Paper Web Moisture and Coatings Measurement

การตรวจวัดความชื้น (Re Moisture) การเพิ่มความชื้นที่เหมาะสมเพื่อการรีดกระดาษให้เรียบ การเคลือบกระดาษ (Edge Curl) การป้องกันการโค้งงอบริเวณด้านข้างของกระดาษ  เหล่านี้ เป็นกระบวนการที่ต้องการการควบคุมความชื้นที่รวดเร็วและแม่นยำทั้งสิ้น

กระดาษเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุด โดยมีการรีไซเคิลมาจากทรัพยากรธรรมชาติ ได้แก่ ต้นไม้ ไปจนถึงถ้วยกระดาษแท็กเทปป้ายชื่อและอื่น ๆ กระดาษเป็นวัสดุห่อ, เขียน, พิมพ์และบรรจุภัณฑ์ที่ใช้กันแพร่หลายมากที่สุดในโลก

กระบวนการผลิตกระดาษเพื่อใช้งานในรูปแบบต่างๆ

การผลิตกระดาษที่มีคุณภาพสูงจะต้องมีแผ่นเรียบ หากด้านบนและด้านล่างของแผ่นกระดาษมีระดับความชื้นแตกต่างกันด้านข้างจะขยายหรือหดตัวทำให้เกิดการโค้งงอ (Edge Curl) ทำให้เกิดการทำงานผิดพลาด (jamming) ทำให้การผลิตล่าช้าและลดประสิทธิภาพ การตรวจสอบและควบคุมปริมาณความชื้นเพื่อรักษาความเรียบและดูรอยยับ ย่น โค้งงอ (Edge Curl)

กระบวนการแปลงกระดาษและวัดความชื้น Re-Moisturizers
กระดาษสามารถปรับความชื้น โดยรอบขณะผลิตหรือเก็บรักษา กระดาษที่เข้ามาก่อนที่จะเคลือบกระดาษ ระดับความชื้นที่ถูกต้องช่วยให้มั่นใจได้ว่าแผ่นเคลือบจะถูกนำมาใช้กับพื้นผิวของกระดาษได้อย่างถูกต้องและสามารถแก้ไขระดับความชื้นเพื่อให้กระบวนการเกิดความถูกต้อง หากความชื้นของกระดาษต่ำเกินไป สามารถม้วนไอน้ำหรือเทคนิคการใช้งานอื่นได้ ม้วนความชื้นสามารถเพิ่มประสิทธิภาพโดยการปรับความเร็ว ช่องว่างและเอียง การโค้งงอ (Edge Curl)ของกระดาษ เครื่องวัดความชื้นแบบใหม่จะถูกปรับโดยการเพิ่มปริมาณของไอน้ำที่ใช้กับกระดาษ  moisturizers สามารถปรับได้โดยเพิ่มหรือลดปริมาณน้ำหรือความเร็วในการหมุน โดยปริมาตรน้ำหรือจำนวนที่ใช้ต่อวินาที ไม่ว่าจะใช้เทคนิคใดก็ตามขั้นตอนสำคัญในกระบวนการคือการตรวจสอบและวัดระดับความชุ่มชื้น

การควบคุมเครื่องอบ
การอบกระดาษส่วนมากทำโดยการใช้ลมร้อนเป่าลงไปบนผิวเพื่อไล่ความชื้นออก การควบคุมความชื้นก็ทำได้โดยการปรับความเร็วของสายพาน  หรือการปรับระดับความร้อนตามจุดต่างๆในเตาอบนั่นเอง

