2008年7月 紙パ技協誌
 
紙パ技協誌 2008年7月


第62巻 第7号 和文概要


最新ファイバーオンライン分析機器とオンライン制御技術

ABローレンツェン&ベットレー ホーカン・カールソン
ローレンツェン&ベットレー株式会社 大川 義弘     

 従来の手法では,パルプ物性と紙物性の関連付けに限界があり,それを明確にすることが要求されている。新しい測定技術では,パルプメーカー,製紙メーカーそしてエンドユーザー間に,新たなレベルでの物性評価を提起している。それは新しい思考法と言っても良い。繊維物性として,繊維長,繊維幅,変形,柔軟性,そして表面特性が今日では測定可能である。この新技術を有すオンライン測定は,規格準拠された測定をおこない,高い精度を有す。プロセス内のどこで変化が生じているのか(原料からの),どのように連鎖しているかを見るために,リアルタイムでパルプ品質のトレンドを見ることが可能で,繊維品質の変動とプロセスを関連付ける。
(本文4ページ)


ファイバーラインに於ける最新分析機器とオンライン制御技術

メッツォオートメーション株式会社 営業技術部 滝川 直人

 ケミカルパルプ漂白ラインの最終目的は,カッパ価をゼロに下げ目標とする最終白色度を得ることである。しかしながら,漂白ラインを制御するにはそれぞれの漂白ステージ毎に対応しなければならず,何が目的で,どの様に漂白ステージの結果を監視し,何をどの様に制御するかを決定しなければならない。
 有効な薬品添加制御を行うには,正確で安定したプロセス監視測定結果が必要である。
 パルプの漂白プロセスに於いて,信頼性の高い,高性能で安定した測定を行うインラインセンサー,オンライン分析計を使用することは,薬品の消費量削減(コストダウン),品質の安定化に大きく貢献し,ひいては環境に対する負荷の低減につながる。
(本文11ページ)


KPアルカリラインにおけるアスベスト代替ガスケットの使用状況と課題

ニチアス株式会社 シール材事業部 永尾 幸寛

 労働安全衛生法施行令が改正(2006年9月1日施行)され,ポジティブリストに記載されたもの以外の用途・条件のアスベスト製品の製造・輸入・譲渡・提供・使用が原則禁止となった。
 ポジティブリストにより猶予が認められた用途は,化学工業・鉄鋼工業・防衛に使用される限定条件のものだけであり,紙パルプ製造業の設備でのアスベスト使用は2006年9月1日をもって全面禁止となった。
 ここでは,紙パルプ製造業において最もアスベスト代替化が困難とされているKPアルカリラインに適用されるノンアスベストガスケットの性能,問題点を紹介すると共に使用状況について紹介する。
(本文20ページ)


製紙プラント用ノンアスベストシール材の選定

日本バルカー工業株式会社 基幹産業開発部 小池 真二

 石綿の有害性は従来から指摘され,日本においても代替化の検討がされていたが,欧米と比較すると遅れていた。シールメーカーにおいても20年以上にわたって,石綿代替シール製品の研究開発が行われ,すでに代替が可能な多くの製品が市場に出ている。近年,石綿による健康被害の深さがより注目されるに従い法的な規制が加速し,2006年9月に施行された法令によって,すべての石綿製品は原則として製造,使用等が禁止された。
 本報では,ノンアスベストシール材への移行に際して,製紙プラントで使用されるソフトガスケットおよびグランドパッキンの仕様について述べ,その選定ポイントについて解説する。
(本文25ページ)


最新の叩解技術
―叩解機と叩解刃物双方からのアプローチ―

相川鉄工株式会社 技術部 藤田 和巳

 今日,叩解工程には2つの大きな課題が存在する。1つ目の課題は叩解が製紙工程の中でももっとも大きな動力を要することから,普遍的な課題としての省エネルギーである。
 2つ目の課題としては,近年の製紙原料自体の変化に則した叩解方法の応対が挙げられる。もっとも大量に使用される製紙原料はLBKPパルプと段ボール古紙,新聞古紙であるが,LBKPパルプは近年原木の植林による伐採樹齢の一律化によって,また段ボール古紙と新聞古紙はリサイクル率の上昇によって,繊維長,フリーネスがともに低下してしまった。この短く,弱くなってしまった主要原料を活かすには従来のカッティング叩解ではなく,これ以上繊維を切断しないで紙力強度を高める粘状叩解が必要である。
 皮肉なことに原料繊維の叩解効果を測定するフリーネス低減をもっとも低動力で実現する方法は繊維を切断するカッティング叩解であり,粘状叩解ではないと言うのが一般論である。すなわち,今日の叩解にはこの相反するようにも思える2つの課題をともにクリアすることが求められているのである。
 本稿ではこの2つの課題に応える弊社の最新叩解技術,叩解機ADC型ダブルコニファイナーとFinebar叩解刃物双方からの弊社の取り組みと,弊社の最新技術によるメリットを紹介させて頂く。
(本文31ページ)


