JPH06257080A - 非木材繊維の２段階蒸解方法、およびその蒸解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 草本植物を原料として性状の良いパルプを効
率よくかつ低コストに製造する。 【構成】 予備蒸解ホッパ１２内に投入された原料に高
温の蒸解薬液を散布付着せしめるとともに、残留した蒸
解薬液を直ちに回収し、その後に大気圧下で一定時間保
持して原料に対する化学的分離を促進する予備蒸解工程
Ａと、予備蒸解工程Ａに付された原料を高速剪断機１５
により液流を媒体とした高速剪断作用を以って揉み解す
ように叩解する本蒸解工程Ｂとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、草本植物等のパルプ化
に際して性状の良いパルプを効率よく、かつ低コストに
製造するのに好適な非木材繊維の２段階蒸解方法、およ
びその蒸解装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、現在のパルプ原料は、紙
の大量消費需要に対応するために、その殆どが木材を原
料とするマスプロ生産体制により供給されているが、こ
の木材資源は無限ではなく原木不足，生産地の奥地移
行，山林労働者の減少，労働賃金の高騰，自然環境保護
運動の高揚，パルプ材の需要増大など各種の問題の発生
により新たなパルプ原料の供給体制が要請されてきてい
る。

【０００３】このため、パルプ業界では、古紙の再利用
に努めておりそれなりに著しい成果を挙げているが、古
紙処理設備費用の増大，古紙の一部も輸入に頼らざるを
得ないという需要増，再々古紙の微粉化による収率の低
下，排水汚泥などの新たな問題により、古紙再利用によ
るパルプ供給補完体制にも限界が見えてきている。した
がって、現在パルプ業界にあっては、木材および古紙の
再利用などによるパルプ供給体制のみならず性状のよい
パルプ、すなわち高品質のパルプを効率よくかつ低コス
トに製造することができる、新たなパルプ供給体制の確
立が急務となっている。

【０００４】木材繊維に代わり得るパルプ原料として
は、稲ワラ，パガス，麻などの草本植物が知られてお
り、これらの草本植物は、殆ど一年性あるいは多年性で
あるため生産サイクルが短いとともに、農産物の残滓的
な性質のものであり、しかも木材繊維に比してセルロー
ス分の蒸解性が高いなどの利点を有するため優れたパル
プ原料である。

【０００５】一説には、世界的規模で現在年間約２億ト
ンの紙が消費されるのに対し、利用可能な草本植物は１
０億トン近くあると推定されており充分な供給量を有す
るが、主に以下のような理由によりその殆どが未利用に
放置されている。すなわち、この種のパルプ原料は、主
に農業生産地で産出されるためその絶対量は多量である
にもかかわらず、地域単位に換算すると木材に比して少
量産出となり、また重量に対して嵩高が大きく、しかも
収穫後醗酵・腐敗し易いため長期保存が困難であるなど
の欠点を有している。

【０００６】このため、木材を原料とするパルプ化設備
のように、スケールメリットを有する大型の設備とする
には不向きであり、どうしても少量分散型のパルプ化設
備とならざるを得ず、通常は図７に示すようなバッチ式
の設備が採用されている。

【０００７】上記設備は、原料の切断後この原料をベル
トコンベア１等で地球釜と称される高温高圧容器２内に
仕込んだ上で蒸解薬液とともに蒸煮し、セルロース分の
化学的分離を行うのであるが、この種の原料は上記した
ように嵩高であるため、一定容量の容器２内になるべく
多くの原料を効率よく仕込むべく、一旦容器２内に適量
の原料を仕込んだ上でこの原料に対して加温された高温
の蒸解薬液を蒸気とともに封入し、数１０分間この状態
を保持し原料の嵩を小さくするという、いわゆるスチー
ムダウン作業を数回繰り返して収納している。

【０００８】容器２内には、なるべく大量の原料を効率
よく仕込み満配とした上で、５〜７ｋｇ／ｃｍ^２Ｇで１
５０゜〜１７０°の高温高圧蒸気を吹き込み、５〜８時
間これを保持して蒸煮し、原料に対する化学的分離処理
を施している。そして、上記蒸煮作業が完了すると、蒸
煮された原料は容器２の下部側より取り出されるととも
に、機械的分離処理を施す必要からビータ（叩解機）３
内に送り込まれ、数時間にわたる適度の切断，叩解，リ
グニンなどの不純成分の分離処理が行われた上で次工程
に付されている。

