專利名稱：使用超聲的asa乳化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于基本上同時(shí)將烯基琥珀酸酐(ASA)乳化并喂送到造紙工藝的過程流中的方法和設(shè)備。ASA是一種造紙?zhí)砑觿?，其增?qiáng)疏水紙張的多種性能。由于ASA 是不溶性油，因此在引入造紙工藝之前其必須被乳化。目前在造紙工藝中使用多種技術(shù)來促進(jìn)ASA的乳化。
背景技術(shù)：
為了針對(duì)造紙工藝對(duì)ASA進(jìn)行充分乳化，必須滿足兩個(gè)要求。首先，最終的乳液必須給予所制造紙張以良好的上漿(sizing)性能。第二，乳液還必須能夠容易地穿過造紙機(jī)。目前已知的一種產(chǎn)生ASA乳化的方式，涉及使用機(jī)械乳液方法，但是該方式并不是形成乳液的有效方式。此外，在有最小量水的使用的精確化學(xué)計(jì)量條件以及與其它化學(xué)品一起的最佳駐留和接觸時(shí)間出現(xiàn)的情況下，當(dāng)ASA與其它化學(xué)品快速混合到過程流中時(shí)，發(fā)生ASA到過程流的最佳引入。結(jié)果，包含ASA和其它化學(xué)品的混合物應(yīng)當(dāng)在各種試劑已有足夠的時(shí)間產(chǎn)生效果但又沒有長到維持所期望的效果之后引入。由于目前乳化ASA的方法沒有將乳液最佳地喂送到產(chǎn)品流中，并且由于它們沒有有效地解決ASA乳液固有的兩個(gè)需求，因此仍然需要改進(jìn)的產(chǎn)生ASA乳液并有效地將其引入造紙工藝中的方法。本節(jié)中描述的技術(shù)并不旨在承認(rèn)這里所提及的任意專利、公開出版物或其它信息是本發(fā)明的“現(xiàn)有技術(shù)”，除非做出這樣的特別說明。另外，本節(jié)不應(yīng)當(dāng)被解釋為意味著已做出研究，或者意味著37C. F. R. § 1. 56(a)中所定義的其它相關(guān)信息不存在。

發(fā)明內(nèi)容
至少一個(gè)實(shí)施例致力于一種用于基本上同時(shí)將ASA乳化并喂送到造紙工藝的過程流中的方法和設(shè)備。ASA在預(yù)定條件(例如，劑量、濃度)下與用水稀釋的乳化劑(例如聚合物或淀粉)進(jìn)行預(yù)混合，然后使用超聲處理器以連續(xù)模式對(duì)預(yù)混合后的溶液進(jìn)行乳化。基本上同時(shí)將備好的乳液通過喂送器喂送到造紙工藝中。乳液可以被喂送到造紙工藝的濕部。


之后將具體參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，附圖中
圖1是用于將ASA乳化喂送到造紙工藝中的設(shè)備的透視圖。圖2是乳化和喂送設(shè)備的示意圖。圖3是用于制造上漿乳液的設(shè)備的示意圖。圖4是將超聲乳化與機(jī)械乳化進(jìn)行比較的圖。圖5是顯示超聲乳化的粒度的圖。圖6是將超聲乳化的粒度與機(jī)械乳化的粒度進(jìn)行比較的圖。
具體實(shí)施例方式為本申請(qǐng)定義如下這些術(shù)語“ASA”是指烯烴基琥珀酸酐。“空化(Cavitation)，，是真空氣泡在液體中的形成生長和潰破?！斑h(yuǎn)端(Distal) ”意味著在連續(xù)過程中的特定步驟之后?！叭橐骸笔侵敢后w混合物，其中無法混合到連續(xù)相液體內(nèi)的離散相液體借助于一些化學(xué)品和/或工藝有效地分布于整個(gè)連續(xù)相液體。“造紙工藝”是指從紙漿制作任何一種紙品(如紙張、薄紙、紙板等)的方法，包括形成水纖維素紙料、對(duì)紙料進(jìn)行排水以形成薄片并對(duì)薄片進(jìn)行干燥，并且還可以包括制漿階段?！敖?Proximal) ”意味著在連續(xù)過程中的特定步驟之前。“制漿階段”是指造紙工藝中的可選階段，包括從木材和/或非木材原料制作紙漿和對(duì)紙漿進(jìn)行選擇性漂白以提高其亮度?！