JP3555979B2

JP3555979B2 - Film production equipment

Info

Publication number: JP3555979B2
Application number: JP06738994A
Authority: JP
Inventors: 正雄斎藤; 秀夫山中
Original assignee: 新日本石油化学株式会社
Priority date: 1993-04-05
Filing date: 1994-04-05
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2019-08-18
Also published as: JPH06339986A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はインフレーション法を利用したフィルム製造装置に関する。詳しくは、インフレーション法フィルム製造プロセスにおいて、バブルの大きさを超音波式センサで測定しバブルが一定の大きさとなるようにバブル内の空気を制御するフィルム製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インフレーション法によるフィルム製造装置においては、環状溶融樹脂がサーキュラーダイから押し出され、冷却されつつ一定の直径をもつ管状の樹脂フィルムとなり、最後に２枚重ねの偏平な形になって巻き取られる。管状の樹脂フィルムの直径やフィルムの厚さを制御するために、光電センサや超音波センサが利用される。
【０００３】
例えば、特公昭５９─４０４６８号公報（あるいは特開平３─２２２７２０号公報）は光電センサを用いた例を示し、発光器と受光器が所定の大きさの管状の樹脂フィルムの接線上に配置され、管状の樹脂フィルムの大きさが大きくなった場合には光を遮り、管状の樹脂フィルムの大きさが小さくなった場合には光を通すことにより、管状の樹脂フィルムの大きさを検出して管状の樹脂フィルムの大きさを制御するようになっている。
【０００４】
また、特開昭６１─２５６２１２号公報は複数の超音波センサを用いた例を示している。超音波センサは管状の樹脂フィルムに向かって超音波を発信し且つ管状の樹脂フィルムで反射した超音波を受信することにより超音波センサと管状の樹脂フィルムとの距離を検出するものである。この距離から管状の樹脂フィルムの大きさが分かる。この公報では、４個の超音波センサが管状の樹脂フィルムのまわりに等間隔で配置され、４個の超音波センサの検出値の平均値により管状の樹脂フィルムの大きさを検出して管状の樹脂フィルムの大きさを制御するようになっている。
【０００５】
樹脂フィルムを製造するインフレーション法には、空冷式冷却手段と水冷式冷却手段とがある。空冷式冷却手段はサーキュラーダイから押し出された環状溶融樹脂に冷却用空気をふきかけるだけであるので形成された管状の樹脂フィルムの位置を規制するものではない。そのため、管状の樹脂フィルムの位置が変動するので、上記した特開昭６１─２５６２１２号公報では、４個の超音波センサが管状の樹脂フィルムのまわりに等間隔で設けられ、その平均値をとるようになっている。空冷式冷却手段を用いる場合には、環状溶融樹脂がサーキュラーダイの下方で大きな球状になるバブルは通常形成されず、フロストラインが環状溶融樹脂と管状の樹脂フィルムとの境界にできる。
【０００６】
一方、水冷式冷却手段（補助的に空冷を併用する場合を含めて）は冷却水を含むリングを含み、その内周部が環状溶融樹脂と実質的に接触し、形成された管状の樹脂フィルムの位置を規制している。従って、管状の樹脂フィルムはこの状態で冷却固化するので、管状の樹脂フィルムの大きさは水冷式冷却手段により規定される。従って、この場合には、管状の樹脂フィルムの大きさを検出する必要はない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
水冷式冷却手段を用いる場合には、環状溶融樹脂がサーキュラーダイと水冷式冷却手段との間で大きな球状になるバブルが形成される。この場合には、バブルの大きさを検出して、バブルの大きさを制御することが望ましい。本願の出願人は、バブルの大きさを検出するために発光器と受光器とからなる光電センサを利用していた。発光器と受光器は所定の大きさのバブルの接線上に配置され、バブルが大きくなった場合には光を遮り、バブルが小さくなった場合には光を通すことにより、バブルの大きさを検出していた。
【０００８】
発光器と受光器を所定の大きさのバブルの接線上に配置するため、発光器と受光器を設置するのに熟練と多くの手間を必要とする問題点があった。発光器と受光器の位置や角度は製品が変わる毎に変えなくてはならず、また製膜速度、樹脂の種類、肉厚、樹脂温度等にも影響される。発光器や受光器の位置の調整の仕方は理論的に導かれるものではなく、経験的に決めなくてはならず、多大の熟練を要した。殊にバブル径が大きかったり（例えば６００ｍｍを越えると）、多品種の生産の場合には問題が深刻であった。
【０００９】
上記したように、冷却固化した管状の樹脂フィルムの大きさを検出するためには超音波センサが用いられていたが、大きさが変動したり、振動したりする環状溶融樹脂のバブルの大きさを超音波センサで検出する例はこれまでなかった。また、空冷式冷却手段を用いる場合、フロストラインに至るまでの環状溶融樹脂の大きさを超音波センサで検出する例はこれまでなかった。
【００１０】
本発明の目的は、超音波センサを用いてバブルの大きさを簡単且つ確実に検出できるようにしたフィルム製造装置を提供することである。また、本発明の目的は、超音波センサを用いてフロストラインに至るまでの環状溶融樹脂の大きさを簡単且つ確実に検出できるようにしたフィルム製造装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によるフィルム製造装置は、溶融樹脂の入口と、溶融樹脂のリップ状出口と、該リップ状出口から押し出された環状溶融樹脂の内部に空気を吹き込む空気吹き込み手段とを有するサーキュラーダイと、該環状溶融樹脂を冷却して管状フィルムを形成する冷却手段と、該環状溶融樹脂に向かって超音波を発信し且つ該環状溶融樹脂で反射した超音波を受信することにより該環状溶融樹脂との距離を検出する超音波センサと、該超音波センサの出力信号に応答して該空気吹き込み手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。該冷却手段は該サーキュラーダイの下方に配置され、該環状溶融樹脂の外径を規制しつつ該環状溶融樹脂を冷却し、サーキュラーダイとの間に環状溶融樹脂のバブルを形成するとともに環状溶融樹脂を管状フィルムとする水冷リングからなる。
【００１２】
【作用】
冷却手段が水冷リングからなる場合には、サーキュラーダイと水冷用リングとの間に環状溶融樹脂のバブルが形成され、バブルの外側に配置された超音波センサがこのバブルの大きさを超音波センサとバブルとの間の距離として検出する。制御手段は超音波センサの出力信号に応答して空気吹き込み手段を制御し、例えば、バブルと超音波センサ間の距離が所定値よりも大きいときに空気量を増加し、バブルと超音波センサ間の距離が所定値よりも小さいときに空気量を減少するようになっている。本発明では、１個の超音波センサを設ければよく、バブルの大きさを簡単且つ確実に検出して、バブルの大きさを簡単且つ確実に制御することができる。
