JPH1120001A - シート状物の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シート状物の製膜において、横延伸手段でのシ
ート状物の破れの原因となる過延伸を防止したシート状
物の製造装置を提供する。 【解決手段】口金から支持体上に重合体を流延してシー
ト状とした後、連続的に延伸してシート状物を製膜する
工程において、延伸後のシート状物の端部厚さプロフィ
ールの検出を行い、検出した端部厚さプロフィールが、
目標値に近づくように、自動化された制御装置を使用し
て、口金でシート状物の端部厚さを調整して、シート状
物を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高分子重合体から
なるシート状物の製造装置に関する。特に、走行してい
る高分子重合体からなるシート状物の両端部を把持しそ
の横方向（幅方向）にそれを延伸処理する工程（横延伸
工程）を含むシート状物の製造工程に好ましく用いられ
るシート状物の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高分子重合体からなるシート状物（フィ
ルム）の製造（製膜）は、例えば、特開昭５２−７１５
７３号公報に記載されている通り、一般的には、スリッ
ト状の開口を有するシート状物押出手段（口金）から高
分子重合体からなるシート状物が連続して押し出され、
押し出されたシート状物が金属ドラムなどの支持体上に
流延されシート形態の安定化が図られた後、縦延伸、横
延伸がなされ、しかる後シート状物の両端部が一定の幅
をもって切断除去（トリミング）され、しかる後製品用
シート状物（製品用フィルム）として巻き取られること
によりなされている。

【０００３】この工程中、横延伸は、例えば、特開平５
−９６６１９号公報に記載されている通り、一般的に
は、シート状物の両端部をクリップで把持し、熱風やヒ
ーターによってシート状物を加熱しつつ横方向（幅方
向）に延伸することによりなされている。

【０００４】一方、上記両引用文献を含め、従来の文献
は、シート状物（フィルム）の厚さプロフィールを検出
し、この検出情報に基づく電気的信号を、フィルムの押
出厚みの自動調整に用い、得られるフィルムの幅方向の
厚さの均一化を図ることを開示しているが、これらにお
いて対象としているフイルムの厚さとは、実際に製品化
される部分のフイルムの厚さであって、最終製品におい
ては除去（トリミング）されてしまうが、フィルムの製
造工程中、特に、横延伸工程で重要な役割を果たすフィ
ルム端部（耳部）の厚みの制御の重要性には触れられて
いない。

【０００５】しかし、この横延伸工程においては、シー
ト状物の端部の厚さが薄いと、クリップで把持し横延伸
したとき、シート状物の端部のちぎれが発生する場合が
あるという問題があり、また、シート状物の端部の厚さ
が厚くても、クリップで把持された近傍は、他の部分に
比べ局所的に延びて過延伸状態になりやすく、シート状
物の端部の過延伸になった部分からシート状物が裂け、
シート状物の破れを起こし易いという問題があり、これ
らのシート状物の工程中での破損が生じると、シート状
物の製造工程の生産性が著しく低下するという問題があ
った。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、横延伸での
シート状物の端部の上記ちぎれや破れを未然に防止し、
シート状物の製造工程の生産性の低下を防止したシート
状物の製造装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、次の通りである。

【０００８】すなわち、（ａ）高分子重合体をシート状
に連続して押し出すに際して、押出シートの幅方向にわ
たりその複数箇所において押出シートの厚みを個々に調
整する押出シート厚み調整要素を有するシート状物押出
手段、（ｂ）該シート状物押出手段から押し出されたシ
ート状物のシート形態を安定化させるシート状物形態安
定化手段、および、（ｃ）該シート状物形態安定化手段
から連続して走行するシート状物を、その両端部を把持
しその幅方向に延伸する横延伸手段、とからなるシート
状物の製造装置において、（ｄ）前記シート状物の走行
方向において前記横延伸手段の下流側に設けられた延伸
されたシート状物の端部の厚さプロフィールを検出する
端部厚さプロフィール検出手段、および、（ｅ）該端部
厚さプロフィール検出手段にて検出される端部厚さプロ
フィールが目標プロフィールに近づくように、該検出さ
れる端部厚さプロフィール情報を用いて前記シート状物
押出手段の押出シート厚み調整要素を自動調整する制御
手段、が設けられていることを特徴とするシート状物の
製造装置。

