JP3145121B2 - 板紙抄紙機もしくは抄紙機および／または仕上機などのウエブ材製造用の機械により製造される紙ウエブにおける様々な横方向プロファイルの総合制御システム - Google Patents

板紙抄紙機もしくは抄紙機および／または仕上機などのウエブ材製造用の機械により製造される紙ウエブにおける様々な横方向プロファイルの総合制御システム

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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
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    • D21F7/06—Indicating or regulating the thickness of the layer; Signal devices
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00—Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009—Paper-making control systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、板紙抄紙機もしくは抄紙機などのウエブ材
製造用の機械により製造される、および／または仕上機
により処理されるウエブの横方向プロファイルの制御方
法において、ウエブの横方向のキャリパプロファイルお
よび坪量プロファイル、ならびに／または水分プロファ
イルを測定し、このプロファイルに作用するアクチュエ
ータをそのプロファイルの測定信号によって調整する方
法に関するものである。
従来技術に既知のように、ウエブ材製造用の機械によ
り、とくに抄紙機により、またこれに連結したオンライ
ン仕上機によって、または独立したオフライン仕上機に
よって製造または処理されるウエブの様々な特性プロフ
ァイル、たとえば坪量プロファイル、繊維配列度プロフ
ァイル、水分プロファイルおよび厚さプロファイルなど
の各プロファイルは様々な調整方式により制御される
が、その目的はできる限り高い最終製品の品質と良好な
機械走行性とにある。
以前から、紙ウエブの最終製品と機械走行性との両方
の横方向のテンションプロファイルの重要性が認識され
ているが、それらの適用分野に関しては、ウエブのテン
ションプロファイルを制御する従来技術の方法は小規模
な部分的な解決策であり、製造される最終製品と機械走
行性の両方の点で製紙工程およびその最適化は概して考
慮されていなかった。
従来技術の抄紙機および仕上機では、横断方向の水
分、坪量、キャリパおよび繊維配列度の各プロファイル
ができる限り均一であるウエブを作る試みがなされてい
る。従来技術の製造工程はこの目的を概して達成してお
り、ウエブの横断方向に生じるウエブのテンションがか
なりの程度に変化するようにして、典型的にはウエブの
中央で約300〜400N/mに、またウエブの横方向領域で約1
00N/mになる。これは、後に詳細に説明する欠点を生ず
る。
本発明の出発点と根拠は紙ウエブの均一なテンション
プロファイルの重要性を認識することであり、その重要
性は次の５つの要因に分類される。
1.抄紙機における走行性 2.マシンリールの品質 3.スリッタ−ワインダからのロールの走行性と品質 4.仕上げにおける走行性 5.最終製品の品質 次に、上述の要因をその番号順に詳細に説明する。
1.ウエブの各部分は抄紙機において機械方向に常にテン
ション状態になっている必要があるので、走行を均一な
テンションで行なうと、平均テンションを最小にでき、
したがって、好ましいドロー差およびウエブテンション
を各紙質等級ごとに個別に決めることができる。例え
ば、破損時ストレッチを最大にしたい場合、ウエブを好
ましくは低テンションレベルで走行させる必要がある。
2.マシンリールの品質の点で、ウエブのキャリパプロフ
ァイルすなわち厚さプロファイルの均一性、またはその
プロファイルの特定の方向からの偏差は、最重要事項で
ある。第２の重要事項は、概して、ウエブの均一な水分
プロファイルである。重要性の順で第３の要因は、テン
ションプロファイルである。ウエブのキャリパプロファ
イルと水分プロファイルとが均一であると、水分プロフ
ァイルは、概して、スリッタ−ワインダで生じるロール
のテンションプロファイルへ移る。
3.スリッタロールのテンションプロファイルにおける不
均一性、および、とりわけ傾斜によって、製造される紙
質等級に応じた様々な変形障害が生じる。例えば、弾性
率が低く破損時ストレッチが大きいサック用紙では、傾
斜したテンションプロファイルによってロールの頭部凹
凸性が生じ、これは実験的に確立されている。ウエブの
