KR20080083563A - 시트 형상물의 연신기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신뢰성과 시트 형상물의 품질을 향상시키는 시트 형상물의 연신기를 제공하는 것이다.

이를 위하여 본 발명에서는 열가소성을 가지는 시트 형상물의 폭방향 양쪽 끝에서 마주 보고 배치되고, 서로 연결되어 접자 형상으로 신축하면서 상기 시트 형상물의 각 끝부를 파지하는 복수의 길이가 같은 링크를 대략 수평면상의 대략 폐쇄된 경로를 따라 안내하여 상기 시트 형상물을 입구측으로부터 출구측으로 반송하면서 연신한 후 입구측으로 되돌려 주행시키는 무단 링크장치의 대를 구비한 시트 형상물의 연신기로서, 상기 시트 형상물이 반송되는 공간으로서 이것을 연신하는 연신영역에서 상기 시트 형상물의 위쪽에 배치되어 이 시트 형상물에 열을 방사하는 히터와, 상기 히터로부터의 열을 받아 가열되는 열전도성 부재로 구성되고, 상기 시트 형상물의 아래쪽에 배치된 부재를 구비하였다.

Description

시트 형상물의 연신기{SHEET TYPE EXTRUDER}

본 발명은 시트 형상물, 예를 들면 열가소성 수지 필름 등을 연신하는 장치에 관한 것이다.

종래의 동시 2축 연신기는, 일본국 특개2000-334832호 공보(특허문헌 1)에 기재된 바와 같이, 가이드 레일을 사이에 두고 시트 형상물의 연신력을 지탱하는 한 쌍의 레이디얼베어링을 설치하고, 레이디얼베어링에 가이드 레일에 설치한 볼록부가 맞물리는 홈을 설치하여 링크장치의 자중(自重)도 동시에 지탱하도록 하여 링크장치를 지지한 것이 있다. 또 가이드 레일의 한쪽의 위치를 이동 가능하게 하여 링크장치의 개방 각도를 규제하는 것이 가능하게 하고 있다. 본 방식에 의하면 그리스 봉입방식의 레이디얼베어링을 채용함으로써 외부로부터의 강제급유가 불필요하게 되어 오일비산을 미연에 방지할 수 있고, 고속주행도 가능하게 된다. 또 가이드 레일 위치를 이동시킴으로써 MD 배율을 무단 변환 가능하게 된다.

또, 이와 같은 종래기술에서도 어느 슬라이딩저항이 증대하여 서서히 링크장치에 타이밍의 어긋남이 발생하거나, 연신의 반복동작시에 길이가 같은 링크의 연결부의 마모 등에 의한 기계적인 어긋남에 의하여 어긋남이 발생한다. 이 링크장 치의 어긋남에 의하여, 필름 양쪽 끝의 무단 링크장치의 동조가 무너져, 연신 필름(제품 필름)의 성능저하, 나아가서는 생산성의 저하를 초래한다는 문제가 있었다.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여 일본국 특개2004-155138호 공보(특허문헌 2)에 개시되는 기술과 같이, 시트 형상물의 양쪽 끝측에 배치된 무단 링크장치를 구동하는 시트 형상물 입구측 및 출구측의 스프로킷 사이의 가이드 레일의 연신구간의 최대 굴곡부 교류에 링크장치를 감지하는 센서를 배치하고, 이 센서로 검지된 특정한 링크 위치의 정보를 나타내는 신호에 의거하여 스프로킷에 의한 구동을 조절하는 것이 알려져 있다.

또, 최근은 연신하는 대상이 되는 열가소성의 시트 형상물의 재질이 다방면에 걸쳐 변화하고 있어, 여러가지의 재료에 따른 적절한 조건을 실현하여 연신하는 것이 요구되고 있다. 예를 들면 다공실의 박막을 연신하는 경우에는, 연신하는 데 적합한 온도가 연신영역에서 320 내지 330℃ 이하가 되고, 예열영역에서도 150℃ 이상의 온도로 되어 있다.

이와 같은 높은 온도의 조건을 실현함에 있어서는 내부가 소정의 온도로 조절된 실내에 시트 형상물을 반송하여, 이 실내에서 연신하는 것을 생각할 수 있다. 예를 들면 일본국 특개2005-16282호 공보(특허문헌 3)에서는 예비가열, 연신, 냉각의 각 공정의 영역을 다른 실로서 구획하여, 이 영역마다 다른 온도로 조절하고, 이와 같은 온도가 된 실내에 배치된 연신기에 의하여 시트 형상물을 반송하면서 연신하는 기술이 개시되어 있다.

이와 같은 시트 형상물의 가열에 사용하는 장치는, 종래는 히터를 사용하여 승온시킨 공기를 시트 형상물에 내뿜어 시트 형상물을 가열하는 열풍 순환식이 많이 사용되어 왔었다. 이와 같은 종래기술에서는 시트 형상물에 내뿜는 열풍의 온도를 적절한 값으로 함으로써 시트 형상물이 최적온도가 되도록 하고 있었다. 그러나 이와 같은 온도가 높은 공기를 시트 형상물에 송풍하면 시트 형상물이 휘어져 연신의 불균일이 생길 염려가 있다.

그래서 이와 같은 연신의 정밀도의 향상 및 가열장치의 컴팩트화의 요구로부터, 원적외선에 의한 복사식 히터를 사용한 가열장치가 생각되고 있다. 예를 들면 일본국 특개2005-16282호 공보(특허문헌 3)에서는 예비가열, 연신, 냉각의 각 공정의 영역을 다른 실로서 구획하고, 이 영역의 특히 연신하는 영역에 복사식의 히터를 배치하여 시트 형상물을 연신에 적합한 온도로 조절하고, 이와 같은 온도가 된 실내에 배치된 연신기에 의하여 시트 형상물을 반송하면서 연신하는 기술이 개시되어 있다.

[특허문헌 1]

일본국 특개2000-334832호 공보

[특허문헌 2]

일본국 특개2004-155138호 공보

[특허문헌3]

일본국 특개2005-162824호 공보

그러나 상기 특허문헌 3은, 고온이 된 조건에서 시트 형상물을 연신하는 구성을 개시하고 있다고는 하여도 각 공정의 영역에 따라 연신기와 시트 형상물이 반송되는 스페이스를 하나로 합치는 구획에 불과하고, 고온으로 조절된 상태에서 생기는 문제점에 대해서는 충분히 고려되어 있지 않았다.

즉, 시트 형상물의 종류에 따라서는 연신에 적합한 온도가 더욱 고온이 되어 연신기의 구동에 적합한 온도의 범위와 다른 온도의 조건이 되어 버리는 경우가 있다. 이와 같은 조건으로 연신기를 구동하면 그 기계적인 동작에 지장을 일으키게 된다. 게다가 이와 같은 연신기의 동작에 따르는 시트 형상물에의 연신기로부터의 영향, 예를 들면 윤활유의 비산에 의한 오염 등의 문제가 발생된다. 이와 같은 문제점에 대하여 종래기술에서는 고려가 되어 있지 않았다.

또한 상기 종래기술에서는 예비가열로 온풍을 사용하여 가열하였을 때에 생기는 굴곡 등의 영향을 원적외선을 사용한 히터에 의하여 시트 형상물을 내부 가열함으로써 상쇄하여 해소하는 것은 개시되어 있으나, 히터를 사용하는 것이어도 시트 형상물의 표면에서의 온도의 불균일이 생기는 것, 이것을 억제하기 위한 히터의 구성에 대해서는 전혀 고려되어 있지 않았다. 이 때문에 시트 형상물을 고온으로 연신하는 경우에 신뢰성이나 품질이 현저하게 손상된다는 문제에 대하여 충분히 고려되어 있지 않았다.

즉, 복사에 의한 히터를 사용하여 전자파의 투과성이 높은 시트 형상물을 가 열하는 경우, 복사의 에너지는 시트 형상물에 효율적으로 전해지지 않는다. 또한 히터가 복수의 히터의 엘리먼트가 연결되어 구성되어 있는 경우에는 이들 엘리먼트의 배치에 의하면 시트 형상물의 표면에 닿는 복사 에너지가 시트 형상물의 폭방향으로 균일해지지 않아 시트 형상물 표면에 온도의 불균일이 생겨 연신의 성능이 불균일해진다는 문제가 생기는 점에 대하여, 상기 종래기술에서는 고려되어 있지 않았다.

본 발명의 목적은 시트 형상물을 안정되게 연신할 수 있어 신뢰성과 시트 형상물의 품질을 향상시키는 시트 형상물의 연신기를 제공하는 것에 있다.

