JP3821962B2 - フィルム巻取方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフィルム巻取方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラスチックフィルムの製造装置として、プラスチック素材を押出機で溶融混練し、これをダイにより縦軸延伸し、これをテンタにより横方向に延伸し、これを引取機経由で巻取機で巻取るものがある。
【０００３】
このようなプラスチックフィルムの製造装置の操業に際しては、テンタの稼動による帯状フィルムの連続繰り出し下で、テンタから出てくるフィルムの始端をオペレータの手作業で引取機に導き、更には巻取機に巻付ける。そして以後、オペレータによってテンタ出側でのフィルムたるみ量を目視しながら、このたるみがなくなるように巻取機の巻取速度を手動制御し、ひいては巻取機の巻取速度をテンタの速度と同一にして巻取り開始作業を完了する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、従来技術には以下の問題点がある。即ち、テンタから繰り出されるフィルムを上述の如くに巻取機に巻取るに際しては、フィルムの幅が 6〜 8m 程度であること、テンタ操業の下限速度が約120m／分と高速であること、テンタから引取機までの区間のフィルムたるみ量がなくなるまでは巻取機の運転速度をテンタの速度以上に保たなければならない反面、たるみ量がなくなった瞬間とそれ以後はテンタの速度と同一でなければならないこと、フィルムが厚さ10〜25μm と脆弱な材質のものであること等から、複数のオペレータによる且つ高度の熟練と連携を要するものとなっている。
【０００５】
また、安定操業の状態に入った後も不測の要因から帯状フィルムが切れることがあり、製造するフィルムの品種によっては一日に数回の頻度でオペレータの手作業による初期巻取りが行なわれている。
【０００６】
本発明の課題は、フィルム製造工程で、テンタの出口から引取機を経て巻取機に至る区間でのフィルムの巻取り開始作業性を向上することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、テンタから繰り出されるフィルムの始端を引取機で引取り、引取機で引取ったフィルムの始端を巻取機に巻取り開始するフィルム巻取方法において、テンタのフィルム繰出速度をＶ_t とし、テンタから繰り出されるフィルムをカットしてその始端を形成してから該フィルムの始端を引取機に通して巻取機に巻付けるまでの時間をｔ₁ 、この時間ｔ₁ の範囲内で引取機が速度Ｖ_c でフィルムの始端を巻取機まで移動する時間をｔ_c とし、フィルムの始端が巻取機に巻付けられてから巻取機及び引取機が停止状態から速度ｋＶ_t （ｋは定数）まで増速せしめられる時間をｔ₂ 、その後、巻取機及び引取機が速度ｋＶ_t を維持する時間をｔ₃ 、その後、巻取機及び引取機がテンタと同一速度Ｖ_t まで減速せしめられる時間をｔ₄ とするとき、上記Ｖ_t 、Ｖ_c 、ｋ、ｔ₁ 、ｔ_c 、ｔ₂ 、ｔ₄ を既知量として定め、テンタから繰り出されるフィルムをカットしてその始端を形成してから、巻取機の巻取速度と引取機の引取速度がテンタと同一速度Ｖ_t に設定されるまでにテンタが繰り出すフィルムのたるみ量Ｆ_t を下記(1) 式により演算し、テンタから繰り出されるフィルムをカットしてその始端を形成してから、巻取機の巻取速度と引取機の引取速度がテンタと同一速度Ｖ_t に設定されるまでに巻取機が巻取るフィルムの巻取長さＦ_w を下記(2) 式により演算し、Ｆ_t ＝Ｆ_w なるｔ₃ を演算し、前記既知量Ｖ_t 、Ｖ_c 、ｋ、ｔ₁ 、ｔ₂ 、ｔ₄ とこの演算量ｔ₃ により引取機及び巻取機を駆動制御することを特徴とするフィルム巻取方法。
【０００８】
Ｆ_t ＝Ｖ_t （ｔ₁ ＋ｔ₂ ＋ｔ₃ ＋ｔ₄ ） …(1)
Ｆ_w ＝Ｖ_c ｔ_c ＋ｋＶ_t ｔ₂ ／2 ＋ｋＶ_t ｔ₃ ＋（ｋＶ_t ＋Ｖ_t ）ｔ₄ ／2 …(2)
【０００９】
【作用】
テンタから繰り出されたフィルムのたるみ量を演算した上で、このたるみ量がなくなるように、巻取機の巻取速度と、引取機の引取速度を自動的に制御できる。従って、フィルムのたるみを取るまでに長時間を要することがなく、且つフィルムの張り切れを招くこともなく、迅速確実にフィルムを巻取り開始できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１はフィルム製造装置を示す模式図、図２はフィルム巻取制御状態を示す速度線図、図３はフィルム巻取制御手順を示す流れ図である。
