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JP2003315169A - プロファイル測定装置 - Google Patents

プロファイル測定装置

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Publication number
JP2003315169A
JP2003315169A JP2002117492A JP2002117492A JP2003315169A JP 2003315169 A JP2003315169 A JP 2003315169A JP 2002117492 A JP2002117492 A JP 2002117492A JP 2002117492 A JP2002117492 A JP 2002117492A JP 2003315169 A JP2003315169 A JP 2003315169A
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JP
Japan
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temperature
temperature sensor
measuring device
sensor means
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2002117492A
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English (en)
Inventor
Yoshihiko Ohigata
祐彦 大日方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オンラインでの厚さ値測定で円周方向の厚さ
の精度のよいプロファイルを得ることができるプロファ
イル測定装置を実現する。 【解決手段】 連続して成形される円筒状フィルムのプ
ロファイルを測定するプロファイル測定装置において、
前記円筒状フィルムの円周方向の温度を測定する温度セ
ンサ手段と、この温度センサ手段の測定値と測定点の位
置情報とに基づいて円周方向の温度分布を得る温度プロ
ファイル生成手段とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、中空のプラスチ
ックフィルム、例えばインフレーション装置で成形され
るブローンフィルムのプロファイルを測定するプロファ
イル測定装置に関し、さらに詳しくは、オンラインで正
確にブローンフィルムの特性値(例えば厚さ)を測定す
るプロファイル測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は、ブローンフィルムを作成するイ
ンフレーション装置のプロファイルを測定する従来のプ
ロファイル測定装置の基本構成図である。図5におい
て、押出機1から押し出されたプラスティック原料は、
リングダイ2で円筒状のブローンフィルム3aに成形さ
れる。4は給排気装置である。
【0003】この円筒状のブローンフィルム3aはピン
チロール5で折り畳まれる。折り畳まれて2枚重ねにフ
ラット化されたブローンフィルム3bは、適当な定置ロ
ール6を経由してP方向に移送され、巻取り機7に巻取
られる。
【0004】このような円筒状のブローンフィルム3a
の膜厚を均一に制御するためには、膜の厚さを測定しな
ければならない。厚さ測定は、ブローンフィルムの長さ
方向だけでなく、幅方向、すなわち円筒の円周方向に対
しても行わなければならない。
【0005】厚さを測定するために、厚さを測定するセ
ンサを所定の位置に設置する。従来は、ピンチロール5
で折り畳まれて定置ロール6を経由して巻取り機7に巻
き取られる間、即ち、折り畳まれた後のフィルムの特定
部分Qにセンサ8を設置し、2枚重ねの厚さ測定値Ei
を演算部9に導き、円周厚さを推定演算していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなブローンフィルムの厚さ測定手法では、折り畳まれ
た状態でのブローンフィルムの特定位置の厚さしか測定
することができないために、センサの出力だけでは円周
方向の厚さの精度のよいプロファイルを得ることができ
ず、製品のばらつきが±7%程度と大きいものであっ
た。
【0007】また、円周方向の厚さのプロファイルを正
確に求めるためには、フィルムを裁断して広げた状態で
測定しなければならず、オンラインで測定することがで
きないという課題もあった。
【0008】本発明の目的は、オンラインで正確にブロ
