JP2005220511A - 溝付ピラミッド型歯部を有するディスパージャー板 - Google Patents

Abstract

【課題】改良された夾雑物除去ディスパージャー板を提供する。
【解決手段】本発明は、リサイクルされた、あるいは回収された紙および包装材から夾雑物を取り除くためのディスパージャー板セグメントであって、半径方向に同心円状の歯部列を含むディスパージャー板セグメントである。歯部列各々は、歯部および歯部の中間に配置されたチャンネル部を含む。歯部各々は、上部トップ面と、チャンネル部ベース面から歯部トップ面に延びる半径方向内側の面と、チャンネル部ベース面から歯部トップ面に延びる半径方向外側の面と、を有する。歯部内側の面と外側の面と各々は、歯部トップ面から歯部トップ面とチャンネル部ベース面との中間の位置まで延びる溝を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、リサイクルされた、あるいは回収された紙および包装材から夾雑物を取り除くためのディスパージャー(disperger)に関する。特に、本発明はそのような装置に用いるディスパージャー板セグメントに関する。

回収された紙および包装材は、インク、複写紙の場合はトナー、および一般に「ステッキー」（粘着物；stickies）と称されるプラスチックのような夾雑物を取り除くように設計された幾つかの工程で処理される。このような除去工程の効果は必ずしも完全ではなく、残ったインク、トナー、およびステッキーは再び分散しなければならない。さもないと、ステッキーは抄紙機の諸部分に粘着し、再生された新しい紙に孔を開けたり、弱い部分を作ったりする。インク粒が残留していると、再生紙に小さな斑点として現れ、再生紙の価値を大幅に減ずる。

ディスパージャーと称される機械をインク粒とステッキー粒のサイズ減少に用いると、以降の抄紙機の操作における紙品質低下への影響は最小限に抑えられる。この機械の一般構造は、二枚の円盤が相対して配置され、片方の円盤（ローター）が最大１，８００ｒｐｍ（回転／分）で回転する構造である。他の円盤は固定子（ステーター）である。２枚の円盤の相対する面には、セグメント板が取り付けられ、セグメント板は接線方向の列にピラミッド部または歯部を有している。ピラミッド部または歯部が備えられる列の半径は、ローターとステーターのピラミッド部または歯部が両円盤の間の面で交差するように選択されるので、ステーターの中心から円盤の外周部に通過する繊維は、ステーターピラミッド部または歯部に近接して通過するときローターピラミッド部または歯部から強い力を受ける。ローターのピラミッド部または歯部とステーターのピラミッド部または歯部との間の間隙は１〜１２ｍｍの程度なので、繊維は切断されはしないが、強く異方向に屈曲される。この作用によって、インク粒やトナー粒は、より小さな粒子に分解され、同時に粘着物粒も小さく破壊される。新しい粘着性を有する面には、これに微細繊維粒子が集められ、小さな粒子としてさらに不動態化されることも考えられる。

繊維が屈曲される回数を増加すると、粒子サイズ減少プロセスが改善されることも示されている。より多くのピラミッド部または歯部を付加すれば、一般に分散プロセスの効率を改善するが、妥当なコストで製造し得るピラミッド部または歯部にはある一定のサイズが必要なので、この設置数も制限される。

簡単に言えば、本発明の好ましい形態は、リサイクルされた、あるいは回収された紙および包装材から夾雑物を取り除くためのディスパージャー板セグメントである。このセグメントは半径方向に同心円状の歯部列を含み、歯部列各々は歯部および歯部の中間に配置されたチャンネル部を含む。歯部各々は、上部トップ面と、チャンネル部ベース面から歯部トップ面に延びる半径方向内側の面と、チャンネル部ベース面から歯部トップ面に延びる半径方向外側の面と、を有する。歯部内側の面と外側の面は各々歯部トップ面から歯部トップ面とチャンネル部ベース面との中間の位置まで延びる溝を有する。

各歯部の内側の面と外側の面とはチャンネル部ベース面からトップ面へ鋭角に延び、その結果、歯部は切頭ピラミッドの形状を有する。歯部トップ面のセグメントは、内側の面の溝と外側の面の溝とを分離している。

