(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部にスリットを有する口金を加熱し、保温しつつ前記スリットから溶融材料を吐出してシートとなすシートの製造方法であって、前記口金の加熱後で、かつ前記溶融材料を吐出する前に前記スリットの口金幅方向におけるスリット間隙のプロファイルを測定し、そのプロファイルが所定のプロファイルになるように前記スリット間隙を調整することを特徴とするシートの製造方法。
【請求項２】
前記口金の加熱前に前記スリット間隙のプロファイルが前記所定のプロファイルとなるように前記スリット間隙を予備調整し、前記口金加熱後に改めて前記所定のプロファイルとなるように前記スリット間隙を再調整することを特徴とする、請求項１に記載のシートの製造方法。
【請求項３】
前記口金が、前記スリット間隙を調整する手段として、手動調整手段と自動調整手段の二つの手段を有しており、前記スリット間隙の予備調整は前記手動調整手段によって、前記口金加熱後の前記スリット間隙の再調整は前記自動調整手段によって行うことを特徴とする、請求項２に記載のシートの製造方法。
【請求項４】
前記スリット間隙のプロファイルの測定および調整は、前記口金の温度が下記の範囲内にあるときに行うことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のシートの製造方法。
Ａ±（Ａ−Ｂ）／１０（Ｋ）
ただし、Ａ：前記溶融材料を吐出するときの前記口金の温度（Ｋ）
Ｂ：前記口金組立時の周囲の雰囲気温度（Ｋ）
【請求項５】
前記スリット間隙のプロファイルの測定は、前記スリット間隙を測定する測定器と、該測定器を前記スリットの口金幅方向に移動させる移動手段と、前記口金に対する前記移動手段の位置を固定する固定手段と、前記口金から前記測定器および／または前記移動手段に熱が伝達するのを抑制する断熱部材とを備えている口金スリット間隙プロファイルの測定装置を用いて行うことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のシートの製造方法。
【請求項６】
スリットから溶融材料を吐出するべく加熱した口金のスリット間隙を測定する測定器と、該測定器を前記スリットの口金幅方向に移動させる移動手段と、前記口金に対する前記移動手段の位置を固定する固定手段と、前記口金から前記測定器および／または前記移動手段に熱が伝達するのを抑制する断熱部材とを備えていることを特徴とする、口金スリット間隙プロファイルの測定装置。
【請求項７】
前記測定器および／または前記移動手段を冷却する冷却手段を備えていることを特徴とする、請求項６に記載の口金スリット間隙プロファイルの測定装置。
【請求項８】
前記移動手段は、前記測定器を取り付ける取付用ベースと、該取付用ベースを前記口金幅方向に移動自在に保持するガイドレールと、前記測定器の位置およびガイドレールと前記口金の平行度を調整する調整手段とを備えていることを特徴とする、請求項６または７に記載の口金スリット間隙プロファイルの測定装置。
【請求項９】
前記移動手段は、前記口金の幅方向両端部において前記口金に対して着脱自在に構成されていることを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の口金スリット間隙プロファイルの測定装置。
【請求項１０】
前記測定器は、接触式、光学式または静電容量式の測定器であることを特徴とする、請求項６〜９のいずれかに記載の口金スリット間隙プロファイルの測定装置。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれかに記載の口金スリット間隙プロファイルの測定装置と、前記測定器の前記口金幅方向における移動を制御する制御器と、測定した間隙プロファイルおよびプロファイルの目標値に基づいてスリット間隙を調整する出力を演算する演算器と、該演算器からの出力に基づいて前記スリット間隙を調整する調整手段とを備えていることを特徴とする、口金スリット間隙プロファイルの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートの製造方法および口金スリット間隙プロファイルの測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネートのフィルムなどのシートは、一般的に図６に示すような工程により製造している。
