JP6722494B2

JP6722494B2 - 古紙再生処理装置

Info

Publication number: JP6722494B2
Application number: JP2016078536A
Authority: JP
Inventors: 理通雑賀
Original assignee: Duplo Seiko Corp
Current assignee: Duplo Seiko Corp
Priority date: 2016-04-11
Filing date: 2016-04-11
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2036-04-11
Also published as: KR20170116572A; JP2017190530A

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、詳しくは紙厚を制御する技術に係るものである。

従来、古紙再生処理装置には、例えば特許文献１に記載するものがある。これは、図３に示すようなものである。
図３において、抄紙部１３は、パルプ懸濁液から湿紙１２を抄紙するものであり、複数のローラ４２に掛け渡されたメッシュ状のベルトからなり、湿紙搬送方向へ移動する抄紙ワイヤー４３と、パルプ懸濁液を抄紙ワイヤー４３上に注ぐヘッドボックス４４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に掛け渡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とに掛け渡した金属製の第１搬送ベルト５１と、複数のローラ５２に掛け渡した網状で樹脂製の第２搬送ベルト５３を有しており、第１搬送ベルト５１と第２搬送ベルト５３とが湿紙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により第１搬送ベルト５１を介して湿紙１２を加熱して乾燥させる。

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に転写する。

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。

この装置では、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ことを防止するために、以下の制御を行っている。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を抄紙ワイヤー４３上に注ぎ始める運転初期において、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している。このため、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している。

あるいは、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している。

特開２０１２−１４０７３８

ところで、再生紙を利用するユーザーは、定形的な紙厚の再生紙のみならず、任意の紙厚を有する再生紙を望んでいる。この要望に答えるため、古紙再生処理装置には、ユーザーが再生紙の紙厚を薄くしたり、厚くしたり自由に調整できる機能が望まれていた。

この紙厚を調整する技術としては抄紙ワイヤー上に供給するパルプ懸濁液の濃度を調整することにより湿紙の紙厚を調整するものがある。しかし、この方法による紙厚の制御は応答性が悪いので、所定の紙厚になるまでに不均一な紙厚の領域が長く形成される。

他の調整方法として、供給するパルプ懸濁液の供給量を調整することにより湿紙の紙厚を調整するものがある。しかし、この方法に因る紙厚の制御は地合（紙の品質）に影響を与えので、品質の安定した紙を得ることが困難である。

また、特許文献１のように、抄紙初期領域において紙厚を増減させる場合には支障が生じることがないが、製造している途中において再生紙の紙厚を変更する作業を行うと不具合を生じる場合がある。すなわち、抄紙ワイヤーの移動速度を変更する際には、そのタイミングを考慮する必要があり、乾紙の搬送停止中以外のタイミングで抄紙ワイヤーの移動速度を変更すると、搬送方向における再生紙の仕上がり寸法精度が低下する恐れがあり、また乾紙に過剰な張力が作用して破断する恐れがある。

本発明は上記した課題を解決するものであり、応答性に優れた紙厚の制御を実現し、品質の安定した紙を得ることができ、また高精度な仕上がり寸法を有する再生紙を製造でき、紙の破断を招くことなく紙厚の変更を実現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、古紙から再生紙を製造する古紙再生処理系を構成する処理部と、処理部を制御する制御部を備え、処理部として紙搬送方向に移動する抄紙ワイヤーによりパルプ懸濁液から湿紙を抄紙し、抄紙ワイヤーの移動速度を可変制御可能な抄紙部を有し、制御部は、製造する再生紙の紙厚に応じて抄紙ワイヤーの移動速度を変更し、変更に際して抄紙ワイヤーの現在移動速度と目標移動速度との差分である速度変更差分を、速度変化の上限となる閾値と比較し、速度変更差分が閾値を超える場合に、閾値に相当する速度変更を実施し、その状態を所定時間にわたって継続することで、段階的に抄紙ワイヤーの移動速度を変更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、処理部として、湿紙を紙搬送方向に搬送しつつ乾燥させる乾燥部と、乾燥した再生紙を紙搬送方向に搬送しつつ所定サイズに裁断する仕上部を有し、制御部は、仕上部での再生紙の搬送を停止する間に抄紙部の抄紙ワイヤーの移動速度を変更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、制御部は、再生紙の紙厚を設定する紙厚設定部と、紙厚設定部で設定した再生紙の紙厚に応じて抄紙ワイヤーの目標移動速度を決定する速度決定部と、抄紙ワイヤーの移動速度を現移動速度から速度決定部で決定した目標移動速度に変更制御する速度変更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、紙厚設定部は、複数種の基本設定紙厚から任意の基本設定紙厚を選択する基本設定部と、基本設定部で選択した基本設定紙厚を微小に増減調整する紙厚微調整部を有することを特徴とする。