歯部各々は、また、相対して配置されている前縁端部と後縁端部とを有する。各歯部の内側の面の溝と各歯部の外側の面の溝とは、各歯部の内側の面と外側の面とに新たにもう一つの前縁端部ともう一つの後縁端部とをそれぞれ規定する。

別の形態では、本発明は、リサイクルされた、あるいは回収された紙および包装材から夾雑物を取り除くためのディスパージャーである。このディスパージャーは、多数のセグメントで形成された板を有し、相対的に回転するように相対して配置された第一円盤と第二円盤とを有する。各セグメントは、半径方向に同心円状の歯部列を有するものであり、各歯部列は、歯部および歯部の中間に配置されたチャンネル部を含む。歯部各々は、上部トップ面と、チャンネル部ベース面から歯部トップ面に延びる半径方向内側の面と、チャンネル部ベース面から歯部トップ面に延びる半径方向外側の面と、を有する。歯部内側の面と外側の面各々は、歯部トップ面から歯部トップ面とチャンネル部ベース面との中間の位置まで延びる溝を有する。

第一円盤が有するセグメント板の歯部列と第二円盤が有するセグメント板の歯部列とは、第一円盤と第二円盤との中間に配置される面で交差する。第一円盤が有するセグメント板に配列された歯部と第二円盤が有するセグメント板に配列された歯部とは、１〜１２ｍｍの値を有するクリアランス幅を規定する。

歯部各々は、また、相対して配置された前縁端部と後縁端部とを有する。第一円盤が有するセグメント板に配列された各歯部の前縁端部および後縁端部は、前記両円盤が相対的に回転するとき、第二円盤が有するセグメント板に配列された対応する歯部の前縁端部および後縁端部と交差路を形成する。これらの交差路により、紙または包装材の繊維を強く屈曲させ、夾雑物を細かく破壊する。溝が、各歯部の内側の面と外側の面とに新たにもう一つの前縁端部ともう一つの後縁端部とを規定し、新たに別の交差路を形成する。

図面において、同じ参照数字は同じ部品を示す。本発明に従う、実質的に円形のディスパージャー板の部分は参照数字１０で総称される。一般に、ディスパージャーは、二枚の円盤が相対して面している構造であり、片方の円盤（ローター）１２は最大１，８００ｒｐｍで回転し、他の円盤（ステーター）１２’は固定円盤である。また、両円盤１２，１２’は、ともに回転するものでもよい。

図１と図２に関して、ディスパージャー板部分１０は、二枚のディスパージャー板セグメント１４，１４’を含み、これらは、ディスパージャー円盤１２，１２’の面にそれぞれ取り付け可能となっている。図示の態様では、ディスパージャー板部分１０は、単一枚のセグメントで構成されているが、複数枚のセグメントで構成することも可能である。

ディスパージャー板セグメント１４，１４’は、円盤面１６に取り付けられ、その取り付け方法は、便利なまたは従来の方法でよいが、例えば、孔１８を通るボルト（図示せず）で取り付けられる。一般に、ボルトの一端は、円盤１２，１２’に噛み合わさり、その他端において、ディスパージャー板セグメント１４，１４’の対応する凹み面に収まるヘッド構造を有している。円盤１２，１２’は、図では一部のみが示されているが、円盤が回転する中心を備えており、実質的に円形の外周部を有している。ディスパージャー板セグメント１４，１４’は、円盤１２，１２’の面１６の上に相対するように配置され、２０，２０’で総称される実質的に円環状のディスパージャー面を形成する。ディスパージャー面２０は、相手側の円盤が有するディスパージャー板の面２０’と相対するとき、ディスパージャー領域２１の一部を形成する。

ディスパージャー板セグメント１４，１４’は、それぞれ、円盤１２，１２’の中心近くに内端部２２を有し、円盤１２，１２’の外周部近くに外端部２４を有する。以下、本明細書では単一枚のディスパージャー板セグメント１４，１４’について記述するが、円環形状の板を規定する複数枚のセグメント１４，１４’がすべて実質的に類似であるのが好ましいことは理解されるべきである。ディスパージャー板セグメント１４，１４’は、その面２０の上に半径方向に同心円状のピラミッド部または歯部２８の半径方向に同心円状の列２６を有する。円盤１２，１２’と板セグメント１４，１４’とが回転するにつれて、精製される繊維材は、遠心力を受けて、半径方向外側に向かって内端部２２から外端部２４に、主として歯部列２６各々の隣接する歯部２８の間に形成されるチャンネル部３０を通って導かれる。

