Farbmessung in der Papierindustrie

Varianten der Farbmessung an der Papier Maschine

Es gibt mehrere Möglichkeiten die Farbe während der Papier Produktion zu kontrollieren. Hier erhalten Sie einen Überblick und die Vorteile
der unterschiedlichen Methoden:


Inline Farbmessung vor der Aufrollung

Das Endprodukt wird vor der Aufrollung gemessen. Die Messwerte haben eine sehr gute Korrelation zu den Laborwerten.
Abweichungen von den Vorgaben können automatisch durch eine Farbregelung (CLCC) gesteuert werden. Durch kurze Übergangszeiten, weniger Abfall und niedrigere Färbekosten amortisiert sich die Farbmessung schnell.

Zur berührungslosen Farbmessung an der Maschine. Die Farbe im Stapel sowie die Opazität von Papier und Karton werden gemessen; bei weißen Sorten auch der Aufheller. Das fertig produzierte Papier wird direkt vor der Aufrollung gemessen. Dadurch wird eine sehr gute Korrelation zu den Labor-Messergebnissen erzielt. Das Gerät arbeitet in rauer Umgebung. Fremdlicht, Bahngeschwindigkeit und Bahnflattern haben keinen Einfluss auf die Messergebnisse.

Das Farbmessgerät ist direkt vor der Aufrollung befestigt. Das ERX50 dient zur Messung von farbigem Papier (also ohne optischen Aufheller) und von weißem Papier und Karton. Hier wird der Aufheller getrennt erfasst. Ist kein Papier auf der Machine, so schwenkt der kundenspezifische Messrahmen (EFX) das Messgerät aus der Bahn. Sobald das Papier wieder aufgeführt ist, schwenkt das Messgerät automatisch in Messposition und startet mit der Messung.

Qualitätskontrolle

Die Qualitätskontrollsoftware (ES15Win und ES18Win) steuert das Messgerät an und stellt die Messwerte übersichtlich auf dem Bildschirm dar. Farbige Balken zeigen dabei die Abweichung des produzierten Papiers zum Sollwert an. Mit einem Blick sieht der Maschinenfahrer, ob sein Papier zu hell oder zu dunkel, zu rot oder zu grün, zu gelb oder zu blau ist.

Farbregelung

Die Farbregelungssoftware (ES19Win) regelt bis zu 3 Farbpumpen plus einer Aufhellerpumpe. Dadurch wird auch bei Rohstoffschwankungen eine sehr konstante Qualität produziert. Sogar Farbübergänge können im automatischen Modus gefahren werden. Dies entlastet den Maschinenführer während dieser kritischen Phase, er kann sich um all die anderen Einstellungen kümmern.

Der Einbau des Systems dauert normalerweise zwei Tage für die Farbmessung, ein weiterer Tag wird für die Regelung benötigt. Dabei ist ein Maschinenstop von nur einer Stunde nötig. Auch eine Anbindung an das Leitsystem ist möglich.


Farbmessung zwischen Pressen- und Trockenpartie

Messungen nach der Pressenpartie ergeben optimale Ergebnisse für Dekorpapier. Das nasse Papier sieht den laminierten Proben aus dem Labor sehr ähnlich. Der Maschinenführer kann Änderungen im Prozess schnell erkennen und falls nötig gegen steuern.

Die Messung zwischen der Pressen- und der Trockenpartie bietet eine sehr gute Korrelation zu den Labormessungen. Dies ist besonders wichtig bei der Produktion von Dekorpapier, da hier sehr enge Toleranzen eingehalten werden müssen.

Die Messung im Nassen hilft die Übergangszeiten zwischen den Produktionen deutlich zu reduzieren, da der Maschinenführer direkt nach Auffahren eines Streifens ein Messergebnis hat. Er sieht also sofort , ob die Korrektur in die richtige Richtung geht. Die Farbe kann während der Produktion dann kontinuierlich überwacht werden, selbst kleinste Farbabweichungen werden sofort angezeigt.

Das ERX50 wird auf einem kundenspezifischen Messrahmen (EFX) direkt nach der Pressenpartie eingebaut. Der Messabstand von 10 mm zu Papierbahn garantiert eine sichere Messung, ohne das Papier zu beschädigen.

Die Software ES15Win und ES18Win steuert das Messgerät an und stellt die Messergebnisse übersichtlich dar. Farbige Balken zeigen dabei die Abweichung des produzierten Papiers zum Sollwert an. Mit einem Blick sieht der Maschinenfahrer ob sein Papier zu hell oder zu dunkel, zu rot oder zu grün, zu gelb oder zu blau ist.

Der Einbau des Systems dauert normalerweise einen Tag. Dabei ist ein Maschinenstop von nur einer Stunde nötig. Auch eine Anbindung an das Leitsystem ist möglich.