ーンフィルムの円周方向の特性値(例えば厚さ)プロフ
ァイルを測定することができるプロファイル測定装置を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のうち請求項1記載発明の特徴は、連
続して成形される円筒状フィルムのプロファイルを測定
するプロファイル測定装置において、前記円筒状フィル
ムの円周方向の温度を測定する温度センサ手段と、この
温度センサ手段の測定値と測定点の位置情報とに基づい
て円周方向の温度分布を得る温度プロファイル生成手段
を具備する点にある。
【0010】請求項2記載発明の特徴は、連続して成形
される円筒状フィルムのプロファイルを測定するプロフ
ァイル測定装置において、前記円筒状フィルムの円周方
向の温度を測定する温度センサ手段と、この温度センサ
手段の測定値と測定点の位置情報とに基づいて円周方向
の温度分布を得る温度プロファイル生成手段と、この温
度プロファイル生成手段で得た温度分布をフィルム厚の
プロファイルに変換する厚さプロファイル変換手段を具
備した点にある。
【0011】請求項3記載発明の特徴は、前記温度セン
サ手段は、前記円筒状フィルムの外周部に近接し、円周
方向に分散配置された複数の温度計で形成されたことを
特徴とした点にある。
【0012】請求項4記載発明の特徴は、前記センサ手
段は、前記円筒状フィルムの外周部に近接し、円周方向
に移動制御される温度計で形成されたこと点にある。
【0013】請求項5記載発明の特徴は、前記温度セン
サ手段の測定値は、前記円筒状フィルムの外周部を前記
温度センサ手段が周回する間に複数回サンプルされ、サ
ンプル点が測定点の位置情報とされることを特徴とした
点にある。
【0014】請求項6記載発明の特徴は、前記温度セン
サ手段は、前記円筒状フィルムの測定点における温度が
一定値となるように前記円筒状フィルムとの距離が測定
され、距離信号より温度分布が得られることを特徴とす
る点にある。
【0015】請求項7記載発明の特徴は、前記温度セン
サ手段を構成する温度計が放射温度計であることを特徴
とした点にある。
【0016】請求項8記載発明の特徴は、前記温度セン
サ手段は、前記円筒状フィルムの成形される近傍に配置
されたことを特徴した点にある。
【0017】請求項9記載発明の特徴は、前記円筒状フ
ィルムを形成する物質は、ポリオレフィンであることを
特徴とした点にある。
【0018】
【発明の実施の形態】以下に、図に基づいて本発明を詳
細に説明する。図1はインフレーション装置に適用され
た本発明のプロファイル測定装置の一実施例を示す構成
図である。なお、図5で説明した従来装置と同じ要素に
は同一符号を付し、説明を省略する。
【0019】本発明の特徴点は、円筒状のブローンフィ
ルムの外周部を円周方向に複数等分した各点の温度を測
定する温度センサ手段を設け、円周方向の温度プロファ
イルから厚さプロファイルを導く点にある。
【0020】図1において、10は円筒状のブローンフ
ィルム3aの外周部に近接し、円周方向に配置されたリ
ング状部材である。11, 12, 13,14, …1n
は、このリング状部材10に等分間隔で取り付けられた
温度センサである。温度センサとしては放射温度計のよ
うに無接触で近接物体の温度を測定できるものを採用す
る。
【0021】これら温度センサ11, 12, 13,14,
…1nは、取り付け位置におけるリングダイ2から吹
き出されたブローンフィルムの温度を測定し、温度信号
T1, T2, T3, T4,…Tnは、信号処理部20に
入力される。
【0022】信号処理部20は、これら入力信号に基づ
いて円周方向の温度プロファイル信号TP、厚さの偏差
プロファイル信号EP、絶対値の厚さプロファイル信号
DPを出力する。
【0023】30は、押出機1よりリングダイ2に供給
される原料の重量を決定する重量制御機であり、アクチ
ュエータ部、原料計量部、押出機モータ制御部よりな
る。この重量制御機からの重量信号Mが信号処理部20
に入力され、厚さプロファイル信号DPの演算に利用さ
れる。
【0024】Wは冷却風であり、リングダイ2の上部よ
り円筒状部ローンフィルム3aの下部に吹き出される。
リング状保持部8はこの冷却風の効果を妨げない範囲で
円筒状部ローンフィルム3aの最下部に配置される。
【0025】図2(A)は、円筒状のブローンフィルム
3aの温度分布のイメージ図であり、F1, F2, F
3, F4の円周方向位置での温度が標準温度に対して中
温, 高温, 中温, 低温であることを示している。図2
(B)は、3aを平面的に開いてこの温度分布の位置対
応を示しイメージ図である。
【0026】ブローンフィルムは、温度の高い部分での
伸びが大きく薄くなる。また、逆に温度の低い部分では
