DE4133439A1 - Verfahren zur kontinuierlichen messung der dynamischen wasserretention einer beschichtung auf einem vorbeilaufenden traeger und insbesondere auf einem blatt papier - Google Patents
Verfahren zur kontinuierlichen messung der dynamischen wasserretention einer beschichtung auf einem vorbeilaufenden traeger und insbesondere auf einem blatt papierInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur konti
nuierlichen Messung der dynamischen Wasserretention
einer Flüssigkeit, die das Element bildet, welches eine
Beschichtung auf einem Träger beim Vorbeiziehen vermit
telt. Insbesondere betrifft sie die Messung der physi
kalischen Größe der sogenannten dynamischen Wasserre
tention der auf einem Blatt Papier in Abflußrichtung
abgelagerten Schicht, insbesondere nach dem Gautschen.
Üblicherweise benutzt man in der Herstellung von Papier
einen Verfahrensschritt der oberflächlichen Beschich
tung des Blattes Papier, um seine Eigenqualitäten zu
verbessern. Diese Beschichtung wird in bekannter Weise
durch die Ablagerung einer Verbindung zur Beschichtung
bewirkt, die ebenfalls Beschichtung oder Gautschen
genannt wird, auf dem sich in Bewegung befindlichen
Blatt Papier. Dieses Gautschen besteht üblicherweise
aus einer Phase der Vorbeschichtung und der Satinage
oder des Abstreifens der Verbindung zur Beschichtung,
um über die gesamte Maschinenbreite eine Schichtdicke
auf dem Blatt Papier zu erhalten, die so konstant wie
möglich ist. Diese Schritte der Vorbeschichtung und
Satinage sind besonders schwierig und verlangen eine
Festlegung der sie regelnden Parameter in einer höchst
genauen Weise, wenn man ein Papier von hoher Qualität
erhalten will.
Diesen Schritten folgt eine Trocknungsphase, die dazu
dient, nach dem Gautschen das Wasser als Träger der
Beschichtung zu eliminieren. Diese Trocknungsphase
erweist sich als relativ schwierig, da eine Vielzahl
von Parametern zu beachten sind, um ein Blatt Papier
von guter Qualität zu erhalten. Insbesondere ist die
Trocknungstemperatur des Systems sowie die Strecke, auf
der das Blatt Papier im Ablauf der Trocknung unter
worfen wird, mit anderen Worten seine Dauer, von grund
sätzlicher Bedeutung, um ein Papier von hoher Qualität
zu erhalten. Das Durchführen der Trocknung in der
kontinuierlichen Fertigung hängt von dem Gewicht der
Schicht, der Trockenphase und der benutzten Grundstoffe
ab. Die Produktqualität nach der Trocknung könnte
verbessert werden, wenn, bevor das Material ihr unter
worfen wird, man warten könnte, bis daß die Gesamtheit
des die Beschichtung enthaltenden Wassers durch die
Kapillarität in den mehr oder weniger absorbierenden
Träger gewandert ist. Wenn ein solches Resultat erhal
ten werden könnte, wäre die feuchte Phase genug verfe
stigt, um ein energisches Trocknen zu gestatten, wel
ches nicht zu einer Wanderung der Bestandteile führen
würde.
In der Praxis wird beim kontinuierlichen Herstellen die
Trocknung ab dem Ausgang des Kopfstückes der Beschich
tungseinheit durchgeführt. Man kann drei Phasen in dem
Trocknungsprozeß unterscheiden: die Drainage, die
Verfestigung und das Ausscheiden des residuellen Was
sers. Jede dieser Phasen muß mit Präzision kontrolliert
werden, um eine Wanderung der verschiedenen Bestand
teile zu unterbinden.