【０００３】
図６において、溶融材料を押出機１より押出し、その後ギアポンプ２で吐出量を一定にした後、フィルター３を介して異物を除去し、口金４よりシートを吐出する方向に対し直交する口金幅方向（紙面に直交する方向。以下、単に幅方向ということもある。）に拡幅して吐出してシート化し、その後冷却ロール５でシート１０を固化成形し、延伸装置６による延伸などの工程を経て、ワインダー７で巻き取られる。シートの幅方向厚みプロファイルは厚さ計８で測定し、製品レベルのシートを製造するには、厚み制御器９により、現在の厚みプロファイル測定値と目標値の差を算出し、目標値になるように口金４にフィードバックする。
【０００４】
図７に口金の一般的な構造を示す。口金は、通常、フィルタを経て流れてきた溶融材料を幅方向に拡幅するマニホールド部１１と、これをシートとして吐出する、間に狭いスリット１２をなす一対のリップ１３からなる先端部とから構成されている。この先端部のスリット形状や温度を操作することで、シートの幅方向の厚みプロファイルを任意に決定することができるので、シートの厚みを調整するために利用されることが多い。スリットの形状は先端部のリップに口金幅方向に沿って複数配列された調整ボルト１４を回して押し引き調整する方法や、ボルトにカートリッジタイプのヒーター１５を内装あるいはスリーブタイプのヒーターを外装してボルトを加熱し、ボルトの熱膨脹によりボルトを伸縮させて間隙形状を変形させる方法がしばしばとられる。このスリット形状の決め方によってはシートの厚みむらが１％以内になるようにすることもできる。口金本体の加熱は口金幅方向にカートリッジヒーター１７を複数挿入して加熱する方法などが一般的である。
【０００５】
通常、口金は、異物等を除去し、機械的精度を保つために各部を洗浄し、組み立ててからシート製造装置に設置する。この組立の時には、スリットの形状すなわち、先端部間隙の大きさの口金幅方向分布（以下間隙プロファイルとする）を測定し、間隙プロファイルを調整する調整機構を操作して、間隙を所望のプロファイルに調整する。多くの場合は、口金幅方向のシート厚みプロファイルをフラットにするために、間隙プロファイルを均一な幅に調整する。
【０００６】
間隙プロファイルは、隙間ゲージや光学式変位計などを用いて測定されることが多い。また、間隙プロファイルの調整機構は、図７に示した調整ボルト１４のようなネジ機構が取り付けられたものが多く、これらのネジ機構を一定量回転させて、間隙プロファイルを調整することが一般的である。
【０００７】
しかしながら、こうして調整した口金を用いて、実際にシートを製造し、シート幅方向の厚みプロファイルを測定すると１０〜３０％程度の厚みプロファイルのむらが存在することがしばしばであった。
【０００８】
それは、口金を所望のスリット間隙プロファイルとなるように組み立てても、吐出されたシートの厚みプロファイルが目標の値と大きくずれることがしばしばあり、この状態から製品として問題のないレベルの厚みプロファイルに調整するのに多くの時間を有し、大きなロスとなっていた。
【０００９】
また、厚み計測手段により延伸工程等を経た製品に近い状態の厚みを計測し、計測した厚みに基づいて口金の調整機構を用いて厚みを調整するが、製品レベルの厚みむらに到達させるには非常に多くの時間を要していた。製品レベルの厚みむら要求値の高いものや厚物たとえば１００μｍを越えるものなどでは、２４時間たっても製品レベルに到達しないことも度々あった。従って、その間の原料ロスを生じるばかりか、その間の固定費すなわち人件費や償却費等の費用がロスすることになる。さらに生産能力も少なくなってしまうなどの問題を生じていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、シートを製造するに当たって、口金から溶融材料を吐出しはじめるときから所望のシート厚みプロファイルに近い状態にする製造方法および口金スリット間隙プロファイルの測定装置を提供することにある。