JP2001516823A - 床吸収性粒状製品 - Google Patents

床吸収性粒状製品

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JP2001516823A JP2000511958A JP2000511958A JP2001516823A JP 2001516823 A JP2001516823 A JP 2001516823A JP 2000511958 A JP2000511958 A JP 2000511958A JP 2000511958 A JP2000511958 A JP 2000511958A JP 2001516823 A JP2001516823 A JP 2001516823A
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エドワード ジー ナピック
ブレント ウィーレムセン
アーネスト ピー ウォルファー
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マーカル ペーパー ミルズ インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 少量の紙繊維を含む粒状吸収性製品は、再生紙及び約１０％未満の紙繊維が１００メッシュスクリーンで保持される十分な長さを有するものから作られる。粒状吸収剤は、床にこぼれた液体を吸収するために有用で、上を歩いたときに押しつぶされ、より大きなすべり抵抗を提供し、それでも高い摩擦抵抗を有するものである。粒状吸収性材料を廃棄紙から作る方法は、廃棄紙を製紙繊維とリジェクト流とにふるいにかけ（６）、リジェクト流を脱水して(４０)フィルターケーキを形成し、フィルターケーキを粉砕して（４４）粒状材料を形成し、ドライヤー(４６)によって乾燥した粒状材料をピンミキサー(４８)に送ることによる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 (本発明の分野) 本発明は、水、油及び他の液体を床から吸収するための床吸収性材料に関する
。
【０００２】 (本発明の背景) 紙、例えば台帳または雑誌の紙が、まず紙を分解して、紙の個々の成分が含ま
れるパルプスラリーにすることによってリサイクルされる場合、長いセルロース
繊維は、ティッシュや他の紙製品を作るのに有用なものとして回収される。この
スラリーは、主にカオリン粘土及び短いセルロース繊維を含み、ティッシュを作
るのに有用でない、かなりの量の他の材料も含む。パルプスラリー中の材料を最
大限に使用する目的で、種々の製品が開発されてきた。
【０００３】 開発された製品の一つには、粒状吸収性製品であって、ＫＡＯＦＩＮプロセス
として知られる方法によって作られるものがあり、米国特許出願No.08/852,419(
1997年５月８日出願)に記載されている。この吸収性粒状物の製造方法の開示は 、ここで参考として本発明に含められる。この方法による粒状製品は、同時係属
出願No.08/857,302(1997年５月16日出願)及びNo.08/929,601(1997年９月19日出 願)に記載されている。これらKAOFINプロセスにより作られた粒状吸収性製品の 開示は、ここで参考として本発明に含められる。 粒状吸収性製品の望ましい特性は、高い液体の吸収率、高いかさ密度、高い摩
擦抵抗を含む。例えば、米国特許第4,343,751号明細書(以下、「'751特許」とす
る)は、床吸収剤として使用してもよい吸収性ペレットを粘土から作る方法を開 示する。この'751特許は、紙スラッジを、凝集固体の全量に対し１０％〜５０％
使用することを開示する。しかしながら、吸収性は、５０％の紙スラッジ及び５
０％の粘土繊維を有するペレットを含む実施例に見られるように理想的ではなく
、かさ密度が６０８．７ｋｇ／ｍ3（３８lbs/ft）で、たった７８％の吸収性し かない(チャート２、サンプル００８を参照)。
【０００４】 他の実施例は、非粘土農業粒状物に関する米国特許第5,019,564号明細書(以下
、「'564特許」とする)に開示されている。この粒状物は、植物繊維スラリーの 撹拌凝集によって形成され、化学的不活性性を除く全ての観点において粘土粒状
物と類似する。 粘土製品、例えば、'751特許に記載されたようなものは、紙スラッジと混合し
