JP2020002502A - 古紙パルプ原料の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】禁忌品を含む古紙梱包品から、人手に頼ることなく解砕装置により解砕し、解砕物から古紙を回収して資源の有効利用を図る。【解決手段】禁忌品を含む古紙梱包品を解砕装置により解砕する解砕装置は、軸芯回りに回転する実質的に平行な少なくとも２本の第１支持軸１０を有し、前記各支持軸１０に、径方向外側に突出する解砕刃１０Ｂが前記軸芯方向に間隔を空けて複数設けられ、前記解砕刃１０Ｂは、少なくとも外周部に鉤状部１０Ｃを有し、かつ、前記軸芯方向に沿う解砕刃群の鉤状部１０Ｃの位置が軸芯回り方向に相違しており、前記解砕刃１０Ｂを有する前記支持軸１０Ｃがケーシング内に配置されている。【選択図】図４

Description

本発明は、禁忌品を含む古紙梱包品から古紙パルプ原料を製造する製造方法及び製造装置に関するものである。

製紙工場では、市中から回収された古紙が、再生処理設備で古紙パルプ化された後、再び抄紙され新聞用紙に代表されるリサイクル再生紙として利用されている。

近年、生活の多様化に伴って、例えばラミネート紙などの禁忌品が混在する傾向が高まっている。

したがって、市中で回収する古紙の中には、禁忌品と評価されるいわゆる難処理性古紙が混入する。
製紙工場では、難処理性古紙は製紙過程での種々の品質低下要因となるので、その受け入れをすることができないでいた。

このために、古紙の回収企業では、古紙の中から禁忌品を含む難処理性古紙を主に人手により分離し、例えば新聞用紙に再生できる第１の古紙と、例えば段ボール原紙に再生できる第２の古紙とに分別し、それぞれ古紙の種別ごとに（圧縮）梱包し、古紙ベールの状態で製紙工場に納入している。
製紙工場では、古紙ベールをそのまま、若しくは開梱し（結束用番線を切断する）、新聞用紙工場あるいは段ボール用紙工場のパルパーに投入し新聞古紙パルプを、あるいは段ボール古紙パルプを製造していた。

しかし、古紙の回収段階で、禁忌品を選別除去する手間、前述の第１の古紙と第２の古紙とに分別する手間が大きく、人手に頼る部分が大きく分、受け入れ古紙のコストの高騰につながっている。また、作業環境からも見直す必要性が高い。

一方で、古紙の回収企業にとっては、古紙の回収後に古紙の分別を行うことなく、混在状態で製紙工場に販売できることが望ましいが、製紙工場では、前述のように、難処理性古紙は製紙過程での種々の品質低下要因となるので、混在古紙の受け入れはできない。
もちろん、混在古紙を受け入れて焼却処分する方法も考えられるが、焼却によるエネルギー回収量は高くなく、古紙を有用資源として考えた場合には、焼却は避けるべきである。

禁忌品の選別分離には多くの技術的課題が残されており、結局、やむなく人海戦術に頼ることになっていた。

古紙の選別手段としては、風力、比重、磁力、対象物の大きさ等を選別基準とすることが知られている。
しかし、この種の選別は異物除去には有効であるが、禁忌品の禁忌物質が紙と一体している難処理性古紙の分離除去には有効ではない。

従来技術として下記の先行技術がある。
特許文献１のものは、雑誌古紙を含む古紙原料から古紙パルプを回収するものである。
古紙パルプ化の困難な雑誌古紙からの古紙パルプの回収を目的としたものであり、雑誌古紙の粘着異物を除去する技術に関するものである。適当な離解温度下での中濃度パルパーの利用、フラクショネーターによる繊維の分級、クリーナーによる異物除去、粗選スクリーン・精選スクリーンによる異物の分離を行い古紙パルプを回収するものである。 しかしながら、この技術は禁忌品、例えば、金銀ラミネートや石膏ボード、剥離紙等を含む難処理性古紙から古紙パルプを回収するという発想はない。

特開２０１８−９２６３号公報

本発明が解決しようとする主たる課題は、禁忌品を含む古紙梱包品（例えば圧縮梱包したいわゆる古紙ベール）から、人手に頼ることなく解砕装置により解砕し、解砕物から古紙を回収して資源の有効利用を図ることにある。

上記課題を解決した本発明は、
禁忌品を含む古紙梱包品を解砕装置により解砕し、解砕物を得て、解砕でこの解砕物を大きさ基準で分離し、分離した分離物を古紙パルプ製造工程に供給する古紙パルプ製造工程に供給する方法であって、
前記解砕装置は、
軸芯回りに回転する実質的に平行な少なくとも２本の第１支持軸及び第２支持軸を有し、
前記各支持軸に、径方向外側に突出する解砕刃が前記軸芯方向に間隔を空けて複数設けられ、
前記解砕刃は、少なくとも外周部に鉤状部を有し、かつ、前記軸芯方向に沿う解砕刃群の鉤状部の位置が軸芯回り方向に相違しており、
前記解砕刃を有する前記支持軸がケーシング内に配置されている、
ことを特徴とする古紙パルプ原料の製造方法。