たるみ部分はスリッタの走行性に致命的な影響を及ぼ
す。なぜならば、ブレードのところでのたるみは許され
る筈がないからである。
4.新聞印刷工場では、不均一なテンションプロファイル
によって、例えばしわや色の不整合が生じる。ロールの
特性がロールの交換で大きく変化すると、ロール交換に
関連した破損がさらに起こりやすい。得られた経験によ
れば、製袋工場において、固まったストレッチの不均一
性（シート状に切断した紙が無テンション状態で平面に
ならない）として現れるようなテンションプロファイル
の誤りが生じ、これはとくに袋の底を作るときに障害と
なる。
5.ウエブ乾燥中のテンションは、その強度特性、たとえ
ばテンションの固さ、引張りエネルギー吸収、伸び等に
影響を及ぼすので、不均一なテンションプロファイルに
よって横断方向のウエブのプロファイルに不均質な強度
特性が生じる。
上述の従来技術および同様の従来技術において発生し
ている更なる開発の問題および条件が本発明の動機付け
に役だっている。
ウエブの様々な横方向プロファイルの制御は、すべて
のプロファイルが他のプロファイルに作用するという事
実によってとくに問題になる。このような複雑な特性に
関しては、本出願人のフィンランド特許第81,848号を参
照するが、これは欧州特許公開公報第0 408 894号（A
2）に対応し、この公報には、紙の坪量プロファイルと
繊維配列度プロファイルの相互依存性および制御が記載
されている。
したがって、本発明は、製紙および／または仕上げ工
程の様々な段階について生ずる紙ウエブのテンションプ
ロファイルを総合的に制御する新規な方法を提供して、
充分に均一なウエブの横方向のテンションプロファイル
を得られるようにすることを目的とする。
上述の目的と後に明らかになる目的とを達成するた
め、本発明は、生産されるウエブの品質、リールの形成
および機械の走行性を最適化する観点から、本方法で
は、被製造および／または被処理ウエブの横方向テンシ
ョンプロファイルを測定し、このテンションプロファイ
ルの測定を基にして設定プロファイルを形成し、これに
よって１つまたはいくつかのプロファイル調整アクチュ
エータを制御することを主たる特徴とする。
本発明では、紙ウエブなどのウエブのテンションプロ
ファイルの制御において、抄紙機でウエブの横方向プロ
ファイルを調整するアクチュエータが設けられて利用さ
れる。この制御は、アクチュエータのテンションプロフ
ァイルに対する直接応答によるもの、および／または他
のプロファイルの介在による間接作用によるもののいず
れかでよい。この制御において、１つまたはいくつかの
アクチュエータの、および／またはウエブの１つまたは
いくつかのプロファイルの、ウエブのテンションプロフ
ァイルに対する関連性を利用することができる。
本発明による紙ウエブなどのウエブのテンションプロ
ファイルの制御において、様々なアクチュエータと様々
なプロファイルの直接応答との間の相互作用は、好まし
くは、抄紙機および／もしくは仕上機、ならびに／また
はウエブ材の製造および／もしくは処理のための他の同
等の機械であって本発明の適用の目的を構成する機械に
よって行なわれる応答走行を基にしたモデルとして生成
される。
主として上述の様々なアクチュエータにより制御され
るウエブの横方向プロファイルとそのテンションプロフ
ァイルとの間には次の傾向がある。すなわち、坪量プロ
ファイルおよび厚さプロファイルに関して正の傾向があ
り、水分プロファイルに関しては負の傾向がある。
本発明の適用において、既存の何らかのプロファイル
調整アクチュエータをテンションの調整のみに用いるこ
とは原則として好ましくないので、制御においてテンシ
ョンプロファイルの制御に必要な調整操作が他のプロフ
ァイルに与える影響も考慮に入れている。
調整の理論に関しては、本発明による紙ウエブのテン
ションプロファイルの制御方法は多重判定基準の最適化
に基づき、これにより様々なプロファイル量の変化の間
で妥協が求められる。制御の原理とその関連のアルゴリ
ズムは従来技術から、例えば次の引用文献から知られて
いる。
− Mustonen,H.,Koskinen K.,Ritala R.,Valtonen E.:
Pokkisuunnan laatuvaihteluiden kokonaishallinta.K
CL:n seloste2063,（横方向の品質の変化に関する総合
制御,KCL報告書2063）1993年。
− Mustonen,H.,Ritala R.:「横方向制御の整合」制御
システム'92学会論文集、第217頁〜第271頁、1992年。
したがって、本発明は一般の方法のように多数のプロ
ファイルの同時調整が目的ではなく、テンションプロフ
ァイルの制御でそれ自体公知の方法の総合的適用を目的
とする。
実施した予備の工程試験において、テンションプロフ
