(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未延伸フイルムを温水槽に導入して所定時間温水に浸すことにより調湿し、延伸機に送り出す延伸フイルム製造設備の調湿装置であって、前記温水槽の出口に、ロール揺動装置により調整ロールをフイルム面に垂直な軸心周りに揺動可能な導出ロール手段を設け、温水槽から導出された未延伸フイルムの端部を検出する端部検出装手段を設け、前記端部検出手段の検出信号に基づいて導出ロール手段を操作して前記調整ロールの揺動により未延伸フイルムの導出位置を調整する蛇行制御手段を配置したことを特徴とする延伸フイルム製造設備の調湿装置。
【請求項２】
端部位置検出手段を、入力端が未延伸フイルムの端部に当接される接触子を有するとともに出力端に検出片が取り付けられ未延伸フイルムの走行方向と平行な軸心周りに揺動自在に支持された揺動リンクと、該揺動リンクの検出片に吹き付けた検出エアのエア圧により、前記揺動リンクを介して未延伸フイルム端部を検出可能なエアセンサ部とで構成したことを特徴とする請求項１記載の延伸フイルム製造設備の調湿装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性プラスチックからなる２軸（配向）延伸フイルムを製造する設備において、延伸前に温水槽内を通過させて調湿する時に未延伸フイルムの蛇行やしわの発生を防止できる調湿装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば２軸延伸フイルムの製造設備では、延伸機への導入前に、未延伸フイルムを適度に可塑化して結晶化を抑制し、延伸作業における切断を極小化するために、未延伸フイルムを調湿装置の温水槽に複数のガイドロールを介して導入し所定時間浸漬させている。
【０００３】
前記ガイドロールは、未延伸フイルムとの間に温水が入り込むとともに、未延伸フイルムは幅方向（ＴＤ方向）で両端部が分厚く、中央部が薄いために、未延伸フイルムをスムーズに案内できるゴム製ロールが一般的に採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このゴム製ロールは、運転時間が経過すると、温水により徐々に膨潤されてロール径が変化し、周速が変化する。またすべてのゴム製ロールが同じ比率でロール径が大きくなるようなことはなく、また同一のゴム製ロールでも軸心方向に沿う位置でロール径が異なる。
【０００５】
このため、調湿時の未延伸フイルムはガラス転位点に達して軟化状態にあり、引張力が作用する部分では、縦方向（ＭＤ方向）に容易に延伸されてフイルム幅が狭くなり、さらに延伸が進めば、未延伸フイルムに縦方向のしわが生じる。また部分的に弛み状態で走行する未延伸フイルムは、ガイドロールとの間に大量の温水が介在されることで容易に蛇行し、走行位置を修正するときに大きいしわ後が残ることがある。さらに、弛み状態の走行の次に強い引張力を受けると、その場でしわが形成される。これらのしわは、コートスジとなって製品品位の著しい低下となるばかりではなく、フイルムの切断を引き起こす要因となる。そして、未延伸フイルム幅が安定しないことにより、同時２軸延伸機では、フイルム幅が広いとリンクレバーがシート端部をはじき出してしまう蹴り出し現象や、フイルム幅が狭いと延伸中にクリップによるフイルム把持が外れる耳跳び現象が生じ、切断の要因となるおそれがある。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決して、温水槽を走行する未延伸フイルムの蛇行を防止してしわの発生を未然に防止でき、安定した調湿ができる延伸フイルム製造設備の調湿装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に係る発明は、未延伸フイルムを温水槽に導入して所定時間温水に浸すことにより調湿し、延伸機に送り出す延伸フイルム製造設備の調湿装置であって、前記温水槽の出口に、ロール揺動装置により調整ロールをフイルム面に垂直な軸心周りに揺動可能な導出ロール手段を設け、温水槽から導出された未延伸フイルムの端部を検出する端部検出装手段を設け、前記端部検出手段の検出信号に基づいて導出ロール手段を操作して前記調整ロールの揺動により未延伸フイルムの導出位置を調整する蛇行制御手段を配置したものである。
【００１４】
