BRPI0614984A2

BRPI0614984A2 - method for producing layered substrates

Info

Publication number: BRPI0614984A2
Application number: BRPI0614984-7A
Authority: BR
Inventors: Bo Johnsson; Bjirn Engstrim; Morgan Grothage
Original assignee: Akzo Nobel Coatings Int Bv
Priority date: 2005-08-18
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2011-04-26
Also published as: AU2006280518A1; CN101242911A; WO2007021235A1; NO20081351L; RU2380172C2; RU2008110178A; ECSP088187A; CN101242911B; CA2619330A1; JP2009504454A; UA91872C2; NZ565468A; AU2006280518B2; CA2619330C; AR056464A1; EP1917110A1

Abstract

MéTODO PARA PRODUçãO DE SUBSTRATOS EM CAMADAS. A presente invenção se refere a um método, um sistema, instrumentos legíveis em um computador e produtos de programa de computador para controlar um processo para produção de um substrato em camadas. O método compreende as etapas de: coletar (32) pelo menos um primeiro conjunto de dados experimentais relacionados aos parâmetros de um substrato em um primeiro estágio do processo localizado antes da etapa de prensagem na direção de translação (A) do dispositivo de transporte (14); coletar (34) pelo menos um segundo conjunto de dados experimentais referentes a parâmetros do substrato em um segundo estágio do processo localizado antes da etapa de prensagem na direção de translação (A) do dispositivo de transporte (14); e controlar (36) a dosagem de resina utilizando dados experimentais coletados do primeiro e do segundo estágios do processo e um modelo de calibração calculado, cujo modelo é baseado em dados experimentais coletados de substratos do primeiro e/ou segundo estágios do processo.METHOD FOR PRODUCTION OF LAYER SUBSTRATES. The present invention relates to a method, a system, computer-readable instruments and computer program products to control a process for producing a layered substrate. The method comprises the steps of: collecting (32) at least a first set of experimental data related to the parameters of a substrate in a first stage of the process located before the pressing step in the translation direction (A) of the transport device (14 ); collect (34) at least a second set of experimental data regarding substrate parameters in a second stage of the process located before the pressing step in the translation direction (A) of the transport device (14); and controlling (36) the resin dosage using experimental data collected from the first and second stages of the process and a calculated calibration model, whose model is based on experimental data collected from substrates of the first and / or second stages of the process.

Description

"MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE SUBSTRATOS EM CAMADAS""METHOD FOR PRODUCTION OF SUBSTRATES IN LAYERS"

A presente invenção se refere geralmente à produçãode substratos em camadas e, em particular, a um método e aum sistema para monitorar ou controlar a aplicação deresina na produção de substratos em camadas incluindoprodutos em camadas a base de madeira.The present invention generally relates to the production of layered substrates and, in particular, to a method and system for monitoring or controlling the application of resin in the production of layered substrates including wood-based layered products.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

Substratos em camadas, tais como produtos a base demadeira em camadas são normalmente produzidos revestindo umsubstrato como uma placa com um revestimento. Placasapropriadas incluem, por exemplo, chapas de madeiraaglomerada, chapas de fibra de média densidade, chapas demadeira compensada, chapas de tiras de madeira nãoorientadas, chapas de partículas orientadas (OSB), e chapasde fibra de madeira reconstituída (ou chapas duras). Acamada pode ser aplicada sobre a placa por meio dechapeamento, pavimentação, ou laminação com o objetivo deproduzir, por exemplo, chapas de madeira aglomerada depapel laminado, pavimentação laminada, pavimentação comparquê, madeira compensada revestida de densidade média(MDO), placa de persiana, placa de chapeado e os similares.Na aplicação da camada podem ser utilizados váriosaplicadores diferentes de resina, incluindo aplicadores derolos ("roll coaters"), aplicadores de cortinas ("curtaincoaters"), extrusores, vaporizadores, etc.Layered substrates, such as layered wood based products, are usually produced by coating a substrate as a plate with a coating. Suitable boards include, for example, particle board, medium density fiber board, plywood board, non-oriented wood strip board, oriented particle board (OSB), and reconstituted wood (or hard board) board. The layer can be applied to the board by means of plaking, paving, or lamination for the purpose of producing, for example, laminated chipboard, laminate flooring, comparable flooring, medium density coated plywood (MDO), louvered board, plating plate and the like. In the application of the layer several different resin applicators may be used, including roll coaters, curtaincoaters, extruders, vaporizers, etc.

Contudo, um problema encontrado na produção deprodutos em camadas a base de madeira, independente datécnica ou dispositivo utilizado para aplicar a resina, é adeterminação da dosagem de resina que deve ser aplicadasobre uma placa especifica e também a manutenção da dosagemde resina desejada. A dosagem requerida ou apropriada daresina pode variar significativamente entre diferentesplacas, mesmo dentro da mesma remessa, devido a variaçõesnas propriedades ou características entre diferentesplacas, tais como, espécies de madeira na placa, umidade,tamanho da partícula na camada superficial, densidade daplaca, quantidade de resina uréia/formaldeídò na camadasuperficial, a variação no grau de -.penetração da resina nosubstrato, etc. Outros fatores podem ser relacionados àlinha de produção, incluindo a velocidade da linha detransporte, dosagem do endurecedor; espessura da placa,etc. Além disso, podem ocorrer mudanças na própria resina.However, a problem encountered in the production of wood-based layered products, regardless of the technique or device used to apply the resin, is the determination of the resin dosage to be applied to a specific plate and also the maintenance of the desired resin dosage. The required or appropriate dosage of desesin may vary significantly between different plates, even within the same shipment, due to variations in properties or characteristics between different plates, such as wood species in the plate, humidity, surface layer particle size, plate density, amount of urea / formaldehyde resin in the surface layers, the variation in the degree of penetration of the resin in the substrate, etc. Other factors may be related to the production line, including conveyor line speed, hardener dosage; plate thickness, etc. In addition, changes may occur in the resin itself.

Tais propriedades ou características· de variação dasplacas e/ou fatores da linha de produção podem resultar emuma aplicação não-uniforme da resina !sobre as placas. Alémdisso, as mesmas podem acarretar em, uma dosagem excessivada resina que, por sua vez, pode conduzir a custos maiores(devido ao fato de que uma grande quantidade desnecessáriade resina é utilizada), defeitos na fibra, como ereção dasmesmas na camada superficial do substrato, resultando emuma aspereza na· superfície da borda que, por sua vez, podeocasionar o chamado efeito "casca de laranja". Ademais, adosagem excessiva pode resultar, entre outras coisas, emdescoloração da superfície aplicada e bolha na interfacesubstrato-camada. A dosagem de resina em baixas quantidadestambém é um problema sério que, por exemplo, pode fazer comque a camada aplicada se desprenda da placa. Portanto, éessencial que a dosagem de resina seja ajustada comprecisão com relação a estas propriedades variantes daplaca especifica, características modificadas da linha deprodução e/ou da própria resina, etc.Such properties or varying characteristics of the plates and / or production line factors may result in non-uniform application of the resin to the plates. In addition, they may result in over-dosing of resin which in turn may lead to higher costs (due to the fact that an unnecessary amount of resin is used), fiber defects such as erection of the same substrate surface layer , resulting in a roughness on the edge surface which in turn can cause the so-called "orange peel" effect. In addition, excessive dosing may result, among other things, in discoloration of the applied surface and blister at the substrate-layer interfaces. Low dosage of resin is also a serious problem which, for example, can cause the applied layer to detach from the plate. Therefore, it is essential that the resin dosage be adjusted accurately with respect to these specific plate variant properties, modified characteristics of the production line and / or the resin itself, etc.

Um outro parâmetro importante na produção desubstratos em camadas é a penetração da resina dentro dossubstratos, que está diretamente relacionada à presença deporos no substrato. 0 fenômeno de penetração da resina éessencial para a qualidade do produto em camadas. Isto édevido ao fato de que a quantidade de resina aplicada quepenetra dentro dos substratos não participa da junção comcola no processo de colagem do produto, que de fato dependeda profundidade da penetração. A penetração em um substratocomo uma madeira aglomerada poderia estar relacionada aparâmetros como conteúdo de água, propriedades .hidrofóbicasda superfície do substrato, 'presença de poros em uma escalamacroscópica devido à distância -entre partículas dèserragem que formam a superfície da placa, mas também emuma escala, microscópica devido à presença de canais deresina, pontuações areoladas e lumens dos traqueóides nomaterial da madeira. A presença de poros em uma madeiraaglomerada está diretamente relacionada à permeabilidade damadeira aglomerada. A permeabilidade é medida simplesmentemedindo o transporte de ar através da placa. Outrasferramentas analíticas que poderiam possuir o potencial demedir as respostas referentes á penetração é análise doângulo de contato no modo dinâmico e estático.Another important parameter in the production of layered substrates is the penetration of the resin into the substrates, which is directly related to the presence of pores in the substrate. The resin penetration phenomenon is essential for the quality of the layered product. This is due to the fact that the amount of resin applied that penetrates into the substrates does not participate in the glue joint in the product bonding process, which in fact depends on the depth of penetration. Penetration into a substrate such as agglomerated wood could be related to parameters such as water content, hydrophobic properties of the substrate surface, the presence of pores in a microscopic scale due to the distance between sawdust particles that form the surface of the board, but also on a scale, microscopic due to the presence of deresin channels, areolated scores and lumens of the nomaterial tracheids of the wood. The presence of pores in agglomerated wood is directly related to the permeability of agglomerated wood. Permeability is simply measured by losing air transport through the plate. Other analytical tools that could have the potential to counteract penetration responses are contact angle analysis in the dynamic and static mode.