상기 목적은 열가소성을 가지는 시트 형상물의 폭방향 양쪽 끝에서 마주 보고 배치되고, 서로 연결되어 접자(折尺) 형상으로 신축하면서 상기 시트 형상물의 각 끝부를 파지하는 복수의 길이가 같은 링크를 대략 수평면상의 대략 폐쇄된 경로를 따라 안내하여 상기 시트 형상물을 입구측에서 출구측으로 반송하면서 연신한 후, 입구측으로 되돌려 주행시키는 무단 링크장치의 쌍을 구비한 시트 형상물의 연신기로서, 상기 무단 링크장치의 각각은 상기 시트 형상물의 입구측으로서 이 시트 형상물을 반송하여 예열하기 위한 예열영역과, 이 후류측에 배치되어 이 시트 형상물을 상기 경로의 끝이 퍼지는 형상의 부분을 따라 반송하여 연신하기 위한 연신영역과, 이 후류측에 배치되어 상기 시트 형상물을 반송하여 열 고정하기 위한 열 고정영역과, 상기 경로의 안쪽으로서 상기 시트 형상물의 입구측 및 출구측에 배치되어 상기 복수의 길이가 같은 링크를 구동하는 입구측 스프로킷 및 출구측 스프로킷 을 가지고, 상기 시트 형상물이 반송되는 공간으로서 상기 연신영역에서 상기 시트 형상물의 위쪽에 배치되어 이 시트 형상물에 열을 방사하는 히터와, 상기 히터로부터의 열을 받아 가열되는 열전도성부재로 구성되어 상기 시트 형상물의 아래쪽에 배치된 부재를 구비한 시트 형상물의 연신기에 의하여 달성된다.

또한 상기 시트 형상물의 아래쪽에 배치된 부재가 상기 시트 형상물의 하면에 대향하여 그 폭방향에 대하여 평행하게 배치된 상면을 구비함으로써 달성된다.

또한 상기 시트 형상물의 아래쪽에 배치된 부재의 온도를 검출하는 검출기와, 이 검출기로부터의 출력에 따라 상기 히터의 동작을 조절하는 제어장치를 구비함으로써 달성된다.

또한 상기 시트 형상물의 위쪽으로서 상기 히터와의 사이에 배치되어 상기 시트 형상물의 중앙측과 폭방향의 양쪽 끝측에서 개구율이 다른 다공판을 구비함으로써 달성된다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 사용하여 상세하게 설명한다.

(실시예)

도 1 내지 도 10을 이용하여 본 발명에 관한 시트 형상물의 연신기의 일 실시예를 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 5를 이용하여 상기 실시예의 구성의 개략을 설명한다. 도 1은 본 발명의 시트 형상물의 연신기의 구성의 개략을 설명하는 상면도이다. 도 2는 도 1에 나타내는 시트 형상물의 연신기의 링크장치의 구성의 개략을 모식적 으로 나타내는 도면이다.

먼저, 도 1 및 도 2를 이용하여 본 발명의 실시예에 관한 시트 형상물의 연신기(1) 및 이것에 사용되는 링크장치의 구성에 대하여 설명한다.

도 1에 나타내는 시트 형상물의 연신기(1)는, 중앙부로 연신하는 열가소성을 가지는 수지 등으로 구성된 시트 형상물이 반송되는 반송공간(2)과, 폐쇄된 경로를 구성하는 링크 가이드 레일(3)상을 구동하여 주위를 돌면서 시트 형상물의 양쪽 끝부의 각각을 잡고 반송하여 해방되는 무단 링크장치(4, 5)가 반송공간(2)의 시트 형상물의 반송방향의 양측에 배치되어 있다.

이들 무단 링크장치(4, 5)에서는 각각 스테이지(10, 11)상에 배치되어 반송공간(2)의 시트 형상물의 입구측 및 출구측에 배치된 스프로킷(6, 7, 8)과, 링크 가이드 레일(3) 및 그 위를 주행하는 링크장치(200)가 구비되고, 스프로킷(6, 7, 8) 중의 어느 하나가 도시 생략한 모터 등의 구동장치와 연결되어 회전구동되고, 이들 스프로킷(6, 7, 8)에 맞물린 링크장치(200)가 링크 가이드 레일(3)상을 슬라이딩하여 이동한다.

즉, 도 2에 나타내는 바와 같이 시트 형상물의 양측에 배치된 무단 링크장치(4 또는 5)(도면에서 링크의 일부 및 한 쪽의 무단 링크는 생략)는, 서로 연결되어 접자 형상으로 형성되고, 시트 형상물의 끝부를 파지하는 파지장치(202)를 그 시트 형상물측의 선단에 구비한 복수개(다수개)의 길이가 같은 링크(201)가 연결되어 고리형상으로 폐쇄되어 구성된 링크장치(200)를 구비하고 있다. 이 링크장치(200)는 시트 형상물의 입구측 스프로킷(6 또는 7)에 의하여 구동되어 링크 가이 드 레일(3)상을 주행하고, 반송공간(2)의 입구에 설치된 개폐 가이드 등의 개폐수단(도시 생략)에 의하여 파지장치(202)가 개폐되어 시트 형상물을 잡고 예열영역(12)에서 연신에 필요한 온도로 시트 형상물을 가열하면서 링크 가이드 레일(3)의 반송측의 레일상을 주행한다.

또한 뒤쪽의 연신영역(13)에서 진행방향으로 점차로 끝이 퍼지는 형상으로 배치된 링크 가이드 레일(3)로 안내되어 파지장치끼리 사이의 파지 피치를 P1에서 P2로 서서히 확대함으로써 시트 형상물을 종횡 2방향으로 동시에 연신한다. 그 후, 열고정영역(14)에서 시트 형상물을 소정의 온도로 열고정한 후, 출구에 설치된 개폐 가이드 등의 개폐수단(도시 생략)에 의하여 파지장치(202)를 개폐하여 시트 형상물로부터 떼어 내고, 떼어 낸 시트 형상물을 그대로 진행시킨다. 또한 링크장치(200)는 출구측의 스프로킷(8)에 의하여 구동되어 링크 가이드 레일(3)의 리턴측 레일상을 주행하여 입구측 스프로킷(6)으로 되돌아가도록 구성된다.

즉, 본 발명에 관한 시트 형상물의 연신기(1)는, 열가소성수지의 시트 형상물의 끝부를 파지하는 다수의 파지장치(202)를 시트 형상물의 양쪽 끝에 구비한 무단 링크장치(4, 5)가 배치되고, 그 무단 링크장치(4, 5)는 접자 형상으로 형성된 다수개의 길이가 같은 링크(201)가 고리형상으로 연결된 링크장치(200)를 구비하여, 시트 형상물의 입구측 스프로킷(6 또는 7)으로 구동된다. 본 실시예에서는 링크장치(200)가 시트 형상물의 폭방향 양쪽 끝측에서 대향하여 배치된 내/외주 한 쌍의 레일로 이루어져 진행방향으로 끝이 퍼지는 형상으로 배치된 링크 가이드 레일(3)로 안내되어 시트 형상물을 연신시킨 후, 시트 형상물을 떼어 내고 반송공 간(2) 출구측의 스프로킷(8)에 의하여 구동되어, 입구측의 스프로킷(6)으로 되돌아가도록 구성된다. 또한 무단 링크장치(4 또는 5)의 링크구성으로서는 일본국 특공평5-4896호 공보에 기재된 무단 링크장치를 참조할 수 있다.

도 3, 도 4를 이용하여 본 실시예의 연신기(100)에 사용되는 링크장치의 구성을 더욱 상세하게 설명한다. 도 3은 도 1에 나타내는 실시예의 링크장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다. 도 4는 도 3에 나타내는 링크장치의 구성의 개략을 나타내는 상면도이다. 특히, 도 4에서는 링크장치(200)를 구성하는 각 길이가 같은 링크(201)가 전장(展長)된 상태를 나타내고 있다.

이들 도면에 나타내는 바와 같이 본 실시예에 관한 연신기(100)의 링크장치(200)는, 복수(본 실시예에서는 2개)의 링크 가이드 레일(3)상을 주행하는 길이가 같은 링크(201)가 복수 서로 연결되고, 이들 길이가 같은 링크(201)가 링크 가이드 레일(3)의 간격의 변화에 따라 접자상에 신축, 전장하는 구성으로 되어 있다. 상기 링크 가이드 레일(3)은 도 3에 나타내는 바와 같이 대 위에서 위쪽으로 볼록 형상이 되도록 배치된 단면 대략 직사각형상의 빔 형상부재로 구성된 안 둘레 및 바깥 둘레측의 한 쌍의 세트가 되는 레일로 구성되어 있다.

이 가이드 레일(3) 위쪽에 얹혀져 배치되는 길이가 같은 링크(201)는, 이 길이가 같은 링크(201)가 시트 형상물을 파지하면서 주행하는 반송측의 레일에 있어서 시트 형상물에 가까운 쪽의 바깥 둘레측의 레일(205)에는 시트 형상물을 파지하는 파지장치(202)가 연결된 조인트용 링크축(207)이 배치되고, 안 둘레측의 레일(206)에는 파지장치(202)를 가지지 않은 조인트용 링크축(208)이 배치된다.