氨∑笔侵缸鳛樵旒埞に嚨慕Y(jié)果或在造紙工藝期間形成的相對(duì)薄層的紙張前體?！吧蠞{”是指用于降低紙張中纖維素的親水性以增加其對(duì)印刷或書寫油墨所導(dǎo)致的滲透的抵抗性的造紙工藝?！俺暼榛焙汀俺暡ㄈ榛笔侵竿ㄟ^高頻聲波產(chǎn)生乳液的方法，其被認(rèn)為由空化效應(yīng)所控制?！皾癫俊笔侵干婕胺椒w系、薄片形成段和/或壓印段的造紙工藝的部分。ASA通常被添加到造紙工藝中以改善所制造紙張的上漿性能。ASA通常以乳液的形式添加。ASA乳液可以包括ASA與乳化劑、水、表面活性劑、和/或穩(wěn)定劑中一種、一些或全部的結(jié)合。常用乳化劑的示例是聚合物、液體淀粉和熟淀粉。常用穩(wěn)定劑的示例是表面活性劑。在至少一個(gè)實(shí)施例中，ASA乳液通過根據(jù)各種預(yù)定的上漿乳液化學(xué)和方案在受控制的條件下將其快速添加來制備并喂送到造紙工藝中，以控制水的吸收和所制造紙張的大小。受控制的條件包括精確控制各種化學(xué)品和組分彼此接觸或離開的時(shí)間，和以超聲方式形成ASA乳液與將乳液喂送到產(chǎn)品流之間的時(shí)間。由于ASA與水強(qiáng)烈反應(yīng)，因此優(yōu)選引入這種高效的ASA乳液制備，以避免水解和水解物的形成。歐洲專利EP 0961856中描述的一種現(xiàn)有技術(shù)是使用機(jī)械乳化，該機(jī)械乳化通過使用轉(zhuǎn)子或定子來產(chǎn)生乳液。機(jī)械乳液涉及通過高速高剪切的渦輪泵傳遞ASA和聚合物 (淀粉)的混合物。然而，由于在ASA承載混合物中不可避免會(huì)出現(xiàn)研磨污染物，因此高剪切行為會(huì)造成設(shè)備磨損，而這會(huì)降低乳化裝備的有效壽命。另外，有效的ASA乳液通常具有介于0. 5 μ m至5 μ m之間的粒度。ASA與通常在造紙工藝中添加的其它制劑之間的相互作用，抑制在此范圍內(nèi)的微粒的形成。只有使用大功率剪切才能克服這種抑制，這進(jìn)一步增加了有害的研磨、升高了溫度，并需要更多的能量。也可以通過使用更強(qiáng)的乳化劑來克服這種抑制，但這些更強(qiáng)的乳化劑往往會(huì)降低ASA乳液的上漿性能。機(jī)械乳化的一種替代方法是超聲乳化。超聲乳化承受研磨的部分少，不會(huì)過度升高溫度，并且需要的能量小于機(jī)械乳化。在不受限于理論或設(shè)計(jì)的情況下，認(rèn)為超聲乳化是 “空化效應(yīng)”的結(jié)果，“空化效應(yīng)”定義如下當(dāng)由聲波以高強(qiáng)度進(jìn)行聲波處理時(shí)，液體在高壓周期(濃縮)和低壓周期(稀釋)之間交替。這些周期率依賴于頻率。在處于低壓周期時(shí)， 高強(qiáng)度超聲波在液體中創(chuàng)建空隙。當(dāng)空隙變得太大時(shí)，他們可以不再吸收能量，并且在高壓周期期間猛烈潰滅。這種空化效應(yīng)引起表面侵蝕和液體中大微粒的尺寸減小，并且是形成乳液的有效方式?？栈?yīng)還引起適度的溫度升高。ASA超聲乳化的一個(gè)示例是在注冊(cè)號(hào)為06 01232的法國專利申請(qǐng)中。但是為了使超聲乳化最佳，ASA超聲乳化也必須被最佳地引入造紙工藝的產(chǎn)品流中。這個(gè)最佳引入的特征是以使ASA乳化在造紙工藝中高度有效的方式快速、高效地引入?，F(xiàn)在參見圖1和圖2，示出可以將ASA乳化最佳地引入中的喂送設(shè)備(1 。該設(shè)備包括第一導(dǎo)管(1)、第二導(dǎo)管(4)和混合室(7)。設(shè)備中每個(gè)元件的尺寸和幾何形狀取決于需要向造紙工藝中添加多少ASA或其他化學(xué)品，以及例如造紙?jiān)O(shè)備的構(gòu)建的其他因素。 