DE112010003795T5

DE112010003795T5 - Papiererzeugungsvorrichtung und Papiererzeugungsverfahren

Info

Publication number: DE112010003795T5
Application number: DE112010003795T
Authority: DE
Inventors: Yoshihide Sugiyama; Akira Kawaguchi; Kazuya Yamamoto; Nobuki Tanimoto
Original assignee: Duplo Seiko Corp
Current assignee: Duplo Seiko Corp
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2010-09-22
Publication date: 2012-11-08
Also published as: JP2011069015A; WO2011037116A1; JP5499262B2

Abstract

Es wird eine Papiererzeugungsvorrichtung bereitgestellt, umfassend: eine Nasspapier-Formungseinheit 32 zum Formen nassen Papiers 64; eine Wasserextraktionseinheit 33 mit einem Entwässerungsband 55 zum Entwässern des nassen Papiers 64; eine Trocknereinheit 34 mit einem Trocknungsband 56 zum Trocknen des nassen Papiers; und eine Überführungseinheit 300, in der das nasse Papier 64 von dem Entwässerungsband 55 auf das Trocknungsband 56 überführt wird, wobei die Überführungseinheit 300 mindestens ein Entwässerungswalzenpaar 334 zum Halten des Entwässerungsbandes 55 und des Trocknungsbandes 56 und zum Zusammenpressen des nassen Papiers 64 zwischen den Bändern enthält.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Papiererzeugungsvorrichtung und ein Papiererzeugungsverfahren und insbesondere eine Technik zum Entwässern und Trocknen nassen Papiers.
Allgemeiner Stand der Technik
Üblicherweise wird in Papiererzeugungsvorrichtungen nasses Papier, das aus einer Papierrohmateriallösung hergestellt wird, entwässert und dann getrocknet. Zum Beispiel offenbart die Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 09-506937 eine Technik zum Einlegen von nassem Papier zwischen einem Paar von oberen und unteren Entwässerungsbändern, die aus Filz bestehen und Wasser absorbieren, um das nasse Papier zwischen zwei Entwässerungswalzen zusammenzupressen und zu entwässern. Danach wird das nasse Papier zum Beispiel durch ein Vakuumsauggerät von dem Entwässerungsband auf ein Trocknungsband überführt, von dem Trocknungsband zu einer Trocknereinheit transportiert und getrocknet.
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Da jedoch bei der Technik der oben beschriebenen Patentliteratur das Vakuumsauggerät zum Überführen des nassen Papiers von dem Entwässerungsband auf das Trocknungsband verwendet wird, ist für das Vakuumsauggerät ein großer Raum erforderlich, wodurch die gesamte Papiererzeugungsvorrichtung vergrößert wird. Ferner ist der Stromverbrauch, der für den Betrieb der Papiererzeugungsvorrichtung erforderlich ist, erhöht. Das nasse Papier könnte in einigen Fällen, abhängig vom Ausmaß der Saugwirkung, nicht zuverlässig überführt werden. Ferner ist die Entwässerungseffizienz für das nasse Papier nicht ausreichend und sollte verbessert werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Lösung der oben genannten Probleme und die Bereitstellung einer kleinen Papiererzeugungsvorrichtung ohne Notwendigkeit eines Geräts in großem Maßstab zum Entwässern und Überführen von nassem Papier, wobei die Papiererzeugungsvorrichtung imstande ist, das nasse Papier zuverlässig von einer Wasserextraktionseinheit zu einer Trocknereinheit zu überführen.
Lösung des Problems
Zur Lösung der Aufgabe enthält eine Papiererzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung: eine Nasspapier-Formungseinheit zum Formen nassen Papiers; eine Wasserextraktionseinheit mit einem Entwässerungsband zum Entwässern des nassen Papiers; eine Trocknereinheit mit einem Trocknungsband zum Trocknen des nassen Papiers; und eine Überführungseinheit, in der das nasse Papier vom Entwässerungsband auf das Trocknungsband überführt wird, wobei die Überführungseinheit mindestens ein Entwässerungswalzenpaar enthält, zwischen welchem das Entwässerungsband und das Trocknungsband liegt, zum Überführen des nassen Papiers vom Entwässerungsband auf das Trocknungsband und zum Zusammenpressen und Entwässern des nassen Papier zwischen den Bändern.
In der Papiererzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung sind das Entwässerungsband und das Trocknungsband Endlosbänder und das Entwässerungswalzenpaar der Überführungseinheit enthält eine erste Entwässerungswalze, die einwärts des Entwässerungsbandes vorgesehen ist, und eine zweite Entwässerungswalze, die einwärts des Trocknungsbandes vorgesehen ist, so dass sie der ersten Entwässerungswalze gegenüber liegt.
In der Papiererzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung hat die Wasserextraktionseinheit ein Wasserabsorptionsband, das einwärts des Trocknungsbandes vorgesehen ist, wobei das Wasserabsorptionsband ein Endlosband ist, das mit dem Trocknungsband zumindest in der Überführungseinheit in Kontakt steht, und das Entwässerungswalzenpaar der Überführungseinheit das Trocknungsband, das Wasserabsorptionsband und das Entwässerungsband aufnimmt.
In der Papiererzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung besteht das Trocknungsband aus einem Element mit Wasserströmungskapazität.
In der Papiererzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung besteht das Trocknungsband aus einem Siebelement oder einem Element mit Wasserdurchgangslöchern, und die Rate der Lochfläche ist 22% bis 38%.
In der Papiererzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung besteht das Trocknungsband aus einem Siebelement und die Maschengröße ist Maschengröße 150 bis Maschengröße 350.
In der Papiererzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung besteht das Trocknungsband aus einem Siebelement und der Durchmesser der Fäden, die das Siebelement bilden, ist 30 μm bis 50 μm.
In der Papiererzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung sind Entwässerungswalzenpaare an mehreren Punkten entlang des Beförderungspfades des nassen Papiers angeordnet und das stromaufwärts liegende Entwässerungswalzenpaar hat eine geringere Presskraft als das stromabwärts liegende Entwässerungswalzenpaar.
In der Papiererzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung enthält die Nasspapier-Formungseinheit ein Papiermaschinensieb zum Herstellen des nassen Papiers aus einer Papierbreisuspension.
Ein Papiererzeugungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung enthält folgende Schritte: Herstellen von nassem Papier aus einer Papierbreisuspension mit einem Papiermaschinensieb; Überführen des nassen Papiers von dem Papiermaschinensieb auf ein Entwässerungsband; Einlegen und Zusammenpressen des nassen Papiers zwischen bzw. durch ein Entwässerungswalzenpaar in einer Überführungseinheit über das Entwässerungsband und ein Trocknungsband zum Entwässern des nassen Papiers; Überführen des nassen Papiers von dem Entwässerungsband auf das Trocknungsband; und Trocknen des nassen Papiers, das auf das Trocknungsband überführt wurde, in einer Trocknereinheit.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung nimmt das Paar von Entwässerungswalzen das Entwässerungsband und das Trocknungsband auf und überführt das nasse Papier vom Entwässerungsband auf das Trocknungsband, während das nasse Papier, das zwischen den Bändern liegt, zusammengepresst und entwässert wird. So kann das nasse Papier gleichzeitig entwässert und überführt werden, so dass die Ausgestaltung der Vorrichtung vereinfacht und die Größe der Vorrichtung verringert werden können.
Da das Entwässerungswalzenpaar das nasse Papier mit dem Trocknungsband, Wasserabsorptionsband und Entwässerungsband zusammenpresst und entwässert, wird Wasser, das bei der Entwässerung mit dem Entwässerungswalzenpaar entsteht, von dem Wasserabsorptionsband absorbiert, um die Entwässerungseffizienz für das nasse Papier zu erhöhen.
Da das Trocknungsband aus einem Element mit Wasserströmungskapazität besteht, wird Wasser, das durch die Entwässerung mit dem Entwässerungswalzenpaar entsteht, von dem Wasserabsorptionsband durch das Trocknungsband absorbiert, um die Entwässerungseffizienz für das nasse Papier zu erhöhen.
Das Trocknungsband besteht vorzugsweise aus einem Siebelement oder einem Element mit Wasserdurchgangslöchern und die Rate der Lochfläche ist 22% bis 38%. So kann das nasse Papier leicht vom Entwässerungsband auf das Trocknungsband überführt werden und das nasse Papier auf dem Trocknungsband kann leicht in der Trocknereinheit getrocknet werden.
Ferner besteht das Trocknungsband vorzugsweise aus einem Siebelement und die Maschengröße ist Maschengröße 150 bis Maschengröße 350. So kann das nasse Papier leicht vom Entwässerungsband auf das Trocknungsband überführt werden und das nasse Papier auf dem Trocknungsband in der Trocknereinheit kann leicht in der Trocknereinheit getrocknet werden.
Ferner besteht das Trocknungsband vorzugsweise aus einem Siebelement und der Durchmesser der Fäden, die das Siebelement bilden, ist 30 μm bis 50 μm. So kann das nasse Papier leicht vom Entwässerungsband auf das Trocknungsband überführt werden und das nasse Papier auf dem Trocknungsband kann leicht in der Trocknereinheit getrocknet werden.
