JP2012140738A - 古紙再生処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】湿紙が破断を伴うことなく抄紙ワイヤーからフェルトベルトへスムーズに転移し、乾燥後の乾紙の先端縁が紙幅方向で揃った形状となる古紙再生処理装置を提供する。
【解決手段】古紙再生処理系を構成する複数の処理部のうちの一つの処理部をなす抄紙部１３と、各処理部の運転を制御する制御部７００を備える古紙再生処理装置において、抄紙部１３は、パルプ懸濁液８から湿紙１２を抄紙する抄紙ワイヤー部と、抄紙ワイヤー部にパルプ懸濁液を供給するヘッドボックス部を有し、制御部７００は、抄紙部１３を制御して、抄紙初期領域となる湿紙先端領域の紙厚を、湿紙先端領域に続く湿紙本領域に設定する抄紙本設定厚よりも厚い抄紙初期設定厚で抄紙する抄紙初期制御機能部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、古紙の発生場所であるオフィス等に設置して紙を再生することができる古紙再生処理装置に関し、詳しくは抄紙初期時の紙厚制御に係る技術である。
従来、古紙再生処理装置では、再生パルプを含むパルプ懸濁液を抄紙部の抄紙ワイヤーに注いで湿紙を抄紙し、湿紙を抄紙ワイヤーから脱水部のフェルトベルトに転移させてフェルトベルトで脱水し、その後に乾燥部で乾燥させて後に、仕上部に移送している。
製紙技術に係る先行技術文献としては、例えば特許文献１がある。これはティッシュ製品を生成する方法に関するものであり、ティッシュウェブを生成するための工程を有している。工程中で、ティッシュウェブは、脱水された後に吸引力のような空気力を用いて移送コンベヤから布地に移送される。
特表２００８−５２４４５７号公報
ところで、帯状に連続する湿紙を乾燥部でさせて乾紙となし、その後、乾紙を乾燥部から仕上部に移送する際には、スクレーパで紙の先端を乾燥部から剥離させている。
しかしながら、湿紙が抄紙ワイヤーからフェルトベルトへ良好に転移しない場合には、湿紙の先端縁が引き千切られた状態となり、フェルトベルトに転移した湿紙の先端縁が、紙幅方向で直線的な形状を有さずに、紙搬送方向の前方に突出する突出領域と後方に後退する後退領域とが混在するギザギザの破断形状となる。
このため、乾燥部から乾紙をスクレーパで剥離させる際に、紙の先端縁の一部がスクレーパで剥がされるとともに、他の一部がスクレーパの裏面側に進入し、紙の先端縁がスクレーパで引き裂かれて紙詰まりを起こす原因となっていた。
本発明は上記した課題を解決するものであり、湿紙が破断を伴うことなく抄紙ワイヤーからフェルトベルトへスムーズに転移し、乾燥後の乾紙の先端縁が紙幅方向で揃った形状となる古紙再生処理装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の古紙再生処理装置は、古紙再生処理系を構成する複数の処理部のうちの一つの処理部をなす抄紙部と、各処理部の運転を制御する制御部を備える古紙再生処理装置において、抄紙部は、パルプ懸濁液から湿紙を抄紙する抄紙ワイヤー部と、抄紙ワイヤー部にパルプ懸濁液を供給するヘッドボックス部を有し、制御部は、抄紙部を制御して、抄紙初期領域となる湿紙先端領域の紙厚を、湿紙先端領域に続く湿紙本領域に設定する抄紙本設定厚よりも厚い抄紙初期設定厚で抄紙する抄紙初期制御機能部を有することを特徴とする。
