JPS5920038B2 - 繊維原料洗浄方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、紙の脱インクに特に有効な、繊維原料（ｆｉ
ｂｒｅ ５ｔｏｃｋ ）を洗浄する方法と装置とに関す
る。

廃紙、特に印刷された廃紙の回収および再使用は、生態
学的および財政上の理由から非常に重要である。

すなわち、もし操作が有効に行なわれれば、回収および
再使用は天然資源の保護に有用であり、製紙業において
使用される原料を、天然資源から獲得するよりもより安
価につくり出すことができる。

従来技術の脱インキ方法は多くの工程を必要とする。

すなわち、まず廃紙を適当な化学薬品の稀薄水溶液でど
ろどろにし、金属片およびプラスチック片の如き異物を
除いて繊維原料を製造する。

次に、この繊維原料を清浄にして、「灰色の原料（’
ｇｒｅｙ ５ｔｏｃｋ “）」として知られているもの
をつくる。

この段階において、インク粒子は懸濁しているであろう
。

最後に、インクを原料から、洗浄法または浮選法によっ
て取除匂 従来の浮選技術は１％以下のコンシスチンシー（ｃｏｎ
ｓｉｓｔｅｎｃｙ ）の原料の使用が必要であるが、あ
る系は２％までの濃度を取扱うことができる。

この比較的低い濃度という必要条件は、浮選によるイン
キ除去の低速度と相まって、これらの技術がいくつかの
欠点を有していることを意味する。

従来の洗浄技術においては、原料を約１％の濃度まで、
たとえば清澄水で稀釈し、次に懸濁インキ粒子を含んで
いる水を濾過する。

しかし、原料が濃く、たとえば、約３〜４％の濃度にな
ると、それ自身の濾過作用が働き始め、インキ粒子が残
り、清澄水のみが流れ出る。

この内部濾過は洗浄効率を低下する。

すなわち、原料を再稀釈して再濾過することが必要であ
る。

原料が所望の白色度を得るまで、洗浄を何回か繰返すこ
とが必要である。

その結果、多量の洗浄水が必要であり、いくつかの工程
のための設備費が高くなる。

洗浄作業中に、原料からの繊維が濾過スクリーン（ｆｉ
ｌｔｅｒ ５ｃｒｅｅｎ ）などをつめる傾向があり、
そのために効率がさらに低下し、しばしばスクリーンを
洗浄することが必要であるという問題がさらに起こる。

勿論、この問題は、原料の濃度が高い程、激しくなる。

米国特許第１９２１０８０号は、スクリュー・コンベヤ
ー（ｓｃｒｅｗｃｏｎｖｅｙｏｒ ）を用いて、穴の明
いた円筒に沿って原料を通し、コンベヤー軸中の穴を介
して水を供給する原料洗浄用装置を開示している。

これは原料の完全な攪拌を起こす。しかし、繊維とグリ
ース状の印刷インキとが穴に集まるようで、穴を掃除す
るために装置が特別に備えられている。

これは余分な流体の使用を伴う。この装置は高濃度の原
料を有効に洗浄できる見込みがなし・。

約２な（・し８％という高濃度で有効に原料を洗浄する
ことは能力的に長所である。

必要な洗浄水が減少し；化学薬品が不必要な大量の水で
稀められないので、化学薬品をより有効に使うことがで
き：必要に応じ漂白の如き次の段階以前に、脱インキ原
料を濃縮する必要性を減少する。

しかし、インキが残留し、かつ濾過スクリーンがつまる
という上記の問題はより一層重要になる。

公告英国特許出願第２００９２７４Ａ号には、攪拌部材
を備えた濾過スクリーンの使用が提案されていて、そこ
では濾過スクリーンと攪拌部材との間に相対的な回転運
動が行なわれ、繊維がクラスタ（ｃｌｕｓｔｅｒｓ ）
の周りを回る配置になっている。

