JP2016129968A - シート製造装置およびシート製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シート製造装置中を流れる解繊物の流量の変動を把握することができるシート製造装置を提供する。【解決手段】本発明に係るシート製造装置１００は、繊維を含む原料を解繊物に解繊する解繊部２０と、解繊部２０により解繊された解繊物を選別する選別部４０と、解繊物が堆積したウェブＶを形成するウェブ形成部４５と、ウェブＶの厚さを検出する検出部１３０と、ほぐされたウェブＶを堆積させる堆積部と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、シート製造装置およびシート製造方法に関する。

従来、シート製造装置においては、繊維を含む原料を水に投入し、主に機械的作用により離解して、抄き直す、いわゆる湿式方式が採用されている。このような湿式方式のシート製造装置は、大量の水が必要であり、装置が大きくなる。さらに、水処理施設の整備のメンテナンスに手間がかかる上、乾燥工程に係るエネルギーが大きくなる。

そこで、小型化、省エネルギーのために、水を極力利用しない乾式によるシート製造装置が提案されている。例えば特許文献１には、乾式解繊機において紙片を繊維状に解繊し、サイクロンにおいて繊維の脱墨を行い、脱墨された繊維を、フォーミングドラム表面の小孔スクリーンを通過させて、メッシュベルト上に堆積させ、紙を成形することが記載されている。

特開２０１２−１４４８１９号公報

上記のようなシート製造装置では、例えば、繊維状に解繊された解繊物を結着させるために、樹脂を含む添加物を添加する。しかしながら、シート製造装置中を流れる解繊物の量（解繊物の流量）は、特にシート製造装置の起動時や原料の残量が少なくなったときなどに、ばらつく傾向にある。そのため、解繊物の量に対する添加物の量が変動し、所望の質感や強度を有するシートを製造することができない場合がある。

このように、従来のシート製造装置では、シート製造装置中を流れる解繊物の流量の変動を把握することができず、特性の安定したシートを製造することが困難であった。

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、シート製造装置中を流れる解繊物の流量の変動を把握することができるシート製造装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、シート製造装置中を流れる解繊物の流量の変動を把握することができるシート製造方法を提供することにある。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。

本発明に係るシート製造装置の一態様は、
繊維を含む原料を解繊物に解繊する解繊部と、
前記解繊部により解繊された前記解繊物を選別する選別部と、
前記解繊物が堆積したウェブを形成するウェブ形成部と、
前記ウェブの厚さを検出する検出部と、
ほぐされた前記ウェブを堆積させる堆積部と、
を有する。

このようなシート製造装置では、厚さ検出部によって、シート製造装置中を流れる解繊物の流量の変動を把握することができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記選別部は、
前記解繊物を選別するための複数の開口を有するドラム部と、
前記ドラム部を覆うハウジング部と、
を含み、
前記ウェブ形成部は、
前記選別部よりも重力方向下方に位置し、前記選別部により選別された前記解繊物が堆積されるメッシュベルトと、
前記メッシュベルトの重力方向下方から前記ハウジング部内の空気を吸引する吸引部と、
を含んでもよい。

このようなシート製造装置では、吸引部の吸引により、メッシュベルト上に均一性よく解繊物を堆積させることができる。したがって、このようなシート製造装置では、厚さ検出部によって、ウェブの厚さをより正確に検出することができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記検出部により検出された厚さに基づいて前記解繊物の流量を導出する導出部を有してもよい。

このようなシート製造装置では、検出部により検出されたウェブの厚さから、ウェブ形成部よりも下流を流れる解繊物の流量を求めることができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記ウェブをほぐして前記堆積部に移送する管と、
前記管に添加物を供給する供給部と、
前記導出部により導出された前記解繊物の流量に基づいて、前記供給部により供給される添加物の量を制御する制御部と、
を有してもよい。

このようなシート製造装置では、導出部において求めた解繊物の流量と、連結部に供給される添加物の量と、の比を所望の値になるように制御することにより、解繊物の量に対する、連結部に供給される添加物の量の変動を小さくすることができる。これにより、このようなシート製造装置では、解繊物の量に対する添加物の量が変動することを抑制することができ、所望の質感や強度を有するシートを製造することができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記シート製造装置内の温度を検出する温度検出部を有し、
前記導出部は、前記温度検出部により検出された温度に基づいて、前記解繊物の流量を導出してもよい。

このようなシート製造装置では、シート製造装置内の温度を考慮して、解繊物の流量を、より正確に導出することができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記シート製造装置内の湿度を検出する湿度検出部を有し、
前記導出部は、前記湿度検出部により検出された湿度に基づいて、前記解繊物の流量を導出してもよい。

このようなシート製造装置では、シート製造装置内の湿度を考慮して、解繊物の流量を、より正確に導出することができる。

本発明に係るシート製造方法の一態様は、
繊維を含む原料を解繊物に解繊する工程と、
解繊された前記解繊物を選別する工程と、
選別された前記解繊物を堆積してウェブを形成する工程と、
前記ウェブの厚さを検出する工程と、
ほぐされた前記ウェブを堆積させる工程と、
を有する。