시트측의 링크축(207)과 반(反)시트측의 링크축(208)은 링크 플레이트(209 및 210)에 의하여 연결된다. 또 길이가 같은 링크(201)의 최대 피치를 제한하는 체인링크(203a, 203b)는 인접한 반시트측의 링크축(208)끼리를 연결하여 링크 플레이트(209) 사이에 설치되어 있다.

또, 길이가 같은 링크(201)을 구성하는 링크 플레이트(209, 210)는, 링크축(207)의 위에서 동축 형상으로 연결되어 있고, 이 축을 중심으로 한 주위로 양자가 회전하여 길이가 같은 링크(201)의 형상이 변화된다. 또한 각 링크 플레이트(209, 210)는 반 시트측의 가이드 레일(206)상의 끝부에서 각각 링크축(208)과 연결됨과 동시에, 링크축(207)의 하부에서 링크아암(209, 210)과 연결되어 있다. 이 때문에 상기 변형시에 상하의 링크는 동일한 형상이 되도록 동기하여 변형된다.

링크축(207, 208)의 최하단에는 제 1 구름 베어링인 베어링 롤러(211a, 212a)를 가지는 베어링 홀더(211, 212)가 연결되고, 베어링 홀더(211, 212)의 양쪽, 즉 베어링 롤러(211a, 212a)의 바깥 둘레부에 한 쌍의 제 2 구름 베어링인 플랜지부착 레이디얼베어링(213a, 213b, 214a, 214b)이 설치되어 있다. 이들 플랜지부착 레이디얼베어링(213a, 213b, 214a, 214b)은 길이가 같은 링크(201)의 움직임을 규제하는 레일(205, 206)의 양 측면을 전동하고, 또한 레일(205, 206)의 상면과 플랜지부착 레이디얼베어링(213, 214)의 플랜지의 접촉으로 길이가 같은 링크(201)의 자중(自重)을 유지하도록 배치되어 있다.

상기한 바와 같이 길이가 같은 링크(201)의 시트측 끝부에는 파지장치(202)가 배치되어 있다. 본 실시예의 파지장치는 링크 아암(210)의 시트측 선단에 연속 된 부재로서 배치되어 상하로 분기된 2개의 아암을 구비하는 파지 아암(210a)과, 이 파지 아암(210a)에 연결되어 시트측 또는 반시트측으로 회전하는 회동 아암(215) 및 이 회동 아암(215)의 하단에 회전 가능하게 연결된 상부 파지부(216), 파지 아암(210a)의 하측의 아암 상면에 배치되어 상부 파지부(216)와의 사이에서 시트 형상물을 사이에 두고 유지하는 하부 파지부(217)를 구비하고 있다.

또한 회동 아암(215)의 회전축의 위쪽 부분은, 코일 스프링(218)이 걸어 맞춰져 링크 아암(210)의 상측 아암인 파지 아암(210a)과 연결되어 있다. 이 구성에 의하여 회동 아암(215)의 회전에 특정방향[본 실시예에서는 상부 파지부(216)를 시트측을 향하게 하는 방향]에 대하여 가세하고 있다. 시트 형상물을 파지하는 경우에는 코일 스프링(218)에 저항하여 회동 아암(215) 상단을 시트측 및 하단을 반시트측으로 이동하도록 회전시켜 하부 파지부(217)상에 시트 형상물이 위치하도록 한 후에 회동 아암(218)을 코일 스프링(218)의 가세력을 이용하여 회전시켜 상부 파지부(216)와 하부 파지부(217)의 사이에서 시트 형상물을 사이에 두고 유지한다. 시트 형상물을 개방하는 경우에는 다시 상기 회동 아암(215)의 회전동작을 행하게 하여 상부 파지부(216), 하부 파지부(217)의 사이를 유리(遊離)시켜 간극을 개방한 상태에서 시트 형상물을 하부 파지부(217) 위쪽으로부터 이동시킨다.

파지장치(202)와 가이드 레일(205, 206)과 이들의 위쪽에서 주행하는 링크 플레이트(209, 210), 베어링 홀더(211, 212), 레이디얼베어링(213, 214) 등을 포함하는 링크 본체와의 사이는, 칸막이벽(220)이 배치되어 있고, 이들이 배치된 공간인 장치측 공간(221)과 반송공간(2)을 구획하고 있다. 즉, 본 실시예에서는 파지 장치(202)가 포함되는 반송공간(2)과 링크 본체를 포함하는 무단 링크장치(4, 5)의 링크장치(200)가 배치된 장치측 공간(221)을 별도의 공간으로 하도록 벽이 배치되어 구획되어 있다.

이 칸막이벽(220)은 고온이 되는 반송공간(2)과 장치측 공간(221)을 칸막이함으로써 이들 사이의 열의 주고받기를 저감함으로써 온도조건의 조절을 용이하게 함과 동시에 장치의 구동, 시트 형상물의 품질에의 악영향을 저감하고 있다. 또 코일 스프링(218)은 칸막이벽(218)을 거쳐 링크 아암(209) 등에 연결하지 않고, 파지장치(202)를 구성하는 파지 아암(210a)과 회동 아암(215)이 걸어맞춰져 있다.

도 2의 예열영역(12) 및 열고정 영역(14)에서의 링크장치(200)의 길이가 같은 링크(201)끼리의 간격(P1, P2)에 나타내는 바와 같이, 길이가 같은 링크(201)가 폐쇄된 상태와 개방된 상태에서는 위쪽에서 본 상태에서 도면상 위쪽의 가이드 레일(205) 위쪽에서 링크축(207)에 의하여 서로 연결된 링크 플레이트(209a, 209b)의 교차각도가 다르다. 즉, 가이드 레일(205, 206)의 양쪽에 걸어맞춰져 주행하여 링크축(207)에 연결된 2개의 링크 플레이트(209a, 209b)는, 링크축(207)의 위치를 지지점으로 주행에 따라 상대적으로 회전하여 교차의 각도가 변화 가능하게 구성되어 있다. 이때에도 베어링 홀더(211, 212)에 지지된 플랜지부착 레이디얼베어링(213a, 213b, 214a, 214b)은, 링크축(207, 208)에 대한 베어링 롤러(211a, 212a)의 작동(회동)에 의하여 항상 레일(205, 206)의 양 측면에 대하여 실질적으로 수직하게 위치하도록 변화하는(회동하는) 즉, 가이드 레일(205, 206)의 길이방향에 대하여 직교한다.

따라서 본 실시예에 의하면 한 쌍의 플랜지부착 레이디얼베어링을 가이드 레일에 대하여 항상 일정한 각도로 할 수 있기 때문에, 링크 플레이트(209a, 209b)의 교차각도나 가이드 레일 폭에 의존하지 않고 링크장치(200)를 주행시키는 것이 가능하게 된다.

도 2의 연신영역(13)에서 MD 방향의 연신량(배율, 시트 형상물의 길이방향의 배율)이 1.0보다 크게 한 상태가 된다. 즉, 레일(206)과 레일(205)의 사이가 접근하여 길이가 같은 링크(201)의 링크의 개방 각도가 커진다. 이에 의하여 시트 형상물은 진행방향으로 연신된다(도면에서 파지장치는 생략). 또한 도시 생략한 부분의 가이드 레일과 도면에서 가이드 레일의 연결에는 스프링강(spring steel)을 사용함으로써 가이드 레일을 무단 형상으로 배치 가능하게 된다. 이와 같이 길이가 같은 링크(201)는 가이드 레일(205, 206)상의 주행에 따라 교차각도를 증감하면서 신축하는 것이다.

또한 본 실시예에서는 시트 형상물을 필름의 진행방향에 대하여 연신하는 방법을 나타내었으나, 도시 왼쪽의 레일(206)과 레일(205) 사이를 오른쪽에서의 거리를 같게 함으로써 각 영역에서 교차각도를 대략 동일하게 하는 즉, MD 방향의 연신량을 같게 하는 것도, 반대로 도면상 왼쪽에서의 레일(206)과 레일(205) 사이의 거리를 오른쪽에서의 거리를 보다 더 접근시켜 링크장치의 개방 각도를 도시 왼쪽에서 작게 함으로써 시트 형상물을 필름의 진행방향에 대하여 수축시키는 것도 가능하다. 또한 이 경우, TD 방향으로 시트 형상물이 연신된다. 또한 TD 방향의 연신량(배율)의 무단 가변기술[링크 가이드 레일(3)]을 끝이 퍼지는 형상으로 배치시키 는 구성과 조합시킴으로써 TD방향, MD 방향의 연신량을 자유롭게 설정하는 것이 가능하다.

