JPS61192526A - 熱可塑性樹脂薄板の加熱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、熱可塑性樹脂薄板の加熱方法に関するもので
ある。更に詳しくは、熱可塑性樹脂製のフィルムまたは
シート等の薄板を、−軸延伸、二軸延伸、熱固定、コー
ティング、積層等の各種操作によって目的物とするため
に、所定の温度に予熱、°加熱ないしは熱処理する際に
、精度よく均一に、または特定の温度プロフィルを持た
せて、加熱する方法に関するものである。

「従来の技術」 熱可塑性樹脂薄板を、上記の各種操作によって目的物と
するために、所定の温度に予熱、加熱ないしは熱処理す
る際には、間接加熱方式が採用される。間接加熱方式の
ひとつに、熱風による加熱方式がある。この熱風加熱方
式は、加熱した空気を被加熱薄板に吹き付けて、薄板を
加熱する方式である。この方式によるときは、熱風の温
度と薄板の温度とはごく近い温度になるので、温度調節
は比較的容墨で、加熱炉外の外気温度の影響も少なく、
温度精度も高い、しかしながら、この方式によるときは
、薄板がハタメキやすく、樹脂軟化温度近くに加熱され
ている薄板、特にフィルムは部分的な歪を生じ、いわゆ
る「７レヤー、１となって、製品を巻きほどいた時にフ
ィルム面に凹凸を生じ、製品の品質を低下させる。また
、フィルムが極めて薄い場合には、ハタメキが原因でフ
ィルムが破断してしまうことがある。

間接加熱方式の他の一つに、赤外線、遠赤性腺の領域の
電磁波を、被加熱薄板に照射することによって加熱する
輻射加熱方式がある。この方式は、（イ）加熱炉が安く
できる、（ロ）加熱炉の保守が容易である、（ハ）加熱
効率がよい、等の長所がある反面、（ニ）加熱炉は炉内
に配置されたヒーターに負衡する電源電圧の影響をうけ
やすい、（ホ）加熱炉をとりまく外気の影響をうけやす
い、等の理由で、被加熱物の加熱精度が悪いという欠点
がある。

輻射加熱方式によって被加熱薄板を加熱する場合は、第
６図に概念図として示したようになると考えられる。す
なわち、ヒータ一温度ＴＨ１薄板温度Ｔ、および周囲空
気温度Ｔ＾のそれぞれは、ヒータ一温度Ｔ□が一定に維
持されていても、周囲空気温度Ｔ＾が変われば、薄板温
度ＴＦ−も影響をうけて変動する関係にある。従って、
薄板温度Ｔ。

を一定にするには、ヒータ一温度ＴＨの設定値を、時々
修正する必要がある。

被加熱薄板を輻射加熱方式によって加熱する場合は、第
７図に概念図として示したように、ヒーター相互で干渉
しあうと考えられる。すなわち、薄板７１上のｉの位置
（ＷＩ版板上幅方向にｉの位置から右側をｉ＋１、ｉ＋
２・・・とし、ｉの位置から左側をｉｌ、ｉ２・・・と
する）では、その真上のｊの位置のヒーター（薄板のｉ
にはｊ１ｉ＋１にはｊ＋１、ｉ＋２にはｊ＋２、ｉ−１
にはｊ−１、ｉ−２にはｊ−２がそれぞれ対応する）か
らの輻射熱が最大となるが、・・・、ｊ−２、ｊ−１、
ｊ＋１、ｊ＋２、・・・の各々の位置にあるヒーターか
らの輻射熱も、無視できない。別の言い方をすれば、ｊ
の位置のヒーターからの輻射熱は、薄板７１上のｉの位
置に達する量が最大となるが、・・・、ｉ−２、ｉ−１
、ｉ＋１、ｉ＋２、・・・の各々の位置への輻射も無視
できない。したがって、薄板７１上のｉの位置の温度を
調節するためには、その真上のｊの位置のヒータ一温度
の設定値のみを変更しても、薄板の幅方向全体の温度精
度は向上しない。

