離解濾過装置
【課題】難離解紙を十分離解した紙料スラリを作ることができる離解濾過装置を提供すること。
【解決手段】離解濾過装置１は、供給口１０ａから投入された難離解紙２が溶液と混合撹拌して離解されることによって紙料スラリが作られる容器１０と、上下方向に延び駆動モータ２６の出力によって回転する回転軸２１と、この回転軸２１に組付けられ容器１０内で回転することによって難離解紙２の混合撹拌を促進させるロータ２０とを備える。この離解濾過装置１は、難離解紙２を所定時間混合撹拌して離解した後に容器１０から紙料スラリを全量排出するバッチ式の離解濾過装置である。ロータ２０は、回転軸２１から径外方向に延びる複数の撹拌羽根２０Ａを有し、撹拌羽根２０Ａの回転方向側の縁部分２０ｄには、歯２０ｃが連続的に３個形成される。
【解決手段】離解濾過装置１は、供給口１０ａから投入された難離解紙２が溶液と混合撹拌して離解されることによって紙料スラリが作られる容器１０と、上下方向に延び駆動モータ２６の出力によって回転する回転軸２１と、この回転軸２１に組付けられ容器１０内で回転することによって難離解紙２の混合撹拌を促進させるロータ２０とを備える。この離解濾過装置１は、難離解紙２を所定時間混合撹拌して離解した後に容器１０から紙料スラリを全量排出するバッチ式の離解濾過装置である。ロータ２０は、回転軸２１から径外方向に延びる複数の撹拌羽根２０Ａを有し、撹拌羽根２０Ａの回転方向側の縁部分２０ｄには、歯２０ｃが連続的に３個形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器の供給口から投入された紙料を所定時間混合撹拌して離解した後に、容器から紙料スラリを全量排出するバッチ式の離解濾過装置に関し、特に難離解紙を離解することができる離解濾過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省資源や地球環境保全の要求が高まり、古紙及びその損紙のリサイクル率が高くなってきている。古紙及びその損紙等の製紙原料である紙料について資源サイクルを行う場合、離解濾過装置を用いて紙料から紙料スラリが作られる。離解濾過装置は、紙料を溶液と混合撹拌して離解することによって紙料スラリを作るものであって、例えば、本出願人が提案する下記特許文献１に記載された離解濾過装置がある。
【０００３】
図９に示したように、下記特許文献１に記載された離解濾過装置１０１では、水に溶け易い一般用紙等の紙料を離解濾過槽１１０の供給口１１０ａから直接投入した場合、上記した紙料を十分離解した紙料スラリが作られる。即ち、上記した紙料が、水や薬品が注入された離解濾過槽１１０内で混合撹拌して溶け込み、回転するロータ１２０とスクリーンプレート１３０との間で擂り潰されて、十分離解される。なお、作られた紙料スラリは、排出管１４１から次工程へ搬送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６７５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、最近では、例えばコーヒーフィルタ等の水に溶け難くて離解し難い難離解紙及びその損紙（以下、単に「難離解紙」と呼ぶ）においても、原料として再利用できることが望まれている。このため、離解濾過装置を用いて難離解紙から紙料スラリを作ることが好ましいが、上記特許文献１に記載された離解濾過装置１０１では、難離解紙を離解濾過層１１０の供給口１１０ａから直接投入した場合、難離解紙を十分離解した紙料スラリを作ることができなかった。即ち、難離解紙が耐水性によって離解濾過槽１１０内でほとんど溶けずに、よれて大きな塊となる。これにより、この塊を回転するロータ１２０とスクリーンプレート１３０との間で擂り潰すことができず、難離解紙を十分離解することができなかった。
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決すべく、難離解紙を十分離解した紙料スラリを作ることができる離解濾過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】
【０００７】
本発明に係る離解濾過装置は、供給口から投入された紙料が溶液と混合撹拌して離解されることによって紙料スラリが作られる容器と、上下方向に延び駆動モータの出力によって回転する回転軸と、この回転軸に組付けられ前記容器内で回転することによって前記紙料の混合撹拌を促進させるロータとを備え、前記紙料を所定時間混合撹拌して離解した後に前記容器から前記紙料スラリを全量排出するものであって、前記ロータは、前記回転軸から径外方向に延びる複数の撹拌羽根を有し、前記撹拌羽根の回転方向側の縁部分には、歯が連続的に複数個形成されていることに特徴がある。
【０００８】
また、本発明に係る離解濾過装置において、前記各歯は、前記撹拌羽根の縁部分のうち径外方向側の部分に形成されていることが好ましい。
また、本発明に係る離解濾過装置において、前記各歯は、台形形状であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る離解濾過装置において、前記容器の底部に、前記紙料スラリを通過させるスクリーンプレートが前記撹拌羽根との間に隙間を空けて配置され、前記撹拌羽根は、前記スクリーンプレートに向けて突出し前記スクリーンプレートとの間で前記紙料を擂り潰す突部を有していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
よって、本発明の離解濾過装置によれば、各撹拌羽根の各歯が、容器の供給口から直接投入された難離解紙を細かく切断することができる。即ち、各撹拌羽根の各歯によって、難離解紙の粗離解を極めて促進させることができる。このため、容器内で難離解紙がよれて大きな塊になることがなく、一般用紙等の紙料を離解するように、粗離解した難離解紙を更に離解することができ、難離解紙であっても十分離解した紙料スラリを作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の離解濾過装置の全体構成図である。
【図２】図１に示した回転軸を回転させる回転駆動部の構造を示した図である。
【図３】図１に示したロータとスクリーンプレート等を示した平面図である。
【図４】図３に示したロータとスクリーンプレートとの間の隙間を示した図である。
【図５】図３に示したロータのみを示した拡大平面図である。
【図６】図１の離解濾過装置を用いた難離解紙の離解システムの全体構成図である。
【図７】図５に示したロータの第１変形実施形態を示した平面図である。
【図８】図５に示したロータの第２変形実施形態を示した平面図である。
【図９】従来の離解濾過装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明に係る離解濾過装置について図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本発明の離解濾過装置１の全体構成図である。離解濾過装置１は、容器１０の供給口１０ａから投入された紙料を所定時間混合撹拌して離解した後に、容器１０から紙料スラリを全量排出するバッチ式の離解濾過装置である。
