JP4376051B2 - フィルム厚の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、フィルムの厚みプロファイルの各部の凸部分を均一化できて、成形フィルムの巻き姿を、凹凸のない最良な状態に仕上げることができるフィルム厚の制御方法に関する。

Ｔダイのリップ部より押し出されて所定厚に成形されたフィルムは、巻取ロールへその始端から終端まで連続的に巻き取られ、所定径のロール状に仕上げられる。
また、成形フィルムの膜厚制御にあっては、フィルムの幅方向の膜厚偏差（バラツキ）を小さくするために、前記Ｔダイは、そのリップ部をフィルム幅方向において所定ピッチ（２０ｍｍ〜３０ｍｍ）に配設した多数の調整ボルトにより、フィルムが押し出される該リップスリット（間隔）を個々（部分的）に分散して調整し、フィルム幅方向全体に対して、できるだけ同じフィルム厚となって押し出されるように構成されている。

しかしながら、Ｔダイ内の溶解樹脂の流動性や幅方向に連続するリップ全体のコンディションなどの諸要因によってフィルム幅方向の膜厚変動が発生し、したがって、前記のように多数の調整ボルトによって所定にリップスリットを調整しても、フィルム幅方向の前記所定ピッチに対して十分に長い成分（波長）の膜厚変動は補正できるが、前記所定ピッチより短い成分もあり、各調整部位が高い精度による均一なスリット調整は困難であって、該調整により減少できる膜厚偏差量には限界があり、フィルム幅全体の均一厚さを求めることは難しいものである。

したがって、依然、成形されたフィルムには肉厚変化を有するもので、このままの状態で、前記巻取ロールへこのフィルムを連続的に巻き取ると、図８に示すように、巻き取られたロール状フィルムｃの外観部には、次第に凹凸ｄがついてしまう。
この凹凸を生じたフィルムは、巻き戻したとき、該フィルムに部分的なうねりや残留歪みを発生させているため、凹凸の跡やシワができて、フィルムとしての商品価値が著しく低下するばかりか、使用上の大きな障害となるものであった。

そのための対策として、一部では、フィルムの膜厚偏差値が、その使用目的上で求められる許容値以下に、更に補正制御する方法が試みられていた。
例えば、Ｔダイのリップ部より押し出されたフィルム厚を、そのフィルム幅方向全幅に対して厚みセンサーにより走査させて測定値を取り出し、図９において実線で示すように、前記測定値に基づいて、フィルム厚みプロファイルにおける標準値軸線ＳＬに対するフィルムの厚さ偏差（バラツキ）量を得る。
そして、この厚さ偏差（バラツキ）量に対して、その最大側（凸部）と最小側（凹部）のバラツキ範囲幅をできるだけ小さくする平均値を目標にした厚みに近づける制御を行って、図９において破線で示すように、厚さ偏差（バラツキ）量の最小化の補正により対応していた。

これによって、成形されたフィルムの膜厚は使用上の許容値範囲となる。
しかしながら、この補正制御では、図９において破線で示すように、依然、フィルム厚さが厚くなる凸部ｘがフィルム幅方向に対して点在する現象は解消されず、巻取ロールへこのフィルムを巻き取った際のロール状フィルムｃは、この凸部ｘの巻取径の違いを生じて、該凸部ｘの巻取径は、図８に示すように、その近傍より大きくなった凹凸ｄを形成するため、前記同様に、フィルムに部分的なうねりや残留歪みを発生させる大きな問題点を生ずるものであった。

本発明は、前記した問題点を解決するためになされたもので、Ｔダイにおけるリップ間から押し出されたフィルムの幅方向全体に対して、該フィルム厚みを制御に必要な間隔ごとに測定し、これらの計測値に基づいて、Ｔダイにおけるリップ間隔をそれぞれ制御するフィルム厚の制御方法にあって、Ｔダイから押し出されたフィルムの幅方向全体におけるフィルム厚みプロファイルの凸部となる各極大値と凹部となる各極小値とによるバラツキにおいて、リップ間隔を補正した後のフィルム厚みプロファイルのバラツキにおける各凸部側の値が揃うように、リップ間隔を補正させることにより、フィルムの厚みプロファイルを正確に制御できて、成形フィルムの巻き姿を凹凸のない最良な状態に仕上げることができるフィルム厚の制御方法を提供することを目的としている。

