(57)【要約】【課題】ローラの表面を清浄に維持する清掃機構を動作させても、ローラを安定して回転させるためのローラの回転制御が容易なフイルム成形装置の提供。【解決手段】フイルム成形装置１は、溶融したフイルム原料３をカーテン状に吐出するダイ２と、ダイ３から吐出されたフイルム原料３を冷却する冷却ローラ５と、清掃布１２を冷却ローラ５の表面に押圧体１５によって押し当てる清掃機構１０とを備え、清掃布１２は冷却ローラ５に接触する接触面にマイクロファイバを含む清掃布であり、かつ、押圧体１５はフイルムを生産しているときに、清掃布１２を冷却ローラ５の表面１１に押し当て、清掃布１２の掻き取り機能により冷却ローラ５を清掃する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融したフイルム原料をカーテン状に吐出するダイと、前記ダイから吐出されたフイルム原料を冷却する冷却ローラと、清掃布を前記冷却ローラの表面に押圧体によって押し当てる清掃機構を備えたフイルム成形装置において、
前記清掃布は、前記冷却ローラに接触する接触面にマイクロファイバを含む清掃布であり、かつ、前記押圧体は、フイルムを生産しているときに、前記清掃布を前記冷却ローラの表面に押し当てることを特徴とするフイルム成形装置。
【請求項２】
前記押圧体は、前記清掃布を前記冷却ローラの表面に、弾性をもった押圧力で押し付けることを特徴とする請求項１に記載のフイルム成形装置。
【請求項３】
前記フイルム成形装置は、前記清掃布を供給する供給手段と、前記供給手段から供給される前記清掃布を巻き取る巻取り手段と、前記供給手段から前記巻取り手段に向けて前記清掃布を移動させる清掃布移動手段を備えており、前記押圧体は、前記供給手段及び前記巻取り手段の間にあって、前記清掃布を前記冷却ローラの表面に押し付けることを特徴とする請求項２に記載のフイルム成形装置。
【請求項４】
前記押圧体は、前記清掃布の掻き取り機能を保持した押圧力で前記清掃布を前記ローラの表面に押し当てることを特徴とする請求項３に記載のフイルム成形装置。
【請求項５】
前記フイルム成形装置は、清掃動作設定手段を備えており、前記清掃動作設定手段は、前記清掃布を必要に応じて、前記冷却ローラに押し付ける動作を設定することを特徴とする請求項１に記載のフイルム成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フイルム原料をダイの吐出口からカーテン状に押し出してローラの表面で冷却してフイルムに成形するフイルム成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フイルムを製造するには、溶融樹脂などのフイルム原料をダイの吐出口から、回転する冷却ローラに向けてカーテン状に押し出し、冷却ローラの表面でフイルムを形成する。このフイルムを形成する装置をフイルム成形装置という。フイルム成形装置を備えたフイルム製造ラインは、休むことなく長時間連続してフイルムを生産することで、高い生産性を維持することができる。しかし、現実には、いろいろな中断原因によって、定期的に運転を中断して、保守を行う必要がある。
【０００３】
保守が必要になる原因は、いくつかあるが、そのひとつに、冷却ローラを含む各種ローラの清掃作業がある。フイルム成形装置のローラの表面は、フイルム原料から析出した異物が徐々に付着する。ローラの清掃作業は、その異物を除去する作業である。ローラの清掃作業は、フイルムの生産を中断し、ローラの回転を遅くした状態で、作業者がローラの表面を清掃布によって拭き取ることによって行うのが一般的である。ところが、ローラの清掃作業は、危険な作業であり、また異物の除去は容易ではなく、時間もかかるため、フイルムの生産性を低下させる要因となっている。
【０００４】
そこで、従来より、ローラの清掃作業を自動的に行うための清掃機構を備えたフイルム成形装置が知られている。
特許文献１には、２つの隣接した梨地加工を施したローラの異物を除去する清掃機構を備えたフイルム成形装置が示されている。ここに示されたフイルム成形装置は、生産運転中に清掃機構を動作させて、ローラを連続して清掃することができるとされている。この清掃機構は、清掃布として、清掃体に固定した不織布を使用する構造になっている。そのため、不織布の清掃能力が持続する時間しか連続運転できず、連続運転可能な時間の長さが不定である。また、清掃布の清掃能力は、ローラに対する清掃布の押圧力に依存している。清掃機構はローラの回転ブレーキとして作用する。清掃機構の十分な清掃能力を得るには、大きな押圧力が必要である。この回転ブレーキは、清掃機構が動作している間は、ローラ表面の異物の付着状態に依存することなく、常に作用している。常に強い回転ブレーキが作用している場合は、ローラの回転を安定して維持し、正確な回転制御を行うことが難しい。
