(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペーパーウェブの色調をウェブの製造の間において第１の色調から第２の色調へ変更するための方法であって、
上記の第１の色調を有するペーパーウェブを製造する抄紙機を操作する工程と；
上記の第１の色調を有するペーパーウェブの製造の間、少なくとも１種類の染料についての現在の染料比率を決定する工程と；
上記の第２の色調を有するペーパーウェブを製造するため上記の少なくとも１種類の染料についての呼称染料比率を検索する工程と；
上記の現在の染料比率と上記の呼称染料比率との間の差異を判定する工程と；
上記の現在の染料比率と上記の呼称染料比率との間の上記の差異を用い、染料比率増強の場合については上記の呼称染料比率より大きい染料比率ブーステング値を、又、染料比率減少の場合については上記の呼称染料比率より小さい染料比率ブーステング値を判定する工程と；
この判定された染料比率ブーステングを最初に適用するための時間を決定する工程と；
該染料比率ブーステング値を上記染料比率ブーステング時間、最初に適用することにより、上記の第２の色調についての上記の少なくとも１種類の染料の比率を上記の現在の染料比率から上記の呼称染料比率へ変更し、それにより上記ウェブを上記の第１の色調から上記の第２の色調へ変更する工程と；
を具備してなることを特徴とする方法。
【請求項２】
複数の染料が使用され；
現在の染料比率を決定する工程が、上記の第１の色調のための複数の染料の夫々についての現在の染料比率を判定することからなり；
上記の呼称染料比率を検索する工程が、上記の第２の色調のための複数の染料の夫々についての呼称染料比率を検索することからなり；
上記の現在の染料比率と上記の呼称染料比率との間の差異を判定する工程が、上記の第２の色調のための複数の染料の夫々について、上記の現在の染料比率と上記の呼称染料比率との間の差異を判定することからなり；
上記の差異を用いて染料比率増強の場合については上記の呼称染料比率より大きい染料比率ブーステング値を、又、染料比率減少の場合については上記の呼称染料比率より小さい染料比率ブーステング値を判定する工程が、上記の第２の色調のための複数の染料の夫々について染料比率ブーステング値を決定することからなり；
染料比率ブーステングを最初に適用するための時間を決定する工程が、前記染料比率ブーステング値を最初に適用するための時間を決定することからなり；
上記の現在の染料比率から上記の呼称染料比率へ変更する工程が、上記の現在の染料比率と上記の第２の色調のための呼称染料比率との間の差異を用い、染料比率ブーステング値を上記染料比率ブーステング時間、最初に適用することにより、上記のウェブを上記の第１の色調から上記の第２の色調へ変更することからなる請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記の第１の色調のために使用された上記の少なくとも１種類の染料についての呼称染料比率を検索する工程と；
上記の第１の色調のために使用された上記の少なくとも１種類の染料についての呼称染料比率を、上記の第１の色調のための上記の少なくとも1種類の染料についての上記の現在の染料比率と組合せ、それにより上記の第１の色調のために使用される上記の少なくとも１種類の染料についての新規な呼称染料比率を判定する工程と；
上記の新規な呼称染料比率を、上記の第１の色調を有するウェブの製造のために使用される上記の少なくとも１種類の染料についての上記呼称染料比率として記憶する工程と；
を更に具備してなる請求項１記載の方法。
【請求項４】
上記の少なくとも１種類の染料についての呼称染料比率を上記の少なくとも１種類の染料についての現在の染料比率と組合せて新規な呼称染料比率を判定する工程が、下記式：
新規な呼称染料比率＝（α）呼称染料比率＋（１−α）現在の染料比率
但し、０≦α≦１
を解く工程を含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
αが、選択された値と等しく設定される請求項４記載の方法。
【請求項６】
選択された値が、0.2ないし0.3の範囲に設定される請求項５記載の方法。
【請求項７】
αが、上記の第1の色調を有するウェブの品質および上記の抄紙機の性能パラメータに基づいて計算される請求項４記載の方法。
【請求項８】
上記のウェブが上記の第１の色調から第２の色調へ変更された後、上記の方法が更に、
