JP2002266280A - 紙ウエブの厚さプロファイル制御方法およびその制御装置 - Google Patents

紙ウエブの厚さプロファイル制御方法およびその制御装置

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JP2002266280A JP2001071649A JP2001071649A JP2002266280A JP 2002266280 A JP2002266280 A JP 2002266280A JP 2001071649 A JP2001071649 A JP 2001071649A JP 2001071649 A JP2001071649 A JP 2001071649A JP 2002266280 A JP2002266280 A JP 2002266280A
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Kazuyuki Nishiyama
和志 西山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】カレンダ処理後の紙ウエブの幅方向の厚さが目
的の厚さとなるように制御することが可能な紙ウエブの
厚さプロファイル制御方法および制御装置を提供する。 【解決手段】抄紙機およびカレンダ装置から構成される
紙ウエブ製造装置における紙ウエブの厚さプロファイル
制御方法において、カレンダ処理後の厚さプロファイル
を取得する工程と、坪量プロファイルを取得する工程
と、該厚さプロファイルから坪量ターゲットプロファイ
ルを算出する工程と、該坪量ターゲットプロファイルを
坪量プロファイル調整制御部に入力して坪量プロファイ
ルを調整する工程と、からなることを特徴とする紙ウエ
ブの厚さプロファイル制御方法およびその制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カレンダ処理後の
紙の幅方向の厚さが目的の厚さとなるように制御する紙
ウエブ製造装置における紙ウエブの厚さプロファイル制
御方法およびその制御装置に関し、特に仕上げ欠陥が少
なく、さらに印刷において操業性の良い紙を製造する紙
ウエブの厚さプロファイル制御方法および制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、抄紙機およびカレンダ装置、また
は抄紙機および塗工機およびカレンダ装置で構成される
紙ウエブ製造装置にて紙ウエブを製造する場合、抄紙機
での絶乾坪量プロファイル管理、抄紙機での水分率プロ
ファイル管理、塗工機での塗工量プロファイル管理、カ
レンダ装置での厚さプロファイル管理、といったよう
に、それぞれ単独で管理を行うため、例えばカレンダ装
置の幅方向の線圧プロファイルの状態といった後工程に
関する情報は、用いられることはなかった。
【0003】そのため、カレンダ後の厚さプロファイル
の矯正は、カレンダ装置のロールクラウン油圧設定とい
ったカレンダ付随の設備による厚さプロファイル制御能
力が、その限界となっていた。
【0004】また、カレンダロールは、カレンダ処理時
間とともに摩耗し、さらに厚さプロファイルの制御を難
しいものとしていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの欠
点を考慮し、カレンダ処理後の紙ウエブの幅方向の厚さ
が目的の厚さとなるように制御することが可能な紙ウエ
ブの厚さプロファイル制御方法およびその制御装置を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の抄紙機およびカ
レンダ装置から構成される紙ウエブ製造装置における紙
ウエブの厚さプロファイル制御方法は、カレンダ処理後
の厚さプロファイルを取得する工程と、坪量プロファイ
ルを取得する工程と、該厚さプロファイルから坪量ター
ゲットプロファイルを算出する工程と、該坪量ターゲッ
トプロファイルを坪量プロファイル調整制御部に入力し
て坪量プロファイルを調整する工程と、からなり、該坪
量ターゲットプロファイルを算出する工程が、厚さプロ
ファイルを任意に設定した時間で平均し厚さ平均プロフ
