(57)【要約】【課題】抄紙工程において紙の原料スラリーやインレット等の抄紙工程水に添加される歩留向上剤、濾水性向上剤、凝結剤、ピッチコントロール剤等の製紙用薬剤の効果を迅速かつ確実に確認し、この監視結果に基づいて製紙用薬剤の注入量を的確に制御する。【解決手段】製紙用薬剤が添加された抄紙工程水もしくはその希釈水を被測定流体として、被測定流体にレーザ光を照射し、被測定流体中の粒子により散乱された散乱光を受光して散乱光強度データを得る。この散乱光強度データに基づき被測定流体中の粒子の粒径分布を求めることにより、製紙用薬剤の効果を監視する。求められた粒径分布に基づいて製紙用薬剤の注入量を制御する。【選択図】図１
2007231487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抄紙工程水に添加される製紙用薬剤の効果を監視する方法において、
製紙用薬剤が添加された抄紙工程水もしくはその希釈水を被測定流体として、該被測定流体にレーザ光を照射する第一工程と、
該被測定流体中の粒子により散乱された散乱光を受光して散乱光強度データを得る第二工程と、
該散乱光強度データに基づき前記被測定流体中の粒子の粒径情報を求める第三工程と
を含む、製紙用薬剤の効果監視方法。
【請求項２】
抄紙工程水に添加される製紙用薬剤の効果を監視する装置において、
製紙用薬剤が添加された抄紙工程水もしくはその希釈水を被測定流体として、該被測定流体にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、
該被測定流体中の粒子により散乱された散乱光を受光する散乱光受光手段と、
該散乱光受光手段が受光した散乱光の強度データを電気信号に変換する光電変換手段と、
該電気信号に基づき前記被測定流体中の粒子の粒径情報を提示する粒径情報提示手段と
を含む、製紙用薬剤の効果監視装置。
【請求項３】
抄紙工程水への製紙用薬剤の注入量を制御する方法において、
製紙用薬剤が添加された抄紙工程水もしくはその希釈水を被測定流体として、該被測定流体にレーザ光を照射する第一工程と、
該被測定流体中の粒子により散乱された散乱光を受光して散乱光強度データを得る第二工程と、
該散乱光強度データに基づき前記製紙用薬剤の注入量を制御する第三工程と
を含む、製紙用薬剤の注入量制御方法。
【請求項４】
抄紙工程水への製紙用薬剤の注入量を制御する装置において、
製紙用薬剤が添加された抄紙工程水もしくはその希釈水を被測定流体として、該被測定流体にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、
該被測定流体中の粒子により散乱された散乱光を受光する散乱光受光手段と、
該散乱光受光手段が受光した散乱光の強度データを電気信号に変換する光電変換手段と、
該電気信号に基づき前記製紙用薬剤の注入量を制御する薬剤注入制御手段と
を含む、製紙用薬剤の注入量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は製紙用薬剤の効果監視、注入量制御方法及び装置に係る。特に、抄紙工程において、紙の原料スラリーやインレットに添加される製紙用薬剤の効果を迅速かつ確実に確認する方法及び装置と、その監視結果に基づき製紙用薬剤の注入量を的確に制御する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙の原料には、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰ、ＴＭＰなどの他、近年は古紙の利用率の向上、ブロークパルプの配合率向上、系のクローズド化が進み、古紙、ＤＩＰ、コートブロークなども多用されてきている。これらの原料にはアニオン性不純物、いわゆるアニオントラッシュが多く、アニオントラッシュによるピッチ、欠陥の発生だけでなく、断紙、生産スピードダウンといった生産性の低下を招いている。
【０００３】
これらの問題に対して、カチオン性スターチ及びコロイドシリカを添加する方法（ＵＳＰ４３８８１５０）、合成カチオン性ポリマーを加えた後次のステップでベントナイトを添加する方法（ＥＰ２３５８９３、特開昭６２−１９１５９８）、分子量の低いカチオン性ポリマーを添加し、次いでアニオン性ポリマーを添加する方法（特公平５−２９７１９）等に開示されるような様々な薬剤添加により、アニオントラッシュをパルプ繊維に定着させ、系外へ除去することが行われている。
