JP2005028663A

JP2005028663A - 成形品厚さ制御システム及び方法

Info

Publication number: JP2005028663A
Application number: JP2003194477A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Kobayashi; 和義小林
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】断面形状のパターンデータに基づいて押出ダイのリップクリアランスを制御するようにして、所望の断面形状を有する成形品を容易に成形することができるようにする。
【解決手段】押出ダイから押し出された樹脂が基材１３上にコーティングされた成形品の厚さを計測する厚さ計測装置と、該厚さ計測装置からフィードバックされた前記成形品２５の厚さに基づいて、前記押出ダイのリップクリアランスを制御する成形品厚さ制御装置とを有し、該成形品厚さ制御装置は、前記成形品２５の断面パターンに関するパターンデータに基づいて、前記押出ダイのリップクリアランスを制御する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形品厚さ制御システム及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フィルム成形機、ダイコータ装置、ラミネータ等を使用する成形品の生産ラインにおいては、紙、金属箔（はく）、樹脂フィルム等の薄膜状の基材上に樹脂層をコーティングするために、加熱され、溶融させられた樹脂をスリット状の開口を備えるノズルからフィルム状に押し出して、前記基材上に所定の幅の薄い樹脂層を塗布するようになっている。この場合、生産ラインには加熱シリンダ内に配設されたスクリュを回転させて樹脂を加熱し、溶融させて押し出すように構成されている押出装置が配設され、該押出装置から押し出された樹脂をノズルに供給し、該ノズルのスリット状の開口からフィルム状に押し出して、冷却ロールの表面に延展したり、基材上に所定の幅の薄い樹脂層を塗布したりするようになっている。そして、前記生産ラインにおいては、生産された成形品の厚さを計測してフィードバックし、前記生産ラインによる成形品の厚さを制御するためのシステムが提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図２は従来の成形品厚さ制御システムの動作を示すフローチャートである。
【０００４】
ここでは、基材としての樹脂フィルム上に薄い樹脂層を塗布したフィルムを製品フィルムとして成形する生産ラインについて説明する。該生産ラインの成形品厚さ制御システムにおいて成形品の厚さ制御が開始されると、まず、スリット状の開口を備えるノズルを有するＴダイにおけるノズルのリップ部におけるクリアランス、すなわち、リップクリアランスの設定が行われる。この場合、制御装置は、前記リップクリアランスの値として、あらかじめ記憶された記憶値を使用するか否かを判断する。そして、記憶値を使用しない場合には、前記リップクリアランスの値を基準値に設定する。また、記憶値を使用する場合には、記憶手段に格納された記憶値を呼び出し、前記リップクリアランスの値を前記記憶値に設定する。なお、前記Ｔダイは、自動厚さ調整ダイであり、スリット状の開口におけるスリットの長手方向に関する各部分におけるリップクリアランスを、制御装置からの指令によって、自動的に調整することができるようになっている。
【０００５】
続いて、製品フィルムの成形運転が開始される。そして、成形運転中は、前記生産ラインの途中に配設され、製品フィルムの厚さを計測する膜厚計が現在の製品フィルムの厚さを計測する。なお、前記膜厚計は、製品フィルムの幅方向に関し、各所の厚さを計測することができるものである。これにより、製品フィルムの幅方向に関する厚さの変化も計測することができる。そして、制御装置は、前記膜厚計の出力信号を受信し、計測された製品フィルムの幅方向に関する厚さの変化量が目標値の誤差範囲内に収まっているか否か、すなわち、製品フィルムの厚さが幅方向に関して均一であり、製品フィルムの厚さ精度が目標精度に到達しているか否かを判断する。そして、目標精度に到達している場合、製品フィルムの厚さの計測が繰り返し行われる。
【０００６】
また、製品フィルムの厚さ精度が目標精度に到達していない場合、制御装置は、計測された製品フィルムの厚さに基づき、該製品フィルムの厚さを均一にするためのＴダイにおけるノズルのリップクリアランスの値を演算する。この場合、スリット状の開口におけるスリットの長手方向に関する各所におけるリップクリアランスの値を、それぞれ、演算する。すなわち、制御位置と制御量を演算する。そして、制御装置は、演算された値となるようにＴダイにおけるノズルのリップクリアランスを制御する。そして、目標精度に到達している場合、製品フィルムの厚さの計測が繰り返し行われる。
【０００７】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１０１リップクリアランスを設定する。
ステップＳ１０２記憶値を使用するか否かを判断する。記憶値を使用しない場合はステップＳ１０３に進み、記憶値を使用する場合はステップＳ１０４に進む。
ステップＳ１０３リップクリアランスの値を基準値に設定する。
ステップＳ１０４記憶値を呼び出す。
ステップＳ１０５リップクリアランスの値を記憶値に設定する。
ステップＳ１０６成形運転を開始する。
ステップＳ１０７現在の製品フィルムの厚さを計測する。
ステップＳ１０８目標精度に到達しているか否かを判断する。目標精度に到達している場合はステップＳ１０７に戻り、目標精度に到達していない場合はステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０９計測厚さに基づき厚さを均一にするためのリップクリアランスの値を演算する。
ステップＳ１１０リップクリアランスを制御する。
【０００８】
このように、前記成形品厚さ制御システムにおいては、製品フィルムの厚さを計測してフィードバック制御を行うことによって均一な厚さの製品フィルムを成形することができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平６−２３８７３７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の成形品厚さ制御システムにおいては、均一な厚さの製品フィルムしか成形することができず、所望の断面形状を有する製品フィルムを成形することができなかった。
