KR910000523B1 - 시트인취장력(引取張力) 및 권취(券取)장력 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

시트인취장력(引取張力) 및 권취(券取)장력 제어장치

제1도는 인취장력이 적정치 보다도 클때의 연신(延伸)중 필름의 신장상태를 나타낸 설명도.

제2도는 인취장력이 적정치보다도 적은때의 연신중 필름의 신장상태를 나타낸 설명도.

제3도는 이 발명에 의한 연신장치와 인취롤러 사이의 필름대상시트의 장력을 제어하는 인취장력 제어장치의 제1실시예를 나타낸 개략구성도.

제4도는 이 발명에 의한 대상시트의 권축(券軸)에 권취할때의 권취장력 제어장치의 제1실시예를 나타낸 개략 구성도.

제5도는 권취장력 제어장치의 댄서롤러(dancer roller drive control mechanism)의 제2실시예를 나타낸 설명도.

제6도는 댄서롤러 구동기구의 제2실시예를 나타낸 설명도.

제7도는 댄서롤러 구동기구의 제3실시예를 나타낸 설명도.

제8도는 댄서롤러 구동기구의 제4실시예를 나타낸 설명도.

제9도는 대상시트의 권취장력 제어장치(take-up tension control apparatus)의 제2실시예를 나타낸 개략구성도.

제10도는 시트인취장력장치(take-up tension control apparatus)와 권위장력 제어장치를 갖춘 인라인 와인더(in-line winder)의 개략구성도.

제11도는 제10도의 인라인 와인더의 개략 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 인취롤러(take-out roller) 1' : 닙롤러(nip roller)

1a : 냉각롤러 2 : 가이드롤러(guide roller)

5 : 라인속도 검출장치(line speed detector)

8 : 속도제어장치(speed controller)(비교기)

9 : 댄서롤러(dancer roller)

10 : 추력제어기구(drive control mechanism)(공압실린더)

10' : 구동력조작부(압력조정밸브)

11 : 변위검출장치(displace ment de tector)

21 : 송부롤러(feed roller) 21' : 닙롤러

22 : 가이드롤러 23 : 댄서롤러(dancer roller)

24 : 추력제어기구 24a : 스프링

24b : 랙(rack) 24c : 피니온

24d :모터 24e : 권상기구

24f : 마찰클러치 25 : 변위검출장치

26 : 속도검출장치(speed deteetor)

27 : 권취량 검출장치(amount detector)

28 : 속도제어장치 29 : 구동제어장치

29a : 설정부(setting section) 29b : 제어부(control section)

30 : 조작부

31 : 장력검출롤러(tension detection roller)

32 : 하중검출기(load detector) F : 필름소재

Tc : 클립

S : 대상시트(sheet 또는 rolled film)

C : 권축(take-up reel) R : 시트롤(sheet roll)

T : 연신장치(stretching unit)

33 : 필름두께측정기(thick ness gauge)

34 : 터치롤러(touch roller) 35 : 터릿암(turret arm)

36 : 커터(cutter)

이 발명은 필름제조공정의 연신장치에서 송출되는 연신필름의 대상시트를 인취롤러로 인취할때의 대상 시트의 인취장력을 장치 및 인취롤러의 인취한 대상시트를 권축의 주위에 롤상으로 감을때의 대상시트의 권취장력을 제어하는 장치에 관한 것이다.

필름 제조공정의 연신장치에 있어서는 일반적으로 연신된 판상(板狀)의 합성수지소재(素材)의 진행방향의 두단부에 쌍으로 이루어 소재의 양단부를 클립(clip)으로 소정간격 파지하고(grip) 진행방향으로 이동함에 따라서 쌍을 이룬 클립의 간격을 점차로 넓어지도록 안내하면서 차례로 소재의 진행방향으로 소정의 라인속도로 구동시켜 소재를 소정두께의 필름으로 연신한다. 이같이 연신장치로 연신된 필름의 대상시트는 인취롤러에 의하여 인취된 뒤에 권취공정에 공급되어 권취의 주위에 감겨지나, 종래의 인취롤러는 연신장치의 라인속도와 같은 속도로 강제적으로, 회전, 구동시킨다.

이와같이 연신장치에서 인취된 필름의 대상시트등을 감는 권취장치는 종래 시트 조출(繰出)롤러의 구동모터와 권축사이에서 자분(磁粉) 클러치등의 전달토크조절수단을 갖추어 권축의 토크를 조절하여 권축의 주위에 감기는 대상시트의 권취장력을 제어하였다. 연신장치내에서 연신중의 필름의 양단부는 클립으로 잡아(grip) 구속시켰으나 그 필름의 중앙부는 공간을 주행하므로 필름의 외부에서 직접 구속되지 않는다.

