JP7293676B2 - 分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、分離装置に関する。

従来から、供給された材料中の異物等を除去する除去装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この分離装置は、特許文献１の図１に示すように、円板状のスクリーン１と、スクリーン１の一方の面側に設けられた噴出口２と、スクリーン１を介して噴出口２の反対側に設けられた吸引口３と、スクリーン１の他方の面側でかつ、吸引口３とは異なる位置に設けられた噴出口４と、スクリーン１を介して噴出口４の反対側に設けられた吸引口５とを有する。

噴出口２から粉粒体をスクリーン１上に供給し、吸引口３から吸引を行うことにより、過剰に細かい粉粒体を除去することができる。また、この際、粉粒体中の異物も除去することができる。また、スクリーン１が回転することにより、スクリーン１に残存する粉粒体も移動し、移動先において、噴出口４から噴出された空気によって粉粒体がスクリーン１から離脱し、離脱した粉粒体を吸引口５の吸引によって回収することができる。

特開平７－１０８２２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている分離装置では、噴出口２、吸引口３、噴出口４および吸引口５の作動条件に関する研究が十分なされておらず、例えば、粉粒体中の異物の量が多かった場合、異物を十分に除去することができず、吸引口５で回収する材料に残留する異物の量を調整できない可能性がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下のものとして実現することが可能である。

本発明の分離装置は、表裏関係にある第１面および第２面を有するメッシュと、
前記第１面に繊維を含む材料を堆積させる第１噴出口を有する第１噴出部と、
平面視にて、前記第１噴出口と少なくとも一部が重なるように、前記第１面から前記第２面に向けて吸引する第１吸引口を有する第１吸引部と、
を有する分離部と、
平面視にて、前記第１噴出口と異なる位置に設けられ、前記第２面から前記第１面に向けて吸引する第２吸引口を有する第２吸引部と、
前記第１噴出口から噴出された前記材料に含まれている異物に関する情報を検出する検出部と、
検出部の検出結果を入力する入力部と、
前記入力部に入力された前記情報に基づいて前記分離部における分離条件を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

図１は、本発明の分離装置の第１実施形態を備えるシート製造装置を示す概略側面図である。 図２は、図１に示すシート製造装置のブロック図である。 図３は、図１に示す分離装置の斜視図である。 図４は、図３に示す分離装置の平面図である。 図５は、図２に示す制御部が行う制御動作を説明するためのフローチャートである。 図６は、図２に示す制御部が行う制御動作を説明するためのフローチャートである。 図７は、図２に示す制御部が行う制御動作を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の分離装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の分離装置の第１実施形態を備えるシート製造装置を示す概略側面図である。図２は、図１に示すシート製造装置のブロック図である。図３は、図１に示す分離装置の斜視図である。図４は、図３に示す分離装置の平面図である。図５～図７は、図２に示す制御部が行う制御動作を説明するためのフローチャートである。

なお、以下では、説明の便宜上、図１に示すように、互いに直交する３軸をｘ軸、ｙ軸およびｚ軸とする。また、ｘ軸とｙ軸を含むｘｙ平面が水平となっており、ｚ軸が鉛直となっている。また、各軸の矢印が向いた方向を「＋」、その反対方向を「－」と言う。また、図１および図３の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言うことがある。

図１に示すように、シート製造装置１００は、原料供給部１１と、粗砕部１２と、解繊部１３と、本発明の分離装置１と、混合部１７と、ほぐし部１８と、ウェブ形成部１９と、シート形成部２０と、切断部２１と、ストック部２２と、回収部２７とを備えている。また、分離装置１は、制御部２８を有し、前記各部は、制御部２８と電気的に接続されており、制御部２８によってその作動が制御される。なお、本実施形態では、分離装置１が備える制御部２８がシート製造装置１００の各部の制御を行う構成であるが、これに限定されず、シート製造装置１００のうち、分離装置１以外の部位の制御を行う制御部を別途有していてもよい。

また、シート製造装置１００は、加湿部２３１と、加湿部２３４と、加湿部２３６とを備えている。その他、シート製造装置１００は、ブロアー２６１と、ブロアー２６２と、ブロアー２６３と、ブロアー２６４と、を備えている。また、ブロアー２６１、ブロアー２６２、ブロアー２６３およびブロアー２６４は、通電条件を変更することにより、風量を変更可能となっている。

また、シート製造装置１００では、原料供給工程と、粗砕工程と、解繊工程と、分離工程と、混合工程と、ほぐし工程と、ウェブ形成工程と、シート形成工程と、切断工程とがこの順に実行される。

以下、各部の構成について説明する。
原料供給部１１は、粗砕部１２に原料Ｍ１を供給する原料供給工程を行なう部分である。この原料Ｍ１としては、セルロース繊維を含む繊維含有物からなるシート状材料である。なお、セルロース繊維とは、化合物としてのセルロースを主成分とし繊維状をなすものであればよく、セルロースの他に、ヘミセルロース、リグニンを含むものであってもよい。また、原料Ｍ１は、織布、不織布等、形態は問わない。また、原料Ｍ１は、例えば、古紙を解繊して再生、製造されたリサイクルペーパーや、合成紙のユポ紙（登録商標）であってもよいし、リサイクルペーパーでなくてもよい。また、本実施形態では、原料Ｍ１は、使用済みまたは不要となった古紙である。

粗砕部１２は、原料供給部１１から供給された原料Ｍ１を大気中等の気中で粗砕する粗砕工程を行なう部分である。粗砕部１２は、一対の粗砕刃１２１と、シュート１２２とを有している。

一対の粗砕刃１２１は、互いに反対方向に回転することにより、これらの間で原料Ｍ１を粗砕して、すなわち、裁断して粗砕片Ｍ２にすることができる。粗砕片Ｍ２の形状や大きさは、解繊部１３における解繊処理に適しているのが好ましく、例えば、１辺の長さが１００ｍｍ以下の小片であるのが好ましく、１０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の小片であるのがより好ましい。

