DE112007002214B4

DE112007002214B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Trocknung einer wärmeempfindlichen, beschichteten oder oberflächengeleimten Faserbahn

Info

Publication number: DE112007002214B4
Application number: DE112007002214.0T
Authority: DE
Inventors: Jouni Haavisto; Olli Niemi; Aleksi Sipilä
Original assignee: Valmet Technologies Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2006-10-03
Filing date: 2007-10-03
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2027-10-04
Also published as: DE112007002214T5; AT509529B1; AT509529A1; FI20065630A0; WO2008040852A1; FI120656B

Abstract

Verfahren zum Trocknen einer wärmeempfindlichen, beschichteten oder oberflächengeleimten Faserbahn (W), in einer zwei oder mehrere, nacheinander angeordneten Trocknungseinheiten (6) aufweisenden Trocknungslinie (1), in deren Verlauf die Temperatur (T) der Faserbahn (W) durch Messeinrichtungen (8) innerhalb der oder unmittelbar nach jeder Trocknungseinheit sowie der Endfeuchtigkeitsgehalt der getrockneten Faserbahn (W) in einer Einrichtung (16) gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungskapazität jeder Trocknungseinheit (6) auf der Basis des Unterschieds zwischen der gemessenen Temperatur (T) und einer vorgegebenen maximalen Temperatur (T) der Faserbahn (W), welche für die jeweilige Trocknungseinheit eingestellt ist, und auf der Basis des gemessenen Endfeuchtigkeitsgehalts der Faserbahn (W) eingestellt wird, um die Temperatur der Faserbahn (W) so zu steuern, dass, wenn die Trocknungskapazität der Trocknungslinie erhöht wird, die Kapazität der Trocknungseinheit (6) erhöht wird, bei der die Bahntemperatur (T) am weitesten von der Temperatur (T) entfernt ist, und/oder dass, wenn die Kapazität der Trocknungslinie verringert wird, die Kapazität der Trocknungseinheit (6) zu verringern, bei der die Bahntemperatur (T) am nächsten zur Temperatur (T) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Trocknung einer Faserbahn, wobei in dem Verfahren die Faserbahn wärmeempfindlich und beschichtet oder oberflächengeleimt ist und in zwei oder mehr Trocknungseinheiten getrocknet wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Insbesondere wenn wärmeempfindliche Produkte getrocknet werden, ist es wichtig, die Temperatur des getrockneten Produkts während des Trocknens zu steuern bzw. kontrollieren. Ein wärmeempfindliches Produkt bezieht sich hierin hauptsächlich auf ein auf Papier oder Pappe bzw. Karton basierendes Produkt, welches leicht mit Wärme reagiert. Wärmeempfindliche Faserprodukte, insbesondere thermische Papiere, werden zum Beispiel in selbstklebenden Etiketten, Kassenbons, Eintrittskarten, Namensschildern und ähnlichen Objekten verwendet. Das Produkt besteht zum Beispiel aus einem oder üblicherweise mehreren unterschiedlichen Schichten einer Papier-
oder Pappebahn, wobei in einem oder mehreren der Schichten Komponenten angeordnet sind, die leicht auf Temperatur reagieren. Wenn die Temperatur auf ein ausreichend hohes Niveau ansteigt, rufen diese Komponenten chemische Reaktionen hervor und als ein Ergebnis werden auf der Oberfläche des Produkts optisch feststellbare Markierungen oder Änderungen in ihrer Farbe oder Dunkelheit gebildet. Eine Art, diese solche Komponenten enthaltenen Schichten anzuordnen, besteht darin, eine Beschichtungsschicht oder Beschichtungsschichten mit einer geeigneten Zusammensetzung auf der Oberfläche der Faserbahn aufzubringen. In ähnlicher Weise können adhäsive Schichten oder Ähnliches auf der Oberfläche der Bahn aufgebracht werden. Diese feuchte Schicht, verdünnt mit einer leicht flüchtigen Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser, muss getrocknet werden, bevor die Faserbahn mit einer Aufrollvorrichtung oder Ähnlichem aufgerollt wird.
