JP2006130770A - 熱可塑性樹脂フイルムの製造方法および熱可塑性樹脂フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】
熱可塑性樹脂フイルムの製造工程において、フイルムの両端を多数のクリップで把持持して箱体内で張力を加えることにより延伸するテンター法において、フイルムシートの走行速度、フイルムのエッジ厚みの違いを考慮した管理基準を設定することにより、クリップが不良が原因のフイルム破れを減らすことが出来るフイルムの製造方法を提供するものである。
【解決手段】
熱可塑性樹脂フイルムの製造工程において、フイルムの両端を多数のクリップで把持して箱体内で張力を加えることにより延伸するテンター法において、クリップがシートを離したときの把持部分の把持跡状態を把持跡検出器で監視して、クリップが正常に把持動作をしているかどうかを常時監視するものである。
【選択図】図10
熱可塑性樹脂フイルムの製造工程において、フイルムの両端を多数のクリップで把持持して箱体内で張力を加えることにより延伸するテンター法において、フイルムシートの走行速度、フイルムのエッジ厚みの違いを考慮した管理基準を設定することにより、クリップが不良が原因のフイルム破れを減らすことが出来るフイルムの製造方法を提供するものである。
【解決手段】
熱可塑性樹脂フイルムの製造工程において、フイルムの両端を多数のクリップで把持して箱体内で張力を加えることにより延伸するテンター法において、クリップがシートを離したときの把持部分の把持跡状態を把持跡検出器で監視して、クリップが正常に把持動作をしているかどうかを常時監視するものである。
【選択図】図10
Description
本発明は、熱可塑性樹脂フイルム(磁気記録媒体、感熱転写材、電気絶縁材料、離型材、包装材料等の用途に有効に用いられるポリエステルフィルムを含む)の製造工程において、フイルムの両端を多数のクリップで把持して箱体内で張力を加えることにより延伸するテンター法を用いたフイルムの製造方法に関するものである。
熱可塑性樹脂シートたとえば延伸フィルム製造における延伸加工は、樹脂を融点以下の適当な温度で延伸して分子と結晶に配向を与え、機械的強度の向上、光学的性質やガス透過性の改善等の未延伸時には得られない性質を付与するものである。延伸方法は、一般的にダイから押し出されたフイルムを冷却ロールで固化させて延伸用原反とし、この延伸原反を延伸温度まで加熱してロールにより縦方向に延伸したあと冷却し、次いで当該縦延伸したフイルムの両端をテンタクリップで把持して横延伸装置に導入し、加熱下で横方向に延伸し、引き続き緊張のまま適当な温度で熱処理して配向を固定したあと、両端の未延伸部を除去して巻き取り機に巻き取る方式が良く知られている。
テンタクリップによるフイルムの把持装置としては、図11に示すような構成のものがよく知られている。図11において左右一対のテンタクリップ1,1は、それぞれレール2,2上に相対して摺動可能に配置された一対のクリップ台3、3上に取り付けられており、クリップ台3、3は、図12に示すようにテンタ8の入り口部8aから出口部8bに向かって所定の速度で移動し、出口部8bで180°反転して入り口部8aに戻るようになっている。クリップ本体4は、クリップ台3に載置固定されており、ベース4aからアーチ形に起立した起立部を有し、当該起立部の上端には支軸5によりクリップレバー6の中央部が回動可能なようになっている。
クリップレバー6は、上部6aとクリップ本体との間に設置された、スプリング12のバネ力により実線で示す位置に回動され下部6bのエッジ6cとクリップ本体4のベース4aに設置されたライナ7との間でフイルム11の両側端部(耳部)を把持するようになっている。またテンタ8の出口部8b、入り口部8aには、クリップオープナー9a、9cおよびウエアリング10a、10bが設けられている。
フイルム11は、左右両側部がクリップレバー6、6の各エッジ6c、6cとライナ7、7との間に把持され、レール2、2上を摺動するクリップ台3、3と共に移動し、テンタ8を通過する間に横(左右)に所定の倍率に延伸される。左右のクリップレバー6、6は、各上部6a,6aがテンタ8の出口部8bのクリップオープナ9a、9aおよびウエアリング10aに接触するとスプリング12、12のバネ力に抗して図11の2点鎖線のように回動し、フイルム11の両端部の把持を解除し、当該フイルム11を次工程に送り出す。
