JPS62136466A - 紙伸縮制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、抄紙機等によって連続的に製造されるウェブ
の伸縮を自動的に制御し、ウェブに施されたすかし、レ
ジスタマーク、水玉、着色繊維、スレッド等の定位置性
を向上するものである。

従来の技術 用紙等の伸縮に影響する要因は、ドラインリングの表面
温度、換気条件、周囲温度、カンバスの乾燥度合、カン
バス張力、ドロー、用紙坪量等がある。これらの条件を
すべて一定に保つことは不可能であるので、用紙伸縮は
絶えず変動する。この変動は、オンマシンで測定できな
いので、ウェブを途中で切断することによってサンプリ
ングし、ライトテーブル上で寸法測定を行っている。こ
の結果、規格をオーバーしたとき、抄造マンが豊富な経
験と勘を頼りに伸縮管理してきた。

発明が解決しようとする問題点 上記のように伸縮測定のためサンプリングすると、ウェ
ブ状で生産される紙や板紙等が途中で切断されるので、
次工程以降の作業性が著しく阻害される。このため、サ
ンプリング回数を少な（すると、伸縮−によるすかし等
の位置ずれの発見が遅れ、大量の損紙を発生する恐れが
ある。また、この種の作業は、生産効率の面から連続作
業体制を採るのが一般的であり、夜間も細心の注意を払
って監視作業をする必要がある。

本発明は、伸縮の測定をサンプリングすることな（オン
マシンで実施し、常時、自動的に伸縮を測定、記録する
とともに、その制御も行い、製品の品質向上と作業性の
改善を図るものである。

問題を解決するための手段 本発明は、前記問題点を解決するものであって以下に、
その内容を実施例に示す図面に関連して説明する。

第１図は、一般的な抄紙機のサイズプレスからリールま
での概略図である。前のパートで、すかし、レジスタマ
ーク等が施されたウェブ１５は、サイズプレスパート１
４で表面加工される。この時、ウェブの水分は、約４０
％に増え、繊維間結合は弱くなっているので、次のドラ
イパート以降の速度を増減することによって、ウェブの
流れ方向の寸法を制御することができる。ウェブは、こ
の後蒸気熱により内部から加熱されたンリンダ群１２と
カンバス１１に挾さまれて、密着乾燥される。一般に、
繊維が水分を放出して乾燥する時収縮する。この収縮の
度合は、カンバスをシリンダに押し付ける圧力の大きさ
、すなわち、カンバス張力を操作することによって制御
できる。ドライパートから出たウェブは、カレンダ部で
艶付けされ最後にリールに巻き取られる。

本発明は、抄紙機各パートのドローと流れ方向の伸縮及
びカンバス張力と幅方向の伸縮に強い相関がある事を利
用して、用紙伸縮を制御するものである。カレンダとド
ライヤ間に取り付けたマーク間隔測長器、用紙幅測定器
から流れ方向及び幅方向の用紙仕上り寸法を測定して、
これらが基ｆｆ、Ｉｔ値から外れる度合をマイクロコン
ピュータを用いて演算し、その結果に応じて、用紙の繊
維間結合の弱いドライヤ１２と前段のサイズプレス１４
間のドロー（主に、流れ方向の伸縮制御）とドライヤの
カンバス張力（幅方向の伸縮制御）を変えることにより
用紙伸縮を制御するものである。

作　　用 用紙仕上り寸法の測定場所は、ウェブが比較的安定して
走行するカレンダ２とドライヤ１２の中間とし、用紙に
一定の張力を加えた状態で測定できるようにした。これ
は、紙の寸法がゴムのように、その張力によって変化す
るので、この影響を除外するために講じた手段で、張力
を一定に保つためにグンサロール７を設置し、このロー
ルがウェブを約１８０度抱き込み、ウェブの走行状態に
応じて、自由に上下方向に移動できる溝造になっている
。

ロール位置は、差動トラメスで検出し、この信号により
カレンダ速度を増減して中央部に制御する。

紙、及び板紙等が４０％以上の水分を有している時、ウ
ェブを構成する繊維の結合は、主に、繊維と繊維が物理
的にからみ合う力である。従って、この時点でウェブに
外力を加えると結合が緩み、ある程度伸ばすことができ
る。本発明は（ドライバートノミｔ度）−（サイズパー
トの速度）すなわち、ドローを増減することによって、
ウェブの流れ方向の伸縮を制御するものである。また、
このウェブがドライパートで加熱され、水分が４０％以
下になってくると、繊維自身の伸縮が起こるとともに、
化学的な繊維間結合が進展し収縮する。この収縮は、外
力が働かなければ、流れ、幅方向とも同時に起るが、流
れ方向はドローで強制的に拘束されているので、この部
分では幅方向のみが収縮する。

