JP2002519538A - Implementation of bubble method using fuzzy controller - Google Patents

Implementation of bubble method using fuzzy controller

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JP2002519538A
JP2002519538A JP2000558265A JP2000558265A JP2002519538A JP 2002519538 A JP2002519538 A JP 2002519538A JP 2000558265 A JP2000558265 A JP 2000558265A JP 2000558265 A JP2000558265 A JP 2000558265A JP 2002519538 A JP2002519538 A JP 2002519538A
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web
bubbles
control
level
tank
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JP2000558265A
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ムルトネン、マルコ
パタリ、マルコ
ロクマン、カイ
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アールストロム グラスフィブル オサケ ユキチュア
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    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009Paper-making control systems
    • D21G9/0027Paper-making control systems controlling the forming section
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F11/00Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
    • D21F11/002Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines by using a foamed suspension
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009Paper-making control systems
    • D21G9/0054Paper-making control systems details of algorithms or programs

Abstract

(57)【要約】 ファジー制御器を用いることにより、フォーム・レイド・プロセスを利用してセルロース繊維、合成繊維またはガラス繊維から不織布が製造される。ファジー制御器を使用することにより、様々に異なる種類の繊維の不織布を製造することを可能にするようにフォーム・レイド・プロセスを精密に制御することができ、このウェブは、気泡が常に安定でありまた実質的に均一であるように取り扱うことを可能にすることによって、大きな均一性と高い予測性とを有する。ファジー制御器を用いることにより、少なくともワイヤーピットでのレベル、ミキサー/パルパーのレベル、成形機へのマニフォールドの圧力、気泡密度、流出比(気泡の速度をワイヤーの速度で除したもの)、界面活性剤供給、製造されるウェブの全体の設計重量、そして、特にガラスウェブが製造される場合、バインダータンクのレベルが制御されることができる。各々のファジー制御器のために特別な入力パラメーターが用いられる。例えば、ミキサー/パルパータンク内のレベルを自動的に制御するためのファジー制御器は、このタンクにワイヤーピットから循環される気泡の密度および流量、ワイヤーピット内の気泡のレベル、およびこのタンクに入れられる繊維の少なくともいくつか(2つから全部まで)を入力パラメーターとして有する。不織布を製造するための実質的にすべての方法および装置の品質制御を実施するために、ニューラルネット制御が利用されることができ、またニューラルネット制御が機能するのを容易にするために、実験室での試験情報がニューラルネット制御に供与される。 (57) Abstract By using a fuzzy controller, a non-woven fabric is made from cellulosic fibers, synthetic fibers or glass fibers utilizing a foam laid process. By using a fuzzy controller, the foam laid process can be precisely controlled to enable the production of non-woven fabrics of various different types of fibers, and this web ensures that the bubbles are always stable It has great uniformity and high predictability by allowing it to be handled as well as being substantially uniform. By using the fuzzy controller, at least the level at the wire pit, the level of the mixer / pulper, the pressure of the manifold to the molding machine, the bubble density, the outflow ratio (bubble speed divided by the wire speed), surface activity The agent supply, the overall design weight of the web to be manufactured, and the level of the binder tank can be controlled, especially when a glass web is manufactured. Special input parameters are used for each fuzzy controller. For example, fuzzy controls for automatically controlling the level in the mixer / pulper tank include the density and flow rate of bubbles circulating from the wire pit to this tank, the level of bubbles in the wire pit, and the At least some (two to all) of the fibers to be obtained as input parameters. Neural net control can be utilized to perform quality control of substantially all methods and equipment for making nonwoven fabrics, and experiments have been performed to facilitate neural net control to function. Laboratory test information is provided to the neural network control.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 (発明の背景および概要) 米国特許第3,716,449号および第3,871,952号に開示されて
いる(これらの開示内容を引用することによって本明細書に取り込む)ように、
不織布を繊維から製造するためにフォーム・レイド・プロセス(foam−la
id process)を効果的に実施する場合、ウォーター・レイド・プロセ
ス(water−laid process)に比べて有利な点が多くある。し
かしながら、異なる多くの種類の繊維に対してフォーム・レイド・プロセスを商
業化することは従来困難であった。ポリプロピレン繊維またはガラス繊維の不織
布を製造するためにいくつかの設備が存在するが、このような方法を制御するに
は困難があり得、またセルロース繊維または合成繊維を使用するフォーム・レイ
ド・プロセスの効果的な商業化(上記したポリプロピレン設備は別として)はな
されていない。
BACKGROUND AND SUMMARY OF THE INVENTION As disclosed in US Pat. Nos. 3,716,449 and 3,871,952, the disclosures of which are incorporated herein by reference. ,
A foam laid process (foam-la) for producing nonwovens from fibers.
There are many advantages to implementing an effective id process over a water-laid process. However, it has heretofore been difficult to commercialize the foam laid process for many different types of fibers. Although there are several facilities for producing nonwoven fabrics of polypropylene or glass fibers, there can be difficulties in controlling such methods and also in foam laid processes using cellulosic or synthetic fibers. There has been no effective commercialization (apart from the polypropylene equipment described above).

【0002】 これまで、不織布を製造するためのすべてのフォーム・レイド・プロセスは、
手動であるいはPID制御器を用いて制御されている。これらの方法は、手動制
御によって操業できるが、操作者が正しい順序と操作量で所要の制御された操業
を実施できるように長期間の訓練、プロセスの完全なノウハウ、および作業者個
人の大きな集中力が必要である。プロセスに撹乱がないときの定常状態での操業
では、顧客によって設定される製品仕様に通常合格しているので、手動制御また
はPID制御を許容できると考える。しかしながら、或る顧客は仕様をより高水
準に設定しており(おそらく、最終使用者の厳しい要求のため)、このため、粗
悪品、つまり顧客の基準に合格せず、破棄されねばならない製品の量が極端に増
加することが容易に起きる。さらにあらゆる撹乱、例えば機械の始動、等級の変
更などは、別な問題も生み、また迅速でかつ順調な等級変更または始動を可能に
するために有能な運転員をさらに多く必要とする。
To date, all foam laid processes for producing nonwovens have been
It is controlled manually or using a PID controller. These methods can be operated by manual control, but long-term training, complete know-how of the process, and a large concentration of individual workers so that the operators can perform the required controlled operations in the correct order and manipulative volume. Power is needed. In a steady state operation when the process is undisturbed, manual control or PID control is deemed acceptable, as it usually passes product specifications set by the customer. However, some customers have set specifications to a higher level (perhaps due to the stringent demands of the end user), and as a result, inferior goods, that is, products that do not meet customer standards and must be discarded. Extreme increases in volume easily occur. In addition, any disturbances, such as starting the machine, changing the grade, etc., create other problems and require more competent operators to enable a quick and smooth grade change or start-up.

【0003】 本発明の最初の試験版を用いることにより実施される工程を、手動制御および
PID制御の組み合わせによって操作される工程と比較するとき、始動に要する
時間が半減し、等級変更に要する時間が少なくとも半減し、いくつかの特別な場
合には時間がほとんどゼロまで減少し、粗悪品の量が少なくとも半減し、また制御
可能な工程変数のばらつきが半減し、またウェブの物理的変数のばらつきが半減
することがすぐに判明した。この結果は本発明の「ベータ」版から得たので、本発
明を一層よく理解するなら、そしてファジー制御のアルゴリズムおよび装置を微
調整するなら、さらに良好な結果が生まれることを期待することができる。
When comparing the steps performed by using the first test version of the present invention with those operated by a combination of manual control and PID control, the time required for starting is reduced by half and the time required for changing the grade is reduced. At least in half, in some special cases the time is reduced to almost zero, the amount of inferior goods is at least halved, the variability of controllable process variables is halved, and the variability of physical variables of the web It was quickly found that it was halved. Since this result was obtained from a "beta" version of the present invention, better understanding of the present invention, and fine-tuning the fuzzy control algorithms and equipment, can be expected to yield better results. .

【0004】 本発明に従うと、フォーム・レイド・プロセスを活用することのできる、広範
囲の種類および重量の不織布を製造するために、事実上任意の繊維および充填剤
を効果的に使用することができるようにフォーム・レイド・プロセスを有効に制
御することが可能になる。この効果的な制御を可能にする本発明の主側面は、ウ
ェブの成形で用いられる異なる多くの段階のためにファジー制御器を使用するこ
とである。長期の調製および予測のための設定点を与えるために、品質測定(オ
フラインでなされる)およびプロセスデータからデータをとるようにニューラル
ネット制御もまた利用されるのが好ましい。様々なファジー制御器のための設定
点を与えるために、ウェブの断面を測定するためのまた希釈を制御しあるいは分
配管を分けるための多変数制御もまた用いられることができる。本発明に従うフ
ァジー制御器、ニューラルネット制御、および多変数制御は、Honeywel
l−Alcontから入手できるような慣用のあらゆる既製品である。
[0004] In accordance with the present invention, virtually any fiber and filler can be effectively used to produce a wide variety of types and weights of nonwovens that can take advantage of the foam laid process. In this way, the form raid process can be effectively controlled. A key aspect of the present invention that allows for this effective control is the use of fuzzy controllers for the many different stages used in forming the web. Neural net control is also preferably utilized to take data from quality measurements (taken off-line) and process data to provide set points for long-term preparation and prediction. Multi-variable controls for measuring the cross-section of the web and for controlling dilution or dividing distribution pipes can also be used to provide set points for various fuzzy controllers. The fuzzy controller, neural net control, and multivariable control according to the present invention are provided by Honeywell
Any conventional off-the-shelf product available from 1-Alcont.

【0005】 本発明の一観点によれば、セルロース繊維、合成繊維またはガラス繊維から不
織布を製造する装置が提供される。この装置には以下の構成要素が含まれる:セ
ルロース繊維、合成繊維またはガラス繊維、水、空気、循環する気泡、そして界
面活性剤を混合して繊維−気泡スラリーをつくるミキサー/パルパータンク、ス
ラリーから液体および気泡を抜き出し、そして抜き出した液体および気泡の少な
くともいくらかをワイヤーピット内に収集することにより、成形速度に等しいウ
ェブ速度で不織布を成形するための成形機、ミキサー/パルパータンクから繊維
−気泡スラリーを成形機にポンプで送るためのポンプ、成形機内で製造されたウ
ェブにさらに操作を加えて最終的な不織布を得る手段、そして、ミキサー/パル
パータンク内の気泡の密度を自動的に制御するための少なくとも1つのファジー
制御器およびミキサー/パルパータンク内のスラリーのレベルを自動的に制御す
るための少なくとも1つのファジー制御器を含む複数のファジー制御器。
According to one aspect of the present invention, there is provided an apparatus for producing a nonwoven fabric from cellulosic fibers, synthetic fibers or glass fibers. The equipment includes the following components: cellulose / synthetic or glass fibers, water / air, circulating air bubbles, and a mixer / pulper tank, which mixes surfactants to produce a fiber-cell slurry, from the slurry. A fiber-bubble slurry from a molding machine, mixer / pulper tank for forming nonwovens at a web speed equal to the forming speed by withdrawing liquids and bubbles and collecting at least some of the withdrawn liquids and bubbles in wire pits For pumping the product to the forming machine, means for further processing the web produced in the forming machine to obtain the final nonwoven fabric, and for automatically controlling the density of bubbles in the mixer / pulper tank At least one fuzzy controller and slurry in the mixer / pulper tank A plurality of fuzzy controllers, including at least one fuzzy controller for automatically controlling the bell.

【0006】 ミキサー/パルパータンク内のレベルを自動的に制御するためのファジー制御
器は、ワイヤーピットからミキサー/パルパータンクに循環される気泡の密度お
よび流量、タンク内の気泡のpH、ワイヤーピット内の気泡のレベル、およびタ
ンクに添加される繊維の量の少なくともいくつか(少なくとも2つ、望ましくは
全部)を入力パラメーターとして有する。ファジー制御器は、ワイヤーピットの
レベル、成形機に対するマニフォールド圧力、および流出比を少なくとも制御す
るために、そしてまた界面活性剤の供給および製造される不織布の全設計重量を
少なくとも制御するために用意されるのが好ましい。少なくとも10%のガラス
繊維またはアラミド繊維を含む不織布を製造する際にバインダーもまた添加され
てよく、バインダーはバインダータンク内に用意される。こういった状況のもと
では、装置はバインダーレベルタンクを制御するためのファジー制御器をさらに
包含する。
[0006] Fuzzy controllers for automatically controlling the level in the mixer / pulper tank include the density and flow rate of bubbles circulated from the wire pit to the mixer / pulper tank, the pH of the bubbles in the tank, the pH in the wire pit. And at least some (at least two, and preferably all) of the amount of fiber added to the tank as input parameters. A fuzzy controller is provided to at least control the level of wire pits, the manifold pressure to the molding machine, and the outflow ratio, and also to at least control the surfactant supply and the total design weight of the nonwoven fabric produced. Preferably. Binders may also be added in making nonwoven fabrics containing at least 10% glass or aramid fibers, and the binder is provided in a binder tank. Under these circumstances, the device further includes a fuzzy controller for controlling the binder level tank.

【0007】 成形機には移動ワイヤーおよびヘッドボックスが典型的に含まれる。ファジー
制御器の1つは、ワイヤー速度およびヘッドボックス内の圧力を含めて、成形機
への空気/気泡比を自動的に制御するためのファジー制御器からなるのが好まし
く、このファジー制御器は成形されたウェブの設計重量、ヘッドボックス圧力、
ワイヤーピット内の気泡のレベル、循環する気泡の密度、およびヘッドボックス
から除去される気泡の量または流量の少なくともいくつかを入力パラメーターと
して有する。
[0007] The molding machine typically includes a moving wire and a headbox. One of the fuzzy controllers preferably comprises a fuzzy controller for automatically controlling the air / bubble ratio to the molding machine, including the wire speed and the pressure in the headbox, wherein the fuzzy controller is Molded web design weight, headbox pressure,
It has as input parameters at least some of the level of bubbles in the wire pit, the density of circulating bubbles, and the amount or flow of bubbles removed from the headbox.

【0008】 発泡されたウェブをさらに処理するための手段は、ウェブを洗浄し、そして洗
浄に際してまたは洗浄に関連してウェブから液体を除去するための手段(典型的
には慣用の任意の洗浄器および/または不織布を処理するための吸引装置)から
なってよい。この場合、ファジー制御器の1つは洗浄および液体除去の手段を自
動的に制御し、このファジー制御器はウェブの成形速度、ウェブの設計重量、洗
浄液の温度、吸引気泡速度、そして洗浄手段の圧力の少なくともいくつかを入力
パラメーターとして有する。
Means for further processing the foamed web include means for cleaning the web and removing liquid from the web during or in connection with the cleaning (typically any conventional scrubber And / or a suction device for treating the nonwoven fabric). In this case, one of the fuzzy controllers automatically controls the means of cleaning and liquid removal, the fuzzy controller controlling the web forming speed, web design weight, cleaning liquid temperature, suction bubble velocity, and cleaning means. It has at least some of the pressures as input parameters.

【0009】 成形されたウェブをさらに処理するための手段は慣用の乾燥機からなってよく
、この場合、上記のファジー制御器の1つは乾燥機を自動的に制御し、このファ
ジー制御器は乾燥に関する設定点、ウェブの移動速度、乾燥器へのエネルギー投
入量、乾燥器内の湿度水準、そして乾燥器に沿ういろいろな個所でのウェブの上
方と下方との圧力差の少なくともいくつかを入力パラメーターとして有する。
[0009] The means for further processing the formed web may comprise a conventional dryer, wherein one of the fuzzy controllers described above automatically controls the dryer, the fuzzy controller comprising: Enter at least some of the drying set points, web travel speed, energy input to the dryer, humidity levels in the dryer, and pressure differences above and below the web at various points along the dryer. Has as a parameter.

【0010】 本装置は、ウェブの成形を制御しそして/あるいは不織布を製造するために、
装置の実質的にすべての品質制御を実施するためのファジー制御器と少なくとも
部分的に協同するためのニューラルネット制御をさらに包含してよい。
[0010] The apparatus may be used to control the forming of a web and / or to produce a nonwoven fabric.
The apparatus may further include a neural net control to cooperate at least partially with a fuzzy controller to perform substantially all quality control of the device.

【0011】 本発明の別な局面によると、(a)セルロース、合成繊維またはガラス繊維、
水、空気、循環する気泡、および界面活性剤をミキサー/パルパータンク内で混
合して繊維−気泡スラリーをつくる段階、(b)繊維−気泡スラリーを成形機に
ポンプで送る段階、(c)成形機の操作を制御する段階、(d)成形機内のスラ
リーから液体と気泡とを抜き出しまた抜き出された液体と気泡との少なくともい
くらかをワイヤーピット内に収集することにより、成形速度に等しいウェブ速度
で不織布を成形機内で成形する段階、(e)成形機内で製造されるウェブにさら
に操作を加えて最終的な不織布を得る段階、および(f)少なくとも段階(a)
をファジー制御を用いて実施する段階を包含する、セルロース、合成繊維または
ガラス繊維から不織布を製造する方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, (a) cellulose, synthetic fiber or glass fiber,
Mixing water, air, circulating air bubbles, and surfactant in a mixer / pulper tank to produce a fiber-air slurry, (b) pumping the fiber-air slurry to the molding machine, (c) molding Controlling the operation of the machine; (d) web speed equal to the forming speed by extracting liquid and air bubbles from the slurry in the forming machine and collecting at least some of the extracted liquid and air bubbles in wire pits. Forming a nonwoven fabric in a molding machine, (e) further processing a web produced in the molding machine to obtain a final nonwoven fabric, and (f) at least step (a).
A method for producing a nonwoven fabric from cellulose, synthetic fibers or glass fibers, comprising the steps of:

【0012】 段階(a)はミキサー/パルパータンク内のスラリーのレベルを制御すること
により部分的に実施されてよく、また段階(f)は、ワイヤーピットからミキサ
ー/パルパータンクに循環される気泡の密度および流量、タンク内の気泡のpH
、ワイヤーピット内の気泡のレベル、およびタンクに添加される繊維の量の少な
くともいくつかを入力パラメーターとして有するファジー制御器を使用すること
により、ミキサー/パルパータンク内のレベルを自動的に制御するように部分的
に実施されてよい。さらに段階(a)は、添加される界面活性剤の量を自動的に
制御し、また成形に際してウェブから除去されまた空気から分離される水のいく
らかを循環することにより実施されてよく、次いで段階(f)は、界面活性剤の
流量、成形機に対するマニフォールド圧力、ワイヤーピット内の気泡のレベル、
添加される繊維の流量、および循環される水の流量の少なくともいくつかを入力
パラメーターとして有するファジー制御器を使用することにより、添加される界
面活性剤の量を自動的に制御するように部分的に実施される。
Step (a) may be performed in part by controlling the level of the slurry in the mixer / pulper tank, and step (f) involves removing air bubbles circulated from the wire pit to the mixer / pulper tank. Density and flow rate, pH of bubbles in tank
Automatically control the level in the mixer / pulper tank by using a fuzzy controller having as input parameters the level of air bubbles in the wire pit and at least some of the amount of fiber added to the tank May be partially implemented. Further, step (a) may be performed by automatically controlling the amount of surfactant added and by circulating some of the water removed from the web and separated from air during molding, then step (F) shows the flow rate of the surfactant, the manifold pressure on the molding machine, the level of bubbles in the wire pit,
By using a fuzzy controller having as input parameters the flow rate of the added fiber and at least some of the flow rate of the circulated water, a partial control is made to automatically control the amount of surfactant added. Will be implemented.

【0013】 段階(c)は、成形機内のワイヤー速度およびヘッドボックス内の圧力を含め
て、成形機への空気/気泡比を自動的に制御するように、少なくとも部分的に実
施されよく、次いで段階(f)は、成形されたウェブの設計重量、ヘッドボック
ス圧力、ワイヤーピット内の気泡のレベル、循環する気泡の密度、およびヘッド
ボックスから除去される気泡の量または流量の少なくともいくつかを入力パラメ
ーターとして有するファジー制御器を使用することにより、部分的に実施される
。段階(e)は、ウェブを洗浄し、そして洗浄の際にまたは洗浄に関連してウェ
ブから液体を除去するように実施され、次いでウェブの成形速度、洗浄機の圧力
、ウェブの設計重量、洗浄液の温度、吸引気泡速度、そして洗浄機の圧力の少な
くともいくつかを入力パラメーターとして有するファジー制御器を使用すること
により、段階(e)を自動的に制御するように段階(f)が部分的に実施される
Step (c) may be performed at least in part to automatically control the air / bubble ratio to the molding machine, including the wire speed in the molding machine and the pressure in the headbox, Step (f) inputs at least some of the design weight of the formed web, the headbox pressure, the level of bubbles in the wire pits, the density of circulating bubbles, and the amount or flow of bubbles removed from the headbox. Partially implemented by using a fuzzy controller with parameters. Step (e) is carried out to wash the web and to remove liquid from the web during or in connection with the washing, then the web forming speed, the washer pressure, the web design weight, the washing liquid Step (f) is partially controlled to automatically control step (e) by using a fuzzy controller having at least some of the temperature, suction bubble velocity, and washer pressure as input parameters. Will be implemented.

【0014】 本方法は、不織布を製造する方法の実質的にすべての品質制御を実施するため
にニューラルネット制御を用いる段階をさらに包含もする。
[0014] The method further includes using neural net control to perform substantially all quality control of the method of making the nonwoven fabric.

【0015】 本発明の別な1つの局面に従うに、(a)セルロース、合成繊維またはガラス
繊維、水、空気、循環する気泡、および界面活性剤をミキサー/パルパータンク
内で混合して繊維−気泡スラリーをつくる段階、(b)繊維−気泡スラリーを成
形機にポンプで送る段階、(c)成形機の操作を制御する段階、(d)成形機内
のスラリーから液体と気泡とを抜き出しまた抜き出された液体と気泡との少なく
ともいくらかをワイヤーピット内に収集することにより、成形速度に等しいウェ
ブ速度で不織布を成形機内で成形し、(e)成形機内で製造されるウェブにさら
に操作を加えて最終的な不織布を得る段階、(f)ファジー制御器を用いて段階
(a)〜(e)の少なくとも1つを実施する段階、および(g)不織布を製造す
る方法の実質的にすべての品質制御を実施するためにニューラルネット制御を用
いる段階を包含する、セルロース、合成繊維またはガラス繊維から不織布を製造
する方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, (a) cellulose-synthetic or glass fiber, water, air, circulating air bubbles, and a surfactant are mixed in a mixer / pulper tank to produce fiber-air bubbles. Making the slurry, (b) pumping the fiber-bubble slurry to the molding machine, (c) controlling the operation of the molding machine, (d) extracting and extracting liquid and air bubbles from the slurry in the molding machine. Forming a nonwoven fabric in a forming machine at a web speed equal to the forming speed by collecting at least some of the applied liquid and bubbles in a wire pit, and (e) further manipulating the web produced in the forming machine. Obtaining a final nonwoven fabric, (f) performing at least one of steps (a) to (e) using a fuzzy controller, and (g) a method of manufacturing the nonwoven fabric. A method is provided for making a nonwoven fabric from cellulose, synthetic fibers or glass fibers, comprising using neural network control to perform substantially all quality controls.

