(57)【要約】【課題】ダイの先端のダイリップの部分の温度制御の精度を高めることを目的とする。【解決手段】ヒータ温度検出用センサ１２によって検出されるヒータ近傍の検出温度ＰＶｓとヒータ近傍用の目標温度ＳＰｓとに基づいて、ヒータに対する制御出力ＭＶを決定する二次ループと、ダイリップ温度検出用センサ１３によって検出されるダイリップ近傍の検出温度ＰＶｍとダイリップ近傍用の目標温度ＳＰｍとに基づいて、前記二次ループに対する前記ヒータ近傍用の目標温度ＳＰｓを決定する一次ループとを構成して、カスケード制御を行うようにしている。【選択図】図４
2010012675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータが配設されるとともに、ダイリップから溶融した樹脂を吐出するダイの温度を制御する方法であって、
ダイリップ近傍のダイの温度または樹脂の温度を検出してダイの温度を制御することを特徴とするダイの温度制御方法。
【請求項２】
前記ダイリップ近傍に、耐熱テープで着脱可能に貼着した温度センサによってダイリップ近傍のダイの温度を検出する請求項１に記載のダイの温度制御方法。
【請求項３】
前記ダイリップから吐出される樹脂の温度を、放射温度計で検出する請求項１に記載のダイの温度制御方法。
【請求項４】
複数のヒータおよび各ヒータ近傍の温度を検出する複数のヒータ温度検出用センサが配設されるとともに、ダイリップから溶融した樹脂を吐出するダイの温度を制御する方法であって、
前記ダイリップ近傍に、複数のダイリップ温度検出用センサを配設し、
前記ヒータ温度検出用センサによって検出されるヒータ近傍の検出温度とヒータ近傍用の目標温度とに基づいて、前記ヒータに対する制御出力を決定する副ループと、前記ダイリップ温度検出用センサによって検出されるダイリップ近傍の検出温度とダイリップ近傍用の目標温度とに基づいて、前記副ループに対する前記ヒータ近傍用の目標温度を決定する主ループとを構成して、カスケード制御を行うことを特徴とするダイの温度制御方法。
【請求項５】
前記ダイリップ温度検出用センサを、耐熱テープによってダイリップ近傍に着脱可能に貼着する請求項４に記載のダイの温度制御方法。
【請求項６】
前記樹脂の成形条件毎に、前記カスケード制御を行って、前記ヒータ近傍用の目標温度を決定して記憶手段に格納する調整工程と、
前記ダイリップ温度検出用センサを取り外し、格納した前記ヒータ近傍用の目標温度を用いて前記副ループのみによる温度制御を行う運用工程と、  
を備える請求項５に記載のダイの温度制御方法。
【請求項７】
前記主ループおよび前記副ループの少なくとも一方のループのコントローラが、前記温度検出用センサの複数の検出温度を、複数の検出温度に基づく傾斜温度および代表的な代表温度に変換し、前記傾斜温度および前記代表温度を制御量として制御する請求項４ないし６のいずれか一項に記載のダイの温度制御方法。
【請求項８】
前記ダイが、Ｔダイである請求項１ないし７のいずれか一項に記載のダイの温度制御方法。
【請求項９】
複数のヒータおよび各ヒータ近傍の温度を検出する複数のヒータ温度検出用センサが配設されるとともに、ダイリップから溶融した樹脂を吐出するダイの温度を制御する温度調節器であって、
前記ダイリップ近傍に配設されたダイリップ温度検出用センサによって検出されるダイリップ近傍の検出温度が、ダイリップ近傍用の目標温度になるように、ヒータ近傍用の目標温度を決定する主コントローラ、および、前記ヒータ温度検出用センサによって検出されるヒータ近傍の検出温度が、前記主コントローラからの前記ヒータ近傍用の目標温度になるように、前記ヒータに対する制御出力を決定する副コントローラの少なくとも一方のコントローラを備えることを特徴とする温度調節器。
【請求項１０】
前記両コントローラの内の前記副コントローラを備えるとともに、前記主コントローラで決定された前記ヒータ近傍用の目標温度が格納される記憶手段を備え、