このようなシート製造方法では、シート製造装置中を流れる解繊物の流量の変動を把握することができる。

本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す図。 本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す図。 本実施形態に係るシート製造装置の制御部の制御処理を説明するためのフローチャート。 本実施形態の変形例に係るシート製造装置を模式的に示す図。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１． シート製造装置
１．１． 構成
まず、本実施形態に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るシート製造装置１００を模式的に示す図である。

シート製造装置１００は、図１に示すように、供給部１０と、製造部１０２と、制御部１４０と、を備える。製造部１０２は、シートを製造する。製造部１０２は、粗砕部１２と、解繊部２０と、分級部３０と、選別部４０と、第１ウェブ形成部４５と、混合部５０と、堆積部６０と、第２ウェブ形成部７０と、シート形成部８０と、切断部９０と、検出部１３０，１３２，１３４（図１では省略、後述する図２参照）と、を有している。

供給部１０は、粗砕部１２に原料を供給する。供給部１０は、例えば、粗砕部１２に原料を連続的に投入するための自動投入部である。供給部１０によって供給される原料は、例えば、古紙やパルプシートなどの繊維を含むものである。

粗砕部１２は、供給部１０によって供給された原料を、空気中で裁断して細片にする。細片の形状や大きさは、例えば、数ｃｍ角の細片である。図示の例では、粗砕部１２は、粗砕刃１４を有し、粗砕刃１４によって、投入された原料を裁断することができる。粗砕部１２としては、例えば、シュレッダーを用いる。粗砕部１２によって裁断された原料は、ホッパー１で受けてから管２を介して、解繊部２０に移送（搬送）される。

解繊部２０は、粗砕部１２によって裁断された原料を解繊物に解繊する。ここで、「解繊する」とは、複数の繊維が結着されてなる原料（被解繊物）を、繊維１本１本に解きほぐすことをいう。解繊部２０は、原料に付着した樹脂粒やインク、トナー、にじみ防止剤等の物質を、繊維から分離させる機能をも有する。

解繊部２０を通過したものを「解繊物」という。「解繊物」には、解きほぐされた解繊物繊維の他に、繊維を解きほぐす際に繊維から分離した樹脂（複数の繊維同士を結着させるための樹脂）粒や、インク、トナーなどの色剤や、にじみ防止材、紙力増強剤等の添加剤を含んでいる場合もある。解きほぐされた解繊物の形状は、ひも（ｓｔｒｉｎｇ）状や平ひも（ｒｉｂｂｏｎ）状である。解きほぐされた解繊物は、他の解きほぐされた繊維と絡み合っていない状態（独立した状態）で存在してもよいし、他の解きほぐされた解繊物と絡み合って塊状となった状態（いわゆる「ダマ」を形成している状態）で存在してもよい。

解繊部２０は、大気中（空気中）において乾式で解繊を行う。具体的には、解繊部２０としては、インペラーミルを用いる。解繊部２０は、原料を吸引し、解繊物を排出するような気流を発生させる機能を有している。これにより、解繊部２０は、自ら発生する気流によって、導入口２２から、原料を気流と共に吸引し、解繊処理して、排出口２４へと搬送することができる。解繊部２０を通過した解繊物は、管３を介して、分級部３０に移送される。

分級部３０は、解繊部２０を通過した解繊物を分級する。具体的には、分級部３０は、解繊物の中で比較的小さいものや密度の低いもの（樹脂粒や色剤や添加剤など）を分離して除去する。これにより、解繊物の中で比較的大きいもしくは密度の高いものである繊維の占める割合を高めることができる。

分級部３０としては、気流式分級機を用いる。気流式分級機は、旋回気流を発生させ、分級されるもののサイズと密度とにより受ける遠心力の差によって分離するものであり、気流の速度および遠心力の調整によって、分級点を調整することができる。具体的には、分級部３０としては、サイクロン、エルボージェット、エディクラシファイヤーなどを用いる。特に図示のようなサイクロンは、構造が簡便であるため、分級部３０として好適に用いることができる。

分級部３０は、例えば、導入口３１と、導入口３１が接続された円筒部３２と、円筒部３２の下方に位置し円筒部３２と連続している逆円錐部３３と、逆円錐部３３の下部中央に設けられている下部排出口３４と、円筒部３２上部中央に設けられている上部排出口３５と、を有している。

分級部３０において、導入口３１から導入された解繊物をのせた気流は、円筒部３２で円周運動に変わる。これにより、導入された解繊物には遠心力がかかり、分級部３０は、解繊物のうちで樹脂粒やインク粒よりも大きく密度の高い繊維（第１分級物）と、解繊物のうちで繊維よりも小さく密度の低い樹脂粒や色剤や添加剤など（第２分級物）と、に分離することができる。第１分級物は、下部排出口３４から排出され、管４を介して、選別部４０に導入される。一方、第２分級物は、上部排出口３５から管５を介して受け部３６に排出される。

