NO325268B1 - Fremgangsmate for a forutsi plate-egenskaper ved anvendelse av spektroskopisk metode kombinert med multivariant kalibrering - Google Patents

Fremgangsmate for a forutsi plate-egenskaper ved anvendelse av spektroskopisk metode kombinert med multivariant kalibrering Download PDF

Info

Publication number
NO325268B1
NO325268B1 NO19980135A NO980135A NO325268B1 NO 325268 B1 NO325268 B1 NO 325268B1 NO 19980135 A NO19980135 A NO 19980135A NO 980135 A NO980135 A NO 980135A NO 325268 B1 NO325268 B1 NO 325268B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
wood
spectral
raw material
data
panels
Prior art date
Application number
NO19980135A
Other languages
English (en)
Other versions
NO980135D0 (no
NO980135L (no
Inventor
Bjorn Engstrom
Mona Hedqvist
Original Assignee
Casco Products Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casco Products Ab filed Critical Casco Products Ab
Publication of NO980135D0 publication Critical patent/NO980135D0/no
Publication of NO980135L publication Critical patent/NO980135L/no
Publication of NO325268B1 publication Critical patent/NO325268B1/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27NMANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00Pretreatment of moulding material
    • B27N1/02Mixing the material with binding agent
    • B27N1/029Feeding; Proportioning; Controlling
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3563Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/359Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for kvalitativ og kvantitativ bestemmelse av parametre av et trebasert panel som er fremstilt av treråmateriale som strømmer inn i en prosess for fremstilling av trebaserte paneler. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte ved styring av prosessvariabler som påvirker parametrene av et trebasert panel som fremstilles av treråmateriale som strømmer inn i en prosess for fremstilling av trebaserte paneler.
Oppfinnelsen vedrører kvalitativ og kvantitativ bestemmelse av forskjellige parametre som gjenspeiler egenskapene av sponplater og andre trebaserte paneler, og nærmere bestemt en spektroskopisk metode kombinert med multivariabel kalibrering, som utføres på treråmateriale som flyter inn i et anlegg som omfatter en prosess for fremstilling av trebaserte paneler, spesielt på de tørre flate- og kjernepartikler, for en øyeblikkelig og kontinuerlig analyse av de forskjellige parametre som gjenspeiler kvaliteten av de trebaserte paneler, og med denne kunnskap, valgfritt å bestemme prosessvariablene.
Oppfinnelsen vedrører spesielt anvendelsen av NIR-teknikk (nær-infrarød-teknikk) kombinert med multivariabel kalibrering som et verktøy for forutsigelse av egenskapene av sponplater og andre trebaserte paneler.
Oppfinnelsen vedrører også bestemmelse av parametrene av et trebasert panel, ved å analysere selve det trebaserte panel ved hjelp av en spektrometrisk metode kombinert med multivariabel analyse.
Bakgrunn for oppfinnelsen
Sponplater kan fremstilles av tørre, finmalte trepartikler som blandes med bindemidler og formes til en matte, som deretter presses sammen under høy temperatur og høyt trykk til en komprimert plate.
Treråmateriale av nesten hvilken som helst type art kan brukes. Imidlertid er egenskapene av den endelige plate, såsom f.eks. tettheten, limbarheten osv., avhengig av egenskapene av treet.
Sagspon, høvelspon, flis og kutterspon fra rundtømmer, som i foreliggende beskrivelse og krav benevnes "partikler", brukes som treråmateriale. Sponkutting av rundtømmer finner sted i trommelflisere, mens flisene behandles i "knifering flakers".
Etter desintegrasjon tørkes alt tremateriale til 2-4% fuktighet i høykapasitets tørkeanordninger. Etter tørkeprosess-en siles trepartiklene til den foretrukne størrelse. Kassert materiale føres gjennom hammermøller og deretter tilbake til silesystemet.
Både formen av flakene/sagflisen og deres størrelsesforde-ling er viktig for panelets egenskaper.
Det vanligste brukte bindemiddel for sponplater og fiberplater med middels tetthet (MDF) er urea-formaldehydharpiks (UF), men også melamin-ureaharpiks (MUF), fenolharpiks (PF) og isocyanatharpiks (MDI) brukes i noen utstrekning, spesielt ved fremstilling av værbestandige plater.
Harpiks, vann, herdemiddel og voksemulsjon doseres automatisk basert på deres vekt. Doseringer av kjemikaliene beregnes i forhold til tørrsubstansen, i prosentandel av tørt tremateriale. Hvilken mengde bindemiddel som tilset-tes, er avhengig av harpikstypen og den ønskede kvalitet av platen.
Doseringen av UF-harpiks er vanligvis 7-10%, MUF-harpiks-mengden er vanligvis 11-13%, for PF-harpiks er den fra 6-8%, og for MDI-harpiks fra 2-5%. De forholdsvis lave doseringer av PF- og MDI-harpiksene gjenspeiler deres utmerkede bindingsevne.
En normal sponplate består av ca. 6% fuktighet, 9% bindemiddel og andre kjemikalier, og 85% tre. Selv om den helt dominerende ingrediens er tre, har forsknings- og utvikl-ings-anstrengelsene (R&D) innen sponplateindustrien helt til midten av 80-tallet nesten utelukkende konsentrert seg om bindemidlene, og treets rolle er blitt oversett.
Det er velkjent innen tremasse- og papirindustrien at treet må lagres over et visst tidsrom før det finner sted noen fremstilling av tremasse, for å unngå problemer med kvaliteten og prosessen. Under lagringen gjennomgår treets kjemiske sammensetning viktige forandringer. F.eks. forsvinner enkelte flyktige forbindelser, mengden frie og bundne syrer øker, umettede bindinger oksideres, det finner sted en hydrolyse av estere osv.
Sponplateindustrien har imidlertid ikke brydd seg særlig om disse fakta, men har istedenfor sluttet seg til at problemer med prosessen og kvaliteten sannsynligvis stammer fra variasjoner i bindemidlets kvalitet.
Inntil nå har det ikke vært mulig å bestemme en gyldig korrelasjon mellom resultatene av analyser av trematerialet og egenskapene av platen, selv om det ville være å anta at det finnes en viss sammenheng mellom syreinnholdet og treets
bearbeidbarhet.
Et formål for foreliggende oppfinnelse er å frembringe en direkte tilkoblet, innebygd eller "at-line" måling av treråmaterialet som strømmer inn i anlegget, hvilket gjør det mulig å sortere ut uegnet materiale før det føres inn i prosesstrømmen.
Undersøkelser av treråpartikler med analyseteknikken ifølge foreliggende oppfinnelse har nå på overraskende måte vist en meget høy korrelasjon mellom de målte analyseverdier for treet og platens egenskaper, dvs. med platens innhold av fritt formaldehyd, som i dag er meget viktig i betraktning av de meget strenge miljøbestemmelser, og med platens hardhet og vannmotstand.
Informasjon om sponplater og fremgangsmåtene ved deres fremstilling er tilgjengelig i "Modern Particleboard & dry-process fibreboard manufacturing" av Thomas M. Maloney
(1993) (jfr. spesielt kapitlene 4 og 5).
Prinsippene for NIR-spektroskopi beskrives av Williams, P.; Norris, K. (1987): New-Infrared Technology in the Agricul-ture and Food Industries. AACC, St. Paul/Min., og Sterk, E.; Luchter, K. (1986): Near Infrared Analyses (NIRA) A Technology for Quantitative and Qualitative Analyses, (Applied Spectroscopy Revues 22:4).
Bruken av multivariabel dataanalyse ved karakterisering av flerkomponenters systemer er for tiden et felt som befinner seg i utvikling. Brukt generelt innen kjemifeltet, benevnes disse statistiske metoder også kjemometriske metoder. Kjemometrisk teknikk beskrives i større detalj av S.D. Brown, "Chemometrics", Anal. Chem. 62, 84R-101R (1990).
Begrepet "plate" vedrører i foreliggende beskrivelse og krav de følgende platetyper: sponplate, fiberplate med middels tetthet (MDF), lamellplate, orientert fiberplate (OSB), fiberplater og finerplater.