支持軸の回転により解砕刃も回転する。解砕刃の少なくとも外周部に鉤状部を有しているので、他方の支持軸又は解砕刃との間で留まっている被解砕物に対し、鉤状部が引っかかり、続く回転により、当該解砕刃と対向する支持軸の隣接する解砕刃との間で剪断力が作用し、紙類を中心とした破断がなされる。かかる破断又は切り裂きがなされあるいは繰り返される結果、細分化がなされる。
一方で、両支持間又は解砕刃間に被解砕物が長く留まるのは解砕効率の点が避けるべきである。しかし、本発明の形態においては、軸芯方向に沿う解砕刃群の鉤状部の位置が軸芯回り方向に相違している結果、支持軸の回転に伴う解砕部位が軸芯方向に経時的に異なる（変化する）ので、被解砕物の破断又は切り裂きが軸芯方向に経時的に異なる（変化する）ようになり、かつ、被解砕物の滞留がなくなる。
他方で、解砕刃を有する前記支持軸がケーシング内に配置されている、したがって、被解砕物及び解砕物の飛び散りが防止される。
上記の作用機序を伴う解砕装置によれば、古紙梱包品の解砕に最適であることが判明している。
解砕が適格になされれば、解砕物をそのまま、あるいは解砕物を選別手段により選別し、その選別物を、古紙パルプ製造工程に供給する、例えば白色古紙パルプ製造工程に供給して新聞用紙製造工程に、あるいは有色古紙パルプ製造工程に供給し段ボール用紙製造工程に供給し、新聞用紙又は段ボール用紙を製造できる。

第１支持軸の鉤状部の内側が向いている方向と、第２支持軸の鉤状部の内側が向いている方向とが、反対方向で相違していることが望ましい。
ここで、第１支持軸及び第２支持軸の回転方向が同じの場合と、反対方向の場合とがあるが、いずれの場合においても、第１支持軸の鉤状部の内側が向いている方向と、第２支持軸の鉤状部の内側が向いている方向とが、反対方向で相違していると滞留が少なく破砕効率が高いことを知見している。

解砕物を大きさ基準で分離し、分離した分離物を古紙パルプ製造工程に供給することもできる。
この解砕物を大きさ基準で分離し、分離した分離物を得る分離装置が、回転軸にその長手方向に沿って搬送ディスクが多数設けられた搬送軸が、平行に搬送方向に離間して多数設けられ、
前記搬送ディスクは、その外周面がなす軌跡の各点と前記回転軸芯との離間距離が段階的に、大から小に変化し、その後小から大に変化する外周面を有するものである形態を好ましく提供できる。

搬送ディスクは、例えば、その外周面の全体形状が三角〜六角形の角形を有している形態とすることができる。

本発明によると、禁忌品を含む古紙梱包品（例えば圧縮梱包したいわゆる古紙ベール）から、人手に頼ることなく解砕装置により解砕し、解砕物から古紙を回収して資源の有効利用を図ることができる。

古紙梱包品の処理の概要フロー図である。 解砕装置の正面図である。 解砕装置の平面図である。 解砕装置の解砕刃の斜視図である。 分離装置の平面図である。 分離装置の要部斜視図である。 分離装置の要部平面図である。 分離装置から仕分け装置までの全体を示す正面図である。 弁別装置例の概要斜視図である。 弁別装置例の概要説明図である。 古紙パルプ製造設備例の概要フロー図である。 他の古紙パルプ製造設備例の概要フロー図である。 解砕装置のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）（ｂ）解砕刃の別の実施形態の側面図である。 圧縮梱包品のままの解砕工程の説明図である。 他の搬送ディスクの実施形態を示す図である。 他の搬送ディスクの実施形態を示す図である。 （ａ）（ｂ）搬送ディスクの位相のずれの説明図である。 紙の近赤外線反射波の波長強度分布図である。 ＰＥの近赤外線反射波の波長強度分布図である。 ＰＰの近赤外線反射波の波長強度分布図である。 ＰＳの近赤外線反射波の波長強度分布図である。 ＰＥＴの近赤外線反射波の波長強度分布図である。 ＰＶＣの近赤外線反射波の波長強度分布図である。

次に、本発明を実施するための形態を説明する。なお、本実施の形態は、本発明の一例に過ぎない。

本発明の禁忌品を含む古紙梱包品の処理例を図１に示してある。この図１に従って処理の概要を予め説明する。
禁忌品との混在物からなる古紙梱包品、一般的にはいわゆる古紙ベールと称せられる圧縮梱包品１は、例えばフォークリスト２によって、投入コンベア３に搬送され、投入コンベア３からホッパー４を介して搬送コンベア５により、解砕装置１０に投入される。
圧縮梱包品１は、例えば番線で結束されているので、解砕装置１０に至る前の適宜の時点で、あるいは解砕装置１０内で番線６などの結束具を除去できる。後に説明する実施の形態の解砕装置１０では番線６を破断しながら解砕を行うことができる。

（圧縮梱包品）
圧縮梱包品１ は、禁忌品を含む所定量の古紙をベーラー（圧縮梱包機）により１２０〜１５０ｋｇ／ｃｍ³程度の圧力で加圧、固形化されて番線６等で梱包して形成される。重量は約１０００〜１５００Ｋｇであり、体積は高さ１〜２ｍ×幅１〜２ ｍ×縦１〜２ ｍ程度である。

