[發明專利]用于在造紙工藝中監測表面添加劑的熒光法

有效

• 申請號: 200880116279.2
• 申請日: 2008-11-14
• 公開（公告）號: CN101861514A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 詹姆士·L·托馬斯;奧利維爾·克羅特;羅德尼·H·班克斯
• 申請（專利權）人: 納爾科公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/86;G01N33/34;G01B11/06;D21H21/30
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 武晶晶;鄭霞

發明領域

本發明涉及監測和任選地控制將一種或多種表面添加劑添加到造紙工藝中。

發明背景

用于測量表面添加劑的量的當前措施通常由紙頁離解(sheetdisintegration)的手動技術和/或質量平衡計算組成，它們本質上是相關的。

在施膠壓榨處的淀粉采集的情形中，造紙商(如，紙板制造商)將會在許多情況下過多施用添加到造紙工藝中的淀粉的量，以便確保足夠的淀粉被維持在紙頁的表面上用于官能目的。過去的試驗包括計量施膠壓榨應用，這允許經由葉片施用技術來減少淀粉。雖然這允許將淀粉顯著減少在50％-70％的范圍內，但是與因淀粉采集的不能預測的且不受控制的變化引起的失效相關的風險太大而無法克服。因此，許多造紙商恢復至搗拌型施膠壓榨(puddle?style?size?press)，以便確保足夠的淀粉被添加到紙頁。

因此，期望更準確且更及時地測量紙頁上的表面添加劑的量。這可能將會允許造紙商驅使添加速率至非常低的水平，同時能夠快速預測并控制統計學上超出規范的添加速率。

發明概述

本公開內容提供了一種監測和任選地控制將一種或多種表面添加劑添加到造紙工藝中的方法，該方法包括下述步驟：(a)單獨地或按照與已知量的一種或多種惰性熒光示蹤劑的已知比例，將已知量的一種或多種表面添加劑添加到造紙工藝中，其中當表面添加劑能夠發熒光時，可以只單獨添加表面添加劑；(b)在添加表面添加劑后和在已經形成紙頁后的位置處，測量表面添加劑和/或一種或多種惰性熒光示蹤劑的熒光，其中當表面添加劑能夠發熒光時，可以只測量表面添加劑，且其中用基于反射率的熒光計測量熒光；(c)使紙頁上的當表面添加劑能夠發熒光時的表面添加劑和/或惰性熒光示蹤劑的熒光的量與紙頁上的涂層內的表面添加劑的濃度和/或紙頁上的涂層的厚度相關聯；以及(d)任選地通過調節被添加到造紙工藝中的表面添加劑的量來控制將一種或多種表面添加劑添加到造紙工藝中，以響應紙頁上的涂層厚度和/或紙頁上的涂層內的表面添加劑的濃度。

附圖簡述

圖1顯示了在本發明的一個實施方案中，基于反射率的熒光計是如何工作的示意圖。

圖2顯示了由淀粉和惰性熒光示蹤劑的組合顯示的單個熒光對單種淀粉干涂層量(dry?pick-up)的圖。

發明詳述

定義：

“造紙工藝(papermaking?process)”/“造紙工藝(papermakingprocesses)”指的是由紙漿制造任何種類的紙制品(如，紙、薄紙、紙板等)的方法，該方法包括形成含水的纖維素造紙配料，使配料濾水以形成紙頁并干燥紙頁。形成造紙配料、濾水和干燥的步驟可以按照本領域的技術人員通常已知的任何常規方式來實施。造紙工藝還可以包括制漿階段(即，由木質原材料制造紙漿)和漂白階段(即化學處理紙漿以便改善亮度)。

“紙頁(sheet)”/“紙頁(sheets)”指的是因造紙工藝或在造紙工藝過程中形成的紙頁。

“表面添加劑(surface?additive)”/“表面添加劑(surface?additives)”指的是在紙頁表面上賦予一種或多種化學和/或物理(如，機械)性能的造紙添加劑。例如，紙頁可以是紙張(paper?sheet)、薄紙頁、紙板頁(boardsheet)或由造紙工藝產生的任何其他類型的紙頁。例如，所賦予的化學性能可以允許“油墨”以更有效的方式粘結到紙上。

“NADH”指的是還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸和/或其衍生物。

“ATP”意指腺苷三磷酸。

優選的實施方案：

如上所述，通過基于熒光的方案來示蹤被添加到造紙工藝中的一種或多種表面添加劑。這要求暴露于熒光的介質適于熒光測量，如激發涂層的整個膜深度并收集其發射。本領域的普通技術人員能夠對此進行確定而無需過多的試驗。

熒光方案包括下面的方法：(1)一種或多種表面添加劑能夠發熒光，固有地發熒光和/或被改性以發熒光，如具有熒光部分或通過與系統內的分子反應或通過除了固有特征之外的其他方式，(2)按照與表面添加劑的已知比例添加一種或多種惰性熒光示蹤劑，或(3)其組合。

當表面添加劑能夠發熒光時，熒光可以直接與涂層內的表面添加劑的濃度/包含表面添加劑的涂層的厚度直接相關聯，如通過用表面添加劑的濃度和/或包含表面添加劑的涂層的厚度來校準熒光強度。本領域的普通技術人員能夠實施此過程，而無需過多的試驗。

在一個實施方案中，表面添加劑本身是發熒光的。