JP2019534957A - 予測された自然コーティング移動に基づくヤンキードライヤコーティングのリアルタイム調節のための方法及びシステム - Google Patents

Abstract

ヤンキードライヤに適用される接着性コーティングの調節についての意思決定支援のための方法を提供する。オンラインセンサがストック特性を連続的に測定するよう構成されるとともに、追加のセンサによって実際のストック流量及び機械速度が与えられる。コントローラは、測定された特性及び感知された実際の機械の値に基づいて、ストックから生成された繊維状シートからヤンキードライヤ表面への潜在的な自然コーティングの適用をほぼリアルタイムで予測する。出力信号を表示ユニットに与えてもよく、オペレータの意思決定支援のために最適な接着性コーティング供給量を決定して表示してもよい。コントローラは、自動モードにおいて、各実際の値に関連する一以上の決定された最適値の比較に基づき接着性コーティング供給量を調節するよう構成してもよい。方法は、繊維源の変化をリアルタイムで特定すること、及び規定された相関関係に少なくとも部分的に基づいて自然コーティングポテンシャルを予測することを含んでもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、概して、例えばトイレットペーパー、ペーパータオル、ナプキンなどのクレープ（しわ付き）製品の製造に関する。より詳細には、本発明は、連続的なオンラインデータモニタリングを介してリアルタイムで自然コーティング移動を予測するとともに、これに基づいて製造プロセスのリアルタイム制御を可能にするシステム及び方法に関する。

トイレットペーパー、ペーパータオル、ナプキンなどのクレープ製品の製造の従来プロセスは確立されており、ここでは詳細な説明はほぼ不要である。概説するならば、一以上の構成繊維源の組み合わせによってさらに化学添加物や水源などを考慮して定義された特性を有するパルプストックから連続的な湿った繊維状シートが生成される。加熱されたロータリー式の乾燥シリンダ（以下「ヤンキードライヤ」と称する）は、湿ったシートを拾い上げ、該シートをほぼ乾燥させ、その後ヤンキードライヤと関連付けられたクレーピングドクターブレードと共同で該シートをクレーピング（しわ付け）するよう構成されている。このクレーピングプロセスによって、例えばティシュ製品の柔らかな感触に関与する３次元構造がシートに与えられる。クレープ製品は、軽乾燥クレープ機及びウェットクレープ機を用いて、空気乾燥を介して（ＴＡＤ）又はヤンキードライヤに先立ちシートに構造を与え得る他の機械を用いて（しかしこれらに限定されない）、作成することができる。

クレーピングプロセス、特にヤンキードライヤの表面状態は、全製造プロセスにおいて重要な要素である。ヤンキー表面にシートがくっつくためには薄い接着性コーティングが存在しなければならない。つまりこの接着性コーティングはシートの拾い上げを助ける。ヤンキー表面とシートの間の接着力の強さはティシュ製造において非常に重要な要素である。この力は、ティシュをある位置に維持するのに十分強くなければならず、一方で適切なポイントにおいてシートを解放するのに十分弱くもなければならない。ヤンキー表面に特別設計された化学製剤を与えることで表面に必要な付着力及び解放特性が与えられる。湿った繊維状シートを形成する材料を提供するパルプストックは、ヤンキー表面に接着し接着力を与える物質をも含む。当該業界において、「自然コーティング」なる用語は、ストックから「自然に」きてヤンキーの表面をコーティングする材料に用いられる。パルプストックの構成は、当該ストック内の繊維源若しくは添加物が変化するにつれて又は水の特性が変化するにつれて変化する。この変化によってヤンキー表面の接着及び解放特性の制御に用いられる化学製剤の量の調整が必要となる。「自然コーティング」と化学添加物を足し合わせたものにより全接着力が与えられる。

ヤンキードライヤの適切な特性を得るために接着性コーティング供給量を調整する従来の方法は、労力と時間がかかり、さらに機械動作に関する前提に依存する。周知のプロセスフローの一例として、ユーザは、例えばティシュのグレードの変化を考慮するなどして繊維源（供給物）の変化に基づいてコーティング供給量を調整するよう指示される。工場の従業員又は化学製品製造業者の販売員は、恐らく供給物の変化があった数分間のうちに、内部の全懸濁固形物（ＴＳＳ）などの特性を決定するためにサンプルを取得してその検査を開始することができる。このプロセスはオンラインではなく、故に瞬間的ではなく又はリアルタイムで行われるものではない。ユーザは、その後、所定のクレープ製品のグレードについて例えば機械制御システムを介して設定ポイントのストック流量及び機械速度を調査し、予め定められた式を用いて自然コーティングポテンシャルを計算する。しかしながら、これは機械が上述の設定ポイントで動作しているという前提を必要とする。

自然コーティングの量の理解及びモニタリングは、クレープ製品の生産高の増大につながるヤンキー接着性能の向上に当たって重要な部分である。したがって、関連性のあるオンラインプロセス特性を測定し、続いてコーティングへと移動することが可能な自然コーティングの量を予測することを、ほぼリアルタイムで又は任意の選択された時間で行うことが望まれる。しかしながら、クレープ製品製造プロセスの本質的にダイナミックな性質により、従来、そのような予測分析及び補正は極めて困難で非現実的であった。

本発明は、特許請求の範囲に示したようなヤンキードライヤへの接着性コーティングの適用を調節するための予測方法を提供することにより、上記した技術ニーズに対処することを意図している。さらなる側面において、本発明は、特許請求の範囲に示したようなヤンキードライヤのための接着性コーティング制御システムに関する。

