JP2007182659A - リファイナープレート、リファイナーおよびリファイニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
リファイナー材料の衝撃力によってディスパージャーケーシングに惹起される摩耗作用と損傷とを減少するリファイナープレートを提供する。
【解決手段】
同心円状の歯の列と、複数の列の歯に形成された供給角とを含むリファイナープレートであって、前記供給角が歯のリーディングエッジで形成され、第１列の歯の第１供給角が、第２列の第２供給角とは相異なり、その供給角の差が、少なくとも２０°であることを特徴とするリファイナープレートである。
【選択図】図４

Description

本発明は、広義には、リサイクルまたは回収された紙や包装材のような繊維材から夾雑物を除去するためのリファイナーに関する。特に、本発明は、リファイナープレート、特にプレート上の歯角度の整合に関する。

リファイナープレートは、繊維材に機械的仕事を加えるために使用される。（バーを備えるプレートと対照的に）歯を備えるリファイナープレートは、一般に、化学薬剤の添加、不添加を問わず、繊維材料を離解したり、分散したり、混合したりするのに使われるリファイナーに使用される。本明細書に開示のリファイナープレートは、普通、特にディスパージャー（離解機；disperger）、一般にリファイナー用のすべての歯付きプレートに適用可能である。

離解操作は、主に、中古の紙やボードを回収し、原料として再利用し、新しい紙またはボードを生産するための脱墨システムに使用される。離解操作は、繊維からインクを除去し、インクと汚れた粒子を離解・減少し、以降の工程での更なる除去操作に好適なサイズにし、粒子を可視限界以下のサイズに粉砕するために使用される。ディスパージャーは、また、リファイナーに供給された繊維材にしばしば存在する粘着物や塗装粒子やワックス（これらは「粒子」と総称される）を破砕するためにも使用される。粒子は、ディスパージャーにより繊維材から剥離され、リファイナーを流れる繊維材と液体の懸濁物に同伴されて運ばれ、粒子浮上現象で懸濁物から分離されたり、懸濁物から洗い流されたりする。さらに、ディスパージャーは、繊維を機械的に処理し、繊維強度を維持または改良したり、漂白薬剤と繊維パルプとを混合したりするために使用される。

一般に、リサイクルされた繊維材を処理するのに使用される機械的ディスパージャーには二つのタイプがある。ニーダーと回転ディスクとである。本開示では、リファイナーステータープレートに歯を備えたディスク型ディスパージャープレートに焦点を合わせる。ディスク型ディスパージャーは、パルプおよびチップリファイナーと類似である。リファイナーディスク上には、普通、円環状プレートが、またはプレートセグメントを配列したものが円板状ディスクを形成するように配置される。ディスク型ディスパージャーでは、パルプは、供給スクリューを使ってリファイナーの中心部分に供給され、回転ディスク（ローター）と固定ディスク（ステーター）の間隙に形成された離解ゾーンを通って円周方向に移動し、最後にパルプはディスクの外周の離解ゾーンから排出される。

ディスク型ディスパージャーの一般構造は、二枚の円板状ディスク各々が相対して設置され、片側のディスク（ローター）が通常最高１８００ｒｐｍのスピード、時にはこれより高速で回転する構造である。他の側のディスクは固定ディスク（ステーター）である。別法としては、両方のディスクが逆方向に回転する構造のものもある。

各ディスクの面には、接線方向の列に取り付けられた歯（ピラミッドとも称される）を有するプレートが取り付けられている。プレートは、単一の円環状のプレートでもよく、あるいは複数のプレートセグメントを円環状に配列したものでもよい。各列の歯は、一般に、ディスクの中心から共通の半径上にある。ローターの歯列とステーターの歯列とは、リファイナーまたはディスパージャー内で相対しているとき、ローターの歯列とステーターの歯列とは相互に差し込まれた状態になっている。ローターの歯列とステーターの歯列とは、両ディスクの間にある離解ゾーンの面を横切っている。相互に差し込まれた状態の歯列の間には、たくさんのチャネルが形成される。これらのたくさんのチャネルが、両デ
ィスク間に離解ゾーンを規定ずる。

