JPH0333288A - 紙パルプの液体処理および液体抽出装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、セルロース系繊維材料の懸濁液を液体処理す
るための装置と方法に関する。

〔従来の技術〕

セルロース系繊維材料パルプから紙を製造するときには
一般的に、特別な化学薬品をパルプに加えているいろな
処理を行うこと、あるいはパルプから化学薬品を洗い流
すことが必要である。化学薬品の添加は、パルプマスを
通る置き換え流（ディスプレースメントフロー）によっ
て行われ、そして洗浄は一般的な場合には、洗浄液の１
回以上の連続した置き換え流をパルプマスに通したのち
、パルプマスから洗浄液を圧搾することによって行われ
る。

慣用の洗浄圧搾は一般的に、約２〜５％のコンシステン
シー範囲で供給される希釈されたパルプを必要とする。

希釈により、パルプは洗浄圧搾は村上に一様に広がり、
ウェブまたはマットを形成する。濾材は一般的に、穿孔
された回転ドラムまたは可動ベルトである。パルプは、
通常はマットに圧力を加えることにより、あるいは真空
吸引により、濾材上で約１０〜１６％のコンシステンシ
ーまで濃縮される。濃縮後、バルブマットからの化学薬
品の洗浄は、液圧を用いて洗浄水を強制的にマントを通
過させることにより（置き換え）、あるいは真空で洗浄
水を吸引通過させることにより行われる。最後に、マッ
トは洗浄プレスによって３０〜５０％の高いコンシステ
ンシーまで圧縮され、全体で高い洗浄効率を達成する。

圧搾のためにマット圧縮する慣用の方法は、挾みローラ
の間を通過させること、あるいはマットと同じ速度のベ
ルトでマットを圧縮することである。

〔発明の１既要〕 本発明では、先行技術の洗浄プレスに関連する多くの雑
煮および不都合な点が除去され、なおかつパルプの効果
的な処理が提供される。本発明は圧搾の最後のステップ
と共にパルプの洗浄のために使用可能であるだけでなく
、パルプの化学的処理のためにも使用可能である。本発
明は簡単な方法でかつ最少の可動部品でもって、所望の
結果を生じる。本発明では、約２〜１６％、好ましくは
８〜１２％のコンシステンシー範囲（すなわち、中程度
のコンシステンシーの）パルプを供給することが可能で
ある。このパルプは入口での濃縮を行う必要がなくなり
、更にスクリーン（フィルタ）面積を最少にする。本発
明による装置は、ロール間接触面、ロールまたは可動ベ
ルトを必要とせずに、パルプを圧縮することができ、か
つ濾材内の繊維片の洗浄のために濾材を逆洗する必要が
なくなる。慣用の洗浄圧搾では、マットは圧搾ローラベ
ルトと同じ速度で移動するので、繊維は濾材に強く押し
つけられ、成る繊維は濾材の孔内に留まる。しかし、本
発明では、圧搾の間、圧縮されたパルプがスクリーンの
孔から繊維を引張り、自己洗浄作用を生じる。

本発明の一つの形態によれば、セルロース系繊維材料（
祇パルプ）の懸濁液を液体処理するための、次の要素（
ａ）〜（ｇ）からなる装置が提供される。（ａ）実質的
に開口のない外壁を有するハウジング。このハウジング
は調節可能な制限部分を含んでいる。（ｂ）通路を形成
する手段。この通路は底壁と一対の側壁を有し、かつ底
壁と反対側に開放面を有し、この開放面がハウジング外
壁に隣接するように、通路が位置決めされ、側壁の少な
くとも一方が穿孔されている。（ｃ）側壁の少なくとも
一方と底壁を、通路の延長寸法にわたって外壁と相対的
に動かすための手段。（ｄ）ハウジングの一方の部分か
ら通路内に処理すべき材料を供給するための手段。（ｅ
）ハウジング外壁の調節可能な制限部分に隣接させて設
けられた、通路とハウジングから外へ処理済材料を通過
させるための出口。

