(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト鋳造設備（１）であって、
ベルトローラ（２、３）を介して案内され、かつ駆動されるエンドレスベルト（４）と、
エンドレスベルト（４）の上方に配置されている鋳造装置（５）と、
少なくとも１つの乾燥装置（８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄ）と、
少なくとも１つの乾燥装置（８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄ）に作用する設備プロセス計算器（１２）と、
を有するベルト鋳造設備（１）において、
ベルト鋳造設備（１）のモデルに作用するモデルプロセス計算器（１３）が設けられ、前記モデルプロセス計算器が次のように、すなわち、ベルト鋳造設備（１）上で遂行されるプロセスに影響を与える、乾燥装置（８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄ）の少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移を、ベルト鋳造設備（１）の駆動状態の変化に関して、ベルト鋳造設備モデル内で、ベルト鋳造設備（１）上で実際に進行しているプロセスに対して並列かつそれとは関係なく、計算し、かつ、駆動状態変化が要請された場合に設備プロセス計算器（１２）内へロードするように、整えられ、
前記乾燥装置（８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄ）の前記駆動パラメータとして、乾燥装置の送風機（８ａ．．８ｄ）の回転数（ｎ）及び／又は乾燥装置のヒーターの温度（Ｔ）及び／又は上述した回転数（ｎ）もしくは上述した温度（Ｔ）に依存するパラメータが設けられている、ことを特徴とするベルト鋳造設備。
【請求項２】
モデルプロセス計算器（１３）が次のように、すなわち、ベルト鋳造設備（１）上で進行しているプロセスに影響を与える、エンドレスベルト（４）及び／又は鋳造装置（５）の少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移を、ベルト鋳造設備（１）の駆動状態の変化に関してベルト鋳造設備モデル内で、ベルト鋳造設備（１）上で実際に進行しているプロセスに対して並列かつそれとは関係なく、計算して、駆動状態変化が要請された場合に設備プロセス計算器（１２）内へロードするように、整えられ、
前記エンドレスベルト（４）及び／又は鋳造装置（５）の前記駆動パラメータとして、ベルト（４）の速度（ｖ）及び／又は鋳造装置（５）の供給量（Ｍ）及び／又は上述した速度（ｖ）もしくは上述した供給量（Ｍ）に依存するパラメータが設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のベルト鋳造設備（１）。
【請求項３】
駆動パラメータとして、少なくとも１つの乾燥装置（８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄ）及び／又はエンドレスベルト（４）及び／又は鋳造装置（５）のための操作量が設けられている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のベルト鋳造設備（１）。
【請求項４】
少なくとも１つの閉ループ制御が、少なくとも１つの乾燥装置（８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄ）及び／又はエンドレスベルト（４）及び／又は鋳造装置（５）と接続されており、かつ駆動パラメータとして、上述した閉ループ制御の操作量が設けられている、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のベルト鋳造設備（１）。
【請求項５】
ベルト鋳造設備（１）上でフィルム（１４）もしくはプレートを形成する方法であって、以下のステップを有している、
すなわち、
ベルトローラ（４）を介して案内されるエンドレスベルト（４）を駆動し、
鋳造装置（５）を用いてプレート／フィルム（１４）上にベース材料を塗布し、
設備プロセス計算器（１２）を用いて、塗布されたベース材料に作用する少なくとも１つの乾燥装置（８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄ）を駆動又は閉ループ制御する方法において、
ベルト鋳造設備（１）上で進行しているプロセスに影響を与える、乾燥装置（８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄ）の少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移が、ベルト鋳造設備（１）のモデルに作用するモデルプロセス計算器（１３）を用いて、ベルト鋳造設備（１）の駆動状態の変化に関して、ベルト鋳造設備（１）上で実際に進行しているプロセスに対して並列かつそれとは関係なく、計算されて、駆動状態変化が要請された場合に設備プロセス計算器（１２）内へロードされ、
前記乾燥装置（８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄ）の前記駆動パラメータとして、乾燥装置の送風機（８ａ．．８ｄ）の回転数（ｎ）及び／又は乾燥装置のヒーターの温度（Ｔ）及び／又は上述した回転数（ｎ）もしくは上述した温度（Ｔ）に依存するパラメータが設けられている、ことを特徴とするベルト鋳造設備上でフィルムもしくはプレートを形成する方法。
【請求項６】
設備プロセス計算器（１２）が、ベルト鋳造設備モデルの部分を表す駆動モデルに作用し、かつ駆動モデルに含まれない入力が、設備プロセス計算器（１２）と接続されているセンサ（１５ａ．．１５ｅ）によって形成されている、ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移が、最少のエネルギ消費又は安定した駆動状態に達するまでの最少の時間（ｔ）又は最大のベルト速度（ｖ）又は最少の材料使用（Ｍ）に関して計算される、ことを特徴とする請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移が、形成されたフィルム（１４）／形成されたプレートの要求される品質（Ｑ）に関して計算される、ことを特徴とする請求項５〜７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
