(57)【要約】【課題】  みつまた、がんぴ等の紙原料樹木から、和紙原料となる内皮を取り出す新たな工程を示すとともに、当該工程において外皮と内皮を確実かつ容易に分離させることができる紙原料樹木の外皮剥がし方法および外皮剥がし装置を提供することを目的とする。【解決手段】  この発明の外皮剥がし装置は、内皮および外皮を有しかつ内皮を紙原料とする紙原料樹木の外皮剥がし装置であって、この紙原料樹木を収容する処理槽２と、処理槽２の内側壁に配置され、かつ処理槽内に向けて高圧水を噴射するノズル装置３と、このノズル装置に高圧水を供給するポンプ装置とを有し、ノズル装置３は処理槽２内に収容された紙原料樹木の外皮に向けて高圧水を射出するように配置されている。処理槽２は縦形または横形の円筒槽の形態で構成される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内皮および外皮を有し、内皮を紙原料とする紙原料樹木の外皮剥がし装置であって、前記紙原料樹木を収容する処理槽と、前記処理槽の内側壁に配置され、かつ該処理槽内に向けて高圧水を噴射するノズル装置と、前記ノズル装置に高圧水を供給するポンプ装置とを有し、前記ノズル装置は前記処理槽内に収容された前記紙原料樹木の外皮に向けて高圧水を射出するように配置されていることを特徴とする紙原料樹木の外皮剥がし装置。
【請求項２】
前記処理槽は上部から前記紙原料樹木を立位状態で挿入し得るように縦形円筒槽の形態に形成され、かつ前記紙原料樹木を処理槽中心付近に保持する保持装置を有することを特徴とする請求項１に記載した紙原料樹木の外皮剥がし装置。
【請求項３】
前記処理槽は前記紙原料樹木を横位状態で挿入し得るように両端が開放された横形円筒槽の形態に形成され、かつ前記紙原料樹木を処理槽中心付近に保持する保持装置を有することを特徴とする請求項１に記載した紙原料樹木の外皮剥がし装置。
【請求項４】
前記処理槽は前記紙原料樹木が該槽内を横位状態で通過し得るように両端が開放された横形円筒槽の形態に形成され、さらに、前記紙原料樹木を保持して前記処理槽内を通過させる無端搬送装置を有することを特徴とする請求項３に記載した紙原料樹木の外皮剥がし装置。
【請求項５】
前記ノズル装置は前記処理槽の周方向に複数個配置され、かつ各ノズル装置のノズルの向きが前記処理槽の略中心に向くように配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載した紙原料樹木の外皮剥がし装置。
【請求項６】
前記ノズル装置は前記処理槽の周方向および処理槽軸線方向に複数個配置され、かつ各ノズル装置のノズルの向きが前記処理槽の略中心軸線と交差する方向に向くように配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載した紙原料樹木の外皮剥がし装置。
【請求項７】
内皮および外皮を有し、内皮を紙原料とする紙原料樹木の外皮剥がし方法において、前記紙原料樹木を処理槽内に収容するとともに、前記処理槽内の前記紙原料樹木に高圧水を噴射して外皮を剥離することを特徴とする紙原料樹木の外皮剥がし方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙の原料となるみつまた、がんぴ（雁皮）等の紙原料樹木の外皮を剥ぐ紙原料樹木の外皮剥がし方法および外皮剥がし装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙原料樹木は、芯木となる幹部分とこれを被覆する皮部分とからなり、皮部分は黒皮と呼ばれる堅い外皮、紙原料として用いられる白皮と呼ばれる内皮からなる。樹木から紙原料となる内皮のみを取り出すために、従来は、紙原料樹木、例えばみつまた冬期に収穫する、これを蒸煮する、幹部分と皮部分に分ける、さらに皮部分から外皮を剥ぎ落として内皮を得る、という工程を経て内皮を収穫していた。また、紙原料樹木の収穫時期と和紙製造時期を調整すべく、幹部分と皮部分に分ける、皮を干して乾燥させる、皮部分を水に戻す、皮部分から外皮を削り落として内皮を得るという工程を経ることもある。
【０００３】
