JPH08209575A - 抄紙機の坪量プロファイル制御装置 - Google Patents

抄紙機の坪量プロファイル制御装置

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JPH08209575A
JPH08209575A JP1699995A JP1699995A JPH08209575A JP H08209575 A JPH08209575 A JP H08209575A JP 1699995 A JP1699995 A JP 1699995A JP 1699995 A JP1699995 A JP 1699995A JP H08209575 A JPH08209575 A JP H08209575A
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air
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JP1699995A
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Shinichi Inoue
信一 井上
Masanori Nishi
政則 仁志
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Mitsubishi Paper Mills Ltd
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Mitsubishi Paper Mills Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エアーによる紙の幅方向の局所坪量調整装置
を用い、坪量プロファイルの良好な紙を製造するための
抄紙機の坪量プロファイル制御装置を提供する。 【構成】 従来のヘッドボックス(スライスリップ開
度)による坪量調整装置に加え、エアーによる紙の幅方
向の局所坪量調整装置を合わせ制御することを特徴とす
る。検出された坪量プロファイルからヘッドボックスに
よる調整に対応した部分を差し引き、局所変動分を求
め、これに基づきエアーにより調整を行う位置を選択す
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、紙の幅方向の坪量を調
整し、坪量プロファイルの良好な紙を製造するための抄
紙機の坪量プロファイル制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】抄紙機における坪量プロファイルの調整
は、ヘッドボックスから抄紙原料をワイヤー上に噴き出
すスライスリップの開き具合を幅方向で調整する方法
(以下、リップ開度調整と呼ぶ)が一般的に行われてい
る。
【0003】最近では、ヘッドボックス内の原料濃度を
幅方向の各位置毎に変えられるヘッドボックスも知られ
ている。(IHI「IHI−VOITH新型ヘッドボッ
クスの紹介」紙パルプ技術協会、平成6年度年次大会要
旨集、1994,p35-p42)
【0004】本発明においては、このようなヘッドボッ
クスおよびヘッドボックス近傍で紙の幅方向の各位置の
坪量を調整できるものをヘッドボックスによる坪量調整
装置と呼ぶ。(以下では、具体的に説明するために前記
リップ開度調整を中心に説明する。)
【0005】このように、従来の抄紙機の坪量プロファ
イル制御装置は、坪量調整装置としてリップ開度調整を
用いるものであり、検出された坪量プロファイルからヘ
ッドボックスの調整機構に対応するヘッドボックス対応
坪量プロファイルとする演算手段1と、前記ヘッドボッ
クス対応坪量プロファイルにより前記ヘッドボックスに
よる坪量調整装置を駆動制御する制御手段1とを備える
ものである。
【0006】しかし、スライスリップの調整間隔は狭く
ても紙の幅方向に75mm幅程度であり、かつ流体であ
る抄紙原料が脱水していくワイヤー上の過程で、発生す
る波の影響や相互作用等があり、75mm幅以下の局所
的な抄紙坪量プロファイルの調整はむずかしかった。
【0007】このため、エアーを吹き付けるノズルがワ
イヤーの幅方向に対して少なくとも1つ以上設置されて
いるエアーによる坪量プロファイル調整装置について
は、本出願人により特願平6−317093号にて出願
