(57)【要約】【課題】情報セキュリティーの強化ために用いられるセキュリティーペーパーを、多量の水を必要としない方法により製造する。【解決手段】繊維を含む原料を気中で堆積させて第２ウェブＷ２を形成するウェブ形成部１０２と、第２ウェブＷ２が搬送される間に第２ウェブＷ２に磁性体を配置する配置部３０と、磁性体が配置された第２ウェブＷ２をシートに加工する加工部８０と、を備えるシート製造装置１００。【選択図】図１
2020097802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維を含む原料を気中で堆積させてウェブを形成するウェブ形成部と、
堆積された前記ウェブに磁性体を配置する配置部と、
前記磁性体が配置された前記ウェブをシートに加工する加工部と、
を備えるシート製造装置。
【請求項２】
前記配置部は、前記ウェブの搬送経路に対する定位置に前記磁性体を配置する、請求項１記載のシート製造装置。
【請求項３】
前記磁性体は長手形状を有し、
前記配置部は、複数の前記磁性体を、前記磁性体の方向が３以上の異なる方向となるように配置する、請求項２記載のシート製造装置。
【請求項４】
前記配置部は、互いの方向が６０°±５°異なるように配置される３つの前記磁性体を含む、複数の前記磁性体を配置する、請求項３記載のシート製造装置。
【請求項５】
前記配置部は、前記磁性体として、磁性体を含む所定長さの磁性線材を配置する、請求項１から４のいずれか１項に記載のシート製造装置。
【請求項６】
前記配置部は、前記ウェブの搬送方向に対する角度を変化させる方向に回動可能なガイドを有し、前記ガイドに沿って前記磁性線材を配置する、請求項５記載のシート製造装置。
【請求項７】
前記加工部によって加工された前記シートを所定の長さで切断する切断部を更に備え、
前記切断部は、切断後の前記シート１００重量部に対する前記磁性体の含まれる割合が１．０重量部未満となる位置で、前記シートを切断する、請求項１から６のいずれか１項に記載のシート製造装置。
【請求項８】
前記繊維を含む原料には加熱により溶融して前記繊維を結合させる樹脂が混合され、
前記加工部は、前記磁性体が配置された前記ウェブを加熱して前記シートに加工する、請求項１から７のいずれか１項に記載のシート製造装置。
【請求項９】
前記ウェブまたは前記シートに配置された前記磁性体に被覆材料を付着させる被覆処理部を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載のシート製造装置。
【請求項１０】
繊維を含む原料で構成されたシートと、前記シートに配置された磁性体を含む磁性線材と、を有し、
前記シートの１００重量部に対して１．０重量部未満の前記磁性線材が含まれており、
複数の前記磁性線材が、互いに異なる３以上の異なる方向を向いて配置されている、記録用シート。
【請求項１１】
複数の前記磁性線材が、互いの方向が６０°±５°異なるように配置されている、請求項１０記載の記録用シート。
【請求項１２】
繊維を含む原料を気中で堆積させてウェブを形成するウェブ形成工程と、
前記ウェブを搬送し、搬送される前記ウェブに磁性体を配置する配置工程と、
前記磁性体が配置された前記ウェブをシートに加工する加工工程と、
を含むシート製造方法。
【請求項１３】
前記加工工程によって加工された前記シートを所定の長さで切断する切断工程を更に備え、
前記切断工程は、切断後の前記シート１００重量部に対する前記磁性体の含まれる割合が１．０重量部未満となる位置で、前記シートを切断する、請求項１２記載のシート製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート製造装置、記録用シート、及び、シート製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セキュリティーの強化を図る一つの手法として、セキュリティーペーパーと呼ばれる紙の利用が提案されている。この種の紙は、例えば、磁性ワイヤーが漉き込まれて構成される（例えば、特許文献１参照）。この種の紙は、所定周波数の交番磁界が与えられた場合、紙にすき込まれた磁性ワイヤーが磁化反転時に急峻なパルス信号を発する。このパルス信号を検知装置で検出することにより、磁性ワイヤーを含む紙の存在を検知できるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４６４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のセキュリティーペーパーの製造方法は、磁性ワイヤーを含む水懸濁液を製紙原料の上に供給し、その後に水分を脱水することで、シート状に形成する方法であった。この方法では、セキュリティーペーパーの製造に多量の水を必要とするという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する一態様は、繊維を含む原料を気中で堆積させてウェブを形成するウェブ形成部と、前記ウェブが搬送される間に前記ウェブに磁性体を配置する配置部と、前記磁性体が配置された前記ウェブをシートに加工する加工部と、を備えるシート製造装置である。
【０００６】
上記シート製造装置において、前記配置部は、前記ウェブの搬送経路に対する定位置に前記磁性体を配置する構成であってもよい。
【０００７】
上記シート製造装置において、前記磁性体は長手形状を有し、前記配置部は、複数の前記磁性体を、前記磁性体の方向が３以上の異なる方向となるように配置する構成であってもよい。
【０００８】
上記シート製造装置において、前記配置部は、互いの方向が６０°±５°異なるように配置される３つの前記磁性体を含む、複数の前記磁性体を配置する構成であってもよい。
【０００９】
上記シート製造装置において、前記配置部は、前記磁性体として、磁性体を含む所定長さの線材を配置する構成であってもよい。
【００１０】
上記シート製造装置において、前記配置部は、前記ウェブの搬送方向に対する角度を変化させる方向に回動可能なガイドを有し、前記ガイドに沿って前記磁性線材を配置する構成であってもよい。
【００１１】
上記シート製造装置において、前記加工部によって加工された前記シートを所定の長さで切断する切断部を更に備え、前記切断部は、切断後の前記シート１００重量部に対する前記磁性体の含まれる割合が１．０重量部未満となる位置で、前記シートを切断する構成であってもよい。
【００１２】
上記シート製造装置において、前記繊維を含む原料には加熱により溶融して前記繊維を結合させる樹脂が混合され、前記加工部は、前記磁性体が配置された前記ウェブを加熱して前記シートに加工する構成であってもよい。
【００１３】
上記シート製造装置において、前記ウェブまたは前記シートに配置された前記磁性体に被覆材料を付着させる被覆処理部を有する構成であってもよい。
【００１４】
上記課題を解決する一態様は、繊維を含む原料で構成されたシートと、前記シートに配置された磁性体を含む磁性線材と、を有し、前記シートの１００重量部に対して１．０重量部未満の前記磁性線材が含まれており、複数の前記磁性線材が、互いに異なる３以上の異なる方向を向いて配置されている、記録用シートである。
【００１５】
上記記録用シートにおいて、複数の前記磁性線材が、互いの方向が６０°±５°異なるように配置されている構成であってもよい。
【００１６】
上記課題を解決する一態様は、繊維を含む原料を気中で堆積させてウェブを形成するウェブ形成工程と、前記ウェブを搬送し、搬送される前記ウェブに磁性体を配置する配置工程と、前記磁性体が配置された前記ウェブをシートに加工する加工工程と、を含むシート製造方法である。
【００１７】
