KR101543733B1

KR101543733B1 - 종이를 제조하는 방법

Info

Publication number: KR101543733B1
Application number: KR1020137012532A
Authority: KR
Inventors: 히로키 카츠라; 카나메 하라다
Original assignee: 쿠리타 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2015-08-11
Also published as: JP6498150B2; CN103370471B; JPWO2012070644A1; JP6498149B2; JP2016172948A; JP2016172949A; JP5655796B2; KR20130102608A; WO2012070644A1; CN103370471A; JP2014218773A; JP6498148B2; JP2016172947A

Abstract

본 발명의 목적은 고품질의 종이의 제조 효율을 향상시킬 수 있는 종이의 제조 방법을 제공하는 것이다. 종이를 제조하는 방법은 종이 원료로부터 초지(抄紙)를 행하는 제지계(10)의 수계에 있어서, 제지계(10)의 가동과 병행하여, 수질에 관련된 2이상의 수질 파라미터를 측정하고, 그 측정값에 기초하여 수처리를 행하는 공정을 갖는다. 수질 파라미터는 산화 환원 전위, 글루코오스량, 유기산량, pH, 칼슘 이온량, 전기 전도율, 탁도, 양이온(cation) 요구량, 온도, 발포의 정도, COD, BOD, 용존 산소량, 전분량, 잔류 염소량 및 호흡 속도로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하다.

Description

종이를 제조하는 방법{METHOD FOR PRODUCING PAPER}

본 발명은 종이 원료로부터 초지(抄紙)를 행하는 종이의 제조 방법에 관한 것이다.

종이 원료로부터 초지를 행하는 제지계의 수계(水系)는 고농도의 유기물을 포함하고 온난한 환경 조건이기 때문에, 세균에 의한 슬라임(slime)(생물막)이 발생하고 단지(斷紙) 등의 생산성의 저하나 종이의 반점이나 결손 등의 품질 저하 등의 장해를 일으킨다. 그 밖에, 초지 등의 제조 과정에 있어서의 발포도 제품의 품질이나 생산성에 악영향을 준다.

이와 같이, 제지계의 수계는 종이의 품질에 악영향을 끼치는 요인을 많이 포함하고 있다. 종래, 종이의 품질이 저하된 경우, 그 원인을 특정하고 그것에 따른 처리를 수계에 행함으로써 종이의 제조 효율의 저하를 억제하고 있다. 예를 들어 특허문헌 1에는 산화 환원 전위가 이상(異常)값인 경우에 원인이 미생물이라고 특정하여 슬라임 억제제를 첨가하는 것이 개시되어 있으며, 특허문헌 2에는 백수(白水)중의 발포 정도가 이상한 경우에 원인이 백수중의 기포라고 특정하여 소포제를 첨가하는 것이 개시되어 있다.

(특허 문헌 1) 일본 공개특허 2000-256993호 공보 (특허 문헌 2) 일본 공개특허 2005-133240호 공보

그러나, 종래의 방법은 종이의 품질 저하가 발생한 후에 실시하는 접근인 바, 전술한 바와 같이, 종이의 품질 저하의 잠재적인 원인은 다종 다양하기 때문에, 원인의 특정에는 장시간을 요하는 경우가 있다. 이 때문에, 종이의 제조 효율을 충분히 유지하는 것이 곤란했다.

본 발명은 이상의 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 고품질의 종이의 제조 효율을 향상시킬 수 있는 종이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는 제지계의 가동과 병행하여, 복수의 수질 파라미터를 측정함으로써, 종이 품질 저하의 원인이 될 수 있는 이변을 조기에 파악할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 구체적으로 본 발명은 이하의 것을 제공한다.

(1) 종이를 제조하는 방법으로서,

종이 원료로부터 초지를 행하는 제지계의 수계에 있어서, 상기 제지계의 가동과 병행하여, 수질에 관련된 2이상의 수질 파라미터를 측정하고, 그 측정값에 기초하여 수처리를 행하는 공정을 갖는 방법.

(2) 상기 수질 파라미터는 산화 환원 전위, 글루코오스(glucose)량, 유기산량, pH, 칼슘 이온량, 전기 전도율, 탁도, 양이온(cation) 요구량, 온도, 발포의 정도, COD(화학적 산소 요구량), BOD(생물화학적 산소 요구량), 용존 산소량, 전분량, 잔류 염소량 및 호흡 속도로 이루어지는 군에서 선택되는 (1)에 기재한 방법.

(3)상기 수질 파라미터의 측정은 종이 원료로부터 펄프를 제조하는 원료계, 상기 펄프를 조성하여 초지하는 조성·초지계, 상기 조성·초지계로부터 백수를 회수하는 회수계 및 상기 회수계에서 회수한 백수의 일부에 대하여 배수 처리를 행하는 배수계로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 계에서 행하는 (1) 또는 (2)에 기재한 방법.

