JPS5936718B2 - 砕木パルプの製造において粗大な木材残部を減らしそしてパルプのフリ−ネスを調節する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は砕木パルプの製造に関し、そして該製造操作生
得られたパルプ中の粗大木材残部およびシャイブ等を減
らす方法に関する。

本発明方法を実施するときは、得られるパルプのフリー
ネスも同時に所望の値に調節される。

背景技術 砕木パルプの製造における出発原料は、回転するグライ
ンダーストーンへ圧力で押し付けられる丸太または木材
ブロックよりなり、そこでは木材繊維が離解され、互い
に分離される。

出発原料はまた木材チップの形を有してもよい。

グラインダーは大気圧または大気圧以上で運転される。

摩砕操作中、グラインダーストーンにはその表面を冷却
し、そしてきれいにするために水がスプレーされる。

原料から離解された繊維は、水とともにグラインダーの
底に所在するピット中へ集められる。

このパルプ製法の問題点の一つは、すべての丸太または
ブロックを完全に摩砕することはできないことである。

このため普通、場合によっては長さ１ｍ、厚さ数センチ
を有する大寸法にも達する木材残部が残る。

最悪のケースでは、木材残部の幅は１ＯｃｒｒＬにも達
することがある。

得られるパルプ懸濁液中の乾燥固形分の濃度は、普通０
．４ないし２％の間を変化する。

慣用のグラインダーでは、粗大丸太または木材残部はグ
ラインダーピットの底に残り、そして人手で取り除かね
ばならない。

しかしながら大気圧以上で運転されるグラインダーの発
達に関連して、木材残部の自動的除去を可能とする技術
が開発された。

木材残部とパルプ懸濁液とは、いわゆるスプリンタ−ク
ラッシャーへ送られ、木材残部はしばしば普通のマツチ
棒の寸法であるいわゆるスライバーへと小寸法へ細分さ
れる。

このスライバーをファイバー形へ細かくするためには、
まずパルプ懸濁液をスクリーニングし、スライバーを分
離することが必要である。

このスクリーニング作業に引続き、スライバーとパルプ
の穀粒大部すなわちリジェクトとは、ディスクリファイ
ナ−へ送られその中で個々のファイバーへ離解される。

慣用のグラインダーから人力で取り出された木材残部も
普通りラッシャーへ送られる。

グラインダーピッチの出口からパルプ懸濁液と一所に出
て行くこのような木材残部およびスライバーを分離する
ためには、パルプ懸濁液を振動スクリーンを通過させ、
その後得られたりジェツトをまたクラッシャーへ送る必
要がある。

クラッシャーへ送った後、パルプは再びスクリーニング
され、大気圧以上で摩砕するのと同様に、リジェクト原
料はファイバー分離のためにディスクリファイナ−へ供
給される。

以上から理解し得るように、砕木パルプの製造において
、木材残部の回収は比較的複雑である。

砕木パルプ法の別の不利益は、グラインダーストーンの
性質、そしてそれに伴ってその条件が変化することであ
る。

比較的長い時間使用したグラインダーストーンは低いフ
リーネスのパルプを与え、他方消費エネルギーは比較的
大きい。

このため長期間使用したグラインダーストーンは研ぎ直
さなければならなＧ）。

これはストーンへみぞ模様の粗い表面を付与する特別の
工具、と石橋盤によって行われる。

しかしながら新たに研いだストーンは、しばしばパルプ
へ所望以上に高いフリーネスを与え、得られるパルプの
機械的強度を低下させる。

また公知技術では均一な品質のパルプを得るのは困難で
ある。

しかしながら前述の諸問題は本発明の実施によって解決
される。

発明の開示 技術的課題 砕木パルプを製造するとき、均一な品質の製品を得るた
めに、パルプのフリーネスおよび消費エネルギーがコン
トロールできる方法が求められる。

さらに公知技術ではグラインダーへ供給したすべての丸
太が完全に摩砕されるという保証は存在しないので、パ
ルプ懸濁液中にいつも粗大な丸太もしくは木材残部が出
現し、そしてこれまでそれを複雑な粉砕／リファイニン
グ／スクリーニング操作によって人力により取り扱わな
ければならないという重大な問題に遭遇していた。

