JP2002096371A - Method for manufacturing sheet and apparatus for controlling thickness of sheet - Google Patents

Method for manufacturing sheet and apparatus for controlling thickness of sheet

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JP2002096371A
JP2002096371A JP2000286882A JP2000286882A JP2002096371A JP 2002096371 A JP2002096371 A JP 2002096371A JP 2000286882 A JP2000286882 A JP 2000286882A JP 2000286882 A JP2000286882 A JP 2000286882A JP 2002096371 A JP2002096371 A JP 2002096371A
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sheet
thickness
width direction
adjusting means
operation amount
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JP2000286882A
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Japanese (ja)
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Masatsugu Uehara
正嗣 上原
Yasuhiro Nakai
康博 中井
Hajime Hirata
肇 平田
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a sheet and an apparatus for controlling thickness of the sheet by which the thickness in the width direction of the sheet can be uniformly and stably controlled over the whole width. SOLUTION: The apparatus for controlling used for a manufacturing process of the sheet in which a polymer is extruded by using a die with a plurality of thickness adjusting means arranged in the width direction and is molded to prepare the sheet with a required thickness and the thickness distribution in the width direction of the sheet is measured and based on the measured values, amount of operation added to the thickness adjusting means is controlled by means of a controlling apparatus is provided and the apparatus is characterized by a constitution in which by using a process model wherein a relation between amount of operation of the thickness adjusting means and the thickness of the sheet is respectively different at the corresponding parts at the end parts and the central part in the width direction of the sheet, the amount of operation is added to the thickness adjusting means in such a way that the thickness distribution in the width direction of the sheet is made to be the target thickness distribution set in advance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックフィ
ルムなどのシートの製造方法およびこれに好適に用いら
れるシートの厚み制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a sheet such as a plastic film and a sheet thickness control apparatus suitably used for the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】口金からシートとして吐出される原料、
たとえば溶融樹脂を、連続的にシート成形プロセス、た
とえば延伸プロセスを通過させ、該シート成形プロセス
通過後のシートの厚さを厚み測定器にてシート幅方向の
分布として測定し、口金のシート幅方向に多数配設され
たシート厚み調整手段に対応する測定位置での厚み測定
値に基づいて該厚み調整手段を制御するようにしたシー
トの製造方法は各種知られている。制御手段としては、
周知の比例(P)、比例積分(PI)あるいは比例積分微分(PI
D)制御が広く利用されている。しかし近年、コンピュー
タ利用による制御システムが発達し、特開平5−131
527号公報、特開2000−94497号公報等に記
載のとおり、厚み調整手段に加える操作量とシート厚み
の数式関係を表すプロセスモデルを用いて厚み調整手段
へ加える操作量を決定する方法が提案されている。
2. Description of the Related Art Raw materials discharged from a base as a sheet,
For example, the molten resin is continuously passed through a sheet forming process, for example, a stretching process, and the thickness of the sheet after passing through the sheet forming process is measured as a distribution in the sheet width direction by a thickness measuring device, and the sheet width direction of the die is measured. Various sheet manufacturing methods are known in which the thickness adjusting means is controlled based on the measured thickness values at the measurement positions corresponding to a large number of sheet thickness adjusting means provided in the apparatus. As control means,
Well-known proportional (P), proportional integral (PI) or proportional integral derivative (PI
D) Control is widely used. In recent years, however, control systems using computers have been developed.
As described in JP-A-527, JP-A-2000-94497, etc., a method of determining an operation amount to be applied to the thickness adjusting unit using a process model representing a mathematical relationship between the operation amount to be applied to the thickness adjusting unit and a sheet thickness is proposed. Have been.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、プロセスモデ
ルにおいて制御に関わるプロセスの特性、たとえばプロ
セスゲインや干渉現象がフィルム幅方向で不均一であ
り、ネックイン現象やエッジ部のポリマー流動の影響を
受けやすい製品部分の端部では、実際のプロセス特性が
中央部のプロセスモデルと必ずしも一致しないため、従
来の方法のようにシート幅方向で同一のプロセスモデル
に基づいて制御手段を決定すると、制御安定性が低下す
ることが問題であった。
However, process characteristics related to control in the process model, such as process gain and interference phenomena, are non-uniform in the film width direction, and are affected by neck-in phenomena and polymer flow at edges. At the end of the product part, the actual process characteristics do not always match the process model at the center, so if the control means is determined based on the same process model in the sheet width direction as in the conventional method, the control stability Was a problem.

【0004】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、シート幅方向
厚みを全幅にわたって均一にかつ安定に制御できるシー
トの厚み制御装置およびシートの製造方法を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a sheet thickness control apparatus and a sheet thickness control apparatus capable of controlling the thickness in the sheet width direction uniformly and stably over the entire width. It is to provide a manufacturing method.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のシートの製造方法は、幅方向に配列した複数
個の厚み調整手段を有するダイを用いて原料を吐出し、
所望の厚みに成形してシートを得るに際し、厚み調整手
段の操作量とシート厚みとの関係がシート幅方向の端部
と中央部とに対応する部分においてそれぞれ異なるプロ
セスモデルを用いて、シートの幅方向厚み分布を予め設
定された目標厚み分布になるように前記厚み調整手段を
制御することを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided a sheet manufacturing method for discharging a raw material using a die having a plurality of thickness adjusting means arranged in a width direction.
In forming the sheet to a desired thickness, the relationship between the operation amount of the thickness adjusting means and the sheet thickness is determined by using different process models at portions corresponding to the edge and the center in the sheet width direction. The thickness adjusting means is controlled so that the thickness distribution in the width direction becomes a predetermined target thickness distribution.

