KR20150097594A - 열가소성 재료로 필름을 제조하기 위한 캘린더 스택 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 2개의 롤러(2, 3, 15)를 포함하는 캘린더 스택(calender stack)(1)에 관한 것으로, 롤러들 사이에는 닙(4, 4')이 형성될 수 있고, 롤러(2, 3, 15)의 단부들은 회전 가능하게 베어링(5, 6, 7, 8, 18, 19)에 지지되며, 한 롤러(3)는 정치식이고 적어도 하나의 다른 롤러(2, 15)는 전진 롤러로 되어 있고 제 1 조정 시스템(9)을 가지며, 이 조정 시스템에 의해 전진 롤러의 베어링(5, 6, 18, 19)을 이동시켜 상기 닙(4, 4')을 변화시킬 수 있으며, 전진 롤러는 그의 두 베어링(5, 6, 18, 19) 각각에서 각각의 제 1 조정 시스템(9)을 가지며, 각각의 제 1 조정 시스템(9)과 관련하여 제 2 조정 시스템(9a)이 제공되어 있고, 이 제 2 조정 시스템에 의해 정치식 롤러(3)에 대한 전진 롤러의 축선 오프셋을 조정할 수 있다.

Description

열가소성 재료로 필름을 제조하기 위한 캘린더 스택 및 방법{CALENDER STACK AND METHOD FOR PRODUCING A FILM FROM THERMOPLASTICS}

본 발명은 캘린더 스택에 관한 것으로, 이 캘린더 스택은 하우징 안에 장착되는 적어도 2개의 롤러를 포함하여 적어도 2개의 롤러를 포함하며, 상기 롤러들 사이에는 닙(nip)이 형성될 수 있고, 롤러의 단부들은 회전 가능하게 베어링에 지지되며, 상기 한 롤러는 정치식이고 적어도 하나의 다른 롤러는 전진 롤러로 되어 있고 제 1 조정 시스템을 가지며, 이 조정 시스템에 의해 전진 롤러의 베어링을 이동시켜 상기 닙을 변화시킬 수 있다.

이러한 종류의 캘린더 스택은 예컨대 플라스틱 시트 및 플레이트의 제조에 사용되는데, 압출 공정에서 제조된 용융물이 시트 다이에서 나온 후에, 롤러 사이에 있는 조절가능한 캘린더 닙을 통과해 안내된다. 그 과정에서 용융물이 냉각 및 성형되어, 전체 시트 표면에 걸쳐 균일한 두께와 균일한 외양을 갖는 시트 웨브가 제조된다. 이러한 종류의 소위 캘린더링된 시트는 예컨대 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 또는 폴리에스테르로 만들어지며, 특히 음식물을 운반하고 보호하는데 사용되며 또한 자동차 산업에도 사용된다.

보통, 캘린더 스택은 적어도 2개의 롤러를 포함하는데, 이중 한 롤러는 정치식(stationary)이고 적어도 하나의 다른 롤러는 전진 롤러로 되어 있다. 정치식 롤러와 조정가능한 롤러 사이에 다른 캘린더 닙 설정이 이루어질 수 있도록, 전진 롤러는 조정 시스템에 의해 이동될 수 있다. 이렇게 해서, 다른 두께의 시트를 제조할 수 있다.

많은 방해적인 영향, 예컨대, 롤러의 크기가 커짐에 따라 더욱 뚜렷히 나타나는 불가피한 롤러 편향 때문에, 캘린더 스택에서 제조된 필름의 전체 폭에 걸쳐 그 필름의 균일한 요망되는 두께를 보장하는 것은 어려운 것으로 밝혀졌다. 따라서, 필름의 폭에 걸쳐 그 필름의 두께를 측정하고 두께 프로파일을 얻고자 하는 시도들이 이미 있어 왔는데, 다음에는, 롤러 편향으로 인해 야기되는 바람직하지 않은 영향에 대처하기 위해, 결정된 두께 프로파일에 근거하여, 캘린더 스택에 공급되는 용융물의 두께 프로파일에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 최종 필름의 두께 프로파일을 미리 결정된 설정 값에 가능한 한 지속적으로 일치시키기 위해 두께 측정 프로파일에 따라 시트 다이의 출구를 변화시킬 수 있다. 이 때문에 제어의 복잡성이 높게 되는데, 이는 불리한 점이다.

그러므로, 본 발명의 목적은, 열가소성 재료로 필름을 제조하기 위한 캘린더 스택 및 방법으로서, 예컨대 롤러 편향으로 인한 제조된 필름의 두께 프로파일의 편차를 쉽게 보상할 수 있는 상기 캘린더 스택과 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은 청구항 1 의 특징적 사항을 갖는 캘린더 스택으로 달성된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방법은 청구항 11 의 내용이다.

