JPS62286724A - プラスチツクシ−ト等のプロフアイル制御方法 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野） この発明は、押出口にＴダイを使用した押出成形機によ
って成形するプラスチックシートもしくはフィルム（以
下単にシートという）の幅方向における厚さを制御する
方法に係り、特に走査式厚さ計で測定されるシートのブ
［コツアイルデータの測定点に対応するダイボルト位置
番号の割付は設定を行う制御方法に関するものである。

〔従来の技術） 一般に、この種のシートにおける平均厚さの制御方法と
して、シートの送出方向に対する厚さ制御Ｏ（ＭＤ制御
という）と、シートの幅方向に対する厚さ制御（ＣＤプ
ロファイル制御という）とが知られている。そして、こ
れらＭ　Ｄ　１ｌｉｌｌ　ＩｌｌどＣＤプロファイル制
御とは、レン＃ｊ（走査式厚さπ１）を使用して同時に
１１われる。この種のシートの成形の成形プロセスにお
いて、押出成形されるシートの厚さむらの生じる原因の
一つに、金型（Ｔダイという）押出口から押出されたシ
ートが成形０−ルに到達する間でシートの両端が収縮す
る、所謂ネックイン現像が知られている。このネックイ
ン現象は、ブラスツチ拐料の粘弾性によって生じるもの
で、シートの収縮ｍであるネックインｎもしくはその流
線パターンは、材料の部類および成形条件〔例えば、樹
脂温度、ドロー比（引取速度と流出速度の比）、エアギ
ｉｚツブ、ロール温度等〕によって種々変化する。従っ
て、プラスチックシート等の押出成形機においては、シ
ートの幅方向の厚さむらを調整できるようにしたＴダイ
として、押出口を形成するダイを固定リップと可動リッ
プに分割してこれを対向させ、両リップの間隙で押出口
の間口間隙を形成するようにし、この間口間隙の間隔に
よって押出成形されるプラスチックシートの厚さが規定
され、前記可動リップには幅方向に複数個のダイポル１
〜が配列され、このダイボルトを調整して前記可動リッ
プを可動側ダイのスライド面に沿って移動させることに
より、開口間隙の間隔を調整し、この間隙から押出成形
されるシートの厚さを調整できるよう構成したものが知
られている。このようなＴダイのリップ間隙を適正に調
整するため、走査式厚さ計の測定ヘッドを押出成形され
るプラスチックシートの幅方向に往復移動さゼて厚さを
計測し、この計測値に基づいて前記ダイボルトをリーボ
モータ等により操作してＴダイのリップ間隙を適正な間
隔に設定する自動プロファイル制御システムが採用され
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような自動プロファイル制御システ
ムにＪｊいて、グイボルト調整による高精度のシートを
成形するためには、シートのプロファイル測定データ、
例えば測定ヘッドが押出口の一端からどのくらいの距離
移動して測定したシートの厚さに！１！シ常があったと
いうデータから、この測定点に対応する第何番目のダイ
ポル１〜を調整すればよいかということが明確でないと
、適正なシートの厚さの修正が出来ない。このため、ダ
イポル］・位置の割１・↑け設定が必要となる。近年、
コンピュータ利用によるプロファイル監？！Ａおよびη
＋ＩＩ　ｉｌｌシステムが発達しつつあるが、この場合
でも対応ダイボルトの割付１ノ精度がシートの厚さの制
御精度に大きな彰彎を及ぼす。これは、シーＩ・のプロ
ファイルデータの測定点が流動流体の中にあり、幀繁に
変化するネックイン串に容易に適応でき、簡便かつ精度
のよいダイボルトの割付は方法が未だ確立されていない
からである。通常は、一定のダイボルト割付はパターン
を全ての条件に適用させたり、人為的な熟練と経験とに
より定めているのが実状である。また、何本かのダイボ
ルトを試験的に操作して厚さの変化を厚さ計で測定し、
対応関係を精密に定めようとする試みもなされているが
、操作が煩雑であるぽかりでなく、多くの時間と手間を
要するため実用的ではない。

