増産すると品質が極端に不安定化する抄紙の宿命
抄紙産業における増産の課題
抄紙は、紙を大量生産する産業の中核技術ですが、需要の拡大や企業の事業拡大にともなう「増産」は常に避け難い課題に直面します。
その一つが、「品質の不安定化」であり、これは抄紙における宿命的な問題ともいえるでしょう。
なぜ増産すると品質が極端に不安定化するのでしょうか。
抄紙の基本原理や生産現場の実態、そして安定生産に向けた対策を詳しく解説します。
抄紙の基本プロセスと増産の意味
抄紙工程は、原料となるパルプを水に分散させた「抄き液」を高速で巨大なワイヤー（網）の上に流し、形を整え、プレス（圧搾）や乾燥を経て板紙や紙へと成形するものです。
この工程は極めて繊細で、わずかなプロセス条件の変化が最終品質に直結します。
増産とは、単位時間あたりの生産量を引き上げること。
具体的には、抄紙機の速度（m/min）を高める、シフトや稼働日数を増やす、あるいは原料濃度や添加剤量などの調整などにより実現されます。
一見すると、単純に「速くする」「たくさん作る」だけのようですが、ここに多くのリスクが内包されているのです。
なぜ増産と品質不安定は表裏一体なのか？
プロセス変数の複雑な相関
抄紙には、紙の原料となる繊維の流れ、ワイヤー上での水分除去、薬品添加、加圧や乾燥温度の細かいコントロールが求められます。
増産するということは、多くの場合抄紙機のスピードを上げたり、原料の流量を増したりすることを意味します。
この際、抄紙機全体で「水分除去性能」「プレスおよび乾燥能力」「薬品分散」など、全てのバランスが崩れやすくなるのです。
たとえば、機械速度を上げると繊維がワイヤー上に均一に分布しづらくなるため、紙の厚みがバラツキやすくなります。
さらには、水分が抜けきらないまま次工程に送られることで、乾燥ムラ・斑点・しわなどの紙障害（デフェクト）を誘発しやすくなります。
添加剤と化学的反応の変動
抄紙では、紙の品質向上や機械の安定稼働のために様々な添加剤が用いられます。
増産のために流速や濃度が変わると、投与する添加剤の量やタイミング、混合の均一性も調整が極めて難しくなります。
これにより、紙の接着性や白さ・光沢、強度・撥水性など期待する特性が安定して得られなくなります。
温度・湿度など環境要因の連鎖
生産スピードを上げると機械や工場内の温度も変動し、乾燥効率や全体の水分バランスにも影響します。
温湿度が変化することで紙のクオリティ低下だけでなく、機械自体の故障や不調原因となり、生産安定性がさらに脅かされます。
人為的リスクと作業負荷の増大
増産体制とはイコール「現場作業員の負荷増」である場合も少なくありません。
オペレーターのミスや調整遅れ、人手不足による品質チェックの頻度低下などが重なると、見逃しやトラブルの多発につながります。
実際に発生しやすい品質問題
増産時にしばしば目立つ品質障害には、以下のようなものがあります。
代表的な例をご紹介します。
厚みムラ（坪量ムラ）
紙は均一な厚さが求められますが、増産により紙繊維がワイヤー上にうまく分散されず、厚さ・重さのムラが発生しやすくなります。
このムラによって、印刷適性や耐久性、操作性が低下し、製品不良となります。
紙の毛羽立ち・表面粗度の老化
抄紙速度が速くなるほど繊維が十分に絡み合わず、表面粗度が増したり毛羽立ったりします。
これにより、微細なクズや粉が出やすくなり、下流工程でのトラブルにつながります。
光沢・白色度の低下
添加剤や填料の分散状態が不均一になることで、紙の光沢や白さが落ちやすくなります。
これは高級印刷紙や化粧用紙などで致命的な減点要因となります。
ピンホール・穴・欠けなどの発生
乾燥工程のバランスが崩れることで水分が過剰に残り、微小な穴や欠損が増加します。
これも製品品質の大幅劣化を引き起こすものです。
破れやすさ、折れやすさ増大
紙の内部構造の密度が均一でなくなるため、物理的に弱い場所ができやすくなります。
搬送途中や加工の際に破れやすく、不良品率が高まります。
品質管理の現場での悩みと声
抄紙工場の品質管理担当者にとって、増産要請は一方でビジネスチャンスでありながら、品質面では不安の種でもあります。
たとえば、「増産だからと急に流量や速度を上げると、これまで見たことのないタイプの不良品が次々出てくる」「追加の調整作業で人手が間に合わない」など、現場には切実な悩みが多くあります。
また、ラインのメンテナンスや設備投資が追いつかず、機械的な問題から品質障害が起きるケースもあります。
品質変動に強い抄紙生産ラインの条件
では、どのような工場や生産ラインであれば、増産時でも品質を安定させることができるのでしょうか。
いくつかの重要な要素があります。
全工程の自動化・デジタル制御
最近ではIoTやAI技術を用いたプロセス監視・自動調整システムが導入されています。
流量、薬品添加、温度、圧力、水分などをリアルタイムに計測・フィードバックし、最適条件へ即時調整することで品質変動を抑えられます。
工程間バッファとリスク管理の充実
抄紙工程の各段階でバッファ（猶予時間やストック）を設けることで、異常検知や品質検査、トラブル発生時の切り返しが容易になります。
また、日常的なリスクシナリオの予測と対応マニュアルの整備も不可欠です。
現場オペレーターの高度な技能教育
自動制御化が進んだ現場でも、最後は人の目や手による微調整・判断が必要です。
増産時に起こりがちな異常現象や機械的変動への知識・ノウハウを持ち、迅速に対処できる人材の育成が重要です。
原材料と設備の適合性・バランス見極め
新しい原料や添加剤を使用する際や、増産向けに機械をアップグレードする場合には、その相性や最適条件を十分に検証することが大切です。
設備そのもののスペックやメンテナンス状況も大きく品質に影響します。
抄紙業界の今後の展望と品質安定化への道
ペーパーレス時代と言われながらも、依然として食品包装・日用品・高付加価値紙など多様な紙製品の需要は根強く存在します。
こうした中で求められているのが、「高効率で安定した品質を保ちつつ柔軟に生産量をコントロールできる抄紙プロセス」です。
DXやスマートファクトリー化、さらには環境負荷低減との両立も叫ばれる現在、単なる増産だけではなく「生産・品質」を一体化して最適化する新たなマネジメントや技術開発が重要となっています。
まとめ：増産と品質安定、両立へのヒント
抄紙において増産と品質の安定化は、しばしば相反するテーマとして論じられてきました。
しかし、最新のテクノロジー活用や生産管理力の向上、人材育成、現場改善の積み重ねによって、品質変動のリスクを最小限に抑えることは可能です。
現実には、「増産すれば品質は乱れる」という宿命を完全に消すことは難しいかもしれません。
それでも、魅力的な紙製品を安定して世の中に送り出すために、地道な改善・チャレンジを続ける抄紙産業の現場は、今後も変わらず社会インフラとしての役割を果たしていくのです。