【０００４】
ここで、アニオントラッシュのパルプへの定着効果には、アニオントラッシュの粒径が大きな影響を及ぼすことが知られている。即ち、薬剤添加が過剰となり、アニオントラッシュ同士が凝集して粒径が大きくなると、一度パルプ繊維に結合しても容易に解離しやすくなる結果、アニオントラッシュが系以内に留まることとなる。
【０００５】
こうしたアニオントラッシュの粒径は薬剤添加量により影響を受けるため、アニオントラッシュの粒径をリアルタイムに監視することが望ましい。
【０００６】
また、インレットにおけるパルプスラリー中の微細フロックの粒径は最終製品の品質（地合い）に影響するため、微細フロックの粒径をリアルタイムに監視することが望ましい。
【０００７】
しかしながら、従来は、アニオントラッシュやパルプスラリー中の微細フロックの粒径をリアルタイムに監視することは行われておらず、薬剤の添加効果は下記のような間接的手法により断続的に管理していた。
(1)  出来上がった紙の品質及び欠陥の評価や生産スピードの管理
(2)  原料スラリー、インレットの粒子表面電荷（カチオン要求量）の測定
(3)  原料スラリー、インレットを濾過した濾液の透過光による濁度測定
【特許文献１】ＵＳＰ４３８８１５０
【特許文献２】ＥＰ２３５８９３
【特許文献３】特開昭６２−１９１５９８
【特許文献４】特公平５−２９７１９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来の方法では、各々、次のような課題があった。
【０００９】
(1)  出来上がった紙の品質及び欠陥の評価や生産スピードの管理：
直接的に薬剤効果の影響を確認できるものの、すでに生産が始まった後又は紙が出来上がった後での管理であり、トラブル解決への対応が著しく遅れるという課題がある。
【００１０】
(2)  原料スラリー、インレットの粒子表面電荷（カチオン要求量）の測定：
表面電荷はあくまで間接的な評価であり、必ずしも表面電荷の変化とアニオントラッシュに起因する欠陥とは相関しない場合がある。
【００１１】
(3)  原料スラリー、インレットを濾過した濾液の濁度測定：
アニオントラッシュ成分による濁度を直接測るものであり、信頼性が高いが、濾過工程が必須であるため、濾過装置の目詰まりトラブルが起き易いこと、メンテナンス頻度が高いこと、洗浄機構などを備えることにより装置が高価になることなど、課題が多い。
【００１２】
本発明は上記従来の課題を解決し、抄紙工程において紙の原料スラリーやインレット等の抄紙工程水に添加される歩留向上剤、濾水性向上剤、凝結剤、ピッチコントロール剤等の製紙用薬剤の効果を迅速かつ確実に確認することができる製紙用薬剤の効果監視方法及び装置と、このような監視結果に基づいて製紙用薬剤の注入量を的確に制御する製紙用薬剤の注入量制御方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の製紙用薬剤の効果監視方法は、抄紙工程水に添加される製紙用薬剤の効果を監視する方法において、製紙用薬剤が添加された抄紙工程水もしくはその希釈水を被測定流体として、該被測定流体にレーザ光を照射する第一工程と、該被測定流体中の粒子により散乱された散乱光を受光して散乱光強度データを得る第二工程と、該散乱光強度データに基づき前記被測定流体中の粒子の粒径分布を求める第三工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の製紙用薬剤の効果監視装置は、抄紙工程水に添加される製紙用薬剤の効果を監視する装置において、製紙用薬剤が添加された抄紙工程水もしくはその希釈水を被測定流体として、該被測定流体にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、該被測定流体中の粒子により散乱された散乱光を受光する散乱光受光手段と、該散乱光受光手段が受光した散乱光の強度データを電気信号に変換する光電変換手段と、該電気信号に基づき前記被測定流体