본 발명에 의하면, 제지계의 가동과 병행하여, 복수의 수질 파라미터를 측정함으로써, 종이 품질 저하의 원인이 될 수 있는 이변을 조기에 파악하고, 그것에 기초하여 적절한 수처리를 행함으로써, 종이 품질 저하를 예방 또는 고도로 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 방법이 실시되는 제지계의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 방법이 실시되는 제지계의 블록도이다.
도 3은 일 비교예에 따른 방법을 실시했을 때의 수질 파라미터의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 실시했을 때의 수질 파라미터의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 5는 다른 비교예에 따른 방법을 실시했을 때의 수질 파라미터의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방법을 실시했을 때의 수질 파라미터의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예(A) 및 비교예(B)에 따른 방법을 실시했을 때의 수질 파라미터의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예(A) 및 비교예(B)에 따른 방법을 실시했을 때의 수질 파라미터의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예(A) 및 비교예(B)에 따른 방법을 실시했을 때의 수질 파라미터의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예(A) 및 비교예(B)에 따른 방법을 실시했을 때의 수질 파라미터의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예(A) 및 비교예(B)에 따른 방법을 실시했을 때의 수질 파라미터의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예(A) 및 비교예(B)에 따른 방법을 실시했을 때의 수질 파라미터의 추이를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 방법이 실시되는 제지계(10)의 블록도이다. 제지계(10)는 원료계(20), 조성·초지계(30), 회수계(40), 약주(藥注)계(50) 및 제어계(60)를 구비한다.

원료계(20)는 종이 원료로부터 펄프를 제조한다. 본 실시형태에서의 원료계(20)는 화학 펄프 탱크(21), 재생 펄프 탱크(22) 및 브로크 탱크(broke tank)(23)를 갖고, 화학 펄프 탱크(21)에는 침엽수 표백 크라프트 펄프(LBKP), 활엽수 표백 크라프트 펄프(NBKP)등의 화학 펄프, 재생 펄프 탱크(22)에는 탈묵(脫墨) 펄프(DIP) 등의 재생 펄프, 브로크 탱크(23)에는 브로크 펄프(broke pulp)가 각각 종이 원료로서 수용되어 있다. 화학 펄프 탱크(21), 재생 펄프 탱크(22)의 상류에는, 각각 종이 원료를 제조하여 공급하는 장치가 설치되어 있어도 좋다. 즉, 화학 펄프 탱크(21)의 상류에는 목재 칩(chip)을 증해(蒸解)하는 증해 가마, 펄프를 표백하는 장치, 이물질을 제거하는 스크린 등이 설치되어도 좋고, 재생 펄프 탱크(22)의 상류에는 고지(古紙)를 용해하는 펄파(pulper), 잉크를 제거하는 플로테이터(flotator), 펄프를 표백하는 장치, 이물질을 제거하는 스크린 등이 설치되어도 좋다. 또한, 브로크 탱크(23)에는 조성·초지계(30)에서 생기거나 다른 계에서 생긴 브로크 펄프가 공급된다.

화학 펄프 탱크(21), 재생 펄프 탱크(22) 및 브로크 탱크(23)에 수용된 펄프는 적절한 비율로 믹싱 체스트(mixing chest)(24)에 공급되고, 이 믹싱 체스트(24)에서 혼합된다. 혼합된 펄프는 머신 체스트(machine chest)(25)에서 점제 등의 초지 약품이 첨가된 후, 종자 상자(種箱)(26)로 이송된다. 또한, 화학 펄프 탱크(21), 재생 펄프 탱크(22), 브로크 탱크(23), 믹싱 체스트(24), 머신 체스트(25) 및 종자 상자(26)는 본 발명의 원료계(20)를 구성한다.

조성·초지계(30)는 펄프를 조성하여 초지한다. 종자 상자(26)에 수용된 펄프는 후술하는 백수 사일로(white water silo)(38)로부터의 백수와 함께, 펌프(31)에 의해 스크린(32), 클리너(33)에 순차 공급되고, 여기서 이물질이 제거된 후, 인렛(inlet)(34)에 공급된다. 인렛(34)은 와이어 파트(35)의 와이어에 펄프를 적정한 농도, 속도, 각도로 공급함으로써 플로크(flock) 및 흐름 줄무늬를 억제한다. 공급된 펄프는 와이어 파트(35), 프레스 파트(36)에서 물이 탈수되고, 그 후, 도시하지 않은 드라이어 파트에서 건조된 후, 적당히 처리되어 종이로 제조된다.

와이어 파트(35) 및 프레스 파트(36)에는 와이어나 펠트를 청정하게 하기 위해서 물 탱크(37)로부터 물이 산수된다. 와이어 파트(35) 및 프레스 파트(36)에서 펄프로부터 탈수된 물이나, 산수 후의 물은 백수로서 백수 사일로(38)에 수용된다. 백수 사일로(38)에 수용된 백수는 그 일부가 펌프(31)로 공급되고, 나머지가 실 피트(seal pit)(41)에 공급된다. 또한, 펌프(31)로부터 백수 사일로(38)까지의 각 요소는 본 발명의 조성·초지계(30)를 구성한다.

회수계(40)는 조성·초지계로부터 백수를 회수한다. 공급된 백수는 실 피트(41)를 거쳐 회수 장치(42)로 이송되고, 회수 장치(42)에서 여과되어 고액 분리된다. 여과액은 회수수(回收水) 탱크(43)로 회수되어 저장된다. 여과액의 일부는 더 여과되어, 1차 처리수 탱크(44)로부터 물 탱크(37)로 되돌려지거나 외부로 배출되며, 또한 다른 부분은 화학 펄프 탱크(21), 재생 펄프 탱크(22) 및 브로크 탱크(23)로 되돌려져, 각각 재이용된다. 실 피트(41), 회수 장치(42) 및 회수수 탱크(43)는 본 발명의 회수계(40)를 구성한다. 1차 처리수 탱크(44)는 회수계에서 회수한 백수의 일부에 대하여 배수 처리를 행하는 배수계를 구성한다.