（ｆ）材料供給手段と出口の間で、ハウジング外壁を通
って通路内に処理液を導入するための手段。

これによって、処理液が材料を通過して材料を処理し、
通路壁の少なくとも一方の孔から外へ通過する。（ｇ）
通路壁の少なくとも一方の孔を通過した液体をハウジン
グから排出するための手段。

本発明による装置は、ニューヨーク州グレンズフォール
ズのカマヤー（Ｋａｍｙｒ　）社から登録商標“Ｒｉｎ
ｇ”で販売されている市販製品によって証明されるよう
な、米国特許第４．５３４．８６８号明細書（ここに記
載することによって、この明細書の開示内容は本明ｉｌ
ｌ書に編入される）に図示および記載しであるプレスと
同じ原理で作動する。圧搾の間、通路の穿孔壁は、圧縮
されたパルプよりも速く移動し、従って繊維は孔の中に
留まらない。それどころか、圧縮されたパルプは孔から
繊維を引張り、自己洗浄作用を生じる。

処理液を通路に導入するための手段は中空の分配器を備
え、この分配器は外壁から側壁の間の通路内のほぼ中央
へ延び、分配器は穿孔された一対の側壁を備えている。

側壁は通路側壁と平行であり、通路側壁は穿孔され、底
壁は穿孔されていない０分配器の端壁は底壁に近接させ
てかつ底壁から隙間をおいて設けられ、そして穿孔され
ている。

ハウジング外壁は好ましくは弧状であり、底壁はロータ
の弧状壁であり、ロータはそれから半径方向外側へ延び
る側壁を備えている。ハウジング外壁に沿ってかつ通路
の移動方向に互いに周方向間隔をおいて、複数の分配器
が設けられている。

本発明は更に、弧状の底壁を使用して、セルロース系繊
維材料の懸濁液を処理するための方法に関する。この底
壁は軸線回りに回転可能であり、かつ底壁から半径方向
外側へ延びる一対の側壁と共に開放通路を形成している
。側壁の少なくとも一方は底壁と共に回転可能であり、
通路形成壁の少なくとも一方が穿孔されている。方法は
連続的および前進的な次のステップ（ａ）〜（ｅ）から
なっている。＜ａ）軸線回りに底壁を回転させるステッ
プ。（ｂ）約２〜１６重量％のコンシステンシーのセル
ロース系繊維材料の懸濁液を通路に導入するステップ。

（ｃ）処理液が懸濁液にしみ通るように、通路の中央部
分内で処理液を懸濁液に導入するステップ。（ｄ）処理
を容易にし、懸濁液を濃くするために、通路から通路を
形成する穿孔壁を通って液体を取り除くステップ。（ｅ
）導入された悲１・蜀液のコンシステンシー　（例えば
約３０〜５０％）ヨりも大きなコンシステンシーのＦ＝
’　？Ｅｉ液を排出するステップ。ステップ（ｃ）は好
ましくは、底壁と反対側の分配器開放部分から通路内へ
延びる分配器内へ処理液を導入することによって行われ
、それによって処理液は懸濁液の半径方向範囲に沿った
全部分から懸濁液の中にほぼ均一に流れる。処理液は好
ましくは洗浄液であるが、パルプの最終用途に依存する
広範囲のさまざまな化学的処理薬品であってもよい。

本発明の主要な目的は、パルプを簡単にしかも効果的に
化学的処理およびまたは洗浄することである。この目的
と本発明の他の目的は、本発明の詳細な説明の記載と添
付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。

〔実施例］ 第１図と第２図において、セルロース系繊維材料の懸濁
液を液体処理するための装置全体が参照番号１０によっ
て示しである。装置は、実質的に開口部のない外壁１２
を有するハウジング１１と、調節可能な制限部分１３を
備えている。この部分１３は点１４の回りに回転可能で
あり、空気圧シリンダ１５によって操作される。調節可
能な部分１３はハウジングの排出部分においてハウジン
グとドクターブレード１６の間でパルプを制限する。

