(57)【要約】【課題】樹脂粒子を含む液体を、ウェブの内部まで浸透させることができる繊維体成形方法を提供する。【解決手段】複数の繊維を含むウェブに、複数の前記繊維を結着させる樹脂粒子を含む液体を塗布する工程を含み、前記液体の表面張力は、２０℃において、５０ｍＮ／ｍ以下である、繊維体成形方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の繊維を含むウェブに、複数の前記繊維を結着させる樹脂粒子を含む液体を塗布する工程を含み、
前記液体の表面張力は、２０℃において、５０ｍＮ／ｍ以下である、繊維体成形方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記樹脂粒子の平均粒径は、１０ｎｍ以上５μｍ以下である、繊維体成形方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記樹脂粒子は、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂である、繊維体成形方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記液体は、浸透剤を含む、繊維体成形方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記液体は、保湿剤を含む、繊維体成形方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記液体を塗布する工程では、
かさ密度が０．０９ｇ／ｃｍ３以上の前記ウェブに前記液体を塗布する、繊維体成形方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記液体を塗布する工程では、
かさ密度が０．８０ｇ／ｃｍ３以下の前記ウェブに前記液体を塗布する、繊維体成形方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項において、
前記液体が塗布された前記ウェブを加圧する工程を含む、繊維体成形方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項において、
前記液体が塗布された前記ウェブを加熱する工程を含む、繊維体成形方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項において、
前記液体を塗布する工程では、
インクジェット方式で前記液体を塗布する、繊維体成形方法。
【請求項１１】
複数の繊維を含むウェブに、複数の前記繊維を結着させる樹脂粒子を含む液体を塗布する液体塗布装置を含み、
前記液体の表面張力は、２０℃において、５０ｍＮ／ｍ以下である、繊維体成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維体成形方法および繊維体成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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繊維体成形方法が提案されている。例えば特許文献１には、古紙パルプ繊維と、熱可塑性樹脂の繊維と、を乾式で混合してウェブを形成し、加熱により熱可塑性樹脂の穿刺を融解して、古紙パルプ繊維と熱可塑性樹脂の繊維とを結合させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−８６２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように熱可塑性樹脂等のバインダーを用いて複数の繊維を結着させる場合、バインダーをウェブの内部にまで浸透させることが望ましい。バインダーがウェブの内部にまで浸透しないと、紙粉が発生し易く、例えばインクジェットプリンターでシートを印刷する際に、紙紛がインクジェットプリンターのノズル孔を塞いでしまう場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る繊維体成形方法の一態様は、
複数の繊維を含むウェブに、複数の前記繊維を結着させる樹脂粒子を含む液体を塗布する工程を含み、
前記液体の表面張力は、２０℃において、５０ｍＮ／ｍ以下である。
【０００６】
前記繊維体成形方法の一態様において、
前記樹脂粒子の平均粒径は、１０ｎｍ以上５μｍ以下であってもよい。
【０００７】
前記繊維体成形方法の一態様において、
前記樹脂粒子は、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂であってもよい。
【０００８】
前記繊維体成形方法の一態様において、
前記液体は、浸透剤を含んでもよい。
【０００９】
前記繊維体成形方法の一態様において、
前記液体は、保湿剤を含んでもよい。
【００１０】
前記繊維体成形方法の一態様において、
前記液体を塗布する工程では、
かさ密度が０．０９ｇ／ｃｍ３以上の前記ウェブに前記液体を塗布してもよい。
【００１１】
前記繊維体成形方法の一態様において、
前記液体を塗布する工程では、
かさ密度が０．８０ｇ／ｃｍ３以下の前記ウェブに前記液体を塗布してもよい。
【００１２】
前記繊維体成形方法の一態様において、
前記液体が塗布された前記ウェブを加圧する工程を含んでもよい。
【００１３】
前記繊維体成形方法の一態様において、
前記液体が塗布された前記ウェブを加熱する工程を含んでもよい。
【００１４】
前記繊維体成形方法の一態様において、
前記液体を塗布する工程では、
インクジェット方式で前記液体を塗布してもよい。
【００１５】
本発明に係る繊維体成形装置の一態様は、
複数の繊維を含むウェブに、複数の前記繊維を結着させる樹脂粒子を含む液体を塗布する液体塗布装置を含み、
前記液体の表面張力は、２０℃において、５０ｍＮ／ｍ以下である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る繊維体成形装置を模式的に示す図。
【図２】第１実施形態に係る繊維体成形装置を模式的に示す図。
【図３】第１実施形態に係る繊維体成形方法を模式的に示す図。
【図４】第１実施形態の第１変形例に係る繊維体成形装置を模式的に示す図。
【図５】第１実施形態の第２変形例に係る繊維体成形装置を模式的に示す図。
【図６】第１実施形態の第３変形例に係る繊維体成形装置を模式的に示す図。
【図７】第１実施形態の第３変形例に係る繊維体成形装置を模式的に示す図。
【図８】第２実施形態に係る繊維体成形装置を模式的に示す図。
【図９】第２実施形態に係る繊維体成形方法を模式的に示す図。
【図１０】第２実施形態の変形例に係る繊維体成形装置を模式的に示す図。
【図１１】液体Ｌ１〜Ｌ５の組成を示す表。
【図１２】実施例１〜１４および比較例１の連続印字性および液体安定性の評価結果を示す表。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
１．  第１実施形態
１．１．  繊維体成形装置
１．１．１．  構成
まず、第１実施形態に係る繊維体成形装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る繊維体成形装置１００を模式的に示す図である。
【００１９】
繊維体成形装置１００は、例えば、原料としての使用済みの古紙を乾式で解繊して繊維化した後、加圧、加熱、切断することによって、新しい紙を製造するのに好適な装置である。繊維体成形装置１００では、紙の密度や厚さ、形状をコントロールして成形することで、Ａ４やＡ３のオフィス用紙、名刺用紙など、用途に合わせて、さまざまな厚さ・サイズの紙を製造することができる。
【００２０】
繊維体成形装置１００は、例えば、供給部１０と、粗砕部１２と、解繊部２０と、選別部４０と、第１ウェブ形成部４５と、回転体４９と、堆積部６０と、第２ウェブ形成部７０と、搬送部７９と、シート形成部８０と、切断部９０と、を含む。
【００２１】
さらに、繊維体成形装置１００は、例えば、原料に対する加湿、および原料が移動する空間を加湿する目的で、加湿部２０２，２０４，２０６，２０８，２１０，２１２を含む。
【００２２】
