(57)【要約】【課題】多段の回転部において効率よく解繊を行うことが可能な解繊処理装置および繊維原料再生装置を提供する。【解決手段】被解繊物が流入する側に配置された第１の回転部１６０ａと、第１の回転部１６０ａで解繊された解繊物が排出される側に配置された第２の回転部１６０ｂとを有し、第１の回転部１６０ａおよび第２の回転部１６０ｂは、それぞれ回転中心側に位置する基部１６２と、基部１６２から回転中心から離れる方向に突設する突部１６３とを備え、第１の回転部１６０ａと第２の回転部１６０ｂとの間にスペーサー１６５が設けられている。固定部１５０側からスペーサー１６５に向かって突出する外側規制板１６７と、第１の回転部１６０ａと第２の回転部１６０ｂの回転中心の側から固定部１５０に向かって突出する内側規制板１６６と、を設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部と、前記回転部に対して前記回転部の回転中心から離れる方向に離間して配置される固定部と、を備え、
前記回転部は、被解繊物が流入する側に配置された第１の回転部と、前記第１の回転部で解繊された解繊物が排出される側に配置された第２の回転部と、を有し、
前記第１の回転部および前記第２の回転部は、それぞれ回転中心側に位置する基部と、前記基部から前記回転中心から離れる方向に突設する突部とを備え、
前記回転部の側には、前記第１の回転部と前記第２の回転部との間にスペーサーが設けられており、
前記固定部側から前記スペーサーに向かって突出する外側規制板と、前記回転部の回転中心の側から前記固定部に向かって突出する内側規制板と、を設けた解繊処理装置。
【請求項２】
前記内側規制板の外縁部と前記固定部との間隙は、前記外側規制板の内縁部と前記スペーサーとの間隙よりも小さい請求項１記載の解繊処理装置。
【請求項３】
前記内側規制板は、前記第１の回転部と前記スペーサーとの間に配置され、前記外側規制板の内縁部は、前記第２の回転部と前記内側規制板との間に配置されている請求項１または請求項２記載の解繊処理装置。
【請求項４】
前記内側規制板は、前記第２の回転部と前記スペーサーとの間に配置され、前記外側規制板の内縁部は、前記第１の回転部と前記内側規制板との間に配置されている請求項１または請求項２記載の解繊処理装置。
【請求項５】
前記第１の回転部の前記被解繊物が流入する側に、外側規制板をさらに設けた請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の解繊処理装置。
【請求項６】
前記第１の回転部の前記被解繊物が流入する側に、内側規制板をさらに設けた請求項１から請求項４のいずれか一項記載の解繊処理装置。
【請求項７】
前記第１の回転部および前記第２の回転部は、それぞれ複数の回転プレートを積層して構成されている請求項１から請求項６のいずれか一項記載の解繊処理装置。
【請求項８】
前記回転プレートは、回転中心側に位置する前記基部と、前記基部から前記回転中心から離れる方向に突設する前記突部とを備えている請求項７記載の解繊処理装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の解繊処理装置を備えた繊維原料再生装置。
【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、繊維原料再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、繊維を含む原料を再生する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１記載の装置は、乾式解繊処理装置の構造において、繊維長を短くし過ぎることなく解繊し、実用的な強度を有するシートを製造するために、突部を備えた複数の回転プレートを積層して回転刃を構成する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０７４８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の乾式解繊処理装置は、回転部を多段に形成し、各段の回転部により被解繊物の解繊を行うものである。しかしながら、多段に形成した回転部のうち後段の回転部においては、前段で解繊された解繊物の滞留時間が短く、効率のよい解繊を行うことができにくい問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、多段の回転部において効率よく解繊を行うことが可能な解繊処理装置および繊維原料再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の解繊処理装置は、回転部と、前記回転部に対して前記回転部の回転中心から離れる方向に離間して配置される固定部と、を備え、前記回転部は、被解繊物が流入する側に配置された第１の回転部と、前記第１の回転部で解繊された解繊物が排出される側に配置された第２の回転部と、を有し、前記第１の回転部および前記第２の回転部は、それぞれ回転中心側に位置する基部と、前記基部から前記回転中心から離れる方向に突設する突部とを備え、前記回転部の側には、前記第１の回転部と前記第２の回転部との間にスペーサーが設けられており、前記固定部側から前記スペーサーに向かって突出する外側規制板と、前記回転部の回転中心の側から前記固定部に向かって突出する内側規制板と、を設けた。