본 발명의 유리한 실시 형태 및 변형예는 종속 청구항의 내용이다.

본 발명에 따르면, 전진 롤러는 그의 두 베어링 각각에서 각각의 제 1 조정 시스템을 가지며, 이 조정 시스템으로 닙이 조정될 수 있고, 각각의 제 1 조정 시스템은 제 2 조정 시스템과 관련되어 있고, 이 제 2 조정 시스템에 의해 상기 정치식 롤러에 대한 전진 롤러의 축선 오프셋을 조정할 수 있다. 따라서, 불가피한 롤러 편향을 보상하기 위해, 본 발명에 따른 캘린더 스택은, 오프셋될 수 없는 정치식 롤러에 대해 전진 롤러가 오프셋될 수 있도록, 다시 말해, 이들 두 롤러의 이상적인 중심선(동시에 그 두 롤러의 회전 축선을 구성함)이 더 이상 평행하지 않고 대신에 서로 약간 오프셋되어 편향에 상관 없이 상기 두 롤러 사이의 일정한 간격을 조정할 수 있도록 상기 전진 롤러를 지지할 수 있다.

본 발명의 일 제안에 따르면, 상기 제 2 조정 시스템은 상기 제 1 조정 시스템에 대해 90°회전되어 위치되며, 그래서 전진 롤러의 오프셋은 닙의 조정이 행해지는 평면에 수직한 평면 내에서 일어나게 된다.

본 발명에서 사용되는 조정 시스템은 어떤 일반적인 제한도 받지 않는데, 하지만 닙 및 전진 롤러의 축선 오프셋의 최대한 유격(play) 없는 조정을 가능하게 해주어야 한다.

그러므로, 본 발명의 일 제안에 따르면, 상기 제 1 및/또는 2 조정 시스템은 랙 및 피니언을 가지며, 이 피니언은 랙의 치부와 맞물리고 또한 모터에 의해 회전 구동될 수 있으며, 상기 피니언과 랙 사이의 치부 맞물림 깊이를 변화시켜 그들 피니언과 랙 사이의 거리를 변화시킬 수 있다.

특히, 랙은 전진 롤러의 베어링과 결합하고 모터 구동 피니언과 상호 작용하여, 모터와 피니언의 회전 운동이 랙의 선형 운동으로 전환되고 그래서 또한 전진 롤러의 베어링의 선형 운동으로 전환된다. 모터의 회전 방향에 따라, 전진 롤러는 닙을 변화시키기 위해 정치식 롤러 쪽으로 또는 그로부터 멀어지게 움직일 수 있고/있거나 정치식 롤러에 대한 축선 오프셋이 조정될 수 있다. 랙과 피니언의 대응하는 치부 세트는 조정 깊이의 매우 정밀한 설정이 가능하도록 되어 있다. 따라서, 최소 조정 경로를 ㎛ 범위로 전환시킬 수 있다.

본 발명에 의해 피니언과 랙 사이의 거리를 조정할 수 있으므로, 제 1 및 2 조정 장치의 서로 맞물리는 이들 두 부분 사이의 치부 맞물림 깊이를 조정할 수 있다. 보통, 피니언 및 대응하는 랙 사이의 치부 맞물림 깊이는 미리 결정된 크기로 설정되며, 발생하는 치부 측면 유격 때문에 그 크기는, 피니언이 관련 모터로 회전될 때 피니언의 치부가 랙의 치부에서 자유롭게 움직일 수 있게 해준다. 하지만, 예컨대 요망되는 위치에 도달한 후에, 피니언과 랙 사이의 거리가 대응적으로 감소하여 상기 치부 맞물림 깊이가 커지면, 존재하는 치부 측면 유격 역시 감소하게 되며 이상적인 경우에는 거의 완전히 없어지게 된다.

본 발명은 본래 유리한 랙-피니언 시스템에 의해 조정을 쉽게 하고 또한 조정 장치에서 유격을 없애기 위해 전술한 효과를 사용한다. 이렇게 해서, 실험에서 유격은 1/100 mm 미만으로 감소되었다. 이의 목표는 약간의 예압을 주기 위한 것이다.

