(57)【要約】  紙材料のリサイクルに使用される装置であって、当該装置は、リサイクルすべき紙材料を受け取る入口（１２）と、紙材料からパルプを生成するようになっている手段を有する第１処理室（１８）と、内部にスクリュー装置（２９）を回転可能に取り付けた第２処理室（２６）とを有するハウジングユニット（１０）を備え、スクリュー装置は、パルプ材料を第１処理室から受け取るように構成され、且つパルプ材料から液体を絞るためにその長さに沿ってパルプ材料を押し進めるように構成されるピッチを有し、第２処理室は、パルプ材料から絞られた液体を回収するための手段（３２）を有しており、ユニットは、第２処理室を通過後のパルプ材料に結合剤を添加するための第３処理室（３０）、及び第３処理室による処理後のパルプ材料から紙ウェブを製造するように構成される手段（５４）を有する。
2007512450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙材料のリサイクルに使用される装置であって、
リサイクルすべき紙材料を受け取る入口と、紙材料からパルプを生成するようになっている手段を有する第１処理室と、内部にスクリュー装置を回転可能に取り付けた第２処理室とを有するハウジングユニットを備え、
前記スクリュー装置は、パルプ材料を前記第１処理室から受け取るように構成され、且つ前記パルプ材料の精製を行うためにその長さに沿って該パルプ材料を押し進めるように構成されるピッチを有し、
前記スクリュー装置は、更に、前記パルプ材料から液体を絞るように構成され、
前記第２処理室は、前記パルプ材料から絞られた前記液体を回収するための手段を有し、
前記ユニットは、前記第２処理室を通過後の前記パルプ材料に結合剤を添加するための第３処理室と、該第３処理室による処理後の前記パルプ材料から紙ウェブを製造するように構成される手段とを有する、
紙材料のリサイクルに使用される装置。
【請求項２】
前記第２処理室から液体を回収するための手段は、該液体を集めるための手段と、前記第１処理室で使用されるように前記液体をリサイクルする手段とを有する、
請求項１に記載の紙材料のリサイクルに使用される装置。
【請求項３】
前記第２処理室から液体を回収するための手段は、排水手段であって、パルプ紙材料が該排水手段を通って進むことを抑制するために前記スクリュー装置と協働するように構成される排水手段を有する、
請求項１又は２に記載の紙材料のリサイクルに使用される装置。
【請求項４】
前記第２処理室から液体を回収するための手段は、該第２処理室の壁に配置される複数のスロットを有し、
前記スロットは、前記スクリュー装置上での前記パルプ材料の有効移動方向と逆の方向に液体を前記第２処理室から排水することができるように構成されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の紙材料のリサイクルに使用される装置。
【請求項５】
前記スクリューのパルプ支持容量がその長さに沿って減少し、それにより、前記パルプ材料が前記スクリューに沿って押し進められるとき、該パルプ材料を圧縮するように構成されている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の紙材料のリサイクルに使用される装置。
【請求項６】
前記第２処理室は、前記押し進められたパルプ材料が押し付けられる反作用面を有し、それにより、前記材料が前記スクリュー装置の長さに沿って押し進められるとき、前記材料が圧縮され、それにより、前記パルプ材料から余分な液体が絞られるようにする、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の紙材料のリサイクルに使用される装置。
【請求項７】
前記第２処理室は、前記パルプ材料を押し通す絞りを有し、該絞りの壁が前記反作用面を形成している、
請求項６に記載の紙材料のリサイクルに使用される装置。
【請求項８】
ピストンが、前記スクリュー装置の出口端部と協働するように付勢され、それにより、前記スクリュー装置によって押し進められている材料に対して反作用を与えるようにする、
請求項６に記載の紙材料のリサイクルに使用される装置。
【請求項９】