Die Entwässerungswalzenpaare sind entlang des Beförderungspfades des nassen Papiers vorgesehen und das stromaufwärts liegende Entwässerungswalzenpaar hat eine geringere Presskraft als das stromabwärts liegende Entwässerungswalzenpaar. So wird der Wassergehalt des nassen Papiers durch Zusammenpressen mit dem stromaufwärts liegenden Entwässerungswalzenpaar bis zu einem gewissen Grad verringert und das nasse Papier wird durch das stromabwärts liegende Entwässerungswalzenpaar mit einer größeren Presskraft als das stromaufwärts liegende Entwässerungswalzenpaar zusammengepresst, so dass das nasse Papier zuverlässig entwässert werden kann.
Das Papiermaschinensieb kann das nasse Papier, das aus einer Papierrohmateriallösung hergestellt wird, effizient zur Erzeugung von Papier entwässern und trocknen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Papiererzeugungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine schematische Ansicht, die die interne Struktur einer Papierbreisuspensionserzeugungseinheit in der Papiererzeugungsvorrichtung zeigt.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Deinking-Einheit in der Papiererzeugungsvorrichtung zeigt.
4 ist eine Draufsicht auf die Deinking-Einheit.
5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Pfeile A-A in 4.
6 ist eine Seitenansicht, die schematisch eine Papiererzeugungseinheit in der Papiererzeugungsvorrichtung zeigt.
7 ist ein Diagramm, das schematisch eine Entwässerungs- und Trocknungseinrichtung für nasses Papier in der Papiererzeugungsvorrichtung zeigt.
8 ist ein Diagramm, das schematisch eine Entwässerungs- und Trocknungseinrichtung für nasses Papier gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist ein Diagramm, das schematisch eine Entwässerungs- und Trocknungseinrichtung für nasses Papier gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist ein Diagramm, das schematisch eine Entwässerungs- und Trocknungseinrichtung für nasses Papier gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 ist ein Diagramm, das schematisch eine Entwässerungs- und Trocknungseinrichtung für nasses Papier gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beschreibung von Ausführungsformen
(Erste Ausführungsform)
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen wird in der Folge eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch eine Papiererzeugungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In der folgenden Beschreibung ist eine Papiererzeugungsvorrichtung 100 eine Recycling-Papiererzeugungsvorrichtung, die Altpapier als Material verwendet. Die Papiererzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die Recycling-Papiererzeugungsvorrichtung beschränkt und könnte eine Papiererzeugungsvorrichtung sein, die andere Materialien wie Holz verwendet. In 1 sind in der Papiererzeugungsvorrichtung 100 eine Papierbreisuspensionserzeugungseinheit 1, eine Erzeugungseinheit für entfärbten Papierbrei 2, eine Papiererzeugungseinheit 3, eine Endverarbeitungseinheit 4 und eine Abwasseraufbereitungseinheit 5 integriert.
Die Papierbreisuspensionserzeugungseinheit 1 zerfasert Altpapier 6 zur Erzeugung eines Recycling-Papierbreis. Die Erzeugungseinheit für entfärbten Papierbrei 2 entfärbt den aufbereiteten Papierbrei, der in der Papierbreisuspensionserzeugungseinheit 1 hergestellt wurde. Die Papiererzeugungseinheit 3 stellt nasses Papier aus dem Papierbrei her, der von der Erzeugungseinheit für entfärbten Papierbrei 2 entfärbt wurde, und entwässert und trocknet das nasse Papier. Die Endverarbeitungseinheit 4 endbearbeitet das durch die Papiererzeugungseinheit 3 getrocknete Papier durch Zerschneiden, um das Recycling-Papier 7 zu erhalten. Die Abwasseraufbereitungseinheit 5 behandelt abgegebene Flüssigkeit, die in der Erzeugungseinheit für entfärbten Papierbrei 2 bzw. in der Papiererzeugungseinheit 3 entsteht.
(Papierbreisuspensionserzeugungseinheit)
2 ist eine schematische Ansicht, die die interne Struktur einer Papierbreisuspensionserzeugungseinheit in der Papiererzeugungsvorrichtung 1 zeigt. Die Papierbreisuspensionserzeugungseinheit 1 zerfasert geschnittene Papierstücke 61 aus Altpapier zur Erzeugung eines Recycling-Papierbreis und enthält einen Altpapiereinlass 11, eine Zerreißmaschine 13, eine Metallstückentfernungseinheit 14, eine Presseinheit 15, einen Zerreißmaschinentank 16, eine Einstelleinheit für die geschnittene Papiermenge 17, einen Stoffauflöser 18 und einen Kneter 19.
Der Altpapiereinlass 11 ist eine Öffnung, durch die das zu bearbeitende Altpapier 6 in einen Trichter 12 abgegeben wird. Vorzugsweise ist das Altpapier 6 im Trichter 12 vom Altpapiereinlass 11 nicht oder kaum sichtbar. Wenn zum Beispiel eine Transporteinheit (nicht dargestellt) für Altpapier 6 im Trichter 12 bereitgestellt ist, kann sogar eine große Menge Altpapier 6 anschließend in das Innere des Trichters 12 transportiert werden. Somit kann die Vertraulichkeit von Dokumenten, die zu Altpapier 6 geworden sind, bewahrt werden.
Die Zerreißmaschine 13 enthält eine Schneidklinge 131 zum Schneiden des abgegebenen Altpapiers 6 in Papierstücke mit vorbestimmter Größe, die zur Erzeugung von Recycling-Papierbrei geeignet sind. Wenn Papierstücke mit einer vorbestimmten Größe, die von anderen separaten Papierstückschneideinrichtungen, wie einer Zerreißvorrichtung, erhalten werden durch den Altpapiereinlass 11 abgegeben werden, bräuchte die Zerreißmaschine 13 in dem Trichter 12 nicht bereitgestellt sein. Ferner werden in der ersten Ausführungsform Papierstücke, die durch Schneiden mit der Zerreißmaschine erhalten werden, zur Erzeugung einer Papierbreisuspension verwendet. Es könnte jedoch ungeschnittenes Papier in den Stoffauflöser zur Erzeugung einer Papierbreisuspension abgegeben werden.
Die Papierbreisuspension ist eine Flüssigkeit, die Recycling-Papierbrei, der durch Zerfasern der geschnittenen Papierstücke 61 des Altpapiers 6 in einem Rührtank 181 erhalten wurde, der später beschrieben wird, Wasser und anderes enthält. Im Rührtank 181 enthält die Papierbreisuspension das teilweise zerfaserte Altpapier, Druckfarben, wie Tintenkomponenten und Tonerkomponenten, die in das Wasser durch die Zerfaserung extrahiert werden, und ein Zerfaserungsbeschleunigungsmittel, das darin aufgelöst oder eingemischt ist.
Die Metallstückentfernungseinheit 14, die zum Beispiel einen Magnet enthält, entfernt Metalle wie Heftklammern. Die Presseinheit 15 presst die geschnittenen Papierstücke 61 im Zerreißmaschinentank 16 zusammen, um die Höhe der geschnittenen Papierstücke 61 zu verringern. Wie durch eine Zwei-Punkte-Linie in 2 dargestellt, enthält die Presseinheit 15 ein Presselement 151 zum Pressen der geschnittenen Papierstücke 61 zur Verringerung der Höhe der geschnittenen Papierstücke 61 und eine Hebevorrichtung 152 zum Anheben und Senken des Presselements 151.
Der Zerreißmaschinentank 16 lagert vorübergehend die geschnittenen Papierstücke 61 aus dem Altpapier und hat einen Boden 162, der zu einem Auslass 163 geneigt ist. Der Auslass 163 hat eine Abgabevorrichtung 164 zum Abgeben der geschnittenen Papierstücke 61 des Altpapiers. Die Abgabevorrichtung 164 könnte in ihrer Ausgestaltung variiert werden. In diesem Fall hat die Abgabevorrichtung 164 mehrere Schaufeln, die radial um die Drehwelle angeordnet sind. Ein Papiermengensensor 165 ist über der Abgabevorrichtung 164 zum Erfassen des Vorhandenseins oder Fehlens der geschnittenen Papierstücke 61 des im Zerreißmaschinentank 16 gelagerten Altpapiers angeordnet. Der Papiermengensensor 165 ist zum Beispiel eine Lastzelle oder ein optischer Sensor.
Die Einstelleinheit für die geschnittene Papiermenge 17 wird unter dem Auslass 163 des Zerreißmaschinentanks 16 angeordnet, nimmt die geschnittenen Papierstücke 61 des Altpapiers auf, die vom Auslass 163 abgegeben werden, und misst das Gewicht der aufgenommenen geschnittenen Papierstücke 61. Obwohl in der Zeichnung nicht dargestellt, kann die Einstelleinheit für die geschnittene Papiermenge 17 aus einer horizontalen Position zum Stoffauflöser 18 geneigt sein und hat eine Seitenwand 171b, die neben dem Stoffauflöser 18 vorgesehen ist und sich zum Stoffauflöser 18 öffnet und schließt.
