JP4531891B2 - 紙繊維を含有するプレスされた材料を解す方法と装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項1の上位概念に示された、紙繊維を含有するプレスされた材料を解す方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
紙又は厚紙を製造する場合にはベールの形で供給される古紙が使用される。又、天然繊維にも製造後にベールの形状が与えられることがしばしばある。このようなベールは材料がプレスされ、次いでたいていはワイヤ又はテープでくくられることで製造される。ベールの形状が与えられたこの材料は形がコンパクトでありかつ比較的に搬送しやすい。新しい原料として使用する場合には、このプレスされたベールを再び個々の紙ウエブ又は紙片に細かくしてから、紙料を準備する方法を実施する必要がある。くくりワイヤ又はテープがプレスされたベールから除かれたあとでも、このベールはたいていの場合には元の形を維持するかベールの材料は例えば水で運転される紙料溶解器へ装入するときに問題を引き起す惧れのある形で粗い塊を成してまだつながっている。さらに多くの場合にはこのようにして供給されてきた材料が、例えばプラスチックシートの形で一緒にプレスされた有害物質で汚染されていることがある。このプラスチックシートは紙材料に付着することがしばしばあり、それを早期に除去することは困難である。
【0003】
DE3439098A1号明細書によれば、古紙ベールを比較的に費用のかかる形式で解し、破砕し、クリーニングし、次いで粉体に水を添加して懸濁液とする方法が記述されている。この方法は多くの場合、古紙準備処理を開始するにあたって適宜なステップとして見なすことができるが、必要な経費が高いことに基づき一般的に認められるにはいたっていない。
【0004】
上記形式の方法が実施できる機械はすでに公知である。これは、例えばシュレッダのような頑丈な粗破砕機であって、これはそもそも、粗い材料、例えばスクラップ又は石状の材料を前もって破砕し、次いで後続加工しかつ選別できるようにすることを想定している。ここに述べた形式の方法においてシュレッダを使用することは、ベール又はベール分塊の大きさに基づき、相応に価格の高いきわめて大型の機械を必要とする。欠点にはこのような装置の価格と所要スペースだけではなく、高い所要エネルギも含まれる。さらにこのような機械の運転はきわめて激しく、著しい騒音の発生を伴う。
【0005】
他の可能性としてはスクリュー押出し機又は少なくとも2つの搬送スクリューを有する上の開放したその他のスクリューコンベアの使用が考えられる。このような機械にはもちろんきわめて費用がかかりかつエネルギ消費用が高い。さらにこの場合にはプレスされた材料が解される代りに少なくとも部分的に押し潰されることを考慮しなければならない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、紙繊維を含有するプレスされた材料を解す方法、しかも有利には少なくとも、紙料溶解器にて処理することが可能でかつ有意義になるまで解す方法を提供しかつその費用をできるだけわずかに保つことである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は請求項1の特徴により解決された。
【0008】
請求項1を引用した請求項は本発明の方法の特に有利な実施例である。
【0009】
装置に関する請求項26とそれを引用した請求項とには、本発明の方法を実施するのに特に適した方法が記載されている。
【0010】
【発明の効果】
本発明による方法では、材料は回転するビートローラの上を移動する間に連続的に解され、プレスによって生ぜしめられた結合が解かれる。つまり、これはベールとベール分塊とが細かくされることを意味する。この場合、材料は重量に基づき回転するビータに押し付けられるが、場合によっては上方又は側方へ逃げることがある。機械的なこの加工の形態で、本発明の課題を充たすのに特に良好に適した力が伝達される。すなわちこの力は、プレスされた材料の結合を解くのには足りるが、不要なエネルギの消費が必要になりかつ/又はこの方法で使用された装置の損傷を惧れなければならないほどは高くはない。後者は特に材料に異物が含まれている場合にあてはまる。
【0011】