ァイルとし、演算された厚さ平均プロファイルと目標厚
さプロファイルの偏差を厚さ偏差プロファイルとし、演
算された厚さ偏差プロファイルに任意に設定した係数を
乗じて坪量ターゲットプロファイル変化分とし、坪量タ
ーゲットプロファイルに坪量ターゲットプロファイル変
化分を加え新たな坪量ターゲットプロファイルとする工
程であることを特徴とするものである。
【0007】また、本発明の紙ウエブの厚さプロファイ
ル制御方法は、請求項1記載の坪量プロファイルを調整
する工程が、抄紙機後の水分率および抄紙機後の絶乾坪
量の一方または双方を調整することにより坪量を調整す
る工程であることを特徴とするものである。
【0008】また、本発明の抄紙機、塗工機、ならびに
カレンダ装置から構成される紙ウエブ製造装置における
紙ウエブの厚さプロファイル制御方法は、カレンダ処理
後の厚さプロファイルを取得する工程と、坪量プロファ
イルを取得する工程と、該厚さプロファイルから坪量タ
ーゲットプロファイルを算出する工程と、該坪量ターゲ
ットプロファイルを坪量プロファイル調整制御部に入力
して坪量プロファイルを調整する工程と、からなり、該
坪量ターゲットプロファイルを算出する工程が、厚さプ
ロファイルを任意に設定した時間で平均し厚さ平均プロ
ファイルとし、演算された厚さ平均プロファイルと目標
厚さプロファイルの偏差を厚さ偏差プロファイルとし、
演算された厚さ偏差プロファイルに任意に設定した係数
を乗じて坪量ターゲットプロファイル変化分とし、坪量
ターゲットプロファイルに坪量ターゲットプロファイル
変化分を加え新たな坪量ターゲットプロファイルとする
工程であることを特徴とするものである。
【0009】また、本発明の紙ウエブの厚さプロファイ
ル制御方法は、請求項3記載の坪量プロファイルを調整
する工程が、塗工後の塗工量および抄紙機後の絶乾坪量
の一方または双方を調整することにより坪量を調整する
工程であることを特徴とするものである。
【0010】本発明の抄紙機およびカレンダ装置から構
成される紙ウエブ製造装置における紙ウエブの厚さプロ
ファイル制御装置は、カレンダ処理後の厚さプロファイ
ルを取得する手段と、坪量プロファイルを取得する手段
と、該厚さプロファイルから坪量ターゲットプロファイ
ルを算出する手段と、該坪量ターゲットプロファイルを
坪量プロファイル調整制御部に入力して坪量プロファイ
ルを調整する手段と、を備えることを特徴とするもので
ある。
【0011】また、本発明の抄紙機、塗工機、ならびに
カレンダ装置から構成される紙ウエブ製造装置における
紙ウエブの厚さプロファイル制御装置は、カレンダ処理
後の厚さプロファイルを取得する手段と、坪量プロファ
イルを取得する手段と、該厚さプロファイルから坪量タ
ーゲットプロファイルを算出する手段と、該坪量ターゲ
ットプロファイルを坪量プロファイル調整制御部に入力
して坪量プロファイルを調整する手段と、を備えること
を特徴とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態の内容
を図面を用いて詳細に説明する。
【0013】図1は、本発明の抄紙機およびカレンダ装
置から構成される紙ウエブ製造装置における厚さプロフ
ァイル制御方法の概略図である。
【0014】抄紙機1では、ヘッドボックス7から紙料
が供給され、ワイヤパート、プレスパート、ドライヤパ
ートを経て脱水される。抄紙機1の後には坪量プロファ
イル取得装置3が設置される。坪量プロファイル取得装
置3によって取得された坪量プロファイルは、坪量プロ
ファイル制御装置5に送信され、坪量プロファイル制御
装置5は、設定された坪量ターゲットプロファイルとな
るように制御を行う。
【0015】抄紙機の坪量プロファイルの制御方法に
は、絶乾坪量プロファイルを調節することにより行う方
法と水分プロファイルを調節することにより行う方法が
あり、本発明においてはそのいずれの方法を用いること
が可能である。
【0016】カレンダ装置2では、カレンダ部を経てリ
ーラー8にて紙ウエブが巻き取られる。リーラー8の前
には厚さプロファイル取得装置4が設置される。
【0017】図2は、本発明の抄紙機、塗工機、ならび
にカレンダ装置から構成される紙ウエブ製造装置におけ