シュート１２２は、一対の粗砕刃１２１の下方に配置され、例えば漏斗状をなすものとなっている。これにより、シュート１２２は、粗砕刃１２１によって粗砕されて落下してきた粗砕片Ｍ２を受けることができる。

また、シュート１２２の上方には、加湿部２３１が一対の粗砕刃１２１に隣り合って配置されている。加湿部２３１は、シュート１２２内の粗砕片Ｍ２を加湿するものである。この加湿部２３１は、水分を含む図示しないフィルターを有し、フィルターに空気を通過させることにより、湿度を高めた加湿空気を粗砕片Ｍ２に供給する気化式または温風気化式の加湿器で構成されている。加湿空気が粗砕片Ｍ２に供給されることにより、粗砕片Ｍ２が静電気によってシュート１２２等に付着するのを抑制することができる。

シュート１２２は、管２４１を介して、解繊部１３に接続されている。シュート１２２に集められた粗砕片Ｍ２は、管２４１を通過して、解繊部１３に搬送される。

解繊部１３は、粗砕片Ｍ２を気中で、すなわち、乾式で解繊する解繊工程を行なう部分である。この解繊部１３での解繊処理により、粗砕片Ｍ２から解繊物Ｍ３を生成することができる。ここで「解繊する」とは、複数の繊維が結着されてなる粗砕片Ｍ２を、繊維１本１本に解きほぐすことをいう。そして、この解きほぐされたものが解繊物Ｍ３となる。解繊物Ｍ３の形状は、線状や帯状である。また、解繊物Ｍ３同士は、絡み合って塊状となった状態、すなわち、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１３は、例えば本実施形態では、高速回転するローターと、ローターの外周に位置するライナーとを有するインペラーミルで構成されている。解繊部１３に流入してきた粗砕片Ｍ２は、ローターとライナーとの間に挟まれて解繊される。

また、解繊部１３は、ローターの回転により、粗砕部１２から分離装置１に向かう空気の流れ、すなわち、気流を発生させることができる。これにより、粗砕片Ｍ２を管２４１から解繊部１３に吸引することができる。また、解繊処理後、解繊物Ｍ３を、管２４２を介して分離装置１に送り出すことができる。

管２４２の途中には、ブロアー２６１が設置されている。ブロアー２６１は、分離装置１に向かう気流を発生させる気流発生装置である。これにより、分離装置１への解繊物Ｍ３の送り出しが促進される。

分離装置１は、解繊物Ｍ３を、繊維の長さの大小によって選別するとともに、解繊物Ｍ３中の異物を除去する分離工程を行う装置である。この分離装置１の構成については、後に詳述する。解繊物Ｍ３は、分離装置１を経ることにより、色材等の異物が除去され、かつ、所定の長さ以上に長い繊維、すなわち、シート製造に適した長さの繊維を含む解繊物Ｍ４となる。そして、この解繊物Ｍ４は、下流側の混合部１７に送り出される。

分離装置１の下流側には、混合部１７が配置されている。混合部１７は、解繊物Ｍ４と樹脂Ｐ１とを混合する混合工程を行なう部分である。この混合部１７は、樹脂供給部１７１と、管１７２と、ブロアー１７３とを有している。

管１７２は、分離装置１の第２吸引部７と、ほぐし部１８のハウジング部１８２とを接続しており、解繊物Ｍ４と樹脂Ｐ１との混合物Ｍ７が通過する流路である。

管１７２の途中には、樹脂供給部１７１が接続されている。樹脂供給部１７１は、スクリューフィーダー１７４を有している。このスクリューフィーダー１７４が回転駆動することにより、樹脂Ｐ１を粉体または粒子として管１７２に供給することができる。管１７２に供給された樹脂Ｐ１は、解繊物Ｍ４と混合されて混合物Ｍ７となる。

なお、樹脂Ｐ１は、後の工程で繊維同士を結着させるものであり、例えば、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂等を用いることができるが、熱可塑性樹脂を用いるのが好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６－１２、ナイロン６－６６等のポリアミド（ナイロン）、ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、ポリエーテル、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等が挙げられ、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。好ましくは、熱可塑性樹脂としては、ポリエステルまたはこれを含むものを用いる。

なお、樹脂供給部１７１から供給されるものとしては、樹脂Ｐ１の他に、例えば、繊維を着色するための着色剤、繊維の凝集や樹脂Ｐ１の凝集を抑制するための凝集抑制剤、繊維等を燃えにくくするための難燃剤、シートＳの紙力を増強するための紙力増強剤等が含まれていてもよい。または、予めそれらを樹脂Ｐ１に含ませて複合化したものを樹脂供給部１７１から供給してもよい。

また、管１７２の途中には、樹脂供給部１７１よりも下流側にブロアー１７３が設置されている。ブロアー１７３が有する羽根等の回転部の作用により、解繊物Ｍ４と樹脂Ｐ１とが混合される。また、ブロアー１７３は、ほぐし部１８に向かう気流を発生させることができる。この気流により、管１７２内で、解繊物Ｍ４と樹脂Ｐ１とを撹拌することができる。これにより、混合物Ｍ７は、解繊物Ｍ４と樹脂Ｐ１とが均一に分散した状態で、ほぐし部１８に流入することができる。また、混合物Ｍ７中の解繊物Ｍ４は、管１７２内を通過する過程でほぐされて、より細かい繊維状となる。

ほぐし部１８は、混合物Ｍ７における、互いに絡み合った繊維同士をほぐすほぐし工程を行なう部分である。ほぐし部１８は、ドラム部１８１と、ドラム部１８１を収納するハウジング部１８２とを有する。

ドラム部１８１は、円筒状をなす網体で構成され、その中心軸回りに回転する篩である。このドラム部１８１には、混合物Ｍ７が流入してくる。そして、ドラム部１８１が回転することにより、混合物Ｍ７のうち、網の目開きよりも小さい繊維等が、ドラム部１８１を通過することができる。その際、混合物Ｍ７がほぐされることとなる。

ハウジング部１８２は、加湿部２３４と接続されている。加湿部２３４は、加湿部２３１と同様の気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング部１８２内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、ハウジング部１８２内を加湿することができ、よって、混合物Ｍ７がハウジング部１８２の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。

