(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機から連続供給される溶融樹脂が可撓リップ及び同リップ間隙の調整手段を備えたＴダイからフィルム状に押出され且つ、走行したのち巻取り装置により巻取られるフィルムの前記走行方向に直交する幅方向のプロファイルと予め定めた目標プロファイルとの比較に基づいて前記可撓リップ間隙を調整するフィルムプロファイル自動制御方法において、
前記フィルムの走行中、その走行路上に配置された厚さ計をフィルム幅方向へ複数回走査して個別プロファイル測定データを生成する第１のステップと、
前記第１のステップで生成された個別プロファイル測定データを用いて前記フィルム幅方向のプロファイルデータを生成する第２のステップと、
前記第２のステップで生成されたプロファイルデータを、前記フィルムの幅方向長さ領域を複数個に区分して得られる各バンド幅に対応する各データグループとして対応付ける第３のステップと、
前記各バンド幅に対応付けられたデータグループ内のデータの最大値をサーチし、それを前記各バンド幅における最大値として特定する第４のステップと、
前記第４のステップで特定された各バンド幅における最大値が当該バンド幅における前記目標プロファイル上の第１の値より大きい場合には、その差分に関連付けられ前記目標プロファイルの減少分に相当する第２の値を前記第１の値から減じて得た第３の値を、補正プロファイルを形成するための一次補正プロファイル上の当該バンド幅における第４の値として定義すると共に、前記最大値が前記第１の値以下の場合には、前記第１の値を、前記第４の値として定義する第５のステップと、
前記第５のステップで定義された各バンド幅における第４の値を結合して得られる階段状の前記一次補正プロファイルをスムージング処理する第６のステップと、
前記目標プロファイルに対する、前記スムージング処理された一次補正プロファイルの前記フィルム幅方向平均値が０となるように前記スムージング処理された一次補正プロファイルをシフトして前記補正プロファイルを形成する第７のステップ、および
前記補正プロファイルに対応して前記可撓リップ間隙を調整する第８のステップ
とからなることを特徴とする巻こぶの発生を抑制するフィルムプロファイル自動制御方法。
【請求項２】
請求項１において、前記第５のステップに代えて、
前記第４のステップで特定された各バンド幅における最大値が、当該バンド幅における予め設定され前記目標プロファイル上の第１の値より大きい限界最大値を超えた場合には、前記限界最大値と前記第１の値との差分に関連付けられ前記目標プロファイルの減少分に相当する第２の値を前記第１の値から減じて得た第３の値を、補正プロファイルを形成するための一次補正プロファイル上の当該バンド幅における第４の値として定義すると共に、前記最大値が前記限界最大値以下の場合には、前記第１の値を、前記第４の値として定義するステップ
を遂行することを特徴とする巻こぶの発生を抑制するフィルムプロファイル自動制御方法。
【請求項３】
請求項１または２において、前記第２の値は、前記プロファイルデータの所定バンド幅における最小値が予め設定した限界最小値を超えない範囲内で行われることを特徴とする巻こぶの発生を抑制するフィルムプロファイル自動制御方法。
【請求項４】
請求項１において、個別プロファイル測定データを用いて前記フィルム幅方向のプロファイルデータを生成する第２のステップが、
前記フィルム幅方向に関し同一位置の前記測定データをフィルム走行方向へ複数回加算平均すると共に、その加算平均回数は、タイマの設定時間を介して行われることを特徴とする巻こぶの発生を抑制するフィルムプロファイル自動制御方法。
【請求項５】
請求項１において、個別プロファイル測定データを用いて前記フィルム幅方向のプロファイルデータを生成する第２のステップが、
前記フィルム幅方向に関し同一位置の前記測定データをフィルム走行方向へ複数回加算平均すると共に、その加算平均回数は、カウンタの計測回数を介して行われることを特徴とする巻こぶの発生を抑制するフィルムプロファイル自動制御方法。
【請求項６】