Bei der Herstellung eines Produkts, und nun insbesondere während des Trocknungsstadiums, muss zusätzlich zu dem gewünschten letztendlichen Feuchtigkeitsgehalt bzw. Endfeuchtigkeitsgehalt auch die Temperatur der Bahn während des gesamten Trocknungszustands eingestellt und kontrolliert werden. Insbesondere wenn ein besonders wärmeempfindliches Produkt getrocknet wird, können sehr genau definierte Maximalwerte für die Bahntemperatur eingestellt werden. Im Hinblick auf wärmeempfindliche Produkte liegt die Maximaltemperatur typischerweise innerhalb des Bereichs von 45 bis 80°C, noch genauer zwischen 50 bis 65°C.
Die Temperatureinstellung der Bahn ist bislang durch Einstellen der Laufgeschwindigkeit der gesamten Maschine durchgeführt worden. Die Temperatur der Bahn wurde nach dem Trocknen gemessen und wenn herausgefunden wurde, dass die Temperatur der Bahn stark zunimmt, wurde die Verweilzeit der Bahn in jeder einzelnen Trocknungseinheit durch Erhöhen der Laufgeschwindigkeit der Maschine und somit Reduzieren der Wärmeübertragung auf die Bahn verkürzt. Dementsprechend wurde die Temperatur der Faserbahn durch Verringern der Laufgeschwindigkeit der Maschine erhöht. Dieses Einstellverfahren ist jedoch schwierig durchzuführen und sein Einstellprinzip ist unangemessen. Das Ändern der Laufgeschwindigkeit aufgrund des Trocknens erfordert Einstellmaßnahmen in unterschiedlichen Teilen der Maschine und das Betreiben der Maschine auf diesem Einstellprinzip erfordert konstante Aufmerksamkeit. Des Weiteren besteht, weil die erforderlichen Einstellmessungen nur mit einer begrenzten Geschwindigkeit durchgeführt werden, ein kontinuierliches Risiko des Überschreitens der Temperaturgrenzen und somit das Risiko der Beschädigung und des Nutzlosmachens des empfindlichen Produkts. Ein übliches Problem ist auch die Verteilung der Wärmebelastung zwischen den Trocknungseinheiten wenn mehrere Trocknungseinheiten verwendet werden. Auf kalkulatorischer Modellierung basierende Lösungen sind auch vorgeschlagen worden, in welchen ein aus mehreren Einheiten bestehender Trocknungsprozess modelliert und durch Verwenden der entsprechenden Prozessparameter simuliert wird. Basierend auf diesen Modellierungen werden dann die Trocknungskapazitäten von jeder Trocknungseinheit eingestellt. Diese Art der Lösung ist jedoch teuer und schwerfällig und sie ist auch empfänglich für Fehler. Zusätzlich wäre das Einstellen derselben auf mögliche, in der Installation vorgenommene Änderungen umständlich und es handelt sich aus diesem Grund um eine eher unflexible Lösung.
In der DE 39 01 378 A1 sind ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung beschrieben.
Die EP 1 470 412 B1 beschreibt ein Verfahren zum Verarbeiten von Signalen, die durch mehrere Sensoren abgetastet werden. Dabei werden unter anderem Feuchtigkeitsgehalt, Glanz, Farbe, Lehmgehalt, Latexgehalt und ähnliches gemessen.
In der JP H03-108 580 A wird das Messen der Oberflächentemperatur einer thermischen Aufzeichnungsschicht beschrieben.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einige der oben genannten Probleme zu lösen und ein einfaches, zuverlässiges und wirtschaftlich anwendbares Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels welchem das Trocknen der Bahn sowohl mit einer automatisch maximierten Trocknungskapazität als auch auf eine Art und Weise durchgeführt werden kann, welche das Produkt zuverlässiger als bislang vor Beschädigungen schützt.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist durch das gekennzeichnet, was in dem kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs angegeben ist. Die Eigenschaften der Vorrichtung gemäß der Erfindung gehen andererseits aus dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 6 hervor. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung werden mittels Bahntemperatursensoren sowohl der letztendliche Feuchtigkeitsgehalt bzw. Endfeuchtigkeitsgehalt der Faserbahn nach der Trocknungslinie als auch ihre Temperatur in Verbindung mit jeder Trocknungseinheit gemessen und die Kapazität der jeweiligen einzelnen Trocknungseinheiten wird auf der Basis von sowohl der Messergebnisse als auch der eingestellten Werte auf eine solche Art und Weise eingestellt, dass die maximalen Temperaturen, nachfolgend als Grenzwerte bezeichnet, die für die Bahn eingestellt sind, nicht überschritten werden. Der Endfeuchtigkeitsgehalt der Bahn dient vorzugsweise gleichzeitig als eine allgemeine Hauptregelgröße in dem Verfahren. Die Kapazität von einzelnen Trocknern kann nun so eingestellt werden, dass sie automatisch gemäß dem gewünschten Endfeuchtigkeitsgehalt der Bahn eingestellt werden kann und gleichzeitig durch Überwachen der Grenzwerte für die Temperatur in Verbindung mit jeder Trocknungseinheit.
Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung berechnet eine Feuchtigkeitssteuereinrichtung, die zur Berechnung und Einstellung vorgesehen ist, auf der Basis von Messergebnissen und eingestellten Grenzwerten für die Bahntemperatur die Änderungen in den eingestellten Werten, welche zu den Trocknungseinheiten weitergeleitet werden, im Verhältnis zu den gemessenen Bahntemperaturen. Die Temperatur der getrockneten Bahn kann somit nun für jede Trocknungseinheit durch Einstellen der Trocknungskapazität von jedem Trockner wie es erforderlich ist auf der Basis der gemessenen Werte eingestellt werden. Mittels der Erfindung wird ein einfaches und kosteneffektives, aber gleichzeitig auch zuverlässiges Verfahren sowohl zum Steuern der Temperaturen als auch zur effektiveren Durchführung des Trocknens geschaffen.
Die Erfindung wird im Folgenden mittels Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung detaillierter beschrieben, in welcher

1 sehr schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Steuern der Trocknung einer Faserbahn zeigt.

1 zeigt auf sehr schematische Art und Weise eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Trocknen einer Faserbahn W in einer Trocknungslinie 1, welche mehrere, nacheinander angeordnete Trocknungseinheiten 6 aufweist. Die Bahn W wird in einer Beschichtungsvorrichtung 4 beschichtet, in welcher die geeigneten Komponenten zum Erreichen der Eigenschaften, die typisch für ein wärmeempfindliches Produkt sind, auf die untere Schicht der Bahn in der Form einer Beschichtung aufgebracht werden. Um die Bahn zu stützen und die Bahnspannung zu steuern, ist es möglich, Auflagepunkte in der Form von Leitwalzen oder Ähnlichem (nicht dargestellt) zwischen oder in Verbindung mit den Trocknungseinheiten anzuordnen.
Nach oder zusätzlich zu der Trocknungsvorrichtung gemäß der Erfindung können auch andere Trocknungsstufen oder -vorrichtungen verwendet werden. Zusätzlich kann angeführt werden, dass, was die Rückseite der Bahn betrifft, es in Verbindung mit der Erfindung bevorzugt ist, eine separate Anordnung oder eine separate Einheit für dieselbe vorzusehen. In derselben wird hauptsächlich der Bogenverlauf der Bahn durch Hinzufügen einer Flüssigkeit auf die Rückseite gesteuert, welche hauptsächlich aus Wasser und geeigneten Additiven besteht. Nach dieser „Ausrichteinheit“ kann des weiteren eine zusätzliche Trocknung für die Bahn vorgesehen sein, zum Beispiel mittels konventionellem Zylindertrocknen. Diese zusätzliche Ausrüstung oder Einheiten sind in 1 nicht dargestellt.
Die Art und Weise des Aufbringens der Beschichtung oder der Oberflächenleimung ist im Hinblick auf die Erfindung nicht entscheidend und sie ist aus diesem Grund im Folgenden nicht detaillierter beschrieben. Als Beispiele könnten zum Beispiel Vorhangbeschichtung und Filmtransferbeschichtung genannt werden. Es sollte auch festgehalten werden, dass die Bestandteile oder Zusammensetzungen, die die oben erwähnten Eigenschaften eines wärmeempfindlichen Produkts mit sich bringen, bereits in einem früheren Schritt, zum Beispiel in dem Schritt des Bildens der Faserbahn selbst, in der Faserbahn vorgesehen sein können. Oder es können zumindest einige dieser Komponenten bereits in ihrem Herstellungsschritt in der Bahn vorgesehen sein.