また、ドラム部１８１でほぐされた混合物Ｍ７は、気中に分散しつつ落下して、ドラム部１８１の下方に位置するウェブ形成部１９に向かう。ウェブ形成部１９は、混合物Ｍ７からウェブＭ８を形成するウェブ形成工程を行なう部分である。ウェブ形成部１９は、メッシュベルト１９１と、張架ローラー１９２と、吸引部１９３とを有している。

メッシュベルト１９１は、無端ベルトであり、混合物Ｍ７が堆積する。このメッシュベルト１９１は、４つの張架ローラー１９２に掛け回されている。そして、張架ローラー１９２の回転駆動により、メッシュベルト１９１上の混合物Ｍ７は、下流側に搬送される。

また、メッシュベルト１９１上のほとんどの混合物Ｍ７は、メッシュベルト１９１の目開き以上の大きさである。これにより、混合物Ｍ７は、メッシュベルト１９１を通過してしまうのが規制され、よって、メッシュベルト１９１上に堆積することができる。また、混合物Ｍ７は、メッシュベルト１９１上に堆積しつつ、メッシュベルト１９１ごと下流側に搬送されるため、層状のウェブＭ８として形成される。

吸引部１９３は、メッシュベルト１９１の下方から空気を吸引するサクション機構である。これにより、メッシュベルト１９１上に混合物Ｍ７を吸引することができ、よって、混合物Ｍ７のメッシュベルト１９１上への堆積が促進される。

吸引部１９３には、管２４６が接続されている。また、この管２４６の途中には、ブロアー２６４が設置されている。このブロアー２６４の作動により、吸引部１９３で吸引力を生じさせることができる。

ほぐし部１８の下流側には、加湿部２３６が配置されている。加湿部２３６は、超音波式加湿器で構成されている。これにより、ウェブＭ８に水分を供給することができ、よって、ウェブＭ８の水分量が調整される。この調整により、静電力によるウェブＭ８のメッシュベルト１９１への吸着を抑制することができる。これにより、ウェブＭ８は、メッシュベルト１９１が張架ローラー１９２で折り返される位置で、メッシュベルト１９１から容易に剥離される。

なお、加湿部２３１～加湿部２３６までに加えられる合計水分量は、例えば、加湿前の材料１００質量部に対して０．５質量部以上２０質量部以下であるのが好ましい。

ウェブ形成部１９の下流側には、シート形成部２０が配置されている。シート形成部２０は、ウェブＭ８からシートＳを形成するシート形成工程を行なう部分である。このシート形成部２０は、加圧部２０１と、加熱部２０２とを有している。

加圧部２０１は、一対のカレンダーローラー２０３を有し、カレンダーローラー２０３の間でウェブＭ８を加熱せずに加圧することができる。これにより、ウェブＭ８の密度が高められる。なお、このときの加熱の程度としては、例えば、樹脂Ｐ１を溶融させない程度であるのが好ましい。そして、このウェブＭ８は、加熱部２０２に向けて搬送される。なお、一対のカレンダーローラー２０３のうちの一方は、図示しないモーターの作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。

加熱部２０２は、一対の加熱ローラー２０４を有し、加熱ローラー２０４の間でウェブＭ８を加熱しつつ、加圧することができる。この加熱加圧により、ウェブＭ８内では、樹脂Ｐ１が溶融して、この溶融した樹脂Ｐ１を介して繊維同士が結着する。これにより、シートＳが形成される。そして、このシートＳは、切断部２１に向けて搬送される。なお、一対の加熱ローラー２０４の一方は、図示しないモーターの作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。

シート形成部２０の下流側には、切断部２１が配置されている。切断部２１は、シートＳを切断する切断工程を行なう部分である。この切断部２１は、第１カッター２１１と、第２カッター２１２とを有する。

第１カッター２１１は、シートＳの搬送方向と交差する方向、特に直交する方向にシートＳを切断するものである。

第２カッター２１２は、第１カッター２１１の下流側で、シートＳの搬送方向に平行な方向にシートＳを切断するものである。この切断は、シートＳの両側端部、すなわち＋ｙ軸方向および－ｙ軸方向の端部の不要な部分を除去して、シートＳの幅を整えるものであり、切断除去された部分は、いわゆる「みみ」と呼ばれる。

このような第１カッター２１１と第２カッター２１２との切断により、所望の形状、大きさのシートＳが得られる。そして、このシートＳは、さらに下流側に搬送されて、ストック部２２に蓄積される。

次に、分離装置１について説明する。
図１～図３に示すように、分離装置１は、メッシュ３１を有する回転部材３と、メッシュ３１上に解繊物Ｍ３を空気とともに噴出して供給する供給部である第１噴出部４と、メッシュ３１上の解繊物Ｍ３の一部を吸引する第１吸引部５と、吸引されて生成された解繊物Ｍ４に空気を噴出する第２噴出部６と、解繊物Ｍ４を吸引して回収する第２吸引部７と、モーター３３と、異物の混入量を検出する検出部３４と、を有する。なお、第１噴出部４と第１吸引部５とが分離部１０を構成する。また、回転部材３と第２噴出部６と第２吸引部７とが、第１面３１１上に残余した材料である解繊物Ｍ４を回収する回収部を構成する。

図３に示すように、回転部材３は、平面視で円形をなすメッシュ３１と、メッシュ３１を支持する支持部材３２とを有する。

メッシュ３１は、表裏関係にある第１面３１１および第２面３１２を有する。本実施形態では、第１面３１１が鉛直上方を向いた上面であり、第２面３１２が鉛直下方を向いた下面である。

メッシュ３１は、例えば、線状体が網状に編み込まれたものや、円板状の部材に複数の貫通孔が設けられたものとすることができる。このメッシュ３１の第１面３１１上に供給された解繊物Ｍ３の繊維のうち、メッシュ３１の目開きよりも長い繊維は、メッシュ３１上に残存、すなわち、堆積し、メッシュ３１の目開きよりも短い繊維や、例えば色材等の微小な異物は、メッシュ３１を通過する。そして、メッシュ３１の目開きを所望の大きさに設定することにより、例えばシート製造に適した長さを有する繊維を選択的に残存させることができる。