当該業界では、極微細繊維を含む繊維源はヤンキードライヤの表面に対する親和性を有する傾向があることが知られている。例えば混合オフィス廃棄物（ＭＯＷ）などの再生繊維源は、バージンユーカリなどの他の繊維源よりも多くの微細繊維及び灰などのアニオン性くずを含む。また、当該業界では、これらの再生供給物は、ヤンキードライヤの表面上により多くの材料を「堆積」させる傾向があることも従来知られている。しかしながら、当該業界には、どれだけの量の微細繊維、くず及び灰がヤンキードライヤ表面に付着し得るのかを予測するための一般に理解された又は従来の方法は存在しない。

本明細書に開示されたシステム及び方法によれば、ウェットエンドにおける機械の状態の綿密なモニタリングに従って予測アルゴリズムが作成され、原因と結果の関係及び相関関係が構築された。ある実施形態では、相関関係及びアルゴリズムは、機械学習との関連などで追加の情報が与えられるために時間の経過に伴って動的であり得る。オンライン測定値がクレープ製品製造プロセスのウェットエンド状態に対して連続的に収集され、前記システムは、作成されたアルゴリズム及びリアルタイム測定を実行して、ストックの特性の変化を即座に通知するとともにその情報を考慮する又は報告することで、各設定ポイントに依存するのではなく、現在の機械速度及びストック流量の値を適切に調整する。したがって、前記システムは、ヤンキードライヤ表面に移動できる又は移動し得る自然コーティングの量をほぼリアルタイムで予測するよう構成されている。

したがって、本明細書に開示されたシステム及び方法は、予測された自然コーティング移動に関連する特性を測定及びモニターするために、必要に応じてソフトウェア及びハードウェアと組み合わされたオンライン測定装置を採用し、プロセスをリアルタイムで調節することができる。

一側面において、本明細書に開示されたシステム及び方法は、リアルタイム表示、トレンディング及び関連データへのリモートアクセスを可能とする。このデータは、供給物内に存在する自然コーティングの量に基づくヤンキードライヤ表面に適用されるべき接着性コーティングの必要量に関するクレープ製品製造者による意思決定支援を提供することができる。

モニタリング、トレンディング及び可能性のある補正措置の予想といった形態での意思決定支援を提供することに加えて、別の側面において、本明細書に開示されたシステム及び方法は、例えば接着性コーティング供給量などの機械動作パラメータについての最適値を決定及び推奨してもよく、オペレータは例えば前記システムによる推奨に少なくとも部分的に基づいて補正措置を提供してもよい。

別の側面において、本明細書に開示されたシステム及び方法は自動補正モードを含んでもよく、例えば接着性コーティング適用装置のなかのポンプなどの関連動作器具の調節を介して一以上の機械動作パラメータについて補正措置を特定して自動で実行するために、フォワード（開ループ）制御動作が可能である。制御動作は比例的な性質を有してもよく、コントローラによって、少なくとも予測された自然コーティング移動に基づいて最適な接着性コーティングを得るために、所望の補正における方向の側面が特定され、そして、特定の実施形態における制御動作は統合的及び／又は派生的側面をさらに含んでもよく、補正の工程は、オーバーシューティングを実質的に防止するために経時的変化率を考慮する。

別の側面において、本明細書に開示されたシステム及び方法はヤンキードライヤ表面に対する実際の接着性コーティングの特性を感知するためのオンライン測定装置を含んでもよく、例えばコーティング厚さや均一性などを考慮するためにフィードバック（閉ループ）制御をさらに実行してもよい。

さらに別の側面において、本明細書に開示されたシステム及び方法は、少なくとも伝導率、濁度及びｐＨに関するリアルタイムデータを連続的に収集する。

本明細書に開示されたシステムの実施形態を示すブロック図である。 本明細書に開示された方法の実施形態を示すフローチャートである。 例示的なティシュ機械から収集された試験データを示すグラフである。 図３において収集され示された試験データからの自然コーティングポテンシャルの算出値を示すグラフである。 複数種類の例示的な繊維源に対する自然コーティングポテンシャルの変動可能レベルを示すグラフである。

以下に、図１−５を概して参照して本発明のさまざまな例示的な実施形態について詳細に説明する。図面に示される実施形態は他の実施形態と各種共通構成要素及び特徴を供給している場合があり、同様の構成要素及び特徴には同じ参照符号を付しており、以下ではそれらの不要な説明は省略する。

明細書及び特許請求の範囲において、以下の用語は特に記載のない限り本明細書に明確に関連する意味を少なくとも有する。以下の記載において特定された意味は必ずしもその用語を限定するものではなく、単にその用語を説明するための例を示しているだけである。「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」の意味は複数の内容を含んでもよく、「なか（内）」の意味は「なか（内）」及び「上」を含んでもよい。本明細書において「一実施形態において」の記載は、同じ実施形態を示してもよいが、必ずしも同じ実施形態を指さなくてもよい。

本明細書で用いられる「クレープ製品」との用語は概して繊維状シート材料を指し、追加の材料を含んでもよい。関連する繊維は合成、天然又はこれらの組み合わせでもよい。本明細書において「クレープ製品製造プロセス」とよばれるものは概して、関連する繊維を含む水性スラリーを形成すること、連続的な繊維状シートを形成するために前記スラリーを脱水すること、前記繊維状シートを乾燥させるためにヤンキードライヤ表面に前記シートを適用すること、そしてヤンキードライヤの表面に適用された接着及び解放補助剤の量及び質を調節すること、を少なくとも含んでもよい。

