JP2011219893A - 再生パルプ製造方法、再生パルプ製造装置および古紙再生処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】攪拌羽根の空気を巻き込みながらの回転による騒音や攪拌効率の低下を回避可能で、短時間で効率よく確実に離解処理を行って再生パルプを製造する再生パルプ製造方法、再生パルプ製造装置、及び該再生パルプ製造装置を備えた古紙再生処理装置の提供を目的とする。
【解決手段】再生パルプ製造方法は、古紙原料６を給水部１８２から供給された水とともに攪拌槽１８１内で攪拌羽根１８７により攪拌し、再生パルプを製造する再生パルプ製造方法において、前記攪拌槽１８１内における古紙原料６及び給水部１８２からの水を含む液体の水位を、攪拌羽根１８７によって攪拌が行われている状態で、前記攪拌羽根１８７を浸漬可能な高さとして攪拌を行う構成にしてある。
【選択図】図２

Description

本発明は再生パルプ製造方法、再生パルプ製造装置および古紙再生処理装置に関するものである。

従来、わが国においては、一度使用した古紙、例えば古新聞紙やオフィス等で生じる古紙を回収して紙を再生する技術ならびに社会システムが確立している。
しかし、古紙から再生紙を製紙する場合には、古新聞がリサイクル品として回収される住宅街等やオフィス等の紙の消費場所と、古紙から紙を再生する再製紙工場とは離れており、古紙の回収、運搬にコストとエネルギーを要する。また、オフィスでは古紙の持ち出しにより古紙に記載された機密情報等が外部へ漏洩するおそれがある。

そこで、下記特許文献１、２には、装置を小型化し、紙の消費場所で古紙を処理することの可能な古紙処理装置に関する開示があり、特許文献１には、古紙再生方法および装置として、文書裁断機によって裁断した古紙を離解して再生パルプとする工程と、再生パルプを貯蔵する工程と、再生パルプを噴射装置に充填して繊維シートに吹きかける工程と、繊維シートに吹きかけた再生パルプを抄紙する工程とからなる構成等が記載されている。

また、特許文献２には、古紙の裁断紙片を離解して再生パルプを調製する再生パルプ部と、再生パルプを漂白して脱墨パルプを調製する脱墨パルプ部と、脱墨パルプを抄紙して再生紙を調製する抄紙部を一体的に備える古紙処理装置が記載されている。

特開平１０-３１７２９０号公報 特開２００９−２９９２２８号公報

上記特許文献１、２では、再生パルプを製造する際、攪拌羽根の空気を巻き込みながらの回転による騒音や攪拌効率の低下といった問題を生じ、短時間で効率よく確実に離解処理を行い、再生パルプを製造する方法が求められている。

本発明は上記した課題を解決するものであり、攪拌羽根の空気を巻き込みながらの回転による騒音や攪拌効率の低下を回避可能で、短時間で効率よく確実に離解処理を行って再生パルプを製造する再生パルプ製造方法、再生パルプ製造装置、及び該再生パルプ製造装置を備えた古紙再生処理装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の再生パルプ製造方法は、古紙原料を給水部から供給された水とともに攪拌槽内で攪拌羽根により攪拌し、再生パルプを製造する再生パルプ製造方法において、前記攪拌槽内における古紙原料及び給水部からの水を含む液体の水位を、攪拌羽根によって攪拌が行われている状態で、前記攪拌羽根を浸漬可能な高さとして攪拌を行う構成にしてある。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の再生パルプ製造方法において攪拌槽の内径が、７５ｍｍ〜５００ｍｍである攪拌槽内で攪拌を行うものである。

そして、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の再生パルプ製造方法において、攪拌槽における古紙原料及び給水部からの水を含む液体中の古紙原料の濃度を、４．５重量％〜８．０重量％として再生パルプを製造するものである。

更に、請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項３に記載の再生パルプ製造方法において、古紙原料及び給水部からの水を含む液体の攪拌羽根による攪拌時間を、３０分以上としたものである。

更に、請求項５に記載の発明は、古紙原料を給水部から供給された水とともに攪拌槽内で攪拌羽根により攪拌し、再生パルプを製造する再生パルプ部と、再生パルプ部の動作を制御する制御部とを備えた再生パルプ製造装置において、制御部は、攪拌槽内における古紙原料及び給水部からの水を含む液体の水位を、攪拌羽根によって攪拌が行われている状態で該攪拌羽根を浸漬可能な高さとなるよう給水部からの給水量を制御する再生パルプ製造装置に関するものである。

更に、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の再生パルプ製造装置と、前記再生パルプ製造装置で製造された再生パルプ含有液を抄紙する抄紙装置とを備えた古紙再生処理装置についてのものである。

請求項１に記載の再生パルプ製造方法によれば、攪拌槽内における古紙原料及び給水部からの水を含む液体の水位を、攪拌羽根によって攪拌が行われている状態で前記攪拌羽根を浸漬可能な高さとして攪拌を行うので、攪拌羽根の空気を巻き込みながらの回転による騒音や攪拌効率の低下を回避することができる。

また、請求項２に記載の再生パルプ製造方法によれば、攪拌槽の内径が、７５ｍｍ〜５００ｍｍである攪拌槽内で攪拌を行うので、離解処理効率を十分なものとしつつ、占有面積が小さいために再生パルプ装置の小型化を実現可能である。

そして、請求項３に記載の再生パルプ製造方法によれば、攪拌槽における古紙原料及び給水部からの水を含む液体中の古紙原料の濃度を、４．５重量％〜８．０重量％として再生パルプを製造するので、攪拌槽内で水中に分散する古紙原料同士が相互に接触する割合、及び古紙原料と攪拌羽根とが接触する割合を高くすることができ、離解処理を短時間で効率よく進行させることができるとともに、離解処理が進行し、粘度が上昇した状態においても駆動手段の消費電力を抑えつつ液体を十分に攪拌することができる。

