JP3186894U

JP3186894U - 故紙と水の混練装置

Info

Publication number: JP3186894U
Application number: JP2013004890U
Authority: JP
Inventors: 二朗小堀
Original assignee: 二朗小堀
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2023-08-07

Abstract

【課題】特に器体成形の素材に適した故紙と水の混練物を容易に作る混練装置を提供する。
【解決手段】混練槽１、混練槽１の内部に延在する回転軸６、所定の長さと所定の幅を持ち所定の傾斜角度で回転軸６に取り付けられた長短２枚一組の回転羽根であって長い回転羽根４の上辺縁が短い回転羽根５の上辺縁より高い水準に位置するような規模及び形状に形成した長短２枚一組の回転羽根よりなる故紙と水の混練装置。
【選択図】図１

Description

考案の詳細な説明

本考案は主として故紙及び故紙に類する素材を水を加えて細かく砕き水を少量含んだ状態の含水混練体を作る装置に関する。

本明細書において故紙とは広い意味での使われなくなった紙、例えば紙として製造されたが全く使われながった紙、印刷したまま市場に出回らながった印刷物、紙製品を加工する途中で発生する裁ち落とし（裁落）などのことを言う。
近時資源の確保、生活環境の保全、公害の防止などのために廃棄物のリサイクル利用が重要な問題となってきている。廃棄物のリサイクル利用のうち上記の所謂故紙のリサイクル利用は身近でしかも緊急の課題である。

故紙のリサイクル利用としては、再生紙の製造が代表的であるが、再生紙の製造には再生原材料とするための故紙の処理、残滓の発生、コスト高など種々の問題があり、故紙を特別な処理を施すことなくまた添加物などを添加せず出来るだけそのままで簡便にリサイクル利用することが要望されている。
故紙をコストをできるだけがけることなくリサイクル利用するために、故紙を単に水などで分解したものを原材料として用い植木鉢などの器体やレンガなどのブロック体を製造することが行なわれている。

故紙を単に水などで分解しただけのものは粘性が非常に小さいことと含水量が非常に多くなるので、レンガなどのブロック体を製造する場合は兎も角、植木鉢のような器体を製造するための原材料としてはそのままでは全く適しない。
故紙を原材料として植木鉢などの器体を造る場合には、故紙に適度の少量の水を含んだ状態が必要であるが、そのような好適な状態の故紙利用の原材料を作る為には従来は先ず多量の水と故紙とを混練して故紙が細かく砕かれた状態の混練物を作り、その混練物を遠心分離脱水装置等にかけて水分を除いて適度の含水量の物にしている。

しかし、このような方法では工程が二度にわたることと装置が混練装置と脱水装置の異なる二種の装置が必要になるために、原料を作る処理に時間と手間がかかるのみならず設備費が多額になる。このことは廃棄物のリサイクル利用にとっては大きなデメリットになる。

特開２００５−２２６２０６

このデメリットを解消するために一基の装置だけで器体を作るのに適した含水量の故紙の混練材料を作る装置が開発、提供されたが、このような故紙のみを利用する器体製造材料独自の特異性、それに起因する困難性からその装置はなお改良の余地があり、改良がのぞまれた。例えば上記の特許文献の装置においても良好な混練が行えるものであったが混練効率などの更なる向上が求められるものであった。本考案はそのための改良を具体化したものである。

本考案の目的は、円筒状混練槽、混練槽の中心軸と同軸に混練槽の外部から内部まで延在する回転軸、回転軸を回転駆動する駆動装置、円筒状混練槽の内部の円筒状混練槽の底部に近い位置の回転軸に取り付けた長短２枚一組の回転羽根、とよりなり、一組の回転羽根のうち長い回転羽根の先端部と対向する混練槽の内壁との間隔が混練槽の内側半径の１５〜２０％のの長さの間隔、短い回転羽根の先端部と対向する混練槽の内壁との間隔が混練槽の内側半径の１５〜３０％の長さの間隔を空け、長い回転羽根は回転羽根の回転面に対して１２°〜１８°の範囲で回転羽根の回転方向の前側が低く後側が高くなるように傾斜させ、短い回転羽根は回転羽根の回転面に対して４０°〜５０°の範囲で回転羽根の回転方向の前側が低く後側が高くなるように傾斜させて回転軸に取り付け、長い回転羽根の上辺縁が短い回転羽根の上辺縁より高い水準に位置するような規模及び形状に各回転羽根を形成した、故紙と水の混練装置を提供することである。