上記した本発明によれば、抄紙ワイヤーの移動速度を変更制御することで湿紙を任意の紙厚に形成するので、紙厚の変更制御の応答性が高まり、紙厚が不均一となる紙厚変更領域の長さが短くなる。また、品質の安定した紙が得られる。

仕上部での乾紙の搬送を停止する間に抄紙部の抄紙ワイヤーの移動速度を変更制御するので、抄紙ワイヤーの移動速度の変動が搬送方向における再生紙の仕上がり寸法精度に影響することがなく、高精度な仕上がり寸法を有する再生紙を製造でき、紙搬送軌道上の乾紙に過剰な張力を与える影響はなく、乾紙が破断することを防止できる。

基本設定部で選択した基本設定紙厚を微小に増減調整することで再生紙の紙厚をきめ細かく設定することができる。

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を示すブロック図従来の古紙再生処理装置を示す模式図

以下、本発明の実施の形態を図１および図２に基づいて説明する。また、本実施の形態は先に図３において説明したものと基本構造が同様であるので、同様の構成要素は図３を参照し、その符号を用いて説明する。

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、再生原料の古紙を供給するものであり、古紙を細断した紙片もしくは定形状の古紙をパルパー部９に供給する。
パルパー部９は、古紙を離解して再生パルプを調製するものであり、所定濃度の再生パルプを含むパルプ懸濁液を製造する。

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を貯留するものであり、内部に攪拌装置を有している。
脱墨部１１は、脱墨槽の下部に配置した散気装置から多数の気泡を放出して脱墨槽内のパルプ懸濁液を脱墨して脱墨パルプを調製する。

抄紙部１３は、脱墨されたパルプ懸濁液から湿紙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にパルプ懸濁液を脱墨槽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。

図１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、紙厚
制御機能部７１７を有する。

紙厚制御機能部７１７は、再生紙６２の紙厚を設定する紙厚設定部７１７ａと、紙厚設定部７１７ａで設定した再生紙６２の紙厚に応じて抄紙ワイヤー４３の目標移動速度を決定する速度決定部７１７ｂと、抄紙ワイヤー４３の移動速度を現移動速度から速度決定部７１７ｂで決定した目標移動速度に変更制御する速度変更部７１７ｃを有し、紙厚設定部７１７ａは、複数種の基本設定紙厚から任意の基本設定紙厚を選択する基本設定部７１７ｄと、基本設定部７１７ｄで選択した基本設定紙厚を微小に増減調整する紙厚微調整部７１７ｅを有している。

速度決定部７１７ｂでは、例えば基準紙厚に対する基準移動速度を設定し、紙厚設定部７１７ａで設定する再生紙６２の紙厚が基準紙厚に対して何％増減しているかを判断し、紙厚の増減割合に応じて基準移動速度を増減して目標移動速度としても良く、あるいは複数種の基本設定紙厚に対するそれぞれの移動速度をデータテーブルに設定しておき、基本設定紙厚の選択に応じて移動速度を選択して目標移動速度としても良い。

