2003年1月 紙パ技協誌

 

紙 パ 技 協 誌 2003年1月 

第57巻 第1号(通巻第622号) 和文概要


新型高濃度パルパーおよび異物除去システムと粘着異物検出装置(SCAN)
相川鉄工株式会社 技術本部 金澤 毅  

 いま,世界的に標準技術となった高濃度パルパー周辺の技術は,約25年前,日本において産声を上げ,実際操業経験を通し,日本製紙業界において育て上げられた技術である。その後,ヨーロッパやアメリカなど多くの製紙機械メーカーがこの技術に着目し,類似機器の製作,自社システムへの取入れを行ったことから高濃度パルパー技術が海外からの輸入技術であるが如く捉えられることもあったが,この技術は日本で育て上げられ,世界の標準技術となったものである。この高濃度パルパー周辺技術は主として脱墨用途として使用されてきたが最近では板紙分野の古紙再生など幅広く活用されるようになった。その大きな理由は,古紙原料中に含まれるホットメルトや粘着異物などを小さく破砕することなく大きな状態でリパルピング工程で除去できること,インク剥離性が大きいこと,動力原単位が小さいこと,そして原料の離解性能が大きいことなどであった。弊社ではこれらの特長を更に強化すべく,世界の競合メーカーに先駆けて標題の新型高濃度パルパーと異物除去システムの改良・開発を行い,動力消費量を従来型の30%の削減,粘着物をはじめとする異物除去性能の大幅改良を達成し,本年度の日本紙パルプ技術協会,佐々木賞の栄誉を頂戴することができた。本稿ではこの佐々木賞受賞製品のご紹介と製紙業界の最大の問題点の一つである粘着性異物について,原料中に含まれる量の検出装置“SCAN”をご紹介する。
(本文41ページ)


MOASを利用した抄紙機操業の実際
新光科学有限会社 根岸 冲  
日本製紙ユニテック株式会社 塩越 陽平  

 MOASは,個々のドライヤーの乾燥量,出入口水分率と紙の熱的性質のパラメーター“熱伝達率係数”を取得する。このとき,熱伝達率係数はプレスでの搾水挙動を説明する紙固有のパラメーターともなる。また,個々のプレスの搾水量観測値と併せてクーチ出口入口水分率を含むプレス入口水分率とプレスの搾水性能を表現するパラメーター“プレス係数”を取得する。水分挙動の観測は,湿紙走行性と水分率の関係,水分率と抄速の関係を具体的にして湿紙走行性の監視と制御の迅速かつ正確な標準化を行い,生産性を大幅に向上させる。さらに,抄紙機各部の水分挙動を体系化して以下の利点を得る。
 @ ウェット各部の水分挙動を説明する実験式により合理的な水分制御方法が選択できる。
 A フエルトの搾水性能を定量的に評価して,合理的なプレスメンテナンスが出来る。
 B 原料要素の監視結果と併せて,定量的な原料状態を表現し,原料変動と水分挙動の関係を確定させ,原料状態の変動に対する合理的な対策をとることが出来る。
 C MOASで観測した要素の解析と体系化は,新たな操業ノウハウの取得や経済性,品質特性の向上に有効となる。
 以上は,抄紙機操業における原価低減や監視/制御工数を減らし経済性を向上させる。
(本文48ページ)


地球温暖化対策としての森林吸収
王子製紙株式会社 海外植林部 原口 直人  

 2002年6月,我が国も「気候変動に関する国際連合枠組条約の京都議定書」の批准を決定し,京都議定書の発行にはロシア,カナダ,中東欧諸国等の批准を待つのみとなった。
 製紙産業の最大の特徴は,木という再生可能な資源を使うユニークな産業である。森林を中心とした持続可能な炭素循環の輪の一部を形成している。また,地球温暖化問題についてもその特性を生かした取組みを重ねてきた。
 日本製製紙連合会は「環境に関する自主行動計画」の中で,2010年までに国内外で植林地を55万haに拡大することをあげている。王子製紙は「王子製紙環境憲章」の中で,2010年までに20万haの海外植林を実施することを目標にあげ,2001年末6カ国10個所で事業を実施中で,その目標面積は約16万ha,2001年度末で約14万haに植林を実施中である。
 依然,森林吸収に関する取扱い,評価方法等は依然不透明であるが,我々は海外植林を行う事により,天然林開発の圧力を和らげ,化石燃料の使用を減らし,人類が必要としている木材,紙やエネルギーを生産し,同時に化石燃料の利用を減らし,地球環境問題に貢献するということになると考えている。
(本文55ページ)


