JPH09323351A

JPH09323351A - フィルムの厚み調整方法

Info

Publication number: JPH09323351A
Application number: JP8142680A
Authority: JP
Inventors: Takeya Nohira; 剛也野平
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1996-06-05
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 1997-12-16

Abstract

(57)【要約】【課題】どのようなネックイン現象や延伸条件であっ
ても、そのときの条件に応じて厚み調節器とそれに対応
する厚みの幅方向の測定位置を正確に決定できるフィル
ムの厚み調整方法。【解決手段】溶融された樹脂をフィルム状にして押し
出す成形ダイの幅方向に複数個の所定区間の樹脂吐出量
を調節する厚み調節器を配置し、その下流に配置した厚
み測定器によりフィルムの幅方向の各測定位置での厚み
を測定し、その測定値に基づいて該測定位置に対応する
厚み調節器により厚みを調節するフィルムの厚み調整方
法において、該厚み調節器の出力を所定出力量だけ変化
させ、該厚み測定器により該出力量の変化によるフィル
ムの幅方向の厚み分布の変動を測定し、該測定値に基づ
いて各厚み調節器に対する厚み測定器のフィルム幅方向
の測定位置を決定することを特徴とするフィルムの厚み
調整方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は幅の広いフィルム
（膜厚が厚いものはシートとも言われるが、ここではこ
れも含めてフィルムと総称する）の製造プロセスでのフ
ィルムの厚み調整方法に関し、更に詳しくは幅方向に複
数個の厚み調節器を配置した成形ダイで溶融樹脂をフィ
ルム状にして押し出し、下流に配置した厚み測定器で幅
方向の各測定位置でその厚みを測定し、各測定位置の測
定値に基づいて各測定位置に対応する各厚み調節器によ
り成形ダイの該当部分の吐出量を調整して厚み更にはフ
ィルム幅方向の厚み分布を制御するフィルムの厚み調整
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂製のフィルムを押し出し形成ダイ
（以下単にダイという）を用いて製造する場合、全体の
厚さを均一にするためにダイの幅方向に多数個の厚み調
節器を配置し、下流に配置した厚み測定器による各厚み
調節器に対応する測定位置での測定値に基づいて各厚み
調節器によりその幅方向調節区域のダイスリット間の樹
脂の吐出流量を調整する厚み調整方法が行われている。

【０００３】しかし、ダイとその下流でフィルムを引取
り処理する整形ロール間で生ずる公知のネックイン現象
（フィルムの幅がダイのスリット幅よりも狭くなる現
象）のため、各厚み調節器に対応するフィルム幅方向の
厚み測定位置を理論的に正確に知ることは不可能で、こ
の対応位置関係は経験的に決定する。

【０００４】ところが、ダイ内樹脂の流量分布やダイと
整形ロールの配置関係、フィルムの銘柄やダイの種類、
製膜条件等でその対応位置関係が微妙に変動することか
ら、経験的に求めた値が常に使用できるわけではない。

【０００５】この問題に対して、特開昭59-89119号公報
においてはマークをつけて前記の対応位置関係を検出す
る方法、特開昭61-35225号公報においてはフィルムの厚
みを治具を用いて意図的に変化させて該対応位置関係を
検出する方法、特開昭63-306022 号公報においては静電
気をフィルムに帯電させその帯電量を検出することによ
って該対応位置関係を決定する方法が、また特公平3-74
896 号公報においてはネックイン量を一般式にあてはめ
ることによって該対応位置関係を求める方法がそれぞれ
提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
の方法には、それぞれ以下の問題がある。すなわち、マ
ークをつける方法では、フィルムおよび引き取りロール
が汚れるといった問題がある。厚みを治具を用いて意図
的に変化させた方法は、ネックイン現象を起こしている
最中の、もしくはネックイン現象後のフィルムの厚みを
変化させることから、必ずしもダイの厚み調節器の位置
に対応しておらず、正確に対応付けしているとはいえな
い。静電気をフィルムに帯電させる方法では、フィルム
を延伸した場合正確な帯電量を測定するのが困難といっ
た問題点がある。ネックイン量を一般式にあてはめる方
法は、その一般式は近似式でしかなく、樹脂の種類やダ
イの種類によってその近似式には必ず誤差が生じ、正確
に位置を対応付けしているとは言い難い。

