(57)【要約】  ローラーに堆積物が巻きつくことを抑制することが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、繊維と樹脂とを含む材料を堆積させる堆積部と、前記堆積部により堆積された堆積物を加湿する加湿部と、を備え、前記加湿部は、前記堆積物を支持する支持面に交差する方向の気流であって、前記堆積物を通過する気流を発生させる第１気流発生部を含み、前記第１気流発生部が発生させる気流により、液滴または高湿度の気体を前記堆積物に供給する。
2017038077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維と樹脂とを含む材料を堆積させる堆積部と、
前記堆積部により堆積された堆積物を加湿する加湿部と、を備え、
前記加湿部は、前記堆積物を支持する支持面に交差する方向の気流であって、前記堆積物を通過する気流を発生させる第１気流発生部を含み、前記第１気流発生部が発生させる気流により、液滴または高湿度の気体を前記堆積物に供給する、ことを特徴とするシート製造装置。
【請求項２】
前記堆積部は、前記材料を堆積させるための堆積領域を画定する第１ハウジング部を備え、
前記加湿部は、前記堆積物を加湿するための加湿領域を画定する第２ハウジング部を備える、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】
前記第１気流発生部は、前記支持面と反対を向く背面側に設けられた第１吸引装置であり、
前記堆積部は、前記材料を前記支持面に堆積させるための気流を発生させ、前記背面側に設けられた第２吸引装置を備える、ことを特徴とする請求項２に記載のシート製造装置。
【請求項４】
前記堆積部は、前記材料を前記支持面に堆積させるための気流を発生させる第２気流発生部を備え、
前記第１気流発生部と前記第２気流発生部とは、前記支持面と反対を向く背面側に設けられた共通の吸引装置である、ことを特徴とする請求項２に記載のシート製造装置。
【請求項５】
前記堆積部は、前記堆積物に当接する第１ローラーを備え、
前記加湿部は、加湿された前記堆積物に当接する第２ローラーを備え、
前記第２ローラーの表面自由エネルギーは、前記第１ローラーの表面自由エネルギーよりも低い、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシート製造装置。
【請求項６】
前記堆積部は、前記材料を前記支持面に堆積させるための気流を発生させる第２気流発生部を備え、
前記第１気流発生部による前記支持面における気流の流速は、前記第２気流発生部による前記支持面における気流の流速よりも小さい、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシート製造装置。
【請求項７】
繊維と樹脂とを含む材料を支持面に堆積させる堆積部と、
前記支持面側から、液滴または高湿度の気体を生成する生成器と、
前記支持面と反対を向く背面側から、前記生成器により生成された液滴または高湿度の気体を吸引する第１吸引装置と、を備える、ことを特徴とするシート製造装置。
【請求項８】
前記堆積部は、
複数の開口が形成されたドラム部と、
前記背面側から、前記ドラム部の開口を通過した材料を吸引する第２吸引装置と、を備える、ことを特徴とする請求項７に記載のシート製造装置。
【請求項９】
繊維と樹脂とを含む材料を堆積させる工程と、
堆積された堆積物を加湿する工程と、を備え、
前記堆積物を加湿する工程では、
前記堆積物を支持する支持面に交差する方向の気流であって、前記堆積物を通過する気流により、液滴または高湿度の気体を前記堆積物に供給する、ことを特徴とするシート製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート製造装置およびシート製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シート製造装置においては、繊維を含む原料を水に投入し、主に機械的作用により離解して、抄き直す、いわゆる湿式方式が採用されている。このような湿式方式のシート製造装置は、大量の水が必要であり、装置が大きくなる。さらに、水処理施設の整備のメンテナンスに手間がかかる上、乾燥工程に係るエネルギーが大きくなる。【０００３】
