(57)【要約】      （修正有）【課題】大量の廃紙がまとめて投入された場合であっても、繊維を切断することなく確実に廃紙を溶解でき、吸水性の高い溶解物ブロックを生成できる紙処理装置を提供。【解決手段】紙処理装置は、溶液が貯留された溶解槽５１に廃紙を投入し、投入された廃紙４１を溶解槽内でファイバ状に解繊し、解繊された廃紙の溶解液５２を、ポンプ７１により圧縮部６０へ搬送する。搬送された溶解液を圧縮部により圧縮して、溶解液中の溶解物をブロック状にプレス成形し、プレス成形して生成された溶解物ブロックを回収する。溶解槽に廃紙をまとめて投入する廃紙投入手段と、投入された廃紙を溶解槽内で撹拌する撹拌手段とを有し、撹拌手段は、上下方向に複数の羽根部を備える撹拌羽根５３を、上下方向を回転軸として回転することが可能にしてあり、撹拌羽根の最下部に備える羽根部には、所定以上の荷重が加わった場合に弾性変形する弾性部材を取り付けてある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液が貯留された溶解槽に廃紙を投入し、
投入された廃紙を前記溶解槽内でファイバ状に解繊し、
ファイバ状に解繊された廃紙の溶解液を、ポンプにより圧縮部へ搬送し、
搬送された溶解液を該圧縮部により圧縮して、溶解液中の溶解物をブロック状にプレス成形し、
プレス成形して生成された溶解物ブロックを回収する紙処理装置であって、
前記溶解槽に廃紙をまとめて投入する廃紙投入手段と、
まとめて投入された廃紙を前記溶解槽内で撹拌する撹拌手段と
を有し、
該撹拌手段は、上下方向に複数の羽根部を備える撹拌羽根を、上下方向を回転軸として回転することが可能にしてあり、
前記撹拌羽根の最下部に備える羽根部には、所定以上の荷重が加わった場合に弾性変形する弾性部材を取り付けてあることを特徴とする紙処理装置。
【請求項２】
前記撹拌羽根の最下部に備える羽根部は、
回転軸に対して十字方向に取り付けられており、
前記弾性部材は、前記羽根部の下部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の紙処理装置。
【請求項３】
前記撹拌羽根の羽根部は、
前記溶解槽の底部に近いほど表面積が大きくなるよう形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の紙処理装置。
【請求項４】
前記廃紙投入手段は、
前記溶解槽の上部に配置され、上下二段の階層構造を有しており、
上段に載置された廃紙を一定量ずつ下段へ送り込み、送り込み完了時に下段を封鎖し、下段へ送り込まれた一定量の廃紙を前記溶解槽へ落下させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の紙処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、官庁、事務所等で生じる膨大な量の廃紙を、官庁内、事務所内で処理して溶解物ブロックとして回収する紙処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
官庁、事務所等の日常業務では、日々膨大な量の不要な書類（廃紙）が生じている。書類によっては、機密保持の観点からそのまま捨てることができない書類も存在し、焼却、あるいは書類断裁機により処理しているのが現状である。
【０００３】
しかし、焼却による処理は、少なくとも都心においては、安全の観点、排煙処理の観点等から実際に行うことは困難である。また、書類断裁機による処理は、機密保持の観点からは有効であるものの、廃紙を乾燥状態で細断するため、同時に廃紙の繊維をも切断してしまい、細断された紙片を再生紙の原料とする等、効果的に利用することが困難になる。さらに、廃棄物である細断された紙片の保管、運搬等も分量によっては容易ではない。
【０００４】
そこで、解繊槽内に投入された廃紙を界面活性剤溶液中において撹拌機の回転により発生する旋回流中で解繊して、解繊物の懸濁水を得た後、解繊物懸濁水を圧力容器内に導入してシリンダにより圧縮し、除水して、所定の大きさの解繊物ブロックに成形する廃紙処理装置が開発されている。解繊物ブロックに成形することにより、処理後の廃棄物の保管、運搬等が容易となり、しかも処理後の廃棄物は再生紙の原料として好適であるため、回収率及び古紙パルプの生産収率を高めることが可能となる（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−２００３７７号公報
