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JP6965194B2 - Film molding equipment - Google Patents
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Description

本発明は、フィルム成形装置に関する。 The present invention relates to a film molding apparatus.

ダイの吐出口からチューブ状に押し出された溶融樹脂を固化させてフィルムを成形するフィルム成形装置が知られている。フィルム成形装置では、フィルム厚と、折りたたまれたフィルムのフィルム幅とが要求される厚みと幅となるように、エアーリングが溶融樹脂に吹き付ける冷却風の風量である冷却風量や、引取機がフィルムを引き取る(引っ張る)速度である引取速度などを調整する。 A film molding apparatus is known in which a molten resin extruded in a tube shape from a die discharge port is solidified to form a film. In the film forming apparatus, the cooling air volume, which is the air volume of the cooling air blown by the air ring onto the molten resin, and the film by the taker so that the film thickness and the film width of the folded film are the required thickness and width. Adjust the pick-up speed, which is the pick-up speed (pull).

特開2017−177348号公報JP-A-2017-177348

本発明者は、フィルム成形装置の利便性を高める方法に想到するに至った。 The present inventor has come up with a method for enhancing the convenience of a film forming apparatus.

本発明は、こうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、利便性を高めたフィルム成形装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a film molding apparatus with enhanced convenience.

上記課題を解決するために、本発明のある態様のフィルム成形装置は、溶融樹脂を押し出してフィルムを成形するダイ装置と、フィルムの成形中に取得されるデータに基づいて樹脂粘度を推定する制御装置と、を備える。 In order to solve the above problems, the film molding apparatus according to an embodiment of the present invention is a die apparatus for extruding a molten resin to mold a film, and a control for estimating a resin viscosity based on data acquired during film molding. It is equipped with a device.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above components and those in which the components and expressions of the present invention are mutually replaced between methods, devices, systems and the like are also effective as aspects of the present invention.

本発明によれば、調整時間を短縮できるフィルム成形装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a film molding apparatus capable of shortening the adjustment time.

実施の形態に係るフィルム成形装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the film forming apparatus which concerns on embodiment. 図1のダイおよび冷却装置とその周辺を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the die and a cooling device of FIG. 1 and the periphery thereof. 図1のダイを示す上面図である。It is a top view which shows the die of FIG. 図1の制御装置の機能および構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function and structure of the control device of FIG.

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施の形態は、ダイから溶融樹脂を押し出し、それを固化させてフィルムを成形するフィルム成形装置である。フィルム成形装置は、フィルムの成形中に取得されるデータ、具体的には例えばフィルムに関するデータに基づいて、樹脂のせん断粘度および伸長粘度(以下、これらをまとめていうときや、特に区別しないときには「樹脂粘度」とよぶ)を推定する。これまでとは別の種類の樹脂に変更してフィルムを成形する場合、今回(樹脂の変更後に)推定された樹脂粘度と、今回とは別の樹脂で過去にフィルムを成形したときに推定された当該別の樹脂の樹脂粘度との差異を考慮して、その別の樹脂によりフィルムを成形したときにフィルム厚およびフィルム幅が要求を満たすよう調整されたときの冷却風量および引取速度から、今回の樹脂でフィルムを成形するときにフィルム厚およびフィルム幅が要求を満たすための冷却風量と引取速度を推定する。 Before concretely explaining the present invention, an outline will be described. An embodiment of the present invention is a film molding apparatus that extrudes a molten resin from a die and solidifies the molten resin to form a film. The film forming apparatus is based on the data acquired during the forming of the film, specifically, for example, the data on the film, and the shear viscosity and the extensional viscosity of the resin (hereinafter, when these are collectively referred to, or when not particularly distinguished, "resin". Estimate the viscosity). When molding a film by changing to a different type of resin than before, the resin viscosity estimated this time (after changing the resin) and the resin viscosity estimated this time (after changing the resin) are estimated when the film was molded in the past with a different resin. Considering the difference from the resin viscosity of the other resin, the cooling air volume and take-up speed when the film thickness and film width were adjusted to meet the requirements when the film was molded from the other resin, this time. Estimate the cooling air volume and take-up rate for the film thickness and film width to meet the requirements when molding the film with the resin of.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted as appropriate.

図1は、実施の形態に係るフィルム成形装置1の概略構成を示す。フィルム成形装置1は、チューブ状のフィルムを成形する。フィルム成形装置1は、ダイ装置2と、冷却装置3と、一対の安定板4と、引取機5と、厚み計測センサ6と、幅計測センサ22と、カメラ26と、制御装置7と、巻取機20と、を備える。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a film forming apparatus 1 according to an embodiment. The film forming apparatus 1 forms a tubular film. The film forming apparatus 1 includes a die apparatus 2, a cooling apparatus 3, a pair of stabilizers 4, a take-up machine 5, a thickness measuring sensor 6, a width measuring sensor 22, a camera 26, a control device 7, and a winding device. The taking machine 20 is provided.

