CN101365571A - 薄片制造方法及薄片制造装置 - Google Patents

Abstract

一种采用挤压成形的薄片制造方法，在计算拉伸模备有的多个厚度调整部件的操作量时，采用如下步骤A，B的方法，确定对于上述厚度调整部件的加工结束后的薄片宽度方向对应位置，并根据所确定的薄片宽度方向对应位置进行厚度控制，其中：A.使包含表示所述加工结束前的薄片宽度方向位置与所述加工结束后的宽度方向位置的对应关系并含有1个以上未知参数的映射函数、上述加工结束前的薄片宽度方向厚度分布的测定值以及所述加工结束后的厚度分布的测定值的评价函数成为极值，求出所述未知参数；B.根据这样求出的上述未知参数确定所述映射函数，从而根据所确定的该映射函数，确定对于所述厚度调整部件的所述加工结束后的薄片宽度方向对应位置。

Description

薄片制造方法及薄片制造装置

技术领域

0001

本发明涉及薄膜等薄片制造方法及薄片制造装置。

背景技术

0002

以延伸薄膜的制造为例，参照附图说明本发明的背景。图1表示普通的薄片制造设备的总体概略结构，图2是图1所示的拉伸模4的要部放大透视图。

0003

图1的薄片制造设备是(1)通过沿薄片宽度方向配置多个薄片厚度调整部件10的拉伸模4，按薄片状成形由挤压机3挤出的聚合物等的薄片材料，(2)再用延伸机2对成形后的薄片1施以延伸等加工，(3)用加工后厚度测定仪8测定薄片厚度作为薄片宽度方向的分布，(下面有时将测出的薄片宽度方向的厚度分布测定值称为厚度分布曲线)(4)卷绕薄片1。在这种制造设备中通常要使测出的厚度分布曲线接近于预先设定的目标的厚度分布曲线。为此，要使对应于沿拉伸模4的薄片宽度方向配置多个的薄片厚度调整部件10的厚度测定位置上的厚度测定值接近于预先被设定的目标值。为此，要按照由加工后厚度测定仪8测出的厚度分布曲线，通过计算给予厚度调整部件10的操作量的计算机14以及使上述操作量给予厚度调整部件10的控制部件9，控制各厚度调整部件10。图3说明拉伸模4上的厚度调整部件10以及加工后厚度测定仪8的位置上的厚度调整部件的对应关系。图3的上部横线表示的是拉伸模4上的薄片，下部横线表示的是加工后厚度测定仪8上的薄片。通过拉伸模4上各厚度调整部件10的位置21a～21d的聚合物受到薄片宽度方向的延伸等加工，在厚度测定位置通过薄片宽度方向位置22a～22d。所以，必须控制位于21a的厚度调整部件10，例如使22a上的厚度测定值接近目标值。

0004

在这种薄片制造方法中重要的是高精度地确定各厚度调整部件10与薄片厚度的测定位置的对应关系。如果不能高精度地确定，则例如为了调整图3中22a的薄片厚度，通过操作21b的厚度调整部件而改变22b的薄片厚度等，将变更与本来要调整的位置不同的位置的薄片厚度，因此不能高精度地控制薄片的厚度，薄片品质下降。

0005

上述问题主要起因于在延伸及发泡等伴随薄片宽度方向尺寸变化的加工中无法实现薄片宽度方向的均匀尺寸变化。在仅用拉伸模4以薄片状成形的未延伸的薄片制造中，在聚合物挤出时，除了有向内弯曲的薄片宽度方向的端部之外，根据几何位置关系，能够使各厚度调整部件与薄片厚度测定位置的对应关系大致对应。而在沿宽度方向对薄片进行延伸加工时，由于延伸工序中的温度不匀等，薄片宽度方向延伸倍率与薄片宽度方向的位置有关，是不均匀的，所以不能仅根据几何位置关系来使各厚度调整部件与延伸后的薄片厚度测定位置对应。

0006

对于这种课题，作为设置延伸前的薄片厚度测定仪(加工前厚度测定仪)，并从延伸前的薄片的厚度分布曲线以及由加工后厚度测定仪测定的延伸后的薄片的厚度分布曲线，求出各自的对应关系而加以利用的方法，提出了专利文献1及专利文献2的方法。专利文献1及专利文献2中记载的两种方法都利用在几何关系上大致求出延伸前的薄片上的各厚度调整部件的对应位置。专利文献1中记载的方法首先通过测定延伸前的薄片的厚度分布曲线，再将延伸前的薄片厚度的分布曲线分成一定区间，求出分割后的延伸前的薄片各部的分布曲线以及延伸后的薄片的厚度分布曲线的部分互相关函数，从而检测延伸前的厚度测定仪上的薄片宽度方向位置与延伸后的厚度测定仪上的薄片宽度方向位置的对应关系。接着，根据几何学运算和用经验方法求出的各厚度调整部件的延伸前的薄片上的对应位置，检测延伸后的薄片上的各厚度调整部件的对应位置。

0007

另外，在专利文献2中记载的方法中，首先设定延伸前的薄片及延伸后的薄片具有各自成对的对应关系的基准对应位置。接着，为了在与延伸前的薄片的各区域对应的延伸后的薄片的区域内使单位时间从基准对应位置通过的质量一致，求出延伸前厚度测定仪上的薄片宽度方向位置与延伸后厚度测定仪上的薄片宽度方向位置的对应。接着，根据几何学运算及按照经验方法求出的各厚度调整部件延伸前的薄片中的对应位置，检测延伸后的薄片中的各厚度调整部件的对应位置。

0008

使用这些方法，能够在某一特定的状况下推定厚度调整部件的对应关系，而不使薄片在制造中损耗。

专利文献1：特开昭63-315221号公报

专利文献2：特开平9-164582号公报

0009

但是，据本发明人所知，专利文献1和专利文献2中记载的方法存在如下所述的误检及漏检上的难点。

0010

首先，在专利文献1中记载的方法中，在计算延伸前的薄片的预定区间内的宽度方向厚度分布曲线与延伸后的薄片的预定区间内的宽度方向厚度分布曲线之相关时，不仅计算了薄片宽度方向位置，而且计算了沿薄片宽度方向扩大、缩小的分布曲线的相关。但是，此扩大缩小本来就受到延伸前的薄片上的厚度和延伸后薄片的厚度及纵向延伸倍率以及延伸前的薄片和延伸后薄片的密度的制约。为此，在专利文献1的方法中进行相关运算时的探索范围广，所以由于分布曲线的形状及干扰，存在分布曲线的相关与从最高的扩大率或缩小率及薄片厚度计算的扩大率或缩小率不一致的可能。

0011

另外，在专利文献1中记载的方法中，为了在预先设定的区间内求出互相关，存在以下问题：在该方法中，为了计算互相关，必须使用低频带通滤波器，以除去在区间内沿宽度方向大间距的厚度不匀。为此，为了在将预先设定的区间边界隔在中间的分别相邻的区间内分别使用低频带通滤波器，在所分割的区间的边界上存在厚度分布曲线的凹凸的情况下，有时该凹凸的形状会出现大的变形。由于厚度不匀发生的位置不同，有在计算相关时被使用和不被使用的情况。另外，存在的问题是：在分割后的整个区间在延伸前的薄片和延伸后的薄片的厚度分布曲线中，若有共同的厚度不匀特征则无妨，但在无特征时就会有误检。

0012

与专利文献1不同，在专利文献2中记载的方法中不使用分布曲线形状的特征。这种方法利用与延伸前后的薄片对应的部位同一质量的薄片材料通过的特性而代替它。因此，要考虑延伸前的薄片的厚度、延伸后的薄片上的厚度、纵向延伸倍率及延伸前的薄片和延伸后的薄片的密度等。但是，在本文献中公开的想法中仅依据通过的质量而确定对应，因此，须预先知道延伸前的薄片与延伸后的薄片之间至少1处的对应关系。为此，是以分别设置在延伸前的薄片和延伸后的薄片的一对基准对应位置为起点，计算对应位置。因此，与专利文献1中记载的方法相比，虽然没有大的错误，但由于必须预先设定基准对应位置，有时会推断错误的对应位置。

0013

在专利文献2记载的方法中记载了基准对应位置取在任何地方，例如，可将基准对应位置取在延伸前的薄片和延伸后的薄片的中央。对于后者，不必使延伸前的薄片的中央对应于延伸后的薄片的中央。实际上，如果在延伸工序中气氛温度存在不匀，则对应关系就会偏移。另外，事实上延伸工序中的气氛温度分布通常不是同一分布，随着时间经过温度分布就会变化。在专利文献2记载的方法中由于对这种变动仍使用基准对应位置的关系，不能求出正确的对应关系。即，专利文献2记载的方法基于延伸前的薄片与延伸后的薄片的中央位置相对应的不可靠假设，求出对应关系，由于无法验证上述假设是否成立，因此在上述假设有误时，不能求出所需精度的对应关系。

