(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
古紙を含む廃棄材料を処理するための方法であって、
前記廃棄材料および希釈水を圧力容器に導入するステップと、
前記古紙を前記圧力容器内で少なくとも約２１２°Ｆの高い処理温度および大気圧を超える高い処理圧力で再パルプ化して、実質的に再パルプ化された古紙を含む処理済み廃棄材料を形成するステップと、
その後、前記圧力容器内の前記処理済み廃棄材料を、約１４０°Ｆ未満の排出温度まで冷却するように、および前記処理済み廃棄材料によって前記圧力容器からの排出のときに放出される臭気を低減するように、前記圧力容器に冷却水を導入するステップと、
その後、前記処理済み廃棄材料を前記圧力容器から排出するステップと
を含み、
前記希釈水が、約１重量部の廃棄材料に対し前記圧力容器中の水の合計量の最大約３重量部の量で前記圧力容器に導入され、前記冷却水が、前記冷却ステップの後、前記圧力容器内に存在する水の合計量が、約１重量部の処理済み廃棄材料に対し少なくとも約３．５重量部であるような量で前記圧力容器に導入される、方法。
【請求項２】
前記処理済み廃棄材料が、前記冷却水によって希釈される臭気化合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記廃棄材料が有機材料を含み、前記有機材料は、臭気化合物を含むか、前記再パルプ化ステップにかけられるとき、前記冷却水によって希釈される臭気化合物を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記有機材料が廃棄食品、廃棄飲料またはその両方を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記廃棄材料が高分子廃棄材料を含み、前記方法がさらに、前記冷却水を導入するステップの後、前記実質的に再パルプ化された古紙を、前記高分子廃棄材料から分離するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記希釈水が、約１重量部の廃棄材料に対し水の合計量の最大約３重量部の量で前記圧力容器に導入され、前記冷却水が、前記冷却ステップの後であるが前記排出ステップの前、前記圧力容器内に存在する水の合計量が、約１重量部の処理済み廃棄材料に対し少なくとも約３．８重量部であるような量で前記圧力容器に導入される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記高い処理圧力が少なくとも約５ｐｓｉｇである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記冷却水が約１１５°Ｆ未満の温度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記再パルプ化ステップが、前記圧力容器内で前記廃棄材料を撹拌することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記再パルプ化ステップが、前記圧力容器内で前記高い処理温度および圧力に達するために熱エネルギーを前記圧力容器に導入することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記再パルプ化ステップが、前記圧力容器内で前記高い処理温度および圧力に達するために蒸気を前記圧力容器に導入することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記再パルプ化ステップが、前記古紙の再パルプ化を促すために１種または複数種の化学助剤を前記圧力容器に導入することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記１種または複数種の化学助剤が、アルカリ剤、緩衝剤、漂白剤、洗剤、界面活性剤、溶剤、分散剤、キレート剤、金属イオン封鎖剤、およびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種類の化学物質を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記圧力容器が、前記廃棄材料を含有するための回転ドラムを含み、前記撹拌ステップが、前記ドラムを回転することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記再パルプ化ステップが約３０分から約９０分までの時間にわたり実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記圧力容器が、その長手軸の周りで回転駆動されるように取り付けられた略円筒状の構成の細長い容器である、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記圧力容器が、傾斜軸の周りで回転するように取り付けられ、前記廃棄材料と希釈水を完全に混合するために適切な撹拌手段が装備されている、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記撹拌ステップが、前記古紙を実質的に再パルプ化するために十分な時間、前記高い処理温度および圧力で実行され、その結果、前記処理済み廃棄材料の構成要素を、濃度および寸法によって分離することができる、請求項９に記載の方法。
【請求項１９】
前記再パルプ化ステップの後および前記冷却水導入ステップの前、ベントまたはエダクタあるいはその両方の使用により、前記圧力容器内の前記高い処理圧力を低減するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生された紙製品で使用するために古紙を処理することに関する。詳細には、本発明は、処理中に臭気化合物を含むまたは形成する廃棄材料から、再生された紙パルプを製造するためのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
リサイクルされた古紙は、紙製品を製造するための主要な原料供給源である。都市廃棄物、商業廃棄物、および生活廃棄物などの一部の廃棄材料は、古紙に加えて臭気化合物を含む、または、古紙材料を処理する間、臭気化合物を生成し得る、あるいはその両方であり、そのような臭気化合物によって放出される臭気は望ましくないまたは不快である可能性がある。従って、臭気放出が低減された、古紙を含む廃棄材料を再生するための方法に対する必要性が存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
