JP4747430B2

JP4747430B2 - Method and apparatus for producing roll sheet

Info

Publication number: JP4747430B2
Application number: JP2001085063A
Authority: JP
Inventors: 文保野村; 宣嗣千木良; 英敏岡城
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: JP2002283438A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロール状シートの製造方法及び装置に関し、さらに詳しくは、樹脂フィルムなどのシートを押出し成形してロール状の原反に巻き上げる際、厚みむらと共にロール原反形状を目標値内に制御できるようにするロール状シートの製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、フィルムなどのシートは、リップから溶融樹脂をシート状に押し出し、そのシートを延伸してロール状の原反に巻き取るようにして製造されている。このようにして製造されるシートは、ユーザーからは厚みが均一であることが要求され、特に電子部品に使用される用途においては、厚みむらを一層小さく低減することが要求されている。
【０００３】
上記要請に対する対策の一つとして、特公平４−８０８１４号公報には、シート（フィルム）製造工程で厚みむらを精密に制御する方法が提案されている。この厚み制御方法は、リップの長手方向の数カ所に、リップ間隙幅をリップの片側を押し引きして変化させる機械的調整機構と、リップ間隙を通過する溶融樹脂の温度を調整して粘度を変化させる温度調整機構とを設け、他方、厚み計でシートの厚みむらを幅方向の数カ所で検知し、その厚みむらが大きい箇所は上記機械的調整機構を操作してリップ間隙幅を調整し、また厚みむらが小さい箇所では上記温度調整機構の加熱温度を変えて溶融樹脂の粘度を変えることにより吐出量を変化させ、シートの厚みを均一化するようにしたものである。
【０００４】
しかし、近年、ユーザーからの要望は、単にシートの厚みむらが小さいだけでなく、ロール状に巻き上げられた原反形状が均一で滑らかな形状になっていることが要求されるようになっている。例えば、シートが巻き上げられたロールを軸に直交する方向から見たときの形状（プロファイル）が、緩く滑らかな鼓型になったものなどが要請される。そのため厚みむらの改善が主目的である上記方法では、十分に要望に対応することができないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、シートの厚みむらを低減すると共に、ロール状の原反形状も良好にするロール状シートの製造方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のロール状シートの製造方法は、リップから溶融樹脂をシート状に押し出し、そのシートを延伸してロール状の原反に巻き上げるロール状シートの製造方法において、前記リップの間隙を前記リップの一方または両方を物理的に押し引きして調整する機械的調整機構、該リップ先端の溶融樹脂の温度を調整する温度調整機構、前記延伸後のシートの厚みを測定する厚み計、前記原反形状の外径を測定する形状測定手段または予測する形状演算手段を用いてシート厚みを制御するに際し、前記シートの製造開始からシート厚みむらが２％の範囲内になるまで前記機械的調整機構を用いて前記厚み計の情報に基づくシート厚みむらとその目標値との偏差をなくす厚みむら制御を行い、しかる後に、前記温度調整機構を用いて前記形状測定手段または形状演算手段の情報に基づく原反形状偏差とその目標値との偏差をなくす原反形状偏差制御を行うよう制御を切り替えて厚みむら制御を行い、しかる後、前記厚み計の情報に基づく厚みむらが３％の範囲から外れた場合、前記機械的調整機構の厚みむら制御に復帰させることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のロール状シートの製造装置は、リップから溶融樹脂をシート状に押し出し、そのシートを延伸してロール状の原反に巻き上げるロール状シートの製造装置において、前記リップの間隙を前記リップの一方または両方を物理的に押し引きして調整する機械的調整機構、該リップ先端の溶融樹脂の温度を調整する温度調整機構、前記延伸後のシートの厚みを測定する厚み計、前記原反形状の外径を測定する形状測定手段または予測する形状演算手段を装備し、前記機械的調整機構は前記厚み計の情報に基づくシート厚みむらとその目標値との偏差をなくす制御を行い、また前記温度調整機構は前記形状測定手段または形状演算手段の情報に基づく原反形状偏差とその目標値との偏差をなくす制御を行う構成からなり、かつ前記機械的調整機構はシート製造開始からシート厚みむらが２％以内になるまで制御を行い、前記温度調整機構は前記シート厚みむらが２％に達したのち制御を行う構成にし、該前記温度調整機構による原反形状偏差制御に切り替えられた後、前記厚み計の情報に基づく厚みむらが３％以上となった場合、再び前記機械的調整機構の厚みむら制御に復帰させることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明では、上記のようにシート製造開始時におけるシート厚みむらの安定しない初期には、機械的調整機構によるリップ間隙幅の制御により比較的短時間に厚みむらをその目標値内（２％以内）にし、厚みむらが目標値内（２％）に達してからは、原反形状測定手段または形状演算手段の情報に基づき原反形状偏差を温度調整機構によりその目標値内（２％以内）になるように制御するため、厚みむらのみならず、原反形状についても凹凸の目立たない美しい外観にすることができる。
【０００９】
また、機械的調整機構による目標値（２％以内）制御として、厚みむらの目標値（２％）制御のほかに、厚み計の情報から算出されるこぶ指数を目標値より小さくする制御を同時に行うようにすると、単に厚みむら制御だけでは回避できない局部的なこぶの発生をなくすことができる。
【００１０】
また、上記のように機械的調整機構による厚みむら制御から前記温度調整機構による原反形状偏差制御に切り替えられた後、前記厚み計の情報に基づく厚みむらが目標値（３％）から外れた場合、再び前記機械的調整機構の厚みむら制御に復帰させることが重要であり、このようにすることにより、短時間に厚みむらの低減や原反形状の異常の発生を防止することができる。
なる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明において、シートとは熱可塑性重合体から成形されたシート状物をいい、薄いフィルムのみならず、厚い板状のシートも含む。特に、本発明は薄いフィルムを製造する場合に好適である。
【００１２】
熱可塑性重合体は、シート形成性のものであれば特に種類は限定されない。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびそれらの共重合体などのポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびこれらの共重合体などのポリオレフィン類、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２およびこれらの共重合体などのポリアミド類などを挙げることができる。これらのなかでも、特にポリエステル類は好ましく、特にポリエチレンテレフタレートは好ましい。
【００１３】
リップの間隙幅を調整する機械的調整機構は、リップの一方または両方を物理的に押し引きする手段であれば特に限定されない。例えば、ねじを利用してリップを押し引きするボルト材、内部にヒータを内蔵し、そのヒータの加熱量に応じて熱膨張長さを変化させることによりリップを押し引きするボルト材などを挙げることができる。この機械的調整機構は、リップの長手方向に沿って適宜の間隔で複数箇所に並べるように設けられる。