前記した目的を達成するための本発明の手段は、
Ｔダイにおけるリップ間から押し出されたフィルムの幅方向全体に対して、該フィルム厚みを制御に必要な間隔ごとに測定し、これらの計測値に基づいて、前記Ｔダイにおけるリップ間隔を制御するフィルム厚の制御方法にあって、
前記リップ間隔を調整する調整手段を前記フィルムの幅方向の略全長に対して間隔的に設け、この調整手段により前記リップ間隔を補正した後のフィルム厚みプロファイルにおいて、前記フィルムの幅方向に亘って存するフィルム厚みの極大値のいずれもが、厚み許容範囲量内の適所のラインに揃うように前記補正を行うフィルム厚の制御方法にある。
また、巻取ロール側を所定ピッチに往復させて、フィルムの巻取位置を変化させるものである。

本発明は、フィルムの厚みプロファイルの各凸部分を均一化できて、成形フィルムの巻き姿を凹凸のない最良な状態に仕上げることができる。

次に、本発明に関するフィルム厚の制御方法の実施の一例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明実施例のフィルム厚の制御方法を採用したフィルムの成形装置Ａの一部を簡略化して示すもので、溶融樹脂が収容された押出機１においてその吐出部に設けたＴダイ２におけるリップ３，４の隙間（スリット）から押し出された膜状のフィルムｂは、冷却等が行われるガイドロールや送りロール５，５あるいは加工ロール６を経て巻取ロール７へ連続的に巻き取られる。なお、リップ３，４は、成形されるフィルムｂの幅方向に対して一連状の一体に形成されている。

また、Ｔダイ２における一方または両方（本実施例においては片方のリップ３）のリップ３，４には、該リップ３，４の隙間（スリット）を調整することで所定フィルム厚が得られるようにする調整手段８が、図２に示すように、吐出されるフィルムｂの幅方向の略全長に対して間隔的に多数設けられている。
この調整手段８は、図２に示すように、リップ３を押圧するあるいは押圧解除することで、該リップ３の先端部が進退し、これに伴って、リップ３，４の隙間が狭くなったり広がったりする。

該調整手段８は、熱膨張を利用したヒート式や、サーボモータなどによる螺動が行われるボルト式など適宜な手段によって行われるもので、それぞれ数値制御を行うことができるコンピュータ等からなる制御手段９が接続されているものであり、この制御手段９には、補正制御するための記憶・演算等の処理回路９ａを内蔵している。

また、Ｔダイ２におけるリップ３，４より吐出されたフィルムｂは、巻取ロール７の手前において、成形されたそのフィルム厚を制御に必要な間隔ごと計測する計測手段１０が設けられていて、フィルムｂの幅方向全体を均一に走査できるように、および往復移動自在に配設されている。
ここでいう、制御に必要な間隔ごとの計測とは、制御手段９へ送られた計測値を基に調整手段８を任意に制御し得るデータが得られる間隔であり、適宜設定し得るものであるが、調整手段８の配設に応じてなされることもあり、例えば、幅１ｍｍ〜２５ｍｍ程度の間隔であるが、この数値に限定されない。
計測手段１０は、その測定値を制御手段９へ送信するものであって、そのフィルムｂへの計測位置は、調整手段８に対応する位置、あるいはその近傍対応位置において行われるもので、少なくとも、調整手段８に対応する数の測定値が順次得られ、それぞれの測定値は、制御手段９における処理回路９ａにおいて記憶・演算などの適宜な処理がなされる。

したがって、本発明に係るフィルム厚の制御方法の一実施例は以下に述べる作用を奏する。
フィルムｂの作成にあって、あらかじめＴダイ２におけるリップ３，４の間隔（溶融樹脂が吐出されるスリット）を、フィルムｂの幅方向に対して所定ピッチ（例えば、２５ｍｍ〜３０ｍｍ間隔，本実施例においては２５ｍｍ間隔）に設けられた複数の調整手段８によりそれぞれ調整して、成形される定められたフィルム厚基準に設定してある。
そして、成形装置１の稼働によりこのＴダイ２のリップ３，４の間からは所定厚さとなったフィルムｂが押し出されて、各ロール５，５や加工ロール６等を経て巻取ロール７へ連続的に巻き取られる。

このとき、フィルムｂは、巻取ロール７へ巻き取られるその手前に設けた計測手段１０により、Ｔダイ２から押し出されたフィルムｂの幅方向全幅に対して、制御に必要な間隔ごとに、一連状にあるいは所定ピッチで、そのフィルムｂの厚みが一回または複数回にわたって計測され、これらの測定値は、直ちに、制御手段９へ順次送られる。

そして、前記各測定値に基づいて、Ｔダイ２から押し出されたフィルムｂの幅方向全体におけるフィルム厚みプロファイルの標準値軸線ＳＬ（図３参照）に対する凸部となる極大値側と、凹部となる極小値側のバラツキ（偏差やレンジともいう）において、リップ３，４の間隔を補正した後のフィルム厚みプロファイルのバラツキにおける前記各凸部側の値が、前記フィルム厚みプロファイルにおける標準値軸線ＳＬと平行する位置に揃うように、リップ３，４の間隔を補正させる。

