JPH11230819A - コーティング重量の計測と制御装置及び方法 - Google Patents
コーティング重量の計測と制御装置及び方法Info
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- JPH11230819A JPH11230819A JP10190936A JP19093698A JPH11230819A JP H11230819 A JPH11230819 A JP H11230819A JP 10190936 A JP10190936 A JP 10190936A JP 19093698 A JP19093698 A JP 19093698A JP H11230819 A JPH11230819 A JP H11230819A
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Classifications
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- B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
- B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
- B05C1/08—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line
- B05C1/086—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line a pool of coating material being formed between a roller, e.g. a dosing roller and an element cooperating therewith
- B05C1/0869—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line a pool of coating material being formed between a roller, e.g. a dosing roller and an element cooperating therewith the work contacting the pool
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- B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
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- B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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- B05C3/18—Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material only one side of the work coming into contact with the liquid or other fluent material
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- G—PHYSICS
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- G01G17/02—Apparatus for or methods of weighing material of special form or property for weighing material of filamentary or sheet form
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- G—PHYSICS
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- G01G9/005—Methods of, or apparatus for, the determination of weight, not provided for in groups G01G1/00 - G01G7/00 using radiations, e.g. radioactive
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】移動している紙シート上のコーティングの基本
重量を、シートに塗布されている最中に監視しかつ調整
する装置と方法を提供する。 【解決手段】コートされていない紙シート１２は裏当て
ロール１６とブレード１８の間に収容されたコーティン
グ材料１４の供給部を通って引き出される。シート１２
の出口スロット２０がロール１６とブレードの隣接した
エッジ２２との間に形成され従って、紙がスロット２０
を出た直後の紙１２の上のコーティングの厚さがブレー
ドエッジ２２とロール１６との間の距離と圧力によって
決定される。赤外線コーティング重量センサー３２は、
ベース紙シート１２に塗布されたコート材料の量を計測
するのに使用され、シート１２の基本重量と含水量の変
化から生ずるシート１２による赤外線吸収の影響を計測
して自動的に補償する。
重量を、シートに塗布されている最中に監視しかつ調整
する装置と方法を提供する。 【解決手段】コートされていない紙シート１２は裏当て
ロール１６とブレード１８の間に収容されたコーティン
グ材料１４の供給部を通って引き出される。シート１２
の出口スロット２０がロール１６とブレードの隣接した
エッジ２２との間に形成され従って、紙がスロット２０
を出た直後の紙１２の上のコーティングの厚さがブレー
ドエッジ２２とロール１６との間の距離と圧力によって
決定される。赤外線コーティング重量センサー３２は、
ベース紙シート１２に塗布されたコート材料の量を計測
するのに使用され、シート１２の基本重量と含水量の変
化から生ずるシート１２による赤外線吸収の影響を計測
して自動的に補償する。
Description
【０００１】
【本発明の分野】本発明は紙シートや他の物に塗布され
るコーティングの量を計測しかつ制御する装置と方法、
特に移動している紙シート上のコーティングの基本重量
を、シートに塗布されている最中に監視しかつ調整する
装置と方法に関する。
るコーティングの量を計測しかつ制御する装置と方法、
特に移動している紙シート上のコーティングの基本重量
を、シートに塗布されている最中に監視しかつ調整する
装置と方法に関する。
【０００２】
【本発明の背景】紙の生産過程において、しばしば紙シ
ート（”ベースシート”と呼ばれる）に多種類の材料を
コートすることが望まれる。実際、世界の紙生産の増加
の割合はコート紙とコートされた板紙に向けられてい
る。コーティングは通常、雑誌のページや、贈答品の包
装、靴箱用に光沢のある白い表面を与えるために施され
る。その他に、或いはそれに加えてコーティングは紙シ
ートを防水性にすることもある。コーティング材料の他
の例としで、マイクロカプセルインクがノーカーボン複
写紙のシートの片側にコーティングとして塗布されるこ
ともある。沢山の種類のコーティング配合物があり、そ
れらの多くは１０又はそれ以上の数の成分からなる。こ
れらの成分はほとんど通常水性分散体として顔料、結合
剤及び添加物と分類される。一般の顔料は、クレー、炭
酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、硫酸バリウム及び二酸化
チタニウム（ＴｉＯ２）を含む。硫酸バリウム、二酸化
チタニウムはそれぞれ、印画紙及び特殊用紙にのみ使用
される。一般的に言えば、クレーは最も一般的な顔料で
あるが、ＣａＣＯ３とＰＣＣ（炭酸カルシウム沈殿物）
も一般的になっている。ラテックスの様々な配合物が顔
料の粒子を共に保持しそれらを紙に固定する結合剤とし
て一般に使用される。典型的なコーティング配合分は、
８０〜９０％の顔料、３〜１０％のラテックスを含み、
残部が添加物又は他の成分からなる。
ート（”ベースシート”と呼ばれる）に多種類の材料を
コートすることが望まれる。実際、世界の紙生産の増加
の割合はコート紙とコートされた板紙に向けられてい
る。コーティングは通常、雑誌のページや、贈答品の包
装、靴箱用に光沢のある白い表面を与えるために施され
る。その他に、或いはそれに加えてコーティングは紙シ
ートを防水性にすることもある。コーティング材料の他
の例としで、マイクロカプセルインクがノーカーボン複
写紙のシートの片側にコーティングとして塗布されるこ
ともある。沢山の種類のコーティング配合物があり、そ
れらの多くは１０又はそれ以上の数の成分からなる。こ
れらの成分はほとんど通常水性分散体として顔料、結合
剤及び添加物と分類される。一般の顔料は、クレー、炭
酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、硫酸バリウム及び二酸化
チタニウム（ＴｉＯ２）を含む。硫酸バリウム、二酸化
チタニウムはそれぞれ、印画紙及び特殊用紙にのみ使用
される。一般的に言えば、クレーは最も一般的な顔料で
あるが、ＣａＣＯ３とＰＣＣ（炭酸カルシウム沈殿物）
も一般的になっている。ラテックスの様々な配合物が顔
料の粒子を共に保持しそれらを紙に固定する結合剤とし
て一般に使用される。典型的なコーティング配合分は、
８０〜９０％の顔料、３〜１０％のラテックスを含み、
残部が添加物又は他の成分からなる。
【０００３】上に述べたようなコーティングは製紙工場
の製紙工程の一部として紙に塗布される。製紙技術とコ