装置１０は更に、通路１８を形成するための手段を崗え
ている。この通路は第２図と第３図に明瞭に示すように
、底壁１９と一対の側壁２０を有し、この側壁は底壁１
９と反対側に開放面を備えている。通路１８は、その開
放面がハウジング外壁に隣接するように位置決めされて
いる。壁１９゜２０の少なくとも一方に多数の穴が穿孔
されている。好ましくは側壁２１の両方が、剛性のある
板であり、その中に開口２２（例えば円形の穴または長
穴）を備えており、モして壁２０の内側部分には、良好
な濾過のための小さな円錐穴を備えたライナースクリー
ン２３が設けられている。側壁２０には更に、第４図に
示すように、半径方向の）苺２４が設けられている。

装置１０は更に、底壁１９と側壁２０の少なくとも一方
（好ましくは図示のように側壁２０の両方）を、通路１
８の延長寸法内で、外壁１２と相対的に動かすための手
段を備えている。装置１０は線形装置（例えば米国特許
第４．５３．！、８６８号明細書の第１図と第３図参照
）として構成してもよいが、好ましくは回転装置であり
、そのために底壁１９を動かすための手段はロータを備
えている。

このロータは内側管状部分２５を含み、この管状部分は
それから外側へ立設された半径方向へ延びるリブ２６（
第１図と第２図参照）を備えている。

リブ２６は底壁１９に連結され、そしてこの底壁を介し
て側壁２０に連結されている。内側管２５は軸２７にキ
ー止めされている。この軸はほぼ水平な軸線の回りに回
転するよう軸受２８に据え付けられ、モータ２９によっ
て動力を供給される。

モータ２９は軸２７、管２５、それに関連して設けられ
た底壁等を、第１図に示すように反時計回りに回転させ
る。

複数の通路１８をロータ２５，２６によって支持するこ
とができる。例えば第２図と第５図は、二つの通路１８
がロータ２５，２６に支持された実施例を示している。

この場合、慣用のシール（例えば架橋エラストマー材料
または金属シール材料）３０を、ハウジング壁１２と各
側板２０との間に設けることができるが（特に第２図と
第５図参照）、好ましくは、開放した溝（第３図参照）
が設けられる。この溝にはパルプ繊維が充填され、この
パルプ繊維がシールを形成する。

装置ｌＯは更に、処理すべきパルプを、ハウジング１１
の一方の部分から通路１８に供給するための手段を備え
ている。このような手段は、図示の代表的な実施例では
、入口連結器３２を含んでいる。この入口連結器は一部
がドクター１６と分離体セグメント３３によって形成さ
れている。分離体３３は、乱流を小さくするために、お
よび分離体の両側から通路１日内へ流入するパルプを均
一に分けるようにするために、入口３２の方へ向いた刃
状エツジを備えていてもよい。

装置１０は更に、処理されたパルプを通路１８およびハ
ウジング１１の外へ出すための出口３５（第１図参照）
を備えている。この出口は外壁１２の調節可能な制限部
分１３に隣接させて設けられている。出口３５はその頂
部と底部が、調節可能な部分１３とドクターブレード１
６によって形成されている。ドクターブレード１６は通
路の内部とほぼ同じ幅を有している。

これまで述べたこと（分離体セグメント３３を除＜）は
、ニューヨーク州、グレンフォールズのカマヤー（Ｋａ
ｍｙｒ　）社によって“Ｒｉｎｇ’”の登録商標で販売
されている市販プレスに開示されている。

しかし、本発明では、Ｒｉｎｇ　（登録商標）のプレス
と異なり、装置１０内において処理液でパルプを処理す
ることができる。そのために、入口３２と出口３５の間
において、処理液を通路１８に導入するための手段が設
けられている。処理液を導入するためのこの手段は、処
理用化学薬品を導入することができるが、好ましくは洗
浄液を導入する。

この洗浄液はパルプを通って押しのけられる。

処理液を導入するための手段は第１図において全体が参
照番号３７によって示してあり、処理液源３８を含んで
いる。この処理°液源は弁４０を備えた管３９によって
入口ノズル４２に接続されている。このノズル４２はハ
ウジング１１の外壁１２に沿って種々窓められた弧状の
空間的間隔をおいて、外壁を通って処理液を導入する。

