(57)【要約】【課題】解繊された解繊物を効率的に排出することができる解繊処理装置およびシート製造装置を提供する。【解決手段】投入される原料ＭＡを、回転体１６０に設けられた解繊内刃１６３と回転体１６０を覆う固定部材１５０に設けられた解繊外刃１５２とで解繊して、導出口１８２から解繊された解繊物を導出する解繊処理装置において、固定部材１５０には、固定部材１５０に対して、回転体１６０が配置される側から、回転体１６０が配置される側と反対側に向けて設けられた導出口１８２と連通する経路１２３が備えられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入される原料を、回転体に設けられた解繊内刃と前記回転体を覆う固定部材に設けられた解繊外刃とで解繊して、導出口から解繊された解繊物を導出する解繊処理装置において、
前記固定部材には、該固定部材に対して、前記回転体が配置される側から、前記回転体が配置される側と反対側に向けて設けられた前記導出口と連通する経路が備えられている、解繊処理装置。
【請求項２】
前記回転体の回転軸方向における一端側に前記原料が投入される投入口が配置され、前記導出口は前記回転軸方向における他端側に配置されている、請求項１に記載の解繊処理装置。
【請求項３】
前記固定部材は、前記回転体の回転軸の方向に向けて、前記解繊外刃を有するプレートが複数積層されて構成される、請求項１または２に記載の解繊処理装置。
【請求項４】
前記固定部材は、前記回転体の回転軸の方向に向けて複数配列された前記解繊外刃を有する一体形状のブロックとして構成される、請求項１または２に記載の解繊処理装置。
【請求項５】
前記解繊外刃は、前記回転体を覆う内壁部において、前記回転体の回転方向に沿って設けられる複数の刃を備え、
前記固定部材は、前記プレートの間に挟まれるスペーサー部材を有し、
前記スペーサー部材が配置される前記プレートの間であって、前記回転体の回転軸の方向において、前記プレートと前記スペーサー部材とが重ならない領域に空間が構成されており、該空間が前記プレートの前記解繊外刃の刃と刃の間に構成される凹部と連通することで、前記経路が前記固定部材に備えられている、請求項３に記載の解繊処理装置。
【請求項６】
前記固定部材を覆って収容するハウジングを備え、
前記ハウジングは、前記固定部材を内包して該固定部材外表面から離間して設けられた収容壁部を備え、該収容壁部に前記導出口が設けられており、
前記固定部材の外表面と前記収容壁部との間の空間を介して前記経路が前記導出口と連通する、請求項１から５のいずれか一項に記載の解繊処理装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の解繊処理装置を備え、
前記解繊処理装置で解繊された解繊物の少なくとも一部を堆積させて加熱してシートを製造する、シート製造装置。
【請求項８】
前記解繊処理装置の投入口に原料を供給する供給部と、
前記供給部を駆動する供給駆動部と、
前記解繊処理装置の回転体を駆動する回転駆動部と、
前記回転駆動部の負荷を検出する検出部と、
前記検出部が検出する前記負荷が所定の閾値を上回る場合に、前記供給駆動部を制御して、前記供給部の供給速度を低下させる制御部と、
を備える、請求項７に記載のシート製造装置。
【請求項９】
前記解繊処理装置の投入口に原料を供給する供給部と、
前記供給部を駆動する供給駆動部と、
前記解繊処理装置の回転体を駆動する回転駆動部と、
前記回転駆動部の負荷を検出する検出部と、
前記検出部が検出する前記負荷が所定の閾値を下回る場合に、前記供給駆動部を制御して、前記供給部の供給速度を増加させる制御部と、
を備える、請求項７に記載のシート製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、解繊処理装置、および、シート製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、古紙などの被解繊物を、回転体を回転させて解繊する解繊処理装置が知られる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、外周に内刃を有する回転体と、回転体の外周を覆って内刃との間で被解繊物を解繊する外刃と、を備えた解繊処理装置に関する記載がある。特許文献１の解繊処理装置では、回転体の回転軸方向の一方側に被解繊物の導入口が設けられ、回転体の回転軸方向の他方側に解繊物の排出口が設けられる。特許文献１では、導入口から排出口まで延びる被解繊物の通路は一つである。
【０００４】
また、例えば、特許文献２には、回転する放射状回転翼と、この放射状回転翼を包囲する円形ケーシング本体と、を備えた解繊処理装置に関する記載がある。特許文献２の解繊処理装置では、円形ケーシング本体の側部に被解繊物の導入口が設けられ、導入口から周方向にずれて円形ケーシング本体の側部に解繊物の排出口が設けられる。特許文献２では、導入口から排出口に渡って被解繊物が通る通路は一つである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０７４８４８号公報
【特許文献２】特開平７−１０２４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、解繊機の導入口から排出口までの距離が長く、外刃と内刃との間で解繊された解繊物が、回転体の回転方向と交差した回転軸方向に沿って、回転体を横断して移動して排出されるので、十分な解繊能は得られる。しかしながら、排出されるまでに時間がかかり解繊効率の向上が難しいという課題が生じていた。
【０００７】
特許文献２では、導入口と排出口側においては周方向にずれる構成であるため、排出口を通過する恐れがあり、排出されるまでに時間がかかり解繊効率の向上が難しい。
【０００８】
このため、解繊された解繊物を効率的に排出することが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の解繊処理装置は、投入される原料を、回転体に設けられた解繊内刃と前記回転体を覆う固定部材に設けられた解繊外刃とで解繊して、導出口から解繊された解繊物を導出する解繊処理装置において、前記固定部材には、該固定部材に対して、前記回転体が配置される側から、前記回転体が配置される側と反対側に向けて設けられた前記導出口と連通する経路が備えられている。
【００１０】
上記発明において、前記回転体の回転軸方向における一端側に前記原料が投入される投入口が配置され、前記導出口は前記回転軸方向における他端側に配置されていても良い。
【００１１】
また、上記発明において、前記固定部材は、前記回転体の回転軸の方向に向けて、前記解繊外刃を有するプレートが複数積層されて構成されても良い。
【００１２】
また、上記発明において、前記固定部材は、前記回転体の回転軸の方向に向けて複数配列された前記解繊外刃を有する一体形状のブロックとして構成されても良い。
【００１３】
また、上記発明において、前記解繊外刃は、前記回転体を覆う内壁部において、前記回転体の回転方向に沿って設けられる複数の刃を備え、前記固定部材は、前記プレートの間に挟まれるスペーサー部材を有し、前記スペーサー部材が配置される前記プレートの間であって、前記回転体の回転軸の方向において、前記プレートと前記スペーサー部材とが重ならない領域に空間が構成されており、該空間が前記プレートの前記解繊外刃の刃と刃の間に構成される凹部と連通することで、前記経路が前記固定部材に備えられていても良い。
【００１４】