更に、請求項４に記載の再生パルプ製造方法によれば、古紙原料及び給水部からの水を含む液体の攪拌羽根による攪拌時間を、３０分以上としたので、古紙原料を十分に離解することができる。

本発明にかかる再生パルプ製造装置によれば、古紙原料を給水部から供給された水とともに攪拌槽内で攪拌羽根により攪拌し、再生パルプを製造する再生パルプ部と、再生パルプ部の動作を制御する制御部とを備えた再生パルプ製造装置において、制御部は、攪拌槽内における古紙原料及び給水部からの水を含む液体の水位を、攪拌羽根によって攪拌が行われている状態で、攪拌羽根を浸漬可能な高さとなるよう給水部からの給水量を制御するので、攪拌槽内における攪拌羽根の空気を巻き込みながらの回転による騒音や攪拌効率の低下を回避することができる。

本発明にかかる古紙再生処理装置によれば、請求項５に記載の再生パルプ製造装置と、前記再生パルプ製造装置で製造された再生パルプ含有液を抄紙する抄紙装置とを備えたので、再生パルプ製造装置において効率よく再生パルプを製造でき、得られた再生パルプを含有する再生パルプ含有液を抄紙装置で抄紙するとで、品質の良好な再生紙を製造することができる。

本発明の一実施形態に係る古紙再生処理装置の構成概略図である。 前記古紙再生処理装置の再生パルプ部の構成概略図である。 前記再生パルプ部のパルパーの攪拌羽根の斜視図である。 前記パルパーの攪拌羽根の他の例を示す斜視図である。 前記古紙再生処理装置の脱墨処理部の平面図及び断面図である。 前記古紙再生処理装置の抄紙部及び仕上部のカレンダー部の概略斜視図である。

（古紙再生処理装置の概略）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明にかかる古紙処理装置の構成概略図である。図１において、古紙再生処理装置１００は、再生パルプ部１、脱墨パルプ部２、抄紙部３、仕上げ部４、排液処理部５、制御部(図示省略)を一体的に備えるものである。再生パルプ部１は、古紙原料６を離解して再生パルプを製造するものであり、脱墨パルプ部２は、再生パルプ部１において製造された再生パルプを脱墨するものであり、抄紙部３は、脱墨パルプ部２において得られた脱墨パルプを抄紙し、抄紙により得られた湿紙の乾燥を行うものであり、仕上げ部４は、抄紙部３において湿紙の乾燥を行ったものをカレンダー処理及び裁断等することにより仕上げを行って再生紙７を得るものであり、制御部は、各部の動作を制御するものである。

(再生パルプ部)
図２は、再生パルプ部１の構成概略図である。再生パルプ部１は、再生パルプ製造装置Ｋにより構成される。図２に示すように、再生パルプ製造装置Ｋは、古紙原料供給部９、計測部１７、パルパー１８を備えている。

古紙原料６としては、所定サイズ以上の大きさを有する古紙原料６である粗紙６６と、所定サイズより小さいサイズの古紙原料６である細断紙６７との双方を処理可能である。粗紙６６にはＡ４、Ｂ５等といった定型紙が含まれ、更に、正方形等の定型紙以外の古紙原料６も含まれる。また、細断紙６７にはシュレッダー等の切断機器によって所定サイズより小さいサイズに切断された古紙原料６が含まれ、更に、切断機器により切断を行っていない古紙原料６も含まれる。

古紙原料供給部９は、粗紙６６を供給する粗紙供給部１１と、細断紙６７を供給する細断紙供給部１２とを備えている。粗紙供給部１１には、粗紙６６を載置する粗紙載置台１１１と、粗紙載置台１１１を昇降する昇降手段(図示省略)と、粗紙載置台１１１上に載置された複数の粗紙６６のうち最上位の粗紙６６を計測部１７へと搬送する給紙ローラ１１２とを設けている。

細断紙供給部１２には、細断紙６７を貯留するシュレッダータンク１２１を設けており、該シュレッダータンク１２１の底部には細断紙６７の排出口１２２が形成されている。排出口１２２には、図２において二点鎖線で示すように揺動することで開閉自在に構成された開閉部材１２４を設けており、開閉部材１２４の上方には、開閉部材１２４の開放時にシュレッダータンク１２１内の細断紙６７を下方に排出する排出装置１２５を備えている。排出装置１２５の構成は、細断紙６７を下方に排出可能であればよく、特に限定されないが、図２では一対の回転体１２７を示しており、該回転体１２７は、双方の回転体１２７の間に細断紙６７を挟持し、回転することで細断紙６７を下方に排出するようになっている。

計測部１７は、粗紙供給部１１及び細断紙供給部１２より供給された古紙原料６の重量を計測するものである。計測部１７は、排出口１２２の下方、且つ、給紙ローラ１１２による粗紙６６の搬送方向下流側のやや低い位置に配設してある。計測部１７は、粗紙６６および細断紙６７を受け止める受皿１７１を備えている。

受皿１７１は、図２において二点鎖線で示すように、水平姿勢からパルパー１８へ向けて傾倒する傾倒姿勢にまで傾倒可能に構成され、受皿１７１を傾動させるモータ等の駆動手段（図示省略）を有する。また、受皿１７１は傾倒姿勢において、低位置となる側には側壁を設けておらず、受皿１７１を傾倒するのみで古紙原料６をパルパー１８へ投下可能となっている。