ーティング技術は当該技術分野でよく知られ、例えば、
Ｒマクドナルド編１９７０マグロウヒル、パルプと紙技
術者のためのハンドブック、Ｇ．Ａスムーク第２版１９
９２アングスワイルド出版のパルプと製紙Ｖｏ１３（製
紙と板紙製造）に記載されている。この他、前もって生
産された紙を紙シートの大きなロールから”コーター”
と呼ばれるコーティング機械に供給しても良い。どちら
の場合も、コートされていない紙は、通常は、”横断方
向”（すなわち、製紙機械及び／又はコーティング機に
沿う紙の移動方向と直交する方向）に沿って測って巾が
１０フィート又はそれ以上の程度であるシートでコータ
ーに供給される。
の製紙工程の一部として紙に塗布される。製紙技術とコ
ーティング技術は当該技術分野でよく知られ、例えば、
Ｒマクドナルド編１９７０マグロウヒル、パルプと紙技
術者のためのハンドブック、Ｇ．Ａスムーク第２版１９
９２アングスワイルド出版のパルプと製紙Ｖｏ１３（製
紙と板紙製造）に記載されている。この他、前もって生
産された紙を紙シートの大きなロールから”コーター”
と呼ばれるコーティング機械に供給しても良い。どちら
の場合も、コートされていない紙は、通常は、”横断方
向”（すなわち、製紙機械及び／又はコーティング機に
沿う紙の移動方向と直交する方向）に沿って測って巾が
１０フィート又はそれ以上の程度であるシートでコータ
ーに供給される。
【０００４】コーティングの均一性”基本重量”（即ち
シートの単位表面積上のコーティング材料の質量）は様
々な理由でしばしば必要とされかつ要求される。例え
ば、光沢紙の印刷性は光沢コートティングの均一な塗布
によって改善される。しかも、光沢コーティングはラテ
ックス及び又はＴｉＯ２のような比較的高価な材料を含
有する。従って生産者は、コーティングをできるだけ均
一に塗布するためにコーティングを正確に監視し、その
ようなコーティングの塗布を制御したいであろう。ある
場合には、コーティングの均等性がグラム平方メートル
の何分の１の範囲内で制御されなければならない。しか
しながら、横断方向（１０フィート又はそれ以上）のシ
ートの横方向の広がりとコーティングをそのようなシー
トに正確かつ均等に塗布することの要求のために、より
複雑なコーターが設計され生産されてきた。
シートの単位表面積上のコーティング材料の質量）は様
々な理由でしばしば必要とされかつ要求される。例え
ば、光沢紙の印刷性は光沢コートティングの均一な塗布
によって改善される。しかも、光沢コーティングはラテ
ックス及び又はＴｉＯ２のような比較的高価な材料を含
有する。従って生産者は、コーティングをできるだけ均
一に塗布するためにコーティングを正確に監視し、その
ようなコーティングの塗布を制御したいであろう。ある
場合には、コーティングの均等性がグラム平方メートル
の何分の１の範囲内で制御されなければならない。しか
しながら、横断方向（１０フィート又はそれ以上）のシ
ートの横方向の広がりとコーティングをそのようなシー
トに正確かつ均等に塗布することの要求のために、より
複雑なコーターが設計され生産されてきた。
【０００５】コーターは種々の構成になる。”ブレード
コーター”と呼ばれるコーターの一つの型式は、移動し
ている紙シートの片側に隣接して配置された回転裏当て
ドラムとシートの反対側に配置された柔軟なブレードを
有する。ドラムとブレードエッジはシートを横断する方
向に延びて、紙シートが通る狭いスロットを形成する。
コーティング材料のプールが裏当てドラムとブレードの
間に保持され、シートがその間を通ることによってシー
トにコートする。ブレードは紙に押し付けられ、シート
がスロットを通って出る時にコーティングが塗布され、
それによって余分なコーティングを取り除く。ブレード
エッジとドラムの間の隔たりはそのようなコーティング
の塗布において重要な要素であることが理解される。ド
ラムは高い公差に製作されかつ、設置される。シートに
塗布されたコーティングの厚さを制御するために、コー
ターはコートされたシートに対するブレードエッジの圧
力及び又はドラムに対するブレードエッジの位置を調整
するためのアクチュエーターを備える。ブレードは通
常、僅かに曲げられ、或いは撓わむ薄いスチール部材で
作られる。かくして、アクチュエーターは、各アクチュ
エーターがアクチュエーター付近でブレードによって加
えられる圧力、従ってベースシート上のコーティングの
量を制御するように、ブレードの長さに沿って間隔をあ
けて設置される。各アクチュエーター付近のブレードの
横断方向の長さは”スライス”として知られている。共
通に譲渡されたアメリカ特許第４，７３２，７７６号
は、このようなコーティングブレードアクチュエーター
を有するコーターを開示する。この特許を援用する。
コーター”と呼ばれるコーターの一つの型式は、移動し
ている紙シートの片側に隣接して配置された回転裏当て
ドラムとシートの反対側に配置された柔軟なブレードを
有する。ドラムとブレードエッジはシートを横断する方
向に延びて、紙シートが通る狭いスロットを形成する。
コーティング材料のプールが裏当てドラムとブレードの
間に保持され、シートがその間を通ることによってシー
トにコートする。ブレードは紙に押し付けられ、シート
がスロットを通って出る時にコーティングが塗布され、
それによって余分なコーティングを取り除く。ブレード
エッジとドラムの間の隔たりはそのようなコーティング
の塗布において重要な要素であることが理解される。ド
ラムは高い公差に製作されかつ、設置される。シートに
塗布されたコーティングの厚さを制御するために、コー
ターはコートされたシートに対するブレードエッジの圧
力及び又はドラムに対するブレードエッジの位置を調整
するためのアクチュエーターを備える。ブレードは通
常、僅かに曲げられ、或いは撓わむ薄いスチール部材で
作られる。かくして、アクチュエーターは、各アクチュ
エーターがアクチュエーター付近でブレードによって加
えられる圧力、従ってベースシート上のコーティングの
量を制御するように、ブレードの長さに沿って間隔をあ
けて設置される。各アクチュエーター付近のブレードの
横断方向の長さは”スライス”として知られている。共
通に譲渡されたアメリカ特許第４，７３２，７７６号
は、このようなコーティングブレードアクチュエーター
を有するコーターを開示する。この特許を援用する。
【０００６】圧力と紙の厚さの局部的な変化やおそらく
は、他の要因は、もし補償されなければ、不均一なコー
ティングを生じさせる傾向がある。したがって、先の記
述から、コートシート上のコーティング材料の量を測定
する能力、及びそのような計測に基づいてコーティング
の最中に複数の横断方向のスライス位置でのシートに対
するブレードの圧力を制御する能力も製紙会社にとって
重要であることが認識される。シートに塗布されたコー
ティングの量を計測しかつこれを制御する種々のスキー
ムが試みられてきた。コーティング制御法の最も難しい
点の一つは、特にグラム平方メートルの何分の１の精度
に測定しなければならないときにシートに塗布されたコ
ーティングの量の、正確な計測を得ることである。
は、他の要因は、もし補償されなければ、不均一なコー
ティングを生じさせる傾向がある。したがって、先の記
述から、コートシート上のコーティング材料の量を測定
する能力、及びそのような計測に基づいてコーティング
の最中に複数の横断方向のスライス位置でのシートに対
するブレードの圧力を制御する能力も製紙会社にとって
重要であることが認識される。シートに塗布されたコー
ティングの量を計測しかつこれを制御する種々のスキー
ムが試みられてきた。コーティング制御法の最も難しい
点の一つは、特にグラム平方メートルの何分の１の精度
に測定しなければならないときにシートに塗布されたコ
ーティングの量の、正確な計測を得ることである。
【０００７】そのようなあるスキームでは、製紙工程中
の上流でコーターの前にシート基本重量センサーとシー
ト水分センサーが配置される。基本重量センサーは、単
位表面積当たりの質量でシートの材料の全体の量を計測
する。このため、計測された基本重量は紙の繊維と繊維
によって吸収されている水分の両方を含む。既知の基本
重量センサーはそのようなシートの基本重量を決定する
ためにシートを通るベーター線の透過を利用する。シー
トの中の含水量は、例えば、シートの単位表面積当たり
の水の質量でシートの中の含水量を同様に決定する既知
の赤外線水分センサーによって決定される。追加される
基本重量及び水分センサーが、コーティング工程後でコ
ーターの下流の個所に設置される。シートを形成する繊
維の量はコートされていないシートの基本重量から水分
の量を差し引くことによって決定することができる。同
様に、コートシートの基本重量からコートシートの中の
水分を差し引くことによって、コーティング材料と紙繊
維の合計量を決定することができる。最後に、コートシ
ートのコーティングと繊維の合計基本重量の測定値から
コートされていないシートの繊維の量を差し引くことに
よって、シートに塗布されたコーティングの基本重量が
決定される。シートの幅を横断する各スライスにおける
コーティング基本重量の測定値に基づいて、システム工
程制御コンピューターは、それらの測定値を所定の所望
なコーティング基本重量値と比較し、各スライスにおけ
るコーティングブレードアクチュエーターを制御する信
号を発生させてシートの全幅に渡って所望のコーティン
グ基本重量を達成することができる。
の上流でコーターの前にシート基本重量センサーとシー
ト水分センサーが配置される。基本重量センサーは、単
位表面積当たりの質量でシートの材料の全体の量を計測
する。このため、計測された基本重量は紙の繊維と繊維
によって吸収されている水分の両方を含む。既知の基本
重量センサーはそのようなシートの基本重量を決定する
ためにシートを通るベーター線の透過を利用する。シー
トの中の含水量は、例えば、シートの単位表面積当たり