このような皮むき工程は、これまで人の手を介して行われており、この皮むき作業は大変労力のいる作業であるとともに、紙幣の原紙となる和紙は商業ベースにのる量の和紙の原材料としての内皮を得るためには多くの人手が必要であり、結果として和紙の原価が高くなる傾向にあった。
【０００４】
なお、この種の和紙の原料植物に関連する先行技術文献としては、紙原料植物の蒸煮装置に関する文献として特許文献１が、紙原料植物の結束装置に関する文献として特許文献２が存在する。また、その用途は異なるが、植物繊維の分離方法として、ケナフ、ジュート等の靭皮植物の靭皮の加工に関する特許文献３が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３４２８７号公報
【特許文献２】特開２０００−１９７４０８号公報
【特許文献３】特開２００５−２２０５０号号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の人の手で外皮を剥がし、内皮を得る手法では、外皮を削るまでに相当の時間と工数をかけることとなり、外皮を剥ぐ作業に多大な労力が必要であった。
【０００７】
このため、結果的にみつまた、がんぴを原料とする和紙は大変貴重で高価なものとなり、紙幣の原紙となる和紙の調製には大きな労力と費用を要するものであった。
【０００８】
本発明は、みつまた、がんぴ等の紙原料樹木から、和紙原料となる内皮を取り出す新たな工程を示すとともに、当該工程において外皮と内皮を確実かつ容易に分離させることができる紙原料樹木の外皮剥がし方法および外皮剥がし装置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】
【０００９】
本発明によれば、内皮および外皮を有し、内皮を紙原料とする紙原料樹木の外皮剥がし方法において、前記紙原料樹木を処理槽内に収容するとともに、前記処理槽内の前記紙原料樹木に高圧水を噴射して外皮を剥離することを特徴とする紙原料樹木の外皮剥がし方法が提供される。
【００１０】
また本発明によれば、内皮および外皮を有し、内皮を紙原料とする紙原料樹木の外皮剥がし装置であって、前記紙原料樹木を収容する処理槽と、前記処理槽の内側壁に配置され、かつ該処理槽内に向けて高圧水を噴射するノズル装置と、前記ノズル装置に高圧水を供給するポンプ装置とを有し、前記ノズル装置は前記処理槽内に収容された前記紙原料樹木の外皮に向けて高圧水を射出するように配置されていることを特徴とする紙原料樹木の外皮剥がし装置が提供される。
【００１１】
本発明に係る紙原料樹木の外皮剥がし装置のひとつの形態によれば、前記処理槽は上部から前記紙原料樹木を立位状態で挿入し得るように縦形円筒槽の形態に形成され、かつ前記紙原料樹木を処理槽中心付近に保持する保持装置を有することを特徴とする。
【００１２】
また本発明に係る紙原料樹木の外皮剥がし装置の他の形態によれば、前記処理槽は前記紙原料樹木を横位状態で挿入し得るように両端が開放された横形円筒槽の形態に形成され、かつ前記紙原料樹木を処理槽中心付近に保持する保持装置を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る紙原料樹木の外皮剥がし装置のさらに他の形態によれば、前記処理槽は前記紙原料樹木が該槽内を横位状態で通過し得るように両端が開放された横形円筒槽の形態に形成され、さらに、前記紙原料樹木を保持して前記処理槽内を通過させる無端搬送装置を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る紙原料樹木の外皮剥がし装置のさらに他の形態によれば、前記ノズル装置は前記処理槽の周方向に複数個配置され、かつ各ノズル装置のノズルの向きが前記処理槽の略中心に向くように配置されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る紙原料樹木の外皮剥がし装置のさらに他の形態によれば、前記ノズル装置は前記処理槽の周方向および処理槽軸線方向に複数個配置され、かつ各ノズル装置のノズルの向きが前記処理槽の略中心軸線と交差する方向に向くように配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、みつまた、がんぴ（雁皮）等の紙原料樹木を伐採して処理槽に投入し、処理槽内で高圧水を原料樹木に射突させるだけで外皮を剥がすことができ、従来のような工具を用いた人手による皮むき作業が不要となる。
