(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機の加熱シリンダの内部で溶融した原料樹脂を、前記加熱シリンダの内部に配設されたスクリューよりダイへ搬送し、この溶融状態とされた原料樹脂をダイからチューブ状のフィルムとして吐出するとともに、このダイから吐出されるチューブ状のフィルムを内部から吹膨して２軸方向に延伸し、その後、前記チューブ状のフィルムを冷却し、その後冷却したチューブ状のフィルムを扁平化して引き取るフィルム形成方法において、
少なくとも前記溶融状態の原料樹脂を搬送する速度、前記チューブ状のフィルムを冷却する速度および前記冷却したチューブ状のフィルムを扁平化して引き取る引き取り速度についての準備運転から生産運転に移行する際のスタートレベルから運転レベルまでの上昇と時間との関係が同時刻に運転レベルまで上昇するように形成された適正な運転条件の経時変化を経時変化データとして予め記憶し、この経時変化データに基づいて準備運転から生産運転に移行する際の運転状態を自動的に制御することを特徴とするフィルム形成方法。
【請求項２】
原料樹脂が送り込まれるとともにこの原料樹脂を内部で溶融し搬送する加熱シリンダおよび回転駆動されるスクリューを具備する押出し機と、この押出し機の内部で溶融されて溶融状態とされた原料樹脂をチューブ状のフィルムとして吐出する樹脂吐出口およびこの樹脂吐出口の内側に設けられ前記樹脂吐出口から吐出されるチューブ状のフィルムを内部から吹膨して２軸方向に延伸する拡張媒体吐出口を具備するダイと、この２軸方向に延伸したチューブ状のフィルムを冷却する冷却媒体を供給可能な冷却ブロアを具備する冷却手段と、このチューブ状のフィルムを扁平化して引き取るピンチロールとを有するフィルム成形装置において、
少なくとも前記押出機のスクリューの回転数、前記冷却手段の冷却ブロアの出力回転数および前記ピンチロールによるフィルムの引き取り速度についての準備運転から生産運転へ移行する際のスタートレベルから運転レベルまでの上昇と時間との関係が同時刻に運転レベルまで上昇するように形成された適正な運転条件の経時変化を経時変化データとして予め記憶したデータ記憶部と、
前記データ記憶部に記憶した経時変化データに基づいて準備運転から生産運転に移行する際の少なくとも前記押出機のスクリューの回転数、前記冷却手段の冷却ブロアの出力回転数および前記ピンチロールによるフィルムの引き取り速度を自動的に制御する運転状態制御手段と、
を有することを特徴とするフィルム形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルム形成方法および装置に係り、特に、インフレーション成形したフィルムの生産運転を短時間で容易に開始することができるフィルム形成方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、熱可塑性樹脂などからなる原料樹脂を押出機の加熱シリンダ中で溶融してスクリューによりダイから押し出しこれを吹膨して２軸方向に延伸させるというインフレーション成形によりチューブ状のフィルムを連続して形成するとともに、このチューブ状のフィルムを少なくとも一方が回転駆動される１対のロールからなるピンチロールにより２つ折り状態で引き取り、その後、巻取りロールに巻き取るフィルム形成方法および装置が知られている。
【０００３】
図６は、この種の従来からあるフィルム形成方法を用いたフィルム形成装置の一例を示すものであり、従来のフィルム形成装置１においては、押出機２の上面に取着されたホッパ３から押出機２の加熱シリンダ４の内部へ供給された原料樹脂Ｒは、この加熱シリンダ４の内部で溶融され、駆動源たるスクリューモータ５の駆動力をもって回転駆動されるスクリュー６により加熱シリンダ４の内部を搬送されて、加熱シリンダ４の先端部に配設されたヘッド部７およびジョイント部８を通ってダイ９の樹脂吐出口１０よりチューブ状にして押し出される。
【０００４】
そして、ダイ９から押し出された溶融された原料樹脂Ｒは、コンプレッサ１１から樹脂吐出口１０の内側に設けられた拡張媒体吐出口１２を介して内部に供給されるエアなどの拡張媒体によって吹膨されて２軸方向に延伸されるとともに、冷却ブロア１３から分岐管１４を介して環状に形成されたエアリング１５に供給されるエアなどの冷却媒体により冷却されて薄膜のチューブ状のフィルムＦとされる。前記冷却ブロア１３、分岐管１４およびエアリング１５により、冷却手段１６が構成されている。その後、チューブ状のフィルムＦは、安定板１７により規制されて、１対のロール１８ａ，１８ａからなるピンチロール１８により挟持するようにして引き取ることにより扁平化されて２つ折り状態とされる。このピンチロール１８は、ピンチロールモータ１９により少なくとも何れか一方のロール１８ａが回転駆動可能とされており、ピンチロールモータ１９の回転速度を変化させることにより扁平化されたフィルムＦの引取速度を変更することができるようになっている。