すなわち、口金組立時のスリット間隙プロファイルが口金の熱膨脹や自重による撓みによって変形し、シート吐出直後に所望の厚みプロファイルが得られないといった問題を解決し、シート吐出直後から所望の厚みプロファイルに近い初期プロファイルが得られるようなシートの製造方法および口金スリット間隙プロファイルの測定装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の問題点を解決するために鋭意検討した結果、以下に述べる本発明に到達した。本発明のシートの製造方法および口金スリット間隙プロファイルの測定装置は、下記の構成からなる。
【００１２】
すなわち、先端部にスリットを有する口金を加熱し、保温しつつ前記スリットから溶融材料を吐出してシートとなすシートの製造方法であって、前記口金の加熱後で、かつ前記溶融材料を吐出する前に前記スリットの口金幅方向におけるスリット間隙のプロファイルを測定し、そのプロファイルが所定のプロファイルになるように前記スリット間隙を調整することを特徴としている。
【００１３】
この場合、前記口金の加熱前に前記スリット間隙のプロファイルが前記所定のプロファイルとなるように前記スリット間隙を予備調整し、前記口金加熱後に改めて前記所定のプロファイルとなるように前記スリット間隙を再調整すると、加熱後の調整時間を短くすることができる。
【００１４】
また、前記スリット間隙のプロファイルの測定および調整は、前記口金の温度が下記の範囲内にあるときに行うと、精度を出しやすい。
【００１５】
Ａ±（Ａ−Ｂ）／１０（Ｋ）
ただし、Ａ：前記溶融材料を吐出するときの前記口金の温度（Ｋ）
Ｂ：前記口金組立時の周囲の雰囲気温度（Ｋ）
また、スリット間隙のプロファイルの測定は、スリットから溶融材料を吐出する口金のスリット間隙を測定する測定器と、該測定器を前記スリットの口金幅方向に移動させる移動手段と、前記口金に対する前記移動手段の位置を固定する固定手段と、口金から前記測定器および／または前記移動手段に熱が伝達するのを抑制する断熱部材とを備えている口金スリット間隙プロファイルの測定装置を用いて行うことができる。
一方、口金スリット間隙プロファイルの測定装置は、スリットから溶融材料を吐出するべく加熱した口金のスリット間隙を測定する測定器と、該測定器を前記スリットの口金幅方向に移動させる移動手段と、前記口金に対する前記移動手段の位置を固定する固定手段と、前記口金から前記測定器および／または前記移動手段に熱が伝達するのを抑制する断熱部材とから構成することができる。
【００１６】
また、前記測定器および／または前記移動手段を冷却する冷却手段を備えることができる。
【００１７】
さらに、前記移動手段は、前記測定器を取り付ける取付用ベースと、該取付用ベースを前記口金幅方向に移動自在に保持するガイドレールと、前記測定器の位置およびガイドレールと前記口金の平行度を調整する調整手段とから構成することができる。
【００１８】
また、前記移動手段は、前記口金の幅方向両端部において前記口金に対して着脱自在に構成することができる。
【００１９】
前記測定器は、接触式、光学式または静電容量式を用いることができる。
【００２０】
また、これらの口金スリット間隙プロファイルの測定装置と、前記測定器の前記口金幅方向における移動を制御する制御器と、測定した間隙プロファイルおよびプロファイルの目標値に基づいてスリット間隙を調整する出力を演算する演算器と、該演算器からの出力に基づいて前記スリット間隙を調整する調整手段とを備えている口金スリット間隙プロファイルの制御装置を構成することができる。
【００２１】
本発明において、「口金のスリット間隙プロファイル」とは、間隙の大きさの口金幅方向分布をいう。「口金の温度」は図７に示すようにリップ先端に温度測定手段１８を設けることによって測定する。また例えば、口金外面からマニホールド１１近傍まで穴を開けて温度計測手段を挿入する方式でも良い。口金の加熱は均等にされるべきであるが、口金温度を組立時の周囲の雰囲気温度Ｂ（Ｋ）から溶融材料を吐出するときの温度Ａ（Ｋ）にする場合、マニホールド１１近傍の温度でもリップ先端の温度でもＡ、Ｂの相対差や比はほぼ均一とみなすことができるので温度計測の場所は製造に支障がない場所であれば良い。