このような観点から、本発明名等は、前記ネックイン現
象について繰返し綿密な計測と分析とを行い、次のよう
な一般的特性を解明することができた。

（Ａ）ネックインによるシート幅の縮み釘は、両側が著
しく大ぎく、内側になるに従って漸減し、特定の位置よ
り内側では実用上無視できる程小さくなること。

（８）比較的大きなシート幅の縮みを生ずる範囲幅は、
ネックイン串に略比例ｌ３Ｉｌ係にあり、大抵の場合リ
ップ部座標でネックインｍの２〜４倍程度であること。

（Ｃ）プロファイル制御１最ら重要４にとは、シート両
端の所定幅の部分であり、この範囲での対応関係を適正
に設定してお【ノば、相当良品質の製品が１１られるこ
と。

以上の特性に基づき、木出穎人は先に、ネックイン比を
１次式で表わす方式によりシート厚さの測定ピッチと、
ダイボルトの設定ピッチとの対応関係で理論的なアルゴ
リズムを導出し、前記の問題点を解決し得ることを突き
止め特願昭ＧＯ−１２５１４７号として特許出願を行っ
た。しかるに、その箋の試験研究によって、ネックイン
比のパターンは梗々あることが判明し、最も実用的なパ
ターンは指数式によるもので、この方法によれば更にダ
イボルト調整による精度を向上し良質のシートを成形す
ることが出来ることが明らかとなった。

そこで、本発明の目的は、プロファイル制御に関し、ネ
ックイン比を指数関数式「（Ｘ）で表わし、必要最小限
の情報によって、厚さδ１で測定点に対応するダイボル
ト位置を正しく割付け設定することができるプラスチッ
クシート等のプロファイル制御方法を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るプラスチックシーｉ・等のプロファイル制
御方法は、金型押出口の幅方向にこ′の金型押出口の開
口間隙を調整し１ｑる複数のダイボルトを配設した押出
成形機よりプラスチックシート等を連続的に押出成形し
、前記シート等に対しその幅方向に厚さ計の測定ヘッド
を往復移動させて前記シート等の厚さ制御を行うプラス
チックシート等のプロファイル制御方法において、前記
シート等のネックイン岳を計測すると共に前記シート等
のネックイン影響部分を設定し、このネックイン彰７ｊ
部分におりる押出成形鳴の金型押出口に設けたダイポル
１ル間ビッヂに対応する所定のネックイン内に基づくシ
ートビッヂの指数関数的関係を算出し、前記りさ計によ
る測定プロファイルデータに対応するダイポルｌ−ｆＱ
置の割付は設定を行うことを特徴とする。

〔作用〕

本発明に係るプロファイル１．ＩＩ　！１１方法によれ
ば、押出成形機の金型押出口から押出成形されるプラス
チックシート等の測定線上の測定点Ｓ、で、厚さ計の測
定ヘッドが厚さの異常を発見した時は、そのデータが直
ちに測定点Ｓ、に対応するダイボルト位ｉｘ・のダイボ
ルトを制御して、測定点Ｓ・のシート厚さを修正するこ
とが高精度で行われる。また、回答かの理由ぐネックイ
ンｆｆ１Ｂが変化した場合、ネックイン比の関数ｆ（ｘ
）に指数式を利用するから直ちに常数ｋが求められ、次
式 らａ、　　が求められ、次式 Ｓ、＝Ｂ＋Σａ・ １１ヨｏ１ から距離Ｓ１、すなわら測定点Ｓ・が蓮田ざ机る。従っ
て、測定ヘッドはＳ・なる距離だけ移動してシー］・厚
さを計測し、異常を発見りれば前述のように昨正処δを
行うことかできる。このようにして、本発明によれば、
ネックイン比の関数ｆ（×）を利用し、必要最小限の情
報として境界条件の金型押出口の全ＣＸとネックインｆ
ｆｔ８の尉測圃を利用し、シートのプロファイルデータ
の測定点Ｓｉに対応するダイボルト位置Ｘｉを正しく割
付は設定することができる。