0014

在易于受到延伸等加工时的温度分布影响的薄片宽度大的制造装置或薄片宽度方向尺寸变化大的制造装置中，上述问题特别显著。另外，在延伸薄膜的制造装置中，与沿薄膜流动方向延伸后、再沿宽度方向延伸的进行依次延伸的薄膜制造装置相比，对于同时沿薄膜流动方向和薄膜宽度方向延伸的薄膜制造装置，由于沿宽度方向延伸时结晶度小，上述问题也同样显著。

发明内容

0015

本发明的目的在于：提供一种消除上述迄今存在的缺点的薄片制造方法，即在薄片制造时正确地推断厚度调整部件延伸后的对应，精密地调整厚度而不发生损耗的薄片制造方法以及有助于该方法的程序、计算机及薄片制造装置。

0016

本发明提供一种薄片制造方法，该方法具有下面(1)～(5)的步骤，

(1)使用具备多个厚度调整部件的拉伸模，以薄片状挤出薄片材料；

(2)通过沿薄片宽度方向实施伴随有尺寸变化的预定加工，形成所要求的薄片；

(3)测定上述预定加工结束前及结束后的该薄片的宽度方向厚度分布；

(4)按照上述加工结束后的上述薄片的宽度方向厚度分布的测定值，计算加入对应于各测定位置的上述厚度调整部件的操作量；

(5)按照该操作量，操作上述厚度调整部件，控制薄片厚度。

在计算上述步骤(4)的上述操作量时，采用如下步骤A，B的方法，确定对于上述厚度调整部件的上述加工结束后的薄片宽度方向对应位置，按照所确定的上述薄片宽度方向对应位置，进行厚度控制，

A.使包含表示上述加工结束前的薄片宽度方向位置与上述加工结束后的宽度方向位置的对应关系，且含有1个以上未知参数的映射函数及上述加工结束前的薄片的宽度方向厚度分布的测定值以及上述加工结束后的厚度分布的测定值的评价函数成为极值，求出上述未知参数；

B.根据这样求出的上述未知参数确定上述映射函数，并根据所确定的该映射函数，确定对于上述厚度调整部件的上述加工结束后的薄片宽度方向对应位置。

0017

另外，本发明的最佳实施方式中提供了一种薄片制造方法，其特征在于：作为上述评价函数，使用对应于每单位时间通过上述加工结束前的薄片宽度方向各部分的上述薄片材料的质量与每单位时间通过上述加工结束后的薄片宽度方向各部分的薄片质量之差的总和的评价函数。

另外，本发明的最佳实施方式提供了一种薄片制造方法，其特征在于：用下式<1>或者在数学上与之等效的公式作为上述评价函数来确定未知参数，使上述评价函数取极小或极大，

0018

公式1

$E\left(\mathrm{\&theta;}\right)={\underset{x_{f_0}}{\overset{x_{f_1}}{\&Integral;}}\left|\right|T_f\left(x_f\right)v_f{D}_f-T_s\left(g(x_f,\mathrm{\&theta;})\right)\frac{\mathrm{dg}(x_f,\mathrm{\&theta;})}{{\mathrm{dx}}_f}{v}_s{D}_s\left|\right|}^2{\mathrm{dx}}_f-----------<1>$

0019

这里，

E：表示映射函数的误差的评价函数，

xf：上述加工结束后的薄片宽度方向位置，

Tf(xf)：上述加工结束后的薄片宽度方向位置xf处的薄片厚度，

xs：上述加工结束前的薄片宽度方向位置，

Ts(xs)：上述加工结束前的薄片宽度方向位置xs处的薄片厚度，

θ：映射函数g(xf、θ)所含有的要素数为1以上的参数矢量，

g(xf、θ)：映射函数，是用加工结束后的薄片的宽度方向位置xf的函数并以参数θ表示加工结束前的薄片的宽度方向位置xs的模型化后的函数式，

vf：上述加工结束后的薄片的流动方向速度，

vs：上述加工结束前的薄片的流动方向速度，

Df：上述加工结束后的薄片密度，

Ds：上述加工结束前的薄片密度，

xf0：在计算映射函数的误差时，作为始点的上述加工结束后的薄片宽度方向位置，

xf1：在计算映射函数的误差时，作为终点的上述加工结束后的薄片宽度方向位置。

0020

另外，本发明的最佳实施方式中提供了一种薄片制造方法，其特征在于：在上述步骤(4)的步骤A之前，使上述映射函数的预备性评价函数，即以上述加工结束前的薄片的宽度方向厚度分布的测定值、上述加工结束后的厚度分布的测定值以及对应于上述加工结束前的薄片宽度方向各部分的上述薄片材料的密度和/或上述加工结束后的密度或它们之比的值作为上述未知参数而包含的预备性评价函数成为极值而预备性地求出上述未知参数，在这样预备性地求出的未知参数中，确定与上述加工结束前的薄片宽度方向各部分的上述薄片材料的密度和/或上述加工结束后的密度或它们之比对应的参数，在上述步骤(4)的A中，以与上述所确定的上述加工结束前的薄片宽度方向各部分的上述薄片材料的密度和/或上述加工结束后的密度或它们之比对应的参数作为已知的参数，确定上述映射函数。

0021

另外，本发明的最佳实施方式中提供了一种薄片制造方法，其特征在于：作为上述评价函数，使用作为未知参数而包含与上述加工结束前的薄片宽度方向各部分的上述薄片材料的密度和/或上述加工结束后的密度或者它们之比对应的值的函数。

0022

另外，本发明的最佳实施方式中提供了一种薄片制造方法，其特征在于：作为在上述评价函数中求出误差总和的薄片宽度方向的区域，仅使用中央部包含的区域。

0023

另外，本发明的最佳实施方式中提供了一种薄片制造方法，其特征在于：作为在上述评价函数中求出误差总和的薄片宽度方向的区域，基本上使用薄片两端部所包含的区域。

0024

另外，本发明的最佳实施方式中提供了一种薄片制造方法，其特征在于：作为在上述评价函数中求出误差总和的薄片宽度方向的区域，使用中央部以及位于该中央部两端的薄片边缘上升部分包含的区域。

0025

另外，本发明的最佳实施方式中提供了一种薄片制造方法，其特征在于：使用下式<2>或在数学上与之等效的公式作为上述评价函数，并使上述评价函数取极小或极大而确定未知参数，

026

公式2

$E\left(\mathrm{\&theta;}\right)={\underset{x_{f_0}}{\overset{x_{f_1}}{\&Integral;}}\left|\right|T_f\left(x_f\right)v_f-T_s\left(g(x_f,\mathrm{\&theta;})\right)\frac{\mathrm{dg}(x_f,\mathrm{\&theta;})}{{\mathrm{dx}}_f}{v}_{s}h\left(\mathrm{\&theta;}\right)\left|\right|}^2{\mathrm{dx}}_f-----------<2>$

0027

这里，

E：表示映射函数的误差的评价函数，

xf：上述加工结束后的薄片宽度方向位置，

Tf(xf)：上述加工结束后的薄片宽度方向位置xf处的薄片厚度，

xs：上述加工结束前的薄片宽度方向位置，

Ts(xs)：上述加工结束前的薄片宽度方向位置xs处的薄片厚度，

θ：映射函数g(xf、θ)中包含的要素数为1以上的参数矢量，

g(xf、θ)：映射函数，是以上述加工结束后的薄片的宽度方向位置xf及参数θ表示上述加工结束前的薄片宽度方向位置xs的函数，

h(xf、θ)：由评价函数中包含的上述加工结束后的薄片的宽度方向位置xf和参数θ构成的函数，

vf：上述加工结束后的薄片的流动方向速度，

vs：上述加工结束前的薄片的流动方向速度，

xf0：在计算映射函数的误差时，作为始点的上述加工结束后的薄片宽度方向位置，

xf1：在计算映射函数的误差时，作为终点的上述加工结束后的薄片宽度方向位置。

0028

另外，本发明的最佳实施方式中提供了一种薄片制造方法，其特征在于：在上述评价函数中以g(xf，θ)作为与xf有关的多项式，将上述多项式各项的系数作为上述参数矢量θ的各元。

0029

另外，本发明的最佳实施方式中提供了一种薄片制造方法，其特征在于：作为上述厚度分布测定值，使用含时间上的加权平均的、作了平均化处理的值。

030

另外，本发明的另一最佳实施方式中提供了一种程序，其特征在于具有下面(1)～(5)的步骤：

(1)使用具备多个厚度调整部件的拉伸模，以薄片状挤出薄片材料；

(2)通过沿薄片宽度方向实施伴随有尺寸变化的预定加工，形成所要求的薄片；

(3)测定上述加工结束前及结束后的该薄片的宽度方向厚度分布；

(4)按照上述加工结束后的上述薄片的宽度方向厚度分布的测定值，计算对应于各测定位置的加入上述厚度调整部件的操作量；

(5)用该操作量操作上述厚度调整部件，以控制薄片厚度，

在计算上述步骤(4)的上述操作量时，通过如下步骤A，B的程序，用计算机确定对于上述厚度调整部件的上述加工结束后的薄片宽度方向对应位置，根据所确定的上述薄片宽度方向对应位置，进行厚度控制，

A.使包含表示上述加工结束前的薄片宽度方向位置与上述加工结束后的宽度方向位置的对应关系的、含有1个以上未知参数的映射函数、上述加工结束前的薄片的宽度方向厚度分布的测定值以及上述加工结束后的厚度分布的测定值的评价函数成为极值，求出上述未知参数；

