JP7116932B2 - 段ボール原料の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、段ボールを製造するための段ボール原料の製造方法に関する。

段ボールは、従来、伐採した木材から取り出したパルプを用いて製造されていた。しかし、森林保護の観点から近年では、特許文献１に開示されているように回収された古紙や、リサイクルされた段ボールを原料パルプとして製造されている。段ボールの需要は、近年通販の拡大や、輸送用木箱の代替えにより年々増加している。これに伴って、段ボールを製造するための段ボール原料である古紙の需要や、リサイクル段ボールの需要も年々増加している。

特開２０１５－１９６９１０号公報 特開２００２－２９２３０４号公報

ところが、一般市場からの古紙の回収量や、リサイクル段ボールの量は、段ボールの需要が増加しても、段ボールの増加に伴って増えることはないので、段ボールを製造するための段ボール原料が不足する。古紙やリサイクルの段ボール等の段ボール原料が不足すると、新規なパルプ（バージンパルプ）を用いることになり、バージンパルプを用いて段ボールを製造すると段ボールの製造コストが高くなる。

ところで、近年、病院や老人ホーム等では、布おむつに替わって紙おむつが使用されている。使用した後の使用済み紙おむつは、一般廃棄物として処理されている。しかし、焼却処分や埋め立て処分を行うと、有害物質が発生したり、土壌汚染が発生したりする。有害物質の発生がなく、土壌汚染の発生がない使用済み紙おむつの処理装置として、使用済み紙おむつを複数種の素材に分解して処理するものが特許文献２において提案されている。この使用済み紙おむつの処理装置では、使用済み紙おむつを分解し、紙おむつの一素材として特にパルプを回収している。すなわち、特許文献２で提案されている使用済み紙おむつの処理装置では、一素材として特にパルプを回収することが提案されている。

そこで、本発明は、使用済み紙おむつに含まれるパルプを回収して、段ボール原料とすることができて、段ボールの製造コストの高騰を抑制することができる段ボール原料の製造方法の提供を目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の第１の態様は、段ボールを形成する段ボール原料の製造方法であって、外胴分離槽と、この外胴分離槽内に回転自在に配置され、外周面に多数の小孔が形成された内胴分離槽とで形成された分離機の前記内胴分離槽内で、収集された使用済み紙おむつを水と、石灰と、次亜塩素酸とからなる分解剤と共に撹拌して、紙おむつを構成する表面材、吸水材、防水材、その他に分解し、前記表面材、前記吸水材、前記防水材、前記その他に含まれるパルプ、プラスチックを分離し、前記使用済み紙おむつから分解されて分離したパルプを含む排水を取り出し、取り出した前記排水をロータリースクリーンにより水分とパルプとに選別し、水分と選別されたパルプをスクリュー脱水機で脱水して再生パルプを生成し、該再生パルプを段ボール原料とすると共に、前記再生パルプをバイオマス燃料としたことを特徴とする。

本発明の第２の態様は、再生パルプを除塵した後に猫砂原料としたことを特徴とする。

本発明の第３の態様は、排水をロータリースクリーンによりパルプと選別された水分を排水処理し、排水処理した排水に含まれる汚泥を取り出し、取り出した汚泥を乾燥した後に、工業汚泥肥料とバイオマス燃料としたことを特徴とする。

本発明の第４の態様は、段ボールを形成する段ボール原料の製造方法であって、 外胴分離槽と、この外胴分離槽内に回転自在に配置され、外周面に多数の小孔が形成された内胴分離槽とで形成された分離機の前記内胴分離槽内で、収集された使用済み紙おむつを水と、石灰と、次亜塩素酸とからなる分解剤と共に撹拌して、紙おむつを構成する表面材、吸水材、防水材、その他に分解し、前記表面材、前記吸水材、前記防水材、前記その他に含まれるパルプ、プラスチックを分離し、前記使用済み紙おむつから分解されて分離したパルプを含む排水を取り出し、取り出した前記排水をロータリースクリーンにより水分とパルプとに選別し、水分と選別されたパルプをスクリュー脱水機で脱水して再生パルプを生成し、該再生パルプを段ボール原料とし、
前記排水を取り出した後の前記内胴分離槽内に残ったパルプとプラスチックを選別機で乾燥して前記パルプと前記プラスチックに選別して回収し、前記パルプと前記プラスチックを固形燃料のＲＰＦとし、前記プラスチックを固形燃料のＲＰＦ－Ａとしたことを特徴とする。

