製紙機械は実際にどのように機能するのか

製紙機とは

基本的な定義

製紙機械を見ると、原料パルプを滑らかな紙に変えるために設計された大規模で複雑なシステムが見えます。この機械は製紙工程の心臓部として機能します。木質繊維の水性混合物を供給すると、機械がそれを段階的に完成品に変えます。機械の各部分には特別な役割があります。主な目標は、書き込み、印刷、またはパッケージングのニーズを満たす連続した紙を作成することです。

各部分がどのように機能するかを理解するのに役立つように、主要なコンポーネントとその役割を示す表を次に示します。

各セクションが紙づくりのプロセスを最初から最後までサポートしていることがわかります。

主な機能

の主な機能 製紙機 はパルプを連続紙に変える機械です。このプロセスが他の工場の機械とは異なることに気づくでしょう。ほとんどの機械は、材料を切断、成形、または梱包します。製紙では、最終結果として滑らかで切れ目のないロール紙が得られます。機械は、長い流れるような 1 回の動作でシートの成形、プレス、乾燥、仕上げを行います。このプロセスを利用すると、安定した品質で大量の紙を迅速に生産できます。製紙は各セクションの慎重なバランスに依存するため、常にお客様のニーズに最適な紙が得られます。

抄紙機の主要部品

製紙機械を見ると、いくつかの主要な部品が連携して原料から紙を完成させる様子がわかります。各セクションには特別な仕事があり、丈夫で滑らかなシートを作るにはすべてのセクションが必要です。

パルプの準備

パルプの準備から始めます。ここでは、木材やリサイクル材料を小さな繊維に分解します。このセクションでは、繊維を洗浄、処理、精製して、製紙の準備を整えます。土や砂を取り除き、不要な化学物質を溶解し、場合によってはパルプを漂白して色を明るくします。以下の表に主な手順を示します。

成形部（長網抄紙機）

次に、きれいな繊維を成形セクションに移動します。長網抄紙機は現代の製紙の中心です。繊維を水っぽく混ぜ合わせたものを、動く金網の上に広げます。このエンドレスワイヤーは繊維を薄く均一なマットに成形します。水分が排出され、繊維が結合し始めます。長網抄紙セクションは基本的な紙のシートを形成するため、不可欠です。

ヒント: ワイヤーセクションは紙の厚さと均一性を制御するため、必要な品質が得られます。

プレスセクション

成形後、ウェットシートをプレスセクションに導きます。ここでは、重いローラーがより多くの水を絞り出し、繊維を互いに近づけます。このステップにより紙の強度が増し、繊維がくっつきやすくなります。また、筆記や印刷に重要な表面の平滑性も向上します。

• プレスセクションは乾燥度を約 20% から 50% に高めます。

• プレスが適切であるということは、後の乾燥に必要なエネルギーが少なくて済むことを意味します。

乾燥セクション

次に、プレスされたシートを乾燥セクションに送ります。加熱されたシリンダーが紙から最後の水分を蒸発させます。さまざまな乾燥方法を使用できますが、目標は常に同じです。つまり、繊維を損傷することなく水分を除去することです。乾燥により繊維が所定の位置に固定され、紙に最終的な強度が与えられます。

仕上げセクション

いよいよ仕上げセクションに到達します。ここでは、必要に応じて、紙をコーティングしたり、サイズを調整したり、滑らかにしたりできます。機械は化学薬品を加えて書き味を改善したり、紙をローラーに通して光沢を出したりすることができます。完成した紙を大きなリールに巻き取り、すぐに切断したり包装したりできます。

製紙機械の各部品は重要な役割を果たしています。これらのセクションを利用して、ほつれた繊維を毎日使用する丈夫で滑らかな紙に変えます。

製紙工程

原料からパルプまで

製紙プロセスは、原料を準備することから始まります。ほとんどの紙は木材から作られていますが、トウモロコシの茎などの非木材繊維を使用することもできます。選択した原材料の種類は、最終製品の強度と印刷適性に影響します。以下の表は、最も一般的なソースを示しています。