【０００９】なお、この際使用される水量は原料の３〜
４倍であり、また使用される蒸解薬液量はＡ薬液として
は原料の１３〜２０％，Ｂ薬液としては原料の１〜３％
前後が一般的である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の草本植物におけるパルプ化法にあっては、以
下に述べるような原因により、性状の良いパルプを効率
よくしかも低コストに製造することができないという決
定的な問題を有している。このため、必然的にパルプ製
造コストは高くなり、一部高級紙の需要を充たす程度し
か供給することができず、木材および古紙の再利用によ
るパルプ供給体制の代替体制としては勿論、その補完体
制として採用することも不可能であるというのが現状で
ある。

【００１１】次に、従来法の欠点の原因について説明す
る。 （１） 地球釜と称される耐高温高圧容器内に投入され
た原料は、蒸解薬液，水による浸漬状態下に置かれると
ともに、生蒸気の封入により高温高圧下に置かれるた
め、乾燥したパルプ原料は上部において蒸気（水分）の
浸透を受けやすく、また下部においては蒸解薬液の浸透
を受けやすい状態となり、蒸解薬液の浸透を受けた下部
の原料は急速に蒸解が進むが、水分で充満された上部の
原料はその内部への蒸解薬液の浸透が困難となり、例え
高温・高圧状態としてもその浸透時間には長時間を要し
てしまう。

【００１２】（２） 嵩高の原料を一定容量の容器内に
効率よく仕込むため、スチームの加熱による原料の堆積
減少を図るスチームダウンを繰り返し行なわなければな
らず、この時間が１時間以上の長時間に及ぶ場合もあ
り、最初に投入されて加熱蒸解の進行した原料と最後に
投入した原料とでは、蒸解の進み方に相当な差が発生す
る。

【００１３】このような原因により蒸解パルプはその性
状が不均一になり、また多量の過剰蒸解パルプを作り出
してしまうこととなる。しかも、弱い草本植物繊維が高
濃度の蒸解薬液中において高温・高圧下で長時間処理さ
れるため、原料によっては非常に脆くなり次工程のピー
タにより多量の切断微細化パルプが作り出されてしまう
こととなる。

【００１４】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、草本植物を
原料として性状の良いパルプを効率よくかつ低コストに
製造することができる非木材繊維の蒸解方法、およびそ
の実施に好適な蒸解装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
目的を達成するために、請求項１記載のように、予備蒸
解ホッパ内に投入された原料に、高温の蒸解薬液を散布
付着せしめるとともに、残留した蒸解薬液を直ちに回収
し、その後に大気圧下で一定時間保持して原料に対する
化学的分離を促進する予備蒸解工程と、予備蒸解工程に
付された原料を、液流を媒体とした高速剪断作用により
揉み解すように叩解する本蒸解工程と、を有する非木材
繊維の２段階蒸解方法であることを特徴とする。

【００１６】また、請求項１記載の発明を実施するのに
好適な蒸解装置として、請求項２記載のように、切断機
により所定寸法に切断された原料の集積ホッパと、上記
集積ホッパに集積される乾燥された原料を、空気輸送な
どにより輸送する輸送手段と、上記輸送手段を介して投
入された原料に高温の蒸解薬液を散布付着する薬液散布
手段を有し、かつ大気圧下で一定時間保持して原料に対
する化学的分離を促進する予備蒸解ホッパと、上記予備
蒸解ホッパ内に残留した蒸解薬液を直ちに回収するとと
もに、上記予備蒸解ホッパの薬液散布手段に高温の蒸解
薬液を供給する薬液タンクと、上記予備蒸解ホッパ内よ
り化学的分離が促進された原料を取り出すとともに、こ
れを輸送する移送手段と、上記移送手段を介して予備蒸
解工程に付された後の原料が投入されるとともに、この
原料を液流を媒体とした高速剪断作用により揉み解ぐす
ように叩解する高速蒸解機とを有することを特徴とす
る。

【００１７】また、請求項３記載のように、予備蒸解ホ
ッパは高速蒸解機の連続的な稼働を可能とすべく、高速
蒸解機内へ化学的分離の促進された原料を交互に供給し
得るように２基の予備蒸解ホッパを備えてなることを特
徴とする。

