JP4103041B2 - インフレーション装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、中空のブローンフィルムを成膜するインフレーション装置に関し、さらに詳しくは、オンラインで正確にブローンフィルムの特性値(例えば厚さ)プロファイルを測定し、均一なブローンフィルムを成膜するインフレーション装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図12は、ブローンフィルムを作成する従来のインフレーション装置の基本構成図である。図12において、押出機1から押し出されたプラスティック原料は、リングダイ2で円筒状に成膜されたブローンフィルム3aに成形される。4は給排気装置である。
【0003】
この円筒状のブローンフィルムはピンチロール5で折り畳まれる。
折り畳まれて2枚重ねにフラット化されたブローンフィルム3bは、適当な定置ロール6を経由してP方向に移送され、巻取り機7に巻取られる。
【0004】
このような円筒状のブローンフィルムの膜厚を均一に制御するためには、膜の厚さを測定しなければならない。厚さ測定は、ブローンフィルムの長さ方向だけでなく、幅方向、すなわち円筒の円周方向に対しても行わなければならない。
【0005】
厚さを測定するために、厚さを測定するセンサを所定の位置に設置する。従来は、ピンチロール5で折り畳まれて定置ロール6を経由して巻取り機7に巻き取られる間、即ち、折り畳まれた後のフィルムの特定部分Qにセンサ8を設置し、2枚重ねの厚さ測定値Eiを演算部9に導き、円周厚さを推定演算していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなブローンフィルムの厚さ測定手法では、折り畳まれた状態でのブローンフィルムの平均の厚さしか測定することができないために、センサの出力だけでは円周方向の厚さの精度のよいプロファイルを得ることができず、製品のばらつきが±7%程度と大きいものであった。
【0007】
また、円周方向の厚さのプロファイルを正確に求めるためには、フィルムを裁断して広げた状態で測定しなければならず、オンラインで測定することができないという課題もあった。
【0008】
本発明の目的は、オンラインでの厚さ値測定で円周方向の厚さの精度のよいプロファイルを得ることができるインフレーション装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明のうち請求項1記載発明の特徴は、
リングダイで成形されたブローンフィルムをピンチロールで折り畳み、折り畳んだブローンフィルムを巻取り機によって巻き取るインフレーション装置において、
前記リングダイもしくは前記ピンチロールの少なくとも一方を回動する回動手段と、
前記回動手段の回動情報を保持するオッシレーション位置情報部と、
前記回動情報に基づいて前記折り畳まれたブローンフィルムの円周を複数等分し、等分したそれぞれの範囲を仮想的なゾーン位置情報として保持する折り畳み情報部と、
前記折畳まれたブローンフィルムのエッジ部における厚さを測定するセンサと、
前記センサが測定した厚さを1/2する演算により、前記ブローンフィルムの円周方向の厚さを推定演算し、この推定演算を全ゾーンにおいて行い、その統計処理で前記ブローンフィルムのプロファイルを演算する演算部と、
を設けた点にある。
【0013】
請求項2記載発明の前記エッジ部は、ブローンフィルムのエッジからフィルム厚の3倍以上及び前記センサの測定幅以下の範囲にある点にある。
【0015】
請求項3記載発明の前記ブローンフィルムを形成する物質は、ポリオレフィンである点にある。
【0016】
請求項4記載発明の特徴は、折畳んだ後のブローンフィルムのエッジを検出すると共に、エッジから一定距離を測定するように前記センサの位置を制御する点にある。
請求項5記載発明の特徴は、端部がガセットにより4つ折り状態に折り畳まれたブローンフィルムの厚さを測定するに際しては、端部の4つ折り部にガイドを差し入れてガイドを挟んだそれぞれの側が2つ折り状態となるように広げ、この広げた2つ折り部の厚さを測定するようにした点にある。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、図に基づいて本発明を詳細に説明する。図1は本発明に係るインフレーション装置の一実施例を示す構成図である。なお、図12で説明した従来装置と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。
