(57)【要約】紙またはプラスチックなどの移動ウェブのコーティング操作の測定値を処理するシステムおよび方法。複数のセンサが、ウェブのほぼ同じ交差方向（ＣＤ）ロケーションで、かつ、異なる機械方向（ＭＤ）ロケーションに展開される。測定プロセッサは、ＭＤロケーションのそれぞれについて、複数の測定信号サンプルを生成する。システムはまた、品質管理システムおよび分散処理システムから得られた訂正データを用いて、測定プロセッサによって生成された信号サンプルを処理するコンピュータを含む。全てのロケーションの信号サンプルを組み合わせて、水分含有量、温度、コーティング重量、乾燥レートなどのような、ウェブの特性についてのＭＤプロファイルを生成する。ＭＤプロファイルは、訂正データを用いて調整され、訂正データは、乾燥器空気温度、乾燥器空気圧力、ウェブ速度、ベース紙、コーティング調合、コーティング重力、入る水分レベル、出て行く水分レベル、および赤外線エネルギーなどのパラメータを含む。
2005516202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ウェブの特性についての少なくとも１つの機械方向プロファイルを生成するために、前記信号サンプルを組み合わせるステップと、
（ｂ）前記特性の訂正された機械方向プロファイルを生成するために前記少なくとも１つの機械方向プロファイルを訂正データと組み合わせるステップと、
を含む移動ウェブの機械方向に沿う異なるロケーションでサンプリングされる信号を処理する方法。
【請求項２】
各ロケーションでサンプリングされた信号は、湿度含有量、光沢、色、粘土含有量、ラテックス含有量、ＣａＣＯ３含有量、滑らかさ、および温度からなるグループのうちの２つ以上を表す、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
（ｃ）前記訂正された機械方向プロファイルをユーザに提示するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
（ｄ）前記ウェブを移動させる、かつ／または、前記ウェブ上で操作を行うシステムを制御するために、前記訂正された機械方向プロファイルを用いるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記操作は、前記ウェブを湿式材料でコーティングするステップ、および前記コーティングされたウェブを乾燥させるステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記訂正データは、乾燥器の空気温度、乾燥器の空気圧、ウェブの速度、ベース紙、コーティング調合、コーティング重量、吸気湿気レベル、排気湿気レベル、および赤外線エネルギーからなるグループのうちの１つまたは複数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記信号は第１のレートでサンプリングされ、ステップ（ｂ）は、前記第１のレートと同じかまたはそれより低い第２のレートで行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
移動ウェブに沿うＣＤロケーションに配設され、複数のセンサの各センサは、前記ウェブ上に放射ビームを送る少なくとも１つのユニットおよび前記ウェブから反射した放射を受け取る少なくとも１つのユニットを含む、複数のセンサと、
前記反射した放射を処理して、ＭＤロケーションのそれぞれについて、前記ウェブの１つまたは複数の特性についての前記測定信号サンプルを生成する測定プロセッサと、
（ａ）前記信号サンプルを組み合わせて前記ウェブの特性についての少なくとも１つの機械方向プロファイルを生成する操作と、
（ｂ）前記少なくとも１つの機械方向プロファイルを訂正データと組み合わせ、前記特性についての訂正された機械方向プロファイルを生成する操作と、を行うコンピュータと、