【００１３】
この離解濾過装置１では、薬品を内部に閉じ込めておくために、上部に上蓋１１が取付けられている。この上蓋１１が開いている状態で、例えばコーヒーフィルタ等の水に溶け難くて離解し難い難離解紙及びその損紙２（以下、単に「難離解紙２」と呼ぶ）が容器１０の供給口１０ａから直接投入される。難離解紙２は、約５０ｋｇの塊になっていて、４個投入されるようになっている。ここで、難離解紙２が供給口１０ａから直接投入されるとは、難離解紙２が約１０ｍｍ四方より小さくなるように細かく切断（分散）された後に、難離解紙２が供給口１０ａから投入されることを意味しない。
【００１４】
容器１０では、水が注入されるとともに、約３パーセントの濃度である水酸化ナトリウムが注入される。容器１０内の溶液の温度は、スチームによって加温された白水が容器１０内に注入されることによって、約６５度に維持されている。このように、容器１０内の溶液の温度を高く維持するのは、紙料の離解を促進させるためである。この容器１０の底部には、紙料の混合撹拌を促進させるロータ２０と、紙料スラリを濾過させるスクリーンプレート３０とが設けられている。スクリーンプレート３０の下には、濾過された紙料スラリが送り込まれる環状のチャンバ４０が設けられている。
【００１５】
なお、この離解濾過装置１で作られる紙料スラリの固形分の濃度が約５パーセントになるように、容器１０に注入される水量が設定されている。即ち、離解濾過装置１は、所謂低濃度で運転する低濃度離解濾過装置である。このように低濃度で運転するのは、容器１０内で渦流を発生させて紙料の離解を促進する必要があり、水分の量が多くなければ渦流が発生しないためである。
【００１６】
ロータ２０は、回転軸２１の上端部にロータカバー２２を被せて組付けられ、容器１０内で回転可能である。回転軸２１は、上下方向に延び、上下の二箇所に設けられた軸受２３，２４によって回転自在に支持されている。ここで、図２は、回転軸２１を回転させる回転駆動部の構造を示した図である。図２に示したように、回転軸２１の下端部にプーリ２５が固定され、駆動モータ２６の回転出力軸２６ａにプーリ２７が固定されている。そして、プーリ２５，２７の間にＶベルト２８が掛け渡されている。これにより、駆動モータ２６の回転がＶベルト２８を介して回転軸２１に伝達するようになっている。プーリ２５，２７及びＶベルト２８は、カバー２９によって覆われている。
【００１７】
ここで、図３は、ロータ２０とスクリーンプレート３０等を示した平面図であり、図４は、ロータ２０とスクリーンプレート３０との間の隙間を示した図である。ロータ２０は、図３に示したように、回転中心Ｏ１（回転軸２１）から径外方向に延びる４枚の撹拌羽根２０Ａで構成されている。各撹拌羽根２０Ａは、同一形状であって、回転するときに紙料を効率良く混合撹拌できるように、螺旋状に延びている。また、各撹拌羽根２０Ａは、図４に示したように、薄板状の平面部２０ａと、この平面部２０ａからスクリーンプレート３０に向けて延びる突部２０ｂとを有している。スクリーンプレート３０は、図３及び図４に示したように、難離解紙２内に含まれる異物の通過を制限するメッシュ状のフィルタであり、チャンバ４０の形状に合わせて環状に形成されている。
【００１８】
ここで、図４に示したように、撹拌羽根２０Ａの突部２０ｂとスクリーンプレート３０との間には、僅かな隙間Ｓが設けられ、撹拌羽根２０Ａがスクリーンプレート３０の上を非接触状態で回転するように構成されている。これにより、撹拌羽根２０Ａが回転するとき、撹拌羽根２０Ａの回転方向前方側では圧力が高くなり、撹拌羽根２０Ａの回転方向後方側では圧力が低くなる。このため、図４に示したように、回転する撹拌羽根２０Ａの前後位置では、黒の矢印で示すような上下方向の流れが生じて、スクリーンプレート３０が揺れることになる。従って、スクリーンプレート３０では、目孔に嵌って目詰まりを起こしていた異物が取り除かれる。
【００１９】
また、各撹拌羽根２０Ａが回転するとき、上記した隙間Ｓに入った紙料は突部２０ｂとスクリーンプレート３０との間で擂り潰されて、離解されることになる。これにより、作られた紙料スラリは、スクリーンプレート３０を通ってチャンバ４０に送り込まれる。また、この実施形態では、隙間Ｓに入った紙料を効果的に擂り潰すことができるように、隙間Ｓを調整する調整手段５０が設けられている。以下、図１を用いて調整手段５０の構成について説明する。
【００２０】
調整手段５０では、隙間Ｓの調整が回転軸２１の上下動によって行われる。具体的には、回転軸２１が筒状の移動ケース５１内に回転可能に組み込まれ、その移動ケース５１がガイド５２内に上下方向に摺動可能に組み込まれている。ガイド５２は、容器１０に支持された支持ブラケット１２に固定されている。こうして、回転軸２１は、移動ケース５１内を回転する一方、移動ケース５１の上下動に伴って軸方向に移動可能になっている。
【００２１】
そして、この調整手段５０では、移動ケース５１を上下動させるためのエアシリンダ５３及びリンク機構５４が設けられている。エアシリンダ５３では、シリンダが容器１０に支持された支持ブラケット１３に軸着され、ピストンロッドがリンク機構５４のロッド５４ａに軸着されている。リンク機構５４では、水平方向に延びるアーム５４ｂの一端部がロッド５４ａに回転可能に連結され、アーム５４ｂの他端部が移動ケース５１に固定されたブラケット５４ｃに回転可能に連結されている。
【００２２】
ところで、エアシリンダ５３の伸縮によりアーム５４ｂがスムーズに傾くとともに移動ケース５１がスムーズに上下動するためには、揺動部分を更に設ける必要がある。そこで、エアシリンダ５３のシリンダは支持ブラケット１３に揺動可能に連結される。また、ガイド５２に固定されたブラケット５４ｄにアーム５４ｅの一端部が回転可能に連結され、このアーム５４ｅの他端部にアーム５４ｂの左方側部分が揺動可能に連結される。こうして、エアシリンダ５３が伸縮すると、アーム５４ｂが傾くとともに移動ケース５１が回転軸２１とともにガイド５２に対して上下動して、隙間Ｓが変化するようになっている。
【００２３】
エアシリンダ５３の伸縮量は、電子制御手段から供給される駆動電流の大きさに応じて変化するように構成されている。そして、隙間Ｓを手動で調整する場合には、作業者が操作盤に隙間Ｓの希望値を入力することで、この希望値に基づいて電子制御手段がエアシリンダ５３に駆動電流を供給するようになっている。一方、隙間Ｓを自動で調整する場合には、トルク検出部９１（図６参照）が回転軸２１に作用する回転トルクを検出し、この検出値に基づいて電子制御手段がエアシリンダ５３に駆動電流を供給するようになっている。
【００２４】
続いて、上記のように構成された離解濾過装置１の作用について、供給口１０ａから投入される紙料が水に溶け易い一般用紙等である場合と、難離解紙２である場合とに分けて説明する。