叩解方式による繊維強度の考察

アンドリッツ株式会社 技術営業部 竹下 陽介

 日本では現在,パルプの品質は木材チップ品質の悪化,古紙品質の低下等により低下する一方である。このような品質及び生産コストに対してより効率的な叩解方法の必要性がより高まってきている。アンドリッツは,リファイナー及びプレート製造の長い経験を有しており,本稿では,最初にアンドリッツが保有している3種類の構造の異なるリファイナーを用いたラボテスト結果を示し,次に古紙処理用のリファイナーの新しいプロセスとして繊維分級を実施して叩解を行ったラボ結果について説明する。
(本文38ページ)


ピッチトラブルなどに対する凝結剤の選定方法について

BASFジャパン株式会社 特殊化学品本部 製紙薬品テクニカルサービス 清水 憲輔

 近年の製紙環境や技術の変化は生産効率の向上に結びつく一方で,製紙系内における阻害物質の種類の変化やその量の増加をもたらし,さまざまな形で生産効率や製品品質へ悪影響をもたらす結果にもなっている。製紙への悪影響は,@工程上のトラブルや製紙薬品の効果の不安定さを誘発するものと,A紙の品質やマシンの汚れを誘発するものとに大別され,それぞれに応じた対処法(チャージコントロールと定着処理)と,それにふさわしい性質を持つ凝結剤(チャージコントロール剤と定着剤)を選定する必要がある。凝結剤の評価方法には,カチオン要求量,濁度,顕微鏡観察,沈降法等々,いろいろな方法が開発されているが,どれも一長一短があり,どれかひとつだけで凝結剤に求められる性能や効果を評価できるものではない。したがって,凝結剤の評価選定方法も目的に応じてより適切な方法を組み合わせて評価する必要があると考えられる。なかでもBASFが開発したレーザーピッチカウンタは,定着剤の効果をピッチの粒度分布という形で定量的に評価できるという点で,従来の評価方法にはない特徴を持った有効なツールだといえる。従来の濁度やカチオン要求量といった評価方法に合わせて,レーザーピッチカウンタを使用することにより,いままで効果を事前に予測しづらいといわれている凝結剤の選定をより効率よく行うことができると同時に,凝結剤開発に関しても有効なツールであるといえる。
(本文44ページ)


原料品質変化にともなうピッチ処理について

栗田工業株式会社 技術部開発課 和田 敏,陳 嘉義,駿河圭二

 近年,紙パルプ業界では,地球環境保全や資源保護の立場から古紙のリサイクルを積極的に行なっている。しかし,古紙の利用率増加や抄紙pHの中性化,抄紙系内のクローズド化,マシンの高速化などにより,ピッチトラブルが増加し,用具汚れや欠点など抄造効率低下の原因の一つになっている。
 このトラブルを軽減する対策の一つとして,様々なピッチ対策薬品が上市され,適用されている。またピッチの評価法についても多数の方法があり,それぞれ特徴を持ち,状況や目的に応じて用いられている。弊社はピッチの付着性=汚れポテンシャルに注目した評価を用い,ピッチコントロール剤や凝結剤を適用している。
 本報は,ピッチの成分やサイズによる分類,障害の発生理由,対策薬品の種類と特徴,評価法などピッチの基本的な事項をまとめると共に,ピッチコントロール剤による処理例を紹介する。
(本文49ページ)


パルプ繊維の化学的および機械的改質手法とその効果

東京大学 大学院農学生命科学研究科 磯貝  明

 パルプ繊維の化学構造および組織構造に基づいたパルプの機械的あるいは化学的な改質の方法と,その効果,改質と機能発現のメカニズムについて概説する。木材パルプ繊維は幅3〜4nmのセルロースミクロフィブリルを構成要素し,階層構造を形成している。漂白クラフトパルプではパルプ化の過程で繊維断面の細胞壁部分には無数の空隙が生成している。したがって,叩解処理によって,外部および内部フィブリル化が進み,ウェットエンド添加剤との相互作用とともに,紙の力学特性,光学特性,液体浸透性を大きく変化させる。ウェットエンド添加剤による紙の物性制御,および抄紙工程での操業性制御には,パルプ表面,パルプ繊維内部のカルボキシル基が重要な役割を果たしている。ウェットエンド添加剤成分あるいは塗工成分と,パルプ中のカルボキシル基はイオン結合し,それらの成分を固着する機能を発現する。パルプのカルボキシル基を増加させる方法として,二成分系ウェットエンド添加剤による方法,カルボキシメチルセルロースをパルプ繊維に不可逆的に吸着させる方法,パルプ繊維に対する軽微なカルボキシメチル化反応によって導入する方法,TEMPO触媒酸化による方法などが提案されている。特に,ある条件でTEMPO触媒酸化したパルプを水中で軽微な解繊処理することにより,透明高粘度ゲルが得られる。そのゲルは幅3〜4nmの超極細で比表面積が極めて大きい新規素材であるセルロースシングルナノファイバーが1本1本分離して存在しており,新しい環境適合型の機能素材としての応用展開が期待されている。
(本文54ページ)