닙 또는 축선 오프셋을 다시 변화시킬 필요가 있으면, 피니언과 랙 사이의 거리를 다시 통상적인 거리로 증가시켜 먼저 치부 맞물림 깊이 및 그에 따른 치부 측면 유격을 변화시킬 수 있고, 그런 다음에, 요망되는 조정 경로로 이동시키기 위해 피니언을 회전시킬 수 있고, 그 후에 유격을 없애는 과정이 새로 시작된다.

하지만, 조정은 드물게만 필요하므로, 조정 장치는 지속적인 조정을 수행하는데도 사용될 수 있는데, 이는 유격이 없어진 상태에서도 조정이 여전히 가능하기 때문이다.

본 발명의 일 대안적인 실시 형태에서, 피니언과 모터는 교체가능한 스페이서 플레이트를 사이에 두고 하우징에 장착되어 있는데, 따라서 그 스페이서 플레이트의 두께는 피니언과 랙 사이의 거리를 규정한다. 스페이서 플레이트의 두께를 선택하거나, 예컨대 기계적인 재료 제거로 그 플레이트에 대한 대응하는 기계가공을 다시 행하여, 조정 장치 내부의 유격을 원하는 양만큼 없앨 수 있다.

본 발명의 일 제안에 따르면, 상기 피니언과 결합하는 캠 기구에 의해 그 피니언과 랙 사이의 거리를 변화시킬 수 있으며, 상기 캠 기구는 예컨대 핸드 크랭크 또는 제어가능한 구동부에 의해 작동되면 랙과 피니언 사이의 거리를 원하는 대로 변화시키게 된다.

안정적인 조정 상태를 보장하기 위해 상기 피니언과 랙 사이의 거리는 해제가능하게 고정될 수 있다. 이렇게 해서, 피니언과 랙사이의 유격을 완전히 없애기 위해 랙에 대한 피니언의 예압을 줄 수 있다. 랙과 피니언에는 예컨대 마찰과 마모를 최소화하기 위해 적절한 코팅, 예컨대 PVD 코팅을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 제안에 따르면, 더 큰 측면 지지 영역을 제공하기 위해 랙과 피니언에는 헬리컬 기어가 제공될 수 있다. 또한, 그 헬리컬 기어는 소위 겹침 비를 증가시키는데, 이 겹침 비는 운동의 전달에 긍겅적인 영향을 준다.

추가로, 랙은 바람직한 정도의 내구성과 정밀도를 얻기 위해 경화처리, 연삭 가공 또는 호닝(honing)가공될 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 제 1 및/또는 2 조정 시스템은 중앙 제어가능하며, 그래서 롤러가 매우 정밀하게 평행 이동할 수 있고 그래서 또한 롤러의 전체 길이에 걸쳐 닙을 균일한 치수로 조정할 수 있고 그래서 축선 오프셋을 조정할 수 있다.

본 발명의 다른 제안에 따르면, 제 1 및/또는 2 조정 시스템의 피니언과 모터 사이에는 동력 전달 장치가 제공된다. 이러한 동력 전달 장치로, 예컨대 구동부를 변속시킬 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 동력 전달 장치는 높은 비틀림 강성과 작은 측면 유격을 갖는 유성 기어의 형태로 되어 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 피니언을 구동하는 상기 모터는 서보모터이다. 컴팩트한 설계 외에도, 그 서보모터는 매우 양호한 조절 거동을 가지며 또한 마이크로미터까지의 정밀도로 목표 위치에 이를 수 있게 해준다.

본 발명에 따른 캘린더 스택의 다른 실시 형태에 따르면, 3개의 롤러가 제공되는데, 이중 두개의 롤러는 전진 롤러로 되어 있고 바람직하게는 정치식 롤러의 정반대쪽에 위치된다. 이러한 구성으로, 두 닙을 조정할 수 있고 또한 예컨대 캘린더링될 시트 웨브가 두 캘린더 닙을 통해 연속적으로 안내될 수 있고, 그래서 캘린더링 공정에서 특히 양호한 결과를 얻을 수 있다. 전진 롤러 중 적어도 하나, 바람직하게는 용융물이 통과하면서 안내되는 제 1 닙을 정치식 롤러와 함께 형성하는 롤러는 본 발명에 따라 고정 롤러에 대해 축선 오프셋될 수 있다.

열가소성 재료로 필름을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법은, 위에서 이미 설명한 바와 같은 캘린더 스택의 사용에 기초하고 있으며, 상기 열가소성 재료는 용융물의 형태로 캘린더 스택에 공급되고, 이 캘린더 스택은 제 1 평면에서 서로 간의 간격이 조정될 수 있는 적어도 2개의 회전 롤러를 가지며, 이들 롤러 사이에는, 롤러들의 상기 간격에 따라 조정될 수 있는 닙이 형성되고, 상기 용융물은 그 닙을 통해 안내되어 필름으로 성형되고 냉각된다.

