JPH02179723A - 延伸樹脂フィルムの肉厚制御方法 - Google Patents

延伸樹脂フィルムの肉厚制御方法

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JPH02179723A
JPH02179723A JP63334868A JP33486888A JPH02179723A JP H02179723 A JPH02179723 A JP H02179723A JP 63334868 A JP63334868 A JP 63334868A JP 33486888 A JP33486888 A JP 33486888A JP H02179723 A JPH02179723 A JP H02179723A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は延伸樹脂フィルムの肉厚制御方法しこ関し、特
に二軸延伸ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ポリエス
テルフィルム、無機充填剤含有延伸樹脂フィルムよりな
る合成紙（例えば特公昭４６４０７９４号公報参照）、
シュリンクフィルム等の熱可塑性樹脂の二軸延伸フィル
ムを製造する際に、該フィルムの幅方向の肉厚むらを制
御して、均一な肉厚の延伸樹脂フィルムを製造するため
の延伸樹脂フィルムの肉厚制御方法に関するものである
。
［従来の技術１ 従来、スライドリップ方式のＴダイは、固定リップに対
してスライドリップをダイの幅方向に複数個設けた肉厚
調整用のグイボルトにより可動側タイのスライド面に沿
って移動させて、リップ間隙を調整することができるよ
う構成されている（特公昭６３−５０１７９号公報参照
）、シかしながら、ボルトにより調整可能な肉厚分布プ
ロファイル上の理論最小波長は、横延伸後ではボルトの
取り付けピッチに横延伸倍率を剰じた値の２倍以上であ
る。
ここで肉厚分布のプロファイルとは、二軸延伸フィルム
の肉厚分布を調和解析して周期２πの周期関数 のプロファイルに近似させたものであり、波長とは、そ
の波（偏肉）の周期を２１で除し、フィルム幅を剰じた
ものの意味である。
さらに、前記スライドリップは幅方向に連続しているた
めに、複数個あるグイの肉厚調整ボルトの中である特定
のボルトを操作した場合においても、そのボルトが作用
する位置のリップ間隙のみが変化するわけでな（、他の
ボルト場所のリップ間隙にまでも影響を及ぼすために、
実際には制御可能な波長は更に長くなってしまう、この
現象は、リップ間隙の手動、自動調整にかかわらず共通
するものであり、おのずからダイにおける幅方向の肉厚
分布の調整には限界があることになる。
一方、タイにおける二軸延伸樹脂フィルムの幅方向の肉
厚制御の限界を補うために、延伸樹脂フィルムの製造工
程中におけるテンターオーブン゛やアニーリング処理オ
ーブン内に延伸樹脂フィルムの幅方向に沿って取り付け
られた複数個のヒーターの温度をそれぞれ調節して、延
伸樹脂フィルムに吹き付ける熱風の温度を制御すること
によって延伸樹脂フィルムの幅方向の肉厚むらを無くそ
うとする延伸樹脂フィルムの肉厚制御方法も知られてい
る（特開昭６１−１４９３４３号公報参照）。
しかしながら、この二つの肉厚分布制御方法の両方を用
いる場合、制御対象が全く同一の肉厚分布プロファイル
であることから、両方の効果によりプロファイルにハン
チングが発生し、良好な結果を得ることが困難であった
。
［発明が解決しようとする課題］ 前記ヒーター要素の温度の調節による肉厚の制御とリッ
プ間隙の調整による肉厚の制御とを組み合わせて二軸延
伸樹脂フィルムの肉厚を制御する方法が考えられている
が、両者の効果が重なってハンチングが生じるために、
二軸延伸樹脂フィルムの肉厚分布を制御することは経験
的な勘に頼る手動しかなく、前記ヒーター要素の温度の
調節による肉厚の制御とグイリップ間隙の調整ボルトに
よる肉厚の制御とを組み合わせて自動で行なうことはな
されていなかった。
［課題を解決するための手段］ 本発明者等は、上記課題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果
、巻き取られる前の延伸樹脂フィルムの肉厚分布の状態
を読み取り、これをコンピュータを用いて調和解析する
ことによって各モードに分離し、予め指定したあるモー
ドを境に低周波成分と高周波成分に二分し、低周波成分
のプロファイル上の偏差を専らタイの肉厚調整ボルトの
締め付け度合の調整によって制御し、また、高周波成分
のプロファイル上の偏差については、専らオーブン内の
複数のヒーター要素の温度を調節して制御することによ
り延伸樹脂フィルムの肉厚制御の自動化を可能とした。
すなわち、本発明は、タイよりシート状に溶融押出され
、ロール群の周速差により縦延伸した後テンターにより
横延伸して製造される二軸延伸樹脂フィルムの肉厚をタ
イの肉厚調整ボルトの締め付け度合とテンターオーブン
内に取り付けられた多数のヒーター要素の温度とを調整
することにより、均一に制御する二軸延伸樹脂フィルム
の肉厚制御方法において、二軸延伸樹脂フィルムの幅方
向の肉厚を測定し、その肉厚の分布状態をコンピュータ
を用い調和解析することによって各モード成分（１−Ｎ
ｌに分離し、この肉厚分布を周期２−ｒＬの周期関数 のプロファイルに近似させ、これを、予めコンピュータ
に指定しであるモード（Ｘ）を境とし、低周波成分（１
〜Ｘ）と高周波成分［Ｘ＋１−Ｎ）に二層し、低周波成
分のプロファイル上の偏肉はグイの肉厚調整ボルトの締
め付け度合の調整によって制御し、また、高周波成分の
プロファイル上の偏肉はテンターオーブン内のヒータ要
素の温度調整によって制御することを特徴とする延伸樹
脂フィルムの肉厚制御方法である。
ここで、上記モードとは、二軸延伸樹脂フィルム幅を自
然数で除した値を波長とする波を指し、その自然数と同
じ値であり、 Ｎは５以上、 Ｘは２以上でＮより小さく、Ｙ以下であり、Ｙは により、算出される値である。
［発明の詳細な説明］ 本発明の延伸樹脂フィルムの肉厚制御方法について、以
下に図面に基き具体的に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す積層構造の延伸樹脂フ
ィルム製造工程の概略図である。
該延伸樹脂フィルム製造工程は、主として、グイより基
材層シート１を形成する押出工程Ｉと、これをロール群
の周速差を利用して縦延伸する縦延伸工程ＩＩと、該縦
延伸された縦延伸シート２を横方向に延伸する横延伸工
程■と、それによって得られた二軸延伸フィルム６を巻
き取る巻取工程Ｖとから構成されている。必要により押
出工程Ｉと縦延伸工程ＩＩまたは縦延伸工程ＩＩと横延
伸工程■の間に第１図に示すように縦延伸シート２の表
面層に表裏層３．４をそれぞれラミネートする積層工程
ＩＩＩを設けてもよい。
皿里工丘ユ 前記押出工程■では、二軸延伸フィルムとなる基材層シ
ート１を形成するために、まず、熱可塑性樹脂、必要に
より無機微細粉末及び酸化防止剤を配合してなる組成物
を、押出機７を用いて溶融・混練した優、押出機７の先
に取り付けられたタイのリップよりシート状に押出す。
この基材層シート１の厚み調整は、第２図及び第３図の
スライド方式のＴダイ８の斜視図及びその断面図によっ
て示すように、固定リップ９に対して、スライドリップ
ｌＯの幅方向に複数個設けたタイの肉厚調整ボルト１１
を手動またはモータ１２などの駆動によって締め付けて
、可動側ダイ１３のスライド面１４に沿って移動させて
、ダイリップ間隙１５を調節することによって行なわれ
る。
橡Ｘ訓しＬ１且 次いで、この基材層シート１を縦延伸工程ＩＩに導いて
、通常樹脂の融点より低く、かつ、延伸に適した温度に
まで加熱した後、ロール１６群の周速差を利用して縦方
向に延伸する。
仇１工程旦 必要により積層工程ＩＩＩが基材層シート或は縦延伸シ
ートの片面又は両面に行なわれる。すなわち、熱可塑性
樹脂を、例えば２台の押出機２１と２２とを用いてそれ
ぞれ溶融・混練した後、押出機の先に取り付けられたグ
イ２３．２４より表裏層３．４をフィルム上に押出し、
これを積層工程ＩＩＩに導いて、前記縦延伸された縦延
伸シート２の表裏面にそれぞれ一層づつラミネートして
三層構造の積層フィルム５を得る。この積層は、基材層
１の表裏にそれぞれ二層以上の複層でラミネート・して
も五層構造の積層フィルムとしてもよい。
机延皿工丘皿 この積層フィルム５を横延伸工程ＩＶのテンターオーブ
ン２６ａ内に導き、第４図、第５図及び第６図に示すよ
うな、フィルムの幅方向で、かつ。
上下に配列したブレナムダクト用ヒーター２７ａと２７
ｂとの間隙にフィルム５を導いて、該ブレナムダクト用
ヒーター２７ａ及び２７ｂのそれぞれに取り付けられて
いるヒーター素子２８ａ〜２８ｐによって加熱された熱
風により延伸に適した温度にまでフィルム５を加熱し、
テンター２９を用いて第７図に示すような状態のフィル
ム形状となるよう、横方向に延伸して延伸樹脂フィルム
６を得る。
更に、この延伸フィルム６はアニーリング処理オーブン
２６ｂに導かれ、フィルム６の幅方向で、かつ、上下に
配列したブレナムダクト用ヒーター２７ａと２７ｂとの
間隙を通過して通常樹脂の融点近傍の温度に加熱され、
熱セットされる。
を四■１ｉｙ 熱セットされた延伸樹脂フィルム６を巻き取り工程Ｖで
、両端のバリ３０をそれぞれナイフなどによってスリッ
トして除去した後、この延伸樹脂フィルム６の肉厚の幅
方向の分布をβ線厚み計などの肉厚計１７を用いて一定
時間毎に測定し、その値をコンピュータ１８に通信によ
り伝達して調和解析し、低周波成分と高周波成分に分離
する。
第１図において、コンピュータは、調和解析演算装置１
８、タイの肉厚調整ボルト制御装置３１、ヒーター要素
制御装置３２、目標シート厚選定部３３、調和解析演算
部３４、ヒーター要素加熱温度演算部３５及びダイの肉
厚調整ボルト操作量演算部３６で構成されている。
（肉厚調整法） フィルム６の肉厚分布（第１１図）のプロファイルを周
期２πのｆ　ｆｘ）とすると と表される。
ここで、ｉはモード数で、ａ、はモードｌの振幅であり
、モードとは、延伸樹脂フィルム幅を自然数で除した値
を波長とする波を指し、その自然数と同じ値である。
例えば第１１図で示されるフィルムの肉厚分布（全幅は
Ｔ）は干−ドＮを４とすると、第１２図の（ａ）　、　
（ｂ）及びｆｃｌに示す調和関数の和で近似される。＋
８）の波長はＴ、ｆｂ）の波長はＴ／２　、　ｔｃ）の
波長はＴ／４である。
第８図は横幅３３００龍の延伸樹脂フィルム６の肉厚を
実際にβ線厚み計１７を用いて約３０ｍｍ間隔に横方向
に１．１０点測定した肉厚分布を示す。
本発明においＣは、この肉厚分布の調整をタイの調節ボ
ルトとテンターオーブン中のヒーター要素に配分して行
なわせる７ 二軸延伸装置では、プロファイル自動制御のために自動
ダイ（ダイのリップ間隙の自動調整装置）を用いること
があるが、制御可能な偏肉の理論最小波長は肉厚調整ボ
ルトピッチの２倍以上（横延伸後では、これに横延伸倍
率を剰じた値）であり、手動調整の場合と本質的に変る
ものではない。
制御可能な波長を短くするためにダイの肉厚調整ボルト
のピッチの短縮が行なわれるが、実際にはタイのリップ
は連続体であり、その自在屈曲性には限界があり、有効
な手段とはなり得ない。
それに対し、テンターオーブン中のヒーター要素による
偏肉調整は、テンターオーブン中の熱セツトゾーンにお
いて実施されるので、制御可能な理論最小波長は自動ダ
イに比べ１７２以下にすることが可能であるが、大幅な
調整を実施するとヒーター要素の熱分布が互いに影響し
合い、熱セットのされがたが極端な分布を持ち、他の品
質に悪影響を及ぼす欠点を合わせ持つ。
すなわち、タイの肉厚調整ボルトの調整（自動または手
動）は粗調整（低周波成分）に適し、テンターオーブン
中のヒーター要素の調整は微調整（高周波成分）に適し
ている。
しかしながら、プロファイルの自動制御にこの二つの肉
厚分布制御方法の両方を用いる場合、制御対象は全く同
一の肉厚分布プロファイルであるから、相互の関係を考
慮しないでシステム設計すると両方の効果によりプロフ
ァイルはハンチングをきたし、良好な結果が得られない
。
本発明においては、二つの偏肉調整機能の特徴を生かし
ながらハンチングを避けるためにプロファイルの調和解
析（フーリエ変換）を行ない。
プロファイル中の低周波成分はダイの肉厚調整ボルトに
よるリップの間隙で調整し、高周波成分はテンターオー
ブン中のヒーター要素の温度により調整する。
すなわち、第８図に示すように、延伸樹脂フィルムの幅
方向の肉厚分布をβ線厚み計で読取り、コンピュータに
より、調和解析し１−Ｎのモードの調和関数の和として
近似する。
これをモード　１〜Ｘの低周波成分　［式（２）１とモ
ードＸ÷１〜Ｎの高周波成分　（式（３）１に二層する
。
低周波成分のプロファイルに応じ、ダイボルト制御装置
３１にてダイボルト１１の操作量を演算し、その出力信
号によって該当するタイボルト１１の締付け度合を緩め
てダイリップ間隙１５を広くしたり（第１Ｏ図において
２０ａの部分に示されるように偏肉がマイナス％の時）
、或は該当するダイボルト１１の締付け度合を強めてダ
イリップ間隙１５を狭（する（第１０図において２０ｂ
の部分に示されるように偏肉がプラス％の時）ことによ
って調整が行なわれる。
一方、高周波成分は、前記ヒーターの制御装置３２にて
プレナムダクトの該当するヒータ要素２８ａ、２８ｂ・
・・・・−２８ｐの加熱温度を高めたり（第９図におい
て１９ｂの部分に示されるように偏肉がプラス％の時）
、或は低くしたり（第９図において１９ａの部分に示さ
れるように偏肉がマイナス％の時）し−〇フィルムの肉
厚調整を図る。
モード９Ｎは、少なくとも５以上、好ましくは１５以上
で、低周波成分の上限Ｘは２以上で、Ｙ以下であり、好
ましくは３〜５が良い、ここで、Ｙは、 二軸延伸樹脂フィルムの幅ｆ＋ｎｍｌ により、算出される値である。
複数のダイを用いて多層積層フィルムを製造する場合、
複数のダイに低周波成分の分配を行なう必要がある。各
ダイの操作量り、は、全層の低周波成分の偏肉（全層の
操作量）をＴＬＬｍに各層への分配比Ｃ１を剰じた値と
なる。
すなわち、 ｏ＋：ＴＸｃｉ　　　　　　（ｕ＋ａｌここで分配比Ｃ
１は で、０≦Ｃ３≦１、ΣＧ、＝１であり、好ましくは厚み
構成比に近いことが望ましい。
［実施例］ 本発明の延伸樹脂フィルムの肉厚制御方法について、以
下に実施例を挙げて説明するが１本発明はこれに限定さ
れるものではない。
実施例１ 第１図に示す延伸樹脂フィルムの肉厚制御装置を備えた
延伸樹脂フィルム製造装置を用いて、次に示す方法によ
って横幅３３００ｉｎ＋の延伸樹脂フィルムを製造した
。
三菱油化■製ポリプロピレン「三菱ノーブレンＭＡ−６
−１（商品名）９０部、三菱油化■製品密度ポリエチレ
ン「ユカロンハードＥＹ−４０４（商品名）１０部、無
機微細粉末１５部及び酸化防止剤０．３部よりなる組成
物を、押出機７を用いて溶融・混練した後、押出［７の
先に取付けられたダイ８より２００℃の温度でタイの肉
厚調整ボルトｌｌａ・−・・・・１１、　ｅ　（ボルト
間隔約６６ｍｍ）によってダイリップ間隙１５を約３開
に調節しながら、シート状に押出した。
このシートｌを縦延伸工程ＩＩに導いて約１３５℃に加
熱した後、ロール１６群の周速差を利用して縦方向に４
倍延伸した。
次いで、このフィルム５を、−旦、室温より２０℃高い
温度にまで冷却した後、約１７０℃に加熱されたテンタ
ーオーブン２６ａ内に導いて、横方向に約１口倍延伸し
た。
該テンターオーブン内の熱処理工程のブレナムダクトに
は、加熱ヒーター要素２８ａ〜２８ｐが取付けられてお
り、必要により作動可能な状態にある。
上記のような二軸延伸装置を用い、肉厚分布を均一にす
るための制御方法を表−１に示すように３ケース実施し
た。
表−１ 傘１：　　Ｎ＝２５、　Ｘ＝５ 中２：調和解析せず、β線厚み計よりの肉厚分布プロフ
ァイルをそのままダイの自動調整ボルトとヒーター要素
に連絡し、それぞれ同時に制御した。
［発明の効果］ 本発明の延伸樹脂フィルムの肉厚制御方法は、測定した
肉厚の分布状態を調和解析し、その波形を高周波成分と
低周波成分とに二層し、該低周波成分の偏肉をタイボル
トの調節により、高周波成分の偏肉をヒーターの温度調
節により制御することによって、極めて均一な肉厚分布
の、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ポリエ
ステルフィルム、合成紙、シュリンクフィルムなどの樹
脂延伸フィルムを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例において用いた延伸樹脂フィルム
の製造装置の概略図、第２図はスライド方式のＴダイの
斜視図、第３図は第２図のＡ−Ａ線断面図、第４図は横
延伸工程のテンターオーブンの内部ブレナムダクト用ヒ
ータの斜視図、第５図はブレナムダクトの正面図、第６
図は第５図のＢ−ＢＩｊｉｉ断面図、第７図は横延伸工
程における延伸状態の延伸樹脂フィルムの形状、第８図
は本発明の実施により得た延伸樹脂フィルムの肉厚分布
状態のグラフ、第９図は高周波成分のグラフ、第１０図
は低周波成分のグラフ、第１１図はフィルムの肉厚分布
、第１２図（ａ）、（ｂ）および（Ｃ）は第１１図のフ
ィルムの肉厚分布を三つのモードの調和関数に分解した
図である。 ■・押出工程　　　　ＩＩ：縦延伸工程ＩＴ、：積層工
程　　　　■・横延伸工程■＝巻取工程　　　　１：基
材層シート２二縦延伸シート　　３．４二表裏層 ５：樹脂フィルム　　６：延伸樹脂フィルム７：押出機
　　　　　８ニダイ ９：固定リップ　　１０ニスライドリップ１１：ダイの
肉厚調整ボルト １２：モータ　　　　１３：可動側タイ１４ニスライド
面　　１５：ダイリップ間隙１６：ロール　　　　１７
：肉厚計 １８ニ調和解析演算装置 １９：高周波成分　　２０：低周波成分１９ａ、＋９ｂ
：高周波成分の偏肉 ２０ａ、２０ｂ：低周波成分の偏肉 ２１．２２：押出機　　２３．２４：ダイ２６ａ：テン
ターオーブン ２６ｂ・アニーリング処理オーブン ２７ａ、２７ｂ：ブレナムダクト用ヒーター２８ａ、２
８ｂ：ヒーター要素 ２９：テンタ−３０＝パリ ３１：ダイの肉厚調整ボルト制御装置 ３２：ヒーター要素制御装置 ３３：目標シート厚設定部 ３４：調和解析演算部 ３５：ヒーター要素加熱温度演算部 ３６：ダイの肉厚調整ボルト操作量演算部出願人　王子
油化合成紙株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ダイよりシート状に溶融押出され、ロール群の周
    速差により縦延伸した後テンターにより横延伸して製造
    される二軸延伸樹脂フィルムの肉厚を、ダイの肉厚調整
    ボルトの締め付け度合とテンターオーブン内に取り付け
    られた多数のヒーター要素の温度とを調整することによ
    り、均一に制御する二軸延伸樹脂フィルムの肉厚制御方
    法において、二軸延伸樹脂フィルムの幅方向の肉厚を測
    定し、その肉厚の分布状態をコンピュータを用い調和解
    析することによって各モード成分（１〜Ｎ）に分離し、
    この肉厚分布を周期２πの周期関数 ▲数式、化学式、表等があります▼ のプロファイルに近似させ、これを、予めコンピュータ
    に指定してあるモード（Ｘ）を境とし、低周波成分（１
    〜Ｘ）と高周波成分（Ｘ＋１−Ｎ）に二分し、低周波成
    分のプロファイル上の偏肉はダイの肉厚調整ボルトの締
    め付け度合の調整によって制御し、また、高周波成分の
    プロファイル上の偏肉はテンターオーブン内のヒータ要
    素の温度調整によって制御することを特徴とする延伸樹
    脂フィルムの肉厚制御方法。 但し、モードとは、二軸延伸樹脂フィルム幅を波長で除
    した値であり、 Ｎは５以上、 Ｘは２以上でＮより小さく、Ｙ以下であり、Ｙは 二軸延伸樹脂フィルムの幅（ｍｍ）／｛［ダイの肉厚調
    整ボルト間距離（ｍｍ）］×テンターによる横延伸倍率
    ｝により、算出される値である。
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