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技術 樹脂フィルムロール形状測定方法及び測定装置

出願人 宇部興産株式会社
発明者 勝木省三大森則明
出願日 2015年2月19日 (5年10ヶ月経過) 出願番号 2015-030895
公開日 2016年8月22日 (4年4ヶ月経過) 公開番号 2016-151567
状態 特許登録済
技術分野 測定手段を特定しない測長装置
主要キーワード 吹付け流 非接触変位センサー 取付スタンド 同変位センサ 電動アクチュエーター 先端距離 吹付け角 気体吹付
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年8月22日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

フィルム表層へのキズ形成・折れシワ異物付着問題を回避するとともに、前記非接触式で発生するような測定結果不正確さを回避する樹脂フィルムロール形状測定方法及び測定装置を提供する事を課題とする。

解決手段

樹脂フィルムロールの表面上の測定点気体吹付けノズルから局所的に気体吹付け、測定点の表層フィルムの浮きをなくした状態にしながら、非接触の変位センサーにてフィルム幅方向走査表面変位を測定する樹脂フィルムロール形状測定方法。

概要

背景

樹脂フィルムロール形状測定方法としては、直径方向に樹脂フィルムロールを片側に変位センサーのついた治具で挟み込み、同センサーフィルム幅方向走査することで測定する等の接触式と(例えば、特許文献1)、樹脂フィルムロール表面を非接触で変位センサーをフィルム幅方向に走査して測定する等の非接触式が知られている(例えば、特許文献2)。
接触式では、フィルムへのキズ発生計測時のヨレによる折れシワの発生、計測機器からの微小異物のフィルムへの付着等のリスクを伴う。また、これらリスクを避ける為に表面をシートで覆って測定することもあるが、その場合は、表層のシートの折れシワや、浮きに注意払う必要がある。
一方、非接触式では、樹脂フィルムロール最表層のフィルムの弛みにより正確な測定結果が得られない場合がある。特にフィルム終端部が固定されていない場合や、適切な張力で引っ張られていない場合に顕著である。

概要

フィルム表層へのキズ形成・折れシワ・異物付着問題を回避するとともに、前記非接触式で発生するような測定結果の不正確さを回避する樹脂フィルムロールの形状測定方法及び測定装置を提供する事を課題とする。樹脂フィルムロールの表面上の測定点気体吹付けノズルから局所的に気体吹付け、測定点の表層フィルムの浮きをなくした状態にしながら、非接触の変位センサーにてフィルム幅方向に走査し表面変位を測定する樹脂フィルムロール形状測定方法。

目的

本発明は、樹脂フィルムロール最表層へのキズ形成・折れシワ・異物付着などの問題を回避するとともに、前記非接触式で発生するような測定結果の不正確さを回避する樹脂フィルムロールの形状測定方法及び測定装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

樹脂フィルムロールの表面上の測定点気体吹付けノズルから測定点を中心に気体吹付け、測定点の表層フィルムの浮きをなくした状態にしながら、非接触の変位センサーにてフィルム幅方向走査する樹脂フィルムロール形状測定方法

請求項2

気体吹付けノズルが変位センサーに対して斜め上方又は斜め下方に位置し、樹脂フィルムロール垂線からの角度(θ)が40〜140deg.である請求項1記載の測定方法

請求項3

樹脂フィルムロールから一定の距離に保持された電動アクチュエーターと、ワーク(台車)上に、同ロールの直径方向で同ロールに対向する変位センサーと、同センサーの斜め上方又は斜め下方に位置して、測定点方向に開口部を有する気体吹付けノズルを有する樹脂フィルムロール形状測定装置

技術分野

0001

本発明は、樹脂フィルムロール形状測定方法及び測定装置に関する。

背景技術

0002

樹脂フィルムロールの形状測定方法としては、直径方向に樹脂フィルムロールを片側に変位センサーのついた治具で挟み込み、同センサーフィルム幅方向走査することで測定する等の接触式と(例えば、特許文献1)、樹脂フィルムロール表面を非接触で変位センサーをフィルム幅方向に走査して測定する等の非接触式が知られている(例えば、特許文献2)。
接触式では、フィルムへのキズ発生計測時のヨレによる折れシワの発生、計測機器からの微小異物のフィルムへの付着等のリスクを伴う。また、これらリスクを避ける為に表面をシートで覆って測定することもあるが、その場合は、表層のシートの折れシワや、浮きに注意払う必要がある。
一方、非接触式では、樹脂フィルムロール最表層のフィルムの弛みにより正確な測定結果が得られない場合がある。特にフィルム終端部が固定されていない場合や、適切な張力で引っ張られていない場合に顕著である。

先行技術

0003

特開2002−168616号公報
特開2006−88255号公報

発明が解決しようとする課題

0004

樹脂フィルムロールの表面形状は、フィルムを巻重ねることで、フィルムの幅方向の僅かな膜厚ムラが積算された状態であり、フィルムロール形状測定間接的に膜厚ムラを計測する有効な手法となる。