본 발명의 목적에 따라 특히 롤러 편향으로 인한 필름의 두께 프로파일의 변동을 보상하기 위해, 얻어진 상기 필름의 두께를 그 필름의 폭에 걸쳐 측정하며 그 필름의 두께 측정 프로파일을 얻고, 이 두께 측정 프로파일은 미리 결정된 설정 값과 비교되며, 상기 두께 측정 프로파일과 설정 값 간의 측정 편차에 따라 상기 한 롤러의 회전 축선이, 상기 제 1 평면에 수직인 제 2 평면 내에서 상기 닙에 있는 반대편의 다른 롤러의 회전 축선에 대해 오프셋된다.

여기서 제 1 롤러에 대해 행해지는 오프셋의 크기는, 필름의 두께 측정 프로파일로부터 얻은 측정 값에 기초하여, 이하에서 더 자세히 설명할 방식으로 시스템 제어부로 계산될 수 있고 그의 조정 시스템의 대응하는 제어를 통해 상기 롤러에 대해 실시될 수 있다.

본 발명의 일 제안에 따르면, 상기 롤러의 단부는 베어링에 회전가능하게 지지되며, 한 롤러는 전진 롤러로 되어 있고 다른 롤러는 정치식 롤러로 되어 있으며, 전진 롤러가 홈 위치(이 위치에서는 전진 롤러와 정치식 롤러의 회전 축선이 서로 평행함)에서 벗어나 오프셋되면, 이 롤러의 베어링들은 제 2 평면 내에서 서로 반대 방향으로 이동하게 된다. 이와 관련하여, 그 베어링들의 각각의 이동 거리는 ±30 mm, 특히 ±25 mm 이면 충분하다.

이하, 예시적인 실시 형태를 가지고 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 자세히 설명하도록 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 캘린더 스택의 개략적인 평면도이다.
도 2 는 도 1 의 캘린더 스택의 개략적인 측면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 캘린더 스택의 일 부분을 나타낸다.
도 4 는 치부 측면 유격을 감소시키기 위한 본 발명에 따른 원리를 개략적으로 설명하는 도이다.
도 5a 는 도 3 과 유사한 도로, 본 발명에 따른 캘린더 스택의 일 대안적인 실시 형태를 나타낸다.
도 5b 는 도 5a에 따른 장치의 측면도를 나타낸다.
도 6 은 본 발명에 따른 캘린더 스택의 롤러 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 7 은 도 6 에 따른 전진 롤러의 축선 오프셋을 나타낸다.
도 8 은 제조된 필름의 두께 프로파일을 나타낸다.

도 1 및 2 는 캘린더 스택(전체적으로 번호 "1" 로 나타나 있음)의 롤러 프레임을 나타내는데, 캘린더 스택은 프레임(16)에 장착되어 있는 3개의 병렬 롤러(2, 3, 15)를 포함한다. 모든 3개의 롤러(2, 3, 15)는 그들의 단부에서 각각의 베어링(5, 6, 7, 8, 18, 19)에 의해 프레임(16)에 장착되며, 상기 베어링에서 롤러들이 회전가능하게 지지된다. 세 롤러(2, 3, 15) 각각은 그 자신의 구동 모터(17)를 갖고 있으며, 이 모터에 의해 각 롤러가 회전될 수 있다.

중간에 위치되는 롤러(3)는 정치식(stationary) 롤러이고, 반면 두 롤러(2, 15)는 전진 롤러로 되어 있다. 두 전진 롤러 각각에는 각 단부에서 각각의 조정 시스템(9)이 구비되어 있으며, 베어링(5, 6, 18, 19)은 그에 장착되어 있는 롤러(2, 15)와 함께 상기 조정 시스템에 의해 프레임(16)을 따라 선형적으로 이동할 수 있다.

베어링(5, 6, 18, 19)을 이동시켜서, 롤러(2, 3) 사이의 닙(4) 및 롤러(3, 15) 사이의 닙(20)을 조정할 수 있다.

상기 조정 시스템(9)의 설계 및 기능에 대한 이하의 설명은, 도 1 의 하부 좌측에 나타나 있는 롤러(2)의 베어링(5)을 이동시키기 위한 조정 시스템(9)에 국한되어 있다. 롤러 프레임의 대칭적인 설계로 인해, 롤러(2)의 다른 단부에 위치되어 있는 조정 시스템(9) 및 롤러(15)의 위치를 제어하는 두 조정 시스템(9)에도 그 동일한 설명이 대응적으로 적용된다.

