KR20140140013A

KR20140140013A - 두께 측정 장치

Info

Publication number: KR20140140013A
Application number: KR20147021342A
Authority: KR
Inventors: 테츠로 노가타
Original assignee: 테츠로 노가타
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2014-12-08
Also published as: JP2013178198A; WO2013128988A1; CN104160238A

Abstract

시트상의 피측정물의 표면에 액체가 부착되어 있는 상태이어도 두께를 고정밀도로 측정하는 것. 시트상의 피측정물(P)의 양면을 끼우는 측정 헤드(12)와, 측정 헤드(12)를 피측정물의 폭방향으로 이동시키는 측정 헤드 이동 수단(14)을 구비하고, 측정 헤드(12)는 피측정물의 한면측에 접촉한 상태에서 배치된 제 1 측정 헤드부(120)와 피측정물을 사이에 두고 측정 헤드부(120)에 대향하고, 피측정물의 다른 면측에 접촉한 상태로 배치된 제 2 측정 헤드부(121)를 갖고, 각 측정 헤드부(120, 121)는 소정의 압박 상태에서 피측정물을 협지하고, 이 상태를 유지하면서 피측정물의 폭방향을 따라서 왕복 이동한다. 측정 헤드부(12)는 제 1 측정 헤드부, 제 2 측정 헤드부(120, 121) 사이의 거리를 측정하는 과전류 센서(121b)를 갖는다.

Description

두께 측정 장치{THICKNESS MEASURING APPARATUS}

본 발명은 두께 측정 장치에 관한 것으로서, 특히 시트, 필름 또는 천 등의 시트상의 피측정물의 두께를 측정하는 두께 측정 장치에 관한 것이다.

종래, 폴리올레핀 미다공막은 전지나 전해 콘덴서 등의 재료인 세퍼레이터로서 사용되어 왔다. 그러한 세퍼레이터로서 사용되는 폴리올레핀 미다공막에 있어서는, 그 제조공정에 있어서 시트상으로 성형되지만, 시트의 두께를 일정하게 하는 것이 폴리올레핀 미다공막의 품질 관리상 중요하다.

그 때문에 시트의 두께를 정확하게 측정할 필요가 있고, 종래, 마이크로미터를 이용하여 직접 시트에 접촉해서 측정하는 방식(접촉식) 또는 레이저나 방사선 등을 이용하여 측정하는 방식(비접촉식) 등이 채용되고 있었다.

상기 마이크로미터를 사용한 접촉식 방법에 있어서는 피측정물(폴리올레핀 시트)을 베이스가 되는 받침대에 싣고, 마이크로미터의 게이지 헤드를 일방향으로부터 압박하여 측정하는 것이다. 그러나, 폴리올레핀 시트는 유연하고, 제조 과정에서 사용한 용매가 표면에 부착되어 있기 때문에, 상기 베이스가 되는 받침대에 밀착되기 어려워 측정 오차의 원인이 되는 간극이 발생하기 쉬운 등의 과제가 있었다.

또한, 상기한 바와 같이 폴리올레핀 시트의 표면에는 용매가 부착되어 있기 때문에, 비접촉식의 방법에 있어서도 측정 오차가 회피되지 않아 정확한 측정이 불가능했다.

그러한 과제에 대하여, 특허문헌 1에는 마이크로미터 게이지 헤드를 대향시켜 복수개, 시트 폭방향으로 배치하고, 시트를 상기 마이크로미터 게이지 헤드로 끼워서, 시트 두께를 측정하는 방법이 개시되어 있다.

상기 특허 문헌 1에 개시된 측정 방법에서는, 상기 마이크로미터 게이지 헤드(측정점)의 전후로 가이드 롤러를 설치하여 시트의 굴곡을 보정하고 있다. 또한, 게이지 헤드를 구체(球體)로 함으로써 시트와 점접촉시켜, 시트에 부착되어 있는 용매를 게이지 헤드로 제거하여 시트의 침입을 막아서 시트의 두께를 정확하게 측정하도록 하고 있다.

일본특허공개 평 08-122007호 공보

그런데, 특허문헌 1에 개시되는 시트 두께의 측정 방법에 있어서는 시트 전체의 두께를 정확하게 측정하기 위해서, 시트 폭방향으로 보다 다수의 마이크로미터 게이지 헤드를 양호한 정밀도로 배열할 필요가 있다.

그러나, 게이지 헤드 사이의 피치는 각각의 게이지 헤드의 물리적인 폭이 있기 때문에 20mm 이하로 하는 것은 곤란해서, 시트 폭방향의 두께 편차를 세밀하게 검사하는 것은 불가능했다.

