KR102180285B1

KR102180285B1 - 시트상물의 2축 연신기

Info

Publication number: KR102180285B1
Application number: KR1020180142391A
Authority: KR
Inventors: 아야노부 키시타; 쇼헤이 야마시타; 이치로 나카지마
Original assignee: 가부시끼가이샤 니혼 세이꼬쇼
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2018-11-19
Publication date: 2020-11-18
Also published as: JP6969049B2; JP2019093570A; TW201922454A; KR20190058321A; CN109968644B; TWI697399B; CN109968644A

Abstract

(과제) 간이한 구성으로 시트상물의 종횡방향의 연신 배율을 임의로 설정할 수 있도록 하면서, 시트상물의 출구폭을 소정 값으로 고정할 수 있는 시트상물의 2축 연신기를 제공하는 것.
(해결수단) 입구측 영역(5)에 배치한 가이드 레일(15,16)을 TD방향으로 이동시키는 이동기구(30)를 설치해서 대향하는 외주측 가이드 레일(15) 사이의 간격(=입구폭(W1))을 가변으로 하고, 출구측 영역(7)의 대향하는 외주측 가이드 레일(15) 사이의 간격(=출구폭(W2))을 고정으로 하고, 연신영역(6)에 배치한 가이드 레일(15,16)을 길이방향으로 간격을 두고 연직방향의 슬릿을 형성한 슬릿 레일로 구성하고, 상기 슬릿 레일로 구성되는 연신영역(6)에 배치한 가이드 레일(15,16)을 TD방향으로 이동시키는 이동기구(36)를 설치한다.

Description

시트상물의 2축 연신기{BIAXIAL STRETCHING MACHINE FOR SHEET-LIKE MATERIAL}

본 발명은 시트상물, 예를 들면 열가소성 수지 필름 등을 연신하는 연신기에 관한 것으로, 특히 시트상물을 종횡으로 동시에 연신하는 2축 연신기에 관한 것이다.

이 종류의 2축 연신기는 시트상물의 측단부를 파지하는 파지 장치를 구비하는 접자상으로 형성된 복수의 등장 링크 장치가 무단상으로 연결되어서 이루어지는 무단 링크 장치를 구비하고, 시트상물의 양측에 시트상물을 도입하는 입구측으로부터 시트상물을 송출하는 출구측을 거쳐 입구측으로 되돌아오는 대략 수평면 상에 형성된 폐쇄된 경로를 따라 배치되는 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일의 안내로 복수의 등장 링크 장치를 폐쇄된 경로를 따라 주행시킴으로써, 시트상물을 입구측으로부터 출구측을 향해서 반송하면서, 시트상물의 반송방향을 따르는 종방향(MD방향)과 이것과 직각을 이루는 시트상물의 폭방향을 따르는 횡방향(TD방향)으로 동시에 연신한 후에 출구측으로부터 송출하도록 구성되어 있다(특허문헌 1 참조).

종래의 2축 연신기에 있어서, 시트상물의 횡방향 연신 배율(이하, 「TD 배율」이라고 칭한다.)을 변화시키기 위해서, 복수의 등장 링크 장치를 안내하는 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일의 전체를 횡방향으로 평행 이동시키는 구성을 채용한 것이 있다.

그러나, 이 경우, TD 배율을 변경하면, 연신 가공후의 시트상물의 폭이 바뀌므로, 상기 동시 2축 연신기의 하류측 설비의 입구폭을 변경할 필요가 있고, 하류측 설비로서 입구폭 가변 기구를 구비한 것이 필요하게 되어 설비비의 증대를 초래한다는 문제점이 있다.

또한 TD 배율을 변경하면, 상기 동시 2축 연신기의 상류측 설비로부터 보내지는 연신 가공전의 시트상물의 원반폭이 바뀌므로, 상류측 설비로서 출구폭 가변 기구를 구비한 것이 필요하게 되어 설비비의 증대를 초래한다는 문제점이 있다.

TD 배율=출구폭(W2)/입구폭(W1)

여기에서, 입구폭(W1):가변 또는 고정, 출구폭(W2):가변

한편, 종래의 횡연신기나 일부의 2축 연신기의 TD 배율 가변 방식에서는 시트상물의 입구폭이 고정으로 되어 있는 것이 있다.

그러나, 이 경우, TD 배율을 높이면, 시트상물의 입구폭이 원단폭에 따라 가변인 경우보다, 시트상물의 연신 출구측의 폭이 넓어져서 연신이 행해지는 영역에 배치되는 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일의 가변 각도가 큰 대규모의 각도 가변 기구를 채용할 필요가 있어 제작비의 증대를 초래한다는 문제점이 있다.

다른 한편, 종래의 2축 연신기에 있어서, 시트상물의 입구폭이 가변임과 아울러, 시트상물의 TD 배율이 가변인 것이 제안되어 있다(특허문헌 2 참조).

그러나, 특허문헌 2에 따른 종래의 시트상물의 2축 연신기에 있어서는, 시트상물의 종횡방향의 연신 배율을 임의로 설정할 수 있는 반면, 종횡방향의 연신 배율에 따라, 시트상물의 출구폭, 즉, 종횡방향으로 연신된 시트상물의 폭이 변동하게 되어 이후의 공정에 지장을 초래하거나, 재료의 수율이 저하된다는 문제점이 있었다.