繊維状パルプがローターとステーターの連続した歯列間を通過して移動するとき、パルプはローター歯列とステーター歯列の間を交互に流れる。パルプは、ディスクの中心にあるセンター入口からディスクの外周にある周囲出口へと移動する。繊維がローター歯列からステーター歯列に、またその逆方向にと通過するとき、繊維は、ローター歯列がステーター歯列の間で回転するにつれて、衝撃力を受ける。ローター歯とステーター歯間の隙間は、一般に、１ｍｍ〜１２ｍｍのオーダーである。繊維は歯の衝撃力では切断されはしないが、厳しく、交互に折り曲げられる。繊維が受けた衝撃力により、インクやトナー粒子は破壊され、繊維から脱落し、小さな粒子に破砕され、粘着性粒子も破壊され、繊維から脱落する。

二つのタイプのプレートが、普通、ディスク型ディスパージャーに用いられる。（１）嵌合した歯のパターンを有するピラミッド型設計（歯型設計とも称される）と（２）リファイナーバー型設計とである。新規なピラミッド状歯型設計がリファイナープレート用に開発されたので、本明細書にこれを開示する。

性能強化されたピラミッド歯を有するプレートセグメントの一例は、「溝付きピラミッド歯ディスパージャープレート」と称される公知の特許文献１に示されている。ピラミッド歯プレートの場合、繊維材は、図１Ｃに示されるように、相対するプレートの歯の間に形成された小さなチャネルを通過して半径方向に強制的に移動させられる。パルプ繊維は、ディスパージャー通路を通過する際に繊維と繊維間および繊維とプレート間の強烈な摩擦で引き起こされる高い剪断力、例えば、衝撃力を受ける。

図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃは、従来の歯パターンを有するピラミッド型プレートセグメントの例を示す図である。リファイナーまたはディスパージャー１０は、相対するディスパージャーディスク１２と１３の各面に取り付け可能なディスパージャープレート１４と１５を備える。ディスク１２と１３は、図１Ｃにその一部分が示されているだけであるが、各々回転軸である中心軸１９の回転軸と半径３２と実質的に円形の外周とを有する。

プレートはセグメント化しても、しなくても差し支えない。セグメント化プレートは、一般にディスパージャーディスクにプレートセグメントを円環状に配列したものである。非セグメント化プレートは、ディスパージャーディスクにワンピースの円環状プレートを取り付けたものである。プレートセグメント１４は、ローターディスク１２に用いられるもので、プレートセグメント１５は、ステーターディスク１３に用いられるものである。ロータープレートセグメント１４は、ローターディスク１２の面に円環状に配列され、ロータープレートを形成する。これらのセグメントは、便利な方法、または従来の方法で、例えば、孔１７を通るボルト（図示せず）で固定し得る。ディスパージャープレートセグメント１４と１５は、横方向に並んで配置され、各ディスク１２と１３の面に取り付けられたプレートを形成する。

各ディスパージャープレートセグメント１４と１５は、取り付けられたディスクの中心１９側に位置する内端２２と、ディスクの外周側に位置する外端２４とを有する。各プレートセグメント１４と１５は、基板の面にピラミッド歯２８からなる同心円状列２６を有する。ローターディスク１２とそのプレートセグメント１４を回転すると、精製されるべき材料、例えば、繊維に遠心力が加わり、供給された繊維は、プレートの内端２２から外端２４に向かって半径方向外側に移動する。精製された材料は、相対するプレートセグメント１４と１５の隣接した歯２８の間に形成された離解ゾーンチャネル３０を主として通過する。精製された材料は、離解ゾーンからリファイナー１０のケーシング３１中へと半
径方向外側に流れる。

同心円状の列２６は各々、ディスク中心１９から共通の半径距離（半径３２を参照）に位置し、相互に嵌合するような状態に配置され、ローターとステーターの歯２８が両ディスク間の面を横切ることが可能なようになっている。ステーターの中心からディスクの外周方向に通過する繊維は、ローター歯２８がステーター歯２８の近くを通過するとき衝撃力を受ける。ローター歯２８とステーター歯２８の間のチャネル間隙は、１ｍｍ〜１２ｍｍのオーダーであるので、ローターディスク１２の歯とステーターディスク１３の歯の間のチャネルを通過するとき、繊維は切断されたり、ねじ切られたりはせず、厳しく、交互に折り曲げられる。繊維を折り曲げることにより、繊維に付着していたインクとトナー粒子は、より小さい粒子に破砕され、繊維に付着していた粘着性粒子も壊されて脱落する。

図２Ａと図２Ｂは、ステータープレートの外列に使用される歯の標準幾何学的形状３４の上面図と側面斜視図をそれぞれ示す。歯３４は、歯の頂部３８まで先細りになる真っ直ぐな側面３６を備えるピラミッド設計となっている。標準歯２８の両側面は各々ディスクプレートの半径３２に実質的に並行である。

