(57)【要約】【課題】  三椏（みつまた）、楮（こうぞ）、雁皮（がんぴ）等の樹皮を投入することで容易、かつ、連続的に樹皮の黒皮が剥離でき、さらに、樹皮を損傷させない樹皮の黒皮剥離装置を提供する。【解決手段】  本発明は、基台へ鉛直方向に配置した基軸と、基軸にシリンダ軸の一端が支持され、表面が金属、樹脂又はゴムのいずれかの材質の表層を有し、かつ、正逆回転が自在である真円形状のシリンダと、シリンダの近傍に配置され、任意の位置に支点を有し、円弧上に可動することで全長がシリンダへ面接触又は離間できるブレードとを有し、シリンダとブレードとの間に供する樹皮の黒皮を剥ぎ取る黒皮剥離装置において、シリンダの表面がヘリカル形状の切込みを有している樹皮の黒皮剥離装置とした。【選択図】  図１
2019123120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台へ鉛直方向に配置した基軸と、前記基軸にシリンダ軸の一端が支持され、表面が金属、樹脂又はゴムのいずれかの材質の表層を有し、かつ、正逆回転が自在である真円形状のシリンダと、前記シリンダの近傍に配置され、任意の位置に支点を有し、円弧上に可動することで全長が前記シリンダへ面接触又は離間できるブレードとを有し、前記シリンダと前記ブレードとの間に供する樹皮の黒皮を剥ぎ取る黒皮剥離装置において、シリンダの表面がヘリカル形状の切込みを有していることを特徴とする樹皮の黒皮剥離装置。
【請求項２】
前記シリンダに対する前記ブレードの押圧力を任意に制御することが可能な押圧力制御装置を新たに付設していることを特徴とする請求項１記載の樹皮の黒皮剥離装置。
【請求項３】
前記シリンダと前記ブレードにて挟持した樹皮に指向し昇華性微粒を投射する昇華性微粒投射装置を新たに付設していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の樹皮の黒皮剥離装置。
【請求項４】
前記ブレードは、２段階の異なる角度により形成した刃先を有し、かつ、少なくとも２つ以上の刃先から構成されることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の樹皮の黒皮剥離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に和紙の原料となる三椏（みつまた）、楮（こうぞ）、雁皮（がんぴ）等の樹皮の黒皮を効率的に剥ぎ取る黒皮剥離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
三椏、楮、雁皮など和紙の原料となる樹皮は、いずれも繊維が長くて強じんで、光沢があることから薄くて強い性質の紙を作製することに用いられる。これらの樹皮は使用に際し、蒸した後、その表面に存する黒皮等の不要物を剥ぐ必要があり、今まで、あらかた、その表面を包丁又はヘラ等で、こそぎながら引っ張るという手作業にて黒皮を剥いでいたので、かなり非効率であり、その加工自体が作業者にとって面倒、かつ、厄介な作業となっていた。この樹皮の黒皮を容易、かつ、適正に剥ぐことができる自動化又は半自動化の処理技術が望まれていた。
【０００３】
近年、この樹皮の黒皮を専用の装置によって容易に剥ぎ取る技術が存在する。その一例として、フレーム上にゴムロールと刃とを対向せしめて取り付け、ゴムロールを低速の正逆転可能とした、紙の原料となる樹皮の黒皮剥離装置において、一対の刃が、その上端が刃取付軸に固定され、かつ、刃取付軸の一端は刃取付軸挿入部に挿入され、刃取付軸は刃取付軸挿入部内において一定角度回転可能に取り付けられ、かつ、一対の刃の間にスプリングによりゴムロールに向け押圧された送りロールを設けたこと、刃取付軸の刃取付軸挿入部は刃取付軸受に挿通された回動軸ピンを中心として上下に回動可能であることを特徴とする樹皮の黒皮剥離装置が既知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１で開示された技術は、ゴムロールが正逆転可能であるので、正転したときによく黒皮が剥げなければ、モータを逆転して樹皮の黒皮を剥ぐことができる。また、上流側、下流側の刃の間にスプリングに押圧された送りロールを配置したので樹皮の送りが円滑である。また、送りロールにローレット加工しておくと更に樹皮の送りを向上できる。加えて、刃裏面へスプリングにより押圧された送りロールを設けたので樹皮の送りが良好となり、効率的に樹皮の黒皮が剥ぎ取れる。