歯部列２６の半径３２は、ローターとステーターの歯部２８が円盤１２、１２’の間の面３４で交差するように選択されるので、ステーターの中心から円盤１２、１２’の外周部に通過する繊維は、ステーター歯部２８に近接して通過するときローター歯部２８から強い力を受ける。ローター歯部２８とステーター歯部２８との間のクリアランスは１〜１２ｍｍ程度なので、繊維は、ローター１２の歯部２８とステーター１２’の歯部２８とで規定される交差路３５を通過するとき、切断されはしないが、強く異方向に屈曲される。この作用によって、インク粒やトナー粒は、より小さな粒子に破壊され、ステッキー粒も小さく破壊される。

図３と図４を参照すると、チャンネル部３０は各々下部ベース面３４を有し、歯部２８は各々上部トップ面３６を有し、歯部２８の上部トップ面３６とチャンネル部３０の下部ベース面３４とは、歯部２８の高さを規定する。各歯部２８の半径方向内側の面３８と半径方向外側の面４０とは、下部ベース面３４から上部トップ面３６へと鋭角に延び、切頭ピラミッド部を形成する。少なくとも一本の半径方向に延びる溝４２，４４が、歯部２８の前縁端部４８と後縁端部５０の中間に位置する各内側の面３８と各外側の面４０の表面４６に形成される。溝４２，４４各々は、歯部トップ面３６から歯部トップ面３６とベース面３４との中間の位置５２まで延びる。

溝４２，４４各々を設けたことにより、新たにもう一つの前縁端部５４ともう一つの後縁端部５６が加わり、ローターとステーターとの交差路３５の数と交差路の全長とが増加する。交差路３５の数、すなわち単位時間当たり引き起こされるピンチ数と、交差路の全長、すなわち、単位時間当たり、ローターの単位回転当たりのピンチ数を計算することが可能である。以下の表に示されるように、交差路３５の数と交差路の全長とを増加させると、ステーターの中心から円盤１２，１２’の外周部まで通過するときに繊維が受ける屈曲回数が増加する。
〔表１〕
溝付歯部 従来の歯部
ＰＰＭ（ピンチ数／分） 2.26E＋9 566.1E＋6
ＩＰＰＭ（インチピンチ／分） 3.42E＋9 855.3E＋6
ＭＰ／ｓ（メーターピンチ／秒） 1,609,062 402,265
ピンチメーター／回転 96,544 24.136
最小オープン面積（ｍｍ²） 42,166 42,166

注記すべきは、ローターとステーターのセグメント１４上の溝４２，４４は、合わせてピンチメーター／回転を４倍にも増加させるということである。繊維が外周部を通過するオープン面積は変わらない。歯部２８の実際の数が変わらないからである。

以上、本発明の好ましい実施の形態を図示し、説明したが、記載の実施の形態には多岐にわたる部分的修正や一部取り換えも、本発明の要旨および範囲から逸脱せずに可能である。従って、本発明に関する上述の記載は説明のためのものであって、本発明を限定するものでないことを理解すべきである。

本発明のディスパージャー板セグメントの正面図である。 本発明のローターとステーターの部分の側面図である。 図１のディスパージャー板セグメント歯部の拡大斜視図である。 図１のライン４−４に沿った拡大断面図である。

符号の説明

１０…ディスパージャー板、１２…円盤（ローター）、１２’…円盤（ステーター）、１４，１４’…ディスパージャー板セグメント、１６…円盤面、２０，２０’…ディスパージャー面、２１…ディスパージャー領域、２２…内端部、２４…外端部、２６…歯部列、２８…ピラミッド部または歯部、３０…チャンネル部、３２…半径、３４…下部ベース面、３５…交差路、３６…上部トップ面、３８…内側の面、４０…外側の面、４２，４４…溝、４６…表面、４８…前縁端部、５０…後縁端部、５４…もう一つの前縁端部、５６…もう一つの後縁端部

Claims (17)