ァイルは、少なくとも次のアクチュエータ、すなわちヘ
ッドボックスのスライスプロファイルを調整するスピン
ドル、プレス内の可調節クラウンロール、カレンダ内の
スチームボックスおよび誘導加熱装置、ならびにそれと
同等の送風装置、ならびにウエブ湿潤装置によって左右
できることが分かった。これらのアクチュエータを用い
るときは、同時に、紙ウエブの水分プロファイル、坪量
プロファイル、厚さプロファイルおよび繊維配列度プロ
ファイルに対する制御の影響を考慮に入れなければなら
ない。
本発明の好ましい実施例において、ウエブのテンショ
ンプロファイルを巻取り装置の付近で測定しても、この
位置での均一なテンションプロファイルは、ウエブの前
記強度特性が決まっている領域、すなわち65〜85％に等
しいウエブの乾燥固形残分で、テンションがすでに均一
になっているという効果に対する妥当な信頼できる保証
となる。
次に、添付図面に示す本発明の様々な実施例とその代
表的な適用環境を参照して、本発明を詳細に説明する
が、本発明は決して、この実施例または環境に厳格に限
定されることはない。
第１図は、抄紙機および／または仕上機により製造中
の紙ウエブのテンションプロファイルの制御システムの
主要原理と、従来技術の既存の抄紙機調整システムに対
する前記制御システムの接続と、それらのシステム間の
階層関係を示す図である。
第２図は、紙ウエブのテンションプロファイルを制御
する本発明によるシステムが抄紙機に適用された場合を
示す図である。
第３図は、紙ウエブのテンションプロファイルを制御
する本発明によるシステムが抄紙機に適用され、その抄
紙機に関連して配置されているオンマシン・コーティン
グ装置に関連している場合を示す図である。
第４図は、本発明による方法が抄紙機のオフマシン・
コーティング装置に関連して適用された場合を示す図で
ある。
第５図は、本発明による方法が、マシンカレンダ等を
単独でアクチュエータとして用いたときに、抄紙機のマ
シンカレンダ等に関連して適用された場合を示す図であ
る。
第１図は、抄紙機により製造中の紙ウエブの横方向の
テンションプロファイルtpの調整システムの一般原理を
示す図である。本システムにおいて、調整の階層モデル
が用いられ、その上位ではテンションプロファイル制御
システムTSがウエブの他のプロファイル調整ステーショ
ン12、13および14を設定プロファイルs2、s3およびs4に
よって制御する。上位TSと下記CSとの間のデータ通信は
バスB2、B3およびB4に沿って双方向で行なわれる。なぜ
ならば、上位のシステムTSがウエブのプロファイル測定
信号m2、m3およびm4を他のプロファイル調整システムCS
から受けるからである。ウエブテンション測定信号m
1は、システムTSへテンション制御装置10に属すテンシ
ョン測定装置11から直接到達する。
第１図の下位CS調整システム12、13および14は、抄紙
機の従来の調整装置システムと同じ方法で作動する。す
なわち、それらの各々が自身の目標プロファイルに到達
しようとする。従来技術の作動に比べると、目標プロフ
ァイルが上位システムTSによって設定プロファイルs2、
s3およびs4を用いて決められ、その決定に関連して上位
システムTSはまた、様々なプロファイルの相互依存性
と、とりわけその様々なプロファイルがウエブのテンシ
ョンプロファイルへ与える影響を考慮する。
本発明によるプロファイル調整用のアクチュエータの
いくつかは特別なプロファイル調整なしに制御され、こ
れらのアクチュエータは第１図に示す上位TSシステムか
ら直接制御することもできる。これらの制御の例とし
て、水分測定に基づいてウエブの水分プロファイルを調
節するのにスチームボックスの制御を直接使用しない場
合を説明する必要がある。このような場合はもちろん、
スチームボックスの制御システムについては水分の設定
プロファイルを決めないが、設定置をスチームボックス
内の各領域について直接決める。
第２図は、本発明の適用の環境として抄紙機を示す
が、この抄紙機には、その一部として、製造される紙ウ
エブＷの横方向プロファイルを制御する本発明による関
連システムとともに、マシンカレンダが一体化されてい
る。この点に関して強調しておくべきことは、本発明の
適用環境は決して第２図に示す抄紙機のみに限定され
ず、この抄紙機は例としてのみ示したにすぎないことで
ある。
第２図に示す抄紙機にはフォーマ部21があり、その成
形ギャップの中へヘッドボックス20がパルプ懸濁噴流を
供給する。フォーマ部21の搬送ワイヤからウエブＷがピ
ックアップ布へ搬送され、これに乗ってプレス部22へ搬
入される。スチームボックス54がサクションロール22a
の吸引セクタ上に取り付けられ、これは、上記プレス部
内の第１および第２のニップに関連して配されている。
このプレス部には、別なプレスニップ22bがあり、その
