JP3743989B2 - Calendar roll shape control device - Google Patents
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Description
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a calender roll shape control device in a calender device for rolling a thermoplastic resin molding material into a film or sheet.
[0002]
[Prior art]
To roll a thermoplastic resin molding material into a film or sheet (hereinafter simply referred to as a film) having a uniform thickness in the width direction in a multistage calender device (hereinafter simply referred to as a calendar) for molding plastics or rubber. The most important factor is the gap between the calendar rolls. In order to adjust the gap, a gap adjusting mechanism that moves the roll axis in parallel is used.
[0003]
However, when the molding material passes through the gap between the two rolls, each roll bends due to an evenly distributed load caused by the rolling reaction force, so that the vicinity of the center portion of the film tends to be thick. That is, the cross section of the film has a drum shape as schematically shown in FIG.
[0004]
In order to correct the drum shape, a cross mechanism that crosses the rolls is used. This cross mechanism arbitrarily crosses the axis of at least one roll with respect to the other axis in two rolls adjacent to each other in parallel (roll cross).
When roll crossing is performed, the distance between the rolls is small near the center and increases toward the end, so that the cross section of the rolled film has a drum shape as schematically shown in FIG. . That is, there is an effect of correcting the drum-shaped cross section of FIG.
[0005]
However, if this cross mechanism cannot sufficiently correct the drum-shaped cross section due to the above-described bending, a bending mechanism that applies a moment load to both ends of two rolls adjacent to each other in parallel is used. In this case, the rolled film has a drum-shaped cross section as schematically shown in FIG. 4C, and has an effect of further correcting the drum-shaped cross section.
[0006]
Apart from the above, there is a phenomenon called roll heat crown due to thermal expansion of the outer diameter of the roll during rolling. This is a phenomenon that due to heat received from the molding material during rolling, the heat of the end of the roll is easier to dissipate from the vicinity of the center of the roll, and the vicinity of the center of the two adjacent rolls swells outward. As a result, the cross section of the rolled film has a drum shape as schematically shown in FIG.
[0007]
As described above, the shape control in the sheet width direction of the calendar uses a rolling mechanism, a bending mechanism, and a cross mechanism individually or in combination as required for each roll to prevent a rolling failure phenomenon.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
When the influence on the sheet width shape due to the behavior of the rolls according to each function is combined, even if the width direction sheet thickness after rolling is adjusted to be the same, the secondary, depending on the characteristics of each adjusting mechanism, etc. By combining the cubic and quartic curves, uncorrected portions that cannot be corrected are generated in the vicinity of both ends of the roll as schematically shown in FIG. This phenomenon is also called Oxbow (cow back) because of its cross-sectional shape. If the uncorrectable numerical value is ΔY and the product plate width of the film is L, ΔY is maximized at a distance X from the end. This distance X is about 15% of the product plate width L. When this uncorrectable error thickness ΔY is within the required value of the product (for example, 5 μm), there is no problem even if it is ignored in practice. However, when the required value is exceeded, conventionally, the uncorrectable plate width range must be cut as a defective portion, the quality is deteriorated, and the production is greatly damaged.
[0009]
The present invention has been developed to solve such problems. That is, an object of the present invention is to provide a calender roll shape control device capable of forming a film while suppressing the Oxbow phenomenon, thereby further improving the plate thickness accuracy in the plate width direction. is there.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a reduction mechanism that applies a reduction force to the calendar roll, a bending mechanism that applies a moment load to both ends of two calendar rolls whose axes are adjacent to each other in parallel, and an axis that is adjacent to each other in parallel. A film-like member is provided with a rolling failure phenomenon correcting mechanism comprising a roll cloth mechanism that causes at least one roll axis to intersect the other axis center in two calender rolls, and rolling a molding material of a thermoplastic resin In addition to the rolling failure phenomenon correcting mechanism , the calender is formed in contact with the last roll sandwiching the last bank of the calender roll or the roll before the last roll, and between the last roll and the previous roll. in a position substantially perpendicular to the pressing direction of the molding material, the width of the molding material that can not be corrected by the rolling failure phenomena correction mechanism The unmodified portion occurring toward both ends with a horizontal bending apparatus to grant only the pressing force in the axial center portion of the roll so as to correct the shape control of the calender roll is provided, characterized in that. Also, a plate thickness detector that detects the plate thickness in the plate width direction of the film-like member rolled and sent from the calendar roll at a downstream position of the calendar, and the plate thickness in the plate width direction is predicted from the detection value of the plate thickness detector An arithmetic device that calculates, a command device that outputs an operation signal based on a pressing force that is calculated and applied by the arithmetic device, and a hydraulic servo valve that operates by the output from the command device to control the pressing force of the horizontal bending device And further.