In Verbindung mit jeder Trocknungseinheit 6, vorzugsweise unmittelbar nach derselben oder innerhalb derselben, ist eine Bahntemperaturmessung bzw. Messanordnung 8 vorgesehen. Im Prinzip ist eine Messung an einem Punkt ausreichend, aber die Messung kann auch so vorgesehen sein, dass sie über die gesamte Breite der Bahn in der CD-Richtung vorgesehen ist, um die Zuverlässigkeit der Messergebnisse zu verbessern. In dem letzt genannten Fall ist es möglich, eine Einstellung des Quertemperaturprofils der Bahn vorzusehen. Die Temperaturmessung 8 selbst kann zum Beispiel als IR-Messung durchgeführt werden. Eine spezifische Bahntemperaturmessung in der Trocknungseinheit wird am Bevorzugtesten entweder unmittelbar nach dem Trockner 6 oder innerhalb des Trockners selbst ausgeführt. In dem letztgenannten Fall ist es auch möglich, eher die möglicherweise geringfügig höheren Temperaturen der Bahn innerhalb des Trockners selbst als diejenige einer sich bewegenden und gleichzeitig zwischen den Trocknern geringfügig abkühlenden Bahn in Betracht zu ziehen. Eine Bahntemperaturmessung 12 kann auch vor dem ersten Trockner angeordnet sein, insbesondere um den ersten Trockner einzustellen. Um die Einstellung zu erleichtern, ist es auch möglich, vorzusehen, dass die Bahn von einem Trockner zu einem anderen verläuft, während sie thermisch isoliert ist, um Temperaturveränderungen zu minimieren, oder andererseits auch Kühleinrichtungen zum Steuern und Verringern der Temperatur der Bahn zwischen den Trocknern anzuordnen. Zusätzlich ist eine Einrichtung 16 zum Ermitteln oder Messen des Endfeuchtigkeitsgehalts der Faserbahn vorgesehen. Um den Feuchtigkeitsgehalt der Bahn zu ermitteln, kann auch eine Einrichtung 16b sowohl vor der Trocknungslinie 1 als auch in Verbindung mit den Trocknungseinheiten vorgesehen sein. Mittels derselben können sowohl der anfängliche Feuchtigkeitsgehalt der Bahn als auch die Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts in der Trocknungslinie ermittelt werden. Diese Information kann sowohl in einer abgeleiteten bzw. derivativen als auch in einer in Echtzeit ablaufenden Art und Weise zum Einstellen des Trocknungsvorgangs verwendet werden.
Die Informationen werden von den Temperaturmessvorrichtungen 8 zu dem als die tatsächliche Einstellvorrichtung wirkenden Feuchtigkeitssteuergerät 10 übertragen. Auf der Basis der gemessenen Temperaturwerte und des Endfeuchtigkeitswerts der von dem Rahmen 16 erhaltenen Bahn sowie aus den eingegebenen, trocknerspezifischen Maximaltemperaturen der Bahn berechnet das Steuergerät die Kapazitätsanforderung für die Trocknungslinie und die trocknerspezifischen Kapazitäten und die entsprechenden Befehle an die Trockner. Sowohl die Grenzwerte für die Bahntemperatur als auch der Zielwert für den Endfeuchtigkeitsgehalt der Bahn kann an diesem Steuerzentrum 20 in das Feuchtigkeitssteuergerät eingegeben werden. Die Steuergerätelösung kann zum Beispiel mittels Einheitssteuergeräten ausgeführt werden, dies bedeutet als eine Kombination von einzelnen Steuereinheiten oder als eine multivariable Steuereinheit.
