JP2009534640A - 再生ファイバーパルプを測定するための方法及びその測定装置 - Google Patents
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Abstract
測定装置は、カメラ（206）と、イメージ処理ユニット（210）と、分別管（204）を含み、サンプルを再生ファイバー処理の再生されたファイバーパルプから受け取り、粒子サイズに従って流れるサンプルの粒子を整列させる。測定装置は、サンプルを粒子サイズに従う少なくとも２つの断片として処理する。カメラ（206）は、少なくとも１つの断片を画像化する。イメージ処理ユニット（210）は、カメラ（206）によって画像化された画像を受け取り、そして、少なくとも１つの画像化された断片内に付加された物質の少なくとも１つのパラメータを測定する。
Description
本発明は、再生ファイバー処理における再生されたファイバーパルプを測定するための方法及び測定装置に関する。
再生ファイバーラインは、ＲＣＦライン（再生ファイバー）とも呼ばれる。これは、古紙から、主に新聞及び雑誌用の印刷用紙の原材料を生産する生産プロセスに関する。この方法は、また、脱インキ処理と呼ばれる。ボール紙及び板紙は、対応する方法で再生されそして再利用される。再生ファイバーパルプ処理のパルプ化、洗浄、分散、及び再洗浄の工程の目的は、異なる段階でファイバーから紙に加えられた、印刷インキ、ワックス、糊、プラスチック、金属等の物質を分離し、さらに、再生ファイバーパルプから付加された物質を取り除くために、再生ファイバーパルプのファイバーを互いに分離することである。この工程は、紙がどこから、そしてどのように集められたかに従って、再生紙の品質が変わるという事実によって複雑である。さらに、古紙は、不純物を含み、かつその水分含量が変化する。
再生ファイバー処理からサンプルが採取され、そして、このサンプルをハイパー洗浄に曝す。この目的は、サンプル内の自由粒子として表れるインキを特に取り除くことである。再生ファイバー処理の異なる段階で行われたハイパー洗浄サンプルは、再生ファイバー処理の異なる段階での再生ファイバーパルプに比較される。その結果、再生ファイバーの処理効率及び再生ファイバーパルプの品質を決定することができる。
ハイパー洗浄は、所望の大きさの容器内にサンプルを置くことによってマニュアル洗浄で実行され、この容器の底には、ワイヤが設けられている。しかし、異なるラボでは、通常、５０〜２００メッシュ（約７０〜３００ミクロンの開口サイズ）の異なるワイヤが用いられる。ワイヤ上のサンプルは、リンス用の水に曝され、これにより、ワイヤのメッシュ寸法より小さい粒子が、容器から流れ落ちる。
マニュアル洗浄には、多くの問題が関係している。例えば、容器、ワイヤ、サンプル数、リンス用の水、及びこの水の圧力等が、異なる測定（異なる場所）において相違し、この測定結果を比較することができない。さらに、適切にかつ正しく実行されたハイパー洗浄であっても、測定方法および測定者により変化し、洗浄時間及び水の消費量が最終結果に影響することも知られている。
また、ハイパー洗浄は、この目的のために製造された装置を用いて実行することができる。この解法では、また、ワイヤ（５０〜２００メッシュ）が用いられ、このワイヤを介して、パルプは、流れる水によってろ過される。フィルタ内の粘着性のないインキ及び洗浄されたパルプのファイバーにこびり付いたインキの両方を測定するのに、イメージ処理プログラムが用いられる。
また、この解法には多くの問題がある。材料、製造形態、及びワイヤの消耗が、
フィルタ処理に影響し、同時に測定結果にも影響する。ワイヤにおける微視的な差異でさえも測定に影響を与え、さらに、製造形状が磨耗によって変化するので、同一のワイヤ形状の製造及び維持は不可能である。さらに、１つのサンプルが１つのワイヤだけを用いて測定されるので、サンプルから得られた結果は、異なるワイヤ上での測定値と比較することはできない。この解法の再現性は、非常に良いとは言えない。
フィルタ処理に影響し、同時に測定結果にも影響する。ワイヤにおける微視的な差異でさえも測定に影響を与え、さらに、製造形状が磨耗によって変化するので、同一のワイヤ形状の製造及び維持は不可能である。さらに、１つのサンプルが１つのワイヤだけを用いて測定されるので、サンプルから得られた結果は、異なるワイヤ上での測定値と比較することはできない。この解法の再現性は、非常に良いとは言えない。
本発明の目的は、改良された方法及びこの方法を実行する測定装置を提供することである。
この目的は、以下の、即ち、紙、板紙、ボール紙の少なくとも１つが用いられる製造において、少なくとも１つの付加物質が前記紙、板紙、ボール紙の表面に移送されている、再生ファイバーパルプの測定方法によって達成される。この方法は、さらに、再生ファイバー処理で再生されたファイバーパルプからのサンプルを分別管内に導き、分別管内で、粒子サイズに従って流れるサンプルの粒子を整列させ、このサンプルを粒子サイズに従って少なくとも２つの小片として処理し、そして、少なくとも１つの小片内に付加された少なくとも１つの物質の少なくとも１つのパラメータを測定する、各工程を有する。