【００１８】さらに、請求項４記載のように、投入され
た原料を液流を媒体とした高速剪断作用により揉み解ぐ
すように叩解する高速蒸解機は、蒸解機本体内の中央部
上下方向に配設される回転軸と、上記回転軸の上下方向
に一定間隔毎に水平状態に固着される円板であって、そ
の全周縁に同一平面上へ三角形状の突出部分が設けられ
るとともに、その一辺が上方へ折曲された歯と下方へ折
曲された歯とが交互に設けられ、かつ円板面には大径の
透孔が複数個開設されてなる回転羽根と、上記回転羽根
の間隔内に水平状態で交互に固着される円板であって、
円板の全周縁に鉤状の歯が形成されてなる回転歯とを有
することを特徴とする。

【００１９】また、請求項５記載のように、投入された
原料を液流を媒体とした高速剪断作用により揉み解すよ
うに叩解する高速蒸解機は、上部に原料の投入口を有す
る円筒状のＡ槽、および上方側に吐出口を有する円筒状
のＢ槽とが互いの底部おいてバイパス路を介して連通さ
れてなるＵ字形の蒸解機本体と、上記Ａ槽およびＢ槽内
の中央部上下方向に配設される回転軸と、上記回転軸の
上下方向に、一定間隔毎に水平状に固着される円板状の
回転羽根と、上記Ａ槽およびＢ槽内の内壁円周方向に一
定間隔毎に突出形成されるとともに、各間隔内に上記各
回転羽根の外周部が回転可能に挿嵌される邪魔板とを有
することを特徴とする。

【００２０】また、請求項６記載のように、蒸解機本体
内に配設される回転軸は、蒸解機本体の上方側において
回転可能に軸支されるとともに、下方側が非軸支状態と
され、かつその軸径が軸支状態の上方側から非軸支状態
の下方側へ向けて漸次小径に形成されてなるオーバーハ
ング型の回転軸よりなることを特徴とする。

【００２１】

【作用】請求項１記載の発明および請求項２記載の発明
によれば、第１段目の工程である予備蒸解工程として、
予備蒸解ホッパ内において乾燥原料を従来のように蒸解
薬液中に浸漬させず、原料表面に高温状態で散布付着さ
せるため蒸解薬液の吸収性に優れ、蒸解薬液を短時間で
原料内部の約９５％付近まで深達させ、その化学的分離
の促進を行う。

【００２２】しかも、予備蒸解ホッパ内における原料
は、従来のように上部側と下部側との間において蒸解薬
液の浸透進行状態に差異を生じないため、短時間内にか
つ少量の薬液量で均一な浸透作用を行う。

【００２３】さらに、第２段目の工程である本蒸解工程
においては、内部の約９５％付近まで化学的分離が促進
された原料に対する叩解と繊維層露出作用として、液流
を媒体として揉み解ぐすように叩解する剪断作用が高速
で繰り返されるため、原料は過剰に切断微細化されるこ
とがなく、従来のように繊維の弱体化が進まず過剰蒸解
パルプの発生を防止し、繊維性状の良いパルプを高収率
で得る。

【００２４】また、請求項３記載の発明によれば、特に
本蒸解工程Ｂにおける高速蒸解機の連続的な稼働を可能
とするので、より一層稼働効率のよい蒸解装置となる。

【００２５】一方、請求項４記載の発明によれば、特に
本蒸解工程における高速蒸解機の剪断作用を、液流を媒
体として揉み解ぐすように高速で叩解することが可能と
なり、繊維性状の良いパルプを高収率で得る。

【００２６】また、請求項５記載の発明によれば、請求
項４記載の発明と同様に、本蒸解工程における高速蒸解
機の剪断作用を液流を媒体として揉み解ぐすように高速
で叩解することを可能とするとともに、特に上記剪断作
用のライン化を可能とし、繊維性状の調整を行って均一
化を図り、しかも性状の良いパルプを高収率で得る。

【００２７】また、請求項６記載の発明によれば、特に
本蒸解工程における高速蒸解機の剪断作用、すなわち液
流を媒体として揉み解ぐすように高速で叩解す剪断作用
の強力化を図るとともに、高速蒸解機のコンパクト化を
図る。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１は本発明に係る２段階蒸解方法を示す説
明図であり、図２は２段階蒸解方法の実施に好適な蒸解
装置の概略構成を示す。本発明に係る２段蒸解方法は、
原料に対する切断加工などの前段工程後に付される第１
段目の工程として、予備蒸解ホッパ１２内に投入された
乾燥原料に高温の蒸解薬液を散布付着せしめるととも
に、予備蒸解ホッパ１２の底部側に残留した蒸解薬液を
直ちに回収し、かつ大気圧下において一定時間保持して
原料に対する化学的分離を促進する予備蒸解工程Ａが施
される。