Prosessvariabler som påvirker kvaliteten av platen, er f.eks. treråmaterialet, f.eks. trearten, modenheten, partikkelblandingen og størrelsen og fuktighetsinnholdet; partikkeldannelsen såsom Hombak/Mayer-partikler; tørke-anordningen, dennes innløps- og utløpstemperatur, fuktig-heten av de tørkede partikler; sileparametre såsom flate-og kjernepartikler, støvinnhold, fraksjoner, fuktighetsinnhold, partikkeltemperaturen; klebemiddelblandingsvariab-ler såsom flate- og kjernepartikler, vektinnstillinger, partikkeltemperatur, klebemiddelmengde, voksmengde, fuktighetsinnhold, kjølevann; utformingsstasjonsvariabler såsom volumvekt, tykkelse osv.; før-press-variabler, såsom presstiden og temperaturene; varmepressvariabler såsom presstiden, trykket, temperaturen; kjølevariabler såsom temperaturen; og slipevariabler såsom flatefinheten.
I protokollen av den 48. Appita Annual General Conference (som ble holdt i Melbourne, Australia, den 2.-6. mai 1994), publiserte Meder et al. en artikkel med tittelen "Predic-tion of wood chip and pulp and paper properties via multivariable analysis of spectral data" (sidene 479-484). Ifølge sammenfatningen av artikkelen (side 484), har Meder et al. brukt PCR-analyse av FTIR-, NIR- og NMR-spektra av tresponplater for å forutsi den kjemiske sammensetning av sponene (dvs. bestemme den faktiske sammensetning utifrå spektraene), og å prøve (selv om dette, som beskrives i artikkelen, ikke var særlig fremgangsrikt) å forutsi enkelte fysikalske egenskaper av Kraft- og TMP-tremasse og papiregenskaper. Artikkelen foreslår imidlertid ingen fremgangsmåte for kvalitativ eller kvantitativ bestemmelse av parametrene av et trebasert panel som fremstilles utifrå treråmateriale som strømmer inn i en prosess for fremstilling av trebaserte paneler, og enda mindre foreslås det noen metode for å styre prosessvariablene i en slik prosess.
I en artikkel i det vitenskaplige tidskrift "Holz als Roh-und Werkstoff 50 (1992) s. 25-28", beskriver Niemz et al. at platens kvalitet påvirkes av innholdet av fast harpiks og forholdet mellom løvtre/nåletre. Niemz et al. bruker NIR-spektroskopi for å kvantifisere andelen ureaformalde-hydharpiks i sponene og blandeforholdet mellom løvtre og nåletre. Målet med de utførte tester er å bestemme om prosessen er egnet for å påvise ureaformaldehydforekomsten på limt trespon, og å bestemme blandeforholdet mellom løv-tre og nåletre.
I artikkelen beskrives det også at NIR-teknikken kan brukes sammen med en lineær multippel regresjon for en direkte tilkoblet og ikke direkte tilkoblet overvåking av treets fuktighet, og for analysen av kjemiske produkter og land-bruksprodukter. Det beskrives også at Norris 1962, for en kvantitativ analyse av matvarer og for, kombinerte NIR med matematisk-statistiske metoder (kjemometrika), som senere ble brukt for den kvantitative analyse innen den klassiske kj emi.
I en annen artikkel i det samme tidsskriftet, som finnes på side 73-78 og er forfattet av Kniest, karakteriseres en sagstøv/klebemiddel-blanding ved hjelp av NIR-spektroskopi i kombinasjon med lineær multippel regresjon. På side 77, item 3, 2. avsnitt, sies det imidlertid at det ikke er mulig med noen måling av uklebede prøver, pga. de nødvend-ige dataallokasjoner for prosessmodelleringen for hver plate ["Zur Durchfiihrung o.g. Industrieversuche ist die Messung der zugehorigen unbeleimten Probe aufgrund der fur die Prozessmodellierung notwendigen Datenzuordnung zur jeweiligen Spanplatte nicht moglich."]
Fra denne publikasjon er det åpenbart at fagmannen ikke anså det for å være mulig å forutsi egenskapene av platen utifrå de uklebede partikler, eller å bestemme disse egenskaper på en ikke-ødeleggende måte utifrå den fremstilte plate, og problemet med å finne en virksom direkte tilkoblet, innebygd eller "at-line" metode i begynnelsen av prosessen for å bestemme parametrene som bestemte egenskapene av platen, forble uløst.
Relevante parametre som bestemmer egenskapene av platen, er f.eks. tettheten og tetthetsprofilen, den indre binding, tykkelsesoppsvulmingen, absorpsjonen, permeabiliteten, perforatorverdien, bruddmodulen (MOR), parametre som ved-rører flyktige organiske forbindelser (VOC) og emisjons-kammerverdiene.
Tettheten er i denne sammenheng det samme som volumvekten, og bestemmes vanligvis ved å veie strimler av platen som har et kjent volum, og å dividere massen med volumet. Verdiene uttrykkes i kg/m<3>.
Den indre binding (IB) er egenskapen av en gitt plate til å motstå spenning som utøves vinkelrett mot platens plan. Resultatet er avhengig av harpiksinnholdet og platens tetthet; i begge tilfeller er dette nesten en lineær funksjon.
Tykkelsesoppsvulmingen måles ved å plassere en prøve med en gitt størrelse i vann ved temperaturen 20 eller 23°C i tidsrommet 2-24 timer. Tykkelsen av prøven måles før og etter bløtleggingen. Tykkelsesforskjellen divideres med den opprinnelige tykkelse, og uttrykkes som prosentandel. Tykkelsesoppsvulmingen er et mål for platens evne til å motstå f.eks. uventet regn eller vannbasert maling osv.
Absorpsjonsverdien bestemmes vanligvis på samme prøve som ble brukt for å måle tykkelsesoppsvulmingen. Prøven veies før og etter vannbehandlingen. Vektforskjellen divideres med den opprinnelige vekt, og uttrykkes som prosentandel. Absorpsjonsverdien kan brukes for å forutsi platens bete-ende under ekstreme betingelser.
Permeabilitetsverdien erholdes ved å suge luft gjennom prøven (platens kanter er forseglet med voks), og trykk-tapet over platen måles parallelt med luftstrømmen gjennom platen. Permeabiliteten varierer over platens flate, avhengig av variasjoner i platens tetthet, men det finnes vanligvis en god korrelasjon mellom den midlere permeabilitet og formaldehydemisjonsverdien. Permeabiliteten måler den motstand som formaldehydet må overvinne for å slippe ut fra platen. Verdiene uttrykkes i cm/min.
Perforatorverdien uttrykker formaldehydinnholdet av platen ved et bestemt fuktighetsinnhold (6,5%). Formaldehydet erholdes ved å ekstrahere platen i toluen. Det frigitte formaldehyd absorberes i vann og bestemmes fotometrisk. Som forventet, finnes det en sammenheng mellom perforatorverdien og formaldehydemisjonen fra platen, og perforatormetoden er derfor en godkjent metode i mange land. Verdiene uttrykkes i mg HCHO/100 g ovnstørr plate.
Emisjonskammermetoden er i dag godkjent over hele verden som den mest nøyaktige metode for å bestemme formaldehyd-frigivningen fra trebaserte paneler eller andre materialer. Betingelsene i kammeret innstilles for å simulere betingelsene i et normalt hjem. Størrelsen av kammeret varierer fra land til land fra 1-40 m<3>. Temperaturen varierer fra 23-25
°C, belastningen varierer fra 0,3-1,0 m<2>/m<3>, den relative fuktighet fra 45-50%, og luftskiftehastigheten fra 0,5-1,0/time. Plateprøvene plasseres vertikalt innen en gitt avstand fra hverandre, i stativer i kammeret. Luftprøver tas inntil man når en stabil tilstand, hvilket normalt tar 3-10 dager. Verdiene uttrykkes i ppm HCHO eller i mg HCHO/m<3>.
Tetthetsprofilen er et mål for mattedannelsesfunksjonen, og også for pressfunksjonen, samt de geometriske egenskaper og blandingen av trepartiklene. Profilen måles i dag ved bruk av anordninger med røntgenstråler, som har evnen til å måle tettheten for hver 0,1 mm, fra flate til flate. En normal tetthetsprofil for sponplater viser flatetettheter på 1100 kg/m<3>, helt ned til 600 kg/m<3> i kjernen.
Således er det i årenes løp blitt utført mye forsknings-arbeid for å finne en løsning på det nevnte problem, men det har ikke vært tilgjengelig noen passende løsning, inntil foreliggende oppfinnelse ble gjort.