（解砕装置）
本実施形態に係る解砕装置１０を図２〜図４に示す。解砕装置１０は、圧縮梱包品１を解砕（破砕）し、紙束を分離、破断するものである。解砕装置１０のケーシング本体１０１内は解砕部１０３となっており、ケーシング本体１０１の上部にはホッパー１０２が備わる。ケーシング本体１０１下部は開放されている。

解砕部１０３には、複数の解砕刃１０Ｂを有する支持軸１０Ａ，１０Ａが、解砕部１０３の一方の内壁（ケーシング本体１０１の内壁）から対向するもう一方の内壁まで配されている。支持軸１０Ａの向きは、後の工程に備わる搬送コンベア１１の搬送方向としてもよいし、幅方向としてもよい。
実施の形態では、支持軸は２本備わり、第１支持軸１０Ａ及び第２支持軸１０Ａ相互は、例えば、水平方向に離間している。しかしながら、支持軸の本数は３本以上の複数であってもよい。

第１支持軸１０Ａ及び第２支持軸１０Ａのそれぞれは、それらの支持軸の軸芯を中心に独立して回転可能である。同支持軸１０Ａの回転速度は適宜調節することができる。そのため、最終的に製造される古紙パルプの単位時間当たりの製造量に合わせて支持軸１０Ａの回転速度を調節し、圧縮梱包品１の解砕装置１０への時間当たりの投入量を調節することができる。
なお、支持軸の本数を２本とすると、解砕装置は必要以上に大型化せず、設置に場所を採らない。また、解砕装置の大きさがコンパクトとなる。
また、支持軸１０Ａそれぞれの回転方向については、独立して、選択できる。そして、支持軸１０Ａの下部には、支持軸１０Ａに直交して水平方向に支持部材１０４が、支持軸１０Ａに離間して複数配されている。
支持軸１０Ａの回転方向を独立して選択できるようにすると、すなわち第１支持軸１０Ａ及び第２支持軸１０Ａを同方向に回転させる、逆方向に回転する操作を加えることによって、圧縮梱包品１又は解砕物を詰まらせないようにできる。また支持部材１０４が備わるので、解砕途中の紙類が適度なサイズに解砕されるまで同支持部材１０４に留まる傾向を示す。そのため適度な大きさに解砕されない紙類が塊のまま搬送コンベア１１に落下するのを防止できる。

支持部材１０４は、支持軸１０Ａの長手方向に離間する解砕刃１０Ｂ，１０Ｂとの中間に設けてもよいが、図示するように、一方の解砕刃１０Ｂ寄りに接近させると、解砕刃１０Ｂと支持部材との離間距離が短い、長いが支持軸１０Ａの長手方向に交互にあらわれ、多様な解砕を行わせることができ望ましい。

（解砕刃）
図４に示すように支持軸１０Ａに対して直角に解砕刃１０Ｂが複数備わり、解砕刃１０Ｂは支持軸１０Ａ方向に離間して配設されている。解砕刃１０Ｂには鉤状部（フック部）１０Ｃが解砕刃１０Ｂの外方に突出して形成されている。
解砕刃１０Ｂの鉤状部（フック部）１０Ｃの数は適宜でよく、図１３の例では６つ、図１４の例では２つである。図１４の例で示すように、鉤状部（フック部）１０Ｃは解砕刃１０Ｂの円周上の離れた位置に1つずつ合計２つ設けてもよく（図１４（ａ））、また、いわゆる、錨型のように、２つの鉤状部（フック部）１０Ｃ相互の向きを外側に向かうように設けてもよい（図１４（ｂ））。さらに解砕刃１０Ｂの鉤状部（フック部）１０Ｃの向きは全てが同方向のほか、あえて図１３に変形例として示すように、鉤状部（フック部）１０Ｃの向きが対向する形態を有していてもよい。

解砕刃１０Ｂの鉤状部（フック部）１０Ｃにおける、中心１０Ｑからの半径方向に沿う突出長ｈは解砕特性との関係で適宜選定できるが、圧縮梱包品１を対象とする実施の形態においては、１５ｃｍ〜８０ｃｍ、特に２５ｃｍ〜６０ｃｍが好ましい。

また、鉤状部（フック部）１０Ｃの向き（鉤状部（フック部）１０Ｃ先端と支持軸１０Ａの軸芯を結ぶ線に対し、凹陥している内側面（内側線）が回転に伴って移動する方向が、図４に示す、ＦＲ方向であってもよいし、ＢＡ方向であってもよい。
図示例では、解砕刃（１０Ｂ１、１０Ｂ２、１０Ｂ３、１０Ｂ４）はＦＲ方向であり、解砕刃（１０Ｂ５、１０Ｂ６、１０Ｂ７）はＢＡ方向である。また、解砕刃（１０Ｂ２´、１０Ｂ３´、１０Ｂ４´）はＢＡ方向であり、解砕刃（１０Ｂ５´、１０Ｂ６´）はＦＲ方向である。このように配置しておくと、支持軸１０Ａをどちら側に回転させても、圧縮梱包品１に鉤状部１０Ｃが接触するので、解砕がスムーズに行われる。ここで、ＦＲ方向とは同図で支持軸１０Ａを左側から右側に見た場合に時計回りとなる方向であり、ＢＡ方向とは反時計回りとなる方向である。