喂送設(shè)備(1 可以由處理各類造紙化學(xué)品的任何合適的材料制成，例如由不銹鋼制成。第一導(dǎo)管⑴具有一個(gè)或多個(gè)入口(2)和出口(3)，并且第二導(dǎo)管(4)有一個(gè)或多個(gè)入口(5)和出口(6)。ASA乳化可以被喂送到至少一個(gè)第一導(dǎo)管入口(2)和/或至少一個(gè)第二導(dǎo)管入口(5)。在至少一個(gè)實(shí)施例中，第一導(dǎo)管(1)具有頭部(10)和錐形的部分 (11)。第二導(dǎo)管(4)被固定到第一導(dǎo)管的頭部(10)?；旌鲜?7)具有與第一導(dǎo)管(1)和第二導(dǎo)管⑷的出口都流體連通的一個(gè)或多個(gè)入口(17)和出口(18)。混合室(7)可以被固定到第二導(dǎo)管(4)。在至少一個(gè)實(shí)施例中，適配器(8)被固定到混合室(7)，并且與混合室(7)的出口 (31)連通。適配器出口(31)有利于移除在喂送設(shè)備(12)中形成的混合物，用于進(jìn)行分析。 這種分析包括但不限于溫度、粒度、PH和純度。適配器(8)可通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解的任何緊固裝置固定到混合室 (7)，例如，混合室(7)的至少一部分可以插入適配器(8)中。在至少一個(gè)實(shí)施例中，第二導(dǎo)管⑷的入口(5)垂直于第二導(dǎo)管⑷的出口。在至少一個(gè)實(shí)施例中，第一導(dǎo)管⑴穿過第二導(dǎo)管G)，垂直于第二導(dǎo)管的入口(5)。超聲乳化器00)流體連通到喂送設(shè)備(1 。超聲乳化器00)包括超聲波發(fā)生器(sonotrode) (23)和超聲波發(fā)生器流通池(4)。超聲波發(fā)生器流通池04)接收原油乳液 09)，其包括純ASA與乳化劑、水、表面活性劑和/或穩(wěn)定劑中一種、一些或全部結(jié)合的混合物。來自超聲波發(fā)生器的超聲波能量的密集突發(fā)在原油混合物位于超聲波發(fā)生器流通池04)內(nèi)時(shí)被傳輸?shù)皆撛突旌衔铩Ｔ谥辽僖粋€(gè)實(shí)施例中，超聲乳化器00)還包括變換器和助推器0幻。變換器將供應(yīng)的動(dòng)力變換為機(jī)械振蕩。所供應(yīng)的動(dòng)力通常是電力。助推器0 對(duì)機(jī)械振蕩的幅度和頻率進(jìn)行調(diào)制(提高和降低)。超聲波發(fā)生器 (23)將振蕩傳送到超聲波發(fā)生器流通池04)。
在至少一個(gè)實(shí)施例中，超聲處理器控制本發(fā)明的裝置的各個(gè)部分，包括但不限于超聲乳化器00)。處理器還可以調(diào)節(jié)超聲波發(fā)生器流通池04)內(nèi)的環(huán)境。這種控制包括原油ASA乳液09)進(jìn)入超聲波發(fā)生器流通池04)的速率、ASA喂送泵02)的激活、以超聲方式乳化的ASA退出到喂送設(shè)備(1 中的速率、超聲波傳輸?shù)某掷m(xù)時(shí)間、強(qiáng)度、模式、 頻率和幅度、ASA乳液的溫度以及將各種流體喂送到本發(fā)明裝置的各種部件中的泵任意之一或全部。在至少一個(gè)實(shí)施例中，頻率被校準(zhǔn)到20kHz。在至少一個(gè)實(shí)施例中，頻率可以高達(dá)MkHz或更高。在至少一個(gè)實(shí)施例中，ASA乳液的溫度至少部分地由穿過超聲波發(fā)生器流通池 (24)的軟管0 調(diào)節(jié)，軟管0 被調(diào)節(jié)通道06)圍繞。流體(如來自流體源或管道GO) 的水)穿過調(diào)節(jié)通道06)以影響軟管05)內(nèi)的溫度。軟管05)可以由諸如玻璃之類的熱傳導(dǎo)材料構(gòu)建，并且調(diào)節(jié)通道06)中的流體可以以與軟管05)相反的方向流動(dòng)，以最大化熱傳遞。