Der Stoffauflöser 18 zerfasert die geschnittenen Papierstücke 61 des Altpapiers zu Fasern, das heißt Recycling-Papierbrei in Wasser und einer Lösung aus einem Zerfaserungsbeschleunigungsmittel. Der Stoffauflöser 18 enthält den Rührtank 181, der die geschnittenen Papierstücke 61 des Altpapiers aufnimmt, eine Wasserzuleitungseinheit 182 zum Zuleiten von Wasser in den Rührtank 181 und eine Zerfaserungsbeschleunigungsmittel-Zuleitungseinheit 183. Die Zerfaserungsbeschleunigungsmittel-Zuleitungseinheit 183 leitet das Zerfaserungsbeschleunigungsmittel zu, das die Zerfaserung des Altpapiers 6 beschleunigt. Das Zerfaserungsbeschleunigungsmittel könnte mindestens eines von Alkalis sein, einschließlich Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Natriumsilicat, Kaliumhydroxid und Natriumsulfit, oder eine wässerige Lösung davon. Ferner könnten Hilfsstoffe verwendet werden, die Säuren wie Amidosulfonsäure, Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure und Aluminiumsulfat, Oxidierungsmittel wie Natriumhypochlorit, Natriumchlorit und Wasserstoffperoxid, oberflächenaktive Substanzen, Bleichmittel, pH-Stabilisatoren, Chelatbildner und Dispergierungsmittel enthalten.
Die Zerfaserungsbeschleunigungsmittel-Zuleitungseinheit 183 hat über dem Rührtank 181 Zuleitungsöffnungen für das Zerfaserungsbeschleunigungsmittel, die geöffnet und geschlossen werden können. Selbst wenn der Flüssigkeitspegel einer Papierbreisuspension, die im Rührtank 181 gelagert ist, durch Rühren geändert wird, kann das Zerfaserungsbeschleunigungsmittel in den Rührtank 181 nur durch Öffnen und Schließen der Zuleitungsöffnungen eingebracht werden.
Wenn die Zuleitungsöffnungen für das Zerfaserungsbeschleunigungsmittel im Boden des Rührtanks 181 gebildet sind, fließt die Papierbreisuspension im Rührtank 181 in die Zuleitungsöffnungen der Zerfaserungsbeschleunigungsmittel-Zuleitungseinheit 183 und das teilweise zerfaserte Altpapier wird zum Beispiel durch Wasserverdampfung der Papierbreisuspension getrocknet und gehärtet, was zu einem Verstopfen bei den Zuleitungsöffnungen der Zerfaserungsbeschleunigungsmittel-Einleitungseinheit 183 führen könnte.
Wie oben beschrieben, sind die zu öffnenden und schließenden Zuleitungsöffnungen für das Zerfaserungsbeschleunigungsmittel über dem Rührtank 181 angeordnet, so dass das Altpapier die Zuleitungsöffnungen nicht verstopfen kann. Die Wasserzuleitungseinheit 182 hat eine ähnliche Ausgestaltung.
Eine Rührschaufel 184 ist im Boden des Rührtanks 181 zum Rühren und Zerfasern der geschnittenen Papierstücke 61 des Altpapiers mit Wasser, das von der Wasserzuleitungseinheit 182 zugeleitet wird, vorgesehen. Der Rührtank 181 hat eine Antriebseinheit 188 wie einen Motor zum Drehen der Rührschaufel 184.
Die Papierbreisuspension, die im Rührtank 181 gelagert ist, enthält den Recycling-Papierbrei, die geschnittenen Papierstücke 61 des Altpapiers, Wasser und das Zerfaserungsbeschleunigungsmittel. Der Rührtank 181 enthält eine Heizvorrichtung 186 zum Erwärmen der Papierbreisuspension auf eine vorbestimmte Temperatur und einen Temperatursensor 185. Die Heizvorrichtung 186 und der Temperatursensor 185 bräuchten nicht vorgesehen sein, wenn keine Temperatursteuerung ausgeführt wird.
Ferner ist eine Papierbreisuspensionsentfernungseinheit 187 zum Extrahieren der Papierbreisuspension im Boden des Rührtanks 181 vorgesehen. Die Papierbreisuspensionsentfernungseinheit 187 ist an ein Rohr 297a angeschlossen, das eine Pumpe 209a und ein Ein/Aus-Ventil 208a enthält und die Papierbreisuspension von der Papierbreisuspensionsentfernungseinheit 187 durch die Pumpe 209a über das Ein/Aus-Ventil 208a zum Kneter 19 leitet.
Der Kneter 19 trennt Tonerkomponenten oder dergleichen im Recycling-Papierbrei vom Recycling-Papierbrei. Der Kneter 19 enthält eine bekannte Knetvorrichtung
(Erzeugungseinheit für entfärbten Papierbrei)
Wie in 1 dargestellt, enthält die Erzeugungseinheit für entfärbten Papierbrei 2 eine Vor-Deinking-/Verdünnungseinheit 21, eine Deinking-Einheit 22 und eine Spüleinheit 23. Eine Transporteinheit (nicht dargestellt), die ein Rohr und eine Pumpe enthält, ist zwischen den Einheiten vorgesehen.
Die Vor-Deinking-/Verdünnungseinheit 21 verdünnt die Papierbreisuspension, die vom Kneter 19 zugeleitet wird, auf eine Faserkonzentration, die zum Deinking geeignet ist, etwa 0,1 Gew.% bis 5,0 Gew.%, bevorzugter etwa 0,3 Gew.% bis 2,0 Gew.% in der ersten Ausführungsform. Die Vor-Deinking-/Verdünnungseinheit 21 enthält ein Verdünnungsmittelzuleitungsteil (nicht dargestellt) zum Zuleiten eines Verdünnungsmittels oder dergleichen, das als Deinking-Mittel dient.
Eine Faserkonzentration von 0,1 Gew.% oder mehr bis 5,0 Gew.% oder weniger ermöglicht, dass Tonerkomponenten effizient mit dem Deinking-Mittel in der Deinking-Einheit 22 des stromabwärtigen Prozesses in Kontakt gelangen, so dass die Tonerkomponenten oder dergleichen leicht entfernt werden können.
3 ist eine perspektivische Ansicht der Deinking-Einheit 22, 4 ist eine Draufsicht auf die Deinking-Einheit 22 und 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Pfeile A-A in 4. Die Deinking-Einheit 22 trennt Tintenkomponenten und Tonerkomponenten, die Druckfarben sind, die in der Papierbreisuspension aufgelöst oder eingemischt sind, um entfärbten Papierbrei herzustellen, und enthält einen Papierbreisuspensionsströmungstank 221, Schaufeln 222 und einen Blasenentfernungstank 223.
Der Papierbreisuspensionsströmungstank 221 leitet die Papierbreisuspension weiter, die Druckfarben enthält, die durch die Zuleitung eines Verdünnungsmittels, das in der Vor-Deinking-Verdünnnungseinheit 21 zugeleitet wird, auf eine vorbestimmte Konzentration eingestellt wurde. Die Innenseite des Papierbreisuspensionsströmungstanks 221 ist durch mehrere Trennwände 224 in mehrere Deinking-Kammern 225 unterteilt. Wie in der Draufsicht von 4 dargestellt, werden die Trennwände 224 abwechselnd in den linken und rechten Teilen geöffnet, so dass alle Deinking-Kammern 225 miteinander in Verbindung stehen. An den Böden der Deinking-Kammern 225 ist eine Blasenzuleitungseinheit 226 vorgesehen. Die Blasenzuleitungseinheit 226 leitet kleine Blasen in die Papierbreisuspension, die durch den Papierbreisuspensionsströmungstank 221 fließt.
Im Papierbreisuspensionsströmungstank 221 ist eine Rührschaufel (nicht dargestellt) an einer vorbestimmten Position vorgesehen, wo die Papierbreisuspension bei einer geringeren Strömungsrate zum Stagnieren neigt. Die Rührschaufel rührt die stagnierende Papierbreisuspension und leitet die Suspension zur stromabwärts liegenden Seite. Die Ausgestaltung der Rührschaufel kann variiert werden. Zum Beispiel kann die Rührschaufel Schaufeln aufweisen, die radial um die Drehwelle angeordnet sind.
Der Papierbreisuspensionsströmungstank 221 enthält ferner eine Zuflussöffnung 229a zum Einleiten der Papierbreisuspension in den Papierbreisuspensionsströmungstank 221 und eine Ausflussöffnung 229b zum Abgeben der Papierbreisuspension mit entfärbtem Papierbrei (Fluid, das entfärbten Paperbrei enthält) aus dem Papierbreisuspensionsströmungstank 221 nach dem Deinking.
Ferner ist ein Temperatursensor 227 zum Erfassen der Temperatur der Papierbreisuspension in den Deinking-Kammern 225 und eine Heizvorrichtung 228 an der Vorder- bzw. Rückseite der Trennwand 224 vorgesehen, bräuchten aber nicht vorgesehen sein, wenn die Temperatur der Papierbreisuspension nicht kontrolliert wird.
