(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻き上げ若しくは巻き取りにおいてウエブに影響する一つ若しくは複数のファクター若しくは操作変数が測定データによって該巻き上げ若しくは巻き取り期間中制御されて巻き上げ若しくは巻き取りに形成されるリール若しくはロールの質に影響するウエブの巻き上げ若しくは巻き取りにおける方法において、
使用される該測定データは巻き上げに運ばれる全幅ウエブ（Ｗ）のウエブテンションプロファイルであり、そして
該ウエブテンションプロファイル情報はデータプロセスユニット（１０）により処理され、
該データプロセスユニットは該情報を巻き上げ若しくは巻き取りプロセスの該ファクター若しくは操作変数のための一つ若しくは複数の制御信号に変換するために使用され、
ウエブ（Ｗ）に作用する該ファクター若しくは操作変数が、ウエブの走行方向においてウエブテンションプロファイル測定より後の位置でウエブテンションプロファイル測定データによりウエブ（Ｗ）横断方向にプロファイルを形成されることを特徴とするウエブの巻き上げ若しくは巻き取り方法。
【請求項２】
プロファイルを形成されるファクター若しくは操作変数は、スプレッド装置（１１）によりウエブ（Ｗ）に対して与えられる効果であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
プロファイルを形成されるファクター若しくは操作変数は、リールニップにおけるリニアロードであり、リニアロードプロファイルが得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
該測定データは巻き上げプロセスへと走行するウエブ（Ｗ）からのオンライン測定において測定されたウエブテンションプロファイルから得られることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
該測定データは巻き上げの実質的に直前に行われたウエブテンションプロファイル測定から得られることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
該測定データは上流側でおこなった巻き上げ段階において記憶されたウエブテンションプロファイルから得られ、該データは上流側でおこなった巻き上げ段階で巻き上げられたリールを巻き戻す際に使用され、そしてそれにより得られたウエブを再び巻き取るときに使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
再巻き取りはウエブ（Ｗ）スリッターの後でおきる巻き取りプロセスであることを特徴とする請求項６に記載する方法。
【請求項８】
巻き上げ若しくは巻き取りにおいて効果的なファクター若しくは操作変数は以下の少なくとも一つ若しくはいくつかの結合であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の方法：
− リールニップ（Ｎ）におけるリニアロード、
− リールニップ（Ｎ）におけるリニアロードプロファイル、
− 力装置（４）より巻き上げスプール（３）の両端に向けられたロード若しくはレリーフ、
− アングルリーリングの角（α）、
− 該リールを支持する手段のサポート効果、そして
− スプレッド装置（１１）の効果。
【請求項９】
該テンションプロファイルは紙ウエブを乾燥した後紙ウエブ（Ｗ）から測定されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
巻き上げにおいて製紙ラインから通過してくる紙ウエブ（Ｗ）はテンションプロファイル測定装置（１）を経由して且つ引き続いてスプレッド装置（１１）を経由して走行し、その後該紙ウエブ（Ｗ）はリール（Ｒ）上に案内されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
巻き上げにおいて、マシーンリールが抄紙機との関連において紙ウエブ（Ｗ）により形成されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
巻き上げ若しくは巻き取りプロセスに作用するファクターを測定するための測定装置と、
測定データを該巻き上げ若しくは巻き取り装置用の制御信号に変換するために巻き上げ若しくは巻き取り装置に接続されたデータプロセスユニットとからなるウェブの巻き上げもしくは巻き取り装置であって、
該測定装置は巻き上げられるべき全幅ウエブ（Ｗ）のウエブテンションプロファイルを測定するべく配置されているウエブテンションプロファイル測定装置（１）であり、
