(57)【要約】  繊維間から脱離しにくく、かつ、装置内への付着を抑制できるシート製造装置を提供する。  本発明に係るシート製造装置は、繊維と樹脂粉体とを、気中で混合する混合部と、混合部で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成部と、を備え、樹脂粉体は、体積平均粒子径が５０μｍ以下、平均帯電量の絶対値が、５（μＣ／ｇ）以上、４０（μＣ／ｇ）以下である。
2017086326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維と樹脂粉体とを、気中で混合する混合部と、
前記混合部で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成部と、を備え、
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径が５０μｍ以下、平均帯電量の絶対値が、５（μＣ／ｇ）以上、４０（μＣ／ｇ）以下であることを特徴とする、シート製造装置。
【請求項２】
前記樹脂粉体は、平均帯電量が、−５（μＣ／ｇ）以下、−４０（μＣ／ｇ）以上であることを特徴とする、請求項１に記載のシート製造装置。
【請求項３】
前記樹脂粉体は、平均帯電量が、−１５（μＣ／ｇ）以下、−４０（μＣ／ｇ）以上であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のシート製造装置。
【請求項４】
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径が３０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のシート製造装置。
【請求項５】
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径５μｍ以上であることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のシート製造装置。
【請求項６】
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径１０μｍ以上であることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のシート製造装置。
【請求項７】
繊維と樹脂粉体とを気中で混合する混合工程と、
前記混合工程で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成工程と、を含み、
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径が５０μｍ以下、平均帯電量の絶対値が、５（μＣ／ｇ）以上、４０（μＣ／ｇ）以下であることを特徴とする、シート製造方法。
【請求項８】
体積平均粒子径が５０μｍ以下、平均帯電量の絶対値が、５（μＣ／ｇ）以上、４０（μＣ／ｇ）以下であることを特徴とする、シート製造用の樹脂粉体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート製造装置、シート製造方法及び樹脂粉体に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維状の物質を堆積させ、堆積させた繊維の相互間に結合力を働かせてシート状あるいはフィルム状の成形体を得ることは古くから行われている。その典型例として、水を用いた抄造（抄紙）によって紙を製造することが挙げられる。現在においても紙を製造する方法の一つとして抄造法が広く用いられている。抄造法で製造される紙は、一般に、例えば木材等に由来するセルロースの繊維が互いに絡み合い、バインダー（紙力増強剤（デンプン糊、水溶性樹脂等））によって互いに部分的に結着されている構造を有するものが多い。【０００３】
抄造法によれば均一性の良好な状態で、繊維を堆積させることができ、また、繊維間の結合に紙力増強剤等を用いる場合には、その紙力増強剤についても紙面内で均一性のよい状態で分散（分布）させることができる。しかし抄造法は湿式であるため、大量の水を使用する必要があり、また、紙が形成された後、脱水・乾燥等の必要が生じ、そのために費やすエネルギーや時間が非常に大きい。また、使用した水は、排水として適切に処理する必要がある。したがって昨今の省エネルギー、環境保護等の要請に応えることは難しくなってきている。また抄造法に用いる装置は、水、電力、排水設備等の大型のユーティリティーが必要となることが多く、小型化することは難しい。これらの観点から、抄造法に代る紙の製造方法として、乾式法と称する水を全く又はほとんど用いない方法が期待されている。【０００４】
例えば、特許文献１に記載の技術では、高吸水性樹脂を含むエアレイド不織布において、繊維間を熱融着性合成樹脂で接着させる試みが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０９９１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の技術では、熱融着性樹脂は、粉体の性状であり、エアレイドの際に繊維間からの脱離が危惧される。同文献の段落００１３には、熱融着性紛体が小さすぎるとメッシュコンベア（メッシュベルト）の目を通過してしまい、繊維間に定着させることが困難であるとの記載がある。したがって、同文献には、粒子径の比較的大きい（２０メッシュパス３００メッシュオン）熱融着性樹脂粉体を用いることが好適であると述べられている。ところが、樹脂の粒子径が大きいと、製品シート中での樹脂の分布の均一性が損なわれ、シートの強度が面内で一定とならない場合がある。したがって繊維間に樹脂を均一に分散させるためには、樹脂の粒子径は、より小さいことが望ましい。また、エアレイドによりウェブを形成する場合、一般的には、メッシュベルトの下から吸引をする。そうすると、メッシュベルトの開口の大きさよりも樹脂の粒子径を小さくすると、ウェブ形成時に繊維間から脱離しやすくなるため、繊維間から脱離しにくいような工夫が必要となる。【０００７】
エアレイドにおいて、樹脂の粒子を繊維間から離脱させにくくする手法の一つに、静電気力を利用することが挙げられる。樹脂の粒子を帯電させることによって、繊維への付着力（静電気力）は高くなる。したがって樹脂の粒子の帯電量を高めれば樹脂の粒子は繊維間に保持されやすくなると考えられる。しかし、このような手法を用いる場合には、帯電量を高めすぎると、製造装置の管の内壁やローラー表面への付着力も高まるため、結果として繊維間に留まる樹脂の量が減少することが分かってきた。【０００８】
本発明の幾つかの態様に係る目的の一つは、繊維間から脱離しにくく、かつ、装置内への付着を抑制できる樹脂粉体、並びに、これを用いたシート製造装置及びシート製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するために為されたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。【００１０】
本発明に係るシート製造装置の一態様は、
繊維と樹脂粉体とを、気中で混合する混合部と、
前記混合部で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成部と、を備え、
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径が５０μｍ以下、平均帯電量の絶対値が、５（μＣ／ｇ）以上、４０（μＣ／ｇ）以下である。【００１１】