上記構成によれば、端部検出手段により未延伸フイルムの端部位置を検出し、この検出信号に基づいて蛇行制御手段によりロール揺動装置を駆動して調整ロールを揺動することにより、未延伸フイルムの導出位置を修正することができる。したがって、未延伸フイルムの蛇行を防止することができ、安定した調湿が可能となる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、端部位置検出手段を、入力端が未延伸フイルムの端部に当接される接触子を有するとともに出力端に検出片が取り付けられ未延伸フイルムの走行方向と平行な軸心周りに揺動自在に支持された揺動リンクと、該揺動リンクの検出片に吹き付けた検出エアのエア圧により、前記揺動リンクを介して未延伸フイルム端部を検出可能なエアセンサ部とで構成したものである。
【００１６】
上記構成によれば、エアセンサにより揺動リンクを介して間接的に未延伸フイルムの端部を検出するようにしたので、未延伸フイルムに水分が含まれていても、水分による誤動作がなく、高精度で未延伸フイルムの端部位置を検出することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係る２軸延伸フイルム製造設備の調湿装置の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。
【００１８】
このフイルム製造設備は、熱可塑性高分子化合物であるポリアミド、ナイロン、ポリエステル、ＰＤＴ、ポリオレフィンなどの単層のプラスチックフイルム（以下フイルムと略す）や、複数層のラミネートフィルムなどを製造するもので、図６に示すように、押出機１からダイ２を介して成形されたフイルムＦは、冷却ドラム（キャステイングロール）３に密着されて急冷され、未延伸フイルムＦが成形される。
【００１９】
この未延伸フイルムＦは、本発明に係る調湿装置４の調湿用の温水槽１１に導入され、複数のガイドロール１２ｕ，１２ｄにより樹脂の種類に対応して所定時間浸漬されることにより、フイルムＦが適度に可塑化されて結晶化が抑制され、延伸作業における切断が極小化される。
【００２０】
調湿後の未延伸フイルムＦは、２軸同時延伸されるフラット型の延伸機５に導入され、図３に示すように、両端部を複数のクリップ１１に把持されて縦方向の延伸倍率が２．０〜５．０倍に、横方向の延伸倍率が２．０〜４．０倍になるようにそれぞれ延伸される。さらにこの延伸フイルムＦは、熱処理手段６により熱処理された後、巻取り機７に巻き取られる。
【００２１】
前記調湿装置４は、図１に示すように、温水槽１１の入口に導入ロール１３が配置されるとともに、出口に前後一対の調整ロール１４Ｆ，１４Ｒを有する導出ロール装置（導出ロール手段）２０が設けられている。
【００２２】
また導入ロール１３と調整ロール１４Ｆ，１４Ｒとの間には、温水槽１１の温水面上に入口側から出口側に所定間隔をあけて配置される上ガイドロール１２ｕと、温水槽１１の温水内に入口側から出口側に所定間隔をあけて配置される下ガイドロール１２ｄが配置され、未延伸フイルムＦが上下ガイドロール１２ｕ，１２ｄを介して上部および下部で迂回されて温水面を出没し浸漬するように構成されている。そして、上下ガイドロール１２ｕ，１２ｄが入口側から順に４本ずつ区分されて、たとえば第１〜第４ロール群Ａ〜Ｄが設けられている。
【００２３】
これら第１〜第４ロール群Ａ〜Ｄには、たとえば図２に示すように、スプロケット１５ａとチェーン１５ｂからなる巻掛け伝動機構１５により連結連動され、各ロール駆動モータ１６Ａ〜１６Ｄにより第１〜第４ロール群Ａ〜Ｄごとに上下ガイドロール１２ｕ，１２ｄが同期して回転駆動される。また、前記第１〜第４ロール群Ａ〜Ｄの上下ガイドロール１２ｕ，１２ｄの回転速度を調整可能なロール速度制御装置（速度調整手段）１７が設けられており、ロール速度制御装置１７により各ロール駆動モータ１６Ａ〜１６Ｄのモータ制御部１６ａ〜１６Ｄに速度指令値が出力される。
【００２４】