【０００５】
また、別の技術として、和紙原料である三椏の皮より表皮を取り除くための三椏表皮取除き装置であって、上下又は左右部位に歯車をかみ合い配置し、該両歯車のかみ合い部位を三椏送り部とし、また、該三椏送り部の送り方向前方に、表面に凹凸部を有し、かつ、該歯車と同じ向きに回転する回転体を対向して配置し、該両回転体の対向部位を表皮取除き部とし、該回転体の回転速度を歯車の回転速度の３〜５倍の回転速度とし、三椏の皮をスリップさせながら引っ張ることで、該皮の表皮を剥がす構成とする三椏表皮取除き装置が既知である（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献２で開示された技術は、三椏送り部が歯車のかみ合いによって、三椏の皮をもみほぐして、表皮に亀裂を生じさせた後、該歯車より３〜５倍の高回転速度で回転している表皮取除き部の回転体によって、スリップさせながら引っ張るので、亀裂の生じた表皮を表裏区別なく同時に取り除き、靱皮（じんぴ）を得ることができる。また、三椏の皮を表裏区別なく載置台に載せてその表皮の取除き作業ができるので、その取除き作業効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２９６７３８１号公報
【特許文献２】特開平７−６８５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の樹皮の黒皮剥離装置は、ある程度、黒皮を剥ぎ取ることができるものの、使用に伴い剥ぎ取った黒皮がゴムロールや刃に付着することやローレット加工を施した凹部に堆積するなど、黒皮の剥ぎ取り効果を阻害することになり、一時的に装置を停止し、付着した黒皮等を除去しなければならないなど、決して効率的な装置であるとはいえなかった。また、樹皮を挟持するゴムロールと刃の圧力制御は専ら作業者の経験と勘によって行われることから、挟圧が強い場合、樹皮自体を損傷させることや時に装置そのものが傷んでしまうことがあった。
【０００９】
また、特許文献２の三椏表皮取除き装置は、樹皮と接触する表面を凹凸形状の歯車とし、その歯車を対向して配置している構成であり、そこへ樹皮を投入する機構であることから、特許文献１の技術と同様、剥ぎ取った黒皮が歯車に付着することは否めず、使用に際し徐々に剥ぎ取り効果が阻害されることに変わりない。また、歯車のかみ合いを利用していることから、歯車のバックラッシュによる挟圧斑が発生し、処理後の樹皮の一部に黒皮が残存するなど不具合の発生が懸念されている。これらの事由により先行技術は広く汎用しておらず、上述した課題の解決に少なからず改善の余地があった。
【００１０】
本発明は、上記課題の解決を目的とするものであり、三椏、楮、雁皮等の樹皮を投入することで容易、かつ、連続的に樹皮の黒皮が剥離でき、さらに、樹皮をひどく損傷させることのない樹皮の黒皮剥離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】
【００１１】
本発明の樹皮の黒皮剥離装置は、基台へ鉛直方向に配置した基軸と、基軸にシリンダ軸の一端が支持され、表面が金属、樹脂又はゴムのいずれかの材質の表層を有し、かつ、正逆回転が自在である真円形状のシリンダと、シリンダの近傍に配置され、任意の位置に支点を有し、円弧上に可動することで全長がシリンダへ面接触又は離間できるブレードとを有し、シリンダとブレードとの間に供する樹皮の黒皮を剥ぎ取る黒皮剥離装置であって、シリンダの表面がヘリカル形状の切込みを有している。
【００１２】
また、本発明の樹皮の黒皮剥離装置は、シリンダに対するブレードの押圧力を任意に制御することが可能な押圧力制御装置を新たに付設している。
【００１３】
また、本発明の樹皮の黒皮剥離装置は、シリンダとブレードにて挟持した樹皮に指向し昇華性微粒を投射する昇華性微粒投射装置を新たに付設している。
【００１４】
