JP6524747B2 - Film flatness inspection apparatus and film flatness inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、フィルム平面性検査装置およびフィルム平面性検査方法に関するものであり、詳しくは、フィルムロールの状態において、フィルムを巻き戻した際のフィルムのたるみに関する情報を精度よく、簡便に取得することができるフィルム平面性検査装置およびフィルム平面性検査方法に関する。 The present invention relates to a film planarity inspection apparatus and a film planarity inspection method, and more specifically, in a film roll state, to accurately and easily obtain information on the slack of the film when the film is rewound. Film planarity inspection apparatus and film planarity inspection method that can
フィルムの平面性が不良である場合、フィルムロールからフィルムを巻き戻す際に、フィルムのたるみが発生することがある。このたるみは、フィルムの製造中又はその後の取扱いのいずれかに起因したフィルムの部分的伸びから生じるものである。フィルムにたるみが発生すると、フィルムの二次加工における生産性が非常に劣るものとなる。 When the film has poor flatness, film slack may occur when the film is rewound from the film roll. This sagging results from the partial elongation of the film either due to the production of the film or its subsequent handling. When the film sags, the productivity in the secondary processing of the film becomes very poor.
従来、フィルムロールの外径寸法の変化量を検出する方法として、接触式または非接触式の変位センサーにより、フィルムロールのロール軸方向の外径寸法の変化量を精度よく測定する方法などが開示されている(例えば、特許文献1〜3等)。しかし、実際、フィルムロールの外径寸法の変化量が、フィルムロールを巻き戻した際のフィルムのたるみにどの程度影響するかについては不明である。 Conventionally, as a method of detecting the amount of change in the outer diameter of a film roll, a method of accurately measuring the amount of change in the outer diameter of the film roll in the roll axial direction using a contact or non-contact displacement sensor is disclosed (For example, patent documents 1-3 etc.). However, in practice, it is unclear to what extent the amount of change in the outside diameter of the film roll affects the film sag when the film roll is rewound.
一方、フィルムロールからフィルムを巻き戻した際のフィルムのたるみ量を検出する方法としては、フィルムロールから、2つのロール間に実際にフィルムを巻き戻し、特定の荷重を加えた際のたるみを計測する方法が知られている(例えば、JIS C2151のたるみの測定に記載される7.3 A法及び7.4 B法、特許文献1の図3等)。このような方法は、フィルムロールからフィルムを巻き戻して使用する工程で生じる問題を、予見できる。
On the other hand, as a method of detecting the amount of slack of the film when the film is unwound from the film roll, the film is actually unwound from the film roll between the two rolls, and the slack when a specific load is applied is measured. Methods are known (for example, the 7.3 A method and the 7.4 B method described in the measurement of sag according to JIS C 2151, FIG. 3 of
また、フィルムロールの状態でフィルムの平面性を検査する平面性検査装置及び方法であって、レーザー光走査装置でフィルムロール外周面を走査することにより、幅方向の各測定点の外径値およびそれらの平均値を演算し、前記各測定点の外径値と平均値との差を変位量として演算した後、正の最大変位量を最大のたるみ量として抽出し、予め設定された基準値と前記正の最大変位量とを比較して良、不良を判定するフィルム平面性検査装置及び方法が開示されている(特許文献4)。 Further, it is a flatness inspection apparatus and method for inspecting the flatness of a film in the state of a film roll, wherein the outer diameter value of each measurement point in the width direction is obtained by scanning the film roll outer peripheral surface with a laser beam scanning device After calculating the average value of them and calculating the difference between the outer diameter value of each measurement point and the average value as the displacement amount, the positive maximum displacement amount is extracted as the maximum slack amount, and a preset reference value The film flatness inspection apparatus and method which determine the defect by comparing good with the said positive maximum displacement amount, and defect are disclosed (patent document 4).
しかしながら、本発明者らが検討したところによれば、上記特許文献3等に記載されるフィルムロールからフィルムを巻き戻した際のフィルムのたるみ量を測定する方法では、熟練した測定者であっても±7mm程度の測定バラつきがある上、測定者によるバラつきも大きいことが見出された。また、この方法では、測定に時間がかかるため、精度および生産性が低下するという問題がある。また、上記特許文献4に開示される方法では、フィルムロール外径の最大変位量を最大たるみ量として平均値を用いて抽出し、予め設定された基準値と比較することで、フィルムのたるみの有無を判定するため、最大たるみ量を有する部位以外のたるみ発生の有無については、検出することができない。 However, according to the examination by the present inventors, it is a skilled measurer in the method of measuring the amount of film sag when the film is rewound from the film roll described in Patent Document 3 and the like. It was also found that there is a measurement variation of about ± 7 mm, and also the variation by the measurer is large. Moreover, in this method, since it takes time for measurement, there is a problem that accuracy and productivity fall. In the method disclosed in Patent Document 4 above, the maximum displacement amount of the outer diameter of the film roll is extracted using the average value as the maximum slack amount, and compared with a preset reference value, the film is slackened. In order to determine the presence or absence, it is not possible to detect the presence or absence of the occurrence of sag other than the portion having the maximum amount of sag.
さらに、実際、フィルムロールを巻き戻して、フィルムの二次加工をする場合、フィルムを巻き戻す際にかける巻き戻し張力等の条件は、様々であるため、従来公知のフィルムの平面性の検査手法では、実際の作業現場における、フィルムのたるみ発生の有無やそのたるみ量について検出することは困難である。
また、フィルムの二次加工による生産性をあげるため、従来よりも幅広、長尺のフィルムを用いる場合、フィルムの全幅、全長に渡ってその平面性を保持することが重要であり、フィルムの平面性をより精度高く、簡便に検査するための、検査装置及び測定方法が求められている。
Furthermore, in practice, when the film roll is rewound and the film is subjected to secondary processing, the conditions such as the unwinding tension applied when the film is rewound varies, so that the conventionally known inspection method of the film flatness However, it is difficult to detect the occurrence of film sag and the amount of film sag at the actual work site.
Also, in order to increase productivity by secondary processing of the film, when using a wider or longer film than before, it is important to maintain the flatness over the full width and the entire length of the film, and the flat surface of the film There is a need for an inspection apparatus and a measurement method for inspecting the property more accurately and easily.
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑み、任意の巻き戻し張力でフィルムロールからフィルムを巻き戻した際に、発生するたるみに関する情報を、フィルムロール状態において、より精度よく、簡便に得ることのできる装置及び方法を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the problems of the prior art described above, the present invention more accurately and easily obtains information on the generated slack in the film roll state when the film is rewound from the film roll with an arbitrary unwinding tension. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method that can
発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、任意の張力でフィルムロールからフィルムを巻き戻した状態におけるたるみに関する情報が、フィルムロールの外径寸法の変化量と、前記張力により巻き戻した状態における歪量と、から予測できることを着想し、実際、任意の巻き戻し張力によるフィルムのたるみ量の予測値が、直接フィルムのたるみを測定した測定値の誤差の範囲内となることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The inventors of the present invention conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, information on the slack in a state where the film was unwound from the film roll with an arbitrary tension represents the change in the outer diameter dimension of the film roll and the aforementioned information. Given the fact that it is possible to predict from the amount of strain in the unwound state by tension, in fact, the predicted value of the amount of film slack due to any unwound tension is within the error of the measured value of the direct film sag measurement. The present invention has been completed.