【００１７】
また、本発明では一度に複数本の紙原料樹木を処理槽に投入し、前記処理槽の内側壁に設置した複数のノズルから高圧水を噴射することで、外皮を剥がした多量の内皮材を容易に得ることができ、紙幣等の和紙原料の生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１に係る紙原料樹木の外皮剥がし装置における処理槽の平面図である。
【図２】図１に示す実施例１の概略的な縦断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る紙原料樹木の外皮剥がし装置の概略的な全体構成図である。
【図４】本発明の実施例２に係る紙原料樹木の横型外皮剥がし装置の概略的な側面図である。
【図５】本発明の実施例３に係る紙原料樹木の搬送型外皮剥がし装置の概略的な側面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿った正面断面図である。
【図７】本発明の実施例３におけるみつまた保持部材の一例を示す正面図である。
【図８】本発明の実施例３におけるみつまた保持部材の他の例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明を各種の実施例について図面を参照して説明する。この実施例では、従来の紙原料樹木、例えば樹木の「みつまた」を乾生期に収穫する、これを蒸煮する、芯木の幹と皮に分ける、皮を干して乾燥させる、皮を水に戻す、皮から外皮を削ぎ落とす、という手数のかかる工程に代えて、前記みつまたを成長期に収穫する、生の状態のみつまたから外皮を削ぐ、残った内皮と幹から内皮を分けるという新たな工程を用いる。
【００２０】
（実施例１）
図１、図２を参照すれば、この実施例１において、伐採したみつまた１を処理槽２に投入して外皮を剥ぎ落し、芯木（幹）を含む内皮を取り出すことを基本構成としている。まず、一例として直径１ｍ前後で高さが１．５〜２ｍ程度の上部が開放された円筒形容器を縦形の処理槽２として用いる。この処理槽２はその内周壁に複数個の、図１に示す実施例では６個の高圧水噴射ノズル３が周方向に略等間隔に取り付けられている。場合によっては、高圧水噴射ノズル３は上下方向、即ち処理槽２の縦軸方向に複数個かつ周方向に沿って取り付けられる。
【００２１】
このように処理槽２の内側壁に配置された複数個の高圧水噴射ノズル３は、それぞれ処理槽２の略中心に向けて高圧水が噴出されるように各ノズルの向きが設定されている。なお、この高圧水噴射ノズル３は噴射の向きを調整可能にすることもできる。図１の実施例に示すように、周方向に等間隔に配置された６個の高圧水噴射ノズル３から噴射される高圧水は処理槽２の略中心で交わり、その結果処理槽２の中心付近では或る範囲で均等な噴霧状態が生じる。本発明では処理槽２の中心付近の噴霧環境中に伐採した紙原料樹木のみつまた１を投入し、樹木側部への高圧水の射突による水圧で外皮を剥がし、内皮の付いた芯木を取り出し、最後に芯木を引き抜いて除去し、製紙原料となる内皮を回収する。
【００２２】
図３に示すように、処理槽２の外部には、高圧水噴射ノズル３に高圧水を供給するポンプ５およびその駆動装置が設置されている。処理槽２の内側壁に配置された噴射ノズル３は処理槽２の外側部から適当な継手およびホース６を介してポンプ５に接続される。なお、実際には１台のポンプ装置から分配ヘッダ７およびホース６を介して各ノズルに高圧水が供給される。一例によると、各ノズルから噴射される高圧水の水圧は５ｋｇ／ｃｍ3 ないし７ｋｇ／ｃｍ3 とされるが、具体的な水圧は処理槽の容量や投入される紙原料樹木の種類や形状等によって適切に定められる。野外においては、高圧水ポンプ５には給水タンク１０からの水が供給される。
【００２３】