No documento WO 2004/094947, Mbachu et al. divulgamum método para monitorar espectroscopicamente a aplicaçãode resina de folhas de madeira laminada durante o trajetoem uma linha de montagem. A instrumentação espectroscópicapara monitorar a resina aplicada é calibrada por mediçõesde aplicações de resina pré-determinadas em relação àsamostras-teste de referência, de modo garantir uma relaçãopré-determinada que permita o monitoramento re resinaaplicada durante a produção comercial de um produto demadeira laminada utilizando o espectro de luz visível e oinfravermelho próximo que se estende até 2500 nm. A medidaespectroscópica é realizada diretamente após o aplicador deresina por meio de uma sonda adaptada para permitir umaseleção de comprimentos de radiação eletromagnética dentroda faixa acima mencionada. Contudo, o método de acordo como documento WO 2004/094947, de Mbachu et al. , não leva emconta efeitos tais como, por exemplo, o grau de penetraçãoda resina dentro do substrato.In WO 2004/094947, Mbachu et al. disclose a method for spectroscopically monitoring the application of laminated wood sheet resin along the way on an assembly line. Spectroscopic instrumentation for monitoring the applied resin is calibrated by predetermined resin application measurements against the reference test samples to ensure a predetermined relationship that allows for applied resin monitoring during commercial production of a laminated wood product using the spectrum. visible light and near infrared light extending to 2500 nm. The spectroscopic measurement is performed directly after the deresin applicator by means of a probe adapted to allow the selection of electromagnetic radiation lengths within the above mentioned range. However, the method according to WO 2004/094947, by Mbachu et al. , does not take into account effects such as, for example, the degree of resin penetration into the substrate.

Do mesmo modo, a umidade do substrato pode variarentre diferentes substratos. Como a resina utilizada, porexemplo, uréia/formaldeído (UF) ou fenol/formaldeido (PF)também contém água, existe um risco considerável deinterferência da água (na resina e no substrato) noespectro de NIR quando a aplicação da resina é medidautilizando os métodos divulgados nos documentos WO2004/094947, Mbachu et al.Similarly, substrate moisture may vary between different substrates. As the resin used, for example urea / formaldehyde (UF) or phenol / formaldehyde (PF) also contains water, there is a considerable risk of water interference (in the resin and substrate) in the NIR spectrum when resin application is measured using the methods. disclosed in WO2004 / 094947, Mbachu et al.

Além disso, os substratos também podem conterquantidades de resina UF disposta sobre a camadasuperficial que também pode variar entre diferentessubstratos. Isto pode induzir a erros no espectro de NIRquando a aplicação da resina é medida utilizando os métodosdivulgados no documento WO 2004/094947, Mbachu et al.In addition, substrates may also contain quantities of UF resin disposed on the surface layer which may also vary between different substrates. This can induce errors in the NIR spectrum when resin application is measured using the methods disclosed in WO 2004/094947, Mbachu et al.

Portanto, existe uma necessidade por um método esistema aprimorado para monitoramento ou controle deparâmetros, por exemplo, dosagem de resina oupermeabilidade dos substratos, na produção de substratos emcamadas, tal como produtos em camadas a base de madeira.Therefore, there is a need for an improved system method for monitoring or controlling parameters, for example resin dosing or substrate permeability, in the production of layered substrates such as wood-based layered products.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃOBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Um objeto da presente invenção é fornecer um método eum sistema melhorado para monitorar ou controlarparâmetros, por exemplo, a dosagem de resina ou apermeabilidade dos substratos, na produção de substratos emcamadas, tais como produtos em camadas a base de madeira.It is an object of the present invention to provide an improved method and system for monitoring or controlling parameters, for example resin dosage or substrate permeability, in the production of layered substrates, such as wood-based layered products.

Um outro objeto da presente invenção é fornecer ummétodo e um sistema melhorado para monitorar ou controlar aaplicação de resina na produção de substratos em camadas,tais como produtos em camadas a base de madeira, comrelação à precisão da dosagem de resina.Another object of the present invention is to provide an improved method and system for monitoring or controlling resin application in the production of layered substrates, such as wood-based layered products, with respect to resin dosage accuracy.

Estes e outros objetos são obtidos pela presenteinvenção fornecendo um método, um sistema, um meio legívelem computador, e um programa de computador possuindo ascaracterísticas definidas nas reivindicações independentes.Realizações diferentes são definidas nas reivindicaçõesdependentes.These and other objects are obtained by the present invention by providing a method, system, computer readable medium, and computer program having the characteristics defined in the independent claims. Different embodiments are defined in the dependent claims.

No contexto deste pedido, o termo "substrato" serefere a um painel, tal como uma placa, incluindo, entreoutros, chapas de madeira aglomerada, chapas de fibra demédia densidade, chapas de madeira compensada, chapas detiras de madeira não orientadas, chapas de partículasorientadas (OSB), e chapas de fibra de madeirareconstituída (ou chapas duras).In the context of this application, the term "substrate" refers to a panel, such as a board, including, but not limited to, chipboard, medium density fiberboard, plywood, non-oriented chipboard, oriented particleboard (OSB), and reconstituted wood fiber sheets (or hard sheets).

Com relação a este pedido, o termo "substrato emcamadas" se refere a um substrato munido com uma camada pormeio de, entre outros, chapeamento, pavimentação, oulaminação.With reference to this application, the term "layered substrate" refers to a substrate provided with a layer by, inter alia, plating, paving, or lamination.

De acordo com um primeiro aspecto da presenteinvenção, é fornecido um método para controlar um processopara produção de um substrato em camadas, o processoenvolvendo as etapas de aplicar um endurecedor sobre osubstrato; aplicar uma resina sobre o substrato; etransportar o substrato para uma prensa por meio de umdispositivo de transporte onde pelo menos uma camada éaplicada sobre o substrato em uma etapa de prensagem com oobjetivo de formar um substrato em camadas. 0 métodocompreende ainda as etapas de: coletar pelo menos umprimeiro conjunto de dados experimentais referentes aosparâmetros do substrato em um primeiro estágio do processoempregando um primeiro dispositivo de medição, o primeiroestágio do processo estando localizado após a etapa deprensagem na direção de translação do dispositivo detransporte; coletar pelo menos um segundo conjunto de dadosexperimentais referentes aos parâmetros do substrato em umsegundo estágio do processo empregando um segundodispositivo de medição, o segundo estágio do processoestando localizado antes da etapa de prensagem e após oprimeiro estágio do processo na direção de translação dodispositivo de transporte; e controlar uma quantidade deresina a ser aplicada sobre um substrato na etapa deaplicação da resina durante o processo para produção desubstratos em camadas, utilizando dados experimentaiscoletados a partir do primeiro e segundo estágios doprocesso e um modelo de calibração calculado, sendo omodelo baseado em dados experimentais coletados desubstratos do primeiro e/ou segundo estágios do processo.According to a first aspect of the present invention, a method is provided for controlling a process for producing a layered substrate, the process involving the steps of applying a hardener on the substrate; apply a resin on the substrate; and transporting the substrate to a press by means of a transport device where at least one layer is applied to the substrate in a pressing step for the purpose of forming a layered substrate. The method further comprises the steps of: collecting at least one first set of experimental data relating to substrate parameters in a first process stage employing a first measuring device, the first stage of the process being located after the pressure step in the translational direction of the transport device; collect at least a second set of experimental data relating to substrate parameters at a second process stage using a second measuring device, the second process stage being located before the pressing stage and after the first process stage in the direction of transport of the transport device; and controlling the amount of resin to be applied to a substrate in the resin application step during the process for producing layered substrates, using experimental data collected from the first and second stages of the process and a calculated calibration model, the model based on experimental data collected. first and / or second stages of the process.