이와같은 상태의 필름을 인취롤러(take-out roller)에서 인취시킬 경우, 연신장치에서는 인취롤러(1)에 의하여 발생한 필름의 인취장력을 차단하는 기능이 없으므로 인취장력이 연신장치의 연신중의 필름에 영향을 주는 일이 있다. 인취장력이 적정하면 필름의 전체폭에 걸쳐 신장, 비틀림이나, 두께의 불균형이 발생하지 아니하나, 예컨데 인취장력이 너무 큰 경우, 제1도에서와 같이 인장장력에 의하여 필름 S가 양단부에 갈수록 크게 늘어나는 경향이 있으며, 필름의 인취장력이 작은 경우에는 제2도에서와 같이 필름의 양단부에 가까운 부분일수록 크게 늘어나는 경향이 있다. 그리고, 권취공정등에서 위와같이 불균일한 신장이 발생한 필름의 대상시트를 감은 원단롤에서 대상시트를 다시 감았을때 대상시트에는 두께 불균형이나 가운데가 늘어지는(center sagging)등의 부분적 늘어짐의 변화가 나타난다. 이 변화가 심하면 필름은 불량품이 된다. 또, 이와같이 변화되는 필름을 여러개의 시트로 분할하여 권취하면 필름에 주름(wrinkling)이 발생하거나, 장력분포를 불균일하게 하여 좋은 권취품질의 롤을 얻기 어렵다. 그리고, 이같이 연신된 필름의 품질은 연신장치의 성능만이 아니라 연신장치를 나온뒤의 인취롤 인취장력에 의해 좌우되는 것을 알 수 있으며, 필름의 품질의 향상을 도모하려면 상기 인취장력을 적정하게 제어해야 한다. 그러나, 종래의 인취롤러는 연신장치의 라인속도(line speed)와 같은 속도로 강제적으로 회전되므로 인취장력을 조절하는 기능을 갖고 있지 않으며, 연신장치만으로 필름의 연신두께의 균일화를 도모할 조정이 행하여져 품질좋은 필름을 얻기 위해서는 충분하지 않다.

더욱이 연신장치에 의해 연신된 필름의 두께가 변화됨으로써 적정한 인취장력도 바뀐다. 또, 인취롤러를 강제적으로 회전시키는 경우 연신장치의 라인속도와 인취롤러의 주속(周速)의 차가 필름을 진행방향으로 직접 신장, 수축시키므로 인취롤러의 주속(peripheral speed)의 오차가 대단히 적더라도 그것이 필름장력에 주는 영향은 크다. 따라서, 연신장치의 성능이 아무리 우수하더라도 인취장력을 조절할 수 없는 종래의 인취롤러를 가진 인라인와인더(in-line winder)에 의해 위와같은 필름의 두께의 불균일이나 부분적인 이완(sagging)에 대한 충분한 대처가 되지 않아 불량품을 많이 발생시킨다.

또, 최근에는 필름이 아주 얇아지는 경향이 있으며, 두께 10수 미크론, 혹은 수 미크론의 아주 얇은 필름이 제조되고 있다. 이 얇은 필름은 낮은 장력에서도 쉽게 신장되기 때문에 전폭을 균일하게 연신하기가 더욱 어렵게 되고, 두께의 불균형이나 필름의 국부적인 이그러짐에 의하여 필름이 부분적으로 늘어지는 등의 결점이 발생하여 더욱 생산량을 감소시킨다.

인라인 와인더에서 인취하여 권취한 필름의 불량은 다음 시트를 여러개로 분할하여 감는 공정에서 주름이나 늘어짐등의 변화로 나타나는 일이 많고, 시트롤의 손실뿐이 아니라, 시트를 감는데 요하는 시간, 노력의 손실도 크다. 특히, 연신장치에 인취한 필름의 대상시트의 폭은 넓고, 이 대상시트를 직경이 큰 시트롤에 권취해야 한다.

이와같은 폭넓은 대상시트를 직경이 큰 시트롤에 감을 경우, 권취한 시트롤은 매우 무거운 중량이 된다. 또, 근년 연신장치로 연신된 필름은 10수 미크론에서 수 미크론의 두께의 아주 얇은 필름도 제조되고 있으며, 이들의 필름도 종래의 필름과 동일하게 큰 시트롤로 감게 된다.

예로서, 두께 12미크론, 폭 6m의 폴리에스테르 필름의 대상시트를 감고, 외경 1.2m의 시트롤을 형성한 경우 그 시트롤의 중량은 약 6톤이나 된다. 필름의 대상시트의 두께가 얇아지면 얇아질수록 권취장력도 더 적어져야 한다.