また、本発明は、以下の少なくとも１つの製品、即ち、紙、板紙、ボール紙、及び前記紙、板紙、ボール紙の表面に運ばれたインキが用いられた再生ファイバーパルプの測定方法に関係する。
この方法は、さらに、再生ファイバー処理で再生されたファイバーパルプからのサンプルを分別管内に導き、粒子サイズに従って分別管内で、流れるサンプルの粒子を整列させ、このサンプルを粒子サイズに従って少なくとも２つの小片として処理し、そして、少なくとも１つの小片内にインキの少なくとも１つのパラメータを測定する、各工程を有する。
この方法は、さらに、再生ファイバー処理で再生されたファイバーパルプからのサンプルを分別管内に導き、粒子サイズに従って分別管内で、流れるサンプルの粒子を整列させ、このサンプルを粒子サイズに従って少なくとも２つの小片として処理し、そして、少なくとも１つの小片内にインキの少なくとも１つのパラメータを測定する、各工程を有する。
本発明は、さらに、再生ファイバー処理において、再生されたファイバーパルプを測定するための測定装置に関連し、この再生ファイバー処理では、以下の、即ち、紙、板紙、ボール紙の少なくとも１つの製品、及び前記紙、板紙、ボール紙の表面に運ばれた少なくとも１つの付加物質が用いられる。測定装置は、再生ファイバー処理の再生ファイバーパルプからサンプルを受け取り、粒子サイズに従って流れるサンプルの粒子を整列させるように配置した分別管、センサ、及び、信号処理ユニットを含んでいる。この測定装置は、粒子サイズに従う少なくとも２つの小片として、サンプルを処理するように配置され、センサは、少なくとも１つの小片を測定するように配置され、さらに、信号処理ユニットは、センサからの測定信号を受け入れ、そして、少なくとも１つの測定された小片に付加された少なくとも１つの物質の少なくとも１つのパラメータを決定するように構成されている。
本発明は、更に、再生ファイバー処理において、再生されたファイバーパルプを測定するための測定装置に関連しており、この再生ファイバー処理では、以下の、即ち、紙、板紙、ボール紙の少なくとも１つの製品、及び前記紙、板紙、ボール紙の表面に運ばれた少なくとも１つの付加されたインキが用いられる。この測定装置は、再生ファイバー処理の再生ファイバーパルプからサンプルを受け取り、粒子サイズに従って流れるサンプルの粒子を整列させるように配置した分別管、センサ、及び、信号処理ユニットを含んでいる。この測定装置は、粒子サイズに従う少なくとも２つの小片として、サンプルを処理するように配置される。センサは、少なくとも１つの小片を測定するように配置され、さらに、信号処理ユニットは、センサからの測定信号を受け入れ、そして、少なくとも１つの測定された小片内のインキの少なくとも１つのパラメータを決定するように構成されている
本発明の好ましい実施形態は、添付する請求の範囲に記載されている。
本発明の方法及び測定装置は、多数の利点をもたらす。この測定は、ワイヤ自体、ワイヤの製品形状、及び時間に基づくワイヤの製品形状の変化とは無関係である。１つの測定値の結果は、異なるワイヤで得られた測定値に適合させることができる。この解法の再現性は、良好であり、測定環境を管理できるものである。
本発明の方法及び測定装置は、多数の利点をもたらす。この測定は、ワイヤ自体、ワイヤの製品形状、及び時間に基づくワイヤの製品形状の変化とは無関係である。１つの測定値の結果は、異なるワイヤで得られた測定値に適合させることができる。この解法の再現性は、良好であり、測定環境を管理できるものである。
図１によって、再生ファイバー処理を概略的に考察しよう。第１に、新聞紙、リーフレット、または雑誌等のリサイクルにより得られる原材料は、パルプ化サブプロセス１００に供給することができ、この原材料は、水を用いる処理によって構成されるパルパー内で混合される。これにより、再生されるファイバーパルプの濃度は、例えば、用いられるパルプ化方法に従って、５％〜１８％となる。パルプ化サブプロセスの目的は、原材料を化学的、機械的に再生ファイバーパルプに分解することである。これにより、ファイバー及びインキ等の付加された物質が、破壊され、分離した粒子に分離する。
パルパーは、例えば、回転パルパーであり、再生されるファイバーパルプは、円筒パルパーの壁に沿って上昇し、重力の力によって落下する。処理中、再生ファイバーパルプは、よりちいさな小片に分解され、最終的にファイバーとなる。再生ファイバーパルプの落下高さは、ドラムの回転速度による。このパルプは、パルパー内で２０〜４０分間回転し、パルパーを通過して、パルプ化サブプロセスの篩部分に入る。ここで、例えば、３．５％のレベルに希釈される。これは、プラスチックのステープル、小片等の大きな不純物及び非分解対象物が、篩部分の開口（直径、例えば、約１ｃｍ）によって、再生ファイバーパルプから分離できることを意味する。