パルプを生成するようになっている前記手段は、モータ駆動式プロセッサを有し、該プロセッサは、前記紙材料を処理してパルプに変えるためのブレードを有する、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の紙材料のリサイクルに使用される装置。
【請求項１０】
パルプを生成するようになっている前記手段は、該パルプの流動特性を監視するための手段を有する、
請求項９に記載の紙材料のリサイクルに使用される装置。
【請求項１１】
前記第１処理室は、パルプ化すべき材料に漂白剤を導入するための手段を有する、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の紙材料のリサイクルに使用される装置。
【請求項１２】
前記漂白剤は、オゾンである、
請求項１１に記載の紙材料のリサイクルに使用される装置。
【請求項１３】
前記漂白剤は、オゾン処理水の形態である、
請求項１１又は１２に記載の紙材料のリサイクルに使用される装置。
【請求項１４】
紙ウェブを製造するための前記手段は、ローラ手段と、該紙ウェブを乾燥させるための手段とを有する、
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の紙材料のリサイクルに使用される装置。
【請求項１５】
前記ユニットは、小規模ユニットである、
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の紙材料のリサイクルに使用される装置。
【請求項１６】
実質的に図１、図２、図３、及び図４を参照しながら本明細書に記載されている、紙リサイクルに使用されるリサイクル装置。
【請求項１７】
実質的に図１、図２、図３、及び図４を参照しながら本明細書に記載されている、製紙に使用される装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置、特に、排他的ではないが紙タイプの材料のリサイクルに使用される装置に関する。本発明はまた、紙材料の形成に使用されるための装置に関する。
【０００２】
ＥＵ（European Union）の企業は年間約１９００万トンの古紙を発生すると推定される。ＥＵ全体で古紙がリサイクルされる割合は増加し続けているが、リサイクルコストは多くの場合、より大きい製造業及び企業もそうであるが小企業又はオフィスが発生する古紙は、紙売買業者を通してリサイクルされないことを示す。一般的にこれは、ほとんどの小企業及びオフィスが、紙売買業者による無料収集を保証するほど大量の古紙を発生しないことによる。したがって、大量の古紙は、結局は小企業及び環境の両方を犠牲にして、ごみ埋め立て地等に落ち着く。
【０００３】
上記問題に対処する装置を提供することが、本発明の目的である。
【０００４】
本発明の第１の側面によると、紙材料のリサイクルに使用される装置であって、リサイクルすべき紙材料を受け取る入口と、紙材料からパルプを生成するようになっている手段を有する第１処理室と、内部にスクリュー装置を回転可能に取り付けた第２処理室とを有するハウジングユニットを備え、該スクリュー装置は、パルプ材料を第１処理室から受け取るように構成され、且つパルプ材料の精製を行うためにその長さに沿ってパルプ材料を押し進めるように構成されるピッチを有し、該スクリュー装置は、更に、パルプ材料から液体を絞るように構成されており、該第２処理室は、パルプ材料から絞られた液体を回収するための手段を有しており、該ユニットは、第２処理室を通過後のパルプ材料に結合剤を添加するための第３処理室と、第３処理室による処理後のパルプ材料から紙ウェブを製造するように構成される手段とを有する、装置が提供される。
【０００５】
好適には、第２処理室から液体を回収するための手段は、液体を集めるための手段と、第１処理室で使用されるように液体をリサイクルする手段とを有する。
【０００６】
したがって、好適なユニットは、たとえば、パルプ材料を生成するために恒常的な本管給水を必要としないで、それ自体の処理液をリサイクルするように構成されている点で、有利である。
【０００７】
好ましくは、第２処理室から液体を回収するための手段は、第２処理室の壁に配置される複数のスロットを有し、該スロットは、スクリュー装置上でのパルプ材料の有効移動方向と逆の方向に液体を室から排水することができるように構成されている。
【０００８】
本発明による装置は好ましくは、小規模構造で、たとえば家庭用冷蔵庫と同様な寸法のユニットであり、吸収拭き取り物等を製造するように構成されることができる。