短い回転羽根の基本的な機能は混練する故紙類を上方に持ち上げることであり、長い回転羽根の基本的な機能は処理される故紙を裁断し細かく粉砕しながら水と均等に混練することである。
２組の回転羽根を軸方向の同じ位置に長短交互に、且つ、回転軸に対して垂直に各回転羽根を等間隔に回転軸に取り付けることが好ましい。当然この場合の各回転羽根の位置は９０°間隔になる。原材料である故紙への各回転羽根の作用をできるだけ均一化して装置全体としてより効率よく作業させるためである。
上記のように回転羽根は長短の回転羽根の組２組、合計４枚で構成することが基本的構成で好ましいが、類似の長短交互の組合わせ配置で６枚構成、８枚構成などにすることが出来る。

２組の回転羽根を一段としてそれを複数段回転軸に取り付けることができる。この場合には各段の回転羽根の位置を回転軸の縦方向に重複しないように取り付けることが好ましい。複数段の回転羽根を装置することによってより負荷の少ないより効率のよい作業をさせるための回転羽根の回転速度能選択の幅が広がる。ただし段数が多くなればそれだけ処理する故紙の量が多くなるので回転羽根全体に対する負荷が大きくなるため、作業効率を十分に考慮して構成を決める必要がある。
いずれの場合でも各組の長い回転羽根の回転方向の先端側のコーナーエッジ部を面取りすることが好ましい。これは回転羽根が故紙を裁断、粉砕するときの回転羽根にかかる負荷をできるだけ小さくして装置をより効率的に稼動させるためである。

長い回転羽根と対向する混練槽の内壁との間には回転羽根の回転面位置の混練槽の内径を基準として１５〜２０％の長さの間隔があることが必要である。これよりも間隔が狭いと、回転羽根の回転により回転羽根の先端と混練槽の内壁との間で故紙が塊状態になって故紙の均質な混練状態が阻害されることになる。
これより間隔が広いと長い回転羽根の本来の機能である故紙の切断と水との混練が充分に行われなくなり故紙の均質な混練状態が阻害されることになる。

短い回転羽根と対向する混練槽の内壁との間には回転羽根の回転面位置の混練槽の内径を基準として１５〜３０％の長さの間隔があることが好ましい。短い回転羽根の主な機能は、故紙を混練槽内で下方から上方に持ち上げることであるが、これより短いと持ち上げる量が少なくなり結果として長い回転羽根による混練機能が充分に果たされないことになる。又これより長いと回転羽根全体に対する負荷が大きくなり、装置の効果的な稼動が十分行われなくなる。

長い回転羽根は回転面に対して１２°〜１８°の範囲で回転羽根の回転方向の前側が下方に後側が上方になるように傾斜させることが好ましい。長い回転羽根の主たる機能は槽内に入れられた処理される故紙を切り細かく粉砕しながら水と均等に混練することにあるので傾斜角度がこれより小さいと故紙を切る機能は果たせるが混練する機能が充分に果たされないし、これよりも傾斜角度が大きいと故紙を切る機能が十分に果たせなくなる。そのため、上記の範囲の傾斜角度が、回転羽根が故紙を裁断し水と混練する機能を働かせるために最も好適である。

短い回転羽根は回転面に対して４０°〜５０°の範囲で回転羽根の回転方向の前側が下方に後側が上方になるように傾斜させることが好ましい。短い回転羽根の主たる機能は槽内の故紙を持ち上げることにあるので、この傾斜角度の範囲は最も効率よく故紙を持ち上げることの出来る傾斜角度である。

長い回転羽根の上辺縁が短い回転羽根の上辺縁より高い水準に位置するような規模及び形状に各回転羽根を形成する。
長い回転羽根の傾斜角度は短い回転羽根の傾斜角度より小さいため長い回転羽根の上辺縁を短い回転羽根の上辺縁よりも高いレベルに位置するためには長い回転羽根の取り付け位置を高くする必要がある。

