JPH0346593B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、摩砕円板の２つの端面に直交する
中央軸を中心として回転する前記摩砕円板にリグ
ノセルロース材料を強制的に接触させて前記材料
から機械パルプを製造する方法および装置に関す
る。

この方法は1980年７月１日出願の対応する米国
特許出願第165120号の方法の改良である。この米
国特許出願の方法において粗材は公知の砥石摩砕
方法のように丸い木材すなわち丸太全体を一定の
長さに切断したものからなる。円筒形の砥石のわ
ん曲面の代りに模様付き鋼製円板の平らな端面を
使用すること並びに摩砕を大気圧以上の圧力で遂
行することは、前述した特許出願に詳細に述べて
あるような利点を有する。しかしながら丸い木材
に方法が制限されることはチツプ精砕方法のよう
に外側板、へり材、小寸のパルプ材、著しく曲し
た木材などの鋸機械の廃棄物を使用することがで
きないから粗材の点から見て不利である。木材チ
ツプから機械パルプを製造する従来知られている
方法は２つの相互に回転する精砕円板の原理を基
礎とする。チツプは現在では蒸気圧力下に円板の
間の間隙の中に導入されてここで自由に動く。例
えば英国特許第1266898号明細書参照。繊維は、
１部分は２つの回転する円板の作用で１部分は円
板の間で強く撹乱運動するチツプ粒子の間の摩擦
で解離され蒸気で軟化された木材結合部から脱繊
維される。その製品は繊維の長さ、強度および品
質において他の工業的に作られる機械パルプより
もすぐれているパルプである。故に高価な化学補
強パルプのかなりの節約が製紙において達成され
る。しかしながら、このいわゆる熱機械パルプは
高いエネルギ消費を必要とし、円板精砕機および
精砕円板は、高速回転でかつ所要の狭い間隙で大
きな精砕板を使用して申し分のない作動を達成す
るために極めて精密かつ安定に構成されなければ
ならない。

機械パルプにおける最大の強度は高速の新聞印
刷用紙機械および印刷過程ではげしい応力を受け
る新聞印刷用紙に対して特に望ましい。しかしな
がら多色グラビア印刷用紙のような他の品質の紙
に対しては印刷の質が少なくとも同様に重要であ
る。かかる場合には長繊維パルプよりも滑らかな
表面と高い不透明度を与えるような短繊維で微細
分の多いパルプが使用できる。

この発明の目的は、砥石摩砕の構造上の欠点と
丸い木材への材料の制限とを避けながら低いエネ
ルギ消費でかかるパルプを製造することにある。

この発明によれば、「摩砕円板の２つの端面に
直交する中央軸を中心として回転する前記摩砕円
板に、リグノセルロース材料を強制的に接触させ
る際に、前記材料を、ばらで粒子形状で供給し、
前記材料の多くの粒子を、同時に、摩砕円板の少
くとも１つの摩砕区域に対して保持し、圧縮し、
かつ水の存在下に前記摩砕区域に強制的に接触さ
せるようにして、リグノセルロース材料から機械
的パルプを製造する方法においが、前記の少くと
も１つの摩砕区域が、摩砕円板の少くとも１つの
端面に配置され、摩砕円板が、密閉され加圧され
るハウジングの中に収容され、前記材料が、連続
した耐蒸気のプラグまたは短寸ストランドの形
で、ハウジングにおける少くとも１つの開口を通
して、前記の少くとも１つの摩砕区域に供給され
ること、を特徴とする方法」並びに「摩砕円板の
２つの端面に直交する中央軸を中心として回転す
る前記摩砕円板と、並びに、リグノセルロース材
料を、ばらで粒子形状で、保持し圧縮し、かつ同
時に、前記材料の粒子を、水の存在下に、摩擦円
板における少くとも１つの摩砕区域に強制的に接
触させ供給する手段とを有する、リグノセルロー
ス材料から機械パルプを製造する装置において、
前記の少くとも１つの摩砕区域が、摩砕円板の少
くとも１つの端面に配置され、摩砕円板が、密閉
され加圧されるハウジングの中に収容され、ハウ
ジングが、少くとも１つの開口を備え、これを通
して、前記材料が、連続した耐蒸気のプラグまた
は短寸ストランドの形で、前記の少くとも１つの
摩砕区域に供給されること、を特徴とする装置」
が提供される。