本発明の１つの特徴は、２ないし８％の範囲内の濃度を
有する繊維原料を洗浄する方法において、原料が入口端
から出口端へ、実質的に水平に設置された長手方向に伸
びかつ断面において上方向にへこむように彎曲している
濾過スクリーン部を通り：上記スフリーフ部の曲率軸か
ら下向きに半径方向に入れ換えられ、かつ上記原料内に
浸漬されるように洗浄液を、上記スクリーン部によって
限られている空間内へ、少くとも上記入口から長手方向
に離れている領域において原料中へ、固く据付けられて
いる長手方向に伸びている液体供給部材によって導入す
る：また上記スクリーン部は上記の曲率軸の周りを移動
し、それによって原料がスクリーン部に沿って通過する
時に原料が転がり作用（ｔｕｍｂｌｉｎｇ ａｃｔｉｏ
ｎ ）を受ける繊維原料洗浄方法を本発明が提供する
ことである。

本発明の他の特徴は、長手方向に伸びているｐ過スクリ
ーン、少くとも１部分が実質的に水平に設置されかつ断
面において上方向にへこむように彎曲している１部分、
上記スクリーン部の曲率軸の周りの運動を有効にする装
置、上記スクリーン部に沿う通路へ向って上記スクリー
ン部の一端へ繊維原料を供給する装置、上記スクリーン
部の他端から繊維原料を取り出す装置および上記曲率軸
から半径方向に下向きに入れ換えられるように固く据付
けられた長手方向に伸びて（・る液体供給部材を包含す
る繊維原料の液体処理用装置を本発明が提供することで
あり、上記液体供給部材は処理液を上記スクリーン部に
よって限られた空間内へ、少くともスクリーン部の上記
１端から長手方向に離れている領域において入れる装置
を備えている。

たとえば、ｒ過スクリーン部は、実質的に水平な回転円
筒スクリーンの内面部によって限定されていてもよ見・
。

使用時に、洗浄液は原料中へ導入され、液は円筒スクリ
ーンを通って流出し、円筒スクリーンを部分的に満たし
ている原料は、回転円筒スクリーンと原料との間の摩擦
力による転がり作用と原料に働く重力とを受け、原料出
口へ向う通路に沿って動く。

回転円筒シリンダー、たとえば部分的に原料で満たされ
ている回転円筒シリンダー内部の転がり作用を原料が受
けることによって、インキ粒子の有効な除去が獲得され
、沢過スクリーンのつまりが、かなりの程度まで避けら
れることが判明した。

従来技術の方法においては、繊維が比較的均一に分散さ
れて（・る。

そのため瀝過スクリーン上への沈降してつまりを起こし
易し・；またスクリーンを通過する繊維の損失もある。

本発明においては、原料の固体ウェブ（ｗｅｂ ）が集
積せず、通路を通り抜けるのを防いでいるにも拘らず、
スクリーンの目詰りと繊維の損失とが本質的な問題であ
る程には、原料は分散されていなし・。

たとえば公告英国特許出願第２００９２７４Ａ号におい
ては、スクリーンにおける原料の移動を行なうために攪
拌部材を使う必要がある。

原料の移動のために洗浄液は原料と混合される。

本発明においては、別個の攪拌部材なしに、原料の移動
を行なうことができる。

洗浄液が流れ、それによってインキ粒子を含有している
液体を置き換えている層内を、原料は実質的に移動して
いる。

洗浄液の消費は少なく、電力消費も低し・０スクリーン
の詰りを避け、停止後、装置を容易に操作できる。

原料の所望の移動を行なうために、円筒スフリスクリー
ンの直径である。

円筒スクリーンはその容積の少くとも１０％、好適には
約２０ないし４０％まで原料で満たされなげればならな
い。

６０％以上の充填比（ｆｉｌｌｉｎｇ ｒａｔｉｏ ）
は本装置の効率を損なうので避けられなければならない
。

洗浄液は転がっている原料の中心または中心付近に導入
されなければならなし・、すなわち、原料は洗浄液を散
布する液体供給部材の周りを循環させられる。

好適な実施態様においては、液体供給部材はその長さに
沿った複数の装置を備え、円筒スクリーンの内面までス
クリーンの直径の５ないし３０％の距離に円筒スクリー
ンの下半分に設置されている。

