JP4672227B2 - 低コンシステンシーな水−繊維懸濁液の脱水方法 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、低コンシステンシーな水−繊維懸濁液の脱水方法に関し、この方法では、その水−繊維懸濁液を、水、短繊維物質および場合によっては存在しうる粒子状固形物を通過させることが可能な孔を含む濾過表面（８）に導入する。
【０００２】
（背景技術）
製紙プロセスでは、繊維を含有する水性懸濁液で、そのコンシステンシーが低く、すなわち、繊維質の紙料の量が少なく、またその懸濁液には短繊維や、場合によっては存在しうる填料に起因する粒子状固形物が大量に含まれているような懸濁液を処理するケースがある。このタイプの水性懸濁液を濃縮するのは極めて困難で、実際のところ、既存のシックナーや濾過器を使用するのでは効率よく達成することは不可能である。このタイプの水性懸濁液は、たとえば、サーモメカニカル法の場合に得られ、その場合には、得られる紙料の濾水度はおおよそ７０〜８０ｍｌであり、そのコンシステンシーは低く、通常はおおよそ１％である。さらに、同じような状況は、製紙プロセスでリサイクルされるプロセス用水を処理する際にも発生し、紙匹製造で紙匹を脱水する際に、特に短繊維や製紙工程で使用された粒子状固形物が水中に残存している場合である。
【０００３】
（発明の開示）
本発明の目的は、短繊維および／または填料を、水−繊維懸濁液から従来法よりも効率よく濾過し、従来法よりも清澄な濾液を得て、プロセス循環水とする方法を提供することである。本発明の方法が特徴とするところは、初めに粗大繊維物質を前記の水−繊維懸濁液から分離し、その分離された粗大繊維物質を濾過表面に導入して別途の濾過層を形成させ、そして、水−繊維懸濁液を前記の濾過層を通過させると、短繊維物質および、場合によっては存在しうる粒子状固形物の少なくとも一部が、前記の粗大繊維で形成された濾過層中に捕捉されることである。
【０００４】
本発明の基本的な考え方は、粗大繊維物質を最初に水性懸濁液から分離し、これをシックナーに供給して濾過層とし、濃縮すべき懸濁液をそのシックナーまたは濾過器に供給して、懸濁液がこのようにして形成された濾過層を通過するようにし、それによって、微細繊維および粒子状固形物がその濾過層の中に捕捉され、実質的には濾過表面を通過しないようにすることである。このようなタイプの粗大繊維としては、その濾水度が２００〜４００ｍｌのものが好ましく、そのようなものであれば、充分に密度の高い層が形成され、しかも水をよく透過させる。
【０００５】
本発明の実施態様の基本的な考え方では、粗大繊維物質で２つの濾過層を形成させ、懸濁液をその間に供給するのが好ましい。
【０００６】
本発明によって供せられる利点を述べれば、簡単な補助的な装置を使うだけで、１種類で同一の処理すべき水−繊維懸濁液から、濾過層を形成させ、この濾過層が微細繊維および場合によっては存在しうる粒子状固形物を非常に効率よく保持して濃縮を助け、それによりシックナーの濾液の固形分含量が３０ｍｇ／リットル未満にもすることが可能となることである。この方法で、充分に清澄な濾液の水、すなわち繊維物質および粒子状固形物をほんの少量しか含まない水を得ることができ、これは製紙プロセスの種々の段階で使用することが可能である。
【０００７】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明を、添付の図面によってさらに詳しく説明する。
【０００８】
図１には、入口流路１が示されているが、これを通して、処理すべき、低コンシステンシーな水−繊維懸濁液を装置に供給し、濾過器、たとえばシックナー２に送る。水−繊維懸濁液の一部、この場合はおおよそ１０％、を流路１から、流路３を通して別の洗浄器４に供給し、ここで、濾水度が、たとえばおおよそ３００〜４００ｍｌの粗大繊維を分離する。使用する装置や必要な費用の面から、粗大繊維を直接入口の水−繊維懸濁液から分離することも可能であるが、その場合には、必要な量だけの粗大繊維だけを分離し、余ったものは水−繊維懸濁液に戻すことができる。洗浄器４で分離された濾液には、繊維および粒子状固形物がおそらく残存しているが、これを入り口流路１に戻し、また、洗浄器４で分離された粗大繊維物質は、流路５を介して濾過器、たとえばシックナー２に送る。粗大繊維物質は、シックナー２の中に送り込んで、シックナー２の濾過表面の上に濾過層を形成させる。流路１から来る水−繊維懸濁液は、その濾過層を必ず通過してから、シックナー２の濾過表面を通るようにする。すると、循環している水の中の微細繊維、すなわち短繊維、および粒子状固形物は、その粗大繊維の層に捕捉され、実質的にはそこを通過することができず、そのため、シックナー２から得られる濾液は非常に清澄なものとなる。濾過後の水の大部分は流路６を通して製紙プロセスに戻されるが、その一部を流路７を通して、洗浄器４からシックナー２のラインに戻して、粗大繊維物質を流す流路５での流れを良くするのに使うことができる。シックナー２の濾過表面の上に蓄積する濾過物質およびそこで濾過された微細繊維および粒子状固形物は、プロセスから排出させるか、あるいは、さらなる処理にかける。
【０００９】
図２に、本発明の方法を使用して実施される濾過部分の詳細が図示されている。この図では、濾過表面８は、各種の濾過器やシックナーから当然公知となっているものなので、詳細についてここで述べる必要もない。濾過表面８は孔を有する材料で作られており、流体、たとえば水、およびその流体中の一部の物質は、濾過表面の片側から反対側へ濾過表面の孔を通って流れることができる。本発明によれば、この濾過表面８に、粗大繊維物質により形成された濾過層９が存在し、この濾過層が濾過表面８の表面に、一層細かな孔を有する、密な層を形成している。濾過または濃縮すべき水−繊維懸濁液は、濾過器またはシックナーの、粗大繊維物質により形成された濾過層９のある側に供給されるが、そのことにより、懸濁液中の繊維物質、微細すなわち短い繊維および、場合によっては存在しうる粒子状固形物はその濾過層を通過することができず、その中に捕捉されるが、他方、水は濾過層９および濾過表面８のいずれをも通過して流れる。このために、この濾過器またはシックナーから得られる濾過水は、繊維や粒子状固形物をほんの少量しか含まず、したがって非常に清澄なので、製紙プロセスの各種の段階で使用できる。それに対応して、水−繊維懸濁液中の繊維物質および、場合によっては存在しうる粒子状固形物は捕捉され、状況に応じてさらなる処理に回したり、必要があればプロセスから排出させたりすることができる。
【００１０】
図３には、本発明の方法によるまた別の濾過部分の図が示されている。この場合には、２つの濾過表面８を使用して、隙間様構造を形成している。連続した金網のような、２枚の濾過表面を手段として形成されるこのタイプのギャップフィルターは、一般によく知られており、当業熟練者には自明なものであるので、そのため、本明細書でさらに詳しく述べる必要はない。この実施態様では、粗大繊維物質による濾過層９は、濾過層９が互いに向き合っている濾過表面８の間にあるように、両側の濾過表面９の上に形成される。次いで、水−繊維懸濁液を、この濾過層９の隙間に供給して、水は両方の方向に向かって両側の濾過層を通過し濾過表面を通って流れるが、他方、繊維物質および、場合によっては存在しうる粒子状固形物は両側の濾過層に蓄積されるようにする。これにより、効率的な濾過／濃縮が可能となる。
【００１１】
図に示した設備では、濾過器／シックナー２および洗浄器４は、それらによって所望の粗大繊維を分離することが可能であり、それにしたがい、その粗大繊維によって形成される濾過層を通すことによって、製紙プロセスで使用可能なほどに充分に清澄な濾液を作るのに適してさえいれば、どのようなタイプの装置でも構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の方法の概略図である。
【図２】 濾過部分の詳細図である。
【図３】 本発明の別の実施態様による濾過部分の詳細図である。

