JP4077522B2 - 繊維材料の処理方法および処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、１つが固定型で１つが回転型の互いに相対的に回転する対向したリファイニング手段を有するリファイナ内で、リグノセルロース系繊維材料を処理する方法および装置に関する。リファイニング手段はリファイニング要素を備え、それらの間に材料を加工するためのリファイニング区画を有するリファイニング間隙が形成されている。材料は、リファイニング区画の径方向内側に位置する送り区画に供給される。また本発明は、材料の送り装置にも関する。
本発明は、より詳細には、リファイナ機械的パルプ（ＲＭＰ）、熱機械的パルプ（ＴＭＰ）、化学機械的パルプ（ＣＭＰ）、化学熱機械的パルプ（ＣＴＭＰ）などの様々なタイプの機械的パルプの製造に関する。出発材料は、木片、小麦などの１年生植物、わら、バガス、または幾分加工されたパルプでよい。
知られているリファイナでの繊維材料の加工は、ほとんどの場合、効果的ではない方法で実施される。入力されたエネルギーのかなり主要な部分は、繊維材料をリファイナを通して移送するのに使用され、それによって摩擦損失および熱損失が生じるが、これはパルプ品質を向上させるために、またリファイニングを効果的にするために必要とされる繊維材料の変化を引き起こさない。これは、エネルギー消費量が、所望の機械加工、すなわち所望のパルプ品質を実現するのに必要とされるよりも高いことを意味する。
本発明は、この問題の解決策を提供するものであり、送り区画内での材料の滞留時間が短縮され、また材料は、実質上機械加工されずに送り区画内を通過して径方向外側に位置するリファイニング区画に達する。滞留時間は、２．５秒未満、好ましくは１秒未満にするべきである。
入ってくる材料は、中央の送り装置によって送り込まれ、さらに、材料は送り区画内に蓄積することなく外方へと加速される。これによって、送り区画内の材料密度が、最大で１０ｋｇ／ｍ³、好ましくは最大で１ｋｇ／ｍ³に制限される。このように、送り区画内での材料とリファイニング手段との接触が減少し、それによって、摩擦熱の形でのエネルギー消費量も減少する。このため、送り区画内ではどのような固有な機械加工も行われず、この区画内でのエネルギー消費量は、好ましくは全エネルギー消費量の５％未満にするべきである。
その代わりに、入力されたエネルギーはリファイニング区画に伝達され、ここではリファイニング要素間の相対速度が速くなり、リファイニング区画の内側部分では、すでに５０ｍ／秒を超えることが好ましい。
本発明の特徴ある特色は、添付の請求の範囲から明らかである。
本発明を、添付の図面に示したその実施形態を参照しながら、以下により詳細に説明する。
第１図は、本発明による繊維材料を処理するリファイナの断面図である。
第２図は、本発明による送り装置を示す図である。
第３図は、エネルギー消費量の関数として濾水度を示す比較実験からのグラフである。
第１図に示すリファイナは、リファイナハウジング１０を備え、そこには、固定型リファイニング手段１１と、回転軸１３に取り付けられた対向する回転型リファイニング手段１２とが設けられている。リファイニング手段１１、１２は、リファイニング要素１４、１５をそれぞれ備え、それらの間には、リファイニング区画１６がリファイニング間隙１７に形成されている。リファイニング間隙１７は、内側に位置する送り区画１８も備える。固定型リファイニング手段１１は、加工される材料のための中央送り開口１９とともに形成される。材料用のスクリューフィーダ２０は、送り開口１９に接続される。リファイナハウジング１０は、材料がパルプに加工されるリファイニング間隙を通過する材料のための出口２１を備える。
回転型リファイニング手段には中央送り装置２２が配置され、該中央送り装置２２は、装置２２の後部壁２５の前部軸方向スクリュー２３、および少なくとも１つの実質的に放射状の後部羽根２４とともに形成されている。軸方向スクリュー２３の直径は、送り開口１９の直径に対応する。単数あるいは複数の後部羽根２４は、リファイニング間隙１７に延び、送り区画１８を通って、リファイニング区画１６に至る。
送り装置２２は、１つのユニットとしてまたは分離した部品として、軸方向スクリュー２３および羽根２４とともに形成することができ、これらは個別に回転型リファイニング手段１２に取り付けられる。
羽根２４の枚数は２〜４枚が好ましく、それらは放射状でよく、あるいはその半径方向の外側端部を装置の回転方向から曲げて形成することができる。
処理される材料は、スクリューフィーダ２０によってリファイナへ進む。前部軸方向スクリュー２３を有する送り装置２２の設計によれば、スクリューフィーダ２０からリファイナへの材料の移送は、その材料のスクリューフィーダ２０内での跳ね返りが確実に防止されるように行われる。さらに、単数あるいは複数の後部羽根２４によって、リファイニング手段１１、１２間の軸方向スクリュー２３により送られた材料が、送り区画１８をすばやく通過して、径方向外側に位置するリファイニング区画１６に達し、そこで材料からパルプへの加工が行われる。このため羽根２４は、送り区画１８内に材料を蓄積させることなく、材料を外方へと加速し、そこで材料は、まず軸方向スクリュー２３によって画定され、その後、送り装置２２の後部壁２５と、固定型リファイニング手段１１上の対向する実質上滑らかな部分と、羽根２４とによって画定されるスペース内に閉じ込められる。このように閉じ込められた材料は、増大する遠心力を受け、材料は外方に投じられてリファイニング区画に達する。送り区画１８内の材料密度は、それによって最大で１０ｋｇ／ｍ³、好ましくは最大で１ｋｇ／ｍ³に制限される。送り区画内での材料とリファイニング手段との接触、従ってそれによる摩擦熱の形でのエネルギー消費量は減少する。したがって、固有な機械加工は送り区画１８では行われないが、リファイニング区画１６で行われる。送り区画内のエネルギー消費量は、全エネルギー消費量の５％未満が好ましい。
実質上全エネルギーの入力が行われるリファイニング区画１６では、リファイニング要素１４、１５間の相対速度は速くなければならず、リファイニング区画の内側部分ですでに５０ｍ／秒を超えることが好ましい。
例
テッシュパルプを製造するため、第１図に示すタイプのリファイナを、一部は従来型の送り装置で、一部は本発明による送り装置で作動させた。下記の表を参照されたい。
スクリューフィーダ２０にかかる負荷に関しては、本発明による送り装置の場合に約４０％低いことが観察され、この送り装置が、材料を効果的にリファイナ内に引き入れ、さらにリファイニング区画へと送ることを示している。