本発明によれば、外側規制板とスペーサーとの間隙および内側規制板と固定部との間隙を解繊物が流れ、第２の回転部に流入する際に、第２の回転部の内部において、渦流を発生させることができる。そのため、第２の回転部の内部における解繊物の滞留時間を長くすることができ、第２の回転部による効率のよい解繊処理を行うことができる。
【０００７】
また、前記内側規制板の外縁部と前記固定部との間隙は、前記外側規制板の内縁部と前記スペーサーとの間隙よりも小さい構成であってもよい。
【０００８】
また、前記内側規制板は、前記第１の回転部と前記スペーサーとの間に配置され、前記外側規制板の内縁部は、前記第２の回転部と前記内側規制板との間に配置されている構成であってもよい。
【０００９】
また、前記内側規制板は、前記第２の回転部と前記スペーサーとの間に配置され、前記外側規制板の内縁部は、前記第１の回転部と前記内側規制板との間に配置されている構成であってもよい。
【００１０】
また、前記第１の回転部の前記被解繊物が流入する側に、外側規制板をさらに設けた構成であってもよい。
【００１１】
また、前記第１の回転部の前記被解繊物が流入する側に、内側規制板をさらに設けた構成であってもよい。
【００１２】
また、前記第１の回転部および前記第２の回転部は、それぞれ複数の回転プレートを積層して構成されていてもよい。
【００１３】
また、前記回転プレートは、回転中心側に位置する前記基部と、前記基部から前記回転中心から離れる方向に突設する前記突部とを備えている構成であってもよい。
【００１４】
また、本発明に係る繊維原料再生装置は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の解繊処理装置を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】シート製造装置の構成を示す模式図。
【図２】解繊部の断面図。
【図３】解繊部の固定部と回転部の一部を拡大して示す斜視図。
【図４】回転部の斜視図。
【図５】固定部の斜視図。
【図６】回転プレートの斜視図。
【図７】固定プレートの斜視図。
【図８】第２実施形態の解繊部の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
［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、本発明の繊維原料再生装置に相当し、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。
【００１８】
シート製造装置１００は、供給部１０、粗砕部１２、解繊部（解繊処理装置）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、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。
【００１９】
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。
【００２０】
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（ｓｔｒｉｎｇ）状や平ひも（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。
【００２１】
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、回転するローター（図示略）、及び、ローター（図示略）の外周に位置するライナー（図示略）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。
【００２２】
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ブロアー（図示略）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。
【００２３】
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。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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
メッシュベルト４６には多数の開口が形成されている。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
