JP2005205707A - フィルム延伸機のクリップ部 - Google Patents

Abstract

【課題】 多様なフィルム状体に対してもクリップ外れの生じ難いフィルム延伸機のクリップ部を提供する。特に原膜厚さの異なるフィルム状体であっても部品交換を行わずに対応できるクリップ部を提供する。
【解決手段】 フィルム延伸機のクリップ部において、クリップ羽根２４とクリップ台座４０が対向して配置され、クリップ台座４０には、クリップ羽根２４との当接位置のフィルム状体進行方向前側又は後側の少なくともいずれかに堰部を形成する。さらに、フィルム状体から見て前高後低のテーパー部４２を形成することや、クリップ羽根２４を、フィルム状体幅方向に略平行な円周面を有する略円弧盤形状２４ａとすることもできる。
【選択図】 図３

Description

シートやフィルムなどのフィルム状体を走行させ、幅方向に延伸する１軸フィルム延伸機や、進行方向にも延伸する２軸フィルム延伸機においてフィルム状体を把持するクリップ部の構造に関するものである。

フィルム状体の製造時には適切な厚みのフィルムに成形したり、フィルムの強度を増すためなどに、延伸を施すということが常套に行われている。その延伸については、搬送しながらロールによって搬送方向に延伸する方法や、テンタにより搬送方向と直交する方向に延伸する方法がある。
また、特殊なテンタにより搬送方向と直交方向とに同時に延伸する同時２軸テンタと呼ばれる方法がある。同時２軸テンタは、ポリオレフィン系、ＰＥＴ系などの熱可塑性樹脂フィルムの製造時などに使用される。このような同時２軸延伸テンタにおいてフィルムをその両端部で把持し、搬送及び延伸を司るクリップ部が用いられている。

特に、滑りやすいフィルムを延伸する場合には、把持されたフィルム状体がクリップ部から滑り外れる、クリップ外れと呼ばれる現象が生じやすい。それを防止する方法として、従来からフィルム状体の把持部を事前に加工しておく方法が知られており、例えば特許文献１に開示されている。該文献によると、シート又はフィルムの両端に穿孔によって不連続な盛り上がり部を形成し、その盛り上がり部にクリップレバーの先端を引っ掛ける構成を開示している。

また、クリップ部の形状を変更した構成としては、特許文献２や特許文献３に開示の技術がある。
特許文献２によると、同時二軸延伸方法であって把持部におけるフィルムの進行方向の長さが上部と下部で異なるクリップとし、さらにクリップの長さが大である把持部を下部に配した構成が開示されている。該開示は、延伸途中におけるフィルム破れを防止する技術であり、そのために延伸応力集中を起こさないように構成している。しかし、このような技術では滑りやすいフィルムを強固に把持することができず、本願の目的は達成できない。

特許文献３は、クリップのフィルム保持面がフィルム面と傾斜をなすようにフィルム把持部を構成した技術であり、延伸時の熱的デッドスペースを解消することを主たる目的とし、付加的にフィルム把持力が強固になる、と開示している。
しかしながら、このような従来の構成は幅方向の把持力を増すことにはある程度寄与しても、進行方向の把持力はほとんど増さず、特に２軸延伸時には滑りが発生する場合があった。

特開昭４９−５９１７４号公報 特開昭６２−２７８０１８号公報 実公昭４３−２３７５０号公報

本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて創出されたものであり、その目的は、多様なフィルム状体に対してもクリップ外れの生じ難いフィルム延伸機のクリップ部を提供することであり、特に原膜厚さの異なるフィルム状体であっても部品交換を行わずに対応できるクリップ部を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明によるフィルム延伸機のクリップ部は次のような特徴を備える。
すなわち、請求項１に記載の発明は、走行するフィルム状体の両端を把持して少なくとも幅方向に延伸する際に、把持に用いるフィルム延伸機のクリップ部であって、クリップ羽根とクリップ台座が対向して配置され、クリップ羽根又はクリップ台座の少なくともいずれかを変動して該フィルム状体を把持及び解除する構成において、該クリップ台座に、該クリップ羽根との当接位置のフィルム状体進行方向前側又は後側の少なくともいずれかに堰部を形成したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、クリップ台座が、フィルム状体から見て前高後低のテーパー形状であり、前記クリップ羽根を該テーパー形状の斜面部に当接可能に配置したことを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、クリップ羽根が、フィルム状体幅方向に略平行な円周面を有する略円弧盤形状であることを特徴とする。そして、請求項４に記載の発明では、クリップ羽根の厚みを２ｍｍないし８ｍｍにすることを特徴とする。
さらに、請求項５に記載の発明は、クリップ台座又はクリップ羽根の少なくともいずれかにおいて、フィルム状体との接触部位にセレーション溝を設ける構成を提供する。

