JP2832387B2 - インフレーシヨンフイルム製造機のフイルム幅制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、筒状のインフレーションフィルムを製造す
るためのフィルム製造機において使用され、フィルム幅
を設定値に合せるように制御するフィルム幅制御装置に
関する。

＜従来の技術＞ インフレーションフィルム製造機は、熱可塑性樹脂を
インフレーションダイからスクリュー押出機により押出
して筒状フィルムを連続して押出しながら、筒状フィル
ム内にガスを供給してバブルをつくり、そのフィルムを
連続して引き取りながら、重ねたチューブ状のフィルム
を製造する。

＜発明が解決しようとする課題＞ この種のインフレーションフィルム製造機には、予め
設定した幅のフィルムを製造できるように、フィルム幅
制御装置が設けられ、この幅制御装置は、フィルムの幅
を測定しながら、バブル内にガス（空気）を供給するブ
ロワを制御して、バブルの径つまりフィルムの幅を設定
された値に制御するようにしていた。しかし、従来のこ
の種の制御装置は、ブロワのオンオフを給排気を制御す
るだけであるため、精度の高いフィルム幅の制御が難し
く、またフィルムのバブル径に応じたきめ細かい制御が
できにくい課題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもの
で、高い精度でフィルム幅を制御できると共に、フィル
ムのバブル径に応じたきめ細かい制御を行うことができ
るインフレーションフィルム製造機のフィルム幅制御装
置を提供することを目的とする。

＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するために、本発明のフィルム幅制
御装置は、第１図の構成図に示すように、製造されるフ
ィルムの幅を測定しそのフィルム幅に応じた信号を出力
する幅測定器１と、押出機のブローヘッドから押出され
るチューブ内へ空気を給気し又はチューブから空気を排
出するためのポンプ16と、ポンプ16とブローヘッド間に
接続された管路に並列に設けられ、異なった開口面積を
持った複数のバルブ３と、製造するフィルムの幅を設定
する設定手段４と、設定手段４で設定されたフィルム幅
の設定値と幅測定器１により測定された測定値との偏差
を算出し、偏差に応じて複数のバルブ３の開動作を切り
替えるバルブ切替え制御手段５と、フィルム幅の設定値
と測定値の偏差の正又は負に応じてポンプ16の給気と排
気を切り替え、且つ設定値に応じて決定されたオン時間
及びオフ時間に基づいてポンプをオンオフ制御するポン
プ制御手段６と、を備えて構成される。

＜作用＞ インフレーションフィルム製造機が自動運転されフィ
ルムを製造する間、幅測定器１は、一定時間毎にそのフ
ィルムの幅を測定し、測定信号を出力する。一方、バル
ブ切替え制御手段５は、設定手段４で設定されたフィル
ム幅の設定値と幅測定器１により測定された測定値との
偏差を算出し、偏差に応じて複数のバルブ３の開動作を
切り替える。また、ポンプ制御手段６は、フィルム幅の
設定値と測定値の偏差を正又は負に応じてポンプ16の給
気と排気を切り替えると共に、設定値に応じて決定され
たオン時間及びオフ時間に基づいてポンプをオンオフ制
御する。これにより、フィルムの幅が設定値より大きく
なった場合、ポンプが逆転運転されると共に、その設定
値と測定値の偏差に応じた大きさのバルブ（偏差が大き
い場合には開口面積の大きい、偏差が小さい場合には開
口面積の小さいバルブ）を通して空気がフィルムバブル
から排気され、フィルム幅が設定値より小さくなった場
合、ポンプ16が正転運転されると共に、その設定値と測
定値の偏差に応じた大きさのバルブを通して空気がフィ
ルムバブルに給気される。このようにして、フィルム幅
が予め設定した設定値となるように、ポンプ16と複数の
バルブ３が制御される。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

先ず、第２図によりインフレーションフィルム製造機
の概略構成を説明すると、11はインフレーションフィル
ムの押出機で、スクリューモータ12によって回転駆動さ
れるスクリューを内蔵し、材料供給ホッパー13から供給
された合成樹脂材料を押出す。押出機11の押出側に、管
14を介してダイスを内蔵したブローヘッド15が縦に取付
けられる。このブローヘッド15には、押出したフィルム
25内に空気を吹き込んでチューブ状のバブルをつくるた
めに、ポンプ16が電磁式の第１バルブ17と第２バルブ18
を介して管路接続される。