の水の質量でシートの中の含水量を同様に決定する既知
の赤外線水分センサーによって決定される。追加される
基本重量及び水分センサーが、コーティング工程後でコ
ーターの下流の個所に設置される。シートを形成する繊
維の量はコートされていないシートの基本重量から水分
の量を差し引くことによって決定することができる。同
様に、コートシートの基本重量からコートシートの中の
水分を差し引くことによって、コーティング材料と紙繊
維の合計量を決定することができる。最後に、コートシ
ートのコーティングと繊維の合計基本重量の測定値から
コートされていないシートの繊維の量を差し引くことに
よって、シートに塗布されたコーティングの基本重量が
決定される。シートの幅を横断する各スライスにおける
コーティング基本重量の測定値に基づいて、システム工
程制御コンピューターは、それらの測定値を所定の所望
なコーティング基本重量値と比較し、各スライスにおけ
るコーティングブレードアクチュエーターを制御する信
号を発生させてシートの全幅に渡って所望のコーティン
グ基本重量を達成することができる。
【０００８】残念ながら、上に記述した方法は、コーテ
ィング材料の基本重量を決定するための４つの比較的高
価なセンサー（すなわち、コートされていないシートに
隣接して配置された水分及び基本重量センサー及びシー
トのコート部分に隣接して配置された水分及び基本重量
センサー）を必要とするため完全に満足できるものでは
ない。更に、これら４つのセンサーの各々の測定値に含
まれる誤差は、コーティング重量を決定するのに必要な
数学的計算中に加算的に広がり、それにより、コーティ
ング重量の計測の理想とは言えない結果をもたらす。シ
ートに塗布されたコーティング材料の量を測定する別の
方法は、非常に高いエネギーのＸ線をコートシートに照
射することを必要とする。その様な高エネルギーＸ線
は、原子が蛍光を発するように、コートシート材料中の
原子を励起する。蛍光発光する原子は、コーティングの
中の元素に対して固有の波長を持つＸ線を放出する。か
くして、Ｘ線センサーをコーティング材料の中の元素に
特有の一つかそれ以上の固有の波長に同調させることに
よって、製紙会社は特有の波長での蛍光の強さからコー
ティング材料の量を推定することができる。
ィング材料の基本重量を決定するための４つの比較的高
価なセンサー（すなわち、コートされていないシートに
隣接して配置された水分及び基本重量センサー及びシー
トのコート部分に隣接して配置された水分及び基本重量
センサー）を必要とするため完全に満足できるものでは
ない。更に、これら４つのセンサーの各々の測定値に含
まれる誤差は、コーティング重量を決定するのに必要な
数学的計算中に加算的に広がり、それにより、コーティ
ング重量の計測の理想とは言えない結果をもたらす。シ
ートに塗布されたコーティング材料の量を測定する別の
方法は、非常に高いエネギーのＸ線をコートシートに照
射することを必要とする。その様な高エネルギーＸ線
は、原子が蛍光を発するように、コートシート材料中の
原子を励起する。蛍光発光する原子は、コーティングの
中の元素に対して固有の波長を持つＸ線を放出する。か
くして、Ｘ線センサーをコーティング材料の中の元素に
特有の一つかそれ以上の固有の波長に同調させることに
よって、製紙会社は特有の波長での蛍光の強さからコー
ティング材料の量を推定することができる。
【０００９】残念ながら、蛍光技術は多くの場合におい
て完全に満足であるわけではない。例えば、蛍光発光原
子は弱い強度のＸ線しか放出しない、かくしてこの技術
は比較的低い信号ノイズ比を生じさせる。従って、Ｘ線
検出器によって安定した有意な信号を得るまでに比較的
長い時間を要する。更に、高エネルギー励起Ｘ線やコー
トシートの蛍光発光から生ずるＸ線は、製紙工場作業者
に対して危険である。また他の技術においても、シート
の一部にＸ線を照射し、シートを透過したＸ線の強度が
検出される。しかしながら、Ｘ線は紙シートによく使用
される無機充填剤、木パルプ繊維、及びシート中の水分
によって吸収される。従って、シートのＸ線透過はもっ
ぱらコーティング材料に応答しないため、センサーはコ
ーターの前と後に配置されなければならず、シートのコ
ート部分とコートされていない部分のＸ線透過の差がシ
ートに塗布されたコーティング材料の量を決定し、かつ
それに関係付けられる。しかしながら、この技術は、複
数の比較的高価なＸ線源とセンサーを必要とし、各セン
サーのによってなされる測定に固有の誤差がコーティン
グの決定された量の誤差に加算的に寄与する計測固有の
誤差、そしてＸ線の使用はもちろん製紙工場作業者に対
する潜在的な危険であるという欠点に悩まされる。
て完全に満足であるわけではない。例えば、蛍光発光原
子は弱い強度のＸ線しか放出しない、かくしてこの技術
は比較的低い信号ノイズ比を生じさせる。従って、Ｘ線
検出器によって安定した有意な信号を得るまでに比較的
長い時間を要する。更に、高エネルギー励起Ｘ線やコー
トシートの蛍光発光から生ずるＸ線は、製紙工場作業者
に対して危険である。また他の技術においても、シート
の一部にＸ線を照射し、シートを透過したＸ線の強度が
検出される。しかしながら、Ｘ線は紙シートによく使用
される無機充填剤、木パルプ繊維、及びシート中の水分
によって吸収される。従って、シートのＸ線透過はもっ
ぱらコーティング材料に応答しないため、センサーはコ
ーターの前と後に配置されなければならず、シートのコ
ート部分とコートされていない部分のＸ線透過の差がシ
ートに塗布されたコーティング材料の量を決定し、かつ
それに関係付けられる。しかしながら、この技術は、複
数の比較的高価なＸ線源とセンサーを必要とし、各セン
サーのによってなされる測定に固有の誤差がコーティン
グの決定された量の誤差に加算的に寄与する計測固有の
誤差、そしてＸ線の使用はもちろん製紙工場作業者に対
する潜在的な危険であるという欠点に悩まされる。
【００１０】共通に譲渡されたアメリカ特許第４，９５
７，７７０号は、コーティング材料から放射線を測定す
ることによってコーティング材料の基本重量を決定する
ためのセンサーと方法を開示する。そのセンサーはコー
ティング材料中のラテックス濃度を測定する。
７，７７０号は、コーティング材料から放射線を測定す
ることによってコーティング材料の基本重量を決定する
ためのセンサーと方法を開示する。そのセンサーはコー
ティング材料中のラテックス濃度を測定する。
【００１１】
【発明の概要】本発明はＣａＣＯ３を含有するコーティ
ングのオンライン、非接触紙コート重量測定に関する。
本発明は、一部が約３．６〜４．２ミクロンの赤外線領
域が水、ラテックス、クレー及び他のコーティング顔
料、並びに紙充填剤からの干渉が実質的にないというこ
と、それによって紙コート重量測定の高い精度と信頼性
をもたらすという発見にもとづかれる。本発明は、基材
から反射される放射線の測定、又は電磁スペクトルの少
なくとも２つの別々の波長領域で、基材の放射線透過を
使用して基材上のコーティング材料の量を決定すること
ができる装置と方法を含む。装置と方法は、限るわけで
はないが、主として赤外線を使用した移動している紙シ
ートのオンラインコーティング計測を意図している。従
って、簡単のため、本発明は製紙工程の中で記述され
る。しかしながら、基材がプラスチックのような紙以外
のシート材料でも良く、又基材がシートの形態でなくて
も良いことを理解すべきである。
ングのオンライン、非接触紙コート重量測定に関する。
本発明は、一部が約３．６〜４．２ミクロンの赤外線領
域が水、ラテックス、クレー及び他のコーティング顔
料、並びに紙充填剤からの干渉が実質的にないというこ
と、それによって紙コート重量測定の高い精度と信頼性
をもたらすという発見にもとづかれる。本発明は、基材
から反射される放射線の測定、又は電磁スペクトルの少
なくとも２つの別々の波長領域で、基材の放射線透過を
使用して基材上のコーティング材料の量を決定すること
ができる装置と方法を含む。装置と方法は、限るわけで
はないが、主として赤外線を使用した移動している紙シ
ートのオンラインコーティング計測を意図している。従
って、簡単のため、本発明は製紙工程の中で記述され
る。しかしながら、基材がプラスチックのような紙以外
のシート材料でも良く、又基材がシートの形態でなくて
も良いことを理解すべきである。
【００１２】製紙では本発明の赤外コーティングセンサ
ーは、移動しているシートの長さと幅に沿う様々な位置
でベースシート上のコーティングの基本重量を計測する
ために移動しているコートシートの横断方向に前後に走
査される。センサーは、赤外線の透過やシートからの反
射に及ぼすベースシートの基本重量や含水量の変化をコ
ーティングの測定に自動的に補償するように設計されて
いる。従って、移動しているシートに渡ってセンサーが
走査されるとき、ベースシートの基本重量やその含水量
がシートの幅と長さに渡って一様でないとしても、コー
ティング基本重量測定は高い精度に保たれる。本発明の
赤外コーテイングセンサーは赤外線源を含む。赤外線の
光線はこの赤外線源から移動しているシートに透過され
る。光線がシートに達した時、初めにコーティング材料
を通過し、次にベース紙に入る。この赤外線エネルギー
の一部はシートを透過し、或いはシートによって吸収さ
れる。赤外線エネルギーのいくらかは、ベースシートに
入った後に、おおよそ赤外線源の方向に反射して戻る。
この赤外線の光線は広い領域の波長を含む。しかしなが
ら、ある領域における波長の赤外線は、コーティング及
び又はベースシート自体によって優先的に吸収される。
ーは、移動しているシートの長さと幅に沿う様々な位置
でベースシート上のコーティングの基本重量を計測する
ために移動しているコートシートの横断方向に前後に走
査される。センサーは、赤外線の透過やシートからの反
射に及ぼすベースシートの基本重量や含水量の変化をコ