紙料が一般用紙等である場合には、紙料が容器１０内でロータ２０の回転によって混合撹拌されつつ溶け込み粥状になる。そして、粥状になった紙料は隙間Ｓに入り、各撹拌羽根２０Ａの回転によって突部２０ｂとスクリーンプレート３０との間で擂り潰される。これにより、紙料が十分離解されて、作られた紙料スラリがスクリーンプレート３０を通ってチャンバ４０に溜まる。また、隙間Ｓが自動又は手動で調整されることで、隙間Ｓに入る紙料を効率良く擂り潰すことができ、作られる紙料スラリの量を多くすることができる。このようにして、紙料が容器１０内で所定時間混合撹拌して離解された後に、作られた紙料スラリがチャンバ４０から排出管４１を通って全量排出され、次工程へと搬送される。
【００２５】
一方、紙料が難離解紙２である場合には、難離解紙２が耐水性によって容器１０内でほとんど溶けずに、よれて大きな塊となる。そして、この塊は隙間Ｓに入ることができず、擂り潰されることがない。従って、上記のように構成された離解濾過装置では、難離解紙２を十分離解して、紙料スラリを作ることができなかった。
このため、従来では、ビータ（叩解機）を用いて難離解紙２をドラムに設けた刃で機械的に切断していた。しかし、ビータは、難離解紙２を切断するものであって溶液中で解きほぐすように離解するものではないため、難離解紙２を離解できる量が少なくて、効率的ではなかった。また、ビータでは、薬品を用いた場合に薬品が外部に開放されるため、密閉型の離解濾過装置に比べて安全上好ましくない。
【００２６】
そこで、この実施形態の離解濾過装置１では、容器１０内で難離解紙２を十分離解するために、図５に示したように、ロータ２０の各撹拌羽根２０Ａ（平面部２０ａ）に、角を有する歯２０ｃが連続的に複数個設けられている。以下、各撹拌羽根２０Ａの構成について、更に詳細に説明する。
【００２７】
各撹拌羽根２０Ａ（平面部２０ａ）の回転方向側の縁部分２０ｄは、螺旋状に延びていて、この縁部分２０ｄに上述した各歯２０ｃが形成されている。これは、各撹拌羽根２０Ａが回転するときに、難離解紙２を約１０ｍｍ四方にまで切断して、難離解紙２の粗離解を促進させるためである。ここで、平面部２０ａは薄く形成されていて、各歯２０ｃの厚さは約５ｍｍに設定されている。これは、各歯２０ｃが薄いほど、難離解紙２をせん断するせん断力が大きくなるためである。また、各撹拌羽根２０Ａは、錆を防止するためにＳＵＳ３０４で構成されていて、更に表面硬度を上げるために特殊熱処理（タフトライド処理）されている。なお、各歯２０ｃの厚さ、撹拌羽根２０Ａの構成、特殊熱処理は上記したものに限定されるものではなく、難離解紙２の種類等によって適宜変更可能である。
【００２８】
また、各歯２０ｃは、上記した縁部分２０ｄのうち径外方向側の部分にのみ形成され、回転中心Ｏ１から径外方端にある歯２０ｃは、縁部分２０ｄのうち最も径外方の位置に形成されている。これは、各撹拌羽根２０Ａは径外方向に向かうに従って回転周速度（周速）が大きくなり、難離解紙２をせん断するせん断力が大きくなるためである。そして、各歯２０ｃが径外方向側の部分以外に形成されていないのは、例えば各歯が縁部分２０ｄ全体に形成されている場合に、縁部分２０ｄのうち径内方向側の部分の回転周速度が小さいため、径内方向側の部分の各歯に難離解紙２が引っ掛かるおそれがあるためである。上述した考えに基づいて、各撹拌羽根２０Ａでは、回転中心Ｏ１から径外方端にある歯２０ｃまでの距離Ｒ１に対する、回転中心Ｏ１から径内方端にある歯２０ｃまでの距離Ｒ２の比Ｒ２／Ｒ１が、９／１０に設定されている。
【００２９】
なお、上記した比率Ｒ２／Ｒ１は、撹拌羽根２０Ａの大きさや回転速度等によって、適宜変更可能である。また、撹拌羽根２０Ａの回転周速度は秒速２３ｍに設定されているが、適宜変更可能である。ここで、上記した比率Ｒ２／Ｒ１が７／１０より大きいとき、上記した難離解紙２を効果的に切断できることが確認された。このため、本発明において各歯２０ｃが縁部分２０ｄのうち径外方向側の部分に形成されているとは、上記した比率Ｒ２／Ｒ１が７／１０より大きいことを意味する。
【００３０】
また、各歯２０ｃは、ノコ刃のように連続的に３個形成されている。これは、例えば各歯が離れて形成されている場合に比して、難離解紙２をせん断するせん断力が大きくなるためである。なお、歯２０ｃの数は、複数であれば良く、適宜変更可能である。また、各歯２０ｃは、台形形状であって、各歯２０ｃの角は鈍角である。これは、例えば各歯が三角形状である場合に比して、角が摩耗し難いためである。即ち、各歯２０ｃは、角を摩耗し難くするために、鋭角の角より鈍角の角を有することが好ましい。
【００３１】
よって、この実施形態のロータ２０を備えた離解濾過装置１によれば、各撹拌羽根２０Ａの各歯２０ｃが、供給口１０ａから直接投入された難離解紙２を約１０ｍｍ四方にまで細かく切断することができる。即ち、各撹拌羽根２０Ａの各歯２０ｃによって、難離解紙２の粗離解を極めて促進させることができる。これにより、粗離解された難離解紙２は、隙間Ｓに入ることができ、突部２０ｂとスクリーンプレート３０との間で更に擂り潰されて離解される。この結果、難離解紙２であっても、離解濾過装置１の容器１０内で完全に（１００パーセント）離解することができ、原料として再利用される紙料スラリを十分に作ることができる。
なお、発明者等は、この実施形態の離解濾過装置１を用いることで、難離解紙２が供給口１０ａから投入されてから数分間で、４個の約５０ｋｇの塊の難離解紙２を約１０ｍｍ四方にまで細かく切断して粗離解できることを確認した。
【００３２】
更に、この実施形態の各撹拌羽根２０Ａ（ロータ２０）は、各歯２０ｃが形成されていること以外、従来の撹拌羽根と同一である。このため、既存の構成部材である各撹拌羽根に対して各歯２０ｃを形成するだけで、各撹拌羽根２０Ａを容易に構成することができ、上記した作用効果を得ることができる。
【００３３】
次に、上記のように構成した離解濾過装置１を用いた難離解紙の離解システムについて図６を用いて説明する。図６は、難離解紙の離解システムの概略的な構成図である。図６に示したように、離解濾過装置１は、加温タンク６０とスクリュープレス７０と濾液受けタンク８０とに接続されている。
【００３４】
離解濾過装置１では、容器１０に水と約３パーセントの濃度である水酸化ナトリウムが注入されて、約４ｍ３（約４０００ｋｇ）の溶液が作られる。また、容器１０には約５０ｋｇの塊の難離解紙２が４個投入されるようになっている。そして、この離解濾過装置１は、上述したように、容器１０内で約１時間難離解紙２を混合撹拌して離解した後に、排出管４１から紙料スラリＸを全量排出する。ここで、排出される紙料スラリＸでは、溶液の質量が約４０００ｋｇであるのに対して固形分の質量が約２００ｋｇであるため、固形分の濃度が約５パーセントである。
【００３５】
加温タンク６０は、容器１０内の溶液の温度を約６５度に維持するためのものである。この加温タンク６０はバルブ６１を介して容器１０に接続されていて、スチームによって加温された白水を貯留している。バルブ６１は、容器１０内の溶液の温度を検出可能な温度検出部６２に接続されている。そして、このバルブ６１は、検出された温度が６５度以下である場合には開いて、検出された温度が６５度より高い場合には閉じるように構成されている。これにより、加温タンク６０は、容器１０内の溶液の温度に基づいて容器１０に加温された白水を供給して、容器１０内の溶液の温度を約６５度に維持することができる。