Daraus erklärt sich, daß es von höchstem Interesse ist,
diese Parameter mit hoher Präzision zu kennen, um die
Trocknung zu beherrschen. Aber es ist festgestellt
worden, daß sie im wesentlichen von der dynamischen
Wasserretention des Systems Beschichtung/Träger ab
hängt, mit anderen Worten, von der Kapazität eines
Blattes Papier oder eines anderen Trägers mehr oder
weniger schnell das Wasser zu absorbieren, nachdem es
einer Phase des Gautschens oder der Beschichtung unter
worfen worden ist. Von der Kenntnis dieser Größe hängt
die Feststellung der Parameter zum Einstellen der
Trocknungsphase und damit der endgültigen Qualität des
erhaltenen Papiers ab. Außerdem hängt diese Größe
ebenfalls ab von:
- - der Anwendungsart von flüssiger Substanz während des Gautschens;
- - und von der Menge der flüssigen Substanz, die während des Gautschens abgelagert wird.
Bis zu diesem Tag ist eine der am häufigsten verwen
deten Methoden, um diese Größe zu bestimmen, das Ver
fahren von S.D. Warren. Dieses statische Verfahren
besteht darin, ein schwammiges Normal auf der Gaut
schenverbindung, die man analysieren möchte, aufzustel
len, auf dem man Kaliumpermanganat (KMnO4) in Kristall
form anordnet. Man bestimmt dann die Zeitdauer, bis
sich das Permanganat rot verfärbt. Diese Zeitdauer
gestattet es, die statische Wasserretention zu ermit
teln, die für die benutzten Komponenten charakteri
stisch ist. Aber diese statische Methode gestattet es
von ihrer Konzeption her nicht, diese Größe direkt auf
dem Träger zu messen, der dazu vorgesehen ist, die
Beschichtung aufzunehmen. Sie kann daher nicht an der
Herstellungsstelle eingesetzt werden, während die
Beschichtung des Papierträgers nach einer der verschie
denen Beschichtungsverfahren mit einer der verschiede
nen Arten der Beschichtung durchgeführt wird. Außerdem
benutzt das statische Verfahren eine beträchtliche
feuchte Schichtdicke, die ohne Zusammenhang mit den im
industriellen Einsatz benutzten Schichten steht. Daher
liefert sie nur vergleichbare relative Resultate zwi
schen verschiedenen Beschichtungsformeln.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfin
dung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen,
das es gestattet, kontinuierlich und am Herstellungsort
den Wert der dynamischen Wasserretention einer aufge
brachten Schicht auf einem Papierträger zu ermitteln.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, durch Analyse
desselben Wertes das Gewicht der feuchten Schicht
festzustellen, mit anderen Worten, die Gesamtmenge der
feuchten Schicht pro Quadratmeter an beschichtendem Pa
pier mit dem Ziel festzustellen, die Trocknungsbedin
gungen sowie die Beschichtungsbedingungen zu optimie
ren.
Dieses Verfahren zur kontinuierlichen Messung der
dynamischen Retention einer Flüssigkeit in einem mit
konstanter Geschwindigkeit ablaufenden Träger, und
insbesondere in einem Blatt Papier nach der Ablagerung
einer Beschichtungsschicht eines flüssigen Materials
auf diesem Träger, ist dadurch gekennzeichnet, daß es
die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
- - Aussenden eines Wellenzuges mit bekanntem Fre quenzspektrum in irgendeiner Ebene in bezug auf die Richtung des Ablaufens des Trägers und unter einem anderen Einfallswinkel als der Normalen zu der Ebene, die durch den besagten Träger definiert wird, und in einem Abstand d zwischen 0 und 2 Metern von dem Be schichtungsbereich des Trägers,
- - Auffangen, in dieser selben Ebene, der Signale des vom Träger reflektierten Wellenzuges,
- - Ermitteln einer für die Menge der abgelagerten, feuchten Schicht repräsentativen Größe aus den aufge fangenen Signalen,
- - Wiederholen jeder Messung in einem Abstand d′, der größer als der Abstand d der ersten Messung aber kleiner als ein Abstand ist, der zwischen 2 und 20 Metern von dem Beschichtungsbereich entfernt liegt, um den Wert derselben Größe zu ermitteln, um in zeitlicher Abhängigkeit dessen Veränderung unter Zugrundelegung einer konstanten Ablaufgeschwindigkeit des Trägers zu ermitteln, und
- - Ableiten der mittleren Steigung aus dieser Verän derung, die für die Eindringgeschwindigkeit der Flüs sigkeit in den besagten Träger und damit für die ge suchte dynamische Retention der Flüssigkeit in dem Träger repräsentativ ist.
