JPH0210211A - Profile measuring system of thin film - Google Patents
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Landscapes
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- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ポリエステル、ポリプロピレン等からなる二
軸延伸成形される極めて薄い(I5μ田以下)プラスチ
ックフィルムのプロファイル計fllllシステムに関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a profile measuring system for extremely thin (I5 μm or less) plastic films made of polyester, polypropylene, etc. and formed by biaxial stretching.
従来、薄いプラスチック(I00μm以下)の厚みの計
測には、β線厚さ計と赤外線厚さ計が用いられていた。Conventionally, beta-ray thickness gauges and infrared thickness gauges have been used to measure the thickness of thin plastics (I00 μm or less).
すなわち、β線厚さ計あるいは赤外線厚さ計を、第10
図に示すように、床上に立設したO形のスキャナフレー
ム1の上部の梁2Aにβ線厚さ計あるいは赤外線厚さ計
3を電離箱内に収容して梁に沿って摺動自在に取付ける
とともに、下部の梁2Bに線源4(例えば、 P )
を厚さ計3に対向して設ける。そして、プラスチックフ
ィルム5を厚さ計3と線源4で挾んでフィルム5のl+
力方向厚さ計をスキャンさせてプラスチックフィルム5
の厚さをn1定するようになっている。In other words, the β-ray thickness meter or the infrared thickness meter is
As shown in the figure, a β-ray thickness gauge or an infrared thickness gauge 3 is housed in an ionization chamber on a beam 2A at the top of an O-shaped scanner frame 1 set up on the floor, and is slidable along the beam. At the same time, a radiation source 4 (for example, P) is attached to the lower beam 2B.
is provided facing the thickness gauge 3. Then, the plastic film 5 is sandwiched between the thickness gauge 3 and the radiation source 4, and the l+ of the film 5 is
Scan the force direction thickness gauge to measure the plastic film 5.
The thickness is set to n1.
また、極薄のプラスチックフィルムの厚みの計測には、
白色光の干渉分光を利用した厚さ計が用いられている。In addition, for measuring the thickness of ultra-thin plastic films,
A thickness gauge that uses white light interference spectroscopy is used.
このいわゆる干渉分光式厚さ計は、平行白色光線をプラ
スチックフィルムに照射し、このフィルムを透過した光
線の波長強度分布を検出するものである(例えば、特開
昭56−111405号公報、特開昭56−11590
5号公報を参照のこと)。This so-called interference spectroscopic thickness gauge irradiates a plastic film with parallel white light and detects the wavelength intensity distribution of the light that passes through the film (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 56-111405, Japanese Patent Laid-Open No. 111405, Showa 56-11590
(See Publication No. 5).
しかしながら、このような従来のプラスチックフィルム
の厚みの計n1に用いられていた各種属さ計には、次の
ような問題点があった。However, the various thickness meters used for measuring the total thickness n1 of conventional plastic films have the following problems.
β線厚さ計
この厚さ計の代表的な問題点は、放射性同位元素のラン
ダム崩壊に伴って生じる統計的ノイズが比較的大きいこ
とである。このため、このノイズを減衰する目的でロー
バースフィルタ(I次遅れフィルタ)が設けられるが、
この結果として計器の応答が遅くなる。さらに、測定ス
ポットが比較的大きい(例えば、30φmm)。このた
め、SN比がやや低くなり、フィルム両端部の一定範囲
(例えば、サイドゾーン)のA11l定は、実質的に不
可能となり、また、フィルム表面の細かい凹凸の検出が
困難になる等の問題点があった。Beta-Ray Thickness Gauge A typical problem with this thickness gage is the relatively large statistical noise caused by the random decay of radioactive isotopes. Therefore, a low-verse filter (I-order lag filter) is provided for the purpose of attenuating this noise.
This results in slow instrument response. Furthermore, the measurement spot is relatively large (for example, 30 mm). As a result, the S/N ratio becomes somewhat low, making it virtually impossible to determine A11l in a certain range at both ends of the film (for example, side zones), and also making it difficult to detect fine irregularities on the film surface. There was a point.
特に薄いフィルムのaPI定にβ線厚さ計を用いた場合
には、さらに次のような問題点があった。すなわち、一
般にノイズΔNによる測定誤差は、ΔN/βで表わされ
る(ここで、βは感度係数で、β−−μe−μ8′、μ
;透過率、x′ ;フィルムの厚さである)。例えば、
統計ノイズによる誤差は、線源のそれをΔNoとすると
、フィルム厚さがX′のときΔN−ΔNo、e−μ8
となるので、ΔN/β−−ΔNo/μとなる。すなわち
、ノイズΔNによる測定誤差は、フィルムの厚さに関係
なく一定値、つまり絶対誤差となる。このこことから相
対誤差は、フィルム厚さX′に逆比例し、薄いフィルム
はどその誤差が大きくなることが分かる。しかし、第9
図に示すように、感度係数(β−−μe−″8′)は、
フィルムの厚さが50μmで最適値となるが、10μm
以下ではほぼ照的ノイズ以外のノイズによる測定誤差も
またフィルムの厚さが薄くなるにしたがって増大する。In particular, when a β-ray thickness meter is used to determine the aPI of a thin film, the following problems arise. That is, the measurement error due to noise ΔN is generally expressed as ΔN/β (where β is the sensitivity coefficient, β−−μe−μ8′,μ
; transmittance, x'; film thickness). for example,
The error due to statistical noise is ΔN-ΔNo, e-μ8 when the film thickness is X', where ΔNo is that of the radiation source.