後でウエブＷが抄紙機の多シリンダ乾燥装置23へ移送さ
れる。この乾燥装置は多数の連続するシリンダおよびワ
イヤのグループからなっている。乾燥部の後で、紙ウエ
ブＷはマシンカレンダへ送られる。このカレンダは、２
つの連続するソフトカレンダ31aおよび31bからなり、こ
れらのカレンダでは、カレンダロールの１つに関連して
ウエブＷのプロファイリング装置として誘導ヒータ47a
および47bがある。これらのヒータによって、それ自体
公知の方法でカレンダ処理ニップにおける線形負荷の横
方向プロファイルが制御される。これらのカレンダの後
で、ウエブＷはウエブテンション測定ステーション50を
通して巻取り装置33、例えばポープ式巻取り装置へ送ら
れ、ここでマシンリールＲが形成される。紙ウエブＷの
横断方向テンーションプロファイルの測定装置はそれ自
体が従来技術で知られ、これに関して説明する必要がな
い。例を挙げると、これらのウエブテンションのプロフ
ァイルの従来技術の測定装置について、本出願人のフィ
ンランド特許第80,522号を参照する。
第２図によれば、ウエブＷのテンションプロファイル
測定ステーション50の後でリール巻取り装置33の前に
は、ウエブＷの坪量プロファイルまたは乾燥重量プロフ
ァイルの測定とキャリパプロファイルまたは厚さプロフ
ァイルの測定の測定ステーション40があり、このステー
ションから、厚さプロファイルの測定信号m4がキャリパ
プロファイルcp用の装置41へ送られ、坪量プロファイル
の測定信号m3が坪量の横断方向プロファイルbp用の装置
42へ送られる。装置42は設定値信号をヘッドボックス22
のスライスプロファイルのアクチュエータ44の調整装置
43へ送る。キャリパプロファイル装置41からは、プロフ
ァイル信号がキャリパ調整装置45へ送られ、これへウエ
ブＷの目標プロファイルの入力信号cpinが送られる。キ
ャリパ調整装置45はキャリパプロファイルのアクチュエ
ータの調整装置46を制御し、これらのアクチュエータは
カレンダ31aおよび31bに関連して配置されている誘導ヒ
ータまたはそれと同等の熱風送風装置を制御して、カレ
ンダ31aおよび31bがウエブＷのプリセットされたキャリ
パプロファイルを達成するようにしている。
第２図によれば、ウエブＷのテンションプロファイル
の測定ステーション50はその測定信号m1をテンションプ
ロファイルtpの装置51へ送り、この装置はさらに設定値
stpをプレス部22内のスチームボックス54の１組のフィ
ードバルブを調整する装置53へ提供する。プレス部22の
スチームボックス54の代わりに、またはそれに加えて、
プレス部には、ウエブＷのテンションプロファイルtpに
より制御されるアクチュエータとして可調節クラウンプ
レスロールを用いることができる。このロールによっ
て、１つまたはいくつかのプレスニップ内の線形負荷が
影響を受ける。上述のアクチュエータに加えて、または
それとともに、ヘッドボックス20のスライスの横断方向
プロファイルの調整手段44をアクチュエータとして用い
ることが可能である。この調整手段44はテンションプロ
ファイルtp装置51によって制御され、その調整モードは
第２図に破線で描いた相互作用線stよって示す。スチー
ムを多く供給するほど、ウエブは、その関連の位置でよ
り乾燥し、より緊張することが、スチームボックス54の
調整の効果の基本的な方向である。
第２図において、ウエブＷのキャリパプロファイル
は、独立し、閉鎖し、フィードバック接続されたそれ自
身の調整回路40、m4、41、45、46、47a、47bを有してい
る。ウエブＷの坪量プロファイルもまた、閉鎖されフィ
ードバック接続されたそれ自身の調整回路m3、42、43、
44を有している。第２図によれば、ウエブＷの横方向水
分プロファイルの調整回路51、53、54は、巻取り装置33
の直接手前で測定されたウエブＷのテンションプロファ
イルの測定信号m1に基づいてその設定値信号、すなわち
その目標プロファイルを得る。水分測定／テンション測
定の組合せもこの関係では可能である。
第３図に概略的に示す抄紙機は、第３図に示すウエブ
フォーマ21がいわゆるハイブリッドフォーマである点で
第２図に示すものと異なり、ハイブリッドフォーマで
は、シングルワイヤの初頭部21aと、その後にツイン成
形領域21bがあり、この成形領域の後に第２図について
説明したものと同様のプレス部22および乾燥部23が続い
ている。乾燥部23の後には、ウエブＷが中間カレンダ24
を通過し、これに関連して、誘導ヒータ47または熱風送
風装置などのウエブＷの横断方向キャリパプロファイル
を調整する手段がある。中間カレンダ24の後で、ウエブ
Ｗはブレードコータまたは塗膜転写コーティング装置28
aなどのオンマシンコーティング装置を通して、さらに
浮遊ウエブ乾燥機25を通してシリンダグループ26へ送ら