ある従来技術のプレートにおいては、最初の３列〜４列の歯は各々、約１０°の供給角を有し、一番外側の３列〜４列の歯は、０°の供給角を有する。さらに、他の従来技術のプレートでは、供給バー（歯のタイプの一つ）の列の供給角が、列から列へと次第に増大し、その後は供給角が０°になり、残りの外側の列の歯の供給角も０°となるプレートもある。供給角が増大する典型的なプレートは、（半径方向最も内側の供給バー列から始めて）１０°，１１°，１２°，１３°，０°，０°，０°、および０°という供給角の配置を有する。

ディスパージャープレートの主要な役割は、繊維がディスク間のチャネルを通過する際に繊維にエネルギーパルス（衝撃力）を加えることである。今まで広く受け入れられてきた歯付きプレートには、一般に、ピラミッド歯の幾何学形状として四角を採用し、歯の端部の長さと歯の設置状況に関してバリエーションを行って、所望の結果を達成したものが含まれる。
米国特許出願公開第２００５／０，１９４，４８２号明細書

ディスク間を通過するリファイナー材料は、ローターディスクが与える遠心力によって高速度に加速され得る。リファイナー材料の中には高速度でディスク１２と１３から排出され、半径方向に激しく振られてリファイナーケーシング３１に流入するものがある。リファイナー材料が高速でケーシングに衝突すると、ケーシングに対して摩耗作用と共に破壊的なキャビテーションが惹起される。リファイナーとディスパージャーケーシングに与える摩耗作用と損傷を減少する手段、特に、リファイナー材料の衝撃によってディスパージャーケーシングに惹起される摩耗作用と損傷とを減少する手段に対するニーズの存在が長い間感じられている。

歯を有するリファイナープレートにおいて、プレートの歯列の前後で歯の供給角が変化するプレートが開発された。このプレートはリファイナー用に、特にディスパージャー用に使用し得る。このプレートは、ステーターディスクまたはローターディスク、またはペアのローターディスクにも使用し得る。

特に、歯の列の供給角が歯の最も内側の列から歯の最も外側の列へと変化し、歯列の前
後での供給角の変化が、１５°〜９０°、好ましくは２０°〜９０°、更に好ましくは３０°〜９０°である歯の列を有する歯付きディスパージャープレートが開発された。この供給角は、列から列へと変化し得る。別法としては、第１グループの複数の列、例えば、２〜３列の供給角は、一定の第１供給角とし、第２グループの複数の列の供給角は、第２供給角（第１供給角より小さい）とし、第３グループと最後のグループの供給角は、第３供給角（第２供給角より小さい）とし得る。さらに、第１の歯列（または最初の複数の歯列）の供給角度は、最も外側の歯列（または最後の複数の歯列）の供給角に対して１５°〜９０°（好ましくは２０°〜９０°）だけ変わり得る。供給角を変えるのは、半径方向外側の列の供給角を減らし、外側の列の抑制角を増やすことによって、最初は（内側の列の箇所の）ディスパージャーゾーンにパルプを供給することから、次いで（外側の列の箇所の）ゾーン内ではパルプを抑制するように、供給角の機能を変えるために行い得る。

歯の列が同心円状に配列され、歯が半径方向内側に面するように配置され、歯の側壁が、プレートの半径とある角度を成し、その角度が歯の第１列と歯の第２列とでは相異なる角度であることを特徴とするリファイナープレートが開発された。このリファイナープレートは、ディスパージャー用に使用し得る。

歯の列が同心円状に配列され、各歯に供給角が形成されたリファイナープレートであって、供給角が歯のリーディングエッジで形成され、第１列の歯の第１供給角が第２列の第２供給角とは相異なり、供給角の差が１５°〜９０°の範囲であることを特徴とするリファイナープレートが開発された。供給角の差は、２０°〜９０°の範囲、より狭くいえば３０°〜９０°の範囲にし得る。歯の上記の第１列は、歯の半径方向に最も内側の列で、歯の上記の第２列は、歯の半径方向に最も外側の列と考えることができる。

さらに、歯の第１列は、プレートの半径方向ラインに対して−５°〜＋５°の範囲の角度、またはプレートの半径方向ラインに対して−３０°〜−５°の範囲の抑制角を形成することができる。抑制角とは、フィードバック角度のことで、普通、マイナスの角度で表現される。さらに入口角はニュートラル、すなわち、半径に対して０°の角度で、歯の角度は列が半径方向から外側に進むにつれてニュートラルから抑制角に転ずる。別法としては、歯の入口列が僅かな抑制角を有し、その抑制角を半径方向外側方向に列から列へと増加させることもできる。さらに、入口列が供給角を有し、その歯角を半径方向外側の列で抑制角に転ずることもできる。別の態様の一つでは、入口列が、強い供給角度を有し、その歯角を半径方向外側方向に僅かな供給角またはニュートラル角度に転ずることもできる。

