古紙処理装置

【課題】装置の小型化を図るとともに、再生紙の品質を高めてその利用を促進することができ、さらには古紙の投入操作において待ち時間が生じない古紙処理装置を提供する。
【解決手段】古紙の裁断紙片を離解して再生パルプを調製する再生パルプ部１と、再生パルプを漂白して脱墨パルプを調製する脱墨パルプ部２と、脱墨パルプを抄紙して再生紙を調製する抄紙部３を一体的に備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、古紙を離解させた再生パルプから紙を製造する技術に関し、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小型の古紙処理装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、わが国においては、一度使用した古紙、例えば代表的なものとしては古新聞紙を回収して紙を再生する技術ならびに社会システムが確立している。
一般的な製紙工場で行なっている製紙方法は、パルプ工程、抄紙工程、仕上工程からなり、古紙を原料として使用する場合には古紙パルプ工程が加わる。
【０００３】
パルプ工程では、木材から繊維を取り出すパルプ化の一つの方法である化学的方法により、蒸解、洗浄、漂白、精選等の工程を経ることで、木材チップからパルプを生成する。
古紙パルプ工程では、原料である古紙を水に溶解し、機械的な力や薬品を利用して紙繊維以外の異物である金属やフィルム、粘着性樹脂、印刷インキ（染料系、顔料系）、コピートナーなどを分離、除去し、漂白処理、脱水、乾燥して古紙パルプを得る。
【０００４】
抄紙工程では、抄紙機のワイヤーパート、プレスパート、ドライヤーパート、カレンダーパート、コーターパートを経て製品の紙とする。ワイヤーパートでは調成されたパルプを抄紙用の網（ワイヤー）に乗せて脱水して紙を抄き、プレスパートではワイヤーパートから出た水分を多く含んだ湿紙の水分を除去する。ドライヤーパートでは蒸気で加熱されたドライヤーに紙を通して乾燥させ、カレンダーパートではロール間に紙を通して表面の凹凸を平滑化し、コーターパートでは原紙に塗料を塗工する。
【０００５】
仕上工程では、スーパーカレンダーパートではコーターパートで塗工した紙面のミクロの凹凸を平滑化して光沢を出し、カッターおよびワインダーパートでは所定の製品寸法にカットし、あるいはロールに巻き取る。
【０００６】
ところで、古紙から再生紙を製紙する場合には以下の問題がある。紙の消費により古紙が発生するオフィス等の消費場所と古紙から紙を再生する製紙工場とは離れており、古紙の運搬にコストとエネルギーを要する。また、古紙の持ち出しにより用紙に記載された機密情報等が外部へ漏洩するおそれがある。このため、シュレッダーで用紙を細かく裁断処理することが行なわれているが、細かく裁断したシュレッダーダストは繊維が短くなり過ぎるために、再生が困難である。
【０００７】
特許文献１には、再生紙の製造方法として、原料古紙を離解し、ソーキング、脱墨後に、凝集性を有する酵母を添加し、酵母によりインキに含まれる微細な無機顔料、カーボン粒子などを凝集させ、ついでフローテーションにより凝集物を分離除去する構成が記載されている。
【０００８】
また、特許文献２には、古紙再生方法および装置として、文書裁断機によって裁断した古紙を離解して再生パルプとする工程と、再生パルプを貯蔵する工程と、再生パルプを噴射装置に充填して繊維シートに吹きかける工程と、繊維シートに吹きかけた再生パルプを抄紙する工程とからなる構成が記載されている。
【０００９】
また、特許文献３には、古紙処理装置として、什器サイズの装置ケース内にパルプ製造部と抄紙部と制御部を備え、パルプ製造部において古紙を離解し、さらに叩解して古紙パルプを製造し、抄紙部において古紙パルプを抄紙して再生紙を製造し、制御部によってパルプ製造部および抄紙部を連動して駆動制御する構成が記載されている。
【特許文献１】特開平８−６０５７０号公報
【特許文献２】特開平１０−３１７２９０号公報