軸芯方向に沿う解砕刃１０Ｂ，１０Ｂ…群の鉤状部１０Ｃの位置が軸芯回り方向に相違している。換言すると支持軸１０Ａを回転させたとき、隣り合う解砕刃１０Ｂ，１０Ｂ…それぞれの位相が異なるように配置されている。具体的には、支持軸１０Ａの軸芯方向の視線で（図４のＡ−Ａ矢視）について、図１３に示すように、隣接する解砕刃１０Ｂ１及び解砕刃１０Ｂ２の関係において、解砕刃１０Ｂ１と中心１０Ｑと解砕刃１０Ｂ２のなす角度を所定の角度αとなるよう形成することができる。この角度αとしては、特に限定されないが、例えば１０度〜８０度以内で適宜選択できる。

別の実施形態として、支持軸１０Ａを３本以上並列させることもできる。その場合でも、隣り合う支持軸１０Ａそれぞれの解砕刃１０Ｂを最接近させたときに、その最接近する解砕刃１０Ｂ相互の距離が離間するように、隣り合う支持軸１０Ａを並列させるようにする。

圧縮梱包品１は搬送コンベア５により搬送され、解砕装置１０に投入される。解砕部１０３に導かれた圧縮梱包品１は、位相の異なる解砕刃１０Ｂそれぞれの回転により力を受け、ｘ方向及びｙ方向（図３参照）に転がりながら徐々に解砕される。そして、紙束の分離と解砕・破断がなされる。

解砕後の紙類のサイズは一様ではなく、大きいサイズのものや小さいサイズのものが混在した状態となる。具体的には、例えば解砕物の少なくとも５０％以上のものが、最大幅５００ｍｍ、最大面積２５〜１００００ｃｍ²程度に解砕されているのが望ましい。解砕後の紙類のサイズが小さすぎると、最終的に製造される古紙パルプの強度が小さいものとなり、品質の低下を招く原因となる。
適度なサイズに解砕された紙類は、解砕装置１０の開放された下部から搬送コンベア１１に落下する。

（分離装置）
解砕装置１０により解砕され細分化された紙類（解砕物）は搬送コンベア１１により、直接に弁別手段に供給する、あるいは古紙パルプ製造工程に供給するのではなく、好ましくは前記解砕物を大きさ基準で分離し、分離した分離物を得て、この分離物を弁別手段に供給する、あるいは古紙パルプ製造工程に供給する。

この分離装置としては、
回転軸２０Ａにその長手方向に沿って搬送ディスク２０Ｂが多数設けられた搬送軸が、平行に搬送方向に離間して多数設けられ、
前記搬送ディスク２０Ｂは、その外周面がなす軌跡の各点と前記回転２０Ａの軸芯との離間距離が段階的に、大から小に変化し、その後小から大に変化する外周面を有するものである、形態が好適である。

搬送ディスクは、具体的に、その外周面の全体形状が三角〜六角形の角形を有している形態とすることができる。
図５及び図６の膨らみをもつ略三角形の形態を例にとると、その一つの外周面においては、その外周面がなす軌跡の各点と回転１０Ａの軸芯との離間距離が段階的に、角部から中央にかけて大から小に変化し、その後小から大に変化して他方の角部に至る。

実施の形態における分離装置２０は、搬送コンベア１１により搬送された紙類の分別を行うものである。搬送された紙類を、重量物ＰＷ、アンダーサイズＰＵ、及びオーバーサイズＰＯに分別する。例えば、重量物ＰＷには金具、プラスチック等の破片が含まれる。アンダーサイズＰＵには軟らかめの紙や細切れの紙が含まれる。オーバーサイズＰＯには比較的面積の大きな紙や硬めの紙が含まれることになる。分離装置２０は全体が下流側を上に向けた傾斜状態に設置されたものである。

図５に示すように分離装置２０は、流れ方向（ｘ方向）に多数の回転軸２０Ａを有する。そして、多数の回転軸２０Ａそれぞれは直交するｙ方向に離間しつつ延在している。
図６及び図７に示すように各回転軸２０Ａには多数の搬送ディスクが所定の間隔を空けて設けられ、搬送軸を構成している。搬送ディスクは一方の表面から突出部が形成されている。
図示の形態では、突出部は、搬送大ディスク２０Ｃの表面に搬送小ディスク２０Ｂが突出した形状をなし、一体化した形態（搬送ディスク（２０Ｂ、２０Ｃ）となっている。搬送大ディスク２０Ｃと搬送小ディスク２０Ｂ相互は、回転軸２０Ａの軸心を共通とするとよい。しかしながら、これに限定されるものではない。
例えば、第１の搬送軸２０Ａ１と第２の搬送軸２０Ａ２は、ｘ方向に並列させることができる。第１の回転軸２０Ａに設けられる搬送ディスク（２０Ｂ、２０Ｃ）は、左側に搬送小ディスク２０Ｂが右側に搬送大ディスク２０Ｃが向くように形成され、これに対し、次の第２の回転軸２０Ａに設けられる搬送ディスク（２０Ｂ、２０Ｃ）は、右側に搬送小ディスク２０Ｂが左側に搬送大ディスク２０Ｃが向くように形成され、ｘ方向に隣接する搬送ディスク間で、図７に示すように、搬送小ディスク２０Ｂと搬送大ディスク２０Ｃとが対向するように配置されている。
この態様では、第１の回転軸２０Ａと第２の回転軸２０Ａ、及び相互に近接する４体の搬送ディスク（２０Ｂ、２０Ｃ）間で挟まれた領域が開口部２０Ｄ（図７参照）となる。

