(57)【要約】【課題】パルプを叩解処理する際、チェスト内のパルプすべてを一定の圧力でポンプアップし、叩解機に供給する。【解決手段】紙の成形材料であるパルプを叩解処理する方法において、未叩解パルプを第一のチェストに溜めてかくはんするステップと、ポンプにより未叩解パルプを第一のチェストから叩解機に流送するステップと、叩解機により未叩解パルプの叩解処理を行うステップと、叩解処理後のパルプの流送量を計量するステップと、叩解処理後のパルプの流送量が所定の量に達するまで第二のチェストに流送し、所定の量に達したときに、流送切替弁により流送先を、第一のチェストに切り替えるステップと、流送切り替え後に未叩解パルプ及び叩解後のパルプを戻し循環叩解するステップと、所定の流量を循環叩解後に流送切替弁により流送先を第二のチェストに流送するステップから成ることを特徴とするパルプの叩解処理方法。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙の成形材料であるパルプを叩解処理する方法において、
未叩解パルプを第一のチェストに溜めてかくはんするステップと、
ポンプにより前記未叩解パルプを前記第一のチェストから叩解機に流送するステップと、
前記叩解機により前記未叩解パルプの叩解処理を行うステップと、
前記叩解処理後のパルプの流送量を計量するステップと、
前記叩解処理後のパルプの流送量が所定の量に達するまで第二のチェストに流送し、パルプの送流量が第一の流量に達したときに、流送切替弁により流送先を、前記第一のチェストに切り替えるステップと、
前記流送切り替え後に第一のチェスト内のパルプを戻し循環叩解するステップと、
戻し循環叩解量が第二の流量に達したとき、前記流送切替弁により流送先を前記第二のチェストに切り替えるステップから成ることを特徴とするパルプの叩解処理方法。
【請求項２】
前記第一の流量が、前記第一のチェストに投入したパルプ全体量から前記第一のチェストの深さの１５．５％〜１８．５％を引いた残量であることを特徴とする請求項１又は２記載のパルプの叩解処理方法。
【請求項３】
前記第二の流量が、前記循環叩解開始時の前記第一のチェストにおける未叩解パルプが流送される流量であることを特徴とする請求項１乃至３記載のパルプの叩解処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルプの叩解処理を行う際、未叩解パルプを貯留するチェスト内のパルプすべてを一定圧力で処理する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
叩解処理とは、水の存在下でパルプ繊維を機械的に叩き、磨砕することである。繊維をよく離解し、切断、水和、膨潤及び絡み合いを行い、かつ、適当な長さに揃えるための機械的処理設備を叩解機という。叩解の状態は、叩解機の種類、構造、歯の形状、温度、圧力、回転数等により決まり、抄紙機上での紙層形成及び紙の品質に重要な影響を与える。
【０００３】
未叩解繊維は、長繊維分が多く剛直であるため、未叩解パルプから製造する紙は、嵩高で柔らかくなり、表面平滑性及び力学的性質に劣る。このような欠点をなくすために、パルプ繊維の叩解処理を行う。パルプ繊維を叩解機によって機械的に磨砕して擦り潰すと、膨潤し、フィブリル化（繊維を枝状に分岐すること）して表面積が増し、抄紙機上で絡み合って水素結合を起こしやすい原料となる。また、繊維は切断を受け、繊維長が短くなり、適当な長さに揃い、かつ、地合の良い強い紙を得ることができる。
【０００４】
叩解による紙の特性の変化は、叩解が進むにつれて引き締まった紙質となり、破裂強さ、耐折強さ及び引張り強さが増加する。その一方で、引裂き強さ及び不透明度は一般的に低下する。
【０００５】
叩解の程度は、一般的に、ろ水度で表示され、叩解が進むにつれてパルプの水切れが悪くなり、ろ水度は低くなる。なお、ろ水度の測定は、単位時間当たりに一定量のパルプスラリーから脱水される水の量で測定される。
【０００６】
叩解機に供給されるパルプは、まず、ローターとステーターの間に圧入し、次にローター刃により回転させられ、遠心力が付加されることにより、ローターとステーターとの間を通過する際に乱流を生じ、各部の刃により、機械的衝撃を受けて離解及び叩解され、出口へ到着する。この叩解機に供給するパルプの圧力は、パルプの叩解度に影響を及ぼす（非特許文献１）。
【０００７】
【非特許文献１】製紙工学  昭和３９年３月１５日初版著者：村井  操、中西  篤  工学図鑑（株）発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
叩解機の運転及び叩解後のろ水度を安定させるためには、叩解機への流送圧力を一定にする必要があり、未叩解パルプを溜めている第一のチェストのパルプが一定量以下に低下すると、叩解機に未叩解パルプを供給する圧力が低下し、叩解処理品質が不安定になるという問題があった。
【０００９】