中の粒子の粒径分布を提示する粒径分布提示手段とを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の製紙用薬剤の注入量制御方法は、抄紙工程水への製紙用薬剤の注入量を制御する方法において、製紙用薬剤が添加された抄紙工程水もしくはその希釈水を被測定流体として、該被測定流体にレーザ光を照射する第一工程と、該被測定流体中の粒子により散乱された散乱光を受光して散乱光強度データを得る第二工程と、該散乱光強度データに基づき前記被測定流体中の粒子の粒径分布を求める第三工程と、該粒径分布に基づき前記製紙用薬剤の注入量を制御する第四工程とを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の製紙用薬剤の注入量制御装置は、抄紙工程水に添加される製紙用薬剤の効果を監視する装置において、製紙用薬剤が添加された抄紙工程水もしくはその希釈水を被測定流体として、該被測定流体にレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、該被測定流体中の粒子により散乱された散乱光を受光する散乱光受光手段と、該散乱光受光手段が受光した散乱光の強度データを電気信号に変換する光電変換手段と、該電気信号に基づき前記被測定流体中の粒子の粒径分布を提示する粒径分布提示手段と、該粒径分布に基づき前記製紙用薬剤の注入量を制御する薬剤注入制御手段とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、抄紙工程において紙の原料スラリーやインレット等の抄紙工程水に添加される歩留向上剤、濾水性向上剤、凝結剤、ピッチコントロール剤等の製紙用薬剤の効果を迅速かつ確実に確認することができ、この監視結果に基づいて製紙用薬剤の注入量を的確に制御することができる。
【００１８】
即ち、レーザ光の反射は、これが照射されて当たった粒子の大きさに関係し、大きい粒子に当たると大きな反射を起こし、小さな粒子に当たると小さな反射を起こす。従って、被測定流体にレーザ光を照射して、被測定流体中の粒子により散乱された散乱光の強度を計測することにより、抄紙工程水中のアニオントラッシュ等の粒子の大きさの変化（粒径情報）をとらえることができる。この作用機構を利用することにより、紙の原料スラリーやインレットなどに添加された製紙用薬剤の効果をモニタリングすることができ、さらには、このデータを使って、製紙用薬剤の薬注制御を的確に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
［抄紙工程水に添加される製紙用薬剤の効果の監視］
本発明に従って、抄紙工程水に添加される製紙用薬剤の効果を監視するには、製紙用薬剤が添加された抄紙工程水もしくはその希釈水を被測定流体として、該被測定流体にレーザ光を照射し、該被測定流体中の粒子により散乱された散乱光を受光して散乱光強度データを得、この散乱光強度データに基づき被測定流体中の粒子の粒径の変化をとらえることができる。
【００２１】
１）  製紙用薬剤の効果監視装置
まず、図１〜４に基づいて、本発明に好適な製紙用薬剤の効果監視装置について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の好適例に係る製紙用薬剤の効果監視装置の概略構成を示す構成図であり、図２は、図１に示すレーザ光照射部と散乱光受光部の構成を示す拡大図である。なお、以下においては、抄紙工程水として紙の原料スラリーの計測を行う場合を示すが、後述の如く、本発明における被測定流体は何ら紙の原料スラリーに限定されず、その他インレットにおけるスラリー、プレス搾水等の各種の抄紙工程水及びその希釈水が挙げられる。
【００２３】
この製紙用薬剤の効果監視装置は、レーザ発振器１、第１の光ファイバ２、レーザ光照射部３、散乱光受光部４、第２の光ファイバ５、光電変換回路６、検波回路７、最低値検出回路８から構成される。２０は、原料スラリー２１が貯えられる計測槽であり、計測槽２０内の原料スラリー２１中には、遮蔽部材２２（以下「センサプローブ」と称す場合がある。）の底部に配設されたレーザ光照射部３と散乱光受光部４が投入されている。この遮蔽部材２２は上方からの自然光がレーザ光照射部３と散乱光受光部４間の測定領域２３に到るのを遮蔽している。
