JP2003019742A - Si装置の制御方法 - Google Patents

Si装置の制御方法

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JP2003019742A JP2001208930A JP2001208930A JP2003019742A JP 2003019742 A JP2003019742 A JP 2003019742A JP 2001208930 A JP2001208930 A JP 2001208930A JP 2001208930 A JP2001208930 A JP 2001208930A JP 2003019742 A JP2003019742 A JP 2003019742A
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正知 時枝
Yoshihiko Iinuma
良彦 飯沼
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秀敏 塩塚
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ポリエステルフィルムを製造する際に使用する
SI装置において、入力データを限定し、かつそのデー
タを適切にデータ処理することで、簡便かつ効果的にS
I装置を制御すること。 【解決手段】ポリエステルを押出機で溶融吐出させキャ
スティングドラム上で冷却固化しポリエステルフィルム
を製造する際に使用するSI装置において、押出機から
吐出されるポリマー量とキャスティングドラムの回転数
を入力して、ニューラルネットワークによって演算させ
て電極幅を制御することを特徴とするSI装置の制御方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体、感熱
転写材、電気絶縁材料、離型材、包装材料等の用途に有
効に用いられるポリエステルフィルムを製造する際に使
用するSI装置の制御方法に関するものである。更に詳
しくは、ポリエステルフィルムの厚みムラ改善設備であ
るSI装置を簡便かつ効果的に制御することで、ポリエ
ステルフィルムの製造を安定かつ高品質化できるSI装
置の制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリエステルフィルムは、従来から磁気
記録媒体、感熱転写材、電気絶縁材料、離型材、包装材
料などの分野に広く用いられている。ポリエステルフィ
ルムの厚みムラを極力発生させないようにするために、
押出機より押し出されて、口金から吐出された溶融ポリ
マーをキャスティングドラムに着地させシート状のフィ
ルムにし、この着地点近傍にタングステンワイヤを張り
高電圧を印加させることによって、静電力によりキャス
ティングドラムにフィルムを密着させる方法が知られて
いる(例えば特公昭37−6142号公報など)。ここ
で、タングステンワイヤ長とシート状になったポリマー
長が同一でない場合、キャスティングドラムに向かいワ
イヤから放電することがあり、フィルムに静電力の印加
ムラがおこり、結果的にフィルムに局部的な厚みむらを
発生させる。通常、フィルム幅は口金から吐出されるポ
リマー量およびキャスティングドラムの回転速度によっ
て変動するため、上記現象を防ぐ方法が検討されてい
る。たとえば、タングステンワイヤの両端にテフロン
(R)チューブ等の絶縁物を取り付け、むき出しのタン
グステンワイヤ長がシート幅に追従するように、テフロ
ン(R)チューブ等を移動させる方法が知られている。
ここで、該チューブの位置を制御する方法としては、口
金より吐出されるポリマー量とキャスティングドラムの
回転数を入力として、簡単な関数を用いる方法が知られ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来用いられ
ている簡単な関数では、前記したチューブの位置がフィ
ルム幅に正確に追従できなかった。そのため、自動位置
制御を実施したとしても、ポリマー吐出量、およびキャ
スティングドラムの回転速度の変更によるフィルム幅の
変動に対してタングステンワイヤ長を監視し、手動調整
を行うことが必要であった。ここで、手動による調整を
省略するために、フィルム幅に影響する因子を全て入力
して自動調整する方法も考えられるが、制御が煩雑であ
り、いまだ実現できていない。かかる状況に鑑み、本発
明は、入力データを限定し、かつそのデータを適切にデ