【0016】 段階(c)はウェブを乾燥するように実施されてよく、また段階(a)で添加
される繊維の大部分は、バインダーが添加されているガラス繊維であってよい。
この場合、段階(f)はウェブの乾燥およびバインダーの添加を制御するように
部分的に実施される。
Step (c) may be performed to dry the web, and the majority of the fibers added in step (a) may be glass fibers to which a binder has been added.
In this case, step (f) is partially performed to control web drying and binder addition.

【0017】 段階(f)は、pHを検知するために複数のpH計を使用することによりミキ
サー/パルパータンク内のpHを精密に制御するように部分的に実施されてもよ
く、次いでpH計を制御しまた連繋させるためにファジー制御器を使用すること
により段階(f)が部分的に実施される。
Step (f) may be performed in part to precisely control the pH in the mixer / pulper tank by using a plurality of pH meters to detect the pH, and then the pH meter Step (f) is partially performed by using a fuzzy controller to control and link

【0018】 本発明のさらに別な局面に従うに、(a)セルロース、合成繊維またはガラス
繊維、水、空気、循環する気泡、および界面活性剤をミキサー/パルパータンク
内で混合して繊維−気泡スラリーをつくる段階、(b)繊維−気泡スラリーを成
形機にポンプで送る段階、(c)成形機の操作を制御する段階、(d)成形機内
のスラリーから液体と気泡とを抜き出しまた抜き出された液体と気泡との少なく
ともいくらかをワイヤーピット内に収集することにより、成形速度に等しいウェ
ブ速度で不織布を成形機内で成形し、(e)成形機内で製造されるウェブにさら
に操作を加えて最終的な不織布を得る段階、および(f)ワイヤーピットのレベ
ル、ミキサー/パルパータンクのレベル、成形機に対するマニフォールド圧力、
気泡の密度、および流出比を少なくとも制御するファジー制御を用いる段階を包
含する、セルロース、合成繊維またはガラス繊維から不織布を製造する方法が提
供される。
According to yet another aspect of the invention, (a) a fiber-cell slurry comprising mixing cellulose, synthetic or glass fibers, water, air, circulating cells, and a surfactant in a mixer / pulper tank. (B) pumping the fiber-bubble slurry to the molding machine; (c) controlling the operation of the molding machine; and (d) extracting and extracting liquid and air bubbles from the slurry in the molding machine. Forming at least some of the liquid and air bubbles in the wire pit, forming a nonwoven fabric in the forming machine at a web speed equal to the forming speed, and (e) further manipulating the web produced in the forming machine to a final (F) wire pit level, mixer / pulper tank level, manifold pressure on the molding machine,
A method is provided for making a nonwoven fabric from cellulose, synthetic fibers or glass fibers, comprising using fuzzy control to at least control the density of cells and the outflow ratio.

【0019】 段階(f)はさらに、界面活性剤の供給、および製造される不織布の全設計重
量を制御するように実施されてよい。少なくとも10%のガラス繊維またはアラ
ミド繊維を含む不織布を製造するのに、バインダータンク内に用意したバインダ
ーもまた添加されてよく、次いでバインダータンク内のレベルを制御するように
段階(f)が制御されてよい。
Step (f) may further be performed to control the supply of surfactant and the overall design weight of the nonwoven fabric to be produced. To produce a nonwoven fabric comprising at least 10% glass or aramid fibers, a binder provided in a binder tank may also be added, and then step (f) is controlled to control the level in the binder tank. May be.

【0020】 繊維性の不織布を製造するフォーム・レイド・プロセスの有効な制御を提供す
ることが本発明の主な目的である。本発明のこの目的および他の目的は、本発明
の詳細な記述の吟味からまた添付の特許請求の範囲から明白になるであろう。
It is a primary object of the present invention to provide effective control of the foam laid process for producing fibrous nonwovens. This and other objects of the invention will become apparent from a review of the detailed description of the invention and from the appended claims.

【0021】 (図面に関する詳述) 本発明の気泡プロセスに従って、セルロース繊維および合成繊維のマットまた
はウェブを製造するための装置の例を図1中の10で図式的に示す。この装置に
は、繊維の流入口12、界面活性剤の流入口13、および、炭酸カルシウムまた
は酸のようなpH調整化学薬品、安定剤などのような他の添加剤のための流入口
14を有する混合タンクまたはパルパー(繊維ほぐし機)11が含まれる。繊維
、界面活性剤、および添加剤の特定の性質は決定的でなく、またこれらは製造さ
れる製品の正確な細目(その設計重量を含めて)に応じて広範に変化するであろ
う。界面活性剤は、もしそれがいまだに存在すると最終的なウェブの表面張力を
低下させるので、かなり容易に洗浄除去されうる界面活性剤を使用するのが好ま
しく、特に以下に述べる、好ましくない特性を有するWeyerhaeuser
の専売製品の場合そうである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS An example of an apparatus for producing a mat or web of cellulosic and synthetic fibers in accordance with the cell process of the present invention is shown schematically at 10 in FIG. The device includes an inlet 12 for fibers, an inlet 13 for surfactants, and an inlet 14 for other additives such as pH adjusting chemicals such as calcium carbonate or acid, stabilizers, and the like. A mixing tank or pulper (fiber unraveling machine) 11 is included. The particular properties of the fibers, surfactants, and additives are not critical, and they will vary widely depending on the exact details of the product being manufactured, including its design weight. Surfactants are preferred to use surfactants that can be washed off fairly easily, since they will reduce the surface tension of the final web if it is still present, and in particular have the undesirable properties described below. Weyerhaeuser
This is the case for exclusive products.

【0022】 タンク11自体は全く在来のものであり、ウォーター・レイド・プロセスを用
いる従来型の製紙装置でパルパーとして使用されるタンクと同じタイプである。
唯一の差異は、気泡が水の密度の約1/3の密度を有するので、ミキサー/パル
パー11の側壁がウォーター・レイド・プロセスでの高さの約3倍まで延びてい
ることである。タンク11内の慣用の機械的混合機のrpmおよびブレードの形
状は、製造される製品の特定の性質に応じて変化するが、特に決定的ではなく、
また広範な種類のいろいろな構成物および変数が用いられてよい。壁にはブレー
カー(braker)も設けてもよい。気泡が排出されるタンク11の底部には
ボルテックス(vortex;渦巻き)があるが、タンク11が気泡および繊維
で充満されるので、いったん運転が開始されるとボルテックスを見ることができ
ない。
The tank 11 itself is entirely conventional and is of the same type as the tank used as a pulper in conventional papermaking equipment using a water laid process.
The only difference is that the side walls of the mixer / pulper 11 extend to about three times their height in the water laid process, since the bubbles have a density of about one third of the density of water. The rpm of the conventional mechanical mixer in the tank 11 and the shape of the blades will vary depending on the particular properties of the product to be produced, but are not particularly critical,
Also, a wide variety of different components and variables may be used. The wall may also be provided with a breaker. There is a vortex at the bottom of the tank 11 from which air bubbles are discharged, but once the operation is started, the vortex cannot be seen once the operation is started since the tank 11 is filled with air bubbles and fibers.

【0023】 異なる多数の個所でpHを測定するために、タンク11は多数のpH計15を
も包含するのが好ましい。pHは表面張力に影響を与えるので、これを正確に知
る必要がある。pH計15は毎日較正される。
To measure the pH at a number of different locations, the tank 11 preferably also includes a number of pH meters 15. Since pH affects surface tension, it is necessary to know this accurately. The pH meter 15 is calibrated daily.

【0024】 最初の運転開始時に、管12からの繊維、管13からの界面活性剤、そして管
14中の他の添加剤とともに水が加えられる。しかし、いったん操作が開始され
ると追加的な水は必要でなく、またタンク11内では気泡の生成だけでなく、気
泡の維持がなされる。
At the first start-up, water is added along with the fibers from tube 12, the surfactant from tube 13, and other additives in tube 14. However, once the operation has begun, no additional water is required, and in the tank 11 not only the generation of bubbles but also the maintenance of the bubbles is made.

【0025】 気泡はポンプ17の作用の下でタンク11の底部からボルテックス内を通って
管16内に流出する。ポンプ17は装置10内の他のすべてのポンプと同様に脱
ガス遠心ポンプであるのが好ましい。ポンプ7から排出される気泡は管18を通
過して別な構成物に向かう。
The bubbles flow out of the bottom of the tank 11 through the vortex and into the tube 16 under the action of the pump 17. Pump 17 is preferably a degassing centrifugal pump, like all other pumps in device 10. The air bubbles discharged from the pump 7 pass through the pipe 18 to another component.

【0026】 図1は場合による操作上の保持タンクまたは緩衝タンク19を点線で示す。保
持タンクまたは緩衝タンク19は必要ではないが、混合機11にいくらかの変動
が持ち込まれる場合、繊維の気泡中での比較的均一な分散を確保するためには望
ましい。つまり、保持タンク19(小型であり、典型的にはただの5立方メート
ル程度)は、繊維の分散を平均化するために幾分『サージタンク』のように機能
する。本発明の方法を実施する際に混合機11からヘッドボックスにいたる全時
間は典型的にはただの約45秒であるので、保持タンク19が使用されると、変
動がならされる時間が与えられる。
FIG. 1 shows an optional operational holding or buffer tank 19 in dashed lines. A holding or buffer tank 19 is not required, but if some variation is introduced into the mixer 11, it is desirable to ensure a relatively uniform distribution of the fibers in the bubbles. That is, the holding tank 19 (small, typically on the order of 5 cubic meters) functions somewhat like a "surge tank" to average out fiber dispersion. Since the total time from the mixer 11 to the headbox in practicing the method of the present invention is typically only about 45 seconds, the use of the holding tank 19 will allow time for fluctuations to be smoothed out. Can be

【0027】 保持タンク19が使用されるとき、気泡はポンプ17から管20を通ってタン
ク19の頂部に供給され、そしてポンプ、望ましくは遠心ポンプ22の作用の下
で管21を通ってタンクの底部から流出し、次いで管18に至る。つまり、保持
タンク19が使用される場合、ポンプ17は管18に直接連結されず、タンク1
9を経由するのみである。
When the holding tank 19 is used, air bubbles are supplied from the pump 17 through the tube 20 to the top of the tank 19 and through the tube 21 under the action of a pump, preferably a centrifugal pump 22, into the tank. It flows out from the bottom and then to the tube 18. That is, when the holding tank 19 is used, the pump 17 is not directly connected to the pipe 18 and the tank 1
9 only.

【0028】 管18はワイヤーピット23まで延びる。ワイヤーピット23はそれ自体が慣
用のタンクであり、やはり、従来型のウォーター・レイド製紙法の装置における
のと同様であるが側壁がより高い。死んだ隅角がなく従ってタンク23が大きす
ぎることがないようにワイヤーピット23を製作することが重要である。管18
内の気泡と繊維との混合物がポンプ25(操作できるようにワイヤーピット23
の底部に近接して連結されている)中に導入されることを可能にする慣用的な構
造体24は図2に関連してさらに述べる。いずれにせよ、ポンプ25は機構24
によって導入される管18中の気泡/繊維混合物と、ワイヤーピット23からの
追加的な気泡とを管26内にポンプで送る。ワイヤーピット23からかなり多量
の気泡がポンプ25内に抜き出されるので、管26内でのコンシステンシーは管
18内でのコンシステンシーより著しく小さい。管18中でのコンシステンシー
は典型的に固形物(繊維)2〜5%であり、一方管26中でのコンシステンシー
は典型的に約0.5〜2.5%である。
The tube 18 extends to a wire pit 23. The wire pit 23 is itself a conventional tank, again as in conventional water laid papermaking equipment, but with higher sidewalls. It is important to make the wire pits 23 so that there are no dead corners and therefore the tank 23 is not too large. Tube 18
A mixture of air bubbles and fibers in the pump 25 (a wire pit 23 so that it can be operated)
A conventional structure 24 that allows it to be introduced into (close to the bottom of) is further described in connection with FIG. In any case, the pump 25 is
Pump the bubble / fiber mixture in the tube 18 and additional bubbles from the wire pits 23 into the tube 26. Because a considerable amount of air bubbles are drawn from the wire pit 23 into the pump 25, the consistency in the tube 26 is significantly smaller than the consistency in the tube 18. The consistency in tube 18 is typically 2-5% solids (fiber), while the consistency in tube 26 is typically about 0.5-2.5%.

【0029】 ワイヤーピット23内では、密度の異なる層への気泡の著しい分離はない。底
部にむかって最小の増加があるが、増加の程度は通常少なくまた装置の操作に影
響を与えない。
In the wire pits 23 there is no significant separation of bubbles into layers of different densities. There is a minimal increase towards the bottom, but the magnitude of the increase is usually small and does not affect the operation of the device.

【0030】 気泡/繊維は管26から、気泡発生ノズル28を付随して有するマニフォール
ド27に進入する。特許第3,716,449号および第3,871,952号
で使用されているように慣用の気泡発生ノズル(気泡を激しく撹乱する)である
ノズル28が、マニフォールド27に取り付けられており、また多数のノズル2
8がマニフォールド27に取り付けられているのが好ましい。各々のノズル28
から導管29が延び、これは成形機のヘッドボックス30に至り、この成形機を
通って1つ以上の慣用の製紙ワイヤー(フォラミナスエレメント(forami
nous elements)が通過する。
Bubble / fiber enters tube 26 into a manifold 27 with an associated bubbling nozzle 28. A nozzle 28, which is a conventional bubble generating nozzle (violently disrupting bubbles) as used in patents 3,716,449 and 3,871,952, is attached to manifold 27; Many nozzles 2
Preferably, 8 is attached to the manifold 27. Each nozzle 28
From the conduit 29, which leads to the machine's headbox 30, through which one or more conventional papermaking wires (foraminas elements).
Nous elements are passed.

【0031】 ヘッドボックス30は気泡/繊維混合物の導入部からみてワイヤーの反対側か
ら気泡を抜き出す複数の(典型的には3〜5基の)吸引ボックス31を有し、ま
た最後の分離ボックス32はヘッドボックス30からの成形されたウェブ33の
排出端にある。排水(drainage)を制御するために、吸引テーブル内に
設けられる吸引ボックス31の数は、密度のより大きい製品の場合、またはより
高速な操作の場合、増加される。約40〜60%(例えば、約50%)の固形物
のコンシステンシーを典型的に有する成形されたウェブ33は、図1において洗
浄段階34によって図式的に示されるように洗浄作用の下におかれるのが好まし
い。洗浄段階34は界面活性剤を除去することである。ウェブ33のコンシステ
ンシーが大きいことは、最小の規模の乾燥装置の利用が必要であることを意味す
る。
The headbox 30 has a plurality of (typically 3 to 5) suction boxes 31 for extracting air bubbles from the opposite side of the wire as viewed from the air / fiber mixture introduction, and a final separation box 32. Is at the discharge end of the formed web 33 from the headbox 30. In order to control the drainage, the number of suction boxes 31 provided in the suction table is increased for higher density products or for faster operation. The formed web 33, which typically has a consistency of solids of about 40-60% (e.g., about 50%), is subjected to a cleaning action as shown schematically by a cleaning step 34 in FIG. It is preferred that it is removed. The washing step 34 is to remove the surfactant. The high consistency of the web 33 means that the use of a minimum scale drying device is required.

【0032】 ウェブ33は洗浄機34から、場合による1つ以上の被覆機35を通過し、慣
用的な乾燥部36に進入する。合成的な鞘/芯繊維(Cellbondのような
)がウェブの一部である場合、慣用的な乾燥部36において、ウェブの温度を鞘
材(典型的にはポリプロピレン)の融解温度より高い一方、芯(典型的にはPE
T)は融解しない温度にウェブを昇温するように乾燥機34が操作される。例え
ば、ウェブ33中にCellbond繊維が使用される場合、乾燥機内の温度は
典型的に約130℃またはこれよりわずかに高く、この温度は鞘の繊維の融解温
度であるか、わずかに高いが、芯の繊維の融解温度の約250℃より十分に低い
。このようにして、結合作用が鞘材によって与えられるが、製品の一体性(芯材
によって与えられる)は損なわれない。
The web 33 passes from a washer 34 through one or more optional coaters 35 and enters a conventional drying section 36. When a synthetic sheath / core fiber (such as Cellbond) is part of the web, in a conventional drying section 36, the temperature of the web is higher than the melting temperature of the sheath (typically polypropylene), Core (typically PE
In T), the dryer 34 is operated so as to heat the web to a temperature at which it does not melt. For example, if Cellbond fibers are used in web 33, the temperature in the dryer is typically about 130 ° C. or slightly higher, which is the melting temperature of the sheath fibers or slightly higher, Well below the melting temperature of the core fibers of about 250 ° C. In this way, the binding action is provided by the sheath, but the integrity of the product (provided by the core) is not compromised.

【0033】 常に必要ではないが、多くの有利な目的のため本発明の方法では、ヘッドボッ
クス30にまたはその直近に純粋な気泡を入れることが企図される。図1に見え
るごとく、望むなら遠心ポンプ41であるポンプはワイヤーピット23から管4
0中に気泡を吸引する。管40内の気泡はポンプでヘッダー42に送られ、次い
でこれによって異なる多数の導管43へと分配され、ヘッドボックス30へと向
かう。気泡は、管44によって示されるごとく、ヘッドボックス30の屋根の下
方に直接に導入されそして/あるいは気泡/繊維混合物をヘッドボックス30に
導入するために導管45を経由して管29(またはノズル28)に導入されてよ
い。気泡の導入の詳細は図3から図6に関連して説明する。
Although not always necessary, the method of the present invention contemplates pure air bubbles at or near the headbox 30 for many advantageous purposes. As can be seen in FIG. 1, the pump, which is a centrifugal pump 41 if desired, is
Aspirate air bubbles during zero. The air bubbles in the tube 40 are pumped to the header 42, which in turn distributes it to a number of different conduits 43 and heads for the headbox 30. Bubbles are introduced directly below the roof of the headbox 30, as shown by tube 44, and / or via tube 45 (or nozzle 28) via conduit 45 to introduce the bubble / fiber mixture into headbox 30. ) May be introduced. Details of the introduction of bubbles will be described with reference to FIGS.

【0034】 吸引ボックス31は、ヘッドボックス30から管46内で抜き出される気泡を
ワイヤーピット23に排出する。この目的のためにポンプは典型的に必要でなく
または使用されない。
The suction box 31 discharges bubbles extracted from the head box 30 in the pipe 46 to the wire pit 23. Pumps are typically not required or used for this purpose.

【0035】 ワイヤーピット23内の気泡はかなりの量がパルパー11に循環される。気泡
は管47からポンプ、望ましくは遠心ポンプ48で抜き出され、次いで導管47
内で慣用のインライン密度測定手段49を通過して、50で図式的に示すように
導入のためにタンク11に戻る。管47中の気泡を49で密度測定するのに加え
て、図1に図式的に示すように1つ以上の密度測定機器(比重計のような)49
Aがタンク11に直接に設置されてよい。
A considerable amount of bubbles in the wire pit 23 are circulated to the pulper 11. Air bubbles are withdrawn from tube 47 by a pump, preferably a centrifugal pump 48, and then
Within the conventional in-line density measuring means 49 and back to the tank 11 for introduction as shown schematically at 50. In addition to densifying the air bubbles in the tube 47 at 49, one or more density measuring instruments (such as a hydrometer) 49 as shown schematically in FIG.
A may be installed directly on the tank 11.

【0036】 気泡の循環に加えて、典型的には水の循環もまたある。最後の吸引ボックス3
2から抜き出される気泡は管51を経て、サイクロン分離器のような慣用の分離
器53に進入する。分離器53は、分離器53内に導入される気泡から空気と水
とを例えば渦流の作用によって分離し、中に水が極めて少量しか入っていない水
が得られる。分離された水は管54中で分離器53の底部から水タンク55に進
入する。分離器53によって分離された空気は、送風機57の助けによって分離
器53の頂部から管56中に流出し、そして大気中に排出されあるいは燃焼工程
で使用されまたは別な仕方で処理される。
In addition to the circulation of bubbles, there is also typically a circulation of water. Last suction box 3
Air bubbles extracted from 2 enter via pipe 51 into a conventional separator 53 such as a cyclone separator. The separator 53 separates air and water from bubbles introduced into the separator 53, for example, by the action of a vortex, to obtain water containing only a very small amount of water. The separated water enters the water tank 55 from the bottom of the separator 53 in the pipe 54. The air separated by the separator 53 flows out of the top of the separator 53 into the tube 56 with the help of the blower 57 and is discharged to the atmosphere or used in a combustion process or otherwise treated.

【0037】 図1の60で図式的に示すように、液体のいくらかが下水または処理部へと溢
流し、水タンク55内に液体のレベル58が安定化される。タンク55のレベル
58の下方から管61を経て水がやはり抜き出され、そしてポンプ、望ましくは
遠心ポンプ62の作用の下で、慣用的な流量計63(ポンプ62を制御する)を
通過して管61でポンプ移送される。循環される水は、図1の64で図式的に示
すように最終的に混合機11の頂部に導入される。
As shown diagrammatically at 60 in FIG. 1, some of the liquid overflows into the sewage or treatment section, stabilizing the liquid level 58 in the water tank 55. Water is also withdrawn from below the level 58 of the tank 55 via the pipe 61 and under the action of a pump, preferably a centrifugal pump 62, through a conventional flow meter 63 (which controls the pump 62). Pumped by pipe 61. The circulated water is finally introduced at the top of the mixer 11 as shown diagrammatically at 64 in FIG.