たときに低吸収性という不利益を有し、繊維含有量が低いと、'564特許に記載さ
れたように、摩擦係数が比較的高くなる。床吸収剤として使用する場合は、この
粒状物が、水または油を床から吸収した後に、粒状物の一体性を保持することが
望ましい。 粒状床吸収剤が直面する他の問題は、粒状物が、一般的に球状で、床を転がる
ことである。作業者が粒状物に乗ると、粒状物が靴の下で回転するので、作業者
を転ばせ、倒す危険性がある。
【０００５】 (本発明の概要) 従って、本発明の目的は、再生廃棄紙から製造され、高い吸収性、高い摩擦抵
抗、及び比較的高いかさ密度を有する改善された粒状吸収性材料を提供すること
にある。本発明の更なる目的は、油、水及び他の液体を吸収するために使用され
得る効果的な市販の吸収剤を提供するのに、十分高いかさ密度を有する粒状吸収
性材料を提供することにある。本発明の他の目的は、液体を吸収するために床に
まいた後、作業者によって踏みつけられたときに、回転に耐える粒状吸収剤を提
供することにある。本発明の他の目的は、このような改良された粒状吸収性材料
を製造する方法を提供することにある。
【０００６】 これらの目的は、再生紙から製造され、カオリン粘土及び紙繊維を含む、低繊
維含量の粒状吸収性材料からなる、本発明によって達成される。この紙繊維は、
繊維の約１０質量％未満が、長さが１００メッシュスクリーンにおける穴の幅( ０．３７８ｃｍ（０.１４９インチ）)よりも長く、少なくとも０.９０ｍｌ/g水 吸収性を有し、かつ少なくとも９９％の摩擦抵抗を有する繊維を含む。
【０００７】 本発明の重要な特徴は、一般に長繊維と呼ばれる製紙に好適な繊維が、パルプ
スラリーから効率的に除去される結果、第二流が、製紙には短すぎる、一般に短
繊維と呼ばれる繊維を繊維の大部分に含むことである。繊維長を決定するために
使用する製法は、TAPPI法T233(1995年)に記載されている。この方法を使用する と、第二流中の繊維の１０質量％未満が、１００メッシュ(米国基準)スクリーン
、即ち０.１４９mmの穴に保持されることが測定された。 本発明の好適な粒状床吸収剤は、その上を歩くと作業者によって押しつぶされ
得、かつ０．５０より大きい摩擦係数を有するが、少なくとも９９％の摩擦抵抗
を有するものである。
【０００８】 （詳細な説明） 本発明の方法は、オフィスから集められた廃棄紙、又は第１再生可能紙グレー
ド、つまり雑誌(粘土ベースコーティングを有する)及び書類グレード（レーザー
プリント、写真複写機プリント及び他のインクを有する）を含む他の供給源を利
用する。 図１について言及すると、廃棄紙、例えばオフィス廃棄紙及び雑誌は、ハイド
ロパルプ製造機２へ、水、腐食剤（例えば、水酸化ナトリウム）、及び分散剤と
共に供給されて、繊維を当該廃棄紙の他の成分から分離し、パルプスラリーを生
成する。プラスチック、破壊屑及び他の異物を従来の方法によって除去する。ハ
イドロパルプ製造機からのパルプスラリーは、９５％より多い水を含み、パイプ
４を通して洗浄機６に移り、いくつかの従来の洗浄工程を行う。洗浄機６中にお
いて、前記スラリーは、金網スクリーンを流れ、ここで製紙用に十分な長さを有
する繊維はこのスクリーンの上に保持され、短繊維及び他の固体を含む第二流は
、このスクリーンを通過する。製紙用に有用な繊維の流は、前記洗浄機をパイプ
８を通して導き出される。このスクリーンは、約１００〜３００μｍ（ミクロン
）の幅の区分けされた(slotted)穴を有する。製紙に好適な十分な長さを有する 繊維は、好ましくは、スクリーンの表面で集められ、一方で、小さな粒子、例え
ばカオリン粘土、短いセルロース繊維、セルロース微粉及び他の懸濁された固体
は、このスクリーンを通して、第二流中に入る。製紙に好適ないくらかの繊維も
、このスクリーンから第二流に縦に通過する。スクリーンに保持されるこの繊維
を、パイプ１２を通して製紙機械１４に供給する前に、更にクリーニング、脱イ
ンク及び処理(１０で示す)にかける。
【０００９】 金網スクリーン洗浄機６からの第二流は、パイプ１６から加圧浮上浄化器(dis
solved air flotation clarifier)１８へ、典型的に１.５％未満の固体を含み、
この固体がセルロースの微粉、短いセルロース繊維及び無機材料を含むスラリー
の形態で通過する。本明細書において言及する％は、特に他言ないかぎり、質量
％である。典型的にこの固体の約５０質量％は、無機材料、例えばカオリン粘土