ータ処理することで、簡便かつ効果的にSI装置を制御
することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明は次の構成をとる。すなわち、ポリエステ
ルを押出機で溶融吐出させキャスティングドラム上で冷
却固化しポリエステルフィルムを製造する際に使用する
SI装置において、押出機から吐出されるポリマー量と
キャスティングドラムの回転数を入力して、ニューラル
ネットワークによって演算させて電極幅を制御すること
を特徴とするSI装置の制御方法である。
【0005】
【発明の実施の態様】以下、本発明を詳細に説明する。
【0006】本発明で言うポリエステルとは周知のポリ
エステルであり、未延伸フィルム、一軸あるいは二軸延
伸フィルムを形成し得るものであればどのようなもので
もよい。ポリエステルを構成する酸成分としては、テレ
フタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカル
ボン酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、アゼライ
ン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等の樹脂族ジカ
ルボン酸、シクロヘキサンカルボン酸等の脂環族ジカル
ボン酸、さらにはトリメリット酸等のトリカルボン酸を
用いることができ、アルコール成分としては、エチレン
グリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリ
コール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、シクロヘキサンジメタノール、ポリテトラメチレ
ングリコール等を用いることができる。また、製膜性を
損ねない範囲で、他のモノマ、プレポリマを共重合して
もよく、各種ポリマとブレンドしてもよい。
【0007】上記のようなポリエステルのエステル交換
触媒としては特に限定されないが、たとえばCa、L
i、Mn、Zn、Ti等を用いることができる。あるい
はテレフタル酸を直接エステル交換させてもよい。ま
た、重合触媒としては特に限定されないが、たとえばS
23、酸化ゲルマニウム等を用いることができる。
【0008】上記したポリエステルに、必要に応じて公
知の添加剤、例えば安定剤、粘度調整剤、酸化防止剤、
帯電防止剤、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤、赤外
線吸収剤等を添加してもよい。
【0009】本発明に使用する押出機としては特に限定
されず、公知の押出機を使用することができる。たとえ
ば単軸押出機、二軸押出機等を使用することができる。
【0010】本発明に使用するSI装置とは、フィルム
とキャスティングドラムの密着性を高めるために使用す
る装置である。すなわち、押出機から押し出された溶融
ポリマーを口金から吐出し、キャスティングドラムに着
地させることによって、溶融ポリマーはシート状のフィ
ルムとなるが、このフィルムの近傍に電極を配置し、該
電極に高電圧をかけることで、フィルムとキャスティン
グドラムの密着性を向上させる装置である。ここで、電
極に使用する材料は特に限定されないが、通常、タング
ステンワイヤが好ましく用いられる。
【0011】本発明は、SI装置において、押出機から
吐出されるポリマー量とキャスティングドラムの回転数
を入力して、ニューラルネットワークによって演算させ
て電極幅を制御することを特徴とする。フィルム幅に影
響を与えるパラメータのうちで、大きな影響を与えるプ
ロセスパラメータは、吐出されるポリマー量とキャステ
ィングドラムの回転数の2つである。たとえば、吐出さ
れるポリマー量が多くなれば、フィルム幅は広がり、少
なくなればフィルム幅は狭くなる。また、キャスティン
グドラムの回転速度が速くなればフィルム幅が狭くな
り、遅くなればフィルム幅は広くなる。この他のフィル
ム幅に影響する因子としては、ポリマー温度、キャステ
ィングドラムの温度、口金から吐出されるポリマーのキ
ャスティングドラム上の着地点、ポリマーの粘度等があ
るが、いずれもフィルム幅に対し小さな影響因子であ
る。これらは、プロセス的にも大きな変化はないので、
実際のシート幅の変動に大きな影響を与えない。そこ
で、その変化の小さな変動も踏まえた実測データとし
て、押出機から吐出されるのポリマー量とキャスティン
グドラムの回転数を入力データとして使用するのであ
る。