【０００９】
小企業及びオフィスが古紙をごみ埋め立て地に廃棄するためにお金を使うだけでなく、作業面とともに、たとえばトイレや台所等を清掃するための紙タオル等にお金を使う。したがって、本発明は、小企業で発生する古紙を紙タオルタイプの拭き取り物等に変えることができる点で特に有利であり、したがって、そうでなければ古紙の廃棄と紙タオル等の両方に使われる費用を節約することができる。
【００１０】
代替実施形態では、本発明は、パッケージ又は燃焼用の圧縮紙を形成するためにも使用されることができる。
【００１１】
本発明のさらなる側面によれば、紙タイプの材料の形成に使用される装置であって、パルプ材料の製紙用材料を受け取るための、入口を設けた室を有するスクリューバレル機構と、室内に回転可能に取り付けられるスクリュー装置であって、パルプ材料を入口から受け取るように構成され、且つパルプ材料を精製するためにその長さに沿ってパルプ材料を押し進めるように構成されるピッチを有するスクリュー装置とを備え、該スクリュー装置は、更に、パルプ材料から液体を絞るために室内に配置され、そのスクリュー室は、パルプ材料から絞られた液体を回収するための手段も有する、装置が提供される。
【００１２】
本発明の他の側面及び好適な特徴が、上記説明及び従属請求項から明らかであろう。
【００１３】
図１は、１０で示された、本発明の好適な実施形態による小規模独立型リサイクルユニットの形態のリサイクル装置を示す。本実施形態では、ユニット１０は、古紙を一般用吸収紙拭き取り物に変えるようになっている。ユニット１０は、中型家庭用冷蔵庫又はオフィスの書類キャビネットと同様な寸法のポータブルハウジングの形をしている。たとえば、図１に示された実施形態では、高さが約１．５ｍ、幅が約０．８５ｍ、奥行きが約０．８５ｍである。ユニット１０は、ユニット１０によって製造された拭き取り物を一般的な清掃目的で使用することができるオフィス又は他のビジネス環境で、又は研究所で使用するのに特に適している。しかしながら、ユニットの寸法は必要に応じて、たとえば一般的な食品自動販売機の大きさに合わせてカスタマイズすることができる。
【００１４】
ユニット１０の内部構成部品が図２に示されている。ユニット１０は、（１１で表される）リサイクルすべき古紙を受け取るための、トレイ１２の形をした入口を有する。モータ駆動式紙送り機構１４が、トレイ１２の一端部の、図２で見たときに右側に設けられている。紙シュレッダ１６がトレイ１２の下方に配置されて、紙送り機構１４から進んだ紙を受け取って細断するようになっている。
【００１５】
出口１９を有する第１処理室１８が、シュレッダ１６の出力端部付近に配置されて、細断された古紙を受け取って漂白及びインク抜きを行い、そして細断された紙からパルプを生成する。処理室１８は、ブレード２１を有するモータ駆動式プロセッサ２０を有する。ブレード２１は、シュレッダ１６の下方に配置されて、ブレード上に落下する細断紙をフードプロセッサのように混和し、それにより、より微細な粒子状材料に処理できるようにモータ駆動されるようになっている。オゾン投入手段２２も処理室１８と連通状態に設けられて、より詳細に後述するように、オゾン又はオゾン処理水（すなわち、オゾンを内部に拡散させた水）を処理室１８内に選択的に導入できるようにしている。リサイクル処理のために処理室１８に水を供給できるように、水タンク２４が処理室１８の上方に配置されており、また、タンク２４から処理室１８への水の流れを電子作動によって調整するために、ソレノイド制御弁２５が設けられている。プロセッサ２０は、パルプ材料の粘ちゅう度を監視するための粘度計としても機能する。プロセッサ２０は、処理室１８の内部の液体／紙混合物の粘度を監視するために、ブレード２１の回転に対する抵抗を監視するセンサを有する。処理室１８は、第１処理室１８内のパラメータ、たとえば処理室１８の内部に存在する紙／液体混合物のオゾンレベル及びｐＨ値を監視するためのセンサ（図示せず）を有する。
【００１６】
２６で表されたコンパクトな２連バレル押し出し機構が、ソレノイド制御弁２７を介して第１処理室１８の出口１９と連通状態に設けられている。押し出し機構２６は、パルプを処理室１８から受け取るように配置されており、図３に最もわかりやすく示されている第１及び第２同軸形押し出しバレル又は室２８、３０を有する。図２及び図３から明らかにわかるように、第１及び第２バレル２８、３０は、導管２８Ａを介して接続されている。導管２８Ａは、バレル２８及び３０より小径であり、第１バレル２８の左端部に絞りを