次いで左右のテンタクリップ1、1が各々180°方向転換し、入り口8aまで戻り、ふたたびウエアリング10aで180°方向転換、上部6a、6aがクリップクローザー9d、9dと接触すると、ふたたび実線で示す位置に復帰してフイルム11の両側端部を把持する。このようなテンタクリップ1は、テンタ1台あたり数百個〜数千個(具体的には500〜2500個)使用され、互いに連結されている。
しかしながら多数のクリップの中には、長時間の使用により、ガタ、緩み、機械的破損等、クリップの一部が劣化し、把持不良を起こすものが出てくる。把持不良が起こると、テンタ内でフイルム11を延伸するときフイルム破断を起こして生産が継続できなくなり、不良クリップの交換を余儀なくされる。特に、フイルムの把持状態に影響する、上述クリップレバー6,6の各エッジ6c、6cとライナ7との把持状態は、フイルムの搬送および延伸を安定させるためには重要なポイントとなる。
このクリップ把持不良対策としては、特許文献1に開示されているがごとく、テンタ出口フイルムエッジ部のクリップによる把持跡状態を検知するフイルム把持検出器を設け、該フイルム把持検出からの信号と予め設定された良否判定基準とを比較して、フイルム把持状態の良否を判定し、フイルムが破れる前に不良クリップを発見する方法が知られている。
またクリップチェーンの異常を監視する装置として、特許文献2に開示されている方法や、クリップ本体の形状を直接測定し定期的な測定により経時的な変化を調べ、異常クリップを特定する装置として、特許文献3に開示されている方法が知られている。
しかしながら、特許文献1により開示されている方法は、不良クリップの判定基準が、クリップ下部レバー6bのあるエッジ6cとクリップベース4a上のライナ7との平行度が崩れ、把持力がアンバランスになった時に発生する穴開き、上記クリップエッジとクリップライナとの把持力不足時に発生するフイルムエッジ部のへこみのみを限定して判定しているため、良否判定基準としては不充分であり、クリップ不良が原因のフイルム破れをなくす効果が小さかった。
また、特許文献2や特許文献3による方法は、フイルムシートの走行速度、フイルムの品種、フイルムエッジの厚み等の違いにより、必ずしも充分な管理ができないことがあった。
特公平4−51458号公報
特開平6−211396号公報
特開平6−247615号公報
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、クリップ不良が原因のフィルム破れを減らすことが出来る効果的な管理基準、さらには、フィルムシートの走行速度、フィルムのエッジの厚みの違いを考慮した管理基準を設定した熱可塑性樹脂フィルムの製造方法を提供するものである。
上記課題を解決するために、本発明は以下のようにして熱可塑性樹脂フィルムを製造するものである。すなわち、本発明の熱可塑性樹脂フィルムの製造方法は、フイルムのシート端部を多数のクリップで把持して搬送し、延伸するテンター法において、クリップがシートを離したときの把持部分の把持跡状態を把持跡検出器で監視して、その把持跡のフイルム進行方向長さが、クリップベースのライナとクリップレバー下部エッジとの接触長さの70〜120%にあることを常時監視することで、クリップが正常に把持動作をしているかどうかを常時監視するものである。
本発明によれば、フイルムシートのエッジ部を多数のクリップで把持して搬送し、延伸するテンター法において、クリップがフイルムシートを離したときの把持部分の把持跡状態を監視することにより、不良クリップを早期に発見し、フイルム破れ等の工程異常を防止するとともに予防保全、計画保全が可能となる。さらにはテンタクリップ不良が起因と推定されるテンタでのフイルム破れの回数が減少、生産収率の大幅な向上が図れる。
本発明は、特許文献1により開示されている装置構成と同様、基準クリップを検知する基準クリップ検知と、フイルム耳部の把持跡状態を検知するフイルム把持検出器と、同フイルム把持跡検出器からの信号と予め設定された良否判定基準とを比較して良否を判定するフイルム把持跡良否判定回路と、不良クリップの位置が前記基準クリップからN番目あることを演算する不良クリップ位置演算回路を備え、さらには、クリップの把持状態の良否判定基準として、フイルムのエッジ厚みとフイルムの搬送速度から見い出したクリップ把持跡の変動幅、クリップ把持跡の長さ、クリップ把持跡の角度等に対する判定基準を設定できる、把持状態良否判定基準設定器を備えている。