Luftblasen, de im oberen Teil des Papierbreisuspensionsströmungstanks 221 schweben, werden durch die Schaufeln 222 veranlasst, entlang der umgebenden Wand des Papierbreisuspensionsströmungstanks 221 zum Blasenentfernungstank 223 zu fließen. Die Schaufeln 222 sind über dem Papierbreisuspensionsströmungstank 221 vorgesehen und werden von einem Motor 222a so angetrieben, dass sie sich hin- und herbewegen, während sie von Führungsschienen 222b geführt werden.
Wie in 4 dargestellt, ist der Blasenentfernungstank 223 in einer Draufsicht rechteckig, so dass er den äußeren Umfang des Papierbreisuspensionsströmungstanks 221 umgibt, und lagert vorübergehend Blasen, die durch die Schaufeln 222 entfernt wurden. Wie in 3 und 5 dargestellt, enthält der Blasenentfernungstank 223 Reinigungsfluidöffnungen 223a, die ein Reinigungsfluid wie Wasser zum Wegwaschen von Blasen, die an der Innenwandfläche des Blasenentfernungstanks 223 und den Schaufeln 222 haften, ausstoßen. Die Reinigungsfluidöffnungen 223a sind an einer oberen Stufe und einer Zwischenstufe an der Innenwandfläche des Blasenentfernungstanks 223 um den Blasenentfernungstank 223 vorgesehen.
Vorzugsweise enthält der Blasenentfernungstank 223 eine Entschäumungseinheit (nicht dargestellt) zum Beseitigen von Blasen. Die Struktur der Entschäumungseinheit ist nicht eingeschränkt, solange Blasen beseitigt werden können. Zum Beispiel enthält der Blasenentfernungstank 223 eine Entschäumungsmittelzugabeeinheit zum Zugeben eines Entschäumungsmittels, eine Luftgebläseeinheit (nicht dargestellt), die zum Zuleiten von warmer Luft oder heißer Luft gestaltet ist, oder dergleichen. Die Luftgebläseeinheit bläst warme Luft oder heiße Luft zu Blasen, um die Feuchtigkeit der Blasen abzublasen, so dass die Blasen beseitigt werden. Wenn die Luftgebläseeinheit vorgesehen ist, wird warme Luft oder heiße Luft vorzugsweise mit geringem Feuchtigkeitsgehalt getrocknet. Somit kann die Feuchtigkeit von Blasen leichter abgeblasen werden.
Die Spüleinheit 23 von 1 enthält eine bekannte Spülvorrichtung zum Entfernen eines Deinking-Mittels in der Papierbreisuspension mit entfärbtem Papierbrei durch Reinigung. Die Spüleinheit 23 leitete Abwasser, das beim Spülen der Papierbreisuspension entsteht, zu einem Spülwassertank 52.
Die Papiererzeugungseinheit 3 enthält eine Nasspapier-Formungseinheit 32 (siehe 6) zur Erzeugung von nassem Papier 64 aus der Papierbreisuspension nach dem Spülen in der Spüleinheit 23 und eine Entwässerungs- und Trocknungseinheit 48 (siehe 7) zum Entwässern und Trocknen des nassen Papiers 64, das in der Papiererzeugung erhalten wird.
Wie in 6 dargestellt, hat die Nasspapier-Formungseinheit 32 einen Stoffauflauf 31. Der Stoffauflauf 31 hat eine offene Oberseite und eine Zuleitungsöffnung 31a, die am Boden gebildet ist, für die Zuleitung der Papierbreisuspension. An zwei seitlichen Enden der Zuleitungsöffnung 31a für die Papierbreisuspension sind auskragende Führungselemente 31b vorsehen. Die Führungselemente 31b haben jeweils eine vorbestimmte Länge entlang den Seitenkanten eines Papiermaschinensiebs 323 zur Erzeugung von Papier aus der Papierbreisuspension. Die Führungselemente 31b verhindern, dass die Papierbreisuspension, die vom Stoffauflauf 31 auf das Papiermaschinensieb 323 geleitet wurde, von den Seitenkanten des Papiermaschinensiebs 323 abfließt, und stellen die Breite des nassen Papiers 64 auf eine vorbestimmte Länge.
Das Papiermaschinensieb 323 ist über mehrere drehende Walzen 321 geschlungen und erstreckt sich um diese, um eine Endlosbahn zu bilden. Unter einem Papiermaschinensieb 323a, auf der oberen Bahn, ist ein Wasseraufnahmeteil 325 vorgesehen, das Wasser aufnimmt, das aus den Maschen des Papiermaschinensiebs 323 fließt. Das Wasseraufnahmeteil 325 ist an einen Papiererzeugungsabwassertank 64 der Abwasseraufbereitungseinheit 5 angeschlossen, wie später beschrieben wird.
Wie in 7 dargestellt, enthält die Entwässerungs- und Trocknungseinheit 33 eine Trocknereinheit 34 und eine Überführungseinheit 300. Die Wasserextraktionseinheit 33 enthält ein endloses Entwässerungsband 55 zum Transportieren des nassen Papiers 64, das vom Papiermaschinensieb 323 überführt wird, mehrere drehende Walzen 331, über welche das Entwässerungsband 55 geschlungen ist, mehrere Walzenpaare 334, ein endloses Trocknungsband 56 zum Transportieren des nassen Papiers 64, das vom Entwässerungsband 55 überführt wird, und ein Wasserabsorptionsband 47, das einwärts des Trocknungsbandes 56 angeordnet ist.
Das Entwässerungsband 55 besteht aus einem wasserabsorptionsfähigen Material wie Filz und ist über die drehenden Walzen 331 geschlungen. Das Trocknungsband 56 verläuft über die Wasserextraktionseinheit 33 und die Trocknereinheit 34.
Das Walzenpaar 334, das gleichzeitig als Überführungseinheit 300 dient, nimmt das Entwässerungsband 55 und das Trocknungsband 56 an den Kontaktpunkten der Bänder in der Dickenrichtung der Bänder auf und überträgt das nasse Papier 64 vom Entwässerungsband 55 auf das Trocknungsband 56, während das nasse Papier 64 zwischen den Bändern zusammengepresst und entwässert wird. Jedes Rollenpaar 334 enthält eine erste Entwässerungswalze 44, die einwärts des Entwässerungsbandes 55 angeordnet ist, und eine zweite Entwässerungswalze 45, die in einer entgegen gesetzten Position zu der ersten Entwässerungswalze 44 einwärts des Trocknungsbandes 56 ausgeordnet ist.
Vorzugsweise besteht das Trocknungsband 56 aus einem Wasser hindurchleitenden Material, wie Siebelementen, und synthetischen Harzen und Metallelementen mit mehreren Wasserdurchgangslöchern (nicht dargestellt). Das Siebelement besteht aus einem Stoffsieb, das aus natürlichen oder synthetischen Fasern hergestellt ist, einem Metallsieb oder einem Sieb aus natürlichem oder synthetischem Harz. Das Stoffsieb, das aus natürlichen oder synthetischen Fasern hergestellt ist, ist besonders bevorzugt, da es eine hohe Wasserströmungskapazität und Haltbarkeit aufweist und leicht und kostengünstig ist.
Wenn das Trocknungsband 56 aus einem Siebelement oder einem Element mit Wasserdurchgangslöchern besteht, ist die Rate der Lochfläche vorzugsweise etwa 22% bis 38%, so dass die Wasserströmungskapazität günstig ist und das nasse Papier 64 leicht übertragen wird, bevorzugter etwa 26% bis 28%.
Wenn das Trocknungsband 56 aus einem Siebelement besteht, ist die Maschengröße zum Beispiel Maschengröße 150 bis Maschengröße 350, vorzugsweise Maschengröße 250 bis Maschengröße 300. Da die Maschengröße Maschengröße 150 oder größer ist, sind die Maschen des Trocknungsbandes 56 nicht extrem grob, wodurch die Überführung des nassen Papers 64 vom Entwässerungsband 55 zum Trocknungsband 56 erleichtert wird. Wenn ferner die Maschengröße auf Maschengröße 150 oder größer eingestellt ist, wird der Durchmesser der Fäden, die das Trocknungsband 56 bilden, auf weniger als etwa 63 μm verringert und die Dicke des Siebelements wird auf weniger als etwa 105 μm verringert. Somit kann die Feuchtigkeit, die in den Sieben des Trocknungsbandes 56 zurückgehalten wird, verringert werden, wodurch die Trocknungszeit und der Stromverbrauch in der Trocknereinheit 34 verringert werden. Wenn ferner die Maschengröße auf Maschengröße 350 oder kleiner eingestellt ist, wird der Durchmesser der Fäden, die das Trocknungsband 56 bilden, auf größer als etwa 30 μm erhöht und die Dicke des Trocknungsbandes 56 wird auf größer als etwa 45 μm erhöht. Dadurch können Falten des nassen Papiers 64, die durch ein verdrehtes oder abgelenktes Trocknungsband 56 entstehen, verhindert werden.