以上の手段により次の効果を奏する。すなわち、請求項１に係る発明によると、クリップ外れが極めて生じにくくなるため、特に滑りやすいフィルム状体の延伸に効果的である。同時に高把持力が得られるため、高張力を必要とするフィルム状体の延伸に用いると好適である。
さらに、フィルム状体の進行方向、幅方向の両方向の滑りを防止できることから、フィルムの２軸方向に複雑な張力が発生するフィルム状体の延伸に寄与する構成である。

請求項２に係る発明によると、上記に加え、多様な厚みの原膜を延伸する際に部品の交換等をせずに確実にフィルム状体を把持することができる。
請求項３に係る発明によると、フィルム状体と接触する面積が小さく圧力が集中するため、強固にフィルム状体を把持することができる。また、多様な厚みの原膜への対応にも寄与する。さらに、請求項４に係る発明のように、従来に比して厚みを小さくした構成によると、応力が集中し、特に強固な把持を得ることができる。
請求項５に記載の発明は、セレーション溝によってフィルム状体の把持力をさらに高める構成である。

以下、本発明の最良と考えられる実施形態を、図面に示す実施例を基に説明する。なお、実施形態は下記に限定されるものではない。
図１に本発明によるフィルム延伸機の一例として同時２軸テンタ（以下、テンタと呼ぶ。）の平面図を示す。該テンタは、ポリオレフィン系フィルムを製造する際に、厚みが１００μｍ〜２０００μｍの原膜を、例えば３〜１０倍程度進行方向及び幅方向に延伸するテンタである。本発明の実施において、フィルムの素材は任意であるが、特に可塑剤を多く含んでいる場合はこれが滲み出し、フィルム表面が非常に滑りやすい状態となる。これを解決する技術が本発明である。

延伸前のフィルム（１）は図中の矢印方向からテンタ内に進入し、テンタの左右に配置された搬送機構（２）（３）により両端部を把持されながら搬送される。図２には搬送機構（２）（３）のクリップ部（１０）を説明する正面図を示す。
図示のように、搬送機構（２）（３）上にはクリップ部（１０）が全周に渡って付設されており、フィルム（１）の端部が把持されながら走行し、搬送機構（２）（３）間の距離が長くなるにつれて幅方向に延伸される。さらに、クリップ部（１０）間の距離が長くなることにより進行方向にも同時に延伸される。

搬送機構（２）（３）には、例えば本件出願人が特許文献４で開示したようなパンタグラフ構造を採用することが可能であり、パンタグラフ（１１）（１２）（１４）により連結されると共に、桟部（１３）にクリップ部（１０）が装着されている。さらに、桟部（１３）の下端には回動自在な車輪（１５）が付設され、該車輪（１５）が図示しないレール上を走行することにより、搬送機構（２）（３）は搬送動作を行う。

特開２００３−２３６９２７号公報

搬送経路の途上には、チャック変動器（１６）が配設されており、本実施例では例えば円盤体または略３角錐状で構成している。搬送に伴ってクリップ部（１０）のチャック（２０）がチャック変動器（１６）に接触すると、チャック（２０）が変位し、フィルムの把持解除が行われる。

本発明に係るクリップ部（１０）の詳細を、図３に側面図、図４に正面図を示して説述する。図３において実線はフィルムを把持した状態、一点鎖線は把持を解除した状態を示している。上方から順に、チャック変動器（１６）に導かれて回動軸（２１）周りに回動可能なチャック（２０）、回動軸（２１）を境にチャック（２０）の向きと約４０度屈折して連設される把持支持部（２２）が形成されている。
従って、チャック（２０）が把持時の倒立状態（実線）から、解除時の起立状体（一点鎖線）に変動するに伴って、把持支持部（２２）は直立状態（実線）、退避状態（一点鎖線）に切り替わる。

把持支持部（２２）の一部にはバネ（２３）の一端が付設され、その他端はクリップ部（１０）の基体（３０）に付設されているため、チャック変動器（１６）が図３の右方からチャック（２０）に接触して起立状態に導く際、バネの付勢によって把持支持部（２２）が所定の退避状態まで確実に移動するように構成している。

把持支持部（２２）の下端には、本発明に係るクリップ羽根（２４）が配設されている。該クリップ羽根（２４）は側面視において下向きに円弧部（２４ａ）を成しており、図４で明らかなように、把持支持部（２２）よりも厚みが小さくなっている。
本実施例では、クリップ羽根（２４）の厚みは４ｍｍ程度であり、本願出願人らの検証によると、２ｍｍないし８ｍｍ、とりわけ３ｍｍないし６ｍｍとすると特に好適な把持を実現できることが分かっている。