【0006】また、本発明のシートの製造方法の好まし
い態様は、プロセスゲインと干渉率とをパラメータとし
て含み、かつ、このうち少なくとも一方がフィルム端部
と中央部とで異なるプロセスモデルを用いることを特徴
とするものである。
A preferred embodiment of the sheet manufacturing method according to the present invention includes a process gain and an interference factor as parameters, and at least one of the two uses a different process model between the film edge and the center. It is a feature.

【0007】また、上記課題を解決するための本発明の
シートの厚み制御装置は、幅方向に配列した複数個の厚
み調整手段を有するダイを用いて原料を吐出し、成形し
て所望の厚みのシートとなすとともに、そのシートの幅
方向の厚み分布を測定し、測定値に基づいて前記厚み調
整手段へ加える操作量を制御装置によって制御するシー
トの製造プロセスに用いられる前記制御装置であって、
厚み調整手段の操作量とシート厚みとの関係がシート幅
方向の端部と中央部とに対応する部分においてそれぞれ
異なるプロセスモデルを用いてシートの幅方向厚み分布
を予め設定された目標厚み分布になるように操作量を演
算する演算手段と、得られた操作量を厚み調整手段へ出
力する出力手段とを備えてなることを特徴とするもので
ある。
Further, the sheet thickness control apparatus of the present invention for solving the above-mentioned problems discharges a raw material using a die having a plurality of thickness adjusting means arranged in the width direction, forms the raw material, and forms the desired thickness. The control device used in a sheet manufacturing process for measuring the thickness distribution in the width direction of the sheet and controlling the operation amount applied to the thickness adjusting means based on the measured value by the control device. ,
The relationship between the amount of operation of the thickness adjusting means and the sheet thickness is such that the width direction thickness distribution of the sheet is changed to a preset target thickness distribution using different process models at portions corresponding to the end portion and the center portion in the sheet width direction. And an output means for outputting the obtained operation amount to the thickness adjusting means.

【0008】さらに、本発明に係るコンピュータ読み取
り可能な記憶媒体は、シートの幅方向の各部の厚み分布
の測定値を入力するステップと、厚み調整手段の操作量
とシート厚みとの関係がシート幅方向の端部と中央部と
に対応する部分においてそれぞれ異なるプロセスモデル
を用いて目標厚み分布になるように操作量を演算するス
テップと、得られた操作量を厚み調整手段へ出力するス
テップとをコンピュータに実行させるプログラムを記憶
していることを特徴とするものである。
Further, in the computer-readable storage medium according to the present invention, the step of inputting a measured value of the thickness distribution of each portion in the width direction of the sheet, and the relationship between the operation amount of the thickness adjusting means and the sheet thickness is determined. A step of calculating an operation amount so that a target thickness distribution is obtained using a different process model in a portion corresponding to an end portion and a center portion in the direction, and a step of outputting the obtained operation amount to thickness adjusting means. The program is characterized by storing a program to be executed by a computer.

【0009】上記の本発明では、製品部分の端部の制御
安定性を向上させることができ、幅方向厚みの均一性が
向上する。さらに、端部安定性が向上することでシート
破れが減少し、収率を上げることができる。
According to the present invention, the control stability of the end of the product portion can be improved, and the uniformity of the thickness in the width direction can be improved. Further, by improving the stability of the end portion, sheet breakage is reduced, and the yield can be increased.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に図を引用しながら本発明を
プラスチックフィルムの製造方法に適用した実施形態例
に基づいて説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a plastic film manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

【0011】図2は、一般的なシートの製造設備の全体
概略構成を示す図であり、図3は、図2に示す口金4の
要部拡大斜視図である。
FIG. 2 is a diagram showing the general schematic configuration of a general sheet manufacturing facility, and FIG. 3 is an enlarged perspective view of a main part of the base 4 shown in FIG.

【0012】このシートの製造設備は、重合体を押し出
す押出機3と、押し出された重合体をシート状に成形す
る口金4、前記シート状に成形された重合体(以下シー
ト1という)を冷却する冷却ロール5、シート1を縦横
方向に延伸する延伸機2、延伸されたシート1を巻き取
る巻取機6を備えている。口金4は、シート1の幅方向
(図の紙面に直交する方向)に配列された多数の厚み調
整手段10と重合体を吐出する間隙11を備えている。
さらにこのシートの製造設備は、シートの幅方向に厚み
分布を測定する厚み測定器8と、前記厚み分布に基づい
て厚み調整手段を制御する制御手段(厚み制御装置)9
を備えている。
The sheet manufacturing equipment includes an extruder 3 for extruding a polymer, a die 4 for forming the extruded polymer into a sheet, and cooling the sheet-shaped polymer (hereinafter referred to as a sheet 1). A stretching roll 2 for stretching the sheet 1 in the vertical and horizontal directions, and a winding machine 6 for winding the stretched sheet 1. The base 4 includes a number of thickness adjusting means 10 arranged in the width direction of the sheet 1 (a direction orthogonal to the plane of the drawing) and a gap 11 for discharging the polymer.
Further, the sheet manufacturing equipment includes a thickness measuring device 8 for measuring the thickness distribution in the width direction of the sheet, and a control means (thickness control device) 9 for controlling the thickness adjusting means based on the thickness distribution.
It has.