本発明によれば、収集された使用済み紙おむつを水と分解剤と共に攪拌して、紙おむつを構成する複数種の素材に分解し、使用済み紙おむつから分解されて分離したパルプを含む排水を取り出し、取り出した排水中からパルプを回収して再生パルプを生成し、この再生パルプを段ボール原料としたことで、段ボールの製造コストの高騰を抑制することができる。

また、紙おむつで使用されるパルプは、吸水性と保水性に優れ、繊維が太く長い北米産の針葉樹晒パルプ（ＮＢＫＰ針葉樹晒クラフトパルプ）に限定されることから、これを段ボール原料にすることができれば強度が高い段ボール製造が可能となる。

さらに、段ボールの原材料の実に９０％以上は使用済み段ボール、残りはパルプとなっているが、使用済み紙おむつから生成した再生パルプは前記原材料と同程度の強度が維持可能である。

本発明の実施の形態に係る段ボール原料の製造方法が組み込まれた紙おむつのリサイクルフローを示すブロック図。 本発明の実施の形態の段ボール原料の製造方法で用いられる使用済み紙おむつの処理装置を示す説明用のブロック図。 本発明の実施の形態の段ボール原料の製造方法で用いられる使用済み紙おむつの洗浄装置を示す説明用のブロック図。

以下、本発明の実施の形態に係る段ボール原料の製造方法について説明する。図１は、本実施の形態の段ボール原料の製造方法が組み込まれた紙おむつのリサイクルフローを示す。

本実施の形態の段ボール原料の製造方法は、収集された使用済み紙おむつを水と分解剤と共に攪拌して、紙おむつを構成する複数種の素材に分解し、使用済み紙おむつから分解されて分離したパルプを含む排水を取り出し、取り出した排水中からパルプを回収して再生パルプを生成し、この再生パルプを段ボール原料とする。また、生成した再生パルプを洗浄する。

さらに、取り出した排水をロータリスクリーンにより水分とパルプとに選別し、水分と選別されたパルプをスクリュー脱水機で脱水して再生パルプを生成する。以下、本実施の形態の段ボール原料の製造方法を、段ボール原料の製造方法が組み込まれた紙おむつのリサイクルフローにしたがって説明する。

図１に示すように、紙おむつは製造してから、リサイクルされるまでの間で、紙おむつが製造・販売され使用される製造販売、使用の段階１と、使用された後の使用済み紙おむつを保管し、保管した使用済み紙おむつを収集する保管・収集段階２と、収集した使用済み紙おむつをリサイクルし、製品化するリサイクル段階３とに分類される。

なお、本実施の形態の紙おむつは、表面材、漏れ防止の立体ギャザー、吸水材、防水材、その他で構成されている。表面材は、ポリエステルやポロプロピレンの不織布などが使用されている。漏れ防止の立体ギャザーは不織布と伸縮性素材が使用されている。吸水材は吸水紙、綿状パルプ、高分子吸収体などの組み合わせで構成されている。防水材は、紙おむつの外側を覆う防水シートで合成繊維等からなる不織布が使用されている。その他に、紙おむつを止める粘着テープ、止着材等が使用されている。本実施の形態において、リサイクルする素材とは、紙おむつの高分子吸収体、表面材、立体ギャザー等に用いられているプラスチック、吸水紙等に用いられているパルプ、粘着テープやゴム等のその他を意味する。