さらに、側面視略コ字状の基体（３０）の下部にはクリップ台座（４０）がボルト（４１）で固定されている。該クリップ台座（４０）はフィルム側から見て前高後低となっており、約１６度の傾斜が設けられている。傾斜角は概ね１０度〜４５度が好適であり、特にフィルム端部が急激に屈曲するのを避けるためには１０度〜３０度が最適である。
なお、本発明の実施において、傾斜角は微小であっても効果を奏するので、例えば５度以下にすることもできる。

そして把持時には、チャック変動器（１６）がチャック（２０）の図３における左方から右方に向けて押圧するので、円弧部（２４ａ）はテーパー部（４２）に向けて移動し、該テーパー部（４２）と円弧部（２４ａ）の間でフィルムが把持される。

このような把持状態でフィルムに幅方向の張力（図３における左方向の力）が生じた場合、本構成によると円弧部（２４ａ）が摩擦により左方向に回動するため、より深くフィルムに円弧部（２４ａ）が食い込むように作用するため、把持力が増す。そのため、容易にフィルムが離脱することなく強固な把持を行うことができる。

本発明では、円弧部（２４ａ）とテーパー部（４２）の組合せによって、多様な膜厚のフィルムが介在しても円弧部及びテーパー部が広範囲の箇所で把持することができるため、原膜の厚みに合わせてクリップ部（１０）を交換する必要がない。すなわち、クリップ台座（４０）が水平な構成では、従来１５００μｍまでの原膜厚さにしか対応することができなかったが、本発明に係るテーパー部（４２）を設けた構成では、５０００μｍ、あるいはそれ以上の厚みにも対応することができる。

なお、本発明の構成にテーバー部を設けることは必須ではない。クリップ台座（４０’）が水平な場合でも、例えば円弧部（２４ａ’）を図５の（ａ）に正面図、（ｂ）に側面図を示すような形状として、円弧部（２４ａ’）が解除状態から把持状態になるに連れてクリップ台座との距離を縮めるように構成すれば、フィルムの幅方向の張力に対して効果的な把持を行うことができる。

本発明の特徴として、該クリップ台座（４０）にはクリップ羽根（２４）が当接する部位の正面視両側に堰部（４３）（４４）が形成されており、該堰部（４３）（４４）により囲まれた凹部（４５）に円弧部（２４ａ）が当接する。
該堰部（４３）（４４）は高さが０．８ｍｍ、凹部（４５）の幅を１２ｍｍとしている。これらの数値は上記クリップ羽根（２４）の幅と相関し、凹部の幅がクリップ羽根の幅よりも広いことが必要である。
図６に該堰部の作用を説明する正面図２例を示す。

本技術はフィルムの進行方向における把持力を高めることを主な目的としている。従来の構成と異なり、把持されるフィルムが把持部において進行方向で波形となるため、前後に摺動することがない。特に、本発明ではクリップ羽根（２４）の厚み（進行方向長さ）を短くすることにより堰部（４３）（４４）による上方への押圧と、円弧部（２４ａ）による下方への押圧とが相俟って極めて強固な把持効果を有する。

堰部（４３）（４４）の形状は、図６（ａ）のようにクリップ台座（４０）上で凸部を設けて形成してもよいし、図６（ｂ）のようにクリップ台座（４０）に溝を掘って凹部（４５）を成し、両側に堰部（４３）（４４）が形成されるように構成してもよい。
なお、堰部は進行方向の前後両側に設けることが望ましいが、どちらか一方だけ設けた場合にも、進行方向のフィルム滑りを抑制することができるので、本発明の実施形態として可能である。

このような堰部及び凹部の形状としては、堰部の高さ（凹部の深さ）は０．５ｍｍないし２ｍｍ程度が好ましく、この範囲よりも小さい場合には堰部の効果が小さくなり、大きい場合にはフィルムの変形量が大きくなるため、好適な延伸や解除がしにくくなる。もっとも、フィルムの材料や原膜の厚み、製品の厚みにより適宜設定することができる。
また、堰部の間隔（凹部の幅）は、６ｍｍないし１６ｍｍが好ましく、特にクリップ羽根の厚みとの関係において、堰部とクリップ羽根側面までの両側における間隔、クリップ羽根の厚みが、概ね１：１：１となるように構成すると好適である。

なお、堰部（４３）（４４）を設ける本構成は、テーパー部（４２）を設ける構成と組み合わせて実施するのが望ましく、本実施例ではテーパー部（４２）の高い部位から低い部位まで均一な高さ及び幅で配設している。
別の実施例としては、フィルムの原膜が厚い場合には堰部の高さを高くしたり、幅を広くすることが有効であるため、厚みが厚い場合の把持位置に合わせて図３における右方に進むほど堰部の高さ（溝の深さ）や間隔を増すようにしてもよい。