【００２９】次いで、第２段目の工程として、上記予備
蒸解工程Ａに付されその内部まで化学的分離が深達され
た原料を、高速蒸解機１５により液流を媒体として揉み
解ぐすように叩解する高速剪断作用の本蒸解工程Ｂが行
われ、２段階蒸解処理が施される。

【００３０】集積ホッパ１０は、蒸解処理の前工程とし
て草本植物を乾燥処理するとともに、切断機（図示略）
により所定の寸法に切断しこれを集積し、またこの集積
ホッパ１０には図示しないがロータリーフィーダおよび
ブロアが付属されており、上記原料を空気輸送などの輸
送手段１１により予備蒸解ホッパ１２内へ３〜１０分前
後で輸送する。

【００３１】そして、予備蒸解ホッパ１２は、レベル計
（図示略）と上部に原料の投入口１２ａ、および蒸解薬
液の散布用として複数のスプリンクラーなどよりなる薬
液散布手段１２ｂが設けられている。しかして、集積ホ
ッパ１０から輸送された原料が、上記投入口１２ａを介
して予備蒸解ホッパ１２内に投入され満杯になると、ブ
ロアおよびロータリーフィータのバルブは停止され、予
備蒸解ホッパ１２内に蒸解薬液の散布が開始される。こ
の際、散布される蒸解薬液は、原料別に設定した吸収薬
液量の数倍（１．２〜２．５倍）のものが数分間（２〜
６分間）散布され、原料の表面に必要量が付着せしめら
れる。

【００３２】１３は薬液タンクであり、この薬液タンク
１３は、予備蒸解ホッパ１２の下部側に残留された余分
な蒸解薬液を直ちに回収するとともに、予備蒸解ホッパ
１２の薬液散布手段１２ｂへ供給する蒸解薬液を貯蔵す
る。予備蒸解ホッパ１２より回収される蒸解薬液は、予
備蒸解ホッパ１２内において原料と浸漬状態とされず、
原料表面に付着された以外の蒸解薬液すなわち残留され
た蒸解薬液は直ちに回収されるので、回収された蒸解薬
液中には原料より溶出されるリグニン等の不純成分は混
入されておらず、従来の黒液などと異なり清浄状態の薬
液として回収することができる。また、散布される蒸解
薬液は、９０°〜１００゜に加温された高温薬液とされ
原料内部への浸透性が高められている。なお、予備蒸解
ホッパ１２は、その壁面に高温保持施工などが施され
る。

【００３３】しかして、予備蒸解ホッパ１２において
は、予備蒸解工程Ａとして、大気圧下において蒸解薬液
の散布開始より２０〜５０分前後原料を保持し化学的分
離が行われるのであるが、乾燥原料の表面に加温状態に
ある高温の蒸解薬液を散布付着しつつ堆積してこれを保
持するため、短時間であっても原料内部の約９５％前後
まで化学的分離を促進することができる。

【００３４】１４は移送手段であり、この移送手段１４
は、予備蒸解に付された原料を予備蒸解ホッパ１２の下
部側より自動的に取り出すとともに輸送するものであ
り、効率よく余分な蒸解薬液を回収しつつ高速蒸解機１
５へ輸送するため傾斜状のスクリューコンベアによって
形成されており、蒸解薬液を回収しつつ３〜１０分前後
で高速蒸解機１５内へ原料を送り込む。高速蒸解機１５
は本蒸解工程を施すものであり、予備蒸解工程Ａに付さ
れた原料を液流を媒体とした高速剪断作用により揉み解
ぐすように叩解する。

【００３５】つまり、従来のように原料を機械的に叩打
・切断を行うものではなく、予備蒸解ホッパ１２におい
て原料内部の約９５％前後まで化学的分離が促進されて
いる原料を液流を媒体とした高速剪断作用により揉み解
ぐすように叩解するため、原料の過剰な切断微細化を防
ぎつつ少ない蒸解薬液量で短時間に均一性状の蒸解パル
ブの製造を行う。