この、第１バルブ17と第２バルブ18は並列接続される
と共に、第２バルブの開弁時の開口面積（例えば0.6c
m²）は第１バルブの開口面積（例えば0.4cm²）より大き
く設定され、フィルム幅の設定値と測定値の偏差が小さ
い場合には第１バルブ17が開かれ、偏差が大きい場合に
は第２バルブ18が開かれるように、フィルム幅の設定値
と測定値の偏差に応じて２個のバルブが切り替え使用さ
れる。また、ポンプ16はポンプモータ19によって正転又
は逆転する構造で、正転でフィルム25のバブル内に給気
を行い、逆転時にバブル内の空気を排気するように運転
される。なお、エアーリング用つまりバブルの周囲を空
気冷却するためのブロワ（図示せず）も、ブローヘッド
15に接続される。

ブローヘッド15の上方には、チューブ状のフィルムを
両側から挟みシート状に折り曲げて引き取るための安定
板20と第１ピンチロール21が配設される。第１ピンチロ
ール21によって引き取られたフィルム25は、ガイドロー
ル22を経て第２ピンチロール23に導かれ、巻取機24に巻
取られる。

ガイドロール22と第２ピンチロール23間に、フィルム
25の幅を測定するための幅測定器30が設置される。

幅測定器30は、第３図に示すように構成され、２台の
左測定ヘッド31と右測定ヘッド32がフィルム25の横断方
向に移動可能に配設される。そして、左測定ヘッド31に
は、光電式エッジ検出器33（例えば、１対の反射型の光
電センサがフィルムに対向し且つフィルムの幅方向に並
設される）が設けられ、右測定ヘッド32にも同様な光電
式エッジ検出器34が設けられる。

水平移動可能な左測定ヘッド31は、プーリ間に張設さ
れたワイヤの一部に連結され、プーリの１個を左ヘッド
用モータ35により回転駆動させてワイヤを駆動すること
により、ヘッドはフィルムの幅方向に移動する。また、
その移動距離を電気信号（抵抗値）に変換するために、
多回転型の左ポテンショメータ（精密可変抵抗器）36が
プーリの軸に連結される。

同様な右測定ヘッド32も、別のプーリ間に張設された
ワイヤの一部に連結され、プーリの１個を右ヘッド用モ
ータ37により回転駆動させてワイヤを駆動することによ
り、ヘッドはフィルムの幅方向に移動する。また、その
移動距離を電気信号に変換するために、多回転型の右ポ
テンショメータ38がプーリの軸に連結される。

このような構造の幅測定器30は、左右の光電式エッジ
検出器33、34がフィルム25のエッジの位置に追従して動
くように、ヘッド用モータ35、37が制御され、検出され
るポテンショメータ36、38の抵抗値がフィルム25のエッ
ジ位置（原点位置からの距離）を示し、その値からフィ
ルム25の幅が算出される。

なお、幅測定器については、他に各種の構造のものを
使用でき、例えば、ポテンショメータに代えてロータリ
エンコーダを使用し、検出したフィルム幅に応じた数の
パルス信号を出力するもの、或は、１次元のイメージセ
ンサを使用し、フィルム幅に応じたアナログ又はデジタ
ル信号を直接得てフィルム幅を測定する構造のもの等が
使用できる。

フィルム幅制御装置の制御回路は、第４図のブロック
図に示すように、CPU40、ROM41、RAM42等のユニットを
持つマイクロコンピュータを主要部にして構成される。
固定メモリのROM41内には、後述の幅制御を実行するた
めのプログラムデータや各種の演算式、定数などが記憶
される。

例えば、ポンプモータ19はオンオフ制御されるが、そ
のオン時間をフィルム幅の設定値に応じた値にするため
に、フィルム幅を変数とするオン時間の演算式が記憶さ
れる。例えば、製造しようとするフィルム幅（設定値）
が800mmの場合、ポンプモータ19のオン時間は10秒、600
mmの場合は８秒、400mmの場合は６秒などとするよう
に、フィルム幅を変数とするオン時間の演算式が記憶さ
れる。

また、フィルム幅測定値の設定値に対する偏差量に応
じて、第１バルブ17と第２バルブ18が切替えられるが、
そのフィルム幅測定値の偏差量に関する固定データも、
ROM41内に予め記憶される。例えば、フィルム幅の設定
値が600mmの場合、フィルム幅測定値が590mmから610mm
までは第１バルブを使用し、それを越える範囲では第２
バルブを使用するように、フィルム幅の各設定値につい
て第１、第２バルブを切り替えるための境界値も記憶さ
れる。

随時読込み書込み可能メモリのRAM42には、フィルム2
5の幅の設定値や測定値などが一時的に記憶される。

図示しない操作盤上には、キーボード44とLCD等の表
示器45が設けられ、オペレータによりキーボード44から
製造しようとするフィルムの幅、長さ、或はフィルムの
引取り速度等の設定値が入力される。上述のように、フ
ィルム幅の設定値に応じてポンプモータ19のオン時間が
決定されるが、そのオフ時間はフィルムの引取り速度設
定値により決定される。