권취시에 권취장력에 의하여 생긴 대상시트의 신장은 감은뒤의 시트롤을 수축시키는 작용을 하며, 대상시트에 영구적인 변형을 발생시켜 불량품이 되는 원인이 되므로 대상시트의 권취장력은 시트롤의 단면이 고르지 않은 등의 형상불균형이 생기지 않는한 가급적 작게하는 것이 바람직하다.

예컨데, 위에서와 같이 두께 12미크론, 폭 6m의 필름은 권취장력을 진폭으로 10kg 정도, 혹은 그 이하로 조절하는 것이 바람직하다.

이때 시트롤의 반경이 0.6m이면 권취토크는 6kg 정도의 작은값으로 된다. 따라서, 무게 6톤이 되고 매우 관성이 큰 시트롤은 겨우 10kg 정도의 장력으로 권취할 수 있는 것이 요구된다. 이같이 낮은 장력으로 대상 시트를 중량이 큰 시트롤에 감을 경우, 필요한 권취토크에 영향을 미치게 하는 비율이 커짐으로, 권취의 토크를 조절하여 대상시트의 권취장력을 낮은 장력으로 정확하게 제어하려면 아무래도 무리가 있다.

따라서, 근년 제조되는 아주 얇은 시트를 낮은 장력으로 큰 중량의 시트롤로 권취품질을 좋게 감으려면 종래의 권축토크를 조절하여 권취장력을 조절하는 형식의 권취장치에서는 충분하다고는 말할 수 없다.

이 발명의 목적은 연신장치에서 인출된 필름의 대상시트에 대하여 전체폭에 걸쳐 균일하게 최적의 인취장력이 부여되고, 연신장치내에서의 연신중의 필름의 전체폭이 다같이 동일하게 신장된 상태에서 인취되고, 알맞은 권취장력하에서 권축에 권취하고 시트롤을 형성하는 시트권취장치를 제공하는데 있다. 따라서, 이 발명에 의하면 필름의 연신장치에서 연신된 필름의 대상시트를 회전시키는 구동롤러에 의하여 감겨지는 인취장치에 있어서 감겨지는 대상시트의 장력을 조정하는 장력 제어장치를 설치한다. 이 발명에 있어서는 위에서 설명한 바와 같이 시트인취장치에는 인취장력 제어기구를 갖추며, 연신장치에 송출되는 필름의 인취장력을 조정할 수 있으므로 연신장치의 클립으로 양단부만을 집어(grip)공간을 주행하고 있는 연신중의 필름이라도 인취장력을 제어함으로서 항상 필름의 전체폭과 거의 비슷한 필름진행방향의 장력을 발생할 수 있다.

또 이 발명은 인취장력의 부적정에 의한 연신중의 필름의 진행방향의 장력분포가 불균일하게 됨으로써 발생한 두께의 불균형이나 필름의 늘어짐에 의한 이완등 국부적인 늘어짐을 막고, 아주 얇은 필름에 있어서도 품질이 좋은 필름을 생산할 수 있다. 또, 시트의 권취장치의 송출롤러와 권축의 대상시트주행로에 대상시트를 안내하는 댄서롤러(dancer roller)를 설치하고 댄서롤러를 기준위치로 되돌려지도록 권축을 속도제어함과 아울러 댄서롤러의 대상시트 장력에 대항하는 힘을 조절하도록 하고, 알맞은 대상시트의 장력을 주어 시트롤에 권취되도록 한다.

권취장력의 조절은 댄서롤러의 대상시트장력에 대항하는 힘을 조절하기 위한 추력(推力)제어기구의 구동제어장치에 권취장력 패턴을 설정함으로서 행하여진다. 권축의 토크를 조절하여 권취장력을 제어하는 경우, 시트롤의 관성(monentum)등에 의하여 권취장력이 부정확하게 되나, 댄서롤러를 가볍게 작동시켜 권취장력은 댄서롤러의 대상시트 장력에 대항하는 힘을 조절하여 제어함으로 정확한 권취장력의 조절을 얻을 수 있다. 또 외란(外亂)(external disturbance)에 의해 주행중의 대상시트에 장력변동이 발생하여도 댄서롤러는 장력변동에 따라서 변위하므로 장력변동을 흡수한다.

따라서, 적은 권취장력으로 매우 큰 시트롤을 권취할 경우에도 정확한 권취장력을 얻을 수 있다. 그리고, 매우 얇은 시트나 늘어지기 쉬운 대상시트라도 권취품질이 좋은 시트롤로서 감을 수 있다.

이 발명의 다른 목적, 기타 다른 특징은 첨부도면에 따라 아래에 설명하는 내용에서 명백하다.