前記副コントローラは、前記ヒータ温度検出用センサによって検出されるヒータ近傍の検出温度が、前記記憶手段に格納されたヒータ近傍用の目標温度になるように、前記ヒータに対する制御出力を決定する請求項９に記載の温度調節器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂などからなるシートやフィルムの成形に使用されるＴダイ（フラットダイ）などの温度を制御する方法および温度調節器に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂のフィルムやシートの製造方法として、スリット状のダイリップを有するＴダイから、溶融樹脂を押出して吐出させ、フィルムやシート状に成形し、冷却ロールで固化させて引き取るＴダイ法が広く実施されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３５３３１０１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
Ｔダイは、フィルムやシートを成形するために、幅広の平板状となっており、押し出し機から流入した溶融樹脂が、マニホールドによって幅方向に拡大して流れ、先端のスリット状のダイリップから吐出される。
【０００４】
Ｔダイの温度は、溶融樹脂の粘度、したがって、溶融樹脂の流れと密接に関連しており、このため、Ｔダイから吐出されるフィルム等の幅方向の厚みが均一になるように、ヒータおよび温度センサをＴダイの幅方向に沿って複数設置してＴダイの温度を制御している。
【０００５】
しかしながら、Ｔダイには、押し出し機から流入した溶融樹脂が、均一に幅方向に広がるようにマニホールドなどの流路が形成されており、また、先端のダイリップの部分に、温度センサ等を装着するための取付孔などの加工を施すのが好ましくないために、前記ヒータや温度センサの設置位置が制約され、先端のダイリップから離れた位置に設置されて温度制御が行われている。
【０００６】
このため、ダイリップから離れた位置の温度制御が正常になされている状態であっても、先端のダイリップの部分の温度分布が不均一になり、ダイリップから吐出されるフィルム等の幅方向の厚みにばらつきを生じるという課題がある。
【０００７】
また、複数のヒータおよび複数の温度センサを、Ｔダイの幅方向に沿って複数設置して温度制御する、いわゆる複数チャンネルの温度制御となるために、或るチャンネルのヒータの発熱量を変化させると、隣接するチャンネルの温度が変化するという干渉が生じ、安定した温度制御が容易でないという課題もある。
【０００８】
本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、ダイの先端のダイリップの部分の温度制御の精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明のダイの温度制御方法は、ヒータが配設されるとともに、ダイリップから溶融した樹脂を吐出するダイの温度を制御する方法であって、ダイリップ近傍のダイの温度または樹脂の温度を検出してダイの温度を制御するものである。
【００１０】
本発明のダイの温度制御方法によると、ダイリップ近傍のダイまたはダイリップ近傍の樹脂の温度を検出してダイの温度を制御するので、ダイリップから離れた位置の温度を検出してダイの温度を制御する従来例に比べて、ダイリップ近傍の温度制御の精度を高めることができ、これによって、ダイリップから吐出されるフィルム状やシート状の樹脂の厚みのばらつきを低減することができる。
【００１１】
（２）本発明のダイの温度制御方法の一つの実施形態では、前記ダイリップ近傍に、耐熱テープで着脱可能に貼着した温度センサによってダイリップ近傍のダイの温度を検出するものである。
【００１２】
この実施形態によると、ダイリップ近傍に、温度センサを取り付ける取付孔などを形成するための加工を施すことなく、既存のダイに対しても、温度センサを貼着してダイリップ近傍の温度を容易に検出することができる。
【００１３】
他の実施形態として、耐熱テープに代えて、耐熱性の接着剤などを用いて着脱可能に貼着してもよいし、あるいは、ダイに設けられている既存のネジ孔等を利用して着脱可能に取り付けてもよく、ダイに特別の加工を施すことなく、着脱可能に取り付けるのが好ましい。
【００１４】
（３）本発明のダイの温度制御方法の他の実施形態では、前記ダイリップから吐出される樹脂の温度を、放射温度計で検出するものである。
【００１５】
この実施形態によると、ダイリップ近傍に接触式の温度センサを設置することなく、非接触でダイリップ近傍の樹脂の温度を検出することができる。
