JP2017101334A - 脱墨装置および古紙再生処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】パルプ溶液を脱墨する際に発生する脱墨泡の処理を簡素な装置構成で行うことができる脱墨装置および古紙再生処理装置を提供する。【解決手段】古紙を離解してなるパルプ溶液を脱墨する脱墨槽501と、脱墨槽501で生じる脱墨廃液の脱墨泡を受容する脱墨泡排出部555と、脱墨槽501内に位置し、脱墨泡排出部555から脱墨廃液および脱墨泡を受容して脱墨廃液中の固形成分を凝集する凝集部554を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、古紙を再生するための脱墨技術に係り、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する。
従来、オフィス等に設置する小型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を有しており、処理部には古紙投入部、パルパー部、脱墨部、抄紙部、乾燥部、仕上部、白水タンク部、排水処理タンク部がある。
排水処理タンク部は、脱墨排水系を通して脱墨部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へ排水可能な水質にまで処理している。
また、特許文献1に記載するものでは、繊維等の固形成分を含んだ脱墨廃液から固形成分を除去するために、脱墨部とは別途の独立した凝集処理部を設けて固形成分の凝集作用を行っている。
特開2013−7134
古紙再生処理装置をオフィス等に設置する場合には、より小型のものが求められており、特に脱墨装置から排出する脱墨廃水の処理を行う装置構成の簡素化が求めれている。しかし、従来は排水処理タンク部等を脱墨装置とは別途に設けるために装置の小型化を進めることが困難であった。
本発明は上記した課題を解決するものであり、パルプ溶液を脱墨する際に発生する脱墨泡の処理を簡素な装置構成で行うことができる脱墨装置および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、本発明の脱墨装置は、古紙を離解してなるパルプ溶液を脱墨する脱墨槽と、脱墨槽で生じる脱墨廃液の脱墨泡を受容する脱墨泡排出部と、脱墨槽内に位置し、脱墨泡排出部から脱墨廃液および脱墨泡を受容して脱墨廃液中の固形成分を凝集する凝集部を備えることを特徴とする。
本発明の脱墨装置において、脱墨泡排出部を脱墨槽内に配置し、脱墨泡排出部の下方に凝集部を配置し、脱墨泡排出部と凝集部とが脱墨槽内で脱墨廃液処理部を形成することを特徴とする。
本発明の脱墨装置において、脱墨泡排出部は、脱墨槽内で開口し、脱墨泡を落とし込む受泡部と、脱墨槽内で回転して脱墨槽内の液面上に浮遊する脱墨泡を受泡部に掻き寄せる掻き寄せパドルと、掻き寄せパドルを回転駆動するパドル駆動部を有することを特徴とする。
本発明の脱墨装置において、脱墨泡排出部は、受泡部から流れ込む脱墨泡を凝集部に導く消泡部と、消泡部内で回転して消泡部内の脱墨泡を破泡して消泡する消泡羽根と、消泡羽根を回転駆動する消泡羽根駆動部を有することを特徴とする。
本発明の脱墨装置において、凝集部は、消泡部で消泡された脱墨廃液を撹拌して凝集させる撹拌羽根と、撹拌羽根を回転駆動する撹拌羽根駆動部を有することを特徴とする。
本発明の脱墨装置において、パドル駆動部は、掻き寄せパドルを軸心廻りに回転させる中空状のパドル回転軸を有し、消泡羽根駆動部は、パドル回転軸の軸心方向に貫通する中空に挿通し、消泡羽根を軸心廻りに回転させる消泡羽根回転軸を有することを特徴とする。
本発明の脱墨装置において、撹拌羽根駆動部は、撹拌羽根を軸心廻りに回転させる撹拌羽根回転軸を有し、消泡羽根駆動部の消泡羽根回転軸が撹拌羽根回転軸を兼ねることを特徴とする。