すなわち、本発明の第1の態様に従えば、フィルムの平面性をフィルムロールの状態で検査する装置であって、前記フィルムロールの外径寸法の変化量を示す量と、前記フィルムを任意の張力により2つのロール間に巻き戻した状態における前記フィルムの縦方向の歪量を示す量と、の関係に基づいて、前記縦方向のたるみに関する情報を取得する、演算処理装置を備える、フィルム平面性検査装置が提供される。 That is, according to the first aspect of the present invention, it is an apparatus for inspecting the planarity of a film in the state of a film roll, and an amount indicating the change amount of the outer diameter dimension of the film roll; A film plane comprising an arithmetic processing unit for acquiring information on the longitudinal sag based on the relationship between the amount of distortion in the longitudinal direction of the film in a state of being unwound between two rolls by tension. A sex inspection device is provided.
また、前記たるみに関する情報は、前記張力をかけた状態における、前記縦方向のたるみの発生の有無及び部位に関する情報を含む、ことができる。 Further, the information on the sag may include information on the presence or absence of the occurrence of the longitudinal sag and the site in the tensioned state.
また、前記算処理装置は、前記外径寸法の変化量を示す量が、閾値εmax未満である場合、前記縦方向の歪量を示す量が正の値であり、前記外径寸法の変化量を示す量が、前記εmax以上である場合、前記縦方向の歪量を示す量が0であるとしたときの、前記εmaxを算出し、前記外径寸法の変化量を示す量が、前記εmaxを超える部位を、たるみの発生部位と判定する、ことができる。 Further, in the arithmetic processing device, when the amount indicating the amount of change in the outer diameter dimension is less than the threshold ε max , the amount indicating the amount of strain in the vertical direction is a positive value, and the change in the outer diameter dimension When the quantity indicating the amount is equal to or more than the ε max , the ε max is calculated when the amount indicating the amount of strain in the longitudinal direction is 0, and the amount indicating the amount of change in the outer diameter dimension is The site exceeding the ε max can be determined as the site of occurrence of sag.
また、前記εmaxは、下記式により算出される、ことができる。
また、前記演算処理装置は、前記外径寸法の変化量を示す量が、前記張力をかけない状態における、前記縦方向のフィルム長さを示す量であるとしたとき、前記張力をかけた状態における、前記外径寸法の変化量を示す量が最小となる部位の、前記縦方向のフィルム長さを示す量を算出し、前記外径寸法の変化量を示す量が、前記最小となる部位の前記フィルム長さを示す量を超える部位を、たるみの発生部位と判定する、ことができる。 The arithmetic processing unit is configured to apply the tension when an amount indicating a change amount of the outer diameter dimension is an amount indicating the length of the film in the longitudinal direction in a state where the tension is not applied. The amount indicating the length of the film in the longitudinal direction is calculated at the portion where the amount indicating the amount of change in the outer diameter dimension is the smallest, and the portion indicating the amount of change in the outer diameter dimension is the minimum The site | part exceeding the quantity which shows the said film length of can be determined to be a generation | occurrence | production site | part of a sag.
さらに、前記フィルム平面性検査装置は、接触式または非接触式の変位センサーにより、フィルムロールのロール軸方向の形状の変化量を測定する形状測定装置を備え、前記形状測定装置は、前記測定された形状の変化量の測定情報を前記演算処理装置へ出力する出力手段を有する、ことができる。 Furthermore, the film planarity inspection apparatus includes a shape measuring device that measures the amount of change in the shape of the film roll in the roll axis direction by a contact type or non-contact type displacement sensor, and the shape measuring device It may have output means for outputting measurement information of the amount of change of the shape to the arithmetic processing unit.
また、前記演算処理装置は、前記測定された形状の変化量の測定情報に基づき、前記フィルムロールの外径寸法を算出する、ことができる。 Further, the arithmetic processing unit can calculate an outer diameter dimension of the film roll based on measurement information of the measured amount of change in shape.
また、前記演算処理装置は、前記張力をかけた状態における、前記たるみ発生部位とたるみが発生しない部位との前記縦方向の歪量を比較することにより、任意のロール間距離におけるたるみ量を算出する、ことができる。 In addition, the arithmetic processing unit calculates the amount of sag at any inter-roll distance by comparing the amount of strain in the longitudinal direction between the portion where the sag occurs and the portion where the sag does not occur in the tensioned state. can do.
本発明の第2の態様に従えば、フィルムロールの状態でフィルムの平面性を検査するための方法であって、フィルムロール外径寸法を算出する工程及び前記フィルムロールの外径寸法の変化量を示す量と、前記フィルムを任意の張力により2つのロール間に巻き戻した状態における前記縦方向の歪量と、の関係に基づいて、前記縦方向のたるみの発生の有無及び部位に関する情報を取得する工程、を備えるフィルム平面性検査方法が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for inspecting the planarity of a film in the state of a film roll, the step of calculating the film roll outer diameter dimension and the amount of change in the outer diameter dimension of the film roll. Based on the relationship between the amount of sagging and the amount of strain in the longitudinal direction in a state where the film is unwound between two rolls with an arbitrary tension, information on the presence or absence of occurrence of the longitudinal sag and the site Providing a film planarity inspection method.
さらに、前記フィルム平面性検査方法は、前記たるみ発生部位とたるみが発生しない部位との前記張力をかけた状態における歪量を比較することにより、任意のロール間距離におけるたるみ量を演算する工程、を備えることができる。 Further, the film planarity inspection method calculates the amount of sag at an arbitrary distance between rolls by comparing the amount of strain under the tension between the portion where the sag occurs and the portion where the sag does not occur. Can be provided.
本発明のフィルム平面性検査装置及びフィルム平面性検査方法は、フィルムロールの状態において、フィルムを任意の張力により2つのロール間に巻き戻した際の、たるみに関する情報を、より精度よく、かつ、簡便に取得することができる。 The film planarity inspection apparatus and the film planarity inspection method according to the present invention, in the state of a film roll, more accurately and, more accurately, information on sag when the film is rewound between two rolls with an arbitrary tension. It can be acquired easily.
本発明に係る実施形態について、以下、図面を参照しながら説明する。なお、同一の構成には、同一の符号を付してある。また、以下で説明する実施形態は例示に過ぎず、本発明は、下記実施形態をはじめとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure. In addition, the embodiments described below are merely examples, and the present invention can be implemented in various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art, including the following embodiments.
