JPH0631192A - 繊維質素材の組織破壊方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 繊維質素材の組織破壊を効率よく行う方法を
提供すること。 【構成】 筒状の加圧圧縮部２１と、その内部に配設さ
れた一定外径の回転軸２４と、回転軸２４の外周面に形
成された一定外径の加圧スクリュー羽根２５とから構成
された螺旋状の移送路において、繊維質素材を加圧圧縮
しながら排出口側へ移送しつつ、加圧圧縮部２１に配設
された給水管２３により移送路内へ水分を供給し、加圧
圧縮され組織が破壊された繊維質素材に給水することに
より、繊維質素材に効率よく水分を吸収させ、その水分
を含有し加圧圧縮された素材を排出口を介して移送路の
外部へ排出することにより、素材内部の含有水分を急膨
脹させて、これにより繊維質素材の繊維組織を効果的に
膨脹軟化破壊させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、植物繊維質素材や動
物繊維質素材等の繊維質素材組織を膨張軟化破壊する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋸屑、バガス、樹木の外皮、籾殼
等の植物繊維質素材或いは羊毛屑、毛髪、羽毛、皮革等
の動物繊維質素材は、その繊維組織が緻密で硬く、組織
内に細孔を持たない上、ろう類、脂肪、樹脂等を含有す
るため、吸水性や孔隙率、空気含有率が低くて建築用資
材や微生物の培養基材、育苗用資材、土壌改良材等に使
用するには不十分であり、また消化性が悪いため、家畜
の飼料や、増量剤及び漁業用餌料等に使用する場合にも
不十分であった。

【０００３】このため、本願出願人は、前記の植物繊維
質素材や動物繊維質素材の組織を根本的に膨張軟化破壊
させることが、それら繊維質素材の性質改善に極めて有
効であることを見出し、この繊維質素材の性質改善用の
装置を既に案出している（特公昭５６−４８２１２号、
特公昭５７−３７３８１号、特公昭５７−３７３８２号
公報参照）。

【０００４】このような装置は、図５に示すように、素
材移送部Ａと加圧圧縮部Ｂからなる装置本体内部に、ス
クリュー羽根７４が周囲に形成された回転軸７３を配設
し、これらスクリュー羽根７４と回転軸７３が素材移送
部Ａでは一定外径に形成され、加圧圧縮部では外径が排
出用開口部７２へ向けて徐々に縮小するように形成され
たものである。

【０００５】この装置では素材投入口（ホッパー）７１
から投入された所定量の水分を含有する繊維質素材を、
回転軸７３とそれに伴うスクリュー羽根７４の回転によ
り移送しつつ、装置本体の内壁部と回転軸７３との間で
加圧圧縮し、さらに温度調節器７６で所定の温度に加熱
した後、カッター７５で切削し、その切削物を排出用開
口７２から大気中に排出するようになっており、この一
連の工程により繊維質素材を膨張軟化するようになって
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来装置では、装置本体内部に水を供給するための給水部
は設けられていないため、繊維質素材を装置本体内部へ
投入する前に、水に浸漬する等して素材への水分の供給
を行っていたが、例えばモミガラ等の繊維質素材は疎水
性であり、吸水性が極めて低いため、水に浸漬してもそ
の内部まで水分は浸透しにくいという問題があり、この
ため繊維質素材の含有水分量が不足して、含有水分の急
膨脹による効果的な繊維組織の膨脹軟化破壊が得られ
ず、繊維質が残ってしまうので、例えば家畜の飼料とし
ての使用には不適であるという問題があった。

【０００７】本発明はこのような事情のもとになされた
ものであり、繊維質素材に効果的に水分を供給すること
により、効率よく繊維質素材の膨脹軟化破壊を行う方法
を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、筒状部の内周
面と、この筒状部内の中心部に軸方向に配置された軸部
の外周面との少なくとも一方に、軸方向に伸びるように
螺旋状の羽根を設けて、前記軸部の周囲に軸方向に伸び
る螺旋状の移送路を形成し、前記移送路の排出口の断面
積を、途中部分の断面積よりも小さく設定すると共に、
前記筒状部を前記軸部に対して軸まわりに相対的に回動
させることにより、前記移送路内を、繊維質素材を加圧
圧縮しながら前記排出口側へ移送せしめつつ、移送路内
部に水分を供給して前記繊維質素材に水分を吸収させ、
この繊維質素材を前記排出口を介して、移送路の内部か
ら外部へ排出することにより、前記繊維質素材中の含有
水分を急膨脹させて、これにより前記繊維質素材中の繊
維組織を破壊することを特徴としている。

【０００９】

【作用】加圧圧縮により組織が破壊された繊維質素材に
対して水分を供給することにより、繊維質素材が効率よ
く水分を吸収し、繊維質素材内部に含有する水分の急膨
脹による組織の膨脹軟化破壊が効果的に行われる。