該データプロセスユニット（１０）は、該測定装置（１）により作り出されたウエブテンションプロファイル情報を処理し且つ該情報を、ウエブの走行方向において該測定装置（１）より後の位置でウエブ横断方向においてウエブ（Ｗ）に作用するファクター若しくは操作変数のプロファイル形成を行う制御信号に変換するべく設けられていることを特徴とする巻き上げ若しくは巻き取り装置。
【請求項１３】
該データプロセスユニット（１０）は巻き上げプロセスに走行するウエブ（Ｗ）のウエブテンションプロファイルをオンライン測定において測定する該測定装置（１）に接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
ウエブテンションプロファイルを測定するための該装置（１）は該巻き上げ装置の実質的に直前に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
該データプロセスユニット（１０）は上流側の巻き上げ段階において巻き上げられるリールを巻き戻し且つそれを巻き取ってロールを形成するように配置されている巻き戻し及び巻き取り装置内の一つ若しくは複数のコントローラに接続されており、該データプロセスユニット（１０）は前記上流側の巻き上げ段階において得られたウエブテンションプロファイル情報を受け取るべく設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
該巻き戻し及び巻き取り装置はウエブ（Ｗ）のスリッターワインダとの関連において配置された巻き取り装置であることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
該データプロセスユニット（１０）は巻き上げに作用する以下のファクター若しくは操作変数の少なくとも一つ若しくは複数についてのコントローラに接続されていることを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか一つに記載の装置：
− リールニップ（Ｎ）におけるリニアロード、
− リールニップ（Ｎ）におけるリニアロードプロファイル、
− 力装置（４）により巻き上げスプール（３）の端部に向けられたロード若しくはレリーフ、
− アングルリーディングの角（α）、
− リールを支持する手段の支持効果、及び
− スプレッド装置（１１）の効果。
【請求項１８】
該測定装置（１）は紙ウエブの巻き上げ装置の前で紙ウエブ（Ｗ）のウエブテンションプロファイルを測定するべく設けられていることを特徴とする請求項１２ないし１７のいずれか一つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は特許請求の範囲の請求項１の前段部に記載された、ウエブの巻き上げ方法に関する。本発明は又請求項１２の前段部に記載された装置に関する。
【０００２】
今日の巻き上げ及び中間巻き上げ（巻き替え）及びスリッターワインダにおいては、巻き上げあるいは巻き取りは巻き上げの諸パラメータ（リニアロード、ウエブテンション及び周方向／巻き上げ力）を調節することにより間接的に制御される。この調節は典型的には特別なプログラムでもって行われる。巻き上げの主な目的は連続的な紙ウエブからロールを巻き上げることであり、その結果ロールは巻き上げプロセスや処理能力に関する進んだ処理手順がセットされ、それによって紙質と同様ロールの構造に関し所望の要求を満たすようにすることである。
【０００３】
ウエブの特性はロールの質に影響する。例えば、貧弱なウエブテンションプロファイルによって引き起こされる最も共通の巻き上げ上の問題は、典型的なエッジ部や巻き上げニップ部のウエブのゆるんだ部分の皺である。なぜならウエブはゆるんだ部分の方が張りのある部分より長いからである。両端エッジの緩みはまたロール中に貧弱なエッジ領域を形成し品質の貧弱なエッジロールとなる。このエッジロールはスリッターワインダで巻き取ることが困難であり、そしてまた例えば印刷機に使用するときに問題を起こす。
【０００４】
もしウエブのテンションプロファイルが非常に変動しているかあるいは例えば一方に偏っている場合、ウエブテンションの高いものを使用することになり、このことはウエブの張った部分に多くの負荷を与えウエブ破断の数を増大することになる。
【０００５】