複数の薬品が、粒子を互いに分離するために、パルプ化サブプロセスに供給される。たとえば、再生ファイバーパルプのアルカリ度をｐＨ９〜１０のレベルに上昇させるのに水酸化ナトリウムが用いられる。水酸化ナトリウムは、例えば、ファイバーを膨張させ、そして、印刷インキの分離を容易にするのに役立つ。また、可溶性ケイ酸塩、即ち、ケイ酸ナトリウムは、例えば、印刷インキの分離を改善し、インキの再付着を防止する。同時に、ｐＨを所望レベルに緩和する。過酸化水素は、一般的に、パルプを漂白するために用いられ、パルプが、パルプ化により黄色くなるのを防止する。他の薬品を更に用いることもできる。
次に、再生ファイバーパルプは、洗浄サブプロセス１０２で洗浄される。この段階では、再生ファイバーパルプの濃度は、通常より例えば、約１％のレベルにまで下けられる。この洗浄では、浮遊が用いられ、小さな自由電子を再生ファイバーパルプから取り除く。この洗浄において、全てのサイズの粒子が取り除かれるが、大部分の粒子は、約１０〜約１００ミクロンの大きさである。さらに、再生ファイバーパルプが、再生されるファイバーパルプに対して不適当な対象物をより多く取り除くためにろ過（フィルタ開口、例えば、２ｍｍ）される。
分散サブプロセス１０４は、更に、再生ファイバーパルプのファイバーにこびり付いたインキ粒子を化学的かつ機械的に分離するのに役立つ。機械的処理では、分散サブプロセスの分散機械は、ステータ及び回転ロータとを含み、これらのブレードがパルプを処理する。パルプがブレード間を通過するとき、その速度が急速に変化し、これにより、ファイバーは、機械的圧力を受け、ファイバーからインキを分離する。同時に、この目的は、ファイバーに固着した物質を分離し、インキ粒子等の付加された分室の粒子サイズを減少させることである。
最後に、再生ファイバーパルプは、第２の清浄サブプロセス１０６において、一度以上洗浄される。この洗浄では、また、浮遊が用いられ、再生ファイバーパルプから小さな自由粒子を取り除く。
再生ファイバー処理の各サブプロセス１００〜１０６は、コントローラ１０８を用いて制御することができ、測定結果は、再生ファイバー処理の異なる点から供給される。コントローラ１０８は、最適な最終製品を達成するために、各サブプロセスの作動を最適化するとき、または異なるサブプロセスの協働を最適化するとき、サブプロセスに関する測定データを利用する。再生ファイバー処理の目的は、再生ファイバーパルプに害を与える物質を取り除くことである。注目点は、印刷用インキの除去にある。再生ファイバーパルプのインキ粒子の割合は、インキの除去に影響を与え、分解処理の動作／成功度を示すものである。インキの自由粒子の大きさは、再生ファイバー処理から取り除かれる自由なインキの割合に影響を与える。
１つまたは複数のサンプルは、少なくとも１つのサブプロセス１００〜１０６の前、少なくとも１つのサブプロセス１００〜１０６中、または少なくとも１つのサブプロセスの後で行うことができる。
全体として、再生ファイバーパルプを処理する目的は、再生ファイバーパルプのファイバーを互いに分離し、さらに、実際の製造後に、紙、板紙、またはボール紙の表面に運ばれて付着した、印刷用インキ、ワックス、糊、プラスチック、金属等の物質を分離し、そして、再生ファイバーパルプから付加された物質を取り除くことである。
パルプ化サブプロセス及び分散化サブプロセスの機械的及び化学的処理において、その目的は、とりわけ、次のこと、即ち、ファイバーが互いに分離され、いかに良くパルプ工程中にファイバーが破壊されるか、また、ファイバーから、いかに良く、インキ、および充填材料、および被膜ペーストを分離し、更に、いかに微粒子の中からインキが分離されるかを最適化することである。
パルプ化サブプロセスの機械的処理手段は、例えば、ドラム内のパルプの移動速度、即ち、生産速度、ドラム内のパルプの濃度、及びドラムの回転速度を含む。パルプ化サブプロセスの化学的処理手段は、例えば、水酸化ナトリウムの投与量に基づくドラム内のパルプのｐＨ、例えば、ケイ酸塩投与量の割合、及びパルプの濃度（水の量）を含む。
分散化において、ファイバーとインキの分離は、主として、機械的な影響を与え、分散化サブプロセスを通過するパルプの移動速度、即ち、生産速度、分散化サブプロセス内のパルプの濃度、及び分散化サブプロセス内のパルプの温度、ロータの回転速度、およびロータに供給される電力量を含む。ロータに供給される電力量は、一般的に、パルプが運ばれるロータとステータとの間の制御によって制御される。
また、表面に運ばれる多くの物質は、紙、板紙、またはボール紙の表面上に残る。これらは、例えば、印刷用インキ、プラスチック、または金属を含む。金属の使用例は、アルミニウム被膜の紙である。これらの物質が表面に運ばれた後、いくつかの物質は、紙内に部分的に、または全部吸収される。これらの物質は、ワックス、あるいは、（印刷用）インキ、及び疎水性物質（のり等）を含む。
付加されるべき物質は、印刷、スプレー、拡散、はけ塗り等の工程によって、紙、板紙、またはボール紙の表面上に運ばれる。更に、付加した物質は、種々の蒸着方法によって転写される。この転写は、紙、板紙、またはボール紙を付加される物質内に浸けることによって、または付加される物質が接着または溶けることによって実行される。その結果、これらの物質が、紙、板紙、またはボール紙に貼りつく。