【０００５】
特許文献２には、鏡面仕上げされた冷却ローラに、冷却ローラの表面を連続的に清掃するための清掃機構を備えたフイルム成形装置の例が示されている。このフイルム成形装置は、生産運転中の清掃が可能になっているため、フイルム成形装置の長時間運転が可能である。清掃布は、パッドによって冷却ローラの表面に押し当てられる。さらに、清掃布は、供給ロールから巻取りロールに向けて連続的に送られる。そのため、清掃布の清掃能力の劣化がなく、安定した清掃能力が得られる。しかし、清掃布が、パッドによって冷却ローラに押し当てられる構造であるため、清掃布の押圧力の管理が難しい。また、清掃装置の清掃能力を、パッドの押圧力で得る構造であるため、特許文献１に記載された清掃機構と同様に、所定の強さの押圧力が必要である。そのためローラの回転を安定して維持し、回転制御することが難しい。
【０００６】
特許文献３には、特許文献２と同様の清掃機構が示されている。この清掃機構は、清掃布の幅を小さくして、ローラに沿って横行可能になっている。しかし、清掃布をパッドによってローラに押し当てる構造になっているため、布とローラの摩擦力を安定させるのが難しい。そのため、ローラを安定して回転させるためのローラの回転制御が難しい。
【０００７】
特許文献４には、印刷機のシリンダの洗浄装置が示されている。ここに示された洗浄装置は、洗浄布にマイクロファイバ等を使用するようになっている。しかし、回転するシリンダに対する回転負荷については考慮されておらず、回転制御のもとで回転するシリンダに適用できる構造ではない。
【０００８】
発明者らは、ローラの表面を清浄に維持するための清掃機構を備えたフイルム成形装置について実験と観察を行った結果、フイルム成形装置を改良することに成功した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１７３７８３号公報
【特許文献２】特開２００１−１２９８６６号公報
【特許文献３】特開平２００９−２６９００４号公報
【特許文献４】特表２００７−５２２９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のフイルム成形装置は、ローラの表面を清浄に維持する清掃機構を動作させると、ローラを安定して回転させるためのローラの回転制御が難しいという課題があった。
この原因は、従来のフイルム成形装置の清掃機構の清掃動作が、ローラの回転負荷となり、かつ回転負荷が安定しにくいところにある。この原因は、清掃機構の清掃能力が、ローラの表面に対する清掃布の押圧力に依存する構造であるからである。
【００１１】
本発明は、ローラの表面を清浄に維持する清掃機構を動作させても、ローラを安定して回転させるためのローラの回転制御が容易なフイルム成形装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、溶融したフイルム原料をカーテン状に吐出するダイと、前記ダイから吐出されたフイルム原料を冷却する冷却ローラと、清掃布を前記冷却ローラの表面に押圧体によって押し当てる清掃機構を備えたフイルム成形装置において、
前記清掃布は、前記冷却ローラに接触する接触面にマイクロファイバを含む清掃布であり、かつ、前記押圧体は、フイルムを生産しているときに、前記清掃布を前記冷却ローラの表面に押し当てることを特徴としている。
また、前記押圧体は、前記清掃布を前記冷却ローラの表面に、弾性をもった押圧力で押し付ける構成にした。
また、前記フイルム成形装置は、前記清掃布を供給する供給手段と、前記供給手段から供給される前記清掃布を巻き取る巻取り手段と、前記供給手段から前記巻取り手段に向けて前記清掃布を移動させる清掃布移動手段とを備えており、前記押圧体は、前記供給手段及び前記巻取り手段の間にあって、前記清掃布を前記冷却ローラの表面に押し付ける構成にした。
また、前記押圧体は、前記清掃布の掻き取り機能を保持した押圧力で前記清掃布を前記ローラの表面に押し当てる構成にした。