제3도는 연신장치에서 인취롤러에 의해 인취되는 그 연신장치에 의하여 연신된 필름의 대상시트의 장력을 제어하는 인취장력 제어장치의 제1실시예를 나타낸다. 여기서, T는 필름의 연신장치이며, 연신장치 T에 공급된 필름소재 F는 소정의 간격으로 배치된 클립 Tc에 의해 양단부를 잡고(grip), 소요두께의 필름으로 연신시켜 연신장치 T에서 대상시트 S로서 연속적으로 송출된다. 연신장치 T에서 송출된 대상시트 S는 가이드롤러(2), 댄서롤러(9)를 거쳐 모터(M)에 의하여 소정의 속도와 토크로 회전하고 있는 인취롤러에 의하여 소정의 장력으로 인취된다.

또 1'은 닙롤러(nip roller)로서, 대상시트 S는 인취롤러(1)에 압압되어 인취롤러와 대상시트의 마찰력을 증대시키고 대상시트가 인취롤러에 의하여 확실히 인취되도록 하여 닙롤러를 제거시킬 수 있다.

또 인취롤러(1)은 연신장치의 프레임에 장착하여도 좋으며 또는 연신장치와는 다른 인취장치 또는 권취장치의 프레임에 장착할 수 있다. 또, 연신장치는 필름의 양단부에 결합하여 필름을 연신하는 기능을 가진 것이 있으면 그 형식은 어떤 것이라도 된다. 위 연신장치 T와 인취롤러(1)의 사이에서 두개의 가이드롤러(2) 사이에 있는 댄서롤러(9)는 대상시트 S의 장력 변동에 의해 상하로 안내되어 이동한다.

즉, 댄서롤러가 하방으로 이동하는 것은 대상시트의 주행길이가 증대하고 댄서롤러가 상방으로 이동하는 것은 대상시트의 주행길이가 감소한 것을 의미한다.

댄서롤러(9)는 이 실시예에 있어 추력제어기구(drive control mechanism)(공압실린더)(10)에 의하여 인상력(lifting force)이 주어지며, 댄서롤러(9)에 작용하는 중력에 의한 인하력(引下力)에서 상기 인상력을 빼낸 힘으로 하방 이동을 하려고 하는 힘, 즉 대상시트의 주행길이를 증대시키는 방향으로 이동하려고 하는 힘이 댄서롤러(9)에 발생한다. 추력제어기구의 인상력의 크기는 구동력 조작부(압력조정밸브)(10')를 조직함으로서 조정할 수 있다.

댄서롤러에 작용하는 중력은 필연적으로 결정되므로, 그 추력제어기구(10)의 추력(driving force)(인상력도 포함)을 조절하여 댄서롤러(9)가 하방 이동을 하려고 하는 힘을 조절할 수 있다. 이 댄서롤러(9)의 변위는 회전형 또는 직동형(直動型)의 포텐시오미터(potentiometer) 혹은 차동변압기등의 변위검출장치로 검출한다.

이 검출된 신호는 인취롤러의 구동용모터 M₁의 속도 제어장치(8)로 보내지고, 거기서 설정되어 있는 기준 신호와 비교하여 대상시트의 장력, 혹은 라인속도의 변화에 의하여 댄서롤러가 변위한 경우는 곧 기준위치로 되돌아가게 하기 위한 신호를 발생시키고, 이 신호와 다시 연신장치 T의 라인속도 검출장치(5)에서의 라인속도신호와 비교하여, 그 보정신호를 증폭후 구동모터 M₁으로 보내어 회전속도를 제어한다.

즉, 댄서롤러가 하강할 경우 시트의 인취속도를 연신장치에서 시트의 송출속도보다 크게함으로서 대상시트의 주행길이는 짧아지고 댄서롤러는 대상시트에 의하여 인상되어 상승한다.

반대로, 댄서롤러가 상승할 경우 필름시트가 인취속도를 연신장치의 시트송출속도보다 적게하면 대상시트의 주행길이는 길게되고, 댄서롤러는 하방이동을 하려고 하는 힘에 의하여 하강한다. 댄서롤러는 위에서 설명한 바와 같이 일정한 범위내에서 기준위치로 되돌아가도록 제어되어 있으므로 댄서롤러는 대상시트로 감겨져 인상되어 부동상태(suspended state)를 유지한다.

이와같은 상태에서 댄서롤러에 작용하는 힘은 댄서롤러의 자중과 추력제어기구(10)의 추력에 의하여 조절된 댄서롤러의 하방 이동을 하려는 힘과, 댄서롤러에 의하여 안내된 대상시트의 장력에 의하여 발생하는 댄서롤러를 상승시키려고 하는 힘으로, 댄서롤러에 작용하는 힘의 균형을 생각하면, 댄서롤러의 하방(대상시트의 주행길이를 길게하는 방향)이동을 하려고 하는 힘과 대상시트의 장력에 의하여 인상하려고 하는 힘이 동등하게 되려는 장력이 대상시트에 발생하고, 댄서롤러의 하방이동을 하려는 힘을 조절함으로서 대상시트의 장력, 즉 인취장력을 조정할 수 있다.

