JPH04185422A - インフレーション成形ラインにおけるフロストライン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、押出成形機の押し出し方向前方に取り付けら
れた金型から、連続した円筒状薄膜樹脂が上方に向かっ
て押し出されるとともに、前記金型の近傍に、押し出さ
れた円筒状薄膜樹脂を外側から冷却する冷却装置が設け
られたインフレーション成形ラインに関し、より詳細に
は、金型から押し出された円筒状薄膜樹脂のフロストラ
インを最適位置に保つ制御を行うフロストライン制御装
置に関する。

（従来の技術） 従来より、インフレーション成形ラインにおいては、金
型より押し出される円筒状薄膜樹脂の品質１７例えば樹
脂膜厚、強度等を＝一定に保つために、作業者が押し出
される円筒状薄膜樹脂のフし７ストラインの高さを直接
目で確認し、冷却装置の冷却風量をボリューム操作する
ことによって、フロストラインを一定に保−つよ・うに
調整するといった方法が行われている。

また、このようなフロスト・ラインを一定に保°つ自動
化装置とし、て、従来より金型の押し出し部分にカメラ
を設置し７、このカメラを通して入力された円筒状薄膜
樹脂の形状パターンを画像処理システムによって認識し
、この認識した形状パターンと予めデータヘースに保持
された基本パターンとを比較して、認識し７た形状パタ
ーンを基本パターンに−・致させるように制御するもの
がある。

またこれとは別に、放射温度計で円筒状薄膜樹脂のある
一点での樹脂温度を測定し、その点での樹脂温度を一定
に保つことによって、間接的にフロストラインを一定に
保つよ−）にする方法が考えられる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記し、た画像処理システムを利用する
方法では、システム自体が高価なため、インフレーショ
ン成形ラインの設備全体のコストが上昇するといった問
題があった。また、画像処理システムでは、円筒状薄膜
樹脂を撮るためのカメラと円筒状薄膜樹脂とを一定距ａ
Ｃご保ち、しかもその間に物を置くことができないとい
う制約があり、広い設置スペースを必要とするといった
問題もあった。

一方、円筒状薄膜樹脂のある一点での樹脂温度を一定に
保つ方法は、ある点での樹脂温度を一定に保つことによ
って、間接的にフロストラインを一定に保とうとするも
のであり、フロストライン位置を具体的に測定するもの
ではない。そのため、この方法では、円筒状薄膜樹脂の
サイズを変更する場合、そのサイズに合った最適なフロ
ストライン位置となるように、操作者が一旦手動でフロ
ストライン位置を変更した後、再度制御を開始しなけれ
ばならず、成形時に自動的にサイズを変更することがで
きないといった問題があった。

本発明は係る実情に鑑みてなされたもので、その目的は
、押し出された円筒状薄膜樹脂の流れ方向の樹脂表面温
度分布から円筒状薄膜樹脂のフ１１１ストライン位置を
求め、この求めたフロストライン位置が予め記憶してい
るフロストライン最適位置ど〜敗するように冷却装置の
冷却風量の制御を行うフロストライン制御装置を折供す
ることにある。

（課題を解決するだめの手段） 上記課題を解決するため、本発明のインフレーション成
形ラインにおけるフロストライン制御装置は、押出成形
機の押し出し方向前方に取り付けられた金型から、連続
した円筒状１ｔｌＱ樹脂が上方に向かって押し出される
とともに、前記金型の近傍に、押し出された円筒状薄膜
樹脂を外側から冷却する冷却装置が設けられたインフレ
ーション成形ラインにおいて、金型から押し出された前
記円筒状薄膜樹脂の流ね方向の樹脂表面温度分布を測定
する温度測定手段と、この温度測定１〜段による樹脂表
面温度分布の測定結果に基づいて前記円筒状薄膜樹脂の
フロストライン位置を求める位置演算手段と、前記円筒
状薄膜樹脂の各サイズ毎のソロストライン最適位置を記
憶している記憶手段と、前記（立置演算手段乙こよって
求められたフロストライン位置が、前記記憶り段から読
み出されたフロストライン最適位置に一致するように、
前記冷却装置の冷却風量を制御する制御手段とを備えた
構成と」−る。

（作用） 金型のＬ方に、この金型から押し出された円筒状薄膜樹
脂の流れ方向の樹脂表面温度分布を測定する温度測定手
段を設ける。位１演算手段では、この温度測定手段によ
る樹脂表面温度分布の測定結果に基づき、温度分布と円
筒状薄膜樹脂の形状とが相位であることを利用して、前
記円筒状薄膜樹脂のフロストライン位置を求める演算を
行・う。