幅方向の収縮の制御は、ドライカンバス１１とドライシ
リンダ１２の間にウェブ１５を挾み込む力、すなわちカ
ンバス張力を強弱することによって、ウェブが収縮する
量を制御するものである。

実施例 以下、図面に示した実施例に従って、本発明の詳細な説
明する。

第１図において、約５％程度に乾燥されたウェブ１５は
、サイズプレスロール１４で薬液を塗工される。この時
、ウェブの水分は約４０％になるので、次のドライパー
トで再び乾燥した後、カレンダ２で艶付し、リール１に
巻き取られる。この実施例では、ウェブの仕上り寸法を
カレンダとドライヤ間のウェブが安定して走行する箇所
にロータリーエンコーダ６、光学的なマークセンサ５、
及びカウンタＩ７から成る流れ方向の寸法測定器、イメ
ージセンサカメラ３、光源４、及びカウンタ２３から成
る用紙幅測定器で、用紙の幅方向の寸法を測定する。こ
の時、用紙に加わる張力を一定にするためのダンサロー
ル７を備えている。該ダンサロールには、その位置を検
出するための差動トランス３４と、紙切れ時ダンサロー
ルが急激に落下するのを防止するためのグンパ３８を備
えている。流れ、幅方向の寸法測定データは、インター
フェースを介してマイクロコンピュータ１９に読み込み
、ここで基準寸法と比較し、伸縮を演算する。演算結果
が品質管理限界を超えた場合、例えば、流れ方向の寸法
が基準より短い場合は、サイズプレスパートに比べてド
ライパートの速度を、伸縮量に応じて増速しで、ウェブ
を引張った状態で乾燥する。

この時、カレンダ速度は従来通りなので、カレ／ダとド
ライヤ間でウェブが弛み、ダンサロールが下方に移動す
る。これを差動トラ７スで検出し、カレンダ速度を増速
するような制御をする。また、用紙の幅方向の寸法測定
結果が基べμ寸法より大きい場合は、マイクロコンピュ
ータからの指示で、ドライカンバス１１の張力を緩め、
ウェブが水分を放出して乾燥する時、比較的自由に縮む
ことができるようにする。ドローの制御結果は、サイズ
プレスロール１４、ドライシリンダ１２上で接触回転す
るロータリーエンコーダ１３．１３’で測定し、カンバ
ス張力は、カンバス一枚につき一対の割合で設置した差
動トランス型、あるいはダイヤフラム型圧力センサで測
定してＣＲＴ、及びプリンタに表示、記録する。

第２図は、本発明の流れ方向の用紙寸法測定法である。

流れ方向の伸縮は、湿紙の段階であらかじめ施されたレ
ジスタマークの間隔を自動的に測定することによって求
める。カレンダ前にパルス発生器６、及びマーク検出器
５を設置した（カレンダによる伸縮は無視できる）。

本装詮は、抄造中の用紙の走行量を電気的なパルス信号
に変換するためのパルス発生器６、パルス発生器からの
パルス数を計数するカウンタ１７、カウンタに測定区間
を指示するための信号を作り出すマーク検出器５、カウ
ンタ内容をマイクロコンピュータ１９へ入力するための
ラッチ（記憶回路）１８等から構成されている。

本実施例では、６００００パルス／回転のロータリーエ
ンコーダに円周が６００　ｍｍのプーリを用いたので、
ｌパルスあたりの用紙の走行量は、Ｏ，０１ｍ５となる
。したがって、発生パルス数に０９０１を乗じて用紙の
走行量を知ることができる。マーク検出器は、用紙上に
施されたマークを光学的に検出し、この信号により、ま
すカウンタの計数結果をラッチに記憶させ、続いてカウ
ンタの内容をゼロにリセットする。コンピュータは必要
に応じて、ラッチされた寸法データを読み込み、伸縮を
演算し、ドライヤ速度制御情報として使用する。第３図
は、用紙の幅方向の寸法測定法の一実施例を示したもの
である。

幅方向の用紙寸法と高い相関のある用紙耳端間寸法を自
動的に測定する装置を、カレンダ前に設置した。本測定
装置は、抄造中の用紙の幅方向寸法を電気的なパルス信
号に変換するためのイメージセンサカメラ３、及び光源
（蛍光灯）４、イメージセンサカメラからのパルス数を
計数するカウンタ２３、測定のタイミングを指示する信
号を作り出すタイミング作成回路２７、カウンタの内容
を一時記憶した後マイクロコンピュータ１９へ入力スル
ためのラッチ２４から構成されている。この測定結果が
、規格を外れている時は、コンピュータ１９の指示によ
りモータ駆動回路２５を経て、カンバス張力制御モータ
２６を回転し、これでカンバス張力制御ハンドル９を回
し、ストレッチロール１ｏを左右に移動して、カンバス
張力を制御する機構になっている。