すなわち、前記各測定値が送られた制御手段９においては、フィルムｂの幅方向全幅に対するフィルム厚プロファイルのバラツキｅが、図３において実線で示すように、それぞれ求められる。

このフィルム厚プロファイルのバラツキｅに対して、リップ３，４の間隔を補正した後のバラツキにおけるこのフィルム厚みが、図３に示すように、その厚い側（凸部側）の値ｙが厚み許容範囲量内の適所のラインｚ（フィルム厚みプロファイルにおける標準値軸線ＳＬと平行する位置）に揃うように、かつ、このラインｚより凸部となる極大値側へ突出することがないように、その補正制御値を制御手段９において算出する。
この補正制御値の算出にあっては、薄い側（凹部側）を加算したり、厚い側（凸部側）を減算したり、あるいは、薄い側（凹部側）の加算と厚い側（凸部側）と減算とを相対的に同時算出したりするものである。

そして、この算出された前記補正制御値を、リップ３，４へ間隔的に多数設けられた各調整手段８へ送り、各調整手段８ごとにその補正制御値に見合う調整操作を与えて、リップ３，４の間隔を変更する。

これにより、Ｔダイ２のリップ３，４より押し出されたフィルムｂは、巻取ロール７に巻き取られたとき、凸となる部分ｙが巻取外面へ略直線状に揃って並び、図８に示すような、コブ上の突出部（凹凸ｄ）が生じないフラットな巻取外面が得られて、この凹凸ｄに起因する巻き戻したときのフィルムｂにつく凹凸跡やシワなどの品質に問題のある不都合を生じさせることがなく、また、後の工程における粘着剤の塗布作業等の二次加工も円滑に行うことができる。あるいは、成形フィルムを保護フィルムとして被保護体に貼合する際に、シワの発生等がなく、被保護体に悪影響を与えない。
なお、図３において凹部となる部分ｎは、空気が充満することで、次に巻かれたフィルムｂがこの部分ｎにおいて陥没などによる凹みを生じさせにくい。

次に、他の実施例によるフィルム厚の制御方法を説明する。
Ｔダイ２から押し出されたフィルムｂは、巻取ロール７へ巻き取られるその手前に設けた計測手段１０により、Ｔダイ２から押し出されたフィルムｂの幅方向全幅に対して、制御に必要な間隔ごとに、一連状にあるいは所定ピッチで、そのフィルムｂの厚みが一回または複数回にわたって計測され、これらの測定値は、直ちに、制御手段９へ順次送られる。

そして、前記各測定値に基づいて、これらの測定値が送られた制御手段９においては、図４に示すように、フィルムｂの幅方向全幅に対するフィルム厚プロファイルの標準値軸線ＳＬに対するバラツキｅ１が、すなわち、フィルム厚プロファイルのバラツキｅ１における各凸部である極大値と、各凹部である極小値とをそれぞれ求められる。

このフィルム厚プロファイルのバラツキから、まず、使用上の許容値範囲となるようにフィルムの膜厚を補正するための第一補正制御値ｒを算出する。
この第一補正制御値ｒは、図５において棒グラフｆに示すように、それぞれの測定値に対して数値を加減処理したとき、その結果のフィルム厚プロファイルのバラツキが最小化となる、いわゆる、厚みプロファイル変化量を計算するためのもので、これは仮想計算となる。

したがって、制御手段９において、前記仮想計算された厚みプロファイル変化量を前記厚み測定値に対して加減処理して仮想プロファイルを求める。
すなわち、この仮想プロファイルは、使用上の許容値範囲となるようなフィルムの膜厚に納められる。

次に、前記仮想プロファイルのフィルム厚みのバラツキにおける前記各凸部側の値を揃えるための第二補正制御値ｓを計算して求める。
すなわち、図６および図７において実線で示すように、フィルムｂの幅方向全幅に対するフィルム厚みのバラツキｅ１に対して、同図において破線で示すように、リップ３，４の間隔を補正した後のバラツキｅ２におけるこのフィルム厚みが、その厚い側（凸部側）の値ｙが厚み許容範囲量内の適所のラインｚ（フィルム厚みプロファイルにおける標準値軸線ＳＬと平行する位置）に揃うように、かつ、このラインｚより凸部となる極大値側へ突出することがないように、その第二補正制御値ｓを制御手段９において算出する。
この第二補正制御値ｓの算出にあっては、薄い側（凹部側）を加算したり、厚い側（凸部側）を減算したり、あるいは、薄い側（凹部側）の加算と厚い側（凸部側）と減算とを相対的に同時算出したりするものである。

