JP2006002293A - 縦型連続式パルパー - Google Patents

Abstract

【課題】 紙料スラリを所定の濃度にまで希釈させる希釈撹拌タンクを備える縦型連続式パルパーを提供すること。
【解決手段】 上下に多段の攪拌羽根１８を備えた垂直回転軸１４が内部で回転し、上部の供給口１２から投入された紙料を溶液と混合撹拌して離解させることによって所定濃度の紙料スラリを作る縦型円筒容器２と、その縦型円筒容器２と接続され、縦型円筒容器２から送り込まれる紙料スラリを希釈水と混合撹拌して希釈し、より濃度の低い紙料スラリとする希釈撹拌タンク３とを有するものであって、希釈タンク３は、内部に紙料スラリと希釈水とを撹拌する撹拌翼３３を有し、縦置き式の容器によって形成された縦型連続式パルパー１。
【選択図】 図２

Description

本発明は、縦型円筒容器内で古紙、損紙などの紙料を離解させて所定濃度の紙料スラリを作り、隣りに設けられた希釈撹拌タンク内でその紙料スラリに白水（希釈水）を加えて希釈する縦型連続式パルパーに関し、特に縦型円筒容器と希釈撹拌タンクとを上方で連通することにより希釈撹拌タンクからの漏れを防止するようにした縦型連続式パルパーに関する。

近年、省資源や地球環境保全の要求が高まり、古紙および損紙のリサイクル率が高くなってきており、これまで脱墨や異物除去が困難であった雑誌の他、ラミネート処理された紙容器なども紙料として用いられるようになってきている。
そうした古紙や損紙などの紙料について資源サイクルを行うために紙料スラリを作るパルパーは、これまで容器内に水と薬剤を混合した溶液と紙料を投入し、一定期間混合撹拌して離解が完了した後、排出口を開放して紙料スラリを全量取り出す、いわゆるバッチ式のものが実用化されていた。しかし、バッチ式のパルパーはロスタイムが多く操業性が良くないため、最近では紙料スラリを連続して取り出せる連続式のパルパーが要求され、種々提案されている。

本出願人も特開２００３−１９３３８３号公報として開示された出願によって、エネルギ消費が少なくて均質な紙料スラリが連続的に得られ、かつ、異物の微細化が起こりずらいコンパクトな縦型連続式パルパーを提案している。その縦型連続式パルパーでは、縦型円筒容器内に上部から供給された紙料が垂直回転軸に多段に付設した撹拌羽根によって溶液内で撹拌され、順次下方へ移動するに連れ離解され、縦型円筒容器の下部に設けられた取出口から吐出される。吐出された紙料スラリは希釈撹拌タンクに送り込まれ、そこで希釈水である白水が加えられて希釈され、その後、スクリーンを通して異物が取り除かれる。
特開２００３−１９３３８３号公報（第２−３頁、図１）

ところで、縦型連続式パルパーは縦長構造であり、且つその上端開口部から紙料を投入しなければならないこともあって、掘り込んだ掘り込み型ピット内に設置させ、地面から上端開口部までの高さを低くするようにしている。一方、従来の希釈撹拌タンクは横置きで容積も小さかった。
そのため、縦型円筒容器内で作られた紙料スラリは１８〜２０パーセント程度の濃度であるが、希釈撹拌タンクでは白水が加えられて２〜３パーセントにまで希釈されるが、勢い余って希釈撹拌タンクがオーバーフローしてしまうことがある。そうした場合、オーバーフローした希釈水は掘り込み型ピット内に溜まってしまい、縦型連続式パルパーの駆動部を浸漬させるなどして不具合を生じさせてしまうことになる。また、希釈撹拌タンクの容積が小さいため、十分に希釈されない場合もあった。

そこで本発明は、かかる課題を解決すべく、紙料スラリを所定の濃度にまで希釈させる希釈撹拌タンクを備える縦型連続式パルパーを提供することも目的とする。また、希釈撹拌タンクから外部への漏れを防止した縦型連続式パルパーを提供することを目的とする。

本発明に係る縦型連続式パルパーは、上下に多段の攪拌羽根を備えた垂直回転軸が内部で回転し、上部の供給口から投入された紙料を溶液と混合撹拌して離解させることによって所定濃度の紙料スラリを作る縦型円筒容器と、その縦型円筒容器と接続され、縦型円筒容器から送り込まれる紙料スラリを希釈水と混合撹拌して希釈し、より濃度の低い紙料スラリとする希釈撹拌タンクとを有するものであって、前記希釈タンクは、内部に前記紙料スラリと希釈水とを撹拌する撹拌翼を有し、縦置き式の容器によって形成されたものであることを特徴とする。
また、本発明に係る縦型連続式パルパーは、前記希釈撹拌タンクが密閉容器であって、前記縦型円筒容器と空気抜き管によって接続されたものであることを特徴とする。
また、本発明に係る縦型連続式パルパーは、希釈撹拌タンクがポンプを介してスクリーンへ接続されたことを特徴とする。