Sammenfatning av oppfinnelsen
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for kvalitativ og kvantitativ bestemmelse av parametre av et trebasert panel som er fremstilt av treråmateriale som strømmer inn i en prosess for fremstilling av trebaserte paneler, som er kjennetegnet ved at fremgangsmåten omfatter å: analysere treråmaterialet eller det trebaserte panel mens det har et fuktighetsinnhold under 10% ved hjelp
av en spektrometrisk metode som gir spektrale data, og sammenligne de spektrale data med spektrale referansedata som er blitt erholdt ved den spektrometriske metode fra referanse-treråmateriale eller trebaserte referansepaneler med et fuktighetsinnhold under 10%, hvilke spektrale referansedata er blitt kalibrert med kjente parametre av trebaserte paneler som er blitt fremstilt fra referanse-treråmaterialet eller med kjente parametre av det trebaserte referansepanel ved hjelp av multivariabel analyse.
Videre vedrører foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte ved styring av prosessvariabler som påvirker parametrene av et trebasert panel som fremstilles av treråmateriale som strømmer inn i en prosess for fremstilling av trebaserte paneler, som er kjennetegnet ved at den omfatter trinnene å: analysere treråmaterialet eller det trebaserte panel mens det har et fuktighetsinnhold under 10% ved en
spektrometrisk metode som gir spektrale data, og sammenligne de spektrale data med spektrale referansedata som er blitt erholdt ved den spektrometriske metode fra referanse-treråmateriale eller trebaserte referansepaneler som er blitt fremstilt av referanse-treråmaterialet i en prosess for fremstilling av trebaserte paneler idet de hadde et fuktighetsinnhold under 10%, hvilke spektrale referansedata er blitt kalibrert med prosessvariabler i en slik prosess, ved hjelp av multivariabel analyse.
Oppfinnelsen vedrører kvalitativ og kvantitativ bestemmelse av de forskjellige parametre som gjenspeiler kvaliteten av plater og andre trebaserte paneler, og variablene som styrer prosessen kan bestemmes, dvs. styres, på grunnlag av disse parametre. Oppfinnelsen vedrører nærmere bestemt en spektroskopisk metode for en øyeblikkelig og kontinuerlig analyse av de forskjellige parametre som gjenspeiler kvaliteten av platen, hvilken analyse utføres på strømmen av treråmaterialet, spesielt tørkede flate- og kjernepartikler, eller på selve det trebaserte panel.
Oppfinnelsen har vist at det er mulig å forutsi egenskapene av plater, og dermed valgfritt også bestemme parametrene som styrer plateprosessvariablene, ved samtidig bruk av NIR-spektroskopi og multivariabel kalibrering av treråmaterialet som strømmer inn i anlegget, spesielt de tør-kede flate- og kjernepartikler.
Ifølge én utførelse analyseres et treråmateriale eller et trebasert panel ved en spektrometrisk metode, hvilket gir spektrale data som deretter forbindes i en kombinasjon med én eller flere prosessvariabler, hvilken kombinasjon sammenlignes med referansekombinasjoner som er blitt erholdt ved å forbinde spektrale referansedata, erholdt ved den spektrometriske metode fra referanse-treråmateriale eller trebaserte referansepaneler, i en kombinasjon med referan-seprosessvariabler, hvilke referansekombinasjoner er blitt kalibrert med kjente parametre av trebaserte paneler som ble fremstilt av referanse-treråmaterialet, eller med kjente parametre av det trebaserte referansepanel ved multivariabel analyse. I denne sammenheng betyr "forbinde i en kombinasjon" at kombinasjonen representerer en matematisk funksjon av den spektrale data og en eller flere prosessvariabler, således at variablene utgjør uavhengige variabler i funksjonen; dette antyder at de uavhengige variabler vanligvis skal innføyes i et matematisk uttrykk eller en formel, mens den avhengige variabel, dvs. "kombinasjonen" skal bestemmes.
Foreliggende oppfinnelse vedrører i henhold til én utførel-se bruken av NIR-spektroskopi på tørkede flate- eller kjernepartikler, eller både og, av plater, kombinert med multivariabel analyse av de erholdte spektra for å kalibrere fremstillingen av platen.
Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen:
Ifølge oppfinnelsen har man vist at det er mulig å direkte og kontinuerlig bestemme forskjellige parametre for plater og andre trebaserte paneler, spesielt tettheten, tetthetsprofilen, den indre binding, tykkelsesoppsvulmingen, absorpsjonsverdien, permeabilitetsverdien, perforatorverdien og emisjonskammerverdien, ved å påvise spektra av råmaterialet for platene idet de har et fuktighetsinnhold under 10%, og å oversette disse spektra til parametrene ved hjelp av en multivariabel kalibrasjonsteknikk. Denne metode kan brukes for å bestemme, dvs. regulere, prosessvariablene i en platefremstillingsprosess. Den spektrometriske metode som brukes, kan være absorpsjons-, reflektans-, emisjons-eller transmisjonsspektrometri, og brukes fortrinnsvis innen det såkalte nær-infrarøde (NIR) bølgelengdeområde.
Det har spesielt vist seg at det er mulig å direkte og kontinuerlig påvise absorpsjons- eller transmittansspektraene av de tørre flate- og kjernetrepartikler som utgjør plate-basen, og ved hjelp av disse verdier ved atskilte bølge-lengder fra disse spektra, beregne de forskjellige parametre av platen.
Gjenstandene for foreliggende oppfinnelse oppnås ved å analysere et trebasert panel eller dettes råmateriale, idet det har et fuktighetsinnhold under 10%, spesielt tørre flate- eller kjernepartikler, i prosessrekken ved hjelp av en spektrometrisk metode, spesielt i et bølgelengdeområde fra 180-2.500 nm, med fordel fra 400-2.500 nm, og spesielt fra 1.000-2.500 nm, og å utføre en kjemometrisk bedømmelse av spektret. Metoden tillater en øyeblikkelig og kontinuerlig analyse av de forskjellige parametre som gjenspeiler kvaliteten av platen eller andre trebaserte paneler, og derved kan man bestemme variablene som styrer prosessen.
Metoden utføres fortrinnsvis på råmateriale, og på trebaserte paneler som er blitt fremstilt av et slikt materiale, som er blitt tørket i en tørkeanordning, med fordel innen platefremstillingsanlegget; fortrinnsvis har man tørket det trebaserte panel eller råmaterialet, spesielt flate- og kjernepartikler, under betingelser som er kjent for fagmannen, ned til et fuktighetsinnhold under 8%, fortrinnsvis under 4%.
Foreliggende oppfinnelse er fordelaktig f.eks. i og med at det lave fuktighetsinnhold fremmer reproduserbare målings-resultater; fuktighet har ellers en tendens til å blokkere eller skjule spektrometrisk informasjon. Det antas dessuten at flyktige forbindelser av naturlig eller syntetisk opphav i råmaterialet eller panelet, som også eventuelt kan blokkere eller skjule spektrometrisk informasjon, fordamper fra råmaterialet eller panelet idet fuktighetsinnholdet senkes. Ved å utføre analysen ved et relativt lavt fuktighetsinnhold, utnyttes dermed mer spektrometrisk informasjon, hvilket sikrer mer nøyaktige og reproduserbare måleresultater. Med hensyn til råmaterialet er det også en stor fordel å analysere materialet idet det befinner seg i en tilstand som i så stor grad som mulig er lik den tilstand det skal befinne seg i under produksjonsprosessen, dvs. når det er relativt tørt.
Det trebaserte panel er fortrinnsvis en plate, med fordel en sponplate.
Den multivariable analyse som utføres ifølge foreliggende oppfinnelse, kan være hovedkomponentanalyse ("Principal Component Analysis") (PCA) , "Partial Least Squares Regression" (PLS), hovedkomponentregresjon ("Principal Component Regression") (PCR), multilineær regresjonsanalyse ("Multilinear Regression Analysis") (MLR) eller diskriminansanalyse ("Discriminant Analysis"), fortrinnsvis "Partial Least Squares Regression".
Foreliggende oppfinnelse kan også brukes i en metode for regulering av prosessvariablene som påvirker parametrene av et trebasert panel som fremstilles av treråmateriale som strømmer gjennom en prosess for fremstilling av trebaserte paneler; i dette tilfelle kan foreliggende fremgangsmåte brukes for å bestemme plateparametrene, hvilken informasjon deretter mates inn i et system for styring av prosessen. Det er også mulig å utvikle et kontrollsystem hvor de erholdte spektra, valgfritt med nedsatt støy eller grunnlinje-gangkurve ("base line drift"), mates direkte inn i systemet for å justere prosessvariablene uten at man har oversatt spektraene til plateparametre; dette kan med fordel oppnås ved å bestemme en kalibrasjonsmodell hvor prosessvariablene uttrykkes som funksjoner av panelparametrene og spektraldata, og deretter å bruke modellen i selve pro-duksjonen, idet spektrale data erholdes fra råmaterialet, dvs. fremadregulering utifrå råstoffet ("feed-forward controlling"), eller fra de fremstilte paneler, dvs. tilbakeregulering utifrå produktet ("feed-back controlling"), og forbindes med ønskede panelparametre for å gi de nødvendige prosessvariabler.