【００３６】このように、本発明に係る２段階蒸解方法
は、原料の化学的分離処理を行う第１段目の予備蒸解工
程Ａとして、従来のように原料を蒸解薬液中に浸漬せし
めて行うのではなく、加温された高温の高温薬液を原料
に散布付着し一定時間保持するように構成されているの
で、大気圧下において少ない薬液量でも原料内部への高
い吸収作用を短時間で行うことができる。

【００３７】また、堆積された原料の上部側と下部側と
の間においても、蒸解薬液の浸透進行度の差異を生ずる
ことながなく均一な浸透を行うことができる。

【００３８】さらに、第２段目の本蒸解工程Ｂにおいて
は、従来のピータ方式と異なり、原料を液流を媒体とし
して揉み解すように叩解する高速剪断作用を行うように
構成されているので、原料に対する過剰な切断微細化を
防ぐことができ、少ない蒸解薬液量および短時間であっ
ても性状のよい蒸解パルブ高収率でを得ることができ
る。

【００３９】しかも、予備蒸解工程Ａでは、残留した余
分な蒸解薬液は直ちに回収されるので、必要最小限の薬
液によって原料に対する化学的分離処理を行うととも
に、リグニンなどの不純成分が溶出する前に余分な薬液
を清浄状態のままで回収するので、使用される蒸解薬液
の少量化を図ることができるとともに、蒸解薬液を効率
よく使用することができるためコストの低減化を図るこ
とができる。

【００４０】よって、本発明に係る２段階蒸解方法によ
れば、草本植物等のパルプ化に際し、性状の良いパルプ
を効率よくかつ低コストに製造することができる。

【００４１】また、本発明に係る蒸解装置によれば、従
来のように高温・高圧用容器が不要であるので、ボイラ
ー設備などの小型化を図ることができるとともに、排水
中のＢＯＤ，ＣＯＤ，ＳＳを低く押さえ排水設備を簡単
な構成とすることができるなどのため、２段階蒸解方法
の実施に好適な蒸解装置を小型にかつ低コストに製造す
ることができる。

【００４２】次に、上記した蒸解装置の稼働率を一層向
上することが可能な蒸解装置を、図３に基づき説明す
る。すなわち、この蒸解装置は、高速蒸解機１５に対し
て２基の予備蒸解ホッパ１２，１２を備えるよう構成さ
れている。これにより、高速蒸解機１５は、一方の予備
蒸解ホッパ１２から供給された原料に対して本蒸解作業
が行われている間に、他方の予備蒸解ホッパ１２では本
蒸解作業と同時進行状態で予備蒸解作業を行うことがで
きる。したがって、高速蒸解機１５に対して交互に原料
を供給することができるので、高速蒸解機１５の連続的
な稼働を可能とする。

【００４３】次に、上記した本蒸解工程Ａの実施、およ
び高速蒸解機１５の剪断作用を液流を媒体として高速で
揉み解すように叩解するのに好適な装置について説明す
る。すなわち、この高速蒸解機２０は、本出願人が先に
提案した特開昭６１−２６６６８９号公報に開示されて
いる高速蒸解機を用いるものであり、蒸解機本体２１内
の中央部上下方向には回転軸２２が配設されている。ま
た、上記回転軸２２の上下方向には一定間隔毎に回転羽
根２３が固着されている。

【００４４】この回転羽根２３は、円板２３ａとして形
成されており、その全周縁に同一平面上へ三角形状の突
出部分２３ｂが設けられるとともに、その一辺が上方へ
折曲された歯２３ｃと下方へ折曲された歯２３ｄとが交
互に設けられ、かつ円板２３ａには大径の透孔２３ｅが
複数個開設されている。２４は上記回転羽根２３の間隔
内に交互に固着される円板２４ａであって、円板２４ａ
の全周縁に鉤状の歯２４ｂが形成されてなる回転歯であ
る。これにより、高速蒸解機２０内に投入された原料
を、液流を媒体とした高速剪断作用により繰り返し揉み
解ぐすように叩解することができ、性状のよいパルプの
製造を確実に行うことができる。