請求項１において、プロファイル制御は、開始および停止工程時には前記個別プロファイル測定データを介し、中間工程時には前記プロファイルデータを介してそれぞれ行われる巻こぶの発生を抑制するフィルムプロファイル自動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、押出機から連続供給される溶融樹脂が可撓リップ及び同リップ間隙の調整手段を備えたＴダイから押出されるフィルムの幅方向プロファイルを自動的に制御する制御方法に係り、特にこの制御方法における巻こぶの発生を抑制するフィルムプロファイル自動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、フィルム成形装置は、図３に示すように、押出機１０内の溶融樹脂をＴダイ１２からフィルム１４状で押出し、このフィルム１４を成膜ロール１６、延伸ロール１８および巻取機２０を介して巻玉２２状に巻取る。なお、この時、フィルム１４の両端部は、トリミングされるように構成される。しかるに、フィルム１４は、一般に部分的な肉厚部分を有するので、巻玉２２（図５参照）には通常幾つか（１つのみが図示されている）の巻こぶ２４が形成される。そこで、通常は、巻取機２０を横方向へ揺動させることにより、巻こぶ２４部分を散らして、その形成を抑制するように構成されている。なお、この巻こぶは、フィルムに対して部分的な伸縮あるいは残留歪みを負荷して品質を低下させ、さらに巻玉の巻姿を害して商品価値を著しく損なうことは明らかである。
【０００３】
しかるに、巻取機を揺動させること（オシレーション機構）は、構造を複雑化して価格を上昇させるばかりでなく、フィルムのトリミングロスをも増大する難点を有する。また、実際的には、フィルム幅が増大すると、オシレーション機構そのものを適用することも困難である。そこで、近来においては、フィルムのプロファイルを自動的に制御することができる、いわゆるフィルムプロファイル自動制御方法が開発され、採用されるに至っている。
【０００４】
すなわち、この種の自動制御方法は、Ｔダイ１２から押出されるフィルム１４の幅方向プロファイルを、厚さ計２５をフィルム幅方向へ１回乃至数回走査して、個別プロファイル測定データ２６（図６参照）として設定し、この測定データ２６を、フラットな基準設定値、すなわち目標プロファイル２８の値と比較することにより、Ｔダイ１２（図４を併せ参照）の押出し可撓リップ１２ａと固定リップ１２ｂ間の間隙幅αを調節ボルト１２ｃで調節して、前記両者２６、２８間の差異部分、すなわちフィルム肉厚部分ΔＴを消去する（以下、潰すと称する）よう構成されている。従って、フィルムプロファイルを自動的に制御する（制御プロファイル値３０を達成する）ことができる。
【０００５】
このようにして、前記方法によれば、比較的簡単な構成でフィルムプロファイルを自動的に制御することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のフィルムプロファイル自動制御方法は、以下に述べるような難点を有していた。
【０００７】
すなわち、前記従来の自動制御装置は、先ず結論的に、局所的且つ比較的小さな肉厚部分（以下、小ピッチ凹凸と称する）に起因する巻こぶに対しては、その発生を抑制することが実際上不可能であった。すなわち、図６に対比する図７において、小ピッチ凹凸の個別プロファイル測定データ３２における凸部（肉厚部）３２ａに関しては、その測定自体が実質的に不可能であると共に、その潰しも本来不可能であった。このことは、以下の事実に起因する。
【０００８】
すなわち、前記従来の自動制御装置において、先ず個別プロファイル測定データ３２は、前述したように厚さ計をフィルム幅方向へ１回乃至数回走査させることにより設定される。しかしながら、このような方法では、大きな肉厚部分ΔＴ（図６）に対する場合とは異なり、小さな凸部３２ａに対しては、厚さ計の測定ノイズおよびフィルムの流れ方向厚さの変動のために、その測定値を、前記凸部３２ａに対応して特定することは実質的に不可能である。因みに、凸部３２ａの超過厚さは、例えばフィルム厚さの１％程度に想定され得るが、この場合、巻こぶの厚さは、巻玉径を８００ｍｍとして４ｍｍに算定される。次に、凸部３２ａの潰しは、可撓リップ１２ａの剛性から定まるＴダイ１２（の間隙幅α）の被調節範囲Ｌｉに依存する。しかし、この被調節範囲Ｌｉは、凸部３２ａの幅Ｌｉ′に対比して通常充分に大きいので、前記凸部３２ａを目標プロファイル２８の値を介して潰す（制御）ことは、本来不可能であることは明らかである。