以下本発明の実施の形態を、実施例に基づき説明する。
第1図〜第9図は本発明の実施例を示し、第1図はフイルム11をテンタークリップ1がエッジ33の先端6cとライナ7間で把持している状態を示す。11aはフイルムのエッジ部を示す。第2図は第1図A部の拡大図であり、エッジ33が耳部11aに正常に挟み込んでいる状態の一例を示す。第3図は第2図をB方向から見たテンター8から出た正常なフイルムの耳部11aを示す。41はエッジとライナで把持した把持跡である。第4図は第3図のC〜断面図である。
第5図〜第8図は、本発明により新たに管理基準として記載している、把持状態が異常となった場合のテンタ8から出たフイルムのエッジ部11aを示す。
第7図の把持跡43は、第1図に示すクリップ下部レバー6bにあるエッジ6cと、ベース4a上にあるライナ7の平行度が機械的なガタ等によりずれ、片当たりをしてフィルム進行方向の把持跡の長さL1(以後、把持跡長さ とする)が、第6図示すクリップベース4a上のライナ7とクリップ下部レバー6bのエッジ6cとの接触長さL2との関係が不良となった例を示す。通常、把持跡43は、L2とほぼ等しい長さを有しており、フイルムを安定かつ確実に把持することを本来とするが、把持跡長さL1が接触長さL2の70〜120%の範囲から外れた場合には、把持抜けや過度の把持力集中によりフイルム破れにつながるものである。
監視については、接触長さL2を基準値として、把持状態良否判定基準設定器に設定し、フイルム製膜中に常に取り込まれる把持跡長さと比較するものである。クリップの特定には、クリップに基準クリップを設け、そのクリップから順に背番号を付け、それぞれのクリップの把持跡幅基準値として記憶する。
第5図の把持跡42は、エッジ6cがフイルム11を上手く把持できずに滑り、フイルムの幅方向、すなわちフイルムの流れと垂直方向の把持跡の長さ(以後、把持跡幅 とする)の変動幅ΔL(第3図L3と第5図L4との差)が拡大した跡を示す。ここでL3は整備直後の個々のクリップの把持跡幅を示す。
本来テンターのクリップはフイルムのエッジ部を確実に把持し、テンター内での延伸張力にも充分対応できるべきものであるが、上記変動幅ΔLが下記式の範囲から外れる場合には、フイルムの把持不良となってテンター工程でのフイルム破れにつながる。
ただし、v:フィルムの搬送速度(m/min)、d:フィルムエッジの厚み(μm) 。
変動幅の監視は、整備直後のクリップの把持跡幅L3を基準として、後述の把持状態良否判定基準設定器内に記憶し、フイルム製膜中に常に取り込まれる把持跡幅と比較するものである。クリップの特定は、上述方法に準じて行うものである。
また、第8図の把持跡44は、隣接するクリップどうしの連結不良や上述エッジ6cやライナ7のガタ、機械的な変形等により、把持跡が角度異常となった例を示す。本来把持跡角度θは、フイルムを幅方向により均一に把持することを目的に、フイルムの流れ方向に対して極力0°に近づいていることが正常とされる。本発明で定義した把持跡角度θが0〜30°の範囲から外れた場合には、フイルムに延伸張力が加えられた場合にシワ等が入りフイルム破れを誘発する。
監視は、常時取り込まれる角度を検出し、角度範囲にあるかどうかを判別するものであり、クリップの特定は、上述方法に準じて行うものである。
なお、上述した把持跡長さL1、把持跡幅の変動幅ΔL、把持跡角度θのいずれにおいてもステンタ8の左右クリップについて個別に最大値を監視し、その最大値が管理基準値内にあるかどうかを常時監視するものである。
本発明では、上述した把持跡長さL1を常時監視し、好ましくは、把持跡の変動幅ΔLと把持跡角度θも常時監視することで、フィルム破れを未然に防止するものである。
第9図は本発明の実施例でありテンタ8の出口にフイルムの把持跡検出器60a,60bが設けられており、この検出器からのクリップ把持跡信号により、把持状態が悪くなり不良となったクリップを特定する。