選別部４０は、分級部３０を通過した第１分級物（解繊部２０により解繊された解繊物）を導入口４２から導入し、繊維の長さによって選別する。選別部４０としては、例えば、篩（ふるい）を用いる。選別部４０は、網（フィルター、スクリーン）を有し、第１分級物に含まれる、網の目開きの大きさより小さい繊維または粒子（網を通過するもの、第１選別物）と、網の目開きの大きさより大きい繊維や未解繊片やダマ（網を通過しないもの、第２選別物）と、を分けることができる。例えば、第１選別物は、ホッパー６で受けてから管７を介して、混合部５０に移送される。第２選別物は、排出口４４から管８を介して、解繊部２０に戻される。具体的には、選別部４０は、モーターによって回転することができる円筒の篩である。選別部４０の網は、例えば、金網、切れ目が入った金属板を引き延ばしたエキスパンドメタル、金属板にプレス機等で穴を形成したパンチングメタルを用いる。

第１ウェブ形成部４５は、選別部４０を通過した第１選別物を、混合部５０に搬送する。便宜上、図１では、第１ウェブ形成部４５を簡略化して図示している。第１ウェブ形成部４５の詳細な構造等は、後述する。

混合部５０は、選別部４０を通過した第１選別物（第１ウェブ形成部４５により搬送された第１選別物）と、樹脂を含む添加物と、を混合する。混合部５０は、添加物を供給する添加物供給部５２と、選別物と添加物とを搬送する管５４と、ブロアー５６と、を有している。図示の例では、添加物は、添加物供給部５２からホッパー９を介して管５４に供給される。管５４は、管７と連続している。

混合部５０では、ブロアー５６によって気流を発生させ、管５４中において、第１選別物と添加物とを混合させながら、搬送することができる。なお、第１選別物と添加物とを混合させる機構は、特に限定されず、高速回転する羽根により攪拌するものであってもよいし、Ｖ型ミキサーのように容器の回転を利用するものであってもよい。

添加物供給部５２としては、図１に示すようなスクリューフィーダーや、図示せぬディスクフィーダーなどを用いる。添加物供給部５２から供給される添加物は、複数の繊維を結着させるための樹脂を含む。樹脂が供給された時点では、複数の繊維は結着されていない。樹脂は、シート形成部８０を通過する際に溶融して、複数の繊維を結着させる。

添加物供給部５２から供給される樹脂は、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂であり、例えば、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、などである。これらの樹脂は、単独または適宜混合して用いてもよい。添加物供給部５２から供給される添加物は、繊維状であってもよく、粉末状であってもよい。

なお、添加物供給部５２から供給される添加物には、繊維を結着させる樹脂の他、製造されるシートの種類に応じて、繊維を着色するための着色剤や、繊維の凝集を防止するための凝集防止材、繊維等が燃えにくくするための難燃剤が含まれていてもよい。混合部５０を通過した混合物（第１分級物と添加物との混合物）は、管５４を介して、堆積部６０に移送される。

堆積部６０は、混合部５０を通過した混合物を導入口６２から導入し、絡み合った解繊物（繊維）をほぐして、空気中で分散させながら降らせる。さらに、堆積部６０は、添加物供給部５２から供給される添加物の樹脂が繊維状である場合、絡み合った樹脂をほぐす。これにより、堆積部６０は、第２ウェブ形成部７０に、混合物を均一性よく堆積させることができる。

堆積部６０としては、回転する円筒の篩を用いる。堆積部６０は、網を有し、混合部５０を通過した混合物に含まれる、網の目開きの大きさより小さい繊維または粒子（網を通過するもの）を降らせる。堆積部６０の構成は、例えば、選別部４０の構成と同じである。

なお、堆積部６０の「篩」は、特定の対象物を選別する機能を有していなくてもよい。すなわち、堆積部６０として用いられる「篩」とは、網を備えたもの、という意味であり、堆積部６０は、堆積部６０に導入された混合物の全てを降らしてもよい。

第２ウェブ形成部７０は、堆積部６０を通過した通過物を堆積して、ウェブＷを形成する。第２ウェブ形成部７０は、例えば、メッシュベルト７２と、張架ローラー７４と、サクション機構７６と、を有している。

メッシュベルト７２は、移動しながら、堆積部６０の開口（網の開口）を通過した通過物を堆積する。メッシュベルト７２は、張架ローラー７４によって張架され、通過物を通しにくく空気を通す構成となっている。メッシュベルト７２は、張架ローラー７４が自転することによって移動する。メッシュベルト７２が連続的に移動しながら、堆積部６０を通過した通過物が連続的に降り積もることにより、メッシュベルト７２上にウェブＷが形成される。メッシュベルト７２は、例えば、金属製、樹脂製、布製、あるいは不織布等である。

サクション機構７６は、メッシュベルト７２の下方（堆積部６０側とは反対側）に設けられている。サクション機構７６は、下方に向く気流（堆積部６０からメッシュベルト７２に向く気流）を発生させることができる。サクション機構７６によって、堆積部６０により空気中に分散された混合物をメッシュベルト７２上に吸引することができる。これにより、堆積部６０からの排出速度を大きくすることができる。さらに、サクション機構７６によって、混合物の落下経路にダウンフローを形成することができ、落下中に解繊物や添加物が絡み合うことを防ぐことができる。