〔実施例） 次に、本発明に係るプラスチックシート等のプロファイ
ル制御方法の実施例につき、添付図面を参照しながら以
下詳細に説明する。

第１図は、本発明に係るプラスチックシート等のプロフ
ァイル制御を１テうための押出成形殿の金型押出口から
押出成形されるプラスチックシートのしデル図ひある。

第１図にＪ７いて、しは前記押出口の一端を原点Ｏとし
、これからその幅方向に設（）た座標軸Ｘを示すネック
イン影響範囲である。符舅１，５゜１０およびｉは、そ
の下に黒丸で示されるダイポル１〜の位置番号でそれぞ
れ原点○から×１．×　５．１ｏ、ｘ、なる距離にある
しのを示す。符号Ｍは、座１票軸Ｘの原点Ｏに揃えた原
点０′をもら、座標軸Ｘと平行な軸上に厚ざ計の測定点
をもつ測定線を示す。符号５ｓｓｓ　　・・・Ｓ、はい
ずれも厚 Ｏ°　　１゛　２°　３１ さ測定点を示し、それぞれ原点Ｏ′からＳｏ。

Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３・・・Ｓ、なる距離を示す。符号Ｘは
金型押出口の全圧で、Ｂはネックイン化を示す。座標Ｉ
ＮＩＸ上の微小幅ｄｘはネックイン現象により測定線Ｍ
上では収縮変化してｄｘ’　どなる。ネックイン比をε
（Ｘ）とづると、次式で（１）で示すことができる ｄｘ’ ε（×）−−・・・・（１） ｘ 前記式（１）を変形して次式（２）を１ｑる。

ｄＸ′　＝　ε（×）・ｄ（×）・・（２）ここでネッ
クイン比ε（Ｘ）を一般式のＸの関数「（×）で示ずと
、次式（３）を得る。

ε（ｘ）＝ｆ（Ｘ）・・・・（３） そこで、本実施例においては、前記関数ｆ（ｘ）が指数
関数である方がより実測データに近似することから、指
数式を利用すれば次式（４）を得ることができる。

ｋｘ ｒ（ｘ）＝ε（Ｘ）＝１−ｅ　　　＋ε。・・・（４）
ネックインｆｆ１Ｂならびにネックインパターンは、金
型押出口の両端で全く中央部に対して対称と仮定し、前
記式（２）におけるｄｘ’を原点０　（ｘ＝Ｏ）から中
央部（、ｘ　＝釜）まで積分すると、次式（５）を１ｑ
る。

ｆ”　　ｄｘ’　＝ｆ”　６　（ｘ）　−ｄｘ×　　　
　　　　　　　　　ｘ′ ＝　　−−Ｂ＝　　−・・・・（５） ｘ＝Ｏにおいてｄｘ’　＝Ｏ１前記式（１）よりε（ｘ
）＝Ｏ１従って前記式（４）からεｏ＝ｏ、そして前記
式（４）から次式（６）を得る。

ε（ｘ）＝１−ｅ　　”’　　・・−（６）前記式（６
）を前記式（５）に適用すると、２　　　　　　　　　
　ｋ　　　　　　　　　　　ｋｘ１ −に、Ｘ ＝　　−、−−（１−８２） ｋ ・　・　・　・　（７） 前記式（７）を前記式（５）に代入して次式（８）を（
りる。

×１ ＋　ｋ−” ニー−（１−ｅ　Ｚ　　） ｋ ＝　−−Ｂ　　・・・・（８） 前記式（８）を変形して次式（９）を１りる。

ｋｘ １−ｅ　　２　　＝　　ｋ−８−−−−（９）前記式（
９）のパラメータの常数には、ネックイン串Ｂによって
変化ツる匝きであるが、方程式を解いて求めることは困
難で、境界条件は金型押出口の全圧ＸとネックインωＢ
が変更される都度前記式（９）を満足する数置を試行錯
誤的に算出する。常数ｋが求められると、前記式（２）
と前記式（６）から次式（１０）を得る。