本適用例に係るシート製造装置によれば、平均帯電量の絶対値が適度な樹脂粉体と繊維が混合されるため、混合時に樹脂粉体の樹脂粒子が帯電して繊維に付着しやすくなり、ウェブを形成しても樹脂粒子が繊維から脱離しにくく、かつ、製造装置の部材に樹脂粉体が付着しにくい。これにより、強度の良好なシートを効率的に製造することができる。【００１２】
本発明に係るシート製造装置において、
前記樹脂粉体は、平均帯電量が、−５（μＣ／ｇ）以下、−４０（μＣ／ｇ）以上であってもよい。【００１３】
本適用例に係るシート製造装置によれば、混合時に樹脂粉体の樹脂粒子が帯電して繊維にさらに付着しやすく、ウェブが形成される際、樹脂粒子が繊維から脱離しにくく、かつ、混合後に製造装置の部材にさらに付着しにくい。【００１４】
本発明に係るシート製造装置において、
前記樹脂粉体は、平均帯電量が、−１５（μＣ／ｇ）以下、−４０（μＣ／ｇ）以上であってもよい。【００１５】
本適用例に係るシート製造装置によれば、混合時に樹脂粉体の樹脂粒子が帯電して繊維にさらに付着しやすい。【００１６】
本発明に係るシート製造装置において、
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径が３０μｍ以下であってもよい。【００１７】
本適用例に係るシート製造装置によれば、樹脂粒子が繊維からさらに脱離しにくく、かつ、混合後に製造装置の部材にさらに付着しにくい。【００１８】
本発明に係るシート製造装置において、
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径５μｍ以上であってもよい。【００１９】
本発明に係るシート製造装置において、
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径１０μｍ以上であってもよい。【００２０】
本発明に係るシート製造方法の一態様は、
繊維と樹脂粉体とを気中で混合する混合工程と、
前記混合工程で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成工程と、を含み、
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径が５０μｍ以下、平均帯電量の絶対値が、５（μＣ／ｇ）以上、４０（μＣ／ｇ）以下である。【００２１】
本適用例に係るシート製造方法によれば、平均帯電量の絶対値が適度な樹脂粉体と繊維が混合されるため、混合時に樹脂粉体の樹脂粒子が帯電して繊維に付着しやすくなり、堆積させる際、樹脂粒子が繊維から脱離しにくく、かつ、製造装置の部材に樹脂粉体が付着しにくい。これにより、強度の良好なシートを効率よく製造することができる。【００２２】
本発明に係る樹脂粉体の一態様は、
体積平均粒子径が５０μｍ以下、平均帯電量の絶対値が、５（μＣ／ｇ）以上、４０（μＣ／ｇ）以下である。【００２３】
本適用例に係る樹脂粉体は、平均帯電量の絶対値が適度である。このため、繊維と混合する際に、樹脂粉体の樹脂粒子が帯電して繊維に付着しやすく、かつ、製造装置の部材に付着しにくい。そのため本適用例の樹脂粉体によれば、強度の良好なシートを効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す図。
【図２】実験例のシートの樹脂粉体保持率を示すグラフ。
【図３】実験例に係る樹脂粉体保持率及び摩擦帯電量の関係を示す散布図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に本発明の幾つかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
【００２６】
１．  シート製造装置
１．１．  構成
まず、本実施形態に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るシート製造装置１００を模式的に示す図である。
【００２７】
シート製造装置１００は、図１に示すように、供給部１０と、製造部１０２と、制御部１０４と、を備える。製造部１０２は、シートを製造する。製造部１０２は、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、混合部５０と、堆積部６０と、第２ウェブ形成部７０と、シート形成部８０と、切断部９０と、を有している。
【００２８】
供給部１０は、粗砕部１２に原料を供給する。供給部１０は、例えば、粗砕部１２に原料を連続的に投入するための自動投入部である。供給部１０によって供給される原料は、例えば、古紙やパルプシートなどの繊維を含むものである。
【００２９】
粗砕部１２は、供給部１０によって供給された原料を、空気中で裁断して細片にする。細片の形状や大きさは、例えば、数ｃｍ角の細片である。図示の例では、粗砕部１２は、粗砕刃１４を有し、粗砕刃１４によって、投入された原料を裁断することができる。粗砕部１２としては、例えば、シュレッダーを用いる。粗砕部１２によって裁断された原料は、ホッパー１で受けてから管２を介して、解繊部２０に移送（搬送）される。
【００３０】
解繊部２０は、粗砕部１２によって裁断された原料を解繊する。ここで、「解繊する」とは、複数の繊維が結着されてなる原料（被解繊物）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も有する。
【００３１】
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（複数の繊維同士を結着させるための樹脂）粒や、インク、トナーなどの色剤や、にじみ防止材、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（ｓｔｒｉｎｇ）状や平ひも（ｒｉｂｂｏｎ）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（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（いわゆる「ダマ」を形成している状態）で存在してもよい。
【００３２】
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（空気中）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として、本実施形態ではインペラーミルを用いる。解繊部２０は、原料を吸引し、解繊物を排出するような気流を発生させる機能を有している。これにより、解繊部２０は、自ら発生する気流によって、導入口２２から原料を気流と共に吸引し、解繊処理して、解繊物を排出口２４へと搬送することができる。解繊部２０を通過した解繊物は、管３を介して、選別部４０に移送される。なお、解繊部２０から選別部４０に解繊物を搬送させるための気流は、解繊部２０が発生させる気流を利用してもよいし、ブロアー等の気流発生装置を設け、その気流を利用してもよい。
【００３３】
選別部４０は、解繊部２０により解繊された解繊物を導入口４２から導入し、繊維の長さによって選別する。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とを有している。ドラム部４１としては、例えば、篩（ふるい）を用いる。ドラム部４１は、網（フィルター、スクリーン）を有し、網の目開きの大きさより小さい繊維または粒子（網を通過するもの、第１選別物）と、網の目開きの大きさより大きい繊維や未解繊片やダマ（網を通過しないもの、第２選別物）と、を分けることができる。例えば、第１選別物は、管７を介して、混合部５０に移送される。第２選別物は、排出口４４から管８を介して、解繊部２０に戻される。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の篩である。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。