이 실시예의 경우 댄서롤러를 하방 이동을 하려는 힘(대상시트 장력에 대향하는 힘)을 F₁으로 하면, 이것을 지탱하는 대상시트 장력은 1/2 F₁이 된다. 따라서, 연신장치 T에서 송출되는 필름의 대상시트와는 항상 추력제어기구(10)에 의하여 조절된 댄서롤러(9)의 하방 이동을 하려고하는 힘에 대응하는 적정한 인취장력이 부여되고, 연신장력에서의 연신층의 필름은 균일한 두께로 연신된다. 댄서롤러(9)의 추력제어기구(10)는 예컨데, 유체압실린더, 스크류잭(screw jack)으로서 일단을 댄서롤러와 직접 또는 간접적으로 결합된 제6,7도에서와 같은 스프링의 타단의 위치를 바꾸어 스프링의 인장력 또는 압축력을 가감하는 형식의 추력제어기구 혹은 중추(重錘)(weight)를 이용할 수 있다.

또, 댄서롤러가 안내되어 이동하는 방향은 상하방향에만 되어 있는 것은 아니다. 또, 댄서롤러의 안내는 직선적인 안내기구, 혹은 1점을 지점으로 요동하는 요동기구(pivot guide mechanism)에 의하여 할 수가 있다. 또, 댄서롤러의 변위검출장치(11)는 댄서롤러의 변위를 전기신호로 검출하는 검출장치만이 아니라, 유체압으로 검출하는 검출장치 혹은 간단하게 기계적으로 변위를 속도제어장치(8)(비교기)에 전달하는 전달기구로도 할 수 있다. 또, 검출된 댄서롤러의 변위신호는 기준신호와 비교하지 않고 그대로 라인구동신호와 비교할 수 있다.

위와같이 시트연신장치에 의하여 연신되는 필름의 대상시트의 장력분포를 시트인취장력 제어장치에 의하여 연신장치에서 송출되는 필름의 대상시트의 인취장력을 조절함으로서 시트전체에 걸쳐 균등하게 되도록 제어되고, 두께 불균형이 적은 고품질 필름의 대상시트가 연속적으로 형성된다. 다음에, 이 대상시트를 권축에 감을때 대상시트의 권취장력 제어에 대하여 설명한다.

제4도는 이 발명의 시트권취장력 제어장치의 제1실시예를 나타낸 것이다. 연신장치에 의하여 연신된 필름의 대상시트 S는 인취롤러에 감겨지고, 다음에 모터 M₂에 의하여 소정의 속도로 회전하고 있는 송부롤러(21)에서 송출되며, 2개의 가이드롤러(22)에 의해 지지되어 있는 댄서롤러(23)를 지나 모터 M₃에 의하여 회전하고 있는 권축 C의 주위에 시트롤 R로서 권취된다. 부호 21'는 대상시트를 송부롤러(21)에 압압되는 닙롤러이다.

이 대상시트를 주행로에 설치한 댄서롤러(23)은 제3도에 보인 실시예와 마찬가지로 추력제어기구(24) 및 변위검출장치(25)를 갖추고 있으며, 댄서롤러의 하방이동을 하는 힘을 조정하고, 또 위치의 변화를 검출할 수 있다.

댄서롤러(23)의 변위 검출장치(25)에서의 변위신호 시트의 속도검출장치(26)에 의하여 검출된 대상시트의 주행속도 신호 및 권취량 검출장치(27)에 의하여 검출된 시트권취량 신호는 속도제어장치(28)로 보낸다. 대상시트의 속도검출장치(26)는 송부롤러(21)을 회전하는 모터 M₂의 회전속도를 속도발전기로 검출하는 형식, 또는 송부롤러의 주속을 검출하는 형식, 또는 롤러 또는 대상시트에 접촉하지 않고 검출하는 형식등의 검출장치를 들수 있으며, 대상시트의 주행속도를 검출할 수 있는 것이면 그 형식은 어느 것이나 가능하다.

권취량검출장치(27)는 시트롤직경을 권취량으로 하여 검출할 경우, 권취중 시트롤에, 요동암에 지지된 터치롤러를 접속시키는 경우에는 터치롤러의 요동암의 회동각을 포텐시오미터로 검출하는 형식, 혹은 대상시트의 주행속도와 권축의 회전수에서 시트롤 직경을 연산하는 형식, 혹은 총회전수와 시트두께에서 시트롤 직경을 연산하는 형식, 혹은 권취길이와 시트두께에서 시트롤 직경을 연산하는 방식등이 있으며, 권취길이를 권취량으로서 검출할 경우, 펄스검출장치등을 사용할 수 있다. 대상시트의 주행속도를 V, 권취중의 시트롤의 반경을 R로 할때, 권취(시트롤)의 회전속도는 아래식에 의하여 표시된다.