【0013】厚み測定器8としては、β線、X線、紫外
線、光干渉式を利用したもの等、任意の厚み測定器を用
いることができ、所望の周期でシートの幅方向に対して
一定間隔で測定することが望ましい。
As the thickness measuring device 8, an arbitrary thickness measuring device such as a device using a β-ray, an X-ray, an ultraviolet ray, or an optical interference type can be used. It is desirable to measure at intervals.

【0014】制御手段9は、図4に示すように、シート
製造プロセス26の出力であるシート厚み24をフィー
ドバックして目標値との偏差25を求め、操作量演算手
段21により操作量23を演算し、得られた操作量23
に対して操作量出力手段22によってプロセスゲイン
(操作量1単位あたりにシートが変化する量)を掛ける
などの処理を行い、シート製造プロセス26の厚み調整
手段10に加える。
As shown in FIG. 4, the control means 9 feeds back the sheet thickness 24, which is the output of the sheet manufacturing process 26, to obtain a deviation 25 from the target value, and calculates the operation amount 23 by the operation amount calculating means 21. And the obtained operation amount 23
For example, the operation amount output unit 22 performs processing such as multiplying by a process gain (the amount by which the sheet changes per unit of operation amount), and adds the result to the thickness adjustment unit 10 of the sheet manufacturing process 26.

【0015】操作量を演算する方法については、数学モ
デルを利用した現代制御やPID制御など種々の方法が
適用できる。
Various methods such as modern control using a mathematical model and PID control can be applied to the method of calculating the manipulated variable.

【0016】厚み調整手段10は、口金4の幅方向に複
数個、等間隔で配設されている。シートの厚みを調整す
る手段としては、厚み調整手段10にヒートボルトを用
い、これらのボルトの温度を変化させてボルトを熱膨
張、収縮させることにより口金4の間隙11を調整する
ヒートボルト方式や、厚み調整手段10にリップヒータ
ーを用い、重合体の温度を変化させて重合体の粘性率の
変化により口金4から吐出される重合体の吐出量を変え
ることにより、シート1の厚みを調整する粘度方式、さ
らには、間隙11をモータなどを用いて調整する方式を
用いることができる。
A plurality of thickness adjusting means 10 are arranged at equal intervals in the width direction of the base 4. As a means for adjusting the thickness of the sheet, heat bolts are used for the thickness adjusting means 10 and the gaps 11 of the base 4 are adjusted by changing the temperature of these bolts to thermally expand and contract the bolts. The thickness of the sheet 1 is adjusted by using a lip heater as the thickness adjusting means 10 and changing the temperature of the polymer to change the discharge amount of the polymer discharged from the base 4 by changing the viscosity of the polymer. A viscosity method, or a method of adjusting the gap 11 using a motor or the like can be used.

【0017】このようなシートの製造プロセスにおいて
は、シートを幅方向へ延伸する場合、シート中央部では
延伸条件は幅方向に対してほぼ一定と見なせるが、シー
ト製品部分の端部は図1に示すように、原料が口金4か
ら吐出された直後にシート幅が吐出時より狭くなるネッ
クイン現象や、エッジ部のポリマー流動の影響を受けや
すく、端部では中央部とは異なった条件で延伸される。
このように端部は中央部に比べてプロセス条件に大きな
影響を受けるので、シート厚み制御手段の設計に際し
て、図1に示すようにシート幅方向における端部と中央
部とにそれぞれ対応する部分でプロセスモデルを異なる
設定、好ましくは制御手段決定に関与するパラメータ、
例えばプロセスゲインや干渉率をそれぞれ別々に設定す
ることが必要となる。
In such a sheet manufacturing process, when the sheet is stretched in the width direction, the stretching conditions can be regarded as substantially constant in the width direction at the center of the sheet, but the end of the sheet product portion is shown in FIG. As shown, immediately after the raw material is discharged from the die 4, the sheet width is narrower than at the time of discharge, and the material is easily affected by the polymer flow at the edge portion, and the end portion is stretched under different conditions from the center portion. Is done.
As described above, since the end portion is greatly affected by the process conditions as compared with the center portion, when designing the sheet thickness control means, as shown in FIG. 1, the portions corresponding to the end portion and the center portion in the sheet width direction, respectively, are used. Process model with different settings, preferably parameters involved in the control means determination,
For example, it is necessary to separately set the process gain and the interference rate.