【００３４】
第１ウェブ形成部４５は、選別部４０を通過した第１選別物を、混合部５０に搬送する。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（サクション機構）４８と、を含む。
【００３５】
吸引部４８は、選別部４０の開口（網の開口）を通過して空気中に分散された第１選別物をメッシュベルト４６上に吸引することができる。第１選別物は、移動するメッシュベルト４６上に堆積し、ウェブＶ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。
【００３６】
ウェブＶは、選別部４０および第１ウェブ形成部４５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に形成される。メッシュベルト４６に堆積されたウェブＶは、管７へ投入され、混合部５０へと搬送される。
【００３７】
回転体４９は、ウェブＶが混合部５０に搬送される前に、ウェブＶを切断することができる。図示の例では、回転体４９は、基部４９ａと、基部４９ａから突出している突部４９ｂを有している。突部４９ｂは、例えば、板状の形状を有している。図示の例では、突部４９ｂは４つ設けられ、４つの突部４９ｂが等間隔に設けられている。基部４９ａが方向Ｒに回転することにより、突部４９ｂは、基部４９ａを軸として回転することができる。回転体４９によってウェブＶを切断することにより、例えば、堆積部６０に供給される単位時間当たりの解繊物の量の変動を小さくすることができる。
【００３８】
回転体４９は、第１ウェブ形成部４５の近傍に設けられている。図示の例では、回転体４９は、ウェブＶの経路において下流側に位置する張架ローラー４７ａの近傍に（張架ローラー４７ａの横に）設けられている。回転体４９は、突部４９ｂがウェブＶと接触可能な位置であって、ウェブＶが堆積されるメッシュベルト４６と接触しない位置に設けられている。これにより、メッシュベルト４６が突部４９ｂによって磨耗する（破損する）ことを抑制することができる。突部４９ｂとメッシュベルト４６との間の最短距離は、例えば、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。メッシュベルト４６が損傷を受けずにウェブＶを切断することが可能な距離である。
【００３９】
混合部５０は、選別部４０を通過した第１選別物（第１ウェブ形成部４５により搬送された第１選別物）と、樹脂を含む添加物と、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、ブロアー５６と、を有している。図示の例では、添加物は、添加物供給部５２からホッパー９を介して管５４に供給される。管５４は、管７と連続している。
【００４０】
混合部５０では、ブロアー５６によって気流を発生させ、管５４中において、第１選別物と添加物とを混合させながら、搬送することができる。なお、第１選別物と添加物とを混合させる機構は、特に限定されず、高速回転する羽根により攪拌するものであってもよいし、Ｖ型ミキサーのように容器の回転を利用するものであってもよい。
【００４１】
添加物供給部５２としては、図１に示すようなスクリューフィーダーや、図示せぬディスクフィーダーなどを用いる。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を含む。樹脂が供給された時点では、複数の繊維は結着されていない。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。
【００４２】
添加物供給部５２から供給される樹脂は、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。添加物供給部５２から供給される添加物は、繊維状であってもよく、粉末状であってもよい。
【００４３】
なお、添加物供給部５２から供給される添加物には、繊維を結着させる樹脂の他、製造されるシートの種類に応じて、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防止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が含まれていてもよい。混合部５０を通過した混合物（第１選別物と添加物との混合物）は、管５４を介して、堆積部６０に移送される。
【００４４】
堆積部６０は、混合部５０を通過した混合物を導入口６２から導入し、絡み合った解繊物（繊維）をほぐして、空気中で分散させながら降らせる。さらに、堆積部６０は、添加物供給部５２から供給される添加物の樹脂が繊維状である場合、絡み合った樹脂をほぐす。これにより、堆積部６０は、第２ウェブ形成部７０に、混合物を均一性よく堆積させることができる。
【００４５】
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としては、回転する円筒の篩を用いる。ドラム部６１は、網を有し、混合部５０を通過した混合物に含まれる、網の目開きの大きさより小さい繊維または粒子（網を通過するもの）を降らせる。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。
【００４６】
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に導入された混合物の全てを降らしてもよい。
【００４７】
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、ウェブＷ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、張架ローラー７４と、サクション機構７６と、を有している。
【００４８】
メッシュベルト７２は、移動しながら、堆積部６０の開口（網の開口）を通過した通過物を堆積する。メッシュベルト７２は、張架ローラー７４によって張架され、通過物を通しにくく空気を通す構成となっている。メッシュベルト７２は、張架ローラー７４が自転することによって移動する。メッシュベルト７２が連続的に移動しながら、堆積部６０を通過した通過物が連続的に降り積もることにより、メッシュベルト７２上にウェブＷが形成される。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。
【００４９】
サクション機構７６は、メッシュベルト７２の下方（堆積部６０側とは反対側）に設けられている。サクション機構７６は、下方に向く気流（堆積部６０からメッシュベルト７２に向く気流）を発生させることができる。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混合物をメッシュベルト７２上に吸引することができる。これにより、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、混合物の落下経路にダウンフローを形成することができ、落下中に解繊物や添加物が絡み合うことを防ぐことができる。
【００５０】
以上のように、堆積部６０および第２ウェブ形成部７０（ウェブ形成工程）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ウェブＷが形成される。メッシュベルト７２に堆積されたウェブＷは、シート形成部８０へと搬送される。