【特許文献３】特開２００７−２３４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記した特許文献においては装置を小型化することが提案されている。しかしながら、装置として脱墨部を一体的に配置する構成は存在せず、再生パルプを脱墨せずに抄紙するので、再生紙の仕上がり品質が悪く、ユーザーによる再生紙の積極的活用を促進させることはできなかった。また、複数枚の古紙をバッチ処理する構成ではあるが、装置内に多量の古紙もしくは裁断したペーパーダストを蓄える機能を有していないので、一度に装置へ投入可能な古紙の枚数はバッチ処理の１回分の容量を超えることはできない。このため、多量の古紙を処理する場合には古紙の投入操作において待ち時間が発生し、ユーザーにとっては使い勝手が悪いものであった。
【００１１】
本発明は上記した課題を解決するものであり、装置の小型化を図るとともに、再生紙の品質を高めてその利用を促進することができ、さらには古紙の投入操作において待ち時間が生じない古紙処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の古紙処理装置は、古紙の裁断紙片を離解して再生パルプを調製する再生パルプ部と、再生パルプを漂白して脱墨パルプを調製する脱墨パルプ部と、脱墨パルプを抄紙して再生紙を調製する抄紙部を一体的に備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の古紙処理装置において、脱墨パルプ部は、脱墨剤により再生パルプからインクを分離して漂白した脱墨パルプを調製する脱墨部と、脱墨パルプから脱墨剤を洗浄するすすぎ部を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の古紙処理装置において、再生パルプ部は、古紙を裁断するシュレッダーと、裁断した裁断紙片を貯留するシュレッダータンクと、裁断紙片を再生パルプに離解させるパルパーを有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の古紙処理装置において、再生パルプ部と脱墨パルプ部と抄紙部は、単位処理量当たりの運転時間が可変調整可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように本発明によれば、再生パルプ部と脱墨パルプ部と抄紙部を一体的に備えて小型化を図ることで、古紙が発生するオフィス等の消費場所に古紙処理装置を設置することができる。このため、機密情報等を記載した書面を外部へ持ち出す必要がなくなることで機密情報の漏洩を防止できるとともに、機密情報の漏洩を目的とした細かな裁断が不要となる。よって、再生に適した任意のサイズに古紙を裁断して再生パルプ化することを実現できる。
【００１７】
再生パルプを漂白して脱墨パルプを調製することで再生紙の仕上がり品質を向上させることができる。この結果、再生紙の積極活用を促進し、古紙処理装置の利用を促進させることができる。
【００１８】
古紙をシュレッダーで裁断し、裁断紙片をシュレッダータンクに貯留することで、再生パルプ部における１回のバッチ処理で離解処理可能な古紙の枚数を超えて古紙を装置へ投入することができるので、多量の古紙を処理する場合に待ち時間が発生せず、ユーザーにとっての使い勝手が向上する。
【００１９】
再生パルプ部と脱墨パルプ部と抄紙部において単位処理量当たりの運転時間を可変調整可能することにより、再生パルプ部では離解のレベルを任意のレベルに設定することができ、脱墨パルプ部では脱墨のレベルを任意のレベルに設定することができる。すなわち、再生パルプ部では単位処理量当たりの運転時間、つまりパルパーでの滞留時間を長くすることにより離解のレベルが高くなり、短くすることにより離解のレベルが低くなる。脱墨パルプ部では単位処理量当たりの運転時間、つまり脱墨パルプ部での滞留時間を長くすることにより脱墨のレベルが高くなり、短くすることにより脱墨のレベルが低くなる。この結果、省エネ重視か紙品質重視かについてユーザーが任意に選択の上で、再生紙を調製することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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において、古紙処理装置は、再生パルプ部１、脱墨パルプ部２、抄紙部３、仕上げ部４、排水処理部５を一体的に備えるものである。