本発明の脱墨装置において、消泡羽根駆動部は、撹拌羽根回転軸を兼ねる消泡羽根回転軸をパドル駆動部のパドル回転軸に比べて速く回転させることを特徴とする。
本発明の古紙再生処理装置は、古紙を離解用水中で離解処理してパルプ溶液を調製するパルパー部と、パルパー部のパルプ溶液を脱墨して脱墨パルプを調製する上記の何れかの脱墨装置と、脱墨パルプを抄紙する抄紙部と、抄紙部で生じる抄紙廃液を脱墨装置の凝集部へ移送する抄紙廃液移送経路を備えることを特徴とする。
本発明の古紙再生処理装置は、古紙を離解用水中で離解処理してパルプ溶液を調製するパルパー部と、パルパー部のパルプ溶液を脱墨して脱墨パルプを調製する上記の何れかの脱墨装置と、脱墨パルプを抄紙する抄紙部と、パルパー部と抄紙部のうちで少なくとも何れかの洗浄廃液を脱墨装置の凝集部へ移送する洗浄廃液移送経路を備えることを特徴とする。
以上のように本発明によれば、脱墨槽内に凝集部を配置することで装置構成の簡素化を実現でき、さらには脱墨泡の掻き寄せや破泡を行う装置構成も脱墨槽内に配置することで装置構成の一層の簡素化を実現し、古紙再生処理装置の小型化に貢献できる。
本発明の実施の形態における脱墨装置の斜視図 同実施の形態における脱墨装置の上部斜視図 同実施の形態における脱墨装置の要部拡大図 同実施の形態における脱墨装置の平面図 同実施の形態における脱墨装置の正面図 同実施の形態における脱墨装置のA−A断面位置を示す平面図 図6のA−A矢視断面図 同実施の形態における脱墨装置のB−B断面位置を示す平面図 図8のB−B矢視断面図 同実施の形態における脱墨装置のC−C断面位置を示す平面図 図10のC−C矢視断面図 同実施の形態における脱墨装置の展開図 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抄紙部を示す模式図
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図13に示すように、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、処理部には古紙投入部1、パルパー部9、脱墨部11、抄紙部13、乾燥部14、仕上部15、白水タンク部100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。
古紙投入部1は、再生原料の古紙をパルパー部9に投入するものであり、古紙を枚葉紙のままの状態で、あるいは裁断した状態でパルパー部9に投入する。パルパー部9は、槽体91と、槽体91内に設けた撹拌装置92を有し、古紙を離解して再生パルプを含むパルプ溶液を製造するものである。
本実施の形態において、脱墨装置をなす脱墨部11は、古紙再生処理装置の小型化を実現するための特徴的な構造を備えている。
脱墨部11は、パルプ溶液を脱墨して脱墨パルプを調製するものである。図1から図11において、脱墨部11は槽体が二重の円筒状体をなす脱墨槽501を有し、縦方向に配置した二重の円筒状体は外壁541と内壁542の間が脱墨槽501の槽内空間をなし、二重の円筒状体の内壁542の内部に脱墨廃液処理部550を一体的に設けており、この構造により、従来において実現できなかった装置構成の簡素化を具現している。
脱墨槽501はパルパー部9からパルプ溶液が流入するパルプ溶液流入部502を槽体の側部に備えている。図2および図12に示すように、脱墨槽501の槽内部には複数の仕切り板503を脱墨廃液処理部550の周囲に放射状に設けており、複数の仕切り板503が槽内を複数の室501a〜501fに区分している。仕切り板503は越流堰をなす越流板504と潜流堰をなす潜流板505からなり、越流板504の上端縁より上方が越流口504aをなし、潜流板505の下端縁より下方が潜流口505aをなす。脱墨槽501の底部には複数の気泡発生部600を設けている。