上記シート製造方法において、前記加工工程によって加工された前記シートを所定の長さで切断する切断工程を更に備え、前記切断工程は、切断後の前記シート１００重量部に対する前記磁性体の含まれる割合が１．０重量部未満となる位置で、前記シートを切断するステップであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態のシート製造装置の構成を示す図。
【図２】配置部の構成および動作を示す側面視図。
【図３】配置部の構成および動作を示す平面視図。
【図４】シート製造装置が製造するシートの例を示す図。
【図５】シート製造装置が製造するシートの例を示す図。
【図６】シート製造装置が製造するシートの例を示す図。
【図７】シート製造装置が製造するシートの例を示す図。
【図８】第１実施形態のシートの製造工程を示す図。
【図９】第２実施形態の配置部の構成を示す平面図。
【図１０】第３実施形態のシート製造装置の構成を示す図。
【図１１】第３実施形態のシート製造装置が製造するシートの例を示す図。
【図１２】第３実施形態のシートの製造工程を示す図。
【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、第１実施形態のシート製造装置１００の構成を示す図である。
シート製造装置１００は、繊維を含む原料ＭＡを繊維化して、シートＳを製造する装置である。原料ＭＡは、繊維を含むものであればよい。例えば、木質系パルプ材料やクラフトパルプ、古紙、合成パルプ等を用いることができる。原料ＭＡとして古紙を使用する場合、シート製造装置１００は、古紙を新しいシートＳに再生する再生処理を実行する再生装置ということができる。シートＳは、記録用シートの一例に対応する。後述するシートＳ１〜Ｓ５も同様である。
【００２１】
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。
【００２２】
シート製造装置１００は、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、分散部６０、第２ウェブ形成部７０、ウェブ搬送部７９、加工部８０、及び、切断部９０を備える。また、シート製造装置１００は、配置部３０を備える。
これらの各部は、上記の順序で、原料ＭＡからシートＳを製造する製造工程を実行する。シート製造装置１００は、シートＳを製造する工程における中間製造物として、後述する加圧後シートＳＳ１及び加熱後シートＳＳ２を形成する。
【００２３】
シート製造装置１００は、解繊処理部１０１、及び、ウェブ形成部１０２を有する。解繊処理部１０１は混合物ＭＸを製造し、ウェブ形成部１０２は混合物ＭＸから第２ウェブＷ２を製造する。解繊処理部１０１は、換言すれば、第２ウェブＷ２を製造するための材料である混合物ＭＸを製造する。
【００２４】
解繊処理部１０１は、供給部１０、解繊部２０、選別部４０、第１ウェブ形成部４５、回転体４９及び混合部５０を含む構成であってもよい。また、混合部５０が、シート製造装置１００の外部から直接、材料ＭＣの供給を受ける場合、解繊処理部１０１は混合部５０を含む。
【００２５】
ウェブ形成部１０２は、分散部６０及び第２ウェブ形成部７０を含む。また、ウェブ形成部１０２に、ウェブ搬送部７９を含めてもよいし、後述する配置部３０を含めてもよい。
【００２６】
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。
粗砕部１２は、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。
【００２７】
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。
【００２８】
解繊部２０は、粗砕部１２によって裁断された粗砕片を、乾式で解繊する装置である。解繊部２０は、例えば、インペラーミルなどの解繊機で構成できる。本実施形態の解繊部２０は、筒状の固定子２２と、固定子２２の内部で回転するローター２４とを備え、固定子２２の内周面およびローター２４の外周面に解繊刃が形成されたミルである。ローター２４の回転により、粗砕片が固定子２２とローター２４との間に挟まれて解繊される。解繊部２０が解繊した解繊物ＭＢは、解繊部２０の排出口から管３に送られる。乾式とは、液体中ではなく、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。
【００２９】
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。また、解繊物ＭＢ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。これらの気流は、解繊部２０が発生させてもよいし、図示しないブロアーを設けて上記気流を発生させてもよい。
【００３０】
選別部４０は、解繊物ＭＢ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。
【００３１】
本実施形態の選別部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、開口を有する網、フィルター、スクリーン等の、いわゆる篩である。具体的には、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っている。ドラム部４１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てもよい。
【００３２】
導入口４２からドラム部４１の内部に導入された解繊物ＭＢ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。
【００３３】
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選別物とを分離する分級機を備えてもよい。分級機は、例えば、フィルターやサイクロン分級機、エルボージェット分級機等の気流を応用したものである。
【００３４】
第１ウェブ形成部４５は、ドラム部４１の下方に位置するメッシュベルト４６を有し、選別部４０で分離された第１選別物をウェブ状に成形することにより、第１ウェブＷ１を形成する。
【００３５】
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。いずれか１以上の張架ローラー４７は、図示しないモーター等により駆動されて回転し、メッシュベルト４６を移動させる。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。
【００３６】
メッシュベルト４６には多数の開口が形成され、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。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。メッシュベルト４６の開口を通過する成分を第３選別物と呼び、例えば、メッシュベルト４６の開口より短い繊維や、解繊部２０によって繊維から分離された樹脂粒、インク、トナー、にじみ防止剤等を含む粒子を含む。
【００３７】
吸引部４８は、図示しないブロアーに接続され、ブロアーの吸引力により、メッシュベルト４６の下方から空気を吸引する。吸引部４８から吸引された空気は、メッシュベルト４６の開口を通過した第３選別物とともに、排出される。
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に引き寄せるので、堆積を促進する効果がある。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
