JP2024511228A - ハイブリッド制御によるスロットダイ調整 - Google Patents
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Abstract
Description
国際特許出願第PCT/IB2020/061685号(Yapelら)、同第PCT/IB2020/061687号(Yapelら)、及び同第PCT/IB2020/061688号(Secorら)、並びに米国仮特許出願第63/122,996号(Secorら)に記載されており、これら全てが2020年12月9日に出願された。
上記の式1及び式2に従う剛性行列をアクチュエータ変位で乗算することによって計算することができる。次に、指定されたスロット高さプロファイルをもたらすアクチュエータ設定は、剛性行列の逆数にスロット高さの所望の変化を乗算することによって計算される。アクチュエータ調整の適切なセットを決定するために、式3が使用される。
以上の実施形態に加えて、以下の態様を付記する。
スロットダイを調整する方法であって、前記スロットダイは、
前記スロットダイの幅にわたって延びるアプリケータスロットであって、前記スロットダイを通る流体流路と流体連通している、アプリケータスロットと、
スロットダイ表面を含む調整機構と、
前記スロットダイの前記幅に沿って離間した複数の1次アクチュエータであって、各1次アクチュエータは、1つ以上の2次アクチュエータに動作可能に結合され、各2次アクチュエータは、前記調整機構に動作可能に結合されて、その対応する場所での流体流路の断面高さを調整して、前記アプリケータスロットを通る流体流の局所的な調整を提供する、複数の1次アクチュエータと、を備え、
前記方法は、
目標スロット高さプロファイルを決定することと、
コントローラを用いて、前記目標スロット高さプロファイルに基づいて、1次アクチュエータ設定のセット及び2次アクチュエータ設定のセットを予測することと、
前記1次アクチュエータ設定及び前記2次アクチュエータ設定の予測された前記セットに従って、前記1次アクチュエータ及び前記2次アクチュエータの各々を別々に位置決めして前記スロットダイを調整することと、を含む、方法。
(付記2)
前記1次アクチュエータ及び前記2次アクチュエータは、複数の尖叉を有するフォークを集合的に備え、更に各尖叉は個別に制御可能である、付記1に記載の方法。
(付記3)
各1次アクチュエータは、前記フォークの本体部分と、前記本体部分を駆動することができる機械式、圧電式、油圧式、又は空気圧式デバイスとを備える、付記2に記載の方法。
(付記4)
前記本体部分は、線形電圧変位変換器、デジタルスケール、キャパシタンスゲージ、光学変位計、レーザ変位計、又はそれらの組み合わせ、を備える位置センサによって位置特定される、付記3に記載の方法。
(付記5)
各2次アクチュエータは尖叉を備え、前記尖叉は、前記尖叉を加熱することにより制御可能である、付記1~4のいずれか一項に記載の方法。
(付記6)
前記尖叉は所定の温度に加熱される、付記5に記載の方法。
(付記7)
抵抗性ヒータ及び/又は赤外線ヒータによって前記尖叉に熱が加えられる、付記5又は6に記載の方法。
(付記8)
各尖叉を位置決めすることは、少なくとも1つの尖叉を冷却することを更に含む、付記5~7のいずれか一項に記載の方法。
(付記9)
前記少なくとも1つの尖叉は、強制空気対流によって冷却される、付記8に記載の方法。
(付記10)
前記1次アクチュエータ及び前記2次アクチュエータの各々を位置決めすることは、
対応する目標1次アクチュエータ位置に基づいて1次アクチュエータの位置を決定することと、
前記目標1次アクチュエータ位置に少なくとも部分的に基づいて、前記1次アクチュエータに対応する各2次アクチュエータの位置を決定することと、を含む、付記1~9のいずれか一項に記載の方法。
(付記11)
前記目標1次アクチュエータ位置は、前記2次アクチュエータ間の長さ制御信号の変動を低減させるように決定される、付記10に記載の方法。
(付記12)
前記長さ制御信号は、温度、電力、圧電電圧、又は油圧を含む、付記11に記載の方法。
(付記13)
前記方法は、前記1次アクチュエータ及び前記2次アクチュエータの各々の前記位置決めを漸進的に改善するための制御ループに従って反復的に実行される、付記10~12のいずれか一項に記載の方法。
(付記14)
前記制御ループは、
押出ウェブの第1の場所で測定される第1のウェブ厚さプロファイルに基づく内側ループであって、前記目標スロット高さプロファイルは、前記内側ループの少なくともいくつかの反復にわたって一定に保持される、内側ループと、
前記押出ウェブの第2の場所で測定される第2のウェブ厚さプロファイルに基づく外側ループであって、前記第2の場所は前記第1の場所から下流にあり、前記目標スロット高さプロファイルは、前記外側ループの各反復において更新される、外側ループと、を備える、付記13に記載の方法。
(付記15)
前記押出ウェブを前記第1の場所と前記第2の場所との間で搬送することを更に含む、付記14に記載の方法。
(付記16)