最初に図１を参照すると、本明細書に開示されたヤンキードライヤ接着制御システム１００の一実施形態は、クレープ製品製造システム及びプロセスについて提供されてもよい。

図１に示すクレープ製品製造ステージ１１０はほぼ従来周知のものであり、ここではその詳細な説明は当業者には不要である。ヤンキードライヤ１１２は一以上の加圧ローラ１１４に近接して関連付けられて連続的な湿った繊維状シート１１６をヤンキードライヤ１１２の表面を横切って送るとともに前記シートから可能な限り水を除去するよう構成されている。さらに、クレーピングブレード及びリール（非図示）をヤンキードライヤ１１２における加圧ローラとは反対の端などにおいてシート１１６と係合するよう構成してもよい。

ドライヤの表面にわたって合成接着性コーティングを射出するためにコーティング適用システム１１８が設けられる。接着性コーティングは、当該分野で周知のように任意の各種成分及びこれらの組み合わせを含んでもよいが、一般にはヤンキードライヤの表面にシートを適切に接着させるための接着補助成分と、クリーピングブレードによる係合によってヤンキードライヤの表面からシートを適切に解放するための解放補助成分と、を少なくとも含んで特徴付けられる。コーティング適用ユニット１１８は、通常、混合タンク内において決定された相対量で提供されるとともに、好ましくは比較的均一なコーティングを施すようにこのタンクからヤンキードライヤの径を横切る方向にかつ実質的にヤンキードライヤの幅方向に配向されたスプレーノズルのアレイに供給される一以上の化学添加物を含んでもよい。一実施形態においては、本明細書に記載のように接着補助成分と解放補助成分は好ましくはヤンキードライヤコーティングとして適用される前に混合されてもよいが、別の実施形態においては、全接着性コーティングの各種構成成分を個別にヤンキードライヤ表面上にスプレーしてもよい。接着性コーティングの初期ターゲット流量は、ノズル間隔、ヤンキードライヤ表面からノズルまでの距離及びスプレー角度などを含む、しかし必ずしもこれらに限定されない、各種変数に基づいて決定してもよい。

上述したように、開示されたヤンキードライヤ接着制御システムは、好ましくは、ウェットエンドでの化学的性質の直接的な影響及び精製のレベル、水の硬度、灰のレベルなどに関する供給物のタイプをリアルタイムで決定するために、ストック／繊維状シートと関連する自然コーティングを予測的に測定及び分析するよう構成される。この自然コーティングは、硬度などのヤンキードライヤコーティング特性に影響を与え、したがってヤンキードライヤの保護レベルに影響を与える。例えば、ヤンキードライヤコーティングが硬過ぎとなった場合、これによって「スティックスリップ」と呼ばれる現象が生じてチャタリングが生じることが当業者には分かるであろう。したがって、本明細書に開示されたシステム及び方法の１つの目的は、接着性のレベル積極的に管理してクレーピングブレードが合成コーティングに乗る（かつヤンキー金属表面上には乗らない）ことを保証するためにオンライン情報を提供することであってもよい。例示的であって非限定的なオンライン自然コーティングの利益としては、チャタリング防止、クレーピングブレードの長寿命化及びクレーピングブレードの消耗減少、最適なシートの移動及び質、最終製品の柔らかさ、フェルト充填防止及びクレープ効率（リール速度）が挙げられる。

上述したリアルタイム測定を提供するためにデータ収集ステージ１２０の実施形態がシステム１００に相応に追加される。一以上のオンラインセンサ１２２がストック／繊維状シートの特性に対する実質的に連続的な測定を提供するよう構成される。濁度、伝導率、ｐＨなどの特性を感知又は計算するためのオンラインセンサは当該分野において周知であり、例示的なそのようなセンサは、本明細書に開示されたシステム及び方法の範囲と完全互換性を有すると考えられる。本明細書で用いられる「オンライン」との用語は、マニュアル若しくは自動サンプル収集及び研究室での若しくは一以上のオペレータによる目視観測を介する「オフライン」分析とは区別される、機械又は関連プロセス要素に近接して位置付けられて所望の動作特性に対応してリアルタイムで出力信号を生成するセンサ又はセンサ要素の使用を概して指してもよい。

収集すべき各測定について個別のセンサを別々に設けてもよく、あるいはいくつかの実施形態においては一以上の個別のセンサによって複数の変数を計算するために用いられる各出力が提供されてもよい。個別のセンサは別々に搭載され構成されてもよく、あるいは前記システムによって複数のセンサ又はセンシング素子を含むモジュール式ハウジングが提供されてもよい。センサ又はセンサ素子は、機械動作に対する特定の位置に取り外せないように又は携帯できるように搭載されてもよく、あるいは機械動作中に複数の位置からデータを収集するように位置を動的に調整できるようにしてもよい。

一以上の追加のオンラインセンサ１２４は、機械動作パラメータに対する実質的に連続的な測定を提供するよう構成されてもよい。ユーザインターフェース１２８をさらに設けて、以下にさらに説明するような追加のパラメータ及び／又は係数に関するオペレータによる入力を可能とするように構成してもよい。「ユーザインターフェース」との用語は、本明細書で用いる場合、特に記載のない限り、コントローラ及び／又はホスト型データサーバに対するいかなる入出力モジュールを含んでもよく、そのような入出力モジュールは、連動型データ入力、タッチスクリーン、ボタン、ダイヤルなどを有する固定オペレータパネル、個別のウェブページ又はホスト型ウェブサイトを総合的に定義するウェブポータル、モバイル機器アプリケーションなどを含んでもよいが、これらに限定されない。

「連続的」との用語は、本明細書において少なくとも開示された測定に対して用いる場合、明確な連続の程度は必要とせず、むしろセンサの物理的及び技術的機能、送信媒体の物理的及び技術的機能、コントローラ及び／若しくはセンサ出力信号を受信するよう構成されたインターフェースの物理的及び技術的機能並びに／又は関連する（複数の）制御ループの要件に対応する一連のオンライン測定を大まかに記載するものである。例えば、測定は、周期的に、関連ハードウェア部品に基づく最大可能速度よりも遅い速度で、期間にわたって入力値を滑らかにしてもよく(smooth out)又は入力データの頻度の増大から利益を得ない制御構成に基づき行われる及び与えられてもよく、それでもなお「連続的」とみなされる。

