DE3622193C2

DE3622193C2 - Verfahren für das Verfolgen des Verfestigungsvorgangs von Pigmentbeschichtungen von Papier

Info

Publication number: DE3622193C2
Application number: DE19863622193
Authority: DE
Inventors: Per J Aschan; Ari Laine
Original assignee: KESKUSLABORATORIO
Current assignee: KESKUSLABORATORIO
Priority date: 1985-07-04
Filing date: 1986-07-02
Publication date: 1995-07-13
Anticipated expiration: 2006-07-03
Also published as: GB2178843A; FR2587494B1; FR2587494A1; GB2178843B; SE8602925L; JPH0731185B2; JPS6258000A; SE502685C2; SE8602925D0; GB8616383D0; FI71020B; DE3622193A1; FI852648A0; FI852648A; FI71020C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verfolgung des Verfestigungsvorgangs von Pigmentbeschichtungen von Papier.

Die Kontrolle des Verfestigungsvorgangs in einer Papierbe schichtung ist sehr problematisch, wenn vorhandene Verfahren verwendet werden, und das Entwickeln des Festwerdens bzw. Erstarrens läßt sich unmöglich mit üblichen Verfahren verfol gen. Das Beobachten des Verfestigungsvorgangs ist jedoch wichtig, insbesondere für die strikte Steuerung des Trock nungsvorgangs von beschichtetem Papier, d. h. nur eine genaue Verfolgung des Verfestigungsvorgangs macht es möglich, den Trocknungsvorgang zu regulieren und zu optimieren. Die vor liegende Beschreibung bezieht sich jedoch nicht auf ein Ver fahren zum Trocknen von Papier, sondern nur auf das Verfolgen des Verfestigungsvorgangs.

Aus der US 3 388 594 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Trocknungszeit und der Trocknungsgeschwindigkeit von Beschich tungsmassen bei der Papierbeschichtung bekannt. Das erfin dungsgemäße Verfahren wird hierin weder beschrieben noch nahe gelegt.

Aus der US 3 220 378 ist eine zusammen mit einem Spektralphoto meter verwendbare Vorrichtung bekannt, die zur Bestimmung der Trocknungseigenschaften von auf einen Träger aufgebrachten Beschichtungsmassen dient. Das erfindungsgemäße Verfahren wird hierin weder beschrieben noch nahegelegt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in dem Verfügbarmachen eines neuen Verfahrens zur Verfolgung des Verfestigungs vorgangs von Pigmentbeschichtungen von Papier. Insbesondere zielt die Erfindung darauf ab, ein Verfahren zu schaffen, das für die on-line-Verfolgung des Pig mentbeschichtungs-Verfestigungsvorgangs verwendbar ist.

Erfindungsgemäß sind zur Lösung die im Patentanspruch 1 aufge führten Merkmale vorgesehen.

Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft weiterbil den, sind in den nachgeordneten Patentansprüchen genannt.

Die Erfindung basiert auf der Verfolgung der Lichtdurchläs sigkeit und der Dispersion von Licht, die von Wasser in der Papierbahn verursacht wird, insbesondere in Abhängigkeit von der verstrichenen Zeit seit dem Zeitpunkt des Aufbringens der Beschichtung. Gemäß dem beanspruchten Verfahren wird das Papier beleuchtet und das durchgelassene Licht, die diffuse Reflexion des Lichts und/oder der Glanz des Papiers in Abhängigkeit von der Zeit t seit dem Zeitpunkt des Aufbringens der Beschichtung ermittelt.

Besonders nützlich ist die Ermittlung der Lichtdurchlässigkeit Tr. In diesem Zusammenhang ist die Lichtdurchlässigkeit de finiert als das Verhältnis I₁/I_o, wobei I₁ die Intensität des durch das Papier durchgelassenen Lichts und I_o die Inten sität des auf die Oberfläche des Papiers gerichteten Lichtes ist.

Versuchsergebnisse zeigten, daß der Feuchtig keitsgehalt in der Beschichtungsschicht in hervorragender Wei se durch die Lichtdurchlässigkeit, die diffuse Reflexion des Lichts oder den Glanz des beschichteten Papiers gekennzeichnet ist. Die Durch lässigkeit des Papiers und die Durchdringung des Lichtes nimmt sehr schnell ab, sobald in der Oberfläche des Papiers zwischen den Partikeln des Beschichtungspigments luftgefüllte Hohlräume gebildet werden. Zur selben Zeit nimmt die Helligkeit der Papieroberfläche mit abnehmendem Feuchtigkeitsgehalt zu. Dies ist die Grundlage zur Verfolgung des Verfestigungs vorgangs der Pigmentbeschichtungen mittels Helligkeits ermittlung. Weiterhin hat feuchtes Papier einen hohen Glanz wert, der mit abnehmendem Feuchtigkeitsgehalt abnimmt. Dies ist die Grundlage zur Verfolgung des Verfestigungsvorgangs der Pigmentbeschichtungen mittels Glanzermittlung.