【0018】プロセスゲインとは操作量変化に対する制
御量変化の割合を表す値である。すなわち、シートの厚
み調整手段に入力する操作量を単位量変化させたとき
に、シートの厚みがどれだけ変化するかを示す値であ
る。
The process gain is a value representing the ratio of the control amount change to the operation amount change. That is, it is a value indicating how much the sheet thickness changes when the operation amount input to the sheet thickness adjusting means is changed by a unit amount.

【0019】干渉率とは、ある厚み調整手段を操作した
ときに、その厚み調整手段に対応するシート厚み測定位
置のシート厚み変化に対して、隣接する厚み調整手段に
対応する測定位置のシート厚みがどの程度変化するかを
表す値である。すなわち、ある厚み調整手段を操作した
ときに、口金の剛性や延伸工程での影響によって、シー
ト厚みは操作位置だけでなく、周辺部もある広がりをも
って変化する。このとき、前記操作した厚み調整手段に
隣接する厚み調整手段に対応する測定位置でのシート厚
み変化の割合がどの程度であるかを示したものが干渉率
であり、例えば操作位置で1.0であるのに対し、1つ
隣の調整手段に対応する位置では0.6、2つ離れた調
整手段に対応する位置では0.2、…というように表
す。
The interference ratio is defined as the change in the sheet thickness at the sheet thickness measuring position corresponding to the thickness adjusting means when a certain thickness adjusting means is operated, and the sheet thickness at the measuring position corresponding to the adjacent thickness adjusting means. Is a value indicating how much changes are made. That is, when a certain thickness adjusting means is operated, the sheet thickness changes not only at the operation position but also at the peripheral portion with a certain spread due to the influence of the rigidity of the die and the stretching process. At this time, the rate of change in the sheet thickness at the measurement position corresponding to the thickness adjusting means adjacent to the operated thickness adjusting means is an interference rate, and for example, 1.0% at the operating position. Whereas, at the position corresponding to the immediately next adjusting means, it is expressed as 0.6, at the position corresponding to the adjusting means two distances away, 0.2, and so on.

【0020】また、中央部と端部の境界の決定方法につ
いては、シート幅方向の延伸倍率やシート厚みなどの製
膜条件や、シート幅方向におけるシート厚みの分散の分
布などを基準に決定してもよい。また、安定製膜時は、
中央部の幅をを7〜8割で残りを端部とし、製膜初期の
幅方向のシート厚みが安定していない時期は、中央部の
割合を6割以下にするなど、製膜状態によって割合を変
えることも好ましい。
The method for determining the boundary between the central portion and the end portion is determined based on film forming conditions such as the stretching ratio in the sheet width direction and the sheet thickness, and the distribution of the dispersion of the sheet thickness in the sheet width direction. You may. During stable film formation,
The width of the central portion is 70 to 80% and the remaining portion is the end portion. During the initial stage of film formation, when the sheet thickness in the width direction is not stable, the ratio of the central portion is set to 60% or less. It is also preferred to change the ratio.

【0021】上記、プロセスゲインについては、端部の
プロセスゲインを中央部のプロセスゲインより小さく設
定することが好ましい。なぜなら、シート端部では、シ
ート厚み調整手段が、口金の構造上の制約やエッジ部の
ポリマーの緩衝効果により、シートの厚み調整手段への
操作量を一定量だけ変化させたとしても、図1の厚み分
布に示すように、シート厚みが中央部程には変化しない
場合があるからである。すなわち、口金の最端部が固定
されていたり、最端部からいくつかの厚み調整手段が固
定されている場合があるために、端部のシート厚みが薄
くなるようにシートの厚み調整手段に操作量を加えて
も、厚み調整手段の実際に動作する量が小さい場合があ
り、また、エッジ部のポリマーの流れの一部が流れ込む
ことで、実際のシート厚みが中央部程には薄くならない
場合があるためである。同様に端部のシート厚みが厚く
なるようにシートの厚み調整手段に操作量を加えても、
厚み調整手段が実際に動作する量が小さかったり、エッ
ジ部に一部のポリマーが流れていくために、実際のシー
ト厚みが中央部程には厚くならない場合がある。
Regarding the process gain, it is preferable that the process gain at the end is set smaller than the process gain at the center. This is because even if the sheet thickness adjusting means changes the amount of operation to the sheet thickness adjusting means by a certain amount due to the structural limitation of the base and the buffering effect of the polymer at the edge at the sheet end, FIG. This is because, as shown in the thickness distribution, the sheet thickness may not change as much as the center. That is, since the outermost end of the base is fixed, or some thickness adjusting means is fixed from the outermost part, the sheet thickness adjusting means may be adjusted so that the sheet thickness at the end is reduced. Even if the operation amount is added, the actual operation amount of the thickness adjusting means may be small, and the actual sheet thickness does not become thinner than the center portion due to a part of the flow of the polymer at the edge portion flowing in. This is because there are cases. Similarly, even if the operation amount is added to the sheet thickness adjusting means so that the sheet thickness of the end portion becomes thicker,
In some cases, the actual thickness of the sheet does not become as large as the center part because the amount by which the thickness adjusting means actually operates is small or a part of the polymer flows into the edge part.