回転体４９は、複数の板状の羽根を備え、図示しないモーター等により駆動されて、回転する。回転体４９は、メッシュベルト４６の軌道の端部に配置され、メッシュベルト４６が搬送する第１ウェブＷ１がメッシュベルト４６から突出したところに接触する。第１ウェブＷ１は、第１ウェブＷ１に衝突する回転体４９によって解きほぐされ、小さい繊維の塊となり、管７を通って混合部５０に搬送される。第１ウェブＷ１が回転体４９で分断された材料を、材料ＭＣとする。材料ＭＣは上述した第１選別物から、第３選別物を除去したものであり、主な成分は繊維である。
【００４１】
このように、選別部４０及び第１ウェブ形成部４５は、解繊物ＭＢから、主として繊維を含む材料ＭＣを分離する機能を有する。
【００４２】
メッシュベルト４６の搬送経路において、第１ウェブ形成部４５と回転体４９との間に、調湿部７７が設けられる。調湿部７７は、水をミスト状にしてメッシュベルト４６に向けて供給するミスト式加湿器であり、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７７が供給するミストにより、第１ウェブＷ１の含有水分量が調整され、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する。調湿部７７は、空気を調湿する気化式加湿器に接続され、気化式加湿器で加湿された空気をメッシュベルト４６に供給する構成であってもよい。
【００４３】
混合部５０は、添加物供給部５２、及び、混合ブロアー５６を備える。材料ＭＣ及び添加材料ＡＤを混合ブロアー５６に搬送する管５４を、混合部５０に含めてもよい。
【００４４】
添加物供給部５２は、管５４に添加材料ＡＤを供給する装置であり、添加物供給部５２によって材料ＭＣに添加材料ＡＤが添加される。
添加物供給部５２は、添加材料ＡＤを蓄積する添加物カートリッジ５２ａを備える。添加物カートリッジ５２ａは、添加材料ＡＤを収容するタンクであり、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から添加材料ＡＤ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材料ＡＤ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、添加材料ＡＤを添加物投入部５２ｃに送り出すフィーダーを備える。フィーダーは原料に応じて送り出し量を変化させることができる。添加物投入部５２ｃは、開閉可能なシャッターを備え、シャッターを開くことにより添加材料ＡＤを管５４に送り出す。
【００４５】
添加材料ＡＤは、複数の繊維を結着させるための結合材料を含んでもよい。結合材料は、例えば合成樹脂、または天然樹脂である。添加材料ＡＤに含まれる樹脂は、加工部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、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。
【００４６】
添加材料ＡＤ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、添加材料ＡＤは繊維状であってもよく、粉末状であってもよい。
【００４７】
混合ブロアー５６は、管７と分散部６０とを繋ぐ管５４に気流を発生させ、材料ＭＣと添加材料ＡＤとを混合する。混合ブロアー５６は、例えば、モーター、モーターにより駆動されて回転する羽根、及び、羽根を収容するケースを備える。また、混合ブロアー５６は、気流を発生させる羽根の他に、材料ＭＣと添加材料ＡＤ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を、以下、混合物ＭＸとする。混合物ＭＸは、混合ブロアー５６が発生する気流により、分散部６０に搬送され、分散部６０に導入される。
【００４８】
分散部６０は、混合物ＭＸの繊維をほぐして、大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。添加材料ＡＤが繊維状である場合、これらの繊維も分散部６０で解きほぐされ、第２ウェブ形成部７０に降下する。
【００４９】
分散部６０は、ドラム部６１と、ドラム部６１を収容するハウジング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る。り、ドラム部６１は、図示しないモーター等により駆動されて回転し、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ＭＸを、開口から下降させる。これにより、ハウジング６３の内部に形成される内部空間６２では、ドラム部６１から混合物ＭＸが降下する。
【００５０】
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、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。
【００５１】
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。いずれか１以上の張架ローラー７４は、図示しないモーター等によって駆動されて回転し、メッシュベルト７２を駆動する。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しながら、符号Ｆ１で示す搬送方向に移動する。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。
【００５２】
メッシュベルト７２には多数の開口が形成され、ドラム部６１から降下する混合物ＭＸ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ＭＸ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。
【００５３】
サクション機構７６は、図示しないブロアーの吸引力により、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ＭＸをメッシュベルト７２に引き寄せて、堆積を促進する。また、サクション機構７６の気流は、ドラム部６１から混合物ＭＸ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。
【００５４】
メッシュベルト７２の搬送経路において、分散部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り、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、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。調湿部７８は、空気を調湿する気化式加湿器に接続され、気化式加湿器で加湿された空気をメッシュベルト７２に供給する構成であってもよい。
【００５５】
第２ウェブＷ２は、ウェブ搬送部７９によって、メッシュベルト７２から剥がされて加工部８０へと搬送される。ウェブ搬送部７９は、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、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を通じて上向きの気流を発生させる。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。メッシュベルト７９ａは、ローラー７９ｂの回転により移動され、周回軌道上を移動する。ウェブ搬送部７９では、サクション機構７９ｃの吸引力により、第２ウェブＷ２がメッシュベルト７２から離れてメッシュベルト７９ａに吸着される。第２ウェブＷ２は、メッシュベルト７９ａとともに移動し、加工部８０に搬送される。
【００５６】