本発明の別の利点は本発明の方法がそのつどの使用条件にきわめて良好に適合させられることである。つまり、材料はきわめて不統一な形で供給されることから出発している。大きな差異はベールの大きさと種々のプレス圧だけではなく、材料自体の差異によっても生ぜしめられる。例えば粗い厚紙断片が小さな事務廃棄物(グラフィックペーパ、書類)に較べてベールプレスの上で異なる挙動を示すことは容易に想像される。さらに湿気も汚染度も様々である。提案した方法は装置的に使用条件に適合させることが、例えばビートローラの数もしくは使用されるビータの形を適当に選択することで可能である。しかしながら、この方法に適した既存の装置を使用した場合にも、例えば装置を傾斜させ、速度を変化させることで異なる要求にフレキシブルに反応させることができる。
【0012】
【実施例】
図1には本発明の方法の経過が、可能な装置的な実施態様の1つに基づき示してある。左側には部分的に示した搬送ベルト8の上に紙繊維を含有する材料Mから成る、プレスされたベールが示されている。この場合には搬送のためにベールをまとめている結びワイヤ又はテープをすでに除いた公知のワイヤ除去ステーションは図示されていない。ワイヤ又はテープをあらかじめ除去することは特に有利であるが、ワイヤもしくはテープを材料の解し及び破砕を行なう間にはじめて除去することも可能である。テープの除去についてはあとでもう一度触れることにする。さらに図面には平面Eにて全部で6つのビートローラ1が配置され、これによって第1のセクション5が形成されていることが示されている。ビートローラ1はそれぞれ所定数のビータ3を備えている。ビートローラ1は図示されていない駆動装置により回転させられ、上に載った材料Mが搬送方向Tに、平面Eに対してほぼ平行に上向きに搬送されることになる回転方向を有している。この場合には搬送方向Tはベールを供給する搬送ベルト8の走行方向に対して横である。折れたベール分塊はこのような形式でローラに対し横に位置し、ローラの間の中間室を閉鎖しない。ビータ3の作用で材料は解されかつ場合によっては破砕されるので、細かい材料M′はビータの間もしくはビートローラの間を落下することができる。このためには隣り合う軸2はその間に内法り幅bの中間室が形成されるように配置されている。細かい材料M′は主として紙断片又は厚紙断片である。細かい材料M′はこの場合には搬送ベルト9を介して紙料溶解器10にもたらされ、水Wと共に懸濁液に移行させられる。この場合には他の処理も考えられる。例えばさらなる破砕及び/又は繊維以外の構成部分の選別も考えられる。
【0013】
この実施例ではビートローラ1はその上に固定されたビータ3の包絡円4が隣りのローラの包絡円4と交わらないか又は接しないように配置されている。むしろ両方の包絡円4は半径方向の間隔aを有している。ビータ3はビートローラ1の軸2と剛性に結合されているが弾性的に又はカルダン式に結合されていることもできる。平面Eは水平に対し、この場合には30゜である設置角αを有している。この設置角αは主として、材料Mがビートローラ1を通過する時間を決定する。したがってこの角度の調節を制御に役立てることができる。
【0014】
第1のセクション5を一度通過したあとで、細かく解された材料M′になるまで解されなかった(破砕されなかった)材料部分は、この方法の実施例では、第2のセクション6において粗い材料M″として第7及び/又は第8のビートローラによって捉えられ、他のビートローラの範囲に、つまり第1のセクションに戻される。第1のセクション5にて−場合によっては複数回通過させられたあとでも−細かい材料M′にならなかった材料Mの部分もしくは粗い材料M″は、抵抗材料M″′である。この抵抗材料M″′は通常は、場合によっては有害物質(プラスチックシート)の混じった面積の大きい紙/厚紙断片から成っている。これはビートローラの作用領域から除かれ、例えば細かい材料M′と一緒に後続加工される。又は前記抵抗材料M″′は溜分、リジェクトRを形成する。この場合には、このリジェクトRはできるだけ少ない繊維を含有していることが有利である。これが達成されないときには後選別を、場合によっては水の添加のもとで行なうことができる。リジェクトR又は抵抗材料M″′が当該システムから導出される個所すなわちこの場合には第1のセクション5と第2のセクション6との間の移行部には、隣り合ったビートローラの間に生じるギャップを開き、装置の閉塞を回避する可能性が設けられていることができる。このためには第2のセクション6の両方のビートローラが1つのフレーム11に支承され、このフレーム11が振子運動可能に又は弾性的に懸垂されている構成が示されている。図示の実施例ではフレーム11は自動的に又は特殊な装置を用いて必要な場合に離反旋回させられていることができる。しかしながら他の逃げ運動、例えば上への逃げ運動が与えられるようになっていることもできる。