【００３６】
スクリュープレス７０は、容器１０から送り込まれる紙料スラリＸを脱水するものである。このスクリュープレス７０は、バルブ７１及びポンプ７２を介して排出管４１に接続されている。バルブ７１は、離解濾過装置１が約１時間難離解紙２を離解した後に開くように構成されていて、バルブ７１が開いているとき、固形分の濃度が約５パーセントである紙料スラリＸがポンプ７２によってスクリュープレス７０に送り込まれる。そして、スクリュープレス７０は、約４ｍ３の紙料スラリＸを脱水して固形分を含む約１ｍ３溶液（紙料スラリ）Ｘ１と固形分を含まない約３ｍ３の溶液Ｘ２とに分離する。固形分を含む溶液Ｘ１では、溶液の質量が約１０００ｋｇであるのに対して固形分の質量が約２００ｋｇであるため、固形分の濃度が約２０パーセントになっている。こうして、固形分の濃度が高められ、溶液Ｘ１が次工程へと搬送される。一方、固形分を含まない溶液Ｘ２は、濾液受けタンク８０に供給される。
【００３７】
濾液受けタンク８０は、固形分を含まない溶液Ｘ２を貯留してこの溶液Ｘ２を容器１０に供給するものである。この濾液受けタンク８０はポンプ８１及びバルブ８２を介して容器１０に接続されている。バルブ８２は、容器１０内の溶液の液量を水位によって検出可能な液量検出部８３に接続されている。そして、このバルブ８２は、検出された溶液の液量が所定量より少ない場合に開くように構成されていて、バルブ８２が開いているとき、貯留された溶液Ｘ２がポンプ８１によって容器１０に送り込まれる。これにより、濾液受けタンク８０は、容器１０内の溶液の液量に基づいて貯留された溶液Ｘ２を容器１０に供給することができる。
【００３８】
よって、この実施形態の難離解紙の離解システムによれば、加温タンク６０が設けられているため、水酸化ナトリウムを含む溶液が温められ、この溶液で難離解紙２を離解した紙料スラリＸが作られる。そして、スクリュープレス７０では、紙料スラリＸの固形分の濃度が高められて、固形分を含む溶液Ｘ１と固形分を含まない溶液Ｘ２とに分離される。その後、固形分を含む溶液Ｘ１は次工程へと搬送され、固形分を含まない溶液Ｘ２は濾液受けタンク８０によって貯留されることになる。
【００３９】
ところで、濾液受けタンク８０によって貯留された溶液Ｘ２は、廃棄されるものではなく、離解濾過装置１の容器１０内で再利用されるものである。即ち、溶液Ｘ２を離解濾過装置１の次の運転時に用いることができ、溶液Ｘ２に含まれる薬品（水酸化ナトリウム）及び熱を有効利用することができる。従って、この難離解紙の離解システムでは、離解濾過装置１で難離解紙２を完全に離解するとともに、薬品及び熱の消費を少なくして効率的に運転することができる。
【００４０】
なお、離解濾過装置１の一回の運転時間（約１時間）、設定される溶液の温度（約６５度）、水酸化ナトリウムの濃度（約３パーセント）、投入される難離解紙２の質量（約２００ｋｇ）、紙料スラリＸの容量（約４ｍ３）、溶液Ｘ１の容量（約１ｍ３）、溶液Ｘ２の容量（約３ｍ３）は、上記した数値に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００４１】
以上、本発明に係る離解濾過装置、及び難離解紙の離解システムについて説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施形態において、既存の構成部材である各撹拌羽根２０Ａに対して各歯２０ｃを形成したが、図７に示した第１変形実施形態のように、既存の構成部材である各撹拌羽根２０Ａに対して各歯２０ｃを有する取付部材１００を取付けて間接的に各歯２０ｃを形成しても良い。なお、この第１変形実施形態の場合には、取付部材１００によって各歯２０ｃの厚さが大きくなり、難離解紙２をせん断するせん断力が上記した本実施形態に比して小さくなる。このため、本実施形態の各歯２０ｃの方が、第１変形実施形態の各歯２０ｃより好ましい。
【００４２】
また、本実施形態において、撹拌羽根２０Ａは四枚であるが、撹拌羽根２０Ａの枚数は四枚に限定されるものではない。このため、例えば、図８に示した第２変形実施形態のように、撹拌羽根２０Ａは、五枚であっても良い。
【００４３】
また、本実施形態において、各歯２０ｃを縁部分２０ｄのうち径外方向側の部分にのみ形成したが、各歯２０ｃを縁部分２０ｄのうち径外方向側の部分に加えて径方向中間部分にも形成しても良い。また、また、各歯２０ｃの角は鈍角であるが、鋭角であっても良い。
【００４４】
また、本実施形態において、各歯２０ｃは角を有する台形形状であるが、各歯の形状は角を有する形状に限定されるものではなく、例えば各歯は先端が曲がっている三角形状であっても良い。この場合には、本実施形態の各歯２０ｃに比して、難離解紙２をせん断するせん断力が小さくなるものの、各歯の摩耗を小さくすることができる。
【００４５】
また、本実施形態において、容器１０内で難離解紙２を完全に（１００パーセント）離解するために、回転するロータ２０の突部２０ｂとスクリーンプレート３０とによって、粗離解した難離解紙２を更に離解したが、粗離解した難離解紙２を更に離解する構成は、上記した構成に限定されるものではない。従って、例えば、ロータ２０より下流側に回転可能な第２ロータを設け、この第２ロータに各歯２０ｃより小さい歯を形成することによって、粗離解した難離解紙２を更に離解しても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１ 離解濾過装置
２ 難離解紙
１０ 容器
１０ａ 供給口
２０ ロータ
２０Ａ 撹拌羽根
２０ａ 平面部
２０ｂ 突部
２０ｃ 歯
２０ｄ 縁部分
２１ 回転軸
３０ スクリーンプレート
４０ チャンバ
５０ 調整機構
６０ 加温タンク
７０ スクリュープレス
８０ 濾液受けタンク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器の供給口から投入された紙料を所定時間混合撹拌して離解した後に、容器から紙料スラリを全量排出するバッチ式の離解濾過装置に関し、特に難離解紙を離解することができる離解濾過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省資源や地球環境保全の要求が高まり、古紙及びその損紙のリサイクル率が高くなってきている。古紙及びその損紙等の製紙原料である紙料について資源サイクルを行う場合、離解濾過装置を用いて紙料から紙料スラリが作られる。離解濾過装置は、紙料を溶液と混合撹拌して離解することによって紙料スラリを作るものであって、例えば、本出願人が提案する下記特許文献１に記載された離解濾過装置がある。
【０００３】
