JPH0693585A

JPH0693585A - 乾式解繊装置

Info

Publication number: JPH0693585A
Application number: JP26285192A
Authority: JP
Inventors: Hiroichi Shioda; 博一塩田
Original assignee: V M C KK
Current assignee: V M C KK
Priority date: 1992-09-04
Filing date: 1992-09-04
Publication date: 1994-04-05

Abstract

(57)【要約】【目的】乾式で繊維をできるだけ切断することなく解
繊できる解繊装置を提供する。【構成】内歯歯車状のケーシング本体内に、高速回転
する回転子を収納し、この回転子の外周部には弾性板よ
りなるリード板を、その基端部を回転子に固定し自由端
側先端をケーシングの内周面に対向して多少の間隙を有
して歯幅方向に設けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は繊維が絡み合って形成さ
れる物質を、単繊維状にほぐす解繊装置に関するもの
で、特に、紙（古紙と呼ばれる使用済み紙で、以下本発
明では特に説明する場合を除いては、繊維が絡み合って
形成される物質の総称を古紙と言う。）を乾式で解繊し
て、元のパルプ状原料等の単繊維状に戻すのに適した乾
式解繊装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地球環境保護の面から使用済み紙は回収
して、再資源化する必要性がある。そして、従来この古
紙の再資源化は、回収した古紙に多量の水を加え、泥状
のスラリーにして、強制攪拌して解繊する方法が一般的
で、この方式をパルパー法と称している。このパルパー
法は、紙の主構成体であるセルロース繊維をスターチ・
クレー等の水溶性接着剤で固めてあるのを、水で溶解さ
せて分離するものであるが、当然、上記接着剤とゴミの
混合した排水が多量に排水されるため、大容量の排水処
理設備を有した特定工場（通常は製紙工場）まで古紙を
運び込まなくてはならず、再資源化のコストが嵩むとい
う欠点を有していた。

【０００３】また、上記欠点を解決するために、古紙を
水を使用せずに解繊する試みが、従来種々提案されてい
る。この乾式の解繊法として、最も優れているとされる
方法は、ミル（Ｍｉｌｌ）法と称され、古紙を粉砕機で
粉砕するようになしている。無論、このミル法も古紙を
粉状に粉砕してしまったのでは、繊維としての優れた性
状が消失してしまうので、可能な限り繊維を傷つけない
ように、古紙に弱い外力を長時間加える等の種々の粉砕
条件を模索しているのが現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のパルパ
ー法は、前記したようにコストが嵩むという課題の他
に、通常その処理工場が製紙工場に限定されているた
め、再生紙原料以外に使用されることが皆無と言ってよ
いほど少なく、経済的観点から古紙回収率が向上されな
いでいるという課題を有している。

【０００５】また、上記ミル法は、いまだ研究段階で、
一部繊維原料として使用可能な長い繊維状に解繊するこ
とができるようにはなってきたが、古紙に機械的力を加
えて引き裂くことに変わりがないので、多くの割合で粉
状に粉砕された粉状物が混入することが避けられず、回
収効率が低いと共に、解繊後に繊維物のみを分級し粉状
物を除去しなくてはならず、実用段階には至っていない
という課題を有している。

【０００６】そこで本発明は上記課題を解決すべくなさ
れたもので、乾式で繊維をできるだけ切断することなく
解繊できる解繊装置を提供することを目的としたもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的に沿い、先述
特許請求の範囲を要旨とする本発明の構成は前述課題を
解決するために、内歯歯車状のケーシング本体１０内
に、高速回転する回転子２を収納し、この回転子２の外
周部には弾性板よりなるリード板３を、その基端部を回
転子２に固定し自由端側先端をケーシングの内周面に対
向して多少の間隙を有して歯幅方向に設けた技術的手段
を講じたものである。

【０００８】

【作用】先ず、本発明乾式解繊装置は、回転子２を高速
回転して、解繊する原料（本実施例では古紙）を一定の
大きさに切断したものを、ケーシング本体１０と回転子
２との間を通過させて解繊するものとする。

