(57)【要約】【課題】  消泡剤の添加量を必要最小限に制御しつつ白水中の溶存ガス量を低いレベルで安定させて泡の発生を抑制し、紙質と生産性の向上と薬品コストの低減を図る。【解決手段】  抄紙機５のストックインレット４における原料中又はセーブオールトレイ８内のワイヤ下白水７中のフリーガス及び溶存ガス量をガス量測定器１３にてオンラインで自動連続測定し、その測定値に基づいて添加量制御部１６にて消泡剤の供給ポンプ１５を動作制御し、消泡剤の添加量をフィードバック制御することで、白水中の溶存ガス量を低いレベルで安定させるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抄紙機のワイヤ下白水のフリーガス量及び溶存ガス量を自動連続測定し、測定値に基づいて消泡剤の添加量をフィードバック制御することを特徴とする抄紙機の白水中の溶存ガス量制御方法。
【請求項２】
抄紙機におけるインレット原料のフリーガス量及び溶存ガス量を自動連続測定し、測定値に基づいて消泡剤の添加量をフィードバック制御することを特徴とする抄紙機の白水中の溶存ガス量制御方法。
【請求項３】
溶存ガス量が０〜２％となるように消泡剤の添加量をフィードバック制御することを特徴とする請求項１又は２記載の抄紙機の白水中の溶存ガス量制御方法。
【請求項４】
溶存ガス量の変動幅が±０．５％以内となるように消泡剤の添加量をフィードバック制御することを特徴とする請求項３記載の抄紙機の白水中の溶存ガス量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抄紙機の白水中の溶存ガス量制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
抄紙機による抄紙工程において泡の発生は製品品質及び生産性に悪影響を与えるため、泡を発生させないようにすることが重要である。すなわち、泡が発生すると、その泡が核となって凝集を生じたり、濾水性が不安定になったりし、紙質の悪化を来したり、さらに断紙の発生原因になる。泡の発生は、サイズ剤その他の添加薬品、紙料のＰＨなどの化学要因やパイプやその他の装置の構造などの機械的要因があるが、白水中の溶存ガス量の多少が最大の要因である。このような泡の発生対策としては脱気装置が利用されているが、消泡剤の添加が有効である。
【０００３】
現状の抄紙工程における白水への消泡剤の添加方法は、白水サイロの液面の目視による泡の発生状態の確認に基づいて手動で消泡剤の添加量を調整している。また、白水サイロの白水を抜き取って溶存ガス量を測定し、その測定値に基づいて手動で添加量の調整を行うことも知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記のように白水サイロにおける泡の発生状態の目視結果や抜き取り検査による溶存ガス量の測定結果によって手動で消泡剤の添加量を調整する方法では、白水中の溶存ガス量を低いレベルで安定化させて、泡の発生を安定的かつ確実に抑制することができず、また泡の発生を確実に防止するために消泡剤の添加量が過剰になり、消泡剤に消費される薬品コストが高くなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、消泡剤の添加量を必要最小限に制御することで白水中の溶存ガス量を低いレベルで安定させて泡の発生を抑制し、紙質と生産性の向上を図るとともに、薬品コストの低減を図れる抄紙機の白水中の溶存ガス量制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の抄紙機の白水中の溶存ガス量制御方法は、抄紙機のワイヤ下白水のフリーガス量及び溶存ガス量を自動連続測定し、測定値に基づいて消泡剤の添加量をフィードバック制御するものである。なお、フリーガスとは白水中に気泡として存在して目に見える可視ガスを意味し、溶存ガスとは白水中に溶け込んで目に見えないガスを意味する。
【０００７】
この構成によれば、ワイヤ下白水中のガス量を連続測定し、その測定結果に基づいて消泡剤の添加量を自動制御することで、消泡剤の添加量を必要最小限に制御しつつ白水中の溶存ガス量を低いレベルで安定させることができ、泡の発生を抑制して紙質と生産性の向上を図れるとともに、薬品コストの低減を図ることができる。
【０００８】
また、上記ワイヤ下白水に代えて、抄紙機におけるインレット原料について、フリーガス量及び溶存ガス量を自動連続測定し、測定値に基づいて消泡剤の添加量をフィードバック制御しても、上記と同様の作用効果を奏することができる。
【０００９】