本発明の縦型連続式パルパーでは、溶液が入った縦型円筒容器内に破砕済紙料が連続的に投入され、撹拌羽根によってその破砕済み紙料が撹拌され、溶液内で離解しながら下降して水分中の濃度が所定の値にまで薄められ、均質な紙料スラリとなって取出口から連続的に吐出される。そして、縦型円筒容器から吐出された紙料スラリは希釈撹拌タンク内に送り込まれ、注入された希釈水とともに撹拌されて希釈され、更に濃度の低い紙料スラリとされる。

本発明では、希釈撹拌タンクを縦置き式の容器で形成しているので従来のものに比べて広い設置スペースをとることなく大型化することができ、大量の紙料スラリを一度に希釈することによって均一な濃度で所定の濃度にまで希釈することができるようになった。
また、本発明では、密閉容器の希釈撹拌タンクを縦型円筒容器と空気抜き管によって接続したので、通常はタンク内の空気抜きとして機能する一方で、オーバーフロー時には希釈水を縦型円筒容器２に戻す戻し管として機能するので、希釈撹拌タンクから外部への漏れを防止することができる。
また、希釈撹拌タンクをポンプを介してスクリーンへ接続したので、希釈撹拌タンクなどを掘り込み型ピット内に入れ地下に設置する一方で、セパレータは地上に設置するなど、様々なレイアウトが効率良く行える。

次に、本発明に係る縦型連続式パルパーの一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態の縦型連続式パルパーの一部（縦型円筒容器部分）の構造を示した図であり、図２は、本実施形態の縦型連続式パルパーを示した外観図である。縦型連続式パルパー１は、図２に示るように、縦型円筒容器２と希釈撹拌タンク３が工場内の掘り込み型ピット５内に設置されている。縦型連続式パルパー１は、縦型円筒容器２内で１８〜２０パーセントの紙料スラリを作り、希釈撹拌タンク３では、それを更に２〜３パーセントにまで希釈するようにしたものである。

そこで、先ず縦型円筒容器２は、架台１１上に立設され、その上端に破砕済紙料１００が投入される供給口１２が形成され、下端の側部には紙料スラリが取り出される取出口１３が設けられている。破砕済紙料は、紙料の塊であるベールが破砕機によって破砕されたものであり、コンベア２００によって搬送され、供給口１２から溶液が入れられた縦型円筒容器２内に投入されるようになっている。
縦型円筒容器２内には、縦方向中心部に垂直回転軸１４が回転可能に支持され、その垂直回転軸１４には、架台１１の下部に設けられたモータ１５の駆動力が減速機１６を介して伝達するように構成されている。

縦型円筒容器２内に立設された垂直回転軸１４には、螺旋状のパルピングロータ−１７が最上部に取り付けられ、その下には複数のロータ−１８が上下多段に取り付けられている。パルピングロータ−１７は切欠部が形成され、供給口１２から入れられた破砕済紙料１００がその切欠部からパルピングロータ−１７の下に落ちていくようになっている。一方、上下多段に設けられたロータ−１８は、その羽根の枚数が上段部分のものが２枚、中段のものが３枚、そして下段のものが４枚というように徐々に増えるように形成されている。これは、上から下にかけて羽根の枚数を増やすことによって撹拌力を段階的に増加させるためである。

また、縦型円筒容器２の内壁には、内部を流れる破砕済紙料１００の撹拌が促進されるように、縦方向には複数の垂直リブ２１が突設されるとともに、各段のロータ−１８の中間高さに水平リブ２２が突設されている。一方、縦型円筒容器２の底部には取出口１３へ紙料スラリを取り出すためのスクリューフィーダ１９が設けられている。このスクリューフィーダ１９は、モータ２０の回転速度を制御することによって紙料スラリの吐出量を調整できるようになっている。そして、そのスクリューフィーダ１９の先には、取出口１３には図２に示す希釈撹拌タンク３が接続され、その希釈撹拌タンク３の下流側には、希釈された紙料スラリから異物を除去するためのセパレータ２３が設けられている。