【００１６】
（４）本発明のダイの温度制御方法は、複数のヒータおよび各ヒータ近傍の温度を検出する複数のヒータ温度検出用センサが配設されるとともに、ダイリップから溶融した樹脂を吐出するダイの温度を制御する方法であって、前記ダイリップ近傍に、複数のダイリップ温度検出用センサを配設し、前記ヒータ温度検出用センサによって検出されるヒータ近傍の検出温度とヒータ近傍用の目標温度とに基づいて、前記ヒータに対する制御出力を決定する副ループと、前記ダイリップ温度検出用センサによって検出されるダイリップ近傍の検出温度とダイリップ近傍用の目標温度とに基づいて、前記副ループに対する前記ヒータ近傍用の目標温度を決定する主ループとを構成して、カスケード制御を行うものである。
【００１７】
本発明のダイの温度制御方法によると、主ループによって、ダイリップ近傍の検出温度が、ダイリップ近傍用の目標温度に一致するように、ヒータ近傍用の目標温度を決定し、副ループでは、ヒータ近傍の検出温度が、主ループによって決定されるヒータ近傍用の目標温度に一致するように、ヒータを制御するので、ダイリップ近傍の検出温度を、ダイリップ近傍用の目標温度に制御することが可能となり、ダイリップから離れた位置の温度を検出してダイの温度を制御する従来例に比べて、ダイリップ近傍の温度を精度よく制御できることになり、これによって、ダイリップから吐出されるフィルム状やシート状の樹脂の厚みのばらつきを低減することができる。
【００１８】
（５）本発明のダイの温度制御方法の一つの実施形態では、前記ダイリップ温度検出用センサを、耐熱テープによってダイリップ近傍に着脱可能に貼着する。
【００１９】
この実施形態によると、ダイリップ近傍に、温度センサを取り付ける取付孔などを形成するための加工を施すことなく、既存のダイに対しても、温度センサを貼着してダイリップ近傍の温度を容易に検出することができる。
【００２０】
（６）上記（５）の実施形態では、前記樹脂の成形条件毎に、前記カスケード制御を行って、前記ヒータ近傍用の目標温度を決定して記憶手段に格納する調整工程と、前記ダイリップ温度検出用センサを取り外し、格納した前記ヒータ近傍用の目標温度を用いて前記副ループのみによる温度制御を行う運用工程とを備えている。
【００２１】
この実施形態によると、調整工程において、樹脂の種類や樹脂の送り速度などの成形条件毎に、カスケード制御を行って、ダイリップ近傍の検出温度を、ダイリップ近傍用の目標温度に一致させるためのヒータ近傍用の目標温度を決定して記憶手段に格納し、その後の運用工程では、ダイリップ温度検出用センサを取り外して、従来と同様に、ダイリップから離れた位置のヒータおよびヒータ温度検出用センサを用いて、ヒータ近傍の検出温度を、格納したヒータ近傍用の目標温度に一致させるように副ループのみによる温度制御を行うことにより、ダイリップ近傍の温度を制御することができる。
【００２２】
（７）本発明のダイの温度制御方法の他の実施形態では、前記主ループおよび前記副ループの少なくとも一方のループのコントローラが、前記温度検出用センサの複数の検出温度を、複数の検出温度に基づく傾斜温度および代表的な代表温度に変換し、前記傾斜温度および前記代表温度を制御量として制御するものである。
【００２３】
代表温度とは、検出対象の温度を代表的に示す温度をいい、例えば、検出対象の平均温度、ある位置（例えば中央位置）における温度などをいう。
【００２４】
傾斜温度とは、温度の勾配、すなわち、温度差をいう。
【００２５】
この実施形態によると、傾斜温度および代表温度を制御量として制御する傾斜温度制御を行うので、後述のように干渉を抑制してダイリップ近傍の温度を均一に制御することができる。
【００２６】
（８）本発明のダイの温度制御方法の他の実施形態では、前記ダイが、Ｔダイである。
【００２７】
この実施形態によると、幅方向に長いＴダイのダイリップ近傍の温度を精度よく制御して、ダイリップから吐出されるフィルム状やシート状の樹脂の厚みの幅方向のばらつきを低減できる。
【００２８】