【００２４】
即ち、遮蔽部材２２は図３に示す通り、底面が下方に突出し、突出した両側面に溝部２４が形成された五角柱であり、この溝部２４に、第１の光ファイバ２と第２の光ファイバ５とが固定され、第１の光ファイバ２の一端であるレーザ光照射部３と第２の光ファイバ５の一端である散乱光受光部４が、図２中、左右対称（線対称）に配設されている。さらに第１の光ファイバ２のレーザ光照射部３と第２の光ファイバ５の散乱光受光部４の中心線は互いに９０度で交差していることが好ましい。
【００２５】
また、一般にレーザ発振器１から発振されるレーザ光の強度は、自然光と区別するために変調することが好ましく、光電変換回路６で受光した散乱光強度を元の電気信号に戻すためには、７０〜１５０ｋＨｚ程度の変調が好ましい。そこで、本実施形態の構成において、レーザ発振器１はファンクションゼネレータ１１とレーザダイオード１２とからなり、ファンクションゼネレータ１１から発生する所定周波数、例えば９５ｋＨｚの電気信号で振幅変調（ＡＭ）したレーザ光をレーザダイオード１２から第１の光ファイバ２の一端に出射している。このレーザ光は第１の光ファイバ２を介してレーザ光照射部３となっている光ファイバ２の他の一端から原料スラリー中に出射している。なお、レーザ発振器は、ファンクションゼネレータとレーザダイオードに限定されるものではなく、例えば発光ダイオード等を用いることも可能である。
【００２６】
原料スラリー中には、アニオントラッシュ成分の粒子が存在しており、レーザ光照射部３からアニオントラッシュ成分の粒子に照射されたレーザ光は散乱して散乱光となり、散乱光受光部４となっている第２の光ファイバ５の一端から光ファイバ５に入射している。本実施形態において、測定領域２３は、レーザ光照射部３から出射されるレーザ光が照射する領域と、散乱光受光部４が散乱光を受光できる領域との重なり合った領域となっており、散乱光受光部４は測定領域２３から９０度（第２の光ファイバ５の中心線）方向に散乱した散乱光を受光している。
【００２７】
なお、遮蔽部材２２におけるレーザ光照射部の構成は、図２に示すものに何ら限定されず、図４に示す如く、遮蔽部材２２の測定領域２３近傍にレーザーダイオード１２を設けて電流ケーブル１２Ａを引き、遮蔽部材２２の測定領域近傍で直接レーザ光を発光させるものであっても良く、この場合には、レーザ光照射部まで光ファイバを使用しないことにより、光ファイバの破損等を防止することができる。図４において、レーザ照射部以外の構成は図２に示すものと同様であり、同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【００２８】
光電変換回路６は、フォトデテクター６１、バンドパスフィルタ６２及び増幅器６３とからなり、第２の光ファイバ５の他の一端に接続されたフォトデテクター６１によって散乱光の光信号を電気信号に変換し、バンドパスフィルタ６２で自然光と区別するために電気信号から変調周波数成分の信号を取り出し、増幅器６３において増幅して検波回路７に出力する。なお、光電変換回路６は、光信号を電気信号に変換するものであれば上記構成のものに限らず、例えばフォトデテクターの代わりにフォトダイオードを用いても良いし、バンドパスフィルタの代わりに低域フィルタを用いても良い。
【００２９】
変調周波数成分の信号は、散乱光強度の変化を測定するために、検波回路７にてＡＭ検波を行ってその検波後の信号を最低値検出回路８に出力する。なお、検波回路７によって出力された信号は、低域フィルタを通過する信号と同等の信号処理が施されることとなる。従って、バンドパスフィルタ６２のカットオフ周波数を適当に選択することによって、検波回路７はこのカットオフ周波数の変動を取り除いた直流分の出力波形の信号として検出し、最低値検出回路８に出力することができる。このように本実施形態では、フォトデテクター６１で検出された光信号のうち、バンドパスフィルタ６２で変調周波数成分を取り出し増幅器６３で増幅した後、ＡＭ検波を行うことで、アニオントラッシュ成分の微小粒子の散乱に伴う光強度の変化を信号強度の変化として測定できる。ただし、ＡＭ検波は必ずしも必要とされず、変調周波数成分の信号を直接最低値検出回路８に出力しても良い。