従来型の送りおよび本発明による送りの両方によれば、製造したパルプの品質は実質上等しいと言うことができる。
しかし比エネルギー消費量は、本発明による送り装置の使用によってかなり減少した。
対応する濾水値の場合、エネルギー消費量に約２５％の減少が観察された。第３図を参照されたい。
当然ながら本発明は、示される実施形態に制限するものではないが、特許請求の範囲内で変えることができる。

Claims (3)

1. １つが固定型（１１）で他の１つが回転型（１２）である２つの対向するリファイニング手段（１１、１２）を有し、各リファイニング手段はリファイニング要素（１４、１５）を備え、これらのリファイニング要素の間にリグノセルロース系繊維材料を加工するためのリファイニング区画（１６）を有するリファイニング間隙（１７）が形成された、リファイナ用の送り装置であって、該送り装置（２２）は、ほぼ径方向に延びる少なくとも１つの後部羽根（２４）へと変わる前部軸方向スクリュー（２３）を有して形成されており、又、送り装置（２２）は、回転型リファイニング手段（１２）の中心に配置されるものであり、軸方向スクリュー（２３）の直径が送り開口（１９）の直径に対応しており、後部羽根（２４）は、両リファイニング手段（１１、１２）間のリファイニング間隙（１７）の中を延びてリファイニング区画（１６）に至るように配置されていることを特徴とする送り装置。
2. ほぼ径方向に延びる後部羽根（２４）を２〜４枚有して形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の送り装置。
3. 後部羽根（２４）における径方向外側の端部が、送り装置の所定の回転方向とは逆の方向に曲げられていることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の送り装置。

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