パルプの圧縮指数の測定装置
【課題】 スラリー中のパルプの圧縮指数や濾水度をオンラインで容易に測定し得る装置及び方法を提供すること。
【解決手段】 濾材３と、濾材へスラリーを供給する手段７と、該スラリーの濾過圧力の測定手段１３と、該スラリーの濾液量の測定手段１０と、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出する手段１２とを備え、該スラリーが前記濾過圧力を変えながら供給されるようになされているパルプの圧縮指数の測定装置１。
【解決手段】 濾材３と、濾材へスラリーを供給する手段７と、該スラリーの濾過圧力の測定手段１３と、該スラリーの濾液量の測定手段１０と、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出する手段１２とを備え、該スラリーが前記濾過圧力を変えながら供給されるようになされているパルプの圧縮指数の測定装置１。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スラリー中のパルプの圧縮指数や濾水度をオンラインで容易に測定し得る装置及び方法に関する。また、本発明は、抄造中における抄造状態を監視し得る抄造装置及び抄造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】パルプの濾水度を測定する方法としては、例えば特開昭５１−１２３３０１号公報や特開昭５４−４６９０２号公報に記載のものが知られている。これらの公報に記載の濾水度の測定方法は、抄紙工程からスラリーを一定時間毎に一定量取り出し、これを予め計量してあった清水中に取り入れ、空気を吹き込んで分散させた後、一定の空気圧で加圧し濾過スクリーンを通して濾過し、濾液を計量して濾水度を測定することからなる。
【０００３】しかし、この方法では、スラリーを清水で希釈して濾水度を測定するので、実際の抄紙状態での濾水挙動を測定しているわけではない。スラリーの濾水度をその原液の状態で測定することも可能ではあるが、その場合は抄紙温度やスラリー濃度等の抄紙条件毎に濾水度に対する検量線を作成する必要があり手間がかかる。更に、一定時間濾過した後の濾液量を測定するので、短時間での測定が容易でない。
【０００４】これとは別に、抄紙中におけるネット目詰まりや偏肉の発生等の抄紙異常を、スラリーの注入時間や注入圧力の異常値からオンラインで判断する方法が知られている。しかし、この方法は温度の影響を受ける上、個々の抄紙条件が相互に影響しているので、抄紙異常の原因を判断することが困難である。
【０００５】従って、本発明は、スラリー中のパルプの圧縮指数や濾水度をオンラインで容易に測定し得る装置及び方法を提供することを目的とする。また本発明は、抄造中における抄造状態に異常が発生したか否かを監視し得る抄造装置及び抄造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、濾材と、該濾材へスラリーを供給する手段と、該スラリーの濾過圧力の測定手段と、該スラリーの濾液量の測定手段と、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出する手段とを備え、該スラリーが前記濾過圧力を変えながら供給されるようになされているパルプの圧縮指数の測定装置を提供することにより前記目的を達成したものである。
【０００７】また本発明は、圧力を変えつつスラリーを濾材へ供給し濾過ながら、該スラリーの濾過圧力及び該スラリーの濾過量を経時的に測定し、測定された該圧力及び該濾過量の値に基づき該スラリー中のパルプの濾過比抵抗を算出し、算出された該濾過比抵抗及び前記圧力の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出するパルプの圧縮指数の測定方法を提供することにより前記目的を達成したものである。
【０００８】また本発明は、濾材と、該濾材へスラリーを供給する手段と、該スラリーの濾過圧力の測定手段と、該スラリーの濾液量の測定手段と、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出し、予め作成された圧縮指数と濾水度との検量線に基づき、算出された前記圧縮指数の値から前記スラリー中のパルプの濾水度を求める手段とを備え、該スラリーが前記濾過圧力を変えながら供給されるようになされているパルプの濾水度の測定装置を提供することにより前記目的を達成したものである。
【０００９】また本発明は、圧力を変えつつスラリーを濾材へ供給し濾過しながら、該スラリーの濾過圧力及び該スラリーの濾過量を経時的に測定し、測定された該圧力及び該濾過量の値に基づき該スラリー中のパルプの濾過比抵抗を算出し、算出された該濾過比抵抗及び前記圧力の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出し、予め作成された圧縮指数と濾水度との検量線に基づき、算出された前記圧縮指数の値から前記スラリー中のパルプの濾水度を求めるパルプの濾水度の測定方法を提供することにより前記目的を達成したものである。
【００１０】また本発明は、スラリー中のパルプを漉き取る抄造網と、該抄造網へ該スラリーを供給する手段と、該スラリーの濾過圧力の測定手段と、該スラリーの濾液量の測定手段と、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出する手段とを備え、該スラリーが前記濾過圧力を変えながら供給されるようになされている紙製品の抄造装置を提供することにより前記目的を達成したものである。
【００１１】また本発明は、圧力を変えつつスラリーを抄造網へ供給して該抄造網上へパルプを漉き取りながら、該スラリーの濾過圧力及び該スラリーの濾液量を経時的に測定し、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの濾過比抵抗を算出し、算出された該濾過比抵抗及び前記圧力の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出し、算出された該圧縮指数の値に基づき抄造状態を監視しながら抄造を行う紙製品の製造方法を提供することにより前記目的を達成したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。先ず図１を参照しながら、スラリー中のパルプの圧縮指数及び濾水度の測定装置及び測定方法を説明する。
【００１３】図１に示す装置１は、スラリー中のパルプの圧縮指数及び濾水度の測定に好ましく用いられるものであり、スラリー受容槽２、該受容槽２の下部に位置する濾材３、濾材３の下部に位置し、濾材を通過した白水を集める漏斗４、漏斗４により集められた白水を貯留する貯留槽５を備えている。受容槽２の上部は閉じた構造となっており、該上部にはエアベントのための排気パイプ１１が取り付けられている。受容槽２、濾材３及び漏斗４は、保持台６上に載置されている。
【００１４】濾材３は、金属製ネット、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレン（ＰＥ）等の樹脂製ネット、多孔板、濾布などから構成されている。その目の粗さは、スラリー中のパルプ繊維の保持（パルプ繊維が濾材３を通過することなく、濾材３上に堆積すること）及び濾材３自体の濾過比抵抗の減少の点から、ネットの場合には２０〜１００メッシュ、特に３０〜８０メッシュであることが好ましい。またスラリー受容槽２の容積は、測定時間の短縮及び測定精度の向上等の点から、濾過面積１ｃｍ2 当たり５〜４０ｃｍ3 、特に１０〜２０ｃｍ3 であることが好ましい。
【００１５】装置１は、スラリーの供給手段としての送液ポンプ７を備えている。そして、送液ポンプ７によって、図示しないスラリーの供給タンクから受容槽２に、スラリーが加圧下に供給されるようになっている。
【００１６】送液ポンプ７と受容槽２とを接続する送液パイプ８には、受容槽２に供給されるスラリーの供給圧力の測定手段としての圧力計９、流量計１０及び温度計１３が取り付けられている。流量計１０は、受容槽２に供給されるスラリーの積算供給量（体積）が測定できるようになっている。