【０００９】
このように、前記従来の自動制御装置は、小ピッチ凹凸に起因する巻こぶに対しては、その発生を抑制することが実際上不可能であった。なお、ここで、前記難点を解決すべく、本出願人から、先にこの種の新規な自動制御方法（特開平３−２７５３２４号公報参照）が提案されている。すなわち、前記新規技術によれば、フィルム厚さを幅方向の区分毎に位相をずらせて周期的に僅かに増減させ、フィルムを巻取り軸心方向へ僅かに波打った状態で巻取ることにより、フィルムの巻きずれを防止すると同時に巻こぶの発生を抑制するよう構成されている。しかるに、前記新規技術は、前記構成からも推測されるように、後者（巻こぶの発生抑制）は、前者（巻きずれの防止）から副次的に招来されるもので、換言すれば、肉厚部分を計測してこれを積極的に潰すのではないので、必ずしも必要十分な効果を期待されるものではない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、小ピッチ凹凸に起因する巻こぶに対しても、巻こぶの発生を抑制するプロファイル自動制御方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
先の目的を達成するために、本発明に係る巻こぶの発生を抑制するフィルムプロファイル自動制御方法は、
押出機から連続供給される溶融樹脂が可撓リップ及び同リップ間隙の調整手段を備えたＴダイからフィルム状に押出され且つ、走行したのち巻取り装置により巻取られるフィルムの前記走行方向に直交する幅方向のプロファイルと予め定めた目標プロファイルとの比較に基づいて前記可撓リップ間隙を調整するフィルムプロファイル自動制御方法において、
前記フィルムの走行中、その走行路上に配置された厚さ計をフィルム幅方向へ複数回走査して個別プロファイル測定データを生成する第１のステップと、
前記第１のステップで生成された個別プロファイル測定データを用いて前記フィルム幅方向のプロファイルデータを生成する第２のステップと、
前記第２のステップで生成されたプロファイルデータを、前記フィルムの幅方向長さ領域を複数個に区分して得られる各バンド幅に対応する各データグループとして対応付ける第３のステップと、
前記各バンド幅に対応付けられたデータグループ内のデータの最大値をサーチし、それを前記各バンド幅における最大値として特定する第４のステップと、
前記第４のステップで特定された各バンド幅における最大値が当該バンド幅における前記目標プロファイル上の値（第１の値とする）より大きい場合には、その差分に関連付けられ前記目標プロファイルの減少分に相当する値（第２の値とする）を前記第１の値から減じて得た値（第３の値とする）を、補正プロファイルを形成するための一次補正プロファイル上の当該バンド幅における値（第４の値とする）として定義すると共に、前記最大値が前記第１の値以下の場合には、前記第１の値を、前記第４の値として定義する第５のステップと、
前記第５のステップで定義された各バンド幅における第４の値を結合して得られる階段状の前記一次補正プロファイルをスムージング処理する第６のステップと、
前記目標プロファイルに対する、前記スムージング処理された一次補正プロファイルの前記フィルム幅方向平均値が０となるように前記スムージング処理された一次補正プロファイルをシフトして前記補正プロファイルを形成する第７のステップ、および
前記補正プロファイルに対応して前記可撓リップ間隙を調整する第８のステップ
とから構成される。
【００１２】
この場合、前記第５のステップに代えて、
前記第４のステップで特定された各バンド幅における最大値が、当該バンド幅における予め設定され前記目標プロファイル上の第１の値より大きい限界最大値を超えた場合には、前記限界最大値と前記第１の値との差分に関連付けられ前記目標プロファイルの減少分に相当する第２の値を前記第１の値から減じて得た第３の値を、補正プロファイルを形成するための一次補正プロファイル上の当該バンド幅における第４の値として定義すると共に、前記最大値が前記限界最大値以下の場合には、前記第１の値を、前記第４の値として定義するステップを遂行することができる。