効果的に形成している。
【００１７】
概略的に２９で示された、変動ピッチのモータ駆動式スクリューが、第１及び第２バレル２８、３０及び導管２８Ａ内に挿通されている。スクリュー２９のピッチは、スクリュー２９の軸方向に、図２及び図３で見たときに右から左へパルプを押し進め、また、より詳細に後述するように、スクリューの回転中にパルプを圧縮且つ精製するように構成されている。スクリュー２９の、導管２８Ａを通る部分の直径は、スクリュー２９の残り部分の直径より小さいことは理解されるであろう。
【００１８】
導管２８Ａの壁と第１バレル２８の左端部壁とにより、スクリューバレル機構２６内に反作用面が形成され、より詳細に後述するように、使用時にパルプ材料がこれに押し当てられる。
【００１９】
第１バレル２８の底壁３３に、図３に３１ではっきり示されているスロットが、パルプから出た水を通過させるために設けられている。スロット３１は、バレル２８の長手軸に直角に底壁を横切って延びている。スロット３１はまた、スクリュー２９の長手軸に対して角度を付けて、本実施形態では４５度の角度で後方に傾斜するように構成されている。スロット３１がこのように、図３からわかるように、スクリュー２９のピッチと逆方向に延在するように形成され、それにより、パルプがスクリュー２９によって図２及び図３で見たときに右から左に押し進められるとき、パルプ材料がスロット３１を通って下方に進むことが抑制される。
【００２０】
第１バレル２８のスロット３１を通過した水又は物質を集めるために、捕集トレイ３２が第１バレル２８の下方に設けられている。捕集トレイ３２は、ソレノイド制御弁３３を介してコンデンサタンク３４と流体連通状態にある。コンデンサタンク３４は、捕集トレイ３２から処理水を受け取るように配置されたサブタンク３５を有する。処理水を蒸発させ、それによってインク及び他の固形物を処理水から分離するために、ヒータ３６がサブタンク３５内に取り付けられている。蒸発した水は次に回収され、それにより、より詳細に後述するように、ユニット１０内で使用されるようにリサイクルされる。
【００２１】
ユニット１０は、コンデンサ部分３７及びヒータ部分３８を有する自由ピストンスターリング機関も有する。しかしながら、本発明の好適な実施形態では、任意の適当な形のヒータ又はコンデンサを使用してもよいことに留意されたい。コンデンサ部分３７はコンデンサタンク３４内に設置されて、サブタンク３５から蒸発した水を凝縮させるために使用される。ヒータ部分３８は、より詳細に後述するように、ユニット１０によって製造されたリサイクル紙ウェブを乾燥させるためのドライヤとして使用される。
【００２２】
コンデンサタンク３４は、凝縮水を沈殿タンク４２に供給するように配置された出口導管４０を有する。戻し導管４４が、沈殿タンク４２から水タンク２４まで延びている。リサイクル処理から生じた水を加圧状態で水タンク２４に戻して循環させるために、モータ駆動式ポンプ４６が導管４４内に設けられている。沈殿タンク４２から出る循環水の固形分を監視するために、光又は屈折センサ４８も戻し導管４４内に設けられている。
【００２３】
結合薬剤を第２バレル３０内に導入するために、紙結合薬剤用の容器５０が配置されている。第２バレル３０が出口導管５２に接続され、それにより、パルプを押し出し機構２６から加圧状態でプレス装置５４に供給して、パルプから紙ウェブを形成することができる。プレス装置５４には、押し出し機構２６から出たパルプを通過させ、それによってリサイクル紙の連続ウェブを形成できるように配置された、５６で表された一連のプレスローラが設けられている。プレス装置５４はドライヤ３８も有し、これは（上述したように）コンデンサタンク３４内に取り付けられた自由ピストンスターリング機関の一部である
。プレス装置のドライヤ付近の下方に、５８で表された「光沢機」として既知である１連の近接して重ねられた研磨金属ローラが設けられ、研磨金属ローラは乾燥されたウェブを滑らかにプレスする。
【００２４】
プレス装置５４の終端にユニット１０の出口ディスペンサ部分６０が設けられ、これは、必要に応じて、６４で表されたリサイクルウェブを一定の長さに裁断するための、のこ歯ブレードの形態のカッター６２を有する。