このような複雑な処理方法にも拘らず、均一な品質のパ
ルプを得ることはなお困難であった。

課題の解決 本発明はこれらの諸問題を解決する。

本発明はグラインダー中で得られた粗大な丸太もしくは
木材残部およびスライバーを減らし、同時に丸太もしく
は木材ブロックから砕木パルプを製造するときに得られ
るパルプのフリーネスを制御する方法に関する。

該方法は、グラインダー中で得られる砕木懸濁液と、該
懸濁液中に存在する粗大木材残部およびスライバーとを
、それ自体公知の円錐形粉砕叩解装置へ連続的に仕込み
、該懸濁液中に存在するすべての木材を次々に個々のフ
ァイバーへ細分することと、そして解繊されたパルプの
フリーネスを測定し、そしてグラインダーへのパワー人
力、円錐形粉砕叩解装置へのパワー人力そしてさらに該
粉砕叩解装置内で懸濁液を細かく粉砕し得る程度を制御
するトランスジューサーを備えるフリーネス測定装置に
より、解繊されたパルプのフリーネスをあらかじめ設定
したセットポイント値へ自動的に調節することを特徴と
する。

円錐形粉砕叩解装置とは、ここでは粗大木材残部および
シャイブが同寸法のファイバー生成物へ次々に破断（予
備解繊）される導入粉砕ゾーンと、粉砕ゾーンから到着
する同寸法のファイバー生成物が個々のファイバー形へ
分離するため叩解（最終的に解繊）される叩解ゾーンと
よりなる、二つの処理ゾーンを有する装置を意味する。

該円錐形粉砕叩解装置はまた、回転部と静止部とを有し
、それらはそれらの末端部に（叩解ゾーン）において、
狭くなって行く、調節し得る隙間をその間に有する平ら
な環状ディスクと合体することを特徴としている。

該装置の回転部は、粉砕ゾーン内において、静止部表面
上の同じようなバーと対応するらせん状に延びているバ
ーをその上に有する凸状円錐の形状を有する。

このような粉砕叩解装置は、ＭＯＵＬＡＴＯ１’Ｆ１名
称でスウェーデンの会社ＨＹＤＲＯＬＩＮ ＡＢにより
、またＫＲＩＭ八Ｍ へＥＦＩＮＥＲの名称でスウェー
デンの会社ＣＥＬＬＷＯＯＤ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹＡＢ
によ−って販売されている。

この種の粉砕叩解装置は、前述したように二つの処理ゾ
ーンを有し、そしてまたらせん状に延びるローター上の
バーとともに木質木材の供給を容易にし、それに貢献す
る流線形の入口通路を持っている。

材料、主として粗大木材残部は、それらが次第に狭くな
って行く静止部と回転部との間の隙間を通って圧縮（ス
クリュー）されるにつれ、導入部粉砕ゾーンにおいて予
備解繊され、そして軟化される。

他のゾーンすなわち叩解ゾーンにおいては、叩解ディス
クの形を有する該装置の静止部および回転部の末端部分
の間で最終的に解繊され、叩解され、そして最終的に処
理された材料は叩解ゾーンからその周囲において出て行
く。

該装置の供給部および粉砕ゾーンの特別の円錐形状のた
め、該粉砕叩解装置にかなりの寸法の木材残部を仕込む
ことができることが発見された。

該装置へのパルプ懸濁液の仕込みをさらに容易にするた
め、グラインダーから該装置へパルプ懸濁液を送るパイ
プの最後の部分には、該パイプの内壁に沿って回転する
らせんを内部に設置することができる。

この種の粉砕叩解装置を使用するときは、この装置には
慣用のディスクリファイナ−に備えられているものと同
種の叩解セグメントが叩解ゾーンに備えられているので
、パルプが叩解ゾーンの叩解ディスクの形状を有する末
端部を通過する間に。