図１７、図１８に一例を示すように搬送小ディスク２０Ｂ及び搬送大ディスク２０Ｃは、外形をほぼ多角形状とすることができる。例えば、三角形、四角形、五角形等、多角形とすることができ、これら多角形の各辺に膨らみを持たせるとより好ましい。膨らみを持たせると、隣り合う回転軸を回転させたとき、過度に急激な移動を防止できる。

搬送大ディスク２０Ｃ及び搬送小ディスク２０Ｂそれぞれの形態については膨らみを有する三角形とすることができる。また、搬送大ディスク２０Ｃを四角形、搬送小ディスク２０Ｂを三角形とすることもできる。しかしながら、回転させたときにｘ方向に隣接する搬送ディスク（２０Ｂ、２０Ｃ）相互を接触しないように離間させて配置することは言うまでもない。

搬送ディスクの別の実施形態として、搬送ディスク全てが凸型ではない多角形状、例えば、三角形や四角形などであってもよい（図１６参照）。

（投入及び選別）
分離装置２０を稼働させると、多数の回転軸２０Ａは、図６に示す曲線矢印の向きに回転を継続する。回転速度については可変に調節することができる。搬送コンベア１１により搬送された紙類が、分離装置２０の上流側に導かれると、紙類（搬送材料）は搬送ディスク（２０Ｂ、２０Ｃ）の形状及び回転力により上方へ跳ね上がり、バウンドしながら下流側に順次移動する。すなわち、例えば図５〜図７に示す例では、ほぼ三角形の搬送ディスクが回転すると、外周面と回転軸芯との離間距離が変化するので、紙類を跳ね上げながら分離装置２０の下流側に抗して、好ましくは搬送コンベア１１の傾斜角度を１０度から３０度の傾斜にリフトアップさせ、若しくはさせながら送り込む。

（重量物ＰＷ）
分離装置２０は下流側を上に向けた傾斜状態に設置している。重量物ＰＷは跳ね上がらない又は跳ね上がりが弱いので、分離装置２０の上流から下方に転がり落ち、下流端から下方に集められる。この重量物ＰＷは、例えばフォークリフト２を用いて、スクラップヤードへと排出される。

（アンダーサイズＰＵ）
重量物ＰＷが除かれた搬送材料のうち比較的、軟らかめの紙や細切れの紙等（アンダーサイズＰＵ）は、搬送過程で開口部２０Ｄから落下する。当該アンダーサイズＰＵは集められて例えば燃料として活用される。

（オーバーサイズ）
さらにアンダーサイズＰＵが除かれた搬送材料は、分離装置２０の下流端に順次移動される。下流端から落下したこの搬送材料（オーバーサイズＰＯ）は主に比較的面積の大きな紙や硬めの紙からなり、次に続く弁別工程に導かれる。
オーバーサイズＰＯの分画は、適宜選択することができるが、例えば、２５ｃｍ²分画基準とすることができる。

禁忌品を含む古紙梱包品から白色古紙、有色古紙を製造する工程では、白色古紙又は有色古紙の原料とそれ以外のものの選別が必要である。当該古紙梱包品から禁忌品を取り除いたものであっても、選別価値のないスクラップや軟らかめの紙、細切れの紙等（例えば、数センチ四方の古紙）が依然として解砕された紙類に混在する。これらアンダーサイズＰＵは、優良な白色古紙や有色古紙を製造する工程の妨げとなる。

従来は、人の手によりアンダーサイズＰＵを取り除いていたが、費用対効果の面で低いものであった。本実施形態に係る分離装置２０を用いることで、重量物ＰＷはもちろん、アンダーサイズＰＵも排除される。そうすると、オーバーサイズＰＯに含まれるアンダーサイズＰＵを極力少なくすることができる。よって、次工程である弁別工程において質の高い白色古紙及び有色古紙の原料を用いることができ、製造製品の品質向上につながる。

また、解砕装置１０により適度なサイズに解砕された紙類の中には、一部塊のままの状態や複数の紙が一体化したままの状態のものも混在する場合がある。このような状態の紙類でも分離装置２０により跳ね上がったりバウンドしたりすることで、紙の塊が解れ、密着された紙が分散化される。そうして、重量物ＰＷ、アンダーサイズＰＵ、オーバーサイズＰＯに分離される。

オーバーサイズ品ＰＯは、例えば搬送コンベア１２を介して投入フィーダー３０に投入される。投入フィーダー３０は分散化手段を、又は分散化手段の一部を構成することができる。
投入フィーダー３０の一例は、下流側が下り傾斜の振動フィーダーである。この投入フィーダー３０では下流側に落下する過程で、幅方向に分散されるとともに、オーバーサイズ品ＰＯの重なりを解除して分散化（個別化）が図られる。
なお、搬送コンベア１２及び投入フィーダー３０を設けない態様とすることもできる。この場合、分離装置２０により分離されたオーバーサイズ品ＰＯは、直接、弁別（分別）装置４０に投入される。