Therefore, ΔN/β−−ΔNo/μ. That is, the measurement error due to the noise ΔN is a constant value, that is, an absolute error, regardless of the thickness of the film. From this, it can be seen that the relative error is inversely proportional to the film thickness X', and the thinner the film, the larger the error. However, the ninth
As shown in the figure, the sensitivity coefficient (β−−μe−″8′) is
The optimum value is obtained when the film thickness is 50 μm, but 10 μm
In the following, measurement errors due to noise other than irradiation noise also increase as the film thickness becomes thinner.
この結果、β線厚さ計のみをフィルムの厚さiD+定に
用いた場合には、薄いフィルムプロファイルのマクロ的
傾向は把握できるが、フィルム両端部(サイドゾーン)
とミクロ的なフィルム表面の凹凸の検出等の精密な計f
lllJは極めて困難なるとする問題点があった。As a result, when only the β-ray thickness meter is used for the film thickness iD + constant, it is possible to grasp the macroscopic trend of the thin film profile, but
and precise measurements such as detection of microscopic irregularities on the film surface.
There was a problem that lllJ was extremely difficult.
赤外線厚さ計
この厚さ計は、フィルム厚さが10μm以下では、フィ
ルム表裏の反射光間の干渉による誤差が大きいため、薄
いフィルムの計測には殆ど用いられていない。Infrared Thickness Meter This thickness gauge is rarely used for measuring thin films because when the film thickness is 10 μm or less, there is a large error due to interference between reflected light from the front and back sides of the film.
干渉分光式厚さ計
この厚さ計の特性は、実alllデータによると、フィ
ルムが薄くなるにしたがって測定誤差(絶対値)が減少
することである。A11J定誤差はβ線厚さ計の1/1
0である。しかし、この厚さ計には、次のような問題点
がある。すなわち、フィルムの屈折率nがフィルムの+
l+方向に一率でないと測定誤差が生じることである。Interferometry type thickness meter A characteristic of this thickness meter is that, according to all actual data, the measurement error (absolute value) decreases as the film becomes thinner. A11J constant error is 1/1 of β-ray thickness meter
It is 0. However, this thickness gauge has the following problems. That is, the refractive index n of the film is +
If the ratio is not uniform in the l+ direction, a measurement error will occur.
特に、二軸延伸フィルムの場合には、横延伸の過程で+
l+方向に微妙な分子配向差が生じ、このことが屈折率
を変化させる原因となる。また、測定可能なフィルム厚
さの上限値が低い(I5μm以下)。In particular, in the case of biaxially stretched films, +
A slight difference in molecular orientation occurs in the l+ direction, which causes a change in the refractive index. Moreover, the upper limit of measurable film thickness is low (I5 μm or less).
このような理由から干渉分光式厚さ計を単独に使用して
フィルムの厚さの測定を行うことは適切ではない。For these reasons, it is not appropriate to measure the thickness of a film using an interference spectroscopic thickness meter alone.
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、同じスキャ
ナフレーム上にβ線厚さ計と干渉分光式厚さ計とを別々
の測定ヘッドに載置して、それらを一体に走行させてプ
ラスチックフィルムの同一[1]方向における所定位置
の厚さを同時に71g1定して、ApJ定誤差を減少さ
せひいてはフィルムの品質の向上および製造のコストダ
ウンを図ることを目的としている。The present invention has been made in view of the above points, and consists of mounting a β-ray thickness meter and an interferometry thickness meter on separate measurement heads on the same scanner frame, and running them together. The purpose is to simultaneously set the thickness of a plastic film at a predetermined position in the same [1] direction to 71g1, thereby reducing the ApJ setting error, thereby improving the quality of the film and reducing the manufacturing cost.
上記目的を達成するために、本発明の薄いフィルムのプ
ロファイル計測システムにおいて、同一のスキャンフレ
ームにβ線厚さ計と干渉分光式厚さ計からなる複合型厚
さ計をスキャナフレームの梁に沿って一体に走行するよ
うに設置し、被測定物である薄いフィルムの巾方向の適
当数の同一位置における厚さと測定ヘッドの位置を前記
向厚さ計によって同時に測定し、これら厚さ信号と位置
信号とを前記複合型厚さ計にオンライン接続されたコン
ピュータシステムに送信して、これらallllll少
データ・記憶・表示・出力を行うように構成する。In order to achieve the above object, in the thin film profile measurement system of the present invention, a composite thickness gauge consisting of a β-ray thickness gauge and an interferometric thickness gauge is installed along the beam of the scanner frame in the same scan frame. The thickness gauge and the position of the measuring head are simultaneously measured at a suitable number of the same positions in the width direction of the thin film to be measured, and these thickness signals and positions are measured simultaneously. The composite thickness gauge is configured to transmit signals to a computer system connected online to the composite thickness gauge, and to store, display, and output all of these data.