【0022】さらに、干渉率については、隣接する調整
手段に対応する位置の干渉率を、中央部より端部の方が
大きくすることが好ましい。これは、上記プロセスゲイ
ンについて述べたと同様の理由によるものであり、端部
では口金の最端部が固定されていたり、最端部からいく
つかの厚み調整手段が固定されている場合があるため
に、端部のシートの厚み調整手段に操作量を加えたとき
に、隣接する厚み調整手段の位置における実際の動作量
との差が小さい場合があることと、エッジ部のポリマー
の流れが緩衝作用を起こすために、実際のシート厚みは
操作位置と隣接する厚み調整装置に対応する位置とで差
が小さくなる場合があるためである。
Further, as for the interference ratio, it is preferable that the interference ratio at the position corresponding to the adjacent adjusting means is larger at the end portion than at the center portion. This is due to the same reason as described for the above process gain.Because the end portion of the base is fixed at the end portion or some thickness adjusting means is fixed from the end portion in some cases. In addition, when an operation amount is added to the thickness adjusting means of the sheet at the end, the difference from the actual operation amount at the position of the adjacent thickness adjusting means may be small, and the flow of the polymer at the edge is buffered. This is because the difference in the actual sheet thickness between the operation position and the position corresponding to the adjacent thickness adjustment device may become small in order to cause the action.

【0023】さらに、上記の理由から、端部の干渉率に
ついては、操作位置に対して左右対称な値にするのでは
なく、端部側を大きく、中央部側を小さくしても良い。
Further, for the above-mentioned reason, the interference ratio at the end portion may not be symmetrical with respect to the operation position, but may be large at the end portion and small at the center portion.

【0024】さらに、プロセスゲイン、干渉率ともに、
シート走行方向の左右端側でもそれぞれ設定が異なって
いてもよい。
Further, both the process gain and the interference rate
The settings may be different on the left and right end sides in the seat traveling direction.

【0025】これらのプロセスモデルを表現するのに用
いる中央部と端部のプロセスゲインや干渉率を決定する
には、厚み調整手段のステップ応答を実測することが好
ましい。すなわち、端部を代表する厚み調整手段位置と
中央部を代表する厚み調整手段にステップ的に変化する
操作量を加え、このときのシート厚みの変化から、端部
と中央部のプロセスゲインや干渉率を実測することがで
きる。
In order to determine the process gain and the interference rate of the central portion and the end portion used for expressing these process models, it is preferable to actually measure the step response of the thickness adjusting means. That is, an operation amount that changes in a stepwise manner is added to the position of the thickness adjusting means representing the end and the thickness adjusting means representing the center, and the process gain or interference between the end and the center is determined from the change in the sheet thickness at this time. The rate can be measured.

【0026】次に、上記の方法で決定されたプロセスゲ
インや干渉率に基づいて制御手段9を設計する方法につ
いて説明する。
Next, a method of designing the control means 9 based on the process gain and the interference rate determined by the above method will be described.

【0027】制御手段を設計する際、図5に示す方法に
よって制御パラメータを決定する。決定すべき制御パラ
メータは設計方法によって異なる。まず、本発明の方法
によって決定されたプロセスゲインや干渉率に基づいて
プロセスモデルを作成する。フィルム端部は中央部より
プロセスゲインが小さいので、制御ゲインは中央部より
大きくなるよう制御パラメータを調整して、前記プロセ
スモデルを用いてシート厚み変動をシミュレーションす
る。シミュレーションによって得られる制御精度や応答
性などの制御性能が予め設定された基準値より良けれ
ば、このときの設計パラメータを採用する。制御性能を
満たしていなければ再度制御パラメータを調整してシミ
ュレーションを実行するという作業を繰り返して、最適
な制御パラメータを決定する。
When designing the control means, control parameters are determined by the method shown in FIG. The control parameters to be determined depend on the design method. First, a process model is created based on the process gain and the interference rate determined by the method of the present invention. Since the process gain is smaller at the end of the film than at the center, the control parameters are adjusted so that the control gain is larger than at the center, and the sheet thickness variation is simulated using the process model. If the control performance, such as control accuracy and responsiveness, obtained by simulation is better than a preset reference value, the design parameters at this time are adopted. If the control performance is not satisfied, the operation of adjusting the control parameters again and executing the simulation is repeated to determine the optimal control parameters.

【0028】このように、本発明によって作成されたプ
ロセスモデルを用いてシート厚み変動のシミュレーショ
ンを行って制御手段の制御パラメータを決定すると、製
膜しながら試行錯誤的に制御パラメータを決定すること
が避けられるので効率よくシートを製造することができ
る。
As described above, when the control parameter of the control means is determined by simulating the variation of the sheet thickness using the process model created by the present invention, the control parameter can be determined by trial and error while forming the film. Since it can be avoided, the sheet can be manufactured efficiently.

