JPH11153417A - 塗工量プロファイル測定装置 - Google Patents

塗工量プロファイル測定装置

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JPH11153417A
JPH11153417A JP32257797A JP32257797A JPH11153417A JP H11153417 A JPH11153417 A JP H11153417A JP 32257797 A JP32257797 A JP 32257797A JP 32257797 A JP32257797 A JP 32257797A JP H11153417 A JPH11153417 A JP H11153417A
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JP
Japan
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light
coating amount
paper
profile measuring
coating
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JP32257797A
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English (en)
Inventor
Naoki Sakamoto
直樹 坂本
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Mitsubishi Paper Mills Ltd
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Mitsubishi Paper Mills Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】測定精度の高い塗工量プロファイル測定装置を
提供する。 【解決手段】検査される紙を照射する光源と、照明され
た該紙の幅方向の透過光量を検出する受光部と、検出さ
れた透過光量を数値化し、その値の演算処理を行う制御
コンピュータからなる塗工量プロファイル測定装置にお
いて、受光部にCCDラインセンサーカメラを用いるこ
と。また、かつ検査される紙を照射する光源が、波長2
00nm〜400nmの紫外光を照射する光源であるこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、塗工紙の幅方向の
塗工量プロファイルを連続的にオンラインにて測定す
る、塗工量プロファイル測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】塗工紙の幅方向の塗工量プロファイルが
不均一であるとき、光沢ムラなど、品質上の不良が発生
しやすい。近年、市場での塗工紙への品質要求が次第に
高まるにつれて、塗工量プロファイル管理の重要性がさ
らに認識されるようになった。
【0003】一般に、製造現場における塗工量の幅方向
プロファイル測定装置は、図1に示すような装置が多
い。図1は、従来の塗工量プロファイル測定装置の概略
図であり、製造中の塗工紙の幅方向全体に渡って、アク
チュエーター1上に設置された、光源2と受光部3から
なる測定ヘッドを走査し、塗工量の算出を行うものであ
る。ここで、光源2と受光部3は、それぞれ異なるアク
チュエーター1上に設置され、測定対象となる塗工紙5
を挟んで向かい合っており、その距離は約10mmほど
である。
【0004】塗工量算出に用いられている原理は、一般
に絶乾坪量差分方式と呼ばれる方法である。これは、ま
ず塗工を行う前の原紙の坪量と水分を測定、その両者の
差分から塗工前絶乾坪量を算出し、さらに塗工を行った
後の塗工紙の坪量と水分を測定、その両者の差分から塗
工後絶乾坪量を算出する。そして、塗工前と塗工後の絶
乾坪量の差を計算し、得られた値を塗工量とするもので
ある。
【0005】坪量の測定には、β放射線透過法を用いる
のが一般的である。線源から照射されたβ放射線は、そ
の一部が紙を透過し、紙を挟んで反対側に設置された受
光部に取り込まれる。このときに取り込まれたβ放射線
量から、光路上に介在する総重量の算出、つまり水分を