【００１４】
また、リップの間隙を通過する溶融樹脂の温度を調整する温度調整機構は、前後一対のリップの一方または両方に埋設され、そのリップの長手方向の一部を局部的に加熱するようにしたものであればよい。この温度調整機構も、リップの長手方向に沿って適宜の間隔で複数箇所に並べるように設けられる。
【００１５】
シートの厚み計は、接触式および非接触式のいずれであってもよいが、好ましくはシートを損傷させない非接触式を使用するのがよい。非接触式の厚み計は、特に光学式のものがよい。光学式厚み計としては、光干渉式のほか、β線、紫外線、赤外線などを利用する光吸収式のものなどが挙げられる。厚み計は、延伸工程の後の製品として巻き上げる前のシートの厚みを測定するものであって、シートの幅方向に往復トラバースさせることにより、幅方向の任意の位置の厚みを測定する。
【００１６】
ロール状の原反形状の外径を測定する形状測定手段または該外径を予測する形状演算手段は、原反形状を形成する外径を直接測定するか、または演算で予測するようにしたものである。直接測定する測定器としては、巻取り軸の表面からロール状原反の外周までの距離を光学的に非接触で測定するものがよい。演算で予測する手段としては、上記厚み計で測定したシートの厚みと、巻き上げ時点までの巻数或いは巻取り長などを使用して演算による予測することができる。また、現時点から残りの巻回数或いは巻取り長などから巻取り終了時の巻形状も予測することができる。
【００１７】
以下、図を参照して具体的に説明する。
【００１８】
図１は、本発明をフィルム成形工程に適用した場合のシート製造装置を例示したものである。
【００１９】
溶融樹脂は押出機１からギヤポンプ２により定量ずつ吐出され、フィルター３を経てリップブロック４に供給され、そのリップブロック４下端のリップ間隙からシート状に押し出される。押し出されたシートは冷却ロール５で冷却固化されたのち延伸工程に送られ、縦延伸機６で長さ方向に縦延伸され、さらに横延伸機７で幅方向に横延伸されて延伸フィルムＳになる。最後にロール状の原反８に巻き上げられる。
【００２０】
リップブロック４は、例えば図２に示すように構成されている。リップブロック４の下端にスリット状の間隙２０が紙面に直交するように延長して設けられ、この間隙２０を前後一対のリップ２１，２２が挟むように配置されている。上端に溶融樹脂の入口２３を有し、中間のマニホルド部２４で紙面に直交する方向に拡幅し、下端の間隙２０からシート状に吐出されるようになっている。
【００２１】
前側のリップ２１には、複数本のヒータボルト２５が支持枠２６との間に挟まれるように紙面に直交する長手方向に所定間隔で設けられている。ヒータボルト２５は、前述した機械的調整機構に相当するものであって、それぞれ内部にヒータ２５ａを埋設し、そのヒータ２５ａに供給した電力量に比例した長さにヒータボルト２５が伸縮することにより、そのヒータボルト２５が設けられた箇所付近の間隙２０の幅を縮めたり、広げたりする。
【００２２】
後側のリップ２２には、複数本の加熱器２７が紙面に直交する長手方向に所定間隔で埋設されている。これら加熱器２７は、前述した温度調整機構に相当するものであって、それぞれの加熱器２７にはヒータ２７ａが埋設され、供給された電力量に比例した発熱を行うことによって、その加熱器２７が埋設された付近の間隙２０を通過する溶融樹脂の温度を変える。温度が変わった溶融樹脂は粘度が変わるため吐出量が増減し、その部分のシート厚みが変化する。すなわち、溶融樹脂の温度が上がると粘度が低下して吐出量が増加し、逆に温度が下がると粘度が上昇して吐出量が低下する変化をし、それ応じて厚みを変化させる。
【００２３】
上記フィルム成形工程の横延伸機７の下流側には、延伸フィルムＳに非接触で対向する厚み計１０が設けられている。厚み計１０は延伸フィルムＳの幅方向に往復トラバースしながら、その幅方向の任意の位置の厚みを連続的又は間欠的に測定する。また、ロール状に巻き上げられた原反８に対向するように原反の外径を測定する形状測定手段１１が設けられている。この形状測定手段１１も原反８の軸方向に平行に往復トラバースしながら、軸方向のプロファイルに沿った任意の位置の外径を測定する。
【００２４】
二つの測定器のうち、厚み計１０が測定したフィルムの厚み情報は厚み制御器１２に入力され、この厚み制御器１２からは、ヒータボルト２５（機械的調整機構）に対して厚みむら制御のための押し引き操作量に相当する電力供給が指令される。また、形状測定手段１１が測定したロール状原反の外径情報は原反形状制御器１３に入力され、この原反形状制御器１３からは、加熱器２７（温度調整機構）に対して、原反形状の偏差制御のための加熱量に相当する電力供給が指令される。
【００２５】
上記厚み制御器１２と原反形状制御器１３との間には制御判定器１４が設けられ、この制御判定器１４を介することにより、上記厚みむらの制御と原反形状偏差の制御とを、図３に示すブロック図および図４に示すフローチャートのように実施されるようになっている。
【００２６】
図３および図４により、本発明の厚みむら制御と原反形状偏差制御とを説明する前に、予め本発明に使用される厚みむら目標値と原反形状偏差目標値とについて説明する。
【００２７】
上述したシートの成形工程において、シート幅方向に発生する厚みむらは、例えば図５に示すような分布になる。このような厚みむら分布に対して、厚みむら制御の目標値は一つだけであってもよいが、好ましくは小さい目標値Ｒ１と大きい目標値Ｒ２（Ｒ１＜Ｒ２）との２段階を設定するのがよい。この２段階の目標値Ｒ１，Ｒ２は、図４のフローチャートに示すように、厚みむら目標値制御のときに小さい目標値Ｒ１を用い、原反形状偏差目標値制御のとき大きい目標値Ｒ２を用いるように使い分けする。
【００２８】
本発明の厚みむら目標値制御には、厚みむら目標値だけで制御してもよいが、好ましくは「こぶ」を抑制する制御も合わせて出来るようにするとよい。図７に示すように、「こぶ」とは、巻取軸５１にシート（フィルム）Ｓをロール状に巻き上げたとき、表層の一部が凸条になったこぶ５２のことである。このこぶ５２は、図６に示すように、シート幅方向の厚みむら分布の中に、Ａで示すような特別大きな極大値が現れ（Ｂは、その極大部分の厚みむら微分値を示す）、その極大値部分が同一箇所に何回も巻き重ねられることによって生じたものである。
【００２９】
こぶ抑制用の目標値には「こぶ指数」を用い、好ましくは厚みむら目標値の場合と同様に２値Ｔ１，Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）を設定するとよい。すなわち、厚みむら目標値制御のときは小さい目標値Ｔ１を使用し、原反形状偏差目標値制御のときは大きい目標値Ｔ２を使用する。こぶ指数としては、例えば、厚みむらの分散σを用い、幅方向の平均値からｋ×σ（ｋは比例定数）の絶対値を超えたらこぶ有りと判定する。或いは、厚みむらの微分値をとり、その微分値が或る設定値の絶対値を超えたらこぶ有りと判定する。
【００３０】
図８は、シートがロール状に巻かれた原反形状の一例を示す。ロール幅方向（ロール軸方向）に緩い二つの鼓型を形成するように外径が変化するようにしたもので、巻取り時に中点Ｃでスリットして、二つのロール状原反に巻き上げられるようになっている。この原反形状の偏差目標値として、偏差プロファイルＺが設定される。もちろん、原反形状は上記の鼓型に限定されるものではなく、他の任意の形状を採用することができる。
【００３１】