図９に示したように、下記特許文献１に記載された離解濾過装置１０１では、水に溶け易い一般用紙等の紙料を離解濾過槽１１０の供給口１１０ａから直接投入した場合、上記した紙料を十分離解した紙料スラリが作られる。即ち、上記した紙料が、水や薬品が注入された離解濾過槽１１０内で混合撹拌して溶け込み、回転するロータ１２０とスクリーンプレート１３０との間で擂り潰されて、十分離解される。なお、作られた紙料スラリは、排出管１４１から次工程へ搬送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６７５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、最近では、例えばコーヒーフィルタ等の水に溶け難くて離解し難い難離解紙及びその損紙（以下、単に「難離解紙」と呼ぶ）においても、原料として再利用できることが望まれている。このため、離解濾過装置を用いて難離解紙から紙料スラリを作ることが好ましいが、上記特許文献１に記載された離解濾過装置１０１では、難離解紙を離解濾過層１１０の供給口１１０ａから直接投入した場合、難離解紙を十分離解した紙料スラリを作ることができなかった。即ち、難離解紙が耐水性によって離解濾過槽１１０内でほとんど溶けずに、よれて大きな塊となる。これにより、この塊を回転するロータ１２０とスクリーンプレート１３０との間で擂り潰すことができず、難離解紙を十分離解することができなかった。
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決すべく、難離解紙を十分離解した紙料スラリを作ることができる離解濾過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】
【０００７】
本発明に係る離解濾過装置は、供給口から投入された紙料が溶液と混合撹拌して離解されることによって紙料スラリが作られる容器と、上下方向に延び駆動モータの出力によって回転する回転軸と、この回転軸に組付けられ前記容器内で回転することによって前記紙料の混合撹拌を促進させるロータとを備え、前記紙料を所定時間混合撹拌して離解した後に前記容器から前記紙料スラリを全量排出するものであって、前記ロータは、前記回転軸から径外方向に延びる複数の撹拌羽根を有し、前記撹拌羽根の回転方向側の縁部分には、歯が連続的に複数個形成されていることに特徴がある。
【０００８】
また、本発明に係る離解濾過装置において、前記各歯は、前記撹拌羽根の縁部分のうち径外方向側の部分に形成されていることが好ましい。
また、本発明に係る離解濾過装置において、前記各歯は、台形形状であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る離解濾過装置において、前記容器の底部に、前記紙料スラリを通過させるスクリーンプレートが前記撹拌羽根との間に隙間を空けて配置され、前記撹拌羽根は、前記スクリーンプレートに向けて突出し前記スクリーンプレートとの間で前記紙料を擂り潰す突部を有していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
よって、本発明の離解濾過装置によれば、各撹拌羽根の各歯が、容器の供給口から直接投入された難離解紙を細かく切断することができる。即ち、各撹拌羽根の各歯によって、難離解紙の粗離解を極めて促進させることができる。このため、容器内で難離解紙がよれて大きな塊になることがなく、一般用紙等の紙料を離解するように、粗離解した難離解紙を更に離解することができ、難離解紙であっても十分離解した紙料スラリを作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の離解濾過装置の全体構成図である。
【図２】図１に示した回転軸を回転させる回転駆動部の構造を示した図である。
【図３】図１に示したロータとスクリーンプレート等を示した平面図である。
【図４】図３に示したロータとスクリーンプレートとの間の隙間を示した図である。
【図５】図３に示したロータのみを示した拡大平面図である。
【図６】図１の離解濾過装置を用いた難離解紙の離解システムの全体構成図である。
【図７】図５に示したロータの第１変形実施形態を示した平面図である。
【図８】図５に示したロータの第２変形実施形態を示した平面図である。
【図９】従来の離解濾過装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明に係る離解濾過装置について図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本発明の離解濾過装置１の全体構成図である。離解濾過装置１は、容器１０の供給口１０ａから投入された紙料を所定時間混合撹拌して離解した後に、容器１０から紙料スラリを全量排出するバッチ式の離解濾過装置である。
【００１３】
この離解濾過装置１では、薬品を内部に閉じ込めておくために、上部に上蓋１１が取付けられている。この上蓋１１が開いている状態で、例えばコーヒーフィルタ等の水に溶け難くて離解し難い難離解紙及びその損紙２（以下、単に「難離解紙２」と呼ぶ）が容器１０の供給口１０ａから直接投入される。難離解紙２は、約５０ｋｇの塊になっていて、４個投入されるようになっている。ここで、難離解紙２が供給口１０ａから直接投入されるとは、難離解紙２が約１０ｍｍ四方より小さくなるように細かく切断（分散）された後に、難離解紙２が供給口１０ａから投入されることを意味しない。
【００１４】
容器１０では、水が注入されるとともに、約３パーセントの濃度である水酸化ナトリウムが注入される。容器１０内の溶液の温度は、スチームによって加温された白水が容器１０内に注入されることによって、約６５度に維持されている。このように、容器１０内の溶液の温度を高く維持するのは、紙料の離解を促進させるためである。この容器１０の底部には、紙料の混合撹拌を促進させるロータ２０と、紙料スラリを濾過させるスクリーンプレート３０とが設けられている。スクリーンプレート３０の下には、濾過された紙料スラリが送り込まれる環状のチャンバ４０が設けられている。
【００１５】
なお、この離解濾過装置１で作られる紙料スラリの固形分の濃度が約５パーセントになるように、容器１０に注入される水量が設定されている。即ち、離解濾過装置１は、所謂低濃度で運転する低濃度離解濾過装置である。このように低濃度で運転するのは、容器１０内で渦流を発生させて紙料の離解を促進する必要があり、水分の量が多くなければ渦流が発生しないためである。
【００１６】
ロータ２０は、回転軸２１の上端部にロータカバー２２を被せて組付けられ、容器１０内で回転可能である。回転軸２１は、上下方向に延び、上下の二箇所に設けられた軸受２３，２４によって回転自在に支持されている。ここで、図２は、回転軸２１を回転させる回転駆動部の構造を示した図である。図２に示したように、回転軸２１の下端部にプーリ２５が固定され、駆動モータ２６の回転出力軸２６ａにプーリ２７が固定されている。そして、プーリ２５，２７の間にＶベルト２８が掛け渡されている。これにより、駆動モータ２６の回転がＶベルト２８を介して回転軸２１に伝達するようになっている。プーリ２５，２７及びＶベルト２８は、カバー２９によって覆われている。
【００１７】