Das Wasserabsorptionsband 47 ist ein Endlosband, das aus einem wasserabsorptionsfähigen Material wie Filz besteht und mit dem Trocknungsband 56 zumindest in der Überführungseinheit 300 in Kontakt gelangt. Die Walzenpaare 334 in der Überführungseinheit 300 nehmen das Trocknungsband 56, das Wasserabsorptionsband 47 und das Entwässerungsband 55 auf.
Das Entwässerungsband 55, das Trocknungsband 56 und das Wasserabsorptionsband 47 beginnen mit dem gegenseitigen Kontakt unmittelbar vor einem stromaufwärts liegenden Entwässerungswalzenpaar 334a und werden unmittelbar nach einem stromabwärts liegenden Entwässerungswalzenpaar 334b voneinander getrennt. Somit wird das nasse Papier 64 bis zu einem gewissen Grad entwässert, während es von dem wasserabsorptionsfähigen Entwässerungsband 55 getragen wird, so dass der Wassergehalt des nassen Papiers 64 verringert wird. Das nasse Papier 64 wird in diesem Zustand mit dem Trocknungsband 56 in Kontakt gebracht, so dass die Textur des nassen Papiers 64 stabilisiert werden kann.
Da übrigens das Entwässerungsband 55 und das Trocknungsband 56 unmittelbar nach dem Zusammenpressen durch das stromabwärts liegende Walzenpaar 334b voneinander getrennt werden, kann die Entwässerungseffizienz erhöht werden.
Die Entwässerungswalzenpaare 334 sind entlang dem Beförderungspfad des nassen Papiers 64 angeordnet. Das stromaufwärts liegende Walzenpaar 334a hat vorzugsweise eine geringere Presskraft als das stromabwärts liegende Walzenpaar 334b.
Wie in 7 dargestellt, bilden das Entwässerungsband 55, das Trocknungsband 56 und das Wasserabsorptionsband 47 einen derart kleinen vorbestimmten Winkel γ, dass das Entwässerungsband 55, das Trocknungsband 56 und das Wasserabsorptionsband 47 allmählich einander näher kommen. Somit können das Trocknungsband 56 und das Wasserabsorptionsband 47 allmählich mit dem nassen Papier 64 in Kontakt gelangen, das vom Entwässerungsband 55 getragen wird.
Folglich kann das nasse Papier 64, das vom Entwässerungsband 55 getragen wird, entwässert werden, während es eine Lage beibehält, die vom Papiermaschinensieb 323 gleichförmig gebildet wird, ohne zu der stromaufwärts liegenden Seite zurück zu fließen oder zu der stromaufwärts liegenden Seite zurück geschoben zu werden, um Fasern zu brechen, wenn das nasse Papier mit dem Trocknungsband 56 und dem Wasserabsorptionsband 47 in Kontakt gelangt. Somit kann schließlich das Recycling-Papier 7 erhalten werden, das eine günstige Textur aufweist.
Eine Wasseraufnahmepfanne 57 ist unter den Entwässerungswalzenpaaren 334 zur Aufnahme von Wasser angeordnet, das durch das Entwässern durch die Entwässerungswalzenpaare 334 entsteht. Die Wasseraufnahmepfanne 57 ist an den Papiererzeugungsabwassertank 54 der Abwasseraufbereitungseinheit 5 angeschlossen, der später beschrieben wird.
Die Trocknereinheit 34 enthält eine Haube 49, in der das Trocknungsband 56 über mehrere drehende Walzen 351 und Trocknungswalzen 343 geschlungen ist. Ferner ist ein Halteband 342 in der Haube 49 vorgesehen, das sich mit dem nassen Papier 64 bewegt, das zwischen dem Halteband 342 und dem Trocknungsband 56 innerhalb des Kontaktintervalls des Haltebandes 342 und des Trocknungsbandes 56 liegt.
Das Halteband 342 besteht zum Beispiel aus Stoffen, Harzen mit Wärmebeständigkeit oder Metallen, benötigt aber nicht immer eine Wasserströmungskapazität, anders als das Trocknungsband 56. Die Trocknungswalzen 343 enthalten Heizvorrichtungen 345 und Temperatursensoren (nicht dargestellt) zum Messen der Oberflächentemperaturen der Trocknungswalzen 343.
(Endverarbeitungseinheit)
Wie in 1 dargestellt, enthält die Endverarbeitungseinheit 4 eine Kalandereinheit 41 und eine Schneideinheit 42. Die Kalandereinheit 41 enthält mehrere Presswalzen (nicht dargestellt) zum Erhöhen der Flachheit des Papiers. Die Schneideinheit 42 enthält eine Schneideklinge (nicht dargestellt) zum Schneiden des Papiers auf eine vorbestimmte Blattgröße.
(Abwasseraufbereitungseinheit)
Wie in 1 dargestellt, enthält die Abwasseraufbereitungseinheit 5 die Tankkörper eines Deinking-Abwassertanks 53, den Spülwassertank 52 und den Papiererzeugungsabwassertank 54. Abwasser im Deinking-Abwassertank 53 ist stark verunreinigt und schwierig wieder zu verwenden. Daher wird eine vorbestimmte Abwasseraufbereitung an dem Abwasser des Deinking-Abwassertanks 53 durchgeführt, die notwendig ist, um das Abwasser zu entgiften und das entgiftete Abwasser an die Außenseite der Papiererzeugungsvorrichtung 100 abzugeben.
Abwasser im Papiererzeugungsabwassertank 54 und Spülabwassertank 52 ist weniger verunreinigt und wieder verwendbar. Somit wird das Abwasser zum Beispiel zur Entfernung von Tinte und Toner gefiltert, wird bei Bedarf durch die Zugabe eines Mittels neutralisiert und wird dann dem Stoffauflöser 18, der Vor-Deinking-/Verdünnungseinheit 21 und so weiter zur Wiederverwendung des Abwassers zugeleitet.
(Wirkung der ersten Ausführungsform)
In der Folge wird die Wirkung der Papiererzeugungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Erstens wird, wie in 2 dargestellt, das Altpapier 6 durch den Altpapiereinlass 11 in den Trichter 12 fallen gelassen. Das herab gefallene Altpapier 6 wird von der Zerreißmaschine 13 in die geschnittenen Papierstücke 61 mit vorbestimmter, für die Erzeugung von Recycling-Papierbrei geeigneter Größe geschnitten. Die Metallstückentfernungseinheit 14 entfernt Metalle wie Heftklammern. Der Zerreißmaschinentank 16 lagert vorübergehend die geschnittenen Papierstücke.
Wenn der Zerreißmaschinentank 16 mindestens eine gewisse Menge der geschnittenen Papierstücke 61 des Altpapiers lagert, wie durch die Zwei-Punkte-Linie von 2 dargestellt, senkt die Hebevorrichtung 152 das Presselement 151, um die geschnittenen Papierstücke 61 auf einer geringere Höhe zu pressen.
Anschleißend wird die Abgabevorrichtung 164 betrieben, um die geschnittenen Papierstücke 61 des Altpapiers allmählich in die Einstelleinheit für die geschnittene Papiermenge 17 fallen zu lassen, um das Gewicht der herab gefallenen geschnittenen Papierstücke 61 zu messen. Wenn ein erhaltener Messwert einen Sollwert erreicht, wird die Abgabevorrichtung 164 gestoppt, die Einstelleinheit für die geschnittene Papiermenge 17 wird aus der horizontalen Position zum Stoffauflöser 18 geneigt und die Seitenwand 171b wird geneigt, um die geschnittenen Papierstücke 61 des Altpapiers in den Rührtank 181 einzubringen.
Im Stoffauflöser 18 wird vor dem Einbringen der geschnittenen Papierstücke 61 des Altpapiers in den Rührtank 181 eine Wassermenge, die der Menge der in den Rührtank 181 einzubringenden geschnittenen Papierstücke 61 entspricht, im Voraus von der Wasserzuleitungseinheit 182 zugeleitet und dann wird die Rührschaufel 184 von der Antriebseinheit 188 gedreht, um Wasser im Rührtank 181 zu rühren.
In diesem Zustand werden die geschnittenen Papierstücke 61 des Altpapiers wie besprochen in den Rührtank 161 eingebracht. Somit können die geschnittenen Papierstücke 61 des Altpapiers und Wasser leicht gemischt werden. Ferner wird ein Zerfaserungsbeschleunigungsmittel von der Zerfaserungsbeschleunigungsmittel-Zuleitungseinheit 183 in den Rührtank 181 eingebracht. Das Zerfaserungsmittel wird vorzugsweise zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem Einbringen der geschnittenen Papierstücke 61 des Altpapiers in den Rührtank eingebracht. Somit werden die geschnittenen Papierstücke 61 zuerst ausreichend mit dem Wasser aufgequollen und dann kann das Zerfaserungsbeschleunigungsmittel leicht die aufgequollenen geschnittenen Papierstücke 62 durchdringen, wodurch eine Zerfaserungsperiode verkürzt wird.