上記のように構成された薄いフィルムのプロファイル計
測システムにおいて、
フィルムのプロファイル計測を、
(I) フィルム両端部を複合型厚さ計の位置を基準
として設定し、
(II) β線厚さ計による測定データの有効範囲(
メインゾーン)と無効範囲(サイドゾーン)を設定し、
(III) β線厚さ計による測定データの平均化処
理をしてこの平均化されたデータをgl (x)とし
くここで、Xはフィルム中方向の位置)、(IV)
干渉分光式厚さ計による測定データの偏差処理区間を設
定し、
(V) 干渉分光式厚さ計による測定データの平均化
処理をしてこの平均化されたデータをg2 (x)とし
、
(Vl) 偏差処理区間で回帰直線g=ax+bのパ
ラメータa、bを最小二乗法により算出し、ついで、こ
の回帰直線に対する偏差Δg2 (X)を算出し、
(VII) メインゾーンのプロファイルデータとして
、
g (X)+Δg2 (x)を、
■
また、
サイドゾーンのプロファイルデータとして、g2 (x
)
を用いることによりム差の少ないIIJIJ定結果を得
ることができる。In the thin film profile measurement system configured as described above, the film profile is measured by (I) setting both ends of the film with reference to the position of the composite thickness gauge, and (II) using the β-ray thickness gauge. Valid range of measurement data (
(III) Average the measurement data from the β-ray thickness meter, and let this averaged data be gl (x), where X is position in the film direction), (IV)
Set a deviation processing section for the measurement data by the interferometry thickness meter, (V) average the measurement data by the interference spectrometer thickness meter, and set this averaged data as g2 (x), ( Vl) Calculate the parameters a and b of the regression line g=ax+b in the deviation processing section using the least squares method, then calculate the deviation Δg2 (X) with respect to this regression line, (VII) As the profile data of the main zone, g (X)+Δg2 (x), ■ Also, as side zone profile data, g2 (x
), it is possible to obtain IIJIJ constant results with little difference.
以下、本発明の実施例を第1図から第8図について説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 8.
機器構成
本発明の実施例に用いられる薄いフィルムのプロファイ
ル計測システムは、第1図に示すように、押出機システ
ム、延伸プロセスシステム、計測システムおよびコンピ
ュータシステムから構成さ、れている。押出機システム
は、押出機6、自動ダイ8、キャストロール9からなり
、ホッパ18から供給されたプラスチック材料は、駆動
モータ19により回転される押出機6の押出スクリュに
より溶融、混練されながら押出機内を移送され、自動ダ
イ8から所定厚のシートとなって押出されるようになっ
ている。自動ダイ8から押出されたプラスチックシート
はβ線厚さ計10によりその厚さをalll定された後
キャストロール9に巻き取られて延伸装置7へ送られる
。この延伸プロセス装置7では、プラスチックシート5
Aは横延伸および縦延伸処理されて薄いプラスチックフ
ィルム5となってスキャナフレーム1に取付けられたβ
線厚さ計23と干渉分光式厚さ計25によりその厚さを
フィルム巾方向で計測された後、巻取機13に巻き取ら
れるようになっている。Equipment Configuration The thin film profile measurement system used in the embodiment of the present invention is comprised of an extruder system, a stretching process system, a measurement system, and a computer system, as shown in FIG. The extruder system consists of an extruder 6, an automatic die 8, and a cast roll 9. The plastic material supplied from the hopper 18 is melted and kneaded by the extrusion screw of the extruder 6, which is rotated by a drive motor 19. is transferred and extruded from an automatic die 8 in the form of a sheet of a predetermined thickness. The thickness of the plastic sheet extruded from the automatic die 8 is determined by a β-ray thickness meter 10, and then wound around a cast roll 9 and sent to the stretching device 7. In this stretching process device 7, the plastic sheet 5
A is a film β that has been horizontally stretched and longitudinally stretched to become a thin plastic film 5 and attached to the scanner frame 1.
After the thickness is measured in the width direction of the film by a line thickness meter 23 and an interference spectroscopic thickness meter 25, the film is wound up by a winder 13.
特に、本発明では、第2図に示すように、床上に立設し
たスキャナフレーム1の上部の梁2Aにはβ線厚さ計2
3と干渉分光式厚さ計25が一体となるように載置され
、またスキャナフレーム1の下部の梁2Bには、β線線
源(I47p ) 24が載置され、三者は一体とな
って梁2A、2Bに沿って被測定物であるプラスチック
フィルム5の111方向に摺動できるようになっている
。In particular, in the present invention, as shown in FIG.