れ、このシリンダグループ26は、中間乾燥機として働
き、ツインワイヤドローが設けられている。コーティン
グステーション28aの手前には、ウエブＷの横断方向テ
ンションプロファイルtpを測定するステーション50があ
る。中間乾燥機26の後には、第２のコーティングステー
ション28bおよび浮遊ウエブ乾燥機29があり、その後で
ウエブＷは、第２の中間乾燥機32へ、そこからさらにウ
エブＷ坪量プロファイル測定ステーション40を通して巻
取り装置33へ送られ、巻取り装置33でマシンリールＲが
作られる。
第３図に示すウエブＷの横方向プロファイルの制御シ
ステムには、第２図について説明したものと同様なウエ
ブＷのキャリパを調整するフィードバック接続された回
路40、m4、41、45、46、47が含まれ、この回路では、有
効アクチュエータは熱風送風装置47または中間カレンダ
24の誘導ヒータである。さらに、第３図に示すようなウ
エブＷの横断方向プロファイルの制御システムには、坪
量の横断方向プロファイルbpを調整するフィードバック
接続されたループ40、m3、42、43、44が含まれている。
第３図では、第２図とは異なり、紙ウエブＷのテンシ
ョンの横断方向プロファイルの測定ステーション50は、
巻取り装置の直接手前ではなく、第１のコーティングス
テーション28aの手前に配置され、その配置によって、
良好なマシンリールＲを作ることの他に、またオンマシ
ンコーティング装置28aおよび28bを通り、その関連の乾
燥装置25、26、29および32を通る最適な走行性に寄与
し、かつコーティング工程に関しても高品質の最終製品
を提供することを企図している。
第３図において、横断方向テンションプロファイルtp
の測定信号m1は、測定ステーション50から装置51へ、そ
こからさらにテンションプロファイル調整装置52へ送ら
れ、調整装置52に対してテンションプロファイル目標プ
ロファイルtpinが設定値装置55から送られる。この目標
プロファイルtpinが完全に均一である必要はないが、こ
の点で妥協することが有利なことがあり、全体の最適な
走行性と最終製品の最適な品質を達成する観点から、キ
ャリパプロファイルcpおよび坪量プロファイルbpについ
てもそうすることが有利である。テンションプロファイ
ル調整装置52からは、調整信号がスチームボックス54の
調整装置53へ送られ、これは第２図に関して上述した方
法で作動する。さらに、テンションプロファイルtp調整
装置52から破線で描いた接続部stを通して坪量プロファ
イルを装置42へ送ることができる。したがって、ウエブ
Ｗの測定テンションプロファイルtpには、プレス部22の
スチームボックス54により、および／またはプレスロー
ルのクラウン調節により、またヘッドボックス・スライ
スプロファイリング装置44によっても、影響を及ぼすこ
とができ、上記の調整モードの相対重量比率を第４図と
第５図について後述する計量装置55、56によって変更す
ることができる。
必要に応じて上述のプロファイル調整アクチュエータ
の代わりに、または好ましくはそれに加えて、本発明に
おいては、また水または水蒸気の供給を基にした様々な
ウエブＷ湿潤装置を適用し、これによってウエブＷの横
断方向水分プロファイルを部分的に制御することもでき
る。また、本発明において、上記のウエブＷプロファイ
リングアクチュエータとして、抄紙機の乾燥部に送風装
置およびポケット通風装置を用いることもでき、これら
の装置によって乾気の供給をウエブＷの横断方向に調整
して、ウエブの水分プロファイルを横断方向に制御する
こともできる。このような装置の一例としては、水また
は水蒸気供給ボックスとバルブ装置などの水分プロファ
イル調整装置61があり、これらは、第２図の乾燥部23の
開始部に配置され、テンションプロファイルtp装置51に
より制御される。
第４図と第５図はテンションプロファイルを制御する
本発明による方法を、抄紙機に関係する仕上処理に対し
て適用した場合を示す。その仕上げは、カレンダの厚さ
アクチュエータ以外に他のアクチュエータがないオンマ
シンもしくはオフマシン工程または抄紙機でよい。
第４図によれば、紙ウエブWinは抄紙機または紙リー
ルから中間カレンダ38へ搬入され、そのカレンダロール
に関連して、誘導ヒータ36または熱風送風装置などの厚
さプロファイルの調整装置がある。カレンダ38の後で、
ウエブＷはテンションプロファイルtp測定ステーション
50を通してコーティングステーション39へ送られる。こ
の後には、浮遊ウエブ乾燥機またはそれと同等物、およ
び、ことによると第２のコーティングステーションがあ
ってもよい。巻取り装置37の手前には塗膜ウエブＷのキ
ャリパを測定するステーション36があり、このステーシ
ョン36から測定信号m4がキャリパプロファイリング装置
51へ送られる。プロファイリング装置51は、調整信号s