伸びが小さくなる結果厚くなる。このことから、温度分
布と厚さの分布変位との相関関係を得る事ができる。図
2(C)は、図2(B)の中温, 高温, 中温, 低温の温
度分布を厚さ中, 小, 中, 大の分布に展開して示したイ
メージ図である。この場合の厚さ分布は絶対値の厚さで
はなく、相対的な厚さ分布を表している。
【0027】図3は、信号処理部20の構成例を説明す
る機能ブロック図である。21は温度プロファイル生成
部であり、温度センサ11, 12, 13,14, …1n
よりの信号T1〜Tn及び測定位置情報部22からの位
置信号F1〜Fnを入力し、図2(B)で説明した温度
プロファイルTPを出力する。
【0028】23は厚さ偏差プロファイル変換部であ
り、温度プロファイル信号TPを入力し、図2(C)で
説明した厚さの相対的な分布より、検量計等を用いて厚
さの絶対値偏差のプロファイルEPを出力する。24は
ブローンフィルムの全体厚計算部であり、重量制御機3
0からの重量信号Mとロールスピード信号RSを入力
し、全体厚Hを計算して出力する。
【0029】25は厚さプロファイル変換部であり、予
め、温度と厚さの関係が記憶されたメモリ(図省略)の
データと温度プロファイル信号TPとに基づき、厚さプロ
ファイル信号DPを得る。また、厚さプロファイル変換
部25は、厚さ偏差のプロファイルEP及び全体厚信号
Hを入力し、ブローンフィルムの円周方向の厚さの絶対
値を演算し、厚さプロファイル信号DPを出力する。
【0030】信号処理部20の3個のプロファイル信号
出力、TP, EP, DPは、適当な表示手段を介してオ
ペレータにより監視されると共に、リングダイ2の制御
装置にフィードバックされ、ブローンフィルムの膜厚制
御のための物理量測定値として利用される。
【0031】この場合、ブローンフィルム円周方向の厚
さ偏差を小さくするために、厚さ偏差に変換することな
く温度プロファイルTPにより、温度分布を均一にする
制御方法をとることも可能である。
【0032】図4は、本発明の他の実施例を示す構成図
である。図1との相違点は温度センサ手段の構成にあ
る。この実施例では、温度センサ40は、筒状のブロー
ンフィルム3aの外周部に近接し、矢印Rで示すように
円周方向に移動制御される1個の温度計で形成され、そ
の測定温度信号Eiが信号処理部20に入力される。
【0033】測定温度信号Eiは、この温度センサ20
が円筒状のブローンフィルムの外周部を1周する間に等
間隔で複数回サンプルされ、サンプル点が測定点の位置
情報Fiとして信号処理部20に入力される。信号処理
部20の機能は、図3で説明した内容と同一である。
【0034】この実施例では、温度センサ手段40を、
円筒状ブローンフィルムの各測定点における温度が一定
値となるように円筒状ブローンフィルムとの距離を制御
し、この距離信号により温度分布を推定することもでき
る。
【0035】本発明における温度分布の測定値を利用す
れば、等温図(等温線)をフィルムに展開した後のグラ
フとして示すことも可能であり、オペレータが視覚的に
も理解しやすいシステムを実現できる。
【0036】本発明では、非接触で且つ離れた位置から
温度の測定ができるため,吹出された後のブローンフィ
ルム3aを冷却するための冷却風Wの妨げとならないの
で、温度センサ手段40をリングダイ2に近接させ、ブ
ローンフィルム3aの最下部に設置して測定すること
で、むだ時間の小さい制御が可能である。
【0037】尚、本発明が適用されるブローンフィルム
の原材料は、ポリプロピレン、ポリエチレンで代表され
るポリオレフィンが一般的であるが、吹き上げ法により
中空のチューブを成膜することができるプラスチック原
材料であれば他の原材料であってもよい。また、本実施
例はフイルムについて説明しているが、厚みのある塩化
ビニルのようなプラスチック管のようなものでも測定は
可能である。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ブローンフィルムのフィルム円周方向の厚さプロファイ
ルをオンラインで測定することが可能となる。又温度セ
ンサ手段を固定配置する構成では、センサ駆動部等の構
造が不要となり、安価にシステムを構成できる。
【0039】円筒状ブローンフィルムに非接触で測定で
きるので、温度センサ手段がシンプルとなり、安価にシ
ステムを構成できる。
【0040】冷却風の効果を妨げない範囲で、温度セン
サ手段をリングダイに接近して配置することが可能であ
り、むだ時間の小さい応答性の良い測定値を得ることが
でき、厚さ制御のフィードバックに対し時間短縮と制御
性の向上が図れる。
【0041】必ずしも厚さの絶対偏差や厚さの絶対値が
分からなくても、温度分布のみでも厚さの偏差を小さく