【特許文献２】特許第３２９５８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、廃紙を解繊槽内に大量に投入した場合、十分に撹拌することができず、界面活性剤溶液中に解繊物が混ざってしまう。このため、解繊槽に解繊物懸濁水が補充されることとなり、解繊槽内の解繊物懸濁水の濃度（粘性）調整が難しくなるという問題点があった。また、廃紙の繊維が切断されているので、成形された解繊物ブロックの吸水性が劣化するという問題点もあった。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、大量の廃紙がまとめて投入された場合であっても、繊維を切断することなく確実に廃紙を溶解することができ、吸水性の高い溶解物ブロックを生成することができる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】
【０００８】
上記目的を達成するために第１発明に係る紙処理装置は、溶液が貯留された溶解槽に廃紙を投入し、投入された廃紙を前記溶解槽内でファイバ状に解繊し、ファイバ状に解繊された廃紙の溶解液を、ポンプにより圧縮部へ搬送し、搬送された溶解液を該圧縮部により圧縮して、溶解液中の溶解物をブロック状にプレス成形し、プレス成形して生成された溶解物ブロックを回収する紙処理装置であって、前記溶解槽に廃紙をまとめて投入する廃紙投入手段と、まとめて投入された廃紙を前記溶解槽内で撹拌する撹拌手段とを有し、該撹拌手段は、上下方向に複数の羽根部を備える撹拌羽根を、上下方向を回転軸として回転することが可能にしてあり、前記撹拌羽根の最下部に備える羽根部には、所定以上の荷重が加わった場合に弾性変形する弾性部材を取り付けてあることを特徴とする。
【０００９】
第１発明では、溶解槽に廃紙をまとめて投入して、まとめて投入された廃紙を溶解槽内で撹拌する。溶解槽内の撹拌は、上下方向に複数の羽根部を備える撹拌羽根を、上下方向を回転軸として回転させて行う。撹拌羽根の最下部に備える羽根部には、所定以上の荷重が加わった場合に弾性変形する弾性部材を取り付けてあるので、まとめて投入された廃紙が溶解槽の底部に滞留している場合であっても、滞留している廃紙を弾性部材の弾性力により、廃紙の繊維を切断することなくはぎ取ることができる。したがって、廃紙の繊維を切断することなく、繊維を残した状態で溶解することができ、吸水性の高い溶解物ブロックを生成することが可能となる。
【００１０】
また、第２発明に係る紙処理装置は、第１発明において、前記撹拌羽根の最下部に備える羽根部は、回転軸に対して十字方向に取り付けられており、前記弾性部材は、前記羽根部の下部に取り付けられていることを特徴とする。
【００１１】
第２発明では、撹拌羽根の最下部に備える羽根部は、回転軸に対して十字方向に取り付けられており、弾性部材は、羽根部の下部に取り付けられているので、まとめて投入された廃紙が溶解槽の底部に滞留している場合であっても、滞留している廃紙を弾性部材の弾性力により、廃紙の繊維を切断することなくはぎ取ることができる。したがって、廃紙の繊維を切断することなく、繊維を残した状態で溶解することができ、吸水性の高い溶解物ブロックを生成することが可能となる。
【００１２】
また、第３発明に係る紙処理装置は、第１又は第２発明において、前記撹拌羽根の羽根部は、前記溶解槽の底部に近いほど表面積が大きくなるよう形成されていることを特徴とする。
【００１３】
第３発明では、撹拌羽根の羽根部は、溶解槽の底部に近いほど表面積が大きくなるよう形成されているので、比較的溶解槽の底部に滞留しやすい溶解物を十分に撹拌することができ、溶解槽の壁で跳ね返った未溶解物が撹拌羽根の回転軸に絡みつくことを未然に回避することが可能となる。
【００１４】
また、第４発明に係る紙処理装置は、第１乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記廃紙投入手段は、前記溶解槽の上部に配置され、上下二段の階層構造を有しており、上段に載置された廃紙を一定量ずつ下段へ送り込み、送り込み完了時に下段を封鎖し、下段へ送り込まれた一定量の廃紙を前記溶解槽へ落下させることを特徴とする。
【００１５】