【0029】以上のように、シート幅方向全体に同一の
制御を行うのではなく、中央部、端部についてそれぞれ
適したプロセスモデルを用いて制御することにより、ネ
ックイン現象やエッジ部のポリマーの流動の影響を受け
やすく、制御が不安定になりやすいシート端部について
も、精度良く安定してシート厚みを制御することができ
る。
As described above, instead of performing the same control over the entire sheet width direction, the central part and the end part are controlled by using appropriate process models, whereby the neck-in phenomenon and the polymer of the edge part are controlled. The sheet thickness can be accurately and stably controlled with respect to the sheet edge, which is easily affected by the flow and is likely to be unstable in control.

【0030】上記実施形態例における制御手段の各動作
は、コンピュータと、それを動作させるプログラムなど
によって実現される。このようなプログラム及び各種の
記憶手段のデータはフロッピーディスク、MO、CD-ROM等
のコンピュータ読み取り可能な有形媒体や有線または無
線のネットワークのような伝送手段を通じて流通され
る。
Each operation of the control means in the above embodiment is realized by a computer and a program for operating the computer. Such programs and data of various storage means are distributed through computer-readable tangible media such as floppy disks, MOs, and CD-ROMs, and transmission means such as a wired or wireless network.

【0031】[0031]

【実施例】以上説明した図2に示すシートの製造設備を
用いて、厚さ2.7μmのポリエステルフィルムを製造
した。厚み調整手段10はカートリッジヒーターを内蔵
したボルトを熱的に膨張収縮させてギャップ11を調整
するヒートボルト方式を用い、厚み制御に使用したヒー
トボルトの数は45本であり、各ボルトは20mmピッ
チで配設されている。厚み測定器8としては光の干渉現
象を利用した光干渉式厚さ計を使用した。製膜幅は3.
5m、製膜速度は製品部で175m/分である。
EXAMPLE A 2.7 .mu.m thick polyester film was manufactured using the sheet manufacturing equipment shown in FIG. 2 described above. The thickness adjusting means 10 uses a heat bolt method in which the gap 11 is adjusted by thermally expanding and contracting a bolt having a built-in cartridge heater. The number of heat bolts used for thickness control is 45, and each bolt has a 20 mm pitch. It is arranged in. As the thickness measuring device 8, an optical interference type thickness meter utilizing an optical interference phenomenon was used. The film formation width is 3.
5 m, and the film forming speed is 175 m / min in the product section.

【0032】本実施例では、図5の制御手段決定のフロ
ーに従い、まずプロセスモデルを作成するために、任意
のヒートボルトの操作量をステップ状に変化させて厚み
の変化を測定する、ステップ応答テストを行った。端部
と中央部とでそれぞれステップ応答テストを行って厚み
の変化を測定した結果、 (1)端部では中央部よりプロセスゲインが小さいこと (2)干渉率が端部と中央部で異なること (3)中央部を全幅の7割、両端部をそれぞれ1.5割ずつと
するのが好適であることが明らかになった。
In this embodiment, according to the control means determination flow of FIG. 5, first, in order to create a process model, an operation amount of an arbitrary heat bolt is changed stepwise to measure a change in thickness. Tested. The step response test was performed at the end and the center to measure the change in thickness. (1) The process gain was smaller at the end than at the center. (2) The interference rate was different between the end and the center. (3) It became clear that it is preferable to make the central part 70% of the entire width and the both ends 1.5% each.

【0033】実測値は表1に示すとおりの値であった。The measured values were as shown in Table 1.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】ここで、プロセスゲインはヒートボルトへ
の操作量を変化させたときのシート厚みの変化の割合を
示したものである。ヒートボルトの操作量は、一定時間
(10秒間)のうちヒートボルトへ一定電力を供給する
時間の割合を百分率表示したもので表しており、したが
ってプロセスゲインの単位はμm/%である。
Here, the process gain indicates the rate of change in the sheet thickness when the amount of operation on the heat bolt is changed. The operation amount of the heat bolt is represented by a percentage of a time for supplying constant power to the heat bolt in a certain time (10 seconds). Therefore, the unit of the process gain is μm /%.

【0036】一方、干渉率はあるヒートボルトを操作し
たとき、操作位置、ヒートボルト1本分離れた位置およ
び2本分離れた位置におけるシート厚みの変化を、操作
位置における変化を1として割合表示したものである。
On the other hand, the interference rate is expressed as a ratio of the change in the sheet thickness at the operation position, the position where one heat bolt is separated and the position where two heat bolts are separated when a certain heat bolt is operated, and the change at the operation position is set to 1. It was done.

【0037】このステップ応答テストの結果より、本実
施例ではプロセスゲインと干渉の2種類のプロセス特性
が端部と中央部で異なるプロセスモデルを作成した。
According to the results of the step response test, in this embodiment, a process model in which two types of process characteristics, that is, a process gain and an interference were different between an end portion and a center portion was prepared.