Inline Farbmessung im flüssigen Papierstoff

Durch Messungen im Papierstoff erhalten Sie die ersten Informationen über die Farbe, noch bevor der Stoff auf die Maschine kommt. Jede Änderung im Rohstoff oder im Färbeprozess kann fortlaufend beobachtet werden. Jede Abweichung zur Vorgabe wird sofort festgestellt, und kann vom Maschinenführer sofort abgestellt werden.

In der Papierherstellung ist der Papierstoff die erste Stelle, an der Informationen über die Farbe gesammelt werden können. Die Messergebnisse entsprechen zwar nicht den Ergebnissen beim fertigen Papier, aber eine Farbverschiebung im Papierstoff ist bereits ein Hinweis, dass die Farbe im nassen Papier abweichen wird. In dieser Mess-Phase kann auch der optische Aufheller gesteuert werden.

pulp

Die Farbmessung im Stoff wird eingesetzt für:

  • Früherkennung von Störungen
  • Kontrolle der Farbstoffzugabe
  • Mischung von 2 Rohstoffarten (z.B. dunkel und hell) auf einem konstanten Niveau
  • Überwachung der Altpapierzugabe, ohne die Farbe des gesamten Papierstoff wesentlich zu ändern
  • Prüfung der Homogenität der Papierstoffs nach der Farbstoffzugabe

Das System ERX40 zur Weißgradmessung wird in ein Edelstahlgehäuse montiert:

  • Es misst direkt im Dickstoff (Konzentration: 3 % bis 5 %) durch ein Bypasssystem.
  • EG 50 R: Der Dünnstoff (ca. 1 % Konzentration) fließt durch einen Bypass zum Messinstrument. Das Messisntrument misst dann die Farbe von Wasser und Fasern, und berechnet wie die Farbe im nassen Papier sein wird. Geringe Änderungen der Konzentration haben keinen Einfluss auf die Messung.
  • Das ER40WF ist ein „lite“ System welches ausschließlich den Weißgradmessen kann.

ESWin

Die ES15Win und ES18Win Software steuert das Messinstrument und zeigt die Daten an. Diese Messungen können an ein Leitsystem angebunden werden. Farbige Balken zeigen dabei die Abweichung des produzierten Papiers zum Sollwert an. Mit einem Blick sieht der Maschinenfahrer, ob sein Papier zu hell oder zu dunkel, zu rot oder zu grün, zu gelb oder zu blau ist, sowie die Weißgrade mit und ohne UV-Anregung (nur ERX50P).

Trendmessung

Der Einbau des Systems dauert normalerweise einen Tag. Auch eine Anbindung an das Leitsystem ist möglich.

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Spektrale Farbmessung im Labor mit 45°: 0° Geometrie (CIE Standard)

Das erste Labormessgerät mit 45°:0° Geometrie und einstellbarer UV-Strahlung zur sicheren Bestimmung von optischen Aufhellern. Dies sichert vergleichbare Messergebnisse vor allem für die Hersteller von Druckpapieren: sowohl Inline auf der Maschine, wie auch im Labor, als auch beim Kunden in der Druckerei wird mit der gleichen Messgeometrie gemessen. Die Messergebnisse sind also vergleichbar. Drucker und Papierhersteller sprechen damit die gleiche „Farb-Sprache“.

Bestimmung des optischen Aufhellers mit und ohne UV-Strahlung

Das ERX30 ist das erste Spektrophotometer mit 45°:0° Geometrie und einstellbarem UV-Anteil. Dies erlaubt eine exakte Messung der Grundweiße und des optischen Aufhellers im Papier. Auch kritische Farben und anspruchsvolle Anwendungen können auf Grund der exzellenten spektralen Auflösung von 1 nm exakt gemessen werden.

Das weite Spektrum von 330 nm bis 730 nm gibt nicht nur Aufschluss im sichtbaren Bereich, sondern auch im UV-Bereich. Durch die 45°:0° Geometrie korrelieren die Messungen exzellent mit dem visuellen Eindruck. Diese Geometrie ist auch Standard in der Druckindustrie, sowie in der Inline Farbmessung. Drucker und Papierhersteller sprechen nun die gleiche „Farb-Sprache“.


Vorteile der Inline Farbregelung

Eine automatische Farbregelung sorgt für konstante Qualität. Sogar Farbübergänge können automatisch gefahren werden. Für die Maschinenführer bedeutet dies:

  • 100% Kontrolle während der Produkton
  • Kürzere Übergangszeiten
  • Vermeidung von Ausschuss
  • Einsparung von Farbstoffen oder optischem Aufheller

Vorteile des Xrite Inline Systems:

  • Xrite liefert ein komplett schlüsselfertiges System
  • Installation einer Farbregelung dauert 3 Tage
  • Dabei ist ein Maschinenstillstand von typischerweise einer Stunde nötig
  • Extrem geringe Unterhaltskosten

Wie wird das System installiert

Dieses Video zeigt die komplette Installation eines Inline Messsystems auf einer Produktionsmaschine