本発明は、パルプを叩解処理する際、第一のチェスト内のパルプすべてを一定の圧力で流送し、かつ、用紙品質の安定化を目的とした叩解処理を行う方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、紙の成形材料であるパルプを叩解処理する方法において、未叩解パルプを第一のチェストに溜めてかくはんするステップと、ポンプにより未叩解パルプを第一のチェストから叩解機に流送するステップと、叩解機により未叩解パルプの叩解処理を行うステップと、叩解処理後のパルプの流送量を計量するステップと、叩解処理後のパルプの流送量が第一の流量に達するまで第二のチェストに流送し、パルプの送流量が第一の流量に達したときに、流送切替弁により流送先を、第一のチェストに切り替えるステップと、流送切り替え後に第一のチェスト内のパルプを戻し循環叩解するステップと、戻し循環叩解量が第二の流量に達したとき、流送切替弁により流送先を第二のチェストに切り替えるステップから成ることを特徴としている。
【００１１】
また、パルプの流送量の測定に流量計を用いることを特徴としている。
【００１２】
また、第一の流量が、第一のチェストに投入したパルプ全体量から第一のチェストの深さの１５．５％〜１８．５％を引いた残量であることを特徴としている。
【００１３】
また、第二の流量が、循環叩解開始時の第一のチェストにおける未叩解パルプが流送される流量であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のパルプ叩解処理方法により、第一のチェスト内の未叩解パルプを一定圧力で叩解機に供給することが可能になり、安定した叩解処理品質が得られるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態として、図を基に説明する。図１は、本発明に用いるパルプ叩解処理装置の一例を示す概略図を、図２は第一のチェストから叩解機により叩解処理をしたパルプを第二のチェストに流送する図の一例を、図３は第一のチェスト内に投入したパルプの残量により開始する循環叩解処理を示す図の一例を、図４は所定の量、循環叩解処理を行ったパルプを第二のチェストに回収する回収手段を示す図の一例を、図５は本発明の叩解処理方法に関するフローチャート図を、図６は循環叩解処理開始時の第一のチェスト内の未叩解パルプの残量に関する水準及び測定結果を示す図を、図７は循環叩解処理開始時の第一のチェスト内の未叩解パルプの残量に関する繰り返し精度を確認した測定結果をそれぞれ示す。
【００１６】
なお、本発明の実施をするための最良の形態に示す叩解処理方法については、あくまでも一例であり、これに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内であれば、適宜変更することができる。
【００１７】
図５を基に、本発明の叩解処理方法の手順について説明する。まず、チェスト１に未叩解パルプを溜めてかくはんする（Ｓ１）。次に、第一のチェスの未叩解パルプをポンプにより叩解機に流送し（Ｓ２）、叩解機により叩解処理を行う(Ｓ３)。叩解機により叩解処理されたパルプは第二のチェストに流送されるが、その間に流量計により流送量の測定を行う(Ｓ４)。
【００１８】
次に、パルプの流送量が、第一の流量となった時点で、流送路切替弁により第二のチェストへの流送を一時的に止めて、第一のチェストに戻す(Ｓ５)。第一のチェストに戻したパルプは、再度叩解処理を行う(Ｓ６)。この戻し循環叩解処理を所定の量行った後に、流送路切替弁により第一のチェストへの流送を止めて、第二のチェストに回収する(Ｓ７)。
【００１９】
すべての未叩解パルプを回収すると、叩解処理が終了となる。また、複数回のパルプ叩解処理を行う際には、前述のステップ１からステップ７までの方法を同様に繰り返すことで実施することができる。
【００２０】
前述の方法を用いることで、未叩解パルプを貯留する第一のチェスト内のパルプが一定圧力で流送できる。
【００２１】
次に、図２から図４までを用いてパルプの叩解処理について説明する。まず、図２の第一のチェスト(１)に未叩解パルプを溜めてかくはんし、流送用のポンプ(２)により未叩解パルプを叩解機(３)に流送する。その際、流量計（７）にて流送量を計量する。
【００２２】
叩解機(３)により、叩解処理を行ったパルプは、第二のチェスト(４)に流送される。
【００２３】
次に、図３について説明する。前述の図２までの工程で、流送計(７)による計量結果が、第一の流量に達したときに、流送切替弁(５)によりパルプの流送先を第一のチェスト(１)に切り替え、戻し循環叩解処理を行う。
【００２４】
前述の戻し循環叩解を行うパルプの量を流量計(７)により計量し、流量が第二の流量となったときに、図４に示すように、切替弁(８)を用いて、パルプの流送先を第一のチェスト(１)から第二のチェストに切り替え、叩解済みパルプを第二のチェストに回収すると、叩解処理が終了となる。
【００２５】
次に、第一の流量及び第二の流量について、用紙の特性を満足させる戻し循環叩解時の第一の流量及び第二の流量を選定するため、各種試験を行った結果について図６を基に説明する。まず、第一のチェストからの戻し循環叩解量を選定するため、戻し循環叩解量を段階的に設定した５水準について試験を行い、それにより得られた用紙の特性値により、戻し循環叩解量の選定を行った。
【００２６】
