用于在造纸工艺中监测表面添加剂的荧光法制造技术

公开了一种通过荧光方式来监测和任选地控制将一种或多种表面添加剂添加到造纸工艺中的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及监测和任选地控制将一种或多种表面添加剂添加到造纸工艺中。
技术介绍
用于测量表面添加剂的量的当前措施通常由纸页离解(sheetdisintegration) 的手动技术和/或质量平衡计算组成，它们本质上是相关的。在施胶压榨处的淀粉收集的情形中，造纸商(如，纸板制造商)将会在许多情况下 过多施用添加到造纸工艺中的淀粉的量，以便确保足够的淀粉被维持在纸页的表面上用于 官能目的。过去的试验包括计量施胶压榨应用，这允许经由叶片施用技术来减少淀粉。虽 然这允许将淀粉显著减少在50% -70%的范围内，但是与因淀粉收集的不能预测的且不受 控制的变化引起的失效相关的风险太大而无法克服。因此，许多造纸商恢复至捣拌型施胶 压榨(puddle style size press)，以便确保足够的淀粉被添加到纸页。因此，期望更准确且更及时地测量纸页上的表面添加剂的量。这可能将会允许造 纸商驱使添加速率至非常低的水平，同时能够快速预测并控制统计学上超出规范的添加速 率。专利技术概述本公开内容提供了一种监测和任选地控制将一种或多种表面添加剂添加到造纸 工艺中的方法，所述方法包括以下步骤(a)单独地或按照与已知量的一种或多种惰性荧 光示踪剂的已知比例，将已知量的一种或多种表面添加剂添加到造纸工艺中，其中当表面 添加剂能够发荧光时，可以只单独添加表面添加剂；(b)在添加表面添加剂后和在已经形 成纸页后的位置(point)处，测量表面添加剂和/或一种或多种惰性荧光示踪剂的荧光，其 中当表面添加剂能够发荧光时，可以只测量表面添加剂，且其中用基于反射率的荧光计测 量荧光；(c)使纸页上的当表面添加剂能够发荧光时的表面添加剂和/或惰性荧光示踪剂 的荧光的量与纸页上的涂层内的表面添加剂的浓度和/或纸页上的涂层的厚度相关联；以 及(d)任选地，通过调节被添加到造纸工艺中的表面添加剂的量来控制将一种或多种表面 添加剂添加到造纸工艺中，以响应纸页上的涂层厚度和/或纸页上的涂层内的表面添加剂 的浓度。一种监测和任选地控制将一种或多种表面添加剂添加到造纸工艺中的方法，所述 方法包括以下步骤a)单独地或按照与已知量的一种或多种惰性荧光示踪剂的已知比例， 将已知量的包含一种或多种表面添加剂的组合物添加到造纸工艺中，其中当所述表面添加 剂能够发荧光时，可以只单独添加包含所述表面添加剂的所述组合物；b)在纸页形成之前 的位置处，测量所述表面添加剂和/或一种或多种惰性荧光示踪剂的荧光；c)在添加所述 表面添加剂之后和在已经形成纸页后的位置处，任选地测量包含所述表面添加剂的所述组合物和/或一种或多种惰性荧光示踪剂的荧光，其中当所述表面添加剂能够发荧光时可以 仅测量所述表面添加剂，且其中所述荧光用基于反射率的荧光计测量；d)使当表面添加剂 能够发荧光时的表面添加剂和/或惰性荧光示踪剂的荧光的量与所述表面添加剂的浓度 相关联，且如果步骤c)发生，那么使纸页上的当表面添加剂能够发荧光时的表面添加剂和 /或惰性荧光示踪剂的荧光的量与纸页上的涂层内的所述表面添加剂的浓度和/或纸页上 的涂层的厚度相关联；以及e)任选地，通过调节被添加到造纸工艺中的所述表面添加剂的 量来控制将包含一种或多种表面添加剂的组合物添加到所述造纸工艺中，以响应所述表面 添加剂的浓度，且如果步骤c)发生，那么任选地，通过调节被添加到造纸工艺中的表面添 加剂的量来控制将包含一种或多种表面添加剂的所述组合物添加到所述造纸工艺中，以响 应纸页上的所述涂层的厚度和/或纸页上的涂层内的所述表面添加剂的浓度。一种监测和任选地控制将一种或多种表面添加剂添加到造纸工艺中的方法，所述 方法包括以下步骤a)单独地或按照与已知量的一种或多种惰性荧光示踪剂的已知比例， 将已知量的包含一种或多种表面添加剂的组合物添加到造纸工艺中，其中当所述表面添加 剂能够发荧光时，可以只单独添加包含所述表面添加剂的所述组合物；b)在用来容纳含水 的组合物或将含水的组合物供给或应用到所述造纸工艺中的装置内测量所述表面添加剂 和/或一种或多种惰性荧光示踪剂的荧光；C)在添加所述表面添加剂之后且在已经形成纸 页之后的位置处，任选地测量包含表面添加剂的组合物和/或一种或多种惰性荧光示踪剂 的荧光，其中当所述表面添加剂能够发荧光时可以仅测量所述表面添加剂，且其中所述荧 光用基于反射率的荧光计测量；d)使当表面添加剂能够发荧光时的表面添加剂和/或惰性 荧光示踪剂的荧光的量与所述表面添加剂的浓度相关联，且如果步骤c)发生，那么使纸页 上的当表面添加剂能够发荧光时的表面添加剂和/或惰性荧光示踪剂的荧光的量与纸页 上的涂层内的所述表面添加剂的浓度和/或纸页上的涂层的厚度相关联；以及e)任选地， 通过调节被添加到造纸工艺中的所述表面添加剂的量来控制将包含一种或多种表面添加 剂的组合物添加到造纸工艺中，以响应所述表面添加剂的浓度；且如果步骤c)发生，那么 任选地，通过调节所述装置中的所述表面添加剂的浓度来控制将包含一种或多种表面添加 剂的组合物添加到造纸工艺中，以响应纸页上的涂层厚度和/或纸页上的涂层中的所述表 面添加剂的浓度。