【0038】 例示的な典型的流量は管18中の気泡/繊維毎分4000リットル、管26中
の気泡/繊維毎分40,000リットル、管47中の気泡毎分3500リットル
そして管51中の気泡毎分500リットルである。
Exemplary exemplary flow rates are 4000 liters of bubbles / fiber in tube 18 per minute, 40,000 liters of bubbles / fiber in tube 26 per minute, 3500 liters of bubble in tube 47 per minute and in tube 51 Bubbles are 500 liters per minute.

【0039】 装置10には新規な制御要素もまた多数包含される。第1のファジー制御器7
1はタンク11内の気泡のレベルを制御する。第2のファジー制御器72は管1
3内での界面活性剤の添加を制御する。第3のファジー制御器73はヘッドボッ
クス30領域でのウェブの成形を制御する。第4のファジー制御器74は洗浄機
34とともに使用される。第5のファジー制御器75はpH計15を制御し、ま
たおそらくは、混合機11への管14内での他の添加剤の添加を制御する。ファ
ジー制御は界面活性剤をそして成形を制御するためにも用いられる。他の制御に
オーバーレイするように、多変数制御系、およびニューラルネット制御系(図1
8を参照)もまた用意されるのが好ましい。ウェブの成形での流出比を制御する
ために多変数制御もまた用いられる。工程の所望の調整および最終結果に対する
変数の影響に応じて、変数は変更されてよい。
The device 10 also includes a number of new control elements. First fuzzy controller 7
1 controls the level of bubbles in the tank 11. The second fuzzy controller 72 is
Control the addition of surfactant within 3. A third fuzzy controller 73 controls the forming of the web in the area of the headbox 30. A fourth fuzzy controller 74 is used with the washer 34. A fifth fuzzy controller 75 controls the pH meter 15 and possibly controls the addition of other additives in the tube 14 to the mixer 11. Fuzzy control is also used to control surfactants and molding. A multivariable control system and a neural network control system (FIG.
8) is also preferably provided. Multivariable control is also used to control the outflow ratio in forming the web. The variables may be varied depending on the desired adjustment of the process and the effect of the variables on the end result.

【0040】 様々の構成物を制御するために、単位時間あたり添加される繊維の量を正確に
決定するように、繊維の導入12に重量計76が関与する。界面活性剤の導入を
制御するために管13に弁77そしてまた重量計78が設置されてよい。管14
には弁79もまた設置されてよい。
A weight scale 76 is involved in fiber introduction 12 to accurately determine the amount of fiber added per unit time to control various components. A valve 77 and also a weigh scale 78 may be installed in the tube 13 to control the introduction of the surfactant. Tube 14
May also be provided with a valve 79.

【0041】 気泡の取り扱いに際して任意の個所で気泡と意図的に接触される弁は、図11
に関連して説明される、管46に設置される弁をありうる例外として、実質的に
何ら設置されていないので、フォーム・レイド装置のうちで、装置10は独特で
あると考えられる。
A valve that is intentionally brought into contact with an air bubble at any point when handling the air bubble is shown in FIG.
Among the foam laid devices, device 10 is considered unique because, with the possible exception of the valves installed in tube 46, described in connection with, there is virtually no installation.

【0042】 図10の装置で本方法をすべて実施する際にまた、気泡は比較的大きい剪断状
態下に維持される。剪断が大きいほど粘度が小さいので、気泡をより大きい剪断
下に維持するのが好ましい。気泡/繊維混合物は疑似プラスチックとして振る舞
い、非ニュートン性の挙動を示す。
When performing the method entirely with the apparatus of FIG. 10, also the bubbles are maintained under relatively high shear conditions. It is preferred to keep the bubbles under higher shear, as the higher the shear, the lower the viscosity. The cell / fiber mixture behaves as a pseudoplastic and exhibits non-Newtonian behavior.

【0043】 ウォーター・レイド・プロセスと比べ、フォーム・レイド・プロセスを用いる
ことには、吸収性の著しい製品の場合特に、多くの有利な点がある。ウェブ33
のコンシステンシーが大きいために乾燥機の容量が減少することに加えて、本気
泡(フォーム)プロセスは、繊維または粒子の比重が約0.15〜13であるか
ぎり、事実上任意の種類の繊維または粒子(密度の大きい粒子の過度の『沈み』
がない一方、密度の小さい粒子はある程度『沈む』−これらが全部水中に沈むこ
とはない)をスラリー中に(そして最終的にはウェブ中に)均一に分散すること
を可能にする。気泡プロセスはまた、広範な種類の設計重量のウェブ、つまりウ
ォーター・レイド・プロセスの製品に比べて均一性が増大しまた嵩がより大きく
、そして均一性が極めて高い製品の製造も可能にする。複数のヘッドボックスが
系列的に設置されてよく、あるいは二重ワイヤーを有するヘッドボックス内で2
層が同時に作られてよく、そして/あるいは極めて簡単に(被覆のように)追加
的な層を与えるように簡単な被覆機35が設置されることができる。
Using a foam laid process has a number of advantages over a water laid process, especially for highly absorbent products. Web 33
In addition to reducing the capacity of the dryer due to the greater consistency of the foam, the present foam process can be used with virtually any type of fiber as long as the specific gravity of the fiber or particle is about 0.15-13. Or particles (excessive “sinking” of dense particles
While less dense, the lower density particles "sink" to some extent-they do not all submerge in water), allowing them to be evenly dispersed in the slurry (and ultimately in the web). The aeration process also allows for the production of a wide variety of design weight webs, i.e., products with increased uniformity and bulk and greater uniformity than products of the water laid process. Multiple headboxes may be installed in series, or two in a headbox with double wires.
The layers can be made simultaneously and / or a simple coating machine 35 can be installed to apply the additional layers very simply (like coating).

【0044】 図1の装置の構成物の詳細について、全く従来的であるもの以外はいずれも、
図2から16に関連して説明する。
Regarding the details of the components of the device of FIG. 1, except for what is entirely conventional,
This will be described with reference to FIGS.

【0045】 図2はワイヤーピット23に付随するポンプ25への気泡/繊維混合物、およ
び気泡の導入を示す。構造体24は先行技術のWiggins Teape法か
ら知られており、また曲がった導管83によって示されるごとく、導管の開放端
84から気泡/繊維混合物がポンプ25の流入口85中に直接排出されるように
、管18中を通過する気泡/繊維が、再び誘導される。矢印86によって示され
るように、ワイヤーピット23からの気泡もまた流入口85に流入する。ファジ
ー制御の下でなされるポンプ48の操作によってワイヤーピット23のレベルが
制御される。
FIG. 2 shows the introduction of the bubble / fiber mixture and bubbles into the pump 25 associated with the wire pit 23. Structure 24 is known from the Wiggins Teape method of the prior art, and allows the bubble / fiber mixture to be discharged directly into inlet 85 of pump 25 from open end 84 of the conduit, as shown by bent conduit 83. Then, the bubbles / fibres passing through the tube 18 are again guided. Bubbles from the wire pit 23 also flow into the inlet 85 as indicated by the arrow 86. The level of the wire pit 23 is controlled by operating the pump 48 under fuzzy control.

【0046】 気泡を製造するために使用する繊維が特に長い、つまり数インチ程度である場
合、管18をポンプ25の吸入口85に誘導する(図2に見るように)代わりに
、管18はポンプ25の下流の管26に至る。この場合、ポンプ25からの管2
6内の圧力に関わりなく18からの流れが管26内に入るように、ポンプ17は
別な場合に与える圧力より高い圧力をもちろん与えねばならない。
If the fibers used to produce the bubbles are particularly long, ie on the order of a few inches, instead of guiding the tube 18 to the inlet 85 of the pump 25 (as seen in FIG. 2), the tube 18 It reaches a pipe 26 downstream of the pump 25. In this case, the pipe 2 from the pump 25
The pump 17 must of course provide a higher pressure than would otherwise apply, so that the flow from 18 enters the tube 26 regardless of the pressure in 6.

【0047】 図3はAhlstrom法の新規な追加的な導入様式の1つの形の詳細を示す
。図3はヘッドボックス30の直前ので導管29内の気泡/繊維混合物中に導入
される管45からの気泡そのものを示す。換言するとノズル28を経てマニフォ
ールド27からくる気泡/繊維混合物に純粋な気泡が添加される。気泡注入管4
5が利用される場合、この管によって気泡が管29のすべてに注入される必要は
なく、所望の結果を得るのにちょうど十分な管29に注入される。
FIG. 3 shows details of one form of the novel additional introduction mode of the Ahlstrom method. FIG. 3 shows the bubbles themselves from the tube 45 introduced into the bubble / fiber mixture in the conduit 29 immediately before the headbox 30. In other words, pure foam is added to the foam / fiber mixture coming from manifold 27 via nozzle 28. Bubble injection tube 4
If 5 is utilized, this tube does not require that air bubbles be injected into all of tube 29, but just enough tube 29 to achieve the desired result.

【0048】 図4は例示的な傾斜ワイヤー成形機および異なる2つの気泡注入方式(図3に
示す方式に加えて別な1つ)を利用するこれのヘッドボックス301を示す。図
4のヘッドボックス301では、傾斜した慣用の成形ワイヤー90は矢印の方向
に移動しまた、図4に総体的に示すように気泡/繊維混合物が45での気泡注入
によって導管29からヘッドボックス301内に分散される。図4において矢印
92で総体的に示すごとく気泡が流れるように、導管44を経てヘッドボックス
301中に気泡がやはり導入される。つまり、矢印92の方向に流れる気泡はヘ
ッドボックス301の屋根93の下方に接して流れる。複数の導管44の各々か
ら92の方向に気泡が最初に流れることを確実にするためにヘッドボックス30
1内に邪魔板94が設置されている。
FIG. 4 shows an exemplary inclined wire forming machine and its headbox 301 utilizing two different bubble injection schemes (another one in addition to the one shown in FIG. 3). In the headbox 301 of FIG. 4, the inclined conventional forming wire 90 moves in the direction of the arrow and the bubble / fiber mixture is removed from the conduit 29 by bubbling at 45 as shown generally in FIG. Distributed within. Air bubbles are also introduced into the headbox 301 via conduit 44 such that the air bubbles flow generally as shown by arrow 92 in FIG. That is, the air bubbles flowing in the direction of the arrow 92 flow below the roof 93 of the head box 301. The headbox 30 is used to ensure that air bubbles initially flow in the direction 92 from each of the plurality of conduits 44.
1 has a baffle plate 94 installed therein.

【0049】 導管44に導入される気泡は、ヘッドボックス301中での繊維の剪断を減少
し、繊維とヘッドボックス301の屋根93との間の剪断によって繊維が一方向
に、つまりワイヤー90の移動方向に向かうのを防止するためである。流体力学
の基礎原理の下では、気泡/繊維混合物が屋根93に接するなら、繊維の向きの
境界層に好ましくない撹乱が存在するであろう。92の方向に流れるように導入
される気泡はこの境界層問題を無くす。管44内に導入され92の方向に流れる
気泡は屋根93の下方を清浄に保ちもし、これはやはり好ましい。
The air bubbles introduced into the conduit 44 reduce the shearing of the fibers in the headbox 301, and the shearing between the fibers and the roof 93 of the headbox 301 causes the fibers to move in one direction, ie, the movement of the wire 90. This is to prevent heading in the direction. Under the basic principles of hydrodynamics, if the bubble / fiber mixture touches the roof 93, there will be unwanted disturbances in the fiber-oriented boundary layer. Bubbles introduced to flow in the direction of 92 eliminate this boundary layer problem. Bubbles introduced into the tube 44 and flowing in the direction 92 also keep the area under the roof 93 clean, which is again preferred.

【0050】 図3および4の双方に示すように導管45内に気泡を導入する(典型的には約
30〜90°の間の角度で)は別な目的のためである。図5にはヘッドボックス
30(例えば301)の図式的な上面図(ただ3本の導管29を示すが、通常は
極めて多くが設置される)であり、純粋な気泡注入が生み出す差異を示す。繊維
を実質的に含まない気泡を45で注入しないと、導管29によって導入される気
泡/繊維混合物は、図4および5で91の線によって総体的に示されるように分
配される。しかしながら、45で気泡注入があると図5で96の線によって図式
的に示されるように気泡/繊維混合物の分散がより大きいので設計重量での断面
形状が変わる。設計重量での断面形状に対する効果は図6の図式的な表示に見ら
れる。91Aの線によって示される設計重量での正規な断面形状(気泡注入がな
い場合)には、大きな膨らみ97がある。しかしながら、気泡注入があると、9
6aの線によって示されるように膨らみ98は一層小さい。つまり、設計重量は
一層均一である。断面形状の制御は管29の直前または直後で(図4において4
5に見られる直前で)マニフォールドの主要な流れで気泡を薄めることにより実
施される。
The introduction of air bubbles into the conduit 45 (typically at an angle between about 30-90 °) as shown in both FIGS. 3 and 4 is for another purpose. FIG. 5 is a schematic top view of the headbox 30 (eg, 301) (only three conduits 29 are shown, but usually many are installed) showing the differences that pure bubble injection produces. Without injecting at 45 a bubble substantially free of fibers, the bubble / fiber mixture introduced by conduit 29 is distributed as generally indicated by the line 91 in FIGS. However, the presence of bubble injection at 45 changes the cross-sectional shape at the design weight due to the greater dispersion of the bubble / fiber mixture, as shown schematically by the line 96 in FIG. The effect on the cross-sectional shape at the design weight can be seen in the schematic representation of FIG. The normal cross-sectional shape (without bubble injection) at the design weight indicated by the 91A line has a large bulge 97. However, with the injection of air bubbles, 9
The bulge 98 is smaller, as indicated by the line 6a. That is, the design weight is more uniform. The control of the sectional shape is performed immediately before or immediately after the pipe 29 (4 in FIG. 4).
This is done by diluting bubbles in the main stream of the manifold (just before seen in FIG. 5).

【0051】 所望ならば管29は気泡ノズル28からヘッドボックス301、30V内の(
explosion chamber)に気泡を導入することができる。しかし
ながら、Ahlstrom法を実施するためにヘッドボックス内のエクスプロー
ジョンチャンバーを使用する理由はなにもない。使用する場合、エクスプロージ
ョンチャンバーは単に安全のためである。
If desired, the tube 29 can be moved from the bubble nozzle 28 into the headbox 301, 30 V (
Bubbles can be introduced into the explosion chamber. However, there is no reason to use the explosion chamber in the headbox to perform the Ahlstrom method. When used, the explosion chamber is for safety only.

【0052】 図7は装置10内で利用されることができるヘッドボックスの別な形態を示す
。成形機の全体そしてまたヘッドボックス30Vは従来型のウォーター・レイド
・プロセスの二重成形ワイヤー垂直成形機およびヘッドボックスと共通な特質を
有し、また成形ワイヤー90、90Aが含まれる。図7に示す例示的な態様では
、成形機の排出端に吸引ローラー100が示され、またワイヤー90、90Aを
案内するためにローラー101、101Aが用意されている。1つの態様では、
ワイヤー90Aは点線によって示すように吸引ローラー100によっても案内さ
れるが、通常操作ではワイヤー90Aは排出後のウェブ33とともに上部ローラ
ー101上を移動する。吸引テーブルは吸引ローラーより安価であり、好ましい
が、図7において100で示すように吸引ローラーが利用されてよい。
FIG. 7 shows another form of headbox that can be utilized in the device 10. The entire forming machine and also the headbox 30V has the common attributes of the conventional water laid process dual forming wire vertical forming machine and headbox, and includes forming wires 90, 90A. In the exemplary embodiment shown in FIG. 7, a suction roller 100 is shown at the discharge end of the molding machine, and rollers 101, 101A are provided to guide the wires 90, 90A. In one aspect,
The wire 90A is also guided by the suction roller 100 as shown by the dotted line, but in a normal operation, the wire 90A moves on the upper roller 101 together with the discharged web 33. The suction table is cheaper than the suction roller and is preferred, but a suction roller may be used as shown at 100 in FIG.

【0053】 ヘッドボックス30Vには底部102および側壁103、104が含まれる。
気泡/繊維の空間105、106は、側壁103、104と中央の壁構造110
によって区切られる。同じ気泡/繊維混合物が空間105、106内に導入され
てよいが、一般にはこれらは全く異なる混合物であり、ウェブ33内で別個な2
つの層をなす。1つの気泡/繊維混合物が、流入口107によって示すようにヘ
ッドボックス30Vの底部102を通る例えば管29を経てノズル28を通じて
マニフォールド27から導入され、一方他の気泡/繊維混合物はマニフォールド
27Aからきて、ノズル28Aを通過しそしてヘッドボックス30Vの底部10
2の流入口107Aに導入される。あるいは別に、または追加的に、気泡/繊維
混合物は導管29’および29A’中でそれぞれ側壁103、104にあるそれ
ぞれ流入口108、108Aを通って流れる。いずれにせよ、導入される気泡/
繊維混合物はチャンバー105、106内を上方に流れワイヤー90、90Aと
接触する。吸引は慣用の吸引ボックス31、31Aによってなされる。
The head box 30 V includes a bottom 102 and side walls 103 and 104.
Bubble / fiber spaces 105, 106 are defined by side walls 103, 104 and a central wall structure 110.
Separated by The same cell / fiber mixture may be introduced into the spaces 105, 106, but generally these are quite different mixtures, with two separate
In one layer. One bubble / fiber mixture is introduced from the manifold 27 through the nozzle 28, for example via a tube 29 through the bottom 102 of the headbox 30V as indicated by the inlet 107, while the other bubble / fiber mixture comes out of the manifold 27A, Through the nozzle 28A and the bottom 10 of the headbox 30V.
2 is introduced into the second inlet 107A. Alternatively or additionally, the bubble / fiber mixture flows in conduits 29 'and 29A' through inlets 108, 108A, respectively, in sidewalls 103, 104, respectively. In any case, the bubbles introduced /
The fiber mixture flows upward in the chambers 105, 106 and comes into contact with the wires 90, 90A. Suction is performed by the conventional suction boxes 31, 31A.

【0054】 ヘッドボックス30V内の壁構造110は図8にも示される。壁構造110は
空間105、106を分離するためのみならず、追加的な材料がワイヤー90、
90Aと直接に接触しないようにこの材料を懸濁物中に導入するために用いられ
る。このことは、SAP(Super Absorbent Products
)のようないくつかの材料は、それがワイヤー90、90Aと接触するとこれら
を汚染するので、重要である。壁構造110を利用して導入を行うことにより、
導入される材料(SAPのような)が、ウェブが実際に成形される直前に供給さ
れ、従ってこの材料がワイヤー90、90Aと接触するか、あるいは別な仕方で
処理を妨害する機会はない。
The wall structure 110 in the headbox 30 V is also shown in FIG. The wall structure 110 not only separates the spaces 105, 106, but also provides additional material for the wires 90,
It is used to introduce this material into the suspension without direct contact with 90A. This is because SAP (Super Absorbent Products)
Some materials are important because they contaminate the wires 90, 90A when they come into contact with them. By introducing using the wall structure 110,
The material to be introduced (such as SAP) is supplied just before the web is actually formed, so there is no opportunity for this material to contact the wires 90, 90A or otherwise interfere with processing.

【0055】 特に図8に関連するが、構造体110の内側には、複数の導管があり、源泉1
11からの固形物約10〜20%のコンシステンシーであるSAPのような添加
剤物質が、導管113の三角形状に拡大した末端114を通じて排出されるまで
これらの導管を通過して上方に流れる。フレア状の末端部分114を有する管1
13の間には、管113を所定に位置に保持する板115が設けられてよい。管
113に向き合う側には板116(図7および8)が設けられ、これはチャンバ
ー105、106中の気泡/繊維混合物のための通路を形づくる。SAPまたは
他の材料は、図8に117で示すように、少なくとも第1の吸引ボックス31、
31Aから離れた個所で、また気泡/繊維混合物の実質的な中心部内にこの個所
で排出され、従って117で排出される材料がワイヤー90、90Aと直接に接
触する可能性はほとんどない。
With particular reference to FIG. 8, inside the structure 110 is a plurality of conduits,
An additive material, such as SAP, which is about 10-20% consistency of solids from 11 flows upward through these conduits until discharged through the triangularly enlarged end 114 of conduits 113. Tube 1 with flared end portion 114
Between the 13, there may be provided a plate 115 for holding the tube 113 in place. On the side facing the tube 113 is provided a plate 116 (FIGS. 7 and 8), which forms a passage for the gas / fiber mixture in the chambers 105,106. The SAP or other material comprises at least a first suction box 31, as shown at 117 in FIG.
At a point remote from 31A and within the substantial center of the cell / fiber mixture, there is little possibility that the material discharged at 117 will be in direct contact with the wires 90, 90A.

【0056】 導管113は断面が円形であるのが好ましく、一方フレア状の末端114は平
らな側面を有し、また実質的に四角形状の開口を有し、ここで、材料117が排
出される。フレア状の末端114は図8に見るように構造体116のほとんどす
べてにわたって延びている。
The conduit 113 is preferably circular in cross section, while the flared end 114 has flat sides and has a substantially square opening where the material 117 is discharged. . The flared end 114 extends over substantially all of the structure 116 as seen in FIG.

【0057】 ヘッドボックス30Vを利用して製造される製品は、ウェブ33中で一体的に
なって一緒に供与される2つ以上の異なる層を有する。材料117が導入される
場合、それが本質的に層の間にあり、また各々の層中に部分的に延びるように導
入される。
The product manufactured utilizing the headbox 30 V has two or more different layers that are provided together in a web 33. When material 117 is introduced, it is introduced so that it is essentially between the layers and extends partially into each layer.