【００４５】次に、図５図により本蒸解工程Ａの実施、
および高速蒸解機の剪断作用を、液流を媒体として高速
で揉み解ぐすように叩解し、かつ剪断作用のライン化を
図るのに好適な蒸解装置Ａを示す。すなわち、この高速
蒸解機３０は、本出願人が同時に出願した特許出願〔発
明の名称；高トルク用の連続流型撹拌軸〕の高速蒸解機
を用いるものであり、蒸解機本体３１が円筒状のＡ槽３
２、および円筒形状のＢ槽３３とがその底部においてバ
イバス路３４によって連通され、全体形状がほぼＵ字形
として形成されている。

【００４６】Ａ槽３２およびＢ槽３３内の中心部上下方
向には、両端部が蒸解機本体３１の上下部に回転自在に
軸支された竪型の回転軸３５が配設されており、かつこ
の回転軸３５には一定間隔毎に叩解用の回転羽根３６が
水平状に固着されている。さらに、蒸解機本体３１の内
壁上下方向には、一定間隔に三角状の邪魔板３７が複数
段突出形成されており、上記上下の邪魔板３７，３７間
に各回転羽根３６の外周部が水平状態で回転可能に挿入
されている。

【００４７】３２ａはＡ槽３２の上方側に設けられた原
料の投入口であり、この投入口３２ａは移送手段３８の
ターミナルに連結されており、その他このＡ槽３２には
薬液供給手段３９および低圧蒸気供給手段４０などが設
けられている。一方、Ｂ槽３３の上方側には吐出口３３
ａが設けられている。

【００４８】この蒸解装置は、上記のように構成されて
いるので、蒸解機本体３１内に投入された原料は、液流
を媒体とした高速剪断作用により揉み解すように叩解す
ることができるとともに、さらに本蒸解工程Ｂのライン
化を図り、繊維性状の調整を図ることができるという効
果を有する。

【００４９】次に、図６に基づき本蒸解工程Ｂの実施、
および高速蒸解機の剪断作用を一層強力化するととも
に、高速蒸解機のコンパクト化を図るのに好適な蒸解装
置を説明する。すなわち、この高速蒸解機４０は、本出
願人が同時に出願した特許出願〔発明の名称；高速回転
用のオーバーハング型の撹拌軸〕を用いたものであり、
蒸解機本体５１内に配設される回転軸５２が、蒸解機本
体５１の上方側において回転可能に軸支され、かつ他方
側が非軸支状態にあるオーバーハング型として形成さ
れ、その軸径が軸支状態の上方側から非軸支状態の下方
側へ向けて漸次小径に形成されてなる。

【００５０】この回転軸５２の原理および詳細な効果の
説明は、先に述べた特許出願の明細書に記載されている
ためその詳細説明は省略するが、蒸解機本体５１内に配
設される回転軸５２を長軸オーバーハング型の回転軸と
して形成しても、高速回転中に固有振動数の伝達に変化
が生じて回転羽根５３の部分が危険速度に近づきかつ左
右振れが発生しても、回転軸５２の上部には共振を発生
させず高速回転を行うことが可能となる。

【００５１】したがって、蒸解機本体の上下部において
回転自在に軸支される構成の回転軸構造に比して、液流
を媒体として揉み解すように叩解する高速剪断作用の強
力化を図ることができるとともに、さらに高速蒸解機を
コンパクトに構成することができる。なお、軸体の径を
非軸支側へ向けて漸次小径ととする構成は、段部を介し
て段階的に小径となるようにしてもよく、また滑らかな
テーパー面に切削加工するようにしてもよいことは同明
細書中に記載した通りである。

【００５２】次に、参考資料として本発明によるパルプ
製造の場合（本発明例という）と、従来におけるパルプ
製造の場合（従来例という）との比較例を次雹に図示す
る。

【００５３】なお、本発明に係る２段階蒸解方法をより
一層明確化するために、例えば従来より研究発表されて
いるいわゆるサルファイト法などによる２段階蒸解方法
との差異について説明する。すなわち、従来のサルファ
イト法などによる２段階蒸解方法は、単段蒸解であると
薬液消費量が多く浸透が遅いため蒸解が不均一になる等
の理由から開発されたものであり、蒸解を２回重ねて行
うことの相乗効果を狙った蒸解方法であり、結果的には
単段蒸解との大きな利点差は見出せない。

【００５４】例えば、１段階目では酸素を用いて蒸解
し、かつ２段階目ではアルカリを用いて蒸解する場合で
あるとか、また１段階目では黒液（再使用液）を用いて
蒸解し、かつ２段階目ではアルカリを用いて蒸解する場
合である等、多段漂白法の場合と同様にただ単に単段蒸
解を薬液を変えたりして２回行うものであり、本発明に
係る２段階蒸解方法とは技術思想において根本的に異な
るものである。

