フィルム処理業界では、トラクション回転機構がロータリーフィルム機を-降ろすフィルムを均一に延伸するためのコア部分です。力学、材料科学、熱力学などを組み合わせた設計により、多次元協調制御によりフィルムの縦横方向の均一な変形を正確に制御することが可能です。-この論文では、構造組成、運動制御、温度制御、張力制御という 4 つの主要な側面から均一な延伸の方法を体系的に分析します。
1. 構造構成: マルチローラー調整機械式伝達システム-
トラクション回転機構の中核は、予熱ロール、延伸ロール、冷却ロール、平坦化ロールなどの数組の回転ロールで構成されています。これらのローラーは、異なる直径、速度のマッチング、空間レイアウトを通じて、正確な機械的伝達制御を実現します。のロータリーフィルム機を-降ろすこのマルチローラー システムを利用して、フィルム幅全体にわたって均一な張力分布を維持します。-
1.1 段階的延伸ロールシステム
一般的な構成では、「小径-大径」の回転ロール ペアが使用されます。たとえば、第 1 段階の延伸ローラーの直径は 80 ～ 120 mm、第 2 段階の延伸ローラーの直径は 150 ～ 200 mm です。フィルムが異なる直径のロール システムを通過すると、線速度の差によって縦方向の延伸力が発生します。第 1 段階が 50 m/min で回転すると、第 2 段階はステージロールは80m/min、縦方向の延伸倍率は最大1.6倍です。この階層構造により、一段階の引張による応力集中を防ぎ、均一な変形勾配を実現します。
1.2 三次元空間レイアウト-
ローラー システムは「Z」または「S」パターンで千鳥状に配置されており、隣接するローラー間の高さの差は 50 ～ 100 mm に維持されます。このレイアウトにより、フィルムの移動に波状の経路が作成され、延伸経路の長さが長くなります。たとえば、3-層共押出されたLDPE フィルムの製造では、波状の経路によりフィルムは 0.8 秒で縦方向に延伸でき、変形時間が短縮されます。線形レイアウトと比較して 30% の発熱が軽減され、局所的な過熱のリスクが最小限に抑えられます。
1.3 平坦化ロールの特殊設計
終端ステージには、たわみが 2～5 mm でシリコン ゴムでコーティングされた湾曲したシャフトを備えた弓形の平坦化ロールが装備されています。{0}フィルムが 15 度の傾斜角でロール表面に接触すると、コイルスプリングシートが 0.5 ～ 1.2 N/cm の横方向分力を発生し、エッジのカールを効果的に除去します。実験データによると、フィルムの弓形の平坦化ロールを 92% 増加させ、エッジの損失を 3% 未満に低減できることが示されています。
2. モーションコントロール: 同期速度比の動的調整システム
マルチロール システムのライン速度の動的なマッチングは、サーボ モーターと周波数コンバータ間の協調制御によって実現されます。{0}そのコア技術には以下が含まれます。
2.1-描画率の閉ループ制御
レーザー速度センサーはフィルムの線速度を継続的に監視し、PLC 制御システムにリアルタイムのフィードバックを提供します。{0}}速度変動が±0.5%を超える場合、駆動モーターの周波数は自動的に調整されます。たとえば、PID アルゴリズム PID アルゴリズムは、厚さ 20- μm の BOPP フィルムの製造では引張比を 5.2 ± 0.1 に維持し、縦方向の引張強さの標準偏差が 0.8 MPa 以下であることを保証します。
2.2 差速延伸技術
横方向の伸縮は、究極のガイド レールと固定具の違いによって実現されます。治具間の隙間が100mmから400mmに広がると、同時にガイド幅も狭くなり、横方向の伸縮率は4倍になります。 Montedison (イタリア) が開発したスプリング-接続治具は、0.3 ～ 0.5 N/mm のスプリング力と横方向の厚さの変動 + -± 1.5% でクランプの安定性を維持します。
2.3 回転振動機構
一部のハイエンド モデルでは、フィルムを伸ばす際に力の方向を変える 360 度回転式分解装置を使用しています。- Bayer の特許技術では、毎分 60 回の回転により、特に光学グレードのフィルムの場合、膜内の応力分布の均一性が 40% 向上することが示されています。モダンなロータリーフィルム機を-降ろすフィルムの品質を向上させるために、このような回転振動機能を組み込んだ設計が増えています。