以下この発明の実施例について詳述する。

第１図および第２図に図示されるように、円形
の摩砕円板１は水平軸２に取付けられ、これは軸
受３の中に支持されモータ４によつて回転され
る。軸受はさらに両方向の軸線向き推力を吸収で
きる。摩砕円板１の両端面は第４ａ図および第５
ａ図に示されるような突起の形状の模様５を備え
る。模様は摩耗に対して高い抵抗を有する鋼、鋳
鉄、カーバイドその他の材料で形成される。

摩砕円板はハウジング６によつて包囲され、こ
れは蒸気入口７、８個の水入口８、および圧力槽
１０に連通する底部の開口９を備える。ハウジン
グはさらに８個のチツプ入口１１のため開口を有
し、その各４個が摩砕円板の両端面のおのおのの
側に対称配置される。各チツプ入口はスクリユ供
給具１２に連結され、これは円錐スクリユ管１４
の内側に取付けられた円錐スクリユ１３を有し、
これは変速モータＭによつて回転する。スクリユ
管は差込み管１５に連通し、これは多きな摩砕面
積を与えるために送りの方向に広がりかつハウジ
ングにおける開口１１を介して摩砕面５にチツプ
を吐出する。

チツプはシユート１６を介してスクリユ供給具
の中へ落下し、チツプからなる耐蒸気の連続した
プラグまたは短寸ストランドの中へ摩砕円板に向
つて運ばれる。圧縮の程度はスクリユおよびスク
リユ管の円錐度に依存する。チツプのプラグはハ
ウジング６の中の加圧された蒸気によつて加熱さ
れ軟化する。チツプが摩擦円板の突起５に接触す
るようになると、チツプは繊維束、個個の繊維お
よび繊維片に粉砕される。これらは入口８を通し
て摩砕円板上に噴霧される温水によつて希釈され
る。水の中の繊維の懸濁液すなわちストツクは遠
心力によつて摩擦円板の周へ向つて運ばれ、ここ
でハウジング６の中に集積され開口９を通つて圧
力槽１０の中へ落下し、そこで弁１７を通つて外
気へ吹出される。圧力槽はさらに過剰の蒸気のす
べてを抜出するための弁１８を備えた蒸気出口を
有する。次いでストツクは通常のように過、渦
動浄化、紙の製造などからなるその後の処理へ公
知の方法で進められる。

ハウジングの内側は入口７を通る蒸気の送入に
よつて所望の圧力に維持される。圧力は100およ
び400から1000kPa（絶対）の間最も適しているも
のとして110と130℃の間の温度に対応する150か
ら250kPa（絶対）に保持できる。この温度で木材
接合部のリグニンは軟化し、それで繊維は実質的
に破損しない状態で解離される。摩砕の際のチツ
プは、繊維が摩砕面に平行になる丸い木材の摩砕
またはチツプが自由に動くチツプ精砕の場合とは
異つてその繊維が種種の方向になるようにして固
定される。これは微細分を多量に含有する短繊維
のパルプを生じる。しかしながら前述したように
これは或る紙質に対して有利であり、種種の形式
のパルプの混合によつて強度、印刷可能性などの
適当な組合わせが得られる。しかしながら短繊維
パルプの製造に必要なエネルギ消費は最大の強度
を有する長繊維パルプのそれと比べてかなり小さ
い。しかしながら、繊維の方向に最も長いチツプ
の寸法は圧縮され円板に接触するように押付けら
れたときにチツプが「寐る」すなわち繊維を摩砕
円板の平面内に位置させるような方向を占るとい
う効果を有するであろう。故に摩砕円板に直交す
る向きで摩砕される繊維の割合は小になるであろ
う。故に、前述したように平均繊維長は極めて小
さいけれどもパルプは明確な繊維特性を有するで
あろう。繊維組織の保持のための重要な因子は加
圧蒸気雰囲気である。これによつて得られる高湿
と高温の組合わせは繊維の解離を促進する。パル
プの質に影響する別の因子は添加される水の量、
円板の模様、円板の回転速度、チツプのプラグを
摩砕円板に押付ける圧力などである。最後のパラ
メータはスクリユ供給具１２の速度を変えること
によつて制御される。スクリユの速度が増大する
と接触圧が増大する。これによつてパルプは粗に
なる、すなわち粗で長い成分が増大し微細分の割
合が低減する。脱水に対するストツクの抵抗は低
くなる。同時に生産高は増大し摩砕用モータに掛
る負荷は高くなる。