を備える移動ウェブの機械方向に沿う異なるＭＤロケーションでサンプリングされる信号を処理するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ウェブのコーティングの緻密データを処理する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェブ上にコーティングを付着させる（deposit）システムは一般に、供給リールから巻取りリールへの経路に沿ってウェブを移動させるように、巻取りリールおよび供給リールが配置されているが、完全な紙製造機の一体化した部分である場合もある。移動するウェブ上にコーティングを付着させるコーティングステーションは、１つまたは複数の乾燥器が後に続く経路に沿って配設され、乾燥器は、ウェブが、巻取りリール上に巻き取られるか、または、紙製造機の次の部分を通過する前にコーティングを乾燥させる。
【０００３】
顔料をコーティングした紙または板紙の生産において、コーティングを乾燥させる方法およびレートは、Voss, H.およびGarber, W.E.著「Correlations Between Drying Conditions And Quality Of Coated Paper(被膜紙の品質および乾燥条件間の相関)」（1975 TAPPI 58（9）, pp99-103）、Wochenbl. Papierfabr. 111, No. 17:645-646, 648-649（Sept. 15, 1993）からIPSTによって翻訳されたGraab, H著「Drying Of Coated Papers」に述べられたように、最終製品の印刷品質に著しく影響を与える。初期段階における、不適切な乾燥によって、コーティング表面の濃度の不均一または表面にわたる孔構造のばらつきをもたらす結合剤の移行を生ずる可能性がある（Xiang, Y., Bousfield, D., Coleman, P., Osgood, A.著「The Cause of Backtrap Mottle: Chemical or Physical?」1999）。こうした作用は、印刷品質が低いことに対する主要な理由である印刷斑を生ずると考えられる。
【０００４】
光沢は、鏡面反射光と入射光の比である。光学的に滑らかな表面の場合、光沢は、フレネルの法則に従って屈折率および入射角度によって変わる。光沢は、粗さの関数でもあり、光沢を用いて、表面粗さを特徴付けることができる。粗さが、光の波長と同じ大きさである時（「微視的」粗さ）、光沢は、粗さと光の波長の比に対して指数関数的に変わる。
【０００５】
近年、コータの乾燥工程をモデル化し、最終品質を最適化する乾燥器の設定を予測する多くの研究が行われた。モデリングの一部は、コーティングのゲル点、すなわち、結合剤の固定化が起こった、ウェブ経路のロケーションを計算することである。この計算は、各コータの各等級について、モデルに適用すべき各パラメータの特定の値を求めるのに多大な人と時間を必要とする。モデリングに必要とされるパラメータはとりわけ、コーティング重量、温度、および湿度を含む。
【０００６】
フィンランド特許第７１，０２０号は、顔料コーティングの凝固プロセスを追跡する、特にオンライン操作のための方法を記載している。方法によれば、紙が照明され、透過光、紙の輝度、および／または紙の光沢が、コーティングを塗布した瞬間から経過した時間の関数として求められる。
【０００７】
仏国特許第２，６６７，９４０号は、コーティングされたウェブ、特に、流体コーティングを塗布した後の紙の動的な水分保持特性の連続測定を行う方法を記載している。既知の周波数スペクトルの波列が、移動ウェブに関連する平面において、かつ、ウェブが画定する平面に対して基準から異なる入射角度で、コーティングステーションから０〜２ｍの間隙のところに生成される。受信器は、ウェブから反射された波列信号があるのと同じ平面上にある。受信信号の値を用いて、コーティング層に塗布された湿気量が記録される。各測定は、第１の測定点とコーティングステーションの間の間隙より大きいが、コーティングステーションから２〜２０ｍ未満の間隔において繰り返され、ウェブの一定移動速度のための制御に基づく経時的な変化を示す同じレベルの値を示す。平均的な変化の上昇は、流体のウェブへの浸透速度および流体のウェブでの動的な求められている保持特性を示す。