第４図は、用紙寸法の測定原理を示したもので光源４と
イメージセンサカメラの間を用紙１５が走行することに
よって、イメージセンサカメラ内の光電素子列２９が遮
光される。露光された光電素子からは、光量に応じた出
力が得られるが、用紙によって遮光された光電素子から
は、極くわずかの出力しか得られない。したがって、光
の当っている光電素子数をカウンタで計数し、全体の光
電素子数から差引けば、用紙によって遮光された光電素
子数が算出できる。この光電素子の数に、用紙面におけ
る１素子当りの視野の幅を乗することにより、用紙幅を
測定することができる。しかし、用紙の耳端部はノズル
によってカットされているため、微視的には凹凸がある
。

そこで本実施例では５ｍｓの間で５回測定し、平均値を
計算して用紙幅とした。

第５図は、抄造中のウェブをドライシリンダに押し付け
る圧力の連続測定方法のうち、カンバス２枚分について
図示したものである。カンバスのドライシリンダに対す
る押付は圧は、用紙幅方向の伸縮に大きな影響があると
いわれているが、これを抄紙機運転中に測定することは
困難である。

そこで、本発明では第６図に示すようにカンバスロール
軸受に加わる力を測定することによって間接的に求める
ものである。

本装置の構成は、圧力を電気信号に変換する差動トラン
ス型圧力センサ８、及びカンバスロール３３の両端に取
り付けた２個の圧力センサからの信号を加算処理する加
算増幅器３１、加算増幅器からのアナログ信号をディジ
タル信号に変換するアナログ・ディジタル変換回路３２
からなる。

第６図は、カンバス１１のドライシリンダ１２に対する
押付は圧Ｐとカンバス張力Ｔの関係を説明するためのも
ので両者間には、次式が成り立つ。

Ｐ＝Ｔ／Ｓ ただしＴ：カンバス張力、Ｓ：カンバスとドライシリン
ダーの接触している面積。

Ｓはカンバスが決まれば一定であるから、カンバスの押
し付は圧はカンバス張力を測定することにより算出する
ことができる。また、カンバス張力Ｔは、カンバスロー
ル３３の軸受に加わる圧力Ｗに１／（２ＣＯ５θ）を乗
することにより求めることができる。

第７図は、用紙張力を一定に保ちながら、流れ方向の寸
法を測定できるようにする目的と、流れ方向の伸縮を制
御するために、ドライヤ速度を増減したとき、ドライヤ
とカレンダ間でウェブが弛張するのを調節する目的で設
置したダンサロールと、その制御装置の概略図である。

ダンサロール７の位置は、これと連動する差動トランス
３４で検出し、その出力を８ビツトのアナログ・ディジ
タル変換器３６を通し、マイクロコンピュータ１９に入
力する。マイクロコンピュータは、読み込んだデータと
、その直前に読み込んだデータと対比することによって
、現在、ロール位置が上昇中か下降中か、すなわちカレ
ンダ速度に比べ、ドライヤの速度が速いか遅いかを判断
し、モータ駆動回路３７を介してカレンダ速度制御モー
タ３９でカレンダ速度調整器（ブラシ位置、界磁抵抗器
等）を制御して、常にロールを移動範囲の中央部に保ち
、用紙にはロールの自重の約１　／　２　（１ｋｇ／　
ｃｒ４　）がかかるようにする。

第８図は、以上説明してきた測定器、制御装置をシステ
ム化して、用紙伸縮を制御するためのプログラムのフロ
ーチャートである。

まず、プログラムをスタートさせると、最初に用紙の流
れ方向、及び幅方向の基桑寸法や管理限界を設定する。

この他、機械的な破損や、極端な制御を防止するため、
ここで、あらかじめカンバス張力やドローの上下限を設
定する。

次に、用紙寸法を測定し、抄紙機が正常運転かどうか判
断する。すなわち、紙切れや、抄紙機が停止すると用紙
寸法測定点で、紙が無くなるか、あっても流れなくなる
ので、幅方向、あるいは流れ方向の寸法のどちらかの測
定結果が、ゼロになる。このような状態では、正常でな
いと判断させ、寸法測定サイクルを繰返す。いわゆる制
御の自動停止状態となる。紙が流れ始め、測定値が正常
になったとき、自動的に制御動作に移り、自動復帰する
。

抄紙機が正常状態なら、次に、流れ、幅の用紙寸法から
、最初に設定した基孕寸法を引き、用紙伸縮を演算する
。ところが、実作業の中では、紙切れではなくても穴や
耳破れがあったり、用紙の蛇行等により、プリントマー
クをミス検出し、異常な測定値になることがある。これ
をそのままにしておくと、コンピュータは、あたかも用
紙伸縮があったかのように判断し、制御をかけるので、
安定している伸縮を狂わせてしまうことがある。