両方の回転羽根の取り付け位置をほぼ同じにして長い回転羽根の上辺縁を高いレベルにするためには長い回転羽根の幅を相当程度広くする必要がある。しかし長い回転羽根の幅をあまり広くすると却って混練が効率よく行えなかったり、回転羽根を回転させるためのエネルギーが多く必要になる等のデメリットが生じるので長い回転羽根の幅はあまり広くしないことが望ましい。

短い回転羽根の下辺縁を同じにして長い回転羽根の幅を短い回転羽根の幅の２から３倍の幅にする。長い回転羽根の幅があまり広すぎると短い回転羽根によって持ち上げられた故紙を長い回転羽根が迅速に効率よく混練を行えないので好ましくない。
上記のような構造即ち長い回転羽根の上辺縁が短い回転羽根の上辺縁より高い水準に位置するような規模及び形状に各回転羽根を形成することにより、短い回転羽根で持ち上げられた故紙の裁断、粉砕、混練が非常に効率よくおこなわれ、必要な混練状態になるまでの時間が非常に短く、例えば半減以下の時間で済む。

短い回転羽根の下縁部、多段構成の回転羽根の場合には混練槽の底に最も近い最下段の回転羽根の下縁部、は混練槽の底との間に殆ど隙間がないように構成する。短い回転羽根の主たる機能は混練槽内に入れられた故紙を槽内で上方に持ち上げることであるので、その隙間が大き過ぎると混練槽の底の部分に常時処理を受けない故紙が存在することになりその分添加する水分も多くしなければならず効率のよい処理作業に好ましくないためである。そのためにその間隔は５ｍｍ或はそれよりも僅かに広い程度が好ましい。

混練槽は円筒状の槽の径が変わらない所謂寸胴形が好ましいが、例えば上方に向けて径を大きく或はその逆に構成することは可能であり、それらの変形は本考案の技術範囲に入るものである。
混練装置の実際の運転時間、回転羽根の回転速度等は故紙の種類によって異なるので、故紙の種類に合わせて適宜選択すればよい。
回転軸の回転駆動装置は常套の装置を用いればよい。

混練槽内に入れられた水は同時に混練槽内に入れられた故紙に吸収され、混練装置が運転されると短い回転羽根の回転によって水を含んだ故紙は上方に持ち上げられ、短い回転羽根の作用を受けなくなるところまで持ち上げられると故紙は混練槽の底部に落下する。落下した故紙は再び短い回転羽根で持上げられる。この移動サイクルが繰返される。この移動サイクルが繰返される間に同時に回転している長い回転羽根によって故紙が細断、粉砕されて細かく分断され、運転が続く間に故紙は水の含有状態と粉砕状態共に均一な状態の混練物になる。

本考案は、故紙と水のみの混練物を材料にして機械的に器体を作るための混練物を単一の装置で且つ簡便に単純な作業で全自動的に作ることを可能にする装置であるが、混練のための２種類の回転羽根の規模及び形状において上辺縁の高さのレベルに変化をつけること、即ち混練の対象の故紙類の混練を主な機能とする長い回転羽根の上辺縁の高さのレベルを混練の対象の故紙類を混連作業中に下から上に持ち上げることを主な機能とする短い回転羽根の上辺縁の高さのレベルより高くすること、言い換えれば両回転羽根の上辺縁の高さのレベルに上記のような差をつけることにより、混練作業の効率が格段に向上し、作業時間を大きく削減できる効果が得られるものである。
本考案の混練装置は、主として故紙の混練を目的とするものであるが、混練の対象は必ずしも故紙に限られることはなく、その他の材料であっても本考案の混練装置により処理できるものであればそれらの混練のために用いることができ本考案の範囲に入るものである。

本考案の故紙と水との混練装置の平面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

図を参照して本考案を説明する。
図１は本考案の故紙と水との混練装置の平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
図において１は混練槽、２は混練槽の周壁、３は混練槽の底板である。