本発明の実施例１では、処理槽２の上部に投入樹木の保持装置ないし投入樹木のガイドを兼ねた位置決め装置が設けられている。図１および図２に示すように、所定直径の円環部材８が処理槽２の上部中心に配置され、この円環部材８が３個の支持部材によって処理槽２の上縁２ａに吊持されている。図示実施例の支持部材は所定長さの帯板状あるいは巾板状の掛留め板９で構成され、この掛留め板９の両端がＬ形あるいはＶ形ないしＵ形に折曲されて掛留め部となっている。Ｌ形あるいはＶ形ないしＵ形の一方の掛留め部９ａを円環部材８に係合させ、他端の掛留め部９ｂを処理槽２の上縁２ａに係合させることにより、円環部材８が処理槽２の上部中央に保持される。
【００２４】
円環部材８は原料樹木を処理槽２に挿入する際のガイドの機能を有している。伐採した紙原料樹木のみつまたを円環部材８の中にさし込んで処理槽２内に投入し、手動でみつまた１を槽内で上下動させつつ処理槽２内でみつまた１の側部に周囲からノズル３の高圧水を射突させることにより、外皮が剥ぎ取られ、内皮と芯木だけの樹木となる。その後、槽外で内皮から芯木を抜き取って和紙原料の内皮を回収する。この後は内皮を乾燥させてから所定の量にまとめて結束し、紙原料として出荷する。
【００２５】
なお、上述の投入紙原料樹木を保持する円環部材およびその支持部材からなる樹木保持装置は一例であり、この実施例の他にも伐採した原料樹木を処理槽内に位置決め、保持する装置としては種々の形態のものが採用可能である。また、処理槽に設けられる高圧水噴射ノズルも６個に限定されず、処理槽の容量によっては５個あるいは８個の高圧水ノズルを設けてもよい。高圧水ノズルは処理槽内側壁の周方向も設けることのほか、上下方向に、つまり上下に多段設置としてもよい。
【００２６】
（実施例２）
図４に示す実施例２では、処理槽２が横形の円筒槽で形成されている。この横形円筒形態の処理槽２は両端が開放され、かつ両端部内側に実施例１で説明したような原料樹木の保持およびガイドを兼ねた位置決め装置が設けられている。２個の円環部材８がそれぞれ３個の帯板状の掛留め板９によって処理槽とほぼ同心状態に保持されている。図１、図２でも説明したように掛留め板の両端がＶ形ないしＵ形、Ｌ形に曲折されて掛留め部となっており、内端の掛留め部が円環部材８に係合し、外端の掛留め部が処理槽の端縁に係止され、これによって一対の円環部材８が処理槽２内に保持される。また、図４に明示するように、処理槽２の内周部には複数個の高圧水ノズル３が周方向に等間隔に設けられている。
【００２７】
実施例２では、高圧水ノズル３は周方向に配置されるほかに、軸線方向にも配置されており、これによって軸方向２段の紙原料樹木保持装置となっている。紙原料樹木は横形円筒状の処理槽２の一端から該槽２の円環部材８内に挿入され、この状態で高圧水ノズル３から噴射される高圧水によって原料樹木の外皮が剥ぎ落とされる。なお、両側の円環部材８は必ずしも同径である必要はなく、みつまた樹木の挿入側（入側）の円環部材の内外径を奥側（出側）のそれより大径のものにしてもよい。場合によっては、円環部材を多重に巻回したワイヤ部材で形成することで弾性拡径、縮径可能な円環部材とし、伐採した原料樹木の形態によって円環部材の外径を変更するようにしてもよい。
【００２８】
（実施例３）
実施例１では原料のみつまたを立位状態で縦形の円筒形処理槽に上からさし込む形態とし、実施例２では両端が開放された円筒形の処理槽を横置状態にしてその中を紙原料のみつまたを挿入して高圧水をみつまたの側部に射突させて外皮を剥ぎ落とす構成としたが、実施例３では横形の円筒槽内を無端搬送装置で通過させるようにし、この槽内通過中に高圧水で外皮を剥ぎ落とす構成としている。
【００２９】
図５〜図８を参照すれば、所定の間隔をもって横向きに配置された一対のスプロケット１１、１２に無端チェイン１３が係合し、スプロケット１１、１２の回転駆動で無端チェイン１３が回動するようになっている。一対のスプロケット１１、１２のほぼ中間位置付近には、無端チェイン１３の上側チェイン部分１３ａが通過するように両端が開放された横形筒状の処理槽１５が配置されている。実施例２ではこの筒状処理槽１５の内周部に複数個の、一例として６個の高圧水噴射ノズル１６が周方向に等間隔に配置されている（図５）。この各高圧水噴射ノズル１６の向きは、図示の例では、概ね筒状処理槽１５の中心に向って高圧水を噴射するように配置されているが、この点については、処理槽に対する上側チェイン部分の位置および該チェイン部分上に保持された紙原料樹木と関連してさらに後述する。
【００３０】