そこで、小型化、省エネルギーのために、水を極力利用しない乾式によるシート製造装置が提案されている。例えば特許文献１には、乾式解繊機において紙片を繊維状に解繊し、サイクロンにおいて繊維の脱墨を行い、脱墨された繊維を、フォーミングドラム表面の小孔スクリーンを通過させて、サクション装置で吸引することによってメッシュベルト上に堆積させ、紙を成形することが記載されている。特許文献１の記載の技術では、メッシュベルト上に堆積された脱墨繊維のシートを、水分噴霧器によって水分を噴霧添加することで繊維間の水素結合を増強している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４４８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように、メッシュベルト上に堆積された堆積物に、単に水滴を噴霧しただけでは、堆積物の表面側に多くの水滴が付着し、下流側のローラーに堆積物が巻きついてしまうことがあった。【０００６】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、ローラーに堆積物が巻きつくことを抑制することができるシート製造装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、ローラーに堆積物が巻きつくことを抑制することができる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】
【０００７】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。【０００８】
本発明に係るシート製造装置の一態様は、
繊維と樹脂とを含む材料を堆積させる堆積部と、
前記堆積部により堆積された堆積物を加湿する加湿部と、を備え、
前記加湿部は、前記堆積物を支持する支持面に交差する方向の気流であって、前記堆積物を通過する気流を発生させる第１気流発生部を含み、前記第１気流発生部が発生させる気流により、液滴または高湿度の気体を前記堆積物に供給する。【０００９】
このようなシート製造装置では、第１気流発生部が発生させる気流によって堆積物の内部まで加湿することができ、堆積物の表面だけに液滴や水分が付着することを抑制することができる。したがって、このようなシート製造装置では、堆積物の厚さ方向において均一性よく加湿することができ、単に液滴を噴霧して堆積物の表面だけに液滴や水分を付着させた場合に比べて、堆積物の表面における液滴や水分の量を減らすことができる。これにより、このようなシート製造装置では、ローラーに堆積物が巻きつくことを抑制することができる。【００１０】
本発明に係るシート製造装置において、
前記堆積部は、前記材料を堆積させるための堆積領域を画定する第１ハウジング部を備え、
前記加湿部は、前記堆積物を加湿するための加湿領域を画定する第２ハウジング部を備えていてもよい。【００１１】
このようなシート製造装置では、加湿部によって第１ハウジング部内が過度に加湿されて濡れることを抑制することができ、製造されるシートの品質が低下することを抑制することができる。【００１２】
本発明に係るシート製造装置において、
前記第１気流発生部は、前記支持面と反対を向く背面側に設けられた第１吸引装置であり、
前記堆積部は、前記材料を前記支持面に堆積させるための気流を発生させ、前記背面側に設けられた第２吸引装置を備えていてもよい。【００１３】
このようなシート製造装置では、第１吸引装置が発生させる気流の流量や流速と、第２吸引装置が発生させる気流の流量や流速と、を別々に設定することができる。【００１４】
本発明に係るシート製造装置において、
前記堆積部は、前記材料を前記支持面に堆積させるための気流を発生させる第２気流発生部を備え、
前記第１気流発生部と前記第２気流発生部とは、前記支持面と反対を向く背面側に設けられた共通の吸引装置であってもよい。【００１５】
このようなシート製造装置では、装置の小型化を図ることができる。【００１６】
本発明に係るシート製造装置において、
前記堆積部は、前記堆積物に当接する第１ローラーを備え、
前記加湿部は、加湿された前記堆積物に当接する第２ローラーを備え、
前記第２ローラーの表面自由エネルギーは、前記第１ローラーの表面自由エネルギーよりも低くてもよい。【００１７】
このようなシート製造装置では、堆積物が加湿部によって加湿されてローラーに巻きつきやすくなったとしても、堆積物が第２ローラーに巻きつくことを抑制することができる。【００１８】
本発明に係るシート製造装置において、
前記堆積部は、前記材料を前記支持面に堆積させるための気流を発生させる第２気流発生部を備え、
前記第１気流発生部による前記支持面における気流の流速は、前記第２気流発生部による前記支持面における気流の流速よりも小さくてもよい。【００１９】
このようなシート製造装置では、製造されるシートの品質を向上させつつ、繊維と樹脂とが離間することを抑制することができる。【００２０】
本発明に係るシート製造装置の一態様は、