支持部材３２は、メッシュ３１を支持してメッシュ３１の平板状を維持する機能を有する。本実施形態では、支持部材３２は、メッシュ３１の第１面３１１側からメッシュ３１を支持する。メッシュ３１と支持部材３２とは、少なくとも一部が固定されており、支持部材３２がモーター３３の作動によって回転することによりメッシュ３１もともに回転する。

図４に示すように、支持部材３２は、メッシュ３１の縁部を支持するリング状の枠状体３２１と、メッシュ３１の中央部を支持する中央支持部３２２と、枠状体３２１および中央支持部３２２を連結する複数の棒状の連結部３２３と、有する。

連結部３２３は、本実施形態では、横断面形状が四角形の角柱状をなすストレートな棒状をなしている。換言すれば、連結部３２３は、メッシュ３１の中心部から外周部に亘って延在する長尺状の部材である。また、各連結部３２３は、本実施形態では、放射状に、すなわち、メッシュ３１の周方向に沿って４本、等間隔で設けられている。連結部３２３の形状は、上記構成に限定されず、例えば、丸棒状等、いかなる形状をなしていてもよい。

このような回転部材３は、駆動部であるモーター３３に接続されており、モーター３３の作動によって、中心軸Ｏ回りに回転することができる。また、モーター３３は、通電条件によって回転速度が可変に構成されており、制御部２８によってその作動が制御される。本実施形態では、回転部材３は、図４中矢印方向、すなわち、第１面３１１側から見て時計回りに回転する。

このように、メッシュ３１は、平面視で円形をなし、前記円形の中心軸Ｏ回りに回転する構成である。これにより、解繊物Ｍ４の移動経路がメッシュ３１の第１面３１１上のみとすることができる。よって、回転部材３、ひいては、分離装置１の小型化に寄与する。

第１噴出部４は、メッシュ３１の第１面３１１側に設置されている。本実施形態では、図１に示すように、第１噴出部４は、－ｙ軸側から＋ｙ軸方向に向って見たとき、メッシュ３１の中心軸Ｏよりも右側に設置されている。第１噴出部４は、管２４２の下流端に接続され、メッシュ３１の第１面３１１に臨む位置に第１噴出口４１を有する。第１噴出部４は、ブロアー２６１が発生させた気流によって、上方からメッシュ３１に向って、すなわち、第１面３１１側から第１面３１１に向って第１噴出口４１から空気とともに解繊物Ｍ３を噴出する。これにより、メッシュ３１の第１面３１１上に解繊物Ｍ３を供給、堆積させることができる。

また、第１噴出口４１は、メッシュ３１の第１面３１１から離間して設置されている。これにより、メッシュ３１の第１面３１１上に堆積させた解繊物Ｍ４が、メッシュ３１の回転に伴って移動することができる。

また、第１噴出口４１は、その開口面がメッシュ３１の周方向に沿って延在する形状をなしている。すなわち、第１噴出口４１は、その開口面の平面視で、メッシュ３１の中心側に位置する円弧４１１と、円弧４１１よりも外周側の円弧４１２と、これらの円弧の端部同士を接続する線分４１３および線分４１４とを有する形状をなしている。円弧４１１および円弧４１２は、メッシュ３１の周方向に沿っており、円弧４１２の方が円弧４１１よりも長い。また、線分４１３および線分４１４は、メッシュ３１の回転方向前方からこの順で並んでおり、メッシュ３１の径方向に沿って設けられている。

このような形状の第１噴出口４１から解繊物Ｍ３をメッシュ３１の第１面３１１上に供給することにより、メッシュ３１の回転方向に沿って解繊物Ｍ３を供給、堆積させることができる。

検出部３４は、解繊物Ｍ４中の異物の混入量を検出するものである。検出部３４としては、例えば、透過型または反射型の光学センサーとすることができる。また、検出部３４は、本実施形態では、メッシュ３１の第１面３１１側で、かつ、第１噴出部４よりもメッシュ３１の回転方向前方に位置している。また、検出部３４は、制御部２８と電気的に接続されており、検出部３４が検出した異物の混入量に関する情報は、検出した光量や波長の情報に応じて電気信号に変換されて制御部２８に送信される。この情報を用いて、例えば、各種分離条件の調整に用いることができる。

また、検出部３４が、第１面３１１上に供給された材料である解繊物Ｍ３または解繊物Ｍ４の白色度を光学的に検出する光学センサーであることにより、検出した白色度に基づいて後述するような分離能を調整することができ、シートＳの白色度を調整したり、高めたりすることができる。

第１吸引部５は、メッシュ３１の第２面３１２側でかつメッシュ３１を介して第１噴出部４の反対側に設けられている。第１吸引部５は、第１吸引口５１を有し、メッシュ３１の中心軸Ｏ方向から見たとき、第１吸引口５１が第１噴出口４１と重なる位置に設置されている。また、第１吸引部５は、管２４５を介してブロアー２６２と接続されており、ブロアー２６２の作動により、第１吸引口５１から空気を吸引することができる。また、管２４５のブロアー２６２よりも下流側には、例えばフィルターで構成された回収部２７が設けられている。これにより、第１吸引部５が吸引した繊維や異物を捕捉し回収することができる。

また、第１吸引口５１は、メッシュ３１の第２面３１２から離間して設置されている。これにより、第１吸引部５の吸引力がメッシュ３１の回転を阻害するのを防止することができ、メッシュ３１の円滑な回転に寄与する。

また、第１吸引口５１は、その開口面がメッシュ３１の周方向に沿って延在する形状をなしている。すなわち、第１吸引口５１は、その開口面の平面視で、メッシュ３１の中心側に位置する円弧５１１と、円弧５１１よりも外周側の円弧５１２と、これらの円弧の端部同士を接続する線分５１３および線分５１４とを有する形状をなしている。円弧５１１および円弧５１２は、メッシュ３１の周方向に沿っており、円弧５１２の方が円弧５１１よりも長い。また、線分５１３および線分５１４は、メッシュ３１の回転方向前方からこの順で並んでおり、メッシュ３１の径方向に沿って設けられている。