【0012】押出機から吐出されるポリマー量の測定方
法は特に限定されないが、本発明においてはポリマーを
口金から吐出する量を制御するギヤポンプの回転数を用
い、あらかじめ求めていた換算式を用いポリマーの吐出
量とした。
【0013】次に、本発明のSI装置の制御方法につい
て、図を使用して説明する。図1は、本発明の好ましい
1態様を示したブロック図である。図1において、Aは
換算式によってギヤポンプの回転数から求められたポリ
マーの吐出量(GV信号と呼ぶ)、A’はAをニューラ
ルネットワークの入力形式に変換するGVニューラルネ
ットワーク入力変換係数、Bは、キャスティングドラム
の回転数(CD信号と呼ぶ)、B’はBをニューラルネ
ットワークの入力形式に変換するCDニューラルネット
ワーク入力変換係数、Kはニューラルネットワークから
出力された値を電極幅の値に変換するニューラルネット
ワーク出力変換係数、Wはニューラルネットワークの出
力をニューラルネットワーク出力変換係数であるKによ
って電極幅に相当する信号に変換した電極幅信号であ
る。また、大きな四角で囲まれた領域全体は、ニューラ
ルネットワークを示している。 ここで、ニューラルネ
ットワークは、入力層、中間層、出力層を有する階層型
ニューラルネットワークであることが、データ処理の正
確性から好ましいものである。
【0014】また、2層以上の階層型ネットワークの場
合、階層型ニューラルネットワークの層間の各ノードの
結合の重みをバックプロパゲーションによって学習した
重み係数を使用するのが、データ処理の正確性から好ま
しいものである。
【0015】ニューラルネットワークによって演算され
たデータは、ニューラルネットワーク出力変換係数Kに
よって変換されて、電極幅信号Wとして出力される。電
極幅信号Wは、演算上のフィルム幅を示すものであり、
該Wの値を用いてSI装置が制御され電極幅が制御され
る。
【0016】図2は、キャスティングドラムとSI装置
の好ましい配置を示した模式図である。図1を使用して
説明したように、ニューラルネットワークによって演算
されたデータは、ニューラルネットワーク出力変換係数
Kによって変換されて、電極幅信号Wとして出力され
る。図2には、SI装置の一部であるSI装置タングス
テンワイヤ電極(ア)が例示されている。該Wの値を用
いてSI装置が制御されテフロン(R)チューブ(ウ)
が移動し、実際のSI装置タングステンワイヤ電極
(ア)の幅が制御される。
【0017】
【実施例】以下に実施例を述べるが、本発明はこれに限
定されるものではない。
【0018】
【実施例1】ポリエステルフィルム製造工程において、
ポリマーを口金から吐出する量をコントロールするギヤ
ポンプの回転数から換算したポリマー吐出量(GV信
号)と、ポリマーの着地点にあたるキャスティングドラ
ムの回転数(CD信号)に対するキャスティングドラム
上のフィルム幅を実際に測定する。ここで、実際のフィ
ルム幅はCCDカメラを用い映像信号を処理して求め
た。最終的なフィルム厚みは、200μmとした。ここ
で、SI装置の制御は、下記のように行った。図1に示
すように、GV信号をA、Aをニューラルネットワーク
の入力に変換するGVニューラルネットワーク入力変換
係数をA’、CD信号をB、Bをニューラルネットワー
クの入力に変換するCDニューラルネットワーク入力変
換係数をB’とし、A’、B’により変換された信号を
を入力信号として、入力層1層(ノード数2)、中間層
1層(ノード数4)、出力層1層(ノード数1)の3層
構造をもった階層型ニューラルネットワークに入力し
て、演算上のフィルム幅がより正確に出力されるように
バックプロパゲーションによって結合の重みを学習させ
た。ここで、各層間の伝達関数は、入力層から中間層ま
でを、下記のシグモイド関数(式1)とし、中間層から
出力層までをハイパボリックタンゼント関数(式2)を
用いた。 f1(x)=1/(1−e-x) ・・・式1 f2(x)=tanh(x) ・・・式2 また、学習を速やかに行うために、入力層に入力を1と
したバイアス信号Cノードを設けた。学習時は、ラーニ
ングレイトは可変、モーメンタムは0.90とし、学習
を1万回実施し、結合の重みを得た。上記した条件でニ
ューラルネットワークを用い演算しニューラルネットワ
ーク出力変換係数Kによって変換することによって電極
幅信号Wを得た。この電極幅信号Wをテフロン(R)チ
ューブを動作させるモータ(パルスモータを用いた)の
ドライバに入力して、テフロン(R)チューブを移動さ
せることによって、フィルム幅にむき出しのタングステ
