JP6132509B2

JP6132509B2 - 古紙再生処理装置

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Publication number: JP6132509B2
Application number: JP2012231277A
Authority: JP
Inventors: 幸生池田; 田村　拓也; 拓也田村
Original assignee: Duplo Seiko Corp
Current assignee: Duplo Seiko Corp
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2032-10-19
Also published as: JP2014084532A

Description

本発明は、古紙から再生紙を製造する古紙再生処理装置に関する。

従来、この種の古紙再生処理装置としては、例えば特許文献１に記載するものがある。
これは、古紙を細断してなる紙材を貯留部からパルパー装置に搬送する紙材搬送経路において静電気が発生することを抑制し、紙材が紙材搬送経路に付着することに因る搬送障害の発生を抑制し、また、静電気が古紙再生処理装置の電気機器へ悪影響を及ぼすことを防止するものである。

このため、パルパー装置で発生する蒸気を紙材搬送経路に蒸気供給経路を通して供給し、紙材搬送経路内の雰囲気を加湿し、その湿度を高めることにより静電気の発生要因を未然に抑制して静電気の発生を防止している。

特開２０１２−７２４６

ところで、オフィス等に設置可能なサイズの小型製紙機をなす古紙再生処理装置では、パルプ部で古紙から再生パルプを生成し、抄紙部で再生パルプから湿紙を抄紙し、仕上部で湿紙を乾燥させて枚葉の乾紙として再生紙を製造している。

仕上部での湿紙の乾燥に際しては、乾燥ドラムによって湿紙を加熱して乾燥させるが、湿紙を十分に乾燥させるのに必要な熱量（ドラム表面温度）は湿紙の厚み等の性状によって異なり、薄紙ではドラム表面温度を低温に調整し、厚紙ではドラム表面温度を高温に調整することが求められる。あるいは薄紙では乾燥ドラムを通過する時間を短く調整し、厚紙では乾燥ドラムを通過する時間を長く調整することが求められる。

しかしながら、紙質に応じてその都度、乾燥ドラムの温度や通過時間（搬送速度）を変更すると生産性が低下する問題がある。
このため、乾燥ドラムのドラム表面温度は湿紙を乾燥させるのに必要な熱量を与える温度以上に設定されており、乾燥完了時の乾紙は過乾燥気味な状態となる。この過乾燥な状態の紙は、印刷機、プリンター等での使用において、トラブルが生じ易いものである。一般的に、紙はその製造後に調湿作業を行なって紙質の安定化を図っている。しかしながら、限られた空間のオフィス等において再生紙を製造する場合にあって、調湿の作業は装置内において行なう必要があるが、再生紙をある程度の量に貯めて調湿作業を行なうことは空間的に困難である。

また、乾燥ドラムより下流側の工程では紙によって持ち込まれる熱によって雰囲気が乾燥気味となり、静電気が発生し易くなり、乾燥ドラム以後の紙の搬送経路において紙詰まり等のトラブルが発生する一因となる。

本発明は、装置から排出される時点で適切な湿度に調湿された再生紙を製造できる古紙再生処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の古紙再生処理装置は、古紙から再生パルプを調製するパルプ調製部と、帯状の湿紙を抄紙する抄紙部と、帯状の湿紙を受け取って乾燥させる乾燥部と、乾燥した帯状紙を受け取って設定仕様に整形する仕上部を備える古紙再生処理装置において、仕上部の空間領域における雰囲気を加湿する加湿手段を有し、加湿手段は、仕上部の空間領域に供給する蒸気量を調整する蒸気供給量調整手段を備え、蒸気供給量調整手段は、蒸気搬送経路を通して仕上部に供給する蒸気の供給量と、蒸気搬送経路の外部へ排気する蒸気の排気量との割合を調整することを特徴とする。

また、本発明の古紙再生処理装置において、加湿手段は、蒸気を発生させる蒸気発生源と、一端が仕上部の空間領域に連通し、他端が蒸気発生源に連通する蒸気搬送経路を有することを特徴とする。

また、本発明の古紙再生処理装置において、蒸気発生源は、パルプ調製部において古紙を離解するパルパー装置と、乾燥部において湿紙を乾燥させる乾燥装置の少なくとも何れかであることを特徴とする。

また、本発明の古紙再生処理装置において、加湿手段は、蒸気発生源または蒸気搬送経路中に送風機を有することを特徴とする。
また、本発明の古紙再生処理装置において、乾燥部は、乾燥部を通過した用紙の含水率が、仕上部を通過した用紙の含水率に比べて低くなるように湿紙を乾燥させることを特徴とする。