また、本実施の形態において紙おむつを構成する複数種の素材に分解する分解水は、分解剤としての石灰と、消毒剤としての次亜塩素酸と、水又は温水とを混合したものであり、処理（分解）する使用済み紙おむつの種類、処理する使用済み紙おむつの量によって、石灰、次亜塩素酸、水又は温水の配合量が設定されている。なお、分解水として石灰と水又は温水とを混合したものを用い、消毒剤としての次亜塩素酸は、石灰と水又は温水とを混合した分解水とは別に供給してもよい。なお、温水は、使用済み紙おむつが良好に分解することができる温度に設定されることが好ましい。
以下、製造販売、使用の段階１、保管・収集段階２、リサイクル段階３について説明し、リサイクル段階３において、本発明の実施の形態に係る段ボール原料の製造方法について説明する。

上記製造販売、使用の段階１では、上記した紙おむつの素材（パルプ、プラスチック、その他）から紙おむつメーカ４によって紙おむつが製造され、製造された紙おむつは、販売店５によって一般家庭６や、病院・老人ホーム等の施設７に販売される。販売された紙おむつは、一般家庭６や、病院・老人ホーム等の施設７で使用される。

保管・収集段階２では、使用済み紙おむつは、それぞれ定められた保管１４がなされ、保管された場所から収集１５がなされる。一般家庭６で使用された使用済み紙おむつは、保管・収集段階２で、各地域によって定められた集積所８に集積される。この場合、使用済み紙おむつは、生ゴミ等の「燃えるごみ」とともに専用の袋に廃棄された状態で集積所に集積される。病院・老人ホーム等の施設７から出る使用済み紙おむつは、専用保管容器９によって保管されたり、施設内保管場所１０に保管される。

集積所８に集積された一般家庭から出た使用済み紙おむつは、他の一般廃棄物とともにごみ収集車（パッカー車）１１等によって運搬され焼却施設・処分場１２にて処分される。また、専用保管容器９に保管された病院・老人ホーム等の施設７からの使用済み紙おむつは、専用車両１３によって収集され、リサイクル段階３でリサイクルされる。なお、病院、老人ホーム等の施設７から出る使用済み紙おむつは、リサイクル段階３でリサイクルされる他に、施設内保管場所１０に保管された使用済み紙おむつが、一般家庭６から出て集積所に集積された使用済み紙おむつと同様に、パッカー車１１等によって回収されて、焼却施設・処分場１２にて処分される場合もある。

専用車両によって収集されて、リサイクル段階３で保管される使用済み紙おむつは、一次的に保管工程１６で保管される。その後、計量工程１７で所定の重さに計量された後に、使用済み紙おむつの処理装置１８により、処理されて、再生パルプ１９が生成される。すなわち、使用済み紙おむつの処理装置１８は、洗浄・消毒・分離・乾燥工程４７、排水工程４８、選別・脱水工程４９によって、使用済み紙おむつを紙おむつを構成する複数種の素材に分解し、使用済み紙おむつから分解されて分離したパルプを含む排水を取り出し、取り出した排水中からパルプを回収して再生パルプ１９を生成し、段ボール原料３７を製造する。

使用済み紙おむつの処理装置１８は、図２に示すように、分離機２０と、選別機２１と、パルプ回収装置２２とで構成されている。分離機２０は、筒状の外胴分離槽と、この外胴分離槽内に回転自在に配置され、外周面に多数の小孔が形成された内胴分離槽とで形成されている。内胴分離槽内には、所定の重さに計量された使用済み紙おむつが投入される。また、内胴分離槽内には、分解剤と消毒剤を含む排水が供給される。

分解剤、消毒剤、使用済み紙おむつが投入された状態で内胴分離槽が回転することで、内胴分離槽内で、使用済み紙おむつが分解剤によって紙おむつを構成する複数種の素材に分解され、消毒剤によって消毒される。内胴分離槽内で複数種の素材に分離された使用済み紙おむつは、パルプが分解剤や消毒剤とともにパルプ回収装置２２に排出され、内胴分離槽内には、パルプとプラスチックが固形物として残る。