Mit anderen Worten besteht die Erfindung darin, an zwei
verschiedenen Punkten des vorbeilaufenden beschichteten
Trägers im Fabrikationsgang einen für die Menge der
beschichtenden feuchten Schicht repräsentativen Wert zu
ermitteln und einen Brillanzwert der feuchten Oberflä
che festzustellen, um aus diesen Werten und in bekann
ter Weise die dynamische Retention einer Flüssigkeit
und insbesondere von Wasser zu ermitteln.
Unter "Brillanz-Index" oder "Brillanzwert" versteht man
üblicherweise einen Wert, der für die Oberfläche der
feuchten Schicht im Bezug auf den Wassergehalt und auf
das insgesamt abgelagerte Gewicht auf dem Papierträger
kennzeichnend ist. Die Brillanz der Oberflächen ist
eine normalisierte Größe, die entsprechend vorgegebenen
ebenfalls normalisierten Einfallswinkeln gemessen wird.
Eine Brillanzreferenzfläche, wie poliertes Glas, be
sitzt definitionsgemäß eine Brillanz von 100%.
Die Brillanz entspricht der gemessenen Energie in bezug
auf den Raumwinkel eines reflektierten Strahls, z. B.
von 75° in bezug auf die Normale auf den beschichteten
Träger, von dem man diese bestimmte Größe bestimmen
will, wobei dieser Raumwinkel durch den Schnitt mit der
Ebene begrenzt wird, der einerseits die Erzeugende des
besagten Raumwinkels und andererseits eine der Senk
rechten auf dem Träger aufweist, die einen Konus mit
plus oder minus 2,5° von der besagten Erzeugenden
bildet. Diese Brillanz ist in bezug auf das Referenz-
normal poliertes Glas definiert. Man erhält üblicher
weise eine Gauß′sche Glockenkurve.
Man kann nun eine gewisse Anzahl von nicht normalisier
ten Größen definieren, die mit der Brillanz korellie
ren, die z. B. mit der Höhe der Glockenkurve, ihrer
Breite bei halber Höhe usw. definiert sind.
Unter Brillanzwert versteht man irgendeine unter diesen
gewählten Größen, die gemessen wird und auf das Refe
renznormal poliertes Glas bezogen wird, für welches der
Referenzwert 100% angenommen wird.
Üblicherweise ist der Abstand d der ersten Messung des
Brillanzwertes ungefähr einen Meter von den Beschich
tungsköpfe entfernt, wohingegen die zweite Messung in
einem Abstand d′ von mindestens 2 Metern oder 2,5
Metern von diesen Beschichtungsköpfen durchgeführt
wird. Denn wenn die erste Messung in einem kleineren
Abstand als diesem Abstand d durchgeführt wird, ist das
erhaltene Signal gesättigt, d. h. der erhaltene Brill
anzwert entspricht einem Maximalwert, der von der sehr
hohen Menge von noch in der Oberfläche enthaltenem
Wasser bei diesem Abstand von den Beschichtungsköpfen
herrührt. Wenn dagegen der Abstand d 20 Meter über
schreitet, ist, falls keine an Wasser sehr reiche Be
schichtung benutzt wird, fast die gesamte Menge des in
der flüssigen Beschichtungsphase enthaltenen Wassers
durch den Träger absorbiert, insbesondere durch das
Blatt Papier, wodurch das Signal des Brillanzwertes
klein wird und daher nicht mehr auswertbar ist. Wenn
dagegen der Abstand d kleiner als 2 Meter wird und wenn
die Ablaufgeschwindigkeit des Trägers hoch ist, verrin
gert sich die Präzision der zweiten Messung der dynami
schen Retention aufgrund der zu großen Nähe der beiden
Messungen, wodurch sich eine eher zufallsabhängige
Steigung ergibt.
Die Art, in der die Erfindung realisiert werden kann,
und die aus ihr herrührenden Vorteile werden in der
folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beige
fügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Meßprin
zipes gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Meßein
richtung gemäß der Erfindung, und
Fig. 3-7 graphische Darstellungen entsprechend be
stimmter Meßbeispiele.