【００１１】
図３は従来の成形品厚さ制御システムにおける製品フィルムの断面を示す図、図４は従来の成形品厚さ制御システムにおけるノズルの開口の形状を示す図である。
【００１２】
図３（ａ）には、厚さ精度が目標精度に到達していない製品フィルム１０１の横断面が示されている。該製品フィルム１０１は、基材としての樹脂フィルム１０２、及び、該樹脂フィルム１０２上に塗布された樹脂層１０３を有する。ここで、前記樹脂フィルム１０２は、上面に模様、印刷パターン等から成る突出部１０２ａを備えている。この場合、膜厚計によって計測される厚さは、樹脂フィルム１０２の下面から樹脂層１０３の上面までの距離である。この場合、該樹脂層１０３の上面に凹凸が多数形成され、製品フィルム１０１の厚さ精度が目標精度に到達していないので、制御装置は、計測された製品フィルム１０１の厚さに基づき、該製品フィルム１０１の厚さを均一にするためのＴダイにおけるノズルのリップクリアランスを演算する。演算としては、前記樹脂層１０３の上面の凹凸と逆のパターンになるように計算される。
【００１３】
そして、制御装置は、ノズルの開口１０４のが図４（ａ）に示されるような形状を有するＴダイにおけるノズルのリップクリアランスを演算された値となるように制御する。これにより、Ｔダイのノズルの開口１０４の形状は図４（ｂ）に示されるようになる。すると、前記ノズルの開口１０４から押し出されて樹脂フィルム１０２上に塗布された樹脂層１０３の横断面も図４（ｂ）に示されるようなノズルの開口１０４の形状と同様になるので、製品フィルム１０１の厚さは、図３（ｂ）に示されるように均一なものとなる。
【００１４】
しかし、計測された厚さが均一になるようにＴダイのリップクリアランスを制御するので、製品フィルム１０１の外観、感触等に変化を付けることが要求される場合であっても、前記模様、印刷パターン等から成る突出部１０２ａと同様の突出部を製品フィルム１０１の表面に形成することができない。
【００１５】
もっとも、物性の相違に基づいてフィルムの厚さを計測する膜厚計を使用することによって、突出部１０２ａと同様の突出部を製品フィルム１０１の表面に形成することができる。
【００１６】
図５は従来の他の成形品厚さ制御システムにおける製品フィルムの断面を示す図、図６は従来の他の成形品厚さ制御システムにおけるノズルの開口の形状を示す図である。
【００１７】
図５（ａ）には、厚さ精度が目標精度に到達していない製品フィルム１０５の横断面が示されている。該製品フィルム１０５は、基材としての樹脂フィルム１０６、及び、該樹脂フィルム１０６上に塗布された樹脂層１０７を有する。ここで、前記樹脂フィルム１０６は、上面に模様、印刷パターン等から成る突出部１０６ａを備えている。この場合、物性の相違に基づいてフィルムの厚さを計測する膜厚計によって計測される厚さは、樹脂フィルム１０６と樹脂層１０７との境界面から樹脂層１０７の上面までの距離である。この場合、樹脂層１０７の上面に凹凸が多数形成され、樹脂層１０７の厚さ精度が目標精度に到達していないので、制御装置は、計測された樹脂層１０７の厚さに基づき、樹脂層１０７の厚さを均一にするためのＴダイのリップクリアランスを演算する。演算としては、前記境界面から樹脂層１０７の上面の凹凸の逆のパターンになるように計算される。
【００１８】
そして、制御装置は、ノズルの開口１０８が図６（ａ）に示されるような形状を有するＴダイにおけるノズルのリップクリアランスを演算された値となるように制御する。これにより、Ｔダイのノズルの開口１０８の形状は図６（ｂ）に示されるようになる。すると、前記ノズルの開口１０８から押し出されて樹脂フィルム１０６上に塗布された樹脂層１０７の横断面も図６（ｂ）に示されるようなノズルの開口１０８の形状と同様になるので、樹脂層１０７の厚さは、図５（ｂ）に示されるように均一なものとなる。そのため、突出部１０６ａと同様の突出部を製品フィルム１０５の表面に形成することができる。
【００１９】
しかし、何らかの原因で樹脂フィルム１０６の表面に不要な突出部や窪（くぼ）みが形成されている場合、このような不要な突出部や窪みまでもが、製品フィルム１０５の表面に形成されてしまう。また、突出部１０６ａと同様の突出部を表面に形成することなく、均一な厚さの製品フィルム１０５を得ることもできなくなってしまう。
【００２０】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、断面形状のパターンデータに基づいて押出ダイのリップクリアランスを制御するようにして、所望の断面形状を有する成形品を容易に成形することができる成形品厚さ制御システム及び方法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の成形品厚さ制御システムにおいては、押出ダイから押し出された樹脂が基材上にコーティングされた成形品の厚さを計測する厚さ計測装置と、該厚さ計測装置からフィードバックされた前記成形品の厚さに基づいて、前記押出ダイのリップクリアランスを制御する成形品厚さ制御装置とを有し、該成形品厚さ制御装置は、前記成形品の断面パターンに関するパターンデータに基づいて、前記押出ダイのリップクリアランスを制御する。
【００２２】
本発明の他の成形品厚さ制御システムにおいては、さらに、前記成形品厚さ制御装置は、前記パターンデータを格納するパターンデータ記憶部を備える。
【００２３】
本発明の更に他の成形品厚さ制御システムにおいては、さらに、前記成形品厚さ制御装置は、前記パターンデータに基づき、前記成形品の厚さの目標値を補正するパターンデータ補正部を備える。
【００２４】
本発明の更に他の成形品厚さ制御システムにおいては、さらに、前記成形品厚さ制御装置は、前記成形品の断面形状が前記パターンデータ記憶部から呼び出したパターンデータに対応する断面形状となるように前記押出ダイのリップクリアランスを制御する。
【００２５】
本発明の成形品厚さ制御方法においては、押出ダイから押し出された樹脂が基材上にコーティングされた成形品の厚さを計測する厚さ計測装置からフィードバックされた前記成形品の厚さに基づいて、前記押出ダイのリップクリアランスを制御する成形品厚さ制御方法であって、前記成形品の断面パターンに関するパターンデータに基づいて、前記押出ダイのリップクリアランスを制御する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施の形態における成形品厚さ制御システムの概略を示す概念図、図７は本発明の実施の形態における成形品厚さ制御システムの制御装置の構成を示すブロック図である。
