JP5846839B2

JP5846839B2 - 抄紙装置

Info

Publication number: JP5846839B2
Application number: JP2011226305A
Authority: JP
Inventors: 田村　拓也; 拓也田村; 泰成岡垣内
Original assignee: Duplo Seiko Corp
Current assignee: Duplo Seiko Corp
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2031-10-14
Also published as: JP2013087368A

Description

本発明は、古紙再生処理装置等の抄紙装置に関し、特に運転を停止させる技術に係るものである。

従来、この種の古紙再生処理装置では、パルプ工程において古紙を原料とする古紙パルプからパルプ懸濁液である紙料を調製し、抄紙工程において紙料から湿紙を帯状に抄紙し、その後に湿紙を乾燥させて帯状紙を形成し、仕上げ工程において帯状紙を所定サイズの単葉紙に裁断して再生紙を製作し、製作した再生紙は紙受部に積載している。

また、先行技術文献としては、特許文献１があり、ここでは、断水発生時に必要最低限の再生運転を行なった後に運転を停止し、さらにはメンテナンス動作を自動的に実行させるために、以下の運転制御を行っている。

すなわち、制御部は、補給水供給系から白水タンクへ給水する際に水量センサが通水を検知しないときに断水が発生したと判断し、断水発生時に非常運転動作を実行する断水時運転制御機能部を有し、断水時運転制御機能部は、非常運転動作において、再生パルプ部のパルパーが離解動作途中または離解動作終了であるときに、再生パルプ部の少なくとも１回の離解動作に相応する再生運転を実行して後に運転停止する。

特開２０１１−１３７２５１号公報

ところで、紙受部における再生紙の積載量が最大積載容量に達すると、後続の再生紙を排出することができなくなるので、古紙処理装置の運転を停止する必要がある。特に抄紙工程を担う抄紙装置では、脱墨されたパルプ懸濁液からなる紙料をヘッドボックスから抄紙ワイヤーに供給して湿紙を連続的に抄紙し、抄紙した湿紙を脱水部のフェルトからなる吸水ベルトに湿紙を転移させ、吸水ベルトで湿紙の吸収脱水を行なっている。

このため、運転が突然停止して抄紙ワイヤーや吸水ベルトに湿紙が残留する状態で時間が経過すると、湿紙から離脱する水分量が変化し、湿紙の含水率が予め想定しているものと異なるものとなる。

この抄紙ワイヤーや吸水ベルトに残留した湿紙は、運転を再開して仕上げ工程において再生紙に仕上げても、その品質は通常の品質よりも劣ったものとなる。
また、運転停止後の放置時間が長時間に及ぶと、抄紙ワイヤーや吸水ベルトに湿紙の繊維がこびりついてメンテナンスが必要となる。

本発明は上記した課題を解決するものであり、紙受部の積載量が最大積載容量に達したことを原因として運転が全面停止する事態を回避し、品質が劣化した紙の発生を抑制できる抄紙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、本発明の抄紙装置は、ヘッドボックスに貯留した紙料から湿紙を抄紙する抄紙網部と、湿紙を受け取って乾紙となす乾燥部と、乾紙を受け取って設定仕様の単葉紙に整形する仕上部と、仕上げた単葉紙を積載して保持する紙受部と、前記各部を制御する制御部を備え、紙受部は、単葉紙の積載量が上位設定積載量に達したことを検出する検出部を有し、制御部は、通常運転モードの運転制御を担う自動運転制御機能部と、運転停止モードの運転制御を行う運転停止モード制御機能部を有し、自動運転制御機能部は、通常運転モードの開始時に、検出部により上位設定積載量と現在積載量との差である積載可能残容量を検出し、積載可能残容量が最少設定残容量以上であるとき運転を開始し、検出部により単葉紙の積載量が上位設定積載量に達したことを検出すると運転制御が運転停止モードに遷移し、運転停止モード制御機能部は、ヘッドボックスへの新たな紙料の供給を停止し、ヘッドボックスから抄紙ワイヤー上に注がれた紙料の全量を抄紙して単葉紙に仕上げ、仕上げた単葉紙の全てを紙受部に排出し、紙受部の単葉紙の積載量が最大積載容量以下となる状態で運転停止することを特徴とする。

