2003年9月 紙パ技協誌

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紙 パ 技 協 誌 2003年9月 

第57巻 第9号(通巻第630号) 和文概要


ウエットエンドの最適化による抄紙マシンの操業性向上
ソマール株式会社 FCプロセス部 但木 孝一,山路 宗利,朝田 知子,常川 謙二  

 世界的な環境問題に対する関心の高まりや抄紙条件の中性化による影響でパルプ原料事情は,年々厳しさを増している。中でもDIPやコートブロークの配合量増加は,歩留り,濾水性等のウエットエンド物性や紙力やサイズ度等の紙質の低下を引き起こすばかりでなく,抄紙マシンの汚れトラブルを生じる要因にもなっている。この様な生産性,操業性低下の歯止めとして,様々な薬剤が過剰に添加される傾向にあり,更なる抄紙マシンの汚れトラブルを引き起こすという悪循環をもたらしている。また,中性抄紙化に伴い微生物によるスライムトラブルの増加や硫酸バンドの効果低下によるピッチ,アニオントラッシュ等の夾雑物の系内への蓄積が増加している。現在,抄紙マシンの汚れ対策は,生産性,操業性向上にとり大きな課題の一つになってきている。抄紙マシン系内では,微生物によるスライムトラブルとピッチやアニオントラッシュ等の夾雑物は相互に汚れの原因となっている。そこで我々は,これらをトータル的に捉え,迅速に且つ適切な処理を施すことにより生産性,操業性を向上させる方法を検討してきた。
 本報では,微生物的な汚れ対策としてのスライムコントロール剤「ミクロサイド」とピッチ,アニオントラッシュ等の夾雑物を効率的に捕捉するウエットエンド改質剤「リアライザー」とを組み合わせ,新規薬剤管理システム「R.M.S.(リアルモニタリングシステム)」によりウエットエンドをトータル的に改善する手法について報告する。
(本文1ページ)


懸濁物質連続分析法によりパルプ及び製紙プロセスの制御を改善
スペクトリス株式会社 BTG事業部 紅谷 智明  

 光学的方法による懸濁物質の連続分析法について述べる。この方法は,パルプおよび製紙産業において,パルプ,白水および工場廃液の分析に応用できる。この計器は透過測定法に基づくもので,この計器のユニークな特徴の一つは,懸濁液中の粗大粒子(繊維)と微細粒子(微細繊維,フィラー)を同時に,別々に測定できることである。したがって粒径の変化があっても,全体の濃度測定値は影響を受けない。この粒径の変化による影響は,光学的濃度測定器,特に濁度測定器にとって大きな問題となっている。
 使用するセンサーはファイバーオプテイックスにもとづいたもので,高い信頼性が保証される構造を有し,必要な整備も最小限となっている。測定ギャツプに目詰まりの発生しない構造を採用し,センサーは自動クリーニング用の装置を備えている。これにより光の強さの変化あるいは,光学系表面の汚れによっても,測定が影響されないことを意味している。
 この測定器は,パルプおよび製紙業界の様々な場所に設置され,良好な成績をあげている。最初に,この測定法の大きな利点のいくつかを紹介し,次いで,いくつかの応用例ならびに工場設置例について説明する。
(本文11ページ)


抄紙工程におけるアニオントラッシュ対策
栗田工業株式会社 紙パ推進部 陳 嘉義  

 古紙やブロークパルプの配合率向上,白水のクローズド化等により,白水循環系中のアニオントラッシュが増加し,抄紙系内の断紙・欠点発生の原因となり,連操期間の短縮,生産性の低下を招いている。特に近年,古紙原料の事情により抄紙pHの上昇によるバンドの凝結能力の低下により,バンドの代替として有機凝結剤(ポリカチオン)によるアニオントラッシュの対策が重視されつつある。
 本報では,ラボの分析データと実機例を用いて,アニオントラッシュが引き起こす障害や,典型的なアニオントラッシュの抄紙工程における挙動,さらに,ポリカチオンとの反応を示した。また,実機応用に当たり,アニオントラッシュ障害の原因物質の分析や抄紙工程の解析を通し,抄紙全工程の生産性向上を見据えて,処理案の策定や薬品の選定方法,実機での適用結果を紹介した。
(本文17ページ)