そして、この算出された前記第二補正制御値ｓを、リップ３，４へ間隔的に多数設けられた各調整手段８へ送り、各調整手段８ごとにその補正制御値に見合う調整操作を与えて、リップ３，４の間隔を変更する。

これにより、Ｔダイ２のリップ３，４より押し出されたフィルムｂは、巻取ロール７に巻き取られたとき、図７に示すように、凸となる部分ｙが巻取外面へ略直線状に揃って並び、図８に示すような、コブ上の突出部（凹凸ｄ）が生じないフラットな巻取外面が得られて、この凹凸ｄに起因する巻き戻したときのフィルムｂにつく凹凸跡やシワなどの品質に問題のある不都合を生じさせることがなく、また、後の工程における粘着剤の塗布作業等の二次加工も円滑に行うことができる。あるいは、成形フィルムを保護フィルムとして被保護体に貼合する際に、シワの発生等がなく、被保護体に悪影響を与えない。
なお、図７において凹部となる部分ｎは、空気が充満することで、次に巻かれたフィルムｂがこの部分ｎにおいて陥没などによる凹みを生じさせにくい。

なお、本発明に係るフィルム厚の制御方法にあって、巻取ロール７側を所定ピッチに往復させる揺動作用を与えて、フィルムｂの巻取位置を適宜変化させる工程を併用させてもよいものである。
すなわち、Ｔダイ２におけるリップ３，４間から押し出されたフィルムｂの幅方向全体に対して、該フィルム厚みを測定し、この計測値に基づいて、Ｔダイ２におけるリップ間隔を制御するフィルム厚の制御方法にあって、Ｔダイ２から押し出されたフィルムｂの幅方向全体に対してフィルム厚みを測定し、この測定によって得られたフィルム厚み測定値のバラツキｅ１、すなわち、フィルム厚プロファイルのバラツキｅ１における各凸部である極大値と、各凹部である極小値とから第一補正制御値ｒを求め、この得られた第一補正制御値ｒから厚みプロファイル変化量を求め、厚み測定値に対して厚みプロファイル変化量を加減して、巻取ロール７側の所定ピッチによる揺動後の巻取位置における平均プロファイルを基に仮想プロファイルを求め、この仮想プロファイルのフィルム厚みのバラツキにおける前記各凸部側が、前記フィルム厚みプロファイルにおける標準値軸線ＳＬと平行する位置に揃えるための第二補正制御値ｓを求めて、この第二補正制御値ｓによってＴダイ２におけるリップ３，４間隔を補正させる。

本発明に関するフィルム厚の制御方法におけるフィルムの製造過程を示す成形装置の概略の説明図である。 図１における成形装置のＴダイのリップ部分を概略的に示す説明図である。 本発明に関するフィルム厚の制御方法の一実施例における補正制御を示す説明図である。 本発明に関するフィルム厚の制御方法の他の実施例における測定値のバラツキを示す説明図である。 図４におけるフィルム厚の制御方法における第一補正制御値を求める工程を示す説明図である。 図４におけるフィルム厚の制御方法における第二補正制御値を求める工程を示す説明図である。 図４におけるフィルム厚の制御方法における最終補正制御工程を示す説明図である。 本発明に関するフィルム厚の制御方法を用いないでフィルムを巻き取った状態を示す斜視図である。 従来のフィルム厚の制御方法によるフィルム補正制御を示す説明図である。

符号の説明

Ａ…成形装置．ｂ…フィルム．２…Ｔダイ．３，４…リップ．８…調整手段．ｒ…第一補正制御値．ｓ…第二補正制御値．

Claims (2)

1. Ｔダイにおけるリップ間から押し出されたフィルムの幅方向全体に対して、該フィルム厚みを制御に必要な間隔ごとに測定し、これらの計測値に基づいて、前記Ｔダイにおけるリップ間隔を制御するフィルム厚の制御方法にあって、
   前記リップ間隔を調整する調整手段を前記フィルムの幅方向の略全長に対して間隔的に設け、この調整手段により前記リップ間隔を補正した後のフィルム厚みプロファイルにおいて、前記フィルムの幅方向に亘って存するフィルム厚みの極大値のいずれもが、厚み許容範囲量内の適所のラインに揃うように前記補正を行うことを特徴とするフィルム厚の制御方法。
2. 巻取ロール側を所定ピッチに往復させて、フィルムの巻取位置を変化させることを特徴とする請求項１記載のフィルム厚の制御方法。

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