以上のように本発明によれば、上位設定積載量は、最大積載容量に達するまでの積載可能残容量が十分に確保できる容量、つまりヘッドボックスが満杯となる量の紙料を抄紙して得られる単葉紙を紙受部に積載しても最大積載容量以下となる容量に設定する。

そして、制御部は、積載量が上位設定積載量に達した後に行なう運転停止モードにおいて、ヘッドボックスに残留する紙料の全量を抄紙して単葉紙に仕上げ、仕上げた単葉紙の全てを紙受部に排出する。

この結果、紙受部の積載量が最大積載容量に達したことを原因として運転が全面停止する事態を回避でき、品質が劣化した紙の発生を抑制できる。
また、最少設定残容量として、例えば１時間程度の運転によって製作される単葉紙が紙受部に積載しても最大積載容量以下となる容量に設定する。

そして、制御部は、通常運転モードの開始時に、積載可能残容量が最少設定残容量以上であるとき運転を開始する。
この結果、通常運転モードの開始時に積載可能残容量を確認できるので、運転開始後、短時間のうちに紙受部の積載量が上位設定積載量に達して運転停止モードとなることを防止できる。

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網部、乾燥部および仕上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紙受部を示す正面図同紙受部の側面図

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６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、抄紙網部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紙料であるパルプ懸濁液８を製造する。

貯蔵タンク部１０は、パルパー部９で得られた紙料のパルプ懸濁液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。

抄紙網部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の少なくとも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（図示省略）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、帯状の乾紙６１を所定のサイズ等の設定仕様の単葉紙に切断により整形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。

紙受部６３は、仕上部１５の排出口６４に臨んで配置してあり、仕上部１５の搬送方向最下流位置にある搬送ローラの上ローラ６５および下ローラ６６によって送り出す再生紙６２を受け止めるものである。紙受部６３は、図５および図６に示すように、上下方向に延びる左右一対のガイドフレーム６３１、双方のガイドフレーム６３１の間に位置し、各ガイドフレーム６３１に形成したガイド溝６３１ａに沿って昇降可能な紙受け台６３２と、紙受け台６３２を昇降駆動する紙受け台駆動機構６３３を備えている。

紙受け台駆動機構６３３は、固定スプロケット６３４と、可動スプロケット６３５と、駆動部６３６の駆動スプロケット（図示省略）、および各スプロケットに掛け渡して配置したチェーン６３７を有しており、チェーン６３７はその一端をガイドフレーム６３１に接続し、他端を紙受け台６３２に接続してある。

可動スプロケット６３５はスプリング６３８を介してガイドフレーム６３１に懸架してあり、スプリング６３８はその弾性力でチェーン６３７に張力を与えてチェーン６３７を弛みのない常に緊張した状態に維持している。

駆動部６３６は、モータ６３９により駆動する駆動ギヤ６４０と、駆動ギヤ６４０に噛合する従動ギヤ６４１を有しており、従動ギヤ６４１が駆動スプロケット（図示省略）と一体に回転してチェーン６３７の繰り出し、繰り入れを行うことで、紙受け台６３２を昇降駆動する。

紙受部６３には反射型のセンサからなる複数の上位センサ６４２が排出口６４の近傍位置で、かつ再生紙６２の排出位置より所定距離だけ下方に離れた位置に設けてある。上位センサ６４２は、紙受け台６３２に積載した再生紙６２のうちの最上位の再生紙６２を検出するもので、再生紙６２の紙幅方向の両側に対応する両側位置および紙幅方向の中央に対応する中央位置の３箇所に設けている。

ガイドフレーム６３１の下側部にはリミットスイッチ等からなる下限センサ６４３が設けてあり、下限センサ６４３は紙受け台６３２が降下可能な下限位置で紙受け台６３２を検出するものである。紙受部６３は紙受け台６３２が下限位置にあるときに最大積載容量、つまり紙受け台６３の積載面から上位センサ６４２に対応する位置までに相当する積載容量となる。よって、下限センサ６４３は紙受け台６３２の最大積載容量に対応する位置を検出する。