Ifølge én utførelse analyseres det trebaserte panel idet det har et fuktighetsinnhold under 10%, ved en spektrometrisk metode som gir spektral data, og de således erholdte spektrale data sammenlignes med spektrale referansedata som erholdes ved den spektrometriske metode fra trebaserte referansepaneler som er blitt fremstilt i prosessen med kjente prosessvariabler, og idet referansepanelet har et fuktighetsinnhold under 10%, idet parametrene for de trebaserte referansepaneler er kjent, hvilke spektrale referansedata er blitt kalibrert med de kjente prosessvariabler ved hjelp av multivariabel analyse.
Ifølge en annen utførelse analyseres treråmaterialet eller det trebaserte panel likeledes mens det har et fuktighetsinnhold under 10% ved en spektrometrisk metode, hvilket gir spektrale data, og disse spektrale data sammenlignes med spektrale referansedata som ble erholdt ved den spektrometriske metode fra referanse-treråmateriale som ble brukt, eller trebaserte referansepaneler som ble fremstilt fra referanse-treråmaterialet, i en referanseprosess for fremstilling av trebaserte paneler, mens fuktighetsinnholdet var under 10%, hvilke spektrale referansedata er blitt kalibrert med prosessvariablene som ble brukt i referanseprosessen, ved hjelp av multivariabel analyse.
I enda en utførelse analyseres treråmaterialet eller det trebaserte panel, igjen idet fuktighetsinnholdet er under 10%, ved en spektrometrisk metode som gir spektrale data, og de erholdte spektrale data forbindes i en kombinasjon med minst én ønsket parameter, og kombinasjonen sammenlignes med referansekombinasjoner som ble erholdt ved å forbinde spektrale referansedata, som ble erholdt ved den spektrometriske metode fra referanse-treråmateriale eller trebaserte referansepaneler som hadde et fuktighetsinnhold under 10%, med kjente parametre av referanse-treråmaterialet eller de trebaserte referansepaneler, hvilke referansekombinasjoner er blitt kalibrert med kjente prosessvariabler ved hjelp av multivariabel analyse.
Teknisk sett kan den spektrometriske analyse utføres ved direkte tilkoblet, innebygd eller "at-line" optisk fiber-undersøkelse, eller ved å ta enkelte prøver for en separat analyse. I begge tilfeller behandles de spektrale data ytterligere ved bruk av verdier fra forskjellige atskilte bølgelengder fra hvert bestemte spektrum. Det bør forstås at strålningen som brukes i den spektrometriske metode, treffer direkte på råmaterialet eller det trebaserte panel. Den spektrale informasjon gjenspeiler diverse egenskaper. Avhengig av den aktuelle parameter, korreleres relevant og utvalgt informasjon med den bestemte parameter.
Et eksempel på en slik teknikk er bruken av en anordning som er plassert i en viss avstand fra prosessen, og som omfatter en lyskilde, føler, elektroniske komponenter og andre komponenter som er nødvendige for å overføre et signal gjennom en optisk fiber til prøven, hvor lyset overføres gjennom eller reflekteres på eller delvis gjennom prøven. De erholdte signaler tilbakeføres til føleren i en ledsagende optisk fiberkabel, og registreres.
I spektrometret omdannes lyset til et elektrisk signal som deretter videreføres til en datamaskin, hvor spektret av en tidligere lagret referansesveiping kan settes i forhold til, f.eks. subtraheres fra, prøvespektra, og det beregnes et referansekorrigert spektrum.
Et annet eksempel er å manuelt eller automatisk ta prøver i relevante tidsintervaller, og å føre prøvene til analyse i et analytisk instrument som inneholder lyskilden, føleren, de elektroniske komponenter og de andre nødvendige komponenter. Absorpsjons- eller transmittansspektraene underkas-tes deretter en videre databehandling ved bruk av verdier fra forskjellige atskilte bølgelengder for hvert bestemte spektrum.
Det foretrekkes at føleren har et måleintervall som er maksimalt 10 nm, fortrinnsvis maksimalt 2 nm og mest foretrukket 1 nm eller mindre. Påvisningen utføres i VTS-NIR-bølgelengdeområdet fra 180-2.500 nm.
Dette kan oppnås ved bruk av et sveipeinstrument, et diode-rekkeinstrument, et Fourier-transformasjonsinstrument eller hvilket som helst annet lignende utstyr, som er kjent for fagmannen.
En bedømmelse av bølgelengdene som inneholder absorpsjonen eller transmisjonen, gir egenskaper som er relevante for analysen. Ved bruk av kjemometriske metoder på de erholdte spektra, er det deretter mulig å ignorere bølgelengder som ikke inneholder noen informasjon som bidrar til den kjemiske analyse, selv om målingen vil omfatte informasjon fra hele bølgelengdeområdet.
Bestemmelsen og reguleringen av plateparametrene ved bruk av den spektrometriske måling omfatter to hovedtrinn, idet det første er utviklingen av en kalibrasjonsmodell, omfattende undertrinnene å utvikle treningssett; databehandling; og dataanalyse ved bruk av flate- og kjernepartikler som har kjente verdier for parametrene. Det andre hovedtrinn er en spektrometrisk analyse av prøven som har ukjente para-meterverdier, behandling av den spektrale data, valgfritt etterfulgt av dataanalyse; og bruk av kalibrasjonsmodellen som ble utviklet i det første hovedtrinn, på den således erholdte data.
Én utførelse av oppfinnelsen er å analysere nær-infrarød-spektraene innen et bølgelengdeområde fra 400-2.500 nm, spesielt 1.000-2.500 nm, av tørkede flate- og kjernepartikler og å bruke en kjemometrisk bedømmelse av spektraene for å beregne parametrene av partiklene, såsom f.eks. tettheten, tetthetsprofilen, den indre binding, adsorpsjonen, permeabiliteten, perforatorverdien og emisjonskammerverdi-ene .
Ifølge en foretrukken utførelse omfatter den foreliggende fremgangsmåte trinnene å:
(I) utvikle en kalibrasjonsmodell ved å
(I. a) ved hjelp av en spektrometrisk metode registrere spektrale referanse-rådata for referanse-prøver av referanse-treråmaterialet eller det trebaserte referansepanel;
(I.b) behandle den spektrale referanse-rådata for å
nedsette støyen og å korrigere for gangkurve og diffus lysspredning;
(I.c) kalibrere den behandlede spektrale referansedata med de kjente parametre av referanseprøve-ne ved å utføre en dataanalyse som omfatter
multivariabel analyse; og
(II) ved hjelp av den spektrometriske metode, registrere spektrale rådata av en prøve av treråmateriale eller et trebasert panel som har ukjente parametre;
behandle den derved erholdte spektrale rådata for å nedsette støyen og korrigere for gangkurve og diffus lysspredning; og
bruke den utviklede kalibrasjonsmodell på den behandlede spektrale data for å bestemme de ukjente parametre .
Den multivariable analyse i undertrinnet (I.c) omfatter fortrinnsvis en omdannelse av de behandlede spektrale referansedata til latente variabler; og i undertrinn (II) omdannes de behandlede spektrale data fortrinnsvis til latente variabler på samme måte som i trinn (I.c), og den utviklede kalibrasjonsmodell brukes på de latente variabler for å bestemme de ukjente parametre. Omdannelsen til latente variabler skjer ved hovedkomponentanalyse (PCA). Denne foretrukne utførelse skal beskrives i større detalj i det følgende:
(I) UTVIKLING AV EN KALIBRASJONSMODELL
Plateparametrene måles på tradisjonell måte for et antall prøver. Verdiene brukes deretter ved utvikling av en kali-bras j onsmodell, hvor de tre undertrinn som beskrives neden-for, brukes på de registrerte absorpsjons-, reflektans-eller emisjonsspektra av prøvene.
(I.a) Utvikling av treningssett
Modell-treningssett består av et stort antall absorpsjons-eller transmisjonsspektra fra prøver med kjente verdier, som fortrinnsvis er representative for produksjonsprosessen. Treningssettene brukes i de kjemometriske algoritmer for å beregne de resulterende modellparametre.