【０００８】
米国特許第６，１９１，４３０  Ｂ１号は、コーティングから反射した鏡面放射および拡散放射の比較を提供する測定デバイスを有するシステムを記載しており、比較は、比で用いられて、コーティングのゲル点を突き止め、コーティングの乾燥特性を監視することができる。ゲル点データはベースラインデータと比較される。システムはまた、オフラインデータを得るために、オフライン実験設定におけるコーティングの乾燥プロセスを監視するのに用いられ、オフラインデータを用いて、オンライン・ゲル点センサシステムを校正するのに役立つ場合がある。
【０００９】
米国特許第５，１２４，５５２号は、赤外線ウェブ湿気センサおよびウェブ温度測定を組み込む測定デバイスを記載する。デバイスは、赤外線放射源、および３つの個別の波長領域において赤外線ビームを測定する赤外線検出ユニットを備える。第１波長領域は主に、ウェブの水分含有量への感度が高く、第２波長領域は水分含有量への感度が低い、第３波長領域はウェブ温度の示度を提供する。
【００１０】
米国特許第４，９５７，７７０号はセンサを記載しており、コーティング材料の斤量を求める方法が記載されている。求めた斤量は、コーティングの下にある基材材料の量の変化を感知しない。センサからの信号は、均一な斤量を有するコーティングを提供するためのコーティングメカニズムの制御において用いられることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
必要とされるのは、移動ウェブに沿う機械方向データを生成する、非線形性を見込むのに十分なロケーションにおける多数の変数の測定に基づくシステムおよび方法である。
【００１２】
移動ウェブに沿う複数のロケーションにおいて取得した測定から導出された機械方向データを動的に更新するシステムおよび方法も必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のシステムは、ほぼ同じ交差または横方向（ＣＤ）ロケーションで、かつ、移動ウェブに沿う異なる機械方向（ＭＤ）ロケーションにおいてサンプリングされる信号を処理する。システムはＣＤロケーションに配設された複数のセンサを含む。各センサは、ウェブ上に放射ビームを送る少なくとも１つのユニットおよびウェブから戻る放射を受け取る少なくとも１つのユニットを含む。測定プロセッサは、戻った放射を処理して、ＭＤロケーションのそれぞれについて、ウェブの２つ以上の特性についての測定の信号サンプルを生成する。コンピュータは、（ａ）信号サンプルを組み合わせ、ウェブの特性についての少なくとも１つの機械方向プロファイルを生成する操作と、少なくとも１つの機械方向プロファイルを訂正データと組み合わせ、特性の訂正された機械方向プロファイルを生成する操作とを行う。訂正データは、品質制御システムおよび／または分散制御システムから得られ、乾燥器の空気温度、ウェブ湿度、ウェブ水分、ウェブベース重量、乾燥器の空気圧、ウェブの速度、ベース紙、コーティング調合、コーティング重量、および赤外線エネルギーなどの変数を含む。
【００１４】
本発明の方法は、移動ウェブの機械方向に沿う異なるロケ−ションにおいてサンプリングされた信号を処理する。信号サンプルを組み合わせて、ウェブの特性についての少なくとも１つの機械方向プロファイルが生成される。機械方向プロファイルは訂正データと組み合わされて、特性についての訂正された機械方向プロファイルが生成される。
【００１５】
本発明の態様によれば、各ロケーションでサンプリングされた信号は、湿度含有量、光沢、色、粘土含有量、ラテックス含有量、ＣａＣＯ３含有量、滑らかさ、および温度からなるグループのうちの２つ以上を表す。
【００１６】
本発明の別の態様によれば、訂正された機械方向プロファイルはユーザに提示される。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、訂正された機械方向プロファイルを用いて、ウェブを移動させる、かつ／または、ウェブ上で操作を行うシステムが制御される。操作は、ウェブを湿式材料でコーティングすること、およびコーティングされたウェブを乾燥させることを含むことができる。