ペーパースラッジ・木屑混焼ボイラーの操業―地域への貢献・化石燃料からの転換・エネルギーコストの削減―
東海パルプ株式会社 原動部動力課 牧田 陽介  

 当社では,包装容器リサイクル法の施工等,強化される環境改善への社会的動向に鑑み,未利用資源の有効利用の観点から,製紙原料の古紙利用率のアップや,再生紙の用途拡大に努力してきた。しかし,これらの取り組みは,都市ゴミ発生の削減に少なからず貢献すると同時に,工場内にて発生するペーパースラッジやパルパー粕,スクリーン粕など,いわゆる「産業廃棄物」の排出量増大を引き起こすこととなった。
 こうした事業活動によって発生する産業廃棄物を焼却処分するために,当社では4基の施設を保有していたが,設備の老朽化及び高効率化に対応する必要があり,ペーパースラッジ・木屑混焼ボイラーの建設を計画した。
 本報告は,今回新設したペーパースラッジ・木屑混焼ボイラーの操業経験を報告するものである。
(本文61ページ)


Eucalyptus globulus組織培養クローンによる豪州実証試験植林
日本製紙株式会社 技術研究所森林資源研究室コリー分室 田邊 稔明  

 西オーストラリア州コリー郡に設立したクローン苗生産施設において組織培養法によるE. globulusのクローン苗生産を行った。方法は,これまでに国内で開発したクローン増殖技術を検証することとし,低温貯蔵法と光独立栄養培養を用いた。定期的にマルチプルシュートよりシュートを収穫し,これを8℃で貯蔵した。貯蔵シュートを24℃で再培養したところ,低温貯蔵していないマルチプルシュート由来のものと同様,健全な発根用シュートが得られた。このことから,低温貯蔵によってシュート増殖工程での作業量の平均化と需要に応じた発根用シュート生産ができることがわかった。また,発根工程はすべて非無菌下で行い光独立栄養によって発根培養したところ,問題なく発根苗を得ることができた。組織培養法で最も作業量の多い発根工程を非無菌化できたことは,煩雑な無菌作業と設備が必要と言われている組織培養法の問題点を解決し,事業展開が可能なことを示唆した。クローン苗は,2000年8月および2001年7月に,それぞれヴィクトリア州と西オーストラリア州の事業植林現場において試験植林された。初期生長には,生長性,形態とも問題が見られず,組織培養クローン苗が実際の植林環境下でも健全に生育することが示唆された。
(本文68ページ)


森林認証取得の取り組み―FSC CoC認証取得について―
三菱製紙株式会社 八戸工場技術環境部 庭田 博章  

 三菱製紙八戸工場は適切に管理された森林から採取された木材であることを認証するFSC(森林管理協議会)による森林認証制度の生産・流通・加工工程の管理認証(CoC認証:Chain of Custody)を取得した。これにより,森林認証木材チップを製造工程で使用される全バージンパルプの30%以上使用した紙及び印刷物に対し,認証マークを添付する資格を取得した。CoC認証の審査は米国の審査機関SCS(Scientific Certification Systems)と委託契約をしているアミタ鰍ノより行われた。認証取得の作業として,CoC認証の要求事項に適合する書類や手順の整備を行った。約2カ月の準備期間後,現場での審査を受けた。認証機関が報告書を作成し,約1カ月後にはFSCより認証証明書が送付された。工場,営業,物流,流通部門でFSC森林認証を取得し,販売体制を整えた。
 塗工紙,上質紙の認証品を製造している。自社植林地でのFSC森林認証取得を進めており,2003年より森林認証チップが入荷する予定である。
(本文74ページ)


