KR102388696B1 - 필름 연신기와 그 기동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노를 포함하는 필름 연신기에 관한 것으로, 적어도 하나의 톱니바퀴(8)에 의해 구동되는 클램프들(4)의 무한 체인의 하나의 스트랜드가 상기 노를 통과하여 지나는 필름 연신기에 있어서, 적어도 하나의 톱니바퀴(8)는, 노(1) 내부에 있고, 노(1) 안에 배치되고 냉각 수단(13, 14)에 의해 냉각되며 케이싱(12)에 의해 둘러싸여 있는 자체적인 기어 모터(9)에 의해 회전되며, 자체적인 이동 장치(11)에 장착되어 톱니바퀴가 체인과 맞물리지 않는 후퇴 위치로부터 톱니바퀴가 체인과 맞물리는 구동 위치로 이동하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 상기 필름 연신기를 시작하는 방법에 관한 것이기도 하다.

Description

필름 연신기와 그 기동 방법

본 발명은 특히 플라스틱 필름을 연신하는(drawing) 필름 연신기 또는 시트 연신기에 관한 것으로, 특히 필름을 동시에 연신하는 유형의 기계에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 동시 각도 연신(simultaneous angular drawing)에 적용된다.

예열된 플라스틱 재료는 세로 방향과 가로 방향으로 동시에 연신되는데, 이때 연신된 필름의 연신 각도는 90˚가 아니라, 예를 들어 45˚ 또는 135˚이다. 동시 각도 연신은, 노에 들어가고 나오되 상기 노에서 갈라지는 2개의 무한 트랙을 포함하는 기계를 사용하여 수행될 수 있으며, 각각의 트랙은 클램프들이 그 위에서 이동하는 제1 레일과, 연결된 캐리지들이 그 위에서 이동하는 제2 레일을 체인에 포함하되, 상기 체인은 노 바깥에 배치되는 2개의 연속하는 클램프를 포함하는 톱니바퀴에 의해 당겨진다(예를 들어, 클램프들의 무한 체인의 한 스트랜드가 관통하는 노를 포함하는 필름 연신기로, 체인이 적어도 하나의 톱니바퀴에 의해 구동되는 필름 연신기를 개시하는 FR 2 922 810 A1호를 참고).

이러한 기계들은 체인을 당기는 방향으로 그 길이가 수십 미터, 예를 들어 30 내지 40미터로 매우 길 수 있다. 특히, 연신될 필름의 두께가 예를 들어 약 100 미크론으로 비교적 두꺼운 경우, 노의 외부에 배치되는 톱니바퀴가 체인을 당기는데 필요한 힘이 너무 커진다. 레일의 반경 방향으로의 힘이 매우 커진다. 이는, 클램프 피치에 편차를 발생시킨다. 클램프 피치의 부정확성은 연신의 규칙성을 손상시키고, 따라서 획득된 필름의 광학 품질을 손상시킨다.

본 발명에 따른 기계는, 심지어 후막의 경우에도 더 양호한 광학 품질을 갖는 필름을 제조할 수 있도록 함으로써 이러한 단점을 극복한다.

본 발명에 따른 필름 연신기, 특히 전술한 유형의 필름 연신기는 클램프들의 무한 체인의 한 스트랜드가 관통하는 노를 포함하며, 적어도 하나의 톱니바퀴에 의해 구동된다. 상기 기계는 적어도 하나의 톱니바퀴가 노 내부에 있고, 노 내에 배치되며 냉각 수단에 의해 냉각되는 케이싱에 의해 둘러싸여 있는 자체의 기어 모터에 의해 상기 톱니바퀴가 회전되며, 상기 톱니바퀴는 자체의 이동 장치에 장착되어, 상기 톱니바퀴가 체인과 맞물리지 않는 후퇴 위치에서 상기 톱니바퀴가 체인과 맞물리는 구동 위치로 이동하도록 하는 것을 특징으로 한다.