前述の必要性は、古紙を含む廃棄材料を再生するための方法を提供する本発明によって満たされ、方法は、廃棄材料を圧力容器に導入するステップと、古紙を圧力容器内で高い処理温度および圧力で再パルプ化し、実質的に再パルプ化された古紙を含む処理済み廃棄材料を形成するステップと、その後、圧力容器内の処理済み廃棄材料を高い処理温度未満の排出温度まで冷却するようにおよび処理済み廃棄材料によって放出される臭気を低減するように圧力容器に冷却水を導入するステップと、その後、処理済み廃棄材料を圧力容器から排出するステップとを含む。回収された紙パルプ画分は、ティッシュ、タオルおよび包装用製品を含むがこれらに限定されない様々な紙製品を作製する際の原料（feedstock）として適切である。
【０００４】
これらのおよび他の目的、特徴および利点は、以下に提供される記載からより明らかになる。
【０００５】
本発明を多数の実施形態および図面に関連して以下で詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の好ましい実施形態の１つで使用される圧力容器の側立面図である。
【図２】部分的に断面である図１の容器の図であり、回転ドラムを示し、および開放位置にある容器の閉鎖パネルを示す。
【図３】図１の圧力容器の端面立面図であり、この図はドラムを回転駆動するために使用される駆動ベルトおよびモータを示す。
【図４】図１の容器の端面図であり、閉鎖パネルの動作を示す。
【図５】部分的に断面である図１の装置の側立面図であり、回転ドラムの内側の周囲に離間された配列で配置された持上げパドルを示し、螺旋状バッフルの位置は点線の使用によって示されている。
【図６ａ】図５の線６ａ−６ａに沿ってとられた断面図である。
【図６ｂ】図５の線６ｂ−６ｂに沿ってとられた断面図である。
【図７】図１〜６ｂの回転ドラムの内側表面の周囲に配置された持上げパドルと螺旋状バッフルの関係を示す。
【図８】本発明に関連して使用される典型的な持上げパドルの拡大されたスケール図であり、ドラムの隣接部分も断面で示し、ドラムの閉鎖パネル端部はこの図面で見た場合、左側を向いている。
【図９】本発明に関連して使用される真空システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
説明のみを目的として本発明を様々な実施形態に関連して詳細に記載する。本実施形態の異なるステップ、構成要素、および特徴のパラメータは個々に記載されるが、当業者が他の実施形態も同様に理解できるように、本記載および請求項で一貫して組み合わせてもよい。本明細書で使用される様々な用語は、後続の記載の中で同様に定義される。パーセントにおける濃度は、文脈が特に示さない限り重量パーセントである。
【０００８】
上で要約されるように、本発明は、古紙を含む廃棄材料を再生するための方法を提供し、方法は、廃棄材料を圧力容器に導入するステップと、古紙を圧力容器内で高い処理温度および高い処理圧力で再パルプ化し、実質的に再パルプ化された古紙を含む処理済み廃棄材料を形成するステップと、その後、圧力容器内の処理済み廃棄材料を前記高い処理温度未満の排出温度まで冷却するように、および処理済み廃棄材料によって放出される臭気を低減するように、冷却水を圧力容器に導入するステップと、その後、処理済み廃棄材料を圧力容器から排出するステップとを含む。回収された製紙用パルプ画分は、ティッシュペーパー、タオルおよび包装用製品を含むがこれらに限定されない様々な紙製品の製造における原料として好適である。
【０００９】
冷却水の追加により、処理済み廃棄材料が排出されるときに放出される、または通常であれば放出され得る臭気は低減または除去される。圧力容器内の水および処理済み廃棄材料は、圧力容器内で処理済み廃棄材料スラリーを形成する。理論に縛られることを望まないが、冷却水は、処理済み材料の温度を低減することによって、または処理済み材料スラリーを希釈することによって、あるいはその両方によって、臭気を低減すると考えられている。また、冷却水は処理済み材料中の臭気化合物を吸収するとも考えられている。そのような臭気化合物は廃棄材料中に存在し得る、または処理済み廃棄材料スラリーの再パルプ化の間に生成される、あるいはその両方である。本発明のいくつかの実施形態において、臭気化合物の源は、食品または飲料廃棄物、あるいはその両方を含む。
【００１０】
用語「再パルプ化」とは、紙中のセルロース繊維など、互いにくっついている、結合している、または絡まっている繊維を互いに切り離す、または少なくとも部分的に分離することをいう。本記載の文脈において、紙を再パルプ化するとは、紙のセルロース繊維を少なくとも部分的に互いに分離して、ばらけたセルロース繊維パルプを形成することをいう。
【００１１】
本発明の実施形態によれば、その長手軸の周りで傾斜回転する間に駆動されるように取り付けられた略円筒構造の圧力容器を使用する、古紙および高分子廃棄材料を含む廃棄材料を再生するプロセスが提供され、前記プロセスは、ａ）圧力容器の入口を介して廃棄材料および希釈水を導入するステップと、ｂ）圧力容器内の廃棄材料に熱エネルギーを加え、大気圧を超えるレベルまで圧力容器の内側の廃棄材料に高い処理温度および高い処理圧力を与えるステップと、ｃ）その長手軸の周りで圧力容器を回転させ、それにより廃棄材料を撹拌させ、繊維状紙画分の再パルプ化を達成するステップと、ｄ）凝縮器を介して蒸気をガス抜きすることによって容器を減圧するステップであって、材料の冷却を開始するために凝縮器に真空を引くステップが続くステップと、ｅ）その後、冷却水を圧力容器に導入するステップであって、それにより圧力容器内の処理済み廃棄材料を、先行ステップで達成可能な温度未満の排出温度まで冷却し、処理済み廃棄材料によって放出される臭気を低減するステップと、ｆ）処理済み廃棄材料を圧力容器から排出するステップとを含み、ここで前記紙画分は実質的に再パルプ化され、前記廃棄材料中の前記高分子廃棄材料および他の汚染物質から実質的に切り離される。本発明の実施形態において、高分子廃棄材料は、廃棄材料からの着色物質を含む汚染物質を凝縮する働きをする。
【００１２】
本発明のさらに別の実施形態によれば、当該技術分野においてロトクレーブ（Ｒｏｔｏｃｌａｖｅ）（登録商標）装置（Ｔｅｍｐｉｃｏ，Ｉｎｃ．（米国ルイジアナ州マディソンビル）から入手可能）とよばれる回転装置が使用されるプロセスが提供される。所望量の廃棄材料がロトクレーブのドラムの中に入れられるが、それは、ドラム内のオーガ翼（augur vane）の回転運動が廃棄材料をドラムのチャンバに引き込むことを許容することによって実行される。廃棄材料は、古紙と、１種または複数種の臭気化合物あるいは再パルプ化中に１種または複数種の臭気化合物を生成する材料とを含む。圧力容器ドアが閉鎖されて密閉され、希釈水が添加され、容器内に捕捉される空気の部分圧の影響を排除するために真空がチャンバに引かれる。続いてロトクレーブのチャンバは隔絶され、所望の処理温度および圧力に達するまで、蒸気が蒸気入口弁を介して導入される。処理済み廃棄材料を形成するためにプリセットされた反応時間の間、ロトクレーブドラムは回転され、この間、廃棄材料は所望の処理温度および圧力でドラムに含まれている。蒸気は、プリセットされた反応時間全体を通して温度および圧力を維持するために使用される。プリセットされた反応時間の後、蒸気をドラムに導入するための蒸気弁は閉鎖され、ドラムは大気圧までガス抜きされ、これにより今度はチャンバ内の温度が同じく低減される。第１ガス抜きステップの後、処理済み廃棄材料の温度をさらに低減するために真空が引かれる。続いてドラムは再び大気圧までガス抜きされ、その後、処理済み廃棄材料を排出温度までさらに冷却しおよび１種または複数種の臭気化合物を希釈するために冷却水がチャンバに導入され、チャンバは開放される。ドラムの内側の処理済み材料は続いて、オーガ翼が処理済み材料をドラムの前部に送達するようにドラム回転を反転することによって取り出され、ドラムの前部で処理済み材料は、粗材料を取り除くためのさらなる選別のために排出コンベヤ上に出る。