プロリリーススタビライザー
株式会社アイ・エイチ・アイ フォイト ペーパーテクノロジー エンジニアリング部 高野 行範  

 ドライヤパートの前半,特に1群では紙力はまだ弱く,ウェブの取扱いには非常に繊細な注意を払うことが必要な箇所である。近年,抄紙機の高速化にともないドライヤドラム表面から安定して紙離れを行なうに必要なウェブへ与えるテンションは大きくなっている。ところが,テンションは湿紙強度により制限を受けることから,安定して操業を行なえる範囲は狭くなってきている。逆にいえば,紙離れに必要なテンションを減少させることは走行安定性の向上につながり,最終的には操業速度アップや操業効率の改善につながる。
 このたび新たに開発されたプロリリーススタビライザーは,今まで多数納入され,その優れたパフォーマンスにより高速操業を可能にしてきたデュオスタビライザーをさらに改良し,特に紙力の弱いドライヤパート前半に設備する。ドライヤドラムからの紙離れ位置で,従来のデュオスタビライザーに比較してより安定してウェブを保持することが可能であり,このことはウェブの走行安定性をさらに改善し,今まで制限されてきた抄速を上げることを可能とすることで,ドライヤパートでの操業を最適化することが期待できる。すでに納入した実機での操業結果からもその効果は実証され,紙種によることなく,より高速での安定した操業に寄与している。
(本文27ページ)


ロニンゲンDCFフィルターの紹介
伊藤忠産機株式会社 生活環境機械部生活産業機械課 喜多野 寿  

 弊社,伊藤忠産機株式会社では1998年から米国RPA Process Technologies社製作のロニンゲンDCFフィルターを国内販売している。RPA Process Technologies社は,カラー,サイズ液等のコンディションアップを目的とした精密フィルターの製作では世界でトップの技術,実績を持つメーカーであり,本報でご紹介するDCFフィルターはこれまでのフィルターコンセプトを堅持しつつ,逆洗プロセスを不要とする技術を持った最新シリーズのものである。
 DCFフィルターの最大の特徴は,独自のクリーニングディスク,フィルターエレメント及びパージ機構により優れたろ過と異物除去を連続的に行うことができることである。連続運転のため,逆洗時のバックアップフィルターが不要となったことによりフィルター洗浄の必要がなくなり,それによる下流濃度変化を極力少なくすることが可能となった。
(本文32ページ)


ASAサイズ発現機構について
星光PMC株式会社 研究開発本部 松島 邦彦,高岡 学,雑古 博文,坂本 有紀,足立 善男        
 ASAは中性抄造に広く使用される合成サイズ剤の一つとして良く知られているが,環境問題,古紙使用比率の増大,抄造系内のクローズド化によるアニオントラッシュと呼ばれるサイズ性阻害物質の増加及び抄造系のpH上昇によって益々その重要性は高まってきている。
 ASAのサイズ発現機構に関する報告は数多く出されているが,更なる知見を深めることを目的としてASA及びその加水分解物について検討を行った。検討に際して,最も単純な系で検討を行うために,実験は濾紙を用い,ASA又はASAcid(ASA加水分解物)の水乳化物及びASA又はASAcidのトルエン溶液による含浸法で行った。
 検討の結果,ASA樹脂を用いた場合,当初の予想に反し最もパルプ繊維へ均一に分布しサイズ効果に優れると思われたトルエンワニス含浸よりも,水乳化物含浸の方が優れたサイズ効果を発現した。ASAサイズ剤を用いたサイジングにおいても他のサイズ剤を用いた場合と同様にパルプ繊維上でのサイズ剤分布は重要であるが,得られた結果から,パルプ繊維上にサイズ剤の均一皮膜を形成することは必ずしも重要ではなく,サイズ剤成分をある大きさの点で分布させることの方が,サイズ効果を効率的に発現させるには重要な要素ではないかと思われた。
(本文36ページ)