【０００５】
前記ピンチロール１８により引き取られた扁平化されたフィルムＦは、所定のフィルム走行経路に沿って配設された図示しない複数のガイドロールにより案内されて巻取りロール２０にロール状に巻き取られる。
【０００６】
このような構成のフィルム形成装置１を用いて所定のフィルムＦを形成する場合には、まず、準備運転が行われる。そして、準備運転において、熟練した作業者の経験および勘によって、少なくとも押出機２のスクリュー６の回転数、冷却手段１６の冷却ブロア１３の出力回転数およびピンチロール１８によるフィルムＦの引き取り速度が所定のフィルムＦを得るように調整された後、所定のフィルムＦを生産するための生産運転が開始される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のフィルム形成装置１においては、準備運転における少なくとも押出機２のスクリュー６の回転数、冷却手段１６の冷却ブロア１３の出力回転数およびピンチロール１８によるフィルムＦの引き取り速度の調整が作業者の経験および勘にゆだねられており、例え熟練した作業者であっても、幸運に恵まれた極まれな場合を除いて、準備運転から生産運転へ移行するまでに多大な労力と時間とを必要とし、熟練者ともいえども短時間で生産を立ち上げるのは困難で、ましてや初心者などの未熟練者には非常に困難であるという問題点があった。
【０００８】
そこで、インフレーション成形したフィルムの生産運転を短時間で容易に開始することができるフィルム形成方法および装置が望まれている。
【０００９】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、インフレーション成形したフィルムの生産運転を短時間で容易に開始することができるフィルム形成方法および装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため、本発明者らは、インフレーション成形したフィルムの生産運転を短時間で容易に開始することができるフィルム形成方法および装置を得るべく鋭意研究を行った結果、装置の運転状態を左右する各種のパラメータのうち、少なくとも溶融状態の原料樹脂を搬送する速度、２軸延伸したチューブ状のフィルムを冷却する速度および冷却したチューブ状のフィルムを扁平化して引き取る引き取り速度についての準備運転から生産運転へ移行する際の適正な運転条件の経時変化を経時変化データとして予め記憶し、この経時変化データに基づいて運転状態を制御することにより、インフレーション成形したフィルムの生産運転を短時間で容易に開始することができることを見出し、本発明を完成したものである。
【００１１】
すなわち、特許請求の範囲の請求項１に記載の本発明のフィルム形成方法の特徴は、少なくとも溶融状態の原料樹脂を搬送する速度、チューブ状のフィルムを冷却する速度および冷却したチューブ状のフィルムを扁平化して引き取る引き取り速度についての準備運転から生産運転に移行する際のスタートレベルから運転レベルまでの上昇と時間との関係が同時刻に運転レベルまで上昇するように形成された適正な運転条件の経時変化を経時変化データとして予め記憶し、この経時変化データに基づいて準備運転から生産運転に移行する際の運転状態を自動的に制御する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、フィルムの過去の生産時の準備運転から生産運転に至る適正な運転条件を自動的に再現することができ、その結果、インフレーション成形したフィルムの生産運転を短時間で容易に開始することができる。
【００１２】
また、特許請求の範囲の請求項２に記載の本発明のフィルム形成装置の特徴は、少なくとも押出機のスクリューの回転数、冷却手段の冷却ブロアの出力回転数およびピンチロールによるフィルムの引き取り速度についての準備運転から生産運転へ移行する際のスタートレベルから運転レベルまでの上昇と時間との関係が同時刻に運転レベルまで上昇するように形成された適正な運転条件の経時変化を経時変化データとして予め記憶したデータ記憶部と、データ記憶部に記憶した経時変化データに基づいて準備運転から生産運転に移行する際の少なくとも押出機のスクリューの回転数、冷却手段の冷却ブロアの出力回転数およびピンチロールによるフィルムの引き取り速度を自動的に制御する運転状態制御手段とを有する