JP4894061B2 - インフレーション装置 - Google Patents

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Description

本発明は、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。
このようなインフレーションに関する先行技術としては、例えば下記のようなものがある。
特開平２００４−００１３７９号公報
図７は、上記特許文献に開示された従来のインフレーション装置の基本構成図である。図７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。
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（図示省略）に巻取られる。
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。
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（又はリングダイ２）を用いて、例えば３６０度の時計方向に回転させるときに所定の角度（例えば９０度）ごとに等分した仮想的なゾーンを形成する。この形式においては所定角度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していた。
そのため、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）を測定していた。
図７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。
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している。
図８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を形成させた例を示している。
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。
ところで、このような構成のインフレーション装置においては、厚さを測定するためのセンサが一つしかないため、ブローンフィルム３ａの全幅を測定するためにはピンチロール５の回転角度が３６０度反復回転する必要があった。
また、ピンチロールが３６０度回転しないと全幅の測定ができないので時間がかかるという問題があった。
さらに、インフレーション装置の種類によってはピンチロール５の回転角度が３６０度まで回転せず例えば１８０度や２７０度程度しか回転しないものもあり、その場合は全幅の測定ができないという問題があった。
従って本発明が解決しようとする課題は、センサをブローンフィルムの両端に２個設けることによりプロフィール表示の高速化とピンチロールが３６０度回転しない場合でも全幅の測定を可能としたインフレーション装置を実現することにある。
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項１記載のインフレーション装置の発明は、
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４等分以上に分割し、等分したそれぞれの範囲を仮想的な位置情報として保持する折たたみ情報部と、前記折り畳まれたブローンフィルムの幅方向のエッジ部に対向して配置され、折り畳まれて合わされたブローンフィルムの厚さを測定する第１，第２センサと、これら第１，第２センサで得られた測定値の２枚重ねの測定値を１／２した値から前記ブローンフィルムのプロファイルを演算する演算手段と、を備え、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の回動は、前記第１，第２センサによるそれぞれの厚さ測定が前記４等分以上に分割された範囲のうちの半分以上であって少なくとも一つの範囲を残した時点で反転するようにしたことを特徴とする
請求項２においては請求項１に記載のインフレーション装置において、
前記ブローンフィルムの円周は４等分されており、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の回動は２７０度で反転することを特徴とする。
請求項２においては、請求項１に記載のインフレーション装置において、
前記ブローンフィルムの円周は４等分されており、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の回動は２７０度で反転することを特徴とする。
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４等分以上に分割し、等分したそれぞれの範囲を仮想的な位置情報として保持する折たたみ情報部と、前記折り畳まれたブローンフィルムの幅方向のエッジ部に対向して配置され、折り畳まれて合わされたブローンフィルムの厚さを測定する第１，第２センサと、これら第１，第２センサで得られた測定値の２枚重ねの測定値を１／２した値から前記ブローンフィルムのプロファイルを演算する演算手段と、を備え、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の回動は、前記第１，第２センサによるそれぞれの厚さ測定が前記４等分以上に分割された範囲のうちの半分以上であって少なくとも一つの範囲を残した時点で反転するようにしたので、プロフィール表示の高速化とピンチロールが３６０度回転しない場合でも全幅の測定が可能となる。
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係るインフレーション装置の一例を示す要部構成図である。図１において、図７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。
本発明の特徴部の第１は、各ゾーンにおけるブローンフィルムの特性値を測定する位置を、折り畳まれたブローンフィルムのエッジ部の両端のエッジに配置し、２枚重ねの特性（厚さ）を２個のセンサで測定する点にある。そして、ピンチロール５（又はリングダイ２）を例えば２７０度時計方向（矢印Ｒ）に回転させた後、反時計方向（矢印Ｒ´）に同一角度回転させて反転往復させることにより、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２個のセンサで測定する点にある。
本発明の特徴部の第２は、ピンチロール５（又はリングダイ２）の回転が例えば２７０度あっても３６０度回転した場合と同様のプロファイルが作成できる点にある。
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。
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Ｅｉ1及びＥｉ２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２７０度の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。