以上のように、堆積部６０および第２ウェブ形成部７０（ウェブ形成工程）を経ることにより、空気を多く含み柔らかくふくらんだ状態のウェブＷが形成される。メッシュベルト７２に堆積されたウェブＷは、シート形成部８０へと搬送される。

なお、図示の例では、ウェブＷを調湿する調湿部７８が設けられている。調湿部７８は、ウェブＷに対して水や水蒸気を添加して、ウェブＷと水との量比を調節することができる。

シート形成部８０は、メッシュベルト７２に堆積したウェブＷを加圧加熱してシートＳを成形する。シート形成部８０では、ウェブＷにおいて混ぜ合された解繊物および添加物の混合物に、熱を加えることにより、混合物中の複数の繊維を、互いに添加物（樹脂）を介して結着することができる。

シート形成部８０としては、例えば、加熱ローラー（ヒーターローラー）、熱プレス成形機、ホットプレート、温風ブロワー、赤外線加熱器、フラッシュ定着器を用いる。図示の例では、シート形成部８０は、第１結着部８２と第２結着部８４とを備え、結着部８２，８４がそれぞれ一対の加熱ローラー８６を備えている。結着部８２，８４を加熱ローラー８６として構成したことにより、結着部８２，８４を板状のプレス装置（平板プレス装置）として構成した場合に比べて、ウェブＷを連続的に搬送しながらシートＳを成形することができる。なお、加熱ローラー８６の数は、特に限定されない。

切断部９０は、シート形成部８０によって成形されたシートＳを切断する。図示の例では、切断部９０は、シートＳの搬送方向と交差する方向にシートＳを切断する第１切断部９２と、搬送方向に平行な方向にシートＳを切断する第２切断部９４と、を有している。第２切断部９４は、例えば、第１切断部９２を通過したシートＳを切断する。

以上により、所定のサイズの単票のシートＳが成形される。切断された単票のシートＳは、排出部９６へと排出される。

１．２． 第１ウェブ形成部
図２は、第１ウェブ形成部４５を模式的に示す図である。なお、便宜上、図２では、解繊部２０、選別部４０、混合部５０、検出部１３０，１３２，１３４についても模式的に示し、さらに、制御部１４０の機能ブロック図も示している。

第１ウェブ形成部４５は、図２に示すように、メッシュベルト１２０と、張架ローラー１２２と、吸引部（サクション機構）１２４と、を含む。

メッシュベルト１２０は、選別部４０よりも重力方向下方（例えば物が落ちる方向）に位置している。メッシュベルト１２０には、選別部４０により選別された解繊物が堆積される。具体的には、メッシュベルト１２０には、選別部４０のドラム部４０ａに設けられた開口（網の開口）を通過した解繊物が堆積される。メッシュベルト１２０は、張架ローラー１２２によって張架され、解繊物を通しにくく空気を通す構成となっている。メッシュベルト１２０は、張架ローラー１２２が自転することによって移動する。メッシュベルト１２０が連続的に移動しながら、メッシュベルト１２０に、選別部４０により選別された解繊物が連続的に降り積もることにより、メッシュベルト１２０上にウェブＶが形成される。すなわち、第１ウェブ形成部４５は、解繊物が堆積したウェブＶを形成する。ウェブＶは、例えば、一定の幅を有して、メッシュベルト１２０の移動に伴って矢印αの方向に搬送される。メッシュベルト１２０は、例えば、一定の速度で移動する。メッシュベルト１２０は、例えば、金属製、樹脂製、布製、あるいは不織布等である。

なお、「ウェブ」とは、複数の繊維（解繊物）が連続的につながって所定の形状をなすものであり、単票に切断される前の状態のものである。

吸引部１２４は、メッシュベルト１２０の重力方向下方に位置している。吸引部１２４は、メッシュベルト１２０の重力方向下方から選別部４０のハウジング部４０ｂ内の空気を吸引し、下方に向く気流（ドラム部４０ａからメッシュベルト１２０に向く気流）を発生させることができる。吸引部１２４によって、ドラム部４０ａによりハウジング部４０ｂ内に分散された解繊物を、メッシュベルト１２０上に吸引することができる。これにより、ドラム部４０ａからの解繊物の排出速度を大きくすることができる。さらに、吸引部１２４によって、解繊物の落下経路にダウンフローを形成することができ、落下中に解繊物が絡み合うことを防ぐことができる。図示の例では、吸引部１２４は、管１２６を介してブロアー１２８に接続されている。ブロアー１２８を駆動させることによって、吸引部１２４は、ハウジング部４０ｂ内の空気を吸引することができる。

以上のように、選別部４０および第１ウェブ形成部４５（ウェブ形成工程）を経ることにより、空気を多く含み柔らかくふくらんだ状態のウェブＶが形成される。ウェブＶは、ホッパー１２９で受けてから管７を介して、混合部５０に移送（搬送）される。ウェブＶは、管７や管５４内を移動している間にほぐされ、ほぐされた状態で堆積部６０（図１参照）に移送される。すなわち、管７，５４は、ウェブをほぐして堆積部６０に移送するための管である。堆積部６０は、ほぐされたウェブＶを堆積させる。