【０００７】本発明は、この現状を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、どのようなネックイン
現象や延伸条件であっても、そのときの条件に応じて操
作すべき厚みー調節器とこれに対応する厚み測定位置を
正確に決定できる厚み調整方法、さらには厚み調整に必
要なパラメータを測定できる厚み調節方法にあり、もっ
て、厚み調整を容易、正確に、早く行うことを可能とす
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的は以下の本発明
により達成される。すなわち、本発明は、溶融された樹
脂をフィルム状にして押し出す成形ダイの幅方向に複数
個の所定区間の樹脂吐出量を調節する厚み調節器を配置
し、その下流に配置した厚み測定器によりフィルムの幅
方向の各測定位置での厚みを測定し、その測定値に基づ
いて該測定位置に対応する厚み調節器により厚みを調節
するフィルムの厚み調整方法において、該厚み調節器の
出力を所定出力量だけ変化させ、該厚み測定器により該
出力量の変化によるフィルムの幅方向の厚み分布の変動
を測定し、該測定値に基づいて各厚み調節器に対する厚
み測定器のフィルム幅方向の測定位置を決定することを
特徴とするフィルムの厚み調整方法である。

【０００９】上記の通り、本発明では、実際に厚み調節
器を操作することによってこれに対応するフィルム厚み
の測定位置を決定するので、いかなるネックインが起こ
っても、そのときの条件にあった正確な対応付けを行う
ことができるので、正確な厚み調整を行うことができ、
また整形ロール等の汚れ等の問題も無く、前述した従来
方法の問題のない厚み調整方法が実現される。また、本
発明は、従来使用している資産をそのまま使用すること
ができるため、投資が不要で、コントローラの一部を改
良する事によってきわめて安価に実現することができ
る。以下、本発明の詳細を説明する。

【００１０】

【発明の実施の形態】上記の本発明において、ダイに取
り付けられた複数個の厚み調節器の内所定の間隔好まし
くは操作による厚み変動の互いの影響が幅方向において
実質的に無視できる即ち厚み変動分布の干渉が無視でき
る間隔を置いた代表的な２個以上の数点の厚み調節器を
一定の操作量をもって操作し、その操作により生ずるフ
ィルム厚みの変動の幅方向の分布において変動幅がピー
クの幅方向の位置をもって操作した厚み調節器の厚み測
定の対応位置とし、操作した厚み調節器の間の厚み調節
器それぞれの厚み測定の各対応位置は操作した厚み調節
器の対応位置の間を等分割することによって対応付けを
行うことが好ましい。この構成により対応位置の決定に
要する時間を大幅に短縮することができる。

【００１１】また上記の操作量によって変化したフィル
ム厚みの変化量の各測定位置での時系列的変動を合わせ
て測定し、各厚み調節器の操作量に対するその厚み測定
の対応位置での厚みの変化量から、そのプロセスゲイン
等のプロセス特性を検出するようにすることにより、厚
み調整器に必要なコントロールゲイン等の調節パラメー
ターを最適に調整する事ができる。

【００１２】この一連の操作はコントローラを一部改良
することによって自動化することができ、省力化をはか
ることができる。以下、本発明の実施例を図面により説
明する。

【００１３】

【実施例】図１は、厚み調節器と厚み測定の関係を示す
説明図、図２は実施例の厚み調節装置とプロセスの概略
説明図、図３は厚みの応答波形の説明図、図４は厚み調
節器の干渉率測定の説明図である。

【００１４】ポリエステル等の合成樹脂からなるフィル
ムの溶融押し出し法による製造工程は、公知ように一般
に図２に示すように構成されている。すなわち、溶融さ
れた樹脂がダイの所定幅のスリット（図示省略）よりフ
ィルム状に押し出され、冷却ロールで冷却され後、図示
省略した処理工程で必要に応じて所定の延伸処理等の処
理をして製品フィルムとし、巻き取り機の巻き取りロー
ルに巻取られる。そして、このフィルムの厚みを調節す
る厚み調整装置は図示の通りに公知の以下の構成となっ
ている。巻き取り機の前に設置した製品フィルムの厚み
を測定するγ線厚み計等の厚み計でオンライン測定す
る。測定された幅方向の厚みデーターをもとに、コント
ローラーを介してフィルムが設定された均一な一定の厚
みになるようにダイの幅方向に複数個取り付けられた厚
み調節器を調整する。すなわち、フィルムの幅方向の所
定の測定位置での厚み計の測定信号が、この測定位置に
対応する厚み調節器のコントローラーに入力され、所定
の制御演算が施された制御出力が当該厚み調節器に出力
され、フィルムの厚みが制御される構成となっている。

【００１５】この実施例において、ダイのスリットから
の樹脂の吐出流量を調節する厚み調節器としては、樹脂
温度を変化させてその粘度を変えることによって吐出流
量を変化させるカートリッジヒーター（以下単にＣＨ）
を用いた。そして、図１に示すように、ダイの幅方向に
４０個のＣＨを等間隔で配置し、各ＣＨ１〜４０により
その各担当区間の樹脂の吐出量を調整するようにしてあ
る。なお、厚み調節器としては、公知のダイのスリット
の間隔を直接調整するダイボルト方式等でもよい。