入出力回路43には、モータやバルブ用の駆動回路、エ
ッジ位置データ入力用のA/Dコンバータ、キーボード用
エンコーダなどが含まれ、そこに幅測定器30のモータや
ポテンショメータ、キーボード44、表示器45、ポンプモ
ータ19、第１バルブ17、第２バルブ18などが接続され
る。

なお、このインフレーションフィルム製造機には、フ
ィルム幅制御装置の他に、押出機11のスクリュー回転数
を一定とし、材料消費量を測定しながら、その消費量に
応じて第１ピンチロール21のフィルム引取速度を制御す
る制御装置、或は、第１ピンチロール21の引取速度を一
定とし、測定された材料消費量を、引取速度、フィルム
厚さ、幅から算出された目標消費量となるように、押出
機のスクリュー回転数を制御する制御装置、及び、バブ
ルのフロストラインを一定位置に保持するようにブロワ
を制御する制御装置も、装備される。

次に、フィルム幅制御装置の動作を第５図、第６図に
フローチャートにより説明する。

インフレーションフィルム製造機の運転に先立ち、オ
ペレータは、製造するフィルムの厚さ、長さと共に、フ
ィルム幅の設定値をキーボード44から入力し、RAM42に
記憶させる。

そして、押出機11を起動して製造の前準備に入り、ス
クリューモータ、ピンチロールモータなどを手動で調整
しながら、押出機11から押出されたチューブ状のフィル
ム25を安定板20から第１ピンチロール21間に通し、巻取
機24に導くようにする。そして、ポンプ16を給気運転さ
せて、チューブ内に空気を供給して、ブローヘッド15の
上方にバブルを形成させる。

この状態で、オペレータは、手動により押出機のスク
リュー、第１ピンチロールなどの回転速度を徐々に上
げ、フィルムの引取速度が実際のフィルム生産速度に近
い状態となったとき、自動に切り替え、自動運転に入
る。

自動運転に入ると、第５図、第６図の処理がスタート
し、フィルム幅は、例えば100mm秒毎に入る第６図のタ
イマー割り込み処理により、一定時間毎に測定される。

即ち、このフィルム幅測定処理に入ると、先ず、ステ
ップ200で、左測定ヘッド31が左ヘッド用モータ35の駆
動により、予め決められた左原点位置から左右に移動
し、この間、光電式エッジ検出器33によるフィルム25の
エッジ検出が行われる。そして、エッジが検出される
と、ステップ210からステップ220に進み、エッジを検出
した時点における左測定ヘッドの位置データ（左ポテン
ショメータ36から出力される）がCPU40に取り込まれ
る。

次に、ステップ230で、右測定ヘッド32が右ヘッド用
モータ37の駆動により、予め決められた右原点位置から
左右に移動し、この間、光電式エッジ検出器34によるフ
ィルム25のエッジ検出が行われる。そして、エッジが検
出されると、ステップ240からステップ250に進み、エッ
ジを検出した時点における右測定ヘッド32の位置データ
（右ポテンショメータ38から出力される）がCPU40に取
り込まれる。

そして、ステップ260で、左右の原点位置間の距離か
ら、左右の原点位置から左右の測定ヘッドの検出位置ま
での各々の距離を減算することにより、フィルム25の幅
を算出し、その測定幅データを記憶する。

一方、他のルーチンで実行される幅制御処理では、先
ず、ステップ100で、フィルム25の測定幅と設定値との
偏差が、予め決められた基準値より大か小かを判定す
る。即ち、例えば、フィルム幅の測定値がその設定値の
±２％以内の場合に小偏差、設定値の±２％を越える場
合が大偏差であると予め設定してある場合、フィルム幅
の設定値が600mmで、例えば、その測定値が610mm又は59
0mmであるとすると、その偏差は小であり、測定値が615
mm又は585mmであれば、その偏差は大となる。

そして、フィルム幅の設定値と測定値を比較した結
果、その偏差が小であれば、ステップ110に進み、開口
面積の小さい第１バルブ17を開動作させ、その偏差が大
であれば、ステップ120に進み、開口面積の大きい第２
バルブ18を開動作させる。

次に、ステップ130で、フィルム幅の測定値と設定値
の偏差が正か負かを判定し、例えば、設定値が600mm
で、測定値が615mmであれば、偏差は正と判定し、測定
値が585mmであれば、偏差は負と判定する。

そして、偏差が負の場合、ステップ140に進み、ポン
プ16を給気運転させるようにポンプモータ19を正転さ
せ、バブル内に空気を供給するように運転する。一方、
偏差が正の場合、ステップ150に進み、ポンプ16を排気
運転させるようにポンプモータ19を逆転させ、バルブ内
から空気を排気するように運転する。

そして、ステップ160に進み、その時点におけるフィ
ルムの測定幅データから、設定値との偏差が予め設定し
た誤差範囲（制御を必要としない変動許容範囲）内であ
るか否かを判定する。