【００２２】
また、「口金からの熱の伝達を遅らせる断熱部材」とは、熱伝導、対流、輻射による測定器や移動手段の温度上昇を遅らせ、精度の良い測定を可能にするものをいう。また、「冷却手段」とは測定器や移動手段から熱を奪い、温度上昇を防止するものである。冷却手段の例としては、測定器や移動手段をフードで覆い、その内部に空気を流し、冷却する方法などがある。
【００２３】
【発明の実施の形態】
発明者らの知見によると、口金を所望のスリット間隙プロファイルとなるように組み立てても、吐出されたシートの厚みプロファイルが目標の値と大きくずれる原因としては、イ）口金本体の熱膨脹による間隙の変形、ロ）間隙プロファイル調整機構の取り付け、誤動作による間隙の変形、ハ）口金の自重撓みによる間隙の変形、ニ）溶融材料の内圧による口金の開き変形などの影響がある。
【００２４】
イ）については、次のように考えられる。シートを吐出するには、組立で口金のスリット間隙プロファイルを調整した後、シート製造装置に設置する。口金を溶融材料配管、フィルターを介して押出機に設置した後に、シート製造温度まで加熱し、口金温度が十分飽和した後にシートを吐出する。このとき口金を加熱するヒーターの出力のばらつき、ヒーター加熱面と口金の接触の仕方、口金のヒーターの取り付け箇所などにより、口金の各部で温度のばらつきが生じる。そのため口金部材の熱膨脹量に差が生じ、スリット間隙プロファイルの変形を促すことがあり、組立当初の間隙プロファイルとは異なることがしばしばあった。
【００２５】
ロ）については、次のように考えられる。イ）と同様の理由で間隙プロファイル調整機構も温度のばらつきを生じ、その熱膨脹量の差からスリット間隙プロファイルが変化することがあった。さらに間隙プロファイル調整機構として、スリット間隙を形成するリップ材の先端部に口金幅方向に沿って複数のボルトを設置し、ボルトをヒーターで加熱してボルトの熱膨脹により間隙プロファイルを調整する熱膨脹式調整機構を有する口金の場合、個々の熱膨脹式ボルトに備え付けられたヒーターの出力差などによっても間隙がばらつくことがあった。
【００２６】
ハ）については、次のように考えられる。多くの場合、口金には本体幅方向中央部に溶融材料流入口があり、溶融材料配管との接合によって口金は支えられる。そのため中央部から端部にかけて分布加重（自重）片持ち梁と同様になり、口金釣り下げ方向の変形からスリット間隙プロファイルが変化することがあった。また、撓みを防止するために口金両端部を支持して、口金を水平にすることもあるが、撓みの影響を完全に取り除くことは難しかった。
【００２７】
ニ）については、次のように考えられる。吐出する溶融材料の口金内圧によりスリット間隙が開くことがあり、その結果、吐出初期のシートの厚みプロファイルにむらが生じことがしばしばあった。そこで、口金組立時にあらかじめ内圧による変形を考慮した間隙プロファイルにしておく方法が考えられる。しかしながら、冷間時の状態で前記間隙プロファイルに調整したとしても、イ）ロ）ハ）の変形が複合されて、目標の間隙プロファイルから外れることが多かった。
【００２８】
この対策として、特開平１１−１８３１５８号公報に、次のような方法が開示されている。すなわち、製品シートを安定的に製造しているときの間隙プロファイルをシート製造後、シートが吐出されていない状態で測定し、その記録を保持して次のシート製造時の間隙プロファイルにフィードバック調整しシートを製造することで、シート吐出直後の厚みプロファイルにむらがなく、シート製造初期のロスを大幅に減少できるというものである。
【００２９】
しかしながら、実際は必ずしもそうではなかった。この方法では、口金の間隙プロファイルを測定する場合の例として、口金の分解、掃除の前後に行うことが記載されている。すなわち、これは口金が加熱状態ではなく冷間時であることが示唆されている。
【００３０】