パルパー１８は、計測部１７より投入された古紙原料６を水及び離解促進剤の液体中において、繊維、つまり再生パルプにまで離解するものであり、攪拌槽１８１、給水部１８２、離解促進剤供給部１８３、脱墨剤供給部１８４、攪拌手段１８９、再生パルプ含有液取出部１８６を備えている。

攪拌槽１８１の形状及び大きさは、特に限定されないが、攪拌効率が良好な点から有底略円筒状に形成されたものを用いることが好ましい。また、離解処理効率及び装置の小型化の観点から、内径が７５ｍｍ〜５００ｍｍ、より好ましくは３００ｍｍ〜４００ｍｍ程度で、容量が０．４Ｌ〜３０Ｌ、より好ましくは７Ｌ〜２５Ｌ程度の大きさのものを用いることが好ましい。

攪拌槽１８１の内壁面には、複数の邪魔板５０を設けている。邪魔板５０は、攪拌槽１８１内に貯留する液体を適正に攪拌し、攪拌羽根の空気を巻き込みながらの回転を抑制するものであれば、その形状及び設置箇所、個数につき特に限定されないが、図２においては、一例として、三角柱状に形成された邪魔板を攪拌槽１８１の高さ方向略中央部の内壁面の複数箇所に突設してなるものを示している。

給水部１８２は、攪拌槽１８１の上方に設けられており、該給水部１８２は、配管（図示省略）により、水道水等の上水の供給部(図示省略)、及び後述する排液処理部５の白水タンク５４の双方に接続され、これら上水または白水タンク５４内の白水のうち、いずれかの水を攪拌槽１８１に供給するようになっている。

離解促進剤供給部１８３は、攪拌槽１８１の上方に設けられている。離解促進剤供給部１８３から供給される離解促進剤としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、水酸化カリウム、亜硫酸ナトリウムなどのアルカリ類から選ばれる１種以上若しくはその水溶液等を用いることができ、更に、スルファミン酸、塩酸、硫酸、リン酸、硫酸アルミニウムなどの酸類、次亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素などの酸化剤、界面活性剤、漂白剤、ＰＨ安定剤、キレート剤、分散剤などを補助的に用いることもできる。

脱墨剤供給部１８４は、後段の脱墨パルプ部２において行う脱墨処理の際に必要となる脱墨剤を、パルパー１８において予め添加しておくため設けられるものである。該脱墨剤供給部１８４は、攪拌槽１８１の上方に設けられ、脱墨剤供給部１８４から供給される脱墨剤としては、たとえば脂肪酸塩、高級アルキル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール、アルキルフェノール、脂肪酸などのアルキレンオキシド付加物など、陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤等の公知のものを用いることができる。

攪拌手段１８９は、攪拌槽１８１の底部に設けられ、古紙原料６を給水部１８２から供給された水とともに攪拌し離解するための攪拌羽根１８７と、前記攪拌羽根１８７を回転駆動するモータ等の駆動手段１８８とを備えている。図３に、攪拌羽根１８７の一例としての薄平板状の攪拌羽根１８７の斜視図を示す。攪拌羽根１８７は、平面視十字状に形成された薄平板３６を上下２段に回転軸３８に固設してなり、回転軸３８の頂部にはテーパ状に突出して形成されたテーパ部３９を設けている。また、攪拌羽根１８４の回転軸３８は、攪拌槽１８１の中心より若干偏心した位置に設けられ、これにより、攪拌槽１８１内に貯留する液体を効率よく攪拌できる。

攪拌羽根１８７の厚さは、２ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましい。２ｍｍ以上であることにより、攪拌槽１８１内に貯留する古紙原料６、水等の液体を十分に攪拌することができ、５ｍｍ以下であることより、古紙原料６を攪拌羽根１８７によって効率よく切断し、再生パルプを製造できる。

攪拌羽根１８７は、攪拌槽１８１の底面から２０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の高さ位置に設けることが好ましい。攪拌羽根１８７の高さ位置を２０ｍｍより高くすることで、離解処理の際、細断紙６７及び粗紙６６を、攪拌羽根１８７の下方に容易に潜り込ませることができ、これら細断紙６７及び粗紙を攪拌羽根１８７により切断して再生パルプを製造することができる。また、攪拌羽根１８７の高さ位置を１００ｍｍより低くすることで、少量の古紙原料６を離解処理する際、攪拌羽根１８７を古紙原料６及び給水部１８２からの水を含む液体に浸漬可能な高さとし、攪拌羽根１８７の空気を巻き込みながらの回転を防止することができる。

攪拌羽根１８７の薄板３６は図３に示すものに限定されず、他の形状のものであってもよい。例えば、図４に示す薄板３７のように、平面部分３７ａと、該平面部分３７ａから所定角度で屈曲した屈曲部分３７ｂとを備えたものでもよい。これらのうち、離解処理の際に水に浸漬された古紙原料６を容易に切断して短時間で離解処理を終えることが可能な点で、図３に示す平面状の薄板３６からなる攪拌羽根１８７が好ましい。尚、図３では平面視十字状の４枚羽根の薄板３６を備えた攪拌羽根１８７を示すが、３枚羽根や５枚以上の羽根によって星型等の他の形状とされたものであっても構わない。

また、図示は省略するが、攪拌槽１８１には、該攪拌槽１８１内に貯留する液体を所定温度まで加温するためのヒータおよび温度センサを設けてある。

再生パルプ含有液取出部１８６は、攪拌槽１８１の底部に設けられ、パルパー１８にて古紙原料６を離解することにより製造された再生パルプ、水等を含有する再生パルプ含有液を取り出すようになっている。再生パルプ含有液取出部１８６は、開閉弁２０８及びポンプ２０９を備えた配管２０７に接続されており、再生パルプ含有液取出部１８６からポンプ２０９により取り出した再生パルプ含有液を脱墨パルプ部２又は抄紙部３へ送るようになっている。