繊維と樹脂とを含む材料を支持面に堆積させる堆積部と、
前記支持面側から、液滴または高湿度の気体を生成する生成器と、
前記支持面と反対を向く背面側から、前記生成器により生成された液滴または高湿度の気体を吸引する第１吸引装置と、を備える。【００２１】
このようなシート製造装置では、支持面に堆積された堆積物の内部まで効率よく加湿することができ、延いてはローラーに堆積物が巻きつくことを抑制することができる。【００２２】
本発明に係るシート製造装置において、
前記堆積部は、
複数の開口が形成されたドラム部と、
前記背面側から、前記ドラム部の開口を通過した材料を吸引する第２吸引装置と、を備えていてもよい。【００２３】
このようなシート製造装置では、ローラーに堆積物が巻きつくことを抑制することができる。【００２４】
本発明に係るシート製造方法の一態様は、
繊維と樹脂とを含む材料を堆積させる工程と、
堆積された堆積物を加湿する工程と、を備え、
前記堆積物を加湿する工程では、
前記堆積物を支持する支持面に交差する方向の気流であって、前記堆積物を通過する気流により、液滴または高湿度の気体を前記堆積物に供給する。【００２５】
このようなシート製造方法では、ローラーに堆積物が巻きつくことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す図。
【図２】第１実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す図。
【図３】第２実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す図。
【図４】第２実施形態の変形例に係るシート製造装置を模式的に示す図。
【図５】第２実施形態の変形例に係るシート製造装置を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
１．  第１実施形態
１．１．  シート製造装置
１．１．１．  構成
まず、第１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、第１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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
解繊部２０は、大気中（空気中）において乾式で解繊を行う。具体的には、解繊部２０としては、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。
【００３５】
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を有する。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。
【００３６】
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。
【００３７】
吸引部４８は、ドラム部４１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。
【００３８】
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。
【００３９】
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と、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、繊維の凝集を防止するための凝集防止材抑制剤 、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。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。
【００４６】
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。
【００４７】
堆積部６０は、ドラム部６１を有する。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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
メッシュベルト７２は、移動しながら、ドラム部６１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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
１．１．２．  堆積部および加湿部