【００１０】

【実施例】以下図面により本発明を実施するための装置
について説明する。図１は本発明の実施例の全体構造を
示す縦断側面図、図２は本発明の加圧圧縮部を示す縦断
側面図であり、図３はその正面図である。

【００１１】図１に示すように、５１は装置全体の外装
体であり、この外装体５１の上部には、素材供給用ホッ
パー１１とその下端に続く筒状の素材供給用フィーダー
１２とからなる素材供給部が設けられ、素材供給用フィ
ーダー１２内には外周面に一定外径のスクリュー羽根１
４が形成された回転軸１３が配設されている。素材供給
用フィーダー１２は、素材供給用ホッパー１１から投入
された繊維質素材を、回転軸１３と一体回動するスクリ
ュー羽根１４によって移送し、素材供給用ホッパー１１
と素材供給用フィーダー１２との接続部付近や素材供給
用フィーダー２２と後述の加圧圧縮部との接続部付近に
おける詰まりを抑え定量的な供給を行なう部分である。
また回転軸１３の回転数を手動式の変速機１５によって
制御することで素材の供給量を調節することができる。

【００１２】前記素材供給フィーダー１２の下端には、
図２に示すように、筒状の加圧圧縮部２１が配設されて
おり、この加圧圧縮部２１の一端側の上面には素材供給
用フィーダー１２の送り出し口に連通して当該送り出し
口からの素材を加圧圧縮部２１内部に供給するための素
材供給口２２が形成されている。また前記加圧圧縮部２
１の外壁には加圧圧縮部２１内部に水分を供給するため
の給水管２３が設けられており、この給水管２３は図示
しない給水源に接続されている。

【００１３】加圧圧縮部２１内部にはその軸方向に一定
外径の回転軸２４が配設されている。そして回転軸２４
の外周面には一定外径の加圧スクリュー羽根２５が一端
側から他端側へ向かう（図２中右から左へ向かう）素材
の進行方向に対して徐々に各スクリュー間の間隔を小さ
くするように形成され、さらに回転軸２４の先端部（他
端部）には、半径方向に突出した一本のカッター２６が
設けられている。

【００１４】また加圧圧縮部２１の他端面側は開口して
おり、この開口部には、図３に示すような多数の排出用
開口部３２が周方向に配列された円形の排出板３１が着
脱自在に嵌入されている。そして加圧圧縮部２１の開口
側の外周囲には、リング状のケーシング３３がその内接
部により排出板３１の外接部を押し付けるように、加圧
圧縮部２１の外周に螺合して外嵌され、加圧圧縮部２１
内部の素材の送り出し圧力による排出板３１の抜脱を防
いでいる。一方、回転軸２４の基端側には外部の動力源
４１からの動力を当該回転軸２４に伝達するための動力
伝達軸４２が連結されており、そしてその動力伝達軸４
２の端部は外部の動力源４１に連結されている。

【００１５】次に上述の装置で実施される本発明の繊維
質素材の組織破壊方法について説明する。この方法は、
螺旋状の移送路に供給された素材を、移送路内で排出口
側へ移送しつつ加圧圧縮し、この際加圧圧縮により組織
が破壊された素材に水分を供給することにより、素材の
内部へ十分に水分を吸収させると共に、この所定量の水
分を含有する素材を、移送路内においてさらに移送しつ
つ加圧圧縮して、排出口を介して移送路の外部へ排出す
ることにより、その際素材内部の含有水分を急膨脹させ
て、繊維組織を膨脹軟化破壊させるものである。

【００１６】ここで上述の装置では、加圧圧縮部２１
と、その内部に配設された回転軸２４と、回転軸２４の
外周面に形成された加圧圧縮スクリュ−羽根２５とで、
螺旋状の移送路が構成され、排出板３１に形成された排
出用開口部３２が、移送路の排出口に相当する。また移
送路の内部には、加圧圧縮部２１に設けられた給水管２
３により水分が供給される。

【００１７】そしてこのような装置において、本発明の
繊維質素材の組織破壊方法は次のようにして実施され
る。すなわち、当該移送路に素材供給用ホッパー１１か
ら素材供給用フィーダー１２を介して供給された繊維質
素材を、回転軸２４を駆動してて加圧スクリュー羽根２
５を回動させることにより排出口側へ移送し、加圧圧縮
部２１の内壁と、回転軸２４及び加圧スクリュー羽根２
５との間で加圧圧縮する。そして加圧圧縮によりその組
織が破壊されながら素材に対して水分が供給される。こ
のとき加圧圧縮部２１の内壁や回転軸２４及び加圧スク
リュー羽根２５との摩擦接触により摩擦熱が生じ、素材
の温度が上昇する。ここで、各加圧スクリュー羽根２５
の間の間隔を素材の進行方向に対して徐々に小さくする
ことにより、一層効果的に加圧圧縮と温度上昇とが行わ
れる。なお温度調節器を加圧圧縮部２１の外壁に設け、
内部の素材を加熱又は冷却して適正温度に調整すること
も可能である。