3 and an interference spectroscopic thickness gauge 25 are mounted together, and a β-ray source (I47p) 24 is mounted on the beam 2B at the bottom of the scanner frame 1, and the three are integrated. The plastic film 5, which is the object to be measured, can be slid in the 111 direction along the beams 2A and 2B.
さらに、本実施例のコンピュータシステムは、スキャン
操作をし、かつ、β線厚さ計23でa+定されたプラス
チックフィルム5の厚さ信号と、シート用β線厚さ計1
0からの厚さ信号と、さらに、β線厚さ計23の位置信
号をデータ演算用信号に変換する変換・操作器14A、
干渉分光式厚さ計25からの厚さ信号を受信しデータ演
算用信号に変換する変換器14B1データ演算用の主C
PU15、自動ダイコントロール用の副CP U ]、
6、ならびに自動ダイのシート押出厚さを調節するパ
ワーユニット17から構成されるとともにこれらの機器
は互にオンライン接続されている。Furthermore, the computer system of the present embodiment performs a scanning operation and receives the thickness signal of the plastic film 5 determined by the β-ray thickness meter 23 as a+, and the β-ray thickness meter 1 for the sheet.
a converter/manipulator 14A that converts the thickness signal from 0 and the position signal of the β-ray thickness meter 23 into data calculation signals;
Converter 14B1 which receives the thickness signal from the interferometric thickness gauge 25 and converts it into a signal for data calculation; Main C for data calculation.
PU15, sub-CPU for automatic die control],
6, and a power unit 17 for adjusting the sheet extrusion thickness of the automatic die, and these devices are interconnected online.
機器の動作
このように構成された薄いフィルムのプロファイル計測
システムでは、押出機6より押出された溶融プラスチッ
クは、自動ダイ8によりシート5A状に押出成形されて
キャストロール9に巻き取られながら延伸装置7へ送ら
れ、縦延伸および横延伸処理される。延伸装置7の入口
近傍に設けられたβ線厚さ計10によりシート5Aの厚
みが常時連続して計測され、厚さ信号として変換・操作
器14Aへ送信されるようになっている。延伸処理され
たプラスチックフィルム5はスキャンフレーム1に載置
されたβ線厚さ23と干渉分光式厚さ計25によりフィ
ルムの中方向に同時にスキャンされる。両厚さ計23.
25からの位置信号と厚さ信号は変換器14A、14B
へ送信され、演算処理データに変換されて主CPU15
へ送られる。これらの正確に計測された厚さ信号により
副CPU16が機能し、パワーユニット17を作動して
、自動ダイ8のシート押出厚を所定寸法に制御する。Operation of the Equipment In the thin film profile measurement system configured as described above, the molten plastic extruded from the extruder 6 is extruded into the shape of a sheet 5A by the automatic die 8, and is wound around the cast roll 9 while passing through the stretching device. 7, where it is subjected to longitudinal stretching and transverse stretching processing. The thickness of the sheet 5A is constantly and continuously measured by a β-ray thickness meter 10 provided near the entrance of the stretching device 7, and is transmitted as a thickness signal to the converter/manipulator 14A. The stretched plastic film 5 is simultaneously scanned in the direction of the film by a β-ray thickness gauge 23 and an interference spectroscopic thickness gauge 25 placed on the scan frame 1. Both thickness gauge 23.
The position and thickness signals from 25 are sent to transducers 14A and 14B.
is sent to the main CPU 15 and converted into calculation processing data.
sent to. The sub CPU 16 functions based on these accurately measured thickness signals, operates the power unit 17, and controls the sheet extrusion thickness of the automatic die 8 to a predetermined dimension.
特に、本発明の実施例では、β線厚さ計23と干渉分光
式厚さ計25とを併用して腹合型厚さ計を構成する。β
線厚さ計23と干渉分光式厚さ計25とは、フレーム1
の上部梁2Aと摺動可能に一体となって載置されている
ので、両厚さ計23゜25の測定ヘッドが一対となって
フレーム1の梁2A上を走行する。この際、両厚さ計の
センサヘッドのδIII定スポジスポット中心さを測定
すべきフィルム5の巾方向の同一点を測定するように一
致させる。なお、フィルム5の流れ方向では、測定スポ
ット中心が多少ずれてもフィルム5の走行速度が比較的
速いため実質的には同一点をallj定しているとして
も問題はない。Particularly, in the embodiment of the present invention, the β-ray thickness gauge 23 and the interference spectroscopic thickness gauge 25 are used together to form a cross-sectional thickness gauge. β
The line thickness gauge 23 and the interference spectroscopic thickness gauge 25 are
Since the frame 1 is slidably mounted integrally with the upper beam 2A of the frame 1, the measuring heads having a total thickness of 23° and 25 mm run as a pair on the beam 2A of the frame 1. At this time, the centers of the δIII constant positive spots of the sensor heads of both thickness gauges are matched so that the same point in the width direction of the film 5 to be measured is measured. In the direction of flow of the film 5, even if the center of the measurement spot deviates to some extent, there is no problem even if all the points are substantially the same because the running speed of the film 5 is relatively fast.