특히, 시트상의 폴리올레핀 미다공막은 전지 등의 세퍼레이터로서 사용될 때, 시트 폭방향으로 소정배(예를 들면 5~7배) 연신되지만, 상기 피치가 길면 연신에 의해 비측정의 영역폭이 보다 길어져(예를 들면, 100mm 이상이 됨), 제품으로서 요구되는 폭단위에서의 두께의 편차를 검사할 수 없었다.

또한, 시트 폭방향으로 다수의 마이크로미터 게이지 헤드를 배열한 경우, 다수의 게이지 헤드가 개별로 기계적 또는 전기적으로 드리프트하기 때문에, 두께 분포가 불명확하게 되는 점에서, 배열된 다수의 마이크로미터 게이지 헤드를 교정하는 것은 현실적으로 불가능했다.

또한, 시트 폭방향으로 배열된 복수의 마이크로미터 게이지 헤드를 각각 메인터넌스하는데 수고를 요하는 점에서 장치에 드는 코스트가 팽창한다는 과제가 있었다.

또한, 상기한 다수의 마이크로미터 게이지 헤드를 배열한 때의 과제를 해결하기 위해서는, 1개의 마이크로미터 게이지 헤드를 시트 폭방향으로 이동시키면서, 시트 전체의 두께 측정을 행하는 것이 고려된다.

그러나, 마이크로미터 게이지 헤드는 폭방향의 이동에 따라서, 이것을 지지하는 프레임의 미소한 변형 및 베어링의 클리어런스 등에 의해, 상대하는 마이크로미터 게이지 헤드 지지부의 간격이 변화되고, 그것이 측정 정밀도에 악영향을 미친다. 그 때문에 1개의 마이크로미터 게이지 헤드를 시트 폭방향으로 이동시키면서 연속적으로 고정밀도의 측정을 행하는 것은 불가능했다.

바꿔 말하면, 마이크로미터 게이지 헤드에 의한 측정에 있어서 정밀도를 상승시키는데는 상대하는 마이크로미터 게이지 헤드 지지부의 간격의 변화가 생기지 않도록 구성하지 않으면 안되지만, 마이크로미터 게이지 헤드를 폭방향으로 이동시키는 기구에 있어서, 상대하는 마이크로미터 게이지 헤드 지지부의 간격의 변화가 없는 구성을 실현하는 것은 현실적으로 불가능했다.

본 발명은 상기한 점에 착안하여 이루어진 것이고, 시트상의 피측정물의 두께를 측정하는 두께 측정 장치에 있어서, 피측정물의 표면에 액체가 부착된 상태라도 상기 피측정물의 두께를 고정밀도로 측정할 수 있는 두께 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 시트상 피측정물의 표리면에 액상 이물이 부착되어 있는 상태에서 상기 피측정물의 두께를 측정하는 두께 측정 장치로서, 상기 피측정물의 양측에 배치되는 측정 헤드와, 상기 측정 헤드를 상기 피측정물의 폭방향으로 이동시키는 측정 헤드 이동 수단을 구비하고, 상기 측정 헤드는 상기 피측정물을 사이에 두고 대향 배치되는 한 쌍의 제 1 측정 헤드부 및 제 2 측정 헤드부를 구비하고, 상기 제 1 측정 헤드부, 상기 제 2 측정 헤드부를 상기 피측정물의 표리면에 접촉하도록 압박하는 압박 수단과, 상기 제 1 측정 헤드부, 상기 제 2 측정 헤드부를 상기 피측정물에 압박한 상태에서 상기 헤드부 사이의 거리를 측정하는 센서를 갖고, 상기 측정 헤드 이동 수단은 상기 제 1 측정 헤드부 및 상기 제 2 측정 헤드부가 상기 피측정물을 압박 협지한 상태를 유지하면서, 상기 피측정물의 표리면을 따라서 왕복 이동시키도록 했다.

상기 제 1 측정 헤드부 및 상기 제 2 측정 헤드부는 상기 피측정물과의 접촉부를 볼록 곡면으로 형성할 수 있다.

상기 측정 헤드 이동 수단은 상기 제 1 측정 헤드부 및 상기 제 2 측정 헤드부를 선단측에 유지하고, 상기 피측정물을 중앙에 삽입시키는 コ자형 암과, 상기 コ자형 암을 상기 피측정물의 폭방향을 따라서 이동 가능하게 지지하는 슬라이더와, 상기コ 자형 암을 상기 피측정물의 폭방향으로 왕복 이동시키는 구동 수단으로 구성할 수 있다.

또한, 상기 센서가 과전류 센서 또는 자기 센서인 것이 바람직하다.