−ｋ・× ｄｘ’＝（１−ｅ　　　）・ｄｘ＝・（１０）前記式（
１０）を利用し、ダイボルト位置Ｘ・とＸ・　の間、す
なわちダイポル［・位置１　　　　１＋１ のピッチ問にねたりｄｘ’を積分すれば、これらに対応
するシートの測定線Ｍ上の測定点Ｓ・とＳ・　の間のピ
ッチａ、が次式（１１）％式％ として求められる。

ａｉ＝ｆ８１＋１（１−ｅ−１）ｄＸ に１ ＝〔Ｘ＋　−。−ｋｘ　　、ｘ°゛ ｋ　　　　　　Ｘ１ １−ｍ−くコ【婁◆１４Ｘｉ ＝（ｘ・　−ｘ、）＋、−（ｃ　　−ｅ　　　）＋＋１
　　　　　　＋　　　　　　ｋ ・・・（１１） ピッチａｒが求まると、測定点Ｓｉは次式（１２）によ
って求めることかできる。

Ｓ　・　　　＝　Ｂ　−ト　Σ　ａ　　、　　　　　　
　・　　・　　・　　・　　　（１２）’　　　　　　
　ｉｔｏ１ シートのＪ！１１定線Ｍは流体上に仮想した直線である
から、測定点を実際に定めるには常に固定された原点０
′からの距離をカウントして、厚さ計の測定ヘッドを移
動することが実際的である。コンピュータに支援された
設計機構（ＣＡＤ）においては、このような操作は容易
なことであり、従ってネックイン通の変動に連発してｉ
ｒｒ記式（９）によって常数ｋを計算し、前記式（１１
）によってピッチａ、を求め、前記式（１２）によって
測定点Ｓ、を算定することは、プログラムを実行するコ
ンピュータによれば一瞬のうちに完了覆ることができる
。同時に測定ヘッドに指令して厚さの８１測を行い、異
常を確認して直らにその修正ωを吟定し、適正なダイポ
ル１−を制御し、プラスチックシート等のプロファイル
制御を自動的に行うこともできる。

