JPH08112852A

JPH08112852A - 層分布自動調整システム

Info

Publication number: JPH08112852A
Application number: JP6275517A
Authority: JP
Inventors: Mikio Koyasu; 幹夫子安
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-10-17
Filing date: 1994-10-17
Publication date: 1996-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】運転状態において自動的に基材上にコーティ
ングされる成形材の層分布調整を、短時間で容易にかつ
確実に行うことができる層分布自動調整システムを得
る。【構成】少なくとも一の流路１１の合流部１２に、流
路に進退自在とされたチョークバー１６が流路の幅方向
に沿って複数設けられ、各チョークバーの裏面側にトル
クアーム１８が連結され、かつ各トルクアームに、流体
圧により移動させてチョークバーを流路に進退させる駆
動手段２１、２２が設けられたフィードブロック１０
と、コーティングされた複数層の樹脂の各膜厚を幅方向
に沿って計測する膜厚計３３と、膜厚計からの各測定信
号に対応した流体圧を駆動手段に供給してチョークバー
の進退量を調節し、複数の樹脂層の層分布を調整する層
分布制御手段３４、３５とを備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基材上にコーティング
される複数層の成形材の膜厚を自動的に調整する際に用
いられる層分布自動調整システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、フィルム製造工程や押出ラミネー
ト工程等においては、数種類の異なる樹脂をフィードブ
ロックに導き、当該フィードブロックで層状に合流させ
て後段のＴダイに送ることにより、１のプロセスによっ
てＴダイのスリットから基材上に多層の樹脂をコーティ
ングする共押出装置が多用されつつある。ところで、こ
のような共押出装置においては、図７に示すように、上
記粘度の異なる複数の樹脂１、２をフィードブロック内
で合流させる際に、上記フィードブロックにおける上記
樹脂１、２の合流部の流路３の形状として、樹脂１の層
厚と樹脂２の層厚とが、上記流路３の幅方向に向けて一
定の寸法のものを用いると、図８に示すように、互いの
樹脂１、２における粘度の高低に起因して、基材Ｓの幅
方向において、レオロジー的挙動により低粘度の樹脂１
の回り込み現象が発生してしまい、この結果基材Ｓの両
側部における上記樹脂１の厚さ寸法が大きくなって均一
なコーティングを行うことができない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、従来のこの
種の共押出しにおいては、図９に示すように、フィード
ブロックの上記樹脂１、２の合流部における流路４の形
状として、予め幅方向の中央部における樹脂１の層厚が
厚くなるようなものを用いて、粘度の異なるこれら樹脂
１、２を層状に合流させ、後段のＴダイから基材Ｓ上に
コーティングすることにより、上記低粘度樹脂１の回り
込み現象と相殺させて、最終的に図１０に示すように、
基材Ｓの幅方向に向けて樹脂１、２が均一な膜厚でコー
ティングされるように層分布の調整を行っている。しか
しながら、上記従来の共押出しにあっては、樹脂１、２
の粘度差等に応じて最適の流路形状を見つけ出す作業
が、高度の熟練を要する極めて困難なものであるととも
に、作業自体にも多大の手間を要するという問題点があ
った。加えて、上記調整は、一旦装置を停止させた状態
で行わなければならないため、当該共押出し工程の非能
率化を招来する一因となっていた。

【０００４】本発明は、上記従来の共押出しにおける層
分布の調整が有する課題を有効に解決すべくなされたも
ので、運転状態において自動的に基材上にコーティング
される成形材の層分布調整を、短時間で容易にかつ確実
に行うことができる層分布自動調整システムを提供する
ことを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係る層分布自動調整システムは、複数の流路を合流さ
せてＴダイに導く成形材流路が穿設され、少なくとも一
の上記流路の合流部に、表面が上記流路の一部を画成す
るとともに上記流路に進退自在とされたチョークバーが
上記流路の幅方向に沿って複数設けられ、各々のチョー
クバーの裏面側にトルクアームが移動自在に設けられる
とともに、各トルクアームが各チョークバーの裏面に連
結され、かつ各々のトルクアームに、流体圧により当該
トルクアームを移動させてチョークバーの表面を上記流
路に進退させる駆動手段が設けられたフィードブロック
と、上記Ｔダイから基材上にコーティングされた複数層
の成形材の各々の膜厚を上記基材の幅方向に沿って計測
する膜厚計と、この膜厚計からの上記幅方向における各
測定信号に対応した流体圧を上記駆動手段に供給してチ
ョークバーの進退量を調節することにより、上記基材上
における複数層の成形材の層分布を調整する層分布制御
手段とを備えてなることを特徴とするものである。