【００２５】
次に、リサイクル紙拭き取り物を製造する際のユニット１０の一般的な動作を説明する。
【００２６】
古紙１１をトレイ１２に挿入して、紙送り機構１４によってシュレッダ１６に送り込む。古紙１１が細断され、ストリップ状の細断紙が処理室１８内に落下する。水タンク２４から水を処理室１８に導入し、プロセッサ／粘度計２０のブレード２１を使用して、水／紙混合物の攪拌及び混和を行い、すなわち、裁断紙のストリップをより微細な粒子状材料に処理するために、該ストリップをフードプロセッサのように切り刻み、それにより、混合物からパルプを生成する。オゾン又はオゾン処理水をオゾン投入手段２２から混合物内に導入する。オゾンは、細断古紙のインク抜き及び漂白とともに、パルプ内の微生物を殺すことによるパルプの殺菌を行うための攻撃剤としても作用する。
【００２７】
粘度計２０は、紙液体混合物及び結果的に生成されたパルプの粘度を測定し、必要に応じて混合物／パルプの流動特性を制御するために、コンピュータ化された制御ユニット（図示せず）が粘度計出力を監視する。より多くの水が必要であれば、すなわち、混合物／パルプの流量を高めるために、制御ユニットが作動して弁２５を開き、それにより、一定量の水を処理室１８に流し込むことができる。制御ユニットは、処理室１８の内部のセンサからのデータを監視し、それにより、たとえば混合物内のインク濃度を監視し、又は細断紙を十分に還元して漂白パルプにするために導入されるオゾンの量を制御する。オゾンは、インクや、オイル又はグリス等の汚れをほとんど分解する能力を有する。排水を減少させ、また所望の最適な流動特性及び粘ちゅう度を有するパルプを最小限のエネルギ消費量で得る際に、含水量の監視が重要である。たとえば、最適な柔らかさ及び吸収性の拭き取り物を製造できるように、ユニット１０によって製造されるリサイクルウェブの品質を調整するために、このようなパルプの監視を調整して使用することもできる。
【００２８】
所望の流動特性のパルプが得られたら、制御ユニットが作動して弁２７を開き、それにより、パルプが押し出し機構２６の第１バレル２８内へ進むことができる。
【００２９】
パルプは押し出し機構２６内で精製される。スクリュー２９を回転させて、パルプを加圧状態でスクリューに沿って押し進める。スクリューが回転するときの、加圧状態でのパルプの粒子、バレル２８の内壁及びスクリュー２９のねじ表面間の摩擦接触により、パルプが分解されて、効率的にパルプの粒子に粉砕される。スクリューが回転するとき、パルプ物質が第１バレル２８の軸に沿って、バレル２８の左端部壁と導管２８Ａによって形成された絞りの壁とによって形成された反作用面と接触し、且つ第１バレル２８のその他の内壁に当たりながら、押し進められる。パルプが反作用面に押し当てられ、それにより、パルプが導管２８Ａに押し通されて第２バレル３０に入るとき、第１バレル２８内で圧力が高まり、これにより、第１バレル２８内に存在するパルプが圧縮される。この圧縮の結果として、液体がパルプから絞られる。したがって、スクリューの回転により、パルプは、粒径がより均一であるとともに含水量が減少した精製繊維状材料に変えられる。
【００３０】
液体がパルプから絞り出されると、それは重力の作用で第１バレル２８の底部３３のスロット３１を通って排水されてトレイ３２内に捕集され、より詳細に後述するように、再
処理される。
【００３１】
排水スロット３１は、パルプ材料が排水手段を通過して進むことを抑制するためにスクリュー２９と協働するように配置されている。特に、スロット３１は、液体がパルプ材料の有効移動方向とほぼ逆方向に処理室１８から排水されるように構成されている。したがって、パルプが導管２８Ａの方に押し進められるとき、排水スロット３１を通る固形物の落下が大幅に避けられる。
【００３２】
スクリュー２９が回転し続けると、精製パルプ材料は徐々に押し出し機構２６の第２バレル３０に入る。精製パルプの繊維を結合するために、でんぷんのような有機結合剤を第２バレル３０に導入する。スクリューが回転すると、結合剤が徐々に精製パルプにうまく入り込み、精製パルプはスクリュー２９に沿ってさらに進み、次に加圧状態でバレル機構２６内の下流側の材料流から導管５２を通ってプレス装置５４へ移動する。
【００３３】