、炭酸カルシウム及び二酸化チタンである。残りの固体は、有機材料であり、典
型的には１００メッシュスクリーンを通過するセルロース繊維、セルロースの微
粉、ある種の糖、タンニン及びリグニンである。
【００１０】 混合したスラリーを加圧浮上浄化器１８に導入する前に、凝結性ポリマー及び
空気を図１に示すように添加する。好適な加圧浮上浄化器は、市場で入手可能で
ある。凝結性ポリマー、例えば、Drewfloc(R)441又は442、Ashland Chemical Co
.又はCalgon(R)TRP945、及び空気を、パイプ１６において、洗浄器に導入する前
に、第二流に添加する。このスラリーは、洗浄器１８に満たされ、凝結し懸濁し
た固体は、空気の気泡にのって当該洗浄器の表面に浮かぶ。ここで、固体のマッ
トは、３〜７％の粘稠度(consistency)を有し、上記表面からすくい取り又はか き取り、当該洗浄器からパイプ２０を通して除去される。浄化器１８からの浄化
した水のいくらかの部分は、パイプ２２を通してハイドロパルプ製造機２に導き
戻されて、再利用される。
【００１１】 洗浄器１８からの流は、パイプ２０を通して流れ、及び第二凝結性ポリマー、
例えば、Drewfloc(R)453、Ashland Chemical Co.が、脱水プレス４０における脱
水を促進するために、このスラリーに加えられる。この脱水プレスは、ベルトプ
レス又は一連のプレス、例えば、ベルトプレスの後にニッププレス又はスクリュ
ープレスがあってもよく、これ又はこれら脱水プレス中に生じたフィルターケー
キ中の所望の固体含量を達成する。ベルトプレス４０は、いかなる好適な、市場
で入手可能なユニットであってもよく、例えば、Komline Sanderson製のベルト フィルタープレス(Belt Filter Press)でもよい。プレスされる材料の容積によ って、いくらかのベルトプレスが平行して配列され、所望の容量が提供されても
よい。ベルトプレス４０からの工程白濁水(process white water)は、好ましく は、ハイドロパルプ製造機にパイプ４２を通して導かれる。一連のプレスが、ベ
ルトプレスに続けてニッププレス又はスクリュープレスで使用されると、脱水ケ
ーキは、高くても５５％の固体含有量を有するだろう。 図１に示すように、流出液流は、製紙機械１４からの工程白濁水流２３、以前
下水に流出したかもしれないオーバーフロー流２４、及び白濁水流２５を含む。
この工程白濁水は、洗浄器６に戻される。オーバーフロー流２４は、繊維再生工
程２６に供給され、このオーバーフロー流がスクリーンを通り、このスクリーン
が、長繊維を洗浄器６と同様の方法で分離する。水を含む長繊維は、パイプ２８
を通して繊維再生ユニット２６から洗浄器６へ供給される。製紙繊維が実質的に
ないスラリーは、パイプ３０を通して、パイプ１６の凝結性ポリマーと空気を添
加するところの上流に流れる。この製紙機械からの白濁水２５は、他の浮上浄化
器２７に供給され、ここで、凝結し懸濁した固体が浄化器１８と同様の方法で除
去される。洗浄器２７からの浮遊物(flotate)は、パイプ３４を通して流れ、浄 化器１８からの浮遊物と混合され、パイプ２０中で単一の濃縮された流を形成す
る。上記凝結性ポリマーは、この浮遊物に、ベルトプレス４０から上流のパイプ
２０中において添加される。
【００１２】 上記フィルターケーキは、ベルトプレス４０から、直ちに粉々になる湿潤粒子
のシートの形態で排出される。このベルトプレスの出口おいて、当該フィルター
ケーキは、３５〜４５％、好ましくは３６〜４０％の固体を有する。ニッププレ
ス又はスクリュープレスが、ベルトプレスからのケーキをさらに脱水するために
使用されると、このケーキの固体含有量は、５５％までに増加する。このフィル
ターケーキは、スクリューコンベヤー４４によってベルトプレス４０、又は使用
されるならば第２のプレスから運ばれる。このフィルターケーキは、このケーキ
をスクリューコンベヤー４４を通して粉砕する。
【００１３】 スクリューコンベヤー４４から、造粒されているものの、まだ湿気のある材料
(３５〜５５％固体)を、コンベアドライヤー４６に導く。コンベアドライヤー４
６は、好ましくは、覆いを含み、粒状材料は、移動ベルトに支持されながらこの
覆いを通して移動する。このベルトは多孔性で、温風がベルトを通して循環し、
当該粒状物を乾燥する。好適な最小の固体含有量は、９０質量％、好ましくは９