パルプのシャイブ含量の有効な減量を有することが可能
であることが判明した。

本発明を適用するとき、パルプが円錐形粉砕叩解装置を
通過する間に、パルプ中のシャイブおよびスライダー含
量を少なくとも２０％減らすようにするのが適当である
ことが判明した。

スライバーおよびシャイブをファイバーへ細分すること
のほかに、パルプを該粉砕叩解装置中で処理することに
より、得られたファイバーの機械的処理、すなわちパル
プのフリーネスを減らし、調節することが可能である。

この点に関し、円錐形粉砕叩解装置中の処理の間に、５
ＣＡＮ−Ｃ２１−６５によるパルプ懸濁液のフリーネス
を、少なくとも１０ｍ１および最大５００ｍ１減らすの
が適当であることが判明した。

本発明を適用するとき、特に圧力下に摩砕するとき、グ
ラインダーの出口ゾーンにおけるパルプ懸濁液を一定の
液面レベルに維持することが適当であることが判明した
。

これは本発明に従い、前記粉砕叩解装置の出口チューブ
中に設置された弁を自動的に制御する、いわゆるＤＰナ
セル応差圧力セル）の助けにより達成し得る。

圧力下で摩砕するときは、パルプ懸濁液は水蒸気水難の
ため弁の下流のサイクロンへ送られる。

もし摩砕を常圧グラインダー中で実施するならば、パル
プは円錐形粉砕叩解装置から直接、スクリーニング部、
漂白部または抄紙機へ送られることができる。

本発明によれば、サイクロンを出て行くパルプ懸濁液の
流れの一部は、好ましくはパルプ懸濁液の濃度を、同時
にシステムへの希釈水の供給量をも制御するパルプ濃度
制御装置の助けにより一定レベルへ調節した後、自動フ
リーネス測定装置へ送られる。

フリーネス測定装置へ供給される分流のパルプ濃度は一
定であることが重要であることが判明した。

該分流のフリーネス値を測定した後、該分流は本流へ返
還される。

最適の具体例においては、自動フリーネス測定装置には
、パルプ懸濁液のフリーネスを連続的に記録するレコー
ディング手段が備えられる。

該装置には、グラインダーおよび円錐形粉砕叩解装置の
パワー人力制御手段（電力）へ制御信号を送るためのト
ランスジューサーも備えられる。

このようにしてパルプ懸濁液のフリーネスを制御し、そ
してそれを一定のレベルへ維持し、同時にレコーダーに
よって記録することが可能であることが判明した。

本発明によれば、円錐形粉砕叩解装置へのエネルギー人
力は、製造されるパルプを当り８００ ｋＷｈをこえる
ことは決して許容されない。

該パルプのフリーネスに対して適切なセットポイントを
設定することによって、前記フリーネス測定装置および
その自動制御の助けにより、所望のフリーネス値を持つ
砕木パルプを連続的に生産することが可能である。

サイクロンを出て行くパルプは、熱いプロセス水を回収
し、グラインダーにおいてシャワー水として有益に使用
するため、脱水装置へ送ることができる。

もし必要であれば、濃縮したパルプはその漂白され、最
終的にスクリーニングされることができる。

また濃縮後、パルプは最終希釈され、スクリーニングさ
れ、そして漂白されることもできる。

紙の粗さを調節するため、パルプは濃縮した後、そのフ
リーネスの最終調節のため慣用のディスクリファイナ−
へ送られることもできる。

この種の処理方法は「ポストリファイニング」として知
られる。

パルプをこの方法で処理するとき、有利にはパルプ流に
漂白剤を混入することもできる。

この方法は「リファイナー漂白」として知られる。

圧力下の摩砕、すなわち大気圧以上の圧力下で運転され
るグラインダーを使用するときは、円錐形粉砕叩解装置
を離れるパルプ懸濁液はスクリーニングのため圧力スク
リーンへ直接送られるのが適当であることが判明した。