上記の第２の色調を有するウェブを製造するために使用される少なくとも１種類の染料についての現在の染料比率を決定する工程と；
上記の少なくとも１種類の染料のための呼称染料比率を、第２の色調を有するウェブの製造のために使用された少なくとも1種類の染料についての上記の現在の染料比率と組合せ、それにより第２の色調を有するウェブの製造のための少なくとも１種類の染料についての新規な呼称染料比率を判定する工程と；
上記の新規な呼称染料比率を、上記の第２の色調を有するウェブの製造のための上記の少なくとも１種類の染料についての上記の呼称染料比率として記憶する工程と；
を具備してなる請求項１記載の方法。
【請求項９】
現在の染料比率を決定する工程が、ウェブが上記の第１の色調から第２の色調へ変更された後であって、かつ、ウェブが上記の第２の色調から第３の色調へ変更される前に、上記の現在の染料比率を表わすデータを採る工程を具備してなる請求項８記載の方法。
【請求項１０】
現在の染料比率を決定する工程が、
ウェブが上記の第１の色調から第２の色調へ変更された後、上記の第２の色調を有するウェブの製造のために使用される上記の少なくとも１種類の染料についての現在の染料比率を表わすデータを蓄積する工程と；
この蓄積されたデータを平均化して現在の染料比率を判定する工程と；
を具備してなる請求項８記載の方法。
【請求項１１】
上記の少なくとも１種類の染料についての呼称染料比率を、上記の第２の色調を有するウェブの製造のために使用される上記の少なくとも1種類の染料についての現在の染料比率と組合せて、上記の第２の色調を有するウェブの製造のために使用される上記の少なくとも１種類の染料についての新規な呼称染料比率を判定する工程が、下記式：
新規な呼称染料比率＝（α）呼称染料比率＋（１−α）現在の染料比率
但し、０≦α≦１
を解く工程を含む請求項８記載の方法。
【請求項１２】
αが、選択された値と等しく設定される請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
選択された値が、0.2ないし0.3の範囲に設定される請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
現在製造されている上記の第１の色調を有するペーパーウェブの品質および上記の抄紙機の性能パラメータに基づいてαを選択する工程を更に具備してなる請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
上記の現在の染料比率と上記の呼称染料比率との間の上記の差異（Δdyerate）を用い、染料比率を、上記の現在の染料比率から上記の呼称染料比率へ変更し、それにより上記のウェブを上記の第１の色調から上記の第２の色調へ変更する工程が、下記の染料比率変更式：
【数１】
0004892159.tif 000005
（但し、時間定数τ１は、染料比率の変更から、最終的に得られるウェブの色調変更の６３％までの応答時間であり、時間定数τ２は、最終的に得られるウェブの色調変更の６３％を達成するのに要する望ましい応答時間であり、遅延時間Τｄ１は、染料比率変更を任意の他の染料比率変更と調和させるための遅延時間であり、遅延時間Τｄ２は、安定化時間の開始前の染料比率変更のためのブーステング作用のための時間である。）
を用いて行われる請求項１記載の方法。
【請求項１６】
ペーパーウェブの色調をウェブの製造の間において第１の色調から第２の色調へ変更するための方法であって、
上記の第１の色調を有するペーパーウェブを製造する抄紙機を操作する工程と；
上記の第１の色調を有するペーパーウェブの製造の間、少なくとも１種類の染料についての現在の染料比率を決定する工程と；
上記の第２の色調を有するペーパーウェブを製造するための少なくとも１種類の染料のための呼称染料比率を検索する工程と；
上記の現在の染料比率と上記の呼称染料比率との間の差異を判定する工程と；
上記の現在の染料比率と上記の呼称染料比率との間の上記の差異を用い、上記の第２の色調のための上記の少なくとも１種類の染料のための染料比率を、上記の現在の染料比率から上記の呼称染料比率へ変更し、それにより上記のウェブを上記の第１の色調から上記の第２の色調へ変更する工程と；
を具備してなり、
上記の現在の染料比率と上記の呼称染料比率との間の上記の差異（Δdyerate）を用い、染料比率を、上記の現在の染料比率から上記の呼称染料比率へ変更し、それにより上記のウェブを上記の第１の色調から上記の第２の色調へ変更する工程が、下記の染料比率変更式：