(脱墨パルプ部)
図１に示すように、 脱墨パルプ部２は、脱墨前希釈部２１及び脱墨処理部２２を備え、各部の間には配管、ポンプ等からなる移送部(図示省略)を設けている。

脱墨前希釈部２１は、再生パルプ製造装置Ｋから送られた再生パルプ含有液を脱墨に適した繊維濃度に希釈するものであり、希釈用水および脱墨剤としての界面活性剤等を投入する希釈液供給部(図示省略)を備えている。

尚、脱墨処理部２２による脱墨処理は省略することも可能であり、脱墨処理を省略する場合には、再生パルプ製造装置Ｋから送られた再生パルプ含有液を、脱墨前希釈部２１で抄紙に適する繊維濃度に希釈する。

図５（ａ）に脱墨処理部２２の平面図を、同図（ｂ）に図５（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図を示す。脱墨処理部２２は、フローテータと呼ばれ、インク成分、トナー成分等の印刷成分を再生パルプ含有液から分離して脱墨パルプを製造するためのものであり、再生パルプ含有液流通槽２２１、ブレード２２２及び気泡排出槽２２３を備えている。

再生パルプ含有液流通槽２２１は、脱墨前希釈部２１で希釈液の供給により所定濃度に調整された再生パルプ含有液を流通させるものである。再生パルプ含有液流通槽２２１内は、複数の仕切壁２２４により複数の脱墨室２２５に区画されており、図５（ｂ）に示すように、仕切り壁２２４の左方または右方が交互に開口することで全ての脱墨室２２５は連通している。

各脱墨室２２５の底部には、再生パルプ含有液流通槽２２１内を流通する再生パルプ含有液中に、微細な気泡を供給するための気泡供給部２２６を設けるとともに、各仕切り壁２２４の双方の面の高さ方向略中央部に温度センサ２２７と、ヒータ２２８とをそれぞれ配置している。また、再生パルプ含有液を再生パルプ含有液流通槽２２１内に流入させる流入部２２９ａと、脱墨処理後生じた脱墨パルプを含有する脱墨パルプ含有液を再生パルプ含有液流通槽２２１外に流出させる流出部２２９ｂとを設けている。

ブレード２２２は、再生パルプ含有液流通槽２２１の上部を浮遊する気泡を、再生パルプ含有液流通槽２２１の周壁を溢流させ気泡排出槽２２３側へ掃き出すためのものであり、再生パルプ含有液流通槽２２１の上方に設けられ、モータ２２２ａの駆動によりガイドレール２２２ｂに案内されつつ往復移動するよう構成されている。

図５（ａ）に示すように、気泡排出槽２２３は、再生パルプ含有液流通槽２２１の外周を取り囲むよう平面視ロ字状に設けられ、脱墨の際再生パルプ含有液流通槽２２１内で生じ、ブレード２２２により掃き出された気泡を一旦貯留するようになっている。気泡排出槽２２３には、気泡排出槽２２３内及びブレード２２２等に付着した気泡を洗い流すための水などの洗浄液を噴出する洗浄液噴出部２２３ａを設けている。洗浄液噴出部２２３ａは、気泡排出槽内の壁面の上段部及び中段部の全周に亘って複数配備されている。

更に、気泡排出槽２２３は、生じた気泡を消滅させるための消泡部（図示省略）を備えていることが好ましい。消泡部は気泡を消滅させることができればその構造は限定されないが、例えば、温風や熱風を供給する風供給部（図示省略）等が挙げられ、風供給部から気泡に温風又は熱風を吹き付けて気泡の水分を吹き飛ばすことで気泡を消滅させる。かかる風供給部を設ける場合には、風供給部からの温風や熱風を水分含有量の低い乾燥した温風又は熱風とすることがより好ましい。これにより、気泡の水分をより容易に吹き飛ばすことができるからである。

気泡排出槽２２３の底部には、該気泡排出槽２２３内に貯留する洗浄液噴出部２２３ａからの洗浄液及び気泡の消滅により生じた液等を含む脱墨排水を取り出す脱墨排水取出部７５を設けており、脱墨排水取出部７５から取り出した脱墨排水は、脱墨排水タンク５３に送られるようになっている。

(抄紙部)
図６は、抄紙部３及び仕上部４のカレンダー部４１の概略斜視図である。抄紙部３は、脱墨処理部２２による脱墨の終了した脱墨パルプ含有液、または脱墨処理を省略した場合には、脱墨前希釈部２１で所定濃度に希釈された再生パルプ含有液を抄紙するものであり、抄紙装置Ｓにより構成される。図６に示すように、抄紙部３は、ヘッドボックス３１、ワイヤー部３２、脱水部３３、ドライヤー部３４からなる。

ヘッドボックス３１は、脱墨パルプ含有液または再生パルプ含有液をワイヤー部３２に均一に供給するためのものであり、ヘッドボックス３１の上部は開口しており、下部に脱墨パルプ含有液の供給口３１ａが形成されている。脱墨パルプ含有液の供給口３１ａの長手方向両端部には、ワイヤー部３２のメッシュベルト３２３の両側縁部に沿って所定長さを有するガイド部材３１ｂが片持ち支持されている。ガイド部材３１ｂは、ヘッドボックス３１からワイヤー部３２のメッシュベルト３２３上に供給された脱墨パルプ含有液がメッシュベルト３２３の側縁から外方に流れ落ちるのを防止するようになっている。

ワイヤー部３２は、 複数の回転ローラ３２１に掛け渡して展張したメッシュベルト３２３を有し、メッシュベルト３２３が往路軌道３２３ａと復路軌道３２３ｂからなる無端軌道を形成している。また、往路軌道３２３ａの下方には、往路軌道３２３ａの網目から流下する水を受ける受水部３２５を設けている。受水部３２５は後述する排液処理部５の白水タンク５４(図１参照)に接続されている。