이상의 제지계(10) 중 물이 유통하는 부분이 본 발명의 일 실시형태에 따른 수계를 구성하여, 여러 원인을 통하여 슬라임이 형성될 우려가 큰 부분이다. 그래서, 제지계(10)에서는 약주계(50)의 약주 장치(51)로부터 산화성 살균제를 수계에 첨가하여 슬라임을 억제한다. 산화성 살균제의 첨가 개소는 특별히 한정되지 않지만, 슬라임이 형성되기 쉬운 부분 또는 수계 전체의 슬라임을 억제하기 위해서 효율적인 부분인 것이 바람직하며, 단수여도 좋고 복수여도 좋다. 구체적으로 도 1에서는 약주 장치(51)로부터 첨가관(53)을 통해서 조성·초지계(30)의 백수 사일로(38)에, 첨가관(55)을 통해서 원료계의 희석액이 되는 회수수 탱크(43)의 회수수 탱크로 산화성 살균제가 첨가된다.

도 2에 나타내는 실시형태에서는, 1차 처리수 탱크(44)로부터 도출된 물이 웨트 브로크 탱크(wet block tank)(45)에 도입되고, 실 피트(41)로부터의 물의 일부는 도공(塗工)된 종이 중 단지되어 결점이 생긴 종이(損紙)를 저장하는 CB(코드 브로크)탱크(46)에 도입된다. CB탱크(46)로부터 도출되는 슬러리 및 웨트 브로크 탱크(45)로부터 도출되는 슬러리는 브로크 탱크(23)로 이송된다. 약주 장치(51)로부터의 산화성 살균제는 첨가관(53)을 통해서 백수 사일로(38)에, 첨가관(55)을 통해서 1차 처리수 탱크(44)에 첨가된다.

산화성 살균제로는, 특별히 한정되지 않지만, 수중에서 차아염소산 및/또는 차아브롬산을 발생시키는 화합물이 바람직하고, 예를 들어 염소, 이산화염소, 고도 표백 분말, 차아염소산, 차아염소산 나트륨, 차아염소산 칼륨, 차아염소산 칼슘, 차아염소산 암모늄, 차아염소산 마그네슘, 차아브롬산, 차아브롬산 나트륨, 차아브롬산 칼륨, 차아브롬산 칼슘, 차아브롬산 암모늄, 차아브롬산 마그네슘, 염화 및/또는 브롬화 히단트인류, 염화 및/또는 브롬화 이소시아눌산 및 그 나트륨염이나 칼륨염 등을 들 수 있다. 또한, 브롬화 나트륨, 브롬화 칼륨, 브롬화 암모늄, 브롬화 칼슘 등의 무기 브롬화물과 염소, 이산화염소, 오존 등의 산화성 화합물을 동시에 작용시켜 차아브롬산을 발생시키는 것이어도 좋다. 또한, 이러한 무기 살균제 외, 유기 살균제를 이용해도 좋다. 유기살균제로는, 예를 들어 2-브로모-2-니트로 프로판-1,3-디올, 2,2-디브로모-2-니트로-1-에탄올, 2,2-디브로모-3-니트릴로프로피온아미도, 1,4-비스(브로모아세톡시)-2-부텐 등을 들 수 있다. 이들 산화성 살균제는 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다. 약주 장치(51)는 사용되는 산화성 살균제의 종류에 따라 적절한 설비이면 좋다.

제지계(10)의 수계에 있어서, 미생물뿐만 아니라, pH저하, 온도 상승 등에 의해서도 슬라임 형성이 촉진되며, 또한, 칼슘의 석출 등에 의한 피치나 결함의 발생, 백수의 기포 등에 의한 단지와 같은 장해가 생길 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 방법은 제지계(10)의 가동과 병행하여, 수질에 관련된 2이상의 수질 파라미터를 측정하고, 그 측정값에 기초하여 수처리를 행하는 공정을 갖는다. 이것에 의해, 종이 품질 저하의 원인이 될 수 있는 이변을 조기에 파악하고, 그것에 기초하여 적절한 수처리를 행함으로써, 종이 품질 저하를 예방 또는 고도로 억제할 수 있다. 또한, 측정은 연속적으로 해도 좋고 간헐적으로 해도 좋다.

수질 파라미터는 특별히 한정되지 않으며, 본 발명의 방법을 실시하는 수계의 사정에 따라 적당히 선택되어도 좋지만, 산화 환원 전위, 글루코오스량, 유기산량, pH, 칼슘 이온량, 전기 전도율, 탁도, 양이온 요구량, 온도, 발포의 정도, COD, BOD, 용존 산소량, 전분량, 잔류 염소량 및 호흡 속도로 이루어지는 군에서 선택되는 2종 이상인 것이 바람직하다.

산화 환원 전위는 수계내의 혐기성 또는 호기성 상태를 반영하는 파라미터이며, 낮을수록 슬라임이 형성되기 쉽다. 산화 환원 전위의 측정값이 낮을수록 살균(예를 들어 산화성 살균제의 첨가)또는 정균(靜菌)(예를 들어 수계의 냉각)의 처리 수준을 늘리고, 측정값이 높을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 줄인다.