【０００９】ここで、シート状物は、シートとして成形
され、横延伸を含んで、少なくとも１回以上の延伸をし
て製膜されるものであればよく、高分子重合体の例とし
ては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフ
ィン類、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリイミド
類、ポリスチレン類、ポリビニル類、などの熱可塑性重
合体で、主として溶融製膜が行われるものや、芳香族ポ
リアミド、芳香族ポリイミド、ポリアリレート、ポリカ
ーボネート、二酢酸セルロースや三酢酸セルロースなど
のセルロースポリマ、酢酸ビニル、ポリビニルアルコー
ル、などの主として溶液製膜が行われるものが挙げられ
る。また、これらの共重合体、混合体であってもよく、
他の添加物などが含有されたものであってもよい。な
お、これらのシート状物および高分子重合体は、当業界
で良く知られている。

【００１０】ここで、押出シートの幅方向にわたりその
複数箇所において押出シートの厚みを個々に調整する押
出シート厚み調整要素としては、例えば、シート状物押
出手段のシート状物押出スリット（口金）の長手方向
（幅方向）に所定の間隔で設けられた複数本のボルトの
所望のボルトを操作することにより、前記スリット間隙
の大きさ（厚み）の調整を行う、公知の押出シート厚み
調整機構を用いることができる。なお、スリット間隙の
厚み変更のためのこれらのボルトの操作としては、ボル
トのネジ回転を利用した移動（押し引き）操作やボルト
にヒーターを取り付けて温度を変更し、ボルトのヒータ
ー部分の熱伸縮を利用した移動（押し引き）操作を行
う、公知の方式を用いることができる。

【００１１】ここで、シート状物のシート形態を安定化
させるシート状物形態安定化手段としては、例えば、シ
ート状物押出スリット（口金）から押し出された高分子
重合体のシート状物を、金属ドラムに流延し、冷却固化
してシート状の形態とする公知の方式や金属製のエンド
レスベルトに流延し、脱溶媒してシート状の形態とする
公知の方式を用いることができる。

【００１２】ここで、横延伸手段としては、例えば、前
記特開平５−９６６１９号公報に記載されている、シー
ト状物の両側に対向して位置し、所定の間隔で取り付け
られたシート状物端部把持要素を有し、シート状物の移
動方向に直角の方向に所定の倍率で拡開するように設け
られた回転走行する一対のチェーンからなる公知の横延
伸装置を用いることができる。

【００１３】ここで、シート状物の端部の厚さプロフィ
ールを検出する端部厚さプロフィール検出手段として
は、例えば、シート状物に赤外線を透過させ、赤外線の
吸収量を測定することにより厚さプロフィールを得る公
知の方法や、シート状物にベータ線を透過させて、透過
したベータ線の強さを測定することにより厚さプロフィ
ールを得る公知の方法を用いることができる。

【００１４】ここで、検出された端部厚さプロフィール
情報を用いて前記シート状物押出手段の押出シート厚み
調整要素を自動調整する制御手段としては、例えば、前
記特開昭５２−７１５７３号公報に記載された、実際に
製品化される部分に該当する部分の幅方向のシート状物
（フィルム）の厚さプロフィールを検出し、検出された
当該プロフィール情報に基づく電気的信号を用いて、前
述の押出シート厚み調整要素を自動調整する方式を援用
することができる。

【００１５】ここで、シート状物端部厚さの目標プロフ
ィールとは、製膜工程でシート状物の破れが発生しない
程度で、必要以上には厚くない端部厚みのプロフィール
を云うが、好ましくは、製膜が安定している時点におい
て検出されるシート状物の端部厚さプロフィールを云
う。この目標プロフィールは、この定義を前提に、用い
る高分子重合体や用いるシート状物製造工程の特性に基
づき、定められる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明における端部厚さプロフィ
ール検出手段は、シート状物にキズをつけない非接触方
式のものが好ましい。厚さ計の測定精度は、製膜が安定
している時と破れが発生する時の端部厚みプロフィール
の差が数μｍ程度であるため、５μｍ以下であることが
好ましく、１μｍ以下の精度で測定できることがさらに
好ましい。位置の精度は、製膜が安定している時と破れ
が発生する時の端部厚みプロフィールの差が１０ｍｍ程
度の範囲にわたって現れるため、１０ｍｍ以下で測定で
きることが好ましく、５ｍｍ以下の精度で測定できるこ
とがさらに好ましい。