制御手段では、この位置演算手段によって求められた実
際のフロストライン位置と、記憶手段から読み出した円
筒状薄膜樹脂の各サイズ毎のフロストライン最適位置の
うち対応するフロストライン最適位置との比較を行って
その偏差を求め、該偏差が零となるように、冷却装置の
冷却風量の制御を行う。これにより、フロストラインの
高さ（具体的には、金型押出口からの高さ。）が一定に
保たれ、その結果円筒状薄膜樹脂の品質を均一に保つこ
とができる。ここで、フロストラインとは、円筒状薄膜
樹脂（インフレーションフィルム）が冷却により最終直
径に到達した点に生じる乳白色の環状帯のことである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明のフロストライン制御装置を備えたイン
フレーション成形ラインの概略構成図である。

同図において、押出成形機１の押出方向Ａ、の前方に金
型２が連結され、この金型２から円筒状薄膜樹脂（以下
、インフレーションフィルムという。）３が上方に向け
て押し出されるようになっている。押出成形機１には、
押出用モータ（図示省略）によって回転駆動される押出
スクリュー（図示省略）が設けられ、原料ホッパ１２に
投入された樹脂はこの押出スクリューによって金型２内
へ順次押し出されるようになっている。

インフレーションフィルム３の材料としては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹
脂が用いられる。

また、インフレーションフィルム３内には、金型２内を
通して圧縮空気源４から圧縮空気が送入されるようにな
っており、インフレーションフィルム３内の空気量を一
定に保持することにより、一定形状の膨らみに維持する
ようになっている。

また、前記金型２の上方位置には、押し出されたインフ
レーションフィルム３を冷却するための冷ｍ　吹出器２
０　ａが、該インフレーションフィルム３の周囲を囲む
ようにして配置されている。この冷風吹出器２０ａには
、冷却装置２０から風量を調整可能に冷風が送風される
ようになっている。

冷却装置２０は、プロセスコントローラからなるＭ扉部
３０からの風量設定変更指示を示す制御信号に基づき、
冷風吹出器２０ａから吹き出す冷風の風量を調整するよ
うになっており、図示は省略しているが、制御部３０か
らの風量設定変更指示に応じて風量を可変できるインバ
ータモータを備えている。ただし、インバータモータに
限らず、同様の機能を有するモータ（例えば、ＤＣモー
タ等）でもよい。

また、この冷却吹出器２０ａの上方位置には、押し出さ
れたインフレーションフィルム３の樹脂表面温度を測定
するためのスポット放射温度計２５が配置されている。

このスポット放射温度計２５は、制御部３０からの制御
信号に基づく移動装置３３の駆動により、インフレーシ
ョンフィルム３の流れ方向Ａ２に沿って上下移動可能に
設けられている。その移動上限位置Ｕ及び移動下限位１
ｉＦＤは、インフレーションフィルム３を種々のサイズ
に成形したときの各フロストライン最適位置を全て内包
するように設定されており、その値は予め制御部３０内
に登録されている。また、スポット放射温度計２５によ
って測定された樹脂表面の温度分布データは、デジタル
データに変換されて位置演算部３２に導かれている。ま
た、位置演算部３２には、移動装置３３からスポット放
射温度計２５の高さ方向の位置を示す位置データが導か
れており、位置演算部３２の出力は制御部３０に導かれ
ている。

位置演算部３２は、スポット放射温度計２５の移動中の
温度データを取り込むようになっている。

温度分布データとインフレーションフィルム３の形状と
は第２図に示すように相似であることから、位置演算部
３２は、この取り込んだ温度分布データと、第２図に示
すグラフのデータとから、温度平衡値（すなわち、スポ
ット放射温度計２５の位置が移動しても測定温度が大き
く変化せず、温度が平衡する値）となる境界値を求める
。そして、移動装置３３からの位置データに基づき、そ
の境界値Ｔ、に対応するスポット放射温度計２５の高さ
方向の位置をインフレーションフィルム３のフロストラ
イン実測位置ＬＨとして求める。位置演算部３２は、こ
の求めたフロストライン実測位置１、Ｎを示ｔデータを
制御部３０に！すえるよ・）にな、っている。

また、８スポット放射温度計２５のさらにＬ方（装置Ｓ
こ：、よ、イン７Ｌ・−ジョンフィルム３をｚ内するた
めの案内板２１．ａ、２１ｂがｒハ」字状に配置されて
おり、この案内板２１ａ、２１ｂを通ったインフレーシ
ヨンフイルム３は、引取用モータ２３によって駆動され
るｆ：）　−″）２２　ａ　、　　２２　ｂからなる引
取機２２を介し７て一つ折りに折り畳まれた後、巻取機
（し１）、省゛略）に巻き取られるよ・）になっている
。