ロールの構造は、典型的にはリールニップのリニアロード、周方向力、及びウエブテンションを含む巻き上げプロセスの操作変数により影響される。紙ウエブの巻き上げ及び種々の変数によるその制御は例えばフィンランド特許８９７０１及びその対応ヨーロッパ特許４８３０９３に記載されている。抄紙機における抄紙プロセスの制御はまたフィンランド特許９４０６６及び対応するU.S.特許５６４９４４８により広範囲にわたって議論されている。ここで、テンションプロファイルの測定がその測定に先行するアクチュエータを調整するために使用され、そしてウエブの他の横断方向プロファイルに影響を与える。更にまた、日本国特開昭５８−１６２４５８はスリッターワインダを開示しており、そこではウエブはカスタマーロールを形成すべく巻き取られる。ここで、ウエブのテンションは巻き戻しの後に測定され、そしてコンピュータターミナルに表示されて、装置のオペレータは巻き戻しに使用される諸値を最適のものにセットすることが出来る。
【０００６】
本発明の目的は、巻き上げにもたらされるウエブの諸特性が全幅ウエブの巻き上げに於いて若しくはウエブをより狭いカスタマーロールに巻き取る際のいずれかに於いても考慮される巻き上げ方法を提供することである。この目的を達成するために、本発明による方法は特許請求の範囲の請求項１の特徴部分に表されていることを第一の特徴としている。
【０００７】
本発明は巻き上げ若しくは巻き取りプロセス用の制御方法（例えば、巻き上げ／中間巻き上げ（巻き替え）、スリッティング／巻き戻し）からなり、該方法に於いてウエブテンションプロファイルの測定は巻き上げ若しくは巻き取りの諸パラメータをそしてそのことにより巻き上げ若しくは巻き取るべきリール若しくはロールの構造を調節するために利用される。ウエブテンションプロファイルは例えば抄紙機により作り出されるウエブ若しくは一連のプロセス段階を経てきた紙の仕上げ装置により作り出されるウエブ等の、全幅ウエブの巻き上げとの関連に於いて得られ、すなわち、全幅ウエブ（この幅は装置幅に依存して、数メートル、典型的には４メートル以上）から測定されるウエブテンションプロファイル情報を利用することが可能である。巻き上げに於いて調節されるべき諸変数は例えばリールニップのリニアロード、リニアロードプロファイル、中心／周方向駆動及びウエブテンション、若しくはこれらの一つ若しくはいくつかからなる。一実施の形態によれば、ウエブに影響するファクター若しくは巻き上げの操作変数のプロファイルを形成することが可能である。例えば、巻き上げシリンダーに先行するスプレッダロールのようなスプレッド装置の制御はまたリールニップ内の皺の問題を減らす。アクティブなニッププロファイル調整によって、横断方向に於いてウエブの中心により近く位置しているウエブ構造についての局所的なテンションプロファイルのずれの影響を制御することもまた可能である。また、例えばウエブテンションレベルの様な好適な変数を全体として調節してウエブ破断を減らすことも可能である。
【０００８】
スリッターワインダにおいて、貧弱なテンションプロファイルによるロール構造を調節するべき必要性がしばしばウエブの中間部においてエッジロール若しくは個々のロールにおきる。中心駆動スリッターワインダは各巻き取り部において個々のロールの構造の非常に正確な調節を可能にする。スリッターワインダにより行われる巻き取りにおいて、巻き上げパラメータを調節するために先行するプロセス段階の全幅ウエブの巻き上げから例えばテンションプロファイル情報を使用することも可能である。
【０００９】
ウエブ巻き上げにおける装置は特許請求の範囲の請求項１２の特徴部分に記載されていることを特徴とする。この装置は少なくともウエブテンションプロファイルのための測定装置、及び該ウエブテンションプロファイルについての情報を処理しそして巻き上げ若しくは巻き取りの一つ若しくは複数のコントローラを制御するために設けられているデータプロセスユニットからなる。
【００１０】
以下に本発明を図面を参照してより詳細に説明する。
【００１１】
図１は上流側の抄紙機部分から通過してきた連続的な全幅ウエブＷのマシーンリールＲを形成するべく配置されている巻き上げ装置を示している。実際の抄紙機の代わりに、問題の装置はまた紙の仕上げ装置にすることも出来る。ウエブは、巻き上げ装置の直前にある、テンションプロファイル測定装置１とスプレッド装置１１とを経て、巻き上げ装置の巻き上げシリンダ２に搬送され、該巻き上げシリンダーの周りに所与のセクタ範囲に亘り巻きかけられてリールニップＮを経てリールＲ上に終わる。該リールは巻き上げ軸、すなわち、リールスプール３の周りに既知の方法で形成され、そして該リールスプール３は巻き上げシリンダー２に向かって調節可能な力を持って付与されていて所望のリニアロードをリールニップＮに与えるようになっている。このリニアロードはまた実質的に静止状態の回転自在のリールＲ（リールスプール３）に対して、移動可能な方法で支持されている巻き上げシリンダーにより作り出すこともできる。ロードは力装置４によって実際上与えられるが、この力装置はフレームに移動可能に設けられている例えば巻き上げキャリッジ５により巻き上げスプール３の両端部と動力伝達関係に配置されている。巻き上げシリンダー２と巻き上げスプール３とはそれぞれそれらの駆動装置を符号６と７とで示しているそれ自体既知の方法による中心駆動装置が設けられている。リールＲが成長するとき、キャリッジ５は同時に巻き上げシリンダー２から離れる方向に移動し、そしてリールが一杯になるとそれは除去されて新しい空のリールスプールがそれ自体公知の装置により巻き上げ装置に運ばれてくる。これについてはここではこれ以上述べない。