グラインダー内の圧力が１００ｋＰａ（Ｉｋｐ／ｉ）を
超えるならば、ポンプを省略し得る。

この場合サイクロンの上流、すなわち圧力スクリーンと
サイクロンの間のライン中のパルプ濃度調節を組み入れ
るのが有利である。

しかしながら圧力スクリーンは、認められるほどの不利
益なしにサイクロンの下流に配置してもよい。

効果 本発明により、グラインダーを離れるパルプ懸濁液を連
続的なそして均一の流れとして円錐形粉砕叩解装置へ送
ることにより、懸濁液中に存在するすべての丸太もしく
は木材残部をその寸法如伺に拘らず、困難なしにファイ
バーの形へ細分し、そして同時にグラインダーおよび円
錐形粉砕叩解装置へのパワー負荷を制御し、そして該装
置の周辺隙間を調節することによって、均一な品質のパ
ルプを得ることができる。

驚くべきことに、長いそして比較的粗大な木材残部を生
産を阻害することなしに細断できることが判明した。

本発明の実施により、比較的ゆるやかなパワー入力をも
って、パルプのフリーネスを減らし、調節することが可
能である。

これは驚くべきそして重要な利点である。

本発明によって達成されるさらに別の効果は、新しく研
いだグラインダーストーンを使用するときにも、低いフ
リーネス値を持った砕木パルプを製造できることである
。

本発明によって生産した砕木パルプの驚くほど高い強度
性質も、本発明により達成される利益の一つと考えなけ
ればならない０ エネルギーの観点から本発明によって達成される利益は
、圧力下の摩砕のとき、加熱または発電のためサイクロ
ンからの水蒸気を使用することを含む。

