(57)【要約】【課題】  吐出されるスラリの濃度管理を適切に行うことができるようにした縦型連続式パルパーを提供すること。【解決手段】  縦型円筒容器１０の上部に設けられた供給口１２から紙料が供給され、上下に多段の攪拌羽根１８を備えた垂直回転軸１４が縦型円筒容器内で回転することにより、紙料９を溶液と混合撹拌して離解させることによって所定濃度の紙料スラリを作り、その紙料スラリを下部の取出口１３から連続的に吐出するものであって、取出口１３を塞ぐ軸支された蓋部材３２と、その蓋部材３２による取出口１３の開閉を行わせる駆動手段３５とを有する縦型連続式パルパー１。【選択図】        図３
2006002292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦型円筒容器の上部に設けられた供給口から紙料が供給され、上下に多段の攪拌羽根を備えた垂直回転軸が縦型円筒容器内で回転することにより、紙料を溶液と混合撹拌して離解させることによって所定濃度の紙料スラリを作り、その紙料スラリを下部の取出口から連続的に吐出する縦型連続式パルパーにおいて、
前記取出口を塞ぐ軸支された蓋部材と、その蓋部材による前記取出口の開閉を行わせる駆動手段とを有することを特徴とする縦型連続式パルパー。
【請求項２】
請求項１に記載する縦型連続式パルパーにおいて、
前記駆動手段はシリンダであり、そのシリンダチューブが揺動可能に軸支され、ピストンロッドが前記蓋部材に対してピン結合されたものであることを特徴とする縦型連続式パルパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、古紙、損紙などの紙料を離解させて所定濃度の紙料スラリを連続して排出し、その紙料スラリに白水（希釈水）を加えて希釈した紙料の排出量を制御する縦型連続式パルパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省資源や地球環境保全の要求が高まり、古紙および損紙のリサイクル率が高くなってきており、これまで脱墨や異物除去が困難であった雑誌の他、ラミネート処理された紙容器なども紙料として用いられるようになってきている。
そうした古紙や損紙などの紙料について資源サイクルを行うために紙料スラリを作るパルパーは、これまで容器内に水と薬剤を混合した溶液と紙料を投入し、一定期間混合撹拌して離解が完了した後、排出口を開放して紙料スラリを全量取り出す、いわゆるバッチ式のものが実用化されていた。しかし、バッチ式のパルパーはロスタイムが多く操業性が良くないため、最近では紙料スラリを連続して取り出せる連続式のパルパーが要求され、種々提案されている。
【０００３】
本出願人も特開２００３−１９３３８３号公報として開示された出願によって、エネルギ消費が少なくて均質な紙料スラリが連続的に得られ、かつ、異物の微細化が起こりずらいコンパクトな縦型連続式パルパーを提案している。その縦型連続式パルパーでは、縦型円筒容器内に上部から供給された紙料が垂直回転軸に多段に付設した撹拌羽根によって溶液内で撹拌され、順次下方へ移動するに連れ離解され、縦型円筒容器の下部に設けられた取出口から吐出される。なお、供給する紙料の種類によって離解に要する時間が異なるので、紙料スラリの排出量を適宜調整する必要があるが、その際にはスクリューフィーダの回転数が適宜調整される。
【特許文献１】特開２００３−１９３３８３号公報（第２−３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした従来の連続式パルパーでは、例えば吐出される紙料スラリの濃度を１８〜２０パーセントになるようにし、その後更に１〜４パーセントにまで薄めてからスクリーンを通して異物などを取り除くようにしている。その際、縦型連続式パルパーでは、前述したように、吐出口に設けられたスクリューフィーダによって紙料スラリの排出量が調整される。しかし、これはスラリ濃度が１８〜２０パーセントの場合に、ある程度粘性をもって流動化するため、スクリューフィーダで排出量を調整できるが、始動開始直後では古紙が十分に溶解および離解されていないので、縦型円筒容器内の溶液だけが漏れ出てしまう。そして、縦型円筒容器内の溶液と破砕済紙料との割合が違ってくると、投入された破砕済み紙料の処理量の管理が難しくなり、要求される濃度のスラリが得られなくなってしまう。