【００２８】
図１において、１０は成形品を生産する生産ラインとしてのコーティングラインであり、基材供給装置を有し、該基材供給装置の供給ロール１２から帯状のシート状物である基材１３が繰り出され、複数のガイドローラの周囲に架け回されて、図１において矢印Ａで示される方向に搬送されて、押出コーティング部１１に供給される。なお、本発明の成形品厚さ制御システムは、フィルム成形機、ダイコータ装置、ラミネータ等を使用する成形品の生産ラインであれば、いかなる種類の成形品の生産ラインにも適用することができるものであるが、ここでは、基材１３上に樹脂層をコーティングするコーティングラインに適用した場合について説明する。また、前記基材１３は、連続するフィルムやシートのような帯状のシート状物であれば、いかなる材質のものであってもよく、例えば、樹脂、紙、布、金属、セラミクス、ガラス繊維、カーボン繊維等の材質から成るもの、これら材料のすべて若しくは一部の複合体、又は、これら材料のすべて若しくは一部の積層体であってもよい。
【００２９】
そして、前記基材１３は、押出コーティング部１１に配設された冷却ローラ１４とニップローラ１５とに挟まれて搬送されるが、前記冷却ローラ１４とニップローラ１５との間の部分において、押出ダイとしてのフラットダイ１６のノズルから押し出されるフィルム状の樹脂としてのコート材１７が塗布される、すなわち、コーティングされる。なお、前記冷却ローラ１４は、冷却ローラ駆動源としての図示されない冷却ローラ回転用モータによって回転させられる。そして、前記供給ロール１２から冷却ローラ１４までの基材１３の搬送路の途中には、複数の搬送用のローラ、基材１３にＡＣ（ＡｎｃｈｏｒＣｏａｔ：アンカーコート）剤を塗布するＡＣコータ、ＡＣ剤を乾燥させるドライヤー等が配設されていてもよい。
【００３０】
ここで、前記フラットダイ１６は、Ｔダイ、コートハンガーダイ等のスリット状の開口を備える出口ノズルを有するダイであり、樹脂供給管２３を介して押出装置２１のヘッドに接続され、該押出装置２１から押し出された溶融樹脂が流入するようになっている。なお、前記フラットダイ１６は、自動厚さ調整ダイであり、コート材１７の膜厚を調整するために可動リップを備え、前記出口ノズルの開口の間隔、すなわち、スリット状の開口におけるスリットの広さが調整可能となっている。この場合、前記可動リップは、スリット状の開口におけるスリットの長手方向に関して複数の部分に分割され、各部分が独立して駆動されるようになっている。そして、前記可動リップの各部分におけるリップクリアランスは、後述されるリップ駆動装置３３によって自動的に調整することができるようになっている。そのため、フラットダイ１６のノズルから押し出されるコート材１７の膜厚を、該コート材１７の幅方向における各所で調整することができる。すなわち、前記コート材１７の幅方向における膜厚分布を調整することができる。さらに、前記フラットダイ１６はコート材１７の幅を調整するためのディッケルを備えていてもよいし、内部の溶融樹脂の温度を制御するためのヒータを備えていてもよい。
【００３１】
そして、前記押出装置２１は、加熱シリンダ、該加熱シリンダを加熱するヒータ、前記加熱シリンダ内に配設された回転スクリュ、前記加熱シリンダ内に原料樹脂を供給するためのホッパ等を備える樹脂フィーダ等を有する。なお、前記回転スクリュは、スクリュ駆動源としてのスクリュ回転用モータによって回転させられる。そして、樹脂フィーダから供給された、ペレット状の樹脂は、回転スクリュによって混練され溶融されて、前記押出装置２１から押し出され、樹脂供給管２３を介して、フラットダイ１６に供給される。なお、該フラットダイ１６のノズルから押し出されるコート材１７は、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、エチレン・アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等であるが、いかなる種類の樹脂であってもよい。
【００３２】
また、前記冷却ローラ１４とニップローラ１５との間の部分において、基材１３上にコート材１７がコーティングされた帯状のシート状物である製品としての成形品２５は、図１において矢印Ｂで示される方向に搬送され、巻き取り機の巻き取りロール２７によって巻き取られる。なお、前記冷却ローラ１４から巻き取りロール２７までの成形品２５の搬送路の途中には、成形品２５の厚さを計測する厚さ計測装置としての膜厚計３６が配設されている。該膜厚計３６は、例えば、赤外線、β線、γ線等を利用して厚さを計測するものであってもよいし、磁気センサと光センサとを組み合わせたものであってもよい。この場合、膜厚計３６は、図示されないガイド部材に沿って、図１において矢印Ｃで示されるように、成形品２５の搬送方向に直交する方向、すなわち、成形品２５の幅方向に往復し、該成形品２５の幅方向における厚さ分布を計測することができる。なお、前記膜厚計３６は、成形品２５におけるコート材１７だけの膜厚を計測するものであってもよいが、本実施の形態においては、基材１３と該基材１３上にコーティングされたコート材１７との膜厚を合計した厚さ、すなわち、成形品２５全体の厚さを計測するものとして説明する。
【００３３】
ここで、３１は成形品２５の厚さを制御するための制御装置であり、膜厚計３６と通信可能に接続されている。前記制御装置３１は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、キーボード、マウス、ジョイスティック、タッチパネル等の入力手段、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、プリンタ等の出力手段、通信インターフェイス等を備える一種のコンピュータである。なお、前記制御装置３１は、単一のコンピュータであってもよいし、複数のコンピュータが有機的に結合した分散型サーバであってもよい。また、前記制御装置３１は独立して存在するものであってもよいし、コーティングライン１０全体を制御する制御装置のような他の制御装置の一部であってもよいし、大型のコンピュータの内部に構築された複数のシステムの一つであってもよい。
