JPH08501506A - カレンダにおける膨隆大きさの調整のための方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は、両面を艶出しされた合成樹脂ウエブ６の押出成形の際に測定センサ７によりカレンダ隙間４における膨隆高さＨを調整するための方法及び装置に関し、測定センサは合成樹脂のガラス転移温度以下の温度でカレンダを出た後の、押出成形れた合成樹脂ウエブの配向複屈折を測定する、前記方法及びその装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 カレンダにおける膨隆大きさの調整のための方法とその装置 発明の分野 本発明は押出成形された合成樹脂ウエブの幅に亘る種々の箇所での配向複屈折 の連続測定による両面を艷出しされた薄い合成樹脂ウエブの押出成形の際のカレ ンダ隙間における膨隆大きさの調整のための方法に関する。それによってロール の幅に亘る一定のカレンダ隙間の前提の下に押出成形機に後続するノズルにおけ る正確な流量調整が可能になる。 技術水準 例えば熱可塑性合成樹脂から成る押出成形された合成樹脂ウエブの製造の際に 可能な統一的厚さ及び均一な特性輪郭を合成樹脂ウエブの全面に渡って達成する という目的が存在する。このことは特に、２ｍｍよりも厚さの薄い合成樹脂ウエ ブである合成樹脂フィルムに通用する。 合成樹脂ウエブの不均一性の主原因は、大抵幅スリットノズルから出る溶融物 流動の出口隙間の幅に亘る相違である。これらの溶融物流動差は、カレンダ隙間 における平行なロール隙間、積極的には溶融物溜まり−以下「膨隆」と称する− における膨隆高さの相違を前提として生じる。変化する圧力に基づいてカレンダ 隙間に相異なる圧力従って相異なる溶融物流動速度が生じる。このことは必然的 に最終製品における厚さの相違に繋がる筈である。大き過ぎる膨隆では合成樹脂 ウエブ表面にいわゆる膨隆筋が生じ、膨隆が存在しない場合には合成樹脂溶融物 は一般的にカレンダの少なくとも１つの表面に接触しない。この箇所で合成樹脂 ウエブにおける所望の目標厚さの不足が生じる。従って膨隆の連続検出及び修正 は非常に有用である。西独国特許公開公報３５４３６３２号は偏光光線による合 成樹脂フィルムの厚さ及び配向の測定のための時間のかかる方法を開示する。 多くの刊行物がその原理はファン ホルネ（Ｗ．Ｅ．Ｖａｎ Ｈｏｒｎｅ）に 記載されている〔Ｔａｐｐｉ ５８（４）、１９７５ １１１〜１１４頁〕赤外 線吸収分光検査法のフィルム厚さ測定法を開示する。西独国特許公開公報３２３ ０４４２号。には例えばフィルム材料中の不均一性によって生じる測定誤差が赤 外線吸収分光検査法のフィルム厚さ測定法で除去される方法が記載されている。 Ｐ．Ａ．Ｆｌｏｒｎｏｙ ｅｔ ａｌ．はＡｐｐｌ．Ｏｐｔｉｃｓ １１（９） 、１９０７〜１９１５ （１９７２）に干渉計によるフィルム又は被覆層の厚さ 測定のための装置が記載されている。透過又は反射による走行中のフィルムの厚 さ測定が行われることができる。基本構成は、光が測定されるべきフィルムの表 面又は裏面で反射される連続スペクトルを有する光源が設けられている。層厚さ に比例する光路差がマイケルソン干渉計によって測定される。 非導電性の材料、特にポリマー材料から成る合成樹脂ウエブの厚さの測定のた めの無接触かつ連続測定方法は西独国特公開公報４０１１６４６号に記載されて いる。ここでは空気圧による空気流を介して測定センサと材料合成樹脂ウエブと の間の特定の距離が実現される。 西独国特公開公報３６３１６５２号は非定常な熱伝達よるフィルム及び薄い表 面層厚さの破壊されずかつ無接触測定のための測定装置が記載されている。 西独国特公開公報３８４３３００号にはロールから成るフィルム、特に合成樹 脂フィルムの厚さの測定のための測定装置であって、ロールを備え、ロール上に はその周囲の一部分に渡ってフィルムが巻きつきそして光線が使用され、光線は フィルムが巻きつくロールの同一の範囲に接線状に投射される前記測定装置にお いて、ロールの後方で光線はその全幅に渡って光センサによって測定されること を特徴とする測定装置が記載されている。記載の方法はその原因についての推論 を行うことなしに、合成樹脂ウエブの厚さ分布のみが測定されるに過ぎない。 英国特許８５、１４２０は、幅広スリットによる熱可塑性成形材料の押出成形 により押出成形され、艷出しされた合成樹脂ウエブの製造のための方法及びその 装置が記載されている。