このように設定される原反形状偏差の目標値プロファイルＺは、基準厚みｄo＝６μｍのフィルムを１万ｍ巻き上げた原反の場合に、ゆるやかな中央部に約２５０μｍの山形をもつプロファイルを設定すると、これをフィルム１枚当たりに割りかえした値ｚ'は約０．０１μｍになる。厚みむら目標値として、Ｒ１≒０．１２μｍ、Ｒ２≒０．１８μｍを設定したとしても、これらよりも１桁以上小さい値になる。
さらに具体的数値（百分率）で示すと、上記の基準厚みｄo＝６μｍに対して、厚みむら目標値Ｒ１がＲ１≒０．１２μｍであり、この厚みむら目標値は百分率表記で０．１２／６×１００＝２％となる。また、上記の基準厚みｄo＝６μｍに対して、厚みむら目標値Ｒ２がＲ２≒０．１８μｍであり、この厚みむら目標値は百分率表記で０．１８／６×１００＝３％となる。
【００３２】
本発明のロール状シートの製造方法を、以下に図３のブロック図と図４のフローチャートを参照して説明する。
【００３３】
シート製造工程３０でシートの製造運転を開始すると、まず図３のブロック図の下段に示すルート、図４のフローチャートでは右列に示すフローの厚みむら目標値制御を実施する。
【００３４】
シート製造工程３０の運転当初はシートの厚みむらが安定せず、比較的大きな厚みむらが発生する。厚み計１０で測定した厚み情報（厚みデータｄ）は厚み制御器１２に入力され、予め設定された厚み基準値ｄo と比較されて厚みむらＲｅを計算し、また厚みむらからこぶ指数Ｔｅを計算する。さらに、厚みむらＲｅとこぶ指数Ｔｅとを、予め設定された厚みむら目標値Ｒ１、こぶ指数目標値Ｔ１とそれぞれ対比することにより、その偏差ｒe ，ｔe を出す。
【００３５】
上記偏差ｒe ，ｔe がゼロでなくプラス値であるときは、制御判定器１４がその偏差ｒe ，ｔe を押し引き操作量演算手段３１へ渡し、演算された操作量に相当する電力をヒータボルト２５（機械的調整機構）へ送る。ヒータボルト２５は、演算された操作量だけ伸縮し、上記偏差ｒe ，ｔe をゼロにするようにリップ隙間２０を調整する。厚み計１０はシートＳの幅方向にトラバースしながら厚みｄを測定するため、上記調整は、厚みを測定した各位置の厚み情報毎に行うものとし、その位置に対応するヒータボルト２５により各位置の偏差ｒe ，ｔe をゼロにするまで繰り返す。
【００３６】
上記繰返し操作により偏差ｒe ，ｔe がなくなると、厚みむらＲｅとこぶ指数Ｔｅとは、それぞれ厚みむらがＲｅ＜Ｒ１、こぶ指数がＴｅ＜Ｔ１の関係になる。制御判定器１４が、この関係を判定すると、その目標値制御を厚みむら目標値制御から、図３のブロック図で上段に示すルート、図４のフローチャートでは左列に示すフローの原反形状偏差目標値制御に切替える。
【００３７】
原反形状偏差目標値制御では、原反形状測定手段１１により原反形状情報（外径Ｄ）が測定され、原反形状制御器１３に入力される。原反形状制御器１３は、上記原反形状の情報Ｄを予め演算されたその時点での設定巻径Ｄo と比較することで、偏差Ｚｅを出す。さらに偏差Ｚｅを原反形状偏差の目標値Ｚと比較し、偏差ｚe を出す。この偏差ｚe がゼロでないプラス値であるときは、制御判定器１４がその偏差ｚe を温度操作量演算手段３２へ渡し、そこで演算された操作量に相当する電力を加熱器２７（温度調整機構）へ送る。その加熱によって、隙間２０を通過する溶融樹脂の温度および粘度を変化させ、測定位置に対応する部分のシートの厚みを調整し、かつそれによって原反形状を目標値Ｚ内に維持するようにする。
【００３８】
この調整は、原反形状測定手段１１が原反８の幅方向にスキャンして測定した各位置の外径情報毎に行われ、その位置に対応する加熱器２７を調整して、偏差ｚo がなくなるまで繰り返す。
【００３９】
このような原反形状目標値制御の過程において、もし何らかの理由で厚み計１０が測定したシートＳの厚みむらＲｅが、大きい値の厚みむら目標値Ｒ２を超えた場合には、制御判定器１４が制御ルートを再び厚みむら目標値制御へ切り変えて、シート厚みを目標値内に維持するようにする。
【００４０】
本発明では、上記のように厚みむらおよび原反形状の目標値制御を行うことにより、シートの厚みむらを目標値内に制御するようにすると共に、原反形状も目標値内に収められた状態に維持することができる。
【００４１】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、シート製造開始時におけるシート厚みむらの安定しない初期には、機械的調整機構によるリップ間隙幅の制御により比較的短時間に厚みむらをその目標値内にし、厚みむらが目標値内に達してからは、原反形状測定手段または形状演算手段の情報に基づき原反形状偏差を温度調整機構によりその目標値内になるように制御するため、厚みむらのみならず、原反形状についても凹凸の目立たない美しい外観にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシート製造方法を実施するフィルム成形工程の一例を示す概略図である。
【図２】図１のフィルム成形工程におけるブロックリップの拡大縦断面図である。
【図３】本発明のシート製造方法のブロック図である。
【図４】本発明のシート製造方法を実施するフローチャートである。
【図５】本発明に使用する厚みむら目標値とシート厚みむら分布との関係を例示するグラフである。
【図６】本発明に使用する厚みむら目標値とシート厚みむら分布との関係の他の例を示すグラフである。
【図７】ロール状原反を例示する正面図である。
【図８】本発明で得られるロール状原反のロール幅と半径との関係を示す図である。
【図９】本発明に使用する厚みむら目標値とシート厚みむら分布との関係のさらに他の例を示すグラフである。
【符号の説明】
４リップブロック
５冷却ロール
６縦延伸機
７横延伸機
８（ロール状の）原反
１０厚み計
１１形状測定手段
１２厚み制御器
１３原反形状制御器
１４制御判定器
２０（リップ）間隙
２５ヒータボルト
２７加熱器
Ｓシート
Ｒ１，Ｒ２厚みむら目標値
Ｚ原反形状偏差目標値[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a roll sheet manufacturing method and apparatus, and more particularly, when a sheet such as a resin film is extruded and rolled up into a roll-shaped raw material, the roll original shape can be controlled within a target value along with the thickness unevenness. The present invention relates to a roll sheet manufacturing method and apparatus.
[0002]
[Prior art]
In general, a sheet such as a film is manufactured by extruding a molten resin from a lip into a sheet shape, stretching the sheet, and winding the sheet into a roll-shaped raw fabric. The sheet manufactured in this way is required by the user to have a uniform thickness, and particularly in applications used for electronic parts, it is required to reduce the thickness unevenness to a smaller extent.
[0003]