熱可塑性樹脂薄板より二軸延伸フィルムを製造する際に
、輻射加熱方式を採用し、加熱する際には、加熱炉の中
央部に位置するフィルム温度が、加熱炉壁に近い部分の
フィルム温度より、高くなってしまう。この場合に、精
度よく温度調節する例としては、（イ）ヒーターとフィ
ルムとの間であって、フィルムが過熱されやすい場所に
、異なる孔径の孔を多数穿設した板状の遮蔽物を介在さ
せる方法、（ロ）、（イ）の異なる孔径の孔を穿設した
板状の遮蔽物の代わりに、複数枚の金網を介在させる方
法が知られている６　しかし、上のような（イ）の方法
、（ロ）の方法によっても、微妙な温度調節は難かしく
、介在させる遮蔽物の位置、孔径、枚数等を、状況に応
じて変更するのは容易ではない。

また、介在させる遮蔽物が熱線をさえぎるため、加熱効
率が低下する。

本発明者らは、かかる状況にあって、熱可塑性樹脂製の
フィルムまたはシート等の薄板を、−軸延伸、二軸延伸
、熱固定、コーティング、ＭＮＪ等の加工法によって目
的物とするために、所定の温度に予熱、加熱または熱処
理する際に、精度よく均一に、まｔこは特定の温度プロ
フィルをもたせて、加熱する方法を提供することを目的
として、鋭意検討した結果、発明を完成した（特願昭５
８−１８９６１７号）。

しかし、更に検討した結果、先きに完成した発明方法に
よるときは、薄板温度を所定の値にするまで長時間を要
するという難点があることがわかった。すなわち、薄板
の移送方向に複数個の輻射加熱炉を用いる場合には、薄
板の移送方向下流の加熱炉は、それより上流の加熱炉の
影響を受ける。

つ＊９、薄板移送方向の上流方向から下流方向への干渉
があり、上流にある一つの加熱炉から出た薄板温度を高
（した場合、次の加熱炉、次の次の加熱炉から出た薄板
温度も、一時的に高くなる。

上流にある加熱炉から出る薄板の温度の変動が小さい場
合には、干渉は一時的なもので、各加熱炉は対応する加
熱炉を出た直後の薄板温度にもとづき制御されるので、
やがてもとの薄板温度に戻る。しかしながら、上流にあ
る加熱炉から出る薄板の温度の変動が大きい場合には、
下流で薄板の温度がちとに戻るには、時間がかかる。

殊に、各加熱炉を同時に昇温＊たけ降温する場合、薄板
の移送方向の昇温、降温のパターンを変更する場合等に
は、薄板の温度変動が大きく、下流の加熱炉の温度調節
が困難となるという問題がある。

「発明が解決しようとした問題点」 本発明は、熱可塑性樹脂製のフィルムまたはシート等の
薄板を、所定の温度に予熱、加熱または熱処理する際に
、精度よく均一に、または特定の温度プロファイルをも
たせて、速やかに加熱する方法を提供することを目的と
している。

［問題点を解決するための手段］ しかして本発明の要旨とするところは、広幅長尺の熱可
塑性樹脂薄板を、薄板の移送方向に対して直角に配置し
た複数個の輻射加熱炉によって、連続的に加熱するにあ
たり、前記輻射加熱炉の内部には、１個ないし複数個の
ヒーターエレメントより構成されるヒーター帯な複数列
配置し、各輻射加熱炉を出た直後の薄板温度を、薄板用
温度センサーにより薄板の幅方向に複数点検出し、演算
装置を用いて、次の（Ｎ式、すなわち Ｔ′、ｊ＝ＴＨｊ＋（ＩＩｘｎの係数行列）・（ＴＰｉ
−ＴＰｘｃ）・・・・・（Ｉ）［（１）式において、Ｔ
′□ｊは加熱炉内でｊ番目のヒーター帯の温度の新しい
設定値、ＴＨｊは加熱炉内でｊ番目のヒーター帯の温度
のもとの設定値、ＴＦｉは加熱炉を出た直後に薄板の温
度を幅方向に複数点検出する時のｉ番目の位置における
薄板温度の目標値、ＴＦ−ｘｉは加熱炉を出た直後に薄
板の温度を幅方向に複数点検出する時のｉ番目の位置に
おける薄板温度の検出値、ｊは１〜ｍ、ｉは１〜ｎをそ
れぞれ意味し、（＋ａ　Ｘ　ｎの係数行列）は使用され
る輻射加熱炉の熱特性に見合った定数である。１に従っ
て、薄板温度を検出した直前の輻射加熱炉内の各ヒータ
ー帯の温度を調節し、前記複数個の輻射加熱炉を、薄板
移送方向の上流から下流にむかって順次、同様に反復調
節することを特徴とする、熱可塑性樹脂薄板の加熱方法
に存する６本発明において、熱可塑性樹脂とは、フィル
ム化またはシート化できる全ての熱可塑性樹脂をいう。