【００１３】
好ましくは、超音波センサがサーキュラーダイと水冷用リングとの間においてサーキュラーダイの軸線を通る線上の点に向かって配置される。これによって、超音波センサはバブルのほぼ中心に向かって配置されることになり、超音波センサから発信した超音波をバブルでほぼ完全に反射させ、反射した超音波を効率よく取り込むことができる。好ましくは、超音波センサがサーキュラーダイに近い位置からバブルのほぼ中心に向かって斜め下向きに配置される。サーキュラーダイから吐出した直後のバブルの部分の形状を検出し、バブルの大きさをよりよく制御できる。
【００１５】
また、本発明の他の特徴においては、フィルム製造装置は、サーキュラーダイと、冷却手段と、超音波センサを備えるとともに、該フィルム製造装置の周囲の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段で検出された温度に従って超音波の速度を補正する速度補正手段とを備える。これによって、超音波の速度が温度に従って変動するのを補正し、バブルの大きさを精度よく検出することができる。
【００１６】
また、本発明の他の特徴においては、フィルム製造装置は、サーキュラーダイと、冷却手段と、超音波センサを備えるとともに、超音波センサに対面するバブルの膜の変動速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段で検出された速度に従ってバブルで反射した超音波を受信することのできる受信周波数の範囲を設定する受信周波数設定手段とを備える。これによって、バブルが例えば膨張しあるいは収縮し、あるいは振動しているときでも、バブルの大きさを確実に検出することができる。
【００１７】
【実施例】
図１及び図２は本発明の第１実施例を示す図である。本発明によるフィルム製造装置は、サーキュラーダイ１と、水冷リング１５とからなる。サーキュラーダイ１は溶融樹脂の入口１ａと、この溶融樹脂の入口１ａに通じる円筒状の樹脂通路１ｂと、この樹脂通路１ｂに通じてサーキュラーダイ１の底面に開口するリップ状出口１ｃとを有する。溶融樹脂３は図示しない押し出し機から入口１ａに供給され、樹脂通路１ｂを通ってリップ状出口１ｃへ環状溶融樹脂として、すなわちバブル２として押し出される。
【００１８】
サーキュラーダイ１ははさらにリップ状出口１ｃから押し出されたバブル２の内部に空気を吹き込む空気吹き込み手段を有する。空気吹き込み手段はリップ状出口１ｃの内部でサーキュラーダイ１の底面に開口する空気通路７である。空気通路７は、図示しない空気源に接続された空気通路６と、排出空気通路８に接続される。空気量調節弁５が空気通路６に配置され、排出調節弁４が排出空気通路８に接続される。実施例においては、排出調節弁４は常時小さな開度だけ開かれており、空気量調節弁５が制御装置９によって制御されて空気通路７の空気量を制御する。
【００１９】
水冷リング１５はサーキュラーダイ１の下方にサーキュラーダイ１と同軸線上に配置され、バブル２はサーキュラーダイ１と水冷リング１５と間に形成される。水冷リング１５には冷却水１４が貯められており、冷却水１４はバブル２と接触して環状溶融樹脂を急冷固化しながらバブル２と水冷リング１５との間隙から流れ落ちる。水冷リング１５の内周部がバブル２と実質的に接触し、バブル２は水冷リング１５より下方では固化した管状の樹脂フィルムとなって下方に延び、ニップロール１７を有する循環式ガイドベルト１６を通って平坦なシートとなって、巻き取り機（図示せず）へと運ばれる。
【００２０】
超音波センサ１１０がサーキュラーダイ１と水冷用リング１５との間に形成されるバブル２の外側に配置される。超音波センサ１１０はバブル２のほぼ中心に向かって配置される。超音波センサ１１０はライン１１２により制御装置９に接続される。超音波センサ１１０はバブル２に向かって超音波を発信し且つバブル２で反射した超音波を受信することによりバブル２と超音波センサ１１０との間の距離を検出するものである。
【００２１】
超音波センサ１１０の一例は図５に示されており、超音波センサ１１０はケース１０５に指示されたピエゾセラミック円板１０６と、ピエゾセラミック円板１０６に接触して配置された振動伝達膜１０７とからなる。ピエゾセラミック円板１０６の両面には図示しない電極が形成され、図示しない導線によりピエゾセラミック円板１０６に電圧を印加することができる。また、ピエゾセラミック円板１０６は振動伝達膜１０７を介して振動を受け、電圧を発生する。従って、超音波センサ１１０は超音波を発信し且つ超音波を受信することができる。
【００２２】
図６は超音波センサ１１０の超音波の発信及び受信を示す図である。超音波センサ１１０は時点Ａ_１において例えば２００ＫＨの超音波を発信し、それから時間Ｔ（例えば２５ｍｓ）の後の時点Ａ_２において２００ＫＨの超音波を発信する。つまり、超音波センサ１１０は周期Ｔで超音波を断続的に発信する。時点Ａ_１において発信された超音波はバブル２で反射し、時点Ｂ_１において超音波センサ１１０で受信される。従って、時点Ａ_１と時点Ｂ_１との間の時間ｔを測定すれば、Ｘ＝（１／２）×ｔ×ｃによって、バブル２と超音波センサ１１０との間の距離Ｄを計算することができる。なお、ｃは音速である。なおバブル２は常に振動しているので、連続した何回かの測定値を平均して代表値とするのが良い。
【００２３】
こうして、制御装置９は超音波センサ１１０の出力信号に応答して空気量調節弁５を制御する。すなわち、バブル２と超音波センサ１１０間の距離が所定値（例えば８００ｍｍ）よりも小さいときには、空気量調節弁５を閉じ、排出調節弁４は微量だけ開放されているのでバブル２に供給される空気量は減少する。また、バブル２と超音波センサ１１０間の距離が前記所定値よりも大きな所定値（例えば８０５ｍｍ）よりも大きいときには、空気量調節弁５を開放し、するとバブル２に供給される空気量は増加する。このようにして、バブル２を小さな制御範囲（８０５−８００＝５ｍｍ）内で一定の大きさに保ち、バブル２を安定させる。
【００２４】
このようにして、本発明では、１個の超音波センサ１１０を用いてバブル２の大きさを制御することができる。超音波センサ１１０から発信された超音波はバブル２でよく反射され、バブル２を透過する超音波の割合は小さいことが分かった。超音波センサ１１０は約１０度の角度範囲で良好に超音波を発信及び受信することができ、超音波センサ１１０の位置を一度固定するとその後で精密に調節しなくてもよく、またバブル２の大きさが変動しても、バブル２と超音波センサ１１０間の距離を確実に検出できることが分かった。ただし、超音波センサ１１０は高さや角度を調節可能な支持台に取りつけておくのが有利である。１個の超音波センサ１１０により、種々の種類や大きさのフィルムに対応できる。
【００２５】
