「パルプ化-抄紙-仕上げ」という製紙工程全体において、リファイナーは繊維の性能と紙質を決定づける重要な設備です。物理的、化学的、あるいは機械と化学の複合作用により、パルプ繊維を切断、フィブリル化、帚化（フィブリル化）、精製することで、もともと緩い繊維同士の結合力を高め、最終的に紙の強度、均一性、インク吸収性といったコア性能を付与します。伝統的な石臼から現代のスマート設備に至るまで、リファイナーの技術革新は常に「高効率、精密、省エネ」という3つの核心原則を軸に展開し、製紙産業の高度化を支える重要な役割を担っています。

I. 精製業者の主要機能と動作原理

精製機の中心的な使命は「繊維の形態を最適化すること」であり、その動作原理は「機械的作用による繊維の改質」と要約できます。

• 基本原則パルプがリファイナーのディスク（またはロール）間を通過する際、せん断、押し出し、混練といった複合的な機械力を受けます。繊維細胞壁は引き裂かれミクロフィブリルを形成し、表面には緻密なフィブリル構造が形成されます。同時に、長すぎる繊維は適切に切断され、繊維長分布は製紙要件により適合したものとなります。
• コア機能: 第一に、繊維の結合力を高めて、紙に十分な引張強度、引き裂き強度、破裂強度を持たせます。第二に、繊維の織り合わせの均一性を高めて、紙の均一性と平坦性を確保します。第三に、印刷適性を高めるために細い繊維を必要とする文化用紙や、剛性を高めるために太くて長い繊維を必要とする包装用紙など、さまざまな紙の種類のニーズに適応します。

II. 精製業者の主な種類と技術的特徴

製紙業界で一般的なリファイナーは、構造設計、動作方法、および適用シナリオに応じて、主に次の 4 つのカテゴリに分類され、それぞれ独自の技術的焦点と適用範囲があります。

1. ディスクリファイナー

• 構造特性固定ディスク（静止ディスク）と回転ディスク（回転ディスク）で構成されています。ディスク表面には、鋸歯状、台形、螺旋状など、異なる歯形状の研削ゾーンが配置されており、ディスクギャップを調整することで研削強度を制御します。
• 技術的な利点：高い精製効率、均一な繊維改質。ディスク歯の形状を変えることで、木材パルプ、麦わらパルプ、古紙パルプなど、様々なパルプに適応可能。文化紙、包装紙、トイレットペーパーなど、紙質を問わず最も広く使用されている精製​​装置です。
• サブタイプ: シングルディスクリファイナー（ディスクの片側で動作）、ダブルディスクリファイナー（ディスクの両側で同時に動作）、トリプルディスクリファイナー（中央の固定ディスク + 両側の回転ディスク、より高い効率）。

2. コニカルリファイナー

• 構造特性：円錐状のステーターとローターの組み合わせを採用しています。パルプは円錐状の隙間に沿って螺旋状に進み、連続的にせん断と押し出しを受けます。円錐状の隙間を調整することで、精製強度を精密に制御できます。
• 技術的な利点：繊維切断が少なく、解繊効果が良好で、高い繊維長保持が求められる紙（クラフト紙、ライナーボードなど）に適しています。また、運転安定性が高く、エネルギー消費量が少ないため、古紙パルプの二次精製や高級パルプの微細加工に広く使用されています。

3. 円筒形精錬機

• 構造特性円筒形の粉砕ロールと円弧状の粉砕プレートで構成されます。粉砕ロール表面には、横方向または螺旋状の粉砕歯が設けられています。粉砕ロールの回転によりパルプの流れが駆動され、精製工程が完了します。
• 技術的な利点：パルプ中の不純物（砂粒、プラスチック片など）に対する耐性が高く、目詰まりしにくい。古紙パルプの粗粉砕や、麦わらパルプなどの粗繊維原料の前処理に適しており、パルプ製造ラインの前段精製工程でよく使用されます。

4. 高濃度リファイナー

• 構造特性高濃度パルプ環境（15%～40%）に適しています。スクリューフィーダーなどの特殊な供給装置により、粉砕ゾーンへのパルプの均一な供給を確保します。ディスク歯の形状は、主に幅広歯で歯間間隔が広い設計となっており、繊維混練効果を高めます。
• 技術的な利点：繊維の解繊度が高く、結合力が強いため、紙の強度を大幅に向上させることができます。高濃度環境下でも繊維の切断が少なく、エネルギー消費量も少なくて済みます。高級紙（コート紙、特殊紙など）の微細な精製や、高強度の繊維結合が求められるパルプ加工に適しています。