Gemäß der Erfindung werden die Messungen im sichtbaren
oder infraroten Wellenlängenbereich durchgeführt. Dies
ist unter Zuhilfenahme einer Einrichtung möglich, die
von der Lipke GmbH vertrieben wird und die in der Fig.
1 schematisch dargestellt ist. Eine Lumineszenzdiode 1
erhellt in gleichförmiger Weise einen Linearspalt 2 mit
einer Wellenlänge, die dem sichtbaren Bereich oder dem
Infrarot zugeordnet ist. Das Bild dieser Diode 1 wird
im Unendlichen in üblicher Weise mit der Hilfe einer
Sammellinse 3 abgebildet. Die parallelen Lichtstrahlen
werden in Richtung des ablaufenden Blattes Papier 4 in
einem Winkel von ungefähr 75° in bezug auf die Normale
auf das Blatt eingestrahlt, üblicherweise mit Hilfe
eines Planspiegels 5. Die mit einem Spiegel 6 aufgenom
menen reflektierten Strahlen werden mit Hilfe einer
Sammellinse 7 auf einer Photodiodenmatrix 8 abgebildet,
die in dem betrachteten Wellenlängenabschnitt empfind
lich ist und daher geeignet ist, das Lichtbündel zu
analysieren und nach geeigneter Behandlung den
Brillanzwert zu ergeben.
Diese selbe Messung wird mit Hilfe einer weiteren
Einrichtung dieser Art in drei Meter Entfernung von den
Beschichtungsköpfen durchgeführt, um einen anderen Wert
derselben Größe, nämlich des Brillanzwertes, zu ermit
teln. In dieser Weise erhält man eine für den Brillanz
wert repräsentative Kurve in einem vorgewählten Maßstab
in Abhängigkeit von der Wurzel aus der Zeit und unter
Berücksichtigung der konstanten Ablaufgeschwindigkeit
des Blattes. Man erhält einen Geradenabschnitt, dessen
Steigung der mittleren Geschwindigkeit des Eindringens
des Wassers der Beschichtungsschicht auf dem Blatt
Papier für ein gegebenes Gewicht der Beschichtung und
der Trockenmasse entspricht. Umso größer diese Steigung
ist, umso mehr neigt das Papier dazu, das Wasser,
welches in dem Beschichtungsmaterial enthalten ist, zu
absorbieren und umso schwächer ist die dynamische Was
serretention. In Korellation dazu ergibt sich, daß,
umso schwächer die Steigung ist und umso länger es
braucht, bis die Gesamtheit des Wassers von dem Träger
absorbiert ist, desto größer ist die dynamische Wasser
retention. Die dynamische Wasserretention ist invers
proportional zur Steigung der betrachteten Kurven.
Dieser Wert geht beim Regeln des Trocknungsbereichs
ein, insbesondere bei den Parametern wie der Temperatur
und der Dauer der Trocknung. Außerdem gestattet es das
Wissen um diesen Wert, auf die Zusammensetzung der
Beschichtungsschicht sowie der Regelung der Beschich
tungsköpfe einzuwirken. Entsprechend den Regelungen,
den benutzten Ausgangsmaterialien oder nach den benutz
ten Beschichtungsverfahren ergibt sich, daß, umso mehr
die feuchte Schicht an der Oberfläche ist, desto größer
ist das erhaltene Signal. Auf einem nicht absorbieren
den Träger ist die Sättigung mit einem Gewicht der
feuchten Schicht von nur 5 g/qm leicht erreicht. Dage
gen ist auf einem absorbierenden Träger ein Gewicht der
feuchten Schicht von 30 bis 40 g/qm notwendig, um das
Signal zu sättigen. Nach dem Druck in den Beschich
tungsköpfen wird daher die Beschichtung mehr oder
weniger auf die Oberfläche aufgetragen, womit sich die
Möglichkeit ergibt, der feuchten stirnseitigen Grenze
der Oberfläche am Ausgang der Beschichtungsköpfe zu
folgen.