実験例 次に、射出成形機の金型押出口にダーｒボルトが配列さ
れ、押出口の中央部までにグイボルト位置Ｘ　　　、Ｘ
２．　Ｘ　３．　　””Ｘ、１１・・×２３がそれぞれ
１５ｍｍ、　３５１１１ｍ、　５５ｍｍ−−１５＋２０
Ｘ　（ｉ−１）　１ｌｌｆｆｌ−−−４７５１１１ｍの
距離で設定されている場合にシートの押出成形を行う状
態をシミュレートしてみる。なお、押出口の全長Ｘは９
５０１１１１１で、今ネックインｆｆ１Ｂが略５０ｎ＋
ｍという境界条件のもとで、ネックイン比ε　（Ｘ）が
本発□明の指数式である場合と、従来の１次式である場
合をそれぞれ第１表と第２表で比較すると次のようにな
る。この表においてＳ　　は測定点Ｓ、示し、ａ、は測
定点（ｉ）　　　　　　＋　　　　　　＋ 第１表 ｋｘ 指数式　　ε＝１−ｅ　　　　ｋ＝１．９９９８８Ｂ　
＝　４９．９９６ ８（０）＝４９．９９６ Ｓ　（１）　＝　　５２．０３７　　　　ａｏ　＝　２
．０４１３　（２）　＝　　５９．８２６　　　　ａ１
＝　　７．７８９８（３）＝　　７１．６４０　　　　
ａ２＝１１．８１４８　（４）　＝　　８６．１５３　
　　　ａ３＝１４．５１３３　（５）　＝　　１０２．
４７５　　　３４＝　１１３．３２２３　（６）　−１
２０，００９８ｓ　＝　１７．５２４３（７）＝１３８
．３５７　　　　ａ６＝１８．３４８８　（８）　＝　
　１５７．２４９　　　　ａ　７　＝　１８．９９２８
　（１３）　＝　２５５．３０１ Ｓ　（１４）　＝　　２７５．２０１　　　　ａ１３＝
１９．９０Ｏ３（１５）　＝２９５．１３３　　　８１
４＝　１９．９３２８　（２３）　＝　４５５．００２ Ｓ　（２４＞　＝　　４７５．０００　　　　ａ２３＝
１９．９９８第２表 一次式　ε＝Ｋｘ＋ｂ　　　ｋ＝　０．０１０００　ｂ
＝０Ｂ　＝　５０．０００ Ｓ（０）＝　　５０．０００ Ｓ　（１）　＝　　５１．１２５　　　　ａｏ　＝　１
．１２５Ｓ　（２＞　＝　　５６．１２５　　　８１＝
　５．０００Ｓ　（３）　＝　　６５．１２５　　　　
ａ２＝　９．０００Ｓ　（４＞　＝　　７８．１２５　
　　　ａ、　＝　１３．０００５（５）＝　　９５．１
２５　　　３　−１７．０００Ｓ　（６）　＝　　１１
５．０００　　　８５　＝　１９．８７５Ｓ　（７）　
＝　　１３５．０００　　　８６　＝　２０．０００Ｓ
　（８）　＝　　１５５．０００　　　　ａ　７＝２０
．０００Ｓ　（９）　＝　　１７５．０００　　　８８
＝２０．０００これらの実験例の比較において、第１表
に示されるピッチａ、はネックイン現象による影響が最
初に大きく、次第に減少し、中央部にまＣ及／νでいる
。これに反して、第２表に示されるピッチａ、は最初は
第１表に示されるピッチより小さく、ピッチａ５で突然
大きくなり、ピッチａ６以降はずべて同一になっている
。これは、ネックイン比ε（Ｘ）がネックインｆｆ１８
の２倍の所で１となるように仮定した為であるが、ネッ
クイン現象による彰彎は連続的に中央部にまで波及する
と考える４事が自然であり、このようなシミュレーショ
ンのみならず、実測１ａにおいても、第１表に示すピッ
チａ・の方がより近似性が強いどい■ う事から、ネックイン比の関数「（Ｘ）を指数式に近似
させた方が優れていると判断される。

なお、本発明の方法によれば、更に浸れた近似性をもつ
ネックイン比の関数「（Ｘ）が導出される可能性のある
ことはいうまでもない。

（発明の効果） 前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、
計測されたプロファイルデータの測定点に適正に対応す
るダイポル１ル位置番日の割付ｃノ設定を簡便にして、
しかしネックイン比を一次式に近１以した場合よりら更
に高精度に達成することができる。このため、本発明制
御方法によれば、この種のプラスチックシート等の押出
成形における全ての成形条件についてのプロファイル制
御性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプラスチックシート等のプロファ
イル制御を行うための押出成形機の金型押出口からの押
出成形されるプラスチックシートのモデル図である。 Ｘ・・・押出口の全長　Ｘ、・・・ダイポル１ル位置１
−・・・座標軸Ｘ　　　　Ｍ・・・測定線ｏ、ｏ’　・
・・原点　　Ｂ・・・ネックイン■Ｓ、・・・測定点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）金型押出口の幅方向にこの金型押出口の開口間隙
   を調整し得る複数のダイボルトを配設した押出成形機に
   よりプラスチックシート等を連続的に押出成形し、前記
   シート等に対しその幅方向に厚さ計の測定ヘッドを往復
   移動させて前記シート等の厚さ制御を行うプラスチック
   シート等のプロファイル制御方法において、前記シート
   等のネックイン量を計測すると共に前記シート等のネッ
   クイン影響部分を設定し、このネックイン影響部分にお
   ける押出成形機の金型押出口に設けたダイボルト間ピッ
   チに対応する所定のネックイン比に基づくシートピッチ
   の指数関数的関係を算出し、前記厚さ計による測定プロ
   ファイルデータに対応するダイボルト位置の割付け設定
   を行うことを特徴とするプラスチックシート等のプロフ
   ァイル制御方法。