Wenn eine wärmeempfindliche Faserbahn getrocknet wird, sind die typischerweise verwendeten Trockner Lufttrockner. Zum Zwecke der Klarheit wird nachfolgend nur die Bezeichnung Trockner verwendet. Die sich auf die Erfindung beziehende Lösung ist jedoch auf keine Weise auf die Verwendung eines Lufttrockners beschränkt, sondern es können auch andere bekannte Vorrichtungen, die zum Trocknen einer Faserbahn verwendet werden können, von Trocknungszylindern bis Strahlungstrocknern, vorstellbar verwendet werden. In diesem Zusammenhang sollte jedoch bemerkt werden, dass das Verfahren gemäß der Erfindung besonders gut zum Einstellen und Kontrollieren bzw. Steuern der Trocknung einer vorhangbeschichteten, wärmeempfindlichen Faserbahn geeignet ist. Das Verfahren gemäß der Erfindung stellt auch besonders bevorzugte Einrichtungen der Prozesssteuerung für die Trocknungsphase zur Verfügung, welche innerhalb des Erstarrungsbereichs stattfindet, was für das Mottling-Phänomen signifikant ist. In diesem Fall sind sowohl die maximale Temperatur der Bahn als auch die maximale Geschwindigkeit des Trocknens signifikant, welche bis zu einem Wert erhöht werden kann, der 60 kg/m²h innerhalb des Erstarrungsbereichs überschreitet. Die Verwendung der Erfindung für die oben genannten Anwendungen ist somit hierin als eine bevorzugte zusätzliche Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
In einem Lufttrockner, in dem heiße Trocknungsluft, überhitzter Dampf oder ein ähnliches gasförmiges Fluid durch Blasen auf die Bahn gerichtet wird, können die verwendeten Steuerparameter entweder die Auslassgeschwindigkeit des Fluids, die Temperatur desselben oder beides sein. Die absolute Feuchtigkeit des Fluids kann auch eingestellt werden, um die Trocknungskapazität einzustellen. Nachfolgend bezieht sich Fluid nur auf Luft.
Gemäß der Erfindung ist das Einstellprinzip auf eine solche Art und Weise vorgesehen, dass die Kapazität eines einzelnen Trockners 6 in Übereinstimmung damit eingestellt wird, wie weit die gemessene Bahntemperatur T_1,1 , die unmittelbar nach dem Trockner 6 an dem Messpunkt 8 gemessen wird, von dem trocknerspezifisch eingestellten Wert T_1,0 der maximalen Temperatur entfernt ist. Wenn der gemessene Wert T₁ dem eingestellten Wert T₀ nahe kommt, wird die Trocknungskapazität des Trockners schrittweise reduziert. Diese Einstellung wird für jeden Trockner durchgeführt. Im gesamten zählt die Einstellung auf einen gewünschten Endfeuchtigkeitsgehalt der Bahn, wobei jedoch gleichzeitig sichergestellt wird, dass die Temperatur der Bahn unterhalb der eingestellten Werte T₀ bleibt, welche während der Trocknungsphase eingestellt werden. Dies stellt sicher, dass die in dem Produkt enthaltenen Bestandteile nicht in der Lage sind, eine frühzeitige Einfärbung oder Verdunkelung des Produkts zu bewirken. Typischerweise ist der eingestellte Wert für die maximale Temperatur T₀ der Faserbahn W für jede einzelne Trocknungseinheit 6 so angeordnet, dass sie innerhalb eines Bereichs von +45 bis +80°C, vorzugsweise von +50 bis +65°C, noch bevorzugter von +50 bis +55°C eingestellt ist.
Im Folgenden wird die Einstellung von dem Gesichtspunkt der einzelnen Trockner betrachtet. Der erste Trockner 6 kann im Prinzip meistens mit annähernd der gesamten Kapazität betrieben werden. Was diesen Trockner anbelangt, kann die Temperatur des verwendeten Trocknungsgases, dies bedeutet hauptsächlich Luft, so vorgesehen sein, dass sie immer sogar so hoch wie 200°C ist. Grundsätzlich wird die Temperatur der Trocknungsluft in den Trocknern 6 in Richtung des Endes der Trocknungslinie verringert. Die im letzten Trockner verwendete Temperatur ist typischerweise bereits unter +100°C, zum Beispiel +80°C. Dasselbe trifft auf die Strömungsraten der Trocknungsluft zu, welche typischerweise in dem Bereich von 40 bis 65 m/s an dem ersten Trockner und 15 bis 30 m/s an dem letzten betragen. Der Endfeuchtigkeitsgehalt der Bahn liegt andererseits typischerweise innerhalb des Bereichs von 2 bis 12 %, am üblichsten zwischen 3 bis 8 %.
Nach dem Ankommen an dem ersten Trockner ist die Temperatur der Bahn typischerweise noch immer gering und der eingestellte Wert der Bahntemperatur nach einem Trockner wird nicht einfach überschritten. Andererseits ist bei der Ankunft an dem zweiten Trockner, der dem ersten Trockner folgt, die Temperatur bereits deutlich näher an der maximal erlaubten Temperatur, dies bedeutet der eingestellte Wert T_2,0 der maximalen Temperatur der Bahn an dem zweiten Trockner. Aus diesem Grund wird an dem zweiten Trockner die Wärmeleistung des Dampfs beschränkt, um eine übermäßige Temperaturerhöhung der Bahn zu verhindern. In den dem ersten Trockner folgenden Einheiten ist die Temperatur des Dampfes typischerweise innerhalb des Bereichs von 130 bis 150°C eingestellt. Das Verfahren gemäß der Erfindung selbst beschränkt jedoch diese Temperaturbereiche in keiner Weise, sondern gibt im Gegenteil die Möglichkeit, höhere Trocknungskapazitäten als vorher und somit breitere Einstellbereiche für die Betriebstemperaturen zu verwenden.
