(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カレンダーロールに対して圧下力を付与する圧下機構、互いに軸が平行に隣接する２本のカレンダーロールの両端部にモーメント荷重を負荷させるベンディング機構、および互いに軸が平行に隣接する２本のカレンダーロールにおいて少なくとも一方のロールの軸心を他方の軸心に対して交差させるロールクロス機構からなる圧延不良現象補正機構を備え、熱可塑性樹脂の成形材料を圧延してフィルム状部材を成形するカレンダーにおいて、
前記圧延不良現象補正機構とは別に、カレンダーロールの最終バンクを挟む最終ロール又は最終ロールの１つ前のロールに接触配置され前記最終ロールと前記１つ前のロール間の成形材料の圧下方向とほぼ直交する位置で、前記圧延不良現象補正機構により補正できない成形材料の幅方向両端部に生じる未修正部分を補正するようにロールの軸方向中央部分にのみ押圧力を付与する水平曲げ装置を備えた、
ことを特徴とするカレンダーロールの形状制御装置。
【請求項２】
カレンダーの下流位置でカレンダーロールから圧延され送出されたフィルム状部材の板幅方向の板厚を検出する板厚検出器と、板厚検出器の検出値から板幅方向の板厚を予測演算する演算装置と、演算装置で算出され付与する押圧力に基づいて操作信号を出力する指令器と、指令器からの出力で作動して前記水平曲げ装置の押圧力を制御する液圧サーボ弁と、を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のカレンダーロールの形状制御装置。
【請求項３】
前記水平曲げ装置は、押圧力を付与するロールの両端部近傍を分割して接触配置され、かつ芯金の外表面に弾性部材を巻付けた押圧ロールと、押圧ロールに押圧力を付加する液圧シリンダとからなる、請求項１に記載のカレンダーロールの形状制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂の成形材料を圧延してフィルム又はシートに成形するカレンダー装置におけるカレンダーロールの形状制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックやゴムを成形する多段カレンダー装置（以下、単にカレンダーという）において、熱可塑性樹脂の成形材料を圧延して板幅方向に板厚の均一なフィルム又はシート（以下、単にフィルムという）にするには、カレンダーロールの間隙が最も重要な要素となる。この間隙を調整する目的でロール軸を平行に移動させる間隙調整機構が用いられている。
【０００３】
しかし、２本のロールの間隙を成形材料が通過する際に、各ロールが圧下反力による等分布荷重により撓むため、フィルムの中央部近傍が厚くなる傾向がある。すなわち、フィルムの横断面が図４（ａ）に模式的に示すように太鼓形状となる。
【０００４】
この太鼓形状を補正するために、ロールを互いに交差させるクロス機構が用いられている。このクロス機構は、互いに軸が平行に隣接する２本のロールにおいて、少なくとも一方のロールの軸心を他方の軸心に対して任意に交差させる（ロールクロス）。
ロールクロスを行なうと、ロールとロールの間隔が中央近傍では小さく、端部に行くほど大きくなるから、圧延されるフィルムの横断面が図４（ｂ）に模式的に示すように鼓形状となる。即ち、図４（ａ）の太鼓状の横断面を補正する効果がある。
【０００５】
しかし、このクロス機構でも前述の撓みによる太鼓状の横断面を十分に補正できない場合には、互いに軸が平行に隣接する２本のロールの両端部にモーメント荷重を負荷させるベンディング機構が用いられる。この場合の圧延されるフィルムの横断面は図４（ｃ）に模式的に示すように鼓形状となり、太鼓状の横断面を更に補正する効果がある。
【０００６】
前述とは別に圧延時のロール外径熱膨張によるロールヒートクラウンと呼ばれる現象がある。これは、圧延の際に成形材料から受ける熱によって、この熱はロールの端部はロール中央近傍より放熱しやすく、隣接する２本のロールの中央部近傍が外側に膨らむ現象である。この結果、圧延されるフィルムの横断面は図４（ｄ）に模式的に示すように鼓形状となる。
【０００７】
上述したように、カレンダーの板幅方向の形状制御は、個々のロールに圧下機構、ベンディング機構及びクロス機構を必要に応じて、単独又は組合わせて使用して圧延不良現象を防止している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上の各機能別のロールへの挙動による板幅形状への影響を総合すると、圧延後の幅方向板厚を同一になるように調整しても、各々の調整機構等の特性により２次、３次及び４次の曲線の組合わせにより、図４（ｅ）に模式的に示すようにロール両端部近傍に補正不可能な未修正部分が発生する。この現象をその断面形状から通称オックスボー（牛の背）ともいう。その補正不能な数値をΔＹとしフィルムの製品板幅をＬとすると、端部からある距離Ｘの位置でΔＹが最大となる。この距離Ｘは、製品板幅Ｌの約１５％の位置となる。この補正不可能な誤差厚ΔＹが製品の要求値（例えば５μｍ）以内の場合は、実用上は無視しても支障が生じない。しかし、要求値を超える場合には、従来、その補正不可能な板幅範囲を不良箇所として切断しなくてはならず、品質が低下し、更に生産に多大な損害が発生する。