ーティングの測定に自動的に補償するように設計されて
いる。従って、移動しているシートに渡ってセンサーが
走査されるとき、ベースシートの基本重量やその含水量
がシートの幅と長さに渡って一様でないとしても、コー
ティング基本重量測定は高い精度に保たれる。本発明の
赤外コーテイングセンサーは赤外線源を含む。赤外線の
光線はこの赤外線源から移動しているシートに透過され
る。光線がシートに達した時、初めにコーティング材料
を通過し、次にベース紙に入る。この赤外線エネルギー
の一部はシートを透過し、或いはシートによって吸収さ
れる。赤外線エネルギーのいくらかは、ベースシートに
入った後に、おおよそ赤外線源の方向に反射して戻る。
この赤外線の光線は広い領域の波長を含む。しかしなが
ら、ある領域における波長の赤外線は、コーティング及
び又はベースシート自体によって優先的に吸収される。
【００１３】コーティングセンサーは赤外線受光部分も
含む。この受光部分は、赤外線源と反対のシートの側に
設置され、それによって通過する赤外線の強度を測定す
る。別の例として、センサーの赤外線受光部分は、赤外
線源と同じシートの側に配置され、それによって光の反
射する部分の強度を測定する。どちらの場合も、受光部
分は、光線スプリッターと、少なくとも２つの赤外線検
出器と、各検出器と関連した赤外線帯域通過フィルター
とを含む。光線スプリッターは赤外線の一部を２又はそ
れ以上の検出器の各々に向ける。別の赤外線帯域通過フ
ィルターは各検出器の前に配置される。このようにし
て、各赤外線検出器は関連したフィルターの通過帯域中
の赤外線スペクトルの一部の強度だけを測定する。２つ
の赤外線帯域通過フィルターの１つは、赤外線が紙のベ
ースシートによっては吸収され又は散乱されるが、コー
ティング材料によっては非常に僅かしか吸収されない赤
外線スペクトルの選択された領域の波長を有する赤外線
のみを通過させる。この第１のスペクトル領域は”標
準”領域と呼ばれ、関連した検出器は”標準”検出器と
呼ばれる。従って、標準検出器からの出力信号は、主と
してベースシートによる吸収又は散乱に依存する。例え
ば、検出された赤外線エネルギーがシートの一方の側か
ら他方の側までシートを透過した時、吸収の量はベース
紙シートの基本重量に依存する。更に、受光部分と赤外
線源がシートの同じ側に置かれた場合においても、受光
部分が反射した赤外線だけを検出し、標準検出器の出力
は依然としてシートの基本重量の変化に敏感である。こ
れは、赤外線がベースシートの表面で部分的にだけ反射
されるためである。赤外線の多くはシートに侵入し、シ
ート材料の中へより深く侵入し及び又はシート材料に遭
遇すると反射する全ての光の割合を増加させる。かくし
て、その他の全ては一定に停まり、高い基本重量のシー
トは低い基本重量のシートより多くの赤外線エネルギー
を反射させる。低い基本重量のシートでは、より多くの
赤外線エネルギーがシートを透過する。
含む。この受光部分は、赤外線源と反対のシートの側に
設置され、それによって通過する赤外線の強度を測定す
る。別の例として、センサーの赤外線受光部分は、赤外
線源と同じシートの側に配置され、それによって光の反
射する部分の強度を測定する。どちらの場合も、受光部
分は、光線スプリッターと、少なくとも２つの赤外線検
出器と、各検出器と関連した赤外線帯域通過フィルター
とを含む。光線スプリッターは赤外線の一部を２又はそ
れ以上の検出器の各々に向ける。別の赤外線帯域通過フ
ィルターは各検出器の前に配置される。このようにし
て、各赤外線検出器は関連したフィルターの通過帯域中
の赤外線スペクトルの一部の強度だけを測定する。２つ
の赤外線帯域通過フィルターの１つは、赤外線が紙のベ
ースシートによっては吸収され又は散乱されるが、コー
ティング材料によっては非常に僅かしか吸収されない赤
外線スペクトルの選択された領域の波長を有する赤外線
のみを通過させる。この第１のスペクトル領域は”標
準”領域と呼ばれ、関連した検出器は”標準”検出器と
呼ばれる。従って、標準検出器からの出力信号は、主と
してベースシートによる吸収又は散乱に依存する。例え
ば、検出された赤外線エネルギーがシートの一方の側か
ら他方の側までシートを透過した時、吸収の量はベース
紙シートの基本重量に依存する。更に、受光部分と赤外
線源がシートの同じ側に置かれた場合においても、受光
部分が反射した赤外線だけを検出し、標準検出器の出力
は依然としてシートの基本重量の変化に敏感である。こ
れは、赤外線がベースシートの表面で部分的にだけ反射
されるためである。赤外線の多くはシートに侵入し、シ
ート材料の中へより深く侵入し及び又はシート材料に遭
遇すると反射する全ての光の割合を増加させる。かくし
て、その他の全ては一定に停まり、高い基本重量のシー
トは低い基本重量のシートより多くの赤外線エネルギー
を反射させる。低い基本重量のシートでは、より多くの
赤外線エネルギーがシートを透過する。
【００１４】第２の帯域通過フィルターは第２の赤外線
検出器と関連され、コーティング材料中のＣａＣＯ３に
よって強く吸収される赤外線スペクトルの領域の波長の
みを通す。”計測”領域と呼ばれるこの第２のスペクト
ルの領域は又、ベースシートによるこの領域における平
均的赤外線吸収が標準領域における赤外線のベースシー
トによる平均吸収と等しくなるように選択されている。
従って、計測及び標準帯域通過フィルターは、それらの
通過帯域が下地のベース紙シートによって同程度に吸収
される赤外線スペクトルの領域に相当するように選択さ
れる。スペクトルの”計測”領域と関連した検出器は”
計測”検出器と呼ばれる。本発明において、標準及び計
測検出器からの出力信号の比（又は差）が測定される。
前に記述したように、標準及び計測帯域通過フィルター
両方の通過帯域の波長の光線はベース紙シートによって
等しく吸収されるため、標準及び計測検出器からの信号
の比（又は差）はコーティング中の選択された成分の量
の指標になる。通常の場合、選択された成分はコーティ
ングの配合物に既知の一定の割合で混合されるため、選
択された成分の求められた量はコーティング材料の対応
した量と相関関係にある。更に、ベースシートによる計
測及び標準波長の吸収は、等しい又は”均衡”している
ため、計測及び標準検出器からの信号の比（又はそれら
の間の差）はベースシートの基本重量に依存しない。
検出器と関連され、コーティング材料中のＣａＣＯ３に
よって強く吸収される赤外線スペクトルの領域の波長の
みを通す。”計測”領域と呼ばれるこの第２のスペクト
ルの領域は又、ベースシートによるこの領域における平
均的赤外線吸収が標準領域における赤外線のベースシー
トによる平均吸収と等しくなるように選択されている。
従って、計測及び標準帯域通過フィルターは、それらの
通過帯域が下地のベース紙シートによって同程度に吸収
される赤外線スペクトルの領域に相当するように選択さ
れる。スペクトルの”計測”領域と関連した検出器は”
計測”検出器と呼ばれる。本発明において、標準及び計
測検出器からの出力信号の比（又は差）が測定される。
前に記述したように、標準及び計測帯域通過フィルター
両方の通過帯域の波長の光線はベース紙シートによって
等しく吸収されるため、標準及び計測検出器からの信号
の比（又は差）はコーティング中の選択された成分の量
の指標になる。通常の場合、選択された成分はコーティ
ングの配合物に既知の一定の割合で混合されるため、選
択された成分の求められた量はコーティング材料の対応
した量と相関関係にある。更に、ベースシートによる計
測及び標準波長の吸収は、等しい又は”均衡”している
ため、計測及び標準検出器からの信号の比（又はそれら
の間の差）はベースシートの基本重量に依存しない。
【００１５】コーティングセンサーからの信号は工程制
御コンピューターに送られ、該コンピューターは上に記
述した数学的計算を行ってシート上のコーティングの量
の測定値を得る。コンピューターは、この測定値と前も
って入力された所望のコーティングの量とを比較する。
コンピューターは次に、コーティングブレード制御アク
チュエーター、そして各横断する方向の位置でベースシ
ートに塗布されたコーティングの量を調整するのに使用
される制御信号を発生する。コーティングの過程で、コ
ーティングの塗布を予め選択された量に維持するために
任意の横断方向の位置でコーターブレードの調整を必要
とする状態が起こった場合、そのような調整は適切な信
号を工程制御コンピューターから一又はそれ以上のブレ
ードアクチュエーターへ送ることによって自動的に行わ
れる。
御コンピューターに送られ、該コンピューターは上に記
述した数学的計算を行ってシート上のコーティングの量
の測定値を得る。コンピューターは、この測定値と前も
って入力された所望のコーティングの量とを比較する。
コンピューターは次に、コーティングブレード制御アク
チュエーター、そして各横断する方向の位置でベースシ
ートに塗布されたコーティングの量を調整するのに使用
される制御信号を発生する。コーティングの過程で、コ
ーティングの塗布を予め選択された量に維持するために
任意の横断方向の位置でコーターブレードの調整を必要
とする状態が起こった場合、そのような調整は適切な信
号を工程制御コンピューターから一又はそれ以上のブレ
ードアクチュエーターへ送ることによって自動的に行わ
れる。
【００１６】本発明により、厚さ及び又は紙シートに塗
布されたコーティングの基本重量の高度な均一性が、単
一の安全で高精度のコーティングセンサーを使用し達成
できる。
布されたコーティングの基本重量の高度な均一性が、単
一の安全で高精度のコーティングセンサーを使用し達成
できる。
【００１７】
【好ましい実施例の詳細な説明】図１Ａは紙シートコー
ティング装置１０を表す。この図に示すように、コート
されていない紙シート１２は裏当てロール１６とブレー
ド１８の間に収容されたコーティング材料１４の供給部