【００１２】
力装置４は典型的には加圧媒体によって駆動されるアクチュエータであり、そしてその力は該加圧媒体の圧力を変えることにより調整することが出来る。主としては液体また気体シリンダーが可能である。
【００１３】
ウエブＷのテンションプロファイルを測定するための装置１に関して、バイパスウエブのオンライン測定を行うことが出来る既知の装置を使用することが可能である。その様な装置としてはフィンランド特許８０５２２及び対応するU.S.特許５０５２２３３に開示されている。
【００１４】
更にまた、図１はデータプロセスユニット１０を示しており、該データプロセスユニット１０はデータ伝送ラインを経て種々の部位から測定データを集めるべく設けられており、例えば中心駆動装置６と７とから入力メッセージＩ２及びＩ３を入力し、これらメッセージは例えば調節用にセットされた値と比較されるトルク値及び回転スピードとする事が出来、そしてまたニップＮのリニアロードを指示する圧力のような、力装置４からの入力メッセージＩ４とする事が出来る。ユニット１０には例えば巻き上げ装置の前側のプロセス段階から、プロセスの他の部分からもまた入力メッセージを供給することが出来き、これらの入力メッセージ及びそれに対応するデータ伝送ラインはＩｘ及びＩｙをもって図中示している。
【００１５】
特に、データプロセスユニット１０はテンションプロファイルを連続して測定している装置１から入力メッセージＩ１を受けるように配置されており、該入力メッセージＩ１は巻き上げプロセスに入ってくるウエブＷのテンションプロファイルについての情報を含んでいる。
【００１６】
データプロセスユニット１０は入力メッセージを処理して種々の巻き上げパラメータを制御するように設けられている。この目的のために、異なったコントローラにはデータ伝送ラインが設けてある。出力メッセージ Ｏ１は力装置４により発生された力を制御し、そしてそれによりリールニップＮにおけるリニアロードを制御する；出力メッセージＯ２にはスプレッド装置１１によりウエブＷに対する効果を例えば、スプレッドロールの傾きを制御する；出力メッセージＯ３は巻き上げシリンダー２の制御をする；出力メッセージＯ４はリールスプール３の駆動を制御をする。他の可能な出力メッセージについては符号Ｏｘを付して示している。こうして巻き上げパラメータの自動制御が所定の原則に従って達成される。
【００１７】
テンションプロファイル情報に基づいてウエブＷに影響するファクターが特に、利用可能な方法を利用することにより、ウエブＷの横断方向においてプロファイルを形成される。スプレッド装置１１に関してこれはウエブＷがスプレッド装置により案内（スプレッド付け）されることを意味している。このスプレッド装置としてはスプレッドロール、エアフォイルにより機能する反転シュー、若しくは他の対応するスプレッド装置とする事が出来る。
【００１８】
プロファイルの形成はリールニップＮにおいて同様に行うことが出来る。巻き上げにおいて、テンションプロファイルについて受ける情報に基づいてウエブＷの横、すなわち横断方向におけるリールニップＮのロード分布に影響を与えるいくつかの方法がある。巻き上げスプールの両端部を介して影響するロードを変えることにより、あるロード分布は常に作り出される。ここで可変のクラウンロールを使用することも可能である。
【００１９】
図２は、図１における部分と同様な部分については同じ符号をもって示している解決例を表している。この巻き上げはリールニップＮにおけるリニアロードがいわゆるアングルリーリングによって影響されるタイプのものであり、このアングルリーリングにおいては巻き上げスプール３はその両端部で垂直平面内に枢動可能に配置されておりそしてアクチュエータ９によって動かされるアーム８によって支持されており、このアクチュエータ９は所望の値にリーリング角αをセットする。角αは公知の方法で、リールスプール３とそれに巻き取られるウエブとの重量によりニップＮにおけるリニアロードを決定し、それに加えてロード若しくはレリーフ力はアーム８に固定され巻き取りスプール３の両端に接続されそしてロードを増大したり軽減したりすることの出来る力装置４によって調節することが出来る。このいわゆるアングルリーリング解決法はフィンランド特許８９７０１に開示されている。巻き取りスプールの角度位置とその両端におけるロード／レリーフとによって、リニアロードをプロファイルする事も可能である。