또한, 상기 센서가 과전류 센서인 경우, 상기 측정 헤드부의 일방은 사용 온도에서의 체적 저항률이 10μΩ·cm 이하인 금속에 의해 형성되어, 과전류가 발생하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 센서가 자기 센서인 경우, 상기 측정 헤드부의 일방은 자기 발생원으로 하고, 타방을 자기 검출 수단으로 하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 구성에 의하면, 제조 과정에서 사용한 용매 등의 액체 이물이 부착된 피측정물이어도, 제 1 측정 헤드부, 제 2 측정 헤드부를 상기 피측정물의 표리면에 접촉하도록 압박하는 압박 수단을 갖고 있으므로, 액체 이물의 두께를 포함하지 않고 고정밀도로 측정할 수 있다. 또한, 측정 헤드부를 폭방향으로 왕복 이동시키면서 측정함으로써, 임의의 간격(피치)으로 측정의 샘플링을 행할 수 있고, 후에 시트상의 피측정물이 폭방향으로 연신된 경우라도 제품으로서 사용되는 폭단위에서의 두께 편차를 검사할 수 있다. 또한, 한 쌍의 측정 헤드부로 피측정물의 전폭에 걸쳐 두께 측정이 가능해지기 때문에 교정이 용이하게 되고, 또한 장치에 드는 코스트를 억제할 수 있다.

또한, 상기 센서는 피측정물을 사이에 두고 대향하는 타깃 부재와의 사이의 거리를 항상 측정하는 것이다. 그 때문에 측정 헤드부를 폭방향으로 이동시키는 사이, 측정 헤드부 사이의 상호의 위치 관계가 유지되고 있으면, 측정 헤드부를 지지하는 구성(레일과의 결합부 등)에 요동이 생겨도, 그것이 측정 결과에 반영되는 경우가 없어 항상 고정밀도로 측정을 행할 수 있다.

또한, 피측정물에 접촉하는 부위가 볼록 곡면으로 형성됨으로써, 피측정물 표면에 액체 이물이 부착되어 있는 경우라도, 확실하게 측정 헤드부를 시트에 접촉시킬 수 있고, 또한 마찰의 발생이 억제되어, 피측정물로의 손상을 방지하고, 또한 측정 헤드부의 마모를 대폭 경감할 수 있다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 피측정물의 표면에 액체 이물이 부착된 상태라도 상기 피측정물의 두께를 고정밀도로 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 두께 측정 장치를 시트상 피측정물의 제조 공정 중에 적용한 경우의 일예를 나타내는 설명도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 두께 측정 장치의 전체를 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 2의 두께 측정 장치를 측방에서 본 단면도이다.
도 4는 도 3을 일부 확대한 단면도이다.
도 5는 도 4의 A부 확대도이다.
도 6은 도 1에 나타낸 두께 측정 장치의 상면도이다.
도 7은 도 1의 두께 측정 장치가 갖는 측정 헤드의 폴리올레핀 시트에 있어서의 측정 궤적을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1의 두께 측정 장치에 적용할 수 있는 측정 헤드부의 변형예를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 두께 측정 장치가 적용되는 제조 공정의 요부를 나타내고 있고, 이 예에 나타낸 제조 공정에서는 소정폭으로 미다공이 다수 형성되는 폴리올레핀 시트(P)가제조된다. 이 종류의 시트(P)는 여과 막이나 배터리의 세퍼레이터로서 사용된다. 폴리올레핀 시트(P)는 폴리올레핀 수지와 가소제(예를 들면, 유동 파라핀)를 용융 혼련하고, 다이(1)로부터 소정의 두께로 압출, 압출된 성형물을 복수의 냉각 롤(2)의 외주면 상에 접촉시키면서 반송함으로써 수지를 냉각 고화하고, 그 후에 복수의 연신 롤(3)에 의해 소정의 배율로 연신하고, 가소제의 제거, 건조를 거쳐서 제조된다.

본 실시예의 두께 측정 장치(10)는 냉각 롤(2)과 연신 롤(3)의 사이에 있어서, 상하 방향으로 소정의 간격을 두고 배치된 한 쌍의 하방향, 상방향 전환 롤(4, 5)과의 사이에 설치되어 있다. 도 1에 나타낸 예에서는, 폴리올레핀 시트(P)는 하방으로부터 상방을 향해서 소정의 속도로 주행하고 있다.

또한, 본 발명에 따른 두께 측정 장치(10)에 의해 두께 측정되는 시트상의 피측정물은 미다공막의 폴리올레핀 시트(P)뿐만 아니라, 예를 들면 시트 또는 필름, 또는 섬유로 이루어지는 천, 부직포, 종이 등에 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 두께 측정 장치(10)에 의한 측정시에 있어서, 예를 들면, 도 1에 나타낸 폴리올레핀 시트(P)의 제조 과정에서는 가소제로서 상온에서 액체가 되는 유동 파라핀을 사용하고 있으므로, 두께 측정 장치(10)의 근방에서는 이 유동 파라핀이 유출하고, 피측정물의 표면에 액체 이물로서 부착되어 있지만, 이러한 피측정물이라도 정확한 두께 측정이 가능하게 된다.