また、換言すれば、吸引口である第１吸引口５１は、メッシュの中心部から外周側に向かって開口幅が増大している部分を有する形状である。メッシュ３１上の解繊物Ｍ３または解繊物Ｍ４は、メッシュ３１の外周側にいくに従って、メッシュ３１の周方向の移動速度が速くなるが、上記構成を有することにより、外周側においても解繊物Ｍ３または解繊物Ｍ４の吸引を十分に行うことができる。なお、この場合の開口幅とは、円弧５１１または円弧５１２に沿った方向の長さのことを言う。

このような形状の第１吸引口５１から解繊物Ｍ３をメッシュ３１の第１面３１１上に供給することにより、メッシュ３１の回転方向に沿って堆積した解繊物Ｍ３を、メッシュ３１を介して吸引することができる。よって、メッシュ３１上に堆積した解繊物Ｍ３の堆積物の形状に合わせて吸引を行うことができ、解繊物Ｍ３中の異物の除去および短繊維の除去を万遍なく行うことができる。

第２噴出部６は、メッシュ３１の第２面３１２側でかつ第１吸引部５とは異なる位置、すなわち、第１吸引部５よりもメッシュ３１の回転方向前方に設置されている。本実施形態では、図１に示すように、第２噴出部６は、＋ｙ軸側から見たとき、メッシュ３１の中心軸Ｏよりも左側に設置されている。第２噴出部６は、メッシュ３１の第２面３１２に臨む位置に第２噴出口６１を有する。また、第２噴出部６は、管２４３を介してブロアー２６３に接続されており、ブロアー２６３の作動により気流が発生し、第２噴出口６１から空気を噴出することができる。また、第２噴出口６１は、メッシュ３１の第２面３１２側からメッシュ３１を介して第１面３１１上の解繊物Ｍ４に向って空気を噴出する。これにより、メッシュ３１上の解繊物Ｍ４をメッシュ３１の第１面３１１から剥離することができる。これにより、後述する第２吸引部７による吸引で解繊物Ｍ４の回収を効果的に行うことができる。

また、第２噴出口６１は、メッシュ３１の第２面３１２から離間して設置されている。これにより、例えば第２噴出部６が支持部材３２と接触するのを防止することができる。

また、第２噴出口６１は、その開口面がメッシュ３１の周方向に沿って湾曲する形状をなしている。すなわち、第２噴出口６１は、その開口面の平面視で、メッシュ３１の中心側に位置する円弧６１１と、円弧６１１よりも外周側の円弧６１２と、これらの円弧の端部同士を接続する線分６１３および線分６１４とを有する形状をなしている。円弧６１１および円弧６１２は、メッシュ３１の周方向に沿っており、円弧６１２の方が円弧６１１よりも長い。また、線分６１３および線分６１４は、メッシュ３１の回転方向前方からこの順で並んでおり、メッシュ３１の径方向に沿って設けられている。

このような形状の第２噴出口６１からメッシュ３１上の解繊物Ｍ４に向って空気を噴出することにより、メッシュ３１の回転方向に沿って解繊物Ｍ３をメッシュ３１から剥離、離脱させることができる。

第２吸引部７は、メッシュ３１の第１面３１１側でかつ第１噴出部４とは異なる位置、すなわち、第１噴出部４よりもメッシュ３１の回転方向前方に設置されている。また、第２吸引部７は、メッシュ３１の第１面３１１に臨む位置に第２吸引口７１を有し、メッシュ３１の中心軸Ｏ方向から見たとき、第２吸引口７１が第２噴出口６１と重なる位置に設置されている。また、第２吸引部７は、混合部１７の管１７２の下流側の端部に接続されている。また、管１７２の途中に設けられたブロアー１７３の作動により気流が発生し、第２吸引口７１から吸引を行うことができる。これにより、第２噴出部６によってメッシュ３１から剥離された解繊物Ｍ４を吸引、回収して、下流側、すなわち、混合部１７に解繊物Ｍ４を送り出すことができる。

また、第２吸引口７１は、メッシュ３１の第１面３１１から離間して設置されている。これにより、第２吸引部７の吸引力がメッシュ３１の回転を阻害するのを防止することができ、メッシュ３１の円滑な回転に寄与する。

また、第２吸引口７１は、その開口面がメッシュ３１の周方向に沿って湾曲する形状をなしている。すなわち、第２吸引口７１は、その開口面の平面視で、メッシュ３１の中心側に位置する円弧７１１と、円弧７１１よりも外周側の円弧７１２と、これらの円弧の端部同士を接続する線分７１３および線分７１４とを有する形状をなしている。円弧７１１および円弧７１２は、メッシュ３１の周方向に沿っており、円弧７１２の方が円弧７１１よりも長い。また、線分７１３および線分７１４は、メッシュ３１の回転方向前方からこの順で並んでおり、メッシュ３１の径方向に沿って設けられている。

このような形状の第２吸引口７１からメッシュ３１上の解繊物Ｍ４を吸引することにより、メッシュ３１の回転方向に沿って解繊物Ｍ４を回収することができる。

このように第２吸引部７は、メッシュ３１の第１面３１１上に堆積した材料である解繊物Ｍ４を吸引して回収する回収用吸引部として機能する。吸引により回収することにより、解繊物Ｍ４とは非接触で回収を行うことができ、解繊物Ｍ４へのダメージを軽減することができる。

このような分離装置１によって解繊物Ｍ３は、所望の長さ以上の繊維を含みかつ異物が除去された解繊物Ｍ４となり、下流側に搬送されて品質の高いシートＳを製造することができる。