일본 특허 제4379306호 공보 일본 특허 제4802919호 공보

본 발명은 상기 종래의 시트상물의 2축 연신기가 갖는 문제점을 감안하여, 간이한 구성으로 시트상물의 종횡방향의 연신 배율을 임의로 설정할 수 있도록 하면서, 시트상물의 출구폭을 소정 값으로 고정할 수 있는 시트상물의 2축 연신기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 시트상물의 2축 연신기는,

시트상물의 측단부를 파지하는 파지 장치를 구비하는 접자상으로 형성된 복수의 등장 링크 장치가 무단상으로 연결되어서 이루어지는 무단 링크 장치를 구비하고, 시트상물의 양측에 시트상물을 도입하는 입구측으로부터 시트상물을 송출하는 출구측을 거쳐서 상기 입구측으로 되돌아오는 대략 수평면 상에 형성된 폐쇄된 경로를 따라 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을 배치하고, 이들 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일의 안내로 상기 복수의 등장 링크 장치를 상기 폐쇄된 경로를 따라 주행시킴으로써, 시트상물을 상기 입구측으로부터 상기 출구측을 향해서 반송하면서, 시트상물의 반송방향을 따르는 종방향과 이것과 직각을 이루는 시트상물의 폭방향을 따르는 횡방향으로 동시에 연신한 후에 상기 출구측으로부터 송출하도록 구성되는 시트상물의 2축 연신기에 있어서,

상기 시트상물의 양측에서 대향하는 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을 평행하게, 또한, 외주측 가이드 레일과 내주측 가이드 레일의 간격을 제 1 거리간격으로 배치한 입구측 영역과, 상기 입구측 영역에 연결되고 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을 시트상물의 반송방향을 향해서 점차 끝쪽이 퍼져가는 형상으로 배치한 연신영역과, 상기 연신영역에 연결되고 상기 시트상물의 양측에서 대향하는 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을 평행하게, 또한, 외주측 가이드 레일과 내주측 가이드 레일의 간격을 제 2 거리간격으로 배치한 출구측 영역을 갖고,

상기 입구측 영역에 배치한 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을 시트상물의 폭방향을 따르는 횡방향으로 이동시키는 이동기구를 설치해서 대향하는 외주측 가이드 레일 사이의 간격(=입구폭)을 가변으로 하고, 출구측 영역의 대향하는 외주측 가이드 레일 사이의 간격(=출구폭)을 고정으로 하고,

상기 연신영역에 배치한 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을, 가이드 레일의 길이방향으로 간격을 두고 연직방향의 슬릿을 형성한 슬릿 레일로 구성하고, 상기 슬릿 레일로 구성되는 상기 연신영역에 배치한 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을 시트상물의 폭방향을 따르는 횡방향으로 이동시키는 이동기구를 설치하는 것을 특징으로 한다.

이 경우에 있어서, 상기 연신영역에 배치한 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을 복수로 분할 구성한 레일 기대 상에 부설함과 아울러, 인접하는 레일 기대끼리를 회전식 조인트부로 수평면 내에서 요동 가능하게 연결하고, 또한, 상기 회전식 조인트부를 시트상물의 폭방향을 따르는 횡방향으로 이동시키는 이동기구를 설치해서 대향하는 외주측 가이드 레일 사이의 간격을 가변으로 할 수 있다.

또한 상기 연신영역에 배치한 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일에 무부하 시에 수평면 내에서 만곡된 형상의 벤딩 레일을 사용할 수 있다.

(발명의 효과)

본 발명의 시트상물의 2축 연신기에 의하면, 연신영역에 배치한 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일이 가이드 레일의 길이방향으로 간격을 두고 연직방향의 슬릿을 형성한 슬릿 레일로 구성되고, 상기 슬릿 레일을 시트상물의 폭방향을 따르는 횡방향으로 이동시키는 이동기구가 설치되므로, 시트상물의 종횡방향의 연신 배율의 변경에 따라, 연신영역에 배치한 슬릿 레일로 구성되는 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일이 이동기구에 의해 횡방향으로 이동됨과 아울러, 슬릿을 형성한 부분에서 구부러짐으로써 그 방향이 바뀌어져서 변경된 종횡방향의 연신 배율에 따른 시트상물의 연신동작이 행해지게 된다.

또한, 출구측 영역의 대향하는 외주측 가이드 레일 사이의 간격(=출구폭)이 고정되므로, 시트상물은 소정의 출구폭으로 고정된 상태로 출구측으로부터 송출되게 된다.

따라서, 간이한 구성으로 시트상물의 종횡방향의 연신 배율을 임의로 설정할 수 있도록 하면서, 시트상물의 출구폭을 소정 값으로 고정할 수 있다.

또한 상기 연신영역에 배치한 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을 복수로 분할 구성한 레일 기대 상에 부설함과 아울러, 인접하는 레일 기대끼리를 회전식 조인트부로 수평면 내에서 요동 가능하게 연결하고, 또한, 상기 회전식 조인트부를 시트상물의 폭방향을 따르는 횡방향으로 이동시키는 이동기구를 설치해서 대향하는 외주측 가이드 레일 사이의 간격을 가변으로 함으로써, 간이한 구성으로 박형화를 실현할 수 있고, 회전식 조인트부의 설치 스페이스를 억제할 수 있다.