노의 온도는 약 200℃이기 때문에, 현재까지는 노 안에 배치된 톱니바퀴가 제대로 기능하는 것이 불가능하다고 여겨져 왔다. 하지만, 톱니바퀴가, 노 내에 배치되고 냉각 수단에 의해 냉각되는 케이싱에 의해 둘러싸이는 기어 모터에 의해 회전된다면, 신뢰성 있게 장착이 이루어진다. 기어 모터와 그 전자 제어 구성요소들은 케이싱에 의해, 상기 구성요소들의 작동에 손상을 입히는 과열로부터 보호되고, 케이싱 외부에 있지만 그 작동이 순수하게 기계적인 톱니바퀴는 이러한 고온을 견딜 수 있다.

복수의 톱니바퀴들이 노 내부에 제공되는 것이 바람직하며, 각각의 톱니바퀴는 적어도 5개의 톱니를 포함하는 것이 바람직하다. 각각의 톱니바퀴는 자체 케이싱을 포함하는 자체 기어 모터를 포함한다.

클램프를 기계적으로 가능한 한 적게 편향시키기 위해, 체인 내 상기 클램프를, 노 내부 톱니바퀴의 톱니 공간으로 관통하는 롤러를 구비하는 캐리지에 링크시키는 것이 유리하다. 일반적으로, 캐리지 롤러들은 수직축을 가지며, 클램프들은 상기 클램프들의 피치를 조정하기 위한 노 외부에 있는 어떤 지점에서 닫힌다.

이동 장치는 톱니바퀴를 체인에 수직인 방향으로 병진 이동시키는 장치인 것이 바람직하다.

일반적으로, 노 내부의 톱니바퀴들은 노 외부의 하나 이상의 톱니바퀴가 체인을 당기는 것을 돕는다.

본 발명에 따른 기계는 보편적으로, 노 안에서 서로 갈라지는 2개의 체인과 클램프들 및 캐리지들을 포함하며, 클램프들은 체인들 중 한 체인의 제1 레일에서 이동하고 캐리지들은 동일한 체인의 제2 레일에서 이동하며, 이는 각각의 체인에 적용된다.

기계의 시동을 용이하게 하기 위해, 각 톱니바퀴는 바퀴의 톱니 피치를 검출하는 자체 검출기를 포함하고, 체인은 각 바퀴에 특정되는 센서를 포함하여, 톱니바퀴와 맞물리는 지점에서 클램프 피치를 검출하며, 기계의 중앙 제어 유닛은 센서 및 검출기에 연결되어, 피치들이 매칭되면 바퀴를 구동 위치로 위치시키기 위해 이동 장치를 제어한다. 따라서, 기계적 구성요소들이 파손되어 탈동기화(desynchronization)가 발생하는 것이 방지된다.

기어 모터를 위한 전력 공급 와이어가, 냉각 수단으로부터의 냉각 공기를 위한 케이싱 내 입구를 통해 케이싱을 떠난다는 점에서, 그리고 입구에서 와이어들이 공유 슬리브에 의해 둘러싸이고, 공유 슬리브가 일정 거리에서 열 절연성 시스(sheath)에 의해 둘러싸여 있다는 점에서, 제어가 더욱 신뢰성이 있게 된다.

또한, 본 발명은 필름 연신기를 시작하는 방법에 관한 것으로서, 바퀴가 후퇴되어 있는 동안, 각 바퀴의 톱니 피치와, 각 톱니가 체인과 맞물리도록 의도되는 지점에서의 클램프 피치의 매칭이 모니터링되고, 매칭이 있는 경우 바퀴들의 회전 속도가 저속에서 체인의 이동 속도와 동기화된 다음, 바퀴들은 구동 위치에 배치되고, 모든 속도가 동시에 증가한다.

첨부된 도면들이 단지 예시로서 주어진다.
도 1은 본 발명에 따른 기계의 노의 상부가 제거된 개략적 평면도이다.
도 2는 연신기의 부분 중 한 쌍의 내부 톱니바퀴를 포함하는 부분의 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기계의 체인의 일부에 대한 사시도이다.

