一態様は、フィルムを成形するためにスリットから薄膜状の樹脂を流出するダイと、ダイのスリットの薄膜状樹脂の幅方向の複数箇所に配置され、該複数箇所でスリットの隙間を調整することでフィルムの膜厚を調整する複数のアクチュエータと、成形されたフィルムの幅方向の複数箇所の膜厚計測位置での膜厚を計測する膜厚計測器と、を有するフィルム製造装置において、各スリット隙間調整位置と各膜厚計測位置との対応関係を特定するために、薄膜状樹脂の、スリットの特定のスリット隙間調整箇所を出た部分にマーキングを実施するマーキング装置である。
【００６０】
そして、上記の課題を解決するために本発明のマーキング装置は、薄膜状樹脂の上記の部分へ気体を噴流してマーキングラインを付ける細管が先端に設けられたマーキングノズルを有することを特徴とする。該細管は気体の他、液体、または、気体中に液滴もしくは固体微粉末を混合したものを噴流してマーキングラインを付けるものであってもよい。
【００６１】
また、以上のような本願発明によれば、マーキングノズルの細管からの気体噴流により、ダイから出た半溶融状態のフィルムに、非接触で、細くシャープなライン状のマークを付けることができる。
【００６２】
マーキングノズルの先端は細管であるため、そのマーキングノズルの先端は狭い空間に自由に配置可能である。このため、マーキングノズルの先端を、ダイの幅方向に存在する膜厚調整可能な各々の樹脂流出口の近傍に精度良く配設することができる。その結果、膜厚計測器の幅方向に存在する各膜厚計測位置と、ダイの幅方向に存在する膜厚調整位置との対応関係についても精度良く特定することができる。
【００６３】
また、非接触式のマーキングであるため、フィルムの傷つきが無く、製造装置の運転を停止させるようなフィルムの破断も無くなる。
【００６４】
さらに、気体噴流によるマーキングであるため、従来のインキなどによる着色手法で発生した下流ロールの汚れが無くなり、顔料付着のためのロール清掃も不要となる。また、着色手法のように、インキ乾燥等の短期間でのマーキング不能現象は発生せず、メインテナンス不要で、長期の設置および運転が可能である。
【発明の効果】
【００６５】
以上説明したように本発明は、フィルムの幅方向における膜厚計測位置と、ダイの幅方向に存在する膜厚調整位置との対応関係の特定作業を簡便かつ短時間に正確に行うことを可能にすることができる。また、フィルムへの傷を最小限にし、フィルムの破断を防止できるマーキングが実現可能となる。また、マーキングされたフィルムと接触するロールを汚すことが無く、フィルムの生産ロスを少なくすることができる。また本発明は、樹脂を押出してフィルムを成形する、丸ダイによるインフレーション成形にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施例によるマーキング装置を備えた樹脂シート製造装置の構成図である。
【図２】本発明に適用したマーキング装置の構成を説明するための図である。
【図３】図１中の矢印Ｘ方向からマーキング装置を見た図である。
【図４】本発明の一実施例のマーキング装置を使用してマーキングしたフィルムのマーキングラインを示す図である。
【図５】（ａ）から（ｃ）は、本発明の一実施例のマーキング装置でマーキングしたフィルムを膜厚測定装置で観察した場合の厚み測定結果を示すグラフである。
【図６】フィルム製造装置としての一般的な押出成形機の構成を説明するための図である。
【図７】（ａ）はダイの構成を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。
【図８】図６のダイから吐出されたフィルムに生じるネッキング現象について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下では、背景技術の欄で説明した装置や部品と同じものには同一符号を用い、それについての説明は割愛する。
【００６８】
本発明は、図６および図７を使って例示したフィルム製造装置（押出成形機１）に適用可能なものである。図１は本発明によるマーキング装置を備えたフィルム製造装置の構成例を示す図で、図２は、本発明に適用したマーキング装置の構成を説明するための図である。
【００６９】
図１を参照すると、本実施例のマーキング装置は、フィルム製造装置のダイ３のリップに形成されたスリットから出た薄膜状樹脂のフィルム４へ気体を噴出してマーキングを行うマーキングノズル１１と、マーキングノズル１１を保持し所定のヒートボルト３０の位置に固定する固定治具１２と、を備える。
【００７０】
固定治具１２は、ダイ３に備え付けられたヒートボルト３０に差込み固定されている。これにより、ダイ３の幅方向におけるマーキングノズル位置は、そのヒートボルト３０に対応する樹脂流出箇所に対し、精度良く、しかも容易に決まる。
【００７１】
マーキングノズル１１は図２に示すように、先端が内径２ｍｍ以下の細管１ａとなっており、細い噴流を噴出する。そのため、ダイ３から出た半溶融状態のフィルム４に細くシャープなマークをつけることができる。なお、マーキングノズル先端に関して、細管１ａに替えて、最小幅が２ｍｍ以下のスリット状開口を持つノズル先端部にしてもよい。
【００７２】