図12に示すように、パルプ溶液流入部502から脱墨槽501の槽内の第1室501aに流入したパルプ溶液は越流板504の越流口504aを越えて第2室501bに流入し、第2室501bから潜流板505の潜流口505aを潜って第3室501cに流入し、以後同様にして第4室501d、第5室501e、第6室501fを巡り、その間に気泡発生部600から散気する微細気泡によってインク等の固形成分の不純物が分離され、槽出口506から抄紙部13に移送される。
図2、図6、図7に示すように、脱墨槽501は二重の円筒状体の外壁541の周方向の一部に開放部507を有し、外壁541の周方向において開放部507の左右には外壁541と内壁542の間を閉塞して脱墨槽501の槽壁をなす終端壁508、509を設けており、開放部507の上部に脱墨廃液処理部550の受泡部551を設けている。
受泡部551は、底板552で開放部507と隔てられ、仕切り板503より一段高い終端壁508、509で脱墨槽501と隔てられ、平面視で扇状をなしており、底板552の内側縁部が内壁542よりも内側に突出して受泡部551が二重の円筒状体の内壁542の内側空間に連通しており、底板552より下方において内壁542の一部が開口している。
脱墨廃液処理部550は、二重の円筒状体の内壁542の内側空間の上方領域および中位領域が消泡部553をなし、下方領域が凝集部554をなし、受泡部551と消泡部553とで脱墨泡排出部555を構成している。脱墨泡排出部555は、脱墨槽501の各室501a〜501fから発生する脱墨泡Bを受泡部551に掻き寄せる掻き寄せパドル556を有しており、掻き寄せパドル556は脱墨槽501の内部で各室501a〜501fの仕切り板503および受泡部551の終端壁508、509の上方を旋回し、脱墨泡Bを終端壁508、509の間の受泡部551に掻き寄せる。
図7に示すように、パドル駆動部557は、掻き寄せパドル556を軸心廻りに回転させる中空状のパドル回転軸558を有しており、パドル回転軸558を脱墨槽501の上部開口から下方に向けて垂下し、パドル回転軸558の下端側に掻き寄せパドル556を半径方向に向けて設けている。パドル回転軸558の上端側には従動プーリー559を設けており、パドル駆動モータ560の主動プーリー561と従動プーリー559との間にベルト562を掛け渡している。パドル回転軸558の上端には第1遮光板563を設けており、第1遮光板563の回転軌跡上に第1回転計564を設けている。パドル駆動部557は、槽体の固定部材(図示省略)に支持されている。
消泡部553は受泡部551から流れ込む脱墨泡Bを凝集部554に導くものであり、消泡部553の内部には内壁542の軸心廻りに回転する消泡羽根565を設けており、消泡羽根565は脱墨泡Bとの接触もしくは衝突により脱墨泡Bを破泡して消泡する。あるいは消泡羽根565の回転による遠心力で脱墨泡Bを消泡羽根565から飛ばし内壁542の内側面に衝突させて破泡する。消泡部553が二重の円筒状体の内壁542によって円筒状内面を有することで、消泡羽根565の先端から円筒状内面までの距離が円筒状内面の全周にわたって均等になり、消泡羽根565が回転する全方位において消泡作用にムラが生じにくく、効率よく消泡する。
図7に示すように、消泡羽根駆動部566は、消泡羽根565を軸心廻りに回転駆動する消泡羽根回転軸567を有しており、消泡羽根回転軸567はパドル回転軸558の軸心方向に貫通する中空に挿通して配置し、消泡羽根回転軸567の途中に消泡羽根565を放射状に設けている。消泡羽根回転軸567の上端側には従動プーリー568を設けており、羽根駆動モータ569の主動プーリー570と従動プーリー568との間にベルト571を掛け渡している。消泡羽根回転軸567の上端には第2遮光板572を設けており、第2遮光板572の回転軌跡上に第2回転計573を設けている。消泡羽根駆動部566は、槽体の固定部材(図示省略)に支持されている。