As one of countermeasures against the above request, Japanese Patent Publication No. 4-80814 proposes a method of precisely controlling thickness unevenness in a sheet (film) manufacturing process. This thickness control method has a mechanical adjustment mechanism that changes the lip gap width by pushing and pulling one side of the lip at several locations in the longitudinal direction of the lip, and changes the viscosity by adjusting the temperature of the molten resin that passes through the lip gap. A temperature adjusting mechanism for detecting the thickness unevenness of the sheet at several places in the width direction with a thickness meter, and adjusting the lip gap width by operating the mechanical adjustment mechanism at a location where the thickness unevenness is large. In a portion where the thickness unevenness is small, the discharge amount is changed by changing the viscosity of the molten resin by changing the heating temperature of the temperature adjusting mechanism, so that the thickness of the sheet is made uniform.
[0004]
However, in recent years, the demand from users is not only that the thickness unevenness of the sheet is small, but also that the original fabric shape rolled up into a roll shape is required to be uniform and smooth. . For example, a shape (profile) when the roll on which the sheet is wound is viewed from a direction orthogonal to the axis is required to be a loose and smooth drum shape. For this reason, there is a problem that the above method, which is mainly intended to improve the thickness unevenness, cannot sufficiently meet the demand.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The objective of this invention is providing the manufacturing method and apparatus of a roll-shaped sheet which make the roll-shaped original fabric shape favorable while reducing the thickness nonuniformity of a sheet | seat.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The method for producing a roll sheet of the present invention that achieves the above object is the method for producing a roll sheet in which a molten resin is extruded from a lip into a sheet, and the sheet is stretched and wound up into a roll-shaped raw fabric. A mechanical adjustment mechanism that adjusts the gap by physically pushing or pulling one or both of the lips, a temperature adjustment mechanism that adjusts the temperature of the molten resin at the tip of the lip, and a thickness meter that measures the thickness of the sheet after stretching When the sheet thickness is controlled by using the shape measuring means for measuring the outer diameter of the original fabric shape or the predictive shape calculating means, the machine until the sheet thickness unevenness falls within the range of 2% from the start of the manufacture of the sheet. use performs uneven thickness control, and thereafter, the temperature adjustment mechanism to eliminate the deviation of the sheet thickness unevenness and the target value based on the information of the thickness meter using adjustment mechanism The shape measuring means or by switching the deviation control to perform raw shape deviation control to eliminate the original fabric shape deviation based on information shape operation means and the target value after uneven thickness control, thereafter, the thickness meter Te When the thickness unevenness based on the information is out of the range of 3%, the mechanical unevenness control of the mechanical adjustment mechanism is restored .
