JP2014173194A - 篩分機 - Google Patents

Abstract

【課題】製紙費用を抑えると共に高品質の古紙パルプを製造することができる篩分機を提供する。
【解決手段】篩分機１０は、側面に孔が形成された筒状のストレーナー２４と、ストレーナー２４の側面に対面して配置されるローター２６との間に、供給口部１３からパルプ原料液を供給し、孔を通過したパルプ原料液が排出される短繊維排出口部２０と、ストレーナー２４とローター２６との間を通過したパルプ原料液が排出される長繊維排出口部２１とにパルプ原料液を分流する。短繊維排出口部２０の口径を供給口部１３の口径の約４０％以下、長繊維排出口部２１の口径を供給口部１３の口径の約６０％以上、孔の直径を約１．２〜約２．０ｍｍ、孔のピッチを約２．２〜約３．０ｍｍとすることで、パルプ原料液のうち短繊維を短繊維排出口部２０から排出させ（流路Ｘ）、長繊維を長繊維排出口部２１から排出させる（流路Ｙ）。
【選択図】図１

Description

本発明は、パルプ原料液を篩い分ける篩分機に関するものである。

従来、篩分機は製紙産業界においてパルプ原料液の除塵に用いられている。篩分機としてのスクリーニング装置は、例えば金属、石、砂などが取り除かれる高濃度クリーナー、プラスチックなどの粗大塵が取り除かれる粗選スクリーン、更に細かな塵が取り除かれる精選スクリーンなどがある。このようなスクリーニング装置として、下記特許文献１に記載されたスクリーニング装置がある。このスクリーニング装置は、筒状のハウジング、ハウジング内にパルプ原料液を供給するための入口部材、ハウジングの内側に配置されて側面からパルプ原料液が通過する筒状のバスケット、バスケットの内側に配置されて回転するローター、パルプ原料液が排出される受容出口部材と拒絶出口部材、から構成されている。バスケットの側面は希釈液体が供給される希釈液体環状ヘッダが取り付けられている。

このスクリーニング装置によれば、入口部材からバスケット内のチャンバーに供給されたパルプ原料液は、回転するローターによって撹拌されてバスケットの側面を通過することによって除塵され、バスケットとハウジングとの間の受容チャンバーに流れて受容出口部材から排出される。また、除塵されずにバスケット内のチャンバーを通過したパルプ原料液は拒絶出口部材から排出される。その際、希釈液体環状ヘッダから供給された希釈液体がパルプ原料液に均一に分布されることで除塵効果が上がる。

また、他のスクリーニング装置では、除塵効果を上げるためにバスケットの目孔が小さく形成され、また、ローターの回転や、ローターに取り付けられた羽根の構造が工夫されている。

ここで、パルプ原料液が除塵されて精製された紙料に長繊維と短繊維とが混在している場合、出来上がった古紙パルプの品質が安定しない。したがって、古紙パルプの品質を一定に保つため、篩分機を通過した紙料は叩解機によって処理され、長繊維および短繊維がほぼ均一な長さに整えられる。

特許第４７５１３３１号公報

しかし、上記したように、紙料に長繊維と短繊維とが混在している場合、古紙パルプの品質を一定に保つため、篩分機を通過した全ての紙料を叩解機によって処理する必要がある。そのため、叩解機による処理費用が高額となって製紙費用が嵩み、また、叩解機による処理によって繊維が劣化して微細化し、ペーパースラッジとして廃棄物になってしまうため資源の再利用が困難になる傾向がある。

本発明は、上記の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、製紙費用を抑えると共に、高品質の古紙パルプを製造することができる篩分機の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る篩分機は、側面に複数の孔が形成された筒状のストレーナーと、このストレーナーの側面に対面して配置されるローターとの間に、供給口部からパルプ原料液が供給され、このパルプ原料液が、前記孔を通過して排出される第一排出口部と、前記ストレーナーと前記ローターとの間を通過して排出される第二排出口部とに分流される篩分機において、前記第一排出口部が、口径が前記供給口部の口径の約４０％以下であり、前記パルプ原料液のうち短繊維が篩い分けられて排出され、前記第二排出口部が、口径が前記供給口部の口径の約６０％以上であり、前記パルプ原料のうち長繊維が篩い分けられて排出される、ことを特徴とする篩分機。ことを特徴としている。