する制御が可能である。
【0042】オフラインで測定する手間を掛けずに迅速
な測定ができることで、膜厚制御へのフィードバックを
早め、製品品質を高めることができる。またフィルムそ
のものを展開する必要が無くなる為、製品部留りを向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプロファイル測定装置の一実施例
を示す構成図である。
【図2】温度分布と厚さ分布の関係を説明するイメージ
図である。
【図3】本発明の信号処理部の構成例を示すブロック図
である。
【図4】本発明のプロファイル測定装置の他の実施例を
示す構成図である。
【図5】従来のプロファイル測定装置の構成図である。
【符号の説明】
1 押出機 2 リングダイ 3a ブローンフィルム(円筒状) 3b ブローンフィルム(2枚重ね) 4 給排気装置 5 ピンチロール 6 定置ロール 7 巻取り機 10 リング状部材 11〜1n 温度センサ 20 信号処理部 31 重量制御機 40 温度センサ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】連続して成形される円筒状フィルムのプロ
    ファイルを測定するプロファイル測定装置において、 前記円筒状フィルムの円周方向の温度を測定する温度セ
    ンサ手段と、 この温度センサ手段の測定値と測定点の位置情報とに基
    づいて円周方向の温度分布を得る温度プロファイル生成
    手段と、 を具備するプロファイル測定装置。
  2. 【請求項2】連続して成形される円筒状フィルムのプロ
    ファイルを測定するプロファイル測定装置において、 前記円筒状フィルムの円周方向の温度を測定する温度セ
    ンサ手段と、この温度センサ手段の測定値と測定点の位
    置情報とに基づいて円周方向の温度分布を得る温度プロ
    ファイル生成手段と、この温度プロファイル生成手段で
    得た温度分布をフィルム厚のプロファイルに変換する厚
    さプロファイル変換手段と、 を具備するプロファイル測定装置。
  3. 【請求項3】前記温度センサ手段は、前記円筒状フィル
    ムの外周部に近接し、円周方向に分散配置された複数の
    温度計で形成されたことを特徴とする請求項1または請
    求項2記載のプロファイル測定装置。
  4. 【請求項4】前記温度センサ手段は、前記円筒状フィル
    ムの外周部に近接し、円周方向に移動制御される温度計
    で形成されたことを特徴とする請求項1または請求項2
    記載のプロファイル測定装置。
  5. 【請求項5】前記温度センサ手段の測定値は、前記円筒
    状フィルムの外周部を前記温度センサ手段が周回する間
    に複数回サンプルされ、サンプル点が測定点の位置情報
    とされることを特徴とする請求項1、請求項2、または
    請求項4記載のプロファイル測定装置。
  6. 【請求項6】前記温度センサ手段は、前記円筒状フィル
    ムの測定点における温度が一定値となるように前記円筒
    状フィルムとの距離が制御され、距離信号より温度分布
    が得られることを特徴とする請求項1、請求項2、請求
    項3、請求項4または請求項5記載のプロファイル測定
    装置。
  7. 【請求項7】前記温度センサ手段を構成する温度計が放
    射温度計であることを特徴とした請求項1乃至6のいず
    れかに記載のプロファイル測定装置。
  8. 【請求項8】前記温度センサ手段は、前記円筒状フィル
    ムの成形される近傍に配置されたことを特徴とする請求
    項1乃至7のいずれかに記載のプロファイル測定装置。
  9. 【請求項9】前記円筒状フィルムを形成する物質は、ポ
    リオレフィンであることを特徴とする請求項1乃至8の
    いずれかに記載のプロファイル測定装置。
JP2002117492A 2002-04-19 2002-04-19 プロファイル測定装置 Withdrawn JP2003315169A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101574837A (zh) * 2008-05-09 2009-11-11 上海金发科技发展有限公司 挤出机水槽温度控制装置

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CN101574837A (zh) * 2008-05-09 2009-11-11 上海金发科技发展有限公司 挤出机水槽温度控制装置

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