本発明の古紙再生処理装置において、ヘッドボックス部は、抄紙ワイヤー部の抄紙ワイヤー上にパルプ懸濁液を注ぐヘッドボックスと、ヘッドボックスにパルプ懸濁液を供給するパルプ懸濁液供給装置を有し、制御部の抄紙初期制御機能部は、抄紙開始から所定時間にわたって抄紙初期領域を抄紙する間に、抄紙初期設定厚に応じて供給するパルプ懸濁液の供給量を、抄紙本設定厚に応じて供給するパルプ懸濁液の本供給量よりも多い初期供給量に制御することを特徴とする。
本発明の古紙再生処理装置において、抄紙ワイヤー部は、ヘッドボックス部から注ぐパルプ懸濁液を受ける抄紙ワイヤーと、抄紙ワイヤーを紙搬送方向へ駆動する抄紙ワイヤー駆動装置を有し、制御部の抄紙初期制御機能部は、抄紙開始から所定時間にわたって抄紙初期領域を抄紙する間に、抄紙初期設定厚に応じて駆動する抄紙ワイヤーの移動速度を、抄紙本設定厚に応じて駆動する抄紙ワイヤー本移動速度よりも遅い抄紙ワイヤー初期移動速度に制御することを特徴とする。
本発明の古紙再生処理装置において、抄紙ワイヤー部は、ヘッドボックス部から注ぐパルプ懸濁液を受ける抄紙ワイヤーと、抄紙ワイヤーを紙搬送方向へ駆動する抄紙ワイヤー駆動装置を有し、制御部の抄紙初期制御機能部は、抄紙開始から所定時間にわたって抄紙ワイヤーの駆動を停止して抄紙初期領域を抄紙初期設定厚に抄紙することを特徴とする。
以上のように本発明によれば、抄紙初期領域となる湿紙先端領域の紙厚を、湿紙先端領域に続く湿紙本領域に設定する抄紙本設定厚よりも厚い抄紙初期設定厚で抄紙することにより、抄紙初期時における湿紙の紙厚の不均一性を緩和して紙幅方向の各所における紙の引裂強度の均一化を図ることができる。
このため、湿紙が破断を伴うことなく抄紙ワイヤーからフェルトベルトへスムーズに転移し、転移後の湿紙の先端縁が紙幅方向で揃った直線状の形状となり、乾燥部で乾燥後の乾紙の先端縁を紙幅方向に沿ってスクレーパで一様に剥離させることができ、紙詰まりの原因となる乾紙の先端縁の破断を防止できる。
本発明の実施の形態における古紙再生処理装置を示すブロック図 同実施の形態における古紙再生処理装置の制御部を示すブロック図 同実施の形態における古紙再生処理装置のパルパー部を示す模式図 同実施の形態における古紙再生処理装置の抄紙部を示す模式図 同実施の形態における古紙再生処理装置の仕上部を示す模式図
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〜図５において、古紙再生処理装置は、古紙再生処理系を構成する複数の処理部を有しており、処理部には給紙部１、パルパー部９、貯蔵タンク部１０、脱墨部１１、抄紙部１３、乾燥部１４、仕上部１５、白水タンク部１００、排水処理タンク部１０１がある。また、古紙再生処理装置は各処理部の運転を制御する制御部７００を備えている。
給紙部１は、再生原料の古紙４を供給するものであり、古紙４を細断した紙片２を貯留する貯留部３と、貯留部３に古紙４を供給する給紙装置５と、貯留部３に貯留されている紙片２を計量部６に排出する排出用サイクロン７と、貯留部３の紙片２を排出用サイクロン７へ搬送する紙片搬送ダクト１６と、紙片搬送ダクト１６に搬送用空気を供給して貯留部３から排出用サイクロン７へ向って流れる送気流１７を発生させる送風装置１８からなる。
パルパー部９は、紙片２を離解して再生パルプを調製するものであり、パルパー槽３７と、パルパー槽３７内に設けた攪拌装置３８を有し、計量部６において計量された紙片２を離解して再生パルプを含むパルプ懸濁液８を製造する。
貯蔵タンク部１０は、パルパー部９で得られたパルプ懸濁液８を貯留するものであり、内部に攪拌装置３９を有している。