【００１７】本発明において、シート状物端部厚さプロ
フィールを検出する場所は、横延伸より後である。な
お、横延伸の前にシート状物は、１乃至複数回延伸され
ていてもよい。また、横延伸とシート状物端部厚さプロ
フィール検出する場所との間に、延伸を含む何らかのシ
ート状物の加工工程が存在していても良い。

【００１８】本発明において、押出厚み調整要素の動作
と横延伸後のシート状物における当該調整効果が現れる
位置との関係は、例えば、押出シート厚み調整要素にに
おける個々の押出シートの端部厚さ調整（ボルト）位置
と、その位置において押出シートの押出厚みを調整した
とき、延伸後のシート状物の端部厚みが変化する位置と
の対応を、予め、前記押出シート厚み調整要素にて、端
部のある位置の押出厚みを強制的に大きく（例えば、許
容調整量の２０％程度）変化させ、そのとき延伸後のシ
ート状物で大きく厚さが変化する位置を測定する方法
や、インクなどを用いて、シート状物押出手段からの押
し出し直後のシート状物に、当該厚さ調整（ボルト）の
位置をマーキングし、延伸後のシート状物での当該マー
キング位置を測定する方法や、シート状物押出手段の端
部に位置する厚さ調整（ボルト）の位置とシート状物端
部が正確に対応するとの前提をもとに割り付ける方法な
ど、これら単独またはこれらの組み合わせによって測定
あるいは特定しておくのが良い。

【００１９】次に、本発明に係るシート状物の製造装置
を、その一実施例を用いて、図１および図２を参照しな
がら、更に説明する。

【００２０】図１は、本発明に係るシート状物製造装置
の側面概略図である。図２は、図１に示した装置の背面
概略図である。

【００２１】高分子重合体は、シート状に連続してシー
ト状物押出手段（口金）１から、シート状物２として押
し出され、シート形態安定化手段（支持体）３上に流延
され、シート状物４となり、必要に応じて縦延伸（図示
せず）された後、連続して走行し、横延伸手段（横延伸
装置）５に至る。横延伸手段５において、シート状物４
は、その両側において走行するシート状物把持要素（図
示せず）により把持され、両側の把持要素の間隔が拡開
されるにつれ幅方向（横方向）に延伸される。横延伸装
置５を出たシート状物６は、必要に応じて、他の処理
（図示せず）がなされた後、両端部（耳部）がトリミン
グされ（図示せず）、製品用シート状物（製品用フィル
ム）７として、巻き取り機８により連続して巻き取られ
る。

【００２２】この間、横延伸手段５の下流側において設
けられた、シート状物の端部の厚さプロフィールを測
定、検出する端部厚さプロフィール検出手段（端部厚さ
計）９により、シート状物６の端部厚さプロフィールが
測定、検出され、検出されたプロフィール情報は、制御
装置１０に、電気的信号１１として送られる。この制御
装置１０には、予め、端部厚みプロフィールの目標値が
格納されており、前記検出されたプロフィール情報は、
この目標値と、電気的に比較され、シート状物の端部厚
みが、この目標値に近づく（一致する場合も含む）よう
に、シート状物押出手段（口金）１のシート状物端部の
押出厚さを調整するための電気的信号１２が、制御装置
１０から出力される。

【００２３】一方、シート状物押出手段（口金）１に
は、押出シートの幅方向にわたりその複数箇所において
押出シートの厚みを個々に調整する所定間隔で設けら
れ、電気的ヒーター（図示せず）が内蔵された複数個の
ボルト１３からなる押出シート厚み調整要素１４が装備
されており、各ボルト１３は、前記制御装置１０から到
来する電気的信号１２による内蔵されたヒーターのオン
・オフにより、熱的に伸縮し、横延伸手段５の下流側に
おけるシート状物の端部厚さプロフィールが、前記目標
値に近づくように、シート状物押出手段（口金）１から
押し出されるシート状物の端部の厚みを調整するように
作動する。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらの実施例に限定されない。