駆動状態変化が、熱遷移のための数式１及び、物質移動のための数式２を用いて計算することができ、その場合に、
「ｑのドット」は熱流、
「α」は熱遷移係数、
「Ａ」は熱流のために提供される面積、
「ΔＴ」は乾燥装置から供給される空気とプレート／フィルム（１４）の表面との間の温度差Ｔ∞−ＴOberflaeche、
「ｍのドット」は質量流、
「Ｍのチルダ」は分子質量、
「β」は物質移動係数、
「ρgのチルダ」はガス相における分子密度、
「ｙ∞のチルダ」はガス相における分子率、そして
「ｙPhのチルダ」は位相境界における分子率を表す、
ことを特徴とする請求項５〜８の何れか一項に記載の方法。
【数１】
0006616413.tif 000004
【数２】
0006616413.tif 000005
【請求項１０】
記憶されたコンピュータプログラムを有するコンピュータプログラム製品であって、
請求項１〜４の何れか一項に記載のベルト鋳造設備（１）のモデルと、ベルト鋳造設備モデルに作用するモデルプロセス計算器（１３）とを有し、かつ計算器の作業領域内へロード可能であり、かつ、コンピュータプログラムが計算器内で実施される場合に、ベルト鋳造設備モデルによってモデリングされたプロセスに影響を与える、ベルト鋳造設備モデルに含まれる乾燥装置（８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄ）の少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移を、ベルト鋳造設備モデルの駆動状態の変化に関して計算し、
前記乾燥装置（８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄ）の前記駆動パラメータとして、乾燥装置の送風機（８ａ．．８ｄ）の回転数（ｎ）及び／又は乾燥装置のヒーターの温度（Ｔ）及び／又は上述した回転数（ｎ）もしくは上述した温度（Ｔ）に依存するパラメータが設けられ、
前記コンピュータプログラムが計算器内で実施される場合に、請求項５〜９の何れか一項に記載の方法を実施する、コンピュータプログラム製品。
【請求項１１】
記憶されたコンピュータプログラムを有する計算器であって、
請求項１〜４の何れか一項に記載のベルト鋳造設備（１）のモデルと、ベルト鋳造設備モデルに作用するモデルプロセス計算器（１３）とを有し、かつ計算器の作業領域内へロード可能であって、かつ、コンピュータプログラムが計算器内で実施される場合に、ベルト鋳造設備モデルによってモデリングされたプロセスに影響を与える、ベルト鋳造設備モデルに含まれる乾燥装置（８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄ）の少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移を計算し、
前記乾燥装置（８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄ）の前記駆動パラメータとして、乾燥装置の送風機（８ａ．．８ｄ）の回転数（ｎ）及び／又は乾燥装置のヒーターの温度（Ｔ）及び／又は上述した回転数（ｎ）もしくは上述した温度（Ｔ）に依存するパラメータが設けられ、
前記コンピュータプログラムが計算器内で実施される場合に、請求項５〜９の何れか一項に記載の方法を実施する、計算器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラを介して案内され、かつ駆動されるエンドレスベルト、ベルト上方に配置された鋳造装置、少なくとも１つの乾燥装置及び少なくとも、少なくとも１つの乾燥装置に作用する設備プロセス計算器を有する、ベルト鋳造設備に関する。本発明は、さらに、ベルト鋳造設備上でフィルムもしくはプレートを形成する方法に関するものであって、ローラを介して案内されるエンドレスベルトが駆動され、プレート／フィルムのためのベース材料が鋳造装置によって塗布されて、塗布されたベース材料に作用する少なくとも１つの乾燥装置が設備プロセス計算器によって制御される。そして、本発明は、ベルト鋳造設備のプロセスを最適化するためのコンピュータプログラム製品及びその上で遂行されるコンピュータプログラムを有する計算器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上で挙げた種類のベルト鋳造設備及び駆動方法は、原則的に知られており、通常は、プレート形状又はフィルム状の材料を形成するために使用される。たとえば、それらは写真用のフィルム、ＬＣＤスクリーンあるいは又人造石（”Engineerd Stone”）及び木材（たとえばパーティクルボード、ラミネートなど）を形成するために使用される。その場合に液状又はペースト状の材料が駆動／移動されるベルト上へ塗布されて、少なくとも部分的に硬化した材料が持ち上げられる。たとえばエンドレスベルト上に液状のフィルムが鋳出されて、加熱、伸張、乾燥などのような様々なプロセスを通過し、次にベルトから削ぎ落とされる。
【０００３】
個々のシーケンスは、測定技術的に極めて困難であり、あるいは検出が極めて限定されており、それによってこの種のプロセスのコントロールも構成が困難である。特に塗布されたベース材料に含まれる溶剤の蒸発が困難をもたらす。というのは、フィルム内の溶剤は測定が極めて煩雑であるが、製品の必要とされる品質を保証することができるようにするためには、フィルムは比較的正確に定めら得た乾燥を通過しなければならないからである。フィルムは、あまり急速に乾燥させると、裂けるか、あるいは所望の品質をもたない危険が生じ、乾燥がゆっくりすぎると、できあがったフィルムを巻き取るスプール上に付着してしまう。
【０００４】
したがってベルト鋳造設備の複雑な開ループ制御／閉ループ制御は、駆動中は通常、設備プロセス計算器内で行われ、その中で実際のベルト鋳造設備のモデルが形成され、もしくは遂行されて、それを用いて実際のプロセスが制御される。技術的又は経済的な理油から検出されない、鋳造プロセスの駆動パラメータは、このようにして（たとえばシミュレーションによって）設備プロセス計算器によって捕捉されて、ベルト鋳造設備を駆動するために考慮することができる。ここで記録しておくが、プロセス計算器のためにプロセス制御器の概念も使用されており、したがって同義で使用することができる。