一対となったβ線厚さ計23と干渉分光式厚さ計25で
計測されたフィルム厚さの測定データと両厚さ計のセン
サヘッドの位置信号は、信号変換器14A、14Bを経
由してコンピュータシステムへ送られ適宜演算処理され
る。The film thickness measurement data measured by the pair of β-ray thickness gauge 23 and interference spectroscopic thickness gauge 25 and the position signals of the sensor heads of both thickness gauges are transmitted via signal converters 14A and 14B. The data is then sent to a computer system and processed as appropriate.
複合型厚さ計による計測手順
本発明のβ線厚さ計(I47P)と干渉分光式厚さ計を
併用した極薄フィルム用複合型厚さ計の計測手順は次の
ようにする。Measurement procedure using a composite thickness gauge The measurement procedure for a composite thickness gauge for ultra-thin films using both the β-ray thickness gauge (I47P) of the present invention and an interference spectroscopic thickness gauge is as follows.
(I) フィルム巾から外れたオフシート計測をする
。(I) Measure off-sheet outside the film width.
(II) フィルムの両端部を厚さ計を基準として設
定する。(II) Set both ends of the film using the thickness gauge as a reference.
(III) β線厚さ計のApl定データの有効範囲
(メインゾーン)、無効範囲(サイドゾーン)を設定す
る。(III) Set the valid range (main zone) and invalid range (side zone) of the Apl constant data of the β-ray thickness meter.
特にフィルム両端部(サイドゾーン)のβ線厚さ計によ
る711+定データは、測定スポット(例えば、30φ
mm)が大きいのと応答遅れのために使用することがで
きない。そこで、この範囲の設定は、次のようにする。In particular, the 711+ constant data obtained by the β-ray thickness meter at both ends of the film (side zone) is
It cannot be used because of its large size (mm) and delayed response. Therefore, this range is set as follows.
ここで、厚さ計のスキャン速度をV、応答時定数をT、
フィルム端部からの距離をΔX、メインゾーンのプロフ
ァイルをgoとすると、第3図に示すように、往路のと
きは、
となる。Here, the scanning speed of the thickness gauge is V, the response time constant is T,
Assuming that the distance from the film end is ΔX and the profile of the main zone is go, then as shown in FIG.
上式において、gl (x)/goについて適当なしき
い値(例えば0.99)を決めておけば、サイドゾーン
における無効範囲を自動的に設定できる。In the above equation, if an appropriate threshold value (for example, 0.99) is determined for gl (x)/go, the invalid range in the side zone can be automatically set.
(IV) β線厚さ計の測定データの平均化処理CN
回のスヤンデータの平均化)をし、平均化されたデータ
をgt(x)とする。ここで、Xはフィルムの巾方向位
置を示す。(IV) Averaging process CN of measurement data of β-ray thickness meter
The averaged data is expressed as gt(x). Here, X indicates the position in the width direction of the film.
(V) 干渉分光式厚さ計の測定データの偏差処理区
間(メインゾーン内で、例えば3等分)を設定する。(V) Set a deviation processing section (for example, three equal parts within the main zone) of the measurement data of the interferometry thickness gauge.
(VI)干渉分光式厚さ計の測定データの平均化処理(
N回のスキャンデータの平均化)をし、平均化されたデ
ータをg2(x)とする。(VI) Averaging process of measurement data of interferometry thickness gauge (
(Averaging of N scan data) and let the averaged data be g2(x).
(VII) 上記(V)で設定された偏差処理区間で、
回帰直線g=ax+bのパラメータa、bを最小二乗法
により算定する。ついで、この回帰直線に対する偏差Δ
g2 (X)を算出する。特に、偏差Δg2 (x
)の算出は次のようにする。すなわち、フィルム中央部
(メインゾーン)をその巾方向に複数の区間に分け、各
区間では、干渉分光式厚さ計の4P1定デ一タg2
(X)について、第4図と第5図に示すような処理を行
う。(VII) In the deviation processing section set in (V) above,
Parameters a and b of the regression line g=ax+b are calculated by the least squares method. Then, the deviation Δ from this regression line
Calculate g2 (X). In particular, the deviation Δg2 (x
) is calculated as follows. That is, the central part of the film (main zone) is divided into a plurality of sections in the width direction, and in each section, the 4P1 constant data g2 of the interferometric thickness meter is
Regarding (X), processing as shown in FIGS. 4 and 5 is performed.
一測定データのg2 (x)を回帰直線a x十すの
まわりの偏差Δg2 (x)に変換し、これをgl
(x)に加える。Convert g2 (x) of the measurement data to the deviation Δg2 (x) around the regression line a
Add to (x).