を通って引き出される。シート１２の出口スロット２０
がロール１６とブレードの隣接したエッジ２２との間に
形成され従って、紙がスロット２０を出た直後の紙１２
の上のコーティングの厚さがブレードエッジ２２とロー
ル１６との間の距離と圧力によって決定される。アクチ
ュエーター２６が一定間隔でブレード１８に装着され、
各アクチュエーター２６の付近のブレード１８の撓みを
制御し、アクチュエーター２６がブレード１８をロール
１６の方へ近づけたり遠ざけたりするとき、シート２４
上のコーティング材料がそれぞれ連続的に薄くされたり
厚くされたりする。アクチュエーター２６はブレード１
８に沿って３又は６インチの間隔に隔てられることが望
ましい。前に記述したように、各アクチュエーター２６
を取り囲む３又は６インチの間隔は”スライス”と呼ば
れる。
ティング装置１０を表す。この図に示すように、コート
されていない紙シート１２は裏当てロール１６とブレー
ド１８の間に収容されたコーティング材料１４の供給部
を通って引き出される。シート１２の出口スロット２０
がロール１６とブレードの隣接したエッジ２２との間に
形成され従って、紙がスロット２０を出た直後の紙１２
の上のコーティングの厚さがブレードエッジ２２とロー
ル１６との間の距離と圧力によって決定される。アクチ
ュエーター２６が一定間隔でブレード１８に装着され、
各アクチュエーター２６の付近のブレード１８の撓みを
制御し、アクチュエーター２６がブレード１８をロール
１６の方へ近づけたり遠ざけたりするとき、シート２４
上のコーティング材料がそれぞれ連続的に薄くされたり
厚くされたりする。アクチュエーター２６はブレード１
８に沿って３又は６インチの間隔に隔てられることが望
ましい。前に記述したように、各アクチュエーター２６
を取り囲む３又は６インチの間隔は”スライス”と呼ば
れる。
【００１８】シート１２がコーティング厚さ制御スロッ
ト２０を出た後、コートシート１２は、コーティング２
４を乾燥する多数の加熱ドラム３０を通過する。乾燥し
たコートシート１２はその後、以下に詳細に述べる赤外
線反射型コーティング重量センサー３２を通る。センサ
ー３２は、走査運動で、シート１２の幅を横断して矢印
２８の方向に前後に駆動され、移動しているシート１２
の幅と長さに渡る様々のスライス位置でシート１２から
反射した赤外線の量を測定することができる。このセン
サー３２からの信号は、次いで信号処理回路３５を通っ
て、システム処理制御コンピューター３４へ送られ、そ
こでこれらのセンサー信号がシート１２の幅に渡る特定
スライス位置に関連させられるように信号は時間方向に
デマルチプレクスされる。以下にも記述するように、コ
ンピューター３４は、これらの信号に基づいて様々な計
算を行ってスライスにおけるコーティング２４の基本重
量を決定する。コンピューター３４は、各スライスにつ
いて測定されたコーティング基本重量と所定の所望な値
とを比較し、アクチュエーターコントローラー３６に命
令を出して制御信号を発生させ、該信号により各スライ
スについてアクチュエーター２６が必要に応じてブレー
ド１８を撓ませコーティング基本重量保つ。通常、一定
のコーティング基準重量が目標として要求される。
ト２０を出た後、コートシート１２は、コーティング２
４を乾燥する多数の加熱ドラム３０を通過する。乾燥し
たコートシート１２はその後、以下に詳細に述べる赤外
線反射型コーティング重量センサー３２を通る。センサ
ー３２は、走査運動で、シート１２の幅を横断して矢印
２８の方向に前後に駆動され、移動しているシート１２
の幅と長さに渡る様々のスライス位置でシート１２から
反射した赤外線の量を測定することができる。このセン
サー３２からの信号は、次いで信号処理回路３５を通っ
て、システム処理制御コンピューター３４へ送られ、そ
こでこれらのセンサー信号がシート１２の幅に渡る特定
スライス位置に関連させられるように信号は時間方向に
デマルチプレクスされる。以下にも記述するように、コ
ンピューター３４は、これらの信号に基づいて様々な計
算を行ってスライスにおけるコーティング２４の基本重
量を決定する。コンピューター３４は、各スライスにつ
いて測定されたコーティング基本重量と所定の所望な値
とを比較し、アクチュエーターコントローラー３６に命
令を出して制御信号を発生させ、該信号により各スライ
スについてアクチュエーター２６が必要に応じてブレー
ド１８を撓ませコーティング基本重量保つ。通常、一定
のコーティング基準重量が目標として要求される。
【００１９】図１の赤外線コーティング重量センサー３
２は、図２により詳細に示されている。このセンサー３
２は、ベース紙シート１２に塗布されたコート材料２４
の量を計測するのに使用され、シート１２の基本重量と
含水量の変化から生ずるシート１２による赤外線吸収の
影響を計測して自動的に補償する。センサー３２は可視
及び赤外領域の連続波光線タングステンハロゲン源５０
を含む検出器組立体８８の一部と、温度制御式エンクロ
ージャーに格納された６つの赤外線検出器の検出組立体
とを有する。広帯域赤外線源エネルギー５０はシートの
動揺と表面特性に対する感度を最小にする角度でシート
１２に向けられる。拡散放射方式が望ましい。その角度
は代表的には直角に対して約１０から２５゜の範囲であ
る。検出装置はＣａＣＯ３センサー、クレーセンサー、
水分センサーを包含する。ＣａＣＯ３センサーは、Ｃａ
ＣＯ３計測フィルター／検出器３２ＡとＣａＣＯ３標準
フィルター／検出器３２Ｂを含む。クレーセンサーは、
クレー計測フィルター／検出器５１Ａとクレー標準フィ
ルター／検出器５１Ｂからなる。水分センサーは、水分
計測フィルター／検出器５２Ａと水分標準フィルター／
検出器５２Ｂからなる。シートから反射されたエネルギ
ーは、光線を分光器５５、５６、５７及び適当なフィル
ターを通して個々の検出器に通すことによって波長分析
される。光スプリッター、フィルター、及び検出器から
なる光分析器の本体はすべての検出器信号がシートの同
じ場所からの起源になることを確保し、その結果いつで
も正確な測定に必要とされるすべての情報が得られる。
２は、図２により詳細に示されている。このセンサー３
２は、ベース紙シート１２に塗布されたコート材料２４
の量を計測するのに使用され、シート１２の基本重量と
含水量の変化から生ずるシート１２による赤外線吸収の
影響を計測して自動的に補償する。センサー３２は可視
及び赤外領域の連続波光線タングステンハロゲン源５０
を含む検出器組立体８８の一部と、温度制御式エンクロ
ージャーに格納された６つの赤外線検出器の検出組立体
とを有する。広帯域赤外線源エネルギー５０はシートの
動揺と表面特性に対する感度を最小にする角度でシート
１２に向けられる。拡散放射方式が望ましい。その角度
は代表的には直角に対して約１０から２５゜の範囲であ
る。検出装置はＣａＣＯ３センサー、クレーセンサー、
水分センサーを包含する。ＣａＣＯ３センサーは、Ｃａ
ＣＯ３計測フィルター／検出器３２ＡとＣａＣＯ３標準
フィルター／検出器３２Ｂを含む。クレーセンサーは、
クレー計測フィルター／検出器５１Ａとクレー標準フィ
ルター／検出器５１Ｂからなる。水分センサーは、水分
計測フィルター／検出器５２Ａと水分標準フィルター／
検出器５２Ｂからなる。シートから反射されたエネルギ
ーは、光線を分光器５５、５６、５７及び適当なフィル
ターを通して個々の検出器に通すことによって波長分析
される。光スプリッター、フィルター、及び検出器から
なる光分析器の本体はすべての検出器信号がシートの同
じ場所からの起源になることを確保し、その結果いつで
も正確な測定に必要とされるすべての情報が得られる。
【００２０】ＣａＣＯ３センサーによる厳密かつ正確な
測定は、一部がＣａＣＯ３濃度と約４μｍ領域における
ＣａＣＯ３の吸収強度との相関関係に基づかれる。Ｃａ
ＣＯ３を計測するため、計測及び標準帯域通過フィルタ
ーの通過帯域の好ましい中心波長は、それぞれ３．９〜
４．１μｍ、３．６〜３．８５μｍの範囲であるのが好
ましい。これらフィルターの各々に対する帯域幅は約
０．１５μｍであるのが好ましいが、検出器における所
望な信号強度とバランスを得るために必要に応じて広く
したり狭くしたりすることができる。検出器の出力信号
と標準チャンネルの比は紙コート重量値に比例する。Ｃ
ａＣＯ３センサーは４チャンネル又は６チャンネルセン
サーとして構成されるのが望ましい。更に好ましい構成
は、図２に示すようにＣａＣＯ３、クレー、水分を測定
する６チャンネルセンサーである。好ましい４チャンネ
ルバージョンはＣａＣＯ３とクレーを計測する。検出組
立体は更に、従来型の赤外線エネルギー変調器６０を含
み、これは、例えば１７０Ｈｚで動作し、例えばそれは
高エネルギー変調をする回転光線チョッパーからなる。
光チョッパーは２つの反対側から開かれた中空矩形チョ
ッパープリズムとして構成されることが好ましい。光チ
ョッパーが回転すると、光チョッパーは光源のパラボラ
反射板から直径２５ｍｍの全幅を遮る。これは低ワット
数タングステンハロゲン光源の使用を可能にし、長く安
定したランプ寿命を確保する。小さなフィラメントサイ
ズは、スポットの大きさ（シート上で計測された領域）
が小さく直径約２０ｍｍであるようにする。ＣａＣＯ３
センサーは完全にそれ自身収容される内部光学（反射）
標準器を用いることが望ましく、従って、センサーはシ
ートと干渉せず、標準化を行うのにシートの外へ移動す
る必要もない。
測定は、一部がＣａＣＯ３濃度と約４μｍ領域における
ＣａＣＯ３の吸収強度との相関関係に基づかれる。Ｃａ
ＣＯ３を計測するため、計測及び標準帯域通過フィルタ
ーの通過帯域の好ましい中心波長は、それぞれ３．９〜
４．１μｍ、３．６〜３．８５μｍの範囲であるのが好
ましい。これらフィルターの各々に対する帯域幅は約
０．１５μｍであるのが好ましいが、検出器における所
望な信号強度とバランスを得るために必要に応じて広く