紙、板紙、またはボール紙は、それ自体仕上げられて移送されるのが一般的であり、使用目的に応じて、紙、板紙、またはボール紙の外側から一面または両面に、物質が転写される。こうして、紙、板紙、またはボール紙は、抄紙機および製紙工場から出る。仕上げられた紙、板紙、またはボール紙は、印刷工程、変換プロセス等に運ばれる。例えば、液体を含むパッケージが、板紙から作られる場合、仕上げられた板紙は、プラスチックで被膜され、そして、所望形状の容器が、プラスチック被膜の板紙から形成され、そして、この容器は、充填後、接着によって閉じられる。さらに、文字および／または像が、インキによって板紙又はプラスチックの表面に印刷される。この例の板紙の容器は、３つの異なる付加された物質、即ち、プラスチック、糊、及びインキを含む。
図２は、クロマトグラフ等の、分別及び動作を実行するための装置を示す。再生ファイバー処理により得られたサンプルは、弁２０２を介して管２０４に供給される。ここで、サンプルを押し出す水の圧力、流れ、温度が、アジャスター２００によって調整される。所望の薬品は、付加される物質の測定を容易かつ可能にするために色付け薬品とされ、例えば、弁２０２を介してサンプルに付加することができる。例えば、ファイバーは、疎水性の色付き薬品を用いて暗く色付けされる。これにより、サンプル内のワックスを色付けしないで、明るいままに保つ。
分別を実行する管２０４の長さは、数１０ｍまたは数１００ｍとなる。そしてこの直径は、数ｍｍから数１０ｃｍとすることができる。管２０４は、ポリマー、例えば、プラスチック、金属、または同等物から作られる。浮遊しているサンプルが管２０４内に流れるとき、サンプルの固体粒子が、粒子サイズに従って整列される。その結果、より大きな粒子がサンプルの前側部分に蓄積される。最も小さい粒子は、サンプルの後側部分に蓄積される。このようにして、大きな粒子は、小さい粒子よりもより早く流れる。サンプルの粒子は、粒子サイズに従って分別され、粒子の各々は、所望の上限と下限の間の粒子を含んでいる。
以下のサンプルは、少なくとも１つのカメラ２０６と光学的放射の放射源２０８によって画像化される。光学的放射は、紫外線（約５０nm）から赤外線（約２００nm）の電磁放射を意味する。この１つの画像または複数の画像は、カメラ２０６からイメージ処理ユニット２１０に伝達される。ここで、生成した画像は、ディスプレイ２１２に伝達される。イメージ処理ユニット２１０は、プロセッサ、メモリ、及びイメージ処理を実行するために必要とされる１つ以上のコンピュータプログラムを含む。画像は、イメージ処理ユニット２１０内で処理されることなく、ディスプレイ２１２にカメラ２０６から直接伝達される。各画像は、静止画像又は動画像とすることができる。静止画像は、それぞれ１つの断片を示し、また、１つの断片を示す画像は、画像のグループから発生または選択される。動画像は、次に、サンプルの前端から後端へのショットを示す静止画像のつながりとすることができる。この場合、第１画像（サンプルの前端での最大粒子のイメージ）から、画像毎に前側から処理するとき、粒子の平均サイズは、減少する。更に、断片の密度は、光学的放射の減衰及び光学的な偏光変化を用いることによって光学的に測定することができる。
サンプルからサンプル容器２１４〜２１０内にＮ個の断片をとることができる。ここで、Ｎは、正の整数で、２またはそれ以上の数である。サンプル容器２１４〜２１０内の各断片は、ラボ内で測定することができ、また、この断片は、１つ以上の光学的測定方法を用いることにより、分別管２０４内に流れるサンプルとして測定することができる。
測定装置は、さらに、サンプル容器２１４〜２１０内の断片をケーク(cake)２２４に変換するためのケーク形成ユニット２２２を含む。このケーク形成ユニット２２２は、底部にワイヤを有する容器、吸引ユニット等の乾燥装置、およびワイヤを用いてろ過された断片を乾燥して、固体物質に変える炉を含む。
ファイバーの特性の記述している測定は、例えば、ファイバーの長さ測定、ファイバー束の数の測定、及び、輝度測定を含む。これらの中で、輝度測定は、インキ特性（インキはファイバーに固着している）を測定することもできる。
ファイバー特性の光学的測定は、分光法またはイメージ分析によって実行される。これらの測定は、流れるサンプルまたはサンプルの断片から作られるケークに向けられる。光学的測定方法は、吸収、反射、または拡散の測定であり、ここで、光学的放射の偏光が用いられる。
ファイバーの長さ、又はインキ粒子の直径が、ライン又はマトリックスカメラを用いることによって測定できる。この測定は、ファイバーに固着する自由なインキ粒子の部分、大きさ、または粒子サイズの分布に関係する。
パルプ内の全インキ量の測定は、即ち、有効なインキは、例えば、ＥＲＩＣ（有効残留インキの濃度）方法である光学的放射の測定を用いて実行できる。この場合、所望帯域の光学的放射は、パルプ又はケークに向けられ、そして、反射した放射が測定される。光学的放射は、赤外線放射とすることができ、使用されるその帯域で、パルプ内のインキの吸収係数が、ファイバーの吸収係数、またはパルプ内の他の粒子の吸収係数よりも高くなるように選択される。赤外線放射の帯域は、７００nmから１５００nmの間とすることができるが、これに制限されるものではない。