cpを重量選別装置55へ供給する。この装置55に対して調
整信号stpがウエブテンションプロファイルtp測定装置4
1から入力される。重量選別装置55によって調整信号stp
およびscpの重量比率を調整して、一方の信号の重量値
をｘ・100％とすると、他方の信号の重量値が（１−
ｘ）・100％になるようにすることができる。装置55で
作成した調整信号stcはコーティング−走行性調整装置5
9へ送られ、これに目標プロファイルが設定値装置55か
ら送られる。この装置59はキャリパプロファイル・アク
チュエータ調整装置58を制御し、調整装置58が調整信号
をカレンダ38のアクチュエータ36へ供給する。重量選別
装置55により、様々な紙の等級の場合に、コーティング
工程を通してウエブＷの最適な品質および最適なリール
形成、ならびに最適な走行性に寄与することができる。
第５図は、全工程の総合図であるが、巻取り装置の手
前にはカレンダがある。すなわち、オンラインマシンカ
レンダ＋巻取り装置、オンラインソフトカレンダ＋巻取
り装置、オフラインソフトカレンダ、スーパーカレンダ
である。このような組合せは、ほとんどすべての抄紙
機、オンラインコーティング機械、オフラインコーティ
ング機械、および、もちろんオフラインカレンダにも存
在する。
第５図は、とくに本発明のオフマシン仕上げへの適用
を示し、紙ウエブWinはマシンリールからスーパーカレ
ンダ35へ搬入され、これに関連してウエブＷのキャリパ
プロファイル調整装置36がある。カレンダ35からウエブ
Ｗは、テンションプロファイルtp測定ステーション50と
キャリパプロファイル測定ステーション36とを通して巻
取り装置37へ送られ、そこでリールが作られる。キャリ
パプロファイル装置41とテンション51とが調整信号stp
およびscpを重量選別装置55へ供給し、選別装置55はま
た調整信号stcをリール形成調整装置57へ送る。この装
置は設定値装置55から目標プロファイルを受ける。装置
57はスーパーカレンダ35でキャリパプロファイルの制御
を調整する装置36をアクチュエータ調整装置58によって
調整する。重量選別装置55によってリール形成およびリ
ールＲの品質と、その工程の走行性とを最適化すること
ができる。
ウエブＷの横断方向テンションプロファイルの制御に
おいて、上記アクチュエータの直接応答と様々なプロフ
ァイルとの間の相互作用は、抄紙機において行なわれる
応答走行を基にしたモデルとして生成される。ウエブＷ
の横断方向テンションプロファイルの制御において、多
重判定基準の最適化が用いられ、これによって、それ自
体公知の調整アルゴリズムを利用して様々なプロファイ
ル量の変動の間で妥協が求められる。
このモデルはテンションプロファイル制御システムTS
内に配置されている。多重判定基準の最適化では、ペナ
ルティ関数Jtot＝ΣｉλiJiが最小になる。ただし、λ
１はプロファイルｉの重み因子であり、Σ１λｉ＝１で
ある。（Steuer,R.E.:多重判定基準最適化：理論と応
用,John Wiley ＆ Sons Inc.,1986）。jiはペナルティ
関数の分散ｉ、すなわち典型的には、プロファイルｉの
調整について測定プロファイルと設定プロファイルとの
間の差 Ji＝（Ｘ1 measurement−Ｘi set）２である。
プロファイルと調整アクチュエータの応答との間の相
互作用はモデルによって示す。これにより、あるアクチ
ュエータの設定の変化によって、またはあるプロファイ
ルにおけるあるプロファイルの変化、例えばアクチュエ
ータuiとプロファイルXjとの間のモデルAijによって生
じる変化を計算することができる。すなわち、 この場合、プロファイルXjに関する調整変化Δuiの応答
は次のように計算できる。すなわち Δxj＝AijΔuio最も簡単な場合、Aijは線形演算子（係
数または応答マトリックス）である。
次に、請求の範囲を記載するが、本発明の様々な詳細
はこの請求の範囲に明記する発明概念の範囲で改変し、
例のためのみに上述したものと異なってもよい。
フロントページの続き (72)発明者 ビルタネン、 ヨルマ フィンランド共和国 エフアイエヌ― 40340 イバスキラ、 カンガスランメ ンティエ ２ エー 20 (72)発明者 エルリラ、 マルック フィンランド共和国 エフアイエヌ― 00980 ヘルシンキ、 ポルスラハデン ティエ 23 エイチ 46 (56)参考文献 特開 昭63−75197（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−101189（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−136466（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−26491（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−35000（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D21F 1/00 - 13/12 D21H 11/00 - 27/42