さらに把持力を増すための構成として、本発明ではクリップ台座（４０）やクリップ羽根（２４）のフィルムとの接触部位にセレーション溝を設けることができる。
図７は本実施例で用いたクリップ台座（４０）のセレーション溝を示す平面図であって、テーパー部（４２）における堰部（４３）（４４）の間の凹部（４５）全面に４５度綾目溝加工によるセレーション溝（４６）が設けられている。
図８には、同様にクリップ羽根（２４）の円弧部（２４ａ）略全面にセレーション溝（２５）が設けられている。

該セレーション溝（４６）（２５）はフィルムの把持時にフィルムに噛み込んでフィルムの滑りを強固に抑制するものであり、本構成によりフィルム外れを完全に防止することが可能になる。
セレーション溝の形状は、４５度綾目状の他、鋸歯状、ローレット状などでもよい。特に、クリップ羽根の円弧部は鋭角的なエッジとして、フィルムに強く噛み込むように構成してもよい。
なお、セレーション溝は、クリップ台座又は、クリップ羽根のいずれか一方だけに設けてもよい。セレーション溝は全面である必要はなく、例えばクリップ羽根との当接位置近傍など一部に設ける構成でもよい。

本発明は、以上示した構成により強固に多様な厚みの原膜を把持可能なクリップ部を提供する。
クリップ部において適応可能な原膜厚みは好ましくは５０μｍ〜５０００μｍであり、より好ましくは１００μｍ〜２０００μｍである。

試験例１

本発明による効果を実証するため、従来例によるクリップ羽根の幅が２０ｍｍでクリップ台座の形状が平面である従来品と、クリップ羽根の幅だけを４ｍｍとした本発明関係品１、さらにクリップ台座に上記実施例の通りの堰部を配設した本発明品２、本発明品２においてクリップ台座に上記実施例の通りのテーパー部を設けた本発明品３を比較した。
各クリップ部でフィルムを把持し、進行方向における滑りが発生する張力を測定した。その結果が次の表１である。

上記結果の通り、本発明による堰部の形成によって、特に進行方向における把持力の向上が確認された。また、従来品と本発明関係品１の結果からも分かるように、クリップ羽根の厚みを本実施例のようにすることで、把持力向上が図られることも確認できる。
さらに、テーパー部による効果も顕著であり、これらの組合せによると従来品に比して３〜４倍の把持力強化が図られることが分かる。

なお、フィルム状体を延伸機で延伸する場合、従来技術にも記載されているとおり、把持の端部についてはロスとなることが避けられない。この点、本願発明によっても従来と同様にクリップ部の噛み込み跡が残るものの、製品として利用される部位にはなんらの影響もない。
もっとも、本願によると確実に把持してクリップ外れが起こらないため、全体としての製品ロスを大きく抑制できるものであり、生産性の向上、省資源化、製品価格の低廉化に寄与する。

本発明に係るフィルム延伸機の全体図である。 搬送機構のクリップ部を説明する正面図である。 本発明によるクリップ部の側面図である。 本発明によるクリップ部の正面図である。 クリップ部の円弧状盤の形状を説明する説明図である。 堰部の構成を説明する説明図である。 本発明に係るクリップ台座のセレーション溝の設置例である。 本発明に係るクリップ羽根のセレーション溝の設置例である。

符号の説明

１０ クリップ部
２０ チャック
２１ 回動軸
２２ 把持支持部
２３ バネ
２４ クリップ羽根
２４ａ 円弧部
３０ 基体
４０ クリップ台座
４１ 固定ボルト
４２ テーパー部

Claims (5)

1. 走行するフィルム状体の両端を把持して少なくとも幅方向に延伸する際に、把持に用いるフィルム延伸機のクリップ部であって、
   クリップ羽根とクリップ台座が対向して配置され、クリップ羽根又はクリップ台座の少なくともいずれかを変動して該フィルム状体を把持及び解除する構成において、
   該クリップ台座に、該クリップ羽根との当接位置のフィルム状体進行方向前側又は後側の少なくともいずれかに堰部を形成した
   ことを特徴とするフィルム延伸機のクリップ部。
2. 前記クリップ台座が、フィルム状体から見て前高後低のテーパー形状であり、前記クリップ羽根を該テーパー形状の斜面部に当接可能に配置した
   請求項１に記載のフィルム延伸機のクリップ部。
3. 前記クリップ羽根が、フィルム状体幅方向に略平行な円周面を有する略円弧盤形状である
   請求項１又は２に記載のフィルム延伸機のクリップ部。
4. 前記クリップ羽根の厚みが２ｍｍないし８ｍｍである
   請求項１ないし３に記載のフィルム延伸機のクリップ部。
5. 前記クリップ台座又は前記クリップ羽根の少なくともいずれかにおいて、フィルム状体との接触部位にセレーション溝を設けた
   請求項１ないし４に記載のフィルム延伸機のクリップ部。
   

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