固定スプロケット６３４にはエンコーダ６４４が係合しており、エンコーダ６４４は固定スプロケットの回転により送り出されるチェーン６３７の距離を検出し、その距離から現在の紙受け台６３２の位置を検知する。紙受け台６３２から上位センサ６４２までの距離は、再生紙６２の積載高さに相当し、再生紙６２の積載量に応じて増減する。したがって、制御部７００は、エンコーダ６４４によって検出する紙受け台６３２の位置から再生紙６２の積載量を検知することができ、エンコーダ６４４は紙受け台６３２の現在積載量を検出し、上位設定積載量と現在積載量との差である積載可能残容量を検出し、さらに単葉紙の積載量が上位設定積載量に達したことを検出する検出部を制御部７００とともに構成する。

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を通して抄紙網部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、抄紙網部１３の運転を制御する抄紙網部制御機能部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、運転停止モード制御機能部７１７を有する。

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通常運転モードの運転では、制御部７００の自動運転制御機能７１６がパルパー部制御機能部７１１、脱墨部制御機能部７１２、抄紙網部制御機能部７１３、仕上制御機能部７１４、排水処理タンク部制御機能部７１５を起動し、それぞれパルパー部９と脱墨部１１と抄紙網部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。

すなわち、パルパー部９は、パルパー槽３７で紙片２を離解して再生パルプを調製し、再生パルプを含む紙料であるパルプ懸濁液８を製造する。脱墨部１１は、貯蔵タンク部１０に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。

抄紙網部１３は、脱墨されたパルプ懸濁液８から湿紙１２を抄紙する。このため、パルプ懸濁液供給装置１１０によりパルプ懸濁液８を脱墨槽４０からヘッドボックス４４に供給し、ヘッドボックス４４から抄紙ワイヤー４３上にパルプ懸濁液８を注ぐ。

脱水部２０は、湿紙１２を抄紙ワイヤー４３から吸水ベルト４７に転移させ、吸水ベルト４７で湿紙１２を吸収脱水する。乾燥部１４は、脱水された湿紙１２を吸水ベルト４７から第１搬送ベルト５１に転移させて乾燥ローラ４９で乾燥させる。乾燥した乾紙６１は、第１搬送ベルト５１の往路終端位置で第１搬送ベルト５１から剥離させて仕上部１５に送る。

仕上部１５では、金属製のカッター装置６０およびスリッター装置１１２により帯状の乾紙６１を所定のサイズ等の設定仕様の単葉紙の切断により整形して再生紙６２となし、得られた再生紙６２を紙受部６３に排出する。再生紙６２は仕上部１５の搬送方向最下流位置にある搬送ローラの上ローラ６５および下ローラ６６によって送り出され、紙受部６３の紙受け台６３２へ向けて下向きに排出される。

紙受部６３は、紙受け台駆動機構６３３によって紙受け台６３２を昇降駆動し、上位センサ６４２が紙受け台６３２に積載した再生紙６２のうちの最上位の再生紙６２を検出する位置に紙受け台６３２を随時に降下移動させる。

エンコーダ６４４によって紙受け台６３２の現在位置を検出するとともに、現在位置から再生紙６２の積載量を検知する。
制御部７００は、エンコーダ６４４で検出する再生紙６２の積載量が予め設定した上位設定積載量に達すると、運転停止モード制御機能部７１７が運転制御を行う運転停止モードに遷移する。

運転停止モードでは、ヘッドボックス４４への新たな紙料の供給を停止し、ヘッドボックスから抄紙ワイヤー４３上に注がれた紙料の全量を抄紙して単葉紙の再生紙６２に仕上げ、仕上げた再生紙６２の全てを紙受部６３に排出するまで運転を継続し、その後に運転停止する。この運転停止した時点において、紙受部６３の再生紙６２の積載量は紙受部６３の最大積載容量以下となる。すなわち、紙受け台６３２は下限センサ６４３によって検出されない位置、つまり下限位置より上方に位置するか、積載量が最大積載容量を満たすときに下限位置に位置する。

このため、上位設定積載量は、最大積載容量に達するまでの積載予備容量が十分に確保できる容量、つまりヘッドボックス４４が満杯となる量の紙料を抄紙して得られる再生紙６２を紙受部６３に積載しても最大積載容量以下となる容量に設定する。