B.根据这样求出的上述未知参数确定上述映射函数，并根据该所确定的映射函数，确定对于上述厚度调整部件的上述加工结束后的薄片宽度方向对应位置。

0031

另外，本发明的另一最佳实施方式中提供了一种记录有上述程序的可计算机读取的记录介质。

0032

另外，本发明的另一最佳实施方式中提供了一种具备上述程序而构成计算机。

0033

另外，本发明的另一最佳实施方式中提供了一种薄片制造装置，其特征在于具有下面(1)～(6)的部件，

(1)具备多个厚度调整部件的、以薄片状挤出薄片材料的拉伸模；

(2)对于该薄片状物实施包括延伸或发泡的预定加工的加工装置；

(3)测定上述加工结束前的薄片的宽度方向厚度分布的加工前厚度测定仪；

(4)测定上述加工结束后的该薄片的宽度方向厚度分布的加工后厚度测定仪；

(5)按照该加工后厚度测定仪的测定值，计算对应于各测定位置的加入上述厚度调整部件的操作量的计算机；以及

(6)在上述厚度调整部件中加入由该计算机算出的操作量的控制装置，

在计算上述操作量时，上述(5)的计算机采用如下步骤A，B的方法，确定对于上述厚度调整部件的上述加工结束后的薄片宽度方向对应位置，并根据所确定的上述薄片宽度方向对应位置进行厚度控制，

A.使包含表示上述加工结束前的薄片宽度方向位置与上述加工结束后的宽度方向位置的对应关系的、含有1个以上未知参数的映射函数、上述加工结束前的薄片的宽度方向厚度分布的测定值和上述加工结束后的厚度分布的测定值的评价函数成为极值，求出上述未知参数；

B.根据这样求出的上述未知参数确定上述映射函数，按照该所确定的映射函数确定对于上述厚度调整部件的上述加工结束后的薄片宽度方向对应位置。

0034

本发明如上述那样构成，因此从延伸前的薄片的厚度分布曲线和延伸后的薄片的厚度分布曲线，求出两者的薄片宽度方向对应关系，能够作为结果求出各厚度调整部件的延伸后的薄片上的宽度方向位置。

0035

在本发明中，所谓「厚度调整部件」是指调整对应于薄片宽度方向的各部分而设置的、该各部分中薄片材料的排出量的部件。例如，可使用通过在机械上或在热学上或在电气上改变拉伸模的间隙而改变薄片材料排出量的方式的拉伸模上的拉伸模螺栓(特别地，将通过热膨胀而控制拉伸模螺栓的长度的型式称作热螺栓)，或者通过改变加热器发生热而改变该处的薄片材料的粘性，再通过改变流速而改变排出量的加热方式的拉伸模上的模唇加热器等。特别地，在双轴延伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的制造工序中，因为可调整的排出范围相对较大，所以最好使用螺栓方式。

0036

另外，在本发明中，所谓「薄片材料」是指构成薄片的原料。例如，可用纸的料浆及溶融或溶解的塑料之类的材料等。例如，可考虑聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯及聚萘二甲酸乙二醇酯或造纸材料的纸浆等任何材料。为了从拉伸模排出这些材料，往往或者通过加热材料、或者用有机溶剂熔解树脂、或者用水将材料调成浆状，使这些材料变成流动状态。为此，在薄片制造工序中薄片材料有时也含有水及有机溶剂。

另外，在本发明中，所谓「操作量」是指为了在厚度调整部件中变更薄片材料的排出量，施加在各厚度调整部件的能量或与之对应的数值。例如，使用加热器等时相当于通过电源设备而输入的电量。另外，例如在使螺栓进行热伸缩的热螺栓方式中，对附设在螺栓上的加热器供电来加热螺栓，据此使螺栓伸缩来调整间隙的宽度。即便在其它方式中，通常也是通过供给电力来使厚度调整部件动作。

0037

另外，在本发明中，所谓「预定加工」是指在薄片制造中的任何加工工序中薄片材料的流动在薄片宽度方向也有分量的加工，作为典型例，这相当于在宽度方向和/或流动方向的延伸工序和发泡工序。

0038

另外，在本发明中所谓「预定加工结束前」是指这样一个阶段，即至少在厚度调整部件中在要控制的薄片宽度方向位置上，从拉伸模排出的薄片材料不具有在薄片宽度方向的移动分量，或者因为薄片宽度方向的流动大小相对地充分小，所以能够从几何关系上推断各厚度调整部件与薄片宽度方向的对应位置。在从拉伸模排出时，即使出现薄片材料沿宽度方向有些缩小的边缘向内弯曲现象的情况，由于通常这种缩小量小，因此也能在几何关系上较简单地求出边缘向内弯曲后的各厚度调整部件与薄片宽度方向的对应位置。另一方面，进行上述的「预定加工」时，薄片宽度方向的变形就变大，变形因宽度方向的位置不同而不均匀，所以往往不能基于这种几何关系靠推断而得到正确的对应关系。

0039

另外，在本发明中，所谓「预定加工结束后」是指薄片制造中薄片材料在移动沿薄片宽度方向也具有分量的加工工序结束后的阶段。

0040

另外，在本发明中，所谓「映射函数」是指上述预定加工后薄片的薄片宽度方向位置与上述预定加工前薄片的薄片宽度方向位置之关系用公式模型化而形成的函数。上述映射函数能够选择一次以上的多项式及三角函数范畴中包含的各种函数、指数函数以及已列举的函数之和等任意的函数。这里，在所述映射函数中预先确定函数结构，但多项式的系数及三角函数的角频率、指数函数的底数部分等各系数是推断对应位置时的未知参数。例如，用下式<3>表示映射函数g(xf、θ)。

0041

公式3

x_s＝g(x_f，θ)   -----------<3>

0042

这里，

xf：加工结束后的薄片宽度方向位置，

xs：加工结束前的薄片宽度方向位置，

θ：要素数为1以上的参数矢量。

0043

例如用多项式模型化时，用下式<4>表示。

0044

公式4

0045

$x_s=\underset{i=0}{\overset{I}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left({\mathrm{\&theta;}}_i{x^i}_f\right)-----------<4>$

这里，

xf：加工结束后的薄片宽度方向位置，

xs：加工结束前的薄片宽度方向位置，

I：模型化后的多项式的次数，

i：0以上、I以下的整数，

θi：模型化后的多项式的i次系数。

0046

作为例子，考虑用一次多项式模型化的情况。在这种情况下，能够使延伸前的薄片的宽度方向位置和延伸后的薄片的宽度方向位置之关系用一次式近似。与在延伸后的薄片宽度方向位置上对多项式作1阶微分相当的薄片宽度方向延伸倍率为0次，成为延伸倍率未知但一定的模型。同样地，用二次多项式近似时的二次项的1阶微分为1次，成为在薄片宽度方向上横向延伸倍率线性变化的模型。

0047

另外，在本发明中所谓「评价函数」是指用于评价上述映射函数的误差的函数。如上所述，映射函数确定了函数结构，但系数是未知的参数。因此，具体地说，评价函数是与未知参数有关的函数，通常表现为表示在薄片宽度方向的预定区域使薄片加工结束前和加工结束后的对应位置上单位时间流过的质量或体积的一致程度。另外，可以在映射函数的误差小时设定成使评价函数的值增大，也可以在映射函数的误差小时设定成使评价函数减小。

0048

另外，在本发明中，所谓「极值」是指为了用上述评价函数使映射函数的误差减小而求未知参数时，在某一未知参数的设定值附近评价函数局部地成为最大或最小的评价函数的值。

0049

另外，在本发明中，所谓「在数学上是等效」是指：在上述评价函数中评价函数即使在常数倍数上不同或者是指在稍微变更上述评价函数后，求出使评价函数为极值的未知参数的结果也几乎不变的各评价函数在数学上等效。另外，不言而喻，为了在计算机中使本来为连续量即物理量易于利用而作离散化处理所导致的各种变换也被认为在数学上等效。

0050

另外，在本发明的最佳实施方式之一中，也有时确定使在薄片加工结束前和加工结束后的对应位置上单位时间流过的质量在薄片宽度方向对应的预定区域中一致的映射函数。在本发明中，所谓「与密度对应的参数」是指：作为用于修正难以高精度地测定的加工结束前和加工结束后的密度以及由于加工结束前厚度测定仪和加工结束后的厚度计修正的不完全性的测定厚度的绝对值误差的修正系数，用以根据由测定结果求出的单位时间流过的薄片材料的体积计算出真正的薄片材料质量的修正系数。在这种情况下，如果在考虑评价函数时数学上是等效的，则不一定必须是与实际密度接近的值。

0051

另外，也可以是加工前薄片材料的密度与加工后薄片材料的密度的比值等。

0052

另外，在本发明中所谓「中央部」是指在具有上述延伸及发泡工序等预定加工工序的薄片制造设备中对于加工前或加工后的薄片宽度方向位置，以薄片中央为中心的薄片整个宽度的80％的宽度区域。