この点では従来公知の技術で消費されるエネルギーに比
較して、この方法で消費されるトータルエネルギーの減
少が含まれる。

本発明方法によって達成される利益は、以下に記載する
実施例からも明瞭であろう。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明方法の好ましい具体例のフローチャ
ートである。 最良の実施態様 実施例Ｊないし４記載のテストは、本発明方法の好まし
い具体例を例示する。 公知の方法について三つの比較テストも行った。 公知技術による比較例 １ 新たに研いだグラインダーストーンを有する慣用の大気
圧グラインダーからのパルプ懸濁液が、粗大残部および
スライバー除去のため振動スクリーンへ送られた。 スクリーンを離れる通過パルプはビンへ集めた。 リジェクト、すなわち粗大木材残部およびスライバーは
クラッシャーへ送られ、その中で最大要約４０朋に粉砕
された。 クラッシャーで処理されたりジェツトは次に振動スクリ
ーンをパスしたパルプと混合された。 分析のため得られた混合物を採取し、紙をつくった。 紙シートの作成前に、パルプ混合物はスクリーンプレー
トの幅が０．１５ｍｍの平らな実験室スクリーンでスク
リーニングされた。 このパルプから試験シートを作成した。 分析および試験結果は第１表に示しである。 公知の技術による比較例 ２ １００ｋＰａ（約１ ｋ ｐ／ｃｒ？Ｌ）の過大気圧で
運転され、そして新たに研いだグラインダーストーンを
有するグラインダーからのパルプ懸濁液は、懸濁液中に
存在する粗大木材残部およびスライバーを細断するため
にクラッシャーへ送られた。 パルプ懸濁液は、次に該懸濁液から水蒸気を分離するた
めに、クラッシャーからサイクロンへ送られた。 サイクロン中で水蒸気が分離された後、比較例１に記載
のように分析および試験シート作成のためパルプのサン
プルが採取された。 得られた結果は第１表に示されている。 実施例 １ 添付図面において、比較例２で述べたのと同じ圧力グラ
インダー１．（１００ｋＰａの過圧）からのパルプ懸濁
液は、円錐形粉砕叩解装置２へ送られ、その中で粗大木
材残部、スライバーおよびシャイブがファイバー形に細
断された。 グラインダーの出口ゾーンのパルプ懸濁液は、円錐形粉
砕叩解装置の直後のパイプ５中に設置された弁４の出口
開口、訃調節するＤＰセル３により、連続して実質上同
一の水準に維持された。 弁４を通過した後。パルプ懸濁液はそれから水蒸気６を
分離するため。 パイプ５を経由してサイクロン７へ送られた。 図示した具体例ではサイクロン７の出口バイブ８にはパ
ルプ濃度を測定するためのセンサー９と、そして付属す
る測定および制御ユニット１０が設けられ、該ユニット
は希釈水ライン１２中の弁１１を制御する。 このようにしてパルプ懸濁液は一定のパルプ濃度を保つ
ように、必要に応じ希釈される。 比較例１および２においては、グラインターを離れた後
のパルプ懸濁液の濃度は２％以上であった。 しかしながらこの場合は前述の自動測定および制御ユニ
ット１０により、２％の一定したパルプ濃度を維持する
ことが可能であった。 パルプ濃度が制御されたパルプ懸濁液の流れの一部は、
自動フリーネス測定装置１３へ送られ、そこでパルプ懸
濁液の問題のフリーネス値がレコーダー１４に記録され
た。 この実施例のテストを実施するとき、円錐形粉砕叩解装
置２は最大叩解間隙をもって運転された。 このためパワー負荷は６０ｋＷと測定された。 同時に生産量は１時間当り２．３トンであることが判明
し、これはこのテストにおけるエネルギー消費量は、生
産した絶乾パルプを当り２６ｋＷｈ に達したことを意
味する。 フリーネス測定装置１３はトランスジューサー１５へ連
結され、該トランスジューサーはグラインダー１、装置
２の入力負荷、装置２の叩解間隙を制御する信号を発生
する。 フリーネス測定装置のレコーダー１４は、約２２０ｍ１
のフリーネス値を示した。 実験室でフリーネスをカナダ標準フリーネス測定装置で
同時に測定したところ、２００ｍ１の値が得られた。 それぞれの測定値の一致はこのように非常に良好であっ
た。 パルプおよび紙の性質の評価のため、パルプサンプルを
採取した。 この場合サンプルは比較例１および２に記載したのと同
じ方法で調製した。 結果を第１表に示す。 実施例 ２ 実施例１に述べたのと同じグラインダーからのパルプ懸
濁液について、そして円錐形粉砕叩解装置へのパワー負
荷を６０ｋＷから２００ｋＷへ上げたことを除き、実施
例１記載と同じ方法によって別のテストを実施した。 驚いたことに、この負荷の変更は生産能力の変化を生じ
なかった。 すなわち生産は時間当り２．３１に維持された。 しかしながらエネルギー消費はこの場合８７ ｋＷｈ／
ｌパルプへ上昇した。 円錐形粉砕叩解装置の叩解間隙を少さくし、そして負荷
を上昇することにより、フリーネスは１４５ｍ１へ低下
した。 前述のテストで行ったのと同じ試験目的でパルプのサン
プルを採取した。 結果を第１表に示す。 実施例 ３ 実施例■で述べたのと同じグラインダーからのパルプ懸