（９）本発明の温度調節器は、複数のヒータおよび各ヒータ近傍の温度を検出する複数のヒータ温度検出用センサが配設されるとともに、ダイリップから溶融した樹脂を吐出するダイの温度を制御する温度調節器であって、前記ダイリップ近傍に配設されたダイリップ温度検出用センサによって検出されるダイリップ近傍の検出温度が、ダイリップ近傍用の目標温度になるように、ヒータ近傍用の目標温度を決定する主コントローラ、および、前記ヒータ温度検出用センサによって検出されるヒータ近傍の検出温度が、前記主コントローラからのヒータ近傍用の目標温度になるように、前記ヒータに対する制御出力を決定する副コントローラの少なくとも一方のコントローラを備えている。
【００２９】
温度調節器が、主コントローラのみ、あるいは、副コントローラのみをそれぞれ備えている場合には、各コントローラをそれぞれ備える二つの温度調節器同士を接続して、カスケード制御を行うのが好ましい。
【００３０】
本発明の温度調節器によれば、主コントローラによって、ダイリップ近傍の検出温度がダイリップ近傍用の目標温度に一致するように、ヒータ近傍用の目標温度を決定し、副コントローラでは、ヒータ近傍の検出温度が、主ループによって決定されるヒータ近傍用の目標温度に一致するように、ヒータを制御するカスケード制御を行うので、ダイリップ近傍の検出温度を、ダイリップ近傍用の目標温度に制御することが可能となり、ダイリップから離れた位置の温度を検出してダイの温度を制御する従来例に比べて、ダイリップ近傍の温度を精度よく制御できることになり、これによって、ダイリップから吐出されるフィルム状やシート状の樹脂の厚みのばらつきを低減することができる。
【００３１】
（１０）本発明の温度調節器の一つの実施形態では、前記両コントローラの内の副コントローラを備えるとともに、前記主コントローラで決定された前記ヒータ近傍用の目標温度が格納される記憶手段を備え、前記副コントローラは、前記ヒータ温度検出用センサによって検出されるヒータ近傍の検出温度が、前記記憶手段に格納されたヒータ近傍用の目標温度になるように、前記ヒータに対する制御出力を決定するものである。
【００３２】
主コントローラで決定される前記ヒータ近傍用の目標温度は、樹脂の種類や樹脂の送り速度などの成形条件毎に決定され、成形条件毎に、記憶手段に格納するのが好ましい。
【００３３】
この実施形態によると、ダイリップ近傍の温度を、ダイリップ近傍用の目標温度に一致させるためのヒータ近傍用の目標温度を主コントローラで決定して記憶手段に格納した後は、ダイリップ温度検出用センサを取り外して、従来と同様に、ダイリップから離れた位置のヒータおよびヒータ温度検出用センサを用いて、ヒータ近傍の検出温度を、格納したヒータ近傍用の目標温度に一致させるように副コントローラのみによる温度制御を行うことにより、ダイリップ近傍の温度を制御することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、ダイリップ近傍のダイまたは樹脂の温度を検出してダイの温度を制御するので、ダイリップから離れた位置の温度を検出してダイの温度を制御する従来例に比べて、ダイリップ近傍の温度制御の精度を高めることができ、これによって、ダイリップから吐出されるフィルム状やシート状の樹脂の厚みのばらつきを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００３６】
（実施形態１）
図１は、本発明の一つの実施形態に係るフィルム製造装置の概略構成図であり、図２は、図１の矢符Ａ方向から見たＴダイを示す図である。
【００３７】
押出し機１で溶融されて押し出された溶融樹脂は、供給路２０を介してＴダイ２に供給され、マニホールド３で幅方向（図２の左右方向）に広げられ、先端のスリット状のダイリップ４から下方に吐出され、吐出されたフィルム５は、図１に示すように、一対の冷却ローラ６，７によって表裏両面が冷やされて後続のロール８，９を介して巻き取り機１０に巻き取られる。
【００３８】
図３は、この実施形態のＴダイ２のヒータおよび温度センサの配置を示す図であり、図２に対応する図である。
【００３９】
Ｔダイ２には、複数、この実施形態では、３つのヒータ１１および３つの熱電対などの温度センサ１２が、幅方向（Ｔダイの長手方向）に沿ってそれぞれ  配置されており、３チャンネルの温度制御を行うものである。ヒータ１１および温度センサ１２は、従来と同様に、Ｔダイ２の先端のダイリップ４から離れた箇所の取付孔（図示せず）にそれぞれ取り付けられている。