堆積部６０および調湿部（加湿部）７８について詳細に説明する。図２は、堆積部６０および加湿部７８近傍を示す図１の拡大図である。
【００５９】
堆積部６０は、繊維（解繊物）と樹脂（樹脂を含む添加物）とを含む材料を堆積させる。堆積部６０は、図２に示すように、複数の開口（網の目）６１ａが形成されたドラム部６１と、第１ハウジング部６３と、ローラー６４ａ，６４ｂと、サクション機構（第２気流発生部）７６と、を備えている。
【００６０】
なお、上記の「１．１．１．  構成」では、第２気流発生部７６は第２ウェブ形成部７０が備えているものとして説明したが、第２ウェブ形成部７０を含めて堆積部６０と称してもよい。また、第２気流発生部７６は、第２ウェブ形成部７０ではなく、堆積部６０が備えていてもよい。
【００６１】
第１ハウジング部６３は、例えば、ドラム部６１を収容している。第１ハウジング部６３は、ドラム部６１を収容可能な箱状を有し、メッシュベルト７２の支持面７１に対向する開口を有している。第１ハウジング部６３は、解繊物と添加物とを含む材料を堆積させるための堆積領域７１ａを画定する。堆積部６０には、ドラム部６１の開口を通過した解繊物と添加物とを含む材料を、堆積領域７１ａ内で支持面７１に堆積させることができる。堆積領域７１ａは、例えば、ローラー６４ａ，６４ｂ間の領域であり、より詳しくは、第１ハウジング部６３の支持面７１の対向する開口によって定められる領域である。
【００６２】
ローラー６４ａ，６４ｂは、第１ハウジング部６３に接続されている。具体的には、ローラー６４ａ，６４ｂは、第１ハウジング部６３の外側面に接するように設けられている。第１ハウジング部６３の外側面にシール部材（例えば、パイルシール）を設け、ローラー６４ａ，６４ｂはシール部材に接するように設けてもよい。ローラー６４ｂは、ローラー６４ａよりも下流側に位置している。ここで、「下流側」とは、ウェブＷが流れる側（ウェブＷが排出部９６に向かって進行する方向側）のことである。ローラー６４ｂは、ウェブＷにとって、第１ハウジング部６３の出口に設けられたローラーであり、ウェブＷに当接するローラー（第１ローラー）である。
【００６３】
ローラー６４ａ，６４ｂは、例えば、金属製のローラーである。具体的には、ローラー６４ａ，６４ｂの表面の材質は、例えば、アルミニウムである。ローラー６４ａ，６４ｂは、自重やばね等の付勢部材によって付勢され、メッシュベルト７２上にウェブＷが堆積されていない状態で、メッシュベルト７２と接している。ローラー６４ａ，６４ｂは、解繊物と添加物とを含む材料が、第１ハウジング部６３とメッシュベルト７２との間の隙間から漏出することを抑制することができる。
【００６４】
第２気流発生部７６は、メッシュベルト７２の支持面７１の反対側（背面７３側）に設けられている。背面（内周面）７３は、支持面（外周面）７１と反対を向くメッシュベルト７２の面である。図示の例では、第２気流発生部７６は、メッシュベルト７２に囲まれている領域の内側に設けられている。第２気流発生部７６は、メッシュベルト７２を介して第１ハウジング部６３と対向して配置されている。第２気流発生部７６は、解繊物と添加物とを含む材料を、メッシュベルト７２の支持面７１に堆積させるための気流αを発生させる。気流αは、支持面７１と交差する方向の気流であり、例えば、支持面７１と直交する方向の気流である。図示の例では、第２気流発生部７６は、ドラム部６１の開口６１ａを通過した材料を、背面７３側から支持面７１に吸引する吸引装置（第２吸引装置）である。第２気流発生部７６は、例えば、メッシュベルト７２の下方に配置され背面７３に対向する開口を有する箱体と、箱体内の空気を吸引する吸引ブロアーにより構成することができる。気流αの発生源となる吸引ブロアーは、箱体内に配置してもよいし、箱体外に配置して配管により箱体と接続してもよい。
【００６５】
加湿部７８は、堆積部により堆積されたウェブＷを加湿する。加湿部７８は、生成器１７０と、第２ハウジング部１７２と、ローラー１７３ａ，１７３ｂと、第１気流発生部１７６と、備えている。
【００６６】
生成器１７０は、支持面７１側に設けられている。図示の例では、生成器１７０は、メッシュベルト７２に囲まれている領域の外側に設けられている。生成器１７０は、支持面７１側から、液滴Ｄまたは高湿度の気体を生成する。生成器１７０は、超音波によって液滴Ｄを発生させてもよい。生成器１７０は、例えば、周波数２０ｋＨｚ〜数ＭＨｚの超音波を溶液（水）に与えて、数ｎｍ〜数μｍの微小な液滴Ｄを生成してもよい。生成器１７０は、水蒸気を発生させて高湿度の気体を生成してもよい。ここで、「高湿度の気体」とは、相対湿度７０％以上１００％以下の気体のことをいう。
【００６７】