【００３０】
最低値検出回路８は、入力する直流分の信号から最低値の信号強度を検出している。この最低値の検出とは、図１に示した増幅器６３から出力される信号波形で説明すると、波形のくびれ部分を測定することである。くびれ部分以外の部分は、粗大な紙原料及び微小なアニオントラッシュ成分粒子が測定領域２３に存在している時であり、くびれ部分は、紙原料が、測定領域から出ていった時である。従って、最低値検出回路８が信号強度の最低値を検出することにより、アニオントラッシュ成分の微小粒子のみが存在する時の散乱光強度、即ちアニオントラッシュ成分の微小粒子の粒径を測定することが可能となる。そして、この最低値の減少は、測定領域でのアニオントラッシュ成分の微小粒子の粒径が小さくなったことを表し、また最低値の増大は、アニオントラッシュ成分の微小粒子の粒径が大きくなったことを表す。
【００３１】
具体的に、薬剤効果の測定原理は以下のようなものである。即ち、計測槽２０内の原料スラリー２１の攪拌に伴って測定領域２３にコロイド状の微小なアニオントラッシュ成分粒子（以下「微小コロイド粒子」と称す。）が流入出するときに散乱光の変動が生じることとなる。この変動の周期は、測定領域を粒子と見なして、微小コロイド粒子との間に生じる衝突回数を想定することにより概算することができる。即ち、測定領域２３を直径Ｒの球体、微小コロイド粒子を直径ｒの球体でそれぞれ近似すると、この場合の衝突断面積Ｑ０は、Ｑ０＝π（Ｒ＋ｒ）２で与えられる。また、微小コロイド粒子密度をＮ、測定領域に対する粒子の相対速度をｖとすると、単位時間当たりに微小コロイドが測定領域に流入する回数νは、ν＝ＮＱ０ｖとなる。同じく、微小コロイド粒子が測定領域から出て行く時にも同様の変動が生じるので、散乱光強度を微分した値の周期は、この回数の２倍の値となる。そして、散乱光強度は微小コロイド粒子の粒径のｎ乗に比例すると仮定し、多重散乱を無視すると、微小コロイド粒子１個の流出入に伴う散乱光強度の変動Ａは、Ａ＝Ａ０ｒｎとなる。なお、Ａ０は測定系に依存する定数であり、標準試料を用いて校正される。
【００３２】
ここで、微小コロイド粒子は、直径ｒが小さく粒子密度Ｎが大きいので、散乱光の微小な変動が短い周期で生じることとなる。そこで、検波回路７で変調周波数成分の検波を行うことにより、上述したごとく出力波形は低域フィルタを通過するのと等価な信号処理が施されるので、フィルタ６２のカットオフ周波数を適当に選ぶことにより、この変動を取り除いた直流分の信号として検出することができる。
【００３３】
一方、原料スラリー中の紙原料では、測定領域に流出入する際の変動が大きく、かつこの変動の平均周期は長くなる。従って紙原料の密度と測定領域体積との積が１より小さい時には、検波後の出力波形の最低値が微小コロイド粒子の散乱に対応していることになる。これにより本実施形態では、検波回路７の後段に最低値検出回路８を接続させることによって、原料スラリー中の微小コロイド粒子、即ちアニオントラッシュ成分による散乱光と紙原料による散乱光とを区別し、アニオントラッシュ成分による散乱光のみを取り出すことが可能となるので、薬剤によるアニオントラッシュ成分の低減効果が適切に把握できる。
【００３４】
また、本実施形態の監視装置では、特別な測定部を別途設ける必要がなく、遮蔽部材に取り付けたレーザ光照射部と散乱光受光部を計測槽に投入するのみで散乱光を測定することができるので、簡易な装置構成の監視装置を提供することができる。さらに、本実施形態の監視装置は、装置構成が簡易で軽量、小型化が図られるため、投げ込み式の監視装置にすることも可能である。
【００３５】
２）散乱光強度
図１の装置において、測定領域２３にて生じる散乱光について考察すると、この測定領域２３に存在する微小コロイド粒子は薬剤の添加で微少フロック化し、フロック化とともに散乱光強度は大きくなる。
【００３６】
従って、前述した構造のセンサプローブ（図２に示す遮蔽部材２２）を用いて微小測定領域２３における散乱光の強度を計測すると、図５(ａ)〜(ｃ)にその概念を示すように、凝集が進んで微小コロイド粒子が、微少フロック化し、プローブにて検出される微小測定領域２３の散乱光の強度が上記フロックにより大きくなる。これ故、微少フロック化に至るまでの散乱光強度の変化をとらえることで、微少フロックの粒径情報を得ることができる。