また、第１噴出口４１の中心と、第２吸引口７１の中心とのずれ角、および、第１吸引口５１の中心と、第２吸引口７１の中心とのずれ角は、９０°以上２７０°以下であるのが好ましく、１３５°以上２２５°以下であるのがより好ましい。これにより、第１噴出口４１、第１吸引口５１および第２噴出口６１、第２吸引口７１の開口面積をそれぞれ十分に確保することができるとともに、第１噴出口４１から噴出された解繊物Ｍ３の温度が比較的高くても、第２吸引口７１にて回収されるまでに十分に放熱を行うことができる。また、特に、第１吸引口５１の開口面積を大きくすることで、第１噴出口４１からを通過する気流や材料の熱を第１吸引部５によって熱を吸引することができる。

また、連結部３２３の太さ、すなわち、メッシュ３１の平面視における幅は、特に限定されないが、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であるのが好ましく、２ｍｍ以上１５ｍｍ以下であるのがより好ましい。これにより、メッシュ３１の平面視で、第１噴出口４１、第１吸引口５１、第２噴出口６１または第２吸引口７１と連結部３２３とが重なっている状態において、噴出または吸引を阻害するのを効果的に抑制することができる。

同様の理由から、メッシュ３１の平面視で第１噴出口４１と連結部３２３が重なっている部分の最大面積Ｓ１’と、第１噴出口４１の開口面積Ｓ１との比Ｓ１’／Ｓ１は、０．０１以上０．９９以下であるのが好ましく、０．０１以上０．５０以下であるのがより好ましい。

また、同様の理由から、メッシュ３１の平面視で第１吸引口５１と連結部３２３が重なっている部分の最大面積Ｓ２’と、第１吸引口５１の開口面積Ｓ２との比Ｓ２’／Ｓ２は、０．０１以上０．９９以下であるのが好ましく、０．０１以上０．５０以下であるのがより好ましい。

また、同様の理由から、メッシュ３１の平面視で第２噴出口６１と連結部３２３が重なっている部分の最大面積Ｓ３’と、第２噴出口６１の開口面積Ｓ３との比Ｓ３’／Ｓ３は、０．１０以上０．９９以下であるのが好ましく、０．０１以上０．５０以下であるのがより好ましい。

また、同様の理由から、メッシュ３１の平面視で第２吸引口７１と連結部３２３が重なっている部分の最大面積Ｓ４’と、第２吸引口７１の開口面積Ｓ４との比Ｓ４’／Ｓ４は、０．０１以上０．９９以下であるのが好ましく、０．０１以上０．５０以下であるのがより好ましい。

制御部２８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２８１と、記憶部２８２とを有している。ＣＰＵ２８１は、例えば、各種の判断や各種の命令等を行なうことができる。

記憶部２８２は、例えば、分離に関するプログラムや、シートＳを製造するプログラム等の各種プログラム等が記憶されている。

また、この制御部２８は、シート製造装置１００に内蔵されていてもよいし、外部のコンピューター等の外部機器に設けられていてもよい。また、外部機器は、例えば、シート製造装置１００とケーブル等を介して通信される場合、無線通信される場合、例えばインターネット等のようなネットワークがシート製造装置１００を介して接続されている場合等がある。

また、ＣＰＵ２８１と記憶部２８２とは、例えば、一体化されて、１つのユニットとして構成されていてもよいし、ＣＰＵ２８１がシート製造装置１００に内蔵され、記憶部２８２が外部のコンピューター等の外部機器に設けられていてもよいし、記憶部２８２がシート製造装置１００に内蔵され、ＣＰＵ２８１が外部のコンピューター等の外部機器に設けられていてもよい。

また、制御部２８は、検出部３４が検出した検出結果、すなわち、解繊物Ｍ４に含まれる異物に関する情報が入力される入力部としての入力端子２８３を有している。本実施形態では、入力端子２８３には、検出部３４が接続されており、検出部３４が検出した異物に関する情報が入力端子２８３を介して制御部２８に入力される。

なお、本実施形態では、異物に関する情報とは、後述するように異物の量、すなわち、残存量であるが、本発明ではこれに限定されず、異物の色、種類、存否等の情報であってもよい。

前述したように、検出部３４は、解繊物Ｍ４中の異物の存否、または解繊物Ｍ４中の異物の量、より具体的には白色度を検出する。制御部２８は、この白色度に基づいて以下に述べるような分離条件、すなわち、異物の除去能を調整するよう各部を制御することにより、白色度に応じて適切な分離条件で分離装置１を作動させることができる。なお、分離条件とは、［１］メッシュ３１の回転速度、［２］第１吸引部５の吸引力、［３］第１噴出部４の噴出量、すなわち、解繊物Ｍ３の供給量のうちの少なくとも１つである。以下、これらの制御動作について説明するが、分離条件［１］～［３］を場合分けして別個に説明する。なお、分離条件［１］～［３］のうちの２つ以上を組み合わせて調整を行ってもよいのは言うまでもない。

まず、分離条件［１］、すなわち、メッシュ３１の回転速度を調整する制御動作について、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。

ステップＳ１０１に示すように、まず、シート製造装置１００の各部を作動させてシート製造を開始する。分離装置１では、第１噴出部４から解繊物Ｍ３が供給される以前から、メッシュ３１を回転させるとともに、第１噴出部４、第１吸引部５、第２噴出部６および第２吸引部７を作動さてこれらの開口から空気が噴出または吸引されている状態とする。

メッシュ３１上に解繊物Ｍ３が供給されて異物の除去が開始されると、ステップＳ１０２において、検出部３４によって解繊物Ｍ４の白色度を検出する。

そして、ステップＳ１０３では、検出した白色度が基準値よりも低いか否かを判断する。なお、この基準値とは、予め記憶部２８２に記憶されている値であり、事前に使用者が適宜設定することができる。

ステップＳ１０３において白色度が基準値よりも低い場合、異物の除去が不十分であるとみなし、ステップＳ１０４において、モーター３３への通電条件を変更してメッシュ３１の回転速度を調整する、すなわち、速くする。これにより、メッシュ３１の第１面３１１に堆積される解繊物Ｍ３の厚みが薄くなり、より効果的に異物を除去することができる。よって、異物の量が比較的多い解繊物Ｍ３であっても、十分な除去能を発揮することができ、白色度が十分に高い解繊物Ｍ４を得ることができる。その結果、シートＳの白色度を高める、すなわち、シートＳの品質を高めることができる。