【００１３】
さらにこの場合、前記第２の値は、前記プロファイルデータの所定バンド幅における最小値が予め設定した限界最小値を超えない範囲内で形成されることができる。
【００１４】
さらに、個別プロファイル測定データを用いて前記フィルム幅方向のプロファイルデータを生成する第２のステップが、
前記フィルム幅方向に関し同一位置の前記測定データをフィルム走行方向へ複数回加算平均すると共に、その加算平均回数は、タイマの設定時間またはカウンタの計測回数を介して行われることができる。
【００１４】
またこの場合、プロファイル制御は、開始および停止工程時には前記個別プロファイル測定データを介し、中間工程時には前記プロファイルデータを介してそれぞれ行われることができる。
【００１５】
【作用】
本発明においては、プロファイルの測定値は、個別プロファイル測定データを複数回加算平均すると共に、所定バンド幅（Ｔダイの被調節範囲幅）に跨がるプロファイルデータに設定され、一方目標プロファイルは、必要に応じて前記所定バンド幅に亘って減少補正することができる。従って、本発明によれば、小ピッチ凹凸に関しても、そのプロファイル測定データは、厚さ計の測定ノイズあるいはフィルムの流れ方向厚さの変動に拘らず、前記凸部に対応させることが可能となり、また、前記凸部の潰しも、この凸部の幅が前記所定バンドの幅に比較して小さい場合でも、このバンド幅に跨がる目標プロファイルを所定値に減少補正することにより達成することが可能となる。すなわち、小ピッチ凹凸に起因する巻こぶに対しても、巻こぶの発生を抑制するフィルムプロファイル自動制御方法を提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る巻こぶの発生を抑制するフィルムプロファイル自動制御方法の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図３乃至図７に示す一般的あるいは従来の構造と同一の構成部分には同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００１７】
先ず、本発明の自動制御方法の基本的構成は、前記従来のそれと同一である。従って重複するが再び簡単に説明すると、自動制御方法は、図３乃至図７を参照して、Ｔダイ１２から押出されるフィルム１４の幅方向プロファイルを厚さ計２４で測定し、この測定値を、目標プロファイル２８の値と比較することにより、Ｔダイ１２の押出し可撓リップ１２ａの間隙幅αを調節して、フィルムプロファイルを自動的に制御する（フィルム肉厚部分を潰す）ように構成されている。
【００１８】
しかるに、本発明においては、前記構成において（図１参照、なおここでは、特に小ピッチ凹凸に関して説明されている）、プロファイルの測定値は、厚さ計２５をフィルム幅方向へ複数回走査して得られる前記従来の個別プロファイル測定データ３２（図７）の値をフィルム進行（長さ）方向へ複数回加算平均すると共に、可撓リップ１２ａの剛性から定まる所定バンド幅Ｌi （つまり、前述したＴダイ１２の間隙幅αの被調節範囲）に跨がるプロファイルデータ４０として設定される。その場合、厚さ計２５の走査回数を多くすることにより、前記プロファイルデータ４０から局所的なノイズを排除できる。なお、個別プロファイル測定データの加算平均回数は、タイマの設定時間またはカウンタの計測回数を介して行うことができる。
【００１９】
図１において、前記プロファイルデータ４０の最大値（凸部４０ａの差厚）Ｔｍａｘが予め設定した限界最大値Ｔｍａｘ′（通常、フィルム厚さの１〜３％程度の差厚増加分）を超える際には、制御過程において、前記最大値Ｔｍａｘを減少せしめるように、この部分における目標プロファイル２８の値を少なくとも所定バンド幅Ｌｉに亘って減少せしめた補正プロファイル４２を用いて補正動作がなされる。即ち、図１の右方に破線で示した補正プロファイル４２の値は、図示しない制御装置を介して図４の各調整ボルト１２ｃの回転駆動量に反映されるようになっている。
【００２０】