凝集部554は、消泡部553で消泡された脱墨廃液を撹拌して固形成分を凝集させるものであり、凝集部554の内部には内壁542の軸心廻りに回転する撹拌羽根574を設けている。撹拌羽根574を回転駆動する撹拌羽根駆動部は消泡羽根駆動部566を兼用しており、撹拌羽根回転軸として兼用する消泡羽根回転軸567の下端に撹拌羽根574を放射状に設けている。凝集部554には、凝集部554における脱墨廃液の液面を検出する液面センサ554cと液面センサ554cを固定する蓋部554aおよび凝集した固形成分を含む脱墨廃液を取り出すための取出口554bを設けており、蓋部554aは開放部507に位置している。
また、凝集部554の上方には、凝集部554へ凝集剤を供給する凝集剤供給部(図示省略)が設けられている。制御部700は、液面センサ554cの検出信号に基づき、凝集部554に脱墨廃液が所定量受容されたと判断すると、凝集剤供給部から所定量の凝集剤を供給する。
凝集部554は二重の円筒状体の内壁542によって円筒状内面を有することで、撹拌ムラが生じにくく、効率よく固形成分を凝集させることができる。消泡羽根駆動部566は、撹拌羽根回転軸を兼ねる消泡羽根回転軸567をパドル駆動部557のパドル回転軸558に比べて速く回転させる。
そして、脱墨部11の凝集部554にはパルパー部9の槽体91から洗浄廃液を排出する洗浄廃液移送経路をなす洗浄廃液路575が連通している。この構成によりパルパー部9の洗浄時の洗浄廃液も脱墨廃液処理部550で処理できる。この洗浄廃液は、凝集部554に直接供給せずに、脱墨泡排出部555を通して凝集部554に供給してもよい。
図14に示すように、抄紙部13は、脱墨されたパルプ溶液から湿紙12を抄紙するものであり、複数のローラ41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42と、脱墨されたパルプ溶液を抄紙ワイヤー42上に注ぐヘッドボックス43を有している。
抄紙ワイヤー42の無端軌道は、ヘッドボックス43から後述する乾燥ローラ49に至るまでの往路部と、乾燥ローラ49の一部を覆う転移部と、乾燥ローラ49からヘッドボックス43に戻る復路部からなる。
抄紙ワイヤー42の往路部には、抄紙ワイヤー42の下部側でヘッドボックス43の近くに、抄紙ワイヤー42の下面に摺接して抄紙ワイヤー42の下面上から水を払う水切り部44と、抄紙ワイヤー42を介して湿紙12から水分を吸引する吸引装置45を設けている。
さらに吸引装置45の下流側には、複数の絞りローラ41a、41bが抄紙ワイヤー42を挟んで位置しており、絞りローラ41a、41bによって双方のローラ間を通過する抄紙ワイヤー42上の湿紙12を絞る。ヘッドボックス43から抄紙ワイヤー42に供給された直後の湿紙12の含水率を100%とすると、絞りローラ41a、41bを通過し た湿紙は、含水率が60−65%である。
水切り部44および吸引装置45さらには抄紙ワイヤー42の下方に配置するドレンパンで受け止める抄紙廃水は抄紙排水系104を通して白水タンク部100に移送する。抄紙排水系104の一部は抄紙部13の洗浄廃液を移送するために洗浄廃液移送経路をなす洗浄廃液路104aが脱墨部11の凝集部554に連通している。この構成により、洗浄時の洗浄廃液も脱墨廃液処理部550で処理できる。この洗浄廃液は凝集部554に直接供給せずに、脱墨泡排出部555を通して凝集部554に供給してもよい。