ダイ装置2は、押出機(不図示)より供給された溶融樹脂をチューブ状に成形する。ダイ装置2は特に、リング状のスリット18(図2で後述)から溶融樹脂を押し出すことにより、溶融樹脂をチューブ状に成形する。冷却装置3は、ダイ装置2の上方に配置される。冷却装置3は、ダイ装置2から押し出された溶融樹脂に対して外側から冷却風を吹き付ける。溶融樹脂は冷却され、フィルムが成形される。 The die device 2 forms a molten resin supplied from an extruder (not shown) into a tube shape. The die device 2 particularly forms the molten resin into a tube shape by extruding the molten resin from a ring-shaped slit 18 (described later in FIG. 2). The cooling device 3 is arranged above the die device 2. The cooling device 3 blows cooling air from the outside onto the molten resin extruded from the die device 2. The molten resin is cooled and a film is formed.

一対の安定板4は、冷却装置3の上方に配置され、成形されたフィルムを引取機5に案内する。引取機5は、安定板4の上方に配置される。引取機5は、一対のピンチロール38を含む。一対のピンチロール38は、不図示のモータに駆動されて回転し、案内されたフィルムを引っ張り上げながら扁平に折りたたむ。巻取機20は、折りたたまれたフィルムを巻き取り、フィルムロール体11を形成する。 The pair of stabilizers 4 are arranged above the cooling device 3 and guide the formed film to the take-up machine 5. The take-up machine 5 is arranged above the stabilizer 4. The pick-up machine 5 includes a pair of pinch rolls 38. The pair of pinch rolls 38 are driven by a motor (not shown) to rotate, and fold the guided film flat while pulling it up. The winder 20 winds the folded film to form the film roll body 11.

厚み計測センサ6は、冷却装置3と安定板4との間に配置される。厚み計測センサ6は、チューブ状のフィルムの周りを周りながら、周方向の各位置におけるフィルム厚を計測する。厚み計測センサ6による計測値は制御装置7に送られる。 The thickness measurement sensor 6 is arranged between the cooling device 3 and the stabilizer 4. The thickness measurement sensor 6 measures the film thickness at each position in the circumferential direction while rotating around the tubular film. The value measured by the thickness measurement sensor 6 is sent to the control device 7.

幅計測センサ22は、引取機5と巻取機20との間に配置され、折りたたまれたフィルムのフィルム幅を検出する。幅計測センサ22による計測値は制御装置7に送られる。 The width measurement sensor 22 is arranged between the take-up machine 5 and the take-up machine 20 and detects the film width of the folded film. The value measured by the width measurement sensor 22 is sent to the control device 7.

カメラ26は、冷却装置3と安定板4との間に配置され、フィルム画像を撮影する。カメラ26は特に、樹脂が固まる位置であるフロストラインにおけるフィルム画像を撮影するように配置される。カメラ26により撮影されたフィルム画像は制御装置7に送られる。 The camera 26 is arranged between the cooling device 3 and the stabilizer 4 and takes a film image. The camera 26 is particularly arranged to capture a film image at the frost line, where the resin hardens. The film image taken by the camera 26 is sent to the control device 7.

制御装置7は、フィルムの成形中に取得されるデータに基づいて、樹脂粘度を推定する。また、制御装置7は、厚み計測センサ6から受け付けた計測値に応じた制御指令をダイ装置2に送り、フィルム厚の周方向におけるばらつきが小さくなるようにスリット18(特にその吐出口)の幅を調節させる。 The control device 7 estimates the resin viscosity based on the data acquired during the molding of the film. Further, the control device 7 sends a control command according to the measured value received from the thickness measurement sensor 6 to the die device 2, and the width of the slit 18 (particularly its discharge port) so as to reduce the variation in the film thickness in the circumferential direction. To adjust.

図2は、ダイ装置2および冷却装置3とその周辺を示す断面図である。図3は、ダイ装置2の上面図である。図3では、冷却装置3の表示を省略している。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing the die device 2 and the cooling device 3 and their surroundings. FIG. 3 is a top view of the die device 2. In FIG. 3, the display of the cooling device 3 is omitted.

ダイ装置2は、ダイ本体10と、内周部材12と、外周部材14と、複数(ここでは32個)の調節ユニット16と、を備える。内周部材12は、ダイ本体10の上面に載置される略円柱状の部材である。外周部材14は、環状の部材であり、内周部材12を環囲する。内周部材12と外周部材14との間には、リング状に上下方向に延びるスリット18が形成される。このスリット18を溶融樹脂が上側に向かって流れ、スリット18の吐出口(すなわち上端開口)18aから溶融樹脂が押し出され、冷却装置3に冷却され、吐出口18aの幅に応じた厚さのフィルムが形成される。 The die device 2 includes a die main body 10, an inner peripheral member 12, an outer peripheral member 14, and a plurality of (32 in this case) adjusting units 16. The inner peripheral member 12 is a substantially columnar member mounted on the upper surface of the die main body 10. The outer peripheral member 14 is an annular member and surrounds the inner peripheral member 12. A ring-shaped slit 18 extending in the vertical direction is formed between the inner peripheral member 12 and the outer peripheral member 14. The molten resin flows upward through the slit 18, the molten resin is extruded from the discharge port (that is, the upper end opening) 18a of the slit 18, cooled by the cooling device 3, and a film having a thickness corresponding to the width of the discharge port 18a. Is formed.