【数１】
0004892159.tif 000006
（但し、時間定数τ１は、染料比率の変更から、最終的に得られるウェブの色調変更の６３％までの応答時間であり、時間定数τ２は、最終的に得られるウェブの色調変更の６３％を達成するのに要する望ましい応答時間であり、遅延時間Τｄ１は、染料比率変更を任意の他の染料比率変更と調和させるための遅延時間であり、遅延時間Τｄ２は、安定化時間の開始前の染料比率変更のためのブーステング作用のための時間である。）
を用いて行われることを特徴とする方法。
【請求項１７】
抄紙機によるウェブの製造の間における第１の色調から第２の色調へのペーパーウェブの色調変更を制御するための装置であって；
上記の抄紙機により製造されるウェブ材料へ少なくとも１種類の染料を添加するための染料添加システムと；
以下の操作、すなわち、
上記の第１の色調を有するペーパーウェブの製造の間、少なくとも１種類の染料についての現在の染料比率を決定すること；
上記の第２の色調を有するペーパーウェブを製造するための上記の少なくとも１種類の染料についての呼称染料比率を検索すること；
上記の現在の染料比率と上記の呼称染料比率との間の差異を判定すること；
上記の現在の染料比率と上記の呼称染料比率との間の上記の差異を用い、染料比率増強の場合については上記の呼称染料比率より大きい染料比率ブーステング値を、又、染料比率減少の場合については上記の呼称染料比率より小さい染料比率ブーステング値を判定すること；
この判定された染料比率ブーステングを最初に適用するための時間を決定すること；
該染料比率ブーステング値を上記染料比率ブーステング時間、最初に適用することにより、上記の第２の色調についての上記の少なくとも１種類の染料の比率を上記の現在の染料比率から上記の呼称染料比率へ変更し、それにより上記ウェブを上記の第１の色調から上記の第２の色調へ変更すること；
を行うようプログラムされたコントローラと；
を具備してなる装置。
【請求項１８】
上記のコントローラが以下の操作：すなわち；
第１の色調のために使用された上記の少なくとも１種類の染料についての呼称染料比率を検索すること；
上記の第１の色調のために使用された上記の少なくとも1種類の染料についての呼称染料比率を、上記の第１の色調のために使用された少なくとも1種類の染料についての上記の現在の染料比率と組合せ、それにより上記の第１の色調のために使用された少なくとも1種類の染料についての新規な呼称染料比率を判定すること；
上記の新規な呼称染料比率を、上記の第１の色調を有するウェブの製造のために使用される上記の少なくとも1種類の染料についての上記呼称染料比率として記憶すること；
を行うよう更にプログラムされている請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
ウェブが上記の第１の色調から第２の色調へ変更されたのち、上記のコントローラが以下の操作：すなわち；
上記の第２の色調を有するウェブを製造するために使用される少なくとも１種類の染料についての現在の染料比率を決定すること；
上記の少なくとも１種類の染料のための呼称染料比率を、第２の色調を有するウェブの製造のために使用される少なくとも１種類の染料についての上記の現在の染料比率と組合せ、それにより第２の色調を有するウェブの製造のための上記の少なくとも１種類の染料についての新規な呼称染料比率を判定すること；
上記の新規な呼称染料比率を、上記の第２の色調を有するウェブの製造のための上記の少なくとも１種類の染料についての上記の呼称染料比率として記憶すること；
を行うよう更にプログラムされている請求項１７記載の装置。
【請求項２０】
抄紙機によるウェブの製造の間における第１の色調から第２の色調へのペーパーウェブの色調変更を制御するための装置であって；
上記の抄紙機により製造されるウェブ材料へ複数種の染料を添加するための染料添加システムと；
コントローラと；
を具備してなり、該コントローラが以下の操作、すなわち；
上記の第１の色調のための複数種の染料の夫々についての現在の染料比率を決定すること；
上記の第２の色調のための複数種の染料の夫々についての呼称染料比率を検索すること；
上記の現在の染料比率と上記の第２の色調のための呼称染料比率との間の差異を判定すること；
上記の現在の染料比率と上記の呼称染料比率との間の上記の差異を用い、上記の第２の色調のための上記の複数種の染料の夫々について、染料比率増強の場合については上記の呼称染料比率より大きい染料比率ブーステング値を、又、染料比率減少の場合については上記の呼称染料比率より小さい染料比率ブーステング値を判定すること；
