本发明是有关于一种磨料装置，且特别是有关 于一种可对草本植物的纤 维进行解纤及帚化的磨料装置及其刀盘组。

背景技术

生态材料是自然界中无虞匮乏，容易取得的资 源，在其使用生命周期中 ， 可以降低对资源的依赖、 减少资源消耗、 无需开发新种资源的使用 ，加上能 源消耗减少，因此逐渐受到重视。 从植物中取得生态材料加以利用 ，并将其 转化成新型态的工业产品 ，已成为重要趋势，生态纤维为其中相当重要 的项 目之— o

天然植物纤维过去一直被使用于造纸、纺织及 营造、建筑等相关工业上， 国内目前所使用的纤维主要以木纤维为主，但 如今因原木砍伐以及全球温室 效应气体减量压力与时俱增，若将这些植物纤 维的需求，转以国内丰富的植 物 (竹、 稻、 麦…)纤维来取代，将可创造更高的效益。

基于对生态纤维的需求，必须开发一种高效率 且制程对环境友善的解纤 技术。传统解纤方式包括化学解纤或蒸气爆破 (steam explosion)等方式，利用 碱液等化学药剂将纤维解开，于分解过程中会 产生大量污染物，不利于生态 环保，且纤维多为化学药剂腐蚀破环，纤维取 得率低，大约只有 40〜50% ， 此外，以化学药剂解开的纤维若应用于食器制 造时，则必须将纤维彻底清洁 去除化学药剂以免存在毒性，因此导致处理成 本提高；至于利用蒸气瞬间降 压升压反复操作原理，将纤维爆破解开，其过 程耗时且耗能，且纤维成品均 匀性差。 发明内容

有鉴于此，本发明提供一种磨料装置，以在不 使用化学药剂的情况下完 成植物纤维的解纤。 本发明还提供一种刀盘，以提高植物纤维的解 纤率。

本发明提出一种磨料装置，包括壳体、 刀盘组以及驱动元件，其中壳体 具有进料口与出料口 ，而刀盘组即是配置于壳体内 ，并包括两个间隔一间距 的刀盘，此间距在两刀盘之间构成连通于进料 口与出料口之间的磨料空间。 各刀盘分别包括多个同心的环状结构，各环状 结构具有多个磨搓区，且相邻 的磨搓区之间设有至少一个坡道，其系沿其所 对应的刀盘的法线方向延伸， 并朝其所对应的刀盘的外缘逐渐升高。 驱动元件是连接到其中一个刀盘，以 驱动此刀盘相对另一刀盘转动。

本发明还提出一种刀盘，包括多个同心的环状 结构，其中各环状结构具 有多个磨搓区，且相邻的磨搓区之间设有至少 一个坡道，其系沿刀盘的法线 方向延伸，并朝刀盘的外缘的方向逐渐升高。

在本发明的一实施例中 ，上述的磨料装置还可以包括导料螺杆，且上 述 两个刀盘其中之一具有导料孔，大致上位于刀 盘的中心点，而导料螺杆即是 穿设于导料孔内。

在本发明的一实施例中 ，上述邻近刀盘的外缘的第一环状区域内的坡 道 的宽度小于相对远离刀盘的外缘的第一环状区 域内的坡道的宽度。

在本发明的一实施例中 ，上述相邻的磨搓区之间可以设有多个坡道， 且 这些坡道系沿刀盘的法线方向排列。

在本发明的一实施例中 ，上述各磨搓区具有朝向刀盘的相对转动方向 的 前端，且此前端具有导角。

本发明的磨料装置的刀盘系具有环绕成多圈的 坡道，可使待磨材料沿着 坡道移动至相对的磨搓区之间 ，以藉由两刀盘之间的交错作用力来磨搓待磨 材料。 由此可知，本发明的磨料装置适于应用在造纸 工业，如此将可藉由两 刀盘之间的机械作用力有效地对草本植物的纤 维进行解纤或帚化，因而无须 使用化学药剂，符合现代的环保概念。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能 够更清楚了解本发明的技 术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并 且为了让本发明的上述和其他 目的、 特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实 施例，并配合附图 ，详 细说明如下。 附图概述