クラフトパルプ法の連続蒸解プロセスの進歩

メッツォペーパージャパン株式会社 ファイバービジネスライン技術サポート 具   延

 カミヤ社が1949年に連続蒸解技術を開発して以来,連続蒸解技術が商業的に注目され始め,1980年代に入ると,異なったニーズに応じて多くの連続蒸解システムが開発された。その後,生産規模及び環境保全への対応,蒸解収率の向上,操業の安定化,漂白効率の改善,最終製品の品質要求を満たすパルプ品質確保のために,COMPACT COOKINGTMの連続蒸解システムが開発された。
 2000年代になると,パルプ製造の原料である木材チップと重油の高騰から製造コストの低減を目的とした蒸解プロセスを含むプロセス面での改善が試みられている。
 本稿では,まず連続蒸解釜の変遷,そしてクラフトパルプ法の連続蒸解プロセスの進歩を振り返る。次に1ベッセル気相/液相釜の低温蒸解技術が開発された背景,及びこの技術の特徴について紹介し,続いて広葉樹クラフトパルプの製造において,材種の異なる混合チップを用いた場合,蒸解に及ぼす影響と広葉樹のクラフトパルピングプロセスの最適化について考察する。最後にメッツォペーパーが開発した最新の連続蒸解技術を取り上げ,その開発の背景,理論的な根拠,及び技術的な特徴について解説する。
(本文63ページ)


フローテーターにおけるインキ性状と除去性

王子製紙株式会社 製紙技術研究所 渡邊 篤史

 当社では,洋紙用原料として,新聞・雑誌古紙から白色70〜78%の高白色DIPを製造している。しかし,新聞・雑誌古紙はインキが多く白色度が低い。そのため,漂白・脱墨工程においては,20〜35ptsという,高い白色度ゲインが要求されている。また,洋紙向けDIP製造ラインにおいては,ニーダーやディスパーザーを設置しているケースが多く,インキ剥離と同時に,遊離インキの微細化も進行している。以上のことから,高い白色度ゲインを達成するためには,微細化したインキを効率的に除去できる脱墨設備が必須となっている。当社では1984年にOKフローテーターの自社製造を開始し,自社のほとんどのDIPプラントで使用している。最大の特徴は,多量の空気を液中に吹き込むために,回転散気管を空気供給装置として採用していることである。
 一方近年,環境問題に対する意識が高まりに伴い,OKフローテーターの省エネ化,効率化に取り組み,気泡の特性とインキ除去性の関係を調査し,フローテーターの高性能化を検討した。
 今回はこの新型OKフローテーターについてもあわせて紹介する。
(本文69ページ)


DIP工程の最適化における品質改善

中越パルプ工業株式会社 高岡工場(能町) 伊東 慶郎

 循環型社会の構築に向けて,古紙の回収率・利用率が年々増加してきている。近年この傾向が強まり,古紙需給バランスに影響が及び始めている。古紙輸出の増加により,国内需要の古紙価格が高騰し,低品質古紙を原料として使用しなければならなくなりつつある。そのため,DIP中に粘着異物・ビニール紐状異物・インキ片等の異物(夾雑物)が増加し,品質トラブルが増加傾向である。
 高岡工場能町においても,さまざまな紙製品へDIPの配合が行われる一方で,市場の品質要求は,厳しくなってきているのが現状である。
 本論では,市場要求を満たす為に,DIP製造工程における異物(夾雑物)減少への取り組みについて報告する。
(本文74ページ)


古紙品質に対応したDIP製造技術

日本製紙株式会社 研究開発本部 技術研究所 小柳 知章
日本製紙株式会社 八代工場 原質部 米本 卓矢

 国内の古紙消費量は2010年の古紙利用率62%目標に向け,洋紙での利用拡大が重要である。これまで洋紙では新聞古紙が主に使われてきたが,現在は雑誌古紙や模造・色上古紙も利用されている。一方,国内の古紙回収率は2006年で72.4%となったが,中国への古紙輸出が影響しており,品質の良い上質系古紙は供給不足となっている。日本製紙は,洋紙での古紙利用を安定的に発展させるため,低品質古紙の利用を進めてきた。高白色度DIP製造における最新の設備対応について述べる。
(本文78ページ)