ここで、図３は、ロータ２０とスクリーンプレート３０等を示した平面図であり、図４は、ロータ２０とスクリーンプレート３０との間の隙間を示した図である。ロータ２０は、図３に示したように、回転中心Ｏ１（回転軸２１）から径外方向に延びる４枚の撹拌羽根２０Ａで構成されている。各撹拌羽根２０Ａは、同一形状であって、回転するときに紙料を効率良く混合撹拌できるように、螺旋状に延びている。また、各撹拌羽根２０Ａは、図４に示したように、薄板状の平面部２０ａと、この平面部２０ａからスクリーンプレート３０に向けて延びる突部２０ｂとを有している。スクリーンプレート３０は、図３及び図４に示したように、難離解紙２内に含まれる異物の通過を制限するメッシュ状のフィルタであり、チャンバ４０の形状に合わせて環状に形成されている。
【００１８】
ここで、図４に示したように、撹拌羽根２０Ａの突部２０ｂとスクリーンプレート３０との間には、僅かな隙間Ｓが設けられ、撹拌羽根２０Ａがスクリーンプレート３０の上を非接触状態で回転するように構成されている。これにより、撹拌羽根２０Ａが回転するとき、撹拌羽根２０Ａの回転方向前方側では圧力が高くなり、撹拌羽根２０Ａの回転方向後方側では圧力が低くなる。このため、図４に示したように、回転する撹拌羽根２０Ａの前後位置では、黒の矢印で示すような上下方向の流れが生じて、スクリーンプレート３０が揺れることになる。従って、スクリーンプレート３０では、目孔に嵌って目詰まりを起こしていた異物が取り除かれる。
【００１９】
また、各撹拌羽根２０Ａが回転するとき、上記した隙間Ｓに入った紙料は突部２０ｂとスクリーンプレート３０との間で擂り潰されて、離解されることになる。これにより、作られた紙料スラリは、スクリーンプレート３０を通ってチャンバ４０に送り込まれる。また、この実施形態では、隙間Ｓに入った紙料を効果的に擂り潰すことができるように、隙間Ｓを調整する調整手段５０が設けられている。以下、図１を用いて調整手段５０の構成について説明する。
【００２０】
調整手段５０では、隙間Ｓの調整が回転軸２１の上下動によって行われる。具体的には、回転軸２１が筒状の移動ケース５１内に回転可能に組み込まれ、その移動ケース５１がガイド５２内に上下方向に摺動可能に組み込まれている。ガイド５２は、容器１０に支持された支持ブラケット１２に固定されている。こうして、回転軸２１は、移動ケース５１内を回転する一方、移動ケース５１の上下動に伴って軸方向に移動可能になっている。
【００２１】
そして、この調整手段５０では、移動ケース５１を上下動させるためのエアシリンダ５３及びリンク機構５４が設けられている。エアシリンダ５３では、シリンダが容器１０に支持された支持ブラケット１３に軸着され、ピストンロッドがリンク機構５４のロッド５４ａに軸着されている。リンク機構５４では、水平方向に延びるアーム５４ｂの一端部がロッド５４ａに回転可能に連結され、アーム５４ｂの他端部が移動ケース５１に固定されたブラケット５４ｃに回転可能に連結されている。
【００２２】
ところで、エアシリンダ５３の伸縮によりアーム５４ｂがスムーズに傾くとともに移動ケース５１がスムーズに上下動するためには、揺動部分を更に設ける必要がある。そこで、エアシリンダ５３のシリンダは支持ブラケット１３に揺動可能に連結される。また、ガイド５２に固定されたブラケット５４ｄにアーム５４ｅの一端部が回転可能に連結され、このアーム５４ｅの他端部にアーム５４ｂの左方側部分が揺動可能に連結される。こうして、エアシリンダ５３が伸縮すると、アーム５４ｂが傾くとともに移動ケース５１が回転軸２１とともにガイド５２に対して上下動して、隙間Ｓが変化するようになっている。
【００２３】
エアシリンダ５３の伸縮量は、電子制御手段から供給される駆動電流の大きさに応じて変化するように構成されている。そして、隙間Ｓを手動で調整する場合には、作業者が操作盤に隙間Ｓの希望値を入力することで、この希望値に基づいて電子制御手段がエアシリンダ５３に駆動電流を供給するようになっている。一方、隙間Ｓを自動で調整する場合には、トルク検出部９１（図６参照）が回転軸２１に作用する回転トルクを検出し、この検出値に基づいて電子制御手段がエアシリンダ５３に駆動電流を供給するようになっている。
【００２４】
続いて、上記のように構成された離解濾過装置１の作用について、供給口１０ａから投入される紙料が水に溶け易い一般用紙等である場合と、難離解紙２である場合とに分けて説明する。
紙料が一般用紙等である場合には、紙料が容器１０内でロータ２０の回転によって混合撹拌されつつ溶け込み粥状になる。そして、粥状になった紙料は隙間Ｓに入り、各撹拌羽根２０Ａの回転によって突部２０ｂとスクリーンプレート３０との間で擂り潰される。これにより、紙料が十分離解されて、作られた紙料スラリがスクリーンプレート３０を通ってチャンバ４０に溜まる。また、隙間Ｓが自動又は手動で調整されることで、隙間Ｓに入る紙料を効率良く擂り潰すことができ、作られる紙料スラリの量を多くすることができる。このようにして、紙料が容器１０内で所定時間混合撹拌して離解された後に、作られた紙料スラリがチャンバ４０から排出管４１を通って全量排出され、次工程へと搬送される。
【００２５】
一方、紙料が難離解紙２である場合には、難離解紙２が耐水性によって容器１０内でほとんど溶けずに、よれて大きな塊となる。そして、この塊は隙間Ｓに入ることができず、擂り潰されることがない。従って、上記のように構成された離解濾過装置では、難離解紙２を十分離解して、紙料スラリを作ることができなかった。
このため、従来では、ビータ（叩解機）を用いて難離解紙２をドラムに設けた刃で機械的に切断していた。しかし、ビータは、難離解紙２を切断するものであって溶液中で解きほぐすように離解するものではないため、難離解紙２を離解できる量が少なくて、効率的ではなかった。また、ビータでは、薬品を用いた場合に薬品が外部に開放されるため、密閉型の離解濾過装置に比べて安全上好ましくない。
【００２６】
そこで、この実施形態の離解濾過装置１では、容器１０内で難離解紙２を十分離解するために、図５に示したように、ロータ２０の各撹拌羽根２０Ａ（平面部２０ａ）に、角を有する歯２０ｃが連続的に複数個設けられている。以下、各撹拌羽根２０Ａの構成について、更に詳細に説明する。
【００２７】
各撹拌羽根２０Ａ（平面部２０ａ）の回転方向側の縁部分２０ｄは、螺旋状に延びていて、この縁部分２０ｄに上述した各歯２０ｃが形成されている。これは、各撹拌羽根２０Ａが回転するときに、難離解紙２を約１０ｍｍ四方にまで切断して、難離解紙２の粗離解を促進させるためである。ここで、平面部２０ａは薄く形成されていて、各歯２０ｃの厚さは約５ｍｍに設定されている。これは、各歯２０ｃが薄いほど、難離解紙２をせん断するせん断力が大きくなるためである。また、各撹拌羽根２０Ａは、錆を防止するためにＳＵＳ３０４で構成されていて、更に表面硬度を上げるために特殊熱処理（タフトライド処理）されている。なお、各歯２０ｃの厚さ、撹拌羽根２０Ａの構成、特殊熱処理は上記したものに限定されるものではなく、難離解紙２の種類等によって適宜変更可能である。
【００２８】