【0058】 図9は、ガラス繊維の製造で現在(そして何年かにわたって)用いられている
成形機またはヘッドボックス30の吸引ボックス31の構造であって、Ahls
trom法に従ってウェブ33の製造でやはり同様に用いられる構造の例を、機
械方向に垂直な断面図で示す。図9に見ることができるように、成形ワイヤー9
0は、側壁118を有する吸引ボックス31の頂部を越えて延びている。ワイヤ
ー90に向きあう側にある気泡/繊維混合物から引き出される気泡120に加え
て、ワイヤー90の下方の吸引ボックス31内に空気が流入することを可能にす
る開口部または管119が側壁118に設けられている。空気は、慣用の方法で
加えられる、吸引ボックス31内にある吸引力の結果、管119を通って自由に
流れる。しかしながら、管119には、開口が自動的にまたは少なくとも手動で
制御可能な弁が設けられる。次いで、気泡は導管46を通ってワイヤーピット2
3に進入する。しかし、導管119を通じて空気が導入されているので、導入さ
れている過剰の空気を除去する(しかし、気泡の空気/液体比を気泡/繊維混合
物内のもとからの比から著しく変えない)のが好ましい。このため、導管121
が導管46に連結されており、送風機122によって導管121を通じて空気が
排気される。
FIG. 9 shows the construction of the suction box 31 of the molding machine or headbox 30 currently used (and over the years) in the production of glass fibers,
An example of a structure which is likewise used in the manufacture of the web 33 according to the trom method is shown in a cross-sectional view perpendicular to the machine direction. As can be seen in FIG.
0 extends beyond the top of the suction box 31 having side walls 118. In addition to the bubbles 120 drawn from the bubble / fiber mixture on the side facing the wire 90, openings or tubes 119 are provided in the side walls 118 to allow air to flow into the suction box 31 below the wire 90. Have been. Air flows freely through the tube 119 as a result of the suction force in the suction box 31 applied in a conventional manner. However, the pipe 119 is provided with a valve whose opening can be controlled automatically or at least manually. The bubbles then pass through conduit 46 through wire pit 2
Enter 3. However, since air is being introduced through conduit 119, the excess air being introduced is removed (but the air / liquid ratio of the bubbles does not change significantly from the original ratio in the bubble / fiber mixture). Is preferred. Therefore, the conduit 121
Is connected to the conduit 46, and air is exhausted through the conduit 121 by the blower 122.

【0059】 図10は図7のヘッドボックス30Vを含めた垂直成形機の図式的な表示であ
り、ワイヤー90、90Aを案内しそして/あるいはこれを駆動するために使用
される広範な種類のローラー、そしてまた洗浄部34および乾燥機36を含めて
他の構成物とともに示す。図10の重要な特別な特質は、収集器125の至る導
管124が設けられていることであり、一方収集器は導管46と連結している。
導管124は吸引ボックス31、31Aの双方と連結している。図11は収集器
125への複数の導管124の連結と、収集器125のワイヤーピット23への
連結とを図式的に示す。
FIG. 10 is a schematic representation of a vertical forming machine, including the headbox 30V of FIG. 7, showing a wide variety of rollers used to guide and / or drive the wires 90, 90A. , And also with other components, including a washing section 34 and a dryer 36. An important special feature of FIG. 10 is that a conduit 124 leading to a collector 125 is provided, while the collector is connected to the conduit 46.
The conduit 124 is connected to both the suction boxes 31 and 31A. FIG. 11 schematically illustrates the connection of the plurality of conduits 124 to the collector 125 and the connection of the collector 125 to the wire pit 23.

【0060】 図11は、収集器125内の気泡のレベル128を制御できる1つの方法を示
す。収集器125からワイヤーピット23に向かって延びる導管46のそれぞれ
に、制御器129によって制御される遠隔操作の(例えばソレノイド)弁が設置
されている。弁127が閉鎖され、あるいは部分的に閉鎖されるなら、図11に
示すように気泡は収集器125内に立ち上がることができる。これによって、収
集器125内のレベル128が制御されることができる。弁127が完全に開放
しているとき、気泡は導管46を通じてワイヤーピット23内にその気泡のレベ
ルより下方に自由に流入する。
FIG. 11 shows one way in which the level 128 of bubbles in the collector 125 can be controlled. In each of the conduits 46 extending from the collector 125 toward the wire pit 23, a remotely operated (eg, solenoid) valve controlled by a controller 129 is installed. If the valve 127 is closed or partially closed, air bubbles can rise into the collector 125 as shown in FIG. This allows the level 128 in the collector 125 to be controlled. When the valve 127 is fully open, air bubbles freely flow through the conduit 46 into the wire pit 23 below the level of the air bubbles.

【0061】 装置10のすべての態様で、気泡を抜き出すためにポンプを設置しないのが好
ましく、気泡は単に重力下でワイヤーピット23に自由に流入する。
In all aspects of the device 10, it is preferred that no pump be installed to extract the air bubbles, the air bubbles simply flowing freely into the wire pit 23 under gravity.

【0062】 図12は装置10に設置されてよい洗浄部および被覆部を図式的に示す。ウェ
ブ33の上にある洗浄ボックス34を通じて洗浄液が導入され、またウェブ33
から主として界面活性剤を除去するように洗浄液がウェブを通過した後にこれを
除去するために送風機131を経て底部130に吸引力が加えられる。洗浄ボッ
クス34はAhlstromガラス繊維製造法においてバインダーを除去する(
水の代わりに化学薬品を使用し)ために現在使用されるような慣用の任意の構造
のものであってよい。
FIG. 12 schematically shows a washing unit and a covering unit that may be installed in the apparatus 10. The cleaning liquid is introduced through a cleaning box 34 above the web 33 and
After the cleaning liquid has passed through the web so as to mainly remove the surfactant, a suction force is applied to the bottom portion 130 through the blower 131 to remove the cleaning liquid. The washing box 34 removes the binder in the Ahlstrom glass fiber manufacturing method (
It may be of any conventional construction as currently used for (using chemicals instead of water).

【0063】 本発明の方法は追加のヘッドボックスを必要とすることなく、ウェブ33上に
追加的な層を容易に施すこと可能にする。この目的のために他のヘッドボックス
が使用されてよいが、簡単な被覆機35によって施される層132によって示さ
れるように、異なる材料を施すために洗浄機34の下流で1つ以上の被覆機35
を使用するほうが一層簡便である。簡単な被覆機35は、ウェブ33の上面に所
望の厚さの任意の別な材料(他の繊維混合物を含むであろう)の層132を布置
する全く慣用的な装置である。被覆機35の下流で、つまり層132が施される
後に、これから脱水するためにこの層132と接触する脱水用機器133が設置
されている。
The method of the present invention allows additional layers to be easily applied on the web 33 without the need for an additional headbox. Other headboxes may be used for this purpose, but one or more coatings downstream of the washer 34 to apply different materials, as indicated by the layers 132 applied by the simple coater 35. Machine 35
It is more convenient to use. A simple coater 35 is a completely conventional device that deposits a layer 132 of any other material (which may include other fiber mixtures) of a desired thickness on the upper surface of the web 33. Downstream of the coating machine 35, ie after the layer 132 has been applied, a dewatering device 133 is provided which comes into contact with this layer 132 for dewatering.

【0064】 ローラー135によって案内される穿孔されたベルトまたは成形ワイヤー13
4は、常套的に、ウェブ33が吸引ボックス136を通過するのと同じ方向に移
動する。ボックス136は慣用のローラー137、コンベヤーベルトなどによっ
てウェブ33が底部に支持されている間に過剰の流体を層132から抜き出す。
過剰の流体を適切に除去するために、吸引ボックス136はウェブ33からみて
層132の向こう側にあるのが重要である。ベルト134とローラー137(ま
たは他のベルト)とは押圧を与え、これは層132を脱水するのに役立つ。
A perforated belt or forming wire 13 guided by rollers 135
4 moves in the same direction as the web 33 passes through the suction box 136 in a conventional manner. Box 136 withdraws excess fluid from layer 132 while web 33 is supported at the bottom by conventional rollers 137, conveyor belts, and the like.
It is important that the suction box 136 be beyond the layer 132 as viewed from the web 33 to properly remove excess fluid. Belt 134 and roller 137 (or other belt) provide pressure, which helps to dewater layer 132.

【0065】 脱水部133の後に、層132/ウェブ33を通じて上面から空気を吹き込む
送風機139を慣用の乾燥機36の一部として使用するのが好ましく、空気は送
風機139からの空気の移動を助けるために吸引源に連結されていてよい導管1
40を通じて流出する。乾燥機36は常套的に他の特質もまた有する。
After the dewatering section 133, a blower 139 that blows air from above through the layer 132 / web 33 is preferably used as part of the conventional dryer 36, the air being used to aid the movement of air from the blower 139. Conduit 1 which may be connected to a suction source
Outflow through 40. Dryer 36 conventionally has other attributes as well.

【0066】 任意の数の被覆機35、35’が設置されてよく、ウェブ33上に被覆される
特定の層に応じて、各々の被覆機35、35’に脱水部133が随伴し、または
多くの被覆機が脱水部133の前に設置される。
Any number of coaters 35, 35 ′ may be installed, and each coater 35, 35 ′ is accompanied by a dehydrator 133, depending on the particular layer to be coated on the web 33, or Many coating machines are installed before the dewatering section 133.

【0067】 図13〜16は、装置10を精密に制御するためにファジー制御器71〜74
に与えられる様々の入力を示し、また図17はファジー制御と他の制御との関係
を示す。装置10のこの精密な制御は、他の方法がセルロース繊維および合成繊
維の商業的なウェブの製造およびガラス繊維またはアラミド繊維の大規模な製造
に失敗する場合に、本発明の方法が成功することを可能にする主要な要素である
FIGS. 13 to 16 show fuzzy controllers 71 to 74 for precisely controlling the device 10.
, And FIG. 17 shows the relationship between fuzzy control and other controls. This precise control of the apparatus 10 is critical to the success of the method of the present invention when other methods fail to produce commercial webs of cellulosic and synthetic fibers and large-scale production of glass or aramid fibers. Is a key element that enables

【0068】 図13に示すごとく、ファジー制御器71はミキサー/パルパー11内の気泡
のレベルを制御する。ファジー制御器71への入力は、気泡密度(インライン密
度計49またはミキサー/パルパー11内の密度計49Aのいずれかからのもの
であって、両方からのものではない)、pH計15によって測定されたpH、遠
心ポンプ48のrpm(慣用の手段によって測定される)によって決まる管47
中で循環される気泡の流量、ワイヤーピット23のレベル128、および管12
からミキサー/パルパー11への繊維の流れ、または他の変数からなる。管12
内の繊維の流れは、パルパー11に入れられる単位時間当たりの繊維の量を測定
する重量計76を利用することにより正確に決定される。
As shown in FIG. 13, a fuzzy controller 71 controls the level of bubbles in the mixer / pulper 11. The input to the fuzzy controller 71 is measured by the bubble density (either from the in-line density meter 49 or the density meter 49A in the mixer / pulper 11, but not from both), and the pH meter 15. Tube 47 determined by the pH of the centrifugal pump 48 and the rpm (measured by conventional means)
Flow rate of the bubbles circulated in the level, the level 128 of the wire pit 23 and the pipe 12
From the fiber to the mixer / pulper 11, or other variables. Tube 12
The flow of fibers within is determined accurately by utilizing a weigh scale 76 which measures the amount of fibers per unit time put into the pulper 11.

【0069】 図14は弁77、そして/あるいは重量計78の減衰、またはパルパー11へ
の界面活性剤の添加を制御する他の機構を制御するために使用される第2のファ
ジー制御器72への入力を示す。ファジー制御器72への入力は、重量計78に
よって決定されるような界面活性剤の流量、マニフォールド27内の圧力(製造
される製品に関係して典型的に1〜1.8バール)、ワイヤーピット23内の気
泡のレベル128、pH計15によって決定されるpH、重量計76によって決
定される繊維の流量、および流量計63によって決定される管61内で循環され
る水の流量である。
FIG. 14 illustrates a second fuzzy controller 72 used to control the damping of valve 77 and / or weigh scale 78, or other mechanisms that control the addition of surfactant to pulper 11. Indicates the input of. The inputs to the fuzzy controller 72 are the surfactant flow rate as determined by the weigh scale 78, the pressure in the manifold 27 (typically 1-1.8 bar, depending on the product being manufactured), wire The level 128 of the bubbles in the pit 23, the pH determined by the pH meter 15, the flow rate of the fiber determined by the weigh scale 76, and the flow rate of the water circulated in the pipe 61 determined by the flow meter 63.

【0070】 図15はヘッドボックス30内でウェブを成形するために空気/気泡比を制御
する(成形機のヘッドボックス内のワイヤー速度または圧力を制御するように)
のに使用する第3のファジー制御器73への入力である。第3のファジー制御器
73への入力には、ヘッドボックス30の圧力、ワイヤーピット23内の気泡の
レベル128、吸引ボックス31によってヘッドボックスから除去される気泡の
体積、密度計49または49Aによって測定される気泡密度、ウェブ33の設計
重量(ウェブの成形の後、または乾燥機36の後の)、および各々の吸引ボック
ス31(31A)での吸引の程度がある。ヘッドボックス30の圧力はポンプ2
5のrpmを制御することにより制御される。
FIG. 15 controls the air / bubble ratio to form the web in the headbox 30 (like controlling the wire speed or pressure in the forming machine headbox).
Is the input to the third fuzzy controller 73 used for Inputs to the third fuzzy controller 73 include the pressure in the headbox 30, the level 128 of the bubbles in the wire pit 23, the volume of bubbles removed from the headbox by the suction box 31, and measured by the densitometer 49 or 49A. There is the bubble density to be applied, the design weight of the web 33 (after forming the web or after the dryer 36), and the degree of suction in each suction box 31 (31A). The pressure of the head box 30 is the pump 2
5 is controlled by controlling the rpm.

【0071】 図16は洗浄機34を制御する、つまり洗浄液の流量および吸引力を制御する
第4のファジー制御器74のための入力示す。第4のファジー制御器74への入
力には、ウェブ33の設計重量、吸引送風機131の速度、洗浄機34での圧力
、洗浄液温度、およびウェブの成形速度(ワイヤー90、90Aの速度)がある
FIG. 16 shows inputs for a fourth fuzzy controller 74 that controls the washer 34, ie, controls the flow rate and suction of the cleaning solution. Inputs to the fourth fuzzy controller 74 include the design weight of the web 33, the speed of the suction blower 131, the pressure at the washer 34, the temperature of the cleaning solution, and the speed of forming the web (speed of the wires 90, 90A). .

【0072】 パルパー11からヘッドボックス30への短い移動時間(約45秒)の間、気
泡/繊維混合物を高度の撹乱/剪断状態に保つのが好ましい。剪断は、慣用の回
転ブレードによって気泡が撹拌されるパルパー11内の気泡のレベル、気泡発生
ノズル28を通じての圧力降下、ヘッドボックス30の場所(位置)、垂直のお
よび傾斜したヘッドボックス30Vおよび30Iの双方のための切り欠きに対す
る真空を制御することにより、また遠心ポンプ17、25および48の速度によ
るなどの1次的な排液の制御によって主として制御される。図11の弁127(
もし使用するなら)は別として装置11には全体として弁がなく、また気泡に意
図的に接触される弁はない。ノズル28を通じての圧力降下と同様に、循環ポン
プ48のアンペア数およびrpmが測定される。循環ポンプ25のアンペア数は
変化するが、密度は同一であるなら、泡(bubble)の寸法の分布は変化し
ている。その場合、泡の寸法を所望の分布に戻すために管13を通じての界面活
性剤の添加を変化させる(より多くの界面活性剤を添加するまたは添加量を減少
することにより)ことが必要である。
Preferably, the foam / fiber mixture is maintained at a high degree of agitation / shear for a short transit time from pulper 11 to headbox 30 (about 45 seconds). Shearing is accomplished by controlling the level of air bubbles in the pulper 11 where air bubbles are agitated by conventional rotating blades, the pressure drop through the air bubble generation nozzle 28, the location (position) of the headbox 30, the vertical and inclined headboxes 30V and 30I. It is primarily controlled by controlling the vacuum on the notch for both and by controlling the primary drainage, such as by the speed of centrifugal pumps 17, 25 and 48. The valve 127 (
Apart from (if used) the device 11 is totally free of valves and no valves are intentionally contacted by bubbles. Similar to the pressure drop through the nozzle 28, the amperage and rpm of the circulation pump 48 are measured. The amperage of the circulating pump 25 changes, but for the same density, the distribution of bubble dimensions changes. In that case, it is necessary to vary the surfactant addition through the tube 13 (by adding more or decreasing the amount of surfactant) to return the foam size to the desired distribution. .

【0073】 図17に見るように、多変数制御器はファジー制御器72〜75のすべてへの
計算機設定点を与え、また図17のニューラルネット制御145は品質測定およ
びプロセスパラメーター149からデータを得、また長期の調整および予測を行
いそして設定点を与える。
As seen in FIG. 17, the multivariable controller provides computer set points to all of the fuzzy controllers 72-75, and the neural network control 145 of FIG. 17 obtains data from quality measurements and process parameters 149. Performs long-term adjustments and forecasts, and also gives set points.

【0074】 図17は、慣用の多変数制御146およびファジー論理制御147、148に
データおよび制御を供与しまたこれらをこれらの制御から受け入れるのに操作可
能なように結合されている慣用のニューラルネット制御145を図式的に示す。
149での実験室試験(気泡の安定性に関するように、典型的にオフラインで実
施される)からの品質パラメーターは、長期の調整および予測を行うことができ
るニューラルネット制御145への入力である。このような測定の1例は、以下
に論じる気泡安定性である。
FIG. 17 illustrates a conventional neural network operably coupled to provide data and controls to conventional multivariable controls 146 and fuzzy logic controls 147, 148 and to receive them from these controls. The control 145 is shown schematically.
A quality parameter from a laboratory test at 149 (typically performed off-line, as for bubble stability) is an input to a neural network control 145 that can make long-term adjustments and predictions. One example of such a measurement is bubble stability, discussed below.

【0075】 気泡はプロセス全体にわたって安定かつ実質的に均一なままでなければならな
い。気泡安定性は典型的にオフラインで実施される簡単な試験で測定される。側
面に沿って目盛りが刻まれている1リットルの容器に頂部まで気泡を充填し、ま
た容器の頂面の上に盛り上がる気泡をすべてかき落とす。気泡を容器内に入れる
やいなやタイマーを始動する。容器内の気泡の正味重量を測定し(g単位で)、
それを2で除する。気泡の重量を2で除したものに対応するレベル(ミリメート
ル単位)に容器の目盛りに沿って到達するのに十分な水が気泡から排出されるま
でタイマーが作動される。(この試験を行うのに、すべての重量は水に由来する
、つまり空気の重量はゼロであると仮定される。)1例としては、気泡1リット
ルは320gの重量を有するであろう。320を2で除すると160である。容
器内の水のレベルが160ミリリットルに到達するやいなや、タイマーが停止さ
れる。水の半分が排出されるのに約7分間かかるとき、気泡の安定性は最適であ
る。試験時間が4〜10分の範囲外であるなら、気泡の安定性は許容できない。
The gas bubbles must remain stable and substantially uniform throughout the process. Bubble stability is typically measured by a simple test performed off-line. Fill a 1 liter container, graduated along the sides, with bubbles to the top and scrape any bubbles that rise above the top surface of the container. The timer is started as soon as bubbles are put into the container. Measure the net weight of the bubbles in the container (in g),
Divide it by two. A timer is activated until enough water is drained from the bubbles to reach a level (in millimeters) corresponding to the weight of the bubbles divided by 2 (in millimeters). (To perform this test, all weights are assumed to be derived from water, ie, the weight of air is zero.) As an example, one liter of air bubbles would have a weight of 320 g. Dividing 320 by 2 gives 160. As soon as the level of water in the container reaches 160 ml, the timer is stopped. The bubble stability is optimal when half of the water takes about 7 minutes to drain. If the test time is outside the range of 4-10 minutes, bubble stability is unacceptable.

【0076】 本発明のフォーム・レイド・プロセスは以下の表1中のパラメーターを利用し
て実施される。pHおよびマニフォールド圧力のようなこれらの多くのパラメー
ターは製品に依存するが、与えられている数値は、Unitary Strat
ified Composite(USC)およびReticulated S
torage Core(RSC)として知られるの2つの専売製品を製造する
のに提案された初期値である。Weyerhaeuserのこれらの専売製品は
合成繊維とセルロース繊維との組み合わせである。ガラスのウェブを製造するに
は他のパラメーターが使用されてよい。
The foam laid process of the present invention is performed utilizing the parameters in Table 1 below. Many of these parameters, such as pH and manifold pressure, are product dependent, but the values given are unitary strats.
ifified Composite (USC) and Reticulated S
Initial values proposed for manufacturing two proprietary products, known as storage core (RSC). These proprietary products of Weyerhaeuser are a combination of synthetic and cellulosic fibers. Other parameters may be used to make the glass web.

【0077】[0077]

【表1】 表1 気泡/プロセスの典型的なパラメーターの例 (製品の範囲がより広範であるならパラメーターの範囲がより広い可能性がある
) パラメーター pH(実質的にすべての装置) 約6.5 温度 約20〜40℃ マニフォールド圧力 1〜1.8バール 混合機内のコンシステンシー 2.5% ヘッドボックス内のコンシステンシー 0.5〜2.5% SAP添加剤のコンシステンシー 約10〜20% 成形されたウェブのコンシステンシー 約40〜60% ウェブの設計重量の変化 1/2%より少ない 気泡密度 1バールで250〜450g/l 気泡の泡の寸法 平均直径(ガウス分布).3〜.5mm 気泡の空気の含有率 25〜75%(プロセスの圧力とともに 変化する) 粘度 『目標』粘度はないが、気泡は高剪断条 件下で2〜5センチポイズ程度そして低 剪断条件下で200〜300kセンチポ イズの粘度を典型的に有する ウェブの成形速度 最初は約200m/分、目標は500m /分 繊維または添加剤の比重 .15〜13の範囲の値 界面活性剤の濃度 水の硬度、pH、繊維の種類などのよう な多くの要因に依存する。循環する水で 通常0.1〜0.3% 成形ワイヤーの張力 2〜10N/cm 流量の例 ・混合機からワイヤーピットへ 4000リットル/分 ・ワイヤーピットからヘッドボックスへ 40,000リットル/分 ・気泡循環導管 3500リットル/分 ・水循環への吸引抜き出し 500リットル/分
Table 1 Example of typical parameters of bubbles / process (better range of parameters could be wider if product range is wider) Parameter pH (virtually all equipment) approx. 5 Temperature about 20-40 ° C Manifold pressure 1-1.8 bar Consistency in mixer 2.5% Consistency in headbox 0.5-2.5% Consistency of SAP additive about 10-20% Molding Web consistency about 40-60% change in web design weight less than 1/2% foam density 250-450 g / l at 1 bar foam size of foam average diameter (Gaussian distribution). 3-. 5 mm air content of bubbles 25-75% (varies with process pressure) Viscosity No "target" viscosity, but bubbles are on the order of 2-5 centipoise under high shear conditions and 200-300k under low shear conditions Molding speed of webs typically having a viscosity of centipoise Initially about 200 m / min, target is 500 m / min Specific gravity of fiber or additive. Values in the range of 15-13 Surfactant concentration Depends on many factors such as water hardness, pH, fiber type and the like. Normally 0.1 to 0.3% with circulating water Forming wire tension 2 to 10 N / cm Example of flow rate ・ 4000 liter / min from mixer to wire pit ・ 40,000 liter / min from wire pit to head box ・Bubble circulation conduit 3500 l / min ・ Suction and extraction to water circulation 500 l / min

【0078】 本発明に従う完全で複雑な装置(例えば、ガラス繊維の不織布の製造のための
)ではファジー論理制御(および/または多変数制御、および/またはニューラ
ルネット制御)によって制御される項目には以下が含まれる。
In a complete and complex device according to the invention (eg for the production of nonwovens of glass fibers) items controlled by fuzzy logic control (and / or multivariable control and / or neural net control) include: Includes:

【0079】 ・全設計重量(繊維塊の流量、繊維塊の湿度、バインダーの吸引、バインダー
流量、バインダーの供給前の吸引、バインダー含有率、バインダー粘度、バイン
ダーpH、バインダー温度、および機械の速度の少なくともいくつか(例えば2
つ)そして望ましくはすべてを入力パラメーターとして有する)。
The total design weight (fibre mass flow, fiber mass humidity, binder suction, binder flow, suction before binder supply, binder content, binder viscosity, binder pH, binder temperature, and machine speed At least some (eg 2
And preferably all have as input parameters).