Conforme um segundo aspecto da presente invenção, éfornecido um sistema para controlar um processo paraproduzir um substrato em camadas, tal como um substrato emcamadas a base de madeira, o sistema compreendendodispositivos para aplicar um endurecedor sobre o substrato;dispositivos para aplicar uma resina sobre o substrato; edispositivos de transporte adaptados para transladar osubstrato para dispositivos de prensagem adaptados paraaplicar pelo menos uma camada sobre o substrato de modo aproduzir um substrato em camadas. 0 sistema compreendetambém um primeiro dispositivo de medição adaptado paracoletar pelo menos um primeiro conjunto de dadosexperimentais referentes aos parâmetros do substrato noprimeiro estágio do processo, o primeiro dispositivo demedição sendo disposto antes do dispositivo de prensagem nadireção de translação do dispositivo de transporte; umsegundo dispositivo de medição adaptado para coletar pelomenos um segundo conjunto de dados experimentais referentesaos parâmetros do substrato em um segundo estágio doprocesso, o segundo dispositivo de medição sendo dispostoantes do dispositivo de prensagem e após o primeirodispositivo de medição na direção de translação dodispositivo de transporte; e dispositivos de controleconectados aos primeiro e segundo dispositivos de mediçãoadaptados para controlar o dispositivo de aplicação daresina com o objetivo de determinar uma quantidade deresina a ser aplicada sobre um substrato durante o processopara produzir um substrato em camadas, utilizando dadosexperimentais coletados do primeiro e segundo estágios doprocesso e um modelo de calibração calculado, o modelosendo baseado em dados experimentais coletados desubstratos no primeiro e/ou segundo estágios do processo.According to a second aspect of the present invention, there is provided a system for controlling a process for producing a layered substrate, such as a wood-based layered substrate, the system comprising devices for applying a hardener on the substrate; devices for applying a resin on the substrate. ; conveying devices adapted to translate the substrate into press devices adapted to apply at least one layer to the substrate to produce a layered substrate. The system also comprises a first measuring device adapted to collect at least a first experimental data set relating to substrate parameters at the first stage of the process, the first measuring device being arranged before the pressing device and the translational direction of the transport device; a second measuring device adapted to collect at least a second experimental data set relating to the substrate parameters at a second stage of the process, the second measuring device being disposed of the pressing device and after the first measuring device in the transport direction of the transport device; and control devices connected to the first and second measuring devices adapted to control the resin application device in order to determine an amount of resin to be applied to a substrate during processing to produce a layered substrate using experimental data collected from the first and second process stages. and a calculated calibration model, the model based on experimental data collected from substrates in the first and / or second stages of the process.

De acordo com um terceiro aspecto da presenteinvenção, é fornecido um programa de computador para umsistema conforme o segundo aspecto da presente invenção. 0programa compreende instruções de programa que, quandoexecutado em um dispositivo de controle do sistema, permiteque o dispositivo de controle realize etapas do métodoinventivo.According to a third aspect of the present invention, a computer program for a system according to the second aspect of the present invention is provided. The program comprises program instructions which, when executed on a system control device, allow the control device to perform steps of the inventive method.

Com relação ao quarto aspecto da presente invenção, éfornecido um produto de programa de computadorcompreendendo um meio legível em computador e um programade computador de acordo com o terceiro aspecto, onde oprograma de computador é armazenado no meio legível emcomputador.With respect to the fourth aspect of the present invention, there is provided a computer program product comprising a computer readable medium and a computer program according to the third aspect, wherein the computer program is stored in the computer readable medium.

Portanto, a presente invenção é baseada noentendimento de que o efeito de penetração da resina nosubstrato é essencial quando se determina a aplicação daresina (a dosagem da resina) devido ao fato de que aquantidade de resina que penetra no substrato não participada junção com cola no processo de colagem do produto(dependendo da profundidade da penetração). A penetração daresina no substrato, como uma madeira aglomerada, poderiaestar relacionada a parâmetros tais como conteúdo deumidade, propriedades hidrofóbicas da superfície dosubstrato, etc. Além disso, a invenção também é baseada noentendimento de que estas propriedades podem serquantificadas por espectroscopia utilizando sondas demedição localizadas em pelo menos dois estágios específicosdo processo ao longo de uma linha de produção para produçãode substratos em camadas. Por isso, é possível desenvolverum modelo de calibração, baseado em dados coletados nestespelo menos dois estágios do processo, capaz de fornecer umaalta habilidade de previsão com relação a, por exemplo, adosagem de resina. A presente invenção possui diversasvantagens em comparação com a técnica convencionaldivulgada no documento WO 2004/094947, Mbachu et al., noqual efeitos tais como, por exemplo, o grau de penetraçãoda resina no substrato, não são considerados. Por exemplo,a presente invenção garante um controle altamente preciso econfiável da aplicação da resina já que efeitos, tais comoa profundidade da penetração, são considerados no modelo decalibração.Therefore, the present invention is based on the understanding that the penetration effect of resin on the substrate is essential when determining the application of resin (the dosage of resin) due to the fact that the amount of resin that penetrates the non-participating substrate with glue in the process. product bonding (depending on the depth of penetration). Daresine penetration into the substrate, such as agglomerated wood, could be related to parameters such as moisture content, hydrophobic properties of the substrate surface, etc. In addition, the invention is also based on the understanding that these properties can be quantified by spectroscopy using measurement probes located at at least two specific process stages along a production line for the production of layered substrates. Therefore, it is possible to develop a calibration model based on data collected in these at least two stages of the process, capable of providing a high predictive ability regarding, for example, resin dosing. The present invention has several advantages compared to the conventional technique disclosed in WO 2004/094947, Mbachu et al., Such effects as, for example, the degree of resin penetration into the substrate, are not considered. For example, the present invention ensures highly accurate and reliable control of resin application since effects such as depth of penetration are considered in the calibration model.

De acordo com uma realização da presente invenção, oprimeiro estágio do processo, isto é, o primeirodispositivo de medição, é localizado antes do estágio deaplicação do endurecedor. Os testes mostraram que estalocalização do primeiro dispositivo de medição garante,dados experimentais especialmente úteis para o modelo decalibração, assim como para ao controle da dosagem deresina durante o processo de produção.According to one embodiment of the present invention, the first stage of the process, that is, the first metering device, is located prior to the hardener application stage. Tests have shown that this location of the first measuring device guarantees experimental data especially useful for the calibration model as well as for the control of the deresin dosage during the production process.

Em uma realização da presente invenção, o segundoestágio do processo está localizado após o estágio deaplicação da resina. Observou-se nos testes que estalocalização do segundo dispositivo de medição garante dadosde medição úteis, sobretudo para o modelo de calibração,assim como para o controle da dosagem de resina durante oprocesso de produção.Em uma outra realização da presente invenção, dadosreferentes à dosagem de endurecedor aplicado sobre osubstrato são coletados durante a produção do substrato emcamadas, e os dados de dosagem do endurecedor sãoutilizados no controle da dosagem de resina. Desse modo, aprecisão e a confiabilidade do modelo de calibração, assimcomo o controle da dosagem de resina durante o processo deprodução, podem ser melhorados mesmo posteriormente.In one embodiment of the present invention, the second stage of the process is located after the resin application stage. It has been observed in the tests that locating the second measuring device ensures useful measurement data, especially for the calibration model as well as for controlling the dosage of resin during the production process. In another embodiment of the present invention, data relating to the dosage of The hardener applied on the substrate is collected during the production of the substrate in layers, and the hardener dosage data is used to control the resin dosage. In this way, the appreciation and reliability of the calibration model, as well as the control of resin dosage during the production process, can be improved even later.

Em uma realização posterior, são coletados dadosrelativos à velocidade da linha do transportador durante aprodução de um substrato em camadas e utilizados nocontrole da dosagem de resina. Assim, a precisão e aconfiabilidade do modelo de calibração, assim como ocontrole da dosagem de resina durante o processo deprodução, podem ser melhorados.In a later embodiment, data regarding the conveyor line velocity during the production of a layered substrate is collected and used for resin dosage control. Thus, the accuracy and reliability of the calibration model as well as the control of resin dosing during the production process can be improved.

Conforme outras realizações da presente invenção,dados referentes às variáveis do processo, tais como atemperatura e/ou a umidade atmosférica onde ocorre oprocesso, a temperatura da prensa, ou o efeito do aquecedorpodem ser coletados e utilizados no controle da dosagem deresina.According to other embodiments of the present invention, data relating to process variables such as temperature and / or atmospheric humidity where the process occurs, the temperature of the press, or the effect of the heater may be collected and used to control the dosage of the resin.

Preferencialmente, o modelo de calibração é calculadopor meio de análise multivariada. De · acordo com asrealizações, PLS, PCA ou PCR são técnicas multivariadas quepodem ser utilizadas na invenção. Ademais, redes neuraistambém são técnicas que podem ser utilizadas para odesenvolvimento do modelo de calibração.Preferably, the calibration model is calculated by multivariate analysis. According to the embodiments, PLS, PCA or PCR are multivariate techniques that can be used in the invention. Moreover, neuraist networks are also techniques that can be used for the development of the calibration model.