상기한 바와 같이 무단 링크장치(4, 5) 사이의 반송공간(2)은 개략 3개의 영역으로 나뉘어져 있고, 입구측에서 출구측을 향하여 예열영역(12), 연신영역(13), 열고정 영역(14)으로 나뉘어진다. 이들 영역의 각각에서는 시트 형상물을 파지하는 링크장치의 끝부의 아래쪽에 도시 생략한 복수의 블로워가 배치되어 있다. 각 블로워는 그 시트 끝쪽의 옆쪽으로 연장되는 덕트와 연결되고, 이 덕트로부터 도입되는 가열된 기체인 공기가 블로워에 도입된다. 블로워 내의 공간으로 도입된 고온의 공기는, 블로워 상부의 위쪽을 향하여 개구된 분출구로부터 그 위쪽을 지나는 시트 형상물의 하면을 향하여 분출된다.

복수의 블로워로부터 이와 같은 고온의 공기의 공급을 받아 예열영역(12)에서는 시트 형상물이 가열되어 고온이 됨으로써, 열가소성을 가지는 시트 형상물의 변형이 용이하게 되고, 뒤쪽의 영역에서의 변형시의 손상이나 변형의 치우침의 발생 등이 억제된다. 또, 이 예열영역(12)은 시트 형상물이 반송공간(2)으로 도입되는 입구이고, 이 입구에서 링크 가이드 레일(3)에 안내되어 구동된 링크장치의 필름측 끝부가 시트 형상물의 끝부를 파지하여 링크장치 주위의 동작방향인 반송공간(2)의 출구측을 향하여 시트 형상물을 잡아 당겨 반송을 개시한다.

예열영역(12)의 뒤쪽에 인접하는 영역인 연신영역(13)에서는 시트 형상물의 양쪽 끝측에서 마주 보는 무단 링크장치(4, 5)의 링크 가이드 레일(3)은, 한쪽에 대하여 끝이 퍼지는 형상으로 배치되고, 이와 같은 링크 가이드 레일(3)로 안내되 는 링크장치는 파지하는 시트 형상물의 끝부를 양쪽 끝의 방향으로 신장할(연신할) 수 있다. 또 연신영역(13)에서도 복수의 블로워로부터 고온의 공기가 시트 형상물 하면에 공급되어 내뿜어져 시트 형상물 연신시의 손상이나 연신량의 치우침이 억제된다.

연신영역(13)의 뒤쪽에서 이것에 인접하는 영역인 열고정 영역(14)에서는 무단 링크장치(4, 5)의 링크 가이드 레일(3)은 한쪽에 대하여 예열영역(10)인 출구부의 거리에서 대략 병행하게 배치되고, 링크장치에 파지된 시트 형상물은 대략 일정한 폭으로 반송됨과 동시에, 이 영역의 아래쪽에 배치된 복수의 블로워로부터의 고온의 공기의 공급을 받아 소정량만큼 연신된 상태를 유지하여 가열되어, 그 형상이나 길이가 고정된다.

열고정 영역(14)을 반송된 시트 형상물은 그 하류 끝부에 배치된 출구측의 스프로킷(8)의 직전에서 무단 링크장치(4, 5)로부터 개방되고, 또한 하류측으로 이동하여 연신기(1)로부터 인출된다. 연신기(1)의 시트 형상물의 반송방향 하류측에는 시트 형상물을 감아들이는 권취기 등의 시트 형상물을 회수하는 수단이 배치되어 있다. 또는 연신을 받은 시트 형상물에 더 한층의 가공을 실시하기 위한 다른 장치가 배치되어 있어도 된다.

또한 본 실시예의 연신기(1)는, 시트 형상물의 반송은 양쪽의 무단 링크장치(4, 5)의 파지와 운동에 의하여 행하여지는 것으로, 연신기(1)의 무단 링크장치(4, 5)만의 동작에 의해서만 시트 형상물을 반송하고 있는 것이나, 연신기(1)의 하류측에 배치되어 이것으로부터 인출된 시트 형상물을 받는 다른 장치로부터의 힘 도 받으면서 무단 링크장치(4, 5)의 동작에 의하여 시트 형상물을 반송하여도 된다.

또, 뒤에서 설명하는 바와 같이 본 실시예에서는 링크장치는 시트 형상물의 양쪽 끝측의 방향(폭방향, TD 방향)에 대한 연신만이 아니고, 시트 형상물의 반송방향(MD 방향)으로도 연신 가능하게 구성되고, 또 이들 방향으로의 연신의 배율을 가변으로 구성하고 있다. 즉, 링크 가이드 레일(3)의 필름측 레일끼리의 거리를 가변으로 구성함으로써 필름 끝끼리의 거리를 반송방향에 대하여 변화시켜 폭방향(TD 방향)으로 연신 가능하게 함과 동시에 이것과 반(反)필름측 레일 사이의 거리를 가변으로 구성함으로써 연신영역(13)에서 링크장치의 개방도를 가변으로 하여, 시트 형상물의 반송방향(MD 방향)에 대한 연신량(예를 들면, 연신배율)을 변경 가능하게 구성하고 있다.

또, 본 실시예에서는 이와 같은 TD 방향의 연신량의 변경은, MD 방향의 변경과 독립으로 행하는 것이 가능하고, 또 MD 방향의 연신량의 변경을 TD 방향의 변경과 병행하여 행하는 것이 가능하게 구성되어 있다.

본 실시예에서는 시트 형상물의 연신을 이것에 적합한 온도조건으로 행하는 것이 필요하고, 특히 상온보다 높은 온도, 본 실시예에서는 200℃ 이상, 바람직하게는 300℃ 이상으로 행하는 것이 필요하게 되기 때문에, 이것을 실현하는 구성을 구비하고 있다. 즉, 도 1에 나타내는 바와 같이 본 실시예에서는 그 반송공간(2) 및 무단 링크장치(4, 5)를 덮어 내외의 환경을 구획하는 연신 챔버(101)가 구비되어 있다.

이 연신챔버(101)는, 연신기(100)가 설치된 제조라인 건물의 바닥면상에 배치되고, 이 바닥면과 위쪽, 옆쪽을 둘러싸는 대략 직육면체 형상의 용기로서, 반송공간(2), 무단 링크장치(4, 5)의 바깥 둘레측의 공간과 외부를 구획하고 있다. 본 실시예에서는 또한 연신챔버(101) 내부에 무단 링크장치(4, 5) 및 반송공간(2)의 각각의 예열영역(12), 연신영역(13), 열고정 영역(14)에 속하는 공간을, 각각 예열장치실(102, 102'), 연신장치실(103, 103'), 제 1 열고정 장치실(104, 104'), 제 2 열고정 장치실(105, 105') 및 예열 반송실(106), 연신 반송실(107), 제 1 열고정 반송실(108), 제 2 열고정 반송실(109)을 배치하고, 이들 하나하나를 온도조건이나 분위기의 조건 등으로 환경을 구획하고 있다.

이들 연신챔버(101) 내에 배치된 각각의 실 및 그 바깥쪽으로서, 연신 챔버(101)의 용기 내의 공간에서는 그 온도조건을 포함하는 환경이 독립하여 조절 가능하게 이루어져 있다. 예를 들면 뒤에서 설명하는 바와 같이 예열장치실(102, 102'), 연신장치실(103, 103'), 제 1 열고정 장치실(104, 104'), 제 2 열고정 장치실(105, 105')에는 각각에 온도가 조절된 공기를 도입하는 송풍덕트 및 배기덕트(114, 114', 115, 115', 116, 116', 117, 117')가 구비되어 있다.

또한 예열 반송실(106), 연신 반송실(107), 제 1 열고정 반송실(108), 제 2 열고정 반송실(109)에는, 각각 내부의 실의 온도를 조절하여 시트 형상물의 온도를 적절한 범위로 유지할 수 있도록 각각 히터(110, 111, 112, 113)가 그 천정면의 안쪽에 배치되고, 위쪽으로부터 복사에 의한 열을 방사하고 있다. 또한 이들 실내에는 소정의 온도가 된 공기가 블로워로부터 공급되어, 실내 전체의 온도 분균일을 억제하여 시트 형상물을 더욱 균일한 온도로 조절하고 있다.

도 5를 이용하여 본 실시예가 시트 형상물을 연신하는 동작에 대하여 개략을 설명한다. 도 5는 도 1에 나타내는 시트 형상물의 연신기의 장치 각 부분의 배치의 개략을 나타내는 종단면도이다. 도 5(a)는, 도 1에 나타내는 A-A선에 나타내는 면에서의 구성을 나타내는 종단면도이다. 이 도면에서는 예열영역에서의 구성을 나타내고 있고, 시트 형상물의 폭방향의 연신량이 0(연신의 배율이 1.0)인 상태의 배치를 나타내는 도면이다. 도 5(b)는 도 1에 나타내는 B-B선에 나타내는 면에서의 구성을 나타내는 종단면도이다. 이 도면에서는 연신이 행하여진 후의 열고정 영역에서의 구성을 나타내고 있고, 시트 형상물의 폭방향의 연신량이 1 이상(연신의 배율이 1.0 이상)인 상태에서의 장치의 배치를 나타내는 도면이다.