【００２０】
図３はいわゆるベルトサポート巻き上げと呼ばれる巻き上げのタイプを示しており、この装置においてはリールニップＮは一つのベルト及びロールシステム１２により作り出され、このシステムは形成されつつあるリールＲに対して力装置１３でもって押圧される。ベルトはまたテンションを調節するための手段１４を含むことが出来、それによりリールＲと接触しているベルトのテンションを調節することが可能である。ウエブテンションプロファイル情報により力装置１３及び／若しくはテンション調節用の手段１４（出力メッセージＯ１及びＯ１’）によるロードを調節することが可能である。巻き上げスプール３はまた巻き上げレール１５により支持されており、このレールによって空の巻き上げスプール３が取り替え位置に運ばれる。さらにまた、図４は幅方向の巻き上げ装置構造を示している。ウエブＷの幅とリールＲとに亘って数個のベルト及びロールシステム１２があり、そしてそれらシステムには力装置１３とそれら自身のテンションを調節するための手段１４とが設けてある。これらの装置と手段とによるロードは個々にセットする事が出来る。こうして、リールニップＮには測定されたテンションプロファイルに応じて所望のリニアロード分布が付与されることが出来る。
【００２１】
形成されるべきリールは上述してきた方法とは別の方法によってもまた支持しロード付けする事もできる。上に述べてきたものとは別の巻き上げタイプをも使用することもできる。プレッシャーローラ巻き上げにおいても同様に対応する考え方を適用することが出来る。本発明はまたキャリアドラムワインダの様な、スリッターに続くワインダにおいても適用することが出来る。スリッターワインダとの関連においては、全幅のウエブで形成された中間リールの巻き上げとの関連において既に測定されているウエブのテンションプロファイル情報を使用することが最も有利であり、このテンションプロファイル情報は中央プロセスユニット１０内に記憶される。この記憶された情報によってスリッターに続く各ワインダ内の上述した諸パラメータを制御することが可能である。
【００２２】
この文脈においてリールニップＮとはウエブＷの長手方向に多かれ少なかれ延びている領域について言い、その領域においては例えば、巻き上げシリンダーのマントルがリールと接触している、あるいはベルト及びロールシステムのベルトがロールＲと接触している様なロードがある領域を言う。
【００２３】
スリッターの後の巻き取りにおいて、オンライン測定装置１により各々のロール上に走る各ウエブのウエブテンションプロファイルをモニターしそして必要な場合に各ロールの巻き取りパラメータを補正することも可能である。
【００２４】
カスタマーに配られるロールには適当な方法例えば電気的あるいは光学的に読みとるべきディスク、またはロールとの関連においてラベル若しくは他のどこにでもデジタルバーコードの形態において、対応するウエブについてのテンションプロファイル情報を付属させることが出来る。スリッターの後で巻き取られるカスタマーロールにはウエブの横断方向における対応する位置における中間リールのウエブについてテンションプロファイル情報、カスタマーロールそれ自身巻き取りにおいて得られるウエブテンションプロファイル情報、あるいは上述の形式のいずれかにおけるそれら情報についての双方を付属させることもできる。カスタマーロールに付属する情報は巻き上げ／巻き取りについての全体期間に対するテンションプロファイルの平均値またはさらなる情報、例えば巻き上げ若しくは巻き取りの時間若しくはメートルの関数としてテンションプロファイルの別の形を含むことが出来る。
【００２５】
本発明は特に紙ウエブのようなあらゆるウエブ上のものの巻き上げ若しくは巻き取りに際して応用可能である。この文脈において、紙ウエブとはそれらの坪量に拘わらず繊維材料で製造される連続したウエブ状の物質のすべてについて言うものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】巻き上げ装置の側面を模式的にした本発明による方法の原理を示している。
【図２】巻き上げ構造体内に該方法の適用を示している。
【図３】他の巻き上げ構造体内に該装置の適用を示している。
【図４】図３の幅方向の巻き上げ装置の構造を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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