図２は折り畳まれた各ゾーンにおける測定領域Ｓ1と第１センサ１６および測定領域Ｓ２と第２センサ１７の相対関係を示す模式図である。（Ａ）ではゾーンＺ１の中央部位置の折り畳みエッジ部Ｓ１でセンサ１６による２枚重ねの特性値測定が実行され、ゾーンＺ３の中央部位置の折り畳みエッジ部Ｓ２でセンサ１７による２枚重ねの特性値測定が実行される。
そして（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Ｓ１でセンサ１６による２枚重ねの特性値測定が実行され、ゾーンＺ４のエッジ部Ｓ２でセンサ１７による２枚重ねの特性値測定が実行される。
次に、第１センサでゾーンＺ３の特性値測定が実行され、第２センサでゾーンＺ1の特性値測定が実行される。
上述のように第１センサ１６でゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３が測定され、第２センサ１７でゾーンＺ３，Ｚ４，Ｚ1が測定された後、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。
図３（ａ〜ｃ）は上述の関係をターンテーブル１５の回転角を用いて示す説明図である。図（ａ，ｂ）において、点線ａは第１センサ１６の測定点1の軌跡であり、−９０度から１８０度まで２７０度回転した後反転する。また、点線ｂは第２センサ１７の測定点２の軌跡であり、−１８０度から９０度まで２７０度回転した後反転し、このような回転および反転動作を繰り返している。
図３（ｃ）は測定点１の軌跡である点線ａに対して測定点２の軌跡である点線ｂの−９０度から０度までの測定値であるＺ4のゾーンの測定値を測定点１の軌跡に取り込んだ状態を示している。
このように第１センサでは測定できないゾーンの測定を第２センサでの測定結果で補完することにより実際には２７０度の回転しかしないにもかかわらず３６０度回転した場合と同じ測定結果を得ることができ、更に２７０度の回転で９０度分早い段階でプロフアァイルを得ることができる。更にＺ１とＺ３のゾーンでは２つのセンサの測定結果が得られるので、平均化やスムージングの演算を行うことにより、より正確な測定結果を得ることができる。
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。
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、地合、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。
なお、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。
ところで、図１に示すようなインフレーションマシンでは、図４に示すように、回転するアクチュエータ（ダイ）から筒状に原料を吐出し、エアーを使って風船状にし、その筒状のものを重ねて製品を製造している。
その場合、原料の吹き出し口はリングダイ２上に円環状に多数のノズル（図示省略）が配置されており、ノズルからの噴出量は装置本体とは別に設けた制御装置からケーブル回線を介して制御されている。
そのため従来では、リングダイ２がピンチロール５の回転に伴って回転し、その回転によってケーブルも動くので配線が困難となりプロファイル制御が行われにくいという問題があった。
図５はこのような問題点を解決したもので、インフレーションマシンのリングダイ２に直接制御ユニットと無線ＬＡＮをつけることによりケーブル配線をなくした概略構成図である。図５において２０はｎ点のノズルの噴出口から原量の噴出し量を制御する噴出し制御手段であり、その制御信号は本体装置とは別に設けた制御用パソコン２１から無線により出力される。
図６はプロファイルデータに基づいてノズル噴出し量の制御を無線により行う１つでもよい)で検出されたフィルムの厚さは制御用パソコン２１に送られる。
制御用パソコン２１では測定されたデータを時系列に並べてプロファイルデータを作成する。このデータは制御手段２０に送信されてプロファイル制御が行われる。また、アドバンス制御手段２２によって適応制御を行うことによりリングダイ２の回転によりねじれた位置が動的に補正されて自動位置補正が実現される。このプロファイルデータ、補正された位置対応データは無線インターフェース２３を介して制御手段２０に送信される。
制御手段２０ではＰＩ制御／ファジー制御／有限制定制御のいずれかの出力演算を行ってノズルの噴出口からの原量の噴出し量を制御する。
このような構成とすることにより、配線が不要な制御が可能となりケーブルの絡みなどのトラブルのないインフレーション装置を実現することができる。
以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。
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。 折り畳まれた各ゾーンにおける測定領域Ｓ1と第１センサおよび測定領域Ｓ２と第２センサの相対関係を示す模式図ある。 各ゾーンと第１，第２センサの関係をターンテーブルの回転角を用いて示す説明図である。 原料の噴出し制御の従来例を示す図である。 無線通信を用いた制御の一例を示す概略構成図である。 無線通信を用いた制御の一例を示すブロック構成図である。 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。 円筒状のブローンフィルムの断面を示したものである。
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
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
１６ 第１センサ
１７ 第２センサ
２０ 噴出し量制御手段
２１ 制御用パソコン
２２ アドバンス制御手段
２３ 無線インターフェース

Claims (2)

  1. 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４等分以上に分割し、等分したそれぞれの範囲を仮想的な位置情報として保持する折たたみ情報部と、前記折り畳まれたブローンフィルムの幅方向のエッジ部に対向して配置され、折り畳まれて合わされたブローンフィルムの厚さを測定する第１，第２センサと、これら第１，第２センサで得られた測定値の２枚重ねの測定値を１／２した値から前記ブローンフィルムのプロファイルを演算する演算手段と、を備え、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の回動は、前記第１，第２センサによるそれぞれの厚さ測定が前記４等分以上に分割された範囲のうちの半分以上であって少なくとも一つの範囲を残した時点で反転するようにしたことを特徴とするインフレーション装置。
  2. 前記ブローンフィルムの円周は４等分されており、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の回動は２７０度で反転することを特徴とする請求項１に記載のインフレーション装置。
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