JPH09504059A - 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

Abstract

(57)【要約】 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る、および／または仕上機によって処理されるウエブ(W)の横方向プロファイルの制御方法。本方法では、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する。上述のプロファイルに作用するアクチュエータ(44、54、47、47a、47b)をこれらの測定信号(m₃、m₄)によって調整する。製造されるウエブ(W)の品質、リール形成および機械の走行性を最適化するために、本方法では、被製造および／または被処理ウエブ(W)の横方向テンションプロファイル(tp)を測定する。この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、これによってプロファイル調整の１つまたはいくつかのアクチュエータ(12、13、14；36、44、54、61)を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】 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 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I00N/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．スリッター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(A2)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 laa tuvaihteluiden kokonaishallinta．KCL:nseloste 2063，（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と下位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m₁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、設定値を 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80,5 22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cp_in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s_tp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s_t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28a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tp_inが 設定値装置55から送られる。この目標プロファイルtp_in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W_in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s_tpがウエブテンションプロファイルtp測定装置41から入力される。重 量選別装置55によって調整信号s_tpおよびs_cp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s_tcはコーティング−走行性調整装置59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十巻取り装置、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W_in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s_tpおよびs_cpを重量選別装置55へ供給し、選別装置55はまた調 整信号s_tc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J_tot＝Σ_iλ_iJ_iが最小になる。ただし 、λ_iはプロファイルｉの重み因子であり、Σ₁ λ_i＝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 J_i＝(X_{1 measurement}-X_{i 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u_iとプロファ イルx_jとの間のモデルA_ij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x_jに関する調整変化△u_iの応答は次のように計算できる 。すなわち △x_j = A_ij△u_io最も簡単な場合、A_ij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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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(44)、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(5 4)、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(s_tp)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(s_tp)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(s_tp)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(tp_in)を設定 値装置(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．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(s_tp、s_cp) 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(s_tc)によって制御し、前記装置（57、5 9)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。