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、請求項１に記載のフィルム形成方法、すなわち、少なくとも溶融状態の原料樹脂を搬送する速度、チューブ状のフィルムを冷却する速度および冷却したチューブ状のフィルムを扁平化して引き取る引き取り速度についての準備運転から生産運転に移行する際のスタートレベルから運転レベルまでの上昇と時間との関係が同時刻に運転レベルまで上昇するように形成された適正な運転条件の経時変化を経時変化データとして予め記憶し、この経時変化データに基づいて準備運転から生産運転に移行する際の運転状態を自動的に制御することができ、これにより、フィルムの過去の生産時の準備運転から生産運転に至る適正な運転条件を自動的に再現することができ、その結果、インフレーション成形したフィルムの生産運転を短時間で容易に開始することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【００１４】
図１および図２は本発明に係るフィルム形成方法を用いた本発明に係るフィルム形成装置の実施形態の一例を示すものであり、図１は要部の概略構成図であり、図２は運転状態制御手段の構成を示すブロック図である。なお、前述した従来のものと同一乃至相当する構成については図面中に同一の符号を付して説明する。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態のフィルム成形装置２５は、押出機２を有しており、この押出機２には、原料樹脂Ｒを溶融するための加熱シリンダ４が配設されている。この加熱シリンダ４の内部には、原料樹脂Ｒを搬送するためのスクリュー６が配設されており、スクリュー６は、図１において右方に配設された駆動源たるスクリューモータ５の駆動力をもって回転駆動可能とされている。つまり、スクリューモータ５の駆動力をもってスクリュー６を回転駆動することにより、原料樹脂Ｒは図１において右方から左方に向かって所望の速度で搬送されるとともに、原料樹脂Ｒは搬送の途中で加熱シリンダ４により所定温度に加熱されて溶融状態とされ、溶融されて液体状となった原料樹脂Ｒは、加熱シリンダ４の先端部から押し出されるようにされている。そして、スクリューモータ５は後述する運転状態制御手段２６に電気的に接続されており、運転状態制御手段２６から送出される制御指令に基づいて運転状態が制御されるようになっている。また、加熱シリンダ４の図１において右方に示す後端部近傍の上面には、原料樹脂Ｒを加熱シリンダ４の内部に供給するための原料樹脂供給手段としてのホッパ３が取着されている。
【００１６】
前記押出機２の加熱シリンダ４の先端部には、溶融状態とされた原料樹脂Ｒを上方に向けて案内するためのヘッド部７が配設されており、ヘッド部７の上部には、ジョイント部８を介してダイ９が配設されている。このダイ９には、溶融状態にされた原料樹脂Ｒをチューブ状にして押し出すための平面略円環状に形成された樹脂吐出口１０が設けられている。また、ダイ９には、拡張媒体吐出口１２が樹脂吐出口１０の内側に設けられている。この拡張媒体吐出口１２は、コンプレッサ１１から供給された拡張媒体としてのエアを樹脂吐出口１０からチューブ状にして吐出された溶融状態の原料樹脂Ｒの内部に吐出して２軸方向に延伸し、所定のサイズの薄膜のチューブ状のフィルムＦとするためのものである。
【００１７】
前記ダイ９の上方には、エアなどの冷却媒体をチューブ状のフィルムＦの外周面に向かって吐出してチューブ状のフィルムＦを冷却するための平面略環状に形成されたエアリング１５が配設されており、エアなどの冷却媒体は、冷却ブロア１３から分岐管１４を介してエアリング１５に供給されるようになっている。
【００１８】
前記冷却ブロア１３、分岐管１４およびエアリング１５により、本実施形態の冷却手段１６が構成されている。
【００１９】
また、前記冷却ブロア１３は後述する運転状態制御手段２６に電気的に接続されており、運転状態制御手段２６から送出される制御指令に基づいて運転状態が制御されるようになっている。
【００２０】
前記ダイ９のさらに上方には、安定板１７が配設されており、その上方には、１対のロール１８ａ，１８ａからなるピンチロール１８が配設されている。このピンチロール１８は、冷却されて薄膜のチューブ状とされたフィルムＦを挟持するようにして扁平化して２つ折り状態で引き取るためのものであり、１対のロール１８ａ，１８ａのうちの少なくとも一方のロール１８ａがピンチロールモータ１９により回転駆動可能とされており、ピンチロールモータ１９の回転速度を変化させることにより、ピンチロール１８の回転速度を変化させてフィルムＦの引取速度を制御することができるようになっている。このピンチロールモータ１９は、後述する運転状態制御手段２６に電気的に接続されており、運転状態制御手段２６から送出される制御指令に基づいて運転状態が制御されるようになっている。