【0015】
図1は図示の装置の特殊は構成的な詳細を示すには適していない。図1は方法経過に与えることのできる形態と相応する機械機能を説明しようとしているに過ぎない。必要なビートローラの数は実地においてはたいてい、図1又は図2にから図4までに示されているよりも大きい。
【0016】
図2によれば、本発明の方法は図1の装置よりも簡単な装置で実施される。図示の方法には4つのビートローラ1が関与している。これら4つのビートローラ1はすべて一平面Eに位置している。作用はすでに述べたものと似ている。もちろんこの場合には、関与したすべてのビートローラ1の上を通過した材料M部分は、粗い材料M″として搬出される。ビートローラの個数が大きくなること(つまり図示の4よりも大きくなること)及び/又は設置角αが大きくなること(例えば約40゜)によって、粗い材料M″から場合によっては付着している繊維材をさらに除くために別の工程をも実施することができる。図2のようにスペース情況が許すならば、細かい材料M′を直接落下で(又はシュートを用いて)紙料溶解器10にもたらすこともできる。
【0017】
図3に示された変化実施例では材料は図1の場合と同じように、2つのセクションで加工される。この場合、第1のセクション自体、2つのグループ5A、5Bに分割されている。これらのグループ5A、5Bはまず、水平に対し、設置角α1で設置された平面E1に相前後して位置する3つのビートローラ1と、設置角α2を有する平面E2における第2のグループ5Bとから成っている。この配置では両方のグループのビートローラは異なる回転数で運転できる。有利には第2グループ5Bにおいては第1グループ5Aにおけるよりもゆっくりと運転される。この図に示された配置では、1回目の通過で十分に破砕されなかった材料Mの戻しを、より容易に行うことができる。この場合には、第2のセクション26の上方に位置するビートローラが、到来する粗い材料M″に、搬送方向Tとは逆向きのインパルスを与えるので、これまでそらされていた部分が前の領域に戻ることから出発している。
【0018】
図4でも第1のセクションは同様に2つのグループに分けられている。これらのグループの平面は水平に対し異なる角度を成している。(図面には平面E1と設置角α1だけを記入した。)この実施例は第1のセクションのイニシャル領域に比較的に平らな設置角α1が選択され、このセクションの第2のグループが比較的に急勾配である点で、図3に示されたものと異なっている。既に述べたように多くの場合には異なる設置角で当該方法の具体的な前提及び条件に応じることができる。すなわち、供給された材料Mが搬送方向Tに搬送される傾向はきわめて異なることが確認されている。イニシャル領域、つまり第1のセクションの始端部を比較的に速く通過し、その際に完全に解されるベール又はベール分塊があるのに対し、そうでないものもある。使用された装置を最適に利用し、当該方法のできるだけ良い効果を達成するためには、種々の設置角、種々の回転数及び種々のローラ数を選択することができる。
【0019】
図5にはきわめて簡単な略示図で、グループの平面E1とE2とが互いに高さ方向でずらされるよに2つのグループ5Aと5Bとに分割されていることが示されている。これによって高さ方向のスペースを節約することができる。この場合には第2のセクション6からの戻しはたいてい両方のグループの移行部までしか行われない。これは望ましいことである。
【0020】
図6には使用可能な装置の1部分としてビートローラ1とその上に固定されたビータ3が示されている。ビータ3を含めてビートローラは有利には200mmと500mmとの間、最高1000mmの外径を有している。ビータ3だけは有利には50から400mmまでの半径方向の寸法を有していることができる。ビータ3は鋼から成っていると有利である。ビートローラ1の上の隣り合ったビータ3は周方向で互いにずらされて配置されている。ビートローラ1の軸2に対する結合点は螺旋状の経過を有している。この配置の意味は運転中にビータの上にある、破砕しようとする材料がそれぞれ軸方向で種々異なる個所にあたり、これにより軽い横及び回転運動を生ぜしめることができることである。これは、材料の解しと破砕を助ける横力成分を材料に与える。