在至少一個(gè)實(shí)施例中，超聲處理器(32)可以被構(gòu)建并布置為，基于從對(duì)出口端口(31)的內(nèi)容物執(zhí)行分析的一個(gè)或多個(gè)裝置接收到的數(shù)據(jù)，自動(dòng)改變超聲波發(fā)生器流通池04)內(nèi)的環(huán)境。具體來說，超聲處理器(3 可以響應(yīng)于所測量的粒度對(duì)超聲傳輸進(jìn)行調(diào)制。在至少一個(gè)實(shí)施例中，喂送設(shè)備(1 被設(shè)計(jì)為從形成乳化的一個(gè)理想到在造紙工藝中使用的理想而改變ASA乳化的溫度。實(shí)現(xiàn)這一目的的一個(gè)方法，是通過將ASA乳化喂送到其至少一部分穿過第二導(dǎo)管的第一導(dǎo)管(1)中。這種設(shè)計(jì)允許第二導(dǎo)管內(nèi)的流體在ASA乳液與第二導(dǎo)管(4)的內(nèi)容物相接觸之前引起ASA乳液的溫度變化。在至少一個(gè)實(shí)施例中，第一導(dǎo)管(1)具有不穿過所述第二導(dǎo)管(4)的頭部(10)和穿過所述第二導(dǎo)管(4)的部分。穿過第二導(dǎo)管的部分(11)的形狀是圓錐形，并且第一導(dǎo)管(1)的點(diǎn)與混合室(7)流體連通。來自第一導(dǎo)管(1)和第二導(dǎo)管(4)的流體在自由混合時(shí)在混合室(7)中形成快速移動(dòng)的旋渦。流體在第(1)和第二(4)導(dǎo)管中的這種快速流動(dòng)和高效混合，模擬了剪切效果，這保持/增強(qiáng)了以超聲方成形成的ASA乳液。因?yàn)槿绱丝焖俚貙煞N流體源混合在一起，因此混合物可以幾乎與ASA乳液的形成同時(shí)并在乳液消散之前很長時(shí)間就被送入造紙工藝中。在至少一個(gè)實(shí)施例中，包括ASA乳液的各種化學(xué)品到過程流(13)的共同喂送可以通過以下步驟得到最佳實(shí)現(xiàn)至少兩種化學(xué)品(其中之一是超聲ASA乳液)被喂送到喂送設(shè)備(1 中，允許快速形成不同化學(xué)品的混合物，并將混合物快速分發(fā)到過程流(1 中； 或通過將一系列喂送設(shè)備(1 與分發(fā)的化學(xué)品對(duì)準(zhǔn)。包括乳化的ASA的化學(xué)品可以以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所規(guī)定的任意順序被添加到系統(tǒng)中。例如，化學(xué)品可以順序地、同時(shí)或以預(yù)編程的順序從一個(gè)或多個(gè)喂送設(shè)備添加。在至少一個(gè)實(shí)施例中，適配器(8)與造紙工藝的各種成分所通過的工藝管道、2Τ) 的壁直接接合。適配器(8)可以位于造紙工藝中的任何位置。在至少一個(gè)實(shí)施例中，喂送到ASA乳化不送入的導(dǎo)管中的化學(xué)品是諸如水或淀粉溶液的喂送液體，或者可以是另一種液體，包括但不限于淡水、來自制造廠的凈化的生產(chǎn)用水、薄坯水(thin stock water)、明礬、澄清白水、陽離子聚合物淀粉、白水及其任意組合。在至少一個(gè)實(shí)施例中，喂送設(shè)備(1 在進(jìn)入造紙工藝中的入口之上，超聲波發(fā)生器流通池04)在喂送設(shè)備(1 之上，并且超聲波發(fā)生器和/或超聲處理器(32)橫跨超聲波發(fā)生器流通池04)。雖然這樣的布置使用重力來加速化學(xué)品向造紙工藝中的流動(dòng)，但可能使超聲波發(fā)生器和/或超聲處理器(3 從超聲波發(fā)生器流通池04)向外凸出。在至少一個(gè)實(shí)施例中，支撐件08)支撐本發(fā)明的至少一個(gè)凸出部件。支撐件可以與喂送器喂送ASA乳化所進(jìn)入的同一工藝管道、2Τ)接合。