一実施形態においては、一以上のオンラインセンサ１２２からの生信号をコントローラ１３２の入力要件と互換性のある信号に変換するために変換ステージ１２６を追加してもよい。例えば、以下にさらに説明するように、全濁度測定信号は変換ステージ１２６において受信され、所定のサンプルの全懸濁固形物（ＴＳＳ）又はオンライン組織の関連部分に対応する４−２０ｍＡ信号に変換されてもよい。

各種センサからのオンライン測定データ及びユーザインターフェースを介した一以上のユーザからの入力データが処理及び制御ステージ１３０に与えられ、図１にこの実施形態がコントローラ１３２を含む形で示されている。コントローラ１３２は、通信ネットワークを介して遠隔の又は中央に位置するコントローラ１５０とは別に対応しつつ上記の信号を直接受信するとともに規定のデータ処理及び制御機能を行うよう構成された「ローカル」コントローラであってもよく、中央に位置するコントローラ１５０は、追加の機能の実行又は複数の生産ステージにわたる管理上の観点からの制御努力のコーディネートなどを行うよう構成されてもよい。実施形態においては、コントローラ１３２は、その他の点では区別されたローカルな分配型機能の各々を実行するよう構成されてもよい。実施形態においては、複数の生産動作又はゾーンの各々についての各ローカルコントローラ１３２は「分配型」コントローラを有してもよく、これらの「分配型」コントローラは、例えば通信障害又は他の規定アラーム若しくはステータスの観点から特定の動作及び制御機能を局所的に制御するのに効果的であり、一方で中央コントローラ１５０は定常状態動作モード中の各種動作の全体的なモニタリング及び制御を維持する。

「コントローラ」、「制御回路(control circuit)」及び「制御回路(control circuitry)」などの用語は、本明細書で用いる場合、本明細書に記載の所定の作用、機能及びアルゴリズムを実行する若しくは実行させるよう設計及びプログラムされた、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）若しくは他のプログラム可能論理装置、個別ゲート若しくはトランジスタ論理、個別ハードウェアコンポーネント又はこれらの組み合わせなどの、機械に組み込まれた若しくは含まれたものを指す。汎用プロセッサはマイクロプロセッサとしてもよく、あるいは汎用プロセッサはマイクロコントローラ又は状態機械又はこれらの組み合わせなどでもよい。また、プロセッサは、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサと組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと併用される一以上のマイクロプロセッサ又は任意の他のそのような構成などの演算装置の組み合わせとして実現されてもよい。

実施形態に依っては、本明細書に記載のアルゴリズムの所定の作用、事象又は機能は、異なるシーケンスで実行することができ、追加することができ、統合することでき、あるいは共に省略することができる（例えば全ての記載の作用又は事象がアルゴリズムの慣行に必要というわけではない）。さらに、特定の実施形態では、作用又は事象は、例えばマルチスレッド処理、割り込み処理又は複数のプロセッサ若しくはプロセッサコアを介して又は他の並列アーキテクチャ上で、順番にではなく同時に行われてもよい。

本明細書に開示された実施形態との関連で記載された方法の工程、プロセス又はアルゴリズムは、コントローラハードウェア、プロセッサにより遂行されるソフトウェアモジュール又はこの２つの組み合わせに直接組み込むことができる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ又は当該分野で周知のコンピュータ可読の媒体の任意の他の形態のなかに存在してもよい。例示的なコンピュータ可読の媒体はプロセッサに結合させることができ、これによりプロセッサがメモリ／記録媒体から情報を読み出すとともにメモリ／記録媒体に情報を書き込むことができるようにしてもよい。あるいは、媒体はプロセッサに統合させることができる。プロセッサ及び媒体はＡＳＩＣ内に存在してもよい。ＡＳＩＣはユーザ端末内に存在してもよい。あるいは、プロセッサ及び媒体はユーザ端末内の個別部品として存在してもよい。

実施形態において、データ処理及び制御ステージ１３０からのコントローラ１３２は、例えばクラウドベースの過去データベースなどの専用データサーバ及び／又はデータストレージ１６０と通信により接続してもよい。過去データサーバは、例えば、経時的な相関関係の発展、既存の線形回帰又は他の関連する反復アルゴリズムの改善などのために、データを取得、処理及び合計／記憶するよう構成されてもよい。コントローラ１３２は、ローカルデータストレージ内に特定の相関関係、式及び／又はアルゴリズムを含むと同時に、関連データを過去サーバに連続的又は周期的に送信し、そして、例えば機械学習などを介して経時的な追加の入力データを用いて定められたように相関関係、式及び／又はアルゴリズムに対する何らかの変化を周期的に読み出すよう構成されてもよい。

図２を参照して、上で開示されたシステムの実施形態にほぼ応じた、自然コーティングポテンシャルを予測することによってリアルタイムでヤンキードライヤの接着性コーティングを調節する例示的な方法の実施形態を記載する。