した。この坪量調整装置を用いた場合、例えば、紙の幅
方向10mm幅(10mm〜100mm幅が可能)の局
所の坪量調整が可能である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】坪量調整装置として、
ヘッドボックスによる坪量調整装置のみで紙の坪量プロ
ファイル制御装置を構成した場合、全体の坪量プロファ
イルは調整できても75mm以下の局所の坪量は調整で
きない。
【0009】また、坪量調整装置として、エアーによる
坪量調整装置のみで紙の坪量プロファイル制御装置を構
成した場合、調整すべき範囲(紙の幅方向)が広くなり
多くのエアーノズルが必要になったり、調整箇所ではエ
アーを使用するため調整に多くのエアーが使用される。
【0010】さらに、これら2つの坪量調整装置および
制御装置を併用すると、相互に過剰な制御を行う恐れが
ある。また、エアーによる調整装置においては、併用し
ても調整すべき範囲(紙の幅方向)は変わらず、多くの
エアーノズルと調整に多くのエアーが使用されることも
改善されない。
【0011】本発明の目的は、坪量プロファイルの良い
紙を製造できる、エアーによる坪量調整装置を効率的に
用いる抄紙機の坪量プロファイル制御装置を提供するこ
とである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記に鑑み鋭意研究した
結果、本発明の抄紙機の坪量プロファイル制御装置を発
明するに至った。
【0013】即ち、本発明の抄紙機の坪量プロファイル
制御装置は、紙の幅方向の複数個所の坪量を検出する検
出装置と、紙の幅方向に複数の調整機構を持つヘッドボ
ックスによる坪量調整装置と、エアーを吹き付けるノズ
ルが紙の幅方向に対して少なくとも1つ以上設置されて
いるエアーによる坪量調整装置とを有する抄紙機の坪量
プロファイル制御装置において、検出された坪量プロフ
ァイルからヘッドボックスの調整機構に対応するヘッド
ボックス対応坪量プロファイルとする演算手段1と、該
ヘッドボックス対応坪量プロファイルにより該ヘッドボ
ックスによる坪量調整装置を駆動制御する制御手段1
と、検出された該坪量プロファイルと該ヘッドボックス
対応坪量プロファイルの差分を局所変動坪量プロファイ
ルとする演算手段2と、該局所変動坪量プロファイルに
より該エアーによる坪量調整装置を駆動制御する制御手
段2とを備えたことを特徴とする。
【0014】本発明の抄紙機の坪量プロファイル制御装
置において、制御手段2は、局所変動坪量プロファイル
をエアーによる坪量調整装置に対応した対応局所変動坪
量プロファイルとする手段と、対応局所変動坪量プロフ
ァイルから坪量の大きい順に指定点数分の位置を選択す
る手段と、下記またはの手段とを備えたものであ
る。 該エアーによる坪量調整装置のエアーノズルが固定の
場合は、選択された位置のエアーノズルの出力を駆動制
御する制御手段 該エアーによる坪量調整装置のエアーノズルが移動可
能な場合は、選択された位置にエアーノズルを移動さ
せ、その後エアーノズルの出力を駆動制御する制御手段
【0015】または、本発明の抄紙機の坪量プロファイ
ル制御装置において、制御手段2は、局所変動坪量プロ
ファイルをエアーによる坪量調整装置に対応した対応局
所変動坪量プロファイルとする手段と、該対応局所変動
坪量プロファイルから隣接する位置の坪量差の大きい順
に指定点数分の位置を選択し、坪量の大きい側を選択位
置とする手段と、下記またはの手段とを備えたもの
である。 該エアーによる坪量調整装置のエアーノズルが固定の
場合は、選択された位置のエアーノズルの出力を駆動制
御する制御手段 該エアーによる坪量調整装置のエアーノズルが移動可
能な場合は、選択された位置にエアーノズルを移動さ
せ、その後エアーノズルの出力を駆動制御する制御手段
【0016】
【作用】調整したい坪量プロファイルの内、ヘッドボッ
クスによる坪量調整装置の駆動制御により調整できる範
囲はヘッドボックスによる坪量調整装置でカバーし、調
整しきれない局所の坪量のバラツキについてエアーによ
る坪量調整装置を駆動制御させることにより、局所にお
いても坪量プロファイルの良い紙が製造でき、かつエア
ーの効率的な使用が可能となる。
【0017】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の抄紙機の坪量プ