【０００９】そして、上記回転子２乃至リード板３が
「図３」及び「図４」に示すように、矢印Ｐ１方向に高
速回転すると、該リード板３はケーシング本体１０の内
周面の山部１０ａと谷部１０ｂとの近傍を高速で通過す
る。すると、リード板３の移動によって生ずる気流（図
示実施例では、その他の気流、例えば、古紙を供送する
ための気流を含む。）は、単純な層流状態から脈流、渦
流となる。そして、リード板３の周速が一定値を越える
（諸条件によって相違するが、前記山部１０ａと谷部１
０ｂを一片４ｍｍの正三角形の辺に相当する値として、
リード板３を厚み１ｍｍで屈曲可能な範囲の全長１０ｍ
ｍとしアルミニューム板を使用した場合で、周速度が５
０ｍ／秒を越えると）、上記脈流および渦流に対してリ
ード板３が共鳴板となり、該リード板３は例えば「図
３」矢印Ｐ２で示した範囲で振動し、さらに、その付近
に強力な乱流振動音場Ｈが発生する。

【００１０】そして、上記のごとき乱流振動音場Ｈを古
紙が通過すると、該古紙は、以下のような作用を受けて
解繊されるので、以下にその解繊作用を説明する。

【００１１】「乱流振動音場解繊作用」水中では、上記
のような乱流振動音場作用をキャビテーションと称し、
硬質の金属さえもえぐる部分的エネルギー集中が見られ
るが、空気中においても強い乱流振動音場は古紙に作用
し、古紙の繊維どうしをほぐす作用を呈する。

【００１２】「機械的振動解繊作用」また、振動するリ
ード板３が古紙に接触すると、当然その振動は古紙に伝
播される。古紙が機械的に激しく振動することで、繊維
は解され解繊される作用を呈する。

【００１３】以上、「乱流振動音場解繊作用」と「機械
的振動解繊作用」とが、本発明の主たる解繊作用である
が、本発明はこれらの解繊作用を有効に引きだすため、
以下の「滞留作用」を利用している。

【００１４】「滞留作用」すなわち、古紙が上記のごと
き解繊作用を呈する場所を通過したとしても、その作用
を受ける時間が短かったり、これら作用を減衰する条件
が存在したのでは充分なる解繊効果を期待できない。そ
こで本発明は、内歯歯車状ケーシング本体１０に古紙を
滞留させる作用を持たせ、古紙がリード板３と共に移動
するのを阻止し、古紙の局部を仮固定することで振動作
用に対する逃げを抑止し、谷部１０ｂに留まった古紙は
少しづつリード板３の回転方向に押し出され、乱流振動
音場にさらされながら、徐々にリード板３に接触して解
繊される作用を呈するものである。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面にしたがっ
て説明する。図中、１０がケーシング本体で、このケー
シング本体１０は、内周面に山部１０ａ，１０ａ，１０
ａ・・・と谷部１０ｂ，１０ｂ，１０ｂ・・・とを交互
に設けた内歯歯車状に形成されている。

【００１６】上記ケーシング本体１０は、通常その谷部
１０ｂ，１０ｂ，１０ｂ・・・を切削して形成するが、
内周面に山部１０ａ，１０ａ，１０ａ・・・を形成する
ライナを一定間隔で固着して形成してもよい。また、上
記山部１０ａと谷部１０ｂとは図示では三角波状となし
てあるがその断面形状は矩形波、サイン波等種々変更し
てもよいのは無論である。

【００１７】なお、図示例では、上記ケーシング本体１
０の奥側には「図１」に最も明らかに示すごとく、断面
半円状の溝１０ｃがその内周全周に渡って設けてある。

【００１８】そして、上記内歯歯車状のケーシング本体
１０内に高速回転する回転子２を収納し、この回転子２
の外周部には弾性板よりなるリード３板を、その基端部
を回転子２に固定し自由端側先端をケーシング本体１０
の内周面に対向して多少の間隙を有して歯幅方向に設け
てある。