特定の実施形態において、一以上のオンラインセンサ１２２が、少なくとも濁度及び伝導率を含むストック／繊維状シートの特性に対応する測定を行うよう構成される。生の光学濁度単位から全懸濁固形物（ＴＳＳ，ｍｇ／Ｌ）への変換は線形でありコンバータ内で容易に構成することができる。生の伝導率測定値（例えばマイクロジーメンスで取得される）から全溶解固形物（ＴＤＳ，ｍｇ／Ｌ）への変換は非線形であり、従来の方法に基づくマニュアルでの関係決定はサンプルから水分を蒸発させることを伴うより長い試験を要する。本明細書に開示されたシステムの一実施形態においては、各種実施形態においてコントローラに接続され得る又はコントローラに統合され得るコンバータは、算出された係数、過去の記憶された及び読み出しされた結果又はあるいはここから外挿された関係に基づき、例えばＴＤＳ値を有する伝導率センサから生の値をリアルタイムでマニュアルでのサンプリングプロセスを必要とせずに変換するために、規定の相関関係を用いてもよい。特定の実施形態では、濁度単位からＴＳＳへの変換及び／又は伝導率からＴＤＳへの変換に用いられる所定の係数又は関係は、例えば各製品又は供給物の変化の観点から、オペレータによりユーザインターフェースを介してマニュアルで提供又は更新されてもよい。

実施形態において、ｐＨ値が、ヤンキードライヤコーティング及び最終的なシートの質に影響を与える主要パラメータに影響を及ぼすことから、ｐＨセンサをさらに設けてもよい。例えば当業者であれば、ｐＨがウェットエンドでの化学的性質、排水、電荷及び他の条件に影響を及ぼし得ること、これらが加圧ロール後の一貫性（加圧ロールで挟まれた箇所での乾燥度）に影響を及ぼし得ること、そしてこれがコーティングに付着したより湿った又はより乾燥したシートによってもたらされる再度の湿らせの量を増大又は減少させることによってヤンキードライヤコーティングに影響を及ぼすことは分かるであろう。従ってｐＨ及び排水への影響は、コーティング性能及び自然コーティングの構築並びにクレープの質の良さ及び柔らかさを維持するために必要な後続の調整において重要な要素となり得る。

実施形態において、追加の一以上のセンサは一以上の変数（例えば温度）についてリアルタイム値を検出することができ、これにより、関連する因子（温度など）を含む又はこれの影響を受ける規定の関係に基づき、例えば伝導率などについての生の入力値を変換された値（例えばＴＤＳ）とより良く相互に関連付けることができる。

オンラインデータ又はこれから変換された値を用いて、さらに機械速度及びストック流量（例えば一以上のオンラインセンサから取得されたもの）及び機械の幅（例えばオペレータインターフェースから取得されたもの）を考慮して、コントローラを、ヤンキードライヤ表面の性質が例えばバージンから再利用などのストックの繊維源の変化に応じて及びその種々の他の種類又は比率の間でどのように変化するかを予測するよう構成してもよい。コントローラは、実施形態において、最初に工程１３４で、以下の例示的な式に基づいてヤンキードライヤ上の自然コーティングポテンシャル（ＮＣＰ）を計算する。

コントローラは、その後、工程１３６で、例えば使用されている繊維源、製造されているグレード及び機械速度は既知として、最適なコーティング供給量を決定することができる。実施形態において、コントローラは、例えば接着補助成分又は解放補助成分などの接着性コーティングの構成成分（例えば個々の化学添加物又は共通の効果を有するこれらの組み合わせ）についての最適な設定を決定してもよい。例えば、コーティング適用システムは合成コーティング混合物における各化学添加物に関連付けられた複数のポンプを含んでもよい場合に、コントローラ１３２は、ヤンキードライヤ表面上の全接着性コーティングを最適化する目的で、一以上の個別のポンプ又はその中を流れる関連する流量に対する最適な設定又は調整を決定するよう構成されてもよい。実施形態において、コントローラは、あるいは、構成成分間の区別とは独立して全体的な接着剤供給量について最適な設定を決定してもよい。

コントローラは、通常、表示ユニット１３８に通信により接続されてもよく、例えば、オペレータ制御パネルの近くに位置してもよく、例えばサーバベース及び／若しくはオンラインダッシュボードから遠く離れて位置してもよく又はその両方に位置してもよい。コントローラは、感知された値、ＴＳＳ及び／又はＴＤＳに対応する変換された値、自然コーティングポテンシャル（ＮＣＰ）並びに最適な（複数の）ヤンキードライヤ表面コーティング供給量の何れか又は全てに対応する表示値をプログラムによって生成してもよい。実施形態においては、システムにマニュアルモードを設けてもよく、一人以上のオペレータがコーティング適用システムについての供給量設定ポイントにおける任意の所望の変化を適用する権限を与えられている。

実施形態において、コントローラに自動モード１４０をさらに設けてもよく、最適な供給量の（複数の）値を実際の値又は検出された供給量の値と比較してもよく、これに基づき制御信号を生成してもよい。一例において、例えば接着性コーティング適用システム１１８におけるポンプなどの関連動作器具の調節を介して一以上の機械動作パラメータについて補正措置を特定して自動で実行するために、フォワード（開ループ）制御動作が可能である。制御動作は比例的な性質を有してもよく、コントローラによって、最適な接着性コーティングを得る（又はシステムをそれに向けて駆動させる）ために所望の補正の方向の側面が特定され、そして、特定の実施形態における制御動作は統合的及び／又は派生的側面をさらに含んでもよく、補正の工程はオーバーシューティングを実質的に防止するために経時的変化率を考慮する。

システムは、オペレータがコーティング供給量の制御を自動モードからマニュアルモードに選択的に切り換えることを可能としてもよく、オペレータが自身の判断を用いて与えられた推奨となるよう調整してもよい。いくつかの実施形態においては、システムは、自動モードを維持することを確認するようユーザインターフェースを介してオペレータに対して指示する又はアラームを与えるよう構成されてもよい。システムは、例えば予測された最適値、補正測定又はその他の過去パターンについて規定された閾から外れるような動作におけるモニターされた傾向などに関連して、そのような指示又はアラームを与えてもよい。