【００１３】
圧力容器
本発明の実施形態によれば、圧力容器は一般に、その長手軸の周囲を回転する間に駆動されるように取り付けられた円筒構造の細長い容器であり得、容器は一端に入口および他端に出口を有し、前記容器の内側に存在する固定された持上げパドルの配列を含む撹拌手段が備えられている。廃棄材料の撹拌は、前記容器の回転と同時である容器内の持上げパドルの動作を含み得る。本発明の実施形態によれば、容器には螺旋状構成部材が備えられ得る。
【００１４】
本発明の廃棄材料を処理する際に必要な効果をもたらすことができるいずれかの適切な圧力容器が、本発明に関連して使用され得る。しかしながら、本発明の実施形態によれば、圧力容器は、廃棄材料の適切な撹拌を容易にする適切な撹拌手段が有利に装備され得る。本発明の実施形態による適切な圧力容器は、その長手軸の周りを傾斜回転する間に駆動されるように取り付けられた略円筒構造の圧力容器であり、それは米国特許第５，１１９，９９４号明細書、同４，９７４，７８１号明細書、および同６，４５８，２４０号明細書に開示されるようなものであり、それらの開示内容は完全な形で参照により本明細書に援用される。そのような圧力容器は、廃棄材料を均一に混合し、プラスチック含有廃棄材料および紙含有廃棄材料を細かく砕くために適切な撹拌手段が装備される。適切な撹拌手段の例は、機械式、油圧機械式、または電気式装置を含む。機械式装置の具体例は、機械式かき混ぜ装置、振とう装置、混合装置、回転装置等を含む。圧力容器の内側部分に取り付けられた固定持上げパドルの配列および螺旋状構成部材は本発明の実施形態用の撹拌手段の一例として協働することが分かっている。ある実施形態によれば、撹拌手段はドラム内に設けられ、ドラムは圧力容器の内側に傾斜した状態で回転可能に取り付けられる。
【００１５】
従って、本発明の実施形態による装置は、水平面に対してわずかな傾斜角度で取り付けられた略円筒状の容器を必要とし、その傾斜角度は約７°の実施形態のものであり、容器の上端部は廃棄材料を受け入れるための開口を有し、容器の下端部は閉鎖される。容器は、開口に非常に効果的な閉鎖装置を備えて設計され得、その閉鎖装置は閉鎖されるとき容器を大気から密閉し、作動中、圧力の蓄積が容器内に発生することを可能にし、または、その代わりに、適切な真空システムの機能により真空が容器内に維持されることを可能にする。
【００１６】
ドラムが本発明の実施形態に従って回転されるとき、ドラム内の廃棄材料は、材料の安息角×材料の摩擦係数×ドラムの回転速度に等しい距離、ドラムの側壁と接触した状態で回転されると考えられる。ある実施形態によれば、処理済み材料の安息角は約４５°であり、摩擦係数は約０．２である。
【００１７】
図１〜９を参照すると、米国特許第６，４５８，２４０号明細書に開示されているような、本発明の実施形態によるプロセスを実行するための装置が示されている。装置は、構造が略円筒状である重厚な壁で囲まれた処理用圧力容器Ａを含む。重厚な壁は、圧力容器Ａを製作する際に使用され、それにより、それが高い内部圧力の条件下に、ならびに、場合により上に記載したような真空条件下に作動できるようにする。圧力容器Ａは、頑丈な静止支持体２６の上に回転不能に取り付けられ、十分な安定性を与えるようにかなり幅広い基礎部分を有する。支持体２６は、処理装置およびその包含材料の重量を処理装置の下の土台に効果的に移すように設計された構造的鋼部材を使用し得る。
【００１８】
容器Ａの外殻内で使用される、記載する回転ドラムは、その力を担持および支持ベアリングに移し、担持および支持ベアリングが今度はその荷重を容器Ａの外殻の中へ移し、外殻の構造的支持体によって支持される、従って処理装置の下の土台に移される荷重の一部になる。
【００１９】
閉鎖装置またはドーム状ドア４０は、シール４１を設けられ、容器Ａの入口３０に隣接してヒンジ式に取り付けられ、その結果、上に記載したように、かなりの圧力または真空を容器の内側に選択されたときに作り出すことができる。
【００２０】
非回転容器Ａの内側に配置されているのは、その軸上でどちらかの方向に回転できるように取り付けられた略円筒状ドラムＤであり、その軸は容器Ａの軸と一致する。ドラムＤは、その前端部５０に隣接して載置リングまたは支持リング１２が備えられ、リング１２と接触するように従ってドラムＤの前端部５０に支持を提供するようにローラまたはトラニオンベアリング５８が容器Ａの内側に配置されている。ドラムＤの前端部５０は開放されているが、ドラムの後端部または下端部５６は閉鎖され、水密性である。
【００２１】
ドラムＤの後端部または下端部５６に固定されるのは駆動シャフト１６であり、これはドラムＤの後端部を支持しそれを回転式に駆動するように構成されている。シャフトはローラまたはボールベアリング１７によって回転可能に支持され、ローラまたはボールベアリング１７は容器Ａに取り付けられた構造部材１９から支持される。この支持構成は、容器Ａ内のその水平位置決めが懸念される限りにおいてドラムＤの位置を固定するように設計される。
【００２２】
ドラムＤの駆動シャフト１６は、容器Ａの外殻を貫通し、シール３３によって大気から密閉されるが、それは、容器Ａ内で、および当然のことながらドラムＤ内で、選択された圧力または選択された真空を時々維持することができるようにするためである。
【００２３】
ドラムＤの典型的な回転速度は、２〜３０ｒｐｍの間であり、好ましくは、ドラムを回転式に駆動するために使用される駆動機構１４への均一な力の負荷を促すように約８〜１５ｒｐｍである。
【００２４】
ドラムＤは、図１に示される駆動アセンブリ１４によってその水平軸上でどちらかの方向に回転されることができる。図１は、例えば、ドラムＤを選択された方向に回転させるために、反転可能な電気モータ２０と、ドラムの駆動シャフト１６に接続された適切な減速ギヤ１８とを使用し得る。図１および３に示されるような、当業者に知られた構成において、モータの回転を駆動シャフトに伝えるためにスプロケット２３および２４を通過する重厚なデューティーチェーン２２を使用することが好ましい。