第４発明では、溶解槽の上部に配置された廃紙投入手段は、上下二段の階層構造を有しており、上段に載置された廃紙を一定量ずつ下段へ送り込み、送り込み完了時に下段を封鎖し、下段へ送り込まれた一定量の廃紙を溶解槽へ落下させる。これにより、まとめて廃紙を投入した場合であっても、一定量ずつ溶解槽へ落下させることができる。また、上下二段の階層構造とし、処理するべき一定量の廃紙の投入が完了した時点で下段を封鎖することにより、一度廃棄された廃紙が第三者により再度取り出される機会を減じることができ、機密保持の質を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、溶解槽に廃紙をまとめて投入して、まとめて投入された廃紙を溶解槽内で撹拌する。溶解槽内の撹拌は、上下方向に複数の羽根部を備える撹拌羽根を、上下方向を回転軸として回転させて行う。撹拌羽根の最下部に備える羽根部には、所定以上の荷重が加わった場合に弾性変形する弾性部材を取り付けてあるので、まとめて投入された廃紙が溶解槽の底部に滞留している場合であっても、滞留している廃紙を弾性部材の弾性力により、廃紙の繊維を切断することなくはぎ取ることができる。したがって、廃紙の繊維を切断することなく、繊維を残した状態で溶解することができ、吸水性の高い溶解物ブロックを生成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る紙処理装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る紙処理装置の廃紙投入部の動作を説明する模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る紙処理装置の廃紙投入部の動作を説明する模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る紙処理装置の圧縮部の構成を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る紙処理装置の撹拌羽根を含む撹拌手段の構成を示す平面図及び正面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る紙処理装置の撹拌羽根の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る紙処理装置の撹拌羽根の弾性フィンの変形状態を説明する部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態に係る紙処理装置について、その実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る紙処理装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように本実施の形態に係る紙処理装置３０は、廃紙投入部４０、溶解部５０、圧縮部６０で構成されている。
【００１９】
廃紙投入部４０は、溶解部５０の溶解槽５１の上部に配置され、処理対象となる廃紙４１が載置される第１の廃紙台４２と、第１の廃紙台４２の下方に配置されている第２の廃紙台４４とを備えた、上下二段の階層構造を有している。第１の廃紙台４２は、図１の左右方向へ移動することが可能であり、廃紙４１を一定量ずつ第２の廃紙台４４へと送り込むことができる。
【００２０】
図２及び図３は、本発明の実施の形態に係る紙処理装置３０の廃紙投入部４０の動作を説明する模式図である。まず、図２（ａ）に示すように、廃紙４１は、廃紙投入部４０の左上に位置する開口部を介してセットされ、セットされた廃紙４１は、図２の左右方向へ移動することが可能な第１の廃紙台（上段）４２に載置される。
【００２１】
廃紙４１がセットされる側と反対側には、櫛歯状の固定部材４３が廃紙投入部４０の内壁に固定されている。第１の廃紙台４２が図２の右方向へ移動した場合、第１の廃紙台４２に載置されている廃紙４１も右方向へ移動する。そして、廃紙４１は固定部材４３に接触した時点で移動を停止し、第１の廃紙台４２のみが移動する。
【００２２】
これにより、図２（ｂ）に示すように、廃紙４１は第２の廃紙台（下段）４４に落下する。図２（ｃ）に示すように、廃紙４１が第２の廃紙台４４に送り込まれた時点、すなわち第１の廃紙台４２が第２の廃紙台４４と交差しない位置まで移動した時点で、第１の廃紙台４２は元の位置へ戻るべく左方向へ移動を開始する。そして、図３（ａ）に示すように、第１の廃紙台４２が元の位置へ戻った時点で、第２の廃紙台４４は第１の廃紙台４２により封鎖されるので、送り込まれた廃紙４１を取り出すことができなくなる。
【００２３】
このような構成にすることにより、処理を開始する前の廃紙４１を取り出すことができなくなる。つまり、悪意のある第三者による取り出し、悪用等を未然に防止することができ、廃棄された廃紙４１に記載されている情報が、第三者の目に触れる機会を少しでも減じることができる。
【００２４】