Wenn die Veränderungen der Trocknungskapazitäten für unterschiedliche Trocknungseinheiten berechnet werden, ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Einstellung mit einem Ziel vorgesehen, die Kapazitäten auf die Trockner in einer ausgleichenden Art und Weise zu verteilen, wobei der Unterschied zwischen der gemessenen Temperatur der Bahn und der spezifisch für die jeweilige Trocknungseinheit eingestellte Temperatur in Betracht gezogen wird. Wenn das Ziel darin liegt, die Trocknungskapazität der Gesamttrocknungslinie zu erhöhen, dies bedeutet, dass das Ziel ist, die auf die Bahn übertragene Wärmemenge zu erhöhen, um die Effizienz des Trockners zu erhöhen, besteht das Ziel darin, Kapazität zu dem Trockner zu übertragen, nach welchem die Bahntemperatur T₁ am weitesten von dem eingestellten Wert T₀ der maximalen Temperatur entfernt ist, welche für diesen Trockner vorgeschrieben ist. In ähnlicher Weise wird versucht, die Kapazität eines Trockners, der am nächsten zu seinem eingestellten Wert kommt, entweder konstant zu halten, oder sogar geringfügig zu verringern.
In ähnlicher Weise werden, wenn das Ziel ist, die Trocknungskapazität der Trocknungslinie zu verringern, trocknerspezifische Kapazitäten durch Verringern des überwiegenden Teils der Kapazität des Trockners, nach welchem die gemessene Bahntemperatur am nächsten zu der eingestellten Temperatur liegt, die für diesen Trockner vorgeschrieben ist, reduziert. In ähnlicher Weise wird die Kapazität des Trockners, der am weitesten von seinem eingestellten Wert entfernt liegt, vorzugsweise am wenigsten oder gar nicht verringert.
Offensichtlich wird in sämtlichen der oben genannten Fälle angenommen, dass die gemessene Temperatur T₁ stets geringer als die jeweilige für jeden Trockner eingestellte Temperatur T₀ ist. Falls die gemessene Temperatur die eingestellte Temperatur überschreitet, wird die Kapazität des fraglichen Trockners sofort verringert. Der maximale Wert des Einstellbereichs der gemessenen Temperatur der Bahn und damit die durch die Kapazität der verwendeten Trockner als ein Einstellparameter eingestellte Temperatur ist somit der oben eingestellte Wert, welchen die Bahntemperatur nicht überschreiten sollte.
Falls dann an irgendeinem Trockner die gemessene Temperatur T₁ den eingestellten Wert T₀ für die maximale Temperatur erreicht oder sogar überschreitet, besteht das Ziel grundsätzlich stets darin, die Kapazität eines solchen Trockners sofort zu verringern, und dies auch unabhängig davon, wie die Bahntemperatur in Verbindung mit anderen Trocknern ist.
In dem Verfahren gemäß der Erfindung beeinflussen in Verbindung mit der Einstellung eines Trockners gemachte Messungen offensichtlich den Betrieb der demselben folgenden anderen Trockner aufgrund von Veränderungen in der Bahntemperatur. Um die Einstellung zu verbessern und voranzutreiben, können diese Veränderungen in Betracht gezogen werden. Zum Beispiel, wenn die Kapazität an den ersten Trocknern erhöht wird, beeinflusst die sich daraus ergebende Erhöhung der Bahntemperatur gleichzeitig die Kapazitätsanforderung der folgenden Trockner, weil die Bahntemperatur sich erhöht. Somit verringert sich in diesem Beispiel die Kapazitätsanforderung der nachfolgenden Trockner. Die Grenzen der Trocknungskapazität der Trocknungseinheit, dies bedeutet der minimale und maximale Trocknungskapazitätswert von jeder Trocknungseinheit kann auf dieselbe Art und Weise betrachtet werden. Wenn zum Beispiel die Kapazität des vorhergehenden Trockners bereits in vollem Umfang verwendet wird, wird das Ziel sein, die zusätzlich erforderliche Kapazität durch Einstellen des folgenden Trockners oder durch Erhöhen der Kapazität des vorhergehenden Trockners zur Verfügung zu stellen, wobei offensichtlich der jeweilige, für jeden Trockner eingestellte Bahntemperaturbereich in Betracht gezogen wird.