このロール速度制御装置１７には、各ロール駆動モータ１６Ａ〜１６Ｄに設けられたロータリーエンコーダ１８Ａ〜１８Ｄにより回転速度が検出されて入力されている。ところで、温水槽１１の入口と出口では、未延伸フイルムＦが調湿されることにより伸びるが、第１ロール群Ａより第４ロール群Ｄの回転速度が大きくなりすぎると、未延伸フイルムＦが引っ張られすぎて幅が縮み、破断するおそれがある。反対に第４ロール群Ｄの回転速度が遅すぎると、未延伸フイルムＦの張りが緩くなり過ぎて蛇行し、破断するおそれがある。そこで、このロール速度制御装置１７では、ロール駆動モータ１６Ａ〜１６Ｄの回転速度とガイドロール１２ｕ，１２ｄの直径から未延伸フイルムＦの移動速度を演算し、入口端の第１ロール群Ａの未延伸フイルムＦの送り速度より、出口端の第４ロール群Ｄの未延伸フイルムＦの送り速度が５ｍｍ／秒を越えて速くならないように、ロール駆動モータ１６Ａ〜１６Ｄの回転速度を制御している。これにより、未延伸フイルムＦが引っ張られすぎて破断するのを防止することができる。
【００２５】
なお、上記ロール速度制御装置１７によりロール駆動モータ１６Ａ〜１６Ｄの回転速度制御を自動的に行ったが、各ロール駆動モータ１６Ａ〜１６Ｄの回転速度計と、未延伸フイルムＦの移動状態とを目視しつつ、入口と出口での送り速度の差が５ｍｍ／秒となるように、作業員によりロール駆動モータ１６Ａ〜１６Ｄの回転速度を手動により制御することもでき、手動により速度調整手段を構成することもできる。
【００２６】
また前記導出ロール装置２０は、図３,図４に示すように、温水槽１１に取り付けられた支持台２１に、ローラテーブル２２が搬送される未延伸フイルムＦの面に垂直な軸体２３を介して揺動自在に支持され、このローラテーブル２２上に、前後一対の調整ロール１４Ｆ，１４Ｒが回転自在に支持されている。また支持台２１とローラテーブル２２の間に油圧式揺動シリンダ２９が連結して配置され、ローラテーブル１１を介して調整ロール１４Ｆ，１４Ｒを軸体２３を中心に揺動させることができる。
【００２７】
また導出ロール装置１５の後部下方には、後調整ロール１４Ｒから下方に繰り出された未延伸フイルムＦの端部位置を検出する複数の間接式の端部エアセンサ（端部位置検出手段）２４が両側部にそれぞれ配設されている。この端部エアセンサ２４は、図５に示すように、揺動リンク２５とエアセンサ部２６からなり、揺動リンク２５は、未延伸フイルムＦの走行方向と平行なピン２５ａ介して揺動自在に支持され、その入力端に未延伸フイルムＦの端部に当接する接触子２５ｂが取り付けられ、また出力端に未延伸フイルムＦと平行な検出片２５ｃが取り付けられている。エアセンサ部２６は、Ｕ字形のセンサ本体２６ａが検出片２５ｃに遊嵌し、センサ本体２６ａのノズル孔２６ｂから検出片２５ｃに検出エアを吹き付けるように構成され、そのエア圧により検出片２５ｃの位置を検出することができる。これにより、未延伸フイルムＦに水分が付着していても、誤作動することなく未延伸フイルムＦの端部位置を精度良く検出することができる。
【００２８】
さらに端部エアセンサ２４の検出信号に基づいて、導出ロール装置１５の揺動シリンダ２９を操作し調整ロール１４Ｆ，１４Ｒを揺動して未延伸フイルムＦの導出位置を調整する蛇行制御装置（蛇行制御手段）２７が設けられている。
【００２９】
蛇行制御装置２７は、たとえば未延伸フイルムＦがフイルム搬送方向に向かって左側にずれているのが端部エアセンサ２４により検出された場合、この検出信号に基づいて、切換弁２８から揺動シリンダ２９を収縮する側に油圧を供給するように、切換弁２８に操作信号が出力され、ローラテーブル１１と調整ロール１４Ｆ，１４Ｒが右側Ｒに揺動される。これにより、左側にずれて導出されていた未延伸フイルムＦが右側にずれて正常位置に復帰される。そして未延伸フイルムＦが正常位置に戻ったのが端部エアセンサ２４で検出されると、蛇行制御装置２７により切換弁２８を介して揺動シリンダ２９が進展されて、ローラテーブル１１と調整ロール１４Ｆ，１４Ｒが正常位置に復帰される。
【００３０】
上記構成において、熱可塑性高分子化合物材料を押出機１で加熱溶融して押出機１からダイ２を介して押出し、表面温度が０〜２５℃の冷却ロール３に巻回されて急冷され未延伸フイルムＦが形成される。この未延伸フイルムＦは、調湿装置４で導入ロール１２から第１〜第４ロール群Ａ〜Ｄのガイドロール１２ｕ，１２ｄに案内されて約１０分間温水槽１１の２０〜８０℃の温水に浸漬され、調整ロール１４Ｆ，１４Ｒを介して導出される。そして、延伸機５により所定の延伸温度で縦方向および横方向に同時に所定倍率、たとえば２．０〜４．０倍に延伸され、さらに熱処理手段６により、熱固定処理および熱弛緩処理、冷却処理を施した後、巻取り機７に所定速度で巻き取られる。
【００３１】