【０００６】ここで、請求項２に記載の発明は、上記請
求項１に記載のトルクアームが、各々チョークバーの裏
面側において、フィードブロック内に挿通された軸を中
心に回動自在に設けられており、このトルクアームの一
端部をチョークバーの裏面に連結するとともに、上記ト
ルクアームの他端部にベローズを設け、このベローズに
当該ベローズを伸縮させて上記トルクアームを回動させ
るための作動流体用の流路を連通させたことを特徴とす
るものである。

【０００７】また、請求項３に記載の発明は、上記請求
項１または２に記載の発明において、各々のチョークバ
ーの表面とトルクアームとの連結部との間に、上記チョ
ークバーの内方に延びる溝部を形成したものであり、さ
らに請求項４に記載の発明は、上記請求項１〜３に記載
の発明において、上記膜厚計として、赤外線透過型膜厚
計を用いたものである。

【０００８】

【作用】請求項１に記載の発明およびその具体的一態様
である請求項２に記載の発明によれば、フィードブロッ
クで複数の成形材を層状に合流させて、後段のＴダイか
ら基材上にコーティングするのと並行して、上記基材上
にコーティングされた複数の成形材層の膜厚を計測し、
基材の幅方向に上記成形材層の厚薄が計測された場合に
は、層分布制御手段により上記幅方向における各測定信
号に基づいて、上記成形材層における層厚の偏りを相殺
するような流体圧を、各々の上記駆動手段に供給してチ
ョークバーの進退量を調節することにより、上記基材上
における複数層の成形材の層分布が均一になるように調
整する。この結果、異なる粘度を有する各種の樹脂を合
流させた際にも、レオロジー的挙動により発生する低粘
度樹脂の回り込み現象といった、各種の層間不安定現象
や不完全積層部発生等を、装置を停止させることなく、
自動的に短時間で調整して、基材の幅方向に向けて多層
の成形材を所望の厚さ寸法で均一にコーティングするこ
とが可能となる。

【０００９】この際に、請求項３に記載の発明によれ
ば、各々の上記チョークバーの表面と上記トルクアーム
との連結部との間に、チョークバーの内方に延びる溝部
を形成することにより、各チョークバーをいわゆるグー
ズネック状に形成しているので、一のチョークバーの変
位が隣接するチョークバーに影響を及ぼすことなく、非
干渉で駆動することが可能となり、よって各チョークバ
ーを一層独立して制御することができる。

【００１０】

【実施例】図１〜図６は、本発明に係る層分布自動調整
システムの一実施例を示すものである。図１において、
図中符号１０は、フィードブロックを示すものであり、
このフィードブロック１０には、２種類の樹脂（成形
材）をこのフィードブロック１０内に供給するための押
出機５、６が接続されている。上記フィードブロック１
０は、図２に示すように、その上面から下方に向けて上
記押出機５、６と連通して２種類の樹脂を導くための流
路１１、１１が穿設されている。これら流路１１、１１
は、上記樹脂を帯板状にして下方に導くように、それぞ
れ厚さ寸法よりも図２において紙面の表裏方向に向けた
幅方向が大きく形成されている。そして、上記流路１
１、１１は、フィードブロック１０内の合流部１２にお
いて合流され、樹脂（成形材）流路１３とされて後段に
設けられたＴダイ１４のリップ部１５に接続されてい
る。

【００１１】そして、上記流路の合流部１２近傍に、チ
ョークバー１６が設けられている。このチョークバー１
６は、表面１６ａが上記流路１１の一部を画成するもの
であり、基端部１６ｂはフィードブロック本体１０と一
体に形成されている。他方、このチョークバー１６の先
端部１６ｃは、フィードブロック本体１０のリップ１７
と機械的に切り離されており、これにより上記チョーク
バー１６の先端部１６ｃは、上記流路１１側に向けて進
退自在とされている。また、上記フィードブロック本体
１０のチョークバー１６の裏面側には、中空部が形成さ
れており、この中空部内に、板状のトルクアーム１８が
軸１９を中心にして回動自在に設けられている。このト
ルクアーム１８の一端部は、締結ボルト２０により上記
チョークバー１６の先端部１６ｃに連結されている。