1.平面性検査装置
図1は、本発明のフィルム平面性検査装置の第1実施形態を示す図である。図1のフィルム平面性検査装置1は、フィルムロールのロール軸方向の形状の変化量を測定する形状測定装置20、前記形状の変化量からフィルムロールの外径寸法の変化量を示す量を算出する第2の演算部12、前記外径寸法の変化量を示す量から、フィルムの前記張力をかけた状態における、前記縦方向のたるみの発生の有無及び部位に関する情報を取得する第1の演算部11及び前記張力をかけた状態におけるたるみ量を算出する第3の演算部13を含む演算処理装置10から構成される。
1. Flatness Inspection Apparatus FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a film flatness inspection apparatus according to the present invention. The film
従来、フィルムのたるみを測定する場合、実際、所定の2つのロール間にフィルムを巻き戻して、所定の張力をかけた際に発生するたるみを直接測定していた。従来のフィルムのたるみの測定例を図9に示す。従来、フィルムのたるみの測定は、フィルムロール21から、2つのロール102a、b間にフィルムを巻き戻し、ロール102bから垂れ下がったフィルム端部に、おもり103(又はばね荷重)を固定し、フィルム幅方向にできるだけ均一に張力がかかるように所定の巻き戻し張力をかける。この際、2つのロール間の平面よりも、下に下がった部分が生じる場合を、たるみが発生したと判定し、下に最もたれ下がったフィルム部分との距離L0を直接、測定することにより、たるみ量が測定される。
Conventionally, when measuring the slack of a film, the film is actually rewound between two predetermined rolls, and the slack generated when a predetermined tension is applied is directly measured. An example of measurement of conventional film sag is shown in FIG. Conventionally, measurement of film slack is performed by unwinding the film from the
一方、第1実施形態のフィルム平面性検査装置1は、フィルムを巻き戻すことなく、フィルムロール状態において、たるみに関する情報を、上記した実測値の同等の精度で、簡便に算出することができる。
On the other hand, the film
なお、第1実施形態に用いられる、フィルムとしては、特に限定されず、各種のフィルム又はシートを用いることができる。具体的には、プラスチックフィルム、プラスチックシート、織物、不織布、光沢紙、金属フォイル等が挙げられる。これらの中でも、通気性があり、フィルムロールとしたときにフィルムロールの外径寸法の変化量が大きくなりやすいフィルムを、好適に用いることができ、具体的には、ポリオレフィン微多孔フィルム、織物、不織布、紙等のフィルムが挙げられる。また、通気性のないプラスチックシートであっても、面圧を高めてフィルム間に空気が入らないようにして巻き芯に巻き取られたフィルムロールとすることにより、好適に使用できる。なお、フィルム間に空気が入ったフィルムロールでは、一般的にたるみが生じない。
以下、第1実施形態における、それぞれの構成について詳細を説明する。
In addition, it does not specifically limit as a film used for 1st Embodiment, Various films or sheets can be used. Specifically, plastic films, plastic sheets, woven fabrics, non-woven fabrics, glossy papers, metal foils and the like can be mentioned. Among these, a film which is breathable and in which the amount of change in the outer diameter of the film roll tends to increase when formed into a film roll can be suitably used. Specifically, a polyolefin microporous film, a woven fabric, Nonwoven films, films such as paper may be mentioned. Moreover, even if it is a non-air-permeable plastic sheet, it can be used suitably by raising a surface pressure and setting it as a film roll wound up by the core so that air may not enter between films. In addition, in the film roll which the air entered between films, slack does not generally arise.
The details of each configuration in the first embodiment will be described below.
(1)形状測定装置
形状測定装置20の一実施形態を図4(A)及び(B)に示す。図4の形状測定装置20は、非接触式の変位センサーを備え、形状測定装置20の上面と下面に取り付けられたセンサーヘッド23a、23b、24a、24bが、レーザー光25により、フィルロールの形状の変化量を測定する。前記複数のセンサーヘッドは、ロール軸方向(x方向)28に沿って、相対的に移動可能に取り付けられており、前記複数のセンサーヘッドが移動することにより、ロール軸方向(x方向)のフィルロールの形状の変化量の測定を行うことができる。
フィルムロールの形状の変化量の測定は、1箇所で行うこともできるが、上面と下面などの対向する面の2箇所で行うことにより、より精度よく測定することができる。また、測定箇所は、2箇所以上でもよいが、第1の実施形態に用いられる測定情報としては、2箇所のみでも十分な精度の測定情報が得られる。また、形状測定装置20を用い、フィルムロールの形状の変化量を複数箇所でとることにより、測定時のフィルムロールの固定位置の厳密な正確さを要求されずに、簡便かつ精度よく測定することができる。
なお、図には示さないが、形状測定装置20は、前記測定された変化量の測定情報を前記演算処理装置へ出力する出力手段を有するよう構成されている。
(1) Shape Measurement Device An embodiment of the
The amount of change in the shape of the film roll can be measured at one place, but it can be measured more accurately by performing it at two places of opposing surfaces such as the upper surface and the lower surface. Also, although two or more measurement points may be used, measurement information with sufficient accuracy can be obtained with only two points as the measurement information used in the first embodiment. In addition, by using the
Although not shown in the figure, the
また、例えば、形状測定装置20としては、特許文献1及び2に記載されるように、フィルムロールのロール軸方向に直行する平面内に、フィルムロール表面の周方向の3箇所以上に接触式変位センサーを接触させ、ロール軸方向に相対移動させることにより、フィルムロールの形状の変化量を測定してもよい。なお、前記接触式の変位センサーを用いる場合、測定時にフィルムロール中心が、所定の中心の位置となるように固定する必要がある。
Also, for example, as described in
(2)演算処理装置
演算処理装置10は、フィルムロールの外径寸法の変化量を示す量と、前記フィルムを任意の張力により2つのフィルムロール間に巻き戻した状態における前記フィルムの縦方向の歪量を示す量と、に基づいて、前記縦方向のたるみに関する情報を取得することができる。ここで、たるみに関する情報とは、前記張力をかけた状態において、発生するたるみに関する情報を示し、前記縦方向のたるみの発生の有無及び部位に関する情報、歪量を示す量、たるみ量を示す量などのいずれか少なくとも1つ以上を含むことができる。
(2) Arithmetic processing unit The
演算処理装置10は、図1に示されるように、第1〜3の演算部を含む演算処理装置及び出力部を備える。また、演算処理装置10は、図には示さないが、キーボード及びマウス、インターネットや外部機器などとの接続に使用する公知のインターフェースなどを備える入力部、CPU、メモリ、ハードディスクなどのデータ記憶部、モニターなどを備える表示部などを備えたコンピュータにより構成されてもよい。
例えば、前記入力部は、前記形状測定装置で測定される、フィルムロールのロール軸方向の形状の変化量の測定情報や、予め測定された前記形状の変化量や外径分布等の情報を前記データ記憶部又は演算処理部に入力する機能を有することができる。また、前記データ記憶部は、前記形状の変化量や外径分布等のデータを含む演算に必要なデータや、動作に必要なプログラムを実行可能に備えており、前記出力部は、演算処理部で実行される少なくとも第1〜3の演算部の出力データを前記演算部又は前記データ記憶部から読み出して出力することができる。
以下に、第1〜3演算部について、説明する。
As shown in FIG. 1, the
For example, the input unit may include measurement information of the amount of change in shape of the film roll in the roll axis direction measured by the shape measuring device, and information such as the amount of change in the shape and the outer diameter distribution measured in advance. It can have a function of inputting to a data storage unit or an arithmetic processing unit. Further, the data storage unit is capable of executing data necessary for an operation including data such as the amount of change in the shape and an outer diameter distribution and a program necessary for an operation, and the output unit is an operation processing unit The output data of at least the first to third calculation units to be executed in step S. can be read out from the calculation unit or the data storage unit and output.