例えば第１図に示すように、３個の入口ノズル４２が設
けられる。１＠目の入口ノズルは入口３２のすぐ隣に配
置されている。他の入口ノズルはハウジング１２の外周
に沿って約３０〜６０’の間隔をおいて設けられている
。ノズル４２が配置されている領域を、装置１０の“処
理弧゛と呼ぶ。

処理液導入手段３７の、ハウジング１１内の部分は、第
２図と第３図に詳しく示してあり、中空の分配器４３を
含んでいる。この分配器は、通路１８の側壁２０の間に
おいて壁１２から通路１８のほぼ中央へ延びる中空内部
４４を有する。分配器４３は好ましくは、多孔性（スク
リーン状）の端壁４５を含んでいる。この端壁は底壁１
９および多孔性またはスクリーン状の側壁４６に隣接し
ているが、間隔をおいて設けられている。従って、処理
液は第３図において矢印で示すように、通路１８内のパ
ルプに均一に導入される。通路１８の延長方向に沿って
いるいろな部分から異なる種類の処理液を導入できるよ
うにするために、開口を備えていない半径方向に延びる
分割壁４７（第１図と第３図参照）を設けてもよい。こ
の分割壁は側壁４６の間の領域を三つの異なる区域に分
割する。この区域は各ノズル４２に関連して設けられる
。区域は幾つ設けてもよい。分配器４３は代表的な場合
には、約８０〜１８０″（例えば１２０　’　）　（７
）弧状の長さを有する。

装置１０は更に、パルプから圧搾された液体、すなわち
通路１８の側壁２０を通過した液体を、ハウジング１１
から排出するための手段を含んでいる。液体排出手段は
好ましくは、第１図、第２図および第５図に示す複数の
濾液出口４日を備えている。回収された濾液はリブ２６
を通る周方向の流路に沿って移動し、最も近い出口４８
から排出される。

在里 装置１０の作用において、パルプは約２〜１６重量％の
コンシステンシー範囲、好ましくは約８〜１２％（すな
わち、中位のコンシステンシー）で、スクリュー等によ
って入口連結器３２に圧入または搬送される。図に示し
た実施例では、各通路１８にそれぞれ一つずつ２個の入
口連結器３２が設けられている。パルプは分離体セグメ
ント３３によって二つの流路に分離される。すなわち、
分配器４３の各側をそれぞれ一つのパルプ部分が流れる
（第３図参照）。

ローフ２５，２６が回転すると、通路Ｉ８を形成する底
壁１０と側壁２０は、反時計回りに（第１図）回転し、
パルプは通路１８内で回転する。

洗浄液のような処理液は、源３８から管３９を通ってノ
ズル４２に導入され、分配器４３の中空内部に流れ、側
壁４６と端壁４５の孔を通過し、パルプを均一に処理す
る。分配器４３内の圧力は通路１８内のパルプの圧力よ
りも高く、そして通路１８内のパルプの圧力はハウジン
グ１１内の圧力よりも高い。ハウジング１１内の圧力は
大気圧よりち高くても低くてもよいが、好ましくは大気
圧である。通路側壁２０の方へ向かって圧力降下が生じ
るので、パルプは通路側壁２０に保持され、回転通路１
８と共に移動しようとする。パルプから排出された液体
は、ライナースクリーン２３と側壁の開口２２を通って
通路から出て、最後にはロータリブ２６を通過し、ロー
フ２５，２６の周りを周方向に濾液出口４８まで流れる
。各々のノズル４２には異なる処理液を導入してもよい
し、同じ処理液を各ノズル４２に導入してもよい。

