Mesure de l'humidité et des revêtements des bandes de papier

Le papier est l'un de nos produits les plus respectueux de l'environnement. Il est recyclé et la majeure partie de la matière première restante provient d'une ressource renouvelable : les arbres. Du papier à lettres aux gobelets en papier, en passant par les étiquettes, les rubans adhésifs, les étiquettes et plus encore, le papier est le matériau d'emballage, d'écriture, d'impression et d'emballage le plus utilisé au monde.

La transformation du papier est le processus qui transforme le papier fabriqué en usine en produits manufacturés utilisables. La conversion consiste à traiter (convertir) une feuille mince continue d'un matériau (bande) sous une autre forme. Par exemple : pour fabriquer un livre, le papier peut être couché, imprimé, découpé, collé et relié selon un processus continu.

Les entreprises en transformation qui produisent du papier de haute qualité doivent obtenir des feuilles plates et planes. Si le haut et le bas d'une feuille de papier présentent des niveaux d'humidité différents, les côtés se dilatent ou se contractent, ce qui entraîne une courbure des bords. Curl provoque alors des dysfonctionnements (bourrage) lors des opérations d'impression, de découpage et d'emballage qui suivent, ce qui retarde la production, augmente les rebuts et réduit l'efficacité. Il est essentiel de surveiller et de contrôler la teneur en humidité pour maintenir la planéité et éliminer la courbure des bords tout au long de ce processus.

Le processus de transformation du papier

Réhydratants

Le papier peut gagner ou perdre de l'humidité en fonction de l'humidité ambiante pendant le transport ou le stockage. De nombreux transformateurs mesurent également le papier entrant avant de le revêtir. Des niveaux d'humidité corrects garantissent que le revêtement sera correctement appliqué sur le support en papier, et des corrections peuvent être apportées aux niveaux d'humidité pour optimiser le processus de transformation. Des réhydratants peuvent être utilisés si l'humidité du papier est trop faible, et ils peuvent être utilisés au rouleau, à la vapeur, en disque, en spray ou selon une autre technique de mise en œuvre. Les réhydratants en rouleau peuvent être optimisés en ajustant la vitesse de roulement, l'écartement et l'inclinaison de l'applicateur. Les réhydratants à la vapeur sont ajustés en augmentant le volume de vapeur appliqué sur le papier. Les réhydratants pour disques peuvent être ajustés en fonction du volume d'eau ou de la vitesse de rotation du disque. Les réhydratants en spray sont contrôlés par le volume d'eau ou le nombre de micro-pulvérisations appliquées par seconde. Quelle que soit la technique utilisée, une étape clé du processus consiste à surveiller et à mesurer les niveaux d'humidité.

Contrôle de la sécheuse

Les séchoirs sont des cylindres chauffés qui évacuent l'humidité et peuvent être utilisés par convection, par rayonnement, par infrarouge ou selon une autre technique. L'humidité du papier peut être contrôlée en ajustant la vitesse de la bande lorsqu'elle passe dans le séchoir ou en ajustant la température du sèche-linge. En règle générale, le réglage de la vitesse de la bande est la méthode préférée car le contrôle de la température du séchoir peut être plus lent à réagir.

Revêtements à base d'eau

Les transformateurs utilisent différents applicateurs pour les revêtements à base d'eau en fonction de leurs besoins. Ces applicateurs peuvent prendre la forme d'un rouleau, d'un spray, d'une lame de trempage, d'un couteau à air comprimé et d'autres techniques. Ces revêtements auront un ratio liquide/solides fixe en fonction du produit. Le revêtement à base d'eau à extrémité humide peut être mesuré sur la base de l'absorption d'humidité dans la région du proche infrarouge (NIR) du spectre lumineux. Cette mesure fournira la quantité de couche sèche déposée sur le papier après le séchage, et les mesures sont prises en unités techniques telles que #/rame, GSM, mils ou autre.

Paramètres de qualité et points de mesure

Process Sensors Corporation (PSC) Capteurs NIR et Systèmes de profils Web Guardian Cross Direction peut être utilisé pour contrôler le processus de transformation, notamment pour caractériser les matières premières entrantes, les stations de réhydratation, le revêtement ou le séchage, afin de réduire les coûts et d'optimiser l'efficacité du processus. Le papier est à base de cellulose et hydroscopique (absorbe l'humidité). L'humidité du papier se situe généralement entre 3 et 6 % d'humidité à l'état fini, en fonction de l'humidité ambiante. Il est coûteux d'ajouter ou d'éliminer de l'humidité pendant le processus de transformation. Par conséquent, plus les mesures et les contrôles sont précis, plus l'efficacité est élevée. La mesure et le contrôle de l'épaisseur de la couche sur le papier réduisent le gaspillage et améliorent l'uniformité du revêtement.

Pour une surveillance optimale des processus, le système Guardian Cross Direction Web Profile fournit un profil Web zoné transversal (CD) et une tendance de la direction de la machine pour le fonctionnement du système. Le profil CD à code couleur affiche visuellement le produit conforme aux spécifications sous forme de zones vertes, les alertes en jaune et les alarmes rouges. Ceci est souvent connecté à une lampe de cheminée à code couleur avec indicateur pour avertir les opérateurs lorsque le produit est en état d'alarme. Les tendances de direction de la machine permettent de diagnostiquer et de corriger les zones problématiques.

Dans une installation fixe, les capteurs d'humidité PSC autonomes sont généralement montés au centre de la bande ou en série à gauche, à droite et au centre de la bande. Ceci est très utile pour le convertisseur, mais cela laisse certaines zones du Web non surveillées, ce qui pourrait entraîner des problèmes non détectés par la suite.

Valeur et qualité

La mise en œuvre des capteurs d'humidité en ligne PSC et du système de profilage Web Guardian pour la mesure de l'humidité accélère le démarrage, augmente le rendement de production, réduit les rebuts et permet l'archivage des données par rouleau ou cycle de production à des fins de traçabilité. L'archivage des données via Ethernet permet d'associer les lots de production aux modifications apportées aux opérations, aux configurations, aux opérateurs ou aux équipes de travail des unités, à des fins de contrôle qualité.

Sans système de mesure en ligne, la ligne doit être démarrée, un échantillon doit être prélevé et envoyé au laboratoire de l'usine pour analyse, puis les ajustements du système peuvent être effectués. Ce processus manuel est ensuite répété jusqu'à ce que la ligne fonctionne efficacement. Avec un système en ligne, ce processus est effectué en temps réel, ce qui se traduit par une efficacité accrue et des économies de coûts.