(I.b) Databehandling
For å nedsette støyen og å korrigere for grunnlinje-gang-kurven, bør den spektrale rådata behandles. Denne behandling kan også vise frem skjult informasjon, såsom at tilsy-nelatende forskjellige spektra er identiske, eller at til-synelatende meget like spektra faktisk ikke er identiske. Videre er forutsetningene for Beer's lov (som går ut på at den samlede mengde lys som absorberes, for en gitt absorp-sjonskoeffisient og lengde av den optiske bane i det ab-sorptive medium, står i forhold til den molekylære konsen-trasjon i prøven) ikke alltid oppfylt i det komplekse system som prøvene utgjør. Dette grunnes et antall faktorer som ofte forefinnes i industrielle prøver og laboratorie-prøver. En annen faktor som kompliserer behandlingen, er variasjoner i lysets spredning, som avhenger av partiklene i prøven. Man har utviklet forskjellige teorier for å over-komme dette problem, og de mest brukte er: Kubelka-Munk-transformasjonen (P. Kubelka, F. Munk, Z. Tech. Physik 12, 593 (1931)), som tar hensyn til absorpsjonen og sprednin-gen; og den multiplikative spredningskorrektur (P. Geladi, D. MacDougall, H. Martens, Appl. Speet. 39, 491-500
(1985)), hvor hvert spektrum "korrigeres" både med hensyn til forskyvningen og skråningen ved å sammenligne det med et "ideelt" spektrum (det midlere spektrum) . En annen måte å linearisere de spektrale data kan også være ved bruk av differensialkvotienter, f.eks. inntil differensialkvotienten av fjerde grad (A. Savitzky, M.J.E. Golay, Anal. Chem. 36, 1627-1639 (1964)). Differensialkvotienten av spektret gir et transformert spektrum, som kun består av de relative endringer mellom naboliggende bølgelengder, og det har vist seg at toppintensitetene av derivative spektre tenderer til å stå i et mer lineært forhold med konsentrasjonen (T.C. 0'Haver, T. Begley, Anal. Chem. 53, 1876 (1981)). Linearisering kan også oppnås ved bruk av Fouriers transformasjon, eller ved bruk av standard normalvariabeltransformasjonen som beskrives av R.J. Barnes, M.S. Dhanoa og S.J. Lister, Appl. Spectrosc, Vol. 43, nr. 5, s. 772-777 (1989).
(I.c) Dataanalyse
Dataanalyse ved bruk av kjemometriske teknikker tillatter deretter en utvikling av kalibrasjonsmodellen. Det finnes flere kjemometriske teknikker som kan brukes, såsom hovedkomponentanalyse (PCA), "Partial Least Squares Regression"
(PLS), hovedkomponentregresjon (PCR), multilineær regresjonsanalyse (MLR) og diskriminansanalyse. Den foretrukne kjemometriske teknikk ifølge oppfinnelsen er PLS-metoden.
(I. cl) Hovedkomponentanalyse (PCA)
Ved PCA komprimeres en gruppe korrelerte variabler til en mindre gruppe ukorrelerte variabler. Denne omdannelse består i å rotere koordinatsystemet, hvilket fører til at informasjonen kan tilpasses et færre antall akser enn hva som forelå i den opprinnelige oppstilling. Herved vil variabler som er høyt korrelert med hverandre, behandles som en enkelt enhet. Ved bruk av PCA er det således mulig å erhol-de en liten gruppe ukorrelerte variabler som fortsatt representerer hovedparten av informasjonen som forelå i den opprinnelige gruppe av variabler, men i en form som er meget lettere å bruke i modeller. Generelt vil 2-15 hoved-komponenter forklare 85-98% av variablenes varians.
(I.c.2) "Partial Least Squares Regression" (PLS)
PLS er en modellerings- og beregningsmetode ved hvis hjelp kvantitative forhold mellom variabelblokker kan bestemmes, f.eks. for en deskriptordatablokk (et spektrum) for en rekke prøver og en blokk med responsdata som ble målt på disse prøver. Ved å sette blokkene i et kvantitativt forhold med hverandre, er det mulig å mate inn den spektrale data for en ny prøve i deskriptorblokken, og å forutsi de forventede responsdata. En stor fordel med denne metode er at resultatene kan bedømmes grafisk, ved hjelp av forskjellige plott-diagrammer. I de fleste tilfeller er en visuell interpretasjon av plott-diagrammet tilstrekkelig for å for-midle en god forståelse for de forskjellige forhold mellom variablene. Metoden baserer seg på projeksjoner, på lignende måte som PCA. PLS-metoden beskrives i detalj av Carls-son, R., Design and optimization in organic synthesis, B.G.M. Vandeginste, O.M. Kvalheim, utg., Data handling in science and technology (Elsevier, 1992), vol. 8.
(I.c.3) Hovedkomponentregresjon (PCR)
PCR er nært beslektet med PCA og PLS. Liksom også ifølge PCA, projiseres hvert objekt i deskriptorblokken i et rom bestående av færre dimensjoner, og gir der poengtall og vekttall. Poengtallene korreleres med responsblokken i en prosedyre med den minste kvadrat, hvilket fører til en regresjonsmodell som kan brukes for å forutsi egenskapene av ukjente prøver. Den samme statistiske modell som i PLS og PCA kan brukes for å validere modellen. For en utmerket opplæring i PCA, PLS og PCR, jfr. P. Geladi et al., i "Partial Least-Squares Regression: A Tutorial", i Anal. Chim. Acta, 185, 1-32 (1986).
(I.c.4) Multilineær regresjonsanalyse (MLR)
Ifølge MLR defineres det plan som er best tilpasset plateparametrene, som en funksjon av spektraene, ved bruk av teknikker med den minste kvadrat for å bestemme hver av-grensning av planet. Dette plan brukes deretter for å er-kjenne og tildele en forutsagt verdi til en ukjent plate-parameterverdi. Denne teknikk er generelt begrenset til relativt "rene" systemer hvor det ikke foreligger noen be-tydelig mengde matriksforstyrrelser, og krever i motsetning til PLS et større antall objekter enn variabler.
(I.c.5) Diskriminansanalyse
Dette er en metode hvorved man ved bruk av spektrale data grupperer de kjente plateparameterverdier i forskjellige klaser, som atskilles av lineære bestemmelsesgrenser. Utifrå spektret av en prøve med ukjente plateparameterverdier, kan denne prøve tildeles en klase, og plateparameterverdien kan få tildelt en verdi, f.eks. den midlere verdi for kla-sen. Dette er en meget nyttig teknikk ved kvalitetssorte-ring, men krever en meget stor database for å oppnå statis-tisk signifikante resultater.
(II) BESTEMMELSE VED ANVENDELSE AV KALIBRASJONSMODELLEN
Når en kalibrasjonsmodell vel er blitt utviklet, kan bestemmelsen av de ukjente verdier utføres ved å registrere absorpsjons- eller transmisjonsspektret, ifølge trinn (I.a). Behandlingen av de derved erholdte spektrale rådata utføres i henhold til trinn (I.b); det kan valgfritt utfø-res en dataanalyse av de behandlede spektrale data ifølge trinn (I.c); og den utviklede kalibrasjonsmodell brukes på de således erholdte data.
Oppfinnelsen skal nå beskrives med hjelp av eksempler.