【００２５】
ドラムＤを圧力容器Ａ内に配置することによって、自立型回転式ドラムの中でそれが有していたであろう材料の妨害されない撹拌という同じ利点を有することが可能である。適切な包含壁を有するようにドラムを設計することによって、処理される材料およびそのような材料に導入される添加剤は、処理の間、ドラム内に包含される。この実施形態によれば、ドラムは圧力容器内に配置されるので、ドラムの構成材料は、圧力の力ならびにプロセスにおいて時々使用される真空に関連する力に耐えるように構造的一体性を必要としたであろう自立型回転式ドラムに必要とされる構成材料よりもかなり軽量である。
【００２６】
ドラムＤの内側は、ドラムＤの回転の結果として廃棄材料の撹拌および移動を促進するために、一連の持上げパドル７０および螺旋ねじ山（ｈｅｌｉｃａｌ  ｆｌｉｇｈｔｉｎｇ）８０が装備される。本発明に使用される持上げパドルおよびねじ山は、以下でより詳細に記載する。
【００２７】
容器Ａは、本発明によれば、好ましくは傾斜した状態で作動される。１つの適切な傾斜角度は水平から７°であり、その前端部または入口端部３０が、容器の閉鎖された下端部３６よりも高い。この傾斜角度は、ドラムが回転されるとき少なくとも部分的に重力の影響下に廃棄材料がドラムＤを通って後端部に向かって移動されるという点で、処理される材料をドラムＤ内に包含するのに一役買う。
【００２８】
ドラムＤの寸法に制限はないが、約１０フィート長さのドラムを使用する装置は再生ステーションで効率的に使用できる寸法の装置であるということに注意すべきである。換言すると、本発明による廃棄物処理装置のより小さい寸法の形態は、その中で生成されるより小規模ないずれかの特別な種類の廃棄材料を取り扱うために、比較的限定的な面積内に配置できるユニットの形態をとることができる。
【００２９】
同時に、大規模作業を実行するためにより大きなユニットを使用することが当然のことながら可能であり、廃棄処理施設内で使用される寸法に関する処理装置の先行の記載によって、いずれの処理装置の大きさも小ささも制限するつもりはないが、容器の直径は、それ以前の寸法の縮減が起こらなかった材料を受け入れるのに十分な大きさであるべきである。合理的な直径および長さのどのような組合せも本発明に従って使用可能であり、それは実用性によってのみ制限されることができる。
【００３０】
本発明の詳細に戻ると、持上げパドル７０は、ドラムＤの内側に取り付けられ、ドラム内の材料の流れのあらゆる妨害を最小化するように配置される。持上げパドルは、図５に示されるように、ドラムの水平方向寸法に沿っていくつかのセクションに分散され、１つのセクションから次のセクションまで約４５°の間隔でジグザグに配置される。
【００３１】
持上げパドル７０は、図６ａおよび６ｂに示されるように、ドラムの外殻に対して垂直にドラムＤの内側周囲に固定され、図５および７に示されるように、ドラムの長手方向の寸法と一致するように縦方向に方向付けられる。
【００３２】
図８で最良に見ることができるように、垂直脚部７２は、ドラムの内側側壁に固定され、傾斜部材７４は、その中間線７７で垂直脚部の半径方向内側部分に固定される。傾斜部材７４は外側表面７５および７６を有し、表面７５は持上げパドルの垂直脚部７２から約４５°の角度で存在し、表面７６は脚部７２に対して同様の角度で存在する。表面７６は好ましくは第１部分と見なされ、パドルの表面７５は第２部分と見なされる。傾斜部材７４の中間線７７は、ドラムＤの内側表面に対して約５２°の角度で存在し得、図８に示されるように、中間線７７はドラムＤの高い方の端部に向かう方向に配置される。いくらか違った風に述べると、持上げパドルの内側部分７８はドラムＤの閉鎖端部５６に面し、それは図８の視界に基づいて見た場合左側である。
【００３３】
ある実施形態において、ドラムの傾斜の角度は、水平に対して約７°であり、持上げパドルの傾斜部分７５および７６の傾斜角度は、ドラムＤの外殻壁に対して５２°であり、その結果として、持上げパドルの傾斜部分７５および７６は、水平に対して４５°の角度で作動する。
【００３４】
螺旋ねじ山またはバッフル８０は、ドラム内の廃棄材料の流れの妨害を最小化するようにドラムＤの内側周囲に固定され、および、ドラムの長さに沿って測定される、ドラムの直径に等しい距離において、螺旋の１つの完全なサイクルに一致する頻度であり得る。螺旋ねじ山の傾斜度は、第１回転方向と称される方向にドラムＤが回転されるとき、処理される廃棄材料が前方に、ドラムの閉鎖された下端部５６の方へ移動されるが、第２の回転方向におけるドラムの回転は、材料をドラムの入口開口５０の方へ後方へ移動するようなものである。螺旋ねじ山は連続的であり、これは作製を可能にするために持上げパドル７０を特定の位置で時折排除する必要があるということを意味する。
【００３５】
持上げパドルの寸法および頻度、ドラムの傾斜角度、およびドラムの回転速度は、変更可能であり、ドラム内の材料の要求される移動速度、および所与の時間量で処理すべき材料の量に応じる。
【００３６】
ドラムの直径は、処理すべき廃棄材料の選択された量を受け入れるのに十分なものであり得、ここで、ドラムが回転するとき材料がドラム内で落下して混合することを可能にするために、ドラムの内径の容量の約４０パーセントの追加の空間が空き部分を残すために必要とされる。この種類の装置の設計において、追加の処理能力は、その長さを増大することによって処理装置に追加される。直径対長さの比は可変であり、廃棄材料および水を確実に完全に混合するべく、ドラムの撹拌機構の寸法および頻度に呼応して、所与の時間量で処理すべき材料の量に依存する。
【００３７】
プロセスを監視し制御するための装置は、例えば、水管、蒸気管、真空管、圧力制御器および他の必要な計器を含む。自立型回転式ドラムを使用する際、これらの装置のそれぞれは、回転式ドラムの回転軸の中心線に固定され得、これは、そのような容器の閉鎖装置を複雑にし、および必然的にこれらの装置をドラムの端部に配置する。圧力制御器、真空接続点、および温度制御計器の場合、これは適切な場所でない。むしろ、この種の装置は、そこで反応が起こるプロセス中の地点により近い場所であってプロセスへの添加剤の注入に隣接せずまたその反対側の端部でもない場所からプロセスをより良く監視しかつ制御し得る。従って、一部の実施形態は、回転ドラムがその中で使用される圧力容器を使用する。
【００３８】
圧力および真空を生じさせることはさらに、自立型回転式ドラムの使用を複雑にする。真空は、特に、潰れないように相当の強度を装置が有することを必要とし、これは一般に、大質量の構成要素と同等であり、そのような構成要素を回転しながら駆動する場合、相当の馬力を必要とする。
【００３９】