この第２の色調のための上記の複数種の染料の夫々について判定された染料比率ブーステングを最初に適用するための時間を決定すること；
該染料比率ブーステング値を上記染料比率ブーステング時間、最初に適用することにより、上記の第２の色調についての上記の複数種類の染料の夫々についての染料比率を上記の現在の染料比率から上記の呼称染料比率へ変更し、それにより上記ウェブを上記の第１の色調から上記の第２の色調へ変更すること；
を行うよう更にプログラムされていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、概略的に紙のウェブを製造するための抄紙機に係り、特に、染料の比率制御を介して製造されるペーパーの色調制御に関する。
【０００２】
最終の製品カラーを決めるために着色剤（個々では、包括的に「染料」と呼ぶ）を使用して紙を着色することが抄紙機１００の操作において多年に亘り通常行われてきた（図１参照）。実際のシート又はウェブの色調は製造プロセスをウェブが走行する際のウェブの反射スペクトルを測定することにより決定されている。例えば、ウェブの反射スペクトルを測定するオンライン分光系１０１によりその測定を行うことができ、その場合、その測定は製品がほぼ完了する時点１０２であるところのプロセスの終点近傍で通常、行われる。染料添加は、所望の色合いを得るため、紙製造プロセスの異なる段階で行ってもよい。非常に深い色合いを得るために、ベース装填材料の１部として染料をブレンドチェスト１０４に加え紙繊維における染料の濃度を高くすることができる。これはベース装填と呼ばれるものである。色の乱れを微妙に調整したり、補償したりするため、染料をファンポンプ１０６への入口以前の殆ど任意の箇所に添加することもできる。これはカラートリミングと呼ばれるものである。紙は長網抄紙機ワイヤー１０８の上で形成されるが、着色剤は紙のフェルト側１０８Aおよび/又は紙のワイヤー側１０８Bで適用することができる。更に、着色剤はサイズプレス１１０で添加することもでき、あるいは塗布材料中に添加してもよい。染料添加位置と色調センサーとの間の距離は染料の添加位置により異なることになる。その場合の遅延時間も染料を添加するのに用いられた装置の特徴により異なるが、その遅延時間は通常、数分以内であり、プロセス時間定数よりも数倍大きい。
【０００３】
この色調変更がなされている間において、抄紙機は継続して稼動され、従って、色調変更の間に生産されたシート材料のウェブは製造されている元のカラーペーパーのための仕様のみなら、プロセスが変更されている新たなカラーペーパーのための仕様にも適合しないものとなる。この仕様から外れたウェブ（カラー損紙）は生産の初期の段階へリサイクルのため戻される。このカラー損紙およびそのリサイクルはコストを非常に上昇させるから、このカラー変更時間の短縮はカラーペーパーの生産コストを減少させ、あるいは可なり減少させることになる。
【０００４】
所望の色調目標を維持するため、自動制御が正常の生産の間に広く使用されている。特徴を補足するようにした多重染料が自動制御の下で調整され、仕様書通りの最終製品の色調目標が達せられるようになっている。製品の色調又は色合い変更の間、オペレータは、新しい製品の仕様と適合するまで、各染料のフローアクチュエータを手動で変化させるようにしている。染料添加からカラーセンサーまでの長い遅延のため、更に抄紙機の最初のフォーミング区域での基材製品と水１１２の再循環に起因する大きいタイムラグのため、色調変更は完了するまでに長時間を要する。つまり、４０分ないし６０分を超えるような色調変更時間は、オペレータが手動で行う場合は極めて一般的なことである。
【０００５】
紙などの材料のスペクトル反射率を制御するための方法および装置が米国特許No.6,052,194に開示されている。この米国特許によれば、目標反射率値と実測反射率値との間の比較を可視スペクトルに亘る多数の波長帯域について行われる。この比較により誤差が定量化され、これら誤差は二乗などの非線形操作により修正され、ついで一緒に加えられる。得られた合計値はウェブプロセスへの多くの着色剤の適用を個々に調整することにより小さくされる。波長帯域の数を着色剤の数よりも大きくし、条件等色作用を回避している。
【０００６】