【００４０】
このように従来では、先端のダイリップ４から離れた位置に、ヒータ１１および温度センサ１２を配置して温度を制御しているために、温度制御が正常になされている状態であっても、先端のダイリップ４の部分の温度分布が不均一になってフィルム５の幅方向の厚みにばらつきを生じる。  
【００４１】
そこで、かかる厚みのばらつきを低減するために、この実施形態のダイの温度制御方法は、調整工程と運用工程とを備え、調整工程では、予め、Ｔダイ２のダイリップ４の近傍に、各ヒータ１１に対応するように３つの温度センサ１３を、例えば、図示しない耐熱テープを用いて着脱可能に貼着し、後述のようにカスケード制御を行って、ダイリップ４の近傍の温度分布を均一に制御するための適切な目標温度を、フィルムの種類、フィルム送り速度等の成形条件毎に求めておき、以後の運用工程では、ダイリップ４の近傍の温度センサ１３を取り外し、成形条件毎に、予め求めた目標温度になるように従来と同様の制御を行うものである。
【００４２】
図４は、調整工程、すなわち、成形条件毎に、ダイリップ４の近傍の温度を均一に制御するための目標温度を、予め求めるために行うカスケード制御の構成を示すブロック図である。
【００４３】
この実施形態の温度調節器は、カスケード制御時には、ダイリップ４の近傍の温度を検出する温度センサ１３からの検出温度ＰＶｍとダイリップ近傍用の目標温度ＳＰｍとに基づいて、操作量を二次ループコントローラ（副コントローラ）１５のヒータ近傍用の目標温度ＳＰｓとして与える一次ループコントローラ（主コントローラ）１４と、Ｔダイ２のヒータ１１の近傍の温度を検出する温度センサ１２の検出温度ＰＶｓと一次ループコントローラ１４からのヒータ近傍用の目標温度ＳＰｓとに基づいて、Ｔダイ２のヒータ１１の通電を制御する制御出力ＭＶを与える前記二次ループコントローラ１５とを構成する。かかる一次ループコントローラ１４および二次ループコントローラ１５等は、例えば、マイクロコンピュータによって構成される。
【００４４】
この実施形態では、隣接するチャンネルのヒータ１１による干渉の影響を低減するために、一次ループコントローラ１４および二次ループコントローラ１５は、本願出願人が、例えば、特許第３２７８８０７号公報などとして先に提案している制御方法、すなわち、複数の制御点に対応する複数の検出温度を、代表温度、例えば、複数の検出温度の平均温度に変換するとともに、複数の検出温度に基づく温度差である傾斜温度にそれぞれ変換し、平均温度と傾斜温度とを制御量として温度制御する手法（以下「傾斜温度制御」ともいう）を行うものである。
【００４５】
図５は、一次ループコントーラ１４のブロック図である。
【００４６】
この一次ループコントローラ１４は、Ｔダイ２のダイリップ近傍の温度を検出する温度センサ１３から３つの検出温度ＰＶｍを、下記のモード変換行列Ｇｍに従って、１つの代表温度および２つの傾斜温度に変換する第１のモード変換部１６と、ダイリップ近傍の３つの目標温度ＳＰｍを、前記モード変換行列Ｇｍに従って、１つの目標代表温度および２つの目標傾斜温度に変換する第２のモード変換部２１と、両モード変換部１６，２１からの各温度と各目標温度との偏差に基づいて、それぞれＰＩＤ演算する３つのＰＩＤ制御部１７〜１９と、各ＰＩＤ制御部１７〜１９からの操作量を、後述の配分比の行列である前置補償行列Ｇｃに従って配分するものであって、各ＰＩＤ制御部による制御が、他のＰＩＤ制御部による制御に与える影響をなくす又は小さくするように配分して、二次ループコントローラ１５に対する設定温度ＳＰｓとして与える前置補償部２０とを備えている。
【００４７】
各モード変換部１６，２１は、３つの温度ＰＶｍ，ＳＰｍを、１つの代表温度および２つの傾斜温度にそれぞれ変換する下記のモード変換行列Ｇｍに従って変換を行う。
【００４８】
【数１】
2010012675.tif 000003
すなわち、３つの温度を、３つの温度の平均温度である１つの代表温度と、隣接する検出点の温度差である２つの傾斜温度とに変換する。
【００４９】
この傾斜温度制御では、３つのＰＩＤ制御部１７〜１９の内、ＰＩＤ制御部１７は、代表温度（平均温度）と目標代表温度（目標平均温度）との偏差に基づいて、操作量を演算する代表温度用のＰＩＤ制御部となり、ＰＩＤ制御部１８，１９は、傾斜温度と目標傾斜温度との偏差に基づいて、操作量をそれぞれ演算する傾斜温度用のＰＩＤ制御部となる。