脱墨部１１は、貯蔵タンク部１０において貯留されたパルプ懸濁液８を脱墨して脱墨パルプを調製するものであり、蛇行した流路を形成した脱墨槽４０と、脱墨槽４０の下部から多数の気泡を放出する散気装置（図示省略）とを有している。
抄紙部１３は、脱墨されたパルプ懸濁液８から湿紙１２を抄紙するものであり、抄紙ワイヤー部とヘッドボックス部を備えている。抄紙ワイヤー部は、複数のローラ４２に巻回されたメッシュ状のベルトからなる抄紙ワイヤー４３と、ローラ４２の少なくと一つを回転させて抄紙ワイヤー４３を紙搬送方向へ駆動するモータ等の抄紙ワイヤー駆動装置４３１を有している。
ヘッドボックス部は、脱墨されたパルプ懸濁液８を抄紙ワイヤー４３上に注ぐヘッドボックス４４と、ヘッドボックス４４にパルプ懸濁液８を脱墨槽４０から供給するポンプ等のパルプ懸濁液供給装置１１０を有している。
脱水部２０は、湿紙１２を脱水するものであり、複数のローラ４６に巻回されたフェルトの吸水ベルト４７からなり、湿紙１２が抄紙ワイヤー４３から吸水ベルト４７に転移し、吸水ベルト４７が湿紙１２を吸収脱水する。
乾燥部１４は、脱水された湿紙１２を乾燥するものであり、加熱装置４８を内蔵した乾燥ローラ４９と複数のローラ５０とに金属製の第１搬送ベルト５１を巻回し、複数のローラ５２に網状で樹脂製の第２搬送ベルト５３を巻回しており、第１搬送ベルト５１と第２搬送ベルト５３とは湿紙１２を挟んで乾燥ローラ４９の外周面上で重なり、乾燥ローラ４９で湿紙１２を乾燥させる。
プレス用の一対のローラ４６ａ、５０ａは、吸水ベルト４７と第１搬送ベルト５１を介して湿紙１２を圧搾脱水するとともに、湿紙１２を吸水ベルト４７から第１搬送ベルト５１に転移させる。
乾燥した乾紙６１は、第１搬送ベルト５１の往路終端位置でスクレーパ１１１により第１搬送ベルト５１から剥離させて仕上部１５に案内する。
仕上部１５は、湿紙１２を乾燥して得られる乾紙６１に対して仕上工程を行い、得られた再生紙６２を紙受部６３に排出するものであり、乾紙６１を所定のサイズに切断する金属製のカッター装置６０およびスリッター装置１１２が設けられている。
図５に示すように、スリッター装置１１２は上下一対の回転軸１１３、１１４を有し、各回転軸１１３、１１４には、主搬送ローラ１１５、１１６と、副搬送ローラ１１７、１１８と、回転刃１１９、１２０を設けている。副搬送ローラ１１７、１１８は主搬送ローラ１１５、１１６の左右両側に設けており、回転刃１１９、１２０を主搬送ローラ１１５、１１６と副搬送ローラ１１７、１１８の間に配置している。
主搬送ローラ１１５、１１６と副搬送ローラ１１７、１１８は乾紙６１を挟んで回転駆動し、乾紙６１を紙搬送方向へ搬送する。回転刃１１９、１２０は刃先が回転軸１１３、１１４の軸心方向で重なって摺動し、乾紙６１の紙幅方向の両側縁を裁断する。
この構成により、乾紙６１に搬送力を与えながら裁断し、裁断後の再生紙６２および裁ち屑６１ａに搬送力が作用することで、スリッター装置１１２における紙詰まりを抑制できる。
図１に示すように、排水処理タンク部１０１は、脱墨排水系１０２を通して脱墨部１１から流入する脱墨廃液を処理するもので、フィルターで繊維、インク、トナーを除去し、薬剤の添加により中性化して公共下水の下水配管１０３へ排水可能な水質にまで処理する。
白水タンク部１００は、抄紙排水系１０４を通して抄紙部１３から流入する再生パルプを含む排水である白水を貯留するものであり、白水を白水返送系１０５、１０６を通して古紙再生処理系の各所へ返送する。