含む紙の重量の算出が行われる。
【0006】また、水分量の測定には、近赤外線吸光測
定法を用いるのが一般的である。この方法では、まず水
分の特性吸収帯が存在する波長1950nm付近の光を
紙に照射し、紙を透過した一部の光が紙を挟んで反対側
に設置された受光器に取り込まれ、その透過光量を検出
することによって、光路上に介在する水分の定量を行う
ものである。
【0007】また、塗工量を直接測定する方法として、
近赤外波長領域の光を塗工紙表面上に照射し、その反射
吸光度から、塗工層中の特定の化学成分を定量し、その
測定値から塗工量の算出を試みる方法も利用されてい
る。
【0008】以上に挙げた従来の塗工量プロファイル装
置に用いられているアクチュエーター1は、長さが少な
くとも測定対象となる紙の幅方向長さを超え、移動する
光源2および受光部3(以下、測定ヘッド)を支えるに
充分な強度を有している。
【0009】測定ヘッドの幅方向移動速度は、秒速約4
00mmほどである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
塗工量プロファイル測定装置における測定ヘッドは、ア
クチュエーター上を1次元的に往復しているだけであ
る。これを従来の塗工量プロファイル測定装置の測定原
理を表す概略図として図2に示す。図2に示すように、
走行中の塗工紙表面上を測定ヘッド21によりジグザグ
状に検出領域22が移動することになり、幅方向移動速
度が秒速400mmほどの測定ヘッド21では、仮に紙
幅が6mの場合、1スキャンで往復する時間は30秒か
かってしまう。
【0011】巻き取りの塗工速度を仮に分速1000m
とすると、測定ヘッド21の1往復に対して、測定対象
である紙は500m走行してしまう計算になり、測定ヘ
ッド21が図2における点線上(検出領域22)を移動
しているに過ぎないことから、得られる塗工量プロファ
イル測定結果も、多くの未検出領域が存在する上での結
果となってしまう。
【0012】測定ヘッドの測定面積を、仮に直径30m
mとし、塗工紙巻き取りの全長を40000m、幅を6
mとした場合、測定ヘッドが実際に塗工量測定を行って
いる領域の面積は、全体の面積の0.8%に過ぎず、塗
工紙全体の面積の99.2%の領域の塗工量は測定評価
の対象から除外されていることになる。
【0013】さらに、塗工前と塗工後の坪量および水分
測定結果から、塗工量を算出する際、塗工前測定と塗工
後測定の流れ方向位置を完全に一致させることは難し
く、その結果、有限の誤差が生じやすい。
【0014】したがって、未検出領域を全く生じさせず
に塗工紙の塗工量プロファイル測定が可能な塗工量プロ
ファイル測定装置が切望されていた。そこで、本発明の
目的は、塗工紙の塗工量分布を、塗工紙全面にわたって
オンライン測定することが可能な、塗工量プロファイル
測定装置を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明の塗工量プ
ロファイル測定装置を発明するに至った。すなわち、本
発明は、検査される紙を照射する光源と、照明された該
紙の幅方向複数箇所の透過光量を検出する受光部と、検
出された該透過光量を数値化し、その値の演算処理を行
う制御コンピュータからなる、塗工量プロファイル測定
装置において、該受光部にCCDラインセンサーカメラ
を用いることを特徴とする塗工量プロファイル測定装置
である。
【0016】また、本発明において、検査される紙を照
射する光源が、波長200nm〜400nmの紫外光を
照射する光源であることを特徴とする塗工量プロファイ
ル測定装置である。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の塗工量プロファイル測定
装置は、従来のものと比較して、紙の流れ方向および幅
方向の測定分解能が高く、有用である。以下、本発明の
実施の形態について説明する。
【0018】図3は、本発明の塗工量プロファイル測定
装置の概略図である。図3において、塗工量プロファイ
ル測定装置は、塗工紙5近傍に、光源2、受光部3、制
御コンピュータ8をもって構成されている。
【0019】本発明に用いられる受光部3は、図4に本
発明の塗工量プロファイル測定装置の受光部の構成図と
して示す。受光部3は、幅方向の透過光量を検出する機