本発明者の知見によると、このように安定製造時の間隙プロファイルを、口金の冷間時に測定し調整して、さらに次のロットで口金を加熱後、再度間隙プロファイルをフィードバックしても、同じ間隙プロファイルに一致しないのが普通である。これは、口金を一旦冷ますと、それまで熱膨脹していた口金の各部材間の締結部がズレることや、毎回の組立によるズレなどの原因などにより、溶融材料吐出時に同じように変形するとは限らないためである。結局、冷間時にシートを安定製造しているときの間隙プロファイルの状態にした口金を加熱しても、毎回同じ変形をするとは限らず、この方法ではシート製造初期に発生するロスを減らすことは難しかった。
【００３１】
本発明では、口金の加熱後で、かつ前記溶融材料を吐出する前に前記スリットの口金幅方向におけるスリット間隙のプロファイルを測定し、そのプロファイルが所定のプロファイルになるように前記スリット間隙を調整することにより、溶融材料を吐出直後から目標の厚みプロファイルに近い状態で吐出することができる。
【００３２】
以下、本発明のシートの製造方法および口金スリット間隙プロファイルの測定装置の一実施形態を図を用いて説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、各方向について、口金幅方向をＸ、鉛直方向をＺとして、Ｘ、Ｚそれぞれに直交する方向をＹとして説明することがある。
【００３３】
図１は、本発明のシートを製造するための口金および口金スリット間隙プロファイルの測定装置の一実施形態の外形概略図である。
【００３４】
図１において、２０は間隙プロファイル測定器であり、鉛直方向に移動させるＺステージ２１に取り付けられる。このＺステージ２１はベース２２に設置され、間隙プロファイル測定器２０、Ｚステージ２１、ベース２２が口金幅方向に沿ってほぼ平行に取り付けられたガイドレール２３に取り付けられる。ガイドレール２３にはＸＹステージ２５が、口金の側板１６には断熱部材２４が取り付けられ、着脱機構２６を介してこれら測定器と口金が結合される。
【００３５】
間隙プロファイル測定器２０は接触式変位センサを用いている。図１のＡ−Ａ部分の断面図およびその拡大図を図２に示す。このように接触プローブ２７の先端をスリットの先端に挿入し、リップの溶融材料が流れる面２８に２７を接触させ、幅方向の変化を測定する。また、これにかわってそれぞれの幅方向の変位を測定しその差分を取ることで、間隙の大きさの分布すなわち間隙プロファイルを測定するのでもよい。
【００３６】
また、その他の間隙プロファイル測定用のセンサとして、例えばレーザー変位計（キーエンス社製ＬＴシリーズ、ＬＪシリーズ）を用いたり、画像解析用センサ（キーエンス社製ＣＶ−３００、ＶＨ−６３００）などを用いることができる。さらに静電容量式間隙測定器（Ｃａｐａｃｉｔｅｃ社製Ｇａｐｍａｓｔｅｒ）を用いても好ましい測定ができる。
【００３７】
間隙プロファイル測定器の構成の一実施形態を図３に示す。この測定器は鉛直方向に動くようＺステージ２１などに取り付けるのが良い。最初は口金から離れた位置に間隙プロファイル測定器を取り付け、微調整によって、測定プローブをスリットに挿入する。こうすることで、リップ先端を傷つける可能性が減少する。また、Ｘ、Ｙ方向にも調整できる機構２９を備えると、微小なズレにも対応し最適な位置に測定器を取り付けることができるため、さらに好ましい。間隙プロファイル測定器はこれらの微調整機構を介して測定器取り付けベース２２に設置することができる。
【００３８】
これら測定器、調整機構およびベースを口金幅方向に移動させるためのガイドレールは直動式ガイドレールを用いるのが良い。直動式ガイドレールとしては面で摺動する方法が良く、さらには直動ベアリングやボールねじなどが好ましく、移動はモーター、空圧、油圧などによる方式のどれを用いても良い。測定結果の信頼性を向上させるために、Ｘ方向に移動精度の高いもの、すなわちＹ方向やＺ方向にガタの少ないレールを用いるのが好ましい。また移動は手動式、自動式両者とも適用できる。自動式直動ガイドレールの場合には速度制御できる方式のものが好ましい。
【００３９】
ガイドレールは口金両端部で支えることができる。レールの種類によって撓みを生じる場合には、幅方向両端部の中間に複数の支えを設置しても良い。
【００４０】