【００１７】装置１は、更にコンピュータ等の演算手段１２を備えている。この演算手段１２には、圧力計９で測定されたスラリーの供給圧力、流量計１０で測定されたスラリーの流量及び温度計１３で測定されたスラリーの温度が、それぞれ電気信号に変換されて送られる。
【００１８】このような構成を有する装置１を用いたパルプの圧縮指数及び濾水度の測定方法について説明すると、先ず送液ポンプ７を起動させて、図示しない供給タンクから受容槽２にスラリーを加圧下に供給し、濾材３によってスラリーを濾過する。そして、スラリーを供給しながらその供給圧力及び供給量を、圧力計９及び流量計１０を用いて経時的に測定する。図２には、スラリーの供給圧力と供給時間との関係の一例が示されている。図２から明らかなように、スラリーの供給圧力は、その供給初期においてはほぼ０に近い。これは、送液ポンプ７の起動時には受容槽内は空になっており、濾材３にパルプが堆積されていないためである。受容槽２内にスラリーが一定流量で供給され濾過が次第に進行すると、濾材３にパルプが堆積されていき、それに従いスラリーの供給圧力は上昇していく。
【００１９】スラリーの供給圧力及び供給量は、電気信号に変換されて演算手段１２に送られる。演算手段１２においては、圧力計９及び流量計１０から送られてきたスラリーの供給圧力及び供給量に対応する電気信号が処理されて、スラリー中のパルプの濾過比抵抗αm 〔ｍ／ｋｇ〕が算出される。その算出方法を以下に詳述する。
【００２０】濾過比抵抗αm は以下の式（１）から算出される。
【００２１】
【数１】
【００２２】式（１）の左辺において、ｖは、単位面積当たりの濾材３を通過した濾液量〔ｍ3 ／ｍ2 〕、即ち白水の量（体積）を意味する。本実施形態においては、白水の量（体積）は、Ｖ−Ｖ0 で近似される。ここで、Ｖは流量計１０で測定されたスラリーの積算供給量（体積）であり、Ｖ0 はスラリーの供給タンクから受容槽２に至る配管内の体積である。従って、濾材３の表面積をＡとすれば、ｖは、ｖ＝（Ｖ−Ｖ0 ）／Ａで表される。またｔは時間〔ｓ〕を意味する。
【００２３】式（１）の右辺において、分子のｐは濾過圧力〔ｋｇ／ｍ／ｓ2 〕、即ち、濾材３の前後でのスラリーの圧力差を意味する。本実施形態においては、濾材３の通過後の圧力は無視できるので、濾過圧力は、圧力計９で測定されたスラリーの供給圧力で近似される。分母のμは白水の粘度〔ｋｇ／ｍ／ｓ〕を意味する。白水の粘度は、予め作成された粘度と温度との検量線から求められる。この場合の温度は、温度計１３で測定された温度が用いられる。ｃ〔ｋｇ／ｍ3 〕は、〔スラリー中の固形分重量／白水体積〕を意味し、ρｓ／（１−ｍｓ）で表される。ここでρは白水の密度〔ｋｇ／ｍ3 〕、ｓはスラリーの濃度（無次元数、但し、１００重量％のときを１として計算する）、ｍはパルプの湿乾比（無次元数）を意味する。白水の密度ρは、予め作成された密度と温度との検量線から求められる。この場合の温度は、白水の粘度の場合と同様に、温度計１３で測定された温度が用いられる。Ｒm は濾材３の抵抗〔ｍ-1〕を意味する。尚、スラリーの濃度ｓは、予め測定しておいても良く、或いはインラインで測定しても良い。
【００２４】前述の通り、スラリーの供給圧力及び供給量は経時的に測定されるから、式（１）の微分方程式は演算手段１２において、数値計算によって解くことができる。これによって濾過比抵抗αm が算出される。尚、本実施形態においては、スラリーの供給圧力及び供給量はΔｔ＝０．５秒毎に測定される。
【００２５】このようにして算出された濾過比抵抗αm は、濾過圧力ｐ及びパルプの圧縮指数ｎ（無次元数）の関数となる。即ち、濾過比抵抗αm は、濾過圧力ｐ及びパルプの圧縮指数ｎを用いて以下の式（２）で表される。
【００２６】
【数２】
【００２７】式（２）中、α0 は定数であり、スラリーの種類によってその値が定まる。パルプを含んだスラリーの場合、α0 はパルプの種類や叩解度によらずほぼ一定の値となることが確認されている。
【００２８】このようにして、算出された濾過比抵抗αm 及び濾過圧力ｐとの値に基づき、演算手段１２において、パルプの圧縮指数ｎが算出される。パルプの圧縮指数ｎは、後述するように、例えばパルプモールド成形体や紙等の紙製品の抄造における抄造状態を監視するのに有用なパラメータとなる。尚、前述の通り、濾過圧力ｐはスラリーの圧力で近似される。
【００２９】以上の通り、装置１を用いてパルプの圧縮指数ｎが算出される。更に装置１を用いると、パルプの濾水度も求められる。以下、この濾水度を求める方法について説明する。
【００３０】パルプの圧縮指数と濾水度との間には、図３R>３に示す相関関係があることが本発明者らの詳細な検討によって判明した。具体的には、縦軸に圧縮指数、横軸に濾水度をとると、両者間には右下がりの直線関係が成り立つ。そこで、既知のパルプについて圧縮指数と濾水度との検量線を作成しておき、この検量線に基づき前述の方法で算出された圧縮指数の値からパルプの濾水度を求める。この操作は、圧縮指数の算出と同様に演算手段１２において行われる。
【００３１】以上の方法によれば、パルプの濾水度を容易に且つ短時間で測定できる。またスラリーを希釈せずにその原液の状態で測定できるので、実際の抄造状態の濾水挙動を知ることができる。従来の濾水度の測定方法／測定装置では、定圧濾過法を用いていたので、本発明の濾水度の測定に従来の装置を適用しようとすると、非常に手間の掛かるものとなり実用的でなくなる。
【００３２】図４には、図１に示す装置１とは異なる実施形態の装置１’が示されている。この装置１’によっても、前述の方法と同様の方法でパルプの圧縮指数及び濾水度が測定される。
【００３３】図４に示す装置１’は、図１に示す装置１と同様に、スラリー受容槽２、該受容槽２の下部に位置する濾材３、濾材３の下部に位置し、濾材を通過した白水を集める漏斗４を備えており、これらは保持台６上に載置されている。スラリー受容槽２には温度計１３が取り付けられており、この温度計１３によってスラリーの温度が測定される。漏斗４は、チューブ１４を介して気密状態となっている貯留槽５と接続している。貯留槽５は、排気管１５を介して真空ポンプ１６に接続している。排気管１５には圧力調整バルブ１７が付設されている。貯留槽５には、圧力計９及び流量計１０が取り付けられている。圧力計９、流量計１０及び温度計１３で測定された各データはそれぞれ電気信号に変換されて演算手段１２へ送られる。
【００３４】図４に示す装置１’を用いたパルプの圧縮指数及び濾水度の測定方法について説明すると、先ず真空ポンプ１６を起動させ、受容槽２に貯えられているスラリーを、濾材３を通じて濾過する。濾過によって生じた白水はチューブ１４を通じて貯留槽５に集められる。本実施形態においては、濾材３通過前の圧力は無視できるので、前記式（１）における濾過圧力ｐは、圧力計９で測定される真空ポンプ１６の吸引圧力で近似される。また流量計１０で測定される白水の量（体積）は、前記式（１）におけるｖの算出に用いられる。更に、温度計１３で測定される温度は、白水の粘度算出に用いられる。
【００３５】このようにして測定された濾過圧力及び白水の量（濾液量）の値に基づき、前述した方法と同様の方法によって、パルプの圧縮指数及び濾水度が求められる。
【００３６】次に、本発明の紙製品の抄造装置及び製造方法を、図５を参照しながら説明する。図５に示す抄造装置は、紙製品の一つとしてのボトル状のパルプモールド成形体の抄造に好ましく用いられる装置である。この装置１００は、スラリー供給部２０、抄造部３０、スラリー調製部４０、及び疑似抄造部５０に大別される。
【００３７】スラリー供給部２０は、スラリー２１を貯蔵し且つスラリー２１の攪拌機２２を備えたスラリー貯蔵タンク２３、スラリー貯蔵タンク２３からスラリー２１を吸引し後述する金型３４内にスラリー２１を加圧注入する送液ポンプ２４、三方弁２６を備えている。スラリー貯蔵タンク２３、送液ポンプ２４及び三方弁２６は、管路２８によって、この順で直列に接続されている。