In der Fig. 2 ist das Prinzipschema des Verfahrens
gemäß der Erfindung beschrieben. Beim Ausgang aus dem
Beschichtungsbereich 9, an dem die Beschichtung des
Trägers 4 durchgeführt wird, wird eine erste Messung
mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Einrichtung
durchgeführt. Eine zweite Messung wird mit Hilfe einer
analog aufgebauten Vorrichtung in ungefähr 3 Meter Ent
fernung von dem Beschichtungsbereich durchgeführt. Ein
oder mehrere Trockenbecken 10 können zwischen den
beiden Meßvorrichtungen eingefügt werden, um die Kine
tik des Trocknens mit und ohne thermischen Fluß zu ver
folgen.
Die so erhaltenen Werte gestatten es, den Anteil des
Gewichts der feuchten Schicht zu erhöhen, nämlich die
Gesamtmenge des abgelagerten Materials pro Flächenein
heit des ablaufenden Papiers. Denn, wenn wie oben
bereits beschrieben, ist der Brillanzwert eine Funktion
der Materialmenge, die auf die Oberfläche des ablaufen
den Blatt Papiers aufgetragen ist. Umso großer dieser
Brillanzindexwert ist, desto größer ist die Menge des
auf dem ablaufenden Blatt aufgebrachten Materials.
Daher kann man den Wert des Brillanzwertes und die
Menge des abgelagerten Materials, also das Gewicht der
feuchten Schicht, korellieren. Man erhält aber beim
Hinausgehen über einen gewissen Wert hinaus, daß das
erhaltene Signal in Sättigung geht. In dem Fall, in dem
nur ein Wasserfilm auf der nicht absorbierenden Ober
fläche abgelagert wird, ist die Sättigung des Signals
bei einem Wert von 5 Gramm je Quadratmeter erreicht.
Daher ist es möglich, die Beschichtungsbedingungen zu
optimieren, um einen möglichst hohen Brillanzwert zu
erhalten.
Die nun folgenden Beispiele erläutern das Verfahren
gemäß der Erfindung.
Es wird ein Trägerblatt verwendet, welches aus appre
tiertem maschinenglatten Holz stammt, mit einem Gewicht
von 50 g/m2, dessen Beschichtung auf der Filzseite
aufgetragen wird. Dabei wird einerseits das Mittel
eines Rollenapplikators voller Maschinenbreite und mit
einer Einrichtung von Beschichtungsköpfen oder anderer
seits ein System eingesetzt, das in der Papierindustrie
üblicherweise mit der englischen Bezeichnung "Short
Dwell Time Applicator" (SDTA), im folgenden kurz Short
Dwell genannt, bezeichnet ist, und mit den gleichen Be
schichtungsköpfen versehen ist. Welches auch die ver
wendete Beschichtungsvorrichtung ist, die Menge an
abgelagerter Trockensubstanz liegt in der Größenordnung
von 10 g/m2 für die Beispiele 1 bis 3 und ist im Bei
spiel 4 veränderlich.
Die Zusammensetzung der Beschichtungsmasse besteht aus
einem Gemisch aus 100 Gewichtsteilen KAOLIN, das unter
dem Warenzeichen SPS von E.C.C.I. vertrieben wird, und
aus 12 Gewichtsteilen künstlichem Gummi, welches auf
dem Markt unter dem Warenzeichen LATEX SB023 (Rhône-
Poulenc) erhältlich ist.
Unter Bezugnahme auf die in der Fig. 3 dargestellten
Kurven, die für die Veränderung des Brillanzwertes in
Abhängigkeit von der Wurzel aus der Zeit kennzeichnend
sind und einem Prozentanteil von 60% Trockensubstanz
in der Beschichtungsmasse entsprechen, erhält man Werte
für das Eindringverhalten von Wasser direkt aus den
Steigungen 42 für ein Vorbeschichten durch Rolle und
von 14 für eine Beschichtung mit dem Short Dwell Ver
fahren, aus dem sich jeweils eine dynamische Wasserre
tention von:
ergibt.
Man stellt weiter fest, daß die feuchte Schicht sich
bei einer Beschichtung durch eine Rolle eher in der
Oberfläche befindet, wenn man das höhere Signal des
ersten Detektors betrachtet.