複数の調節ユニット16は、外周部材14の上端側を囲むように周方向にほぼ隙間なく配置される。調節ユニット16は特に、片持ち状に外周部材14に取り付けられる。複数の調節ユニット16の上方には冷却装置3が固定される。複数の調節ユニット16はそれぞれ、外周部材14に径方向内向きの押圧荷重または径方向外向きの引張荷重を付与できるよう構成される。外周部材14は、押圧荷重または引張荷重が付与されることによって弾性変形する。したがって、複数の調節ユニット16を調節することによって、吐出口18aの幅を周方向で部分的に調整でき、フィルム厚さを周方向で部分的に制御できる。フィルム厚に周方向でばらつきが生じている場合、例えば、肉厚が薄い部分に対応する(例えば肉厚が薄い部分の下方に位置する)調節ユニット16から外周部材14に引張荷重を付与させ、肉厚が薄い部分の下方の吐出口18aの間隙を大きくする。これにより、フィルム厚のばらつきが小さくなる。 The plurality of adjusting units 16 are arranged so as to surround the upper end side of the outer peripheral member 14 with almost no gap in the circumferential direction. The adjusting unit 16 is particularly cantilevered and attached to the outer peripheral member 14. A cooling device 3 is fixed above the plurality of adjusting units 16. Each of the plurality of adjusting units 16 is configured to be able to apply a radial inward pressing load or a radial outward tensile load to the outer peripheral member 14. The outer peripheral member 14 is elastically deformed by applying a pressing load or a tensile load. Therefore, by adjusting the plurality of adjusting units 16, the width of the discharge port 18a can be partially adjusted in the circumferential direction, and the film thickness can be partially controlled in the circumferential direction. When the film thickness varies in the circumferential direction, for example, a tensile load is applied to the outer peripheral member 14 from the adjusting unit 16 corresponding to the thin portion (for example, located below the thin portion). The gap of the discharge port 18a below the thin portion is increased. As a result, the variation in film thickness is reduced.

調節ユニット16は、一例としては図2に示すように、制御装置7からの制御指令に基づいて駆動するアクチュエータ24と、回動軸32を支点として支持され、アクチュエータ24の回転力を受けるレバー34と、外周部材14により軸線方向に変位可能に支持され、レバー34の作用点に支持された作動ロッド36と、含む。そして、レバー34の回転力が作動ロッド36の軸線方向の力に変換され、その軸線方向の力が内周部材12または外周部材14に対する荷重となり、レバー34がレバー34の作用点において作動ロッド36に直接力を付与する。 As an example, as shown in FIG. 2, the adjusting unit 16 has an actuator 24 that is driven based on a control command from the control device 7, and a lever 34 that is supported with the rotation shaft 32 as a fulcrum and receives the rotational force of the actuator 24. And the actuating rod 36 supported by the outer peripheral member 14 so as to be displaceable in the axial direction and supported by the action point of the lever 34. Then, the rotational force of the lever 34 is converted into a force in the axial direction of the operating rod 36, the force in the axial direction becomes a load on the inner peripheral member 12 or the outer peripheral member 14, and the lever 34 becomes the operating rod 36 at the point of action of the lever 34. Gives power directly to.

冷却装置3は、エアーリング8と、環状の整流部材9と、を備える。エアーリング8は、内周部が下方に凹んだリング状の筐体である。エアーリング8の内周部には、上側に開口したリング状の吹出口8aが形成されている。吹出口8aは特に、中心軸Aを中心とするリング状のスリット18と同心となるよう形成される。 The cooling device 3 includes an air ring 8 and an annular rectifying member 9. The air ring 8 is a ring-shaped housing having an inner peripheral portion recessed downward. A ring-shaped outlet 8a opened on the upper side is formed on the inner peripheral portion of the air ring 8. The air outlet 8a is particularly formed so as to be concentric with the ring-shaped slit 18 centered on the central axis A.

エアーリング8の外周部には、複数のホース口8bが周方向に等間隔で形成されている。複数のホース口8bのそれぞれにはホース(不図示)が接続され、このホースを介してブロワー(不図示)からエアーリング8内に冷却風が送り込まれる。エアーリング8内送り込まれた冷却風は、吹出口8aから吹き出て溶融樹脂に吹き付けられる。 A plurality of hose ports 8b are formed on the outer peripheral portion of the air ring 8 at equal intervals in the circumferential direction. A hose (not shown) is connected to each of the plurality of hose ports 8b, and cooling air is sent into the air ring 8 from a blower (not shown) via this hose. The cooling air sent into the air ring 8 is blown out from the air outlet 8a and blown onto the molten resin.

整流部材9は、吹出口8aを取り囲むようエアーリング8内に配置される。整流部材9は、エアーリング8内に送り込まれた冷却風を整流する。これにより、冷却風は、周方向において均一な流量、風速で、吹出口8aから吹き出る。 The rectifying member 9 is arranged in the air ring 8 so as to surround the air outlet 8a. The rectifying member 9 rectifies the cooling air sent into the air ring 8. As a result, the cooling air is blown out from the outlet 8a at a uniform flow rate and wind speed in the circumferential direction.

図4は、制御装置7の機能および構成を模式的に示すブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのCPUをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。 FIG. 4 is a block diagram schematically showing the functions and configurations of the control device 7. Each block shown here can be realized by elements such as the CPU of a computer or a mechanical device in terms of hardware, and can be realized by a computer program or the like in terms of software, but here, it is realized by their cooperation. The functional block is drawn. Therefore, it is understood by those skilled in the art that these functional blocks can be realized in various forms by combining hardware and software.