上記のリファイナープレートでは、供給角は列から列へと各列毎に変えることができ、角の差は、プレートに付けられた歯の列の前後で累積された差となる。歯の隣接列の間の供給角の差は、プレートの全列に対して３°〜５°の間とすることができる。

別の態様では、歯の列の第１グループが上記の第１列と同じ供給角を有し、歯の列の第２グループが上記の第２列と同じ供給角を有し、歯の列の第３グループが第３供給角を有し、前記第３供給角は、第１供給角と第２供給角との中間である。前記第１グループの列は、前記第３グループの半径方向内側に配置し、前記第３グループの列は、前記第２グループの半径方向内側に配置し得る。

ロータープレートを含むローターディスクとステータープレートを含むステーターディスクとから構成されるリファイナーにおいて、前記ステータープレートが、前記回転するロータープレートと相対して直面して位置し、前記ロータープレートが、同心円状の歯の列を含み、ロータープレートの第１列の歯の供給角は第２列の歯の供給角と相異なるものであって、それらの供給角間の差が、１５°〜９０°の範囲であり、前記ステータープレ
ートが、同心円状の歯の列を含み、ステータープレートの第１列の歯の供給角は第２列の歯の供給角と相異なるものであって、それらの供給角間の差が、１５°〜９０°の範囲であることを特徴とするリファイナー。

リファイナーの相対するディスク間での、材料のリファイニング方法が開発された。本方法は、パルプ材料を少なくとも片側のディスクの入口に導入するステップと、前記片側のディスクを他方のディスクに相対的に回転し、その間に前記材料が両ディスク間を半径方向外側に移動するステップと、回転ディスクの歯列と嵌合する他のディスクの歯の列で惹起された衝撃力をパルプ材料に加えるステップとを含む方法であって、前記ディスクの少なくとも片側のディスクの歯の第１列の供給角が、前記ディスクの前記少なくとも片側のディスクの歯の第２列の供給角と相異なり、それらの供給角の間の差が１５°〜９０°の範囲であることを特徴とする。

本明細書に開示の新規なリファイナープレートは、どのようなタイプのディスパージャーにも、また、ピラミッドまたは歯付きリファイナープレートにも適用可能である。このプレートの特徴は、ロータープレートとステータープレートに設置される歯の列が新規な幾何学的形状を有していることである。この新規な歯の幾何学的形状は、歯の側面がプレートまたはディスクの半径に対してある角度を形成するように歯の側面を傾斜させることに関する。本プレートは、新規なロータープレート設計（回転ディスクに適用される）と新規なステータープレート設計（固定している−非回転−ディスクに適用される）とを含む。これらの新規なプレート設計は、歯列のパターンに関連し、歯の各列において歯の側面と半径との間の角度が一般に共通で、この側壁の角度が列から列へと変化するものである。

図３Ａと図３Ｂは、傾斜歯４０の上面図と側面斜視図をそれぞれ示し、ここでは歯の側部がディスク中心の半径３２に対して傾斜させられている。特に、歯４０は、ステータープレートの外列に位置しているのが好ましい。歯４０の側壁４２の一方または両方は、ディスクの半径３２に対してある角度４４を形成する。さらに、側壁４２は、歯の頂部４６に向かって先細りにする場合と先細りにしない場合がある。歯のベース４８はプレートの下面から延びる。歯の前壁５０は半径方向に内向きで、歯の後壁５２は半径方向に外向きである。これら前壁と後壁は、プレートの正接方向に対して実質的に平行となるようにし得る。前壁は歯の頂部に向かって傾斜するような形状にし得る。

好ましい態様では、ロータープレートセグメントとステータープレートセグメントとは、傾斜歯という新規な配置を有し、両プレートを一緒にして使用される。他方、これらローター設計とステーター設計とは各々それ自体として改良されたものであるので、他のタイプのステータープレートセグメントとロータープレートセグメントと一緒に使用することもできる。

