[发明专利]长尺寸片材的质量测量方法及质量测量装置

说明书

【技术问题】提供一种质量测量系统，通过分离流动方向分量和宽度方向分量来测量纸幅的质量，不需要使用了现有放射线、X射线的基重计或灰分计，通过非扫描、非过滤方式，能够应用于从小型低速抄纸机到大型高速抄纸机，并具有经济效益较高的用于长尺寸片材的稳定的在线精度确认方法和修正方法。【解决方案】长尺寸片材(W)的质量测量方法通过具有红外受光元件的区域相机(1102～1106)和具有红外发光LED元件的光源(1100)，测量纸幅(W)的纤维素纤维、水分、灰分等。通过利用重叠区域中相邻相机的相同点测量值的整合性和配置在两端的远离片材位置处的比较样品(1107)，进行红外相机(1102～1106)在整个宽度上的性能确认和测量值的修正。

技术领域

本发明涉及通过抄纸机等制造的纸幅(卷绕纸)、塑料膜等长尺寸片材的质量测量方法，特别涉及以非扫描方式进行的质量测量方法及质量测量装置。

背景技术

通过抄纸机生成的纸幅等长尺寸片材卷绕在卷轴上。与金属片、塑料膜等原料均匀的纤维网不同，纸幅是由作为原料的纤维素纤维以及将它们连接起来、增加强度并导致光散射的填料和水分混合而成，在从纸的剖面观察时，空隙部分也相当大(参照图1)。由于纸张主要按重量出售，因此大多数抄纸机都使用QCS(Quality Control System；质量测量控制系统)，并且作为测量质量的传感器，使用利用放射线源的基重传感器、利用红外线的含水率传感器和利用X射线的灰分传感器。与其它长尺寸片材的厚度管理相比，纸幅的测量使用各种传感器，这是因为其中存在称为水分的、在形成为片状后也能够自由地从纸幅进出的要素，可以说这使得测量和质量控制变得困难。

在制造纸的宽度为一米至十米、制造速度为每分钟几米至每分钟两千米的各种品种的纸的抄纸机中，测量质量参数的传感器几乎全部容纳在搭载于被称为扫描仪的装置的传感器头中，测量纸的重量(基重)、水分、厚度(Caliper)、灰分等。如图2的普通抄纸机、专利文献1中记载的抄纸机所示，纸幅的扫描传感器放置在卷轴的正前方，用作制造的管理基准。根据工艺的不同，有时也在对纸张的表面进行涂布之前安装扫描传感器。这些纸的质量参数是可以控制的，对于基重、水分、灰分进行流动方向(与纸的宽度正交的朝向卷轴的方向)控制，对于基重、水分、厚度进行宽度方向轮廓(沿纸的宽度方向的凹凸或平坦)控制。

图6的(a)示出几乎完全搭载在现有的质量测量控制系统(称为QCS)中的、测量纸幅W的重量的基重传感器的概要。基重传感器在源极使用β射线源(放射性同位素)，并测量被质量吸收的β射线的衰减，与预先用基准样品校准得到的标准曲线进行比较，从而根据由接收器(电离室)捕获的β射线的透射信号与没有纸幅W时的信号的比率进行反向计算，测量纸幅W的重量。

如图6的(b)所示，上述β射线的衰减根据基于比尔定律的基重衰减曲线，并且下式成立。

(式1)

I＝I₀*e^-μ*t

其中，I：透射信号量、I₀：入射信号量、μ：吸收系数、t：质量(厚度)。

基于这些测量值的质量参数的控制由被称为致动器的设备进行。通常，流动方向的控制是通过放料阀控制来调节投入的纤维素纤维的浓度，并且对于水分，通过干燥器的蒸气压力控制来控制干燥状态。对于宽度方向，按照如下方式朝向目标值进行控制：基重通过稀释水调节从流浆箱(例如图2的稀释致动器)排出时的浓度来进行控制，水分通过加水或加湿以及由蒸气进行的加热干燥或者利用红外线进行的干燥等来进行控制，厚度(Caliper)通过加热或冷却压延机的辊而使辊径发生变化并且使压延机中的压力发生变化来进行控制。