구체적으로, 도 1에서는 브로크 탱크(23) 및 종자 상자(26)에 산화 환원 전위를 측정하는 ORP계(計)(63, 65)가 설치되어 있고, 이들 ORP계(63, 65)는 측정값을 제어계(60)의 제어 장치(61)에 송신한다. 제어 장치(61)는 수신한 측정값에 기초하여 약주계(50)을 제어하고, 약주 장치(51)로부터 백수 사일로(38), 회수수 탱크(43)로의 산화성 살균제의 첨가량을 조절한다. 도 2에서는, 실 피트(41), 웨트 브로크 탱크(45) 및 CB탱크(46)에 산화 환원 전위를 측정하는 ORP계(63A, 65A, 67)이 설치되어 있으며, 제어 장치(61)는 약주 장치(51)로부터 백수 사일로(38), 1차 처리수 탱크(44)로의 산화성 살균제의 첨가량을 조절한다. 또한, 제어 장치(61)는 예를 들어 첨가관(53, 55)에 설치되어 있는 밸브(도시하지 않음)의 열림 정도나 열림 시간 길이를 증감한다. 다만, 첨가량의 조절은 이러한 자동 제어에 한정되지 않고, 인위적인 제어여도 좋다.

글루코오스는 전분의 미생물에 의한 분해 산물이기 때문에, 글루코오스량은 미생물의 번식 정도를 반영한다. 글루코오스량의 측정값이 높을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 늘리고, 측정값이 낮을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 줄인다. 글루코오스(전분 분해물에서 미생물의 영양원)량의 증가에 의해 미생물이 증식하여 용존 산소를 감소시켜 ORP값이 저하된다. 글루코오스량만의 측정이면, 미생물에 의해 글루코오스가 다 소비되어 낮은 값의 경우 등에는 미생물 오염을 파악할 수 없지만, ORP값의 측정도 함께 행함으로써 이러한 경우 등에도 미생물 오염을 파악할 수 있다.

유기산도 전분의 미생물에 의한 분해 산물이기 때문에, 유기산량은 미생물의 번식 정도를 반영한다. 유기산량의 측정값이 높을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 늘리고, 측정값이 낮을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 줄인다. 또한, 유기산으로는 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 옥살산, 길초산 등의 1종 이상을 들 수 있다. 혐기 상태하에서 미생물이 전분을 분해하면 유기산을 생성하고, 이 유기산이 칼슘과 결합함으로써 유기산염이 생성되기 때문에, 유기산의 양과 함께 ORP값을 측정함으로써 이 기구에 의한 유기산염 피치 발생을 예측할 수 있다. 또한, 글루코오스량 및 유기산의 양의 증가가 미생물에 의한 전분의 분해를 나타내기 때문에, 양자를 측정함으로써 유기산 유래의 유기산염 피치 발생을 예측할 수 있다.

pH는 유기산의 생성을 포함하는 여러 요인에서 변동하지만 약제(예를 들어 살균제)의 효능은 pH에 의존하는 경우가 많다. 이 때문에, 사용하는 약제에 따라 pH가 소정의 바람직한 범위에 들어가도록 염기의 첨가 등에 의해 pH를 조절하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서의 pH측정값은 각 시점에 있어서의 pH의 측정값 자체를 나타내고, 예를 들어 일본 공개특허2010-100945호 공보에 개시되어 있는 것과 같은 pH의 경시적 변화량과는 명확히 다르다. pH의 측정값에 기초함으로써 pH 의존성을 갖는 ORP측정값을 적절하게 보정할 수도 있다. 예를 들어 산화제가 첨가되어 있는 계(系)에서는 ORP측정값이 참인 ORP값보다 높아지지만, pH측정값에 기초하여 ORP측정값을 보정함으로써 참인 ORP값을 산출하여 적절한 약주 제어를 행할 수 있다. 또한, pH의 저하로부터 유기산의 생성이 추측되어, ORP값으로부터 혐기 상태라고 판단되면 유기산염의 발생을 예측할 수 있다. 혹은, 전분 분해 후에 생성되는 유기산에 의해 pH가 저하하기 때문에, pH와 함께 글루코오스량 또는 유기산량을 측정함으로써 칼슘 이온이 증가하여 탄산 칼슘 결점의 발생을 예측할 수 있다.

칼슘 이온은 pH저하에 따른 펄프 중의 탄산 칼슘의 용해에 의해 증가하고, 제지계(10)를 구성하는 장치에 피치가 부착되는 요인으로 생각된다. 이 때문에, 칼슘 이온량의 측정값이 높을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 늘리고, 측정값이 낮을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 줄인다. 칼슘 이온량과 함께 ORP값을 측정함으로써, 혐기 상태하에서의 지방산과 칼슘 이온과의 결합에 의한 칼슘염 결점을 예측할 수 있다. 전분 분해물 글루코오스가 증가하면, 미생물에 의한 전분의 분해를 나타내는 것으로부터 칼슘 이온량과 함께 글루코오스량을 측정함으로써, 전분 분해 후의 탄산 칼슘 결점의 발생을 예측할 수 있다. 칼슘 이온량과 함께 유기산량 또는 pH를 측정함으로써, 유기산에 의한 pH저하를 통하여 칼슘 이온량이 증가하여 탄산 칼슘 결점의 발생을 예측할 수 있다.

전기 전도율은 수계에 있어서의 이온성 물질의 양을 반영하고, 폴리머 등의 약품의 종이 제품으로의 정착 효율 등에 영향을 주는 요인으로 생각된다. 이 때문에, 전기 전도율의 측정값이 높을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 늘리고, 측정값이 낮을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 줄인다. 또한, 도 1 및 2에는 나타내고 있지 않지만, ORP계(63, 65)에 병설하여 전기 전도율을 측정하는 기구가 설치되어 있다. 혐기 상태하에서 전기 전도율이 상승한 경우는, 전분의 분해가 예상된다. 섬유에 부착된 전분이 분해되어, 섬유와 전분 사이에 함유되어 있던 피치분의 방출이 발생한다. 이 때문에, 전기 전도율과 함께 ORP값을 측정함으로써, 이러한 피치를 예측할 수 있다. 전기 전도율과 함께 글루코오스량, 유기산량 또는 pH, 칼슘 이온량을 측정함으로써, 전분 분해 후에 생성하는 유기산에 의한 pH의 저하에 따라, 이온 상태 물질이 증가하여 탄산 칼슘 결점이나 무기물 결점이 발생하는 것을 예측할 수 있다.