また、吐出されたスラリーは白水が加えられて２〜３パーセントに希釈、撹拌されスクリーン（除塵工程）へ移されるため、濃度管理は重要である。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、吐出されるスラリの濃度管理を適切に行うことができるようにした縦型連続式パルパーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の縦型連続式パルパーは、縦型円筒容器の上部に設けられた供給口から紙料が供給され、上下に多段の攪拌羽根を備えた垂直回転軸が縦型円筒容器内で回転することにより、紙料を溶液と混合撹拌して離解させることによって所定濃度の紙料スラリを作り、その紙料スラリを下部の取出口から連続的に吐出するものであって、前記取出口を塞ぐ軸支された蓋部材と、その蓋部材による前記取出口の開閉を行わせる駆動手段とを有することを特徴とする。
また、本発明の縦型連続式パルパーは、前記駆動手段がシリンダであり、そのシリンダチューブが揺動可能に軸支され、ピストンロッドが前記蓋部材に対してピン結合されたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の縦型連続式パルパーでは、溶液が入った縦型円筒容器内に破砕済紙料が連続的に投入され、撹拌羽根によってその破砕済み紙料が撹拌され、溶液内で離解しながら下降して水分中の濃度が所定の値にまで薄められ、均質な紙料スラリとなって取出口から連続的に吐出される。そして、本発明では、破砕済紙料が十分に溶解していない作業開始時に水分だけが取出口から流れ出てしまわないように、蓋部材をシリンダなどの駆動手段によって閉じた状態にし、紙料スラリが作られるのを待つ。そして、所定濃度の紙料スラリが作られた段階で蓋部材を開け、前述したように連続的に取出口から所定濃度の紙料スラリを連続的に吐出する。
よって、本発明の縦型連続式パルパーによれば、取出口に蓋部材をを設けて閉じることができるようにしたので、吐出されるスラリの濃度管理を適切に行うことができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明に係る縦型連続式パルパーの一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、紙料再生システムにおける縦型連続式パルパーを中心とする部分を示した図である。縦型連続式パルパー１の上流側には、破砕機２が設けられ、圧縮梱包されたベール８を破砕した破砕済紙料が縦型連続式パルパー１へ供給される。破砕機２には第１、第２コンベア３，４が配置され、破砕機２と縦型連続式パルパー１との間には第３コンベア５が配置されている。第１、第２コンベア３，４ではベール８が破砕機２へと搬送され、第３コンベア５では破砕機２で破砕されて放出された破砕済紙料９を搭載し、縦型連続式パルパー１へと搬送するようになっている。そして、その縦型連続式パルパー１では、この破砕済紙料と溶液とが入れられ紙料スラリが作られ、下方から吐出される。
【０００９】
図２は、縦型連続式パルパーの全体構成を示した図である。縦型連続式パルパー１は、図示するように、架台１１上に縦型円筒容器１０が立設されている。縦型円筒容器１０には、その上端に破砕済紙料９が投入される供給口１２が形成され、下端の側部には紙料スラリが取り出される取出口１３が設けられている。縦型円筒容器１０内には、縦方向中心部に垂直回転軸１４が回転可能に支持され、その垂直回転軸１４には、架台１１の下部に設けられたモータ１５の駆動力が減速機１６を介して伝達するように構成されている。
【００１０】
縦型円筒容器１０内に立設された垂直回転軸１４には、螺旋状のパルピングロータ−１
７が最上部に取り付けられ、その下には複数のロータ−１８が上下多段に取り付けられている。パルピングロータ−１７は切欠部が形成され、供給口１２から入れられた破砕済紙料９がその切欠部からパルピングロータ−１７の下に落ちていくようになっている。一方、上下多段に設けられたロータ−１８は、その羽根の枚数が上段部分のものが２枚、中段のものが３枚、そして下段のものが４枚というように徐々に増えるように形成されている。これは、上から下にかけて羽根の枚数を増やすことによって撹拌力を段階的に増加させるためである。