본 실시예의 두께 측정 장치(10)는 하방으로부터 상방을 향해서 반송되는 띠상의 폴리올레핀 시트(P)에 대하여 두께의 측정을 행하는 것이고, 폴리올레핀 시트(P)는 도 2에 나타내는 바와 같이 축방향에 소정의 길이를 갖는 한 쌍의 하방향, 상방향 전환 롤(4, 5)과의 사이에 걸쳐지고, 소정의 장력이 가해진 상태에서 반송되고 있다. 하방향 전환 롤(4)은 회전축(6)에 의해 축지지되고, 회전축(6)은 지지 프레임(8)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 상방향 전환 롤(5)은 회전축(7)에 의해 축지지되고, 회전축(7)은 지지 프레임(9)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

본 실시예의 두께 측정 장치(10)는 폴리올레핀 시트(P)의 양측에 배치되는 측정 헤드(12)와, 측정 헤드(12)를 폴리올레핀 시트(P)의 폭방향으로 이동시키는 측정 헤드 이동 수단(14)과, 제어부(16)를 구비하고 있다.

측정 헤드(12)는 도 3, 4에 나타내는 바와 같이 피측정물인 폴리올레핀 시트(P)의 양측에 대향 배치되는 한 쌍의 제 1 측정 헤드부 및 제 2 측정 헤드부(120, 121)를 구비하고 있다. 측정 헤드(12)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 각 측정 헤드부(120, 121)를 폴리올레핀 시트(P)의 표리면에 압박하는 압박 수단(120a, 121a)을 갖고 있다. 또한, 이 압박 수단(120a,121a)은 예를 들면, 스프링 또는 실린더 등을 이용하여 구성할 수 있다. 실린더를 채용한 경우에는 그 구동이 제어부(16)에 의해 행해진다.

제 1 측정 헤드부(120)는 본 실시예의 경우, 제 2 측정 헤드부(121)측에 설치된 과전류 센서(121b)로부터 송출되는 고주파 전류를 받아서 과전류를 발생시키는 타깃이 되고 있고, 예를 들면 사용 온도에서의 체적 저항률이 10μΩ·cm 이하인 금속, 구체적으로는 알루미늄, 동 등의 과전류의 발생 가능한 금속으로부터 형성되고, 폴리올레핀 시트(P)의 표면에 대하여, 근접 이간 가능하게 설치되어 있다. 제 1 측정 헤드부(120)에 부설된 압력 수단(120a)은 도 3에 나타내는 바와 같이, 상자형의 케이싱(120d)내에 수용되어 있다.

제 2 측정 헤드부(121)는 예를 들면, 듀라콘 등의 합성 수지에 의해 형성된 센서 지지부(121c)에 지지되고 있고, 센서 지지부(121c)내에는 과전류 센서(121b)가 내장되어 있다. 센서 지지부(121c)는 폴리올레핀 시트(P)의 측면에 대하여, 근접, 이간 가능하게 설치되어 있다. 제 2 측정 헤드부(121)의 압력 수단(121a), 센서 지지부(121c)는 도 3에 나타내는 상자형의 케이싱(121d)내에 설치되어 있다.

제 2 측정 헤드부(121)에 설치된 과전류 센서(121b)는 원주상으로 형성된 비접촉식의 센서이고, 이 과전류 센서(121b)는 그 축방향이 폴리올레핀 시트(P)의 시트면에 대하여 직교하도록(즉, 원형의 일단면이 시트면을 향해서) 배치되어 있다. 또한, 과전류 센서(121b)는 제어부(16)에 의해 구동이 제어되고, 내장하는 센서 코일의 임피던스값이 제어부(16)에 있어서 해석되도록 되어 있다. 또한, 도시하는 과전류 센서(121b)에 있어서는 상기 센서 코일을 내장하는 센서 헤드부의 후방에, 상기 센서 코일의 임피던스값을 검출하는 센서 본체가 일체적으로 설치된 구성으로 되어 있다. 또한, 본 발명의 실시는 이 구성에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 케이블 루트의 변화에 의한 노이즈를 회피하기 위해서, 과전류 센서(121b)의 검출부는 케이싱(121d)내에 설치되고, 제어부(16)에서는 두께로 환산하기 위한 계산을 행하도록 하여도 된다.