加湿部２０２，２０４，２０６，２０８は、例えば、気化式または温風気化式の加湿器で構成されている。すなわち、加湿部２０２，２０４，２０６，２０８は、水を浸潤させる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供給する。加湿部２０２，２０４，２０６，２０８は、加湿空気の湿度を効果的に高める図示しないヒーターを備えてもよい。
【００２３】
加湿部２１０，２１２は、例えば、超音波式加湿器で構成されている。すなわち、加湿部２１０，２１２は、水を霧化する図示しない振動部を有し、振動部により発生するミストを供給する。
【００２４】
供給部１０は、粗砕部１２に原料を供給する。粗砕部１２に供給される原料は、繊維を含むものであればよく、例えば、紙、パルプ、パルプシート、不織布、布、あるいは織物等が挙げられる。以下では、繊維体成形装置１００が古紙を原料とする構成を例示する。供給部１０は、例えば、古紙を重ねて蓄積するスタッカーと、スタッカーから古紙を粗砕部１２に送り出す自動投入装置と、を有している。また、必ずしも古紙を整列させて重ねる必要はなく、種々のサイズの古紙や種々の形状の古紙をばらばらにスタッカーに供給してもよい。
【００２５】
粗砕部１２は、供給部１０によって供給された原料を粗砕刃１４によって裁断して、粗砕片にする。粗砕刃１４は、大気中等の気中で原料を裁断する。粗砕部１２は、例えば、原料を挟んで裁断する一対の粗砕刃１４と、粗砕刃１４を回転させる駆動部と、を有し、いわゆるシュレッダーと同様の構成とすることができる。粗砕片の形状や大きさは、任意であり、解繊部２０における解繊処理に適していればよい。粗砕部１２は、原料を、例えば１ｃｍ〜数ｃｍ四方またはそれ以下のサイズの紙片に裁断する。
【００２６】
粗砕部１２は、粗砕刃１４により裁断されて落下する粗砕片を受けるシュート９を有する。シュート９は、例えば、粗砕片が流れる方向において、徐々に幅が狭くなるテーパー形状を有する。そのため、シュート９は、多くの粗砕片を受けとめることができる。シュート９には、解繊部２０に連通する管２が連結され、管２は、粗砕片を、解繊部２０に搬送させるための搬送路を形成する。粗砕片は、シュート９により集められ、管２を通って解繊部２０に搬送される。粗砕片は、例えば図示しないブロアーが発生する気流により、管２中を解繊部２０に向けて搬送される。
【００２７】
粗砕部１２が有するシュート９、あるいはシュート９の近傍には、加湿部２０２により加湿空気が供給される。これにより、粗砕刃１４により裁断された粗砕物が、静電気によってシュート９や管２の内面に吸着する現象を抑制できる。また、粗砕刃１４が裁断した粗砕物は、加湿された高湿度の空気とともに解繊部２０に搬送されるので、解繊部２０の内部における解繊物の付着を抑制する効果も期待できる。また、加湿部２０２は、粗砕刃１４に加湿空気を供給して、供給部１０が供給する原料を除電する構成としてもよい。また、加湿部２０２とともにイオナイザーを用いて除電してもよい。
【００２８】
解繊部２０は、粗砕部１２で裁断された粗砕物を解繊する。より具体的には、解繊部２０は、粗砕部１２によって裁断された原料を解繊処理し、解繊物を生成する。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有する。
【００２９】
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粒、すなわち複数の繊維同士を結着させるための樹脂粒や、インク、トナーなどの色材や、にじみ防止剤、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、ひも状や平ひも状である。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、すなわち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、すなわちダマを形成している状態で存在してもよい。
【００３０】
解繊部２０は、乾式で解繊を行う。ここで、液体中ではなく、大気中等の気中において、解繊等の処理を行うことを乾式と称する。解繊部２０は、例えば、インペラーミルを用いて構成されている。具体的には、解繊部２０は、図示しないが、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、を有している。粗砕部１２で裁断された粗砕片は、解繊部２０のローターとライナーとの間に挟まれて解繊される。解繊部２０は、ローターの回転により気流を発生させる。この気流により、解繊部２０は、原料である粗砕片を管２から吸引し、解繊物を排出口２４へと搬送できる。解繊物は、排出口２４から管３に送り出され、管３を介して選別部４０に搬送される。
【００３１】
このように、解繊部２０で生成される解繊物は、解繊部２０が発生する気流により解繊部２０から選別部４０に搬送される。さらに、図示の例では、繊維体成形装置１００は、気流発生装置である解繊ブロアー２６を備え、解繊ブロアー２６が発生する気流により解繊物が選別部４０に搬送される。解繊ブロアー２６は、管３に取り付けられ、解繊部２０から解繊物とともに空気を吸引し、選別部４０に送風する。
【００３２】
選別部４０には、管３から解繊部２０により解繊された解繊物が気流とともに流入する導入口４２が設けられている。選別部４０は、導入口４２に導入する解繊物を、繊維の長さによって選別する。詳細には、選別部４０は、解繊部２０により解繊された解繊物のうち、予め定められたサイズ以下の解繊物を第１選別物とし、第１選別物より大きい解繊物を第２選別物として、選別する。第１選別物は、繊維または粒子等を含み、第２選別物は、例えば、大きい繊維、未解繊片、十分に解繊されていない粗砕片、解繊された繊維が凝集し、あるいは絡まったダマ等を含む。
【００３３】
選別部４０は、例えば、ドラム部４１と、ドラム部４１を収容するハウジング部４３と、を有している。
【００３４】
ドラム部４１は、モーターによって回転駆動される円筒の篩である。ドラム部４１は、網を有し、篩として機能する。この網の目により、ドラム部４１は、網の目開きの大きさより小さい第１選別物と、網の目開きより大きい第２選別物と、を選別する。ドラム部４１の網としては、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ことができる。
【００３５】
導入口４２に導入された解繊物は、気流とともにドラム部４１の内部に送り込まれ、ドラム部４１の回転によって第１選別物がドラム部４１の網の目から下方に落下する。ドラム部４１の網の目を通過できない第２選別物は、導入口４２からドラム部４１に流入する気流により流されて排出口４４に導かれ、管８に送り出される。
【００３６】
管８は、ドラム部４１の内部と管２とを連結する。管８を通って流される第２選別物は、粗砕部１２により裁断された粗砕片とともに管２を流れ、解繊部２０の導入口２２に導かれる。これにより、第２選別物は解繊部２０に戻されて、解繊処理される。
【００３７】
また、ドラム部４１により選別される第１選別物は、ドラム部４１の網の目を通って空気中に分散し、ドラム部４１の下方に位置する第１ウェブ形成部４５のメッシュベルト４６に向けて降下する。
【００３８】
第１ウェブ形成部４５は、メッシュベルト４６と、ローラー４７と、吸引部４８と、を有している。メッシュベルト４６は、無端形状のベルトであって、３つのローラー４７に懸架され、ローラー４７の動きにより、図中矢印で示す方向に搬送される。メッシュベルト４６の表面は、所定サイズの開口が並ぶ網で構成される。選別部４０から降下する第１選別物のうち、網の目を通過するサイズの微粒子は、メッシュベルト４６の下方に落下し、網の目を通過できないサイズの繊維がメッシュベルト４６に堆積し、メッシュベルト４６とともに矢印方向に搬送される。メッシュベルト４６から落下する微粒子は、解繊物の中で比較的小さいものや密度の低いもの、すなわち、繊維と繊維との結着に不要な樹脂粒や色材や添加剤などを含み、繊維体成形装置１００がシートＳの製造に使用しない除去物である。
【００３９】
メッシュベルト４６は、シートＳを製造する通常動作中には、一定の速度Ｖ１で移動する。ここで、通常動作中とは、繊維体成形装置１００の始動制御、および停止制御の実行中を除く動作中であり、より詳細には、繊維体成形装置１００が望ましい品質のシートＳを製造している間を指す。
【００４０】
したがって、解繊部２０で解繊処理された解繊物は、選別部４０で第１選別物と第２選別物とに選別され、第２選別物が解繊部２０に戻される。また、第１選別物から、第１ウェブ形成部４５によって除去物が除かれる。第１選別物から除去物を除いた残りは、シートＳの製造に適した材料であり、この材料はメッシュベルト４６に堆積して第１ウェブＷ１を形成する。
【００４１】
吸引部４８は、メッシュベルト４６の下方から空気を吸引する。吸引部４８は、管２３を介して集塵部２７に連結される。集塵部２７は、フィルター式あるいはサイクロン式の集塵装置であり、微粒子を気流から分離する。集塵部２７の下流には捕集ブロアー２８が設置され、捕集ブロアー２８は、集塵部２７から空気を吸引する集塵用吸引部として機能する。また、捕集ブロアー２８が排出する空気は、管２９を経て繊維体成形装置１００の外に排出される。
【００４２】
繊維体成形装置１００は、捕集ブロアー２８により、集塵部２７を通じて吸引部４８から空気が吸引される。吸引部４８では、メッシュベルト４６の網の目を通過する微粒子が、空気とともに吸引され、管２３を通って集塵部２７に送られる。集塵部２７は、メッシュベルト４６を通過した微粒子を気流から分離して蓄積する。
【００４３】
したがって、メッシュベルト４６の上には、第１選別物から除去物を除去した繊維が堆積して第１ウェブＷ１が形成される。捕集ブロアー２８が吸引を行うことで、メッシュベルト４６上における第１ウェブＷ１の形成が促進され、かつ、除去物が速やかに除去される。
【００４４】
ドラム部４１を含む空間には、加湿部２０４により加湿空気が供給される。この加湿空気によって、選別部４０の内部で第１選別物を加湿する。これにより、静電力による第１選別物のメッシュベルト４６への付着を弱め、第１選別物をメッシュベルト４６から剥離し易くすることができる。さらに、静電力により第１選別物が回転体４９やハウジング部４３の内壁に付着することを抑制することができる。また、吸引部４８によって除去物を効率よく吸引できる。
【００４５】
なお、繊維体成形装置１００において、第１選別物と第２選別物とを選別し、分離する構成は、ドラム部４１を備える選別部４０に限定されない。例えば、解繊部２０で解繊処理された解繊物を、分級機によって分級する構成を採用してもよい。分級機としては、例えば、サイクロン分級機、エルボージェット分級機、エディクラシファイヤーを用いることができる。これらの分級機を用いれば、第１選別物と第２選別物とを選別し、分離することが可能である。さらに、上記の分級機により、解繊物の中で比較的小さいものや密度の低いもの、すなわち、繊維と繊維との結着に不要な樹脂粒や色材や添加剤などを含む除去物を、分離して除去する構成を実現できる。例えば、第１選別物に含まれる微粒子を、分級機によって、第１選別物から除去する構成としてもよい。この場合、第２選別物は、例えば解繊部２０に戻され、除去物は、集塵部２７により集塵され、除去物を除く第１選別物が管５４に送られる構成とすることができる。
【００４６】
メッシュベルト４６の搬送経路において、選別部４０の下流側には、加湿部２１０によって、ミストを含む空気が供給される。加湿部２１０が生成する水の微粒子であるミストは、第１ウェブＷ１に向けて降下し、第１ウェブＷ１に水分を供給する。これにより、第１ウェブＷ１が含む水分量が調整され、静電気によるメッシュベルト４６への繊維の吸着等を抑制できる。
【００４７】
繊維体成形装置１００は、メッシュベルト４６に堆積した第１ウェブＷ１を分断する回転体４９を有している。第１ウェブＷ１は、メッシュベルト４６がローラー４７により折り返す位置で、メッシュベルト４６から剥離して、回転体４９により分断される。
【００４８】
第１ウェブＷ１は、繊維が堆積してウェブ形状となった柔らかい材料であり、回転体４９は、第１ウェブＷ１の繊維をほぐす。
【００４９】
回転体４９の構成は任意であるが、図示の例では、回転体４９は、板状の羽根を有し回転する回転羽形状を有している。回転体４９は、メッシュベルト４６から剥離する第１ウェブＷ１と羽根とが接触する位置に配置される。回転体４９の回転、例えば図中矢印Ｒで示す方向への回転により、メッシュベルト４６から剥離して搬送される第１ウェブＷ１に羽根が衝突して分断し、細分体Ｐを生成する。
【００５０】
なお、回転体４９は、回転体４９の羽根がメッシュベルト４６に衝突しない位置に設置されることが好ましい。例えば、回転体４９の羽根の先端とメッシュベルト４６との間隔を、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることができ、この場合、回転体４９によって、メッシュベルト４６に損傷を与えることなく第１ウェブＷ１を効率よく分断することができる。
【００５１】
回転体４９によって分断された細分体Ｐは、管７の内部を下降して、管７の内部を流れる気流によって管５４へ搬送される。
【００５２】
また、回転体４９を含む空間には、加湿部２０６により加湿空気が供給される。これにより、管７の内部や、回転体４９の羽根に対し、静電気により繊維が吸着する現象を抑制することができる。
【００５３】
ブロアー５６が発生する気流により、管７を降下する細分体Ｐは、管５４の内部に吸引され、ブロアー５６内部を通過する。ブロアー５６が発生する気流、およびブロアー５６が有する羽根等の回転部の作用により、細分体Ｐは、管５４を通って堆積部６０に搬送される。
【００５４】
堆積部６０は、解繊部２０で解繊された解繊物を堆積させる。より具体的には、堆積部６０は、細分体Ｐを導入口６２から導入し、絡み合った解繊物をほぐして、空気中で分散させながら降らせる。これにより、堆積部６０は、第２ウェブ形成部７０に、解繊物を均一性よく堆積させることができる。
【００５５】
堆積部６０は、ドラム部６１と、ドラム部６１を収容するハウジング部６３と、を有している。ドラム部６１は、モーターによって回転駆動される円筒の篩である。ドラム部６１は、網を有し、篩として機能する。この網の目により、ドラム部６１は、網の目開きのより小さい繊維や粒子を通過させ、ドラム部６１から下降させる。ドラム部６１の構成は、例えば、ドラム部４１の構成と同じである。
【００５６】
なお、ドラム部６１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、ドラム部６１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、ドラム部６１は、ドラム部６１に導入された解繊物の全てを降らしてもよい。
【００５７】
ドラム部６１の下方には第２ウェブ形成部７０が配置される。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、第２ウェブＷ２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、ローラー７４と、サクション機構７６と、を有している。
【００５８】
メッシュベルト７２は、無端形状のベルトであって、複数のローラー７４に懸架され、ローラー７４の動きにより、図中矢印で示す方向に搬送される。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。メッシュベルト７２の表面は、所定サイズの開口が並ぶ網で構成されている。ドラム部６１から降下する繊維のうち、網の目を通過するサイズの繊維は、メッシュベルト７２の下方に落下し、網の目を通過できないサイズの繊維がメッシュベルト７２に堆積し、メッシュベルト７２とともに矢印方向に搬送される。メッシュベルト７２は、シートＳを製造する通常動作中には、一定の速度Ｖ２で移動する。通常動作中とは、上述した通りである。
【００５９】
メッシュベルト７２の網の目は、微細であり、ドラム部６１から降下する繊維の大半を通過させないサイズとすることができる。
【００６０】
サクション機構７６は、メッシュベルト７２の下方に設けられる。サクション機構７６は、サクションブロアー７７を備え、サクションブロアー７７の吸引力によって、サクション機構７６に下方に向く気流を発生させることができる。
【００６１】
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解繊物をメッシュベルト７２上に吸引する。これにより、メッシュベルト７２上における第２ウェブＷ２の形成を促進し、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、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。