（弁別手段）
投入フィーダー３０により分散されたオーバーサイズ品ＰＯは、弁別（分別）装置４０に投入される。
弁別（分別）装置４０は、例えば、搬送コンベア４１と、測色カメラ４２を使用して測色する測色手段と、ハイパースペクトルカメラ４３により材料を測定する材料測定手段とを有するのが望ましい。
また、個々の搬送物について、測色手段による測色値の白色度が高いか否かを判断する第１の弁別手段４４と、個々の搬送物について、材料測定手段により測光した吸光度スペクトルに基づきセルロース成分が支配的であるか否かを判断する第２の弁別手段４５とを有するのが望ましい。
測色カメラ４２とハイパースペクトルカメラ４３は、搬送コンベア４１の幅方向に並列して設けても、搬送コンベア４１の流れ方向に並べて設けても良いが、好ましくは、後工程におけるエアーによる吹き飛ばし仕分けとの連携動作精度を高め得る効果から、搬送コンベア４１の幅方向に並列して設けることが好ましい。

かかる第１の弁別手段４４及び第２の弁別手段４５による弁別により、測色値の白色度が高く、かつ、セルロース成分が支配的である場合には、白色古紙である、他方で、測色値の白色度が低く、かつ、セルロース成分が支配的である場合には、有色古紙であるとして弁別し、その弁別信号に基づいて仕分けを行うことができる。

仕分け工程において、さらに、セルロース成分が支配的でない場合には、古紙処理品以外のものとして処理することができる。
公益社団法人古紙再生促進センターでは、「禁忌品」とは、「製紙原料にならない異物」と定義している。
その紙類例として、粘着物の付いた封筒、裏カーボン紙、ノーカーボン紙（宅配便の複写伝票など）、防水加工された紙（紙コップ、紙皿、紙製のカップ麺容器、紙製のヨーグルト容器、油紙、ロウ紙など）、圧着はがき（親展はがき）、感熱紙（ファックス用紙、レシートなど）、印画紙の写真、インクジェット写真プリント用紙、感光紙（青焼きコピー紙）、プラスチックフィルムやアルミ箔などを貼り合わせた複合素材の紙、金・銀などの金属が箔押しされた紙、においの付いた紙（石鹸の個別包装紙、紙製の洗剤容器、線香の紙箱など）、捺染紙（昇華転写紙、おもに絵柄などを布地に加熱してプリントする際に使われる紙、感熱性発泡紙（おもに点字関係で使用されているもので、熱を加えたところが盛り上がる紙）がある。
また、「紙類以外」のものとして、粘着テープ類、ワッペン類、ファイルの金具、金属クリップ類、フィルム類、セロハン、発泡スチロールがある。
この禁忌品の例示のように、「紙類以外」のものは禁忌品であり、古紙に分類できないので古紙処理系から除外する必要がある。
他方で、「紙類」の中でも例えばプラスチックフィルムやアルミ箔などの貼り合わせ程度が高いものなども、古紙処理系から除外することができる。

例えばラミネート紙などを分別するためには、材料（材質）測定が必要となる。そこで、ハイパースペクトルカメラ４３により材料（材質）を測定する。
ハイパースペクトルカメラ４３は、可視光から短波赤外領域（ＳＷＩＲ）までの広い波長領域を細かい波長域で区分けし、それぞれの波長域での光強度（波長スペクトル）を取得することができる。例えば、近赤外線（７５０〜１７００ｎｍ近傍）領域も撮影可能である。符号４６は可視光から近赤外領域までの波長をもつ光源である。
物質を構成している分子は、様々な運動をしており、運動している分子に光をあてると、運動状態に合わせて特定の波長の光のみが吸収される。吸収される赤外線領域の波長は、分子を構成する原子間距離と振動方向によって決まった値になり、分子の種類を的確に表す特徴的な波長分布になる。反射・吸収された波長分布（吸収スペクトル）を調べることによって、測定対象物がどのような分子を含んでいるかを知ることが可能である。かかる原理によって、材料（材質）を測定することができる。

図１９〜図２４に吸収スペクトル分布例を示す。セルロースとプラスチック類とは吸収スペクトル波長分布が明確に異なるので、禁忌品と例えば新聞古紙パルプ用の古紙とに弁別が容易となる。
ちなみに、セルロース成分が支配的である、すなわち新聞古紙パルプ用の古紙である蓋然性が高い場合、近遠赤外線の反射波の強度波形が１４４０〜１４９０ｎｍの範囲に深い谷を有する波形として明確に現れる。
これに対し、他のプラスチックでは、波形谷が１６７０ｎｍ近辺、１７３０ｎｍ近辺に現れ、しかも、谷部の波形も材質特有なものを示す。したがって、プラスチック間でも材料（材質）の弁別が可能である。