一回帰直線のパラメータa、bを最小二乗法によって求
める。このとき、各区間の境界近辺での連続性を確保す
るため、第4図に示すように、処理区間の両側に一定の
補助区間を加える。Parameters a and b of the regression line are determined by the least squares method. At this time, in order to ensure continuity near the boundaries of each section, certain auxiliary sections are added on both sides of the processing section, as shown in FIG.
(■) フィルムの品質管理およびフィルム厚の制御に
用いるプロファイルデータg (X)は、メインゾーン
のプロファイルデータとして、gl (x)を用堕ま
た、サイドゾーンのプロファイルデータとして、g2
(x)を用いる。ただし、メインゾーンとサイドゾー
ン境界線上のデータについては、中央部(メインゾーン
)に合せる補正処理を施す。(■) Profile data g (X) used for film quality control and film thickness control uses gl (x) as main zone profile data, and g2 as side zone profile data.
(x) is used. However, data on the boundary between the main zone and the side zones is subjected to correction processing to match it to the center (main zone).
実施例の実行手順
本発明の実施例の実行に際しては、通常は、次のように
する。Execution Procedure of the Embodiment The execution of the embodiment of the present invention is normally carried out as follows.
(I) 干渉分光式厚さ計では測定できない厚いフィ
ルム(I5μm以上)には、β線厚さ計の測定データの
みを用いる。(I) For thick films (I5 μm or more) that cannot be measured with an interference spectroscopic thickness meter, only the measurement data of the β-ray thickness meter is used.
(n) 生産開始直後の粗調段階(±3%)では、精
度よりもスピードが要求されるため、β線厚さ計のδp
1定データのみを用いる。(n) In the rough adjustment stage (±3%) immediately after the start of production, speed is required rather than accuracy, so δp of the β-ray thickness meter is
Only constant data is used.
(m) 精密制御段階(±1%以下)では、スピード
よりも精度が要求されるため本発明の実施例より得られ
た複合データを用いる。(m) In the precision control stage (±1% or less), since precision is required rather than speed, the composite data obtained from the embodiment of the present invention is used.
サンプリングプログラム
本発明の実施例による複合型厚さ計によりフィルムの厚
さを測定するには、第6図のゼネラルフローチャートに
したがいプログラムをスタートさせる。まず、初期条件
(サイドゾーン、メインゾーン、偏差処理区間)を設定
し、サンプリング位置(例えば、フィルムの巾方向に1
cm毎)を決める。β線厚さ=1゛と干渉分光式厚さ計
とをスキャンさせ、サンプリング位置における厚さを計
allJ L、メモリに記憶させ、デイスプレーに表示
させる。Sampling Program To measure the thickness of a film using a composite thickness gage according to an embodiment of the present invention, the program is started according to the general flowchart of FIG. First, set the initial conditions (side zone, main zone, deviation processing section), and set the sampling position (for example, 1 in the width direction of the film).
cm). The β-ray thickness = 1'' is scanned by the interference spectroscopic thickness meter, and the thickness at the sampling position is stored in the memory and displayed on the display.
所定の回数(N回)のスキャンが終了したときには、本
apl定に入り、まず、フィルム端部位置の設定を行う
。なお、N回のスキャンデータにさらに中方向の移動平
均処理を施す。そして、β線厚さ計によりメインゾーン
の平均厚さg 1(x )の算出を、また、干渉分光式
厚さ計によりフィルム全1にわたる平均厚さを算出する
とともに、エツジ部のプロファイルg2 (x)を設定
する。また、必要に応じて連続化処理を行う。また、β
線厚さ=1の測定データに平滑化処理を施す。さらに、
干渉分光厚さ計の7IllJ定デ一タg2 (x)に
ついて上述した回帰直線ax+bのまわりの偏差Δg2
(x)に変換する偏差処理を行う。次いで、この偏差Δ
g、、(x)をプロファイル全体のマクロ的傾向g1
(x)に加えて制御に用いる複合プロファイル(g
(x)+Δg2 (x))を設定する。When a predetermined number of scans (N times) have been completed, the main apl setting is entered, and first, the film end position is set. Note that moving average processing in the middle direction is further performed on the N scan data. Then, the average thickness g 1 ( x). In addition, serialization processing is performed as necessary. Also, β
Smoothing processing is performed on the measurement data of line thickness=1. moreover,
Deviation Δg2 around the regression line ax+b mentioned above regarding the 7IllJ constant data g2 (x) of the interferometric thickness meter
Performs deviation processing to convert into (x). Then this deviation Δ
g, , (x) is the macro tendency g1 of the entire profile
In addition to (x), a composite profile (g
(x)+Δg2 (x)).
この処理を設定した全区間にわたって行い、その結果を
出力表示するとともに、押出機の自動ダイ等のシート肉
厚の制御あるいはフィルムの品質管理に用いる。This process is performed over the entire set interval, and the results are output and displayed, and are used to control the sheet thickness of an automatic die of an extruder or to control the quality of the film.