制御装置7は、種々の通信プロトコルにしたがって厚み計測センサ6、幅計測センサ22、およびカメラ26との通信処理を実行する通信部40と、ユーザによる操作入力を受け付け、また各種画面を表示部に表示させるU/I部42と、通信部40およびU/I部42から取得されたデータをもとにして各種のデータ処理を実行するデータ処理部46と、データ処理部46により参照、更新されるデータを記憶する記憶部48と、を含む。 The control device 7 receives an operation input by a user and a communication unit 40 that executes communication processing with the thickness measurement sensor 6, the width measurement sensor 22, and the camera 26 according to various communication protocols, and displays various screens on the display unit. Referenced and updated by the U / I unit 42 to be displayed, the data processing unit 46 that executes various data processing based on the data acquired from the communication unit 40 and the U / I unit 42, and the data processing unit 46. A storage unit 48 for storing data is included.

記憶部48は、対応関係記憶部64と、樹脂粘度記憶部66と、を含む。対応関係記憶部64は、フィルム厚と、そのフィルム厚を有するフィルムを目標のフィルム厚にするために調節ユニット16が外周部材14に加えるべき荷重とを対応付けて記憶する。樹脂粘度記憶部66は、樹脂の種類と、樹脂粘度と、その樹脂粘度が計測されたときの引取速度と、冷却風量と、を対応づけて記憶する。なお、樹脂粘度記憶部66には、これらのデータが冷却風量および引取速度の調整が完了する前のデータであるか完了した後のデータであるかが区別可能に記憶されてもよい。 The storage unit 48 includes a correspondence storage unit 64 and a resin viscosity storage unit 66. The correspondence storage unit 64 stores the film thickness and the load that the adjusting unit 16 should apply to the outer peripheral member 14 in order to make the film having the film thickness a target film thickness in association with each other. The resin viscosity storage unit 66 stores the type of resin, the resin viscosity, the take-up speed when the resin viscosity is measured, and the cooling air volume in association with each other. The resin viscosity storage unit 66 may be able to distinguish whether these data are the data before the adjustment of the cooling air volume and the take-up speed is completed or the data after the adjustment is completed.

データ処理部46は、取得部50と、決定部52と、調節動作制御部54と、樹脂粘度推定部56と、表示制御部58と、を含む。取得部50は、厚み計測センサ6により計測されたフィルム厚、幅計測センサ22により計測されたフィルム幅、およびカメラ26により撮影されたフィルム画像を取得する。 The data processing unit 46 includes an acquisition unit 50, a determination unit 52, an adjustment operation control unit 54, a resin viscosity estimation unit 56, and a display control unit 58. The acquisition unit 50 acquires the film thickness measured by the thickness measurement sensor 6, the film width measured by the width measurement sensor 22, and the film image captured by the camera 26.

決定部52は、フィルム厚の周方向におけるばらつきを小さくするために各調節ユニット16が外周部材14に付与すべき荷重を決定する。決定部52は特に、厚み計測センサ6によって測定された周方向の各位置におけるフィルム厚と、対応関係記憶部64とを参照して、外周部材14に付与すべき荷重を決定する。 The determination unit 52 determines the load to be applied to the outer peripheral member 14 by each adjustment unit 16 in order to reduce the variation in the film thickness in the circumferential direction. In particular, the determination unit 52 determines the load to be applied to the outer peripheral member 14 with reference to the film thickness at each position in the circumferential direction measured by the thickness measurement sensor 6 and the correspondence storage unit 64.

調節動作制御部54は、決定部52により決定された荷重を外周部材14に付与するように、調節ユニット16に制御指令を送信する。 The adjustment operation control unit 54 transmits a control command to the adjustment unit 16 so as to apply the load determined by the determination unit 52 to the outer peripheral member 14.

樹脂粘度推定部56は、せん断粘度推定部60と、伸長粘度推定部62と、を含む。 The resin viscosity estimation unit 56 includes a shear viscosity estimation unit 60 and an extensional viscosity estimation unit 62.

せん断粘度推定部60は、せん断粘度(μ)を推定する。本実施の形態では、せん断粘度推定部60は、以下の式(1)によりせん断粘度(μ)を推定する。
μ=t/γ (1)
ここで、
t:せん断応力
γ:せん断速度
である。
The shear viscosity estimation unit 60 estimates the shear viscosity (μ). In the present embodiment, the shear viscosity estimation unit 60 estimates the shear viscosity (μ) by the following equation (1).
μ = t / γ (1)
here,
t: Shear stress γ: Shear velocity.

本実施の形態では、せん断応力(t)、せん断速度(γ)について、以下の式(2)、(3)が成立するものとみなす。
t=F/S ・・・(2)
γ=v/H ・・・(3)
ここで、
F:フィルムが引取機5に引き取られる(引っ張られる)力である引取力[N]
S:成形されたフィルムの断面積[m
v:フィルムが引取機5に引き取られる(引っ張られる)速度である引取速度(フロストラインにおけるフィルムの移動速度)[m/s]
H:フィルム厚[m]
である。
In the present embodiment, it is considered that the following equations (2) and (3) are satisfied for the shear stress (t) and the shear rate (γ).
t = F / S ・ ・ ・ (2)
γ = v / H ・ ・ ・ (3)
here,
F: The pulling force [N], which is the force at which the film is picked up (pulled) by the picking machine 5.
S: Cross-sectional area of the molded film [m 2 ]
v: Pick-up speed (moving speed of the film in the frost line) [m / s], which is the speed at which the film is picked up (pulled) by the pick-up machine 5.
H: Film thickness [m]
Is.