在ASA乳液被釋放到造紙工藝中之前，機(jī)械乳化裝置通常使ASA乳液保持與喂送液體相接觸差不多10-60秒，而本發(fā)明的方法和設(shè)備可以在僅僅0. 1至0. 3秒之后將ASA乳液釋放到造紙工藝中。這快速得足以防止幾乎很小量的集聚和水解發(fā)生。另外，本發(fā)明的方法和設(shè)備可以產(chǎn)生0. 6 μ m與1. 2 μ m之間的平均粒度，其中小于10%的乳液有超過2 μ m 的粒度。缺少大比例的比期望范圍大的粒度的ASA很重要，因?yàn)槿绻⒘Ｗ兊眠^大，則他們無法被紙纖維保留，而會(huì)通過造紙工藝，并能水解且有害地沉積在造紙裝備上。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)理解，向造紙工藝中添加多少ASA乳液，包括ASA乳液各成分之間的比例，取決于各種因素。舉例來說，諸如造紙工藝類型的因素，例如紙張或紙板，可能會(huì)影響添加到造紙工藝中的化學(xué)品的量。在至少一個(gè)實(shí)施例中，ASA乳液以500-1500克 /噸(g/tn)(作為產(chǎn)品)的范圍添加到造紙機(jī)中，并且以1000-3500g/tn的范圍添加到紙板機(jī)中?，F(xiàn)在參見圖3，該圖示出用于在將ASA傳遞到超聲乳化器00)之前將ASA預(yù)混合到原油乳液中的方法和設(shè)備。在至少一個(gè)實(shí)施例中，至少有兩個(gè)預(yù)混合裝置(12a，12b)串聯(lián)布置。這些混合裝置中的一個(gè)或多個(gè)可以是先前所述的同一類型喂送設(shè)備(圖1中的 12)，也可以是本領(lǐng)域中已知的機(jī)械混合器或任何其他混合裝置。乳化劑(3 和喂送流體 (34)被添加到第一混合裝置(12a)中，然后由此產(chǎn)生的第一混合物(3 被喂送到第二混合裝置(12b)中。純的ASA(36)也被喂送到第二混合裝置(12b)中，這產(chǎn)生了原油ASA乳液 09)。然后，原油ASA乳液09)被喂送到先前所述的超聲乳化器00)中。接著，超聲乳化劑OO)要么直接喂送到造紙工藝中(例如喂送到工藝管道、2Τ)中)，要么以圖2所示的方式喂送到第三混合裝置中。本發(fā)明的超聲乳化使得可以以比轉(zhuǎn)子/定子乳化低的能耗產(chǎn)生類似的乳化結(jié)果。 這是因?yàn)榭栈?yīng)的動(dòng)力需求比控制轉(zhuǎn)子/定子效應(yīng)的高剪切力效應(yīng)低。在一種情況下， 有效的ASA乳液以IKW的能量成本形成，而利用機(jī)械乳化設(shè)備形成的同等乳液具有7KW的能量成本。超聲處理器和喂送器方法較傳統(tǒng)的乳化和傳統(tǒng)的喂送簡單、可靠且易于運(yùn)行和維護(hù)。此外，安裝位置更加靈活，即它可以針對(duì)最好的上漿效果而安裝在期望位置處的工藝管道上。裝備的簡單性使得可以以比轉(zhuǎn)子/定子乳化裝備更低的成本來生產(chǎn)它。另外，快速喂送還減小了所生產(chǎn)紙張的體積。在至少一個(gè)實(shí)施例中，喂送設(shè)備和用于超聲乳化的設(shè)備在稀釋的ASA乳液釋放到造紙工藝中之前連續(xù)采集該稀釋的ASA乳液的樣品。這使得在線監(jiān)控器能夠控制乳液質(zhì)量。監(jiān)控可通過在線粒度測量獲得?；跍y量值，可以給定動(dòng)力和幅度的設(shè)定點(diǎn)以保持上漿乳液的質(zhì)量。這種在線監(jiān)控可以與造紙工藝其他方面的在線監(jiān)測集成在一起。在線監(jiān)測和處理器控制還可以弓I導(dǎo)控制各種流體流的流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)泵。示例提出下面的示例以描述本發(fā)明的實(shí)施例和應(yīng)用，這些示例并不意味著限制本發(fā)明，除非在權(quán)利要求中另有陳述示例是在造紙機(jī)的全面生產(chǎn)運(yùn)行期間獲得的。