具体的には、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、オレ
フィン系樹脂、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリカ
ーボネート、アクリル系樹脂、ケイ素樹脂、フッ素樹脂
、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ
アセタール、ポリスルフォン、ポリフェニレンオキサイ
ｌ’、ｙｔ（＋７７ヱニレンサル７アイト、ポリニーチ
ルサル７オンボリアリレート、ポリエーテルイミド、ポ
リアミドイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエ
ーテルケトン、ポリイミド等があげられるが、これら例
示されたものに限定されるものではない。

薄板とは、フィルムまたはシートであって、厚さ０、５
ミクロン〜数ミリメートルのものをいう。

本発明の加熱方法が適用できるのは、熱可塑性樹脂製の
フィルムまたはシートを、−軸延伸、二軸延伸する際、
結晶性フィルムまたはシートを延伸した後に熱固定する
際、フィルムまたはシートに塗布液を塗布して乾燥する
際、フィルムまたはシートにＭｔ層物を積層する際、フ
ィルムまたはシートを差圧成形法によって成形品とする
際等である。

以下、本発明を図面にもとづいて詳細に説明するが、本
発明はその要旨を超えない限り、以下の例に限定される
ものではない。

ｔｊＳ１図は、本発明方法によって熱可塑性樹脂薄板を
加熱している状態の一例を示す概略斜視図、第２図は輻
射加熱炉内のヒーターエレメントの配置例を示す平面略
図、Ｐｔ５ａ図、ｌｎ４図は温度制御機構を示す概略図
、第５図は、実施例のフィルム温度プロファイルを示し
、同図（イ）は温度制御機構作動前のもの、（ロ）は作
動後６０分経過後のものを示す。第６図は、輻射加熱の
原理を示す概念図、第７図は、輻射加熱炉内での複数個
のヒーターの干渉状態を示す概念図である。

図において、１１，３１，４１．６１．７１はそれぞれ
被加熱薄板、１２ａ〜ｒ、３２ａ〜ｆ、４２ａ’−ｆは
ｉ射加熱炉、２１．６２．７２はそれぞれヒーター、１
−３　ａ”ｖｆ、　３３　ａ〜ｆ、４３ａ〜ｆはそれぞ
れ薄板温度計、３４ａ〜Ｆ、４４ａ〜ｆはそれぞれ演算
装置、４５は主演算装置、２２は温度センサー、２３は
加熱炉壁、１１’、３１’、４１’はそれぞれ二軸延伸
された薄板、７３は熱反射板、７４はクリップ、７５は
クリップレール、矢印は薄板の移送方向をそれぞれ示す
。

本発明方法は、広幅、長尺の熱可塑性樹脂薄板を加熱す
る際に活用される。本発明方法においては、被加熱薄板
を加熱する際に、複数個の輻射加熱炉を用いる。輻射加
熱炉を複数個組み合せて使用するのは、被加熱薄板を、
徐々に加熱するのに好ましいからである。

複数個の輻射加熱炉は、第１図に斜視図としで示したよ
うに、被加熱薄板の移送路に、適宜の間隔をおいて配置
するのがよい。なお、第１図に示した例は、本発明の加
熱方法を、薄板を二軸延伸する工程に適用した例を示す
。被加熱薄板は、箔１図に示したように、各輻射加熱炉
の中央部を通過させるのが好ましい。

輻射加熱炉には、この中を通過させる被加熱薄板を挟ん
で、上側および／＊たけ下側に、ヒーター帯を配置する
。ヒーター帯は、１個ないし複数個のヒーターエレメン
トによって構成する。ヒーターエレメントが長いときは
、１個のヒーターエレメントによって１列のヒーター帯
を構成させでもよい。ヒーターエレメントが矩いときは
、複数校本のヒーターエレメントを、薄板の移送方向に
対して直角に複数本並べ、全体としては薄板の移送方向
と平行方向のヒーター帯とする。輻射加熱炉には、この
ような薄板の移送方向と平行なヒーター帯を複数列配置
する。

ｆ５２図は、１個のヒーターエレメントにより１列のヒ
ーター帯を形成し、このヒーター帯を薄板の幅方向に複
数列配置した輻射加熱炉の例を示す。

ヒーターエレメントを、被加熱薄板の上側または下側の
一方のみに設置する場合は、ヒーターエレメントを設置
しない側に、熱線反射板を配置するのがよい。熱線反射
板としては、アルミニウム薄板、金、銀、アルミニウム
等を蒸着した金属板があげられる。

