KR100495098B1 - 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 장치에 폐지로부터 펄프를 여과하고 정화하며 농화시키는 기능을 조합하는 한편, 여과액을 정화하는 보충기능을 제공하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 이 장치의 본체(1)는 고속으로 회전하고, 펄프는 장치의 중심을 통해 넣어지고 각속도로 구동된 다음, 펄프는 섬유를 물의 대부분으로부터 분리하는 작은 크기의 구멍을 갖춘 체(6)를 따라 이동되고, 농화된 펄프는 배출노즐의 개구부(8)를 통해 추출된다. 물은 정화실(16)에서 정화되고 용도에 따라 재생되거나 제거된다. 상기 장치의 더욱 완전한 실시예는 슬롯이나 구멍을 갖춘 펄프를 분류하고 탈묵처리하며 정화하는 기능을 포함한다.

Description

폐지로부터 펄프를 생산하는 장치 및 방법 {Method and apparatus for preparing paper pulp from used paper}

본 발명은 제지업과 관련된 것으로, 더 구체적으로는 종이를 생산하기 위해서 폐지의 재생으로부터 펄프를 생산하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

폐지로부터 펄프를 생산하기 위해서는, 셀룰로오스 섬유들을 부유(浮遊)되게 하고, 정화작용으로 바람직하지 않은 이물질, 즉 오염물질을 제거할 필요가 있다. 오염물질은 다양한 형태를 하고 있을 수 있는데, 특히 금속성 입자(클립)나, 모래, 자갈, 접착성 물질, 플라스틱 조각 등이 있다.

어떤 제품들, 특히 인쇄나 필기 또는 위생용(화장지)으로 사용되는 백지(白紙)에 있어서는, 잉크를 제거하는 것이 중요하다.

전술된 오염물질 외에, 어떤 제품(잡지나 인쇄·필기용 종이 등)에서는 종이에 혼합된 광물(鑛物)을 발견할 수 있다. 특히 위생용 종이의 경우에는 광물을 함유하는 것이 바람직하지 않을 수 있는데, 이 경우에 광물과 펄프를 분리할 필요가 있다.

폐지로부터 펄프를 만드는 것은 폐지의 분해에서부터 정화와, 경우에 따라서는 잉크 및 광물의 제거(세척)까지의 여러 단계를 거치는 총괄적인 방법이며, 섬유의 최초 백색을 회복시키는 표백의 한두 단계도 포함될 수 있다. 생산된 펄프는 제지(製紙)기계에 공급된다.

포장용 판지를 위한 펄프의 생산은 정화에 대해 훨씬 덜 구속받는다.

폐지에서 펄프를 생산하는 종래의 방식은 언제나 종이의 분해와 펄프제조기를 이용하여 섬유를 부유상태에 있게 하는 것으로 시작된다(단계 A). 상기 펄프제조기는 회전자(터빈)가 있는 설비로서, 폐지에 충분히 강한 교반을 일으키고 물과 혼합되어 섬유간의 결합(수소결합)이 차례로 끊어지게 하여서, 폐지로부터 펄프가 얻어진다.

최종적으로 얻고자 하는 펄프의 품질에 따라 다음과 같이 할 수 있다.

- 단계 B : 대체적인 정화단계로서, 체로 걸러서 특히 플라스틱과 같은 아주 거친 성분들을 제거한다.

- 단계 C : 하이드로사이클론(hydrocyclone)에 의해 굵은 모래, 유리조각, 클립과 같은 금속성 입자 등과 같이 무겁고 큰 입자를 제거한다.

- 단계 D : 1 ~ 3mm 정도의 작은 구멍으로 펄프를 통과시켜 구멍보다 큰 크기의 오염물질은 남도록 하는 두세 단계를 거치면서, 체(혹은 체에 의한 정화)로 걸러 작은 플라스틱과 다른 중간 크기의 오염물질을 제거한다.

- 단계 E : 체에 의한 정화와 같은 원리로 작용하는 0.1 ~ 0.3mm 정도의 슬롯에 의한 정화를 통해 본질적으로 입상형태인 작은 오염물질(판형상의 오염물질에 반대되는)을 제거한다. 체의 구멍이 슬롯으로 대체되고, 작은 지름을 고려하면 섬유는 통과할 수 있게 된다.

- 단계 F : 백지인 경우에, 하나 이상의 부유셀(flotation cell)에 의해 잉크를 제거한다. 잉크는 비누나 계면활성제의 도움과 작은 공기방울의 도움으로 분리된다.

- 단계 G : 여러 단계의 하이드로사이클론으로 된 집합체(battery)에 의해 고운 모래와 거친 흑점(작고 무거운 오염물질)들을 제거한다.

- 단계 H : 어떤 경우에는, 하이드로사이클론으로 1 보다 낮은 밀도의 작은 오염물질을 제거한다.

- 단계 I : 특히 화장지에 있어서, 펄프를 세척함으로써 광물을 제거한다. 물의 본류(本流)는 대부분의 함유물과 함께 배수된다.

- 단계 J : 제지기계에 도달하기 전이나, 정제 또는 고온분산에 의해 펄프를 생산하기 전에 그 보관이 용이하게 되도록 펄프를 농후(濃厚)하게 한다.

- 단계 K : 어떤 경우에는, 오염물질이 눈에 보이지 않도록 분산기나 분쇄기에 의해 남아 있는 오염물질을 분산시킨다. 다른 경우에는, 정제기에 의해 펄프의 기계적인 성질을 변형시킨다.