また、本発明の古紙再生処理装置において、蒸気供給量調整手段は、仕上部の空間領域における雰囲気の温度もしくは湿度または乾燥部で湿紙を乾燥させる乾燥装置の加熱温度を指標として、仕上部の空間領域に供給する蒸気量を調整することを特徴とする。
また、本発明の古紙再生処理装置において、蒸気供給量調整手段は、開度調整可能な大気開放弁からなることを特徴とする。

以上のように、本発明によると、加湿手段により仕上部の空間領域における雰囲気を加湿することで、乾燥した用紙が仕上部を通過する過程で吸湿し、用紙を一枚ずつ適切な湿度に調湿した状態で仕上部から排出できる。

このため、限られた空間のオフィス等において再生紙を製造する場合にあっても調湿作業を装置内で行なって紙質の安定化を行なうので、古紙再生処理装置から排出された用紙を直ちに印刷機、プリンター等で使用することができ、印刷機、プリンター等でのトラブルを未然に防止できる。

仕上部の空間領域を加湿することで、仕上部における静電気の発生を抑制し、乾燥ドラム以後の紙の搬送経路において紙詰まり等のトラブルの発生を抑制する。
また、送風機により蒸気を積極的に仕上部に供給して仕上部の空間領域を確実に加湿することができる。

また、仕上部において用紙が吸湿することを前提に、乾燥部での用紙の含水率を調整することで、仕上部において用紙の含水率が過剰となることを防止する。
また、蒸気供給量調整手段により必要な量だけの蒸気を供給することができ、用紙の厚さ、紙質等の応じて、あるいは用紙が含む添加薬品などの種類に応じて蒸気の供給量を調節することができる。

また、蒸気供給量調整手段は、仕上部の空間領域における雰囲気の温度もしくは湿度または乾燥部で湿紙を乾燥させる乾燥装置の加熱温度を指標として、仕上部の空間領域に供給する蒸気量を調整するので、大気が乾燥気味となる冬期や、大気が多湿となる夏期等における季節ごとの環境条件に応じて必要な量だけの蒸気を供給することができる。

本発明の実施の形態における古紙再生処理装置の前半工程の構成を示す概略図同、古紙再生処理装置の後半工程の構成を示す概略図本発明の他の実施の形態における古紙再生処理装置の前半工程の構成を示す概略図同、古紙再生処理装置の後半工程の構成を示す概略図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１，図２は古紙再生処理装置１の構成を示す概略図である。古紙再生処理装置１は、古紙から再生パルプを調製するパルプ調製部と、帯状の湿紙を抄紙する抄紙部と、帯状の湿紙を受け取って乾燥させる乾燥部と、乾燥した帯状紙を受け取って設定仕様に整形する仕上部を一体的に備える小型のものである。

パルプ調製部は、細断された古紙である紙材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材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の紙材２を排出用サイクロン７へ搬送する紙材搬送ダクト１６と、紙材搬送ダクト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と、計量部６において計量された紙材２を離解してパルプ懸濁液８を製造するパルパー装置９と、パルパー装置９で得られたパルプ懸濁液８を貯留する貯留槽１０と、貯留槽１０において貯留されたパルプ懸濁液８を脱墨する脱墨装置１１を備える。

抄紙部は、脱墨されたパルプ懸濁液８を抄紙して湿紙１２を製造する抄紙装置１３と、湿紙１２を脱水する脱水装置２０を有している。
乾燥部は、脱水された湿紙１２を乾燥する乾燥装置１４からなる。

仕上部１５は、湿紙１２を乾燥して得られる乾紙に対して仕上工程を行い、乾紙を枚葉の用紙６１となす。
貯留部３、給紙装置５、排出用サイクロン７、紙材搬送ダクト１６、送風装置１８、パルパー装置９、貯留槽１０、脱墨装置１１等一式は古紙再生処理装置１の前部に設置された第１のケーシング１９に収納されており、抄紙装置１３、脱水装置２０、乾燥装置１４、仕上部１５等一式は古紙再生処理装置１の後部に設置された第２のケーシング４１に収納されている。

貯留部３は、給紙装置５から供給される古紙４を細断する用紙細断機２１と、細断された古紙４からなる紙材２を貯留する貯留容器２２と、貯留容器２２内の紙材２を下方へ送り出す送出装置２３と、送り出された紙材２を分散させる分散用サイクロン２４とを有している。紙材搬送ダクト１６の一端は分散用サイクロン２４に形成された排出口２６に接続され、紙材搬送ダクト１６の他端は排出用サイクロン７に形成された流入口２７に接続されている。