图 1为本发明的一实施例中磨料装置的剖面示意� �。

图 2为本发明的一实施例中刀盘的示意图。

图 3为秸杆于磨料装置中移动路径示意图。

图 4A至图 4D绘示为坡道对施予秸杆作用力的示意图。 本发明的较佳实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所 采取的技术手段及功效, 以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提 出的磨料装置及其刀盘其具体 实施方式、 结构、 特征及其功效，详细说明如后。

图 1为本发明的一实施例中磨料装置的剖面示意� � ，图 2为本发明的一 实施例中刀盘的示意图。 请参照图 1及图 2 ,磨料装置 100包括壳体 110、 刀盘组 120以及驱动元件 130。 壳体 110具有进料口 112与出料口 114 ,而 刀盘组 120即是配置于壳体 110内 ，并包括两个刀盘 122。 这两个刀盘 122 是相隔一间距配置，因而在两刀盘 122之间构成连通于进料口 112与出料口 114之间的磨料空间 128。

承上述 ,各刀盘 122分别包括多个同心的环状结构 125，各环状结构 125 具有多个磨搓区 121 ,且相邻的磨搓区 121之间设有至少一个坡道 127，其 系沿固定刀盘 122的法线方向 R延伸，并朝刀盘 122的外缘逐渐升高。在本 实施例中 ，各环状结构 125的两相邻的磨搓区 121之间 ，例如是设有两个坡 道 127，沿刀盘 122的法线方向 R排列。

需要注意的是，在其它实施例中 ，同一环状结构 125的两相邻的磨搓区 121 之间也可以设有两个以上的坡道 127 ,本发明并不在此限定两相邻的磨 搓区 121之间所设的坡道 127的数量。

特别的是，磨搓区 121还可以具有导角 121a，位于磨搓区 121的前端。 在此，系以刀盘 122的相对转动方向为准来定义前、后。也就是 说，导角 121a 在刀盘的相对转动方向上是位于前方。

而且，在本实施例中 ，不同圈的环状结构 125的磨搓区 121可以以不同 的间隔相隔。 也就是说不同圈的环状结构 125的坡道 127可以具有不同的宽 度。 在本实施例中 ，愈接近刀盘 122的外缘的坡道 127其宽度愈小。

本实施例的两个刀盘 122仅有一个在磨料装置 100运作时会相对壳体 110转动，另一个则是相对壳体 110固定，但本发明并不限定于此。 在其它 实施例中 ，两刀盘 122也可以均相对壳体 110转动 ，并具有不同的转速，以 使两刀盘 122之间具有相对运动。

以本实施例来说，可相对壳体 110转动的刀盘 122即是连接至驱动元件 130的转动轴 132，以藉由驱动元件 130带动其转动。 具体来说，驱动元件 130例如是马达。 另一方面，相对壳体 110而固定的刀盘 122则可以具有导 料孔 123，其大致位于刀盘 122的中心点，并连通至进料口 112。 而且，本 实施例例如是利用导料螺杆 140将从进料口 112投入的待磨材料运送至两刀 盘 122之间的磨料空间 128内。 详细来说，导料螺杆 140系穿设于刀盘 122 的导料孔 123内 ，并位于壳体 110的进料口 112下方。

本发明的磨料装置适用于利用植物纤维制造纸 浆的制程中 ，为使熟习此 技艺者更加了解本发明 ，下文将举实施例说明本发明的磨料装置的应 用。

图 3为秸杆在两刀盘之间的移动路径示意图。 请参照图 1至图 3，在取 得稻杆或麦杆等草本植物的秸杆，并利用散浆 机（图未示）将秸杆的表皮震 落之后，将这些秸杆从进料口 112投入，并同时将水自进料口 112注入 ,此 时这些秸杆会掉在导料螺杆 140的螺纹 142间的空隙，因而跟着水流藉由转 动中的导料螺杆 140自导料孔 123被输送至两刀盘 122之间的磨料空间 128 内 ，并随着因刀盘 122转动产生的离心力所造成的水流而循径向向 外移动至 坡道 127上。 在本实施例中 ，图 3所示的刀盘 122例如是顺时针旋转，因此 秸杆 200相对刀盘 122的移动方向则是沿径向向外同时偏向左方。