断面積(S)は、フィルムの円周(2πy)と、フィルム厚(H)とを用いて、以下の式(4)で表される。
S=2πy×H
=2πyH ・・・(4)
ここで、
y:成形されたフィルムの半径[m]
である。
The cross-sectional area (S) is represented by the following formula (4) using the circumference (2πy) of the film and the film thickness (H).
S = 2πy × H
= 2πyH ・ ・ ・ (4)
here,
y: Radius of the molded film [m]
Is.

フィルムの半径(y)は、以下の式(5)で表される。
y=w/π ・・・(5)
ここで、
w:フィルム幅[m]
である。
式(5)は、フィルムの円周(2πy)がフィルム幅(w)の2倍と等しいことから導かれる。
The radius (y) of the film is represented by the following formula (5).
y = w / π ・ ・ ・ (5)
here,
w: Film width [m]
Is.
Equation (5) is derived from the fact that the circumference (2πy) of the film is equal to twice the film width (w).

したがって、式(1)は、以下の式(6)のように書き換えられる。
μ=F/2wv ・・・(6)
Therefore, the equation (1) can be rewritten as the following equation (6).
μ = F / 2wv ・ ・ ・ (6)

伸長粘度推定部62は、伸長粘度(η)を推定する。本実施の形態では、伸長粘度推定部62は、以下の式(7)により伸長粘度(η)を推定する。
η=σ/ε (7)
ここで、
σ:伸長応力
ε:伸長速度
である。
The extensional viscosity estimation unit 62 estimates the extensional viscosity (η). In the present embodiment, the extensional viscosity estimation unit 62 estimates the extensional viscosity (η) by the following equation (7).
η = σ / ε (7)
here,
σ: Elongation stress ε: Elongation speed.

本実施の形態では、伸長応力(σ)、伸長速度(ε)について、以下の式(8)、(9)が成立するものとみなす。
σ=F/S ・・・(8)
ε=v/L ・・・(9)
ここで、
L:ダイ装置2の吐出口18aからフロストラインまでの高さであるフロストライン高さ[m]
である。
In the present embodiment, it is considered that the following equations (8) and (9) are satisfied for the elongation stress (σ) and the elongation rate (ε).
σ = F / S ・ ・ ・ (8)
ε = v / L ・ ・ ・ (9)
here,
L: Frost line height [m], which is the height from the discharge port 18a of the die device 2 to the frost line.
Is.

したがって、式(7)は、以下の式(10)に書き換えられる。
η=FL/2wHv ・・・(10)
Therefore, the equation (7) is rewritten into the following equation (10).
η = FL / 2wHv ・ ・ ・ (10)

せん断粘度推定部60、伸長粘度推定部62はそれぞれ、せん断粘度、伸長粘度を推定すると、引取速度および冷却風量と対応付けて樹脂粘度記憶部66に記憶させる。 When the shear viscosity and the extensional viscosity are estimated by the shear viscosity estimation unit 60 and the extensional viscosity estimation unit 62, respectively, they are stored in the resin viscosity storage unit 66 in association with the take-up speed and the cooling air volume.

せん断粘度(μ)、伸長粘度(η)を式(6)、(10)により推定するに当たり、式(6)、(10)の各パラメータに入力する値は次のようにして特定できる。引取力Fは、引取機5の一対のピンチロール38を駆動するモータに流れた駆動電流を検出することにより特定できる。フィルム幅wは、幅計測センサ22により計測される。引取速度vは、一対のピンチロール38を駆動するモータの回転数を検出することにより特定できる。フロストライン高さは、カメラ26により撮影されたフィルム画像からユーザが目視で特定できる。フィルム厚Hは、厚み計測センサ6により計測される。つまり、せん断粘度(μ)、伸長粘度(η)は、フィルム成形装置1に一般に備わっている装置からの計測値等により、推定できる。 When estimating the shear viscosity (μ) and the extensional viscosity (η) by the equations (6) and (10), the values to be input to the parameters of the equations (6) and (10) can be specified as follows. The take-up force F can be specified by detecting the drive current flowing through the motor that drives the pair of pinch rolls 38 of the take-up machine 5. The film width w is measured by the width measurement sensor 22. The take-up speed v can be specified by detecting the rotation speed of the motor that drives the pair of pinch rolls 38. The frost line height can be visually specified by the user from the film image taken by the camera 26. The film thickness H is measured by the thickness measuring sensor 6. That is, the shear viscosity (μ) and the extensional viscosity (η) can be estimated from the measured values from the apparatus generally provided in the film forming apparatus 1.