【００１８】
本発明の別の態様によれば、訂正データは、乾燥器の空気温度、ウェブ湿度、ウェブ水分、ウェブベース重量、乾燥器の空気圧、ウェブの速度、ベース紙、コーティング調合、コーティング重量、および赤外線エネルギーからなるグループのうちの１つまたは複数を含む。
【００１９】
本発明の別の態様によれば、信号は第１のレートでサンプリングされ、訂正された機械データは、第１のレートと同じかまたはそれより低い第２のレートで動的に更新される。
【００２０】
本発明の他のおよびさらなる目的、利点、および特徴は、添付図面と共に以下の明細書を参照して理解されるであろう。添付図面において、同じ参照文字は構造の同じ要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のウェブ・コーティングシステムは、独立型システムであるか、またはウェブを移動させる１つまたは複数の動力手段であってよいウェブ製造機上の部品である場合があることが考えられる。例として、本発明のウェブ・コーティングシステムを、独立型システムの場合について本明細書で説明する。図１を参照すると、ウェブ・コーティングシステム２０は、矢印で示される経路２８に沿って供給リール２６からウェブ２４を引き出すための、モータ（図示せず）によって駆動される巻取りリール２２を含む。経路２８に沿って、巻き戻しスキャナ３０、予備加熱器３２、コータ・ステーション３４、気体および赤外線（ＩＲ）乾燥器３６、センサ３８、気体およびＩＲ乾燥器４０、センサ４２、空気浮揚乾燥器４４、センサ４６、センサ４８、空気浮揚乾燥器５０、センサ５２、センサ５４、空気浮揚乾燥器５６、空気浮揚乾燥器５８、およびリールスキャナ６２が配設されている。
【００２２】
ウェブ２４は、その上にコーティングを塗布するのが望ましい、紙、プラスチックなどのような任意の適当なシート材料であってよい。たとえば、ウェブ２４は、その上に光沢コーティングが塗布される紙であってよい。
【００２３】
巻取りリール２２は、適当なコーティング速度、たとえば約１，０００メートル／分で、経路２８に沿って供給リール２６からウェブ２４を引き出すように動作する。予備加熱器３２は、ウェブ２４を、たとえば約３０℃から約９０℃の範囲の適当な温度に予備加熱するように動作する。コーティングステーション３４は、コーティングを予備加熱されたウェブ２４に塗布するように動作する。コーティングは、水などの溶媒に懸濁されるコーティング材料を含む。紙業界の場合、コーティング材料は、粘土、ラテックス、またはＣａＣＯ３などの成分、あるいは、吸収度、安定性、光沢、印刷適性、または他の性質に影響を与える他の材料を含んでもよい。プラスチック業界の場合、コーティングは同じであるか、または、写真性質または他の性質を有してもよい。
【００２４】
ウェブ２４は経路２８に沿って移動するため、乾燥器３６、４０、４４、５０、５６、および５８は、熱および／または移動空気を用いてコーティングから溶媒を蒸発させ、ウェブ２４上に乾いたコーティング層を残す。乾燥器の設定は、必要に応じて変更されることができ、巻取りリール２２がコーティングを巻き取る前に、コーティングが乾燥させられる。乾燥器を通して正確なレートで乾燥させることによって、印刷の斑点の主要な原因であると考えられている結合剤の移行が回避されることができる。
【００２５】
巻き戻しスキャナ３０およびスキャナ６２は、斤量（単位面積当たりの質量）、水分（パーセント水分量）、灰分含有量（無機材料）、キャリパ（厚み）などのような、ウェブのパラメータを監視する。巻取りスキャナ３０およびリールスキャナ６２によって取得されたこれらのパラメータの測定値間の差は、コーティングがウェブに付加された程度などのウェブの変化を示す。基本システムは、両方の走査ロケーションにおいて斤量および水分の両方を測定する。
【００２６】
本明細書で用いるように、機械方向（ＭＤ）は経路２８に沿うウェブ２４の移動方向を意味し、交差方向（ＣＤ）はＭＤに垂直な、ウェブ２４を横切る横方向を意味する。
【００２７】