第7図は、β線厚さ計のみを用いた場合の厚さ測定デー
タと平均厚さに対する偏差を示す。また、第8図は本発
明の実施例による複合型厚さ計(β線厚さ計と干渉分光
式厚さ計)による厚さ71111定データと平均厚さに
対する偏差を示す。第7図から分かるようにβ線厚さ計
のみを用いた4Pj定は、フィルムの両端側に無効範囲
があるため、データの歩留りが低い。また、フィルム表
面の細かい凹凸が測れないとする欠点がある。FIG. 7 shows the thickness measurement data and the deviation from the average thickness when only the β-ray thickness meter is used. Further, FIG. 8 shows the constant data of thickness 71111 obtained by a composite thickness meter (β-ray thickness meter and interferometry type thickness meter) according to an embodiment of the present invention and the deviation from the average thickness. As can be seen from FIG. 7, the 4Pj determination using only the β-ray thickness meter has a low data yield because there are invalid ranges on both ends of the film. Another drawback is that fine irregularities on the film surface cannot be measured.
本発明によれば、β線厚さ計と干渉分光式厚さ計とを別
々のn1定ヘツドに載置し、それらを一体に走行させて
プラスチックフィルムの+1方向における所定位置の厚
さを同時に測定するだけで、誤差の少ない測定結果を得
ることができるようになる。この結果、フィルム厚さの
品質管理、自動押出ダイからのシートの肉厚制御がきわ
めて容易になる。According to the present invention, a β-ray thickness gauge and an interferometry thickness gauge are placed on separate n1 fixed heads, and are moved together to measure the thickness of a plastic film at a predetermined position in the +1 direction at the same time. Just by taking measurements, you will be able to obtain measurement results with fewer errors. As a result, quality control of the film thickness and control of the thickness of the sheet from the automatic extrusion die becomes extremely easy.
また、従来用いられていたβ線厚さ計だけではきわめて
困難であった薄いフィルムの両端側のプロファイル計測
およびピッチの小さなプロファイル誤差の検出が可能と
なるので、さらにフィルムの品質管理が的確に行われる
とともに、品質向上および製造のコストダウンにつなが
る顕著な効果を奏する。In addition, it is now possible to measure the profile on both ends of a thin film and detect small pitch profile errors, which was extremely difficult with only the conventional β-ray thickness meter, allowing for more accurate film quality control. It also has a remarkable effect on improving quality and reducing manufacturing costs.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に用いる二輪延伸極薄フィルム
成形プロセスにおけるプロファイル制御システムの構成
図、第2図は本発明の実施例の複合型厚さ計を取付けた
0形フレーム検出器の斜視図、第3図はフィルム両端部
のβ線厚さ計の無効範囲を示す線図、第4図と第5図は
干渉分光式厚さ計のDI定データの本発明による処理線
図、第6図は本発明の実施例のプロファイル計測システ
ムを実行するためのゼネラルフローチャート、第7図は
β線厚さ=1のみによる測定データを示す線図、第8図
は本発明の複合型厚さ計を用いたプロファイル計測シス
テムの処理結果を示す線図、第9図はβ線厚さ計の感度
係数を示す線図、第10図は従来例のβ線厚さ計を用い
たO型フレーム検出器の斜視図を示す。
1・・・スキャナフレーム、2A、2B・・・梁、5・
・・プラスチックフィルム、6・・・押出機、7・・・
延伸装置、8・・・自動ダイ、9・・・キャストロール
、10・・・β線厚さ計(シート用)、13・・・巻取
機、14A、14B・・・変換器、15・・・主CPU
。
16・・・1illcPU、17・・・パワーユニット
、18・・・ホッパ、23・・・β線厚さ計(フィルム
用)、25・・・干渉分光式厚さ計。[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a configuration diagram of a profile control system in the two-wheel stretched ultra-thin film forming process used in an embodiment of the present invention, and Fig. 2 shows a composite thickness gauge installed in an embodiment of the present invention. Figure 3 is a diagram showing the invalid range of the β-ray thickness meter at both ends of the film, and Figures 4 and 5 are the DI constant data of the interferometric thickness meter. A processing diagram according to the present invention, FIG. 6 is a general flowchart for executing the profile measurement system according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing measurement data based only on β-ray thickness = 1, and FIG. 8 9 is a diagram showing the processing results of the profile measurement system using the composite thickness gauge of the present invention, FIG. 9 is a diagram showing the sensitivity coefficient of the β-ray thickness meter, and FIG. 10 is the β-ray thickness of the conventional example. FIG. 3 shows a perspective view of an O-frame detector using a sensor. 1... Scanner frame, 2A, 2B... Beam, 5.
...Plastic film, 6...Extruder, 7...