【００３８】三方弁２６において、管路２８は、管路２７と管路３９とに分岐している。管路２７は、第２の三方弁２５を介してスラリー貯蔵タンク２３へ接続されている。このように、スラリー供給部２０においては、スラリー２１の循環流路が形成されている。この循環流路における管路２７には、温度計１３及びスラリー濃度計１８が取り付けられている。温度計１３及びスラリー濃度計１８で測定された各データは、電気信号に変換されてコンピュータからなる演算手段１２に送られる。
【００３９】抄造部３０は、２個で一組をなし、且つ外部と内部とを連通させる複数の連通路（図示せず）がそれぞれ形成された抄紙用割型３１，３２を突き合わせることにより、所定形状のキャビティ３３が形成される金型３４、キャビティ３３内に注入されたスラリーから水分を排出するドレイン３５、キャビティ３３内を吸引する吸引ポンプ３６、及び金型３４と吸引ポンプ３６との間の開閉を行う開閉弁３７とを備えている。スラリー供給部２０からキャビティ３３内へのスラリーの供給は、前述の三方弁２６に接続されたキャビティ内挿入管路３９を通じて行われる。
【００４０】金型３４は、割型３１，３２を突き合わせることにより、その内部にキャビティ３３が形成されると共に、その上部の位置に、キャビティ３３と連通し且つ外部に向けて開口したスラリー流入口３８が形成される。そして、スラリー流入口３８を通じて、キャビティ内挿入管路３９がキャビティ３３内に挿入される。キャビティ３３の内面にはスラリー中のパルプを漉き取る抄造網（図示せず）が取り付けられている。
【００４１】キャビティ内挿入管路３９には、圧力計９及び流量計１０が取り付けられており、これらによってキャビティ３３内に注入されるスラリー２１の圧力及び供給量が測定される。これらのデータは電気信号に変換され、前述の演算手段１２へ送られる。このように、金型３４に供給される直前でスラリー２１の圧力及び供給量を測定することで、後述するパルプの圧縮係数及び濾水度が正確に求められ、またスラリー２１の状態を含む各種抄造状態を正確に監視できる。
【００４２】スラリー調製部４０は、リファイナー４１から構成されるパルプの調製装置及びリファイナー４１とスラリー貯蔵タンク２３とを接続する管路４２を備えている。リファイナー４１は前述の演算手段１２によって制御されている。スラリー貯蔵タンク２３には、スラリー２１の液面レベル計（図示せず）が取り付けられており、該液面レベル計からの信号が、管路４２に取り付けられている送液ポンプ（図示せず）に送られて該送液ポンプが作動することで、スラリー調製部４０からスラリー貯蔵タンク２３へスラリー２１が供給され、スラリー貯蔵タンク２３内のスラリー２１の液面レベルが一定に保たれるようになっている。
【００４３】疑似抄造部５０は疑似金型５１を備えている。疑似金型５１は、抄造網（図示せず）を備えており、前述した抄造部３０における金型３４と同様に、スラリーからのパルプの漉き取りが可能になっている。疑似金型５１は、管路５２を介して第２の三方弁２５に接続されている。そして、この管路５２を通じて、スラリー貯蔵タンク２３から疑似金型５１へ、スラリー２１が供給される。疑似金型５１に供給される直前のスラリー２１の供給圧力及び供給量は、管路５２に取り付けられた圧力計５３及び流量計５４によって測定される。測定されたデータは電気信号に変換され、前述の演算手段１２へ送られる。
【００４４】前記の抄造装置１００を用いたパルプモールド成形体の製造方法について説明すると、先ず送液ポンプ２４を起動させ、スラリー貯蔵タンク２３からスラリー２１を吸い上げて、三方弁２６を経由して、金型３４のキャビティ３３内にスラリー２１を加圧注入する。その際、スラリー２１の圧力及び供給量が圧力計９及び流量計１０によってインラインでそれぞれ測定される。吸い上げられたスラリー２１の一部は、三方弁２６、管路２７、第２の三方弁２５及び管路５２を経由して、疑似金型５１へも供給される。疑似金型５１へのスラリー２１の供給量及び供給流量は、キャビティ３３へ供給されるスラリー２１の供給量及び供給流量とほぼ同じとなるように調整される。
【００４５】金型３４においては、スラリー２１は加圧下にキャビティ３３内に注入され、スラリー流入口３８の上端面は封鎖され、ドレイン３５は開状態となっており、且つスラリー中の水分が排出される量よりも多くのスラリーが供給されているので、キャビティ３３内は所定圧力に加圧される。抄造の初期においては、キャビティ３３内面の抄造網にはパルプが堆積していないので、スラリーの供給圧力は０に近いが、パルプが堆積するに従い該供給圧力は徐々に上昇する。キャビティ３３内に注入されたスラリー中の水分は、キャビティ３３の内面から金型３４の外部に連通する連通路（図示せず）及びドレイン３５を通じ、金型３４の外部に排出される。この場合、上述の通り、スラリー中の水分の排出量よりもスラリーの供給量の方が多いので、キャビティ３３内はスラリーで徐々に満たされる。スラリー中の水分の排出と共にキャビティ３３の内面には、スラリー中に含まれるパルプ繊維が堆積することによってパルプ層（図示せず）が形成される。
【００４６】使用するスラリーの濃度は、０．１〜３重量％、特に０．３〜２重量％であることが、スラリーを加圧注入したときにキャビティ内で対流し易くなり、均一な厚みでパルプ層が形成されることから好ましい。
【００４７】金型３４においてパルプを漉き取りながらインラインで測定されたスラリーの圧力及び供給量のデータは、演算手段１２において処理される。即ち、前述した方法によって、スラリーの圧力及び供給量の値に基づき該スラリー中のパルプの濾過比抵抗がインラインで算出される。尚、算出に際して用いられる前述の式（１）における濾過圧力ｐは、スラリーの供給圧力で近似され、濾液量はスラリー供給量で近似される。濾過比抵抗の算出に際しては、管路２７に取り付けられた温度計１３及び濃度計１８によって測定されたスラリーの温度及び濃度のデータも用いられる。算出された濾過比抵抗及び測定されたスラリーの供給圧力の値に基づき、パルプの圧縮指数が算出される。更に、予め作成された圧縮指数と濾水度との検量線に基づき、算出された圧縮指数の値からパルプの濾水度が求められる。
【００４８】以上と同様の演算操作が、圧力計５３及び流量計５４で測定されたスラリーの供給圧力及び供給量の値に基づき、疑似金型５１に関しても行われる。
【００４９】このように抄造工程においてインラインでパルプの圧縮指数及び濾水度が求められる。従来の濾水度の測定方法では、スラリーの一部を採取して別途濾水度を測定していたので、送液ポンプによる剪断や温度等の濾水度の値に変化を及ぼす要因に影響を受けて、その正確な値を測定することが困難であった。しかし、本発明の方法ではインラインで濾水度を測定できるので、それらの要因に影響されずに濾水度を測定でき、実際の濾水挙動を正確に把握できるという利点がある。
【００５０】本発明においては、抄造工程において、圧縮指数及び／又は濾水度の値が変動したか否かに基づき抄造状態を監視することができる。ここでいう抄造状態とは、例えばスラリーの状態やパルプの堆積状態をいう。
【００５１】抄造状態の監視は具体的には以下の方法で行うことができる。金型３４に供給されるスラリーの圧力及び供給量に基づいて求められた圧縮指数及び／又は濾水度の値と、疑似金型５１に供給されるスラリーの圧力及び供給量に基づいて求められた圧縮指数及び／又は濾水度の値との双方に変動があった場合には、スラリーの状態、具体的にはパルプの濾水性が変動したと演算手段１２において判断される。この判断に基づき演算手段１２は、スラリーの状態を定常状態に戻す指令をリファイナー４１に送る。指令を受けたリファイナー４１では、パルプの叩解度を調整してスラリーの状態を定常状態に戻す操作が行われる。
【００５２】一方、疑似金型５１に供給されるスラリーの圧力及び供給量に基づいて求められた圧縮指数及び／又は濾水度の値には変動が観察されず、金型３４に供給されるスラリーの圧力及び供給量に基づいて求められた圧縮指数及び／又は濾水度の値にのみ変動が観察された場合には、その金型３４においてパルプの堆積状態に異常が発生したと演算手段１２において判断される。パルプの堆積状態の異常の具体例としては、抄造網の目詰まりや偏肉が挙げられる。この判断がされた場合には、抄造を一時中止して異常を取り除く作業が行われる。