附图简述附图说明图1显示了在本专利技术的一个实施方案中，基于反射率的荧光计是如何工作的示意 图。图2显示了由淀粉和惰性荧光示踪剂的组合显示的单个荧光对单种淀粉干涂层 量(dry pick-up)的图。专利技术详述定义“造纸工艺(papermaking process)，，/ “造纸工艺(papermakingprocesses)，，指 的是由纸浆制造任何种类的纸制品(如，纸、薄纸、纸板等)的方法，该方法包括形成含水的 纤维素造纸配料，使配料滤水以形成纸页并干燥纸页。形成造纸配料、滤水和干燥的步骤可 以按照本领域的技术人员通常已知的任何常规方式来实施。造纸工艺还可以包括制浆阶段 (即，由木质原材料制造纸浆)和漂白阶段(即化学处理纸浆以便改善亮度)。而且，造纸5工艺包括应用于纸张直到在使用纸制品之前，最终用户获得且任选地分析纸张的所有工艺步骤。“纸页(sheet) ” / “纸页(sheets) ”指的是因造纸工艺或在造纸工艺过程中形成 的纸页。“表面添加剂(surface additive) ”/ “表面添加剂(surface additives) ”指的 是在纸页表面上赋予一种或多种化学和/或物理(如，机械)性能的造纸添加剂。例如，纸 页可以是纸张(paper sheet)、薄纸页、纸板页(boardsheet)或由造纸工艺产生的任何其 他类型的纸页。例如，所赋予的化学性能可以允许“油墨”以更有效的方式粘结到纸上。“NADH”指的是还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和/或其衍生物。“ATP”意指腺苷三磷酸。优选的实施方案如上所述，通过基于荧光的方案来示踪被添加到造纸工艺中的一种或多种表面添 加剂。这要求暴露于荧光的介质适于荧光测量，如受激涂层的整个膜深度和所收集的其发 射。本领域的技术人员能够对此进行确定而无需过多的试验。荧光方案包括下面的方法(1) 一种或多种表面添加剂能够发荧光，固有地发荧 光和/或被改性以发荧光，如具有荧光部分或通过与系统内的分子反应或通过除了固有特 征之外的其他方式，(2)按照与表面添加剂的已知比例添加一种或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测和任选地控制将一种或多种表面添加剂添加到造纸工艺中的方法，所述方法包括以下步骤：ａ．单独地或按照与已知量的一种或多种惰性荧光示踪剂的已知比例，将已知量的包含一种或多种表面添加剂的组合物添加到造纸工艺中，其中当所述表面添加剂能够发荧光时，可以只单独添加包含所述表面添加剂的所述组合物；ｂ．在纸页形成之前的位置处，测量所述表面添加剂和／或所述一种或多种惰性荧光示踪剂的荧光；ｃ．在添加所述表面添加剂之后和在已经形成纸页后的位置处，任选地测量包含所述表面添加剂的所述组合物和／或所述一种或多种惰性荧光示踪剂的荧光，其中当所述表面添加剂能够发荧光时可以仅测量所述表面添加剂，且其中荧光用基于反射率的荧光计测量；ｄ．使当所述表面添加剂能够发荧光时的所述表面添加剂和／或惰性荧光示踪剂的荧光的量与所述表面添加剂的浓度相关联，且如果步骤ｃ）发生，那么使纸页上的当所述表面添加剂能够发荧光时的所述表面添加剂和／或惰性荧光示踪剂的荧光的量与纸页上的涂层内的所述表面添加剂的浓度和／或纸页上的涂层的厚度相关联；以及ｅ．任选地，通过调节被添加到造纸工艺中的所述表面添加剂的量来控制将包含一种或多种表面添加剂的所述组合物添加到所述造纸工艺中，以响应所述表面添加剂的浓度，且如果步骤ｃ）发生，那么任选地，通过调节被添加到造纸工艺中的所述表面添加剂的量来控制将包含一种或多种表面添加剂的所述组合物添加到所述造纸工艺中，以响应纸页上的所述涂层的厚度和／或纸页上的涂层内的所述表面添加剂的浓度。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗德尼H班克斯，张志义，
申请(专利权)人：纳尔科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]