【０００９】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、オックスボー現象を抑制してフィルムを成形することができ、これにより、板幅方向の板厚精度を更に高めることができるカレンダーロールの形状制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、カレンダーロールに対して圧下力を付与する圧下機構、互いに軸が平行に隣接する２本のカレンダーロールの両端部にモーメント荷重を負荷させるベンディング機構、および互いに軸が平行に隣接する２本のカレンダーロールにおいて少なくとも一方のロールの軸心を他方の軸心に対して交差させるロールクロス機構からなる圧延不良現象補正機構を備え、熱可塑性樹脂の成形材料を圧延してフィルム状部材を成形するカレンダーにおいて、前記圧延不良現象補正機構とは別に、カレンダーロールの最終バンクを挟む最終ロール又は最終ロールの１つ前のロールに接触配置され前記最終ロールと前記１つ前のロール間の成形材料の圧下方向とほぼ直交する位置で、前記圧延不良現象補正機構により補正できない成形材料の幅方向両端部に生じる未修正部分を補正するようにロールの軸方向中央部分にのみ押圧力を付与する水平曲げ装置を備えた、ことを特徴とするカレンダーロールの形状制御装置が提供される。また、カレンダーの下流位置でカレンダーロールから圧延され送出されたフィルム状部材の板幅方向の板厚を検出する板厚検出器と、板厚検出器の検出値から板幅方向の板厚を予測演算する演算装置と、演算装置で算出され付与する押圧力に基づいて操作信号を出力する指令器と、指令器からの出力で作動して前記水平曲げ装置の押圧力を制御する液圧サーボ弁と、を更に備えている。
【００１１】
上記本発明の構成によれば、カレンダーの下流位置でカレンダーロールから圧延され送出されたフィルム状部材の板幅方向の板厚を検出する板厚検出器と、板厚検出器の検出値から板幅方向の板厚を予測演算する演算装置と、演算装置で算出され付与する押圧力に基づいて操作信号を出力する指令器と、指令器からの出力で作動して前記水平曲げ装置の押圧力を制御する液圧サーボ弁と、カレンダーロールの最終バンクを挟む最終ロール又は最終ロールの１つ前のロールに接触配置され前記最終ロールと前記１つ前のロール間の成形材料の圧下方向とほぼ直交する位置で、圧延不良現象補正機構により補正できない成形材料の幅方向両端部に生じる未修正部分を補正するようにロールの軸方向中央部分にのみ押圧力を付与する水平曲げ装置を備えたので、この水平曲げ装置によりロールに押圧力を付与してロールクラウンを任意に変化させることができるので、成形時に発生するオックスボー現象に対応してロールクラウンを修正することにより板厚精度の高いフィルムを効率良く生産することができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記水平曲げ装置は、押圧力を付与するロールの両端部近傍を分割して接触配置され、かつ芯金の外表面に耐圧ゴムを巻付けた押圧ロールと、押圧ロールに押圧力を付加する液圧シリンダとからなる。この構成により、オックスボー現象が発生するカレンダロールの両端部にそれぞれ接触してロールクラウンを修正する押圧ロールとしたので、迅速で適切な補正ができる。また、押圧ロールの外表面を（例えばテフロン等でコーティング加工した）耐圧ゴムとしたので、金属ロール間の接触で発生する光沢がフィルムへ転写されて製品不良を生じる変色問題を防止できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１４】
図１から図３は、本発明によるカレンダーロールの形状制御装置の実施形態を示す。図１は，本発明によるカレンダーロールの形状制御装置１の全体構成図である。この図に示すように、本発明のカレンダーロールの形状制御装置１は、カレンダー２、水平曲げ装置３、板厚検出器４、演算装置５、指令器６及び液圧サーボ弁７を有する。
【００１５】
カレンダー２は、前工程で加熱混練され搬入された熱可塑性樹脂の成形材料８を圧延する多段ロール（本図では６本）Ｒ１〜Ｒ６を有している。各ロールは、それぞれのロール軸端部を図示しない軸箱を介して回転自在にカレンダー本体９に取付けられている。また、隣接する２本のロール間には樹脂留りのバンク（本図では５箇所）Ｂ１〜Ｂ５が形成されている。更に、各ロールには要求されるフィルムの板幅方向の形状に合せて図示しない圧下機構、ベンディング機構及びクロス機構（これらを本発明において「圧延不良現象補正機構」という。）が設けられている。
【００１６】
更に、図１において、水平曲げ装置３は、最終バンクＢ５を挟んで隣接する最終ロールＲ６（本図の実線で表示する位置）又は最終ロールの１つ前のロールＲ５（本図の仮想線で表示する位置）に接触配置されバンクＢ５から搬送された成形材料８を巻付け圧延する最終ロールＲ６の巻付き部の圧下方向（最終ロールとその１つ前のロール間の成形材料の圧下方向）と直交する位置でロールＲ６に押圧力を付与できるように支持材１０に設置されている。
【００１７】