加えて、一般に自由に流れない、プロセスに導入する前に寸法が都合よく低減されない大きな物体を導入することは、閉鎖装置が大きな寸法であることを要求し得る。それらの大きな寸法のため、およびプロセスの圧力および真空条件のため、閉鎖装置は、手動で扱うことが非常に困難であり得る。自立型回転式ドラムに固定され得る自動閉鎖装置オペレータは複雑である可能性がある。この実施形態では、ドラムは、閉鎖装置が開放される期間の間回転され、従って、閉鎖装置およびそのオペレータは、これらの環境下に回転するドラムの能力と干渉しない。
【００４０】
図１を参照すると、容器Ａは、蒸気を選択的に追加するための管９０と、希釈水および冷却水の両方を選択的に追加するための管９２とが装備され、ここでは適切な弁が、流れを制御するために使用される。蒸気管および水管は図１に示されるように１つの注入管９４に組み合わされ、蒸気および水を容器Ａの側壁を介して導き、続いて、湾曲固定管９５を介してドラムＤの開放端部に注入することを可能にする。
【００４１】
装置の１つの動作局面の間、真空は、Ｎａｓｈ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ（コネチカット州ノーウォーク）またはＣｒｏｌｌ−Ｒｅｙｎｏｌｄｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．（ニュージャージー州ウェストフィールド）によって製造される型などの真空システムによって容器Ａ中において生じる。これら真空システムは真空接続部４６によって容器に接続される（図９に注目）。
【００４２】
廃棄材料の導入
本発明による再生紙パルプを製造するための廃棄材料は、少なくとも古紙を含む。本発明の実施形態によれば、適切な古紙は、新聞紙または他の墨入り紙製品、雑誌、カートン、容器、カップ、チラシ、フライヤー、封筒、ボール紙、箱、袋、印刷済みおよび未印刷紙シート、ポスター等を含むがこれらに限定されない。本発明の別の実施形態によれば、廃棄材料は、１種または複数種の臭気化合物、または、再パルプ化の間、１種または複数種の臭気化合物を生成する材料を含み得る。１種または複数種の臭気化合物、または、再パルプ化の間、１種または複数種の臭気化合物を生成する材料を含む材料は、食品廃棄物および飲料廃棄物またはその両方を、プラスチックカップ、プラスチックボトル、プラスチック容器等などの存在し得る高分子廃棄材料とともに含むが、これらに限定されない。本発明のさらに他の実施形態によれば、廃棄材料は、商業廃棄物、生活廃棄物、衛生施設廃棄物、または産業廃棄物を含み得る。
【００４３】
本発明の実施形態によれば、廃棄材料の原料は、ラテックスコーティング、フィラー等が付与された被覆原料などのように、古紙および高分子廃棄物を含み得る。コーティングまたは高分子成分は、アクリレートおよびビニルアセテートなどの合成ポリマー、または天然ポリマーおよびデンプンのペーストまたは有機ペースト、ならびに天然および合成接着剤を含み得る。高分子材料は、コーティング、バインダの形態であり得、または、板紙構成要素およびプラスチックフィルム構成要素を有する包装材の場合のように、もっぱら紙繊維構成要素に関連付けられ得る。特定の実施形態によれば、廃棄材料の原料は、セルロース繊維含有紙と、プロセス中に凝集され、遊離した製紙繊維から他の汚染物質を分離するように働く樹脂の高分子成分との両方を含み得る。
【００４４】
本発明の幾つかの実施形態により処理可能な難処理廃棄材料のさらなる特定の例は、湿潤強度樹脂を有する片面および両面プラスチック被覆厚紙、湿潤強度樹脂を含まない片面および両面プラスチック被覆厚紙、両面に光沢のあるプリンターの断裁部分、紫外線（ＵＶ）硬化性インク被覆原料、およびそれらの混合物を含む。プラスチック被覆厚紙のさらなる例は、牛乳カートンまたは乾燥食品貯蔵等に使用される他のカートンなど、湿潤強度樹脂を有する両面被覆（Ｃ２Ｓ）プラスチック食品用厚紙を含む。湿潤強度樹脂を有さないプラスチック被覆厚紙のさらなる例は、アイスクリーム容器、様々な他の冷凍食品包装材等を含む。なおもさらなる例は、両面に光沢のある写真の断裁部分、アイスクリームの蓋、未印刷着色紙、新聞紙等を含む。
【００４５】
図１〜９を参照し返すと、および本発明の実施形態によれば、古紙、および任意選択的にプラスチック含有廃棄物を、臭気化合物または臭気生成化合物とともに含む廃棄材料は、適切なコンベヤによって運ばれ、入口開口３０を介して（このとき、ドア４０は開放位置へ移動されている）、ドラムＤの開放端部５０に導入される。廃棄物はいずれの特定の寸法にもまとめられておらず、また寸法、形状および密度が変わる材料の分類を含有し得るので、およびそれは必ずしも自由に流れない場合があるので、容器Ａの入口開口３０およびドラムへの開口５０は、前に処理されなかった廃棄物が直接処理装置に導入されることを可能にするように十分な大きさでありかつ妨害物がない。
【００４６】
廃棄物がドラム内に搬送される間、ドラムＤは第１回転方向に回転され、螺旋ねじ山８０およびドラムの傾斜角度のおかげで、十分な量の材料が、自由に流れないけれども、処理のためにドラムに装入される。
【００４７】
ドラムＤが処理されるべき十分な量の材料で充填されると、閉鎖装置４０は閉鎖され、Ｋｌｉｎｇｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ（デンマーク）によって製造される種類などのロックリング４２によって固定される。
【００４８】
一般に、廃棄材料中の廃棄固形物（すなわちパルプ化できない材料）の重量パーセントは、廃棄材料の合計乾燥重量を基準にして、約１重量パーセント〜約８０重量パーセントの範囲内であるが、廃棄材料中の廃棄固形物の重量パーセントは、廃棄材料の合計乾燥重量を基準にして、約２０重量パーセント〜約７０重量パーセントの範囲内である場合がある。
【００４９】
典型的に、古紙は、紙パルプおよび高分子廃棄材料の合計重量を基準にして、約８０重量パーセント以下の高分子廃棄材料を含有する。場合によっては、廃棄材料は、パルプおよび高分子廃棄材料の合計重量を基準にして、約１０パーセント未満の高分子廃棄材料を含有する。
【００５０】
本明細書で使用される際、専門用語「高分子」、「プラスチック」、「ポリマー」および同様の用語は、物体またはフィルム上にまたはその中に成形、鋳造、押出し、引抜き、または積層あるいはその他の方法で適用された、樹脂、接着剤、発泡材、フィルム、シートおよび混合体（alloy）（複合体）を含む、セルロースアセテートなどの、あらゆる有機高分子材料、合成高分子材料、天然高分子材料または加工された天然高分子材料を意味し、それらを含む。そのような適用は、水または油ベース格子（lattices）のいずれかを使用して、および当該技術分野で知られている技術のいずれかによって、実行され得る。コーティング技術の例は、ブレードコーティング、ディップコーティング、スプレーコーティング等を含む。高分子材料の特定の例は、アクリレートおよびビニルアセテート、それらのラテックス、ポリオレフィンを含む、ビニルポリマーなどの付加ポリマー、ポリエステルまたはポリカーボネートなどの縮合ポリマー等を含む。