탁도는 탁함을 주는 성분(예를 들어 음이온 트래쉬(anion trash) 성분)의 양을 반영하고, 약제(예를 들어 살균제)의 효능 등에 영향을 준다. 이 때문에, 탁도의 측정값이 높을수록 살균 또는 정균, 응결 (예를 들어 응결제의 첨가)의 처리 수준을 늘리고, 측정값이 낮을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 줄인다. 혐기 상태하에서 탁도가 상승한 경우는 전분의 분해가 예상된다. 섬유에 부착된 전분이 분해되어, 섬유와 전분 사이에 함유되어 있던 피치분의 방출이 발생한다. 이 때문에, 탁함과 함께 ORP값을 측정함으로써, 이러한 피치를 예측할 수 있다. 미생물에 의한 전분 분해로 글루코오스량 및 탁도가 상승하기 때문에, 탁도와 함께 글루코오스량을 측정함으로써, 전분의 분해를 통한 미생물 번식에 의한 슬라임 결점의 예측이 가능해진다. 마찬가지로, 탁도와 함께 유기산량을 측정함으로써, 전분의 분해에 의한 미생물 번식을 통한 슬라임 결점의 예측이 가능해진다. 탁도와 함께 pH를 측정함으로써, 섬유에 부착된 전분이 분해되어, 섬유와 전분 사이에 함유되어 있던 피치분의 방출이 발생하는 것에 의한 피치 결점의 발생을 예측할 수 있다. 탁도와 함께 칼슘 이온량 또는 전기 전도율을 측정함으로써, 전분 분해에 의한 유기산 생성을 통한 칼슘 등의 무기물 결점의 발생을 예측할 수 있다.

양이온 요구량은 음이온 트래쉬의 가능성을 반영하고, 약제(예를 들어 살균제)의 효능 등에 영향을 준다. 이 때문에, 양이온 요구량의 측정값이 높을수록 살균 또는 정균, 응결(예를 들어 응결제의 첨가)의 처리 수준을 늘리고, 측정값이 낮을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 줄인다. 혐기 상태하에서 양이온 요구량이 상승한 경우는 전분의 분해가 예상된다. 섬유에 부착된 전분이 분해되어, 섬유와 전분 사이에 함유되어 있던 피치분의 방출이 발생한다. 이 때문에, 양이온 요구량과 함께 ORP값을 측정함으로써, 이러한 피치를 예측할 수 있다. 글루코오스량, 유기산량의 증가시에 양이온 요구량이 상승한 경우는 전분의 분해가 예상되기 때문에 양이온 요구량과 함께 글루코오스량, 유기산량 또는 pH를 측정함으로써, 피치 결점의 발생을 예측할 수 있다. 양이온 요구량과 함께 칼슘 이온량, 전기 전도율 또는 탁도를 측정함으로써, 전분 분해에 의한 유기산 생성을 통한 칼슘 등의 무기물 결점의 발생을 예측할 수 있다.

온도는 미생물의 번식을 포함하는 여러 요인에서 변동되지만, 약제(예를 들어 살균제, 소포제)의 효능은 온도에 의존하는 경우가 많다. 이 때문에, 사용되는 약제에 따라 온도가 소정의 바람직한 범위에 들어가도록 온도를 조절하는 것이 바람직하다. 환원제 혼입 등에 의해 ORP값이 저하할 때 등에도 온도를 함께 측정함으로써 미생물 번식을 예측할 수 있다. 과산화 수소 혼입에 의해 글루코오스량이 변동할 때 등에도 온도를 함께 측정함으로써 미생물 번식을 예측할 수 있다.

거품이나 거품이 핵이 되어 생긴 응집물이 제품에 혼입되면, 제품 결함으로 간주된다. 이 때문에, 발포 정도의 측정값이 높을수록 소포(예를 들어 소포제의 첨가)의 처리 수준을 늘리고, 측정값이 낮을수록 소포(예를 들어 소포제의 첨가)의 처리 수준을 줄인다. 또한, 발포의 정도는 전형적으로는 백수 사일로(38)에 있어서의 발포를 측정한다. pH상승에 의해 발포량이 증가하여 포박(泡粕) 결점이 발생한다. 이 때문에, pH와 함께 발포를 측정함으로써, 소포제 첨가를 최적화할 수 있으며, 과잉 첨가에 의한 결점의 발생도 억제할 수 있다. 발포량과 함께 칼슘 이온량을 측정함으로써, 무기물 결점을 예측할 수 있다. 기포가 많은 계에 있어서 발포량만으로는 장전 재료(塡料)의 미정착분의 파악이 곤란하지만, 발포량과 함께 전기 전도율을 측정함으로써, 장전 재료의 미정착을 파악할 수 있다. 탁도와 함께 발포량을 측정함으로써, 소포제 첨가를 최적화할 수 있으며, 약품 과잉 첨가에 의한 결점의 발생도 억제할 수 있다. 기포를 많이 포함하는 계에서는, 내첨(內添) 약품의 정착 불량을 정확하게 판단할 수 없지만, 발포량과 함께 양이온 요구량 또는 온도를 측정함으로써 미생물 번식을 예측할 수 있다.