Das allgemeine Prinzip, das zuvor für den Fall von sowohl Verringern als auch Erhöhen der Kapazität der Trocknungslinie erwähnt wurde, funktioniert in sämtlichen Fällen im Prinzip, aber für die Feineinstellung wird bevorzugterweise zum Beispiel ein kontinuierlicher, iterativer Einstellprozess durchgeführt, mit dem Ziel, eine geeignete Balance zwischen allen Trocknungseinheiten zu finden. Diese Art des Einstellprozesses ist mittels der Anordnung gemäß der Erfindung nun einfach auszuführen.
Ein wesentlicher Unterschied zu dem früheren Verfahren ist aus diesem Grund die Möglichkeit, den gesamten Einstellprozess für die Trocknungslinie auf eine einfache und zuverlässige Art und Weise zu automatisieren. Diese Einstellung wurde früher meist manuell durch Einstellung der Laufgeschwindigkeit der gesamten Maschine auf der Basis des Endfeuchtigkeitsgehalts und der Temperatur der Bahn durchgeführt. Nun kann die gesamte Einstellung unabhängig von der Laufgeschwindigkeit der Maschine und ohne dieselbe in irgendeiner Art und Weise zu beeinträchtigen durchgeführt werden. Gleichzeitig hat dies einen sehr vorteilhaften Effekt auf die Verwendung der Maschine selbst und ihrer Zuverlässigkeit. Die Steueranordnung gemäß der Erfindung ist wiederum einfach und zuverlässig, und zwar sowohl was ihr Arbeitsprinzip als auch ihre Umsetzung anbelangt, und sie fördert somit für ihren Teil die Verbesserung der Betriebszuverlässigkeit des Trocknungsprozesses.
Des weiteren ist es auch möglich, weil die Einstellbarkeit im Allgemeinen merklich verbessert wird, den mit dem Verfahren gemäß der Erfindung ausgestatteten Trocknungsschritt mit einer als eine Online-Vorrichtung wirkenden Trocknungslinie zu verbinden. Das in 1 dargestellte Beispiel bezieht sich auf ein Offline-Produkt, aber das Verfahren kann auch als eine Online-Anwendung eingesetzt werden. Aufgrund ihrer Einstellprinzipien waren frühere Verfahren nur bei Offline-Maschinen anwendbar.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind zusätzlich trocknerspezifische Kühleinrichtungen zum Verringern der Temperatur der Bahn vorgesehen, falls ermittelt wird, dass diese sich auf ein übermäßig hohes Niveau oberhalb der eingestellten Werte erhöht. Zum Kühlen können zum Beispiel das Blasen kalter Luft, das Blasen mit Wasser oder das Richten eines anderen kalten Fluids auf die Bahn oder das Bringen einer kalten Wärmetransferfläche in Kontakt mit der Bahn verwendet werden. Das Kühlen kann entweder einmal oder auch in mehreren Schritten während des Trocknens gemäß der Erfindung ausgeführt werden. Die Einrichtung zum Kühlen der Bahn kann, falls notwendig, in Verbindung mit jeder Trocknungsvorrichtung, möglicherweise auf beiden Seiten der Vorrichtung, vorgesehen sein.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein geeigneter Film oder eine ähnliche Schicht auf der Oberfläche der Faserbahn aufgebracht, mittels welcher entweder die Übertragung von Wärme auf die Bahn wie gewünscht eingestellt werden kann, oder mittels welcher zum Beispiel durch Reibung erzeugte Wärme oder auf die Bahn übertragene Wärme verringert werden kann. Der Film wirkt somit als eine Art von Isolation oder eine die Reibung verringernde Oberfläche und verhindert oder verlangsamt für seinen Teil die übermäßige Erhöhung der Temperatur bei dem Typ von Faserprodukt, bei welchem das Überschreiten der eingestellten maximalen Temperatur dazu führt, dass sich die Eigenschaften des Produkts auf eine spezifische Art und Weise verändern. Diese Art von Film oder andere Schicht kann auf der Oberfläche des Produkts in Verbindung mit der Aufbringung der tatsächlichen Beschichtung oder Oberflächenleimung oder danach aufgebracht werden, entweder vor dem Trocknungsschritt oder teilweise auch während desselben. Diese Art von Schutzfilm kann auch auf die Oberfläche des Produkts nach dem Trockner, auf dem fertig bearbeiteten Produkt aufgebracht werden, um ein unerwünschtes Überschreiten der oben genannten maximalen Temperatur zu verhindern.