Die Rührschaufel 184 wird gedreht, um die geschnittenen Papierstücke 61 des Altpapiers im Rührtank 181 zu rühren, wodurch eine Papierbreisuspension entsteht. In der Zwischenzeit erfasst der Temperatursensor 185 eine Temperatur im Rührtank 181 und an die Heizvorrichtung 186 wird bei Bedarf Strom angelegt, um die Papierbreisuspension zu erwärmen, so dass die Papierbreisuspension bei einer vorbestimmten Temperatur gehalten wird, die für die Zerfaserung geeignet ist. Die Temperatur im Stoffauflöser 18 wird jedoch nicht unbedingt kontrolliert.
Je länger die Verweildauer im Stoffauflöser 18, umso höher der Zerfaserungsgrad der geschnittenen Papierstücke 61 des Altpapiers und umgekehrt. Somit wird eine Betriebszeit für einen Einheitsdurchsatz so eingestellt, dass ein beliebiger Zerfaserungsgrad im Stoffauflöser 18 eingestellt wird. Folglich kann Recycling-Papier hergestellt werden, nachdem ein Benutzer optional wählt, ob eine Verarbeitungszeit verkürzt wird oder die Qualität des erhaltenen Recycling-Papiers 7 verbessert wird.
Die Papierbreisuspension, die Recycling-Papierbrei enthält, wird aus dem Stoffauflöser 18 durch die Papierbreisuspensionsentfernungseinheit 187 entfernt und dann wird die Papierbreisuspension zum Kneter 19 zum Kneten des Recycling-Papierbreis geleitet. Wie in 1 dargestellt, wird die Papierbreisuspension nach dem Kneten zu der Erzeugungseinheit für entfärbten Papierbrei 2 geleitet.
In der Erzeugungseinheit für entfärbten Papierbrei 2 wird die Papierbreisuspension durch Zugabe des Verdünnungsmittels von dem Verdünnungsmittelzuleitungsteil und des oberflächenaktiven Mittels, das als Entfäbrungsmittel dient, in der Vor-Deinking-/Verdünnungseinheit 21 so verdünnt, dass die Papierbreisuspension eine Faserkonzentration aufweist, die für das Deinking geeignet ist.
Anschließend wird die Papierbreisuspension, die auf eine vorbestimmte Faserkonzentration eingestellt ist, zur Deinking-Einheit 22 transportiert. In der Deinking-Einheit 22, wie in 3 und 4 dargestellt, wird die Papierbreisuspension, die aus der Einflussöffnung 229a in den Papierbreisuspensionsströmungstank 221 fließt, anschließend aus den Öffnungen in den linken und rechten Teilen der Trennwand 224 durch die benachbarten Deinking-Kammern 225 geleitet. In jeder der Deinking-Kammern 225 werden von der Blasenzuleitungseinheit 226 in Gegenwart des Deinking-Mittels kleine Blasen in die Papierbreisuspension geblasen. Hydrophobe Fremdsubstanzen wie Tonerpartikel sind an die Oberflächen des großen Blasenvolumens angeheftet, das durch die Gegenwart des Deinking-Mittels erzeugt wird, und verschwinden nicht, sondern schwimmen zu den Oberseiten der Deinking-Kammern 225. Die Rührschaufel wird bei Bedarf betrieben, um die Papierbreisuspension reibungslos durch den Strömungstank für Recycling-Papierbreitank 221 zu leiten.
Hydrophile Fasern gehen anschließend gemeinsam mit Wasser durch die Deinking-Kammern 225. In diesem Prozess erfolgt eine Deinking zum Entfernen von Tonerkomponenten oder dergleichen aus der Papierbreisuspension. An diesem Punkt wird bei Bedarf die Temperatur der Papierbreisuspension vom Temperatursensor 227 erfasst. Die Temperatur wird so kontrolliert, dass die Papierbreisuspension von der Heizvorrichtung 228 erwärmt und bei einer vorbestimmten Temperatur gehalten wird. In der Deinking-Einheit 22 wird die Temperatursteuerung nicht unbedingt durchgeführt.
Nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeit nach dem Zuleiten der Papierbreisuspension in die Deinking-Einheit 22 schwimmen im Deinking-Prozess Blasen zu den Oberseiten der Deinking-Kammern 225. An diesem Punkt wird der Motor 222a angetrieben, um die Schaufeln 222 vor und zurück zu bewegen, während die Schaufeln 222 von den Führungsschienen 222b geführt werden. Somit werden Blasen, die zu den Oberseiten des Papierbreisuspensionsströmungstanks 221 schwimmen, zum Blasenentfernungstank 223 bewegt.
Die Blasen, die zum Blasenentfernungstank 223 bewegt werden, werden mit dem Reinigungsfluid, das aus den Reinigungsfluidöffnungen 223a ausgestoßen wird, weggewaschen. Ein Fluid, das das Reinigungsfluid, das Deinking-Mittel, Tonerkomponenten oder dergleichen im Blasenentfernungstank 223 enthält, wird zum Deinking-Abwassertank 53 geleitet.
Die Papierbreisuspension wird durch alle Deinking-Kammern 225 des Papierbreisuspensionsströmungstanks 221 geleitet, so dass die Papierbreisuspension zu entfärbtem Papierbrei entfärbt wird. Die Papierbreisuspension (das entfärbten Papierbrei enthaltende Fluid), die den erhaltenen entfärbten Papierbrei enthält, wird von der Auslassöffnung 229b zur Spüleinheit 23 transportiert. In der Spüleinheit 23 wird das Reinigungsfluid zum Abwaschen des Deinking-Mittels in der Papierbreisuspension ausgestoßen. Der gespülte entfärbte Papierbrei wird, nachdem eine Faserkonzentration in der Papierbreisuspension auf etwa 0,3 Gew.% bis 1,0 Gew.% eingestellt wurde, zur Papiererzeugungseinheit 3 transportiert und ein Fluid, das durch Spülen entsteht, wird zum Spülabwassertank 52 transportiert.
In der Nasspapier-Formungseinheit 32 der Papiererzeugungseinheit 3 wird die Papierbreisuspension, die den entfärbten Papierbrei enthält, gleichmäßig auf dem sich bewegenden Papiermaschinensieb 323 vom Stoffauflauf 31 zugeleitet, während sie von den Führungselementen 31b geführt wird. Ferner wird Wasser aus der Papierbreisuspension extrahiert, um das nasse Papier 64 zu bilden, das eine Faserschicht mit einem relativ großen Wassergehalt ist. Wasser, das unter dem Papiermaschinensieb 323 fließt, wird von dem Wasseraufnahmeteil 325 aufgenommen und zum Papiererzeugungswassertank 54 transportiert.
Das nasse Papier 64 auf dem Papiermaschinensieb 323 wird, wie in 7 dargestellt, auf das Entwässerungsband 55 überführt, sobald es eine schräge Oberfläche am abschließenden Ende des oberen Papiermaschinensiebes 323a erreicht. Danach wird das nasse Papier 64 zwischen das Entwässerungsband 55, das Trocknungsband 56 und das Wasserabsorptionsband 47 gelegt und von den Entwässerungswalzenpaaren 334 über das Entwässerungsband 55 und das Trocknungsband 56 zusammengepresst, um Wasser, das im nassen Papier 64 enthalten ist, zu extrahieren.
Wenn das Entwässerungsband 55 wasserabsorptionsfähig ist, wird das durch Entwässerung entstehende Wasser von der oberen Oberfläche des nassen Papiers 64 vom Entwässerungsband 55 absorbiert. Wenn das Trocknungsband 56 Wasserströmungskapazität hat, geht ferner Wasser von der unteren Oberfläche des nassen Papiers 64 durch das Trocknungsband 56 und wird dann vom Wasserabsorptionsband 47 absorbiert. Überschüssiges Wasser, das die Wassermengen überschreitet, die vom Entwässerungsband 56 und dem Wasserabsorptionsband 47 absorbiert werden können, wird von der Wasseraufnahmepfanne 57 aufgenommen und dann zum Papiererzeugungsabwassertank 54 transportiert.
Das Zusammenpressen der Entwässerungswalzenpaare 334 bewirkt, dass das nasse Papier 64 vom Entwässerungsband 55 zum Trocknungsband 56 transportiert wird. Beim Zusammenpressen der Entwässerungswalzenpaare 334 hat das nasse Papier 64 im Allgemeinen an einem Punkt des Zusammenpressens des stromaufwärts liegenden Entwässerungswalzenpaares 334a einen höheren Wassergehalt als an dem Punkt des Zusammenpressens des stromabwärts liegenden Entwässerungswalzenpaares 334b. Wenn das stromaufwärts liegende Entwässerungswalzenpaar 334a eine geringere Presskraft hat als das stromabwärts liegende Entwässerungswalzenpaar 334b, fließt Wasser, das durch das Zusammenpressen entsteht, leicht vom stromaufwärts liegenden Entwässerungswalzenpaar 334a zur stromabwärts liegenden Seite, wodurch verhindert wird, dass Faserkomponenten im nassen Papier 64 vom Entwässerungswalzenpaar 334a zur stromaufwärts liegenden Seite zurück fließen. Somit kann eine Faserschicht gleichförmig gebildet werden, um eine günstige Textur zu erreichen.