使用できるヒーターエレメントは、赤外線または遠赤外
線領域の熱線を発生する゛発熱体であればよい。

具体的には、赤外線ランプ、赤外線ヒーター、遠赤外線
ヒーター等があげられるが、これら例示したものに限定
されるものではない。これらヒーターエレメントの熱線
を被加熱薄板に効率よく輻射するために、熱線反射笠を
組み合せ用いるのがよい。

なお、輻射加熱炉の加熱効率を高めるために、炉壁は金
属材料より調製し、内壁は熱線を反射するように鏡面仕
上げとするが、またはアルミニウム箔のような材料で被
覆しておくのがよい。また炉壁面から放熱を防ぐために
、炉壁外側を断熱材で被覆するのが好ましい。

輻射加熱炉内に配置されるヒーター帯には、１列のヒー
ター帯に対して、１個の温度センサーを配置する。この
温度センサーは、ヒーターエレメントの表面近くに配置
し、配置された場所における温度を測定し、この測定値
は、温度調節器内で、ヒータ一温度設定値と比較され、
ヒーターの出力（電圧または電流）を調節するために活
用される。

温度センサーとしては、熱電対、白金抵抗体等があげら
れる。

本発明によるときは、各輻射加熱炉を出た直後であって
被加熱薄板の温度を薄板の幅方向に複数点検出し、この
検出温度に基づき演算装置を用いて、薄板温度を検出し
た直前の輻射加熱炉内のヒーター帯の温度を調節する。

検出された被加熱薄板の温度の測定値は、演算。

装置内で、薄板温度の目標値と比較され、ヒーター帯の
出力（電圧または電流）を調節するために活用される。

薄板温度を検出する箇所は、輻射加熱炉を出た直後とす
るが、これは薄板温度の検出値が輻射加熱炉の影響（ヒ
ーターエレメントからの熱線、炉内で反射する熱線等に
起因する。）をうけないようにするためである。薄板温
度の検出箇所は、輻射加熱炉の薄板出口との間隔は、輻
射加熱炉の構造、特に薄板が通過するために設けられて
いる上下の加熱炉壁間の隙間、被加熱薄板の移送速度等
に応じて決定するのが好ましく、３へ、２０ｃＩ１１の
範囲から選ぶことができる。

薄板上の温度測定、ｄは、薄板の巾方向に複数点とする
のがよい。特に、薄板が中広である場合、特定の温度プ
ロフィルをもたせたい場合には、多くの点で測定するの
がよい、薄板温度を検出するためには、薄板用温度計を
泪いるが、この薄板用温度計は、被加熱薄板の上側、下
側のどちらに設置してもよい。

薄板用温度計としては、赤外線温度計、放射（輻射）温
度計等があげられ、−箇所（１１板の移送方向に直角の
方向に測定する１つの直線状場所をいう、）に２台以上
設置してもよい、温度計は、スポット型（点測定）のも
のに首振り機構を付加したもの、スキャン型（線測定）
のものであってもよいし、直線状に赤外線センサーを並
べたもの（リニア７レイ）であってもよい。

本発明者らの実験によれば、上記の構造の輻射加熱炉を
用いて、輻射加熱炉内のヒーターエレメントの出力を制
御する際に、複数個の輻射加熱炉を、薄板移送方向の上
流から下流に向って順に、次の（Ｉ）式、すなわち Ｔ’Ｈ３＝ＴＨｊ＋（ｍ　Ｘ　ｎの係数行列）・（Ｔｐ
；　−ＴＦｙ；　ｌ・・・・・・・（Ｉ）［（Ｉ）式に
おいて、Ｔ′づ　は加熱炉内でｊ′ａ目のヒーター帯の
温度の新しい設定値、Ｔ　、４ｊは加熱炉内で５番目の
ヒーター帯の温度のもとの設定値、ＴＰＬは加熱炉を出
た直後に薄板の温度を幅方向に複数点検出する時のｉ番
目の位置における薄板温度の目標値、Ｔｔ’ｘｔ　　は
加熱炉を出た直後に薄板の温度を幅方向に複数点検出す
る時のｉ番目の位置における薄板温度の検出値、ｊは１
〜Ｉｆｉ、ｉは１〜ｎをそれぞれ意味し、（ＩＩＩＸ　
ｎの係数行列）は使用される輻射加熱炉の熱特性に見合
った定数である。］に従って調節し、かつ、この調節を
、薄板移送方向の上流から下流にかけて、反復するのが
よいことが判った。