【００５１】
希釈水
図１〜９に示される実施形態に目を戻すと、相当量の希釈水が、処理される廃棄材料に添加され、これは希釈水を管９２を介して注入することによって達成され、その結果、十分な希釈水が、湾曲静止管９５を介して、ドラム中の廃棄材料と接触される。通常、希釈水は、ドラム中の廃棄材料および水の合計の３０重量パーセント〜７５重量パーセントの間のドラムＤ中の水含有量を達成するように圧力容器ドラムＤに添加され、ここで約７０パーセントが特定の実施形態に従う量である。別の実施形態によれば、希釈水は、約１重量部の廃棄材料に対し最大約３重量部の希釈水の量で、または、約３重量部の廃棄材料に対し最大約７重量部の希釈水の量で、または、約１重量部の廃棄材料に対し約０．４３重量部〜約３重量部の希釈水の量で、管９２を介して圧力容器ドラムＤに導入される。
【００５２】
本発明の実施形態によれば、希釈水は実質的に純水であり得るが、飲用水または非飲用水であり得る。希釈水は、以下でより詳細に記載される化学助剤などの添加剤を含有し得る。
【００５３】
ドラムＤは通常、廃棄材料と希釈水の接触を高めるために、希釈水添加の間、第１回転方向に回転される。
【００５４】
いったん全ての材料が容器に装入されると、圧力容器ドアが閉鎖され密閉される。ドラムＤは続いて第１回転方向に回転され、その間、真空が短時間、約１〜５分間または５〜１０分間、チャンバ内に引かれてもよい。この段階で真空を適用する目的の１つは、捕捉された非凝縮性ガスによる圧力の蓄積を防止するためである。真空引き期間の最後に、真空は遮断され、システムは弁を閉鎖することによって隔絶される。真空引き期間が終了した後、希釈水がドラムＤチャンバに添加される。
【００５５】
化学助剤
本発明の実施形態によれば、撹拌プロセス中の適切な化学助剤の添加により、パルプ化された紙画分の質が改善され得る。再パルプ化の範囲は、化学助剤の使用により増大され得る。加えて、特定の化学助剤の存在下に形成されたパルプは、より明るい場合があり、追加プロセスステップの範囲を縮小することができる。化学助剤は、ドラムドアが閉鎖かつロックされる前または後、圧力容器に導入され得、廃棄材料の前、一緒、または後で、あるいは希釈材と一緒に、圧力容器に添加され得る。
【００５６】
従って、本発明の実施形態によれば、アルカリ剤、緩衝剤、漂白剤、洗剤、界面活性剤、溶剤、分散剤、キレート剤、金属イオン封鎖剤、およびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種類の化学助剤が任意選択的に含まれ得る。これらの化学助剤は、単独でまたはそれらの組合せで、バルクの形態でまたは溶液で、好ましくは水溶液として、使用され得る。意図した有利性をもたらすためにこれらの化学助剤はどのような量で使用されてもよいが、好ましい化学助剤および量を以下でより詳細に記載する。
【００５７】
水中でアルカリ性ｐＨをもたらすセルロース材料とともに使用するように現在知られているまたは以下で展開されるいずれかのアルカリ剤が、本発明の実施形態で使用され得る。そのようなアルカリ剤の例は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、および他のアルカリ金属またはアルカリ土類元素水酸化物である。ある実施形態によれば、水酸化ナトリウムが使用され得る。一部の実施形態によれば、使用される溶液中のアルカリ化合物の合計濃度は、一般に、圧力容器ドラムに添加される廃棄材料と希釈水の合計重量の０．５％超であるように選択される。一部の実施形態によれば、それは、圧力容器ドラムに添加される廃棄材料と希釈水の合計重量の０．８％超であるように選択される。一部の実施形態によれば、この濃度は、圧力容器ドラムに添加される廃棄材料と希釈水の合計重量の５％未満に維持される。一部の実施形態によれば、濃度は、圧力容器ドラムに添加される廃棄材料と希釈水の合計重量の１％〜２．５％、または３％、または最大５％、または最大１０％であり得る。一部の実施形態によれば、水酸化ナトリウムなどのアルカリ剤は、傾斜したドラムに導入される希釈水と水酸化ナトリウムの重量を基準にして少なくとも約１％の濃度で希釈水溶液中に存在する。より典型的には、水酸化ナトリウムは、傾斜したドラムに導入される希釈水と水酸化ナトリウムの重量を基準にして少なくとも約２％の濃度で希釈水溶液中に存在する一方、好ましくは場合によっては、水酸化ナトリウムは、傾斜したドラムに導入される希釈水と水酸化ナトリウムの重量を基準にして少なくとも約３％の濃度で希釈水溶液中に存在する。
【００５８】
現在知られているまたは以下で展開される、媒体のｐＨを８〜１０のｐＨ範囲に制御するために有用ないずれかの緩衝剤材料が、本発明の一部の実施形態に従って緩衝剤として使用され得る。そのような緩衝剤の例はケイ酸ナトリウムであり、これはこのｐＨ範囲内の緩衝剤として機能する。
【００５９】
本発明の実施形態によれば、許容できる白色度の値を有するパルプ化された紙画分を得るために、漂白剤が廃棄材料に添加され得る。本発明の実施形態によれば、現在知られているまたは以下で展開される、セルロース材料を同様に漂白するためのいずれかの漂白剤が、本発明を実行するために使用可能である。本発明の実施形態によれば、使用される漂白剤の量は、圧力容器に添加される希釈水と廃棄材料の合計量の約０．５から約１．３重量パーセントまでであり得る。本発明の一部の実施形態は、紙含有およびプラスチック含有廃棄材料を含有するパルプ混合物を処理するために、漂白剤として過酸化水素を、圧力容器に添加される希釈水と廃棄材料の合計量の約１重量パーセントの量で含む。同じく次亜塩素酸ナトリウムが、適切な漂白剤として、および一部の実施形態において殺生剤として、機能し得る。
【００６０】
本発明の一部の実施形態によれば、洗剤、界面活性剤、溶剤、分散剤、キレート剤、金属イオン封鎖剤などの様々な他の化学助剤が、単独でまたはそれらの組合せにおいて、再パルプ化の間に使用するために廃棄材料に添加され得る。そのような目的のための現在知られているまたは以下で展開されるこれらの化学助剤の全ては、意図した有利性をもたらすのに十分な量で使用される。しかしながら、これらの化学助剤は、それから形成されたパルプが許容可能な品質を示す場合に限り、使用される。
【００６１】
本発明の一部の実施形態によれば、好ましい化学助剤は、単独のまたは過酸化水素と組み合わせた水酸化ナトリウムである。
【００６２】
再パルプ化条件