많은 경우에, 전술한 하나 이상의 단계를 반복하거나 생략하는데, 이를 제 2의 일주(一周)라 하며, 게다가 이 제 2의 일주 후에 다시 하나 이상의 단계가 되풀이 되면 제 3의 일주라 한다.

- 단계 L : 용해된 공기를 이용하는 미세부유장치에 의해 여과액을 정화한다. 부유물은 모여들고, 그 후에 공기의 미세기포와 중합체(응집제와 응결제)의 도움으로 표면에 떠 있게 된다.

- 단계 M : 단계 L에서 추출된 고형물을 농후하게 한다.

- 단계 N : 정화단계에 의해 남아 있는 물을 처리한다.

- 단계 O : 임의의 용도를 위해 섬유를 표백한다.

실제로 사용되는 펄프생산방법은 전술한 단계들을 어느 정도 완전히 조합한 것이며, 그 각각은 상이한 설비로 이행된다. 각 단계 사이에서, 펄프는 일반적으로 큰 에너지를 소비하면서 펌핑된다. 어떤 단계에서는 화학제품의 사용이 필요하게 된다. 특히, 백지를 생산하고자 할 때에는 종종 한정된 시각적 기준이 강요되어서, 폐지의 재생방법은 사용하지 않은 새로운 셀룰로오스의 이용에 비해 경쟁력이 없게 된다.

도 1 내지 도 4는 여러 용도에 해당하는 본 발명의 여러 실시예를 나타내며, 도 5와 도 6은 본 발명의 세부 및 특정한 부분들을 나타낸다.

도 1은 기본적인 기능 뿐만 아니라, 장치의 중앙으로 파이프(14)에 의한 회수와 체(6)를 통과한 섬유의 회수장치와, 2단계의 정화장치 및, 회수된 성분들의 재생장치를 갖추고서 특히 기본형태로 특히 위생용 종이(화장지)에 적용될 수 있는 본 발명에 따른 실시예의 단면도이다.

도 2는 침전실(25)에 있는 고운 모래와 무겁거나 가벼운 다른 오염물질의 제거에 의한 펄프의 예비처리와 슬롯에 의한 분리와 같은 기본적인 기능 뿐만 아니라, 체(6)를 통과한 섬유의 회수와 예비정화실(33)에서의 집결을 위한 장치와 회수된 성분들의 재생장치를 갖추고서 특히 위생용 종이에 적용될 수 있는 본 발명에 따른 실시예의 단면도이다.

도 3은 침전실(25)에 있는 고운 모래와 무겁거나 가벼운 다른 오염물질의 제거에 의한 펄프의 예비처리와 슬롯에 의한 분리와 같은 기본적인 기능 뿐만 아니라, 예비정화실(33)과 회수된 성분들의 재생장치를 갖추고서 특히 신문 및 잡지나 인쇄·필기용 종이에 적용될 수 있는 본 발명에 따른 실시예의 단면도이다.

도 4는 침전실(25)에 있는 고운 모래와 무겁거나 가벼운 다른 오염물질의 제거에 의한 펄프의 예비처리와 슬롯에 의한 분리와 같은 기본적인 기능 뿐만 아니라, 예비정화실(33)과 전향장치(39)에 의해 펄프를 정화하는 동안 추출된 성분들의 재생장치를 갖추고서 특히 판지나 포장지에 적용될 수 있는 본 발명에 따른 실시예의 단면도이다.

도 5는 구멍이나 슬롯을 갖춘 분류용 체의 단면도이다.

도 6은 나선형 튜브에 의해 외주 개구부(8)에서 추출되는 섬유의 감속장치를 도시한 도면이다.

본 발명은 생산할 종이의 유형이 무엇이든 화학제품과 대규모의 에너지를 절약하면서, 기본형으로 전술한 단계 H, J, L, M 또는 이에 덧붙여 단계 C, D, E, F, G, I에 해당하는 다수의 설비를 대체하는 데에 그 목적이 있다. 따라서, 아주 까다로운 용도로 사용될 때에도 폐지의 재생은 더욱 경쟁력을 갖게 될 것이며, 본 발명은 매우 적은 면적의 용지(用地)를 이용할 수 있게 한다.이를 위해, 본 발명은 청구항 1에 따른 방법과 청구항 2에 따른 장치를 제안하는 바, 종속항에서는 본 발명에 따른 장치를 위한 선택사항이 기술되어 있다.

본 발명은 주요 용도에 해당하면서 상세한 설명란에 기재된 주요 변형예를 나타내는 6개의 도면으로 도시되되, 그 참조번호는 명세서에 표기된 참조번호와 상응하고, 모든 도면은 어떠한 제한없이 단지 참고를 위해 도시된 것이다.

화장지라 하는 위생용 종이의 경우에, 본 발명은 기본형으로 세척과, 탈묵(脫墨), 1 보다 낮은 밀도를 가진 입자의 제거, 섬유의 농화(濃化), 여과물에서 생긴 부유물의 농화, 물의 정화 및, 1 보다 낮은 밀도를 가진 오염물질의 제거 등과 같은 기능을 재편성하는 것으로 이루어진다. 따라서, 본 발명은 펄프를 생산하는 종래의 방식 중 단계 F, H, I, J, L, M에 해당하는 장치를 대체한다. 특히, 도 1과 도 2는 그 종이의 품질에 따라 적용할 수 있는 본 발명에 따른 2가지 실시예를 나타낸다.

