(57)【要約】【課題】フィルム上のダイボルト対応位置を正確に設定することにより、フィルムの厚さ制御の精度および横延伸倍率の監視および調整を確実かつ適正に達成することができる２軸延伸フィルムの厚さ制御方法を提供する。【解決手段】複数のダイボルトを有する自動Ｔダイ１０から押出されるシートＳを２軸延伸機１４内でフィルムＦに２軸延伸する際に、このフィルム上のダイボルト対応位置Ｂｆ(i)の厚さを測定することにより、自動Ｔダイ制御系１６を介してダイボルトをフィードバック制御する制御方法において、前記ダイボルト対応位置Ｂｆ(i)の設定を、シートおよびフィルム上にそれぞれ厚さ計１８ａ、１８ｂを備えることにより、別に設定されるシートＳ上のダイボルト対応位置Ｂｓ(i)と共に、算定される部分横延伸倍率Ｆｆ(i)を介して行うように構成する。【選択図】図１
2006001290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動Ｔダイから供給されるプラスチック材のシートを２軸延伸によりフィルムとして成形するにあたり、当該シートの厚みをシート幅方向に亘り連続的に測定し、さらに前記フィルムの厚みをフィルム幅方向に亘り連続的に測定する段階と、
前記シート幅方向長さを複数個の第１の間隔に割付ける段階と、
前記割り付けられたシート上の第１の間隔の１つを介して所定時間に通過するシート材質量を前記測定されたデータにより特定する段階と、
当該第１の間隔を通過したシート材質量によって成形されるフィルム部分のフィルム幅方向における第２の間隔を特定するため、前記第２の間隔のフィルム幅方向における一端側位置を当該第１の間隔のシート幅方向位置に関連付けて定め、さらに前記第２の間隔の他端側位置は、前記所定時間に対応する時間中に前記一端側位置から当該他端側位置の間に存在するフィルム部分のシート材質量が前記第１の間隔を通過したシート材質量と等しくなる位置として定める段階と、
しかる後、前記フィルム部分の第２の間隔を前記シートの第１の間隔に対する部分横延伸量と定めるか、ないしは、当該第１の間隔に対する当該第２の間隔の比を当該第２の間隔の当該第１の間隔に対する部分横延伸倍率と定める段階とからなる、部分横延伸量または部分横延伸倍率の生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動Ｔダイによる２軸延伸フィルムの厚さ制御方法に係り、特に厚さ制御方法において必要とされる、Ｔダイボルトのフィルム上におけるボルト対応位置を正確に設定することにより、厚さ制御を確実に達成しかつ監視することができる２軸延伸フィルムの厚さ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、２軸延伸フィルムの厚さ制御方法は、基本的には、押出口間隙の調整可能な複数のダイボルトを有する自動Ｔダイから押出されるプラスチック材のシート（原反）が、キャストロールユニットで冷却固化され、縦延伸機と熱風装置を備えた横延伸機とからなる遂時２軸延伸機で延伸されて、フィルム（製品）に成形される際に、このフィルム自体の厚さを測定することにより、前記Ｔダイを制御するよう構成されている。
【０００３】
すなわち、さらに詳細には、走査式厚さ計でシート上の各幅方向位置の厚さ分布を連続的に測定することにより、この測定値が基準厚さから所定値以上の偏差を有している、前記位置に対応する位置の前記ボルトの調整量を、フィードバック制御するように構成されている。
【０００４】
従って、このような厚さ制御方法によれば、幅方向に均一な厚さを有するフィルムを連続して成形することが可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の２軸延伸フィルムの厚さ制御方法は、次に述べるような難点を有していた。
【０００６】