ロファイル制御装置について説明する。
【0018】図1は、本発明による抄紙機の坪量プロフ
ァイル制御装置の構成を示す図である。
【0019】図2は、抄紙機の坪量プロファイル制御装
置と抄紙機との関係を示す詳細図である。図2に示した
抄紙機の紙を作る工程を行う部分は、ヘッドボックス
1、ワイヤー装置2、プレス装置3、ドライヤ装置4と
続き、原料液はこれら各装置へ順番に搬送されて加工さ
れる。また、ワイヤー装置4の途中にエアーによる坪量
調整装置49が設置される。
【0020】ヘッドボックス1は、パルプ等を含む原料
液を網状のワイヤー装置2上に供給する。このヘッドボ
ックス1は供給される原料液の流れの幅方向(紙の幅方
向)の各位置で上下動作(開閉動作)可能なスライスリ
ップ12を有する。スライスリップ12は、ステッピン
グモータ13に接続されており、このステッピングモー
タ13により上下方向に移動可能である。
【0021】ワイヤー装置2は、供給された原料液を脱
水する。プレス装置3は、紙9を毛布、加圧ローラによ
りさらに脱水する。ドライヤ装置4aは、熱により紙9
を乾燥する。
【0022】検出装置47aでは、このように脱水・乾
燥された紙9の幅方向に坪量等の物性を検出する。検出
装置47a(または、47b)で検出された紙9の幅方
向の坪量プロファイル信号Y(X)は、制御手段41へ
入力される。ただし、紙9の幅方向の位置をX、各位置
における坪量をYとする。
【0023】検出装置47a(または、47b)は、例
えば、紙9を挟んで対向させたβ線発信器38および受
信器39からなるB/Mセンサで構成することができ
る。この場合、紙9を通過したβ線を受信器39で受信
し、その減衰量により坪量が検出される。
【0024】制御手段41には、検出装置47a(また
は、47b)の受信器39とステッピングモータ13と
エアーによる坪量制御装置49の図には示されないエア
ーノズル位置移動装置駆動用モータと各エアーノズル2
1の開閉バルブが接続されている。
【0025】この制御手段41は、制御部、演算部およ
びレジスタ部を有するCPU、プログラムや各種データ
を記憶するRAMあるいはROM等のメモリ、入出力イ
ンターフェース等により構成されるが、機能的にはプロ
ファイル検出手段42、ヘッドボックス対応坪料プロフ
ァイル演算手段43、局所変動坪料プロファイル演算手
段45、ヘッドボックスによる調整装置制御手段44、
エアーによる調整装置制御手段46を有する。
【0026】これら各手段42〜46の機能は、図6の
フローチャートの説明の際に述べる。検出装置47aで
物性を検出された後、紙9は図2に示す抄紙機の後半工
程部分へ搬送される。この後、半工程は、サイズプレス
装置5、ドライヤ装置4b、カレンダ装置6、検出装置
47bおよび巻き取り装置7からなる。
【0027】サイズプレス装置5は、紙9へ塗液を塗
り、ドライヤ装置4bは塗液を塗られた紙9を乾燥す
る。カレンダ装置6は紙9のつや出しを行ない、検出装
置47bは紙9の坪量等の物性を検出する。この検出装
置47bは、検出装置47aと同様の構成とすることが
できる。巻き取り装置7は、このようにして製造された
紙9を円筒状に巻き上げる。
【0028】図3(a)および図3(b)は、図2のヘ
ッドボックス1の坪量制御装置の拡大図である。スライ
スリップ12と下リップ11との間の供給口14の開度
は、スライスリップ12が上下方向に移動することによ
り変化する。このように、供給口14の開度を変化する
ことにより、原料液の供給量を調整することができる。
【0029】図4(a)および図4(b)は、図2の制
御装置のエアーによる坪量調整装置49の拡大斜視図で
ある。ワイヤー装置2をまたぐ形にアーチ29が設置さ
れ、ワイヤ−上の液状の紙料にエアーを吹き付けるエア
ーノズル21が複数本取り付けられる。
【0030】エアーによる坪量調整装置49は、エアー
ノズルを紙の幅方向に固定したタイプ(図4(a))
と、エアーノズルを紙の幅方向に移動できる機構を備え
たタイプ(図4(b))がある。共に各ノズルは、エア
ー配管に電磁弁を備え、制御部41からの信号によりエ
アーの出力を制御することができる。
【0031】図5は、図2の制御装置の検出装置47a
(または、47b)の拡大斜視図である。検出装置47