여기에서 속도제어장치(28)에서는 입력된 대상시트의 주행속도신호를 시트롤 직경 신호로 나누어

에 상당하는 권축의 회전수의 신호를 그것에 감겨져 있는 시트롤 직경의 변화에 대응하여 연속적으로 만들고, 이 회전수신호와 댄서롤러의 변위신호와 비교하여 보정명령신호(correction command signal)를 증폭시켜 권축구동력모터 M₂로 보낸다. 또, 댄서롤러의 변위신호가 설정된 기준신호와 비교하여 발생한 동작신호를 상기의 회전수의 신호와 비교하여 얻어진 보정명령신호를 증폭시켜 권축구동모터 M₂로 보낼 수 있다.

그 결과 속도제어장치(28)에서의 보정명령신호를 받은 권축 구동모터 M₃는 대상시트 장력 또는 송부롤러(21)의 회전속도의 변화등에 의하여 기준위치에서 댄서롤러(23)가 변위하여도 댄서롤러(23)를 기준위치에 되돌리는 속도를 권축 C를 회전시키는 댄서롤러(23)가 기준위치에서 내려왔을 경우 송부롤러(21의 대상시트 S의 송출 속도보다 시트롤 R의 권취속도를 크게하도록 제어하면 송부롤러(21)와 권축 C사이의 대상시트 주행길이가 짧아지고, 댄서롤러(23)는 상승한다.

반대로 댄서롤러가 기준위치보다도 상승하였을 경우, 권취속도를 송부롤러의 송출속도보다 적어지도록 제어하면 댄서롤러(23)는 하강한다. 댄서롤러는 기준위치에서 변위하더라도 상하 이동제한을 받는 내측의 기준위치로 되돌아가도록 그 위치가 제어되어 있으므로 대상시트에 감겨져 인상되어 부동상태를 유지한다.

그리고 제3도의 실시예와 마찬가지로 추력제어기구(24)의 추력(인상력도 포함)을 변경시킴으로써 대상시트의 장력, 즉 권취장력을 조정할 수 있다. 속도제어장치(28)은

에 의하여 시트롤의 직경변화에 따라 권축의 회전수를 구하고, 그 권축 회전수를 댄서롤러의 변위에 의하여 보정하므로 대상시트의 주행속도의 변화에 재빨리 추종하여 권축의 회전속도를 제어할 수 있다.

또, 대상시트 주행속도신호와 댄서롤러 변위신호를 먼저 비교하여 얻어낸 신호를 시트롤 반경신호로 나누어 보정명령 신호를 얻을 수 있다. 속도제어장치(28)는 댄서롤러(23)를 기준위치에 되돌리도록 댄서롤러의 위치를 제어할 수 있는 것이면 위 실시예에서 나타낸 구성에 한정되지 않는다.

또, 이 실시예의 권취장력 제어장치는 권축을 중심 구동시키는 형식의 권취장치이면 터치롤러의 유무에 불구하고 모두 적용할 수 있다. 시트롤을 품질좋게 권취하려면 적정한 권취장력-권취량의 특성에 바탕을 두고 시트롤의 성장에 따라 권취장력을 가감시키지 않으면 안된다.

여기서, 다시 설정부(setting section)(29a)와 제어부(control section)(29b)로 된 구동제어장치(29)를 설치하고 권취장력 패턴(권취장력-권취량의 특성)을 상기 설정부(29a)에 설정한다. 그 제어장치(29)에는 설정부(29a)의 설정신호와 권취량 검출장치(27)에서의 시트권취량 신호에 의하여 권취량에 대응하는 권취장력을 차례로 연산하고, 다시 필요한 권취장력을 얻기 위한 추력제어기구(24)의 추력을 연산하고 증폭하여 신호를 조작부(30)로 출력한다.

조작부(30)는 제어부(29b)의 출력신호를 받아 추력제어기구(24)의 추력을 조정하여 댄서롤러(23)의 압압력, 즉 시트주행길이를 증대시키는 방향으로 이동하려고 하는 힘을 제어한다. 또 댄서롤러의 추력제어기구(24)의 추력의 구동제어장치(29)의 제어부(29b)에는 권취량의 신호를 입력하지 않고 권취시간 경과에 따라서 권취장력을 제어할 수 있다.