Claims (4)

1. 低コンシステンシーな水−繊維懸濁液の脱水方法であって、その方法では、その水−繊維懸濁液を、水、短繊維物質、および場合によっては存在しうる粒子状固形物を通過させることが可能な孔を有する濾過表面（８）に導入し、その濾過表面の上に別途の粗大繊維物質による濾過層（９）を形成させ、そして、水−繊維懸濁液をその濾過層（９）に供給して、それにより、短繊維物質および場合によっては存在しうる粒子状固形物の少なくとも一部を、粗大繊維により形成された濾過層（９）で捕捉させるが、ここで、初めに粗大繊維物質を前記の水−繊維懸濁液から分離し、その分離された粗大繊維物質を濾過表面（８）に導入して、前記の別途の濾過層（９）を形成させることを特徴とする方法。
2. 前記の濾過層（９）を形成させるために、水−繊維懸濁液から、濾水度の値が２００〜４００ｍｌの繊維物質を分離することを特徴とする請求項１に記載された方法。
3. 脱水のために、２つの濾過表面（８）により形成される隙間様構造を有するシックナー（２）を使用し、粗大繊維からなる前記の濾過層（９）を両方の濾過表面（８）の上に形成させ、この濾過層を互いに対面した形に設置して、そして、水−繊維懸濁液を形成された濾過層（９）の間に供給して、濾過層（９）および濾過表面（８）の両方を通して脱水することを特徴とする請求項１または２に記載された方法。
4. 粗大繊維を分離するために、水−繊維懸濁液の一部だけを、別の分離装置に導入し、粗大繊維を分離してから、分離後の水−繊維懸濁液をプロセスに戻し、残りの水−繊維懸濁液と共に脱水することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載された方法。

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