또한 상기 연신영역에 배치한 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일에, 무부하 시에 수평면 내에서 만곡된 형상의 벤딩 레일을 사용함으로써, 등장 링크 장치가 주행하는 연신영역에 있어서의 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일의 형상을 시트상물에 대해서 이상적인 연신동작이 행해지는 이상곡선에 가깝게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 시트상물의 2축 연신기의 일실시형태를 나타내는 평면도이다.
도 2는 동 2축 연신기의 가이드 레일의 요부를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 동 2축 연신기의 등장 링크 장치의 단면도이다.
도 4는 동 2축 연신기의 등장 링크 장치의 레이디얼 베어링의 동작을 나타내는 설명도이다.
도 5는 동 2축 연신기의 MD 배율의 가변 방법의 설명도이다.
도 6은 동 2축 연신기의 연신영역에 있어서의 가이드 레일을 나타내는 평면도이며, (a)는 가이드 레일의 굴곡전 상태도, (b)는 가이드 레일의 굴곡 상태도이다.
도 7은 동 2축 연신기의 가이드 레일의 레일 이음매부의 구조설명도이다.
도 8은 동 2축 연신기에서 사용되는 회전식 조인트부 주변을 일부 분해해서 나타내는 사시도이다.
도 9는 동 2축 연신기에서 사용되는 회전식 조인트부를 나타내고, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 A-A선 단면도이다.
도 10은 동 2축 연신기의 연신영역에 있어서의 이동기구를 나타내는 사시도이다.
도 11은 동 2축 연신기의 연신영역에 있어서의 가이드 레일을 벤딩 레일을 이용하여 구성한 양태예를 나타내는 평면도이다.

다음에 본 발명의 시트상물의 2축 연신기의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

<연신기의 개략 설명>

도 1에 나타내어지는 시트상물의 2축 연신기(1)는 연신 대상인 예를 들면 열가소성 수지 등으로 이루어지는 시트상물(2)을 반송하기 위해서 중앙부에 있어서 전후방향(도 1에서는 좌우방향)으로 연장되도록 형성되는 반송 스페이스(3)와, 이 반송 스페이스(3)를 사이에 두도록 그 양측에 배치되는 한쌍의 무단 링크 장치(4)(도 1 중 링크의 일부 및 편측의 무단 링크는 생략)를 구비하고 있다.

이 2축 연신기(1)에 있어서는 입구측 영역(예열영역)(5), 연신영역(6) 및 출구측 영역(열고정영역)(7)이 시트상물(2)의 반송방향으로 순차 연결되도록 구획 설정되어 있다.

무단 링크 장치(4)는 시트상물(2)의 측단부를 파지하는 파지 장치(10)를 구비하는 접자(折尺)상으로 형성된 복수의 등장(等長) 링크 장치(11)가 무단(無端)상으로 연결되어서 이루어지는 것이다.

무단상으로 연결된 복수의 등장 링크 장치(11)는 반송 스페이스(3)에 있어서의 시트상물(2)의 입구측 및 출구측의 소정 위치에 배치되는 소요의 스프로킷(12,13)과 맞물려 있다.

또한 복수의 등장 링크 장치(11)는 시트상물(2)을 도입하는 입구측으로부터 시트상물(2)을 송출하는 출구측을 거쳐서 입구측으로 되돌아오는 대략 수평면 상에 형성된 폐쇄된 경로를 따라 배치되는 외주측 가이드 레일(15) 및 내주측 가이드 레일(16) 상에 적재되어 있다.

이하에 있어서, 외주측 가이드 레일(15)과 내주측 가이드 레일(16)을 특별히 구별해서 서술할 필요가 없을 때는 양자를 합쳐서 간단히 「가이드 레일(15,16)」이라고 칭하는 것으로 한다.

무단 링크 장치(4)는 입구측의 스프로킷(12)으로 구동된다. 그리고, 입구측에 설치된 개폐 가이드 등의 개폐 수단(도면에는 나타내지 않는다)에 의해 파지 장치(10)가 개폐되어서 시트상물(2)을 파지하고, 예열영역(입구측 영역)(5)에서 연신에 필요한 온도로 가열된다. 또한, 무단 링크 장치(4)는 연신영역(6)에 있어서 진행방향으로 점차 끝쪽이 퍼져가는 형상으로 배치된 가이드 레일(15,16)에 안내되어서 파지 피치가 P1로부터 P2로 서서히 확대됨으로써, 시트상물(2)의 반송방향을 따르는 종방향(MD방향)과 이것과 직각을 이루는 시트상물(2)의 폭방향을 따르는 횡방향(TD방향)으로 시트상물(2)을 동시에 연신하고, 그 후에 열고정영역(출구측 영역)(7)에 있어서 소정의 온도로 열고정하고, 필요에 따라 냉각영역(도면에는 나타내지 않는다)을 형성해서 급랭하고, 출구측에 설치된 개폐 가이드 등의 개폐 수단(도면에는 나타내지 않는다)에 의해 파지 장치(10)를 개폐해서 시트상물(2)을 떼어내고, 떼어내어진 시트상물(2)은 그대로 진행시키게 된다. 또한, 무단 링크 장치(4)는 출구측 스프로킷(13)에 의해 구동되어서, 입구측 스프로킷(12)으로 되돌아오도록 구성된다.

또, 무단 링크 장치(4)의 링크기구로서는 일본 특허 공고 평 5-4896호 공보에 기재된 무단 링크 장치를 참조할 수 있다.

도 3에 나타내어지듯이, 외주측 가이드 레일(15) 및 내주측 가이드 레일(16)은 모두 볼록형상이 되도록 배치된 단면 대략 직사각형상의 보상 부재로 구성되어 있다.

시트상물(2)에 가까운 쪽의 외주측 가이드 레일(15)에는 시트상물(2)을 파지하는 파지 장치(10)가 연결된 조인트용 링크축(18)이 배치되고, 내주측 가이드 레일(16)에는 파지 장치(10)를 갖지 않는 조인트용 링크축(19)이 배치된다.

링크축(18)과 링크축(19)은 링크 플레이트(20 및 21)에 의해 연결된다.