なお、「ほぐされたウェブ」とは、ウェブを構成する解繊物が他の解繊物と絡み合っていない状態（独立した状態）で存在してもよいし、他の解繊物と絡み合って塊状となった状態（いわゆる「ダマ」を形成している状態）で存在してもよい。

混合部５０の添加物供給部５２は、例えば、第１ウェブ形成部４５と堆積部６０とを連結する連結部（図１の例では、管７，５４によって構成される連結部）に添加物を供給する。具体的には、添加物供給部５２は、管５４に添加物を供給する。そして、管５４内において、添加物と解繊物（ほぐされたウェブＶ）とは混合される。

なお、図２に示す例では、選別部４０は、分級部３０を通過した解繊物を選別するための複数の開口を有するドラム部４０ａと、ドラム部４０ａを覆うハウジング部４０ｂと、を含んでいる。ドラム部４０ａは、例えば、円筒の篩である。ハウジング部４０ｂは、例えば、ドラム部４０ａの周囲を覆う箱である。ハウジング部４０ｂは、ホッパー６を有し、ホッパー６の開口部６ａは、ドラム部４０ａの下方に位置している。選別部４０により選別された解繊物は、開口部６ａを通過して、メッシュベルト１２０上に堆積される。

また、図示の例では、ハウジング部４０ｂは、パイルシール４０ｃを有している。パイルシール４０ｃは、例えば、ベース部の表面に密に細毛が植えつけられたブラシ（刷毛）で構成されおり、ブラシはメッシュベルト１２０と接している。パイルシール４０ｃは、選別部４０により選別された解繊物が、ハウジング部４０ｂとメッシュベルト１２０との隙間から漏出することを抑制することができる。

１．３． 検出部
厚さ検出部１３０は、図２に示すように、メッシュベルト１２０の近傍であって、ウェブＶの上方に設けられている。厚さ検出部１３０は、図示せぬ支持部を介して、開口部６ａの外壁に固定されていてもよい。厚さ検出部１３０は、ウェブＶの厚さを検出することができる。厚さ検出部１３０は、ウェブＶの厚さを検出することができれば、その形態は特に限定されないが、例えば厚さ検出部１３０は、レーザー光をウェブＶに照射して、厚さ検出部１３０とウェブＶの表面との間の距離を検出するセンサーである。図示の例では、厚さ検出部１３０は、１つ設けられているが、その数は特に限定されない。例えば図示はしないが、厚さ検出部１３０は、３つ設けられ、ウェブＶの幅方向（搬送方向αに交差する方向）において、中央部の上方と、中央部の両側に位置する外側部の上方と、に設けられていてもよい。これにより、ウェブＶの厚さを、より正確に検出することができる。

温度検出部１３２は、ハウジング部４０ｂの外壁に設けられている。図示の例では、温度検出部１３２は、ハウジング部４０ｂのホッパー６の外壁に設けられている。温度検出部１３２は、シート製造装置１００内の温度を検出することができる。具体的には、温度検出部１３２は、ハウジング部４０ｂの外壁の温度を検出して、間接的に、選別部４０により選別された解繊物の温度（ウェブＶの温度）を検出する。選別部４０により選別された解繊物の温度をより正確に検出するためには、温度検出部１３２を、ハウジング部４０ｂ内に設けることが好ましいが、ハウジング部４０ｂ内に温度検出部１３２を設けると、細かい解繊物等が温度検出部１３２内に混入し、温度検出部１３２が壊れてしまう場合がある。したがって、図２に示すように、ハウジング部４０ｂの外壁に、温度検出部１３２を設けることが好ましい。温度検出部１３２は、シート製造装置１００内の温度を検出することができれば、その形態は特に限定されない。

湿度検出部１３４は、粗砕部１２によって裁断された原料を受けるホッパー１の表面に設けられている。湿度検出部１３４は、シート製造装置１００内の湿度を検出することができる。具体的には、湿度検出部１３４は、ホッパー１周辺の湿度を検出して、間接的に、選別部４０により選別された解繊物周辺の湿度（ウェブＶ周辺の湿度）を検出する。選別部４０により選別された解繊物周辺の湿度をより正確に検出するためには、湿度検出部１３４を、ハウジング部４０ｂ内に設けることが好ましいが、湿度検出部１３４が壊れる可能性を考慮すると、湿度検出部１３４は、図２に示すように、ホッパー１の表面に設けられることが好ましい。なお、図示はしないが、湿度検出部１３４は、粗砕部１２に設けられていてもよい。湿度検出部１３４は、シート製造装置１００内の湿度を検出することができれば、その形態は特に限定されない。

１．４． 制御部
制御部１４０は、図２に示すように、操作部１４１と、出力部１４２と、記憶部１４３と、記憶媒体１４４と、処理部１４５と、を有している。

操作部１４１は、ユーザーによる操作に応じた操作信号を取得し、処理部１４５に信号を送る処理を行う。操作部１４１は、例えば、ボタン、キー、タッチパネル型ディスプレイ、マイクなどである。