[0007]
The roll sheet manufacturing apparatus of the present invention is a roll sheet manufacturing apparatus that extrudes molten resin from a lip into a sheet shape, and stretches the sheet to roll it into a roll-shaped raw fabric. A mechanical adjustment mechanism that physically adjusts one or both of the lips by pushing and pulling, a temperature adjustment mechanism that adjusts the temperature of the molten resin at the tip of the lip, a thickness meter that measures the thickness of the stretched sheet, Equipped with a shape measuring means for measuring the outer diameter of the opposite shape or a predictive shape calculating means, the mechanical adjustment mechanism performs control to eliminate the deviation between the sheet thickness unevenness based on the information of the thickness gauge and its target value, The temperature adjusting mechanism is configured to perform control to eliminate a deviation between an original fabric shape deviation and its target value based on information of the shape measuring means or the shape calculating means, and the machine Adjusting mechanism performs control from the sheet prepared starting until the sheet thickness irregularity is within 2%, the temperature adjusting mechanism is configured to perform the control after the sheet thickness irregularity reaches 2%, by front Stories temperature adjusting mechanism After the switching to the original shape deviation control, when the thickness unevenness based on the information of the thickness gauge becomes 3% or more, the thickness adjustment control of the mechanical adjustment mechanism is restored again. .
[0008]
In the present invention, as described above, when the sheet thickness unevenness at the start of sheet manufacture is not stable, the thickness unevenness is controlled within the target value (within 2% within a relatively short time) by controlling the lip gap width by the mechanical adjustment mechanism. ) After the thickness unevenness reaches the target value (2%) , the raw fabric shape deviation is within the target value (within 2%) by the temperature adjustment mechanism based on the information of the raw fabric shape measuring means or the shape calculating means. Therefore, not only the thickness unevenness but also the original fabric shape can have a beautiful appearance with no conspicuous irregularities.
[0009]
Further, as a target value (within 2%) control by mechanical adjustment mechanism, a target value of the thickness unevenness (2%) In addition to the control, the control to be smaller than the target value kelp index calculated from the information of the thickness gauge at the same time By doing so, it is possible to eliminate the occurrence of local bumps that cannot be avoided simply by controlling thickness unevenness.
[0010]
Moreover, after switching from the thickness unevenness control by the mechanical adjustment mechanism to the original fabric shape deviation control by the temperature adjustment mechanism as described above, the thickness unevenness based on the information of the thickness gauge deviated from the target value (3%). In this case, it is important to return to the thickness unevenness control of the mechanical adjustment mechanism again , and by doing so, it is possible to reduce the thickness unevenness and to prevent the occurrence of the original fabric shape in a short time.
Become.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the sheet refers to a sheet-like material molded from a thermoplastic polymer, and includes not only a thin film but also a thick plate-like sheet. In particular, the present invention is suitable for manufacturing a thin film.
[0012]
The type of the thermoplastic polymer is not particularly limited as long as it is sheet-forming. For example, polyesters such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethylene isophthalate, polybutylene terephthalate and copolymers thereof, polyolefins such as polyethylene, polypropylene and copolymers thereof, nylon 6, nylon 66, nylon 12 and Polyamides such as these copolymers can be mentioned. Among these, polyesters are particularly preferable, and polyethylene terephthalate is particularly preferable.
[0013]
The mechanical adjustment mechanism for adjusting the gap width of the lip is not particularly limited as long as it is a means for physically pushing and pulling one or both of the lips. For example, a bolt material that pushes and pulls the lip using a screw, a bolt material that incorporates a heater inside, and pushes and pulls the lip by changing the thermal expansion length according to the heating amount of the heater. Can do. This mechanical adjustment mechanism is provided so as to be arranged at a plurality of locations at appropriate intervals along the longitudinal direction of the lip.
[0014]
The temperature adjustment mechanism that adjusts the temperature of the molten resin that passes through the gap between the lips is embedded in one or both of the pair of front and rear lips and locally heats a part of the lip in the longitudinal direction. If it is. This temperature adjusting mechanism is also provided so as to be arranged at a plurality of locations at appropriate intervals along the longitudinal direction of the lip.
[0015]
The sheet thickness meter may be either a contact type or a non-contact type, but preferably a non-contact type that does not damage the sheet is used. The non-contact type thickness gauge is particularly preferably an optical type. Examples of the optical thickness gauge include a light absorption type using β rays, ultraviolet rays, infrared rays and the like in addition to the optical interference type. The thickness meter measures the thickness of a sheet before being rolled up as a product after the stretching step, and measures the thickness at an arbitrary position in the width direction by reciprocating in the width direction of the sheet.
[0016]
The shape measuring means for measuring the outer diameter of the roll-shaped raw fabric shape or the shape calculating means for predicting the outer diameter directly measures or predicts the outer diameter forming the original fabric shape. It is. As a measuring device that directly measures, a device that optically measures the distance from the surface of the winding shaft to the outer periphery of the roll-shaped raw material in a non-contact manner is preferable. As a means for predicting by calculation, prediction can be made by calculation using the thickness of the sheet measured by the thickness meter and the number of windings or the winding length up to the time of winding. Further, the winding shape at the end of winding can be predicted from the remaining number of windings or the winding length from the present time.
[0017]
Hereinafter, specific description will be given with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 illustrates a sheet manufacturing apparatus when the present invention is applied to a film forming process.