Wenn übrigens das nasse Papier bis zu einem gewissen Grad durch Zusammenpressen mit einer relativ geringen Presskraft des stromaufwärts liegenden Entwässerungswalzenpaares 334a entwässert wird und das nasse Papier dann mit einer größeren Presskraft des stromabwärts liegenden Entwässerungswalzenpaares 334b als des stromaufwärts liegenden Entwässerungswalzenpaares 334a zusammengepresst wird, kann das nasse Papier effizient entwässert werden, während eine günstige Textur beibehalten wird und die Stärke von Recycling-Papier, das nach dem Trocknen und der Endbearbeitung des nassen Papiers 53 erhalten wird, kann verbessert werden.
Ferner können das Entwässerungsband 55 und das Wasserabsorptionsband 47 mit einem hohen Wassergehalt durch Zusammenpressen mit einer relativ großen Presskraft des stromabwärts liegenden Entwässerungswalzenpaares 334b entwässert werden.
Wenn daher das Entwässerungsband 55 und das Wasserabsorptionsband 47 voneinander getrennt werden, die stromaufwärts liegende Seite des Beförderungspfades des nassen Papiers 64 erreichen und dann wieder mit dem nassen Papier 64 in Kontakt gelangen, haben das Entwässerungsband 55 und das Wasserabsorptionsband 47 eine hohe Wasserabsorption. Somit kann die Entwässerungseffizienz für das nasse Papier 64 verbessert werden.
Das nasse Papier 64, das auf das Trocknungsband 56 überführt wird, wird zur Trocknereinheit 34 transportiert, um mit dem Halteband 342 in der Haube 49 in Kontakt zu gelangen. Somit liegt das nasse Papier 64 zwischen dem Halteband 342 und dem Trocknungsband 56. Das nasse Papier 64 wird von den Trocknungswalzen 343 transportiert, die von der Heizvorrichtung 345 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt sind, während es mit den Trocknungswalzen 343 über das Trocknungsband 56 und das Halteband 342 in Kontakt stehen, so dass das nasse Papier 64 getrocknet wird, um ein nicht endbearbeitetes Recycling-Papier 65 zu erhalten.
Das nicht endbearbeitete Recycling-Papier 65 von der Trocknereinheit 34 wird, wie in 1 dargestellt, zu der Kalandereinheit 41 geleitet, wird durch mehrere Presswalzen zur Erhöhung der Flachheit des nicht endbearbeiteten Recycling-Papiers geleitet und wird in der Schneideinheit 42 auf eine vorbestimmte Größe geschnitten, so dass das Recycling-Papier 7 fertig gestellt ist.
Wie in 1 dargestellt, werden ungewünschte Teile, die in der Schneideinheit 42 aus dem nicht endbearbeiteten Recycling-Papier 65 geschnitten werden, zu der Zerreißmaschine 13 oder dem Zerreißmaschinentank 16 zurück geleitet und werden wieder zur Erzeugung von Recycling-Papier verwendet.
Von dem Abwasser, das in diesen Schritten zur Abwasseraufbereitungseinheit 5 transportiert wird, ist Abwasser im Deinking-Abwassertank 53 stark verunreinigt und schwierig wieder zu verwenden. Das Abwasser wird bei Bedarf der vorbestimmten Abwasseraufbereitung unterzogen und dann aus der Papiererzeugungsvorrichtung 200 abgegeben. Abwasser im Papiererzeugungsabwassertank 54 und Spülabwassertank 52 ist weniger verunreinigt und wieder verwendbar. Somit werden Tintenkomponenten und Tonerkomponenten oder dergleichen optional aus dem Abwasser durch das Filter entfernt, ein Mittel wird zum Neutralisieren des Abwassers zugegeben und dann wird Wasser zur Wiederverwendung dem Stoffauflöser 18, der Vor-Deinking-/Verdünnungseinheit 21 und so weiter zugeleitet.
Wie besprochen wird in der Entwässerungs- und Trocknungseinheit 48 des nassen Papiers gemäß der vorliegenden Erfindung das nasse Papier 64 durch die Entwässerungswalzenpaare 334 über das Entwässerungsband 55 und das Trocknungsband 56 zusammengepresst und das nasse Papier 64, das zwischen den Bändern gehalten wird, wird vom Entwässerungsband 55 auf das Trocknungsband 56 überführt, während es entwässert wird. Somit können das Entwässern und Überführen des nassen Papiers 64 gleichzeitig durch das Zusammenpressen der Entwässerungswalzenpaare 334 ausgeführt werden und das nasse Papier 64, das auf dem Entwässerungsband 55 getragen wird, kann leicht und zuverlässig auf das Trocknungsband 56 überführt werden. Somit erfordert die Entwässerungs- und Trocknungseinheit 58 kein Vakuumsauggerät oder dergleichen und kann in der Größe verringert werden.
Ferner pressen die Entwässerungswalzenpaare 334 das Trocknungsband 56 und das Wasserabsorptionsband 47 gemeinsam mit dem Entwässerungsband 55 zusammen. Wenn somit das nasse Papier 64 vom Entwässerungsband 55 auf das Trocknungsband 56 überführt wird, kann Wasser, das durch das Zusammenpressen der Entwässerungswalzenpaare 334 entsteht, vom Wasserabsorptionsband 47 absorbiert werden, wodurch die Entwässerungseffizienz für das nasse Papier 64 deutlich verbessert wird.
Ferner kann, wenn das Trocknungsband 56 aus einem Element mit Wasserströmungskapazität besteht, Wasser, das durch Entwässern mit den Entwässerungswalzenpaaren 334 entsteht, durch das Trocknungsband 56 entfernt werden, um die Entwässerungseffizienz zu verbessern.
(Zweite Ausführungsform)
In der Folge wird eine Entwässerungs- und Trocknungseinheit für nasses Papier in einer Papiererzeugungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der folgenden Ausführungsform wird eine Erklärung derselben Ausgestaltungen wie in der ersten Ausführungsform unterlassen. 8 ist ein Diagramm, das schematisch eine Entwässerungs- und Trocknungseinheit 48A für nasses Papier gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
In der ersten Ausführungsform gelangen das Trocknungsband 56 und das Entwässerungsband 47 unmittelbar vor dem stromaufwärts liegenden Entwässerungswalzenpaar 334a mit dem Entwässerungsband 55 gleichzeitig in Kontakt. In der zweiten Ausführungsform gelangt jedoch ein Trocknungsband 56a mit einem Entwässerungsband 55a an einem anderen Punkt in Kontakt als einem Punkt, an dem ein Wasserabsorptionsband 47a mit dem Entwässerungsband 55a in Kontakt gelangt. Das Trocknungsband 56a gelangt mit dem Entwässerungsband 55a stromaufwärts des Punktes in Kontakt, an dem das Wasserabsorptionsband 47a mit dem Entwässerungsband 55a auf dem Beförderungspfad von nassem Papier 64 in Kontakt gelangt.
(Dritte Ausführungsform)
In einer Entwässerungs- und Trocknungseinheit 48B für nasses Papier gemäß einer dritten Ausführungsform, wie in 9 dargestellt, ist ein Entwässerungsband 55B aus einer horizontalen Richtung zur stromabwärts liegenden Seite in einer Beförderungsrichtung zwischen einem Kontaktpunkt mit einem Papiermaschinensieb 323 und einem stromaufwärts liegenden Entwässerungswalzenpaar 334a nach unten geneigt. Somit bilden eine Oberfläche zur Beförderung von nassem Papier 64 des Papiermaschinensiebs 323 und eine Oberfläche zur Beförderung des nassen Papiers 64 des Entwässerungsbandes 55b einen Winkel α.
In der ersten Ausführungsform weist jedoch das Entwässerungsband 55 eine Oberfläche zum Befördern des nassen Papiers 64 auf, die im Wesentlichen horizontal angeordnet ist, und die Oberfläche zum Befördern des nassen Papiers 64 des Papiermaschinensiebs 323 und die Oberfläche zum Befördern des nassen Papiers 64 des Entwässerungsbandes 55 bilden einen Winkel θ. Der Winkel α in der dritten Ausführungsform ist kleiner als der Winkel θ.
Die Winkel α und θ, wie vergrößert in 9 dargestellt, entsprechen einem Winkel, in dem das nasse Papier 64 gebogen wird, während es entlang dem äußeren Umfang einer drehenden Walze 331b transportiert wird, wenn das nasse Papier 64 vom Papiermaschinensieb 323 zum Entwässerungsband 55b transportiert wird. Somit ist der Winkel α kleiner als der Winkel θ, so dass ein Bereich verringert werden kann, in dem das nasse Papier 64 entlang dem äußeren Umfang einer drehenden Walze 331b gebogen wird, das Zusammenpressen oder Dehnen der zwei Oberflächen des nassen Papiers 64 gemildert werden kann und das Auftreten von Rissen im nassen Papier 64 verringert werden kann. Folglich kann eine Beschädigung an dem nassen Papier 64 während des Übertragens verringert werden und das Papier, das nach dem Trocknen erhalten wird ist kaum zerknittert.