なお、メッシュ３１の回転速度の調整は、予め記憶部２８２に記憶された、モーター３３への通電条件と白色度との関係性を示す検量線やテーブルに基づいて行うことができる。

そして、ステップＳ１０５では、シート製造に関するプログラムが完了したか否かを判断する。ステップＳ１０５において、完了していないと判断した場合、ステップＳ１０２に戻り、以降のステップを順次繰り返す。

このように、分離装置１は、メッシュ３１を移動、すなわち、回転させる駆動部であるモーター３３を有し、制御部２８は、駆動部であるモーター３３の作動を制御してメッシュ３１の移動速度、本実施形態では回転速度を調整する。これにより、異物の量が比較的多い解繊物Ｍ３であっても、十分な除去能を発揮することができ、白色度が十分に高い解繊物Ｍ４を得ることができる。その結果、シートＳの白色度を高める、すなわち、シートＳの品質を高めることができる。

次に、分離条件［２］、すなわち、第１吸引部５の吸引力を調整する制御動作について、図６に示すフローチャートに基づいて説明するが、分離条件［１］の制御動作におけるステップＳ１０４が分離条件［２］においてはステップＳ２０４に変更されたこと以外は、分離条件［１］と略同様であるため、ステップＳ１０３およびステップＳ２０４について説明し、その他のステップに関しては説明を省略する。

ステップＳ１０３において白色度が基準値よりも低い場合、異物の除去が不十分であるとみなし、ステップＳ２０４において、ブロアー２６２への通電条件を変更して吸引力、すなわち、第１吸引部５が吸引する空気の流量を高める。なお、第１吸引部５の吸引力の調整は、予め記憶部２８２に記憶された、ブロアー２６２への通電条件と白色度との関係性を示す検量線やテーブルに基づいて行うことができる。

このように分離装置１は、メッシュ３１の第１面３１１側から第２面３１２側へ向けて材料である解繊物Ｍ３を吸引する吸引部としての第１吸引部５をメッシュ３１の第２面３１２側に有し、制御部２８は、第１吸引部５の作動を制御して第１吸引部５の吸引力を調整する。これにより、異物の量が比較的多い解繊物Ｍ３であっても、十分な除去能を発揮することができ、白色度が十分に高い解繊物Ｍ４を得ることができる。その結果、シートＳの白色度を高める、すなわち、シートＳの品質を高めることができる。さらに、このような構成は、解繊物Ｍ４の搬送速度を保つことができるという利点があり、スピードが要求されるシート製造において有利である。

次に、分離条件［３］、すなわち、第１噴出部４の噴出量を調整する制御動作について、図７に示すフローチャートに基づいて説明するが、分離条件［１］の制御動作におけるステップＳ１０４が分離条件［３］においてはステップＳ３０４に変更されたこと以外は、分離条件［１］と略同様であるため、ステップＳ１０３およびステップＳ３０４について説明し、その他のステップに関しては説明を省略する。

ステップＳ１０３において白色度が基準値よりも低い場合、異物の除去が不十分であるとみなし、ステップＳ３０４において、ブロアー２６１への通電条件を変更して第１噴出部４の噴出量、すなわち、第１噴出部４の解繊物Ｍ３の供給量を少なくする。なお、第１噴出部４の噴出量の調整は、予め記憶部２８２に記憶された、ブロアー２６１への通電条件と白色度との関係性を示す検量線やテーブルに基づいて行うことができる。

このように分離装置１は、メッシュ３１の第１面３１１上に材料である解繊物Ｍ３を供給する供給部としての第１噴出部４をメッシュ３１の第１面３１１側に有し、制御部２８は、第１噴出部４の作動を制御して解繊物Ｍ３の供給量を調整する。これにより、異物の量が比較的多い解繊物Ｍ３であっても、メッシュ３１上に堆積させる量を減らして、すなわち、メッシュ３１上の解繊物Ｍ３の厚さを薄くすることにより、解繊物Ｍ３をその厚さ方向において全体的に異物の吸引を良好に行うことができる。すなわち、十分な除去能を発揮することができる。よって、白色度が十分に高い解繊物Ｍ４を得ることができる。その結果、シートＳの白色度を高める、すなわち、シートＳの品質を高めることができる。また、分離条件[１]、[２]、[３]の制御と、記憶部２８２に設定された白色度の範囲とを組合せることで、白色度を高めるだけでなく、所望の白色度に調整することができる。

以上説明したように、本発明の分離装置１は、表裏関係にある第１面３１１および第２面３１２を有するメッシュ３１と、第１面３１１に繊維を含む材料を堆積させる第１噴出口４１を有する第１噴出部４と、平面視にて、第１噴出口４１と少なくとも一部が重なるように、第１面３１１から第２面３１２に向けて吸引する第１吸引口５１を有する第１吸引部５と、を備えた分離部１０と、平面視にて、第１噴出口４１と異なる位置に設けられ、第２面３１２から第１面３１１に向けて吸引する第２吸引部口７１を有する第２吸引口７と、第１噴出口４１から噴出された材料に含まれている異物に関する情報を検出する検出部３４と、検出部３４の検出結果を入力する入力部である入力端子２８３と、入力端子２８３に入力された情報に基づいて分離部１０における分離条件を制御する制御部２８と、を備える。

このような構成によれば、異物の量に応じて、分離条件、すなわち、分離能を調整することができる。よって、例えば、異物の量が比較的多い解繊物Ｍ３であっても、除去能を高めて分離を行うことにより、異物が良好に除去された解繊物Ｍ４が得られる。この解繊物Ｍ４を用いてシートＳを製造することにより、シートＳの白色度が調整された品質の高いシートＳを得ることができる。

なお、本実施形態では、検出部３４が検出した異物に関する情報が入力端子２８３に入力される構成であるが、本発明ではこれに限定されず、例えば、タッチパネル等の操作部から入力される構成であってもよい。具体的には、例えば、タッチパネルで作業者が製造されるシートＳの白色度、または白色度の範囲を入力することにより、その情報が入力端子２８３を介して制御部２８に入力される構成であってもよい。