a(または、47b)は、2つのコラム36、36とこ
れらコラム36、36間に挟持された上ビーム37と下
ビーム35を有する。上ビーム37には受信器39が、
下ビーム35にはβ線発信器38がそれぞれ設けられて
いる。これらβ線発信器38、受信器39は、水平方向
に同時に移動可能である。
【0032】図6(a)は、図2に示した制御手段41
の行なう処理のフローチャートである。
【0033】ステップ1において、検出装置47a(ま
たは、47b)により検出された坪量プロファイルは、
スムージング、マッピング、等の処理を行われ(検出プ
ロファイル)Y1(X)となる。
【0034】ここで、スムージングとは、検出された値
をこれより前に検出された同位置の値と演算し、ノイズ
を減少させる手法で、現在市販されている検出装置で一
般的に行われている。
【0035】ここで、マッピングとは、検出された時点
での紙の幅方向の位置を、その位置がヘッドボックス1
及びワイヤー装置2にあった時点での位置に変換するこ
とである。これにより、調整装置の操作位置に対応した
検出情報が得られる。このマッピングは、本発明のよう
な調整装置を2つ持つ場合には、各々マッピングが必要
になる場合があり、この場合はステップ1でヘッドボッ
クス対応のマッピングを行い、後述するステップ4で求
めたY3(X)について、再度エアーによる調整装置対
応のマッピングを取ることがある。
【0036】次いで、ステップ2において、検出装置4
7a(または、47b)により検出された坪量プロファ
イル(検出プロファイル)Y1(X)は、ヘッドボック
スによる坪量調整装置に対応したヘッドボックス対応坪
量プロファイルY2(X)に演算される。これは、例え
ば、検出坪量プロファイルY1(X)が紙の幅方向10
mm毎(Xが10mm毎)に検出されるとして、ヘッド
ボックスのリップ開度調整が100mm毎にしか操作で
きない場合に、このリップに対応した100mm間の検
出値10点の平均値を求める演算である。一般には、こ
の平均値のみがステップ3で利用されるが、本発明で
は、各々10点の値をこの平均値で置き換えY2(X)
とする。リップに対応した坪量の求め方については、こ
こで述べたリップ幅での単純平均の他にも位置毎に重み
付けを行って平均する等の方法がある。
【0037】ステップ3では、ヘッドボックスによる坪
量調整装置をステップ2で得た対応する値(例えば、平
均値)により駆動制御する。
【0038】ここまでのステップ1からステップ3は、
図6(b)にも示す様に、従来行われている抄紙機の坪
量プロファイル制御装置にほぼ等しい。これらステップ
では、知られている多くの手法を利用することができ
る。
【0039】ステップ4は、ステップ1で求めたY1
(X)とステップ2で求めたY2(X)の差分をとり、
局所変動坪量プロファイルY3(X)とする。Y3
(X)は、これによりヘッドボックスによる坪量調整装
置で操作できない局所の坪量変動を示すプロファイルと
なり、その値は0を中心に+−に振れるものである。
【0040】ステップ5は、ステップ4で求めたY3
(X)によりヘッドボックスによる坪量調整装置を駆動
制御する。
【0041】ステップ5については、図7(a)(図7
(b))に示すフローチャートによって詳細な例を示
す。
【0042】ステップ5−1において、必要に応じてY
3(X)について再度エアーによる坪量調整装置対応の
マッピングを取る。次いで、エアーによる坪量調整装置
に対応したエアー対応局所坪量プロファイルY4(X)
が演算される。これは、例えば、Y3(X)[Y1
(X)]が紙の幅方向10mm毎(Xが10mm毎)に
検出されるとして、エアーによる坪量調整装置の調整で
きる幅が20mm毎であった場合に、これに対応した2
0mm間の検出値2点の平均値を求める演算である。こ
の平均値を求めた位置(X)についての値(平均値)を
Y4(X)とする。
【0043】図4(b)に示す様なエアーノズルが移動
可能な調整装置では、エアーによる調整装置に対応する
位置(前記例において平均する2点)は、エアーノズル
の位置によって変わるため、各々これに対応するなかで
次ステップ5−2に適合する位置での対応を取る場合が
ある。
【0044】ステップ5−2は、図7(a)および図7
(b)に示す様に、例えば、次の様な2つの場合があ