出力部１４２は、処理部１４５から入力される信号に基づいて、処理部１４５の処理結果等を表示する。出力部１４２は、例えば、処理部１４５の処理結果を文字で表示する。出力部１４２は、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）、タッチパネル型ディスプレイなどである。なお、出力部１４２は、処理部１４５の処理結果等を音によって出力してもよい。

記憶部１４３は、処理部１４５が各種の制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。記憶部１４３は、さらに、処理部１４５の作業領域として用いられ、操作部１４１から入力された操作信号、記憶媒体１４４等から読み出されたプログラムやデータ、処理部１４５が各種プログラムに従って実行した算出結果等を一時的に記憶する。

記憶媒体１４４は、各種のアプリケーションプログラムやデータを記憶するための、コンピューター読み取り可能な記憶媒体である。なお、当該プログラムは、ホスト装置（サーバー）が有する情報記憶媒体からネットワーク等を介して記憶媒体１４４（記憶部１４３）に配信されてもよい。記憶媒体１４４は、処理部１４５の処理により生成されるデータのうち、長期的な保存が必要なデータを記憶する記憶部としても機能してもよい。記憶媒体１４４は、例えば、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、磁気ディスク、ハードディスク、磁気テープ、メモリー（ＲＯＭ、フラッシュメモリーなど）により実現される。

処理部１４５は、記憶部１４３に記憶されているプログラムや記憶媒体１４４に記憶されているプログラムに従って、各種の制御処理を行う。処理部１４５は、例えば、以下に示す制御処理を行う。処理部１４５は、記憶部１４３に記憶されているプログラムを実行することで、導出部１４６および添加物制御部１４７として機能する。処理部１４５の機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ、ＤＳＰ等）、ＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、プログラムにより実現できる。なお、処理部１４５の少なくとも一部をハードウェア（専用回路）で実現してもよい。

導出部１４６は、厚さ検出部１３０により検出された厚さに基づいて、下流を流れる解繊物の流量（例えば管５４を流れる解繊物の流量）を導出する（求める）。例えば記憶部１４３には、ウェブＶの厚さと管５４を流れる解繊物の流量との相関図が記憶されており、導出部１４６は、該相関図に基づいて管５４を流れる解繊物の流量を求めることができる。

なお、「解繊物の流量」とは、単位時間当たりに、与えられた面（例えば管の断面）を通過する解繊物の質量である。また、「下流」とは、シート製造装置１００の供給部１０から投入される材料の、供給部１０から排出部９８までの経路において、より排出部９８側であることを指し、「上流」とは、供給部１０から排出部９８までの経路において、より供給部１０側であることを指す。

導出部１４６は、厚さ検出部１３０により検出された厚さに加え、さらに、温度検出部１３２により検出された温度、および湿度検出部１３４により検出された湿度に基づいて、解繊物の流量を求めることができる。

例えば、温度検出部１３２により検出された温度が所定の値より高い場合は、ウェブＶの厚さに対する質量（質量／厚さ）が小さくなる。したがって、導出部１４６は、厚さ検出部１３０により検出された厚さに、補正係数Ｋ１を掛けて解繊物の流量を求める。この場合、導出部１４６によって求められた流量は、所定の補正係数Ｋ１を掛けない場合よりも、小さな値となる。逆に、温度検出部１３２により検出された温度が所定の値より低い場合は、導出部１４６は、厚さ検出部１３０により検出された厚さに、補正係数Ｋ２を掛けて解繊物の流量を求め、導出部１４６によって求められた流量は、補正係数Ｋ２を掛けない場合よりも、大きな値となる。

例えば、湿度検出部１３４により検出された湿度が所定の値より高い場合は、ウェブＶの厚さに対する質量（質量／厚さ）が大きくなる。したがって、導出部１４６は、厚さ検出部１３０により検出された厚さに、補正係数Ｋ３を掛けて解繊物の流量を求める。この場合、導出部１４６によって求められた流量は、所定の補正係数Ｋ３を掛けない場合よりも、大きな値となる。逆に、湿度検出部１３４により検出された温度が所定の値より低い場合は、導出部１４６は、厚さ検出部１３０により検出された厚さに、補正係数Ｋ４を掛けて解繊物の流量を求め、導出部１４６によって求められた流量は、補正係数Ｋ４を掛けない場合よりも、小さな値となる。

添加物制御部１４７は、導出部１４６により求められた解繊物の流量に基づいて、添加物供給部５２を制御し、管５４に供給される添加物の量を制御（調整）する。具体的には、添加物制御部１４７は、スクリューフィーダーからなる添加物供給部５２のスクリューの回転数を制御して、管５４に供給される添加物の量を調整する。添加物制御部１４７は、導出部１４６において求めた解繊物の流量と、管５４に供給される添加物の量と、の比が常に一定になるように、添加物供給部５２を制御する。例えば解繊物の流量と解繊物の坪量とは相関があるため、導出部１４６において求めた解繊物の流量と、管５４に供給される添加物の量と、の比を一定になるように制御することにより、解繊物の量に対する、管５４に供給される添加物の量の変動を小さくすることができる。