この米国特許No.6,052,194は１つの色調変更技術を説明しているが、他の技術を提供するため、並びに技術を進歩させるためには他の色調変更手法が必要である。好ましくは、その手法は色調変更に要する時間を短縮させるだけでなく、抄紙機により製造される紙の或る色調目標に要求される染料比率の決定を改善させるものであることを要する。
【０００７】
本発明は抄紙機におけるウェブの色調変更の改善を図ることができる方法および装置を提供することにより、上記の要望に答えるものである。本発明によれば、ウェブの色調変更を行おうとする場合、少なくとも１つの現在の染料比率（通常は、複数の染料比率）が決定され、新たなウェブの色調を表す呼称染料比率（又は、対応する複数の呼称染料比率）が蓄積部から検索される。この現在の染料比率と、この検索された呼称染料比率との差（Δdyerate）が下記式により規定される染料比率軌跡又は変更応答に用いられる。
【０００８】
【数２】
0004892159.tif 000002
【０００９】
これにより、染料比率が変更され、ウェブの色調が第１の色から第２の色へ変更されることになる。色調目標又は呼称染料比率についての決定は、対応する製品の色調についての過去の製造プロセスからの染料比率を表す履歴データを蓄積することにより改善することができる。すなわち、この履歴データを現在の染料比率と組合せることにより抄紙機により製造されるべきウェブの色調に対する新たな呼称染料比率に到達することができる。検索された呼称染料比率および現在の染料比率は、フィルターファクターアルファ（α）を用いて組み合わされる。ゼロより大きいか等しく、かつ、１より小さいか等しい（０≦α≦１）このフィルターファクターαは染料比率の履歴の断片を決定し、これが有効染料比率の残りの断片と組合され、新たな呼称染料比率が決定され、これが下記式で表されるように或る製品の色調のための呼称染料比率として記憶される。
【００１０】
新たな呼称染料比率＝（α）保存された呼称染料比率＋（１−α）有効染料比率
【００１１】
この有効染料比率は或る色調での操業の始まり近くで確認されることが好ましいが、操業の任意の時点で確認してもよく、あるいはデータの蓄積でもよく、これは平均化されて、或るウェブの色調のために記憶されるべき新たな呼称染料比率の決定に使用される有効染料比率に到達することになる。
【００１２】
本発明は以下の具体例の記載、請求の範囲および添付図面から、より一層理解することができるであろう。
【００１３】
以下、本発明を、抄紙機についての着色剤又は染料制御を介してウェブの色調変更する場合に関連して、特に、ウェブの色調変更を達成する時間を短縮させる新規な染料添加変更又は軌跡応答に関連して説明する。本発明の他の形態は、呼称染料比率の決定の改善に関するものであり、これにより抄紙機により製造されるべき紙についての色調目標をより迅速に達成することができる。本発明は着色添加剤（ここでは、一般に［染料］と呼ぶ）を使用して最終的なウェブカラーを得るようにした着色ペーパーウェブを製造するための抄紙機に適用することができる。
【００１４】
製造されるペーパーウェブの色調は、染料の流れ、より一般には複数の染料の流れを制御することにより要求されたカラー仕様に合致するようにしている。なお、この染料はプロセスに沿った１箇所又は複数の箇所で添加される。例えば、染料はブレンドチェスト１０４およびファンポンプ１０６への入口上流の殆ど任意の箇所、更に長網抄紙機ワイヤー１０８での紙のフェルト側１０８Aおよび/又は紙のワイヤー側１０８B、並びにサイズプレス１１０で添加することもでき、あるいは塗布材料中に添加してもよい（図１参照）。この染料の流れは計測ポンプ１１１を用いてこのプロセスに対し添加されるが、この計測ポンプ１１１は染料を希釈状態で容積流としてプロセスに対し搬送するものである。正しい製品着色制御のため、この染料の流れは製品生産速度に対し正規化され、これを［染料比率］と呼ぶことができ、これは以下の式により規定されるものである。
【００１５】
染料比率i＝[（ポンプヘッドサイズi）（シャフト速度j）（染料濃度i）（染料密度i）（単位換算）]/(生産速度)    （等式１）
【００１６】
ここで、
染料比率i＝正規化された染料比率（繊維質量当りの染料の質量）
ポンプヘッドサイズi＝染料ポンプ容量（体積）
シャフト速度j＝ポンプのシャフト速度（時間当りの回転数）
染料濃度i＝染料濃度（体積当りの質量）
単位換算＝染料質量流のための単位換算
生産速度＝紙繊維生産速度（時間当りの紙の質量）
i＝染料指数：１ないしm
ｊ＝シャフト速度：１ないしｎ
【００１７】