長寿命溶射リップの開発
株式会社野村鍍金 技術部 清水 亮,藤田 得生  

 フェルトサクションボックス(別名:ユールボックス)は抄紙機のプレスパートに設置され,真空を作用させる事で湿紙から脱水された白水の汚れ及びフェルトをクリーニングするシャワー水除去等の役目がある。当社では ’97年に溶射丸形リップを開発したが,サクションリップの長寿命化,コスト低下,軽量化等を目的とし角型リップの開発を再スタートした。リップの構造は表面処理を施したステンレスの板と樹脂の基板とを接着した構造とした。基礎試験を行なった結果,樹脂材料は特殊フェノール樹脂及びFRP,接着剤はエポキシ系を用いることとした。また,リップ皮膜はテーバー摩耗試験の結果を参考にし,タングステンカーバイド溶射,酸化クロム溶射,グレーアルミナ溶射,ジルコニア溶射,SiC分散Ni―Pめっき,Ni―Wめっき,Crめっき,アルミナ焼結材の8種類について検討した。擬似リップ摩耗試験後,摩耗減量,フェルトの損傷,リップ表面外観を評価した結果,リップ皮膜の耐摩耗性としてはグレーアルミナ溶射とタングステンカーバイド溶射が優れていることが分ったが,後者はフェルトへの損傷性の問題がある。一方,前者のグレーアルミナ溶射は他の皮膜と比べると厚膜化が可能で局部表面傷についても良好な特性を示している。従って耐摩耗性を主体とするならばリップ皮膜材料として最適と言える。また,フェルトの損傷を進行させないということが第一優先であれば酸化クロム溶射が適していると言えよう。
(本文44ページ)


連続蒸解釜オーバーレイ工法の開発について
ダイオーメンテナンス株式会社 開発部 伊藤 雅章  

 今まで国内では炭素鋼で製作された連続蒸解釜は薬品及びチップによる腐食・摩耗により減肉が発生するため,延命化対策としてステンレスプレートによるライニングを実施してきた。しかしステンレスプレートによるライニングは溶接部の腐食および熱応力による亀裂が発生する可能性が高く,従来より改善が望まれていた。今回大王製紙株式会社のNKP連続蒸解釜の延命化対策として肉盛溶接(オーバーレイ)を当社と日鉄ハード鰍ナ協同開発し,2002年3月に洗浄ゾーン110m2を施工した。当社のオーバーレイ工法の特徴は以下の2点である。
@ 施工工期を最大限に短縮
  自動昇降式ステージを使用することで,オーバーレイ装置の組立・解体,溶接面の検査が短時間で施工可能となった。
A 高い作業安全性を確保
  従来の鋼管材,丸太による足場に比べ,転落の危険性がなく動力で昇降できる自動昇降式ステージにより安全に連続蒸解釜内全面の洗浄・修理・点検が可能となった。
 今後,従来のSUS304Lクラッド鋼の摩耗にも対応できる溶接材料も開発し,安全に,短い工期で国内の製紙会社に連続蒸解釜の延命化対策を提供していく。
(本文51ページ)