なお、前記各実施形態では、検出部３４は、第１噴出部４よりもメッシュ３１の回転方向前方に設けられており、解繊物Ｍ４中の異物の存否、または解繊物Ｍ４中の異物の量を検出する構成であったが、本発明ではこれに限定されず、例えば、解繊物Ｍ３や、原料Ｍ１等、異物が除去される以前の解繊物Ｍ４中の異物の存否、または解繊物Ｍ４中の異物の量を検出する構成であってもよい。この場合、検出部３４の設置場所は、例えば、第１噴出部４内や、それよりも上流側の部位や、噴出された解繊物Ｍ３を空中で検出可能な部位に設置されていてもよい。

また、上記のような分離条件の調整に伴い、第２噴出部６および第２吸引部７の作動条件、すなわち、回収条件を調整するよう制御してもよい。

以上、本発明の分離装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、分離装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

また、本発明の分離装置は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成や特徴を組み合わせたものであってもよい。

なお、前記各実施形態では、メッシュは、平面視で円形をなし、中心軸回りに回転する構成であったが、本発明ではこれに限定されず、例えば、メッシュが無端ベルトで構成され、複数のローラーに掛け回されて循環回転する構成であってもよい。

また、前記各実施形態では、第１噴出口、第１吸引口、第２噴出口および第２吸引口は、２本の円弧と２本の直線で囲まれた湾曲形状をなしている場合について説明したが、本発明では、これに限定されず、例えば、矩形、多角形、円形等、いかなる形状であってもよい。

また、第１噴出口、第１吸引口、第２噴出口および第２吸引口は、複数の開口を有する構成であってもよい。この場合、メッシュの外周側にいくに従って開口の数が多くなる構成であるのが好ましい。

また、第１噴出口、第１吸引口、第２噴出口および第２吸引口の形状は、図示の構成に限定されず、いかなる形状であってもよいが、メッシュの径方向における開口面の中点を通過する円弧で開口を分割した際、外周側の部分が内周側の部分よりも面積が大きいのが好ましい。なお、ここで言う円弧とは、メッシュの外縁に沿った曲率とする。

１００…シート製造装置、１…分離装置、１０…分離部、３…回転部材、３１…メッシュ、３１１…第１面、３１２…第２面、３２…支持部材、３２１…枠状体、３２２…中央支持部、３２３…連結部、３３…モーター、３４…検出部、４…第１噴出部、４１…第１噴出口、４１１…円弧、４１２…円弧、４１３…線分、４１４…線分、５…第１吸引部、５１…第１吸引口、５１１…円弧、５１２…円弧、５１３…線分、５１４…線分、６…第２噴出部、６１…第２噴出口、６１１…円弧、６１２…円弧、６１３…線分、６１４…線分、７…第２吸引部、７１…第２吸引口、７１１…円弧、７１２…円弧、７１３…線分、７１４…線分、１１…原料供給部、１２…粗砕部、１２１…粗砕刃、１２２…シュート、１３…解繊部、１７…混合部、１７１…樹脂供給部、１７２…管、１７３…ブロアー、１７４…スクリューフィーダー、１８…ほぐし部、１８１…ドラム部、１８２…ハウジング部、１９…ウェブ形成部、１９１…メッシュベルト、１９２…張架ローラー、１９３…吸引部、２０…シート形成部、２０１…加圧部、２０２…加熱部、２０３…カレンダーローラー、２０４…加熱ローラー、２１…切断部、２１１…第１カッター、２１２…第２カッター、２２…ストック部、２３１…加湿部、２３４…加湿部、２３６…加湿部、２４１…管、２４２…管、２４３…管、２４５…管、２４６…管、２６１…ブロアー、２６２…ブロアー、２６３…ブロアー、２６４…ブロアー、２７…回収部、２８…制御部、２８１…ＣＰＵ、２８２…記憶部、２８３…入力端子、Ｍ１…原料、Ｍ２…粗砕片、Ｍ３…解繊物、Ｍ４…解繊物、Ｍ７…混合物、Ｍ８…ウェブ、Ｏ…中心軸、Ｓ…シート、Ｓ１…開口面積、Ｓ１'…最大面積、Ｓ２…開口面積、Ｓ２'…最大面積、Ｓ３…開口面積、Ｓ３'…最大面積、Ｓ４…開口面積、Ｓ４'…最大面積、Ｐ１…樹脂

Claims (5)

1. 表裏関係にある第１面および第２面を有するメッシュと、
   前記メッシュを回転方向に回転させる駆動部と、
   前記第１面に繊維を含む材料を堆積させる第１噴出口を有する第１噴出部と、
   平面視にて、前記第１噴出口と少なくとも一部が重なるように、前記第１面から前記第
   ２面に向けて吸引する第１吸引口を有する第１吸引部と、
   を有する分離部と、
   平面視にて、前記第１噴出口と異なる位置に設けられ、前記第２面から前記第１面に向
   けて吸引する第２吸引口を有する第２吸引部と、
   前記第１噴出口から噴出された前記材料に含まれている異物の量を検出する検出部と、
   前記検出部の検出結果を入力する入力部と、
   前記入力部に入力された前記検出結果に基づいて前記分離部における分離条件を制御する制御部と、を備え、
   前記第１吸引部は前記メッシュを通過した前記異物を吸引し、
   前記検出部は、前記第１噴出部よりも前記回転方向の前方に設けられており、
   前記第２吸引部は前記検出部よりも前記回転方向の前方に設けられていることを特徴とする分離装置。
2. 前記制御部は、前記駆動部の作動を制御して前記メッシュの回転速度を調整する請求項
   １に記載の分離装置。
3. 前記制御部は、前記第１吸引部の作動を制御して前記第１吸引部の吸引力を調整する請求項１に記載の分離装置。
4. 前記制御部は、前記第１噴出部の作動を制御して前記材料の供給量を調整する請求項１
   に記載の分離装置。
5. 前記検出部は、前記第１面上に供給された前記材料の白色度を光学的に検出する光学セ
   ンサーを有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の分離装置。

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