本発明に係る篩分機は、前記孔の直径が約１．２ｍｍから約２．０ｍｍであり、この孔の中心同士の間隔が約２．２ｍｍから約３．０ｍｍである、ことを特徴としている。

本発明に係る篩分機は、上記した構成である。この構成により、供給口部から供給されたパルプ原料液のうち、約４０％が第一排出口部から排出され、約６０％が第二排出部から排出される。分流されて第一排出口部から排出された液量と第二排出口部から排出された液量との比率は、短繊維と長繊維との比率とほぼ一致する。そのため、第二排出口部から排出されたパルプ原料液は約６０％が長繊維によって占められる。したがって、第二排出口部から排出されて長繊維が多く含まれたパルプ原料液のみを処理することで、叩解機による処理費用を抑えると共に製紙費用を抑えることができる。また、叩解機による処理を最低限に抑えることで高品質の古紙パルプを製造することができる。

本発明に係る篩分機は、孔の直径が約１．２ｍｍから約２．０ｍｍであり、この孔の中心同士の間隔が約２．２ｍｍから約３．０ｍｍである。この構成により、繊維長が約１．０ｍｍ以下である短繊維がストレーナーの孔を通過して第一排出口部から排出され、繊維長が１．０ｍｍ以上である長繊維がストレーナーの孔を通過し辛い。そのため、長繊維が第二排出口から排出される。したがって、第二排出口部から排出されて長繊維が多く含まれたパルプ原料液のみを叩解することで、叩解機による処理費用を抑えると共に製紙費用を抑えることができる。また、叩解機による処理を最低限に抑えることで高品質の古紙パルプを製造することができる。

本発明の実施形態に係る篩分機の正面断面図である。 本発明の実施形態に係る篩分機の要部を示した平面Ａ−Ａ断面図と要部拡大図である。 本発明の実施形態に係る篩分機の第一変形例の概略を示した概略図である。 本発明の実施形態に係る篩分機の第二変形例の概略を示した概略図である。 本発明の実施形態に係る篩分機の第三変形例の概略を示した概略図である。

以下に、本発明の実施形態に係る篩分機１０を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る篩分機１０の正面断面図であり、また図２はストレーナー２４の平面断面図である。

図１において、本実施形態に係る篩分機１０は、パルプ原料液（図示せず）が内側からストレーナー２４を通過するいわゆるアウトフロー型であり、パルプ原料液が上流側から下流側へ流される際、短繊維１と長繊維２とに篩い分けられる（図２参照）。篩分機１０はほぼ円筒状に形成され、上流側から下流側に向けてそれぞれ、パルプ原料液が供給される供給部１１、パルプ原料液が篩い分けられる篩分部１４、および篩分部１４を駆動させる動力部２２、に区分されて構成されている。なお、篩分機１０は上方が上流側で下方が下流側であるが、下方が上流側であり上方が下流側であってもよい。

供給部１１は内側が中空の供給室１２であり、側方に供給口部１３が形成されている。篩分部１４は、上端側に供給部１１が連ねられた第一篩分部１５、および下端側の第二篩分部１６、から構成されている。第一篩分部１５は、内側に第一篩分部１５と同心円の筒状に形成されたストレーナー２４が取り付けられ、このストレーナー２４と第一篩分部１５の側面とによって区画された第一篩分室１８、およびストレーナー２４の内側に区画された主篩分室１７が形成されている。

第一篩分部１５は側方に第一排出口部としての短繊維排出口部２０が形成され、この短繊維排出口部２０が第一篩分室１８に連ねられている。ストレーナー２４の内側の主篩分室１７はローター２６が配置され、動力部２２から突出した軸２３部によってローター２６が支持されている。ローター２６はほぼ円柱状であり、側面がストレーナー２４の側面に対面している。ローター２６の側面は複数の羽根部２７が形成されている。

第二篩分部１６は内側が第二篩分室１９であり、動力部２２の軸部２３が通されている。第二篩分部１６は側方に第二排出口部としての長繊維排出口部２１が形成され、この長繊維排出口部２１が第二篩分室１９に連ねられている。

図２において、ストレーナー２４は側面に複数の孔２５が形成されている。孔２５はφ１．２からφ２．０（直径が約１．２ｍｍから約２．０ｍｍ）であり、孔２５のピッチ（中心同士の間隔）が約２．２ｍｍから約３．０ｍｍである。なお、パルプ原料液の処理濃度との関係で孔２５をφ１．２未満にすることは困難である。孔２５のピッチはストレーナー２４の機械的強度を維持できる程度の間隔であることが好ましく、また、孔２５は長繊維２が通過し辛い範囲の大きさであることが好ましい。例えば、孔２５の直径が約１．２ｍｍの場合、ピッチが約２．２ｍｍであり、孔２５の直径が約２．０ｍｍの場合、ピッチが約３．０ｍｍであることが好ましい。すなわち、隣接する孔２５の縁から縁までの間隔が約１．０ｍｍであることが好ましい。