正規化された染料比率は、変化するプロセス条件下で一貫した色調制御を達成するのに用いられ、更に、これは本発明の新規な染料比率変更応答についてのベースとなる。
【００１８】
呼称染料比率は、対応する製品の色調についての過去の製造プロセスからの製造染料比率を表す履歴データを蓄積することにより各製品色調について見積もられる。製造されているペーパーウェブについての現在の又は有効な染料比率は、一般に第１のカラーについての現在の又は有効な色調目標に相当し、従って、ペーパーウェブはこの第１のカラーについての必要な色調仕様を満足するものである。しかし、ウェブの色調が或る時間、継続して施されると、プロセス中で通常発生する混乱と変化が染料比率に変化を生じさせウェブの色調を必要な仕様範囲に維持させる。すなわち、時間の経過に亘って、染料比率がプロセスの混乱と変化を補償するために変化することになる。抄紙機の色調目標がウェブの色調又は色合いの変更のため第２のカラーに有意に変更されると、この第２のカラーについての呼称染料比率が取り戻され、第１のカラーについての現在の染料比率と比較される。
【００１９】
第２のカラーについての呼称染料比率と、第１のカラーについての現在の染料比率との差異（Δdyerate）が、後述のように染料比率変更軌道応答に使用される。ウェブが第１のカラーから第２のカラーに変更されたとき、すなわち、ウェブのカラーが許容制限内に第２のカラーに要求されている仕様を達成されたとき、現在の有効な染料比率は、フィルターファクターアルファ（α）を用いて現在の履歴染料比率又は検索された呼称染料比率および有効染料比率と組み合わされることにより履歴データベースに保存される。ゼロより大きいか等しく、かつ、１より小さいか等しい（０≦α≦１）このフィルターファクターは染料比率の履歴の断片を決定し、これが有効染料比率の残りの断片と組合され、新たな呼称染料比率が決定され、これが下記式で表されるように或る製品の色調のための呼称染料比率として記憶される。この得られた新たな呼称染料比率は、色調の過去の製造に基づいた染料比率の見積りを与え、これはウェブを１つの色調から或る色調に変更するときに用いられる。
【００２０】
新たな呼称染料比率＝（α）保存された呼称染料比率＋（１−α）有効染料比率                              （等式２）
【００２１】
製品の色調が最初に生産されたとき、αの値が、新たな呼称染料比率として有効染料比率全体を保存するため0.0に設定され、それにより色調のための履歴データが開始される。さもなくば、αの値が選択された値、例えば約0.2ないし0.3に設定され、若しくは、現に製造されているペーパーウェブの品質および抄紙機の性能パラメータに基づいて力学的に決定することができる。0.0に近いαの値は、高品質の紙の製造および正しく稼動している抄紙機に相当し、他方、1.0に近いαの値は、低品質の紙の製造および問題を伴った抄紙機に相当する。例えば、以下の条件は、呼称染料比率がアップデイトされるときに使用されるαの最終値を形成するためのものと考えられ、かつ、統合することができる。すなわち、α＝α１＋α２＋α３＋α４＋α５である。もし、これらの条件が存在しないときは、対応するαｘ成分がゼロと等しくなるよう設定される。他の抄紙機の条件および/又は紙の特徴を、これらの例示的性能パラメータの代わり、又はそれに追加して本発明で使用することができる。
【００２２】
性能パラメータ                                  α成分
シートの破損が最近発生したとき                  α１＝0.1
紙の不良循環色調変異性が大きいとき              α２＝0.2
カラー仕様エラー変異性が大きいとき              α３＝0.1
水分が有効目標に合致しないとき                  α４＝0.3
ウエットエンドｐHが有効目標に合致しないとき    α５＝0.3
【００２３】
各カラーについて呼称染料比率として記憶されるべき新規の呼称染料比率は、上述のように抄紙機が色調変更を達成したときの現在の有効な染料比率に基づいて決定されるべきと現在信じられている。これは現在好ましいとされる新規な色調についての色調仕様要求をウェブが満足するや否や得られるデータに基づくことができ、あるいは、データが限定された時間の間に蓄積され、平均化されたものに基づくことができる。或る色調のウェブの生産の初期に採られた染料比率のデータの使用は好ましいと思われる。なぜならば、例えば色調を再度変更しようとするとき、このデータは、或る色調のウェブの生産操業の後期に集められた染料比率のデータよりもより忠実に色調変更における抄紙機の力学を表しているからである。すなわち、このような操業後期での染料比率は操業の際に自然的に発生するプロセス中の混乱および変化に適応させるため操業の間に調節されているからである。しかし、本発明は操業の初期に採られた染料比率のデータの使用に限定されるものではなく、操業の間の任意の時点で集められたデータにも適用することができる。