Fem testplater, som hadde forskjellig partikkelsammenset-ning men en lik klebestoffsammensetning, ble fremstilt i
laboratoriet. Man brukte tre forskjellige typer råpartikler av tre forskjellige aldere (gamle, 3 måneder, ferske). Partiklene ble tørket og sortert i flate- og kjernepartikler i laboratoriet. Hver alder representerte én testplate, og den fjerde testplate representerte en blanding av de tre andre. Den femte testplate var en referanseprøve som hadde flate-og kjernepartikler fra handelsproduksjonen. Partikkelblan-
dingene av platene er oppført i den følgende Tabell I. Fuktighetsinnholdet i hver plate var blitt analysert ifølge standardmetoder. NIR-målinger på hver partikkeltype ble ut-ført av AKZO NOBELs analysesentrum i Nacka, Sverige. Det brukte instrument var et FT-NIR-instrument "Bomem 160" med drivcelle. Partiklene ble plassert i en skål, og prøvene ble sveipet 16 ganger/spektrum fra 1.000-2.500 nm. I til-legg til målingene som ble utført ved kjente teknikker på fullstendige plater, utførte man også emisjonsmålinger med tørkelokk (EXS-metoden som skal beskrives i det følgende), og en metode hvor platen plasseres i en boks og luft trek-kes ut gjennom platen (BOX-metoden som skal beskrives i det følgende). Resultatene ble fremvist på en monitor, "Inter-scans direct instrument for formaldehyde". Målingen, som nærmest representerer en direkte tilkoblet metode i anlegget, ble utført på avkjølt råplate, idet luften i tørkelok-ket hadde en temperatur på 30°C, og burde gi informasjon om hvorvidt den direkte tilkoblede formaldehydmåling korrele-rer godt med kammerverdien. Resultatene av målingene er oppført i den følgende Tabell II. "Sirius"-programmet for multivariabel data ble brukt for å trekke ut ytterligere informasjon fra de normaliserte NIR-spektra. Respons-modeller for partikkelvariablene og for platevariablene ble satt opp med 6 PLS-komponenter. Responsmodellene kunne uttrykkes som Y = KX + M, dvs. en ligning som beskriver en rett linje i et konvensjonelt X-Y-koordinatsystem, hvor Y er parameteren som skal forutsies, X er den faktisk målte parameter, K er korrelasjonskonstanten for responsmodellen (som angir skråningen av linjen) og M angir linjens snittpunkt med Y-aksen, dvs. den verdi som Y antar når X har verdien null i modellen. I en ideell responsmodell er K=l og M=0. Verdiene for K og M for de forskjellige målinger vises i Tabell III sammen med korrelasjonen av modellene med de faktiske verdier, hvilket for en ideell modell er 1, og den midlere forutsigelsesfeil. Flerbølge-lengdes spektroskopi, som ble utført på flate- og kjerne-partiklene etterfulgt av en linearisering av de spektrale data og multivariabel databedømmelse (PLS-algoritme), ble brukt for å bestemme plateparameterverdiene. Referanse-prøvene bestod av tilsammen 10 prøver av forskjellig opprinnelse som angitt i tabellene, og hadde dermed forskjellige parametre. Prøvene var blitt tørket til et fuktighetsinnhold fra 0,9-2,3%, og sortert i flate- og kj ernepartikler.
Flatepartikkelfraksjon: 0,5-2 mm
Kjernepartikkelfraksjon: 2-8 mm
En test som omfattet 2x4 treskikts plater ble utført for hver blanding, og på denne samme måte utførte man en test med en sammensetning av like deler av de tre blandinger. Én test med flate- og kjerne-referansepartikler ble utført. Urea-formaldehydharpiks UF 1155 fra Casco Products AB ble brukt i alle testene. Fire av platene ble slått sammen til en kammerplate. Emisjonsmålinger ble utført både med et tørkelokk og ved å suge luft ut av platen i en boks. En fullstendig testing av platen for hver test ble utført etter kammertesten.
De følgende forkortelser brukes i tabellene:
Tetth. Tetthet
IB Indre binding
TSW 24h Tykkelsesoppsvulming
ABS 24h Absorpsjon
PB Permeabilitet, cm/min
PV Perforatorverdi fotom., mg HCHO/100 g
REM "Rapid emission method", mg HCHO/liter
Em.kam. Emisjonskammer, mg HCHO/m<3>
EXS 30°C Tørkelokk 0,82 dm<2>, med tape som avstandsholder mot platen. 3 liter luft suges over platen pr.
minutt. Nypresset råplate. Temp. 30°C
EXS 23°C Tørkelokk 0,82 dm<2> med tape som avstandsholder mot platen. 3 liter luft suges over platen pr. minutt. Nypresset råplate. Temp. 23°C
EXS ld Tørkelokk 0,82 dm<2> med tape som avstandsholder mot platen. 3 liter luft suges over platen pr.
minutt. Glattet plate, 1 dag
Boks 4d Luft suges gjennom platen 4,8 dm<2>, 5 l/min.
Glattet plate, tapede kanter, 4 dager
Boks 12d Luft suges gjennom platen 4,8 dm<2>, 5 l/min.
Glattet plate, tapede kanter, 12 dager
Boks 27d Luft suges gjennom platen 4,8 dm<2>, 5 l/min.
Glattet plate, tapede kanter, 27 dager
Boks k-sk Luft suges gjennom platen 4,8 dm<2>, 5 l/min.
Glattet plate, tapede kanter, måling på plate testet i et kammer
Det er tydelig fra Tabell III at skråningene K og korrela-sjonene er meget nær den ideelle verdi 1. De fleste snitt-punkter M er meget nær den ideelle verdi 0, idet parameteren for tetthet er et unntak; i dette tilfelle bør det imidlertid noteres at de faktiske verdier for den målte plate varierte fra 745 til 7 60, hvilket tyder på at diver-gensen faktisk var meget liten i forhold til de faktiske verdier, hvilket også gjenspeiles ved den lave midlere forutsigelsesfeil i dette tilfelle.

Claims (20)

1. Fremgangsmåte for kvalitativ og kvantitativ bestemmelse av parametre av et trebasert panel som er fremstilt av treråmateriale som strømmer inn i en prosess for fremstilling av trebaserte paneler, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter å: analysere treråmaterialet eller det trebaserte panel mens det har et fuktighetsinnhold under 10% ved hjelp av en spektrometrisk metode som gir spektrale data, og sammenligne de spektrale data med spektrale referanse data som er blitt erholdt ved den spektrometriske metode fra referanse-treråmateriale eller trebaserte referansepaneler med et fuktighetsinnhold under 10%, hvilke spektrale referansedata er blitt kalibrert med kjente parametre av trebaserte paneler som er blitt fremstilt fra referanse-treråmaterialet eller med kjente parametre av det trebaserte referansepanel ved hjelp av multivariabel analyse.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter å: analysere treråmaterialet eller det trebaserte panel mens det har et fuktighetsinnhold under 10% ved hjelp av en spektrometrisk metode som gir spektrale data, forbinde de spektrale data i en kombinasjon med en prosessvariabel, og sammenligne kombinasjonen med referansekombinasjoner som erholdes ved å forbinde de spektrale referansedata, som erholdes ved den spektrometriske metode fra referanse-treråmateriale eller trebaserte referansepaneler som har et fuktighetsinnhold under 10%, med referanse-prosessvariabler, hvilke referansekombinasjoner er blitt kalibrert med kjente parametre for trebaserte paneler som ble fremstilt av referanse-treråmaterialet eller med kjente parametre av det trebaserte referansepanel ved hjelp av multivariabel analyse.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at treråmaterialet analyseres, og de spektrale data sammenlignes med spektrale referan sedata som er blitt erholdt fra referanse-treråmateriale, hvilke spektrale referansedata er blitt kalibrert med kjente parametre for trebaserte paneler fremstilt av referanse-treråmaterialet.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det trebaserte panel analyseres, og de spektrale data sammenlignes med spektrale referan sedata erholdt fra trebaserte referansepaneler, hvor de spektrale referansedata er blitt kalibrert med kjente parametre av de trebaserte referansepaneler ved hjelp av multivariabel analyse.
5. Fremgangsmåte ifølge et av de forutgående krav, karakterisert ved at det trebaserte panel er en plate.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at platen er en sponplate.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved å (I) utvikle en kalibrasjonsmodell ved å (I.a) ved hjelp av en spektrometrisk metode registrere spektrale referanse-rådata for referanseprøver av referanse-treråmaterialet eller det trebaserte referansepanel; (I.b) behandle den spektrale referanse-rådata for å nedsette støyen og å korrigere for gangkurve og diffus lysspredning; (I.c) kalibrere den behandlede spektrale referansedata med de kjente parametre av referanseprøvene ved å utføre en dataanalyse som omfatter multivariabel analyse; og (II) ved hjelp av den spektrometriske metode, registrere spektrale rådata for en prøve av treråmateriale eller et trebasert panel som har ukjente parametre; behandle den derved erholdte spektrale rådata for å nedsette støyen og korrigere for gangkurve og diffus lysspredning; og bruke den utviklede kalibrasjonsmodell på den behandlede spektrale data for å bestemme de ukjente parametre.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at den multivariable analyse i trinn (I.c) omfatter omdannelse av den behandlede spektrale referansedata til latente variabler; og at de behandlede spektrale data i trinn (II) omdannes til latente variabler ifølge trinn (I.c), og at den utviklede kalibrasjonsmodell brukes på de latente variabler for å bestemme de ukjente parametre.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at den spektrometriske metode er en absorpsjons-, reflektans-, emisjons- eller transmisjonsspektrometrisk metode.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at treråmaterialet eller det trebaserte panel og referanse-treråmaterialet eller de trebaserte referansepaneler tørkes til et fuktighetsinnhold under 8%, fortrinnsvis under 4%.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at treråmaterialet inneholder flate- eller kjernepartikler, eller både og.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den spektrometriske metode er en NIR-spektrometrisk metode.
13. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at plateparametrene som skal bestemmes, velges fra tettheten, tetthetsprofilen, den indre binding, tykkelsesoppsvulmingen, absorpsjonsverdien, permeabilitetsverdien, perforatorverdien og emisjonskammerverdien.
14. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den multivariable analyse utvelges fra Principal Component Analysis (PCA), Partial Least Squares Regression (PLS), Principal Component Regression(PCR), Multilinear Regression Analysis(MLR) og Discriminant Analysis.
15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved at den brukte multivariable analyse er Partial Least Squares Regression(PLS).
16. Fremgangsmåte ved styring av prosessvariabler som påvirker parametrene av et trebasert panel som fremstilles av treråmateriale som strømmer inn i en prosess for fremstilling av trebaserte paneler, karakterisert ved at den omfatter trinnene å: analysere treråmaterialet eller det trebaserte panel mens det har et fuktighetsinnhold under 10% ved en spektrometrisk metode som gir spektrale data, og sammenligne de spektrale data med spektrale referanse data som er blitt erholdt ved den spektrometriske metode fra referanse-treråmateriale eller trebaserte referansepaneler som er blitt fremstilt av referanse-treråmaterialet i en prosess for fremstilling av trebaserte paneler idet de hadde et fuktighetsinnhold under 10%, hvilke spektrale referansedata er blitt kalibrert med prosessvariabler i en slik prosess, ved hjelp av multivariabel analyse.
17. Fremgangsmåte ved styring av prosessvariabler ifølge krav 16, karakterisert ved at de spektrale data sammenlignes med spektrale referan sedata erholdt fra referanse-treråmateriale eller trebaserte referansepaneler som er blitt fremstilt av referanse-treråmaterialet i en referanseprosess for fremstilling av trebaserte paneler, hvilke spektrale referansedata er blitt kalibrert med prosessvariabler som brukes i referanseprosessen.
18. Fremgangsmåte ved styring av prosessvariabler ifølge krav 16, karakterisert ved at de spektrale data forbindes i en kombinasjon med en ønsket parameter, og at kombinasjonen sammenlignes med referansekombinasjoner som ble erholdt ved å forbinde spektrale referansedata, som ble erholdt fra referanse-treråmateriale eller trebaserte referansepaneler, med kjente parametre for referanse-treråmaterialet eller de trebaserte referansepaneler, hvilke referansekombinasjoner er blitt kalibrert med kjente prosessvariabler ved hjelp av multivariabel analyse.
19. Fremgangsmåte ved styring av en prosess ifølge krav 18, karakterisert ved at treråmaterialet analyseres, og kombinasjonen sammenlignes med referansekombinasjoner som ble erholdt ved å forbinde spektrale referansedata med kjente parametre av referanse-treråmaterialet.
20. Fremgangsmåte ved styring av en prosess ifølge krav 18, karakterisert ved at det trebaserte panel analyseres, og kombinasjonen sammenlignes med referansekombinasjoner som ble erholdt ved å forbinde spektrale referansedata med kjente parametre av de trebaserte referansepaneler .
NO19980135A 1995-07-14 1998-01-13 Fremgangsmate for a forutsi plate-egenskaper ved anvendelse av spektroskopisk metode kombinert med multivariant kalibrering NO325268B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9502611A SE9502611D0 (sv) 1995-07-14 1995-07-14 Prediction of the properties of board
PCT/SE1996/000892 WO1997004299A1 (en) 1995-07-14 1996-07-02 Prediction of the properties of board by using a spectroscopic method combined with multivariate calibration

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO980135D0 NO980135D0 (no) 1998-01-13
NO980135L NO980135L (no) 1998-03-16
NO325268B1 true NO325268B1 (no) 2008-03-17

Family

ID=20399001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19980135A NO325268B1 (no) 1995-07-14 1998-01-13 Fremgangsmate for a forutsi plate-egenskaper ved anvendelse av spektroskopisk metode kombinert med multivariant kalibrering

Country Status (33)

Country Link
US (1) US5965888A (no)
EP (1) EP0839317B1 (no)
JP (1) JP3370681B2 (no)
KR (1) KR100233948B1 (no)
CN (1) CN1117271C (no)
AR (1) AR002823A1 (no)
AT (1) ATE188033T1 (no)
AU (1) AU690470B2 (no)
BG (1) BG62533B1 (no)
BR (1) BR9609761A (no)
CA (1) CA2226727C (no)
CZ (1) CZ296823B6 (no)
DE (1) DE69605801T2 (no)
DK (1) DK0839317T3 (no)
EA (1) EA000988B1 (no)
EE (1) EE03938B1 (no)
ES (1) ES2140878T3 (no)
HU (1) HU221230B1 (no)
IL (1) IL122437A (no)
MX (1) MX9800413A (no)
MY (1) MY118744A (no)
NO (1) NO325268B1 (no)
NZ (1) NZ312816A (no)
PL (1) PL181795B1 (no)
PT (1) PT839317E (no)
RO (1) RO117048B1 (no)
SE (1) SE9502611D0 (no)
SI (1) SI0839317T1 (no)
SK (1) SK282825B6 (no)
TR (1) TR199800033T1 (no)
UA (1) UA28105C2 (no)
WO (1) WO1997004299A1 (no)
ZA (1) ZA965808B (no)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6414312B1 (en) 1998-03-05 2002-07-02 Akzo Nobel N.V. Method for controlling a process for the production of a cellulose fiber containing product
CA2322278C (en) * 1998-03-05 2004-12-14 Akzo Nobel N.V. A method for controlling a process for the production of a cellulose fibre containing product
DE19927969A1 (de) 1998-06-22 1999-12-23 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Prozeßführung und Prozeßoptimierung bei der Herstellung von Fasermatten und/oder Faserplatten
US6207956B1 (en) * 1998-09-04 2001-03-27 The Toro Company Method and apparatus for quantitative determination of turfgrass color
US6647343B1 (en) * 1999-04-29 2003-11-11 Agilent Technologies, Inc. Temporal profile analysis of mass data in a mass sensor system
AU771753B2 (en) * 1999-06-28 2004-04-01 New Zealand Forest Research Institute Limited Method for identifying properties of wood by infra-red or visible light
SE523308E (sv) 2000-03-02 2007-12-27 Valmet Fibertech Ab Förfarande för kontinuerlig bestämning av egenskaper hos ett trägiberflöde för träfiberskiveframställning
US6606568B2 (en) 2000-06-28 2003-08-12 Midwest Research Institute Method for predicting dry mechanical properties from wet wood and standing trees
US6525319B2 (en) 2000-12-15 2003-02-25 Midwest Research Institute Use of a region of the visible and near infrared spectrum to predict mechanical properties of wet wood and standing trees
US6593572B2 (en) 2000-12-13 2003-07-15 Midwest Research Institute Method of predicting mechanical properties of decayed wood
GB0031522D0 (en) * 2000-12-22 2001-02-07 Enigma Nv Use of NIR (near-infra red spectroscopy) in composite production
GB0102688D0 (en) * 2001-02-02 2001-03-21 Enigma Nv Method for assessing remaining useful life and overall quality of laminating paper
US7167773B2 (en) 2001-03-21 2007-01-23 Signature Control Systems Process and apparatus for improving and controlling the curing of natural and synthetic moldable compounds
US7245985B2 (en) 2001-03-21 2007-07-17 Signature Control Systems Process and apparatus for improving and controlling the vulcanization of natural and synthetic rubber compounds
US7194369B2 (en) * 2001-07-23 2007-03-20 Cognis Corporation On-site analysis system with central processor and method of analyzing
US7321425B2 (en) * 2004-12-20 2008-01-22 Honeywell International Inc. Sensor and methods for measuring select components in sheetmaking systems
US7279684B2 (en) * 2005-12-13 2007-10-09 Huber Engineered Woods Llc Method using NIR spectroscopy to monitor components of engineered wood products