プレス装置５４では、結合されたパルプがローラ５６を通過し、それによってパルプが所望の紙ウェブに形成され、且つ成形される。ローラ５６を通過する間、機関のヒータ部分３８がウェブを乾燥させる。乾燥したウェブは次に、光沢機を通過し、そこでプレスされて、所望の滑らかさの連続拭き取り物を形成する。
【００３４】
最終的にカッター６２を使用してリサイクル拭き取り物を一定の長さに裁断して、必要に応じてユニット１０から引き出すことができる。
【００３５】
上述したように、パルプの精製中に第１バレル２８から捕集トレイ３２に進んだ液体は、集められて以下のように再処理される。水はサブタンク３５に入り、ヒータ３６によって摂氏１００度を超える温度に加熱され、それによって捕集された水を蒸発させる。それにより、インク及び他の固形物が処理水から分離される。蒸発した水は、自由ピストンスターリング機関のコンデンサ部分３７によって凝縮されて、出口導管４０を通って沈殿タンク４２へ進む。この蒸発及び凝縮処理の残留物がサブタンク３５又は沈殿タンク４２内に残る。沈殿タンク内に集められた水は次に、ポンプ４６によって戻し導管４４を通って水タンク２４に再循環されることができる。水が導管４４を通って汲み上げられるとき、それは光センサ４８を通過する。水の屈折率の変化が、水に含まれる固形分の増加を表し、それにより、タンク内の処理水を交換する必要があることをユーザに警告する。
【００３６】
上記のリサイクル装置は、紙シュレッダ及び古紙収容部として機能するのに加えて、古紙をリサイクルする能力を有する点で有利である。上記実施形態では、ユニットは、古紙を、たとえば研究所用又は台所用又は一般的な清掃用、又はトイレットペーパとして使用されるための拭き取り物に変えることができるようになっている。本発明は、学校、病院及び刑務所とともに家庭レベルでも、同様な利点を有することは、理解されるであろう。代替実施形態では、本発明によるユニットは、燃焼用又は同様の用途の圧縮紙ブロックのような他の製品の製造又はパッケージの製造に適用されるであろう。
【００３７】
本発明の好適な実施形態による小規模リサイクル装置は、標準的な化学薬品を使用しないで、また従来技術では一般的に伴う有害な排水を生じることなく、オゾンを使用してリサイクルすべき紙の漂白及び殺菌を行うことができる点で、有利である。好適なユニットはまた、たとえば恒常的な本管給水を必要としないで、それ自体の処理液をリサイクルするように構成されている点で、さらに有利である。
【００３８】
次に図４を参照しながら、全体的に１００で表される、本発明によるリサイクル装置に使用されるスクリューバレル機構の代替実施形態を説明する。
【００３９】
本実施形態では、機構１００は、第１及び第２スクリュー室１０２、１０４を有し、図４から明らかにわかるように、第１スクリュー室１０２が第２スクリュー室１０４より上方に配置されている。
【００４０】
第１スクリュー室は、上下壁１０６、１０８と、第１及び第２端部壁１１０、１１２と、２つの側壁（参照番号なし）とを有する。室１０２用の入口１１４が、上壁１０６の、図４で見たときに室１０２の左端部付近に設けられている。入口１１４は、機構１００を本発明の好適な実施形態によるユニットの第１処理室、たとえばユニット１０を参照しながら上述した処理室１８に接続するために設けられている。したがって、スクリューバレル機構１００は、上記リサイクルユニット１０内に容易に組み込まれることができる。
【００４１】
しかしながら、本実施形態では、第１処理室の代替形が１１６で示されている。室１１６は、細断されるか、他の方法で分解された紙材料を開口１１８を通して受け取るように構成されている。オゾン処理水源１２０が、スプレーノズル１２２を介して室１１６と連通状態に設けられて、漂白及び殺菌の目的でオゾン処理水を第１室１１６内に存在する物質に選択的に吹きかけることができる。必要な粘ちゅう度のパルプに変えるために紙及び液体から混合物を形成できるように、処理室１１６は、図２を参照しながら説明した水タンク２４等の補助液体源にも接続されるようになっている。
【００４２】
モータ駆動式ブレンダ１２４が、室１１６の底部に取り付けられており、複数の、角度が付けられたロータブレード１２６を有する。これらのブレード１２６は、紙材料、オゾン処理水及び補助液体源からの液体の混合物を混和するために設けられている。ブレード１２６は、紙材料をフードプロセッサのように混和し、それにより、紙材料及び処理液からパルプ混合物を形成するように構成されている。ブレンダ１２４は、所定の粘ちゅう度のパルプ混合物を生成するために、パルプ混合物の粘度を監視するための内部手段を有する。図４からわかるように、１２８で表された室１１６の底壁が傾斜し、それにより、パルプ混合物が重力の作用で、図４で見たときに室の右下隅部の第１室１１６の出口１３０の方に移動するのを促進することができる。