パルプの化学的処理または洗浄は、ハウジング１１の処
理弧状部分にわたって行われる。すなわち、回転通路１
８によって運ばれるパルプの特定の部分が分配器４３の
端部に達するまで（第１図に示す実施例では入口３２か
ら約１２０°にわたって）行われる。そして、パルプは
前記部分のところから、装置１０の“抽出弧状部分”と
呼ぼれるところに入る。分配器４３の端部から出口３５
まで延びる前記弧状部分では、分配器４３の端部の直ぐ
後で空隙が生じ、通路１８がパルプよりも速く移動する
。この速度差は、可動壁１３によって形成された制限部
がパルプの移動を遅らせることによって生じ、その結果
パルプは圧搾され、その中の空隙スペース全部が詰めら
れる。圧搾はパルプに対する通路壁２０．１９の摩擦作
用によって行われ、圧搾作用は分配器４３から出口３５
まで累進的に増大する。圧搾により、パルプの繊維は液
体の最少量のスペースを残して互いに密に圧縮され、そ
してパルプから押し出された液体は通路側壁２０を通過
し、最後には濾液出口４８を通って出る。

圧縮の強さは空気圧シリンダ１５を作動させることによ
って制御される。この空気圧シリンダはドクターブレー
ド１６と相対的な壁１３の位置を制御する。空気圧シリ
ンダ１５によって加えられる圧力は、出口ケーキのコン
システンシーが約３０〜５０重量％で変動するように、
特に約４０％となるように調節可能である。本発明では
、圧搾のときに、通路壁２０が圧縮されたパルプよりも
速く動くので、繊維は壁２０の孔の中に留まらず、むし
ろ圧縮されたパルプが孔から繊維を引き出して、自己洗
浄作用を生じる。最後に、パルプはド４゜ ツク−ブレード１６を通過する。ドクターブレード１６
は、入口３２と出口３５の各々の一方の壁の形成に加え
て、圧縮されたパルプを真直くにする働きをし、底壁１
９と側壁２０からパルプを剥がす。そして、排出された
ケーキは更に、通常の所望の方法で作用を受ける。