すべてのスクリユ供給具１２を共通の速度制御
で同じ速度で運転することが好都合である。パル
プの微細度を極めて広い範囲で変化させるべきと
きには、最も微細な品質のパルプを製造するとき
に摩砕用モータの動力が不十分に利用され或いは
最も粗な品質のパルプを製造するときにモータが
過負荷になる。後者の場合にはスクリユ供給具の
或るものが停止できるが、互いに対向する供給具
は常に運転されるべきである。この方法によれば
摩砕円板１は軸線方向に釣合い、これは軸受への
負荷および円板の偏向に関して極めて有利であ
る。チツプのプラグを送出する管の内端と摩砕円
板上の突起との間の間隙ができるだけ小さいこと
が重要であつて、このようにすれば離解されない
チツプ片が滑り通過してストツクの中にはいるこ
とは不可能になる。この間隙は差込み管１５の内
方部分を軸線方向に調節することによつて摩砕円
板の摩耗に対して補正できる。これは摩砕円板が
平らであることによつて容易である。

第３図は摩砕円板の平らな端面の各側に４個の
供給具およびチツプ入口１１を設けれ代りにこれ
らを２個づつ設けた別の変型を示す。この設計は
利用できる摩砕面が小になるけれども簡単な装置
を提供し、故に例えば低い生産能力に適する。さ
らに供給シユートのチツプ供給の配備が簡単にな
る。

第４図は隆起リブ２０が実質的に半径方向に走
る摩砕円板の模様の設計を示す。木質の粉砕およ
び処理はこれらリブによつて主として円板の回転
方向についてその先縁によつて達成される。リブ
の間の溝すなわち通路２１はパルプを遠心力によ
つて円板の周へ向けて運ぶ。第５図はリブの代り
に長方形の突起２２を円板の表面に半径に沿つて
配置した別の模様を示す。リブまたは長方形の突
起は摩砕面から少くとも１−２mm望ましくは３−
５mm突出する。模様面は一体に形成できるが、望
ましくは摩砕円板上に取付けられた多くの板で構
成された摩耗したときに取替えられる。

上述した方法および装置の実施例は種種の方法
で変型できる。１つ、２つ、３つまたはそれ以上
の摩砕区域が各種の方法で円板の１方または双方
の端面に配設できる。材料の粒子は種種の方法で
摩砕面に供給できる。保持、圧縮および接触圧力
の維持のための手段は別の種類のもの例えば圧力
ピストンまたはチエーンでもよい。ハウジングの
中の圧力は空気または不活性気体のような蒸気以
外の圧力媒体で維持できる。摩砕面は例えば結合
剤に埋込まれたセラミツク粒子で形成できる。ス
トツクは各種方法で加圧ハウジングから排出でき
る。

材料は各種方法で例えば繊維結合部の軟化、酸
度（PH）の調節または漂白のための種種の化学剤
の含浸によつて予備処理できる。化学剤は摩砕段
階で望ましくは希釈水に溶解して直接に添加する
こともできる。しかしながら材料は以下で示すよ
うなほぼ平確な寸法を持つ粒子からなるというそ
の特性を失なうような化学的または機械的な手段
による破損を受けないようにすべきである。この
形状の凝集材料は精砕の場合とは異つて材料を摩
砕のために保持するに必要である。