0053

另外，在本发明中，所谓「薄片边缘的上升部」是指：在中央部的外侧即比中央部厚的薄片边缘附近，随着薄片宽度方向从中央朝两端厚度缓慢增厚之处。在加工后的薄片中评价，至于在加工前，与之对应的位置是利用在薄片加工结束前和加工结束后的对应位置上单位时间流过的质量相等而求出。

0054

图12表示将薄片的上升区域设为中央部平均厚度的1.2倍以下厚度的区域的示例。图12的右侧所示的放大图中沿薄片宽度方向在中央的80％的区域，即薄片中央部厚度通常多半位于平均厚度附近，而薄片厚度超出平均厚度的预定阈值倍数(在本例中为1.2倍)之处是薄片边缘，以中央部与薄片边缘隔在中间的区域作为薄片边缘上升部。这里，平均厚度用厚度测定仪沿薄片宽度方向测定厚度分布后，再通过将薄片中央部的厚度分布曲线平均化而计算。另外，也可以用厚度测定仪每测定一次就逐次更新，在预定期间内平均厚度可以取一定的值(例如，至此的平均值)。

发明效果

0055

如以下所描述的，根据本发明，在产品制造时能够更正确地推断厚度调整部件与厚度测定位置的对应关系，而不会有大的损耗。所以，在制造薄片时，可用所确定的对应关系正确地进行厚度调整，因此合格率提高，生产性提高。

附图说明

0056

图1是传统的薄膜制膜工艺的概略说明图。

图2是图1所示的拉伸模的要部放大透视图。

图3表示拉伸模上的厚度调整部件位置与延伸后的厚度测定仪上的对应位置之关系。

图4是本发明的一实施方式中薄膜制膜工艺的概略说明图。

图5是本发明的一实施方式中为了使测出的厚度分布曲线平滑化而用时间上加权平均化处理的各测定值上的加权值的示例。

图6表示本发明的一实施方式中的计算流程。

图7表示本发明的一实施方式中拉伸模上的厚度调整部件的位置与延伸前的厚度测定仪上的对应位置及延伸后的厚度测定仪上的对应位置之关系。

图8是本发明的一实施方式中的概略说明图。

图9表示图4所示的延伸前的薄片和延伸后的薄片的厚度分布曲线。

图10表示本发明的一实施方式中用于薄片制造时的厚度不匀转移和传统技术用于薄片制造时的厚度不匀转移。

图11是本发明的另一实施方式，表示推断薄片延伸前后的密度比的算法的流程。

图12是说明用于本发明的一实施方式的薄片边缘上升部分的图。

图13是本发明的一实施方式，表示根据修剪了薄片边缘的延伸后的薄片厚度分布曲线来推断延伸前后的密度比的算法的流程。

符号说明

0057

1：薄片(薄膜)

2：延伸机

3：挤压机

4：拉伸模

5：冷却滚筒

6：卷绕机

7：输送滚筒

8：厚度测定仪

9：控制部件

10：厚度调整部件

11：间隙

20a、20b、20c、20d：延伸前的厚度测定位置上的厚度调整部件的对应位置

21a、21b、21c、21d：拉伸模上的厚度调整部件的对应位置

22a、22b、22c、22d：延伸后的厚度测定位置上的厚度调整部件的对应位置

具体实施方式

0058

以下参照附图，以聚对苯二甲酸乙二酯等聚合物作为薄片材料并将它做成薄片，然后用于具有延伸加工的塑料薄膜制造工序的情况为例来说明本发明实施方式。

0059

图4是表示图1中记载的普通薄片制造设备上附加了延伸前的薄片厚度测定仪的设备的整体结构略图，图2是拉伸模4的要部放大透视图。

0060

此薄片制造设备具有：挤出聚合物的挤压机3；以薄片状成形被压出的聚合物的拉伸模4；将以上述薄片状成形的聚合物(下面称为薄片1)冷却的冷却滚筒5；至少沿薄片宽度方向延伸薄片1的延伸机2；以及卷绕已延伸薄片1的卷绕机6。拉伸模4具有沿薄片1的宽度方向(与图4的纸面垂直的方向)配列的多个厚度调整部件10以及排出聚合物的间隙11。另外，此薄片制造设备具有：沿薄片宽度方向测定延伸后的薄片的厚度分布的延伸后厚度测定仪8；按照上述厚度分布而计算给予厚度调整部件的操作量的计算机14；以及给予厚度调整部件上述操作量，并按用计算机14每次运算而更新给予厚度调整部件的上述操作量的控制部件9。另外，除了上述延伸后的薄片的延伸后厚度测定仪8之外，还设有沿延伸前的薄片宽度方向测定厚度分布的延伸前厚度测定仪12。

0061

延伸后厚度测定仪8及延伸前厚度测定仪12通常沿薄片宽度方向扫描薄片1的厚度，测定薄片宽度方向的厚度分布，但不是机械式扫描而是使用沿薄片宽度方向在光学上扫描以及沿薄片宽度方向排列多个小型的厚度测定仪等。作为厚度测定仪8及厚度测定仪12，可使用利用β射线、X射线、红外线等吸收的厚度测定仪以及利用可见光、红外光等干涉的厚度测定仪等任何厚度测定仪。另外，在本实施方式中是以质量及体积为根据，求出延伸前的薄片和延伸后的薄片的宽度方向位置对应关系，因此延伸前的薄片的厚度分布曲线的绝对值和延伸后的薄片的厚度分布曲线的绝对值以及延伸前的薄片和延伸后的薄片的密度都是重要的。为此，最好将厚度计修正为使厚度分布曲线的绝对值为正数。

0062

控制部件9按照上述薄片1的厚度测定值与目标厚度值之差值，计算操作量，并将操作量加入厚度调整部件10中。

0063

厚度调整部件10沿薄片宽度方向等间隔地多个排列在拉伸模4上。作为具体的结构，可采用热螺栓方式和模唇加热方式，前者通过在厚度调整部件10中使用热螺栓，使该螺栓的温度变化，并使螺栓热膨胀、收缩，从而调整拉伸模4的间隙11；后者通过在厚度调整部件10中使用模唇加热器，使聚合物温度变化，并且随着使聚合物的粘性率变化，改变从拉伸模4排出的聚合物排出量，从而调整薄片1的厚度。另外，可以调整厚度调整部件10中薄片宽度方向的厚度分布，但薄片整个宽度上的厚度平均值也可通过挤压机3的输出等加以调整。厚度调整部件10中，也可不设置调整薄片整个宽度上的厚度平均值的作用。最好利用此功能，在上述控制部件9计算操作量时，对于厚度测定值与目标厚度之差的偏差数据，求出偏差数据的薄片宽度方向平均值，再从偏差数据减去薄片宽度方向的平均值。

0064

在控制部件9计算操作量时，最好对于上述薄片1的厚度测定值与目标厚度值之差即偏差数据，进行筛选处理等变换处理。作为筛选处理，能够使用沿薄片宽度方向进行移动平均处理的薄片宽度方向的筛选处理以及包括与过去的偏差数据之间在时间上的加权平均的时间方向的筛选处理等。这里，作为加权平均化处理，横向延伸倍率(在任意加工时横向变形倍率)例如有如下的平均化处理：假设对于最新的测定值的加权值为a，在取a＝0.1时形成指数形的时间上的加权平均处理中对于过去的测定值的加权值示于图5。可知：从最新的测定值上的加权值开始加权值依次按0.9倍减小。通过进行以上的筛选处理，能够减小已重叠在上述厚度测定值上的流动方向厚度不匀的影响。

0065

如果用公式表达，则取当前时刻为0，当前时刻的筛选程序输出为y(0)，当前时刻的测定值为x(0)，N取1以上的自然数，取N步骤前的时刻的测定值为x(-N)，此时能够表达如下：

y(0)＝ax(0)+a(1-a)x(-1)+a(1-a)²x(-2)+…+a(1-a)^Nx(-N)+…

另外，控制部件9对于具有宽度方向的厚度测定点数要素的上述筛选处理结束后的偏差数据，根据按厚度调整部件数“间取”的偏差数据而计算出操作量，进而控制厚度调整部件10。作为根据具有厚度测定点数的要素的偏差数据作成具有厚度调整部件数要素的偏差数据的方法，可适当使用的方法包括：使用对应于各厚度调整部件的位置的厚度测定点上的偏差数据的方法以及使用将对应于离各厚度调整部件的位置一定范围的厚度测定点上的偏差数据平均化后的值的方法等。控制方法能够使用PID控制及利用数学模型的现代控制。这里，在上述数学模型中各厚度调整部件的操作结果包括厚度变化在宽度方向上相互影响，也是适用的方法。另外，在使用PID控制及现代控制时，为了防止给予厚度调整部件的操作量在相邻的厚度调整部件中差增大，也可采用进行使给予各厚度调整部件的操作量沿宽度方向平均化的操作。