図３は本発明の第２実施例を示し、図１の実施例とかなり類似している。この実施例のフィルム製造装置は、サーキュラーダイ１と、水冷リング１５とからなる。サーキュラーダイ１は溶融樹脂の入口１ａと、この溶融樹脂の入口１ａに通じる円筒状の樹脂通路１ｂと、この樹脂通路１ｂに通じてサーキュラーダイ１の底面に開口するリップ状出口１ｃと、空気吹き込み手段としての空気通路７とを有する。空気通路７の空気量は空気量調節弁５及び排出調節弁４によって制御され、空気量調節弁５が制御装置９によって制御される。
【００２６】
水冷リング１５はサーキュラーダイ１の下方にサーキュラーダイ１と同軸線上に配置され、バブル２はサーキュラーダイ１と水冷リング１５と間に形成される。この実施例では、サーキュラーダイ１の下部近傍にはバブル２を予冷却する空冷リング１３が設けられている。空冷リング１３は冷却用空気の入口２５、及び吐出ノズル２６を有する。水冷リング１５は網１８及びバキュームチャンバ１９を有する。
【００２７】
水冷リング１５には冷却水１４が貯められており、冷却水１４はバブル２と接触して溶融樹脂を急冷固化しながらバブル２と水冷リング１５との間隙から流れ落ち、さらに水冷リング１５に沿って吊り下げられた伸縮自在の網１８を伝わって固化した管状の樹脂フィルム２３を冷却しながら流れ落ちる。網１８の外側には円筒形のバキュームチャンバ１９があり、吸引口２１から空気を吸いだしてバキュームチャンバ２２内を負圧にして、バブル２内部の空気圧力との共同作用でバブル２を網１８に押し付けることでバブル２を安定に保持している。固化した管状の樹脂フィルム２３は更に下がってガイドベルト１６に沿って偏平化され、ニップロール１７で折り合わせられ、二つ折りのフィルム２４となって後工程（巻取り等）へ進む。
【００２８】
超音波センサ１１０がバブル２の外側にバブル２のほぼ中心を向くように配置され、超音波センサ１１０は制御装置９に接続される。超音波センサ１１０は図５及び図６を参照して説明したのと同様のものであり、バブル２に向かって超音波を発信し且つバブル２で反射した超音波を受信することができる。超音波センサ１１０は例えば（株）キーエンス製ＵＤ−３２０を使用することができる。
【００２９】
超音波センサ１１０はサーキュラーダイ１と水冷用リング１５との間においてサーキュラーダイ１の軸線を通る線上の点に向かって配置される。さらに詳細には、超音波センサ１１０はサーキュラーダイ１に近い位置からバブル２のほぼ中心に向かって斜め下向きに配置される。
【００３０】
製品幅を変えるとそれに対応して、水冷リング１５の径や水冷リング１５とサーキュラーダイ１との距離を変えるので、バブル２の形状も変わる。そして超音波センサ１１０の有効距離には一定の範囲があるので、使用する様々な水冷リングに対しても固定したまま対応できる位置を選ぶのが便利である。
【００３１】
本実施例では以下の条件に設定することで再現性良くバブルを安定させることができた。
フィルム厚…１３０μｍ（ＬＤＰＥ１５−ＨＤＰＥ１００−ＬＤＰＥ１５）
ダイリップ径Ｃ…６００ｍｍ
ダイの下面からセンサまでの距離Ａ…１６０ｍｍ
ダイの中心線からセンサまでの距離Ｂ…１４１０ｍｍ
センサ軸と水平面との角度θ…２０゜
【００３２】
上記のように固定したときの水冷リング１５の内径Ｎと、超音波センサ１１０とバブルとの間の距離ｘとの関係及び不感帯は次の通りである。
Ｎ（ｍｍ）ｘ（ｍｍ）制御範囲（ｍｍ）
７２０９９０Ｘ±５
９５０８９５Ｘ±５
１０８０８５０Ｘ±５
また、樹脂はインフレーション成形できるものであれば何でも良く、ＨＤＰＥ，ＰＰ，ＬＤＰＥ，ＬＬＤＰＥ及びこれらのコポリマーや、これらを含む多層フィルムにも使える。バブル２の大きさは±５ｍｍの小さな制御範囲内でほぼ一定に保たれ、この制御範囲は±０．５ｍｍまで変えることができる。
【００３３】
図４は制御装置９の機能を示すブロック図である。インターフェースや駆動回路等は省略されている。制御装置９は超音波センサ１１０に所定の周波数の超音波を所定の周期で発信させるための発信手段３０（図６参照）と、バブル２で反射した超音波を受信して処理するための受信手段３１を含む。受信手段３１は増幅手段や検波手段等を含み、図６の時点Ａ_１と時点Ｂ_１との間の時間ｔを出力する。距離計算手段３２はＸ＝（１／２）×ｔ×ｃによって、バブル２と超音波センサ１１０との間の距離Ｘを計算する。バルブ制御演算手段３３は検出された距離Ｘと設定値入力手段１２０からの設定値とを比較して空気量調節弁５を駆動するための信号を発生する。
【００３４】
制御装置９はさらにフィルム製造装置の周囲の温度を検出する温度検出手段１２１と、この温度検出手段１２１で検出された温度に従って超音波の速度を補正する速度補正手段３４とを含む。フィルム製造装置では、溶融樹脂の温度はリップ状出口１ｃにおいて約２００℃であり、夏にはフィルム製造装置の周囲の温度は例えば４５℃になる。また、冬にはフィルム製造装置の周囲の温度は例えば１５℃になる。超音波の速度は周囲の温度によって変化する。従って、フィルム製造装置の周囲の温度を検出することよって、距離計算手段３２で使用する音速ｃの値を補正すると、バブル２と超音波センサ１１０との間の距離Ｘをそのときの温度に応じてより正確に検出できることが分かった。補正は、温度と音速との公知の関係を利用することができる。
【００３５】
制御装置９はさらにアプローチ補正手段３５を含む。アプローチ補正手段３５を含む。アプローチ補正手段３５は、超音波センサ１１０に対面するバブル２の膜の変動速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手段で検出された速度に従ってバブル２で反射した超音波を受信することのできる受信時間の範囲を設定する受信時間設定手段とを含む。
【００３６】
速度検出手段は受信手段３１の出力を受けて構成される。すなわち、受信手段３１は図６の時点Ａ_１と時点Ｂ_１との間の時間ｔを出力するので、この時間ｔを所定期間にわたってサンプリングすれば、固定の超音波センサ１１０に対するバブル２の膜の変動速度が分かる。こうして検出したバブル２の膜の変動速度はディスプレイ１２２に表示されるようになっている。図９はディスプレイ１２２の一部を示し、バブル２の膜の変動速度が１６００ｍｍ／ｓであることを表示している。実施例においては、バブル２の膜の変動速度は４００ｍｍ／ｓ単位で表示されるようになっている。
【００３７】
発信手段３０は時点Ａ_１、Ａ_２等で超音波を発信する。受信手段３１はバブル２で反射した超音波を時点Ｂ_１等で受信する。超音波を受信する時点Ｂ_１は変化するので、超音波の受信は時点Ａ_１、Ａ_２の間の所定の時間の範囲（例えば図６のＴ_Ｒ）内で行われるようになっている。バブル２が膨張、収縮、あるいは振動していると、バブル２で反射した超音波の超音波センサ１１０への到達時間は大きく変化する。受信可能な所定の時間の範囲が小さいと、その分だけノイズを拾う可能性は小さくなる。しかし、受信可能な所定の時間の範囲が小さいと、その時間内で超音波を受信できなくなる可能性が大きくなる。従って、本発明では、バブル２の膜の変動速度に従って、バブル２で反射した超音波を受信することのできる受信時間の範囲を変えるのが好ましい。受信時間設定手段はこの所定の時間の範囲を設定するものである。