また、消泡剤の添加量は、溶存ガス量が０〜２％の範囲内で抄紙機の操業条件に応じて設定される所定値となるように、その所定値と測定値との差分に応じて、比例制御や比例積分制御や比例積分微分制御によってフィードバック制御するのが好ましい。こうして、溶存ガス量を０〜２％の範囲内に納めることにより、欠陥の発生個数を例えば１０万ｍ当たり４個以下程度に低減することができる。
【００１０】
さらに、溶存ガス量の変動幅が±０．５％以内となるようにフィードバック制御すると、抄紙機のウェットエンドの安定性を確保でき、断紙の発生回数を大幅に低減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ワイヤ下白水又はインレット原料中のガス量を連続測定し、その測定結果に基づいて消泡剤の添加量を自動制御することで、白水中の溶存ガス量を低いレベルで安定させて泡の発生を抑制でき、紙質と生産性の向上を図るとともに、薬品コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の抄紙機の白水中の溶存ガス量制御方法の一実施形態について、図１、図２を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１において、調整された原料がマシンチェスト（図示せず）からファンポンプ１にて種箱２、スクリーン３を介してストックインレット４に供給され、ストックインレット４にて抄紙機５のワイヤ６上にその幅方向に均等に供給される。ワイヤ６を通過したワイヤ下白水７はセーブオールトレイ８にて収集され、白水サイロ（図示せず）に回収されてファンポンプ１に循環される。
【００１４】
ストックインレット４に供給される原料に対して、種箱２に導入される前に凝結剤タンク９から供給ポンプ１０にて所定量の凝結剤が供給され、その後スクリーン３とストックインレット４の間で凝集剤タンク１１から供給ポンプ１２にて所定量の凝集剤が供給され、リテンション（歩留り）の向上が図られる。
【００１５】
すなわち、原料スラリー中の表面が負の電荷のパルプ繊維や強アニオンの添量やサイズ剤などのアニオントラッシュに対して、カチオン性（正の電荷）の凝結剤を添加することにより凝結作用を生じさせ、その後さらにアニオン性（負の電荷）の凝集剤を添加することにより凝集作用を生じさせ、フロックを形成することで紙に抄き込ませ、歩留りの向上が図られる。
【００１６】
ストックインレット４に、ガス量測定器１３のサンプル取り出し口１３ａが接続され、インレット原料中のフリーガス及び溶存ガス量をガス量測定器１３にてオンラインで連続自動測定するように構成されている。また、セーブオールトレイ８にも、ガス量測定器１３のもう１つのサンプル取り出し口１３ｂが接続され、ワイヤ下白水７中のフリーガス及び溶存ガス量をガス量測定器１３にてオンラインで連続自動測定するように構成されている。このガス量測定器１２には、界面活性剤の製造工程における消泡剤の添加量制御に使用されている、ＢＴＧ社の「ＧＡＳ６０」を好適に適用することができる。この測定器の測定原理は、測定セル中に白水を取り込む第１工程と、測定セル内にピストンを押し込んで圧縮する第２工程と、測定セル内からピストンを引き抜くことで減圧する第３工程を行い、ピストンの上記運動による内圧と体積の変化によりフリーガス及び溶存ガス量を測定するものである。即ち、第２工程で圧力をかけることでフリーガスが水に溶け込むため、その際の体積変化と内圧からフリーガス量を測定し、第３工程で圧力を下げることで溶存ガスがフリーガスに変わるため、その際の体積変化と内圧の関係より溶存ガス量を測定するものである。
【００１７】
セーブオールトレイ８内のワイヤ下白水７に対して消泡剤タンク１４から供給ポンプ１５にて消泡剤を添加するように構成されている。消泡剤としては、鉱物油系やシリコン系などの任意のものを適用できるが、発生した泡を破壊する破泡力と泡の発生を抑制する抑泡力の両方の機能を有するものが好ましい。
【００１８】
ガス量測定器１３による測定データは添加量制御部１６に入力され、インレット原料中の溶存ガス量の測定値に応じて供給ポンプ１０、１２を動作制御して凝結剤及び凝集剤の添加量を制御するように構成されている。また、ワイヤ下白水７中のフリーガス及び溶存ガス量の測定値に応じて供給ポンプ１５を動作制御して消泡剤の添加量を制御するように構成されている。
【００１９】
次に、以上の構成におけるリテンション（歩留り）制御及びワイヤ下白水の溶存ガス量制御について説明する。
【００２０】
リテンション制御は、添加量制御部１６にてガス量測定器１３により測定された原料中の溶存ガス量を取り込み、次に予め求められている目標溶存ガス量と測定値との差を演算し、次に予め実験的に求められた換算式に基づいて若しくは変換テーブルを参照して溶存ガス量の差分に応じた凝結剤及び凝集剤の添加増減量を演算し、次に増減した凝結剤及び凝集剤の添加量を供給ポンプ１０、１２に指令して動作制御する。かくして、ストックインレット４に供給されるインレット原料中の溶存ガス量を乾燥効率、即ち濾水度が最も高くなるように安定して制御でき、リテンションが安定的に所定範囲に制御され、品質の安定化を図ることができるとともに断紙の恐れを無くして生産性を向上することができる。      