[0019]
The molten resin is discharged from the extruder 1 by a gear pump 2 by a fixed amount, supplied to the lip block 4 through the filter 3, and extruded from the lip gap at the lower end of the lip block 4 into a sheet shape. The extruded sheet is cooled and solidified by the cooling roll 5 and then sent to the stretching process, longitudinally stretched in the longitudinal direction by the longitudinal stretching machine 6, and further laterally stretched in the width direction by the lateral stretching machine 7 to form a stretched film S. Become. Finally, it is wound up on a roll-shaped raw fabric 8.
[0020]
The lip block 4 is configured, for example, as shown in FIG. A slit-like gap 20 is provided at the lower end of the lip block 4 so as to be orthogonal to the paper surface, and the gap 20 is disposed so that a pair of front and rear lips 21, 22 are sandwiched therebetween. A molten resin inlet 23 is provided at the upper end, the width is increased in the direction perpendicular to the paper surface by an intermediate manifold section 24, and the sheet is discharged in a sheet form from the gap 20 at the lower end.
[0021]
The front lip 21 is provided with a plurality of heater bolts 25 at predetermined intervals in the longitudinal direction perpendicular to the paper surface so as to be sandwiched between the support frame 26. The heater bolt 25 corresponds to the mechanical adjustment mechanism described above, and each heater 25a is embedded in the heater bolt 25. When the heater bolt 25 expands and contracts to a length proportional to the amount of power supplied to the heater 25a. Then, the width of the gap 20 near the portion where the heater bolt 25 is provided is reduced or widened.
[0022]
A plurality of heaters 27 are embedded in the rear lip 22 at predetermined intervals in the longitudinal direction perpendicular to the paper surface. These heaters 27 correspond to the above-described temperature adjustment mechanism, and each heater 27 is embedded with a heater 27a, and generates heat in proportion to the amount of supplied electric power. The temperature of the molten resin that passes through the gap 20 in the vicinity of where the resin is buried is changed. Since the viscosity of the molten resin whose temperature has changed changes, the discharge amount increases and decreases, and the thickness of the sheet changes. That is, when the temperature of the molten resin increases, the viscosity decreases and the discharge rate increases, and conversely, when the temperature decreases, the viscosity increases and the discharge rate decreases, and the thickness is changed accordingly.
[0023]
A thickness gauge 10 that faces the stretched film S in a non-contact manner is provided on the downstream side of the transverse stretching machine 7 in the film forming step. The thickness gauge 10 continuously or intermittently measures the thickness at an arbitrary position in the width direction while reciprocating in the width direction of the stretched film S. Moreover, the shape measuring means 11 which measures the outer diameter of the original fabric so as to face the original fabric 8 wound up in a roll shape is provided. The shape measuring means 11 also measures the outer diameter at an arbitrary position along the axial profile while reciprocally traversing parallel to the axial direction of the original fabric 8.
[0024]
Of the two measuring instruments, the film thickness information measured by the thickness gauge 10 is input to the thickness controller 12, and the thickness controller 12 controls the thickness unevenness with respect to the heater bolt 25 (mechanical adjustment mechanism). Power supply corresponding to the push-pull operation amount is commanded. Moreover, the outer diameter information of the roll-shaped original fabric measured by the shape measuring means 11 is input to the original fabric shape controller 13, and from this original fabric shape controller 13 to the heater 27 (temperature adjustment mechanism), Power supply corresponding to the heating amount for deviation control of the original fabric shape is commanded.
[0025]
A control determiner 14 is provided between the thickness controller 12 and the original fabric shape controller 13, and the thickness unevenness control and the original fabric shape deviation control are performed via the control determiner 14. The block diagram shown in FIG. 3 and the flowchart shown in FIG. 4 are implemented.
[0026]
3 and 4, before explaining the thickness unevenness control and the original fabric shape deviation control of the present invention, the thickness unevenness target value and the original fabric shape deviation target value used in the present invention will be described in advance.
[0027]
In the sheet forming process described above, the thickness unevenness generated in the sheet width direction has a distribution as shown in FIG. For such a thickness unevenness distribution, there may be only one target value for thickness unevenness control, but preferably two steps of a small target value R1 and a large target value R2 (R1 <R2) are set. It is good. As shown in the flowchart of FIG. 4, the target values R1 and R2 of the two stages use a small target value R1 for thickness unevenness target value control, and use a large target value R2 for raw shape deviation target value control. Use as appropriate.
[0028]
In the thickness unevenness target value control of the present invention, control may be performed only by the thickness unevenness target value, but it is preferable that control for suppressing “kump” can be performed together. As shown in FIG. 7, the “hump” is a hump 52 in which a part of the surface layer becomes a ridge when the sheet (film) S is rolled up on the winding shaft 51. As shown in FIG. 6, this hump 52 has a particularly large maximum value as indicated by A in the thickness unevenness distribution in the sheet width direction (B indicates the thickness unevenness differential value of the maximum portion). The maximum value portion is generated by being repeatedly wound around the same portion.
[0029]
A “humb index” is used as a target value for suppressing humps, and preferably, binary values T1 and T2 (T1 <T2) are set as in the case of a thickness unevenness target value. That is, a small target value T1 is used for thickness unevenness target value control, and a large target value T2 is used for raw fabric shape deviation target value control. As the hump index, for example, the dispersion σ of thickness unevenness is used, and if the absolute value of k × σ (k is a proportional constant) exceeds the average value in the width direction, it is determined that there is a hump. Alternatively, a differential value of thickness unevenness is taken, and if the differential value exceeds an absolute value of a certain set value, it is determined that there is a hump.
[0030]
FIG. 8 shows an example of an original fabric shape in which a sheet is wound in a roll shape. The outer diameter changes so as to form two loose drums in the roll width direction (roll axis direction), and is slit at the middle point C during winding to be wound up into two roll-shaped raw materials. It is like that. A deviation profile Z is set as a deviation target value of the original fabric shape. Of course, the original fabric shape is not limited to the above-described drum shape, and any other arbitrary shape can be adopted.