【００１９】上記回転子２は駆動源５により回転される
のは無論であり、また上記リード板３は、はがね等の弾
性を有した薄板（実施例では、前記した通りアルミニュ
ーム板を使用した。）が使用され、回転子２に複数個を
その自由端側先端がケーシング本体１０の内周面に多少
の間隙を有するように対向し、かつ、ケーシング本体１
０の歯幅方向に向くようにして設けられる。

【００２０】本実施例では、上記回転子２は古紙のデス
トリビュータを兼ねるもので、駆動源５の駆動軸５１に
ホルダー筒５２を固定（「図１」では省略したが、この
駆動軸５１とホルダー筒５２とはキーによって連結され
共に回転する。）し、このホルダー筒５２に円盤２１を
固定してある。そして、この円盤２１上に放射翼６，
６，・・・を固定して、さらに、該放射翼６，６，６・
・・の上端（「図１」右側端）にはリング盤２２を固定
して羽根車状となし、該駆動軸５１の先端側から供送さ
れた古紙は、回転子２の回転に伴って遠心方向に分配さ
れるようになしてある。

【００２１】すなわち、ケーシング本体１０の一面に
は、中央に古紙流入口１２を有した蓋盤１１が止着され
ており、該古紙流入口１２より（軸方向に）流入した古
紙は、リング盤２２の中央空部よりこのリング盤２２と
円盤２１との間に入り、各放射翼６，６，６・・・の間
に略均等に分配され、さらに回転子２の回転に伴って遠
心力を受け、円盤２１とリング盤２２との間で各放射翼
６，６・・・によって仕切られた各空間部内を遠心方向
（「図１」および「図５」の矢印Ｐ３方向）に移動し、
やがて「図５」に最も明らかに示すごとく、ケーシング
本体１０の谷部１０ｂ内に入り込むようになしてある。
なお、上記放射翼６，６，６・・・は「図２」の直線状
の物に代え、「図５」にしめすごとき曲面状のものを使
用してもよいものである。

【００２２】そして、前記リード板３は回転子２にその
基端部を固定すればよいが、本実施例では各放射翼６の
先端に鋲止め等の手段で取り付けてある。なお、該リー
ド板４は、各放射翼６を弾性板材で構成した場合、その
先端部をリード板４として兼用でき、この場合はリード
板４を別個に用意して取付けるのではなく、各放射翼６
の先端を一定寸法円盤２１およびリング盤２２より突出
さればよい。

【００２３】そして、この種解繊装置には、原料である
古紙を該装置内（特に、ケーシング本体１０と回転子２
との間）を通過させる原料搬送装置が必要なのは無論で
あり、この原料搬送装置は従来公知なもので種々実現可
能であるが、本実施例では装置のコンパクト化のために
内装式の原料搬送装置４０を使用している。なお、図示
例では前記駆動軸５１が水平なホリゾンタイプとなして
いるが、前記古紙流入口１２が上を向くバーチカル方式
とした場合は、回転子２が原料搬送装置を兼ねることが
でき解繊された繊維の出口を適宜確保しておけば、特に
別の原料搬送装置は必要としないことになる。

【００２４】上記内装式の原料搬送装置４０は送風ファ
ーン４１で構成され、古紙および解繊された繊維はこの
送風ファーン４１によって発生する気流に随伴して搬送
されるようになしてある。すなわち、前記ケーシング本
体１０の他面側（「図１」左側）には、一端に排出口４
２を有したスパイラル流路４３を有した渦巻キャップ４
４で被包し、この渦巻キャップ４４内には、軸部位から
流入する気流（古紙が解繊されたものを含む）を遠心方
向乃至スパイラル流路４３を介して排出口４２より排出
する羽根車よりなる送風ファーン４１が収納されてな
る。なお、この送風ファーン４１は従来公知なものを使
用すればよいが、本実施例では前記ホルダー筒５２に保
持されて駆動源５によって、前記回転子２と共に回転す
るようになしてある。