본 발명에 따른 필름 연신기는 2개의 동일한 트랙의 스트랜드들이 관통하는 온도-제어식 노(1)를 포함한다. 각각의 트랙은 제1 내측 레일(2) 및 제2 외측 레일(3)을 포함하는데, 레일들은 스트랜드를 따라 평행하게 이어지다가 분기된다. 레일들(2, 3)은 무한하다(endless). 복수의 클램프(4)가 제1 레일(2) 상에서 이동하며, 클램프는 클램프를 폐쇄하기 위한 고정 램프 아래의 피치를 조정하기 위해 한 지점에서 폐쇄된다. 연신될 필름(F)은 클램프(4)들에 의해 양 에지가 지지되는데, 이 클램프는 프랑스 특허 제2686041호에 기술된 종류일 수 있다. 캐리지(5)는 제2 레일(3) 상에서 이동한다. 노(1) 외부에 있는 4개의 톱니바퀴(6)에 의해 구동되는 체인에 있는 캐리지(5)는 클램프(4)에 연결된다. 2개의 연속적인 클램프(4)가 2개의 링크(7)에 의해 동일한 캐리지(5)에 연결되어, 클램프(4)들의 피치를 조정한다. 즉, 2개의 링크(7) 사이의 각도가 조정될 때 상기 클램프들의 상호 거리가 조절된다. 캐리지(5)는 수직 베어링 롤러에 의해 외측 레일(3)에서 굴러간다.

노(1) 외부에 있는 각 체인을 구동하기 위한 4개의 톱니바퀴(6)에 추가적으로, 노 내부에는 각 체인을 구동하기 위한 6개의 톱니바퀴(8)가 있다.

도 2는 상기 톱니바퀴(8)들 중 하나를 도시하며, 톱니바퀴(8)는 자체의 기어 모터(9)에 의해 구동되고, 슈(shoes)(10)에 의해 레일(11) 상에 병진식으로 장착되어, 톱니바퀴가 체인과 맞물리지 않는 후퇴 위치(점선으로 표시됨)로부터, 상기 톱니바퀴(8)가 체인과 맞물리는 구동 위치로 이동할 수 있다. 기어 모터(9)는 케이싱(12) 내부에 배치된다. 케이싱(12)은 노(1)의 내부에 있다. 상기 케이싱은 입구(13)를 통해 유입되고 출구(14)를 통해 다시 배출되는 냉각 공기에 의해 냉각된다.

각 톱니바퀴(8)는 상기 톱니바퀴의 톱니 피치(tooth pitch)를 검출하는 자체 검출기(15)에 링크된다. 각 톱니바퀴(8)는, 상기 톱니바퀴(8)가 체인과 맞물리는 지점 또는 상기 지점과 가까운 곳, 바람직하게는 체인의 이동 방향에서 바로 상류 지점에서 클램프(4)들의 피치를 검출하는 센서(16)에 링크된다.

기어 모터(9)를 위한 2개의 전력 공급 와이어(17)는 출구(14)를 통해 케이싱(12)을 빠져나가며, 와이어들은 슬리브(18)에 의해 둘러싸이고, 슬리브(18)는 일정 거리에서 절연 시스(19)에 의해 둘러싸인다.

제어 유닛(20)이 노(1)의 외부에 위치되며, 제어 유닛은 각각의 톱니바퀴(8)의 검출기(15)들로부터, 그리고 각각의 톱니바퀴(8)에 링크되어 있는 센서(16)들로부터 정보를 수신하고, 제어 유닛은 톱니바퀴(8)들을 이동시키는 장치(11)를 제어하여, 체인에서 톱니바퀴(8)가 맞물리도록 의도되는 지점에서 클램프의 피치에 대한 톱니바퀴(8)의 톱니 피치의 매칭을 모니터링 한 다음, 그리고 바퀴(8)와 체인의 속도가 동기화된 다음, 톱니바퀴(8)가 체인과 맞물려지도록 한다.