【０００５】
特許文献１は、さらに、紙を形成するために製造設備上で実際に遂行されるプロセスを最適化するためのモデルプロセス計算器の使用を開示している。
【０００６】
工程が複雑であることに基づいて、製造速度も製造品質も調和している定常的な状態を達成することは、一般に苦労が多く、かつ時間がかかる。ベルト鋳造設備上では、通常、種々の製品が形成され、したがって所定の時間間隔で製品交代が実施されるので、規則的な間隔で所望の状態にする複雑な調整を行わなければならない。制御技術的な問題が大きいことによって、しばしば「トライアルエラー原理」が追求され、それによって当然のことながら、大量の望ましくない不良品が製造されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許出願公開第３９０１３７８（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって本発明の課題は、改良されたベルト鋳造設備、改良された製造プロセス、改良されたコンピュータプログラム製品及びこの種のコンピュータプログラムを有する改良された計算器を提供することである。特に製造プロセスは、迅速かつ不良品を少なくして、要求される製品品質を維持しながら、高い製造速度に関して制御されなければならない。これは具体的には、ベルト鋳造設備の駆動開始時及びベルト鋳造設備上で形成される製品の交換時の立ち上がりプロセスに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の課題は、冒頭で挙げた種類のベルト鋳造設備によって解決され、そのベルト鋳造設備は付加的に、ベルト鋳造設備のモデルに作用するモデルプロセス計算器を有し、そのモデルプロセス計算器は次のように、すなわちベルト鋳造設備上で進行しているプロセスに影響を与える、乾燥装置の少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移を、ベルト鋳造設備の駆動状態の変化に関して、ベルト鋳造設備モデル内で、ベルト鋳造設備上で実際に進行しているプロセスに対して並列かつそれとは関係なく計算して、駆動状態変化が要請された場合に設備プロセス計算器内へロードするように、整えられている。
【００１０】
本発明の課題は、ベルト鋳造設備のための駆動方法によっても解決され、同方法において、ベルト鋳造設備上で進行しているプロセスに影響を与える、乾燥装置の少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移が、ベルト鋳造設備のモデルに作用するモデルプロセス計算器を用いて、ベルト鋳造設備の駆動状態の変化に関して、ベルト鋳造設備上で実際に進行しているプロセスに対して並列かつそれとは関係なく計算されて、駆動状態変化が要請された場合に設備プロセス計算器内へロードされる。
【００１１】
さらに、本発明の課題は、記憶されたコンピュータプログラムを有するコンピュータプログラム製品によって解決され、それは、ベルト鋳造設備のモデルと、ベルト鋳造設備モデルに作用するモデルプロセス計算器とを有し、かつ計算器の作業領域内へロード可能であり、かつ、コンピュータプログラムが計算器内で実施される場合に、ベルト鋳造設備モデルによってモデリングされるプロセスに影響を与える、ベルト鋳造設備モデル内に含まれる乾燥装置の少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移を計算する。特に、コンピュータプログラムが計算器内で実施される場合に、上で挙げた種類の方法が実施される。
【００１２】
そして、本発明の課題は、記憶されたコンピュータプログラムを有する計算器によっても解決され、それは、ベルト鋳造設備のモデルと、ベルト鋳造設備モデルに作用するモデルプロセス計算器とを有し、かつ、計算器の作業領域内へロード可能であって、コンピュータプログラムが計算器内で実施される場合に、ベルト鋳造設備モデルによってモデリングされるプロセスに影響を与える、ベルト鋳造設備モデルに含まれる乾燥装置の少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移を計算する。特に、コンピュータプログラムが計算器内で実施される場合に、上で挙げた種類の方法が実施される。
【００１３】
それによって、製造プロセスをバーチャルで、したがって不良品なしで最適化することができ、かつ所望の目的が達成された場合に実際に転換される、という利点が得られる。特に製品交代はバックグラウンドで行うことができるので、実際のベルト鋳造設備への製品付け替えが迅速かつ問題なく行われる。その場合に好ましくは、常に変化する初期状態が考慮される。すなわち所定の製品への製品交代は必ずしも同じやり方で行われるのではない。というのは、それぞれベルト鋳造設備の駆動状態に応じて、常に他の初期状態が存在するからであって、その初期状態はモデルプロセス計算器によって然るべく考慮することができる。
【００１４】
したがって「駆動状態の変化」というのは、特に、ベルト鋳造設備上で形成される製品の交代又はベルト鋳造設備の駆動開始とも考えることができる。
【００１５】
したがって本発明の課題は、具体的に、冒頭で挙げた種類のベルト鋳造設備によって解決され、そのベルト鋳造設備は、付加的に、ベルト鋳造設備のモデルに作用するモデルプロセス計算器を有しており、そのモデルプロセス計算器は次のように整えられている。
すなわち、
ベルト鋳造設備上で進行しているプロセスに影響を与えるのに適した、乾燥装置の少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移を、第１の製品の形成に関して計算し、その場合に上述した計算の間ベルト鋳造設備の初期状態及び／又はベルト鋳造設備上での第２の製品の形成に影響を与えることなく、かつ
第１の製品の形成が要請された場合に、少なくとも１つの駆動パラメータの上述した値及び／又は推移を設備プロセス計算器内へロードする。
【００１６】
したがって本発明の課題は、具体的には、ベルト鋳造設備上で第１／第２の製品を形成するための方法によって解決され、その方法は以下のステップ、
すなわち、
ベルトローラを介して案内されるエンドレスベルトを駆動し、
鋳造装置を用いて第１／第２の製品を形成するためのベース材料を塗布し、
設備プロセス計算器を用いて、塗布されたベース材料に作用する少なくとも１つの乾燥装置を駆動／制御する、
ステップを有するものであって、