ディスパージャープレートの歯の幾何学的形状として、歯の側壁を傾斜させ、パルプの供給と保持の制御を容易にする設計がある。側壁角とは、歯の側壁とプレート／ディスクの半径との間に形成される角度である。側壁角は、円環状歯列のすべての歯に対して同一とすることもできる。側壁角はプレートの列の間で変えることもできる。例えば、最初の歯列の歯（プレートの入口、またはプレートの内径の箇所）の側壁角は、最後の列（プレートの外周の箇所）の歯の側壁角とは少なくとも２０°〜９０°異なってもよい。側壁角の変化は、隣接する２列、または隣接していない列の間で行うことができるし、一連の３列以上（列は連続的でも、そうでなくてもよい）にわたって行うこともできるし、あるいはプレートのすべての列にわたって一列から次の列まで次第に角が変化するように行うこともできる。歯の最初の列から最後の列までの側壁角の変化は、少なくとも１５°で、９
０°は超えないことが好ましく、２０°〜９０°の範囲が最も好ましい。

歯の列の間で側壁角を変化させると、以下の目標の1つ以上が達成される筈である。これらの目標はすべて、歯付きプレートを有するディスク型リファイナー、特にディスク型ディスパージャーを流れる繊維の、より均質・安定的供給効果を達成するためである。

目標１
ディスパージャーのスループットが非常に高い時は、特にディスパージャープレートの入口では、材料を供給するのに困難性が生じることがある。この部分では供給遠心力が小さい（半径が小さい箇所なので）し、パルプが流れ得るオープン面積も限定（半径が小さい箇所では円周断面積が小さいので）されているからである。このような場合、プレートの入口近くの歯の列の箇所にある程度大きい供給角、例えば３０°以上を設けると、ディスパージャー効率を低下させる恐れのある大幅な歯の削除を行う必要なしに、繊維を大量に供給することが可能となる。パルプが外側に移動し、遠心力とオープン面積の双方とも供給を助ける方向に作用すると、供給角を徐々に、例えば、５°〜３０°の範囲または５°未満に減少し、良好な離解効率を得るために歯の間の空間にパルプを十分に蓄積するのである。

目標２
ディスパージャーのスループットが非常に低い時は、歯の間の空間にパルプが十分に蓄積されず、良好な離解効率が得られない恐れがある。この場合、パルプが外側の方の歯列に達するにつれて次第に大きくなる抑制角を加えると、パルプの保持時間が十分に長くなり、繊維の蓄積が十分に大きくなり、良好な離解効率が得られるようになる。抑制角は、５°〜２０°の範囲がよく、歯の外列を歯の内列の傾斜と反対方向に傾斜させる。歯の傾斜とは、側壁がディスクの半径と成す角度のことである。抑制角は、内列（入口近く）では一般に好ましくはない。抑制角を付けると、ディスパージャー装置のディスクの間チャネルへの供給速度が低下する恐れがあるからである。半径方向外側の一列または複数列の歯には抑制角を付ける。複数の列、例えば、２〜４列の歯に抑制角を付ける場合は、一の外列から次の最も外側の列まで次第に角度の傾斜を大きくすることができる。

目標３
繊維供給スループットが正常範囲にある時も、本発明の歯設計は、また、傾斜側壁角から利益を得ることができる。この場合、入口では僅かな供給角を用い、一列から次の外列へ、傾斜を次第に小さくし、最後に最も外側の列（複数を含む）では、僅かな抑制角を有するようにするのである。上記の僅かな供給角は、２０°〜４５°の範囲がよく、内側から１番目、２番目および／または３番目の歯列に適用される。僅かな入口供給角を用い、側壁角を列から列へと次第に変化させて行くと、解離ゾーンを形成するチャネルを通るパルプ速度を、より一定にするのが容易となり、従って、各歯インターフェイスの間に均質・安定的離解効果が得られる。

図４Ａと図４Ｂは、例示的ローターディスパージャープレート５４のそれぞれ正面図と側断面図である。このロータープレートは、図５Ａと図５Ｂに示されるステータープレートと嵌合する二段角幾何学的形状の歯を採用する。ロータープレートの回転方向は、矢印５５で示されるように反時計回りである。

ローターディスパージャープレートセグメント５４は、各々傾斜側壁歯幾何学的構造を有する歯列を含む。側壁角度は、１の列から次の外の列まで次第に減少し最後は抑制角を有する最も外側の列５６に至る。