５質量％よりも大きい。
【００１４】 乾燥した粒状物は、コンベアドライヤー４６からピンミキサー４８、例えば、
Ferro-Tech製の撹拌器(Turbulator)に運ばれる。ピンミキサー４８は、円柱状の
シェル及び回転可能なシャフトをシェルの中心軸上に備えたものを有する。この
シェルは、固定で、かつフレームに支持されているので、シェルの中心軸は、実
質的に水平である。このシャフトは、シェルの内部壁から間隔をおくラジカルピ
ン(radical pin)を有する。コンベアドライヤー４６からの乾燥した粒状物は、 シェル中のシェルの一端に堆積される。シェルの充填速度を調節して、ケーキ材
料は、シェルの容積を実質的に満たす。界面活性剤、例えばSurfonic L 24690(H
untsman Chemical製)、又は他のいかなる好適な湿潤剤が、２．２７〜４．５４ ｋｇ（５〜１０lbs.）／粒状物の乾燥タールの割合で粒状物に添加される。
【００１５】 この粒状物は、ピンミキサーを通し、回転ピンによって進む。粒状物は、足の
下で押しつぶされ得るわずかな亀裂を発生するが、なおかつ発送の間も高い摩擦
抵抗を保持すると考えられる。 ピンミキサー４８の後、粒状物は、ドライヤー４６によってまだ暖かいが、振
動スクリーン分類器５０を通り、取扱い容易性のために大きすぎる又は小さすぎ
る粒状物が除去される。粒状物を、いかなる残りの塵粒子及び離れた繊維(loose
fiber)を除去するために脱塵装置５２を通すことは、有利である。塵を除去す るために、流動床脱塵器(deduster)、例えば、ニュージャージー州ワシントンの
Witte, Inc.によって製造されたものを使用することが好ましい。この脱塵器は 、 コンベアドライヤー及びピンミキサーにおいて形成する繊維玉を除去する。 これらの繊維玉は、好ましくはハイドロパルプ製造機に再利用のために戻される
。繊維玉が粒状物中に存在すると、目ざわりであるが、粒状物の有効性を妨げる
ことはない。
【００１６】 本方法で作られた粒状物は、床に置かれ、作業者によってふまれると容易に押
しつぶされ得る。以下の表は、本発明の押しつぶされ得る粒状物(「押しつぶし 可能なワークフォース」とする)と、同時係属出願No.08/929,601の方法で作られ
た吸収性粒状物（「ワークフォース」とする）、及び独自の粘土吸収性材料との
比較を示す。
【００１７】 上記表中の値は、上記方法で製造した粒状物の種々の試料の平均である。 摩擦係数は、ASTMスタンダードＣ 1028-89に従い、ASM725静摩擦係数試験器（
American Slip Meter Co.製）を使用して測定した。危険性のない材料として容 認される基準は、摩擦係数がASTM D 2047-93で少なくとも０.５０である。 押しつぶされた試料は、上記方法により製造された粒状物の試料を置き、試料
の上を歩いて、粒状物のいくらか又は全てを崩壊させることによって作った。そ
の後、押しつぶされた粒状物を上記で説明したように試験した。
【００１８】 粒状物の摩擦抵抗は、９５〜１００％である。このパーセントは、以下の試験
手順に基づく。質量７５ｇの試料を、限定スクリーン(limiting screen) (６０ メッシュ)の上で１０分間振り、その後、保持された５０ｇの材料を皿の中で１ ０分間、１０個のスチールボール(直径１．５９ｃｍ（５／８インチ）)と共に振
った。その後、全体で５０ｇの試料を限定スクリーン (６０メッシュ)の上で１ ０分間振った。限定スクリーン上に保持された最初の５０ｇのパーセントが、上
記摩擦抵抗である。
【００１９】 本発明の粒状製品は、特に床吸収剤として有用である。これは、高い繊維含有
量の粒状物と比較して高いかさ密度を有するためである。それにも関わらず、こ
れらの粒状物は、高い摩擦抵抗を有する。 本発明が、好ましい態様に従って例証され、記載されている一方、バリエーショ
ンや変更は、以下の請求の範囲に記載の発明から逸脱することなく行われてもよ
いことが認識される。
【図面の簡単な説明】
【図１】改善された吸収性粒状製品を製造するための、本発明の方法の好適な