【００５１】
なお、図示の例では、ウェブＷを調湿する調湿部７８が設けられている。調湿部７８は、ウェブＷに対して水や水蒸気を添加して、ウェブＷと水との量比を調節することができる。
【００５２】
シート形成部８０は、メッシュベルト７２に堆積したウェブＷを加圧加熱してシートＳを成形する。シート形成部８０では、ウェブＷにおいて混ぜ合された解繊物および添加物の混合物に、熱を加えることにより、混合物中の複数の繊維を、互いに添加物（樹脂）を介して結着することができる。
【００５３】
シート形成部８０は、ウェブＷを加圧する加圧部８２と、加圧部８２により加圧されたウェブＷを加熱する加熱部８４と、を備えている。加圧部８２は、一対のカレンダーローラー８５で構成され、ウェブＷに対して圧力を加える。ウェブＷは、加圧されることによりその厚さが小さくなり、ウェブＷの密度が高められる。加熱部８４としては、例えば、加熱ローラー（ヒーターローラー）、熱プレス成形機、ホットプレート、温風ブロワー、赤外線加熱器、フラッシュ定着器を用いる。図示の例では、加熱部８４は、一対の加熱ローラー８６を備えている。加熱部８４を加熱ローラー８６として構成することにより、加熱部８４を板状のプレス装置（平板プレス装置）として構成する場合に比べて、ウェブＷを連続的に搬送しながらシートＳを成形することができる。ここで、カレンダーローラー８５（加圧部８２）は、加熱ローラー８６（加熱部８４）によってウェブＷに印加される圧力よりも高い圧力をウェブＷに印加することができる。なお、カレンダーローラー８５や加熱ローラー８６の数は、特に限定されない。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
１．２．繊維
本実施形態のシート製造装置１００において、原料としては、特に限定されず、広範な繊維材料を用いることができる。繊維としては、天然繊維（動物繊維、植物繊維）、化学繊維（有機繊維、無機繊維、有機無機複合繊維）などが挙げられ、更に詳しくは、セルロース、絹、羊毛、綿、大麻、ケナフ、亜麻、ラミー、黄麻、マニラ麻、サイザル麻、針葉樹、広葉樹等からなる繊維や、レーヨン、リヨセル、キュプラ、ビニロン、アクリル、ナイロン、アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリイミド、炭素、ガラス、金属からなる繊維が挙げられ、これらを単独で用いてもよいし、適宜混合して用いてもよいし、精製などを行った再生繊維として用いてもよい。原料としては、例えば、古紙、古布等が挙げられるが、これらの繊維の少なくとも１種を含んでいればよい。また、繊維は、乾燥されていてもよいし、水、有機溶剤等の液体が含有又は含浸されていてもよい。また、各種の表面処理がされていてもよい。また、繊維の材質は、純物質であってもよいし、不純物、添加物及びその他の成分など、複数の成分を含む材質であってもよい。
【００５７】
本実施形態で使用される繊維は、独立した１本の繊維としたときに、その平均的な直径（断面が円でない場合には長手方向に垂直な方向の長さのうち、最大のもの、又は、断面の面積と等しい面積を有する円を仮定したときの当該円の直径（円相当径））が、平均で、１μｍ以上１０００μｍ以下、好ましくは、２μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上２００μｍ以下である。
【００５８】
本実施形態のシート製造装置１００で使用する繊維の長さは、特に限定されないが、独立した１本の繊維で、その繊維の長手方向に沿った長さは、１μｍ以上５ｍｍ以下、好ましくは、２μｍ以上３ｍｍ以下、より好ましくは３μｍ以上２ｍｍ以下である。繊維の長さが短い場合は、複合体と結着しにくいため、シートの強度が不足する場合があるが、上記範囲であれば十分な強度のシートを得ることができる。
【００５９】
また、繊維の平均の長さは、長さ−長さ加重平均繊維長として、２０μｍ以上３６００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以上２７００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以上２３００μｍ以下である。さらに、繊維の長さは、ばらつき（分布）を有してもよく、独立した１本の繊維の長さについて、１００以上のｎ数で得られる分布において、正規分布を仮定した場合に、σが１μｍ以上１１００μｍ以下、好ましくは１μｍ以上９００μｍ以下、より好ましくは１μｍ以上６００μｍ以下であってもよい。繊維の太さ、長さは、各種の光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡、ファイバーテスター等により測定することができる。
【００６０】
本実施形態のシート製造装置１００では、繊維の原料は、解繊部２０によって解繊され、混合部５０へと搬送される。
【００６１】
１．３．樹脂粉体
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を含む。添加物が供給された時点では、複数の繊維は結着されていない。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。
【００６２】
本実施形態では、添加物供給部５２から供給される添加物は、樹脂を含む粉体（以下、樹脂粉体ともいう。）である。樹脂粉体は、樹脂を粉砕した粉体であってもよく、樹脂粒子の集合体であってもよい。また、樹脂粉体は、樹脂を含む限り、他の物質を含んでもよい。
【００６３】
樹脂粉体に含まれる樹脂（樹脂粒子）の材質としては、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、単独または適宜混練して用いてもよい。
【００６４】
より詳しくは、樹脂粉体の成分である樹脂（樹脂粒子の成分）の種類としては、天然樹脂、合成樹脂のいずれでもよく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。本実施形態のシート製造装置１００においては、樹脂粉体を構成する樹脂は、常温で固体である方が好ましく、シート形成部８０における熱によって繊維を結着することに鑑みれば熱可塑性樹脂がより好ましい。
【００６５】
天然樹脂としては、ロジン、ダンマル、マスチック、コーパル、琥珀、シェラック、麒麟血、サンダラック、コロホニウムなどが挙げられ、これらを単独又は適宜混合したものが挙げられ、また、これらは適宜変性されていてもよい。
【００６６】
合成樹脂のうち熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００６７】
また、合成樹脂のうち熱可塑性樹脂としては、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、などが挙げられる。
【００６８】
また、共重合体化や変性を行ってもよく、このような樹脂の系統としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合樹脂、オレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、Ｎ−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂等が挙げられる。
【００６９】
樹脂粉体に含まれる樹脂の量としては、５０質量％以上であればよく、好ましくは５０質量％以上９９．９質量％以下、より好ましくは６０質量％以上９９質量％以下、さらに好ましくは７０質量％以上９０質量％以下程度である。