【００３４】
そして、前記制御装置３１は、機能の観点から、図７に示されるように、あらかじめ設定された成形品２５の厚さの目標値と、膜厚計３６が計測した成形品２５の厚さの実測値とを比較する比較部４１、成形品２５の厚さの実測値に基づき、成形品２５の厚さを所定値にするためのフラットダイ１６のリップクリアランスの値を演算するクリアランス演算部４２、成形品２５の断面パターンに関するパターンデータに基づき、フラットダイ１６のリップクリアランス及び計測された成形品２５の計測値としての計測厚さの目標値を補正するパターンデータ補正部４３、あらかじめ設定されたフラットダイ１６のリップクリアランスの値を格納するクリアランスデータ記憶部４４、及び、あらかじめ設定された成形品２５の断面パターンに関するパターンデータを格納するパターンデータ記憶部４５を有する。なお、本実施の形態において、成形品２５の断面とは横断面、すなわち、成形品２５の搬送方向に直交する方向の断面を意味するものとする。
【００３５】
この場合、前記制御装置３１は、図１において矢印Ｄで示されるように、成形品２５の厚さの実測値を膜厚計３６から受信し、フラットダイ１６のリップクリアランスを演算した値とするための制御値を、図１において矢印Ｅで示されるように、リップ駆動装置３３に送信する。該リップ駆動装置３３は、制御装置３１と通信可能に接続され、該制御装置３１から受信した制御値に基づいて、フラットダイ１６の可動リップを駆動させて該可動リップの各部分におけるリップクリアランスを調整するための装置である。なお、前記リップ駆動装置３３は、制御装置３１と一体的に形成されていてもよい。
【００３６】
そして、可動リップを駆動させるアクチュエータが電気モータ、電気ヒータ等を備える電動アクチュエータである場合、前記リップ駆動装置３３は駆動電流を電動アクチュエータに供給する。また、可動リップを駆動させるアクチュエータが油圧シリンダ装置等を備える油圧アクチュエータである場合、前記リップ駆動装置３３は圧油を油圧アクチュエータに供給する。本実施の形態においては、可動リップを駆動させるアクチュエータが空圧シリンダ装置等を備える空圧アクチュエータであり、前記リップ駆動装置３３が、図１において矢印Ｆで示されるように、圧縮空気を空圧アクチュエータに供給するものとして説明する。この場合、リップ駆動装置３３は、図示されない空気ポンプ、空気タンク等を有する空気供給装置からの圧縮空気を所定の圧力にまで減圧して、図示されない管路を介して、フラットダイ１６の各空圧アクチュエータに供給する。
【００３７】
また、前記可動リップは、スリット状の出口ノズルにおけるスリットの長手方向に関して複数の部分に分割され、各部分がそれぞれの空圧アクチュエータによって、独立して駆動される。そして、前記可動リップの各部分におけるリップクリアランスは、各空圧アクチュエータによって調整される。
【００３８】
本実施の形態において、前記制御装置３１及びリップ駆動装置３３は、フラットダイ１６のリップクリアランスを制御する成形品厚さ制御装置を構成する。この場合、該成形品厚さ制御装置は、膜厚計３６からフィードバックされた前記成形品２５の厚さに基づいて、前記フラットダイ１６のリップクリアランスを制御する。
【００３９】
次に、前記構成の成形品厚さ制御システムの動作について説明する。まず、均一な厚さの成形品２５を成形する場合の動作について説明する。
【００４０】
図８は本発明の実施の形態における成形品の断面パターンを示す第１の図、図９は本発明の実施の形態における成形品の断面を示す第１の図、図１０は本発明の実施の形態におけるノズルの開口の形状を示す第１の図、図１１は本発明の実施の形態における成形品厚さ制御システムの動作を示すフローチャートである。
【００４１】
まず、生産ラインとしてのコーティングライン１０の運転を開始する前に、オペレータは、制御装置３１の入力手段を操作して、フラットダイ１６のノズルのリップ部におけるクリアランス、すなわち、リップクリアランスの設定を行う。これにより、成形品厚さ制御システムによる厚さ制御が開始される。そして、制御装置３１は、オペレータの入力に基づいて、前記リップクリアランスの値として、あらかじめ記憶された記憶値を使用するか否かを判断する。
【００４２】
この場合、リップクリアランスの値として、フラットダイ１６の製造時やコーティングライン１０への据え付け時に設定された基準値、及び、過去の実験、経験等に基づいて設定され、あらかじめクリアランスデータ記憶部４４に格納された記憶値を使用することができる。なお、前記基準値及び記憶値は、コート材１７の膜厚の値に対応して定められているが、コート材１７の材質、温度等の条件を考慮して定められていることが望ましい。
【００４３】
そして、記憶値を使用しない場合、前記制御装置３１は、リップクリアランスの値を基準値に設定する。また、記憶値を使用する場合、前記制御装置３１はクリアランスデータ記憶部４４に格納された記憶値を呼び出し、前記リップクリアランスの値を前記記憶値に設定する。
【００４４】
続いて、オペレータは、制御装置３１の入力手段を操作して、パターン制御を行うか否かの決定を行う。そして、パターン制御を行わないと決定すると、成形品２５の断面形状が、シート状物としての通常の断面形状となるように厚さ制御が行われる。ここで、シート状物としての通常の断面形状とは、図８に示されるように、厚さが均一で、上下の面に凹凸がなくフラットな断面パターン４６に対応するものである。また、パターン制御を行うと決定すると、成形品２５の断面形状が、パターンデータ記憶部４５に格納されたパターンデータの中からオペレータによって選択された断面パターンに対応する断面形状となるように厚さ制御を行うパターン制御処理が行われる。そして、制御装置３１は、オペレータの入力に基づいて、パターン制御を行うか否かを判断する。
【００４５】
まず、パターン制御を行わない場合について説明する。この場合、コーティングライン１０の運転が開始されると、運転中は、該コーティングライン１０の途中に配設された膜厚計３６によって、現在の成形品２５の厚さが計測される。この場合、膜厚計３６は、成形品２５の幅方向に往復し、該成形品２５の幅方向における厚さ分布を計測する。また、前記膜厚計３６は、基材１３と該基材１３上にコーティングされたコート材１７との膜厚を合計した厚さ、すなわち、成形品２５全体の厚さを計測する。
【００４６】