링크축(18,19)의 최하단에는 제 1 구름 베어링인 베어링 롤러(22a,23a)를 갖는 베어링 홀더(22,23)가 연결되고, 베어링 홀더(22,23)의 양측, 즉, 베어링 롤러(22a,23a)의 외주부에 한쌍의 제 2 구름 베어링인 플랜지가 형성된 레이디얼 베어링(24[24a,24b],25[25a,25b])이 부착되어 있다.

플랜지가 형성된 레이디얼 베어링(24,25)은 등장 링크 장치(11)의 움직임을 안내하는 가이드 레일(15,16)의 양측면을 전동하고, 또한, 가이드 레일(15,16)의 상면과 플랜지가 형성된 레이디얼 베어링(24,25)의 플랜지의 접촉으로 등장 링크 장치(11)의 자중(自重)을 유지하도록 배치되어 있다.

또, 등장 링크 장치(11)의 최대 피치를 제한하는 체인 링크(26)는 인접한 링크축(19) 사이에 설치되어 있다.

도 4에 나타내어지듯이, 등장 링크 장치(11)에 있어서, 링크가 폐쇄된 상태와 개방된 상태에서는 링크 플레이트(20)와 가이드 레일(16)의 교차 각도(θ)가 θ1, θ2로 다르다.

이 때에서도, 베어링 홀더(22,23)에 지지된 플랜지가 형성된 레이디얼 베어링(24[24a,24b],25[25a,25b])은 링크축(18,19)에 대한 베어링 롤러(22a,23a)의 작용(회동)에 의해, 항상 가이드 레일(15,16)의 양측면에 대해서 실질적으로 수직으로 위치하도록 변화하는(회동하는), 즉, 가이드 레일(15,16)의 길이방향에 대해서 직교한다.

도 5(a) 및 (b)에 나타내어지듯이, 접자상 링크의 개폐에 따라, 링크 플레이트(20,21)와 가이드 레일(15,16) 사이의 교차 각도(θ5,θ61,θ62)가 변화되어도, 플랜지가 형성된 레이디얼 베어링(24[24a,24b],25[25a,25b])은 베어링 롤러(22a,23a)의 작용(회동)에 의해, 항상 가이드 레일(15,16)의 양측면에 대해서 수직으로 위치하도록 회동하게 되어 등장 링크 장치(11)가 가이드 레일(15,16)에 안내되어서 고속 주행을 하는 것이 가능해진다.

다음에 이렇게 구성된 무단 링크 장치(4)에 있어서, 도 5(a) 및 (b)에 의해 연신영역에 있어서의 시트상물(2)의 종방향 연신 배율(이하, 「MD 배율」이라고 칭한다.)의 가변 방법(가이드 레일(15,16) 중 일방측을 고정(이 경우, 파지 장치(10)측의 가이드 레일(15)을 고정)하고, 타방측을 이동시켜서 등장 링크 장치(11)의 개방 각도를 가변시키는 이동기구)에 대해서 설명한다.

도 5는 연신영역에 있어서의 시트상물의 폭방향 연신 배율(이하, 「TD 배율」이라고 칭한다.)을 1.0으로 했을 때의 연신부의 상황을 나타낸 것으로, (a)는 MD 배율이 1.0인 상태, (b)는 MD 배율을 1보다 크게 한 상태를 나타낸다.

이동용의 내주측 가이드 레일(16)의 양측면을 반경이 소용돌이형상으로 변화된 한쌍의 회전체(회전운동 캠기구)(27a,27b 및 28a,28b)에 의해 끼워넣고, 예를 들면 도 5(b)에 나타내어지듯이, 회전체(27a,27b)는 초기 상태를 유지하고, 회전체(28a)를 시계방향으로, 회전체(28b)를 반시계방향으로 180도 회전함으로써 이동용의 내주측 가이드 레일(16)의 도시의 우측은 외주측 가이드 레일(15)에 근접하도록 이동하여 등장 링크 장치(11)의 링크의 개방 각도가 커진다. 이것에 의해, 시트상물(2)의 MD 배율을 크게 할 수 있다(도면 중 파지 장치는 생략).

상기 MD 배율의 무단 가변 기술과, 뒤에 상세하게 설명하는 TD 배율의 무단 가변 기술(가이드 레일(15,16)을 점차 끝쪽이 퍼져가는 형상으로 배치시키는 기술)과 조합함으로써 MD 배율 및 TD 배율을 자유롭게 설정하는 것이 가능하다.

또, 본 실시형태에서는 가이드 레일(15,16) 사이의 폭을 바꾸는 기구로서 회전운동 캠기구에 의한 회전체를 사용한 예를 나타냈지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 가이드 레일(15,16)에 암나사를 가공하여 수나사를 형성한 샤프트를 비틀어 넣고, 샤프트를 회전시켜서 가이드 레일을 이동시키는 구성의 것이어도 좋다.

<입구측 영역에 배치되는 가이드 레일 등의 설명>

도 2에 나타내어지듯이, 입구측 영역(5)에 있어서, 시트상물(2)의 양측에서 대향하는 외주측 가이드 레일(15) 및 내주측 가이드 레일(16)은 평행하며, 또한, 외주측 가이드 레일(15)과 내주측 가이드 레일(16)의 간격이 제 1 거리간격(D1)이 되도록 배치되어 있다.

입구측 영역(5)에는 입구측 영역(5)에 배치한 외주측 가이드 레일(15) 및 내주측 가이드 레일(16)을 TD방향으로 이동시키는 이동기구(30)가 설치되고, 이 이동기구(30)에 의해 대향하는 외주측 가이드 레일(15) 사이의 간격(=입구폭(W1))을 바꿀 수 있도록 되어 있다.