縦型円筒容器２には、下部にスクリューフィーダ１９を内設した取出管２５があり、それが希釈撹拌タンク３の接続管２６に接続されている。その接続管２６内には、例えば縦型円筒容器２から希釈撹拌タンク３への紙料スラリの送り込みを停止した場合に逆流を防止するため、フラッパーや逆流防止バルブなど不図示のゲート弁が設けられている。希釈撹拌タンク３は、縦型円筒形状の密閉された容器であり、従来のものとは異なり縦置き式であって、従来のタンクよりも大幅に容積が大きく形成されている。

希釈撹拌タンク３には、その中心に配置された撹拌軸３１が、タンク上に設けられたモータの回転をギヤを介して伝達する駆動部３２に連結され、回転可能に垂設されている。撹拌軸３１には、紙料スラリの入口である接続管２６が位置する下端部分に撹拌翼３３が取り付けられている。希釈撹拌タンク３は、こうした縦型の大容量の密閉容器であり、空気抜きのため上方で縦型円筒容器２と空気抜き管３５が接続されている。縦型円筒容器２は紙料供給のために投入口が開いているからである。この空気抜き管３５は、希釈撹拌タンク３がオーバーフローの時には縦型円筒容器２内に希釈水が流れるが、逆に縦型円筒容器２から希釈撹拌タンク３内に溶液や溶解前の紙料が混入しないように、縦型円筒容器２内の液面より高い位置に接続されている。

また、希釈撹拌タンク３には、その排出口３６にポンプ３７が接続され、送り管を介してセパレータ２３へと接続されている。セパレータ２３にはヤンソンスクリーンが設けられ、それによって希釈された紙料スラリから異物が除去されるようになっている。そして、そのセパレータ２３の下流側には異物を除去した紙料スラリを一旦蓄積する容器２８が設けられている。ところで、縦型円筒容器２や希釈撹拌タンク３は掘り込み型ピット５内に入れられ地下に設置されているが、セパレータ２３などは地上に設置されている。

次に、縦型円筒容器２には、紙料を離解させるための薬品など（例えば、NaOH、脱墨剤、Na₂SiO₃ 、H₂O₂、スチーム）が供給されるが、そのための配管が縦型円筒容器２に接続されている。縦型円筒容器２に配管が接続されてできた一のライン５１には水が流され、他のライン５２にはスチームが流されるようになっている。そのうちライン５１は分岐して２方向に分かれ、それぞれの分岐ラインに電磁開閉弁５５，５６が接続され、他方のライン５２には電磁開閉弁５７が接続されている。そして、電磁開閉弁５５の二次側には例えばNaOH、脱墨剤、Na₂SiO₃ が送り込まれ、電磁開閉弁５６の二次側にはH₂O₂が送り込まれるようになっている。

続いて、以上のような構成による縦型連続式パルパー１の作用について説明する。
本実施形態の縦型連続式パルパー１では、電磁開閉弁５５，５６，５７の駆動によって水や薬品を注入して溶液が満たされ、そこにコンベア２００によって搬送された破砕済紙料１００が供給口１２から投入される。供給口１２から投入された破砕済紙料１００は、縦型円筒容器２内の溶液に溶け込み、パルピングロータ−１７によって下方へ誘導される。この段階では破砕済紙料１００のままの塊として存在しているものもあるが、パルピングロータ−１７には切欠きが形成されて１ピッチ未満になっているため、塊はその切欠部から下方へと落ちていく。

一方、縦型円筒容器２の底部では前述したように紙料スラリがスクリューフィーダ１９によって取出管２５を通って希釈撹拌タンク３へ連続的に送られるため、上から供給された破砕済紙料１００は、順に縦型円筒容器２内を底に向かって沈んでく。そして、下降するに従って刃数の多くなる下段のロータ−１８によって破砕済紙料１００の離解が徐々に進んでいく。

ロータ−１８は回転速度が遅く平面的な撹拌となるため、そのままでは溶液内の紙料がかき回されてできた回転方向の流れに乗ってしまう。しかし、縦型円筒容器２の内側壁に付設された垂直リブ２１や水平リブ２２によって紙料の流動が阻止されるのでロータ−１８との連れ回りが防止される。
また、ロータ−１８は刃数が上段では少ないので未離解な状態であっても下方への移動がスムーズであり、その一方で下段のロータ−１８では刃数が多くなっているので撹拌力が増加し、均質な紙料スラリが作られることになる。そして、下段では撹拌力が大きいので離解繊維に付着しているインク粒子を分離する能力も大きくなる。