給水源、ここでは上水配管１０７から用水を供給する給水配管１０８がパルパー部９に接続しており、給水配管１０８に電磁弁からなる緊急停止用の元弁装置１０９を設けている。
図２に示すように、制御部７００は、ＣＰＵ７１０に設定する機能回路として、以下の機能部を有している。つまり、パルパー部９の運転を制御するパルパー部制御機能部７１１と、脱墨部１１の運転を制御する脱墨部制御機能部７１２と、抄紙部１３の運転を制御する抄紙部制御機能部７１３と、仕上部１５の運転を制御する仕上部制御機能部７１４と、排水処理タンク部１０１の運転を制御する排水処理タンク部制御機能部７１５と、稼動開始から稼動停止までの運転プロセスを逐次実行する自動運転制御機能部７１６と、抄紙初期制御機能部７１７を有する。
抄紙初期制御機能部７１７は、抄紙部１３を制御して、抄紙初期領域となる湿紙先端領域の紙厚を、湿紙先端領域に続く湿紙本領域に設定する抄紙本設定厚よりも厚い抄紙初期設定厚で抄紙する制御を行うものである。
この制御の一例としては、パルプ懸濁液供給装置１１０を制御して、抄紙開始から所定時間にわたって抄紙初期領域を抄紙する間に、抄紙初期設定厚に応じて供給するパルプ懸濁液の供給量を、抄紙本設定厚に応じて供給するパルプ懸濁液の本供給量よりも多い初期供給量に制御するものがある。
また、他の制御の例としては、抄紙ワイヤー駆動装置４３１を制御して、抄紙開始から所定時間にわたって抄紙初期領域を抄紙する間に、抄紙初期設定厚に応じて駆動する抄紙ワイヤー４３の移動速度を、抄紙本設定厚に応じて駆動する抄紙ワイヤー本移動速度よりも遅い抄紙ワイヤー初期移動速度に制御するものがある。
また、他の制御の例としては、抄紙ワイヤー駆動装置４３１を制御して、抄紙開始から所定時間にわたって抄紙ワイヤー４３の駆動を停止して抄紙初期領域を抄紙初期設定厚に抄紙する制御を行うものがある。
さらには、上記の例の複数を組み合わせて行なうものがある。
以下、上記した構成の作用を説明する。
古紙再生処理を行なう運転では、制御部７００の自動運転制御機能７１６が再生パルプ部制御機能部７１１、脱墨パルプ部制御機能部７１２、抄紙部制御機能部７１３、仕上げ部制御機能部７１４、排水処理部制御機能部７１５を起動し、それぞれパルパー部９と脱墨部１１と抄紙部１３と仕上部１５と排水処理タンク部１０１を制御して上述した各処理部において古紙再生処理系の運転を行う。
ところで、抄紙部１３では湿紙１２が抄紙ワイヤー４３から吸水ベルト４７に転移する吸着力は、吸水ベルト４７の吸水性に起因しており、湿紙１２の紙厚が薄いほどに吸着力が作用し難くなり、逆に、湿紙１２の紙厚が厚いほどに吸着力が作用しやすくなり、吸水ベルト４７の吸水性が高いほどに湿紙１２を強く吸着して転移の確実性が増す。
この吸水ベルト４７の吸水性は、吸水ベルトの濾水性に関係しており、濾水性が良いほどに吸水性も良くなる。濾水性の良し悪しにはフェルトを構成する繊維の太さが関係しており、繊維が太いほどに濾水性が良くなる。したがって、吸水ベルト４７の吸着力はフェルトの繊維の太さを適宜に選択することにより調整可能である。
また、抄紙初期時には抄紙ワイヤー４３の上に流れ出すパルプ懸濁液８が抄紙ワイヤー４３の紙搬送方向に不均一に広がることで、湿紙１２の紙厚が紙幅方向において不均一化し、紙幅方向の各所における紙の引裂強度の不均一性が助長される。
このため、湿紙１２が抄紙ワイヤー４３から吸水ベルト４７に転移する際に、湿紙１２の破断等が起きる場合があり、湿紙１２が抄紙ワイヤー４３から吸水ベルト４７へ良好に転移しない場合には、吸水ベルト４７に転移した湿紙１２の先端縁が引き千切られた状態となり、紙幅方向で直線的な形状を有さずに、紙搬送方向の前方に突出する突出領域と後方に後退する後退領域とが混在するギザギザの破断形状となる。