III. 精製業者の主要な技術的パラメータと選定原則

1. コア技術パラメータ

• 一貫性の改良：低濃度（≤8%）、中濃度（8%-15%）、高濃度（≥15%）に分類されます。濃度は、解繊効率と繊維形態に直接影響を及ぼします。例えば、高濃度解繊はフィブリル化を重視し、低濃度解繊はカッティングを重視します。
• ディスクギャップ: 叩解強度を決定する重要なパラメータです。この隙間が小さいほど、叩解強度は高くなります。紙の種類やパルプの特性に応じて動的に調整する必要があります（通常は0.1～1.0mmの範囲で制御されます）。
• ディスク歯の形状と歯幅歯の形状は繊維への応力のかかり方に影響します（せん断型は切断に適しており、混練型は解繊に適しています）。歯幅は粉砕部の接触面積を決定するため、パルプの種類と精製目標に合わせて選定する必要があります。
• モーター出力と回転速度: 出力は精製能力（通常55～1000kW）を決定し、回転速度はディスクの線速度（通常1500～3000r/min）に影響します。線速度が高いほどせん断力が強くなり、高強度精製のニーズに適しています。
• 容量：生産ラインの規模に応じて選定します。1台の設備の処理能力は通常5～100t/日ですが、大規模生産ラインでは複数台の直列または並列構成を採用できます。

2. コアとなる選定原則

• 用紙タイプの要件に適応高強度包装紙の場合、高濃度リファイナーまたは円錐形リファイナーが優先されます。上質文化紙の場合、ダブルディスクリファイナーまたはトリプルディスクリファイナーを選択できます。古紙パルプ処理の場合、円筒形リファイナーまたは不純物に強いディスクリファイナーが優先されます。
• マッチパルプの特性木材パルプは繊維が長いため、解繊を重視し、高濃度リファイナーや円錐型リファイナーはオプションです。わらパルプは繊維が短いため、切断の程度を制御する必要があり、低濃度ディスクリファイナーはオプションです。古紙パルプは不純物が多く含まれているため、目詰まりしにくい装置を選択する必要があります。
• 効率とエネルギー消費のバランスをとる生産ラインの能力要件と合わせて、エネルギー消費量が低く、精製効率の高い設備を選定します。例えば、大規模生産ラインではトリプルディスクリファイナー、中小規模生産ラインではシングルディスクリファイナーまたはダブルディスクリファイナーを採用できます。
• インテリジェントな適応性を考慮する現代の精製設備は、PLC制御システムを搭載していることが多く、精製プロセス（繊維長、パルプ濃度、ディスクの摩耗状態など）のリアルタイム監視と自動閉ループ制御を実現しています。選定にあたっては、生産ラインのインテリジェント化レベルを考慮し、ネットワーク化が可能でメンテナンスが容易な設備を優先する必要があります。

IV. 精製業者の技術開発動向

製紙業界が「グリーン・低炭素、高効率・インテリジェンス、高品質」へと変革する中で、精製技術は3つの主要な発展方向を示しています。

• インテリジェントアップグレード：センサー、IoT、AI技術を統合し、精製プロセスのリアルタイム監視と自動閉ループ制御を実現し、精製の精度と安定性を向上させます。
• 省エネ改善ディスク構造設計（バイオニック歯形状など）の最適化、高効率モーターと周波数変換速度制御技術の採用により、ユニットの精製エネルギー消費量を削減します。一部の新型精製機は、従来機と比較してエネルギー消費量を15%～30%削減します。
• 多機能統合：「精製・選別・精製」を統合した設備を開発し、生産工程と設備面積を削減する。特殊紙のニーズをターゲットにし、特殊リファイナー（極細繊維リファイナー、バイオメカニカルパルプ特殊リファイナーなど）を開発し、応用シーンを拡大する。

製紙生産の「中核形成者」である精製設備の技術レベルは、紙の品質、生産効率、そして環境への配慮に直接関係しています。製紙業界が高品質な発展を目指す中で、適切な精製設備の種類を選択し、主要な技術パラメータを最適化し、インテリジェント化と省エネ化の発展動向に追随することは、企業がコア競争力を強化するための重要な保証となります。