なお、フロストライン高さLは、熱伝達係数(HTC)が既知ならば、以下の式(11)から推定することもできる。この場合、カメラ26が不要となる。
L=mCp/HTC×ln{−(Tdie−Tair)/(−Tsolid+Tair)}×1/2πy ・・・(11)
ここで、
m:質量流量
Cp:熱容量[J/Kg/K]
die:ダイ装置2から押し出される溶融樹脂の温度
air:冷却装置3が溶融樹脂に吹き付ける冷却風の温度
solid:樹脂が固化する温度
である。
The frost line height L can also be estimated from the following equation (11) if the heat transfer coefficient (HTC) is known. In this case, the camera 26 becomes unnecessary.
L = mCp / HTC × ln { - (T die -T air) / (- T solid + T air)} × 1 / 2πy ··· (11)
here,
m: Mass flow rate Cp: Heat capacity [J / Kg / K]
T die : The temperature of the molten resin extruded from the die device 2 T air : The temperature of the cooling air blown by the cooling device 3 onto the molten resin T solid : The temperature at which the resin solidifies.

表示制御部58は、樹脂粘度推定部56が推定した樹脂粘度を所定の表示部に表示させる。この際、表示制御部58は、樹脂粘度記憶部66を参照して、今回とは別の樹脂で過去にフィルムを成形したときに推定された当該別の樹脂の樹脂粘度と、その別の樹脂によりフィルムを成形したときにフィルム厚およびフィルム幅が要求を満たすよう調整されたときの冷却風量および引取速度を、今回推定された樹脂粘度と併せて表示する。特に限定しないが、表示制御部58は、過去の成形での樹脂粘度、引取速度、冷却風量として、調整完了後に推定等された樹脂粘度、引取速度、冷却風量の各平均値を表示させてもよい。 The display control unit 58 causes a predetermined display unit to display the resin viscosity estimated by the resin viscosity estimation unit 56. At this time, the display control unit 58 refers to the resin viscosity storage unit 66, and refers to the resin viscosity of the other resin estimated when the film was molded in the past with a resin different from this time, and the other resin. The cooling air volume and take-up rate when the film thickness and film width are adjusted to meet the requirements when the film is formed by the above are displayed together with the resin viscosity estimated this time. Although not particularly limited, the display control unit 58 may display the average values of the resin viscosity, the take-up speed, and the cooling air volume estimated after the adjustment is completed as the resin viscosity, the take-up speed, and the cooling air volume in the past molding. good.

以上のように構成されたフィルム成形装置1の動作を説明する。
これまでとは別の種類の樹脂に変更してフィルムを成形する場合、まずユーザは、引取速度と、ダイ装置2から単位時間当たりに押し出されるの樹脂の量である押出量と、押し出された溶融樹脂を膨らませるために内周部材12に形成されている不図示の吹出口から単位時間当たりに吹き出させる空気の量である吹出量と、冷却風量と、を決定する。
The operation of the film forming apparatus 1 configured as described above will be described.
When molding a film by changing to a different type of resin than before, the user first has the take-up speed, the extrusion amount, which is the amount of resin extruded from the die device 2 per unit time, and the extruded amount. The amount of air blown out per unit time from an air outlet (not shown) formed on the inner peripheral member 12 for expanding the molten resin and the amount of cooling air are determined.

フィルムの成形が開始されると、ユーザは、フィルム厚およびフィルム幅が要求を満たすように、引取速度、押出量、吹出量および冷却風量を調整する。この際、ユーザは、引取速度と冷却風量とを調整するに当たり、制御装置7により所定の周期で推定される樹脂粘度と、過去の成形で推定等された樹脂粘度、引取速度、冷却風量とを参考にして調整する。具体的にはユーザは、今回推定された樹脂粘度と、今回とは別の樹脂で過去にフィルムを成形したときに推定された当該別の樹脂の樹脂粘度との差異を考慮して、その別の樹脂によりフィルムを成形したときにフィルム厚およびフィルム幅が要求を満たすよう調整されたときの冷却風量および引取速度から、今回の樹脂でフィルムを成形するときにフィルム厚およびフィルム幅が要求を満たすための冷却風量と引取速度を推測する。 Once the film formation is initiated, the user adjusts the take-up rate, extrusion rate, blowout rate and cooling air volume so that the film thickness and film width meet the requirements. At this time, when adjusting the take-up speed and the cooling air volume, the user determines the resin viscosity estimated by the control device 7 at a predetermined cycle, and the resin viscosity, the take-up speed, and the cooling air volume estimated in the past molding. Adjust with reference. Specifically, the user considers the difference between the resin viscosity estimated this time and the resin viscosity of the other resin estimated when the film was molded in the past with a resin different from this time. From the cooling air volume and take-up speed when the film thickness and film width are adjusted to meet the requirements when the film is molded with the resin of this time, the film thickness and film width meet the requirements when molding the film with the resin this time. Estimate the cooling air volume and take-up speed for this.

一例としてはユーザは、今回推定された樹脂粘度と過去の成形で推定された樹脂粘度のそれぞれについて、せん断粘度に対する伸長粘度の比を算出してもよい。この比が大きいほどフィルムは延びにくいため、今回の成形に用いられている樹脂についての比が、過去の成形で用いられていた樹脂についての比より大きいほど、冷却風量および/または引取速度を高くし、小さいほど、冷却風量および/または引取速度を低くしてもよい。なお、過去の成形での樹脂粘度等のデータとして複数種類の樹脂の樹脂粘度等がある場合は、樹脂粘度が一番近い樹脂の冷却風量および引取速度から、今回の冷却風量と引取速度を推測してもよい。 As an example, the user may calculate the ratio of the extensional viscosity to the shear viscosity for each of the resin viscosity estimated this time and the resin viscosity estimated in the past molding. The larger this ratio is, the more difficult it is for the film to stretch. Therefore, the larger the ratio for the resin used in this molding is for the resin used in the past molding, the higher the cooling air volume and / or the take-up speed. However, the smaller the amount, the lower the cooling air volume and / or the take-up speed may be. If there are multiple types of resin viscosities such as resin viscosities in past molding, the current cooling air volume and take-up rate can be estimated from the cooling air volume and take-up rate of the resin with the closest resin viscosity. You may.