（１）式において、Ｔ　ＦＸ；　　は、ｆ５３図に示し
た場合には、薄板温度計３３ａ（加熱炉の位置に応じ３
３ｂ〜ｆであってよい。）によって測定した薄板温度の
検出値で、事前に計算や実験等で定めた薄板温度の目標
値ＴＰ１　との差を、演算装置３４ａで演算し、薄板温
度偏差とし、さらにこの偏差にｍ×ｎの係数行列を剰じ
、これをヒーター帯の温度のもとの設定値に加算して、
ヒーター帯の温度の新しい設定値とする。このヒーター
帯の新しい設定値は、温度調節器に送られる。温度調節
器では、ヒータ一温度実測値ａと、ヒータ一温度設定値
すとが対比され、ａ＜ｂのときは、ヒータ一温度実測値
ａを上昇させるようにヒーター出力（電圧または電流）
が変更される。上とは逆にａ＞ｂのときは、ヒータ一温
度実測値ａを降下させるように、ヒーター出力が変更さ
れる。

本発明方法によるときは、薄板移送方向の最も上流の加
熱炉の調節をまず行なう。この間、これより下流の加熱
炉のヒーター帯の温度設定は固定しておく、最も上流の
加熱炉から出た直後の薄板温度が目標値とほぼ等しくな
り安定した時点で、次の下流の加熱炉（第３図の場合に
は３２ｂ）の調節を、最も上流の加熱炉の場合と同様に
して行なう。第２番目の加熱炉の調節は、第２番目の加
熱炉から出た直後の薄板温度が目標値とほぼ等しく安定
するまで行なう。ついで、第３番目の加熱炉の調節に移
り、以後同様の手順で、順次下流の加熱炉の調節を行な
う。

最も下流に配置された加熱炉の制御調節を終了して、加
熱炉全体のヒーター帯のセットを完了する。そして薄板
の加熱操作を継続すると、経時的に平衡は徐々にずれる
ことがある。しかし、最下流にある加熱炉の調節が終了
したとき最も上流の加熱炉にもどって、上と同様に順次
調節することを反復すれば、薄板温度は所望の温度範囲
に調節することができる。

ｖＳ３図に示した例では、演算装置３４ａ〜ｆを薄板の
移送方向に直列に接続し、矢印の方向に順次指令を送る
ようにし、指令を受けた演算装置のみ制御動作を行ない
、他の演Ｗ、装置ではヒーター帯の温度の設定値を維持
するようにするのがよい。

第４図に示した例では、各演算装置４４ａ〜ｆを主演算
装置４５に接続した例を示す。

（１）式におけるＴ）ＱＳＴｐＨ１Ｔ８．は、それぞれ
薄板の幅方向に計算したり、実測したりして求めること
ができる。Ｔ′Ｈｊ　は、演算装ｒ！１３４ａ〜ｆ１４
４ａ〜ｆ内で、演算処理して算出される。演算装ｒ１３
４ａ〜ｆ、４４ａ〜ｆとしては、マイクロコンピュータ
、パーソナルコンピュータ、ミニコンピユータ等が用い
られる。ヒーター帯の温度調節のためには、演算装置と
通信する機能を有する各種温度調節器（コントローラ、
ＤＤＣコントローラ、マルチループコントローラ）を用
いる。また、この温度調節器は別の演算装置で代用する
こともできる。制御するためには、オン−オフ制御方式
、Ｐ制御方式（偏差に比例して、動作量を与える比例動
作フィードバック制御方式）、Ｐｒ制御方式［Ｐ制御方
式と、■制御方式（偏差値の積分値を動作量として与え
る積分動作フィードバック！Ｉｎ方式）との２つの制御
動作を組み介せた制御方式］、ＰＩＤ制御方式［Ｐｒ制
御方式に、更にＤ制御方式（偏差値の微分値を動作量と
して与える微分動作フィードバック制御方式）との３つ
の制御動作を組み合せた制御方式Ｊのいずれの方式によ
ってもよい。

前記（１）式における（ｍ　Ｘ　ｎの係数行列）は、使
用される輻射加熱炉について数値計算（シミュレーン１
ン）または実験、もしくは数値計算と実験の組み合せと
を繰り返して、求めることができる。瞳は薄板の幅方向
と直角の方向に複数列配置するヒーター帯の数、ｎは薄
板の幅方向に複数、α検出する薄板温度の測定点の数で
ある。