加工部８０は、加圧部８２、及び、加熱部８４を備える。加圧部８２は、一対の加圧ローラー８５、８５を備え、第２ウェブＷ２を所定のニップ圧で加圧して、第２ウェブＷ２の厚みを調整し、第２ウェブＷ２を高密度化する。加圧部８２の加工により、第２ウェブＷ２から加圧後シートＳＳ１が形成される。
【００５７】
加熱部８４は、一対の加熱ローラー８６を備え、加圧後シートＳＳ１に対して熱を加えることにより、材料ＭＣ由来の繊維を、添加材料ＡＤに含まれる樹脂により結着させる。これにより、加圧後シートＳＳ１から加熱後シートＳＳ２が形成される。加熱後シートＳＳ２は、加工部８０により加圧および加熱されて、第２ウェブＷ２の強度、弾性および密度が増したシート状の中間製造物である。加熱後シートＳＳ２は、切断部９０に搬送される。
【００５８】
切断部９０は、カッター９１を備える。カッター９１は、図示しないアクチュエーター等によって駆動されて、加熱後シートＳＳ２を挟んで切断する加工を行い、設定されたサイズのシートＳを製造する。カッター９１は、例えば、搬送方向Ｆと交差する方向に加熱後シートＳＳ２を切断する。また、切断部９０は、搬送方向Ｆに平行な方向に加熱後シートＳＳ２を切断する第２のカッターを備えてもよい。
切断部９０でカットされたシートＳは排出部９６に排出される。排出部９６は、シートＳを収容するトレイやスタッカーを備える。ユーザーは、排出部９６に収容されたシートＳを取り出して使用できる。
【００５９】
シート製造装置１００は、第１ウェブＷ１を、回転体４９以降の工程に搬送する構成に限定されず、例えば、第１ウェブＷ１をシート製造装置１００から取り出して貯留することも可能である。また、第１ウェブＷ１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。この場合、シート製造装置１００において、貯留された第１ウェブＷ１を回転体４９または混合部５０に供給して、シートＳを製造可能な構成としてもよい。
【００６０】
以上のシート製造装置１００の動作は、制御装置１１０によって制御される。制御装置１１０は、少なくとも、解繊部２０、添加物供給部５２、混合ブロアー５６、分散部６０、第２ウェブ形成部７０、加工部８０、及び切断部９０を制御して、シートＳの製造方法を実行させる。また、制御装置１１０は、供給部１０、選別部４０、第１ウェブ形成部４５、及び、回転体４９の動作を制御するものであってもよい。
【００６１】
［１−２．配置部の構成］
第２ウェブ形成部７０の下流には、配置部３０が設けられる。配置部３０は、例えば、メッシュベルト７２の搬送経路において、分散部６０と調湿部７８との間に配置される。配置部３０は、第２ウェブＷ２に、磁性材料で構成される磁性体を配置する。磁性体の形状やサイズは任意であるが、好ましい磁性体の一例として、長手形状を有する磁性体が挙げられる。具体的な例として、磁性材料を、長さが数ミリ以上の線状とした磁性体線材が挙げられる。本実施形態では、配置部３０により、磁性材料をワイヤー形状に成形した磁性ワイヤーＭＷを、第２ウェブＷ２の表面に配置する例を説明する。磁性ワイヤーＭＷは、磁性体線材の一例である。
【００６２】
図２は、配置部３０の構成を示す側面視図である。図３は、配置部３０の構成を示す平面視図である。
本実施形態では、配置部３０は、ワイヤー配置機構３１、３２を有する。ワイヤー配置機構３１及びワイヤー配置機構３２は、それぞれ、第２ウェブＷ２の搬送経路ＦＷに対応する位置に配置される。詳細には、メッシュベルト７２に載置された第２ウェブＷ２の上方に、ワイヤー配置機構３１及びワイヤー配置機構３２が各々配置されている。支持台３１１が平面視で第２ウェブＷ２から外れた位置にあってもよいし、ワイヤー配置機構３１、３２の全体が平面視で第２ウェブＷ２に重なる位置にあってもよい。
【００６３】
ワイヤー配置機構３１、３２の各々には、ロールＭＲがセットされる。ロールＭＲは、磁性体線材をロール状に巻き回したものである。
【００６４】
ワイヤー配置機構３１は、支持台３１１、カッター３１３、及び、ガイド３１５を有する。ワイヤー配置機構３２も同様に構成される。
【００６５】
支持台３１１には、ロールＭＲから引き出された磁性ワイヤーＭＷが載置される。カッター３１３は、支持台３１１上の磁性ワイヤーＭＷを切断する。図３に、カッター３１３がロールＭＲを切断するカット位置を符号ＣＰで示す。
【００６６】
支持台３１１に、ロールＭＲから磁性ワイヤーＭＷを繰り出す繰出機構を設けてもよい。繰出機構は、具体的には、モーターと、モーターの動力によりロールＭＲを回転させるギヤまたはリンク機構と、ロールＭＲの回転により繰り出される磁性ワイヤーＭＷを支持台３１１に導くガイドとを備える構成とすることができる。あるいは、繰出機構は、ロールＭＲから引き出された磁性ワイヤーＭＷを挟む一対の繰出ローラーと、繰出ローラーを回転させて磁性ワイヤーＭＷを支持台３１１に向けて引っ張るモーターとを備える構成とすることができる。
【００６７】
ガイド３１５は、切断された磁性ワイヤーＭＷを第２ウェブＷ２の上に導く。ガイド３１５は、支持台３１１に連結され、ガイド３１５の先端は第２ウェブＷ２の上方に達する。一例として、ガイド３１５は、磁性ワイヤーＭＷを第２ウェブＷ２へ滑らせる樋である。ガイド３１５は、第２ウェブＷ２側の端部が、支持台３１１側の端部よりも低い位置になるように、傾斜して配置される。ガイド３１５は平板形状であってもよいし、ローラーコンベアーのように可動部を有する構成であってもよいし、磁性ワイヤーＭＷを輸送する駆動部を有する構成であってもよい。
【００６８】
カッター３１３により切断された磁性ワイヤーＭＷは、自重によりガイド３１５を滑って、第２ウェブＷ２の上に落下する。
【００６９】
ガイド３１５は、図３に示すように、カット位置ＣＰから第２ウェブＷ２の中央側に延出して配置される。ワイヤー配置機構３１が備えるガイド３１５は、支持台３１１に対して、符号Ｒ１で示すように回動可能である。また、ワイヤー配置機構３２が備えるガイド３１５は、符号Ｒ２で示すように支持台３１１に対して回動可能である。
【００７０】
ガイド３１５が回動することにより、第２ウェブＷ２の搬送方向Ｆに対するガイド３１５の角度が変わる。磁性ワイヤーＭＷはガイド３１５を滑って第２ウェブＷ２に到達するので、搬送方向Ｆに対する磁性ワイヤーＭＷの角度は、ガイド３１５の角度により決定される。
ガイド３１５には、磁気ワイヤーＭＷを移送できる機構が備えられてもよい。この機構は、例えば、搬送ベルトやスクリューで構成される。
【００７１】
配置部３０が磁性ワイヤーＭＷを第２ウェブＷ２に配置することにより、磁性ワイヤーＭＷを含むシートＳが製造される。シートＳには、ガイド３１５の角度に対応する向きの磁性ワイヤーＭＷが配置される。また、第２ウェブＷ２が搬送されている状態で、ワイヤー配置機構３１、３２が周期的に磁性ワイヤーＭＷを切断して第２ウェブＷ２に供給することにより、第２ウェブＷ２に、複数の磁性ワイヤーＭＷが分散して配置される。
【００７２】
［１−３．シートの構成例］
図４は、シート製造装置１００により製造されるシートＳの一例として、シートＳ１を示す平面図である。
シートＳ１は、切断部９０により、例えばＡ４サイズにカットされた矩形のシートであり、普通紙等の紙と同様に、印刷用紙として、プリンターで印刷する用途に用いることができる。シートＳ１は、９本の磁性ワイヤーＭＷを有する。これらの磁性ワイヤーに符号４０１〜４０９を付す。
【００７３】
磁性ワイヤー４０１、４０２、４０３は、シートＳ１の面内において、互いに異なる角度で配置されている。ここで、シートＳ１の短辺方向をＸ方向とし、シートＳ１の長辺方向をＹ方向として、Ｘ−Ｙ直交座標を設定する。この場合、磁性ワイヤー４０１はＸ軸に平行であり、磁性ワイヤー４０２はＸ軸に対して角度θ１の傾きを有し、磁性ワイヤー４０３はＸ軸に対して角度θ２の傾きを有する。同様に、磁性ワイヤー４０４、４０７はＸ軸に平行であり、磁性ワイヤー４０５、４０８はＸ軸に対して角度θ１の傾きを有し、磁性ワイヤー４０６、４０９はＸ軸に対して角度θ２の傾きを有する。