น้ำยาเคลือบผิว
เรื่องการเคลือบกระดาษนี้ ผู้ผลิตแต่ละรายก็จะเลือกใช้ สารเคลือบตามคุณสมบัติที่ต้องการ วิธีการเคลือบก็ มีหลากหลายเช่น roll, spray, doctor blades, dip, air knives ซึ่งในสารเคลือบเหล่านี้ก็จะมีสัดส่วนที่ตายตัวระหว่าง ของเหลวกับของแข็ง เราสามารถวัดปริมาณของสารเคลือบที่ต้อง มีส่วนผสมของน้ำอยู่ ซึ่งเราจะวัดหลังจาก สารเคลือบเหล่านี้เคลือบลงไปบนผิวกระดาษแล้ว ด้วยหลักการของ nir spectrum เราสามารถทราบ coating weight หลังจาก การเคลือบผิวได้ทันทีซึ่งจะมีประโยชน์ ให้การปรับตู้อบ ทำได้ง่ายขึ้น และ งานที่ออกมาจากตู้อบก็จะมี coating weight ตรงตามความต้องการ หน่วยวัดของสารเคลือบเหล่านี้ เราสามารถแสดงผลได้ในหน่วยวัดสากลทั่วไปเช่น #/ream, GSM, mils

พารามิเตอร์
เซนเซอร์ NIR และ Direction Cross System สามารถใช้ควบคุมกระบวนการแปรรูปรวมถึงการระบุวัตถุดิบที่เข้ามาให้ความชื้นเคลือบลดค่าใช้จ่ายและเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิต กระดาษซับเซลลูโลสและไฮโดรสโคปี (วัสดุดูดซับความชื้น) ความชื้นในกระดาษโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 3 ถึง 6% ความชื้นขึ้นอยู่กับความชื้นโดยรอบ การเพิ่มหรือขจัดความชื้นในกระบวนการแปลง การวัดและควบคุมความหนาของน้ำหนักลงบนกระดาษช่วยลดกระบวนการผลิตและความสม่ำเสมอของการเคลือบผิว


การแปลงความหนาของความชื้นและการวัดความหนา Cross Direction Web Profile สำหรับการตรวจสอบกระบวนการของระบบ Guardian Cross Direction Web Profile และแนวโน้มทิศทางสำหรับการทำงานของระบบ ข้อมูลเฉพาะเช่นโซนสีเขียวการแจ้งเตือนในสัญญาณเตือนสีเหลืองและสีแดง นี่มักจะเชื่อมต่อกับ Stack Light แบบมีสีและมีการแจ้งเตือนผู้ให้บริการเมื่อผลิตภัณฑ์อยู่ในสัญญาณเตือนภัย แนวโน้มทิศทางของเครื่องจักรช่วยให้โซนที่เป็นปัญหาสามารถวินิจฉัยและแก้ไขได้

ในการติดตั้งเซ็นเซอร์ความชื้น PSC แบบสแตนด์อะโลนจะติดตั้งอยู่กึ่งกลางของสายพานหรือในชุดด้านซ้ายขวา เป็นค่าที่ดีสำหรับตัวแปลง 

คุณภาพ
การดำเนินงานของ PSC เซ็นเซอร์ความชื้นและระบบ Profiling การ์เดียนสำหรับความชื้น เก็บข้อมูลผ่าน Ethernet ช่วยให้จำนวนการผลิตที่เกี่ยวข้องกับการปรับเปลี่ยนการดำเนินงานเพื่อวัตถุประสงค์ในการควบคุมคุณภาพ ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยระบบ On-line กระบวนการนี้จะทำในเวลาแบบเรียลไทม์ในการเพิ่มประสิทธิภาพและประหยัดค่าใช้จ่าย

Paper Web Moisture and Coatings Measurement


Paper is one of our most environmentally-friendly products, with ⅔ being recycled and most of the remaining raw material coming from a renewable resource: trees. From note paper to paper cups, tags, tapes, labels and more, paper is the most widely-used wrapping, writing, printing and packaging material in the world.

Paper converting is the process that transforms mill produced paper into usable manufactured products. Converting is where a continuous thin sheet of a material (web) is processed (converted) into another form. For example: to make a book, paper may be coated, printed, cut, glued and bound all in a continuous process.