【００５３】抄造が完了した後は、公知の工程、例えば本出願人の先の出願に係る特開平１１−３１４２６７号公報に記載の方法に従い、パルプ層の脱水及びそれに引き続く乾燥が行われ、目的とするパルプモールド成形体が製造される。
【００５４】本発明は前記実施形態に制限されない。例えば図５に示す抄造装置においては実際に抄造が行われる金型３４の他に疑似金型５１を用いたが、金型を２個以上備えた抄造装置では疑似金型は不要である。２個以上の金型を備えた抄造装置においては、各金型へ供給されるそれぞれのスラリーの圧力及び供給量に基づいて求められた圧縮指数及び／又は濾水度の値それぞれを監視し、すべての金型について圧縮指数及び／又は濾水度の値に変動が観察された場合にはスラリーの状態に変動が生じたと判断する。一方、ある金型のみについて圧縮指数及び／又は濾水度の値に変動が観察された場合には、その金型においてパルプの堆積状態に異常が発生したと判断する。
【００５５】また、圧縮指数及び／又は濾水度の値を経時的に観察することで、異常ピークを検知して異常の発生を判断したり、１回前の抄造時の値又は正常時の値と比較して異常の発生を判断することもできる。
【００５６】また前記実施形態は、三次元形状のパルプモールド成形体の製造方法を例にとったものであるが、本発明の紙製品の抄造装置及び製造方法はその他の紙製品、例えば通常の紙や板紙等の製造にも適用できる。
【００５７】また前記実施形態における抄造装置及び抄造方法では、抄造に用いる金型として、一組の割型を組み合わせることによって内部にキャビティが形成されるものを用いたが、これに代えて雄型の表面にパルプが堆積されるタイプの金型や、雌型の表面にパルプが堆積されるタイプの金型を用いることもできる。
【００５８】
【実施例】〔実施例１〕
＜パルプの圧縮指数及び濾水度の測定＞図１に示す装置を用い、前述の方法でパルプの圧縮指数及び濾水度を測定した。パルプとして脱墨模造古紙とＮＢＫＰとを７：３の重量比で含むものを用いた。ＪＩＳ Ｐ ８１２１に従い測定されたこのパルプの濾水度は３５０ｍＬであった。スラリーの濃度は０．８７重量％とした。スラリーの温度は１８．２℃であった。濾材として用いたネットの表面積は０．０７５ｍ2 であり、配管内の体積は１７００ｍＬであった。その結果を以下の表１に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】表１において、スラリーの圧力が安定した状態（スラリー注入開始後９〜１５．５秒の間、圧力０．０３ＭＰａ以上）での圧縮指数の平均値は０．７４３であった。また、濾水度の平均値は３５７ｍＬとなり、実測値とほぼ一致した。
【００６１】〔実施例２〕
＜抄紙状態の監視＞濾材として用いたネットにテープで目張りをして、面積率で５％の疑似目詰まり状態とした。これ以外は実施例１とと同様の条件でパルプの圧縮指数及び濾水度を求めた。その結果を以下の表２に示す。
【００６２】
【表２】
【００６３】表２において、スラリーの圧力が安定した状態（スラリー注入開始後８．５〜１６．５秒の間、圧力０．０３ＭＰａ以上）での圧縮指数の平均値は０．７５９であり、実施例１で算出された圧縮指数の値よりも大きくなった。また、濾水度の平均値は３３２ｍＬとなり、実測値から大きく低下した。これによって、圧縮指数及び／又は濾水度の変動を監視することで、抄造状態に異常が発生したか否かを判断できることが判る。
【００６４】
【発明の効果】本発明によれば、スラリー中のパルプの圧縮指数や濾水度をオンラインで容易に且つ短時間で測定でき、実際の濾水挙動を正確に把握できる。また本発明によれば、抄造中における抄造状態に異常が発生したか否かを、ポンプによる剪断やスラリーの温度等の影響を受けずに容易に監視できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパルプの圧縮指数及び濾水度の測定装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】スラリーの供給時間と圧力との関係を示すグラフである。
【図３】パルプの圧縮指数と濾水度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明のパルプの圧縮指数及び濾水度の測定装置の別の実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明の抄造装置の一実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 測定装置
２ スラリー受容槽
３ 濾材
４ 漏斗
５ 貯留槽
７ 送液ポンプ
９ 圧力計
１０ 流量計
１２ 演算手段
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スラリー中のパルプの圧縮指数や濾水度をオンラインで容易に測定し得る装置及び方法に関する。また、本発明は、抄造中における抄造状態を監視し得る抄造装置及び抄造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】パルプの濾水度を測定する方法としては、例えば特開昭５１−１２３３０１号公報や特開昭５４−４６９０２号公報に記載のものが知られている。これらの公報に記載の濾水度の測定方法は、抄紙工程からスラリーを一定時間毎に一定量取り出し、これを予め計量してあった清水中に取り入れ、空気を吹き込んで分散させた後、一定の空気圧で加圧し濾過スクリーンを通して濾過し、濾液を計量して濾水度を測定することからなる。
【０００３】しかし、この方法では、スラリーを清水で希釈して濾水度を測定するので、実際の抄紙状態での濾水挙動を測定しているわけではない。スラリーの濾水度をその原液の状態で測定することも可能ではあるが、その場合は抄紙温度やスラリー濃度等の抄紙条件毎に濾水度に対する検量線を作成する必要があり手間がかかる。更に、一定時間濾過した後の濾液量を測定するので、短時間での測定が容易でない。
【０００４】これとは別に、抄紙中におけるネット目詰まりや偏肉の発生等の抄紙異常を、スラリーの注入時間や注入圧力の異常値からオンラインで判断する方法が知られている。しかし、この方法は温度の影響を受ける上、個々の抄紙条件が相互に影響しているので、抄紙異常の原因を判断することが困難である。
【０００５】従って、本発明は、スラリー中のパルプの圧縮指数や濾水度をオンラインで容易に測定し得る装置及び方法を提供することを目的とする。また本発明は、抄造中における抄造状態に異常が発生したか否かを監視し得る抄造装置及び抄造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、濾材と、該濾材へスラリーを供給する手段と、該スラリーの濾過圧力の測定手段と、該スラリーの濾液量の測定手段と、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出する手段とを備え、該スラリーが前記濾過圧力を変えながら供給されるようになされているパルプの圧縮指数の測定装置を提供することにより前記目的を達成したものである。
【０００７】また本発明は、圧力を変えつつスラリーを濾材へ供給し濾過ながら、該スラリーの濾過圧力及び該スラリーの濾過量を経時的に測定し、測定された該圧力及び該濾過量の値に基づき該スラリー中のパルプの濾過比抵抗を算出し、算出された該濾過比抵抗及び前記圧力の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出するパルプの圧縮指数の測定方法を提供することにより前記目的を達成したものである。