また、上記発明において、前記固定部材を覆って収容するハウジングを備え、前記ハウジングは、前記固定部材を内包して該固定部材外表面から離間して設けられた収容壁部を備え、該収容壁部に前記導出口が設けられており、前記固定部材の外表面と前記収容壁部との間の空間を介して前記経路が前記導出口と連通しても良い。
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明のシート製造装置は、請求項１から６のいずれか一項に記載の解繊処理装置を備え、前記解繊処理装置で解繊された解繊物の少なくとも一部を堆積させて加熱してシートを製造する。
【００１６】
上記発明において、前記解繊処理装置の投入口に原料を供給する供給部と、前記供給部を駆動する供給駆動部と、前記解繊処理装置の回転体を駆動する回転駆動部と、前記回転駆動部の負荷を検出する検出部と、前記検出部が検出する前記負荷が所定の閾値を上回る場合に、前記供給駆動部を制御して、前記供給部の供給速度を低下させる制御部と、を備えても良い。
【００１７】
上記発明において、前記解繊処理装置の投入口に原料を供給する供給部と、前記供給部を駆動する供給駆動部と、前記解繊処理装置の回転体を駆動する回転駆動部と、前記回転駆動部の負荷を検出する検出部と、前記検出部が検出する前記負荷が所定の閾値を下回る場合に、前記供給駆動部を制御して、前記供給部の供給速度を増加させる制御部と、を備えても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】シート製造装置の構成を示す模式図。
【図２】解繊部（解繊処理装置）の斜視図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】図３のＣ−Ｃ線断面図。
【図６】固定部材の斜視図。
【図７】固定プレートの平面図。
【図８】リングプレートの平面図。
【図９】解繊物の挙動を示す図。
【図１０】シート製造装置の制御部のブロック図。
【図１１】本発明の第２実施形態の固定部材の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
［１．第１実施形態］
［１−１．シート製造装置の全体構成］
図１は、シート製造装置１００の構成を示す模式図である。
シート製造装置１００は、繊維を含む原料ＭＡを繊維化して、新しいシートＳに再生する再生処理を実行する。シート製造装置１００は、複数の種別のシートＳを製造可能であり、例えば、原料ＭＡに添加物を混合することにより、用途に合わせて、シートＳの結合強度や白色度の調製や、色、香り、難燃等の機能を付加することもできる。また、シート製造装置１００は、シートＳの密度や厚さ、サイズ、形状を調整可能である。シートＳの代表的な例として、Ａ４やＡ３の定型サイズの印刷用紙、床掃除用シート等の掃除用シート、油汚れ用シート、トイレ掃除用シート等のシート状の製品の他に、紙皿形状等が挙げられる。
【００２１】
シート製造装置１００は、収容供給部１０、粗砕部１２、解繊部２０、選別部４０、第１ウェブ形成部４５、回転体４９、混合部５０、堆積部６０、第２ウェブ形成部７０、搬送部７９、シート形成部８０、及び、切断部９０を備える。粗砕部１２は本発明の供給部に相当する。解繊部２０は本発明の解繊処理装置に相当する。
【００２２】
粗砕部１２、解繊部２０、選別部４０、及び、第１ウェブ形成部４５は、原料ＭＡを微細化してシートＳの材料を得る解繊処理部１０１を構成する。また、回転体４９、混合部５０、堆積部６０、第２ウェブ形成部７０、シート形成部８０、及び、切断部９０は、解繊処理部１０１で得られる材料を処理してシートＳを製造する製造部１０２を構成する。
【００２３】
収容供給部１０は、原料ＭＡを収容し、粗砕部１２に原料ＭＡを連続的に投入する自動投入装置である。原料ＭＡは、繊維を含むものであればよく、例えば、古紙、廃棄紙、パルプシートである。
【００２４】
粗砕部１２は、収容供給部１０によって供給された原料ＭＡを裁断する粗砕刃１４を備え、原料ＭＡを粗砕刃１４により空気中で裁断して、数ｃｍ角の細片にする。細片の形状や大きさは任意である。粗砕部１２は、例えばシュレッダーを用いることができる。粗砕部１２で裁断された原料ＭＡは、ホッパー９により集められて、管２を介して解繊部２０に搬送される。
【００２５】
解繊部２０は、粗砕部１２によって裁断された粗砕片を解繊する。解繊とは、複数の繊維が結着された状態の原料ＭＡを、１本または少数の繊維に解きほぐす加工である。原料ＭＡは、被解繊物と呼ぶこともできる。解繊部２０が原料ＭＡを解繊することにより、原料ＭＡ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効果も期待できる。解繊部２０を通過したものを解繊物という。解繊物は、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された樹脂粒や、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てもよい。解繊物に含まれる樹脂粒は、原料ＭＡの製造時に複数の繊維同士を結着させるために混合された樹脂である。解繊物に含まれる繊維の形状は、ひも状、すなわち、ｓｔｒｉｎｇ状や、平ひも、すなわち、ｒｉｂｂｏｎ状である。解繊物に含まれる繊維は、他の繊維と絡み合っていない、独立した状態で存在してもよい。或いは、他の解きほぐされた解繊物と絡み合って塊状となり、いわゆる「ダマ」を形成している状態で存在してもよい。
【００２６】
解繊部２０は、乾式で解繊を行う。乾式とは、液体中ではなく、大気中、空気中等の気中において、解繊等の処理を行うことを指す。解繊部２０は、例えば、インペラーミルなどの解繊機を用いて構成することができる。具体的には、解繊部２０は、図示は省略するが、回転するローター、及び、ローターの外周に位置するライナーを備え、粗砕片をローターとライナーとの間に挟んで解繊する。
【００２７】
粗砕部１２から解繊部２０には、気流により粗砕片が搬送される。この気流を解繊部２０が発生する構成であってもよいし、粗砕片や解繊物の搬送方向における解繊部２０の上流または下流側に、不図示のブロアーを設けて、気流を発生させてもよい。また、解繊物は、気流により、解繊部２０から管３を介して選別部４０に移送される。解繊物を選別部４０に搬送する気流は、解繊部２０が発生させてもよいし、上述したブロアーの気流を利用してもよい。
【００２８】
選別部４０は、解繊部２０により解繊された解繊物に含まれる成分を繊維のサイズによって選別する。繊維のサイズとは、主に繊維の長さを指す。選別部４０は、ドラム部４１と、ドラム部４１を収容するハウジング部４３とを有する。ドラム部４１は、例えば、篩を用いる。具体的には、ドラム部４１は、開口を有して篩として機能する網、フィルター、スクリーン等を備える。より詳細には、ドラム部４１は、モーターによって回転駆動される円筒形状であり、周面の少なくとも一部が網となる。ドラム部４１の網は、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、パンチングメタル等で構成される。導入口４２からドラム部４１の内部に導入された解繊物は、ドラム部４１の回転により、ドラム部４１の開口を通過する通過物と、開口を通過しない残留物とに分けられる。開口を通過した通過物は、開口より小さい繊維または粒子を含み、これを第１選別物とする。残留物は、開口より大きい繊維や未解繊片やダマを含み、これを第２選別物と呼ぶ。第１選別物は、ハウジング部４３内の内部を、第１ウェブ形成部４５に向けて下降する。第２選別物は、ドラム部４１の内部に連通する排出口４４から、管８を介して解繊部２０に搬送される。
【００２９】
