Online-Faserorientierungsmessung im Vliesherstellungsprozess (German Edition)

Für die Eigenschaften Festigkeit, Dehnung und Arbeitsvermögen von Vliesen und daraus hergestellten Produkten sowie bei weiteren Produkteigenschaften ist die Faserorientierung und ihre Verteilung von ausschlaggebender Bedeutung. Die Einhaltung einer reproduzierbaren und homogenen Faserorientierung über die Materialbreite und über die Produktionszeit wird damit zum entscheidenden Qualitätsmerkmal. Trotz dieser Bedeutung ist deren kontinuierliche Messung und eine darauf aufbauende Regelung heute noch nicht Stand der Technik. Basis einer digitalen Bildverarbeitungsanlage, mit der die Faserorientierung im laufenden Vliesherstellungsprozess gemessen, dokumentiert und beurteilt werden kann. Darüber hinaus sollte ein System entwickelt werden, das es ermöglicht, die bei der experimentellen Untersuchung gefundenen Zusammenhänge zwischen Anlagenparametern und der daraus resultierenden Faserorientierung klarer zu identifizieren. Mit der im Vorhaben entwickelten onlinefähigen Bildanalyse können die Orientierungsverteilungen bestimmt und mit Hilfe einer Zusatzfunktion die Verhältnisse von Längs- zu Querfestigkeit (MD:CD-Verhältnis) abgeschätzt werden. In einer Vielzahl von Untersuchungen in Labor, Technikum und Produktion wurde das Onlinemesssystem unter den unterschiedlichsten Rahmenbedingungen mit Naturfasern und synthetischen Fasern getestet. Mit den gemessenen Orientierungsverteilungen ließen sich Zusammenhänge zwischen einigen ausgewählten Anlagenkonfigurationen, den Einstellparametern und den resultierenden MD:CD-Verhältnisse ableiten. Hierzu wurden statistische Modelle generiert, die eine Produkteigenschaft, in diesem Fall das MD:CD-Verhältnis für die Höchstzugkraft der hergestellten Vliesstoffe als Funktion der ausgewählten Anlagenparameter beschreiben. Zur Visualisierung wurden Response-Surface-Modelle mit linearen oder quadratischen Ansatzfunktionen aufgebaut, mit denen die Betriebspunkte verdeutlicht werden konnten. Die Verifikation des Online-Verfahrens erfolgte