【０００８】また本発明は、濾材と、該濾材へスラリーを供給する手段と、該スラリーの濾過圧力の測定手段と、該スラリーの濾液量の測定手段と、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出し、予め作成された圧縮指数と濾水度との検量線に基づき、算出された前記圧縮指数の値から前記スラリー中のパルプの濾水度を求める手段とを備え、該スラリーが前記濾過圧力を変えながら供給されるようになされているパルプの濾水度の測定装置を提供することにより前記目的を達成したものである。
【０００９】また本発明は、圧力を変えつつスラリーを濾材へ供給し濾過しながら、該スラリーの濾過圧力及び該スラリーの濾過量を経時的に測定し、測定された該圧力及び該濾過量の値に基づき該スラリー中のパルプの濾過比抵抗を算出し、算出された該濾過比抵抗及び前記圧力の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出し、予め作成された圧縮指数と濾水度との検量線に基づき、算出された前記圧縮指数の値から前記スラリー中のパルプの濾水度を求めるパルプの濾水度の測定方法を提供することにより前記目的を達成したものである。
【００１０】また本発明は、スラリー中のパルプを漉き取る抄造網と、該抄造網へ該スラリーを供給する手段と、該スラリーの濾過圧力の測定手段と、該スラリーの濾液量の測定手段と、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出する手段とを備え、該スラリーが前記濾過圧力を変えながら供給されるようになされている紙製品の抄造装置を提供することにより前記目的を達成したものである。
【００１１】また本発明は、圧力を変えつつスラリーを抄造網へ供給して該抄造網上へパルプを漉き取りながら、該スラリーの濾過圧力及び該スラリーの濾液量を経時的に測定し、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの濾過比抵抗を算出し、算出された該濾過比抵抗及び前記圧力の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出し、算出された該圧縮指数の値に基づき抄造状態を監視しながら抄造を行う紙製品の製造方法を提供することにより前記目的を達成したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。先ず図１を参照しながら、スラリー中のパルプの圧縮指数及び濾水度の測定装置及び測定方法を説明する。
【００１３】図１に示す装置１は、スラリー中のパルプの圧縮指数及び濾水度の測定に好ましく用いられるものであり、スラリー受容槽２、該受容槽２の下部に位置する濾材３、濾材３の下部に位置し、濾材を通過した白水を集める漏斗４、漏斗４により集められた白水を貯留する貯留槽５を備えている。受容槽２の上部は閉じた構造となっており、該上部にはエアベントのための排気パイプ１１が取り付けられている。受容槽２、濾材３及び漏斗４は、保持台６上に載置されている。
【００１４】濾材３は、金属製ネット、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレン（ＰＥ）等の樹脂製ネット、多孔板、濾布などから構成されている。その目の粗さは、スラリー中のパルプ繊維の保持（パルプ繊維が濾材３を通過することなく、濾材３上に堆積すること）及び濾材３自体の濾過比抵抗の減少の点から、ネットの場合には２０〜１００メッシュ、特に３０〜８０メッシュであることが好ましい。またスラリー受容槽２の容積は、測定時間の短縮及び測定精度の向上等の点から、濾過面積１ｃｍ2 当たり５〜４０ｃｍ3 、特に１０〜２０ｃｍ3 であることが好ましい。
【００１５】装置１は、スラリーの供給手段としての送液ポンプ７を備えている。そして、送液ポンプ７によって、図示しないスラリーの供給タンクから受容槽２に、スラリーが加圧下に供給されるようになっている。
【００１６】送液ポンプ７と受容槽２とを接続する送液パイプ８には、受容槽２に供給されるスラリーの供給圧力の測定手段としての圧力計９、流量計１０及び温度計１３が取り付けられている。流量計１０は、受容槽２に供給されるスラリーの積算供給量（体積）が測定できるようになっている。
【００１７】装置１は、更にコンピュータ等の演算手段１２を備えている。この演算手段１２には、圧力計９で測定されたスラリーの供給圧力、流量計１０で測定されたスラリーの流量及び温度計１３で測定されたスラリーの温度が、それぞれ電気信号に変換されて送られる。
【００１８】このような構成を有する装置１を用いたパルプの圧縮指数及び濾水度の測定方法について説明すると、先ず送液ポンプ７を起動させて、図示しない供給タンクから受容槽２にスラリーを加圧下に供給し、濾材３によってスラリーを濾過する。そして、スラリーを供給しながらその供給圧力及び供給量を、圧力計９及び流量計１０を用いて経時的に測定する。図２には、スラリーの供給圧力と供給時間との関係の一例が示されている。図２から明らかなように、スラリーの供給圧力は、その供給初期においてはほぼ０に近い。これは、送液ポンプ７の起動時には受容槽内は空になっており、濾材３にパルプが堆積されていないためである。受容槽２内にスラリーが一定流量で供給され濾過が次第に進行すると、濾材３にパルプが堆積されていき、それに従いスラリーの供給圧力は上昇していく。
【００１９】スラリーの供給圧力及び供給量は、電気信号に変換されて演算手段１２に送られる。演算手段１２においては、圧力計９及び流量計１０から送られてきたスラリーの供給圧力及び供給量に対応する電気信号が処理されて、スラリー中のパルプの濾過比抵抗αm 〔ｍ／ｋｇ〕が算出される。その算出方法を以下に詳述する。
【００２０】濾過比抵抗αm は以下の式（１）から算出される。
【００２１】
【数１】
【００２２】式（１）の左辺において、ｖは、単位面積当たりの濾材３を通過した濾液量〔ｍ3 ／ｍ2 〕、即ち白水の量（体積）を意味する。本実施形態においては、白水の量（体積）は、Ｖ−Ｖ0 で近似される。ここで、Ｖは流量計１０で測定されたスラリーの積算供給量（体積）であり、Ｖ0 はスラリーの供給タンクから受容槽２に至る配管内の体積である。従って、濾材３の表面積をＡとすれば、ｖは、ｖ＝（Ｖ−Ｖ0 ）／Ａで表される。またｔは時間〔ｓ〕を意味する。
【００２３】式（１）の右辺において、分子のｐは濾過圧力〔ｋｇ／ｍ／ｓ2 〕、即ち、濾材３の前後でのスラリーの圧力差を意味する。本実施形態においては、濾材３の通過後の圧力は無視できるので、濾過圧力は、圧力計９で測定されたスラリーの供給圧力で近似される。分母のμは白水の粘度〔ｋｇ／ｍ／ｓ〕を意味する。白水の粘度は、予め作成された粘度と温度との検量線から求められる。この場合の温度は、温度計１３で測定された温度が用いられる。ｃ〔ｋｇ／ｍ3 〕は、〔スラリー中の固形分重量／白水体積〕を意味し、ρｓ／（１−ｍｓ）で表される。ここでρは白水の密度〔ｋｇ／ｍ3 〕、ｓはスラリーの濃度（無次元数、但し、１００重量％のときを１として計算する）、ｍはパルプの湿乾比（無次元数）を意味する。白水の密度ρは、予め作成された密度と温度との検量線から求められる。この場合の温度は、白水の粘度の場合と同様に、温度計１３で測定された温度が用いられる。Ｒm は濾材３の抵抗〔ｍ-1〕を意味する。尚、スラリーの濃度ｓは、予め測定しておいても良く、或いはインラインで測定しても良い。
【００２４】前述の通り、スラリーの供給圧力及び供給量は経時的に測定されるから、式（１）の微分方程式は演算手段１２において、数値計算によって解くことができる。これによって濾過比抵抗αm が算出される。尚、本実施形態においては、スラリーの供給圧力及び供給量はΔｔ＝０．５秒毎に測定される。
【００２５】このようにして算出された濾過比抵抗αm は、濾過圧力ｐ及びパルプの圧縮指数ｎ（無次元数）の関数となる。即ち、濾過比抵抗αm は、濾過圧力ｐ及びパルプの圧縮指数ｎを用いて以下の式（２）で表される。
【００２６】
【数２】
【００２７】式（２）中、α0 は定数であり、スラリーの種類によってその値が定まる。パルプを含んだスラリーの場合、α0 はパルプの種類や叩解度によらずほぼ一定の値となることが確認されている。