図６に示すように、 脱水部３３は、複数の回転ローラ３３１の間にそれぞれ掛け渡したフェルトからなる無端状の吸水ベルト３３２ａ，３３２ｂを上下一対有し、上側の吸水ベルト３３２ａと下側の吸水ベルト３３２ｂとが一部当接している。この上側の吸水ベルト３３２ａと下側の吸水ベルト３３２ｂとが一部当接した部分において、双方の吸水ベルト３３２ａ，３３２ｂを挟圧して圧搾する一対の圧搾ローラ３３４を複数備えている。

上側の吸水ベルト３３２ａと下側の吸水ベルト３３２ｂとは設置位置を所定長さだけずらせており、上側の吸水ベルト３３２ａの方が下側の吸水ベルト３３２ｂよりも湿紙６４の走行方向上流側に配置されている。これにより、メッシュベルト３２３上を搬送されてきた湿紙６４をまず上側の吸水ベルト３３２ａに転移し、その後、圧搾ローラ３３４による圧搾の直前まで湿紙６４を下側の吸水ベルト３３２ｂに接触させないようにしている。

ドライヤー部３４は、フード(図示省略)内に複数の回転ローラ３５１及び乾燥ローラ３４３を配置し、この複数の回転ローラ３５１及び乾燥ローラ３４３の間に掛け渡した搬送ベルト３４２を上下一対備えている。搬送ベルト３４２の材質は特に限定されず、例えば、布、耐熱樹脂または金属等とし、上下の搬送ベルト３４２は一部が当接した状態で走行し、上下の搬送ベルト３４２の当接箇所に複数の乾燥ローラ３４３が配置されている。乾燥ローラ３４３は、内部にヒータ３４５を備えるとともに、外周面に搬送ベルト３４２を巻回しており、また、乾燥ローラ３４３の表面の温度を測定する温度センサ（図示省略）を有している。

（仕上げ部）
図１に示すように、仕上げ部４は、カレンダー部４１及びカット部４２を有しており、図６に示すように、カレンダー部４１は紙の平坦度を上げるための複数のプレスローラ４１１を備え、カット部４２は紙を所定のシートサイズにカットする裁断刃（図示省略）を備えている。

(排液処理部)
図１に示すように排液処理部５は、脱墨排水タンク５３、白水タンク５４の各槽体を有し、汚染の程度が高く再利用が困難な脱墨排水タンク５３内の排水は、必要により所定の廃液処理を行って無毒化した後古紙処理装置１００の外部に排出するよう構成されている。汚染の程度が低く再利用が可能な白水タンク５４内の白水は、フィルターを通してインク、トナー等を除去し、必要により薬剤を添加し中和するなどの処理を施した後、もう一度パルパー１８、脱墨前希釈部２１等へ供給し再度利用可能に構成されている。

（制御部）
制御部は、古紙再生処理装置１００の各部の動作を制御することで、装置全体の動作を制御する。制御部は、再生パルプ部１について、攪拌槽１８１内における古紙原料６及び給水部１８２からの水を含む液体の水位が、攪拌羽根１８７を浸漬可能な高さとなるよう給水部１８２からの給水量を制御する。

（作用）
本実施形態にかかる古紙処理装置１００の作用につき以下に説明する。まず、図２に示すように、粗紙６６と細断紙６７とのいずれかの古紙原料６を計測部１７で計測し、計測した古紙原料６をパルパー１８に投入する。古紙原料６のうち粗紙６６と細断紙６７とのいずれの古紙原料６を先に処理してもよく、いずれかに限定されない。

粗紙載置台１１１上の粗紙６６の供給は、昇降手段により粗紙載置台１１１を昇降し、積層された複数の粗紙６６のうち最上位の粗紙６６を給紙ローラ１１２に当接させるよう位置あわせした後、給紙ローラ１１２を回転して最上位の粗紙６６を一枚ずつ受皿１７１へと搬送する。計測部１７の計測値が予め設定した一回のバッチ式離解処理において処理を行う古紙原料６の全重量として、予め設定した所定値となったところで給紙ローラ１１２による搬送を停止し、受皿１７１を傾倒しパルパー１８へと投入する。

一方、細断紙６７を古紙原料６として処理する際は、図２において二点鎖線で示すように、開閉部材１２４を開放し、排出装置１２５を作動してシュレッダータンク１２１内の細断紙６７を受皿１７１に徐々に投下し、受皿１７１上に載置された細断紙６７の重量を測定する。計測部１７の測定値が所定値に達した時点で排出装置１２５を停止し、受皿１７１を傾倒する駆動手段を駆動して受皿１７１を傾倒し、細断紙６７を攪拌槽１８１へ投入する。

パルパー１８では、古紙原料６の攪拌槽１８１への投入に伴い、設定された離解処理に必要となる量の一部を予め給水部１８２から給水し、駆動手段１８８を駆動して、攪拌羽根１８７を回動しておく。そして、上記のように古紙原料６を投入し、離解処理を開始し、離解処理を行っている間に、残部の離解用の水を、所定時間毎に所定量ずつ徐々に給水することで複数回に分割して供給する。

また、離解促進剤供給部１８３により離解促進剤を攪拌槽１８１に投入する。この離解促進剤供給部１８３からの攪拌槽１８１への離解促進剤の投入は、古紙原料６の投入開始から所定時間経過した後に行うことが好ましい。これにより、まず離解用の水により古紙原料６を十分膨潤させた後、膨潤した古紙原料６の内部に離解促進剤を速やかに浸透させることができ、離解処理の時間を短縮可能である。