Claims

Verfahren zum Trocknen einer wärmeempfindlichen, beschichteten oder oberflächengeleimten Faserbahn (W), in einer zwei oder mehrere, nacheinander angeordneten Trocknungseinheiten (6) aufweisenden Trocknungslinie (1), in deren Verlauf die Temperatur (T₁) der Faserbahn (W) durch Messeinrichtungen (8) innerhalb der oder unmittelbar nach jeder Trocknungseinheit sowie der Endfeuchtigkeitsgehalt der getrockneten Faserbahn (W) in einer Einrichtung (16) gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungskapazität jeder Trocknungseinheit (6) auf der Basis des Unterschieds zwischen der gemessenen Temperatur (T₁) und einer vorgegebenen maximalen Temperatur (T₀) der Faserbahn (W), welche für die jeweilige Trocknungseinheit eingestellt ist, und auf der Basis des gemessenen Endfeuchtigkeitsgehalts der Faserbahn (W) eingestellt wird, um die Temperatur der Faserbahn (W) so zu steuern, dass, wenn die Trocknungskapazität der Trocknungslinie erhöht wird, die Kapazität der Trocknungseinheit (6) erhöht wird, bei der die Bahntemperatur (T₁) am weitesten von der Temperatur (T₀) entfernt ist, und/oder dass, wenn die Kapazität der Trocknungslinie verringert wird, die Kapazität der Trocknungseinheit (6) zu verringern, bei der die Bahntemperatur (T₁) am nächsten zur Temperatur (T₀) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eingestellte Wert (T₀) der maximalen Temperatur der Faserbahn (W) für jede Trocknungseinheit (6) innerhalb des Bereichs von +45 bis +80°C, vorzugsweise innerhalb des Bereichs von +50 bis +65°C, noch bevorzugter innerhalb des Bereichs von +50 bis +55°C festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Faserbahn (W) an einer oder zwei Stufen während des Trocknens verringert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Trocknungsvorrichtung in einer oder mehreren Trocknungseinheiten (6) ein Lufttrockner verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung mittels Einheitssteuergeräten und/oder als multivariable Steuerung durchgeführt wird.
Vorrichtung zum Trocknen einer wärmeempfindlichen, beschichteten oder oberflächengeleimten Faserbahn (W), mit einer zwei oder mehrere, nacheinander angeordnete Trocknungseinheiten (6) aufweisenden Trocknungslinie (1), mit innerhalb der oder unmittelbar nach jeder Trocknungseinheit (6) angeordneten Messeinrichtungen (8) zum Messen der Temperatur (T₁) der Faserbahn (W) sowie einer Einrichtung (16) der Trocknungslinie zum Messen des Endfeuchtigkeitsgehalts der getrockneten Faserbahn (W), dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungskapazität jeder Trocknungseinheit (6) dafür vorgesehen ist, auf der Basis des Unterschieds zwischen der gemessenen Temperatur (T₁) und einer vorgegebenen maximalen Temperatur (T₀) der Faserbahn (W), welche für die jeweilige Trocknungseinheit eingestellt ist, und auf der Basis des gemessenen Endfeuchtigkeitsgehalts der Faserbahn (W) eingestellt zu werden, um die Temperatur der Faserbahn (W) so zu steuern, dass, wenn die Kapazität der Trocknungslinie verringert wird, die Kapazität der Trocknungseinheit (6) zu verringern, bei der die Bahntemperatur (T₁) am nächsten zur Temperatur (T₀) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer oder mehreren Trocknungseinheiten (6) ein Lufttrockner als die Trocknungsvorrichtung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Einstelleinrichtungen Einheiten, Steuergeräte und/oder ein multivariables Steuerungsgerät vorgesehen sind.