ここで、図３は、制御部１４０の制御処理を説明するためのフローチャートである。

例えば、ユーザーが操作部１４１を介して、解繊物の流量を求める処理を要求すると、処理部１４５は、操作部１４１からの操作信号を受けて、処理を開始する。

まず、処理部１４５は、検出部１３０，１３２，１３４の検出結果に基づいて（検出部１３０，１３２，１３４からの信号を受けて）、解繊物の流量を求める（Ｓ１５０）。なお、処理部１４５は、導出部１４６において求めた解繊物の流量を、出力部１４２に出力するための処理を行ってもよい。

次に、添加物制御部１４７は、導出部１４６において求めた解繊物の流量に基づいて、添加物供給部５２を制御し、管５４に供給される添加物の量を調整する（Ｓ１５２）。

そして、処理部１４５は、添加物供給部５２を制御した後、処理を終了する。

シート製造装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。

シート製造装置１００では、解繊物が堆積したウェブＶを形成する第１ウェブ形成部４５と、ウェブＶの厚さを検出する厚さ検出部１３０と、ほぐされたウェブＶを堆積させる堆積部６０と、有する。そのため、シート製造装置１００では、厚さ検出部１３０によって、シート製造装置１００中を流れる解繊物の流量の変動を把握することができ、第１ウェブ形成部４５より下流を流れる解繊物の流量を求めることができる。シート製造装置１００では、ウェブＶが下流に流されて処理されることによりシートとなるので、第１ウェブ形成部４５より下流を流れる解繊物の流量を把握することにより、安定した品質のシートを製造するための種々の制御が可能となる。このように、シート製造装置１００では、上流で取得した情報に基づいて、下流を流れる解繊物の流量を把握することができる。

シート製造装置１００では、第１ウェブ形成部４５は、選別部４０により選別された解繊物が堆積されるメッシュベルト１２０と、メッシュベルト１２０の重力方向下方からハウジング部４０ｂ内の空気を吸引する吸引部１２４と、を含む。そのため、シート製造装置１００では、吸引部１２４の吸引により、メッシュベルト１２０上に均一性よく解繊物を堆積させることができる。したがって、シート製造装置１００では、厚さ検出部１３０によって、ウェブＶの厚さを、より正確に検出することができる。

シート製造装置１００では、厚さ検出部１３０により検出された厚さに基づいて解繊物の流量を導出する導出部１４６を有する。そのため、シート製造装置１００では、厚さ検出部１３０により検出されたウェブＶの厚さから、第１ウェブ形成部４５よりも下流を流れる解繊物の流量（例えば管５４を流れる解繊物の流量）を求めることができる。

シート製造装置１００では、導出部１４６により導出された流量に基づいて、添加物供給部５２により供給される添加物の量を制御する添加物制御部１４７を有する。そのため、シート製造装置１００では、導出部１４６において求めた解繊物の流量と、管５４に供給される添加物の量と、の比を所望の値になるように制御することにより、解繊物の量に対する、管５４に供給される添加物の量の変動を小さくすることができる。これにより、シート製造装置１００では、解繊物の量に対する添加物の量が変動することを抑制することができ、所望の質感や強度を有するシートを製造することができる。

シート製造装置１００では、導出部１４６は、温度検出部１３２により検出された温度に基づいて、解繊物の流量を導出する。したがって、シート製造装置１００では、シート製造装置１００内の温度を考慮して、解繊物の流量を、より正確に導出することができる。

シート製造装置１００では、導出部１４６は、湿度検出部１３４により検出された湿度に基づいて、解繊物の流量を導出する。したがって、シート製造装置１００では、シート製造装置１００内の湿度を考慮して、解繊物の流量を、より正確に導出することができる。

なお、シート製造装置１００を用いたシート製造方法では、解繊部２０において、繊維を含む原料を解繊物に解繊する工程と、選別部４０において、解繊された解繊物を選別する工程と、第１ウェブ形成部４５において、選別された解繊物を堆積してウェブＶを形成する工程と、厚さ検出部１３０によって、ウェブＶの厚さを検出する工程と、堆積部６０において、ほぐされたウェブＶを堆積させる工程と、を有する。そのため、シート製造装置１００を用いたシート製造方法では、シート製造装置１００中を流れる解繊物の流量の変動を把握することができる。

２． シート製造装置の変形例
次に、本実施形態の変形例に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図４は、本実施形態の変形例に係るシート製造装置２００を模式的に示す図である。なお、便宜上、図４では、選別部４０、第１ウェブ形成部４５、混合部５０、および検出部１３０，１３２以外の部材の図示を省略している。

以下、本実施形態の変形例に係るシート製造装置２００において、本実施形態に係るシート製造装置１００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。