回転体４９は、モーター等の駆動部（図示略）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Ｒ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、板状の形状を有している。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ている。
【００３１】
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。
【００３２】
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ている。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。
【００３３】
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。
【００３４】
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フィーダー（図示略）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シャッター（図示略）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。
【００３５】
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（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、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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、モーター（図示略）と、モーターにより駆動されて回転する羽根（図示略）と、羽根を収容するケース（図示略）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。
【００３８】
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。
【００３９】
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と同様にモーター（図示略）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。
【００４０】
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。
【００４１】
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７４は平坦面を構成する。また、メッシュベルト７４には多数の開口が形成されている。
メッシュベルト７４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７４の開口より大きい成分がメッシュベルト７４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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、ブロアー（図示略）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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
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プレス機構（図示略）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駆動部（図示略）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ヒーター（図示略）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駆動部（図示略）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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
［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の断面図である。図３は、解繊部２０の固定部と回転部の一部を拡大して示す斜視図である。図４は、回転部の斜視図である。図５は、固定部の斜視図である。図６は、回転プレートの斜視図である。図７は、固定プレートの斜視図である。
【００５２】
本実施形態における解繊部２０は、回転駆動される回転部１６０と、回転部１６０に対して回転部１６０の回転中心から離れる方向に離間して配置される固定部１５０とを備える。