The first to third calculation units will be described below.
(3)第2演算部(外径寸法算出部)
第2の演算部12は、形状測定装置20により得られたフィルムロールのロール軸方向(x方向)の形状の変化量の情報に基づいて、ロール軸方向(x方向)の外径寸法を算出する。以下、ロール軸方向(x方向)の形状の変化量をu(x)ともいい、フィルムロールのロール軸方向(x方向)のフィルムロールの外形寸法をD(x)ともいう。また、形状の変化量u(x)とは、ロール軸方向(x方向)に沿って測定した、フィルムロールの厚み方向(z方向)の変化量を示す。なお、形状の変化量u(x)は、ロールの中心軸を基準とした、z方向の変化量の正確な値(絶対値)を測定してもよいし、任意の位置x1の測定値u(x1)を基準とした、z方向の変化量(相対値)を測定してもよい。
以下、形状測定装置20により、形状の変化量u(x)として、z方向の変化量(相対値)を測定した際の、外径寸法D(x)を算出する方法の一例について説明する。
(3) Second operation unit (outside diameter dimension calculation unit)
The
Hereinafter, an example of a method for calculating the outer diameter dimension D (x) when the amount of change (relative value) in the z direction is measured as the amount of change in shape u (x) by the
まず、x方向における、外径寸法D(x)を、以下のように規定する。
式(1)中、min(u(x))は、形状の変化量u(x)の最小値を示し、D*は、基準外径寸法を示す。 In equation (1), min (u (x)) represents the minimum value of the amount of change in shape u (x), and D * represents the reference outer diameter dimension.
フィルムロールの基準外径寸法D*は、理論値を用いることができ、例えば、下記の式により演算することができる。
式(2)中、tは、膜厚の設計値(単位:m)、Lは、巻長(単位:m)、DCは、コア外径(単位:m)を示す。 Wherein (2), t is the thickness of the design value (unit: m), L is the winding length (unit: m), D C is a core outside diameter (unit: m) indicating the.
また、上記の外径寸法D(x)の算出方法に替えて、例えば特許文献1、2に開示されるように、センサーの設定位置が予め設定された形状測定装置20により、複数箇所の変位量を測定したデータから、円の連立方程式を用いることにより、外径寸法D(x)を算出してもよい。また、特許文献3に開示されるように、予め、フィルムロールの外周部上の上面と下面の対向する位置に一対のセンサーを取り付けてなる形状測定装置20の場合、それぞれの変化量の差を求めることにより、直接、外径寸法D(x)を演算することもできる。
Further, instead of the calculation method of the outer diameter dimension D (x) described above, for example, as disclosed in
上記の特許文献1〜3のように、センサーの位置情報を考慮して、直接、外径寸法D(x)を算出する場合、測定時のロールフィルムの固定位置をある程度厳密に制御する必要があり、ロールフィルムの固定位置が想定された位置とずれている場合、十分な精度の外径寸法D(x)を得ることができないことがある。そこで、上述のように任意の位置の測定値を基準とした、z方向の変化量(相対値)を、複数箇所で測定して得た、u(x)を用いて、外径寸法D(x)を算出することにより、測定時のフィルムロールの固定位置が多少ずれていたとしても、実用に耐えうる、十分な精度を有する値を簡便に得ることができる。
As in the above-mentioned
(4)第1の演算部
演算処理装置10の、第1の演算部11は、
1)フィルムロールの外径寸法の変化量を示す量と、前記フィルムを任意の張力により2つのロール間に巻き戻した状態における前記フィルムの縦方向の歪量を示す量と、の関係に基づいて、前記外径寸法の変化量を示す量が、閾値εmax未満である場合、前記縦方向の歪量を示す量が正の値であり、前記外径寸法の変化量を示す量が、前記εmax以上である場合、前記縦方向の歪量を示す量が0であるとしたときの、前記εmaxを算出し、
2)前記外径寸法の変化量を示す量が、前記εmaxを超える部位を、たるみの発生部位と判定する、ことができる。
以下、本発明に係る第1の演算部の例について説明する。
(4) First Arithmetic Unit The first
1) Based on the relationship between an amount indicating the amount of change in the outer diameter dimension of the film roll and an amount indicating the amount of distortion in the longitudinal direction of the film in a state in which the film is unwound between two rolls with an arbitrary tension. If the amount indicating the change in the outer diameter dimension is less than the threshold ε max , the amount indicating the amount of strain in the longitudinal direction is a positive value, and the amount indicating the change in the outer diameter dimension is If it is the epsilon max or more, when the amount indicating a distortion amount of the vertical direction is set to 0, it calculates the epsilon max,
2) It is possible to determine a portion where the amount of change in the outer diameter size exceeds the ε max as the occurrence portion of sag.
Hereinafter, an example of the first arithmetic unit according to the present invention will be described.
前記外径寸法の変化量を示す量は、例えば、フィルムロール状態のフィルムが既に有している、ロール軸方向(x方向)の任意の部位における、フィルムの縦方向(長さ方向;y方向)の塑性変形量に相当する歪量εp(x)で表わすことができる。また、歪量εp(x)は、具体的には、下記式(3)のように、表すことができる。
式(3)中、D(x)は、ロール軸方向(x方向)の任意の部位における外径寸法(単位:m)を示し、D*は、基準外径寸法(単位:m)を示す。なお、D(x)とD*は、上記式(1)から求めることができる値である。 In Formula (3), D (x) shows the outside diameter size (unit: m) in arbitrary parts in the roll axial direction (x direction), and D * shows the standard outside diameter size (unit: m) . Note that D (x) and D * are values that can be obtained from the above equation (1).
なお、前記εp(x)は、歪が発生させない程度の巻き出し張力で、2つのロール間にフィルムを巻き戻した状態(以下、「張力をかけない状態」ともいう。)のフィルムにおける、y方向のフィルム長さの分布を示す量であるともいえる。 In the film in a state in which the film is unwound between two rolls (hereinafter, also referred to as “a state in which no tension is applied”), ε p (x) is an unwinding tension at which distortion does not occur. It can be said that the amount indicates the distribution of the film length in the y direction.
また、上記基準外径寸法は、フィルムに前記塑性変形が全く生じていないと仮定した場合のフィルムロールの有する理想的な外径寸法を示し、製品代表外径を用いてもよい。また、外径寸法D(x)の最小値を用いてもよい。 The above-mentioned standard outside diameter size shows the ideal outside diameter size which a film roll has when it is assumed that the above-mentioned plastic deformation does not arise at all to a film, and a product representative outside diameter may be used. Alternatively, the minimum value of the outer diameter dimension D (x) may be used.