【００１２】また、上記トルクアーム１８の他端部と上
記中空部の内壁面との間には、それぞれベローズ２１、
２２が介装され、さらにこれらベローズ２１、２２に
は、それぞれフィードブロック本体１０に穿設された圧
縮空気導入路（作動流体用の流路）２３、２４が接続さ
れている。そして、これらベローズ２１、２２および圧
縮空気導入路２３、２４により、上記トルクアーム１８
の駆動手段が構成されている。ここで、上記軸１９は、
締結ボルト２０までの寸法よりも、上記ベローズ２１、
２２までの寸法が長くなる位置に配設されており、この
結果ベローズ２１（２２）の伸縮によってトルクアーム
１８が回動した際に、ベローズ２１（２２）の変位量が
縮尺比例されて締結ボルト２０の変位量として伝達され
るようになっている。さらに、上記チョークバー１６の
先端部１６ｃおよびトルクアーム１８は、図３に示すよ
うに、上記流路１１の幅方向に向けて所定の等間隔をお
いて複数組に分割されて配設されており、各々のチョー
クバー１６の表面１６ａとトルクアーム１８との連結部
との間には、チョークバー１６の内方に延びる溝部２５
が形成されている。これにより、上記チョークバー１６
の先端部１６ｃは、いわゆるグーズネック状に形成され
ている。なお、図２において、図中符号２６はアルミ鋳
造ヒータを、符号２７はカートリッジヒータを、符号２
８はヒートパイプを、それぞれ示すものであり、さらに
符号２９は、フィードブロック１０における温度を測定
するための熱電対を示すものである。

【００１３】上記フィードブロック１０において、一方
の流路１１を流れる樹脂の流量を抑える方向に調整する
場合には、制御用の圧縮空気を、圧縮空気導入路２４を
介してベローズ２２内に供給する。すると、当該ベロー
ズ２２が伸張し、トルクアーム１８が軸１９回りに時計
回り方向に回動する。これにより、図４に２点鎖線で示
すように、チョークバー１６の先端部１６ｃが締結ボル
ト２０を介して押圧され、上記流路１１を狭める方向に
変移動する。他方、上記流路１１を流れる樹脂の流量を
増加させる方向に調整する場合には、制御用の圧縮空気
を、圧縮空気導入路２３を介してベローズ２１内に供給
する。すると、逆にベローズ２１が伸張し、トルクアー
ム１８が軸１９回りに反時計回り方向に回動する。これ
により、図４に実線で示すように、チョークバー１６の
先端部１６ｃが締結ボルト２０を介して後方に引張ら
れ、上記流路１１を広げる方向に移動して、流路１１を
通過する樹脂の流量が増加する。

【００１４】他方、図１に示すように、上記Ｔダイ１４
の下方には、冷却ロール３０と押し付けロール３１とが
配設されており、さらに上記冷却ロール３０の後段側に
は、基材ＳをＴダイ１４の下方から上記冷却ロール３０
を介して下流側に連続的に移送するための案内ロール３
２…が配設されている。そして、上記一対の案内ロール
間に、上記Ｔダイ１４から基材Ｓ上にコーティングされ
た複数の樹脂層の各々の膜厚を計測する赤外線透過型膜
厚計（膜厚計）３３が設けられている。この赤外線透過
型膜厚計３３は、一対の投光センサ３３ａと受光センサ
３３ｂとを備えてなるもので、基材Ｓの幅方向に沿って
上記膜厚を計測するために、基材Ｓの幅方向に移動する
トラバース装置（図示せず）上に配設されている。上記
赤外線透過型膜厚計３３は、赤外線吸収を基本原理とし
たフィルム厚さ計であり、赤外吸収スペクトルの対応し
た狭帯域フィルターを２波長用いることにより、上記２
つの樹脂層の膜厚を同時かつ瞬時に測定するものであ
る。

【００１５】上記赤外線透過型膜厚計３３には、層分布
調整演算装置３４が接続されており、当該層分布調整演
算装置３４において赤外線透過型膜厚計３３からの出力
信号に基づいて、上記各トルクアーム１８のベローズ２
１、２２を駆動すべき圧縮空気圧が算出されるようにな
っている。そして、層分布調整演算装置３４には、圧縮
空気制御盤３５に接続され、この圧縮空気制御盤３５に
おいて上記各トルクアーム１８のベローズ２１、２２へ
の圧縮空気の供給が制御されるようになっている。ここ
で、上記層分布調整演算装置３４および圧縮空気制御盤
３５により、上記チョークバー１６の進退量を調節し
て、基材Ｓ上における２層の樹脂の層分布を調整するた
めの層分布制御手段が構成されている。

【００１６】以上の構成からなる層分布自動調整システ
ムによって、基材Ｓ上にコーティングされる２種類の樹
脂の膜厚の分布を調整するには、先ず図５に示すよう
に、各トルクアーム１８のベローズ２１（２２）に等し
い圧力の圧縮空気を供給することにより、流路１１の幅
方向に向けて各チョークバー１６を均一に変位させると
ともに、押出機５、６からフィードブロック１０の流路
１１、１１に上記樹脂を供給し、これを合流部１２にお
いて層状に合流させた後に、Ｔダイ１４のリップ部１５
から押出すことにより、上記Ｔダイ１４の下方に連続的
に送られてくる基材Ｓ上に上記２層の樹脂をコーティン
グする。これと並行して、赤外線透過型膜厚計３３によ
り、送られてくる基材Ｓ上の幅方向における上記２層の
樹脂の層分布を計測し、この結果を層分布調整演算装置
３４に出力する。そして、上述した上記２層の樹脂層
に、粘度の相違等に起因する幅方向の層分布の偏りがあ
る場合には、計測結果に基づいて、上記層分布調整演算
装置３４において適正な層分布を得るための各ベローズ
２１（２２）に供給すべき圧縮空気圧力が算出され、こ
れが圧縮空気制御盤３５に出力される。すると、この圧
縮空気制御盤３５において、上記電気信号が圧縮空気圧
に変換されて、所望の圧力の圧縮空気が各ベローズ２１
（２２）へ供給される。

【００１７】例えば、図８に示したように、互いの樹脂
１、２における粘度の高低に起因して、基材Ｓの幅方向
において、レオロジー的挙動により低粘度側の樹脂１の
回り込み現象が発生して、基材Ｓの両側部における上記
樹脂１の厚さ寸法が大きくなっていた場合には、上記圧
縮空気制御盤３５により、図６に示すように、粘度の高
い樹脂２側の樹脂流路１１の中央部に位置するＮｏ．３
のトルクアーム１８を、より高い圧力の圧縮空気により
駆動してチョークバー１６を上記樹脂流路１１側に変位
させ、当該箇所における樹脂２の流量を抑えたり、ある
いは逆に、粘度の低い樹脂１側の樹脂流路１１における
両側部のトルクアーム１８を、より高い圧力の圧縮空気
によって駆動してチョークバー１６を樹脂流路１１側に
変位させ、基材Ｓの両側部における樹脂１の厚さを抑制
したりすることにより、上記樹脂１の回り込み現象と相
殺させて、結果的に基材Ｓの幅方向に樹脂１、２が均一
な層分布となるように調整する。

【００１８】したがって、このような層分布自動調整シ
ステムによれば、フィードブロック１０で複数の樹脂を
層状に合流させて、後段のＴダイ１４から基材Ｓ上にコ
ーティングするのと並行して、上記赤外線透過型膜厚計
３３により、基材Ｓ上にコーティングされた複数の樹脂
層の膜厚を計測し、基材Ｓの幅方向に上記樹脂層の厚薄
が計測された場合には、層分布調整演算装置３４および
圧縮空気制御盤３５により、上記幅方向における各測定
信号に基づいて上記樹脂層の厚薄を相殺するような流路
形状となるように、適宜の圧力を有する圧縮空気を各々
の上記トルクアーム１８のベローズ２１（２２）に供給
してチョークバー１８の進退量を調節することにより、
容易に上記基材Ｓ上における複数層の樹脂の層分布が均
一になるように調整することができる。このため、異な
る粘度を有する各種の樹脂を合流させた際にも、レオロ
ジー的挙動により発生する低粘度樹脂の回り込み現象と
いった、各種の層間不安定現象や不完全積層部発生等
を、装置を停止させることなく、自動的に短時間で調整
して、基材Ｓの幅方向に向けて多層の樹脂を所望の均一
な厚さ寸法でコーティングすることができる。

【００１９】この際に、各々の上記チョークバー１６の
表面１６ａとトルクアーム１８との連結部との間に、チ
ョークバー１６の内方に延びる溝部２５…を形成するこ
とにより、各チョークバー１６の先端部１６ｃをいわゆ
るグーズネック状に形成しているので、上述したように
Ｎｏ．３のチョークバー１６のみを変位させた場合にお
いても、この変位が隣接するチョークバー１６に影響を
及ぼすことがなく、よって上記Ｎｏ．３のチョークバー
１６のみを非干渉駆動することができるため、各チョー
クバー１６の先端部１６ｃを独立して制御することがで
きる。