본 실시예의 경우, 제 1 측정 헤드부 및 제 2 측정 헤드부(120, 121)의 선단은 볼록 곡면(본 실시형태에서는, 볼록 구면)으로 되어 있다. 이 구성에 의해, 제 1 측정 헤드부 및 제 2 측정 헤드부(120, 121)가 각 압박 수단(120a, 121a)의 작동에 의해, 폴리올레핀 시트(P)의 표리면에 압출되면, 선단의 볼록 곡면이 폴리올레핀 시트(P)에 소정의 압박력으로 접촉하게 된다.

본 실시예의 형태에 있어서는 바람직한 구성으로서, 볼록 곡면의 곡률 반경은 20mm, 그 때의 압박력은 비교적 약한 압박력인, 예를 들면 10N(뉴톤) 이하(보다 바람직하게는 5N 이하)이다. 제 2 측정 헤드부의 센서 전면의 부재(121)는 고경도 절연 재료, 구체적으로는 글래스, 세라믹 등으로 한다. 또한, 제 1 측정 헤드부(120)의 시트와의 접촉면에는 내마찰성을 갖게 하기 위해서 고경도화 처리, 구체적으로는 세라믹 코팅(또는, 금속의 코팅)을 실시해도 된다.

또한, 본 실시예의 경우, 제 1 측정 헤드부(120)의 선단에 형성된 볼록 곡면의 극률 반경은 대향하는 제 2 측정 헤드부(121)의 볼록 곡면의 곡률 반경보다 크게 형성되어 있다(예를 들면, 150mm로 되어 있다).

본 실시예에 따른 두께 측정 장치(10)의 측정 헤드 이동 수단(14)의 상세 구성을 도 6에 나타내고 있다. 동 도면에 나타낸 측정 헤드 이동 수단(14)은 コ자형 암(14a)과, 슬라이더(14b)와, 구동 수단으로서의 구동 모터(14c)를 갖고 있다. コ자형 암(14a)은 기부(140a)의 양단으로부터 평행하게 연장되는 한 쌍의 암부(141a)를 구비하고, 각 암부(141a)의 선단측에는 케이싱(120d, 121d)이 대향하도록 고정 설치되어 있다. 또한, 암부(141a)의 대향 중심에는, 피측정물인 소정 폭(W)의 폴리올레핀 시트(P)가 삽입되어 있고, 케이싱(120d, 121d)을 암부(141a)에 대향 고정 설치하면, 제 1 측정 헤드부 및 제 2 측정 헤드부(120, 121)가 시트(P)를 사이에 두고 대향하도록 배치된다.

슬라이더(14b)는 도 3에 그 단면 구조를 나타내는 바와 같이, 오목상의 가이드홈(140b)과 이 가이드홈(140b)에 감합하는 가이드 레일(141b)로 구성되고, 가이드홈(140b)은 コ자형 암(14a)의 각 암부(141a)의 하면에, 길이 방향에 따라서, 전체 길이에 걸쳐서 형성되어 있다. 한편, 가이드 레일(141b)은 지지 프레임(8)의 상단에 설치된 지지대(8a)의 상단면에 고정 설치되어 있다. 또한, 지지대(8a) 상에는 구동 모터(14c)도 적재 고정되어 있다.

고(固)자형 암(14)의 기부(140a)에는 중심축 상에 나사 구멍(14d)이 관통 형성되고, 이 나사 구멍(14d)에는 나사 로드(14e)가 나사 부착되어 있고, 나사 로드(14e)의 단부는 구동 모터(14c)의 회전축에 연결되어 있다. 이렇게 구성된 구동 수단에 의하면, 제어부(16)로 구동 모터(14c)의 회전 제어를 행하고, 나사 로드(14e)를 구동 모터(14c)로 회전시키면, 나사 로드(14e)와 나사 구멍(14d)의 나사 결합에 의해, コ자형 암(14a)이 가이드 레일(141b)을 따라서 전후 방향으로 직선적으로 이동한다. 이 경우, コ자형 암(14a)의 암부(141a)가 폴리올레핀 시트(P)의 폭방향을 따라서 연장되어 있으므로 암부(141a)에 설치되어 있는 한 쌍의 제 1 측정 헤드부, 제 2 측정 헤드부(120, 121)는 시트(P)의 폭 방향을 따라서 이동하게 된다. 또한, 본 실례의 구동 모터(14c)는 예를 들면, 펄스 전압으로 구동되는 스텝 모터를 바람직하게 사용할 수 있다.

이어서, 이렇게 구성된 두께 측정 장치(10)에 의한 폴리올레핀 시트(P)의 두께 측정 동작에 관하여 설명한다.