1. リサイクルされた、あるいは回収された紙および包装材から夾雑物を取り除くためのディスパージャー板セグメントにおいて、
   該セグメントが半径方向に内端部と外端部および半径方向に複数の同心円状歯部列を含み、
   該歯部列各々が複数の歯部および前記歯部の中間に配置された複数のチャンネル部を含み、該チャンネル部各々が下部ベース面を有すると共に前記歯部各々が上部トップ面と、前記チャンネル部ベース面から前記歯部トップ面に延びる半径方向内側の面と、前記チャンネル部ベース面から前記歯部トップ面に延びる半径方向外側の面と、を有し、
   前記歯部内側の面と前記外側の面とが各々前記歯部トップ面から前記歯部トップ面と前記チャンネル部ベース面との中間の位置まで延びる溝を規定することを特徴とするディスパージャー板セグメント。
2. 請求項１に記載のディスパージャー板セグメントにおいて、各歯部の前記内側の面と前記外側の面とが、チャンネル部ベース面からトップ面に鋭角に延び、切頭ピラミッドの形状を規定することを特徴とするディスパージャー板セグメント。
3. 請求項１に記載のディスパージャー板セグメントにおいて、前記歯部各々が、また、相対して配置された前縁端部と後縁端部とを有し、各歯部の内側の面の溝と各歯部の外側の面の溝とが、歯部の前縁端部と後縁端部との中間に配置されることを特徴とするディスパージャー板セグメント。
4. 請求項３に記載のディスパージャー板セグメントにおいて、各歯部の内側の面の前記溝と各歯部の外側の面の前記溝とが、各歯部の内側の面と外側の面とに新たにもう一つの前縁端部ともう一つの後縁端部とを、それぞれ規定することを特徴とするディスパージャー板セグメント。
5. 請求項１に記載のディスパージャー板セグメントにおいて、前記歯部トップ面のセグメントが、前記内側の面の前記溝と前記外側の面の前記溝との間に配置されることを特徴とするディスパージャー板セグメント。
6. リサイクルされた、あるいは回収された紙および包装材から夾雑物を取り除くためのディスパージャー板セグメントにおいて、
   前記セグメントが半径方向に内端部と外端部および半径方向に複数の同心円状歯部列を含み、
   該歯部列各々が複数の歯部および前記歯部の中間に配置された複数のチャンネル部を含み、該チャンネル部各々が下部ベース面を有すると共に前記歯部各々が前縁端部と後縁端部と上部トップ面と、前記チャンネル部ベース面から前記歯部トップ面に延びる半径方向内側の面と、前記チャンネル部ベース面から前記歯部トップ面に延びる半径方向外側の面と、を有し、
   前記歯部内側の面と外側の面とが、各々前縁端部と後縁端部との中間に配置される溝であって、前記歯部トップ面から前記歯部トップ面と前記チャンネル部ベース面との中間の位置まで延びる溝を規定し、前記歯部トップ面のセグメントが前記内側の面の前記溝と前記外側の面の前記溝との間に配置されることを特徴とするディスパージャー板セグメント。
7. リサイクルされた、あるいは回収された紙および包装材から夾雑物を取り除くためのディスパージャーであって、複数のセグメントで構成された板で覆われた第一と第二の円盤を相対的に回転するように相対して有するディスパージャーにおいて、
   各セグメントが半径方向に内端部と外端部および半径方向に複数の同心円状歯部列を含み、
   該歯部列各々が複数の歯部および前記歯部の中間に配置された複数のチャンネル部を含み、前記チャンネル部各々が下部ベース面を有すると共に前記歯部各々が上部トップ面と、前記チャンネル部ベース面から前記歯部トップ面に延びる半径方向内側の面と、前記チャンネル部ベース面から前記歯部トップ面に延びる半径方向外側の面と、を有し、
   前記歯部内側の面と外側の面とが各々前記歯部トップ面から前記歯部トップ面と前記チャンネル部ベース面との中間の位置まで延びる溝を規定することを特徴とするディスパージャー。
8. 請求項７に記載のディスパージャーにおいて、前記ディスパージャー板セグメントの歯部列が半径方向に間隔をもって配置され、前記第一円盤が有するセグメント板の歯部列と、前記第二円盤が有するセグメント板の歯部列とが前記第一円盤と前記第二円盤との中間に配置される面で交差することを特徴とするディスパージャー。