図２、図３および図５に示すように、固定部１５０は、複数の固定プレート１５１を積層することによって形成される。固定プレート１５１は、図７に示すように、板状の部材であり、平面視において円環状の形状を有する。
固定プレート１５１の内周面には、回転中心に向う方向に突出する凹凸１５２が形成される。凹凸１５２は等間隔に形成される。
固定プレート１５１の厚みは、特に限定されない。また、固定プレート１５１の大きさや積層する枚数は、解繊部２０の処理能力や、後述する回転部１６０との間隙等の設計に応じて適宜決定されることができる。
【００５３】
また、解繊部２０には、固定部１５０の両端部をそれぞれ閉塞するカバー１７０が設けられる。各カバー１７０には、回転軸１７１を回転自在に支持する軸受１７２が設けられる。回転軸１７１は、図示しない駆動機構により回転駆動される。このような駆動機構としては、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、チェーン及びスプロケット、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が挙げられる。
【００５４】
カバー１７０は、内部に被解繊物または解繊物を収容する空間１７３を備える。一方のカバー１７０には、空間１７３に連通する入口配管１７４が設けられ、他方のカバー１７０には、空間１７３に連通する出口配管１７５が設けられる。
入口配管１７４は、被解繊物を解繊部２０に導入するための配管であり、出口配管１７５は、回転部１６０によって解繊された解繊物を解繊部２０から排出する配管である。
【００５５】
図２から図４に示すように、回転部１６０は、複数の回転プレート１６１を積層することにより構成される。
図６に示すように、各回転プレート１６１は、回転軸１７１に挿通される円板状の基部１６２と、基部１６２の外周側から放射状に突設された複数の突部１６３とを備える。これら複数の回転プレート１６１を回転軸１７１の軸方向に積層することにより、回転部１６０が構成される。回転プレート１６１は、積層される際に、それぞれの突部１６３が重なり合うように積層される。
ここで、各回転プレート１６１は、プレス等によって打抜いて形成することができる。そして、回転部１６０を、回転プレート１６１を積層して形成することで、回転部１６０の回転軸１７１に沿う方向の長さを容易に所定の長さとすることができる。
【００５６】
回転プレート１６１の大きさは、解繊部２０の処理能力等によって適宜決定されることができる。また、基部１６２の大きさ、突部１６３の基部１６２から突出する長さなどについても特に限定されない。固定部１５０の内周面と回転プレート１６１の突部１６３との間隙についても特に限定されない。
なお、回転部１６０が固定部１５０の内部で回転した場合に、固定部１５０の凹凸１５２は、固定部１５０の内周面と回転プレート１６１の突部１６３との間隙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。
さらに、回転部１６０の回転軸１７１に沿う方向の入口配管１７４の側の端部には、羽根板１７６が取付けられる。羽根板１７６の入口配管１７４の側の面には、一部を回転軸１７１に沿う方向に起立させた複数の羽根１７７が設けられる。
【００５７】
本実施形態においては、回転部１６０は、２段の回転部１６０として構成される。すなわち、入口配管１７４の側に位置する回転部１６０は、第１の回転部１６０ａとされ、出口配管１７５の側に位置する回転部１６０は、第２の回転部１６０ｂとされる。第１の回転部１６０ａは第１段、第２の回転部１６０ｂは第２段とされる。第１の回転部１６０ａと第２の回転部１６０ｂとは、それぞれの回転プレート１６１の突部１６３が周方向において互い違いになるように配置される。
【００５８】
第１の回転部１６０ａと第２の回転部１６０ｂとの間には、スペーサー１６５が配置される。スペーサー１６５は、第１の回転部１６０ａおよび第２の回転部１６０ｂの基部１６２の外径と略同様の外径を有する。
第１の回転部１６０ａとスペーサー１６５との間には、内側規制板１６６が配置される。内側規制板１６６は、第１の回転部１６０ａの基部１６２とスペーサー１６５との間で挟持されて保持される。
第２の回転部１６０ｂとスペーサー１６５との間には、外側規制板１６７が配置される。外側規制板１６７は、固定部１５０の固定プレート１５１に挟持されて保持される。
【００５９】
内側規制板１６６の外縁部と、固定部１５０との間隙は、外側規制板１６７の内縁部とスペーサー１６５との間隙より小さく形成される。すなわち、内側規制板１６６の基部１６２からの突出量は、外側規制板１６７の固定部１５０からの突出量より大きく形成される。また、内側規制板１６６の外縁部と、固定部１５０との間隙は、第１の回転部１６０ａの突部１６３の外縁部と固定部１５０との間隙より大きく形成される。第１の回転部１６０ａの突部１６３の外縁部と固定部１５０との間隙は、第２の回転部１６０ｂの突部１６３の外縁部と固定部１５０との間隙より小さく形成される。外側規制板１６７と第２の回転部１６０ｂの突部１６３との間隙は、外側規制板１６７と内側規制板１６６との間隙より小さく形成される。