여기에서, 이동기구(30)로서는 도시에 의한 상세 설명은 생략하지만, 예를 들면 나사 직동 기구에 의한 것을 들 수 있고, 직동 가이드의 안내에 의해 TD방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되어서 입구측 영역(5)에 배치한 외주측 가이드 레일(15) 및 내주측 가이드 레일(16)을 지지하는 레일 기대와, 모터에 의해 회전 구동되고 레일 기대의 하방에서 TD방향으로 연장되는 나사축을 구비하고, 이들 레일 기대와 나사축을 나사축에 나사결합하는 너트부재에 의해 연결하고, 모터의 작동으로 나사축을 정회전 또는 역회전시킴으로써, 입구측 영역(5)에 배치한 외주측 가이드 레일(15) 및 내주측 가이드 레일(16)을 TD방향으로 왕복 이동시키는 구성의 것을 채용할 수 있다.

<연신영역에 배치되는 가이드 레일 등의 설명>

입구측 영역(5)에 연결되는 연신영역(6)에 배치되는 외주측 가이드 레일(15) 및 내주측 가이드 레일(16)은 모두 슬릿 레일로 구성되어 있다.

슬릿 레일은 직선상으로 연장되는 직선 레일에 레일 길이방향으로 간격을 두고 소요의 굴곡부(후술하는 외주측 레일 이음매부(15b) 및 내주측 레일 이음매부(16b)에 상당한다)를 형성하여 이루어지는 것으로서, 상기 굴곡부는 뒤에 상세하게 설명하듯이, 레일 측면에 연직방향으로 연장되는 소요의 슬릿을 형성함으로써 구성된다.

도 6(a)를 이용하여 보다 구체적으로 설명하면, 연신영역(6)에 배치되는 외주측 가이드 레일(15)은 그 길이방향으로 간헐적으로 배치되는 직선상의 복수의 외주측 가이드 레일부(15a)와, 이웃하는 한쪽의 외주측 가이드 레일부(15a)와 다른쪽의 외주측 가이드 레일부(15a)를 연결하도록 배치되는 외주측 레일 이음매부(15b)에 의해 구성되어 있다.

마찬가지로, 연신영역(6)에 배치되는 내주측 가이드 레일(16)은 그 길이방향으로 간헐적으로 배치되는 직선상의 복수의 내주측 가이드 레일부(16a)와, 이웃하는 한쪽의 내주측 가이드 레일부(16a)와 다른쪽의 내주측 가이드 레일부(16a)를 연결하도록 배치되는 내주측 레일 이음매부(16b)에 의해 구성되어 있다.

도 7에 나타내어지듯이, 외주측 레일 이음매부(15b) 및 내주측 레일 이음매부(16b)는 모두 레일상의 이음매 본체(31)의 양측면에 그 길이방향으로 간격을 두고 복수의 연직방향의 슬릿(32)을 지그재그형상으로 형성해서 이루어지고, TD방향으로 만곡 변형 가능하며, 또한 등장 링크 장치(11)의 주행 방향으로 신축 변형 가능하게 되어 있다.

도 6(a)에 나타내어지듯이, TD방향으로 서로 이웃하는 외주측 레일 이음매부(15b) 및 내주측 레일 이음매부(16b)를 기준으로 해서 기준의 일방측에서 TD방향으로 서로 이웃하는 외주측 가이드 레일부(15a) 및 내주측 가이드 레일부(16a)의 양쪽은 일방측의 레일 기대(33) 상에 부설됨과 아울러, 기준의 타방측에서 횡방향으로 서로 이웃하는 외주측 가이드 레일부(15a) 및 내주측 가이드 레일부(16a)의 양쪽은 타방측의 레일 기대(33) 상에 부설되어 있다.

서로 인접하는 일방측의 레일 기대(33)와 타방측의 레일 기대(33)는 회전식 조인트부(35)에 의해 수평면 내에서 요동 가능하게 연결되고, 도 8 및 도 10에 나타내어지듯이, 상기 회전식 조인트부(35)를 TD방향으로 이동시키는 이동기구(36)가 연신영역(6)에 설치되어 있다(도 2 참조).

<회전식 조인트부의 설명>

도 8에 나타내어지듯이, 회전식 조인트부(35)는 주로, 피봇 지지축(40)을 구비한 조인트 베이스(41) 및 한쌍의 요동판(42)에 의해 구성되어 있다.

여기에서, 피봇 지지축(40)은 연직 축선(43)을 갖고, 이 연직 축선(43)은 서로 인접하는 일방측의 레일 기대(33)와 타방측의 레일 기대(33) 사이에 위치하고, 또한 외주측 가이드 레일(15)과 내주측 가이드 레일(16)의 중간위치를 통과하는 레일간 중심선(44)과 직교한다.

또한 서로 인접하는 레일 기대(33)는 한쌍의 요동판(42) 상에 각각 올려져서 양자가 소요의 볼트(45)에 의해 체결되어 있다.

도 9(a) 및 (b)에 나타내어지듯이, 조인트 베이스(41)는 서로 인접하는 일방측의 레일 기대(33)와 타방측의 레일 기대(33)의 인접 부분을 지지하는 베이스가 되는 것으로서, 상하에 판면을 갖는 직사각형 판상부재로 이루어지고, 조인트 베이스(41)의 상측 판면에는 원형상 저면(46a)과 그 원형상 저면(46a)의 외주를 따라 세워서 설치되는 원주벽면(46b)으로 이루어지는 바닥이 있는 원형상의 둥근 구멍(46)이 형성되고, 이 둥근 구멍(46)의 원형상 저면(46a)의 중심위치에 피봇 지지축(40)이 세워서 설치되어 있다.