【００２１】
そして、前記ピンチロール１８により引き取られた扁平化されたフィルムＦは、フィルム走行経路に沿って配設された図示しないガイドロールにより案内されて巻取りロール２０にロール状に巻き取られるようになされている。
【００２２】
前記運転状態制御手段２６は、図２に示すように、少なくともＣＰＵ２７と、適宜な容量のＲＯＭ、ＲＡＭなどにより形成されたメモリ２８と、少なくとも前記スクリューモータ５の回転速度、冷却ブロア１３の出力回転数およびピンチロールモータ１９の回転速度をそれぞれ独立的に駆動するためのコントローラ２９とを有している。
【００２３】
前記メモリ２８には、過去の生産実績、実験、シュミレーションなどにより得られた準備運転から生産運転へ移行する際の適正な運転条件の種々の経時変化データが原料樹脂の種類や生産するフィルムＦのサイズなど毎に記憶されたデータ記憶部３０が設けられている。そして、本実施形態におけるデータ記憶部３０には、少なくとも、後に詳しく述べる押出機２のスクリュー５の回転数、冷却手段１６の冷却ブロア１３の出力回転数およびピンチロール１８によるフィルムの引き取り速度の経時変化データが記憶されている。
【００２４】
また、前記メモリ２８には、図示しない入力機器から入力された生産するフィルムの原料樹脂の種類、幅、厚さなどに基づいて、前記データ記憶部３０に記憶された種々の経時変化データから、生産するフィルムＦに対応した経時変化データを選択するプログラムなどもなども記憶されている。
【００２５】
つぎに、前述した構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００２６】
図３はスクリューの回転数の経時変化データの一例を示す説明図であり、図４は冷却ブロアの出力回転数の経時変化データの一例を示す説明図であり、図５はピンチロールの経時変化データの一例を示す説明図である。
【００２７】
本実施形態のフィルム形成装置２５によってフィルムＦを形成する際には、フィルムＦの生産を開始する前に、図示しないキーボード、タッチパネルなどからなる入力機器から、生産するフィルムＦの原料樹脂の種類を示す原料コード、幅、厚さなどを入力する。すると、運転状態制御手段２６は、入力された生産するフィルムＦの原料樹脂の種類、幅、厚さなどに基づいて、データ記憶部３０に記憶された種々の経時変化データから、生産するフィルムＦに対応する少なくとも、押出機２のスクリュー５の回転数（スクリューモータ５の回転数）、冷却手段１６の冷却ブロア１３の出力回転数およびピンチロール１８によるフィルムの引き取り速度（ピンチロールモータ１９の回転数）の経時変化データが選択される。
【００２８】
すなわち、本実施形態においては、少なくとも、押出機２のスクリュー５の回転数、冷却手段１６の冷却ブロア１３の出力回転数およびピンチロール１８によるフィルムの引き取り速度が自動的に制御される。
【００２９】
つぎに、本実施形態のフィルム形成装置２５を稼動して準備運転を開始すると、手動あるいは自動により、押出機２のスクリュー５の回転数（スクリューモータ５の回転数）、冷却手段１６の冷却ブロア１３の出力回転数およびピンチロール１８によるフィルムの引き取り速度（ピンチロールモータ１９の回転数）の押出機２のスクリュー５の回転数の各パラメータが、図３から図５に示すように、スタートレベルＴＡに到達するようにそれぞれ任意の時間ｔｓ，ｔｂ、ｔｐで上昇させられ保持される。そして、各パラメータがすべてスタートレベルＴＡに到達すると、スタートレベルＴＡから運転レベルＴＢへの自動運転が行われる。
【００３０】
具体的に説明すると、押出機２の上面に取着されたホッパ３から押出機２の加熱シリンダ４の内部へ供給された原料樹脂Ｒは、この加熱シリンダ４の内部で溶融され、スクリュモータ５の駆動力をもって回転駆動されるスクリュー６により加熱シリンダ４の内部を搬送されて、加熱シリンダ４の先端部に配設されたヘッド部７およびジョイント部８を通ってダイ９の樹脂吐出口１０よりチューブ状にして押し出される。
【００３１】
この時、スクリュー６の回転数は、手動あるいは自動により、図３に示すように、運転開始から所定時間ｔｓ経過した時点でスタートレベルＴＡ、例えば２５ＲＰＭに到達するように上昇させられて保持される。
【００３２】