そこで、前記補正プロファイル４２を形成する過程について以下に説明する。図２左側の波形図の参照符号４０は、前記プロファイルデータであり、前述したように測定データである個別プロファイル測定データから形成される。参照符号４２′は１次補正プロファイルであって、プロファイルデータ４０から形成される。この１次補正プロファイル４２′から図２右側の波形図の補正プロファイル４２が形成される。また、図２右側の波形４０′は、図２左側のプロファイルデータ４０を、右側の補正プロファイル４２を用いて厚さを制御した結果として予想される曲線である。左右に図を分けているのは、各波形形成のための計算手順１、２（下記）との対応を明確にするためである。Ｌｉ、Ｌｊは手順１の計算処理を左から順に行っていて（右からでも可）そのｉ番目、ｊ番目の計算を示す。バンド幅Ｌはリップの剛性及びリップ調整ボルト１２ｃの取付間隔により決まる。
【００２１】
例えばリップの剛性を無視した場合でも、リップ調整ボルト１２ｃの取付間隔より狭い凹凸は調整により平坦にすることはできない。その場合、前記Ｌの大きさは前記取付間隔の０．５倍〜２倍程度の範囲で選定する。実際はリップの剛性により調整ボルト１本毎に押引してもほとんどリップは変形しない。そこで前記Ｌはリップの最小屈曲波長の０．５〜２倍程度の範囲で選択する。
【００２２】
（手順  ０）−前処理−
プロファイルデータ４０の各バンド幅に対応する各データグループから目標プロファイル２８の値を減算する。図２左側では目標プロファイル２８は直線であり、その結果、同直線が偏差０となる。
さらに、測定ノイズを消すため、２〜４ｃｍのバンド幅の移動平均（スムージング処理）を行う。
【００２３】
（手順  １）−１次補正プロファイルの計算処理−
各位置での１次補正値を求めるにはその位置から±Ｌ／２の幅範囲の偏差プロファイルを参照し、その中の最大偏差を０にするために必要な減少量を１次補正値とする。この作業をプロファイルの全幅について行い、前記１次補正プロファイル４２′を求める。この１次補正値の形成過程をより詳細に説明すれば次の▲１▼から▲４▼に記載した処理手順となる。即ち、▲１▼：各バンド幅における偏差の最大値を特定する。▲２▼：▲１▼の最大値とそのバンド幅位置における目標プロファイルの値との差分を算出する。▲３▼：▲２▼の差分だけ目標プロファイルの値を減少した値を当該バンド幅位置の１次補正値とする。この場合、前記最大値が目標プロファイルの値以下のときは目標プロファイルの値を１次補正値とする。▲４▼：各バンド幅に対応する１次補正値を結合・接続して１次補正プロファイルを形成する。
なお、上記▲２▼で、目標プロファイルとは異なる限界最大値を予め設定し、前記▲１▼の最大値が限界最大値を超えた場合のみ上記▲２▼を実行し、超えないときは目標プロファイルの値を１次補正値とするようにしてもよい。
上記の説明において、前記目標プロファイルの値は本発明における第１の値を構成し、前記▲２▼の差分は本発明における第２の値を構成し、さらに、▲２▼の差分だけ目標プロファイルの値を減少した値は本発明における第３の値を構成する。さらに、前記１次補正値は本発明における第４の値を構成するものである。
【００２４】
（手順  ２）−補正プロファイルの計算処理−
前記１次補正プロファイル４２′の値は階段状の線となるので移動平均によるスムージングを行う。その状態で、値はマイナス側にシフトしているので、補正プロファイルの平均が０となるようプラス側へシフトする。なお、平均が０となるようにするのは、フィルムの走行中、前記補正動作によってもＴダイ１２のリップ全体から押出される溶融樹脂の量が変化しないようにするためであることは言うまでもない。この補正プロファイル４２と測定によって得られたプロファイルデータ４０とを加算することにより前記予想されるプロファイル４０′を計算する。そして、この予想されるプロファイル４０′が許容範囲を超えないように必要な場合はさらに補正をする。図２右側ではプロファイル４０′の最小値Ｔminは限界最小値Ｔmin′を超える即ち、Ｔmin′より小さくなる直前の状態として示されている。なお、その限界最小値Ｔmin′は通常、フィルム厚さの１〜３％程度の差厚減少分とするのが好ましい。
以上は、図２に示された各プロフィルの波形と関連してそれらの形成過程を計算手順に基づいて説明したものである。
【００２５】