コーティングされたウェブ製品の品質を管理するために、コーティングの緻密化プロセス（コーティングの乾燥）を管理することが不可欠である。温度、水分、コーティング重量、コーティング組成、および光沢を含む、いくつかの重要なウェブパラメータを考える必要がある。コーティング特性のＭＤプロファイルは、乾燥プロセス中、非線形であるため、コーティングの緻密プロセスを管理するために、コーティングステーション３４と空気浮揚乾燥器５８の間で１つまたは複数の重要なパラメータのいくつかの測定が必要である。
【００２８】
この目的のために、複数のセンサが、ウェブ２４の経路２８に沿う、同じまたは同様なＣＤロケーションに展開される。これらのセンサは、気体およびＩＲ乾燥器３６および４０の間に配設されたセンサ３８、気体およびＩＲ乾燥器４０と空気浮揚乾燥器４４の間に配設されたセンサ４２、空気浮揚乾燥器４４内に配設されたセンサ４６、空気浮揚乾燥器４４および５０の間に配設されたセンサ４８、空気浮揚乾燥器５０内に配設されたセンサ５２、ならびに、空気浮揚乾燥器５０および５６の間に配設されたセンサ５４を含む。これらのセンサのそれぞれは、ウェブ２４の同じまたは同様なＣＤロケーションに配設された複数の検知ユニットを含む。すなわち、これらのセンサのそれぞれは、これらのＭＤロケーションのそれぞれにおいて、複数の測定値を取得することができる。システム２０で用いられるセンサおよびＣＤロケーションの数は、ウェブおよびコーティング材料の特性によって変わる可能性があることが当業者に明らかになるであろう。
【００２９】
センサ３８、４２、４６、４８、５２、および５４によって検知される信号は、接続部６４に沿って測定プロセッサ６６に伝達される。接続部６４、たとえば、光ファイバケーブルであってよい。測定プロセッサ６６は、検知信号から、ゲル点、水分、温度、およびその他のものなどのパラメータ用の測定信号を検出するように動作する。測定信号は、処理のためにコンピュータ６８に伝達される。
【００３０】
図２を参照すると、センサのうちの１つ、すなわち、センサ３８と共に測定プロセッサ６６が示される。他のセンサが同様な部品を有するであろうことが、当業者に明らかになるであろう。センサ３８は、そこから、測定、たとえば、ゲル点、水分、および温度が導出される信号を検知することができるセンサユニットを含む。これらの信号は、気体およびＩＲ乾燥器３６および４０の間のＭＤロケーション７５で検知される。それぞれのＣＤロケーションでの他のセンサは同様な信号を検知することができる。各センサの信号は、測定プロセッサ６６によって処理されて、水分含有量、光沢、色、粘土含有量、ラテックス含有量、ＣａＣＯ３含有量、滑らかさ、および温度などの１つまたは複数のパラメータの測定値を導出する。
【００３１】
好ましくは、少なくとも２つ以上の同じタイプの測定値が各センサから導出される。各センサのセンサユニットは、交差方向で、かつ、ウェブ２４の縁部から所定の距離のところに整列する。この所定の距離は、異なるＭＤロケーションで検知された、パラメータ、たとえば水分の導出された測定値が、ウェブの同じ横方向点またはエリア用であるように各センサについて同じである。
【００３２】
センサ３８は、レンズ７４、レンズ７６、およびレンズ８４を含む。レンズ７４は、ＭＤロケーション７５において、ウェブ２４に直角方向に対して約３０°の角度で放射ビームを収束させるように配設される。ゲル点および水分の測定の場合、放射は、スペクトルのそれぞれ可視および赤外線の部分にある。レンズ７６はウェブ２４から反射した鏡面放射を収集するように配設される。レンズ７６は直角に対して約−３０°の角度で配設される。レンズ８４は、ウェブ２４の表面に対して約９０°の角度で配設される。
【００３３】
測定プロセッサ６６は、光ファイバケーブル６４を介してレンズ７４に、ゲル点測定用の可視光放射および水分測定用のＩＲ放射を供給する放射源７０を含む。測定プロセッサ６６はまた、ケーブル６４を介してレンズ７６から反射された鏡面放射を受け取るゲル点鏡面検出器７８を含む。測定プロセッサ６６はまた、レンズ８４が検知した反射された拡散放射を、ケーブル６４を介して受信する、水分基準検出器８６、水分測定検出器８７、ゲル点拡散検出器８８、および温度検出器９０を含む。
【００３４】