膨隆の大きさが検出され、その際ロール隙間を出た後の 合成樹脂ウエブの表面温度が測定される。連続運転中の一定の運転状態に属する フィルム表面の目標温度を超えた場合、溶融物流量が増大され、不足した場合に は減少される。それによって膨隆のない場合又は相異なる膨隆の場合に生じる表 面損傷は回避される。 西独国実用新案明細書９２０８８３７．６には押出成形され、表面艷出しされ たフィルムの厚さ分布の制御へのロール衝撃影響の消去のための装置が記載され ている。カレンダロールにおける均一な膨隆輪郭がトラバースする膨隆測定及び 又はトラバースするウエブ厚さ測定によって行われることが特徴とされる。この 情報はノズルから出る溶融物流動の調整のために利用される。 押出成形された合成樹脂ウエブ又は合成樹脂フィルムの厚さ測定のための技術 水準による方法は、カレンダにおける製造の際にはノズルから出る局部的な溶融 物流動の自動的制御のためには直接使用されることはできない、そのわけは測定 された厚さの差は溶融物流動差とは別の原因に帰することがあるからである。そ のような場合、厚さ相違が例えば隙間力の理由で生じるロール撓みの結果であり 得るか又は艶出しロール（ロール衝撃）の製造に制約された非円形性に起因する 場合がある。従ってノズルから出る溶融物流動の調整のための合成樹脂ウエブ厚 さ測定の使用は艶出しされた合成樹脂ウエブの製造では最も問題となるものであ る。 西独国実用新案明細書８５．１４２０号には膨隆高さの測定についてのノズル 調整のための方法が記載されている。その際利用された合成樹脂ウエブ表面温度 の測定は勿論、それが特に薄いフィルムの製造の際に生じるような非常に小さい 膨隆大きさ差は最早不十分である。追加的に横方向に移動する測定に基づいて存 在する、例えばカレンダにおけるロール衝撃の理由による引抜き方向における厚 さ変動が、幅に亘る厚さ変動として誤表示される。 西独国実用新案明細書９２０８８３７．６に記載された方法によって、カレン ダにおけるロール衝撃によって生じる少なくとも１つの厚さ変動の問題が除去さ れる。ロール周囲の半分だけずらされた２回の測定及び続いての測定値形成によ りロール衝撃の理由から引抜き方向に正弦曲線状の測定値変動が補償される。 課題と解決 本発明は、表面艶出しされた、導電性透明の合成樹脂ウエブの押出成形の際に カレンダ隙間における膨隆高さの検出のための装置を開発することである。 この課題は、装置が、カレンダを出た後合成樹脂のガラス転移温度の下方の温 度範囲における押出成形された合成樹脂ウエブの配向複屈折の測定のためのセン サ及び所定のアルゴリズムに従って膨隆高さの測定値を算出するコンピュータと を有することによって解決される。カレンダの全幅に亘って均一な膨隆大きさに 調整するために、有利な方法で測定センサによって発生されかつコンピュータに おいて処理された、押出成形ノズルの幅に亘ってノズルから出る材料流動の調整 のための信号が使用される。 本発明の他の課題は、顆粒の溶解及び搬送のための押出成形機、溶融物の成形 のための幅スリットノズル、溶融物の冷却及び艷出しのためのカレンダ及び合成 樹脂ウエブの引抜きのためのドラッグ装置の使用の下に、それによって改良され た特性の輪郭の合成樹脂ウエブが製造されることができるような新たな方法を開 発することである。 本発明の課題は、本発明によれば、カレンダの後方にウエブ中に存在する複屈 折がウエブの幅に亘る多くの箇所で測定され、そして測定値が調整装置に供給さ れ、調整装置は測定された値の差に相応して操作値を計算し、これを押出成形ノ ズルの幅に亘って分配された操作装置に供給し、そして操作装置は操作値によっ て予め設定された量だけノズルにおける流動抵抗を変えかつカレンダ隙間におけ る均一な膨隆高さが達成することによって解決される。有利に、トラバースする 測定センサは押出成形された合成樹脂ウエブの配向複屈折を測定し、その際セン サはそれぞれロール周囲の半分だけずらされた箇所での値をも検出し、そしてこ れらの両測定の平均値は調整装置のためのガイド値として利用される。押出成形 された合成樹脂ウエブにおける配向複屈折を検出し、その際センサはそれぞれロ ール周囲の半分だけずらされた値をも検出し、そして調整装置のためのガイド値 として利用されることができる。しかし押出成形された合成樹脂ウエブの配向複 屈折を検出する複数の測定センサも合成樹脂ウエブ引抜き方向に対して垂直に一 線上に配設されることができ、その際測定センサは同時に種々の箇所で配向複屈 折を測定しかつこれらの値を調整装置に供給する。