その形状は、低い流れ抵抗を与えるようなものでなけれ
ばならなし・。

少くとも原料の入口から離れている領域における洗浄液
の導入東原料に対しほぼ向流方向に清浄液を流すことと
なる。

好適には、洗浄液を原料通路の長手方向に沿って導入し
て、その内の原料を、たとえば洗浄水と定常的に接触さ
せる。

これは原料濃度の不均一さを減少する。

通路に濃度勾配を生じることが望ましい。

すなわち、灰色の原料を約３ないし５％濃度で導入し、
清浄化された原料を約５％ないし６３Ａ濃度で取り出す
。

これは、加えられた洗浄液より多くの流出液を抜き取る
ことによって達成される。

本発明の好適な実施態様においては、原料入口に近い場
所から流出液を引き出すように流出出口が配置されてい
る。

次に、本装置は再循環装置を包含し、それによって流出
液の一部分を、通路の長手方向に沿う中間より先の領域
から流出液を引き出し、原料洗浄用の比較的清浄な液と
して、この再導入液が引き出された領域と原料入口との
間の領域へ再導入する。

再循環に好都合な流出液は、通路に沿ってほぼ半分進ん
だ所から引き出される。

流出液中に懸濁しているインキ粒子の濃度は、原料出口
に近い領域よりも、原料入口に近い領域における方が遥
かに多い。

すなわち、通路に沿って半分進んだ所から排出された流
出液は比較的清浄であり、原料が通路の前半を通る時に
、原料洗浄用清浄液の代りに使用しても差支えない。

この装置の長所は、装置の稼働時に使われる洗浄液の量
を約半分にまで減少することができることである。

通路の後の部分から前の部分への比較的清浄な液の戻り
を、所望により、℃・くつかの段階において行なっても
よい。

スクリーンは、円筒状である代りに、ローラ（ｒｏｌｌ
ｅｒ）などの上を適当に案内され、凹部を与える連続的
な可撓性ベルト（ｂｅｌｔ）状部材であってもよい。

原料入口から原料出口への原料の所望の前進運動を達成
するために、スクリーンは少し傾斜しているか、または
その内面上にらせん状リブ（ｒｉｌ）ｓ）を備えてもよ
し・。

以下、本発明の２つの実施態様を実施例により、添付の
図面を参照しながら説明しよう。

図面において、概略的に示された装置１はバット（ｖａ
ｔ）２を包含し、その内に、円筒状金網４と端板５と６
とを備えた円筒スクリーン・ドラム（ｃｙｌｉｎｄｒｉ
ｃａｌ ５ｃｒｅｅｎ ｄｒｕｍ） ３がそのほぼ水平
な軸の周りを回転するように配置されて℃・る。

金網（ｗ ｉｒｅ ｍｅｓｈ ）は外１則から、穴明き
構造またはその他の適当な装置（不図示）によって支え
られてし・る。

スクリーン・ドラム３の内には、洗浄液を導入するため
の装置７が概略的に示されている。

装置７はその長手方向に沿って多数の孔９を備えた平ら
な中空の長手方向に伸びている部材８を包含している。

部材８はスクリーンの軸の下に位置し、すなわち、その
曲率の中心の下に位置し、従って金網からは距離的に円
筒状スクリーンの下半分内に位置している。

低い流れ抵抗を与えるように部材８の形は丸し・。

スクリーン・ドラムの端板は円筒状フランジ（ｆｌａｎ
ｇｅｓ ） １０および１１を備え、それによってドラ
ムをローラー（ｒｏｌｌｅｒｓ ） １２および１３の
上に支えて（・る。