【００２４】
抄紙機における色調変更のため、現在の又は有効な染料比率が、新規なペーパーウェブの色調を生産するのに必要な染料比率の見積りとして役立つべく取り戻された新規な製品の呼称染料比率と比較される。この染料比率の変化（Δdyerate）が、本発明の染料比率軌道又は変更応答に対する入力として使用される。この染料比率変更応答は、カラー製品変更が求められたとき有効染料比率に加えられる。この染料比率変更応答は、現在の染料が変更がなされる色調に必要とする染料と同一の色調（反射特性）であるか否かに関係なく全ての色調変更に適用できることに注目すべきである。いずれの場合も、この応答は現存の染料比率に加えられる。染料が古い色調および新規の色調と同一である場合、有効染料比率の使用が直観的に望ましい。しかし、新規な色調のための染料が古い色調のために使用されていない場合でも、同様の色調についての有効染料比率からの変更が依然として有益であり、本発明で使用される。勿論、ゼロの現在の染料比率も或る場合、例えば最初の始動の場合には、あるいは色調変更が無着色ウェブからなされる場合には可能である。この染料比率変更応答は、下記の工程応答式（等式３）により規定される。
【００２５】
【数３】
0004892159.tif 000003
（等式３）
【００２６】
この染料比率変更応答は下記等式４で与えられるリード/ラグ（τ１/τ2）応答と類似している。この染料比率変更応答は伝統的なリード/ラグ応答とは以下の点で異なる。すなわち、第1の遅延時間（Tｄ１）が最初の工程応答に加えられ、第２の遅延時間（Tｄ２）は、染料比率がその最終の定常状態値に落ち着く前にろ過された応答（τ１）に加えられる。この染料比率変更応答１３０の1例が図２に示されている。この染料比率変更応答１３０は染料比率における増加についてのものであることに注目すべきである。X−軸の周りに反映される同様の応答、すなわち、染料比率における下向きの工程は染料比率における減少についてのものであることは明らかであろう。
【００２７】
【数４】
0004892159.tif 000004
（等式４）
【００２８】
新規な染料比率変更応答の発生についてのブロック図が図３に示され、コントローラ１５０内にて履行される。このコントローラ１５０は好ましくは抄紙機１００のためのコントローラであることが好ましいが、抄紙機１００のためのコントローラに結合した別のコントローラであっても良い。図３のブロック図には１つの染料のための染料比率変更応答の履行が示されており、これは当業者に自明のように実際の操業において多数の染料に対して複製することができる。多数の染料の場合は、パラメータτ１、τ2、Tｄ１およびTｄ２を各染料について独自に選択し所望の応答を得ることができる。
【００２９】
遅延時間Tｄ１は各染料についての染料比率変更を調和させるために使用し、全ての染料比率変更の最初の効果が実質的に同時に色調感応測定装置に到達することを確保するものである。この調整は複数の染料がプロセスに沿った異なる位置で添加される可能性があるから必要である。典型的な染料添加位置としては、抄紙機チェスト１１４、ファンポンプ１０６、長網抄紙機ワイヤー１０８のフェルト側１０８A又はワイヤー側１０８Bおよびサイズプレス１１０が含まれる。遅延時間Tｄ１についての典型的な値は、ファンポンプ１０６およびサイズプレス１１０の染料添加位置の調和については約１ないし２分である。仮に全ての染料が同一の添加位置で添加されるとすると、このTｄ１はゼロに等しくなるよう設定される。
【００３０】
各抄紙機の力学的応答によっては、実際の染料比率変更は、取り戻された呼称染料比率が所望の定常状態値に落ち着く前の或る時間の間、この取り戻された呼称染料比率により特定された値を超えて駆動してもよい。この染料比率の過剰駆動は［ブーステング］と呼ばれ、ウェブを通常よりも迅速に新規な色調にさせるものである。このブーステングは染料比率増大の場合はプラスの過剰駆動となり、染料比率減少の場合はマイナスの過剰駆動となることは明らかであろう。τ１のτ2に対する比（τ１/τ2）はこの染料比率ブーステング作用の大きさを決定するものであり、この比は通常、１より大きい。すなわち、遅延より、むしろ押し上げ（ブースト）を生じさせるものである。