例えば、誤差範囲が設定値の±１％と予め設定されて
いる場合、フィルム幅の設定値が600mmで、測定値が605
mmとなった際、その偏差が誤差範囲内に入ったものとし
て、ステップ180に進み、ポンプ16を停止する。

一方、例えば、フィルム幅の測定値が608mmで、偏差
が誤差範囲に入っていない場合、ステップ160からステ
ップ170に進み、ポンプ16のオン時間が予め設定した設
定オン時間を経過したか否かを判定する。このポンプの
設定オン時間は、上述のように、フィルム幅の設定値に
応じて決定され、例えば、設定値が600mmの場合、ポン
プのオン時間は８秒に設定されている。このため、ポン
プ16が今回始動した時からオン時間をカウントするタイ
マーにより、始動してから８秒が経過したか否かを判定
し、その設定オン時間が経過したとき、ステップ180に
進み、ポンプ16を停止させる。

そして、ステップ190に進み、ポンプ16を停止した時
からオフ時間をカウントするタイマーにより、ポンプ16
のオフ時間が予め設定したオフ時間（例えば、20秒間）
が経過したか否かを判定する。そして、そのオフ時間が
経過したとき、再びステップ100に戻って、上記のステ
ップを順に繰り返し、フィルム幅の測定値の偏差の応じ
てポンプ16を運転する。

このような幅制御処理が繰り返されることにより、ポ
ンプ16がフィルム幅の偏差に応じて正転、逆転及びオ
ン、オフ制御され、製造するフィルムの幅が設定値とな
るように運転される。

なお、上記の実施例では、給排気用に２種類の第１バ
ルブ17と第２バルブ18を使用したが、幅の偏差に応じて
３種類以上のバルブを割り当て、切り替え使用すること
も可能である。

製造されるインフレーションフィルムの幅はバブルの
径により決定され、バブルの系は内部の空気量に応じて
決定されるが、空気量の増減に対するバブル径の変化、
つまりポンプ制御の応答はゆっくりしたものである。こ
のため、給気または排気量を連続的に制御しなくても、
上記のように、大小バルブの切替え制御とポンプの正
転、逆転とオン、オフ時間の制御だけで、良好な幅の制
御を行うことができる。また、給排気用のバルブとし
て、開口面積の異なる複数のバルブを使用すれば、より
精度の高い制御をすることができ、ポンプも正転逆転と
オンオフ時間の制御でよいため、設備を簡単な製造で安
価に製作することができる。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明のインフレーションフィ
ルム製造機のフィルム幅制御装置によれば、バルブ切替
え制御手段が、設定手段で設定されたフィルム幅の設定
値と幅測定器により測定された測定値との偏差を算出
し、偏差に応じて複数のバルブを開動作を切り替え、ま
た、ポンプ制御手段が、フィルム幅の設定値と測定値の
偏差の正又は負に応じてポンプの給気と排気を切り替え
ると共に、設定値に応じて決定されたオン時間に基づい
てポンプをオンオフ制御するように構成したから、フィ
ルム幅の設定値に応じたきめ細かい幅制御を、高い精度
で行うことができる。また、比較的簡単な製造のバルブ
とポンプを使用できるため、装置の構造を簡単化でき安
価に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、 第２図〜第６図は本発明の一実施例を示し、 第２図はインフレーションフィルム製造機の概略構成
図、 第３図は幅測定器の平面図、 第４図はフィルム幅制御装置のブロック図、 第５図は幅制御処理のフローチャート、 第６図は幅測定処理のフローチャートである。 １……幅測定器、 ３……複数のバルブ、 ４……設定手段、 ５……バルブ切替え制御手段、 ６……ポンプ制御手段、 16……ポンプ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】製造されるフィルムの幅を測定し、フィル
   ム幅に応じた信号を出力する幅測定器と、 押出機のブローヘッドから押出されるチューブ内へ空気
   を給気し又はチューブから空気を排気するためのポンプ
   と、 該ポンプと該ブローヘッド間に接続された管路に並列に
   設けられ、異なった開口面積を持った複数のバルブと、 製造するフィルムの幅を設定する設定手段と、 該設定手段で設定されたフィルム幅の設定値と前記幅測
   定器により測定された測定値との偏差を算出し、該偏差
   に応じて前記複数のバルブの開動作を切り替えるバルブ
   切替え制御手段と、 該フィルム幅の設定値と測定値の偏差の正又は負に応じ
   て前記ポンプの給気と排気を切り替え、且つ該設定値に
   応じて決定されたオン時間及びオフ時間に基づいて該ポ
   ンプをオンオフ制御するポンプ制御手段と、 を備えたことを特徴とするインフレーションフィルム製
   造機のフィルム幅制御装置。