【００２８】このようにして、算出された濾過比抵抗αm 及び濾過圧力ｐとの値に基づき、演算手段１２において、パルプの圧縮指数ｎが算出される。パルプの圧縮指数ｎは、後述するように、例えばパルプモールド成形体や紙等の紙製品の抄造における抄造状態を監視するのに有用なパラメータとなる。尚、前述の通り、濾過圧力ｐはスラリーの圧力で近似される。
【００２９】以上の通り、装置１を用いてパルプの圧縮指数ｎが算出される。更に装置１を用いると、パルプの濾水度も求められる。以下、この濾水度を求める方法について説明する。
【００３０】パルプの圧縮指数と濾水度との間には、図３R>３に示す相関関係があることが本発明者らの詳細な検討によって判明した。具体的には、縦軸に圧縮指数、横軸に濾水度をとると、両者間には右下がりの直線関係が成り立つ。そこで、既知のパルプについて圧縮指数と濾水度との検量線を作成しておき、この検量線に基づき前述の方法で算出された圧縮指数の値からパルプの濾水度を求める。この操作は、圧縮指数の算出と同様に演算手段１２において行われる。
【００３１】以上の方法によれば、パルプの濾水度を容易に且つ短時間で測定できる。またスラリーを希釈せずにその原液の状態で測定できるので、実際の抄造状態の濾水挙動を知ることができる。従来の濾水度の測定方法／測定装置では、定圧濾過法を用いていたので、本発明の濾水度の測定に従来の装置を適用しようとすると、非常に手間の掛かるものとなり実用的でなくなる。
【００３２】図４には、図１に示す装置１とは異なる実施形態の装置１’が示されている。この装置１’によっても、前述の方法と同様の方法でパルプの圧縮指数及び濾水度が測定される。
【００３３】図４に示す装置１’は、図１に示す装置１と同様に、スラリー受容槽２、該受容槽２の下部に位置する濾材３、濾材３の下部に位置し、濾材を通過した白水を集める漏斗４を備えており、これらは保持台６上に載置されている。スラリー受容槽２には温度計１３が取り付けられており、この温度計１３によってスラリーの温度が測定される。漏斗４は、チューブ１４を介して気密状態となっている貯留槽５と接続している。貯留槽５は、排気管１５を介して真空ポンプ１６に接続している。排気管１５には圧力調整バルブ１７が付設されている。貯留槽５には、圧力計９及び流量計１０が取り付けられている。圧力計９、流量計１０及び温度計１３で測定された各データはそれぞれ電気信号に変換されて演算手段１２へ送られる。
【００３４】図４に示す装置１’を用いたパルプの圧縮指数及び濾水度の測定方法について説明すると、先ず真空ポンプ１６を起動させ、受容槽２に貯えられているスラリーを、濾材３を通じて濾過する。濾過によって生じた白水はチューブ１４を通じて貯留槽５に集められる。本実施形態においては、濾材３通過前の圧力は無視できるので、前記式（１）における濾過圧力ｐは、圧力計９で測定される真空ポンプ１６の吸引圧力で近似される。また流量計１０で測定される白水の量（体積）は、前記式（１）におけるｖの算出に用いられる。更に、温度計１３で測定される温度は、白水の粘度算出に用いられる。
【００３５】このようにして測定された濾過圧力及び白水の量（濾液量）の値に基づき、前述した方法と同様の方法によって、パルプの圧縮指数及び濾水度が求められる。
【００３６】次に、本発明の紙製品の抄造装置及び製造方法を、図５を参照しながら説明する。図５に示す抄造装置は、紙製品の一つとしてのボトル状のパルプモールド成形体の抄造に好ましく用いられる装置である。この装置１００は、スラリー供給部２０、抄造部３０、スラリー調製部４０、及び疑似抄造部５０に大別される。
【００３７】スラリー供給部２０は、スラリー２１を貯蔵し且つスラリー２１の攪拌機２２を備えたスラリー貯蔵タンク２３、スラリー貯蔵タンク２３からスラリー２１を吸引し後述する金型３４内にスラリー２１を加圧注入する送液ポンプ２４、三方弁２６を備えている。スラリー貯蔵タンク２３、送液ポンプ２４及び三方弁２６は、管路２８によって、この順で直列に接続されている。
【００３８】三方弁２６において、管路２８は、管路２７と管路３９とに分岐している。管路２７は、第２の三方弁２５を介してスラリー貯蔵タンク２３へ接続されている。このように、スラリー供給部２０においては、スラリー２１の循環流路が形成されている。この循環流路における管路２７には、温度計１３及びスラリー濃度計１８が取り付けられている。温度計１３及びスラリー濃度計１８で測定された各データは、電気信号に変換されてコンピュータからなる演算手段１２に送られる。
【００３９】抄造部３０は、２個で一組をなし、且つ外部と内部とを連通させる複数の連通路（図示せず）がそれぞれ形成された抄紙用割型３１，３２を突き合わせることにより、所定形状のキャビティ３３が形成される金型３４、キャビティ３３内に注入されたスラリーから水分を排出するドレイン３５、キャビティ３３内を吸引する吸引ポンプ３６、及び金型３４と吸引ポンプ３６との間の開閉を行う開閉弁３７とを備えている。スラリー供給部２０からキャビティ３３内へのスラリーの供給は、前述の三方弁２６に接続されたキャビティ内挿入管路３９を通じて行われる。
【００４０】金型３４は、割型３１，３２を突き合わせることにより、その内部にキャビティ３３が形成されると共に、その上部の位置に、キャビティ３３と連通し且つ外部に向けて開口したスラリー流入口３８が形成される。そして、スラリー流入口３８を通じて、キャビティ内挿入管路３９がキャビティ３３内に挿入される。キャビティ３３の内面にはスラリー中のパルプを漉き取る抄造網（図示せず）が取り付けられている。
【００４１】キャビティ内挿入管路３９には、圧力計９及び流量計１０が取り付けられており、これらによってキャビティ３３内に注入されるスラリー２１の圧力及び供給量が測定される。これらのデータは電気信号に変換され、前述の演算手段１２へ送られる。このように、金型３４に供給される直前でスラリー２１の圧力及び供給量を測定することで、後述するパルプの圧縮係数及び濾水度が正確に求められ、またスラリー２１の状態を含む各種抄造状態を正確に監視できる。
【００４２】スラリー調製部４０は、リファイナー４１から構成されるパルプの調製装置及びリファイナー４１とスラリー貯蔵タンク２３とを接続する管路４２を備えている。リファイナー４１は前述の演算手段１２によって制御されている。スラリー貯蔵タンク２３には、スラリー２１の液面レベル計（図示せず）が取り付けられており、該液面レベル計からの信号が、管路４２に取り付けられている送液ポンプ（図示せず）に送られて該送液ポンプが作動することで、スラリー調製部４０からスラリー貯蔵タンク２３へスラリー２１が供給され、スラリー貯蔵タンク２３内のスラリー２１の液面レベルが一定に保たれるようになっている。
【００４３】疑似抄造部５０は疑似金型５１を備えている。疑似金型５１は、抄造網（図示せず）を備えており、前述した抄造部３０における金型３４と同様に、スラリーからのパルプの漉き取りが可能になっている。疑似金型５１は、管路５２を介して第２の三方弁２５に接続されている。そして、この管路５２を通じて、スラリー貯蔵タンク２３から疑似金型５１へ、スラリー２１が供給される。疑似金型５１に供給される直前のスラリー２１の供給圧力及び供給量は、管路５２に取り付けられた圧力計５３及び流量計５４によって測定される。測定されたデータは電気信号に変換され、前述の演算手段１２へ送られる。
【００４４】前記の抄造装置１００を用いたパルプモールド成形体の製造方法について説明すると、先ず送液ポンプ２４を起動させ、スラリー貯蔵タンク２３からスラリー２１を吸い上げて、三方弁２６を経由して、金型３４のキャビティ３３内にスラリー２１を加圧注入する。その際、スラリー２１の圧力及び供給量が圧力計９及び流量計１０によってインラインでそれぞれ測定される。吸い上げられたスラリー２１の一部は、三方弁２６、管路２７、第２の三方弁２５及び管路５２を経由して、疑似金型５１へも供給される。疑似金型５１へのスラリー２１の供給量及び供給流量は、キャビティ３３へ供給されるスラリー２１の供給量及び供給流量とほぼ同じとなるように調整される。