0005

本発明は、樹脂フィルムロール最表層へのキズ形成・折れシワ・異物付着などの問題を回避するとともに、前記非接触式で発生するような測定結果の不正確さを回避する樹脂フィルムロールの形状測定方法及び測定装置を提供する事を課題とする。

課題を解決するための手段

0006

前記課題は、以下の本発明により解決される。
1.樹脂フィルムロールの表面上の測定点気体吹付けノズルから測定点を中心に気体吹付け、測定点の表層フィルムの浮きをなくした状態にしながら、非接触の変位センサーにてフィルム幅方向に走査する樹脂フィルムロール形状測定方法。
2.気体吹付けノズルが変位センサーに対して斜め上方又は斜め下方に位置し、樹脂フィルムロール垂線からの角度(θ)が40〜140deg.である第1項記載の測定方法
3.樹脂フィルムロールから一定の距離に保持された電動アクチュエーターと、
ワーク(台車)上に、同ロールの直径方向で同ロールに対向する変位センサーと、同センサーの斜め上方又は斜め下方に位置して、測定点方向に開口部を有する気体吹付けノズルを有する樹脂フィルムロール形状測定装置

発明の効果

0007

本発明により、樹脂フィルムロール表面に汚れやキズを発生させる事無く、また、表層フィルムの浮きやバタツキによる計測データに影響を与える事無く、接触測定と同様な精度で形状測定を行う事ができる。

図面の簡単な説明

0008

本発明の樹脂フィルムロール形状測定装置の模式図(側面、正面)である。
実施例2及び比較例2の測定チャートである。なお、実施例2は、流量:10L/min、比較例2は流量:5L/minのものを代表例として示す。

0009

以下、本発明を詳細に説明する。本発明において「〜」は両端の値を含む。

0010

本発明において測定対象となる樹脂フィルムロールの樹脂の種類は特に限定されず、例えば、ポリアミドポリエステルポリオレフィンスチレン系樹脂ポリカーボネートPPS樹脂芳香族ポリアミドポリエチレンテレフタレートポリエチレンナフタレートポリプロピレンポリエチレンポリイミドなどを使用する事ができる。また、これらフィルムを貼合せることにより多層化したフィルムも使用することができる。
これらの樹脂フィルムコアに巻き上げられて樹脂フィルムロールは形成される。
なお、樹脂フィルムの長さについても特に限定されるものではない。

0011

例えば、ポリプロピレンフィルムロールとしては、厚さ3〜50μm、好ましくは5〜20μm、長さ20,000mのフィルムを直径3〜6インチのコアに、張力5〜200N/m、好ましくは10〜100N/mで巻き取ったロールが挙げられる。

0012

本発明に使用される変位センサー(変位計)は、光学式変位センサーが好ましく使用される。
同変位センサーは、市販のものが使用される。
変位センサーから樹脂フィルムロール表面に可視光レーザー照射し、その反射光により樹脂フィルムロールの表面とセンサーの間の距離を測定し、得られた測定量は電気信号として信号処理手段に接続され、測定量が演算、表示、出力される。その後は必要に応じて、信号処理手段と信号記録手段とが接続される。
変位センサーは、樹脂フィルムロールの直径方向に来るように位置が調整される。
信号記録手段としては、記録計パソコン等を挙げることができる。例えば、パソコンに接続した場合、形状測定結果合否判定警報出力を行うことができ、また、形状測定結果に基づいて樹脂フィルムロールの製膜工程や加工工程の調整を行うことができる。

0013

変位センサーは、樹脂フィルムロールから一定の距離に保持された走行レール(電動アクチュエーター)上を走行する走行装置(台車あるいはワーク)に、同フィルムロールの直径方向で同フィルムロールに対向するように設置され、樹脂フィルムロールの表面をフィルム幅方向に走査することによって、ロール表面形状を連続的に測定することができる。

0014

走行装置は速度調整可能なモータ駆動方式が好ましいが、手動で移動可能な方式を採ることもできる。

0015

変位センサーが移動する為の電動アクチュエーターは、樹脂フィルムロールの表面からセンサーの測定可能距離まで離れて、同フィルムロールに接触しないようにアングル等で固定され、安定に保持される。

0016

変位センサーの斜め上方又は斜め下方に位置するよう気体吹付けノズルが電動アクチュエーター上のワークに設置され、変位センサーと同時に移動する。
気体吹付けノズルの設置は、例えば、ワークに設けられたスタンドに変位センサーと一緒に固定され行われる。

0017

ワークの移動速度は、1〜100mm/s、好ましくは10〜50mm/sである。
ワークの移動速度が同範囲より遅すぎると、計測時間が長くなり測定効率が悪くなる。また速すぎると、計測センサーでの検出ならびに信号処理が間に合わず、計測値誤りを生じさせることがある。