ドラムは適当な、駆動装置（不図示）によって回転され
る。

円筒状金網４は通路１４を限定し、この通路に沿って原
料は、ドラム３の一端の入口１５からドラムの他端の出
口１６へ矢印Ａの方向に通過する。

スクリーン・ドラムの軸は僅かに傾斜、たとえば約１°
だけ傾斜して、原料の前進運動を行なう。

中空部材８は仕切り壁１９によって第１部分１７と第２
部分１８とに分けられて℃・る。

入口バイブ２０は新鮮な清浄水（または他の適当な洗浄
液）を供給するために備えられていて、第１部分１７へ
つながっている。

ここから液は穴９を介して通路１４へ通過する。

バットは仕切り壁２３によって第１室２１と第２室２３
とに分げられて（・る。

バットの各室はそれぞれ出口開口２４および２５を有し
ている。

流出液は金網３を通って室２１および２２へ通り、そこ
から出口開口２４および２５を通って流れ出る。

室２１からの比較的清浄な流出液はポンプ２７によって
導管２６を通り再循環液入ロバイブ８へ流れる。

このパイプは第２部分１８へつなげられて℃・る。

ここから再循環液は穴９を介して通路１４へ行く。

装置の出口端における端板６は開口２８、らせん状の刃
２９および円筒状の面３０を備え、それらはドラムから
原料を抜き出すのを助ける。

装置１の使用時に、清浄水は入口２０を介して安定した
流れで供給され、灰色の原料はスクリーン・ドラム３を
部分的に満たすように、すなわちこの実施態様において
回転していない時ドラムの軸より以下の水準まで満たす
ように入口１５を介して供給される。