この運転停止モードの運転制御を行なうことで、紙受部６３の積載量が最大積載容量に達したことを原因として運転が全面停止する事態を回避でき、品質が劣化した紙の発生を抑制できる。

制御部７００は、通常の運転を行なう通常運転モードの開始時に、一旦、紙受け台６３２を下限センサ６４３で検出する下限位置にまで降下させ、その後、上位センサ６４２で最上位の再生紙６２を検出する位置まで紙受け台６３２を上昇させる。紙受け台６３２に再生紙６２が無い場合には上位センサ６４２が紙受け台６３２を検出するまで紙受け台６３２を上昇させる。この間に紙受け台６３２が移動した距離をエンコーダ６４４で検出して紙受け台６３２の現在位置および現在積載量を検出し、上位設定積載量と現在積載量との差である積載可能残容量を検知し、積載可能残容量が最少設定残容量以上であるとき運転を開始する。

この最少設定残容量は、例えば１時間程度の比較的短時間に設定する所定運転時間の運転によって製作される再生紙６２の全量を積載可能な容量とする。積載可能残容量が最少設定残容量以上である状態で通常運転モードの運転を開始すると、運転開始時においてすでに紙受け台６３２に積載されている再生紙の上に新たに再生紙を積載しても、再生紙の積載量が上位設定積載量に達するまでに、少なくとも所定運転時間の間は通常運転モードで運転することができる。

この結果、通常運転モードの開始時に積載可能残容量を確認できるので、運転開始後、短時間のうちに紙受部６３の積載量が上位設定積載量に達して運転停止モードとなることを防止できる。

本実施の形態では、エンコーダ６４４で検出部を構成したが、検出部は下限センサ６４３で構成することも可能である。この場合に上位設定積載量は、紙受け台６３の積載面から上位センサ６４２に対応する位置までの積載量に相当し、最大積載容量は上位設定積載量に達した後に運転停止モードで抄紙される最大量の再生紙６２を加えた量に設定する。すなわち、最大積載容量は上位設定積載量に、ヘッドボックス４４が満杯となる量の紙料を抄紙して得られる再生紙６２の全量を加えたものである。

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抄紙網部
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
６０カッター
６１乾紙
６２再生紙
６３紙受部
６４排出口
６５上ローラ
６６下ローラ
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
６３１ガイドフレーム
６３１ａガイド溝
６３２紙受け台
６３３紙受け台駆動機構
６３４固定スプロケット
６３５可動スプロケット
６３６駆動部
６３７チェーン
６３８スプリング
６３９モータ
６４０駆動ギヤ
６４１従動ギヤ
６４２上位センサ
６４３下限センサ
６４４エンコーダ
７００制御部
７１０ＣＰＵ
７１１パルパー部制御機能部
７１２脱墨部制御機能部
７１３抄紙網部制御機能部
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運転停止モード制御機能部

Claims

ヘッドボックスに貯留した紙料から湿紙を抄紙する抄紙網部と、湿紙を受け取って乾紙となす乾燥部と、乾紙を受け取って設定仕様の単葉紙に整形する仕上部と、仕上げた単葉紙を積載して保持する紙受部と、前記各部を制御する制御部を備え、
紙受部は、単葉紙の積載量が上位設定積載量に達したことを検出する検出部を有し、
制御部は、通常運転モードの運転制御を担う自動運転制御機能部と、運転停止モードの運転制御を行う運転停止モード制御機能部を有し、自動運転制御機能部は、通常運転モードの開始時に、検出部により上位設定積載量と現在積載量との差である積載可能残容量を検出し、積載可能残容量が最少設定残容量以上であるとき運転を開始し、検出部により単葉紙の積載量が上位設定積載量に達したことを検出すると運転制御が運転停止モードに遷移し、運転停止モード制御機能部は、ヘッドボックスへの新たな紙料の供給を停止し、ヘッドボックスから抄紙ワイヤー上に注がれた紙料の全量を抄紙して単葉紙に仕上げ、仕上げた単葉紙の全てを紙受部に排出し、紙受部の単葉紙の積載量が最大積載容量以下となる状態で運転停止することを特徴とする抄紙装置。