さらに、本発明の樹皮の黒皮剥離装置におけるブレードは、２段階の異なる角度により形成した刃先を有し、かつ、少なくとも２つ以上の刃先から構成されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の樹皮の黒皮剥離装置は、樹皮を挟持するためにブレードに対向して配されるシリンダの表面をヘリカル形状に彫刻切除している態様であることから、シリンダ回転に伴い剥ぎ取られた黒皮がシリンダ端部へ誘導されることになり、シリンダ上に残留しにくくなる。また、シリンダの一部に黒皮が残留していたとしても、後に剥ぎ取られた黒皮が残留している黒皮と衝突することで、黒皮排出の流れを促進させることができる。このことから、装置に残存する黒皮の除去について、従前のように装置を一時停止し、定期的に取り除く必要がなく、作業性に優れるばかりでなく、連続的、かつ、安定した黒皮の剥ぎ取りが可能となる。
【００１６】
また、本発明の樹皮の黒皮剥離装置は、ブレードとシリンダにて挟持した樹皮に直接昇華性微粒を投射できる態様であり、昇華性微粒が衝突した樹皮に熱収縮が起こり黒皮との界面に微小亀裂を発生させることができる。加えて、２つ以上の刃先を有するブレードを用いていることもあって、回転方向上流側において樹皮と接触する刃にて黒皮亀裂を拡張し、回転方向下流側の刃にて亀裂が入り剥ぎ取りやすくなった黒皮を効果的に取り除くことができる。また、付設した押圧力制御装置により、シリンダとブレードにて挟持した樹皮に対する押圧力が適正にコントロールできることから、樹皮自体を損傷させることなく黒皮の除去が実現でき、黒皮を取り除いた靭皮の製品品質が良質に保全できる。
【００１７】
さらに、本発明の樹皮の黒皮剥離装置は、従前、頻繁に実施していた、シリンダ近傍に残留した黒皮の取除き作業が不要となり、長期にわたって連続的に黒皮の剥離作業が実施できることから、黒皮剥離に掛かる費用の低廉化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の樹皮の黒皮剥離装置の概略を示す図である。
【図２】本発明のシリンダ態様の一例を示す図である。
【図３】本発明の昇華性微粒投射装置の一例を示す図である。
【図４】本発明のブレード態様の一例を示す図である。
【図５】本発明の樹皮への押圧状態を説明する図である。
【図６】一般的な樹皮の黒皮剥離装置の概略を示す図である。
【図７】一般的な樹皮の黒皮剥離装置の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。しかしながら、本発明は以下に述べる実施するための形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載される技術的思想の範囲内であれば、その他、様々な実施の形態が含まれる。
【００２０】
最初に、図７に記載される一般的な樹皮の黒皮剥離装置について簡単に説明する。ローラコンベア（５）に載置された樹皮（１）は、ローラコンベア（５）の回動によって例えば、上下部位にあって双方の歯車（６）の凹凸がかみ合うように配置された一対の歯車仕組みの隙間へ供給され、その時における歯車間の押圧によって、樹皮（１）から黒皮（２）を剥離させ、靭皮（３）を得る装置である。そして、この歯車仕組みは複数設置されている。
【００２１】
また、図６に記載される一般的な樹皮の黒皮剥離装置は、フレーム上にゴムロール（９）と刃（１１）を対向するように取り付けており、ゴムロール（９）と刃（１１）との間に樹皮（１）を挟持させるとともに刃（１１）に取設したスプリング（図示せず）の押圧により樹皮（１）へ刃（１１）をある程度の深さに食い込ませて、モータ（２６）からの駆動力によりゴムロール（９）を正転又は逆転させ、樹皮（１）の黒皮（２）を剥離させる装置である。
【００２２】
他方、本発明における樹皮の黒皮剥離装置は、図１に示すように基台（２０）に鉛直に配置した基軸（２１）と、その基軸（２１）にシリンダ軸（２５）の一端を支持させたシリンダ（１６）と、基軸（２１）の近傍に配置され任意の位置に支点（２８）を有し全長がシリンダ（１６）に指向し円弧上に可動するブレード（１４）とを有し、シリンダ（１６）とブレード（１４）との間に供する樹皮（１）へ挟圧を加えることで黒皮（２）を剥ぎ取る装置である。ここで、シリンダ（１６）は真円形状である。また、表層材質は金属、ゴム又は樹脂のいずれであってもよいが、樹皮（１）との摩擦特性及びシリンダの摩滅損耗の度合いから、好ましくは硬質樹脂が良い。