第２の廃紙台４４に送り込まれた廃紙４１は、第２の廃紙台４４上を図３の左右方向へ移動することが可能な櫛歯状の移動部材４５の移動により、移動部材４５の移動方向へ移動させられる。すなわち、図３（ｂ）に示すように、移動部材４５を図３の右方向へ移動させることにより、第２の廃紙台４４に送り込まれた廃紙４１が右方向へと押し出される。
【００２５】
本実施の形態に係る紙処理装置３０は、廃紙４１を溶解部５０へ落とし込むための落下ガイド４６を設けてある。落下ガイド４６は、第２の廃紙台４４に近い側の壁面よりも、反対側、すなわち第２の廃紙台４４と離れた側の壁面の方が高い開口部を備えている。これにより、移動部材４５により押し出された廃紙４１は、確実に落下ガイド４６の中に落ち込み、溶解槽５１へと誘導される（図３（ｃ）参照）。
【００２６】
図１に戻って、溶解部５０は、溶液５２が貯留されている溶解槽５１に廃紙４１が投入され、撹拌羽根５３を回転させることにより廃紙４１を溶解する。本実施の形態では、溶液５２として海面活性剤溶液等を用いる必要がなく、例えば水（普通水）を用いれば良い。具体的には、落下ガイド４６から落下してきた一定量の廃紙４１は、溶解槽５１に貯留されている水５２中へと沈下する。水５２の水位は水位センサ５５により常時確認されており、貯留されている水５２が少なくなった場合には、外部の給水ポンプ５７により給水タンク５６中に貯留されている予備の水を給水ホース５８を介して溶解槽５１に給水する。溶解槽５１の外部に給水タンク５６及び給水ポンプ５７を備えているので、従来のように廃紙４１の混濁液が混入するおそれがなく、溶液として水（普通水）５２を用いる場合であっても廃紙４１を溶解することができるとともに、給水ポンプ５７に特殊な仕様のポンプを用いる必要もない。
【００２７】
撹拌羽根５３で撹拌され、繊維を切断することなく水５２中に溶解した廃紙４１の溶解液、すなわちファイバ状に解繊された廃紙４１の溶解液は、吸い込みカバー５９を介して主ポンプ（ポンプ）７１へと送られる。吸い込みカバー５９は、複数の穴部を有するプレートであり、十分に溶解していない廃紙４１が存在する場合には、吸い込みカバー５９にて溶解していない廃紙４１が主ポンプ７１に入り込むことを回避する。主ポンプ７１は、圧送ホース７２を介して、溶解液を圧縮部６０へと搬送する。撹拌羽根５３の構成については後述する。
【００２８】
図４は、本発明の実施の形態に係る紙処理装置３０の圧縮部６０の構成を示す模式図である。図４に示すように、圧縮部６０は、駆動モータ６１の回転により圧縮シリンダ６２を前進（右方向へ移動）又は後退（左方向へ移動）させるボールねじ６３を備えている。
【００２９】
また、圧送ホース７２は注入口６４に連結されており、注入口６４から注入された溶解液は、圧縮室６５に貯留される。駆動モータ６１の回転によりボールねじ６３を回転させ、圧縮シリンダ６２を前進させた場合、圧縮シリンダ６２により圧縮室６５に貯留された溶解液が圧縮され、溶解液中の溶解物がブロック状にプレス成形される。プレス成形された溶解物ブロック７０を回収することにより、廃紙４１の処理を完了する。
【００３０】
本実施の形態では、溶解槽５１内で廃紙４１を撹拌して溶解する撹拌羽根５３の構成に特徴を有する。図５は、本発明の実施の形態に係る紙処理装置３０の撹拌羽根５３を含む撹拌手段の構成を示す平面図及び正面図であり、図６は、本発明の実施の形態に係る紙処理装置３０の撹拌羽根５３の構成を示す斜視図である。
【００３１】
図５（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る撹拌手段は、溶解槽５１の上部に配置され、廃紙４１を溶解槽５１に貯留された水５２中で均等に溶解するよう撹拌する撹拌羽根５３及び撹拌羽根５３を回転させる撹拌モータ５４で構成されている。撹拌モータ５４と撹拌羽根５３とは連結されている。
【００３２】
図５及び図６に示すように撹拌羽根５３は、回転軸５３１が撹拌モータ５４と連結されており、回転軸５３１の中途に複数の水平フィン（羽根部）５３２が取り付けられている。水平フィン５３２の大きさは特に限定されるものではないが、下方に位置するフィンほど表面積を大きく形成しておくことが好ましい。例えば、フィンの幅が同一であれば、下方に位置するフィンほど長さを長くしておくことが好ましい。撹拌効率を高め、溶解槽５１内の溶解液の濃度を、可能な限り均等にするためである。
【００３３】