前記フィルムの縦方向の歪量を示す量とは、例えば、任意の張力Tにより2つのロール間に巻き戻した状態(以下、「前記張力Tをかけた状態」ともいう。)のフィルムのフィルム幅方向(x方向)の任意の部位における、フィルムの縦方向(長さ方向;y方向)の歪量ε(x)を示し、例えば、以下のように算出することができる。 The amount indicating the amount of distortion in the longitudinal direction of the film means, for example, a film of a film in a state of being rewound between two rolls by an arbitrary tension T (hereinafter, also referred to as “a state in which the tension T is applied”). The amount of strain ε (x) in the longitudinal direction (longitudinal direction; y direction) of the film at an arbitrary portion in the width direction (x direction) is shown, and can be calculated, for example, as follows.
まず、張力T(単位:N)をかけた状態における、任意の部位xにおける、y方向の応力σ(x)(単位:N/m2)は、以下の式(4)で算出することができる。
式(4)中、tはフィルムの膜厚(単位:m)、Wはフィルムの全幅(単位:m)を示す。 In Formula (4), t is the film thickness (unit: m) of a film, W shows the full width (unit: m) of a film.
また、張力Tをかけた状態における、y方向の歪量ε(x)と応力σ(x)の関係は、ポアソン比の影響を無視し、フックの法則を適用した場合、以下の式(5)で表すことができる。
式(5)中、Eは、用いられるフィルムのy方向(MD方向)のヤング率(Pa)を示す。 In Formula (5), E shows the Young's modulus (Pa) of the y direction (MD direction) of the film to be used.
上記式(4)、(5)から、張力Tをかけた状態における、y方向の歪量ε(x)の総和を算出することができる。 From the above formulas (4) and (5), it is possible to calculate the total sum of the strain amount ε (x) in the y direction in the state where the tension T is applied.
なお、前記フィルムの縦方向の歪量を示す量とは、例えば、y方向の応力σ(x)で示すこともできる。この場合、y方向の歪量ε(x)は、上記式(5)により、y方向の応力σ(x)から算出することができる。 The amount indicating the amount of strain in the longitudinal direction of the film can also be indicated by, for example, the stress σ (x) in the y direction. In this case, the strain amount ε (x) in the y direction can be calculated from the stress σ (x) in the y direction by the above equation (5).
また、閾値εmaxは、例えば、以下の式(6)により、算出することができる。
式(6)中、ε(x)は、任意の張力Tをかけた状態における、y方向の歪量を示し、εp(x)は、上記したy方向の塑性変形量に相当する歪量を示す。また、εmaxは、任意の張力Tをかけた状態における、歪の有無の境界を示す閾値であり、εp(x)が、εmax未満である場合、ε(x)が正の値であり、εp(x)が、εmax以上である場合、ε(x)が0であるとしたときの、εp(x)及びε(x)の値から、求めることができる一定の値である。 In equation (6), ε (x) represents the amount of strain in the y direction in a state where an arbitrary tension T is applied, and ε p (x) represents the amount of strain corresponding to the amount of plastic deformation in the y direction described above Indicates Also, ε max is a threshold indicating the boundary of the presence or absence of strain in a state where an arbitrary tension T is applied, and ε p (x) is a positive value when ε p (x) is less than ε max Yes, if ε p (x) is equal to or greater than ε max , a constant value that can be determined from the values of ε p (x) and ε (x) when ε (x) is 0 It is.
図5は、上記式(6)の関係を示した図である。すなわち、任意の張力Tをかけることにより、二つのロール間で、均一にフィルムが伸び、フィルムのたるみのない部位が生じた場合、前記たるみのない部位xaでは、y方向の歪量ε(xa)が正の値となる。一方、張力Tをかけた状態において、フィルムのたるみが生じる部位xbでは、y方向の歪量ε(xb)が0となる。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship of the above equation (6). That is, when an arbitrary tension T is applied, the film stretches uniformly between the two rolls, and a non-sagging portion of the film is produced, the strain amount ε in the y direction is obtained at the non-sagging portion x a. x a ) has a positive value. On the other hand, in the state where tension T is applied, the strain amount ε (x b ) in the y direction becomes 0 at the portion x b where the film sag occurs.
すなわち、上記式(6)において、εmaxは、張力Tをかけた状態における、y方向の歪量ε(x)の最大値(予測値)を示しており、また、εp(x)が最小の部位xminにおける、y方向の歪量ε(xmin)を示しているともいえる。 That is, in the above equation (6), ε max represents the maximum value (predicted value) of the strain amount ε (x) in the y direction in a state where tension T is applied, and ε p (x) is It can be said that the distortion amount ε (x min ) in the y direction is shown at the smallest portion x min .
また、上述したようにεp(x)が、張力Tをかけない状態における、前記フィルムのy方向の長さを示す量であるとしたとき、εmaxは、張力Tをかけた状態における、前記フィルムのy方向の長さを示す量であるともいえる。なお、この場合、εp(x)<εmaxとなる部位のフィルムは、均一にひきのばされていると推定されるため、εmaxが示す前記y方向の長さを示す量は、εp(x)<εmaxとなる部位のうち、いずれの部位においても、一定の値をとると想定される。 Further, as described above, when ε p (x) is an amount indicating the length of the film in the y direction in a state where tension T is not applied, ε max is a state in which tension T is applied, It can be said that the amount indicates the length of the film in the y direction. In this case, since it is assumed that the film of a portion where ε p (x) <ε max is uniformly stretched, an amount indicating the length in the y direction indicated by ε max is ε It is assumed that a constant value is assumed at any site among sites where p (x) <ε max .
ここで、図5の(B)の斜線部の面積で示される、張力Tをかけた状態における、y方向の歪量ε(x)の総和は、フックの法則を用いて、上記式(4)、(5)により求めることができ、歪量ε(x)の総和に基いて、最適化のアルゴリズムにより、前記εmaxを求めることができる。用いる最適化のアルゴリズムとしては、従来公知のアルゴリズムが使用できるが、例えばニュートン法を用いることができる。 Here, the sum of the strain amount ε (x) in the y direction in the state of applying tension T, which is indicated by the area of the hatched portion in FIG. 5B, is the above equation (4) using Hooke's law. And (5), and the ε max can be determined by an optimization algorithm based on the sum of strain amounts ε (x). As an optimization algorithm to be used, although a conventionally known algorithm can be used, for example, a Newton method can be used.
そして、εmaxを算出することにより、εp(x)が、εmaxを超える部位を、すなわち、以下の式(7)を満たす場合、たるみの発生部位と判定することができる(図6)。
また、第1の演算部においては、巻き戻し張力を任意の各張力T1〜Tnの値として、それぞれのεmaxの値を算出し、εmax=εp(x)となる張力Taの値を特定することにより、張力Ta以上の張力では、フィルムのたるみが生じないことを推定することもできる。 Further, in the first arithmetic unit, the value of ε max is calculated with the unwinding tension as the value of each of the arbitrary tensions T 1 to T n , and the tension T a at which ε max = ε p (x) It is also possible to estimate that the film does not sag if the tension T a or more is obtained by specifying the value of.