우선, 두께 측정 장치(10)가 설치된 실내의 온도가 소정 온도로 일정하게 관리되고, 과전류 센서(121b)에 있어서의 측정 오차의 발생이 억제된다.

또한, 정기적으로 캘리브레이션을 실시함으로써, 측정 오차의 발생이 더욱 억제된다. 또는, 두께 측정 장치(10)가 설치된 실내의 온도가 소정 온도로 일정하게 관리되지 않고 있는 경우에도, 캘리브레이션을 실시함으로써, 측정 오차의 발생이 억제된다.

폴리올레핀 시트(P)의 제조가 개시되고, 금속제 방향전환 롤(4, 5)에 걸쳐진 띠상의 폴리올레핀 시트(P)가 수직 상방으로의 반송 이동이 개시되면, 제어부(16)는 구동 모터(14c)을 구동하고, 가이드 레일(141b)을 따라서 측정 헤드(12)를 시트(P)의 폭 방향으로 소정 속도로 이동 개시시킨다.

이 때, 측정 헤드(12)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 압박 수단(120a, 121a)을 갖고 있으므로, 제 1 측정 헤드부 및 제 2 측정 헤드부(120, 121)는 이 압력을 받아 폴리올레핀 시트(P)의 표리면에 각각 접촉하고, 그 상태를 유지하면서 시트(P)의 폭 방향으로 왕복 이동을 반복하게 된다. 또한, 이 경우, 제 1 측정 헤드부(120)의 시트면으로의 접촉점과 제 2 측정 헤드부(121)의 시트면으로의 접촉점은 동축상으로 있고, 이들의 점 사이를 연결하는 선은 시트면에 직교하도록 조정되어 있다.

측정 헤드(12)가 폴리올레핀 시트(P)의 폭방향으로 이동될 때에는 과전류 센서(121b)의 센서 코일에는 고주파 전류가 흘러서 고주파 자계가 발생된다. 그리고, 그 자계내에 있는 제 1 측정 헤드부(120)의 표면에는 과전류가 흐르고, 이것을 따라, 센서 코일의 임피던스가 변화된다.

제어부(16)에 있어서는, 이 임피던스의 값을 샘플링해서 발진 상태의 변화를 검출하고, 제 1 측정 헤드부(120)의 시트면으로의 접촉점과 제 2 측정 헤드부(121)의 시트면으로의 접촉점의 거리, 즉 폴리올레핀 시트(P)의 두께를 측정한다. 측정된 시트(P)의 두께값은 소정값 이내에 포함되지 않는 경우에는 측정값이 다이(1)의 제어부에 보내져, 다이(1)의 압출 상태로 피드백된다.

또한, 수직 상방으로 이동하는 폴리올레핀 시트(P)에 대하여, 측정 헤드(12)는 그 폭방향으로 왕복 이동되기 때문에 측정 샘플링 포인트는 도 7의 파선으로 나타내는 측정 궤적(L) 상이 된다. 측정 헤드(12)의 이동 속도에 의해, 이 측정 궤적(L)의 경사를 변화시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 실시형태에 의하면, 수직 상방으로 이동되는 폴리올레핀 시트(P)의 표리면을 측정 헤드부(120, 121)에 의해 소정의 압박 상태에서 끼우고, 이 상태를 유지하면서 측정 헤드부(120, 121)를 폭방향으로 왕복 이동(주사)시킨다.

이것에 의해 제조 과정에서 사용한 용매가 부착된 폴리올레핀 시트(P)이어도 용매의 두께를 시트 두께로서 포함하지 않아 고정밀도로 측정할 수 있다.

이 경우, 각 측정 헤드부(120, 121)의 폴리올레핀 시트(P)의 접촉면이 볼록 곡면이 되어 있으므로 도 5에 일부 확대도에 나타내는 바와 같이, 시트(P)의 표리면에 액상 이물(X)(유동성 파라핀)이 부착되어 있어도 측정 헤드부(120, 121)의 이동를 따라서, 액상 이물(X)이 접촉면에서 외방으로 압박되므로 측정 헤드부(120, 121)의 접촉점 사이에 액상 이물(X)이 개재되는 것이 배제되어, 보다 고정밀도의 측정을 가능하게 한다.

또한, 측정 헤드부(120, 121)를 폭방향으로 왕복 이동시키면서 측정하기 위해서, 임의의 간격(피치)으로 측정의 샘플링을 행할 수 있고, 후에 폭방향으로 연신되는 경우라도 제품으로서 요구되는 폭단위에서의 두께의 편차를 검사할 수 있다.

또한, 한 쌍의 측정 헤드부(120, 121)에 의해, 폴리올레핀 시트(P)의 전폭에 걸쳐 두께 측정이 가능해지고, 장치에 드는 코스트를 억제할 수 있다. 또한, 시트(P)가 아닌 부분에 측정 헤드부(120, 121)를 이동시킴으로써 생산 중의 교정도 용이하게 된다.