従って、本発明によれば、方法と装置が、先行技術によ
る方法と装置の多くの問題点に打ち勝つセルロース系繊
維材料懸濁液の簡単でしかも効果的な処理を提供するこ
とが判る。現在において最も実際的で好ましいと考えら
れる実施例について本発明を図示し説明したが、その多
（の変形を本発明の範囲内で行うことができることは通
常の当業者にとって明らかである。本発明の範囲は、す
べの均等構造物および方法を包含するよう、特許請求の
範囲の最も広い解釈によるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による代表的な装置を部分的に切断し
て示す端面図、第２図は第１図の装置を部分的に切断し
て示す側面図、第３図は第１図の３−３線に沿った断面
を示す、第１図と第２図の装置の処理液導入手段を備え
た通路の詳細断面図、第４図は第３図の４−４線に沿っ
た、第３図の通路形成要素の一部の詳細図、第５図は第
１図と第２図の装置の弧状抽出部分の２個の通路の詳細
断面図である。 １１・・・ハウジング、　　１２・・・外壁、Ｉ３・・
・調節可能な制限部分、　　１８・・・通路、　１９，
２５．２６・・・底壁、　２０・・・側壁、　３２・・
・入口連結器、　３５・・・出口、　３７・・・処理液
導入手段、　４８・・・濾液出口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）ハウジング（１１）を備え、このハウジング
   が実質的に開口のない外壁（１２）を有し、かつ調節可
   能な制限部分（１３）を含み、 （ｂ）更に、通路（１８）を形成する手段を備え、この
   通路が底壁（１９）と一対の側壁（２０）を有し、かつ
   前記底壁と反対側に開放面を有し、この開放面が前記ハ
   ウジング外壁に隣接するように、通路が位置決めされ、
   前記側壁（１９、２０）の少なくとも一方が穿孔され、 （ｃ）更に、前記側壁の少なくとも一方と前記底壁（２
   ５、２６）を、前記通路の延長寸法にわたって前記外壁
   と相対的に動かすための手段を備え、 （ｄ）更に、前記ハウジングの一方の部分から前記通路
   内に処理すべき材料を供給するための手段（３２）を備
   え、 （ｅ）更に、前記ハウジング外壁の調節可能な前記制限
   部分に隣接させて設けられた、前記通路と前記ハウジン
   グから外へ処理済材料を通過させるための出口（３５）
   を備えている、 セルロース系繊維材料の懸濁液を液体処理するための装
   置であって、 （ｆ）更に、前記材料供給手段（３２）と前記出口（３
   ５）の間で、前記ハウジング外壁を通って前記通路内に
   処理液を導入するための手段（３７）を備え、この処理
   液が材料を通過して材料を処理し、前記通路壁の少なく
   とも一方の孔から外へ通過し、 （ｇ）更に、前記通路壁の少なくとも一方の孔を通過し
   た液体をハウジングから排出するための手段（４８）を
   備えている ことを特徴とする装置。 ２、処理液を導入するための手段（３７）が中空の分配
   器（４３）を備え、この分配器が外壁から側壁の間の通
   路内のほぼ中央へ延び、分配器が穿孔された一対の側壁
   （４６）を備え、かつ通路の延長方向に長くなっている
   ことを特徴とする、請求項１記載の装置。 ３、処理液を導入するための手段（３７）の側壁（４６
   ）が、通路側壁（２０）に対して平行であり、この通路
   側壁が穿孔され、底壁（１９）が開口を備えていないこ
   とを特徴とする、請求項２記載の装置。 ４、分配器側壁がスクリーン（４６）を備え、分配器が
   底壁から狭い間隔をおいて設けられた端壁（４５）を備
   え、この端壁がスクリーンを備えていることを特徴とす
   る、請求項３記載の装置。 ５、処理液を中空分配器に供給するための複数のノズル
   （４２）を備え、このノズルがハウジング外壁に沿って
   、通路の移動方向に互いに間隔をおいて設けられている
   ことを特徴とする、請求項５記載の装置。 ６、ハウジング外壁が弧状であり、底壁がロータの弧状
   の壁であり、側壁が底壁から半径方向外側へ延び、側壁
   の少なくとも一方と底壁を動かすための手段が、ほぼ水
   平な軸線（２７−２８）回りに底壁とロータを回転させ
   るための手段（２９）からなっていることを特徴とする
   、請求項１記載の装置。 ７、分配器が約８０〜１８０゜の弧状長さを有すること
   を特徴とする、請求項６記載の装置。 ８、処理済材料を通過させるための出口（３５）が、ハ
   ウジング外壁の調節可能な制限部分と、ドクターブレー
   ド（１６）とを含み、このドクターブレードが調節可能
   な制限部分と反対の懸濁液の側に配置されていることを
   特徴とする、請求項１記載の装置。 ９、セルロース系繊維材料の懸濁液を処理するための方
   法であって、 底壁が軸線（２７−２８）回りに回転可能であり、かつ
   底壁から半径方向外側へ延びる一対の側壁（２０）と共
   に開放通路（１８）を形成し、側壁の少なくとも一方が
   底壁と共に回転可能であり、通路形成壁の少なくとも一
   方が穿孔されている弧状の底壁（１９）を使用して、 （ａ）軸線回りに底壁を回転させ、 （ｂ）約２〜１６重量％のコンシステンシーのセルロー
   ス系繊維材料の懸濁液を通路に導入し、（ｃ）導入され
   た懸濁液のコンシステンシーよりも大きなコンシステン
   シーを有する懸濁液を排出する、 セルロース系繊維材料の懸濁液を処理するための方法に
   おいて、次のステップ（ｄ）、（ｅ）、（ｄ）処理液が
   懸濁液にしみ通るように、通路の中央部分内で処理液を
   懸濁液に導入するステップ、および （ｅ）処理を容易にし、懸濁液を濃くするために、通路
   から通路を形成する穿孔壁を通って液体を取り除くステ
   ップ を有することを特徴とする方法。 １０、ステップ（ｄ）が、底壁と反対側の分配器開放部
   分から通路内へ延びる分配器（４３）内へ処理液を導入
   することによって行われ、それによって処理液が約８０
   〜１８０゜の懸濁液弧状延長部分全部において懸濁液の
   中にほぼ均一に流れることを特徴とする、請求項９記載
   の方法。