【００７４】
このように、シートＳ１では、９本の磁性ワイヤー４０１〜４０９が、３つの方向を向くように配置されている。角度θ１、θ２は、それぞれ６０°±５°（６０°＝６０［ａｒｃ  ｄｅｇｒｅｅ］＝π／３［ｒａｄ］）、１２０°±５°（１２０°＝１２０［ａｒｃ  ｄｅｇｒｅｅ］＝２π／３［ｒａｄ］）とすることが好ましい。この場合、磁性ワイヤー４０１、４０２、４０３は、互いの方向が６０°±５°異なる向きでシートＳ１に配置される。磁性ワイヤー４０４〜４０９も同様である。また、シートＳ１において、３の方向に、３本の磁性ワイヤー４０１〜４０９が配置されている。磁性ワイヤー４０１がＸ軸に平行でなく角度を持つ場合は、θ１、θ２はそれぞれその分補正される。
【００７５】
シートＳは、磁性ワイヤーＭＷを有することで、セキュリティーペーパーとして利用できる。
【００７６】
セキュリティーペーパーとは、励磁コイルと検知コイルとを備える検知システムによって検出可能なタグを、紙の形状で実現したものである。励磁コイルに交番電流を流して交番磁界を発生させ、その交番磁界中にシートＳを置くと、磁化反転時に、磁性ワイヤーＭＷの近傍に位置する検知コイルにパルス状の電流が流れる。このパルス状の電流により、シートＳの存在を検知できる。
このため、人や車両が通行可能なゲートに励磁コイルと検知コイルとを配置することにより、ゲートを通過するシートＳを検知できるので、シートＳの持ち出しを検知できる。例えば、シートＳに機密情報等が印刷されている場合に、機密情報の漏洩を防止できるという利点がある。
【００７７】
磁性ワイヤーＭＷを構成する磁性材料は、大バルクハウゼン効果を起こす磁性材料であることが好ましい。例えば、ＦｅＣｒ系、ＦｅＣｏ系、ＦｅＮｉ、ＦｅＳｉＢ、ＦｅＣｏＳｉＢ系合金である。これらの材料は、後加工によってひずみを加えることにより大バルクハウゼン効果を与えてもよいが、アモルファスワイヤーは作成されたままの状態でも大バルクハウゼン効果を発現するので、本実施形態の用途に有利である。アモルファスリボンを切断してワイヤーとしてもよい。また、同金属を溶融状態からガラスと一緒に引いて冷却し、ガラス被覆ワイヤーとしてもよい。
【００７８】
大バルクハウゼン効果を起こすのに適した磁性ワイヤーＭＷの形状として、線状や棒状など、縦長の形状であれば特に限定されない。大バルクハウゼン効果を起こすには、断面積に対して所定の長さがあることが好ましく、基本的にはワイヤー状や帯状であることが好ましく、ワイヤー状であることがより好ましい。
【００７９】
磁性材料がワイヤー状である場合には、上述のように、大バルクハウゼン効果を起こすためにその直径は１０μｍ以上であることが好ましい。また、最大直径としては特に限定はされないが、磁性ワイヤーＭＷがシートＳの表面から極端に大きく突出しなければよい。例えば、磁性ワイヤーＭＷの太さは、直径１００μｍ以下とすることができる。
【００８０】
磁性ワイヤーＭＷの長さは、大バルクハウゼン効果を起こすために１０ｍｍ以上が好ましく、５０ｍｍより長い方がより好ましい。また、磁性ワイヤーＭＷの長さの上限は特に定義されないが、カットされたシートＳのサイズを超えないことが好ましい。なお、磁性ワイヤーＭＷの直径や長さは、シートＳに含まれる全ての磁性ワイヤーＭＷの直径や長さが上述した範囲を満たすことが好ましいが、値に分布がある場合には、平均値として上述した範囲を満たすことが好ましい。
【００８１】
シートＳに配置される磁性ワイヤーＭＷの数および方向は、セキュリティーペーパーとしての検知性能に影響する。
ここで、シートＳを検出する検出装置として、通路を挟むように通路の両側に配置される一対の検出器を有する装置を想定する。各検出器は交番磁界を発生する励磁コイルと、検知コイルとを有する。一対の検出器により、通路には、通路と交差する交番磁界が発生する。検出器の間をシートＳが通過する際には、シートＳに配置された磁性ワイヤーＭＷに、磁化反転時に電圧パルスが発生し、このパルスが検知コイルによって検知される。
【００８２】
この構成では、シートＳに配置された磁性ワイヤーＭＷと磁界との角度が小さい場合、検知コイルによってシートＳが検知されやすい。このため、シートＳが、異なる方向を向く複数の磁性ワイヤーＭＷを有している場合、検出装置によってシートＳが容易に検知される状態が、高頻度で発生する。
【００８３】
このため、シートＳでは、異なる方向を向く複数の磁性ワイヤーＭＷが配置されていることが好ましく、３以上の方向を向く磁性ワイヤーＭＷが配置されていることが、より好ましい。シートＳ１は、互いに６０°±５°異なるように配置される磁性ワイヤー４０１、４０２、４０３を有している。この構成では、シートＳが検出器の間に位置する状態で、シートＳ１が容易に検知される状態が、より高頻度で発生する。従って、検知コイルによって検知されやすく、いわばセキュリティーペーパーとしての被検知性能が高いといえる。
【００８４】
ワイヤー配置機構３１、３２は、ガイド３１５を回動させることにより、第２ウェブＷ２の搬送方向Ｆに対して異なる方向で磁性ワイヤーＭＷを配置できる。このため、ガイド３１５を３以上の異なる方向で静止させて磁性ワイヤーＭＷを第２ウェブＷ２に送り出すことで、第２ウェブＷ２に、３以上の異なる方向を向く磁性ワイヤーＭＷを配置できる。
【００８５】
シートＳに配置される磁性ワイヤーＭＷの数量は、例えば、切断部９０でカットされたシートＳにおける重量により規定することができる。例えば、シートＳの重量を１００重量部とした場合に、磁性ワイヤーＭＷの重量が１．００重量部未満であることが好ましい。例えば、Ａ４サイズにカットされた、坪量６０ｇ／ｍ２〜８０ｇ／ｍ２の１枚のシートＳに、径１００μｍ、長さ５２ｍｍの磁性ワイヤーＭＷを９本配置した場合、磁性ワイヤーＭＷの重量はシートＳの重量の１％未満となり、上記の条件を満たす。
【００８６】
換言すれば、シート製造装置１００は、切断部９０により、シートＳの重量を１００重量部とした場合の磁性ワイヤーＭＷの重量が１．００重量部未満となる位置で、加熱後シートＳＳ２を切断し、シートＳを製造する。
【００８７】
上記のように構成されるシートＳは、印刷用紙等として利用する際に、ＰＰＣ用紙などの通常の印刷用紙に比べて重量の差異が小さい。このため、通常の印刷用紙と同様に利用することができる。このため、セキュリティーペーパーとしてのセキュリティー性を有し、手軽に利用できるシートＳを実現できる。
【００８８】
図５、図６、及び図７は、シートＳの別の構成例を示す図である。
図５のシートＳ２、図６のシートＳ３、及び図７のシートＳ４は、シートＳ１と同様に、例えばＡ４サイズにカットされた矩形のシートである。また、普通紙等の紙と同様に、印刷用紙として、プリンターで印刷する用途に用いることができる。
シートＳ２は、シートＳ１と同様に９本の磁性ワイヤーＭＷを有する。これらの磁性ワイヤーに符号４１１〜４１９を付す。
【００８９】
磁性ワイヤー４１１、４１２、４１３は、シートＳ２の短辺に平行に配置される。磁性ワイヤー４１４、４１５、４１６は、磁性ワイヤー４１１に対して、例えば６０°±５°の傾きを有するように配置される。また、磁性ワイヤー４１７、４１８、４１９は、磁性ワイヤー４１４に対して、例えば６０°±５°の傾きを有するように配置される。従って、シートＳ２には、異なる３つの方向を向くように９本の磁性ワイヤーＭＷが配置され、各方向の磁性ワイヤーＭＷは３本である。
【００９０】
上述したシートＳ１では磁性ワイヤー４０１〜４０９が、３本ずつ集合して、規則的にシートＳ１に配置されている。これに対し、シートＳ２では、磁性ワイヤー４１１〜４１９が、シートＳ２の面内で不規則に配置されている。シートＳ１、及びシートＳ２のいずれも、異なる３以上の方向に配置された磁性ワイヤーＭＷを有し、各方向の磁性ワイヤーＭＷが３本以上であるため、セキュリティーペーパーとしての被検知性能が高く、有用性に富む。