更に、ファイバーに固着するインキの量又は部分、およびファイバーから分離する自由なインキの量または部分は、再生ファイバーパルプから測定することができる。この測定は、画像が生成されるように光学的に実行され、この画像から異なるサイズ及び色の粒子の数、部分および／または相互関係が、適当なイメージ処理プログラムによって決定することができる。このような解法は、米国特許第６，０１０，５９３号明細書に記載され、この中に、より詳細な測定が記載されている。
図３は、光学的測定方法の一般原理を示す。再生ファイバーパルプ３００は、透明な管３０２に向けられ、その波長が光学的測定に用いられる。再生ファイバーパルプは、管３０２内を進むと、再生ファイバーパルプは、光学的パワー源３０４によって発生した光学的放射で照らされる。この光学的パワー源３０２は、白熱ランプ、ガス放電ランプ、レーザー、又は同等物に通じている。そして、光学的パワー源は、パルス的または連続してターゲットを照明する。カメラ３０６は、ＣＣＤカメラ（電荷結合素子）またはＣＭＯＳカメラ（相補型金属酸化膜半導体）とすることができ、例えば、管３０２内の再生ファイバーパルプ３００から１つまたは複数の画像を光学的パワー源が配置された側またはその反対側のいずれか一方から捉える。さらに、カメラ３０６は、再生ファイバーパルプから拡散した放射線を用いて画像化するのに使用することができる。イメージ処理ユニット３０８は、ターゲットのイメージ化及び照明を制御し、そして、イメージ処理及び分析を制御する。ファイバーの長さ及びインキ粒子の大きさの測定において、１ｍｍ以下から数ｍｍの直径を有する細長い管が、管３０２として用いることができる。他の測定において、管３０２の直径は、数１０ｃｍまで大きくすることができる。
各断片によって反射された光学的放射のスペクトルを決定するために、カメラ３０６の代わりに、分光計がセンサ２０６として用いることができる。スペクトルから粒子の色、輝度等及び測定されるべき所望のパラメータが決定される。
図３に示すものと対比して、光源３０４は、サンプルの粒子に音響的な応答信号をもたらすために、各断片に適当なエネルギーを指向させこともできる。この光源３０４は、例えば、光学的放射が粒子の音響的発振を生じされるようなレーザーとすることができる。同様に、カメラ３０６の代わりに、センサ２０６は、音響的発振を検出する。通常、音響的発振は、超音波である。音響的放射の周波数、振幅、および／または位相は、粒子の特性、即ち、測定されるべきパラメータによる。
図４は、分別管内を流れる水量に応じた光学的放射の減衰を示している。曲線４００は、再生ファイバー処理の洗浄サブプロセス前の測定値を示す。また、曲線４０４は、再生ファイバー処理の洗浄サブプロセス後の測定結果を示す。垂直軸は、光学的に測定された減衰ＡＴＴを示し、水平軸は、リットル単位の流れる水量Ｌを示す。減衰ＡＴＴは、サンプルの濃度に比例し、またサンプルの異なる部分における乾燥物質の量に比例する。水量は、粒子の大きさに逆比例する。また、サンプルが分別管に入るとき測定を開始することによって測定され、サンプルの所望点又は断片が、測定点を通過するとき、その水量を測定する。測定点は、カメラのイメージングセクター内の領域である。分別管内を流れる水量が多くなればなるほど、サンプルの分布が広がり、かつ異なる大きさの粒子を互いにより正確に区別することができる。サンプルの長さＩは、以下のリッター単位の水量の式から算定される。
Ｉ＝（Ｍ１−Ｍ０）／Ａ
ここで、Ｍ１は、最後の断片（図４の例では、約２０Ｌ＝２０ｄｍ3）の後方限界である。Ｍ０は、分別（図４の例では、約１６Ｌ＝１６ｄｍ3）の開始である。また、Ａは、分別管（図４の例では、約０．０８ｄｍ3）の断面積である。この結果、図４の例において、分別されたサンプルの長さは、２００ｄｍ＝２０ｍとなる。
サンプルが受け入れたとき、このサンプルは、約２５ｃｍの長さであったが、分別管が分別の下で、サンプルを約７５倍に引き伸ばした。サンプルが約１ｍ／ｓで流れると、サンプルは、約２０秒間、光学的測定される。カメラが、２０ｍｓ間隔で画像を捉えると、これは、２ｍｍ間隔のイメージングに相当し、１０００枚の静止像がサンプルから得られる。即ち、１０００画像の断片は、イメージング速度で連続して表れ、２０秒の動画像が作られる。
わずかな断片、例えば、４つ（ＦＲ１〜ＦＲ４）が得られ、これによって、これらの断片から測定された各結果は、サンプル内の粒子の最大２５０の画像の平均に相当する。同様に、各断片は、平均化なしに１つの代表イメージを表示することができる。どんな場合でも、断片の限界及び量は、捕捉されたイメージから自由に選択できる。
ここで、Ｍ１は、最後の断片（図４の例では、約２０Ｌ＝２０ｄｍ3）の後方限界である。Ｍ０は、分別（図４の例では、約１６Ｌ＝１６ｄｍ3）の開始である。また、Ａは、分別管（図４の例では、約０．０８ｄｍ3）の断面積である。この結果、図４の例において、分別されたサンプルの長さは、２００ｄｍ＝２０ｍとなる。