勝田古紙処理工程改造工事について

北越製紙株式会社 関東工場 勝田工務部 抄造課抄紙係 峯島 克史
 北越製紙関東工場(勝田)の古紙処理設備は1975年より抄紙機と共に稼働している。勝田は1台マシン工場である事から,古紙処理工程は抄造銘柄に合わせて処理量変更・仕込原料の変更を実施し,操業を行っている。
 当初は新聞古紙を用いての除塵・脱墨処理を行う設計であったが,増産・品質改善・高白色度DIP処理などの諸課題の対応としてドラム型離解機設置,粗選スクリーン改造,ニーダー設置,漂白工程増設を実施してきており,現在は2系列(漂白有りをBDP工程・漂白無しをDIP工程と称し,区別している)のラインで新聞・雑誌古紙,上質古紙を処理し,脱墨パルプを製造している。
 本発表では,古紙原料の除塵強化,完成原料DIP処理量アップを目的に,2003年より段階的に実施してきた古紙処理工程改造工事の内容と改造実施後の状況について報告する。
(本文83ページ)


古紙処理工程における異物対策について

三菱製紙株式会社 八戸工場 原質部パルプ課 下村  徹

 八戸工場では,一品色上古紙を主原料とした高白色度のパルプ(以下,I―DIPと省略)を製造しているが,古紙価格の高騰等の煽りを受け,一品色上の調達量が不十分になってきたことから,ケントや雑誌古紙等を幅広く原料として使用せざるを得ない状況となっている。
 原料品質の低下に対応し,離解工程での粘着物微細化を抑制に関する取り組み,粗選工程での除塵強化に関するスクリーンバスケットの見直し,離解工程および白水処理工程からアプローチした有色夾雑物除去の取り組み,白色度低下抑制のための漂白条件の見直し等を行うことで製品品質を安定させてきた。
 今回報告する内容は検討過程のものもあり,古紙は常に状況が変化しているものと捉え,製品品質の安定化,向上に向けて努力を継続していく。
(本文87ページ)


235th American Chemical Society National Meeting & Exposition参加報告
―Cellulose and Renewable Materials部門―

九州大学 大学院農学研究院 北岡 卓也

 第235回アメリカ化学会春季年会(235th American Chemical Society National Meeting and Exposition)が,2008年4月6日から10日の会期で,米国ルイジアナ州ニューオーリンズにて開催された。アメリカ化学会は1876年に創設された世界最大の学術団体で,今回の春季年会では1万3,000人を超える参加者が世界中から集った。この学会報告では,「セルロースおよび再生資源材料部門(Cellulose and Renewable Materials Division)」の中でも,特に,京都大学の堀井文敬先生がAnselm Payen賞を受賞されたのを受けて開催された記念シンポジウム「セルロース系ポリマー,その集合体およびナノ複合体の構造と特性(Structure and Properties of Cellulosic Polymers, Assemblies, and Nanocomposites)」における興味深い発表を紹介する。(本文94ページ)


ECF漂白パルプ工場におけるクロロホルム排出量の評価

北越製紙株式会社 技術開発部 中俣 恵一
北越製紙株式会社 新潟工場 本永 洋一
筑波大学 生命環境科学研究科 大井  洋

 日本の紙パルプ産業では,クロロホルム,ベンゼン,ホルムアルデヒドの3物質を対象とする「有害大気汚染物質排出自主削減計画」を1997年に策定し,3年間をかけて削減計画に取り組んだ。その後,2004年度からはPRTR法に基づく自主的な削減に移行し,2005年度のPRTRデータでは大気へのクロロホルム排出量は年間423tに減少した。これらのクロロホルム削減効果は主に塩素漂白からECF漂白への転換によるものである。クロロホルムの規制は米国では排水に対するものであり,日本では大気に対するものであるので,ECF漂白への転換によるクロロホルム削減効果を大気側と水質側の両面から総合的に検証する必要がある。日本のLOKP漂白工場のほぼ全数が塩素漂白からECF漂白に転換された現在において,ECF漂白によって発生するクロロホルム排出量の予測の精度を高め,ECF化の評価を確実なものにすることが重要である。
 そこで本研究では,第一に,工場全体のクロロホルム発生量を継続的に測定し,同一工程における塩素漂白とECF転換後のクロロホルム発生の変化と挙動について検討した。さらに,別工程である新設のECF工程からのクロロホルム発生量との比較検討も含め,総合的な検討と評価を行った。LOKPのECF漂白における継続的かつ総合的な測定を行った結果,LOKPのECF漂白におけるクロロホルム生成は1.48g/pulp adtであった。また,ECF漂白排水を処理している純酸素ばっき完全密閉型活性汚泥処理装置では,有機塩素化合物の分解によるクロロホルム生成,およびクロロホルム除去の両方が同時に起こっている可能性が示唆された。塩素漂白排水処理の場合には,ECF漂白処理に比べて有機塩素化合物からのクロロホルム生成が多いことがわかった。
(本文98ページ)