両端部の構造の詳細を図４に示す。側板１６に断熱部材２４を固定する。２４はアルミナなどのセラミックスが好ましい。ガイドレール２３の両端部での接続は、ガイドレールと口金およびスリットとの平行度を調整することができるように鉛直および水平方向に調整できる平行度調整機構３２、２５を取り付けることが良い。平行度を調整するので、各両端部にレール端部位置を微調整できる機構が好ましい。さらに平行度を確認する目盛り、レベルゲージなどを設置するとなお良い。
【００４１】
このガイドレールの平行度調整機構３２、２５は、口金に設置された取り付け断熱材２４と着脱自在であることが良い。着脱はボルトで締結する方法、磁石を用いて取り付ける方法などが良い。図４ではボルト３１とブラケット３０で着脱可能に固定している。
【００４２】
この断熱部材２４は口金からの熱伝導により平行度調整機構やガイドレールなどの精度が悪化しないようにするためのものである。さらに輻射熱の影響を防ぐためには、図５に示すようにガイドレールおよび間隙プロファイル測定器を覆う断熱カバー３３を用いることが好ましい。この断熱カバー３３は口金スリットに沿って、間隙プロファイル測定器を使用できるように開口部を備えている。さらに好ましくは、この断熱カバー３３で覆われた内部の空間を冷却することが良い。例として、図５の吸気口３４ａから吸気し、排気口３４ｂから排気して測定器雰囲気を冷却するように構成することが好ましい。冷却は空冷が好ましく、空気温度は１０〜４０℃近傍の室温空気でも良いし、１０℃近傍以下の冷却空気を用いても良い。
【００４３】
また、測定器や、ガイドレールに輻射熱反射性の表面処理をして熱の入射を防いでも良い。例えば、金メッキなどの処理は輻射熱反射に効果的である。
【００４４】
接触変位センサのプローブ先端、または全体は断熱性材料で構成することが好ましい。先述の断熱部材２４の材質同様、セラミックスなどのプローブを用いることで、センサ本体に熱の影響を与えず、間隙プロファイル測定を精度良く行うことができ、好ましい実施形態となる。
【００４５】
以上のような口金スリット間隙プロファイル測定装置を用いて、口金加熱前や加熱時の間隙を測定する。
【００４６】
まず、口金を組立・整備する際には口金を室温中で概ね組み上げた後、スリット間隙プロファイルを目標の値に調整しておく。この状態で口金をシートの製造装置に設置し、口金全体を加熱するヒーターでシート製造温度まで口金を加熱する。ヒーターは口金幅方向にカートリッジヒーター１７を挿入する。
【００４７】
口金の温度は図７に示すように、リップ先端に幅方向に配列した複数の温度計測手段１８を備え測定するのが良い。また、口金外面からマニホールド近傍に幅方向に複数挿入された温度計測手段により測定する方法も好ましい。温度計測手段は熱電対、白金抵抗体などを用いることができる。あるいは放射温度計などを用いても良い。シート製造の際の溶融材料を吐出するときの温度はこれら複数の温度計測点の温度で判断し、これらの温度が均等になるようヒーターを温度制御することが好ましい。口金の加熱は目標の温度まで徐々に加熱し、先述の温度計測手段で測定した温度が目標値に達した後も、しばらくおいて間隙プロファイルの測定および調整をすることが良い。
【００４８】
口金の加熱後に前記間隙プロファイル測定器を口金に取り付ける。加熱前から測定器をつけていても良いが、好ましくは十分に加熱された後とする。
【００４９】
間隙の大きさｄとシートの厚みｔとはｔ∝ｄ3の関係にあるので、間隙プロファイルの測定はシート製造時の温度に達してから行うことが良いが、予備的に製造温度に達する前に測定しても良い。また、口金加熱のオーバーシュートによる過加熱状態のときに測定しても良い。その範囲は、
Ａ±（Ａ−Ｂ）／１０（Ｋ）
（ここで、Ａは前記溶融材料を吐出するときの前記口金の温度（Ｋ）であり、Ｂは前記口金組立時の周囲の雰囲気温度（Ｋ）である。）
であることが良い。
【００５０】
口金を構成する各金属部材の熱膨脹は実用上温度に線形であり、口金を室温Ｂからシート製造温度Ａまで加熱したときの間隙プロファイルの変形は、（Ａ−Ｂ）に概ね比例する。そのためこの温度測定範囲では、溶融材料を吐出するときの温度まで加熱した口金の変形量の±１０％の範囲にあり、精度の良い間隙プロファイル測定には好ましい温度範囲となる。