サンプルが受け入れたとき、このサンプルは、約２５ｃｍの長さであったが、分別管が分別の下で、サンプルを約７５倍に引き伸ばした。サンプルが約１ｍ／ｓで流れると、サンプルは、約２０秒間、光学的測定される。カメラが、２０ｍｓ間隔で画像を捉えると、これは、２ｍｍ間隔のイメージングに相当し、１０００枚の静止像がサンプルから得られる。即ち、１０００画像の断片は、イメージング速度で連続して表れ、２０秒の動画像が作られる。
わずかな断片、例えば、４つ（ＦＲ１〜ＦＲ４）が得られ、これによって、これらの断片から測定された各結果は、サンプル内の粒子の最大２５０の画像の平均に相当する。同様に、各断片は、平均化なしに１つの代表イメージを表示することができる。どんな場合でも、断片の限界及び量は、捕捉されたイメージから自由に選択できる。
断片を分割する方法は、図４に示され、この例では、４つの断片を用いる。断片の最も大きな粒子ＦＲ１は、１５．６Ｌ〜１６．３Ｌの間のリッター単位量における粒子を含み、第２番目に大きい断片ＦＲ２は、１６．３Ｌ〜１７．５Ｌ（例えば、５〜２ｍｍのオーダー）の間のリッター単位量における粒子を含み、第２番目に小さい断片ＦＲ３は、１７．５Ｌ〜１８．３Ｌ（例えば、０.５〜０．１ｍｍのオーダー）の間のリッター単位量における粒子を含み、もっとも小さい断片ＦＲ４は、１８．３Ｌ〜２０．４Ｌ（例えば、０．１〜０．００５ｍｍのオーダー）の間のリッター単位量における粒子を含んでいる。
図４の場合、曲線４００の断片ＦＲ１は、フレークからなり、ＦＲ２の断片は、長いファイバーからなり、断片ＦＲ３は、短いファイバーからなり、断片ＦＲ４は、インキ粒子、微粒子材料、および可能な他の小さな物質粒子からなる。この中でインキ粒子は、通常、再生ファイバーパルプの再利用に関して重要である。断片ＦＲ４のインキ粒子は、１０μｍから１００μｍのオーダーであり、この粒子は、再生ファイバー処理の洗浄サブプロセス内で大部分が取り除かれ、または、ハイパー洗浄で完全に（ほとんど）取り除かれる。この種の結果は、曲線４０２から見ることができ、ワイヤ上で実行されるハイパー洗浄の結果を表している。完全なハイパー洗浄で、断片ＦＲ４内に粒子が残留しない場合、曲線４００の断片ＦＲ４は、イメージ処理ユニットにおいて、予め決定された値としてゼロが与えられる。そして、再生ファイバー処理で準備されるべき洗浄の例として得られた分布を考慮する。
サンプルの異なる断片は、図２に示すように、容器２１４〜２２０内に集められると、容器２１４〜２１８の内容物は、混合される（この場合、容器２２０の断片は、サンプルから濾過されている）。これによって、具体的なリファレンスが、ハイパー洗浄されたサンプルから得られる。再生ファイバー処理の洗浄サブプロセス１０２（または１０６）から得られるサンプルの測定結果４０４は、リファレンスとして比較される。リファレンスは、断片ＦＲ１〜ＦＲ４に分布４００に従い、断片ＦＲ４では、ゼロの一定を有している。この比較は、例えば、相関関係として実行される。リファレンスと測定結果との間の差が、所定の閾値よりも大きいと、再生ファイバー処理は、適正に作動しておらず、また、最終生産物の品質も所定の品質条件を満たしていない。この場合、再生ファイバー処理の作動を向上させなければならない。差が閾値よりも小さい場合、再生ファイバー処理の作動は、適正とみなされ、最終生産物の品質も十分良好であるみなされる。
一般的に、再生ファイバー処理のどのような実際のサブプロセスも、対応するリファレンスと比較することができる。この場合、少なくとも１つの付加された物質の少なくとも１つのパラメータの測定は、所望のサブプロセス後に測定された少なくとも１つの分配と予め決められた分配との間の差を決定することによって実行される。この予め決められた分配は、再生ファイバー処理の所望のサブプロセス後の所望の分配を表現している。
カメラ２０６を用いて、分別管２０４内を流れるサンプルの異なる粒子サイズをイメージし、更に、カメラ２０６によって生成した画像からイメージ処理ユニット２１０を用いて少なくとも１つの断片を表す少なくとも１つの画像を生成することによって、サンプルが、少なくとも２つの断片として処理される。代わりに又はさらに、少なくとも２つの断片は、分別管２０４内に流れるサンプルから容器２１４〜２２０に生成され、そして、カメラ２０６を用いて、容器２１４〜２２０内の１つにある少なくとも１つの断片を画像化する。更に、代わりにまたはさらに、ケーク２２２が、少なくとも１つの断片から生成され、そして、カメラ２０６を用いて断片から生成される少なくとも１つのケークを画像化する。
測定されるべきパラメータは、ファイバーに付着した少なくとも１つの物質のサンプル内の一部分として表わすことができる。また、測定されるべきパラメータは、ファイバーから分離した少なくとも１つの付加物質のサンプル内の一部分を表すこともできる。さらに、上記両方のパラメータが測定される。
図５は、本方法の流れ図を示す。ステップ５００において、サンプルは、再生ファイバー処理の再生ファイバーパルプから分別管内に受け入れられる。ステップ５０２において、流れるサンプルの粒子は、分別管内で粒子サイズに従って整列される。ステップ５０４において、サンプルは、粒子サイズに従って少なくとも２つの断片として処理される。ステップ５０６において、少なくとも１つの断片の少なくとも１つの付加物質の少なくとも１つのパラメータが、測定される。