内胴分離槽内に残ったパルプとプラスチックは、選別機２１に送られて乾燥されることでパルプとプラスチックに選別され、パルプとプラスチックが回収される。ここで回収されたパルプ及びプラスチック（プラパルプ２３）は、固形燃料２４の原料として再利用される。また、プラスチック２５のみでも固形燃料２６の原料として再利用される。

なお、上記固形燃料２４は、ＲＰＦ（Refuse Paper & Plastic Fuel）であり、発熱量が調整された固形化燃料である。また、上記固形燃料２６は、ＲＰＦ－Ａであり、ＲＰＦの中の等級がＡのものであり、全塩素分が低く、発熱量が高いものである。また、上記固形燃料２６は、ＪＩＳに規定されたＲＰＦ－Ａの規格値０．３％以下より相当低い０．０２～０．０３％となっている。

内胴分離槽内から排出された排水（分解剤や消毒剤とともにパルプを含む）は、パルプ回収装置２２の一次ピット２７に一次的に貯留される。一次ピット２７に貯留されたパルプを含む分解剤と消毒剤からなる排水は、ロータリースクリーン２８に送られる。ロータリースクリーン２８では、分解剤と消毒剤を含む水分と、固体であるパルプが分離される。ロータリースクリーン２８によって水分と分離されたパルプは、スクリュー脱水機２９によって脱水され、再生パルプ１９として回収される。ロータリースクリーン２８、スクリュー脱水機２９からの水分は、排水処理工程３０で排水処理されて汚泥部分が除去され、排水される。除去された汚泥３１は、乾燥工程３２により乾燥することにより、工業汚泥肥料３３や、バイオマス燃料３４として再利用される。

スクリュー脱水機２９によって脱水されて回収された再生パルプ１９は、洗浄工程３５の洗浄装置３６に送られて洗浄され、段ボール４５を形成するための段ボール原料３７として用いられる。図３に示すように、洗浄装置３６は、洗浄機３８と、パルプ回収装置３９と、乾燥機４０とで構成されている。洗浄機３８は、筒状の外胴洗浄槽と、この外胴洗浄槽内に回転自在に配置され、外周面に多数の小孔が形成された内胴洗浄槽とで形成されている。内胴洗浄槽内には、再生パルプ１９が投入される。また、内胴洗浄槽内には、所定量の水が供給される。パルプ回収装置３９は図２に示す、パルプ回収装置２２と同構成なので説明は省略する。

そして、所定量の水が投入された状態で内胴洗浄槽が回転することで、内胴洗浄槽内で、再生パルプ１９が水によって洗浄される。この状態では、水に再生パルプ１９が溶解しており、再生パルプ１９が溶解した溶解水は、パルプ回収装置３９によってパルプが固形物として回収され、水分は廃棄される。パルプ回収装置３９によって回収された再生パルプ１９は、乾燥機４０によって乾燥されて、洗浄された洗浄パルプ４１となり、段ボール原料３７となる。また、再生パルプ１９は、除塵４２を行った後、猫砂４６を形成する猫砂原料４３として利用される。

なお、使用済み紙おむつの処理装置１８から回収された再生パルプ１９は、洗浄後に段ボール原料３７となる他に、洗浄せずにそのままバイオマス燃料４４として再利用することができる。

以上説明したように、本実施の形態の段ボール原料の製造方法は、保管・収集段階２で収集された使用済み紙おむつをリサイクル段階３で分離機２０によって水と分解剤と共に攪拌して、紙おむつを構成する複数種の素材に分解する。次に、使用済み紙おむつから分解されて分離したパルプを含む排水を取り出し、取り出した排水中からパルプを回収して再生パルプ１９を生成し、この再生パルプ１９を段ボール原料３７とした。

これにより、使用済み紙おむつに含まれるパルプを回収して、段ボール原料とすることができて、段ボールの製造コストの高騰を抑制することができる。

また、本実施の形態の段ボール原料の製造方法によれば、使用済み紙おむつから再生パルプ１９を回収し、この再生パルプ１９を段ボール原料としたことで、段ボール原料の不足を解消することができる。