シート製造装置１００は、選別部４０に代えて、第１選別物と第２選別物とを選別および分離する分級機を備えてもよい。分級機は、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である。これらの分級機は、第１選別物に含まれる成分のうち、より小さいものや密度の低いものを分離する構成であってもよい。例えば、第１選別物から、解繊部２０で繊維から引きはがされた樹脂粒や色剤や添加剤を、分級機で分離し、除去する構成を採用できる。この場合、第１選別物を、樹脂粒や色剤や添加剤などの微細な粒子を除いた状態にして、第１ウェブ形成部４５や、混合部５０に搬送できる。
【００３０】
第１ウェブ形成部４５は、メッシュベルト４６と、張架ローラー４７と、吸引部４８と、を備える。メッシュベルト４６は、無端形状の金属製ベルトであり、複数の張架ローラー４７に架け渡される。メッシュベルト４６は、張架ローラー４７により構成される軌道を周回する。メッシュベルト４６の軌道の一部は、ドラム部４１の下方で平坦であり、メッシュベルト４６は平坦面を構成する。吸引部４８はサクション機構に相当する。
【００３１】
メッシュベルト４６には多数の開口が形成される。メッシュベルト４６の上方に位置するドラム部４１から降下する第１選別物のうち、メッシュベルト４６の開口より大きい成分がメッシュベルト４６に堆積する。また、第１選別物のうちメッシュベルト４６の開口より小さい成分は、開口を通過する。
【００３２】
吸引部４８は、図示しないブロアーを備え、メッシュベルト４６に対してドラム部４１とは反対側から、空気を吸引する。メッシュベルト４６の開口を通過する成分は吸引部４８によって吸い込まれる。吸引部４８が吸引する気流は、ドラム部４１から降下する第１選別物をメッシュベルト４６に引き寄せることで、堆積を促進する効果がある。
【００３３】
メッシュベルト４６に堆積した成分はウェブ形状となり、第１ウェブＷ１を構成する。つまり、第１ウェブ形成部４５は、選別部４０で選別された第１選別物から第１ウェブＷ１を形成する。メッシュベルト４６、張架ローラー４７および吸引部４８の基本的な構成は、後述する第２ウェブ形成部７０のメッシュベルト７２、張架ローラー７４およびサクション機構７６と同様である。
【００３４】
第１ウェブＷ１は、第１選別物に含まれる成分のうち、メッシュベルト４６の開口より大きい繊維を主たる成分としており、空気を多く含み柔らかくふくらんだ状態に形成される。第１ウェブＷ１は、メッシュベルト４６の移動に伴い回転体４９に搬送される。
【００３５】
回転体４９は、モーター等の不図示の駆動部に連結された基部４９ａと、基部４９ａから突出する突部４９ｂを備え、基部４９ａが方向Ｄに回転することにより、突部４９ｂが基部４９ａを中心として回転する。突部４９ｂは、例えば、板状の形状を有する。図１の例では、基部４９ａに、４つの突部４９ｂが等間隔に設けられる。
【００３６】
回転体４９は、メッシュベルト４６の軌道のうち平坦部分の端部に位置する。この端部ではメッシュベルト４６の軌道が下方に屈曲しているため、メッシュベルト４６が下方に屈曲して移動する。このため、メッシュベルト４６が搬送する第１ウェブＷ１は、メッシュベルト４６から突出して、回転体４９に接触する。第１ウェブＷ１は、突部４９ｂが第１ウェブＷ１に衝突することによって解きほぐされ、小さい繊維の塊となる。この塊は、回転体４９の下方に位置する管７を通り、混合部５０に搬送される。第１ウェブＷ１は、上述のように、繊維がメッシュベルト４６に堆積して形成された柔らかい構造であるため、回転体４９に衝突した際に容易に分断される。
【００３７】
回転体４９の位置は、突部４９ｂが第１ウェブＷ１と接触可能な位置であり、突部４９ｂがメッシュベルト４６と接触しない位置に設けられる。突部４９ｂとメッシュベルト４６とが最も接近する位置における相互間の距離は、例えば、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００３８】
混合部５０は、第１選別物と、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、第１選別物と添加物とを搬送する管５４と、混合ブロアー５６と、を有する。
【００３９】
添加物供給部５２には、添加物を蓄積する添加物カートリッジ５２ａがセットされる。添加物カートリッジ５２ａは、添加物供給部５２に着脱可能であってもよい。添加物供給部５２は、添加物カートリッジ５２ａから添加物を取り出す添加物取出部５２ｂと、添加物取出部５２ｂにより取り出された添加物を管５４に排出する添加物投入部５２ｃとを備える。添加物取出部５２ｂは、添加物カートリッジ５２ａ内部の微粉または微粒子からなる添加物を繰り出す不図示のフィーダーを備え、一部または全部の添加物カートリッジ５２ａから添加物を取り出す。添加物取出部５２ｂにより取り出された添加物は、添加物投入部５２ｃに送られる。添加物投入部５２ｃは、添加物取出部５２ｂが取り出した添加物を収容する。添加物投入部５２ｃは、管５４との連結部に開閉可能な不図示のシャッターを備え、シャッターを開くことで、添加物取出部５２ｂが取り出した添加物が管５４に送り出される。
【００４０】
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、すなわち、結着剤を含む。添加物に含まれる樹脂は、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。この樹脂は、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である。他には、この樹脂は、例えば、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。
【００４１】
添加物供給部５２から供給される添加物は、繊維を結着させる樹脂以外の成分を含んでもよい。例えば、製造されるシートＳの種類に応じて、繊維を着色するための着色剤や、繊維の凝集や樹脂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等が含まれていてもよい。また、添加物は繊維状であってもよく、粉末状であってもよい。
【００４２】
混合ブロアー５６は、管７と、堆積部６０とを繋ぐ管５４に気流を発生させる。また、管７から管５４に搬送される第１選別物と、添加物供給部５２により管５４に供給される添加物とは、混合ブロアー５６を通過する際に混合される。混合ブロアー５６は、例えば、不図示のモーターと、モーターにより駆動されて回転する不図示の羽根と、羽根を収容する不図示のケースを備える構成とすることができ、羽根とケースとが連結された構成であってもよい。また、混合ブロアー５６が、気流を発生させる羽根に加え、第１選別物と添加物とを混合させるミキサーを備えてもよい。混合部５０で混合された混合物は、混合ブロアー５６が発生する気流により、堆積部６０に搬送され、堆積部６０の導入口６２に導入される。
【００４３】
堆積部６０は、混合物の繊維をほぐして、空気中で分散させながら第２ウェブ形成部７０に降下させる。添加物供給部５２から供給される添加物が繊維状である場合、これらの繊維も堆積部６０で解きほぐされ、第２ウェブ形成部７０に降下する。
【００４４】
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、を有する。ドラム部６１は、例えばドラム部４１と同様に構成される円筒形状の構造体であり、ドラム部４１と同様に不図示のモーターの動力によって回転し、篩として機能する。ドラム部６１は、開口を有し、ドラム部６１の回転によって解きほぐされた混合物を、開口から下降させる。