0066

在上述薄片制造设备中，各厚度调整部件与各厚度测定位置的对应关系已大致了解，但为了高精度地控制薄片厚度，最好经常高精度地推断上述对应关系，并用该对应关系控制厚度。

0067

下面按照图6的流程图，说明本实施方式中常时推断对应于薄片的各厚度调整部件的延伸后薄片的薄片宽度方向对应位置的方法。在这里所谓「常时推断」是指在薄片制造中延伸结束前厚度计及延伸结束后的厚度计的每次薄片宽度方向的厚度分布测定中，推断厚度调整部件的对应关系(在线方式)。这里，也可以仅在延伸后的厚度分布曲线的厚度不匀变大时，推断厚度调整部件的对应关系，还可以间断地推断厚度调整部件的对应关系。另外，也可以不进行常时推断，而在薄片制造前进行用于推断对应关系的试运行，在推断对应关系后，再按照其结果，从新开始薄片制造(离线方式)。

0068

首先，确定用公式将延伸后薄片的薄片宽度方向位置与延伸前薄片的薄片宽度方向位置之关系模型化的映射函数的函数形式。如上所述，映射函数能够选择一次以上的多项式及三角函数范畴中包括的各种函数、指数函数以及已列举的函数之和等任何函数。

0069

另外，因为映射函数表示伴随包括延伸及发泡的预定加工的薄片宽度方向位置变化，具有在上述加工中位置关系平滑地变化的实验事实，所以可以将映射函数选为平滑的函数，即映射函数与位置有关且可1阶微分，也是适用的方法。

0070

为了确定映射函数，将产品在成膜中延伸前的薄片和延伸后的薄片的厚度分布曲线比较，考察宽度方向的延伸倍率可用哪种函数模型化，然后将该函数对于宽度方向位置进行1阶积分后的函数作为映射函数而采用，也是适用的方法。另外，例如根据薄片宽度方向的中央部与端部中，中央部的温度更高等上述预定加工的现象，使映射函数模型化，也是适用的方法。

0071

如果用多项式使映射函数模型化，则大部分可用一次项模型化。实际上，通常是求出比这更高的精度，所以最好用5次以上的多项式近似。另外，将映射函数按薄片宽度方向的位置进行1阶微分称作横向延伸倍率。但是，各项系数中参数的要素数越增加，模型就越易于表示真实的关系，另一方面，因为从同一信息量推断的参数量增加，存在推断的参数偏差增大的倾向。

另外，除了推断的参数偏差增大之外，增加映射函数的次数还存在以下问题：在本发明的合适的使用对象即塑料薄膜的制造中延伸前的薄片中细间距的厚度不匀在延伸后的薄片上作为细间距的厚度不匀而留下，另一方面，在延伸工序中往往不发生细的厚度不匀。为此，根据横向延伸倍率在薄片宽度方向的各部平滑地变化，所以往往可用对于薄片宽度方向位置的1～9次多项式很好地近似。为此，在本实施方式中根据质量关系求出大约的延伸倍率，再使用让精度高的拟合使用细间距的厚度不匀的算法，确定映射函数。如果使该次数与延伸后的薄片或延伸前的薄片上的厚度测定点数一致，则该计算成为不良设定问题，无法唯一地确定解。

0072

另外，除了用多项式近似之外，如傅里叶级数变换那样，也可以用三角函数模型化。再有，如果能够解析地计算有关薄片宽度方向位置的微分，则求出评价函数的极值的运算简单，因此在模型化中使用1阶微分存在的函数也是适用的方法。

0073

接着，为了求出模型化的延伸前薄片与延伸后薄片的宽度方向对应关系，设定以表示延伸前和延伸后的对应位置上在薄片宽度方向的预定区域中单位时间流过的质量一致的程度的未知参数作为变量的评价函数。首先，在延伸后薄片和延伸前薄片中使质量守恒关系定型化。图8给出了定型化时的示意图。

0074

这里，如图8的下图所示，在延伸后的薄片的宽度方向位置xf上在宽度Δxf的微小区域Sf每单位时间通过的质量用下式<5>表示。

0075

公式5

T_f(x_f)v_fD_fΔx_f   -----------<5>

0076

这里，

xf：延伸结束后的薄片宽度方向位置，

Δxf：延伸结束后的薄片宽度方向的微小宽度，

Tf(xf)：延伸结束后的薄片宽度方向位置xf处的薄片厚度，

vf：延伸结束后的薄片流动方向速度，

Df：延伸结束后的薄片密度。

另外，求出在对应于延伸后的薄片微小区域Sf的延伸前的薄片微小区域Ss每单位时间通过的质量。如果对于延伸结束后的薄片宽度方向位置xf，延伸结束前的薄片宽度方向位置xs相对应，则在模型化时，用(dxs/dxf)×Δxf表示微小区域Ss的宽度，为此，如图8的上图所示，对应于延伸前的薄片的微小区域Ss的质量用下式<6>表示。

0077

公式6

$T_s\left(x_s\right)v_s{D}_s\frac{{\mathrm{dx}}_s}{{\mathrm{dx}}_f}\mathrm{\&Delta;}{x}_f-----------<6>$

0078

这里，

xs：延伸结束前的薄片宽度方向位置，

Δxf：延伸结束后的薄片宽度方向的微小宽度，

(dxs/dxf)×Δxf：对应于延伸结束后的薄片宽度方向的微小宽度的延伸结束前的薄片宽度方向的微小宽度，

Ts(xs)：延伸结束前的薄片宽度方向位置xs处的薄片厚度，

vs：延伸结束前的薄片流动方向速度，

Ds：延伸结束前的薄片密度。

0079

如果对应关系正确，则在对应的微小区域每单位时间通过的质量相等，因此能够确定评价函数，使两者之差的总和成为最小。

0080

另外，即使进行延伸或发泡的延伸，也有密度变化小，例如1％以下的情况。在这种情况下，也可不用质量守恒的关系式，而用体积守恒的关系式即不加入密度项的关系式来确定评价函数。

0081

再有，求出误差总和的区域既可以仅为除去了薄片边缘等的中央部，也可为包括薄片边缘的整个宽度。

0082

这里，所谓薄片边缘是指在延伸前的薄片和延伸后的薄片上薄片宽度方向的端部，存在边缘向内弯曲的影响大，或者也有在延伸工序中将薄片抓住的情况，与薄片中央部分相比，其厚度往往有大的差异。但是，在包括薄片边缘的情况下，延伸前的薄片中的各厚度调整部件的对应关系受到边缘向内弯曲的影响，因此不能在几何关系上确定，所以有时也需要实验检测等。

0083

另外，作为求出误差总和的区域，也可以选择在区域从中央部扩大至薄片边缘时，以薄膜随着接近薄片边缘而增厚的薄片边缘的厚度上升处隔在中间的区域。例如，也可以从中央部的区域沿宽度方向的任一侧一直扩大下去，直至对于延伸后中央部的厚度为1.05倍～2.0倍预定厚度的宽度方向位置的区域。如上所述，这通过使用加工后的薄片中评价的薄片边缘的上升部，能在评价中包括在薄片的宽度方向两个端部厚度形状变化较大之处，从而会有使推断精度提高的情况。但是，如果相对于中央部的厚度设定达到2倍以上厚度的薄片边缘的上升区域，则存在延伸等加工中的宽度方向变化与中央部显著不同的倾向，因此关于边缘部的变化形状须用特别考虑的映射函数，所以通常最好使用以对于产品厚度为1.05倍～2.0倍的预定厚度的薄片边缘厚度的上升处隔在中间的区域。

0084

另外，在式<1>中将误差平方和作为评价函数，但也可以将误差的绝对值或误差偶次方的总和作为评价函数，为了减小异常厚度测定值的加权值，也可以使用误差的对数总和等随值而改变加权值的误差总和。

0085

接着，作为在薄片的各厚度调整部件10与各厚度测定位置的对应关系推断中使用的初始值，大致求出其关系。在这种情况下，能够采用经验上求出的对应、上次生产时的最终结果、几何上求出的对应关系或专利文献1及专利文献2中记载的方法等任何方法，进行设定。初始值与真值之关系最好没有大的偏移，因此可以认为经验上求出的对应以及专利文献2中记载的方法比专利文献1中记载的方法好。但是，与专利文献2中记载的方法不同，初始值完全没有必要具有绝对的精度而设定。另外，也可以采用如下的方法等，即选择多个以彼此无干扰的相距程度分开的厚度调整部件，操作选定的厚度调整部件，确定厚度变化最大处为各自的对应位置，对于未选择的厚度调整部件，可通过插补选定的厚度调整部件的对应关系来确定。

0086

接着，根据延伸结束前的厚度分布曲线和延伸后的厚度分布曲线，计算延伸结束前和延伸结束后的薄片宽度方向对应位置。此时，可选择经多次扫描而得到的厚度分布曲线的平均分布曲线。另外，也可将使用指数筛选程序等的厚度分布曲线在求出薄片的宽度方向对应位置时使用，该指数筛选程序是按照某个恒定比例等预定的规则，使图5所示的过去的厚度测定值的影响逐渐减小。通过进行这种运算，能够根据厚度测定值减小流动方向厚度不匀的影响。另外，最好根据扫描例如100次以上的厚度分布曲线来算出平均分布曲线，再使用算出的平均厚度分布曲线，计算薄片宽度方向对应位置。另外，为了在薄片上附加功能，也有时加入微细的粒子及被称作空隙的空腔，由于在薄片中故意地作成比通常的厚度分布大得多的凹凸，因此除去从各厚度测定位置的厚度时系列数据测出的厚度偏差特别大之处，然后，求出简单平均及加重平均，也是适用的方法。