【００２０】なお、上記実施例においては、ベローズ２
１、２２内に圧縮空気を供給することによりトルクアー
ム１８を回動させてチョークバー１６の先端部１６ｃを
変位させて、流路１１内の樹脂流量を調整するようにし
たが、これに限定されるものではなく、例えばシリンダ
等に圧縮空気を供給してトルクアームを移動させること
により、チョークバー１６を流路内に向けて進退させる
といった、他のトルクアームの駆動手段を用いても同様
の作用効果を得ることが可能である。また、膜厚計とし
ても、赤外線透過型膜厚計３３に限るものではなく、複
数の膜厚をリアルタイムで計測することが可能な各種の
膜厚計を適用することが可能であり、例えば、同じく赤
外吸収を利用した後方散乱型の膜厚計等の膜厚計も使用
することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明およびその具体的一態様である請求項２に記載の発
明によれば、異なる粘度を有する各種の樹脂を合流させ
た際にも、レオロジー的挙動により発生する低粘度樹脂
の回り込み現象といった、各種の層間不安定現象や不完
全積層部発生等を、装置を停止させることなく、自動的
に短時間で調整して、基材の幅方向に向けて多層の成形
材を所望の厚さ寸法で均一にコーティングすることがで
き、さらに請求項３に記載の発明によれば、一のチョー
クバーの変位が隣接するチョークバーに影響を及ぼすこ
となく、非干渉で駆動することが可能となり、よって各
チョークバーを一層独立して制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の層分布自動調整システムの一実施例を
示す全体構成図である。

【図２】図１のフィードブロックを示す縦断面図であ
る。

【図３】図２のトルクアームとチョークバーを示す側面
図である。

【図４】図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線視図である。

【図５】図３のトルクアームを同圧力で駆動した場合に
おける各チョークバーの変位図である。

【図６】図３のＮｏ．３のトルクアームに最大圧力を加
えた場合における各チョークバーの変位図である。

【図７】従来のフィードブロックにおける流路形状を示
す断面図である。

【図８】図７の断面形状の流路を介してコーティングさ
れた樹脂層の層分布を示す断面図である。

【図９】従来のフィードブロックにおける他の流路形状
を示す断面図である。

【図１０】図９の断面形状の流路を介してコーティング
された樹脂層の層分布を示す断面図である。

【符号の説明】

５、６樹脂の押出機１０フィードブロック１１流路１２合流部１３樹脂流路（成形材流路）１６チョークバー１６ａ表面１６ｃ先端部（トルクアームとの連結部）１８トルクアーム１９軸２０締結ボルト２１、２２ベローズ２３、２４圧縮空気導入路（作動流体用の流路）２５溝部３３赤外線透過型膜厚計（膜厚計）３４層分布調整演算装置３５圧縮空気制御盤Ｓ基材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の流路を合流させてＴダイに導く成
形材流路が穿設され、少なくとも一の上記流路の合流部
に、表面が上記流路の一部を画成するとともに上記流路
に進退自在とされたチョークバーが上記流路の幅方向に
沿って複数設けられ、各々の上記チョークバーの裏面側
にトルクアームが移動自在に設けられるとともに、上記
各トルクアームが上記各チョークバーの裏面に連結さ
れ、かつ各々の上記トルクアームに、流体圧により当該
トルクアームを移動させて上記チョークバーの表面を上
記流路に進退させる駆動手段が設けられたフィードブロ
ックと、上記Ｔダイから基材上にコーティングされた複数層の成
形材の各々の膜厚を上記基材の幅方向に沿って計測する
膜厚計と、この膜厚計からの上記幅方向における各測定信号に対応
した流体圧を上記各駆動手段に供給して、上記チョーク
バーの上記進退量を調節することにより、上記基材上に
おける上記複数層の成形材の層分布を調整する層分布制
御手段とを備えてなることを特徴とする層分布自動調整
システム。
【請求項２】上記トルクアームは、各々上記チョー
クバーの裏面側において上記フィードブロック内に挿通
された軸を中心に回動自在に設けられ、上記トルクアー
ムの一端部が上記チョークバーの上記裏面に連結される
とともに、上記トルクアームの他端部にベローズが設け
られ、このベローズに当該ベローズを伸縮させて上記ト
ルクアームを回動させるための作動流体用の流路が接続
されていることを特徴とする請求項１に記載の層分布自
動調整システム。
【請求項３】各々の上記チョークバーの表面と上記ト
ルクアームとの連結部との間には、上記チョークバーの
内方に延びる溝部が形成されていることを特徴とする請
求項１または２に記載の層分布自動調整システム。
【請求項４】上記膜厚計は、赤外線透過型膜厚計であ
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の層
分布自動調整システム。