【００４５】
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、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、を有する。
【００４６】
メッシュベルト７２は、メッシュベルト４６と同様の無端形状の金属製ベルトで構成され、複数の張架ローラー７４に架け渡される。メッシュベルト７２は、張架ローラー７４により構成される軌道を周回する。メッシュベルト７２の軌道の一部は、ドラム部６１の下方で平坦であり、メッシュベルト７２は平坦面を構成する。また、メッシュベルト７２には多数の開口が形成される。
メッシュベルト７２の上方に位置するドラム部６１から降下する混合物のうち、メッシュベルト７２の開口より大きい成分がメッシュベルト７２に堆積する。また、混合物のうちメッシュベルト７２の開口より小さい成分は、開口を通過する。
【００４７】
サクション機構７６は、図示しないブロアーを備え、メッシュベルト７２に対してドラム部６１とは反対側から、空気を吸引する。メッシュベルト７２の開口を通過した成分はサクション機構７６によって吸い込まれる。サクション機構７６が吸引する気流は、ドラム部６１から降下する混合物をメッシュベルト７２に引き寄せて、堆積を促進する効果がある。また、サクション機構７６の気流は、ドラム部６１から混合物が落下する経路にダウンフローを形成し、落下中に繊維が絡み合うことを防ぐ効果も期待できる。メッシュベルト７２に堆積した成分はウェブ形状となり、第２ウェブＷ２を構成する。
【００４８】
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、調湿部７８が設けられる。調湿部７８は、水をミスト状にしてメッシュベルト７２に向けて供給するミスト式加湿器である。調湿部７８は、例えば、水を貯留するタンクや、水をミスト状にする超音波振動子を備える。調湿部７８が供給するミストにより、第２ウェブＷ２の含有水分量が調整されるので、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する効果が期待できる。
【００４９】
第２ウェブＷ２は、搬送部７９によって、メッシュベルト７２から剥がされてシート形成部８０へと搬送される。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、を有する。サクション機構７９ｃは、不図示のブロアーを備え、ブロアーの吸引力によってメッシュベルト７９ａを通じて上向きの気流を発生させる。この気流により、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の回転により移動され、第２ウェブＷ２をシート形成部８０に搬送する。
【００５０】
メッシュベルト７９ａは、メッシュベルト４６、及び、メッシュベルト７２と同様に、開口を有する無端形状の金属製ベルトで構成できる。
【００５１】
シート形成部８０は、第２ウェブＷ２に対して熱を加えることにより、第２ウェブＷ２に含まれる第１選別物由来の繊維を、添加物に含まれる樹脂により結着させる。
【００５２】
シート形成部８０は、第２ウェブＷ２を加圧する加圧部８２、及び、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を備える。加圧部８２は、一対のカレンダーローラー８５、８５で構成される。加圧部８２は、油圧によりカレンダーローラー８５、８５にニップ圧を与える不図示のプレス機構と、カレンダーローラー８５、８５を加熱部８４に向けて回転させるモーター等の不図示の駆動部とに連結される。加圧部８２は、カレンダーローラー８５、８５によって第２ウェブＷ２を所定のニップ圧で加圧して、加熱部８４に向けて搬送する。加熱部８４は、一対の加熱ローラー８６、８６を備える。加熱部８４は、加熱ローラー８６の周面を所定温度まで加熱する不図示のヒーターと、加熱ローラー８６、８６を切断部９０に向けて回転させるモーター等の不図示の駆動部とを備える。加熱部８４は、加圧部８２で高密度化された第２ウェブＷ２を挟んで熱を与え、切断部９０に搬送する。第２ウェブＷ２は、加熱部８４において、第２ウェブＷ２に含まれる樹脂のガラス転移点より高温に加熱され、シートＳとなる。
【００５３】
切断部９０は、シート形成部８０で成形されたシートＳを切断する。切断部９０は、図中符号Ｆで示すシート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Ｆに平行な方向にシートＳを切断する第２切断部９４と、を有する。切断部９０は、シートＳの長さおよび幅を所定のサイズにカットして、単票のシートＳを形成する。切断部９０でカットされたシートＳは、排出部９６に収容される。排出部９６は、製造されたシートを収容するトレイやスタッカーを備え、トレイに排出されたシートＳは、ユーザーが取り出して使用することができる。
【００５４】
シート製造装置１００の各部は、解繊処理部１０１と、製造部１０２とを構成する。解繊処理部１０１は、少なくとも解繊部２０を含み、選別部４０および第１ウェブ形成部４５を含んでもよい。解繊処理部１０１は、原料ＭＡから解繊物、または、解繊物をウェブ状にした第１ウェブＷ１を製造する。解繊処理部１０１の製造物は、回転体４９を経て混合部５０に搬送するだけでなく、回転体４９に移送せずに、シート製造装置１００から取り出して貯留することも可能である。また、この製造物を所定のパッケージに封入し、搬送および取引可能な形態としてもよい。
【００５５】
製造部１０２は、解繊処理部１０１で製造された製造物をシートＳに再生する機能部であり、加工部に相当する。製造部１０２は、混合部５０、堆積部６０、第２ウェブ形成部７０、搬送部７９、シート形成部８０、および、切断部９０を含み、回転体４９を含んでもよい。また、添加物供給部５２を含んでもよい。
【００５６】
シート製造装置１００は、解繊処理部１０１と製造部１０２とを一体として構成してもよいし、別体として構成してもよい。この場合、解繊処理部１０１は、本発明の繊維原料再生装置に相当する。製造部１０２は、解繊物をシート形状に成形するシート成形部に相当する。また、これらのいずれも加工部に相当するといえる。
【００５７】
［１−２．解繊部の構成］
次に、本発明の解繊処理装置としての解繊部２０の構成について説明する。
図２は、解繊部２０の斜視図である。図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。図４は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【００５８】
図２〜図４に示すように、本実施形態における解繊部２０は、回転駆動される回転体１６０と、回転体１６０の周囲を覆い且つ回転体１６０との間にギャップＧを空けて配置される円筒状の固定部材１５０とを備える。また、解繊部２０は、回転体１６０および固定部材１５０を覆って収容するハウジング１８０と、ハウジング１８０の両端部に配置されたカバー１９０、２００とを備える。なお、本実施形態では、固定部材１５０が円筒状の構成を説明するが、固定部材１５０は円筒状でなくても良い。例えば、固定部材１５０は、角筒状の構成でも良い。すなわち、固定部材１５０は、回転体１６０に対して回転体１６０の回転中心から離れる方向に離間して配置され且つ回転体１６０を覆う構成であれば良い。
【００５９】