本発明の実施形態によれば、古紙を含む廃棄材料の処理は、廃棄材料を十分に再パルプ化し付随的に滅菌するように熱および機械的エネルギーを加えることによって達成される。処理されている廃棄材料への熱の伝導を高める添加希釈水のおかげで、通常であればそれ自体におよび他の材料に絶縁効果をもたらし得る廃棄材料は、必要な熱によって完全におよび迅速に貫かれ、従って、完全な再パルプ化を達成するために十分な熱から汚染物質がその中で保護され得るポケットの形成を回避する。先に記載したように、廃棄材が処理されるときそのパルプ化可能な画分の寸法が低減するので、および、プロセスの熱が、存在する場合廃棄材のプラスチック画分を熱で歪ませ、よりコンパクトな形態に崩壊させるので、廃棄材の全量がより完全に撹拌され、従ってより完全に熱に接触される。
【００６３】
図１〜９に示される実施形態に戻ると、ドラムの開放端部から見た場合に時計回りであると考えられる第１回転方向において、廃棄材料は、方向性のあるねじ山８０によって遮られ、ドラムの後端部または閉鎖下端部５６に向かってドラムを通して移動される。同時に、二方向性のある持上げパドル７０は、ドラムが回転する間パドルのそれぞれが材料と接触するとき、各パドルの角度部分のおかげで、廃棄材料の一部をドラムの入口端部に向かって流れに逆らうように方向付ける。所望の方向におけるドラムＤの回転の間、螺旋ねじ山８０および新規持上げパドル７０の表面７６の作用によるドラム内のこの材料の前方および後方同時移動により、処理される材料の有利で非常に完全な撹拌がもたらされる。これらの作用および添加希釈水のために、廃棄材料のパルプ化可能材料の再パルプ化が、非常に効果的に達成される。
【００６４】
一部の実施形態において、回転式ドラム装置は、１分あたり少なくとも約６回転（ｒｐｍ）、または１分あたり少なくとも約８回転（ｒｐｍ）、または少なくとも約１０ｒｐｍの速度で回転される。
【００６５】
本発明の一部の実施形態によれば、熱は廃棄材料の処理中に圧力容器に加えられる。この場合、ドラムが第１回転方向に回転される間、蒸気が蒸気管９０によって容器に有利に加えられ、注入管９４によって廃棄材料に注入され得る（図１に注目）。先に記載したように、熱を加えることにより、存在する場合プラスチック材料は軟化され、ドラムが回転される間に分離され、従って、プラスチックと密に接触する紙画分が完全に撹拌され、追加された水分および追加された熱と接触されることを可能にする。圧力管６０およびベント接続部分６２と結合される圧力制御システムの弁の適切な使用によって、所望の圧力が容器Ａ内に維持される。弁６１ａは圧力管６０を制御し、弁６１ｂはベント管６２を制御する。管６８は容器Ａの内側に至る接続を形成する。先に記載したような化学助剤は、液体または蒸気として、蒸気ラインにまたは代替的に水ラインに、追加的に添加することができる。
【００６６】
一部の実施形態によれば、約２１２°Ｆ〜約２８５°Ｆの範囲内の内部温度および約０ｐｓｉｇから約５０ｐｓｉｇまでの範囲内または約１０ｐｓｉｇ〜約５０ｐｓｉｇの範囲内の圧力がもたらされるように十分な量の蒸気が撹拌ステップの間に導入される。一部の実施形態によれば、パルプ化を達成するのに必要な時間を短縮する少なくとも約２３０°Ｆの温度および少なくとも約１５ｐｓｉｇの圧力が好ましい。
【００６７】
一部の実施形態によれば、条件は、再パルプ化を達成するために必要な時間が概ね約３０から９０分であるように、典型的には再パルプ化を達成するために必要な時間が約６０分であり得るように制御される。
【００６８】
場合によっては約４０〜８０分であり得る再パルプ化を達成するために必要な時間を短縮するために約２７５°Ｆの内部温度および約３０ｐｓｉｇの圧力をもたらすように十分な量の蒸気が撹拌ステップの間に導入される実施形態において、この場合もパルプ化を達成するために必要な時間は典型的に約６０分以下である。一部の実施形態において、紙の少なくとも約８０パーセントが再パルプ化され、一部の実施形態において、紙の少なくとも９０パーセントが再パルプ化される。一部の実施形態において、存在する紙の少なくとも６５パーセントが再パルプ化される。
【００６９】
一部の実施形態によれば、廃棄材料は、少なくとも約２１２°Ｆの温度で、再パルプ化ステップの間少なくとも約９０分の期間、約１５ｐｓｉｇの圧力で、または、約２８５°Ｆの温度で少なくとも４０分の期間、約５０ｐｓｉｇの圧力で、あるいは、汚染された廃棄材の完全かつ効率的な再パルプ化を達成するために示されたような他の圧力、温度および時間の組合せで、保持される。一部の実施形態によれば、ドラムが回転する間に十分な量の蒸気が圧力容器に導入され、この間、廃棄材料は、約４０〜６０分、または６０分である再パルプ化を達成するために必要な時間を短縮するために約２３０°Ｆの内部温度および圧力約１８ｐｓｉｇをもたらすように撹拌される。他の実施形態によれば、内部温度は、約４５ｐｓｉｇの圧力で約２７５°Ｆであり、再パルプ化を達成するための時間は約４０〜８０分、または約６０分である。
【００７０】
再パルプ化後の圧力の低減
廃棄材料が十分な高温で十分な時間量にわたり処理されたあと、システムへの蒸気の注入は遮断され、圧力容器ドラムは大気にガス抜きされ、続いて、ドラムを第１回転方向に回転し続ける間に図９に示される真空システム４６がオンに切り換わり、圧力容器チャンバ内に真空を生じさせて圧力容器内の処理済み廃棄材料を冷却する。真空が生じるので、処理済み廃棄材料は、再パルプ化処理温度からより低温へ冷却される。一部の実施形態によれば、生じた真空は、約−５ｐｓｉｇから約−１５ｐｓｉｇまたは約−１０ｐｓｉｇまでの範囲であり、処理済み材料の温度を約１７０°Ｆまたは約１６０°Ｆの低さまでまたは約１５０°Ｆの低さまで低減する。
【００７１】
冷却水
冷却水は、圧力容器内の処理済み廃棄材料を高い再パルプ化処理温度未満の排出温度まで冷却し続けるために、および処理済み廃棄材料から放出される臭気を低減するために、圧力容器に導入される。冷却水の添加により、処理済み廃棄材料が排出されるときに放出されるまたは通常であれば放出され得る臭気が低減または消去される。圧力容器内の水および処理済み廃棄材料は、圧力容器内に処理済み廃棄材料スラリーを形成する。理論に縛られることを望まないが、冷却水は、処理済み材料の温度を低減することによって、または、処理済み材料スラリーを希釈することによって、あるいはその両方によって、臭気を低減すると考えられている。同じく、冷却水は、通常であれば周囲大気に放たれるであろう処理済み材料中の臭気化合物を吸収すると考えられている。そのような臭気化合物は、廃棄材料中に存在し得る、または処理済み廃棄材料スラリーの再パルプ化の間に生成される、あるいはその両方である。本発明の一部の実施形態において、臭気化合物源は、食品廃棄物または飲料廃棄物あるいはその両方を含む。
【００７２】