【００４３】
スクリューバレル機構１００へのパルプ材料の送り込みを調整するために、第１処理室１１６の出口１３０と第１スクリュー室１０２の入口１１４との間に（上述したソレノイド弁２７にほぼ対応する）ソレノイド弁１３２の形態の制御手段が設けられている。
【００４４】
ここで第１スクリュー室１０２の説明に戻ると、室１０２の下壁１０８の、図４で見たときに室１０２の左端部付近に出口１３４が形成されている。出口１３４は、さらに詳細に後述するように、パルプ材料が第１スクリュー室１０２から下方へ進むように配置されている。
【００４５】
第１スクリュー装置１３６が、第１スクリュー室１０２内に設けられている。スクリュー装置１３６は、室１０２に挿通された回転可能な軸１３８に取り付けられている。軸１３８の一端部が、図４で見たときに室１０２の左端部付近のブッシュ１４０内に回転可能に収容されている。軸１３８の他端部は、図４で見たときに右側の、室１０２の第２端部の端部壁１１２を貫通している。
【００４６】
スクリュー装置１３６は、パルプ材料を入口１１４から受け取るように構成されている。スクリュー装置１３６は、ねじ付きの外部輪郭を有し、それにより、図４に示されているように断面で見たとき、その長さに沿って複数の溝１４２を画定している。スクリュー装置１３６の輪郭は、溝１４２の幅がスクリュー装置１３６の軸方向長さに沿って、図４で見たときに右端部から左端部に減少するように構成されている。したがって、スクリュー装置１３６の右端部で、すなわち入口１１４のすぐ近くの領域で収容することができる
パルプ材料の体積は、図４で見たときにスクリュー装置１３６の左端部で収容することができるパルプ材料の体積より大きい。
【００４７】
スクリュー装置１３６のピッチは、パルプ材料を第１室１０２の出口１３４の方に、すなわち図４で見たときに右から左に押し進めるように構成されている。
【００４８】
スクリュー装置１３６の最大直径は、その長さに沿ってほぼ一定であり、第１室１０２の内壁の隣接部分とぴったり合った状態で協働するように選択された寸法であり、そのため、壁とほぼ摩擦接触状態にある。しかしながら、説明のため、図４ではスクリュー装置１３６と上下壁１０６、１０８との間の隙間が誇張されていることを理解されたい。
【００４９】
図４からわかるように、スクリュー装置１３６は、第１スクリュー室１０２内の、ほぼ室１０２の右端部と出口１３４との間に延在している。不作動、すなわち休止状態では、スクリュー装置１３６の左端部から動作クリアランスを置いた位置に端面１４６を有するピストン１４４が配置されており、ばね１４８によって図４に示された休止位置に付勢されている。休止位置では、ピストン１４４が出口１３４を塞ぎ、それにより、物質が出口１３４を通って第２スクリュー室１０４に落下しないようにしている。ピストン１４４の端面１４６は、スクリュー装置１３６に沿って押し進められていくパルプ材料の進行に逆らうばね付勢反作用を与えることは理解されるであろう。しかしながら、より多くの材料がスクリュー装置１３６に沿って押し進められて端面１４６に当たるとき、ピストンからの反作用を受けて、またスクリュー装置１３６のパルプ支持容量がその長さに沿って左端部に向かって減少することを受けて、圧力上昇が起きる。圧力の増加により、溝１４２内のパルプ材料が、特にスクリュー装置１３６の左端部の近くで圧縮され、それにより、パルプ材料から液体が絞り出される。
【００５０】
所定の圧力で、ピストン１４４に加えられるばね１４８の付勢力に打ち勝ち、それにより、ピストン１４４の端面１４６に当たって進められる材料がピストン１４４を後方に、図４で見たときに左方向に押す。その時、ピストン１４４のすぐ近くの材料がスクリュー装置１３６から出口１３４を通って第２スクリュー室１０４内へ落下することができる。第１スクリュー室１０２内でのパルプ材料の処理中、材料の第２スクリュー室１０４への落下を防止し、次に可能にするためのこの圧力上昇及びピストン１４４の動きが周期的に続くことは、理解されるであろう。
【００５１】