【0021】
図6は当該装置を搬送方向Tで見た図である。図面には1つしか示されていないビートローラ1の下側には搬送ベルト9があり、この搬送ベルト9はビートローラの間を落下する細かい材料を搬出するために役立つ。搬送ベルトのローラとビートローラは適当な機械フレーム12,12′に支承されている。この機械フレーム12,12′は図面には概略的に示されているに過ぎない。ビートローラ1は駆動歯車13によって回転させられる。これは鎖歯車であるか伝動歯車であることができる。循環する鎖駆動装置は、ローラの間の間隔を簡単な手段で変化させることができ、これにより掴まれたすべてのビートローラが中間歯車なしで同じ回転方向に駆動可能であるという利点を有する。しかしながらビートローラを個別に駆動することが特に有利であることもある。この場合には多飛べ当該方法を実施する装置の個々の領域の作用を変えるかもしくは制御するために回転速度を個別に選ぶことができる。このためにはこの方法の有効性を制御する調整器を使用することもできる。
【0022】
図7の(a)から(d)は考えられ得る若干のビータ形が斜視図で示されている。図7の(a)は一様な方形プロフィールを有するビータ3を示し、図7の(b)は上縁が周方向に延びている屋根に似た形が示され、図7の(c)には上縁が軸方向に延びている屋根に似た形が示されている。図7の(d)のビータ3は鎌形の形状を有している。図7の(e)と図7の(f)は側面図で2つの別の実施例を示しており、しかも図7の(e)には対称的な突起が示され、図7の(f)には非対称的な突起がしめされている。前縁の回転方向はそれぞれ傾斜しており、これによって例えばワイヤが退けられる。
【0023】
図8と図9とには依然として簡略化されてではあるが、他の図よりも詳細にかつ正しい寸法関係で、当該方法を実施する本発明の装置が示されている。図面には傾きの調節可能で、この場合には60゜傾けられた部分を有する機械フレーム12が示されている。この部分にはビータ3を備えた全部で9つのビートローラ1が固定されている。この第1のセクションは2つのグループに、つまり5つのビートローラを有する第1のグループ5Aと4つのビートローラを有する第2のグループ5Bとに分割されている。両方のグループは同じ設置角、最大60゜を有しているが、それぞれ別個の駆動装置を備えている。したがって異なる回転数、ひいては周速度が調節できる。駆動するためには循環する鎖14が使用される。第2のグループ5Bの端部には第2のセクション6がある。このセクション6は2つのビートローラと相応するビータとを備えており、かつ同様に別個の駆動装置を有している。設置角の調節装置15は図示の形態では工具を使わなければ変えられない。しかしながら設置角を例えば液圧式又は電動式に調節可能にすることもできる。
【0024】
図9には図8の説明の冒頭に述べた形と似た形で同じ本発明の装置が正面から見て示されている。
【0025】
ビータはこれまでの図では別個に取付けられた部分として示されているが、ビータは軸方向に直接的に結合されていることもできる。このための特別な実施例は図10に示されている。これによれば軸2は多数の非対称的な、互いにずらされた支持円板16で取囲まれている。この支持円板16は包囲薄板として実現された面部材17を保持している。この面部材17は材料Mの加工面として役立つ。ビートローラのこの実施例はテープ又はワイヤのような絡んだ部分の影響を受けにくい。何故ならばこれらの部分はビータに引っ掛かりにくいからである。さらにビータの摩耗もこの場合には少ない。このような連続した加工面を備えたビートローラはもちろん他の、例えば鍛造によって又は軸方向に接合された単個部材によって製造することもできる。
【0026】
図11には図10のビートローラの断面が示されている。図10と同じく図11は構成的な詳細を示すのではなく、原理的な構造を示している。
【図面の簡単な説明】
【図1】適した装置に基づく方法の原理的な経過を示した図。
【図2】簡略化して示した装置と共に、変化実施例の経過を示した図。