まずは丸太の樹皮を剥ぎ、細かく切り刻みます。これらのチップはさまざまなパルプ化方法を経ます。機械パルプ化、化学パルプ化、または半化学パルプ化を使用して繊維を分離できます。それぞれの方法により、パルプと最終紙の品質が変わります。パルプ化後、パルプを洗浄し、ふるいにかけ、破片を取り除きます。漂白するとパルプが明るくなり、上質紙に適したものになります。精製と叩解により、繊維の結合が強化されます。このステップにより、パルプは製紙機の次の段階に向けて準備が整います。

原料をパルプに変える手順:

1. 原料の準備

• 樹皮を剥いで丸太を切ります。

2. パルプ化プロセス

• 機械的、化学的、または半化学的方法を使用します。

3. パルプの洗浄とスクリーニング

• ゴミを取り除いて高品質のパルプを得る。

4. 漂白工程

• 外観を良くするためにパルプを明るくします。

5. 精製と研磨

• 繊維を強力に接着できるように準備します。

シート形成

きれいなパルプが得られたら、シート形成に進みます。の 製紙機は、 水分を含んだパルプを移動する金網上に広げます。このステップにより、繊維の連続マットが形成されます。高品質の紙にとって、このマットの均一性は重要です。整形されたシートを光にかざすと、繊維が均一に分布しているのがわかります。形成が悪いと、塊や弱い部分が現れます。

シートの形成にはいくつかの要因が影響します。

• パルプの流れと金網の速度。

• 繊維の方向。これは粒子の方向に影響します。

• 真空ボックスを使用して水を除去し、繊維の定着を促進します。

ヒント: 一貫したシート形成により、丈夫で滑らかな印刷可能な紙が得られます。

最新の機械は品質管理システムを使用して、シートが形成されるときにシートをスキャンします。これらのシステムは、重量、明るさ、厚さを測定します。これらは、高品質の紙に必要な基準を維持するのに役立ちます。

プレスと脱水

シートを形成した後、プレスおよび脱水セクションにシートを導きます。ここでは、重いスチールロールが濡れたマットを押して水を絞り出します。このステップは紙パルププロセスでは不可欠です。プレスすると、水分含有量が約 80% から 45% ～ 55% に減少します。より緻密で滑らかなシートを作成します。これは次のステップにとって重要です。

プレスと脱水は次のことに役立ちます。

• 繊維の結合を改善します。

• 紙の強度を高めます。

• 乾燥に必要なエネルギーを削減します。

この段階は、乾燥中や仕上げ中に紙がバラバラにならないようにするために役立ちます。

紙の乾燥方法

ここで、最後の水分を取り除く必要があります。乾燥セクションでは、加熱シリンダーまたはその他の乾燥方法を使用して水分を蒸発させます。最も一般的な方法には、空気衝突乾燥と通気乾燥が含まれます。これらの方法は多くのエネルギーを使用しますが、高品質な紙を生産するためには必要です。

乾燥プロセスは慎重に制御する必要があります。熱が高すぎると繊維が損傷する可能性があり、熱が低すぎると紙が弱くなります。乾燥セクションでは繊維が所定の位置に固定され、紙に最終的な強度と感触が与えられます。

最後の仕上げ

紙製造工程の最後のステップは仕上げです。ニーズに応じて、紙のコーティング、サイズ調整、カレンダー加工を行うことができます。カレンダー加工では、加熱された金属ロールを使用して表面を滑らかにし、光沢を加えます。コーティングにより、印刷適性と外観を向上させることができます。これらの仕上げは、筆記用、印刷用、またはパッケージ用の高品質の紙を製造するのに役立ちます。

• カレンダー加工により平滑性は向上しますが、嵩が減少する可能性があります。

• コーティングにより吸収性と見た目の美しさが向上します。

• 仕上げにより手触りが向上し、紙がより魅力的になります。

最新の製紙機械は、連続オンライン品質スキャンを使用してすべてのロールをチェックします。品質管理システムでは、重量、明るさ、厚さを測定します。これらは、製品の一貫性と信頼性を維持するのに役立ちます。