クーリングロール装置１３の下流の位置にはフィルム１４の板幅方向の板厚を検出する板厚検出器４が設置されている。板厚検出器４としては、例えばβ線厚み計がある。この板厚検出器４でフィルム１４の板幅方向の板厚を検出し、その検出値が板幅方向の板厚を予測演算する演算装置５に入力される。次に演算装置５で算出された押圧力のデータに基づいて操作指令を出力する指令器６が設けられている。更に、液圧サーボ弁７を備えており、この液圧サーボ弁７により、指令器６から出力された操作信号を受けて、水平曲げ装置３の押圧力を制御するための圧油を供給又は排出するようになっている。また、この液圧サーボ弁７は、油圧源の油圧ポンプＰとドレーン用のタンクＴにそれぞれ配管が接続されている。
【００１８】
この様な装置を設けたので、カレンダーの下流の板厚検出器４でフィルム１４の板幅方向の板厚分布を検出し、その検出結果を演算装置５から液圧サーボ弁７を介して水平曲げ装置３によりＲ６（又はＲ５）のロールに所定の押圧力を付与させ、ロールクラウンを任意に変化させて成形材料に発生するオックスボー現象を補正することができる。
【００１９】
図２は、図１のＡ−Ａ矢視図であり圧延ロールの両端部に押圧ロールの水平曲げ装置で押圧力を付与する状態を示している。図２において、水平曲げ装置３の形態について更に詳しく説明する。水平曲げ装置３は、シリンダ本体２０と、ピストン２１と、ピストン２１に押圧ロール２３を取付けたピストンロッド２２とからなる。押圧ロール２３と反対側のピストン２１に押圧ロール２３の移動位置を検出する検出棒２４と、位置検出用センサ２５を設けている。シリンダ本体２０は床面１５に固定されたカレンダー本体９に取付けた支持材１０に設置されている。シリンダ本体２０の各側面には液圧サーボ弁７に配管される配管口２６、２７が設けられている。前述の位置検出用センセー２５は押圧ロール２３の移動位置を常時検出し、演算装置５にフィードバックしている。
【００２０】
従って、フィードバックされたデータに基づいて押圧ロール２３に所定の押圧力を付与させてＲ６（又はＲ５）のロールクラウンを任意に変化させ、オックスボー現象を迅速かつ確実に減少させることができる。
【００２１】
図３は、図２のＢ−Ｂ断面図であり、押圧ロール２３の断面を示している。押圧ロール２３は、所定幅Ｗの金属性の芯金２８と、芯金２８の外周に巻付けた所定の厚さを有した耐圧ゴム２９と、耐圧ゴム２９の圧延ロールのＲ６（又はＲ５）と接触する表面にテフロンやフッ素のコーティング部３０とからなっている。従って、押圧ロール２３の表面をテフロン等でコーティング加工した耐圧ゴム２９としたので、金属ロールとした場合に、金属ロール間の接触で発生する光沢がフィルムへ転写されて製品不良とされる変色問題を防止できる。
【００２２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず４本、５本ロール等でも、また押圧ロールはフィルム形状によって３組又は１組でもよく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
上述したように本発明のカレンダーロールの形状制御装置は、カレンダーロールの最終バンクを挟む最終ロール又は最終ロールの１つ前のロールに接触配置され前記最終ロールと前記１つ前のロール間の成形材料の圧下方向とほぼ直交する位置で、圧延不良現象補正機構により補正できない成形材料の幅方向両端部に生じる未修正部分を補正するようにロールの軸方向中央部分にのみ押圧力を付与する水平曲げ装置と、フィルムの板幅方向の板厚をフィードバック制御装置とを備えたので、ロールクラウンを任意に変化でき板厚が均一で偏平なフィルムが効率良くできる。更に生産性も向上する。また、押圧ロールの表面をテフロンでコーティング加工させたので、フィルムへの光沢の転写が防止でき製品不良とされる変色問題も防ぐことができる。
【００２４】
従って、本発明のカレンダーロールの形状制御装置は、オックスボー現象を抑制してフィルムを成形することができ、これにより、板幅方向の板厚精度を更に高めることができる等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカレンダーロールの形状制御装置の実施形態を示す全体構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】種々の圧延をした場合に発生するフィルムの断面形状を示す模式図である。
【符号の説明】
１  カレンダーロールの形状制御装置
２  カレンダー
３  水平曲げ装置
４  板厚検出器
５  演算装置
６  指令器
７  液圧サーボ弁
８  成形材料
９  カレンダー本体
１０  支持材
１１  テークオフロール装置
１２  エンボッシングユニット
１３  クーリングロール装置
１４  フィルム
１５  床面
２０  シリンダ本体
２１  ピストン
２２  ピストンロッド
２３  押圧ロール
２４  検出棒
２５  位置検出用センサ
２６  配管口
２７  配管口
２８  芯金
２９  耐圧ゴム
３０  コーティング部
Ｒ１〜Ｒ６  カレンダーロール
Ｂ１〜Ｂ５  バンク
Ｈ  板厚
Ｌ  製品板幅
Ｘ  距離
ΔＹ  補正不可能な数値
Ｐ  油圧ポンプ
Ｔ  タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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