離解処理の際に、攪拌槽１８１内に貯留している給水部１８２から供給された水、離解促進剤及び古紙原料６を含む液体の水位を、攪拌羽根１８７ａ、１８７ｂによって攪拌が行われている状態で、上下双方の攪拌羽根１８７ａ、１８７ｂを浸漬可能な高さとなるように設定する。また、より好ましくは、攪拌槽１８１内に貯留している液体の水位を、攪拌羽根１８７ａ、１８７ｂの回動を行って、離解処理を行っている間中継続して、上下双方の攪拌羽根１８７ａ、１８７ｂを浸漬したままとなるように設定する。即ち、攪拌羽根１８７ａ、１８７ｂの回動により、攪拌槽１８１内に貯留している液体の水位が、槽内の中央部が低く、側壁近傍が高くなった場合においても、液体が攪拌羽根１８７ａ、１８７ｂの全体をずっと浸漬した状態とすることがより好ましい。これにより、攪拌羽根１８７の空気を巻き込みながらの回転による騒音や攪拌効率の低下を回避するとともに、攪拌槽１８１内の古紙原料６を攪拌羽根１８７に十分に接触させ、短時間で離解処理を行うことができる。

また、離解処理が進行し、液体の粘度が上昇した状態で、攪拌羽根１８７によって液体を十分に攪拌できる程度の所定値以下の水位となるよう上限を設定する。

例えば、攪拌槽１８１の内径が３００ｍｍ、攪拌槽１８１の底面から上段の攪拌羽根１８７ａの上面までの高さが９０ｍｍ程度とした場合には、水、離解促進剤及び古紙原料６を含む液体の全容量を７Ｌ以上となるよう設定することで、離解処理の際攪拌槽１８１内に貯留する液体の水位を９９ｍｍ程度とし、上段の攪拌羽根１８７ａを浸漬できる高さとする。また、液体の容量を２５Ｌ以下となるよう設定することで水位を３５ｍｍ以下として、小型の駆動手段１８８を用いても攪拌羽根１８７によって液体全体を十分に攪拌できるようにする。

この離解処理における攪拌槽１８１に貯留する液体中の古紙原料６の濃度は、４．５重量％〜８．０重量％程度とする。４．５重量％以上とすることにより水中に分散する古紙原料６同士が相互に接触する割合、及び古紙原料６と攪拌羽根１８７とが接触する割合を高くすることができるので、離解処理を短時間で効率よく進行させることができる。一方、古紙原料６の濃度を８．０％以下とすることにより、離解処理が進行し、粘度が上昇した状態においても小型の駆動手段１８８により、消費電力を抑えつつ液体を十分に攪拌することができる。

かかる古紙原料６の濃度で離解処理され、製造された再生パルプ含有液は、離解処理が十分行われているので、印刷成分が再生パルプから剥離した状態となっている。このような再生パルプ含有液を脱墨パルプ部２において脱墨すると、非常に効率よく印刷成分を分離、除去することとができ、脱墨後得られた脱墨パルプ含有液を抄紙することで製造される再生紙７を白色度の高いものとすることができる。従って、ニーダーを用いた混練処理を省略した場合であっても、白色度の高い再生紙７を得ることが可能となる。

駆動手段１８８を構成するモータの回転数は、４００ｒｐｍから３０００ｒｐｍ程度まで、より好ましくは、４００ｒｐｍから２６００ｒｐｍ程度にまで徐々に上昇させつつ離解処理を行う。本実施形態では、好ましくは攪拌槽１８１内における古紙原料及び給水部からの水を含む液体の水位を、攪拌羽根１８７が回動した状態において液体が攪拌羽根１８７の全体を浸漬可能な高さとして攪拌を行うので、上記範囲の回転数で十分に攪拌槽１８１内に貯留する液体を攪拌して再生パルプを製造でき、これにより消費電力を抑えることができる。

このように攪拌羽根１８７の回転数を徐々に上昇したために、攪拌槽１８１内に貯留している液体の水位が、槽内の中央部と側壁近傍とで高低差が大きくなり、液体が上下の攪拌羽根１８７ａ、１８７ｂの一部を浸漬しなくなって、攪拌羽根１８７ａ，１８７ｂの一部がむきだしとなるときに、給水部１８２より給水を行って、攪拌羽根１８７ａ、１８７ｂの全体が浸漬可能となるよう制御することもできる。このようにして、離解処理の間中継続して、上下双方の攪拌羽根１８７ａ、１８７ｂを攪拌槽１８１内の液体が浸漬した状態となるように設定することが更に好ましい。

古紙原料６の投入後離解終了までの時間は、３０分以上とすることが好ましい。３０分以上とすることで古紙原料６を十分に離解することができる。

そして、このパルパー１８での離解処理の間、必要により、温度センサで攪拌槽１８１内の温度を検出し、温度ヒータを通電することで攪拌槽１８１内に貯留する古紙原料６及び水等の含む液体を離解処理に適する所定温度に維持する。

５分程度といった所定時間だけ離解処理終了より前の時点で、脱墨剤供給部１８４から所定量の脱墨剤を供給する。脱墨剤供給部１８４からの脱墨剤の供給を離解処理終了より所定時間だけ前の時点とすることで、脱墨剤添加後の所定時間の攪拌によって、脱墨剤を再生パルプ含有液中で十分に分散させ、溶解することができる。また、離解処理開始前後の早い段階で脱墨剤を添加する場合のように、離解処理中の多量の気泡の発生を抑制することができる。