【００５１】
上記のようにして間隙プロファイルを測定した後、目標の間隙プロファイルになるように間隙を調整する。また場合によっては、別の条件に適した間隙プロファイルに調整しても良い。間隙プロファイルの調整は、手動調整機構、自動調整機構のどちらによっても良い。手動調整機構としては、例えば、口金のリップ先端に幅方向複数取り付けられたボルトを回転させて、口金スリット間隙を調整する、いわゆる押し引きボルトが好ましく用いられる。自動調整機構としては、例えば、口金のリップ先端に幅方向複数取り付けられたボルトに熱量を付加し、付加された熱量によるボルトの熱膨脹を利用して口金スリット間隙を調整する、いわゆるヒートボルト方式や押し引きボルトをモーターで回転させる方式などが用いられる。特に、ヒートボルト方式は調整の効率が高いので好ましく用いられる。さらに口金加熱前に行なうスリット間隙の予備調整では押し引きボルトによる手動調整機構を用い、口金加熱後にスリット間隙を改めて再調整するときはボルトの熱膨脹を利用した自動調整機構を用いると、スリット間隙の調整をきわめて効率よく行なうことができ、より好ましい。
【００５２】
以上の間隙プロファイルの測定および間隙の調整は手動で行っても良いが自動でも良い。図８に各制御器の概略を示す。その場合、口金が溶融材料を吐出するときの温度になった後、間隙プロファイル測定器移動制御器３５にて測定器を自動で移動させ、間隙プロファイルを測定する。これを演算器３６により、測定した値と目標値をもとに間隙を調整する量を算出し、熱膨脹ボルトなどの間隙調整機構に出力する信号を公知の制御アルゴリズム等により演算する。このように間隙プロファイルの測定、調整を自動で行うことで時間を大幅に短縮することもできる。
【００５３】
以上のように、口金スリット間隙プロファイル測定装置を用いて、間隙を調整することで、シート製造立ち上げ直後から目標の厚みプロファイルに近い厚みのシートが得られ、製造初期のロスを大幅に減らすことができる。
【００５４】
さらに、製膜の切替時に間隙プロファイルを測定したり、安定してシートを製膜している時に、吐出を中断し間隙プロファイルを測定しても良い。定期的に間隙プロファイルを測定して調整し直すことにより、シートの厚みプロファイルを目標の厚みプロファイルに近いプロファイルに保つことができる。
【００５５】
【実施例】
ポリエチレンテレフタレートを１０００ｋｇ／時間の吐出量で吐出する条件でシートを製造する場合に、口金は、幅１ｍ、間隙２ｍｍの設定で、幅方向の偏差が±１０μｍを目標とした。口金は、片側のリップ先端に手動調整用の押し引きボルトが幅方向複数取り付けられ、反対側のリップ先端に自動調整用のヒートボルトが幅方向複数取り付けられたものを、室温時に間隙プロファイルがフラットになるように整備・組立した。組立時に手動調整用の押し引きボルトを回転させて、スリット間隙の幅方向の偏差が±１０μｍになるように調整した。
【００５６】
該口金を溶融材料配管を介して、フィルター、押出機に接続するに際し、配管のフランジにはガスケットを設け、フランジ部で、配管と口金を接続した。接続後、口金にカートリッジヒーターを挿入し、この状態で口金の加熱を開始した。温度設定は３００度とし、口金のリップ先端部に熱電対を設け、温度が飽和後約５時間程度経過するまで加熱した。口金加熱後に、本発明の間隙プロファイル測定器を取り付け、間隙プロファイルを測定した結果、端部間隙が２．０５ｍｍ、中央部近傍の間隙が２．１８ｍｍとなり、中央部が端部に比べて１３０μｍ程度間隙が開いていた。そこで、自動調整用のヒートボルトにより、再び全幅において設定値±１０μｍの範囲に間隙を調整しなおした。
【００５７】