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】板紙抄紙機または抄紙機などのウエブ材の
    製造機械によって製造され、および／または仕上機によ
    り処理されるウエブ（Ｗ）の横方向プロファイルを制御
    する方法であって、該ウエブ（Ｗ）の横方向キャリパプ
    ロファイル（cp）および坪量プロファイル（bp）、なら
    びに／または水分プロファイルを測定し、該プロファイ
    ルに作用するアクチュエータ（44、54、47、47a、47b）
    を該プロファイルの測定信号（m3、m4）によって調整す
    る方法において、生産される該ウエブ（Ｗ）の品質、リ
    ールの形成および機械の走行性を最適化するために、該
    方法において、被製造および／または被処理ウエブ
    （Ｗ）の横方向のテンションプロファイル（tp）を測定
    し、該テンションプロファイル（tp）の測定に基づいて
    設定プロファイル（s2、s3、s4）を形成し、これによっ
    て１つまたはいくつかのプロファイル調整アクチュエー
    タ（12、13、14、36、44、54、61）を制御することを特
    徴とするウエブの横方向プロファイルの制御方法。
  2. 【請求項２】請求の範囲第１項記載の方法において、該
    方法では、階層調整モデルを適用し、その上位テンショ
    ンプロファイル制御システム（TS）は他のプロファイル
    調整ステーション（12、13、14）を設定プロファイル
    （s2、s3、s4）によって制御し、該調整階層における各
    ギャップにわたってバス（B2、B3、B4）を設け、それら
    の間で双方向通信を行って、前記上位システム（TS）が
    前記プロファイル測定信号（m2、m3、m4）を他のプロフ
    ァイル調整のシステム（CS）から受け、テンションプロ
    ファイルの測定信号（m1）が被製造および／または被処
    理ウエブ（Ｗ）のテンション測定装置（11）から直接に
    来ることを特徴とするウエブの横方向プロファイルの制
    御方法。
  3. 【請求項３】請求の範囲第１項または第２項に記載の方
    法において、前記被製造および／または被処理ウエブ
    （Ｗ）のテンションプロファイル（tp）の制御におい
    て、ヘッドボックス・スライスプロファイル手段（4
    4）、プレスロール、プレスロールもしくはカレンダロ
    ールクラウン変動手段に関連して配されているスチーム
    ボックス（54）、カレンダ（24、31a、31b、35、38）の
    誘導ヒータ（36、47、47a、47b）もしくは熱風送風手段
    などの抄紙機のそれら自体公知のプロファイル調整アク
    チュエータ（44,54）、ならびに／または、水もしくは
    水蒸気供給手段または送風手段などのウエブ（Ｗ）の横
    方向水分プロファイルを調整する手段を用いることを特
    徴とするウエブの横方向プロファイルの制御方法。
  4. 【請求項４】請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
    に記載の方法において、ウエブ（Ｗ）の横方向テンショ
    ンプロファイルの制御において、前記アクチュエータの
    直接の応答と様々なプロファイルとの間の相互作用を抄
    紙機において行なわれる応答走行に基づいたモデルとし
    て生成することを特徴とするウエブの横方向プロファイ
    ルの制御方法。
  5. 【請求項５】請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
    に記載の方法において、ウエブ（Ｗ）の横方向のテンシ
    ョンプロファイルの制御において、多重判定基準の最適
    化手段を適用し、様々なプロファイル量の変化の間で、
    それ自体公知の調整アルゴリズムを利用して妥協を求め
    ることを特徴とするウエブの横方向プロファイルの制御
    方法。
  6. 【請求項６】請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか
    に記載の方法において、抄紙機により生成される紙ウエ
    ブ（Ｗ）の前記横方向テンションプロファイル（tp）
    を、該抄紙機の乾燥部（23）の後で実質的にマシン巻取