すなわち、前記従来の制御方法は、前述したように、シート厚さ測定値が所定値以上の偏差を有しているシート上の幅方向位置に対応する位置のボルトを、フィードバック制御するように構成されている。しかるに、前記従来の制御方法においては、前記シート上の幅方向位置に対応する位置のダイボルトの位置、換言すれば、ダイボルトに対応するフィルム上の位置（フィルム上のダイボルト対応位置）の設定（割付け）が、実際上は正確に達成されておらず、このため前記制御の精度および監視が十分には達成されていなかった。
【０００７】
なお、このことは、ここで結論的に説明すると、前記従来の制御方法においては、前記フィルム上のボルト対応位置の設定が、フィルム上の横方向の延伸率（横延伸倍率）を一定と見做して行われていたことに起因している。しかるに、前記横延伸倍率は、後述する本発明の説明から明らかとなるが、フィルムの幅方向に関して相当に相違している。因みに、このようなフィルム上の部分横延伸倍率の相違は、前述のようにフィルム厚さむらを発生するばかりではなく、引張り強度むらをも同時に発生して、フィルム品質をさらに低下させていた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、フィルム上のボルト対応位置を正確に設定することにより、フィルムの厚さ制御の精度および横延伸倍率の監視および調整を確実に達成することができる２軸延伸フィルムの厚さ制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するための本発明による部分横延伸量または部分横延伸倍率を生成する方法は、自動Ｔダイから供給されるプラスチック材のシートを２軸延伸によりフィルムとして成形するにあたり、当該シートの厚みをシート幅方向に亘り連続的に測定し、さらに前記フィルムの厚みをフィルム幅方向に亘り連続的に測定する段階と、前記シート幅方向長さを複数個の第１の間隔に割付ける段階と、前記割り付けられたシート上の第１の間隔の１つを介して所定時間に通過するシート材質量を前記測定されたデータにより特定する段階と、当該第１の間隔を通過したシート材質量によって成形されるフィルム部分のフィルム幅方向における第２の間隔を特定するため、前記第２の間隔のフィルム幅方向における一端側位置を当該第１の間隔のシート幅方向位置に関連付けて定め、さらに前記第２の間隔の他端側位置は、前記所定時間に対応する時間中に前記一端側位置から当該他端側位置の間に存在するフィルム部分のシート材質量が前記第１の間隔を通過したシート材質量と等しくなる位置として定める段階と、しかる後、前記フィルム部分の第２の間隔を前記シートの第１の間隔に対する部分横延伸量と定めるか、ないしは、当該第１の間隔に対する当該第２の間隔の比を当該第２の間隔の当該第１の間隔に対する部分横延伸倍率と定める段階とから構成される。
【００１０】
このように、本発明においては、フィルム上のダイボルト対応位置は、延伸前のシート上に予め設定されるシート上のダイボルト対応位置と共に算定される部分横延伸倍率を介して、従来のように固定的な一定横延伸倍率を介することなく、設定することができる。従って、前記ダイボルト対応位置を正確に設定し得ることは明らかである。また、本発明においては、前記部分横延伸倍率が連続的に算定されるので、所要の監視および調整を適正に達成することができる。
【００１１】
従って、本発明によれば、フィルムの厚さ制御の精度および横延伸倍率の監視および調整を確実に達成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の本発明による部分横延伸量または部分横延伸倍率の生成方法は、自動Ｔダイから供給されるプラスチック材のシートを２軸延伸によりフィルムとして成形するにあたり、当該シートの厚みをシート幅方向に亘り連続的に測定し、さらに前記フィルムの厚みをフィルム幅方向に亘り連続的に測定する段階と、前記シート幅方向長さを複数個の第１の間隔に割付ける段階と、前記割り付けられたシート上の第１の間隔の１つを介して所定時間に通過するシート材質量を前記測定されたデータにより特定する段階と、当該第１の間隔を通過したシート材質量によって成形されるフィルム部分のフィルム幅方向における第２の間隔を特定するため、前記第２の間隔のフィルム幅方向における一端側位置を当該第