(Vierte Ausführungsform)
In einer Entwässerungs- und Trocknungseinheit 48D des nassen Papiers gemäß einer vierten Ausführungsform, wie in 10 dargestellt, sind in einem Entwässerungsband 55d eine komplette Beförderungsfläche zum Tragen von nassen Papier 64 und eine Beförderungsfläche, die in einem Bereich angeordnet ist, in dem das nasse Papier 64 zwischen dem Entwässerungsband 55d und einem Trocknungsband 56d liegt, von einer horizontalen Richtung zur stromabwärts liegenden Seite in eine Beförderungsrichtung nach oben geneigt. Das nasse Papier 64 wird von einem Papiermaschinensieb 323d im horizontalen Teil auf der oberen Bahn des Papiermaschinensiebes 323d auf das Entwässerungsband 55d überführt.
In der vierten Ausführungsform bilden die Oberfläche des Papiermaschinensiebs 323d zum Befördern des nassen Papiers 64 und die Oberfläche des Entwässerungsbandes 55d zum Befördern des nassen Papiers 64 einen relativ kleinen Winkel β, der insbesondere kleiner als der Winkel θ in der ersten Ausführungsform ist. Somit ist es ähnlich wie in der dritten Ausführungsform unwahrscheinlich, dass das nasse Papier 64 gebogen wird und zusammengepresst und gedehnt wird, während es entlang dem äußeren Umfang einer drehenden Walze 331d transportiert wird, so dass Risse in dem nassen Papier 64 entstehen.
Da ferner das nasse Papier 64 im horizontalen Teil des Papiermaschinensiebs 323d überführt wird, anders als in der ersten bis dritten Ausführungsform, kann ein Winkel β, der durch die Beförderungsflächen vor und nach der Überführung gebildet wird, verringert werden, ohne auf dem Papiermaschinensieb 323d eine Oberfläche zu bilden, die zur stromabwärts liegenden Seite in die Beförderungsrichtung nach unten geneigt ist. Da das nasse Papier 64 im horizontalen Teil des Papiermaschinensiebs 323d überführt wird, kann die Anzahl von drehenden Walzen 321d, über die das Papiermaschinensieb 323d geschlungen ist, verringert werden, die Erzeugungskosten können gesenkt und die belegte Fläche kann verringert werden.
(Fünfte Ausführungsform)
In einer Entwässerungs- und Trocknungseinheit 48E für nasses Papier gemäß einer fünften Ausführungsform, wie in 11 dargestellt, ist eine Trocknereinheit 34e über einer Papiererzeugungseinheit 32e und einer Wasserextraktionseinheit 33e angeordnet und ein Trocknungsband 56e ist über einem Entwässerungsband 55e angeordnet.
Das Entwässerungsband 55e ist so angeordnet, dass es im Wesentlichen dreieckig läuft. Das Entwässerungsband 55e hat eine geneigte Beförderungsfläche, die mit dem Trocknungsband 56e und einem Wasserabsorptionsband 47e in Kontakt steht. Entwässerungswalzenpaare 334e sind vorgesehen, um das nasse Papier 64 durch das Entwässerungsband 55e, das Trocknungsband 56e und das Wasserabsorptionsband 47e zusammenzupressen.
In dieser Ausgestaltung wird nasses Papier 64, das von einem Papiermaschinensieb 323e auf das Entwässerungsband 55e überführt wird, zuerst vom Entwässerungsband 55e im Wesentlichen in einer horizontalen Tintenkomponenten transportiert, wird dann nach oben transportiert, während es eine Richtungsänderung erfährt, kommt mit dem Trocknungsband 56e und dem Wasserabsorptionsband 47e in Kontakt, wird zwischen dem Entwässerungsband 55d, dem Trocknungsband 56e und dem Wasserabsorptionsband 47e aufgenommen und wird durch die Entwässerungswalzenpaare 334e zusammengepresst.
In der Entwässerungs- und Trocknungseinheit 48E für nasses Papier gemäß der fünften Ausführungsform sind die Papiererzeugungseinheit 32a, die Wasserextraktionseinheit 33e und die Trocknereinheit 34e in einer vertikalen Richtung angeordnet. Somit kann die horizontale Länge der Entwässerungs- und Trocknungseinheit 48E des nassen Papiers verringert werden.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist das Wasserabsorptionsband 47 einwärts des Trocknungsbandes 56 vorgesehen, aber die Entwässerungs- und Trocknungseinheit für das nasse Papier gemäß Erfindung ist nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt. Das Wasserabsorptionsband bräuchte nicht vorgesehen sein. Anstelle des Wasserabsorptionsbandes 47 könnte eine Wasserabsorptionswalze, wie eine Walze mit einer wasserabsorbierenden Schicht an der äußeren Umfangsfläche, vorgesehen sein.
In der ersten Ausführungsform ist die Einheit für entfärbten Papierbrei 2 in der Papiererzeugungsvorrichtung 100 vorgesehen, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt. Die Einheit für entfärbten Papierbrei 2 bräuchte nicht vorgesehen sein. Wenn die Einheit für entfärbten Papierbrei 2 nicht vorgesehen ist und die Papiererzeugungsvorrichtung eine Altpapiererzeugungsvorrichtung ist, die Altpapier als Material verwendet, enthält die Papierbreisuspension, die zum Stoffauflauf geleitet und vom Papiermaschinensieb zu Papier verarbeitet wird, Druckfarben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 09-506937 [0002]

Claims

Papiererzeugungsvorrichtung, umfassend: eine Nasspapier-Formungseinheit zum Formen nassen Papiers; eine Wasserextraktionseinheit mit einem Entwässerungsband zum Entwässern des nassen Papiers; eine Trocknereinheit mit einem Trocknungsband zum Trocknen des nassen Papiers; und eine Überführungseinheit, in der das nasse Papier vom Entwässerungsband auf das Trocknungsband überführt wird, wobei die Überführungseinheit mindestens ein Entwässerungswalzenpaar enthält, zwischen welchem das Entwässerungsband und das Trocknungsband liegt, zum Überführen des nassen Papiers vom Entwässerungsband auf das Trocknungsband und zum Zusammenpressen und Entwässern des nassen Papier zwischen den Bändern.
Papiererzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Entwässerungsband und das Trocknungsband Endlosbänder sind und das Entwässerungswalzenpaar der Überführungseinheit eine erste Entwässerungswalze, die einwärts des Entwässerungsbandes vorgesehen ist, und eine zweite Entwässerungswalze, die einwärts des Trocknungsbandes vorgesehen ist, so dass sie der ersten Entwässerungswalze gegenüber liegt, umfasst.
Papiererzeugungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Wasserextraktionseinheit ein Wasserabsorptionsband aufweist, das einwärts des Trocknungsbandes vorgesehen ist, wobei das Wasserabsorptionsband ein Endlosband ist, das mit dem Trocknungsband zumindest in der Überführungseinheit in Kontakt steht, und das Entwässerungswalzenpaar der Überführungseinheit das Trocknungsband, das Wasserabsorptionsband und das Entwässerungsband aufnimmt.
Papiererzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Trocknungsband aus einem Element mit Wasserströmungskapazität besteht.
Papiererzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das das Trocknungsband aus einem Siebelement oder einem Element mit Wasserdurchgangslöchern besteht und die Rate der Lochfläche 22% bis 38% ist.
Papiererzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Trocknungsband aus einem Siebelement besteht und die Maschengröße Maschengröße 150 bis Maschengröße 350 ist.
Papiererzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Trocknungsband aus einem Siebelement besteht und ein Durchmesser der Fäden, die das Siebelement bilden, 30 μm bis 50 μm ist.
Papiererzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei Entwässerungswalzenpaare an mehreren Punkten entlang eines Beförderungspfades des nassen Papiers angeordnet sind und das stromaufwärts liegende Entwässerungswalzenpaar eine geringere Presskraft als das stromabwärts liegende Entwässerungswalzenpaar hat.
Papiererzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Nasspapier-Formungseinheit ein Papiermaschinensieb zum Herstellen des nassen Papiers aus einer Papierbreisuspension umfasst.
Papiererzeugungsverfahren, umfassend die folgenden Schritte: Herstellen von nassem Papier aus einer Papierbreisuspension mit einem Papiermaschinensieb; Überführen des nassen Papiers von dem Papiermaschinensieb auf ein Entwässerungsband; Einlegen und Zusammenpressen des nassen Papiers zwischen bzw. durch ein Entwässerungswalzenpaar in einer Überführungseinheit über das Entwässerungsband und ein Trocknungsband zum Entwässern des nassen Papiers; Überführen des nassen Papiers von dem Entwässerungsband auf das Trocknungsband; und Trocknen des nassen Papiers, das auf das Trocknungsband überführt wurde, in einer Trocknereinheit.