【0018】
本発明の特徴部の第1は、適当な回動手段により、ピンチロール5(又はリングダイ2)を所定角度90°を4回(例えば360゜)時計方向(矢印R)に回転させた後、反時計方向(矢印R´)の同一角度回転させる反転往復させることにより、ブローンフィルムの円周を複数等分した仮想的なゾーンを形成させ、各ゾーンの所定位置で畳まれて合わされるブローンフィルムの特性値をセンサで測定する点にある。
【0019】
本発明の特徴部の第2は、各ゾーンにおけるブローンフィルムの特性値をセンサで測定する位置を、折り畳まれたブローンフィルムのエッジ部の所定位置Sにおいて、2枚重ねの特性(厚さ)を測定する点にある。
【0020】
図1において、10はオッシレーション位置情報部であり、ピンチロール5の回動情報を保持する。11は折り畳み位置情報部であり、回動情報に基づいてブローンフィルムの折り畳まれる仮想的なゾーン情報を保持する。
【0021】
12は演算部であり、折り畳まれるゾーン情報と、折り畳まれたブローンフィルムのエッジ部Sにおける2枚重ねの測定値Eiを1/2する演算によりエッジ部の特性値を演算し、円周方向の特性値を推定演算する。この推定演算を全ゾーンにおいて実行し、その統計処理(例えば平均値)で、ブローンフィルム3aの円周方向の特性値を演算する。
【0022】
図2は円筒状のブローンフィルム3aの断面を示したものであり、ピンチロール5(又はリングダイ2)を時計方向(矢印R)、反時計方向(矢印R´)に反転往復させてブローンフィルムの円周を4等分(90°づつ回転)した仮想的なゾーンZ1, Z2, Z3, Z4を形成させた例である。
【0023】
図3は折り畳まれた各ゾーンにおける測定領域Sとセンサ8の相対関係を示す模式図ある。(A)ではゾーンZ1の中央部位置の折り畳みエッジ部Sでセンサ8による2枚重ねの特性値測定が実行され、(B)ではピンチロール5の反時計方向の回転操作でゾーンZ2のエッジ部Sでセンサ8による2枚重ねの特性値測定が実行される。以下順次ゾーンZ3, Z4についても同様にエッジ部での測定が実行される。
【0024】
ゾーンZ1からZ4までの測定後、ピンチロールの反転でゾーンZ4からZ1の順で測定が実行され、この測定パターンが周期的に繰り返され、各ゾーンの特性値のプロファイル測定が行われる。
【0025】
図4は折り畳んだブローンフィルム3bの各ゾーンにおけるセンサ8の測定位置を示した図である。フィルムの平均の厚みをd0、検出器の測定面積幅をd1、折り畳んだフィルムのエッジからの距離をd2とする。
【0026】
各ゾーンの厚さは、隣り合うゾーン間にゾーンデータとしては無効となる部分が生じるが、検出位置をよりエッジに近づけることにより、無効部分を減少させることができる。
この様に、2枚重ねの特性値を精度よく測定するために、フィルムのエッジにできるだけ近い位置が好ましいが、折り畳んだブローンフィルム端からフィルム厚とその折り畳みによる干渉分を避けるため、フィルムのエッジより所定距離離す必要がある。
【0027】
このため、ブローンフィルムのエッジからの測定位置であるd2は、3d0<d2<d1の関係を満足する位置が最適位置である。このとき、ブローンフィルムの表側の測定位置から裏側の測定位置までの距離dは、d=2(d1+d2+d0)となり、これが測定の最小分解能となる。
【0028】
図5はブローンフィルムの特性プロファイルを測定する説明図であり、図2、図3で説明したZ1乃至Z4の仮想的なゾーンのプロファイル測定を示したものである。ブローンフィルムは、図に示すように矢印Pのように左から右に流れていて、フィルムを裁断して展開した状態で示している。
【0029】
t1, t2, t3, t4…は、ピンチロールの反転位置であり、t1からt2までは時計方向の回動制御でZ4からZ1までのプロファイルが順次測定され、t2よりt3までは反時計方向の回動制御でZ1からZ4までのプロファイルが測定され、これを1周期として以下同様な測定が実行される。