상기 조정 시스템(9)은 랙(10) 및 이 랙과 상호 작용하는 피니언(11)을 갖는다. 랙(10)은 베어링(5)과 결합해 있다. 서보모터(12) 및 중간에 개재된 유성 기어(14)에 의해 피니언(11)이 회전 구동될 수 있고, 그래서 랙(10) 및 이 랙과 함께하는 베어링(5)이 선형적으로 이동되고 또한 지지 구조체(16)에 의해 안내된다. 서보모터(12)의 회전 방향에 따라, 이동은 정치식 롤러(3) 쪽으로 향하거나 그로부터 멀어지게 된다. 그러므로, 서보모터의 사용을 통해 높은 정밀도로 원하는 위치에 이를 수 있다.

롤러(2)가 정치식 롤러(3)에 정확히 평행하게 되도록 그 롤러(2)를 이동시키고 위치시킬 수 있기 위해, 두 베어링(5, 6)의 전진 운동을 일으키기 위한 상기 조정 시스템(9)들은 동기적으로 된다.

전진 롤러(2, 15)가 위에서 설명한 조정 시스템(9)의 작동에 따라 원하는 이동 경로를 움직이고 정치식 롤러(3)에 대한 닙이 요망되는 크기로 설정되자 마자, 가능한 가장 일정한 품질을 보장하기 위해서는, 롤러들 사이에 접촉 압력이 있을 때에도 닙을 원하는 크기로 유지하기 위해, 조정가능한 롤러 각각은 가능한 한 유격(play) 없이 지지되어야 한다.

이러한 목적으로, 도 3 에 나타나 있는 바와 같이, 유성 기어(14)를 갖는 서보모터(12) 및 그 유성 기어로 회전 구동되는 피니언(11)은 외부 기어를 갖는 환형캠(90)으로 이루어진 캠 기구와 그 외부 기어와 맞물리는 피니언(91)에 지지되며, 예컨대 회전 도구(미도시) 또는 적절한 구동 모터와 핀(92)의 결합을 통해 상기 피니언은 그 자신의 축선 주위로 회전될 수 있고 치부의 맞물림을 통해 캠(90)을 회전시키게 된다.

도 4 에 개략적으로 나타나 있는 바와 같이, 캠(90)이 일 회전 방향 또는 다른 회전 방향으로 작동되면, 랙(10)과 맞물리는 피니언(11)이 랙(10)의 치뿌리 표면(100) 쪽으로 또는 그로부터 멀어지게 이동하게 되는데, 이러한 이동이 도 4 에 화살표(S)로 나타나 있다.

따라서, 캠(90)의 작동에 의해 피니언(11)이 화살표(S) 방향으로 우측으로 이동하면, 랙(10)에서 피니언(11)의 피니언 치부(111)의 치부 맞물림 깊이가 증가하게 되고, 이에 따라 피니언(11)과 랙(10) 사이의 거리(T)가 줄어들게 된다. 피니언(11)과 랙(10) 사이의 치부 측면 유격도 그에 따라 줄어들어, 피니언(11)과 랙(10) 사이에는 유격이 거의 완전히 없게 될 수 있다.

전진 롤러(2, 15)와 정치식 롤러(3) 사이의 닙을 변화시키기 위해 조정 시스템(9)을 다시 작동시킬 필요가 생기면, 먼저 캠(90)이 피니언(91)에 의해 회전되고, 이에 따라 피니언(11)이 도 4 에 나타나 있는 방향(S)으로 좌측으로 이동하게 되며, 그 결과, 피니언(11)이 화살표(R) 방향으로 쉽게 회전하고 또한 그래서 방향(V)으로 이동하기에 충분한 양의 치부 측면 유격이 다시 있을 때까지, 피니언(11)과 랙(10) 사이의 거리(T)가 증가하여, 피니언(11)과 랙(10) 사이의 치부 맞물림 깊이가 감소하게 된다. 이렇게 해서 요망되는 새로운 닙이 조정되자 마자, 치부 맞풀림 깊이를 가능한 최소로 한번 더 감소시키기 위해 캠(90)이 다시 한번 작동된다.

대안적으로, 치부 측면 유격은 지속적으로 최소로 조정되어 유지될 수도 있는데, 그 이후로도 피니언(11)은 랙(10)에서 여전히 움직일 수 있다. 그러나, 낮게 설정된 랙 유격에 의해 닙을 높은 정밀도로 조정할 수 있다.