紙厚微調整部７１７ｅは、基本設定部７１７ｄで選択した基本設定紙厚に対する百分率で、例えば１％毎あるいは２％毎等で増減させて紙厚を微小に増減調整する。
速度変更部７１７ｃは目標移動速度を抄紙部制御機能部７１３に指示し、抄紙部１３の抄紙ワイヤー駆動装置４３１の運転を制御して抄紙ワイヤー４３の移動速度を変更制御する。

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、仕上部制御機能部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。

抄紙部１３では、抄紙部制御機能部７１３により抄紙部１３の抄紙ワイヤー駆動装置４３１を制御して抄紙ワイヤー４３を製造する再生紙６２の紙厚に応じて所定の移動速度で運転し、ヘッドボックス４４から脱墨されたパルプ懸濁液を抄紙ワイヤー４３上に注いで所定の紙厚の湿紙１２を抄紙する。

制御部７００は、紙厚設定部７１７ａの基本設定部７１７ｄにおいて現在の紙厚と異なる新たな紙厚が設定され、あるいは基本設定部７１７ｄにおいて設定された紙厚に紙厚微調整部７１７ｅにより微小に増減調整が加えられて新たな紙厚が設定されると、仕上部１５での乾紙６１の搬送を停止する間に、例えばカッター装置６０で乾紙６１を所定のサイズに切断する際には乾紙６１の搬送が停止するのでその間に、抄紙部１３の抄紙ワイヤー４３の移動速度を新たな紙厚に応じたものに変更制御する。

この移動速度の変更制御は以下のように行う。紙厚制御機能部７１７は、紙厚設定部７１７ａに設定された再生紙６２の紙厚に対して速度決定部７１７ｂで抄紙ワイヤー４３の目標移動速度を決定する。そして、速度変更部７１７ｃが目標移動速度を抄紙部制御機能部７１３に指示し、抄紙部制御機能部７１３が抄紙部１３の抄紙ワイヤー駆動装置４３１の運転を制御し、抄紙ワイヤー４３の移動速度を現移動速度から速度決定部７１７ｂで決定した目標移動速度に変更制御する。この抄紙ワイヤー４３の移動速度の変更に伴って乾燥部１４および脱水部２０における湿紙１２および乾紙６１の搬送速度も変更される。

このように、抄紙ワイヤー４３の移動速度を変更制御することで湿紙１２を任意の紙厚に形成するので、紙厚の変更制御の応答性が高まり、紙厚が不均一となる紙厚変更領域の長さが短くなる。

仕上部１５での乾紙６１および再生紙６２の搬送を停止する間に抄紙部１３の抄紙ワイヤー４３の移動速度を変更制御するので、抄紙ワイヤー４３の移動速度の変動が搬送方向における再生紙６２の仕上がり寸法精度に影響することがなく、高精度な仕上がり寸法を有する再生紙６２を製造でき、紙搬送軌道上の湿紙１２、乾紙６１の張力に与える影響はなく、湿紙１２、乾紙６１が破断することを防止できる。

しかし、薄紙から厚紙へ紙厚を一気に厚く変更すると、抄紙ワイヤー４３の移動速度が急激に減速して遅くなり、さらに乾燥部１４および脱水部２０における湿紙１２の搬送速度も遅くなり、乾燥部１４において乾燥中の薄紙用の湿紙１２に作用する乾燥時間が長くなって湿紙１２が過乾燥となる。また、逆に厚紙から薄紙へ紙厚を一気に薄く変更すると、抄紙ワイヤー４３の移動速度が急激に加速して速くなり、さらに乾燥部１４および脱水部２０における湿紙１２の搬送速度も速くなり、乾燥部１４において乾燥中の厚紙用の湿紙１２に作用する乾燥時間が短くなって湿紙１２が乾燥不足となる。