신문 및 잡지나 인쇄·필기용 종이의 경우에, 본 발명은 기본형으로 탈묵, 섬유의 농화, 물의 정화 및, 1 보다 낮은 밀도를 가진 오염물질의 제거 등과 같은 기능을 재편성하는 것으로 이루어진다. 따라서, 본 발명은 펄프를 생산하는 종래의 방식 중 단계 F, H, J, L, M과, 경우에 따라서는 단계 I를 재편성한다. 특히, 도 3은 이 적용을 위한 본 발명에 따른 실시예를 나타내고 있다.

특히 하얗지 않은 섬유를 이용하는 포장용 판지나 종이의 생산에서, 본 발명은 기본형으로 섬유의 농화, 물의 정화, 1 보다 낮은 밀도를 가진 오염물질의 제거 및, 경우에 따라서는 긴 섬유나 짧은 섬유의 분류 등과 같은 기능을 재편성하는 것으로 이루어진다. 본 발명은 펄프를 생산하는 종래의 방식 중 단계 H, J, L, M을 대체한다. 도 4는 이 적용을 위한 본 발명에 따른 실시예를 나타낸다.

임의의 용도들 위한 보다 완전한 형태에서, 본 발명은 펄프를 생산하는 종래의 방식 중 단계 C ~ E, G를 대체하게 된다.

제안된 장치는 이 장치의 모든 내부 구성요소와 함께 구동되면서 고속으로 회전하는 본체(1)를 구비한다. 상기 장치의 본체는 도면에 도시되지 않은 모터에 의해 작동된다.

종래에, 폐지는 펄프제조기에 의해 분쇄되어야 하고(단계 A), 대체로 정화되어야 한다(단계 B). 기본형에서(도 1 참조), 펄프는 장치에 들어가기 전에 여전히 종래의 방식 중 단계 C, D, E를 거쳐야 한다.

이와 같이 미리 처리되고 가장 중대한 오염물질이 제거된 펄프가 중앙 파이프(2)를 통해 장치의 축을 따라 넣어진다. 날개(3)는 펄프가 장치와 같은 각속도로 회전되게 한다. 입력 및 출력용 파이프들(2,12,13,14,21,22,37)은 도면에 도시되지 않은 기계적인 접합부에 연결되어, 고정된 파이프와 물이 새지 않는 연결을 확보하게 되어 있다. 장치의 회전속도는 그 외주에서 입자들이 지구중력의 1000배를 넘을 수 있는 인공중력장을 받게 될 정도로 된다.

기본형에서(도 1 참조), 펄프는 종래의 방식 중 단계 A ~ E를 이미 거쳤으며, 단지 작은 오염물질(일반적으로 직경이 0.5mm 이하인)을 함유하고 있다. 처리될 펄프는 작은 구멍을 갖춘 체(6)를 따라 가게 되는데, 섬유가 구멍의 작은 직경 때문에 남게 되는 반면에 대부분의 물은 체를 통과하게 된다. 섬유들은 1 보다 높은 밀도와, 장치의 회전으로 생긴 인공중력장의 영향하에서 장치의 외주로 안내되고 집결실(7)로 펄프를 유도한다. 이 작용은 최적의 집결로 펄프가 추출되게 하는 연속적인 혹은 영구적인 개구부(8)를 갖춘 배출노즐에서 끝나게 된다.

추출이 매우 고속으로 이뤄지므로 섬유를 손상시키지 않기 위해서, 펄프의 감속은 나선형으로 배치된 둥근 튜브들(44)에 의해 확보될 수 있다(도 6 참조). 장치의 외주에서 추출된 펄프는 감속링과 만나게 되는데, 이 감속링의 크기는 허용할 수 있는 최대속도에 따라 결정된다.

체(6)를 통과하지 않은 1 보다 낮은 밀도의 오염물질은 장치의 회전으로 생긴 인공중력장의 작용으로 장치의 축 쪽으로 이동하는데, 여기서 오염물질은 파이프(22)에 의해 모아지고 배출된다.

체(6)의 구멍들을 통과한 여과액과 물은 용도에 따라 다양하게 처리된다.

특히 화장지용으로 될 경우(도 1과 도 2 참조)에, 본 발명의 목적들 중 하나는 체(6)를 통과한 작은 것(섬유 파편)과 섬유들을 회수하는 것이다. 신선한 물의 소비를 줄이고 물의 순환을 최대한 폐쇄하며 물을 재이용하기 위해서 잉크와 광물을 물에서 제거하는 것도 중요하다. 우선, 정화되지 않은 물은 체를 통과하자마자 처리된다. 해당 여과액의 무겁고 거친 성분을 함유한 섬유를 회수하는 것이 중요하다.

여과용 체(6)를 통과한 섬유를 회수하기 위한 2가지 방법이 있는 바, 그 첫번째 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 회수될 섬유소성분을 장치의 축으로 유도하는 것이다. 정화되지 않은 물은 파이프(9)에 의해 보내어진다. 정화실(16)의 공급지역(15)에 대한 파이프(9)의 흡입속도는 상당히 무거운 다른 입자들과 섬유를 유도하기에는 충분하지 않아서 침전실(5)의 외주에서 침전된다. 상기 입자들은 장치의 축으로 향하는 파이프(10)에 의해 회수된다. 이 파이프 부분은 섬유의 침전속도보다 빠른 흐름속도를 가능하게 하는 방식으로 되어 있다. 상기 침전실(5)의 외주에서, 정화될 물에서 분리된 고체성분들의 집결실(19)과 연통되는 개구부(11)는 침전물의 형성이 방지되게 한다. 이 개구부는 파이프(12)로 공급된 물의 역류가 통과할 수 있다. 이 물의 흐름율은 개구부를 통과하는 흐름속도가 섬유의 침전속도보다 빠르게 되도록 맞춰질 것이다. 반면에 보다 빠른 침전속도로 인해 상기 흐름을 방해하는 밀도가 높은 성분들은 개구부(20)에 의해 추출되기 전에 집결실(19)에 모아진다. 파이프(14)에 의해 장치의 중앙으로 추출되고 파이프(10)로 보내어져 회수된 섬유는 경우에 따라서는 장치내에서 펄프를 재생하기 전에 종래의 탈묵수단에 의해 처리된다.