【００２３】
また、図２は、本発明におけるシリンダ態様の一例を示す図であり、シリンダ軸（２５）に配されたシリンダは真円形状であるとともに、シリンダ長において、シリンダ中央からシリンダ端部へ向かってヘリカル形状の切込みを有した態様（一般にダブルヘリカル形状と称す。）としている。このヘリカル形状の切込みは深さ１ｍｍから５ｍｍまでが適しており、好適は約３ｍｍである。ここで、シリンダ（１６）への切込深さを１ｍｍ以下に設計すると黒皮の排出流れが悪く、時に黒皮がシリンダ上に残留する場合がある。また、シリンダ（１６）への切込深さを５ｍｍ以上に設計すると、シリンダ（１６）とブレード（１４）との間の空隙領域が大きくなり、黒皮（２）の剥ぎ取り効果が低下する場合がある。また、ヘリカルピッチについては、８ｍｍから１５ｍｍまでの範囲における任意のピッチにていずれもその効果を確認している。
【００２４】
また、図３は、本発明の樹皮の黒皮剥離装置に昇華性微粒投射装置（１７）を付設した場合の一例を示す図である。昇華性微粒投射装置（１７）は、基軸（２１）に軸着するように取設されており、シリンダ（１６）の上部であって、樹皮（１）が存する箇所に指向し、昇華性微粒を投射できるように配置されている。また、その時の昇華性微粒の投射量や投射速度等は、昇華性微粒投射装置（１７）に連接された昇華性微粒投射の制御装置（１８）によって制御される。ここでは、昇華性微粒を毎分０．５ｋｇから２ｋｇまで噴射させることが可能である。また、噴射圧力は、０．５ＭＰａから４ＭＰａまでの範囲にて噴射することが可能である。なお、本実施の形態では、昇華性微粒投射装置（１７）を基軸（２１）に軸着するように設置した例にて説明したが、その他の箇所であっても、シリンダ（１６）の近傍であれば特に問題はなく、樹皮（１）が存する箇所に昇華性微粒を投射できればいずれに配置してもよい。さらに、昇華性微粒投射装置（１７）を複数配置する場合もある。ここで、「昇華性微粒」とは、一般に「ドライアイス」と称するものである。
【００２５】
また、図４は、本発明におけるブレード態様の一例を示す図であり、ブレード（１４）は、シリンダ回転方向の上流側にて接触するように配した第１の刃先（１４Ａ）と、第１の刃先（１４Ａ）より下流に配した第２の刃先（１４Ｂ）を有する態様である。また、いずれの刃先（１４Ａ、１４Ｂ）も２段階の角度（例えば、１段階目の角度をθ、２段階目の角度をλに設定）を有する形状であり、これらは剥ぎ取った黒皮をブレード（１４）から押し出し離間させることに役立つものである。また、第１の刃先（１４Ａ）がシリンダ（１６）に対して点接触しているのに対して、第２の刃先（１４Ｂ）は面接触していることが好適である。これらは第１の刃先（１４Ａ）にて樹皮（１）へクラックを与え剥ぎやすくし、第２の刃先（１４Ｂ）にてこそぎ取る役割を担う。なお、刃先は様々な態様とすることができるが、本発明では複数の刃先を有していることが特徴の一つであり、同様の効果が得られれば、その態様を特に限定するものではない。
【００２６】
また、図５は、樹皮（１）への押圧状態を説明する図である。樹皮（１）への圧力付与はブレード（１４）を装着したブレード軸（２７）を可動し、シリンダ（１６）に対する圧力制御を行う、ブレード軸（２７）に連接された押圧力制御装置（１５）によって行われる。また、シリンダの回転方向の選択や回転速度の制御は、シリンダ軸（２５）に連接された制御装置（１９）によって行われる。なお、ブレード軸（２７）及びシリンダ（１６）の駆動力については全ての駆動装置（２４）から得ており、そして、作業者は押圧力制御装置（１５）、又は制御装置（１９）に連接されたコントロールパネル（２３）を操作することで一連の剥ぎ取り操作を行うことができる。
【実施例】
【００２７】
本発明の実施の例示について、図１に示す樹皮の黒皮剥離装置の概略図を用いて説明する。ここで、使用するブレード（１４）は鋳鉄製であり、２段階の先端角度を有する２枚刃とした。このブレード（１４）は、取付けピン（２９）にてブレード軸（２７）に取り付けられている。また、シリンダ（１６）は、直径約８ｃｍの真円形状に設計しており、シリンダ中央からシリンダ端部へ向かって深さ約３ｍｍのヘリカル形状の切込み、いわゆる、ダブルヘリカル形状の切込みを行ったものを使用した。