【００１６】この構成において、本発明は以下のように
実施される。操作による厚み変動分布の互いの影響を実
質的に無視できる即ち干渉の無い間隔だけ離れた２個以
上のＣＨ１〜４０のいずれかに所定操作量をステップ状
に加える。ところで、ダイから厚み測定位置までのフィ
ルムの形状変化をモデル的に示すと図１に示すようにな
っている。すなわち、ダイと冷却ドラムとの間で生ずる
ネックイン現象で一旦幅が減少し、その下流では延伸等
の処理により幅が広がるという複雑な変化を示す。従っ
て、ＣＨ１〜４０のそれぞれの操作部分は、図に点線で
モデル的に示すようにフィルム幅方向において大きく変
動し、前述した問題がある。この実施例においては図か
ら分かるように実験的に干渉の無いことを確認した１０
個のＣＨ分の間隔だけ隔たり、両端との間隔もほぼ同じ
となるＣＨ１５とＣＨ２５を操作するＣＨに選定し、そ
の操作量を変化させた。

【００１７】このステップ状の操作量変化に伴うフィル
ムの幅方向の厚み分布変化は厚み計で測定される。そし
て変化が定常状態になった時の厚み計での測定された厚
み分布で測定位置は決定する。この時の厚み分布は、操
作した厚み調節器の数だけピークがある、従って本例で
は図１に示す２個のピークを持つ厚み分布となる。本例
では干渉しないように十分隔たったＣＨ１５とＣＨ２５
を操作しているので、図示のように完全に分離したピー
クが得られ、そのままで正確なピーク値が得られる。な
お、この厚み分布変化の測定に際しては、前記の測定値
から操作量変化前具体的には少なくとも操作量変化の影
響がフィルム厚みに現れる前の厚み分布の測定値を差し
引くことが、厚み分布の変化量を変化前の厚み分布の影
響を排除して正確に測定でき、ピークの検出感度もそれ
だけ向上する点で、好ましい。

【００１８】このようにしてフィルムの幅方向の厚み分
布のピーク位置を検出することによって操作したＣＨ１
５とＣＨ２５に対応する測定位置を決定する事ができ
る。ここで、検出された各ピークの中の最大変動位置を
操作した厚み調節器の厚み測定位置とする。本例では、
図示の２つのピークの最大値の位置をそれぞれＣＨ１５
とＣＨ２５の幅方向の厚み測定位置とする。

【００１９】なお、加えた操作量は加える前の操作量に
戻すことによってもとの厚みパターンに戻すことができ
る。さらには、操作量の変化は、本例のステップ状の変
化に変えて、プロセスへの影響の小さい矩形パルス状の
変化等も適用できるが、後述するプロセス特性の測定に
おいてデータ処理が複雑となる。

【００２０】ところで、全てのＣＨについて同様な作業
を行うことによって全てのＣＨに対してより正確な厚み
測定の対応位置関係をつかむことができるが、測定時間
が非常に長くなる問題がある。そこで、本例では、操作
量を変えたＣＨ１５とＣＨ２５以外のＣＨの対応する厚
み測定位置は、フィルム両端とこのＣＨ１５、ＣＨ２５
の測定位置の各間をその間のＣＨに等分割することによ
って決定した。これにより実用上支障の無い結果が得ら
れた。なお、この場合の操作する厚み調節器は、図示の
本例の如くネックインの影響を無視できる範囲のダイの
幅方向の中央部に位置する厚み調節器を選定すことが、
対応関係の正確性から好ましい。

【００２１】一方、操作量のステップ状の変化に対し
て、各測定位置でのフィルムの厚みの時系列的変動は図
３に示すように、ほぼ無駄時間と所定の時定数の一時遅
れ系で近似できる応答波形を示した。この測定された厚
みのステップ応答波形より、公知のステップ応答法と同
様にしてＣＨ１５とＣＨ２５の操作量変化に対する厚み
の応答特性すなわちプロセス特性具体的にはむだ時間、
時定数及びプロセスゲインが測定できる。同様にして各
厚み調節器についてそのプロセス特性を求めることがで
きる。なお、各厚み調節器について求めるのに代えて、
フィルム幅方向においてネックインの影響を無視できる
中心部とその両端部に分け、この各部で代表点の厚み調
節器について測定し、これを各部で共通に用いる簡便法
でも実用上支障の無い結果が得られる。