用紙の測定項目は、破裂強さ、耐折強さ、引張り強さ、平滑度、引裂強さ及び不透明度の６項目とし、破裂強さについては、島津製作所（株）製のミューレン破裂強さ試験機を、耐折強さについては、東洋精機（株）製のＭＩＴ耐折強さ試験機を、引張り強さについては、東洋精機（株）製の引張強さ試験機（ストログラフＥ−Ｓ）を、平滑度については、熊谷理機工業（株）製のベック平滑度試験機を、引裂強さについては、東洋精機（株）製のエルメンドルフ引裂強さ試験機を、不透明度については、村上色彩（株）製の高速分光光度計をそれぞれ用いて測定を行った。
【００２７】
上記それぞれの測定値については、目標値を設定するため、見本用紙の特性値を目標値とし、目標値については、破裂強さを３９０±２０、耐折強さを２．８±０．２、引張り強さを８±０．５、平滑度を１１０±１０、引裂強さを６６０±２０、不透明度を９４±２とした。
【００２８】
前述の５水準の流量については、第一のチェストに残留する未叩解パルプの量を基準とし、負荷電流が３０Ａを下回るのが第一のチェスト内の未叩解パルプの残量１５％の時であるため、水準１は残量１５．５％からの戻し循環、水準２は残量１６．５％からの戻し循環、水準３は残量１７．５％からの戻し循環、水準４は残量１８．５％からの戻し循環、水準５は残量１９．５％からの戻し循環とした。この残量％の測定は、流送計により測定した。
【００２９】
前述の各水準を用いた用紙について特性値の測定を行った結果、戻し循環叩解量が増えると引き締まった紙質となり、破裂強さ、耐折強さ、引張り強さ及び平滑度は向上するが、引裂強さと不透明度は低下することが分かった。
【００３０】
図６の結果から、水準５は、引裂強さ及び不透明度が目標値に到達していないことから戻し循環叩解量が多いと考えられる。また、水準１〜水準４は、すべての特性を許容範囲内に収めることができた。そのため、本発明のパルプの叩解処理としては、負荷電流が３０Ａを下回る１５％と特性値が許容範囲に収まらなかった１９．５を含まない範囲として、１５．５％〜１８．５％が好ましい。
【００３１】
中でも、水準３の方法では、測定結果が最も許容範囲の中心値に近いため、より好ましくは、水準３の１６．５％を中心値とする１５．５％〜１７．５％であることがいえる。
【００３２】
前述の結果を受け、水準３の戻し循環量による叩解処理の再現性を確認するため、２０水準の叩解処理を行った。
【００３３】
前述の評価結果について、図７を基に説明する。戻し循環量を１６．５％に設定した叩解処理方法で得られた用紙は、特性値のあばれも少なく、安定した用紙品質を繰り返し得られることが解った。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明について実施例を基に詳細に説明するが、実施例に記載した事項に何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で、適宜変更することが可能である。
【００３５】
容量３０，０００リットルの第一のチェスト内に貯留される濃度３．７％程度の未叩解パルプを第一のチェストでかくはんし、ポンプにより、４台を１系列としたダブルディスク叩解機に入口圧力１．０〜１．５ｋｇ／ｃｍ２で流送し、負荷電流３０Ａ程度で叩解処理を行った。
【００３６】
前述の第一のチェストの深さ１５．５％〜１７．５％に相当する未叩解パルプの残量は、５，０００リットル程度であるため、流送先の切替えのタイミングを２５，０００リットルの未叩解パルプが流送された時点とし、流送計量部の値を確認して、切替え弁により流送先を第一のチェストから第二のチェストに切り替えた。
【００３７】
ここからが循環叩解である。循環叩解量は、パルプの流送先を第二のチェストに変更した際の第一のチェストの残量であるため、循環叩解量を５，０００リットルとし、循環叩解を行った。
【００３８】
流送計量部の値が５，０００リットルに達した時点で循環叩解を終了するため、切替え弁によりパルプの流送先を第一のチェストから第二のチェストに変更し、叩解パルプを回収し、パルプの叩解処理は終了する。
【００３９】
前述のパルプを用いて用紙を作製し、用紙の諸特性値を測定した結果、破裂強さ、耐折強さ、引張り強さ、平滑度、引裂強さ及び不透明度のすべての測定結果が良好であった(図示せず)。
【００４０】
前述の項に記載した叩解処理方法は一例であり、これに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で適宜変更することができる。
【００４１】
また、本発明の方法に、制御装置を用いて、切替弁の操作を自動で行う方法及びポンプの流送圧力を第一のチェスト内の未叩解パルプの残量に合わせて制御する方法等は、容易に想定できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に用いる装置の概略図
【図２】本発明の叩解処理開始時を示す概略図
【図３】本発明の循環叩解処理を示す概略図
【図４】本発明の循環叩解処理終了時を示す概略図
【図５】本発明の叩解処理方法のフローを示す
【図６】実施例１の水準及び測定結果を示す図
【図７】実施例２の測定結果を示す図
【符号の説明】
【００４３】
１  第一のチェスト
２  ポンプ
３  叩解機
４  第二のチェスト
５  切替弁
６  循環流送路
７  流送料計量部
８  切替弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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