ベルト鋳造設備上で進行しているプロセスに影響を与えるのに適した、乾燥装置の少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移が、ベルト鋳造設備のモデルに作用するモデルプロセス計算器を用いて、第１の製品の形成に関して計算され、その場合に上述した計算の間、第２の製品はそれに影響を受けずにベルト鋳造設備上で形成され、あるいはベルト鋳造設備が初期状態にあり、かつ
第１の製品の形成が要請された場合に、少なくとも１つの駆動パラメータの上述した値及び／又は推移が、設備プロセス計算器内へロードされる、
ことを特徴としている。
【００１７】
少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移の計算が、ベルト鋳造設備の実際かつリアルに存在する状態に実質的に相当する、初期状態に基づいて行われると、特に効果的である。与えられた関係において、「実質的に」というのは、「ベルト鋳造設備のリアルな駆動状態を検出し、かつ再現する、使用されるセンサの可能性に応じて」と言う意味である。それによって立ち上がりプロセス及び／又は製品交代は、特に迅速に実施することができる。というのは、これらは標準初期状態に基づいてではなく、ベルト鋳造設備の実際かつリアルに存在する状態に基づいて計算されるからである。
【００１８】
ここで記録しておくが、上記特許文献１はモデルプロセス計算器の使用を原理的に開示しているが、紙の形成との関連においてのみ、そして実際に進行しているプロセスの最適化との関連においてのみ、開示している。それに対して駆動状態変化、たとえば初期状態から製造への移行もしくは製品の交代を最適化することは、開示していない。
【００１９】
本発明の他の好ましい形態及び展開が、下位請求項から、そして図面に関連する説明から明らかにされる。
【００２０】
駆動パラメータとして、乾燥装置の送風機の回転数及び／又は乾燥装置のヒーターの温度及び／又は上述した回転数もしくは上述した温度に依存するパラメータが設けられていると、効果的である。これらは、製造プロセスに比較的強く影響を与え、かつベルト鋳造設備を用いて−然るべきパラメータ設定を前提として−迅速に所望の目標状体を達成する、駆動パラメータである。
【００２１】
また、モデルプロセス計算器が次のように、すなわちベルト鋳造設備上で進行するプロセスに影響を与える、エンドレスベルト及び／又は鋳造装置の少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移を、ベルト鋳造設備の駆動状態の変化に関して（もしくは第１の製品の形成に関して）ベルト鋳造設備モデル内で、ベルト鋳造設備上で実際に進行しているプロセスに対して並列かつそれに関係なく、計算して、駆動状態変化が要請された場合（もしくは第１の製品の形成が要請された場合）に、設備プロセス計算器内へロードするように整えられていても、効果的である。特に駆動パラメータとして、ベルトの速度及び／又は鋳造装置の供給量及び／又は上述した速度もしくは上述した供給量に依存するパラメータを設けることができる。これは、フィルムの形成プロセスに影響を与えるための他の重要なパラメータであって、したがってそれらは好ましくは制御技術的に取り扱われる。
【００２２】
駆動パラメータとして、少なくとも１つの乾燥装置／エンドレスベルト／鋳造装置のための操作量が設けられていると、効果的である。すなわち、少なくとも１つの乾燥装置／エンドレスベルト／鋳造装置が制御され、したがって駆動パラメータとして上述した装置のための操作量が設けられている。
【００２３】
さらに、少なくとも１つの閉ループ制御が、少なくとも１つの乾燥装置／エンドレスベルト／鋳造装置と接続されており、駆動パラメータとして上述した閉ループ制御のための操作量が設けられていると、効果的である。すなわち、少なくとも１つの乾燥装置／エンドレスベルト／鋳造設備が閉ループ制御され、したがって駆動パラメータとして上述した装置のための制御量が設けられている。
【００２４】
設備プロセス制御器が、ベルト鋳造設備モデルの部分量を表す駆動モデルに作用し、かつ駆動モデルに含まれない入力が、設備プロセス制御器と接続されたセンサによって形成されていると、特に効果的である。設備プロセス制御器が、実際に進行しているプロセスのできる限り真実に中実な解釈が得られるように、−技術的及び経済的理由がそれを許す限りにおいて−形成プロセスのパラメータを検出するためのセンサが設けられる。たとえばこれは、形成されたフィルムの品質特徴（たとえばその密度、その透明度、空気及び／又は異物の封入の数と大きさ、平坦性など）、あるいは含まれる溶剤の割合に関することができる。さらに、たとえばベルト速度、空気温度、空気湿度なども、測定技術的に検出することができる。これらの値は測定技術的に検出されるので、もちろんそれらはモデリング／シミュレートする必要はない。したがって設備プロセス計算器内で遂行される駆動モデルは、比較的真実に近く、かつ、モデルプロセス計算器内で遂行されるベルト鋳造設備モデルよりも、真実に近い確率が高い。したがって駆動モデルから得られた経験は、ベルト鋳造設備を連続的に改良し、かつ実際の条件により強く適合させるために利用することもできる。
【００２５】
少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移が、最少のエネルギ消費又は安定した駆動状態に達するまでの最短の時間あるいは最大のベルト速度又は最少の材料消費に関して計算されると、特に効果的である。それによってベルト鋳造設備上で遂行されるプロセスは、特に経済的に行うことができる。その場合に然るべき仮定が立てられて、モデリングされたプロセスがこの仮定に関して最適化される。他の好ましい実施形態において、（付加的に、あるいは代替的に）形成されたフィルムの品質が仮定として利用されて、少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移が、形成されたフィルム／形成されたプレートの必要とされる品質に関して計算される。たとえば品質は、形成されたフィルムの密度、その透明度、空気及び／又は異物の封入の数と大きさ、平坦さなどに関することができる。
【００２６】
【数１】
0006616413.tif 000002
【００２７】
【数２】
0006616413.tif 000003
【００２８】