この結果、先に述べたように、乾燥部１４で乾紙６１の先端縁がスクレーパ１１１で引き裂かれて紙詰まりを起こす原因となる。
このため、本実施の形態では抄紙の初期時に以下の運転を行なう。すなわち、ヘッドボックス４４から脱墨されたパルプ懸濁液８を抄紙ワイヤー４３上に注ぎ始める運転初期において、制御部７００の抄紙初期制御機能部７１７が抄紙部１３の運転を制御し、抄紙初期領域となる湿紙先端領域の紙厚を、湿紙先端領域に続く湿紙本領域に設定する抄紙本設定厚よりも厚い抄紙初期設定厚で抄紙する。
すなわち、抄紙初期制御機能部７１７がパルプ懸濁液供給装置１１０を制御して、抄紙開始から所定時間にわたって抄紙初期領域を抄紙する間に、抄紙初期設定厚に応じて供給するパルプ懸濁液の供給量を、抄紙本設定厚に応じて供給するパルプ懸濁液の本供給量よりも多い初期供給量に制御する。
あるいは、抄紙初期制御機能部７１７が抄紙ワイヤー駆動装置４３１を制御して、抄紙開始から所定時間にわたって抄紙初期領域を抄紙する間に、抄紙初期設定厚に応じて駆動する抄紙ワイヤー４３の移動速度を、抄紙本設定厚に応じて駆動する抄紙ワイヤー本移動速度よりも遅い抄紙ワイヤー初期移動速度に制御する。
この抄紙ワイヤー本移動速度は、古紙再生処理装置が単位時間当たりに何メートルの再生紙を排出するか、すなわち単位時間当たりに何枚の定型の再生紙を作製するかによって定まる。本実施の形態では、例えば０．１ｍ／分から３．５ｍ／分程度の速度で抄紙ワイヤー４３が移動している。これは製紙工場における製紙機の抄紙ワイヤーの移動速度に比べると桁違いに低速で移動するものである。
あるいは、抄紙初期制御機能部７１７が抄紙ワイヤー駆動装置４３１を制御して、抄紙開始から所定時間にわたって抄紙ワイヤー４３の駆動を停止して抄紙初期領域を抄紙初期設定厚に抄紙する制御を行う。
さらには、上記の例の複数を組み合わせて行なう。
そして、湿紙先端領域の紙厚を、湿紙先端領域に続く湿紙本領域に設定する抄紙本設定厚よりも厚い抄紙初期設定厚で抄紙することにより、抄紙初期時における湿紙の紙厚の不均一性を緩和して紙幅方向の各所における紙の引裂強度の均一化を図る。例えば、湿紙先端領域の紙厚として坪量で７０ｇ／ｍ２（乾紙時）を確保して転移に耐えうる最低限の引烈強度、例えば６００ｍＮ（乾紙時）を実現する。
このことで、湿紙１２が破断を伴うことなく抄紙ワイヤー４３から吸水ベルト４７へスムーズに転移し、転移後の湿紙１２の先端縁が紙幅方向で揃った直線状の形状となり、乾燥部１４で乾燥した後の乾紙６１の先端縁を紙幅方向に沿ってスクレーパ１１１で一様に剥離させることができ、紙詰まりの原因となる乾紙の先端縁の破断を防止できる。
ここで、スクレーパ１１１により乾燥後の乾紙６１を第１搬送ベルト５１から剥離させる際に、乾燥前の湿紙１２の湿紙先端領域の紙厚が湿紙本領域と同じである場合には、第１搬送ベルト５１と乾紙６１が密着しているために剥離ミスを起こすことがある。しかしながら、湿紙先端領域の紙厚を厚くして乾紙６１の先端の紙厚を厚くすることにより、スクレーパ１１１で乾紙６１を剥離させる際の乾紙６１の剥離性が向上する。例えば、抄紙ワイヤー初期移動速度を抄紙ワイヤー本移動速度の９０％以下に設定し、好ましくは７０％以下（速度０を含む）に設定する。この設定によれば、湿紙本領域の紙厚に対して、湿紙本領域の紙厚が０．１０ｍｍの場合には、湿紙先端領域の紙厚が０．１１ｍｍ以上、好ましくは０．１５ｍｍ以上となる。