図１〜９に示される実施形態に戻ると、ある量の冷却水が処理済み廃棄材料に添加され、これは、冷却水を管９２を介して注入することによって達成され、その結果、十分な冷却水が、湾曲静止管９５を経由してドラムＤ内の廃棄材料と接触される。冷却水は、ドラム内の廃棄材料と水の合計の７８重量パーセント〜９５重量パーセントの間のドラムＤ内の合計水含有量を達成するように圧力容器ドラムＤに添加され、ここで、約８０パーセントが特定の実施形態に従う量である。別の実施形態によれば、冷却水は、冷却ステップ後の圧力容器内に存在する水の合計量が、約１重量部の処理済み廃棄材料に対し少なくとも約３．５重量部であるような量で、または約１重量部の処理済み廃棄材料に対し少なくとも約３．８重量部であるような量で管９２を介して圧力容器ドラムＤに導入される。
【００７３】
本発明の実施形態によれば、冷却水は、圧力容器内の処理済み廃棄材料の温度を、少なくとも約１０°Ｆ、または約１０°Ｆ〜約５０°Ｆ、または約１０°Ｆ〜約３０°Ｆ低減するのに十分な量で、処理済み廃棄材料に添加される。本発明の実施形態によれば、冷却水は、圧力容器内の処理済み廃棄材料の温度を、少なくとも約１７０°Ｆの温度から約１４０°Ｆ以下の温度へ、または少なくとも約１６０°Ｆの温度から約１４０°Ｆ以下の温度へ、または少なくとも約１６０°Ｆの温度から約１３０°Ｆ以下の温度へ低減するのに十分な量で処理済み廃棄材料に添加される。
【００７４】
本発明の実施形態によれば、冷却水は、約１３０°Ｆまで、または約１２０°Ｆまで、または約７０°Ｆから約１３０°Ｆまで、または約７０°Ｆから約１２０°Ｆまで、または約７０°Ｆから約１１５°Ｆまでの温度で処理済み廃棄材料に添加される。
【００７５】
本発明の実施形態によれば、冷却水は、圧力容器内の合計水含有量を、圧力容器の水および廃棄材料の合計含有量の少なくとも約５重量％、または、圧力容器の水および廃棄材料の合計含有量の少なくとも約１０重量％、または、圧力容器の水および廃棄材料の合計含有量の約５重量％〜約４０重量％増大するのに十分な量で処理済み廃棄材料に添加される。
【００７６】
本発明の実施形態によれば、冷却水は実質的に純粋であり得るが、飲用水または非飲用水であり得る。冷却水は、臭気調整剤および／または殺生剤などの添加剤を含有し得る。
【００７７】
処理済み廃棄材の排出
冷却水による冷却の後、材料は、再生用に再パルプ化された材料を回収するために、回転容器から排出される。一部の実施形態によれば、排出されるパルプ画分は、排出されるパルプ画分の合計湿量に基づいて約５重量パーセント〜約５０重量パーセントの固体濃度を含有する。好ましくは、固体濃度は、排出されるパルプ画分の合計湿量に基づいて約１０重量パーセント〜約２５重量パーセントの範囲内にある。
【００７８】
さらに、上に記載したように、古紙画分は本質的に再パルプ化される。一部の実施形態によれば、古紙は、少なくとも約８０パーセント再パルプ化される、または古紙画分は少なくとも約９０パーセント再パルプ化される。
【００７９】
図１〜９の実施形態に戻ると、閉鎖装置４０は開放され、ドラムＤは第２回転方向に回転される。反時計回り回転と考えられる第２回転方向において、処理済み廃棄材料は、螺旋ねじ山８０によって遮られ、螺旋ねじ山８０の作用によりドラムＤの入口端部の方へ方向付けられる。ドラムＤが回転し続けるとき、処理済み材料は同じく持ち上げられ、先に記載したように、「Ｙ」字形持上げパドル７０の表面７５によって容器の入口端部の方へ方向付けられる。
【００８０】
パドルの垂直表面の両側の角度表面７５および７６は、当然のことながらそれぞれ垂直に配置された部材７２によって補助されながら、いずれの回転方向においても同じように機能する。
【００８１】
持上げパドル７０は処理の間、螺旋ねじ山８０に対して流れに逆らうようにすなわち逆流式に機能し、表面７６はそのようなときに原始的な方法で働くことに注意すべきである。廃棄材料が完全に処理されて初めて、ドラムＤの回転方向は、螺旋ねじ山８０が材料をドラムのリップ５１を越えて適切な排出システムへ排出することを可能にするように反転される。この排出時に、パドル７０の表面７５は、螺旋ねじ山８０の作用と効果的に協働しながら、原始的な方法で働く。
【００８２】
そのようにして処理済み材料は、ドラムＤが第２回転方向に回転する間、螺旋ねじ山８０と持上げパドル７０の表面７２および７５との組み合された作用によって容器から排出される。ドラムＤの外側リップ５１は容器Ａの外側リムを越えて突出しているので、排出される処理済み材料は、容器から離れて落下する。紙材料の再パルプ化のおかげで、処理済み廃棄材料の体積は、その元の体積の約１／３まで低減される。
【００８３】
処理済み材料の排出速度は、当業者には明らかなように、ドラムＤの回転速度と、螺旋ねじ山８０の寸法および頻度と、持上げパドル７０の寸法および数とに依存し、これらの変数は、所与の時間量で処理すべき材料の量に依存し、これら変数の１つの組合せに限定されない。
【００８４】
ドレーン接続部６４には適切な弁６６が装備され、これは水分が過剰に蓄積されると水分を外殻（圧力容器Ａ）から排出することを可能にするために開放することができる。
【００８５】
次に処理済み材料は、再パルプ化された紙画分を分離および回収するべく選別するために、さらに分離されたプラスチック材料を収集するために、方向付けられる。先に記載したように、再パルプ化された紙画分は続いて、再生された紙シート、ティッシュまたは厚紙を製造するためにさらなる処理ステップにかけることができる。
【００８６】
再生された紙製品
本発明のプロセスの一部の実施形態において、再パルプ化された紙画分はさらに、紙製品を製造するために後続の処理ステップにかけられる。一部の実施形態において、紙製品は、ティッシュペーパーかペーパータオル製品のどちらかである。一部の実施形態において、発明的プロセスはさらに、紙プレートを作製するのに適したリサイクル繊維含有板紙などのリサイクル繊維含有紙製品、またはリサイクル繊維含有吸収紙シート、またはリサイクル繊維含有ティッシュペーパー、またはリサイクル繊維含有ペーパータオル、または新聞用紙、または、リサイクル繊維含有段ボール紙製品を含むリサイクル繊維含有厚紙製品を製造するために廃棄材の再パルプ化された紙画分を利用するステップを含む。従って同様に、リサイクル繊維含有筆記用紙は簡単に製造される。
【００８７】
本教示を記載および定義するために、用語「実質的に」は、いずれかの量的な比較、値、測定値または他の表現に起因すると考えられ得る不確実性の固有の程度を表すために本明細書において使用されることが注目される。用語「実質的に」は同じく、それによって量的な表現が論争中の主題の基本的な機能の変化をもたらすことなく記載された基準値から変化し得る程度を表現するために本明細書において使用される。
【００８８】
様々な実施形態に関連して本教示を記載してきたが、これらの教示は、付随する開示内容の趣旨および範囲内で多様なさらなるおよび他の実施形態を受け入れる余地もあることを理解すべきである。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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