そして、制御装置３１は、前記膜厚計３６の出力信号を受信し、計測された成形品２５の幅方向における厚さ分布が目標値の誤差範囲内に収まっているか否か、すなわち、成形品２５の厚さが幅方向に関して均一であり、成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達しているか否かを判断する。ここで、成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達している場合、膜厚計３６による成形品２５の幅方向における厚さ分布の計測、及び、制御装置３１による成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達しているか否かの判断が繰り返し行われる。
【００４７】
また、成形品２５の断面が、図９（ａ）に示されるようになっていて、成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達していない場合、制御装置３１は、計測された成形品２５の幅方向における厚さ分布に基づき、成形品２５の厚さを均一にするためのフラットダイ１６のリップクリアランスの値を演算する。ここで、前記成形品２５は、図９（ａ）に示されるように、基材１３及び該基材１３上にコーティングされたコート材１７を有する。また、前記基材１３は、上面に模様、印刷パターン等から成る突出部１３ａを備えている。この場合、膜厚計３６によって計測される厚さは、基材１３の下面からコート材１７の上面までの距離である。この場合、コート材１７の上面に凹凸が多数形成され、成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達していないので、制御装置３１は、計測された成形品２５の厚さ分布、すなわち、成形品２５の厚さの実測値に基づき、成形品２５の厚さを所定値にするためのフラットダイ１６のリップクリアランスの値を演算する。演算としては、前記コート材１７の上面の凹凸と逆のパターンになるように計算される。
【００４８】
そして、制御装置３１は、フラットダイ１６のリップクリアランスを演算した値とするための制御値をリップ駆動装置３３に送信する。すると、該リップ駆動装置３３は、リップクリアランスが演算された値となるように、フラットダイ１６の可動リップを駆動させる空圧アクチュエータに圧縮空気を供給する。これにより、図１０（ａ）に示されるように、フラットな断面パターンに対応する形状のノズルの開口１９が、図１０（ｂ）に示されるような形状になる。すると、前記ノズルの開口１９から押し出されたコート材１７が基材１３上にコーティングされ、成形品２５の断面は、図９（ｂ）に示されるように、厚さが均一でフラットなものとなる。
【００４９】
続いて、膜厚計３６による成形品２５の幅方向における厚さ分布の計測、及び、制御装置３１による成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達しているか否かの判断が、再び行われる。そして、成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達している場合、膜厚計３６による成形品２５の幅方向における厚さ分布の計測、及び、制御装置３１による成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達しているか否かの判断が繰り返し行われる。
【００５０】
このように、厚さが均一で、上下の面に凹凸がなくフラットな断面パターン４６に対応する断面形状となるように厚さ制御が行われると、基材１３が突出部１３ａを備えている場合のように、フラットでない断面形状を有する場合であっても、均一な厚さのフラットな断面形状の成形品２５を成形することができる。
【００５１】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１リップクリアランスを設定する。
ステップＳ２記憶値を使用するか否かを判断する。記憶値を使用しない場合はステップＳ３に進み、記憶値を使用する場合はステップＳ４に進む。
ステップＳ３リップクリアランスの値を基準値に設定する。
ステップＳ４記憶値を呼び出す。
ステップＳ５リップクリアランスの値を記憶値に設定する。
ステップＳ６パターン制御を行うか否かを判断する。パターン制御を行わない場合はステップＳ７に進み、パターン制御を行う場合はステップＳ１２に進む。
ステップＳ７コーティングライン１０の運転を開始する。
ステップＳ８現在の成形品２５の厚さを計測する。
ステップＳ９目標精度に到達しているか否かを判断する。目標精度に到達している場合はステップＳ８に戻り、目標精度に到達していない場合はステップＳ１０に進む。
ステップＳ１０計測厚さに基づき厚さを均一にするためのリップクリアランスの値を演算する。
ステップＳ１１リップクリアランスを制御する。
ステップＳ１２パターン制御処理を行う。
【００５２】
次に、厚さが均一でなく、所定の断面形状を有する成形品２５を成形する場合の動作について説明する。
【００５３】
図１２は本発明の実施の形態における成形品の断面パターンを示す第２の図、図１３は本発明の実施の形態における成形品の断面を示す第２の図、図１４は本発明の実施の形態におけるノズルの開口の形状を示す第２の図、図１５は本発明の実施の形態における成形品の断面パターンを示す第３の図、図１６は本発明の実施の形態における成形品の断面を示す第３の図、図１７は本発明の実施の形態におけるノズルの開口の形状を示す第３の図、図１８は本発明の実施の形態におけるパターン制御処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００５４】
まず、オペレータが、制御装置３１の入力手段を操作して、パターン制御を行うと決定すると、成形品２５の断面形状がパターンデータ記憶部４５に格納されたパターンデータの中からオペレータによって選択された断面パターンに対応する断面形状となるように、厚さ制御が行われる。この場合、オペレータは、制御装置３１の入力手段を操作して、パターンデータ記憶部４５に格納されている成形品２５の断面パターンに関するパターンデータの中から所望のパターンデータを選択する。そして、制御装置３１は、オペレータの入力に基づいて、パターン制御を行うと判断すると、パターンデータ記憶部４５から、オペレータが選択したパターンデータを呼び出す。ここでは、該パターンデータは、図１２に示されるように、突出部４６ａを備える断面パターン４６である場合について説明する。