マニュアル又は自動動作モードの何れかにおいて、コントローラ１３２は、通常、特定の供給量設定についてマニュアル又は自動で調整するために、接着性コーティング適用システム１１８に関連する化学ポンプ又はローカルレギュレータ又は制御アクチュエータに通信により接続されてもよい。少なくとも各種センサに対するそのような接続及び通信による接続、ユーザインターフェース、コントローラ、過去データサーバなどは、各通信ネットワークを介して提供されてもよい。「通信ネットワーク」との用語は、本明細書において２以上のシステムコンポーネント間又は２以上のシステムコンポーネントに関連する通信ネットワークインターフェース間のデータ通信に関して用いる場合、電気通信ネットワーク（有線、無線、セル方式などであろうとなかろうと）、インターネットなどのグローバルネットワーク、ローカルネットワーク、ネットワーク接続、複数のインターネット・サービス・プロバイダー（ＩＳＰ’ｓ）及び中間通信インターフェースのうちの何れか１つ又はこれらのうちの任意の２以上のものの組み合わせを指してもよい。これらとともに、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＲＦ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などを含む、しかしこれらに限定されない、１つ以上の認識されているインターフェース規格を用いてもよい。

実施形態において、本明細書に開示されたシステム１００及び制御ステージ動作１３０は、ヤンキードライヤ表面に対する実際の接着性コーティング特性を感知するための追加のオンライン測定装置１４２を含んでもよい。例えばコーティング厚さ、均一性、配合などの一以上のそのような特性を考慮するためにフィードバック（閉ループ）制御１４４をさらに実行してもよい。

さまざまな関係及び効果を示すために図３−５を参照してさらに説明する。グラフで示されたデータポイントを導出した試験動作において、例えばコーティング及び解放供給量がこれらの正常機械速度調整を越えて変化したであろうことが示されてもよく、リアルタイムモニタリング及び調整の利益がすぐに明らかとなる。

図３は例示的なティシュ機械に関して２日間にわたって伝導率及び全懸濁固形物について収集されたデータを示す。当業者であれば示されたデータから分かるように、伝導率及びＴＳＳ値は機械において非常に速く変化できる。図示の例では、伝導率については５−１０パーセントの変動があり、測定ストリームにおける全懸濁固形物は１５パーセントより大きく変動する。これらの両要素は同様にしてシステムの化学的性質を変えることができるとともに、シート形成、保持、排水及びヤンキードライヤ表面コーティングの性質を変化させることができる。図示の縦方向の点線に関して繊維源が変化する（例えばバージンから再利用、又はこれらに関連する比率の変化）と、図４の算出値で示されるようにヤンキードライヤ表面の自然コーティングの量が変化し、機械速度及び供給量についてのリアルタイム入力が考慮される。ヤンキードライヤコーティングが機械の状態が変化したときに調整されなければ生産が影響を受ける（例えば中断される）とともに得られるクレープ製品の質も落ちることから、本明細書に開示されるシステムの各種実施形態はしたがって接着補助のレベル又は解放化学のレベルへの調整を可能又は容易にする。

図５を参照すると、自然コーティングが供給物（繊維源）の違いによってどのように変化するかがわかる。図示の例では、工場は異なる時間でユーカリ（ＥＵＣ）、北部針葉樹さらしクラフト（ＮＢＳＫ）及び再生繊維（ＲＦ）を多くの場合において異なる比率で用いている。ヤンキードライヤ表面における自然コーティングの量は繊維源によって変化する。また、例えば７０％ＥＵＣ及び３０％ＮＢＳＫである期間５０２において示されているように、状態は供給物における変化があってからかなり後でも変化し続ける場合があることに注意すべきである。「５０％ＥＵＣ，５０％ＲＦ」と付されたセグメント５０１及び５０３は２つの異なる期間を示しているが、同様の結果となっている。

したがって、実施形態において、コントローラ１３２は機械において生じたグレードの変化（又は推定される変化）を特定するよう構成されてもよく、自然コーティングの違いを予想して合成コーティングの化学的性質を変化させてもよい。コントローラ１３２は、例えば、次回の供給物調整を定義する情報をオペレータからユーザインターフェースを介して受信してもよく、コントローラはさらに、次回の供給物の構成に対応する規定の相関関係、アルゴリズム又は過去データを読み出し、さらに機械速度、供給量、機械の幅、温度などの一部又は全てについての実際の（リアルタイムの）値に少なくとも部分的に基づいて、接着性コーティング適用システム１１８における一以上のコンポーネントについての設定ポイントに対して最適値又は調整を決定する。

このような場合、コントローラ１３２は、供給物変化のみに基づき初期予測自然コーティングポテンシャルを提供するとともに、初期のしかし仮の最適接着性コーティング設定（又は一連の設定）を決定するよう構成されてもよい。初期予測及び決定は、予測された変化の開ループ（フィードフォワード）の性質を考慮するために他の積極的な制御応答設定をコントローラによって抑制することができるという点において、「仮」と記載することができ、一方で、コントローラは、新たな供給物変化に関連する連続的なシートからの開始における濁度及び／又は伝導率におけるモニターされた変更に対しフィードバックが与えられると、制御応答設定又は推奨を動的に増やすことができる。各種実施形態において、コントローラ１３２はさらに、ヤンキードライヤ表面にわたるコーティングに関する実際の成分、その厚さ及び／又は均一性に関する追加のセンサフィードバック（これが利用可能な実施形態において）に基づいて、制御応答設定及び／又は今後の決定された最適値若しくは調整を駆動させる相関関係若しくはアルゴリズムを動的に変更することができる。