한쌍의 요동판(42)은 상하방향으로 판면을 향한 상태로 조인트 베이스(41)에 있어서의 둥근 구멍(46) 내에 피봇 지지축(40)을 사이에 두도록 대향 배치되고, 각 요동판(42)의 하측 판면이 조인트 베이스(41)에 있어서의 둥근 구멍(46)의 원형상 저면(46a)에 슬라이딩 가능하게 접촉되는 한편, 각 요동판(42)의 상측 판면이 조인트 베이스(41)의 상면보다 높은 위치가 되도록 조인트 베이스(41)의 둥근 구멍(46)으로부터 돌출되어 있다.

각 요동판(42)은 연직 축선(43) 상에 있는 곡률중심(피봇 지지축(40)의 중심)을 기준으로 해서 반경방향으로 간격을 두고 배치되는 내측 원호상 둘레면(42a) 및 외측 원호상 둘레면(42b)과, 이들 원호상 둘레면(42a,42b)의 양단끼리를 연결하는 한쌍의 끝면(42c)으로 둘러싸여진 평면으로 볼 때 대략 부채형(중심각은 180°보다 작다)의 판상부재로 이루어지는 것이다.

내측 원호상 둘레면(42a)은 연직 축선(43) 상에 곡률중심을 갖고 피봇 지지축(40)의 외주면과 접촉 상태로 대향하도록 각 요동판(42)의 중심각측에 형성된다.

외측 원호상 둘레면(42b)은 제 1 외측 원호상 둘레면(47)과 제 2 외측 원호상 둘레면(48)을 포함한다.

제 1 외측 원호상 둘레면(47)은 연직 축선(43) 상에 곡률중심을 갖고 내측 원호상 둘레면(42a)의 곡률반경보다 충분히 큰 제 1 소정 곡률 반경으로 조인트 베이스(41)의 둥근 구멍(46)으로부터 돌출되는 높이 위치에 배치되도록 각 요동판(42)의 원호측에 형성된다.

제 2 외측 원호상 둘레면(48)은 연직 축선(43) 상에 곡률중심을 갖고 제 1 외측 원호상 둘레면(47)의 제 1 소정 곡률 반경보다 큰 제 2 소정 곡률 반경으로 조인트 베이스(41)에 있어서의 둥근 구멍(46)의 원주벽면(46b)과 접촉 상태로 대향하도록 각 요동판(42)의 원호측에 형성된다.

이렇게 해서, 각 요동판(42)이 피봇 지지축(40)의 둘레로 요동할 때에, 각 요동판(42)의 내측 원호상 둘레면(42a)이 피봇 지지축(40)의 외주면과 맞물림과 아울러, 각 요동판(42)의 제 2 외측 원호상 둘레면(48)이 조인트 베이스(41)에 있어서의 둥근 구멍(46)의 원주벽면(46b)과 맞물려서 각 요동판(42)의 요동 운동을 안내하도록 하여 서로 인접하는 레일 기대(33)가 피봇 지지축(40)의 연직 축선(43) 둘레로 원활하게 회동할 수 있도록 되어 있다.

제 1 외측 원호상 둘레면(47)과 제 2 외측 원호상 둘레면(48)의 경계위치에는 연직 축선(43)을 기준으로 해서 제 1 외측 원호상 둘레면(47)으로부터 제 2 외측 원호상 둘레면(48)을 향해서 반경이 연속적으로 증가하는 원호를 연결해서 형성되는 원호상 단차면(49)이 형성되어 있다.

각 요동판(42)에 있어서는 요동판(42)의 하측 판면과, 제 2 외측 원호상 둘레면(48)과, 원호상 단차면(49)에 의해 플랜지부(50)가 형성된다.

조인트 베이스(41)에는 한쌍의 요동판(42)에 대응하도록 한쌍의 누름판(51)이 피봇 지지축(40)을 사이에 두고 대향 배치로 부착되어 있다.

각 누름판(51)은 평면으로 볼 때에 각 요동판(42)의 플랜지부(50)와 겹쳐지는 선단부를 갖고, 이 선단부에는 요동판(42)의 제 1 외측 원호상 둘레면(47)과 소정의 간극을 둔 상태로 대향하는 원호상의 오목 만곡면(51a)이 형성되어 있다.

이렇게 해서, 각 요동판(42)의 요동 운동에 간섭하지 않고, 각 요동판(42)이 부상하려고 했을 때에, 각 누름판(51)의 선단부가 각 요동판(42)의 플랜지부(50)에 있어서의 원호상 단차면(49)과 접촉해서 각 요동판(42)이 부상하는 것을 방지할 수 있다.

한쌍의 요동판(42)에 있어서, 일방측의 요동판(42)의 한쌍의 끝면(42c)에 있어서의 제 1 외측 원호상 둘레면(47)과의 교차 각부(角部) 근방과, 타방측의 요동판(42)의 한쌍의 끝면(42c)에 있어서의 제 1 외측 원호상 둘레면(47)과의 교차 각부 근방에는 연직 축선(43) 둘레의 방향으로 서로 대향하도록 스토퍼(52)가 부착되어 각 요동판(42)이 연직 축선(43) 둘레로 소정 각도 이상 요동하려고 했을 때에, 연직 축선(43) 둘레의 방향으로 서로 대향하는 스토퍼(52)끼리가 부딪쳐서 각 요동판(42)이 더이상 요동하지 않도록 되어 있다.

이렇게 해서, 서로 인접하는 레일 기대(33)의 연직 축선(43) 둘레의 회동각도를 소정 범위로 규제할 수 있어 외주측 가이드 레일(15) 및 내주측 가이드 레일(16)이 과도하게 구부러지는 것에 의한 파손을 미연에 방지할 수 있다.