【００３７】
散乱強度はセンサによる計測の検波信号の標準偏差で扱う。電気信号ｍＶとして表示する。通常は、散乱強度の変化を相対的にとらえて、粒径が大きく、または小さく変化した状況をとらえる。
【００３８】
３）抄紙工程水
本発明において、測定対象となる抄紙工程水としては、紙の原料スラリーやインレットが挙げられる。このうち、紙の原料スラリーは、通常の紙パルププロセスにおける原料スラリーであり、この原料スラリー中の紙原料としては、例えばＬＢＫＰ、ＮＢＫＰ、ＴＭＰ、古紙、ＤＩＰ、コートブロークなどが挙げられ、これらの任意の２種以上の混合物でも良い。
【００３９】
４）製紙用薬剤
このような抄紙工程水に添加される製紙用薬剤としては特に制限はなく、紙パルププロセスにおいて通常使用されているカチオン系合成ポリマー、或いはカチオン系合成ポリマーとアニオン系合成ポリマーとの組み合わせ、両性合成ポリマーなど、任意のものを用いることができる。これらの製紙用薬剤の添加量は、通常、処理対象の紙パルププロセスの設定条件や原料スラリーの性状に応じて適宜決定される。
【００４０】
５）希釈用水及び計測濃度
測定にあたっては、製紙用薬剤が添加された原料スラリー等の抄紙工程水は原液のままでも良く、必要に応じて水で希釈して測定に供しても良い。即ち、抄紙工程水のパルプ繊維濃度が過度に高い場合には照射光やアニオントラッシュ成分からの散乱光が高濃度に存在するパルプ繊維により妨害を受けやすくなることにより、アニオントラッシュ成分に対応する正確な計測値を確実に得ることができない場合があるので、抄紙工程水は必要に応じて希釈する。希釈倍率については特に制限はなく、任意に決定することができるが、測定に供する抄紙工程水の固形分濃度としては、一般的には５００〜６００００ｍｇ／Ｌの範囲であることが好ましいことから、このような濃度となるように希釈を行うことが好ましい。
【００４１】
希釈用水としては特に制限はなく、水道水、工業用水、中水、白水の加圧浮上又は凝集沈殿処理水などを用いることができる。
【００４２】
６）流速
測定時の被測定流体は、濁度成分の沈降を防止して均一分散液状とするために、流動状態とし、必要に応じて攪拌を行ってもよい。この被測定流体の流速としては特に制限はなく、測定に供する被測定流体の濃度によっても異なるが、測定値の安定性の面から、０．２〜５．０ｍ／ｓ、特に０．５〜３．０ｍ／ｓの範囲であることが好ましい。
【００４３】
７）測定部のサイズ
測定部の大きさは、レーザー光発光面から壁面までの距離（図１において、レーザ光照射部３の先端と計測槽２０の内壁面との距離）が１ｃｍ以上離れていることが好ましい。この距離が１ｃｍよりも近いと、壁面でのレーザー光の反射が測定値に影響を及ぼす可能性があるため好ましくない。
【００４４】
８）被測定流体の採取箇所
本発明においては、紙パルププロセスの所定の箇所から紙の原料スラリー等の抄紙工程水を抜き出し、図１に示すような装置で測定を行っても良く、図２又は図４に示す遮蔽部材２２を、紙パルププロセスの所定の箇所に直接投入して測定を行っても良い。紙パルププロセスから抄紙工程水を抜き出して測定を行う場合、図１に示す装置には更に必要に応じて希釈槽を設けることが好ましい。
【００４５】
９）測定間隔
測定は連続的に行っても良く、間欠的に行っても良い。間欠的に測定を行う場合の測定頻度は、薬剤効果の推移を確認できれば良く、任意に設定することができ、例えば１〜２時間に１回の測定頻度とすることができる。測定を行っていない場合には、例えば、計測槽に水を流して、後述のレーザー光照射部／受光部の洗浄を行っても良い。
【００４６】
１０）検量線
通常は、前述の如く、散乱光強度の変化を相対的にとらえて、粒径の変化を検知するが、予め含有される粒子の粒径が既知のサンプル液を用いて同様の測定を行って、粒径又は散乱光強度と測定値との関係を示す検量線を作成しておき、この検量線に測定をあてはめて、被測定流体中の粒子の粒径を求めることもできる。
【００４７】
１１）計測部の洗浄
測定に用いるレーザ光照射部と散乱光受光部は、汚れの付着による測定精度の低下を防止するために、定期的に洗浄を行うことが好ましい。この照射部／受光部の洗浄は、空気又は水で行うことができる。