本明細書において用いた、とりわけ「できる」、「かもしれない」、「してもよい」、「例えば」などの条件に関する言葉は、特に記載のない限り又は用いられている文脈において理解されるものでなければ、通常は、特定の特徴、要素及び／又は状態が他の実施形態には含まれないが特定の実施形態には含まれることを伝えることを意図している。したがって、そのような条件に関する言葉は、一以上の実施形態において特徴、要素及び／又は状態が多少なりとも必要であるとすること又は一以上の実施形態がこれらの特徴、要素及び／若しくは状態が特定の実施形態において含まれる若しくは実行されるか否かについて本人による入力若しくは指示の有無にかかわらず決定する論理を含まなければならないことは、通常は意図していない。

以上の詳細な記載は説明及び描写を目的としてなされたものである。したがって、新規の有用な発明の特定の実施形態が記載されているものの、特許請求の範囲に規定されている場合を除きそれらの参考によって本発明の範囲が限定されることは意図していない。

自然コーティングの量の理解及びモニタリングは、クレープ製品の生産高の増大につながるヤンキー接着性能の向上に当たって重要な部分である。したがって、関連性のあるオンラインプロセス特性を測定し、続いてコーティングへと移動することが可能な自然コーティングの量を予測することを、ほぼリアルタイムで又は任意の選択された時間で行うことが望まれる。しかしながら、クレープ製品製造プロセスの本質的にダイナミックな性質により、従来、そのような予測分析及び補正は極めて困難で非現実的であった。ＷＯ９３／０６３００Ａ１には、ヤンキードライヤの表面から巻取り紙がしわ付け剥離された際にしわ付け条件を調整するための周知の方法及び装置が開示されている。

本明細書に開示された及び特許請求の範囲に係るシステム及び方法によれば、ウェットエンドにおける機械の状態の綿密なモニタリングに従って予測アルゴリズムが作成され、原因と結果の関係及び相関関係が構築された。ある実施形態では、相関関係及びアルゴリズムは、機械学習との関連などで追加の情報が与えられるために時間の経過に伴って動的であり得る。オンライン測定値がクレープ製品製造プロセスのウェットエンド状態に対して連続的に収集され、前記システムは、作成されたアルゴリズム及びリアルタイム測定を実行して、ストックの特性の変化を即座に通知するとともに、その情報を考慮する又は報告することで各設定ポイントに依存するのではなく、現在の機械速度及びストック流量の値を適切に調整する。したがって、前記システムは、ヤンキードライヤ表面に移動できる又は移動し得る自然コーティングの量をほぼリアルタイムで予測するよう構成されている。

したがって、本明細書に開示された及び特許請求の範囲に係るシステム及び方法は、予測された自然コーティング移動に関連する特性を測定及びモニターするために、必要に応じてソフトウェア及びハードウェアと組み合わされたオンライン測定装置を採用し、プロセスをリアルタイムで調節することができる。

一側面において、本明細書に開示された及び特許請求の範囲に係るシステム及び方法は、リアルタイム表示、トレンディング及び関連データへのリモートアクセスを可能とする。このデータは、供給物内に存在する自然コーティングの量に基づくヤンキードライヤ表面に適用されるべき接着性コーティングの必要量に関するクレープ製品製造者による意思決定支援を提供することができる。

モニタリング、トレンディング及び可能性のある補正措置の予想といった形態での意思決定支援を提供することに加えて、別の側面において、本明細書に開示された及び特許請求の範囲に係るシステム及び方法は、例えば接着性コーティング供給量などの機械動作パラメータについての最適値を決定及び推奨し、オペレータは例えば前記システムによる推奨に少なくとも部分的に基づいて補正措置を提供してもよい。

別の側面において、本明細書に開示された及び特許請求の範囲に係るシステム及び方法は自動補正モードを含み、例えば接着性コーティング適用装置のなかのポンプなどの関連動作器具の調節を介して一以上の機械動作パラメータについて補正措置を特定して自動で実行するために、フォワード（開ループ）制御動作が可能である。制御動作は比例的な性質を有してもよく、コントローラによって、少なくとも予測された自然コーティング移動に基づいて最適な接着性コーティングを得るために、所望の補正における方向の側面が特定され、そして、特定の実施形態における制御動作は統合的及び／又は派生的側面をさらに含んでもよく、補正の工程は、オーバーシューティングを実質的に防止するために経時的変化率を考慮する。

別の側面において、本明細書に開示された及び特許請求の範囲に係るシステム及び方法はヤンキードライヤ表面に対する実際の接着性コーティングの特性を感知するためのオンライン測定装置を含み、例えばコーティング厚さや均一性などを考慮するためにフィードバック（閉ループ）制御をさらに実行してもよい。

さらに別の側面において、本明細書に開示された及び特許請求の範囲に係るシステム及び方法は、少なくとも伝導率、濁度及びｐＨに関するリアルタイムデータを連続的に収集する。

Claims (16)

