Messung der Feuchtigkeit und der Beschichtung von Papierbahnen

Papier ist eines unserer umweltfreundlichsten Produkte. 2/3 werden recycelt und der größte Teil des verbleibenden Rohstoffs stammt aus einer erneuerbaren Ressource: Bäumen. Papier ist das weltweit am häufigsten verwendete Verpackungs-, Schreib-, Druck- und Verpackungsmaterial — Papier ist das am häufigsten verwendete Verpackungs-, Schreib-, Druck- und Verpackungsmaterial.

Die Papierverarbeitung ist der Prozess, bei dem fabrikmäßig hergestelltes Papier in verwendbare Industrieprodukte umgewandelt wird. Bei der Verarbeitung wird ein durchgehendes dünnes Blatt eines Materials (Bahn) in eine andere Form verarbeitet (umgewandelt). Beispiel: Um ein Buch herzustellen, kann Papier in einem kontinuierlichen Prozess gestrichen, bedruckt, geschnitten, geklebt und gebunden werden.

Weiterverarbeitende Unternehmen, die qualitativ hochwertiges Papier herstellen, müssen flache und ebene Bögen herstellen. Wenn die Ober- und Unterseite eines Papierblatts unterschiedliche Feuchtigkeitswerte aufweisen, dehnen sich die Seiten aus oder ziehen sich zusammen, was zu einer Kräuselung der Kanten führt. Die Kräuselung führt dann bei den nachfolgenden Druck-, Schneid- und Verpackungsvorgängen zu Fehlfunktionen (Verklemmen), was die Produktion verzögert, den Ausschuss erhöht und die Effizienz verringert. Die Überwachung und Kontrolle des Feuchtigkeitsgehalts zur Aufrechterhaltung der Ebenheit und zur Vermeidung von Kantenkräuselungen ist während des gesamten Prozesses von entscheidender Bedeutung.

Der Prozess der Papierverarbeitung

Re-Feuchtigkeitscremes

Papier kann aufgrund der Umgebungsfeuchte beim Transport oder bei der Lagerung Feuchtigkeit aufnehmen oder verlieren. Viele Verarbeiter messen auch den eingehenden Papierbestand, bevor sie das Papier beschichten. Der richtige Feuchtigkeitsgehalt stellt sicher, dass die Beschichtung ordnungsgemäß auf das Papiersubstrat aufgetragen wird. Außerdem können Korrekturen am Feuchtigkeitsgehalt vorgenommen werden, um den Verarbeitungsprozess zu optimieren. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Papiers zu niedrig ist, können Re-Feuchtigkeitscremes verwendet werden. Dabei kann es sich um Rollen-, Dampf-, Scheiben-, Sprüh- oder andere Verfahren handeln. Die Pflege von Feuchthaltemitteln auf Rollen kann optimiert werden, indem die Geschwindigkeit, der Abstand und die Neigung des Applikators angepasst werden. Die Anpassung der Dampfrückfeuchtung erfolgt durch Erhöhung der Dampfmenge, die auf das Papier aufgetragen wird. Scheibenbefeuchter können anhand des Wasservolumens oder der Drehzahl der Scheibe eingestellt werden. Sprühbefeuchter werden durch das Wasservolumen oder die Anzahl der pro Sekunde aufgetragenen Mikrosprays gesteuert. Unabhängig davon, welche Technik verwendet wird, besteht ein wichtiger Schritt in diesem Prozess darin, den Feuchtigkeitsgehalt zu überwachen und zu messen.

Steuerung des Trockners

Trockner sind beheizte Zylinder, die Feuchtigkeit ableiten. Sie können mit Konvektion, Strahlung, Infrarot oder einer anderen Technik betrieben werden. Die Papierfeuchte kann reguliert werden, indem die Geschwindigkeit der Papierbahn beim Durchlauf durch den Trockner oder die Temperatur des Trockners angepasst wird. In der Regel ist die Einstellung der Bahngeschwindigkeit die bevorzugte Methode, da die Temperaturregelung des Trockners langsamer reagieren kann.