【００４８】
圧縮空気での洗浄の場合、被測定対象液である原料スラリー中で空気の散気による気液混合状態で行う。洗浄時間には特に制限はないが、計測の安定性の点からレーザ光照射部／受光部各々３〜５秒間が良い。洗浄間隔は特に制限はないが、計測の安定性のテンカラレーザ光照射部／受光部各々４０〜１２０秒間隔での洗浄が良い。洗浄圧は特に制限はないが、計測の安定性の点から０．０１ＭＰａ以上の圧力が良く、より好ましくは０．０５〜０．５ＭＰａである。
【００４９】
水での洗浄の場合、高圧水でセンサ先端を洗浄するか、計測槽に清水を０．５ｍ／秒以上の流速で通水し、計測槽及びセンサ先端の洗浄を行う。洗浄時間は、高圧水の場合は１回あたり３〜６０秒程度、通水の場合は、１回あたり１３０秒以上がよい。
【００５０】
１２）メンテナンス
前述の本発明の装置は、１ヶ月ないしは１週間に１回の頻度でレーザー光照射部／受光部の清浄度や照射されたレーザー光の輝度確認を行うことが好ましいが、このようなメンテナンス頻度は状況に応じて任意に決定することができる。
【００５１】
１３）製紙用薬剤の薬注制御
本発明の製紙用薬剤の効果監視装置及び方法により得られた薬注効果の情報は、これを出力信号として出力し、この信号に基づいて薬注ポンプや原料スラリーの送液ポンプの制御を行って、最適な薬注条件を維持することができる。
【００５２】
即ち、例えば、前述の信号強度の最低値から薬注量を増減する方法と併用し、本発明の散乱光強度信号からの情報で薬注量を増減してもよく、又は本発明に係る散乱光強度信号からの情報のみで薬注量を増減して、制御してもよい。
【００５３】
具体的には、次のような薬注制御を行うことができる。
【００５４】
まず、最適薬注率における散乱光強度（ｍＶ）を数回測定して平均をとり、その値を散乱光強度目標値とする。実際の計測値が目標値を下回った場合には、目標値との差（ｍＶ）に応じて薬注ポンプ出力を上げる。実際の計測値が目標値を上回った場合は目標値との差（ｍＶ）に応じて、薬注ポンプ出力を下げる。この場合の計測頻度や、増減幅は任意に決めることができる。
【００５５】
より具体的な薬注制御方法の一例を以下に説明する。
【００５６】
通常のマシン操作にて紙の製造を開始し、薬注量が最適で安定した生産状態にする。この時、インレットのサンプリング配管を分岐して、センサプローブを装着したセンサ計測槽を設置し、計測後のインレットは白水に戻るように配管を組む。センサ計測槽にてレーザー発光部で所定の流速が確保できていることを確認し、散乱強度計測を開始する。例として、２秒に１回２００ｍＳ間欠発光レーザーでの計測を述べると、２秒ごとの散乱強度を５分間計測し、その散乱強度の平均値を粒径情報とする。同じ条件を５回行い、５点の粒径情報の平均を制御目標値として設定する。通常、この値は８０〜１２０ｍＶ程度になる。制御目標値での歩留り剤注入のインバータポンプ出力％を現状値とする。ここで、実測値ｍＶ−制御目標値ｍＶ＝偏差ｍＶとし、例えば０≦偏差＜１０であれば、歩留り剤注入のインバータポンプの出力を現状値のまま、１０≦偏差＜２５であればインバータポンプの出力を現状値−１０％、２５≦偏差＜５０であればインバータポンプの出力を現状値−２０％、５０≦偏差＜８０であればインバータポンプの出力を現状値−３０％、８０≦偏差であればインバータポンプの出力を現状値−５０％、また−１０≦偏差＜０であればインバータポンプの出力を現状値＋１０％、−２５≦偏差＜−１０であればインバータポンプの出力を現状値＋１５％、−５０≦偏差＜−２５であればインバータポンプの出力を現状値＋２０％、−８０≦偏差＜−５０であればインバータポンプの出力を現状値＋２５％、偏差≦−８０であればインバータポンプの出力を現状値＋３０％、とするような一般的なプログラムをあらかじめセンサに組み込んでおき、センサから制御信号をインバータポンプに出力することにより、粒径情報に応じた薬注制御が可能となる。この時の計測頻度、偏差に対するインバータポンプへの出力％は、実際の製造おける条件変動に応じて任意に決めることができる。
【実施例】
【００５７】