【００３８】
図７及び図８は受信時間設定手段で設定した受信可能な所定の時間の範囲の例を示す図である。図７はバブル２の膜の変動速度が比較的に小さいときの受信可能な所定の時間の範囲Ｔ_Ｒ１を示している。図８はバブル２の膜の変動速度が比較的に大きいときの受信可能な所定の時間の範囲Ｆ_Ｒ２を示している。
【００３９】
図１０は本発明の第３実施例を示す図である。この実施例のフィルム製造装置は、サーキュラーダイ２０１と、空冷リング２０２とからなる。サーキュラーダイ２０１は溶融樹脂の入口２０１ａと、この溶融樹脂の入口２０１ａに通じる円筒状の樹脂通路２０１ｂと、この樹脂通路２０１ｂに通じてサーキュラーダイ２０１の上面に開口するリップ状出口２０１ｃとを有する。溶融樹脂２０３は図示しない押し出し機から入口２０１ａに供給され、樹脂通路２０１ｂを通ってリップ状出口２０１ｃへ環状溶融樹脂として押し出される。
【００４０】
サーキュラーダイ２０１はさらにリップ状出口２０１ｃから押し出された環状溶融樹脂２０３の内部に空気を吹き込む空気吹き込み手段を有する。空気吹き込み手段はリップ状出口２０１ｃの内部でサーキュラーダイ２０１の上面に開口する空気通路２０４である。空気通路２０４は、図示しない空気源に接続された空気通路２０５と、排出空気通路２０６に接続される。空気量調節弁２０７が空気通路２０５に配置され、排出調節弁２０８が排出空気通路２０６に接続される。実施例においては、排出調節弁２０７は常時小さな開度だけ開かれており、空気量調節弁２０７が制御装置２０９によって制御されて空気通路２０４の空気量を制御する。制御装置２０９の構成は上記制御装置９と同様である。この空気の吹き込みにより、リップ状出口２０１ｃから押し出された環状溶融樹脂２０３が上方に向けられる。
【００４１】
空冷リング２０２はサーキュラーダイ２０１の上方にサーキュラーダイ２０１と同軸線上に配置され、環状溶融樹脂２０３を冷却固化してフロストライン２１０を境としてフロストライン２１０の上方に管状樹脂フィルム２１１を形成するようになっている。
【００４２】
空冷リング２０２の近傍、例えば上方に、超音波センサ２１２が配置されている。超音波センサ２１２はサーキュラーダイ２０１の軸線を通る線上の点に向かって且つ環状溶融樹脂２０３の表面に垂直に配置される。つまり、超音波センサ２１２はリップ状出口２０１ｃから押し出され、フロストライン２１０に至るまでの環状溶融樹脂２０３の表面に直交するように配置される。
【００４３】
超音波センサ２１２はライン２１３により制御装置２０９に接続される。超音波センサ２１２は環状溶融樹脂２０３に向かって超音波を発信し且つ環状溶融樹脂２０３で反射した超音波を受信することにより環状溶融樹脂２０３と超音波センサ２１２との間の距離を検出する。この検出に基づいて、上記実施例と同様に吹き込み空気量を調節することにより、管状樹脂フィルム２１１の大きさを制御することができる。
【００４４】
環状溶融樹脂２０３の位置は管状の樹脂フィルム２１１の位置よりもサーキュラーダイ２０１に近いため、フロストライン２１０に至るまでの環状溶融樹脂２０３の変動は管状の樹脂フィルム２１１の変動に比べ少ない。このため、１個の超音波センサ２１２を設ければよく、環状溶融樹脂２０３の大きさを簡単且つ確実に検出して、その結果として管状の樹脂フィルム２１１の大きさを簡単且つ確実に制御することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、１個の超音波センサを固定的に配置してバブル又は環状溶融樹脂の大きさを簡単且つ確実に検出することができ、製造条件の変更に際しても超音波センサの位置を苦心して変える必要がなく、諸条件に対応する標準値（バブルが安定した時の値）や許容範囲を一度見いだしておけば、その数値を制御装置に入力するだけで再現性良く作動するので、操作は極めて簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のフィルム製造装置を示す略図である。
【図２】図１の線ＩＩ─ＩＩに沿った断面図である。
【図３】本発明の第１実施例のフィルム製造装置を示す略図である。
【図４】制御装置の詳細を示すブロック図である。
【図５】超音波センサを示す略図である。
【図６】超音波センサの超音波の発信と受信のタイミングを示す図である。
【図７】受信時間設定手段で設定した受信可能な所定の時間の範囲の一例を示す図である。
【図８】受信時間設定手段で設定した受信可能な所定の時間の範囲の他の例を示す図である。
【図９】超音波センサに対面するバブルの膜の変動速度を検出する速度検出手段で検出したバブルの膜の変動速度をディスプレイに表示した例を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施例のフィルム製造装置を示す略図である。
【符号の説明】
１…サーキュラーダイ
２…バブル
３…溶融樹脂
４…排出調節弁
５…空気量調節弁
７…空気通路
９…制御装置
１５…水冷リング
１１０…超音波センサ
２０１…サーキュラーダイ
２０２…空冷リング
２０３…溶融樹脂
２０４…空気通路
２０７…空気量調節弁
２０８…排出調節弁
２０９…制御装置
２１２…超音波センサ[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a film manufacturing apparatus using an inflation method. More specifically, the present invention relates to a film manufacturing apparatus that measures the size of a bubble with an ultrasonic sensor in an inflation film manufacturing process and controls air in the bubble so that the bubble has a fixed size.
[0002]
[Prior art]
In a film production apparatus using an inflation method, an annular molten resin is extruded from a circular die, cooled to form a tubular resin film having a constant diameter, and finally wound into a two-ply flat shape. In order to control the diameter of the tubular resin film and the thickness of the film, a photoelectric sensor or an ultrasonic sensor is used.