また、前記フイルム成形装置は、清掃動作設定手段を備えており、前記清掃動作設定手段は、前記清掃布を必要に応じて、前記冷却ローラに押し付ける動作を設定する構成にした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るフイルム成形装置によれば、冷却ローラに接触する接触面にマイクロファイバを含む清掃布を押圧させることで、その押圧力が、ローラの大きな回転負荷にならないようにして、フイルムを生産しているときに、ローラの表面を清浄に維持する清掃機構を動作させても、ローラを安定して回転させるためのローラの回転制御が容易になるとともに、清掃布の掻き取り機能により冷却ローラの表面が清掃される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１の実施の態様の側面図である。
【図２】図２は、図１に示したフイルム成形装置の押圧体の周辺の拡大図である。
【図３】図３は、マイクロファイバをフイルム成形装置の清掃布として使用する場合の特性を示した特性図である。
【図４】図４は、押圧体の第１の変形例である。
【図５】図５は、押圧体の第２の変形例である。
【図６】図６は、押圧体の第３の変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施の態様の側面図である。１は、フイルム成形装置である。２は、ダイである。ダイ２は、溶融樹脂などのフイルム原料３を、吐出口４から、カーテン状に吐出する。５は冷却ローラである。冷却ローラ５は、図面上で矢印６に示す方向すなわち反時計方向に回転する。７は、案内ローラである。ダイ２から吐出されたフイルム原料３は、接触位置８の位置で冷却ローラ５に接触し、はく離位置９に示す位置で離れ、案内ローラ７に案内されて次の工程に送られる。
【００１７】
１０は、清掃機構である。清掃機構１０は、はく離位置９及び接触位置８の間にあって、ローラ５の表面１１の清掃を行うための主要な機構を収容している。清掃機構１０において、１２は、清掃布である。清掃布１２は、供給手段である供給ロール１３から供給され、巻取り手段である巻取軸１４によって巻き取られる。３４は、清掃布１２を、供給ロール１３から巻取軸１４に向けて移動させる清掃布移動手段である。１５は、供給ロール１３及び巻取軸１４の間に配置された押圧体である。押圧体１５は，清掃布１２を、冷却ローラ５の表面１１に押し当てる。
【００１８】
図２は、図１に示したフイルム成形装置１の押圧体１５の周辺の拡大図である。押圧体１５は、支持部材１６、板材１７及び押圧部１８から構成されている。板材１７は、冷却ローラ５の温度によって制限があるが、弾性をもった厚さ０．５ｍｍ程度のポリエチレンテレフタレート、厚さ０．２ｍｍ程度のステンレス又は同程度の厚さの鋼板で実現可能であり、冷却ローラ５の長手方向に沿った細長い板でよい。支持部材１６は、回転駆動源１９のよって回転可能な回転軸であり、板材１７の一方の端固定されている。板材１７の他の一方の端には、押圧部１８が取り付けられている。
【００１９】
支持部材１６が回転すると、板材１７は、押圧部１８が冷却ローラ５に押し付けられる位置である押圧位置２０に示す位置と、冷却ローラ５から離れた位置である離間位置２１の状態の間を移動する。２２、２３及び２４は、清掃布１２を案内する案内ポストである。清掃布１２は、案内ポスト２２及び２３の間で、張力をもって案内される。押圧部１８は、板材１７が押圧位置２０にあるときに、清掃布１２を、冷却ローラ５の表面に押圧する。板材１７は、全体的に弾性をもっており、押圧部１８は、弾性をもった押圧力で清掃布１２を冷却ローラ５に押圧する。板材１７が弾性を持っていることにより、押圧部１８の冷却ローラ５への押圧力を容易に管理することができる。
【００２０】
なお、押圧部１８は、弾性をもった押圧力で清掃布１２を冷却ローラ５に押圧すれば足り、板材１７が弾性を持つ場合に限られない。例えば、板材１７が剛体であっても、回転駆動源１９が、弾性をもって支持部材１６を回転させれば、板材１７が弾性を持つ場合と同等の作用を得ることが可能である。
【００２１】
清掃布１２は、通常の繊維ではなく、マイクロファイバを含む清掃布がよい。マイクロファイバは、一般的に外径が０．０１ｍｍ以下の細いポリエステルなどの繊維であるが、これよりも太くても差し支えない。近年では、さらに細い０．００３ｍｍ以下の径のマイクロファイバも繊維の製造業者から入手することができる。また、マイクロファイバの断面形状は、いろいろな形状が知られており、鋭角な角を持つものが多い。マイクロファイバの外形の角は、異物を掻き取る効果が大きいとされている。
【００２２】