上述したシート製造装置１００では、図２に示すように、第１ウェブ形成部４５は、選別部４０のハウジング部４０ｂの外側に設けられていた。これに対し、シート製造装置２００では、図４に示すように、第１ウェブ形成部４５は、ハウジング部４０ｂの内側に設けられている。シート製造装置２００では、厚さ検出部１３０もハウジング部４０ｂの内側に設けられている。厚さ検出部１３０は、図示せぬ支持部を介して、ハウジング部４０ｂの内壁に固定されていてもよい。シート製造装置２００では、ウェブＶは、ホッパー６で受けてから管７を介して、混合部５０に搬送される。

シート製造装置２００では、シート製造装置１００と同様に、シート製造装置２００中を流れる解繊物の流量の変動を把握することができる。

なお、本発明に係るシート製造装置によって製造されるシートＳは、シート状にしたものを主に指す。しかしシート状ものに限定されず、ボード状、ウェブ状であってもよい。本明細書におけるシートは、紙と不織布に分けられる。紙は、パルプや古紙を原料とし薄いシート状に成形した態様などを含み、筆記や印刷を目的とした記録紙や、壁紙、包装紙、色紙、画用紙、ケント紙などを含む。不織布は紙より厚いものや低強度のもので、一般的な不織布、繊維ボード、ティッシュペーパー（清掃用ティッシュペーパー）、キッチンペーパー、クリーナー、フィルター、液体（廃インクや油）吸収材、吸音材、断熱材、緩衝材、マットなどを含む。なお、原料としてはセルロースなどの植物繊維やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリエステルなどの化学繊維や羊毛、絹などの動物繊維であってもよい。

本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。なお、製造部１０２は、シートを製造できる範囲において、一部の構成を省略したり、他の構成を追加したり、公知の構成と置き換えてもよい。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１…管、２…ホッパー、３，４，５…管、６…ホッパー、６ａ…開口部、７，８…管、９…ホッパー、１０…供給部、１２…粗砕部、１４…粗砕刃、１６…筐体、２０…解繊部、２２…導入口、２４…排出口、３０…分級部、３１…導入口、３２…円筒部、３３…逆円錐部、３４…下部排出口、３５…上部排出口、３６…受け部、４０…選別部、４０ａ…ドラム部、４０ｂ…ハウジング部、４０ｃ…パイルシール、４２…導入口、４４…排出口、４５…第１ウェブ形成部、５０…混合部、５２…添加物供給部、５４…管、５６…ブロアー、６０…堆積部、６２…導入口、７０…第２ウェブ形成部、７２…メッシュベルト、７４…張架ローラー、７６…サクション機構、７８…調湿部、８０…シート形成部、８２…第１結着部、８４…第２結着部、８６…加熱ローラー、９０…切断部、９２…第１切断部、９４…第２切断部、９６…排出部、１００…シート製造装置、１０２…製造部、１２０…メッシュベルト、１２２…張架ローラー、１２４…吸引部、１２６…管、１２８…ブロアー、１２９…ホッパー、１３０…厚さ検出部、１３２…温度検出部、１３４…湿度検出部、１４０…制御部、１４１…操作部、１４２…出力部、１４３…記憶部、１４４…記憶媒体、１４５…処理部、１４６…導出部、１４７…添加物制御部、２００…シート製造装置

Claims (7)

1. 繊維を含む原料を解繊物に解繊する解繊部と、
   前記解繊部により解繊された前記解繊物を選別する選別部と、
   前記解繊物が堆積したウェブを形成するウェブ形成部と、
   前記ウェブの厚さを検出する検出部と、
   ほぐされた前記ウェブを堆積させる堆積部と、
   を有することを特徴とするシート製造装置。
2. 前記選別部は、
   前記解繊物を選別するための複数の開口を有するドラム部と、
   前記ドラム部を覆うハウジング部と、
   を含み、
   前記ウェブ形成部は、
   前記選別部よりも重力方向下方に位置し、前記選別部により選別された前記解繊物が堆積されるメッシュベルトと、
   前記メッシュベルトの重力方向下方から前記ハウジング部内の空気を吸引する吸引部と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のシート製造装置。
3. 前記検出部により検出された厚さに基づいて前記解繊物の流量を導出する導出部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のシート製造装置。
4. 前記ウェブをほぐして前記堆積部に移送する管と、
   前記管に添加物を供給する供給部と、
   前記導出部により導出された前記解繊物の流量に基づいて、前記供給部により供給される添加物の量を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする請求項３に記載のシート製造装置。
5. 前記シート製造装置内の温度を検出する温度検出部を有し、
   前記導出部は、前記温度検出部により検出された温度に基づいて、前記解繊物の流量を導出することを特徴とする請求項３または４に記載のシート製造装置。
6. 前記シート製造装置内の湿度を検出する湿度検出部を有し、
   前記導出部は、前記湿度検出部により検出された湿度に基づいて、前記解繊物の流量を導出することを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載のシート製造装置。
7. 繊維を含む原料を解繊物に解繊する工程と、
   解繊された前記解繊物を選別する工程と、
   選別された前記解繊物を堆積してウェブを形成する工程と、
   前記ウェブの厚さを検出する工程と、
   ほぐされた前記ウェブを堆積させる工程と、
   を有することを特徴とするシート製造方法。

Images