COD 및 BOD는 탈묵 펄프(DIP)의 사용량 등에 의존해서 수계의 혐기성을 반영하는 것으로, 배수계의 부하 정도에 영향을 준다. COD또는 BOD의 측정값이 낮을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 늘리고, 측정값이 낮을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 줄인다. 또한, 폴리머나 전분의 종이에의 정착 효율이 악화되면, COD또는 BOD가 상승하는 경향이 있기 때문에, COD또는 BOD의 측정값에 기초하여 폴리머나 전분의 종이에의 정착 효율의 추이를 파악할 수 있다. 혐기 상태하에서의 COD 및 BOD의 상승은 전분 분해나 약품의 정착 저해를 시사한다. 이 때문에, COD 및 BOD값과 함께 ORP값, 글루코오스량 또는 유기산량을 측정함으로써, 약품 유래의 결점의 발생을 예상할 수 있다. COD또는 BOD와 함께 pH를 측정함으로써, 약품의 제품 비율 향상과 과잉 약품 유래의 결점의 억제가 가능하다. 칼슘 이온의 증가에 의해, 약품의 음이온기가 폐쇄되어 그 효과의 저하를 초래하지만, 장전 재료가 많은 계에 있어서 칼슘 이온량 또는 전기 전도율과 함께 COD또는 BOD량을 측정하는 것, 약품 미정착을 예측할 수 있다. 또한, 산성계의 전기 전도율이 높은 계에서는 전기 전도율만으로는 약품의 미정착분의 파악이 곤란하지만, COD또는 BOD를 측정함으로써, 약품의 미정착을 예측할 수도 있다. 고농도 펄프 등의 탁도 측정이 곤란한 계에 있어서도 탁도와 함께 COD또는 BOD를 측정함으로써, 약품의 미정착을 예측할 수도 있다.

용존 산소량은 미생물에 의한 산소 소비량을 반영한다. 용존 산소량의 측정값이 낮을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 늘리고, 측정값이 높을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 줄인다. 글루코오스의 증가와 용존 산소의 감소는 혐기 상태하에서의 미생물에 의한 전분 분해를 나타내기 때문에, 용존 산소와 함께 글루코오스량을 측정함으로써, 전분의 분해에 의한 미생물 번식이 예상되어, 슬라임 결점의 예측이 가능해진다. 수중에 기포를 끌어들이기 쉬운 계에 있어서, 용존 산소만으로는 미생물의 번식이 예측 곤란이지만, 유기산량, pH, 칼슘 이온량, 전기 전도율 또는 탁도를 함께 측정함으로써, 미생물의 번식을 예측할 수 있다. 온도와 함께 발포량을 측정함으로써, 소포제 첨가를 최적화할 수 있으며, 약품 과잉에 의한 결점의 발생도 억제할 수 있다.

전분은 종이의 구성 성분의 하나이지만, 미생물이 분비되는 효소에 의해 분해되기 때문에, 전분량은 미생물의 번식 정도를 반영한 것이다. 전분량의 측정값이 낮을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 늘리고, 측정값이 높을수록 살균 또는 정균의 처리 수준을 줄인다. 전분량만의 측정이면 미생물에 의해 전분 및 글루코오스가 다 소비되었을 때, 미생물 오염의 파악이 곤란하지만, ORP값을 함께 측정함으로써, 이러한 경우에서의 미생물 오염도 예측할 수 있다. 글루코오스량과 함께 전분량을 측정함으로써, 과산화 수소 혼입에 의해 글루코오스량이 변동된 경우에도, 미생물 번식을 예측할 수 있다. 유기산량 또는 pH와 함께 전분량을 측정함으로써, pH조정제를 첨가하는 계에 있어서도 미생물 번식을 예측할 수 있다. 칼슘 이온량, 전기 전도율과 함께 전분량을 측정함으로써, 미생물 유래의 슬라임 결점을 예측할 수 있다. 용존 산소와 함께 전분량을 측정함으로써, 약품 유래 결점의 발생을 예측할 수 있다.

잔류 염소량은 미생물의 번식을 억제하는 살균제의 양을 반영한다. 잔류 염소량이 저하하면, 미생물의 번식이 예상되기 때문에, 살균 또는 정균의 처리 수준을 늘린다. 산화제 혼입에 의해 ORP값이 높아져 미생물 번식의 예측이 곤란한 경우에도, 잔류 염소량을 함께 측정함으로써 미생물 번식의 예측이 가능하다. 과산화 수소 혼입에 의해 글루코오스량이 변동되는 경우에도, 잔류 염소량을 함께 측정함으로써 미생물 번식의 예측이 가능하다. pH조정제를 첨가하는 계에서도 유기산량 또는 pH와 함께 잔류 염소량을 측정함으로써 미생물 번식의 예측이 가능하다. 장전 재료가 많은 계에 있어서, 칼슘 이온량의 측정만으로는 미생물 번식의 파악이 곤란하지만, 잔류 염소량을 함께 측정함으로써 미생물 번식의 예측이 가능하다. 공업용수가 혼입되는 계에서는 전기 전도율 상승의 파악이 곤란하지만, 전기 전도율과 함께 잔류 염소량을 측정함으로써 미생물 번식을 예측할 수 있다. 고농도 펄프 등의 탁도 측정이 곤란한 경우에도, 탁도와 함께 잔류 염소량을 측정함으로써 미생물 번식을 예측할 수 있다. 기포를 많이 포함하는 계에서는 용존 산소량만의 측정으로는, 미생물 번식의 예측이 곤란하지만, 잔류 염소량을 함께 측정함으로써 미생물 번식을 예측할 수 있다. 전분을 첨가하는 계에서는, 전분량만의 측정으로는 미생물 번식의 예측이 곤란하지만, 잔류 염소량을 함께 측정함으로써 미생물 번식을 예측할 수 있다.

