JPS5934834B2 - 故紙を含む原料から紙繊維を回収する方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 故紙は過去紙繊維の利用だけでなく新しい紙製品への再
利用のための重要な供給源となっており、多様な種類と
品位の故紙原料は製紙業および板紙製造業にとっては必
需品になっている。

近年、使用ずみの紙原料を再利用する傾向は高まるばか
りで、このような動向は特に都市廃棄物から再利用可能
な紙繊維を回収するための本出願人に許可された例えば
米国特許第３，７３６，２２３号の開示システムにまで
発展してきている。

商業規模で活用される故紙の再利用に際しては、回収、
仕分けおよび梱包作業の経済的制約から使用ずみの紙製
品がプラスチックやぼろ等の他に無機質の多量の夾雑物
を混在するためそのクリーニングおよびスクリーニング
には様々な技術的課題が伴なうのが普通であった。

故紙混合物のうちの比重の犬ぎな夾雑物は従来の粗大ご
み除去装置や遠心クリーナによって紙から分離すること
は困難である。

さらに重要な問題は比重がセルローズ繊維と似たプラス
チック類等のごみの分離が難かしく、シかもこうしたご
みが故紙の１５パ一セント以上の重量比で混じっている
ことである。

さらに評言すると、通常故紙の破砕に先ず使用されるパ
ルパーはスラッシングにきわめて有効であるが離解が不
完全であり、このためパルパーによって例えば３／８イ
ンチ以下の孔径の比較的小さな抽出孔を通過するところ
まで紙を破砕ｒるためにはかなり長時間のパルプ化を必
要とすることになる。

このため、混合物中のプラスチック分が微細化しにくい
だけでなくパルパー内に蓄積されて離解ずみの紙繊維を
抽出する妨げともなる。

このような事態はパルパーの効率を低下させて動力消費
をいたずらに増大させまたパルパーをしばしば停止させ
て内部の掻出しを行わねばならないなどの問題を生ずる
。

これまでは上記のような問題を回避するためにパルパー
の抽出孔を大きくする方向がとられたが、これは別の問
題を新たに生ぜしめたにすぎなかった。

例えば、装入した故紙の離解が不完全になるため多数の
紙繊維の細片がプラスチックの細片と同程度になりスク
リーニングによって分離しにくくなることが挙げられる
。

この間、唄は繊維分と各種細片との混合物をプラスチッ
クの粒径はそれほど小さくせずに紙だけを離解するデフ
レーカによって処理することで解決することができる。

しかし、このデフレーカによる処理はプラスチック、紙
細片、離解ずみの紙繊維のすべてを離解装置で処理しな
ければならないため、むだな動力消費を招来することに
なる。

上記の問題の解決に効果的な技法が本出願人に対する米
国特許第３，８７７，４１０号として開示されている。

この特許によれば、パルパーを紙の離解の完全を期すと
いうよりもスラッシングのみに利用し、スラッシングと
遠心クリーニングにかけたスラリーを大きなコンシスチ
ンシーでスクリーンにかけたプラスチック等と離解ずみ
の紙繊維とを高速で分離し、次でスクリーンの非通過物
をデフレーカにかけてスクリーンを通過した原料を再循
環させるように、システム内のステーションを配列して
いる。

上記の米国特許第３，８７７，４１０号によれば、パル
パーの抽出板の孔径は１インチ以上とかなり大きく、こ
のため抽出した原料を全て微細スクリーンにかけて離解
かすんだ原料を取出すことが不可欠であった。

多量の良質の繊維を含むスクリーン非通過物は、全てデ
フレーカで離解されてからテーリングスクリーンでスク
リーニングされ、ここでスクリーンを通過した原料は最
初のスクリーニングステーションまたはパルパーの一方
に向けて送給ラインに還流される。