供給口１２から投入された紙料は、こうした撹拌によって溶液内で離解しながら縦型円筒容器２内を下降し、水分中の濃度が１８〜２０パーセント程の均質な紙料スラリとなって取出管２５から送り出される。
縦型円筒容器２内で作られた紙料スラリの送出しは、スクリューフィーダ１９の回転によって行われる。このとき、紙料によって縦型円筒容器２内に滞留する時間を制御する必要があるときは、スクリューフィーダ１９の回転数を落とすことによって単位時間当たりに吐出される紙料スラリの量を調節することができる。

そして、紙料スラリは、希釈撹拌タンク３内に注入された白水によって希釈され、２〜３パーセントにまで濃度が薄められる。すなわち、希釈撹拌タンク３内では、縦型円筒容器２からの紙料スラリと白水とが入れられ、駆動部３２からの出力によって撹拌軸３１が回転し、底部付近に設けられた撹拌翼３３によってかき回される。従って、希釈撹拌タンク３内では、紙料スラリが撹拌されて２〜３パーセントまで均一に希釈される。
その希釈された紙料スラリは、モータ３７の駆動により排出口３６から吸い出され、セパレータ２３へと送られる。そこで、紙料スラリはヤンソンスクリーンによって異物が除去され、容器２８に一旦蓄積される。そして、その後は後続の処理工程へと搬送される。

希釈撹拌タンク３では、縦型円筒容器３から紙料スラリが送り込まれ、更にそれを希釈するために白水が注入される。密閉された希釈撹拌タンク３内では、液面が上昇することにより内部の空気が空気抜き管３５を通って押し出される。そして、希釈撹拌タンク３内には大量の希釈された紙料スラリを貯めておくことができるが、液面が上昇してオーバーフローしてしまった場合には空気抜き管３５を通って縦型円筒容器２内に流れ込む。その一方で、縦型円筒容器２では、液面が空気抜き管３５より低い高さになるように液面調整が行われるため、希釈撹拌タンク３内に溶液や紙料が流れ込んでしまうことはない。

従って、本実施形態の縦型連続式パルパー１は、大型の希釈撹拌タンク３を設けたので、大量の紙料スラリを一度に希釈することによって、タンク内の紙料スラリを均一な濃度で２〜３パーセントに希釈することができるようになった。
また、希釈撹拌タンク３を空気抜き管３５を介して縦型円筒容器３と連結したので、通常はタンク内の空気抜きとして機能する一方で、オーバーフロー時には希釈水を縦型円筒容器２に戻す戻し管として機能するので、この縦型連続式パルパー１から外部へ水漏れを防止し、設置された掘り込み型ピットが水浸しになることがなく、それによる不具合を回避することができるようになった。
また、希釈撹拌タンク３で希釈した紙料スラリをポンプ３７によって圧送し、地上に設置したセパレータ２３へと送るようにしたので、希釈撹拌タンク３などを掘り込み型ピット５内に入れ地下に設置する一方で、セパレータ２３は地上に設置するなど、様々なレイアウトが効率良く行えるようになった。

なお、本発明の縦型連続式パルパーは、前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

一実施形態の縦型連続式パルパーの一部（縦型円筒容器部分）の構造を示した図である。 一実施形態の縦型連続式パルパーを示した外観図である。

符号の説明

１ 縦型連続式パルパー
２ 縦型円筒容器
３ 希釈撹拌タンク
５ 掘り込み型ピット
１３ 取出口
１４ 垂直回転軸
１８ ローター
１９ スクリューフィーダ
２３ セパレータ
２５ 取出管
２６ 接続管
３１ 撹拌軸
３３ 撹拌翼
３５ 空気抜き管
３７ ポンプ

Claims (3)

1. 上下に多段の攪拌羽根を備えた垂直回転軸が内部で回転し、上部の供給口から投入された紙料を溶液と混合撹拌して離解させることによって所定濃度の紙料スラリを作る縦型円筒容器と、その縦型円筒容器と接続され、縦型円筒容器から送り込まれる紙料スラリを希釈水と混合撹拌して希釈し、より濃度の低い紙料スラリとする希釈撹拌タンクとを有する縦型連続式パルパーにおいて、
   前記希釈タンクは、内部に前記紙料スラリと希釈水とを撹拌する撹拌翼を有し、縦置き式の容器によって形成されたものであることを特徴とする縦型連続式パルパー。
2. 請求項１に記載する縦型連続式パルパーにおいて、
   前記希釈撹拌タンクは、密閉容器であって、前記縦型円筒容器と空気抜き管によって接続されたものであることを特徴とする縦型連続式パルパー。
3. 請求項１又は請求項２に記載する縦型連続式パルパーにおいて、
   希釈撹拌タンクがポンプを介してスクリーンへ接続されたことを特徴とする縦型連続式パルパー。

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