なお、上記式(6)は、前記外径寸法の変化量として歪量εp(x)を用いているが、前記外径寸法の変化量としてD(x)やu(x)を用いることもできる。この場合、例えば、上記式(6)に、上記式(1)、(3)などを代入することにより、D(x)やu(x)からεmaxを計算することができる。 In the above equation (6), the strain amount ε p (x) is used as the amount of change of the outer diameter size, but D (x) or u (x) is used as the amount of change of the outer diameter size. You can also. In this case, for example, ε max can be calculated from D (x) or u (x) by substituting the above equations (1), (3) and the like into the above equation (6).
また、上記式(6)は、フィルムに前記塑性変形が生じていないD*またはD(xmin)の外径寸法を有するフィルムをもとの形状としたε(x)に基づいて、εmaxを計算しているが、外径寸法D(x)の外径寸法を有するフィルムをもとの形状としたε(x)に基づいて、εmaxを計算することもできる。 Further, the formula (6), a film having an outer diameter of the plastic deformation does not occur in the film D * or D (x min) on the basis of the epsilon and the original shape (x), epsilon max It is also possible to calculate ε max based on ε (x) in which a film having an outer diameter dimension of the outer diameter dimension D (x) is the original shape.
さらに、第1の演算部においては、前記外径寸法の変化量を示す量が、前記張力をかけない状態における、y方向おける所定のロール間距離間でのフィルムの実際の長さ(塑性変形を含む)を示す量であるとしたとき、前記外径寸法の変化量を示す量が最小となる部位xminの、前記張力をかけた状態における、前記フィルムの実際の長さを示す量を算出することにより、フィルム全幅における、伸長率の最大値を求めることができる。よって、張力Taをかけた際の、前記伸長率の最大値を算出することにより、たるみの測定法(B法;JIS C2151)により測定される伸長率を、推定することもできる。 Furthermore, in the first computing unit, the amount indicating the amount of change in the outer diameter dimension is the actual length of the film (plastic deformation) between the predetermined inter-roll distance in the y direction when the tension is not applied. The amount of change in the outer diameter dimension at a portion x min at which the amount of change in the outer diameter dimension is minimized, the amount indicating the actual length of the film in the tensioned state By calculating, the maximum value of the elongation rate in the full width of the film can be determined. Therefore, the elongation rate measured by the measurement method of sag (Method B; JIS C2151) can also be estimated by calculating the maximum value of the elongation rate when tension T a is applied.
(5)第3演算部(歪量演算部)
第3の演算部13は、前記たるみ発生部位とたるみが発生しない部位との歪量を比較することにより、任意のロール間距離におけるたるみ量を示す量を算出する。
前記たるみ量を示す量としては、例えば、任意のロール間距離Lにおける、たるみ量d(x)がある。以下、たるみ量d(x)の算出について説明する。
(5) Third operation unit (distortion amount operation unit)
The third
As the amount indicating the amount of slack, for example, there is a amount of slack d (x) at an arbitrary distance L between rolls. The calculation of the amount of slack d (x) will be described below.
第1演算部で求めた張力Tをかけた状態における、歪量ε(x)を使用して任意のロール間(例えば、102a、102b)距離Lにおける、たるみ量d(x)を算出する。
例えば、図5において、たるみが生じている位置xbは、たるみが生じていない位置xaに比べて下記式(8)に示されるように、p(x)の分だけ、フィルムが縦方向に長くなっていると推定できる。
For example, in FIG. 5, the position x b at which sag occurs is compared with the position x a at which sag does not occur, as shown in the following formula (8), the film is longitudinally oriented by p (x) It can be estimated that the
ここでLは、2つのロール間の任意の距離(単位:m)を示す。 Here, L indicates an arbitrary distance (unit: m) between two rolls.
図2は、本発明のフィルム平面性検査装置の第2実施形態を示す図である。図2のフィルム平面性検査装置1’は、前記形状測定装置を備えず、第1の演算部11を含む演算処理装置10’を備えるコンピュータから構成されてもよい。この場合、予め、公知の装置により測定されたフィルムロールの外径寸法の変化量を示す量の情報を用いることにより、フィルムのたるみ発生の有無及び部位を判定することができる。
図3は、本発明のフィルム平面性検査装置の第3実施形態を示す図である。図3のフィルム平面性検査装置1’’は、前記形状測定装置を備えず、第1の演算部11及び第3の演算部13を含む演算処理装置10’を備えるコンピュータから構成されてもよい。
なお、上記実施形態において、図示はしないが、演算処理装置10’、10’’は、さらに、第1の演算部12を備えてもよい。
また、上記実施形態のフィルム平面性検査装置1’、1’’は、演算処理装置10’、10’’を備えるコンピュータで構成されてもよい。
FIG. 2 is a view showing a second embodiment of the film flatness inspection apparatus of the present invention. The film
FIG. 3 is a view showing a third embodiment of the film flatness inspection apparatus of the present invention. The film
In the above embodiment, although not shown, the
Moreover, film planarity inspection apparatus 1 ', 1''of the said embodiment may be comprised by computer provided with arithmetic processing unit 10', 10 ''.
2.フィルム平面性検査方法
本発明のフィルム平面性検査方法について説明する。
本発明のフィルム平面性検査方法は、
フィルムロールの状態でフィルムの平面性を検査するための方法であって、
フィルムロール外径寸法を算出する工程S1及び
前記フィルムロールの外径寸法の変化量を示す量と、前記フィルムを任意の張力により2つのロール間に巻き戻した状態における前記縦方向(y方向)の歪量と、の関係に基づいて、前記縦方向(y方向)のたるみの発生の有無及び部位に関する情報を取得する工程S2、を備える。
2. Film Flatness Inspection Method The film planarity inspection method of the present invention will be described.
The film planarity inspection method of the present invention is
A method for inspecting the flatness of a film in the form of a film roll,
Step S1 of calculating the film roll outer diameter dimension, an amount indicating a change amount of the outer diameter dimension of the film roll, and the longitudinal direction (y direction) in a state where the film is rewound between two rolls by an arbitrary tension. And a step S2 of acquiring information regarding the presence or absence of occurrence of the sag in the longitudinal direction (y direction) and the portion based on the relationship between the amount of distortion and the portion.
フィルムロール外径寸法を算出する工程S1は、フィルムを巻いてなるフィルムロールのロール軸方向(x方向)の任意の部位における、厚み方向(z方向)の形状の変化量に関する測定情報から、外径寸法を算出する、工程である。
フィルムロールの形状の変化量の測定情報は、公知の方法により測定することができ、例えば、上述の形状測定装置20により測定することができる。
The step S1 of calculating the film roll outer diameter dimension is based on the measurement information on the amount of change in the shape in the thickness direction (z direction) at an arbitrary part in the roll axis direction (x direction) of the film roll wound with a film. It is a process of calculating a diameter dimension.