上記実施の形態によれば、調湿装置４において、ガイドロール１２ｕ，１２ｄを介して温水槽１１の温水中を走行する未延伸フイルムＦの湿潤状態および走行状態に応じて、ロール速度制御装置１７により各ロール群Ａ〜Ｄのガイドロール１２ｕ，１２ｄの回転速度をそれぞれ調整することにより、各ガイドロール１２ｕ，１２ｄから未延伸フイルムＦを適正な速度で走行させて送り出すことができる。これにより、未延伸フイルムＦの蛇行を防止できてしわの発生を未然に防止することができ、未延伸フイルムＦの幅の変動も小さく、安定したシー調湿が可能となる。また、調湿装置４で未延伸フイルムＦの吸湿速度に起因した挙動が近い４本のガイドロール１２ｕ，１２ｄを一群として５つのローラ群Ａ〜Ｄとし、ロール速度制御装置１７により、これらローラ群Ａ〜Ｄごとに回転速度を調整できるので、ガイドロール１２ｕ，１２ｄを個別に速度調整するのに比較して、回転速度の制御が容易で、ガイドロール１２ｕ，１２ｄを駆動するロール駆動モータ１６Ａ〜１６Ｄも削減でき、設備コストを低減することができる。
【００３２】
またロール速度制御装置１７では、ガイドロール１２ｕ，１２ｄの回転速度を、温水槽１１における調湿で伸びる未延伸フィルムＦに対して、温水槽１１の入口側の未延伸フィルムＦの移動速度より、出口側の移動速度が５ｍｍ／秒をオーバーしない範囲で制御するので、未延伸フィルムＦが引っ張られ過ぎたり、緩みすぎて破断するのを未然に防止することができる。
【００３３】
さらに、端部エアセンサ２４で未延伸フイルムＦの端部位置を検出し、この検出信号に基づいて蛇行制御装置２７により揺動シリンダ２９を駆動して調整ロール１４Ｆ，１４Ｒを揺動することにより、未延伸フイルムＦの導出位置を修正することができる。したがって、未延伸フイルムＦの蛇行を防止してしわの発生を防止することができる。
【００３４】
さらにまた、端部エアセンサ２４を間接式とし、接触子２５ｂにより揺動リンク２５を介して未延伸フイルムＦの端部に接触させ、揺動リンク２５に設けられた検出片２５ｃを検出するようにしたので、未延伸フイルムＦに水分が含まれていても、水分により測定精度が低下することもない。
【００３５】
なお、上記実施の形態では、フラット式同時２軸延伸機５を使用したが、フラット式逐次２軸延伸装置やチューブラ式同時２軸延伸機であってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１に係る発明によれば、端部検出手段により未延伸フイルムの端部位置を検出し、この検出信号に基づいて蛇行制御手段によりロール揺動装置を駆動して調整ロールを揺動することにより、未延伸フイルムの導出位置を修正することができる。したがって、未延伸フイルムの蛇行を防止することができ、安定した調湿が可能となる。
【００４０】
請求項２に係る発明によれば、エアセンサにより揺動リンクを介して間接的に未延伸フイルムの端部を検出するようにしたので、未延伸フイルムに水分が含まれていても、水分による誤動作がなく、高精度で未延伸フイルムの端部位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る延伸フイルム製造設備の実施の形態を示し、調湿装置の構成図である。
【図２】同調湿装置のロール群のロール駆動装置を示す構成図である。
【図３】同調湿装置の導出ロール装置を示す平面図である。
【図４】同調湿装置の導出ロール装置を示す背面図である。
【図５】同調湿装置の端部エアセンサを示す構成図である。
【図６】同延伸フイルム製造設備を示す全体構成図である。
【符号の説明】
Ｆ    未延伸フイルム
Ａ〜Ｄ  第１〜第４ロール群
１    押出機
２    ダイ
３    冷却ドラム
４    調湿装置
５    延伸機
６    熱処理手段
７    巻取り機
１１    温水槽
１２ｕ，１２ｄ  ガイドロール
１３    導入ロール
１４Ｆ，１４Ｒ  調整ロール
１６Ａ〜１６Ｄ  ロール駆動モータ
１７    ロール速度制御装置
１８Ａ〜１８Ｄ  ロータリーエンコーダ
２０    導出ロール装置
２２    ローラテーブル
２３    軸体
２４    端部エアセンサ
２５    揺動リンク
２５ｂ  接触子
２５ｃ  検出片
２６    センサ部
２７    蛇行制御装置
２９    揺動シリンダ
【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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