１の間隔のシート幅方向位置に関連付けて定め、さらに前記第２の間隔の他端側位置は、前記所定時間に対応する時間中に前記一端側位置から当該他端側位置の間に存在するフィルム部分のシート材質量が前記第１の間隔を通過したシート材質量と等しくなる位置として定める段階と、しかる後、前記フィルム部分の第２の間隔を前記シートの第１の間隔に対する部分横延伸量と定めるか、ないしは、当該第１の間隔に対する当該第２の間隔の比を当該第２の間隔の当該第１の間隔に対する部分横延伸倍率と定める段階とから構成されるので、自動Ｔダイから押出されるシートのシート幅方向に割り付けられた各々のシート部分により成形されたフィルム部分を精確に対応させることが可能となる。
【００１３】
また、本発明によれば、前記部分横延伸倍率が連続的に算定されるので、前記部分横延伸倍率を含むフィルム厚さ制御に関する所要の監視および調整も適正に達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明に係る２軸延伸フィルムの厚さ制御方法の実施例につき、この方法を実施する装置との関係において、以下添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
先ず、縦方向と横方向を別工程で延伸する逐次の２軸延伸機等からなる図１において、本発明の２軸延伸フィルムの厚さ制御方法は、基本的には、押出口間隙を調整可能な複数のダイボルト（図示せず）を有する自動Ｔダイ１０から押出されるプラスチック材の原反としてのシートＳが、キャストロールユニット１２で冷却固化され、縦延伸機１４ａおよび横延伸機１４ｂからなる２軸延伸機１４において、縦および横方向へ２軸延伸して製品としてのフィルムＦに成形される。この場合、前記フィルムＦ上における前記ダイボルトに対応する位置を設定し、この対応位置におけるフィルム厚さを測定することにより、その基準厚さからの偏差を検出し、この偏差に基づいて自動Ｔダイ制御系１６により前記ボルトの調整長さをフィードバック制御するように構成されている。
【００１６】
また、横延伸機１４ｂ内にはブロア１５ａとダクト１５ｂに向けて熱風が供給されている。なお、これは図示しない熱風装置制御系で制御されている。
【００１７】
しかるに、前記自動Ｔダイ制御系１６は、２軸延伸機１４による延伸処理前および延伸処理後における、それぞれ前記シートＳおよびフィルムＦの厚さを測定するための走査式厚さ計１８ａおよび１８ｂを設けて、これら両厚さ計１８ａ、１８ｂによる測定データを厚さ計制御器２０を介して入力し、ＣＰＵ２２により後述するフィルムＦ上の部分横延伸倍率を演算すると共に、ダイボルトの対応位置を設定し、次いで前記ＣＰＵ２２において、前記各ダイボルトの対応位置における測定厚さ分布データが作成され、これらのデータにおいてそれぞれ基準厚さから所定値以上の偏差を有している位置に対応するダイボルトを指定し、これらのダイボルトに対し、自動Ｔダイ制御器２４を介して、それぞれ適正なリップ間隙となるように調整するためのフィードバック制御を行うように構成される。なお、図１において、参照符号２６は、前記ＣＰＵ２２において演算処理して得られる各種のデータを表示することができるディスプレイ装置を示す。
【００１８】
そこで、本発明においては、図２の（ａ）および（ｂ）に示すように、特に前記フィードバック制御に際し、フィルムＦ上の前記ダイボルト対応位置Ｂｆ(i)は、この対応位置Ｂｆ(i)とは別に、前記ダイボルトに対応して延伸処理前のシートＳ上に予め設定される、シート上のボルト対応位置Ｂｓ(i)と共に算定される部分横延伸倍率Ｆｆ(i)を介して設定される。なお、図２の（ａ）に示すシートＳ上のダイボルト対応位置Ｂｓ(i)の設定は、自動Ｔダイ１０におけるプラスチック材のネックイン現象を考慮した、割付け方法（例えば、本出願人の先出願に係る特公平５−７６４１３号公報参照）を好適に適用することができる。
【００１９】