【００６２】
サクションブロアー７７は、サクション機構７６から吸引した空気を、図示しない捕集フィルターを通じて、繊維体成形装置１００の外に排出してもよい。あるいは、サクションブロアー７７が吸引した空気を集塵部２７に送り込み、サクション機構７６が吸引した空気に含まれる除去物を捕集してもよい。
【００６３】
ドラム部６１を含む空間には、加湿部２０８により加湿空気が供給される。この加湿空気によって、堆積部６０の内部を加湿することができ、静電力によるハウジング部６３への繊維の付着を抑え、繊維をメッシュベルト７２に速やかに降下させ、好ましい形状の第
２ウェブＷ２を形成させることができる。
【００６４】
以上のように、堆積部６０および第２ウェブ形成部７０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第２ウェブＷ２が形成される。メッシュベルト７２に堆積された第２ウェブＷ２は、シート形成部８０へと搬送される。
【００６５】
メッシュベルト７２の搬送経路において、堆積部６０の下流側には、加湿部２１２によって、ミストを含む空気が供給される。これにより、加湿部２１２が生成するミストが第２ウェブＷ２に供給され、第２ウェブＷ２が含む水分量が調整される。これにより、静電気によるメッシュベルト７２への繊維の吸着等を抑制できる。
【００６６】
繊維体成形装置１００は、メッシュベルト７２上の第２ウェブＷ２を、シート形成部８０に搬送する搬送部７９を有している。搬送部７９は、例えば、メッシュベルト７９ａと、ローラー７９ｂと、サクション機構７９ｃと、を有している。
【００６７】
サクション機構７９ｃは、図示しないブロアーを備え、ブロアーの吸引力によってメッシュベルト７９ａに上向きの気流を発生させる。この気流は、第２ウェブＷ２を吸引し、第２ウェブＷ２は、メッシュベルト７２から離れてメッシュベルト７９ａに吸着される。メッシュベルト７９ａは、ローラー７９ｂの自転により移動し、第２ウェブＷ２をシート形成部８０に搬送する。メッシュベルト７２の移動速度と、メッシュベルト７９ａの移動速度とは、例えば、同じである。
【００６８】
このように、搬送部７９は、メッシュベルト７２に形成された第２ウェブＷ２を、メッシュベルト７２から剥がして搬送する。
【００６９】
シート形成部８０は、堆積部６０で堆積させた堆積物からシートＳを形成する。より具体的には、シート形成部８０は、メッシュベルト７２に堆積され搬送部７９により搬送された第２ウェブＷ２を、加圧加熱してシートＳを成形する。
【００７０】
シート形成部８０は、第２ウェブＷ２を加圧する加圧部８２と、加圧部８２により加圧された第２ウェブＷ２を加熱する加熱部８４と、を有している。
【００７１】
加圧部８２は、一対のカレンダーローラー８５で構成され、第２ウェブＷ２を所定のニップ圧で挟んで加圧する。第２ウェブＷ２は、加圧されることによりその厚さが小さくなり、第２ウェブＷ２の密度が高められる。一対のカレンダーローラー８５の一方は、図示しないモーターにより駆動される駆動ローラーであり、他方は従動ローラーである。カレンダーローラー８５は、モーターの駆動力により回転して、加圧により高密度になった第２ウェブＷ２を、加熱部８４に向けて搬送する。
【００７２】
加熱部８４は、例えば、加熱ローラー、熱プレス成形機、ホットプレート、温風ブロアー、赤外線加熱器、フラッシュ定着器などによって構成されている。図示の例では、加熱部８４は、一対の加熱ローラー８６を備える。加熱ローラー８６は、内部または外部に設置されるヒーターによって、予め設定された温度に加温される。加熱ローラー８６は、カレンダーローラー８５によって加圧された第２ウェブＷ２を挟んで熱を与え、シートＳを形成する。
【００７３】
一対の加熱ローラー８６の一方は、図示しないモーターにより駆動される駆動ローラーであり、他方は従動ローラーである。加熱ローラー８６は、モーターの駆動力により回転して、加熱したシートＳを、切断部９０に向けて搬送する。
【００７４】
このように、堆積部６０で形成された第２ウェブＷ２は、シート形成部８０で加圧および加熱されて、シートＳとなる。
【００７５】
なお、加圧部８２が備えるカレンダーローラー８５の数、および加熱部８４が備える加熱ローラー８６の数は、特に限定されない。
【００７６】
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。
【００７７】
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。排出部９６は、所定サイズのシートＳを載せるトレイあるいはスタッカーを有している。
【００７８】
なお、図示はしないが、加湿部２０２，２０４，２０６，２０８は、１台の気化式加湿器で構成されていてもよい。この場合、１台の加湿器が生成する加湿空気が、粗砕部１２、ハウジング部４３、管７、およびハウジング部６３に分岐して供給される。この構成は、加湿空気を供給するダクトを分岐して設置することにより、容易に実現できる。また、２台あるいは３台の気化式加湿器によって加湿部２０２，２０４，２０６，２０８を構成することも可能である。
【００７９】
また、加湿部２１０，２１２は、１台の超音波式加湿器で構成されていてもよいし、２台の超音波式加湿器で構成されていてもよい。例えば、１台の加湿器が生成するミストを含む空気が、加湿部２１０，２１２に分岐して供給される。
【００８０】
１．１．２．  液体塗布装置
次に、繊維体成形装置１００の液体塗布装置について、図面を参照しながら説明する。図２は、繊維体成形装置１００の液体塗布装置１０２を模式的に示す図である。繊維体成形装置１００は、図２に示すように、液体塗布装置１０２を含む。
【００８１】
なお、便宜上、図１では、液体塗布装置１０２の図示を省略している。また、図１では、第２ウェブＷ２は、加圧部８２から斜め下方向に向かって搬送される例を図示しているが、図２では、第２ウェブＷ２は、加圧部８２から水平方向に向かって搬送される例を図示している。
【００８２】
液体塗布装置１０２は、複数の繊維を含む第２ウェブＷ２に、複数の繊維を結着させる樹脂粒子を含む液体Ｌを塗布する。以下、「第２ウェブＷ２」を単に「ウェブＷ２」ともいう。
【００８３】
液体塗布装置１０２は、インクジェットヘッドであり、インクジェット方式で液体Ｌを塗布する。液体塗布装置１０２は、ウェブＷ２の幅以上の幅を有するラインヘッド方式のインクジェットヘッドであってもよい。これにより、生産性の向上を図ることができる。なお、液体塗布装置１０２は、ラインヘッド方式ではなく、ヘッド自体が動く方式であってもよい。
【００８４】
液体塗布装置１０２は、例えば、２つ設けられている。図示の例では、２つの液体塗布装置１０２の間に、ウェブＷ２が位置している。２つの液体塗布装置１０２のうちの一方の液体塗布装置１０２は、ウェブＷ２の一方の面Ａ１に液体Ｌを塗布し、２つの液体塗布装置１０２のうちの他方の液体塗布装置１０２は、ウェブＷ２の他方の面Ａ２に液体Ｌを
塗布する。
【００８５】
図示の例では、２つの液体塗布装置１０２は、ウェブＷ２の厚さ方向において、互いに重なって設けられている。２つの液体塗布装置１０２は、同時にウェブＷ２に液体Ｌを塗布してもよい。
【００８６】
加圧部８２は、液体塗布装置１０２によって液体Ｌが塗布されたウェブＷ２を加圧する。加圧部８２がウェブＷ２に加える圧力は、例えば、３０ｋｇｆ／ｃｍ２以上１０００ｋｇｆ／ｃｍ２以下であり、好ましくは２００ｋｇｆ／ｃｍ２以上７００ｋｇｆ／ｃｍ２以下である。
【００８７】
加熱部８４は、液体塗布装置１０２によって液体Ｌが塗布されたウェブＷ２を加熱する。図示の例では、加熱部８４は、加圧部８２によって加圧されたウェブＷ２を加圧する。加熱部８４により加熱されてウェブＷ２は、シートＳとなる。加熱部８４の温度は、例えば、７０℃以上２２０℃以下であり、好ましくは１００℃以上１８０℃以下である。
【００８８】
液体Ｌは、ウェブＷ２の複数の繊維を結着させる樹脂粒子を含む。液体Ｌは、樹脂粒子が分散されたエマルジョンである。樹脂粒子は、複数の繊維を結着させるためのバインダーである。液体Ｌが塗布される前のウェブＷ２には、例えば、複数の繊維を結着させる樹脂粒子は、含まれていない。樹脂粒子は、粒子状の樹脂であり、その形状は、例えば、略球状、好ましくは球状である。
【００８９】
液体Ｌに含まれる樹脂粒子は、例えば、熱可塑性樹脂または熱硬化樹脂である。熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレンブタジエン共重合体、アクリロニトリルブタジエン共重合体、アクリル酸エステル共重合体、スチレンアクリル酸共重合体、ポリウレタン、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンが挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ビニルエステル樹脂、熱硬化性ポリイミド等が挙げられる。液体Ｌは、これらの樹脂を単独で含んでいてもよいし、複数含んでもよい。
【００９０】
液体Ｌに含まれる、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のガラス転移温度は、例えば、−５０℃以上１３０℃以下であり、好ましくは、−３０℃以上１００℃以下である。樹脂粒子のガラス転移温度がこの範囲であれば、繊維の結着を向上させ、紙力を高めることができる。
【００９１】
液体Ｌにおける樹脂粒子の含有量は、例えば、０．１質量％以上３０．０質量％以下であり、好ましくは０．１質量％以上２０．０質量％以下である。当該含有量が０．１質量％以上３０．０質量％以下であれば、液体塗布装置１０２から液体Ｌを十分に吐出できる程度に、液体Ｌの粘度を小さくすることができる。
【００９２】
樹脂粒子の平均粒径は、例えば、５ｎｍ以上８μｍ以下であり、好ましくは９ｎｍ以上６μｍ以下であり、より好ましくは１０ｎｍ以上５μｍ以下であり、さらにより好ましくは１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。このような平均粒径の範囲であれば、樹脂粒子が繊維表面に十分に分散させることができ、繊維接着接点を増やすことができるため、シートSの紙力を高めることができる。
【００９３】
なお、「平均粒径」とは、液体Ｌを水、例えば純水で希釈し、その希釈された状態で粒度分布を、例えば日機株式会社正の粒度分布計「マイクロトラックＵＰＡ−１５０」で測定した場合における、５０％の累積粒径値を意味する。
【００９４】
ウェブＷ２に含まれる複数の繊維は、加熱部８４に加熱されることにより、液体Ｌに含まれる樹脂粒子によって結着する。なお、図示はしないが、加熱部８４の他に、別途、熱風、赤外線、電磁波、熱ローラー、熱プレスなどによって、液体Ｌが付着したウェブＷ２を加熱してもよい。これにより、液体Ｌに含まれる樹脂粒子の溶融結着や糊化の促進、および水等の乾燥の促進を図ることができる。
【００９５】
液体Ｌの表面張力は、２０℃において、５０ｍＮ／ｍ以下であり、好ましくは２０ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ以下であり、より好ましくは４５ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ以下である。液体Ｌの表面張力を、２０℃において、５０ｍＮ／ｍ以下とすることにより、液体ＬをウェブＷ２の内部まで浸透させることができ、紙粉の発生を抑えることができる。また、液体Ｌの表面張力を、２０℃において、２０ｍＮ／ｍ以上とすることにより、インクジェットヘッドのノズルプレートの撥インク性が低下を抑制でき、吐出不良を防止することができる。なお、表面張力は、表面張力計によって測定することができる。
【００９６】
液体Ｌの粘度は、２０℃において、８．０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。液体Ｌ粘度が８．０ｍＰａ・ｓを越えると、粘度が大きすぎて、液体塗布装置１０２から液体Ｌを吐出させることが困難になる場合がある。
【００９７】
液体Ｌは、浸透剤を含んでいてもよい。これにより、ウェブＷ２の厚さ方向における液体Ｌの浸透性を向上させることができる。そのため、シートＳ内部の繊維結着を向上させ、シートＳの層間剥離の低減や引張り強度を高めることができる。液体Ｌに含まれる浸透剤としては、例えば、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、リエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルブチルエーテルなどのグリコールエーテル類、シリコーン系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。液体Ｌは、これらの浸透剤を単独で含んでいてもよいし、複数含んでもよい。
【００９８】
液体Ｌにおける浸透剤の含有量は、例えば、０．１質量％以上３０．０質量％以下であり、好ましくは０．１質量％以上２０．０質量％以下であり、さらに好ましくは１．０質量％以上１０．０質量％以下である。当該含有量が０．１質量％以上３０．０質量％以下であれば、ウェブＷ２の内部まで液体Ｌが浸透することを促進することができ、シートＳの紙力を高めることができる。
【００９９】
液体Ｌは、保湿剤を含んでいてもよい。これにより、液体Ｌを吐出する際に、液体塗布装置１０２のノズル孔の目詰まりを発生し難くすることができる。液体Ｌに含まれる保湿剤としては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−エチル−２−メチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−２−プロピル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、３−メチル−１，３−ブタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２−メチルペンタン−２，４−ジオール、トリメチロールプロパン、グリセリンなどが挙げられる。液体Ｌは、これらの保湿剤を単独で含んでいてもよいし、複数含んでもよい。
【０１００】
液体Ｌにおける保湿剤の含有量は、例えば、１．０質量％以上３０．０質量％以下であり、好ましくは３．０質量％以上２０．０質量％以下であり、さらに好ましくは、５．０
質量％以上１６質量％以下である。当該含有量が１．０質量％以上３０．０質量％以下であれば、液体塗布装置１０２のノズル孔の目詰まりを十分に抑えることができる。
【０１０１】
液体Ｌは、水を含んでいてもよい。水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水または超純水が挙げられる。また、紫外線照射または過酸化水素添加等により滅菌処理された水は、カビやバクテリアの発生を防止して長期保存を可能とする点で好ましい。
【０１０２】
液体Ｌが含有可能なその他の添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、光定剤、消光剤、酸化防止剤、耐水化剤、防黴剤、防腐剤、増粘剤、流動性改良剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、抑泡剤、レベリング剤、帯電防止剤等が挙げられる。
【０１０３】
１．１．３．  特徴
繊維体成形装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【０１０４】
繊維体成形装置１００では、複数の繊維を含むウェブＷ２に、複数の繊維を結着させる樹脂粒子を含む液体Ｌを塗布する液体塗布装置１０２を含み、液体Ｌの表面張力は、２０℃において、５０ｍＮ／ｍ以下である。そのため、繊維体成形装置１００では、後述する「３．  実施例および比較例」に示すように、２０℃の表面張力が５０ｍＮ／ｍより大きい場合に比べて、液体ＬをウェブＷ２の内部まで浸透させることができ、紙粉の発生を抑えることができる。これにより、シートＳをインクジェットプリンターで印刷する場合、紙紛がインクジェットプリンターのノズル孔を塞ぐことにより発生するドット抜けを防止することができる。特に、紙粉は、シートＳを裁断する際に発生し易いため、液体ＬをウェブＷ２の内部まで浸透させることが好ましい。
【０１０５】
さらに、繊維体成形装置１００では、ウェブＷ２に、複数の繊維を結着させる樹脂粒子を含む液体Ｌを塗布するため、樹脂粒子の単位質量当たりの表面積が大きく、繊維と樹脂粒子との接触面積を大きくすることができる。そのため、複数の繊維の結着力を高めることができ、紙粉の発生を抑えることができる。例えば、複数の繊維を結着させる樹脂粒子を粉体としてウェブに供給する場合は、樹脂粒子が凝集してしまい、繊維と樹脂粒子との接触面積を大きくすることが困難である。また、液体Ｌは、複数の繊維の結着力を高めることができるので、その分、樹脂粒子の量を減らすことができる。
【０１０６】
繊維体成形装置１００では、液体Ｌに含まれる樹脂粒子の平均粒径は、好ましくは１０ｎｍ以上５μｍ以下である。そのため、繊維体成形装置１００では、後述する「３．  実施例および比較例」に示すように、樹脂粒子の平均粒径が上記の範囲外の場合に比べて、液体ＬをウェブＷ２の内部まで浸透させることができ、紙粉の発生を抑えることができる。さらに、液体Ｌの粘度の安定性を高めることができる。
【０１０７】
繊維体成形装置１００では、液体Ｌに含まれる樹脂粒子は、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂である。そのため、繊維体成形装置１００では、液体Ｌが塗布されたウェブＷ２を加熱することにより、ウェブＷ２に含まれる複数の繊維を結着させることができる。
【０１０８】
繊維体成形装置１００では、液体Ｌは、浸透剤を含む。そのため、繊維体成形装置１００では、液体Ｌの浸透性を向上させることができる。
【０１０９】
繊維体成形装置１００では、液体Ｌは、保湿剤を含む。そのため、繊維体成形装置１００では、液体塗布装置１０２から液体Ｌを吐出させ易くすることができる。
【０１１０】
繊維体成形装置１００では、液体Ｌが塗布されたウェブＷ２を加圧する加圧部８２を含
む。そのため、繊維体成形装置１００では、加圧部８２によって、ウェブＷ２のかさ密度を高くすることができる。
【０１１１】
繊維体成形装置１００では、液体Ｌが塗布されたウェブＷ２を加熱する加熱部８４を含む。そのため、繊維体成形装置１００では、液体Ｌが塗布されたウェブＷ２を加熱部８４によって加熱することにより、ウェブＷ２に含まれる複数の繊維を結着させることができる。
【０１１２】
繊維体成形装置１００では、液体塗布装置１０２は、インクジェットヘッドである。そのため、繊維体成形装置１００では、液体塗布装置がローラーでありローラーによって液体を塗布する場合に比べて、塗布された液体Ｌの均一性がよく、ウェブＷ２の破損を防止することができる。例えばローラーによって液体を塗布すると、ローラーにウェブが張り付くことがあり、塗布された液体Ｌの均一性が悪くなる場合がある。また、ウェブＷ２の破損やローラーが汚染されることがあり、ローラーの清掃が必要となる。インクジェットヘッドによる塗布では、上記のような問題を回避することができる。
【０１１３】
さらに、繊維体成形装置１００では、液体塗布装置がスプレーでありスプレーによって液体を塗布する場合に比べて、効率よく液体Ｌを塗布することができる。スプレーによる塗布の場合は、スプレーから液体が噴射されてもウェブに密着または浸透されない液体が多いため、実際にウェブに塗布される液体の量よりも多くの量を噴射する必要があり、効率が悪い。さらに、スプレーによる塗布の場合は、スプレーの噴射による圧力により、ウェブが破損する場合がある。インクジェットヘッドによる塗布では、上記のような問題を回避することができる。
【０１１４】
１．２．  繊維体成形方法
次に、第１実施形態に係る繊維体成形方法について、図面を参照しながら説明する。図３は、第１実施形態に係る繊維体成形方法を説明するためのフローチャートである。第１実施形態に係る繊維体成形方法は、例えば、繊維体成形装置１００を用いて繊維を成形する。
【０１１５】
まず、「１．  繊維体成形装置」で説明したように、繊維体成形装置１００を用いて、複数の繊維を含むウェブＷ２を準備する（ステップＳ２）。
【０１１６】
次に、ウェブＷ２に、液体塗布装置１０２によって、複数の繊維を結着させる樹脂粒子を含む液体Ｌを塗布する（ステップＳ４）。本工程では、インクジェット方式で液体Ｌを塗布する。
【０１１７】
次に、加圧部８２によって、液体Ｌが塗布されたウェブＷ２を加圧する（ステップＳ６）。
【０１１８】
次に、加熱部８４によって、液体Ｌが塗布されたウェブＷ２を加熱する（ステップＳ８）。
【０１１９】
上記の工程の他、第１実施形態に係る繊維体成形方法は、「１．  繊維体成形装置」で説明した工程を含むことができる。
【０１２０】
１．３．  繊維体成形装置の変形例
１．３．１．  第１変形例
次に、第１実施形態の第１変形例に係る繊維体成形装置について、図面を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態の第１変形例に係る繊維体成形装置１１０を模式的に示
す図である。
【０１２１】
以下、第１実施形態の第１変形例に係る繊維体成形装置１１０において、上述した第１実施形態に係る繊維体成形装置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。このことは、以下に示す第１実施形態の第２，第３変形例に係る繊維体成形装置において同様である。
【０１２２】
上述した繊維体成形装置１００では、図２に示すように、液体塗布装置１０２は、２つ設けられ、一方の液体塗布装置１０２は、ウェブＷ２の一方の面Ａ１側に設けられ、他方の液体塗布装置１０２は、ウェブＷ２の他方の面Ａ２側に設けられていた。
【０１２３】
これに対し、繊維体成形装置１１０では、図４に示すように、液体塗布装置１０２は、ウェブＷ２の一方の面Ａ１側にのみ設けられている。繊維体成形装置１１０では、液体塗布装置１０２が２つ設けられている場合に比べて、部品数を減らすことができる。ただし、ウェブＷ２の他方の面Ａ２まで確実に液体Ｌを浸透させることを考慮すると、上述した繊維体成形装置１００のように、液体塗布装置１０２を２つ設けることが好ましい。
【０１２４】
１．３．２．  第２変形例
次に、第１実施形態の第２変形例に係る繊維体成形装置について、図面を参照しながら説明する。図５は、第１実施形態の第２変形例に係る繊維体成形装置１２０を模式的に示す図である。なお、図５は、ウェブＷ２の搬送方向からみた図である。
【０１２５】
上述した繊維体成形装置１００では、液体塗布装置１０２は、インクジェットヘッドであった。
【０１２６】
これに対し、繊維体成形装置１２０では、図５に示すように、液体塗布装置１０２は、スプレーである。液体塗布装置１０２の数は、特に限定されないが、図示の例では、液体塗布装置１０２は、ウェブＷ２の一方の面Ａ１側に４つ設けられ、ウェブＷ２の他方の面Ａ２側に４つ設けられている。一方の面Ａ１側において、４つの液体塗布装置１０２は、ウェブＷ２の幅方向に並んで設けられ、他方の面Ａ２側において、４つの液体塗布装置１０２は、ウェブＷ２の幅方向に並んで設けられている。これにより、ウェブＷ２の幅方向において、液体Ｌを均一性よく塗布することができる。なお、ウェブＷ２の幅方向は、ウェブＷ２の厚さ方向およびウェブＷ２の搬送方向と直交する方向である。
【０１２７】
１．３．３．  第３変形例
次に、第１実施形態の第３変形例に係る繊維体成形装置について、図面を参照しながら説明する。図６は、第１実施形態の第３変形例に係る繊維体成形装置１３０を模式的に示す図である。
【０１２８】
繊維体成形装置１３０は、図６に示すように、液体塗布装置１０２の配置が上述した繊維体成形装置１００と異なる。
【０１２９】
繊維体成形装置１３０では、例えば、まず、一方の液体塗布装置１０２は、ウェブＷ２の一方の面Ａ１に液体Ｌを塗布し、次に、他方の液体塗布装置１０２は、ウェブＷ２の他方の面Ａ２に液体Ｌを塗布する。２つの液体塗布装置１０２は、例えば、重力の方向に向けて液体Ｌを吐出する。そのため、より確実に、液体ＬをウェブＷ２に塗布することができる。
【０１３０】
例えば、２つの液体塗布装置１０２のうちの少なくとも一方が、重力の方向と反対方向に向けて液体Ｌを吐出する場合は、重力の作用により、液体ＬをウェブＷ２に塗布するこ
とができない場合がある。
【０１３１】
図示の例では、ウェブＷ２は、第１方向に搬送されて一方の面Ａ１に液体Ｌが塗布された後、２つの搬送ローラー１３２によって重力方向に搬送され、さらに、第１方向とは反対方向の第２平方向に搬送されて他方の面Ａ２に液体Ｌが塗布される。第１方向および第２方向は、水平方向である。
【０１３２】
なお、図７に示すように、ウェブＷ２の搬送方向は、重力の方向であり、２つの液体塗布装置１０２は、重力の方向と直交する方向に向けて液体Ｌを吐出してもよい。この場合、２つの液体塗布装置１０２は、同時にウェブＷ２に液体Ｌを塗布してもよい。
【０１３３】
２．  第２実施形態
２．１．  繊維体成形装置
次に、第２実施形態に係る繊維体成形装置について、図面を参照しながら説明する。図８は、第２実施形態に係る繊維体成形装置２００を模式的に示す図である。
【０１３４】
以下、第２実施形態に係る繊維体成形装置２００において、上述した第１実施形態に係る繊維体成形装置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。
【０１３５】
繊維体成形装置２００では、図８に示すように、加圧部２１４を含む点において、上述した繊維体成形装置１００と異なる。
【０１３６】
加圧部２１４は、一対のカレンダーローラー２１５で構成され、第２ウェブＷ２を所定のニップ圧で挟んで加圧する。ウェブＷ２は、加圧部２１４によって加圧されることによりその厚さが小さくなり、ウェブＷ２のかさ度が高められる。一対のカレンダーローラー２１５の一方は、図示しないモーターにより駆動される駆動ローラーであり、他方は従動ローラーである。
【０１３７】
加圧部２１４は、ウェブＷ２を加圧することにより、ウェブＷ２のかさ密度を、例えば、０．０９ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは０．０９ｇ／ｃｍ３以上０．８０ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは０．４０ｇ／ｃｍ３以上０．６０ｇ／ｃｍ３以下にする。なお、「かさ密度」とは、ゆるみかさ密度を意味する。
【０１３８】
加圧部２１４がウェブＷ２に加える圧力は、例えば、１ｋｇｆ／ｃｍ２以上６００ｋｇｆ／ｃｍ２以下であり、好ましくは１ｋｇｆ／ｃｍ２以上５００ｋｇｆ／ｃｍ２以下であり、より好ましくは３ｋｇｆ／ｃｍ２以上３００ｋｇｆ／ｃｍ２以下である。
【０１３９】
液体塗布装置１０２は、加圧部２１４によって加圧されたウェブＷ２に、液体Ｌを塗布する。液体塗布装置１０２は、例えば、加圧部２１４のカレンダーローラー２１５と、加圧部８２のカレンダーローラー８５と、の間に設けられている。カレンダーローラー８５の径は、カレンダーローラー２１５の径よりも小さい。そのため、加圧部８２は、加圧部２１４よりも大きな力でウェブＷ２を加圧することができる。さらに、ウェブＷ２の搬送方向に向かうにつれて、カレンダーローラーの径が小さくなるため、カレンダーローラー８５，２１５がウェブＷ２に対して滑ることを防止することができる。
【０１４０】
繊維体成形装置２００は、例えば、以下の特徴を有する。
【０１４１】
繊維体成形装置２００では、液体塗布装置１０２は、かさ密度が０．０９ｇ／ｃｍ３以上のウェブＷ２に液体Ｌを塗布する。そのため、繊維体成形装置２００では、かさ密度が
０．０９ｇ／ｃｍ３より小さいウェブに液体を塗布する場合に比べて、ウェブＷ２の空隙が小さく、液体ＬのウェブＷ２への浸透において、毛細管現象が発現し易い。これにより、液体ＬをウェブＷ２の内部まで浸透させることができる。
【０１４２】
繊維体成形装置２００では、液体塗布装置１０２は、かさ密度が０．８０ｇ／ｃｍ３以下のウェブＷ２に液体Ｌを塗布する。そのため、繊維体成形装置１００では、かさ密度が大きすぎて、毛細管現象が発現し難くなることを防ぐことができる。
【０１４３】
繊維体成形装置１００では、液体Ｌが塗布されたウェブＷ２を加圧する加圧部８２を含む。そのため、繊維体成形装置１００では、ウェブＷ２に対する液体Ｌの浸透性をより高めることができる。
【０１４４】
例えば、加圧部２１４によって加圧されたウェブＷ２は、繊維のばね性によって若干かさ密度が低くなる、スプリングバックという現象が起こる。さらに、液体Ｌが塗布されたウェブＷ２は、繊維の膨潤によって若干かさ密度が低くなる。そのため、毛細管現象が発現し難く、ウェブＷ２に対する液体Ｌの浸透性が低下する場合がある。
【０１４５】
繊維体成形装置２００では、スプリングバックおよび繊維の膨潤によってウェブＷ２のかさ密度が低下したとしても、加圧部８２によってかさ密度を回復させることができる。そのため、ウェブＷ２に対する液体Ｌの浸透性をより高めることができる。
【０１４６】
２．２．  繊維体成形方法
次に、第２実施形態に係る繊維体成形方法について、図面を参照しながら説明する。図９は、第２実施形態に係る繊維体成形方法を説明するためのフローチャートである。第２実施形態に係る繊維体成形方法は、例えば、繊維体成形装置２００を用いて繊維を成形する。
【０１４７】
まず、繊維体成形装置２００を用いて、複数の繊維を含むウェブＷ２を準備する（ステップＳ２）。
【０１４８】
次に、加圧部２１４によって、ウェブＷ２を加圧する。本工程により、ウェブＷ２のかさ密度を、例えば、０．０９ｇ／ｃｍ３以上０．８０ｇ／ｃｍ３以下にする。
【０１４９】
次に、加圧されたウェブＷ２に、液体塗布装置１０２によって、複数の繊維を結着させる樹脂粒子を含む液体Ｌを塗布する（ステップＳ４）。本工程では、かさ密度が、例えば、０．０９ｇ／ｃｍ３以上０．８０ｇ／ｃｍ３以下のウェブＷ２に液体Ｌを塗布する。
【０１５０】
次に、加圧部８２によって、液体Ｌが塗布されたウェブＷ２を加圧する（ステップＳ６）。
【０１５１】
次に、加熱部８４によって、液体Ｌが塗布されたウェブＷ２を加熱する（ステップＳ８）。
【０１５２】
上記の工程の他、第２実施形態に係る繊維体成形方法は、「１．  繊維体成形装置」で説明した工程を含むことができる。
【０１５３】
２．３．  変形例
次に、第２実施形態の変形例に係る繊維体成形装置について、図面を参照しながら説明する。図１０は、第２実施形態の変形例に係る繊維体成形装置２２０を模式的に示す図である。
【０１５４】
以下、第２実施形態の変形例に係る繊維体成形装置２２０において、上述した第２実施形態に係る繊維体成形装置２００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。
【０１５５】
繊維体成形装置２２０では、図１０に示すように、ウェブＷ２を加圧する加圧部２２２，２２４を含む点において、上述した繊維体成形装置１００と異なる。
【０１５６】
加圧部２２２は、加圧部２１４によって加圧されたウェブＷ２を加圧する。加圧部２２４は、加圧部２２２によって加圧されたウェブＷ２を加圧する。液体塗布装置１０２は、加圧部２２４によって加圧されたウェブＷ２に液体Ｌを塗布する。
【０１５７】
加圧部２２２は、一対のカレンダーローラー２２３で構成され、ウェブＷ２を所定のニップ圧で挟んで加圧する。ウェブＷ２は、加圧部２２２によって加圧されることによりその厚さが小さくなり、ウェブＷ２のかさ度が高められる。一対のカレンダーローラー２２３の一方は、図示しないモーターにより駆動される駆動ローラーであり、他方は従動ローラーである。
【０１５８】
加圧部２２４は、一対のカレンダーローラー２２５で構成され、ウェブＷ２を所定のニップ圧で挟んで加圧する。ウェブＷ２は、加圧部２２４によって加圧されることによりその厚さが小さくなり、ウェブＷ２のかさ度が高められる。一対のカレンダーローラー２２５の一方は、図示しないモーターにより駆動される駆動ローラーであり、他方は従動ローラーである。
【０１５９】
カレンダーローラー２２３の径は、カレンダーローラー２１５の径よりも小さい。そのため、加圧部２２２は、加圧部２１４よりも大きな力でウェブＷ２を加圧することができる。カレンダーローラー２２５の径は、カレンダーローラー２２３の径よりも小さい。そのため、加圧部２２４は、加圧部２２２よりも大きな力でウェブＷ２を加圧することができる。さらに、ウェブＷ２の搬送方向に向かうにつれて、カレンダーローラーの径が小さくなるため、カレンダーローラー２１５，２２３，２２５がウェブＷ２に対して滑ることを防止することができる。
【０１６０】
なお、図示の例では、繊維体成形装置２２０は、４つの加圧部８２，２１４，２２２，２２４を有しているが、その数は、特に限定されない。例えば、繊維体成形装置２２０は、加圧部２２４を有していなくてもよいし、５つ以上の加圧部を有していてもよい。
【０１６１】
３．  実施例および比較例