解繊部２０のハウジング１８０は、回転体１６０の回転軸１７１に沿って延びる回転体形状である。本実施形態では、回転軸１７１が上下方向に延びるのに応じてハウジング１８０などが上下方向に延びる構成を説明する。ただし、回転体１６０の回転軸１７１は水平方向に延びる構成でも良く、それに応じてハウジング１８０が水平方向に延びる軸中心を備えた構成でも良い。以降の説明では、回転軸１７１の延びる方向、すなわち、ハウジング１８０などの軸中心の方向を軸方向と呼ぶ。また、回転体１６０や固定部材１５０などの回転体形状の径方向の中心を軸中心１１０と呼ぶ。
【００６０】
ハウジング１８０の一端開口部１８０ａには、上流カバー１９０が支持される。上流カバー１９０は、円環状の蓋部１９０ａを備える。蓋部１９０ａはハウジング１８０の外径と同一の外径に形成される。蓋部１９０ａの下方には、下方に突出する円環状の挿入部１９０ｂが形成される。挿入部１９０ｂの外径は、ハウジング１８０の内径に対応する。挿入部１９０ｂがハウジング１８０の一端開口部１８０ａに挿入された状態で上流カバー１９０が配置される。
【００６１】
上流カバー１９０の径方向中央部には、上下方向に延びる筒状の入口配管部１９０ｃが形成される。入口配管部１９０ｃは上下方向に連通して、上流カバー１９０及びハウジング１８０についての内部と外部とを連通する。入口配管部１９０ｃの上部には、上方に開口する投入口１９４が設けられる。投入口１９４には、図１に示すホッパー９の管２が接続される。投入口１９４を介して、管２から原料ＭＡが解繊部２０内に投入される。なお、解繊部２０において原料ＭＡとは、収容供給部１０から供給された原料ＭＡと、選別部４０から解繊部２０に再送された上述の第２選別物と、の両方を含んだ意味で用いる。
【００６２】
図２に示すように、入口配管部１９０ｃの内側下部には、軸受支持部１９１が形成される。軸受支持部１９１は、円形状の支持部１９１ａと、支持部１９１ａから十字方向に延びる４つの基部１９１ｂとを備える。支持部１９１ａには、回転体１６０を回転可能に支持する軸受１９２が支持される。また、基部１９１ｂ同士の間には、上下方向に連通する空間が生じており、投入口１９４から投入された原料ＭＡがハウジング１８０の内部に移動可能である。
【００６３】
ハウジング１８０の他端開口部１８０ｂには、基部カバー２００が支持される。基部カバー２００は、円環状の本体部２００ａを備える。本体部２００ａはハウジング１８０の外径と同一の外径に形成される。本体部２００ａには、上方に突出する円環状の挿入部２００ｂが形成される。挿入部２００ｂの外径は、ハウジング１８０の内径に対応する。挿入部２００ｂがハウジング１８０の他端開口部１８０ｂに挿入された状態で基部カバー２００が配置される。基部カバー２００の径方向中央部には、上方に凹んだ軸受配置部２００ｃが形成される。軸受配置部２００ｃには、回転体１６０を支持する軸受２０１が配置される。
【００６４】
図５は、図３のＣ−Ｃ線断面図である。なお、図５では、リングプレート１５５の位置が分かり易いようにリングプレート１５５の部分に微小なドットを付して図示する。
ハウジング１８０の内部には、回転体１６０が配置される。回転体１６０は、上下方向に延びる回転軸１７１と、回転軸１７１に固定支持される回転体本体１６１とを備える。回転体本体１６１は一体形状のブロックである。回転体本体１６１の断面形状は十字状である。回転体本体１６１は、回転軸１７１が挿通される孔１６２ａが形成された基部１６２と、基部１６２から径方向に突出する解繊内刃１６３とを備える。例えば、回転体本体１６１は鋳造により製造可能である。回転軸１７１と回転体本体１６１とはマシンキー１６４を介して嵌合される。回転軸１７１と回転体本体１６１が周方向にずれることなく一体に回転可能となる。
【００６５】
回転軸１７１の一端側は、図３、図４に示すように、ボルト１７２が挿通され、軸受１９２のインナーレース１９２ａに固定される。軸受１９２のアウターレース１９２ｂは軸受支持部１９１の支持部１９１ａに支持される。これにより、回転軸１７１が軸受１９２に回転可能に支持される。回転軸１７１の他端側は、ボルト１７３が挿通され、軸受２０１のインナーレース２０１ａに固定される。軸受２０１のアウターレース２０１ｂは、肉厚円筒状のステー２０２に固定される。ステー２０２は、軸受配置部２００ｃに配置されて、ボルト２０４で基部カバー２００に固定される。
【００６６】
回転軸１７１は、図示しない駆動機構により回転駆動される。本実施形態では、駆動機構は、チェーン及びスプロケットにより構成され、後述する回転駆動部４３１から動力が伝達され、図示しないチェーン及びスプロケットを介して回転軸１７１が駆動する。なお、駆動機構としては、チェーン及びスプロケットに代えて、例えば、モーターにより直接、回転軸１７１を回転させる機構や、ベルト及びプーリー、又はギア等の動力伝達装置を介して回転軸１７１を回転させる機構等でも良い。
【００６７】
図６は、固定部材１５０の斜視図である。図６では、固定プレート１５１およびリングプレート１５５の外側面に微小なドットを付して図示する。
ハウジング１８０の内部には、固定部材１５０が配置される。固定部材１５０は回転体１６０の回転軸１７１に沿って延びる円筒状の部材であり、回転体１６０の周囲を覆う。
【００６８】
図７は、固定プレート１５１の平面図である。図８は、リングプレート１５５の平面図である。
図６〜図８に示すように、固定部材１５０は、複数の固定プレート１５１とリングプレート１５５とを積層することによって、円筒状に形成される。図６に示すように、本実施形態では、複数枚の固定プレート１５１が積層される毎に、リングプレート１５５が一枚積層され、これが複数回繰り返されることで、固定部材１５０が構成される。
【００６９】
図７に示すように、固定プレート１５１は、板状の部材であり、平面視において円環状の形状の本体部１５１ｂを有する。固定プレート１５１の本体部１５１ｂの内周部には、軸中心１１０に向う方向に、山状に突出する解繊外刃１５２が形成される。解繊外刃１５２は周方向に等間隔に形成される。解繊外刃１５２は、周方向に凹凸形状を構成する。固定プレート１５１において、軸中心１１０から各解繊外刃１５２の頂部１５２ａまでの距離である内径はＲ１に形成される。また、軸中心１１０から各解繊外刃１５２の間の谷部１５２ｂまでの距離である内径はＲ２に形成される。谷部１５２ｂは解繊外刃１５２の刃と刃の間の凹部に相当する。
【００７０】
固定プレート１５１には、厚み方向に貫通する固定孔１５１ａが一対設けられる。固定孔１５１ａには、図６に示すように、ボルト１５７が挿通され、固定プレート１５１間の周方向の位置決めがされる。本実施形態では、積層される解繊外刃１５２の刃の位置は一致しており、頂部１５２ａおよび谷部１５２ｂが軸方向に筋状に延びる。
【００７１】
固定部材１５０の解繊外刃１５２は、回転体１６０が固定部材１５０の内側で回転した場合に、固定部材１５０の内周面と回転体本体１６１の解繊内刃１６３とのギャップＧに進入した被解繊物を解きほぐすような気流を生じさせる機能を有する。解繊外刃１５２の凹凸形状は、回転体１６０が固定部材１５０内で回転した場合に、ギャップＧに進入した被解繊物を解きほぐすような気流を生じさせることができるかぎり任意である。例えば、解繊外刃１５２は、突出した台形形状であり、その先端に平面部が形成されてもよい。その上で、解繊外刃１５２は、鋭利な形状でないことがより好ましい。例えば、解繊外刃１５２が先端ほど厚みが薄く鋭利な形状である場合、回転体１６０の回転により被解繊物が解繊外刃１５２に衝突したときに、解繊外刃１５２が被解繊物に食込んで繊維を過剰に切断する可能性があるためである。
【００７２】