図１において、各室１２，１７，１８，１９は、供給室１２、主篩分室１７、および第二篩分室１９が連ねられ（長繊維流路Ｙ）、第一篩分室１８がストレーナー２４によって主篩分室１７から区画されると共に、孔２５を介して主篩分室１７に連ねられている（短繊維流路Ｘ）。

供給口部１３、短繊維排出口部２０、および長繊維排出口部２１は、それぞれバルブ（図示せず）が取り付けられており、口径が調節されると共にパルプ原料液の流量が調節される。短繊維排出口部２０は、口径が供給口部１３の口径の約４０％以下（０％から約４０％）に調節されている。一方、長繊維排出口部２１は、口径が供給口部１３の口径の約６０％以上（約６０％から１００％）に調節されている。なお、例えば短繊維排出口部２０の口径が供給口部１３の口径の約３０％である場合、長繊維排出口部２１の口径を供給口部１３の口径の約７０％とし、短繊維排出口部２０の口径が供給口部１３の口径の約４０％である場合、長繊維排出口部２１を口径が供給口部１３の口径の約６０％とすることが好ましく、その他の数値に適宜変更が可能である。

以上のように篩分機１０が構成されている。

篩分機はアウトフロー型の他、パルプ原料液が外側からストレーナーの内側に通過するいわゆるインフロー型であってもよく（図３および図５参照）、また、横型であってもよい（図４及び図５参照）。以下、本実施形態の変形例を図面に基づいて説明する。なお、上記した篩分機１０と異なる構成のみの説明がなされ、同一の構成に関する説明が省略されている。

図３は本実施形態の第一変形例である篩分機３０の概略が示されている。図３において、篩分機３０は縦型のインフロー型である。第一篩分部３３は、内側に同心円状の筒状に形成されたストレーナー３５が取り付けられ、このストレーナー３５と第一篩分部３３の側面とによって区画された主篩分室３７、およびストレーナー３５の内側に区画された第一篩分室３４が形成されている。第一篩分部３３は側面の内側に螺旋状の溝または突起（図示せず）が形成され、側方に長繊維排出口部３８が形成されている。長繊維排出口部３８は主篩分室３７に連ねられている。ストレーナー３５の外側の主篩分室３７はローター３６が配置されている。ローター３６はほぼ円筒状であり、内側の側面がストレーナー３５の側面に対面している。第二篩分部６０は側方に短繊維排出口部３９が形成されている。なお、他の構成は篩分機１０と同じである。

図４は本実施形態の第二変形例である篩分機４０の概略が示されている。図４において、篩分機４０は横型のアウトフロー型である。篩分機４０は供給口部４１の下部に、例えば砂、金属などの重量異物が捕捉される箱（図示せず）が取り付けられていてもよい。なお、他の構成は篩分機１０の上流側および下流側が水平となるように構成されものと同じである。

図５は本実施形態の第三変形例である篩分機５０の概略が示されている。図５において、篩分機５０は横型のインフロー型である。篩分機５０は第一篩分部５３の下部に、例えば砂、金属などの重量異物が捕捉される箱（図示せず）が取り付けられていてもよい。なお、他の構成は篩分機３０の上流側および下流側が水平となるように構成されたものと同じである。

次に、本実施形態の作用を図面に基づいて説明する。

図１において、パルプ原料液が供給口部１３を通じて供給室１２に供給され、主篩分室１７に流れる。主篩分室１７ではローター２６が回転し、ストレーナー２４の孔２５の目詰まりが妨げられる。ここで、図２において、主篩分室１７では、パルプ原料液は長繊維２と短繊維１とが混在している。一般的に、繊維長が１ｍｍを越えたものが長繊維２であり、１ｍｍ以下のものが短繊維１である。ストレーナー２４の孔２５が１．２ｍｍから２．０ｍｍであるため、孔２５の口径よりも繊維長が短い短繊維１が孔２５を通過し、孔２５の口径よりも繊維長が長い長繊維２が、回転するローター２６によって孔２５を通過することが妨げられて主篩分室１７に残る。孔２５を通過した短繊維１は第一篩分室１８に流れ（短繊維流路Ｘ）、一方、主篩分室１７に残された長繊維２は第二篩分室１９に流れる（長繊維流路Ｙ）。

図１において、パルプ原料液のうち、約４０％が短繊維排出口部２０から排出され、約６０％が長繊維排出部２１から排出される。分流されて短繊維排出口部２０から排出された液量と長繊維排出口部２１から排出された液量との比率は、短繊維１と長繊維２との比率とほぼ一致する。そのため、短繊維排出口部２０から排出されたパルプ原料液は約６０％が長繊維２によって占められる。