제5-8도는 댄서롤러(23)의 추력제어기구(24)와 조작부(30)의 구체적인 구성을 각각 나타낸 것이다. 제5도의 실시예로서는 추력제어기구(24)로서 공압실린더를 쓰고 조작부(30)로는 진공변환기(electro Pnoematic converter)를 사용한다.

이경우 조작부는 파일롯로터(pilot rotor)가 장착된 압력조정밸브(regulator valve)등 전기신호를 공기압 신호로 변환시키는 기능을 갖추고 있으면 전공변환기에 한정되지 않는다.

위 실시에에 있어서 댄서롤러(23)의 위치가 변화하면 공압실린더의 피스턴의 위치로 변화하게 되는데 실린더내의 공압은 진공변환기에 의하여 제어되어 거의 일정치를 유지한다. 또 댄서롤러와 공압실린더 사이에는 스프링을 구성시킬 수 있다.

이경우 시트롤의 변형등에 기인하는 짧은 주기에서의 권취장력의 변동의 원인이 존재하여도 스프링을 구성시켜 댄서롤러에 추력제어기구의 추력을 전달함으로 공압실린더의 실린더와 피스톤, 로드사이의 접동저항(friction resistnace)에 관계없이 댄서롤러는 신속하게 변위할 수 있으며, 권취장력이 변동하는 것을 억제할 수 있다.

제6도에 나타낸 실시예에는 댄서롤러 추력제어기구(24)와 유압실린더를 사용하고, 실린더와 댄서롤러(23)의 사이에는 스프링(24a)을 구성시킨다. 조작부(30)에 서보밸브(servo valve)가 쓰이며, 스프링(24a)의 유압실린더와의 결합점을 유압실린더에 의하여 댄서롤러의 기준위치로서 필요한 높이로 이동한다.

스프링기부(stem)를 상하로 이동시키면 스프링(24a)은 신축이 발생하나, 스프링의 신축에 대한 반력(reaction force)은 미리 알고 있으므로 댄서롤러와 그 부속물에 작용하는 중력에서 스프링 반력을 뺀값 또는 반력을 더한 값이 댄서롤러의 대상시트 장력에 대항하는 힘, 즉 댄서롤러의 시트주행길이를 증대시키는 방향으로 이동하려고 하는 힘이 된다.

제7도에 나타낸 실시예에 있어서 댄서롤러용 추력제어기구(24)는 모터(24d), 스프링(24a), 랙(rack)(24b), 피니온(24c)으로 구성되며, 조작부(30)는 서보증폭기(servo amplifier)로 구성된다.

이 실시예중 랙과 피니온은 스크류 잭으로 바꾸어도 된다. 이 실시예는 제10도에 나타낸 실시예와는 구성이 다르며 기름의 누설을 방지하는 장소에 적용할 수 있다.

제8도의 실시예에 있어 추력제어기구(24)는 권상기구(24e), 모터(24d)와 권상기구 사이에서 연속적인 슬립(slip)이 가능한 마찰클러치(24f), 예컨데 자분클러치(magnetic powder clutch)로 구성되며, 조작부(30)는 제어장치(29)로부터의 출력신호를 마찰클러치에 소요의 전달토크를 발생하도록 하기 위하여 필요한 크기의 전류 혹은 전압으로 변환하는 증폭기이다.

위와 같은 구성에 의하여 제9도에 나타낸 실시예와 같이 댄서롤러가 이동하여도 댄서롤러의 주행시트의 길이를 증대하는 방향으로 이동하려고 하는 힘을 일정하게 보존할 수가 있다.

제9도는 권취장력 제어장치의 제2의 실시예를 보인 것이다.

이 실시예에서는 장력검출롤러(31)에 대상시트의 장력에 의하여 작용하는 하중을 하중검출기(32)에서 전기신호로 바꾸고 시트의 권취장력을 검출하고 있다. 검출된 권취신호는 구동제어장치(29)의 제어부(29b)에 피드백(feed back)되고, 설정부(29a)의 설정신호와 권취량의 신호에서 연산된 권취장력 신호와 비교하여 검출된 권취장력에 설정되어 연산된 권취장력과 항상 일치시키도록 피드백 제어에 의해 제어된다.

제10,11도는 제3도의 시트인취장력 제어장치와 제4도의 시트권취장력 제어장치를 접속한 인라인와인더를 보인 것이며, 인취롤러와 송부롤러와 겸용되고 있다. 연신장치 T에서 송출된 연신필름의 대상시트 S는 인취장력제어용의 댄서롤러(9), 냉각롤러(1a), 필름두께 측정기(33), 인취롤러(1), 권취장력 제어용 댄서롤러(23), 터치롤러(34)를 거쳐 권취장치의 권축 C의 주위에 시트롤 R로 권취된다.