图 4A至图 4D绘示为磨搓区对桔杆施予作用力的示意图。 请参照图 3 及图 4A ,秸杆 200会随着水流顺着坡道 127向上移动 ，此时由于两刀盘 122 仍持续相对转动，使得两刀盘的磨搓区 121分别依图 4A的箭头所标示的方 向移动，因而可藉由磨搓区 121前端的导角 121a对秸杆 200施予作用力 ， 使秸杆 200被挤压朝向磨搓区 121的表面移动。

之后，如图 4B所示，随着刀盘 122的转动 ，秸杆 200会移动至彼此相 对的磨搓区 121前端的导角 121a之间。

然后，如图 4C所示，随着刀盘 122继续转动，秸杆 200被导角 121a导 入彼此相对的磨搓区 121之间。 此时，由于相对的磨搓区 121之间的间距小 于秸杆 200原本的直径，所以秸杆 200会受到磨搓力。

接着，如图 3及图 4D所示，当两刀盘 122的磨搓区 121相对远离时， 秸杆 200脱离磨搓区进入至下一坡道 127上，并因环境的瞬间真空效应而发 生纤维爆裂的现象，因此可对纤维产生所谓的 解纤或帚化作用。

举例来说，若原投入磨料装置内的单根秸杆为 多根细纤维所组成的一束 粗纤维，则上述过程可用以将秸杆解成多根细 纤维，也就是所谓的解纤。 此 外，若原投入磨料装置内的秸杆已经过解纤处 理而为单根细纤维，则上述过 程可使秸杆表皮更为细小的纤丝翘起，也就是 所谓的帚化，以利于提高纸浆 中纤维间的交织力 ，进而增强后续所制成的纸张的强度及韧性。

以解纤过程为例，本发明的磨料装置 100还可以藉由不同宽度的坡道 127 来提高每一次磨料时的解纤率。 详细来说，请参照图 3，初始的秸杆 200会 沿着最内圈的坡道 127的底面浮升至两刀盘 122的磨搓区 121之间 ，并解纤 为较细的纤维。 之后，这些纤维会再沿着下一圈的坡道 127的底面浮升至两 刀盘 122的磨搓面 121之间 ，并再解纤为更细的纤维。 如此依序沿各圈坡道 127的底面浮升至两刀盘 122的磨搓面 121之间以进行解纤之后，秸杆的解 纤率可高达约 95%。 最后，从图 1的出料口 114流出的即为浆料。

综上所述，本发明的磨料装置的刀盘组系具有 环绕成多圈的环状结构， 其包括可有效地使待磨材料浮升至两刀盘间的 磨搓区的坡道，以藉由两刀盘 之间的交错作用力来磨搓待磨材料。 由此可知，本发明的磨料装置可用于造 纸工业，以藉由两刀盘之间的机械作用力有效 地对草本植物的纤维进行解 纤，因而无须使用化学药剂 符合现代的环保概念。

而且，本发明的磨料装置还可以用来对已完成 解纤的细纤维进行帚化， 以提高利用这些纤维所制成的纸张的强度与韧 性。 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并 非对本发明作任何形式上 的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上 ，然而并非用以限定本发明， 任何熟悉本专业的技术人员 ，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用� �述 掲示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变 化的等效实施例，但凡是未脱 离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实 质对以上实施例所作的任何简 单修改、 等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的 范围内。

工业实用性

本发明的磨料装置适于应用在造纸工业，如此 将可藉由两刀盘之间的机 械作用力有效地对草本植物的纤维进行解纤或 帚化， 因而无须使用化学药 剂，符合现代的环保概念。