【００１８】このように素材に対して水分を供給しなが
ら、当該素材を加圧圧縮すると共に、摩擦熱により所定
温度に加熱すると、素材の繊維群の間に入り込んだ水分
が高温高圧化で一部蒸気化し、蒸煮された状態でその繊
維組織が軟化して圧縮固結状態となる。そして移送路内
で圧縮固結状態とした素材をカッター２６で分断した
後、排出口を介して移送路の外部へ排出する。ここで、
この際急激に大気圧まで減圧されるので、圧縮状態が急
激に解除されて、素材内部の含有水分つまり繊維群内に
入り込んだ水分が爆発的に急膨張し、この時繊維組織や
細胞内の水分も急膨張するため、繊維質素材の組織が極
めて効果的に膨張軟化破壊される。

【００１９】上述の方法では、繊維質素材に対する水分
供給を素材の加圧圧縮処理時に行うことを特徴とし、そ
のため加圧処理によりその組織が破壊されて水分の吸収
性が向上した素材に水分供給を行うので、素材は所定量
の水分を十分に吸収することができ、従って含有水分の
急膨脹による繊維組織の膨張軟化破壊が効果的に行われ
る。そして繊維組織の膨脹軟化破壊により柔らかくなっ
た繊維質素材は家畜の飼料や増量剤として使用すること
が可能となり、また腐熟しやすいので堆肥化が起こりや
すく堆肥としての使用にも適している。さらにきのこの
基材としての使用や、水分を容易に吸収するため水分調
整剤としての使用も可能である。

【００２０】次に上述の装置以外の本発明を実施する装
置について説明する。図４に示すように、この装置で
は、内壁に螺旋状の加圧圧縮スクリュ−羽根６２が形成
された筒状の加圧圧縮部６１と、その内部に配設された
中心軸６３とから、螺旋状の移送路が構成されている。
そして加圧圧縮部６１の排出口側付近の内壁にはカッタ
−６４が配設され、中心軸６３には移送路内部へ水分や
繊維質素材を供給するための供給口６５が形成されてい
る。また排出口付近の構造は上述の装置と同様に設けら
れている。

【００２１】このような装置においても、中心軸６３を
中心として加圧圧縮部６１本体を回動させることによ
り、移送路内部へ供給された繊維質素材に対して加圧圧
縮が行われると共に、繊維質素材の重力及び加圧圧縮部
６１の回動によって、素材は排出側へ移送される。そし
て加圧圧縮され組織が破壊された素材に対して、供給口
６５を介して水分が供給され、上述の装置と同様の過程
で効果的な繊維組織の膨脹軟化破壊が行われる。

【００２２】しかしながら本発明発明の移送路は上述の
２つの例に限定されるものではなく、例えば移送路を構
成する加圧圧縮部２１、６１の形状を排出口側へ向かう
につれて、その断面積が次第に減少するように設けるこ
とも可能である。また排出口の形状も上述の例に限定さ
れるものではなく、加圧圧縮部２１、６１本体と、回転
軸２４や中心軸５３との間に環状のスリットを設けて、
これを排出口とすることも可能である。なお本発明の繊
維質素材はモミガラに限定されるものではない。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は加圧圧縮してその組織を破壊した繊維質素材に対して
水分を供給しているので、繊維質素材が効率よく水分を
吸収することができ、繊維質素材の内部に含有する水分
を急膨脹させることによる、繊維質素材中の繊維組織の
膨脹軟化破壊が効率よく行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する繊維質素材の組織破壊装置の
縦断断面図である。

【図２】本発明の移送路の縦断断面図である。

【図３】本発明の移送路の正面図である。

【図４】本発明の移送路の縦断断面図である。

【図５】従来の繊維質素材の組織破壊装置の縦断断面図
である。

【符号の説明】

２１、６１ 加圧圧縮部本体 ２２、６５ 素材供給口 ２３ 給水管 ２４ 回転軸 ２５、６２ 加圧スクリュ−羽根 ２６、６４ カッタ− ３２ 排出用開口部 ６３ 中心軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状部の内周面と、この筒状部内の中心
   部に軸方向に配置された軸部の外周面との少なくとも一
   方に、軸方向に伸びるように螺旋状の羽根を設けて、前
   記軸部の周囲に軸方向に伸びる螺旋状の移送路を形成
   し、前記移送路の排出口の断面積を、途中部分の断面積
   よりも小さく設定すると共に、 前記筒状部を前記軸部に対して軸まわりに相対的に回動
   させることにより、 前記移送路内を、繊維質素材を加圧圧縮しながら前記排
   出口側へ移送せしめつつ、移送路内部に水分を供給して
   前記繊維質素材に水分を吸収させ、この繊維質素材を前
   記排出口を介して、移送路の内部から外部へ排出するこ
   とにより、前記繊維質素材中の含有水分を急膨脹させ
   て、これにより前記繊維質素材中の繊維組織を破壊する
   ことを特徴とする繊維質素材の組織破壊方法。