（再生パルプ部）
再生パルプ部１は、古紙６の裁断紙片を離解して再生パルプを調製するものであり、古紙６を裁断処理して再生に適した所定の大きさに紙片化するシュレッダー１１と、シュレッダー１１で裁断した裁断紙片を一時的に貯留するシュレッダータンク１２と、繊維濃度調整部１３およびパルパー１４を備えている。
【００２１】
図２に示すように、シュレッダータンク１２は、上方のシュレッダー１１に向けて開放した上部開口１２１を有し、底面１２２が排出口１２３に向けて傾斜する傾斜面をなす。排出口１２３には裁断紙片６１を排出する排出装置１２４を設けており、排出装置１２４は種々のものがあるが、ここでは複数の羽根を回転軸の周りに放射状に配置した構造をなす。排出装置１２４の上方には紙量検知センサー１２５が配置してあり、紙量検知センサー１２５はシュレッダータンク１２の内部に貯留する裁断紙片の有無を検出するもので、ロードセル、光センサー等を用いる。
【００２２】
繊維濃度調整部１３は、シュレッダータンク１２の排出口１２３の下方に配置してあり、排出口１２３から排出する裁断紙片６１を受け止める受け皿部１３１と、受け皿部１３１を支持する計量部１３２を備えており、計量部１３２は受け皿部１３１に投入した裁断紙片６１の重量を計量し、設定重量を変更することでパルパー１４へ投入する裁断紙片６１の量、すなわち繊維量を調整する。
【００２３】
図３に示すように、受け皿部１３１は受け皿１３１ａが水平姿勢からパルパー１４へ向けて傾斜する傾斜姿勢にまで傾動するものであり、受け皿１３１ａを傾動させるモータ等の駆動手段を有する。また、受け皿１３１ａはパルパー１４に隣接する側壁部１３１ｂが立ち姿勢の通常位置とパルパー１４へ向けて傾倒する傾倒位置とにわたって開閉可能に設けてあり、側壁部１３１ｂは受け皿１３１ａの傾動に伴って傾倒し、受け皿１３１ａの復動に伴って立ち姿勢に復帰する。
【００２４】
受け皿１３１ａには、排出装置１２４によって裁断紙片６１を徐々に投下し、計量部１３２で測定する測定値が設定した値になった時点で排出装置１２４を停止し、受け皿１３１ａを傾動させて裁断紙片６１をパルパー１４へ投入する。
【００２５】
パルパー１４は、アルカリ水等の溶媒中において裁断紙片６１を繊維、つまり再生パルプにまで離解させるものであり、裁断紙片６１を投入する槽体１４１と、槽体１４１の内部で旋回する攪拌翼１４２と、攪拌翼１４２を回転駆動するモータ等の駆動手段（図示省略）を有している。
【００２６】
槽体１４１には溶媒を所定温度に加温するためのヒータ１４３および温度センサー１４４が設けてあり、溶媒を供給する溶媒供給系（図示省略）および再生パルプ含有液を脱墨パルプ部２へ移送する管路、ポンプ等からなる移送系（図示省略）が連通している。
【００２７】
パルパー１４では、裁断紙片６１の量に応じた量の溶媒、ここでは水を槽体１４１に投入し、攪拌翼１４２を回転駆動して裁断紙片の繊維を離解させ再生パルプを調製し、再生パルプを含む再生パルプ含有液を脱墨パルプ部２へ送る。
【００２８】
再生パルプ部１では単位処理量当たりの運転時間、つまりパルパー１４での滞留時間を長くすることにより離解のレベルが高くなり、短くすることにより離解のレベルが低くなる。このため単位処理量当たりの運転時間を可変調整可能することにより、再生パルプ部１での離解のレベルを任意のレベルに設定することができ、この結果、省エネ重視か紙品質重視かについてユーザーが任意に選択の上で、再生紙を調製することが可能となる。
（脱墨パルプ部）
脱墨パルプ部２は、脱墨前希釈部２１と脱墨部２２とすすぎ部２３とを備え、各部の間には管路、ポンプ等からなる移送系（図示省略）を設けている。
【００２９】
脱墨前希釈部２１は再生パルプ含有液を脱墨に適した繊維濃度、ここでは１重量％程度にまで希釈するものであり、希釈用水および脱墨剤としての界面活性剤を投入する希釈液供給系（図示省略）を備えている。