この方法は、例えばポリスチ ルロール及びポリカーボネートのような芳香族割合を有しかつその厚さが０．０ ５ｍｍと２ｍｍとの間にある、合成樹脂ウエブに特に好適である。 発明の実施 図１は本発明による装置の斜視図である。 図２はカレンダ隙間範囲の拡大側面図である。 押出成形ノズル１から出るポリマー溶液３は冷却及び表面艷出しのためのカレ ンダロール２、８に供給されかつドラッグ装置１１によりここから再び引抜かれ る。その際溶融物膨隆４が形成される。押出成形ノズル１から出るポリマー溶液 ３における局部的流量差によって生じ得る膨隆高さＨの局部的変動は膨隆範囲４ 又はカレンダ隙間における相異なる圧力分布に繋がる。カレンダ隙間を通って流 過する溶融物の速度曲線における相違も必然的に生じる。しかし変形された速度 曲線に基づいて同時に合成樹脂ウエブの凝固による配向の相違が生じる。 例えば合成樹脂ウエブ６をトラバースする測定センサ７による合成樹脂ウエブ ６の幅に亘る配向複屈折の測定によって、設定された関係に基づいて光学的に正 しくない膨隆高さ１Ｈのための測定信号が発生されることができる。これらの測 定信号は、押出成形ノズル１における、例えば熱膨張ボルト又は調整モータによ り自動的に制御される調整要素９による押出成形ノズル１の出口におけるポリマ ー溶液流動３の局部的制御のために使用される。 例えばカレンダの幅に亘って相異なる膨隆高さが存在する場合、膨隆の高い箇 所では高い複屈折率が得られる、そのわけはカレンダ隙間において高い圧力の下 に引抜き方向にポリマー分子の著しい整向が行われるからである。これらの相違 に直線偏光によって測定技術的に検出されることができる（Ｖｉｅｗｅｇ／Ｂｒ ａｕｎ、Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ−Ｈａｎｄｂｕｃｈ、Ｂａｎｄ １、１９３ｆｆ 頁、Ｃａｒｌ Ｈａｎｓｅｒ、Ｍｕｅｎｃｈｅｎ Ｗｉｅｎ、１９７５）。 カレンダー又は冷却ロール上の溶融物ウエブの冷却の場合、配向は非常に迅速 に凝固し、その結果弛緩は殆ど不可能である。溶液ウエブ３の厚さが正確にカレ ンダ隙間Ｓの大きさに相応する場合、例えば特別な場合に、新たな分子配向が生 じる、そのわけは溶液はブロック状の速度曲線をもってカレンダ隙間を通過する からである。このことは、カレンダロール８がウエブに線状にのみ接触する場合 であり、又は膨隆４が存在しない場合には他の現象が生じる。 この場合、溶液はカレンダ隙間をブロック状の速度曲線で流過する。その際溶 液はその全厚さに渡って正確にカレンダ隙間を通るカレンダロール又は冷却ロー ルの周速度で現れる。カレンダ隙間の範囲における溶液の誤った相対速度従って 誤った分子配向に基づいて、非常に低い複屈折が生じる。カレンダ隙間に膨隆部 が生じる瞬間に、カレンダ隙間における流動曲線は放物線状に移行し、そして配 向複屈折は膨隆の大きさと共に増加する。ポリマー分子の配向は、膨隆厚さＤと カレンダ隙間Ｓとの間の相違が大きければ大きい程大きくなる。 局部的複屈折７′、７′′の値は調整装置１０によって制御命令に変換される 。押出成形ノズル１の内方の相応した箇所でポリマー溶液流動は、例えばノズル ３の制御可能な調整要素９によるリップ状隙間の偏光によって修正される。本発 明による方法は導電性透明な合成樹脂、例えばポリカーボネート、ポリスチロー ル・ポリプチレンテレフタレート又は芳香族割合を有する他の合成樹脂のような 高い内在する複屈折を有するものから製造するために適している（処理のために 、例えばＥ．Ｃ．Ｂｅｒｎｈａｒｄｔ、Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｔｈｅｒ ｍｐｌａｓｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、１９５９、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、Ｒｅｉ ｎｈｏｌｄ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ ）。 本発明の有利な効果 押出成形されたウエブにおける配向複屈折のトラバース測定部７は溶融物流動 差に比例する測定値を提供する。これらの値は調整装置１０において所定の目標 値と比較される。調整装置１０は操作値を計算し、操作値によってノズルにおけ るその各調整ねじ９が調整される。この方法で膨隆高さＨの非常に均一なプロフ ィルが調整されることができ、このことは押出成形され、表面艷出しされたウエ ブの非常に均一な厚さに繋がる。