【００２５】

【実施例１】ポリエチレンテレフタレートペレットを真
空乾燥した後、押出機で溶融押し出し、厚さ調整用のボ
ルト１３を幅方向に並べて取り付けた口金１より、シー
ト状物２として、金属ドラム３に流延し、冷却固化して
シート状物４としたものを、１２０℃で４倍に縦延伸
し、続いて横延伸機５で１２０℃で４倍に横延伸して、
２００℃で熱固定した後、得られたシート状物６の両端
部（耳部）をトリミングして、製品用シート状物７とし
て巻き取り機８にて巻き取った。

【００２６】この工程中、製膜開始直後から、横延伸機
５で延伸、熱固定した後のシート状物６の端部厚さプロ
フィールを、ポリエチレンテレフタレートの吸収波長の
赤外線を透過させ、吸収量を測定する厚さ計９を、シー
ト状物６の端部から１２０ｍｍの幅において、連続的に
走査させて端部厚みを測定した。

【００２７】この測定した端部厚さプロフィールを制御
装置１０に入力し、予め、製膜安定時に測定しておいた
端部厚さプロフィールを目標値として、予め、口金１で
の厚さ調整用ボルト１３の位置と延伸後のシート状物６
の位置の対応をとっておき、口金１の厚さ調整用ボルト
１３の温度制御によりスリット間隙を調整する方法で、
口金１からの押出シートの端部の厚さ調整を行った。

【００２８】なお、口金１での厚さ調整用ボルト１３の
位置と延伸後のシート状物６の位置の対応は、インク
で、口金１からの吐出直後のシート状物２に、厚さ調整
用ボルト１３の位置に対応する位置を、マーキングし、
延伸後のシート状物６での当該マーキング位置を測定す
る方法でとった。

【００２９】口金１の厚さ調整用のボルト１３の温度制
御は、本実施例では、ボルト１３の１つ１つに取り付け
られた電気ヒーターのオン率を制御することにより行っ
た。例えば、１０秒ピッチでヒーターのオン、オフを制
御し、その間に５秒間ヒーターをオンすればオン率が５
０％であるというように制御した。測定した端部厚さプ
ロフィールと目標値との差に比例させて、このヒーター
オン率を１０分に１回程度変化させて、シート状物２の
端部の厚さ調整を行った。

【００３０】その結果、製膜の開始から終了まで１日間
にわたって横延伸機５でのシート状物６の破れは発生し
なかった。

【００３１】

【実施例２】芳香族ポリアミド（８５モル％相当の２−
クロロ−ｐ−フェニレンジアミン、１５モル％相当の
４、４’−ジアミノジフェニルエーテル、９９モル％相
当の２−クロロテレフタル酸ジクロリドの反応生成物を
水酸化リチウムで中和したもの）の１０ｗｔ％溶液（溶
媒は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン）を、厚さ調整用の
ボルトを幅方向に並べて取り付けた口金より、金属製の
エンドレスベルトに流延して脱溶媒し、シート状とした
後、１．２倍に縦延伸し、横延伸機で１８０℃で１．５
倍に横延伸して、２８０℃で熱固定し、両端部をトリミ
ングして巻き取った。 この工程中、実施例１と同様
に、製膜開始直後から、横延伸機で延伸、熱固定した後
のシート状物の端部厚さプロフィールを、芳香族ポリア
ミドの吸収波長の赤外線を透過させ、吸収量を測定する
厚さ計を、シート状物の端部から１２０ｍｍの幅におい
て、連続的に走査させて測定した。

【００３２】この測定した端部厚さプロフィールを制御
装置に入力し、予め製膜安定時に測定しておいた端部厚
さプロフィールを目標値として、予め口金での厚さ調整
用ボルトの位置と延伸後のシート状物の位置の対応をと
っておき、口金の厚さ調整用ボルトの温度制御によりス
リット間隙を調整する方法で厚さ調整を行った。

【００３３】口金での厚さ調整用ボルトの位置と延伸後
のシート状物の位置の対応は、インクを口金吐出直後の
シート状物の厚さ調整用ボルトの位置にマーキングし、
延伸後のシート状物でのマーキング位置を測定する方法
でとった。

【００３４】口金の厚さ調整用のボルトの温度制御は、
本実施例では、ボルト１つ１つに取り付けられた電気ヒ
ーターのオン率を制御することにより行った。測定した
端部厚さプロフィールと目標値との差に比例させて、こ
のヒーターオン率を１０分に１回程度変化させて、シー
ト状物の端部の厚さ調整を行った。