為了滿足目標(biāo)紙片吸水性值，該值被表示為60秒內(nèi)每平方米所吸收的水的克數(shù)(使用根據(jù)ISO 535標(biāo)準(zhǔn)的CcAb60進(jìn)行測量)，所生產(chǎn)的每噸紙品所需的上漿化學(xué)品ASA的劑量為約600克。用于乳化的化學(xué)品是陽離子聚丙烯酰胺，并且沒有使用表面活性劑。對(duì)于給定的ASA流速，將傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子/定子乳化方法與超聲乳化方法進(jìn)行比較。針對(duì)兩種方法，在乳化之后，乳液用淡水稀釋，并且在約20秒之后利用薄坯配料(質(zhì)量濃度(mass consistency)小于1 % )釋放到工藝管道中。 對(duì)于超聲乳化，ASA的濃度、ASA/聚合物的比例和超聲處理器的工藝條件被提前優(yōu)化。圖4示出針對(duì)給定且恒定的待乳化溶液流速，在乳液的粒度分布方面超聲乳化與目前傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子/定子乳化之間的比較。使用HORIBA LA-300激光器散射粒度分布分析儀來測量粒度分布。圖5示出在造紙機(jī)生產(chǎn)試驗(yàn)期間由傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子/定子方法(REF)和超聲乳化所產(chǎn)生的乳液的平均粒度和粒度大于2μπι的百分比與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系。圖5還示出在造紙機(jī)生產(chǎn)試驗(yàn)期間紙片的CcAb60吸水性測試與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系。試驗(yàn)中的上漿乳液由傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子/定子方法和超聲乳化產(chǎn)生。CcAb60測試根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 535進(jìn)行測量。圖4和5 —起示出超聲乳化相比傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子/定子方法生產(chǎn)出具有較窄粒度分布的較小微粒。作為改善上漿乳液質(zhì)量的結(jié)果，所生產(chǎn)的紙片的吸水性測試結(jié)果遵循相同的趨勢。換句話說，使用超聲乳化上漿乳液產(chǎn)生的紙片顯示出在CcAb值方面比圖6所示的傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子/定子方法平均(頂部/底部)有大約5%的改善。由于從上漿乳液的稀釋到排出的20秒時(shí)間間隔都可能對(duì)兩種乳化方法中的乳液穩(wěn)定性和水解有一些負(fù)面影響，因此通過實(shí)施值得關(guān)注的本發(fā)明公開內(nèi)容(即乳化和喂送基本上同時(shí))，相信通過最小化從乳化到釋放的時(shí)間會(huì)產(chǎn)生甚至更好的結(jié)果。雖然本發(fā)明可以以許多不同的形式體現(xiàn)，但附圖中示出并在這里詳細(xì)描述的是本發(fā)明的具體優(yōu)選實(shí)施例。本公開內(nèi)容是本發(fā)明原理的示例，并且并不意在將本發(fā)明限制為示出的特定實(shí)施例。此外，本發(fā)明包含這里所描述的各種實(shí)施例中的一些或全部的任意組合和全部可能的組合。本申請(qǐng)中引用的任意和所有專利、專利申請(qǐng)、科學(xué)論文和其它參考資料通過引用整體合并于此。以上公開內(nèi)容意在示意，而不是排他。