Es wird als Beschichtungsmasse von einem Gemisch aus
100 Gewichtsanteilen KAOLIN, aus 6 Gewichtsanteilen
LATEX SB023 und aus 6 Gewichtsanteilen Stärke ausgegan
gen.
Die nun erhaltenen Kurven sind in den Fig. 4 und 5
dargestellt. Man ermittelt Eindringungswerte für das
Wasser aus den Steigungen und man erhält hieraus für
die Fälle eines Prozentanteils an Trockensubstanz von
60% und von 56% 31 und 11 für die Verfahren der
Beschichtung durch Vorbeschichtung durch Rolle und 33
und einen Wert von fast 0 für das Short Dwell Verfah
ren, aus denen sich jeweils eine dynamische Wasserre
tention von 3,2, 9,1 und 3 ergibt.
Man erhält daher eine dynamische Wasserretention, die
für einen Anteil an Trockensubstanz von 56% im Ver
hältnis zu den 60% von derselben Trockensubstanz sehr
hoch ist.
Das Gemisch der Beschichtungsmasse ist ein Gemisch aus
100 Gewichtsanteilen Kalziumkarbonat, welches zermahlen
und unter dem Warenzeichen CARBITAL 90 (ECCI) verkauft
wird, und aus 10 Gewichtsanteilen LATEX SB023.
Man erhält nun für einen Prozentanteil von 60% Troc
kensubstanz in der Beschichtungsmasse die in der Fig. 6
dargestellte Kurve, die dann den gesuchten Wasserein
dringungsindex ergibt. Man erhält einen Wert von 22
für eine Beschichtung durch die Vorbeschichtung mit
Rolle und einen Wert von 47 durch das Short Dwell
Verfahren, aus denen sich jeweils dynamische Wasserre
tentionswerte von 4,5 und 2,1 ergeben.
Diese verschiedenen Messungen gestatten es außerdem, zu
zeigen, daß umso höher der Anteil von Trockensubstanz
im Beschichtungsbad oder in der Beschichtungsmasse ist,
desto kleiner ist der gemessene Brillanzwert, woraus
sich die Rolle des Wassers in der Messung dieses Index
bestätigt. In Korellation dazu ergibt sich, daß umso
größer dieser Prozentanteil ist, und umso größer der
Eindringungsindex des Wassers für einen gegebenen
Träger ansteigt, desto kleiner ist die sich ergebende
dynamische Wasserretention.
Das Gemisch der Beschichtungsmasse ist ein Gemisch aus
100 Gewichtsanteilen KAOLIN (SPS) und aus 12 Gewichts
anteilen LATEX SB023.
Man erhält für einen Anteil von 60% Trockensubstanz in
der Beschichtungsmasse die in der Fig. 7 dargestellten
Kurven, aus denen sich der gesuchte Wassereindringungs
index ergibt. Man erhält einen Wert von 42 für 10 g/m2
Trockensubstanz. Man erhält denselben Wert für 14 g/m2
Trockensubstanz (sich daraus ergebende dynamische
Wasserretention: 2,4).
Die verschiedenen Messungen gestatten es daher, zu
zeigen, daß umso größer das Gewicht der Trockenmasse
ist, desto größer ist der Brillanzwert, wobei die
dynamische Wasserretention gleich bleibt.
Man stellt fest, daß man mit dem Verfahren gemäß der
Erfindung andauernd und kontinuierlich die dynamische
Wasserretention eines Beschichtung/Trägersystems er
mitteln kann. Dies gestattet es, die verschiedenen
Parameter sowohl der Beschichtung als auch der Trock
nung zu modulieren, was man bis jetzt nicht konnte. Es
genügt z. B., die Meßvorrichtung mit einer Verarbei
tungseinheit, z. B. aus einem Tischcomputer mit einem
Rechenprogramm, zu verbinden, welches sofort die ge
suchten Werte und insbesondere die Steigung der Kurven,
die sich aus den Messungen ergeben, ermitteln kann.
Diese Art von Programm ist weit verbreitet, so daß es
nicht notwendig ist, dessen Inhalt hier weiter im
Detail zu beschreiben.