도 5(a)에 나타내는 예열영역(12)에서는 반송공간(2)의 입구에서의 시트 형상물의 폭방향의 연신량이 0 이다. 이 때문에 시트 형상물은 반송공간(2) 입구와 예열영역(12)에서 그 폭은 대략 동일하게 되어 있다.

즉, 이 예열영역(12)에서는 여기에서의 반송공간(2)인 예열 반송실(106) 내의 시트 형상물의 양쪽 끝측에 배치된 예열 장치실(102, 102') 내의 무단 링크장치(4, 5)의 각각의 링크 가이드 레일(3)의 대향하여 면하는 레일끼리는 대략 동일한 높이로 대략 병행하게 배치되어 있고, 이들 예열 장치실(102, 102') 내의 레일상에서 이것에 안내되어 주행하는 링크장치(200)가 시트 형상물측 끝부를 파지하는 파지장치의 파지위치도 대략 병행하게 되어 있다.

연신챔버(101) 내에 배치된 예열 장치실(102, 102') 및 이들 사이에 배치된 예열 반송실(106)은, 대략 동일한 높이로 구성되어 있고, 이들 내부에는 링크장치(200)를 포함하는 무단 링크장치(4, 5) 및 파지장치와 시트 형상물의 예열영역(12)의 부분이 배치되어 있다. 또한 이들 예열 장치실(102, 102') 및 이들 사이에 배치된 예열 반송실(106)의 바깥쪽으로서 연신챔버(101)의 안쪽의 공간에는 대기압의 분위기가 있고, 소정의 온도로 조절되어 있어도 된다.

예열 장치실(102, 102')의 바깥쪽 벽인 측벽에는 송풍덕트(402, 402')의 출구부분이 연결되어 있고, 이 송풍덕트(402, 402')의 입구측의 끝부는 연신챔버(101)의 바깥쪽까지 연장되어 있다. 상기한 바와 같이 이 송풍덕트(402, 402')의 출구를 통하여 소정의 온도가 된 공기가, 도시 생략한 송풍기에 의하여 연신챔버(101)의 바깥쪽에서 예열 장치실(102, 102') 내의 내부공간(403, 403')에 공급된다.

또, 예열 장치실(102, 102')의 천정벽에는 배기덕트(114, 114')의 입구측 끝부가 연결되어 있고, 이 배기덕트(114, 114')의 출구측 끝부는 연신챔버(101)의 바깥쪽까지 연장되어 있다. 이 송풍덕트(402, 402')의 입구를 통하여 예열 장치실(102, 102') 내의 내부공간(403, 403')의 공기가 연신챔버(101)의 바깥쪽으로 배출된다. 이와 같은 구성에 의하여 예열 장치실(102, 102')의 내부공간(403, 403') 내의 온도가 소정의 범위 내가 되도록 조절되고, 링크장치(200)를 포함하는 무단 링크장치(4, 5)의 온도가 적절하게 조절된다.

또한 예열 반송실(106) 안쪽으로서 그 내부공간(404)의 상부의 천정면의 안쪽에는 히터(110)가 배치되어 있고, 이 히터(110)로부터의 복사열을 중심으로 하는 열이, 아래쪽으로 반송되는 시트 형상물에 대하여 방사되어 소정범위의 온도가 되도록 가열된다. 또한 상기한 바와 같이 도시 생략한 블로워로부터 소정 온도의 공기가 공급되어 내부공간(404) 내의 전체의 온도의 불균일을 억제하여 시트 형상물의 온도를 더욱 균일하게 한다. 또한 도시 생략하였으나, 블로워로부터 내부공간(404)에 공급된 공기는 그 천정면 위쪽의 공간으로서 연신챔버(101)와의 사이의 공간(405)으로 이동되고, 그곳에서 다시 연신챔버(101)의 바깥쪽으로 배출된다.

이와 같이 하여 각각이 별실로서 벽부재에 의하여 구획된 예열 장치실(102, 102') 및 예열 반송실(106) 내의 내부공간(403, 403', 404)은, 그것들의 온도가 독립하여 조절된다. 본 실시예에서는 예를 들면 예열 반송실(106) 내의 내부공간의 온도는 400℃, 그 양쪽의 내부공간(403, 403')의 온도는 200℃로 조절되어 있다.

내부공간(404)은, 시트 형상물의 연신에 적합한 온도 400℃로 설정되어 있다. 이와 같은 온도로 하는 경우, 기계장치의 구동에 문제가 생기는 경우가 있다. 예를 들면 본 실시예와 같이 링크 가이드 레일(3)상을 링크장치(200)가 주행하는 경우에는 각 가이드 레일(205, 206)과 링크장치(200)의 레이디얼베어링(213, 214) 등의 베어링, 길이가 같은 링크(201)의 링크축(207, 208) 등의 회전부분에 사용된 윤활유 등의 유체, 반유체의 부재가 온도의 영향을 받는다.

400℃의 고온의 경우, 윤활유의 윤활성능이 저하하거나, 점도가 현저하게 저하하여 유동성이 커지고, 링크장치(200) 주행시의 진동이나 간극의 압축에 따라, 표면의 윤활유가 비산하여 생긴 윤활유의 비말이 시트 형상물 표면에 부착되어 오염이 발생된다는 문제가 생긴다.

이것을 억제함에 있어서, 본 실시예와 같이 예열, 연신, 열고정의 각 영역에서 무단 링크장치(4, 5) 및 반송공간(2)의 각각을 별도의 공간이 되도록 구획하여, 각 공간에서의 온도조건을 포함하는 환경을 독립하여 조절 가능하게 구성하는 것이 유효하다. 또한 반송공간(2)에는 링크장치(200)의 파지장치(202)가 반송공간(2)과 무단 링크장치(4, 5)의 사이를 칸막이하는 칸막이벽(220)의 반송공간(2)측에 배치되어 시트 형상물을 이 공간 내에서 파지하고 있다.

또한 상기한 바와 같이 연신챔버(101)와 예열 장치실(102, 102') 사이의 공간(401, 401')은, 예열 장치실(102, 102'), 예열 반송실(106)과는 구획되어 다른 환경으로 되어 있다. 이와 같은 공간을 구비함으로써 다시 안쪽의 예열 장치실(102, 102'), 예열 반송실(106)을 연신챔버(101) 바깥쪽에서 열적으로 더욱 격리하여 온도의 조절을 독립하여 행하는 것을 용이하게 하고 있다.

또, 히터(110)는 본 실시예에서는 방열하는 막대 형상으로 배치된 복수의 히터가 서로 인접하게 하여 배치되어 방열하는 쪽이 면을 이루어 패널 형상이 된 구성이 되고, 이 방열면으로부터 열이 복사되어 방열면과 대향하는 아래쪽 시트 형상물의 상면을 가열하는 구성이다. 패널 형상으로 배치된 방열면을 구비하고 있기 때문에, 시트 형상물의 상면 전체의 가열량을 더욱 균일하게 하여, 시트 형상물의 연신의 특성이 국소적으로 치우쳐 연신량이 불균일해지는 것을 억제하고 있다.

본 실시예에서는 막대 형상의 각 히터는 시트 형상물의 폭(TD)방향으로 배치되고, 복수의 히터로부터의 복사열이 시트 형상물의 폭방향에 도달하도록 구성된다. 또한 각 막대 형상의 히터가 동일한 발열량을 구비한 것에서는 시트 형상물의 양쪽 끝부에 전달되는 열의 양이 작아지기 때문에, 양쪽 끝측의 히터의 출력을 중앙측의 것보다 커지도록 조절하는, 또는 발열량이 큰 것으로 하는, 더욱 소형의 히터로 수를 많게 하도록 배치하여도 된다.

또한 본 실시예의 막대 형상의 각 히터는, 안쪽에서 시트 형상물 폭방향으로 선 형상에 연장하는 히터선 및 이 위쪽에 배치되어 히터선으로부터의 복사열을 아래쪽으로 반사하는 단면이 원호 형상이고, 축방향이 히터선의 선의 연장방향으로 대략 평행하게 배치된 반원호통 형상의 반사부재를 구비하고 있다. 또, 이와 같은 라인히터 외에 세라믹스 패널로부터 복사열을 방사하는 히터나 시즈 히터 등을 사용하여도 된다.