上述の調整が完了した後も、制御装置7は所定の周期で樹脂粘度を推定しつづけ、推定した樹脂粘度を引取速度および冷却風量と対応付けて樹脂粘度記憶部66に記憶させる。今回、樹脂粘度記憶部66に記憶されたデータは、さらに別の樹脂に変更する場合等の調整に使用される。 Even after the above adjustment is completed, the control device 7 continues to estimate the resin viscosity at a predetermined cycle, and stores the estimated resin viscosity in the resin viscosity storage unit 66 in association with the take-up speed and the cooling air volume. This time, the data stored in the resin viscosity storage unit 66 is used for adjustment such as when changing to another resin.

また、上述の調整と並行してまたは上述の調整の完了後に、制御装置7は、厚み計測センサ6による計測値に応じた制御指令をダイ装置2に送り、フィルム厚の周方向におけるばらつきが小さくなるようにスリット18の幅を調節させる。 Further, in parallel with the above-mentioned adjustment or after the above-mentioned adjustment is completed, the control device 7 sends a control command according to the value measured by the thickness measurement sensor 6 to the die device 2, and the variation in the film thickness in the circumferential direction is small. The width of the slit 18 is adjusted so as to be.

続いて、本実施の形態による効果を説明する。本実施の形態に係るフィルム成形装置1によると、成形中に取得されるデータに基づいて、樹脂粘度が推定される。したがって例えば、これまでとは別の種類の樹脂に交換してフィルムを成形する場合、今回推定された樹脂粘度と、今回とは別の樹脂で過去にフィルムを成形したときに推定された当該別の樹脂の樹脂粘度との差異を考慮して、その別の樹脂よりフィルムを成形したときにフィルム厚およびフィルム幅が要求を満たすよう調整したときの冷却風量および引取速度から、今回の樹脂でフィルムを成形するときにフィルム厚およびフィルム幅が要求を満たすための冷却風量と引取速度を推測できる。これにより、比較的短時間でフィルム成形装置1を調整することが可能となる。 Subsequently, the effect of the present embodiment will be described. According to the film molding apparatus 1 according to the present embodiment, the resin viscosity is estimated based on the data acquired during molding. Therefore, for example, when the film is molded by exchanging with a different type of resin than before, the resin viscosity estimated this time and the difference estimated when the film was molded in the past with a resin different from this time. Considering the difference from the resin viscosity of the resin in the above, when the film is molded from the other resin, the film thickness and the film width are adjusted to meet the requirements. It is possible to estimate the cooling air volume and the take-up speed for the film thickness and film width to meet the requirements when molding. This makes it possible to adjust the film forming apparatus 1 in a relatively short time.

また、本実施の形態に係るフィルム成形装置1によると、基本的には、フィルム成形装置1に一般に備わっている装置からの計測値等により樹脂粘度を推定できる。一般に、樹脂粘度を取得するには、そのための専用の装置を用意して計測したり、専門の業者に計測を依頼したりすることになる。本実施の形態に係るフィルム成形装置1によれば、それらが不要であるため、コストを抑えられる。 Further, according to the film forming apparatus 1 according to the present embodiment, the resin viscosity can be basically estimated from the measured value or the like from the apparatus generally provided in the film forming apparatus 1. Generally, in order to obtain the resin viscosity, a dedicated device for that purpose is prepared for measurement, or a specialized contractor is requested to perform the measurement. According to the film forming apparatus 1 according to the present embodiment, since they are unnecessary, the cost can be suppressed.

以上、実施の形態に係るフィルム成形装置の構成と動作ついて説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The configuration and operation of the film forming apparatus according to the embodiment have been described above. It will be appreciated by those skilled in the art that these embodiments are exemplary and that various modifications are possible in the combination of their respective components, and that such modifications are also within the scope of the present invention.

実施の形態では、ダイ装置2の吐出口18aが環状であるいわゆる丸ダイである場合について説明したが、これに限られない。実施の形態の技術思想の少なくとも一部は、吐出口が直線状であるいわゆるTダイにも適用できる。 In the embodiment, the case where the discharge port 18a of the die device 2 is a so-called round die having an annular shape has been described, but the present invention is not limited to this. At least a part of the technical idea of the embodiment can be applied to a so-called T-die having a linear discharge port.

実施の形態では特に言及しなかったが、制御装置7は、樹脂粘度を用いて所定の式により成形安定度を算出してもよい。例えば制御装置7は、せん断粘度に対する伸長粘度の比を、成形安定度として算出してもよい。そして制御装置7は、この比が小さいほどフィルムが延びやすく、冷却装置3からの冷却風を受けて振動しやすい。したがって、制御装置7は、冷却風量について比の大きさに応じた閾値を設け、ユーザがその閾値を越える冷却風量を設定した場合に、フィルムが振動しうる不安定な設定であることを音や表示によりユーザに警告してもよい。 Although not particularly mentioned in the embodiment, the control device 7 may calculate the molding stability by a predetermined formula using the resin viscosity. For example, the control device 7 may calculate the ratio of the extensional viscosity to the shear viscosity as the molding stability. The smaller the ratio, the easier it is for the control device 7 to stretch the film, and the more likely it is that the control device 7 receives the cooling air from the cooling device 3 and vibrates. Therefore, the control device 7 sets a threshold value for the cooling air volume according to the magnitude of the ratio, and sounds that the film is an unstable setting that can vibrate when the user sets the cooling air volume exceeding the threshold value. The display may warn the user.

