PETフィルムスリット機の一般的な故障診断およびトラブルシューティング方法

抽象的な：

PETフィルム（ポリエステルフィルム）は、優れた機械的特性、耐熱性、透明性から、包装、電子機器、光学機器などの分野で広く使用されています。フィルム製造の最終工程であるスリット加工は、装置の稼働率と生産効率を直接左右する重要な工程です。しかし、スリット加工機は、巻き出し、牽引、巻き取り、工具溝など、複数の複雑なシステムから構成されているため、実際の生産現場では様々な不具合が発生しやすい状況です。本稿では、PETフィルムスリット加工機の一般的な不具合現象をまとめ、体系的な診断方法とトラブルシューティング手法について解説します。

1. 巻き戻しシステムに不具合があります

1. 巻き戻し張力の大きな変動（しわや伸び）

不具合現象：フィルムロールが牽引ローラーに入る前に横方向の折り目が付く、または巻き戻し工程中にフィルム表面に縦方向の伸び線が生じる、あるいはフィルムが破断する。

診断分析：

・巻き戻しブレーキ（磁性粉末ブレーキ／サーボモーター）の出力トルクが不安定です。

・膨張式シャフトの空気漏れ、またはコレットがロックされていないために、メンブレンロールがシャフト上で滑る。

・マスターロール自体に「硬いエッジ」があったり、厚みが均一でなかったりする。

・張力センサーのフィードバック信号の歪み。

除外方法：

1. ブレーキシステムを点検する磁粉ブレーキの場合は、磁粉が凝集していないか、電源が安定しているかを確認してください。サーボ制御の場合は、ドライバパラメータとエンコーダケーブルを確認してください。

2. 空気圧を確認する：膨張軸の空気圧が0.4～0.6MPaに達しているかどうかを確認し、軸と紙芯がしっかりと嵌合していることを確認してください。

3. 張力設定：PETフィルムの特性（通常は高い抵抗力と高弾性率）に合わせて張力曲線を再調整してください。PETフィルムには「テーパー張力」制御、つまりロール径が小さくなるにつれて張力を徐々に下げて内層の伸びを防ぐ制御方法の使用をお勧めします。

4. センサーのキャリブレーション：張力センサーのゼロ点校正と範囲校正を行うには、重りを使用します。

2. 巻き戻しリールを正常に持ち上げたり回転させたりできない。

故障現象：油圧式／電動式昇降テーブルが作動しない、または運転中にリールが突然停止する。

除外方法：

・油圧ステーションのオイルレベルを確認し、オイルポンプモーターが過負荷になっていないか、サーマルリレーが作動していないかを確認します。

・リミットスイッチが破損または位置ずれしていないか確認してください。

・ベアリングハウジングとガイドレールの間の異物を取り除き、グリースを塗布してください。

2. スリットシステムの故障

1. スリット端面の不均一性（バリ、ギザギザ、または糸状の縁）

不具合現象：完成したフィルムロールの端面が不均一である、端に白い粉（ほこり）が付着している、または隣接する2つのロール間の幅が不均一である。

診断分析：

・丸型／平型のナイフはひどく摩耗しており、刃先が鋭くありません。

・溝ローラー（下刃）と上刃の切削量が大きすぎるか小さすぎる。

・工具の角度がPETフィルムの硬度に合っていない（PETは硬度が高いため、鋭利で耐摩耗性に優れた合金製のナイフが必要である）。

・巻き戻し張力がスリット速度と一致しないため、フィルムがツールスロット内で揺れる。

除外方法：

1. ツールを交換する：刃は定期的に点検してください。PETフィルムにはタングステン鋼またはコーティングされた刃の使用をお勧めします。通常はシフトごとに点検し、欠けや0.1mm以上の摩耗が見つかった場合は、すぐに交換してください。

2. 一口の量を調整するせん断スリットの場合、上下の刃の重なりは一般的に0.1～0.2mmに制御されます。圧縮スリットの場合は、横方向の圧力を調整します。切り込みが大きすぎると粉状になり、小さすぎると連続的に切断されます。

3. 溝ローラーを確認する溝付きローラーの溝が摩耗してバリが発生すると、フィルムの端を傷つけてしまうため、ローラー本体を研磨するか、目の細かいサンドペーパーで補修する必要があります。

2. スリット加工中にフィルムが頻繁に破損する

不具合現象：スリット加工中、特に高速加工時に、フィルムが突然破断する。

診断分析：

・原材料のマスターコイルに、接合部の弱さや内部損傷がある。

・過剰な静電気により、フィルムがローラーや工具に吸着する。

・牽引ローラーの速度がスリット速度と同期して制御不能になる（追突事故）。

・集塵システムの吸引力が過剰で、粉塵が空気ダクト内に吸い込まれてしまう。

除外方法：

1. 静電気除去静電気除去棒（イオン棒）が機能していないか（埃が付着しているか、高圧パックが損傷しているかなど）を確認し、静電気ロープを追加するか、主要な通過ローラー周辺の湿度を上げてください。

2. 同期調整各セクション（巻き出し、牽引、巻き取り）間の速度の一致を確認し、速度勾配が適切であることを確認し、「前後に引っ張る」動作を回避してください。

3. ロール全体の検査すべてのローラーがスムーズに回転するか確認してください。もしローラーが固着していると、フィルム表面を傷つけ、応力集中による亀裂を引き起こす可能性があります。