る厚さプロファイル制御方法の概略図である。
【0018】図2の紙ウエブ製造装置は、図1の紙ウエ
ブ製造装置の抄紙機とカレンダ装置の間に塗工機が設置
された装置である。
【0019】塗工機9において、紙ウエブは、コーター
部、ドライヤパートを経て、紙ウエブの片面あるいは両
面に塗液が塗布される。塗工機9の後には坪量プロファ
イル取得装置10が設置される。坪量プロファイル取得
装置10によって取得された坪量プロファイルは、坪量
プロファイル制御装置11に送信され、坪量プロファイ
ル制御装置11は、設定された坪量ターゲットプロファ
イルとなるように制御を行う。
【0020】塗工機の坪量プロファイルの制御方法に
は、塗工量プロファイルを調節することにより行う方法
が用いられる。
【0021】図1の抄紙機およびカレンダ装置から構成
される紙ウエブ製造装置における厚さプロファイル制御
方法、および図2の抄紙機、塗工機、ならびにカレンダ
装置から構成される紙ウエブ製造装置における厚さプロ
ファイル制御方法のどちらの方法でも、厚さプロファイ
ル取得装置4で取得された厚さプロファイルは、坪量タ
ーゲットプロファイル算出部6に送信され、坪量ターゲ
ットプロファイル算出部6は、取得された厚さプロファ
イルから坪量ターゲットプロファイルを算出し、抄紙機
1の坪量プロファイル制御装置5および塗工機9の坪量
プロファイル制御装置11の一方あるいは双方に坪量タ
ーゲットプロファイルを送信する。
【0022】本発明において、紙ウエブ製造装置は、抄
紙機からカレンダ装置まで紙ウエブが連続して走行する
装置である必要はない。抄紙機後にリーラーを用いて紙
ウエブを巻き取った後にカレンダ装置前あるいは塗工機
前でアンリーラを用いて紙ウエブを展開させる紙ウエブ
製造装置や、塗工機後にリーラーを用いて紙ウエブを巻
き取った後にカレンダ装置前でアンリーラを用いて紙ウ
エブを展開させる紙ウエブ製造装置であっても、本発明
の紙ウエブの厚さプロファイル制御方法は適用可能であ
る。
【0023】次に、図3を用いて、坪量ターゲットプロ
ファイル算出部9が坪量ターゲットプロファイルを算出
する方法について説明する。
【0024】厚さプロファイル取得装置で取得された厚
さプロファイルを、予め設定した時間で平均し、厚さ平
均プロファイルとする。次に、算出された厚さ平均プロ
ファイルと目標とする目標厚さプロファイルの差分を算
出し、厚さ偏差プロファイルを算出する。次に、算出さ
れた厚さ偏差プロファイルに予め設定した係数を乗じ、
坪量ターゲットプロファイル変化分とする。次に、現在
坪量プロファイル制御装置に設定されている坪量ターゲ
ットプロファイルに坪量ターゲットプロファイル変化分
を加え、新たな坪量ターゲットプロファイルとする。
【0025】厚さ平均プロファイルを算出する時に用い
る設定時間は何ら限定されず、例えば巻取り1枠を平均
して厚さ平均プロファイルとすることも可能である。
【0026】紙ウエブ製造装置が2つ以上の坪量プロフ
ァイル制御装置を有する場合は、1つの坪量プロファイ
ル制御装置に対して坪量ターゲットプロファイル算出部
9が算出した新たな坪量ターゲットプロファイルを設定
し、他の坪量プロファイル制御装置には固定の、例えば
幅方向でフラットなターゲットプロファイルを設定する
方法1と、それぞれの坪量プロファイル制御装置に対し
て坪量ターゲットプロファイル算出部9が算出した新た
な坪量ターゲットプロファイルを設定する方法2を用い
ることが可能である。
【0027】前記方法1の場合には、坪量ターゲットプ
ロファイル算出部9が坪量ターゲットプロファイル変化
分を算出する時に用いる設定係数は、坪量を変化させた
時の厚さの変化分を算出し、坪量変化分を厚さ変化分で
除した値を係数とすることが望ましい。
【0028】前記方法2の場合には、坪量ターゲットプ
ロファイル算出部9が坪量ターゲットプロファイル変化
分を算出する時に用いる設定係数は、以下に説明するよ
うにして設定することが望ましい。
【0029】坪量ターゲットプロファイル算出部9は、
厚さ偏差プロファイル算出後、厚さ偏差プロファイルを
坪量プロファイル制御装置の個数に分割して分割厚さ偏
差プロファイルとする。分割厚さ偏差プロファイルは、