【0038】すなわち、ヒートボルトの対応位置におけ
る厚み変化Yiとヒートボルトに加える操作量変化Uiと
の静的関係式を中央部は、 Yi=0.05*(0.2Ui-2+0.6Ui-1+Ui+0.6Ui+1+0.2Ui+2) (1) 端部は、 Yi=0.03*(0.3Ui-2+0.7Ui-1+Ui+0.7Ui+1+0.3Ui+2) (2) と表した。ここで、 Ui:i番位置ヒートボルトの操作量変化[%] Yi:対応位置における厚み変化[μm] さらに、ヒートボルトを操作してからその影響を観測す
るには時定数とむだ時間を伴うので、プロセスモデルの
動特性として、時定数Tとむだ時間Tdが存在するとし
た。時定数Tとむだ時間Tdは前記のステップ応答テス
トから同定したが、本実施例では表1に示すように端部
と中央部で等しい値が得られた。
That is, the central part of the static relational expression between the thickness change Yi at the corresponding position of the heat bolt and the operation amount change Ui applied to the heat bolt is represented by: Yi = 0.05 * (0.2Ui-2 + 0.6Ui-1 + Ui + 0.6Ui + (1 + 0.2 Ui + 2) (1) The end was expressed as Yi = 0.03 * (0.3 Ui-2 + 0.7 Ui-1 + Ui + 0.7 Ui + 1 + 0.3 Ui + 2) (2) Here, Ui: change in the operation amount of the heat bolt at the i-th position [%] Yi: change in the thickness at the corresponding position [μm] Further, observing the influence after operating the heat bolt involves a time constant and a dead time. Therefore, it is assumed that a time constant T and a dead time Td exist as dynamic characteristics of the process model. The time constant T and the dead time Td were identified from the above-described step response test. In the present embodiment, as shown in Table 1, equal values were obtained at the end and the center.

【0039】制御演算方法として、本実施例では周知の
PID制御を採用することにした。PIDパラメータの
チューニングについて、図5のフローに従い求めたプロ
セスモデルを用いて制御シミュレーションを実施し、そ
の結果を見ながら端部と中央部に対応するそれぞれのP
IDパラメータを最適化した。これによって、実際に製
膜しながら試行錯誤的にPIDパラメータの最適値を探
索することが避けられて効率よく決定することができ
る。
In this embodiment, a well-known PID control is adopted as the control calculation method. For the tuning of the PID parameters, a control simulation was performed using the process model obtained according to the flow of FIG.
The ID parameters have been optimized. As a result, it is possible to avoid searching for the optimum value of the PID parameter by trial and error while actually forming a film, and it is possible to efficiently determine the PID parameter.

【0040】図6は上記に従って決定したPID制御器
を用いて、プラスチックフィルムを製造しはじめてから
十分時間が経って安定したときのシート厚みの制御結果
を示したものである。制御範囲は11番ボルトから52
番ボルトまで(製品フィルムにおける端部から600mmの
位置から同じく310mmの位置に対応する)で、中央部を
18番ボルトから45番ボルトの範囲とした。図に示す
ように全幅にわたって厚みが均一になり、安定して製膜
ができた。
FIG. 6 shows the control result of the sheet thickness when the PID controller determined as described above is used and the plastic film is stabilized for a sufficient time after the production starts. Control range from 11th volt to 52
No. bolt (corresponding to a position 310 mm from the position 600 mm from the end of the product film), and the center part was in the range of No. 18 bolt to No. 45 bolt. As shown in the figure, the thickness became uniform over the entire width, and a film was formed stably.

【0041】一方、図7は全幅で Yi=0.05*(0.2Ui-2+0.6Ui-1+Ui+0.6Ui+1+0.2Ui+2) (3) としたプロセスモデルを用いて決定したPID制御器を
用いて、プラスチックフィルムを製造したときのシート
厚みの制御結果を示したものであるが、端部での実際の
プロセスゲインが小さいのに対して、制御系のゲインを
中央部に合わせたので全体のゲインが不足し、厚み制御
安定性が悪く、十分時間が経っても厚みムラが残る結果
となった。
On the other hand, FIG. 7 shows a PID controller determined using a process model in which Yi = 0.05 * (0.2 Ui-2 + 0.6 Ui-1 + Ui + 0.6 Ui + 1 + 0.2 Ui + 2) (3) in the entire width. This shows the result of controlling the sheet thickness when a plastic film was manufactured. The actual gain at the end was small, but the gain of the control system was adjusted to the center, so the overall gain was Was insufficient, the stability of thickness control was poor, and thickness unevenness remained even after sufficient time.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上のとおり、本発明では従来のプロセ
スの特性がフィルム幅方向に均一としていたプロセスモ
デルのため、製品部分の端部では実際のプロセス特性と
モデルの不一致が生じ、制御安定性が低下することが問
題であったのに対し、フィルム幅方向厚みを全幅にわた
って均一にかつ安定に制御でき、歩留まりが向上して収
率を向上できる。
As described above, in the present invention, since the process model in which the conventional process characteristics are uniform in the film width direction, the actual process characteristics do not match the model at the end of the product portion, and the control stability is reduced. However, the film thickness can be controlled uniformly and stably over the entire width, and the yield can be improved and the yield can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の係る、厚み調整手段とシート厚み測定
の関係を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between thickness adjusting means and sheet thickness measurement according to the present invention.

【図2】一般的なフィルムの製造設備全体概略構成を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a general film production facility.