短繊維１は第一篩分室１８を通じて短繊維排出口部２０から排出され（短繊維流路Ｘ）、一方、長繊維２は第二篩分室１９を通じて長繊維排出口部２１から排出される（長繊維流路Ｙ）。短繊維排出口部２０から排出されたパルプ原料液は次工程で処理され、一方、長繊維排出口部２１から排出されたパルプ原料液は叩解機などによって処理される。

次に、本実施形態の効果を説明する。

上記したように、本実施形態によれば、短繊維排出口部２０は、口径が供給口部１３の口径の約４０％以下（０％から約４０％）に調節されている。一方、長繊維排出口部２１は、口径が供給口部１３の口径の約６０％以上（約６０％から１００％）に調節されている。この構成により、パルプ原料液のうち、約４０％が短繊維排出口部２０から排出され、約６０％が長繊維排出部２１から排出される。分流されて短繊維排出口部２０から排出された液量と長繊維排出口部２１から排出された液量との比率は、短繊維１と長繊維２との比率とほぼ一致する。そのため、長繊維排出口部２１から排出されたパルプ原料液は約６０％が長繊維２によって占められる。

したがって、長繊維排出口部２１から排出されて長繊維２が多く含まれたパルプ原料液のみを処理することにより、叩解機による処理費用を抑えると共に製紙費用を抑えることができる。また、叩解機による処理を最低限に抑えることで高品質の古紙パルプを製造することができる。

本実施形態によれば、ストレーナー２４の側面に形成された複数の孔２５は、例えば、孔２５の直径が約１．２ｍｍの場合、ピッチが約２．２ｍｍであり、孔２５の直径が約２．０ｍｍの場合、ピッチが約３．０ｍｍである。すなわち、隣接する孔２５の縁から縁までの間隔が約１．０ｍｍである。この構成により、孔２５の口径よりも繊維長が短い短繊維１が孔２５通過し、孔２５の口径よりも繊維長が長い長繊維２が主篩分室１７に残る。したがって、長繊維排出口部２１から排出されて長繊維２が多く含まれたパルプ原料液のみを処理することにより、叩解機による処理費用を抑えると共に製紙費用を抑えることができる。また、叩解機による処理を最低限に抑えることで高品質の古紙パルプを製造することができる。

次に、本発明の実施例について説明する。

篩分機１０において、ストレーナー２４の孔２５の直径が１．６ｍｍ、ピッチが２．６ｍｍである。パルプ原料は段ボール古紙パルプであり、供給口部１３における濃度が３．２％であり、カナディアンスタンダードフリーネス（ＣＳＦ）が４２０ｃｃ（ｍｌ）である。篩分機１０で処理された結果、短繊維排出口部２０における流量が３８％であり、ＣＳＦが３００ｃｃ（ｍｌ）であった。長繊維排出口部２１における流量が６２％であり、ＣＳＦが５５０ｃｃ（ｍｌ）であった。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。

１ 短繊維
２ 長繊維
１０，３０，４０，５０ 篩分機
１１，３１，４１，５１ 供給部
１２ 供給室
１３，３２，４２，５２ 供給口部
１４ 篩分部
１５，３３，４３，５３ 第一篩分部
１６，６０，６１，６２ 第二篩分部
１７，３７，４７，５７ 主篩分室
１８，３４，４４，５４ 第一篩分室
１９ 第二篩分室
２０，３９，４９，５９ 短繊維排出口部（第一排出口部）
２１，３８，４８，５８ 長繊維排出口部（第二排出口部）
２２ 動力部
２３ 軸部
２４，３５，４５，５５ ストレーナー
２５ 孔
２６，３６，４６，５６ ローター
２７ 羽根部
Ｘ 短繊維流路
Ｙ 長繊維流路

Claims (2)

1. 側面に複数の孔が形成された筒状のストレーナーと、このストレーナーの側面に対面して配置されるローターとの間に、供給口部からパルプ原料液が供給され、このパルプ原料液が、前記孔を通過して排出される第一排出口部と、前記ストレーナーと前記ローターとの間を通過して排出される第二排出口部とに分流される篩分機において、
   前記第一排出口部が、口径が前記供給口部の口径の約４０％以下であり、前記パルプ原料液のうち短繊維が篩い分けられて排出され、
   前記第二排出口部が、口径が前記供給口部の口径の約６０％以上であり、前記パルプ原料液のうち長繊維が篩い分けられて排出される、
   ことを特徴とする篩分機。
2. 前記孔の直径が約１．２ｍｍから約２．０ｍｍであり、この孔の中心同士の間隔が約２．２ｍｍから約３．０ｍｍである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の篩分機。

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