内側の列の歯５８の側壁の角度は、列から列へと変化するのがよい（図４Ａと図４Ｂの
列５６、６０、６２、６４、６６、および６８を参照のこと）。側壁角変化は、列から列へと段階的にしてもよく、隣接した列と列の間の大きな角変化の間は交互にし、そして入口列（例えば、列６４、６６、および６８）と外側の列（例えば、列６０と６２）の箇所での列間では変化がない、あるいは密にすることができる。隣接する歯列の間の側壁角変化は、比較的小さく、例えば、２°〜１５°でよい。このことは、側壁角変化が全ての列にある幅で変化させる場合は、特にそうである。すべての列に対する側壁角の全変化は、少なくとも２０°で、９０°を超えないことが好ましい。内側の列６８から最も外側の列５６への角度変化は、２０°〜９０°の狭い範囲であることが最も好ましい。

例えば、歯の最も内側の列６８，６６、および６４の側壁角は１０°〜１５°でよく、真ん中の列６２，６０は双方とも０°〜５°の範囲の同じ側壁角でよく、外側の列５６は５°〜２０°の逆（抑制）の角を有するのがよい。別法としては、側壁角は、入口列（６８，６６および／または６４）の僅かな供給角の１５°から列６０の歯のゼロ近くの側壁角まで３°〜８°の幅で次第に減少させ、抑制列５６の歯に対しては２０°未満という逆の角度に大幅に変えてもよい。

図５Ａと図５Ｂは、列７４、７６、７８、８０、８２、および８４に配置された幾何学的角度を有する歯７２を採用するステーターディスパージャープレートセグメントの一例７０を示す。このステーターディスパージャープレートセグメントは、（プレートに配置されるときは）ロータープレート５４と相対向し、ロータープレートとステータープレートの各列が相互に嵌合する位置になるようにする。ステーター抑制角（内側の列の側壁角とは逆）は、ローター列５６の抑制角と少なくとも同じ大きさがよい。

図６Ａと図６Ｂは、歯の諸列を備えるステーターレートセグメントの別の一例９０を示す。内側の列９２では、歯は、プレートの半径方向ラインに対し１０°〜２０°の範囲の角度を成す。この場合の内側の列は、歯の最も内側の列、または内側の最初の２列または３列の歯列の内の１列と考えてよい。歯の外列９４は、−６０°〜−１０°の抑制角を有してもよい。外列９４は、歯の最も外側の列、または外側の２列または３列のうちの１列と考えてよい。別法としては、歯９２の内側の列は、プレートの半径方向ラインに対して２５°〜３５°の範囲の角度を成し、歯の外側の列９４は、−５°〜５°の抑制角を成してもよい。

図７Ａと図７Ｂは、ディスパージャープレート１００のさらに別の一つの態様のそれぞれ正面図と側断面図である。歯の内側の列（複数を含む）１０２は、プレートの半径方向ラインに対して１０°〜２０°の範囲の角度を成し、歯の外側の列（複数を含む）１０４は、−２０°〜−１０°の抑制角を成すことができる。更に別のプレートでは、歯の内側の列１０２は、プレートの半径方向ラインに対して−５°〜５°の範囲の角度を成し、歯の外側の列１０４は、−３５°〜−２５°の抑制角を成すことができる。（「抑制」角という用語は、歯の後向き（マイナス）傾斜角を称することに注意のこと）。

傾斜ディスパージャー歯とディスパージャープレートの歯パターンの設計は、多岐にわたる方法で行うことができる。例えば、プレートパターンとしては、広く間隔をおいて配置された真っ直ぐな（傾斜角０°）入口歯と、次第に抑制歯に変る供給歯とを含んでもよい。図７Ａと図７Ｂの歯の最初の列が、真っ直ぐな入口歯を備え、第二の列（これも内側の列であるが）が、１０〜２０°、または−５°〜５°の供給角を備えることができる。さらに、ディスパージャー歯の角度は、隣接した列の間で僅かに増やしたり、減らしたりしながらも、歯列全体としては歯の角度変化をなだらかに行うことができる。

以上、本発明は、現在最も実用的で、好ましい態様であると考えられるものについて記載されたけれども、本発明は、開示された態様に限定されることなく、むしろ反対に、前
記本発明の精神と目的内に含まれる多岐にわたる修正や等価の配置をも網羅するものである。