次に、（ａｉ　Ｘ　ｎの係数行列）を求める手順を説明
する。

（ｉ）　＊ず、数値計算を行って、行列要素のおおよそ
の見当をつける。

（ｉｉ）　　つぎに、輻射加熱炉内に薄板を通過させな
がら、最適な制御が行なわれるように、数値を変更する
。

数値計算は、次のように行なわれる。

被加熱薄板の幅方向にヒーターを１〜鐘個並べて一列と
し、このヒーターの直下の薄板の温度を１〜ｎ点で測定
するとし、ヒーター相互の間隔をｄ、ヒーターと薄板と
の距離を１としたとき（１７図参照）、ｊの位置にある
ヒーターから薄板上のｉの位置に達する輻射エネルギー
Ｑｉｊは、次の（ＩＩ）式で表わされる。

［（■）式において、Ｔｊはヒータ一温度、Ｔｉは薄板
の温度で、θはｊの位置にあるヒーターから発射される
輻射熱が、薄板上のｉの位置に達する際に形成する角度
であり、ヒーター、薄板ともに魚体であるとの仮定でσ
はボルツマン定数である６］このうち、ｉとｊとの位置
関係により変化する部分は、次の（ＩＩＩ）式で表わさ
れる。

Ｋｉｊは、形態係数と称されるものであり、ｉ＝１、・
・・ｎ％ｊ＝１、・・・信のとき、ｎｘＩｌｌの行列と
なる。（■）式は、ｊの位置にあるヒーターが、ｉの位
置にある薄板温度に影響する度合を示してい″る。ヒー
タ一温度の微小変化分ΔＴＨｊ　　と薄板温度の微小変
化分ΔＴＦことは、温度平衡のごく近くでは、ＫＬｊ　
　を用いて、 八Ｔ　傘Ｃ［Ｋ・・１・ΔＴＨ・　　・・・（ＩＶ）Ｆ
ｉ　　　　　　　　リ　　　　　　　」巨■）式におい
て、Ｃは常数である。１と近似することができる。二の
Ｋｌｊ　　の逆什列を求めると、次の（Ｖ）式 ％式％（） ［（Ｖ）式において、Ｃ゛は常数である。］のとおりで
あり、［Ｋ、ｊド１は前記（１）式の（ａｅ×ｎの係数
行列）に一致する。実際に使用される輻射加熱炉のｊの
数、ｉの数、ｄ、　Ｉ　を前記（Ｉ［［）式に入れて［
Ｋ・・］、［Ｋｊｊド１を計算する。この計算値す が小数点を有する実数となったときは、計算の便宜のた
め小数、ζ以下をカットして整数値に修正し、計算する
のが好ましい。

こうした数値計算によって得られる係数行列を演算装置
に記憶させ、実際に輻射加熱炉に被加熱薄板を通過させ
て温度調節制御試験を行なうと、薄板温度の実測値が薄
板温度の目標値と一致して設 いないにもかかわらず、ヒータ一温度詔定値ＴＨｊが変
化しないという不都合な場合が生ずる。このような場合
には、＋ｉ×ｎの係数行列の数値を若干修正し、実験を
繰り返し、好ましいｍ×ｎの係数行列を定めればよい。

「発明の効果」 本発明は、次のように特別に顕著な効果を奏し、その工
業的利用価値は極めて大である。

（１）被加熱薄板を、ヒーターを複数個の輻射加熱炉に
よって従来の方式により加熱する場合には、薄板移送方
向の上流側に設置された加熱炉の下流側への干渉があり
、被加熱薄板の温度を均一に、精度よ（調節、制御する
ことは困難であったが、本発明方法によるときは、加熱
炉間の干渉を軽減することができ、薄板温度を均一に、
また特定の温度プロファイルをもたせて、極めて精度よ
く調節、制御することができる。

（２）被加熱薄板を、複数個の輻射加熱炉を同時に制御
作動させる従来の方式により加熱する場合には、薄板温
度変動が大きいと、制御困難な場合が生じたが、本発明
方法によるときは、制御可能であり、１４節不能になる
ことがない。