第２ハウジング部１７２は、管１７１を介して生成器１７０に接続されている。第２ハウジング部１７２は、支持面７１側に設けられている。第２ハウジング部１７２は、例えば、箱状の形状を有し、メッシュベルト７２の支持面７１に対向する開口を有している。第２ハウジング部１７２は、ウェブＷを加湿するための加湿領域７１ｂを画定する。加湿部７８は、支持面７１に堆積されたウェブＷを加湿領域７１ｂ内で加湿することができる。加湿領域７１ｂは、例えば、ローラー１７３ａ，１７３ｂ間の領域であり、より詳しくは、第２ハウジング部１７２の支持面７１に対向する開口によって定められる領域である。加湿領域７１ｂは、堆積領域７１ａよりも下流側に位置している。
【００６８】
ローラー１７３ａ，１７３ｂは、第２ハウジング部１７２に接続されている。具体的には、ローラー１７３ａ，１７３ｂは、第２ハウジング部１７２の外側面に接するように設けられている。第２ハウジング部１７２の外側面にシール部材（例えば、パイルシール）を設け、ローラー１７３ａ，１７３ｂはシール部材に接するように設けてもよい。ローラー１７３ｂは、ローラー１７３ａよりも下流側に位置している。さらに、ローラー１７３ａは、ローラー６４ｂよりも下流側に位置している。ローラー１７３ｂは、ウェブＷにとって、第２ハウジング部１７２の出口に設けられたローラーであり、加湿部７８によって加湿されたウェブＷに当接するローラー（第２ローラー）である。
【００６９】
ローラー１７３ａ，１７３ｂは、自重やばね等の付勢部材によって付勢され、メッシュベルト７２上にウェブＷが堆積されていない状態で、メッシュベルト７２と接している。ローラー１７３ａ，１７３は、第２ハウジング部１７２とメッシュベルト７２との間の隙間から液滴Ｄや高湿度の気体が漏出することを抑制することができる。
【００７０】
ローラー１７３ｂの表面自由エネルギーは、ローラー６４ｂの表面自由エネルギーよりも低くてもよい。さらに、ローラー１７３ｂの表面自由エネルギーは、ローラー６４ａ，１７３ａの表面自由エネルギーよりも低くてもよい。例えば、ローラー６４ｂの表面をアルミニウム等の金属で形成し、ローラー１７３ｂの表面をＰＦＡ（パーフルオロアルコキシフッ素樹脂）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）に代表されるフッ素樹脂で形成することにより、ローラー１７３ｂの表面自由エネルギーを、ローラー６４ｂの表面自由エネルギーよりも低くすることができる。
【００７１】
なお、表面自由エネルギーとは、表面張力のことであり、２つの物質（固体、液体、気体、分子、原子など）が接近すると相互に引っ張り合う（くっつき合う）力であって、化学結合（物質そのものを形成している結合）でなく物理結合（分子間力、Ｖａｎ  ｄｅｌ  Ｗａａｌｓ）による力に基づくものである。表面自由エネルギーは、例えば、公知の計測器を用いて測定することができる。
【００７２】
第１気流発生部１７６は、メッシュベルト７２の背面７３側に設けられている。図示の例では、第１気流発生部１７６は、メッシュベルト７２に囲まれている領域の内側に設けられている。第１気流発生部１７６は、メッシュベルト７２を介して第２ハウジング部１７２と対向して配置されている。第１気流発生部１７６は、ウェブＷを厚み方向に通過する気流βを発生させる。気流βは、支持面７１と交差する方向の気流であり、例えば、支持面７１と直交する方向の気流である。加湿部７８は、第１気流発生部１７６が発生させる気流βにより、液滴Ｄまたは高湿度の気体をウェブＷに供給する。気流βによって、例えば、液滴Ｄまたは高湿度の気体は、ウェブＷを厚さ方向に通過する。加湿部７８によってウェブＷに供給させる液滴Ｄの質量は、例えば、ウェブＷの単位体積当たりにおいて、ウェブＷの質量の０．１％以上３％以下である。図示の例では、第１気流発生部１７６は、背面７３側から、生成器１７０により生成された液滴Ｄまたは高湿度の気体を吸引する吸引装置（第１吸引装置）である。第１気流発生部１７６は、第２気流発生部７６と離間して設けられている。第１気流発生部１７６は、例えば、メッシュベルト７２の下方に配置され背面７３に対向する開口を有する箱体と、箱体内の空気を吸引する吸引ブロアーにより構成することができる。気流βの発生源となる吸引ブロアーは、箱体内に配置してもよいし、箱体外に配置して配管により箱体と接続してもよい。
【００７３】