섬유를 분리하고 처리하며 회수하는 두번째 방법은 섬유를 장치의 외주에서 추출하는 것이다. 도 2에 이 형태가 잘 도시되어 있는 바, 장치의 빠른 회전에 의해 발생된 인공중력장의 영향으로 침전된 섬유성분이 모이게 되는 체(6)의 아래와 구역(9)의 외주에 예비정화실(33)을 구비하는 것이 중요하다. 그 후에, 상기 성분들은 개구부(34)에 의해 장치의 외주에서 배출될 수 있다. 정화될 물은 상기 예비정화실(33)로부터 정화실(16) 쪽으로 바로 나아가게 된다.

고찰된 2가지 방법 중 하나로 추출된 섬유는 필요하면 예비처리를 받으며, 장치에서 재생될 수 있다. 이 재생은 집적될 섬유와 다른 성분들을 공급지역(4)의 도입지점(13b)에서 장치의 외주로 유도케 하는 파이프(13)에 의해 이루어진다. 펄프의 집결실(7)에 가까운 외주에서의 위치선정은 섬유와 다른 재생된 성분의 손실을 제한하는데, 이는 단지 펄프와 재생된 성분을 농후하게 하기 위한 것이다. 재도입의 지점(13b)보다 큰 지름을 갖는 경우에 여과용 체(6)는 재생된 성분이 체를 통과하는 것을 제한하기 위해 더욱 작은 크기의 구멍을 갖출 수 있다.

포장용 판지 및 포장지 혹은 인쇄·필기용 종이와 같은 다른 용도인 경우(도 3과 도 4 참조)에, 이들 용도의 대부분에 있어서 섬유와 분리된 물은 파이프(9)에 의해 정화지역으로 바로 보내어진다. 실제로 물에 함유되고 정화단계에서 분리된 고체성분들 대부분은 가능한 처리 후에 펄프로 재생된다. 이러한 재생은 전술한 것과 같은 방법에 따라 이루어질 수 있다.

특히, 특정한 기계적 성질을 필요로 하는 임의의 포장용 판지와 포장지의 생산으로 예정된 다른 용도인 경우에는, 체(6)가 분류기능, 즉 짧은 섬유는 통과하는 반면에 긴 섬유는 체에 남도록 하는 긴 섬유와 짧은 섬유간의 분리기능도 갖는다. 이 형태에서, 구멍의 크기는 추구되는 분류의 결과를 고려하여 선택될 것이다.

모든 용도에 있어서, 체(6)를 통과한 성분들과 물은 파이프(9)에 모이게 되고, 서로 인접하여 원추형을 이루면서 1 정도의 밀도를 갖는 합성물 또는 플라스틱으로 만들어진 정화실(16)로 나아가게 된다. 분리용 원추형상부에 의해 둘러싸인 처리될 물은 외주에서부터 장치의 축방향으로 유도된다. 인공중력장의 영향하에서 물과 다른 밀도를 갖는 입자들은 물과 상이한 방사상 속도를 가지면서 가장 가까운 분리용 원추형상부의 표면과 마주치게 된다. 물과 원추형상부간의 마찰로 인하여 원추형상부 근처의 물의 속도는 매우 감소하게 되어서 원추형 표면을 따라 입자들을 용이하게 이동시킬 수 있다. 원추형상부에 의해 모아진 입자들은 원추형상부의 바로 근처에서 물의 속도보다 더 빠른 이동속도를 갖게 된다. 일단 입자들이 원추형상부를 만나게 되면, 1 보다 높은 밀도의 입자들은 점진적으로 원추형상부의 표면을 따라 올라가게 된다. 물은 장치의 중앙으로 통과하는데, 여기서 파이프(21)를 통해 배수된다.

각 원추형상부의 외주끝은 원추형상부에 의해 모아진 고체들이 정화단계의 진입시 정화되지 않은 물 흐름과 함께 외주로 향한 경로에 연속되게 하는 배출통로(17)를 따라 연장될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이 배출통로는 집결실(19)과 연결되고서 개구부(20)에 의해 장치의 밖으로 배출되기 전에 고체들의 배출을 위한 파이프(18)에 그 자체가 연통되어 있다. 상기 개구부(20)는 용도와 경우에 따라 연속적인 혹은 영구적인 개구부를 갖추고 있다.

오염물질이 파이프(37)에 의해 모이는 장치의 중앙 쪽으로 이동하는 1 보다 낮은 밀도를 가진 오염물질을 인공중력장의 작용을 통해 장치의 축으로 분리하고 제거하는 유사한 방법이 이용될 것이다. 이 경우에, 정화실(16)의 원추형상부가 배출통로(36)를 따라 연장될 수 있다. 이 용도는 도 2에 도시되어 있다.