る。図7(a)と図7(b)の違いはこのステップ5−
2aと5−2bの違いである。
【0045】ステップ5−2aで示す例は、エアーによ
る調整を行う位置を選択する手段が次の様なものであ
る。Y4(X)のうち、値の大きいもの(+)から指定
されたn点の位置を選ぶ。これは、Y4(X)を降順に
ソートし上からn点選択する手段により実現できる。
【0046】ステップ5−2bで示す例は、エアーによ
る調整を行う位置を選択する手段が次の様なものであ
る。Y4(X)のうち隣合う値の差を求め、この値の大
きいものから指定されたn点の位置を選ぶ。選ばれた差
の大きい位置の元の値の大きい方の位置を選択する位置
とする。これは、Y4(X)の微分(差分)を取り、こ
の結果を降順にソートし上からn点選択し、選ばれた区
間の元の値の大きい方をとる手段により実現できる。
【0047】図4(b)に示す様なエアーノズルが移動
可能な調整装置の場合は、ステップ5−4に示す様に、
ステップ5−2で選択された位置にエアーノズルを移動
させ、ステップ5−5に示す様に選択位置でエアーを噴
出する。
【0048】図4(a)に示す様なエアーノズルが固定
の調整装置の場合は、ステップ5−6に示す様に、ステ
ップ5−2で選択された位置のエアーノズルのエアーを
噴出する。
【0049】これら図6(a)におけるステップ1から
ステップ5に示すフローチャートに従う手段は、エアー
による調整を行う時点、つまりエアーの噴出を行ってい
ない状態で行われる。エアーを噴出して局所の坪量プロ
ファイルの調整操作を開始した後は、図6(b)に示す
従来の抄紙機の坪量プロファイル制御装置による制御を
行う。再度、エアーによる坪量調整を行う際は、一度エ
アーの噴出を止めて、図6(a)におけるフローチャー
トに従う手段が行われる。
【0050】エアーによる坪量調整を見直す手段として
は、一定時間毎がある。また、エアー噴出中に図6
(a)におけるステップを順におこない、図7(a)
(図7(b))に示すステップ5−2a(5−2b)ま
で行い、ここで選択された値の大きさが設定された値よ
り大きい場合に行う方法がある。
【0051】上記のように実施例により説明したが、こ
れらに限定されず、種々の変形も可能である。
【0052】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明による
抄紙機の坪量プロファイル制御装置を用いることによ
り、エアーによる坪量調整装置を効率的に用い、局所の
坪量のバラツキにおいても坪量プロファイルの良い紙を
生産することができる抄紙機の坪量プロファイル制御装
置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】抄紙機の坪量プロファイル制御装置を示す構成
図。
【図2】抄紙機の坪量プロファイル制御装置と抄紙機と
の関係を示す詳細図。
【図3】(a)ヘッドボックスによる坪量調整装置の仕
組みを示す断面図。
【図3】(b)ヘッドボックスによる坪量調整装置の仕
組みを示す正面図。
【図4】(a)エアーによる坪量調整装置の斜視図(エ
アーノズル固定型)。
【図4】(b)エアーによる坪量調整装置の斜視図(エ
アーノズル可動型)。
【図5】検出装置の斜視図。
【図6】(a)図1に示した制御手段の行う処理のフロ
ーチャート。
【図6】(b)図6(a)のフローチャートに対する従
来の処理のフローチャート。
【図7】(a)図6(a)のフローチャートのステップ
5の詳細なフローチャート。
【図7】(b)図6(a)のフローチャートのステップ
5の詳細なフローチャート。
【符号の説明】
1 ヘッドボックス 2 ワイヤー装置 3 プレス装置 4a ドライヤ装置 4b ドライヤ装置 5 サイズプレス装置 6 カレンダ装置 7 ワインダ装置 9 紙 11 下リップ 12 スライスリップ 13 ステッピングモータ 14 リップ開口 21 エアーノズル 29 アーチ 35 下ビーム 36 コラム 37 上ビーム 38 β線発信器 39 受信器 41 坪量プロファイル制御部 42 プロファイル検出部 43 ヘッドボックス対応坪量プロファイル演算部 44 ヘッドボックスによる調整装置制御部 45 局所変動坪量プロファイル演算部 46 エアーによる調整装置制御部
【手続補正書】