他方で、測色カメラ４２を使用した測色手段により測色する。測色カメラとしては、一般のＣＣＤカメラを使用できる。可視光領域をカラーフィルター等で、赤・緑・青に分光し、それぞれを取得することで、画像を得る。
この場合、測色手段による測色値について白色度が高いか否かを基準として判断する。
そして、白色度が高い場合には白色古紙であると判断し、新聞古紙パルプ用として弁別し、白色度が高くない場合には、有色古紙であり、新聞古紙パルプ用としては使用できないものとして分別できる。

ＣＣＤカメラでは、撮像範囲の所定面積範囲を搬送方向の幅方向に走査し、測色情報を得る。測色値の白色度が高いか否かを判断するに際し、ＨＳＶ色空間で判断するのが望ましい。ＨＳＶ色空間で判断することは人間の視感との対応関係が高いからである。
なお、本発明は、他のＲＧＢ色空間などの使用を排除するものではない。

ＨＳＶ色空間としては、次記表１のような設定範囲とすることができる。この設定範囲は、変えることができる。設定範囲の理由としては白色は、色相の偏りが無いので、Ｈは全領域を指定、色味（再度）が無いので、Ｓは小さい値（０〜２０）を指定、明るいので、Ｖは大きい値を指定したものである。

表１の設定範囲の下で、各色要素が表２の範囲（最小値と最大値との間の範囲）内である条件がアンドで成立する場合に、「白色」であると判断し、それ以外のものは、「有色」と判断することができる。
さらに具体的には、搬送物全体のピクセルのうち、白のピクセル数の方が多い、例えば５０％超である場合には、対象物が白いと判定し、それ以外の場合を有色と判定することができる。この例では５０％を分岐基準としたが、他の割合での基準設定も可能である。

弁別（分別）装置４０により弁別（分別）を行った搬送物について、搬送コンベア４１の搬送速度との関係で、当該搬送物が、例えば搬送コンベア４１から落下する過程で仕分け装置５０を作動させる。
仕分けには人手により行うこともできるが、自動化手段を使用するのが望ましい。
実施の形態では、エアコンプレッサー（図示せず）からのエアーによる吹き飛ばし仕分けを行うようにしてある。

すなわち、白色古紙が搬送コンベア４１の下流端に到達した場合には、第１エアノズル５１を作動させ、第１回収容器５３に回収し、有色古紙が搬送コンベア４１の下流端に到達した場合には、第２エアノズル５２を作動させ、第２回収容器５４に回収する。白色古紙でなく、有色古紙でもないものは、例えばエアノズルを作動させることなくそのまま搬送コンベア４１の下流端から落下させ第３回収容器５５に回収できる。

ここで、搬送コンベア４１の幅が広い場合には、幅方向に複数の搬送物が搬送されることになるので、上記エアノズルは幅方向に複数配置することができる。
また、回収の方向を図示例のように搬送方向に区分するほか、搬送コンベア４１の下流部で幅方向外側に向けてエアーによる吹き飛ばしを行い仕分け及び回収を行うこともできる。また、エアーによる吹き飛ばしを搬送コンベア４１上で行うようにしてもよい。

白色古紙は、新聞古紙パルプ用等の材料とし、有色古紙は段ボール古紙パルプ用等の材料とすることができる。図１に白色古紙７及び有色古紙８をベーラー９により梱包し、後に利用に供する形態を図示してある。

上記のように回収された白色古紙は、新聞古紙パルプ（ＮＤＩＰ）用材料とするか雑誌古紙パルプ（ＭＤＩＰ）用材料とし、新聞用紙や再生ＰＰＣ用紙等として再生できる。有色古紙については、段ボール古紙パルプ（ＷＰ）用材料とすることができる。
雑誌古紙パルプ（ＭＤＩＰ）は、新聞古紙パルプ（ＮＤＩＰ）と同じパルプ製造設備（フロー）で製造できる。各種古紙パルプを製造する場合、既存の又は公知のパルプ製造設備で製造できるが、以下の実施の形態で製造するのが最適である。

回収された有色古紙により段ボール古紙パルプ（ＷＰ）を製造する一例を図１１に示した。
この実施の形態を要すれば次のとおりである。
（１）回収された有色古紙の乾式の解砕工程
（２）高濃度パルパーによる離解工程
（３）リフラー型スクリーンによるスラッシング工程を含む粗選工程
（４）前段クリーナー、ホールスクリーン、スリットスクリーン、後段クリーナーの順の第２粗選工程
（５）脱水工程
（６）精選工程でのホールスクリーンリジェクトは、ローターと丸穴円筒バスケットからなる離解分散と、スリットスクリーン及び又はドラムスクリーンの精選リジェクト回収工程
を有するものである。

具体例を説明すると、回収された有色古紙（ベール）７は必要に応じ乾式で解砕機６１により解砕される。
例えば３５ｍｍ幅に裁断された解砕物は、高濃度パルパー６２により好ましくは連続高濃度パルパー、より好ましくは蒸気を得ながら離解される。
重量異物は、分離機７８により分離される一方で、タンク６３に一旦貯蔵される。続いて、第１粗選工程を実施ためのフラッシュソーター（リフラー型スクリーン）からなる分別機６４により異物分離を行い、タンク６５に貯蔵される。その後、タンク６７に送る。
続いて、前段クリーナー６８により重量異物を除去し、ホールスクリーン６９に送り、ラミネートなどの大きなゴミ、金銀ラミネートを分離し、タンク７２に貯蔵する。
その後、スリットスクリーン７３により細かな異物除去を行ない、タンク７４に貯蔵する。
続いて、後段クリーナー７５により、細かな異物除去を行い、フィルター７６、例えばドラム式パルプレスフィルターにより脱水を図り、古紙パルプとしてタンク７７に仮貯蔵する。
他方で、第１粗選工程でのホールスクリーン６９のリジェクト分は、ローターと丸穴円筒バスケットからなる、離解と分別の両方の機能を有する離解分散機（コンビソーター）７１に供給し、金銀ラミネート中の繊維分を回収する。