分割厚さ偏差プロファイルの和が厚さ偏差プロファイル
と一致すれば、どのように分割しても問題はない。次
に、それぞれの坪量プロファイル制御装置で坪量を変化
させた時の厚さの変化分を算出し、坪量変化分を厚さ変
化分で除した値をそれに対応する分割厚さ偏差プロファ
イルの係数とする。
【0030】本発明の厚さプロファイル制御方法は、カ
レンダ装置がクラウンコントロールロールといった厚さ
プロファイル制御装置を有していても、有していなくて
も用いることが可能である。
【0031】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例を説明す
る。
【0032】実施例1 図4は、抄紙機およびカレンダ装置から構成される紙ウ
エブ製造装置における本発明による厚さプロファイル制
御装置の構成を示す一実施例の概略図である。
【0033】本実施例の紙ウエブ製造装置は、紙ウエブ
が抄紙機21からカレンダ装置22まで連続して走行す
る紙ウエブ製造装置である。
【0034】抄紙機21には、坪量プロファイル制御装
置として、絶乾坪量プロファイルを調節する絶乾坪量プ
ロファイル制御装置25を設置した。さらに図示しない
水分プロファイル制御装置が設置され、図示しない方法
を用いて、幅方向で均一なプロファイルとなるように水
分プロファイルは制御されている。
【0035】カレンダ装置22とリーラ28の間にBM
計23とキャリパ計24を設置し、BM計23により測
定された坪量プロファイル信号と水分プロファイル信号
およびキャリパ計24により測定された厚さプロファイ
ル信号は、コンピュータ26へ送信されコンピュータ2
6のメモリへ保存される。
【0036】コンピュータ26は、メモリに保存された
坪量プロファイルおよび水分プロファイル信号から絶乾
坪量プロファイルを演算し、さらに、コンピュータに設
定されている絶乾坪量ターゲットプロファイルと絶乾坪
量プロファイルの偏差から絶乾坪量プロファイル制御装
置25の操作量を演算し、絶乾坪量プロファイル制御装
置25に対して該演算された操作量を送信を行う。
【0037】絶乾坪量プロファイル制御装置25に対す
る絶乾坪量ターゲットプロファイルの初期値は幅方向で
均一なターゲットプロファイルを与えた。
【0038】また、目標厚さプロファイルは幅方向で均
一なプロファイルとした。
【0039】予め絶乾坪量の変化に対する厚さの変化を
調べ、絶乾坪量1g/m2の変化に対し厚さの変化は1
μmであったので係数を1とした。
【0040】コンピュータ26は、1枠のカレンダ処理
完了後に、1枠の期間保存していた厚さプロファイルの
データを平均し厚さ平均プロファイルとし、目標厚さプ
ロファイルと厚さ平均プロファイルの偏差を演算し、前
記の係数を乗じて絶乾坪量ターゲットプロファイル変化
分を算出し、現在設定されている絶乾坪量ターゲットプ
ロファイルに絶乾坪量ターゲットプロファイル変化分を
加え、新たな絶乾坪量ターゲットプロファイルを算出す
る。
【0041】コンピュータ26は、新たな絶乾坪量ター
ゲットプロファイル算出後、絶乾坪量ターゲットプロフ
ァイルの設定し直しを行い、該絶乾坪量ターゲットプロ
ファイルを用いて絶乾坪量プロファイル制御装置25の
操作量の演算を行う。
【0042】以降、1枠のカレンダ処理完了毎に絶乾坪
量ターゲットプロファイルの設定変更が行われる。
【0043】実施例2 図5は、抄紙機、塗工機、ならびにカレンダ装置から構
成される紙ウエブ製造装置における本発明による厚さプ
ロファイル制御装置の構成を示す一実施例の概略図であ
る。
【0044】本実施例の紙ウエブ製造装置は、抄紙機3
1、塗工機39、カレンダ装置32がそれぞれ独立し、
紙ウエブは抄紙機31後および塗工機39後に一度リー
ラー51、52で巻き取られ、塗工機39前およびカレ
ンダ装置32前でアンリーラー53、54にて展開され
る紙ウエブ製造装置である。
【0045】塗工機39には、坪量プロファイル制御装
置として、塗工量プロファイルを調節する塗工量プロフ
ァイル制御装置41を設置した。さらに抄紙機31に
は、図示しない水分プロファイル制御装置が設置され、
図示しない方法を用いて、幅方向で均一なプロファイル
となるように水分プロファイルは制御されている。さら
に抄紙機31には、図示しない絶乾坪量プロファイル制
御装置が設置され、図示しない方法を用いて、幅方向で
均一なプロファイルとなるように絶乾坪量プロファイル
は制御されている。
【0046】塗工機39前とアンリーラー53の間およ
び塗工機39後とリーラー52の間にBM計40a、4
0bを設置し、さらにカレンダ装置32とリーラ38の
間にキャリパ計34を設置し、BM計40a、40bに
より測定された坪量プロファイル信号と水分プロファイ
ル信号およびキャリパ計34により測定された厚さプロ
ファイル信号は、コンピュータ36へ送信されコンピュ
ータ36のメモリへ保存される。
【0047】コンピュータ36は、メモリに保存された
坪量プロファイルおよび水分プロファイル信号から塗工
量プロファイルを演算し、さらに、コンピュータに設定
されている塗工量ターゲットプロファイルと塗工量プロ
ファイルの偏差から塗工量プロファイル制御装置41の
操作量を演算し、塗工量プロファイル制御装置41に対
して該演算された操作量を送信を行う。
【0048】塗工量プロファイル制御装置41に対する
塗工量ターゲットプロファイルの初期値は幅方向で均一
なターゲットプロファイルを与えた。
【0049】また、目標厚さプロファイルは幅方向で均
一なプロファイルとした。
【0050】予め塗工量の変化に対する厚さの変化を調
べ、塗工量1g/m2の変化に対し厚さの変化は0.5μ
mであったので係数を2.0とした。
【0051】コンピュータ36は、1枠のカレンダ処理
完了後に、1枠の期間保存していた厚さプロファイルの
データを平均し厚さ平均プロファイルとし、目標厚さプ
ロファイルと厚さ平均プロファイルの偏差を演算し、前
記の係数を乗じて塗工量ターゲットプロファイル変化分
を算出し、現在設定されている塗工量ターゲットプロフ
ァイルに塗工量ターゲットプロファイル変化分を加え、
新たな塗工量ターゲットプロファイルを算出する。
【0052】コンピュータ36は、新たな塗工量ターゲ
ットプロファイル算出後、塗工量ターゲットプロファイ
ルの設定し直しを行い、該塗工量ターゲットプロファイ
ルを用いて塗工量プロファイル制御装置41の操作量の
演算を行う。
【0053】以降、1枠のカレンダ処理完了毎に塗工量
ターゲットプロファイルの設定変更が行われる。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の紙ウエブ
の厚さプロファイル制御方法および制御装置によれば、
カレンダ処理後の紙ウエブの幅方向の厚さが目的の厚さ
となるように制御することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による抄紙機およびカレンダ装置から構
成される紙ウエブ製造装置における紙ウエブの厚さプロ
ファイル制御方法の一実施態様の概略図である。
【図2】本発明の抄紙機、塗工機、ならびにカレンダ装
置から構成される紙ウエブ製造装置における紙ウエブの
厚さプロファイル制御方法の一実施態様の概略図であ
る。
【図3】ターゲットプロファイル算出部である。
【図4】抄紙機およびカレンダ装置から構成される紙ウ
エブ製造装置における本発明による厚さプロファイル制
御装置の構成を示す一実施例の概略図である。
【図5】抄紙機、塗工機、ならびにカレンダ装置から構
成される紙ウエブ製造装置における本発明による厚さプ
ロファイル制御装置の構成を示す一実施例の概略図であ
る。
【符号の説明】
1、21、31 抄紙機 2、22、32 カレンダ装置 3、10 坪量プロファイル取得装置 4 厚さプロファイル取得装置 5、11 坪量プロファイル制御装置 6 坪量ターゲットプロファイル算出部 7、27、37 ヘッドボックス 8、28、38、51、52 リーラー 9、39 塗工機 23、40a、40b BM計 24、34 キャリパ計 25 絶乾坪量プロファイル制御装置 26、36 コンピュータ 41 塗工量プロファイル制御装置 53、54 アンリーラー

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 抄紙機およびカレンダ装置から構成され
    る紙ウエブ製造装置における紙ウエブの厚さプロファイ
    ル制御方法において、カレンダ処理後の厚さプロファイ
    ルを取得する工程と、坪量プロファイルを取得する工程
    と、該厚さプロファイルから坪量ターゲットプロファイ
    ルを算出する工程と、該坪量ターゲットプロファイルを
    坪量プロファイル調整制御部に入力して坪量プロファイ
    ルを調整する工程と、からなり、該坪量ターゲットプロ
    ファイルを算出する工程が、厚さプロファイルを任意に
    設定した時間で平均し厚さ平均プロファイルとし、演算
    された厚さ平均プロファイルと目標厚さプロファイルの
    偏差を厚さ偏差プロファイルとし、演算された厚さ偏差
    プロファイルに任意に設定した係数を乗じて坪量ターゲ
    ットプロファイル変化分とし、坪量ターゲットプロファ
    イルに坪量ターゲットプロファイル変化分を加え新たな
    坪量ターゲットプロファイルとする工程であることを特
    徴とする紙ウエブの厚さプロファイル制御方法。
  2. 【請求項2】 坪量プロファイルを調整する工程が、抄
    紙機後の水分率および抄紙機後の絶乾坪量の一方または
    双方を調整することにより坪量を調整する工程であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の紙ウエブの厚さプロファ
    イル制御方法。
  3. 【請求項3】 抄紙機、塗工機、ならびにカレンダ装置
    から構成される紙ウエブ製造装置における紙ウエブの厚
    さプロファイル制御方法において、カレンダ処理後の厚
    さプロファイルを取得する工程と、坪量プロファイルを
    取得する工程と、該厚さプロファイルから坪量ターゲッ
    トプロファイルを算出する工程と、該坪量ターゲットプ
    ロファイルを坪量プロファイル調整制御部に入力して坪
    量プロファイルを調整する工程と、からなり、該坪量タ
    ーゲットプロファイルを算出する工程が、厚さプロファ
    イルを任意に設定した時間で平均し厚さ平均プロファイ
    ルとし、演算された厚さ平均プロファイルと目標厚さプ
    ロファイルの偏差を厚さ偏差プロファイルとし、演算さ
    れた厚さ偏差プロファイルに任意に設定した係数を乗じ
    て坪量ターゲットプロファイル変化分とし、坪量ターゲ
    ットプロファイルに坪量ターゲットプロファイル変化分
    を加え新たな坪量ターゲットプロファイルとする工程で
    あることを特徴とする紙ウエブの厚さプロファイル制御
    方法。
  4. 【請求項4】 坪量プロファイルを調整する工程が、塗
    工後の塗工量および抄紙機後の絶乾坪量の一方または双
    方を調整することにより坪量を調整する工程であること
    を特徴とする請求項3記載の紙ウエブの厚さプロファイ
    ル制御方法。
  5. 【請求項5】 抄紙機およびカレンダ装置から構成され
    る紙ウエブ製造装置における紙ウエブの厚さプロファイ
    ル制御装置において、カレンダ処理後の厚さプロファイ
    ルを取得する手段と、坪量プロファイルを取得する手段
    と、該厚さプロファイルから坪量ターゲットプロファイ
    ルを算出する手段と、該坪量ターゲットプロファイルを
    坪量プロファイル調整制御部に入力して坪量プロファイ
    ルを調整する手段と、を備えることを特徴とする紙ウエ
    ブの厚さプロファイル制御装置。
  6. 【請求項6】 抄紙機、塗工機、ならびにカレンダ装置
    から構成される紙ウエブ製造装置における紙ウエブの厚
    さプロファイル制御装置において、カレンダ処理後の厚
    さプロファイルを取得する手段と、坪量プロファイルを
    取得する手段と、該厚さプロファイルから坪量ターゲッ
    トプロファイルを算出する手段と、該坪量ターゲットプ
    ロファイルを坪量プロファイル調整制御部に入力して坪
    量プロファイルを調整する手段と、を備えることを特徴
    とする紙ウエブの厚さプロファイル制御装置。
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