これにより、内側規制板１６６と固定部１５０との間を流れる気流が、外側規制板１６７とスペーサー１６５との間を流れる気流より制限され、内側規制板１６６および外側規制板１６７を流れる気流により渦流を発生させることができる。
【００６０】
具体的には、基部１６２の外周から固定部１５０の内面との距離を２５ｍｍとした場合、第１の回転部１６０ａおよび第２の回転部１６０ｂの回転軸方向における長さは、それぞれ４０ｍｍ、スペーサー１６５の回転軸方向における長さは１０ｍｍとされる。また、内側規制板１６６の外縁部と固定部１５０との距離は、５ｍｍとされ、外側規制板１６７の内縁部と基部１６２との距離は、１０ｍｍとされる。
なお、これは一例を示したに過ぎず、これに限定されない。内側規制板１６６の外縁部と、固定部１５０との間隙は、外側規制板１６７の内縁部と第１の回転部１６０ａおよび第２の回転部１６０ｂの基部１６２との間隙より小さければ、いずれの寸法に設定してもよい。
【００６１】
また、固定部１５０の入口配管１７４の側の端部とカバーとの間には、外側規制板１６７がさらに配置される。外側規制板１６７は、固定部１５０の端部とカバーとの間に挟持されて保持される。外側規制板１６７は、第２の回転部１６０ｂとスペーサー１６５との間に配置された外側規制板１６７と同様の内径に形成される。
第２の回転部１６０ｂの出口配管１７５の側の端部には、内側規制板１６６がさらに配置される。内側規制板１６６は、第１の回転部１６０ａとスペーサー１６５との間に配置される内側規制板１６６と同様の外径に形成される。
回転部１６０の回転軸１７１に沿う方向の入口配管１７４の側の端部には、羽根板が取付けられる。羽根板１７６の入口配管１７４の側の面には、一部を回転軸１７１に沿う方向に起立させた複数の羽根１７７が設けられる。
【００６２】
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第１の回転部１６０ａおよび第２の回転部１６０ｂを回転させ、固定部１５０との間隙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。
被解繊物は、解繊部２０の入口配管１７４から導入され、カバー１７０の内部の空間１７３において羽根１７７により撹拌された後、羽根板１７６の外周側から第１の回転部１６０ａにおける各突部１６３の間の空間に送られる。
【００６３】
この場合に、外側規制板１６７を配置しているので、カバーの内部空間に送られた被解繊物は、外側規制板１６７と第１の回転部１６０ａの基部１６２との間隙を介して第１の回転部１６０ａに送られる。このように外側規制板１６７と第１の回転部１６０ａの基部１６２との狭い間隙を流れる際に第１の回転部１６０ａの内部において、渦流が発生する。そのため、第１の回転部１６０ａに送られた被解繊物は、渦流により第１の回転部１６０ａに留まりやすくなり、第１の回転部１６０ａにおける被解繊物の滞留時間を長くすることが可能となる。
そして、第１の回転部１６０ａでは、被解繊物が滞留している間に、回転プレート１６１の突部１６３の先端部と固定部１５０の凹凸１５２との間で解繊が行われる。この場合に、第１の回転部１６０ａにおける滞留時間を長くすることができるので、第１の回転部１６０ａにおける固定部１５０と突部１６３との解繊箇所に、被解繊物の衝突機会が増加し、効率のよい解繊を行うことができる。
【００６４】
第１の回転部１６０ａで解繊が行われた解繊物は、内側規制板１６６と固定部１５０との間隙を介してスペーサー１６５の外周側に送られる。その後、外側規制板１６７と基部１６２との間隙を介して第２の回転部１６０ｂにおける突部１６３の間の空間に送られる。内側規制板１６６を経て、外側規制板１６７と基部１６２との狭い間隙を流れる際に第２の回転部１６０ｂの内部において、渦流が発生する。そのため、第２の回転部１６０ｂに送られた解繊物は、渦流により第２の回転部１６０ｂに留まりやすくなり、第２の回転部１６０ｂにおける解繊物の滞留時間を長くすることが可能となる。
そして、第２の回転部１６０ａでは、解繊物が滞留している間に、回転プレート１６１の突部１６３の先端部と固定部１５０の凹凸１５２との間で解繊が行われる。この場合に、第２の回転部１６０ｂにおける滞留時間を長くすることができるので、第２の回転部１６０ｂにおける固定部１５０と突部１６３との解繊箇所に、被解繊物の衝突機会が増加し、効率のよい解繊を行うことができる。
その後、第２の回転部１６０ｂにより解繊された解繊物は、内側規制板１６６と固定部１５０との間を通ってカバー１７０の内部空間に送られ、出口配管１７５から次工程に送られる。
【００６５】