測定プロセッサ６６は、レンズ８４からの反射された放射を、水分基準検出器８６、水分測定検出器８７、ゲル点拡散検出器８８、および温度検出器９０に送るスプリッタ機構８０を含む。測定プロセッサ６６は、スプリッタ８０からの放射を、水分基準検出器８６、水分測定検出器８７、ゲル点拡散検出器８８、および温度検出器９０に送るスプリッタ６６を含む。測定プロセッサ６６は、コーティング重量などの他の特性および組成測定パラメータ用の指定されたコーティング成分を測定するために、レンズ７６またはレンズ８４からの反射された放射を受け取るための、ケーブル６４を介して接続された他の検出器（図示せず）を含んでもよい。
【００３５】
検出器７８、８６、８７、８８、および９０は、被監視波長の放射を監視する任意の適した検出器であってよい。たとえば、反射されたＩＲを監視する検出器８６、８７、および９０は、ボロメータ、ＰｂＳセル、ＩＲセル、フォトセルなどであってよい。検出器７８は、同様なものであってよく、フォトセルであるのが好ましい。
【００３６】
レンズ７４および７６の場合、約３０°の角度がよく用いられるが、レンズ７４および７６、光ファイバケーブル６４、ゲル点鏡面検出器７８、ゲル点拡散検出器７８、水分基準検出器８６、水分測定検出器８７、および温度検出器９０の減衰および感度に応じて他の角度が用いられてもよい。光ファイバケーブル６４は１本または複数本の光ファイバを含む。
【００３７】
レンズ７４、７６、および８４は、関連する乾燥器のフレーム（図示せず）への、または、ウェブ搬送システムのフレーム（図示せず）への取り付け具によって、ＭＤロケーション７５に沿って、かつ、ウェブ２４をわたって横方向に保持される。センサ３８（および／または他のセンサ）は、共有されるレンズ７４および８４を有しているものとして示されているが、放射源７０および８２用、ならびに、検出器８６、８７、および８８用に、個別のレンズを設けることができることが当業者に明らかになるであろう。追加の測定用に追加のレンズを設けてもよいことが当業者に明らかになるであろう。
【００３８】
代替の実施形態において、任意所与のＭＤロケーションにおけるセンサは、センサが、機械（種々のＣＤロケーション）を横切ることを可能にする走査プラットフォーム（図示せず）上に取り付けられる場合がある。任意所与のＣＤロケーションの読みは記録され、１つのＭＤロケーションからのデータが、異なるＭＤロケーションからの適切なＣＤの読みに整列される。
【００３９】
図３を参照すると、コンピュータ６８は、測定プロセッサ６６、品質管理システム１００、分散管理システム１０２、および定数源１０４からの入力を受け取り、ヒューマン機械インタフェース１０６および制御部モジュール１０８に出力を供給する。
【００４０】
品質管理システム１００は、１つまたは複数のスキャナを含み、スキャナは、１つまたは複数のセンサを、ウェブ２４にわたって前後に搬送して、そのロケーションにおけるウェブ特性のＣＤプロファイルを生成する。このプロファイルデータは、コンピュータ６８への入力として供給される。
【００４１】
分散管理システム１０２は、システム２０、あるいは、その中にシステム２０があるプラントまたはミルにわたって分散した種々の測定デバイスからの入力を受け取り、システム２０において用いられる機器の制御のために制御器またはアクチュエータへ出力を供給する。分散管理システムは、等級データ、機械速度、プロセスの種々のポイントにおける温度および圧力、コーティング調合設定点データを供給し、ＱＣＳデータをコンピュータ６８に送ることができる。
【００４２】
定数源１０４は、ＤＣＳ、ＱＣＳ、実験システム、コンピュータ６８に格納された値、ベース紙、コーティング調合などのパラメータを含む。
【００４３】
ヒューマン機械インタフェース１０６は、ディスプレイ、プリンタなどのような、ユーザに可視画像を提示するデバイスである。コンピュータ２８はたとえば、ユーザに対して表示するために、コーティングの緻密化データを種々の形式で出力する。たとえば、コンピュータ６８は、図５のＭＤ乾燥プロファイルグラフを生成し、ヒューマン機械インタフェース１０６を介してユーザに提示する。
【００４４】