    り装置（33）の直接手前で測定ステーション（50）によ
    って測定し、該ステーションから得た測定信号（m1）を
    テンションプロファイル測定装置（51）へ送り、該装置
    （51）は調整信号（stp）を抄紙機（第２図）のプレス
    部（22）内のプレスロール、好ましくはプレスサクショ
    ンロール（22a）に関連して配されているスチームボッ
    クスの１組のスチームバルブを調整する装置（53）へ送
    ることを特徴とするウエブの横方向プロファイルの制御
    方法。
  7. 【請求項７】請求の範囲第６項記載の方法において、前
    記テンションプロファイル測定装置（51）からは、調整
    信号（tp）が、必要に応じて適切に重み付けされて、前
    記スチームボックス（54）を調整する装置（53）を制御
    する調整信号（stp）とともに、ヘッドボックス（20）
    のスライスプロファイルのアクチュエータ（44）の調整
    装置（43）へ送られる（第２図）ことを特徴とするウエ
    ブの横方向プロファイルの制御方法。
  8. 【請求項８】請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか
    に記載の方法において、該方法では、ウエブ（Ｗ）の横
    方向テンションプロファイル（tp）を前記乾燥部（23）
    の後で、何らかのコーティングステーション（28a）、
    もしくはいずれかの組合せ、または複数のコーティング
    ステーションの手前に配されている測定ステーション
    （50）によって測定し、前記測定信号（m1）をウエブテ
    ンションプロファイル装置（51）へ送り、該装置（51）
    から調整信号（stp）をテンションプロファイル調整装
    置（52）へ送り、該調整装置（52）に対して、さらにテ
    ンション目標プロファイル（tpin）を設定置装置（55）
    から送り、該テンションプロファイル調整装置（52）か
    ら調整信号を、プレス部内のプレスロール（22a）のス
    チームボックス（54）の調整装置（53）へ、および／ま
    たはプレス部（22）内のプレスロールのクラウン調整を
    制御する領域調整手段へ送る（第３図）ことを特徴とす
    るウエブの横方向プロファイルの制御方法。
  9. 【請求項９】オンラインまたはオフライン紙仕上装置に
    おいて、生成される紙リール（Ｒ）のリール形成、製造
    される製品の品質特性、および仕上工程の走行性を最適
    化するために、横方向テンションプロファイル（tp）を
    制御する方法であって、巻取り装置（37）の手前に配さ
    れている厚さプロファイル測定装置（36）によって処理
    ウエブの厚さプロファイル（cp）を測定し、これによっ
    てリール形成調整装置（57）および／またはコーティン
    グ−走行性調整装置（59）を制御する方法において、該
    方法では、該厚さプロファイル測定ステーション（36）
    の手前でウエブ（Ｗ）の横方向テンションプロファイル
    （tp）を測定し、これによってウエブ（Ｗ）のキャリパ
    プロファイル調整装置（36）を制御し、該装置は、オフ
    マシンもしくはオンマシンカレンダ（35、38）における
    誘導ヒータまたは熱風送風装置などのカレンダ処理ニッ
    プのニップ圧に作用するアクチュエータ（36）であるこ
    とを特徴とする横方向テンションプロファイルの制御方
    法。
  10. 【請求項１０】請求の範囲第９項記載の方法において、
    該方法は、ウエブ（Ｗ）テンション測定装置（41）から
    と厚さプロファイル測定装置（51）から受けた調整信号
    （stp、scp）を重量および／または重量選別装置（55）
    へ送り、前記リール形成調整装置（57）および／または
    前記コーティング−走行性調整装置（59）を前記装置
    （51）から受ける調整信号（stc）によって制御し、前
    記装置（57、59）によってウエブ（Ｗ）厚さプロファイ
    ルアクチュエータの調整装置（58）を制御する（第４図
    および第５図）ことを特徴とする横方向テンションプロ
    ファイルの制御方法。
JP52938695A 1994-05-16 1995-04-19 板紙抄紙機もしくは抄紙機および／または仕上機などのウエブ材製造用の機械により製造される紙ウエブにおける様々な横方向プロファイルの総合制御システム Expired - Fee Related JP3145121B2 (ja)

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