[0003]
For example, Japanese Patent Publication No. 59-40468 (or JP-A-3-222720) shows an example using a photoelectric sensor, in which a light-emitting device and a light-receiving device are arranged on a tangent line of a tubular resin film of a predetermined size. Detects the size of the tubular resin film by blocking the light when the size of the tubular resin film becomes large and passing the light when the size of the tubular resin film becomes small. The size of the tubular resin film is controlled.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-256212 discloses an example using a plurality of ultrasonic sensors. The ultrasonic sensor detects the distance between the ultrasonic sensor and the tubular resin film by transmitting ultrasonic waves toward the tubular resin film and receiving the ultrasonic waves reflected by the tubular resin film. From this distance, the size of the tubular resin film can be known. In this publication, four ultrasonic sensors are arranged at equal intervals around a tubular resin film, and the size of the tubular resin film is detected by detecting the average value of the detection values of the four ultrasonic sensors. The size of the resin film is controlled.
[0005]
The inflation method for producing a resin film includes air-cooled cooling means and water-cooled cooling means. The air-cooling type cooling means does not regulate the position of the formed tubular resin film because it only blows cooling air on the annular molten resin extruded from the circular die. Therefore, since the position of the tubular resin film varies, in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-256212, four ultrasonic sensors are provided at equal intervals around the tubular resin film, and the average value is taken. It has become. When the air-cooling type cooling means is used, a bubble in which the annular molten resin becomes large spherical below the circular die is not usually formed, and a frost line can be formed at a boundary between the annular molten resin and the tubular resin film.
[0006]
On the other hand, the water-cooled cooling means (including the case where air cooling is additionally used) includes a ring containing cooling water, the inner periphery of which is substantially in contact with the annular molten resin, and a formed tubular resin film. Is regulated. Therefore, since the tubular resin film is cooled and solidified in this state, the size of the tubular resin film is defined by the water-cooled cooling means. Therefore, in this case, there is no need to detect the size of the tubular resin film.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
When the water-cooled cooling means is used, a large spherical bubble is formed between the circular die and the water-cooled cooling means. In this case, it is desirable to detect the size of the bubble and control the size of the bubble. The applicant of the present application has utilized a photoelectric sensor composed of a light emitter and a light receiver to detect the size of a bubble. The light-emitting device and the light-receiving device are arranged on the tangent line of a bubble of a predetermined size. When the bubble becomes large, the light is blocked, and when the bubble becomes small, the light is transmitted to reduce the size of the bubble. Had been detected.
[0008]
Since the light-emitting device and the light-receiving device are arranged on the tangent line of a bubble of a predetermined size, there is a problem that skill and much labor are required to install the light-emitting device and the light-receiving device. The position and angle of the light emitting device and the light receiving device must be changed each time the product changes, and are also affected by the film forming speed, the type of resin, the thickness, the resin temperature, and the like. The method of adjusting the positions of the light-emitting device and the light-receiving device is not theoretically derived, but must be determined empirically, and requires a great deal of skill. In particular, when the bubble diameter is large (for example, when the bubble diameter exceeds 600 mm), the problem is serious in the case of production of many kinds.
[0009]
As described above, an ultrasonic sensor has been used to detect the size of the cooled and solidified tubular resin film, but the size of the annular molten resin bubble fluctuates or vibrates. Until now, there has been no example in which the ultrasonic wave is detected by an ultrasonic sensor. Further, when using an air-cooling type cooling means, there has been no example in which the size of the annular molten resin up to the frost line is detected by an ultrasonic sensor.
[0010]
An object of the present invention is to provide a film manufacturing apparatus capable of easily and reliably detecting the size of a bubble using an ultrasonic sensor. It is another object of the present invention to provide a film manufacturing apparatus capable of easily and reliably detecting the size of an annular molten resin up to a frost line using an ultrasonic sensor.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The film manufacturing apparatus according to the present invention is a circular die having an inlet for molten resin, a lip-shaped outlet for the molten resin, and air blowing means for blowing air into the annular molten resin extruded from the lip-shaped outlet. A cooling means for cooling the annular molten resin to form a tubular film; and a distance between the annular molten resin by transmitting ultrasonic waves toward the annular molten resin and receiving ultrasonic waves reflected by the annular molten resin. , And control means for controlling the air blowing means in response to an output signal of the ultrasonic sensor. The cooling means is disposed below the circular die, cools the annular molten resin while regulating the outer diameter of the annular molten resin, and forms a bubble of the annular molten resin between the circular die and the circular molten resin. From a water-cooled ringYou.
[0012]
[Action]
When the cooling means comprises a water-cooled ring, a bubble of an annular molten resin is formed between the circular die and the water-cooling ring, and the ultrasonic sensor arranged outside the bubble determines the size of the bubble by the ultrasonic sensor. It is detected as the distance between the bubble and the bubble. The control means controls the air blowing means in response to the output signal of the ultrasonic sensor, for example, increases the air amount when the distance between the bubble and the ultrasonic sensor is larger than a predetermined value, and increases the air flow between the bubble and the ultrasonic sensor. When the distance is smaller than a predetermined value, the air amount is reduced. In the present invention, it is sufficient to provide one ultrasonic sensor, and the size of the bubble can be easily and reliably detected, and the size of the bubble can be controlled simply and reliably.
[0013]
Preferably, the ultrasonic sensor is disposed between the circular die and the water cooling ring toward a point on a line passing through the axis of the circular die. As a result, the ultrasonic sensor is disposed substantially toward the center of the bubble, and the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic sensor is almost completely reflected by the bubble, so that the reflected ultrasonic wave can be efficiently captured. Preferably, the ultrasonic sensor is disposed obliquely downward from a position close to the circular die toward substantially the center of the bubble. By detecting the shape of the bubble portion immediately after being discharged from the circular die, the size of the bubble can be better controlled.
[0015]
Also, in another feature of the present invention,Film production equipmentWith a circular die, cooling means, and an ultrasonic sensor,The apparatus includes temperature detecting means for detecting the temperature around the film manufacturing apparatus, and speed correcting means for correcting the speed of the ultrasonic wave according to the temperature detected by the temperature detecting means. As a result, it is possible to correct the fluctuation of the speed of the ultrasonic wave according to the temperature, and to accurately detect the size of the bubble.
[0016]
Also,In another aspect of the present invention, a film manufacturing apparatus includes a circular die, a cooling unit, and an ultrasonic sensor,Speed detecting means for detecting the fluctuation speed of the film of the bubble facing the ultrasonic sensor, and receiving for setting a range of a receiving frequency capable of receiving the ultrasonic wave reflected by the bubble according to the speed detected by the speed detecting means. Frequency setting means. Thereby, even when the bubble is expanding, contracting, or vibrating, for example, the size of the bubble can be reliably detected.
[0017]
【Example】
1 and 2 are views showing a first embodiment of the present invention. The film manufacturing apparatus according to the present invention includes a circular die 1 and a water cooling ring 15. The circular die 1 has a molten resin inlet 1a, a cylindrical resin passage 1b communicating with the molten resin inlet 1a, and a lip-shaped outlet 1c communicating with the resin passage 1b and opening on the bottom surface of the circular die 1. The molten resin 3 is supplied from an extruder (not shown) to the inlet 1a, and is extruded through the resin passage 1b to the lip-shaped outlet 1c as an annular molten resin, that is, as a bubble 2.