そして、駆動状態変化（もしくは第１の製品の形成）が、熱遷移についての上記の数式１及び物質移動のための上記の数式２を用いて計算され、その場合にｑのドットは熱流、αは熱遷移係数、Ａは熱流に提供される面積、ΔＴは乾燥装置から供給された空気とプレート／フィルムの表面との間の温度差Ｔ∞−ＴOberflaeche、ｍのドットは質量流、Ｍのチルダ（波ダッシュ）は分子質量、βは物質移動係数、ρgのチルダはガス相における分子密度、ｙ∞のチルダはガス相における分子率、そしてｙPhのチルダは、位相境界における分子率を表すと、特に効果的である。これらの式は、フィルムの乾燥プロセスを記述し、その場合にｑのドットは乾燥のためにフィルム内へ流入する熱流で、ｍのドットはベース材料から蒸発する溶剤の質量流を表す。ｑのドットは、実質的に乾燥装置の出力に依存する。Ａは、フィルムの（自由な）表面に相当する。補足的にさらに、上述したパラメータの物理的特性が示される。
ｑのドット    熱流［Ｊ・ｓ-1］
α            熱遷移係数［Ｊ・ｓ-1・ｍ-2・Ｋ-1］
Ａ            熱流に提供される面積［ｍ2］
ΔＴ          温度差Ｔ∞−ＴOberflaeche［Ｋ］
ｍのドット    質量流［ｋｇ・ｍ-2・ｓ-1］
Ｍののチルダ  分子質量［ｋｇ・ｍｏｌ-1］
β            物質移動係数［ｍ・ｓ-1］
ρgのチルダ    ガス相における分子密度［ｍｏｌ・ｍ-3］
ｙ∞のチルダ  ガス相における分子率もしくは物質量割合［−］
ｙPhのチルダ    位相境界における分子率もしくは物質量割合［−］
【００２９】
ここで書き留めておくが、形成方法について開示された変形例及びそれからもたらされる利点は、同様に、開示された装置に関するものであり、また逆もそうである。
【００３０】
本発明を理解しやすくするために、以下の図を用いて本発明を詳細に説明する。
図は、それぞれ著しく簡略化された、図式的な表示である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ベルト鋳造設備の第１の図式的な例を示している。
【図２】ベルト鋳造設備によって形成されるフィルム内の溶剤割合の推移の例を示している。
【図３】ベルト鋳造設備が立ち上がる際のベルト速度の推移の例を示している。
【図４】形成されるフィルムの品質についての所望の推移を示している。
【図５】ベルト鋳造設備が立ち上がる際のパラメータ推移の例を示している。
【図６】ベルト鋳造設備によって形成されたフィルムの２つの推移の例を比較して示している。
【図７】種々のプロセスパラメータを検出するための一連のセンサを有するベルト鋳造設備の他の例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
最初に記録しておくが、異なるように記載される実施形態において、同一の部分には同一の参照符号ないし同一の構成部分名称が設けられており、その場合に説明全体に含まれる開示は、同一の参照符号ないし同一の構成部分名称を有する同一の部分へ意味に従って移し替えることができる。また、説明内で選択される、たとえば上、下、側方などのような位置記載は、直接説明され、かつ示される図に関するものであって、この位置記載は位置が変化した場合には意味に従って新しい位置へ移し替えられる。さらに、図示され、かつ説明される様々な実施例からなる個別特徴または特徴の組合せも、それ自体自立した、進歩的または発明に基づく解決を表すことができる。
【００３３】
図１はベルト鋳造設備１を示しており、それはベルトローラ２，３を介して案内され、かつ駆動されるエンドレスベルト４（少なくとも金属からなる）と、ベルト４の上方に配置されている鋳造装置５とを有している。ベルトローラ２、３、エンドレスベルト４及び鋳造装置５は、第１のチャンバ６ａ内に配置されている。さらに、ベルト鋳造設備１は他のチャンバ６ｂ．．６ｄを有しており、それらの中にはそれぞれ複数の方向変換ローラ７が配置されている。チャンバ６ａ．．６ｄには、それぞれ乾燥装置が接続されており、それらの乾燥装置は、この具体的な例において、それぞれ送風機８ａ．．８ｄとそれぞれヒーターもしくはヒートレジスタ９ａ．．９ｄを有している。各乾燥装置８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄには、出口１０ａ．．１０ｄも対応づけられており、それらはチャンバ６ａ．．６ｄに接続されている。さらに、ベルト鋳造設備１は、リール１１もしくは巻き取り装置と設備プロセス計算器１２及びモデルプロセス計算器１３を有している。
【００３４】
原則的にチャンバ６ａ．．６ｄに複数の乾燥装置８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄを割り当てることができ、すなわちチャンバ６ａ．．６ｄあたり複数の送風機８ａ．．８ｄとヒートレジスタ９ａ．．９ｄを設けることができる。さらに、チャンバ６ａ．．６ｄあたり、複数の出口１０ａ．．１０ｄ及び／又は入口を設けることもできる。その場合に乾燥装置８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄの数は、必ずしも出口１０ａ．．１０ｄに相当せず、すなわち乾燥装置よりも多い、あるいは少ない入口／出口１０ａ．．１０ｄを設けることができる。入口の数も、出口１０ａ．．１０ｄの数と異なってもよい。さらに原理的には、割り当てられた乾燥装置８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄを持たないチャンバ６ａ．．６ｄも考えられる。そして、エンドレスベルト４の領域内に、ベルトもしくは塗布されたベース材料が通過する、複数のチャンバを設けることも可能である。チャンバ６ａ．．６ｄについて説明したことは、これらのチャンバにも意味に従って適用可能である。
【００３５】
図１に示すベルト鋳造設備１の機能は、以下のごとくである。
【００３６】
鋳造装置５を用いて液状又はペースト状のベース材料がエンドレスベルト４上へ塗布され、そのエンドレスベルトはベルトローラ２、３によって駆動されて、示される方向に移動する。ベルトローラ２、３の少なくとも１つは動力で駆動される。ベルト４上で、塗布されたベース材料が滑らかに塗り付けられ、かつ／又は自然に延びる。ベース材料は揮発性成分、たとえば溶剤を含んでおり、それが部分的にチャンバ６ａ内へ揮発し、それによってベース材料が少し乾燥して、硬くなる。チャンバ６ａの左側の端部において、少なくとも部分的に硬化したベース材料がエンドレスベルト４から持ち上げられて、箔又はフィルム１４としてチャンバ６ｂ内へ進入する。そこで箔又はフィルムは複数の方向変換ローラ７をまわって走行し、だんだんとさらに乾燥される。このプロセスは、最終的にフィルム１４がリール／巻き取り装置１１上に巻き取ることができるくらい乾燥するまで、チャンバ６ｃと６ｄ内で繰り返される。