かくしてこの発明は、水の存在下に多くの粒子
通常はチツプからなるばら形状の材料が摩砕円板
の１方または双方の端面の少くとも１つの摩砕区
域に対して保持されかつこれに接触するように押
付けられかつ摩擦円板が密閉され加圧されたハウ
ジングの中でこの円板の端面に直交する軸を中心
として回転するような、リグノセルローズ材料か
ら機械パルプを製造する方法および装置に関す
る。この発明を実施するに使用される材料の適当
な粒子寸法は繊維に平行な長さで約20−30mm、幅
で約10−20mmまた厚さで約５−10mmすなわち普通
のセルローズチツプのそれである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の寸法を実施するための装置
の軸線平面に沿う垂直断面図、第２図は第１図の
装置を軸線方向に見た立面図、第３図は別の変型
を示す第２図と同様の立面図、第４ａ図および第
５ａ図は摩砕円板の模様の相異なる設計を示す
図、第４ｂ図および第５ｂ図はそれぞれ第４ａ図
の−線および第５ａ図の−線に沿う断面
図である。 図面において、１は摩砕円板、２は中央軸、５
は摩砕区域、６はハウジング、９は出口、１０は
密閉容器、１１は開口、１２はチツプを摩擦円板
に接触させる装置、１３はスクリユ、１４は管、
１７は弁を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 摩砕円板１の２つの端面に直交する中央軸２
   を中心として回転する前記摩砕円板に、リグノセ
   ルロース材料を強制的に接触させる際に、前記材
   料を、ばらで粒子形状で供給し、前記材料の多く
   の粒子を、同時に、摩砕円板の少くとも１つの摩
   砕区域５に対して保持し、圧縮し、かつ水の存在
   下に前記摩砕区域に強制的に接触させるようにし
   て、リグノセルロース材料から機械的パルプを製
   造する方法において、前記の少くとも１つの摩砕
   区域が、摩砕円板の少くとも１つの端面に配置さ
   れ、摩砕円板が、密閉され加圧されるハウジング
   ６の中に収容され、前記材料が、連続した耐蒸気
   のプラグまたは短寸ストランドの形で、ハウジン
   グにおける少くとも１つの開口１１を通して、前
   記の少くとも１つの摩砕区域に供給されること、
   を特徴とする方法。 ２ ハウジング６の中の圧力が、蒸気によつて維
   持される、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ ハウジング６の中の圧力が、空気または不活
   性気体によつて維持される、特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。 ４ ハウジング６の中の圧力が、100および400か
   ら1000kPa（絶対）の間、望ましくは、150と
   250kPa（絶対）の間である、特許請求の範囲第１
   項から第３項のいずれか１項に記載の方法。 ５ 材料の粒子が、摩砕の間またはそれ以前に、
   繊維結合の軟化、酸度（PH）の調節または明るさ
   の増大のために、含浸などで化学剤にさられる、
   特許請求の範囲第１項から第４項のいずれか１項
   に記載の方法。 ６ 摩砕円板１の２つの端面に直交する中央軸２
   を中心として回転する前記摩砕円板と、並びに、
   リグノセルロース材料を、ばらで粒子形状で、保
   持し圧縮し、かつ同時に、前記材料の粒子を、水
   の存在下に、摩擦円板における少くとも１つの摩
   砕区域５に強制的に接触させ供給する手段とを有
   する、リグノセルロース材料から機械パルプを製
   造する装置において、前記の少くとも１つの摩砕
   区域５が、摩砕円板の少くとも１つの端面に配置
   され、摩砕円板が、密閉され加圧されるハウジン
   グ６の中に収容され、ハウジングが、少くとも１
   つの開口１１を備え、これを通して、前記材料
   が、連続した耐蒸気のプラグまたは短寸ストラン
   ドの形で、前記の少くとも１つの摩砕区域に供給
   されること、を特徴とする装置。 ７ 連続した耐蒸気のプラグまたは短寸ストラン
   ドの形になるように前記材料を供給し圧縮するた
   め、管１４の中で回転する少くとも１つの圧縮ス
   クリユを備える、特許請求の範囲第６項に記載の
   装置。 ８ 摩砕円板１の端面のおのおのに、少くとも１
   つの材料入口１１が配置され、これが、他の端面
   における対応の入口に対向するように位置する、
   特許請求の範囲第６項または第７項に記載の装
   置。 ９ 前記の少くとも１つの摩砕面が、鋼、鋳鉄、
   カーバイドのような耐摩耗性の模様付きの硬質材
   からなり、または結合剤で結合されたセラミツク
   からなる、請求の範囲第６項から第８項のいずれ
   か１項に記載の装置。 １０ 前記の少くとも１つの摩砕面が、リブまた
   は長方形突起の形の隆起した摩砕手段を備え、そ
   の間に、摩砕面の周に向つて実質的に半径方向に
   指向された通路または溝が形成される、特許請求
   の範囲第９項に記載の装置。 １１ 隆起した摩砕手段が、摩砕面から少くとも
   １−２mm望ましくは３−５mm突出する、特許請求
   の範囲第１０項に記載の装置。 １２ 摩砕手段が、多くの別別に取替えできる板
   に形成される、特許請求の範囲第１０項または第
   １１項に記載の装置。 １３ 加圧されるハウジング６の出口９が、この
   ハウジングと同じ圧力の密閉された容器１０に連
   通し、この容器が、外部へのこの容器からのスト
   ツクの排出を達成するための弁などの手段を装着
   し、前記排出が、容器の中に所与のストツク水準
   を維持するように制御される、特許請求の範囲第
   ６項から第１２項のいずれか１項に記載の装置。