送風装置１８は吐出口２８と吸込口２９とを有し、送気ダクト３１の一端が吐出口２８に接続されており、送気ダクト３１の他端が分散用サイクロン２４に形成された送気流入口３２に接続されている。これにより、送風装置１８の吐出口２８が送気ダクト３１と分散用サイクロン２４とを介して紙材搬送ダクト１６に連通する。

排出用サイクロン７には、流入口２７から流入した送気流１７を排出する送気流排出口３４が形成され、送気流排出口３４に送気戻りダクト３５（送気戻り経路）の一端が接続され、送気戻りダクト３５の他端が送風装置１８の吸込口２９に接続されている。

パルパー装置９は、パルパー槽３７と、パルパー槽３７内に設けられた攪拌装置３８とを有する。
貯留槽１０は、内部に攪拌装置３９を有している。脱墨装置１１は、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。

抄紙装置１３は、複数のローラ４２に掛け渡して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、脱墨されたパルプ懸濁液８を抄紙ワイヤー４３上に供給するヘッドボックス４４を有している。

脱水装置２０は、複数のローラ４６、４６ａと、これらローラ４６、４６ａに掛け渡して巻回されたフェルトからなる吸水ベルト４７を有する。抄紙装置１３でパルプ懸濁液８から抄紙された湿紙１２は、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において吸水、脱水される。

乾燥装置１４は、加熱装置４８（ヒーター）を内蔵した乾燥ドラム４９からなり、乾燥ドラム４９と複数のローラ５０，５０ａとに掛け渡してスチール製の第１搬送ベルト５１が巻回されている。また、複数のローラ５２に掛け渡して網状で樹脂製の第２搬送ベルト５３が巻回されており、乾燥途中の湿紙１２の表面に所定の圧力で転接し、用紙６１の表面を平滑化するためのカレンダローラ５４が設けられている。第１搬送ベルト５１と第２搬送ベルト５３とが乾燥ドラム４９の外周面上で重なり、双方の間に湿紙１２を挟んで状態で乾燥ドラム４９に圧接して湿紙１２を乾燥させる。

一対のローラ４６ａ、５０ａがプレス用のローラとして互いに対向する位置に設けられており、吸水ベルト４７と第１搬送ベルト５１とを介して湿紙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に転移させる機能を備えている。

仕上部１５には、乾燥装置１４で乾燥された帯状の用紙６１を所定のサイズに切断して枚葉の用紙６１とする金属製のカッター６０等が設けられている。仕上部１５の下流側で且つ第２のケーシング４１の後端部には、乾燥後、仕上部１５において仕上げられた用紙６１を排出する用紙排出口６２が形成されている。

図２に示すように、古紙再生処理装置１には、本実施の形態において蒸気発生源をなす乾燥装置１４において発生した蒸気を仕上部１５の空間領域に供給してその雰囲気を加湿する加湿手段をなす蒸気供給装置６６が備えられている。

蒸気供給装置６６は、一端が乾燥装置１４の上方に接続されるとともに他端が仕上部１５の空間領域に接続された蒸気供給経路をなす蒸気供給ダクト６７と、乾燥装置１４において発生した蒸気を吸い込んで蒸気供給ダクト６７内へ送り出す蒸気送風機６８とを有している。蒸気送風機６８は、第２のケーシング４１の天井部分に設けられており、乾燥装置１４の上方に対向している。蒸気供給ダクト６７の途中には蒸気供給量調整手段６９を設けている。

仕上部１５の空間領域は、乾燥装置１４で乾燥した後の用紙６１を用紙排出口６２へ搬送する用紙搬送経路７０をなし、蒸気供給ダクト６７はカッター６０等を配置した用紙搬送経路７０の後半部に連通しており、用紙６１の表面に対向している。

以下、上記構成における作用を説明する。供給装置５から供給される古紙４は用紙細断機２１によって細断されて紙材２となり、紙材２は貯留容器２２内に貯留される。
送風装置１８を作動することにより、送風装置１８の吐出口２８から吐出された送気流１７が、送気ダクト３１を流れて送気流入口３２から分散用サイクロン２４内に流入する。送気流１７は、分散用サイクロン２４の排出口２６から排出されて後に、紙材搬送ダクト１６内を流れて流入口２７から排出用サイクロン７内に流入し、排出用サイクロン７の送気流排出口３４から排出されて後に、送気戻りダクト３５内を流れて送風装置１８の吸込口２９に戻る。