脱墨剤供給部１８４から供給する脱墨剤の量は、処理を行う古紙原料６の印字率に応じて加減することが好ましい。古紙原料６の印字率が高い場合には、脱墨剤の供給量を多くし、逆に、印字率が低い場合には脱墨剤の供給量を少なくする。これにより、得られる再生紙７を、処理を行う古紙原料６の印字率が高い場合であっても良好な白色度を有するものとすることができる。また、古紙原料６の印字率が低い場合には脱墨剤の消費量を節約することができる。

また、古紙原料６の印字率に応じて離解処理時間を調整することが好ましい。印字率が高い場合には、離解処理時間を長くし、逆に、印字率が低い場合には離解処理時間を短くする。離解処理時間を長くすることで、攪拌槽１８１で製造された再生パルプに付着している印刷成分を、該再生パルプからより多く剥離することができ、脱墨パルプ部２における脱墨効率を向上させることで、得られる再生紙７の白色度を高めることができる。一方、印字率が低い場合に離解処理時間を短くすることで、再生パルプの製造時間及び再生紙７の製造時間を短縮可能である。

古紙原料６の印字率の検知方法は、公知の方法が利用可能であって特に限定されず、例えば、透過型センサ（図示省略）を用いて粗紙供給部１１から計測部１７へ供給される粗紙６６の透過光量から印字率を検知する方法や、パルパー１８においてＣＣＤセンサ（図示省略）等を用いて攪拌槽１８１内の液体の着色度を撮像することにより検知する方法等を利用可能である。

攪拌槽１８１には、邪魔板５０を設けているので、攪拌槽１８１内に貯留する液体を十分に攪拌することができ、離解処理時間を短縮可能である。

離解処理の終了後、開閉弁２０８を開放し、パルパー１８において製造された再生パルプを含有する再生パルプ含有液を再生パルプ含有液取出部１８６より取り出し、ポンプ２０９の駆動により、図１に示す脱墨前希釈部２１へ送る。

そして、攪拌槽１８１から再生パルプ含有液を取出した直後に、給水部１８２から所定量の水を給水する。これにより、空になった攪拌槽１８１の内壁面に付着し残存している再生パルプがある場合に、この再生パルプを洗い流し、攪拌槽１８１内に再生パルプを残存させないようにすることができる。再生パルプ含有液を取出した後の給水部１８２からの給水は、次工程となる脱墨前希釈部２１における希釈液としての水の一部を流用することにより行う。

脱墨前希釈部２１では、再生パルプ含有液を脱墨処理に適した繊維濃度になるよう希釈液供給部から希釈用水を投入して再生パルプ含有液の希釈を行う。次に、所定の繊維濃度に調整された再生パルプ含有液を脱墨処理部２２に送る。尚、脱墨パルプ部２２における脱墨処理は省略することも可能であり、脱墨処理を省略する場合には、脱墨前希釈部２１において再生パルプ含有液を抄紙に適した繊維濃度に希釈した後、抄紙部３へと送る。

脱墨処理部２２では、図５に示す再生パルプ含有液流通槽２２１に流入部２２９ａから流入した再生パルプ含有液を、仕切壁２２４の左方または右方の開口から隣接する脱墨室２２５へ順次流通させる。各脱墨室２２５では脱墨剤の存在下、再生パルプ含有液中に気泡供給部２２６から微細な気泡を吹き込み、脱墨剤の存在によって消失することなく多量に発生した気泡の表面にトナー粒子等の疎水性の異物を付着させて各脱墨室２２５の上部に浮上させる。また、必要により攪拌翼を作動し、再生パルプ流通槽２２１内の再生パルプ含有液の円滑な流通を促すようにする。

親水性の繊維は、水とともに脱墨室２２５を順次流通していく。このようにして再生パルプ含有液からトナー成分等を除去する脱墨を行う。その際、温度センサ２２７で再生パルプ含有液の温度の検出を行い、ヒータ２２８で再生パルプ含有液を所定温度に維持するよう加熱する温度制御を行う。

脱墨処理部２２に再生パルプ含有液を導入した後、所定時間経過し、脱墨処理が進行して各脱墨室２２５の上部に気泡が浮遊した際に、モータ２２２ａを駆動し、ガイドレール２２２ｂに案内させつつブレード２２２を図５（ａ）において上下方向に往復移動し、再生パルプ含有液流通槽２２１の上部に浮遊する気泡を気泡排出槽２２３に掃き出す。気泡排出槽２２３に掃き出された気泡は、洗浄液噴出部２２３ａから噴出した洗浄液によって洗い流され、気泡排出槽２２３内に溜まった洗浄液、脱墨剤、トナー成分等を含む脱墨排水は脱墨排水取出部７５から取り出され、脱墨排水タンク５３に送られる。

再生パルプ含有液流通槽２２１内の全ての脱墨室２２５に再生パルプ含有液を流通させ、再生パルプ含有液を脱墨して脱墨パルプを得て、得られた脱墨パルプを含む脱墨パルプ含有液を流出部２２９ｂから流出させ、図１に示すように、抄紙部３へ送られる。

抄紙部３では、図６に示すように、ヘッドボックス３１から走行するメッシュベルト３２３上に、脱墨パルプを含む脱墨パルプ含有液をガイド部材３１ｂに案内させつつ均一に供給し、水切りして水分を比較的多く含んだ繊維の層である湿紙６４を形成する。メッシュベルト３２３の下方に流下した水は受水部３２５に受水され、該受水部３２５から白水タンク５４に送られる。

メッシュベルト３２３上の湿紙６４が往路軌道の終端部に至ると、脱水部３３の上側の吸水ベルト３３２ａに転移される。その後下側の吸水ベルト３３２ｂとの間に挟まれ、湿紙６４に含まれる水分を吸水ベルト３３２ａ，３３２ｂ側に吸収させることで脱水し、更に、圧搾ローラ３３４で圧搾して脱水する。