【図3】簡略化して示した装置と共に、変化実施例の経過を示した図。
【図4】簡略化して示した装置と共に、変化実施例の経過を示した図。
【図5】簡略化して示した装置と共に、変化実施例の経過を示した図。
【図6】ビートローラの側面図。
【図7】(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)はビータの形を示した図。
【図8】本発明の装置の側面図。
【図9】図8に示した装置の正面図。
【図10】ビートローラの別の実施例の側面図。
【図11】図10のビートローラの断面図。
【符号の説明】
1 ビートローラ、 2 軸、 3 ビータ、 4 包絡円、 5 セクション、 6 セクション、 8 搬送ベルト、 9 搬送ベルト、 10 紙料溶解器、 11 フレーム、 12,12′ 機械フレーム、 13 駆動歯車、14 鎖、 16 支持円板、 17 面部材
Claims (38)
- 紙又は厚紙ウエブを有しかつ70%の水含有量を越えない、紙繊維を含有するプレスされた材料(M)を解す方法において、前記材料(M)を、互いにほぼ一平面(E)内に配置された少なくとも3つのビートローラ(1)を介して搬送し、その際搬送方向(T)が前記平面(E)に対してほぼ平行でかつビートローラ(1)の軸線に対し横に向けられており、
ビートローラ(1)が回転するビータ(3)を備え、該ビータ(3)が前記材料(M)に侵入しかつこの材料(M)を解し、
ビートローラ(1)の間に中間室が配置され、この中間室を通って破砕された細かい材料(M′)が落下しかつこれによって、解され方の少ない材料又は解されなかった材料から分離されることを特徴とする紙繊維を含有するプレスされた材料を解す方法。 - 前記中間室を通過しなかった粗い材料(M″)を搬出する、請求項1記載の方法。
- 前記材料(M)が、解し及び破砕の開始にあたって、少なくとも部分的に少なくとも100kgの重量を有するベール又は粗いベール分塊から成っている、請求項1又は2記載の方法。
- 前記材料(M)が結びワイヤ又はテープを含有していない、請求項3記載の方法。
- 前記平面(E)が水平に対し、0゜と90゜との間の設置角(α)で設置されている、請求項1、2、3又は4記載の方法。
- 前記平面(E)の設置角(α)が20°から50°である、請求項5記載の方法。
- 前記設置角(α,α1,α2)が、前記材料(M)がビートローラ(1)に亙って搬送方向(T)でできるだけ均等に分配されるように調節されている、請求項5又は6記載の方法。
- 前記搬送方向(T)が、ビートローラ(1)に前記材料(M)が供給される方向に対し横に向けられている、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。
- 前記粗い材料(M″)が前記細かい材料(M′)と一緒に後続加工される、請求項2から8までのいずれか1項記載の方法。
- 前記細かい材料(M′)が紙料溶解器に導かれかつ溶解器内で懸濁液に移行させられる、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。
- 横力としてビートローラ(1)の軸方向に位置する成分をも有する力をビータ(3)で前記材料(M)に伝達する、請求項1から10までのいずれか1項記載の方法。
- ビートローラ(1)の回転するビータ(3)の包絡円(4)の間に中間室があり、ビートローラ(1)のビータ(3)に接触して解される、供給された材料(M)が前記中間室を通って落下することができる、請求項1から11までのいずれか1項記載の方法。
- 軸(2)の間に200mmと1000mmとの間の内法り幅(b)を有する中間室が生じるように、ビートローラ(1)が配置されかつその寸法が決定されている、請求項1から12までのいずれか1項記載の方法。
- ビートローラ(1)の1部が第1のセクション(5)にまとめられかつビートローラ(1)の別の部分が第2のセクション(6)にまとめられ、この場合、第2のセクション(6)が第1のセクション(5)の下流側の端部にて、第1のセクション(5)の上側に配置されかつ落下しなかった材料を第1のセクション(5)へ戻す、回転するビータ(3)を備えた少なくとも1つの別のビートローラ(1)を有している、請求項1から13までのいずれか1項記載の方法。
- 第2のセクション(6)においても落下しなかった材料の解しが行われる、請求項14記載の方法。