乾燥部14は、脱水された湿紙12を乾燥するものであり、加熱装置を内蔵した乾燥ローラ49の一部を、複数のローラ50に巻回したカンバスベルト51が無端軌道の一部の乾燥部で覆っており、乾燥部においてカンバスベルト51と乾燥ローラ49の外周面との間に湿紙12を挟み、乾燥ローラ49で湿紙12を乾燥させる。抄紙ワイヤー42の転移部とカンバスベルト51の乾燥部との間には、乾燥ローラ49に湿紙12を押圧するカレンダローラ50aを設けている。
乾燥した乾紙61は、カンバスベルト51の往路終端位置でスクレーパ111によりカンバスベルト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。
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が白水タンク部100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。
以下、上記した構成の作用を説明する。制御部700は、古紙投入部1とパルパー部9と脱墨部11と抄紙部13と仕上部15と白水タンク部100を制御し、各処理部において古紙再生処理系の運転を行う。
以下においては、本実施の形態における要部をなす脱墨部11の作用について説明する。パルプ溶液流入部502から脱墨槽501の槽内の第1室501aに流入したパルプ溶液は越流板504の越流口504aを越えて第2室501bに流入し、第2室501bから潜流板505の潜流口505aを潜って第3室501cに流入し、以後同様にして第4室501d、第5室501e、第6室501fを巡り、その間に気泡発生部600から散気する微細気泡によってインク等の固形成分の不純物が脱墨泡とともに分離され、脱墨されたパルプ溶液が槽出口506から抄紙部13に移送される。
図9に示すように、パドル駆動部557は、パドル回転軸558を回転駆動して掻き寄せパドル556を、各室501a〜501fの仕切り板503および受泡部551の終端壁508、509の上方で、かつ液面L1より上方位置で軸心廻りに回転させ、脱墨槽501の各室501a〜501fから発生する脱墨泡Bを受泡部551に掻き寄せる。
消泡部553は受泡部551から流れ込む脱墨泡Bを凝集部554に導くとともに、その過程において、回転する消泡羽根565と脱墨泡Bとの接触もしくは衝突により脱墨泡Bを破泡して消泡し、あるいは消泡羽根565の回転による遠心力で脱墨泡Bを内壁542の内側面に衝突させて破泡する。このとき、消泡部553が円筒状内面を有することで、消泡羽根565が回転する全方位において均一な消泡作用で効率よく消泡できる。
凝集部554は、消泡部553で消泡された脱墨廃液を撹拌羽根574で撹拌して固形成分を凝集させる。凝集部554は円筒状内面を有することで、撹拌ムラが生じにくく、効率よく固形成分を凝集させることができる。
しかし、脱墨部11の槽体の形状は円筒に限らず、平面視多角形の筒状体に形成することも可能である。例えば、外壁541を平面視で四角形、六角形等の筒状体とし、内壁542を四角形、六角形等の筒状体とすることも可能であり、それらの組み合わせも可能である。この場合に、内壁542を平面視で正多角形の筒状体に形成すれば、消泡部553における消泡ムラの発生、および凝集部554における撹拌ムラの発生を低減できる。
1 古紙投入部
9 パルパー部
11 脱墨部
12 湿紙
13 抄紙部
14 乾燥部
15 仕上部
41 ローラ
41a、41b 絞りローラ
42 抄紙ワイヤー
43 ヘッドボックス
44 水切り部
45 吸引装置
49 乾燥ローラ
50 ローラ
50a カレンダローラ
51 カンバスベルト
60 カッター装置
61 乾紙
62 再生紙
63 紙受部
90 ケーシング
91 槽体
92 撹拌装置
100 白水タンク部
104 抄紙排水系
104a 洗浄廃液路
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