清掃布１２は、布の全体をマイクロファイバで形成してもよいが、緯糸又は縦糸のみをマイクロファイバにし、他の一方は通常の繊維にすることもできる。さらに、通常の繊維とマイクロファイバを混合した繊維で形成した布であってもよく、マイクロファイバの糸と通常の繊維の糸を適宜組み合わせて形成した布でもよい。
【００２３】
押圧部１８の押圧力は、清掃布１２がマイクロファイバを含む布であると、清掃布１２が通常の布である場合と比較して、弱くてよい。それを確認するために、マイクロファイバは、東レ株式会社から、ＴＯＲＡＹＳＥＥ（商標名）として販売されているポリエステル１００％のマイクロファイバであり、不織布は、ＤｕＰｏｎｔ社からＳＯＮＴＡＲＡ（商標名）として販売されているパルプ５５％、ポリエステル４５％のスパンレースの不織布を準備した。
【００２４】
まず、図１に示した冷却ローラ５の表面１１が、クロームメッキされた平滑な鏡面のシリンダであることを想定した。そして、疑似的な異物として、オリゴマである硬化していないエポキシ樹脂を付着させ、マイクロファイバと不織布で拭き取りを行った。その結果、マイクロファイバは、数回の拭き取りで簡単に異物を除去できるが、不織布は、何回拭き取りを行っても残留物が残り、異物を除去することが困難であった。特に、不織布では、異物がシリンダの表面で塗り広げられたようになり、非常に除去能力が低下した。不織布では、押圧力を強くすることで、初期の段階では清掃能力が増す。しかし、押圧力を強くしても、異物を完全に除去することは難しかった。このことから、フイルムが生産されているときに、冷却ローラの表面を清掃するには、マイクロファイバが適していることがわかる。
【００２５】
図３は、マイクロファイバをフイルム成形装置の清掃布として使用する場合の特性を示した特性図である。比較例として、通常の不織布の例も同時に示した。図３の実験は、ＪＩＳ  Ｋ７１２５（ＩＳＯ８２９５）を参考にして、清掃布１２及び平面との摩擦を計測したものである。２５は、異物の付着した状態の冷却ローラ５の表面１１を模した梨地加工を施した硬質樹脂の平面である。２６は、１２ｃｍＸ１２ｃｍ程度に切り出した清掃布であり、２７は、押圧部１８を模した面積Ｓの押圧部材である。２８は、押圧部材２７の上に載せた重量Ｗのおもりである。押圧部材２７の押圧面積Ｓ及びおもり２８の重量Ｗは変化させることができる。２９はロープであり、Ｆは、ロープ２９を引く力である。すなわち、清掃布２６と表面２５の相対速度が１．８メートル／分程度の所定の速度となるようにロープ２９を引いたとき、引く力Ｆを測定すれば、清掃布２６と表面２５の摩擦力が得られる。
【００２６】
図３において、横軸は、おもり２８の重量Ｗであり、縦軸は、ロープ２９を引く力Ｆである。ＭＳ１、ＭＳ２は、清掃布２６としてマイクロファイバを使用した場合であり、ＮＳ１、ＮＳ２は、不織布を使用した場合である。ＭＳ１及びＮＳ１は、押圧部材２７の面積が９平方センチメートルの場合であり、ＭＳ２及びＮＳ２は、２７平方センチメートルの場合を示している。
【００２７】
不織布について、ＮＳ１とＮＳ２を比較すると、押圧部材２７の面積にかかわらずロープ２９を引く力Ｆに差は生じない。おもり２８の重量Ｗを重くすれば、力Ｆは大きくなる。これから、清掃布２６としての不織布は、表面２５との接触面では、接触面積に依存するような、特別な摩擦は起きていない。
【００２８】
一方、マイクロファイバについて、ＭＳ１とＭＳ２を比較すると、押圧部材２７の面積が異なると、力Ｆが異なる。発明者らは、この差は、清掃布２６としてのマイクロファイバが、表面２５を掻き取っているからであると推定した。この推定は、最初の拭き取りの検証の結果と矛盾しない。すなわち、マイクロファイバは、表面２５に異物がわずかでもあると、それを掻き取る。一方、不織布は、表面２５の異物がわずかにある場合は、異物の影響を受けることなく、異物の上を単に滑動する。
【００２９】
図１に示した清掃布１２については、マイクロファイバだけで作った清掃布であってよい。しかし、清掃布１２は、実際には、冷却ローラ５の表面１１に接する面にマイクロファイバが含まれていればよく、清掃布２６の組成がすべてマイクロファイバである必要はない。
【００３０】
さらに、この検証結果を、図１に示したフイルム成形装置１に適用すると、清掃布１２としてマイクロファイバを使用すれば、押圧体１５は、弱い押圧力で清掃布１２を冷却ローラ５の表面１１に押し当てるだけでもよい。
【００３１】