【００５５】したがって、従来のサルファイト法などに
よる２段階蒸解方法によっては、繊維性状の不均一性な
どの問題点は何ら解決されず、しかも黒液による浸透不
良や２液使用による複雑な排水設備などの必要性から本
格的な工業化に対しては問題が多い。ちなみに、従来の
サルファイト法による蒸解例をジュートの場合により図
示する。

【００５６】

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明に係る２段階蒸解方法によれば、原料の化学的分離処
理を行う第１段目の予備蒸解工程として、従来のように
蒸解薬液の中に浸漬せしめて行うのではなく、加温され
た高温薬液を原料に散布付着し一定時間保持するように
構成されているので、大気圧下において少ない薬液量で
も原料内部への高い吸収作用を短時間で行うことができ
る。

【００５８】また、堆積された原料の上部側と下部側と
の間においても、蒸解薬液の浸透進行速度に差異を生ず
ることがなく均一な浸透を行うことができる。

【００５９】さらに、第２段目の本蒸解工程において
は、従来のビータ方式と異なり、原料を液流を媒体とし
して揉み解ぐすように叩解する高速剪断作用を行うよう
に構成されているので、原料に対する過剰な切断微細化
を防ぐことができ、少ない蒸解薬液量および短時間内で
あっても均一性状の蒸解パルブを高収率で得ることがで
きる。

【００６０】しかも、上記予備蒸解工程では、残留した
蒸解薬液は直ちに回収されるので、必要最小限の薬液に
よって原料に対する化学的分離処理を行うことができる
とともに、リグニンなどの不純成分が融出する前に余分
な薬液を回収するので、使用される蒸解薬液の少量化を
図ることができるとともに、蒸解薬液を効率よく使用す
ることができコストの低減化を図ることができる。

【００６１】よって、本発明に係る２段階蒸解方法によ
れば、草本植物等のパルプ化に際し性状の良いパルプを
効率よくかつ低コストに製造するのに好適な非木材繊維
の蒸解方法を提供することができる。

【００６２】また、請求項２記載の発明に係る蒸解装置
によれば、従来のように高温・高圧用容器が不要である
のでボイラー設備の小型化を図ることができるととも
に、排水中のＢＯＤ，ＣＯＤ，ＳＳを低く押さえ排水設
備をより簡単な構造とすることができるなどのため、請
求項１記載の発明の実施に好適な蒸解装置を小型かつ低
コストに製造することができる。

【００６３】また、請求項３記載の発明に係る蒸解装置
によれば、高速蒸解機の連続的な稼働を可能とするの
で、請求項２記載の蒸解装置における効果に加えて、よ
り一層稼働効率のよい蒸解装置を提供することができ
る。

【００６４】また、請求項４記載の発明に係る蒸解装置
によれば、高速蒸解機内に投入された原料を液流を媒体
とした高速剪断作用により揉み解すように叩解すること
ができるので、請求項２および３記載の蒸解装置におけ
る効果を有するとともに、性状のよいパルプの製造を確
実にかつ収率よく行うなうことができる。

【００６５】また、請求項５記載の発明に係る蒸解装置
によれば、高速蒸解機内に投入された原料を液流を媒体
とした高速剪断作用により揉み解すように叩解すること
ができるとともに、蒸解工程のライン化を図り繊維性状
の調整を行うことができるので、請求項２，３，４記載
の蒸解装置における効果を有するとともに、より一層性
状のよいパルプの製造を確実にかつ収率よく行うなうこ
とができる。

【００６６】また、請求項６記載の蒸解装置によれば、
請求項２，３，４，５記載の発明と同様の効果を有する
とともに、さらに高速剪断作用を強力化することができ
るとともに、高速蒸解機のコンパクト化を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る２段階蒸解方法を示す説明図であ
る。