501 脱墨槽
501a〜501f 室
502 パルプ溶液流入部
503 仕切り板
504 越流板
504a 越流口
505 潜流板
505a 潜流口
506 槽出口
507 開放部
508、509 終端壁
541 外壁
542 内壁
550 脱墨廃液処理部
551 受泡部
552 底板
553 消泡部
554 凝集部
554a 蓋部
554c 液面センサ
555 脱墨泡排出部
556 掻き寄せパドル
557 パドル駆動部
558 パドル回転軸
559 従動プーリー
560 パドル駆動モータ
561 主動プーリー
562 ベルト
563 第1遮光板
564 第1回転計
565 消泡羽根
566 消泡羽根駆動部
567 消泡羽根回転軸
568 従動プーリー
569 羽根駆動モータ
570 主動プーリー
571 ベルト
572 第2遮光板
573 第2回転計
574 撹拌羽根
575 洗浄廃液路
600 気泡発生部
700 制御部

Claims (10)

  1. 古紙を離解してなるパルプ溶液を脱墨する脱墨槽と、脱墨槽で生じる脱墨廃液の脱墨泡を受容する脱墨泡排出部と、脱墨槽内に位置し、脱墨泡排出部から脱墨廃液および脱墨泡を受容して脱墨廃液中の固形成分を凝集する凝集部を備えることを特徴とする脱墨装置。
  2. 脱墨泡排出部を脱墨槽内に配置し、脱墨泡排出部の下方に凝集部を配置し、脱墨泡排出部と凝集部とが脱墨槽内で脱墨廃液処理部を形成することを特徴とする請求項1に記載の脱墨装置。
  3. 脱墨泡排出部は、脱墨槽内で開口し、脱墨泡を落とし込む受泡部と、脱墨槽内で回転して脱墨槽内の液面上に浮遊する脱墨泡を受泡部に掻き寄せる掻き寄せパドルと、掻き寄せパドルを回転駆動するパドル駆動部を有することを特徴とする請求項2に記載の脱墨装置。
  4. 脱墨泡排出部は、受泡部から流れ込む脱墨泡を凝集部に導く消泡部と、消泡部内で回転して消泡部内の脱墨泡を破泡して消泡する消泡羽根と、消泡羽根を回転駆動する消泡羽根駆動部を有することを特徴とする請求項3に記載の脱墨装置。
  5. 凝集部は、消泡部で消泡された脱墨廃液を撹拌して凝集させる撹拌羽根と、撹拌羽根を回転駆動する撹拌羽根駆動部を有することを特徴とする請求項4に記載の脱墨装置。
  6. パドル駆動部は、掻き寄せパドルを軸心廻りに回転させる中空状のパドル回転軸を有し、消泡羽根駆動部は、パドル回転軸の軸心方向に貫通する中空に挿通し、消泡羽根を軸心廻りに回転させる消泡羽根回転軸を有することを特徴とする請求項4に記載の脱墨装置。
  7. 撹拌羽根駆動部は、撹拌羽根を軸心廻りに回転させる撹拌羽根回転軸を有し、消泡羽根駆動部の消泡羽根回転軸が撹拌羽根回転軸を兼ねることを特徴とする請求項6に記載の脱墨装置。
  8. 消泡羽根駆動部は、撹拌羽根回転軸を兼ねる消泡羽根回転軸をパドル駆動部のパドル回転軸に比べて速く回転させることを特徴とする請求項6に記載の脱墨装置。
  9. 古紙を離解用水中で離解処理してパルプ溶液を調製するパルパー部と、パルパー部のパルプ溶液を脱墨して脱墨パルプを調製する請求項1から8の何れか1項に記載する脱墨装置と、脱墨パルプを抄紙する抄紙部と、抄紙部で生じる抄紙廃液を脱墨装置の凝集部へ移送する抄紙廃液移送経路を備えることを特徴とする古紙再生処理装置。
  10. 古紙を離解用水中で離解処理してパルプ溶液を調製するパルパー部と、パルパー部のパルプ溶液を脱墨して脱墨パルプを調製する請求項1から8の何れか1項に記載する脱墨装置と、脱墨パルプを抄紙する抄紙部と、パルパー部と抄紙部のうちで少なくとも何れかの洗浄廃液を脱墨装置の凝集部へ移送する洗浄廃液移送経路を備えることを特徴とする古紙再生処理装置。
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