このシステムは都市固形廃棄物から特に繊維を回収する
ためには従来のアプローチに比べてかなり進んだもので
あることが明らかである。

本発明は上記の米国特許第３，８７７，４１０号の開示
技術の利点とするところを全て保持しながらこれをさら
に改良するものである。

すなわら、本発明はパルパーに装入する故紙原料の大部
分の離解を比較的高速で完全に行い、この場合の動力消
費を、パルプ化および抽出の妨げとなるプラスチック等
の軽量ごみの連続的な除去によって故紙の全装入量の処
理動力よりも低減し得るようにしたものである、 本発明は、パルパーに上記の軽量ごみの連続的分離に適
した十分大きな抽出孔を設けることにより、事実上離解
かすんだ紙繊維をほとんど取出し、離解作用が行われる
ものに対してこれを全て離解せしめることに特色がある
。

この結果、精製が過剰に行われることが先ず考えられる
が、原料をそれ以上離解させる必要のないところまでデ
フレー力の効率を低下させてもよいことになる。

本発明によれば、パルパーには事実上孔径の異なる２種
類の抽出板領域が設けられる。

一つの領域の孔径は比較的小さく１／８ないし３／８イ
ンチ代表的には３／１６インチであり、この領域は抽出
室に連通していてここから原料水は適宜容量の貯槽に連
続的に抜き出される。

もう一つの領域の孔径は大きくて１／２ないし２インチ
代表的には１インチであり、これは別の抽出室に連通し
ている。

上記の小径の抽出孔から抽出された原料水の第１の分取
スラリーは主としてほとんど離解のすんた紙繊維とごく
少量のプラスチック等の浮遊ごみからなる。

第２の分取スラリーにもかなり多量の十分離解された繊
維および離解の不完全な繊維が含まれているが、これに
はプラスチックのシートまたはフィルム等の浮遊ごみが
大部分を占める。

第２の抽出板の孔径は上記の浮遊ごみを連続的に除去す
ることによりパルパーに目詰りを起こさせたりロータに
不要な負荷をかけたりしないように選定することが推奨
される。

上記の第２の分取スラリーは先ず遠心クリーニングにか
けて比重の大きな夾雑物を除去してから、上記の小径の
抽出孔よりもいく分小さな孔径の多孔面をもったスクリ
ーンすなわち１／１６ないし３／１６インチ代表的には
１／８インチの多孔板を有するスクリーンにかけること
が望ましい。

このスクリーンを通過した原料は主としてほとんど離解
された紙原料からなる。

従ってこれは第１の抽出板から抜き出された原料水と混
合されるように貯槽に移送される。

上記のスクリーンを通過できなかった原料はパルパーか
らの浮遊ごみをほとんど全て含んでいるが、これにも再
回収可能であるが未離解の紙原料がかなり含まれている
。

これはさらにデフレーカにかけて離解され、このデフレ
ーカの処理原料は第１のスクリーンよりも比較的大きな
１／４ないし１／２インチの孔径をもったテーリングス
クリーンに供給される。

このテーリングスクリーンを通過した原料はパルパーに
再循環され、はとんどがプラスチック等の浮遊ごみから
なるテーリングスクリーンの非通過物は排棄される。

また、デフレーカを処理システムから取除いてスクリー
ンを同様にして浮遊ごみの分離とパルパーへの回収可能
な紙原料の還流に用いることができる。

本発明による利点は、抽出板領域が全体として原料の小
孔径の抽出機能を果たしこのためそれ以上の離解を要し
ないことである。

同時に、大孔径の抽出領域は小孔径抽出板の障害となる
浮遊ごみをパルパーから連続的に排除する。

さらに、抽出板のごく小部分のみを大孔径として、第１
のスクリーンの流れをこれに応じて少なくしてデフレー
力が用いられてもその負荷のみならずパルパーへの離解
原料水の再循環を最小限度にすることができる。

かくして各処理ステーションの効率が向上し有用な繊維
の全体としての生産量が増大することになる。

本発明の実施例を図示した添付図に従って以下詳述する
。

図に示す装置システムにおける機械の主部には、処理槽
１０、この槽内で回転するロータ１１、このロータ下方
にあって比較的小孔径すなわち１／８−３／８インチの
抽出孔をそなえた抽出板１２、比較的大孔径のすなわち
１／２−２インチの抽出孔をそなえた第２の抽出板１３
からなる抽出領域を組込んでなるパルパーがある。