【図２】本発明に係る蒸解装置の概略構成図である。

【図３】本発明に係る蒸解装置を示す説明用平面図であ
る。

【図４】本発明に係る蒸解装置に用いる高速蒸解機の１
例を示す概略構成図である。

【図５】本発明に係る蒸解装置に用いる高速蒸解機の他
の実施例を示す概略構成図である。

【図６】蒸解装置における高速蒸解機の回転軸をオーバ
ーハング型の回転軸により構成した場合の１例を示す概
略構成図である。

【図７】従来より用いられているパルプ化設備の概略構
成図である。

【符号の説明】

Ａ 予備蒸解工程 Ｂ 本蒸解工程 １２ 予備蒸解ホッパ １３ 薬液タンク １５，２０，３０，５０ 高速蒸解機

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予備蒸解ホッパ内に投入された原料に、
   高温の蒸解薬液を散布付着せしめるとともに、残留した
   蒸解薬液を直ちに回収し、その後に大気圧下で一定時間
   保持して原料に対する化学的分離を促進する予備蒸解工
   程と、 予備蒸解工程に付された原料を、液流を媒体とした高速
   剪断作用により揉み解すように叩解する本蒸解工程と、 を有することを特徴とする非木材繊維の２段階蒸解方
   法。
2. 【請求項２】 切断機により所定寸法に切断された原料
   の集積ホッパと、 上記集積ホッパに集積される乾燥された原料を、空気輸
   送などにより輸送する輸送手段と、 上記輸送手段を介して投入された原料に高温の蒸解薬液
   を散布付着する薬液散布手段を有し、かつ大気圧下で一
   定時間保持して原料に対する化学的分離を促進する予備
   蒸解ホッパと、 上記予備蒸解ホッパ内に残留した蒸解薬液を直ちに回収
   するとともに、上記予備蒸解ホッパの薬液散布手段に高
   温の蒸解薬液を供給する薬液タンクと、 上記予備蒸解ホッパ内より化学的分離が促進された原料
   を取り出すとともに、これを輸送する移送手段と、 上記移送手段を介して予備蒸解工程に付された後の原料
   が投入されるとともに、この原料を液流を媒体とした高
   速剪断作用により揉み解ぐすように叩解する高速蒸解機
   と、 を有することを特徴とする非木材繊維の蒸解装置。
3. 【請求項３】 予備蒸解ホッパは、高速蒸解機の連続的
   な稼働を可能とすべく、高速蒸解機内へ化学的分離の促
   進された原料を交互に供給し得るように２基の予備蒸解
   ホッパを備えてなることを特徴とする請求項２記載の蒸
   解装置。
4. 【請求項４】 投入された原料を液流を媒体とした高速
   剪断作用により揉み解ぐすように叩解する高速蒸解機
   は、蒸解機本体内の中央部上下方向に配設される回転軸
   と、 上記回転軸の上下方向に一定間隔毎に水平状態に固着さ
   れる円板であって、その全周縁に同一平面上へ三角形状
   の突出部分が設けられるとともに、その一辺が上方へ折
   曲された歯と下方へ折曲された歯とが交互に設けられ、
   かつ円板面には大径の透孔が複数個開設されてなる回転
   羽根と、 上記回転羽根の間隔内に水平状態で交互に固着される円
   板であって、円板の全周縁に鉤状の歯が形成されてなる
   回転歯と、 を有することを特徴とする請求項２または３記載の蒸解
   装置。
5. 【請求項５】 投入された原料を液流を媒体とした高速
   剪断作用により揉み解すように叩解する高速蒸解機は、
   上部に原料の投入口を有する円筒状のＡ槽、および上方
   側に吐出口を有する円筒状のＢ槽とが互いの底部おいて
   バイパス路を介して連通されてなるＵ字形の蒸解機本体
   と、 上記Ａ槽およびＢ槽内の中央部上下方向に配設される回
   転軸と、 上記回転軸の上下方向に、一定間隔毎に水平状に固着さ
   れる円板状の回転羽根と、 上記Ａ槽およびＢ槽内の内壁円周方向に一定間隔毎に突
   出形成されるとともに、各間隔内に上記各回転羽根の外
   周部が回転可能に挿嵌される邪魔板と、 を有することを特徴とする請求項２または３記載の蒸解
   装置。
6. 【請求項６】 蒸解機本体内に配設される回転軸は、蒸
   解機本体の上方側において回転可能に軸支されるととも
   に、下方側が非軸支状態とされ、かつその軸径が軸支状
   態の上方側から非軸支状態の下方側へ向けて漸次小径に
   形成されてなるオーバーハング型の回転軸よりなること
   を特徴とする請求項２、３、４または５記載の蒸解装
   置。