【００１１】
フィルム製造装置１０は、図１に示す如く、プラスチック素材を押出機１１で溶融混練し、これをダイ１２により縦軸延伸してフィルム１とし、このフィルム１をテンタ１３により横方向に延伸した後、複数のキャリアロールからなる引取機１４を経て巻取機１５に巻取るものである。
【００１２】
然るに、制御装置１６は、テンタ１３の出口から引取機１４を経て巻取機１５に至る区間で、テンタ１３から連続して繰り出されてくるフィルム１が同区間でたるみなく巻取機１５に巻取られるに至るような、フィルム１の巻取り開始作業の自動化を図るため、引取機１４の駆動モータ１４Ａ、巻取機１５の駆動モータ１５Ａを以下の如くに制御する（図２）。
【００１３】
先ず、制御装置１６による制御に際し、テンタ１３のフィルム繰出速度をＶ_t とする。Ｖ_t は予め設定される既知量である。
【００１４】
また、テンタ１３から繰り出されるフィルム１をカットしてその始端を形成してから、該フィルム１の始端を引取機１４に通して巻取機１５に巻付ける（貼着ける）までの時間をｔ₁ 、この時間ｔ₁ の範囲内で引取機１４が速度Ｖ_c でフィルム１の始端を巻取機１５まで移動する時間をｔ_c （引取機１４の入側から巻取機１５までの移動距離ｆ_c ）とする。Ｖ_c は予め設定される既知量であり、ｔ_c はＶ_c ／ｆ_c で算出される既知量である。ｔ₁ は今回のフィルム通し作業時に実測される実測値であって既知量となる。尚、フィルム１をカットした始端を引取機１４に引き渡すまでの作業（時間ｔ_1a）、引取機１４から排出されたフィルム１の始端を巻取機１５に巻付けるまでの作業（時間ｔ_1b）を人手によることなく、ロボット等により機械化する際には、ｔ₁ は、ｔ₁ ＝ｔ_c ＋ｔ_1a＋ｔ_1b（ｔ_{1 a} 、ｔ_1bは予め設定される既知量）にて算出される既知量となる。
【００１５】
また、フィルム１の始端が巻取機１５に巻付けられてから巻取機１５及び引取機１４が停止状態から速度ｋＶ_t （ｋは定数であり、例えば 1.2〜2.0 から選定される）まで増速せしめられる時間をｔ₂ 、その後、巻取機１５及び引取機１４が速度ｋＶ_t を維持する時間をｔ₃ 、その後、巻取機１５及び引取機１４がテンタ１３と同一速度Ｖ_t まで減速せしめられる時間をｔ₄ とする。ｋ、ｔ₂ 、ｔ₄ は予め設定される既知量である。ｔ₃ は未知量であり、制御装置１６による以下の演算で算出される。
【００１６】
制御装置１６は、ｔ₃ を決定するため、下記(1) 式により、テンタ１３から繰り出されるフィルム１をカットしてその始端を形成してから、巻取機１５の巻取速度と引取機１４の引取速度がテンタ１３と同一速度Ｖ_t に設定されるまでにテンタ１３が繰り出すフィルム１のたるみ量Ｆ_t を演算するとともに、下記(2) 式により、テンタ１３から繰り出されるフィルム１をカットしてその始端を形成してから、巻取機１５の巻取速度と引取機１４の引取速度がテンタ１３と同一速度Ｖ_t に設定されるまでに巻取機１５が巻取るフィルム１の巻取長さＦ_w を演算する。
【００１７】
Ｆ_t ＝Ｖ_t （ｔ₁ ＋ｔ₂ ＋ｔ₃ ＋ｔ₄ ） …(1)
Ｆ_w ＝Ｖ_c ｔ_c ＋ｋＶ_t ｔ₂ ／2 ＋ｋＶ_t ｔ₃ ＋（ｋＶ_t ＋Ｖ_t ）ｔ₄ ／2 …(2)
【００１８】
そして、制御装置１６は、上記(1) 式、(2) 式より、Ｆ_t ＝Ｆ_w 、換言すればテンタ１３の出口〜巻取機１５の区間でテンタ１３から連続的に繰り出されたフィルム１をたるみなく巻取機１５に巻取るに必要なｔ₃ をＦ_t ＝Ｆ_w の演算により算出する。
【００１９】
尚、制御装置１６は、巻取機１５の巻取りによるフィルム１のたるみ取り終了時点で、テンタ１３の出口〜巻取機１５の区間のフィルム１に一定の余裕長［＋Ｌ］を確保し、或いはテンタ１３の出口〜巻取機１５の区間のフィルム１に一定の不足長［−Ｌ］に基づく緊張状態を確保したければ、下記(3) 式の演算によりｔ₃ を算出するものとする。
【００２０】
Ｆ_t ±Ｌ＝Ｆ_w …(3)
【００２１】
これにより、制御装置１６は、前述の既知量Ｖ_t 、Ｖ_c 、ｋ、ｔ₁ 、ｔ₂ 、ｔ₄ とこの演算量ｔ₃ により引取機１４の駆動モータ１４Ａと巻取機１５の駆動モータ１５Ａを駆動制御し、フィルム１の始端を巻取機１５により巻取り開始可能とする。
【００２２】
従って、制御装置１６は以下の手順でフィルム１を巻取機１５に巻取り開始する（図３）。