9. 請求項８に記載のディスパージャーにおいて、第一円盤が有するセグメント板に配列された歯部と、第二円盤が有するセグメント板に配列された歯部とが１〜１２ｍｍの値を有するクリアランス幅を規定することを特徴とするディスパージャー。
10. 請求項７に記載のディスパージャーにおいて、各歯部の前記内側の面と前記外側の面とがチャンネル部ベース面からトップ面へ鋭角に延び、切頭ピラミッドの形状を規定することを特徴とするディスパージャー。
11. 請求項７に記載のディスパージャーにおいて、前記歯部各々が、また、相対して配置された前縁端部と後縁端部とを有し、前記両円盤が相対的に回転するとき、前記第一円盤が有するセグメント板に配列された各歯部の前縁端部および後縁端部が、前記第二円盤が有するセグメント板に配列された対応する歯部の前縁端部および後縁端部と交差路を形成し、これらの交差路により、リサイクルされた、あるいは回収された紙または包装材の繊維を屈曲させ、夾雑物を破壊することを特徴とするディスパージャー。
12. 請求項１１に記載のディスパージャーにおいて、各歯部の内側の面の前記溝と各歯部の外側の面の前記溝とが、歯部の前縁端部と後縁端部との中間に配置され、各歯部の前記内側の面と前記外側の面とに新たにもう一つの前縁端部ともう一つの後縁端部とをそれぞれ規定して、新たに交差路を形成することを特徴とするディスパージャー。
13. 請求項７に記載のディスパージャーにおいて、前記第一円盤がステーターであり、前記第二円盤がローターであることを特徴とするディスパージャー。
14. 請求項７に記載のディスパージャーにおいて、前記第一円盤が時計回りの方向に回転するローターであり、前記第二円盤が反時計回りの方向に回転するローターであることを特徴とするディスパージャー。
15. リサイクルされた、あるいは回収された紙および包装材から夾雑物を取り除くディスパージャーであって、複数のセグメントで形成された板を有し、相対的に回転するように相対して配置された第一円盤と第二円盤を有するディスパージャーにおいて、
    各セグメントが半径方向に内端部と外端部および半径方向に複数の同心円状の歯部列を含み、
    前記第一円盤が有するセグメント板の上に配列された歯部列と前記第二円盤が有するセグメント板の上に配列された歯部列とが前記第一円盤と第二円盤との中間に配置された面で交差し、
    各歯部列が複数の歯部および前記歯部の中間に配置された複数のチャンネル部を含み、
    該チャンネル部各々が下部ベース面を有し、前記歯部各々が前縁端部と後縁端部と上部トップ面と、前記チャンネル部ベース面から前記歯部トップ面に延びる半径方向内側の面と、前記チャンネル部ベース面から前記歯部トップ面に延びる半径方向外側の面と、を有し、
    前記歯部内側の面と前記外側の面とが、各々前縁端部と後縁端部との中間に配置された溝であって、前記歯部トップ面から前記歯部トップ面と前記チャンネル部ベース面との中間の位置まで延びる溝を規定し、前記歯部トップ面のセグメントが、前記内側の面の溝と前記外側の面の溝との間に配置され、各歯部の内側の面の前記溝と各歯部の外側の面の前記溝が各歯部の前記内側の面と前記外側の面とに新たにもう一つの前縁端部ともう一つの後縁端部とを、それぞれ規定し、前記両円盤が相対的に回転するとき、前記第一円盤が有するセグメント板に配列された各歯部の前縁端部および後縁端部が、前記第二円盤が有するセグメント板に配列された対応する歯部の前縁端部および後縁端部と交差路を形成し、これらの交差路により、リサイクルされた、あるいは回収された紙または包装材の繊維を屈曲させ、夾雑物を破壊することを特徴とするディスパージャー。
16. 請求項１５に記載のディスパージャーにおいて、前記第一円盤がステーターであり、前記第二円盤がローターであることを特徴とするディスパージャー。
17. 請求項１５に記載のディスパージャーにおいて、前記第一円盤が時計回りの方向に回転するローターであり、前記第二円盤が反時計回りの方向に回転するローターであることを特徴とするディスパージャー。
    
    
    

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