【００５５】
続いて、コーティングライン１０の運転が開始されると、制御装置３１は、パターンデータ記憶部４５から呼び出したパターンデータに基づき、設定されたフラットダイ１６の各部におけるリップクリアランスの値を補正する。そして、コーティングライン１０の運転中は、該コーティングライン１０の途中に配設された膜厚計３６によって、現在の成形品２５の厚さが計測される。この場合、膜厚計３６は、成形品２５の幅方向に往復し、該成形品２５の幅方向における厚さ分布を計測する。また、前記膜厚計３６は、基材１３と該基材１３上にコーティングされたコート材１７との膜厚を合計した厚さ、すなわち、成形品２５全体の厚さを計測する。
【００５６】
そして、制御装置３１は、パターンデータ記憶部４５から呼び出したパターンデータに基づき、計測厚さの目標値を補正する。すなわち、計測された成形品２５の幅方向における厚さ分布の目標値が、図１２に示されるような突出部４６ａを備える断面パターン４６に対応するものとなるようにする。
【００５７】
続いて、制御装置３１は、前記膜厚計３６の出力信号を受信し、計測された成形品２５の幅方向における厚さ分布が目標値の誤差範囲内に収まっているか否か、すなわち、成形品２５の断面が図１２に示されるような断面パターン４６に対応し、成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達しているか否かを判断する。そして、成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達している場合、膜厚計３６による成形品２５の幅方向における厚さ分布の計測、計測厚さの目標値の補正、及び、制御装置３１による成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達しているか否かの判断が繰り返し行われる。
【００５８】
また、成形品２５の断面が、図１３（ａ）に示されるようになっていて、成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達していない場合、制御装置３１は、計測された成形品２５の幅方向における厚さ分布に基づき、成形品２５の断面が図１２に示されるような断面パターン４６に対応する形状にするためのフラットダイ１６のリップクリアランスの値を演算する。ここで、前記成形品２５は、図１３（ａ）に示されるように、基材１３及び該基材１３上にコーティングされたコート材１７を有する。また、前記基材１３は、上面に模様、印刷パターン等から成る突出部１３ａを備えている。この場合、膜厚計によって計測される厚さは、基材１３の下面からコート材１７の上面までの距離である。そして、コート材１７の上面に凹凸が多数形成され、成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達していないので、制御装置３１は、計測された成形品２５の厚さ分布、すなわち、成形品２５の厚さの実測値に基づき、成形品２５の厚さ分布を図１２に示されるような断面パターン４６に対応するものにするためのフラットダイ１６のリップクリアランスの値を演算する。
【００５９】
そして、制御装置３１は、フラットダイ１６のリップクリアランスを演算した値とするための制御値をリップ駆動装置３３に送信する。すると、該リップ駆動装置３３は、リップクリアランスが演算された値となるように、フラットダイ１６の可動リップを駆動させる空圧アクチュエータに圧縮空気を供給する。これにより、図１４（ａ）に示されるように、フラットな断面パターンに対応する形状のノズルの開口１９が、図１４（ｄ）に示されるような形状になる。
【００６０】
ここで、成形品２５の厚さ分布を、厚さが均一で、上下の面に凹凸がなくフラットなものにする場合であれば、ノズルの開口１９は図１４（ｂ）に示されるような形状となる。しかし、前述されたように、制御装置３１は、パターンデータ記憶部４５から呼び出したパターンデータに基づき、設定されたフラットダイ１６のリップクリアランスの値を補正している。そのため、成形品２５の厚さ分布を図１２に示されるような断面パターン４６に対応するものにするために、ノズルの開口１９は、図１４（ｂ）に示されるような形状に図１４（ｃ）に示されるような補正パターン４７を加算して得られる図１４（ｄ）に示されるような形状とされる。なお、図１４（ｃ）に示されるような補正パターン４７は、前記パターンデータとしての図１２に示されるような断面パターン４６に対応する。
【００６１】
これにより、前記ノズルの開口１９から押し出されたコート材１７が基材１３上にコーティングされ、成形品２５の断面は、図１３（ｂ）に示されるように、突出部２５ａを備えるもの、すなわち、パターンデータ記憶部４５から呼び出したパターンデータとしての図１２に示されるような断面パターン４６に対応するものとなる。
【００６２】
続いて、膜厚計３６による成形品２５の幅方向における厚さ分布の計測、計測厚さの目標値の補正、及び、制御装置３１による成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達しているか否かの判断が、再び行われる。そして、成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達している場合、膜厚計３６による成形品２５の幅方向における厚さ分布の計測、計測厚さの目標値の補正、及び、制御装置３１による成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達しているか否かの判断が繰り返し行われる。
【００６３】
次に、オペレータが選択したパターンデータが、図１５に示されるように、両端に突出部４６ｂを備える断面パターン４６である場合について説明する。この場合、パターンデータが図１２に示されるような断面パターン４６である場合と同様に、コーティングライン１０の運転が開始されると、制御装置３１は、パターンデータ記憶部４５から呼び出したパターンデータに基づき、設定されたフラットダイ１６のリップクリアランスの値を補正する。そして、コーティングライン１０の運転中は、前記コーティングライン１０の途中に配設された膜厚計３６によって、現在の成形品２５の厚さが計測される。
【００６４】