De acordo com uma realização da presente invenção, omodelo de calibração é calculado de acordo com as seguintesetapas: os dados de medição coletados no primeiro estágiodo processo são dispostos em pelo menos uma matriz; umprimeiro sub-modelo para o primeiro estágio do processo écalculado utilizando análise multivariada; e receber, nosegundo estágio do processo proveniente de pelo menos umprimeiro estágio do processo, informação referente a umsub-modelo multivariável calculado pelo menos no primeiroestágio do processo. Portanto, um modelo possuindo um altograu de previsibilidade pode ser obtido, isto' é, a dosagemde resina prevista por meio do modelo mostra um alto graude precisão e confiabilidade. Isto se deve ao fato de quevariações no substrato, por exemplo, variação no conteúdode água ou diferenças na carga de resina UF na camadasuperficial do substrato, são incluídos no primeiro sub-modelo e transferidos para o segundo sub-modelo comoprincipal componente de um modelo de análise multivariável(tal como um modelo PCA ou PLS). 0 uso de componentesprincipais ao invés de um espectro amplo reduz o risco desobreadaptação ("overfit") e problemas relacionados devidoa muitas variáveis não-correlacionadas e ruídos no modelode calibração.According to one embodiment of the present invention, the calibration model is calculated according to the following steps: the measurement data collected in the first process stage is arranged in at least one matrix; a first sub-model for the first stage of the process is calculated using multivariate analysis; and receive, at the second stage of the process from at least one first stage of the process, information regarding a multivariable sub-model calculated at least in the first stage of the process. Therefore, a model having a predictability altitude can be obtained, that is, the predicted resin dosage through the model shows a high degree of precision and reliability. This is because substrate variations, for example, variation in water content or differences in UF resin loading on the surface layer of the substrate, are included in the first sub-model and transferred to the second sub-model as the main component of a surface model. multivariate analysis (such as a PCA or PLS model). Using major components rather than broad spectrum reduces the risk of overfit and related problems due to many uncorrelated variables and noise in the calibration model.

Os dados experimentais podem ser coletados através demedidas espectroscópicas obtidas em espectros deultravioleta (UV), infravermelho (IV), infravermelhopróximo (NIR), ou luz visível (VI) e, preferencialmente, noespectro de infravermelho próximo (NIR). Em uma realizaçãoalternativa, os dados experimentais podem ser coletados pormeio de ultra-som.De acordo com uma realização da presente invenção, omodelo de calibração é utilizado para controlar apermeabilidade do substrato.Experimental data may be collected through spectroscopic measurements obtained from deultraviolet (UV), infrared (IR), infrared near (NIR), or visible light (VI) spectra, and preferably in the near infrared (NIR) spectrum. In an alternative embodiment, experimental data may be collected by ultrasound. According to one embodiment of the present invention, the calibration model is used to control substrate permeability.

As características que caracterizam a invenção, tantona organização quanto no método de operação, junto comobjetos e vantagens adicionais da mesma, será melhorentendido a partir das descrições a seguir, utilizadas emconjunto com os desenhos em anexo. Dever ser expressamenteentendido que os desenhos têm o propósito de ilustração edescrição, e não devem ser interpretados como uma definiçãodos limites da invenção. Estes e outros objetivosalcançados, e vantagens oferecidas, pela presente invençãose tornarão mais plenamente aparentes quando a descrição aseguir é lida em conjunto com os desenhos em anexo.The features that characterize the invention, both in its organization and method of operation, together with its objects and additional advantages, will be better understood from the following descriptions used in conjunction with the accompanying drawings. It should be expressly understood that the drawings are for the purpose of illustration and description, and should not be construed as a definition of the limits of the invention. These and other achievements, and advantages offered, by the present invention will become more fully apparent when the following description is read in conjunction with the accompanying drawings.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOSDETAILED DESCRIPTION OF DRAWINGS

Na seguinte descrição detalhada da invenção seráfeita referência aos desenhos em anexo, nos quais:In the following detailed description of the invention reference will be made to the accompanying drawings in which:

Figura 1 é uma vista esquemática de uma linha de produçãopara produzir um substrato em camadas na qual apresente invenção pode ser utilizada.Figure 1 is a schematic view of a production line for producing a layered substrate in which the present invention may be used.

Figura 2 é uma vista esquemática de um sistema paramonitorar a aplicação de resina durante aprodução de um substrato em camadas na linha deprodução mostrada na Figura 1 de acordo com umarealização da presente invenção.Figure 2 is a schematic view of a system for monitoring resin application during production of a layered substrate in the production line shown in Figure 1 according to an embodiment of the present invention.

Figura 3 é uma vista esquemática de um sistema paramonitorar a aplicação de resina durante aprodução de um substrato em camadas na linha deprodução mostrada na Figura 1 de acordo com umaoutra realização da presente invenção.Figure 3 is a schematic view of a system for monitoring resin application during production of a layered substrate on the production line shown in Figure 1 according to another embodiment of the present invention.

Figura 4 mostra os princípios gerais do método paramonitorar a aplicação de resina durante aprodução de um substrato em camadas na linha deprodução mostrada nas Figuras 2 ou 3 de acordocom uma realização da presente invenção.Figure 4 shows the general principles of the method for monitoring resin application during the production of a layered substrate in the production line shown in Figures 2 or 3 according to one embodiment of the present invention.

DESCRIÇÃO DAS REALIZAÇÕES PREFERIDASDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

Primeiramente à Figura 1, será descrita uma linha deprodução para produzir um substrato em camadas na qual osistema e o método de acordo com a presente invenção podemser utilizados.Firstly to Figure 1, a production line for producing a layered substrate in which the system and method according to the present invention may be used will be described.

A linha de produção (10) compreende dispositivos paraaplicar um endurecedor (16) adaptados para aplicar o mesmosobre o substrato (12), por exemplo, um distribuidor,dispositivos para aplicar uma resina (18) sobre osubstrato, por exemplo, um distribuidor de resina, e umdispositivo para prensagem (20), tal como uma prensa rolo aquente, adaptada para aplicar pelo menos uma camada sobre osubstrato de modo a formar um substrato em camadas.The production line (10) comprises devices for applying a hardener (16) adapted to apply it on the substrate (12), for example a dispenser, devices for applying a resin (18) on the substrate, for example, a resin dispenser. , and a pressing device (20), such as a hot roll press, adapted to apply at least one layer on the substrate to form a layered substrate.

Contudo, um técnico no assunto entenderá que a camada podeser aplicada sobre o substrato por meio de, por exemplo,chapeamento, pavimentação, ou laminação. A camada pode ser,por exemplo, papel, verniz ou tecido. Além do mais, tambémdeverá ser notado que existem vários outros dispositivos deprensagem apropriados além de uma prensa rolo a quente quesão possíveis, incluindo uma máquina de prensagem planaque, contudo, não é apropriada no caso de foliação, ou umamáquina de prensagem a frio.Substratos, como produtos a base de madeira na formade placas (12), são transportados ou conduzidos por meio deum dispositivo de transporte (14) entre os diferentesestágios do processo da linha de produção (10) em umadireção da seta indicada com um A. Entre os distribuidoresdo endurecedor (16) e da resina (18) é disposto umaquecedor (22), que é adaptado para aquecer o substrato esecar o endurecedor aplicado. Preferencialmente, oaquecedor (22) é um aquecedor de IV. Normalmente, uma serra(não mostrada) é disposta após a prensa de rolo a quente(20) com o propósito de serrar o substrato em pedaços comum tamanho desejado.However, one skilled in the art will appreciate that the layer may be applied to the substrate by, for example, plating, paving, or lamination. The layer may be, for example, paper, varnish or fabric. In addition, it should also be noted that there are several other suitable hot-press devices besides a possible hot-roll press, including a flat-roll press, however, it is not appropriate in the case of foliation, or a cold-press machine. As wood products in the form of slabs (12), they are transported or driven by means of a conveyor (14) between the different process stages of the production line (10) in a direction of the arrow indicated with an A. hardener (16) and resin (18) there is arranged a heater (22) which is adapted to heat the substrate to dry out the applied hardener. Preferably, the heater (22) is an IR heater. Typically, a saw (not shown) is disposed after the hot roll press (20) for the purpose of sawing the substrate into desired sized pieces.

Recorrendo agora à Figura 2, será descrito um sistemapara monitorar a aplicação de resina durante a produção deum substrato em camadas instalado na linha de produçãomostrada na Figura 1, de acordo com uma realização dapresente invenção. Um primeiro dispositivo de medição (24)adaptado para coletar pelo menos um primeiro conjunto dedados experimentais relacionados aos parâmetros dosubstrato é disposto no primeiro estágio do processo, quenesta realização é localizado antes da prensa rolo a quente(20). Preferencialmente, o primeiro dispositivo de mediçãoé localizado antes do distribuidor do endurecedor (16).Referring now to Figure 2, a system will be described for monitoring resin application during the production of a layered substrate installed on the production line shown in Figure 1, according to an embodiment of the present invention. A first measuring device (24) adapted to collect at least a first set of experimental data related to the substrate parameters is arranged in the first stage of the process, which embodiment is located before the hot roll press (20). Preferably, the first metering device is located before the hardener manifold (16).

Além disso, um segundo dispositivo de medição (26) adaptadopara coletar pelo menos um segundo conjunto de dadosexperimentais referentes aos parâmetros do substrato édisposto em um segundo estágio do processo. Nestarealização, o segundo dispositivo de medição (26) élocalizado antes da prensa de rolo a quente (20) e após oprimeiro dispositivo de medição (24). Preferencialmente, osegundo dispositivo de medição (26) está localizado entre odistribuidor de resina (18) e a prensa rolo quente (20).Furthermore, a second measuring device (26) adapted to collect at least a second set of experimental data relating to substrate parameters is disposed at a second stage of the process. In this embodiment, the second measuring device (26) is located before the hot roll press (20) and after the first measuring device (24). Preferably, the second measuring device (26) is located between the resin dispenser (18) and the hot roll press (20).