【００２８】
また、駆動装置（２４）及びそれに連接する制御装置（１９）にて、シリンダ（１６）を正転方向に速度３５０ｒｐｍ回転させた。また、このシリンダ（１６）、そこに存する樹皮（１）に対するブレード（１４）の接触圧の調整については、支点（２８）から円弧状に可動するブレード軸（２７）の角度（γ）を押圧力制御装置（１５）及び押圧力制御装置（１５）に連接した駆動装置（２４）の駆動力にて適宜変動させており、約１．５Ｎの圧力を供するものに設計した。これらは、全て作業者がコントロールパネル（２３）の画面を操作することで行われる。
【００２９】
また、基軸（２１）に付設した昇華性微粒投射装置（１７）からは二酸化炭素微粒子と空気の混合粒子（混合比、二酸化炭素微粒子／空気；５／９５）をシリンダ（１６）の上部へ投射させることにし、昇華性微粒投射の制御装置（１８）からの指示により二酸化炭素微粒子を毎分約０．７ｋｇ噴射させた。また、噴射圧力を約０．３ＭＰａとした。これらについても、全て作業者がコントロールパネル（２３）の画面を操作することで行われる。
【００３０】
上述した条件において、本発明の黒皮剥離装置のシリンダ（１６）上部へ樹皮（１）を供し続けたところ、適切な黒皮（２）の剥離が連続的に実施できていたことを確認した。そのときにおけるシリンダ（１６）への黒皮（２）の残留はなかった。黒皮（２）は適宜シリンダに施したダブルヘリカル形状の切込みに従って、シリンダ端部まで誘導されていたことを確認した。また、樹皮（１）から黒皮（２）を取り除いた靭皮（３）を確認したところ目立った損傷もなく、極めて品質の良いものであった。また、本実施例では連続約４時間の確認を行ったが、樹皮（１）からの黒皮剥離において目立って劣化している箇所はなく、更なる黒皮（２）の剥離を継続して実施することが可能であった。
【００３１】
なお、実施例では、ブレードの材質を鋳鉄製とした例にて説明したが、高速度鋼、黄銅、その他の材質であってもある程度の強度を有する材質であれば問題なく、本発明と同様の効果を得られることを確認している。また、ブレードに一部付着した黒皮を除去するために公知のエアノズルをブレード近傍に配置することやブレード表面へ接触し可動するワイパ機構を付設した場合についても実施し、その効果を確認している。また、シリンダ（１６）の表面形状についてはヘリカル状に切込みを有していれば、取り除いた黒皮（２）を誘導することが可能であり、一様の効果を得ることが可能であることも確認している。
【００３２】
ここでは、説明上、樹皮を手投入した例にて説明したが、その上流において連続的に樹皮が供給できる公知の搬送機構を用いることも容易に想定でき、半自動化した樹皮の黒皮剥離を実現することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１      樹皮
２      黒皮
３      靭皮
４      ゲート
５      ローラコンベア
６      歯車
７      歯車の凸部
８      ゴムロールスイッチ
９      ゴムロール
１０      リンク
１１      刃
１２      刃取付軸
１３      Ｖベルト
１４      ブレード
１４Ａ      第１の刃先
１４Ｂ      第２の刃先
１５      押圧力制御装置
１６      シリンダ
１７      昇華性微粒投射装置
１８      昇華性微粒投射の制御装置
１９      制御装置
２０      基台
２１      基軸
２２      把手
２３      コントロールパネル
２４      駆動装置
２５      シリンダ軸
２６      モータ
２７      ブレード軸
２８      支点
２９      取付けピン
θ      １段階目の刃先角度
λ      ２段階目の刃先角度
γ      ブレード軸角度
【図１】
2019123120.tif 000003
【図２】
2019123120.tif 000004
【図３】
2019123120.tif 000005
【図４】
2019123120.tif 000006
【図５】
2019123120.tif 000007
【図６】
2019123120.tif 000008
【図７】
2019123120.tif 000009