US20070222100A1 (en) * 2006-03-21 2007-09-27 Huber Engineered Woods L.L.C. Method and system using NIR spectroscopy for in-line monitoring and controlling content in continuous production of engineered wood products
US20090230306A1 (en) * 2008-03-17 2009-09-17 Andre Nicolas Spectroscopic Prediction of Formaldehyde Emission and Thickness Swell of Wood Panels
US8519337B2 (en) * 2008-06-28 2013-08-27 The Boeing Company Thermal effect measurement with near-infrared spectroscopy
US8552382B2 (en) * 2008-08-14 2013-10-08 The Boeing Company Thermal effect measurement with mid-infrared spectroscopy
US8436311B2 (en) * 2008-08-14 2013-05-07 The Boeing Company Method of predicting thermal or chemical effect in a coated or painted composite material
US7807971B2 (en) * 2008-11-19 2010-10-05 The Boeing Company Measurement of moisture in composite materials with near-IR and mid-IR spectroscopy
EP2431144B1 (de) 2010-09-15 2012-10-31 Kronotec AG Verfahren und Einrichtung zur Nassbeleimung von Holzfasern
US9182360B2 (en) 2013-07-22 2015-11-10 Honeywell Asca Inc. Multi-frequency microwave sensor for temperature independent measurement of moisture
CN104865944B (zh) * 2014-07-17 2017-11-28 辽宁石油化工大学 基于pca‑lssvm的气分装置控制系统性能评估方法
DE102014214363B4 (de) 2014-07-23 2018-03-22 Türmerleim Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung und Regelung eines Verleimungsprozesses
CN104390932B (zh) * 2014-11-12 2017-06-30 中南林业科技大学 基于红外差谱技术的木材含水率检测方法
ES2637750T3 (es) * 2015-04-09 2017-10-16 Flooring Technologies Ltd. Procedimiento para la determinación de la resistencia a la abrasión de al menos una capa de desgaste dispuesta sobre una placa de soporte
CN106442382A (zh) * 2016-07-15 2017-02-22 中国林业科学研究院热带林业研究所 一种快速预测尾细桉木材基本密度的方法
CN108362702A (zh) * 2017-12-14 2018-08-03 北京木业邦科技有限公司 一种基于人工智能的单板缺陷检测方法、系统及设备
RU2730407C1 (ru) * 2020-02-03 2020-08-21 Фин Скан Ою Способ оценки качества пиломатериала и устройство для его реализации
TWI762271B (zh) * 2020-08-13 2022-04-21 日商名南製作所股份有限公司 板狀木材的缺陷檢測系統、缺陷檢測方法以及缺陷檢測用程式
CN113109290B (zh) * 2021-04-08 2023-03-03 晨光生物科技集团股份有限公司 一种快速预判天然色素衰减速度的方法
CN113447452A (zh) * 2021-06-29 2021-09-28 西安交通大学 一种用于绝缘纸光谱的水分影响因素校正方法及系统
ES2932150A1 (es) * 2021-06-29 2023-01-13 Luque Ripoll Luis De Procedimiento de determinación del origen geográfico y/o la especie botánica en muestras de madera
DE102021004704A1 (de) * 2021-09-17 2023-03-23 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Anlage und Verfahren zur kontinuerlichen Herstellung von Werkstoffplatten sowie eine Testvorrichtung und Testverfahren zur Ermittlung von zumindest einer Werkstoffkenngrösse
EP4303567B1 (de) * 2022-07-04 2024-08-21 Flooring Technologies Ltd. Verfahren zur bestimmung der menge von mindestens einem pulverförmigen bindemittel in einer mischung mit holzpartikeln

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4606645A (en) * 1984-10-29 1986-08-19 Weyerhaeuser Company Method for determining localized fiber angle in a three dimensional fibrous material
US4800279A (en) * 1985-09-13 1989-01-24 Indiana University Foundation Methods and devices for near-infrared evaluation of physical properties of samples
US5252836A (en) * 1991-03-07 1993-10-12 U.S. Natural Resources, Inc. Reflective grain defect scanning
CA2062447C (en) * 1991-03-07 1998-10-13 Peter Charles Matthews Reflective grain defect scanning
SE507486C3 (sv) * 1991-09-12 1998-07-13 Valmet Automation Kajaani Ltd Foerfarande och anordning foer maetning av fiberegenskaper med naera-infra-roed-spektroskopi
US5360972A (en) * 1993-08-17 1994-11-01 Western Atlas International, Inc. Method for improving chemometric estimations of properties of materials
NZ270892A (en) * 1994-08-24 1997-01-29 Us Natural Resources Detecting lumber defects utilizing optical pattern recognition algorithm

Also Published As

Publication number Publication date
UA28105C2 (uk) 2000-10-16
MX9800413A (es) 1998-09-30
HU221230B1 (en) 2002-08-28
BG62533B1 (bg) 2000-01-31
AU690470B2 (en) 1998-04-23
PL324493A1 (en) 1998-05-25
BR9609761A (pt) 1999-01-26
AU6473596A (en) 1997-02-18
IL122437A0 (en) 1998-06-15
JP3370681B2 (ja) 2003-01-27
TR199800033T1 (xx) 1998-06-22
EE03938B1 (et) 2002-12-16
CZ296823B6 (cs) 2006-06-14
CA2226727C (en) 2002-10-01
HUP9900683A3 (en) 1999-11-29
EA000988B1 (ru) 2000-08-28
NO980135D0 (no) 1998-01-13
EA199800126A1 (ru) 1998-08-27
DE69605801T2 (de) 2000-05-18
EP0839317A1 (en) 1998-05-06
KR100233948B1 (ko) 1999-12-15
EE9800029A (et) 1998-08-17
MY118744A (en) 2005-01-31
WO1997004299A1 (en) 1997-02-06
NZ312816A (en) 1999-05-28
ATE188033T1 (de) 2000-01-15
CN1117271C (zh) 2003-08-06
DE69605801D1 (de) 2000-01-27
IL122437A (en) 2001-01-28
SK282825B6 (sk) 2002-12-03
SI0839317T1 (en) 2000-04-30
CZ3198A3 (cs) 1998-06-17
SE9502611D0 (sv) 1995-07-14
PL181795B1 (pl) 2001-09-28
RO117048B1 (ro) 2001-09-28
CA2226727A1 (en) 1997-02-06
PT839317E (pt) 2000-05-31
EP0839317B1 (en) 1999-12-22
ZA965808B (en) 1997-01-27
KR19990028494A (ko) 1999-04-15
CN1191017A (zh) 1998-08-19
DK0839317T3 (da) 2000-05-08
BG102237A (en) 1998-12-30
US5965888A (en) 1999-10-12
JPH11509325A (ja) 1999-08-17
NO980135L (no) 1998-03-16
AR002823A1 (es) 1998-04-29
HUP9900683A2 (hu) 1999-06-28
ES2140878T3 (es) 2000-03-01
SK4098A3 (en) 1998-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO325268B1 (no) Fremgangsmate for a forutsi plate-egenskaper ved anvendelse av spektroskopisk metode kombinert med multivariant kalibrering
So et al. Near infared spectroscopy in the forest products industry
US7279684B2 (en) Method using NIR spectroscopy to monitor components of engineered wood products
Kothiyal et al. Estimating mechanical properties and specific gravity for five-year-old Eucalyptus tereticornis having broad moisture content range by NIR spectroscopy
Hein et al. Challenges in the use of Near Infrared Spectroscopy for improving wood quality: A review
Kokutse et al. Rapid prediction of shrinkage and fibre saturation point on teak (Tectona grandis) wood based on near-infrared spectroscopy
Prades et al. Methodology for cork plank characterization (Quercus suber L.) by near-infrared spectroscopy and image analysis
US20070039678A1 (en) Method for production of layered substrates
NO325489B1 (no) Fremgangsmate for a kontrollere en prosess for produksjon av et cellulosefiberholdig produkt
Adedipe et al. Prediction of yellow-poplar (Liriodendron tulipifera) veneer stiffness and bulk density using near infrared spectroscopy and multivariate calibration
Watanabe et al. Detection of wet-pockets on the surface of Tsuga heterophylla (Raf.) Sarg. by near infrared (NIR) spectroscopy
US6414312B1 (en) Method for controlling a process for the production of a cellulose fiber containing product
AU2002228248B2 (en) Method for assessing remaining useful life and overall quality of laminating paper
Todorović Spectral Range and Wood Surface Impacts on Equilibrium Moisture Content Estimation in Thermally Modified Beech Wood by FT-NIR Spectroscopy
Hein et al. Challenges in the use of Near Infrared Spectroscopy for improving wood quality: A review. Forest Systems, Volume 26, Issue 3, eR03
Hein et al. Beurteilung physikalischer und mechanischer Eigenschaften von agro-basierten Spanplatten mittels Nahinfrarot-Spektroskopie
Walczyński et al. NEAR INFRA-RED SPECTROSCOPY FOR ASSESSING NUTRIENTS IN FEEDING MATERIALS AND MIXTURES.
Hart et al. Detection of wet-pock-ets in hemlock using, near infrared spectroscopy
So et al. NIR
Diaz Rapid non-destructive assessment of southern yellow pine lumber properties by near infrared spectroscopy

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees