JP7697197B2 - シート製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート製造装置に関する。

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、水を用いず紙を乾式で解繊した解繊物と、解繊物中の繊維同士を結着させる結着剤とを乾式で混合してウェブを形成し、このウェブを搬送しつつローラーで加熱加圧し、その後、切断部にて所定長さに切断してシートを製造する装置が開示されている。

特開２０１２－１４４８１９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のシート製造装置では、ローラーでシートに成形してから切断部で個別のシートに切断されるまで、１枚の連続した長いシートの状態である。このため、例えば、ジャミング等の搬送異常が生じた場合、搬送異常を解消させるのが難しい。

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。

本発明のシート製造装置は、繊維と、前記繊維同士を結着させる結着剤と、を含む材料を加圧して連続シートに成形する加圧ローラーを有する加圧部と、
前記連続シートを切断して個別シートに成形する個別シート成形部と、
前記加圧ローラーと前記個別シート成形部との間に設けられ、前記加圧部により成形された前記連続シートを前記個別シート成形部に搬送する搬送部と、
前記加圧ローラーと前記搬送部との間に設けられ、搬送されている前記連続シートに搬送異常が生じた場合に前記連続シートのうち搬送異常が生じた部分を前記連続シートから分断する分断部と、を備えることを特徴とする。

図１は、本発明のシート製造装置の実施形態の上流側を示す概略側面図である。 図２は、本発明のシート製造装置の実施形態の下流側を示す概略側面図である。 図３は、図１および図２に示すシート製造装置の主要部のブロック図である。 図４は、図２中破線で示す部分の拡大図であって、搬送異常が生じた際の動作を説明するための図である。 図５は、図２中破線で示す部分の拡大図であって、搬送異常が生じた際の動作を説明するための図である。 図６は、図２中破線で示す部分の拡大図であって、搬送異常が生じた際の動作を説明するための図である。 図７は、図２中破線で示す部分の拡大図であって、搬送異常が生じた際の動作を説明するための図である。 図８は、図３に示す制御部が実行する制御動作を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明のシート製造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。

＜実施形態＞
図１は、本発明のシート製造装置の実施形態の上流側を示す概略側面図である。図２は、本発明のシート製造装置の実施形態の下流側を示す概略側面図である。図３は、図１および図２に示すシート製造装置の主要部のブロック図である。図４～図７は、図２中破線で示す部分の拡大図であって、搬送異常が生じた際の動作を説明するための図である。図８は、図３に示す制御部が実行する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、図２、図４～図７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、図２、図４～図７の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図１、図２、図４～図７の左側を「上流側」、右側を「下流側」と言う。

図１および図２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、選別部１４と、第１ウェブ形成部１５と、細分部１６と、混合部１７と、ほぐし部１８と、第２ウェブ形成部１９と、シート形成部２０と、個別シート成形部２１と、ストック部２２と、搬送部２５と、テンション調整部２６と、回収部２７と、制御部２８と、分断部２９と、異常検出部３０と、を備えている。シート製造装置１００を構成する各部は、図３に示す制御部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。

また、図１に示すように、シート製造装置１００は、加湿部２５１と、加湿部２５２と、加湿部２５３と、加湿部２５４と、加湿部２５５と、加湿部２５６とを備えている。その他、シート製造装置１００は、ブロアー１７３と、ブロアー２６１と、ブロアー２６２と、ブロアー２６３とを備えている。

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、選別工程と、第１ウェブ形成工程と、分断工程と、混合工程と、ほぐし工程と、第２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。
図１に示すように、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２５１が一対の粗砕刃１２１に隣り合って配置されている。加湿部２５１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２５１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、特に、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、図示しない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から選別部１４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を介して選別部１４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、選別部１４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、選別部１４への解繊物Ｍ３の送り出しが促進される。

選別部１４は、解繊物Ｍ３を、繊維の長さの大小によって選別する選別工程を行なう部分である。選別部１４では、解繊物Ｍ３は、第１選別物Ｍ４－１と、第１選別物Ｍ４－１よりも大きい第２選別物Ｍ４－２とに選別される。第１選別物Ｍ４－１は、その後のシートＳの製造に適した大きさのものとなっている。その平均長さは、１μｍ以上３０μｍ以下であるのが好ましい。一方、第２選別物Ｍ４－２は、例えば、解繊が不十分なものや、解繊された繊維同士が過剰に凝集したもの等が含まれる。

選別部１４は、ドラム部１４１と、ドラム部１４１を収納するハウジング部１４２とを有する。

ドラム部１４１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１４１には、解繊物Ｍ３が流入してくる。そして、ドラム部１４１が回転することにより、網の目開きよりも小さい解繊物Ｍ３は、第１選別物Ｍ４－１として選別され、網の目開き以上の大きさの解繊物Ｍ３は、第２選別物Ｍ４－２として選別される。

第１選別物Ｍ４－１は、ドラム部１４１から落下する。
一方、第２選別物Ｍ４－２は、ドラム部１４１に接続されている管２４３に送り出される。管２４３は、ドラム部１４１と反対側、すなわち、上流側が管２４１に接続されている。この管２４３を通過した第２選別物Ｍ４－２は、管２４１内で粗砕片Ｍ２と合流して、粗砕片Ｍ２とともに解繊部１３に流入する。これにより、第２選別物Ｍ４－２は、解繊部１３に戻されて、粗砕片Ｍ２とともに解繊処理される。

また、ドラム部１４１から放出された第１選別物Ｍ４－１は、気中に分散しつつ落下して、ドラム部１４１の下方に位置する第１ウェブ形成部１５に向かう。第１ウェブ形成部１５は、第１選別物Ｍ４－１から第１ウェブＭ５を形成する第１ウェブ形成工程を行なう部分である。第１ウェブ形成部１５は、メッシュベルト１５１と、３つの張架ローラー１５２と、吸引部１５３とを有している。

メッシュベルト１５１は、無端ベルトであり、第１選別物Ｍ４－１が堆積する。このメッシュベルト１５１は、３つの張架ローラー１５２に掛け回されている。そして、張架ローラー１５２の回転駆動により、メッシュベルト１５１上の第１選別物Ｍ４－１は、下流側に搬送される。

第１選別物Ｍ４－１は、メッシュベルト１５１の目開き以上の大きさとなっている。これにより、第１選別物Ｍ４－１は、メッシュベルト１５１の通過が規制され、よって、メッシュベルト１５１上に堆積することができる。また、第１選別物Ｍ４－１は、メッシュベルト１５１上に堆積しつつ、メッシュベルト１５１ごと下流側に搬送されるため、層状の第１ウェブＭ５として形成される。

また、第１選別物Ｍ４－１には、例えば塵や埃等が混在しているおそれがある。塵や埃は、例えば、粗砕や解繊によって生じることがある。そして、このような塵や埃は、後述する回収部２７に回収されることとなる。

吸引部１５３は、メッシュベルト１５１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１５１を通過した塵や埃を空気ごと吸引することができる。

また、吸引部１５３は、管２４４を介して、回収部２７に接続されている。吸引部１５３で吸引された塵や埃は、回収部２７に回収される。

回収部２７には、管２４５がさらに接続されている。また、管２４５の途中には、ブロアー２６２が設置されている。このブロアー２６２の作動により、吸引部１５３で吸引力を生じさせることができる。これにより、メッシュベルト１５１上における第１ウェブＭ５の形成が促進される。この第１ウェブＭ５は、塵や埃等が除去されたものとなる。また、塵や埃は、ブロアー２６２の作動により、管２４４を通過して、回収部２７まで到達する。

ハウジング部１４２は、加湿部２５２と接続されている。加湿部２５２は、加湿部２５１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１４２内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、第１選別物Ｍ４－１を加湿することができ、よって、第１選別物Ｍ４－１がハウジング部１４２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。

選別部１４の下流側には、加湿部２５５が配置されている。加湿部２５５は、水を噴霧する超音波式加湿器で構成されている。これにより、第１ウェブＭ５に水分を供給することができ、よって、第１ウェブＭ５の水分量が調整される。この調整により、静電力による第１ウェブＭ５のメッシュベルト１５１への吸着を抑制することができる。これにより、第１ウェブＭ５は、メッシュベルト１５１が張架ローラー１５２で折り返される位置で、メッシュベルト１５１から容易に剥離される。

加湿部２５５の下流側には、細分部１６が配置されている。細分部１６は、メッシュベルト１５１から剥離した第１ウェブＭ５を分断する分断工程を行なう部分である。細分部１６は、回転可能に支持されたプロペラ１６１と、プロペラ１６１を収納するハウジング部１６２とを有している。そして、回転するプロペラ１６１により、第１ウェブＭ５を分断することができる。分断された第１ウェブＭ５は、細分体Ｍ６となる。また、細分体Ｍ６は、ハウジング部１６２内を下降する。

ハウジング部１６２は、加湿部２５３と接続されている。加湿部２５３は、加湿部２５１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１６２内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、細分体Ｍ６がプロペラ１６１やハウジング部１６２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。

細分部１６の下流側には、混合部１７が配置されている。混合部１７は、細分体Ｍ６と結着剤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、結着剤供給部１７１と、管１７２と、ブロアー１７３とを有している。

管１７２は、細分部１６のハウジング部１６２と、ほぐし部１８のハウジング部１８２とを接続しており、細分体Ｍ６と結着剤Ｐ１との混合物Ｍ７が通過する流路である。

管１７２の途中には、結着剤供給部１７１が接続されている。結着剤供給部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、結着剤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に供給された結着剤Ｐ１は、細分体Ｍ６と混合されて混合物Ｍ７となる。

なお、結着剤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、澱粉、デキストリン、グリコーゲン、アミロース、ヒアルロン酸、葛、こんにゃく、片栗粉、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、天然ガム糊（エーテル化タマリンドガム、エーテル化ローカストビーンガム、エーテル化グアガム、アカシアアラビヤ系ガム）、繊維誘導糊（エーテル化カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース）、海藻類（アルギン酸ソーダ、寒天）、動物性蛋白質（コラーゲン、ゼラチン、加水分解コラーゲン、セリシン）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、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、結着剤供給部１７１から供給されるものとしては、結着剤Ｐ１の他に、例えば、繊維を着色するための着色剤、繊維の凝集や結着剤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、予めそれらを結着剤Ｐ１に含ませて複合化したものを結着剤供給部１７１から供給してもよい。

また、管１７２の途中には、結着剤供給部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、細分体Ｍ６と結着剤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、細分体Ｍ６と結着剤Ｐ１とを撹拌することができる。これにより、混合物Ｍ７は、細分体Ｍ６と結着剤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中の細分体Ｍ６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２５４と接続されている。加湿部２５４は、加湿部２５１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の下方に位置する第２ウェブ形成部１９に向かう。第２ウェブ形成部１９は、混合物Ｍ７から第２ウェブＭ８を形成する第２ウェブ形成工程を行なう部分である。第２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、層状の第２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２６３が設置されている。このブロアー２６３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２５６が配置されている。加湿部２５６は、加湿部２５５と同様の超音波式加湿器で構成されている。これにより、第２ウェブＭ８に水分を供給することができ、よって、第２ウェブＭ８の水分量が調整される。この調整により、静電力による第２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、第２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２５１～加湿部２５６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。

第２ウェブ形成部１９の下流側には、図２に示すように、シート形成部２０が配置されている。シート形成部２０は、第２ウェブＭ８から連続シートＳ０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、一対の加圧ローラー２０３を有し、加圧ローラー２０３の間で第２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、第２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、結着剤Ｐ１を溶融させない程度であるのが好ましい。そして、この第２ウェブＭ８は、加熱部２０２に向けて搬送される。なお、一対の加圧ローラー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の間で第２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、第２ウェブＭ８内では、結着剤Ｐ１が溶融して、この溶融した結着剤Ｐ１を介して繊維同士が結着する。これにより、１枚の連続した連続シートＳ０が形成される。そして、この連続シートＳ０は、個別シート成形部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。

これらの加圧部２０１および加熱部２０２によって、繊維を含む材料を含むウェブを成形する成形ローラー群が構成される。なお、加熱部２０２は、省略されていてもよい。また、加圧部２０１の加圧ローラー２０３が加熱する機能を有していてもよい。

シート形成部２０の下流側には、個別シート成形部２１が配置されている。個別シート成形部２１は、連続シートＳ０を切断して、個別シートであるシートＳを成形する切断工程を行なう部分である。この個別シート成形部２１は、第１カッター２１１と、第１カッター２１１よりも下流側に設置された第２カッター２１２とを有する。

第１カッター２１１は、連続シートＳ０の搬送方向と交差する方向、特に直交する方向に連続シートＳ０を切断するものである。第１カッター２１１は、搬送されるシートＳを厚さ方向、すなわち、ｚ軸方向に介して互いに離間して設置された一対のローラー２１１Ａと、各ローラー２１１Ａの外周部に突出して設けられた刃２１１Ｂとを有する。刃２１１Ｂは、各ローラー２１１Ａの軸方向に延在して設けられている。

第１カッター２１１は、図３に示すように、制御部２８と電気的に接続されており、その作動が制御される。第１カッター２１１は、図２中矢印方向に回転し、その際、各刃２１１Ｂ同士が接触する。これにより、通過する連続シートＳ０が切断される。また、各第１カッター２１１の回転速度を調整することにより、シートＳのｘ軸方向の長さを調整することができる。

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。第２カッター２１２は、円板状の４枚の回転刃２１２Ａおよび回転刃２１２Ｂで構成されている。回転刃２１２Ａおよび回転刃２１２Ｂは、搬送中のシートＳを介して、すなわち、搬送経路２３８を介して対向配置されている。回転刃２１２Ａおよび回転刃２１２Ｂが接触することにより、搬送されているシートＳを切断することができる。

また、回転刃２１２Ａおよび回転刃２１２Ｂの対が、シートＳの幅方向、すなわち、ｙ軸方向に一対配置されている。これにより、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。

また、各第２カッター２１２では、ｙ軸方向に対向する回転刃２１２Ａおよび回転刃２１２Ｂの間の離間距離を調整可能であり、この離間距離を調整することにより、シートＳのｙ軸方向の長さを調整することができる。

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。

排出機構２３は、成形されたシートＳをストック部２２まで搬送する機能を有する。排出機構２３は、切断後ローラー２３２と、中間ローラー２３３と、第１排紙ローラー２３４と、第２排紙ローラー２３５とを有している。中間ローラー２３３、第１排紙ローラー２３４および第２排紙ローラー２３５は、シートＳの搬送方向上流側、すなわち、－ｘ軸側からこの順で配置されている。

また、切断後ローラー２３２、中間ローラー２３３、第１排紙ローラー２３４および第２排紙ローラー２３５は、搬送経路２３８を介してそれぞれ一対ずつ配置されている。

切断後ローラー２３２は、第１カッター２１１と第２カッター２１２との間で、かつ、搬送経路２３８をｚ軸方向に介して一対設置されている。切断後ローラー２３２は、第１カッター２１１で切断される前の連続シートＳ０が切断されて中間ローラー２３３に受け渡されるまでの搬送に寄与する。各切断後ローラー２３２によってシートＳを挟持した状態で、各切断後ローラー２３２が図２中矢印方向に回転することにより、切断後のシートＳを＋ｘ軸方向に搬送することができる。

一対の切断後ローラー２３２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。図３に示すように、主動ローラーである切断後ローラー２３２は、制御部２８と電気的に接続されており、その作動が制御される。

中間ローラー２３３は、第２カッター２１２の下流側、すなわち、＋ｘ軸側に、搬送経路２３８をｚ軸方向に介して一対配置されている。中間ローラー２３３は、特に、「みみ」が切断された後のシートＳを搬送するのに寄与する。各中間ローラー２３３によってシートＳを挟持した状態で、各中間ローラー２３３が図２中矢印方向に回転することにより、「みみ」が切断された後のシートＳを＋ｘ軸方向に搬送することができる。

一対の中間ローラー２３３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。図３に示すように、主動ローラーである中間ローラー２３３は、制御部２８と電気的に接続されており、その作動が制御される。

第１排紙ローラー２３４は、中間ローラー２３３の下流側、すなわち、＋ｘ軸側に、搬送経路２３８をｚ軸方向に介して一対配置されている。第１排紙ローラー２３４は、特に、シートＳをストック部２２まで搬送するのに寄与する。各第１排紙ローラー２３４によってシートＳを挟持した状態で、各第１排紙ローラー２３４が図２中矢印方向に回転することにより、シートＳを＋ｘ軸方向に搬送することができる。

一対の第１排紙ローラー２３４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。図３に示すように、主動ローラーである第１排紙ローラー２３４は、制御部２８と電気的に接続されており、その作動が制御される。

第２排紙ローラー２３５は、第１排紙ローラー２３４の下流側、すなわち、＋ｘ軸側に、搬送経路２３８をｚ軸方向に介して一対配置されている。第２排紙ローラー２３５は、特に、シートＳをストック部２２まで搬送するのに寄与する。各第２排紙ローラー２３５によってシートＳを挟持した状態で、各第２排紙ローラー２３５が図２中矢印方向に回転することにより、シートＳをストック部２２に搬送することができる。

一対の第２排紙ローラー２３５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。図３に示すように、主動ローラーである第２排紙ローラー２３５は、制御部２８と電気的に接続されており、その作動が制御される。

このような切断後ローラー２３２、中間ローラー２３３、第１排紙ローラー２３４および第２排紙ローラー２３５は、制御部２８によって、回転速度が適宜調整される。

搬送部２５は、加熱ローラー２０４と個別シート成形部２１との間に設けられ、シート形成部２０により成形された連続シートＳ０を個別シート成形部２１に搬送するものである。本実施形態では、搬送部２５は、一対の搬送ローラー２５１Ａにより構成されている。ただし、本発明ではこれに限定されず、搬送部２５は、例えば、回転する無端ベルトにより搬送を行う構成であってもよい。

一対の搬送ローラー２５１Ａは、搬送経路２３８をｚ軸方向に介して配置されている。搬送ローラー２５１ＡによってシートＳを挟持した状態で、各搬送ローラー２５１Ａが図２中矢印方向に回転することにより、連続シートＳ０を個別シート成形部２１に搬送することができる。

一対の搬送ローラー２５１Ａ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。図３に示すように、主動ローラーである搬送ローラー２５１Ａは、制御部２８と電気的に接続されており、その作動が制御される。

テンション調整部２６は、連続シートＳ０にかかるテンションを調整する機能を有する。テンション調整部２６は、分断部２９と、搬送ローラー２５１Ａとの間で、かつ、搬送中のシートＳの上面側、すなわち、＋ｚ軸側に設置されている。なお、テンション調整部２６は、シートＳの下面側、すなわち、－ｚ軸側に設置されていてもよい。

テンション調整部２６は、本実施形態では、ローラー２６１Ａと、モーターやソレノイド等の移動機構２６２Ａと、テンション検出部２６３Ａと、を有する。移動機構２６２Ａの作動により移動中の連続シートＳ０にローラー２６１Ａが接近離間を行う。ローラー２６１Ａが押し付けられた状態においてテンションを高め、ローラー２６１Ａがそれよりも連続シートＳ０に対して退避した状態において、連続シートＳ０のテンションを緩める。また、図３に示すように、移動機構２６２Ａは、制御部２８と電気的に接続されており、その作動が制御される。

テンション検出部２６３Ａは、本実施形態では、ローラー２６１Ａに接続されたトルクセンサーである。テンション検出部２６３Ａは、制御部２８と電気的に接続されており、テンション検出部２６３Ａが検出したトルク値に関する情報は、制御部２８に送信される。そして、制御部２８は、トルク値に関する情報からテンションを推定する。

ただし、この構成に限定されず、テンション検出部２６３Ａは、例えば、連続シートＳと接触して直接的にテンションを測定する構成であってもよい。

このように、シート製造装置１００は、加圧部２０１と搬送部２５との間における連続シートＳ０のテンションを調整するテンション調整部２６を備える。これにより、連続シートＳ０のテンションを調整してジャミング等の搬送異常が生じるのを低減させることができる。また、搬送異常が生じて連続シートＳ０を分断する際に連続シートＳ０のテンションを調整して、その分断を良好に行うことができる。

また、テンション調整部２６は、連続シートＳ０を分断する際、連続シートＳ０のテンションを低下させる。これにより、過剰なテンションが連続シートＳ０を切断するのを防止することができる。よって、切断された端部を所望の形状とすることができる。また、切断した際に連続シートＳ０の端部が予期せぬ位置に移動してしまうのを防止または抑制することができる。

また、テンション調整部２６は、分断部２９と搬送部２５との間に設けられ、連続シートＳ０に対して接近離間可能なローラー２６１Ａを有する。これにより、連続シートＳ０のテンションの調整をより良好に行うことができる。

分断部２９は、加圧ローラー２０３と搬送部２５との間に設けられ、搬送されている連続シートＳ０に搬送異常が生じた場合に連続シートＳ０のうち搬送異常が生じた部分を連続シートから分断する機能を有する。

分断部２９は、搬送される連続シートＳ０を厚さ方向、すなわち、ｚ軸方向に介して互いに離間して設置された一対のローラー２９１と、各ローラー２９１の外周部に突出して設けられた切断刃２９２とを有する。切断刃２９２は、各ローラー２９１の軸方向に延在して設けられている。

ローラー２９１は、図２中矢印方向に回転し、その際、各切断刃２９２同士が接触する。これにより、通過する連続シートＳ０が切断される。分断部２９は、図３に示すように、制御部２８と電気的に接続されており、その作動が制御される。すなわち、各ローラー２９１に接続された図示しないモーターは、制御部２８と電気的に接続されており、その作動が制御される。

なお、分断部２９の構成は、上記に限定されず、例えば、連続シートＳ０の搬送方向と交わる方向に移動しつつ切断する構成であってもよく、ｚ軸方向に移動することにより切断する構成であってもよい。また、レーザー等のエネルギー線を照射して連続シートＳ０を分断する構成であってもよい。

異常検出部３０は、搬送されている連続シートＳ０に搬送異常が生じたことを検出する機能を有する。異常検出部３０は、テンション調整部２６と搬送部２５との間に設置されている。異常検出部３０は、本実施形態では、光学センサーである。異常検出部３０は、連続シートＳ０の搬送経路２３８から外れた位置、図示の構成では、搬送経路２３８よりも＋ｚ軸側に設置されている。このため、連続シートＳ０が搬送経路２３８から外れた場合、そのことを検出することができる。また、異常検出部３０は、制御部２８と電気的に接続されており、異常検出部３０が検出した情報、すなわち、搬送異常が生じたという情報は、制御部２８に送信される。搬送異常とは、連続シートＳ０が搬送経路２３８から外れることを言い、具体的には、ジャミング、たわみ、破れ等のことを言う。

このように、シート製造装置１００は、連続シートＳ０の搬送異常を検出する検出部である異常検出部３０を備える。これにより、連続シートＳ０に搬送異常が生じたことを検知することができる。なお、異常検出部３０を省略して、作業者が目視で確認する構成であってもよい。この場合、作業者が搬送異常を確認した際に、分断部２９を作動させる。

図３に示すように、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、シートＳを製造するプログラム等の各種プログラムが記憶されている。

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を介してシート製造装置１００と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。

このようなシート製造装置１００では、図４に示すように搬送異常が生じた場合に、異常検出部３０が検出する。そして、図５に示すように、連続シートＳ０の搬送を停止し、テンション調整部２６が連続シートＳ０のテンションを緩めて、分断に適したテンションとする。次いで、図６に示すように、分断部２９のローラー２９１を回転させて、切断刃２９２によって連続シートＳ０を切断する。そして、図７に示すように、連続シートＳ０から分断された部分Ｘを除去する。

このような構成によれば、搬送異常が生じた部分Ｘを連続シートＳ０から分断することができ、この部分Ｘを除去することができる。特に、連続シートＳ０は、連続した比較的長いシートであり、従来では、搬送異常が生じた場合、装置を一旦停止し、異常箇所を特定した後に、作業者が異常部分を切断して除去していた。本発明では、分断部２９により搬送異常が生じた部分Ｘを含む部位、すなわち、連続シートＳ０のうち、分断部２９が分断する位置から第１カッター２１１が切断した位置までの部分が分断されるため、その部分を除去するという簡単な方法で、搬送異常を解消することができる。

なお、制御部２８が分断部２９の作動を制御する構成に限定されず、例えば、作業者が手動で分断部２９を動作させる構成であってもよい。

以上、説明したように、シート製造装置１００は、繊維と、繊維同士を結着させる結着剤Ｐ１と、を含む材料である第２ウェブＭ８を加圧して連続シートＳ０に成形する加圧ローラー２０３を有する加圧部２０１と、連続シートＳ０を切断して個別シートであるシートＳに成形する個別シート成形部２１と、加圧ローラー２０３と個別シート成形部２１との間に設けられ、加圧部２０１により成形された連続シートＳ０を個別シート成形部２１に搬送する搬送部２５と、加圧ローラー２０３と搬送部２５との間に設けられ、搬送されている連続シートＳ０に搬送異常が生じた場合に連続シートＳ０のうち搬送異常が生じた部分Ｘを連続シートＳ０から分断する分断部２９と、を備える。これにより、搬送異常が生じた場合に連続シートＳ０のうち、分断部２９が分断する位置から個別シート成形部２１が切断した位置までの部分を分断することができ、その部分を除去するという簡単な方法で、搬送異常が生じた部分Ｘを除去することができる。

また、搬送部２５は、一対の搬送ローラー２５１Ａを有し、搬送異常は、一対の搬送ローラー２５１Ａにて生じるジャミングである場合、従来であると特に解消が困難であるため、本発明の効果がより顕著に得られる。

また、分断部２９は、連続シートＳ０のうち、加圧ローラー２０３よりも下流側で、かつ、搬送異常が生じた部分Ｘよりも上流側の部分を、連続シートＳ０の搬送方向と交わる方向に分断する。これにより、分断されたシートは、部分Ｘを含むこととなり、搬送異常が生じた部分Ｘをより確実に除去することができる。

また、分断部２９は、連続シートＳ０の搬送方向と交わる方向に延びる切断刃２９２を有する。これにより、簡単に連続シートＳ０を幅方向に切断することができ、分断を速やかに行うことができる。

次に、制御部２８が行う制御動作について、図８に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

まず、ステップＳ１０１において、シート製造を開始する。すなわち、シート製造装置１００の各部を駆動して、シートＳの製造を開始する。

次いで、ステップＳ１０２において、搬送異常を検出したか否かを判断する。本ステップにおける判断は、異常検出部３０の検出結果に基づいてなされる。

ステップＳ１０２において、搬送異常が生じたと判断した場合、ステップＳ１０３において、搬送を停止する。すなわち、シート製造装置１００の各部、特に、搬送部２５の作動を停止する。なお、この際、搬送異常が生じたことを図示しない報知部により報知するのが好ましい。一方、ステップＳ１０２において、搬送異常が生じていないと判断した場合、ステップＳ１０８に移行する。

次いで、ステップＳ１０４において、連続シートＳ０のテンションを調整する。本ステップは、例えば、図５に示すように、テンション調整部２６のローラー２６１Ａを連続シートＳ０から離間させることにより実行される。

次いで、ステップＳ１０５において、分断部２９を作動させて、連続シートＳ０のうち搬送異常が生じた部分Ｘを連続シートＳ０から分断する。そして、作業者が分断された部分Ｘを含むシートを除去する。

次いで、ステップＳ１０６において、再開指示があったか否かを判断する。本ステップにおける判断は、例えば、作業者が図示しない再開ボタンを押したか否かに基づいてなされる。ステップＳ１０６において、再開指示があったと判断した場合、ステップＳ１０７において、シート製造を再開する。一方、ステップＳ１０６において、再開指示がないと判断した場合、再開指示が入力されるまで待機する。

次いで、ステップＳ１０８において、シート製造が完了したか否かを判断する。本ステップにおける判断は、例えば、製造したシートＳの枚数が所定枚数に達したか否かに基づいてなされる。ステップＳ１０８において、シート製造が完了したと判断した場合、プログラムの実行を終了する。一方、ステップＳ１０８において、シート製造が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実行する。

このように、シート製造装置１００は、検出部である異常検出部３０の検出結果に基づいて分断部２９の作動を制御する制御部２８を備える。これにより、搬送異常が生じた場合に連続シートＳ０のうち、分断部２９が分断する位置から個別シート成形部２１が切断した位置までの部分を自動で分断することができる。よって、その部分を除去するという簡単な方法で、搬送異常が生じた部分Ｘを除去することができる。

以上、本発明のシート製造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、シート製造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。

１１…原料供給部、１２…粗砕部、１３…解繊部、１４…選別部、１５…第１ウェブ形成部、１６…細分部、１７…混合部、１８…ほぐし部、１９…第２ウェブ形成部、２０…シート形成部、２１…個別シート成形部、２２…ストック部、２３…排出機構、２５…搬送部、２６…テンション調整部、２７…回収部、２８…制御部、２９…分断部、３０…異常検出部、１００…シート製造装置、１２１…粗砕刃、１２２…シュート、１４１…ドラム部、１４２…ハウジング部、１５１…メッシュベルト、１５２…張架ローラー、１５３…吸引部、１６１…プロペラ、１６２…ハウジング部、１７１…結着剤供給部、１７２…管、１７３…ブロアー、１７４…スクリューフィーダー、１８１…ドラム部、１８２…ハウジング部、１９１…メッシュベルト、１９２…張架ローラー、１９３…吸引部、２０１…加圧部、２０２…加熱部、２０３…加圧ローラー、２０４…加熱ローラー、２１１…第１カッター、２１１Ａ…ローラー、２１１Ｂ…刃、２１２…第２カッター、２１２Ａ…回転刃、２１２Ｂ…回転刃、２３２…切断後ローラー、２３３…中間ローラー、２３４…第１排紙ローラー、２３５…第２排紙ローラー、２３８…搬送経路、２４１…管、２４２…管、２４３…管、２４４…管、２４５…管、２４６…管、２５１…加湿部、２５１Ａ…搬送ローラー、２５２…加湿部、２５３…加湿部、２５４…加湿部、２５５…加湿部、２５６…加湿部、２６１…ブロアー、２６１Ａ…ローラー、２６２…ブロアー、２６２Ａ…移動機構、２６３…ブロアー、２６３Ａ…テンション検出部、２８１…ＣＰＵ、２８２…記憶部、２９１…ローラー、２９２…切断刃、Ｍ１…原料、Ｍ２…粗砕片、Ｍ３…解繊物、Ｍ４－１…第１選別物、Ｍ４－２…第２選別物、Ｍ５…第１ウェブ、Ｍ６…細分体、Ｍ７…混合物、Ｍ８…第２ウェブ、Ｓ…シート、Ｓ０…連続シート、Ｘ…部分、Ｐ１…結着剤

Claims (7)

1. 繊維と、前記繊維同士を結着させる結着剤と、を含む材料を加圧して連続シートに成形する加圧ローラーを有する加圧部と、
   前記連続シートを切断して個別シートに成形する個別シート成形部と、
   前記加圧ローラーと前記個別シート成形部との間に設けられ、前記加圧部により成形された前記連続シートを前記個別シート成形部に搬送する搬送部と、
   前記加圧ローラーと前記搬送部との間に設けられ、搬送されている前記連続シートに搬送異常が生じたことを検出する異常検出部と、
   前記加圧ローラーと前記異常検出部との間に設けられ、搬送されている前記連続シートに搬送異常が生じたことを前記異常検出部が検出したことに応じて前記連続シートのうち搬送異常が生じた部分を前記連続シートから分断する分断部と、
   前記分断部の作動を制御する制御部と、を備えることを特徴とするシート製造装置。
2. 前記分断部は、前記連続シートのうち、前記加圧ローラーよりも下流側で、かつ、搬送異常が生じた部分よりも上流側の部分を、前記連続シートの搬送方向と交わる方向に分断する請求項１に記載のシート製造装置。
3. 前記分断部は、前記連続シートの搬送方向と交わる方向に延びる切断刃を有する請求項１または２に記載のシート製造装置。
4. 前記加圧部と前記搬送部との間における前記連続シートのテンションを調整するテンション調整部を備える請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシート製造装置。
5. 前記テンション調整部は、前記連続シートを分断する際、前記連続シートのテンションを低下させる請求項４に記載のシート製造装置。
6. 前記テンション調整部は、前記分断部と前記搬送部との間に設けられ、前記連続シートに対して接近離間可能なローラーを有する請求項５に記載のシート製造装置。
7. 前記搬送部は、一対の搬送ローラーを有し、
   前記搬送異常は、前記一対の搬送ローラーにて生じるジャミングである請求項１ないし６のいずいれか１項に記載のシート製造装置。

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