図３からわかるように、おもり２８の重量Ｗが小さくても、押圧部材２７の面積に応じて、力Ｆに差が生じている。この差は、清掃布１２の押圧力が弱くても、清掃布１２の清掃能力があるということを示している。従って、清掃布１２がマイクロファイバであれば、清掃布１２と冷却ローラ５の摩擦力の大部分は、清掃布１２の清掃能力によるものであるから、清掃布１２と冷却ローラ５の摩擦力の管理が容易である。従って、清掃布１２と冷却ローラ５が接触している間の冷却ローラ５の回転制御が容易である。
【００３２】
実際に、冷却ローラ５が所定の回転速度で回転しているときに、マイクロファイバを含む布による清掃布１２を、冷却ローラ５に押し当てた場合、押圧力が弱い範囲では、押圧力によるブレーキはほとんど変化しない。また、冷却ローラ５の表面１１の異物が少なければ、清掃布１２と冷却ローラ５の摩擦力はほぼ一定となって安定する。すなわち、フイルム成形装置１がフイルムを生産しているときに、冷却ローラ５を清掃するのに向いている。
【００３３】
一方、清掃布１２として不織布を使用すると、清掃布１２の清掃能力を得るためには、清掃布１２を冷却ローラ５に強く押し付ける必要がある。それでも、清掃布１２の清掃能力は、不十分である。清掃布１２と冷却ローラ５の摩擦力は、清掃布１２の押圧力に依存し、また、清掃布１２の汚損状態にも依存する。この結果、清掃布１２と冷却ローラ５の摩擦力を所定の範囲に維持するのは難しい。この結果、フイルム成型装置１がフイルムを生産しているときに清掃するのには向いていない。
【００３４】
図１に示した清掃布１２は、フイルム成形装置１がフイルムを生産しているときに、常時冷却ローラ５に押圧することができる。しかし、実際には、清掃布１２を冷却ローラ５に押し当てる動作は、フイルム成形装置１によって生産するフイルムによって最適な動作状態を決めることができる。
【００３５】
図１において、３５は、清掃動作設定手段である。清掃動作設定手段３５は、フイルム成形装置１の操作系に一体に組み込まれ、押圧体１５の清掃動作を設定する。清掃動作は、清掃布１２が押圧体１５によって、冷却ローラ５に押圧する動作のことである。冷却ローラ５の表面は、フイルム成形装置１がフイルムを生産しているときに、清掃布１２よって清掃されるが、清掃布１２は、必要に応じて押圧するようにしてもよい。冷却ローラ５の表面１１は、フイルム原料の種類、温度、速度など生産するフイルムの生産条件によって異物の付着状況が異なる。従って、冷却ローラ５は、連続して清掃されてもよく、例えば、１時間のうち、１５分のみを清掃するなど、所定の時間間隔をおいて清掃されてもよい。清掃動作は、清掃動作設定手段３５によって、自在にプログラムすることができる。
【００３６】
図４は、押圧体１５の第１の変形例であり、特に押圧部１８の変形例である。押圧部１８の形状は、冷却ローラ５の表面１１及び清掃布１２の接触形態を決める。図４に示した例では、押圧部１８の冷却ローラ５の表面１１に接する側に、複数の凸部３０及び凹部３１を設けた。そうすると、清掃布１２は、凸部３０で異物をより強く掻き取り、凹部３１では、清掃布内部にその異物を取り込む作用をする。
【００３７】
図５は、押圧体１５の第２の変形例である。押圧部３２は、図１の押圧部１８に対応する。押圧部３２は、アーム３３に圧縮ばね４４を介して支持されている。アーム３３は、軸４５を中心に回転可能である。従って、清掃布１２は、圧縮ばね４４の弾性によって、冷却ローラ５の表面１１に押し当てられる。
【００３８】
図６は、押圧体１５の第３の変形例である。図１の押圧体１５の板材１７は、冷却ローラ５の表面１１に付着した異物を乗り越えるように傾けた。そのため、異物の大きさの変化に対して、押圧体１５は、抵抗なく逃げる。一方、図６に示した例では、板材１７が、異物と対向する方向に傾いている。この例では、押圧体１５は、より強く異物を除去する。
【符号の説明】
【００３９】
１  フイルム成形装置
２  ダイ
３  フイルム原料
５  冷却ローラ
１０  清掃機構
１２  清掃布
１３  供給手段
１４  巻取り手段
１５  押圧体
１６  支持部材
１７  板材
１８  押圧部
１９  回転駆動源
３２  押圧部
３３  アーム
３４  清掃布移動手段
３５  清掃動作設定手段。
【図１】
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【図２】
2013237170.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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