<연신영역의 이동기구의 설명>

도 8 및 도 10에 나타내어지듯이, 회전식 조인트부(35)를 TD방향으로 이동시키는 이동기구(36)는 회전식 조인트부(35)에 있어서의 조인트 베이스(41)가 설치되어 TD방향으로 왕복 이동 가능한 TD방향 슬라이드 베이스(61)와, TD방향 슬라이드 베이스(61)의 하방에서 TD방향으로 연장되어 요소가 베어링(62)으로 지지되는 나사축(63)을 구비하고, 이들 TD방향 슬라이드 베이스(61)와 나사축(63)을 나사축(63)에 나사결합하는 너트부재(64)에 의해 연결하고, 도시되지 않은 모터의 작동으로 나사축(63)을 정회전 또는 역회전시킴으로써, 회전식 조인트부(35)를 TD방향 슬라이드 베이스(61)를 통해 TD방향으로 왕복 이동시킬 수 있도록 되어 있다.

TD방향 슬라이드 베이스(61)에는 조인트 베이스(41)의 일측변부에 슬라이딩 접하도록 MD방향으로 연장되는 가이드 부재(65)가 부착됨과 아울러, 조인트 베이스(41)의 타측변부에 형성된 단차형성부에 맞물려서 조인트 베이스(41)를 MD방향으로 안내하면서 부상하지 않도록 누르는 가이드 겸용 누름부재(66)가 부착되어 있다.

이들 가이드 부재(65) 및 가이드 겸용 누름부재(66)에 의해, TD방향 슬라이드 베이스(61)에 대해서 조인트 베이스(41)가 TD방향으로 상대 이동하지 않도록 유지할 수 있다.

또한 이들 가이드 부재(65) 및 가이드 겸용 누름부재(66)에 의한 안내와 눌러넣기에 의해, TD방향 슬라이드 베이스(61)에 대해서 조인트 베이스(41)를 부상시키지 않고 MD방향으로 상대 이동 가능하게 유지할 수 있어 레일 기대(33)의 열팽창의 영향이나 레일 기대(33)의 회동각도의 어긋남량에 기인하는 회전식 조인트부(35)의 MD방향의 이동을 허용할 수 있다.

<출구측 영역에 배치되는 가이드 레일 등의 설명>

도 2에 나타내어지듯이, 출구측 영역(7)에 있어서, 시트상물(2)의 양측에서 대향하는 외주측 가이드 레일(15) 및 내주측 가이드 레일(16)은 평행하며, 또한, 외주측 가이드 레일(15)과 내주측 가이드 레일(16)의 간격이 제 2 거리간격(D2)이 되도록 배치되고, 예를 들면 출구측 영역(7)에 고정적으로 설치됨으로써 시트상물(2)의 양측에서 대향하는 외주측 가이드 레일(15) 사이의 간격(=출구폭(W2))이 고정되어 있다.

이상으로 서술한 2축 연신기(1)에 있어서는, 시트상물(2)의 종횡방향의 연신 배율의 변경에 따라, 연신영역(6)에 배치한 슬릿 레일로 구성되는 외주측 가이드 레일(15) 및 내주측 가이드 레일(16)이 이동기구(36)에 의해 TD방향으로 이동된다.

이것에 의해, 도 6(b)에 나타내어지듯이, 외주측 가이드 레일(15) 및 내주측 가이드 레일(16)이 외주측 레일 이음매부(15b) 및 내주측 레일 이음매부(16b)의 각각의 부분에서 구부러져서 외주측 가이드 레일(15) 및 내주측 가이드 레일(16)의 방향이 바뀌며, 변경된 종횡방향의 연신 배율에 따른 시트상물(2)의 연신동작이 행해지게 된다.

또한, 도 2에 나타내어지듯이, 출구측 영역(7)의 대향하는 외주측 가이드 레일(15) 사이의 간격(=출구폭(W2))이 고정되므로, 시트상물(2)은 소정의 출구폭(W2)에 고정된 상태로 출구측으로부터 송출되게 된다.

따라서, 간이한 구성으로 시트상물(2)의 종횡방향의 연신 배율을 임의로 설정할 수 있도록 하면서, 시트상물(2)의 출구폭(W2)을 소정 값으로 고정할 수 있다.

TD 배율=출구폭(W2)/입구폭(W1)

여기에서, 입구폭(W1):가변, 출구폭(W2):고정

또한 도 10에 나타내어지듯이, 연신영역(6)에 배치한 외주측 가이드 레일(15) 및 내주측 가이드 레일(16)을 복수로 분할 구성한 레일 기대(33) 상에 부설함과 아울러, 인접하는 레일 기대(33)끼리를 회전식 조인트부(35)로 수평면 내에서 요동 가능하게 연결하고, 또한, 상기 회전식 조인트부(35)를 TD방향으로 이동시키는 이동기구(36)를 설치해서 대향하는 외주측 가이드 레일(15) 사이의 간격을 가변으로 함으로써, 간이한 구성으로 박형화를 실현할 수 있고, 회전식 조인트부(35)의 설치 스페이스를 억제할 수 있다.

이상, 본 발명의 시트상물의 2축 연신기에 대해서 일실시형태에 의거하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 기재한 구성에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 적당하게 그 구성을 변경할 수 있는 것이다.

상기 실시형태에서는 연신영역(6)에 있어서 점차 끝쪽이 퍼져가는 형상으로 배치되는 외주측 가이드 레일(15) 및 내주측 가이드 레일(16)로서 직선상으로 연장되는 직선 레일에 레일 길이방향으로 간격을 두고 연직방향의 슬릿을 형성한 슬릿 레일을 사용한 예를 나타냈지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 도 11에 나타내어지듯이, 무부하 시에 수평면 내에서 만곡된 형상의 벤딩 레일에 레일 길이방향으로 간격을 두고 연직방향의 슬릿을 형성한 슬릿 레일로 이루어지는 외주측 가이드 레일(15A) 및 내주측 가이드 레일(16A)을 사용해도 좋다.