図８に示すように、リングプレート１５５は、板状の部材であり、平面視において円環状の本体部１５５ａを有する。リングプレート１５５はスペーサー部材に対応する。リングプレート１５５の内径Ｒ１１は、固定プレート１５１の解繊外刃１５２の頂部１５２ａまでの内径Ｒ１よりもやや大きく形成される。リングプレート１５５の外径Ｒ１２は、固定プレート１５１の内周面、すなわち、谷部１５２ｂまでの内径Ｒ２よりも小さく形成される。リングプレート１５５の外周部には、固定片１５６が軸中心１１０を挟んで一対形成される。固定片１５６には、厚み方向に貫通する固定孔１５６ａが設けられる。つまり、リングプレート１５５には固定孔１５６ａが一対設けられる。各固定孔１５６ａには、固定プレート１５１を固定するボルト１５７が挿通され、リングプレート１５５の位置決めがされる。
【００７３】
複数の固定プレート１５１とリングプレート１５５が積層されて、固定部材１５０が構成される。積層された固定プレート１５１の本体部１５１ｂとリングプレート１５５の本体部１５５ａとにより、固定部材１５０の内壁部１５０ａが構成される。内壁部１５０ａには解繊外刃１５２が設けられる。固定部材１５０は、図３、図４に示すようにボルト１５７が基部カバー２００の挿入部２００ｂに固定される。
【００７４】
なお、固定プレート１５１やリングプレート１５５の厚みは、特に限定されないが、固定プレート１５１とリングプレート１５５の厚みは同程度に形成されることが好ましい。また、固定部材１５０では、３枚の固定プレート１５１が積層される毎にリングプレート１５５が１枚積層されたが、これに限らない。固定プレート１５１やリングプレート１５５を積層する枚数は、解繊部２０の処理能力や、後述する回転体１６０の解繊内刃１６３とのギャップＧ等の設計に応じて適宜決定することができる。固定プレート１５１やリングプレート１５５は、例えば、冷間圧延鋼板、鋼帯等をプレスによって打抜いて形成することができる。
【００７５】
図５、図６に示すように、複数枚の固定プレート１５１が連続して積層された部分では、固定プレート１５１同士が軸方向に接触して配置される。これに対して、固定プレート１５１と固定プレート１５１との間にリングプレート１５５が配置された部分では、リングプレート１５５の内径Ｒ１２が固定プレート１５１の外径よりも小さいために、リングプレート１５５の外側にスペース２１０が形成される。スペース２１０は固定部材１５０の外周側にまで広がる。
【００７６】
図５に示すように、解繊外刃１５２の谷部１５２ｂの内径Ｒ２に対して、リングプレート１５５の外径Ｒ１２は小さいため、解繊外刃１５２の刃と刃の間を完全には閉塞しない。リングプレート１５５は、この閉塞しない部分で、谷部１５２ｂをスペース２１０に開口させる。リングプレート１５５と、谷部１５２ｂの解繊外刃１５２とで囲まれた開口縁形状により分級口２１１が形成される。分級口２１１は、分級口２１１の開口面積は、０．２５ｍｍ２〜１．０ｍｍ２に設定される。本実施形態では、固定プレート１５１の解繊外刃１５２及びリングプレート１５５の組が複数設けられるため、分級口２１１及びスペース２１０が軸方向に複数設けられる。固定部材１５０の解繊外刃１５２と、回転体１６０の解繊内刃１６３とにより解繊された解繊物は、軸方向に複数設けられた分級口２１１により分級されながらスペース２１０に排出される。
【００７７】
固定部材１５０の外周側には、ハウジング１８０が配置される。ハウジング１８０は固定部材１５０を覆う。スペース２１０があるため、固定部材１５０の外表面１５０ｂと、ハウジング１８０との間は、少なくともスペース２１０の部分で離間する。固定部材１５０の外表面１５０ｂと、ハウジング１８０との間には、スペース２１０などの空間が生じる。したがって、分級口２１１から分級された解繊物がスペース２１０を移動可能である。
【００７８】
ハウジング１８０の側部の収容壁部１８０ｃには、ハウジング１８０の内外を連通する開口状の導出口１８２が形成される。導出口１８２の周方向の位置に応じて、ハウジング１８０の収容壁部１８０ｃの内周面には、軸方向に延びる凹部１８３が形成される。凹部１８３は、固定部材１５０とハウジング１８０との間に下流空間２１２を形成する。下流空間２１２は各スペース２１０と連通する。よって、スペース２１０に流入した解繊物は、下流空間２１２を介して導出口１８２に移動可能である。
【００７９】
図３、図５に示すように、導出口１８２には、出口配管１８４が挿入されて接続される。出口配管１８４は、図１に示す選別部４０に延びる管３に接続される。出口配管１８４は、回転体１６０によって解繊された解繊物を解繊部２０から導出する。
分級口２１１と、スペース２１０と、下流空間２１２とにより、導出口１８２から解繊物を導出するための経路２１３が構成される。経路２１３は、回転体１６０の回転軸１７１から径方向外側に離間する方向に設けられる。スペース２１０は経路２１３の一部であり、固定部材１５０が経路２１３の一部のスペース２１０を備える。
【００８０】
ここで、投入口１９４が回転軸１７１の一端側に形成されているのに対して、導出口１８２は、図３に示すように、回転軸１７１の中央部よりも他端側に形成される。よって、投入口１９４から投入された原料ＭＡは、回転軸１７１の軸方向に沿って移動し易く、固定部材１５０と回転体１６０との全体を用いて解繊し易くできる。軸方向には複数の分級口２１１があるため、解繊された解繊物から順に経路２１３に導出され易くなる。
【００８１】
［１−３．解繊部の動作］
次に、解繊部２０の動作について説明する。
解繊部２０は、回転軸１７１を回転させることによって回転体１６０を回転させ、回転体１６０と固定部材１５０との間のギャップＧに被解繊物を気流によって導くことにより、被解繊物を乾式解繊処理することができる。
【００８２】
被解繊物は、解繊部２０の投入口１９４から供給されると、上流カバー１９０の入口配管部１９０ｃを介してハウジング１８０の内部に導入される。ハウジング１８０の内部では、回転体１６０の解繊内刃１６３と固定部材１５０の解繊外刃１５２との間のギャップＧに送られ、解繊内刃１６３から遠心力を受けるなどして飛行して、解繊外刃１５２に衝突して解きほぐされる。解きほぐされた解繊物は分級口２１１から固定部材１５０の外側に排出される。そして、図５の矢印Ａで示すように経路２１３のスペース２１０を通って、導出口１８２側に送られる。導出口１８２側に送られた解繊物は出口配管１８４を介して外部の選別部４０に送られる。
【００８３】
図９は、解繊物の挙動を示す図である。
固定部材１５０と回転体１６０との間で解繊される被解繊物２２０が、十分に解繊されて微小な解繊物２２１になると、径方向外側に移動し易く、軸中心１１０から離間した解繊外刃１５２の谷部１５２ｂに溜まり易い。
【００８４】
本実施形態では、谷部１５２ｂには、経路２１３に通ずる分級口２１１があるため、解繊物２２１が速やかに排出され易い。よって、解繊物２２１が過剰に解繊されることが抑制される。また、解繊された解繊物２２１から順に分級口２１１から排出されるため、分級が可能になる。
【００８５】
［１−５．シート供給装置の制御系の構成］
図１０はシート製造装置１００の制御部２３０のブロック図である。
シート製造装置１００は、シート製造装置１００の各部を制御する制御部２３０を備える。制御部２３０は、プログラムを実行するプロセッサー２３１、及び、記憶部２３２を備える。プロセッサー２３１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイコン等で構成される演算処理装置である。また、プロセッサー２３１は、複数のハードウェアにより構成されてもよいし、単一のプロセッサーで構成されてもよい。また、プロセッサー２３１が、後述する各部の機能を実現するようプログラムされたハードウェアであってもよい。すなわち、プロセッサー２３１は、制御プログラムをハードウェア回路として搭載した構成であってもよい。この場合、例えば、プロセッサー２３１は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）で構成される。
