/
29 мая 2023
407

Получение точного цвета

Получение точного цвета

Воспроизведение точного цвета на бумаге может быть затруднено. Если на каком-либо этапе производства тестлайнера, бумаги для документов, не допускающих подделки, ламинированной, цветной или белой бумаги с оптическими отбеливающими агентами (OОA) или без них цвет меняется, то весь рулон считается браком, и его необходимо переработать. Это приводит к потере ресурсов, времени и денежных средств. Чтобы цвет и яркость находились в заданном спектре, производители бумаги должны постоянно контролировать данные показатели на бумагоделательных машинах (БДМ).

Многие производственные показатели могут являться причиной изменения цвета в течение всего цикла. Различия в сырье, переработанной бумаге, наполнителях, мутности, толщине, добавках и концентрации красителей могут оказывать влияние на окончательный цвет бумаги. Кроме того, на конечный цвет готового изделия могут оказывать влияния факторы окружающей среды, например, загрязненная среда или температура продукта.

Чтобы гарантировать качество цвета, многие производители бумаги берут образец для его измерения в лаборатории, но к тому времени, когда обнаруживается проблема с окраской, большая часть рулона бумаги уже израсходована. Производители должны остановить БДМ, чтобы отрегулировать или изменить цвета на барабане. Это замедляет производственный цикл, расходует дополнительные материалы и потребляет больше энергии в без того энергоемком процессе. Кроме того, красители, пигменты и OОA являются дорогостоящим сырьем. Таким образом, крайне важно, чтобы фабрики получали правильный цвет готового изделия с первого раза, в целях максимального увеличения эффективности производства и снижения затрат.

Снимок экрана 2023-05-25 в 12.23.32.png   

На рисунке 1 показано, где в процессе производства бумаги можно устанавливать встроенное устройство по измерению цвета: (1) в жидкой бумажной массе, (2) перед намоткой и (3) между прессом и сушилкой.

Встроенная система измерения цвета, а также система управления цветом с обратной связью помогают решать данные проблемы и позволяют операторам быстро и легко получать необходимый цвет путем настройки параметров машины. Встроенная система настраивается на красители и OОA, что экономит время при запуске и при каждой смене оттенка и плотности.

ЧТО ТАКОЕ ВСТРОЕННАЯ СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЦВЕТА?

Встроенная система измерения цвета контролирует цветовую гамму во время производства готового продукта. Данная система отслеживает и информирует операторов, как только цвет начинает выходить за пределы спецификации, о необходимости корректировки показателей до того момента, как продукт будет считаться браком. Вот как это работает.

Встроенная система включает в себя бесконтактный спектрофотометр и специальную раму для размещения устройства на нужном расстоянии над линией производства бумаги. При необходимости рама отводит систему во время разрыва листа, опускает рычаг для подачи бумаги и возвращается в исходное положение, когда приходит время запуска. Спектрофотометр соединяется с программным обеспечением для контроля качества фактического цвета и сохранения данных параметров на протяжении всего анализа. Кроме того, спектрофотометр регулирует красители на этапе окрашивания в начале процесса. Даже самые незначительные отклонения от необходимого оттенка немедленно отображаются на экране, что позволяет соблюдать узкие допуски. Коррекция цвета выполняется автоматически с использованием математического алгоритма для расчета всех необходимых корректировок красителя за один шаг, даже если фактический цвет, подаваемый на лист бумаги, далек от целевого. Тем самым удается контролировать необходимые параметры в процессе производства.
В целях изменения оттенка, оператор выбирает стандартный цвет из базы данных, а встроенная система автоматически настраивает насосы красителя и запускает цикл. Программное обеспечение контроля качества также может сообщать до восьми цветовых трендов в колориметрической системе L*a*b*, светостойкости Delta E, белизне и мутности, чтобы операторы могли понять отклонение цвета и внедрять усовершенствования процесса на месте.

Встроенная система предназначена для работы в особых производственных условиях, поэтому окружающий свет, вибрации, скорость вращения полотна и его колебания не влияют на результаты измерений. Система спроектирована так, чтобы в случае обрыва бумаги она отодвигалась от рабочей поверхности для облегчения заправки нового полотна. Как только бумага будет готова к дальнейшей работе, измерительное устройство автоматически поворачивается в положение измерения и начинает выполнять свои функции. Встроенная система также может быть оснащена двумя инструментами для одновременного мониторинга и контроля за обеими сторонами бумаги.

