JP4224241B2

JP4224241B2 - 同時２軸テンタ

Info

Publication number: JP4224241B2
Application number: JP2002035472A
Authority: JP
Inventors: 佳史西村
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Current assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 2002-02-13
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2022-02-13
Also published as: JP2003236927A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルム製造時等に使用する延伸装置に関するものであり、より詳しくは延伸倍率が可変できる同時２軸テンタに関わる。
【０００２】
【従来の技術】
フィルム製造時には強度を増すと共に、適切な厚みのフィルムを得るために、延伸を施すということが常套に行われている。その延伸については、搬送しながらロールにより搬送方向に延伸する方法や、テンタにより搬送方向と直交する方向に延伸する方法がある。
また、特殊なテンタにより搬送方向と直交方向とに同時に延伸する同時２軸テンタと呼ばれる方法がある。同時２軸テンタは、ナイロン系、ＰＥＴ系、ポリオレフィン系などのフィルム製造時に使用される。このような同時２軸延伸テンタにおいてフィルムをその両端部で固定し、搬送及び延伸を司るクリップ機構としては、パンタグラフや、スクリューが通常用いられている。
【０００３】
しかし、同時２軸テンタにおけるクリップ機構は複雑な構造になるため、フィルムの横延伸倍率についてはクリップ機構が従動するレール間隔の可変手段を設けることでレールの移動範囲内での横延伸倍率の自由度は取れるものの、縦延伸倍率においては、固定の延伸倍率にせざるを得ない問題があった。
【０００４】
この縦延伸倍率を自由にするために、リニアモータテンタが近年登場したが（例えば、伊藤勝也、“フラットフィルム延伸成形の技術動向”、プラスチックエージ、Ｐ１０７、Ａｕｇ２０００）、製造装置の高コスト化が避けられず、導入が進んでいないのが、実情である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて創出されたものであり、低コストな構成で複数の縦延伸倍率を設定可能な同軸２軸テンタを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では次のような同時２軸テンタを提供する。すなわち、パンタグラフにより連結された、フィルムを把持する複数のクリップ機構が、レールに沿って移送されて前記フィルムを搬送する搬送機構を有し、
前記レール間の間隔の広がりにより、前記フィルムが横方向に延伸され、前記パンタグラフの拡張に合わせて、前記フィルムが縦方向に延伸される延伸機構を有する同時２軸テンタであって、設計縦延伸倍率範囲内において、延伸応力を解除自在に構成することにより、前記フィルムの縦延伸倍率を変更自在に構成する。
【０００７】
前記レールの間隔を、所望の横延伸倍率が得られる間隔とすることにより、所望の縦延伸倍率および横延伸倍率を得ることを特徴とする。本構成により、所望の延伸倍率を得ることができる。
【０００８】
前記延伸応力の解除は、前記クリップ機構の把持の解除、又は、前記フィルムのスリットにより行なうことを特徴とする。
【０００９】
前記クリップ機構は、フィルムを把持する把持部と、該把持部からリンク部を介して連結されるチャックとを有し、前記チャックがチャック開放器に当接することで、前記把持部によるフィルムの把持が解除されて、前記延伸応力の解除を行なうことを特徴とする。そして、前記チャック開放器の配設位置を変化させることにより、所望の縦延伸倍率を得ることができる。
【００１０】
また、前記延伸応力を解除したフィルムを、ピンチガイダーで狭持して搬送することにより、フィルムの収縮を抑えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明について、以下図示しながら具体的に説明する。本発明によれば、設計縦延伸倍率範囲内であるが、パンタグラフ、レール等の交換なく、所望の縦延伸倍率を取ることができる同軸２軸テンタが提供できる。なお、本発明の実施形態としては以下に限定される任意に変更可能である。