オゾン漂白用排ガス処理装置の開発
三菱製紙株式会社 北上工場 パルプ製造部 パルプ技術グループ 北谷 純治        
日本酸素株式会社 ガス営業本部 市場開発部 企画・開発グループ 讃井 宏,岩本 一帆  

 オゾン漂白排ガス中に含まれる酸素の再利用は,漂白薬品コスト低減のために有効な技術である。この酸素を効率よく使用するためには,残オゾンの分解と残酸素の精製が必要である。本稿では,新規に開発したオゾン漂白用排ガス処理装置について紹介する。
 本装置は,充填塔タイプのガス吸収塔,ポンプ,ファン等から構成されている。吸収液には,オゾン分解に必要な硫化ソーダや炭酸ガス吸収に必要な苛性ソーダを豊富に含有している,クラフトパルプ製造工程のアルカリ液を使用する。
 また本装置は,構造が単純で腐蝕等の危険性が少なく,メンテナンスも容易である。
更にオゾン分解装置として,イニシャルコスト,ランニングコストともに従来の熱分解方式に比べて大幅に安価になる。これらのメリットについても,本稿で述べる。
(本文79ページ)


白液電解高濃度ポリサルファイド技術の開発(II)―長期運転試験結果―
日本製紙株式会社 渡部 啓吾,南里 泰徳  
川崎化成工業株式会社 安藤 達也        
クロリンエンジニアズ株式会社 四宮 吉継        

 白液電解法は白液の電解酸化を基本原理とするポリサルファイド(PS)生成法であり,白液から硫黄分が濃縮された高濃度PS蒸解液と,硫黄分を含まないNaOHを生成することができる。これら薬液を修正蒸解と組み合わせることで従来法より大きな収率向上効果が得られるが,空気酸化法よりも大きな初期投資を要する事,大きな電力規模が実機導入の課題であった。
 そこで経済性を加味したPS濃度・Na2S濃度の最適化検討を行い,Na2S量が限られた白液からPS生成を行う場合には,好ましいPS/Na2Sのバランスが存在すること,白液の一部だけを電解すれば済むことを見出した。また,実証スケールを念頭に置いた電解槽の改良も行い,大型化しても構造が複雑にならない,省エネルギー型のシンプルでコンパクトな新電解槽(パイロット規模)を製作した。
 蒸解方法の最適化と新電解槽開発の結果,電力規模や設置スペースの問題が解決され,また初期投資を大幅に圧縮できる可能性がある。
 上記ソフト・ハード面の改良を踏まえた経済性の評価結果についても報告する。
(本文84ページ)


ヒジワ発生のメカニズムと用紙からの品質対応
王子製紙株式会社 製紙技術研究所 平林 哲也,鈴木由紀子,谷 幸雄,渡辺 大輔  

 近年の省力化,高速化に伴い,オフセット輪転印刷(オフ輪)化が進んでいるが,「オフ輪じわ」と呼ばれる品質上の大きな課題がある。この課題を解決すべく,「オフ輪じわ」発生のメカニズムの解明と要因解析を進めた。
 オフ輪じわは,本来平坦であるべき画線部が横方向圧縮力を受けて座屈を起こした現象と考えられ,その時に発生するオフ輪じわの波数(N)は,下記式に示されるように,・横方向圧縮力(P)・画線部の長さ(b)・画線部のガーレ剛度(S)の3つの要因により決定される。
 N=Kw)
 (オフ輪じわ式)
  N:しわの数(なおN≧1とする),w:画線部の幅,P:横方向圧縮力
  b:画線部の長さ,S:画線部の横方向のガーレ剛度,K:定数(K=0.333)
 この時の横方向圧縮力には,印刷時のテンションにより発生する力と,画線部と非画線部の乾燥収縮の差により発生する力があるが,乾燥による圧縮力の影響が大きく,乾燥収縮を低減させる事によりオフ輪じわは改善できる。
 具体的には,原紙の繊維配向性を抑え,また,特定のポリマーを含有する表面処理層を設け,乾燥工程での紙層中の蒸気圧をコントロールした。こうして得られたOKノンリンクルは,乾燥時の画線部,非画線部の収縮差が従来の数分の1であり,オフ輪じわが大幅に改善されている。
(本文92ページ)