注: 製紙プロセスの連続的な性質により、バッチ処理と比較して高効率、ダウンタイムの削減、一貫した生産量が得られます。

紙パルププロセスの各セクションがどのように連携しているかを確認できます。原料から仕上げまでのすべての工程で、強くて滑らかな高品質の紙が生まれます。

製紙における各部分の仕組み

パルプ準備の役割

製紙はパルプを準備することから始まります。このステップは、プロセス全体の基礎を設定します。木材やその他の植物材料からセルロース繊維を抽出します。選択した方法 (化学的、機械的、または半化学的) は、最終的な紙の特性に直接影響します。効果的なパルプ調製を使用すると、材料効率と製品の品質の両方が向上します。たとえば、高アルカリ含浸パルプからホットプレスされたハンドシートは、他の方法よりも高い引張指数 111 kN・m/kg に達します。慎重にパルプを調製することで、より強力で信頼性の高い紙が得られることがわかります。

• パルプの適切な準備:

• 強度と耐久性が向上します

• 材料効率の向上

• 高品質な製紙の舞台を整える

フォーミングセクションの役割

成形セクションでは、パルプを薄く均一なマットに成形します。製紙のこの部分では、可動ワイヤーメッシュを使用して繊維を分配します。シートの形成方法は、その構造と強度に影響を与えます。異なる成形ルートにより独自の強度分布が形成され、残留応力パターンに影響を与えます。これらの要因は、紙の降伏強度に影響します。

成形セクションを制御して、紙の強度と滑らかさの適切なバランスを確保します。

報道セクションの役割

湿ったシートをプレスセクションに移動して、水を除去し、繊維を圧縮します。このステップでは、重いローラーを使用して水分を絞り、繊維を近づけます。叩解とも呼ばれる精製は、繊維の機械的特性を変化させます。密度が増し、紙のネットワークの強度が向上します。精製中に起こる内部フィブリル化は、強い紙を作るために重要です。

• 精製すると次のことが改善されます。

• 密度

• 気孔率

• 形成

• 総合力

紙に毎日の使用に必要な耐久性を与えるには、プレスセクションが必要です。

乾燥セクションの役割

プレス後、シートを乾燥セクションに送ります。ここでは、蒸気で加熱された鋳鉄シリンダーが残りの水分のほとんどを除去します。紙は、両面を加熱する複数のシリンダーを通過し、均一な乾燥が保証されます。必要に応じて、水分含有量を約 60 ～ 70% から 2 ～ 8% まで減らします。このステップにより、繊維が所定の位置に固定され、紙の仕上げの準備が整います。

ヒント: 慎重に乾燥させると損傷が防止され、紙の強度と柔軟性が保たれます。

仕上げセクションの役割

仕上げセクションでは、商業用に用紙を準備します。穴を開けたり、デザインをエンボス加工したり、箔押しを追加したりして、高級感を演出することもできます。折り、ラミネート、スコアリングは、パンフレットや小冊子などの製品の作成に役立ちます。 UVコーティングにより耐久性が向上し、色がより鮮やかになります。各仕上げプロセスにより、紙は最終用途に適した外観、感触、機能を与えられます。

製紙プロセスであらゆるニーズを満たす紙を確実に提供するには、仕上げ加工を使用します。

製紙機械の各部分がどのように連携して原料から紙を完成させるかがわかります。以下の表は、主要なステップがどのように接続されているかを示しています。

現代の製紙は、その効率性とシンプルさで際立っています。高性能素材、高度な自動制御、メンテナンスを軽減する設計の恩恵を受けられます。これらの機能により、強力で滑らかな紙を迅速かつ確実に製造することができます。製紙プロセスを理解すると、各工程がどのようにして毎日使用する紙を生み出すのかを理解することができます。

よくある質問

製紙機で紙ができるまでどのくらい時間がかかりますか?

わずか数分で紙が機械から出てくるのがわかります。このプロセスは継続的に実行されるため、ほぼ 1 時間ごとに新しいロール紙が入手できます。

製紙機ではどのような原料を使用できますか?

木材チップ、再生紙、竹やトウモロコシの茎などの非木材繊維を使用できます。選択は、必要な紙の種類によって異なります。

製紙プロセスは環境に優しいですか?

最新の機械の多くは水をリサイクルし、環境に優しい化学薬品を使用しています。リサイクルされた材料と効率的な機械を選択することで、廃棄物とエネルギーの使用を削減できます。

紙の厚さはどうやってコントロールするのですか？

パルプの流れと金網の速度を調整します。品質管理システムは、各種類の紙の適切な厚さを監視し、維持するのに役立ちます。