Claims (6)
1. Verfahren zum kontinuierlichen Messen der Reten
tion einer Flüssigkeit in einem mit konstanter Ge
schwindigkeit ablaufenden Träger (4), und insbesondere
in einem Blatt Papier nach der Ablagerung (9) einer
Beschichtungsschicht eines flüssigen Materials auf
diesem Träger, dadurch gekenn
zeichnet, daß es die folgenden Verfahrensschrit
te aufweist:
- - Aussenden eines Wellenzuges (1, 2, 3) mit bekann tem Frequenzspektrum in irgendeiner Ebene in bezug auf die Richtung des Ablaufens des Trägers (4) und unter einem anderen Einfallswinkel als der Normalen zu der Ebene, die durch den besagten Träger definiert wird, und in einem Abstand d zwischen 0 und 2 Metern von dem Beschichtungsbereich (9) des Trägers,
- - Auffangen (7, 8), in dieser selben Ebene, der Signale des vom Träger (4) reflektierten Wellenzuges,
- - Ermitteln einer für die Menge der abgelagerten, feuchten Schicht repräsentativen Größe aus den aufge fangenen Signalen,
- - Wiederholen jeder Messung in einem Abstand d′ der größer als der Abstand d der ersten Messung aber kleiner als ein Abstand ist, der zwischen 2 und 20 Metern von dem Beschichtungsbereich entfernt liegt, um den Wert derselben Größe zu ermitteln, um in zeitlicher Abhängigkeit dessen Veränderung unter Zugrundelegung einer konstanten Ablaufgeschwindigkeit des Trägers zu ermitteln, und
- - Ableiten der mittleren Steigung aus dieser Verän derung, die für die Eindringgeschwindigkeit der Flüs sigkeit in den besagten Träger und damit für die ge suchte dynamische Retention der Flüssigkeit in dem Träger repräsentativ ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Frequenz des Wellenzuges im sichtbaren und
im infraroten Wellenlängenbereich liegt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, da
durch gekennzeichnet, daß die gemessene Größe ein
Brillanzwert des beschichteten Trägers beim Trocknen
ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß das Ausstrahlen der zwei
Wellenzüge in einer Ebene geschieht, die sich recht
winklig zur Ablaufrichtung des Trägers und rechtwinklig
zum Träger selbst erstreckt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß der Abstand d′ der den Be
schichtungsort des Trägers von der ersten Messung
trennt, 1 Meter beträgt und daß der Abstand d′, der den
Abstand des Beschichtungsortes des Trägers von der
zweiten Messung trennt, 3 Meter beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Berechnun
gen, die bei der Bestimmung der gesuchten dynamischen
Retention der Flüssigkeit durchgeführt werden, durch
einen Tischcomputer realisiert werden, der durch ein
geeignetes Rechenprogramm gesteuert wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR9012774A FR2667940B1 (fr) | 1990-10-11 | 1990-10-11 | Procede pour mesurer en continu la retention d'eau dynamique d'une enduction sur un support en defilement et notamment sur une feuille de papier. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914133439 Withdrawn DE4133439A1 (de) | 1990-10-11 | 1991-10-09 | Verfahren zur kontinuierlichen messung der dynamischen wasserretention einer beschichtung auf einem vorbeilaufenden traeger und insbesondere auf einem blatt papier |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
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FR (1) | FR2667940B1 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998028490A1 (de) * | 1996-12-20 | 1998-07-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und vorrichtung zur prozessführung bei der herstellung von papier |
WO1998044201A1 (de) * | 1997-03-27 | 1998-10-08 | Voith Sulzer Papiermaschinen Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum beschichten einer laufenden materialbahn, insbesondere aus papier oder karton, mit flüssigem oder pastösem auftragsmedium, verfahren zur herstellung einer gestrichenen warenbahn |
EP0902269A2 (de) * | 1997-07-30 | 1999-03-17 | Basf Aktiengesellschaft | Verfahren zur Bestimmung der Immobilisierung kolloider Beschichtungsdispersionen |