【００７０】
本実施形態で使用する樹脂粉体は、添加物供給部５２から供給され、混合部５０、堆積部６０を通過する際に、摩擦帯電作用を受ける。そして、帯電した樹脂粉体（樹脂を含む複合体）は、繊維に付着するとともに、繊維とともにメッシュベルト７２に堆積され、ウェブＷとなった状態においても繊維に付着（静電的に吸着）して脱離しにくい。
【００７１】
本実施形態の樹脂粉体の平均帯電量の絶対値は、３（μＣ／ｇ）以上５０（μＣ／ｇ）以下、好ましくは５（μＣ／ｇ）以上４０（μＣ／ｇ）以下、より好ましくは１５（μＣ／ｇ）以上３５（μＣ／ｇ）以下である。樹脂粉体の平均帯電量の絶対値は、高いほど樹脂粉体を繊維に対して強く又は多く付着させることができるが、大きすぎると混合部のブロワー、管、シート形成部８０のローラー類などに付着しやすくなるため、５０（μＣ／ｇ）以下、より好ましくは４０（μＣ／ｇ）以下である。
【００７２】
さらに、樹脂粉体の平均帯電量は、正負いずれでもよく、絶対値が上記範囲にあれば、上記効果を奏することができる。しかし、樹脂粒子は負に帯電しやすい種が多いため、測定すると負の値となっていることが多い。樹脂粉体が負に帯電する場合には、本実施形態の樹脂粉体の平均帯電量は、−３（μＣ／ｇ）以下−５０（μＣ／ｇ）以上、好ましくは−５（μＣ／ｇ）以下−４０（μＣ／ｇ）以上、より好ましくは−１５（μＣ／ｇ）以下−３５（μＣ／ｇ）以上である。
【００７３】
係る樹脂粉体の帯電量は、樹脂粉体を摩擦帯電させて測定することができる。帯電量の測定は、例えば、標準キャリアと称する粉体と樹脂粉体とを空気中で撹拌（混合）し、その粉体の帯電量を測定することにより行うことができる。標準キャリアとしては、例えば、日本画像学会から購入可能（正帯電極性又は負帯電極性トナー用標準キャリア、「Ｐ−０１又はＮ−０１」として入手可能）な、フェライトコアを表面処理した球形キャリアで、正帯電極性トナー用又は負帯電極性トナー用の標準キャリア、パウダーテック株式会社から入手可能なフェライトキャリア等を用いることができる。
【００７４】
より具体的には、樹脂粉体の平均帯電量の絶対値は、例えば、次のようにして求めることができる。上記キャリアを８０質量％、樹脂粉体を２０質量％の混合粉体を、アクリル製の容器に投入し、６０秒間１００ｒｐｍで容器をボールミル架台に載せて容器を回転させ、キャリアと樹脂粉体（粉体）の混合を行う。混合を行った樹脂粉体とキャリアとの混合物について吸引式小型帯電量測定装置（例えば、トレック社製Ｍｏｄｌ２１０ＨＳ−２）により測定することで、平均帯電量の絶対値［｜μＣ／ｇ｜］を求めることができる。
【００７５】
樹脂粉体の平均帯電量の絶対値が、３（μＣ／ｇ）以上、５０（μＣ／ｇ）以下であれば、帯電した樹脂粉体は、繊維に付着するとともに、繊維とともにメッシュベルト７２に堆積され、ウェブＷとなった状態においても繊維に付着（静電的に吸着）することができ、しかもブロワー５６、管５４、シート形成部８０のローラー類に付着しにくいため、シートＳを形成した際に十分な量の樹脂を保持することができる。
【００７６】
樹脂粉体の平均帯電量は、樹脂粉体に含まれる樹脂の種類及び配合量を選択すること、並びに、樹脂粉体を製造する際の調節剤の添加及び添加量などにより調節することができる。そのような調節剤としては、カーボンブラック、界面活性剤、無機微粒子等が挙げられる。
【００７７】
カーボンブラックの具体例としては、Ｎｏ．２３００、Ｎｏ．９００、ＭＣＦ８８、Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４５、Ｎｏ．５２、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１００、Ｎｏ．２２００Ｂ等（以上、三菱化学株式会社製）、Ｒａｖｅｎ  ５７５０、Ｒａｖｅｎ  ５２５０、Ｒａｖｅｎ  ５０００、Ｒａｖｅｎ  ３５００、Ｒａｖｅｎ  １２５５、Ｒａｖｅｎ  ７００等（以上、コロンビアカーボン社製）、Ｒｅｇａ１  ４００Ｒ、Ｒｅｇａ１  ３３０Ｒ、Ｒｅｇａ１  ６６０Ｒ、Ｍｏｇｕｌ  Ｌ、Ｍｏｎａｒｃｈ  ７００、Ｍｏｎａｒｃｈ  ８００、Ｍｏｎａｒｃｈ  ８８０、Ｍｏｎａｒｃｈ  ９００、Ｍｏｎａｒｃｈ  １０００、Ｍｏｎａｒｃｈ  １１００、Ｍｏｎａｒｃｈ  １３００、Ｍｏｎａｒｃｈ  １４００等（以上、キャボット社製）、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ１、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ２、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ２Ｖ、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ１８、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  ＦＷ２００、Ｃｏｌｏｒ  Ｂ１ａｃｋ  Ｓ１５０、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  Ｓ１６０、Ｃｏｌｏｒ  Ｂｌａｃｋ  Ｓ１７０、Ｐｒｉｎｔｅｘ  ３５、Ｐｒｉｎｔｅｘ  Ｕ、Ｐｒｉｎｔｅｘ  Ｖ、Ｐｒｉｎｔｅｘ  １４０Ｕ、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ６、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ５、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ４Ａ、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ４（以上、デグッサ社製）等が挙げられる。カーボンブラックは、樹脂粉体の樹脂粒子に、練り込まれてもよいし、表面にコーティングされてもよい。カーボンブラックは、樹脂粉体の帯電量を小さくすることができる場合が多い。
【００７８】
界面活性剤の具体例としては、グリセリン脂肪酸エステルモノグリセライド、アセチ化モノグリセライド、有機酸モノグリセライド、中鎖脂肪酸トリグリセライド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ジグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、高級アルコール脂肪酸エステル等が挙げられ、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤のいずれも使用することができ、さらにこれらは併用してもよい。界面活性剤は、樹脂粉体の樹脂粒子に、練り込まれてもよいし、表面にコーティングされてもよい。界面活性剤は、種類によって樹脂粉体の帯電量を変化させることができる。
【００７９】
また、無機微粒子の具体例としては、シリカ（酸化シリコン）、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、炭酸カルシウムを挙げることができる。また、樹脂粒子の表面に配置される無機微粒子は、一種類であっても複数種類であってもよい。無機微粒子は、樹脂粉体の樹脂粒子に、練り込まれてもよいし、表面にコーティングされてもよい。無機微粒子は、樹脂粉体の帯電量を高めることができる場合が多い。
【００８０】
樹脂粉体におけるこれらの調節剤の配合量としては、合計で５０質量％以下であり、調節剤が無くても樹脂粉体の平均帯電量の絶対値が上記範囲となれば、配合しなくてもよい。調節剤を配合する場合の調節剤の配合量としては、好ましくは０．１質量％以上５０質量％以下、より好ましくは１質量％以上４０質量％以下、さらに好ましくは１０質量％以上３０質量％以下程度である。配合量がこの範囲であれば、樹脂粉体の平均帯電量の絶対値が上述の範囲の値とすることができる。
【００８１】
樹脂粉体の粒子の粒径（体積基準の平均粒子径）は、５μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは７μｍ以上４０μｍ以下、より好ましくは８μｍ以上３０μｍ以下、さらに好ましくは８μｍ以上２０μｍ以下、特に好ましくは８μｍ以上１２μｍ以下である。平均粒子径が小さいと、樹脂粉体に働く重力が小さくなるため自重による繊維間からの脱離を抑制することができ、また、空気抵抗が小さくなるため、サクション機構７６等によって生じる空気流（風）による繊維間からの脱離や、機械的振動による脱離を抑制することができる。また、樹脂粉体が上記の粒径範囲であれば、樹脂粉体の平均帯電量の絶対値が、３（μＣ／ｇ）以上、５０（μＣ／ｇ）以下のときに、十分に繊維から脱離しにくく、かつ、ブロワー、管、シート形成部８０のローラー類に付着しにくくすることができる。
【００８２】
また、樹脂粉体の樹脂粒子の粒子径の分布は、特に限定されないが、体積平均粒子径から、５０％以上３００％以下、好ましくは６０％以上２５０％以下、より好ましくは７０％以上２００％以内の範囲に分布することが好ましい。体積平均粒子径は、粗大粒子に敏感な平均粒子径であるため、粗大粒子が存在することにより他の平均粒子径（例えば数平均粒子径）に比較して大きな値となりやすい。そのため、体積平均粒子径は、シートＳ中での樹脂の分布のムラを生じやすい粗大粒子を少なくするという点で、本実施形態の樹脂粉体における指標としてより好ましい。
【００８３】
なお、メッシュベルト７２の目開きは適宜設定し得るが、樹脂粉体が繊維に付着しているため、樹脂粉体の粒子径がメッシュベルト７２の目開き（物体が通過する孔の大きさ）よりも小さい場合でも、メッシュベルト７２を通過することが抑制される。すなわち、本実施形態の樹脂粉体は、樹脂粉体の粒子径がメッシュベルト７２の目開きよりも小さい場合にさらに顕著な効果が得られる。
【００８４】
樹脂粉体の粒子の体積平均粒子径は、例えば、レーザー回折散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。粒度分布測定装置としては、例えば、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布計（例えば、「マイクロトラックＵＰＡ」日機装株式会社製）が挙げられる。
【００８５】
添加物は、樹脂粉体以外の成分を含有してもよい。その他の成分としては、例えば、有機溶剤、界面活性剤、防黴剤・防腐剤、酸化防止剤・紫外線吸収剤、酸素吸収剤等が挙げられる。また、樹脂粉体には、繊維を着色するための着色剤や、繊維等が燃えにくくするための難燃剤が含まれていてもよいが、これらの少なくとも一種を含む場合には、樹脂にこれらを溶融混練により配合することで、より容易に得ることができる。また、無機微粒子は、このような樹脂の粉体を形成した後に、樹脂の粉体と無機微粒子の粉体とを高速ミキサー等により混合することにより配合してもよい。
【００８６】
混合部５０において、上述の繊維と樹脂粉体（添加物）とが混ぜ合されるが、それらの混合比率は、製造されるシートＳの強度、用途等により適宜調節されることができる。製造されるシートＳがコピー用紙等の事務用途であれば、繊維に対する樹脂粉体の割合は、５質量％以上７０質量％以下であり、混合部５０において良好な混合を得る観点、及び混合物をシート状に成形した場合に、重力によって樹脂粉体がさらに脱離しにくくする観点からは、５質量％以上５０質量％以下が好ましい。
【００８７】
１．４．混合部
本実施形態のシート製造装置１００に備えられる混合部５０は、繊維と、樹脂粉体と、を混ぜ合せる機能を有する。混合部５０では、少なくとも繊維及び樹脂粉体が混ぜ合される。混合部５０においては、繊維及び樹脂粉体以外の成分が混ぜ合されてもよい。本明細書において「繊維と樹脂粉体とを混ぜ合せる」とは、一定容積の空間（系）内で、繊維と繊維との間に樹脂粉体を位置させることと定義する。
【００８８】
本実施形態の混合部５０における混ぜ合せの処理は、気流中に繊維及び樹脂粉体を導入して気流中で相互に拡散させる方法（乾式）であり、流体力学的な混合処理となっている。混合における「乾式」とは、水中ではなく空気中（液体中ではなく気中）で混合させる状態をいう。すなわち、混合部５０は、乾燥状態で機能してもよいし、不純物として存在する液体又は意図的に添加される液体が存在する状態で機能してもよい。液体を意図的に添加する場合には、後の工程において、係る液体を加熱等により除去するためのエネルギーや時間が大きくなりすぎない程度に添加することが好ましい。なお、係る方法の場合には、管５４等の中の気流は、乱流であるほうが混ぜ合せの効率がよくなることがあるためより好ましい。
【００８９】
混合部５０の処理能力は、繊維（繊維材）及び樹脂粉体を混ぜ合せることができる限り、特に限定されず、シート製造装置１００の製造能力（スループット）に応じて適宜設計、調節することができる。混合部５０の処理能力の調節は、管５４内の繊維及び樹脂粉体を移送するための気体の流量や、材料の導入量、移送量等を変化させることにより行うことができる。
【００９０】
混合部５０によって混ぜ合された混合物は、シート成形部等、他の構成によってさらに混ぜ合されてもよい。また、図１の例では、混合部５０は、管５４に設けられたブロアー５６を有しているが、さらに図示せぬブロアーを有してもよい。
【００９１】
ブロアーは、繊維と樹脂粉体とを混合させる機構であり、回転する羽根を有する回転部を有している。係る羽根が回転することにより、繊維及び／又は樹脂粉体が羽根によって摩擦されたり羽根に衝突したりする。また、係る羽根が回転することにより、羽根によって形成される気流によって、繊維と繊維、繊維と樹脂粉体、及び／又は、樹脂粉体と樹脂粉体が衝突したり相互に摩擦されたりする。
【００９２】
このような衝突や摩擦により、少なくとも樹脂粉体が帯電し（静電気を帯び）、樹脂粉体が繊維に付着するための付着力（静電気力）が生じると考えられる。このような付着力の強さは、繊維及び樹脂粉体の性状や、ブロアーの構造（回転する羽根の形状等）にも依存する。図１に示すようにブロアー５６が一つ設けられた場合でも、十分な付着力を得ることができるが、さらに他のブロアーを添加物供給部５２の下流側に設けることにより、より強い付着力を得ることができる場合がある。増設するブロアーの数は、特に限定されない。また、複数のブロアーを設ける場合には、よい送風力の大きいブロアーと、より撹拌力（帯電させる能力）の大きいブロアーとを設けるなど、ブロアーごとに主たる機能を分担させるようにしてもよい。このようにすれば、繊維への樹脂粉体の付着力をより高めることができる場合があり、ウェブＷを成形する際に繊維間からの樹脂粉体の脱離をさらに抑制することができる。
【００９３】
１．５．作用効果
本実施形態のシート製造装置１００は、混合部５０において繊維に混合される樹脂粉体が、体積平均粒子径が５０μｍ以下、平均帯電量の絶対値が、５（μＣ／ｇ）以上、４０（μＣ／ｇ）以下であるため、ウェブが形成される際、樹脂粉体が繊維間から脱離しにくい。また、平均帯電量の絶対値が、５（μＣ／ｇ）以上、４０（μＣ／ｇ）以下であるため、混合部５０、ウェブ形成部６０及びシート形成部８０等において、樹脂粉体の部材への付着が抑制される。これにより、配合した添加物（樹脂粉体）の量（繊維に対する割合）を設計に近い値とすることができる。すなわち、添加物の装置内での散逸を抑制することができる。そして、シート形成部８０において樹脂粉体と繊維とを結着するので、樹脂の分散性が良好で、強度等の均一性の良好なシートを製造することができる。