- 第2のセクション(6)の少なくとも1つのビートローラ(1)が、隣接するビートローラ(1)に対する間隔が拡大されるように退避できる、請求項14又は15記載の方法。
- 第2のセクション(6)にて2つのビートローラ(1)が相上下して配置されている、請求項14、15又は16記載の方法。
- ビータ(3)が1〜3m/秒の周速度で運転される、請求項1から17までのいずれか1項記載の方法。
- 隣り合ったビートローラ(1)が異なった回転数で運動する、請求項1から18までのいずれか1項記載の方法。
- ビートローラグループ(5A,5B)又はセクション(5,6)のビートローラ(1)がそれぞれ同じ周速度でかつ同じ方向に運転され、ビートローラグループの速度が互いに異なっている、請求項1から19までのいずれか1項記載の方法。
- 1つのビートローラグループ(5A,5B)又は1つのセクション(5,6)のビートローラ(1)の周速度(1)が下流側のグループにおけるビートローラ(1)の周速度よりも小さく選ばれている、請求項20記載の方法。
- 1つのビートローラグループ(5A,5B)もしくは1つのセクション(5,6)のビートローラ(1)がそれぞれ一平面(E,E1,E2)に配置されている、請求項20又は21記載の方法。
- 異なる平面(E,E1,E2)が異なる設置角(α,α1,α2)で設置されている、請求項22記載の方法。
- 前記材料(M)の水含有量が3%と30%との間である、請求項1から23までのいずれか1項記載の方法。
- 所定の時間的インターバルで、ビートローラ(1)の少なくとも一部の回転方向を逆転し、これによって軸(2)の上に巻き付いたテープ、シート又はその他の細長い物体を巻き解きかつ除去する、請求項1から24までのいずれか1項記載の方法。
- 請求項1から25までのいずれか1項記載の方法を実施するための装置であって、
機械フレーム(12)を有し、
機械フレーム(12)に並べて配置された複数の駆動されたロータを有し、該ロータの軸が少なくとも部分的に一平面(E,E1,E2)に位置し、該ロータの間に空隙があり、
前記ロータの上側の領域に被処理剤料(M)を供給する手段を有している形式のものにおいて、
前記ロータが軸(2)にビータ(3)が固定されたビートローラ(1)であり、
隣り合ったビートローラ(1)の少なくとも1部が同じ回転方向に駆動される、
ことを特徴とする、紙繊維を含有するプレスされた材料を解す装置。 - ビートローラ(1)のビータ(3)の包絡線(4)が隣接するビートローラ(1)の包絡線から少なくとも30mmの間隔(a)を有するように、ビートローラ(1)と回転するビータ(3)とが配置されかつその寸法が決定されている、請求項26記載の装置。
- ビータ(3)が軸(2)を越えて半径方向に少なくとも50mm延びている、請求項26又は27記載の装置。
- ビートローラ(1)の軸(2)の上にある、軸方向で隣接したビータ(3)が周方向に互いにずらされて配置されている、請求項26、27又は28記載の装置。
- ビータ(3)が周方向に傾斜させられた作業面を有している、請求項26、27、28又は29記載の装置。
- ビータ(3)が立方体形である、請求項26から30までのいずれか1項記載の装置。
- ビータ(3)が軸方向に向けられた上縁を有する3角プロフィールを有している、請求項26から30までのいずれか1項記載の装置。
- ビータ(3)が周方向に向けられた上縁を有する3角プロフィールを有している、請求項26から30までのいずれか1項記載の装置。
- ビータ(3)が半径方向外方へ向って先細になっている、請求項26から33までのいずれか1項記載の装置。
- ビータ(3)の前面が回転運動に関し、後方へ傾けられている、請求項26から34までのいずれか1項記載の装置。
- 軸方向で隣接したビータ(3)が共通の面部材(17)で互いに結合され、該面部材(17)が前記材料(M)の連結した加工面を形成する、請求項26から35までのいずれか1項記載の装置。
- 前記面部材(17)が耐摩性の包囲薄板である、請求項36記載の装置。
- 前記面部材(17)が軸(2)の上に非対称に配置された支持円板(16)で保持され、該支持円板(16)が部分的に周方向に互いにずらされている、請求項36又は37記載の装置。
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