또한, 측정 헤드부(121)에 설치된 과전류 센서(121b)는 폴리올레핀 시트(P)를 사이에 두고 대향하는 측정 헤드부(120)와의 사이의 거리를 직접적으로 측정하는 것이고, 측정 헤드부(120, 121)를 폭방향으로 이동시키는 사이, 측정 헤드부(120, 121) 사이의 압박 협지 상태가 유지되므로, 측정 헤드(12)를 지지하는 구성(슬라이더(14b)의 결합부 등)의 기계적 정밀도가 측정 결과에 영향을 주는 경우가 거의 없어, 항상 고정밀도로 측정을 행할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서 나타내는 바와 같이, 측정 헤드부(120, 121)의 시트(P)로의 접촉면이 볼록 곡면이 되고 있고, 이것이 폴리올레핀 시트(P)에 접촉하여도, 마찰의 발생이 억제되어 시트(P)로의 손상을 방지하고, 또한 측정 헤드부(120, 121)의 마모를 대폭 경감할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 측정 헤드부(121)가 갖는 센서로서, 과전류 센서(121b)를 사용하는 것으로서 설명했지만, 본 발명의 실시는 과전류 센서(121b)에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 센서로서 자기 센서를 이용하여도 되고, 그 경우, 제 2 측정 헤드부(121)측에 과전류 센서(121b)로 바꾸고, 자기 발생원(예를 들면, 영구 자석 또는 전자석)을 설치하고, 이 발생원으로부터 일정한 자기를 발생시켜, 제 1 측정 헤드부(120)측에 자기 센서를 설치하고, 자장의 변화를 검출하고, 측정 헤드부(120, 121) 사이의 거리(시트 두께)를 측정하면 된다.

또한, 상기 실시예에 있어서는 수직 상방에 반송되는 폴리올레핀 시트(P)에 대하여, 그 폭방향에 측정 헤드부(120, 121)를 주사시키는 것으로서 설명했지만, 본 발명에 있어서는 시트의 반송 방향은 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 수평 방향으로 반송되는 폴리올레핀 시트(P)에 대하여, 그 폭방향에 측정 헤드부(120, 121)를 주사시키는 구성이어도 된다.

또한, 한 쌍의 측정 헤드부(120, 121)를 폴리올레핀 시트(P)의 폭방향을 따라서 왕복 이동시키는 수단은 상기 실시예에 나타낸 コ자형 암(14a)을 사용하는 구성으로 바꾸고, 측정 헤드부(120, 121)를 개별 이동 가능한 막대상 암으로 배치하고, 각 암을 개별적으로 이동시키는 구성이어도 된다. 이 경우, 이동 수단으로서 상기 실시예와 같은 모터와 볼 스크류의 조합을 채용하는 경우에는 한 쌍의 모터를 동기 구동시켜서 측정 헤드부(120, 121)의 가압 협지 상태가 유지되도록 하면 된다.

또한, コ자형 암(14a)의 직선 이동시키는 수단은 상기 실시예에 나타낸 구동 모터(14c)과 볼 스크류(나사 구멍(14d)과 나사 로드(14e)의 나사 결합)로 바꾸고, 랙 피니언에 의한 직선 이동 수단, 타이밍 벨트에 의한 직선 이동 수단, 체인에 의한 직선 이동 수단, 리니어 모터에 의한 직선 이동 수단 등이어도 된다.

또한, 상기 실시예에서는 한 쌍의 측정 헤드부(120, 121)를 コ자형 암(14a)에 배치하고, 수평 방향으로 이동시키는 경우를 나타냈지만, 예를 들면 이동 수단으로 고속 이동이 가능하고, 폴리올레핀 시트(P)의 이동 속도와 같은 정도 이상으로 할 수 있는 것이라면, コ자형 암(14a)을 소정 각도로 경사 상태로 설치하면, 도 7에 나타낸 측정 궤적(L)이 시트(P)와는 폭방향으로 직교하게 되고, 다이(1)로부터 압출된 동일 면상에서의 두께 측정이 가능하게 된다.

도 8은 본 발명의 두께 측정 장치에 채용할 수 있는 측정 헤드의 다른 예를 나타내고 있다. 동 도면에 나타낸 측정 헤드(12a)는 상기 실시예와 동일하게 소정의 압박력(p)으로 시트(P)에 압박되는 한 쌍의 제 1 측정 헤드부 및 제 2 측정 헤드부(122, 123)를 갖고 있다. 각 측정 헤드부(122, 123)는 선단이 볼록 곡면으로 형성되어 있고, 폴리올레핀 시트(P)에 각각 접촉된다. 각 측정 헤드부(122, 123)는 평판상의 홀더(124, 125)의 전면측에 일체로 설치되어 있다. 제 2 측정 헤드부(123)가 설치된 홀더(125)에는 한 쌍의 과전류 센서(126, 127)가 설치되어 있다.