また、マーキングノズル１１には気体導入管１３が接続されており、気体導入管１３は固定治具１２に加工された穴１２ａの中に挿入されている。これにより、マーキングノズル１１が、ダイ３から出たフィルム４に対して前後に移動調整可能となっている。さらに、ヒートボルト３０に差し込み固定される固定治具１２はリンク構造となっており、リンク調整ボルト１４により固定治具１２をリンク連結ピン１５を中心に回転させてマーキングノズル１１の角度を変えることができる（図１の一点鎖線で示す状態を参照）。また、固定治具１２のダイ側部分１２ｂとノズル側部分１２ｃを連結するリンク連結ピン１５が装着される穴１２ｄを複数設けてリンク連結ピン１５の位置を変えることにより、ダイ３の樹脂出口部とマーキングノズル１１との間の距離を変えることができる。以上のような構造により、マーキングノズル１１の先端部は、ダイ３からの流出直後のフィルム４にその流れ方向に精度良く、かつダイ３の樹脂流出口付近でマーキングすることができる。
【００７３】
さらに、気体導入管１３については曲げ加工を自由に行うことができる。そのため、マーキンマーキングノズル１１でのマーキング方向に、フィルムを密着させるロールなどの障害物がある場合、障害物を避けるように気体導入管１３を屈曲した構造とすることが出来る。
【００７４】
なお、従来法ではコンパクトな且つ自由なマーキング位置設定が難しく、ダイの樹脂流出口からある距離を置いた、ネッキング現象が生じている部分でマーキングせざるを得ない。そのため、ダイのスリット隙間調整位置と若干幅方向にずれた部分にマーキングする事となり、マーキング精度がやや劣っていた。これに対し、本マーキング装置では、細孔ノズルを介しての気体噴流によるマーキングであり、ダイから出た直後のフィルムが通過する狭い空間には、曲げ加工も自由な細管からなるマーキングノズルだけ設置すれば良い。そのため、ダイから流出した直後の樹脂にマーキングでき、マーキング精度が上がる。
【００７５】
また、図３は図１中の矢印Ｘ方向からマーキング装置を見た図である。図３の右側に示すように、一つのマーキングノズル１１を一つの固定治具１２に対して設置する構成でもよいし、図３の左側のように一つの固定治具１２に対して複数個のマーキングノズル１１を設置する構成であってもよい。
【００７６】
後者の構成のように、マーキングノズル１１をダイ幅方向に複数個設置することにより、幅方向の複数の位置で同時に、ダイの各スリット隙間調整部（膜厚調整部）と、フィルムの各膜厚計測位置との対応関係の特定作業を実施できる。その結果、特定作業が短時間で済み、フィルムの製造ロスを最小限に抑えることができる。
【００７７】
さらに、前者と後者の場合とも、固定治具１２をダイ幅方向に自由に移動できるスライドベースが設けられている構成であってもよい。この構成は、ダイ幅方向の任意の複数箇所でのマーキングを可能にすることができる。さらに、この構成に固定治具１２の移動量を測定できる手段を設けると、マーキング位置も同時に計測できることができる。
【００７８】
また、上記のマーキング装置は、図１に示されるように、気体導入管１３の上流側（マーキングノズル１１とは反対側）に、気体流量調整バルブ１６、流入気体温度調整装置１７が接続されている。そのため、本実施例のマーキング装置は、気体流量調整バルブ１６により、マーキングノズル１１から噴出する気体の流量を調整することができ、また流入気体温度調整装置１７により、空気源から気体導入管１３に供給される気体の温度を調整することで、マーキングノズル１１から噴出する気体の温度を調整することができる。
【００７９】
マーキングノズル１１から噴出される気体の流量が多い場合、ダイ３から流出たフィルム４は、ダイ３から冷却ロールに接触するまでのネッキング形状や、冷却後の縦延伸、横延伸のパターンが生産条件と異なるものになってしまう。さらに、マーキングノズル１１からの噴出流量が極端に多い場合、ダイ３から流出直後のフィルム４が変形、破れ等を生ずる虞がある。逆に、その噴出流量が少なすぎる場合は、マーキング跡の認識が難しくなる。したがって、こうした懸念を無くすため、気体流量調整バルブ１６を設けることが好ましい。
【００８０】
さらに、噴出気体の流量、噴流の大きさと共に、噴出気体の温度も、ダイから流出し冷却ロールに接触するまでのフィルム４のネッキング形状や、フィルム樹脂冷却後の縦延伸または横延伸のパターン、あるいはマーキング部の物性変化に対して影響を及ぼす。したがって、これらの影響を少なくし、且つマーキングの認識ができるよう、流入気体温度調整装置１７を備えることが望ましい。
【００８１】
さらに、気体流量調整バルブ１６や流入気体温度調整装置１７と共に、マーキングノズル１１とフィルム４の間の距離を調整すれば、マーキングの強さを自由に変えることができ、フィルム成形条件に影響を与えず、且つマーキング認識も可能な状態でマーキングできる。
【００８２】
また本実施例では、図１に示されるように、気体導入管１３に対する気体供給路に外部装置信号により開閉可能なスイッチバルブ１８が設置されている。本装置は、このスイッチバルブ１９により、マーキングノズル１１から気体の流出または気体流出の停止を行う。このようなスイッチバルブ１９を設置すれば、フィルムの巻き換え時などの装置運転信号に合わせてスイッチバルブ１０を開放し、マーキングすることができる。つまり、ダイの幅方向に存在する膜厚調整位置とフィルムの膜厚計測位置との相関関係を特定する工程を、フィルムの巻き換え時などに実施できる。その結果、上記相関関係を特定する作業を実施することによる生産量低下を最小限に抑えることができる。