Die Bestimmung bzw. Ermittlung der Papierdurchlässigkeit in Abhängigkeit von der verstrichenen Zeit seit dem Zeitpunkt des Aufbringens der Beschichtung zeigt, daß die Durchlässigkeit anfangs sehr langsam abnimmt. Nach der langsamen Phase folgt eine schnelle Abnahme der Durchlässigkeit, wobei diese Phase mit der Bildung von luftgefüllten Hohlräumen zwischen den Partikeln der Papierbeschichtung korrespondiert. Nach dieser steilabfallenden Abnahme des kritischen Bereichs folgt eine sehr langsame Abnahme der Durchlässigkeit, wobei sich der Durchlässigkeitswert dem von trockenem Papier nähert. Die diffuse Reflexion des Lichts und der Glanz erfahren in der gleichen Weise wie zuvor erwähnt eine Änderung in Abhängigkeit von der Zeit.

Die Durchlässigkeit, die diffuse Reflexion des Lichts und/oder der Glanz von nassem Papier werden in derselben Weise ermittelt, wie die Bestimmung der Durchläs sigkeit, der diffusen Reflexion des Lichts und des Glanzes von trockenem Papier. Diese bekannte Technik wird daher in dieser Beschreibung nicht näher be schrieben.

Der Wert der Erfindung liegt in der Möglichkeit, das Ausmaß der Verfestigung über den kritischen Verfestigungsbereich genau zu verfolgen.

Auf diese Weise kann das Trocknen korrigiert werden, und der Trocknungsprozeß kann mittels des neuen Verfahrens optimiert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung detaillierter an einem Ausfüh rungsbeispiel offenbart, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird, die eine Durchlässigkeitskurve darstellt, die aus einem Trocknungstest während der Beschichtung einer Papierbahn im Pilotanlagenmaßstab gewonnen worden ist.

Bei dem Versuch wurde das Papier von einer Seite unter Ver wendung einer Lichtquelle mit konstanter Leistung beleuchtet. Die Durchlässigkeit, die das Verhältnis aus der Intensität des durchgelassenen Lichtes zu der Intensität des auf die Papieroberfläche gerichteten Lichtes ist, wurde unmittelbar nach dem Aufbringen der Beschichtung und weiterhin in Abhän gigkeit von der verstrichenen Zeit t seit dem Zeitpunkt des Aufbringens ermittelt. Der unmittelbar nach dem Aufbringen ermittelte Durchlässigkeitswert ist bei diesem Versuch mit 100% gezeichnet worden, und die in Abhängigkeit von der Zeit gewonnenen Werte sind als Kurve in dem Diagramm dargestellt. Aus der graphischen Darstellung ist der steile Abfall der Durchlässigkeit in dem markierten kritischen Verfestigungs bereich von Tr = 50% bis Tr = 90% zu entnehmen .

Die Erfindung wird gemäß den Patentansprüchen angewendet und ist nicht durch das dargestellte Ausführungsbeispiel begrenzt. Demgemäß kann für das beschriebene Verfahren jede Wellenlänge des Lichtes, in günstigerweise beispielsweise der sichtbare Bereich des Lichtes, verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zur Verfolgung des Verfestigungsvorgangs von Pigmentbeschichtungen von Papier, bei dem das Papier beleuchtet wird und das durchgelassene Licht, die diffuse Reflexion des Lichtes und/oder der Glanz des Papiers in Abhängigkeit der verstrichenen Zeit t seit dem Zeitpunkt des Aufbringens der Beschichtung ermit telt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis I₁/I_o in Abhängigkeit der seit dem Zeit punkt des Aufbringens der Beschichtung verstrichenen Zeit ermittelt wird, wobei I_o die Intensität des auf das Papier gerichteten Lichtes und wobei I₁ die durch das Papier durchgelassene Intensität des Lichtes ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässigkeit Tr von Papier in Abhängigkeit von der seit dem Zeitpunkt des Aufbringens der Beschichtung verstrichenen Zeit ermittelt wird.