【００５０】
なお、傾斜目標温度は、この実施形態では、均一な温度に制御するので、「０℃」に変換されることになる。
【００５１】
各ＰＩＤ制御部１７〜１９のＰＩＤ定数の決定および前置補償部２０によって各ＰＩＤ制御部１７〜１９からの操作量を、各チャンネルにどのように配分するかの配分比の行列である前置補償行列Ｇｃの決定については、後述する。
【００５２】
図６は、二次ループコントローラ１５のブロック図である。
【００５３】
この二次ループコントローラ１５は、Ｔダイ２のヒータ１１近傍の温度を検出する温度センサ１２から３つの検出温度ＰＶｓを、上記モード変換行列Ｇｍに従って、１つの平均温度および２つの傾斜温度に変換する第３のモード変換部２２と、一次ループコントローラ１４からの３つの目標温度ＳＰｓを、前記モード変換行列Ｇｍに従って、１つの目標平均温度および２つの目標傾斜温度に変換する第４のモード変換部２３と、両モード変換部２２，２３からの各温度と各目標温度との偏差に基づいて、それぞれＰＩＤ演算する３つのＰＩＤ制御部２４〜２６と、各ＰＩＤ制御部２４〜２６からの操作量を、後述の配分比の行列である前置補償行列Ｇｃに従って配分するものであって、各ＰＩＤ制御部による制御が、他のＰＩＤ制御部による制御に与える影響をなくす又は小さくするように配分してヒータ１１に対する制御出力ＭＶを与える前置補償部２７とを備えている。
【００５４】
ここで、各コントローラ１４，１５の各ＰＩＤ制御部１７〜１９，２４〜６のＰＩＤ定数の決定および前置補償部２０，２７によって、操作量を各チャンネルにどのように配分するかの配分比の行列である前置補償行列Ｇｃの決定について説明する。
【００５５】
先ず、一次ループコントローラ１４を停止状態とし、二次ループコントローラ１５のＰＩＤ定数および前置補償行列を、従来と同様の傾斜温度制御のオートチューニングによって行う。
【００５６】
この傾斜温度制御のオートチューニングは、例えば、特開２００−２６５４４７号公報等に記載されているように、チャンネル毎に、ステップ状の１００％の操作量ＭＶ１〜ＭＶ３を、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように順番に印加し、図７（ｄ）〜（ｆ）に示される各チャンネルのステップ応答波形ＰＶ１〜ＰＶ３を計測し、各チャンネルのむだ時間および最大傾きを計測するとともに、温度上昇値ΔＰＶを計測する。
【００５７】
このステップ状の操作量の入力に対応する各チャンネルの温度変化ΔＰＶに基づいて、各チャンネルの干渉の度合いを計測し、この干渉の度合いに基づいて、前置補償部１７における操作量の配分比の行列である前置補償行列Ｇｃを決定する。
【００５８】
具体的には、上記公報にも開示されているように、各チャンネルのステップ応答波形の温度変化ΔＰＶを計測して得られる制御対象の干渉の度合いを示す行列をＧｐ、上述のモード変換行列をＧｍとすると、前置補償部２７の前置補償行列Ｇｃは、
Ｇｃ＝（Ｇｍ・Ｇｐ）-1
として求めることができる。
【００５９】
また、図８に代表的に示されるステップ応答波形のむだ時間Ｌおよび最大傾きＲから各ＰＩＤ制御部２４〜２６のＰＩＤ定数を、Ｚｉｅｇｌｅｒ＆Ｎｉｃｈｏｌｓ法により算出する。
【００６０】
以上のようにして二次ループコントローラ１５の傾斜温度制御のオートチューニングが終了した後、チューニングされた二次ループコントローラ１５を運転状態とし、一次ループコントローラ１４について、傾斜温度制御のオートチューニングを同様に行って、一次ループコントローラ１４の各ＰＩＤ制御部１７〜１９のＰＩＤ定数および前置補償部２０の前置補償行列を決定する。
【００６１】
この実施形態では、一次ループコントローラ１４は、ダイリップ４の近傍の検出温度ＰＶｍを、平均温度および隣接するチャンネルの検出温度の温度差である傾斜温度に変換し、平均温度および傾斜温度が、目標平均温度および目標傾斜温度に一致するように操作量を演算し、各チャンネルに対する目標温度ＳＰｓとして配分する。
【００６２】
二次ループコントローラ１５は、ヒータ１１の近傍の検出温度ＰＶｓを、平均温度および傾斜温度に変換し、一次ループコントローラ１４からの目標温度ＳＰｓに基づく目標平均温度および目標傾斜温度に一致するように、操作量を演算し、各チャンネルのヒータ１１に対する操作量（制御出力）として配分する。