濁液をさらにテストにかけた。 該テストは、円錐形粉砕叩解装置へのパワー負荷を今回
は３００ｋＷへ上げたほかは、実施例１および２記載の
とおり実施した。 驚いたことに、叩解間隙を同様に狭くしたにも拘らず、
生産能力には影響しなかった。 エネルギー消費は１３０ ｋＷｈ／ｌパルプと計算され
、前のテストに関し記載した方法で分析およびその性質
評価のため、パルプのサンプルを採取した。 結果を第１表に示す。第１表から見られるように、本発
明を実施するとき、７切η°懸濁液を円錐形粉砕叩解装
置で処理することにより、シャイブ含量の驚くほど低下
が得られる。 しかしもつと驚いたことには、粗大木材残部および長い
スライバーを該装置内で生産を乱すことなしに処理でき
ることが判明した。 他の驚異的な予測できない事実は、エネルギー人力の比
較的わずかの増加で、パルプのフリーネスを相当に低下
する可能性である。 本発明方法により達成されるさらに別の重要な利益は、
グラインダーストーンが新たに研がれた時さえも、低い
フリーネスのパルプを生産し得ることである。 第１表に見られるように、本発明方法によって得られる
パルプの強度は、公知技術によって得られるものに比較
して、驚くほど良い。 本発明方法と公知技術とをさらに比較する目的のため、
前述のテストを繰り返した。 しかし今度は８日間連続運転した後のグラインダースト
ーンを使用した。 公知技術による比較例３ このテストは、グラインダーストーンが研ぎたてではな
く、８日間使用したものであることを除いて、上述の比
較例２と全く同じ方法で実施した。 実施例 ４ このテストは、グラインダーストーンが８日間使用後の
ものであることを除いて、上述の実施例１ないし３と同
様に実施した。 円錐形粉砕叩解装置へのパワー負荷は、平均値、すなわ
ち１６０ｋＷｈへセットした。 試験結果は以下の第２表に示す。 第２表から見られるように、本発明方法では、公知方法
よりもトータルエネルギー消費において約１００ ｋＷ
ｈ／ ｔ ｏ ｎ低かった。 さらに本発明を使用するとき、公知技術により得られる
ものよりもずっと低いシャイブ含量を持つパルプが得ら
れることが見られるであろう。 このように、本発明はなまったグラインダーストーンを
もって砕木パルプを製造するとき、重要な利益である低
エネルギー消費を同時に達成しながら、シャイブ含量を
実際上６５％減らすことを可能にする。 表中に述べた値は、以下の５ＣＡＮスタンダード（スカ
ンジナビアン、パルプ、ペーパー、アンド、ボード、テ
スティング、コミツテイー）によって測定したものであ
る。 フリーネス、５ＣＡＮ−Ｃ２１：６５ シヤイブ含量、ツマ−ビル ファイバー分画、ＳＣＡＮ−Ｍ ６ ： ６９引張指数
、引裂き指数、見掛は密度、５ＣＡＮ−Ｃ２８：６９ 図面の簡単な説明 図面は本発明方法の好適な具体例の概略図である。 １はグラインダー、２は円錐形粉砕叩解装置、３はＤＰ
ナセル４は弁、５，８はパイプ、６は水蒸気、７はサイ
クロン、９は濃度センサー、１２は希釈水ライン、１３
はフリーネス測定装置、１４はレコーダー、１５はトラ
ンスジューサーである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 丸太または木材ブロックから砕木パルプの製造にお
   いて、それ自体公知の種類の円錐形の粉砕叩解装置へパ
   ルプ懸濁液とともにその中に存在する粗大木材残部およ
   びシャイブを一所に仕込み、該懸濁液中に存在するすべ
   ての木質材料が次々に別々の繊維に分離されるようにし
   、得られる解繊したパルプ懸濁液のフリーネス値を自動
   的に測定しそして該値をあらかじめ選定したセットポイ
   ント値に従って、グラインダーへのパワー人力、円錐形
   の粉砕叩解装置へのパワー人力および該装置の叩解度を
   制御するように設置されたトランスジューサーを有する
   フリーネス測定装置によって調節することを特徴とする
   グラインダーミル中で得られたパルプ中の粗大木材残部
   、シャイブ等の含量を減らす方法。 ２ グラインダーミルから得られたパルプの木材残部お
   よびシャイブの含量が円錐形粉砕叩解装置を通過する間
   に少なくとも２０％減らされる特許請求の範囲第１項の
   方法。 ３ パルプのフリーネスが円錐形粉砕叩解装置中での処
   理の間に最底１０ｍ１そして最大５００ｍ１底下される
   特許請求の範囲第１項または第２項の方法。 ４ パルプ懸濁液を円錐形粉砕叩解装置中で処理すると
   きに使用されるエネルギーは最高８００ｋＷｌ）／ ｔ
   パルプに達する特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
   ずれかの方法。 ５ フリーネス測定装置のトランスジューサーの制御パ
   ルスは、特定のケース毎にあらかじめ選定されるセット
   ポイントフリーネス値に従って制御されるか、または製
   造中にあらかじめ選定されたセットポイントフリーネス
   値に従って制御される特許請求の範囲第１項ないし第４
   項のいずれかの方法。