The measurement information of the amount of change in the shape of the film roll can be measured by a known method, and can be measured by, for example, the
前記縦方向(y方向)のたるみの発生の有無及び部位に関する情報を取得する工程S2は、フィルムロールの外径寸法の変化量を示す量と、前記張力をかけた状態における、y方向の歪量と、の関係に基づいて、y方向のたるみの発生の有無及び部位に関する情報を取得する工程である。 The step S2 of acquiring information regarding the presence or absence and occurrence of the occurrence of the sag in the longitudinal direction (y direction) is an amount indicating a change amount of the outer diameter dimension of the film roll and a strain in the y direction in a state where the tension is applied. This is a step of acquiring information regarding the presence or absence of occurrence of sag in the y direction and the region based on the relationship with the amount.
y方向のたるみの発生の有無及び部位に関する情報の取得は、例えば、上述のように、前記外径寸法の変化量を示す量が、閾値εmax未満である場合、前記縦方向の歪量を示す量が正の値であり、前記外径寸法の変化量を示す量が、前記εmax以上である場合、前記縦方向の歪量を示す量が0であるとしたときの、前記εmaxを算出し、前記外径寸法の変化量を示す量が、前記εmaxを超える部位を、たるみの発生部位と判定することにより、行うことができる。また、上述したように、閾値εmaxは、上記式(6)から求めることができる。 For example, as described above, when the amount indicating the amount of change in the outer diameter dimension is less than the threshold ε max , the amount of distortion in the vertical direction is obtained as described above. is the amount is a positive value that indicates the amount of change between said outer diameter dimension, if it is the epsilon max or more, when the amount indicating a distortion amount of the vertical direction is set to 0, the epsilon max The amount of change in the outer diameter dimension may be determined as a part where the amount of change in the outer diameter size exceeds the ε max as a part where sag occurs. Further, as described above, the threshold ε max can be obtained from the above equation (6).
以上から、前記フィルムの幅方向(x方向)の任意の部位における、y方向のたるみの有無及び発生部位を予測することができるため、フィルムの平面性を好適に検査することができる。 From the above, the presence or absence of sag in the y direction and the occurrence site in an arbitrary site in the width direction (x direction) of the film can be predicted, so that the planarity of the film can be suitably inspected.
本発明のフィルム平面性検査方法は、さらに、前記たるみ発生部位とたるみが発生しない部位との前記張力をかけた状態における歪量を比較することにより、任意のロール間距離におけるたるみ量を算出する工程S3、を備えてもよい。 The film planarity inspection method of the present invention further calculates the amount of sag at an arbitrary distance between rolls by comparing the amount of strain under the tension between the portion where the sag occurs and the portion where the sag does not occur. Step S3 may be provided.
前記任意のロール間距離におけるたるみ量の演算は、例えば、上述のように、任意の巻き戻し張力をかけた際に生じるフィルム軸方向の歪量分布を使用して任意のロール間距離におけるたるみ量を演算することにより、行うことができる。 The calculation of the sagging amount at any given inter-roll distance is, for example, the sagging amount at any given inter-roll distance using the strain amount distribution in the film axial direction which occurs when given an arbitrary unwinding tension as described above. This can be done by computing
本発明のフィルム平面性検査方法の一実施形態として、上記各工程1S〜3Sは、それぞれの工程を、所定のプログラムを用いてコンピュータで実行させることにより、行うことができる。
また、他の一実施形態として、前記工程S1、S2およびS3の工程を、コンピュータに実行させるプログラム(フィルム平面性検査プログラム)を作成し、例えば、デスクトップ型パーソナルコンピュータにおいて、前記フィルム平面性検査プログラムを実装し、実行させることにより、上記工程S1〜S3を行うこともできる。なお、前記フィルム平面性検査プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納することができる。
As one embodiment of the film planarity inspection method of the present invention, each of the steps 1S to 3S can be performed by executing each step on a computer using a predetermined program.
Further, as another embodiment, a program (film flatness inspection program) for causing a computer to execute the steps S1, S2 and S3 is created. For example, in a desktop personal computer, the film flatness inspection program The above steps S1 to S3 can also be performed by mounting and executing. The film flatness inspection program can be stored in a computer readable recording medium.
以上から、任意のロール間距離におけるフィルム幅方向におけるたるみ量を予測することができるため、フィルムの平面性をより好適に検査することができる。 From the above, since the amount of sag in the film width direction at an arbitrary distance between rolls can be predicted, the planarity of the film can be inspected more suitably.
本発明に係るフィルム平面性検査装置を用いて、フィルムロールの外径形状の変化量を測定し、ひずみ量の演算を行った。
フィルムロールとしては、ポリエチレン製微多孔質フィルム(膜厚:12μm、フィルム幅:750mm、フィルム長:1000m、ヤング率:540MPa)を、外径172mmのコア上に巻き取ったものを用いた(製品代表外径値:212mm)。図4に示されるように、該フィルムロール外周の対向する面の2箇所のロール軸方向における変化量について、以下に示すレーザー寸法測定器を用いて、測定した。
(レーザー寸法測定器)
測定部:株式会社キーエンス社製センサーヘッド LS−3060
コントローラ部:株式会社キーエンス社製コントローラ LS−3000
The amount of change in the outer diameter shape of the film roll was measured using the film flatness inspection device according to the present invention, and the amount of strain was calculated.
As the film roll, a polyethylene microporous film (film thickness: 12 μm, film width: 750 mm, film length: 1000 m, Young's modulus: 540 MPa) wound on a core with an outer diameter of 172 mm was used (Product Typical outer diameter: 212 mm). As shown in FIG. 4, the amounts of change in the roll axis direction of the two opposing surfaces of the outer periphery of the film roll were measured using a laser dimension measuring device shown below.
(Laser dimension measuring instrument)
Measurement unit: Sensor head LS-3060 manufactured by Keyence Corporation
Controller section: Keyence Corporation controller LS-3000
測定は、各点とも、フィルムロールのロール軸方向(x方向)の端部から幅方向へ、幅1mmごとに実施し、ロール軸方向の端部から50mmの位置の厚さ(z方向)を0(基準値)としたときの、各地点の厚さ(z方向)の値を得た。各地点での厚さ(形状)データは、巻取り時に生じるシワ等のノイズを低減するため、隣接8点程度の平均をとり、演算に用いる形状測定データとした。演算に用いた形状測定データを図7に示す。図7中の直線と、前記形状との交点は、所定の巻き戻し張力をかけた際のεmaxに基づいて算出された、応力がかかるかどうかの境界値の一例を示す。また、図7中、斜線で示した面積の総和は、巻き戻し張力の大きさに対応する値となる。
The measurement is carried out every
また、フィルム平面性検査装置の演算処理装置により、得られた前記形状測定データu(x)から、前記式(1)〜(9)を用いて最大たるみ量d(x)を算出した。算出された最大たるみ量d(x)と、たるみ法(JIS C2151(2006) 7.3 A法に準拠;ロール間距離:1m)により、フィルムロールを巻き戻して、巻き戻し張力10N/mをかけた場合の実際のたるみ量の測定値と、を比較した結果を図8に示す。図8の散布図の相関係数は0.91であり、実際のたるみ量の測定値と算出されたるみ量とは、強い相関を示した。また、本発明者は、実際のたるみ量測定値がおよそ±7mmの測定誤差を含むことを確認しているが、一方、上記レーザー寸法測定器を用いて、同一フィルムロールの形状測定を5回行い、たるみ量を演算したところ、それぞれの算出されたたるみ量は、実際の測定値の誤差範囲内にほぼ含まれ、その測定誤差の範囲は、実際の測定値よりも小さかった(±2mm以内)。 Moreover, maximum sag amount d (x) was computed using said Formula (1)-(9) from the said shape measurement data u (x) obtained by the arithmetic processing unit of the film flatness inspection apparatus. The film roll is rewound by the maximum sag amount d (x) calculated and the sagging method (according to JIS C2151 (2006) 7.3 A method; distance between rolls: 1 m), and the recoiling tension is 10 N / m. The result of comparing the measured value of the actual amount of sag in the case of being applied is shown in FIG. The correlation coefficient of the scatter diagram of FIG. 8 is 0.91, and the measured value of the actual sag amount and the calculated slack amount show a strong correlation. The inventor has also confirmed that the actual sag measurement value includes a measurement error of about ± 7 mm, while measuring the shape of the same film roll five times using the above-described laser dimension measuring device. When the amount of sag was calculated, each calculated amount of sag was almost included within the error range of the actual measured value, and the range of the measurement error was smaller than the actual measured value (within ± 2 mm) ).