КОГДА ИЗМЕРЯТЬ ЦВЕТ БУМАГИ?

Чаще всего цвет измеряется в конце машины незадолго до намотки бумаги, поскольку там обеспечивается превосходная корреляция с готовым продуктом и результатами лабораторных исследований. При этом, встроенная система также может измерять цветовые параметры на этапе жидкой целлюлозы для раннего предупреждения системы и прокатывания бумаги после секции пресса для лучшей корреляции с бумагой, раскатанной на тонкие слои. Существуют различные причины для измерения цвета на разных этапах производства. На рисунке 1 показано, где в процессе производства бумаги можно устанавливать встроенное устройство по измерению цвета.

1. Измерение цвета в процессе производства жидкой бумаги обеспечивает систему раннего предупреждения еще до того, как целлюлоза поступит в машину. Несмотря на то, что измеренный цвет не будет соответствовать цвету готовой продукции, обнаружение изменения цвета целлюлозы позволяет операторам оперативно внести коррективы до того, как целлюлоза попадет в машину или даже до начала момента самого производства. Использование встроенной системы для контроля цвета на стадии жидкости позволяет сравнивать партии, определять смешение двух материальных потоков, например, вторичного сырья с «чистым» материалом, а также влияние добавленных обрезков и обнаруживать оптические отбеливатели.

2. Измерение цвета на линии перед намоткой идеально подходит при изготовлении тестлайнера, цветной бумаги, тонкой цветной или белой бумаги, картона, декоративной бумаги, бумаги для документов и тонкой бумаги для печати. Измерение цвета готовой бумаги перед намоткой позволяет хорошо коррелировать значения с лабораторными показателями, когда бумага измеряется в пачке. Поскольку система встроенного измерения выполняет анализ только одного слоя, необходимо также измерить показатель непрозрачности для светонепроницамой бумаги и пересчитать на множество слоев, чтобы согласовать указанные данные с лабораторными значениями.
Измерение цвета перед перемоткой также идеально подходит для автоматически регулирующегося управления цветом, поскольку колебания цвета в сырье заканчиваются изменением оттенка в конце работы машины. Встроенная система надежно выявляет даже малейшие отклонения, рассчитывает необходимые меры по их устранению для всех красителей за один шаг и отправляет рассчитанные действия на красильную станцию. Таким образом, цвет в конце машины будет иметь лишь незначительные вариации даже при изменении сырья.

3. Измерение цвета на линии между прессом и сушилкой идеально подходит для прессованной и ламинированной декоративной бумаги. Цвет прессованной бумаги должен точно соответствовать, однако показатель преломления смолы или лака изменит цветовое впечатление от бумаги.

Для ламинированной бумаги встроенная система может измерять влажную бумагу перед сушкой с хорошей корреляцией с готовым продуктом, так как вода в бумаге имеет тот же показатель преломления, что и прессованная бумага. При необходимости повторно окрашенная полоса может быть изготовлена и измерена без повторного ламинирования, что еще больше сокращает переходное время.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВСТРОЕННОЙ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЦВЕТА

Поскольку бумажные фабрики активно вводят цифровизацию технических процессов, встроенные системы измерения цвета предоставляют операторам фабрик информацию о цвете в режиме реального времени, чтобы избежать дорогостоящих ошибок во время производства и повторных переделок. Современные передовые встроенные решения и решения с обратной связью, такие как X-Rite ColorXRA 45 и программное обеспечение ESWin Closed Loop Color Control, обеспечивают более стабильные и согласованные рабочие процессы с цветом, сокращая время запуска и смены оттенка до 50 %, экономя объем использования красителей и сводя к минимуму образование отходов и необходимых переделок, что также помогает экономить энергетические и водные ресурсы для реализации инициатив устойчивого развития.

В среднем при использовании встроенных систем контроля цвета бумажные фабрики получают окупаемость инвестиций в течение 6 месяцев. Это помогает улучшить итоговую рентабельность предприятия, сохраняя гармонию цвета и яркости от лабораторных измерений до целлюлозы, от мокрого листа и до конечного продукта при намотке.

Майкл Сейгер (Michael Saeger) — главный руководитель отдела встроенных измерительных решений компании X-Rite. Возглавляет группу специалистов, которые предоставляют индивидуальные решения для измерения цвета в процессе производства бумаги, пластика, текстиля и автомобильной промышленности. Имеет более чем 25-летний опыт работы в области научных исследований и опытно-конструкторских разработок по измерению цвета, а также в области управления и производства машин.

Другие новости