[0018]
The circular die 1 further has air blowing means for blowing air into the inside of the bubble 2 pushed out from the lip-shaped outlet 1c. The air blowing means is an air passage 7 that opens to the bottom of the circular die 1 inside the lip-shaped outlet 1c. The air passage 7 is connected to an air passage 6 connected to an air source (not shown) and a discharge air passage 8. The air amount control valve 5 is disposed in the air passage 6, and the discharge control valve 4 is connected to the discharge air passage 8. In the embodiment, the discharge control valve 4 is always opened by a small opening, and the air amount control valve 5 is controlled by the control device 9 to control the air amount in the air passage 7.
[0019]
The water cooling ring 15 is disposed below the circular die 1 and on the same axis as the circular die 1, and the bubble 2 is formed between the circular die 1 and the water cooling ring 15. Cooling water 14 is stored in the water cooling ring 15, and the cooling water 14 flows down from the gap between the bubble 2 and the water cooling ring 15 while rapidly cooling and solidifying the annular molten resin in contact with the bubble 2. The inner periphery of the water cooling ring 15 substantially contacts the bubble 2, and the bubble 2 extends below the water cooling ring 15 as a solidified tubular resin film and passes through a circulation guide belt 16 having a nip roll 17. The flat sheet is transported to a winder (not shown).
[0020]
An ultrasonic sensor 110 is disposed outside the bubble 2 formed between the circular die 1 and the water cooling ring 15. The ultrasonic sensor 110 is disposed substantially toward the center of the bubble 2. The ultrasonic sensor 110 is connected to the control device 9 by a line 112. The ultrasonic sensor 110 detects the distance between the bubble 2 and the ultrasonic sensor 110 by transmitting the ultrasonic wave toward the bubble 2 and receiving the ultrasonic wave reflected by the bubble 2.
[0021]
One example of the ultrasonic sensor 110 is shown in FIG. 5. The ultrasonic sensor 110 includes a piezoelectric ceramic disk 106 indicated by a case 105, a vibration transmission film 107 disposed in contact with the piezoelectric ceramic disk 106, and Consists of Electrodes (not shown) are formed on both surfaces of the piezoceramic disc 106, and a voltage can be applied to the piezoceramic disc 106 by conducting wires (not shown). Further, the piezoelectric ceramic disk 106 receives vibration through the vibration transmission film 107 to generate a voltage. Therefore, the ultrasonic sensor 110 can transmit an ultrasonic wave and can receive the ultrasonic wave.
[0022]
FIG. 6 is a diagram showing transmission and reception of ultrasonic waves by the ultrasonic sensor 110. Ultrasonic sensor 110 is at time A₁, For example, transmits an ultrasonic wave of 200 KH, and then a time point A (for example, 25 ms) after time T₂At 200 KH. That is, the ultrasonic sensor 110 transmits ultrasonic waves intermittently at the cycle T. Time point A₁At the time B₁At the ultrasonic sensor 110. Therefore, time A₁And time point B₁Is measured, the distance D between the bubble 2 and the ultrasonic sensor 110 can be calculated by X = (１／) × t × c. Note that c is the speed of sound. Note that since the bubble 2 is constantly vibrating, it is preferable to average a number of successive measurements to obtain a representative value.
[0023]
Thus, the control device 9 controls the air amount adjustment valve 5 in response to the output signal of the ultrasonic sensor 110. That is, when the distance between the bubble 2 and the ultrasonic sensor 110 is smaller than a predetermined value (for example, 800 mm), the air amount control valve 5 is closed and the discharge control valve 4 is opened only by a small amount, so that it is supplied to the bubble 2. The air volume decreases. When the distance between the bubble 2 and the ultrasonic sensor 110 is larger than a predetermined value (for example, 805 mm) larger than the predetermined value, the air amount control valve 5 is opened, and the amount of air supplied to the bubble 2 increases. I do. In this way, the bubble 2 is kept at a constant size within a small control range (805-800 = 5 mm), and the bubble 2 is stabilized.
[0024]
Thus, in the present invention, the size of the bubble 2 can be controlled using one ultrasonic sensor 110. It was found that the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic sensor 110 was well reflected by the bubble 2 and the ratio of the ultrasonic wave transmitted through the bubble 2 was small. The ultrasonic sensor 110 can transmit and receive ultrasonic waves well in an angle range of about 10 degrees, and once the position of the ultrasonic sensor 110 is fixed, it is not necessary to adjust it precisely thereafter. It has been found that even if the size fluctuates, the distance between the bubble 2 and the ultrasonic sensor 110 can be reliably detected. However, it is advantageous to mount the ultrasonic sensor 110 on a support base whose height and angle can be adjusted. One ultrasonic sensor 110 can handle films of various types and sizes.
[0025]
FIG. 3 shows a second embodiment of the invention, which is very similar to the embodiment of FIG. The film manufacturing apparatus of this embodiment includes a circular die 1 and a water cooling ring 15. The circular die 1 has a molten resin inlet 1a, a cylindrical resin passage 1b communicating with the molten resin inlet 1a, a lip-shaped outlet 1c communicating with the resin passage 1b and opening at the bottom of the circular die 1, and air blowing. And an air passage 7 as a means. The amount of air in the air passage 7 is controlled by the air amount adjusting valve 5 and the discharge adjusting valve 4, and the air amount adjusting valve 5 is controlled by the control device 9.
[0026]
The water cooling ring 15 is disposed below the circular die 1 and on the same axis as the circular die 1, and the bubble 2 is formed between the circular die 1 and the water cooling ring 15. In this embodiment, an air cooling ring 13 for pre-cooling the bubbles 2 is provided near the lower part of the circular die 1. The air cooling ring 13 has a cooling air inlet 25 and a discharge nozzle 26. The water cooling ring 15 has a net 18 and a vacuum chamber 19.
[0027]
Cooling water 14 is stored in the water cooling ring 15, and the cooling water 14 flows down from the gap between the bubble 2 and the water cooling ring 15 while rapidly cooling and solidifying the molten resin in contact with the bubble 2, and further along the water cooling ring 15. The solidified tubular resin film 23 flowing down the suspended elastic net 18 flows down while cooling. Outside the net 18 is a cylindrical vacuum chamber 19 which sucks air from the suction port 21 to make the interior of the vacuum chamber 22 a negative pressure, and cooperates with the air pressure inside the bubble 2 to remove the bubble 2 from the net 18. To hold the bubble 2 stably. The solidified tubular resin film 23 is further lowered, flattened along the guide belt 16, folded by the nip roll 17, and formed into a two-fold film 24, and proceeds to a subsequent step (winding or the like).
[0028]
The ultrasonic sensor 110 is arranged outside the bubble 2 so as to face substantially the center of the bubble 2, and the ultrasonic sensor 110 is connected to the control device 9. The ultrasonic sensor 110 is the same as that described with reference to FIGS. 5 and 6, and can transmit an ultrasonic wave toward the bubble 2 and receive the ultrasonic wave reflected by the bubble 2. As the ultrasonic sensor 110, for example, UD-320 manufactured by Keyence Corporation can be used.