【００２２】また、前述した幅方向の厚み分布の各ピー
クから、各厚み調節器の干渉率を測定できる。すなわ
ち、図４に示すように、ピークの最大値の位置は操作し
たＣＨ１５の測定位置であり、これを基準に前述のよう
にして決定したその前後のＣＨ１３、ＣＨ１４、ＣＨ１
６、ＣＨ１７等に対応する測定位置の変動値と最大変動
値との比を求めることにより、ＣＨ１５のこれらＣＨへ
の干渉率を得ることができる。なお、実験結果からは干
渉率２０％以下は干渉を無視して良いとの結果を得た。
干渉は互いに対称的と見做せるので、適当な間隔の厚み
調節器について測定すれば良い。

【００２３】以上、コントローラーの最適調整に必要な
プロセス特性が測定できるので、公知の最適調整法等を
適用することにより、良好な厚み調整ができる。例え
ば、コントローラで厚み調整のために必要な演算に用い
るパラメーターとしては、時定数がわかることによっ
て、最適な制御周期が設定できるために無駄な時間が無
くなり、原料の無駄がなくなる。プロセスゲインがわか
ることによって、コントローラゲインを最適に設定でき
ることから、オーバーシュートやアンダーシュートをな
くすことができ、コントローラゲインが低いために目標
厚みまでの到達時間が長くなるといったことも起こらな
くなる。干渉率がわかることから、干渉を受ける範囲の
ＣＨの影響をどれだけ考慮しながらＣＨを操作すればよ
いのかがわかるため、公知の干渉制御が適用でき、無駄
無く、効率的な操作を行うことができる。

【００２４】また、コンピューターを用いて、上述した
各処理をプログラムにより自動で行うことによって、こ
れまで様子を見ながらコントローラーのパラメーターを
調整していた作業が不要となり、省力化をはかることが
できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によって、ダイの吐出量を調節す
る厚み調節器を直接操作してそれに対応する厚みの測定
位置を決定する方法であり、正確な厚み調節器と厚み測
定位置の対応位置関係の決定が行うことができる。従っ
て、より厚み調整を正確に行えるようになる。また、同
じ測定値から同時に厚み調節器の操作に対するフィルム
厚みの応答特性すなわちプロセス特性が測定でき、これ
によりコントローラーのパラメーターの最適調整も簡単
にでき、調整作業が簡単となることから、効率化、省力
化となるばかりでなく、フィルムの厚みのより一層の精
密な制御が可能となり、歩留り向上等生産性面でも実用
上重要な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、厚み調節器と厚み測定の関係を示す説
明図である。

【図２】図２は、実施例の厚み調節装置とプロセスの概
略説明図である。

【図３】図３は、厚みの応答波形の説明図である。

【図４】図４は、厚み調節器の干渉率測定の説明図であ
る。

【符号の説明】

ＣＨ１〜４０カートリッジヒーター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融された樹脂をフィルム状にして押し
出す成形ダイの幅方向に複数個の所定区間の樹脂吐出量
を調節する厚み調節器を配置し、その下流に配置した厚
み測定器によりフィルムの幅方向の各測定位置での厚み
を測定し、その測定値に基づいて該測定位置に対応する
厚み調節器により厚みを調節するフィルムの厚み調整方
法において、該厚み調節器の出力を所定出力量だけ変化
させ、該厚み測定器により該出力量の変化によるフィル
ムの幅方向の厚み分布の変動を測定し、該測定値に基づ
いて各厚み調節器に対する厚み測定器のフィルム幅方向
の測定位置を決定することを特徴とするフィルムの厚み
調整方法。
【請求項２】厚み分布変動の干渉が無視できる距離だ
け隔たった複数の厚み調節器の出力を変化させ、厚み測
定器により各厚み調節器の出力変化に対応するフィルム
の幅方向の厚み分布変動を測定し、該複数の厚み調節器
の各々に対応する厚み測定器の幅方向の測定位置を決定
し、該複数の厚み調節器以外の厚み調節器の測定位置は
該複数の厚み調節器の測定位置から等分割で決定する請
求項１に記載のフィルムの厚み調整方法。
【請求項３】測定されたフィルムの幅方向の厚み分布
の変動において変動幅が最大の幅方向位置を測定位置と
する請求項１又は請求項２に記載のフィルムの厚み調整
方法。
【請求項４】該厚み調節器の出力をステップ状に変化
させる請求項１〜請求項３に記載のいずれかのフィルム
の厚み調整方法。
【請求項５】厚み調節器に対応する測定位置の厚み測
定器により該測定位置での厚みの時系列的な変動を測定
し、該測定値に基づいて該厚み調節器の制御対象のプロ
セス特性を検出する請求項１〜請求項４に記載のいずれ
かのフィルムの厚み調整方法。