前記1次アクチュエータ及び前記2次アクチュエータの前記位置決めは、前記制御ループの各反復において同時に行われる、付記13~15のいずれか一項に記載の方法。
(付記17)
前記1次アクチュエータは、前記制御ループの最初に、所定の設定に従って位置決めされる、付記13~16のいずれか一項に記載の方法。
(付記18)
前記2次アクチュエータは、前記制御ループの最初に、所定の設定に従って位置決めされる、付記13~17のいずれか一項に記載の方法。
(付記19)
前記1次アクチュエータ又は前記2次アクチュエータの前記所定の設定は、前記スロットダイの幅にわたって一定である、付記13~18のいずれか一項に記載の方法。
(付記20)
スロットダイを備えるシステムであって、
前記スロットダイは、
前記スロットダイの幅にわたって延びるアプリケータスロットであって、前記スロットダイを通る流体流路と流体連通している、アプリケータスロットと、
前記アプリケータスロットを通る流体流路の断面高さを調整するためのスロットダイ表面を備える調整機構と、
前記スロットダイ表面の前記幅に沿って離間した複数の1次アクチュエータであって、各1次アクチュエータは、1つ以上の2次アクチュエータに動作可能に結合され、各2次アクチュエータは、前記調整機構に動作可能に結合されて、その対応する場所での流体流路の断面高さを調整して、前記アプリケータスロットを通る流体流の局所的な調整を提供する、複数の1次アクチュエータと、
各1次アクチュエータ及び各2次アクチュエータの位置を独立して設定することが可能なコントローラと、を備える、システム。
(付記21)
前記1次アクチュエータ及び前記2次アクチュエータは、複数の尖叉を有するフォークを集合的に備え、各1次アクチュエータは、前記フォークの本体部分を備え、各2次アクチュエータは、尖叉を備える、付記20に記載のシステム。
(付記22)
前記本体部分の前記位置は、線形電圧変位変換器、デジタルスケール、キャパシタンスゲージ、光学変位計、レーザ変位計、又はそれらの組み合わせ、を備える位置センサによって支援される、付記21に記載のシステム。
(付記23)
前記フォークは、3個以上の尖叉を有する、付記21又は22に記載のシステム。
(付記24)
前記スロットダイは、取付ブラケットを更に備え、各本体部分は、前記取付ブラケットを通って延びて、前記本体部分のたわみを低減させる、付記21~23のいずれか一項に記載のシステム。
(付記25)
前記スロットダイは、フィルムスロットダイ、押出ダイ、多層スロットダイ、ホットメルト押出コーティングダイ、ドロップダイ、回転ロッドダイ、接着剤スロットダイ、溶媒コーティングスロットダイ、水性コーティングダイ、スロット供給ナイフダイ、及びナイフコータからなる群から選択される、付記20~24のいずれか一項に記載のシステム。
Claims (25)
- スロットダイを調整する方法であって、前記スロットダイは、
前記スロットダイの幅にわたって延びるアプリケータスロットであって、前記スロットダイを通る流体流路と流体連通している、アプリケータスロットと、
スロットダイ表面を含む調整機構と、
前記スロットダイの前記幅に沿って離間した複数の1次アクチュエータであって、各1次アクチュエータは、1つ以上の2次アクチュエータに動作可能に結合され、各2次アクチュエータは、前記調整機構に動作可能に結合されて、その対応する場所での流体流路の断面高さを調整して、前記アプリケータスロットを通る流体流の局所的な調整を提供する、複数の1次アクチュエータと、を備え、
前記方法は、
目標スロット高さプロファイルを決定することと、
コントローラを用いて、前記目標スロット高さプロファイルに基づいて、1次アクチュエータ設定のセット及び2次アクチュエータ設定のセットを予測することと、
前記1次アクチュエータ設定及び前記2次アクチュエータ設定の予測された前記セットに従って、前記1次アクチュエータ及び前記2次アクチュエータの各々を別々に位置決めして前記スロットダイを調整することと、を含む、方法。 - 前記1次アクチュエータ及び前記2次アクチュエータは、複数の尖叉を有するフォークを集合的に備え、更に各尖叉は個別に制御可能である、請求項1に記載の方法。
- 各1次アクチュエータは、前記フォークの本体部分と、前記本体部分を駆動することができる機械式、圧電式、油圧式、又は空気圧式デバイスとを備える、請求項2に記載の方法。
- 前記本体部分は、線形電圧変位変換器、デジタルスケール、キャパシタンスゲージ、光学変位計、レーザ変位計、又はそれらの組み合わせ、を備える位置センサによって位置特定される、請求項3に記載の方法。
- 各2次アクチュエータは尖叉を備え、前記尖叉は、前記尖叉を加熱することにより制御可能である、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記尖叉は所定の温度に加熱される、請求項5に記載の方法。
- 抵抗性ヒータ及び/又は赤外線ヒータによって前記尖叉に熱が加えられる、請求項5又は6に記載の方法。