3. 巻線システムが故障する

1. フィルム「暴力腱」または「菊の心」を巻き上げる

不具合現象：巻き取られたフィルムロールの表面に硬く隆起した縞模様（破裂リブ）が現れたり、コイルの中心部に放射状のしわ（菊の心）が現れたりする。

診断分析：

・収縮張力が強すぎる（菊の花芯状）か弱すぎる（緩すぎる）かのいずれかです。

・加圧ローラー（接触ローラー）の圧力が不均一であるか、位置が不適切である。

・フィルムコイルの幅方向における巻線張力の分布が不均一である。

除外方法：

1. 張力調整：「テーパー張力」は巻線張力を制御するために用いられ、コイル径が大きくなるにつれて巻線張力は低下します。PETフィルムの場合、テーパー率は通常30%～50%に設定されます。

2. ローラー調整：ローラーが巻き取り軸と平行になっているか、またローラーの空気圧がフィルム表面の両端に均等に作用しているかを確認してください。ロール径が大きい場合は、ローラーの「ステップ圧力」または「リフト機能」を設定する必要があります。

3. シャフトバランスの巻き戻し：巻き取り軸（膨張軸）が動的にバランスが取れているかどうかを確認してください。曲がりや変形があると、周期的な張力変動が発生します。

2. 巻き取りフィルム表面の傷

不具合現象：完成したフィルムを広げると、表面に連続的または断続的な線状の傷が見られる。

除外方法：

・経路調査法機械を停止し、フィルムを傷のある箇所で停止させ、フィルム経路に逆らって後方に押し戻します。主な検査項目：

◦ ガイドローラーの表面に接着剤の残留物や硬い粒子が付着していないか。

◦ スリット刃の下にゴミが溜まっているかどうか。

◦ 平坦化ローラー（弓形ローラー／バナナローラー）の表面が摩耗しているか、または固定されているか。

4. 電気系統および制御系統の故障

1. サーボドライブアラーム

故障現象: 機器が突然停止し、操作画面に「過電流」、「過電圧」、「エンコーダー故障」などが表示されます。

除外方法：

・過電流：モーターの配線が断線してアースに接触していないか、またはモーターのブレーキがロックされていないかを確認してください。

・エンコーダーの故障エンコーダ接続線がタンクチェーン内で断線していないか確認してください（よくある故障です）。断線している場合は、ケーブルを再はんだ付けするか交換してください。

• パラメータ損失:モーターまたはドライバーを交換した場合は、モーターのパラメータを再入力し、慣性認識を実行する必要があります。

2. PLCまたはタッチスクリーンの死

除外方法：

・電源供給を完全に遮断し、1分間待ってから再起動してください。

・制御盤内の24Vスイッチング電源の出力が安定しているかどうかを確認してください。電圧が21Vを下回ると、PLCが不規則に再起動する可能性があります。

5．空気圧システムおよび補助システムの故障

1. カッターの動作が遅いか、空気圧が不足している。

現象：自動切断機が正常に切断できない、またはプレスローラーの昇降が遅い。

除外方法：

・圧縮空気入口圧力が0.6MPa以上であることを確認してください。

・エアフィルター（3枚組）に過剰な水分が溜まっていないか確認し、定期的にフィルターエレメントの水を抜き、清掃してください。

・ソレノイドバルブのコイルが焼損していないか、またはスプールに埃が詰まっていないかを確認してください。

2. 廃棄物吸引エッジシステムが詰まっている

現象：不要部分の端がファンに吸い込まれず、ナイフシャフトやガイドローラーに巻き付かないため、フィルムが破損する。

除外方法：

・排気側の空気取り入れ口が詰まっていないか確認してください。

・ファンの羽根がひどく摩耗していて、吸引力が不足していないか確認してください。

・吸引ダクトの角度を最適化し、直角の曲がりを避け、抵抗を低減する。

6．予防保守に関する提案

1. 検査システムを確立する：

◦ 毎日:工具溝を清掃し、空気圧を確認し、ガイドローラーの接着剤を除去し、静電ロッドの状態を確認してください。

◦ 週次:伝動ベルトの張力を確認し、ベアリングにグリースを塗布し、磁性粉末ブレーキの温度を確認してください（80℃を超えないこと）。

◦ 月次:張力センサーを校正し、すべての固定ボルト（特に回転部分）を点検し、摩耗した工具を交換してください。

2. 業務の標準化：

◦ オペレーターは、厚さの異なるPETフィルム（12μm、50μm、125μmなど）の張力パラメータ設定を習得するためのトレーニングを受ける必要があります。

◦ 装置が高速で稼働しているときは、工具軸の粉塵を手作業で清掃することは厳禁です。

3. スペアパーツ管理：

◦ 重要な摩耗部品（磁性粉末、ブレード、エンコーダケーブル、伸縮軸シールなど）については、スペアパーツの待ち時間による長時間のダウンタイムを避けるために、事前に確認しておく必要があります。

エピローグ：

PETフィルムスリット機の故障診断は、「見て、嗅いで、聞いて、切断する」という一連のプロセスです。オペレーターと技術保守担当者は緊密に連携し、フィルムロールの端面の状態を観察し、異音を聞き、振動を感じ、パラメータの変化を確認することで、総合的な判断を下す必要があります。科学的な予防保全システムを採用することで、迅速なトラブルシューティングが可能になるだけでなく、機器の寿命を効果的に延ばし、PETフィルムスリットの歩留まりと生産効率を向上させることができます。