能を有するCCDラインセンサーカメラ6を利用してお
り、CCDラインセンサーカメラ6の直前には特定の波
長成分の光のみを透過させるフィルター7が設置されて
いる。図4において、受光部3は、CCDラインセンサ
ーカメラ6、フィルター7、レンズ9で構成されている
ことを示す。
【0020】本発明に用いられる光源としては、その照
射光が波長200nm〜400nmの紫外光の波長領域
光をほぼ網羅するものであり、高周波にて点灯させた蛍
光灯である。高周波にて蛍光灯を点灯させる理由は、受
光部であるCCDラインセンサーカメラの走査速度が速
いことがもとで、得られる透過光量値データに光の周波
が影響を与えてしまうことを防ぐ目的がある。また、光
量はできる限り大きいものが望ましい。
【0021】塗工量算出を分光学的手法に基づいて評価
するにあたり、その吸光度と特定化学成分濃度との間の
関係を正確に検量化することが必要となる。
【0022】これらの作業では、まず特定化学成分の分
光学的吸収帯が全く存在しない波長領域での吸光度を測
定し、その値を標準値として、特定化学成分の吸収吸光
度を比較、定量する。これは、紙全体の光の透過量が紙
の銘柄、坪量等によって異なるため、それらが測定結果
に影響を与えてしまうのを避ける目的がある。
【0023】256段階の数値によって表された透過光
量は、各幅方向位置毎に、あらかじめ作成した256段
階数値と塗工量との間の検量線によって、塗工量に換算
される。しかし、256段階数値と塗工量との間の検量
線は、塗工紙の銘柄毎に事前の実験によって算出してお
く。
【0024】光源から放射された光は、その一部が紙を
透過して受光部に到達する。到達した光は、受光部に設
置された260nmの波長成分のみを透過させるフィル
ターによる効果を受け、260nmの波長を持つ光のみ
がCCDラインセンサーカメラの受光素子に到達する。
【0025】受光素子に到達した光は、幅方向位置毎に
その光量が256段階のデータ値に制御コンピューター
内で変換される(以下、このデータ値をデータ値Aと呼
ぶ)。ここで、受光素子に到達した光の量は、塗工層中
に存在する化学成分によって、塗工量に指数比例した量
の光が吸収された結果なので、得られるデータ値は、塗
工量の関数となる。
【0026】次に、CCDラインセンサーカメラ前面に
設置された音響光学フィルターは、透過させる光の波長
の制限を260nm〜380nmにCCDラインセンサ
ーカメラの走査と同調した形で変更する。
【0027】光源から放射された光は、その一部が紙を
透過して受光部に到達する。到達した光は、受光部に設
置された380nmの波長成分のみを透過させるフィル
ターによる効果を受け、380nmの波長を持つ光のみ
がCCDラインセンサーカメラの受光素子に到達する。
【0028】受光素子に到達した光は、幅方向位置毎に
その光量が256段階のデータ値に制御コンピューター
内で変換される(以下、このデータ値をデータ値Bと呼
ぶ)。
【0029】次に、制御コンピューター内で、データ値
Aとデータ値Bの差分が計算され、事前に銘柄毎に作成
された検量線によって塗工量値に変換される。
【0030】変換された塗工量値は、幅方向位置を横
軸、塗工量を縦軸として画面上に随時曲線表示される。
【0031】
【実施例】以下、本発明の塗工量プロファイル測定装置
について、実施例を挙げて説明する。
【0032】実施例1 製造中の塗工紙の幅方向における塗工量プロファイル
を、本発明の塗工量プロファイル測定装置で測定した。
塗工紙は、原紙坪量100g/m2、塗工量14g/m2
幅方向長さ6m、流れ方向長さ40000mの巻き取り
であった。さらに、巻き取りの走行速度は1000m/
分であった。
【0033】利用したCCDラインセンサーカメラは、
5000個の画素を有するもので、撮像走査速度は20
MHzのものを用いた。
【0034】光源は、長さ約2200mmの110W高
周波点灯の紫外線蛍光灯3セットを用いた。この光源
は、波長200nm〜400nmの波長全範囲の光を放
射するものである。
【0035】フィルターは、波長掃引型音響光学フィル
ターを用いた。このフィルターは、1/4000秒毎
に、透過させる光の波長を逐次変化させることが可能な
ものである。さらに、2つの異なる波長の掃引を20M
Hzの周波でCCDカメラのスキャンレートと同調させ
た。