以下の説明では、プロセッサー２３１が制御プログラムを実行することにより、制御部２３０の各種の機能を実現する構成例を説明する。
【００８６】
記憶部２３２は、プロセッサー２３１が実行するプログラムや、プロセッサー２３１により処理されるデータを記憶する記憶領域を有する。記憶部２３２は、プロセッサー２３１が実行する制御プログラム、及び、シート製造装置１００の動作に関する各種の設定値を含む設定データを記憶する。記憶部２３２は、プログラムやデータを不揮発的に記憶する不揮発性記憶領域を有する。また、記憶部２３２は、揮発性記憶領域を備え、プロセッサー２３１が実行するプログラムや処理対象のデータを一時的に記憶する印刷媒体エリアを構成してもよい。
【００８７】
制御部２３０には、粗砕部１２に動力を供給する供給駆動部２４１が電気的に接続される。供給駆動部２４１は、例えば、電動モーターである。ここで、粗砕部１２の粗砕刃１４は、駆動部材１４ａと、駆動部材１４ａに対向して配置された従動部材１４ｂとを備える。供給駆動部２４１は、駆動部材１４ａを駆動する。従動部材１４ｂは駆動部材１４ａと共に原料ＭＡを挟んで従動して回転する。
【００８８】
制御部２３０には、解繊部２０に動力を供給する回転駆動部２４２が電気的に接続される。回転駆動部２４２は、例えば、電動モーターである。回転駆動部２４２は、回転体１６０の回転軸１７１を不図示の駆動機構を介して駆動する。
【００８９】
制御部２３０には、回転駆動部２４２の負荷を検出する検出部２４３が電気的に接続される。検出部２４３としては、例えば、電力計である。検出部２４３は、負荷として、回転駆動部２４２の消費電力を検出する。
【００９０】
制御部２３０は、過剰な消費電力か否かを判別するための予め設定された上限閾値を記憶する。制御部２３０は、検出部２４３が検出する消費電力が上限閾値を上回るか否かを判別する。制御部２３０は、消費電力が上限閾値を上回ると判別した場合には、供給駆動部２４１の回転速度を減速させる制御を行う。これにより、粗砕刃１４の回転速度が減速され、解繊部２０に送られる原料ＭＡを減少させることができる。
【００９１】
また、制御部２３０は、適正な消費電力か否かを判別するための下限閾値を記憶する。下限閾値は予め設定される。制御部２３０は、検出部２４３が検出する消費電力が下限閾値を下回るか否かを判別する。制御部２３０は、消費電力が下限閾値を下回ると判別した場合には、供給駆動部２４１の回転速度を増速させる制御を行う。これにより、粗砕刃１４の回転速度が増速され、粗砕刃１４から解繊部２０に送られる原料ＭＡを増加させることができる。
【００９２】
［１−５．シート供給装置の動作］
シート製造装置１００では、解繊部２０の回転体１６０の回転時の消費電力を検出する。消費電力が大きい場合には、回転体１６０の負荷が大きい状態である。これに対して、本実施形態では、消費電力が過剰に大きい場合には、粗砕刃１４の回転速度を減速させており、解繊部２０に送られる原料ＭＡを減らすことが可能である。よって、解繊部２０に投入される原料ＭＡを減らすことで、解繊部２０の負荷を減らし易くできる。
【００９３】
また、消費電力が小さい場合には、回転体１６０の負荷が小さ過ぎる恐れがあり、被解繊物が、解繊内刃１６３や解繊外刃１５２により過剰に解繊されてしまう状態、いわゆる、過解繊になる恐れがある。過解繊されると、解繊物をシートＳとして再生するこがが困難となり原料ＭＡの無駄になる。本実施形態では、消費電力が過剰に小さい場合には、粗砕刃１４の回転速度を増速させており、解繊部２０に送られる原料ＭＡを増やすことが可能である。よって、解繊部２０に投入される原料ＭＡを増やすことで、解繊部２０の負荷を適正にして、所望の解繊を行い易くなる。
【００９４】
以上述べたように、本実施形態の解繊部２０は、投入口１９４から投入される原料ＭＡを、回転体１６０に設けられた解繊内刃１６３と回転体１６０を覆う固定部材１５０に設けられた解繊外刃１５２とで解繊して、導出口１８２から解繊された解繊物を導出する解繊処理装置である。この解繊部２０において、固定部材１５０には、固定部材１５０に対して、回転体１６０が配置される側から、回転体１６０が配置される側とは反対側に向けて設けられた導出口１８２と連通する経路２１３が設けられる。したがって、解繊された解繊物を、分級口２１１による分級機能により、速やかに排出して効率的に排出することができる。
【００９５】
本実施形態では、投入口１９４は回転体１６０の回転軸方向、すなわち、回転軸１７１の延びる方向における一端側に開口し、導出口１８２は回転軸１７１の延びる方向における他端側に開口する。したがって、回転軸１７１の一端側から他端側に向けて被解繊物が移動しながら解繊され易く、回転軸１７１の長さに応じた距離を有効に利用して解繊することができる。
【００９６】
また、本実施形態では、固定部材１５０は、回転体１６０の回転軸１７１の方向に向けて、解繊外刃１５２を有する固定プレート１５１が複数積層されて構成される。したがって、積層構造により解繊外刃１５２を構成できる。また、解繊外刃１５２が摩耗、破損等した場合に、摩耗、破損等した部分の固定プレート１５１のみを交換できる。
【００９７】
また、本実施形態では、解繊外刃１５２は、回転体１６０を覆う内壁部１５０ａにおいて、回転体１６０の回転方向に沿って設けられる複数の刃を備え、固定部材１５０は、固定プレート１５１の間に挟まれるリングプレート１５５を有する。リングプレート１５５が配置される固定プレート１５１の間であって、回転体１６０の回転軸１７１の方向において、固定プレート１５１とリングプレート１５５とが重ならない領域にスペース２１０が構成されており、スペース２１０が固定プレート１５１の解繊外刃１５２の刃と刃の間に構成される谷部１５２ｂと連通することで、経路２１３のスペース２１０が固定部材１５０に備えられる。固定プレート１５１とリングプレート１５５の積層構造で経路２１３を形成できる。
【００９８】
本実施形態では、固定部材１５０を覆って収容するハウジング１８０を備える。ハウジング１８０は、固定部材１５０を内包して固定部材１５０の外表面１５０ｂから離間して設けられた収容壁部１８０ｃを備える。収容壁部１８０ｃに導出口１８２が設けられており、固定部材１５０の外表面１５０ｂと収容壁部８１０ｃとの間の空間により経路２１３を形成する。ハウジング１８０と固定部材１５０との間に経路２１３を形成することにより、解繊部２０をコンパクトに設けることができる。
【００９９】
本実施形態のシート製造装置１００は、上述の解繊部２０を備え、解繊部２０で解繊された解繊物の少なくとも一部を堆積させて加熱してシートを製造する。解繊部２０内で解繊された解繊物を、解繊された解繊物を、分級口２１１による分級機能により、速やかに排出し効率的に排出することができる。
【０１００】
本実施形態では、シート製造装置１００は、解繊部２０の投入口１９４に原料ＭＡを供給する粗砕部１２と、粗砕部１２の粗砕刃１４を駆動する供給駆動部２４１とを備える。また、シート製造装置１００は、解繊部２０の回転体１６０を駆動する回転駆動部２４２と、回転駆動部２４２の消費電力を検出する検出部２４３とを備える。また、検出部２４３が検出する消費電力が上限閾値を上回る場合に、供給駆動部２４１を制御して、粗砕部１２の供給速度を低下させる制御部２３０を備える。したがって、解繊部２０の負荷を減らし易くできる。