また、制御部３０には、制御用のパラメータを設定する
データ設定用キーボード２６の出力が導かれているとと
もに、制御状態をモニタするディスグレイ２７が接続さ
れている。また、制御部３０には、成形するイン７し・
−ジョンフィルム３の各種サイズにおけるフロストライ
ン最適位置し、のデータを記憶する記憶部３１が双方向
性に接続されている 制御部３０では２．データ設定用キーボード２６等から
入力されたインフレ−ションフィルム３の各種サイズに
おけるフ０ストライ゛、／最適位置１゜のデータを記憶
部３１！、：′格納する。また、制御部３０は１、位置
演算部３２．から得られた″りτ」ストライン実測位置
Ｉ、８と、記憶部３１に格納されている各種４ｊイズの
２０スＦライン最適位ｉｔ　１．、、−　ｓのうち対応
するサイズのフ１．コストライ：／最適位置Ｉ１、との
比較を行って、偏差Δｉ、、　＝　１１．−Ｌ８の演算
を行い５．この偏差ΔＩ、の値に応して冷却装置２０の
冷却風量の調節を行）ようになっている。

なお、図示は省略しているが、４制御部３（Ｈこは、押
出用−１”−夕の出力、引取用モータ２３の出力等が導
かれており、制御部３０は、これらの出力に基づ（制御
信号を押出用モータ及び引取用モータ２３の各駆動部（
図示省略）に対し７”で送出している。

次に、上記構成のフロストライン制御装置の動作を、第
３図のフローチャートを参照して説明Ｊる。

まず、操作杆は、予めデータ設定用キーボード２６を操
作して、インフレーションフィルム３の各種サイズにお
けるフロストライン最適位置１＝　ｓのデータを入力し
ておく　（ステップＳｌ）。このｊ′−夕は、記憶部３
１に格納される。

この後、制御開始指示が与えられた制御部３０は、イン
７し・−ジョン成形ラインを実稼働させ、インフレーシ
ョンフィルム３の押出成形ヲ開始（７て、フロストライ
ン制御装置による制御を開始する（ステップＳ２）、た
だし、インフレーション成形ラインの稼働時における冷
却装置２０の風量は、予め設定された初期値の制御量で
制御されている。

この後、制御部３０は、移動装置３３に対してスポット
放射温度計２５の上下移動の指示を与える。移動装置３
３はこの移動指示に基づいて駆動し、スポット放射温度
耐２５を移動上限位置Ｕ及び移動Ｔ：限位置りの範囲内
において上下移動させる。これにより、スポット放射温
度計２５は、金型から押し出されるインフレーションフ
ィルム３の流れ方向Ａ２の樹脂表面温度の測定を開始す
る（ステップＳ３）。

位置演算部３２では、スポット放射温度計２５の移動中
に測定した樹脂表面温度データと、対応するスポット放
射温度計２５の位置データとを順次取り込む（ステップ
Ｓ４）。そして、この取り込んだ樹脂表面温度分布デー
タとから温度平衡領域と温度変化領域の境である境界値
］゛、を求める。

そして、先に取り込んだ移動装置３３からの位置データ
に基づいて、その境界値Ｔ、に対応（るスポット放射温
度計２５の尚さ方向の位置を求め、この位置をインフレ
ーションフィルム３のフロストライン実測位’ｌ　Ｌ　
Ｎとして求める（ステップＳ５）。

このスボ・７ト放射温度計２５による樹脂表面の温度測
定は、常時行われている。

このようにして求められたフロストライン実測位置Ｌ８
は、制御部３０に与えられる。制御部３０では、押出成
形中のインフレーションフィルム３のサイズに対応した
フロストライン最適位置り。

を記憶部３１から読み出し、この読み出したフロストラ
イン最適位置し、と、位置演算部３２がら得られたフロ
ストライン実測位置ＬＨとの比較を行って、偏差ΔＬ＝
Ｌ、−Ｌ、の演算を行う（ステップＳ６）。そして、こ
の偏差ΔＬの値に応じて冷却装置２０の冷却風量の調節
を行う。

すなわち、ステップＳ７において、偏差ΔＬ＞０である
場合には、フロストライン実測位置し０がフロストライ
ン最適位置し、よりも低すぎるので、ステップＳ８へと
動作を進め、制御部３０は冷却装置２０のインバータモ
ータに対して、風量を一定量弱くする変更指示を与える
。インバータモータはこの変更指示に従って冷風吹出器
２０ａから吹き出す冷風の風量を一定量下げる。一方、
ステップＳ７において、偏差ΔＬ＜０である場合には、
フロストライン実測位置し８がフロストライン最適位置
し、よりも高すぎるので、ステップＳ９へと動作を進め
、制御部３０は冷却装置２０のインバータモータに対し
て、風量を一定量強くする変更指示を与える。インバー
タモータはこの変更指示に従って冷風吹出器２０ａから
吹き出す冷風の風量を一定量上げる。