そして、制御装置３１は、パターンデータ記憶部４５から呼び出したパターンデータに基づき、計測厚さの目標値を補正し、計測された成形品２５の幅方向における厚さ分布の目標値が、図１５に示されるような突出部４６ｂを備える断面パターン４６に対応するものとなるようにする。
【００６５】
続いて、制御装置３１は、前記膜厚計３６の出力信号を受信し、計測された成形品２５の幅方向における厚さ分布が目標値の誤差範囲内に収まっているか否か、すなわち、成形品２５の断面が図１５に示されるような断面パターン４６に対応し、成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達しているか否かを判断する。そして、成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達している場合、膜厚計３６による成形品２５の幅方向における厚さ分布の計測、計測厚さの目標値の補正、及び、制御装置３１による成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達しているか否かの判断が繰り返し行われる。
【００６６】
また、成形品２５の断面が、図１６（ａ）に示されるようになっていて、成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達していない場合、制御装置３１は、計測された成形品２５の幅方向における厚さ分布に基づき、成形品２５の断面が図１５に示されるような断面パターン４６に対応する形状にするためのフラットダイ１６のリップクリアランスの値を演算する。ここで、前記成形品２５は、図１６（ａ）に示されるように、基材１３及び該基材１３上にコーティングされたコート材１７を有する。また、前記基材１３は、上面に模様、印刷パターン等から成る突出部１３ａを備えている。この場合、膜厚計によって計測される厚さは、基材１３の下面からコート材１７の上面までの距離である。そして、コート材１７の上面に凹凸が多数形成され、成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達していないので、制御装置３１は、計測された成形品２５の厚さ分布、すなわち、成形品２５の厚さの実測値に基づき、成形品２５の厚さ分布を図１５に示されるような断面パターン４６に対応するものにするためのフラットダイ１６のリップクリアランスの値を演算する。
【００６７】
そして、制御装置３１は、フラットダイ１６のリップクリアランスを演算した値とするための制御値をリップ駆動装置３３に送信する。すると、該リップ駆動装置３３は、リップクリアランスが演算された値となるように、フラットダイ１６の可動リップを駆動させる空圧アクチュエータに圧縮空気を供給する。これにより、図１７（ａ）に示されるように、フラットな断面パターンに対応する形状のノズルの開口１９が、図１７（ｄ）に示されるような形状になる。
【００６８】
ここで、成形品２５の厚さ分布を図１５に示されるような断面パターン４６に対応するものにするために、ノズルの開口１９は、図１７（ｂ）に示されるような形状に図１７（ｃ）に示されるような補正パターン４７を加算して得られる図１７（ｄ）に示されるような形状とされる。なお、図１７（ｃ）に示されるような補正パターン４７は、前記パターンデータとしての図１５に示されるような断面パターン４６に対応する。
【００６９】
これにより、前記ノズルの開口１９から押し出されたコート材１７が基材１３上にコーティングされ、成形品２５の断面は、図１６（ｂ）に示されるように、突出部２５ｂを備えるもの、すなわち、パターンデータ記憶部４５から呼び出したパターンデータとしての図１５に示されるような断面パターン４６に対応するものとなる。
【００７０】
続いて、膜厚計３６による成形品２５の幅方向における厚さ分布の計測、計測厚さの目標値の補正、及び、制御装置３１による成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達しているか否かの判断が、再び行われる。そして、成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達している場合、膜厚計３６による成形品２５の幅方向における厚さ分布の計測、計測厚さの目標値の補正、及び、制御装置３１による成形品２５の厚さ精度が目標精度に到達しているか否かの判断が繰り返し行われる。
【００７１】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１２−１パターンデータを呼び出す。
ステップＳ１２−２コーティングライン１０の運転を開始する。
ステップＳ１２−３リップクリアランスのパターンデータを補正する。
ステップＳ１２−４現在の成形品２５の厚さを計測する。
ステップＳ１２−５計測厚さのパターンデータを補正する。
ステップＳ１２−６目標精度に到達しているか否かを判断する。目標精度に到達している場合はステップＳ１２−４に戻り、目標精度に到達していない場合はステップＳ１２−７に進む。
ステップＳ１２−７計測厚さに基づき設定断面パターンにするためのリップクリアランスの値を演算する。
ステップＳ１２−８リップクリアランスを制御する。
【００７２】
このように、本実施の形態においては、パターンデータ記憶部４５から呼び出したパターンデータとしての断面パターン４６に対応する断面形状となるように厚さ制御が行われるので、所望の断面形状を有する成形品２５を容易に成形することができる。
【００７３】
そのため、例えば、基材１３の断面形状が上面に模様、印刷パターン等から成る突出部１３ａを備えている場合であって、前記突出部１３ａと同様の突出部を成形品２５の表面に形成することによって成形品２５の外観、感触等に変化を付けることが要求されるときには、対応するパターンデータを使用したパターン制御を行うことによって、図１３（ｂ）に示されるような前記突出部１３ａと同様の突出部２５ａを備える成形品２５を容易に成形することができる。
【００７４】
また、例えば、基材１３の断面形状が上面に前記突出部１３ａを備えている場合であっても、厚さが均一でフラットな成形品２５が要求されるときには、パターン制御を行わないことによって、図９（ｂ）に示されるような厚さが均一でフラットな成形品２５を容易に成形することができる。
【００７５】
さらに、基材１３の断面形状がいかなるものであっても、所望のパターンデータを使用したパターン制御を行うことによって、図１６（ｂ）に示されるように、所望の断面形状を備える成形品２５を容易に成形することができる。
