JPH06182868A - インフレーション成形ラインにおけるフロストライン制御装置 - Google Patents

インフレーション成形ラインにおけるフロストライン制御装置

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JPH06182868A
JPH06182868A JP33426792A JP33426792A JPH06182868A JP H06182868 A JPH06182868 A JP H06182868A JP 33426792 A JP33426792 A JP 33426792A JP 33426792 A JP33426792 A JP 33426792A JP H06182868 A JPH06182868 A JP H06182868A
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JP
Japan
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frost line
temperature
resin
frost
line
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JP33426792A
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Tetsuya Yoda
哲也 余田
Hisaaki Kono
寿明 河野
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フロストライン近傍の冷却状態を常に一定の
フロストライン高さで制御できるようにしたフロストラ
イン制御装置を提供する。 【構成】 金型の上方に、円筒状薄膜樹脂3の表面温度
を縦方向に複数点計測する温度センサ25と、各種成形
品の円筒状薄膜樹脂3のフロストライン高さとフロスト
ライン位置の樹脂温度との関係を予め基準温度計測パタ
ーンとして記憶するとともに、この記憶された基準温度
計測パターンと前記温度センサ25により計測された温
度計測パターンとの比較を行うことにより、両パターン
が一致するように冷却装置20の冷却風量を制御する制
御部30とを備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、押出成形機の押し出し
方向前方に取り付けられた金型から、連続した円筒状薄
膜樹脂が上方に向かって押し出されるとともに、前記金
型の近傍に、押し出された円筒状薄膜樹脂を冷却する冷
却装置が設けられたインフレーション成形ラインに関
し、より詳細には、金型から押し出された円筒状薄膜樹
脂のフロストラインを一定に保つ制御を行うフロストラ
イン制御装置に関する。
【0002】ここで、フロストラインとは、円筒状薄膜
樹脂(インフレーションフィルム)が冷却により最終値
径に到達した点に生じる乳白色の環状帯のことである。
【0003】
【従来の技術】従来より、インフレーション成形ライン
においては、金型より押し出される円筒状薄膜樹脂の品
質、例えば樹脂膜厚、強度等を一定に保つために、作業
者が押し出される円筒状薄膜樹脂のフロストラインの高
さを直接目で確認し、冷却装置の冷却風量をボリューム
操作することによって、フロストラインを一定に保つよ
うに調整するといった方法が行われている。
【0004】また、このようなフロストラインを一定に
保つ自動化装置として、従来より金型の押し出し部分に
カメラを設置し、このカメラを通して入力された円筒状
薄膜樹脂の形状パターンを画像処理システムによって認
識し、この認識した形状パターンと予めデータベースに
保持された基本パターンとを比較して、認識した形状パ
ターンを基本パターンに一致させるように制御するもの
がある。
【0005】この他にも、フロストライン位置の樹脂表
面温度を基準値と比較して、常に基準値に合致するよう
に冷却装置の冷却風量を調整するもの(特願平2−31
5509号公報)、円筒状薄膜樹脂の樹脂面までの距離
を計測する距離計測手段により、計測された距離実測値
を基準値として比較して、常に基準値に合致するように
冷却装置の冷却風量を調節するもの(特願平2−259
772号公報)等を、本出願人が以前に提案している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、フロスト
ライン位置を制御する手段は種々提案されているもの
の、それぞれの手段には、以下に示すような種々の問題
が残されている。