매칭이 있는 경우, 바퀴(8)들의 회전 속도는 체인의 이동 속도와 저속으로 동기화되고, 바퀴(8)들은 상기 바퀴들이 체인과 맞물리는 위치인 구동 위치에 위치되고, 그 다음 모든 속도들이 동시에 증가된다.

매칭이 없는 경우, 톱니바퀴(8)들은 교체되고 위 단계가 반복된다.

Claims (10)

1. 노(1)를 포함하는 필름 연신기로,
   클램프(4)들의 무한 체인의 하나의 스트랜드가 상기 노(1)를 통과하여 지나되, 상기 체인은 적어도 하나의 톱니바퀴(8)에 의해 구동되는 필름 연신기에 있어서, 적어도 하나의 톱니바퀴(8)는,
   - 노(1) 내부에 있고,
   - 노(1) 안에 배치되며, 케이싱(12)에 의해 둘러싸여 있는 자체 기어 모터(9)에 의해 회전되며,
   - 자체 이동 장치(11)에 장착되어,
   - 상기 적어도 하나의 톱니바퀴(8)가 체인과 맞물리지 않는 후퇴 위치, 및
   - 상기 적어도 하나의 톱니바퀴(8)가 체인과 맞물리는 구동 위치 사이에서 이동하게 구성된 것을 특징으로 하는, 필름 연신기.
2. 제1항에 있어서, 이동 장치(11)는 적어도 하나의 톱니바퀴(8)를 체인에 수직인 방향으로 병진시키기 위한 장치인 것을 특징으로 하는, 필름 연신기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 톱니바퀴(8)는 상기 톱니바퀴(8)의 톱니 피치를 검출하는 자체 검출기(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 필름 연신기
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 체인은, 각각의 톱니바퀴(8)에 특정한 센서(16)를 포함하여, 톱니바퀴(8)가 체인과 맞물리도록 의도되는 체인 위의 지점에서 클램프(4)들의 피치들을 검출하는 것을 특징으로 하는, 필름 연신기.
5. 제3항에 있어서, 각각의 톱니바퀴는 톱니바퀴의 톱니 피치를 검출하는 자체 검출기를 포함하고, 링크필름 연신기의 중앙 제어 유닛(20)이 센서(16) 및 검출기(15)에 연결되어, 중앙 제어 유닛(20)은 상기 센서와 상기 검출기에 의해 검출된 피치들이 매칭될 때, 톱니바퀴(8)를 구동 위치에 위치시키도록 이동 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는, 필름 연신기.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기어 모터(9)의 전력 공급 와이어(17)들은, 케이싱의 냉각 수단으로부터의 냉각 공기용 입구(13)를 통해 케이싱(12)을 빠져나가는 것을 특징으로 하는, 필름 연신기.
7. 제6항에 있어서, 입구(13)에서 와이어(17)들은 공유형 슬리브(18)에 의해 둘러싸이고, 공유형 슬리브(18)는 일정 거리에서 열 절연성 시스(19)에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는, 필름 연신기.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 톱니바퀴가 필름 연신기의 동시 연신 구역에 위치하는 것을 특징으로 하는, 필름 연신기.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 케이싱(12)이 냉각 수단(13, 14)에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는, 필름 연신기.
10. 제1항 또는 제2항에 따른 필름 연신기를 기동시키는 방법에 있어서,
    바퀴가 체인과 맞물리도록 의도되는 지점에서 각 바퀴의 톱니 피치를 클램프 피치와 매칭시키고, 매칭이 있는 경우 바퀴들의 회전 속도가 체인의 이동 속도와 낮은 속도에 동기화되어 바퀴들이 구동 위치에 위치되고, 모든 속도가 동시에 증가되는 것을 특징으로 하는, 필름 연신기 기동 방법.

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