このような動作を一定時間毎（例えば、１〜５分毎が好
ましく、この一定時間の設定は、データ設定用キーボー
ド２６からの入力によって行われる。）に繰り返すこと
により、フロストライン実測位置り、４をフロストライ
ン最適位置し、に一致させることができる。すなわち、
フロストラインの高さを最適位置し、に保つことにより
、インフレーションフィルム３の品質が均一に保たれる
ものである。

なお、上記実施例では、インフレーションフィルム３の
樹脂表面温度を測定するスポット放射温度計２５を１個
設けた構成として説明しているが、制御をより精度良く
行うためには、スボ７）放射温度計２５をインフレーシ
ョンフィルム３の周囲の同一高さ位置に複数個設ければ
よい。この場合、樹脂表面温度分布データを取り込むに
当たっては、各スポット放射温度計２５．２５・・・の
同一高さにおける樹脂表面温度の単純平均化を行い、こ
の単純平均化された各スポット放射温度計２５．２５・
・・の平均値をその高さにおける樹脂表面温度データと
すればよい。

また、上記実施例では、偏差ΔＬが０より大か小かによ
って、冷却装置２０の風量を一定量変更するように制御
しているが、偏差ΔＬの値に予め設定されている所定の
係数を乗した値を、冷却装置２０の風量変更量としても
よい。

さらに、上記実施例では、押出成形中のスポット放射温
度計２５の上下移動の範囲を、移動上限位置Ｕと移動下
限位置りとの間に設定しているが、押出成形を開始して
フロストライン位１がある程度安定した後は、フロスト
ライン最適位置の近傍（例えば、フロストライン最適位
置の±５ｃｍ程度）の範囲でスポット放射温度計２５の
上下移動を行うようにして、スポット放射温度計２５の
無駄な移動を無くすようにしてもよい。また、前回成形
したインフレーションフィルムと同じサイズのインフレ
ーションフィルムの成形を行う場合には、制御の開始か
ら、スポット放射温度計２５を前回のフロストライン実
測位置ＬＨの近傍のみ上下移動させるようにしてもよい
。

（発明の効果） 本発明のインフレーション成形ラインにおけるフロスト
ライン制御装置は、押し出された円筒状薄膜樹脂の流れ
方向の樹脂表面温度分布から円筒状薄膜樹脂のフロスト
ライン位置を求め、この求めたフロストライン位置が予
め記憶しているフロストライン最適位置と一致するよう
に冷却装置の冷却風量の制御を行うように構成したので
、従来のような画像処理システムを導入する必要がなく
なり、安価な装置を提供できるとともに、省スペース化
を図ることができるといった効果を奏する。

また、円筒状薄膜樹脂のサイズを替えることによってイ
ンフレーションフィルムのフロストライン最適位置が変
化しても、フロストライン測定位置をそのフロストライ
ン最適位置に一致させるように制御するので、無人運転
での自動サイズ替えが可能になるといった効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフロストライン制御装置を備えたイン
フレーション成形ラインの概略構成回、第２図は円筒状
薄膜樹脂の流れ方向におＣ」る樹脂表面温度分布とイン
フレーションフィルムの形状との相似関係を示す図、第
３図：よ同装置の動作を説明するだめの７１コーチヤー
ドである。 ｌ・・・押出成形機 ３・・・円筒状薄膜樹脂 （インフレーションフィルム） ２０・・・冷却装置 ２５・・・スポット放射温度計 ２６・・・データ設定用キーボード ２７・・・デイスプレィ ３０・・・制御部 ３１・・・記憶部 ３２・・・位置演算部 ３３・・・移動装置 特許出願人　積水化学玉業株式会社 代表者　廣１）　馨 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）押出成形機の押し出し方向前方に取り付けられた金
   型から、連続した円筒状薄膜樹脂が上方に向かって押し
   出されるとともに、前記金型の近傍に、押し出された円
   筒状薄膜樹脂を外側から冷却する冷却装置が設けられた
   インフレーション成形ラインにおいて、 金型から押し出された前記円筒状薄膜樹脂の流れ方向の
   樹脂表面温度分布を測定する温度測定手段と、 この温度測定手段による樹脂表面温度分布の測定結果に
   基づいて前記円筒状薄膜樹脂のフロストライン位置を求
   める位置演算手段と、前記円筒状薄膜樹脂の各サイズ毎
   のフロストライン最適位置を記憶している記憶手段と、
   前記位置演算手段によって求められたフロストライン位
   置が、前記記憶手段から読み出されたフロストライン最
   適位置に一致するように、前記冷却装置の冷却風量を制
   御する制御手段とを備えたことを特徴とするインフレー
   ション成形ラインにおけるフロストライン制御装置