【００３７】
乾燥を促進し、かつ管理されたやり方で遂行させるために、設備プロセス計算器１２が送風機８ａ．．８ｄとヒートレジスタ９ａ．．９ｄを、フィルム１４内に溶剤成分の望ましい、あるいは予め定められた推移が生じるように、駆動する。
【００３８】
図２は、フィルム１４内の規格化された溶剤割合Ｌの推移の例を距離ｓもしくは時間ｔにわたって示している。その場合に個々の部分がチャンバ６ａ．．６ｄに対応づけられている。溶剤割合Ｌが徐々に、しかし異なる勾配で減少することが、良く認識できる。その場合に遂行されるプロセスは、比較的複雑であって、予想が困難である。さらに、溶剤割合Ｌは、測定が困難である。それにもかかわらず、溶剤割合Ｌの減少は、望ましいやり方で、あるいは予め定められたやり方で推移しなければならない。フィルム１４は、裂けたり、所望の品質を持たなくなる危険が生じるので、速く乾燥しすぎてはならず、ゆっくりすぎてもいけない。というのは、その場合にはフィルムがリール１１上に付着してしまうからである。フィルムを効率的に生産するために、通常はさらに、ベルト４の速度はできるだけ高いことが望ましい。
【００３９】
ベルト鋳造設備１の複雑な開ループ制御／閉ループ制御は、駆動において設備プロセス計算器１２が引き受ける。プロセスが複雑であることに基づいて、製造速度も製造品質も調和している、定常的な状態の達成には、苦労が多く、時間がかかる。ベルト鋳造設備１上では、通常、種々の製品が形成され、したがって所定の時間間隔で製品交代が実施されるので、規則的な時間間隔で所望の状態の複雑な調整が行われなければならない。たとえば溶剤割合Ｌは、上述したように測定が困難であり、あるいはまったく不可能であるので、通常、「トライアルエラー原理」に従うことになり、それによって当然のことながら多くの量の望ましくない不良品が製造されてしまう。
【００４０】
したがってモデルプロセス計算器１３が設備プロセス計算器１２を援助し、そのモデルプロセス計算器はベルト鋳造設備１のモデルに作用し、かつ次のように、すなわちベルト鋳造設備１上で遂行されるプロセスに影響を与える、乾燥装置８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄの少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移を、ベルト鋳造設備１の駆動状態の変化に関して、ベルト鋳造設備モデル内で、ベルト鋳造設備１上で実際に進行しているプロセスに対して並列かつそれに関係なく計算して、駆動状態変化が要請された場合に設備プロセス計算器１２内へロードするように、整えられている。
【００４１】
したがってベルト鋳造設備１上でフィルム１４もしくはプレートを形成する方法は、以下のステップを有している、
すなわち、
ローラ２、３を介して案内されるエンドレスベルト４を駆動し、
鋳造装置５によってプレート／フィルム１４上にベース材料を塗布し、
設備プロセス計算器１２を用いて、塗布されたベース材料に作用する少なくとも１つの乾燥装置８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄを駆動／制御し、
ベルト鋳造設備１のモデルに作用するモデルプロセス計算器１３を用いて、ベルト鋳造設備１上で進行するプロセスに影響を与える乾燥装置８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄの少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移を、ベルト駆動設備１の駆動状態の変化に関して計算する。
その場合に計算は、ベルト鋳造設備１上で実際に進行しているプロセスに対して並列かつそれに関係なく行われ、かつ計算された値／推移は、駆動状態変化が要請された場合に、設備プロセス計算器１２内へロードされる。
【００４２】
それによって駆動開始又は製品交代の際の、ベルト鋳造設備１の立ち上がりが、特に良好になる。
【００４３】
したがって、ベルト鋳造設備２上で第１／第２の製品を形成する方法が、以下のステップを有していると、特に効果的である、
すなわち、
ベルトローラ２、３を介して案内されるエンドレスベルト４を駆動し、
第１／第２の製品を形成するために、鋳造装置５を用いてベース材料を塗布し、
設備プロセス計算器２を用いて、塗布されたベース材料に作用する少なくとも１つの乾燥装置８ａ．．８ｂ、９ａ．．９ｂを駆動／制御し、
第１の製品の形成に関して、ベルト鋳造設備１のモデルに作用するモデルプロセス計算器１３を用いて、ベルト鋳造設備１上で遂行されるプロセスを調節するのに適した、乾燥装置８ａ．．８ｂ、９ａ．．９ｂの少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移を計算し、その場合に上のように計算する間、第２の製品がそれに影響されずにベルト鋳造設備１上で形成され、あるいはベルト鋳造設備１が初期状態にあり、かつ
第１の製品の形成が要請された場合に、少なくとも１つの駆動パラメータの上述した値及び／又は推移が設備プロセス計算器１２内へロードされる。
【００４４】
その場合に、少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移の計算が、ベルト鋳造設備１の実際かつリアルに存在する状態に実質的に相当する、初期状態に基づいて行われると、特に効果的である。それによって立ち上がりプロセス及び／又は製品交代を特に迅速に実施することができる。というのは、これらは標準初期状態から計算されるのではなく、ベルト鋳造設備１の実際かつリアルに存在する状態から、計算されるからである。
【００４５】
もちろん、モデルプロセス計算器１３は、実際に進行しているプロセスを最適化するために、利用することもできる。その場合にはベルト鋳造設備１のモデル内で変更が行われて、作用が観察される。実際のプロセスに比較して改良された調節が発見された場合には、これがモデルプロセス計算器１３から設備プロセス計算器１２内へロードされる。逆に、ベルト鋳造設備１のモデルを、設備プロセス計算器１２内に存在する値によって連続的に現実に適合させて、改良することができる。