De acordo com uma realização preferida, os primeiro esegundo dispositivos de medição (24 e 26) são sondasespectroscópicas adaptadas para emitir comprimentos de ondade radiação eletromagnética com pico de absorbância em umaou mais faixas pela resina aplicada, e por outrosconstituintes, tais como conteúdo de água do material dosubstrato e da resina. Em particular, a radiaçãoeletromagnética está na forma de ultravioleta,infravermelho, infravermelho próximo, ou luz visível. Se aluz de infravermelho próximo é utilizada, as chamadassondas de NIR podem ser utilizadas.According to a preferred embodiment, the first second measuring devices (24 and 26) are spectroscopic probes adapted to emit lengths of oneness of electromagnetic radiation with peak absorbance in one or more bands by the applied resin, and by other constituents such as water content. substrate and resin material. In particular, electromagnetic radiation is in the form of ultraviolet, infrared, near infrared, or visible light. If near infrared light is used, so-called NIR probes may be used.

Ademais, o sistema compreende dispositivos decontrole (28) que consistem de dispositivos deprocessamento (27) conectados aos primeiro e segundodispositivos de medição (24 e 26, respectivamente). 0dispositivo de controle (28) controla se os primeiro esegundo dispositivos de medição (24 e 26, respectivamente)deveriam estar ativos ou não, isto é, quando as mediçõesdeveriam ser realizadas. Além disso, o dispositivo decontrole (28) compreende um dispositivo de estocagem (29)que se comunica com o dispositivo de processamento (27)através de um controle/barramento de endereços padrão (nãomostrado). 0 dispositivo de estocagem (29) pode incluir umamemória de acesso aleatório (RAM) e/ou uma memória não-volátil, tal como uma memória de apenas leitura (ROM) . Osversados na arte compreenderão que dispositivos deestocagem podem incluir vários tipos de instrumentosfísicos para estocagem temporária ou permanente dos dados,o que inclui instrumentos no estado sólido, magnéticos,óticos ou combinação dos mesmos. Por exemplo, osdispositivos de estocagera podem ser implementadosutilizando um ou mais dispositivos físicos como DRAM,PROMS, EPROMS, EEPROMS, memória flash, e os similares. 0dispositivo de estocagem (29) pode compreender,adicionalmente, um programa de computador (21)compreendendo instruções para que um computador desempenheetapas do método de acordo com a presente invenção.Moreover, the system comprises control devices (28) consisting of processing devices (27) connected to the first and second measuring devices (24 and 26, respectively). The control device 28 controls whether the first and second measuring devices (24 and 26 respectively) should be active or not, ie when the measurements should be performed. In addition, the control device (28) comprises a storage device (29) that communicates with the processing device (27) via a standard (not shown) address control / bus. The storage device 29 may include a random access memory (RAM) and / or nonvolatile memory, such as a read-only memory (ROM). Those of skill in the art will understand that storage devices may include various types of physical instruments for temporary or permanent storage of data, including solid state, magnetic, optical instruments or a combination thereof. For example, stocking devices can be implemented using one or more physical devices such as DRAM, PROMS, EPROMS, EEPROMS, flash memory, and the like. The storage device (29) may further comprise a computer program (21) comprising instructions for a computer to perform steps of the method according to the present invention.

0 dispositivo de controle (28) também é adaptado paracontrolar o distribuidor de resina (18) de modo adeterminar uma quantidade de resina que deve ser aplicadasobre um substrato durante o processo para produção de umsubstrato em camadas. Este controle do distribuidor daresina (18) é realizado utilizando dados experimentaiscoletados que podem ser estocados no dispositivo deestocagem (29) oriundo do primeiro e/ou segundodispositivos de medição (24 e 26, respectivamente), e ummodelo de calibração calculado, que pode ser estocado nodispositivo de estocagem (29) . Preferencialmente, o modelode calibração é baseado nos dados experimentais coletadosdos substratos nos primeiro e segundo estágios do processo.The control device (28) is also adapted to control the resin dispenser (18) to determine an amount of resin to be applied to a substrate during the process for producing a layered substrate. This control of the daresin dispenser (18) is performed using collected experimental data that can be stored in the storage device (29) from the first and / or second measuring devices (24 and 26, respectively), and a calculated calibration model that can be stored. storage device (29). Preferably, the calibration model is based on experimental data collected from substrates in the first and second stages of the process.

De acordo com uma realização alternativa da presenteinvenção, dados experimentais referentes à dosagem deendurecedor aplicado e à velocidade da linha dotransportador (14) podem ser utilizados no cálculo domodelo de calibração. Estes dados experimentais podem serobtidos por meio de um dispositivo de medição de dosagem deendurecedor (30) e de um sensor de velocidade na linha(32). 0 uso de integração dos sinais do processo nainvenção não é, contudo, limitado à dosagem do endurecedore à velocidade da linha, como um técnico no assuntoentenderá, e outros sinais relevantes provenientes doprocesso podem ser utilizados para este propósito. Taissinais incluem a temperatura e/ou a umidade atmosférica nolocal onde ocorre o processo, a temperatura da prensa, ouos efeitos do aquecedor.According to an alternative embodiment of the present invention, experimental data concerning the applied hardener dosage and the conveyor line speed (14) can be used in the calculation of the calibration model. This experimental data can be obtained by means of a hardening dosage measuring device (30) and a line speed sensor (32). The use of process signal integration in the invention is not, however, limited to the dosage of hardener at line speed, as one skilled in the art will understand, and other relevant process signals may be used for this purpose. Taissinals include the temperature and / or atmospheric humidity where the process occurs, the temperature of the press, or the effects of the heater.

Com relação à Figura 3, uma realização alternativa dapresente invenção é mostrada. Partes ou dispositivosmostrados nas Figuras 2 e 3 e que possuam função (oufunções) similar(es) ou próxima(s) serão denotados com osmesmos numerais de referência. Nesta realização, o primeirodispositivo de medição (24) adaptado para coletar pelomenos um primeiro conjunto de dados de medição referentesaos parâmetros do substrato é disposto após o distribuidordo endurecedor (16). Além disso, o segundo dispositivo demedição (26) adaptado para coletar pelo menos um segundoconjunto de dados de medição referentes aos parâmetros dosubstrato está localizado entre o distribuidor de resina(18) e a prensa rolo a quente (20). A função de, e alocalização de outros dispositivos e partes, tal como odispositivo de controle (28), são os mesmos da realizaçãomostrada na Figura 2 e, portanto, as descrições destes sãoomitidas nesta realização.Referring to Figure 3, an alternative embodiment of the present invention is shown. Parts or devices shown in Figures 2 and 3 and having similar or near function (s) will be denoted with the same reference numerals. In this embodiment, the first metering device (24) adapted to collect at least a first metering data set concerning the substrate parameters is disposed after the hardener distribution (16). In addition, the second measuring device (26) adapted to collect at least a second set of measurement data relating to substrate parameters is located between the resin dispenser (18) and the hot roll press (20). The function of, and location of, other devices and parts, such as the control device (28), are the same as the embodiment shown in Figure 2, and therefore descriptions of these are omitted in this embodiment.

No que se refere à Figura 4, os princípios gerais dométodo para controlar um processo para produzir umsubstrato em camadas de acordo com a presente invençãoserão descritos. As etapas diferentes serão descritas agoraseguindo a ordem do fluxo para o processo de produção (istoé, no sentido do transportador (14), que é indicado com aseta A). Primeiro, na etapa (30), um endurecedor é aplicadosobre o substrato através do distribuidor do endurecedor(16). Em seguida, na etapa (32), pelo menos um primeiroconjunto de dados de medição referente aos parâmetros dosubstrato é coletado em um primeiro estágio do processoempregando um primeiro dispositivo de medição (24) que,como indicado acima, é preferencialmente uma sonda NIRadaptada para operar com comprimentos de onda na faixa de400-2500 nm. Os dados de medição são transferidos para odispositivo de controle (28) para uso na determinação dadosagem de resina com base no modelo de calibração. Em umarealização, a primeira sonda NIR (24) é localizada antes dodistribuidor do endurecedor (16). Ά seguir, na etapa (34),pelo menos um segundo conjunto de dados de mediçãoreferentes aos parâmetros do substrato empregando umsegundo dispositivo de medição (26) que, como indicadoacima, é preferencialmente uma sonda NIR adaptada paraoperar com comprimentos de onda na faixa de 400-2500 nm. Osdados de medição são transferidos para o dispositivo decontrole (38) para utilização na determinação da dosagem deresina tomando por base o modelo de calibração. Em umarealização, a segunda sonda NIR (26) está localizada antesda prensa rolo a quente (22) e após o distribuidor daresina (19). Subseqüentemente, na etapa (36), umaquantidade de resina a ser aplicada sobre o substrato écontrolada utilizando os dados de medição coletados dasprimeiras e segundas sondas NIR (24 e 26, respectivamente),e um modelo de calibração calculado. 0 modelo de calibraçãoé, como indicado acima e, como será descrito em maioresdetalhes abaixo, tomando por base os dados de mediçãocoletados dos substratos através das primeiras e segundassondas NIR (24 e 26, respectivamente).Referring to Figure 4, the general principles of the method for controlling a process for producing a layered substrate according to the present invention will be described. The different steps will now be described by following the flow order for the production process (i.e., in the direction of the conveyor (14), which is indicated with a A). First, in step (30), a hardener is applied to the substrate through the hardener dispenser (16). Then, in step 32, at least one first set of measurement data for substrate parameters is collected at a first stage of the process employing a first measurement device (24) which, as indicated above, is preferably a NIR probe adapted to operate wavelengths in the range 400-2500 nm. Measurement data is transferred to the control device (28) for use in determining resin data based on the calibration model. In one embodiment, the first NIR probe (24) is located before the hardener distributor (16). Then, at step (34), at least a second set of measurement data relating to substrate parameters employing a second measuring device (26) which, as indicated above, is preferably an NIR probe adapted to operate at wavelengths in the range of 400 -2500 nm. Measurement data is transferred to the control device (38) for use in determining the bone dosage based on the calibration model. In one embodiment, the second NIR probe (26) is located before the hot roll press (22) and after the daresin dispenser (19). Subsequently, in step (36), a quantity of resin to be applied to the substrate is controlled using the measurement data collected from the first and second NIR probes (24 and 26, respectively), and a calculated calibration model. The calibration model is as indicated above and as will be described in greater detail below, based on the collected substrate measurement data through the first and second NIR probes (24 and 26, respectively).