【0030】
センサ8は折り畳まれた各ゾーンのエッジ部の表側特性値と裏側特性値を加算した値を同時に測定する。従って演算部12では。その測定値を1/2とした値を特性値とする。
【0031】
図1で説明した本発明の実施例では、センサ8は折り畳まれたブローンフィルムエッジ部の所定位置に固定配置される構成を示した。通常の測定精度では、センサは固定配置することができる。
ピンチロール5を経て移送される2枚重ねブローンフィルム3bのエッジ部は、厳密には蛇行しており、また銘柄変更時の幅変動があるため、センサ8の固定配置では相対的にセンサ位置が変動することになる。
【0032】
図6は、この蛇行成分や銘柄変更によるエッジ位置変化を補正しセンサ位置を精度よくエッジ部に位置制御する場合の実施例を示す機能ブロック図である。13はブローンフィルム3bのエッジを検出するエッジ位置検出部であり、公知の光学的なセンサで実現される。14はエッジ位置情報に基づいてセンサ8の位置を修正操作するセンサ位置制御部である。
尚、センサはラインセンサでも良い。適正な幅を有するラインセンサを用いれば、センサを動かさないで、エッジの変動にも追従できる。
【0033】
図7はこのようにして作製されるフィルム3aに、ガゼット13と呼ばれる道具を配置してフィルムの一部を折畳む状態を示している。その場合、ガゼットは片側だけ入れる場合と両側から複数を入れる場合がある。
【0034】
図8は買い物袋等に見られるような容量に自由度を持った製袋を示す斜視図である。通常、ガゼット13は、フィルム面にくさびを打ち込むような形で、ピンチロールに向かうガイドロール脇に設けられる。このようなガゼット13によるフィルムの折畳みにより買い物袋等の作製が可能になる。
【0035】
ここで、ガゼットで4つ折にした場合を測定する際の不具合について検討する。
図9は4つ折にされたブローンフィルムをそのまま測定する場合の測定説明図であり、実際にはイ,ロで示す部分は密着した状態となっている。
図に示すように折り畳まれた部分は4点を透過した値を測定することになる。14a,14bは例えば透過型X線式検出器である。
【0036】
このような状態では、フィルムエッジに寄せて測定した場合でも、測定点を切り開くと図9に示すようにフィルムの中心に向かって折り畳まれた位置が遠くなるほど測定点が離れ、測定位置の精度が出なくなる(○印が測定点)。
また、測定データは異なる4点の値となるため見かけ上の測定面積が大きくなってしまう。
【0037】
ここで、折り畳まれた部分を広げる手段について検討する。
折り畳まれた部分を測定する際にセンサの前段にシートを広げるようなガイドを用いる。
図10は内側の折畳み部分(矢印部)にガイドを差し入れて折畳み部分を広げた状態を示すもので、この場合○部分がつぶれたまま広げるようにし、この広げた部分の厚さを測定する。
【0038】
図11はシートの流れ方向に逆らうようにくさび状のガイド15を4つ折り部分に差し入れて広げている状態を示す図である。尚、ガイドの形状は4つ折り部が広げられるものであれば任意に選択可能である
【0039】
以上の実施例では、回動手段のオッシレーションによりピンチロール5を往復反転又は一方向連続回転させて複数のゾーンを形成する場合を説明したが、リングダイ2側を回動するようにしてもよい。一般的にはピンチロールでは往復回転、リングダイは一方向の回転形態が採用される。
【0040】
ブローンフィルムの特性値としては、実施例のようにフィルム厚さ測定が一般であるが、それ以外のフィルム特性値、例えば色、透過率等も同様の方法でプロファイル測定が可能である。
【0041】
尚、本発明が適用されるブローンフィルムの原材料は、ポリプロピレン、ポリエチレンで代表されるポリオレフィンが一般的であるが、吹き上げ法により中空のチューブを成膜することができる原材料であれば他の原材料であってもよい。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ブローンフィルムを折り畳んだ後の厚さからフィルム円周方向の厚さをオンラインで測定することが可能となる。又通常の測定精度では、厚さセンサを固定配置することができ、駆動部分等の構造が不要となり、安価にシステムを構成できる。