0018

気体吹付けノズルの樹脂フィルムロール垂線からの角度(θ)は40〜140degが望ましい。
フィルムロール垂線からの角度(θ)が同範囲より浅い場合、気体によって表層フィルムの浮き上がり押えつける力よりも、横からの吹付ける力により浮き上がらせる力が大きくなる場合がある。

0019

また、気体吹付けノズルの先端の内径が変位センサーの測定スポット径に対して20〜100倍が望ましい。ノズル先端内径が同範囲より小さすぎると変位センサーの測定位置と吹付けの位置を精度良く合わせる必要があり、ずれた場合には気体吹付けの効果が得られない。また、大きすぎると大量の気体の吹付けが必要となる。

0020

気体吹付けノズルの先端と樹脂フィルムロール表面の直線距離dは5〜30mm、好ましくは5〜20mmである。
気体吹付けノズルとの距離が同範囲より近すぎると、特に角度θが浅く、測定対象ロールの径が大きくなった場合に、同吹付けノズルの接触によりロール表面にキズが入るリスクが高まる。また、同吹付けノズルの距離が離れすぎると、ロール表面のフィルムの浮きを押える力が弱くなることから、気体流量や圧力を高くして多くの気体を吹付ける必要がある為好ましくない。

0021

気体吹付けノズルから同ロール表面に吹付けられる気体としては、樹脂フィルムに影響を及ぼさない気体であれば、特に限定されないが、窒素アルゴン等の不活性ガス、空気が挙げられるが、安価な空気が好ましく、フィルム表面で静電気の発生を抑えるため、イオナイザーによりイオン化した空気が更に好ましい。

0022

気体吹付けノズルから吹出される気体の元圧は0.2〜0.7MPa、好ましくは0.4〜0.6MPaである。
元圧が低いと、空気でロール表面を押さえつける力が十分に働かない為、吹出しノズルとの距離を近づける、吹付け流量を多くすることが必要となる。

0023

また、吹付け流量は7〜20L/m、好ましくは10〜15L/mである。
吹付け流量が少ないと、空気によるロール表面の押えつけが不十分となり、ロール表層フィルムが浮いた状態での測定となる結果、接触式で測定した結果とのズレを生じることがある。一方、吹付け流量を多くするとコストが上がるだけでなく、周辺の異物を巻上げ、付着させるリスクが高くなり、ロールフィルム品質に影響を与える場合がある。
なお、気体は、測定中、常時吹付けられる。

0024

以下、実施例により本実施の形態をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

0025

[実施例1]
厚さ:14μm、長さ:6000mのポリプロピレンフィルムを直径:3インチ、材質:ABSのコアに巻取張力:30N/mにて巻き取ったロールを測定対象物とし、オムロン社製ZW—S40(測定距離:40mm±6mm、スポット径:φ80μm)非接触ファイバ同軸変位センサーを用い、吹付けノズル:内径:φ2.5mm、吹付け距離:10mm、空気圧:0.5MPa、流量:10L/min、電動アクチュエーターは停止(速度:0mm/s)にて吹付け角度θを変えながらフィルム表面のばたつきを変位センサーで10s間計測した。なお、吹付けに用いた圧縮空気はフィルム表面で静電気の発生を抑えるため、イオナイザーによりイオン化した空気を吹付けた。
吹付け角度θ:40〜140degの範囲において、変位センサーで計測されたロール表層のフィルムのばたつきは0.01mm以下と、ばたつきは見られなかった。

0026

[比較例1]
・上記実施例において、吹付け角度θ:30deg、150degとした時のばたつきを変位センサーで測定した結果、0.01mmより大きなフィルム表面のばたつきを検出した。

0027

以下、表1に実施例1及び比較例1の結果を示す。
ばたつき判定は0.01mm以下を○とした。

0028

0029

[実施例2]
実施例1の測定対象ロールならびに、変位センサーを用い、吹付けノズル:内径φ2.5mm、吹付け距離:10mm、吹付け角度θ:55deg.空気圧:0.5MPa、流量:10L/min、15L/min、20L/minにてロール表面にイオン化した空気を吹付けながら、電動アクチュエーターを50mm/sにてフィルム幅方向に走査し樹脂ロール変位を測定した。いずれも接触式変位測定器での測定値と比較した結果、0.05mm以下のズレに収まっており、ほぼ同一の表面形状の測定値を得ることができた。

0030

[比較例2]
実施例2において、吹付け流量を0L/min、2L/min及び5L/minの3点にてロール表面の変位を測定。接触式変位測定器での測定値と比較した結果、表面形状の一部に0.3mmかそれ以上のズレが確認された。

0031

以下、表2に実施例2及び比較例2の結果を示す。

実施例

0032

0033

1.樹脂フィルムロール
2.コア
3.非接触変位センサー
4.取付スタンド
5.電動アクチュエーター
6.吹付けノズル
7.樹脂フィルムロール表面と吹付けノズル先端距離:d
8.吹付けノズルによる吹付け角度:θ
9.変位センサー、吹付けノズル走査方向

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