【0080】 ・バインダータンクのレベル(バインダーの供給、、バインダーの処方、バイ
ンダーの乾燥含有率、バインダーの供給前の吸引、ワイヤー速度、バインダーの
pH、およびバインダーの空気含有率の少なくともいくつか(例えば2つ)そし
て望ましくはすべてを入力パラメーターとして有する)。バインダーは洗浄段階
および化学薬品の添加段階で供給されまた制御されることもできる。
The level of the binder tank (binder supply, binder formulation, binder dry content, suction before binder supply, wire speed, binder pH, and at least some of the binder air content (eg, 2) and preferably all have as input parameters). Binders can be supplied and controlled during the washing and chemical addition stages.

【0081】 ・ワイヤーピット(23)のレベル(レベル制御ポンプ、吸引ボックス(成形
)内の吸引、操作ポンプ(rpm)、操作ポンプエネルギー、マニフォールド圧
力、ヘッドボックス圧力、吸引管流量、および気泡密度の少なくともいくつか(
例えば2つ)そして望ましくはすべてを入力パラメーターとして有する)。
The level of the wire pit (23) (level control pump, suction in suction box (molding), operating pump (rpm), operating pump energy, manifold pressure, head box pressure, suction pipe flow rate, and bubble density) At least some (
E.g. two) and preferably all have as input parameters).

【0082】 ・混合タンク(11)のレベル(マニフォールド圧力、混合タンク内の気泡密
度、気泡のpH、ワイヤーピットまたは短距離循環から戻される供給物、界面活
性剤の供給、戻される水の流量、短い循環の気泡密度、塊状物供給、緩衝タンク
のレベル、ワイヤーピットのレベル、撹拌機のエネルギー、および気泡温度の少
なくともいくつか(例えば2つ)そして望ましくはすべてを入力パラメーターと
して有する)。
The level of the mixing tank (11) (manifold pressure, bubble density in the mixing tank, pH of the bubbles, feed returned from wire pits or short circuit, feed of surfactant, flow rate of returned water, Short circulation bubble density, agglomerate feed, buffer tank level, wire pit level, stirrer energy, and at least some (eg, two) and preferably all of bubble temperature as input parameters).

【0083】 ・マニフォールド(27)圧力(ポンプ(25)rpm、マニフォールド出口
弁、成形機吸引圧力、気泡密度、気泡安定性、界面活性剤供給、混合タンクレベ
ル、緩衝タンクレベル、ワイヤーピットレベル、気泡pH、塊状物供給、戻され
る水の流量、混合タンクでの密度、ワイヤーシャワー圧力、ワイヤー水制御吸引
、乾燥吸引ボックスの吸引、成形機出口の吸引、成形機からの溢流、および気泡
温度の少なくともいくつか(例えば2つ)そして望ましくはすべてを入力パラメ
ーターとして有する)。
Manifold (27) pressure (pump (25) rpm, manifold outlet valve, molding machine suction pressure, bubble density, bubble stability, surfactant supply, mixing tank level, buffer tank level, wire pit level, bubble pH, lump feed, returned water flow rate, mixing tank density, wire shower pressure, wire water control suction, dry suction box suction, molding machine exit suction, molding machine overflow, and bubble temperature At least some (eg two) and preferably all as input parameters).

【0084】 ・気泡密度(界面活性剤の供給、すべてのタンクのレベル、温度、pH、戻さ
れる水の流量、塊状物供給、ワイヤー水制御吸引、マニフォールド溢れる、ライ
ンの速度、およびポンプとブレンダーのエネルギーの少なくともいくつか(例え
ば2つ)そして望ましくはすべてを入力パラメーターとして有する)。
Bubble density (surfactant supply, all tank levels, temperature, pH, returned water flow, lump supply, wire water controlled suction, manifold overflow, line speed, and pump and blender At least some (eg, two) and preferably all of the energy as input parameters).

【0085】 ・流出比(マニフォールド圧力、気泡密度、ヘッドボックス圧力、成形機のす
べての吸引、塊状物供給、ワイヤーピットのレベル、ワイヤー速度、温度、およ
び気泡の安定性の少なくともいくつか(例えば2つ)そして望ましくはすべてを
入力パラメーターとして有する)。
• Outflow ratios (manifold pressure, bubble density, headbox pressure, all suction of the molding machine, mass feed, wire pit level, wire speed, temperature, and at least some of the bubble stability (eg, 2 And preferably all have as input parameters).

【0086】 ・界面活性剤の供給(気泡密度、気泡温度、繊維塊状物供給、および気泡安定
性の少なくともいくつか(例えば2つ)そして望ましくはすべてを入力パラメー
ターとして有する)。
• Supply of surfactant (cell density, cell temperature, fiber mass supply, and at least some (eg two) and preferably all of the cell stability as input parameters).

【0087】 本発明に従って利用されるファジー制御器、ニューラルネット制御、および多
変数制御はすべてHoneywell−Alcortから入手できるような常用
的な既製品である。
The fuzzy controller, neural network control, and multivariable control utilized in accordance with the present invention are all conventional off-the-shelf products such as those available from Honeywell-Alcount.

【0088】 多変数制御は典型的にウェブの断面形状を測定しそして別個な分配管中でのま
たは別個な分配管への希釈を制御し、またいろいろなファジー制御への設定点を
与える。ニューラルネット制御は品質測定およびプロセスデータからデータを取
り込みまた長期の調整および予測のための設定点を与える。すべての変数は、適
切な調整を実施するのに、これらのいずれが一層大きな重みをもつか、また最終
製品を製造するのに重要であるかに応じて変更されてよい。
Multivariable controls typically measure the cross-sectional shape of the web and control dilution in or to separate distribution pipes and provide set points to various fuzzy controls. Neural net control captures data from quality measurement and process data and also provides set points for long-term adjustments and predictions. All variables may be changed depending on which of these has greater weight to make the appropriate adjustments and which are important in producing the final product.

【0089】 図18は、ニューラルネット145(図17の149からの実験室での値を受
け入れる)を用いる本発明に従う制御要素間の様々な相互関係を図式的に示す。
ニューラルネット145によって制御される異なる3つの部分、つまり、図18
の150で図式的に示すウェブを成形する部分、バインダー装置151(ウェブ
を構成する繊維の大部分がガラス繊維またはアラミド繊維などである場合にのみ
典型的に用いられる)、および乾燥装置152がある。ニューラルネット145
に結合する基本的な3つの下位システム、つまり、最適化制御153、水平的な
多変数予測制御(HMPC)154(慣用の多変数型制御器)、および統計的プ
ロセス制御(SPC)155がある。成形機の制御は図式的に156で示され、
これと関連する種々の入力および自己制御は図18で参照数字156の下に図式
的に示される。バインダー157および乾燥機158についても同様である。
FIG. 18 schematically illustrates various interrelationships between control elements according to the present invention using a neural network 145 (accepting laboratory values from 149 of FIG. 17).
The three different parts controlled by the neural net 145, namely FIG.
150, a web forming section, a binder device 151 (typically used only when the majority of the fibers making up the web are glass fibers or aramid fibers, etc.), and a drying device 152. . Neural net 145
There are three basic subsystems that are coupled to the system: optimization control 153, horizontal multivariable predictive control (HMPC) 154 (a conventional multivariable controller), and statistical process control (SPC) 155. . The control of the molding machine is shown schematically at 156,
The various inputs and self-controls associated therewith are shown diagrammatically under reference numeral 156 in FIG. The same applies to the binder 157 and the dryer 158.

【0090】 つまり、本発明の気泡プロセスの第1水準の制御には、製造工程の実質的な全
体を品質制御するのに活動するニューラルネットモデル145がある。Mode
l−CCの1〜3版、PROP(プロポーション)−アルゴリズムモデル、エボ
リューション(evolution)アルゴリズム(ENZO)またはこれらの
組み合わせのいずれもが、ニューラルネットモデル145のコア、教育アルゴリ
ズム、予測コード、シミュレーションコードおよび最適化コードとして使用され
ることができる。上記のものの新しい版そしてまたニューラルネットモデルの全
く新しいコア、教育アルゴリズム、予測コード、シミュレーションコードおよび
最適化コードを用いることができる。
Thus, a first level of control of the bubble process of the present invention includes a neural net model 145 that operates to control the quality of substantially the entire manufacturing process. Mode
Any of the first to third editions of the l-CC, the PROP (proportion) -algorithm model, the evolution algorithm (ENZO), or any combination thereof, is the core of the neural net model 145, the education algorithm, the prediction code, the simulation code and Can be used as optimization code. New versions of the above and also a whole new core of neural net models, teaching algorithms, prediction codes, simulation codes and optimization codes can be used.

【0091】 ニューラルネットモデルのINPUTは設計重量、ガラスの重量、バインダー
の百分率、厚さ、多孔性、引き裂き強度、強度、繊維の配向、高温引張強度、油
多孔性、不透明性、湿潤時引張強度、気泡の安定性などのようなオフライン測定
(例えば図17の149)またはオンライン決定からのプロセスの品質測定であ
る。
The input of the neural network model is: design weight, glass weight, binder percentage, thickness, porosity, tear strength, strength, fiber orientation, high temperature tensile strength, oil porosity, opacity, wet tensile strength , An offline measurement (eg, 149 in FIG. 17) such as bubble stability, or a process quality measurement from an online determination.

【0092】 モデル145のOUTPUTは、プロセスパラメーターの制御値または設定値
である。これらには、他にもあるが特に、繊維供給145、マニフォールド(2
7)の圧力、パルパー(11)レベル、緩衝タンク(19)レベル、循環圧力(
例えばポンプ25、48および/または62)、および成形機(31)吸引があ
る。
The OUTPUT of the model 145 is a control value or a set value of a process parameter. These include, among others, fiber feed 145, manifold (2
7) pressure, pulper (11) level, buffer tank (19) level, circulating pressure (
For example, pumps 25, 48 and / or 62), and molding machine (31) suction.

【0093】 試験操作に際して、エボリューションアルゴリズム(ENZO)とPROPと
の組み合わせは、設計重量に関して信頼水準95%で、<1.4g/m2という
結果を与えた。
In the test run, the combination of the Evolution Algorithm (ENZO) with PROP gave <1.4 g / m 2 with a 95% confidence level for the design weight.

【0094】 製造プロセスからの最終的なウェブ33の機械方向の断面形状または横断方向
の断面形状は、オンライン測定を基礎におくHMPC(Horizon Mul
tivariable Predictive Control)制御器154
、または予測多変数制御器(predictive multivariabl
e controller)のいずれかによって制御されることができる。これ
らの制御は、制御の問題が慣用の制御法(PID制御器)にとっては複雑すぎる
プロセスの他の任意の部分を制御するためにも使用することができる。
The machine or transverse cross-sectional shape of the final web 33 from the manufacturing process is based on an HMPC (Horizon Mul) based on online measurement.
variable Predictive Control) Controller 154
, Or a predictive multivariable controller
e controller). These controls can also be used to control any other part of the process where the control problem is too complicated for conventional control methods (PID controllers).

【0095】 ウェブ33の機械方向の断面形状を制御するためにHPMC制御154を使用
するのが好ましい。機械方向のための制御装置は、モデルを基礎におく予測多変
数アルゴリズムを含む。HMPC制御器154は多重入力/多重出力(mult
i−input/multi−output)マトリックス形式の制御アルゴリ
ズムであり、ある種のプロセスモデルによってプロセスの定常状態(stead
ying state)を予測するのに用いられる。HMPC制御器154では
、アクチュエーターおよび調整可能な変数の最適化関数に制約がある状況をもま
た考慮される。
Preferably, the HPMC control 154 is used to control the cross-sectional shape of the web 33 in the machine direction. The controller for machine direction includes a model-based predictive multivariable algorithm. The HMPC controller 154 has multiple inputs / multiple outputs (multi
A control algorithm in the form of an i-input / multi-output (matrix) matrix.
It is used to predict the Ying state. The HMPC controller 154 also takes into account situations where the optimization functions of the actuators and adjustable variables are constrained.

【0096】 多変数制御装置(HPMC164)では、制御すべき変数(設計重量、速度、
および湿度のような測定可能な変数がその設定値に保持される)とプロセス変数
(速度およびパルプの流れのようなアクチュエーター変数)との間の干渉が考慮
される。表2は機械方向のHMPC制御の制御マトリックスモデルを示す。
In the multi-variable control device (HPMC 164), the variables to be controlled (design weight, speed,
Interference between process variables (actuator variables such as speed and pulp flow) and measurable variables such as humidity are kept at their set values. Table 2 shows a control matrix model for HMPC control in the machine direction.

【0097】[0097]

【表2】 表2 機械方向のHMPC制御の制御マトリックスモデル 充填剤供給 バインダー吸引 速度 ガラスの量 バインダーの量 速度Table 2 Control matrix model for HMPC control in the machine direction Filler supply Binder suction speed Glass amount Binder amount Speed

【0098】 制御154は複数の出力を同時に調整しまた制御変数を所望の値に保持する。
HMPC制御器154でもまた外乱変数が考慮される。このような外乱変数は、
機械(プロセス全体)が運転開始される時に、あるいは等級が変更される(例え
ば、制御重量が変更される)時に考慮される。外乱変数は、制御変数に影響する
測定可能な変数であるが、制御154によっては制御されない。外乱変数はフィ
ードフォワード制御のためにもまた用いられることができる。制御154は外乱
変数が制御変数にいかに影響するかを予測する。次いで予測は制御154の出力
に対する必要な修正を実施するために用いられる。
The control 154 adjusts the outputs simultaneously and keeps the control variables at the desired values.
The HMPC controller 154 also takes into account disturbance variables. Such a disturbance variable is
It is taken into account when the machine (entire process) is started or when the grade is changed (for example, the control weight is changed). The disturbance variable is a measurable variable that affects the control variable, but is not controlled by the control 154. Disturbance variables can also be used for feedforward control. Control 154 predicts how the disturbance variable will affect the control variable. The prediction is then used to make any necessary modifications to the output of control 154.

【0099】 制御装置154の利点の1つはプロセスの定常状態を予測することである。こ
れらの予測値は将来の状況について使用者に一層詳細に伝える。制御の最終的状
況もまた使用者に表示される。HMPC制御器154もまた、アクチュエーター
の操作限界まで制御が駆動され、また状況に応じて制御方略を調整できる点を予
測することができる。予測可能性は、重みづけされた因子を制御のために設定す
ることを可能にし、機械の状態を最適化するために機能の優先順位づけ(fun
ction prioritization)が用いられる。例えば、厚さを増
加するためにバインダーの百分率を増加する必要がありまた設計重量がすでに操
作の上限にあるなら、制御によって設計重量の設定値が自動的に減少されること
ができる。
One of the advantages of controller 154 is that it predicts the steady state of the process. These predictions inform the user in more detail about future situations. The final status of the control is also displayed to the user. The HMPC controller 154 can also predict that the control will be driven to the operating limit of the actuator and that the control strategy can be adjusted depending on the situation. Predictability allows weighted factors to be set for control and prioritization of functions (fun) to optimize machine conditions.
ction prioritization) is used. For example, if the percentage of binder needs to be increased to increase the thickness and the design weight is already at the upper limit of operation, the control can automatically reduce the setpoint of the design weight.

【0100】 本発明の気泡プロセスの1つの例では、機械方向での制御に3×3マトリック
スが利用される。しかしながら、変数の数に応じて、他の種類のマトリックス例
えば10×10マトリックス(10の入力と10の出力)を使用することもでき
る。制御可能な変数はガラス(またはたの繊維)の量、バインダー(使用するな
ら)の量、および速度である。アクチュエーター変数は繊維供給、バインダー吸
引、および速度である。ガラスウェブの製造に本発明に従う制御を用いることに
より、設計重量、ガラス重量およびバインダー百分率のばらつきを、試験操作に
おいて機械方向で50%まで減少することができた。
In one example of the bubble process of the present invention, a 3 × 3 matrix is used for control in the machine direction. However, depending on the number of variables, other types of matrices can be used, for example a 10 × 10 matrix (10 inputs and 10 outputs). Controllable variables are the amount of glass (or other fibers), the amount of binder (if used), and the speed. Actuator variables are fiber feed, binder suction, and speed. By using the control according to the invention for the production of glass webs, the variation in design weight, glass weight and binder percentage could be reduced to 50% in the machine direction in the test operation.

【0101】 最適化制御(図18の153)の目的は、費用を最小化し、収率を最大化し、
またはプロセスの一部にある製造上のボトルネックを解消することである。最適
化の例は、材料の流れ、化学物質の供給、エネルギーの消費、製造品質の目標、
および各々の場合の製造能力を相互関連させて最適化することである。プロセス
を操作するのに可能な最良の方法は、設定した目標とプロセス上の制約との双方
に応じてプロセスを最適化することにより確立されている。
The purpose of the optimization control (153 in FIG. 18) is to minimize cost, maximize yield,
Or to eliminate manufacturing bottlenecks that are part of the process. Examples of optimization include material flow, chemical supply, energy consumption, manufacturing quality goals,
And to optimize the production capacity in each case in a correlated manner. The best possible way to operate a process has been established by optimizing the process according to both set goals and process constraints.

【0102】 SPC(統計学的なプロセス制御法)155もまた場合によっては用いられて
よい。
An SPC (Statistical Process Control Method) 155 may also be used in some cases.

【0103】 プロセス制御はファジー論理、ニューラルネット、PID制御器、またはこれ
らの組み合わせを用いることにより実施される。つまり、本発明の気泡プロセス
では、プロセスの成形機の部分156、バインダーの部分157、および乾燥器
の部分158を制御するためにファジー論理、ニューラルネット、PID制御器
、またはこれらの組み合わせが利用される。成形機部分156では、ファジー論
理、ニューラルネット、PID制御器またはこれらの組み合わせによって制御さ
れることができる。成形機部分では以下の項目が制御されることができる:ワイ
ヤーピット23内の気泡密度、パルパー11の気泡密度、繊維の配向、パルパー
11でのレベル、ワイヤーピット23でのレベル、ヘッドボックス27の圧力、
ヘッドボックス30のスライス状の開口(slice opening)の高さ
(ヘッドボックス30の出口でのウェブの厚さ)、ガラスの重量(ガラス繊維ま
たは他の繊維の重量流量−図1の12、76)、pH、緩衝タンク19でのレベ
ル、界面活性剤の流れ13、成形での断面形状(31または32を用いる吸引ま
たは排出における断面形状)、ワイヤー30の速度、繊維供給物の設計重量(k
g/分−重量流量)、吸引ボックス31の圧力、マニフォールド27の圧力、成
形部分の全体的吸引(流れ、吸引レベル、吸引ボックス31の圧力)、後縁での
吸引(ウェブの成形後の)、乾燥吸引(高圧吸引後)、成形での吸引圧力差変数
の変化(上面―下面のdP)、ウェブ33の厚さ、およびウェブ33の多孔性。
[0103] Process control is implemented using fuzzy logic, neural nets, PID controllers, or a combination thereof. That is, the bubble process of the present invention utilizes fuzzy logic, a neural net, a PID controller, or a combination thereof to control the machine part 156, binder part 157, and dryer part 158 of the process. You. The molding machine portion 156 can be controlled by fuzzy logic, neural nets, PID controllers, or a combination thereof. The following items can be controlled in the molding machine part: bubble density in wire pit 23, bubble density in pulper 11, fiber orientation, level in pulper 11, level in wire pit 23, head box 27 pressure,
The height of the slice opening in the headbox 30 (the thickness of the web at the outlet of the headbox 30), the weight of the glass (weight flow of glass fibers or other fibers—12, 76 in FIG. 1). , PH, level in buffer tank 19, surfactant flow 13, cross-section in molding (cross-section in suction or discharge using 31 or 32), speed of wire 30, design weight of fiber feed (k
g / min-weight flow), pressure in the suction box 31, pressure in the manifold 27, overall suction of the molded part (flow, suction level, pressure in the suction box 31), suction at the trailing edge (after web forming) , Dry suction (after high pressure suction), change in suction pressure difference variable during molding (top-bottom dP), web 33 thickness, and web 33 porosity.

【0104】 上記したパラメーターのいくつかをさらに説明する際、強度比、つまり機械方
向でのウェブ33の強度と機械を横断する方向でのウェブ33の強度との比に繊
維の配向が対応すると考えることができる。これはワイヤー30の速度、ヘッド
ボックス30への流入、圧力、気泡密度、および吸引ボックス31からの吸引の
プロフィルによって制御される。ポンプの圧力、気泡の排出時間、気泡密度、p
H、および他の因子もまた役割を果たすであろう。最終的に、ワイヤー速度と対
比した気泡速度である流出比が算出される。ワイヤーの速度は何らかの特定のプ
ロセスに対して通常一定に保たれる。それぞれ、吸引ボックス31、32の位置
で制御がなされる。
In further describing some of the parameters described above, it is assumed that the fiber orientation corresponds to the strength ratio, ie the ratio of the strength of the web 33 in the machine direction to the strength of the web 33 in the cross machine direction. be able to. This is controlled by the speed of the wire 30, the flow into the headbox 30, the pressure, the bubble density, and the suction profile from the suction box 31. Pump pressure, bubble discharge time, bubble density, p
H, and other factors, will also play a role. Finally, the outflow ratio, which is the bubble velocity compared to the wire velocity, is calculated. The speed of the wire is usually kept constant for any particular process. Control is performed at the positions of the suction boxes 31 and 32, respectively.