【００１１】
また、縦型円筒容器１０の内壁には、内部を流れる破砕済紙料９の撹拌が促進されるように、縦方向には複数の垂直リブ２１が突設されるとともに、各段のロータ−１８の中間高さに水平リブ２２が突設されている。
一方、縦型円筒容器１０の底部には取出口１３へ紙料スラリを取り出すためのスクリューフィーダ１９が設けられている。このスクリューフィーダ１９は、モータ２０の回転速度を制御することによって紙料スラリの吐出量を調整できるようになっている。そして、そのスクリューフィーダ１９の先には、縦型円筒容器１０から吐出された紙料スラリの異物を除去するためのセパレータ２３が設けられている。
【００１２】
縦型円筒容器１０には紙料を離解させるための薬品など（例えば、NaOH、脱墨剤、Na2SiO3 、H2O2、スチーム）が供給されるが、そのための配管が縦型円筒容器１０に接続されている。縦型円筒容器１０に配管が接続されてできた一のライン２５には水が流され、他のライン２６にはスチームが流されるようになっている。そのうちライン２５は分岐して２方向に分かれ、それぞれの分岐ラインに電磁開閉弁２７，２８が接続され、他方のライン２６には電磁開閉弁２９が接続されている。そして、電磁開閉弁２７の二次側には例えばNaOH、脱墨剤、Na2SiO3 が送り込まれ、電磁開閉弁２８の二次側にはH2O2が送り込まれるようになっている。
【００１３】
ここで図３は、縦型連続式パルパー１の下部構成を示した図である。
縦型円筒容器１０の底部には取出管３１が設けられ、そこにモータ２１の駆動によって回転するスクリューフィーダ１９が入れられている。縦型円筒容器１０内で作られた紙料スラリは、この取出管３１を流れて取出口１３から押し流されるようになっている。そして、本実施形態では、紙料スラリの流れを規制するフラッパ３２が取出口１３に取り付けられている。取出口１３の先端は斜めに形成され、そこに押し当てられて開口を塞ぐフラッパ３２が前後方向に回動するように上部に軸支されている。フラッパ３２には取付金具３３が突設され、そこに開閉を制御するシリンダ３５が設けられている。シリンダ３５は、そのシリンダチューブが支持フレーム３６に対して揺動可能に軸支され、ピストンロッド３５ａは、その先端がフラッパ３２の取付金具３３にピン結合されている。
【００１４】
縦型円筒容器の取出口１３の下流は、図２に示すように希釈撹拌槽４０が設けられ、更にその下流側にはセパレータ２３があり、ヤンソン受けピット４１へとつながっている。希釈撹拌槽４０は、縦型円筒容器１０で濃度が１８〜２０パーセントの紙料スラリが更に２〜３パーセントにまで希釈および撹拌される。そのため、希釈撹拌槽４０内には取出口１３からの紙料スラリに白水が加えられ、撹拌機４２によって撹拌されるようになっている。そして、セパレータ２３にはヤンソンスクリーンが設けられ、２〜３パーセントに希釈された紙料スラリから除塵が行われる。
【００１５】
次に、上記した構成による縦型連続式パルパー１の作用について説明する。
本実施形態の縦型連続式パルパー１では、電磁開閉弁２７，２８，２９の駆動によって水や薬品を注入して溶液が満たされ、そこに供給口１２から破砕済紙料９が投入される。供給口１２から投入された破砕済紙料９は、縦型円筒容器１０内の溶液に溶け込み、パルピングロータ−１７によって下方へ誘導される。この段階では破砕済紙料９のままの塊として存在しているものもあるが、パルピングロータ−１７には切欠きが形成されて１ピッチ未満になっているため、塊はその切欠部から下方へと落ちていく。
【００１６】
一方、縦型円筒容器１０の底部では前述したように紙料スラリがスクリューフィーダ１９によって取出口１３から吐出されるため、上から供給された破砕済紙料９は、順に縦型円筒容器１０内を底に向かって沈んでく。そして、下降するに従って刃数の多くなる下段のロータ−１８によって破砕済紙料９の離解が徐々に進んでいく。
ロータ−１８は回転速度が遅く平面的な撹拌となるため、そのままでは溶液内の紙料がかき回されてできた回転方向の流れに乗ってしまう。しかし、縦型円筒容器１０の内側壁に付設された垂直リブ２１や水平リブ２２によって紙料の流動が阻止されるのでロータ−１８との連れ回りが防止される。
【００１７】