【００３５】その結果、製膜の開始から終了まで１日間
にわたって横延伸機でのシート状物の破れは発生しなか
った。

【００３６】

【比較実施例１】実施例１と同様に、ポリエチレンテレ
フタレートペレットを真空乾燥した後、押出機で溶融押
し出し、厚さ調整用のボルトを幅方向に並べて取り付け
た口金より金属ドラムに流延し、冷却固化してシート状
としたものを、１２０℃で４倍に縦延伸し、続いて横延
伸機で１２０℃で４倍に横延伸して２００℃で熱固定し
た後、両端部をトリミングして巻き取った。実施例１と
は異なり、横延伸機で横延伸、熱固定した後のシート状
物の端部厚さプロフィールの測定と口金での端部厚さの
調整はしなかった。

【００３７】その結果、製膜の開始から終了まで１時間
に１回の頻度で横延伸機でのシート状物の破れが発生し
た。

【００３８】

【比較実施例２】実施例２と同様に、芳香族ポリアミド
（８５モル％相当の２−クロロ−ｐ−フェニレンジアミ
ン、１５モル％相当の４、４’−ジアミノジフェニルエ
ーテル、９９モル％相当の２−クロロテレフタル酸ジク
ロリドの反応生成物を水酸化リチウムで中和したもの）
の１０ｗｔ％溶液（溶媒は、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン）を、厚さ調整用のボルトを幅方向に並べて取り付け
た口金より金属製のエンドレスベルトに流延して脱溶媒
し、シート状とした後、１．２倍に縦延伸し、横延伸機
で１８０℃で１．５倍に横延伸して２８０℃で熱固定
し、両端部をトリミングして巻き取った。実施例２とは
異なり、横延伸機で横延伸、熱固定した後のシート状物
の端部厚さプロフィールの測定と口金での端部厚さの調
整はしなかった。 その結果、製膜の開始から終了まで
２時間に１回の頻度で横延伸機でのシート状物の破れが
発生した。

【００３９】

【発明の効果】本発明に係るシート状物の製造装置は、
以上に説明した通り、延伸後のシート状物の端部厚さプ
ロフィールの測定を行い、測定した端部厚さプロフィー
ルが目標値に近づくように、自動化された制御装置を使
用して口金で端部厚さを調整するように構成されている
ため、シート状物の製膜中、適正な端部厚さプロフィー
ルを連続して維持することが可能な装置である。

【００４０】その結果、横延伸手段でのシート状物の破
れが防止でき、シート状物の生産性が向上すると云う効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシート状物の製造装置の側面概略
図。

【図２】図１に示した本発明に係るシート状物の製造装
置の背面概略図。

【符号の説明】

１：シート状物押出手段（口金） ２：シート状物 ３：シート形態安定化手段（支持体） ４：シート状物 ５：横延伸機 ６：シート状物 ７：シート状物 ８：巻き取り機 ９：端部厚さプロフィール検出手段（端部厚さ計） １０：制御装置 １１：電気的信号 １２：電気的信号 １３：複数個のボルト １４：押出シート厚み調整要素

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）高分子重合体をシート状に連続して
   押し出すに際して、押出シートの幅方向にわたりその複
   数箇所において押出シートの厚みを個々に調整する押出
   シート厚み調整要素を有するシート状物押出手段、 （ｂ）該シート状物押出手段から押し出されたシート状
   物のシート形態を安定化させるシート状物形態安定化手
   段、および、 （ｃ）該シート状物形態安定化手段から連続して走行す
   るシート状物を、その両端部を把持しその幅方向に延伸
   する横延伸手段、とからなるシート状物の製造装置にお
   いて、 （ｄ）前記シート状物の走行方向において前記横延伸手
   段の下流側に設けられた延伸されたシート状物の端部の
   厚さプロフィールを検出する端部厚さプロフィール検出
   手段、および、 （ｅ）該端部厚さプロフィール検出手段にて検出される
   端部厚さプロフィールが目標プロフィールに近づくよう
   に、該検出される端部厚さプロフィール情報を用いて前
   記シート状物押出手段の押出シート厚み調整要素を自動
   調整する制御手段、 が設けられていることを特徴とするシート状物の製造装
   置。