【００９４】
２．シート製造方法
本実施形態のシート製造方法は、繊維と、上述の樹脂粉体とを気中で混合する混合工程と、混合工程で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成工程と、を含む。繊維及び樹脂粉体は、上述のシート製造装置の項で述べたと同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００９５】
本実施形態のシート製造方法は、原料としてのパルプシートや古紙などを気中で切断する工程、原料を気中で繊維状に解きほぐす解繊工程、解繊された解繊物から不純物（トナーや紙力増強剤）や解繊によって短くなった繊維（短繊維）を選別したり、解繊物から長い繊維（長繊維）や十分に解繊されなかった未解繊片を気中で選別する選別工程、混合物を気中で分散させながら降らせる分散工程、降ってきた混合物を気中で堆積してウェブの形状等に成形する成形工程、必要に応じてシートを乾燥させる乾燥工程、形成されたシートをロール状に巻取る巻取工程、形成されたシートを裁断する裁断工程、及び製造されたシートを包装する包装工程からなる群より選択される少なくとも１つの工程を含んでもよい。これらの工程の詳細は上述のシート製造装置の項で述べたと同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００９６】
本実施形態のシート製造方法によれば、平均帯電量の絶対値が適度な樹脂粉体と繊維が混合されるため、混合時に樹脂粉体の樹脂粒子が帯電して繊維に付着しやすくなり、堆積させる際、樹脂粒子が繊維から脱離しにくく、かつ、製造装置の部材に樹脂粉体が付着しにくい。これにより、強度の良好なシートを効率よく製造することができる。
【００９７】
３．シート
本実施形態のシート製造装置１００、又はシート製造方法によって製造されるシートＳは、少なくとも上述の繊維を原料とし、シート状にしたものを主に指す。しかしシート状ものに限定されず、ボード状、ウェブ状、又は凹凸を有する形状であってもよい。本明細書におけるシートとは、紙と不織布に分類できる。紙は、例えば、パルプや古紙を原料としシート状に成形した態様などを含み、筆記や印刷を目的とした記録紙や、壁紙、包装紙、色紙、画用紙、ケント紙などを含む。不織布は、紙より厚いものや低強度のものであり、一般的な不織布、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、マットなどを含む。
【００９８】
なお、不織布の場合には、繊維と繊維との間の間隔が広い（シートの密度が小さい）。これに対して紙は、繊維と繊維との間の間隔が狭い（シートの密度が大きい）。そのため、本実施形態のシート製造装置１００、又はシート製造方法によって製造されるシートＳが紙であるほうが、樹脂粉体の繊維からの脱離抑制や、シートとしたときの強度の均一性等の作用、機能をより顕著に発現することができる。
【００９９】
４．その他の事項
本実施形態のシート製造装置、シート製造方法は、上述の通り、水を全く又はわずかにしか使用しないものであるが、必要に応じて、噴霧等により、調湿等を目的として適宜水を添加してシートを製造することもできる。
【０１００】
このような場合の水としては、イオン交換水、限外ろ過水、逆浸透水、蒸留水などの純水又は超純水を用いることが好ましい。特にこれらの水を紫外線照射又は過酸化水素添加などにより滅菌処理した水は、長期間に亘りカビやバクテリアの発生を抑制することができるので好ましい。
【０１０１】
本明細書において、「均一」との文言は、均一な分散や混合という場合には、２種以上又は２相以上の成分を定義できる物体において、１つの成分の他の成分に対する相対的な存在位置が、系全体において一様、又は系の各部分において互いに同一若しくは実質的に等しいことを指す。また、着色の均一性や色調の均一性は、シートを平面視したときに色の濃淡がなく、一様な濃度であることを指す。
【０１０２】
本明細書において、「均一」「同じ」「等間隔」など、密度、距離、寸法などが等しいことを意味する言葉を用いている。これらは、等しいことが望ましいが、完全に等しくすることは難しいため、誤差やばらつきなどの累積で値が等しくならずにずれるのも含むものとする。
【０１０３】
５．実験例
以下に実験例を示し、本発明をさらに説明するが、本発明は以下の例によってなんら限定されるものではない。
【０１０４】
５．１．添加物（樹脂粉体）の作成
実験例１〜１２の試料を以下のように製造した。
【０１０５】
表１に記載した樹脂と調節剤とを表１に記載した質量で高速ミキサーに投入してドライブレンドした。なお、実験例５及び１１は、調節剤を配合していない。得られた各ブレンド物を二軸押し出し混練機に導入して９０℃〜１３０℃にて混練してストランドを形成してペレット化した。得られたペレットをハンマーミルにて粉砕し、ジェットミルによってさらに粉砕した。そして、強制渦遠心式分級機により分級して表１に記載した粒径範囲の樹脂粉体をそれぞれ得た。なお体積平均粒子径は、マイクロトラックＵＰＡ（日機装株式会社製）を用いて求めた。
【０１０６】
【表１】
2017086326.tif 000003
【０１０７】
次に各実験例の樹脂粉体を３０００ｇ、及び、表２に記載した種類及び量の無機微粒子を高速ミキサーに導入し、２０００ｒｐｍで９０秒間撹拌を行った。撹拌後の粉体を１５０メッシュのＳＵＳフィルターによって篩い分け、通過した粉体を、各実験例の粉体とした。
【０１０８】
【表２】
2017086326.tif 000004
【０１０９】
５．２．繊維と樹脂粉体との混合
針葉樹晒クラフトパルプ２２．５ｇと上述の各実験例の樹脂粉体７．５ｇを秤量し、清浄なポリエチレン製広口軟膏瓶（容量１０００ｍｌ）に針葉樹晒クラフトパルプ、樹脂粉体の順に投入して蓋をした。ボールミル回転架台を、上記瓶を搭載したときに瓶の周速が１５ｍ／ｍｉｎとなるように回転数を調整し、８分間各実験例について回転させた。
【０１１０】
５．３．シートの製造
上記で得られた各実験例の混合物を、振動や気流をできるだけ与えないようにしながら取り出し、温度１５０℃、圧力１５ＭＰａ、３０秒間、熱プレス加工して、樹脂を溶融させて冷却させることにより、各実験例のシートを得た。
【０１１１】
５．４．シートに含まれる樹脂粉体の量の測定
各実験例のシートから、シートの異なる３箇所から約１０ｍｇをそれぞれ切り出し試験片とした。各試料の熱重量測定を行い、試験片に含まれる樹脂粉体の質量割合を求め、これを樹脂粉体の保持率とした。保持率は、３つの試験片の平均を求めた。なお、保持率は５０％程度以上であれば、実用的に十分なシートの強度を得ることができるが、７０％を越える程度であることがより好ましいことが分かっている。
【０１１２】
５．５．摩擦帯電量の測定
スチロールネジ瓶（容積５ｍｌ）に各実験例の樹脂粉体を０．２５ｇ、及びキャリア（日本画像学会頒布品  Ｎ−０１）４．７５ｇを量り取った。スチロールネジ瓶の蓋を閉めた後、ボールミリング架台に載せて、３分間、１００ｒｐｍで回転させて樹脂粉体を摩擦帯電させた。スチロールネジ瓶から０．２５ｎｍのキャリアと樹脂粉体の混合物を取り出し、吸引ブローオフ方式の帯電量測定器（トレック社製、Ｍｏｄｅｌ２１０ＨＳ−２）により平均帯電量を測定した。各樹脂粉体について３回の測定を行って平均値を得た。
【０１１３】
５．６．評価結果