【００２１】
ワイヤ下白水の溶存ガス量制御は、図２に示すように、ガス量測定器１３によるワイヤ下白水７のフリーガス及び溶存ガス量の測定値を添加量制御部１６に取り込み（ステップＳ１）、次に抄紙機の操業条件等によって予め設定されている所定の溶存ガス量の範囲内に入るように、測定値と所定値との差分に応じて比例制御又は比例積分制御又は比例積分微分制御にて消泡剤の供給ポンプ１５の出力を制御する（ステップＳ２）。かくして、ワイヤ下白水７中のガス量の測定結果に基づいて消泡剤の添加量を自動制御することで、消泡剤の添加量を必要最小限に制御しつつ白水中の溶存ガス量を低いレベルで安定させることができ、泡の発生を抑制して紙質と生産性の向上を図れるとともに、薬品コストの低減を図ることができる。
【００２２】
以上の実施形態の説明では、ワイヤ下白水７のフリーガス及び溶存ガス量を測定して消泡剤の添加量を制御するようにした例を示したが、ストックインレット４におけるインレット原料のフリーガス量及び溶存ガス量をガス量測定器１３にて自動連続測定し、その測定値に基づいて消泡剤の添加量をフィードバック制御するようにしても良く、その場合でも上記と同様の作用効果を奏することができる。
【実施例】
【００２３】
次に、本発明のいくつかの実施例と比較例を説明する。白水溶存ガス量の目標範囲と変動範囲を種々に設定して、各々の場合の欠陥発生個数とウェットエンドの安定性について検証する実験を行った。
【００２４】
実施例１では、白水溶存ガス量の目標範囲を０．１％、変動範囲を±０．１％とし、実施例２では、それぞれ０．４％と±０．２％、実施例３では、１．０％と±０．５％、実施例４では、２．０％と±０．５％、比較例１では、３．０％と±１．０％、比較例２では、５．０％と±２．０％とした。なお、従来の白水サイロの白水を抜き取って溶存ガス量を測定し、その測定値に基づいて手動で添加量の調整を行う方法では、比較例２の目標範囲及び変動幅以下に制御することは不可能であった。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
【表２】
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以上の実施例１〜４、及び比較例１、２における１０万ｍ当たりの欠陥発生個数とウェットエンドの安定性の検証結果を、表１、表２に示した。なお、ウェットエンドの安定性の評価は、ウェットエンドの不安定化を原因とする断紙回数が０〜０．５回／月を○とし、０．５回〜２回／月を△とし、それ以上を×とした。
【００２７】
表１から、白水溶存ガス量を２．０％以下の範囲に制御することによって、１０万ｍ当たりの欠陥発生個数を４個以下に抑制することができ、特に０．１％以下の範囲に制御すると２個以下にすることができ、一方３．０％、５．０％以上になると、８個、１４個と急激に増加して紙質及び生産性を著しく低下させることが分かる。
【００２８】
また、表２から、溶存ガス量の変動を±０．２％以下に制御することで、ウェットエンドの安定性が高くなり、ウェットエンドの不安定化による絶紙の発生回数を殆ど０回／月にすることができ、±０．５％以下の場合でも、１〜２回／月程度に抑制できるが、±１．０％以上になると、５回／月以上になり、生産性の悪化要因となることが分かる。
【００２９】
本発明の抄紙機の白水中の溶存ガス量制御方法は、ワイヤ下白水又はインレット原料中のガス量の測定結果に基づいて消泡剤の添加量を自動制御することで、白水中の溶存ガス量を低いレベルで安定させて泡の発生を抑制でき、紙質と生産性の向上を図るとともに、薬品コストの低減を図ることができ、全ての抄紙機及び抄造品種についての消泡剤添加システムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態における抄紙機の原料供給部及びワイヤパートの一部の概略構成図である。
【図２】同実施形態における消泡剤の添加制御の動作フロー図である。
【符号の説明】
【００３１】
４  ストックインレット
５  抄紙機
７  ワイヤ下白水
８  セーブオールトレイ
１３  ガス量測定器
１４  消泡剤タンク
１５  供給ポンプ
１６  添加量制御部
【図１】
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【図２】
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