この混練槽はステンレス製で内径３２ｃｍ、高さ３０ｃｍである。混練槽の頂部は開放状態である。この頂部には作業中に内容物が飛び出すことを防止する目的で一定の巾の内向きのフランジを設けるとか別体の蓋を設けることができる。ただし、フランジ或は蓋などは本考案においては本質的な要素ではないので任意である。

４は長い回転羽根、５は短い回転羽根である。これらの回転羽根はステンレス製である。これらの回転羽根は混練槽の底から混練槽内に延在させた回転軸６の先端部にボス７を介して固定されている。これらの回転羽根は２枚の長い回転羽根４と２枚の短い回転羽根５が交互に周方向に９０°の間隔をおいて取り付けられている。短い回転羽根５の幅は２ｃｍ、厚さは２ｍｍであり、長い回転羽根４の幅は３ｃｍ、厚さは２ｍｍである。
長い回転羽根４および短い回転羽根５の下縁と混練槽１の内底との間隔は共に５ｍｍである。

長い回転羽根４の長さは回転軸６の中心から１３．６ｃｍ、短い回転羽根の長さは回転軸６の中心から１１．１ｃｍである。
長い回転羽根４は回転方向Ａの前側が回転羽根の回転面に対して１５°下傾するように（図３参照）、短い回転羽根は回転方向Ａの前側が回転羽根の回転面に対して４５°下傾するように（図２参照）回転羽根の回転面に対して傾斜させてある。
長い回転羽根の下縁の先端コーナー部１３は面取りしてアールがつけてある。

回転軸は駆動装置８（図２、図３参照）によって図１に示されたＡ方向に一定速度で回転させられる。この駆動装置８は常套のどのような装置であってもよい。
９は混練槽内の水や残存物等の排出口である。
１０，１１，１２は混練槽の移動等の便のために設けた把手である。

この装置の作業操作は次のとおりである。先ず、処理する故紙は予め別のシュレッダなどによりある程度の細かさに破砕しておく。この破砕された故紙を約８００ｇ混練槽２に入れ、次いで水約１，０００ｃｃを散布するように振りかける。その状態で約５分間混練装置を運転する。その結果故紙は水を含んだ粉末状になる。
このようにして作った故紙と水の混練物は、別装置の器体製造装置を使って器体を製造する。上記の分量であれば一般的な３号植木鉢が５〜７個製造できる。

１混練槽
２混練槽の周壁
３混練槽の底板
４長い回転羽根
５短い回転羽根
６回転軸
７ボス
８駆動装置
９排出口
１０，１１，１２把手

Claims

円筒状混練槽、
混練槽の中心軸と同軸に混練槽の外部から内部まで延在する回転軸、
回転軸を回転駆動する駆動装置、
円筒状混練槽の内部の円筒状混練槽の底部に近い位置の回転軸に取り付けた長短２枚一組の回転羽根、
とよりなり、
一組の回転羽根のうち長い回転羽根の先端部と対向する混練槽の内壁との間隔が混練槽の内側半径の１５〜２０％のの長さの間隔、短い回転羽根の先端部と対向する混練槽の内壁との間隔が混練槽の内側半径の１５〜３０％の長さの間隔を空け、
長い回転羽根は回転羽根の回転面に対して１２°〜１８°の範囲で回転羽根の回転方向の前側が低く後側が高くなるように傾斜させ、短い回転羽根は回転羽根の回転面に対して４０°〜５０°の範囲で回転羽根の回転方向の前側が低く後側が高くなるように傾斜させて回転軸に取り付け、
長い回転羽根の上辺縁が短い回転羽根の上辺縁より高い水準に位置するような規模及び形状に各羽根を形成した、
故紙と水の混練装置。
２組の回転羽根を軸方向の同じ位置に長短交互に且つ回転軸に垂直に各回転羽根を等間隔に回転軸に取り付けた請求項１の故紙と水の混練装置。
２組の回転羽根を一段としてそれを複数段回転軸に取り付けた請求項２の故紙と水の混練装置。
長い回転羽根の回転方向の先端側のコーナーエッジ部を面取りした請求項１の故紙と水の混練装置。