したり狭くしたりすることができる。検出器の出力信号
と標準チャンネルの比は紙コート重量値に比例する。Ｃ
ａＣＯ３センサーは４チャンネル又は６チャンネルセン
サーとして構成されるのが望ましい。更に好ましい構成
は、図２に示すようにＣａＣＯ３、クレー、水分を測定
する６チャンネルセンサーである。好ましい４チャンネ
ルバージョンはＣａＣＯ３とクレーを計測する。検出組
立体は更に、従来型の赤外線エネルギー変調器６０を含
み、これは、例えば１７０Ｈｚで動作し、例えばそれは
高エネルギー変調をする回転光線チョッパーからなる。
光チョッパーは２つの反対側から開かれた中空矩形チョ
ッパープリズムとして構成されることが好ましい。光チ
ョッパーが回転すると、光チョッパーは光源のパラボラ
反射板から直径２５ｍｍの全幅を遮る。これは低ワット
数タングステンハロゲン光源の使用を可能にし、長く安
定したランプ寿命を確保する。小さなフィラメントサイ
ズは、スポットの大きさ（シート上で計測された領域）
が小さく直径約２０ｍｍであるようにする。ＣａＣＯ３
センサーは完全にそれ自身収容される内部光学（反射）
標準器を用いることが望ましく、従って、センサーはシ
ートと干渉せず、標準化を行うのにシートの外へ移動す
る必要もない。
【００２１】赤外線エネルギー変調器６０は、赤外線源
５０からシート１２に当る赤外線放射量を既知の周波数
として変調する。かくして、各赤外線検出器の出力は、
入射赤外光線６２と同じ既知の周波数で変調される。そ
の上、検出器出力は変節された入射光線６２の反射部分
６３に直接依存するため、検出器出力の位相は変調され
た光線６２の位相に依存する。しかしながら、ベース紙
シート１２、シート上のコーティング２４、他の外部光
源（図示せず）から生ずる赤外線エネルギーも全ての検
出器に達する。かくして、各検出器出力信号はＡＣ成分
とＤＣ成分の両方を含む。各検出器の出力（計測と標準
の両方）は、信号処理回路３５（図１Ａ）に送られる。
この回路は、検出器信号のＤＣ成分をフィルターで除去
するように設計されている。次いで、フィルターを通っ
たＡＣ検出器信号は、信号処理回路３５内に含まれてい
る位相同期復調回路に通される。位相同期復調の目的
は、ベースシート１２やベースシートに塗布されたコー
ティング材料２４の赤外線吸収の変化によって引き起こ
されない検出器信号の変化をフィルターで除去する。Ｃ
ａＣＯ３センサーについて、各検出器からの復調信号の
平均振幅３２Ａと３２Ｂは、各検出器と関連したフィル
ターの通過帯域内でコートシートの様々な部分から反射
された赤外線の放射量の指標である。次いで復調と振幅
平均検出器信号は、信号処理回路によって計測され、デ
ジタル化されて処理制御コンピューター３４に送られ
る。コンピューター３４は、更に以下により完全に説明
する数式と技術を利用してベースシート１２上のコーテ
ィング材料２４の基本重量を計算する。
５０からシート１２に当る赤外線放射量を既知の周波数
として変調する。かくして、各赤外線検出器の出力は、
入射赤外光線６２と同じ既知の周波数で変調される。そ
の上、検出器出力は変節された入射光線６２の反射部分
６３に直接依存するため、検出器出力の位相は変調され
た光線６２の位相に依存する。しかしながら、ベース紙
シート１２、シート上のコーティング２４、他の外部光
源（図示せず）から生ずる赤外線エネルギーも全ての検
出器に達する。かくして、各検出器出力信号はＡＣ成分
とＤＣ成分の両方を含む。各検出器の出力（計測と標準
の両方）は、信号処理回路３５（図１Ａ）に送られる。
この回路は、検出器信号のＤＣ成分をフィルターで除去
するように設計されている。次いで、フィルターを通っ
たＡＣ検出器信号は、信号処理回路３５内に含まれてい
る位相同期復調回路に通される。位相同期復調の目的
は、ベースシート１２やベースシートに塗布されたコー
ティング材料２４の赤外線吸収の変化によって引き起こ
されない検出器信号の変化をフィルターで除去する。Ｃ
ａＣＯ３センサーについて、各検出器からの復調信号の
平均振幅３２Ａと３２Ｂは、各検出器と関連したフィル
ターの通過帯域内でコートシートの様々な部分から反射
された赤外線の放射量の指標である。次いで復調と振幅
平均検出器信号は、信号処理回路によって計測され、デ
ジタル化されて処理制御コンピューター３４に送られ
る。コンピューター３４は、更に以下により完全に説明
する数式と技術を利用してベースシート１２上のコーテ
ィング材料２４の基本重量を計算する。
【００２２】図３は、ＣａＣＯ３に対する赤外線吸収ス
ペクトルと、ＣａＣＯ３センサーのための標準及び計測
赤外線検出器と夫々関連した標準６と計測７フィルター
の通過帯域を表す。標準及び計測フィルターは、それら
の相当する通過帯域におけるベース紙シート１２による
赤外線放射の平均吸収が等しくなる又は実際にはほぼ等
しくなるように選択される。この方法により、標準及び
計測から生ずる信号がコートされていないシート１２に
対して等しく（あるいは極めて近く）なる。計測検出フ
ィルターの通過帯域は、ＣａＣＯ３に対する強い吸収の
ピーク（又は伝導の最小値）が入るように選択される。
コートシートによると、計測検出器からの出力は、ベー
ス紙シートとコーティング材のＣａＣＯ３部分の両方に
よって引き起こされる赤外線の吸収を示している。
ペクトルと、ＣａＣＯ３センサーのための標準及び計測
赤外線検出器と夫々関連した標準６と計測７フィルター
の通過帯域を表す。標準及び計測フィルターは、それら
の相当する通過帯域におけるベース紙シート１２による
赤外線放射の平均吸収が等しくなる又は実際にはほぼ等
しくなるように選択される。この方法により、標準及び
計測から生ずる信号がコートされていないシート１２に
対して等しく（あるいは極めて近く）なる。計測検出フ
ィルターの通過帯域は、ＣａＣＯ３に対する強い吸収の
ピーク（又は伝導の最小値）が入るように選択される。
コートシートによると、計測検出器からの出力は、ベー
ス紙シートとコーティング材のＣａＣＯ３部分の両方に
よって引き起こされる赤外線の吸収を示している。
【００２３】しかしながら、代表的な濃度のＣａＣＯ３
はその吸収ピークでさえも赤外線を非常に僅かしか吸収
しない。従って、計測検出器３２Ａからの、ＣａＣＯ３
コーティング成分に起因する信号の量は大変小さいの
で、計測検出器それ自体は、反射した赤外線６３によっ
て遭遇されるＣａＣＯ３の量を決定するのには実際上使
用できない。従って、シートの他の様々な成分の変動に
よっで引き起こされる信号の変化から区別できないかも
しれない。それにも係わらず、本発明においては、計測
３２Ａと標準３２Ｂ検出器が下層のベース紙シート１２
に対して等しい感度を持つため、標準信号の大きさと計
測信号の大きさの比がコーティング材料中のＣａＣＯ３
成分に対して良い感度で信号を与える。このようにし
て、標準と計測の信号の差はコーティング中のＣａＣＯ
３の指標を与える。更に、標準と計測信号は、同じ誤差
源（例えば、背景的なシートの基準重量、含水量及び光
の路中の埃の変化）を受けるので、標準信号と計測信号
との比又は差は、上に述べた位相同期復調フィルター技
術を利用しないとしても、ベース紙シート上のＣａＣＯ
３の量の高精度な指標を与える。
はその吸収ピークでさえも赤外線を非常に僅かしか吸収
しない。従って、計測検出器３２Ａからの、ＣａＣＯ３
コーティング成分に起因する信号の量は大変小さいの
で、計測検出器それ自体は、反射した赤外線６３によっ
て遭遇されるＣａＣＯ３の量を決定するのには実際上使
用できない。従って、シートの他の様々な成分の変動に
よっで引き起こされる信号の変化から区別できないかも
しれない。それにも係わらず、本発明においては、計測
３２Ａと標準３２Ｂ検出器が下層のベース紙シート１２
に対して等しい感度を持つため、標準信号の大きさと計
測信号の大きさの比がコーティング材料中のＣａＣＯ３
成分に対して良い感度で信号を与える。このようにし
て、標準と計測の信号の差はコーティング中のＣａＣＯ
３の指標を与える。更に、標準と計測信号は、同じ誤差
源（例えば、背景的なシートの基準重量、含水量及び光
の路中の埃の変化）を受けるので、標準信号と計測信号
との比又は差は、上に述べた位相同期復調フィルター技
術を利用しないとしても、ベース紙シート上のＣａＣＯ
３の量の高精度な指標を与える。
【００２４】コーティング重量センサー３２をセットす
る時は、計測及び標準通過帯域におけるベースシート１
２による赤外線吸収を”バランス”させ、或いは等化さ
せることが重要である。既知の赤外線帯域通過フィルタ
ーは基材に一連の誘電性コーティングをコーティングす
ることによって作られる。従って、誘電性フィルムの厚
さを変えることによって赤外線スペクトルの任意所望な
通過帯域を持ったフィルターも作ることができる。標準
及び計測検出器からの信号は以下の式によっで基本重量
の数学的な計算に使用することができる。
る時は、計測及び標準通過帯域におけるベースシート１
２による赤外線吸収を”バランス”させ、或いは等化さ
せることが重要である。既知の赤外線帯域通過フィルタ
ーは基材に一連の誘電性コーティングをコーティングす
ることによって作られる。従って、誘電性フィルムの厚
さを変えることによって赤外線スペクトルの任意所望な
通過帯域を持ったフィルターも作ることができる。標準
及び計測検出器からの信号は以下の式によっで基本重量
の数学的な計算に使用することができる。
【００２５】 ＢＷＣ＝Ａ（ＩＭＥＳ−ＩＲＥＦ） （１） ここにＢＷＣ−ベースシート上のコーティング材料の基
本重量。 ＩＭＥＳ＝計測検出器からの出力信号の値 ＩＲＥＦ＝標準検出器からの出力信号の値 Ａは定数で、経験的に決定され、コーティング基本重量
の様々な検出器出力に関係する。定数の値はよく知られ
た曲線適合技術によって決定される。ＩＭＥＳとＩ
ＲＥＦの値は、それぞれ計測及び標準通過帯域における