【００６３】
これによって、ダイリップ４の近傍の温度が、ダイリップ近傍用の目標温度ＳＰｍになるようにカスケード制御される。
【００６４】
かかるカスケード制御を、熱可塑性樹脂の種類、熱可塑性樹脂の送り速度等の成形条件毎に行い、ダイリップ４近傍の温度をダイリップ近傍用の目標温度ＳＰｍにするための二次ループコントローラ１５に対するヒータ近傍用の目標温度ＳＰｓ、すなわち、一次ループコントローラ１４の出力を求める。そして、ダイリップ４近傍の温度ＰＶｍがダイリップ近傍用の目標温度ＳＰｍに安定したときの、一次ループコントローラの出力であるヒータ近傍用の目標温度ＳＰｓを、記憶手段としてのバンクに格納する。
【００６５】
図９は、以上の調整工程によって二次ループコントローラ１５に対するヒータ近傍用の目標温度ＳＰｓをバンクに格納した後の通常の運用工程における構成を示すブロック図である。
【００６６】
この運用工程では、ダイリップ４の近傍の温度を検出する温度センサ１３は、取り外し、Ｔダイ２のヒータ１１近傍の温度を温度センサ１２で検出し、この検出温度ＰＶｓと、カスケード制御によって得られたヒータ近傍用の目標温度ＳＰｓが成形条件毎に格納された目標温度バンク２８からのヒータ近傍用の目標温度ＳＰｓとに基づいて、二次ループコントローラ１５によって傾斜温度制御を行う。
【００６７】
目標温度バンク２８には、ダイリップ４の近傍の温度を均一の制御するためのヒータ近傍用の目標温度ＳＰｓが上述のように予め格納されているので、かかる目標温度ＳＰｓになるように傾斜温度制御を行うことにより、ダイリップ４の近傍の温度を検出することなく、ダイリップ４の近傍を均一な温度に制御することができる。
【００６８】
図１０は、以上のダイの温度制御方法の手順を示すフローチャートである。
【００６９】
この実施形態では、先ず、Ｔダイ２のダイリップ４の近傍に、上述の温度センサ１３を耐熱テープ等によって設置し（ステップｎ１）、成形条件毎にカスケード制御を行い（ステップｎ２）、安定時の二次ループのヒータ近傍用の目標温度を成形条件毎にバンク２８に格納する（ステップｎ３）。このステップｎ１〜ｎ３が、上述の調整工程となる。
【００７０】
次に、運用工程では、新しい成形条件が発生したか、あるいは、経年変化したか否かを判断し（ステップｎ４）、新しい成形条件が発生したり、あるいは、経年変化したときには、ステップｎ１に戻る。
【００７１】
新しい成形条件が発生しておらず、また、経年変化していないときには、バンク２８に格納したヒータ近傍用の目標温度ＳＰｓを用いて二次ループのみの制御を行う（ステップｎ５）。
【００７２】
以上のように、調整工程では、カスケード制御を行って、ダイリップ４近傍の温度を、均一に制御するためのヒータ近傍用の目標温度ＳＰｓを求めてバンク２８に格納し、運用工程では、ヒータ近傍の検出温度ＰＶｓが、バンク２８に格納されたヒータ近傍用の目標温度ＳＰｓになるように制御するので、ダイリップ４から離れた位置の温度を検出してダイの温度を制御する従来例に比べて、ダイリップ近傍の温度を精度よく制御できることになり、これによって、ダイリップから吐出されるフィルムやシートの厚みの幅方向のばらつきを低減することができる。
【００７３】
また、二次ループコントローラ１５に対する目標温度を求めるためのカスケード制御時には、温度センサ１３を、耐熱テープによってダイリップ４の近傍に着脱可能に貼り付けているので、既存のＴダイ２に対して、ダイを加工等することなく、本発明を容易に適用することができる。
【００７４】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、ダイリップ４の近傍に、温度センサ１３を取り付けて温度を検出したけれども、本発明の他の実施形態として、図１１に示すように、Ｔダイ２のダイリップ４の近傍のフィルム５の各計測点２９の温度を、図示しない放射温度計などで検出してカスケード制御してもよい。
【００７５】
上述の実施形態では、各ループコントローラ１４，１５は、傾斜温度制御を行ったけれども、本発明の他の実施形態として、少なくとも一方のループコントローラ１４，１５は、傾斜温度制御に代えて、チャンネル毎に個別のＰＩＤ制御を行うようにしてもよい。