이 실시예에서 인취롤러는 송출롤러로도 겸하고 있으며, 또 권축구동수단, 즉 권축구동모터 M₃의 속도를 명령하는 속도제어장치(28)로 입력하는 대상시트 주행속도신호는 인취구동모터 M의 속도를 명령하는 속도제어장치(28)의 속도명령신호를 사용하고 있으나, 따로 라인속도 검출장치를 설치하여 대상시트 주행속도를 검출할 수 있다. 권취장치는 이 실시예에서는 감아올린 시트롤 R을 꺼내기전 권취위치에 다른 권축 C를 넣기 위하여 터릿암(turret arm)(35)의 양단과 권축 C를 붙여 교대로 시트롤 R를 취출한다. 감아올린 시트를 R이 취출위치로 이동하면, 커터(cutter)(36)에 의하여 시트롤 후미와 시트를 절단한다.

상류측의 대상시트 절단끝은 권취위치에 붙은 새로운 권축에 자동적으로 감아진다. 새로 대상시트가 감긴 권축 C에는 터치롤러(34)가 접촉, 회전하고 시트롤러의 시트사이의 공기의 권입량(券入量)을 조절하면서 대상시트를 감는다. 그리고, 또 소정길이의 시트가 감기면 위와같이 시트롤 R은 취출위치로 시트의 후미의 절단, 권취를 행하여 롤을 꺼낸다.

위 동작을 거듭하여 시트롤을 연속적으로 제조한다. 이 인라인와인더에서는 시트인취장력 제어장치에 의한 위치장력 제어효과와 시트권취장력 제어장치에 의한 권취장력제어효과외에 권취롤러 및 권축 C가 연신장치 T의 라인속도에 정확하게 추종하여 회전하며, 더욱이 연신장치 T에 송출된 대상시트의 인취장력 및 권취장력의 쌍방이 각각 별개의 적정한 값으로 조정되어 대상시트 제조공정에서 품질을 손상받지 않고 감겨지므로 매우 얇은 필름시트로도 혹은 5-6m 혹은 그 이상의 폭이 넓은 필름시트로 균등하게 적정한 장력이 걸려 권취할 수 있으므로 시트롤의 품질은 향상되고 수율(yield)도 높아진다.

Claims (3)

1. 연신장치 T로 연신한 필름의 대상시트 S를 구동모터 M₁에 의해 회전시키는 인취롤러(1)로 인취하는 시트인취장력제어장치로서, 상기 인취롤롤러(1)와 상기 연신장치 T사이에 설치한 댄서롤러(dancer roller)(9)와, 상기 댄서롤러(9)의 추력제어기구(10)과, 상기 추력제어기구(10)의 추력(driving force)을 조절하는 구동력 조작부(압력 조절밸브)(10')와, 상기 댄서롤러(9)의 기준위치에서의 변위를 검출하는 변위검출장치(포텐시오미터, 차동변압기)(11)와, 상기 변위검출장치(11)에서 검출신호에 의해 댄서롤러(9)를 기준위치로 유지하도록 구동모터 M₁의 회전속도를 제어하는 속도제어장치(비교기)(8)를 구성함을 특징으로 하는 상기 시트인취장력 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 연신장치 T의 라인속도 검출장치(5)를 포함하며, 검출된 라인속도신호와 댄서롤러(9)의 변위검출신호에 의해 댄서롤러(9)를 기준위치로 위치하도록 구성함을 특징으로 하는 상기 시트인취장력 제어장치.
3. 인취롤러(1)에 의하여 인취된 대상시트 S를 권축구동모터 M₃에 의하여 회전하고 있는 권축 C의 주위에 감는 시트권취장치로서, 상기 인취롤러(1)와 권축 C사이의 대상시트 주행로에 설치되고, 대상시트 S를 안내하는 댄서롤러(23)와, 그 댄서롤러(dancer roller)(23)에는 이동하려고 하는 힘을 조절하는 추력제어기구(24)를 가지며, 그 댄서롤러(23)의 추력제어기구(24)의 구동력을 조절하는 구동제어장치(29)와, 댄서롤러(23)의 기준위치에서의 이동을 검출하는 댄서롤러의 변위검출장치(25)와 이 변위검출장치(25)에서의 변위신호에 의하여 댄서롤러(23)를 기준위치로 되돌리는 신호를 권축구동모터 M₃로 보내는 회전속도 제어장치(28)를 구비하며 댄서롤러(23)의 변위검출신호에 의하여 그 권축 C의 회전속도를 제어하여 소정의 이동력을 가진 댄서롤러(23)를 기준위치에 설정하도록 하여 시트의 권취장력을 소정치로 제어함을 특징으로 하는 시트권취장력 제어장치.

Images