Stretching device, 8... Automatic die, 9... Cast roll, 10... β-ray thickness meter (for sheets), 13... Winding machine, 14A, 14B... Converter, 15.・・Main CPU
. 16...1illcPU, 17...Power unit, 18...Hopper, 23...β-ray thickness meter (for film), 25...Interference spectroscopic thickness meter.
Claims (1)
一のスキャンフレームにβ線厚さ計と干渉分光式厚さ計
からなる複合型厚さ計をスキャナフレームの梁に沿って
一体に走行するように設置し、被測定物である薄いフィ
ルムの中方向の適当数の同一位置における厚さと測定ヘ
ッドの位置を前記両厚さ計によって同時に測定し、これ
ら厚さ信号と位置信号とを前記複合型厚さ計にオンライ
ン接続されたコンピュータシステムに送信して、これら
測定データの演算・記憶・表示・出力を行うとともに、
前記複合型厚さ計による薄いフィルムのプロファイル計
測を、 ( I )フィルム両端部を複合型厚さ計の位置を基準と
して設定し、 (II)β線厚さ計による測定データの有効範囲(メイン
ゾーン)と無効範囲(サイドゾーン)を設定し、 (III)β線厚さ計による測定データの平均化処理をし
てこの平均化されたデータをg_1(x)とし(ここで
、xはフィルム巾方向の位置)、 (IV)干渉分光式厚さ計による測定データの偏差処理区
間を設定し、 (V)干渉分光式厚さ計による測定データの平均化処理
をしてこの平均化されたデータをg_2(x)とし、 (VI)偏差処理区間で回帰直線g=ax+bのパラメー
タa、bを最小二乗法により算出し、ついで、この回帰
直線に対する偏差Δg_2(x)を算出し、 (VII)メインゾーンのプロファイルデータとして、 g_1=(x)+Δg_2(x)を、 また、 サイドゾーンのプロファイルデータとして、g_2(x
) を用いることを特徴とする薄いフィルムのプロファイル
計測システム。[Claims] In a thin film profile measurement system, a composite thickness gauge consisting of a β-ray thickness gauge and an interferometry thickness gauge is run integrally along a beam of a scanner frame in the same scan frame. The thickness and the position of the measuring head at a suitable number of the same positions in the middle direction of the thin film to be measured are simultaneously measured by both thickness gauges, and these thickness signals and position signals are combined into the composite signal. The data is sent to a computer system connected online to the mold thickness gauge to calculate, store, display, and output the measured data.
When measuring the profile of a thin film using the composite thickness gauge, (I) set both ends of the film with the position of the composite thickness gauge as a reference, and (II) set the effective range of measurement data by the β-ray thickness gauge (main (III) Average the measurement data using the β-ray thickness meter and set this averaged data as g_1(x) (here, x is the film thickness). position in the width direction), (IV) set a deviation processing section for the measurement data by the interferometry thickness meter, and (V) average the measurement data by the interference spectrometer thickness meter to calculate the averaged value. Let the data be g_2(x), (VI) calculate the parameters a and b of the regression line g=ax+b in the deviation processing interval by the least squares method, then calculate the deviation Δg_2(x) with respect to this regression line, (VII ) As the main zone profile data, g_1=(x)+Δg_2(x), and as the side zone profile data, g_2(x
) A thin film profile measurement system characterized by using.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63162174A JP2545446B2 (en) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | Thin film profile measurement system |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0210211A true JPH0210211A (en) | 1990-01-16 |
JP2545446B2 JP2545446B2 (en) | 1996-10-16 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0487414U (en) * | 1990-12-06 | 1992-07-29 | ||
WO2022138065A1 (en) * | 2020-12-24 | 2022-06-30 | 富士フイルム株式会社 | Apparatus for measuring correction thickness, method for measuring correction thickness, method for manufacturing film, and polyester film |
WO2022138069A1 (en) * | 2020-12-24 | 2022-06-30 | 富士フイルム株式会社 | Corrected thickness measurement device, corrected thickness measurement method, film manufacturing method, and polyester film |
WO2022138066A1 (en) * | 2020-12-24 | 2022-06-30 | 富士フイルム株式会社 | Corrected thickness measuring device, corrected thickness measuring method, method for manufacturing film, and polyester film |
-
1988
- 1988-06-29 JP JP63162174A patent/JP2545446B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0487414U (en) * | 1990-12-06 | 1992-07-29 | ||
WO2022138065A1 (en) * | 2020-12-24 | 2022-06-30 | 富士フイルム株式会社 | Apparatus for measuring correction thickness, method for measuring correction thickness, method for manufacturing film, and polyester film |
WO2022138069A1 (en) * | 2020-12-24 | 2022-06-30 | 富士フイルム株式会社 | Corrected thickness measurement device, corrected thickness measurement method, film manufacturing method, and polyester film |
WO2022138066A1 (en) * | 2020-12-24 | 2022-06-30 | 富士フイルム株式会社 | Corrected thickness measuring device, corrected thickness measuring method, method for manufacturing film, and polyester film |
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JP2545446B2 (en) | 1996-10-16 |
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