（３）　本発明方法によるときは、被加熱薄板を高速で
移送する際にも、複数個の輻射加熱炉によって、段階的
に、所望の温度に容易に加熱することができる。

（４）本発明方法によるときは、従来の輻射加熱炉にお
ける制御のように、遮蔽板を介在させないので、加熱効
率に優れ、微妙な温度調節も容易である。

「実施例」 以下、本発明を、実施例にもとづいて詳細に説明するが
、本発明は、その要皆を超えない限り、以下の例に限定
されるものではない。

実施例 ［ポリアミドフィルムの延伸、熱固定に、本発明方法を
適用した例、］ ポリアミド（三菱化成工業（株）社製、ツバミツド１０
２０Ｊ）を、通常の押出機によって溶融し、グイ、キャ
スティングロールによってシート化した。このシートを
、まず、縦延伸ロール群により縦方向に延伸した。

この上うに縦方向にのみ延伸したフィルムを、第１図の
■から矢印の方向に移送し、６個の輻射加熱炉を通過さ
せ、予熱、延伸、熱固定を什なった。ｆｆ１１図のにお
けるフィルムは、幅６００ｅｎ＋、厚さ５０ミクロンで
あり、第１図■におけるフィルムは幅２，０００ｍｍ、
厚さ１５ミクロンである。

６個の輻射加熱炉は、ＩＥｌの加熱炉はフィルムの予熱
用に、第２、第３の加熱炉は延伸工程の加熱用に、第４
〜第６の加熱炉は蓋伸したフィルムの熱固定用に、それ
ぞれ設置されている。

各加熱炉は、長さ１５０ｃｍの遠赤外線ヒーター（万態
ヒーター（株）社製、ラジアントヒーター、２００Ｖ−
２ＫＷ）を、相互の間隔を１０ｃｓｅとし、フィルムの
上側のみに第２図に平面図として示したように配置し、
フィルムの下側にはアルミニウム箔を貼りつけた鉄板を
反射板として配置し、構成した。各遠赤外線ヒーターに
は、各ヒーターに接触させて熱電対を配置し、２０本の
ヒーターがそれぞれ自動温調を行なうようにした。温調
のためには、マルチループコントローラ（理化工業（株
）社製、ＲＥＸ−２２０００）を用い、温度制御のため
には、ＰＩＤ制御方式を採用した。

各輻射加熱炉のフィルム出口側には、フィルム面上２ｍ
の位置に放射温度計（（株）千野製作所製、パイロスキ
ャナ）を設置し、炉の出口附近のフィルム温度を測定し
た。フィルム温度測定点は、フィルムの幅方向に１０ｃ
ｍ間隔で測定し、１秒ごとに測定し、演算装置内に取り
こんだ。

輻射加熱炉、放射温度計、演算装置は６系統とし、それ
ぞれを第４図のように接続し、６個の演算装置（４４１
〜ｆ）は主演算装置４５に接続した。

主演算装置４５は、６個の演算装置の１個に指示を送り
、指示を受けた演算装置では、フィルム温度が目標値に
等しくなるように調節を開始する。

温度調節するため作動中の演算装置では、フィルム温度
の実測値と目標値との差の絶対値を、フィルム幅方向に
積分した値（第５図（イ）で斜線を付した部分）を計算
し、この計算値が特定値以上であるときは、次の（１）
式により数値演算を行ない、作動中の演算装置に接続さ
れた加熱炉の設定値を修正しながら、自動温度調節、制
御を行なった。

Ｔ″Ｈ１＝　ＴＨｊ＋　（ｗ＋Ｘ　ｎの係数行列）・（
ＴＦご−ＴＦよに）　　　・・・（１）ｉ＝１〜２０ ｊ＝１〜２０ 上記ＣＩ）式において、（ｍ×ｎの係数行列）は先きに
詳述した方法に従って整数値とし、実験結果を勘案して
定めたもので、次のようになる。

フィルム温度の実測値と目標値との差の絶対値を、フィ
ルム幅方向に積分した値（第５図（イ）で斜線を付した
部分）が特定値以下となったとき、主演算装置４５は次
の系統の演算装置に指示を送らせ作動させ、演算装置に
接続された加熱炉の設定値を修正しながら、上と同様の
手順で、自動温度調節、制御を行なった。

上と同様の手順で、順次下流の加熱炉の自動温度調節、
制御を行なった。最下流の６系統目の調節が終了したと
き、主演算装置４５は、再び最上流の１系統目の演算装
置に指示を送り、自動温度調節、制御を行なった。以後
、同様の手順を繰り返して、自動温度調節、制御を行な
った。