本描述為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員提議了很多改變和替代。所有這些改變和替代都意在包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)，其中術(shù)語“包括”是指 “包括但不限于”。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，與這里所描述的具體實(shí)施例等同的其它等同物也意在包含在權(quán)利要求中。至此完成了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例和替代實(shí)施例的描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到， 與這里所描述的具體實(shí)施例等同的其它等同物也意在包含在所附的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種將ASA乳液喂送到造紙工藝中的方法，包括基本上同時(shí)制造所述乳液和將所述乳液喂送到造紙工藝的濕部中的工藝管道中，其中造紙配料具有0. 1% -5%之間的固有質(zhì)量濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述乳液在距所述工藝管道極近距離的位置處被制造并且基本上同時(shí)被喂送到造紙工藝中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述極近距離是從Ocm到大約2cm的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括乳化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述乳化劑是從有機(jī)聚合物類淀粉和合成聚合物類陽離子聚丙烯酰胺所組成的列表中選擇的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中在乳化期間作為產(chǎn)品的ASA質(zhì)量濃度的范圍在總濃度的5-25%之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括通過向容納ASA和成為所述乳液的連續(xù)相液體的至少一種液體的腔體中傳輸超聲波來制造所述ASA乳液的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟a)提供一個(gè)或多個(gè)喂送設(shè)備，每個(gè)喂送設(shè)備包括第一導(dǎo)管，具有一個(gè)或多個(gè)入口和出口 ；第二導(dǎo)管，具有一個(gè)或多個(gè)或更多入口和出口，其中所述第一導(dǎo)管固定到所述第二導(dǎo)管并穿過所述第二導(dǎo)管；混合室，具有一個(gè)或多個(gè)入口和出口，其中所述第二導(dǎo)管固定到所述混合室，并且其中所述第一導(dǎo)管的出口和所述第二導(dǎo)管的出口與所述混合室流體連通；以及適配器，與所述混合室的出口流體連通，并且固定到所述混合室；b)在所述工藝管道的開口上方安裝包含適配器的至少一個(gè)喂送設(shè)備，c)通過將所述ASA乳液或一種或多種化學(xué)品引入所述第一導(dǎo)管和所述第二導(dǎo)管的入口，將所述ASA乳液和一種或多種化學(xué)品引入所述喂送設(shè)備的混合室中，所述ASA乳液與其超聲制造幾乎同時(shí)被引入；d)在所述喂送設(shè)備的混合室中混合所述ASA乳液和一種或多種化學(xué)品以形成混合物；以及e)通過所述喂送設(shè)備的與過程流連通的適配器將所述混合物分發(fā)到所述過程流中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