機能性シートの開発―ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)繊維シートについて―
株式会社巴川製紙所 研究開発本部技術研究所 津田 統  

 当社はこれまで合成繊維,金属繊維などの各種繊維を用いて様々な特徴ある機能性シートを開発してきた。具体的にはステンレス繊維シート(トミーファイレックSS)やPTFE繊維シート(トミーファイレックF)があり,シールド材やフィルター用途として上市している。
 近年の通信分野の進展とともに情報機器の小型化,軽量化が進んでおり,それらに適したアラミド繊維紙を用いたプリント基板が携帯電話に採用され,また他の電子機器へと展開している。上記時代背景をもとに,当社はアラミド繊維より更に機械的特性および耐熱性,低吸湿性に優れるポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)繊維(東洋紡績株式会社製,商品名ザイロン)をプリント基板用芯材としてシート化した。バインダー繊維を用いた混抄シートはバインダー繊維の耐熱性が影響し,PBO繊維の高耐熱性が活かせなかった。そこで,バインダー繊維の使用を極力抑えつつシート強度を向上させるために,PBO繊維のパルプ化検討を行った。PBOパルプの使用により,繊維同士の物理的な絡み合いが増し,9.8N/15mm以上のシート強度を持つPBO繊維シートを作製することができた。また,PBOパルプに関しては,耐熱性及び高強度を活かし,アスベスト代替分野である摩擦材分野(クラッチ板,ブレーキパッド)やガスケット分野への応用展開を図っている。
(本文98ページ)


バリトープロジェクトの操業経験とアカシア・マンギュウムのパルプ製造
インドネシアTEL社 Musi工場 野口 和義,藤田 訓司  

 1991年インドネシア・スマトラ島の南スマトラ州でインドネシアのバリトーパシフィックティンバー社と林業省の合弁会社によるアカシア・マンギュウムの植林が開始された。この植林木の有効活用について検討された結果,当地にパルプ工場を建設することが決定され,インドネシアと日本の合弁によるプロジェクトが発足した。日本製紙はこのプロジェクトに長期契約に基づき技術及び操業指導することで参画している。
 1997年9月に工場建設が開始され,1999年11月に完成し,試運転を開始した。2000年5月の設備引き渡し後,本格的な商業生産に移行した。
 アカシア・マンギュウム100%の蒸解についての知見は少ないことから,日本製紙の研究所にて何回かの蒸解・漂白テストを実施しするとともに,岩国工場で実機製造を行い,操業条件等を検討したことにより,操業当初より目標の品質を安定的に確保することができた。
 アカシア・マンギュウム植林木100%のL―BKPは白色度も高く,ダートも少ないことから多種の紙の原料として有用であり,その特性が理解され,製紙原料として多くの用途に使用されていくことを期待する。
 当工場は隣接地に広大な植林地を有し,原木をすべて植林によってまかなうことのできる21世紀の紙パルプ工場として,環境に配慮しつつ,今後とも生産を持続できるよう努力していきたい。
(本文103ページ)


芸防工場9マシンの操業経験
日本板紙株式会社 芸防工場抄造2課 南 勝仁  

 芸防工場9M/Cは,段ボール原紙事業のスクラップ・アンド・ビルドとして大阪工場の閉鎖を機に2001年4月に営業運転を開始した石川島播磨―フォイト製の長網4層抄きマシンである。
 西日本のユーザーの厳しい品質要求に答える為,夾雑物対策としてホットディスパージョンシステムの設置,タンデムシュープレス及びJFサイザーの採用,各種のCDプロファイル制御の等,品質の向上及び安定を図った設備を導入した。
本報では,芸防工場9M/Cに導入した設備概要とその操業経験について報告する。9M/Cは順調な立ち上がりを経て,品質的にもマシン設計時に意図した性能が発揮され,ユーザーの皆様から良いご評価を頂いている。今後,更に品質の安定及び生産性の改善に取り組んで行きたいと考えている。
(本文111ページ)