또한 본 실시예에서는 내부공간(404)의 히터(110)의 방사면의 아래쪽에 이것과 대향하여 배치된 판형상의 부재(411)를 구비하고, 이 판형상의 부재(411)가 히터(110)로부터 방사되어 시트 형상물을 투과하여 온 복사열을 받아 가열된 결과 생긴 열을 위쪽의 시트 형상물에 전달하는 구성을 구비하고 있다. 이와 같은 판형상의 부재는 열전도율이 높은 금속제의 재료로 구성되고, 내부공간(404)에서 시트 형상물의 아래쪽에서 그 하면에 근접하여 배치되어 이 하면에 대향하여 대략 평행하게 대략 전 폭에 걸쳐 배치된 평면형상의 상면을 구비하고 있다.

이와 같은 위쪽의 히터(110)에서의 복사열과 아래쪽의 판 형상 부재(411)로부터의 복사열, 또한 블로워로부터의 온풍의 공급에 의하여 시트 형상물의 온도 불균일을 저감하여 더욱 균일한 온도가 실현되어 있다. 또 이들에 공유되는 온도가 높은 공기는, 송풍덕트(402, 402')로부터 무단 링크장치(4, 5)의 아래쪽에서 공급 되어 위쪽으로부터 배기 덕트(117, 117')를 통하여 배출된다. 이와 같은 구성은 적어도 연신 반송실(107)에 배치되어 있다. 이와 같이 하여 예열 반송실(106)의 시트 형상물 폭방향의 양쪽에 인접하여 배치된 예열 장치실(102, 102') 내가 200℃로 유지되어 윤활의 문제발생이나 장치의 구동에 지장의 발생이 억제된다.

도 5(b)에 나타내는 열고정 영역(14)은, 연신영역(13)에서 시트 형상물의 폭방향에 대한 연신량이 0 이상(연신 배율이 1.0 이상)이 되어 연신된 후류측으로서 링크 가이드 레일(3)은, 도 5(a)에 나타내는 상태와 비교하여 상기 폭방향에 대하여 시트 형상물의 바깥쪽에 위치하고 있어, 시트 형상물 양쪽 끝측에 위치하는 링크 가이드 레일(3)끼리의 거리가 커지도록 배치되어 있다.

또한 본 실시예에서는 열고정 영역(14)에서의 무단 링크장치(4, 5)의 링크 가이드 레일(3)끼리는 연신영역(13)의 종단에서의 이들 사이의 거리를 유지하여 평행하게 배치되어 있다. 이에 의하여 시트 형상물은 그 폭방향의 길이를 연신영역(13) 출구의 것과 대략 동등하게 유지하여 그 형상을 고정하도록 상방향으로부터 가열되면서 온도를 가능한 한 일정하게 유지하여 열고정 영역(14)의 반송공간(2)인 제 2 열고정 반송실(109)의 출구측으로 반송된 후, 연신챔버(101)로부터 반출되어 냉각영역(15)에서 냉각된 후, 링크장치(200)가 떼어내진다.

본 도면에서는 열고정 영역(14)의 제 2 열고정 장치실(105, 105') 및 제 2 열고정 반송실(109)의 구성을 나타내고 있고, 도 5(a)와 마찬가지로 제 2 열고정 반송실(109)에 인접한 시트 형상물 폭방향의 양쪽에 제 2 열고정 장치실(105, 105')이 배치된 구성을 나타내고 있다. 또한 도 5(a)와 마찬가지로 제 2 열고정 장치실(105, 105')과 그 바깥쪽의 연신챔버(101)와의 사이의 공간(406), 제 2 열고정 반송실(109)의 천정면 위쪽의 공간으로서 연신챔버(101)와의 사이의 공간(410)이 배치되고, 각각이 소정의 온도로 조절되어 있다.

즉, 제 2 열고정 장치실(l05, 105') 및 이들 사이에 배치된 열고정 반송실(109)은 대략 동일한 높이로 구성되어 있고, 이들 내부에는 링크장치(200)를 포함하는 무단 링크장치(4, 5) 및 파지장치와 시트 형상물의 예열영역(12)의 부분이 배치되어 있다. 또한 이들 제 2 열고정 장치실(105, 105') 및 이들 사이에 배치된 제 2 열고정 반송실(109)의 바깥쪽으로서 연신챔버(101) 안쪽의 공간인 406, 406'에는 대기압의 분위기가 있고, 소정의 온도로 조절되어 있어도 된다.

도 5(a)의 경우와 마찬가지로 제 2 열고정 장치실(105, 105')의 바깥쪽 벽인 측벽에는 송풍덕트(407, 407')의 출구부분이 연결되어 있고, 또 제 2 열고정 장치실(105, 105')의 천정벽에는 배기덕트(117, 117')의 입구측 끝부가 연결되어 있고, 이 송풍덕트(407, 407')의 출구를 통하여 소정의 온도가 된 공기가 내부공간(408, 408')에 공급되고, 배기덕트(117, 117')의 입구를 통하여 제 2 열고정 장치실(105, 105') 내의 내부공간(408, 408')의 공기가 연신챔버(101)의 바깥쪽으로 배출되고, 내부공간(408, 408') 내의 온도가 소정의 범위 내가 되도록 조절된다.

본 실시예에서는 제 2 열고정 반송실(109)의 내부공간(409)은 400℃, 제 2 열고정 장치실(105, 105')의 안쪽 공간(408, 408')은 200℃로 온도가 조절되어 있다. 이와 같은 온도를 실현하기 위하여 제 2 열고정 반송실(109)의 천정면의 안쪽에는 히터(113)가 배치되어 있고, 이 히터(113)로부터의 복사열을 중심으로 하는 열이, 아래 쪽으로 반송되는 시트 형상물에 방사되어 소정범위의 온도가 되도록 가열된다. 또한 내부공간(409)의 히터(113)의 방사면의 아래쪽에 이것과 대향하여 배치되어 열전도율이 높은 금속제의 재료로 구성되는 판 형상의 부재(412)를 구비하고 있다. 시트 형상물의 아래쪽에서 그 하면에 근접하여 대략 전 폭에 걸쳐 배치된 판 형상의 부재(412)가 히터(113)로부터 방사되어 시트 형상물을 투과하여 온 복사열을 받아 가열된 결과 발생된 열을 위쪽의 시트 형상물에 전달하는 구성을 구비하고 있다.

또한 상기한 바와 같이 도시 생략한 블로워로부터 소정 온도의 공기가 공급되어 내부공간(409) 내의 온도의 불균일을 억제하여 시트 형상물의 온도를 더욱 균일하게 한다. 또한 도시 생략하였으나, 블로워로부터 내부공간(409)에 공급된 공기는 그 천정면의 위쪽의 공간으로서 연신챔버(101)와의 사이의 공간인 공간(410)으로 이동되어 그곳에서 다시 연신챔버(101)의 바깥쪽으로 배출된다.

또, 히터(113)는 도 5(a)의 히터(110)와 마찬가지로 막대 형상으로 배치된 복수의 히터가 서로 인접하여 배치되어 방열하는 쪽이 면을 이루어 패널 형상이 된 구성을 가지고, 이 방열면과 대향하는 아래쪽의 시트 형상물의 상면을 소정 온도로 유지하는 구성이다. 이와 같은 구성에 의하여 시트 형상물의 상면 전체의 온도를 균일화할 수 있어, 시트 형상물의 연신량이 불균일하게 되는 것을 억제하여 시트 형상물의 품질을 향상시키고 있다.

링크장치(200)의 주행에 의하여 제 2 열고정 반송실(109)로부터 반출된 시트 형상물은, 연신챔버(101) 내보다 저온이 된 바깥쪽 분위기에 접촉하여 냉각되고, 파지장치(202)의 동작에 의해 해방되어 반송(MD)방향으로 반출된다.

상기한 바와 같이 본 실시예에서는 무단 링크장치(4, 5) 및 반송공간(2)의 예열, 연신, 열고정의 각 영역을 다른 공간으로서 칸막이하여 그 내부의 온도조건을 포함하는 환경을 독립으로 조절 가능하게 한 각 실로 구획되어 있다. 또한 반송공간(2)의 안쪽 온도가 200℃ 이상, 바람직하게는 300℃ 이상의 고온이 되고, 무단 링크장치(4, 5)가 배치된 공간은 200℃라는 더욱 낮은 온도로 조절된 상태에서 연신기(100)를 동작시키고 있다.

또 예열 반송실(106), 연신 반송실(107), 제 1 열고정 반송실(108), 제 2 열고정 반송실(109)의 각각에 링크장치(200)의 위쪽으로서 시트 형상물의 위쪽에 배치되어 복사에 의한 열을 방사하는 가열기와, 시트 형상물의 아래쪽에서 하면에 근접하여 폭의 전체에 걸쳐 배치되어 위쪽의 가열기로부터의 열을 받으며서 열을 위쪽으로 방사하는 가열기와, 또한 각 실내에 소정 온도의 공기를 공급하여 배출하여 실내 전체의 온도를 균일화하는 순환장치가 구비되어 있다. 이와 같은 구성에 의하여 연신기를 안정되게 동작시킴과 동시에 시트 형상물에 대한 악영향을 저감하여 신뢰성과 연신한 결과로서의 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

다음에 상기 실시예의 예열 반송실(106), 연신 반송실(107), 제 1 열고정 반송실(108), 제 2 열고정 반송실(109)의 각각에서 시트 형상물 또는 링크장치(200)의 상하에 배치된 가열기의 구성을 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6은 도 1에 나타내는 실시예의 연신실 내의 반송공간 안쪽의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 종단면도이다.