液体を第１スクリューバレル１０２から排水するために、複数の傾斜スロット１５０が第１スクリュー室１０２の下壁１０６に設けられている。スロット１５０は、図３を参照しながら上述したスロット３１にほぼ対応し、スクリュー装置１３６のピッチと逆の方向に４５度の角度を付けて後方に延在している。したがって、スクリュー装置１３６がパルプ混合物を、図４で見たときに右から左に押し進めるとき、パルプ材料がスロット１５０を通って進むことが抑制される。
【００５２】
スロット１５０を通過した水又は物質を集めるために、捕集トレイ１５２が第１スクリュー室１０２の下方に設けられて、たとえば図２及び図３を参照しながら説明したようにして再処理及びリサイクルを行うことができる。
【００５３】
第２スクリュー室１０４には、室１０４に挿通されて、１対の軸受け１５６に回転可能に取り付けられているモータ駆動式軸１５４が設けられている。図４からわかるように、複数の混合ブレード１５８が軸１５４の右半分に沿って取り付けられている。ブレード１５８は、図４で見たときに左方向に材料を押し進めるように構成されている。結合薬剤及び香料薬剤用の容器１６０が、軸１５４のこの右部分の下方に設けられている。薬剤は、スプレーノズル１６２を介して導入され、それにより、混合ブレード１５８によって処理
中の材料の結合及び香り付けが行われる。図４で見たときの室１０４の左端部に第２スクリュー装置１６４が設けられ、これは、混合ブレード１５８から材料を集めるように構成されている。スクリュー装置１６４は、所望通りにさらに処理するために、結合され、且つ香り付けがされた材料を出口１６６を通して押し出すように構成されるピッチを有するねじ付き外部輪郭を有する。
【００５４】
図４からわかるように、第１及び第２スクリュー室１０２、１０４に対応する２本の軸１３８、１５４は、必要時に軸を回転させるようにベルト駆動部１６８及びモータ１７０に連結されている。
【００５５】
機構１００の動作は上記説明や、図２及び図３に示された実施形態の説明から明らかであり、そのため、これ以上は説明しない。
【００５６】
本発明を紙材料のリサイクルに使用する場合について説明してきたが、特に図３に関連させて上述したスクリューバレル式機構及び図４に示されている代替機構は、他の形態の製紙装置に使用するのに適することは、当業者には容易に明らかになるであろう。たとえば、図３及び図４を参照しながら説明した機構は、リサイクルされた紙材料から生成されるパルプの処理だけでなく、製紙原材料から生成されるパルプの処理にも使用されることができる。それぞれの場合、パルプ材料から液体を絞り、且つさらなる処理の前にパルプを精製するために、パルプ材料を押し進めるためのスクリュー装置が室内に配置される。
【００５７】
図４に示されて１１６で表される第１処理室は、製紙原材料を受け取るのに理想的に適しており、液体及び原材料からパルプ混合物を生成する際に使用するために、液体タンク等の水源等に連結されることができる。そのような場合、スクリュー室内の排水手段を第１処理室と直接的に、又は上記したように液体タンクを介して、流体連通状態に配置することができる。図２の処理室１８も、この目的に適している。
【００５８】
本発明の好適な実施形態による装置において、液体及び紙材料等を事前混和した混合物の処理及び精製のためにコンパクトなスクリュー形装置を使用することは、装置を小型の非工業規模の紙リサイクルユニット又は製紙ユニットに組み込むことができる点で、特に有利である。これにより、本出願人は、本出願から派生した１つ又は複数の分割出願によって、リサイクル装置への使用のためか、又は他の製紙処理等のための、上記のスクリューバレル機構の独立的な保護を求める権利を保有している。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の好適な実施形態によるリサイクルユニットを示す概略図である。
【図２】図１のユニットの内部構成部品を示す、一部断面で示す概略図である。
【図３】図２のスクリューバレル機構の拡大概略図である。
【図４】本発明の別の好ましい実施形態によるリサイクル装置の一部分の、一部断面で示す概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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