上述した実施の形態および変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施の形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。 Any combination of the embodiments and modifications described above is also useful as an embodiment of the present invention. The new embodiments resulting from the combination have the effects of the combined embodiments and variants.

1 フィルム成形装置、 2 ダイ装置、 7 制御装置、 56 樹脂粘度推定部、 60 断粘度推定部、 62 伸長粘度推定部。 1 film forming device, 2 die device, 7 control device, 56 resin viscosity estimation unit, 60 break viscosity estimation unit, 62 extensional viscosity estimation unit.

Claims (4)

溶融樹脂を押し出してフィルムを成形するダイ装置と、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
フィルムの成形中に取得されるデータに基づいてフィルムの成形に用いられる樹脂の樹脂粘度を推定する樹脂粘度推定部と、
フィルムの成形に用いられる樹脂の種類と、前記樹脂粘度推定部により推定されたその樹脂の樹脂粘度と、樹脂粘度が推定されたときの引取速度および冷却風量と、を含む樹脂粘度情報を記憶する樹脂粘度記憶部と、を含み、
前記樹脂粘度記憶部は、今回とは別の樹脂で過去にフィルムを成形したときの樹脂粘度情報を記憶しており、
前記制御装置はさらに、
今回とは別の樹脂で過去にフィルムを成形したときに推定された当該別の樹脂の樹脂粘度と、その別の樹脂によりフィルムを成形したときにフィルム厚およびフィルム幅が要求を満たすよう調整されたときの引取速度および冷却風量を、今回推定された樹脂粘度と併せて表示する表示制御部と、
ユーザによる引取速度および冷却風量の入力を受け付ける入力部と、を含むことを特徴とするフィルム成形装置。
A die device that extrudes molten resin to form a film,
Equipped with a control device,
The control device is
A resin viscosity estimation unit that estimates the resin viscosity of the resin used for film molding based on the data acquired during film molding, and a resin viscosity estimation unit.
Stores resin viscosity information including the type of resin used for film molding, the resin viscosity of the resin estimated by the resin viscosity estimation unit, and the take-up speed and cooling air volume when the resin viscosity is estimated. Including a resin viscosity storage unit
The resin viscosity storage unit stores resin viscosity information when a film was molded in the past with a resin different from this time.
The control device further
The resin viscosity of the other resin estimated when the film was molded with a different resin in the past, and the film thickness and film width are adjusted to meet the requirements when the film is molded with the other resin. A display control unit that displays the take-up speed and cooling air volume at the time together with the resin viscosity estimated this time.
A film molding apparatus including an input unit that receives input of a take-up speed and a cooling air volume by a user.
前記樹脂粘度推定部は、フィルムが引き取られる力である引取力をF、フィルムの断面積をSとするとき、F/Sをせん断応力とみなし、フィルムが引き取られる速度である引取速度をv、フィルムの厚みをHとするとき、v/Hをせん断速度とみなし、せん断応力をt、せん断速度をγとするとき、t/γを樹脂粘度としてのせん断粘度推定することを特徴とする請求項1に記載のフィルム成形装置。 When the take-up force, which is the force with which the film is taken up, is F, and the cross-sectional area of the film is S, the resin viscosity estimation unit regards F / S as shear stress, and sets the take-up speed, which is the speed at which the film is taken up, as v. when the thickness of the film and H, the v / H and all the shear rate, when the shear stress t, the shear rate and gamma, and the estimating means estimates the t / gamma and shear viscosity as a tree fat viscosity The film forming apparatus according to claim 1. 前記樹脂粘度推定部は、フィルムが引き取られる力である引取力をF、フィルムの断面積をSとするとき、F/Sを伸長応力と見なし、フィルムが引き取られる速度である引取速度をv、フロストラインの高さをLとするとき、v/Lを伸長速度とみなし、伸長応力をσ、伸長速度をεとするとき、σ/εを樹脂粘度としての伸長粘度推定することを特徴とする請求項1または2に記載のフィルム成形装置。 When the take-up force, which is the force with which the film is taken up, is F, and the cross-sectional area of the film is S, the resin viscosity estimation unit regards F / S as an extensional stress, and sets the take-up speed, which is the speed at which the film is taken up, as v. when the frost line height and L, v / L was elongation rate and all, the tensile stress sigma, when the elongation rate and epsilon, to estimate the sigma / epsilon and elongational viscosity as a tree fat viscosity The film forming apparatus according to claim 1 or 2. 前記樹脂粘度記憶部は、樹脂粘度情報を、引取速度および冷却風量の調整が完了前であるか完了後であるか区別可能に記憶することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のフィルム成形装置。The resin viscosity storage unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin viscosity storage unit can distinguish whether the adjustment of the take-up speed and the cooling air volume is before or after the completion. Film molding equipment.
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