次に不良クリップの検出装置について、第10図のシステム図を用いて説明する。図において60a,60bはフイルム把持跡検出器で、光電管、イメージセンサ、超音波検出器、電磁波検出器等の検出器により、フイルム11のエッジ部11aの把持跡を検知し、中央制御装置検出信号を送る。71は基準クリップ検出器で、予め設定された基準クリップの通過信号を中央制御装置70へ送る。72はフイルム把持跡良否判定回路で、前記フイルム把持跡検出器60a,60bからの検出信号と、把持状態良否判定基準器75で予め設定した基準値とを比較し、その良否判定信号を中央制御装置70へ送る。
73はクリップ位置演算回路で、フイルム把持跡良否判定回路72から「否」信号がでた場合、後記する式〔数2〕に基づき、不良クリップが基準クリップからN番目にあることを演算して中央制御装置70へ信号を送る。また、上述把持跡幅の基準値として各々のクリップのデータを把持状態良否判定基準設定器に記憶させる際にクリップを特定する。74は不良クリップ表示装置で前記演算回路73からの演算結果「N」を表示する。
次に以上の如く構成された実施例について作用を説明すると、良否判定は、第5図に示すフイルムの幅方向、すなわちフイルムの流れと垂直方向の把持跡長さの変動幅ΔL、第7図に示す把持跡長さ不良、図8に示す把持跡の角度異常の有無による。検出器としては、光電管、イメージセンサ、超音波、電磁波等が使用される。クリップを特定する方法は、レール上を移動するクリップ1に基準とするクリップを設定し、基準クリップが基準クリップ検出器(図示せず)を通過してから不良クリップを検出するまでの時間をカウントすることにより、次の式により特定する。
ただし、N(番目):不良クリップの基準クリップからの順番
v(m/min):ライン速度
t(sec):基準クリップ通過から不良クリップ検出までの時間
l(m):基準クリップ検出器からフイルム把持検出器60a(60b)
の取り付け位置間のフイルムパス長さ
P(m):クリップ1のピッチ 。
v(m/min):ライン速度
t(sec):基準クリップ通過から不良クリップ検出までの時間
l(m):基準クリップ検出器からフイルム把持検出器60a(60b)
の取り付け位置間のフイルムパス長さ
P(m):クリップ1のピッチ 。
不良クリップの特定には、クリップ1の基準クリップから順に背番号を付けておき、この配列を中央制御装置70に記憶させておき、不良クリップを特定した信号と対応させて背番号を表示する方法等がある。また時定数が遅い検出器の場合は、その補正が必要となる。
(実施例1〜3、比較例1〜4)
熱可塑性樹脂フイルム(ポリエステルフイルム)を以下の方法で製造し評価を行った。使用したチップは、粘度0.65のものを用い、押出機でポリエステルを溶融し、290℃の温度で口金より押出し、表面温度30℃のキャスティングドラム上に冷却固化せしめて、未延伸シートを作った。そのシートを85℃、RHヒータ4kwにて、3.3倍に縦延伸したあと、テンタにて予熱温度90℃、延伸温度110℃、熱固定220℃条件下で3.4倍に横延伸した。フイルムエッジ厚みは6μm、搬送速度200m/minとした。この製膜条件においては、本発明における好ましい管理基準の値は下記のようになる
把持跡変動幅ΔL(mm):|ΔL|≦5.4mm
把持跡長さL1(%) :70〜120%
把持跡角度θ(°) :0〜30° 。
熱可塑性樹脂フイルム(ポリエステルフイルム)を以下の方法で製造し評価を行った。使用したチップは、粘度0.65のものを用い、押出機でポリエステルを溶融し、290℃の温度で口金より押出し、表面温度30℃のキャスティングドラム上に冷却固化せしめて、未延伸シートを作った。そのシートを85℃、RHヒータ4kwにて、3.3倍に縦延伸したあと、テンタにて予熱温度90℃、延伸温度110℃、熱固定220℃条件下で3.4倍に横延伸した。フイルムエッジ厚みは6μm、搬送速度200m/minとした。この製膜条件においては、本発明における好ましい管理基準の値は下記のようになる
把持跡変動幅ΔL(mm):|ΔL|≦5.4mm
把持跡長さL1(%) :70〜120%
把持跡角度θ(°) :0〜30° 。
上記製膜条件において、何回か製膜を行い(実施例1〜7)、その時の把持跡変動幅、把持跡長さ、把持角度の値を表1に示す。また、各実施例において、テンタクリップ不良が起因とされるフィルム破れが発生することなく、連続して製膜出来た時間(フィルム破れ頻度)に応じて