【００４６】
純粋に例として、図３から５において、ベルト鋳造設備１の立ち上がりの間の幾つかの設備パラメータが観察される。図３は、ベルト速度ｖの時間的な推移の例を示している。図３からは、ベルト速度ｖがゼロから定常的な値に線形に上昇することが見られる。この立ち上がりの間、全時間の間の品質Ｑは多かれ少なかれ一定でなければならず、かつ、図４に示すように、所望の、ないしは予め定めることができる水準に達しなければならない。品質Ｑは、ここでは、抽象的な値として設定されている。もちろん実際には、形成されたフィルム１４の品質を判定することができるようにするために、豊富な判断基準が存在する。たとえば、密度、透明度、空気及び／又は異物の封入の数と大きさ、平坦性などを利用することができる。したがって図４において、品質Ｑは、たとえば決定されたパラメータ、そしてまたたとえばパラメータの（重みづけされた）合計あるいは、箔１４の品質Ｑを表す他の測定数も示すことができる。
【００４７】
この目的を達成するために、ベルト鋳造設備１の駆動パラメータｘが所定のやり方で設定される。
【００４８】
たとえば、駆動パラメータｘとして、乾燥装置の送風機８ａ．．８ｄの回転数及び／又は乾燥装置のヒーター９ａ．．９ｄの温度及び／又は上述した回転数及び／又は上述した温度に依存するパラメータを設けることができる。
【００４９】
たとえば、駆動パラメータｘとして、すでに説明したベルト４の速度の代わりに、あるいはそれに加えて、鋳造装置５の供給量及び／又は上述した速度もしくは上述した供給量に依存するパラメータを設けることができる。すなわち、モデルプロセス計算器１３内では、乾燥装置８ａ．．８ｄ、９ａ．．９ｄに関するパラメータを計算することができるだけでなく、モデルプロセス計算器１３は、ベルト鋳造設備１上で遂行されるプロセスに影響を与える、エンドレスベルト４及び／又は鋳造装置５の少なくとも１つの駆動パラメータの値及び／又は推移を、ベルト鋳造設備１の駆動状態の変化に関して（もしくは第１の製品の形成に関して）、ベルト鋳造設備モデル内で、ベルト鋳造設備１上で実際に遂行されているプロセスに対して並列かつそれに関係なく計算するように、整えることもでき、その値及び／又は推移は、駆動状態変化が要請された場合に（もしくは第１の製品の形成が要請された場合に）設備プロセス計算器１２内へロードされる。
【００５０】
図５には純粋に、幾つかの駆動パラメータｘの時間的推移の例、具体的には送風機８ａの回転数ｎ８ａ、送風機８ｂの回転数ｎ８ｂ、ヒートレジスタ９ｄのフロー温度Ｔ９ｄ及び鋳造装置５の供給量Ｍが示されている。
【００５１】
はっきりと指摘しておくが、この推移は純粋に略図であって、必ずしもリアリティを反映するものではない。さらに、実際において影響を与える駆動パラメータｘの小さい部分のみが恣意的に示されているので、表示は、概観的である。さらに、指摘しておくが、図３と４に示す目標を達成するための唯一の解決のみが存在するのではなく、他のルートも同じ目標に通じることができる。さらに、図３と４に示す設定も、純粋に恣意的に選択されており、ベルト鋳造設備１を立ち上げる際に他の設定を行うこともできる。
【００５２】
駆動パラメータｘの値及び／又は推移は、達成すべき品質Ｑに関してだけでなく、たとえば最少のエネルギ消費、あるいは安定した駆動状態に達するまでの最少の時間ｔ１又は最大のベルト速度ｖあるいは最小の材料使用Ｍに関しても、計算することができる。
【００５３】
一般に、駆動状態変化（もしくは第１の製品の形成）は、熱遷移のための数式１及び、物質移動のための数式２を用いて計算することができ、その場合にｑのドットは、フィルム１４内の熱流、αはフィルム１４内の熱遷移係数、Ａはフィルム１４の、熱流のために提供される面積、ΔＴは乾燥装置から供給される空気とフィルム１４の表面との間の温度差Ｔ∞−ＴOberflaeche、ｍのドットはフィルム１４からの質量流、Ｍのチルダは分子質量、βは物質移動係数、ρgのチルダはガス相における分子密度、ｙ∞のチルダはガス相における分子率そしてｙPhのチルダは位相境界における分子率を表す。これらの式は、フィルム１４の乾燥プロセスを記述している。
【００５４】
図６は、種々の製品／フィルム１４のための溶剤割合Ｌの時間的／場所的推移の例を示している。その場合に種々のやり方で溶剤割合Ｌの減少が行われることが、よく認識できる。実際にベルト鋳造設備１上で遂行されている、上方の推移に基づく、（定常的な）プロセスから出発して、モデルプロセス計算器１３はそれとは関係なく（すなわちオフラインで）、ベルト鋳造設備１のモデルを用いて他の製品への入れ替えを準備し、その後、たとえば下方の推移へ達する。（すでに準備されている）製品交代が実際に実施される場合には、駆動パラメータｘが設備プロセス計算器１２内へロードされ、それによって結果として新しいプロセスが下方の推移に従って実施される。
【００５５】
しかし図６は、駆動パラメータｘの異なる調節によって形成された、１つの同一の製品のための溶剤割合推移と、解釈することもできる。通常、高い蒸発程度が優先され、すなわち下方のカーブが優先される。ベルト鋳造設備１上で実際に遂行されている、上方の推移に基づく（定常的な）プロセスから出発して、モデルプロセス計算器１３はそれとは関係なく（すなわちオフラインで）バンド鋳造設備１のモデル内のプロセスを最適化することができ、その後たとえば、駆動速度ｖが増大され、エネルギ消費が減少され、しかも品質Ｑを変えることなく、下方の推移へ達する。このような結果が存在する場合に、駆動パラメータｘが設備プロセス計算器１２内へロードされ、それによって結果として下方の推移に従って実際のプロセスも実施される。
【００５６】
補足的に図７は、ベルト鋳造設備１を示しており、それにおいてはベルトローラ２の駆動のため、鋳造設備５のため、及びリール１１のための制御導線も記入されている。ベルトローラ２を駆動するため、及び鋳造装置５のための駆動パラメータｘの適性は、すでにずっと上で説明されている。リール１１は、たとえばフィルム１４へもたらすべき引っ張り応力に関して駆動することができる。もちろん方向変換ローラ７も原理的に駆動することができ、それによってたとえば、引っ張り応力の所望の推移を距離ｓにわたって実現することができる。
【００５７】