コートシートによる赤外線の反射に比例する。式（１）
は、標準検出器と計測検出器からの出力信号の差によっ
てコーティング材料の基本重量を決定する。しかしなが
ら、二つの信号の比を使ってコーティング基本重量を決
定することもできる。
本重量。 ＩＭＥＳ＝計測検出器からの出力信号の値 ＩＲＥＦ＝標準検出器からの出力信号の値 Ａは定数で、経験的に決定され、コーティング基本重量
の様々な検出器出力に関係する。定数の値はよく知られ
た曲線適合技術によって決定される。ＩＭＥＳとＩ
ＲＥＦの値は、それぞれ計測及び標準通過帯域における
コートシートによる赤外線の反射に比例する。式（１）
は、標準検出器と計測検出器からの出力信号の差によっ
てコーティング材料の基本重量を決定する。しかしなが
ら、二つの信号の比を使ってコーティング基本重量を決
定することもできる。
【００２６】 ＢＷＣ＝Ｃ（（ＩＭＥＳ／ＩＲＥＦ）−１） Ｃは様々な検出器出力をコーティング基本重量に関係づ
ける経験的に決定された定数である。コンピューター
（図示せず）はコーティング重量センサー３２と関連
し、単独で各スライスにおける基本重量計算を行うのに
供される。しかしながら、現在の多くの製紙工場は高度
に自動化され、プロセス制御コンピューター３４を含む
（図１ａ）。これらの工場においで、本発明の赤外線コ
ーティングセンサー３２によって発生した信号は、各横
断方向のスライス位置においてシート１２に塗布される
コーティング材料２４の量の計算のために信号処理回路
３５を経て工場の中央プロセス制御コンピューターへ送
られることが望ましい。その後、これらの計算に基づい
てプロセス制御コンピューター３４は、各横断方向位置
ベースシート１２に塗布されたコーティング材料１４の
量を選択的に変えるためにブレード１８に沿う各スライ
スに取り付けられたコーティング制御ブレードアクチュ
エーター２６に選択的に作動する信号を発するようにア
クチュエーター制御器３６を指令することができる。
ける経験的に決定された定数である。コンピューター
（図示せず）はコーティング重量センサー３２と関連
し、単独で各スライスにおける基本重量計算を行うのに
供される。しかしながら、現在の多くの製紙工場は高度
に自動化され、プロセス制御コンピューター３４を含む
（図１ａ）。これらの工場においで、本発明の赤外線コ
ーティングセンサー３２によって発生した信号は、各横
断方向のスライス位置においてシート１２に塗布される
コーティング材料２４の量の計算のために信号処理回路
３５を経て工場の中央プロセス制御コンピューターへ送
られることが望ましい。その後、これらの計算に基づい
てプロセス制御コンピューター３４は、各横断方向位置
ベースシート１２に塗布されたコーティング材料１４の
量を選択的に変えるためにブレード１８に沿う各スライ
スに取り付けられたコーティング制御ブレードアクチュ
エーター２６に選択的に作動する信号を発するようにア
クチュエーター制御器３６を指令することができる。
【００２７】一方、ＣａＣＯ３のベースシートへの混入
も起こっている。この状態において、上に述べた第１の
赤外線センサー３２と同様の或いは同じ第２の赤外線セ
ンサー（図示せず）は、コーティング材料１４をベース
シートに塗布するに先立って紙コート過程における位置
に配置される。この第２のセンサーは、コートされてい
ないベースシートに隣接しで配置され、上に述べた第１
のセンサーと全く同じ方法でベースシート中のＣａＣＯ
３の量の測定に利用される。この状態において、処理制
御コンピューター３４は第２のセンサーからの信号を受
け、ベースシート中に混入したＣａＣＯ３の量を計算
し、第１のコーティングセンサー３２によってコンピュ
ーター３４へ送られた信号から生ずるＣａＣＯ３量から
このＣａＣＯ３量を差し引く。この差引から生じた差は
リサイクルされたベース紙シートに塗布されたコーティ
ング材料中のＣａＣＯ３量の指標になる。コーティング
の制御はその後、前に記述したものと同様の手段で行わ
れる。
も起こっている。この状態において、上に述べた第１の
赤外線センサー３２と同様の或いは同じ第２の赤外線セ
ンサー（図示せず）は、コーティング材料１４をベース
シートに塗布するに先立って紙コート過程における位置
に配置される。この第２のセンサーは、コートされてい
ないベースシートに隣接しで配置され、上に述べた第１
のセンサーと全く同じ方法でベースシート中のＣａＣＯ
３の量の測定に利用される。この状態において、処理制
御コンピューター３４は第２のセンサーからの信号を受
け、ベースシート中に混入したＣａＣＯ３の量を計算
し、第１のコーティングセンサー３２によってコンピュ
ーター３４へ送られた信号から生ずるＣａＣＯ３量から
このＣａＣＯ３量を差し引く。この差引から生じた差は
リサイクルされたベース紙シートに塗布されたコーティ
ング材料中のＣａＣＯ３量の指標になる。コーティング
の制御はその後、前に記述したものと同様の手段で行わ
れる。
【００２８】最後に前に説明した通り、ＣａＣＯ３は、
ラテックス、ダイ、充填剤等のような多くの他の化学成
分を含むコーティング材料に通常、顔料として利用され
る。これらの成分はコーティング材料のＣａＣＯ３成分
と正確な既知の所定割合で混ぜられる。従って、シート
上のＣａＣＯ３成分の量を決定することにより、処理制
御コンピューターシステムは、コーティング材料の他の
成分とＣａＣＯ３成分との既知の比率からシート上の全
コーティング材料混合物の全体量を決定することもでき
る。水分センサー及びクレーセンサーは本質的にＣａＣ
Ｏ３センサーと同様の方法で作動する。水分センサーに
ついては、計測及び標準帯域通過フィルターの好ましい
通過帯域の中心波長は、それぞれ１．８９〜１．９５μ
ｍ及び１．７０〜１．８６μｍの範囲である。クレーセ
ンサーについては、計測及び標準帯域通過フィルターの
好ましい通過帯域の中心波長は、それぞれ２．２０〜
２．２５μｍ及び２．０８〜２．３０μｍの範囲であ
る。
ラテックス、ダイ、充填剤等のような多くの他の化学成
分を含むコーティング材料に通常、顔料として利用され
る。これらの成分はコーティング材料のＣａＣＯ３成分
と正確な既知の所定割合で混ぜられる。従って、シート
上のＣａＣＯ３成分の量を決定することにより、処理制
御コンピューターシステムは、コーティング材料の他の
成分とＣａＣＯ３成分との既知の比率からシート上の全
コーティング材料混合物の全体量を決定することもでき
る。水分センサー及びクレーセンサーは本質的にＣａＣ
Ｏ３センサーと同様の方法で作動する。水分センサーに
ついては、計測及び標準帯域通過フィルターの好ましい
通過帯域の中心波長は、それぞれ１．８９〜１．９５μ
ｍ及び１．７０〜１．８６μｍの範囲である。クレーセ
ンサーについては、計測及び標準帯域通過フィルターの
好ましい通過帯域の中心波長は、それぞれ２．２０〜
２．２５μｍ及び２．０８〜２．３０μｍの範囲であ
る。
【００２９】
【実験】図２に示したＣａＣＯ３センサーは、板紙製造
工場でテストされた。３．９７７μｍフィルターが計測
チャンネルに対して、３．８００或いは３．７００μｍ
フィルターが標準チャンネルに対して使用された。設置
の前にＣａＣＯ３水溶液サンプルが用意され、実験室に
おいて較正のためにサンプルのコーティング重量がセン
サーで測定された。図６は、高いパーセント（８５〜９
０重量％）のＣａＣＯ３を含有し、クレーを含有しない
サンプルについでのコート重量とセンサー信号の関係を
示している。図４は、約１７％のＣａＣＯ３で、残部が
固体クレーであるサンプルに対する結果を表す。図５
は、約３３％のＣａＣＯ３で、残部がクレーであるサン
プルに対する結果を表す。グラフ上に示された点を通る
線の線形関係は、センサーの較正の基礎になる。図３
に、一ケ月近く離れて取った高いパーセントのＣａＣＯ
３サンプルの２つの測定を示す。２組の点の非常に近い
表示は、良好な長期間の安定性を表している。
工場でテストされた。３．９７７μｍフィルターが計測
チャンネルに対して、３．８００或いは３．７００μｍ
フィルターが標準チャンネルに対して使用された。設置
の前にＣａＣＯ３水溶液サンプルが用意され、実験室に
おいて較正のためにサンプルのコーティング重量がセン
サーで測定された。図６は、高いパーセント（８５〜９
０重量％）のＣａＣＯ３を含有し、クレーを含有しない
サンプルについでのコート重量とセンサー信号の関係を
示している。図４は、約１７％のＣａＣＯ３で、残部が
固体クレーであるサンプルに対する結果を表す。図５
は、約３３％のＣａＣＯ３で、残部がクレーであるサン
プルに対する結果を表す。グラフ上に示された点を通る
線の線形関係は、センサーの較正の基礎になる。図３
に、一ケ月近く離れて取った高いパーセントのＣａＣＯ
３サンプルの２つの測定を示す。２組の点の非常に近い
表示は、良好な長期間の安定性を表している。
【００３０】本発明の好ましい実施例のみを上で特に開
示し、かつ説明したが、上記の教示に照らしてまた請求
項の知識の範囲内で本発明の精神と意図する範囲から離
れることなく本発明の多くの修正及び変更が可能である
ことが推察される。
示し、かつ説明したが、上記の教示に照らしてまた請求
項の知識の範囲内で本発明の精神と意図する範囲から離
れることなく本発明の多くの修正及び変更が可能である
ことが推察される。
【図１Ａ】図１Ａは本発明による反射型赤外線コーティ
ングセンサーの単純化した概念的斜視図である。
ングセンサーの単純化した概念的斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは図１Ａのシートのコートされていな
い部分の拡大図である。
い部分の拡大図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは図１Ａのシートのコートされた部分
の拡大図である。
の拡大図である。
【図２】図２は単純化し、模式化された図１Ａの反射型