호흡 속도는 미생물의 양을 반영한다. 호흡 속도가 상승하면, 미생물의 번식이 예상되기 때문에, 살균 또는 정균의 처리 수준을 늘린다. 산화제, 환원제가 첨가되어 ORP값이 변동되는 경우에도, ORP값과 함께 호흡 속도를 측정함으로써 미생물 번식을 예측할 수 있다. 과산화 수소 혼입에 의해 글루코오스량이 변동되는 경우에도 호흡 속도를 함께 측정함으로써 미생물 번식의 예측이 가능하다. pH조정제를 첨가하는 계에서도, 유기산량 또는 pH와 함께 호흡 속도를 측정함으로써 미생물 번식의 예측이 가능하다. 수중에 기포가 혼입되는 계에서는, 호흡 속도의 측정 정밀도가 저하될 수 있지만, 칼슘 이온량을 측정함으로써 미생물 번식을 예측할 수 있다. 공업용수가 혼입되는 계에서는, 전기 전도율 상승의 파악이 곤란하지만, 전기 전도율과 함께 호흡 속도를 측정함으로써 미생물 번식을 예측할 수 있다. 고농도 펄프 등의 탁도 측정이 곤란한 경우에도, 탁도와 함께 호흡 속도를 측정함으로써 미생물 번식을 예측할 수 있다. 기포를 많이 포함하는 계에서는 용존 산소량만의 측정으로는, 미생물 번식의 예측이 곤란하지만, 호흡 속도를 함께 측정함으로써 미생물 번식을 예측할 수 있다. 전분을 첨가하는 계에서는, 전분량만의 측정으로는 미생물 번식의 예측이 곤란하지만, 호흡 속도를 함께 측정함으로써 미생물 번식을 예측할 수 있다.

또한, 각 수질 파라미터의 측정 및 수처리는 종래 주지의 방법을 따라 행하면 되기 때문에 상세한 설명을 생략한다.

수질 파라미터의 측정을 행하는 개소는 특별히 한정되지 않지만, 원료계, 조성·초지계, 회수계 및 배수계로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 계에서 행하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2종 이상의 계이다. 이것에 의해, 수계 전체의 수질이 파악되기 때문에, 종이 품질 저하를 보다 확실하게 억제할 수 있다. 다만, 이것에 한정되지 않고, 측정 개소는 단수여도 좋고, 또한 동일 계열 내에서의 복수 개소여도 좋다.

수질 파라미터의 측정값은, 특별히 한정되지 않지만, 서버를 통한 인터넷에 의해 원격지에서 열람할 수 있고, 수신한 측정값에 기초하는 원격 제어를 행해도 좋다. 또한, 원격지에서는 측정값, 수처리의 양태(예를 들어 살균제의 첨가량), 결과(예를 들어 단지의 유무)를 출력하는 수단이 있어도 좋다.

실시예

<실시예1>

도 1에 나타내는 제지계(10)를 이용하여 실시예 및 비교예에 따른 슬라임 억제 방법을 실시했다. 또한, 실시예 및 비교예는 이하의 조건에 대해서 공통이며, 산화 환원 전위 및 전기 전도율의 측정 및 산화성 살균제의 첨가 타이밍에 있어서 다르다.

종이 원료 : LBKP, DIP 및 브로크 펄프

산화성 살균제 : 1.3질량% 브롬화 암모늄 수용액 및 2.0질량% 차아염소산 나트륨 수용액을 첨가 직전에 혼합한 액

첨가 개소 : 브로크 탱크(23), 백수 사일로(38)

즉, 비교예에서는 1시간에 1회의 빈도로 정기적으로 산화성 살균제를 첨가하고, 실시예에서는 15분에 1회의 빈도로 산화 환원 전위 및 전기 전도율을 측정하며, 그 측정값의 증감에 따라, 산화성 살균제의 첨가량을 조절했다. 비교예에 있어서의 종자 상자(26)에서의 산화 환원 전위 및 전기 전도율의 추이를 도 3에 나타내고, 실시예에 있어서의 종자 상자(26)에서의 산화 환원 전위 및 전기 전도율의 추이를 도 4에 나타낸다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 비교예에서는, DIP의 배합량이 증가했을 때 등에 있어서, 산화 환원 전위가 급격하게 저하하고, 전기 전도율이 급격하게 상승하며, 그에 따라 단지가 빈발했다. 이것에 대하여, 실시예에서는 도 4에 나타내는 바와 같이 DIP의 배합량의 변화에 관계없이 산화 환원 전위 및 전기 전도율이 거의 일정한 추이를 거쳐, 단지가 전혀 관찰되지 않았다. 또한, 실시예에서는 비교예에 비해 산화성 살균제의 사용량이 20% 작았다.

<실시예2>

도 2에 나타내는 제지계(10A)를 이용하여 실시예 및 비교예에 따른 슬라임 억제 방법을 실시했다. 또한, 실시예 및 비교예는 이하의 조건에 대해서 공통이며, 산화 환원 전위 및 전기 전도율의 측정 및 산화성 살균제의 첨가 타이밍에 있어서 다르다.