態様の模式図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，Ｃ Ａ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ，ＮＯ (72)発明者 ウィーレムセン ブレント アメリカ合衆国 ニュージャージー州 07090 ウェストフィールド ハーディン グ ストリート 1017 (72)発明者 ウォルファー アーネスト ピー アメリカ合衆国 ニュージャージー州 07401 アレンデイル モンローズ テラ ス 36 Ｆターム(参考） 4L055 AA11 AG27 BF07 BF08 BF09 EA15 EA19 EA25 EA32 FA11 FA16 FA20 GA50

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】粒状吸収性材料であって、複数の不規則な、一般に球状の粒状
    物を含み、前記粒状物が、カオリン粘土及びセルロース繊維を含み、前記粒状物
    中の前記セルロース繊維の１０％未満が、１００メッシュスクリーンで保持され
    る大きさを有し、前記粒状物が、少なくとも約０.９０ｍｌ/gの水吸収量、及び 少なくとも３８４kg/m3（２４lbs/ft3）のかさ密度を有し、少なくともいくつか
    の前記セルロース繊維が、粒状物表面と粒状物内部とを連絡し、前記粒状物が、
    低い押しつぶし抵抗と少なくとも９５％の摩擦抵抗とを有することを特徴とする
    、粒状吸収性材料。
  2. 【請求項２】前記粒状物が、湿潤時に一体性を保持する、請求項１に記載の
    粒状吸収性材料。
  3. 【請求項３】前記粒状物が、多孔性の外表面を有する、請求項１に記載の粒
    状吸収性材料。
  4. 【請求項４】前記粒状物が、粒状物の６０％未満が１６メッシュ以上の大き
    さを有するような大きさ分布を有する、請求項１に記載の粒状吸収性材料。
  5. 【請求項５】前記粒状物が、少なくとも約０.８０ｍｌ/gの油吸収量を有す る、請求項１に記載の粒状吸収性材料。
  6. 【請求項６】粒状吸収性材料であって、複数の不規則な、一般に球状の粒状
    物を含み、前記粒状物が、カオリン粘土及びセルロース繊維を含み、前記粒状物
    中の前記繊維の１０％未満が、１００メッシュスクリーンで保持される大きさを
    有し、前記粒状物が、少なくとも９５％の摩擦抵抗を有しかつ床にまいたときに
    足で押しつぶすことができ、前記粒状物が、押しつぶされると約０.５９の摩擦 係数を有することを特徴とする、粒状吸収性材料。
  7. 【請求項７】以下の工程を有することを特徴とする、押しつぶすことができ
    る床吸収性材料を廃棄紙から製造する方法。 （ａ）パルプスラリーを、カオリン粘土及び製紙繊維を含む廃棄紙から形成する
    工程； （ｂ）前記スラリーをスクリーニングして、製紙繊維を含むアクセプト流を生成
    し、かつ水及びカオリン粘土を含むリジェクト流を生成する工程； （ｃ）前記スラリーを浮上浄化器に案内して、約３〜９％の固体含有量を有する
    濃縮流を製造する工程； （ｄ）前記濃縮流を脱水して、約３５〜５５％の固体含有量を有するフィルター
    ケーキを形成する工程； （ｅ）前記脱水工程からの前記フィルターケーキを粉砕し、粒状材料を形成する
    工程； （ｆ）前記粒状物を乾燥して、少なくとも９０％の固体含有量を有する粒状物を
    製造する工程；及び （ｇ）乾燥粒状物を、前記乾燥工程からピンミキサーに通す工程。
  8. 【請求項８】前記脱水工程が、前記濃縮流をベルトプレスに通すことを含む
    、請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】前記濃縮流を、前記ベルトプレスの後に別のプレスに通すこと
    を含む、請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記乾燥工程が、前記粒状材料を可動ベルトを有するコンベ
    アドライヤーに通し、熱風を該ベルトを通して流すことを含む、請求の範囲７に
    記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記乾燥工程が、前記乾燥粒状物を、ピンミキサーからサイ
    ズ分類器に通して、より大きい及びより小さい粒状物を選択的に除去することを
    含む、請求項７に記載の方法。
  12. 【請求項１２】前記粒状物を前記分類器から脱塵器に通すことを含む、請求
    項１１に記載の方法。
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