【提出日】平成7年5月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】抄紙機の坪量プロファイル制御装置を示す構成
図。
【図2】抄紙機の坪量プロファイル制御装置と抄紙機と
の関係を示す詳細図。
【図3】(a)はヘッドボックスによる坪量調整装置の
仕組みを示す断面図、(b)はヘッドボックスによる坪
量調整装置の仕組みを示す正面図。
【図4】(a)はエアーによる坪量調整装置(エアーノ
ズル固定型)の斜視図、(b)はエアーによる坪量調整
装置(エアーノズル可動型)の斜視図。
【図5】検出装置の斜視図。
【図6】(a)は図1に示した制御手段の行う処理のフ
ローチャート、(b)は図6(a)のフローチャートに
対する従来の処理のフローチャート。
【図7】(a)は図6(a)のフローチャートのステッ
プ5の詳細なフローチャート、(b)は図6(a)のフ
ローチャートのステップ5の詳細なフローチャート。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 紙の幅方向の複数個所の坪量を検出する
    検出装置と、紙の幅方向に複数の調整機構を持つヘッド
    ボックスによる坪量調整装置と、エアーを吹き付けるノ
    ズルが紙の幅方向に対して少なくとも1つ以上設置され
    ているエアーによる坪量調整装置とを有する抄紙機の坪
    量プロファイル制御装置において、検出された坪量プロ
    ファイルからヘッドボックスの調整機構に対応するヘッ
    ドボックス対応坪量プロファイルとする演算手段1と、
    該ヘッドボックス対応坪量プロファイルにより該ヘッド
    ボックスによる坪量調整装置を駆動制御する制御手段1
    と、検出された該坪量プロファイルと該ヘッドボックス
    対応坪量プロファイルの差分を局所変動坪量プロファイ
    ルとする演算手段2と、該局所変動坪量プロファイルに
    より該エアーによる坪量調整装置を駆動制御する制御手
    段2とを備えた抄紙機の坪量プロファイル制御装置。
  2. 【請求項2】 制御手段2が、局所変動坪量プロファイ
    ルをエアーによる坪量調整装置に対応した対応局所変動
    坪量プロファイルとする手段と、対応局所変動坪量プロ
    ファイルから坪量の大きい順に指定点数分の位置を選択
    する手段と、下記またはの手段とを備えた請求項1
    記載の抄紙機の坪量プロファイル制御装置。 該エアーによる坪量調整装置のエアーノズルが固定の
    場合は、選択された位置のエアーノズルの出力を駆動制
    御する制御手段 該エアーによる坪量調整装置のエアーノズルが移動可
    能な場合は、選択された位置にエアーノズルを移動さ
    せ、その後エアーノズルの出力を駆動制御する制御手段
  3. 【請求項3】 制御手段2が、局所変動坪量プロファイ
    ルをエアーによる坪量調整装置に対応した対応局所変動
    坪量プロファイルとする手段と、該対応局所変動坪量プ
    ロファイルから隣接する位置の坪量差の大きい順に指定
    点数分の位置を選択し、坪量の大きい側を選択位置とす
    る手段と、下記またはの手段とを備えた請求項1記
    載の抄紙機の坪量プロファイル制御装置。 該エアーによる坪量調整装置のエアーノズルが固定の
    場合は、選択された位置のエアーノズルの出力を駆動制
    御する制御手段 該エアーによる坪量調整装置のエアーノズルが移動可
    能な場合は、選択された位置にエアーノズルを移動さ
    せ、その後エアーノズルの出力を駆動制御する制御手段
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003507590A (ja) * 1999-08-12 2003-02-25 ランテック システムズ オイ ウェブ材の処理及びウェブ材の挙動制御のための装置及び方法

Cited By (1)

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JP2003507590A (ja) * 1999-08-12 2003-02-25 ランテック システムズ オイ ウェブ材の処理及びウェブ材の挙動制御のための装置及び方法

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