[0029]
The ultrasonic sensor 110 is disposed between the circular die 1 and the water cooling ring 15 toward a point on a line passing through the axis of the circular die 1. More specifically, the ultrasonic sensor 110 is disposed obliquely downward from a position close to the circular die 1 to substantially the center of the bubble 2.
[0030]
When the product width is changed, the diameter of the water-cooling ring 15 and the distance between the water-cooling ring 15 and the circular die 1 are correspondingly changed, so that the shape of the bubble 2 also changes. Since the effective distance of the ultrasonic sensor 110 has a certain range, it is convenient to select a position which can be fixed and used for various water cooling rings to be used.
[0031]
In this embodiment, the bubbles were stabilized with good reproducibility by setting the following conditions.
Film thickness: 130 μm (LDPE15-HDPE100-LDPE15)
Die lip diameter C: 600mm
Distance A from bottom of die to sensor A 160mm
Distance from center line of die to sensor B ... 1410mm
Angle θ between sensor axis and horizontal plane ... 20 °
[0032]
The relationship between the inner diameter N of the water-cooled ring 15 when fixed as described above, the distance x between the ultrasonic sensor 110 and the bubble, and the dead zone are as follows.
N (mm) x (mm) Control range (mm)
720 990 X ± 5
950 895 X ± 5
1080 850 X ± 5
The resin may be any resin as long as it can be blown, and can be used for HDPE, PP, LDPE, LLDPE, copolymers thereof, and multilayer films containing them. The size of the bubble 2 is kept almost constant within a small control range of ± 5 mm, which can be varied up to ± 0.5 mm.
[0033]
FIG. 4 is a block diagram illustrating functions of the control device 9. Interfaces, drive circuits, and the like are omitted. The control device 9 includes a transmitting unit 30 (see FIG. 6) for causing the ultrasonic sensor 110 to transmit an ultrasonic wave having a predetermined frequency at a predetermined period, and a receiving unit for receiving and processing the ultrasonic wave reflected by the bubble 2. Means 31 are included. The receiving means 31 includes an amplifying means, a detecting means, etc.₁And time point B₁And outputs the time t between them. The distance calculation means 32 calculates the distance X between the bubble 2 and the ultrasonic sensor 110 according to X = (１／) × t × c. The valve control calculating means 33 compares the detected distance X with the set value from the set value input means 120 and generates a signal for driving the air amount adjusting valve 5.
[0034]
The control device 9 further includes temperature detecting means 121 for detecting the temperature around the film manufacturing apparatus, and speed correcting means 34 for correcting the speed of the ultrasonic wave according to the temperature detected by the temperature detecting means 121. In the film manufacturing apparatus, the temperature of the molten resin is about 200 ° C. at the lip-shaped outlet 1c, and the temperature around the film manufacturing apparatus becomes, for example, 45 ° C. in summer. In winter, the temperature around the film manufacturing apparatus is, for example, 15 ° C. The speed of the ultrasonic wave changes depending on the ambient temperature. Therefore, when the value of the sound velocity c used in the distance calculating means 32 is corrected by detecting the temperature around the film manufacturing apparatus, the distance X between the bubble 2 and the ultrasonic sensor 110 is changed according to the temperature at that time. It was found that it could be detected more accurately. For the correction, a known relationship between the temperature and the sound speed can be used.
[0035]
The control device 9 further includes approach correction means 35. An approach correction unit 35 is included. The approach correction unit 35 includes a speed detection unit that detects a fluctuation speed of the film of the bubble 2 facing the ultrasonic sensor 110, and a unit that receives the ultrasonic wave reflected by the bubble 2 according to the speed detected by the speed detection unit. Receiving time setting means for setting a range of possible receiving times.
[0036]
The speed detecting means is configured by receiving the output of the receiving means 31. That is, the receiving means 31 is at the time A₁And time point B₁Is output, and if this time t is sampled over a predetermined period, the fluctuation speed of the film of the bubble 2 with respect to the fixed ultrasonic sensor 110 can be determined. The fluctuation speed of the film of the bubble 2 detected in this way is displayed on the display 122. FIG. 9 shows a part of the display 122, which indicates that the fluctuation speed of the film of the bubble 2 is 1600 mm / s. In the embodiment, the fluctuation speed of the film of the bubble 2 is displayed in units of 400 mm / s.
[0037]
Transmission means 30 is at time A₁, A₂Transmit the ultrasonic wave in the like. The receiving means 31 outputs the ultrasonic wave reflected by the bubble 2 at time B₁And so on. Time point B for receiving ultrasonic waves₁Changes, so that the reception of the ultrasonic₁, A₂(For example, T in FIG. 6)_R). When the bubble 2 expands, contracts, or vibrates, the time required for the ultrasonic wave reflected by the bubble 2 to reach the ultrasonic sensor 110 changes greatly. If the range of the receivable predetermined time is small, the possibility of picking up noise is reduced accordingly. However, if the range of the receivable predetermined time is small, the possibility that the ultrasonic wave cannot be received within that time increases. Therefore, in the present invention, it is preferable to change the range of the reception time in which the ultrasonic wave reflected by the bubble 2 can be received according to the fluctuation speed of the film of the bubble 2. The reception time setting means sets the predetermined time range.
[0038]
FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams showing examples of the range of a predetermined receivable time set by the reception time setting means. FIG. 7 shows a range T of a predetermined receivable time when the fluctuation speed of the film of the bubble 2 is relatively small._R1Is shown. FIG. 8 shows a range F of a predetermined receivable time when the fluctuation speed of the film of the bubble 2 is relatively large._R2Is shown.
[0039]
FIG. 10 is a diagram showing a third embodiment of the present invention. The film manufacturing apparatus of this embodiment includes a circular die 201 and an air cooling ring 202. The circular die 201 has a molten resin inlet 201a, a cylindrical resin passage 201b communicating with the molten resin inlet 201a, and a lip-shaped outlet 201c communicating with the resin passage 201b and opening on the upper surface of the circular die 201. The molten resin 203 is supplied to an inlet 201a from an extruder (not shown), and is extruded as an annular molten resin to a lip-shaped outlet 201c through a resin passage 201b.
[0040]
The circular die 201 further has air blowing means for blowing air into the annular molten resin 203 extruded from the lip-shaped outlet 201c. The air blowing means is an air passage 204 that opens on the upper surface of the circular die 201 inside the lip-shaped outlet 201c. The air passage 204 is connected to an air passage 205 connected to an air source (not shown) and a discharge air passage 206. An air amount control valve 207 is disposed in the air passage 205, and a discharge control valve 208 is connected to the discharge air passage 206. In the embodiment, the discharge control valve 207 is always opened by a small opening, and the air amount control valve 207 is controlled by the control device 209 to control the air amount in the air passage 204. The configuration of the control device 209 is the same as that of the control device 9 described above. Due to the blowing of the air, the annular molten resin 203 extruded from the lip-shaped outlet 201c is directed upward.