ディスク型ディスパージャーに従来から用いられている歯付きステータープレートセグメントのそれぞれ正面図（図１Ａ）と側断面図（図１Ｂ）であり、ステーターディスパージャープレートとローターディスパージャープレートと、ディスクと、ディスク間にあるチャネルの側面の一部断面図（図１Ｃ）である。 現在ディスパージャーに使用されている標準歯の幾何学的形状のそれぞれ上面図（図２Ａ）と側面斜視図（図２Ｂ）であり、歯の幾何学的形状が、歯の頂部に向かって先細となる真っ直ぐの側壁を有するピラミッド設計を含んでいる図である。 傾斜歯のそれぞれ上面図（図３Ａ）と側面斜視図（図３Ｂ）で、歯の側壁がディスクの半径に対して傾斜しているのを示す図である。 傾斜歯の幾何学的形状を採用するディスパージャーロータープレートのそれぞれ正面図（図４Ａ）と側断面図（図４Ｂ）である。 図４Ａと図４Ｂに示されるロータープレートと一緒に使用されるディスパージャーステータープレートのそれぞれ正面図（図５Ａ）と側断面図（図５Ｂ）である。 別の一つの態様のディスパージャープレートのそれぞれ正面図（図６Ａ）と側断面図（図６Ｂ）である。 さらに別の一つの態様のディスパージャープレートのそれぞれ正面図（図７Ａ）と側断面図（図７Ｂ）である。

符号の説明

１０…リファイナー（ディスパージャー）、１２…ローターディスク、１３…ステーターディスク、１４，１５，５４，７０，９０，１００…プレートセグメント、１７…孔、１９…中心軸、２２…内端、２４…外端、２６，５６，６０，６２，６４，６６，６８，７４，７６，７８，８０，８２，８４，９２，９４，１０２，１０４…列、２８，３４，４０，５８，５９，７２，７５…歯、３０…チャネル、３１…ケーシング、３２…半径、４２，７８，８０，８６，８８…側壁、４４…角度、４８…ベース、５０…前壁、５２…後壁、５５…矢印。

Claims (29)