【0105】 ウェブの成形および通常の吸引ボックス31の後の後縁での吸引圧力(tra
iling edge suction)は、吸引ボックス圧力より高い圧力で
ある。これは図1の32に示すように気泡とともに空気を吸引し、空気のために
分離器53が利用される。
Suction pressure (tra) at the trailing edge of the web forming and trailing edge of the normal suction box 31
Illusion edge suction is a pressure above the suction box pressure. This sucks air with bubbles as shown at 32 in FIG. 1, and a separator 53 is utilized for the air.

【0106】 乾燥吸引は典型的に、例えば、Nashポンプのような液体リング真空ポンプ
、または他の高圧吸引手段の後にある。典型的これは、乾燥(図1の36参照)
の直前に実施される水の除去である。
The dry suction is typically after a liquid ring vacuum pump, such as a Nash pump, or other high pressure suction means. Typically this is drying (see 36 in FIG. 1)
Water removal performed immediately before.

【0107】 プロセスのバインダー部分157はファジー制御、ニューラルネット制御、P
ID制御、またはこれらの組み合わせを用いることにより制御されることができ
る。少なくとも以下の項目が制御される:ウェブ33(バインダー添加剤制御に
よって157でのバインダーの添加が制御された後のバインダー成形吸引)、バ
インダーのpH、設計重量およびバインダー成形吸引、バインダー循環タンクの
レベル、バインダー温度、および吸引速度。
The binder part 157 of the process includes fuzzy control, neural network control, P
It can be controlled by using ID control or a combination thereof. At least the following items are controlled: web 33 (binder molding suction after binder addition control at 157 with binder additive control), binder pH, design weight and binder molding suction, binder circulation tank level , Binder temperature, and suction speed.

【0108】 プロセスの乾燥機部分158はファジー制御器、ニューラルネット、PID制
御またはこれらの組み合わせを用いることにより制御されることができる。少な
くとも以下の項目が制御されることができる:乾燥機に沿ういろいろな個所での
乾燥温度、ウェブ33の速度、乾燥機36に供給されるエネルギー、乾燥機内の
湿度、および圧力差(乾燥機に沿ういろいろな個所でのウェブ33の上方および
下方の)。
The dryer portion 158 of the process can be controlled by using a fuzzy controller, a neural net, PID control, or a combination thereof. At least the following items can be controlled: the drying temperature at various points along the dryer, the speed of the web 33, the energy supplied to the dryer 36, the humidity in the dryer, and the pressure differential (to the dryer). (Above and below web 33 at various points along it).

【0109】 気泡密度制御のために本発明に従うファジー論理を用いる例は図19および2
0に見られる。
An example of using fuzzy logic according to the present invention for bubble density control is shown in FIGS.
Seen at 0.

【0110】 図19は、ファジー制御161に図式的に結合された気泡密度制御器160、
およびプロセス162を示す。気泡密度の設定点は制御器160への入力である
が、一方他のパラメーターは、気泡の測定された密度を最終的に与えるファジー
制御器161およびプロセス162への入力である。設定点から測定された密度
を差し引いたものはこれらの間の偏差である。このデータは図21の気泡密度の
図式的な制御ダイアグラムに示すように利用される。
FIG. 19 shows a bubble density controller 160, which is graphically coupled to a fuzzy control 161.
And process 162. The bubble density set point is an input to controller 160, while other parameters are inputs to fuzzy controller 161 and process 162, which ultimately provide the measured density of the bubble. Subtracting the measured density from the set point is the deviation between them. This data is utilized as shown in the schematic control diagram of bubble density in FIG.

【0111】 図20に示されるように、いろいろな入力163が、ルールベースを応用する
ファジー化164に供与され、ルールベース165はプロセス計測を制御するた
めに脱ファジー化出力を供与する。164〜166の操作は一緒になって慣用の
ファジー制御器167を与える。163で供与される入力には、例えば49から
の気泡密度測定値、保持タンク19の溢流、気泡のpH(例えばpH計によって
測定されるような)、繊維速度(図1の12、76におけるような)、気泡温度
、パルパー11内の気泡密度、気泡密度設定点と測定された密度との間の差異、
戻される水の流れ、気泡の粘度、繊維の品質、気泡の排出時間(上記した試験に
よって決定される)、水の質(圧力および硬度のような)、ワイヤーを清浄化し
た(ワイヤーから水を吸い出した)後の吸引、界面活性剤に依存する可能性があ
る界面活性剤の化学(Zポテンシャル)、界面活性剤のpH、使用する特定的な
繊維、および他にもあるが特に水の硬度、および界面活性剤の供給流量(図1の
13、77、78)があるのが好ましい。
As shown in FIG. 20, various inputs 163 are provided to a fuzzification 164 that applies a rule base, and a rule base 165 provides a defuzzification output to control process metrology. The operations of 164-166 together provide a conventional fuzzy controller 167. Inputs provided at 163 include, for example, bubble density readings from 49, overflow of holding tank 19, pH of bubbles (eg, as measured by a pH meter), fiber velocity (at 12, 76 in FIG. 1). Such as the bubble temperature, the bubble density in the pulper 11, the difference between the bubble density set point and the measured density,
Returned water flow, bubble viscosity, fiber quality, bubble elimination time (determined by the test described above), water quality (such as pressure and hardness), wire cleaned (water removed from wire Suction after suction, surfactant chemistry (Z potential), which may depend on surfactant, pH of surfactant, specific fibers used, and especially water hardness, among others , And the feed rate of the surfactant (13, 77, 78 in FIG. 1).

【0112】 パルパー11での気泡密度(静圧+レベル)の、または短距離循環の密度(4
9からの)の値はファジー制御器(164〜166)のための実際の値として使
用される。この例では、短距離循環の密度(49からの)は実際の値として使用
されている。パルパーでの密度は参照値として使用されており、またこれの気泡
密度と比較した偏差変数の変化は制御の入力163の値の1つとして使用される
The bubble density (static pressure + level) in the pulper 11 or the density of short-range circulation (4
9) is used as the actual value for the fuzzy controller (164-166). In this example, the density of the short circulation (from 49) is used as the actual value. The density at the pulper is used as a reference value, and its change in the deviation variable compared to the bubble density is used as one of the values at control input 163.

【0113】 ファジー制御の入力変数および外乱変数は、SPC制御またはニューラルネッ
ト制御またはPID制御によって改善されることができる。この場合、PID制
御を用いることによりプロセス測定値が定数として設定されるか、入力としてニ
ューラルネットを使用することにより入力値が改善される。
The input variables and disturbance variables of the fuzzy control can be improved by SPC control or neural network control or PID control. In this case, the process measurement value is set as a constant by using the PID control, or the input value is improved by using a neural network as the input.

【0114】 第1段階では、ファジー制御への入力はファジー化される(164)。ファジ
ー化は3段階または5段階で実施されることができる。ファジー化に際して、変
数の数値はある集合のメンバーシップ(memmbership)、つまり無次
元の比較可能な値へと変換される。例では、3段階のファジー化から5段階のフ
ァジー化へと、またはこの逆に移行することが容易であるように適用が図られて
いる。図21はプロセス測定値を5つのファジー群のメンバーシップへとファジ
ー化するための原理を示す。ファジー化164は各々のファジー集合のメンバー
シップを変数の数値的な値の関数として示すメンバーシップ水準関数(memb
ership level fuction)によって規定される。
In the first stage, the input to the fuzzy control is fuzzified (164). Fuzzification can be performed in three or five stages. During fuzzification, the numerical values of variables are converted into membership in a set, ie, dimensionless comparable values. In the example, the application is such that it is easy to transition from three-stage fuzzification to five-stage fuzzification or vice versa. FIG. 21 illustrates the principle for fuzzifying process measurements into membership of five fuzzy groups. Fuzzification 164 is a membership level function (memb) that indicates the membership of each fuzzy set as a function of the numerical value of the variable.
error level function).

【0115】 図22は気泡密度のプロセス増分値(process increment
values)のファジー化、例えば、気泡密度測定値のメンバーシップ水準関
数を示す。
FIG. 22 shows the process increment of the bubble density.
fuzzification of the values, for example, a membership level function for bubble density measurements.

【0116】 VEは気泡密度の偏差変数である。つまり、VE=SET―MET(図19の
設定値―測定値)である。メンバーシップ水準の出力は以下のとおりである。
VE is the deviation variable of the bubble density. That is, VE = SET-MET (set value-measured value in FIG. 19). The output of the membership level is as follows.

【0117】 BPOは大きなプラスである。 POSはプラスである。 ZERはゼロである。 NEGはマイナスである。 BNEは大きなマイナスである。BPO is a big plus. POS is a plus. ZER is zero. NEG is negative. BNE is a big minus.

【0118】 調整のためのチューニング変数は以下のとおりである。 FBPOはBPO群に関するチューニング変数である。 FPOSはPOS群に関するチューニング変数である。 FZERはZER群に関するチューニング変数である。 FNEGはNEG群に関するチューニング変数である。 FBNEはBNE群に関するチューニング変数である。The tuning variables for adjustment are as follows. FBPO is a tuning variable for the BPO group. FPOS is a tuning variable for the POS group. FZER is a tuning variable for the ZER group. FNEG is a tuning variable for the NEG group. FBNE is a tuning variable for the BNE group.

【0119】 図22で横軸は気泡密度の偏差変数VE(g/l)(VE=SET―MES;
―30g/lから+30g/lまで示される)を表し、また縦軸はメンバーシッ
プ水準関数に関する重みづけ係数(0〜1.0)を表す。横軸上の気泡密度の偏
差変数のゼロ点VE=0に、FZER=1.0から出発する傾斜した2つの線に
よって表されるFZER関数が位置される。これらの線はFNEG=1であり(
VE=0からみて左)またFPOS=0である(VE=0からみて右)点で横軸
と交差する。同様に関数FPOSはFPOS=1から出発する傾斜した2つの線
によって表される。左側の線はFZER=0で水平線(FPOS=0)と交差し
また右側の線はFBPO=0で交差する。さらに、関数FBPOはFBPO=1
から出発する2つの線によって表される。左側の線は傾斜しておりまたFPOS
=1で横軸(FBPO=0)と交差し、また右側の線はFBPO=1のレベルで
水平である。関数FNEGおよびFBNEにも同様な記述があてはまる。換言す
ると、図22には異なる5つの関数およびそれらのグラフ表示がある。図22に
よると、横軸上のVE=20g/lである点で垂直な線(点線)が引かれ、また
この垂直な線が関数FBPOおよびFPOSのグラフ表示と交差する点を通って
水平な線(点線)が縦軸まで引かれるように、気泡密度VE=20g/lの偏差
変数の解釈が定義される。水平な線と縦軸との交差は、VE=20g/lの気泡
密度の偏差変数が、BPO=0.2の水準で大きなプラスであり、またPOS=
0.8のレベルでプラスであると解釈されることを示す。垂直な点線はVE=2
0g/lで関数FBPOおよびFPOSを示す線とのみ交差するので、メンバー
シップの残りの水準の値はゼロである。
In FIG. 22, the horizontal axis represents a deviation variable VE (g / l) of the bubble density (VE = SET-MES;
-30 g / l to +30 g / l) and the vertical axis represents the weighting factor (0 to 1.0) for the membership level function. At the zero point VE = 0 of the bubble density deviation variable on the horizontal axis, the FZER function represented by the two sloping lines starting from FZER = 1.0 is located. These lines have FNEG = 1 (
It crosses the horizontal axis at the point where VEPOS = 0 (left as viewed from VE = 0) and FPOS = 0 (right as viewed from VE = 0). Similarly, the function FPOS is represented by two sloped lines starting from FPOS = 1. The left line crosses the horizontal line (FPOS = 0) at FZER = 0 and the right line crosses at FBPO = 0. Further, the function FBPO is FBPO = 1
Are represented by two lines starting from. The left line is inclined and FPOS
= 1 and intersects the horizontal axis (FBPO = 0), and the line on the right is horizontal at the level of FBPO = 1. Similar statements apply to functions FNEG and FBNE. In other words, there are five different functions and their graphical representation in FIG. According to FIG. 22, a vertical line (dotted line) is drawn at the point where VE = 20 g / l on the horizontal axis, and the vertical line is horizontal through the point where it intersects the graphical representation of the functions FBPO and FPOS. The interpretation of the deviation variable for the bubble density VE = 20 g / l is defined so that the line (dotted line) is drawn to the vertical axis. The intersection of the horizontal line and the vertical axis indicates that the deviation variable of the cell density of VE = 20 g / l is a large plus at the level of BPO = 0.2 and POS =
Indicates that a level of 0.8 is interpreted as positive. The vertical dotted line is VE = 2
Since at 0 g / l only intersects the lines indicating the functions FBPO and FPOS, the value of the remaining levels of membership is zero.

【0120】 要するに、図22のブロックは三角形のメンバーシップ水準関数であり、その
頂点および角のある点は図22に示すごとくチューニング変数によって規定され
る。従って、ただ2つの水準のみがゼロでない値を同時に受け入れることができ
る(2つの水準の合計はやはり1でなければならない)。チューニング変数は設
定された変数または使用者が制御可能な変数のいずれかであってよい。適合機能
を実現するためにチューニング変数の内部に動的変数が隠されていてよい。
In short, the block of FIG. 22 is a membership level function of a triangle, whose vertices and corner points are defined by tuning variables as shown in FIG. Thus, only two levels can simultaneously accept non-zero values (the sum of the two levels must still be 1). The tuning variable may be either a set variable or a variable that can be controlled by the user. Dynamic variables may be hidden inside the tuning variables to implement the adaptation function.

【0121】 ファジー論理の関数はルールベース(図20の165)、つまり関数論理を作
成することにより規定される。図23はルールベースの操作原理を図式的に示す
。制御パラメーターおよび他のチューニングパラメーターの周期は階段関数応答
試験からまた測定データを解析することにより決定される。制御の関数的な速さ
は制御の周期、測定値のフィルターリング、および制御の利得によって規定され
る。制御利得はファジー化パラメーターと脱ファジー化パラメーターとの双方に
基づいて規定される。これらの因子は階段関数応答試験で規定される。
The function of the fuzzy logic is defined by creating a rule base (165 in FIG. 20), that is, the function logic. FIG. 23 schematically shows the rule-based operation principle. The period of the control parameters and other tuning parameters is determined from the step function response test and by analyzing the measured data. The functional speed of the control is defined by the period of the control, the filtering of measurements, and the gain of the control. Control gain is defined based on both fuzzification and defuzzification parameters. These factors are specified in the step function response test.

【0122】 各々のルールはルールの条件部分に言及される入力メンバーシップ水準と同じ
である重みづけ係数とともに適用される。例えば、『もしVE(気泡密度の偏差
変数)がNEG『ゼロ』でありかつVDE(気泡密度の偏差変数の変化がNEG
)がNEG『マイナス』でありかつDPY(緩衝タンクの溢流の変化)POS『
プラス』であるなら、O1(分散剤供給への制御)はZER『ゼロ』である』と
いうルールは、いくつかの値のうちの重みづけされた値として測定メンバーシッ
プ値0を用いることにより、適用される。他のすべてのルールはそれらそのもの
の重みづけされた値を用いることによりそれぞれ適用される。複数のルールの合
成効果はインターフィアレンス(interference)と称されるアルゴ
リズムによって算出される。出力は0と1の間で変動する5つの値、FDN、D
N、ZER、UPおよびFUPであり、これらの値は出力値群において、メンバ
ーシップ水準、急速な減少(FDN)、減(DN)、ゼロ(ZER)、増加(U
P)および急速な増加(FUP)として制御出力値を規定する。
Each rule is applied with a weighting factor that is the same as the input membership level mentioned in the condition part of the rule. For example, if "VE (the deviation variable of the bubble density) is NEG" zero "and VDE (the change of the deviation variable of the bubble density is NEG)
) Is NEG “minus” and DPY (change in buffer tank overflow) POS “
If "plus", then the rule that O1 (control to dispersant supply) is ZER "zero""is based on using the measured membership value 0 as the weighted value of several values. Applied. All other rules are each applied by using their own weighted values. The combined effect of a plurality of rules is calculated by an algorithm called interference. The output has five values that vary between 0 and 1, FDN, D
N, ZER, UP, and FUP, which are the membership levels, rapid decrease (FDN), decrease (DN), zero (ZER), increase (U
P) and the control output value as a fast increase (FUP).

【0123】 ファジー論理の概念は、直接数値(direct numerical va
lues)で操作される関数としてでなく、様々な状況での所望の応答として制
御の挙動を規定することである。以下の例では、制御の入力変数は気泡密度の偏
差変数またその変化の速度であり、また緩衝タンクの溢流の変化の速度である。
変数に付随するアポストロフィーは以下の制御ラウンド(round)で測定さ
れる値を示す。
The concept of fuzzy logic is based on direct numerical va
The purpose of the present invention is to define the behavior of the control as a desired response in various situations, rather than as a function operated on in terms. In the following example, the input variables of the control are the deviation variable of the bubble density and its rate of change, and the rate of change of the buffer tank overflow.
The apostrophe associated with the variable indicates the value measured in the following control round.

【0124】 気泡密度の偏差変数:VE=MES―SET ここで VEは気泡密度の偏差変数(g/l)であり、 SETは設定値(g/l)であり、 MESは測定値(g/l)である。Bubble Density Deviation Variable: VE = MES-SET Here, VE is the bubble density deviation variable (g / l), SET is the set value (g / l), and MES is the measured value (g / l). l).

【0125】 気泡密度の偏差変数の変化:DVE=VE―VE’ ここで DVEは気泡密度の偏差変数の変化[((g/l)/時)]であり、 VEは気泡密度の偏差変数[((g/l)/時)]であり、 VE’は続く制御ラウンドで測定される気泡密度の偏差変数[((g /l)/時)]である。Change of deviation variable of bubble density: DVE = VE−VE ′ where DVE is change of deviation variable of bubble density [((g / l) / hour)], and VE is deviation variable of bubble density [ ((G / l) / hr)] and VE 'is the deviation variable of the bubble density measured in the following control round [((g / l) / hr)].

【0126】 緩衝タンクの溢流の変化:DPY=PY―PY’ ここで DPYは緩衝タンクの溢流の変化[(l/s)/分]であり、 PYは緩衝タンクの溢流[(l/s)/分)]であり、 PY’は続く制御ラウンドで測定される緩衝タンクの溢流[(l/s )/分]である。Change in buffer tank overflow: DPY = PY−PY ′ where DPY is the change in buffer tank overflow [(l / s) / min], and PY is the buffer tank overflow [(l / S) / min)] and PY 'is the buffer tank overflow [(l / s) / min] measured in the following control round.

【0127】 表3はファジー制御のルールのいくつかの例を示す。この表は緩衝タンクの溢
流の変化のファジー化も示すが、これはルール論理の第1段階では用いられてい
ない。
Table 3 shows some examples of fuzzy control rules. The table also shows the fuzzification of the change in buffer tank overflow, which is not used in the first stage of the rule logic.

【0128】[0128]

【表3】 [Table 3]

【0129】 図23は設計を助けるために用いられる表3を示し、このルール表はルールベ
ースの操作原理を示す。図23制御の関数論理を一層よく理解するのに役立つ。
図23において、X軸は時間(時間)をまたY軸は目標値から増加するまたは減
少する気泡密度の偏差変数(g/l)を表す。X軸上で、気泡密度の偏差変数は
0g/lであり、また上方に移る場合、気泡密度の偏差変数はプラスである、つ
まり目標値を越えており、また下方に移る場合、偏差変数はマイナスである。例
えば、ルールAおよび図23(点A)に従うとき、気泡密度の偏差変数(VE)
はマイナス(NEG、目標値より小さい)であり、また気泡密度の偏差変数の変
化速度(DVE)そして緩衝タンクの溢流変化速度(DPY)が全く考慮されな
いならば、分散剤の投与回路は制御値、O1減少(DN)を有し、これは分散剤
の供給が減少され、従って、気泡密度は目標値に向かって増加を開始することを
意味する。表3のルールB”および図23での点B”によるとき、気泡密度の偏
差変数(VE)がプラスであり(POS、目標値を越えている)、緩衝タンクの
溢流の変化速度(DVE)がプラス(POS、これは変化の方向がより重質な気
泡に向かっていることを意味する)であり、また緩衝タンクの溢流の変化速度(
DPY)がプラス(POS、一層多くの新規な水が装置内に常時流入し、気泡密
度の増加が起きる)である場合、分散剤供給物の投与回路は急速な増加(FUP
)という制御値(O1)を有し、分散剤の供給がかなり増加されるべきことが意
味される。制御パラメーターおよび他のチューニングパラメーターの周期は階段
関数応答試験からまた測定データを解析することにより判明する。ファジー化に
関連する測定データのフィルターリングは測定データに基づいて規定される。制
御の関数的な速さは、制御の周期、測定値のフィルターリングおよび制御の利得
によって規定される。制御利得はファジー化パラメーターと脱ファジー化パラメ
ーターとの双方に基づいて規定される。これらの因子は階段関数応答試験で規定
される。
FIG. 23 shows Table 3 used to assist design, and this rule table shows the rule-based operation principle. FIG. 23 Helps to better understand the functional logic of the control.
In FIG. 23, the X-axis represents time (time), and the Y-axis represents a deviation variable (g / l) of the bubble density increasing or decreasing from the target value. On the X-axis, the deviation variable for bubble density is 0 g / l, and when moving up, the deviation variable for bubble density is positive, ie, above the target value, and when moving down, the deviation variable is It is minus. For example, when following rule A and FIG. 23 (point A), the deviation variable (VE) of the bubble density
Is negative (NEG, less than the target value) and if the rate of change of the deviation variable of bubble density (DVE) and the rate of change of overflow of the buffer tank (DPY) are not taken into account at all, the dispensing circuit of the dispersant is controlled. It has a value, O1 reduction (DN), which means that the supply of dispersant is reduced, and thus the bubble density starts to increase towards the target value. According to the rule B ″ in Table 3 and the point B ″ in FIG. 23, the deviation variable (VE) of the bubble density is positive (POS, exceeding the target value), and the change rate of the overflow of the buffer tank (DVE) ) Is positive (POS, which means that the direction of change is towards heavier bubbles), and the rate of change of buffer tank overflow (
If DPY) is positive (POS, more fresh water constantly flowing into the device, causing an increase in bubble density), the dispersant feed dosing circuit will increase rapidly (FUP).
)), Meaning that the supply of dispersant should be increased considerably. The period of the control parameters and other tuning parameters can be determined from the step function response test and by analyzing the measured data. Filtering of the measurement data related to fuzzification is defined based on the measurement data. The functional speed of the control is defined by the period of the control, the filtering of the measurements and the gain of the control. The control gain is defined based on both the fuzzification parameter and the defuzzification parameter. These factors are specified in the step function response test.