종이 원료 : LBKP, DIP 및 브로크 펄프

첨가 개소 : 백수 사일로(38), 1차 처리수 탱크(44)

즉, 비교예에서는 4시간에 1회의 빈도로 정기적으로 산화성 살균제를 첨가하고, 실시예에서는 4시간에 1회의 빈도에서의 첨가에 추가하여, 웨트 브로크 탱크(45)에서의 산화 환원 전위 및 전기 전도율의 측정값의 증감에 따라, 산화성 살균제의 첨가량을 조절했다. 비교예에 있어서의 실 피트(41), 웨트 브로크 탱크(45) 및 CB탱크(46)에서의 산화 환원 전위 및 전기 전도율의 추이를 도 5에 나타내고, 실시예에 있어서의 실 피트(41), 웨트 브로크 탱크(45) 및 CB탱크(46)에서의 산화 환원 전위 및 웨트 브로크 탱크(45)에서의 전기 전도율의 추이를 도 6에 나타낸다.

비교예에서는 웨트 브로크 탱크(45)에 코드 브로크가 대량으로 저장되어 부패하기 쉽고, 그에 따라, 도 5에 나타내는 바와 같이, 산화 환원 전위 및 전기 전도율이 급격하게 변화되어 종이에 결점이 생겼다. 이에 대하여, 실시예에서는 도 6에 나타내는 바와 같이, 산화 환원 전위 및 전기 전도율이 거의 일정한 추이를 거쳐 종이의 결점이 전혀 관찰되지 않았다.

<실시예3>

도 2에 나타내는 제지계를 이용하여 실시예 및 비교예에 따른 슬라임 억제 방법을 실시했다. 또한, 실시예 및 비교예는 이하의 조건에 대해 공통이며, 산화 환원 전위, 전기 전도율, 거품의 높이 및 브로크 탁도 중 2개의 측정 및 산화성 살균제의 첨가 타이밍에 있어서 다르다.

종이 원료 : LBKP, DIP 및 브로크 펄프

첨가 개소 : 웨트 브로크 탱크(45), CB탱크(46)

우선 4일간에 걸쳐 실시예를 행하고, 그 후에 4일간에 걸쳐 비교예를 행했다.

비교예에서는 4시간에 1회의 빈도로 정기적으로 산화성 살균제를 첨가하고, 실시예에서는 4시간에 1회의 빈도에서의 첨가에 추가하여, CB탱크(46)에서의 산화 환원 전위(ORP계(67)의 측정값), 실 피트(41)에서의 전기 전도율, 실 피트(41)에서의 거품의 높이 및 브로크 탱크(23)에서의 탁도의 측정값의 증감에 따라 산화성 살균제의 첨가량을 조절했다. 구체적으로는, 역치를 산화 환원 전위에 대해서 250mV, 전기 전도율에 대해서 150mS/m, 기포 높이에 대해서 8cm, 브로크 탁도에 대해서 300NTU로 하고, 측정한 2개의 쌍방이 역치를 초과했을 때(전기 전도율, 거품 높이, 브로크 탁도에 대해서는 상기 역치를 상회한 경우, 산화 환원 전위에 대해서는 상기 역치를 하회한 경우)만, 쌍방이 역치를 초과하지 않게 될 때까지 산화성 살균제의 첨가량을 늘렸다. 도 7~도 12에 있어서, (A)는 실시예, (B)는 비교예에 있어서의 각 수질 파라미터의 추이를 나타낸다. 그 결과, 비교예에서는 4일간에 26회의 단지가 생긴 데 반해, 실시예에서는 4일간에 8회의 단지밖에 일어나지 않았다.

10 : 제지계 20 : 원료계
21 : 화학 펄프 탱크 22 : 재생 펄프 탱크
23 : 브로크 탱크 24 : 믹싱 체스트
25 : 머신 체스트 26 : 종자 상자
30 : 조성·초지계 31 : 펌프
32 : 스크린 33 : 클리너
34 : 인렛 35 : 와이어 파트
36 : 프레스 파트 37 : 물 탱크
38 : 백수 사일로 40 : 회수계
41 : 실 피트 42 : 회수 장치
43 : 회수수 탱크 44 : 1차 처리수 탱크
45 : 웨트 브로크 탱크 46 : CB탱크
50 : 약주계 51 : 약주 장치
53, 55 : 첨가관 60 : 제어계
61 : 제어 장치 63, 65, 67 : ORP계

Claims

종이를 제조하는 방법으로서,
종이 원료로부터 초지(抄紙)를 행하는 제지계의 수계(水系)에 있어서, 상기 제지계의 가동과 병행하여, 수질에 관련된 2이상의 수질 파라미터를 측정하고, 그 측정값에 기초하여 수처리를 행하는 공정을 갖고, 상기 수질 파라미터는 산화 환원 전위, 글루코오스(glucose)량, 유기산량, 칼슘 이온량, 전기 전도율, 탁도, 양이온(cation) 요구량, 온도, 발포의 정도, COD, BOD, 용존 산소량, 전분량, 잔류 염소량 및 호흡 속도로 이루어지는 군에서 선택되며,
상기 수질 파라미터의 측정은 종이 원료로부터 펄프를 제조하는 원료계, 상기 펄프를 조성하여 초지하는 조성·초지계, 상기 조성·초지계로부터 백수(白水)를 회수하는 회수계 및 상기 회수계에서 회수한 백수의 일부에 대하여 배수 처리를 행하는 배수계로 이루어지는 군에서 선택되는 2종 이상의 계에서 행하며,
상기 2종 이상의 계는 상기 원료계 및 상기 조성·초지계를 적어도 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 수질 파라미터는 산화 환원 전위, 전기 전도율, 탁도 및 발포의 정도로 이루어지는 군에서 선택되는 방법.
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