また、各歯２０ｃは、上記した縁部分２０ｄのうち径外方向側の部分にのみ形成され、回転中心Ｏ１から径外方端にある歯２０ｃは、縁部分２０ｄのうち最も径外方の位置に形成されている。これは、各撹拌羽根２０Ａは径外方向に向かうに従って回転周速度（周速）が大きくなり、難離解紙２をせん断するせん断力が大きくなるためである。そして、各歯２０ｃが径外方向側の部分以外に形成されていないのは、例えば各歯が縁部分２０ｄ全体に形成されている場合に、縁部分２０ｄのうち径内方向側の部分の回転周速度が小さいため、径内方向側の部分の各歯に難離解紙２が引っ掛かるおそれがあるためである。上述した考えに基づいて、各撹拌羽根２０Ａでは、回転中心Ｏ１から径外方端にある歯２０ｃまでの距離Ｒ１に対する、回転中心Ｏ１から径内方端にある歯２０ｃまでの距離Ｒ２の比Ｒ２／Ｒ１が、９／１０に設定されている。
【００２９】
なお、上記した比率Ｒ２／Ｒ１は、撹拌羽根２０Ａの大きさや回転速度等によって、適宜変更可能である。また、撹拌羽根２０Ａの回転周速度は秒速２３ｍに設定されているが、適宜変更可能である。ここで、上記した比率Ｒ２／Ｒ１が７／１０より大きいとき、上記した難離解紙２を効果的に切断できることが確認された。このため、本発明において各歯２０ｃが縁部分２０ｄのうち径外方向側の部分に形成されているとは、上記した比率Ｒ２／Ｒ１が７／１０より大きいことを意味する。
【００３０】
また、各歯２０ｃは、ノコ刃のように連続的に３個形成されている。これは、例えば各歯が離れて形成されている場合に比して、難離解紙２をせん断するせん断力が大きくなるためである。なお、歯２０ｃの数は、複数であれば良く、適宜変更可能である。また、各歯２０ｃは、台形形状であって、各歯２０ｃの角は鈍角である。これは、例えば各歯が三角形状である場合に比して、角が摩耗し難いためである。即ち、各歯２０ｃは、角を摩耗し難くするために、鋭角の角より鈍角の角を有することが好ましい。
【００３１】
よって、この実施形態のロータ２０を備えた離解濾過装置１によれば、各撹拌羽根２０Ａの各歯２０ｃが、供給口１０ａから直接投入された難離解紙２を約１０ｍｍ四方にまで細かく切断することができる。即ち、各撹拌羽根２０Ａの各歯２０ｃによって、難離解紙２の粗離解を極めて促進させることができる。これにより、粗離解された難離解紙２は、隙間Ｓに入ることができ、突部２０ｂとスクリーンプレート３０との間で更に擂り潰されて離解される。この結果、難離解紙２であっても、離解濾過装置１の容器１０内で完全に（１００パーセント）離解することができ、原料として再利用される紙料スラリを十分に作ることができる。
なお、発明者等は、この実施形態の離解濾過装置１を用いることで、難離解紙２が供給口１０ａから投入されてから数分間で、４個の約５０ｋｇの塊の難離解紙２を約１０ｍｍ四方にまで細かく切断して粗離解できることを確認した。
【００３２】
更に、この実施形態の各撹拌羽根２０Ａ（ロータ２０）は、各歯２０ｃが形成されていること以外、従来の撹拌羽根と同一である。このため、既存の構成部材である各撹拌羽根に対して各歯２０ｃを形成するだけで、各撹拌羽根２０Ａを容易に構成することができ、上記した作用効果を得ることができる。
【００３３】
次に、上記のように構成した離解濾過装置１を用いた難離解紙の離解システムについて図６を用いて説明する。図６は、難離解紙の離解システムの概略的な構成図である。図６に示したように、離解濾過装置１は、加温タンク６０とスクリュープレス７０と濾液受けタンク８０とに接続されている。
【００３４】
離解濾過装置１では、容器１０に水と約３パーセントの濃度である水酸化ナトリウムが注入されて、約４ｍ３（約４０００ｋｇ）の溶液が作られる。また、容器１０には約５０ｋｇの塊の難離解紙２が４個投入されるようになっている。そして、この離解濾過装置１は、上述したように、容器１０内で約１時間難離解紙２を混合撹拌して離解した後に、排出管４１から紙料スラリＸを全量排出する。ここで、排出される紙料スラリＸでは、溶液の質量が約４０００ｋｇであるのに対して固形分の質量が約２００ｋｇであるため、固形分の濃度が約５パーセントである。
【００３５】
加温タンク６０は、容器１０内の溶液の温度を約６５度に維持するためのものである。この加温タンク６０はバルブ６１を介して容器１０に接続されていて、スチームによって加温された白水を貯留している。バルブ６１は、容器１０内の溶液の温度を検出可能な温度検出部６２に接続されている。そして、このバルブ６１は、検出された温度が６５度以下である場合には開いて、検出された温度が６５度より高い場合には閉じるように構成されている。これにより、加温タンク６０は、容器１０内の溶液の温度に基づいて容器１０に加温された白水を供給して、容器１０内の溶液の温度を約６５度に維持することができる。
【００３６】
スクリュープレス７０は、容器１０から送り込まれる紙料スラリＸを脱水するものである。このスクリュープレス７０は、バルブ７１及びポンプ７２を介して排出管４１に接続されている。バルブ７１は、離解濾過装置１が約１時間難離解紙２を離解した後に開くように構成されていて、バルブ７１が開いているとき、固形分の濃度が約５パーセントである紙料スラリＸがポンプ７２によってスクリュープレス７０に送り込まれる。そして、スクリュープレス７０は、約４ｍ３の紙料スラリＸを脱水して固形分を含む約１ｍ３溶液（紙料スラリ）Ｘ１と固形分を含まない約３ｍ３の溶液Ｘ２とに分離する。固形分を含む溶液Ｘ１では、溶液の質量が約１０００ｋｇであるのに対して固形分の質量が約２００ｋｇであるため、固形分の濃度が約２０パーセントになっている。こうして、固形分の濃度が高められ、溶液Ｘ１が次工程へと搬送される。一方、固形分を含まない溶液Ｘ２は、濾液受けタンク８０に供給される。
【００３７】
濾液受けタンク８０は、固形分を含まない溶液Ｘ２を貯留してこの溶液Ｘ２を容器１０に供給するものである。この濾液受けタンク８０はポンプ８１及びバルブ８２を介して容器１０に接続されている。バルブ８２は、容器１０内の溶液の液量を水位によって検出可能な液量検出部８３に接続されている。そして、このバルブ８２は、検出された溶液の液量が所定量より少ない場合に開くように構成されていて、バルブ８２が開いているとき、貯留された溶液Ｘ２がポンプ８１によって容器１０に送り込まれる。これにより、濾液受けタンク８０は、容器１０内の溶液の液量に基づいて貯留された溶液Ｘ２を容器１０に供給することができる。
【００３８】
よって、この実施形態の難離解紙の離解システムによれば、加温タンク６０が設けられているため、水酸化ナトリウムを含む溶液が温められ、この溶液で難離解紙２を離解した紙料スラリＸが作られる。そして、スクリュープレス７０では、紙料スラリＸの固形分の濃度が高められて、固形分を含む溶液Ｘ１と固形分を含まない溶液Ｘ２とに分離される。その後、固形分を含む溶液Ｘ１は次工程へと搬送され、固形分を含まない溶液Ｘ２は濾液受けタンク８０によって貯留されることになる。
【００３９】
ところで、濾液受けタンク８０によって貯留された溶液Ｘ２は、廃棄されるものではなく、離解濾過装置１の容器１０内で再利用されるものである。即ち、溶液Ｘ２を離解濾過装置１の次の運転時に用いることができ、溶液Ｘ２に含まれる薬品（水酸化ナトリウム）及び熱を有効利用することができる。従って、この難離解紙の離解システムでは、離解濾過装置１で難離解紙２を完全に離解するとともに、薬品及び熱の消費を少なくして効率的に運転することができる。