【００７６】
上述の実施形態では、カスケード制御を行って二次ループコントローラ１５に対する目標温度を求めて記憶手段に格納し、以後は、二次ループコントローラ１５のみによる制御を行ったけれども、本発明の他の実施形態として、ダイリップ４の近傍の温度を常時検出して、カスケード制御を行うようにしてもよい。この場合、Ｔダイ２を加工して温度センサの取付孔などを設け、ダイリップ４の近傍の温度を検出する温度センサを、前記取付孔などに装着してＴダイ２のダイリップ４近傍の温度を常時検出できるようにしてもよい。      
【００７７】
また、カスケード制御を行うことなく、ダイリップ４近傍の温度を常時検出し、ダイリップ近傍の検出温度が、ダイリップ近傍の目標温度になるように制御してもよい。
【００７８】
上述の実施形態の温度調節器は、一次ループコントローラ１４および二次ループコントローラ１５を備えていたけれども、本発明の他の実施形態として、温度調節器は、いずれか一方のコントローラを備える構成であってもよく、この場合には、一次ループコントローラ１４を備える温度調節器と、二次ループコントローラ１５を備える温度調節器とを通信可能に接続して、上述のカスケード制御を行い、得られたヒータ近傍用の目標温度を二次ループコントローラを備える温度調節器の記憶手段に格納し、以後は、二次ループコントローラを備える温度調節器のみによる制御を行ってもよい。
【００７９】
上述の実施形態では、Ｔダイに適用して説明したけれども、本発明は、Ｔダイに限らず、インフレーションダイなどにも適用できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、フィルムやシートなどを成形するのに用いられるダイの温度制御に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一つの実施形態に係るフィルム製造装置の概略構成図である。
【図２】図１のＴダイを示す図である。
【図３】Ｔダイのヒータおよび温度センサの配置を示す図である。
【図４】調整工程におけるカスケード制御の構成を示すブロック図である。
【図５】図４の一次ループコントローラのブロック図である。
【図６】図４の二次ループコントローラのブロック図である。
【図７】傾斜温度制御のオートチューニング時の操作量および検出温度のタイムチャートである。
【図８】図７のステップ応答波形の最大傾きおよびむだ時間を示す図である。
【図９】運用工程における温度制御の構成を示すブロック図である。
【図１０】動作説明に供するフローチャートである。
【図１１】本発明の他の実施形態のＴダイの温度検出を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１                          押出し機
２                          Ｔダイ
４                          ダイリップ
５                          フィルム
１１                        ヒータ
１２                        温度センサ（ヒータ近傍温度検出用）
１３                        温度センサ（ダイリップ近傍温度検出用）
１４                        一次ループコントローラ（主コントローラ）
１５                        二次ループコントローラ（副コントローラ）
【図１】
2010012675.tif 000004
【図２】
2010012675.tif 000005
【図３】
2010012675.tif 000006
【図４】
2010012675.tif 000007
【図５】
2010012675.tif 000008
【図６】
2010012675.tif 000009
【図７】
2010012675.tif 000010
【図８】
2010012675.tif 000011
【図９】
2010012675.tif 000012
【図１０】
2010012675.tif 000013
【図１１】
2010012675.tif 000014