これにより、送気流１７が送風装置１８の吐出口２８から送気ダクト３１と紙材搬送ダクト１６と送気戻りダクト３５を流れて吸込口２９に戻り、再び吐出口２８から流れ出る循環経路が形成される。

この状態で、送出装置２３を作動することにより、貯留容器２２内の紙材２が、分散用サイクロン２４へ送り出されて分散用サイクロン２４内で分散され、さらに送気流１７で運ばれて紙材搬送ダクト１６内を通り、排出用サイクロン７の紙材排出口３３から計量部６へ排出される。

計量部６において所定量の紙材２が計量されると、計量部６の紙材２はパルパー装置９のパルパー槽３７に投入される。紙材２はパルパー槽３７内で離解されてパルプ懸濁液８となる。このパルプ懸濁液８は貯留槽１０に貯留され、脱墨装置１１で脱墨された後に、抄紙装置１３のヘッドボックス４４に供給される。

ヘッドボックス４４内のパルプ懸濁液８は、抄紙ワイヤー４３の上に供給して抄紙することで湿紙１２となる。このようにして得られた湿紙１２は、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において吸水、脱水される。

このようにして脱水された湿紙１２は、吸水ベルト４７から第１搬送ベルト５１に転移した後、カレンダローラ５４により表面が平滑化され、第１搬送ベルト５１と第２搬送ベルト５３とに挟まれて搬送され、乾燥ドラム４９の熱により乾燥されて帯状の用紙６１となる。帯状の用紙６１は、用紙搬送経路７０を搬送され、仕上部１５においてカッター６０で所定のサイズの枚葉の用紙６１に切断されて後に、用紙排出口６２から排出される。

上記のような一連の再生紙製造工程において、乾燥装置１４において湿紙１２を乾燥する際、湿紙１２の水分が蒸発して蒸気が発生する。この蒸気が蒸気送風機６８により蒸気供給ダクト６７に送り出され、蒸気供給ダクト６７を流れて仕上部１５の空間領域に供給される。これにより、仕上部１５の空間領域内の湿度が上昇する。

このように、仕上部１５の空間領域における雰囲気を加湿することで、乾燥した用紙６１が仕上部１５を通過する過程で吸湿し、用紙６１を一枚ずつ適切な湿度に調湿した状態で仕上部１５から排出できる。

このため、限られた空間のオフィス等において再生紙を製造する場合にあっても調湿作業を装置内で行なって紙質の安定化を行なうので、古紙再生処理装置１から排出された用紙６１を直ちに印刷機、プリンター等で使用することができ、印刷機、プリンター等でのトラブルを未然に防止できる。

また、蒸気送風機６８により蒸気を積極的に仕上部１５に供給することで、仕上部１５の空間領域を確実に加湿することができる。
また、蒸気供給ダクト６７が用紙６１の表面に対向しており、蒸気送風機６８により積極的に蒸気を用紙表面に向けて吹き付けるように供給することで、用紙６１が確実に吸湿することができる。

乾燥装置１４は、仕上部１５において用紙６１が吸湿することを前提にして乾燥ドラム４９による加熱を調整し、乾燥装置１４から排出する用紙６１の含水率を調整する。このため、仕上部１５において用紙６１の含水率が過剰となることを防止できる。

蒸気供給量調整手段６９は開度調整可能な大気開放弁、三方弁装置等からなり、手動操作、自動操作が可能であり、蒸気供給ダクト６７を流れる蒸気の一部を大気へ放出し、その放出量を加減することで、仕上部１５に供給する蒸気の供給量を調節することができる。

この蒸気供給量調整手段６９による蒸気の供給量の調整は、用紙６１の厚さ、紙質等に応じて、あるいは用紙６１が含む添加薬品などの種類に応じて、さらには、仕上部１５の空間領域における雰囲気の温度もしくは湿度または湿紙１２を乾燥させる乾燥装置１４の加熱温度を指標として行ない、大気が乾燥気味となる冬期や、大気が多湿となる夏期等における季節ごとの環境条件に応じて必要な量だけの蒸気を供給することができる。

また、仕上部１５の空間領域を加湿することで、仕上部１５における静電気の発生を抑制し、乾燥ドラム４８より下流側の紙の搬送経路において紙詰まり等のトラブルの発生を抑制できる。