1. 同心円状の歯の列と、
   複数の列の歯に形成された供給角と
   を含むリファイナープレートであって、前記供給角が歯のリーディングエッジで形成され、
   第１列の歯の第１供給角が、第２列の第２供給角とは相異なり、その供給角の差が、少なくとも２０°であることを特徴とするリファイナープレート。
2. 少なくとも３列の歯各々が、他の列にある歯の供給角と相異なるユニークな供給角を有する請求項１に記載のリファイナープレート。
3. 前記供給角の差が、３０°〜９０°の範囲である請求項１に記載のリファイナープレート。
4. 前記第１列の歯が、半径方向に最も内側の列の歯であり、前記第２列の歯が、半径方向に最も外側の列の歯である請求項１に記載のリファイナープレート。
5. 前記第１列の歯が、プレートの半径方向ラインに対して２０°〜６０°の範囲の角度を成す請求項４に記載のリファイナープレート。
6. 前記第１列の歯が、プレートの半径方向ラインに対して−５°〜５°の範囲の角度を成す請求項４に記載のリファイナープレート。
7. 前記第１列の歯が、プレートの半径方向ラインに対して５°〜１０°の範囲の角度を成し、外側の列の歯が、−６０°〜−１０°の角度を有し、前記第１列の歯と外側の歯との間の中間列の歯が、−５°〜＋５°の範囲の角度を成し、前記第１列、中間列、および外側列各々の歯が相異なる角度を有する請求項４に記載のリファイナープレート。
8. 前記第１列の歯が、プレートの半径方向ラインに対して２５°〜３５°の範囲の角度を成し、外側の列の歯が、―５°〜５°の供給角度を有し、前記第１列の歯と外側の歯との間の中間列の歯が、５°〜２０°の範囲の角度を成し、前記第１列、中間列、および外側列各々の歯が相異なる角度を有する請求項４に記載のリファイナープレート。
9. 前記第１列の歯が、プレートの半径方向ラインに対して１０°〜２０°の範囲の角度を成し、外側の列の歯が、−２０°〜−１０°の角度を有し、前記第１列の歯と外側の列の歯との間の中間列の歯が、−５°〜＋５°の範囲の角度を成し、前記第１列、中間列、および外側の列各々の歯が相異なる角度を有する請求項４に記載のリファイナープレート。
10. 前記第１列の歯が、プレートの半径方向ラインに対して−５°〜５°の範囲の角度を成し、外側の列の歯が、−３５°〜−２５°の角度を有する請求項４に記載のリファイナープレート。
11. 前記供給角が列から列へと列毎に変わり、前記差がプレートの歯の列の前後で累積される差となる請求項１に記載のリファイナープレート。
12. 隣接列の歯の間の供給角の差が、プレートの全列に対して２°〜１０°の間である請求項７に記載のリファイナープレート。
13. 歯の列の第１グループが前記第１列と同じ供給角を備え、歯の列の第２グループが前記
    第２列と同じ供給角を有し、歯の列の第３グループが第３供給角を備え、前記第３供給角が、前記第１供給角と前記第２供給角との中間である請求項１に記載のリファイナープレート。
14. 前記第１グループの列が、前記第３グループの半径方向内側に配置され、前記第２グループの列が、前記第３グループの半径方向内側に配置される請求項１３に記載のリファイナープレート。
15. 前記プレートが、円環状に配列されたプレートセグメントから構成される請求項１に記載のリファイナープレート。
16. ロータープレートを含むローターディスクとステータープレートを含むステーターディスクとを含むリファイナーであって、
    前記ステータープレートが前記回転するロータープレートと相対して面して位置し、
    前記ロータープレートが同心円状の歯の列を含み、前記ロータープレートの第１列の歯の供給角が第２列の歯の供給角と相異なり、第３列供給角が前記第１と第２の列の供給角と相異なり、前記第３列供給角が前記第２と第３列の供給角との中間であり、前記第１と第２の列の供給角の間の差が２０°〜９０°の範囲であり、
    前記ステータープレートが同心円状の歯の列を備え、前記ステータープレートの第１列の歯の供給角が第２列の歯の供給角と相異なり、第３列供給角が前記第１と第２の列の供給角と相異なり、前記第３列供給角が前記第２と第３列の供給角との中間であり、前記第１と第２の列の供給角の間の差が２０°〜９０°の範囲であることを特徴とするリファイナー。
17. 前記第１と第２の列の供給角の間の差が３０°〜９０°の範囲であることを特徴とする請求項１６に記載のリファイナー。
18. 前記第１列の歯が、半径方向に最も内側の列の歯であり、前記第２列の歯が、半径方向に最も外側の列の歯である請求項１６に記載のリファイナー。
19. 前記第１列の歯が、プレートの半径方向ラインに対して２０°〜６０°の範囲の角度を成す請求項１６に記載のリファイナー。
20. 前記第１列の歯が、プレートの半径方向ラインに対して−５°〜５°の範囲の角度を成す請求項１６に記載のリファイナー。
21. 前記第１列の歯が、プレートの半径方向ラインに対して１０°〜２０°の範囲の角度を成し、外側の列の歯が、−６０°〜−１０°の角度を有する請求項１６に記載のリファイナー。
22. 前記第１列の歯が、プレートの半径方向ラインに対して２５°〜３５°の範囲の角度を成し、外側の列の歯が、−５°〜５°の角度を有する請求項１６に記載のリファイナー。
23. 前記第１列の歯が、プレートの半径方向ラインに対して１０°〜２０°の範囲の角度を成し、外側の列の歯が、−２０°〜−１０°の角度を有する請求項１６に記載のリファイナー。
24. 前記第１列の歯が、プレートの半径方向ラインに対して−５°〜５°の範囲の角度を成し、外側の列の歯が、−３５°〜−２５°の角度を有する請求項１６に記載のリファイナー。
25. リファイナーの対向する２枚のディスク間での材料のリファイニング方法であって、
    材料を少なくとも片側のディスクの入口に導入するステップと、
    前記片側のディスクを他方のディスクに相対的に回転し、その間に材料を両ディスク間の半径方向外側に移動させるステップと、
    他のディスクの歯の列と嵌合する回転ディスクの歯の列によって惹起された衝撃力をパルプ材料に加えるステップとを有し、前記ディスクの少なくとも片側のディスクの歯の第１列の供給角が、前記ディスクの前記少なくとも片側のディスクの歯の第２列の供給角と相異なり、それらの供給角間の差が２０°〜９０°の範囲であり、第３列供給角が前記第１と第２の列の供給角と相異なり、前記第３列供給角が前記第２と第３列の供給角との中間であり、前記第１と第２の列の供給角の間の差が２０°〜９０°の範囲であることを特徴とする方法。
26. 前記供給角の差が３０°〜９０°の範囲にある請求項２５に記載の方法。
27. 前記第１列の歯が、半径方向に最も内側の列の歯であり、前記第２列の歯が、半径方向に最も外側の列の歯である請求項２５に記載の方法。
28. 前記第１列の歯が、プレートの半径方向ラインに対して−５°〜５°の範囲の角度を成す請求項２５に記載の方法。
29. 前記供給角が、前記ディスクの少なくとも片側の各列の間で列毎に変わり、前記差が前記少なくとも片側のディスクの歯の列の前後で累積される差となる請求項２５に記載の方法。

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