[0031]
The target value profile Z of the original fabric shape deviation set in this way is set to a profile having a chevron of about 250 μm at the gentle center when a film having a standard thickness do = 6 μm is rolled up 10,000 m. Then, the value z ′ obtained by dividing this per film becomes about 0.01 μm. Even if R1≈0.12 μm and R2≈0.18 μm are set as target values for thickness unevenness, the values are smaller by one digit or more than these values.
Further, in terms of specific numerical values (percentage), the thickness unevenness target value R1 is R1≈0.12 μm with respect to the reference thickness do = 6 μm, and this thickness unevenness target value is expressed in percentage notation as 0.12 / 6. X100 = 2%. Further, the thickness nonuniformity target value R2 is R2≈0.18 μm with respect to the reference thickness do = 6 μm, and this thickness nonuniformity target value is 0.18 / 6 × 100 = 3% in percentage notation.
[0032]
The method for producing a roll sheet of the present invention will be described below with reference to the block diagram of FIG. 3 and the flowchart of FIG.
[0033]
When the sheet manufacturing operation is started in the sheet manufacturing process 30, first, the route shown in the lower part of the block diagram of FIG. 3 and the flow thickness unevenness target value control shown in the right column in the flowchart of FIG. 4 are executed.
[0034]
At the beginning of operation of the sheet manufacturing process 30, the thickness unevenness of the sheet is not stable, and a relatively large thickness unevenness occurs. The thickness information (thickness data d) measured by the thickness gauge 10 is input to the thickness controller 12 and is compared with a preset thickness reference value do to calculate the thickness unevenness Re, and the hump index Te is calculated from the thickness unevenness. To do. Further, by comparing the thickness unevenness Re and the hump index Te with a preset thickness unevenness target value R1 and a hump index target value T1, the deviations re and te are obtained.
[0035]
When the deviations re and te are not zero but a positive value, the control determination unit 14 pushes and pulls the deviations re and te to the manipulated variable calculation means 31, and the electric power corresponding to the calculated manipulated variable is supplied to the heater bolt 25. To (mechanical adjustment mechanism). The heater bolt 25 expands and contracts by the calculated operation amount, and adjusts the lip gap 20 so that the deviations re and te become zero. Since the thickness meter 10 measures the thickness d while traversing in the width direction of the sheet S, the adjustment is performed for each thickness information of each position where the thickness is measured, and each position is measured by the heater bolt 25 corresponding to the position. The process is repeated until the deviations re and te are zero.
[0036]
When the deviations re and te are eliminated by the above-described repetitive operation, the thickness unevenness Re and the hump index Te have a relationship of the thickness unevenness Re <R1 and the hump index Te <T1, respectively. When the control determiner 14 determines this relationship, the target value control is changed from the thickness unevenness target value control to the route shown in the upper stage in the block diagram of FIG. 3 and the flow shape deviation of the flow shown in the left column in the flowchart of FIG. Switch to target value control.
[0037]
In the original fabric shape deviation target value control, the original fabric shape measuring means 11 measures the original fabric shape information (outer diameter D) and inputs it to the original fabric shape controller 13. The original fabric shape controller 13 compares the original fabric shape information D with a preset winding diameter Do calculated at that time to obtain a deviation Ze. Further, the deviation Ze is compared with the target value Z of the original fabric shape deviation, and the deviation ze is obtained. When the deviation ze is a non-zero positive value, the control determiner 14 passes the deviation ze to the temperature manipulated variable calculating means 32, and the electric power corresponding to the calculated manipulated variable is supplied to the heater 27 (temperature adjusting mechanism). Send to. By the heating, the temperature and viscosity of the molten resin passing through the gap 20 are changed, the thickness of the sheet corresponding to the measurement position is adjusted, and the original fabric shape is thereby maintained within the target value Z. .
[0038]
This adjustment is made for each outer diameter information of each position measured by the original fabric shape measuring means 11 scanned in the width direction of the original fabric 8, and the deviation zo is adjusted by adjusting the heater 27 corresponding to that position. Repeat until it runs out.
[0039]
In the process of controlling the original thickness target value, if the thickness unevenness Re of the sheet S measured by the thickness gauge 10 for some reason exceeds the large thickness unevenness target value R2, the control determiner 14 The control route is switched again to the uneven thickness target value control to maintain the sheet thickness within the target value.
[0040]
In the present invention, by performing the target value control of the thickness unevenness and the original fabric shape as described above, the thickness unevenness of the sheet is controlled within the target value, and the original fabric shape is also within the target value. Can be maintained in a state.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at the initial stage when the sheet thickness unevenness at the start of sheet production is not stable, the thickness unevenness is within the target value in a relatively short time by controlling the lip gap width by the mechanical adjustment mechanism, After the thickness unevenness reaches within the target value, the thickness deviation is controlled to be within the target value by the temperature adjustment mechanism based on the information of the original shape measuring means or the shape calculating means. In addition, the original fabric shape can be made a beautiful appearance with no conspicuous irregularities.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a film forming process for carrying out the sheet manufacturing method of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view of a block lip in the film forming process of FIG.
FIG. 3 is a block diagram of the sheet manufacturing method of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart for carrying out the sheet manufacturing method of the present invention.
FIG. 5 is a graph illustrating the relationship between a thickness unevenness target value and a sheet thickness unevenness distribution used in the present invention.
FIG. 6 is a graph showing another example of the relationship between the thickness unevenness target value and the sheet thickness unevenness distribution used in the present invention.
FIG. 7 is a front view illustrating a roll-shaped original fabric.
FIG. 8 is a view showing a relationship between a roll width and a radius of a roll-shaped raw material obtained in the present invention.
FIG. 9 is a graph showing still another example of the relationship between the thickness unevenness target value and the sheet thickness unevenness distribution used in the present invention.