【0036】塗工量を定量するために、吸光度を測定す
る波長は260nmとした。この領域は、ブタジエン、
スチレン、アクリル酸など塗工液中に含有される化合物
の特性吸収帯が多く存在する領域である。
【0037】標準吸光度は、380nmの波長にて測定
した。この波長領域において、塗工層中の化学成分の吸
光成分はほとんど存在せず、標準吸光波長領域として適
した波長領域である。
【0038】図5は、実施例1の方法で塗工紙を測定し
た際の、塗工量プロファイル測定装置の測定精度を表す
模式図である。1画素は、幅方向が1.2mm、流れ方
向が8.3mmの長方形であることから、幅方向、流れ
方向ともに従来の塗工量プロファイル計と比較して測定
精度が高いことが確認できる。
【0039】図6は、塗工量の不均一プロファイル部分
が存在する巻き取りを、実施例1の方法で測定した際に
得られた塗工量プロファイル曲線を、模式的に表した図
である。図6より、本発明の塗工量プロファイル測定装
置は、塗工量プロファイルの不均一な部分(塗工量ムラ
領域31)を、その正確な流れ方向位置、幅方向位置を
併せて検知していることがわかる。
【0040】比較例1次に、図7は、CCDラインセン
サーカメラを使わない場合、つまり従来の塗工量プロフ
ァイル測定方法で塗工量の不均一プロファイル部分が存
在する巻き取りを測定した場合に得られた塗工量プロフ
ァイル曲線を、模式的に表した図である。
【0041】図7より、検出は紙の上をジグザグ状に行
われ、紙上の塗工量プロファイルの不均一な部分(塗工
量ムラ領域31)も、存在を感知できず見逃す結果とな
ってしまうことがわかる。
【0042】よって、従来の塗工量プロファイル測定装
置よりも本発明の塗工量プロファイル測定装置のほうが
塗工量測定の精度が高いことが確認できる。
【0043】以上、本発明を実施例に基づいて説明した
が、本発明ではこの実施例には限定されず、種々変形が
可能である。
【0044】
【発明の効果】本発明の塗工量プロファイル測定装置に
よれば、塗工紙における塗工量プロファイル測定の精度
をより高いものとし、製造現場における正確な塗工紙に
おける塗工量プロファイルの評価を可能せしめる効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の塗工量プロファイル測定装置の概略図。
【図2】従来の塗工量プロファイル測定装置の測定原理
を表す概略図。
【図3】本発明の塗工量プロファイル測定装置の概略
図。
【図4】本発明の塗工量プロファイル測定装置の受光部
の構成。
【図5】本発明の塗工量プロファイル測定装置の測定精
度を表す模式図。
【図6】本発明の塗工量プロファイル測定装置を用いて
得られた結果を表す模式図。
【図7】従来の塗工量プロファイル測定装置を用いて得
られた結果を表す模式図。
【符号の説明】
1 アクチュエーター 2 光源 3 受光部 4 塗工紙巻き取り 5 塗工紙 6 CCDラインセンサーカメラ 7 フィルター 8 制御コンピューター 9 レンズ 21 測定ヘッド 22 検出領域 23 紙の流れ方向 24 測定ヘッド1往復に紙が移動する距離 31 塗工量ムラ領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検査される紙を照射する光源と、照明さ
    れた該紙の幅方向複数箇所の透過光量を検出する受光部
    と、検出された該透過光量を数値化し、その値の演算処
    理を行う制御コンピュータからなる、塗工量プロファイ
    ル測定装置において、該受光部にCCDラインセンサー
    カメラを用いることを特徴とする塗工量プロファイル測
    定装置。
  2. 【請求項2】 検査される紙を照射する光源が、波長2
    00nm〜400nmの紫外光を照射する光源であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の塗工量プロファイル測定
    装置。
JP32257797A 1997-11-25 1997-11-25 塗工量プロファイル測定装置 Pending JPH11153417A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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