【００９１】
図６のシートＳ３には、複数の磁性ワイヤーＭＷで構成される磁性体４２１が、複数配置されている。磁性体４２１は、異なる方向を向く３本の磁性ワイヤーＭＷが重ねて配置されて構成される。シートＳ３には、６個の磁性体４２１が配置されており、磁性ワイヤーＭＷは１８本である。
【００９２】
図７のシートＳ４は、複数の磁性ワイヤーＭＷで構成される磁性体４２２が、複数配置されている。磁性体４２２は、異なる方向を向く３本の磁性ワイヤーＭＷが隣接するように配置されたものである。シートＳ４には、６個の磁性体４２２が配置されており、磁性ワイヤーＭＷは１８本である。
図６及び図７に示す例では、いずれもシートＳ（シートＳ３、Ｓ４）の重量を１００重量部とした場合に、磁性ワイヤーＭＷの重量が１．００重量部未満となっている。例えば、Ａ４サイズにカットされた、坪量６０ｇ／ｍ２〜８０ｇ／ｍ２の１枚のシートＳに、径５０μｍ、長さ６０ｍｍの磁性ワイヤーＭＷが１８本配置されている。この場合、シートＳ及び磁性ワイヤーＭＷの重量比は上記の条件を満たす。
【００９３】
シートＳ３、Ｓ４には、異なる方向を向くように複数の磁性ワイヤーＭＷが配置され、各方向の磁性ワイヤーＭＷが６本であるため、セキュリティーペーパーとしての被検知性能が高い。また、磁性体４２１、４２２が規則的に配置されているため、シートＳ３、Ｓ４の単位長さあたりの磁性ワイヤーＭＷの数が一定に維持される。従って、シートＳ３、Ｓ４を切断部９０でカットするサイズをもとに、シートＳ３、Ｓ４の磁性ワイヤーＭＷの本数を管理できるという利点がある。
【００９４】
［１−４．シートの製造工程］
図８は、第１実施形態のシートＳの製造工程を示す図である。
ステップＳＡ１は、原料ＭＡを粗砕する粗砕工程である。シート製造装置１００は、粗砕部１２により粗砕工程を実行する。
ステップＳＡ２は、ステップＳＡ１で粗砕された原料ＭＡの粗砕片を、大気中で解繊して解繊物ＭＢを生成する解繊工程である。シート製造装置１００は、解繊部２０により、解繊工程を実行する。
ステップＳＡ３は、分離工程である。分離工程では、繊維や樹脂粒等を含む解繊物ＭＢから、樹脂や添加剤等の粒子が分離され、繊維を主な成分とする材料ＭＣが取り出される。シート製造装置１００は、選別部４０及び第１ウェブ形成部４５により、分離工程を実行する。分離工程を実行する機能部に回転体４９を含めてもよい。
【００９５】
ステップＳＡ４は、材料ＭＣに添加材料ＡＤを添加する添加工程である。シート製造装置１００は、添加物供給部５２により、添加工程を実行する。
ステップＳＡ５は、添加工程で添加された添加材料ＡＤと材料ＭＣとを混合する混合工程である。シート製造装置１００は、混合部５０の混合ブロアー５６により、混合工程を実行する。
【００９６】
ステップＳＡ６は、混合物ＭＸを篩にかけて大気中に分散させ、降下させる篩工程である。シート製造装置１００は、分散部６０により、分散工程を実行する。
【００９７】
ステップＳＡ７は、ステップＳＡ６の篩工程で降下する混合物ＭＸを堆積させて、ウェブを形成するウェブ形成工程である。シート製造装置１００は、第２ウェブ形成部７０により、ウェブ形成工程を実行し、ステップＳＡ７で形成されるウェブは第２ウェブＷ２である。
【００９８】
ステップＳＡ８は、ステップＳＡ７で形成されたウェブに磁性ワイヤーＭＷを配置する配置工程である。シート製造装置１００は、配置部３０により、配置工程を実行する。
【００９９】
ステップＳＡ９は、第２ウェブＷ２に対し、加圧及び加熱を施す加工工程である。加圧加熱工程では、第２ウェブＷ２に対し、加圧及び加熱を行い、加熱後シートＳＳ２を形成する。加圧加熱工程における加圧と加熱の順序は限定されないが、本実施形態では加圧が先に行われる。すなわち、ステップＳＡ９において、第２ウェブＷ２を加圧して加圧後シートＳＳ１を形成し、加圧後シートＳＳ１を加熱して加熱後シートＳＳ２を形成する。シート製造装置１００は、加工部８０により、加工工程を実行する。
【０１００】
ステップＳＡ１０は、加熱後シートＳＳ２を設定されたサイズ及び形状に合わせてカットし、シートＳを形成する切断工程である。シート製造装置１００は、切断部９０により、切断工程を実行する。
【０１０１】
シート製造装置１００は、第２ウェブＷ２に磁性ワイヤーＭＷを配置した後に、加工部８０で第２ウェブＷ２を加工する。このため、加圧部８２で第２ウェブＷ２が加圧される際に、磁性ワイヤーＭＷが、第２ウェブＷ２に含まれる材料ＭＣの繊維、及び添加材料ＡＤの粒子に密着する。加圧部８２で加圧される前の第２ウェブＷ２は、表面に柔軟な繊維および添加材料ＡＤが露出しているため、磁性ワイヤーＭＷが繊維と密着しやすい。磁性ワイヤーＭＷが配置された第２ウェブＷ２または加圧後シートＳＳ１を加熱部８４で加熱すると、添加材料ＡＤが溶融して、材料ＭＣの繊維と繊維、及び、繊維と磁性ワイヤーＭＷとを接合する。従って、加熱後シートＳＳ２及びシートＳでは、磁性ワイヤーＭＷが、原料ＭＡに由来する繊維と強く接着されている。このため、シートＳから磁性ワイヤーＭＷが脱落することはなく、シートＳを、ＰＰＣ用紙等の紙として利用できる。
【０１０２】
以上説明したように、シート製造装置１００は、ウェブ形成部１０２と、配置部３０と、加工部８０と、を備える。ウェブ形成部１０２は、繊維を含む原料を気中で堆積させて第２ウェブＷ２を形成する。配置部３０は、第２ウェブＷ２が搬送される間に第２ウェブＷ２に磁性体を配置する。加工部８０は、磁性体が配置された第２ウェブＷ２をシートに加工する。
【０１０３】
また、シート製造装置１００により実現されるシート製造方法は、ウェブ形成工程と、配置工程と、加工工程とを含む。ウェブ形成工程は、繊維、及び、繊維を結合させる添加材料ＡＤを含む原料を気中で堆積させて第２ウェブＷ２を形成する。配置工程は、第２ウェブＷ２を搬送し、搬送される第２ウェブＷ２に磁性体を配置する。加工工程は、磁性体が配置された第２ウェブＷ２をシートＳに加工する。
【０１０４】
本実施形態では、磁性体として、磁性体を含む所定長さの磁性線材である磁性ワイヤーＭＷが第２ウェブＷ２に配置される。
また、本実施形態では、第２ウェブＷ２の原料は、繊維、及び、繊維を結合させる添加材料ＡＤを含む原料を気中で堆積させて第２ウェブＷ２を形成する。
【０１０５】
シート製造装置１００、及び、シート製造装置１００により実現されるシート製造方法によれば、繊維および添加材料ＡＤを含む第２ウェブＷ２に磁性体を配置することにより、セキュリティーペーパーとして利用可能なシートＳを製造できる。このシートＳの製造工程は多量の水を必要としない乾式の工程であり、給排水の処理が必要ないため湿式に比べて有利である。また、シートＳにおける磁性体の位置を高精度で把握できるので、セキュリティーペーパーとしての被検知性能を管理できる。
【０１０６】
シート製造装置１００において、配置部３０は、第２ウェブＷ２の搬送経路ＦＷに対する定位置に磁性ワイヤーＭＷを配置する。従って、シート製造装置１００が製造するシートＳは、定位置に磁性ワイヤーＭＷが配置されているので、シートＳのセキュリティーペーパーとしての被検知性能のばらつきを抑えることができる。
【０１０７】
シート製造装置１００は、磁性体として長手形状を有する磁性ワイヤーＭＷを用いる。配置部３０は、複数の磁性ワイヤーＭＷを、磁性ワイヤーＭＷの方向が３以上の異なる方向となるように配置する。このため、磁気により磁性ワイヤーＭＷを検知する検知装置によって、高い確度でシートＳを検知できる。従って、セキュリティーペーパーとしての被検知性能が高いシートＳを製造できる。
【０１０８】
配置部３０は、互いの方向が６０°±５°異なるように配置される３つの磁性ワイヤーＭＷを含む、複数の磁性ワイヤーＭＷを配置する。このシートＳは、シートＳと検知装置との相対位置に関して、検知装置によって磁性ワイヤーＭＷを検知可能な範囲が広い。従って、検知装置によりシートＳを検知するための制約が小さいので、被検知性能の高いセキュリティーペーパーを製造できる。
【０１０９】
配置部３０は、第２ウェブＷ２の搬送方向Ｆに対する角度を変化させる方向に回動可能なガイド３１５を有し、ガイド３１５に沿って磁性ワイヤーＭＷを配置する。これにより、シンプルな構成の配置部３０によって、磁性ワイヤーＭＷを、第２ウェブＷ２において異なる方向を向くように配置できる。
【０１１０】
シート製造装置１００は、加工部８０によって加工された加熱後シートＳＳ２を所定の長さで切断する切断部９０を備える。切断部９０は、切断後のシートＳの１００重量部に対する磁性ワイヤーＭＷの含まれる割合が１．０重量部未満となる位置で、加熱後シートＳＳ２を切断する。これにより、磁性ワイヤーＭＷが配置されていない通常の印刷用紙と同等の重量を有するセキュリティーペーパーを製造できる。
【０１１１】
添加材料ＡＤは、加熱により溶融して繊維を結合させる樹脂を含む。加工部８０は、磁性ワイヤーＭＷが配置された第２ウェブＷ２を加熱して加熱後シートＳＳ２に加工する。このため、加工部８０で第２ウェブＷ２が加熱される際に、添加材料ＡＤによって、磁性ワイヤーＭＷと繊維とが結合される。従って、磁性ワイヤーＭＷが容易に脱落しない、扱いやすいセキュリティーペーパーを製造できる。
【０１１２】
本実施形態で製造されるシートＳは、繊維と、繊維を結合させる添加材料ＡＤと、を含む原料で構成される。シートＳは、繊維および添加材料ＡＤで構成されるシートに配置された磁性体を含む磁性ワイヤーＭＷと、を有する。シートＳの１００重量部に対して１．０重量部未満の磁性ワイヤーＭＷが含まれており、複数の磁性ワイヤーＭＷが、互いに異なる３以上の異なる方向を向いて配置されている。
このシートＳは、磁気により磁性ワイヤーＭＷを検知する検知装置によってシートＳを検知する場合に、シートＳの位置や姿勢に関する制約が小さく、高い確度で検知される。従って、セキュリティーペーパーとしての被検知性能が高いという特徴がある。
【０１１３】
シートＳにおいて、シートＳに配置された複数の磁性線材は、互いの方向が６０°±５°異なるように配置されている。このため、シートＳと検知装置との相対位置に関して、検知装置によって磁性ワイヤーＭＷを検知可能な範囲が広い。従って、検知装置によりシートＳを検知するための制約が小さいので、被検知性能の高いセキュリティーペーパーを製造できる。
【０１１４】
［２．第２実施形態］
図９は、第２実施形態の配置部３０Ａの構成を示す平面図である。配置部３０Ａは、本発明の配置部の一例に対応する機能部であり、第１実施形態で説明した配置部３０に代えて、シート製造装置１００に搭載される。
【０１１５】
配置部３０Ａは、搬送経路ＦＷをまたぐように配置された基台３４に、複数のワイヤー配置機構３１を搭載して構成される。基台３４は、搬送方向Ｆと交差する方向に設置され、第２ウェブＷ２に接触しない高さに設置される。
ワイヤー配置機構３１は、配置部３０が備えるものと共通の構成を有する。ワイヤー配置機構３１は、ロールＭＲを支持し、ロールＭＲから引き出された磁性ワイヤーＭＷを、支持台３１１上でカッター３１３によりカットする。ワイヤー配置機構３１は、カットした磁性ワイヤーＭＷを、ガイド３１５によって第２ウェブＷ２上に配置する。
【０１１６】
図９の例では、配置部３０Ａは３つのワイヤー配置機構３１を備える。このうち２つのワイヤー配置機構３１は、搬送方向Ｆにおいて基台３４より上流にガイド３１５が突出するように配置される。他の１のワイヤー配置機構３１は、搬送方向Ｆにおいて基台３４の下流にガイド３１５が突出するように配置される。また、３つのワイヤー配置機構３１は、第２ウェブＷ２の幅方向にずれた位置に固定される。
【０１１７】
各々のワイヤー配置機構３１は、ガイド３１５が図中Ｒ３で示す方向に回動可能である。方向Ｒ３は、第２ウェブＷ２の幅方向、すなわち搬送方向Ｆと交差する方向にガイド３１５を振る方向である。従って、各々のワイヤー配置機構３１は、第２ウェブＷ２の幅方向において異なる位置に磁性ワイヤーＭＷを配置できる。また、ガイド３１５は、搬送方向Ｆに対して異なる方向を向くように磁性ワイヤーＭＷを配置できる。例えば、搬送方向Ｆに沿った方向と、搬送方向Ｆに対して第２ウェブＷ２の幅方向の一方側に６０°（６０°±５°）傾いた方向と、他方側に６０°（６０°±５°）傾いた方向とに、磁性ワイヤーＭＷを配置できる。この場合、第２ウェブＷ２に配置される磁性ワイヤーＭＷは、互いに６０°（６０°±５°）の角度の違いを有しているため、図４〜図７に示したシートＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のような配置を配置部３０Ａにより実現できる。
【０１１８】
配置部３０Ａは、配置部３０と同様に、第２ウェブＷ２に磁性ワイヤーＭＷを載せることができ、異なる方向を向くように複数の磁性ワイヤーＭＷを配置する。従って、第１実施形態で説明した構成と同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
シート製造装置１００が備えるワイヤー配置機構３１の数、及び配置の状態は、配置部３０、３０Ａとして示した例に限定されない。例えば、搬送経路ＦＷの一方側に、搬送方向Ｆに沿って複数のワイヤー配置機構３１を配置してもよい。また、４以上のワイヤー配置機構３１を配置してもよいし、１つのワイヤー配置機構３１を配置してもよい。また、ワイヤー配置機構３１を、搬送方向Ｆと交差する方向に移動させる移動機構を設けてもよい。
【０１２０】
［３．第３実施形態］
図１０は、第３実施形態のシート製造装置１００Ａの構成を示す図である。
第３実施形態で説明するシート製造装置１００Ａは、被覆処理部３８を備える点を除き、第１実施形態で説明したシート製造装置１００と同様に構成される。第３実施形態では、シート製造装置１００と共通する構成部については同符号を付して説明を省略する。
【０１２１】
シート製造装置１００Ａには、加圧部８２と加熱部８４との間に被覆処理部３８が配置されている。これら加圧部８２、被覆処理部３８、及び加熱部８４を含む構成部を加工部８０Ａとする。被覆処理部３８は、被覆処理部の一例に対応する。
【０１２２】
被覆処理部３８は、加圧部８２で加圧された加圧後シートＳＳ１の表面に被覆材料ＣＯを付着させる。被覆処理部３８は、制御装置１１０の制御に従って、被覆材料ＣＯを加圧後シートＳＳ１に向けて噴射する噴射ヘッドを有する。噴射ヘッドは、例えば、ピエゾ素子を利用したインクジェット式プリンターの印刷ヘッドと同様に構成される。
【０１２３】
被覆処理部３８が加圧後シートＳＳ１に被覆材料ＣＯを付着させた後、加圧後シートＳＳ１は加熱部８４により加熱される。加熱部８４によって加熱されることで、加圧後シートＳＳ１に含まれる添加材料ＡＤが、繊維と繊維、及び、繊維と磁性ワイヤーＭＷとを結合させる。さらに、加圧後シートＳＳ１に付着した被覆材料ＣＯが加熱によって乾燥及び／または定着する。
【０１２４】
被覆処理部３８が加圧後シートＳＳ１に付着させる被覆材料ＣＯは、合成樹脂を含む液体であり、好ましくは絶縁性を有する合成樹脂を含む。被覆材料ＣＯは、合成樹脂を水系溶媒または有機溶媒に溶解させた溶液であってもよいし、合成樹脂の微粒子を分散させた混合液であってもよい。被覆材料ＣＯは、被覆処理部３８が噴射する際、または、加熱部８４により加熱された後に、加熱後シートＳＳ２と同色であることが好ましい。
【０１２５】
図１１は、第３実施形態のシート製造装置１００Ａが製造するシートの例として、シートＳ５を示す平面図である。