이 도면에서 연신챔버(101) 내의 반송공간(2)을 시트 형상물(600)의 반송방향에서 본 도면으로 되어 있고, 도면상 수직방향이 반송방향이고, 좌우방향이 무단 링크장치(4, 5)가 배치되어 있는 시트 형상물(600)의 폭방향이다. 이 시트 형상물(600)의 폭방향의 양쪽 끝부는 링크장치(200)의 파지장치에 의하여 파지, 개방되나, 상세한 구성은 도 2 내지 도 4에 설명한 것과 동등하다.

시트 형상물(600)의 위쪽에는 그 상면에 대향하여 배치되어 복사열을 방사하는 방사면을 구비한 히터(601)가 배치되어 있다. 이 방사면으로부터의 복사열의 에너지가 시트 형상물에 도달하여 전달되어 시트 형상물이 가열된다. 한편, 복사의 에너지는 시트 형상물(600)에 대하여 반사, 흡수, 투과의 각각으로 나뉘어진다. 본 실시예의 시트 형상물(600)은 투명 또는 반투명하고, 이것에 흡수되는 복사 에너지의 비율은 높지 않다. 남는 복사 에너지의 대부분은 투과된다.

종래의 기술에서는 이와 같은 히터(601)의 시트 형상물(600)을 사이에 둔 반대쪽(아래쪽측)에 반사판을 설치하거나, 다른 히터를 설치하거나 하고 있었으나, 반사판에서는 기본적으로 투과한 복사 에너지를 대칭적으로 방사하는 것으로, 위쪽의 히터(601)로부터의 복사 에너지의 강약의 분포는 그대로 위쪽의 시트 형상물을 향하여 공급된다. 또, 히터(601)를 시트 형상물(600)의 상하에 설치하는 경우에서는, 히터 엘리먼트 배치 등의 영향이 상승적(相乘的)으로 현재화하게 된다.

히터(601)에서는 복수의 작은 히터(603)를 가지는 엘리먼트를 연결하여 전체로서 하나의 히터로서 구성하여도 되나, 각 엘리먼트로부터 시트 형상물(600)에 대하여 복사열이 전체적으로 방사되기 때문에, 시트 형상물(600)의 중앙부가 받는 열 량은 필연적으로 커지기 쉽다. 여기서 시트 형상물(600) 중앙부의 엘리먼트가 방사하는 열의 양과 양쪽 끝측의 엘리먼트의 열의 양을 다르게 하도록 전원(602)으로부터의 출력을 조절하여 중앙부측을 작게 함으로써 시트 형상물의 가열을 폭방향으로 균일화하는 것도 생각할 수 있다.

한편, 이와 같은 구성은 히터(601)의 구조를 복잡하게 하고, 다른 시트 형상물(600)의 폭에 따라 연신기(1)의 무단 링크장치(4, 5) 사이의 간격을 변화시키는 경우에도 히터(601)를 이것에 맞추어 재구성하거나 다른 히터를 설치하거나 할 필요가 있어, 설치, 운용의 비용이 증대된다. 또한 링크장치(200)에 근접하는 부분에서 더욱 큰 열량이 공급되어 상기한 링크장치(200)의 신뢰성을 손상할 염려가 증대된다.

본 실시예에서는 도 6에 나타내는 바와 같이 히터(601)에 의하여 발생되어 시트 형상물(600)을 투과한 복사 에너지는, 시트 형상물(600)의 아래 쪽에서 그 하면에 근접하여 시트 형상물(600)의 대략 전폭에 걸쳐 배치된 판 형상의 부재인 축열판(604)에 의하여 흡수되는 구성으로 되어 있다. 이 축열판(604)은 복사(흑체)율이 높고, 또한 열전도율이 좋은 금속 등의 재질, 예를 들면 알루미늄 및 그 합금에 의하여 구성되고, 히터(601)로부터 받은 열이 축열판(604)의 내부 전체에 단시간으로 또한 균일하게 전도되어 축열판(604)의 상표면의 전체를 치우침이나 불균일이 적은 온도로 할 수 있다.

이 축열판(604)의 표면 온도는 시트 형상물(600)의 온도 이상으로 유지되어 있고, 축열판(604)으로부터 위쪽으로 방사되는 균일화된 복사 에너지에 의하여 시 트 형상물(600)에 발생하는 온도 불균일을 억제하여 이것을 가열할 수 있다. 축열판(604)의 상면에는 열의 흡수를 향상시키기 위하여 열의 흡수율이 높은 검정색의 부재를 배치하여도 되고, 특히 시트 형상물(600)의 폭방향 양쪽 끝측에 이것을 배치하는 것이 유효하다. 이와 같은 구성에 의하여 시트 형상물(600)의 아래쪽에 열전도율이 높고, 가열되어 표면이 전체적으로 균일화되는 판 형상의 부재를 근접하여 배치함으로써 시트 형상물(600)의 위쪽에서 떨어진 위치에 배치된 복사에 의한 히터(601)로부터의 열의 불균일을 억제하여 더욱 균등하게 시트 형상물(600)을 가열하여 그 온도의 치우침을 억제할 수 있다.

본 실시예의 효과를, 종래기술과 비교한 결과를 도 9에 나타낸다. 도 9에 나타내는 위쪽의 굵은 실선, 파선은 본 실시예의 구성인 축열판(5)을 사용한 경우의 결과의 예이고, 굵은 실선이 시트 형상물(600)의 표면 온도, 굵은 파선이 시트 형상물(600)의 이면 온도, 굵은 일점쇄선이 시트 형상물(600)의 표리면 평균 온도(T1), △T1이 시트 형상물의 표리면 최고/최저 온도차, Q1이 히터(601)에 대한 입력 용량을 나타내고 있다.

또, 아래쪽의 가는 실선, 파선은, 종래기술에 의거하는 시트 형상물(600)의 아래쪽에 반사판을 설치한 경우의 결과의 예이며, 가는 실선이 시트 형상물(600)의 표면 온도, 가는 파선이 이면 온도, 가는 일점쇄선이 시트 형상물(600)의 표리면 평균 온도(T2), △T2가 시트 형상물(600)의 표리면 최고/최저 온도차, Q2가 히터(601)에 대한 입력 용량을 나타내는 것이다.

이 도면에서 종래기술의 시트 형상물(600)의 이면의 온도는 항상 그 표면의 온도 이하이나, 축열판(604)을 사용한 본 실시예에서는 굵은 파선으로 나타내는 시트 형상물(600)의 이면 온도는 굵은 실선으로 나타내는 표면 온도와 대략 동일하게 되고, 또한 시트 형상물(600)의 표리면 최고/최저 온도차도 작아져 시트 형상물(600)의 폭방향에서 온도의 균일화가 달성되어 있다. 또한 시트 형상물(600)의 표리면 평균 온도가 종래의 기술보다 향상되어 있음에도 불구하고 히터(601)에 대한 입력은 Q1 ≤ Q2이고 가열의 효율이 향상된다.

도 7은 도 6에 나타내는 실시예의 구성에서 축열판(604)의 표면의 온도를 검지하여 출력하는 온도계(701)를 설치하고, 이 온도계(701)의 출력을 수신한 결과에 의거하여 본 온도를 일정하게 하도록 전력변환기(사이리스터)(703)를 거쳐 복사식 히터(601)의 입력 전원의 동작을 조절하는 온도 조절기(702)를 구비하고 있는 예이다. 시트 형상물(600)의 표면 온도는, 접촉식으로 측정하는 것은 곤란하고, 방사식 온도계 등으로 간접적으로 측정하는 경우에도 시트 형상물(600)의 재질이나 두께에 따라 동작의 조정이 필요하게 되어 장기간에 걸치는 정밀도나 신뢰성을 얻기 어렵다는 문제가 있었다.