述適配器進(jìn)一步包括測試出口，所述測試出口具有被構(gòu)建并被布置為期望允許所述混合室中形成的混合物的樣品被去除的可密封閥，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟經(jīng)由所述測試出口去除所述混合物的樣品，以及測量所述混合物的來自以下列表的至少一個(gè)屬性，所述列表由粒度、溫度、PH、濃度、純度及其任意組合組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括提供處理器的步驟，所述處理器被構(gòu)建并被布置為調(diào)制所述腔體的從以下列表中選擇的至少一個(gè)屬性，所述列表由所傳輸超聲波的頻率、所傳輸超聲波的幅度、進(jìn)入所述腔體的流速、從所述腔體出來的流速、所述腔體中的液體的溫度及其任意組合組成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述處理器被構(gòu)建并被布置為接收所測量的所述混合物的樣品的至少一個(gè)屬性的輸入數(shù)據(jù)，并響應(yīng)于所述輸入數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)制所述腔體的至少一個(gè)屬性。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述處理器響應(yīng)于所測量的所述混合物的樣品的粒度而自動(dòng)調(diào)制所傳輸?shù)某暡ā?br> 13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括提供第一混合器的步驟，所述第一混合器被構(gòu)建并被布置為接收并混合至少兩種液體流，并將所述兩種液體流的混合物傳送到所述腔體中，至少一種液體流包含ASA，所述兩種液體流的混合物導(dǎo)致用于形成超聲ASA乳液的 ASA的劑量最佳。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括提供第二混合器的步驟，所述第二混合器被構(gòu)建并被布置為接收并混合至少兩種液體流，并將混合物傳送到由所述第一混合器接收的所述兩種液體流之一中。
15.一種通過超聲乳化產(chǎn)生上漿乳液的方法，所述乳液的平均粒度為Iym及以下，并且所述乳液中大于2 μ m的比例小于10%，其中小于30公升/小時(shí)的上漿溶液流速需要最大IkW的發(fā)音功率。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于將ASA乳液最佳地喂送到造紙工藝中的方法和設(shè)備。超聲能量快速且高效的密集傳輸形成ASA乳液。與形成乳液幾乎同時(shí)地，將乳液喂送到高速雙導(dǎo)管喂送設(shè)備中，喂送設(shè)備將ASA乳液與其它化學(xué)品快速混合，并將混合物直接喂送到造紙工藝中。本發(fā)明操作得如此之快，以致事實(shí)上ASA的水解不發(fā)生。這不僅防止了對(duì)造紙機(jī)的損壞，也改善了所制造紙張的質(zhì)量。本發(fā)明的操作速度比基于機(jī)械的乳化方法快10-20倍，并且需要最多1/7的能量來操作。本發(fā)明還對(duì)過程進(jìn)行自監(jiān)控，并且可以自動(dòng)糾正所檢測到的與所喂送ASA乳液相關(guān)的任何問題。
文檔編號(hào)D21F1/00GK102308044SQ201080007185
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2010年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月9日
發(fā)明者亞歷山大·托多羅維奇, 湯米·雅各布森 申請(qǐng)人:納爾科公司