さらに、図７には、センサ１５ａ．．１５ｅも設けられており、それらはたとえばフィルム１４の溶剤含有量Ｌを測定するため、しかし又フィルムの品質パラメータ（たとえば密度、透明度、空気及び／又は異物の封入の数と大きさなど）を求めるためにも、設けることができる。もちろん種々のセンサ１５ａ．．１５ｅ及びそれより多い、あるいは少ないセンサ１５ａ．．１５ｅも使用することができ、センサ１５ａ．．１５ｅは他の箇所に配置することもできる。したがって図７は、センサ１５ａ．．１５ｅの使用の原理のみを明らかにするものである。センサ１５ａ．．１５ｅを用いて、プロセスの実際の状態を、少なくとも部分的に、求めることができる。したがって設備プロセス計算器１２は、モデルプロセス計算器１３のために設けられているベルト鋳造設備モデルの部分量を表す、駆動モデルに作用することができる。駆動モデルに含まれていない入力は、設備プロセス計算器１２と接続されたセンサ１５ａ．．１５ｅによって形成されている。すなわち、設備プロセス計算器１２内で遂行されるモデルによって、ベルト鋳造設備１の、センサ１５ａ．．１５ｅによって検出されない部分（のみ）がモデリングされ、もしくはシミュレートされる。
【００５８】
したがって、ここで指摘しておくが、モデルプロセス計算器１３のみがベルト鋳造設備１のモデルを有するだけでなく、実際のプロセスを正確かつ完全に反映するセンサ１５ａ．．１５ｅがない場合には、設備プロセス計算器１２も、ベルト鋳造設備のモデルを有している。２つのモデルは、同一の構造とすることができるが、実際のプロセスは、センサ１５ａ．．１５ｅの支持によって制御することができる。この場合において、設備プロセス計算器１２内で遂行される駆動モデルは、モデルプロセス計算器内で遂行されるベルト鋳造設備モデルの部分量を形成するが、その駆動モデルはセンサ１５ａ．．１５ｅの信号の分補足されており、したがって実際のシーケンスをより良好に反映する。しかし、この種の駆動モデルに基づく「経験」は、すでに述べたようにモデルプロセス計算器１３のベルト鋳造設備モデル内へ流入して、それを改良することができる。
【００５９】
補足として記録しておくが、ベルト鋳造設備１は、特に、さらに下位に配置された閉ループ制御回路を有することができる。すなわち、たとえば送風機８ａ．．８ｄの回転数ｎを、移送される空気流を用いて閉ループ制御することができ、あるいは又ヒートレジスタ９ａ．．９ｄのフロー温度Ｔも、チャンバ６ａ．．６ｄ内へ流入する空気の温度を用いて閉ループ制御することができる。したがって駆動パラメータｘとして、少なくとも１つの乾燥装置８ａ．．８ｄ／９ａ．．９ｄ／エンドレスベルト４／鋳造設備５のための操作量を設けることができるだけでなく、１つの操作量を設けることもできる。第１の場合においては、ベルト鋳造設備１（すなわちたとえば送風機８ａ．．８ｄ、ヒートレジスタ９ａ．．９ｄ、エンドレスベルト４又は鋳造設備５）が制御され、したがって駆動パラメータｘとして上述した装置のための操作量が設けられる。第２の場合においては、下位に配置されている閉ループ制御によって処理される、駆動パラメータｘのための操作量が設けられる。もちろん下位に配置されている閉ループ制御は、必ずしも場所的に設備プロセス制御器１２又はモデルプロセス制御器１３から離して配置する必要はなく、閉ループ制御と開ループ制御は、任意にグループ分けして、１つ又は複数の電子回路／器具内に形成することができる。好ましくは、ベルト鋳造設備１の個々の装置は、バスシステムを介して通信するが、これは必要条件ではなく、通信は、他のやり方を介して行うこともできる。
【００６０】
図１においては、送風機８ａ．．８ｄを介して供給される乾燥空気は、表示を簡単にするために、単純に出口１０ａ．．１０ｄを介して周囲へ吹き出される。もちろん、乾燥空気は、吹き出す前に濾過することができ、特に、この乾燥空気はそれぞれ溶剤蒸気を含み、かつ／又は、ベルト鋳造設備１のエネルギ効率を上昇させるために、還流させることができる。
【００６１】
さらに記録しておくが、図において最適化は、フィルム１４のための製造プロセスを用いて説明されているが、開示されている技術的教示は、意味に従って他の製品にも、たとえば箔又はプレートに適用することもできることは、もちろんである。
【００６２】
実施例は、本発明に係るベルト鋳造設備１の可能な実施変形例を示すものであって、その場合にここで記録しておくが、本発明は具体的に示されたその実施変形例に限定されるものではなく、むしろ個々の実施変形例を互いに様々に組み合わせることも可能であって、これらの変形可能性は、具体的な発明による技術的に取り扱うための教示に基づいて、この分野で活動する当業者の裁量の範囲内にある。従って図示され、かつ説明された実施変形例の個々の詳細を組み合わせることによって可能となるすべての考えられる実施変形例も、保護範囲に一緒に含まれる。
【００６３】
特に、図示される装置は、実際においては、示されているより多い、あるいは少ない構成部品を有することができ、かつ図においては時には著しく簡略化して示されていることも、記録しておく。
【００６４】
最後に形式的に指摘しておくが、図示されている装置及びその構成部品は、その構造を理解しやすくするために、部分的に縮尺を離れ、かつ／又は拡大及び／又は縮小して示されている。
【００６５】
自立した本発明に係る解決の基礎となる課題は、明細書から読み取ることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１    ベルト鋳造設備
２、３    ベルトローラ
４    エンドレスベルト
５    鋳造設備
６ａ．．６ｄ    チャンバ
７    方向変換ローラ
８ａ．．８ｄ    送風機
９ａ．．９ｄ    ヒートレジスタ
１０ａ．．１０ｄ    空気出口
１１    リール／巻き取り装置
１２    設備プロセス計算器
１３    モデルプロセス計算器
１４    フィルム／箔
１５ａ．．１５ｅ    センサ
Ｌ    溶剤割合
Ｍ    塗布量
ｎ、ｎ８ａ、ｎ８ｂ    回転数  送風機
Ｑ    品質
ｓ    距離
ｔ    時間
Ｔ、Ｔ９ｄ    フロー温度  ヒートレジスタ
ｖ    ベルト速度
ｘ    駆動パラメータ  一般
【図１】
0006616413.tif 000006
【図２】
0006616413.tif 000007
【図３】
0006616413.tif 000008
【図４】
0006616413.tif 000009
【図５】
0006616413.tif 000010
【図６】
0006616413.tif 000011
【図７】
0006616413.tif 000012