以下に比較例及び実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００５８】
以下の比較例及び実施例においては、添加薬剤、抄紙工程水として以下のものを用いた。
１）薬剤：カチオン系合成ポリマー
・構造，組成：ジメチルアミノエチルアクリレート塩化メチル四級化物／アクリル
アミド＝２５／７５（モル％）
・固有粘度：１２（ｄｌ／ｇ）（溶媒＝１Ｎ  ＮａＣｌ（３０℃））
・使用濃度：０．２ｗｔ％
・添加率：０〜５．６ｍｇ／ｌ（対スラリー）
２）抄紙工程水：インレット
・濃度：７２００ｍｇ／ｌ
・外観：繊維分含有の白色スラリー
【００５９】
（比較例１）
以下の手順で濾液量の測定を行った。  
(1)  ５００ｍｌビーカーにインレットを１８０ｍｌ入れて、薬剤を所定量添加した。
(2)  撹拌機にて５００ｒｐｍで４０秒間攪拌した。
(3)  上記(2)の液を、直ちに６０メッシュナイロン濾布を敷いたヌッチェロートにあけ、１０秒間の濾水量を計測した。
(4)  (1)の薬剤添加量と(3)で測定された濾液量との関係を図６に示した。
【００６０】
（実施例１）
図１に示す装置を用い、以下の手順で散乱光強度の測定を行った。  
(1)  ５００ｍｌビーカーにインレットを１８０ｍｌ入れて、薬剤を所定量添加した。
(2)  撹拌機にて５００ｒｐｍで４０秒間攪拌した。
(3)  上記(2)の液にレーザー散乱光のセンサプローブ（図２に示す遮蔽部材２２）を浸漬し、２５０ｒｐｍの攪拌下（流速１．３ｍ／ｓ）で、センサによる計測を行った。計測項目は散乱光強度で、レーザー光を２分間隔で２００ｍ秒発光させ、１２０秒間の散乱光強度の平均値を求めた。
(4)  (1)の薬剤添加量と(3)で求められた散乱光強度の計測値との関係を図７に示した。
【００６１】
また、同一薬剤添加量における比較例１の濾液量と本実施例の散乱光強度の計測値との関係を図８に示した。
【００６２】
図８より明らかなように、本発明に係る散乱光強度計測値と濾水量とには、明確な相関が認められ、センサによるレーザー光散乱光強度が、薬剤添加によるインレットの微細フロックの大きさを検知していることが確認された。
【００６３】
この結果により、レーザー光散乱方式センサを用いて、本発明に従って散乱光強度の測定を行うことにより、インレットに添加した歩留向上剤などの薬剤の効果を連続的にモニタリングできることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施の形態に係る製紙用薬剤の効果監視装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】図１に示したレーザ光照射部と散乱光受光部の構成を示す拡大図である。
【図３】図２に示した遮蔽部材２２の斜視図である。
【図４】レーザ光照射部と散乱光受光部の他の構成例を示す拡大図である。
【図５】微小コロイド粒子の凝集に伴う、微小測定領域での散乱光強度の変化の様子を示す模式図である。
【図６】比較例１における薬剤添加量と濾液量との関係を示すグラフである。
【図７】実施例１における薬剤添加量と散乱光強度の計測値との関係を示すグラフである。
【図８】同一薬剤添加量における比較例１の濾液量と実施例１の散乱光強度の計測値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１  レーザ発振器
２  第１の光ファイバ
３  レーザ照射部
４  散乱光受光部
５  第２の光ファイバ
６  光電変換回路
７  検波回路
８  最低値検出回路
１１  ファンクションゼネレータ
１２  レーザダイオード
２０  計測槽
２２  遮蔽部材
２３  測定領域
２４  溝部
６１  フォトデテクター
６２  バンドパスフィルタ
６３  増幅器
【図１】
2007231487.tif 000003
【図２】
2007231487.tif 000004
【図３】
2007231487.tif 000005
【図４】
2007231487.tif 000006
【図５】
2007231487.tif 000007
【図６】
2007231487.tif 000008
【図７】
2007231487.tif 000009
【図８】
2007231487.tif 000010