高白色度DIP設備の操業経験
大昭和製紙株式会社 本社工場富士事業所製造部 入川 圭介  

 大昭和製紙本社工場富士事業所は,9台の抄紙機と3台のコーターマシンを有する。パルプ設備としては,3系列のDIP設備を持ち,その生産能力は日産630tである。富士事業所にて生産されたDIPは,富士事業所内,さらには近隣の吉永・鈴川事業所にて使用している。
 2000年9月に稼動した最新DIPプラント(DIP―4)は,高白色度DIPを生産する目的から,大昭和製紙初となるスプリットフローテーションシステムを採用し,75%の最終白色度を可能とした。この工程は,過酸化水素漂白段の前後にフローテーターが設置されており,灰分・インキを多く含む古紙原料に対する系外排出能力が強化されている。また,このシステムは,インキ粒径を必要以上に微細化させる前に系外排出することが可能であることから,高白色度DIPを製造する上で非常に有効な手法と言える。したがって,現在は新聞古紙と雑誌古紙を使用しているが,あらゆる古紙の配合にも対応可能である。しかし,雑誌古紙に代表される問題として,スティッキーを始めとするダートの除去が課題となる。そこで,最新プラントでは,スクリーンの強化,Hot Dispersion Systemの採用により,最終製品における可視ダート減少を可能とした。
 本報では,稼動から約2年が経過したDIP―4工程の設備概要,操業状況,さらにはインキ除去の状況とダートの状況など,品質について紹介する。
(本文115ページ)


自家製炭カル設備の稼動と中性紙化の操業経験
大昭和製紙株式会社 白老工場 青山 宗隆  

 大昭和製紙株著V工場は,平成12年6月に軽質炭酸カルシウム(軽カル)の製造設備を完工し,順調に稼動している。当工場は,新聞用紙,ライナーを除くほとんどの洋紙を酸性紙から中性紙に転換することを計画し,中性紙を製造するために不可欠な填料である軽カルの製造設備を工場内に建設することとなった。このため,平成11年夏に軽カル製造メーカーのスペシャリティーミネラルズFMT梶iSMF社)と製造,販売に係わる協定を取り交わし,完工に及んでいる。
 SMF社の親会社である米国のスペシャリティーミネラルズ社は,海外に55のオンサイト工場を有する世界最大の軽カルメーカーであり,軽カル生産量は年間210万トンに達していて,高品質の軽カルを供給していることでよく知られている。
 中性紙は一般的に保存時の劣化が少ない,白色度・不透明度が高い,印刷適性が優れる等の利点があるが,反面,抄紙機系内が汚れやすくインクが滲みやすい,コストが高い等の問題点もある。そのため,白老工場では情報用紙や特殊用途の上質紙のみの適用にとどまっていたが,中性紙抄造上の問題点も技術的に克服できる見通しがついたため,新聞用紙以外のほとんどの洋紙を中性紙に転換することに踏み切った。今回は自家製炭カル設備の概要や炭カルの特徴などの紹介,また一般上質紙の酸性紙から中性紙への操業経験について報告する。
(本文121ページ)


燃料区分の見直しについて
日本製紙連合会 技術環境部  

 日本製紙連合会の地球温暖化対策自主行動計画フォローアップにおけるエネルギー区分は,「購入エネルギー」,「自給エネルギー」,「廃棄物エネルギー」になっているが,呼称と内容が必ずしも一致していないところがある。このため当会のエネルギー委員会で検討した結果,以下に述べる理由により区分の仕方を変更し,呼称も「化石エネルギー」,「再生可能エネルギー」,「廃棄物エネルギー」に変更することとしましたのでお知らせします。
(本文126ページ)