第１気流発生部１７６による支持面７１における気流βの流速は、第２気流発生部７６による支持面７１における気流αの流速よりも小さい。ここで、「第１気流発生部１７６による支持面７１における気流βの流速」とは、加湿領域７１ｂにおいて支持面７１を通過する気流βの（具体的には鉛直方向に通過する気流βの）平均の流速である。「第２気流発生部７６による支持面７１における気流αの流速」とは、堆積領域７１ａにおいて支持面７１を通過する気流αの（具体的には鉛直方向に通過する気流αの）平均の流速である。第１気流発生部１７６による支持面７１における気流βの流速は、例えば、０．０５ｍ／ｓ以上０．２ｍ／ｓである。第２気流発生部７６による支持面７１における気流αの流速は、例えば、０．２ｍ／ｓ以上５．０ｍ／ｓである。気流α，βの流速は、公知の流速計で測定することができる。制御部１０４によって気流発生部７６，１７６を制御して、気流α，βの流速を調整してもよい。なお、「流速」は、「風速」ともいえる。
【００７４】
シート製造装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００７５】
シート製造装置１００では、加湿部７８は、堆積物（ウェブＷ）を支持する支持面７１に交差する方向の気流であって、ウェブＷを通過する気流βを発生させる第１気流発生部１７６を含み、第１気流発生部１７６が発生させる気流βにより、液滴Ｄまたは高湿度の気体をウェブＷに供給する。そのため、シート製造装置１００では、気流βによってウェブＷの内部まで加湿することができ、ウェブＷの表面だけに液滴や水分が付着することを抑制することができる。したがって、シート製造装置１００では、ウェブＷの厚さ方向において均一性よく加湿することができ、単に液滴を噴霧してウェブＷの表面だけに液滴や水分を付着させた場合に比べて、ウェブＷの表面における液滴や水分の量を減らすことができる。これにより、シート製造装置１００では、ローラー１７３ｂにウェブＷが巻きつくことを抑制することができる。さらに、シート製造装置１００では、液滴Ｄまたは高湿度の気体によって加湿されたウェブＷは、加圧部８２による加圧時に高密度化することができるため、解繊物間または解繊物と添加物間の結合強度を増加させることができる。
【００７６】
さらに、シート製造装置１００では、例えば、気流βによって、特に背面７３近傍のウェブＷの単位時間あたりにおける加湿量（例えばウェブＷに含まれる液滴の量）を増やすことができる。このように、気流βを用いることによって、ウェブＷの内部まで効率よく加湿することができる。
【００７７】
シート製造装置１００では、堆積部６０は、解繊物と添加物とを含む材料を堆積させるための堆積領域７１ａを画定する第１ハウジング部６３を備え、加湿部７８は、ウェブＷを加湿するための加湿領域７１ｂを画定する第２ハウジング部１７２を備える。そのため、シート製造装置１００では、加湿部７８によって第１ハウジング部６３内が過度に加湿され濡れることを抑制することができ、シートＳの品質が低下することを抑制することができる。例えば、第１ハウジング部６３内が加湿部７８によって加湿されると、ドラム部６１内が濡れて材料が固まってしまったり、第１ハウジング部６３の内壁が濡れて材料が付着して固まったりする。そして、ある時点で固まった材料が支持面７１に堆積し、ウェブＷの厚さがばらついて、シートＳの品質が低下する場合がある。
【００７８】
シート製造装置１００では、第１気流発生部１７６は、背面７３側に設けられた第１吸引装置であり、堆積部６０は、解繊物と添加物とを含む材料を支持面７１に堆積させるための気流αを発生させ、背面７３側に設けられた第２吸引装置７６を備える。そのため、シート製造装置１００では、気流αの流量や流速と、気流βの流量や流速と、を別々に設定することができる。
【００７９】
シート製造装置１００では、第２ローラー１７３ｂの表面自由エネルギーは、第１ローラー６４ｂの表面自由エネルギーよりも低い。そのため、ウェブＷが加湿部７８によって加湿されてローラーに巻きつきやすくなったときしても、ウェブＷが第２ローラー１７３ｂに巻きつくことを抑制することができる。なお、第１ローラー６４ｂの表面自由エネルギーを第２ローラー１７３ｂの表面自由エネルギーと同じように低くすると（具体的には第１ローラー６４ｂの表面をＰＦＡで形成すると）、コストが高くなったり、第１ローラー６４ｂが破損（例えば、ローラー表面が磨耗）しやすくなったりする場合がある。
【００８０】
シート製造装置１００では、第１気流発生部１７６による支持面７１における気流βの流速は、第２気流発生部７６による支持面７１における気流αの流速よりも小さい。そのため、シート製造装置１００では、シートＳの品質を向上させつつ、解繊物と樹脂を含む添加物とが離間することを抑制することができる。また、例えば、気流αの流速が気流βの流速よりも小さいと、ドラム部６１の回転による気流の影響を受けて、ウェブＷの厚さがばらつきシートＳの品質が悪化する場合がある。例えば、気流βの流速が気流αの流速よりも大きいと、静電気力で付着している解繊物と添加物とが、気流βによって離間してしまう場合がある。その結果、解繊物同士を結着することができない場合がある。