赤外線コーティングセンサーを有する検出器の断面図で
ある。
赤外線コーティングセンサーを有する検出器の断面図で
ある。
【図３】図３は典型的なシートコーティング材料のＣａ
ＣＯ３部分に対する赤外線吸収スペクトルを表す。
ＣＯ３部分に対する赤外線吸収スペクトルを表す。
【図４】図４はコーティング重量対ＣａＣＯ３センサー
の較正曲線である。
の較正曲線である。
【図５】図５はコーティング重量対ＣａＣＯ３センサー
の較正曲線である。
の較正曲線である。
【図６】図６はコーティング重量対ＣａＣＯ３センサー
の較正曲線である。
の較正曲線である。
【図７】図７は実験室とオンライン測定の比較のグラフ
である。
である。
１０ 紙シートコーティング装置 １４ 材料 １６ 裏当てロール １８ ブレード ２０ 出口スロット ２２ ブレードエッジ ２６ アクチュエーター ３０ ドラム ３２ 赤外線反射型コーティング重量セ
ンサー ３２Λ 計測フィルター／検出器 ３２Ｂ 標準フィルター／検出器 ３４ コンピューター ３５ 信号処理回路 ３６ アクチュエーターコントローラー ５０ 赤外領域光線源 ５１Ａ クレー計測フィルター／検出器 ５１Ｂ クレー標準フィルター／検出器 ５２Ａ 水分計測フィルター／検出器 ５２Ｂ 水分標準フィルター／検出器 ５５、５６、５７ 分光器 ８８ 検出器
ンサー ３２Λ 計測フィルター／検出器 ３２Ｂ 標準フィルター／検出器 ３４ コンピューター ３５ 信号処理回路 ３６ アクチュエーターコントローラー ５０ 赤外領域光線源 ５１Ａ クレー計測フィルター／検出器 ５１Ｂ クレー標準フィルター／検出器 ５２Ａ 水分計測フィルター／検出器 ５２Ｂ 水分標準フィルター／検出器 ５５、５６、５７ 分光器 ８８ 検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン エイ ダールキスト アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94303 パロ アルト ケニス ドライヴ 3321
Claims (19)
- 【請求項１】 基材上のコーティング材料を検出するた
めのコーティングセンサーであって、コーティング材料
がＣａＣＯ３を含有し、コート基材から出る放射の少な
くとも一部を検出するように配置された放射受光器とを
有し、該受光器が放射スペクトルの第１と第２の別々の
波長領域における放射量を検出し、かつ第１と第２領域
における検出された放射量を夫々表わす第１信号及び第
２信号を生じさせるように構成され、第１の領域はコー
ティングの下の基材の量に敏感である放射のために選択
され、第２の領域はコーティングの下の基材の量に、第
１の領域の放射とほぼ同じ位敏感である放射のために選
択されるが、コーティングのＣａＣＯ３にも敏感であ
り、１つの成分に対する第１領域の放射の感度は１つの
成分に対する第２の領域の放射の感度と異なるコーティ
ングセンサー。 - 【請求項２】 前記第１領域が約３．６〜３．９μｍの
範囲であり前記第２領域が約３．９〜４．１μｍの範囲
である請求項１に記載のコーティングセンサ。 - 【請求項３】 前記基材が紙であり、前記第１領域が約
３．８μｍを中心にし、前記第２領域が約４．０μｍを
中心とする請求項１に記載のコーティングセンサー。 - 【請求項４】 前記第１と第２の信号に基づいて前記基
材上のある成分の量を計算するための、前記受光器に作
動的に接続された計算装置を更に包含する請求項１に記
載のコーティングセンサー。 - 【請求項５】 前記第１と第２の信号に基づいて前記基
材上のコーティング材料の量を計算するための計算装置
を更に包含する請求項１に記載のコーティングセンサ
ー。 - 【請求項６】 前記受光器を取り付け、前記受光器をラ
インに沿って前後に走査するための走査機構と前記第１
と第２の信号を受け、前記第１と第２の信号に基づい
て、走査センサーによって横切られ基材の様々な位置に
おける基材上のコーティング材料の量を決定するため
の、受光器に接続されたコンピューターとを更に包含す
る請求項１に記載のコーティングセンサー。 - 【請求項７】 移動しているシートの表面に、ＣａＣＯ
３を含有するコーティング材料を塗布するためのシート
コーティング装置を有し、該装置は移動しているシート
が計量装置近くを通った後シートの上に残るコーティン
グ材料の量を調整するための計測装置を含み、コートシ
ートに隣接して配置され、ベースシートに第１放射光線
を向けるように配置された第１の放射源と、コートシー
トから発生する第１の光線の少なくとも一部を検出する
ように配置された第１放射受光器とを含む第１コーティ
ングセンサーを備え、第１の受光器が放射スペクトルの
第１と第２の別々の波長領域における赤外線量を検出
し、かつ第１と第２領域における検出された放射量を夫
々表わす第１信号及び第２信号を生じさせるように構成
され、第１の領域はベースシートの基本重量に敏感であ
る放射のために選択され、第２の領域はベースシートの
基本重量に、第１の領域の放射とほぼ同じ位敏感である
放射のために選択されるが、コーティングのＣａＣＯ３
にも敏感であり、ＣａＣＯ３に対する第１領域の放射の
感度はＣａＣＯ３に対する第２の領域の放射の感度と異
なるコーティングセンサーと、第１と第２の信号からシ
ート上のコーティング材料の量を計算するための、第１
の受光器と作動的に接続され、計算されたコーティング
量を表す第３の信号を発生するコンピューターと、ベー
スシート上のコーティング材料の量を調整するために第
３の信号に応答して計量要素を調整するためのコンピュ
ーター及び計量装置と作動的に接続された少なくとも一
つのアクチュエーターとを包含するコーティングシステ
ム。 - 【請求項８】 前記光線が赤外線である請求項７に記載
のコーティングシステム。 - 【請求項９】 移動しているベースシートが１つの成分
を含み、コートされていないシートに隣接して配置さ
れ、コートされていないベースシートに第２放射光線を
向けるように配置された第２の放射源と、コートされて
いないシートから発生する第２の光線の少なくとも一部
を検出するように配置された第２放射受光器とを含む第
２コーティングセンサーを備え、第２の受光器が放射ス
ペクトルの第３と第４の別々の波長領域における電磁波
量を検出し、かつ第３と第３領域における検出された放
射量を夫々表わす第４信号及び第５信号を生じさせるよ
うに構成され、第３の領域はコートされていないベース
シートの基本重量に敏感である放射のために選択され、
第４の領域はコートされていないベースシートの基本重
量に、第３の領域の放射とほぼ同じ位敏感である放射の
ために選択されるが、コートされていないベースシート
のＣａＣＯ３にも敏感であり、ＣａＣＯ３に対する第３
領域の放射の感度はＣａＣＯ３に対する第４の領域の放
射の感度と異なるコーティングセンサーを備え、コンピ
ューターはベースシートのＣａＣＯ３の量を表す第４と
第５の信号に基づく第６の信号を計算するために第２の
受光器と作動するように接続され、第３と第６の信号か
らシート上のコート材料の量を計算する請求項８に記載
のコーティングシステム。 - 【請求項１０】 前記第１領域が前記第３領域と同じで
あり、前記第２領域が前記第４領域と同じである請求項
９に記載のコーティングシステム。 - 【請求項１１】 前記第１領域が約３．６〜３．９μｍ
の範囲であり、前記第２領域が約３．９〜４．１μｍの
範囲である請求項７に記載のコーティングシステム。 - 【請求項１２】 前記ベースシートが紙であり、前記第
１領域が約３．８μｍを中心とし、前記第２領域が約
４．０μｍを中心とする請求項７に記載のコーティング
システム。 - 【請求項１３】 前記第１センサーをラインに沿って前
後方向に走査するための、前記第１センサーを取り付け
た走査機構を更に包含し、前記コンピューターが前記第
１信号と第２信号に基づいて、走査する前記第１センサ
ーによって横断されるシートの様々な横断方向の位置に
おけるシート上のコーティング材料の量を決定ようにプ
ログラムされている請求項７に記載のコーティングシス
テム。 - 【請求項１４】 コーティング材料はＣａＣＯ３を含
み、前記赤外電磁スペクトルの少なくとも第１と第２に
別々の波長領域の波長の光線を基材に照射し、第１と第
２の別々の領域における基材とコーティング材料から放
出された放射量を検出し、第１と第２の領域は、前記第
１領域における放射がコーティング材料の下の基材の量
に敏感であり、前記第２領域における放射が前記第１領
域における放射とほぼ同じ位コーティング材料の下の基
材の量に敏感であるように選択され、更に前記第１と第
２の領域における放射がコーティングのＣａＣＯ３の量
に等しくない感度を有する基材上のコーティング材料を
検出するための方法 - 【請求項１５】 前記光が赤外線である請求項１４に記
載の方法。 - 【請求項１６】 前記第１領域のレンジが約３．６〜
３．９μｍで前記第２領域のレンジが約３．９〜４．１
μｍである請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記支持体が紙で前記第１領域は約
３．８μｍを中心とし前記第２領域は約４．０μｍを中
心とする請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１８】 前記第１と第２波長領域における光の
量を検出することにより支持体のＣａＣＯ３の量の計算
をする手順を更に含む請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記第１と第２波長領域において検出
された光の量から支持体上のコーティング材料の量を計
算する手順を更に含む請求項１４に記載の方法。
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