以下に実施例および比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例および比較例によって何ら限定されるものではない。
【０１６２】
図１および図２に示す繊維体成形装置１００に対応する繊維体成形装置を用いて、シートを成形した。液体塗布装置としてインクジェットヘッドを用いて、液体Ｌ１〜Ｌ５をウェブの両面に塗布した。液体Ｌ１〜Ｌ５の塗布量は、ウェブの片面に対して８ｇ／ｍ２とし、ウェブの両面の塗布量総量で１６ｇ／ｍ２とした。加熱部の温度を１５０℃とした。原料としては、再生紙「Ｇ８０」（三菱製紙社製）を用いた。
【０１６３】
図１１は、液体Ｌ１〜Ｌ５の組成を示す表である。表中の数字の単位は、質量％である。残量として水を加えて、合計１００質量％とした。表中、「ＰＵ」は、ポリウレタンであり、以下の方法で作製した。
【０１６４】
攪拌機、還流冷却管および温度計を挿入した反応容器に、分子量３０００のポリカーボネートジオールを１５００ｇ、２，２−ジメチロールプロピオン酸（ＤＭＰＡ）３２０ｇ、およびｂｐ（boiling point）２４５℃の２−ピロリドン１３４７ｇを窒素気流下で仕込み、６０℃に加熱してＤＭＰＡを溶解させた。４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートを１２４５ｇ、楠本化成社製の「ウレタン化触媒ＸＫ−６１４」を２．６ｇ加え９０℃まで加熱し、５時間かけてウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマーを得た。
【０１６５】
次に、反応混合物を８０℃まで冷却しこれにトリエタノールアミン２２０ｇを添加・混合したものの中から４３４０ｇを抜き出して、強攪拌下のもと水５４００ｇおよびトリエタノールアミン２２ｇの混合溶液の中に加えた。次に氷１５００ｇを投入し、３５％の２−メチル−１，５−ペンタンジアミン水溶液４２ｇを加えて鎖延長反応を行い、固形分濃度が３０％となるように溶媒を留去し、ウレタン樹脂粒子の水分散体を得た。また、反応調整することで、平均粒径の異なるウレタン樹脂粒子の水分散体を得た。
【０１６６】
以上の方法により、ポリウレタンを作製した。
【０１６７】
また、図１１の表中、「ＡＣ」は、スチレンアクリル酸共重合体であり、ＢＡＳＦ社製の「ジョンクリル６１」を用いた。「ＳＢ」は、スチレンブタジエン共重合体であり、日本ゼオン社製の「２５０７Ｈ」を用いた。「Ｅ１０１０」は、日信化学社製のオルフィンＥ１０１０である。「ＴＥＧｍＢＥ」はトリエチレングリコールモノブチルエーテル、「Ｇｌｙ」はグリセリンである。
【０１６８】
２０℃に調整した液体Ｌ１〜Ｌ５の表面張力を、協和界面科学社製の表面張力計「ＤＹ−５００」を用いて測定した。
【０１６９】
また、液体Ｌ１〜Ｌ５に含まれる樹脂粒子の平均粒径を、日機装株式会社製の粒度分布計「マイクロトラックＵＰＡ−１５０」を用いて測定した。
【０１７０】
また、液体Ｌ１〜Ｌ５が塗布される前のウェブに圧力を加えた。当該圧力を変化させて、液体Ｌ１〜Ｌ５が塗布される前のウェブのかさ密度を変化させた。なお、ウェブのかさ密度は、「ＪＩＳ  Ｐ  ８１１８」に記載された方法に基づいて、下記式で求めた。
【０１７１】
かさ密度（ｇ／ｃｍ３）＝坪量（ｇ／ｃｍ２）／厚さ（ｎｍ）×１０００
【０１７２】
上記のような評価サンプルに対して、連続印字性および液体安定性を評価した。
【０１７３】
連続印字性は、作成したサンプル４０枚を、セイコーエプソン社製のインクジェットプリンター「ＰＸＳ１６０Ｔ」で連続印字して、ドット抜けを評価した。評価基準は、以下のとおりである。
【０１７４】
Ａ：３０枚以上でもドット抜けが生じなかった。
Ｂ：２０枚以上３０枚未満でドット抜けが生じた。
Ｃ：１０枚以上２０枚未満でドット抜けが生じた。
Ｄ：１０枚未満でドット抜けが生じた。
【０１７５】
液体安定性は、液体Ｌ１〜Ｌ５を５０ｇ、ガラス瓶に密閉充填し、６０℃で１週間貯蔵した後で、貯蔵前後の粘度を測定し、貯蔵前の粘度に対する、貯蔵後の粘度の変化率を、液体安定性として評価した。粘度は、セコニック社製の振動式粘度計「ＶＭ１００Ａ」を用いて測定した。評価基準は、以下のとおりである。
【０１７６】
Ａ：粘度の変化率は、１０％未満だった。
Ｂ：粘度の変化率は、１０％以上２０％未満だった。
Ｃ：粘度の変化率は、２０％以上だった。
【０１７７】
図１２は、実施例１〜１４および比較例１の連続印字性および液体安定性の評価結果を示す表である。
【０１７８】
図１２に示すように、実施例１〜１４は、比較例１に比べて、連続印字性が良好だった。これは、実施例１〜１２は、表面張力が５０ｍＮ／ｍ以下であり、液体Ｌ１〜Ｌ５の表面張力が比較例１に比べて小さいので、ウェブの内部にまで液体Ｌ１〜Ｌ５が浸透し、紙粉が発生し難く、インクジェットプリンターで印刷する際に、紙紛がインクジェットプリンターのノズル孔を塞ぐ可能性を低減できたためである。
【０１７９】
また、実施例１〜６は、実施例７に比べて、連続印字性がよかった。これは、実施例１〜６は、樹脂粒子の平均粒径が５μｍ以下であり、実施例７に比べて小さいので、樹脂粒子の単位質量当たりの表面積が大きく、繊維と樹脂粒子との接触面積が大きいためである。また、実施例９，１０を比較することにより、樹脂粒子の平均粒径を１０μｍ以上とすることで、液体安定性を向上できることがわかった。
【０１８０】
また、実施例９〜１１は、実施例８に比べて、連続印字性がよかった。これは、実施例９〜１１は、かさ密度が０．０９ｇ／ｃｍ３以上であるため、実施例８に比べて毛細管現象が発現し易く、液体Ｌ１がウェブの内部にまで浸透したためである。また、実施例１２は、かさ密度が大きすぎて、実施例１１の場合に比べて毛細管現象が発現し難く、液体Ｌ１がウェブの内部にまで浸透し難くなったために、実施例１１よりも連続印字性の評価結果が悪かったと考えられる。
【０１８１】
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。
【０１８２】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、例えば、機能、方法、および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成である。また、本発明は、実施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、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成また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、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１８３】
２，３，７，８…管、８…管、９…シュート、１０…供給部、１２…粗砕部、１４…粗砕刃、２０…解繊部、２２…導入口、２３…管、２４…排出口、２６…解繊ブロアー、２７…集塵部、２８…捕集ブロアー、２９…管、４０…選別部、４１…ドラム部、４２…導入口、４３…ハウジング部、４４…排出口、４５…第１ウェブ形成部、４６…メッシュベルト、４７…ローラー、４８…吸引部、４９…回転体、５４…管、５６…ブロアー、６０…堆積部、６１…ドラム部、６２…導入口、６３…ハウジング部、７０…第２ウェブ形成部、７２…メッシュベルト、７４…ローラー、７６…サクション機構、７７…サクションブロアー、７９…搬送部、７９ａ…メッシュベルト、７９ｂ…ローラー、７９ｃ…サクション機構、８０…シート形成部、８２…加圧部、８４…加熱部、８５…カレンダーローラー、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…繊維体成形装置、１０２…液体塗布装置、１１０，１２０，１３０…繊維
体成形装置、１３２…搬送ローラー、２００…繊維体成形装置、２０２，２０４，２０６，２０８，２１０，２１２…加湿部、２１４…加圧部、２１５…カレンダーローラー、２２０…繊維体成形装置、２２２…加圧部、２２３…カレンダーローラー、２２４…加圧部、２２５…カレンダーローラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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