本発明は、ここに実例を参照して記載してきたが、本発明は、これらに限定されることなく、添付の請求の範囲内で、種々の方法で変更が可能であることが理解されるであろう。
Claims (24)
- 紙、板紙、ボール紙の少なくとも1つが用いられる製造において、再生ファイバーパルプを測定する方法であって、
少なくとも１つの付加物質が、前記紙、板紙、ボール紙の表面に移送されており、
前記再生ファイバー処理の再生されたフィバーパルプから分別管（204）にサンプルを受け取る工程（500）と、
前記分別管（204）内で粒子サイズに従って流れるサンプルの粒子を整列する工程（502）と、
前記粒子サイズに従って少なくとも２つの断片として前記サンプルを処理する工程（504）と、
少なくとも１つの断片に付加された少なくとも１つの物質の少なくとも１つのパラメータを測定する工程（506）とを含むことを特徴とする測定方法。 - 紙、板紙、ボール紙の少なくとも1つが用いられる製造において、再生ファイバーパルプを測定する方法であって、
インキが、前記紙、板紙、ボール紙の表面に移送されており、
前記再生ファイバー処理の再生されたフィバーパルプから分別管（204）にサンプルを受け取る工程（500）と、
前記分別管（204）内で粒子サイズに従って流れるサンプルの粒子を整列する工程（502）と、
前記粒子サイズに従って少なくとも２つの断片として前記サンプルを処理する工程（504）と、
少なくとも１つの断片に付着するインキの少なくとも１つのパラメータを測定する工程（506）とを含むことを特徴とする測定方法。 - カメラ（206）を用いて前記分別管（204）内に流れる前記サンプルの異なる粒子サイズを画像化することによって、前記サンプルを少なくとも２つの断片として処理し、そして、イメージ処理ユニット（210）を用いて、前記カメラ（206）によって生成した画像から少なくとも１つの断片の少なくとも１つの画像見本を生成することによって処理することを特徴とする請求項１記載の測定方法。
- 前記分別管（204）内を流れるサンプルから少なくとも２つの断片を生成し、少なくとも１つの断片を画像化し、生成した前記少なくとも１つの画像から少なくとも１つの断片の少なくとも付加された物質の少なくとも１つのパラメータを測定する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の測定方法。
- 少なくとも１つの断片からケーク（222）を生成し、前記少なくとも１つの断片から生成されたケークを画像化し、そして、生成された少なくとも１つの画像から少なくとも１つのパラメータの少なくとも１つの付加された物質の少なくとも１つのパラメータを測定する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の測定方法。
- 分光計によって、少なくとも１つの断片の少なくとも１つの付加された物質の少なくとも１つのパラメータを測定する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の測定方法。
- 断片の粒子で音響的応答信号を達成するためのエネルギーを与え、そして、音響的に少なくとも１つの断片に少なくとも１つの付加された物質の少なくとも１つのパラメータを測定する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の測定方法。
- 前記ファイバーに固着した少なくとも１つの付加された物質のサンプルの一部分を表すパラメータを測定する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の測定方法。
- ファイバーから離れた少なくとも１つの付加された物質のサンプルの一部分を表すパラメータを測定する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の測定方法。
- 所望のサブプロセス及び予め決めた分配の後に、測定された少なくとも１つの断片の分配間の差を決定することにより、前記パラメータの測定を実行する工程を含み、ここで、前記予め決めた分配は、再生ファイバー処理の前記所望のサブプロセス後の、所望の分配を表すことを特徴とする請求項１記載の測定方法。
- 付加された物質の測定を容易にするために、サンプルに色薬剤を付加する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の測定方法。
- 付加された物質は、インキ、プラスチック、ワックス、金属、疎水性物質の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の測定方法。
- 紙、板紙、ボール紙の少なくとも1つが用いられる製造において、再生ファイバー処理において再生ファイバーパルプを測定するための測定装置であって、
少なくとも１つの付加物質が、前記紙、板紙、ボール紙の表面に移送されており、
前記再生ファイバー処理の再生されたフィバーパルプからサンプルを受け取り、粒子サイズ、センサ（206）、及び信号処理ユニット（210）に従って流れるサンプルの粒子を整列するための分別管（204）を含んでおり、