【００８１】
シート製造装置１００では、支持面７１側から、液滴Ｄまたは高湿度の気体を生成する生成器１７０と、背面７３側から、生成器１７０により生成された液滴Ｄまたは高湿度の気体を吸引する第１吸引装置（第１気流発生部１７６）と、を備える。そのため、シート製造装置１００では、第１気流発生部１７６が発生させる気流βにより、液滴Ｄまたは高湿度の気体をウェブＷに供給することができる。これにより、シート製造装置１００では、ウェブＷの内部まで加湿することができ、ウェブＷの表面だけに液滴や水分が付着することを抑制することができ、上記のように、ローラー１７３ｂにウェブＷが巻きつくことを抑制することができる。
【００８２】
第１実施形態に係るシート製造方法では、例えば、シート製造装置１００を用いる。シート製造装置１００を用いたシート製造方法では、上記のように、繊維と樹脂とを含む材料を堆積させる工程と、堆積されたウェブＷを加湿する工程と、を備え、ウェブＷを加湿する工程では、ウェブＷを支持する支持面７１に交差する方向の気流であって、ウェブＷを通過する気流βにより、液滴Ｄまたは高湿度の気体をウェブＷに供給する。そのため、シート製造装置１００を用いたシート製造方法では、ローラー１７３ｂにウェブＷが巻きつくことを抑制することができる。
【００８３】
なお、本発明に係るシート製造装置では、解繊部２０を通過した解繊物は、管３を介して、分級部（図示せず）に移送されてもよい。そして、分級部において分級された分級物が、選別部４０に搬送されてもよい。分級部は、解繊部２０を通過した解繊物を分級する。具体的には、分級部は、解繊物の中で比較的小さいものや密度の低いもの（樹脂粒や色剤や添加剤など）を分離して除去する。これにより、解繊物の中で比較的大きいもしくは密度の高いものである繊維の占める割合を高めることができる。分級部としては、例えば、サイクロン、エルボージェット、エディクラシファイヤーなどを用いる。
【００８４】
２．  第２実施形態
２．１．  シート製造装置
次に、第２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３は、第２実施形態に係るシート製造装置２００を模式的に示す図であって、図２と同じ部分の拡大図ある。以下、シート製造装置２００において、上述したシート製造装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８５】
シート製造装置１００では、図２に示すように、第１気流発生部１７６と第２気流発生部７６とは、互いに離間して設けられていた。これに対し、シート製造装置２００では、図３に示すように、第１気流発生部１７６と第２気流発生部７６とは、背面７３側に設けられた共通の吸引装置２７６である。第１気流発生部１７６と第２気流発生部７６とは、一体的に設けられている。図示の例では、ローラー６４ｂ，１７３ａについても、共通のローラーとして一体的に設けられている。
【００８６】
シート製造装置２００では、第１気流発生部１７６と第２気流発生部７６とは、共通の吸引装置２７６である。そのため、吸引装置の図示しない吸引ブロアー（吸引装置において吸引のための気流の発生源となる部分）や配管を共通化することができ、装置の小型化を図ることができる。
【００８７】
シート製造装置２００では、ローラー６４ｂ，１７３ａは、共通のローラーである。そのため、装置の小型化を図ることができる。なお、図示はしないが、シート製造装置１００においても、ローラー６４ｂ，１７３ａを共通のローラーとしてもよい。
【００８８】
２．２．  シート製造装置の変形例
次に、第２実施形態の変形例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４は、第２実施形態の変形例に係るシート製造装置３００を模式的に示す図であって、図２と同じ部分の拡大図である。以下、シート製造装置３００において、上述したシート製造装置１００，２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８９】
シート製造装置３００では、図４に示すように、共通の吸引装置２７６内に仕切り部材３７６が設けられている点において、上述したシート製造装置２００と異なる。
【００９０】
シート製造装置３００では、仕切り部材３７６によって吸引装置２７６内は、第１領域２７６ａと第２領域２７６ｂとに区画されている。第１領域２７６ａは、第１ハウジング部６３の下方に位置し、第２領域２７６ｂは、第２ハウジング部１７２の下方に位置している。図示の例では、仕切り部材３７６は板状の部材であり、開口部３７７が設けられている。開口部３７７によって、第１領域２７６ａと第２領域２７６ｂとは、連通している。第１領域２７６ａには、吸引ブロアー３７８が設けられている。吸引ブロアー３７８は、吸引装置２７６において吸引のための気流α，βの発生源となる部分である。図示はしないが、吸引ブロアー３７８を領域２７６ａ，２７６ｂ外に配置し、吸引ブロアー３７８と第１領域２７６ａとを配管で接続してもよい。