【００８３】
図４は本実施例のマーキング装置によりマーキングされたフィルムのマーキングラインを示す図である。上述した本実施例のマーキング装置によれば、ダイから流出するフィルム４に対し、図４に示すようにフィルム４の吐出方向Ｙに沿って直線にマーキングライン１９が付く。マーキングライン１９は、ダイ３から流出した溶融樹脂に気体噴流により非接触でマーキングしたものである。本発明のマーキング方法は、物体をフィルムに接触させる方法の場合では無いため、フィルムの傷つきが無く、製造装置の運転を停止させるようなフィルムの破断も無くなる。
【００８４】
さらに、気体噴流によるマーキングであるため、従来のインキなどによる着色手法で発生した下流ロールの汚れが無くなり、顔料付着のためのロール清掃も不要となる。また、着色手法のように、インキ乾燥等の短期間でのマーキング不能現象は発生せず、メインテナンス不要で、長期の設置および運転が可能である。
【００８５】
また、図５の（ａ）から（ｃ）は、本実施例のマーキング装置でマーキングしたフィルムを膜厚測定装置で観察した場合の厚み測定結果を示すグラフである。なお、図５の（ａ）は製造工程で延伸させないで成形されたＰＥ（ポリエチレン）系フィルムの膜厚測定結果を、（ｂ）は製造工程で二軸延伸（縦延伸と横延伸）をして成形されたＰＳ（ポリスチレン）系フィルムの膜厚測定結果を、（ｃ）は製造工程で二軸延伸（縦延伸と横延伸）をして成形されたＰＰ（ポリプロピレン）系フィルムの膜厚測定結果を示している。
【００８６】
気体噴流によるマーキングラインが付いたフィルム４の膜厚を、図６に示した押出成形機の膜厚計測器７の、フィルム幅方向に存在する複数の膜厚計測位置（例えば１０００箇所）で計測すると、計測結果のマーキングラインの位置にピークが発現する。図５の（ａ）〜（ｃ）のグラフでは白抜き矢印で指したピーク箇所がマーキング位置に相当する。このため、膜厚計測器７が出力する膜厚計測データから、マーキング位置の特定が容易であり、マーキングライン位置ごとに膜厚計測器７のどの膜厚計測位置を通過したかを把握することが出来る。
【００８７】
マーキングノズル１１の先端を、ダイ３の幅方向に存在する膜厚調整可能な各々の樹脂流出口の近傍に精度良く配設することができるので、膜厚計測器７の幅方向に存在する各膜厚計測位置と、ダイ３の幅方向に存在する膜厚調整位置との対応関係についても精度良く特定することができる。また、このようにマーキング位置を一般の膜厚計測器で計測できるため、撮像・表示装置などの可視化手段や、オペレータの目視による特定作業も必須では無くなる。
【００８８】
なお、気体を噴流するマーキング手法として、ノズルから噴出する気体の流量、噴流の大きさが大きいと、マーキング位置を可視化手段あるいは計測した厚みで特定するとき、測定誤差が大きくなったり、フィルムに与える影響が大きくなったりする虞がある。さらには、ダイから流出し冷却ロールに接触するまでのフィルムのネッキング形状や、フィルム冷却後の縦延伸または横延伸のパターンが生産条件と異なるものになる虞がある。このため、マーキングノズル１１の気体噴出径や幅は極力小さいことが望ましい。
【００８９】
以上、マーキングラインを付けるためにノズルから噴出させるものとして気体を例示したが、本発明に係るマーキング法には、液体、特に溶融フィルムに衝突後、蒸発しやすい液体や、気体中に液体もしくは固体微粉末を混合したものを適用可能である。
【００９０】
また本明細書では、フィルム成形の一例として、主にＴダイ（ヒートボルト式リップ調整装置を備えた）法について説明したが、本発明は、同様な樹脂を押出してフィルムを成形する、丸ダイによるインフレーション成形にも適用できる。
【００９１】
以上のように本発明の好ましい実施形態について幾つかの実施例を挙げて説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９２】
３    ダイ
４    フィルム
１１    マーキングノズル
１１ａ    細管
１２    固定治具
１２ａ、１２ｄ    穴
１２ｂ    ダイ側部分
１２ｃ    ノズル側部分
１３    気体導入管
１４    リンク調整ボルト
１５    リンク連結ピン
１６    気体流量調整バルブ
１７    流入気体温度調整装置
１８    スイッチバルブ
１９    マーキングライン
３０    ヒートボルト
【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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【図７】
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【図８】
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