そこで、先ず延伸処理後のフィルムＦ上の部分横延伸倍率Ｆｆ(i)は、図２の（ｂ）に示すように、フィルムＦ上において、その基準ダイボルト対応位置Ｂｆ(0)から順次連続して配列されている各ダイボルト対応位置Ｂｆ(1)…Ｂｆ(i)、Ｂｆ(n)およびＢｆ(-1)…Ｂｆ(-i)…Ｂｆ(-n)〔なお、以下はこれら全部をＢｆ(i)で代表し、またその他の定義項に関しても同じとする〕間の各ダイボルトピッチ対応幅Ｗｆ(i)内におけるフィルムＦ内のプラスチック材質量Ｍｆ(i)と、シートＳ上においてその基準ダイボルト対応位置Ｂｓ(0)から順次連続して配列されている各ダイボルト対応位置Ｂｓ(i)間の各ダイボルトピッチ対応幅Ｗｓ(i)内におけるシートＳ内のプラスチック材質量Ｍｓ(i)とを比較演算する。
【００２０】
次に、図２の（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本発明を実施する場合の演算処理について説明する。
【００２１】
すなわち、前記プラスチック材質量Ｍｆ(i)とＷｓ(i)は変わらないはずであるから、次式（１）
【数１】
2006001290.tif 000003
（但し、Ｔｓ(i)、Ｔｆ(i)は、それぞれシートおよびフィルムのダイボルトピッチ対応幅Ｗｓ(i)、Ｗｆ(i)内における平均厚さであり、またＶｓ、Ｖｆは、それぞれシートおよびフィルムの移動速度を示す。）を演算することにより、その比即ち、部分横延伸倍率を、Ｗｆ(i)／Ｗｓ(i)＝Ｆｆ(i)として算定することができる。なお、前記式（１）には、シートおよびフィルムの間に密度変化がある際は、これを補償する密度項を加入することができる。
【００２２】
なお、上記式（１）において、左辺は、前記割り付けられたシート上の各ダイボルトピッチ対応幅Ｗｓ(i)を介して所定時間に通過するシート材質の量を意味するものであり、その右辺は、当該幅Ｗｓ(i)を通過したシート材質量によって成形（２軸延伸）されたフィルム上のフィルム部分のフィルム幅方向におけるダイボルトピッチ対応幅Ｗｆ(i)を、前記所定時間に対応する時間中に通過するフィルム材質の量を意味するものであり、式（１）は両者が等しいものであることを定義しているのである。また、前記「所定時間に対応する時間中」とは、当該所定時間に対し、前記シートがフィルムに成形されるまでの２軸延伸に要する時間だけ遅延した時間を意味しており、具体的には、前記フィルム部分の測定のタイミングがシートの測定タイミングよりも遅延していることを意味するのである。なお、前記シート上の各ダイボルトピッチ対応幅Ｗｓ(i)は、本発明における第１の間隔に対応しており、さらに前記フィルム上のフィルム部分のフィルム幅方向におけるダイボルトピッチ対応幅Ｗｆ(i)は本発明における第２の間隔に対応している。また、前記幅Ｗｆ(i)は本発明における部分横延伸量に対応している。
【００２３】
次に、フィルムＦ上のダイボルト対応位置Ｂf(i)は、前記部分横延伸倍率Ｆf(i)の算定時に逆算的に算出し得る。
【００２４】
すなわち、前記式（１）を変換した次式（２）
【数２】
2006001290.tif 000004
から算定されるフィルムＦ上の前記ダイボルトピッチ対応幅Ｗｆ(i)を、基準ダイボルト対応位置Ｂｆ(O)から順次加算する。
【００２５】
すなわち、次式（３）
【数３】
2006001290.tif 000005
を演算することにより、順次設定することができる。
【００２６】
なお、前記式（２）は、Ｔｓ(i)、Ｔｆ(i)を平均値に対する厚さ比ＴｓＲ、ＴｆＲとすると共に、全体横延伸率ＥＳＲを用いることにより、次式（２-1）
【数４】
2006001290.tif 000006
に変換することもできる。
【００２７】
なお、本発明においては、このように、フィルムＦ上の部分横延伸倍率等を連続的に演算ないし測定することができるので、所要の監視および調整を、必要に応じて適正に達成することができる。
【００２８】