【0043】
複雑な演算が不要であるため、演算部を安価に構成でき、反射式や円筒状のフィルムをリング型の駆動系で測定する場合に比べ安価にシステムを構成することができる。
【0044】
オフラインで測定する手間を掛けずに迅速な測定ができることで、膜厚制御へのフィードバックを早め、製品品質を高めることができる。またフィルムそのものを展開する必要が無くなる為、製品部留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るインフレーション装置の一実施例を示す構成図である。
【図2】円筒状のブローンフィルムの断面を示し、円周を4等分した仮想的なゾーンZ1, Z2, Z3, Z4の説明図である。
【図3】折り畳まれた各ゾーンにおける測定領域Sとセンサ8の相対関係を示す模式図である。
【図4】折り畳んだブローンフィルムの各ゾーンのエッジ部におけるセンサ8の測定位置を示した図である。
【図5】ブローンフィルムを裁断して展開して示す、特性プロファイルの測定説明図である。
【図6】ブローンフィルムの蛇行を補正してセンサを精度よくエッジ部に位置制御する場合の機能ブロック図である。
【図7】ブローンフィルムに、ガゼットを配置してフィルムの一部を折畳む場合の機能ブロック図である。
【図8】容量に自由度を持った製袋を示す斜視図である。
【図9】4つ折にされたブローンフィルムをそのまま測定する場合の測定説明図である。
【図10】内側の折畳み部分にガイドを差し入れて折畳み部分を広げた状態を示す説明図である。
【図11】内側の折畳み部分にくさび状のガイドを差し入れて折畳み部分を広げた状態を示す説明図
【図12】ブローンフィルムを作成する従来のインフレーション装置の基本構成図である。
【符号の説明】
1 押出機
2 リングダイ
3a ブローンフィルム(円筒状)
3b ブローンフィルム(2枚重ね)
4 給排気装置
5 ピンチロール
6 定置ロール
7 巻取り機
8 センサ
10 オッシレーション位置情報部
11 折り畳み位置情報部
12 演算部
13 ガセット
14 透過型X線式検出器
15 くさび状ガイド
Claims (5)
- リングダイで成形されたブローンフィルムをピンチロールで折り畳み、折り畳んだブローンフィルムを巻取り機によって巻き取るインフレーション装置において、
前記リングダイもしくは前記ピンチロールの少なくとも一方を回動する回動手段と、
前記回動手段の回動情報を保持するオッシレーション位置情報部と、
前記回動情報に基づいて前記折り畳まれたブローンフィルムの円周を複数等分し、等分したそれぞれの範囲を仮想的なゾーン位置情報として保持する折り畳み情報部と、
前記折畳まれたブローンフィルムのエッジ部における厚さを測定するセンサと、
前記センサが測定した厚さを1/2する演算により、前記ブローンフィルムの円周方向の厚さを推定演算し、この推定演算を全ゾーンにおいて行い、その統計処理で前記ブローンフィルムのプロファイルを演算する演算部と、
を設けたことを特徴とするインフレーション装置。 - 前記エッジ部は、ブローンフィルム端からフィルム厚の3倍以上及び前記センサの測定幅以下の範囲であることを特徴とした請求項1に記載のインフレーション装置。
- 前記ブローンフィルムを形成する物質は、ポリオレフィンであることを特徴とする請求項1または2に記載のインフレーション装置。
- 折畳んだ後のブローンフィルムのエッジを検出すると共に、エッジから一定距離のエッジ部を測定するようにしたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のインフレーション装置。
- 端部がガセットにより4つ折り状態に折り畳まれたブローンフィルムの厚さを測定するに際しては、端部の4つ折り部にガイドを差し入れてガイドを挟んだそれぞれの側が2つ折り状態となるように広げ、この広げた2つ折り部の厚さを測定するようにしたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のインフレーション装置。
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