(1) オペレータは、テンタ１３の出口でフィルム１をカットして制御装置１６のたるみ取り操作スイッチ１６Ａをオンすると同時にその始端を形成し、引取機１４に接続して同引取機１４をスタートさせる。制御装置１６は、以後下記(3) の中のオペレータ作業を除き、下記(2) 〜(6) を自動的に行なう。
【００２３】
(2) 制御装置１６はＦ_t 、Ｆ_W の演算準備を行なう。
【００２４】
(3) 制御装置１６は引取機１４を時間ｔ_c だけ速度Ｖ_c で駆動し、オペレータによる巻取軸へのフィルム始端貼付後、巻取機１５を巻取り加速度α（引取機１４を引取り加速度α）で駆動開始する。この巻取機１５の駆動開始タイミングで、ｔ₁ が実測されるものとなる。
【００２５】
(4) 制御装置１６は巻取機１５を設定速度ｋＶ_t （例えば 1.5Ｖ_t ）まで上昇させる。
【００２６】
(5) 制御装置１６はＦ_t 、Ｆ_W を演算する。そして、Ｆ_t ＝Ｆ_w （もしくは、Ｆ_t ±Ｌ＝Ｆ_w ）とするｔ₃ を演算する。
【００２７】
(6) 制御装置１６は、巻取機１５の巻取速度をｋＶ_t に設定してからｔ₃ 経過後、巻取機１５の巻取速度をｋＶ_t から、巻取り減速度β（例えばβ＝−α）（引取機１４を引取り減速度β）で時間ｔ₄ だけ減速する。これにより、巻取機１５の巻取速度（引取機１４の引取り速度）Ｖ_w は、テンタ１３の繰出速度Ｖ_t と同一となり、巻取機１５はテンタ１３から繰り出されるフィルム１を該テンタ１３の出口〜巻取機１５の区間でのたるみを伴うことなく巻取るものとなる。
【００２８】
従って、本実施形態によれば以下の作用がある。
テンタ１３から繰り出されたフィルム１のたるみ量を演算した上で、このたるみ量がなくなるように、巻取機１５の巻取速度と、引取機１４の引取速度を自動的に制御できる。従って、フィルム１のたるみを取るまでに長時間を要することがなく、且つフィルム１の張り切れを招くこともなく、迅速確実にフィルム１を巻取り開始できる。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、フィルム製造工程で、テンタの出口から引取機を経て巻取機に至る区間でのフィルムの巻取り開始作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はフィルム製造装置を示す模式図である。
【図２】図２はフィルム巻取制御状態を示す速度線図である。
【図３】図３はフィルム巻取制御手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
１ フィルム
１３ テンタ
１４ 引取機
１５ 巻取機
１６ 制御装置

Claims (1)

1. テンタから繰り出されるフィルムの始端を引取機で引取り、引取機で引取ったフィルムの始端を巻取機に巻取り開始するフィルム巻取方法において、
   テンタのフィルム繰出速度をＶ_t とし、
   テンタから繰り出されるフィルムをカットしてその始端を形成してから該フィルムの始端を引取機に通して巻取機に巻付けるまでの時間をｔ₁ 、この時間ｔ₁ の範囲内で引取機が速度Ｖ_c でフィルムの始端を巻取機まで移動する時間をｔ_c とし、
   フィルムの始端が巻取機に巻付けられてから巻取機及び引取機が停止状態から速度ｋＶ_t （ｋは定数）まで増速せしめられる時間をｔ₂ 、その後、巻取機及び引取機が速度ｋＶ_t を維持する時間をｔ₃ 、その後、巻取機及び引取機がテンタと同一速度Ｖ_t まで減速せしめられる時間をｔ₄ とするとき、
   上記Ｖ_t 、Ｖ_c 、ｋ、ｔ₁ 、ｔ_c 、ｔ₂ 、ｔ₄ を既知量として定め、
   テンタから繰り出されるフィルムをカットしてその始端を形成してから、巻取機の巻取速度と引取機の引取速度がテンタと同一速度Ｖ_t に設定されるまでにテンタが繰り出すフィルムのたるみ量Ｆ_t を下記(1) 式により演算し、
   テンタから繰り出されるフィルムをカットしてその始端を形成してから、巻取機の巻取速度と引取機の引取速度がテンタと同一速度Ｖ_t に設定されるまでに巻取機が巻取るフィルムの巻取長さＦ_w を下記(2) 式により演算し、
   Ｆ_t ＝Ｆ_w なるｔ₃ を演算し、前記既知量Ｖ_t 、Ｖ_c 、ｋ、ｔ₁ 、ｔ₂ 、ｔ₄ とこの演算量ｔ₃ により引取機及び巻取機を駆動制御することを特徴とするフィルム巻取方法。
   Ｆ_t ＝Ｖ_t （ｔ₁ ＋ｔ₂ ＋ｔ₃ ＋ｔ₄ ） …(1)
   Ｆ_w ＝Ｖ_c ｔ_c ＋ｋＶ_t ｔ₂ ／2 ＋ｋＶ_t ｔ₃ ＋（ｋＶ_t ＋Ｖ_t ）ｔ₄ ／2 …(2)

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