＄１表に、本実施例の場合の温度制御状況を示す０区分
Ａは、フィルム温度の粗い設定を示し、区分Ｂは本発明
方法で調節、制御を開始してから約６０分間経過後のフ
ィルム温度設定値を示す。

第５図は、本実施例によってフィルム温度を制御してい
る途中の、加熱炉４２Ｃから出た直後のフィルム幅方向
の温度プロファイルを示し、（イ）は温度、制御を開始
する前の状態であり、（ロ）は本発明方法で調節、制御
を開始してから約６０分経過後の温度プロファイルを示
す。第５図においで、点線はフィルム温度の目標値であ
り、実線は実測値である。

第　　１　　表 第１表および第１図より、本発明方法に従って加熱する
場合は、極めて良好な精度で、フィルム温度を目標値に
昇温できることが、明らかとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法によって熱可塑性樹脂薄板を加熱
している状態の一例を示す概略斜視図、ｆｊＳ２図は輻
射加熱炉内のヒーターエレメントの配置例を示す平面略
図、Ｍ＆３図、第４図は、温度制御機構を示す概略図、
第５図は、実施例のフィルム温度のプロファイルを示し
、同図（イ）は温度制御機構作動前のもの、（ロ）は作
動後６０分経過後のものを示す。第６図は、輻射加熱の
原理を示す概念図、ｆｊＩＪ７図は、輻射加熱炉内での
複数個のヒーターの干渉状態を示す概念図である。 図において、１１，３１，４１．６１，７１はそれぞれ
被加熱薄板、１２ａ”−ｆ、２１．３２ａ〜ｒ、４２ａ
〜ｆはそれぞれ輻射加熱炉、２１．６２．７２はそれぞ
れヒーター、１３ａ〜ｆ、　３３　ａ〜ｆ、　４３　ａ
〜ｆはそれぞれ薄板温度計、２２は温度センサー、２３
は加熱炉壁、３４ａ〜Ｆ、４４ａ〜Ｆはそれぞれ演算装
置、１１°、３１’、４１’はそれぞれ二軸延伸された
薄板、７３は熱反射板、７４はクリップ、７５はクリッ
プレール、矢印は薄板の移送方向をそれぞれ示す。 出願人　三隻モンサント化成株式会社 代理人　弁理士　　　長径用　　− （ほか１名） 第１図 晃２匡 第３図 第４２ 第５凪 （イ） フィルムや方向 フィルム巾方向

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）広幅長尺の熱可塑性樹脂薄板を、薄板の移送方向
   に対して直角に配置した複数個の輻射加熱炉によって、
   連続的に加熱するにあたり、前記輻射加熱炉の内部には
   、１個ないし複数個のヒーターエレメントより構成され
   るヒーター帯を複数列配置し、各輻射加熱炉を出た直後
   の薄板温度を、薄板用温度センサーにより薄板の幅方向
   に複数点検出し、演算装置を用いて、次の（ I ）式、
   すなわち Ｔ′＿Ｈ＿ｊ＝Ｔ＿Ｈ＿ｊ＋（ｍ×ｎの係数行列）・｛
   Ｔ＿Ｆ＿ｉ−Ｔ＿Ｆ＿ｉ｝・・・・（ I ）［（ I ）式
   において、Ｔ′＿Ｈ＿ｊは加熱炉内でｊ番目のヒーター
   帯の温度の新しい設定値、Ｔ＿Ｈ＿ｊは加熱炉内でｊ番
   目のヒーター帯の温度のもとの設定値、Ｔ＿Ｆ＿ｉは加
   熱炉を出た直後に薄板の温度を幅方向に複数個検出する
   時のｉ番目の位置における薄板温度の目標値、Ｔ＿Ｆ＿
   ｘ＿ｉは加熱炉を出た直後に薄板の温度を幅方向に複数
   点検出する時のｉ番目の位置における薄板温度の検出値
   、ｊは１〜ｍ、ｉは１〜ｎをそれぞれ意味し、（ｍ×ｎ
   の係数行列）は使用される輻射加熱炉の熱特性に見合っ
   た定数である。］ に従って、薄板温度を検出した直前の輻射加熱炉内の各
   ヒーター帯の温度を調節し、前記複数個の輻射加熱炉を
   、薄板移送方向の上流から下流にむかって、順次、同様
   に反復調節することを特徴とする、熱可塑性樹脂薄板の
   加熱方法。