脱水部３３で脱水された湿紙６４は、ドライヤー部３４に送られ、走行する上下一対の搬送ベルト３４２の間に挟持される。そして、ヒータ３４５により加熱され所定温度に維持された複数の乾燥ローラ３４３に湿紙６４を当接させつつ搬送することで湿紙６４の乾燥を行い仕上げ前の再生紙６５を得る。

ドライヤー部３４を出た仕上げ前の再生紙６５はカレンダー部４１に送られ、複数のプレスローラ４１１の間に通される。これにより、仕上げ前の再生紙６５の平坦度を向上させ、更に、カット部４２で所定のシートサイズに裁断して再生紙７が完成する。

カット部４２において裁断された結果不要となった仕上げ前の再生紙６５の破材は、図１に示すように再生パルプ部１に戻され、再度古紙原料６として利用される。

各工程において排液処理部５へ送られた排水のうち汚染の程度が高く再利用が困難な脱墨排水タンク５３内の排水は、必要により所定の廃液処理を施した後古紙処理装置１００の外部に排出する。汚染の程度が低く再利用が可能な白水タンク５４内の白水は、必要によりフィルターを通してインク成分、トナー成分等を除去し、薬剤を添加し中和するなどの処理を施した後、パルパー１８、脱墨前希釈部２１等へ供給し再度利用する。

（実験）
攪拌槽内に貯留する液体の水位による影響を実験するため、上記実施形態にかかる再生パルプ製造装置Ｋを用い、攪拌槽内に貯留する古紙原料及び水からなる液体の容量を１０Ｌ、１４．３Ｌの２種類として、それぞれ離解処理を行った。処理を行う古紙原料は細断紙とし、攪拌槽１８１の内径を３００ｍｍ、４５０ｍｍの２種類とした。攪拌羽根１８７は厚さが２．０ｍｍで、図３に示す屈曲部分のない平面状薄板３６よりなる攪拌羽根１８７及び図４に示す平面部分３７ａから約４５度屈曲した屈曲部分３７ｂを備えたものを１段及び２段のいずれかを用い、攪拌槽の底面から３０ｍｍ及び６０ｍｍの高さ位置に設置した。

給水部からの水を水道水とし、古紙原料の投入前に攪拌槽内に貯留する水の水位を、攪拌羽根によって攪拌が行われている状態で、攪拌羽根を浸漬できない高さである２Ｌまたは５Ｌ、或いは攪拌羽根によって攪拌が行われている状態で、攪拌羽根を継続的に浸漬可能な高さである９Ｌのいずれかとした。そして、古紙原料の投入後追加で給水し、古紙原料及び水道水からなる液体中の古紙原料の濃度を約７重量％とした。攪拌羽根の回転数を古紙原料の投入開始時４００ｒｐｍとし、約３分ごとに２００ｒｐｍずつ上昇し、約３０分間で最大２６００ｒｐｍまで上げた。尚、離解促進剤は使用しなかった。各実験の条件及び、騒音の発生等の離解処理の状態を表１に示す。

表１において、◎は騒音の発生がほとんどなく、非常に良好な離解状態であることを示し、○は騒音の発生が少なく、良好な離解状態であることを示し、×は大きな騒音が発生し、古紙原料の離解が不十分であることを示す。表１より、実験番号２、３、５、７、８、１０のように攪拌槽内に貯留する水の水位を、攪拌羽根によって攪拌が行われている状態で攪拌羽根を浸漬する高さとした場合には、攪拌羽根の空気を巻き込みながらの回転による騒音や攪拌効率の低下を回避し、離解状態を良好なものとすることができることがわかった。また、攪拌羽根の種類は、実験番号６〜１０で用いた屈曲部分のあるものより、実験番号１〜５で用いた平板状の薄板の方が離解状態をより良好にできることがわかった。

Ｋ 再生パルプ製造装置
Ｓ 抄紙装置
１ 再生パルプ部
６ 古紙原料
８ 制御部
１００ 古紙再生処理装置
１８１ 攪拌槽
１８２ 給水部
１８７ 攪拌羽根
１８９ 攪拌手段

Claims (6)

1. 古紙原料を給水部から供給された水とともに攪拌槽内で攪拌羽根により攪拌し、再生パルプを製造する再生パルプ製造方法において、
   前記攪拌槽内における古紙原料及び給水部からの水を含む液体の水位を、攪拌羽根によって攪拌が行われている状態で、前記攪拌羽根を浸漬可能な高さとして攪拌を行うことを特徴とする再生パルプ製造方法。
2. 攪拌槽の内径が、７５ｍｍ〜５００ｍｍである攪拌槽内で攪拌を行う請求項１に記載の再生パルプ製造方法。
3. 攪拌槽における古紙原料及び給水部からの水を含む液体中の古紙原料の濃度を、４．５重量％〜８．０重量％として再生パルプを製造する請求項１または請求項２に記載の再生パルプ製造方法。
4. 古紙原料及び給水部からの水を含む液体の攪拌羽根による攪拌時間を、３０分以上とした請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の再生パルプ製造方法。
5. 古紙原料を給水部から供給された水とともに攪拌槽内で攪拌羽根により攪拌し、再生パルプを製造する再生パルプ部と、
   再生パルプ部の動作を制御する制御部とを備えた再生パルプ製造装置において、
   制御部は、攪拌槽内における古紙原料及び給水部からの水を含む液体の水位を、攪拌羽根によって攪拌が行われている状態で、該攪拌羽根を浸漬可能な高さとなるよう給水部からの給水量を制御することを特徴とする再生パルプ製造装置。
6. 請求項５に記載の再生パルプ製造装置と、前記再生パルプ製造装置で製造された再生パルプ含有液を抄紙する抄紙装置とを備えた古紙再生処理装置。
   

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