以上述べたように、本実施形態においては、被解繊物が流入する側に配置された第１の回転部１６０ａと、第１の回転部１６０ａで解繊された解繊物が排出される側に配置された第２の回転部１６０ｂとを有する。第１の回転部１６０ａおよび第２の回転部１６０ｂは、それぞれ回転中心側に位置する基部１６２と、基部１６２から回転中心から離れる方向に突設する突部１６３とを備える。第１の回転部１６０ａと第２の回転部１６０ｂとの間にスペーサー１６５が設けられている。固定部１５０側からスペーサー１６５に向かって突出する外側規制板１６７と、第１の回転部１６０ａと第２の回転部１６０ｂの回転中心の側から固定部１５０に向かって突出する内側規制板１６６と、を設けた。
これにより、外側規制板１６７とスペーサー１６５との間隙および内側規制板１６６と固定部１５０との間隙を解繊物が流れ、第２の回転部１６０ｂに流入する際に、第２の回転部１６０ｂの内部において、渦流を発生させることができる。そのため、第２の回転部１６０ｂの内部における解繊物の滞留時間を長くすることができ、第２の回転部１６０ｂによる効率のよい解繊処理を行うことができる。
【００６６】
また、本実施形態においては、内側規制板１６６の外縁部と固定部１５０との間隙は、外側規制板１６７の内縁部とスペーサー１６５との間隙よりも小さい。
これにより、内側規制板１６６と固定部１５０との間を流れる気流が、外側規制板１６７と基部１６２との間を流れる気流より制限され、内側規制板１６６および外側規制板１６７を流れる気流により渦流を発生させることができる。
【００６７】
また、本実施形態においては、内側規制板１６６は、第１の回転部１６０ａとスペーサー１６５との間に配置され、外側規制板１６７の内縁部は、第２の回転部１６０ｂと内側規制板１６６との間に配置されている。
これにより、解繊物は、第１の回転部１６０ａから内側規制板１６６および外側規制板１６７を順次介して第２の回転部１６０ｂに流入するので、第２の回転部１６０ｂの内部において、渦流を発生させることができる。そのため、第２の回転部１６０ｂの内部における解繊物の滞留時間を長くすることができ、第２の回転部１６０ｂによる効率のよい解繊処理を行うことができる。
【００６８】
また、本実施形態においては、第１の回転部１６０ａの被解繊物が流入する側に、外側規制板１６７をさらに設けた。
これにより、外側規制板１６７により、第１の回転部１６０ａの内部において、渦流を発生させることができる。そのため、第１の回転部１６０ａの内部における解繊物の滞留時間を長くすることができ、第１の回転部１６０ａによる効率のよい解繊処理を行うことができる。
【００６９】
また、本実施形態においては、第１の回転部１６０ａおよび第２の回転部１６０ｂは、それぞれ複数の回転プレートを積層して構成されている。
これにより、第１の回転部１６０ａおよび第２の回転部１６０ｂを、回転プレート１６１を積層して形成することで、各回転プレート１６１をプレス等によって打抜いて形成することができる。その結果、第１の回転部１６０ａおよび第２の回転部１６０ｂを容易に製造することができる。また、回転プレート１６１を積層することにより、回転部の回転軸１７１に沿う方向の長さを容易に所定の長さとすることができる。
【００７０】
［２．第２実施形態］
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。
図８は本発明の第２実施形態を示す断面図である。
図８に示すように、本実施形態においては、第１の回転部１６０ａとスペーサー１６５との間には、外側規制板１６７が配置され、第２の回転部１６０ｂとスペーサー１６５との間には、内側規制板１６６が配置される。すなわち、第２実施形態は、第１実施形態の外側規制板１６７と内側規制板１６６とを入れ替えるように配置したものである。
同様に、第１の回転部１６０ａの入口配管１７４の側の端部には、内側規制板１６６がさらに配置され、固定部１５０の出口配管１７５の側の端部には、外側規制板１６７がさらに配置される。
【００７１】
内側規制板１６６の外縁部と、固定部１５０との間隙は、外側規制板１６７の内縁部とスペーサー１６５との間隙より小さく形成される。すなわち、内側規制板１６６の基部１６２からの突出量は、外側規制板１６７の固定部１５０からの突出量より大きく形成される。また、内側規制板１６６の外縁部と、固定部１５０との間隙は、第２の回転部１６０ｂの突部１６３の外縁部と固定部１５０との間隙より小さく形成される。第１の回転部１６０ａの突部１６３の外縁部と固定部１５０との間隙は、第２の回転部１６０ｂの突部１６３の外縁部と固定部１５０との間隙より小さく形成される。外側規制板１６７と第１の回転部１６０ａの突部１６３との間隙は、外側規制板１６７と内側規制板１６６との間隙より小さく形成される。
これにより、外側規制板１６７とスペーサー１６５との間を流れる気流が内側規制板１６６と固定部１５０との間を流れることで制限され、外側規制板１６７および内側規制板１６６を流れる気流により渦流を発生させることができる。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００７２】
第２実施形態においては、被解繊物は、解繊部２０の入口配管１７４から導入され、カバー１７０の内部の空間１７３において羽根１７７により撹拌された後、羽根板１７６の外周側から第１の回転部１６０ａにおける各突部１６３の間の空間に送られる。