【００４０】
なお、離解濾過装置１の一回の運転時間（約１時間）、設定される溶液の温度（約６５度）、水酸化ナトリウムの濃度（約３パーセント）、投入される難離解紙２の質量（約２００ｋｇ）、紙料スラリＸの容量（約４ｍ３）、溶液Ｘ１の容量（約１ｍ３）、溶液Ｘ２の容量（約３ｍ３）は、上記した数値に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００４１】
以上、本発明に係る離解濾過装置、及び難離解紙の離解システムについて説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施形態において、既存の構成部材である各撹拌羽根２０Ａに対して各歯２０ｃを形成したが、図７に示した第１変形実施形態のように、既存の構成部材である各撹拌羽根２０Ａに対して各歯２０ｃを有する取付部材１００を取付けて間接的に各歯２０ｃを形成しても良い。なお、この第１変形実施形態の場合には、取付部材１００によって各歯２０ｃの厚さが大きくなり、難離解紙２をせん断するせん断力が上記した本実施形態に比して小さくなる。このため、本実施形態の各歯２０ｃの方が、第１変形実施形態の各歯２０ｃより好ましい。
【００４２】
また、本実施形態において、撹拌羽根２０Ａは四枚であるが、撹拌羽根２０Ａの枚数は四枚に限定されるものではない。このため、例えば、図８に示した第２変形実施形態のように、撹拌羽根２０Ａは、五枚であっても良い。
【００４３】
また、本実施形態において、各歯２０ｃを縁部分２０ｄのうち径外方向側の部分にのみ形成したが、各歯２０ｃを縁部分２０ｄのうち径外方向側の部分に加えて径方向中間部分にも形成しても良い。また、また、各歯２０ｃの角は鈍角であるが、鋭角であっても良い。
【００４４】
また、本実施形態において、各歯２０ｃは角を有する台形形状であるが、各歯の形状は角を有する形状に限定されるものではなく、例えば各歯は先端が曲がっている三角形状であっても良い。この場合には、本実施形態の各歯２０ｃに比して、難離解紙２をせん断するせん断力が小さくなるものの、各歯の摩耗を小さくすることができる。
【００４５】
また、本実施形態において、容器１０内で難離解紙２を完全に（１００パーセント）離解するために、回転するロータ２０の突部２０ｂとスクリーンプレート３０とによって、粗離解した難離解紙２を更に離解したが、粗離解した難離解紙２を更に離解する構成は、上記した構成に限定されるものではない。従って、例えば、ロータ２０より下流側に回転可能な第２ロータを設け、この第２ロータに各歯２０ｃより小さい歯を形成することによって、粗離解した難離解紙２を更に離解しても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１ 離解濾過装置
２ 難離解紙
１０ 容器
１０ａ 供給口
２０ ロータ
２０Ａ 撹拌羽根
２０ａ 平面部
２０ｂ 突部
２０ｃ 歯
２０ｄ 縁部分
２１ 回転軸
３０ スクリーンプレート
４０ チャンバ
５０ 調整機構
６０ 加温タンク
７０ スクリュープレス
８０ 濾液受けタンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給口から投入された紙料が溶液と混合撹拌して離解されることによって紙料スラリが作られる容器と、上下方向に延び駆動モータの出力によって回転する回転軸と、この回転軸に組付けられ前記容器内で回転することによって前記紙料の混合撹拌を促進させるロータとを備え、前記紙料を所定時間混合撹拌して離解した後に前記容器から前記紙料スラリを全量排出する離解濾過装置において、
前記ロータは、前記回転軸から径外方向に延びる複数の撹拌羽根を有し、
前記撹拌羽根の回転方向側の縁部分には、歯が連続的に複数個形成されていることを特徴とする離解濾過装置。
【請求項２】
請求項１に記載する離解濾過装置において、
前記各歯は、前記撹拌羽根の縁部分のうち径外方向側の部分に形成されていることを特徴とする離解濾過装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する離解濾過装置において、
前記各歯は、台形形状であることを特徴とする離解濾過装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載する離解濾過装置において、
前記容器の底部に、前記紙料スラリを通過させるスクリーンプレートが前記撹拌羽根との間に隙間を空けて配置され、
前記撹拌羽根は、前記スクリーンプレートに向けて突出し前記スクリーンプレートとの間で前記紙料を擂り潰す突部を有していることを特徴とする離解濾過装置。
【請求項１】
供給口から投入された紙料が溶液と混合撹拌して離解されることによって紙料スラリが作られる容器と、上下方向に延び駆動モータの出力によって回転する回転軸と、この回転軸に組付けられ前記容器内で回転することによって前記紙料の混合撹拌を促進させるロータとを備え、前記紙料を所定時間混合撹拌して離解した後に前記容器から前記紙料スラリを全量排出する離解濾過装置において、
前記ロータは、前記回転軸から径外方向に延びる複数の撹拌羽根を有し、
前記撹拌羽根の回転方向側の縁部分には、歯が連続的に複数個形成されていることを特徴とする離解濾過装置。
【請求項２】
請求項１に記載する離解濾過装置において、
前記各歯は、前記撹拌羽根の縁部分のうち径外方向側の部分に形成されていることを特徴とする離解濾過装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する離解濾過装置において、
前記各歯は、台形形状であることを特徴とする離解濾過装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載する離解濾過装置において、
前記容器の底部に、前記紙料スラリを通過させるスクリーンプレートが前記撹拌羽根との間に隙間を空けて配置され、
前記撹拌羽根は、前記スクリーンプレートに向けて突出し前記スクリーンプレートとの間で前記紙料を擂り潰す突部を有していることを特徴とする離解濾過装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２１９３８８（Ｐ２０１２−２１９３８８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８３６４２（Ｐ２０１１−８３６４２）
【出願日】平成２３年４月５日（２０１１．４．５）
【出願人】（０００００４６１７）日本車輌製造株式会社 (722)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月５日（２０１１．４．５）
【出願人】（０００００４６１７）日本車輌製造株式会社 (722)
【Ｆターム（参考）】
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