【0007】すなわち、上記したフロストライン高さの
調整を作業者が手動で行う方法では、調整工数がかかる
とともに、調整の作業者のバラツキが発生する。
【0008】上記した画像処理システムを利用する方法
では、システム自体が高価なため、インフレーション成
形ラインの設備全体のコストが上昇する。
【0009】画像処理システムでは、円筒状薄膜樹脂を
撮るためのカメラと円筒状薄膜樹脂とを一定距離に保
ち、しかもその間に物を置くことができないという制約
があり、広い設置スペースを必要とする。
【0010】上記したフロストライン位置の樹脂表面温
度を基準値と比較する方法では、フロストライン位置の
樹脂表面温度を同一高さで測定しているため、フロスト
ライン位置が成形中に降下した場合等には、制御できな
い場合がある。
【0011】上記した樹脂面までの距離を計測する方法
では、フロストライン位置の距離を一定にはできるが、
成形中のフロストライン位置の樹脂表面温度が変化して
もそれを検出できず、その結果フロストラインの制御に
必要なフロストライン位置の冷却温度の制御が行えなく
なる。
【0012】本発明は係る実情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、押し出された円筒状薄膜樹脂のフロス
トライン近傍の温度パターンを常に計測して一定に保つ
ことにより、フロストライン近傍の冷却状態を常に一定
のフロストライン高さで制御できるようにしたインフレ
ーション成形ラインにおけるフロストライン制御装置を
提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のインフレーション成形ラインにおけるフロ
ストライン制御装置は、押出成形機の押し出し方向前方
に取り付けられた金型から、連続した円筒状薄膜樹脂が
上方に向かって押し出されるとともに、前記金型の近傍
に、押し出された円筒状薄膜樹脂を冷却する冷却装置が
設けられたインフレーション成形ラインにおいて、前記
金型の上方に、円筒状薄膜樹脂の表面温度を縦方向に複
数点計測する計測手段と、各種成形品の円筒状薄膜樹脂
のフロストライン高さとフロストライン位置の樹脂温度
との関係を予め基準温度計測パターンとして記憶する記
憶手段と、この記憶手段に記憶された基準温度計測パタ
ーンと前記計測手段により計測された温度計測パターン
との比較を行うことにより、両パターンが一致するよう
に前記冷却装置の冷却風量を制御する制御手段とを備え
た構成とする。
【0014】
【作用】金型の上方であって円筒状薄膜樹脂のフロスト
ラインとほぼ同じ高さの位置に、円筒状薄膜樹脂の表面
温度を縦方向に複数点計測する計測手段を設け、縦方向
の複数点の計測温度のうち、フロストライン高さの温度
が縦方向の中央の計測点で計測されるように計測手段を
設置する。
【0015】制御手段では、この複数点で計測された温
度のうち、フロストライン位置の温度を制御開始時に取
り込み、これを温度基準値とする。そして、制御開始後
にフロストライン位置の計測温度値と温度基準値との比
較を行い、その温度差によって円筒状薄膜樹脂のフロス
トラインの高さを一定に保つように冷却装置の冷却風量
を増減制御する。
【0016】また、フロストライン位置の樹脂表面温度
を中心にその上下位置の樹脂表面温度も計測することに
より、特にフロストライン位置が成形中に降下(又は上
昇)した場合には、計測した樹脂温度パターンに差が生
じるので、この差を無くすように制御する。これによ
り、フロストラインの上下移動の制御も行うことができ
る。
【0017】このように、フロストライン近傍の上下位
置の温度パターンを常に一定に保つことで、フロストラ
インの高さが一定に保たれ、その結果円筒状薄膜樹脂の
品質を均一に保つことが可能となる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
【0019】図1は本発明のフロストライン制御装置を
備えたインフレーション成形ラインの概略構成図、図2
乃至図4は同装置の動作を説明するためのフローチャー
トである。
【0020】図1において、押出成形機1の押出方向A
1 の前方に金型2が連結され、この金型2から円筒状薄
膜樹脂(以下、インフレーションフィルムという。)3
が上方に向けて押し出されるようになっている。押出成
形機1には、押出用モータ(図示省略)によって回転駆
動される押出スクリュー(図示省略)が設けられ、原料
ホッパ12に投入された樹脂はこの押出スクリューによ
って金型2内へ順次押し出されるようになっている。