0087

接着，将求出的延伸前的薄片和延伸后的薄片的厚度分布测定值作为测定信息而给予上述评价函数，使该评价函数成为极小而求出未知参数θ。具体地说，如果输入延伸前的薄片上的厚度分布曲线Ts(xs)、延伸后的薄片上的厚度分布曲线Tf(xf)及θ，则可预先作成计算式<1>的评价函数的函数，在计算机中进行数值计算，从而能够求出使式<1>的评价函数成为极小的θ。有关具体的运算，能够使用牛顿法或准牛顿法或最快下降法等任何方法。这里求出了评价函数的极小值，而如果初始值的设定适当，则通常该值为最小值。另外，也可采用评价函数取极大值(最大值)时误差成为极小(最小)的值。另外，如果是直接求出评价函数的微分值，则不必计算评价函数本身。

0088

另外，由于在本实施方式中以质量及体积为根据，求出延伸前的薄片和延伸后的薄片的宽度方向位置的对应关系，因此延伸前的薄片的厚度分布曲线的绝对值及延伸后的薄片的厚度分布曲线的绝对值以及延伸前的薄片及延伸后的薄片密度都是重要的，这一点前面已说明，但在实际上往往有厚度测定仪修正不正确的情况以及密度的测定精度差等问题。在专利文献2中记载的方法也会出现相同的问题，熟练的操作人员有时以手动方式改变密度。对于此问题，代替式<1>，在本发明中可将用于修正对于延伸前的薄片密度的延伸后的薄片密度及厚度测定仪校准的不正确度，以及将用以修正在薄片的宽度方向上具有分布的密度分布的修正系数作为未知参数进行推断，并使用式<2>的评价函数，也是适用的方法(在式<2>中h(xf、θ)是修正系数)。但是，因为推断的映射函数变动增大，所以仅在成膜开始之初将密度作为未知参数进行推断，之后根据推断结果将最正确的密度作为已知的信息来推断其它的未知参数，也是适用的方法。

0089

特别地，在上述记载的方法中，在薄片中央部(以薄片中央为中心的宽度方向80％的范围)的区域中，两个端部都存在厚度不匀的情况或存在同样的厚度不匀的情况等，将与密度有关的修正系数作为未知参数进行推断是有效的。而对于薄片中央部的区域中几乎没有厚度不匀的情况或在某位置仅一处有厚度不匀的情况，因为将厚度不匀作为信息而推断参数，所以有时难以推断与密度有关的参数。这样，与密度有关的参数的推断变得困难，而由于在本发明实施方式中以质量为根据，求出延伸前与延伸后的薄片的宽度方向位置的对应关系，因此与密度有关的参数对于映射函数的宽度方向伸缩有大的影响。为此，最好尽可能稳健地推断密度的参数，也就是说，使推断结果的变动减少。因此，如上所述，能够使用以下的方法，使求出评价函数时求出的误差区域变成以薄片边缘的厚度上升部隔在中间的区域。通过采用这种方法，即使对于例如在薄片中央部厚度不匀少的情况，也将厚度变化大且位于薄片的宽度方向两端的特征部分包括在评价的区域，与密度有关的参数的推断变得稳健。当然，也可以仅在包含薄片边缘的厚度上升部的区域，推断含有与密度有关的参数的所有未知参数。在这种情况下，要根据这样确定的映射函数来确定操作量。

但是在这种情况下，也有时在边缘上升区域上的评价影响过于增大，对于中央部上的评价的加权值相对减小。因此，在上述方法中使用在未知参数中包含与密度有关的参数的预备性的评价函数(例如式<2>)，而且在包含薄片边缘的厚度上升区域或两个端部所包含区域的区域，预备性地求出与上述密度有关的参数，然后将这样求出的与密度有关的参数作为已知的值，用其它的未知参数作为未知的最终评价函数(例如式<1>)仅在薄片宽度方向的中央部所包含的区域求出误差，确定最终的映射函数，也是适用的方法。再有，对于这种实施方式，通过将密度在延伸前/延伸后的薄片中在宽度方向上设为一定的近似，能够简单地进行推断。

0090

另一方面，使用上述薄片边缘的厚度上升区域的方法，不能用于具有在延伸后的厚度测定前修剪边缘的工序的薄膜成膜机。在这种情况下，作为其次的手段，可使用如下以修剪位置为对应关系的基准而使用的方法，图13中给出了流程。首先，在可考虑的范围内预备性地确定延伸后要修剪的宽度方向位置以及与之对应的延伸前的宽度方向位置。接着，为了形成这种对应，确定与密度有关的参数，然后以该密度为根据进行推断，求出误差减少的映射函数中的误差。在被考虑的整个范围内预备性地确定对应于延伸后要修剪的宽度方向位置的延伸前的宽度方向位置，再求出各映射函数的误差，从而能够推断与密度有关的参数。这意味着通过限制在修剪时位置上的对应范围，可使稳健的推断成为可能。但是，由于与使用边缘的上升区域时相比推断精度下降，所以在厚度不匀的程度小时，暂时地停止推断，也是适用的方法。

0091

在计算评价函数时，以稳定地实施数值计算为目的，有关延伸前或延伸后的薄片的宽度方向位置，也可加以规格化。例如，在式<1>或式<2>中求出评价函数时，如果以xf作为实际的薄片上的宽度方向位置而直接求出，则因为作为绝对值，延伸后的薄片的宽度方向位置大，其5次项等在数值计算中就会溢出，所以也有不能正确地进行最佳化计算的情况。因此，将延伸后的薄片的宽度方向位置在-1以上1以下等的预定范围内规格化，从而更稳定地实施数值计算，也是适用的方法。上述规格化的方法与作为实际的薄片上的宽度方向位置而直接求出的情况在数学上是等效的。

0092

再有，如上述式<1>、式<2>所示，以延伸后的薄片为基准，将延伸前的薄片厚度满足的关系定型化，并评价了映射函数的误差，当然，也可以用延伸前的薄片为基准，使延伸后的薄片厚度满足的关系定型化，并评价映射函数的误差。它们在数学上是等效的。

0093

接着，根据表示求出后的延伸前的薄片与延伸后的薄片的宽度方向位置的对应关系的映射函数，使预先设定的各厚度调整部件与延伸前的薄片的宽度方向对应位置之关系一致，从而能够求出各厚度调整部件与延伸后的薄片的宽度方向位置的对应关系。

0094

通过如上的方式，能够常时推断各厚度调整部件和延伸后的薄片上的薄片宽度方向对应位置，而不会扰乱制品的成膜。推断结果既可以使测定延伸后的薄片的厚度形状的厚度计每次更新厚度分布曲线的数据都反映在厚度控制中，也可以选取约1小时或2小时等间隔，使它间断地反映在厚度控制中。通过使推断结果间断地反映在厚度控制中，能够确认推断厚度调整部件的对应位置的结果是正确或错误，同时继续使用。另外，仅在薄片宽度方向厚度不匀大时，使上述推断结果反映在厚度控制中，如果厚度不匀小于预定的阈值，则采用不反馈的方法，也是适用的方法。仅在厚度不匀较大时使推断结果反映的方法，可减小由于厚度不匀较小而推断的对应结果的精度下降的影响。同样地，使厚度不匀较大且将宽度方向对应位置的推断结果反映到上次厚度控制后的预定时间后，再将推断结果反映到厚度控制中，也是适用的方法。

0095

通过在成膜中重复以上过程，能够在稳定状态下常时监视、修正各厚度调整部件的延伸后薄片的薄片宽度方向厚度分布曲线中的对应位置。

实施例

0096

实施例1

下面说明将上述实施方式用于薄片制造工序的一个实施例。

0097

使用图4所示的薄片制造设备，制成厚度6μm的存储磁带薄膜用的双轴延伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜。作为厚度调整部件10，采用使内置了筒式加热器的螺栓因热膨胀/收缩而调整间隙11的热螺栓方式。分别使用基于β射线的吸收现象的β射线厚度测定仪和利用X射线的吸收现象的X射线厚度测定仪作为厚度测定仪8和厚度测定仪12，边沿薄片宽度方向扫描，边测定薄片的宽度方向厚度分布。另外，厚度测定仪8每扫描1次薄片的宽度方向，就使用PID控制进行厚度控制。在进行厚度控制时，作为最初需要的各厚度调整部件与厚度测定位置的对应关系的初始值，将特定的厚度调整部件大幅度操作，求出延伸后的薄片上厚度变化最大的位置，再求出操作后的各自的厚度调整部件的对应，然后通过插值而求出全部厚度调整部件的对应位置，作为初始值在控制中使用。