図３は、これらの監視あるいは調整機能を含む制御回路（シートの幅方向におけるプロファイル制御系）の一実施例を示している。すなわち、図３において、参照符号３０はシートＳの成形工程、３２はフィルムＦの成形工程であり、これらの成形工程において成形されるシートＳおよびフィルムＦの厚さをそれぞれ厚さ計１８ａおよび１８ｂを介して測定されたデータに基づき、プロファイル処理部３４において、それぞれシートおよびフィルムのプロファイル分布データが算定される。なお、これらのプロファイル分布データは、表示手段３６により表示してこれを確認することができる。
【００２９】
前記プロファイル処理部３４において得られたシートおよびフィルムに関するデータは、それぞれ演算器３８および４０において、シート目標プロファイル４２およびフィルム目標プロファイル４４と比較演算される。このようにして、比較演算された結果は、制御モード切換器４６を介してプロファイル制御演算部４８に転送される。
【００３０】
プロファイル制御演算部４８では、自動Ｔダイの設定温度を算定し、これを演算器５０において、設定値と比較演算し、温度制御器５２および加熱制御出力器５４を介して、加熱手段に対し所要の制御信号を出力する。この場合の温度制御に際しては、適宜フィードバック制御が行われる。さらに、ダイボルト制御器５６を介して、自動Ｔダイに対し、各ダイボルトがそれぞれ適正なリップ間隙となるように調整するための制御が行われる。
【００３１】
次に、本発明の演算処理工程について、図４を参照しながら説明する。
【００３２】
先ず、シートＳ上のダイボルト対応位置Ｂｓ(i)〔およびダイボルトピッチ対応幅Ｗｓ(i) 〕を、Ｔダイ１０のネックイン現象を考慮して割り付ける（ステップ１）。
【００３３】
次いで、フィルムＦ（およびシートＳ）上の基準ダイボルト対応位置Ｂｆ(0)〔およびＢｓ(0)〕を、前記式（２）に対して、この場合はフィルム幅の１／２の値を代入することにより、フィルム中央部に設定する（ステップ２）。なお、この基準ダイボルト対応位置は、前記中央部ではなく、シート端部に設定することもできる。
【００３４】
その後、フィルムＦおよびシートＳの右半分に関して、フィルムおよびシートの平均厚さＴｆ(i)、Ｔｓ(i)および移動速度Ｖｆ、Ｖｓを計測すると共に、この計測データに基づいてフィルムのダイボルトピッチ対応幅Ｗｆ(i)および部分横延伸倍率Ｆｆ(i)を演算する（ステップ３）。すなわち、図５の（ａ）、（ｂ）によれば、図５の（ｂ）のフィルム厚さ計１８ｂの計測点Ｘでの厚みｔfと計測ピッチ分ΔＷｆによる演算を行い、プラスチック材質量Ｍｆ(i)がＭｓ(i)を超えた時に求まるのである。同時に、各ダイボルト対応位置Ｂｆ(i)も求まる。
【００３５】
次いで、前記ステップ３におけると同様にして、同じく左半分に関して同様の計測および演算を行う（ステップ４）。
【００３６】
また、必要に応じて、所要の監視、例えば部分横延伸倍率のグラフ表示あるいはその異常アラームの警報並びにその調整、すなわち２軸延伸機内の熱風条件（熱風の温度、風量および風速）の調節を行う（ステップ５）。
【００３７】
そして、各ダイボルト対応位置Ｂf(i)における測定厚さが、基準値から所定値以上の偏差を有していることが判定されると（ステップ６）、この対応位置に対応する自動Ｔダイ１０のダイボルトに対して、その操作量を演算し（ステップ７）、その操作指令を発生する（ステップ８）ように構成されている。
【００３８】
すなわち、本発明においては、このようにフィルム上のダイボルト対応位置が、延伸前のシート上に予め設定されるシート上のダイボルト対応位置と共に算定される部分横延伸倍率を介して設定される。すなわち、本発明においては、従来のように固定的な定横延伸倍率を介することなく、フィルム上のダイボルト対応位置が設定される。
【００３９】
従って、本発明においては、前記ダイボルト対応位置を正確に設定し得ることは明らかである。また、本発明においては、前記部分横延伸倍率を連続的に算定し得るので、所要の監視および調整も適正に達成することができる。このように、本発明によれば、フィルムの厚さ制御の精度および横延伸倍率の監視および調整を確実に達成することができる。
【００４０】