Converting companies producing high-quality paper must achieve flat and level sheets. If the top and bottom of a paper sheet are at different moisture levels, the sides expand or contract, resulting in edge curl. Curl then causes malfunctions (jamming) in the subsequent printing, slitting and packaging operations that delays production, increases scrap and reduces efficiency. Monitoring and controlling the moisture content to maintain flatness and eliminating edge curl is critical throughout this process.

The Paper Converting Process

Re-Moisturizers

Paper can gain or lose moisture based on the surrounding humidity when in transit or storage. Many converters also measure the incoming paper stock prior to coating the paper. Correct moisture levels ensure that the coating will be properly applied to the paper substrate, and corrections can be made to moisture levels to optimize the converting process. Re-moisturizers can be used if the paper moisture is too low, and they can be roll, steam, disk, spray or another implementation technique. Roll re-moisturizers can be optimized by adjusting applicator roll speed, gap and skew. Steam re-moisturizers are adjusted by increasing the volume of steam applied to the paper. Disk re-moisturizers can be adjusted by water volume or disk rotation speed. Spray re-moisturizers are controlled by water volume or the number of micro-sprays applied per second. No matter which technique is used, a key step in the process is to monitor and measure moisture levels.

Dryer Control
Dryers are heated cylinders that drive off moisture and can be convection, radiant, infrared or another technique. Paper moisture can be controlled by adjusting the web speed as it passes through the dryer or adjusting the temperature of the dryer. Typically, web speed adjustment is the preferred method as dryer temperature control can be slower to respond.

Water-Based Coatings
Converters employ different applicators for water-based coatings dependent on their needs. These applicators can be roll, spray, doctor blades, dip, air knives, and other techniques. These coatings will have a fixed liquid/solids ratio depending on the product. The wet end water based coating can be measured based on the moisture absorption in the Near Infrared (NIR) region of the light spectrum. This measurement will provide the amount of dry end coating deposited on the paper after the dryer, and the measurements are taken in engineering units such a #/ream, GSM, mils or other.

Quality Parameters and Measuring Points
Process Sensors Corporation (PSC) NIR Sensors and Guardian Cross Direction Web Profile Systems can be used to control the converting process including characterizing incoming raw material, re-moisturizing stations, coating or drying, ultimately reducing costs and optimizing process efficiency. Paper is cellulose-based and hydroscopic (moisture absorbent). The moisture in paper is usually between 3 and 6% moisture in its finished state depending on surrounding humidity. It is costly to either add or remove moisture in the converting process, so the more accurate the measurements and controls, the more efficiency gained. Measurement and control of coat weight thickness on paper reduces waste and improves coating uniformity.

Converting moisture and coating thickness Cross Direction Web ProfileFor the ultimate in process monitoring, the Guardian Cross Direction Web Profile System supplies a cross direction (CD) zoned web profile and machine direction trend for system operation. The color-coded CD profile visually displays in-spec product as green zones, alerts in yellow and red alarms. This is often connected to a color-coded Stack Light with annunciator to alert operators when product is in the alarm condition. Machine Direction Trends allows troublesome zones to be diagnosed and corrected.

In a fixed installation, stand-alone PSC moisture sensors are usually mounted in the center of the web or in series on the left, right and center of the web. This is of great value to the converter, but does leave some areas of the web unmonitored that could result in undetected problems down the line.

Value and Quality
Implementation of PSC on-line moisture sensors and the Guardian Web Profiling System for moisture measurement speeds start up, increases production output, reduces scrap and allows for data archiving by roll or production run for traceability. Data archiving via Ethernet allows production lots to be associated with modifications to unit operations, setups, operators or work shifts, for quality control purposes.

Without an on-line measurement system, the line must be started, a sample collected and sent to the factory laboratory for analysis, then system adjustments can be done. This manual process is then repeated until the line is running efficiently. With an on-line system this process is done in real-time resulting in increased efficiency and cost savings.

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมเรื่อง moisture หรือ coating ในกระบวนการ Web Paper Processing ได้ตามช่องทางด้านล่างนี้นะคะ