·延伸前的薄片宽度方向位置和延伸后的薄片宽度方向位置的映射函数设定

首先，在上述方法中将控制了延伸后的薄片厚度不匀时的延伸前的薄片的厚度分布曲线与延伸后的薄片的厚度分布曲线比较。其结果示于图9。在延伸后的薄片上已控制厚度的薄片宽度方向区域上厚度分布曲线大致平坦，而延伸前的薄片的厚度分布曲线在整体上是向上凸的，在中央部具有向下凹的分布曲线。由此，考虑到薄片宽度方向的延伸倍率能够用4次函数近似，如下式<7>所示，将延伸前的薄片宽度方向对应位置与延伸后的薄片宽度方向对应位置的映射函数设定为实施4次多项式的1阶积分的5次多项式。

0098

公式7

$x_s=g(x_f,\mathrm{\&theta;})$

     $={\mathrm{\&theta;}}_0+{\mathrm{\&theta;}}_1{x}_f+{\mathrm{\&theta;}}_2{x}_f^2+{\mathrm{\&theta;}}_3{x}_f^3+{\mathrm{\&theta;}}_4{x}_f^4+{\mathrm{\&theta;}}_5{x}_f^5-----------<7>$

0099

这里，

xs：延伸结束前的薄片宽度方向位置，

xf：延伸结束后的薄片宽度方向位置，

g(xf，θ)：映射函数，是用延伸结束后的薄片的宽度方向位置xf的函数，并以参数θ表示延伸结束前的薄片的宽度方向位置xs的模型化后的函数式，

θi：是映射函数的参数，i＝0～5的整数。

·关于延伸前和延伸后的对应位置上的分布曲线类似性的评价函数

作为评价延伸前和延伸后的对应位置上的分布曲线类似性的评价函数，使用式<2>。再有，式<2>的修正系数h(θ)使用式<8>。

0100

公式8

h(θ)＝θ₆   -----------<8>

0101

在这里

h(θ)：修正函数，是对评价映射函数的误差的评价函数中延伸后的薄片密度对延伸后的薄片之前的薄片密度之比等进行修正的函数，

θ6：是评价函数中的未知参数之一，相当于延伸后的薄片密度对延伸后的薄片之前的薄片密度之比。

0102

如式<2>、式<7>及式<8>所示，未知参数不仅是映射函数的多项式的系数，而且作为未知参数加入表示延伸后的薄片对于延伸前的薄片的密度比的项中。另外，对于计算误差总和时的延伸后的薄片上的区域是以不包括延伸后的薄片上的边缘的宽度方向薄片的中央为中心，作为薄片整个宽度的80％范围的中央部分而进行设定，使中央部分的xf成为从-1到1。

·关于数值运算时所需的未知参数的初始值

关于表示延伸前和延伸后的薄片宽度方向位置的映射函数的未知参数以及延伸后的密度对于延伸前的密度之比率，将专利文献2中记载的延伸后的薄片及延伸前的薄片的中央部分设定为分别处于对应关系的基准对应位置，并使延伸前的薄片的厚度分布曲线和延伸后的薄片的厚度分布曲线的质量守恒满足而设定对应位置。再有，关于密度比的参数，使用1.04作为双轴延伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的一般值。

·延伸前后厚度分布的测定

厚度分布测定中，如上所述，分别使用基于β射线的吸收现象的β射线厚度测定仪和基于X射线的吸收现象的X射线厚度测定仪作为厚度测定仪8和厚度测定仪12，边沿薄片宽度方向扫描，边测定薄片的宽度方向厚度分布。另外，就后续工序中使用的厚度分布曲线而言，使用厚度计在1小时内测定的厚度分布曲线的平均厚度分布曲线，作为延伸前后的厚度分布。

·关于使延伸前的薄片和延伸后的薄片的厚度分布曲线之差成为最小的未知参数的计算

根据由上述(4)的工序得到的延伸前的薄片和延伸后的薄片的厚度分布曲线，通过数值计算算出使延伸前的薄片和延伸后的薄片的厚度分布曲线的误差成为最小的未知参数。在计算中使用的方法是Mathworks的MATLAB准备的牛顿法。

·初始参数更新

将使由上述(5)得到的评价函数成为最小的未知参数作为下次数值计算中使用的初始值，如此更新初始值。

·厚度调整部件与延伸后的薄片宽度方向位置的对应关系的计算

根据由上述(5)得到的参数，唯一地确定了延伸前后的薄片宽度方向的映射函数。接着，为了确定厚度调整部件与延伸后的薄片的对应，使用薄片成膜中已较稳定的厚度调整部件与延伸前的薄片的对应关系。即事前在薄片中央部厚度调整部件与延伸前的薄片的宽度方向对应关系中几乎没有边缘向内弯曲的影响，因此，可根据几何关系设定厚度调整部件与延伸前的薄片的宽度方向对应位置。图7表示拉伸模上厚度调整部件位置21a～21d和延伸前的厚度测定仪上的对应位置20a～20d、延伸后厚度测定仪上的对应位置22a～22d之关系。根据延伸前后的薄片宽度方向位置的映射函数以及厚度调整部件与延伸前的薄片的宽度方向对应位置这二者，计算厚度调整部件对应于延伸后薄片的宽度方向的位置。

·将厚度调整部件的对应结果反馈至厚度控制

仅在从反馈一次厚度调整部件的对应结果起1小时以上后，且1小时的平均厚度分布曲线的最大值与最小值之差超过0.08μm的情况下，进行对控制的反馈。

(6)评价

厚度不匀的评价，是对于中央部的厚度分布曲线的2小时的平均厚度分布曲线，以厚度的最大与最小之差作出的评价。结果示于图10中。另外，使用传统技术作为比较例，即采用专利文献2中记载的方法的结果也一并图示。图10表示将本发明的一实施方式用于薄片制造时的厚度不匀转移和将传统技术用于薄片制造时的厚度不匀转移。结果，因为制品的成膜开始后最初的厚度不匀大，所以每1小时将厚度调整部件的对应结果反馈，但其后约1天的期间不需反馈厚度调整部件的对应结果。之后，厚度不匀缓慢增大，经过1天后厚度不匀超过阈值，厚度调整部件的对应结果被反馈。通过7天的成膜，在厚度不匀低于对厚度调整部件的对应结果实施一次反馈的阈值之后，能够稳定地成膜，使最大的厚度不匀在上述阈值附近。而如果使用传统技术，即专利文献2中记载的方法，则最初即使结果为低于同一厚度不匀的阈值，例如，如图10中所示，经过1天后，厚度不匀慢慢恶化，经过7天后的厚度不匀与采用本实施方式的方法的情况比较，如图所示，结果厚度不匀偏大。二者的不同是由于它们的作用效果显著相同：在专利文献2的技术中是以延伸前的薄片的中央与延伸后的薄片的中央常时对应为前提，而在本实施方式中不以这种绝对的对应关系为前提，能够求出评价函数的值为最小值的最佳映射函数。本实施方式的技术能够适应薄片制造工序的实际状况，即实际上中央部彼此的对应关系不可避免在时间上变动。

实施例2

这里是本发明的实施方式用于薄片制造工序的另一实施例。作为求出误差总和的区域，使用以薄片中央为中心的薄片整个宽度80％的区域即中央部，以及位于中央部两端的薄片边缘的上升部(由中央部端部和成为中央部厚度的1.1倍的位置之间的区域)，确定与密度对应的参数，然后仅使用中央部，确定其它的未知参数，这一点与实施例1不同。图11表示推断密度比的算法的流程图。在推断密度比时，使密度比按0.01的分度从0.99变化至1.09，另一方面，以宽度方向中央为基准，使对应于延伸前的薄片的宽度方向中央位置的延伸后的薄片位置变化至-50mm、-40mm、…、+50mm，在实施例1的(3)中记载的方法中使用质量守恒定律，求出映射函数。接着，以映射函数和延伸前的薄片的厚度分布曲线为根据，算出预想的延伸后的厚度分布曲线。然后，求出预想的延伸后厚度分布曲线和测出的延伸后的厚度分布曲线的中央部的平均厚度及厚度边缘的上升部位置的误差之和。接着，以误差成为最小的密度比作为推断结果。其它与实施例1中记载的方法相同。结果是，即使在厚度不匀小于0.08μm时，也可用边缘上升部的厚度变化的特征，从而可稳定地求出了与密度有关的参数，所以能够稳定地求出映射函数。

产业上的可利用性

0103

本发明不限定于塑料薄膜的制造，也可应用于造纸的制造等中，其应用范围不受此限定。

Claims (15)

1.一种薄片制造方法，包括如下(1)～(5)的步骤：

(1)用设有多个厚度调整部件的拉伸模，以薄片状挤出薄片材料；

(2)通过实施伴随有薄片宽度方向的尺寸变化的预定加工，形成所要求的薄片；

(3)测定所述预定加工结束前及结束后的该薄片的宽度方向厚度分布；

(4)按照所述加工结束后的所述薄片的宽度方向厚度分布的测定值，计算加入与各测定位置对应的所述厚度调整部件的操作量；以及

(5)用该操作量操作所述厚度调整部件，从而控制薄片厚度，

在计算所述步骤(4)的所述操作量时，用如下步骤A，B的方法确定对于所述厚度调整部件的所述加工结束后的薄片宽度方向对应位置，并根据所确定的所述薄片宽度方向对应位置进行厚度控制，