ロータ−１８は刃数が上段では少ないので未離解な状態であっても下方への移動がスムーズであり、その一方で下段のロータ−１８では刃数が多くなっているので撹拌力が増加し、均質な紙料スラリが作られることになる。また、下段では撹拌力が大きいので離解繊維に付着しているインク粒子を分離する能力も大きくなる。
そして、供給口１２から投入された紙料は、こうした撹拌によって溶液内で離解しながら縦型円筒容器１０内を下降し、水分中の濃度が１８〜２０パーセント程の均質な紙料スラリとなって取出口１３から吐出される。
【００１８】
縦型円筒容器１０内で作られた紙料スラリは、取出管３１内に流れ込み、そこでスクリューフィーダ１９の回転によって取出口１３から希釈撹拌槽４０に送り出される。このとき、紙料によって縦型円筒容器１０内に滞留する時間を制御する必要があるときは、スクリューフィーダ１９の回転数を落とすことによって単位時間当たりに吐出される紙料スラリの量を減少させることができる。そして、紙料スラリが吐出された希釈撹拌槽４０には白水が注入され、希釈された紙料スラリが撹拌機４２によって撹拌されて２〜３パーセントにまで濃度が薄められる。その後、紙料スラリはセパレータ２３のヤンソンスクリーンによって除塵され、異物が除去されてヤンソン受けピット４１へと一旦蓄積される。そして、その後は後続の処理工程へと搬送される。
【００１９】
縦型連続式パルパー１では、前述したように縦型円筒容器１０内で作られた紙料スラリは１８〜２０パーセントの濃度で取出口１３から希釈撹拌槽４０に吐出され、そこで２〜３パーセントの濃度に希釈される。縦型連続式パルパー１は、こうした紙料スラリの濃度管理が重要であるため、スクリューフィーダ１９の回転によって縦型円筒容器１０内における紙料の滞留時間を調節することも行われている。しかし、開始直後は、縦型円筒容器１０内に溶液が満たされ、そこに破砕済紙料９が投入された時点では紙料スラリが作られていないので、ロータ−１８による撹拌に十分な時間をとる必要がある。
【００２０】
そのため、本実施形態では縦型円筒容器１０内の溶液が取出口１３から流れ出ないようにフラッパ３２が閉じられる。フラッパ３２は、シリンダ３５の伸長作動によりピストンロッド３５ａが突き出され、取出口１３に押し付けられて開口部を塞ぐ。これにより、希釈撹拌槽４０には、古紙が十分に溶解されないまま溶液だけが漏れ出てしまうことを防止し、縦型円筒容器１０内に十分な溶液を満たした状態で破砕済紙料９を撹拌によって溶液内で離解させ、溶解および離解させることができる。そして、フラッパ３２を閉じて所定時間待ち、スラリ濃度が１８〜２０パーセントになったところで取出口１３を開ける。それには、シリンダを収縮作動させ、ピストンロッド３５ａを介してフラッパ３２を引っ張って開口部から離間させる。フラッパ３２の開度は一定であり、その後のスラリ濃度の管理は、前述したようにスクリューフィーダ１９の回転送りによって調整される。
【００２１】
よって、本実施形態の縦型連続式パルパー１によれば、取出口１３にフラッパ３２を設けて蓋をするようにしたので、作業開始時における縦型円筒容器１０から吐出される紙料スラリの１８〜２０パーセントの濃度管理が容易に行えるようになった。
そして、作業開始時における縦型円筒容器１０から希釈撹拌槽４０へ送られる紙料スラリの処理量を調整することができる。
【００２２】
なお、本発明の縦型連続式パルパーは、前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】紙料再生システムにおける縦型連続式パルパーを中心とする部分を示した図である。
【図２】一実施形態の縦型連続式パルパーを示した図である。
【図３】一実施形態の縦型連続式パルパーの下部構成を示した図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    縦型連続式パルパー
２    破砕機
３    第１コンベア
４    第２コンベア
５    第３コンベア
８    ベール
９    破砕済紙料
１０  縦型円筒容器
１３  取出口
１４  垂直回転軸
１８  ローター
１９  スクリューフィーダ
２０  モータ
２３  セパレータ
３２  フラッパ
３５  シリンダ
４０  希釈撹拌槽
４１  ヤンソン受けピット
４２  撹拌機
【図１】
2006002292.tif 000003
【図２】
2006002292.tif 000004
【図３】
2006002292.tif 000005