【００１２】
図１に本発明による同時２軸テンタ（以下、テンタと呼ぶ。）の一例の平面図を示す。本実施例ではＰＥＴフィルムを設計延伸倍率７×７のテンタを用い、７×７及び５×５の２種類の延伸倍率によるフィルム製造を行う。フィルムの素材は任意であり、ナイロン系、ポリオレフィン系等でも良い。
延伸前のフィルム（１）は図中の矢印方向からテンタ内に進入し、テンタの左右に配置された搬送機構（２）（３）により両端部を把持されながら搬送される。
【００１３】
図２には搬送機構（２）（３）のクリップ機構を説明する平面図を、図３には同正面図を、図４には各クリップ機構の把持・解除状態を示す側面図を示す。
図２において、各クリップ機構（１０）（１０）（１０）（１０）はパンタグラフ（１１）（１２）（１４）により連結され、パンタグラフ（１２）の端部（１２ａ）がクリップ機構桟部（１３）の溝（１３ａ）に嵌合している。
【００１４】
図２はパンタグラフ（１１）（１２）が拡張した状態を示しており、収縮時には端部（１２ａ）が溝（１３ａ）内を摺動し、パンタグラフ（１１）（１２）がいずれも桟部（１３）と略平行になると共に、パンタグラフ（１４）は隣接するパンタグラフ（１４）との接続部（１４ａ）において屈折し、桟部（１３）と略平行になる。
【００１５】
このようなパンタグラフにより連結された多数のクリップ機構（１０）が、非常に連なり図１における搬送機構（２）（３）を構成している。図３・４に示すようにクリップ機構の桟部（１３）底部には車輪（１５）（１５）が配設されており、図１に示すレール（４）（４）（５）（５）上を回動することにより各クリップ機構（１０）が移送される。
特に搬送機構（２）（３）において位置Ａの付近では突部（１６）（１６）の間隔を狭めるガイド（図示しない）がレール間に敷設され、パンタグラフを収縮する一方、位置Ｂの付近では突部（１６）（１６）の間隔を広げるガイドにより、パンタグラフが拡張する。
【００１６】
さらに図４の（ア）はフィルムを固定する把持部（１７）が把持している状態、（イ）は解除している状態をそれぞれ示している。把持部（１７）は上面（１７ａ）・下面（１７ｂ）共に鉄製の円盤体で構成し、帯磁しているため把持状態では強力にフィルムを固定することができる。
【００１７】
上面（１７ａ）はリンク部（１８）によりチャック（１９）と連結され、（ア）のように把持状態ではチャックが傾倒する一方、解除状態ではチャック（１９）が直立し、上面（１７ａ）は上昇すると同時にパンタグラフ側に移動し磁着作用から待避する。
以上により、チャック（１９）を倒立させることで把持・解除を効果的に行えるクリップ機構（１０）を構成している。
【００１８】
本実施例における搬送機構（２）（３）は以上のような構成によってフィルム（１）の両端部を位置Ａにおいて把持し、クリップ機構（１０）の移送に合わせて搬送する。そして、位置Ｂにおいてレール（４）（４）とレール（５）（５）の間隔が広がることにより、フィルム（１）は横方向に延伸される一方、パンタグラフ（１１）（１２）（１３）の拡張に合わせて縦方向に延伸される。これが同時２軸延伸の構成である。
【００１９】
従来の同時２軸延伸においては、搬送機構の末端部（位置Ｄに相当）までクリップ機構による把持が続いており、該末端部にチャック開放器が備えられ、チャックの開放と共にフィルムが応力により収縮する。図１における点線（１’）は従来の構成におけるフィルムの形状を示している。
【００２０】
このように従来の同時２軸テンタでは、フィルムの延伸倍率は固定されており、レール間隔を変化させることで横延伸倍率は変化させられても、クリップ機構の間隔に依存する縦延伸倍率は変化させられなかった。そのため、複数の延伸倍率に対応するためにはテンタの構成を変えなければならず、非常に高コストで柔軟な製造工程が実現できなかった。
【００２１】
本発明においては、チャック開放器（２０）を任意の部位に配設することができるテンタを創出し、複数の延伸倍率のフィルタを製造する。