【００３０】
脱墨部２２は、フローテータと呼ばれ、インク（染料系、顔料系）、トナー等の異物を繊維から分離するものであり、本実施の形態では図４に示す構成を有する。脱墨部２２は前槽２２１と後槽２２２を有しており、越流堰を形成する仕切り壁２２３の上端側の開口において前槽２２１と後槽２２２とが連通している。前槽２２１と後槽２２２にはそれぞれヒーター２２４、２２５を配置し、前槽２２１には微細気泡の噴出口２２６および攪拌翼２２７を配置しており、後槽２２２には温度センサー２２８を配置している。
【００３１】
前槽２２１では、界面活性剤が存在する下で、インク、トナー等の異物の粒子を含む再生パルプ含有液を攪拌翼２２７で攪拌しつつ、再生パルプ含有液中に噴出口２２６から細かい気泡を吹き込み、疎水性の異物の粒子を界面活性剤の気泡表面に付着させて浮上分離し、親水性の繊維を仕切り壁２２３の上端側の開口から後槽２２２へ移送することで脱墨する。この際にヒーター２２４、２２５で再生パルプ含有液を所定温度に加熱し、温度センサー２２８で温度制御を行う。
【００３２】
すすぎ部２３は、脱墨パルプから脱墨剤を洗浄するものであり、本実施の形態では、図５に示す構成を有する。すすぎ部２３は、両側のロール２３１、２３２の間に掛け渡して展張したメッシュベルト２３３を有し、メッシュベルト２３３が上部の往路軌道と下部の復路軌道からなる無端軌道を形成している。
【００３３】
往路軌道には始端側から終端側へ順次にホッパー２３４、洗浄ノズル２３５、プレスロール２３６が配置してあり、復路軌道の始端側にスクレーパ２３７を配置し、往路軌道と復路軌道の間にドレーンパン２３８を配置している。
【００３４】
ホッパー２３４は脱墨パルプ２３９を含む脱墨パルプ液をメッシュベルト２３３の上に供給するものであり、複数の洗浄ノズル２３５はメッシュベルト２３３の上に広がった脱墨パルプ２３９に向けて洗浄水を噴射する。繊維に残るインク、トナー等の異物の粒子および脱墨剤を洗浄水により洗い流す。
【００３５】
プレスロール２３６はメッシュベルト２３３を挟んで上下に対をなし、メッシュベルト２３３の上に広がった脱墨パルプ２３９をプレスして脱水する。すすぎ終えた脱墨パルプ２３９はスクレーパ２３７がメッシュベルト２３３から回収し、繊維濃度が０．５重量％程度となるように水を混ぜて抄紙部３へ送る。脱墨パルプ２３９から離れた脱離水はドレーンパン２３８で受け留めて排水処理部５へ送る。
【００３６】
脱墨パルプ部２では単位処理量当たりの運転時間、つまり脱墨パルプ部２での滞留時間を長くすることにより脱墨のレベルが高くなり、短くすることにより脱墨のレベルが低くなる。このため、単位処理量当たりの運転時間を可変調整可能することにより、脱墨パルプ部での脱墨のレベルを任意のレベルに設定することができる。この結果、省エネ重視か紙品質重視かについてユーザーが任意に選択の上で、再生紙を調製することが可能となる。脱墨パルプ部２での単位処理量当たりの運転時間の制御は、脱墨部２２へ供給する単位時間当たりの供給量を加減調整することにより行なう。
（抄紙部）
抄紙部３は、脱墨パルプを抄紙して再生紙を調製するものであり、図１に示すように、ヘッドボックス３１、ワイヤー部３２、脱水部３３、プレス部３４、ドライヤー部３５からなる。
【００３７】
ワイヤー部３２は両側のロール３２１、３２２の間に掛け渡して展張したメッシュベルト３２３を有し、メッシュベルト３２３が無端軌道を形成している。メッシュベルト３２３にはヘッドボックス３１から脱墨パルプ２３９を含む脱墨パルプ含有液を均一に噴出させ、水切りして繊維の層を形成する。
【００３８】
脱水部３３は、複数のローラ３３１の間に掛け渡したフェルトからなる上下一対の吸水ベルト３３２からなり、抄いた紙３３３をメッシュベルト３２３から吸水ベルト３３２に転移させ、上下の吸水ベルト３３２の間に挟んで吸水して脱水する。吸水ベルト３３２は走行軌道上に設けた上下一対の脱水ローラ３３４の間において脱水する。
【００３９】