캘린더 스택 시트를 제조할 때, 소성화부에서 생성되어 시트 다이에서 나오는 용융물의 유동이 도 1 에 따른 캘린더 스택 안으로 안내되고, 그 안에서 먼저 롤러 주위로 안내되고 이어서 닙(4)을 통과하게 되며 그리고 롤러(3) 아래로 안내되어 닙(4')을 통과해서 롤러(2) 주위를 지나게 된다.

캘린더 스택 다음에는 보통 권취기가 있는데, 이 권취기에서 최종 시트가 감기게 된다. 용융물의 유동을 냉각하기 위해 캘린더 스택의 롤러(2, 3, 15)가 냉각된다.

도 1 에 나타나 있는 상태에서, 닙(4')은 넓게 열려 있는데, 그래서, 캘린더링될 용융물의 유동을 처음으로 넣는 것이 용이하게 된다. 용융물의 유동이 롤러(2, 3, 15) 주위로 안내되어 닙(4, 20)을 통과하자 마자, 각 캘린더링 공정에 필요한 사전 설정된 크기를 제외하고는, 닙(4, 4')이 베어링(5, 6, 18, 19)을 전술한 방식으로 이동시켜 감소될 수 있다. 캘린더 닙을 이렇게 좁게 설정하는 것이 도 1 에서 닙(4)의 예로 나타나 있다. 도 2 의 측면도에서, 롤러(2)(전진 롤러로 되어 있음)는 대응하는 이동으로 인해 서로 떨어져 있는 두 위치에 있는 것으로 나타나 있다.

서보모터 및 유성 기어가 제공되어 있는 본 발명에 따른 롤러 프레임으로, 사용되는 롤러의 종류에 따라 최대 500,000 N의 유지력 및 최대 100,000 N의 이동력이 가해질 수 있다. 이렇게 얻어질 수 있는 이동 경로는 일반적으로 150 mm ∼ 200 mm 이고, 위치 정밀도는 1 ㎛ ∼ 5 ㎛ 이다.

전기기계식 조정 시스템을 구비하는 본 발명에 따른 롤러 프레임의 주된 이점은, 유압 시스템에 비해 정확한 제어가 가능하고 또한 작동이 더 간단하다라는 것이다. 추가로, 전기기계식 시스템은 더욱 컴팩트한 설계를 가지며 마모량도 더 적다. 본 발명에 따른 시스템에 의해 전진 롤러를 정밀하게 위치시킬 수 있기 때문에, 특히 닙을 재조정하기 위한 추가적인 측정/조정 장치가 필요 없게 되며, 그래서 전기기계식 시스템의 사용에 의해 경제적인 이점도 얻어지게 된다.

도 5a 및 5b에 따른 예시적인 실시 형태에서, 피니언(11)을 구동시키는 모터(12)가 교체가능한 스페이서 플레이트(120)를 사이에 두고 하우징(16)에 장착되어 있는데, 그 스페이서 플레이트(120)의 두께는 피니언(11)과 랙(10) 사이의 거리를 규정하며 그래서 피니언(11)의 피니언 치부가 랙(10)과 맞물리는 치부 맞물림 깊이를 규정하게 된다.

예컨대 상기 스페이서 플레이트(120)의 교체 및/또는 기계가공으로 그 스페이서 플레이트의 두께가 변하게 되면, 피니언(11)과 랙(10)의 사이의 거리가 변하고 그래서 측면 유격의 양도 변하게 된다. 스페이서 플레이트(120)가 얇을수록, 그 유격은 더 작게 된다. 그러므로, 치부 측면 유격을 가능한 가장 최적의 최소로 조정할 수 있다.

마지막으로, 또한 도 5b로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이, 나타나 있는 예시적인 실시 형태에서 두 전진 롤러(2, 15) 각각에는 조정 시스템(9)이 구비되어 있는데, 하지만 전진 롤러(15)에도 제 2 조정 시스템(9a)이 구비되어 있으며, 제 2 조정 시스템은 상기 조정 시스템(9)에 대해 90°회전되어 있고 또한 롤러의 편향을 보상하기 위해 상기 정치식 롤러(3)에 대한 축 횡방향 배향을 조정하는데 사용될 수 있다.

열가소성 재료로 필름을 제조하는 것과 관련하여, 도 6 에 개략적으로 나타나 있는 바와 같이, 시트 다이(여기에는 나타나 있지 않음)에서 나오는 용융물은 먼저 전진 롤러(15)와 정치식 롤러(3) 사이의 닙(4) 안으로 들어가고, 이어서 정치식 롤러(3)를 지나 추가적인 전진 롤러(2)와 정치식 롤러(3) 사이의 제 2 닙(4')으로 가고 여기서 도 6 에 따른 캘린더 스택에서 한번 더 나가게 된다.