DE19801140A1 (de) * | 1998-01-14 | 1999-07-15 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Vorrichtung zum direkten oder indirekten Auftrag eines flüssigen bis pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Materialbahn sowie Betriebsverfahren für eine solche Vorrichtung |
DE19823695A1 (de) * | 1998-05-27 | 1999-12-02 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Verfahren und Meßgerät zur quantitativen Erfassung von Inhaltsstoffen |
DE19844927A1 (de) * | 1998-09-30 | 2000-04-06 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Meßsystem |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6805899B2 (en) | 2002-01-30 | 2004-10-19 | Honeywell International Inc. | Multi-measurement/sensor coating consolidation detection method and system |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8325691D0 (en) * | 1983-09-26 | 1983-10-26 | Wiggins Teape Group Ltd | Measuring water content |
FI71020C (fi) * | 1985-07-04 | 1986-10-27 | Keskuslaboratorio | Foerfarande foer att foelja pappers pigmentpaolaeggnings stelningsprocess |
DE3638932A1 (de) * | 1986-11-14 | 1988-05-26 | Kaemmerer Gmbh | Verfahren zur messung von beschichtungsmengen, insbesondere von silikon-beschichtungen auf papier oder kunststoffolie |
US4957770A (en) * | 1989-01-27 | 1990-09-18 | Measurex Corporation | Coating weight measuring and control apparatus and method |
-
1990
- 1990-10-11 FR FR9012774A patent/FR2667940B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-10-09 DE DE19914133439 patent/DE4133439A1/de not_active Withdrawn
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998028490A1 (de) * | 1996-12-20 | 1998-07-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und vorrichtung zur prozessführung bei der herstellung von papier |
WO1998044201A1 (de) * | 1997-03-27 | 1998-10-08 | Voith Sulzer Papiermaschinen Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum beschichten einer laufenden materialbahn, insbesondere aus papier oder karton, mit flüssigem oder pastösem auftragsmedium, verfahren zur herstellung einer gestrichenen warenbahn |
EP0902269A3 (de) * | 1997-07-30 | 2000-01-12 | Basf Aktiengesellschaft | Verfahren zur Bestimmung der Immobilisierung kolloider Beschichtungsdispersionen |
EP0902269A2 (de) * | 1997-07-30 | 1999-03-17 | Basf Aktiengesellschaft | Verfahren zur Bestimmung der Immobilisierung kolloider Beschichtungsdispersionen |
DE19801140A1 (de) * | 1998-01-14 | 1999-07-15 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Vorrichtung zum direkten oder indirekten Auftrag eines flüssigen bis pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Materialbahn sowie Betriebsverfahren für eine solche Vorrichtung |
EP0930396A2 (de) * | 1998-01-14 | 1999-07-21 | Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Auftrag eines flüssigen bis pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Materialbahn |
EP0930396A3 (de) * | 1998-01-14 | 2000-05-03 | Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Auftrag eines flüssigen bis pastösen Auftragsmediums auf eine laufende Materialbahn |
US6171642B1 (en) | 1998-01-14 | 2001-01-09 | Voith Sulzer Papiertechnik Patent Gmbh | Method and apparatus for detecting and correcting an operating parameter during fiber web coating |
DE19823695A1 (de) * | 1998-05-27 | 1999-12-02 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Verfahren und Meßgerät zur quantitativen Erfassung von Inhaltsstoffen |
US6319359B1 (en) | 1998-05-27 | 2001-11-20 | Voith Sulzer Papiertechnik Patent Gmbh | Process for quantitatively detecting constituents of a pulp/fluid mixture |
US6334930B1 (en) | 1998-05-27 | 2002-01-01 | Voith Sulzer Papiertechnik Patent Gmbh | Measurement device for quantitatively detecting constituents of a pulp/fluid mixture |
DE19844927A1 (de) * | 1998-09-30 | 2000-04-06 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Meßsystem |
US6254726B1 (en) | 1998-09-30 | 2001-07-03 | Voith Sulzer Papiertechnik Patent Gmbh | Process and apparatus for detecting moisture content in a supported fibrous web |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2667940A1 (fr) | 1992-04-17 |
FR2667940B1 (fr) | 1992-12-18 |
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