【0130】 表4は僅かに異なる形の表3のルールベースを示しまたこの表は全部で25の
ルールのいくつかのラインの例からなる。表4のルールベースは、緩衝タンクの
溢流の変化は含まず、これは第1の段階へと修正されている。第1の相の変数は
気泡密度の偏差変数(VE)および気泡密度の偏差変数の変化(DVE)である
。これらの条件は制御値をかたちづくる。
Table 4 shows a slightly different form of the rule base of Table 3 and this table consists of several line examples of a total of 25 rules. The rule base in Table 4 does not include buffer tank overflow changes, which have been modified to the first stage. The first phase variables are the bubble density deviation variable (VE) and the bubble density deviation variable change (DVE). These conditions form the control value.

【0131】[0131]

【表4】 表4 第1の段階のルールベースのいくつかの例 1.もし(VEがBPOである)かつ(DVEがBNEである)ならば(O1 ZER) 2.もし(VEがBPOである)かつ(DVEがNEGである)ならば(O1 はUPである) 3.もし(VEがPOSである)かつ(DVEがBNEである)ならば(O1 はDNである) 4.もし(VEがPOSである)かつ(DVEがNEGである)ならば(O1 はZERである)Table 4 Some examples of the first stage rule base. 1. If (VE is BPO) and (DVE is BNE), then (O1 ZER) 2. If (VE is BPO) and (DVE is NEG) (O1 is UP) 3. If (VE is POS) and (DVE is BNE) (O1 is DN) If (VE is POS) and (DVE is NEG) (O1 is ZER)

【0132】 表4は一層簡単でまた解釈が容易である形で表されることができる。表4のル
ールベースの簡単化された形は表5に示される。
Table 4 can be presented in a much simpler and easier to interpret form. A simplified form of the rule base of Table 4 is shown in Table 5.

【0133】[0133]

【表5】 [Table 5]

【0134】 表5は横の列で気泡密度の偏差変数(VE)を、また縦の列で気泡密度の偏差
変数の変化(DVE)を示す。制御(O1)の向きは両方の軸の交点で示される
。例えば、気泡密度の偏差変数(VE)の測定値が0.2の水準でプラス(PO
S)、また0.8の水準で大きなプラス(BPO)と解釈され、また気泡密度の
偏差変数の変化速度(DVE)の測定値が0.9の水準でマイナス(NEG)、
0.1の水準で大きなマイナス(BNE)と解釈されるならば、表5のルールベ
ースに従って、分散剤の供給の制御(O1)として以下の出力が与えられる。 ZER=0.2 UP=0.8 Dn=0.1 Zer=0.1
Table 5 shows the deviation variable of the cell density (VE) in the horizontal column and the change (DVE) of the deviation variable of the cell density in the vertical column. The direction of the control (O1) is indicated by the intersection of both axes. For example, the measured value of the deviation variable (VE) of the bubble density is plus (PO
S), it is interpreted as a large plus (BPO) at the level of 0.8, and the measured value of the change rate (DVE) of the deviation variable of the bubble density is minus (NEG) at the level of 0.9,
If interpreted as a large negative (BNE) at the level of 0.1, the following output is given as control (O1) of the dispersant supply according to the rule base in Table 5. ZER = 0.2 UP = 0.8 Dn = 0.1 Zer = 0.1

【0135】 出力値を規定するとき、出力値は常により小さい値であろう。例えば、気泡密
度の偏差変数の変化速度(DVE)がNEG=0.9であり、また気泡密度の偏
差変数(VE)がPOS=0.2である場合、制御値はZer=0.2である。
When defining an output value, the output value will always be a smaller value. For example, when the change speed (DVE) of the bubble density deviation variable is NEG = 0.9 and the bubble density deviation variable (VE) is POS = 0.2, the control value is Zero = 0.2. is there.

【0136】 この後、ルールベースの最終的な出力値が脱ファジー化のために規定される。
ルールベースに基づいて以下の出力値が得られる。 FUP=0 UP=0.8 ZER=0.2 DN=0.1 FDN=0
Thereafter, the final output value of the rule base is defined for defuzzification.
The following output values are obtained based on the rule base. FUP = 0 UP = 0.8 ZER = 0.2 DN = 0.1 FDN = 0

【0137】 この例において、論理の結果、Zerは2つの値、Zer=0.2およびZe
r=0.1を有し、これらの大きいほうは常に有効であるであろう。つまりZe
r=0.2である。
In this example, the result of the logic is that Zer has two values, Zer = 0.2 and Ze
With r = 0.1, the larger of these will always be valid. That is, Ze
r = 0.2.

【0138】 加えて、緩衝タンクの溢流の変化速度(DPY)が考慮されるであろう。2つ
の段階へと修正されたルール表の例は表6に示される。
In addition, the rate of change of buffer tank overflow (DPY) will be considered. An example of a rule table modified into two stages is shown in Table 6.

【0139】[0139]

【表6】 [Table 6]

【0140】 ルール22に従うと、O1=FUP(気泡密度制御は急速な増加)であり、か
つDPY=POS(保持タンクの溢流の変化はプラス)であるならば、O2=F
UP(気泡密度制御は急速な増加)である。この場合、ファジー化されるべき出
力値(O2)の組は、制御(O1)および緩衝タンクの溢流の変化速度(DPY
)を含むルールベースからなる。必要なら気泡温度、pH、繊維供給、または気
泡粘度を含む表3〜6の基本ルールに他のルールもまた加えられることができる
。表6中の『条件』は『AND』の代わりに、『IF』または『OR』または『
AND/OR』のような慣用の他の論理操作であってよい。
According to rule 22, if O1 = FUP (bubble density control increases rapidly) and DPY = POS (change in overflow of holding tank is positive), then O2 = F
UP (bubble density control increases rapidly). In this case, the set of output values (O2) to be fuzzified is the control (O1) and the rate of change of the overflow of the buffer tank (DPY).
). Other rules can also be added to the basic rules of Tables 3-6, including the cell temperature, pH, fiber feed, or cell viscosity, if needed. "Condition" in Table 6 is replaced with "IF" or "OR" or "
And other conventional logical operations such as "AND / OR".

【0141】 ファジー制御の最後の段階では、アクチュエーターへの入力として用いられる
ことができる厳密な数値的な値が制御に割り付けられる。これは、図24に一層
詳細に示す脱ファジー化(図20中の166)に従って実施される。
In the last stage of the fuzzy control, exact numerical values are assigned to the control that can be used as inputs to the actuator. This is performed according to defuzzification (166 in FIG. 20) shown in more detail in FIG.

【0142】 脱ファジー化アルゴリズムは図25中のものに似たアルゴリズムであってよい
。出力値の各々のファジー群に対する重みのカラム(column)がある。カ
ラムの高さが1で、X軸上の位置は調整できる。時々刻々の出力値を算出する時
、各々の重みのカラムの高さは、各々のメンバーシップ水準に従って定まり、こ
れはカラムの下方の太線の部分において表される。数値的な出力値は、定まった
重みカラムの複合的な重心のX軸上への射影である。例えば、図25において、
The defuzzification algorithm may be an algorithm similar to that in FIG. There is a column of weights for each fuzzy group of output values. The height of the column is 1, and the position on the X axis can be adjusted. When calculating the instantaneous output value, the height of each weight column is determined according to each membership level, which is represented by the bold line below the column. The numerical output value is the projection of the compounded center of gravity of the determined weight column onto the X-axis. For example, in FIG.

【0143】 出力変数: O1またはO2は分散剤に関する数値的な出力値である。 メンバーシップ水準の入力は上記したのと同じである。つまり、 BPOは『大きいプラス』であり、 POSは『プラス』であり、 ZERは『ゼロ』であり、 NEGは『マイナス』であり、また BNEは『大きいマイナス』である。Output variables: O1 or O2 is the numerical output value for the dispersant. Entering the membership level is the same as described above. That is, BPO is "big plus", POS is "plus", ZER is "zero", NEG is "minus", and BNE is "big minus".

【0144】 FBPOは集合『大きいプラス』に対するチューニング変数であり、 FPSOは集合『プラス』に対するチューニング変数であり、 FZERは集合『ゼロ』に対するチューニング変数であり、 FNEGは集合『マイナス』に対するチューニング変数であり、 FBNEは集合『大きいマイナス』に対するチューニング変数である。FBPO is a tuning variable for the set “large plus”, FPSO is a tuning variable for the set “plus”, FZER is a tuning variable for the set “zero”, and FNEG is a tuning variable for the set “minus”. Yes, FBNE is a tuning variable for the set "big minus".

【0145】 制御回路を調整するために、制御出力を調整するフィードフォワード制御が用
いられる。フィードフォワード制御は、0.1%単位でまたは所望の変化幅で増
加側または減少側に変化させる。ファジー論理によって、外乱変数の変化の向き
および速度が検討され、また、ファジー論理のルールベースを用いて気泡密度制
御が調整される。図20の制御ダイアグラムは、ファジー制御での外乱変数のフ
ィードフォワード制御の主な操作を示す。気泡密度の制御では、以下の外乱変数
がフィードフォワード制御因子として用いられる:気泡密度、測定された偏差変
数、緩衝タンクの溢流、気泡のpH、繊維供給、気泡温度、パルパー密度と気泡
密度との間の偏差変数の変化、戻される水の流れ、気泡の粘度、系の活性、繊維
の品質、気泡の半減期、水の質(圧力、硬度)、ワイヤーの吸引、表面化学(Z
−ポテンシャル)、および分散剤の量。
To adjust the control circuit, feed-forward control for adjusting the control output is used. The feed forward control is changed in increments or decrements by 0.1% or a desired change width. The fuzzy logic considers the direction and rate of change of the disturbance variables and adjusts the bubble density control using the fuzzy logic rule base. The control diagram of FIG. 20 shows a main operation of feedforward control of a disturbance variable in fuzzy control. In controlling bubble density, the following disturbance variables are used as feedforward control factors: bubble density, measured deviation variable, buffer tank overflow, bubble pH, fiber supply, bubble temperature, pulper density and bubble density. Changes in deviation variables during, return water flow, bubble viscosity, system activity, fiber quality, bubble half-life, water quality (pressure, hardness), wire aspiration, surface chemistry (Z
-Potential), and the amount of dispersant.

【0146】 本発明の気泡プロセスでは、成形機156の制御は繊維の配向を制御するため
にニューラルネット170、145を用いることにより実施されるのが好ましい
。ニューラルネット制御170、145の原理は一層安定な繊維の配向を実現す
ることであり、これは容易に複製することもできる。ニューラルネット170、
145は成形吸引での長手方向の断面形状(真空の程度)を制御するために用い
られ、これはウェブ33の繊維の配向をかたちづくるために利用される。測定で
は、成形機の上方吸引も参照値として用いられる。吸引の長手方向の断面形状の
程度は後縁の高さを用いることにより調整される。吸引の長手方向の断面形状の
程度の制御はファジー制御器167(図20)またはPID制御器171のいず
れかとして実施される。
In the bubble process of the present invention, control of the molding machine 156 is preferably performed by using neural nets 170, 145 to control fiber orientation. The principle of the neural network controls 170, 145 is to achieve a more stable fiber orientation, which can be easily duplicated. Neural net 170,
145 is used to control the longitudinal cross-sectional shape (degree of vacuum) at the time of molding suction, and is used to shape the orientation of the fibers of the web 33. In the measurement, the upward suction of the molding machine is also used as a reference value. The extent of the longitudinal cross-sectional shape of the suction is adjusted by using the height of the trailing edge. Control of the degree of longitudinal cross-sectional shape of the suction is implemented as either a fuzzy controller 167 (FIG. 20) or a PID controller 171.

【0147】 ファジー制御によって、気泡密度の変動を従来使用されたPID制御と比べて
半減ことが可能であった。さらにまた、工程の開始および停止に際して工程の制
御はかなり改善されている。今日、工程は従来に比べて1時間早く平衡に到達す
ることができる。
By the fuzzy control, it was possible to reduce the fluctuation of the bubble density by half as compared with the conventionally used PID control. Furthermore, the control of the process at the start and stop of the process is considerably improved. Today, the process can reach equilibrium one hour earlier than before.

【0148】 従って、本発明に従うに、繊維質の不織布を製造するための気泡プロセスの制
御は、異なる種類の繊維または繊維配合物を、必要ならまたは望ましくは充填材
またはバインダーを含めて用いることにより広範に異なる種類の不織布を、最適
な気泡安定性を有しまたウェブの均一性および強度を有するように製造すること
を可能にするように、繊維質の不織布を製造するための気泡プロセスの制御が有
利な方法で実施されることが分かっている。本発明を上記に示しまた現在最も実
用的であると考えられているものおよびその好ましい態様において述べてきたが
、本発明の範囲で多くの変形が本発明に対してなされることができ、この範囲は
、同等なすべての方法および装置を包含するように添付の特許請求の範囲に最も
広範な解釈が与えられるべきことは当業者にとって明白であろう。
Thus, in accordance with the present invention, control of the aeration process for producing a fibrous nonwoven can be achieved by using different types of fibers or fiber blends, if necessary or desirable, including fillers or binders. Controlling the foaming process to produce a fibrous nonwoven so that a wide variety of different types of nonwovens can be produced with optimal cell stability and with web uniformity and strength Has been found to be implemented in an advantageous manner. While the invention has been shown above and described in what is presently considered to be most practical and in its preferred embodiments, many modifications may be made to the invention within the scope of the invention and It will be apparent to one skilled in the art that the scope should be given the broadest interpretation in the appended claims so that the scope encompasses all equivalent methods and devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の気泡プロセスを実施するための装置の例の一般的な図式である。FIG. 1 is a general schematic of an example of an apparatus for performing the bubble process of the present invention.

【図2】 気泡/繊維を混合機から、マニフォールドおよびヘッドボックスに供給するポ
ンプに供給することを部分的に断面でまた部分的に立面で図式的に詳細に示す図
である。
FIG. 2 schematically shows in detail, partially in section and partially in elevation, the supply of bubbles / fibers from the mixer to the pump supplying the manifold and the headbox.

【図3】 マニフォールドとヘッドボックスとの間の導管内に気泡そのものを加えること
ができるのを部分的に断面でまた部分的に立面で図式的に示す透視図である。
FIG. 3 is a perspective view, partially in section and partially in elevation, schematically showing that the bubbles themselves can be added into the conduit between the manifold and the headbox.

【図4】 気泡プロセスで用いることができる傾斜したワイヤー成形機の例の詳細を部分
的に断面でまた部分的に立面で図式的に示す側面図である。
FIG. 4 is a side view diagrammatically showing details of an example of a tilted wire forming machine that can be used in a bubble process, partially in section and partially in elevation.

【図5】 マニフォールドからヘッドボックスに至る導管に気泡を加えることの効果を示
す図式的な表示である。
FIG. 5 is a schematic representation showing the effect of adding air bubbles to the conduit from the manifold to the headbox.

【図6】 気泡の添加を伴うまたは伴わない場合の図4および5のヘッドボックスの設計
重量のプロフィルの図式的な表示である。
FIG. 6 is a schematic representation of a design weight profile of the headbox of FIGS. 4 and 5 with or without the addition of air bubbles.

【図7】 図4の傾斜した成形機の代わりに気泡プロセスで使用されてよい垂直な成形機
の例を部分的に断面でまた部分的に立面で図式的に示す端面の図である。
7 is an end view diagrammatically showing an example of a vertical molding machine that may be used in a bubble process instead of the inclined molding machine of FIG. 4, partially in section and partially in elevation.

【図8】 説明を明瞭にするために構成物の一部が切り離されている端面の図であり、他
の材料を導入するための図7の中央に位置ずる構造体の導管を断面で示す。
FIG. 8 is an end view with parts of the components cut away for clarity of illustration, and shows in section a conduit of the centrally located structure of FIG. 7 for introducing other materials; .

【図9】 図4または7のいずれかのヘッドボックス/成形機とともに使用される吸引ボ
ックスを部分的に断面でまた部分的に立面で図式的に示す端面の図である。
FIG. 9 is an end view diagrammatically showing a suction box used with the headbox / former of either FIG. 4 or 7 partially in cross section and partially in elevation;

【図10】 気泡プロセスを実施するための装置のたの構成物と関連して図7の成形機を示
す側面図である。
FIG. 10 is a side view showing the molding machine of FIG. 7 in connection with other components of an apparatus for performing a bubble process.

【図11】 吸引ボックスからワイヤーピットに気泡を戻すための機構とともに図10の装
置の構成物の態様を図式的に示す。
FIG. 11 schematically shows an embodiment of the components of the apparatus of FIG. 10 together with a mechanism for returning air bubbles from the suction box to the wire pit.

【図12】 ウェブの洗浄および簡単な被覆機を用いる層の付着を含めて、図1の装置で成
形されたウェブをその成形の後に処理する例を示す図式的な側面図である。
FIG. 12 is a schematic side view showing an example of processing a web formed with the apparatus of FIG. 1 after its formation, including cleaning the web and depositing layers using a simple coating machine.

【図13】 図1の装置でのいろいろな入力およびおよび制御関数を図式的に示す。FIG. 13 shows diagrammatically various input and control functions in the apparatus of FIG.

【図14】 図1の装置でのいろいろな入力およびおよび制御関数を図式的に示す。FIG. 14 shows diagrammatically various input and control functions in the device of FIG.

【図15】 図1の装置でのいろいろな入力およびおよび制御関数を図式的に示す。FIG. 15 schematically shows various input and control functions in the apparatus of FIG. 1;

【図16】 図1の装置でのいろいろな入力およびおよび制御関数を図式的に示す。FIG. 16 schematically shows various input and control functions in the apparatus of FIG.

【図17】 本発明に従って利用されることができるファジー論理制御、ニューラルネット
制御、および多変数制御の間の相互結合を図式的に示す。
FIG. 17 schematically illustrates the interconnection between fuzzy logic control, neural net control, and multivariable control that can be utilized in accordance with the present invention.

【図18】 図17の制御より一層詳細な制御図式であり、本発明に従って制御される様々
な装置およびパラメーター、そして制御への入力を示す。
FIG. 18 is a more detailed control scheme than the control of FIG. 17, showing various devices and parameters controlled in accordance with the present invention, and inputs to the control.

【図19】 本発明に従うフォーム−・レイド・プロセスで利用される気泡の所望の密度と
測定された密度との偏差を決定するためのファジー制御の使用を示す。
FIG. 19 illustrates the use of fuzzy control to determine the deviation between a desired density and a measured density of bubbles utilized in a foam-laid process according to the present invention.

【図20】 ファジー制御器を利用する気泡密度制御を示す別な図式である。FIG. 20 is another diagram illustrating bubble density control utilizing a fuzzy controller.

【図21】 プロセス測定値を集合中のメンバーシップへとファジー化することを図式的に
示す。
FIG. 21 schematically illustrates fuzzifying process measurements into membership in a set.

【図22】 気泡密度のプロセス測定値のファジー化をグラフで示す。FIG. 22 graphically illustrates fuzzification of process measurements of bubble density.

【図23】 ファジー化制御で用いられる『ルールベース』の操作原理を図式的に示す。FIG. 23 schematically shows the operation principle of “rule base” used in fuzzification control.

【図24】 脱ファジー化だけに関する図21と同様な図式である。FIG. 24 is a diagram similar to FIG. 21 but for defuzzification only.

【図25】 脱ファジー化アルゴリズムの図式的な表示である。FIG. 25 is a schematic representation of a defuzzification algorithm.

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedural Amendment] Submission of translation of Article 34 Amendment of the Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成12年8月17日(2000.8.17)[Submission date] August 17, 2000 (2000.8.17)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロクマン、カイ フィンランド国 カルフラ、ピルコンマエ ンカツ 4 アス、15 Fターム(参考) 4L055 AF04 AF09 AF13 AG99 AH29 CA10 CD30 DA29 DA30 DA32 DA40 FA22 GA39 【要約の続き】 密度および流量、ワイヤーピット内の気泡のレベル、お よびこのタンクに入れられる繊維の少なくともいくつか (2つから全部まで)を入力パラメーターとして有す る。不織布を製造するための実質的にすべての方法およ び装置の品質制御を実施するために、ニューラルネット 制御が利用されることができ、またニューラルネット制 御が機能するのを容易にするために、実験室での試験情 報がニューラルネット制御に供与される。──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Lochman, Kai Finland, Karfura, Pilcon Maenkatu 4 Ass, 15F Term (Reference) 4L055 AF04 AF09 AF13 AG99 AH29 CA10 CD30 DA29 DA30 DA32 DA40 FA22 GA39 [Continued Summary] Density It has as input parameters the flow rate, the level of air bubbles in the wire pit, and at least some (two to all) of the fibers placed in this tank. Neural net control can be used to perform quality control of virtually all methods and equipment for producing nonwoven fabrics, and to facilitate the functioning of neural net control. Next, laboratory test information is provided to the neural network control.