물의 정화품질을 개선하고, 특히 종이의 품질에 상당히 해로운 막힘효과로 이어지는 광물과 다른 아교질로 회로가 포화되는 것을 방지하기 위해서, 본 발명은 2단계의 정화를 포함할 수 있는 바, 물은 연속해서 예비정화실(33)을 거치고 나서 최종 정화실(16)을 거치게 되며, 이들 2영역은 연달아 작용하게 된다. 도 2 내지 도 4에 이러한 용도가 도시되어 있다. 예비정화실(33)은 중대한 입자들을 제거하게 되는데, 상기 입자들의 이동은 가는 입자들의 침전을 방해하는 미세 소용돌이를 창출할 수 있다. 매우 근접한 분리판들을 갖춘 최종 정화실(16)은 이미 전술한 원리에 따라서 가는 성분의 침전을 허용한다. 상기 예비정화실(33)내에서 침전에 의해 예비정화되는 동안 분리된 성분들은 장치의 외주로 나아가게 된다.

예비정화와 최종정화를 얻는 다른 방법은 정화실(16)을 2개의 부속지역으로 나누는 것으로, 이들 2개의 부속지역은 모두 분리용 원추형상부를 갖추고 있고, 중간벽(35)으로 분리되어 있으며, 일단 예비정화가 끝나면 최종정화 쪽으로 물을 보내도록 되어 있다. 이 방법은 도 1에 도시되어 있다.

어떤 용도와 특히 위생용 종이(화장지)를 생산하도록 된 용도(도 1과 도 2 참조)에 있어서, 개구부(20)에 의해 배출되고 정화지역에서 나온 고체들은 종이제조방법에 의해 회수되지 않는데, 상기 고체들은 종이(화장지)의 제조에 적합하지 않은 광물이 대부분이다.

반면에, 대부분의 인쇄·필기용 종이나 포장용 판지 및 포장지의 용도(도 3과 도 4 참조)에 있어서, 적어도 고체들의 일부는 펄프로 재생될 수 있다.

인쇄·필기용 종이인 경우(도 3 참조)에, 정화시에 추출된 고체들은 개구부(20)에 의해 추출될 것이다. 간혹 전술한 파이프(13)에 의한 재생 전에 종래의 방식(선택적인 부유)으로 잉크 및 고체를 제거하도록 이들 입자를 처리할 필요가 있다.

어떤 용도에서는, 본 발명이 정화단계 동안에 분리된 성분들의 일부 혹은 전부를 펄프로 바로 재생될 수 있게 한다. 도 4는 이러한 용도를 도시하고 있다. 기울어진 전향장치(39)는 예비정화실(33)에 침전된 성분의 일부를 펄프의 집결실(7)로 보낼 수 있게 한다. 혼합물을 섬유와 재생된 성분들을 특히 용량의 바람직한 비율로 맞추기 위해서 상기 전향장치(39)의 개구부는 고정되거나 조절가능하게 될 수 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 본 발명의 더욱 완전한 기술은, 여러 오염물질 뿐만 아니라 고운 모래의 제거를 의미하는 단계 G로 기술된 작용을 포함한다. 펄프는 침전실(25)로 들어간다. 1 보다 낮은 밀도의 오염물질은 장치의 축으로 안내되고 파이프(22)에 연결된 구멍(22b)에 의해 배출된다. 1 보다 큰 밀도의 섬유를 포함한 다른 고체성분은 장치의 외주에 침전되고, 침전실(25)의 외주에 위치된 구멍(26)에 의해 모아지면서 이 방법의 다음 단계로 파이프(27)에 의해 보내어진다. 이 파이프(27)는 섬유의 속도보다 빠른 침전속도를 갖고서 1 보다 큰 밀도를 가진 오염물질의 분리와 추출을 가능하게 하는 구멍을 구비하고 있다. 이들 성분은 침전되고 구멍(30)에 의해 분리되며 개구부(38)에 의해 장치에서 추출된다. 파이프(27)는 구멍(30)에서 섬유의 통과와 섬유의 침전을 방지하도록 된 단면과 경사를 갖는다. 섬유의 수평속도를 증가시키고 침전의 우려를 제한하기 위해서, 파이프(27)는 침전실(25)의 중심부분에서 추출된 물로 채워질 것이다.

어떤 용도이든지 간에, 본 발명의 더욱 완전한 형태는 슬롯 혹은 구멍에 의한 분류의 부가(附加)로 이루어진다. 종래의 방식 중 단계 B ~ E를 실행하는 것이 중요하다. 상기 분류는 바람직하기로 원추형상을 갖는 체(23)에 의해 이행된다. 이 체(23)는 체(6)의 상류에 있게 된다(도 2와 도 3 및 도 4 참조). 펄프는 여과용 체(6)와 같은 원리로 체(23)의 외주에 있는 장치의 축에서 들어간다. 섬유는 작은 직경을 고려하면 슬롯(혹은 구멍)을 통과하는 반면에 어떤 오염물질은 남아 있게 된다.

큰 크기(체를 통과하지 못하는)와 1 보다 높은 밀도를 가진 오염물질은 침전되고 장치의 외주에서 집결되는데, 다수의 개구부(38)에 의해 추출되게 된다. 1 보다 낮은 밀도의 오염물질은 장치의 축으로 이동하게 되고 중앙 파이프(22)에 의해 추출된다. 하지만, 가벼운 오염물질의 제거단계가 이미 포함된 상류의 침전실(25)이 있어서 많은 용도에 대해 소용없게 될 수 있다. 가벼운 오염물질의 제거는 장치의 중앙에서 이루어진다. 따라서, 체의 막힘을 제한하는 역(逆)세척의 사이클이 장치의 중앙부분에서 가벼운 오염물질의 침전을 방지하는 데에 충분하다.

부유하는 섬유와 함께 운반되고 체(23)의 슬롯을 통과한 물은 공급지역(4)을 향해 파이프(24)를 거쳐 장치의 축으로 보내어지는데, 이 영역은 장치의 외주로 섬유가 매우 빠르게 침전하는 것을 방지하도록 유체에 충분한 속도를 부여하게 되어 있다.