制御部モジュール１０８は、コンピュータ６８からの出力に応答してシステム２０を制御するように動作する。たとえば、コンピュータ６８は、制御部モジュール１０８に指示して、測定プロセッサ６６、品質管理システム１００、分散管理システム１０２、および定数源１０４によって供給された入力の処理に基づいて、空気浮揚乾燥器５６および５８をオフすることができる。
【００４５】
コンピュータ６８は、バス１２６によって全て内部接続されている、プロセッサ１２０、Ｉ／Ｏインタフェース１２２、およびメモリ１２４を含む。Ｉ／Ｏバス１３２は、Ｉ／Ｏインタフェース１２２を、測定プロセッサ６６、品質管理システム１００、分散管理システム１０２、定数源１０４、ヒューマン機械インタフェース１０６および制御部モジュール１０８に接続する。
【００４６】
メモリ１２４は、メモリ内に格納されている、オペレーティングシステム１２８ならびにプロファイルおよび制御プログラム１３０を含む。メモリ１２４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスク、フロッピィディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、キャッシュメモリおよび／または他のタイプのメモリデバイスを含んでよい。
【００４７】
オペレーティングシステム１２８の制御下のプロセッサ１２０は、基本ユーティリティおよび他の計算機能を行い、プロファイルおよび制御プログラム１３０などのアプリケーションプログラムがその上で動作するプラットフォームを提供する。プロファイルおよび制御プログラム１３０は、プロセッサ１２０によって実行されると、測定プロセッサ６６、品質管理システム１００、分散管理システム１０２、および定数源１０４によって供給されたデータ入力を処理して、出力をヒューマン機械インタフェース１０６および制御部モジュール１０８に供給する。
【００４８】
図４を参照すると、プロファイルおよび制御プログラム１３０は、比較的速いレート、たとえばキロヘルツ（ｋＨｚ）のレートで動作する処理シーケンス１４０、およびずっと遅いレート、たとえばＨｚで測定されるレートで動作する処理シーケンス１６０を含む。たとえば、シーケンス１４０および１６０はそれぞれ、約２ｋＨｚおよび１Ｈｚのレートで動作することができる。
【００４９】
処理シーケンス１４０は、測定プロセッサ６６がセンサ３８、４２、４６、４８、５２、および５４の全てから導出した測定信号を読み取るステップ１４２を含む。ステップ１４４は、ステップ１４２で読み取られた測定信号の全てを組み合わせて、センサのそれぞれに対するセンサ測定値を生成する。ステップ１４６は、雑音を除去するために、センサ測定値をフィルタリングする。
【００５０】
処理シーケンス１６０は、品質管理システム１００、分散管理システム１０２、および定数源１０４から訂正データを収集するステップ１６２を含む。ステップ１６４は、雑音を除去するために、訂正データをフィルタリングする。処理シーケンス１４０からのサンプルの全ては、処理シーケンス１６０のサイクル時間の間に平均化され、それによって、雑音を低減する。ステップ１６６は、処理シーケンス１４０のフィルタリングされたセンサ測定値を組み合わせて、こうした測定値のＭＤプロファイルを生成する。たとえば、ステップ１６６は、ウェブ２４の、光沢衰退曲線または水分含有量のＭＤプロファイルを生成する。ステップ１６６は、移動ウェブ２４の長さに沿った所与の性質の既知の変化と一貫するような方法で、異なるＭＤロケーションにおいて一緒に取得された所与の性質の測定値を組み合わせる。１つのＭＤロケーションから別のＭＤロケーションへ線形に変化する信号の場合、ＭＤプロファイルを作るために、線形補間を用いてロケーション間の値を生成する。非線形に変化する、反射率変化などの性質の場合、データ点間の補間を可能にする数学的な式を確定するために、プロセスのモデリングが行われる。たとえば、ゲル点曲線は、式
【００５１】
【数１】
2005516202.tif 000003
【００５２】
