JP4935699B2 - シート状物の把持方法 - Google Patents

Description

本発明は、シート状物、例えば熱可塑性樹脂フィルム等を延伸する装置に関するものである。

従来、連続したフィルムを縦方向（ＭＤ方向）及び横方向（ＴＤ方向）の両軸に同時でかつ連続的に延伸するための装置は公知とされている。一般にかかる公知の装置は、シート状物の端部を把持する複数の掴み装置を前記シート状物の両側端に具備し、折尺状に形成された複数個の等長リンク装置より構成された無端リンク装置を設け、該無端リンク装置をシート状物の入口側スプロケットより駆動することにより進行方向に末広がり状に配置されたガイドレールに案内されて前記掴み装置の掴みピッチを徐々に拡大させて前記端部が把持されたシート状物を縦横二方向に同時に延伸し、さらに該延伸後前記シート状物の端部を前記掴み装置から外して前記無端リンク装置を出口側スプロケットにより駆動して前記入口側スプロケットに戻るように構成される。

一方、シート状物を延伸する意味合いの多くは、物性の改質で、機械的強度や、耐熱・耐寒性、通気性、透明性などが向上すると言われている。従って、延伸前の原反の状態では非常にもろく、少しの衝撃で破膜するシート状物でも、延伸後は、破膜し難い状態に改質されるが、以下のような問題を有していた。

一般的に、シート状物の端部を把持する複数の掴み装置を具備した延伸機でシート状物を延伸する場合、シートの幅方向の長さ分布や供給状態（蛇行供給などのズレ）などを予想して、シート状物の端部を必ず把持させることを目的に、シート状物端縁より若干横方向の内側を把持させるように把持部間隔をセットする。すなわち、シート状物の両端部に配置された把持部より更にリンク装置側にシート状物端縁がはみ出す形になる。そのはみ出した部位は前記のような延伸を行っても延伸されず、原反の物性（改質されてない）を保持することになる。

図３で説明すると、未延伸シート状物１（以下、原反シートと記す）を原反シートの端縁（縁）を図のような位置で把持し、ＭＤ方向（縦方向）、ＴＤ方向（横方向）に延伸すると、シートの端面の円形把持部２１１から外れてはみ出した部位に未延伸部１８が残ることになる。この未延伸部１８は原反シートと同様改質されていないため、何らかの力が作用することで簡単に亀裂が入り、その部位を起点にシート全体が破膜する現象が発生する。

また、掴み装置の円形把持部２１１に支持されていない端縁１６がくびれ、弓形変形部１７が形成されるが、この弓形変形部１７の発生はシート状物端縁１６が十分に延伸されてないことが一因に挙げられる。従って、シート状物端縁１６より若干内側を把持すると、弓形変形部１７の形成が増長され、製品としての歩留まりを低下させる等、非常に不経済
となる。

従来、上記課題を解決するものとして把持部の形状や把持面積に関するものとして、特許文献１がある。

特開２００４−１９５７１２号公報

しかしながら、特許文献１はシート状物端部を把持する把持部の形状や、把持部の縦方向の配置ピッチに関するものであり、シート状物端面に関して横方向の把持位置については考慮されていない。

本発明の目的は、上記課題に対し、原反シートが非常にもろいシートの場合でも、破膜することなく、製品の歩留まりが良い、調整が簡便な延伸機のシート状物の把持方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、熱可塑性樹脂のシート状物の端部を把持する複数の掴み装置を前記シート状物の両側端に具備し、折尺状に形成された複数個の等長リンク装置より構成された無端リンク装置を設け、該無端リンク装置をシート状物の入口側スプロケットより駆動することにより進行方向に末広がり状に配置されたガイドレールに案内されて前記掴み装置の掴みピッチを徐々に拡大させて前記端部が把持されたシート状物を縦横二方向に同時に延伸し、さらに該延伸後前記シート状物の端部を前記掴み装置から外して前記無端リンク装置を出口側スプロケットにより駆動して前記入口側スプロケットに戻るように構成したシート状物の同時二軸延伸機において、前記シート状物の端部と面接触して把持する把持部の領域内に前記シート状物の端縁を配置したことを特徴とする。

また、本発明は前記把持部の形状を楕円形状または近似楕円形状に形成したことを特徴とする。また、本発明は前記楕円形状または近似楕円形状の略長径方向を前記シート状物の進行方向と垂直な方向としたことを特徴とする。また、本発明は前記把持部の形状を、前記シート状物の進行方向にほぼ平行な方向を短辺とする矩形を基本形状にして、該矩形の少なくとも前記シート状物中央側に位置する角部を曲線で形成したことを特徴とする。また、本発明は前記把持部のシート状物把持可能面積Ｓ１と、前記シート状物の実質把持面積Ｓ２の比率がＳ２／Ｓ１＝０．５〜１．０未満としたことを特徴とする。

本発明の延伸機によれば、原反シートが非常にもろいシートの場合でも、破膜することがなく、歩留まりが向上し、生産性が向上する効果がある。

本発明に係るシート状物の延伸機の実施例について図面を用いて説明する。図１は本発明の実施例である同時二軸延伸機の平面図、図２は等長リンク３１の断面図で、その構成及び動作は以下の通りである。

シート状物１の端部を把持する複数の掴み装置２をシート状物１の両側に具備した無端リンク装置３（図中リンクの一部並びに片側の無端リンクは省略）は、折尺状に形成された複数個の等長リンク３１よりなり、入口側スプロケット４で駆動され、セッター１００により横方向（ＴＤ方向）に位置決めされた未延伸の原反シート状物１を掴み、進行方向に末広がり状に配置されたガイドレール５、６に案内されて掴みピッチＰ１からＰ２に徐々に拡大することにより、シート状物１を縦横二方向に同時に延伸させた後、シート状物１を外し、出口側スプロケット７により駆動されて、入口側スプロケット４に戻るように構成されている。

なお、セッター１００は、入口側に位置する掴み装置２に接近させてその上流側に配置され、縦方向に移動する未延伸の原反シート状物１の横方向のずれを規制して、掴み装置２が原反シート状物１の端部の適切な位置を掴めるように作用する。

前記ガイドレール５、６は一対の組になったもので、シート状物１に近い方のシート側ガイドレール５には、シート状物１を把持する掴み装置２が連結されたリンク軸８が、他方の反シート側ガイドレール６には、掴み装置２を有さないリンク軸９が配置される。前記リンク軸８（又は９）の最下端には軸受ローラ１０（又は１１）が連結され、軸受ローラ１０（又は１１）外周部に一対の鍔付ラジアル軸受１２（又は１３）を具備し、該鍔付ラジアル軸受１２（又は１３）がリンク装置の動きを規制する案内用ガイドレール５（又は６）の両側面を転動し、かつ、案内用ガイドレール５（又は６）の上面と鍔付ラジアル軸受１２（又は１３）の鍔の接触でリンク装置の自重を保持するよう配置され、リンク軸８、９はリンクプレート１４及び１５により連結される。このため、例えば、リンクが閉じた状態と開いた状態でリンクプレートとガイドレールの交差角度が異なる時でも、ラジアル軸受１２（又は１３）は軸受ローラ１０（又は１１）の働きにより、常にガイドレールと垂直に位置するよう変化する。

図２において掴み装置２は、２１３を支点として回動するレバー２１４と、レバー２１４の下端に固定された可動側の円形把持部２１１と、この円形把持部２１１と共にシート状物１を把持する固定側の円形把持部２１２を備えている。可動側の円形把持部２１１は、２１３を支点とするレバー２１４の時計方向と反時計方向の回動で、それぞれ前記固定側の円形把持部２１２に対して開閉し、シート状物１を把持したり外したりする。なお、前記固定側の円形把持部２１２は前記可動側の円形把持部２１１の全面に接触するように円形把持部２１１より大きな面積を有する。

上記構成によりなる掴み装置２は、円形把持部２１１と原反シート状物の端縁１６を図４に示すような位置関係となるように把持する。即ち、原反シート状物の端部と面接触して把持する円形把持部２１１の領域内に、シート状物１の端縁１６が配置されるように把持する。ここで円形把持部２１１の直径をＤとし、シート状物１の端縁が１６１と１６２の間（距離Ｄ／２）を移動可能に設定している。

換言すれば、円形把持部２１１のシート状物の把持可能面積（円形把持部２１１の面積）をＳ１とし、シート状物の実質把持面積をＳ２で表すと、Ｓ２／Ｓ１＝０．５〜１．０未満になるような状態で把持する。このような条件で把持すると十分な把持力が確保され、シート状物１の端縁１６の未延伸部位がなくなって破膜が防止され、しかも、弓形変形部の形成が抑制されて製品としての歩留まりを向上させる。

なお、原反シートの巻取り状態などにより発生する蛇行供給などがある場合、ある程度は前記セッター１００で矯正できる。しかし、シートの幅方向の長さに分布がある場合は、セッター１００を通過した後にシート端面１６と円形把持部２１１との把持面にズレが発生する。すなわち、シート端縁１６が円形把持部２１１の把持領域を超えた場合（図４の１６２の位置より下側にシート端縁１６が位置した場合）、前述したような破膜が発生し、逆にシート端縁１６が把持領域内であるが、その把持割合が５０％未満の場合（図４の１６１の位置より上側にシート端縁１６が位置した場合：シート状物１中央側）、シートの把持力が不完全になり、延伸不良が発生する。以下、この対策のための実施例を説明する。

実施例１を、図５を用いて説明する。（ａ）は把持可能面積Ｓ１で直径Ｄの円形把持部２１１、（ｂ）は同じく把持可能面積Ｓ１で長径Ａ、短径Ｂの楕円把持部２１２を示し、両者の中点を通るシート端縁１６１を共通の基準にして並べて示している。また、各々の把持部の端部に位置させたシート１の端縁を１６２、１６３として表した。図で把持面積をＳ２で現し
本図より、楕円把持部２１２の長径Ａと短径ＢにＡ＝αＢの関係があるとき、円形把持部２１１と楕円把持部２１２の面積が同じとの仮定から、円形把持部２１１のシートの端縁１６２と楕円把持部２１２のシートの端縁１６３の差はＤ／２×（√α−１）となる。従って、楕円把持部２１２がシートのより大きなズレに対応できる。

この差は前述したシートの幅方向の長さ分布や原反シートの巻取り状態などより発生する蛇行供給のズレ量にも依存するが、数ｍｍのズレをカバーするには、我々の実験では、シート端部の破膜、延伸不良（シートのキャッチミス）は製品シート作成上問題ないものであった。ズレ量が非常に大きいシートの場合は、蛇行調整機構を設けたり、幅方向の長さ分布を小さくするためのシート幅両端部のカット機構（カッターやレーザーの使用）を設け、ズレ量を小さくすることで対処可能である。

尚、円形把持部２１１の直径を単純にＡとして、把持部を大きくすることは、両側の把持部間の支持されないシート距離が短くなり、その間でシートが破断する恐れがある。また、前記破断を回避するためには把持部ピッチを大きくする必要があるが延伸性能を低下させる原因となる。従って、楕円把持部２１２を把持部形状とする延伸機を用いることで、原反シートが非常にもろいシートの場合でも、破膜することなく、かつ、調整が簡便に出来る。

実施例２を、図６を用いて説明する。本実施例明はシート状物１と面接触する掴み装置２の把持部２１の形状を、該シート状物１の進行方向にほぼ平行な方向を短辺とする矩形の基本形状に対して、該矩形の４つの各部を曲線形状３００とした平行部分を有する近似楕円形把持部２１３にしたことにある。本実施例の特有な効果としては、加工が簡単な点にある。性能面は曲線形状３００の曲率を増加させることで、実施例１である楕円形状の効果に近似させることが可能である。

実施例３を、図７を用いて説明する。本実施例は、図６に示す曲線形状３００を少なくともシート状物１の中央側に位置する、短辺の２つの角部に施した矩形形状を基本形状とする片側角部に曲線部を有する矩形形状２１５にしたことにある。特に、図５から明らかなように、シート状物１の外側に位置する短辺の２つの角部の形状は、シート状物の延伸性能にあまり影響しないことが予測されるので、必ずしも曲線形状にする必要はなく、把持部の面積を増大させることが可能となる。その他の効果としては上記実施例２と同等である。

本発明実施例の同時二軸延伸機の平面図である。 本発明実施例のである等長リンクの断面図である。 本発明実施例のシート端縁の延伸状態の説明図である。 本発明実施例のシート端縁の把持方法の説明図である。 本発明の実施例１の把持部形状の比較図である。 本発明の実施例２の把持部形状説明図である。 本発明の実施例３の把持部形状説明図である。

符号の説明

１…シート状物、２…掴み装置、３…無端リンク装置、４…入口側スプロケット、５，
６…案内用ガイドレール、７…出口側スプロケット、８，９…ジョイント用リンク軸、１０、１１…軸受ホルダー、１０ａ，１１ａ…軸受ローラ（軸受）、１２，１３…鍔付ラジアル軸受、１４，１５…リンクプレート、１６…シート端縁（縁）、１７…弓形変形部、１８…未延伸部、２１…把持部、２１１…円形把持部、２１２…楕円形把持部、１００…セッター。

Claims (6)

1. 熱可塑性樹脂のシート状物の端部を把持する複数の掴み装置を前記シート状物の両側端に具備し、折尺状に形成された複数個の等長リンク装置より構成された無端リンク装置を設け、該無端リンク装置をシート状物の入口側スプロケットより駆動することにより進行方向に末広がり状に配置されたガイドレールに案内されて前記掴み装置の掴みピッチを徐々に拡大させて前記端部が把持されたシート状物を縦横二方向に同時に延伸し、さらに該延伸後前記シート状物の端部を前記掴み装置から外して前記無端リンク装置を出口側スプロケットにより駆動して前記入口側スプロケットに戻るように構成した延伸機におけるシート状物の把持方法において、
   前記掴み装置は、前記シート状物の端部と面接触して把持する把持部の領域内に前記シート状物の端縁が配置されるように把持することを特徴とするシート状物の把持方法。
2. 前記把持部の形状を楕円形状または近似楕円形状に形成したことを特徴とする請求項１記載のシート状物の把持方法。
3. 前記楕円形状または近似楕円形状の略長径方向を前記シート状物の進行方向と垂直な方向としたことを特徴とする請求項２記載のシート状物の把持方法。
4. 前記把持部の形状を、前記シート状物の進行方向にほぼ平行な方向を短辺とする矩形を基本形状にして、該矩形の少なくとも前記シート状物中央側に位置する角部を曲線で形成したことを特徴とする請求項１記載のシート状物の把持方法。
5. 前記把持部のシート状物把持可能面積Ｓ１と、前記シート状物の実質把持面積Ｓ２の比率がＳ２／Ｓ１＝０．５〜１．０未満としたことを特徴とする請求項１記載のシート状物の把持方法。
6. 前記複数の掴み装置のなかで、入口側に位置する掴み装置に近接させて、その上流側にセッターを設け、入口側から入ってくるシート状物の横方向のズレを規制することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のシート状物の把持方法。

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