以上から、本発明により、フィルムロールの外径分布から、簡便かつ精度よく、フィルムを巻き戻した際のたるみ量を予測することが可能であることが明らかである。 From the above, it is clear that the present invention makes it possible to predict the amount of slack when the film is rewound easily and accurately from the outer diameter distribution of the film roll.
本発明のフィルム平面性検査装置又はフィルム平面性の検査方法により、フィルムロールの状態で、実際の作業現場で用いられる巻き戻し張力において、フィルムを巻き戻した際に発生するたるみに関する情報を得ることができ、フィルム平面性検査を簡便に、精度よく、行うことができる。さらに、本発明により、任意のフィルムロールを使用する際、フィルムのたるみが発生しない巻き戻し張力を推定することもできる。 The film planarity inspection apparatus or the film planarity inspection method according to the present invention is to obtain information on the slack generated when the film is rewound under the unwinding tension used at the actual work site in the film roll state. The film planarity inspection can be carried out simply and accurately. Furthermore, according to the present invention, when using any film roll, it is also possible to estimate the unwinding tension at which the film does not sag.
1、1’、1’’ フィルムロール平面性検査装置
10、10’、10’’ 演算処理装置
11 第1の演算部
12 第2の演算部
13 第3の演算部
20 形状測定装置
21 フィルムロール
22 コア
23a、b センサーヘッド(a:投光側、b:受光側)
24a、b センサーヘッド(a:投光側、b:受光側)
25 レーザー光
26 センサーヘッド固定用フレーム
27 ロッド
28 フレームの移動方向
100 従来のたるみ測定装置
101 フィルム
102a、b ロール
103 フィルムに荷重をかけるための錘
104 2本のロールの上面側を結んだ仮想線
L0 2本のロールの上面側を結んだ仮想線とフィルムとの距離
1, 1 ′, 1 ′ ′ film roll
24a, b Sensor head (a: light emitting side, b: light receiving side)
25
Claims (9)
前記フィルムロールの外径寸法の変化量を示す量と、前記フィルムを任意の張力により2つのロール間に巻き戻した状態における前記フィルムに縦方向に加わる応力を示す量と、の関係に基づいて、前記縦方向のたるみに関する情報を取得する、演算処理装置を備え、
前記演算処理装置は、前記フィルムロールのロール軸方向の任意の部位xにおける、前記フィルムを巻き戻した際の前記応力σ(x)を下記数式(1)で算出する、
ことを特徴とするフィルム平面性検査装置。
手順(1):最適化のターゲット関数を下記数式(2)として用意する。
手順(2):ε max として、任意の値を用いて仮決めする。
手順(3):下記数式(3)の導関数を作成する。ただし、微小量:Δεとする。
Based on the relationship between the amount that indicates the amount of change in the outer diameter of the film roll and the amount that indicates the stress applied to the film in the longitudinal direction when the film is unwound between two rolls by an arbitrary tension. An arithmetic processing unit for acquiring information on the longitudinal sag;
The arithmetic processing unit calculates the stress σ (x) when the film is unwound at an arbitrary position x in the roll axis direction of the film roll according to the following formula (1):
A film planarity inspection device characterized in that.
Step (1): A target function for optimization is prepared as the following formula (2).
Step (2): Temporarily determine an arbitrary value as ε max .
Step (3): Create a derivative of the following equation (3). However, the minute amount: Δε.
前記外径寸法の変化量を示す量が、前記張力をかけない状態における、前記縦方向のフィルム長さを示す量であるとしたとき、前記張力をかけた状態における、前記外径寸法の変化量を示す量が最小となる部位の、前記縦方向のフィルム長さを示す量をε max として算出し、
前記外径寸法の変化量を示す量が、前記最小となる部位の前記フィルム長さを示す量であるε max を超える部位を、たるみ発生部位と判定する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のフィルム平面性検査装置。 The arithmetic processing unit
When the amount indicating the amount of change in the outer diameter dimension is the amount indicating the film length in the longitudinal direction in the state where the tension is not applied, the change in the outer diameter dimension in the state where the tension is applied The amount indicating the film length in the longitudinal direction of the portion where the amount indicating the amount is minimum is calculated as ε max
A portion where an amount indicating a change in the outer diameter dimension exceeds ε max , which is an amount indicating the film length of the minimum portion, is determined as a sag occurrence portion.
The film planarity inspection apparatus according to claim 1 or 2 , characterized in that
フィルムロール外径寸法を算出する工程及び
前記フィルムロールの外径寸法の変化量を示す量と、前記フィルムを任意の張力により2つのロール間に巻き戻した状態における前記フィルムに縦方向に加わる応力と、の関係に基づいて、前記縦方向のたるみの発生の有無及び部位に関する情報を取得する工程、を備え、
前記たるみの発生の有無及び部位に関する情報を取得する工程は、前記フィルムロールのロール軸方向の任意の部位xにおける、前記フィルムを巻き戻した際の前記応力σ(x)を下記数式(1)で算出する、
ことを特徴とするフィルム平面性検査方法。
手順(1):最適化のターゲット関数を下記数式(2)として用意する。
手順(2):ε max として、任意の値を用いて仮決めする。
手順(3):下記数式(3)の導関数を作成する。ただし、微小量:Δεとする。
A step of calculating a film roll outer diameter dimension, an amount indicating a change amount of the outer diameter dimension of the film roll, and stress applied to the film in a longitudinal direction in a state where the film is rewound between two rolls by an arbitrary tension. If, for on the basis of the relationship, comprising the step, to obtain information about the presence and site of generation of the longitudinal direction of the slack,
In the step of acquiring information regarding the presence or absence and occurrence of the slack, the stress σ (x) at the time of unwinding the film at an arbitrary location x in the roll axis direction of the film roll is expressed by the following equation (1) Calculated by
A film planarity inspection method characterized in that.
Step (1): A target function for optimization is prepared as the following formula (2).
Step (2): Temporarily determine an arbitrary value as ε max .
Step (3): Create a derivative of the following equation (3). However, the minute amount: Δε.
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