닙(4)을 함께 형성하는 롤러(15, 3)의 불가피한 편향 때문에, 얻어진 필름의 폭에 걸친 두께 프로파일이 생기게 되는데, 이는 도 8 에 나타나 있다.

본래 요망되는 미리 결정된 두께 값(필름의 가장자리에서만 얻어지며 S_R로 표시되어 있음)에 근거하여, 필름 두께는 중심 쪽으로 가면서 포물형 곡선을 이루고 있는데, 그 필름 두께는 정확히 중간 영역에서 최대 값(S_M)에 이르게 되며, 이 최대 값은 요망되는 두께 값과 나타나 있는 롤러 편향의 값들의 합을 더한 것이다.

S_M = S_R + 2f, 여기서 f = 동일한 캘린더 롤러들이 사용되고 있을 때 캘린더 롤러의 편향.

도면에 나타나 있는 장치와 관련한 이 문제에 대처하기 위해, 예컨대, 필름이 캘린더 스택에서 다시 한번 나가고 얻어진 측정 데이타에 근거하여 두께 프로파일이 얻어질 때, 두께 측정 장치(여기서는 나타나 있지 않지만, 상업적으로 구입가능하며 이 점에 관해서도 알려져 있음)에 의해 도 8 에 따른 두께 프로파일이 필름의 폭에 걸쳐 연속적으로 측정된다.

두께 측정 프로파일의 결정된 측정 값을 공급받는 제어부가 S_M 및 S_R 에 대한 값에 근거하여 보정 값(S_D)을 아래의 식에 따라 계산한다:

조정 롤러(15)의 베어링의 영역에 있는 제 2 조정 시스템(9a)(이미 전술한 바와 같음)에 의해, 도 6 에 나타나 있고 제 1 평면(E1)에 수직한 제 2 평면(E2)에서 정치식 롤러(3)의 회전 축선(R3)에 대한 조정 롤러(15)의 회전 축선(R2)의 축선 오프셋(offset)을 결정할 수 있으며, 상기 제 1 평면에서 정치식 롤러(3)와 전진 롤러(15) 사이의 닙(4)의 조정이 이루어진다. 이와 관련하여, 도 7 에서 명확히 알 수 있는 바와 같이, 한 베어링이 평면(E2) 내에서 일 방향(이 경우에는 아래쪽 방향)으로 보정 값(-Δ_Y) 만큼 움직이고 또한 반대쪽 단부에 있는 단부 베어링에서는 반대 방향(이 경우에는 위쪽 방향)으로 동일한 값(+Δ_Y) 만큼 움직임으로써 전진 롤러(15)의 축선 오프셋이 생기게 된다.

사용되는 이동 거리의 크기(Δ_Y)는 다음 식에 따라 계산된다:

여기서, dw는 캘린더 롤러(15)의 직경을 나타낸다.

이에 따라, 일 단부에 있는 베어링의 운동을 도 7 에 따른 보정 값(±Δ_Y)으로 적합하게 하기 위해, 제 2 조정 장치(9a)(도 5b 에서 볼 수 있고 닙을 조정하는 제 1 조정 시스템(9)에 대해 90°회전되어 있음)가 대응적으로 제어된다.

이렇게 행해지는 정치식 롤러에 대한 전진 롤러의 축선 오프셋 덕분에, 롤러의 편향으로 유발된 제조된 필름의 두께 프로파일의 이전에는 불가피했던 붕괴가 거의 완전히 없어질 수 있어, 원료를 상당히 절감할 수 있고 또한 이에 따라 얻어지는 필름에서 두께 공차가 개선되게 된다. 특히 웨브 폭이 큰 경우에도 아주 균일한 두께 프로파일이 얻어지며, 불량율이 상당히 낮아지고 또한 폐품도 크게 줄어든다.

두께 프로파일이 상당히 더 균일하므로, 닙을 조정하고 또한 특히 롤러(2, 3, 15) 사이에 캘린더링력을 전달함에 있어 더 큰 정밀도를 얻을 수 있고, 그래서 또한 제품 전환을 수행할 때 셋업 및 전환 시간을 크게 줄일 수 있다.