【００２５】また、図示実施例では上記原料搬送装置４
０の前段に方向転換用デストリビュータ４５を配してい
る。送風ファーン４１に回転軸方向から放射方向に気流
が発生するものを使用したため、回転子２で遠心方向に
移動した古紙は解繊された後、気流と共に原料搬送装置
４０の軸部方向にその移動方向を変更しなくてはならな
い。そこで図示例では、回転子２と送風ファーン４１と
の間を第二リング盤４６で仕切り、言い換えると、ケー
シング本体１０の他面側を中央に空部を有した第二リン
グ盤４６で塞ぎ、気流と解繊された繊維は該第二リング
盤４６と回転子２の裏側との間を通って中央の空部に向
かうようになしてある。なお、「００１７」の項におい
て記した溝１０ｃはこの方向転換を円滑に行うための空
部を確保するためのものである。

【００２６】そして、上記のごとく気流の方向を変化さ
せると、混入する解繊繊維が局所的に偏る場合が想定さ
れるので、本実施ではこの偏りをできるだけ防止するた
めに、上記第二リング盤４６には、この第二リング盤４
６と回転子２との間に位置する第２放射翼４７，４７，
４７・・・を該第二リング盤４６に固定してある。

【００２７】この種高速回転機器において局所的に、原
料等が偏るのは振動の発生源となり、騒音を発生しさら
には装置の寿命を短縮することになる。したがって、各
部位において均一に気流、原料、解繊繊維が流れること
が必要で、上記方向転換用デストリビュータ４５は、そ
の整流作用で流量の偏流を防止している。

【００２８】また、上記方向転換用デストリビュータ４
５は、流路を複雑化することで気流にブレーキをかける
機能をも持たせてある。古紙はケーシング本体１０部位
を高速で通過すると解繊が充分に行われない場合もあ
り、一方解繊されると容量が増すので、それなりの気流
容量が必要である。したがって、解繊部位では流速が遅
く原料搬送装置４０内は流量が多いのが最も都合が良
い。そこで、ケーシング本体１０部位と原料搬送装置４
０との間に屈曲気流路を介することで、この両者の目的
にあった気流を得るようになしてある。なお、図では示
していないが、古紙流入口１２には、オリフス等を設け
てその系を狭窄しておくと、上記ブレーキ効果が有効に
得られるものである。

【００２９】なお、図中、６１，６２は足片を示すもの
である。

【００３０】

【発明の効果】本発明は上記のごときで、従来のミル法
が古紙を機械的に剪断するのに比較して、乱流振動音場
解繊作用と機械的振動解繊作用とを利用したため、繊維
を短く切断することなく解繊できる乾式解繊装置を提供
できるものである。

【００３１】もっとも、乱流音場解繊作用と機械的振動
解繊作用とを利用したからといって、全く繊維を切断し
ないとは断言できるものでなく、実際には、４ｍｍ角に
切断した古紙を解繊したところ繊維長はほとんどのもの
が２ｍｍ前後であり、リード板３の弾性等を、なお改
良、研究する必要性を有するが、紙粉と称される粉状に
切断されたものはほとんど発生せず、そのままで繊維物
質としての各種応用が可能な解繊繊維を得られるもので
あった。

【００３２】さらに、本発明の特筆すべき効果として
は、乾式で水を使用しないことに加え装置が簡易コンパ
クトであるため、古紙の発生源で直ちに解繊することが
可能なことである。古紙は容易に解繊できれは、再生紙
の原料としてのみでは無く、その他の（具体的には建材
・緩衝材等の）繊維原料としても、さらにはバイオマス
としての利用も可能で、繊維原料の利用を多様化でき貴
重な地球資源を、高い回収率で再利用できる乾式解繊装
置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明乾式解繊装置の一実施例を示す一部断面
側面図である。

【図２】要部正面図である。

【図３】作用を説明する要部拡大正面図である。

【図４】同じく作用を説明する要部拡大正面図である。

【図５】別の実施例の要部正面図である。

【符号の説明】

２回転子３リード板１０ケーシング本体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内歯歯車状のケーシング本体内に、高速
回転する回転子を収納し、この回転子の外周部には弾性
板よりなるリード板を、その基端部を回転子に固定し自
由端側先端をケーシングの内周面に対向して多少の間隙
を有して歯幅方向に設けた乾式解繊装置。