間隙プロファイル測定器は、以下のような構成にした。間隙測定器はミツトヨ社製の型式ＭＬＨ−３２２の接触式変位計を用いた。ただしプローブの材質はアルミナを加工したものと取り替えた。また、プローブのＺステージ、端部の平行度調整機構には神津精機社製の型式ＹＭ０７−０７のステージを用いた。ガイドレールはＴＨＫ社製の型式ＨＳＲ６５ＹＲを用いた。口金からの熱を防ぐためにステンレス板にグラスウールを張り付けたカバーを設置し、内部に常温空気を流量５l/minで流した。口金温度を３００℃に設定し、加熱して、温度安定後、間隙調整器を口金端部にボルトで締結した。口金端部の断熱材として、アルミナの板（厚さ２０ｍｍ）を用い、カバー同様グラスウールを外面に取り付けた。調整器のガイドレールの芯出しを端部の平行度調整機構により行い平行度を５μｍに設定した。プローブをスリットにＺステージを用いて徐々に挿入し、間隙を傷つけないよう十分注意した。間隙プロファイル調整器の取り付け完了後に図８のような自動調整できる構成を用いて、間隙プロファイルを調整した。その後、口金温度を３００℃に設定し、シートを吐出して、得られたシートの厚みプロファイルを測定すると幅方向の厚みむらが２．５％となり非常に厚みむらの良いシートが得られた。また、初期のロス時間も、間隙プロファイルを測定しなかった場合５時間かかっていたのに対し、約３０分で調整できることが可能となり、時間、原料ともにロスを大幅に低減させることができた。
【００５８】
一方、本発明の方法および間隙プロファイル測定器を用いずにシートを製造すると、シートの厚みむらが大きく、製造初期のロスが非常に大きくなった。先述と同じ条件で整備・組立した口金を用い、間隙プロファイルを測定した。その結果、端部の間隙２．０８ｍｍ、中央部の間隙２．１９ｍｍと１１０μｍほど中央部の間隙が開いていた。この状態でシートを吐出した結果、シートの厚みプロファイルは目標値から約１８％程度中央部が凸型となって吐出された。この状態からシートの厚みを調整するのに６時間かかり、製造初期に非常に大きなロスを出すことになった。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シートの製造において、溶融材料を吐出直後から目標の厚みプロファイルに近い状態で吐出することができる。そのために最終的な調整で、製品レベルの厚みプロファイルに到達させるには非常に短時間でできるようになった。従って、その間の原料ロスや、その間の固定費すなわち人件費や償却費等の費用がロスすることもなくなり、さらに生産能力も増加するなどの非常に多くの優れた点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の口金間隙プロファイル測定器の概略図である。
【図２】図１の断面図およびリップ先端拡大図である。
【図３】本発明の間隙プロファイル測定器のプローブの詳細な実施例である。
【図４】本発明の間隙プロファイル測定器の口金取り付け部の構造である。
【図５】本発明の間隙プロファイル測定器の断熱構造および冷却構造の一例。
【図６】一般的なシートを製造する工程の概略図である。
【図７】一般的なシートを製造する口金の概略図である。
【図８】本発明の間隙プロファイル測定を自動で行う場合の概略図である。
【符号の説明】
１：押出機
２：ギアポンプ
３：フィルター
４：口金
５：冷却ロール
６：延伸行程
７：ワインダー
８：厚さ計
９：厚み制御器
１０：シート
１１：マニホールド部
１２：スリット
１３：リップ
１４：間隙調整ボルト
１５：ボルト加熱用ヒーター
１６：側板
１７：口金加熱用ヒーター
１８：温度計測手段
１９：口金締結ボルト
２０：間隙プロファイル測定器
２１：Ｚステージ
２２：取り付けベース
２３：ガイドレール
２４：断熱部材
２５：ＸＹステージ
２６：着脱機構
２７：接触変位計測定プローブ
２８：溶融材料流路面
２９：間隙プロファイル測定器調整用ＸＹステージ
３０：ブラケット
３１：ボルト
３２：端部調整用Ｚステージ
３３：断熱カバー
３４ａ：冷却用吸気ダクト
３４ｂ：冷却用排気ダクト
３５：間隙プロファイル測定器移動制御器
３６：間隙プロファイルへの出力演算器
【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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【図７】
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【図８】
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