【００３１】
τ１/τ2≧１          （等式５）
【００３２】
時間定数τ１は、染料比率の変更から、最終的に得られるウェブの色調変更の約６３％までの応答時間である。この時間定数τ１は抄紙機１００に対し、他の抄紙機制御およびペーパーシート特性を一定に保った状態で染料比率バンプテストを行うことにより判定することができる。この時間定数τ１の典型的値は約６０ないし１２０秒の範囲である。時間定数τ２は、最終的に得られるウェブの色調変更の約６３％を達成するのに要する望ましい応答時間である。このτ２の値は、単一性の染料比率工程変更により達成される場合よりも迅速に染料比率変更を達成するためにτ１の値よりも小さくなければならない。染料比率増加の場合のτ２の典型的値は、約３０ないし６０秒の範囲である。
【００３３】
遅延時間Tｄ２は、染料比率が色調変更について最終の定常状態の染料比率値に落ち着く前に上記ブーステング作用が保持される時間を規定するものである。この遅延時間Tｄ２は、染料がファンポンプ１０６、ヘッドボックス１４０およびワイヤー排水溜め１４２から再度、ファンポンプ１０６へ再循環されるのに要する時間に相当するよう設定される。この遅延時間Tｄ２は、下記式６に示すように、ウエットエンド循環量Vｃを現在のファンポンプ容積流量Fｗで割ったものに基づいて力学的に計算することができる。この遅延時間Tｄ２の典型的値は、抄紙機チェスト又はファンポンプでの染料添加位置の場合は約１０ないし２０秒の範囲であり、サイズプレスでの染料添加位置の場合はゼロである。
【００３４】
Tｄ２＝Vｃ/Fｗ       (等式６)
【００３５】
遅延時間Tｄ１は、プロセスに沿う異なる位置での染料添加時点を補償するために使用される。カラーセンサーに最も近い、この染料添加時点についての遅延時間Tｄ１は、カラーセンサーから遠く離れた染料添加時点についての遅延時間Tｄ１よりも大きくなる。この調整により、オペレータにより手動でなされる色調変更で通常遭遇する問題、すなわち、異なる染料の作用がカラーセンサーに同時に到達せず最終の定常状態の製品カラーの判定に誤りを生じさせるという問題を回避することができる。
【００３６】
τ１のτ2に対する比（τ１/τ2）により規定される染料比率変更応答作用および遅延時間Tｄ２は、製品基材、水および添加されたカラー染料の大きい循環量を克服するために使用される。製品の色調変更がなされるとき、本発明の新規な染料比率変更応答は最終製品カラーについての定常状態に達する時間を短縮させる。τ１のτ2に対する比（τ１/τ2）は、元の染料比率変更に適用される最初の利得を規定するものであり、τ2は色調変更の時間的要件を満たすために調整することができる。遅延時間Tｄ２は、設定された時間に亘ってブーストされた染料比率変更を保持するように設定することができる。
なお、これは抄紙機のウェットエンドの全循環容量に関係する。
【００３７】
本発明の染料比率変更応答は、例えば、全ての着色フラットシートプロセスに対し；染料添加時点が可なりの遅延時間を以って色調測定センサーから離れている場合について；複数の染料添加時点が存在し、それがプロセスに沿った異なる位置にある場合について；製品の色調を有意な程度で迅速に変更させる大きな循環容積を含むフラットシート形成区域（ウェットエンド）に対し適用することができる。
【００３８】
以上、本発明を好ましい実施例を参照して詳述したが、請求の範囲に記載した本発明の範囲から逸脱することなく種々、変更、変形することができることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に従って操作される抄紙機を模式的に示す図。
【図２】  本発明に従うところの染料比率変更応答を表すグラフ図。
【図３】  本発明に従うところの新規の染料比率変更応答の発生を表すグラフ図。
【符号の説明】
１００          抄紙機
１０４          ブレンドチェスト
１０６          ファンポンプ
１１０          サイズプレス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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