【００４５】金型３４においては、スラリー２１は加圧下にキャビティ３３内に注入され、スラリー流入口３８の上端面は封鎖され、ドレイン３５は開状態となっており、且つスラリー中の水分が排出される量よりも多くのスラリーが供給されているので、キャビティ３３内は所定圧力に加圧される。抄造の初期においては、キャビティ３３内面の抄造網にはパルプが堆積していないので、スラリーの供給圧力は０に近いが、パルプが堆積するに従い該供給圧力は徐々に上昇する。キャビティ３３内に注入されたスラリー中の水分は、キャビティ３３の内面から金型３４の外部に連通する連通路（図示せず）及びドレイン３５を通じ、金型３４の外部に排出される。この場合、上述の通り、スラリー中の水分の排出量よりもスラリーの供給量の方が多いので、キャビティ３３内はスラリーで徐々に満たされる。スラリー中の水分の排出と共にキャビティ３３の内面には、スラリー中に含まれるパルプ繊維が堆積することによってパルプ層（図示せず）が形成される。
【００４６】使用するスラリーの濃度は、０．１〜３重量％、特に０．３〜２重量％であることが、スラリーを加圧注入したときにキャビティ内で対流し易くなり、均一な厚みでパルプ層が形成されることから好ましい。
【００４７】金型３４においてパルプを漉き取りながらインラインで測定されたスラリーの圧力及び供給量のデータは、演算手段１２において処理される。即ち、前述した方法によって、スラリーの圧力及び供給量の値に基づき該スラリー中のパルプの濾過比抵抗がインラインで算出される。尚、算出に際して用いられる前述の式（１）における濾過圧力ｐは、スラリーの供給圧力で近似され、濾液量はスラリー供給量で近似される。濾過比抵抗の算出に際しては、管路２７に取り付けられた温度計１３及び濃度計１８によって測定されたスラリーの温度及び濃度のデータも用いられる。算出された濾過比抵抗及び測定されたスラリーの供給圧力の値に基づき、パルプの圧縮指数が算出される。更に、予め作成された圧縮指数と濾水度との検量線に基づき、算出された圧縮指数の値からパルプの濾水度が求められる。
【００４８】以上と同様の演算操作が、圧力計５３及び流量計５４で測定されたスラリーの供給圧力及び供給量の値に基づき、疑似金型５１に関しても行われる。
【００４９】このように抄造工程においてインラインでパルプの圧縮指数及び濾水度が求められる。従来の濾水度の測定方法では、スラリーの一部を採取して別途濾水度を測定していたので、送液ポンプによる剪断や温度等の濾水度の値に変化を及ぼす要因に影響を受けて、その正確な値を測定することが困難であった。しかし、本発明の方法ではインラインで濾水度を測定できるので、それらの要因に影響されずに濾水度を測定でき、実際の濾水挙動を正確に把握できるという利点がある。
【００５０】本発明においては、抄造工程において、圧縮指数及び／又は濾水度の値が変動したか否かに基づき抄造状態を監視することができる。ここでいう抄造状態とは、例えばスラリーの状態やパルプの堆積状態をいう。
【００５１】抄造状態の監視は具体的には以下の方法で行うことができる。金型３４に供給されるスラリーの圧力及び供給量に基づいて求められた圧縮指数及び／又は濾水度の値と、疑似金型５１に供給されるスラリーの圧力及び供給量に基づいて求められた圧縮指数及び／又は濾水度の値との双方に変動があった場合には、スラリーの状態、具体的にはパルプの濾水性が変動したと演算手段１２において判断される。この判断に基づき演算手段１２は、スラリーの状態を定常状態に戻す指令をリファイナー４１に送る。指令を受けたリファイナー４１では、パルプの叩解度を調整してスラリーの状態を定常状態に戻す操作が行われる。
【００５２】一方、疑似金型５１に供給されるスラリーの圧力及び供給量に基づいて求められた圧縮指数及び／又は濾水度の値には変動が観察されず、金型３４に供給されるスラリーの圧力及び供給量に基づいて求められた圧縮指数及び／又は濾水度の値にのみ変動が観察された場合には、その金型３４においてパルプの堆積状態に異常が発生したと演算手段１２において判断される。パルプの堆積状態の異常の具体例としては、抄造網の目詰まりや偏肉が挙げられる。この判断がされた場合には、抄造を一時中止して異常を取り除く作業が行われる。
【００５３】抄造が完了した後は、公知の工程、例えば本出願人の先の出願に係る特開平１１−３１４２６７号公報に記載の方法に従い、パルプ層の脱水及びそれに引き続く乾燥が行われ、目的とするパルプモールド成形体が製造される。
【００５４】本発明は前記実施形態に制限されない。例えば図５に示す抄造装置においては実際に抄造が行われる金型３４の他に疑似金型５１を用いたが、金型を２個以上備えた抄造装置では疑似金型は不要である。２個以上の金型を備えた抄造装置においては、各金型へ供給されるそれぞれのスラリーの圧力及び供給量に基づいて求められた圧縮指数及び／又は濾水度の値それぞれを監視し、すべての金型について圧縮指数及び／又は濾水度の値に変動が観察された場合にはスラリーの状態に変動が生じたと判断する。一方、ある金型のみについて圧縮指数及び／又は濾水度の値に変動が観察された場合には、その金型においてパルプの堆積状態に異常が発生したと判断する。
【００５５】また、圧縮指数及び／又は濾水度の値を経時的に観察することで、異常ピークを検知して異常の発生を判断したり、１回前の抄造時の値又は正常時の値と比較して異常の発生を判断することもできる。
【００５６】また前記実施形態は、三次元形状のパルプモールド成形体の製造方法を例にとったものであるが、本発明の紙製品の抄造装置及び製造方法はその他の紙製品、例えば通常の紙や板紙等の製造にも適用できる。
【００５７】また前記実施形態における抄造装置及び抄造方法では、抄造に用いる金型として、一組の割型を組み合わせることによって内部にキャビティが形成されるものを用いたが、これに代えて雄型の表面にパルプが堆積されるタイプの金型や、雌型の表面にパルプが堆積されるタイプの金型を用いることもできる。
【００５８】
【実施例】〔実施例１〕
＜パルプの圧縮指数及び濾水度の測定＞図１に示す装置を用い、前述の方法でパルプの圧縮指数及び濾水度を測定した。パルプとして脱墨模造古紙とＮＢＫＰとを７：３の重量比で含むものを用いた。ＪＩＳ Ｐ ８１２１に従い測定されたこのパルプの濾水度は３５０ｍＬであった。スラリーの濃度は０．８７重量％とした。スラリーの温度は１８．２℃であった。濾材として用いたネットの表面積は０．０７５ｍ2 であり、配管内の体積は１７００ｍＬであった。その結果を以下の表１に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】表１において、スラリーの圧力が安定した状態（スラリー注入開始後９〜１５．５秒の間、圧力０．０３ＭＰａ以上）での圧縮指数の平均値は０．７４３であった。また、濾水度の平均値は３５７ｍＬとなり、実測値とほぼ一致した。
【００６１】〔実施例２〕
＜抄紙状態の監視＞濾材として用いたネットにテープで目張りをして、面積率で５％の疑似目詰まり状態とした。これ以外は実施例１とと同様の条件でパルプの圧縮指数及び濾水度を求めた。その結果を以下の表２に示す。
【００６２】
【表２】
【００６３】表２において、スラリーの圧力が安定した状態（スラリー注入開始後８．５〜１６．５秒の間、圧力０．０３ＭＰａ以上）での圧縮指数の平均値は０．７５９であり、実施例１で算出された圧縮指数の値よりも大きくなった。また、濾水度の平均値は３３２ｍＬとなり、実測値から大きく低下した。これによって、圧縮指数及び／又は濾水度の変動を監視することで、抄造状態に異常が発生したか否かを判断できることが判る。
【００６４】
【発明の効果】本発明によれば、スラリー中のパルプの圧縮指数や濾水度をオンラインで容易に且つ短時間で測定でき、実際の濾水挙動を正確に把握できる。また本発明によれば、抄造中における抄造状態に異常が発生したか否かを、ポンプによる剪断やスラリーの温度等の影響を受けずに容易に監視できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパルプの圧縮指数及び濾水度の測定装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】スラリーの供給時間と圧力との関係を示すグラフである。