また、撹拌羽根５３の回転により、水流が溶解槽５１の隔壁に衝突して、溶解しきれていない紙片が跳ね返ってくるおそれがある。水平フィン５３２は、跳ね返ってくる溶解しきれていない紙片を遠心力方向に押し戻す機能も有しており、回転軸５３１に溶解しきれていない紙片が絡みつくことを未然に回避することができるとともに、撹拌を促進して紙片を十分に溶解させることが可能となる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、図５（ａ）に示すように、撹拌羽根５３の最下部に備える羽根部である撹拌フィン５３３は十字方向に４枚、複数の水平フィン５３２は撹拌フィン５３３と重ならない２方向に、それぞれ回転軸５３１に取り付けられている。これにより、溶解しきれていない紙片が水平フィン５３２又は撹拌フィン５３３に絡みつくことを、少しでも回避するようにしてある。
【００３５】
また、図６に示すように、撹拌羽根５３の最下部に備える撹拌フィン５３３には、プレート５３５を介して、硬質ゴム等の弾性部材からなる弾性フィン５３４が取り付けられている。
【００３６】
具体的には、弾性フィン５３４を、撹拌フィン５３３の下部にプレート５３５を介してネジ止めしてある。もちろん、取り付ける手段は、特にネジ止めに限定されるものではなく、弾性フィン５３４を固定できる手段であれば良い。
【００３７】
弾性フィン５３４を設けることにより、廃紙４１を溶解槽５１内で撹拌した場合に、廃紙４１の繊維を切断することなく、水５２中に溶解させることができる。図７は、本発明の実施の形態に係る紙処理装置３０の撹拌羽根５３の弾性フィン５３４の変形状態を説明する部分断面図である。
【００３８】
図７（ａ）に示すように、撹拌フィン５３３には、所定以上の荷重が加わった場合に弾性変形する弾性フィン５３４を取り付けてある。弾性フィン５３４が溶解槽５１の底部に滞留している廃紙４１に接触した場合、すなわち弾性フィン５３４に所定以上の荷重が加わった場合、図７（ｂ）に示すように、弾性フィン５３４は弾性力により、図７（ｂ）に矢印で示す移動方向と反対側へ変形し、廃紙４１に加わる荷重を低減させる。したがって、廃紙４１の繊維を切断することなくはぎ取ることができ、繊維を残した状態で廃紙４１を溶解することが可能となる。
【００３９】
図１に戻って、撹拌羽根５３により、繊維を切断することなく水５２中に廃紙４１が溶解した溶解液は、吸い込みカバー５９を介して主ポンプ７１へと送られる。吸い込みカバー５９の複数の穴部を通過する程度まで溶解された廃紙４１は、主ポンプ７１の動作の障害とはならない。
【００４０】
以上のように本実施の形態によれば、溶解槽５１に廃紙４１をまとめて投入し、投入された廃紙４１を溶解槽５１内で撹拌する。溶解槽５１内の撹拌は、上下方向に複数の水平フィン５３２、撹拌フィン５３３を備える撹拌羽根５３を、上下方向を回転軸として回転させて行う。撹拌羽根５３の最下部に備える撹拌フィン５３３には、所定以上の荷重が加わった場合に弾性変形する弾性フィン５３４を取り付けてあるので、まとめて投入された廃紙４１が溶解槽５１の底部に滞留している場合であっても、滞留している廃紙４１を弾性フィン５３４の弾性力により、廃紙４１の繊維を切断することなくはぎ取ることができる。したがって、廃紙４１の繊維を切断することなく、繊維を残した状態で溶解することができ、吸水性の高い溶解物ブロック７０を生成することが可能となる。
【００４１】
なお、本発明に係る紙処理装置３０は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において上記実施の形態に種々の変更を付加した形態で実施することが可能である。例えば撹拌羽根５３の回転軸５３１に取り付けられている水平フィン５３２は、上方から順に、上から見て時計回りに取り付けても、反時計回りに取り付けても、あるいはランダムに取り付けても良い。
【００４２】
また、撹拌羽根５３の最下部に備える撹拌フィン５３３に取り付けてある弾性フィン５３４は、所定以上の荷重が加わった場合に弾性変形さえすれば良いので、上記実施の形態のように１枚の板状の弾性部材であることに限定されるものではなく、複数枚の板状の弾性部材で構成されていても良いし、刷毛（ブラシ）状に構成されていても良い。
【符号の説明】
【００４３】
３０  紙処理装置
４０  廃紙投入部（廃紙投入手段）
４１  廃紙
４２  第１の廃紙台(上段)
４４  第２の廃紙台(下段)
５０  溶解部
５１  溶解槽
５２  水（溶液）
５３  撹拌羽根
６０  圧縮部
７１  主ポンプ（ポンプ）
５３１  回転軸
５３２  水平フィン（羽根部）
５３３  撹拌フィン（羽根部）
５３４  弾性フィン（弾性部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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