【００９１】
シート製造装置３００では、仕切り部材３７６によって吸引装置２７６内は、第１領域２７６ａと第２領域２７６ｂとに区画され、仕切り部材３７６には、第１領域２７６ａと第２領域２７６ｂと連通する開口部３７７が設けられている。さらに、第１領域２７６ａには、吸引ブロアー３７８が設けられている。そのため、シート製造装置３００では、仕切り部材３７６の位置や、開口部３７７の位置や大きさによって、気流βの流速を調整することができ、例えば、支持面７１における気流βの流速を、支持面７１における気流αの流速よりも小さくすることができる。
【００９２】
なお、図５に示すように、仕切り部材３７６は、複数の開口部３７７が設けられたメッシュ状であってもよい。さらに、図５に示すように、第２領域２７６ｂであって、背面７３と対向するようにメッシュ部材３７９が設けられていてもよい。また、図示はしないが、板状の仕切り部材３７６とメッシュ状の仕切り部材３７６とを両方設けてもよい。
【００９３】
なお、本発明に係るシート製造装置によって製造されるシートＳは、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、ウェブ状であってもよい。本明細書におけるシートは、紙と不織布に分けられる。紙は、パルプや古紙を原料とし薄い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、一般的な不織布、繊維ボード、ティッシュペーパー（清掃用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（廃インクや油）吸収材、吸音材、断熱材、緩衝材、マットなどを含む。なお、原料としてはセルロースなどの植物繊維やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリエステルなどの化学繊維や羊毛、絹などの動物繊維であってもよい。
【００９４】
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。なお、製造部１０２は、シートを製造できる範囲において、一部の構成を省略したり、他の構成を追加したり、公知の構成と置き換えてもよい。
【００９５】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、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、実施の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、実施の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、実施の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】
【００９６】
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、４４…排出口、４５…第１ウェブ形成部、４６…メッシュベルト、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、６１ａ…開口、６２…導入口、６３…第１ハウジング部、６４ａ，６４ｂ…ローラー、７０…第２ウェブ形成部、７１…支持面、７１ａ…堆積領域、７１ｂ…加湿領域、７２…メッシュベルト、７３…背面、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、１７０…生成器、１７１…管、１７２…第２ハウジング部、１７３ａ，１７３ｂ…ローラー、１７６…第１気流発生部、２００…シート製造装置、２７６…吸引装置、２７６ａ…第１領域、２７６ｂ…第２領域、３００…シート製造装置、３７６…仕切り部材、３７７…開口部、３７８…吸引ブロアー、３７９…メッシュ部材、Ｄ…液滴、Ｒ…方向、Ｓ…シート、Ｖ，Ｗ…ウェブ、α，β…気流
【図１】
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【図２】
2017038077.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2017038077.tif 000009
2017038077.tif 000010