Preferencialmente, os dados de medição coletados dosubstrato no primeiro estágio do processo, isto é, pelaprimeira sonda NIR (24), e no segundo estágio do processo,isto é, pela segunda sonda NIR (26) , durante o processo deprodução são comparados no dispositivo de controle (28) comdados de referência provenientes do modelo de calibração,calculado durante a produção de um substrato em camadas, demodo a ajustar a dosagem da resina às propriedades dosubstrato especifico no processo.Preferably, the measurement data collected from the substrate in the first process stage, ie, by the first NIR probe (24), and in the second process stage, that is, by the second NIR probe (26), during the production process are compared on the device. (28) reference data from the calibration model, calculated during the production of a layered substrate, to adjust the resin dosage to the properties of the specific substrate in the process.

Finalmente, na etapa (38), o substrato é transladadopara a prensa rolo a quente . (22), onde pelo menos umacamada é aplicada sobre o substrato de modo a formar umsubstrato em camadas.Finally, in step 38, the substrate is transferred to the hot roll press. (22), wherein at least one layer is applied to the substrate to form a layered substrate.

Como indicado acima, dados referentes à dosagem doendurecedor aplicada sobre as amostras-teste do substrato edados referentes à velocidade da linha do dispositivo detransporte (14) são utilizados quando se calcula o modelode calibração.As indicated above, data on the applied hardener dosage on the substrate test samples and on the transport device line velocity (14) are used when calculating the calibration model.

DESENVOLVIMENTO DO MODELO DE CALIBRAÇÃOCALIBRATION MODEL DEVELOPMENT

A técnica espectroscópica de NIR ganhou uma largaaceitação nos anos recentes como uma ferramenta poderosa dediagnóstico, particularmente com o propósito deconfiabilidade e controle em linha do processo em ambientesindustriais mais severos (Antti et al. Journal ofChemometrics, 10, 591-603 (1996), Pope J. M. "Near-InfraredSpectroscopy of Wood Products" (1995), Conners Τ. E. andBanerjee S. Ed., "Surface Analysis of Paper", 142-151).Normalmente, na espectroscopia de NIR, são utilizadoscomprimentos de onda entre 400-2500 nm. Os princípiosfundamentais da espectroscopia de NIR têm sido resumidos emum grande número de artigos, por exemplo, em BartonSpectrocopy Europe 14, no. 1, 12-18 (2002) . Uma razãoprincipal para o sucesso da espectroscopia de NIR é odesenvolvimento de técnicas de análise multivariável, quetêm tornado possível manusear a enorme quantidade de dadosobtidos em tais medidas de NIR, por exemplo, análise decomponentes principais (PCA) e projeção parcial dos mínimosquadrados para estruturas latentes (PLS), vide, entreoutros, P. Geladi "Partial least-S.quar.es Regression: Atutorial", Anal. Chim. Acta, 185, 1-32. (1986). Uma outratécnica pode ser regressão de componentes principais (PCR).The NIR spectroscopic technique has gained wide acceptance in recent years as a powerful diagnostic tool, particularly for the purpose of on-line process reliability and control in harsh industrial environments (Antti et al. Journal of Chemometrics, 10, 591-603 (1996), Pope JM "Near-InfraredSpectroscopy of Wood Products" (1995), Conners, E. E. and Banerjee S. Ed., "Surface Analysis of Paper", 142-151). Typically, in NIR spectroscopy, wavelengths between 400- 2500 nm. The fundamental principles of NIR spectroscopy have been summarized in a large number of articles, for example, in Barton Spectrocopy Europe 14, no. 1, 12-18 (2002). A major reason for the success of NIR spectroscopy is the development of multivariable analysis techniques, which have made it possible to handle the huge amount of data obtained from such NIR measurements, for example, principal decomponent analysis (PCA) and partial least squares projection to latent structures ( PLS), see inter alia P. Geladi "Partial least-S.quar.es Regression: Atutorial", Anal. Chim. Minutes 185, 1-32. (1986). Another technique may be principal component regression (PCR).

Nos anos recentes, outras técnicas apropriadas paramanusear grandes quantidades de dados têm sidodesenvolvidas, tais como redes neurais.In recent years, other techniques suitable for handling large amounts of data have been developed, such as neural networks.

Análise do componente principal (PCA)Principal Component Analysis (PCA)

Por PCA, um conjunto de variáveis correlacionadas écondensado em um conjunto menor de variáveis nãocorrelacionadas. Esta transformação consiste de uma rotaçãodo' sistema de coordenada, resultando no alinhamento dainformação de um menor número de eixos do que no arranjooriginal. Desse modo, as variáveis que são altamentecorrelacionadas umas com as outras serão tratadas como umaentidade única. Utilizando PCA, seria então possível obterum pequeno conjunto de variáveis não-correlacionadasrepresentando ainda a maioria da informação que estavapresente no conjunto original de variáveis, mas sendo muitomais fácil utilizar nos modelos. Em geral, de 2 a 15componentes principais corresponderão por 85% a 98% davariância das variáveis.By PCA, a set of correlated variables is condensed into a smaller set of uncorrelated variables. This transformation consists of a rotation of the coordinate system, resulting in the alignment of the information of a smaller number of axes than in the original arrangement. In this way, variables that are highly correlated with each other will be treated as a single entity. Using PCA, it would then be possible to obtain a small set of uncorrelated variables while still representing most of the information that was present in the original set of variables, but much easier to use in the models. In general, from 2 to 15 major components will account for 85% to 98% of the variance of the variables.

Projeção parcial dos mínimos quadrados para estruturaslatentes (PLS)Partial least squares projection for latent structures (PLS)

PLS é um método computacional e de modelagem atravésdo qual relações quantitativas podem ser estabelecidasentre blocos de variáveis, isto é, um bloco de descritoresde dados (espectro) para uma série de amostras e um blocode dados de respostas medidas sobre estas amostras. Pelarelação quantitativa entre os blocos, é possível introduzirdados espectrais para uma nova amostra ao descritor dedados e fazer previsões sobre a resposta esperada. Umagrande vantagem do método é que os resultados podem sercalculados graficamente por diferentes gráficos. Na maioriados casos, interpretações visuais do gráfico sãosuficientes para obter um bom entendimento das diferentesrelações entre as variáveis. 0 método é baseado nasprojeções, similar ao PCA. 0 método PLS é divulgado emdetalhes em Carisson R., "Design and optimization inorganic synthesis", e B. G. M. Vandeginste, O. M.Kavalheim, Eds., "Data handling in science and Technology",(Elsevier, 1992), vol. 8.PLS is a computational and modeling method whereby quantitative relationships can be established between blocks of variables, that is, a block of data descriptors (spectrum) for a series of samples and a block of response data measured on these samples. By quantitative comparison between blocks, it is possible to introduce spectral data for a new sample to the data descriptor and make predictions about the expected response. A great advantage of the method is that the results can be calculated graphically by different graphs. In most cases, visual interpretations of the graph are sufficient to gain a good understanding of the different relationships between variables. The method is based on the projections, similar to PCA. The PLS method is disclosed in details in Carisson R., "Design and optimization inorganic synthesis", and B. G. M. Vandeginste, O. M. Kavalheim, Eds., "Data handling in science and technology" (Elsevier, 1992), vol. 8

Principais componentes da regressão (PCR)Major Components of Regression (PCR)

PCR está diretamente relacionado ao PCA e ao PLS.Como no PCA cada objeto no descritor de bloco é projetadoem um espaço dimensional menor produzindo dados e cargas.Os dados regressam então na direção do bloco de resposta emum procedimento de mínimos quadrados produzindo um modelode regressão que pode ser utilizado para prever amostrasdesconhecidas. Os mesmos modelos estatísticos podem serutilizados para validar o modelo, como no PCA e no PLS.PCR is directly related to PCA and PLS. As in PCA each object in the block descriptor is projected into a smaller dimensional space producing data and loads. The data then returns in the direction of the response block in a least squares procedure producing a regression model that can be used to predict unknown samples. The same statistical models can be used to validate the model, as in PCA and PLS.