そして、ダイ９から押し出された溶融された原料樹脂Ｒは、コンプレッサ１１から樹脂吐出口１０の内側に設けられたエア吐出口１２を介して内部に供給されるエアなどによって吹膨されて２軸方向に延伸されるとともに、冷却ブロア１３から分岐管１４を介して環状に形成されたエアリング１５に供給されるエアなどの冷却媒体により冷却されて薄膜のチューブ状のフィルムＦとされる。
【００３３】
この時、冷却ブロア１３の出力回転数は、手動あるいは自動により、運転開始から所定時間ｔｂ経過した時点でスタートレベルＴＡ、例えば最大出力の１５％に到達するように上昇させられて保持される。
そして、チューブ状のフィルムＦは、安定板１７により規制されて、ピンチロール１８により挟持するようにして引き取ることにより扁平化されて２つ折り状態とされる。
【００３４】
この時、ピンチロール１８の回転数は、手動あるいは自動により、運転開始から所定時間ｔｐ経過した時点でスタートレベルＴＡ、例えば８ＲＰＭに到達するように上昇させられて保持される。
【００３５】
つぎに、運転開始から所定時間ｔｉ経過して前記各パラメータがすべてスタートレベルＴＡに到達すると、運転状態制御手段２６のデータ記憶部３０に記憶されている経時変化データに基づいて、各パラメータは、所定時間、例えば３０秒程度でスタートレベルＴＡから運転レベルＴＢへの自動運転が行われる。
【００３６】
すなわち、図３に示すように、スタートレベルＴＡにおいて２５ＲＰＭとされたスクリュー６の回転数は、コントローラ２９から送出される制御指令により、ｔｉ時から３０秒経過したｔｒ時において運転レベルＴＢである８０ＲＰＭに到達するようにスクリューモータ５が自動制御される。また、図４に示すように、スタートレベルＴＡにおいて１５％の冷却ブロア１３の出力回転数は、コントローラ２９から送出される制御指令により、ｔｉ時から３０秒経過したｔｒ時において運転レベルＴＢである最大出力の８５％に到達するように自動制御される。さらに、図５に示すように、スタートレベルＴＡにおいて８ＲＰＭのピンチロール１８の回転数は、コントローラ２９から送出される制御指令により、ｔｉ時から３０秒経過したｔｒ時において運転レベルＴＢである８０ＲＰＭに到達するようにピンチロールモータ１９が自動制御される。
そして、ピンチロール１８により引き取られた扁平化された所定サイズのフィルムＦは、フィルム走行経路に沿って配設された図示しないガイドロールなどにより案内されて巻取りロール２０によってロール状に巻き取られる。
【００３７】
したがって、本実施形態によれば、人手によらず準備運転時のスタートレベルＴＡから生産運転時の運転レベルＴＢへ移行する際の、少なくとも押出機２のスクリュー５の回転数、冷却手段１６の冷却ブロア１３の出力回転数およびピンチロール１８によるフィルムの引き取り速度の各パラメータに対してそれぞれ適正な運転条件を自動的に付与することができるので、インフレーション成形したフィルムＦの生産運転を短時間で容易かつ確実に開始することができる。
【００３８】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のフィルム形成方法および装置によれば、インフレーション成形したフィルムの生産運転を短時間で容易かつ確実に開始することができるという極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るフィルム形成方法を用いた本発明に係るフィルム形成装置の実施形態の要部を示す概略構成図
【図２】  図１の運転状態制御手段の構成を示すブロック図
【図３】  スクリューの回転数の経時変化データの一例を示す説明図
【図４】  冷却ブロアの出力回転数の経時変化データの一例を示す図３と同様の図
【図５】  ピンチロールの経時変化データの一例を示す図３と同様の図
【図６】  従来のフィルム形成方法を用いた従来のフィルム形成装置の一例の要部を示す概略構成図
【符号の説明】
２  押出機
３  ホッパ
４  加熱シリンダ
５  スクリューモータ
６  スクリュー
９  ダイ
１０  樹脂吐出口
１１  コンプレッサ
１２  拡張媒体吐出口
１３  冷却ブロア
１４  分岐管
１５  エアリング
１６  冷却手段
１７  安定板
１８  ピンチロール
１９  ピンチロールモータ
２０  巻取りロール
２５  フィルム形成装置
２６  運転状態制御手段
２７  ＣＰＵ
２８  メモリ
２９  コントローラ
３０  データ記憶部
Ｒ  原料樹脂
Ｆ  フィルム
【図１】
0003930951.tif 000002
【図２】
0003930951.tif 000003
【図３】
0003930951.tif 000004
【図４】
0003930951.tif 000005
【図５】
0003930951.tif 000006
【図６】
0003930951.tif 000007