図のごとく、抽出板１２は抽出板１３よりも面積が広く
全抽出面積の９０％の程度を占めている。

抽出板１２゜１３は各自その下方の別個の抽出室に連通
し、これらの抽出室にはそれぞれ取出し管路１４，１５
が設けられている。

コンベア２０は故紙原料を槽１０に運び入れるもので、
この場合の装入量は市販の「故紙」かう都市廃棄物に至
る故紙中の原料含量に応じて任意に選択することができ
る。

粗大ごみ除去装置２２は槽１０に隣接し導管２３を介し
て相互に連結されている。

水は管路２４から粗大どみ除去装置２２、その連結導管
２３を経て処理槽に連続的に供給される。

上記のステーションに用いるのに適したパルパーの好例
は米国特許第３，３３９，８５１号、第３．５９５，４
８８号に開示され、また粗大ごみ除去装置については同
第３，５４９，０９２号に開示されている。

パルパーの基本的特性は、故紙原料と水とを機械的剪断
力と流体力学的力および衝撃で混合して槽内の固形原料
を抽出板１２の多孔面から通過し得るところまで高速で
効率よく破砕することができる点である。

通常このパルパーには、同じく米国特許第３，５４９，
０９２号に示されたような、尖った物、プラスチック類
の大きなシートなどを除去するためのぼる除去装置２５
が取付けられている。

パルパー１０は連続的に運転され、この間故紙と水とは
固形分が２−８％実際には３−５％程度に保たれるよう
な供給量で次々と追加される。

抽出板１２の小孔径の抽出孔を通過し得る程度に離解さ
れた紙と水とからなる第１の分取スラリーは、ポンプ２
６により管路１４を経て対応する抽出室からサージタン
ク３０に連続的に抜き出され、常法に従ってこれからさ
らに原料水を必要とするクリーニングおよび精製スクリ
ーニングのために処理される。

抽出板１３の大孔径の多孔面を通過した水と破砕原料と
からなる第２の分取スラリーはポンプ３３により管路１
５から連続的に抜き出され、さらにこのスラリーが金属
やガラスなどの比重の大きな爽雑物をかなり含む場合に
はポンプ３３により遠心クリーナ３４に送入してこれら
の比重の大きな爽雑物を除去し後続工程におけるスクリ
ーンの損傷を防止するだけでなくスクリーニングそのも
のを簡単にすることが望ましい。

クリーナ３４で清浄化されたスラリーは、かなりの分量
の比較的大きな未離解の紙片およびこれと同程度の大き
さのプラスチック等の細片を含んでいるが、初期のパル
プ化処理が上述の特性をもったパルパーで行われる場合
、はぼ完全に離解された紙繊維はほとんど浮遊ごみと共
に抽出板１３を通過して沢過される。

このスラリーはそれ故スクリーン３５でスクリーニング
処理にかけられて、少なくともほぼ完全に離解された紙
の大部分を通過させ未離解の紙原料、プラスチックその
他の排除対象物を通過させないかたちで処理される。

スクリーン３５の実際の構成は、例えば米国特許第２，
８３５，１７３号等に開示されたものを用い−ると好適
である。

このスクリーン３５はその上端に接線方向の流入ポート
４１をまた原料水を受入れて管路４３からサージタンク
３０に送る流出ポート４２およびスクリーン非通過原料
の排出ポート４４をそなえたハウジング４０からなるも
のとして示されている。

ハウジング４０内にはスクリーンシリンダ４５があり、
このシリンダ４０内をロータ４６が回転し、さらにロー
タ４６はスクリーンシリンダの表面から内側に保間した
羽根４７を担持している。