回収された白色古紙により新聞古紙パルプ（ＮＤＩＰ）を製造する一例を図１２に示した。
白色古紙７は、パルパー８０により離解され、ターボセパレーター８１、高濃度クリーナー８２及び粗選スクリーン８３により粗選される、続いて、プレフローテーター８４により脱墨された後、クリーナー８５、スクリーン８６により精選され、脱水機８７により脱水される。その後、ホットディスパーザー８８により異物分散を行い、過酸化水素タワー８９にて漂白処理され、ポストフローテーター９０により脱墨された後、脱水機９１により脱水され、高濃度ポンプ９２により高濃度タワー９３から抄紙機（図示せず）へ送給される。
また、回収された白色古紙により新聞古紙パルプ（ＮＤＩＰ）を製造する製造方法としては、前記段ボール古紙パルプの製造例に加え、浮遊選別工程（フローテーター）等の脱墨処理工程を組み合わせて新聞古紙パルプを製造することができる。

禁忌品の定義は、時代によって変遷する。それに応じて選別基準を変更できる。本発明の禁忌品を含む古紙梱包品の処理方法の実施にあたり、上記の装置を使用することに限定されず、また、一部の工程を人力又は機器の併用による半自動で行うことができる。古紙梱包品は圧縮梱包品に限定されない。さらに回収古紙の利用先、及び廃棄先は適宜選定でき、上記例に限定されない。

各種古紙を回収して資源の有効利用及び環境保全に役立たせることができる。

１ 圧縮梱包品
７ 白色古紙
８ 有色古紙
１０ 解砕装置
１０Ａ 支持軸
１０Ｂ 解砕刃
１０Ｃ 鉤状部
２０ 分離装置
２０Ａ 回転軸
２０Ｂ 搬送小ディスク
２０Ｃ 搬送大ディスク
２０Ｄ 開口部
２０Ａ 第１の回転軸
２０Ａ 第２の回転軸
３０ 投入フィーダー
４０ 弁別（分別）装置
５０ 仕分け装置
１０２ ホッパー
１０３ 解砕部
１０４ 支持部材

Claims (6)

1. 禁忌品を含む古紙梱包品を解砕装置により解砕し、解砕物を得て、解砕した解砕物を古紙パルプ製造工程に供給する方法であって、
   前記解砕装置は、
   軸芯回りに回転する実質的に平行な少なくとも２本の第１支持軸及び第２支持軸を有し、
   前記各支持軸に、径方向外側に突出する解砕刃が前記軸芯方向に間隔を空けて複数設けられ、
   前記解砕刃は、少なくとも外周部に鉤状部を有し、かつ、前記軸芯方向に沿う解砕刃群の鉤状部の位置が軸芯回り方向に相違しており、
   前記解砕刃を有する前記支持軸がケーシング内に配置されている、
   ことを特徴とする古紙パルプ原料の製造方法。
2. 第１支持軸の鉤状部の内側が向いている方向と、第２支持軸の鉤状部の内側が向いている方向とが、反対方向で相違している請求項１記載の古紙パルプ原料の製造方法。
3. 前記解砕物を大きさ基準で分離し、分離した分離物を前記古紙パルプ製造工程に供給する請求項１記載の古紙パルプ原料の製造方法。
4. 前記解砕物を大きさ基準で分離し、分離した分離物を得る分離装置が、
   回転軸にその長手方向に沿って搬送ディスクが多数設けられた搬送軸が、平行に搬送方向に離間して多数設けられ、
   前記搬送ディスクは、その外周面がなす軌跡の各点と前記回転軸芯との離間距離が段階的に、大から小に変化し、その後小から大に変化する外周面を有するものである、
   請求項３記載の古紙パルプ原料の製造方法。
5. 前記搬送ディスクは、その外周面の全体形状が三角〜六角形の角形を有している請求項４記載の古紙パルプ原料の製造方法。
6. 禁忌品を含む古紙梱包品を解砕装置により解砕し、解砕物を得て、解砕した解砕物を古紙パルプ製造工程に供給するのに使用する古紙パルプ原料の製造装置であって、
   前記解砕装置は、
   軸芯回りに回転する実質的に平行な少なくとも２本の第１支持軸及び第２支持軸を有し、
   前記各支持軸に、径方向外側に突出する解砕刃が前記軸芯方向に間隔を空けて複数設けられ、
   前記解砕刃は、少なくとも外周部に鉤状部を有し、かつ、前記軸芯方向に沿う解砕刃群の鉤状部の位置が軸芯回り方向に相違しており、
   前記解砕刃を有する前記支持軸がケーシング内に配置されている、
   ことを特徴とする古紙パルプ原料の製造装置。

Images