因みに、このような構成からなる本発明の一実施例につき、その数値的なデータに関して、以下に説明する。なお、この実施例において、自動Ｔダイ１０は、その全幅を９００ｍｍ、ダイボルトピッチ幅を２０ｍｍ、ダイボルト本数を４５本として構成するものとする。そして、シートとフィルムの幅および速度は、それぞれ８２０ｍｍと２８７０ｍｍ（すなわち、一定横延伸倍率２８７０／８２０＝３．５）および５０ｍ／minと２００ｍ／minに設定されている。
【００４１】
すなわち、図５の（ａ）および（ｂ）においては、シート〔図５の（ａ）〕とフィルム〔図５の（ｂ）〕の平均厚さは、それぞれ２８５μｍと２０μｍに設定されているが、前者（シート）はかなりの範囲で相違している。
【００４２】
また、図６および図７において、本発明に係るフィルム上のダイボルトピッチ対応幅Ｗｆ(i)および部分横延伸倍率は、従来の一定横延伸倍率時に対して、相当の範囲（例えば、倍率では３．３４〜３．７５倍）で相違している。
【００４３】
そして、図８において、これらの相違が数値的に表示（例えば、本発明に係るフィルム上のダイボルトピッチ対応幅Ｗｆ(i)に関しては、約５ｍｍ）されていることが、それぞれ理解される。
【００４４】
このように、前記実施例においては、フィルム上のダイボルトピッチ対応幅が、その横延伸倍率を部分的に相違させていることを示している。従って、この種のフィルム厚さ制御方法においては、前記部分横延伸倍率に対する対策が不可欠であることを実証している。
【００４５】
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、そ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。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る２軸延伸フィルムの厚さ制御方法を実施する装置の一実施例を示すシステム構成図である。
【図２】（ａ）は図１における厚さ制御装置でのシート上のダイボルト対応位置等の演算ないし算定方法を示す説明図、（ｂ）は図１おける厚さ制御装置でのフィルム上のダイボルト対応位置等の演算ないし算定方法を示す説明図である。
【図３】図１における厚さ制御装置での監視および調整機能を含む制御回路を示すブロック図である。
【図４】図１における厚さ制御装置での制御工程を示すフローチャート図である。
【図５】（ａ）は図１における厚さ制御装置でのシート厚さを示すプロファイル特性線図、（ｂ）は図１における厚さ制御装置でのフィルム厚さを示すプロファイル特性線図である。
【図６】図１における厚さ制御装置でのフィルム上のダイボルトピッチ対応幅を示すプロファイル特性線図である。
【図７】図１における厚さ制御装置でのフィルム上の部分横延伸倍率を示すプロファイル特性線図である。
【図８】図１における厚さ制御装置での各種数値データを示す一覧表である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  自動Ｔダイ
１２  キャストロールユニット
１４  ２軸延伸機
１４ａ  縦延伸機
１４ｂ  横延伸機
１５ａ  ブロア
１５ｂ  ダクト
１６  制御系
１８ａ  シート厚さ計
１８ｂ  フィルム厚さ計
２０  厚さ計制御器
２２  ＣＰＵ
２４  自動Ｔダイ制御器
２６  ディスプレイ装置
３０  シート成形工程
３２  フィルム成形工程
３４  プロファイル処理部
３６  表示手段
３８、４０  演算器
４２  シート目標プロファイル
４４  フィルム目標プロファイル
４６  制御モード切換器
４８  プロファイル制御演算部
５０  演算器
５２  温度制御器
５４  加熱制御出力器
５６  ダイボルト制御器
【図１】
2006001290.tif 000007
【図２】
2006001290.tif 000008
【図３】
2006001290.tif 000009
【図４】
2006001290.tif 000010
【図５】
2006001290.tif 000011
【図６】
2006001290.tif 000012
【図７】
2006001290.tif 000013
【図８】
2006001290.tif 000014