この場合に、内側規制板１６６を配置しているので、カバーの内部空間に送られた被解繊物は、内側規制板１６６と固定部１５０との間隙を介して第１の回転部１６０ａに送られる。このように内側規制板１６６と固定部１５０との狭い間隙を流れる際に第１の回転部１６０ａの内部において、渦流が発生する。
そのため、第１の回転部１６０ａに送られた被解繊物は、渦流により第１の回転部１６０ａに留まりやすくなり、第１の回転部１６０ａにおける被解繊物の滞留時間を長くすることが可能となる。
そして、第１の回転部１６０ａでは、被解繊物が滞留している間に、回転プレート１６１の突部１６３の先端部と固定部１５０の凹凸１５２との間で解繊が行われる。この場合に、第１の回転部１６０ａにおける滞留時間を長くすることができるので、第１の回転部１６０ａにおける固定部１５０と突部１６３との解繊箇所に、被解繊物の衝突機会が増加し、効率のよい解繊を行うことができる。
【００７３】
第１の回転部１６０ａで解繊が行われた解繊物は、外側規制板１６７と基部１６２との間隙を介してスペーサー１６５の外周側に送られる。その後、内側規制板１６６と固定部１５０との間隙を介して第２の回転部１６０ｂにおける突部１６３の間の空間に送られる。外側規制板１６７を経て、内側規制板１６６と基部１６２との狭い間隙を流れる際に第２の回転部１６０ｂの内部において、渦流が発生する。そのため、第２の回転部１６０ｂに送られた解繊物は、渦流により第２の回転部１６０ｂに留まりやすくなり、第２の回転部１６０ｂにおける解繊物の滞留時間を長くすることが可能となる。
そして、第２の回転部１６０ａでは、解繊物が滞留している間に、回転プレート１６１の突部１６３の先端部と固定部１５０の凹凸１５２との間で解繊が行われる。この場合に、第２の回転部１６０ｂにおける滞留時間を長くすることができるので、第２の回転部１６０ｂにおける固定部１５０と突部１６３との解繊箇所に、被解繊物の衝突機会が増加し、効率のよい解繊を行うことができる。
その後、第２の回転部１６０ｂにより解繊された解繊物は、内側規制板１６６と固定部１５０との間を通ってカバー１７０の内部空間に送られ、出口配管１７５から次工程に送られる。
【００７４】
以上述べたように、本実施形態においては、内側規制板１６６は、第２の回転部１６０ｂとスペーサー１６５との間に配置され、外側規制板１６７の内縁部は、第１の回転部１６０ａと内側規制板１６６との間に配置されている。
これにより、解繊物は、第１の回転部１６０ａから外側規制板１６７および内側規制板１６６を順次介して第２の回転部１６０ｂに流入するので、第２の回転部１６０ｂの内部において、渦流を発生させることができる。そのため、第２の回転部１６０ｂの内部における解繊物の滞留時間を長くすることができ、第２の回転部１６０ｂによる効率のよい解繊処理を行うことができる。
【００７５】
また、本実施形態においては、第１の回転部１６０ａの被解繊物が流入する側に、内側規制板１６６をさらに設けた。
これにより、内側規制板１６６により、第１の回転部１６０ａの内部において、渦流を発生させることができる。そのため、第１の回転部１６０ａの内部における解繊物の滞留時間を長くすることができ、第１の回転部１６０ａによる効率のよい解繊処理を行うことができる。
【００７６】
［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。
【００７７】
上記実施形態では、回転部を第１の回転部１６０ａおよび第２の回転部１６０ｂにより構成し、２段の回転部を用いた例について説明した。
しかしながら、本発明は、これに限定されない。例えば、回転部を３段以上の段数を有する回転部で構成するようにしてもよい。この場合には、各段の回転部の間にスペーサー１６５、外側規制板１６７および内側規制板１６６を設けるようにすればよい。
【００７８】
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。
【００７９】
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】
【００８０】
１０…供給部、２０…解繊部（解繊処理装置）、４０…選別部、５０…混合部、６０…堆積部、７０…第２ウェブ形成部、８０…シート形成部、９０…切断部、１００…シート製造装置（繊維原料再生装置）、１０１…解繊処理部、１０２…製造部、１５０…固定部、１５１…固定プレート、１５２…凹凸、１６０…回転部、１６０ａ…第１の回転部、１６０ｂ…第２の回転部、１６１…回転プレート、１６２…基部、１６３…突部、１６５…スペーサー、１６６…内側規制板、１６７…外側規制板、１７０…カバー、１７１…回転軸、１７４…入口配管、１７５…出口配管、１８０…突出部、１８１…突出用プレート、ＭＡ…原料、Ｓ…シート。
【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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