[0041]
The air-cooling ring 202 is arranged on the same axis as the circular die 201 above the circular die 201, so that the annular molten resin 203 is cooled and solidified to form a tubular resin film 211 above the frost line 210 with the frost line 210 as a boundary. Has become.
[0042]
An ultrasonic sensor 212 is arranged near, for example, above the air cooling ring 202. The ultrasonic sensor 212 is disposed toward a point on a line passing through the axis of the circular die 201 and perpendicular to the surface of the annular molten resin 203. That is, the ultrasonic sensor 212 is pushed out from the lip-shaped outlet 201 c and is arranged so as to be orthogonal to the surface of the annular molten resin 203 up to the frost line 210.
[0043]
The ultrasonic sensor 212 is connected to the control device 209 by a line 213. The ultrasonic sensor 212 detects the distance between the annular molten resin 203 and the ultrasonic sensor 212 by transmitting ultrasonic waves toward the annular molten resin 203 and receiving the ultrasonic waves reflected by the annular molten resin 203. Based on this detection, the size of the tubular resin film 211 can be controlled by adjusting the amount of air blown in the same manner as in the above embodiment.
[0044]
Since the position of the annular molten resin 203 is closer to the circular die 201 than the position of the tubular resin film 211, the variation of the annular molten resin 203 up to the frost line 210 is smaller than the variation of the tubular resin film 211. Therefore, one ultrasonic sensor 212 may be provided, and the size of the annular molten resin 203 is easily and reliably detected, and as a result, the size of the tubular resin film 211 is easily and reliably controlled. be able to.
[0045]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the size of a bubble or an annular molten resin can be detected simply and reliably by arranging one ultrasonic sensor in a fixed manner, and the position of the ultrasonic sensor can be changed even when manufacturing conditions are changed. There is no need to change it painfully, and once you find the standard value (the value when the bubble is stable) and the permissible range corresponding to various conditions, you can operate it with good reproducibility just by inputting that value to the control device, Operation is extremely simple.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a film manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
FIG. 3 is a schematic view illustrating a film manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing details of a control device.
FIG. 5 is a schematic diagram showing an ultrasonic sensor.
FIG. 6 is a diagram showing timings of transmission and reception of ultrasonic waves by the ultrasonic sensor.
FIG. 7 is a diagram showing an example of a predetermined receivable time range set by a reception time setting unit.
FIG. 8 is a diagram showing another example of a range of a predetermined receivable time set by the reception time setting means.
FIG. 9 is a diagram showing an example in which the fluctuation speed of the bubble film detected by the speed detecting means for detecting the fluctuation speed of the bubble film facing the ultrasonic sensor is displayed on a display.
FIG. 10 is a schematic view illustrating a film manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Circular die
2. Bubble
3 ... Molten resin
4: Emission control valve
5 ... Air flow control valve
7. Air passage
9 ... Control device
15 Water-cooled ring
110 ... Ultrasonic sensor
201 ... Circular die
202… Air cooling ring
203: molten resin
204 ... air passage
207 ... Air flow control valve
208 ... Discharge control valve
209 ... Control device
212 ... Ultrasonic sensor

Claims

A circular die having an inlet of the molten resin, a lip-shaped outlet of the molten resin, and air blowing means for blowing air into the inside of the annular molten resin extruded from the lip-shaped outlet,
Cooling means for cooling the annular molten resin to form a tubular film,
An ultrasonic sensor that emits ultrasonic waves toward the annular molten resin and detects a distance to the annular molten resin by receiving ultrasonic waves reflected by the annular molten resin,
Control means for controlling the air blowing means in response to the output signal of the ultrasonic sensor ,
The cooling means is disposed below the circular die, cools the annular molten resin while regulating the outer diameter of the annular molten resin, and forms a bubble of the annular molten resin between the circular die and the circular molten resin. A film manufacturing apparatus comprising a water-cooled ring having a tubular film .

The film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic sensor is disposed between the circular die and the water cooling ring toward a point on a line passing through an axis of the circular die .

3. The film manufacturing apparatus according to claim 2, wherein the ultrasonic sensor is disposed obliquely downward from a position near the circular die toward substantially the center of the bubble .

The air blowing means increases the air amount when the distance between the bubble and the ultrasonic sensor is larger than a predetermined value, and decreases the air amount when the distance between the bubble and the ultrasonic sensor is smaller than a predetermined value. film production apparatus according to the in claim 1, wherein the.

The air blowing means includes an air passage provided in the circular die, an air supply line communicating with the air passage, a discharge air line communicating with the air passage, and an air amount adjusting device disposed in the air supply line. 5. The film according to claim 4 , further comprising a valve and a discharge control valve disposed in the discharge air line, wherein the control means controls at least one of the air amount control valve and the discharge control valve. manufacturing device.

6. The film manufacturing apparatus according to claim 5 , wherein the discharge control valve is always opened by a minute opening, and the control means mainly controls the air amount control valve .

2. A film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein said cooling means comprises an air cooling type cooling means for blowing a cooling air onto said annular molten resin to form a tubular resin film at a boundary of a frost line. .

The film manufacturing apparatus according to claim 7, wherein the ultrasonic sensor is disposed toward a point on a line passing through an axis of the circular die and perpendicular to a surface of the annular molten resin .

A circular die having an inlet of the molten resin, a lip-shaped outlet of the molten resin, and air blowing means for blowing air into the inside of the annular molten resin extruded from the lip-shaped outlet,
Cooling means for cooling the annular molten resin to form a tubular film,
An ultrasonic sensor that emits ultrasonic waves toward the annular molten resin and detects a distance to the annular molten resin by receiving ultrasonic waves reflected by the annular molten resin,
Control means for controlling the air blowing means in response to an output signal of the ultrasonic sensor;
Temperature detection means for detecting the temperature around the film manufacturing apparatus,
Off Irumu manufacturing apparatus characterized in that a speed correction means for correcting the speed of the ultrasonic according to the temperature detected by the temperature detecting means.

A circular die having an inlet of the molten resin, a lip-shaped outlet of the molten resin, and air blowing means for blowing air into the inside of the annular molten resin extruded from the lip-shaped outlet,
Cooling means for cooling the annular molten resin to form a tubular film,
An ultrasonic sensor that emits ultrasonic waves toward the annular molten resin and detects a distance to the annular molten resin by receiving ultrasonic waves reflected by the annular molten resin,
Control means for controlling the air blowing means in response to an output signal of the ultrasonic sensor;
Speed detecting means for detecting the fluctuation speed of the film of the bubble facing the ultrasonic sensor,
Off Irumu manufacturing apparatus characterized in that a reception time setting means for setting a range of the reception time can receive the ultrasonic wave reflected by the bubble according to the speed detected by the speed detecting means.