１ 給紙部
２ 紙片
３ 貯留部
４ 古紙
５ 給紙装置
６ 計量部
７ 排出用サイクロン
８ パルプ懸濁液
９ パルパー部
１０ 貯蔵タンク部
１１ 脱墨部
１２ 湿紙
１３ 抄紙部
１４ 乾燥部
１５ 仕上部
１６ 紙片搬送ダクト
１７ 送気流
１８ 送風装置
３７ パルパー槽
３８ 攪拌装置
３９ 攪拌装置
４０ 脱墨槽
４２ ローラ
４３ 抄紙ワイヤー
４４ ヘッドボックス
４６ ローラ
４６ａ、５０ａ ローラ
４７ 吸水ベルト
４８ 加熱装置
４９ 乾燥ローラ
５０ ローラ
５１ 第１搬送ベルト
５２ ローラ
５３ 第２搬送ベルト
６１ 乾紙
６２ 再生紙
６３ 紙受部
６０ カッター
１００ 白水タンク部
１０１ 排水処理タンク部
１０２ 脱墨排水系
１０３ 下水配管
１０４ 抄紙排水系
１０５、１０６ 白水返送系
１０７ 上水配管
１０８ 給水配管
１０９ 元弁装置
１１１ スクレーパ
１１２ スリッター装置
４３１ 抄紙ワイヤー駆動装置
７００ 制御部
７１０ ＣＰＵ
７１１ パルパー部制御機能部
７１２ 脱墨部制御機能部
７１３ 抄紙部制御機能部
７１４ 仕上部制御機能部
７１５ 排水処理タンク部制御機能部
７１６ 自動運転制御機能部
７１７ 抄紙初期制御機能部

Claims (4)

  1. 古紙再生処理系を構成する複数の処理部のうちの一つの処理部をなす抄紙部と、各処理部の運転を制御する制御部を備える古紙再生処理装置において、
    抄紙部は、パルプ懸濁液から湿紙を抄紙する抄紙ワイヤー部と、抄紙ワイヤー部にパルプ懸濁液を供給するヘッドボックス部を有し、
    制御部は、抄紙部を制御して、抄紙初期領域となる湿紙先端領域の紙厚を、湿紙先端領域に続く湿紙本領域に設定する抄紙本設定厚よりも厚い抄紙初期設定厚で抄紙する抄紙初期制御機能部を有することを特徴とする古紙再生処理装置。
  2. ヘッドボックス部は、抄紙ワイヤー部の抄紙ワイヤー上にパルプ懸濁液を注ぐヘッドボックスと、ヘッドボックスにパルプ懸濁液を供給するパルプ懸濁液供給装置を有し、制御部の抄紙初期制御機能部は、抄紙開始から所定時間にわたって抄紙初期領域を抄紙する間に、抄紙初期設定厚に応じて供給するパルプ懸濁液の供給量を、抄紙本設定厚に応じて供給するパルプ懸濁液の本供給量よりも多い初期供給量に制御することを特徴とする請求項１に記載の古紙再生処理装置。
  3. 抄紙ワイヤー部は、ヘッドボックス部から注ぐパルプ懸濁液を受ける抄紙ワイヤーと、抄紙ワイヤーを紙搬送方向へ駆動する抄紙ワイヤー駆動装置を有し、制御部の抄紙初期制御機能部は、抄紙開始から所定時間にわたって抄紙初期領域を抄紙する間に、抄紙初期設定厚に応じて駆動する抄紙ワイヤーの移動速度を、抄紙本設定厚に応じて駆動する抄紙ワイヤー本移動速度よりも遅い抄紙ワイヤー初期移動速度に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の古紙再生処理装置。
  4. 抄紙ワイヤー部は、ヘッドボックス部から注ぐパルプ懸濁液を受ける抄紙ワイヤーと、抄紙ワイヤーを紙搬送方向へ駆動する抄紙ワイヤー駆動装置を有し、制御部の抄紙初期制御機能部は、抄紙開始から所定時間にわたって抄紙ワイヤーの駆動を停止して抄紙初期領域を抄紙初期設定厚に抄紙することを特徴とする請求項１または２に記載の古紙再生処理装置。
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