チャック開放器（２０）は略３角錐状の樹脂製であり、側面の１面がチャック（１９）のパンタグラフ側に当接することにより、徐々にチャック（１９）を直立させ、把持部（１７）を解除させる。図３のａの状態はチャック開放器（２０）に当接し始めた状態、ｂはチャックが直立して把持が解除された状態を示す。図３中ｂの状態は、図１中の位置Ｃにおけるクリップ機構（１０）の状態である。
【００２２】
設計延伸倍率が７×７である本テンタは、従来の構成では位置Ｄを過ぎた後、収縮して設計倍率になるように調整されている。しかし、本構成によると、搬送機構（２）（３）中の任意の位置で把持を終了することができるため、例えば５×５の延伸倍率を望む場合には、例えば位置Ｃにおいてクリップ機構（１０）を解除し、応力による収縮によって所望の５×５の延伸が得られる。
【００２３】
同様に、本構成によればチャック開放器（２０）の配設位置を適宜変化させるだけで、任意の延伸倍率を実現することができる。
なお、所望の縦延伸倍率を基準としてチャック開放器（２０）を配置し、所望の横延伸倍率を得るためには、レール（４）（４）と（５）（５）の間隔を調整するだけでよく、レール間隔の変更は搬送機構（２）（３）を移動させることで容易に対応できる。
【００２４】
チャック開放器（２０）の配設位置は、フィルムの素材に応じてあらかじめ収縮応力を考慮し、縦延伸倍率毎に選択できるような構成でもよい。すなわち、本発明におけるテンタを用いるのに好適な３倍ないし１０倍の延伸倍率において、ＰＥＴを用いたときに、３倍の延伸倍率を得るチャック開放器位置、４倍の位置・・のようにあらかじめ特定しておき、即座に所望の延伸倍率を実現する構成にすることができる。
【００２５】
上記実施例において、固定器としてクリップ機構（１０）を用い、把持の解除によって延伸応力の解除を行っているが、本発明では必ずしも固定器による固定の有無による延伸応力の解除に限らず、例えばフィルムをスリットして解除を行うこともできる。
フィルムをスリットする場合には、搬送上流側にスリットが伝播しないように伝播を阻止する部材、例えばローラなどをカッターの直前部に配設すると良い。
【００２６】
さらに、本発明においては、図５に示す収縮抑制器（３０）を配設し、より的確な延伸倍率を実現することもできる。
収縮抑制器（３０）は、フィルムを挟持する２本のローラからなるピンチガイダ（３１）と、ピンチガイダ（３１）を軸支する支持台（３２）と、支持台（３２）をネジ送りによりフィルムの搬送方向に略平行移動させる移送部（３３）と、移送時に支持台（３２）を保持するガイドレール（３４）とから構成される。
【００２７】
ガイドレール（３４）を搬送機構（２）に設けたアングル（２１）にピン（２２）にて固定し、図１に示すように、フィルム（１）の収縮に合わせて若干内側に傾斜させて設置する。
ピンガイダ（３１）は移送部（３３）のネジに適当な間隔で、搬送機構（２）側と（３）側で対向する位置に複数対配置する。
【００２８】
ピンチガイダ（３１）の２つのローラは互いに押圧し、その間でフィルム（１）を挟持する。フィルム（１）は搬送されているため、ローラが回転しながらフィルム（１）の幅方向の収縮を抑制する。
このときピンチガイダ（３１）は、開放端側がフィルム（１）の搬送方向上流側になるように傾斜させることで、フィルム（１）を延伸する向きに作用し、より効果的に収縮が抑制できる。
【００２９】
ここで、ガイドレール（３４）は本発明において適宜設定することができるが、フィルムの搬送方向から内側に概ね５度ないし２０度の傾斜を持たせるのが望ましく、それよりも小さい角度ではフィルムの収縮に追随できず、それよりも大きな角度では、収縮が大きすぎるため、把持の解除位置又はアングル（２１）の位置に問題がある。
【００３０】
ピンチガイダ（３１）及び支持台（３２）の配置間隔も素材の特性、温度などにより適宜設定することができるが、一般的には把持を解除した時点から概ね５０ｃｍないし１００ｃｍの間隔で設けるのが良い。
より好ましくは、解除地点の近傍では約５０ｃｍの間隔で配置し、搬送機構末端部近傍では約１００ｃｍの間隔とするとよい。これは、解除地点の近傍ではフィルムの収縮が激しく、多くの支持が必要である一方、末端部近傍では収縮が抑制されており、フィルムを安定的に搬送させることが主な目的になるからである。
特に、本ピンチガイダは、フィルムを延伸させるような作用を行うため、歪みの原因になりやすく、必要以上の配置は好ましくない。
【００３１】