クラフトパルプ工程用新規薬剤
サンノプコ株式会社 研究総括部 吉内 圭吾  

 クラフト法は非常に優れたパルプの製造方法であるが,最大の欠点は,蒸解によるパルプの収率が低いことである。この欠点を改善すべく,アントラキノン誘導体やポリサルファイド系の化合物がパルプの収率向上薬剤(蒸解助剤)として幅広く使用されている。“蒸解促進剤”は,これら蒸解助剤の優れた機能を促進する薬剤であり,使用することによりパルプの収率をさらに上げることができる。また,蒸解助剤はリグニンの分解作用も有するため,本蒸解促進剤の使用によりパルプのカッパー価をさらに低下させることもできる。
 蒸解後の漂白方法には多段漂白法が採用されており,中でも酸素漂白工程と晒工程を採用している所が大半を占めている。晒工程では,塩素が主な漂白薬品として使用されているが,この使用はダイオキシン発生の原因となりうるため,環境問題の観点からみると,今後は塩素の使用量を減少させていくことが好ましい。“酸素漂白促進剤”は,酸素漂白工程における漂白性を向上,すなわち脱リグニン率を向上させる薬剤である。これにより,塩素のみならず,苛性ソーダ,二酸化塩素など,晒工程で使用されている漂白薬品の消費量を減少させることができる。さらに,この効果発現に伴い,晒工程から排出される排水中の全有機物塩素化合物量の低下による排水処理費用低減効果も期待される。
 これらはいずれもクラフト法において有用であり,将来が期待される薬剤である。
(本文55ページ)


次世代のカラー制御―そのストラテジと結果―
ハネウェル株式会社 営業技術部 羽角 和正  

 近年,シェード変動と製品外観に対し,より厳しい品質要求が高まってきており,製紙業界は品質と効率向上を求めて,カラー変更に要する時間とそれによる損紙発生とを削減する方法を探究してきた。カラー変更の手動制御では変更の複雑さに応じて所要時間が1時間にもなることがある。近年は在庫削減と顧客への迅速納品の要請が強く,製紙メーカはこれまで一般的であったシェードを徐々に変えていくという贅沢が許されなくなり,各シェード製造の生産工程を短くせざるを得ず,難しいシェード変更が頻繁に行われるようになってきた。
 加えて,カラー制御のソリューション内容にも進化が見られている。カラー制御の新しいアプリケーションとして蛍光増白剤の存在下でのカラー制御が可能となり,染料効率の変化と損紙によるカラーの乱れを把握出来るようになり,紙の表裏差を処理できるようになった。また,同一グレード内のシェード安定性の向上を目的とする制御ストラテジにも前進が見られた。こうした新しい制御技術により,応答性に優れ,かつ色座標をこれまでになくターゲットに近く保つことの出来る堅牢なモデルが実現されるに至った。
 イギリスにおいて弊社の次世代カラー制御システムについて,四工場(ファインペーパー抄紙機2台と新聞用紙抄紙機2台)で試験評価を実施した。その結果,上質ファインペーパー抄紙機ではシェード変動が30%削減され,カラーチェンジ時間が50%削減された。再生新聞用紙抄紙機ではデルタE変動が45%削減され,その結果シェード変動は肉眼で識別できないまでに改善された。
 この新しい制御システムには,多変数スーパーバイザリ・カラー制御機能,染料ゲインの自動決定機能,染料効率の補償機能,染料レシオのマスター/スレーブ制御機能,カラー変更の自動制御機能等が備わっている。本報では,次世代カラー制御システムの機能とその結果について紹介したい。
(本文62ページ)