◎:48時間以上 ○:20時間以上 △:10時間以上 ×:5時間以下
として判定を行う。判定結果を表1に示す。
◎:48時間以上 ○:20時間以上 △:10時間以上 ×:5時間以下
として判定を行う。判定結果を表1に示す。
(実施例4〜6、比較例5〜8)
実施例1〜7と同様なチップを用い、290℃の温度で口金より押出し、表面温度25℃のキャスティングドラム上にて冷却固化せしめて、未延伸シートを作った。そのシートを90℃、RHヒータ14kwにて、3.1倍に縦延伸したあと、テンタにて予熱温度90℃、延伸温度120℃、熱固定230℃条件下で3.5倍に横延伸した。なお、本条件下でのフイルムエッジ厚みは300μm、搬送速度40mとした。この製膜条件においては、本発明における好ましい管理基準の値は下記のようになる
把持跡変動幅ΔL(mm):|ΔL|≦9.8mm
把持跡長さL1(%) :70〜120%
把持跡角度θ(°) :0〜30° 。
実施例1〜7と同様なチップを用い、290℃の温度で口金より押出し、表面温度25℃のキャスティングドラム上にて冷却固化せしめて、未延伸シートを作った。そのシートを90℃、RHヒータ14kwにて、3.1倍に縦延伸したあと、テンタにて予熱温度90℃、延伸温度120℃、熱固定230℃条件下で3.5倍に横延伸した。なお、本条件下でのフイルムエッジ厚みは300μm、搬送速度40mとした。この製膜条件においては、本発明における好ましい管理基準の値は下記のようになる
把持跡変動幅ΔL(mm):|ΔL|≦9.8mm
把持跡長さL1(%) :70〜120%
把持跡角度θ(°) :0〜30° 。
上記製膜条件において、何回が製膜を行い(実施例8〜14)、その時の把持跡変動幅、把持跡長さ、把持角度の値を表2に示す。また、各実施例において、テンタクリップ不良が起因とされるフィルム破れが発生することなく、連続して製膜出来た時間(フィルム破れ頻度)に応じて
◎:48時間以上 ○:20時間以上 △:10時間以上 ×:5時間以下
として判定を行う。判定結果を表2に示す。
◎:48時間以上 ○:20時間以上 △:10時間以上 ×:5時間以下
として判定を行う。判定結果を表2に示す。
表1、表2の結果より、本発明における管理基準を満たした条件で製膜を行えば、テンタクリップ不良が起因とされるフィルム破れの発生を抑え、安定して生産を行えることが確認出来た。
1 :テンタクリップ
2 :レール
3 :クリップ台
4 :クリップ本体
4a:ベース
5 :支軸
6 :クリップレバー
6a:上部レバー
6b:下部レバー
7 :ライナ
8 :テンタ
9a:クリップオープナ−
9b:クリップクローザ−
9c:クリップオープナー
9d:クリップクローザ−
10a:ウエアリング
10b:ウエアリング
11:フイルム
11a:エッジ部
12:引張バネ
33:エッジ
41〜44:把持跡
60a:把持跡検出器
60b:把持跡検出器
70:中央制御装置
71:基準クリップ検出器
72:フイルム把持跡良否判定回路
73:不良クリップ位置演算回路
74:不良クリップ表示回路
75:把持状態良否判定基準設定器
Claims (4)
- フイルムのシート端部を多数のクリップで把持して搬送し、延伸するテンター法において、クリップがシートを離したときの把持部分の把持跡状態を把持跡検出器で監視して、その把持跡のフイルム進行方向長さが、クリップベースのライナとクリップレバー下部エッジとの接触長さの70〜120%にあることを常時監視することを特徴とする熱可塑性樹脂フイルムの製造方法。
- クリップがシートを離した時の把持跡において、その把持跡がフイルムの進行方向に対してなす角度θが、0〜30°以下にあることを常時監視することを特徴とする請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂フイルムの製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか記載の製造方法によって製造された熱可塑性樹脂フィルム。
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Legal Events
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