PCA, PLS, e PCR são descritos a fundo em P. Geladi"Partial Ieast-Squares Regression: A tutorial", Anal. Chim.Acta, 185, 1-32 (1986).PCA, PLS, and PCR are described in depth in P. Geladi "Partial Ieast-Squares Regression: A tutorial", Anal. ChimActa, 185, 1-32 (1986).

Modelagem hierárquica e seqüencialHierarchical and sequential modeling

Modelagem hierárquica é um método onde dados e/ouresíduos oriundos de um modelo são utilizados comovariáveis em um outro modelo. 0 método é descrito por S.Wold et al. em "Hierarchical multiblocks PLS and PC modelsfor easier model interpretation and as an alternative tovariable selection", Journal of Chemometrics, vol. 10, 463-482 (1996).Hierarchical modeling is a method where data and / or residues from one model are used as variables in another model. The method is described by S.Wold et al. in "Hierarchical multiblocks PLS and PC models for easier model interpretation and as an alternative tovariable selection", Journal of Chemometrics, vol. 10, 463-482 (1996).

Estes métodos são desenvolvidos ainda por S. Wold nodocumento WO 2004/003671 Al, que descreve um método paraaplicação em um processo industrial, compreende um primeirosub-processo e um segundo sub-processo disposto em umprocesso em camada, compreende, para o segundo sub-processoas etapas de coletar dados e calcular um sub-modelomultivariável tomàndo por base os dados coletados, ditométodo sendo caracterizado pelas etapas de receber noprimeiro sub-processo oriundo do segundo sub-processoinformação referente ao sub-modelo multivariável calculadopara o segundo sub-processo, coletar dados relativos aoprimeiro sub-processo, e calcular um sub-modelomultivariável para o primeiro sub-processo tomando por baseos dados coletados e a informação recebida.Redes neuraisThese methods are further developed by S. Wold, document WO 2004/003671 A1, which describes a method for application in an industrial process, comprises a first sub-process and a second sub-process arranged in a layered process, comprises, for the second sub-process. Processes The steps of collecting data and calculating a multivariable submodel based on the collected data, this method being characterized by the steps of receiving the first subprocess from the second subprocess information regarding the multivariable submodel calculated for the second subprocess, collecting data relating to the first subprocess, and calculate a multivariable submodel for the first subprocess based on the data collected and the information received.

Redes neurais artificiais (ANNs) são descriçõesmatemáticas do que é conhecido sobre uma estrutura física emecanismo de aprendizado e conhecimento biológico (J.Zupan, J. Gasteiger, Anl. Chim. Acta. 248 (1991) 1-30). OANN pode ser utilizado para prognóstico e previsão devalores de saída e para detecção de tendências.Artificial neural networks (ANNs) are mathematical descriptions of what is known about a physical structure and learning mechanism and biological knowledge (J. Zupan, J. Gasteiger, Anl. Chim. Acta. 248 (1991) 1-30). OANN can be used for outbound value forecasting and forecasting and trend detection.

Exemplo: Previsão de dosagem de resinaExample: Resin Dosage Prediction

De acordo com um primeiro exemplo, um primeiroinstrumento ou sonda NIR (24) foi introduzido antes dodistribuidor do endurecedor (16), e um segundo instrumentoou sonda NIR (26) foi introduzido antes do rolo calendárioa quente (20) e após o distribuidor de resina (20) , comomostrado esquematicamente na Figura 2. Neste exemplo, ambosos instrumentos eram do tipo conjunto de diodos operando a900-1700 nm. De fato, instrumentos operando a, por exemplo,400-2500 nm também podem ser utilizados. Contudo, testescomparativos entre instrumentos operando a comprimentos deonda entre 900-1700 nm e instrumentos operando acomprimentos de onda entre 400-2500 nm têm mostradoresultados similares. A operação dos instrumentos (24,26)foi sincronizada de modo a tornar possível coletarespectros oriundos da mesma placa de amostra-teste nos doispontos de medição ou estágios do processo. As seguintesvariáveis: tipo da placa (dois fabricantes diferentes),dosagem de endurecedor (5-15 g/m2) , velocidade da linha(12-19 m/min) e aplicação da resina (resinauréia/formaldeído UF 1205 da Casco Adesivos AB, 45-70 g/m2)foram variados de acordo com um projeto experimental 24 comtrês pontos centrais. Medições da dosagem de resina realforam realizadas por análise gravimétrica das placas testesantes e após a aplicação da resina. Neste caso os modelosPLS para previsão da dosagem de resina foram utilizados. Osmodelos PLS foram construídos utilizando diferentesestratégias de modelagem, conforme a Tabela 1. 0 vetorcaracterístico consistiu de quatro medidas de cadaconfiguração de acordo com o projeto experimental. 0 errode previsão da raiz quadrada média (RMSEP) para o conjuntoteste foi utilizado para calcular a performance do modelo.R2 representa a soma cumulativa dos quadrados da dosagem deresina prevista explicada pelos componentes extraídos. Q2representa a fração da variação total da dosagem de resina,que pode ser prevista pelos componentes extraídos, comoestimado por validação cruzada. Na validação cruzada partesdos dados é mantida fora do desenvolvimento do modelo e éentão prevista pelo modelo e comparada com os valoresreais.According to a first example, a first NIR probe or instrument (24) was introduced before the hardener distributor (16), and a second instrument or NIR probe (26) was introduced before the hot calendar roll (20) and after the resin dispenser. (20), as shown schematically in Figure 2. In this example, both instruments were of the diode array operating at 900-1700 nm. In fact, instruments operating at, for example, 400-2500 nm may also be used. However, comparative tests between instruments operating at wavelengths between 900-1700 nm and instruments operating wavelengths between 400-2500 nm have similar results. The operation of the instruments (24,26) has been synchronized to make it possible to collect spectra from the same test sample plate at both measuring points or process stages. The following variables: plate type (two different manufacturers), hardener dosage (5-15 g / m2), line speed (12-19 m / min) and resin application (Casco Adhesives AB resin / urea / formaldehyde UF 1205, 45-70 g / m2) were varied according to an experimental design 24 with three central points. Real resin dosage measurements were performed by gravimetric analysis of the test plates and after resin application. In this case, the PLS models for resin dosage prediction were used. PLS models were constructed using different modeling strategies, as shown in Table 1. The characteristic vector consisted of four measurements of each configuration according to the experimental design. The mean square root prediction error (RMSEP) for the joint test was used to calculate the performance of the model.R2 represents the cumulative sum of the predicted deresin dosage squares explained by the extracted components. Q2 represents the fraction of the total resin dosage variation that can be predicted by the extracted components as estimated by cross-validation. In cross-validation parts of the data are kept out of model development and are then predicted by the model and compared with actual values.

Tabela 1Table 1

<table>table see original document page 25</column></row><table><table> table see original document page 25 </column> </row> <table>

As estratégias de modelagem foram as seguintes:The modeling strategies were as follows:

A) Apenas a sonda NIR posterior ao distribuidor deresina. Os dados de medida contêm valores deabsorbância de 128 a comprimentos de onda na faixa de900 a 1700 nm utilizando 44 placas de teste.A) Only the NIR probe after the deresin distributor. The measurement data contains absorbance values of 128 at wavelengths in the range 900 to 1700 nm using 44 test plates.

B) Ambas as sondas NIR foram utilizadas. Os dados demedida contêm valores de absorbância de 128 acomprimentos de onda na faixa de 900 a 1700 nmutilizando 44 placas de teste.B) Both NIR probes were used. The measured data contain absorbance values of 128 wavelengths in the range 900 to 1700 nm using 44 test plates.

C) Ambas as sondas NIR foram utilizadas. Os dados demedida contêm valores de absorbância de 128 acomprimentos de onda na faixa de 900 a 1700 nmutilizando 44 placas de teste. Os resultados naTabela 1 contêm os dados espectrais da sonda NIRposterior ao distribuidor de resina e valores dedesempenho para cada placa oriunda de doiscomponentes principais da análise PCA dos dadosespectrais provenientes da sonda NIR localizadaanteriormente ao distribuidor de endurecedor.C) Both NIR probes were used. The measured data contain absorbance values of 128 wavelengths in the range 900 to 1700 nm using 44 test plates. The results in Table 1 contain the spectral data from the NIR probe after the resin distributor and performance values for each plate from two main components of the PCA analysis of the spectral data from the NIR probe located prior to the hardener distributor.

D) Como no modelo A, incluindo a velocidade da linha e adosagem de endurecedor exatas para cada placa.D) As in model A, including exact line speed and hardener dosing for each plate.

E) Como no modelo C, incluindo a velocidade da linha e adosagem de endurecedor exatas para cada placa.E) As with model C, including exact line speed and hardener dosing for each plate.