Lacke auf Wasserbasis

Verarbeiter verwenden je nach Bedarf unterschiedliche Applikatoren für Lacke auf Wasserbasis. Bei diesen Applikatoren kann es sich um Rollen-, Sprüh-, Rakel-, Tauch-, Luftmesser- und andere Verfahren handeln. Diese Beschichtungen haben je nach Produkt ein festes Verhältnis von Flüssigkeit zu Feststoffen. Die Beschichtung auf Nassbasis auf Wasserbasis kann anhand der Feuchtigkeitsabsorption im Nahinfrarotbereich (NIR) des Lichtspektrums gemessen werden. Diese Messung liefert die Menge der trockenen Endbeschichtung, die sich nach dem Trocknen auf dem Papier abgelagert hat. Die Messungen werden in technischen Einheiten wie #/ream, GSM, mils oder anderen durchgeführt.

Qualitätsparameter und Messpunkte

Process Sensors Corporation (PSC) NIR-Sensoren und Guardian Cross Direction-Webprofilsysteme kann zur Steuerung des Verarbeitungsprozesses verwendet werden, einschließlich der Charakterisierung des eingehenden Rohmaterials, der Wiederbefeuchtungsstationen, der Beschichtung oder Trocknung, wodurch letztendlich die Kosten gesenkt und die Prozesseffizienz optimiert werden. Papier basiert auf Zellulose und ist hydroskopisch (feuchtigkeitsabsorbierend). Die Feuchtigkeit im Papier liegt im fertigen Zustand in der Regel zwischen 3 und 6% Feuchtigkeit, abhängig von der Umgebungsfeuchte. Es ist kostspielig, während des Verarbeitungsprozesses Feuchtigkeit hinzuzufügen oder zu entfernen. Je genauer die Messungen und Kontrollen sind, desto höher ist die Effizienz. Die Messung und Kontrolle der Schichtstärke auf Papier reduziert den Abfall und verbessert die Gleichmäßigkeit der Beschichtung.

Für die ultimative Prozessüberwachung liefert das Guardian Cross Direction Web Profile System ein in Querrichtung (CD) aufgeteiltes Webprofil und einen Maschinenrichtungstrend für den Systembetrieb. Das farbcodierte CD-Profil zeigt das Produkt, das den Spezifikationen entspricht, visuell als grüne Zonen, gelbe und rote Alarme an. Oft ist das Gerät mit einer farbcodierten Stapelleuchte mit Anzeige verbunden, die das Bedienpersonal alarmiert, wenn das Produkt im Alarmzustand ist. Machine Direction Trends ermöglicht die Diagnose und Korrektur problematischer Bereiche.

Bei einer festen Installation werden eigenständige PSC-Feuchtesensoren normalerweise in der Mitte der Bahn oder in Reihe links, rechts und in der Mitte der Bahn montiert. Dies ist für den Konverter von großem Wert, aber einige Bereiche der Bahn werden nicht überwacht, was später zu unentdeckten Problemen führen kann.

Wert und Qualität

Die Implementierung der PSC-Online-Feuchtesensoren und des Guardian Web Profiling Systems zur Feuchtemessung beschleunigt den Start, erhöht die Produktionsleistung, reduziert den Ausschuss und ermöglicht die Datenarchivierung pro Rolle oder Produktionslauf zur Rückverfolgbarkeit. Die Datenarchivierung über Ethernet ermöglicht es, Produktionschargen zu Qualitätskontrollzwecken Änderungen am Betrieb, an der Einrichtung, am Bedienpersonal oder an den Arbeitsschichten zuzuordnen.

Ohne ein Online-Messsystem muss die Leitung gestartet, eine Probe entnommen und zur Analyse an das Werkslabor geschickt werden. Anschließend können Systemanpassungen vorgenommen werden. Dieser manuelle Vorgang wird dann wiederholt, bis die Anlage effizient läuft. Bei einem Online-System erfolgt dieser Vorgang in Echtzeit, was zu einer erhöhten Effizienz und Kosteneinsparungen führt.