によってモデル化される場合があり、ここで、ｍは一定の乗数であり、ｘは所与の位置における値であり、ｘ０はゲル点ロケーションであり、ｂは一定オフセットであり、σはゲル点のロケーションの傾斜である。データ点（測定値）は曲線を当てはめるのに用いることができ、曲線を次に用いて、点間の補間を行い、ＭＤプロファイルが生まれる。より複雑なモデリングを行うこともできる。
【００５３】
ステップ１６８は、ＭＤプロファイルをフィルタリングされた訂正データと組み合わせて、ウェブ２４の所望の特性、たとえば、乾燥レート、温度、水分、コーティング重量、光沢、固体の割合、気化レート、ならびに、ゲル点ロケーションおよび／または重要ソリッドロケーションなどの重要なロケーションのＭＤプロファイルを生成する。たとえば、ステップ１６８は、コーティングステーション３４から最後の選択器３４のＣＤロケーションまでの任意の点における気化レートを与えることができる乾燥レートのＭＤプロファイルを生成する。
【００５４】
訂正データは、コーティングシステム２０上の他のデバイスによる測定値から導出され、訂正データを用いて、ＭＤプロファイルが訂正され、改善される。たとえば、ゲル点プロファイルが、出入りする水分レベルを測定している巻き戻しおよびリールスキャナからの情報を用いて調整される時、ステップ１６８は、ゲル点曲線を乾燥レート曲線に変換する。同様に、ＭＤ水分プロファイルは、ＭＤゲル点プロファイルと組み合わせられて、乾燥レートによってプロファイルを較正するだけでなく、ＭＤプロファイルの測定値間の補間に対するさらなる向上も行う場合がある。コーティング調合などの他の訂正もまた、１つの調合から別の調合への流動学的な変化の知識を用いて乾燥レートに対する測定値の相関性を増大させる可能性がある。
【００５５】
ステップ１７０は、ＭＤプロファイルを、ヒューマン機械インタフェース１０６用のディスプレイデータに、または、制御部モジュール１０８用のコマンドデータに変換する。ステップ１７０は、プロセッシングシーケンス１６０のレートでリアルタイムに、ディスプレイおよび／またはコマンドデータを動的に更新する。
【００５６】
図５を参照すると、画像１８０は、縦座標がｋｇ／ｍ２／時の単位の乾燥レートで、横座標がメートルの単位のコーティングステーション３４からの距離である曲線１８２を含む。曲線１８２は、ほぼシステム２０のセンサ３８および４６のロケーションで起こる第１および第２の固体境界１８４および１８６を有する。曲線１８４は、ウェブ２４が、空気浮揚乾燥器４４を通過した後かなり乾燥しており、それによって、続いている乾燥器５０、５６、および５８の１つまたは複数がオフされることを示す。
【００５７】
画像１８０はまた、所与のＭＤロケーションにおける気化レートの時間傾向の曲線１９０を示す。コーティングプロセスの他の特性のＭＤプロファイルが、ヒューマン機械インタフェース１０６に提示されることができることが当業者に明らかになるであろう。
【００５８】
本発明は、本発明の好ましい形態を特に参照してこうして述べられてきたが、添付特許請求項に規定される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書において種々の変更および修正を行ってもよいことが明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明のコーティングシステムの図である。
【図２】図１のシステムの測定プロセッサおよびセンサの図である。
【図３】図１のシステムのコンピュータおよびその入力部の図である。
【図４】図３のコンピュータのプロファイルおよび制御プログラムのフロー図である。
【図５】図３のプロファイルおよび制御プログラムによって生成された機械方向乾燥プロファイルを示す図である。
【図１】
2005516202.tif 000004
【図２】
2005516202.tif 000005
【図３】
2005516202.tif 000006
【図４】
2005516202.tif 000007
【図５】
2005516202.tif 000008
【国際調査報告】
2005516202.tif 000009
2005516202.tif 000010
2005516202.tif 000011