【0021】インフレーションフィルム3の材料として
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル等の熱
可塑性樹脂が用いられる。
【0022】また、インフレーションフィルム3内に
は、金型2内を通して圧縮空気源4から圧縮空気が送入
されるようになっており、インフレーションフィルム3
内の空気量を一定に保持することにより、一定形状の膨
らみに維持するようになっている。
【0023】また、前記金型2の上方位置には、押し出
されたインフレーションフィルム3を冷却するための冷
風吹出器20aが、該インフレーションフィルム3の周
囲を囲むようにして配置されている。この冷風吹出器2
0aには、冷風を供給する冷却装置20から風量を調整
可能に冷風が送風されるようになっている。冷却装置2
0は、プロセスコントローラからなる制御部30からの
制御信号に基づき、この冷風吹出器20aから吹出す冷
風の風量を調整するようになっている。
【0024】また、本実施例においては、インフレーシ
ョンフィルム3の樹脂表面温度を縦方向(上方押出し方
向)に複数点計測するために、冷却装置20の上方位置
であって、かつ押し出されたインフレーションフィルム
3のフロストライン3aとほぼ同じ高さの位置に、縦方
向に複数個の温度センサ25が配置されており(本実施
例では、3個の温度センサ25a,25b,25cが配
置されている)、これら温度センサ25によって計測さ
れた樹脂表面温度が、デジタルデータに変換されて制御
部30に取り込まれるようになっている。なお、本実施
例では、3個の温度サンセ25a,25b,25cのう
ち、その中央に位置する温度センサ25bがフロストラ
イン高さとなるように配置する。なお、以下の説明にお
いては、温度センサを区別する必要の無いときは、単に
符号25のみを付することとする。
【0025】また、温度センサ25のさらに上方位置に
は、インフレーションフィルム3を案内するための案内
板21a,21bが「ハ」字状に配置されており、この
案内板21a,21bを通ったインフレーションフィル
ム3は、引取用モータ23によって駆動されるローラ2
2a,22bからなる引取機22を介して二つ折りに折
り畳まれた後、巻取機(図示省略)に巻き取られるよう
になっている。
【0026】また、制御部30には、制御用のパラメー
タを設定するデータ設定用キーボード26の出力が導か
れているとともに、制御状態をモニタするディスプレイ
27が接続されている。制御部30では、データ設定用
キーボード26等から入力された樹脂の表面温度の基準
値、又は実稼働時のサンプリングによって得られた樹脂
の表面温度の基準値(すなわち、予め設定されているフ
ロストライン高さの樹脂の表面温度基準値)と、温度セ
ンサ25から入力される複数点の計測温度のうち、成形
中のフロストライン高さの温度実測値とを比較して、演
算を行うようになっている。
【0027】演算内容としては、制御開始時に温度セン
サ25から所定時間間隔で取り込まれた時系列の縦方向
の複数個の温度実測値データ群T11,T12・・・T1n
下式によって単純平均する(ここでは、3点の樹脂表面
温度の計測を行っている場合の例を示す)。
【0028】
【数1】 Sen1(AVE) = ( T11+T12+・・・+T1n)÷n
【0029】
【数2】 Sen2(AVE) = ( T21+T22+・・・+T2n)÷n
【0030】
【数3】 Sen3(AVE) = ( T31+T32+・・・+T3n)÷n ただし、T11,T12・・・は各計測点の時系列温度デー
タを示す。
【0031】この平均値Sen(AVE)のうち、Sen2(AVE) が
フロストライン位置の樹脂表面温度の平均値とすると、
このSen2(AVE) を比較基準値(温度基準値)T1として
制御部30内の記憶部に設定する。そして、温度基準値
T1を中心とする管理上下限値T2,T3の範囲内に温
度実測値T0(この温度実測値は、制御開始後上記と同
様に、温度センサ25から所定時間間隔で取り込まれた
フロストライン高さのSen2(AVE) の時系列の温度実測値
データ群T21,T22・・・T2nを単純平均した値であ
る)が入っているかどうかを演算する。ここで、温度実
測値T0は、制御開始後上記と同様に、温度センサ25
から所定時間間隔で取り込まれたフロストライン高さの
Sen2(AVE) の時系列の温度実測値データ群T21,T22
・・T2nを単純平均した値である。また、平均化する個
数は予め決められた数とし、取り込むデータ数がこの決
められた数を超えたときは、古いデータから捨てて行
く。つまり、常に最新データから指定された数だけ抽出
して平均した値となっている。
【0032】演算の結果、温度基準値T1を中心とする
管理上下限値T2,T3の範囲内に温度実測値T0が入
っている場合には、冷却装置20による冷風の風量を現
状のまま維持する。また、温度実測値T0が温度基準値
T1を中心とする管理上下限値T2,T3の範囲から外
れた場合には、現在の冷風の風量を変更するよう冷却装
置20に変更指示を与える。すなわち、温度実測値T0
が管理上限値T2を超えた場合には、
【0033】
【数4】 偏差ΔT=|温度基準値T1−温度実測値T0| によって偏差ΔTを演算し、この偏差ΔTに増加係数K
UPを乗じた値を風量増加操作量として、冷却装置20に
与えるようになっている。一方、温度実測値T0が管理
下限値T3を下回った場合には、
【0034】
【数5】 偏差ΔT=|温度基準値T1−温度実測値T0| によって偏差ΔTを演算し、この偏差ΔTに減少係数K
DOWNを乗じた値を風量減少操作量として、冷却装置20
に与えるようになっている。
【0035】なお、図示は省略しているが、制御部30
には、押出用モータの出力、引取用モータ23の出力等
が導かれており、制御部30は、これらの出力に基づく
制御信号を押出用モータ及び引取用モータ23の各駆動
部(図示省略)に対して送出している。
【0036】次に、上記構成のフロストライン制御装置
の動作を、第2図のフローチャートを参照して説明す
る。
【0037】まず、操作者は、本フロストライン制御装
置を稼働させ、手動による制御によって最適なインフレ
ーションフィルム3を製造する。そして、このときのフ
ロストライン位置の樹脂表面温度の計測が縦方向の複数
点の温度センサ25a,25b,25cのうちの中央の
温度センサ25bで計測できるように、温度センサ25
の全体を上下移動させる。この後、フロストライン位置
の樹脂表面温度を中心とした上下複数点の温度計測デー
タを温度センサ25によって計測し、所定時間間隔で制
御部30に取り込む。ただし、インフレーション成形ラ
インの稼働時における冷却装置20の風量は、予め設定
された初期値の制御量で制御するものとする。
【0038】そして、このようにして取り込んだ時系列
の複数個(5〜10個)の温度実測値データを平均化し
て、フロストライン位置の温度平均値を温度基準値T1
とする。平均化する温度実測値データのサンプリング個
数は、5〜10個が好適であり、これよりも少ないと感
度が高くなって外乱の影響を受けやすくなり、またこれ
よりも多いと感度が低下して良好な制御が行えなくな
る。
【0039】この温度実測値データのサンプリング個数
は、データ設定用キーボード26の操作によって変更が
可能である。また、操作者は、データ設定用キーボード
26を操作して、温度基準値T1を中心とする管理上限
値T2及び管理下限値T3等のデータを入力する。
【0040】ここで、管理上限値T2及び管理下限値T
3は、温度基準値T1から例えば±5℃に設定し、この
管理上限値T2及び管理下限値T3の範囲(±5℃の範
囲)内では冷却装置20の制御を行わず、この範囲を外
れた場合にのみ冷却装置20の制御を行うように設定す
る。また、押出し方向である縦方向に複数点の樹脂表面
温度の計測を行い、図5乃至図7に示すように、フロス
トラインの制御開始時からフロストラインの位置が上下
した時は、縦方向の複数点の温度計測パターンが異なっ
てくることから、フロストラインの位置が複数個の温度
センサ25a,25b,25cの中心にくるように冷却
装置20の冷却風量を調整する。
【0041】すなわち、温度計測パターンからフロスト
ラインが全体的に上昇している場合(図6に実線で示す
状態が上昇している状態である)には、冷却風量を増加
してフロストラインを下げ、逆に降下している場合(図
7に実線で示す状態が降下している状態である)には、
冷却風量を減少してフロストラインを上げる制御を行う
ように設定する。
【0042】これらの操作を行うため、制御部30に
は、温度計測パターンP1、計測パターン偏差ΔP、温
度基準値T1、管理上限値T2及び管理下限値T3等の
各データが取り込まれる。
【0043】押出し成形中において、温度センサ25
は、金型から押し出される円筒状薄膜樹脂のフロストラ
イン位置の樹脂表面温度を、縦方向の複数点で所定時間
間隔毎に計測しており、その計測した温度実測値T11
12・・・T1n等を制御部30に順次入力している。制
御部30では、この入力された温度実測値T11,T12
・・T1nを単純平均し、その平均値を温度実測値T0と
して取り込む(ステップS10)。
【0044】この後、データ設定用キーボード26の操
作で制御指示を与えることにより、本システムが稼働す
る。ステップS11では、フロストライン制御指示の有
無を判断し、指示が無い場合にはステップS12〜S1
4を実行し、計測パターン、温度基準値、風量基準値の
各データセットフラグをオフにする。
【0045】一方、ステップS11でフロストラインの
制御指示がある場合には、制御部30で、成形中の温度
計測パターンP1、計測パターン偏差ΔP、温度基準値
T1、風量基準値B1の各値が設定されているか否かを
判断し(ステップS15,S19,S22)、設定され
ている場合には、ステップS25へと動作を進める。
【0046】また、各ステップS15,S19,S22
での判断において、複数点温度計測パターンP1、温度
基準値T1、風量基準値B1が設定されていない場合に
は、それぞれステップS16〜S18、S20〜S2
1、S23〜S24へと動作を進め、温度センサ25に
よって取り込まれた時系列平均化された縦方向の複数個
の温度実測値データを制御部30に取り込み,計測パタ
ーンデータセット済みフラグをオンにする。
【0047】計測パターン偏差ΔPは、データ設定用キ
ーボード26から予め設定しておく。温度基準値T1
は、温度センサ25の計測データ内のうち、フロストラ
イン位置の温度計測データ25bの平均値を用いる。ま
た、風量基準値B1は、そのときの風量制御出力値を基
準値とする。
【0048】ステップS25では、温度センサ25から
取り込まれた温度計測パターンと、ステップS16,S
17で設定した計測パターンP1との比較を行い、温度
計測パターンの複数点での各温度実測値が偏差ΔP内に
入っているか否かを判断する。そして、成形中の温度計
測パターンが偏差ΔPから外れている場合には、ステッ
プS26においてフロストラインが下降しているのか、
上昇しているのかを判断し、下降している場合には、ス
テップS27,S28へと動作を進めて冷却風量を増加
させ、フロフトラインを上昇させる。また、ステップS
26においてフロストラインが上昇していると判断した
場合には、ステップS30,S31へと動作を進めて冷
却風量を減少させ、フロストラインを下降させる。
【0049】これらフロストラインの上昇、降下の風量
調整を実施したときは、ステップS29においてフロス
トライン上下調整中のフラグをオンにし、再度ステップ
S25に戻って、計測パターンが計測パターン偏差ΔP
内に入っているか否かの判断を行う。
【0050】そして、計測パターン偏差ΔP内に入って
いる場合には、次にステップS32でフロストラインの
上下移動の調整(ステップS27,S28及びステップ
S30,S31に該当する)を実施したか否かの判断を
行い、実施した後であればステップS33,S34,S
35へと動作を進めて、温度基準データセット済みフラ
グ、風量基準データセット済みフラグ、上下移動調整中
フラグをそれぞれオフにする。なお、フロストラインの
上下調整を行った場合には、ステップS20,S21で
温度基準値T1を、現在の成形中のデータに再設定し直
すとともに、ステップS23,S24で風量基準値B1
を、現在の成形中のデータに再設定し直す。
【0051】一方、ステップS32での判断において、
上下移動調整中フラグがオフである場合には、ステップ
S36へと動作を進めて、温度センサ25で計測する押
出し方向に計測した複数点温度実測値のうち、フロスト
ライン位置の温度実測値と、ステップS20で設定した
温度基準値T1との偏差ΔTを演算する。そして、ステ
ップS37において、この計算した偏差ΔTが管理上下
限値T2,T3内かを判断し、管理上下限値T2,T3
内に入っている場合には、冷却風量の調整を行わない。
【0052】また、管理上下限値T2,T3内に入って
いない場合には、ステップS38において温度基準値T
1がフロストライン位置の温度実測値T0よりも高いか
否かを判断し、温度基準値T1がフロストライン位置の
温度実測値T0よりも高い場合には、ステップS39,
S40へと動作を進めて冷却風量を減少させる操作を行
い、フロストラインを降下させる。また、温度基準値T
1がフロストライン位置の温度実測値T0よりも低い場
合には、ステップS41,S42へと動作を進めて冷却
風量を増加させる操作を行い、フロストラインを上昇さ
せる。
【0053】なお、制御部30には、各種製品サイズ毎
に、円筒状薄膜樹脂のフロストライン高さ、フロストラ
イン位置の樹脂表面温度及び樹脂表面温度計測パターン
が保存されており、成形される製品サイズが変わった時
は、保存データの再生をデータ設定用キーボード26の
操作により行い、温度センサ25の位置を再生データの
高さに自動的に移動するようにすれば、前回稼働時の制
御データでフロストラインの制御を行うことができ、品
質の安定化が図れるものである。
【0054】
【発明の効果】本発明のインフレーション成形ラインに
おけるフロストライン制御装置は、押し出された円筒状
薄膜樹脂の押出し方向の複数点での樹脂表面温度を、フ
ロストライン位置の樹脂表面温度を中心として計測し、
冷却装置の風量を調整することにより、フロストライン
近傍の温度パターンを一定にするとともに、フロストラ
イン位置の樹脂表面温度も一定に保つ制御を行うように
構成したので、従来のような作業者がフロストライン位
置を手動で調整したり、高価な画像処理システムを導入
したりする必要がない。また、フロストライン近傍の温
度パターンを常に計測し一定に保つ機能を有しているの
で、従来のフロストライン位置のみの樹脂温度表面を一
定にする方法、あるいはフロストライン位置までの距離
を一定にする方法等と比べて、フロストライン近傍の冷
却状態を常に一定の高さで制御できるといった効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフロストライン制御装置を備えたイン
フレーション成形ラインの概略構成図である。
【図2】同装置の動作を説明するためのフローチャート
である。
【図3】同装置の動作を説明するためのフローチャート
である。
【図4】同装置の動作を説明するためのフローチャート
である。
【図5】円筒状薄膜樹脂のフロストラインと温度センサ
の位置関係を示す図である。
【図6】フロストラインが上昇したときに、温度センサ
の計測温度パターンが変化する様子を説明する図であ
る。
【図7】フロストラインが降下したときに、温度センサ
の計測温度パターンが変化する様子を説明する図であ
る。
【符号の説明】
1 押出成形機 2 円筒状薄膜樹脂(インフレーションフィルム) 20 冷却装置 25 温度センサ 26 データ設定用キーボード 27 ディスプレイ 30 制御部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 押出成形機の押し出し方向前方に取り付
    けられた金型から、連続した円筒状薄膜樹脂が上方に向
    かって押し出されるとともに、前記金型の近傍に、押し
    出された円筒状薄膜樹脂を冷却する冷却装置が設けられ
    たインフレーション成形ラインにおいて、 前記金型の上方に、円筒状薄膜樹脂の表面温度を縦方向
    に複数点計測する計測手段と、 各種成形品の円筒状薄膜樹脂のフロストライン高さとフ
    ロストライン位置の樹脂温度との関係を予め基準温度計
    測パターンとして記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶された基準温度計測パターンと前記
    計測手段により計測された温度計測パターンとの比較を
    行うことにより、両パターンが一致するように前記冷却
    装置の冷却風量を制御する制御手段とを備えたことを特
    徴とするインフレーション成形ラインにおけるフロスト
    ライン制御装置。
JP33426792A 1992-12-15 1992-12-15 インフレーション成形ラインにおけるフロストライン制御装置 Pending JPH06182868A (ja)

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JP33426792A Pending JPH06182868A (ja) 1992-12-15 1992-12-15 インフレーション成形ラインにおけるフロストライン制御装置

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JP (1) JPH06182868A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7387760B2 (en) 2002-08-30 2008-06-17 Kuraray Co., Ltd. Apparatus for and method of making inflation films
CN111745937A (zh) * 2019-03-29 2020-10-09 住友重机械工业株式会社 吹膜成型装置

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