正常データか否かの判断は、これを防止するための手段
で、測定値が基準値から±１０ｍ以上異なるときは、こ
れの代りに直前の平均値を代入するようにした。このよ
うな測定サイクルを指定回数実施した後、平均値を演算
する。平均値が基準より大きいか小さいかを見て、制御
する必要があるかどうかを判断する。もし、伸縮の平均
値が基準以内なら、伸縮測定ループを繰返す。基準以上
であれば、制御量と制御方向を演算し、制御方向が前回
と同じかどうかを調べ、同じ方向なら急激な用紙伸縮が
起きていると判断し、粗調整をし、そうでなければ微調
整をする。一度制御すると、その結果が用紙寸法測定点
に現われるまで、一定の時間遅れがあるめでタイマで待
機した後、再び用紙伸縮測定サイクルに入る。

第９図は、本発明による用紙伸縮制御装置の制御結果（
流れ方向）を示したものである。制御しない場合に比べ
て、周期の長い位置変動がなくなり、変動幅は従来の約
１／４になった。

発明の効果 本発明は、以上説明してきたように、ウェブ状で連続的
に製造される紙、板紙、不繊布等の流れ方向、幅方向の
寸法を切断してサンプリングすることなくオンマシンで
、常時、精度良（測定、記録できる装置を提供すること
ができたこと、及びこの結果とカンバス張力、ドロー、
ドライシリンダ表面温度等の抄紙機運転条件を科学的に
分析、考慮し、従来のように人間の経験と勘に頼ってい
た伸縮制御を自動化し、すかし、レジスタマーク、水玉
、着色繊維、スレッド等を常に一定位置に収めることが
できる紙、板紙、及び不繊布等の製造装置を提供するこ
とによって、当該製品の品質向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す用紙伸縮制御ノステム
の主な測定器、制御装置の取り付は図、第２図は流れ方
向、第３図は幅方向の伸縮制御のためのブロック図、第
４図は用紙幅の測定原理図、第５図はカンバス張力の測
定のためのブロック図、第６図はカンバスのドライシリ
ンダに対する押し付は圧を圧力センサを用いて連続的に
測定する原理図、第７図はダンサロールの位置を制御す
るためのブロック図、第８図は本発明の用紙伸縮制御プ
ログラムのフローチャート、第９図は本システムの用紙
伸縮制御効果の一例を示したものである。 １・・・リール、２・・・カレンダ、３・・・イメージ
センサカメラ、４・・・光源、５・・・マーク検出器、
６，１３゜１３’・・・ロータリーエンコーダ、７・・
・ダンサロール、８・・・圧力センサ（カンバス張力測
定用）、９，９′・・・カンバス張力制御ハンドル、１
０．１０’・・・ストレッチロール、１１．１１’・・
・カンバス、１２．１２’・・・ドラインリング、１４
・・・サイズプレスロール、１５・・・ウェブ、１６゜
２２・・波形整形回路、１７．２３・・・カウンタ、１
８．２４・・・ラッチ（記憶）回路、１９・・・マイク
ロコンピュータ、２０・・・ドライヤ速度制御用モータ
、２１．２５．３７・・モータ駆動回路、２６・・・カ
ンバス張力制御モータ、２７・・・タイミング作成回路
、２８・・・レンズ、２９・・・充電素子列、３０・・
・出力信号、３１．３１’・・・加算増幅回路、３２゜
３２’、　３６・・・アナログ・ディジタル変換器、３
３・・・カンバスロール、３４・・・位置検出用作動ト
ランス、３５・・・増幅器、３８・・ダンパ、３９・・
・カレンダ速度制御用モータ。 第２図 第４図 第５図 ｉ２　　　　　　　　　　　　１１　　　　　　　　１
２ン 第７図 第８図 時　　　　間　　ｍｉｎ 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 紙、板紙、不織布のように連続的に製造できる装置にお
   いて、ウェットパートで施したすかし、レジスタマーク
   、水玉、着色繊維、スレッド等が一定位置に収まるよう
   に幅方向、流れ方向の伸縮を自動的に測定、制御できる
   装置に関するもので抄紙機等の最終パートでレジスタマ
   ークを検出し幅方向、流れ方向の寸法をオンマシンで測
   定する手段と、この測定結果と予め設定しておいた基準
   寸法との差（伸縮量）を演算し、その結果が規格外であ
   ればカンバス張力、ドロー（パート間の速度差）等にフ
   ィードバック制御できる機能、ならびに寸法測定時、被
   測定物（用紙等）に一定の張力を加える目的と、ドロー
   の変更時、パート間で用紙の弛み、紙切れを防止する目
   的のために、ダンサロールとその位置制御機能を兼ね備
   えたことを特徴とする用紙伸縮制御システム。