また、本実施の形態の段ボール原料の製造方法によれば、使用済み紙おむつから再生パルプ１９を回収して、段ボール原料とすることができるので、バージンパルプを用いることを低減することができ、森林伐採等の環境破壊を抑制することができる。

また、本実施の形態の段ボール原料の製造方法によれば、使用済み紙おむつから段ボール原料として再生パルプを生成するので、使用済み紙おむつを処理する場合に、焼却処分や埋め立て処分を少なくすることができ、有害物質の発生や、土壌汚染を低減することができる。

なお、上記実施の形態では、段ボール原料として使用済み紙おむつから回収した再生パルプ１９のみを使用する例について説明したが、段ボール原料として再生パルプ１９のみではなく、段ボールをリサイクルしたパルプや、古紙から取り出したパルプと使用済み紙おむつから回収した再生パルプ１９とを混合したパルプを段ボール原料としても良い。

上述の通り、本発明の実施の形態を開示したが、当業者によって本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が請求項に含まれることが意図されている。

本発明に係る段ボール原料の製造方法は、使用済み紙おむつから生成した再生パルプを段ボール原料以外に、紙おむつ等の紙製品の原料としても利用することができる。

１９ 再生パルプ
３７ 段ボール原料
４５ 段ボール

Claims (4)

1. 段ボールを形成する段ボール原料の製造方法であって、
   外胴分離槽と、この外胴分離槽内に回転自在に配置され、外周面に多数の小孔が形成された内胴分離槽とで形成された分離機の前記内胴分離槽内で、 収集された使用済み紙おむつを水と、石灰と、次亜塩素酸とからなる分解剤と共に撹拌して、紙おむつを構成する表面材、吸水材、防水材、その他に分解し、前記表面材、前記吸水材、前記防水材、前記その他に含まれるパルプ、プラスチックを分離し、前記使用済み紙おむつから分解されて分離したパルプを含む排水を取り出し、取り出した前記排水をロータリースクリーンにより水分とパルプとに選別し、水分と選別されたパルプをスクリュー脱水機で脱水して再生パルプを生成し、該再生パルプを段ボール原料とすると共に、前記再生パルプをバイオマス燃料としたことを特徴とする段ボール原料の製造方法。
2. 前記再生パルプを除塵した後に猫砂原料としたことを特徴とする請求項１に記載の段ボール原料の製造方法。
3. 前記ロータリースクリーンによりパルプと選別された水分を排水処理し、排水処理した排水に含まれる汚泥を取り出し、取り出した汚泥を乾燥した後に、工業汚泥肥料とバイオマス燃料としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の段ボール原料の製造方法。
4. 段ボールを形成する段ボール原料の製造方法であって、
   外胴分離槽と、この外胴分離槽内に回転自在に配置され、外周面に多数の小孔が形成された内胴分離槽とで形成された分離機の前記内胴分離槽内で、収集された使用済み紙おむつを水と、石灰と、次亜塩素酸とからなる分解剤と共に撹拌して、紙おむつを構成する表面材、吸水材、防水材、その他に分解し、前記表面材、前記吸水材、前記防水材、前記その他に含まれるパルプ、プラスチックを分離し、前記使用済み紙おむつから分解されて分離したパルプを含む排水を取り出し、取り出した前記排水をロータリースクリーンにより水分とパルプとに選別し、水分と選別されたパルプをスクリュー脱水機で脱水して再生パルプを生成し、該再生パルプを段ボール原料とし、
   前記排水を取り出した後の前記内胴分離槽内に残ったパルプとプラスチックを選別機で乾燥して前記パルプと前記プラスチックに選別して回収し、前記パルプと前記プラスチックを固形燃料のＲＰＦとし、前記プラスチックを固形燃料のＲＰＦ－Ａとした ことを特徴とする段ボール原料の製造方法。

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