調整プロセスのためのガイド値としての配向複 屈折の使用は他の方法技術的な利点を有する。配向複屈折は同様にウエブの機械 的な特性によって修正されるので、この方法ではそのようにして作られたウエブ における一定の特性輪郭が自動的に得られる。光学的に読み取り可能なデータ担 体のための基体をつくる場合、この方法は、必要な僅かの光路差が保持されるよ うにして確立される。この場合基本的にはこの方法技術が使用される。 例 ビスフェノール（Ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ）−Ａ−ポリカーボネートから成るフィ ルムの押出成形 押出成形ノズル１の出口での溶融物温度は２８０℃である。溶融物は著しく艶 出し磨きされ、クロムメッキされ、１００℃の表面温度を有するロール２、８上 で冷却されかつ５００μｍの平均厚さのフィルムにプレスされる。 押出成形されたフィルムウエブ６での光路差ｄｎの測定は複屈折測定装置Ｆａ ．ＩＳＥＤＤのＯＥＭ−３−ＬＩＮによって行われる（４８００ Ｂｉｅｌｅｆ ｅｌｄ、Ｅｃｋｅｎｄｏｒｆｅｒ Ｓｔｒ．１０）かつ上記の偏光光学原理に基 づく。フィルムウエブ６で測定された光路差は、局部的実効値として調整装置１ ０に供給される。押出成形ノズル１の局部的調整のために測定された値は調整装 置において目標値と比較される。目標値−実効値間の偏差に相応して調整装置に おいて個々の各調整ボルト９のための操作値として移送される。１．５０ｍｍの 吐出速度は１０ｍ／ｍｉｎになる。均一に、小さく保持された膨隆厚さによって 制約された光路差ｄｎは、５００μｍのフィルム厚さでは最大５０ｎｍ±１０％ である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．表面艶出された、透明な合成樹脂ウエブの押出成形の際にカレンダ隙間にお ける膨隆高さの検出のための装置において、 装置はカレンダを出た後の合成樹脂のガラス転移温度の下方の温度範囲におけ る、押出成形された合成樹脂ウエブの配向複屈折の測定のためのセンサと、所定 のアルゴリズムにより測定値を膨隆高さに換算するコンピュータとを有すること を特徴とする前記装置。 ２．測定センサによって発生されかつコンピュータにおいて処理される、ノズル から出る材料流動の調整のための信号が、全カレンダの幅に亘る均一な膨隆高さ を調整するために、押出成形ノズルの幅に渡って使用される、請求の範囲第１項 記載の隆起高さの検出のための装置。 ３．押出成形された合成樹脂ウエブの配向複屈折を検出する複数の測定センサが ウエブ引抜き方向に対して垂直の一線上に配設されており、その際測定センサは 同時に合成樹脂ウエブの幅に亘る相異なる箇所で配向複屈折を測定する、請求の 範囲第１項又は第２項記載の膨隆高さの検出のための装置。 ４．顆粒の溶解及び搬送のための押出成形機、溶融物の成形のための幅スリット ノズル、溶融物の冷却及び艷出しのためのカレンダとウエブ引抜きのための引抜 き部とを使用して、熱可塑性合成樹脂から成る両面艶出しされたウエブの製造の ための方法において、 カレンダの後方にウエブ中に存在する複屈折がウエブの幅に亘る複数の箇所で 測定され、そして測定値が調整装置に供給され、調整装置は測定された相違に相 応して操作値を計算しかつこれらを押出成形ノズルの幅に渡って分配された操作 手段に供給する調整装置に供給され、そして操作手段は操作値によって所定の寸 法を変えかつカレンダ隙間における均一な膨隆高さを規制することを特徴とする 前記方法。 ５．トラバースする測定センサが押出成形された合成樹脂ウエブでの配向複屈折 を決定し、その際センサはその都度ロール周囲の半分だけずらされた値を検出し かつこれらの両測定値から平均値が調整装置のためのガイド値として利用される 、請求の範囲第４項記載の方法。 ６．押出成形された合成樹脂ウエブの配向複屈折を検出する複数の測定センサが ウエブ引抜き方向に対して垂直の一線上に配設されており、その際測定センサは 同時に上の幅に亘る種々の箇所で配向複屈折を決定しかつこれらの値を調整装置 に供給する、請求の範囲第４項記載の方法。 ７．押出成形され表面艷出しされた合成樹脂ウエブの厚さが０．０５と２ｍｍの 間に位置する請求の範囲第４項、第５項又は第６項のいずれかに記載の方法。 ８．使用され、合成樹脂ウエブを形成する合成樹脂が芳香族を含む、請求の範囲 第４項、第５項、第６項又は第７項のいずれかに記載された方法。