VERIS社 電力・環境監視,省電力システム―パソコンによるオンライン監視・解析システム―
株式会社日東商会 服部 宏安  

 アメリカのVERIS社では,ビルやファクトリーオートメーション用各種センサーをハネウェル・ジョンソンコントロール等各社に納入しているが,このたび,電力会社とタイアップして電力リモート監視システムと消費電力削減システムを開発した。VERIS社の電力センサーとシステムは次のようなものである。
 ビル等全体の省エネ管理システムとインターネットを使った地域・工場等全体の省電力・省エネ管理システムであるサブメーターシステムは電源を必要とせず,ワンタッチで取りつけられ,マイクロプロセッサーとトランスミッター・メモリーが内蔵されたコンパックなCTを使って電力・電流・電圧などの信号,及び各種の情報を電話線・インターネット等を使ってリアルタイムに相互交換し,コンピューター解析するシステムである。既に電力会社の地域電力管理やビルのテナント電力管理に使われている。kW/kWHだけでなく力率,有効・無効電力などの電力の品質もリアルタイムに解析できるので,モーターなどの電力監視に有効である。
 CO2センサーはセットポイント出力があり,CO2値で換気扇制御ができるので,換気扇を常時運転する必要がなく,省エネルギーになる。既にシンガポールでは省エネルギーの為,法律で駐車場にこのシステムを取りつけることになっている。
 このシステムは既に日本でもJRの電力リモート監視,セイコーエプソン等のファクトリーオートメーション等に使われているが,エネルギー管理指定事業法に関連し,製紙・パルプ業界でも今後,幅広く使われていくものと考える。VERIS社のセンサー・システムはシンプルで高精度,低価格で力率・無効電力等の電力の品質が簡単に測定でき,省電力システム設計が可能になる。
(本文73ページ)


次亜塩素酸塩漂白過程から排出されるクロロホルムの削減
森林総合研究所 成分利用研究領域 真柄 謙吾,オロフ カールソン,細谷 修二  

 平成9年に発表された製紙工場からのクロロホルム発生量調査以降,製紙連合会の自主管理計画に沿ってクロロホルム発生量は順調に減少している。これは,ハイポの過酸化水素への転換や漂白プラントのECF化によるところが大きい。しかし,すべてのハイポ漂白を過酸化水素へ置き換えることは,両者の反応機構の違いから困難であり,またECF化は中小企業にとってすぐに対応できるほど低コストではない。このような状況を鑑みて,ハイポ漂白中に発生するクロロホルムを,その漂白条件を変更することによって他の無害な物質へと変換することを検討した。
 クロロホルムは温度70℃,pH12以上の条件下において水酸化アニオンにより求核的に攻撃を受け,脱ハロゲン化を経てギ酸へと変換される。この反応機構を利用することによって,漂白中に発生するクロロホルムを分解できる可能性がある。これを確認するために,上記反応条件下でグアヤコールと次亜塩素酸塩を反応させクロロホルムの発生を確認したところ,その発生はほぼ完全に抑制されることが明らかとなった。また,クラフトパルプやDIPのハイポ漂白においても,上記反応条件を適応することでパルプ品質を劣化させることなくクロロホルムの発生を抑制することが可能であった。さらに,反応系を密閉せずにハイポ漂白を行っても,発生するクロロロホルムの90%は大気中に拡散することなく系内でギ酸へと変換されることが明らかとなった。
(本文76ページ)


段ボール箱手かけ穴の応力解析―穴幅と応力との関係―
愛媛大学地域共同研究センター 松島 理  
愛媛大学名誉教授 松島 成夫  

 有限要素法によって,段ボール箱側板(幅L=240〜302.5mm,高さ207.5mm)の手かけ穴(平行部の長さΔL0=0.0〜62.5mm,穴側端は半円弧:半径r=12.5mm)に一様持上げ応力pが働く場合の弾性応力解析をおこない,その応力状態を議論した。
 絶対値の大きい幅および高さ方向の垂直応力σx,σyおよびせん断応カは穴の上辺および側端付近に集中する。|σx|の最大値は,ΔL0<1.6rでは穴上辺に,ΔL0>1.6rでは板上辺の中央泣置にある。|σy|の最大値は,ΔL0<1.6rでは穴上辺に,ΔL0>1.6rでは穴側端にある。τxyは負で,|τxy|の最大値は,ΔL0<I.6rでは穴上辺に,ΔL0>1.6では穴側端からr/2上部位置にある。
 ΔL0の増加に伴って,σX,σyの最大値は増加し,σyの最小値の絶対値は減少する。そして,ΔL0の増加に伴って,σx,σyの最小値の絶対値は減少,増加する。
(本文84ページ)