【００７６】
なお、本実施の形態においては、パターン制御を行わない場合に、図８に示されるような厚さが均一で、上下の面に凹凸がなくフラットな断面パターン４６に対応する断面形状の成形品２５を成形するになっているが、図８に示されるような厚さが均一で、上下の面に凹凸がなくフラットな断面パターン４６をパターンデータとして、パターンデータ記憶部４５に格納するようにしてもよい。この場合、厚さが均一でフラットな成形品２５が要求されるときであっても、対応するパターンデータを使用したパターン制御を行うこととなる。
【００７７】
さらに、本実施の形態においては、膜厚計３６が成形品２５におけるコート材１７だけの膜厚を計測するものである場合について説明したが、前記膜厚計３６は、成形品２５におけるコート材１７だけの膜厚を計測するものであってもよい。この場合、基材１３の断面形状が既知であれば、所望のパターンデータを使用したパターン制御を行うことによって、所望の断面形状を備える成形品２５を容易に成形することができる。
【００７８】
要するに、膜厚計３６によるコート材１７の測定厚さに、基材１３の厚みデータを加算させて、加算データとパターンデータを比較演算してパターン制御を行ってもよいし、パターンデータに基材１３の厚みでデータを補正値として補正パターンデータを作成し、補正パターンデータと膜厚計３６によるコート材１７の測定厚さとを比較演算してパターン制御を行うようにしてもよい。
【００７９】
さらに、本実施の形態における成形品厚さ制御システムは、基材上に樹脂層をコーティングするコーティングラインだけでなく、基材上に樹脂フィルムをラミネートするラミネータに適用することもできる。
【００８０】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００８１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、成形品厚さ制御システムにおいては、押出ダイから押し出された樹脂が基材上にコーティングされた成形品の厚さを計測する厚さ計測装置と、該厚さ計測装置からフィードバックされた前記成形品の厚さに基づいて、前記押出ダイのリップクリアランスを制御する成形品厚さ制御装置とを有し、該成形品厚さ制御装置は、前記成形品の断面パターンに関するパターンデータに基づいて、前記押出ダイのリップクリアランスを制御する。
【００８２】
この場合、成形品厚さ制御装置が成形品の断面パターンに関するパターンデータに基づいて押出ダイのリップクリアランスを制御するので、所望の断面形状を有する成形品を容易に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における成形品厚さ制御システムの概略を示す概念図である。
【図２】従来の成形品厚さ制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】従来の成形品厚さ制御システムにおける製品フィルムの断面を示す図である。
【図４】従来の成形品厚さ制御システムにおけるノズルの開口の形状を示す図である。
【図５】従来の他の成形品厚さ制御システムにおける製品フィルムの断面を示す図である。
【図６】従来の他の成形品厚さ制御システムにおけるノズルの開口の形状を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における成形品厚さ制御システムの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態における成形品の断面パターンを示す第１の図である。
【図９】本発明の実施の形態における成形品の断面を示す第１の図である。
【図１０】本発明の実施の形態におけるノズルの開口の形状を示す第１の図である。
【図１１】本発明の実施の形態における成形品厚さ制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態における成形品の断面パターンを示す第２の図である。
【図１３】本発明の実施の形態における成形品の断面を示す第２の図である。
【図１４】本発明の実施の形態におけるノズルの開口の形状を示す第２の図である。
【図１５】本発明の実施の形態における成形品の断面パターンを示す第３の図である。
【図１６】本発明の実施の形態における成形品の断面を示す第３の図である。
【図１７】本発明の実施の形態におけるノズルの開口の形状を示す第３の図である。
【図１８】本発明の実施の形態におけるパターン制御処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１３基材
１６フラットダイ
１７コート材
２５成形品
３１制御装置
３３リップ駆動装置
３６膜厚計
４３パターンデータ補正部
４５パターンデータ記憶部
４６断面パターン

Claims

（ａ）押出ダイから押し出された樹脂が基材上にコーティングされた成形品の厚さを計測する厚さ計測装置と、
（ｂ）該厚さ計測装置からフィードバックされた前記成形品の厚さに基づいて、前記押出ダイのリップクリアランスを制御する成形品厚さ制御装置とを有し、
（ｃ）該成形品厚さ制御装置は、前記成形品の断面パターンに関するパターンデータに基づいて、前記押出ダイのリップクリアランスを制御することを特徴とする成形品厚さ制御システム。
前記成形品厚さ制御装置は、前記パターンデータを格納するパターンデータ記憶部を備える請求項１に記載の成形品厚さ制御システム。
前記成形品厚さ制御装置は、前記パターンデータに基づき、前記成形品の厚さの目標値を補正するパターンデータ補正部を備える請求項１又は２に記載の成形品厚さ制御システム。
前記成形品厚さ制御装置は、前記成形品の断面形状が前記パターンデータ記憶部から呼び出したパターンデータに対応する断面形状となるように前記押出ダイのリップクリアランスを制御する請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形品厚さ制御システム。
（ａ）押出ダイから押し出された樹脂が基材上にコーティングされた成形品の厚さを計測する厚さ計測装置からフィードバックされた前記成形品の厚さに基づいて、前記押出ダイのリップクリアランスを制御する成形品厚さ制御方法であって、
（ｂ）前記成形品の断面パターンに関するパターンデータに基づいて、前記押出ダイのリップクリアランスを制御することを特徴とする成形品厚さ制御方法。