無端チェイン１３の外面（上側チェイン部分では上面、下側チェイン部分では下面）には所定の間隔でＶ状ないしＵ状、あるいは円弧状のみつまた保持部材１７が取り付けられている。紙原料樹木のみつまた１は上側チェイン部分１３ａのみつまた保持部材１７に把持されて処理槽１５の一端（入側）から他端（出側）へ無端チェイン１３の回動に伴なって該処理槽１５内を通過する。なお、チェイン上のみつまた保持部材１７の間隔は少なくともみつまた１の長さ方向の側部２箇所〜３箇所を把持収容し得る間隔に設定されている。
【００３１】
実施例３では、図５に明示する如く、上側チェイン部分１３ａに装着されたみつまた保持部材１７内のみつまた１が筒状処理槽１５の中心を通過するように設定され、したがって筒状処理槽１５の中心に向けて指向された各高圧水噴射ノズル１６からの高圧水はみつまた１の側部周囲に集中して射突され、この高圧水の射突により処理槽１５を通過する間にみつまた１の外皮が剥ぎ落とされる。なお、装置設計上からＶまたはＵ形状、あるいは円弧状のみつまた保持部材１７の内底のみつまた保持座の位置が処理槽の中心からずれて配置され、したがって保持部材１７上のみつまた１の位置が処理槽１５の中心からずれているような場合には、それに応じてみつまた１の側部に高圧水射突がなされるように各ノズルの向きが設定される。
【００３２】
回動する無端チェイン１３の出側端部のスプロケット位置からさらに先方でかつ出側スプロケット１２の下方位置に外皮の剥がれたみつまたの収容容器１８が設置されている。処理槽１５内で外皮が剥がれ、内皮および芯木のみとなったみつまた１は無端チェイン１３の回動に伴なって出側端部から落下し、一旦収容容器１８に収容され、芯木の抜去処理等の次工程へ運ばれる。
【００３３】
無端ベルト１３上に保持された紙原料樹木のみつまた１は処理槽１５内で側部周囲の複数箇所から高圧水の噴射を受けるため、みつまた１がＶないしＵ状の保持部材１７から飛び出してしまうおそれがある。このため実施例２に係るみつまた保持部材１７は、処理槽１５内におけるみつまた１の飛び出しや跳ね出し落下を防止する手段が講じられている。図６、図７の実施例ではＶ状の保持部材１７の片側上縁に舌片状の押え蓋１９が枢着され、この押え蓋の先端が手動による弾性変形でＶ状保持部材１７の他方の片側上縁と係止、あるいは係止解除するようになっている。
【００３４】
実施例３の変形形態として、図８に示すみつまた保持部材１７は、ステム１７ａ上端にわん曲形の弾性変形可能なみつまた支持座１７ｂが形成され、このわん曲支持座１７ｂの上端が開離されており、無端ベルト１３の入側で手動でわん曲支持座１７ｂを弾性的に左右に開いてみつまた１を収容して前記処理槽に送り込み、処理槽を通過した後の出側で再びわん曲支持座１７ｂを弾性的に開くなどして外皮除去処理後のみつまた１を収容容器１８側へ落下させるようにしている。処理槽内では、わん曲支持座１７ｂの上端両縁が小間隔に近接した閉じ形態となっているため、下方あるいは側方からの高圧水噴射によってもみつまた１は支持座１７ｂから離脱、落下することはない。
【００３５】
処理槽には、周方向の高圧水噴射ノズルの組を軸線方向に複数組配置することもでき、また周方向の高圧水噴射ノズルも６個に限定されず、例えば５個あるいは７個、８個設けることもできる。高圧水噴射ノズルには外部の高圧水ポンプおよびその駆動装置によって例えば５ｋｇ／ｃｍ3 〜７ｋｇ／ｃｍ3 の高圧水が送られる。これらは実施例１と同様であり、従来のような手数をかけることなく迅速、確実に紙原料樹木のみつまたの外皮を剥ぎ落とすことができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  みつまた
２  処理槽
３  高圧水噴射ノズル
５  高圧水ポンプ
６  ホース
８  円環部材
９  掛留め板
１０  給水タンク
１１，１２  スプロケット
１３  無端チェイン
１５  横形筒状処理槽
１６  高圧水噴射ノズル
１７  みつまた保持部材
１８  みつまた収容容器
１９  保持部材の押え蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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