Os resultados acima demonstram claramente asvantagens de introduzir a informação espectroscópicaoriunda da primeira sonda NIR como avaliações de desempenho("scores") de uma análise de PCA. Contudo, como umaalternativa, a análise de PLS poderia ser utilizada aoinvés da análise de PCA dos dados espectrais provenientesda primeira sonda NIR.The above results clearly demonstrate the advantages of introducing the first NIR probe spectroscopic information as scores from a PCA analysis. However, as an alternative, PLS analysis could be used instead of PCA analysis of spectral data from the first NIR probe.

0 modelo C é superior aos modelos AeB porcomparação de RMSEP e o modelo E é superior ao modelo D. 0modelo E mostra a melhor capacidade de previsão geral dosmodelos comparados.Model C is superior to AeB models by comparison of RMSEP and model E is superior to model D. Model E shows the best overall predictability of the compared models.

Exemplo: Previsão da permeabilidadeExample: Permeability Prediction

Madeira aglomerada com diferentes característicasforam construídas de acordo com um planejamentoexperimental, onde a densidade da placa, a quantidaderelativa de chips na superfície e a razão molar entreformaldeído e uréia na resina a base de uréia/formaldeídoforam variados de acordo com um planejamento 23. As placasforam analisadas utilizando espectroscopia NIR na faixa decomprimento de onda de 410-2250 nm sobre placas rotativas ea permeabilidade do ar através das placas foi determinada.Agglomerated wood with different characteristics was constructed according to experimental design, where the plate density, the relative amount of chips on the surface and the molar ratio between formaldehyde and urea in the urea / formaldehyde resin were varied according to a plan 23. The plates were analyzed. using NIR spectroscopy in the 410-2250 nm wavelength range on rotating plates and the air permeability across the plates was determined.

A modelagem dos dados espectroscópicos utilizando PLS compermeabilidade como resposta resultou em um modelo de oitocomponentes descrevendo 75,1% da variação napermeabilidade. Portanto, os resultados acima indicam queum controle melhorado da permeabilidade do substrato podeser obtido utilizando um modelo de calibração de acordo coma presente invenção.The modeling of the spectroscopic data using PLS permeability as a response resulted in an eight-component model describing 75.1% of the permeability variation. Therefore, the above results indicate that improved substrate permeability control can be obtained using a calibration model in accordance with the present invention.

Embora realizações específicas tenham sido mostradase descritas no presente pedido com o propósito de ilustrare exemplificar, aqueles versados na arte entendem que asrealizações específicas mostradas e descritas podem sersubstituídas por uma ampla variedade de implementaçõesalternativas e/ou equivalentes sem se afastar do escopo dapresente invenção. Os técnicos no assunto compreenderão deimediato que a presente invenção poderia ser implementadaem uma ampla variedade de realizações, compreendendoimplementações de hardware e software, ou combinaçõesdestes. Este pedido pretende envolver quaisquer adaptaçõesou variações das realizações discutidas no mesmo.Conseqüentemente, a presente invenção é definida pelo textodas reivindicações em anexo e equivalentes.While specific embodiments have been shown and described in the present application for the purpose of illustration and exemplification, those skilled in the art understand that the specific embodiments shown and described may be substituted by a wide variety of alternative and / or equivalent implementations without departing from the scope of the present invention. Those skilled in the art will readily understand that the present invention could be implemented in a wide variety of embodiments, including hardware and software implementations, or combinations of these. This application is intended to involve any adaptations or variations of the embodiments discussed therein. Accordingly, the present invention is defined by the text of the appended and equivalent claims.

Claims

1. A method for controlling a process for producing a layered substrate (12), said process involving the steps of applying (30) a hardener on said substrate (12); apply a resin on the ditosubstrate (12); and transporting said substrate (12) to a press (20) by means of a transport device (14) wherein at least one layer is applied (38) onto said substrate (12) in a step of compression for the purpose of forming a substrate. layers, said method comprising the additional steps of: collecting (32) at least one first set of experimental data related to parameters of said substrate (12) in a first stage: the process employing a first measuring device (24), said first process stage being located before said step in the direction of translation (A) of the transport device (14), collecting (34) at least a second set of experimental data related to parameters of said substrate (12) in a second process stage employing a second measuring device (26), said second stage of the process being located before said step of pressing and after said first stage of the process in the direction of translation (A) of the transport device (14); and controlling (36) an amount of resin to be applied onto a substrate (12) in said step and applying resin during said process to produce layered substrates using experimental data collected from said first and second process stages and a calculated calibration model, Said model is based on experimental data collected from substrates at said first and / or second stages of the process.

The method according to claim 1, wherein the control step (36) comprises the steps of: comparing said experimental data collected from the substrate nos; sayings first e. second stages of the process with reference to 'data' of said calibration model calculated during: the production of the layered substrate.

The method according to claim 1 or 2, wherein said first stage of the process is located prior to said hardener application step (30) on said substrate (12).

The method according to any one of the preceding claims, wherein said second stage of the process is located after said resin application step on said substrate (12).

The method according to any preceding claim, comprising the additional steps of: collecting data relating to the dosage of hardener applied to a substrate during the production of the layered substrate; and using said hardener dosage data in the control step (36).

The method according to any one of the preceding claims, comprising the additional steps of: collecting data related to the line velocity of said carrier during the production of the layered substrate and using the line speed data in said control step (36).

The method according to any preceding claim, wherein said calibration model is calculated by multivariate analysis,

The method according to any of the preceding claims, comprising the additional steps of: collecting experimental data from substrate test samples at said first stage of the process, arranging the experimental data collected from said test samples at said first process stage into at least one matrix; a first sub-model for the first stage of the process using multivariate analysis; receive, in the second stage of the process from at least one first stage of the process, information regarding a multivariate sub-model calculated for at least the first stage of the process.

The method according to any of the preceding claims, wherein said experimental data is collected by a spectrometric method and / or from process variables.

The method according to claim 9, wherein the spectrometric diode method uses ultraviolet, infrared, near infrared, or visible light.

A system (10) for controlling a process for producing a layered substrate (12), said system comprising devices for applying a hardener on said substrate (16); devices for applying a resin on said substrate (18); and conveying devices (14) adapted to transport the. said substrate (12) to a pressing device (20) adapted to apply at least one layer to said substrate (12) for the purpose of forming a layered substrate, said system further comprising: a first measuring device (24) adapted to collect by at least one first set of experimental data relating to the parameters of said substrate (12) in a first stage of the process, said first measuring device (24) being disposed of said pressing device (20) and translational direction (A) of said transport device (14) a second measuring device (26) adapted to collect at least a second set of experimental data relating to the parameters of said substrate (12) in a second process stage, said second measuring device (26) being arranged prior to said pressing device (20) and after said first metering device (24) in the forward direction (A) of said forward device North (14); control devices (28) connected to said first and second measuring devices (24,26) being adapted to control said resin delivery device (18) so as to determine an amount to be applied to a substrate during the dioprocess to produce a substrate in layers using measurement data collected from said first and second process stages and a calculated calibration model, said model being based on collected measurement data of substrates in said first and / or second process stages.

The system of claim 11, wherein said control device (28) is adapted to compare said measurement data collected from the substrate at said first and second process stages with reference data from said calibration model calculated during the production of a substrate. in layers.

The system of claims 11 or 12, wherein said first metering device (24) is located prior to said hardener application device (16).

The system of any of the preceding claims 11-13, wherein said second measuring device (26) is located after said resin application device (18).

The system according to any one of the preceding claims 11-14, wherein said first measuring device (24) is a probe adapted to collect data by means of a spectrometric method.

The system according to any of the preceding claims 11-15, wherein said second measuring device (26) is a probe adapted to collect data by means of a spectrometric method.

17. A system (10) for controlling a process for producing a layered substrate (12) in a process line, said process line comprising devices for applying a hardener on the said substrate (16); devices for applying a resin to said substrate (18); and conveying devices (14) adapted to translate the ditosubstrate (12) to a pressing device (20) adapted to apply at least one layer to said substrate (12) for the purpose of forming a layered substrate, said system further comprising: a first measuring device (24) adapted to collect at least one first set of experimental data relating to the parameters of said substrate (12) at a first stage of the process, said first measuring device (24) being disposed of said pressing device (20) translation direction (A) of said transport device (14): a second measuring device (26) adapted to collect at least a second set of experimental data relating to the parameters of said substrate (12) in a second process stage, said second measuring device (26) being disposed before said pressing device (20) and after said first measuring device (24) towards the forwarding direction (A) of said forwarding device (14); control devices (28) connected to said first and second measurement devices (24,26) being adapted to control said resin application device to determine an amount to be applied to a substrate (12) during said process to produce a layered substrate using measurement data collected from said first and second process stages and a calculated calibration model, said model being based on collected measurement data of substrates in said first and / or second process stages.

The system of claim 17, wherein said system is arranged according to any one of the preceding claims 11-16.

A computer program product (21), which when executed on a computer, performs steps according to any one of claims 1-10.

Computer readable instrument comprising instructions for allowing a computer to perform a method according to any of the preceding claims 1-10.