ンワイヤの幅(電極幅)を合わせた。図3は、実施例1
の出力と実測値の対比図である。図3から無作為に5点
抽出して、電極幅と実際のフィルム幅との2乗誤差を計
算した結果を表1に示す。この装置で手動操作が必要に
なるのは、2乗誤差が約50以上の場合であり、本実施
例は手動操作が不要であるだけでなく、演算によって得
られた電極幅と実際のフィルム幅が極めて近いものであ
った。
【0019】
【比較例1】実施例1において、ニューラルネットワー
クを使用せずに、入力データの処理を経験的なこのフィ
ルム用の換算式のみで行った。結果を図4および表1に
示す。入力データを使用した計算値と実際のフィルム幅
は、CD信号の小さいところと大きいところの両方で大
きくずれており、フィルムを安定して製造するには、S
I装置の手動操作が必須であった。
【0020】
【実施例2】最終的なフィルム厚みを130μmとした
以外は、実施例1と同様にしてフィルムを製造し、実施
例1で得られた結合の重みを用いたニューラルネットワ
ークによって、SI装置を制御した。結果を図5に示
す。図5から無作為に5点抽出して、電極幅と実際のフ
ィルム幅との2乗誤差を計算した結果を表2に示す。こ
の装置で手動操作が必要になるのは、2乗誤差が約50
以上の場合であり、本実施例は手動操作が不要であるだ
けでなく、演算によって得られた電極幅と実際のフィル
ム幅が極めて近いものであった。
【0021】
【比較例2】実施例2において、ニューラルネットワー
クを使用せずに、入力データの処理を経験的なこのフィ
ルム用の換算式(比較例1の換算式の係数をこのフィル
ム用にチューニングしたもの)のみで行った。結果を図
6および表2に示す。入力データを使用した計算値と実
際のフィルム幅はCD信号の小さいところで大きくずれ
ており、フィルムを安定して製造するには、SI装置の
手動操作が必須であった。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、押出機で溶融し、口金
から吐出させキャスティングドラム上で冷却固化しフィ
ルムを製造する際に使用するSI装置において、入力デ
ータを限定し、かつそのデータを適切にデータ処理する
ことで、簡便かつ効果的にSI装置を制御することがで
き、同時にフィルムの厚みバラツキ等の品質を良好なも
のとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい一態様を示したブロック図
【図2】キャスティングドラムとSI装置の好ましい配
置を示した模式図
【図3】実施例1の出力と実測値の対比図
【図4】比較例1の出力と実測値の対比図
【図5】実施例2の出力と実測値の対比図
【図6】比較例2の出力と実測値の対比図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F207 AP08 AP13 AR12 KA01 KA17 KK66

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリエステルを押出機で溶融吐出させキャ
    スティングドラム上で冷却固化しポリエステルフィルム
    を製造する際に使用するSI装置において、押出機から
    吐出されるポリマー量とキャスティングドラムの回転数
    を入力して、ニューラルネットワークによって演算させ
    て電極幅を制御することを特徴とするSI装置の制御方
    法。
  2. 【請求項2】ニューラルネットワークが入力層、中間
    層、出力層を有する階層型ニューラルネットワークであ
    ることを特徴とする請求項1に記載したSI装置の制御
    方法。
  3. 【請求項3】ニューラルネットワークが2層以上の階層
    型ニューラルネットワークであり、かつバックプロパゲ
    ーションによって学習した重み係数を使用するものであ
    ることを特徴とする請求項1に記載したSI装置の制御
    方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011190387A (ja) * 2010-03-16 2011-09-29 Toray Ind Inc ポリエステル組成物およびそれを用いたフィルム
JP2019086928A (ja) * 2017-11-06 2019-06-06 ファナック株式会社 制御装置及び機械学習装置

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