매우 오염된 폐지를 사용하는 경우에, 추가적인 모래의 제거와 체(23)를 통과한 잉크 또는 어떤 오염물질의 제거가 포함될 수 있다. 이러한 형태에서, 파이프(24)의 외주 대부분에 있는 개구부(도시되지 않음)는 침전에 의해 무거운 성분을 배출시킬 수 있다. 이 개구부는 깨끗한 물의 역류가 지나가게 되는데, 그 흐름율은 이 역류의 속도가 분리될 오염물질의 속도보다 낮고 긴 섬유의 침전속도 보다 높게 되도록 조절된다.

또한, 도면에 도시되지 않은 더욱 완전한 형태에서, 슬롯이 있는 체(23)의 앞에 구멍이 있는 체를 부가하여, 같은 원리에 따라 정확히 작용할 수 있다. 구멍은 슬롯에 의한 정화를 도와 추가적으로 정화시킨다. 일단 구멍에 의한 정화단계가 종결되면, 펄프는 전술한 방법에 따라 슬롯을 갖춘 체(23)의 기저부로 들어가게 된다.

슬롯이 있는 체(23)와 침전실(25)에서 예견된 분리의 조합작용이 앞 문장에 기술한 것처럼 구멍이 있는 체를 통과할 필요가 없을 정도로 충분한 품질의 펄프를 생산함으로써, 대부분의 용도를 만족시킨다.

슬롯이 있는 체는 장치의 용량한계를 구성하는 불편함을 갖는다. 체의 개방된 표면은 상당히 작게 될 수 있고 다른 모든 기능을 위한 허용흐름의 통과를 방해할 수 있다. 이러한 불편함을 개선하기 위해서, 정화지역으로 흐름의 주요부를 유도케 하는 하나 이상의 물입구(29:도 2 내지 도 4에 도시됨)를 체의 외부에 형성할 수 있다. 이들 물입구의 외주위치는 섬유의 유도를 제한하게 되는데, 이들이 이미 체(23)의 슬롯을 통과했기 때문이다. 개구부의 높이에 있는 오염물질은 1 보다 높은 밀도를 갖는다. 이들 오염물질이 물입구(29)에 의해 유도된 물의 앞에서 이동되는 것을 방지하는 것이 중요하다.

이를 위해서, 개구부는 한쪽의 오염물질이 주파한 경로에 대하여 약간 들어가서 배치되고, 물입구(29)에 인접한 임의의 오염물질이 물입구(29)에 의해 유도되지 않고서 외주에 침전되게 하는 깔때기 모양을 하게 된다. 따라서, 유도된 물은 정화지역으로 바로 보내어지게 된다. 어쨌든, 이들 파이프를 통과한 어떤 오염물질도 전혀 문제가 되지 않는다. 도면에 도시되지 않은 물분리장치를 추가함으로써, 세척효과를 향상시키기 위해 여과용 체(6)의 상류에 있는 물입구(29)에 의해 유도된 물을 안내할 수 있게 된다.

분류용 체(23)는 효율을 향상시키기 위해 적합한 형상을 갖게 된다. 슬롯 또는 구멍이 있는 체의 원추형상은 섬유와의 접촉과 체의 통과를 용이하게 한다. 원추형상부의 각도는 섬유의 통과를 용이하게 하도록 결정된다. 하지만, 이 원추형상도 체에서 1 보다 높은 밀도의 오염물질을 집결시킬 수 있다. 구멍의 막힘을 방지하기 위해, 비교적 오염된 물질에 사용되는 대부분의 용도에서, 체는 급경사의 경사부(28)를 갖추고 있다. 도 2와 도 3 및 도 4는 경사부(28)를 갖춘 이러한 체(23)를 도시한다.

급경사는 체와 부딪히기 전에 속도를 높이도록 오염물질을 체로부터 떼어놓을 수 있게 한다. 이 장치는 체의 외주에서 침전을 용이하게 한다. 한편으로, 이 급경사는 체의 표면에 형성된 일련의 섬유를 규칙적으로 깨뜨려 섬유가 쉽게 통과하게 한다.

구멍은 방사상의 방향을 갖는다. 구멍(40)의 입구는 원추형상이고, 인접한 구멍의 원추형상부들은 두 원추형상부 사이에서 평면 없이 서로 맞닿게 된다. 섬유의 평균길이가 구멍의 폭보다 훨씬 더 크지만, 구멍의 입구에 섬유를 집결시키고 구멍에 평행하게 방향을 정하게 하되, 섬유의 평균길이가 구멍의 폭보다 훨신 더 크게 된다. 일단 최소단면(41)에 도달하면, 막힘을 방지하기 위해 구멍의 단면(42)은 증대된다. 도 6은 다른 배치를 보여주는 단면도로 2개의 구멍을 도시한 것이다.