동 도면에 나타낸 예에서는, 측정 헤드부(123)의 상하에 소정의 간격을 두고 과전류 센서(126, 127)가 배치되어 있다. 과전류 센서(126, 127)의 타깃이 되는 것은 폴리올레핀 시트(P)를 사이에 두고, 대향 배치되는 제 1 측정 헤드부(122)의 홀더(124)의 면이고, 본 실시예의 경우에는 제 1 측정 헤드부(122)의 상하에 평탄한 타깃면(128, 129)이 설치되어 있다.

또한, 도 8에 나타내는 바와 같이 과전류 센서(126, 127)와 타깃면(128, 129)은 폴리올레핀 시트(P)에 접촉하지 않아 소정의 거리(d)가 형성되어 있다. 과전류 센서(126, 127)에서는, 그들 사이의 거리(d)가 측정되지만, 과전류 센서(126, 127)의 선단으로부터 제 2 측정 헤드부(123)의 볼록 곡면의 선단까지의 거리, 및 타깃면(128, 129)으로부터 제 1 측정 헤드부(122)의 볼록 곡면의 선단까지의 거리는 기지이기 때문에, 시트 두께를 양호한 정밀도로 구할 수 있다.

또한, 이 구성에 의하면, 과전류 센서(126, 127)에 대향하는 타깃면(128, 129)을 (곡면이 아닌) 평면상으로 형성하고 있으므로, 과전류 센서(126, 127)와 타깃면(128, 129)의 거리를 그들이 시트면에 접촉하지 않는 한, 가깝게 할 수 있기 때문에 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 복수의 과전류 센서(126, 127)를 설치하고 있으므로, 넓은 범위에서의 고밀도한 두께 측정을 행하는 것이 가능해진다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명에 따른 두께 측정 장치에 의하면, 액상 이물이 부착되고 있는 시트의 두께를 고정밀도로 측정할 수 있으므로, 전지나 전해 콘덴서 등의 세퍼레이터로서 사용되는 폴리올레핀 미다공막의 제조에 적용할 수 있다.

10 : 두께 측정 장치 12 : 측정 헤드
120 : 제 1 측정 헤드부 121 : 제 2 측정 헤드부
121b : 과전류 센서 14 : 측정 헤드 이동 수단
14a : コ자형 암 14b : 슬라이더
14c : 구동 모터 14d : 나사 구멍
14e : 나사 로드 16 : 제어부
P : 폴리올레핀 시트(피측정물)

Claims

시트상 피측정물의 표리면에 액상 이물이 부착되어 있는 상태에서 상기 피측정물의 두께를 측정하는 두께 측정 장치로서,
상기 피측정물의 양측에 배치되는 측정 헤드와 상기 측정 헤드를 상기 피측정물의 폭방향으로 이동시키는 측정 헤드 이동 수단을 구비하고,
상기 측정 헤드는 상기 피측정물을 사이에 두고 대향 배치되는 한 쌍의 제 1 측정 헤드부 및 제 2 측정 헤드부를 구비하고, 상기 제 1 측정 헤드부, 상기 제 2 측정 헤드부를 상기 피측정물의 표리면에 접촉하도록 압박하는 압박 수단과 상기 제 1 측정 헤드부, 상기 제 2 측정 헤드부를 상기 피측정물에 압박한 상태에서 상기 헤드부간의 거리를 측정하는 센서를 갖고,
상기 측정 헤드 이동 수단은 상기 제 1 측정 헤드부 및 상기 제 2 측정 헤드부가 상기 피측정물을 압박 협지한 상태를 유지하면서 상기 피측정물의 표리면을 따라서 왕복 이동시키는 것을 특징으로 하는 두께 측정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 측정 헤드부 및 상기 제 2 측정 헤드부는 상기 피측정물과의 접촉부가 볼록 곡면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 두께 측정 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 측정 헤드 이동 수단은 상기 제 1 측정 헤드부 및 제 2 측정 헤드부를 선단측에 유지하고, 상기 피측정물을 중앙에 삽입시키는 コ자형 암과, 상기 コ자형 암을 상기 피측정물의 폭방향을 따라서 이동 가능하게 지지하는 슬라이더와, 상기 コ자형 암을 상기 피측정물의 폭방향으로 왕복 이동시키는 구동 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 두께 측정 장치.