本発明の目的に沿って、スクリーンシリンダ内の多孔は
ほぼ離解ずみの紙繊維とこれに匹敵する粒子だけを通過
させる程度の大きさにする。

満足すべき結果は、上述の構成のスクリーンを用いてす
なわち抽出板１２の孔径よりも多孔面の孔径が小さく１
／１６−１／８インチ好ましくはｌ／８程度にしたとき
に得られる。

スクリーン３５の非通過物の中には従って比較的少量の
未離解の紙細片とほとんど全てのプラスチック等の浮遊
ごみが含まれることになる。

この非通過物の流れは管路４９からディスクリファイす
等のデフレーカ５０に送られ−またこのデフレーカ５０
から出る流れは良好な紙繊維および未離解の紙を大きな
プラスチック等の浮遊ごみと分別するのに適したテーリ
ングスクリーン５５に供給される。

例えば、スクリーン５５はスクリーン３５よりも大孔径
例えば１／４ないし１／２インチの多孔面を有するジョ
ンソン型の振動平床スクリーンであってもよい。

このスクリーン５５の運転に必要な水は給水管２４の分
流路５６を経てパルパーに給水される。

スクリーン５５の通過物の流れはさらにパルプ化処理を
する必要があるので、５７の部位でパルパーの槽１０に
還流されるとともにスクリーン非通過物は５８から排棄
する。

このデフレーカの使用は任意であることをに注目する必
要がある。

大抵の場合省略することができ、スクリーン３５の非通
過物の管路４９は直接にテーリングスクリーン３５に接
続してさらに離解を要するスクリーン５５から再循環さ
れるスクリーン通過物の流れを処理槽に戻すことができ
る。

本発明は処理システムの各ステーションの装置を負荷と
効率とを適切にバランスさせながら運転し得るという大
きな利点がある。

例えば、３００トン／日のシステムでは小孔径の抽出板
１２から抽出されるほぼ離解ずみの原料水の流れは３％
のコンシスチンシーで平均２６５トンで、大孔径ノ抽出
板１６から抽出されてスクリーン３５に送給されるごみ
を含む原料の流れは同じコンシスチンシーで平均１４５
トンである。

スクリーン３５はそれ故全抽出量の約３５％だけ処理す
れば足りることになる。

スクリーン３５の通過物の流れはほぼ２．７％のコンシ
スチンシーで７５トン／日であり、デフレー力５０およ
びまたはテーリングスクリーン５５によって処理するべ
きものはコンシスチンシー３．４％の約７０トンだけに
なる。

テーリングスクリーンからの平均１５％−２０％に相当
する原料は取り除かれ残りはパルパーに再循環される。

デフレーカまたはテーリングスクリーンがスクリーン３
５からの非通過物の全量を処理できない程度の能力の場
合には、破線６０および６１で示すように流れを分割し
余分な原料をパルパー処理槽１０に再循環することがで
きることも留意する必要がある。

引続く再パルプ化工程で、この再循環された原料部分の
ほとんどは小孔径の抽出板１２またはスクリーン５５を
通過できる程度に十分に離解されているからデフレーカ
およびにテーリングスクリーンにかかる負荷は低減され
る。

すなわち、いずれの構成にしても、各ステーションの装
置はそれぞれの運転に必要な全負荷の一部分だけで原料
を処理することができ、このため運転保守の経費および
装置の摩耗を最小するだけでなく処理効率を向上するこ
とができるのである。