Claims (29)

1. 여과작용과 조합된 회전에 의해 창출된 인공중력장의 영향하에서 부유물질에 포함된 상이한 입자들의 침전속도의 차이를 이용하여, 미리 분해되고 펄프제조기에 의해 부유되는 폐지로부터 펄프를 생산하되,

   부유물질에 포함된 적어도 일부의 섬유는 남아 있게 되고, 상기 부유물질에 포함된 대부분의 물과 작은 오염물질 및 광물은 통과시키는 체(6)를 지나가게 하면서, 장치의 회전으로 발생된 가속도에 의해 창출된 힘의 도움을 받는 부유물질의 여과단계와;

   상기 장치의 회전으로 발생된 가속도의 영향하에서 장치의 외주에서 체(6)에 의해 남게 된 일부 부유물질의 집결과 배출단계;

   상기 장치의 회전으로 발생된 가속도의 영향하에서 장치의 외주에서 침전되는 1 보다 높은 밀도를 가진 부유상태의 고체성분을 분리함으로써 이루어진 체(6)를 통과한 물의 정화단계 및;

   상기 체(6)를 통과한 물에서 분리된 1 보다 높은 밀도를 가진 고체성분의 집결과 배출단계;를 포함하면서, 하나의 회전장치로 상기 단계들이 조합되어 동시에 이행되는 폐지로부터 펄프를 생산하는 방법.
2. 미리 분해되고 펄프제조기에 의해 섬유성 부유물질로 된 폐지로부터 펄프를 생산하고, 그 내부에 위치한 모든 구성요소를 함께 구동시켜 고속으로 회전하는 본체(1)를 구비하되,

   상기 본체(1)의 중앙에 위치되고서 본체(1)와 연동되는 날개(3)에 의해 본체의 각속도로 유도된 섬유성 부유물질을 위한 입력용 파이프(2)와;

   상기 장치의 본체(1)에 넣어진 섬유성 부유물질이 유도되면서, 부유물질에 포함된 대부분의 물과 작은 오염물질 및 광물은 체(6)를 통과하는 반면에 부유물질에 포함된 적어도 일부의 섬유는 남게 하는 작은 구멍들이 있는 여과용 체(6)의 공급지역(4);

   상기 체(6)의 공급지역(4)의 외주에 위치되고서 체(6)에 의해 남게 된 일부 부유물질을 집결시키는 집결실(7);

   이 집결실(7)에서부터 상기 집결된 부유물질을 배출하도록 장치의 본체(1)의 외주에 위치된 다수의 개구부(8) 및;

   상기 체(6)를 통과한 물을 정화하고, 정화실(16)의 외주에 침전된 고체성분을 배출하도록 상기 본체(1)의 외주에 위치된 개구부(20)와, 정화된 물을 배출하는 중앙 파이프(21)를 구비하는 정화실(16);을 구비하면서, 제 1항에 기술된 방법을 이행하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 장치는 본체(1)의 외부에서 나선형으로 휘어진 하나 또는 다수의 튜브(44)를 구비하되, 그 입구는 여과용 체(6)에 의해 남게 된 상기 집결된 부유물질을 배출하는 개구부(8)를 향하여 위치되는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 장치는 섬유성 부유물질에 있으면서 여과용 체(6)로 남게 되어 장치의 중앙으로 이동되는 고체성분을 모으고 상기 본체(1)로부터 배출하도록 된 중앙 파이프(22)를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
5. 제 2항에 있어서, 상기 정화실(16)은 정화될 물에 있는 고체성분의 이동과 분리를 용이하게 하는 분리용 원추형상부를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
6. 제 2항 또는 제 5항에 있어서, 상기 정화실(16)의 분리용 원추형상부는 1 보다 높은 밀도를 가진 분리된 입자들의 배출통로(17)에 의해 그 외주부에서 연장되되, 상기 배출통로는 집결실(19)에서 끝나는 파이프(18)와 정화실(16)의 외주에서 연통되는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
7. 제 2항 또는 제 5항에 있어서, 상기 정화실(16)의 분리용 원추형상부는 1 보다 낮은 밀도를 가진 분리된 입자들의 배출통로(36)에 의해 장치의 축방향으로 연장되되, 상기 배출통로는 분리된 입자들을 배출하는 중앙 파이프(37)에서 끝나는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
8. 제 2항에 있어서, 상기 장치의 본체(1)는 여과용 체(6)를 통과한 셀룰로오스 입자의 회수장치를 구비하되, 이 회수장치는 상기 여과용 체(6)의 바로 하류와 그 외주에 있고서, 상기 장치의 회전에 의해 창출된 인공중력장의 영향하에서 여과용 체(6)를 통과한 셀룰로오스 입자와 무거운 오염물질의 대부분이 침전되는 침전실(5)과;

   연결부가 이 침전실(5)의 높이에 위치되고, 상기 본체(1)의 중앙을 향하고 있으며, 침전된 오염물질과 입자들을 모으고, 이 파이프에서의 흐름속도가 셀룰로오스 입자의 외주로의 이동속도보다 빠르게 되도록 하는 크기를 갖는 한편, 그 외주에서 무거운 오염물질이 침전되는 파이프(10) 및;