이렇게 함으로써, 등장 링크 장치(11)가 주행하는 연신영역(6)에 있어서의 외주측 가이드 레일(15A) 및 내주측 가이드 레일(16A)의 형상을 시트상물(2)에 대해서 이상적인 연신동작이 행해지는 이상곡선에 가깝게 할 수 있다.

상기 실시형태에서는 연신영역(6)에 배치한 외주측 가이드 레일(15) 및 내주측 가이드 레일(16)을 가이드 레일의 길이방향으로 간격을 두고 연직방향의 슬릿을 형성한 슬릿 레일로 구성한 예를 나타냈지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 가이드 레일의 길이방향으로 간격을 두고 연직방향에 대해서 소정의 예각을 이루는 기울어진 슬릿을 형성한 슬릿 레일로 구성해도 좋다.

또한 슬릿 레일에 형성하는 슬릿은 레일 양측면에 교대로 1개씩 지그재그로 배치하는 예 이외에, 지그재그 배치의 방법으로서 같은 방향의 슬릿을 복수 단위로 해서 교대로 배치해도 좋다.

본 발명의 시트상물의 2축 연신기는 간이한 구성으로 시트상물의 종횡방향의 연신 배율을 임의로 설정할 수 있도록 하면서, 시트상물의 출구폭을 소정 값으로 고정할 수 있다는 특성을 갖고 있는 점에서, 예를 들면 열가소성 수지 필름 등의 시트상물을 종횡으로 동시에 연신하는 용도에 적합하게 사용할 수 있어 산업상의 이용 가능성이 크다.

1: 2축 연신기
2: 시트상물
4: 무단 링크 장치
5: 입구측 영역
6: 연신영역
7: 출구측 영역
10: 파지 장치
11: 등장 링크 장치
15: 외주측 가이드 레일
15a: 외주측 가이드 레일부
15b: 외주측 레일 이음매부
16: 내주측 가이드 레일
16a: 내주측 가이드 레일부
16b: 내주측 레일 이음매부
30: 이동기구
33: 레일 기대
35: 회전식 조인트부
36: 이동기구
40: 피봇 지지축
41: 조인트 베이스
42: 요동판

Claims

시트상물의 측단부를 파지하는 파지 장치를 구비하는 접자상으로 형성된 복수의 등장 링크 장치가 무단상으로 연결되어서 이루어지는 무단 링크 장치를 구비하고, 시트상물의 양측에 시트상물을 도입하는 입구측으로부터 시트상물을 송출하는 출구측을 거쳐서 상기 입구측으로 되돌아오는 수평면 상에 형성된 폐쇄된 경로를 따라 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을 배치하고, 이들 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일의 안내로 상기 복수의 등장 링크 장치를 상기 폐쇄된 경로를 따라 주행시킴으로써, 시트상물을 상기 입구측으로부터 상기 출구측을 향해서 반송하면서, 시트상물의 반송방향을 따르는 종방향과 이것과 직각을 이루는 시트상물의 폭방향을 따르는 횡방향으로 동시에 연신한 후에 상기 출구측으로부터 송출하도록 구성되는 시트상물의 2축 연신기에 있어서,
상기 시트상물의 양측에서 대향하는 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을 평행하게, 또한, 외주측 가이드 레일과 내주측 가이드 레일의 간격을 제 1 거리간격으로 배치한 입구측 영역과, 상기 입구측 영역에 연결되고 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을 시트상물의 반송방향을 향해서 점차 끝쪽이 퍼져가는 형상으로 배치한 연신영역과, 상기 연신영역에 연결되고 상기 시트상물의 양측에서 대향하는 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을 평행하게, 또한, 외주측 가이드 레일과 내주측 가이드 레일의 간격을 제 2 거리간격으로 배치한 출구측 영역을 갖고,
상기 입구측 영역에 배치한 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을 시트상물의 폭방향을 따르는 횡방향으로 상기 제 1 거리간격을 유지한 채로 이동시키는 이동기구를 설치해서 대향하는 외주측 가이드 레일 사이의 간격을 가변으로 하고, 출구측 영역의 대향하는 외주측 가이드 레일 사이의 간격을 고정으로 하고,
상기 연신영역에 배치한 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을 가이드 레일의 길이방향으로 간격을 두고 연직방향의 슬릿을 형성한 슬릿 레일로 구성하고, 상기 슬릿 레일로 구성되는 상기 연신영역에 배치한 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을 시트상물의 폭방향을 따르는 횡방향으로 이동시키는 이동기구를 설치하는 것을 특징으로 하는 시트상물의 2축 연신기.
제 1 항에 있어서,
상기 연신영역에 배치한 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일을 복수로 분할 구성한 레일 기대 상에 부설함과 아울러, 인접하는 레일 기대끼리를 회전식 조인트부로 수평면 내에서 요동 가능하게 연결하고, 또한, 상기 회전식 조인트부를 시트상물의 폭방향을 따르는 횡방향으로 이동시키는 이동기구를 설치해서 대향하는 외주측 가이드 레일 사이의 간격을 가변으로 한 것을 특징으로 하는 시트상물의 2축 연신기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 연신영역에 배치한 외주측 가이드 레일 및 내주측 가이드 레일에 무부하 시에 수평면 내에서 만곡된 형상의 벤딩 레일을 사용하는 것을 특징으로 하는 시트상물의 2축 연신기.