【０１０１】
本実施形態では、シート製造装置１００は、解繊部２０の投入口１９４に原料ＭＡを供給する粗砕部１２と、粗砕部１２の粗砕刃１４を駆動する供給駆動部２４１とを備える。また、シート製造装置１００は、解繊部２０の回転体１６０を駆動する回転駆動部２４２と、回転駆動部２４２の消費電力を検出する検出部２４３とを備える。また、検出部２４３が検出する消費電力が下限閾値を下回る場合に、供給駆動部２４１を制御して、粗砕部１２の粗砕刃１４の供給速度を増加させる制御部２３０を備える。したがって、解繊物を過剰に解繊してしまう過解繊を抑制できる。
【０１０２】
［２．第２実施形態］
［２−１．解繊部の構成］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、前述の第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【０１０３】
図１１は、本発明の第２実施形態の固定部材２５０の斜視図である。
図１１に示すように、本実施形態においては、第１実施形態の固定部材１５０に代えて固定部材２５０を有する。固定部材２５０は一体形状のブロックとして構成される。固定部材２５０は、例えば、鋳造により製造可能である。
【０１０４】
固定部材２５０は、いわば、厚みが大きな一つの固定プレート１５１で構成された形状である。固定部材２５０は、軸方向に延びる解繊外刃１５２を備える。また、解繊外刃１５２の頂部１５２ａや谷部１５２ｂは軸方向に筋状に延びる。
【０１０５】
谷部１５２ｂには、固定部材２５０の内壁部２５０ａから外表面２５０ｂに向けて貫通する貫通孔２５０ｃが形成される。貫通孔２５０ｃは谷部１５２ｂに沿って軸方向に複数設けられる。貫通孔２５０ｃの開口面積は、０．２５ｍｍ２〜１．０ｍｍ２に設定される。
固定部材２５０の外表面２５０ｂには、軸方向に沿って延びるスリット孔２５０ｄが形成される。スリット孔２５０ｄに、各貫通孔２５０ｃが連通する。したがって、第２実施形態の固定部材２５０の谷部１５２ｂは、第１実施形態と同様に固定部材２５０の外部に連通する。貫通孔２５０ｃは分級口に相当する。
【０１０６】
固定部材２５０はハウジング１８０で包囲されるため、ハウジング１８０の収容壁部１８０ｃと固定部材２５０との間には、貫通孔２５０ｃ、スリット孔２５０ｄ、下流空間２１２などが連通して構成される経路２１３が構成される。第２実施形態でも、第１実施形態と同様に固定部材２５０で解繊された解繊物は貫通孔２５０ｃを介して順次経路２１３に導出される。スリット孔２５０ｄは経路２１３の一部であり、固定部材２５０が経路２１３の一部のスリット孔２５０ｄを備える。
【０１０７】
［２−２．解繊部の動作］
第２実施形態の固定部材２５０は一体形状のブロックであるが、固定部材２５０と回転体１６０とのギャップＧで解繊された解繊物は、貫通孔２５０ｃを介して、経路２１３に導出可能である。よって、第２実施形態の解繊部２０でも、被解繊物を乾式解繊処理する際に、解繊された解繊物を、貫通孔２５０ｃによる分級機能により、速やかに排出して効率的に排出することができる。
【０１０８】
以上説明したように、第２実施形態の解繊部２０では、固定部材２５０は、回転体１６０の回転軸１７１の方向に向けて複数配列された解繊外刃１５２を有する一体形状のブロックとして構成される。したがって、固定プレート１５１やリングプレート１５５などの多数の部品を製造、組み立てる必要がなくなる。
【０１０９】
［３．他の実施形態］
上述した各実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明を実施する具体的態様に過ぎず、本発明を限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、例えば以下に示すように、種々の態様において実施することが可能である。
【０１１０】
上記実施形態において、固定部材１５０、２５０とハウジング１８０の収容壁部１８０ｃは離間しても良いし、固定部材１５０、２５０とハウジング１８０の収容壁部１８０ｃを接触させて、例えば、スペース２１０の部分だけで解繊物を移動させても良い。
【０１１１】
上記実施形態において、回転体１６０はブロックとしての回転体本体１６１を有する構成を説明した。しかし、回転体本体１６１を複数のプレートを積層して構成しても良い。
【０１１２】
上記第１実施形態では、リングプレート１５５は円環状に形成された構成を説明した。しかし、円環状に限定されず、例えば、放射状に延びる複数の突部を備える構成でも良い。すなわち、リングプレート１５５は、分級口２１１を形成し且つ分級口２１１が固定部材１５０の外表面に通ずるスペースを形成さえすれば任意の形状で良い。
【０１１３】
上記第２実施形態では、貫通孔２５０ｃがスリット孔２５０ｄに連通する構成を説明した。しかし、スリット孔２５０ｄを省略し、貫通孔２５０ｃが固定部材２５０の外表面まで延びる構成でも良い。
【０１１４】
また、シート製造装置１００は、シートＳに限らず、硬質のシート或いは積層したシートで構成されるボード状、或いは、ウェブ状の製造物を製造する構成であってもよい。また、製造物は紙に限らず不織布であってもよい。シートＳの性状は特に限定されず、筆記や印刷を目的とした記録紙（例えば、いわゆるＰＰＣ用紙）として使用可能な紙であってもよいし、壁紙、包装紙、色紙、画用紙、ケント紙等であってもよい。また、シートＳが不織布である場合、一般的な不織布のほか、繊維ボード、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、液体吸収材、吸音体、緩衝材、マット等としてもよい。
【０１１５】
また、上記実施形態のシート製造装置１００は、原料を気中で解繊することにより材料を得て、この材料と樹脂とを用いてシートＳを製造する乾式のシート製造装置１００として説明した。本発明の適用対象はこれに限定されず、水等の溶媒中に繊維を含む原料を溶解または浮遊させ、この原料をシートに加工する、いわゆる湿式のシート製造装置にも適用できる。また、気中で解繊された繊維を含む材料をドラムの表面に静電気等により吸着させ、ドラムに吸着された原料をシートに加工する静電方式のシート製造装置にも適用できる。
【符号の説明】
【０１１６】
１２…供給部（粗砕部）、２０…解繊処理装置（解繊部）、１００…シート製造装置、１５０…固定部材、１５０ａ…内壁部、１５０ｂ…外表面、１５１…固定プレート（プレート）、１５１ｂ…本体部、１５２…解繊外刃、１５２ｂ…谷部（凹部）、１５５…リングプレート（スペーサー部材）、１５５ａ…本体部、１６０…回転体、１６１…回転体本体、１６２…基部、１６３…解繊内刃、１７１…回転軸、１７２…ボルト、１７３…ボルト、１８０…ハウジング、１８０ａ…一端開口部、１８０ｂ…他端開口部、１８０ｃ…収容壁部、１８２…導出口、１８３…凹部、１８４…出口配管、１９０…上流カバー、１９０ａ…蓋部、１９０ｂ…挿入部、１９０ｃ…入口配管部、１９１ａ…支持部、１９２…軸受、１９２ａ…インナーレース、１９２ｂ…アウターレース、１９４…投入口、２００…基部カバー、２００ａ…本体部、２００ｂ…挿入部、２００ｃ…軸受配置部、２０１…軸受、２０１ａ…インナーレース、２０１ｂ…アウターレース、２０２…ステー、２０４…ボルト、２１０…スペース（空間）、２１１…分級口、２１２…下流空間、２１３…経路。
【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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