   상기 장치의 축 근처에서 상기 파이프(10)의 흐름을 모으고, 장치의 축에 의해 상기 본체(1)로부터 이들 흐름을 배출시키는 중앙 파이프(14);를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
9. 삭제
10. 제 2항에 있어서, 상기 장치는 입력용 파이프(13)를 구비하되, 이 파이프는 상기 본체(1)의 내부에서 여과용 체(6)의 상류와 이 체(6)의 공급지역(4)의 외주에 위치된 지점(13b)에 있는 고체성분을 섬유성 부유물질에 넣게 하는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
11. 제 2항 또는 제 10항에 있어서, 상기 여과용 체(6)는 외주부의 대부분에 작은 크기의 개구부를 갖추는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
12. 제 2항 또는 제 5항에 있어서, 상기 정화실(16)은 연속적으로 작용하는 2개의 체임버로 분리되고, 이들 체임버는 원추형상부를 갖추고서 중앙의 원추형 중간벽(35)에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
13. 제 2항에 있어서, 상기 장치의 본체(1)는 예비정화실(33)을 구비하되, 이는 정화실(16)의 바로 상류에 있으며 물을 최종 정화하기 전에 거친 고체성분을 분리하도록 된 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
14. 제 2항 또는 제 13항에 있어서, 상기 장치의 본체(1)는 상기 예비정화실(33)의 외주에서 침전되는 고체성분을 상기 본체(1)로부터 배출하도록 예비정화실(33)의 외주에 개구부(34)를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
15. 제 2항 또는 제 13항에 있어서, 상기 장치의 본체(1)는 고정 또는 조절할 수 있게 기울어진 전향장치(39)를 구비하되, 이는 여과용 체(6)에 의해 남게 된 부유물질의 집결실(7)과 예비정화실(33)의 외주 사이의 연통을 확실하게 하는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
16. 제 2항에 있어서, 상기 장치의 본체(1)는 장치내에 있는 섬유성 부유물질에 포함된 큰 크기의 오염물질을 분리하기 위해서 여과용 체(6)의 상류에 침전장치를 구비하되, 이 침전장치는 침전실(25)과;

    이 침전실(25)의 축에 가까운 부분에 위치되고서, 집결된 가벼운 성분들을 분리하고 중앙 파이프(22)로 안내하여 제거하도록 된 구멍(22b);

    상기 침전실(25)의 외주에 위치되고서, 침전된 셀룰로오스 섬유를 포함한 무거운 성분들을 분리하도록 된 구멍(26);

    상기 침전실(25)로 이동하나 가볍고 무거운 성분들을 분리하는 구멍(22b,26)에 의해 분리되지 않은 일부 섬유성 부유물질을 여과용 체(6)의 공급지역(4)으로 유도하거나, 보완장치가 침전장치와 여과용 체의 공급지역 사이에 위치된다면 이 방법의 다음 단계로 유도하면서, 셀룰로오스 성분들이 침전되지 않고 흐르도록 된 단면과 경사를 갖춘 파이프(27);

    상기 파이프(27)로 무거운 성분들을 분리하도록 구멍(26)과 연결된 파이프;

    상기 파이프(27)의 외주부에서 무거운 성분들을 제거하고, 상기 파이프(27)의 외주에 침전된 무거운 오염물질을 모으고 분리하도록 된 구멍(30) 및;

    상기 무거운 성분들을 제거하는 구멍(30)에 의해 걸러진 고체성분들을 본체(1)의 외주에 위치된 개구부(38)로 유도하고, 상기 구멍(30)에 의해 모아진 성분들을 배출하는 파이프;를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
17. 제 2항에 있어서, 상기 장치의 본체(1)는 여과용 체(6)의 상류에 있으며 셀룰로오스 섬유보다 큰 크기의 오염물질을 분리하도록 된 분류장치를 구비하되, 이 장치는 평평하거나 원추형상을 하고 있으며 대부분의 셀룰로오스 섬유가 통과할 수 있도록 구경을 가진 슬롯 또는 구멍을 갖춘 분류용 체(23)와;

    상기 본체(1)의 외주와 분류용 체(23)의 상류에 위치하고서, 슬롯 또는 구멍을 통과하지 못하고 상기 체(23)의 외주로 이동하는 성분들을 배출할 수 있는 개구부(38);

    상기 슬롯 또는 구멍을 통과하지 못하고 장치의 축으로 이동하는 성분들을 모으고 상기 본체(1)로부터 배출하도록 된 중앙 파이프(22) 및;

    상기 분류용 체(23)를 통과한 물과 성분들을 여과용 체(6)의 공급지역(4)으로 유도하는 파이프(24);를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
18. 제 2항 또는 제 17항에 있어서, 상기 장치의 본체(1)는 분류용 체(23)의 상류에 일부 물의 유도장치를 구비하되, 이 장치는 원추형상을 하고서 입자들의 경로에 수직으로 향하여 분류용 체(23)의 상류와 외주에 위치된 물입구(29)와;

    용도에 따라, 상기 물입구와 정화실 또는 여과용 체(6)의 공급지역(4)을 연결하는 파이프;를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
19. 제 2항 또는 제 17항에 있어서, 상기 분류용 체(23)는 원추형상이고, 이 분류용 체(23)를 따라 고체성분이 축적되는 것을 방지하기 위해 하나 또는 다수의 경사부(28)를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
20. 제 2항 또는 제 17항에 있어서, 상기 분류용 체(23)의 구멍(40)은 방사상의 방향과 깔때기 형상의 입구를 갖추고 있되, 인접한 두 구멍의 깔때기 형상의 입구는 이들 두 구멍 사이에 평면이 없도록 하기 위해 상기 체의 상류 측면에서 연결되어 섬유의 통과와 방향선정이 용이하게 된 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
21. 제 2항 또는 제 17항에 있어서, 상기 분류용 체(23)의 구멍(40)은 섬유의 통과를 용이하게 하고 막힘의 위험을 방지하기 위해서 깔때기 형상의 출·입구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
22. 제 2항에 있어서, 상기 여과용 체(6)의 구멍은 짧은 셀룰로오스 섬유의 주요 부분은 통과하고 긴 셀룰로오스 섬유의 대부분은 남게 되도록 구경을 갖고 있어서, 짧고 긴 섬유를 분류하게 되는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
23. 제 2항에 있어서, 상기 장치는 정화실의 높이에서 탈묵셀의 거품과 같이 농후하게 되지 않은 반액체의 어떤 유출물을 상기 본체(1)의 내부로 바로 유도하도록 된 중앙 파이프를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐지로부터 펄프를 생산하는 장치.
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