シートＳ５には、図４に示したシートＳ１と同様に、磁性ワイヤー４０１〜４０９が配置されている。各々の磁性ワイヤー４０１〜４０９に重なるように、コート層４４１が配置されている。コート層４４１は、磁性ワイヤー４０１〜４０９の表面を覆う合成樹脂の層である。被覆処理部３８が付着させた被覆材料ＣＯが乾燥することで、コート層４４１が形成される。
【０１２６】
被覆処理部３８は、磁性ワイヤー４０１〜４０９の位置に合わせて被覆材料ＣＯを付着させる。被覆処理部３８が被覆材料ＣＯを付着させる範囲は、シートＳ５の全面、すなわち加圧後シートＳＳ１の全体であってもよいし、図１１に示すように、磁性ワイヤー４０１〜４０９に重なる範囲に限ってもよい。少なくとも、加圧後シートＳＳ１の表面に露出する磁性ワイヤー４０１〜４０９を覆う範囲に被覆材料ＣＯが付着することが好ましい。
【０１２７】
コート層４４１を有するシートＳ５は、磁性ワイヤーＭＷが露出していないため、シートＳ５の表面の特性において、磁性ワイヤーＭＷの影響を軽減する効果がある。これにより、シートＳ５を印刷用紙として使用する場合の印刷品位の向上が期待できる。例えば、シートＳ５にレーザープリンターで印刷する場合、磁性ワイヤーＭＷの表面における放電特性を、磁性ワイヤーＭＷがない部分に近づけることができる。このため、磁性ワイヤーＭＷと、シートＳ５を構成する繊維との放電特性の差異に起因する、印刷の定着性への影響を軽減できる。また、コート層４４１が親水性を有する構成とすることもできる。この場合、シートＳ５にインクジェット式のプリンターで印刷を施す際に、磁性ワイヤーＭＷの表面にもインクがよく定着する。従って、様々な印刷方式において、シートＳ５に対する印刷品位の向上を図ることができる。また、磁性ワイヤーＭＷをコート層４４１で被覆することにより、シートＳ５の手触りが向上することも期待できる。さらに、コート層４４１が不透明の層、または透明度が低い層である場合、磁性ワイヤーＭＷを視覚的に目立たないようにする効果がある。
【０１２８】
図１２は、第３実施形態におけるシートＳの製造工程を示す図である。
ステップＳＡ１〜ＳＡ８は、第１実施形態で説明した製造工程と共通である。
ステップＳＡ８に続いて実行されるステップＳＡ１１は、磁性ワイヤーＭＷが配置されたウェブを加圧する加圧工程である。シート製造装置１００Ａは、加圧工程で、加圧部８２により、磁性ワイヤーＭＷが配置された第２ウェブＷ２を加圧して加圧後シートＳＳ１を形成する。
【０１２９】
ステップＳＡ１２は、加圧後シートＳＳ１に被覆材料ＣＯを付着させる被覆工程である。シート製造装置１００Ａは、被覆処理部３８により被覆工程を実行し、加圧後シートＳＳ１において、磁性ワイヤーＭＷを覆う部分に被覆材料ＣＯを付着させる。
ステップＳＡ１３は、被覆工程で被覆材料ＣＯが付着したウェブを加熱する加熱工程である。シート製造装置１００Ａは、加熱工程で、被覆材料ＣＯが付着した加圧後シートＳＳ１を、加熱部８４によって加熱し、加熱後シートＳＳ２を形成する。
【０１３０】
ステップＳＡ１３の後、ステップＳＡ１０の切断工程で、加熱後シートＳＳ２が設定されたサイズ及び形状に合わせてカットされる。
【０１３１】
このように、シート製造装置１００Ａは、磁性体である磁性ワイヤーＭＷに被覆材料としての被覆材料ＣＯを付着させる被覆処理部３８を有する。このため、シート製造装置１００Ａは、シートＳに配置された磁性ワイヤーＭＷを被覆材料ＣＯによって被覆するので、磁性ワイヤーＭＷの表面の露出を避けることができる。従って、シートＳの触感や色の改良、及び、シートＳを印刷用紙として用いる場合の印刷品位の向上を図ることができる。
【０１３２】
第３実施形態で、被覆処理部３８は、磁性ワイヤーＭＷが配置された加圧後シートＳＳ１に対して被覆材料ＣＯを付着させる構成としたが、この構成に限定されない。例えば、被覆処理部３８を、搬送方向Ｆにおいて加圧部８２より上流に配置し、加圧前の第２ウェブＷ２に被覆材料ＣＯを付着させてもよい。また、被覆処理部３８を、加熱部８４より下流に配置し、加熱後シートＳＳ２に被覆材料ＣＯを付着させる構成であってもよい。
【０１３３】
［４．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。
【０１３４】
例えば、上記各実施形態では、配置部３０が第２ウェブＷ２に配置する磁性体として、ロールＭＲからカットされる磁性ワイヤーＭＷを例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、予め所定サイズにカットされた磁性ワイヤーＭＷを、ワイヤー配置機構３１、３２にストックしておき、これらの磁性ワイヤーＭＷを、１本または数本ずつ第２ウェブＷ２に向けて送り出す構成であってもよい。磁性線材である磁性ワイヤーＭＷをシートＳに配置すると、シートＳの厚みが過度に増大せず、シートＳを印刷用紙等として利用する際に、ＰＰＣ用紙などの通常の紙に比べて厚みや凹凸の差異が小さく、利便性が高い。なお、磁性線材である磁性ワイヤーＭＷに変えて、磁性線材にコイルが巻かれた素子を、第２ウェブＷ２に配置してもよい。例えば、ウィーガントワイヤーとして知られる双安定磁気素子を、第２ウェブＷ２に配置してもよい。
【０１３５】
また、上記実施形態において、シート製造装置１００、１００Ａは、原料ＭＡを解繊部２０により解繊し、シートＳを製造する装置として説明したが、解繊処理部１０１を備えていない構成とすることもできる。例えば、予め解繊された繊維を含む材料ＭＣが混合部５０に供給される構成であってもよい。また、予め解繊された繊維を含む材料ＭＣと添加材料ＡＤとを混合させた混合物ＭＸが、分散部６０に供給される構成であってもよい。
その他の細部構成についても、任意に変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【０１３６】
２、３、７、８、５４…管、９…ホッパー、１０…供給部、１２…粗砕部、１４…粗砕刃、２０…解繊部、２２…固定子、２４…ローター、３０、３０Ａ…配置部、３１、３２…ワイヤー配置機構、３４…基台、３８…被覆処理部、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…張架ローラー、４８…吸引部、４９…回転体、５０…混合部、５２…添加物供給部、５２ａ…添加物カートリッジ、５２ｂ…添加物取出部、５２ｃ…添加物投入部、５６…混合ブロアー、６０…分散部、６１…ドラム部、６２…内部空間、６３…ハウジング、７０…第２ウェブ形成部、７２…メッシュベルト、７４…張架ローラー、７６…サクション機構、７７、７８…調湿部、７９…ウェブ搬送部、７９ａ…メッシュベルト、７９ｂ…ローラー、７９ｃ…サクション機構、８０、８０Ａ…加工部、８２…加圧部、８４…加熱部、８５…加圧ローラー、８６…加熱ローラー、９０…切断部、９１…カッター、９６…排出部、１００、１００Ａ…シート製造装置、１０１…解繊処理部、１０２…ウェブ形成部、１１０…制御装置、３１１…支持台、３１３…カッター、３１５…ガイド、４０１〜４０９、４１１〜４１９…磁性ワイヤー、４２１、４２２…磁性体、４４１…コート層、ＡＤ…添加材料、Ｆ…搬送方向、ＦＷ…搬送経路、ＭＡ…原料、ＭＢ…解繊物、ＭＣ…材料、ＭＲ…ロール、ＭＷ…磁性ワイヤー（磁性体、磁性線材）、ＭＸ…混合物、Ｓ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５…シート（記録用シート）、ＳＳ１…加圧後シート、ＳＳ２…加熱後シート、Ｗ１…第１ウェブ、Ｗ２…第２ウェブ（ウェブ）。
【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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