1. ストックから連続的な繊維状シートを生成し、前記繊維状シートをヤンキードライヤ（１１２）の表面に与えることを含むクレープ製品を製造するプロセスの一部としての、前記ヤンキードライヤへの接着性コーティングの適用を調節するための予測方法であって、
   前記ストックに対応する複数の特性を一以上のオンラインセンサを介して連続的に測定する工程と、
   ストック流量及び機械速度を含む実際の機械制御値を連続的に感知する工程と、
   前記測定された特性及び前記感知された実際の機械制御値に少なくとも部分的に基づいて、前記繊維状シートから前記ヤンキードライヤの前記表面に適用される自然コーティングポテンシャルをほぼリアルタイムで予測する工程と、
   前記予測された自然コーティングポテンシャルに対応する出力信号を生成する工程と、を有する
   ことを特徴とする方法。
2. 前記予測された自然コーティングポテンシャルに少なくとも部分的に基づいて、前記ヤンキードライヤの前記表面へ射出される最適接着性コーティング供給量を決定する工程をさらに有し、
   前記生成された出力信号は前記最適接着性コーティング供給量に対応する
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記生成された出力信号は表示ユニットに送信されるものであり、
   前記方法は、前記表示ユニットに前記最適接着性コーティング供給量を表示する工程をさらに有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 各実際の値に関連する一以上の決定された最適値の比較に基づいて前記接着性コーティング供給量を自動で制御する工程をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 前記ストックが一以上の繊維源を含み、
   前記方法が、前記プロセス中に、一以上の繊維源からなる第１グループから一以上の繊維源からなる第２グループへの変化を特定する工程と、
   一以上の繊維源からなる前記第２グループについての規定された相関関係に少なくとも部分的に基づいて、前記第２繊維源から前記ヤンキードライヤの表面に適用される自然コーティングポテンシャルをリアルタイムで予測する工程と、をさらに有する
   ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 一以上の繊維源からなる前記第１グループ及び一以上の繊維源からなる前記第２グループが、前記測定された動作特性に対する既知の又は外挿された集合的な相関関係を有する、同じ一以上の組み合わされた繊維源の第１比率及び第２比率を、それぞれ有することを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記一以上のオンラインセンサは濁度センサ、伝導率センサ及びｐＨセンサを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 少なくとも測定された濁度の値を用いて規定の相関関係に基づいて前記ストック流量に関連する全懸濁固形物についての値を生成する工程と、
   少なくとも測定された伝導率の値を用いて規定の相関関係に基づいて前記ストック流量に関連する全溶解固形物についての値を生成する工程と、をさらに有し、
   前記繊維状シートに関連する前記自然コーティングポテンシャルは、生成された前記全懸濁固形物についての値及び前記全溶解固形物についての値に少なくとも部分的に基づいて、ほぼリアルタイムで決定される
   ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. ヤンキードライヤ（１１２）のための接着性コーティング制御システム（１３０）であって、
   前記ヤンキードライヤの表面に、接着補助剤及び解放補助剤を含む接着性コーティングを適用するよう構成された接着性コーティング適用ユニット（１１８）と、
   ストックに対応する複数の特性を連続的に測定するよう構成された一以上のオンラインセンサ（１２２）と、
   ストック流量及び機械速度を含む実際の機械制御値を連続的に感知するよう構成された一以上の追加のオンラインセンサ（１２４）と、
   コントローラ（１３９，１５０）と、を備え、
   繊維状シートが、前記ストックから生成されて前記ヤンキードライヤの前記表面に係合するよう移動され、
   前記コントローラが、
   前記測定された特性及び前記感知された実際の機械制御値に少なくとも部分的に基づいて、前記繊維状シートから前記ヤンキードライヤの前記表面に適用される自然コーティングポテンシャルをほぼリアルタイムで予測するとともに、
   前記予測された自然コーティングポテンシャルに少なくとも部分的に対応する出力信号を生成するよう構成された
   ことを特徴とするシステム。
10. 前記コントローラ（１３０，１５０）が、さらに、前記予測された自然コーティングポテンシャルに少なくとも部分的に基づいて、前記ヤンキードライヤの前記表面に射出される最適接着性コーティング供給量を決定するよう構成され、
    前記生成された出力信号が、前記最適接着性コーティング供給量に対応する
    ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
11. 表示ユニット（１３８）をさらに備え、
    前記表示ユニットは、前記生成された出力信号を受信するとともに、前記最適接着性コーティング供給量を前記表示ユニットに表示するよう構成された
    ことを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. 前記コントローラ（１３０，１５０）が、前記決定された最適値と実際の接着性コーティング供給量との比較に基づいて、前記接着性コーティング供給量を自動制御することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
13. 前記コントローラ（１３０，１５０）が、一以上の繊維源からなる第１グループから一以上の繊維源からなる第２グループへの変化を特定し、一以上の繊維源からなる前記第２グループについての規定の相関関係に少なくとも部分的に基づいて、前記第２繊維源から前記ヤンキードライヤの表面へ適用される自然コーティングポテンシャルをほぼリアルタイムで予測するよう構成されたことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
14. 一以上の繊維源からなる前記第１グループ及び一以上の繊維源からなる前記第２グループが、同じ一以上の組み合わされた繊維源の第１比率及び第２比率を、それぞれ有し、
    前記システムが、前記コントローラに機能的に接続されたデータストレージ（１６０）をさらに備え、
    前記データストレージが、前記測定された動作特性に対する、繊維源の前記第１比率及び前記第２比率についての既知の又は外挿された集合的な相関関係を有する
    ことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
15. 前記ストックに対応する複数の特性を連続的に測定するよう構成された前記一以上のオンラインセンサ（１２２）は、濁度センサ、伝導率センサ及びｐＨセンサを含むことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
16. 前記コントローラ（１３０，１５０）は、さらに、
    少なくとも測定された濁度の値を用いて規定の相関関係に基づいて前記ストック流量に関連する全懸濁固形物についての値を生成し、
    少なくとも測定された伝導率の値を用いて規定の相関関係に基づいて前記ストック流量に関連する全溶解固形物についての値を生成するよう構成され、
    ほぼリアルタイムで前記一以上の繊維源から前記ヤンキードライヤの前記表面に適用される前記自然コーティングポテンシャルは、前記生成された前記全懸濁固形物についての値及び前記全溶解固形物についての値に少なくとも部分的に基づくものである
    ことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。