プレス部３４は、複数のローラ３４１の間に掛け渡したフェルトからなる上下一対の吸水ベルト３４２からなり、抄いた紙３３３を吸水ベルト３４２の間に挟み、上下一対の脱水ローラ３４３を通して圧搾、脱水する。
【００４０】
ドライヤー部３５は、複数のローラ３５１の間に掛け渡した上下一対の布製の搬送ベルト３５２の間に抄いた紙３３３を挟み、複数の乾燥ローラ３５３に圧接させて抄いた紙３３３を乾燥させるものであり、図６に示すように、内部にヒーターを備えた乾燥ローラ３５３の周囲に搬送ベルト３５２を配置し、乾燥ローラ３５３の表面の温度を測定する温度センサ３５４を有している。
（仕上げ部）
仕上げ部４はカレンダー部４１を有しており、図７に示すように、カレンダー部４１は抄いた紙３３３を複数のプレスローラ４１１の間に通し、紙の平坦度を上げ、カット部（図示省略）で所定のシートサイズにカットして再生紙が完成する。
（排水処理部）
排水処理部５は、排水離解タンク５１、排水（抄紙）タンク５２、排水（すすぎ）５３、排水脱墨５４、排水処理部５５の各槽体を有し、再生紙の作製に係る各工程で使用し、排出された排水を処理するものであり、フィルターに通して繊維、インク、トナーを除去し、薬剤の添加により中性化して再度各工程へ供給する。再利用が困難な水は公共下水等へ排水可能な水質にまで処理する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態における古紙処理装置を示す模式図
【図２】同古紙処理装置の再生パルプ部を示す模式図
【図３】同古紙処理装置の再生パルプ部における繊維濃度調整部の作用を示す模式図
【図４】同古紙処理装置の脱墨部を示す模式図
【図５】同古紙処理装置のすすぎ部を示す模式図
【図６】同古紙処理装置の乾燥ローラを示す模式図
【図７】同古紙処理装置のプレスローラを示す模式図
【符号の説明】
【００４２】
１再生パルプ部
２脱墨パルプ部
３抄紙部
４仕上げ部
５排水処理部
６古紙
１１シュレッダー
１２シュレッダータンク
１３繊維濃度調整部
１４パルパー
２１脱墨前希釈部
２２脱墨部
２３すすぎ部
３１ヘッドボックス
３２ワイヤー部
３３脱水部
３４プレス部
３５ドライヤー部
４１カレンダー部
５１排水離解タンク
５２排水（抄紙）タンク
５３排水（すすぎ）
５４排水脱墨
５５排水処理部
６１裁断紙片
１２１上部開口
１２２底面
１２３排出口
１２４排出装置
１２５紙量検知センサー
１３１受け皿部
１３１ａ受け皿
１３１ｂ側壁部
１３２計量部
１４１槽体
１４２攪拌翼
１４３ヒータ
１４４温度センサー
２２１前槽
２２２後槽
２２３仕切り壁
２２４、２２５ヒーター
２２６噴出口
２２７攪拌翼
２２８温度センサー
２３１、２３２ロール
２３３メッシュベルト
２３４ホッパー
２３５洗浄ノズル
２３６プレスロール
２３７スクレーパ
２３８ドレーンパン
２３９脱墨パルプ
３２１、３２２ロール
３２３メッシュベルト
３３１ローラ
３３２吸水ベルト
３３３抄いた紙
３３４脱水ローラ
３５１ローラ
３５２搬送ベルト
３５３乾燥ローラ
３５４温度センサ
４１１プレスローラ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
古紙の裁断紙片を離解して再生パルプを調製する再生パルプ部と、再生パルプを漂白して脱墨パルプを調製する脱墨パルプ部と、脱墨パルプを抄紙して再生紙を調製する抄紙部を一体的に備えることを特徴とする古紙処理装置。
【請求項２】
脱墨パルプ部は、脱墨剤により再生パルプを漂白して脱墨パルプを調製する脱墨部と、脱墨パルプから脱墨剤を洗浄するすすぎ部を有することを特徴とする請求項１に記載の古紙処理装置。
【請求項３】
再生パルプ部は、古紙を裁断するシュレッダーと、裁断した裁断紙片を貯留するシュレッダータンクと、裁断紙片を再生パルプに離解させるパルパーを有することを特徴とする請求項１に記載の古紙処理装置。
【請求項４】
再生パルプ部と脱墨パルプ部と抄紙部は、単位処理量当たりの運転時間が可変調整可能であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の古紙処理装置。

【図１】