スクリーン・ドラムは比較的低速で連続的に回転される
。

入口１５を介して入る灰色の原料は比較的高濃度、すな
わち２％と８％との範囲内である。

原料がドラム内を進む時、それは洗浄水と連続的に接触
しながら運ばれる。

この水はインキ粒子を懸濁液として取り上げ、流出液と
して金網４を通り、装置の下端の出口２５を通過する。

装置の出口端の室２１内の流出液は比較的清浄であり、
従って装置の入口端において灰色の原料を洗浄するのに
使用するために、ポンプ２７によって再循環される。

清浄化された原料は、らせん状の刃２９の作用で助けら
れて出口１６を通って装置の出口端へ排出される。

定常状態は、灰色の原料と清浄水とが連続的に系に供給
され、かつ清浄化された原料と流出水とカ連続的に取り
出されることによって達成される。

またポンプ２７も連続的に働いているであろう。

ドラムが回転する時、金網３の内側に近い原料中の繊維
は、金網と原料との間の摩擦力のため第２図の矢印Ｂの
方向に動くであろう。

重力が原料を矢印Ｃの方向に金網から離れさせるまで、
原料は金網の運動に従うであろう。

原料は、液を原料中に導入する中空の部材８０周りを、
ドラム内で混合されることなく転がる。

インキ粒子を含有している液は外へ金網を介して移され
る。

この方法で、篩３の目詰りを避けながら、有効なインキ
除去が達成される。

このように、本装置は灰色原料を連続的に脱インキする
ことが可能である。

要求されろ原料の品質に従って、流量、ドラム速度など
の如き各種パラメーター（ｐａｒａｍｅｔｅｒ ）を変
えてもよい。

一般に、要求される原料が明る（・程、装置内の滞留時
間は長いであろう。

適当な流量計などを装置の操作の監視に使用できる。

上記の実施態様の装置は、１日当り篩の１平方メートル
当り２トン以上の繊維を容易に処理する。

すなわち、５平方メートルの篩は、装置を好ましくなく
大きくすることなしに、適当な供給を提供するであろう
。

さて、第４図および第５図の実施態様について説明する
。

装置は、流出液出口３２を備えた半円形断面のバット３
１を包含している。

全網製の連続ｊ」過ベルト（ｂｅｌｔ）３３はローラー
３４゜３５．３６および３７上を案内される。

ローラー３４と３５との間ではベルトは支えられていす
、曲率軸３９を有する実質的に半円形の断面の上向きに
へこんだｒ過スクリーン部３８を形成する。

スクリーンはローラー、たとえば軸４０によって１駆動
されるローラー３５によって軸３９０周りを駆動される
。

スクリーンが駆動されると、軸３９の下の彎曲部の低部
を満たしている原料は、上記実施態様における如く転が
る。

転がっている原料内に、上記実施態様の液体供給部材８
と同様な液体供給部材４１がある。

スクリーン部３８の端は、バットの端板４２および４３
に対しフランジ（不図示）によって密封されている。

装置の操作の他の点については、上記の実施態様のそれ
と同様である。

装置を主に脱インキの観点から説明したが、この特定の
応用に限定されるものでないことが理解されるべきであ
る。

この装置は他の洗浄目的にも吏用可能であり、繊維原料
の化学的処理に関しても使用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の縦断面線図である。 第２図は第１図の線Ｉ−Ｉについての断面図である。 第３図は第１図の線■−Ｈにつし・ての立面図である。 第４図は本発明の第２の実施態様の装置の横断面図であ
る。 第５図は第４図の線■−■につ℃・ての縦断面図である
。 〔主な符号の説明〕、１・・・・・・装置全体、２，３
１・・・・・・バット、３・・・・・・スクリーン・ド
ラム、４・・・・・・金網、γ・・・・・・洗浄液導入
装置、８，４１・・・・・・液体供給部材、１２，１３
・・・・・・ドラム、１５・・・・・・原料入口、１６
・・・・・・原料出口、１９，２３・・・・・・仕切り
壁、２０・・・・・・洗浄液入口、２７・・・・・・ポ
ンプ、２８・・・・・・再循環液入ロバイブ、３３・・
・・・・連続濾過ベルト、３４，３５，３６，３７・・
・・・・ローラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １２な（・し８％の範囲内のコンシスチンシーを有する
   繊維原料を洗浄する方法において、原料が入口端から出
   口端へ、実質的に水平に設置された長手方向に伸びかつ
   断面において上方向にへこむように彎曲しているｒ過ス
   クリーン部を通り；上記スクリーン部の曲率軸から下向
   きに半径方向に入れ換えられ、かつ上記原料内に浸漬さ
   れるように洗浄液を、上記スクリーン部によって限られ
   て（・る空間内へ、少くとも上記入口から長手方向に離
   れてし・る領域において原料中−１固く据付けられても
   ・る長手方向に伸びている液体供給部材によって導入す
   る、また上記スクリーン部は上記の曲率軸の周りを移動
   し、それによって原料がスクＩＪ−ン部に沿って通過す
   る時に原料が転がり作用を受けることを特徴とする前記
   の繊維原料洗浄方法。 ２ 瀝過スクリーン部は中空の円筒状スクリーンによっ
   て限られている特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 円筒状スクリーンは少くともその容積の１０％を原
   料によって満たされる特許請求の範囲第２項に記載の方
   法。 ４ 円筒状スクリーンはその容積の６０％までを原料に
   よって満たされる特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ５ 円筒状スクリーンはその容積の約２０なし・し４０
   ％まで原料によって満たされる特許請求の範囲第２項に
   記載の方法。 ６ 洗浄液はスクリーン部の長手方向に沿う複数の地点
   において原料中へ導入される特許請求の範囲の上記の各
   項のいずれかにおいて記載の方法。 ７ 洗浄液は転がって℃・る原料の長手方向の中心線内
   またはそれに隣接する所へ導入される特許請求の範囲第
   ５項または第６項のいずれかに記載の方法。 クリーンの直径をメートルで表わしたものである特許請
   求の範囲第２項に記載の方法。 ９ 長手方向に伸びている「過スクリーン、少くとも１
   部分が実質的に水平に設置されかつ断面において上方向
   にへこむように彎曲している１部分、上記スクリーン部
   の曲率軸の周りの運動を有効にする装置、上記スクリー
   ン部に沿う通路へ向って上記スクリーン部の一端へ繊維
   原料を供給する装置、上記スクリーン部の他端から繊維
   原料を取り出す装置および上記曲率軸から半径方向に下
   向きに入れ換えられるように固く据付けられた長手方向
   に伸びている液体供給部材を包含し、上記液体供給部材
   が処理液を上記スクリーン部によって限られた空間内へ
   、少くともスクリーン部の上記１端から長手方向に離れ
   ている領域において入れる装置を備えている繊維原料の
   液体処理用装置。 １０ 上記ｒ過スクリーン部は円筒状ｒ過スクリーン
   によって規定される特許請求の範囲第９項に記載の装置
   。 １１ 上記濾過スクリーンは複数のローラー上を案内
   される無端濾過ベルトによって規定される特許請求の範
   囲第９項に記載の装置。 １２ 液体供給部材は円筒状スクリーンの軸から円筒
   状スクリーンの直径の５ないし３０％の範囲内の距離に
   設置されている特許請求の範囲第１０項に記載の装置。 １３ 液体供給部材はその長手方向に沿って複数の穴
   を備えている特許請求の範囲第９項ないし第１２項のい
   ずれかに記載の装置。 １４液体供給部材は、低い流れ抵抗を与える平らな断面
   を有している特許請求の範囲第９項なし・し第１３項の
   も・ずれかに記載の装置。