【図面の簡単な説明】

添付図は本発明の実施例に関する装置システムの流れ図
である。 １０・・・・・・処理槽、１１・・・・・・パルプ化装
置、ＩＺ１３・・・・・・抽出装置、２７．３３・・・
・・・スクリーン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記の工程よりなることを特徴とする故紙を含む原
   料から紙繊維を再使用のために回収処理する方法： （ａ）懸濁液のコンシスチンシーが約２−８％の範囲内
   に保たれる流量で前記原料および水を槽に供給する工程
   、 （ｂ） 前記槽内の懸濁液を連続的にパルプ化し前記
   原料を砕片化せしめる工程、 （ｃ） 比較的小径の抽出孔を通過する液体および前
   記砕片からなる第１の分取スラリーを前記槽から連続的
   に抽出する工程、 （ｄ） 前記小径の抽出孔よりも大きな孔径の抽出孔
   を通過する液体および前記砕片からなる第２の別の分取
   スラリーを前記槽から連続的に抽出する工程、 （ｅ） 前記小径の抽出孔よりも大きくない孔径の小
   径の多孔を通して前記第２の分取スラリーをスクリーニ
   ングする第１のスクリーニング工程、（ｆ） 前記第
   １のスクリーニング工程を通過した原料水と前記第１の
   分取スラリーとを混合する工程、 （ｇ） 前記小径の抽出孔と大径の抽出孔との中間の
   孔径をもった多孔を通して前記第１のスクリーニング工
   程を通過しなかった原料をスクリーニングする第２のス
   クリーニング工程、ならびに（ｈ） 前記第２のスク
   リーニング工程を通過した原料水を前記槽に再循環せし
   める工程。 ２ 請求の範囲１記載の方法において、前記第１のスク
   リーニング工程は前記小径の抽出孔よりも小さな孔径の
   多孔を通じて行われる方法。 ３ 請求の範囲１記載の方法において、前記小径の抽出
   孔は孔径がほぼ１／８ないし３／８インチ、前記大径の
   抽出孔は孔径がほぼ１／４ないし２インチ、前記小径の
   スクリーニング用多孔の孔径がほぼ１／１６ないし３／
   １６インチさらに前記中間の孔径の多孔がほぼ１／４な
   いし１／２インチであること。 ４ 請求の範囲１記載の方法において、前記第１のスク
   リーニング工程で通過できなかった原料に離解作用を加
   える工程および離解された原料を前記中間の孔径の多孔
   を通してスクリーニングする工程を含む方法。 ５ 下記の構成要素からなることを特徴とする故紙を含
   む原料を処理して再利用に向いた紙繊維を回収するため
   の装置： （ａ） 処理槽を含むパルプ化装置、 （ｂ） 懸濁液のコンシスチンシーがほぼ２−８％の
   範囲内に保たれる流量で前記原料および水を前記処理槽
   に供給するための装置、 （Ｃ） 前記処理槽内の懸濁液を連続的にパルプ化し
   て前記原料を砕片化するためのパルプ化装置、（ｄ）
   比較的小径の抽出孔を通して液体および前記砕片から
   なる第１の分取スラリーを前記処理槽から連続的に抽出
   するための装置、 （ｅ） 前記小径の抽出孔よりも大径の抽出孔を通し
   て液体および前記砕片からなる第２の分取スラリーを前
   記処理槽から同時に抽出するための装置、 （ｆ） 前記小径の抽出孔よりも小さな孔径の多孔を
   有し第１の分取スラリーを受入れるように接続してなる
   スクリーン装置、 （ｇ） 前記スクリーン装置を通過した原料水と前記
   第１の分取スラリーとを混合するための装置、（ｈ）
   前記小径の抽出孔と大径の抽出孔との中間の孔径の多
   孔をそなえ、前記スクリーン装置を通過できなかった原
   料を受入れるように接続された第２のスクリーン装置、
   ならびに （ｉ） 前記第２のスクリーン装置を通過した原料水
   を前記処理槽に再循環せしめるための装置。 ６ 請求の範囲５記載の装置において、前記小径の多孔
   は前記小径の抽出孔よりも孔径が小さくしてなる装置。 ７ 請求の範囲５記載の装置において、前記小径の抽出
   孔の孔径はほぼ１／８ないし３／８インチ、前記大径の
   抽出孔の孔径が１／４ないし２インチ、前記小径のスク
   リーニング用の多孔の孔径が１／１６ないし３／１６イ
   ンチ、前記中間の孔径がｌ／４ないし１／２インチであ
   る装置。 ８ 請求の範囲５記載の装置において、前記スクリーン
   装置を通過できなかった原料を受入れるように接続され
   た離解装置および離解された原料を前記第２のスクリー
   ン装置に移送するための装置を含む装置。