【図３】パルプの圧縮指数と濾水度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明のパルプの圧縮指数及び濾水度の測定装置の別の実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明の抄造装置の一実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 測定装置
２ スラリー受容槽
３ 濾材
４ 漏斗
５ 貯留槽
７ 送液ポンプ
９ 圧力計
１０ 流量計
１２ 演算手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】 濾材と、該濾材へスラリーを供給する手段と、該スラリーの濾過圧力の測定手段と、該スラリーの濾液量の測定手段と、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出する手段とを備え、該スラリーが前記濾過圧力を変えながら供給されるようになされているパルプの圧縮指数の測定装置。
【請求項２】 圧力を変えつつスラリーを濾材へ供給し濾過ながら、該スラリーの濾過圧力及び該スラリーの濾過量を経時的に測定し、測定された該圧力及び該濾過量の値に基づき該スラリー中のパルプの濾過比抵抗を算出し、算出された該濾過比抵抗及び前記圧力の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出するパルプの圧縮指数の測定方法。
【請求項３】 濾材と、該濾材へスラリーを供給する手段と、該スラリーの濾過圧力の測定手段と、該スラリーの濾液量の測定手段と、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出し、予め作成された圧縮指数と濾水度との検量線に基づき、算出された前記圧縮指数の値から前記スラリー中のパルプの濾水度を求める手段とを備え、該スラリーが前記濾過圧力を変えながら供給されるようになされているパルプの濾水度の測定装置。
【請求項４】 圧力を変えつつスラリーを濾材へ供給し濾過しながら、該スラリーの濾過圧力及び該スラリーの濾過量を経時的に測定し、測定された該圧力及び該濾過量の値に基づき該スラリー中のパルプの濾過比抵抗を算出し、算出された該濾過比抵抗及び前記圧力の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出し、予め作成された圧縮指数と濾水度との検量線に基づき、算出された前記圧縮指数の値から前記スラリー中のパルプの濾水度を求めるパルプの濾水度の測定方法。
【請求項５】 スラリー中のパルプを漉き取る抄造網と、該抄造網へ該スラリーを供給する手段と、該スラリーの濾過圧力の測定手段と、該スラリーの濾液量の測定手段と、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出する手段とを備え、該スラリーが前記濾過圧力を変えながら供給されるようになされている紙製品の抄造装置。
【請求項６】 圧力を変えつつスラリーを抄造網へ供給して該抄造網上へパルプを漉き取りながら、該スラリーの濾過圧力及び該スラリーの濾液量を経時的に測定し、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの濾過比抵抗を算出し、算出された該濾過比抵抗及び前記圧力の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出し、算出された該圧縮指数の値に基づき抄造状態を監視しながら抄造を行う紙製品の製造方法。
【請求項７】 予め作成された圧縮指数と濾水度との検量線に基づき、算出された前記圧縮指数の値から前記スラリー中のパルプの濾水度を求め、求められた該濾水度の値に基づき抄造状態を監視しながら抄造を行う請求項６記載の紙製品の製造方法。
【請求項１】 濾材と、該濾材へスラリーを供給する手段と、該スラリーの濾過圧力の測定手段と、該スラリーの濾液量の測定手段と、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出する手段とを備え、該スラリーが前記濾過圧力を変えながら供給されるようになされているパルプの圧縮指数の測定装置。
【請求項２】 圧力を変えつつスラリーを濾材へ供給し濾過ながら、該スラリーの濾過圧力及び該スラリーの濾過量を経時的に測定し、測定された該圧力及び該濾過量の値に基づき該スラリー中のパルプの濾過比抵抗を算出し、算出された該濾過比抵抗及び前記圧力の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出するパルプの圧縮指数の測定方法。
【請求項３】 濾材と、該濾材へスラリーを供給する手段と、該スラリーの濾過圧力の測定手段と、該スラリーの濾液量の測定手段と、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出し、予め作成された圧縮指数と濾水度との検量線に基づき、算出された前記圧縮指数の値から前記スラリー中のパルプの濾水度を求める手段とを備え、該スラリーが前記濾過圧力を変えながら供給されるようになされているパルプの濾水度の測定装置。
【請求項４】 圧力を変えつつスラリーを濾材へ供給し濾過しながら、該スラリーの濾過圧力及び該スラリーの濾過量を経時的に測定し、測定された該圧力及び該濾過量の値に基づき該スラリー中のパルプの濾過比抵抗を算出し、算出された該濾過比抵抗及び前記圧力の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出し、予め作成された圧縮指数と濾水度との検量線に基づき、算出された前記圧縮指数の値から前記スラリー中のパルプの濾水度を求めるパルプの濾水度の測定方法。
【請求項５】 スラリー中のパルプを漉き取る抄造網と、該抄造網へ該スラリーを供給する手段と、該スラリーの濾過圧力の測定手段と、該スラリーの濾液量の測定手段と、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出する手段とを備え、該スラリーが前記濾過圧力を変えながら供給されるようになされている紙製品の抄造装置。
【請求項６】 圧力を変えつつスラリーを抄造網へ供給して該抄造網上へパルプを漉き取りながら、該スラリーの濾過圧力及び該スラリーの濾液量を経時的に測定し、測定された該圧力及び該濾液量の値に基づき該スラリー中のパルプの濾過比抵抗を算出し、算出された該濾過比抵抗及び前記圧力の値に基づき該スラリー中のパルプの圧縮指数を算出し、算出された該圧縮指数の値に基づき抄造状態を監視しながら抄造を行う紙製品の製造方法。
【請求項７】 予め作成された圧縮指数と濾水度との検量線に基づき、算出された前記圧縮指数の値から前記スラリー中のパルプの濾水度を求め、求められた該濾水度の値に基づき抄造状態を監視しながら抄造を行う請求項６記載の紙製品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００２−３１６３３（Ｐ２００２−３１６３３Ａ）
【公開日】平成１４年１月３１日（２００２．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−２１３８５３（Ｐ２０００−２１３８５３）
【出願日】平成１２年７月１４日（２０００．７．１４）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年１月３１日（２００２．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年７月１４日（２０００．７．１４）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
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