- 各尖叉を位置決めすることは、少なくとも1つの尖叉を冷却することを更に含む、請求項5~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの尖叉は、強制空気対流によって冷却される、請求項8に記載の方法。
- 前記1次アクチュエータ及び前記2次アクチュエータの各々を位置決めすることは、
対応する目標1次アクチュエータ位置に基づいて1次アクチュエータの位置を決定することと、
前記目標1次アクチュエータ位置に少なくとも部分的に基づいて、前記1次アクチュエータに対応する各2次アクチュエータの位置を決定することと、を含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。 - 前記目標1次アクチュエータ位置は、前記2次アクチュエータ間の長さ制御信号の変動を低減させるように決定される、請求項10に記載の方法。
- 前記長さ制御信号は、温度、電力、圧電電圧、又は油圧を含む、請求項11に記載の方法。
- 前記方法は、前記1次アクチュエータ及び前記2次アクチュエータの各々の前記位置決めを漸進的に改善するための制御ループに従って反復的に実行される、請求項10~12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記制御ループは、
押出ウェブの第1の場所で測定される第1のウェブ厚さプロファイルに基づく内側ループであって、前記目標スロット高さプロファイルは、前記内側ループの少なくともいくつかの反復にわたって一定に保持される、内側ループと、
前記押出ウェブの第2の場所で測定される第2のウェブ厚さプロファイルに基づく外側ループであって、前記第2の場所は前記第1の場所から下流にあり、前記目標スロット高さプロファイルは、前記外側ループの各反復において更新される、外側ループと、を備える、請求項13に記載の方法。 - 前記押出ウェブを前記第1の場所と前記第2の場所との間で搬送することを更に含む、請求項14に記載の方法。
- 前記1次アクチュエータ及び前記2次アクチュエータの前記位置決めは、前記制御ループの各反復において同時に行われる、請求項13~15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1次アクチュエータは、前記制御ループの最初に、所定の設定に従って位置決めされる、請求項13~16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記2次アクチュエータは、前記制御ループの最初に、所定の設定に従って位置決めされる、請求項13~17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1次アクチュエータ又は前記2次アクチュエータの前記所定の設定は、前記スロットダイの幅にわたって一定である、請求項13~18のいずれか一項に記載の方法。
- スロットダイを備えるシステムであって、
前記スロットダイは、
前記スロットダイの幅にわたって延びるアプリケータスロットであって、前記スロットダイを通る流体流路と流体連通している、アプリケータスロットと、
前記アプリケータスロットを通る流体流路の断面高さを調整するためのスロットダイ表面を備える調整機構と、
前記スロットダイ表面の前記幅に沿って離間した複数の1次アクチュエータであって、各1次アクチュエータは、1つ以上の2次アクチュエータに動作可能に結合され、各2次アクチュエータは、前記調整機構に動作可能に結合されて、その対応する場所での流体流路の断面高さを調整して、前記アプリケータスロットを通る流体流の局所的な調整を提供する、複数の1次アクチュエータと、
各1次アクチュエータ及び各2次アクチュエータの位置を独立して設定することが可能なコントローラと、を備える、システム。 - 前記1次アクチュエータ及び前記2次アクチュエータは、複数の尖叉を有するフォークを集合的に備え、各1次アクチュエータは、前記フォークの本体部分を備え、各2次アクチュエータは、尖叉を備える、請求項20に記載のシステム。
- 前記本体部分の前記位置は、線形電圧変位変換器、デジタルスケール、キャパシタンスゲージ、光学変位計、レーザ変位計、又はそれらの組み合わせ、を備える位置センサによって支援される、請求項21に記載のシステム。
- 前記フォークは、3個以上の尖叉を有する、請求項21又は22に記載のシステム。
- 前記スロットダイは、取付ブラケットを更に備え、各本体部分は、前記取付ブラケットを通って延びて、前記本体部分のたわみを低減させる、請求項21~23のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記スロットダイは、フィルムスロットダイ、押出ダイ、多層スロットダイ、ホットメルト押出コーティングダイ、ドロップダイ、回転ロッドダイ、接着剤スロットダイ、溶媒コーティングスロットダイ、水性コーティングダイ、スロット供給ナイフダイ、及びナイフコータからなる群から選択される、請求項20~24のいずれか一項に記載のシステム。
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