前記測定装置は、前記粒子サイズに従って少なくとも２つの断片として前記サンプルを処理するように構成され、
前記センサ（206）は、少なくとも１つの断片を測定するように構成され、
前記信号処理ユニット（210）は、前記センサ（206）からの測定信号を受け取って、少なくとも１つの測定された断片に付加された少なくとも１つの物質の少なくとも１つのパラメータを決定するように構成されていることを特徴とする測定装置。 - 紙、板紙、ボール紙に用いられる少なくとも１つの製造において、再生ファイバー処理において、再生ファイバーパルプを測定するための測定装置であって、
インキが、前記紙、板紙、ボール紙の表面に移送されており、
再生ファイバー処理の再生されたフィバーパルプからサンプルを受け取り、粒子サイズ、センサ（206）、及び信号処理ユニット（210）に従って流れるサンプルの粒子を整列するための分別管（204）を含んでおり、
前記測定装置は、前記粒子サイズに従って少なくとも２つの断片として前記サンプルを処理するように構成され、
前記センサ（206）は、少なくとも１つの断片を測定するように構成され、
前記信号処理ユニット（210）は、前記センサ（206）からの測定信号を受け取って、少なくとも１つの測定された断片の前記インキの少なくとも１つのパラメータを決定するように構成されていることを特徴とする測定装置。 - 前記センサ（206）として機能するカメラ（306）が、前記分別管（204）に流れるサンプルの異なる粒子サイズを画像化するように、前記測定装置は、少なくとも２つの断片としてサンプルを処理し、
前記信号処理ユニット（210）は、前記カメラ（306）によって生成されて少なくとも１つの断片を表している少なくとも１つの画像から、少なくとも１つの付加された物質の少なくとも１つのパラメータを決定するように構成されていることを特徴とする請求項１３記載の測定装置。 - 前記センサ（206）は、少なくとも１つの断片を画像化するように構成されたカメラ（306）であり、
前記信号処理ユニット（210）は、前記カメラ（306）によって生成されて少なくとも１つの断片を表している少なくとも１つの画像から、少なくとも１つの付加された物質の少なくとも１つのパラメータを決定するように構成されていることを特徴とする請求項１３記載の測定装置。 - 前記測定装置は、少なくとも１つの断片からケーク（222）を生成するように構成され、前記カメラ（306）は、少なくとも１つの断片から生成したケーク（222）を画像化するように構成され、
前記信号処理ユニット（210）は、前記カメラ（306）によって生成されて少なくとも１つの断片を表している少なくとも１つの画像から、少なくとも１つの付加された物質の少なくとも１つのパラメータを決定するように構成されていることを特徴とする請求項１６記載の測定装置。 - 前記センサ（206）は、少なくとも1つの断片を測定するように構成された分光計であり、
前記信号処理ユニット（210）は、前記分光計（206）によって生成されて少なくとも１つの断片を表している信号から、少なくとも１つの付加された物質の少なくとも１つのパラメータを決定するように構成されていることを特徴とする請求項１３記載の測定装置。 - 前記測定装置は、サンプルの粒子における音響的応答信号を達成するための１つの断片にエネルギーを与えるための供給源（304）を含み、
前記センサ（206）は、少なくとも１つの断片から生まれた音響信号を受け取るように構成された音響的センサであり、
前記信号処理ユニット（210）は、前記センサ（206）によって生成されて少なくとも１つの断片を表している少なくとも１つの信号から、少なくとも１つの付加された物質の少なくとも１つのパラメータを決定するように構成されていることを特徴とする請求項１３記載の測定装置。 - 前記信号処理ユニット（210）は、ファイバーに固着した少なくとも１つの付加された物質のサンプル内の一部分を表すパラメータを測定するように構成されていることを特徴とする請求項１３記載の測定装置。
- 前記信号処理ユニット（210）は、ファイバーに分離した少なくとも１つの付加された物質のサンプル内の一部分を表すパラメータを測定するように構成されていることを特徴とする請求項１３記載の測定装置。
- 前記信号処理ユニット（210）は、所望のサブプロセス及び予め決めた分配の後に、測定された少なくとも１つの断片の分配間の差を決定することにより、前記パラメータを測定するように構成され、ここで、前記予め決めた分配は、再生ファイバー処理の前記所望のサブプロセス後の、所望の分配を表していることを特徴とする請求項１３記載の測定装置。
- 前記測定装置は、付加された物質の測定を容易にするために、サンプルに色薬剤を付加するように構成されていることを特徴とする請求項１３記載の測定装置。
- 前記付加された物質は、インキ、プラスチック、ワックス、金属、疎水性物質の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１３記載の測定装置。
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