A.使包含表示所述加工结束前的薄片宽度方向位置与所述加工结束后的宽度方向位置的对应关系并含有1个以上未知参数的映射函数、所述加工结束前的薄片宽度方向厚度分布的测定值以及所述加工结束后的厚度分布的测定值的评价函数成为极值，求出所述未知参数；

B.根据这样求出的所述未知参数确定所述映射函数，从而根据所确定的该映射函数，确定对于所述厚度调整部件的所述加工结束后的薄片宽度方向对应位置。

2.如权利要求1中记载的薄片制造方法，其中：

作为所述评价函数，使用对应于每单位时间通过所述加工结束前的薄片宽度方向各部分的所述薄片材料的质量与每单位时间通过所述加工结束后的薄片宽度方向各部分的薄片质量之差的总和的评价函数。

3.如权利要求1或2中记载的薄片制造方法，其中：

作为所述评价函数，使用下式<1>或在数学上与之等效的公式，使所述评价函数取极小或极大而确定未知参数，

公式1

$E\left(\mathrm{\&theta;}\right)=\underset{x_{f_0}}{\overset{x_{f_1}}{\&Integral;}}{\left|\right|T_f\left(x_f\right)v_f{D}_f-T_s\left(g(x_f,\mathrm{\&theta;})\right)\frac{\mathrm{dg}(x_f,\mathrm{\&theta;})}{d{x}_f}{v}_s{D}_s\left|\right|}^{2}d{x}_f-----------<1>$

这里，

E：表示映射函数的误差的评价函数，

xf：所述加工结束后的薄片宽度方向位置，

Tf(xf)：所述加工结束后的薄片宽度方向位置xf处的薄片厚度，

xs：所述加工结束前的薄片宽度方向位置，

Ts(xs)：所述加工结束前的薄片宽度方向位置xs处的薄片厚度，

θ：映射函数g(xf、θ)所含有的要素数为1以上的参数矢量，

g(xf、θ)：映射函数，是用加工结束后的薄片的宽度方向位置xf的函数和参数θ表示加工结束前的薄片的宽度方向位置xs的模型化后的函数式，

vf：所述加工结束后的薄片的流动方向速度，

vs：所述加工结束前的薄片的流动方向速度，

Df：所述加工结束后的薄片密度，

Ds：所述加工结束前的薄片密度，

xf0：在计算映射函数的误差时，作为始点的所述加工结束后的薄片宽度方向位置，

xf1：在计算映射函数的误差时，作为终点的所述加工结束后的薄片宽度方向位置。

4.如权利要求1～3中任一项记载的薄片制造方法，其中：

在所述步骤(4)的步骤A之前，使所述映射函数的预备性评价函数，即作为所述未知参数而包含所述加工结束前的薄片的宽度方向厚度分布的测定值、所述加工结束后的厚度分布的测定值以及对应于所述加工结束前的薄片宽度方向各部分的所述薄片材料的密度和/或所述加工结束后的密度或者它们之比的值的预备性评价函数成为极值，预备性地求出所述未知参数，并在这样预备性地求出的未知参数中，确定与所述加工结束前的薄片宽度方向各部分的所述薄片材料的密度和/或所述加工结束后的密度或者它们之比对应的参数，在所述步骤(4)的A中，以与所述所确定的所述加工结束前的薄片宽度方向各部分的所述薄片材料的密度和/或所述加工结束后的密度或者它们之比对应的参数作为已知参数，从而确定所述映射函数。

5.如权利要求1～3中任一项记载的薄片制造方法，其中：

作为所述评价函数，使用作为未知参数而包含与所述加工结束前的薄片宽度方向各部分的所述薄片材料的密度和/或所述加工结束后的密度或者它们之比对应的值的函数。

6.如权利要求1～5中任一项记载的薄片制造方法，其中：

在所述评价函数中，作为求误差总和的薄片宽度方向的区域，仅使用中央部所包含的区域。

7.如权利要求1～5中任一项记载的薄片制造方法，其中：

在所述评价函数中，作为求误差总和的薄片宽度方向的区域，基本上使用薄片两端部所包含的区域。

8.如权利要求1～5中任一项记载的薄片制造方法，其中：

在所述评价函数中，作为求误差总和的薄片宽度方向的区域，使用中央部以及位于该中央部两端的薄片边缘上升部所包含的区域。

9.如权利要求4～8中任一项记载的薄片制造方法，其中：

使用下式<2>或数学上与之等效的公式作为所述评价函数，对所述评价函数取极小或极大而确定未知参数，

公式2

$E\left(\mathrm{\&theta;}\right)=\underset{x_{f_0}}{\overset{x_{f_1}}{\&Integral;}}{\left|\right|T_f\left(x_f\right)v_f-T_s\left(g(x_f,\mathrm{\&theta;})\right)\frac{\mathrm{dg}(x_f,\mathrm{\&theta;})}{d{x}_f}{v}_{s}h\left(\mathrm{\&theta;}\right)\left|\right|}^{2}d{x}_f-----------<2>$

这里，

E：表示映射函数的误差的评价函数，

xf：所述加工结束后的薄片宽度方向位置，

Tf(xf)：所述加工结束后的薄片宽度方向位置xf处的薄片厚度，

xs：所述加工结束前的薄片宽度方向位置，

Ts(xs)：所述加工结束前的薄片宽度方向位置xs处的薄片厚度，

θ：映射函数g(xf、θ)所含有的要素数为1以上的参数矢量，

g(xf、θ)：映射函数，以所述加工结束后的薄片的宽度方向位置xf及参数θ表示所述加工结束前的薄片宽度方向位置xs的函数，

h(xf、θ)：由评价函数中包含的所述加工结束后的薄片的宽度方向位置xf和参数θ构成的函数，

vf：所述加工结束后的薄片的流动方向速度，

vs：所述加工结束前的薄片的流动方向速度，

xf0：计算映射函数的误差时作为始点的所述加工结束后的薄片宽度方向位置，

xf1：计算映射函数的误差时作为终点的所述加工结束后的薄片宽度方向位置。

10.如权利要求3或权利要求9中记载的薄片制造方法，其中：

在所述评价函数中，设g(xf，θ)作为与xf有关的多项式，将所述多项式的各项系数作为所述参数矢量θ的各要素。

11.如权利要求1～10中任一项记载的薄片制造方法，其中：

作为所述厚度分布测定值，使用含时间上加权平均的、作了平均化处理的值。

12.一种程序，具有如下(1)～(5)的步骤：

(1)用设有多个厚度调整部件的拉伸模，以薄片状挤出薄片材料；

(2)通过实施伴随有薄片宽度方向的尺寸变化的预定加工，形成所要求的薄片；

(3)测定所述预定加工结束前及结束后的该薄片的宽度方向厚度分布；

(4)按照所述加工结束后的所述薄片的宽度方向厚度分布的测定值，计算加入与各测定位置对应的所述厚度调整部件的操作量；以及

(5)用该操作量操作所述厚度调整部件，从而控制薄片厚度，

在计算所述步骤(4)的所述操作量时，通过如下步骤A，B的程序，用计算机确定对于所述厚度调整部件的所述加工结束后的薄片宽度方向对应位置，并根据所确定的所述薄片宽度方向对应位置进行厚度控制，

A.使包含表示所述加工结束前的薄片宽度方向位置与所述加工结束后的宽度方向位置的对应关系并含有1个以上未知参数的映射函数、所述加工结束前的薄片宽度方向厚度分布的测定值以及所述加工结束后的厚度分布的测定值的评价函数成为极值，求出所述未知参数；

B.根据这样求出的所述未知参数确定所述映射函数，从而根据所确定的该映射函数，确定对于所述厚度调整部件的所述加工结束后的薄片宽度方向对应位置。

13.一种记录介质，其中记录有权利要求12中记载的计算机可读的程序。

14.一种计算机，其中包括权利要求12中记载的程序。

15.一种薄片制造装置，包括如下(1)～(6)的部件：

(1)设有多个厚度调整部件的、以薄片状挤出薄片材料的拉伸模；

(2)对于该薄片状物实施包含延伸或发泡的预定加工的加工装置；

(3)测定所述加工结束前的薄片的宽度方向厚度分布的加工前厚度测定仪；

(4)测定所述加工结束后的该薄片的宽度方向厚度分布的加工后厚度测定仪；

(5)根据该加工后厚度测定仪的测定值，计算加入与各测定位置对应的所述厚度调整部件的操作量的计算机；以及

(6)在所述厚度调整部件中加入该计算机算出的操作量的控制装置，

在计算所述操作量时，所述(5)的计算机用如下步骤A，B的方法，确定对于所述厚度调整部件的所述加工结束后的薄片宽度方向对应位置，并根据所确定的所述薄片宽度方向对应位置进行厚度控制，

A.为了使包含表示所述加工结束前的薄片宽度方向位置与所述加工结束后的宽度方向位置的对应关系，且含有1个以上未知参数的映射函数及所述加工结束前的薄片的宽度方向厚度分布的测定值以及所述加工结束后的厚度分布的测定值的评价函数为极值，求出所述未知参数；

B.按照这样求出的所述未知参数，确定所述映射函数，按照所确定的该映射函数，确定对于所述厚度调整部件的所述加工结束后的薄片宽度方向对应位置。

Images