本発明におけるテンタは以上の構成であるが、具体的な操作例を以下に示す。
例えば、延伸倍率を５×５にして延伸したい場合には、まず設計倍率にて延伸を施し（この場合には７×７）、パスラインを行っておく。
次にチャック開放器（２０）が働くようにし、出てきたフィルム（１）の両端をピンチガイダ（３１）にてはさみ、移送部（３３）を作動させることにより、テンタ内にピンチガイダ（３１）を順次移送していく。
【００３２】
このようにピンチガイダ（３１）を移送するとフィルムの収縮が抑えられるので、抑制分に応じてガイドレール（３４）の傾斜を調節する。
以上の工程により、所望の５×５のフィルムが搬送機構（２）（３）の末端部から搬出される。
【００３３】
なお、ピンチガイダを固定器として用い、ピンチガイダの把持・解除によりフィルムの搬送・延伸を司っているが、本発明は上記に限定されず、フィルムを固定できる構成で、テンタにおける固定器の位置を変えることにより延伸倍率を変更できる構成であれば、本発明に含まれる。固定器の構造等についても任意に変更可能である。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の同時２軸テンタは以上の構成を備えることにより、従来の同時２軸テンタでは困難であった延伸倍率の可変を実現する。
すなわち、延伸応力の解除位置を変更するだけで、パンタグラフやレールの交換など高コストな変更を行わずに、設計縦延伸倍率範囲内において、所望の縦延伸倍率を取ることができる。これにより製造システムの低コスト化に寄与すると共に、多様なフィルムが迅速に製造できる。
【００３５】
特に、延伸応力の負荷・解除を行う固定器の位置を変更する構成は、既存の固定器を用いて上記構成が採れることから、低コスト化が図られ、導入が極めて容易である。
【００３６】
また、本発明において収縮抑制器を設けることによって、フィルムの不安定な収縮を抑制し、正確なフィルム製造に寄与する。精度の高いフィルムは製品の高付加価値化を招来し、製造効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による同時２軸テンタの平面図である。
【図２】クリップ機構を説明する平面図である。
【図３】同、正面図である。
【図４】各クリップ機構の把持・解除状態を示す側面図である。
【図５】収縮抑制器の斜視説明図である。
【符号の説明】
ａクリップ機構の位置
ｂクリップ機構の位置
１０クリップ機構
１２パンタグラフ
１３桟部
１４パンタグラフ
１４ａ同、接続部
１５車輪
２０チャック開放器
２１アングル
２２ネジ
３１ピンチガイダ
３２支持台
３３移送部
３４ガイドレール

Claims

パンタグラフにより連結された、フィルムを把持する複数のクリップ機構が、レールに沿って移送されて前記フィルムを搬送する搬送機構を有し、
前記レール間の間隔の広がりにより、前記フィルムが横方向に延伸され、
前記パンタグラフの拡張に合わせて、前記フィルムが縦方向に延伸される延伸機構を有する同時２軸テンタであって、
設計縦延伸倍率範囲内において、延伸応力を解除自在に構成することにより、
前記フィルムの縦延伸倍率を変更自在に構成したことを特徴とする同時２軸テンタ。
前記レールの間隔を、所望の横延伸倍率が得られる間隔とすることにより、所望の縦延伸倍率および横延伸倍率を得ることを特徴とする、請求項１記載の同時２軸テンタ。
前記延伸応力の解除は、前記クリップ機構の把持の解除により行なうことを特徴とする、請求項１又は２記載の同時２軸テンタ。
前記延伸応力の解除は、前記フィルムのスリットにより行なうことを特徴とする、請求項１又は２記載の同時２軸テンタ。
前記クリップ機構は、フィルムを把持する把持部と、該把持部からリンク部を介して連結されるチャックとを有し、
前記チャックがチャック開放器に当接することで、前記把持部によるフィルムの把持が解除されて、前記延伸応力の解除を行なうことを特徴とする、請求項３記載の同時２軸テンタ。
前記チャック開放器の配設位置を変化させることにより、所望の縦延伸倍率を得ることを特徴とする、請求項５記載の同時２軸テンタ。
前記延伸応力を解除したフィルムを、ピンチガイダーで狭持して搬送することにより、フィルムの収縮を抑えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の同時２軸テンタ。