Claims (13)

1. 적어도 2개의 롤러(2, 3, 15)를 포함하는 캘린더 스택(calender stack)(1)으로서, 상기 롤러들 사이에는 닙(nip)(4, 4')이 형성될 수 있고, 상기 롤러(2, 3, 15)의 단부들은 회전 가능하게 베어링(5, 6, 7, 8, 18, 19)에 지지되며, 상기 롤러 중의 롤러(3)는 정치식이고, 적어도 하나의 다른 롤러(2, 15)는 전진 롤러로 되어 있고 제 1 조정 시스템(9)을 가지며, 이 조정 시스템에 의해 전진 롤러의 베어링(5, 6, 18, 19)을 이동시켜 상기 닙(4, 4')을 변화시킬 수 있으며,
   상기 전진 롤러는 그의 두 베어링(5, 6, 18, 19) 각각에서 각각의 제 1 조정 시스템(9)을 가지며, 각각의 제 1 조정 시스템(9)과 관련하여 제 2 조정 시스템(9a)이 제공되어 있고, 이 제 2 조정 시스템에 의해 상기 정치식 롤러(3)에 대한 전진 롤러의 축선 오프셋을 조정할 수 있는 캘린더 스택.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 조정 시스템(9a)은 상기 제 1 조정 시스템(9)에 대해 90°회전되어 위치되어 있는 캘린더 스택(1).
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 및/또는 제 2 조정 시스템(9, 9a)은 랙(10) 및 피니언(11)을 가지며 이 피니언의 치부는 랙의 치부와 맞물리고 또한 모터(12)에 의해 회전 구동될 수 있으며, 상기 피니언(11)과 랙(10) 사이의 치부 맞물림 깊이를 변화시켜 피니언과 랙 사이의 거리를 변화시킬 수 있는 캘린더 스택(1).
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 피니언(11)에 작용하는 캠 기구에 의해 그 피니언(11)과 랙(10) 사이의 거리를 변화시킬 수 있는 캘린더 스택(1).
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 피니언(11)과 랙(10) 사이의 거리는 해제가능하게 고정될 수 있는 캘린더 스택(1).
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전진 롤러의 제 1 및/또는 제 2 조정 시스템(9, 9a)은 중앙 제어가능한 캘린더 스택(1).
7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조정 시스템(9, 9a)의 피니언(11)과 모터(12) 사이에 동력 전달 장치(transmission)(14)가 제공되어 있는 캘린더 스택(1).
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 동력 전달 장치(14)는 유성 기어로 되어 있는 캘린더 스택(1).
9. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 모터(12)는 서보모터인 캘린더 스택(1).
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    3개의 롤러(2, 3, 15)가 제공되어 있고, 이중 두 롤러(2, 15)는 전진 롤러로 되어 있는 캘린더 스택(1).
11. 열가소성 재료로 필름을 제조하기 위한 방법으로서, 상기 열가소성 재료는 캘린더 스택에 용융물로서 공급되고, 상기 캘린더 스택은 제 1 평면(E1)에서 서로간의 간격이 조정될 수 있는 적어도 2개의 회전 롤러(2, 3, 15)를 가지며, 이들 롤러 사이에는, 롤러들의 상기 간격에 따라 조정될 수 있는 닙(nip) (4, 4')이 형성되고, 상기 용융물은 그 닙(4, 4')을 통해 전달되며, 그 결과 필름으로 성형되고 냉각되며,
    얻어진 상기 필름의 두께가 그 필름의 폭에 걸쳐 측정되어 그 필름의 두께 측정 프로파일이 얻어지며, 이 두께 측정 프로파일은 미리 결정된 설정 값과 비교되며, 상기 두께 측정 프로파일과 설정 값 간의 측정 편차에 따라 상기 롤러 중의 롤러(15)의 회전 축선(R2)이, 상기 제 1 평면(E1)에 수직인 제 2 평면(E2) 내에서 상기 닙(4)에 있는 반대편의 다른 롤러(3)의 회전 축선(R3)에 대해 오프셋되는, 열가소성 재료로 필름을 제조하기 위한 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 롤러(2, 3, 15)는 그들의 단부에서 베어링(5, 6, 7, 8, 18, 19)에 회전가능하게 지지되며, 롤러(15)가 오프셋됨에 따라, 그의 베어링(18, 19)은, 롤러(15)의 회전 축선(R2) 및 다른 롤러(3)의 회전 축선(R3)이 서로 평행한 홈 위치로부터, 상기 제 2 평면(E2) 내에서 서로 반대 방향으로 이동하게 되는, 열가소성 재료로 필름을 제조하기 위한 방법.
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 베어링(18, 19) 각각에 대해 ±30 mm의 이동 경로가 제공되는, 열가소성 재료로 필름을 제조하기 위한 방법.

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