[0011]
According to the above configuration of the present invention, the plate thickness detector that detects the plate thickness in the plate width direction of the film-like member rolled and sent from the calendar roll at the downstream position of the calendar, and the plate from the detection value of the plate thickness detector An arithmetic device that predicts and calculates the plate thickness in the width direction, a command device that outputs an operation signal based on a pressing force that is calculated and applied by the arithmetic device, and a pressing force of the horizontal bending device that is operated by an output from the command device A hydraulic servo valve for controlling the final roll, and a final roll sandwiching a final bank of calendar rolls or a roll immediately before the final roll, which is arranged in contact with the roll of the molding material between the final roll and the previous roll. at the crossed, the horizontal bending devices for applying only pressure in the axial direction center portion of the roll so as to correct the unmodified portion occurring in the width direction both end portions of the molding material that can not be corrected by rolling failure phenomena correction mechanism Therefore, this horizontal bending device can apply a pressing force to the roll to change the roll crown arbitrarily, so that the thickness of the sheet can be increased by correcting the roll crown in response to the Oxbow phenomenon that occurs during molding. High film can be produced efficiently.
[0012]
According to a preferred embodiment of the present invention, the horizontal bending device includes a pressing roll in which the vicinity of both ends of the roll for applying a pressing force is divided and placed in contact, and a pressure rubber is wound around the outer surface of the core metal. And a hydraulic cylinder for applying a pressing force to the pressing roll. With this configuration, the pressing rolls that correct the roll crown by coming into contact with both end portions of the calendar roll where the Oxbow phenomenon occurs can be quickly and appropriately corrected. In addition, since the outer surface of the pressing roll is made of a pressure-resistant rubber (for example, coated with Teflon or the like), it is possible to prevent the discoloration problem in which the gloss generated by the contact between the metal rolls is transferred to the film and the product is defective.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, common portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0014]
1 to 3 show an embodiment of a calendar roll shape control apparatus according to the present invention. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a calendar roll
[0015]
The calendar 2 includes multi-stage rolls (six in this figure) R1 to R6 for rolling the thermoplastic
[0016]
Further, in FIG. 1, the
[0017]
A plate thickness detector 4 for detecting the plate thickness in the plate width direction of the
[0018]
Since such a device is provided, the plate thickness detector 4 downstream of the calendar detects the plate thickness distribution of the
[0019]
FIG. 2 is a view taken along the line AA of FIG. 1 and shows a state in which a pressing force is applied to both ends of the rolling roll by a horizontal bending device of the pressing roll. In FIG. 2, the form of the
[0020]
Therefore, a predetermined pressing force can be applied to the
[0021]
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2 and shows a cross section of the
[0022]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and four or five rolls or the like, and the pressing roll may be three or one set depending on the film shape, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention. Of course.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, the calendar roll shape control device of the present invention is arranged in contact with the final roll sandwiching the final bank of the calendar roll or the roll immediately before the final roll, and molding between the final roll and the previous roll. Horizontal that applies a pressing force only to the central portion in the axial direction of the roll so as to correct the uncorrected portions that occur at both ends in the width direction of the molding material that cannot be corrected by the rolling failure phenomenon correction mechanism at a position that is substantially perpendicular to the rolling direction of the material. Since a bending device and a feedback control device for the plate thickness in the plate width direction of the film are provided, the roll crown can be arbitrarily changed, and a flat and uniform film can be efficiently produced. Further, productivity is improved. In addition, since the surface of the pressing roll is coated with Teflon, gloss transfer to the film can be prevented, and the problem of discoloration that is regarded as a product defect can also be prevented.
[0024]
Therefore, the calender roll shape control device of the present invention can form a film while suppressing the Oxbow phenomenon, thereby providing excellent effects such as further increasing the plate thickness accuracy in the plate width direction. Have.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a calendar roll shape control device according to the present invention.
FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
FIG. 4 is a schematic view showing a cross-sectional shape of a film generated when various rolling is performed.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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。 A reduction mechanism that applies a reduction force to the calendar roll, a bending mechanism that applies a moment load to both ends of two calendar rolls whose axes are adjacent to each other in parallel, and two calendar rolls whose axes are adjacent to each other in parallel In a calendar for forming a film-like member by rolling a molding material of a thermoplastic resin , comprising a rolling failure phenomenon correcting mechanism consisting of a roll cross mechanism that intersects at least the axis of one roll with the other axis .
Aside from the rolling failure phenomenon correcting mechanism, the rolling direction of the molding material between the final roll and the previous roll, which is arranged in contact with the final roll sandwiching the final bank of the calendar roll or the roll immediately before the final roll, A horizontal bending device that applies a pressing force only to the central portion in the axial direction of the roll so as to correct uncorrected portions occurring at both ends in the width direction of the molding material that cannot be corrected by the rolling failure phenomenon correcting mechanism at substantially perpendicular positions. It was,
A shape control device for a calendar roll.
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