Claims (30)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)セルロース、合成繊維またはガラス繊維、水、空気、
循環する気泡、および界面活性剤をミキサー/パルパー(pulper)タンク
内で混合して繊維−気泡スラリーをつくり、 (b)繊維−気泡スラリーを成形機にポンプで送り、 (c)成形機の操作を制御し、 (d)成形機内のスラリーから液体と気泡とを抜き出しまた抜き出された液体
と気泡との少なくともいくらかをワイヤーピット(wire pit)内に収集
することにより、成形速度に等しいウェブ速度で不織布を成形機内で成形し、 (e)成形機内で製造されるウェブにさらに操作を加えて最終的な不織布を得
、そして (f)少なくとも段階(a)をファジー制御を用いて実施する 段階を包含する、セルロース、合成繊維またはガラス繊維から不織布を製造する
方法。
(A) cellulose, synthetic fiber or glass fiber, water, air,
The circulating foam and surfactant are mixed in a mixer / pulpper tank to produce a fiber-bubble slurry, (b) the fiber-bubble slurry is pumped to the molding machine, and (c) the operation of the molding machine (D) extracting the liquid and air bubbles from the slurry in the molding machine and collecting at least some of the extracted liquid and air bubbles in a wire pit, whereby the web speed equal to the molding speed Forming the nonwoven fabric in a forming machine at: (e) further manipulating the web produced in the forming machine to obtain a final nonwoven fabric; and (f) performing at least step (a) using fuzzy control A method for producing a nonwoven fabric from cellulose, synthetic fiber or glass fiber, comprising:
【請求項2】 ミキサー/パルパータンク内のスラリーのレベルを制御する
ことにより、段階(a)が部分的に実施され、また、ワイヤーピットからミキサ
ー/パルパータンクに循環する気泡の密度および流量、タンク内の気泡のpH、
ワイヤーピット内の気泡のレベル、およびタンクに添加される繊維の量の少なく
とも2つを入力パラメーターとして有するファジー制御器を使用することにより
、ミキサー/パルパータンク内のレベルを自動的に制御するように段階(f)が
部分的に実施される請求項1に記載の方法。
2. The step (a) is partially performed by controlling the level of slurry in the mixer / pulper tank and the density and flow rate of bubbles circulating from the wire pit to the mixer / pulper tank, the tank PH of bubbles in the
Automatically control the level in the mixer / pulper tank by using a fuzzy controller having as input parameters at least two of the level of air bubbles in the wire pit and the amount of fiber added to the tank The method of claim 1, wherein step (f) is performed partially.
【請求項3】 添加される界面活性剤の量を自動的に制御し、そして成形に
際してウェブから除去されまた空気から分離される水のいくらかを循環すること
により、段階(a)がさらに実施され、また、界面活性剤の流量、成形機に対す
るマニフォールド圧力、ワイヤーピット内の気泡のレベル、添加される繊維の流
量および循環される水流量の少なくとも2つを入力パラメーターとして有するフ
ァジー制御器を使用することにより、添加される界面活性剤の量を自動的に制御
するように段階(f)が部分的に実施される請求項2に記載の方法。
3. The step (a) is further performed by automatically controlling the amount of surfactant added and circulating some of the water removed from the web and separated from air during molding. Also, use a fuzzy controller having at least two of surfactant flow rate, manifold pressure on the molding machine, level of bubbles in wire pits, flow rate of added fiber and flow rate of circulated water as input parameters. 3. The method of claim 2, wherein step (f) is thereby partially performed to automatically control the amount of surfactant added.
【請求項4】 成形機が移動ワイヤーおよびヘッドボックスを包含し、また
成形機内のワイヤー速度、およびヘッドボックス内の圧力を含めて、成形機への
空気/気泡比を自動的に制御するように、段階(c)が少なくとも部分的に実施
され、また成形されたウェブの設計重量(basis weight)、ヘッド
ボックス圧力、ワイヤーピット内の気泡のレベル、循環する気泡の密度、および
ヘッドボックスから除去される気泡の量または流量の少なくとも2つを入力パラ
メーターとして有するファジー制御器を使用することにより、段階(f)が部分
的に実施される請求項3に記載の方法。
4. The molding machine includes a moving wire and a headbox, and automatically controls the air / bubble ratio to the molding machine, including the wire speed in the molding machine and the pressure in the headbox. Step (c) is at least partially performed, and the formed web's basis weight, headbox pressure, level of bubbles in the wire pits, density of circulating bubbles, and removal from the headbox 4. The method of claim 3, wherein step (f) is partially performed by using a fuzzy controller having at least two of the amount or flow rate of the generated bubbles as input parameters.
【請求項5】 ウェブを洗浄し、また洗浄に際してまたは洗浄に関連してウ
ェブから液体を除去するように、段階(e)が実施され、またウェブの成形速度
、洗浄機の圧力、ウェブの設計重量、洗浄液の温度、吸引気泡速度、そして洗浄
機の圧力の少なくとも2つを入力パラメーターとして有するファジー制御器を使
用することにより、段階(e)を自動的に制御するように段階(f)が部分的に
実施される請求項4に記載の方法。
5. Step (e) is performed to clean the web and to remove liquid from the web during or in connection with the cleaning, and the web forming speed, cleaning machine pressure, web design. By using a fuzzy controller having as input parameters at least two of weight, temperature of the washing liquid, suction bubble velocity, and pressure of the washing machine, step (f) is automatically controlled to step (e). 5. The method of claim 4, which is partially performed.
【請求項6】 入力パラメーターの各々の少なくとも2つが入力パラメータ
ーのすべてからなる請求項5に記載の方法。
6. The method of claim 5, wherein at least two of each of the input parameters comprises all of the input parameters.
【請求項7】 添加される界面活性剤の量を自動的に制御し、また成形に際
してウェブから除去されまた空気から分離される水のいくらかを循環することに
より、段階(a)がさらに実施され、また界面活性剤の流量、成形機に対するマ
ニフォールド圧力、ワイヤーピット内の気泡のレベル、添加される繊維の流量、
および循環される水の流量の少なくとも2つを入力パラメーターとして有するフ
ァジー制御器を使用することにより、添加される界面活性剤の量を自動的に制御
するように、段階(f)が部分的に実施される請求項1に記載の方法。
7. The step (a) is further performed by automatically controlling the amount of surfactant added and circulating some of the water removed from the web and separated from air during molding. The flow rate of the surfactant, the manifold pressure on the molding machine, the level of air bubbles in the wire pits, the flow rate of the added fiber,
Step (f) is partially controlled so as to automatically control the amount of added surfactant by using a fuzzy controller having at least two of the flow rates of the circulated water as input parameters. 2. The method of claim 1, wherein the method is performed.
【請求項8】 成形機が移動ワイヤーおよびヘッドボックスを包含し、また
成形機内のワイヤー速度およびヘッドボックス内の圧力を含めて、成形機への空
気/気泡比を自動的に制御するように、段階(c)が少なくとも部分的に実施さ
れ、また成形されたウェブの設計重量、ヘッドボックス圧力、ワイヤーピット内
の気泡のレベル、循環する気泡の密度、およびヘッドボックスから除去される気
泡の量または流量の少なくとも2つを入力パラメーターとして有するファジー制
御器を使用することにより、段階(f)が部分的に実施される請求項1に記載の
方法。
8. The molding machine includes a moving wire and a headbox, and automatically controls the air / bubble ratio to the molding machine, including wire speed in the molding machine and pressure in the headbox. Step (c) is at least partially performed and the formed web design weight, headbox pressure, level of bubbles in the wire pits, density of circulating bubbles, and amount of bubbles removed from the headbox or The method of claim 1, wherein step (f) is partially performed by using a fuzzy controller having at least two of the flow rates as input parameters.
【請求項9】 ウェブを洗浄しまた洗浄に際してまたは洗浄に関連してウェ
ブから液体を除去するように、段階(e)が実施され、またウェブの成形速度、
洗浄機の圧力、ウェブの設計重量、洗浄液の温度、吸引気泡速度、そして洗浄機
の圧力の少なくとも2つを入力パラメーターとして有するファジー制御器を使用
することにより、段階(f)が部分的に実施される請求項1に記載の方法。
9. Step (e) is performed to clean the web and to remove liquid from the web during or in connection with the cleaning, and the forming speed of the web,
Step (f) is partially performed by using a fuzzy controller having at least two of the following parameters as input parameters: washer pressure, web design weight, washing liquid temperature, suction bubble velocity, and washer pressure. The method of claim 1, wherein the method is performed.
【請求項10】 ウェブを乾燥するように段階(e)が実施され、また段階
(a)で添加される繊維の大部分が、バインダーが添加されているガラス繊維で
あり、またファジー制御器を使用することによりウェブの乾燥およびバインダー
の添加を制御するように段階(f)が部分的に実施される請求項1に記載の方法
10. Step (e) is performed to dry the web, and the majority of the fibers added in step (a) are glass fibers with a binder added, and a fuzzy controller is used. The method of claim 1, wherein step (f) is partially performed so as to control web drying and binder addition by use.
【請求項11】 不織布を製造する方法の実質的にすべての品質制御を実施
するためにニューラルネット制御を用いる段階をさらに包含する請求項1に記載
の方法。
11. The method of claim 1, further comprising using neural net control to perform substantially all quality control of the method of making the nonwoven.
【請求項12】 (a)セルロース、合成繊維またはガラス繊維、水、空気
、循環する気泡、および界面活性剤をミキサー/パルパータンク内で混合して繊
維−気泡スラリーをつくり、 (b)繊維−気泡スラリーを成形機にポンプで送り、 (c)成形機の操作を制御し、 (d)成形機内のスラリーから液体と気泡とを抜き出しまた抜き出された液体
と気泡との少なくともいくらかをワイヤーピット内に収集することにより、成形
速度に等しいウェブ速度で不織布を成形機内で成形し、 (e)成形機内で製造されるウェブにさらに操作を加えて最終的な不織布を得
、 (f)ファジー制御を用いて段階(a)〜(e)の少なくとも1つを実施し、
そして (g)不織布を製造する方法の実質的にすべての品質制御を実施するためにニ
ューラルネット制御を用いる 段階を包含する、セルロース、合成繊維またはガラス繊維から不織布を製造する
方法。
12. A fiber-cell slurry is prepared by mixing (a) cellulose, synthetic fiber or glass fiber, water, air, circulating air bubbles, and a surfactant in a mixer / pulper tank; Pumping the foam slurry to the molding machine; (c) controlling the operation of the molding machine; (d) extracting liquid and air bubbles from the slurry in the molding machine and wire-pitting at least some of the extracted liquid and air bubbles. (E) further processing the web produced in the molding machine to obtain the final nonwoven fabric, (f) fuzzy control Performing at least one of steps (a) to (e) using
And (g) a method of producing a nonwoven from cellulose, synthetic fibers or glass fibers, comprising using neural net control to perform substantially all quality controls of the method of producing the nonwoven.
【請求項13】 ウェブを乾燥するように段階(e)が実施され、また段階
(a)で添加される繊維の大部分が、バインダーが添加されているガラス繊維で
あり、またファジー制御を用いることによりウェブの乾燥およびバインダーの添
加を制御するように段階(f)が部分的に実施される請求項12に記載の方法。
13. Step (e) is performed to dry the web, and the majority of the fibers added in step (a) are glass fibers with added binder and use fuzzy control. 13. The method of claim 12, wherein step (f) is partially performed to thereby control web drying and binder addition.
【請求項14】 成形機が移動ワイヤーおよびヘッドボックスを包含し、ま
た成形機内のワイヤー速度およびヘッドボックス内の圧力を含めて、成形機への
空気/気泡比を自動的に制御するように、段階(c)が少なくとも部分的に実施
され、また成形されたウェブの設計重量、ヘッドボックス圧力、ワイヤーピット
内の気泡のレベル、循環する気泡の密度、およびヘッドボックスから除去される
気泡の量または流量の少なくとも2つを入力パラメーターとして有するファジー
制御器を使用することにより、段階(f)が部分的に実施される請求項12に記
載の方法。
14. The molding machine includes a moving wire and a headbox, and automatically controls the air / bubble ratio to the molding machine, including the wire speed in the molding machine and the pressure in the headbox. Step (c) is at least partially performed and the formed web design weight, headbox pressure, level of bubbles in the wire pits, density of circulating bubbles, and amount of bubbles removed from the headbox or 13. The method of claim 12, wherein step (f) is partially performed by using a fuzzy controller having at least two of the flow rates as input parameters.
【請求項15】 ミキサー/パルパータンク内のスラリーのを制御すること
により、段階(a)が部分的に実施され、また、ワイヤーピットからミキサー/
パルパータンクに循環される気泡の密度および流量、ミキサー/パルパータンク
内の気泡の密度、タンク内の気泡のpH、ワイヤーピット内の気泡のレベルおよ
びタンクに添加される繊維の量の少なくとも2つを入力パラメーターとして有す
るファジー制御器を使用することにより、ミキサー/パルパータンク内のレベル
を自動的に制御するように段階(f)が部分的に実施される請求項12に記載の
方法。
15. By controlling the slurry in the mixer / pulper tank, step (a) is partially performed and the mixing of the mixer / pulper from the wire pit is performed.
At least two of the density and flow rate of the bubbles circulated through the pulper tank, the density of the bubbles in the mixer / pulper tank, the pH of the bubbles in the tank, the level of bubbles in the wire pit, and the amount of fiber added to the tank. 13. The method of claim 12, wherein step (f) is partially performed to automatically control the level in the mixer / pulper tank by using a fuzzy controller having as an input parameter.
【請求項16】 少なくとも2つの入力パラメーターが入力パラメーターの
すべてからなる請求項15に記載の方法。
16. The method of claim 15, wherein the at least two input parameters comprise all of the input parameters.
【請求項17】 pHを検知するために複数のpH計を使用することにより
ミキサー/パルパータンク内のpHを精密に制御するように段階(a)が部分的
に実施され、またpH計を制御しそして連繋するためにファジー制御器を使用す
ることにより段階(f)が部分的に実施される請求項12に記載の方法。
17. Step (a) is performed in part to precisely control the pH in the mixer / pulper tank by using a plurality of pH meters to sense the pH, and controlling the pH meter 13. The method of claim 12, wherein step (f) is partially performed by using a fuzzy controller to perform and communicate.
【請求項18】 (a)セルロース、合成繊維またはガラス繊維、水、空気
、循環する気泡、および界面活性剤をミキサー/パルパータンク内で混合して繊
維−気泡スラリーをつくり、 (b)繊維−気泡スラリーを成形機にポンプで送り、 (c)成形機の操作を制御し、 (d)成形機内のスラリーから液体と気泡とを抜き出しまた抜き出された液体
と気泡との少なくともいくらかをワイヤーピット(wire pit)内に収集
することにより、成形速度に等しいウェブ速度で不織布を成形機内で成形し、 (e)成形機内で製造されるウェブにさらに操作を加えて最終的な不織布を得
、そして (f)ワイヤーピットのレベル、ミキサー/パルパータンクのレベル、成形機
に対するマニフォールド圧力、気泡の密度、および流出比を少なくとも制御する
ファジー制御を用いる 段階を包含する、セルロース、合成繊維またはガラス繊維から不織布を製造する
方法。
18. A fiber-cell slurry is prepared by mixing (a) cellulose, synthetic or glass fibers, water, air, circulating cells, and a surfactant in a mixer / pulper tank; Pumping the foam slurry to the molding machine; (c) controlling the operation of the molding machine; (d) extracting liquid and air bubbles from the slurry in the molding machine and wire-pitting at least some of the extracted liquid and air bubbles. Forming the nonwoven in a forming machine at a web speed equal to the forming speed by collecting in a (wire pit); (e) further manipulating the web produced in the forming machine to obtain a final nonwoven; (F) at least wire pit level, mixer / pulper tank level, manifold pressure on the molding machine, bubble density, and outflow ratio A method for producing a nonwoven fabric from cellulose, synthetic fibers or glass fibers, comprising using fuzzy control to control.
【請求項19】 界面活性剤の供給、および製造される不織布の全体の設計
重量を制御するように段階(f)がさらに実施される請求項18に記載の方法。
19. The method according to claim 18, wherein step (f) is further performed to control the surfactant supply and the overall design weight of the nonwoven fabric to be produced.
【請求項20】 少なくとも10%のガラス繊維またはアラミド繊維を含む
不織布を製造するのに、バインダータンク内に用意されているバインダーもまた
添加され、また段階(f)もまた、バインダータンクのレベルを制御するように
実施される請求項19に記載の方法。
20. To produce a nonwoven fabric comprising at least 10% glass fibers or aramid fibers, a binder provided in a binder tank is also added, and step (f) also reduces the level of the binder tank. 20. The method of claim 19, which is implemented to control.
【請求項21】 セルロース、合成繊維またはガラス繊維、水、空気、循環
する気泡、および界面活性剤を混合するためのミキサー/パルパータンク、 液体および気泡をスラリーから取り出し、そして取り出した液体と気泡の少な
くともいくらかをワイヤーピット内に収集することにより成形速度に等しいウェ
ブ速度で不織布を成形するための成形機、 ミキサー/パルパータンクから成形機に繊維−気泡スラリーを送るためのポン
プ、 成形機内で製造されるウェブにさらに操作を加えて最終的な不織布を得るため
の手段、そして ミキサー/パルパータンク内のスラリーのレベルを自動的に制御するための少
なくとも1つのファジー制御器を含む複数のファジー制御器 を包含するセルロース、合成繊維またはガラス繊維から不織布を製造するための
装置。
21. A mixer / pulper tank for mixing cellulose, synthetic or glass fibers, water, air, circulating air bubbles, and surfactants, removing liquids and air bubbles from the slurry, and removing the liquid and air bubbles from the slurry. A forming machine for forming the nonwoven at a web speed equal to the forming speed by collecting at least some in the wire pit, a pump for feeding the fiber-cell slurry from the mixer / pulper tank to the forming machine, manufactured in the forming machine A plurality of fuzzy controllers, including at least one fuzzy controller for automatically controlling the level of slurry in the mixer / pulper tank, to further manipulate the web to obtain a final nonwoven fabric. Manufacture nonwovens from included cellulose, synthetic fibers or glass fibers Because of the device.
【請求項22】 ミキサー/パルパータンク内のレベルを自動的に制御する
ためのファジー制御器が、ワイヤーピットからミキサー/パルパータンクに循環
される気泡の密度および流量、タンク内の気泡のpH、ワイヤーピット内の気泡
のレベルおよび、タンクに添加される繊維の量の少なくとも2つを入力パラメー
ターとして有する請求項21に記載の装置。
22. A fuzzy controller for automatically controlling the level in the mixer / pulper tank, the density and flow rate of bubbles circulated from the wire pit to the mixer / pulper tank, the pH of bubbles in the tank, the wire 22. Apparatus according to claim 21 having at least two as input parameters: the level of air bubbles in the pit and the amount of fiber added to the tank.
【請求項23】 ワイヤーピットのレベル、成形機に対するマニフォールド
圧力、気泡の密度、および流出比を少なくとも制御するためにファジー制御器が
用意される請求項21に記載の装置。
23. The apparatus of claim 21, wherein a fuzzy controller is provided to at least control the level of the wire pit, the manifold pressure on the molding machine, the density of the bubbles, and the outflow ratio.
【請求項24】 界面活性剤の供給、および製造される不織布の全体の設計
重量を制御するためにファジー制御器もまた用意される請求項23に記載の装置
24. The apparatus of claim 23, wherein a fuzzy controller is also provided to control the surfactant supply and the overall design weight of the nonwoven fabric to be produced.
【請求項25】 少なくとも10%のガラス繊維またはアラミド繊維を含む
不織布を製造するのに、バインダータンク内に用意されているバインダーもまた
添加され、またバインダータンクのレベルを制御するためのファジー制御器をさ
らに包含する請求項21に記載の装置。
25. A fuzzy controller for producing a nonwoven fabric comprising at least 10% glass fiber or aramid fiber, wherein a binder provided in a binder tank is also added and a level of the binder tank is controlled. 22. The device of claim 21, further comprising:
【請求項26】 成形機が、移動ワイヤーおよびヘッドボックスを包含し、
またファジー制御器の1つが、成形機内のワイヤー速度、およびヘッドボックス
内の圧力を含めて、成形機への空気/気泡比を自動的に制御するためのファジー
制御器をからなり、このファジー制御器が、成形されたウェブの設計重量、ヘッ
ドボックス圧力、ワイヤーピット内の気泡のレベル、循環される気泡の密度、お
よびヘッドボックスから除去される気泡の量または流量の少なくとも2つを入力
パラメーターとして有する請求項21に記載の装置。
26. A molding machine including a moving wire and a headbox,
One of the fuzzy controllers also comprises a fuzzy controller for automatically controlling the air / bubble ratio to the molding machine, including the wire speed in the molding machine, and the pressure in the headbox. The apparatus has as input parameters at least two of the design weight of the formed web, the headbox pressure, the level of bubbles in the wire pits, the density of the circulated bubbles, and the amount or flow of bubbles removed from the headbox. 22. The device of claim 21, comprising:
【請求項27】 成形されたウェブをさらに処理するための手段が、ウェブ
を洗浄し、また洗浄に際してまたは洗浄に関連してウェブから液体を除去するた
めの手段からなり、またこの洗浄および液体除去の手段がファジー制御器の1つ
によって自動的に制御され、このファジー制御器が、ウェブの成形速度、ウェブ
の設計重量、洗浄液の温度、吸引気泡速度、そして洗浄手段の圧力の少なくとも
2つを入力パラメーターとして有する請求項21に記載の装置。
27. The means for further processing the formed web comprises means for cleaning the web and removing liquid from the web during or in connection with cleaning, and the cleaning and liquid removal. Is automatically controlled by one of the fuzzy controllers, which controls at least two of the web forming speed, web design weight, cleaning liquid temperature, suction bubble velocity, and cleaning means pressure. 22. The device according to claim 21 having as input parameters.
【請求項28】 成形されたウェブをさらに処理するための手段が、ウェブ
を乾燥するための乾燥器からなり、またこの乾燥器がファジー制御器の1つによ
って自動的に制御され、このファジー制御器が、乾燥に関する設定点、ウェブの
移動速度、乾燥器へのエネルギー投入量、乾燥器内の湿度水準、そして乾燥器に
沿ういろいろな個所でのウェブの上方と下方との圧力差の少なくとも2つを入力
パラメーターとして有する請求項21に記載の装置。
28. The means for further processing the formed web comprises a dryer for drying the web, wherein the dryer is automatically controlled by one of the fuzzy controllers, the fuzzy controller comprising: The dryer has at least two of a set point for drying, the speed of web travel, the energy input to the dryer, the level of humidity in the dryer, and the pressure difference above and below the web at various points along the dryer. 22. The device according to claim 21, having one as an input parameter.
【請求項29】 ウェブの成形を制御するためのファジー制御器と少なくと
も部分的に協調するために、ニューラルネット制御をさらに包含する請求項21
に記載の装置。
29. The method of claim 21, further comprising a neural net control to cooperate at least partially with a fuzzy controller for controlling web shaping.
An apparatus according to claim 1.
【請求項30】 不織布を製造するための実質的にすべての装置の品質制御
を実施するために、ニューラルネット制御をさらに包含する請求項21に記載の
装置。
30. The apparatus of claim 21, further comprising a neural net control to perform quality control of substantially all of the devices for producing the nonwoven.
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