【図3】図2に示す口金の要部拡大斜視図である。FIG. 3 is an enlarged perspective view of a main part of the base shown in FIG. 2;

【図4】厚み制御の基本構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a basic configuration of thickness control.

【図5】制御手段設計方法のフロー図である。FIG. 5 is a flowchart of a control means designing method.

【図6】本発明の方法を用いてフィルム厚みを制御した
場合の、フィルム厚みの分布を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the distribution of the film thickness when the film thickness is controlled using the method of the present invention.

【図7】従来の方法を用いてフィルム厚みを制御した場
合の、フィルム厚みの分布を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a distribution of film thickness when the film thickness is controlled using a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 :シート 2 :延伸機 3 :押出機 4 :口金 5 :冷却ロール 6 :巻取機 7 :搬送ロール 8 :厚み測定器 9 :制御手段 10:厚さ調整手段 11:間隙 21:操作量演算手段 22:操作量出力手段 23:操作量 24:厚み測定値 25:偏差データ 26:シート製造プロセス 1: Sheet 2: Stretching machine 3: Extruder 4: Cylinder 5: Cooling roll 6: Winding machine 7: Conveying roll 8: Thickness measuring device 9: Control means 10: Thickness adjusting means 11: Gap 21: Operation amount calculation Means 22: manipulated variable output means 23: manipulated variable 24: measured thickness value 25: deviation data 26: sheet manufacturing process

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Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 幅方向に配列した複数個の厚み調整手段
を有するダイを用いて原料を吐出し、所望の厚みに成形
してシートを得るに際し、厚み調整手段の操作量とシー
ト厚みとの関係がシート幅方向の端部と中央部とに対応
する部分においてそれぞれ異なるプロセスモデルを用い
て、シートの幅方向厚み分布を予め設定された目標厚み
分布になるように前記厚み調整手段を制御することを特
徴とするシートの製造方法。
1. A method in which a raw material is discharged by using a die having a plurality of thickness adjusting means arranged in a width direction and the sheet is formed to have a desired thickness. The thickness adjusting means is controlled so that the thickness distribution in the width direction of the sheet becomes a predetermined target thickness distribution by using different process models at portions corresponding to the end portion and the center portion in the sheet width direction. A method for manufacturing a sheet, comprising:
【請求項2】 プロセスゲインと干渉率とをパラメータ
として含み、かつ、このうち少なくとも一方がフィルム
端部と中央部とで異なるプロセスモデルを用いることを
特徴とする、請求項1に記載のフィルムの製造方法。
2. The film according to claim 1, wherein a process gain and an interference rate are included as parameters, and at least one of the parameters uses a different process model between an end portion and a center portion of the film. Production method.
【請求項3】 幅方向に配列した複数個の厚み調整手段
を有するダイを用いて原料を吐出し、成形して所望の厚
みのシートとなすとともに、そのシートの幅方向の厚み
分布を測定し、測定値に基づいて前記厚み調整手段へ加
える操作量を制御装置によって制御するシートの製造プ
ロセスに用いられる前記制御装置であって、厚み調整手
段の操作量とシート厚みとの関係がシート幅方向の端部
と中央部とに対応する部分においてそれぞれ異なるプロ
セスモデルを用いてシートの幅方向厚み分布を予め設定
された目標厚み分布になるように操作量を演算する演算
手段と、得られた操作量を厚み調整手段へ出力する出力
手段とを備えてなることを特徴とする、シートの厚み制
御装置。
3. A material having a desired thickness is discharged by using a die having a plurality of thickness adjusting means arranged in the width direction and formed into a sheet having a desired thickness, and the thickness distribution of the sheet in the width direction is measured. The control device used in a sheet manufacturing process in which a control device controls an operation amount applied to the thickness adjusting unit based on a measured value, wherein a relationship between the operation amount of the thickness adjusting unit and the sheet thickness is in a sheet width direction. Calculating means for calculating an operation amount such that the thickness distribution in the sheet width direction becomes a preset target thickness distribution using different process models at portions corresponding to the end portion and the center portion of the sheet, and the obtained operation Output means for outputting the amount to the thickness adjusting means.
【請求項4】 シートの幅方向の各部の厚み分布の測定
値を入力するステップと、厚み調整手段の操作量とシー
ト厚みとの関係がシート幅方向の端部と中央部とに対応
する部分においてそれぞれ異なるプロセスモデルを用い
て目標厚み分布になるように操作量を演算するステップ
と、得られた操作量を厚み調整手段へ出力するステップ
とをコンピュータに実行させるプログラムを記憶した、
コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
4. A step of inputting a measured value of a thickness distribution of each portion in the width direction of the sheet, and a portion in which a relationship between an operation amount of the thickness adjusting means and the sheet thickness corresponds to an end portion and a center portion in the sheet width direction. A program for causing a computer to execute a step of calculating an operation amount so as to achieve a target thickness distribution using a different process model and a step of outputting the obtained operation amount to thickness adjustment means is stored.
Computer readable storage medium.
【請求項5】 請求項1または2に記載のシート製造方
法によって製造されたシート。
5. A sheet manufactured by the sheet manufacturing method according to claim 1.
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