また、乾燥装置１４において発生する蒸気を利用することで、別途、古紙再生処理装置１に蒸気発生源を設ける必要がなく、コスト低減および古紙再生処理装置１の小型化を図ることができる。
実施の形態２
次に、第２の実施の形態について説明する。図３、４に示すように、古紙再生処理装置１には、本実施の形態において蒸気発生源をなすパルパー装置９のパルパー槽３７において発生した蒸気を仕上部１５の空間領域に供給してその雰囲気を加湿する加湿手段をなす蒸気供給装置６６が備えられている。

蒸気供給装置６６は、一端がパルパー槽３７の上方に接続されるとともに他端が仕上部１５の空間領域に接続された蒸気供給経路をなす蒸気供給ダクト６７と、パルパー槽３７において発生した蒸気を吸い込んで蒸気供給ダクト６７内へ送り出す蒸気送風機６３とを有している。蒸気送風機６３は、パルパー槽３７の天井部分に設けられており、蒸気供給ダクト６７の途中には蒸気供給量調整手段６９を設けている。

通常、再生紙製造工程において、パルパー槽３７内は、離解動作に伴って発生する摩擦熱により、温度が約４０℃程度に上昇している。このため、パルパー槽３７内のパルプ懸濁液８の水分が蒸発して蒸気が発生する。パルパー槽３７内に発生した蒸気は、蒸気送風機６３により吸い込まれて蒸気供給ダクト６７に送り出され、蒸気供給ダクト６７を流れて仕上部１５の空間領域に供給される。これにより、仕上部１５の空間領域内の湿度が上昇する。

このように、仕上部１５の空間領域における雰囲気を加湿することで、乾燥した用紙６１が仕上部１５を通過する過程で吸湿し、用紙６１を一枚ずつ適切な湿度に調湿した状態で仕上部１５から排出できる。他の作用効果は先の実施の形態と同様であり、その説明を省略する。

上記の実施の形態では、蒸気供給装置が乾燥装置、またはパルパー槽に接続されていたが、蒸気供給装置が乾燥装置、およびパルパー槽の両方に接続されていてもよい。

１古紙再生処理装置
２紙材
３貯留部
６計量部
７排出用サイクロン
８パルプ懸濁液
９パルパー装置
１２湿紙
１３抄紙装置
１４乾燥装置
１６紙材搬送ダクト
１８送風装置
２８吐出口
２９吸込口
３４送気流排出口
３５送気戻りダクト
６１用紙
６２用紙排出口
６３、６８蒸気送風機
６６蒸気供給装置
６７蒸気供給ダクト
６９蒸気供給量調整手段
７０用紙搬送経路

Claims

古紙から再生パルプを調製するパルプ調製部と、帯状の湿紙を抄紙する抄紙部と、帯状の湿紙を受け取って乾燥させる乾燥部と、乾燥した帯状紙を受け取って設定仕様に整形する仕上部を備える古紙再生処理装置において、
仕上部の空間領域における雰囲気を加湿する加湿手段を有し、加湿手段は、仕上部の空間領域に供給する蒸気量を調整する蒸気供給量調整手段を備え、
蒸気供給量調整手段は、蒸気搬送経路を通して仕上部に供給する蒸気の供給量と、蒸気搬送経路の外部へ排気する蒸気の排気量との割合を調整することを特徴とする古紙再生処理装置。
加湿手段は、蒸気を発生させる蒸気発生源と、一端が仕上部の空間領域に連通し、他端が蒸気発生源に連通する蒸気搬送経路を有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。
蒸気発生源は、パルプ調製部において古紙を離解するパルパー装置と、乾燥部において湿紙を乾燥させる乾燥装置の少なくとも何れかであることを特徴とする請求項２に記載の古紙再生処理装置。
加湿手段は、蒸気発生源または蒸気搬送経路中に送風機を有することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の古紙再生処理装置。
乾燥部は、乾燥部を通過した用紙の含水率が、仕上部を通過した用紙の含水率に比べて低くなるように湿紙を乾燥させることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の古紙再生処理装置。
蒸気供給量調整手段は、仕上部の空間領域における雰囲気の温度もしくは湿度または乾燥部で湿紙を乾燥させる乾燥装置の加熱温度を指標として、仕上部の空間領域に供給する蒸気量を調整することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の古紙再生処理装置。
蒸気供給量調整手段は、開度調整可能な大気開放弁からなることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の古紙再生処理装置。