Verfahren zur Ausschussverminderung in der Papierindustrie

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Das gegenständliche Projekt war Teil eines größeren Projektes von Mondi Business Paper, das die nachhaltige Qualitätsverbesserung von Bürokommunikationspapieren und Druckpapieren hinsichtlich ihrer Planlage zum Ziel hatte.

Für jeden Druckvorgang und die nachfolgenden Verarbeitungsschritte ist es notwendig, dass das Papier eine exakt definierte und möglichst unveränderbare Form hat und diese auch beibehält. Beginnt sich das Papier durch äußere oder innere Kräfte in seiner Form zu verändern, so kann das einerseits Auswirkungen auf die Qualität des Druckes und andererseits auf die Weiterverarbeitung haben und diese in bestimmten Fällen sogar unmöglich machen. Deswegen gilt die sogenannte Dimensionsstabilität des Papierblattes als wesentliches Qualitätskriterium für den weiterverarbeitenden Kunden, die Qualitätssicherung, die Fertigung, das Marketing, usw.

Das Gesamtkonzept sah zunächst vor, solche Dimensionsänderungen exakt messbar zu machen, vor allem weil bisherige Methoden der Messung zu subjektiv und zu wenig reproduzierbar waren. Dieser Teil wurde bereits vor dem Beginn dieses Projektes bearbeitet und mit dem Messgerät LaBaCuS realisiert. Dieses Verfahren ist mittlerweile patentiert und in der ÖNORM A 1105 verankert.

Als zweiter Teilschritt wurde ein Verfahren gesucht, das die Verformungen eines Papierblattes in direkten Bezug zu Spannungen im Blattgefüge setzen kann. Dieser Arbeitschritt wurde in der "Tension-Toy" Software umgesetzt. Wir sind damit in der Lage, ein deformiertes Blatt zu vermessen und dabei die ursächlich vorhandenen Spannungen grafisch sichtbar zu machen.

Der Hauptabschnitt des Gesamtprojektes bestand darin, jene Einflussfaktoren während der Fertigung zu identifizieren und quantifizierbar zu machen, die zu Verspannungen im Papier und damit zu einer Verformung des Blattes führen können. Die Nasspartie und insbesondere die Siebpartie einer Papiermaschine sind in dieser Beziehung sehr problematisch, da dort lokale Strömungen nicht genau genug sichtbar gemacht werden können.

Dieses Problem und dessen Lösung waren Thema dieser Projektarbeit, die letztendlich zur Entwicklung eines bisher weltweit einzigartigen Verfahrens zur Bestimmung lokaler Strömungen und deren Änderungen auf einem sich im Betrieb befindlichen Papiermaschinensieb geführt hat.

Die bereits zum Patent eingereichte Lösung besteht aus der Messung der Lichtreflexion der Fasersuspension auf dem Papiermaschinensieb unter definierten Beleuchtungsbedingungen. Mittels Industriekameras werden die Veränderungen im Strömungsverhalten der Teilchen erfasst und mittels einer speziell für diesen Zweck entwickelten Software in Echtzeit als Vektoren am Bildschirm dargestellt. Zusätzlich ist eine automatische Erkennung von Zonen größter Turbulenz, den sog. Hot-Spots, möglich.

Mittels dieser sehr kostengünstigen und mittlerweile praxiserprobten Lösung ist es möglich, unerwünschte Strömungsmuster im Blattbildungsbereich der Papiermaschine rasch und sicher zu erkennen und Gegenmaßnahmen einzuleiten. Das neue Verfahren trägt zur Verringerung von qualitätsbedingtem Produktionsausschuss und somit zur Reduktion des produktionsbedingten Energieverbrauches und der damit verbundenen CO2-Emissionen bei. Die im Projekt gestellten Ziele konnten somit in jeder Hinsicht erreicht werden.

Projektleiter

Dipl. Ing. Wolfgang C. Altenstrasser

Projekt- und Kooperationspartner

• Forschungsinstitut für technische Physik
  Dr. Gottfried Schaffar
  A-2081 Hofern 14
  Tel: + 43 2949 7060
  E-Mail: go.schaffar@schaffar.com
  Internet: www.schaffar.com
• Fachhochschule Wr. Neustadt, Standort Tulln
  Konrad Lorenz Str. 10A
  A-3430 Tulln
  Tel.: +43 2272 82224
  Internet: www.tulln.fhwn.ac.at

Mondi Business Paper Services AG
Gerhard Drexler (Direktor Innovation)
Haidmühlstr. 2-4
A-3363 Ulmerfeld-Hausmening
Tel.: +43 7475 500 5130
E-Mail: Gerhard.Drexler@mondibp.com
Internet: www.mondibp.com