본 실시예에서는 축열판(604)의 표면 온도는, 평형한 상태에서는 시트 형상물(600)의 표면 온도보다 소정값만큼 높은 온도가 됨과 동시에 이 온도차는 안정되게 실현된다. 이 특성을 이용하여 시트 형상물(600)과 축열판(604)의 온도 관계의 정보를 미리 실험 등으로 얻어 두고, 이 정보와 온도계(701)로부터의 출력에서 검출한 축열판(604) 표면의 온도에 의거하여 시트 형상물(600)의 온도를 용이하게 검출할 수 있고, 이것에 의거하여 온도 조절기(702)가 전원(602)의 동작, 히터(601) 의 방열량을 조절하여 정밀도 좋게 시트 형상물(600)의 온도 조절을 행할 수 있다. 특히 시트 형상물(600)의 복사 흡수율 등이 연신에 의한 필름 두께의 변화에 의해 바뀐 경우에 있어서도, 축열판(604)은 히터(601)의 나머지 열에 의하여 가열되고 있기 때문에, 온도 밸런스를 검지하여 시트 형상물(600)이 장시간 불필요하게 가열되는 것을 억제할 수 있다.

본 실시예의 변형예의 구성을 도 8에, 또한 그 효과를 도 10을 이용하여 설명한다. 도 10에 나타내는 위쪽의 굵은 실선, 파선은 본 실시예의 구성인 축열판(604)을 사용한 경우의 결과의 예이고, 굵은 실선이 시트 형상물(600)의 표면 온도, 굵은 파선이 시트 형상물(600)의 이면 온도, 굵은 일점쇄선이 시트 형상물(600)의 표리면 평균 온도(T1), △T1이 시트 형상물의 표리면 최고/최저 온도차, Q1이 히터(601)에 대한 입력 용량을 나타내고 있다.

도 8은 상기 실시예에서 나타낸 도 6의 히터(601)와 축열판(604)의 사이에 다공판(801)을 설치하고, 히터(601)의 중앙부에서의 복사 에너지가 높은 부분으로부터 시트 형상물(600)에 입사하는 복사 에너지와, 시트 형상물(600) 양 끝측 부분으로부터의 복사 에너지를 균등해지도록 조절하고 있다. 이 다공판(801)은, 시트 형상물(600)의 중앙부와 양 끝측에서 구멍의 면적을 다르게 한 반사율이 높은 표면을 가지는 금속제의 판 형상의 부재나 그 눈금의 거칠기를 다르게 한 금속망이어도 되고, 시트 형상물(600)의 위쪽에서 히터(601)의 방사면과의 사이에 배치되어 있다.

본 변형예의 다공판(801)은, 용이하게 구멍의 면적이나 개구율을 조정하여 형성할 수 있어 히터(601)의 각 엘리먼트의 배치 등을 조정하지 않아도 단일 구성의 히터 및 엘리먼트의 배치이어도 시트 형상물(600)에 직접 입사하는 복사 에너지를 균일화할 수 있다. 또 다공판(801)을 시트 형상물(600) 위쪽에 배치함으로써 히터(601)로부터 입사하는 복사 에너지가 낮아진 영역이 발생하여도 시트 형상물(600) 아래쪽에 배치한 축열판(604)으로부터 얻어지는 균일한 복사 에너지로 보상되어, 시트 형상물(600)의 온도 불균일의 발생이 억제된다.

본 변형예의 효과를 실시예에서의 축열판(604)만 이용한 구성인 도 6의 구성과의 효과와 비교하여 도 10을 이용하여 설명한다. 도 10에서, 위쪽의 굵은 실선, 파선이 변형예의 구성인 축열판(604) + 다공판(801)을 구비한 경우의 결과의 예이고, 굵은 실선이 시트 형상물(600)의 표면 온도, 굵은 파선이 이면 온도, 굵은 일점쇄선이 표리면 평균 온도(T3), △T3이 시트 형상물(600)의 표리면 최고/최저 온도차, Q3이 히터(601)에 대한 공급 전력을 나타낸다.

또한 아래쪽의 가는 실선 및 파선은 상기 실시예의 축열판(604)만을 구비한 경우의 결과의 예이며, 가는 실선이 시트 형상물(600)의 표면 온도, 가는 파선이 이면 온도, 가는 일점쇄선이 표리면 평균 온도(T1), △T1이 표리면 최고/최저 온도차, Q1이 히터(601)에 대한 입력을 나타내고 있다. 이 도면에 나타내는 바와 같이 축열판(604)과 다공판(801)을 사용한 경우에는 축열판(604)만을 구비하는 것과 비교하여 시트 형상물(600)의 표리면 최고/최저 온도차가 작아져 온도의 더 한층의 균일화가 달성되어 있다.

이와 같이 상기 실시예에 의하면 시트 형상물(600) 이면에 설치한 축열 판(604)에 투과한 복사 에너지가 축적되어 그 표면이 균일화된 온도가 된다. 이 축열판(604)으로부터의 복사열에 의해 시트 형상물(600)의 이면을 균일하게 가열함과 동시에 시트 형상물(600)의 온도의 응답성을 향상시켜 단시간으로 원하는 온도로 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 시트 형상물의 연신기의 구성의 개략을 설명하는 상면도,

도 2는 도 1에 나타내는 시트 형상물의 연신기의 링크장치의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 도,

도 3은 도 1도에 나타내는 실시예의 링크장치의 구성의 개략을 나타내는 종단면도,

도 4는 도 3에 나타내는 링크장치의 구성의 개략을 나타내는 상면도,

도 5는 도 1에 나타내는 시트 형상물의 연신기의 장치 각 부분의 배치의 개략을 나타내는 종단면도,

도 6은 도 1에 나타내는 실시예의 연신실 내의 반송공간 안쪽의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 종단면도,

도 7은 도 6에 나타내는 실시예의 변형예를 나타내는 종단면도,

도 8은 도 6에 나타내는 실시예의 변형예를 나타내는 종단면도,

도 9는 도 1에 나타내는 실시예에 관한 시트 형상물의 온도의 예를 나타내는 그래프,

도 10은 도 8에 나타내는 변형예에 관한 시트 형상물의 온도의 예를 나타내는 그래프이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연신기 2 : 반송공간

3 : 링크 가이드 레일 4, 5 : 무단 링크장치

6, 7, 8 : 스프로킷 10, 11 : 스테이지

12 : 예열영역 13 : 연신영역

14 : 열고정 영역 15 : 냉각영역

101 : 연신챔버 102, 102' : 예열 장치실

103, 103' : 연신 장치실 104, 104' : 제 1 열고정 장치실

105, 105' : 제 2 열고정 장치실 106 : 예열 반송실

107 : 연신 반송실 108 : 제 1 열고정 반송실

109 : 제 2 열고정 반송실

110, 111, 112, 113, 601, 603 : 히터

114, 114', 115, 115', 116, 116', 117, 117' : 배기덕트

600 : 시트 형상물 602 : 전원

604 : 축열판

Claims (4)

1. 열가소성을 가지는 시트 형상물의 폭방향 양쪽 끝에서 마주보아 배치되고, 서로 연결되어 접자(折尺) 형상으로 신축하면서 상기 시트 형상물의 각 끝부를 파지하는 복수의 길이가 같은 링크를 대략 수평면상의 대략 폐쇄된 경로를 따라 안내하여 상기 시트 형상물을 입구측에서 출구측으로 반송하면서 연신한 후, 입구측으로 되돌려 주행시키는 무단 링크장치의 쌍을 구비한 시트 형상물의 연신기에 있어서,

   상기 무단 링크장치의 각각은, 상기 시트 형상물의 입구측으로서 상기 시트 형상물을 반송하여 예열하기 위한 예열영역과, 이 후류측에 배치되고, 상기 시트 형상물을 상기 경로의 끝이 퍼지는 형상의 부분을 따라 반송하여 연신하기 위한 연신영역과, 이 후류측에 배치되고, 상기 시트 형상물을 반송하여 열고정하기 위한 열고정 영역과, 상기 경로의 안쪽으로서 상기 시트 형상물의 입구측 및 출구측에 배치되어 상기 복수의 길이가 같은 링크를 구동하는 입구측 스프로킷 및 출구측 스프로킷을 가지고,

   상기 시트 형상물이 반송되는 공간으로서 상기 연신영역에서 상기 시트 형상물의 위쪽에 배치되어 상기 시트 형상물에 열을 방사하는 히터와, 상기 히터로부터의 열을 받아 가열되는 열전도성 부재로 구성되어 상기 시트 형상물의 아래쪽에 배치된 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 시트 형상물의 연신기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 시트 형상물의 아래쪽에 배치된 부재가 상기 시트 형상물의 하면에 대향하고, 그 폭 방향에 대하여 평행하게 배치된 상면을 구비한 것을 특징으로 하는 시트 형상물의 연신기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 시트 형상물의 아래쪽에 배치된 부재의 온도를 검출하는 검출기와, 상기 검출기로부터의 출력에 따라 상기 히터의 동작을 조절하는 제어장치를 구비한 것을 특징으로 하는 시트 형상물의 연신기.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 시트 형상물의 위쪽으로서 상기 히터와의 사이에 배치되어 상기 시트 형상물의 중앙측과 폭 방향의 양쪽 끝측에서 개구율이 다른 다공판을 구비한 것을 특징으로 하는 시트 형상물의 연신기.

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