そこで、抄紙ワイヤー４３の移動速度が変化する際に、その速度変化の上限となる閾値を設定し、抄紙ワイヤー４３の現在移動速度と目標移動速度との差分である速度変更差分を閾値と比較し、速度変更差分が閾値を超える場合には、閾値に相当する速度変更差分に見合う速度変更を実施し、その状態を所定時間、例えば速度変更後に抄紙した湿紙１２が仕上部１５に到達するまでの時間にわたって継続する。そして、その後に再び抄紙ワイヤー４３の現在移動速度と目標移動速度との速度変更差分を求めて閾値と比較する。

速度変更差分が閾値を超える場合は上述の操作を再び実施し、速度変更差分が閾値内である場合は、速度変更差分を満たすように抄紙ワイヤー４３の移動速度を変更して目標移動速度で抄紙ワイヤー４３を移動させる。

このように、段階的に抄紙ワイヤー４３の移動速度を変更することにより、乾燥部１４での過乾燥や乾燥不足を起こすことなく、紙厚を変更することができる。
そして、仕上部１５では、紙厚変更の過渡期である紙厚変更箇所（速度変更箇所）を含んだ乾紙６１の裁断処理を行う。例えば、紙厚変更箇所を含む乾紙６１を通常の定形サイズの再生紙６２として裁断し、排出あるいはリジェクトする。この場合に再生紙６２は定形サイズなので、通常の再生紙として利用することが可能である。

また、再生紙６２の品質を重視する場合には、紙厚変更箇所がカッター６０を通過した後に、通常の定形サイズより小さいサイズで裁断し、排出あるいはリジェクトする。この場合には無駄となる用紙を最小限にできる。

さらに、紙厚変更箇所がカッター６０を通過した後に、通常の定形サイズより大きいサイズで裁断し、排出する。この場合には排出した大きいサイズの再生紙６２が通常の定形サイズの再生紙６２の層からはみ出すことで区分けの目印となる。

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
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
２０脱水部
３７パルパー槽
３８攪拌装置
３９攪拌装置
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
１００白水タンク部
１０１排水処理タンク部
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
７１０ＣＰＵ
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紙厚制御機能部
７１７ａ紙厚設定部
７１７ｂ速度決定部
７１７ｃ速度変更部
７１７ｄ基本設定部
７１７ｅ紙厚微調整部

Claims

古紙から再生紙を製造する古紙再生処理系を構成する処理部と、処理部を制御する制御部を備え、処理部として紙搬送方向に移動する抄紙ワイヤーによりパルプ懸濁液から湿紙を抄紙し、抄紙ワイヤーの移動速度を可変制御可能な抄紙部を有し、
制御部は、製造する再生紙の紙厚に応じて抄紙ワイヤーの移動速度を変更し、変更に際して抄紙ワイヤーの現在移動速度と目標移動速度との差分である速度変更差分を、速度変化の上限となる閾値と比較し、速度変更差分が閾値を超える場合に、閾値に相当する速度変更を実施し、その状態を所定時間にわたって継続することで、段階的に抄紙ワイヤーの移動速度を変更することを特徴とする古紙再生処理装置。
処理部として、湿紙を紙搬送方向に搬送しつつ乾燥させる乾燥部と、乾燥した再生紙を紙搬送方向に搬送しつつ所定サイズに裁断する仕上部を有し、
制御部は、仕上部での再生紙の搬送を停止する間に抄紙部の抄紙ワイヤーの移動速度を変更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。
制御部は、再生紙の紙厚を設定する紙厚設定部と、紙厚設定部で設定した再生紙の紙厚に応じて抄紙ワイヤーの目標移動速度を決定する速度決定部と、抄紙ワイヤーの移動速度を現移動速度から速度決定部で決定した目標移動速度に変更制御する速度変更部を有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。
紙厚設定部は、複数種の基本設定紙厚から任意の基本設定紙厚を選択する基本設定部と、基本設定部で選択した基本設定紙厚を微小に増減調整する紙厚微調整部を有することを特徴とする請求項３に記載の古紙再生処理装置。