各実験例について求めたシート中の樹脂粉体の保持率の棒グラフを図２に示す。図２をみると、実験例１〜１２の全てにおいて１００％の保持率は達成されなかったが、シート中に保持されない分は、ポリエチレン製広口軟膏瓶に残存していると考えられる。すなわち、シート製造装置で考えれば、混合部等の部材に残存すると思われる。
【０１１４】
一方、図２の保持率の値をみると、実験例１〜６と、実験例７〜１２を比較すると、実験例１〜６の方が高い保持率を示している。このことから、樹脂粉体の体積平均粒子径が５０μｍ以下であれば、保持率が高いことが分かる。また、実験例２〜５から、１０μｍ±２μｍにおいて非常に高い保持率となることが分かった。このことは、粒子径が小さいほど風の影響を受けにくくなること、付着力／質量の比が大きくなること、衝撃等が加わった際に慣性が小さくなること、等が原因ではないかと考えられる。なお、粒子径が大きい場合には、瓶の内壁への付着も比較的少なかった。
【０１１５】
図３は、縦軸に樹脂粉体保持率、横軸に摩擦帯電量をとったグラフにおける各実験例の結果の散布図である。表３には測定値を記載した。
【０１１６】
【表３】
2017086326.tif 000005
【０１１７】
図３をみると、摩擦帯電量（平均帯電量）によって樹脂粉体の保持率が変化することが分かる。帯電量が−５μＣ／ｇよりも小さい（絶対値が小さい）場合には、瓶に付着した粉体の量、及び繊維に付着した粉体の量は、共に少なかった。そのため、帯電量が少なすぎると、装置への付着（ロス）は軽減されるものの、繊維への付着力も小さく、保持率が低下すると考えられる。
【０１１８】
摩擦帯電量（平均帯電量）の絶対値が大きい場合には、実験６では、摩擦帯電量は−４６μＣ／ｇと、絶対値が大きいが、繊維中での樹脂粉体の保持率は、不十分となった。この０ことは、帯電量が大きすぎると、繊維への付着の増加が見込めるものの、装置への付着（ロス）がさらに大きいため、結果として保持率が低下したものと考えられる。
【０１１９】
以上の結果から、繊維と樹脂粉体とを混合する態様のシート製造装置において、繊維により多くの樹脂粉体を付着させ、かつ、装置の部材への樹脂粉体の付着を少なくするためには、樹脂粉体は以下のような性質を有することが好ましいことが分かった。
【０１２０】
（１）体積平均粒子径は、小さい方が好ましく、５０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下であること。（２）樹脂粉体の平均帯電量は高いほどよいが、高すぎると混合装置、ローラー、配管等の装置の部材に付着しやすくなること。（３）（２）のことから、樹脂粉体の平均帯電量の絶対値には適した範囲が存在し、平均帯電量の絶対値が、５（μＣ／ｇ）以上、４０（μＣ／ｇ）以下であると、７０％以上の保持率という良好な結果が得られること。
【０１２１】
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（機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。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又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】
【０１２２】
１…ホッパー、２，３，４，５，７，８…管、９…ホッパー、１０…供給部、１２…粗砕部、１４…粗砕刃、２０…解繊部、２２…導入口、２４…排出口、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、４６ａ…堆積面、４７，４７ａ…張架ローラー、４８…吸引部、４９…回転体、４９ａ…基部、４９ｂ…突部、５０…混合部、５２…添加物供給部、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…張架ローラー、７６…サクション機構、７８…調湿部、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…シート製造装置、１０２…製造部、１０４…制御部、Ｓ…シート、Ｖ…ウェブ、Ｗ…ウェブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年4月5日(2017.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維と樹脂粉体とを、気中で混合する混合部と、
前記混合部で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成部と、を備え、
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径が５０μｍ以下、平均帯電量の絶対値が、５（μＣ／ｇ）以上、４０（μＣ／ｇ）以下であることを特徴とする、シート製造装置。
【請求項２】
前記混合部は、体積平均粒子径が５０μｍ以下、平均帯電量の絶対値が、５（μＣ／ｇ）以上、４０（μＣ／ｇ）以下である前記樹脂粉体を供給する供給部を含むことを特徴とする請求項１に記載のシート製造装置。
【請求項３】
前記樹脂粉体は、平均帯電量が、−５（μＣ／ｇ）以下、−４０（μＣ／ｇ）以上であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のシート製造装置。
【請求項４】
前記樹脂粉体は、平均帯電量が、−１５（μＣ／ｇ）以下、−４０（μＣ／ｇ）以上であることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のシート製造装置。
【請求項５】
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径が３０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のシート製造装置。
【請求項６】
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径５μｍ以上であることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のシート製造装置。
【請求項７】
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径１０μｍ以上であることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のシート製造装置。
【請求項８】
前記樹脂粉体は、樹脂粒子と、前記樹脂粒子の表面に配置される無機微粒子と、を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載のシート製造装置。
【請求項９】
前記無機微粒子の配合量は、０．１質量％以上５０質量％以下であることを特徴とする請求項８に記載のシート製造装置。
【請求項１０】
繊維と樹脂粉体とを気中で混合する混合工程と、
前記混合工程で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成工程と、を含み、
前記樹脂粉体は、体積平均粒子径が５０μｍ以下、平均帯電量の絶対値が、５（μＣ／ｇ）以上、４０（μＣ／ｇ）以下であることを特徴とする、シート製造方法。
【請求項１１】
体積平均粒子径が５０μｍ以下、平均帯電量の絶対値が、５（μＣ／ｇ）以上、４０（μＣ／ｇ）以下であることを特徴とする、紙または不織布製造用の樹脂粉体。
【国際調査報告】
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