[Explanation of symbols]
4 Lip Block 5 Cooling Roll 6 Longitudinal Stretcher 7 Horizontal Stretcher 8 (Roll-shaped) Raw Material 10 Thickness Meter 11 Shape Measuring Means 12 Thickness Controller 13 Raw Material Shape Controller 14 Control Judgment Device 20 (Lip) Gap 25 Heater Bolt 27 Heater S Sheet R1, R2 Uneven thickness target value Z Original fabric shape deviation target value

Claims

リップから溶融樹脂をシート状に押し出し、そのシートを延伸してロール状の原反に巻き上げるロール状シートの製造方法において、前記リップの間隙を前記リップの一方または両方を物理的に押し引きして調整する機械的調整機構、該リップ先端の溶融樹脂の温度を調整する温度調整機構、前記延伸後のシートの厚みを測定する厚み計、前記原反形状の外径を測定する形状測定手段または予測する形状演算手段を用いてシート厚みを制御するに際し、前記シートの製造開始からシート厚みむらが２％の範囲内になるまで前記機械的調整機構を用いて前記厚み計の情報に基づくシート厚みむらとその目標値との偏差をなくす厚みむら制御を行い、しかる後に、前記温度調整機構を用いて前記形状測定手段または形状演算手段の情報に基づく原反形状偏差とその目標値との偏差をなくす原反形状偏差制御を行うよう制御を切り替えて厚みむら制御を行い、しかる後、前記厚み計の情報に基づく厚みむらが３％の範囲から外れた場合、前記機械的調整機構の厚みむら制御に復帰させることを特徴とするロール状シートの製造方法。In a roll sheet manufacturing method in which molten resin is extruded into a sheet form from a lip, and the sheet is stretched and wound up into a roll-shaped raw material, one or both of the lips are physically pushed and pulled out of the lip. Mechanical adjustment mechanism for adjusting, temperature adjusting mechanism for adjusting the temperature of the molten resin at the tip of the lip, thickness meter for measuring the thickness of the sheet after stretching, shape measuring means for measuring the outer diameter of the original fabric shape, or prediction When controlling the sheet thickness using the shape calculating means, the sheet thickness unevenness based on the information of the thickness gauge is used using the mechanical adjustment mechanism until the sheet thickness unevenness is within a range of 2% from the start of manufacture of the sheet. and performs deviation uneven thickness control to eliminate with its target value, and thereafter, based on information of the shape measuring means or shape operation means by using the temperature adjustment mechanism Hara It performs thickness unevenness control switches the deviation control to perform raw shape deviation control to eliminate shape deviations and the target value, and thereafter, when the thickness unevenness based on the information of the thickness gauge is out 3% range A method for producing a roll-shaped sheet , wherein the control is returned to thickness unevenness control of the mechanical adjustment mechanism .

前記機械的調整機構は、前記厚みむらの目標値制御のほかに、前記厚み計の情報から算出されるこぶ指数を目標値より小さくする制御を同時に行うことを特徴とする請求項１に記載のロール状シートの製造方法。Said mechanical adjustment mechanism, in addition to the reference value control of the thickness unevenness, according to claim 1, characterized in that the control to be smaller than the target value kelp index calculated from the information of the thickness meter at the same time A method for producing a roll sheet.

リップから溶融樹脂をシート状に押し出し、そのシートを延伸してロール状の原反に巻き上げるロール状シートの製造装置において、前記リップの間隙を前記リップの一方または両方を物理的に押し引きして調整する機械的調整機構、該リップ先端の溶融樹脂の温度を調整する温度調整機構、前記延伸後のシートの厚みを測定する厚み計、前記原反形状の外径を測定する形状測定手段または予測する形状演算手段を装備し、前記機械的調整機構は前記厚み計の情報に基づくシート厚みむらとその目標値との偏差をなくす制御を行い、また前記温度調整機構は前記形状測定手段または形状演算手段の情報に基づく原反形状偏差とその目標値との偏差をなくす制御を行う構成からなり、かつ前記機械的調整機構はシート製造開始からシート厚みむらが２％以内になるまで制御を行い、前記温度調整機構は前記シート厚みむらが２％に達したのち制御を行う構成にし、該前記温度調整機構による原反形状偏差制御に切り替えられた後、前記厚み計の情報に基づく厚みむらが３％以上となった場合、再び前記機械的調整機構の厚みむら制御に復帰させることを特徴とするロール状シートの製造装置。In a roll sheet manufacturing apparatus that extrudes molten resin from a lip into a sheet, and stretches and rolls the sheet into a roll-shaped original fabric, the gap between the lips is physically pushed or pulled by one or both of the lips. Mechanical adjustment mechanism for adjusting, temperature adjusting mechanism for adjusting the temperature of the molten resin at the tip of the lip, thickness meter for measuring the thickness of the sheet after stretching, shape measuring means for measuring the outer diameter of the original fabric shape, or prediction The mechanical adjustment mechanism performs control to eliminate a deviation between the sheet thickness unevenness and the target value based on the information of the thickness gauge, and the temperature adjustment mechanism is the shape measurement means or the shape calculation. Comprising a control for eliminating the deviation between the original shape deviation based on the information of the means and the target value, and the mechanical adjustment mechanism is configured to reduce the sheet thickness from the start of sheet production. There performs control until within 2%, after the temperature adjustment mechanism is switched to the sheet thickness unevenness is configured to perform the control after reaching 2% raw shape deviation control by front Stories temperature adjusting mechanism When the thickness unevenness based on the information of the thickness gauge becomes 3% or more , the roll-shaped sheet manufacturing apparatus returns to the thickness unevenness control of the mechanical adjustment mechanism again .

前記機械的調整機構は、前記厚みむらの目標値制御のほかに、前記厚み計の情報から算出されるこぶ指数を目標値より小さくする制御を同時に行うことを特徴とする請求項３に記載のロール状シートの製造装置。Said mechanical adjustment mechanism, in addition to the reference value control of the thickness unevenness, according to claim 3, characterized in that the control to be smaller than the target value kelp index calculated from the information of the thickness meter at the same time Roll sheet manufacturing equipment.