なお、上記限界最小値を超える点について付言すると、本願発明は、巻きこぶの発生を早期に抑制することを目的とするものであり，予め設定される前記限界最大値や限界最小値を定めるにあたってはその抑制の効果・度合いとともに、走行するフィルムの良品の度合いも考慮しなければならない。
【００２７】
このように、本発明においては、走行中のフィルムプロファイルの測定値は、個別プロファイル測定データを複数回加算平均すると共に、所定バンド幅（Ｔダイの被調節範囲幅Ｌｉ）に跨がるプロファイルデータとして設定され、一方目標プロファイルは必要に応じて前記所定バンド幅に亘って減少補正される。従って、本発明によれば、小ピッチ凹凸（図１参照）に関しても、そしてこの場合、その凸部４０ａの幅ΔＬｉ′が前記所定バンドの幅Ｌｉに比較して小さい場合であっても、そのプロファイル測定値は、厚さ計の測定ノイズあるいはフィルムの流れ方向厚さの変動に拘らず、前記凸部に対応させることができる。
【００２８】
また、この凸部も、このバンド幅に跨がる目標プロファイルを所定値に減少補正することにより、潰すことが可能となる。すなわち、小ピッチ凹凸に基づく巻こぶの発生が未然に阻止される。従って、これに起因する品質および商品価値の低下も確実に防止し得る。
【００２９】
なお、因みに、本発明における制御方法は、その開始および停止工程時の１０分間程度は、個別プロファイル測定値を用いて、プロファイルデータを介することなく、行うことができるが、このことは特に開始工程時においては、プロファイル測定値が小ピッチ凹凸（凸部）に対応することが困難であることによる。
【００３０】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る巻こぶの発生を抑制するフィルムプロファイル自動制御方法は、Ｔダイから押出されるフィルムの幅方向プロファイルを測定し、目標プロファイルと比較することにより、Ｔダイの押出し可撓リップの間隙幅を調節するフィルムプロファイル自動制御方法において、プロファイル測定値は、厚さ計をフィルム幅方向へ複数回走査しさらにフィルム進行方向における複数回の測定による個別プロファイル測定データからプロファイルデータを生成し、このプロファイルデータのフィルム幅方向のバンド幅毎の最大値が予め設定した限界最大値を超える際には前記最大値を減少するように作用する補正プロファイルを形成しているので、フィルムの小ピッチ凹凸に関しても、そのプロファイル測定値がプロファイルデータを介して小ピッチ凹凸の凸部に対応すると共に、この凸部を補正プロファイルを介して自動的に潰すことが可能となる。
【００３２】
従って、本発明によれば、小ピッチ凹凸に基づく巻こぶの発生が未然に阻止され、これに起因する品質および商品価値の低下を確実に防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプロファイルデータ、目標プロファイル及び補正プロファイルを示す波形図である。
【図２】図１に示す補正プロファイルの形成過程を示す波形図である。
【図３】一般的なフィルム成形装置の成形工程を示す系統図である。
【図４】図３に示すＴダイの要部拡大斜視図である。
【図５】図３に示す巻玉の拡大斜視図である。
【図６】図３に示すフィルム成形装置における一般的な個別プロファイル測定データ及び目標プロファイルを示す波形図である。
【図７】図３に示すフィルム成形方法における小ピッチ凹凸の個別プロファイル測定データを示す波形図である。
【符号の説明】
１０    押出機
１２    Ｔダイ
１４    フィルム
１６    成膜ロール
１８    延伸ロール
２０    巻取機
２２    巻玉
２４    巻こぶ
２６    個別プロファイル測定データ
２８    目標プロファイル
４０    プロファイルデータ
４２    補正プロファイル
４２′  １次補正プロファイル
【図１】
0003549278.tif 000002
【図２】
0003549278.tif 000003
【図３】
0003549278.tif 000004
【図４】
0003549278.tif 000005
【図５】
0003549278.tif 000006
【図６】
0003549278.tif 000007
【図７】
0003549278.tif 000008