3. 温度管理: 変形制御を備えた勾配加熱システム
温度均一性はフィルムの結晶化度と延伸性能に直接影響します。トラクション回転機構は、3 段階の温度場制御システムを通じて正確な熱管理を実現します。-
3.1 予熱部の赤外線加熱
波長 2～10 ミクロン、電力密度 80～120 W/cm2 の短波赤外線ヒーターが使用されました。{0}反射パネルは、0.5秒で熱反射効率を95％に高め、フィルム表面温度を120〜140度に高めます。実験によれば、この加熱方法により、予熱部分の厚さのばらつきが±0.8ミクロンに減少することがわかりました。
3.2 熱 3.2 延長部の熱風循環
ジグザグのジグザグ-形状の熱風ダクトが延伸ローラーの周囲に配置されており、熱風パイプの出口はフィルムの移動方向と一定の角度にあります。空気速度を 0.8 -1.2 m/s に制御することで、厚さ 0.5 ～ 1.0 mm の熱境界層を形成できます。東レ (日本) の試験データによると、この設計は、伸張時の膜温度の標準偏差を 1.5 度以下に維持することで、局所的な過熱によって引き起こされる結晶欠陥を効果的に防止します。
3.3 冷却セグメントの形状を安定させるための急速冷却
クロムメッキ冷却ローラーを15℃の水を循環させることにより、フィルムの表面温度を0.3秒で60度未満まで下げることができます。冷却ローラーの速度はトラクション速度（1：1.02）よりわずかに速く、フィルムの収縮によるシワの発生を防ぎます。 Brückner (ドイツ) のケーススタディでは、この急速冷却技術により熱収縮が 0.3% 未満に低減されることが実証されています。
4. 張力調整: 動的補償を備えた安定した制御システム
張力の変動はフィルムの張力が不均一になる主な原因です。トラクション回転機構は、多段階の張力調整により動的平衡を実現します。
4.1 磁粉ブレーキによる一次規制
ほぐし装置には磁粉ブレーキを搭載しており、電流を調整することでブレーキトルクを制御します。フィルム張力が設定値を超えると、自動的にブレーキ電流を低減し、張力変動を±0.2N/mに抑えます。 Hyosung (韓国) の出願では、この技術によりフィルムの破断伸びの標準偏差を 3.2% に低減できることが示されています。
4.2 超音波張力センサーのリアルタイム監視-
ストレッチに設置された超音波張力センサーは、1 秒あたり 1,000 回のサンプリング周波数で動作します。張力の急激な変化が検出されると、システムは駆動モーターの速度を 20 ミリ秒以内に調整します。たとえば、張力が 0.5 N/m 増加すると、PLC はサーボ モーターの速度を 0.3% 低下させて、安定した張力を回復します。
4.3 除電装置による補助制御
冷却部には±7kVの両面除電装置を設置し、フィルム表面の電荷を中和し、静電圧を±5kVから±0.5kVに低減しました。 3M (米国) によるテストでは、静電気を除去すると巻きのきれいさが 85% 向上し、静電気による付着によって生じる張力の不均一性が軽減されることが示されています。
V. 応用例: 二軸延伸 BOPET フィルム
ある企業は、改良されたトラクション回転機構を利用して 12 μm BOPET フィルムを製造し、主要なパラメータを次のように制御しました。
縦延伸：予熱130度、延伸145度、引張倍率3.8倍。
横延伸: 125 度予熱、140 度引張、4.2 倍の引張比
テンションコントロール：リリースN/m、ストレッチ部テンションN/m、コイルテンション22N/m。
製造データによると、縦引張強さの標準偏差は 1.2 MPa から 0.7 MPa に減少し、横方向の厚さの変化は 3.2 μm から 1.8 μm に減少し、製品の合格率は 98.5% に増加しました。この例では、着陸装置回転機構における多次元制御システムの有効性を検証します。{6}}のロータリーフィルム機を-降ろすこの場合に使用されたものは、均一な二軸配向を達成する上で優れた性能を示しました。
結論
構造の最適化、運動制御、温度制御、張力制御を通じて、均一な引張フィルムの技術システムを構築します。としてロータリーフィルム機を-降ろす進化を続けており、将来の反復は高精度、効率、インテリジェンスの方向に発展し、ハイエンド フィルムの製造に重要な技術サポートを提供します。{0}}
