(57)【要約】【課題】  残留物による開口の目詰まりを防止するとともに、通過物を定量的に通過させることができるシート製造装置を提供する。【解決手段】本発明に係るシート製造装置１００は、繊維を含む原料を空気中で解繊する解繊部２０と、解繊物を複数の開口を通過する通過物と通過しない残留物とに選別する選別部４０と、通過物を堆積する堆積部７２と、堆積部７２で堆積したウェブＷを加熱加圧してシートＳを形成する形成部７０と、を備える。シート製造装置１００は、解繊物を気流とともに搬送し、移動部４１に衝突させる解繊物搬送部８３を備える。移動部４１に衝突した解繊物のうち、開口を通過しない残留物の一部が自重で落下するように移動部４１を移動する。【選択図】図５
2015178206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維を含む原料を空気中で解繊する解繊部と、
前記解繊部で解繊処理された解繊物を、複数の開口を通過する通過物と通過しない残留物とに選別する選別部と、
前記通過物を堆積する堆積部と、
前記堆積部で堆積したウェブを加熱加圧してシートを形成する形成部と、を備えるシート製造装置であって、
前記選別部は、前記複数の開口を有する移動可能な移動部を有し、
前記シート製造装置は、前記解繊物を気流とともに搬送し、前記移動部に衝突させる解繊物搬送部を備え、
前記移動部に衝突した前記解繊物のうち、前記開口を通過しない前記残留物の一部が自重で落下するように前記移動部を移動することを特徴とする、シート製造装置。
【請求項２】
前記選別部は、前記移動部に付着した前記残留物を除去可能な除去部を有す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】
前記解繊物搬送部は、前記解繊物を搬送する管部を有し、
前記移動部において前記気流を受ける領域の面積は、前記移動部において前記開口を有する領域の面積より小さいことを特徴とする、請求項１又は２に記載のシート製造装置。
【請求項４】
前記残留物が自重で落下する際の軌跡から外れた位置に前記除去部を配置す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】
繊維を含む原料を空気中で解繊し、
解繊処理された解繊物を、複数の開口を通過する通過物と通過しない残留物とに選別し、
前記通過物を堆積し、
堆積したウェブを加熱加圧してシートを形成するシート製造方法であって、
前記解繊物を気流とともに搬送して前記複数の開口を有する移動部に衝突させ、
前記移動部を移動して、前記移動部に衝突した前記解繊物のうち、前記開口を通過しない前記残留物の一部が自重で落下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、シート製造装置及びシート製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭や事業所等から排出される使用済みのコピー用紙等の古紙を再生紙としてリサイクルすることが提案されている。
【０００３】
このように、古紙をリサイクルする場合、古紙をほぐして繊維状にするための解繊処理を施す。古紙を解繊する方法としては、大別して湿式法と乾式法があるが、大量の水が必要になる湿式法よりも、エネルギー効率が高く、排水処理を考慮せずに済む乾式法が好ましい。
【０００４】
特許文献１には、古紙を解繊機により乾式解繊する工程と、解繊された古紙を気流により所定の目開きを持つスクリーンを設けた篩機に導き紙片を除去する工程とを有する乾式法の古紙解繊物の製造方法が記載されている。
【０００５】
この方法によれば、解繊物をブロアの気流により篩部のスクリーンを通過させ、スクリーンを通過しなかった解繊物はスクリーンの裏側（下流側）からエアーブラシの気流により除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１４７７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載された古紙解繊物の製造法では、スクリーンの上流側から気流で解繊物を送りながら、スクリーンの下流側から気流により通過しなかった解繊物を除去することは、反対方向に気流を送っているため同時に実施することができない。また、これらを別々に行う場合、上流側から気流で解繊物を送ると、スクリーンを通過しなかった解繊物によりスクリーンの目が塞がれ、そこに解繊物がさらに送られるので、塞がれる目が徐々に増えてしまい、定量的にスクリーンを通過させるのが難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、以下の態様又は適用例として実現することができる。
【０００９】
（１）本発明に係るシート製造装置の一態様は、
繊維を含む原料を空気中で解繊する解繊部と、
前記解繊部で解繊処理された解繊物を、複数の開口を通過する通過物と通過しない残留物とに選別する選別部と、
前記通過物を堆積する堆積部と、
前記堆積部で堆積したウェブを加熱加圧してシートを形成する形成部と、を備えるシート製造装置であって、
前記選別部は、前記複数の開口を有する移動可能な移動部を有し、
前記シート製造装置は、前記解繊物を気流とともに搬送し、前記移動部に衝突させる解繊物搬送部を備え、
前記移動部に衝突した前記解繊物のうち、前記開口を通過しない前記残留物の一部が自重で落下するように前記移動部を移動することを特徴とする。
【００１０】
このようなシート製造装置によれば、複数の開口を有する移動部を移動することで、残留物による開口の目詰まりを防止するとともに、通過物を定量的に通過させることができる。また、このようなシート製造装置によれば、移動部を移動することで、残留物を自重で落下させることができ、効率よく残留物を除去することができる。
【００１１】
（２）本発明に係るシート製造装置において、
前記選別部は、前記移動部に付着した前記残留物を除去可能な除去部を有してもよい。
【００１２】
このようなシート製造装置によれば、残留物が開口に絡まったりして移動部に付着して、移動部の移動だけでは自重で落下しない残留物を、除去部によって除去することができる。
【００１３】
（３）本発明に係るシート製造装置において、
前記解繊物搬送部は、前記解繊物を搬送する管部を有し、
前記移動部において前記気流を受ける領域の面積は、前記移動部において前記開口を有する領域の面積より小さくてもよい。
【００１４】
このようなシート製造装置によれば、前記気流を受ける領域の面積を、前記開口を有する領域の面積より小さくすることで、移動部を移動して残留物が気流の影響する範囲から外れて落下しやすくなる。
【００１５】
（４）本発明に係るシート製造装置において、
前記残留物が自重で落下する際の軌跡から外れた位置に前記除去部を配置してもよい。
【００１６】
このようなシート製造装置によれば、除去部が自重で落下する残留物の落下を妨げることがない。
【００１７】
（５）本発明に係るシート製造方法の一態様は、
繊維を含む原料を空気中で解繊し、
解繊処理された解繊物を、複数の開口を通過する通過物と通過しない残留物とに選別し、
前記通過物を堆積し、
堆積したウェブを加熱加圧してシートを形成するシート製造方法であって、
前記解繊物を気流とともに搬送して前記複数の開口を有する移動部に衝突させ、
前記移動部を移動して、前記移動部に衝突した前記解繊物のうち、前記開口を通過しない前記残留物の一部が自重で落下することを特徴とする。
【００１８】
このようなシート製造方法によれば、複数の開口を有する移動部を移動することで、残留物による開口の目詰まりを防止するとともに、通過物を定量的に通過させることができる。また、このようなシート製造方法によれば、移動部を移動することで、残留物を自重で落下させることができ、効率よく残留物を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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】解繊物を模式的に示す図。
【図３】解繊物を模式的に示す図。
【図４】未解繊片を模式的に示す図。
【図５】本実施形態に係るシート製造装置の選別部を模式的に示す縦断面図。
【図６】本実施形態に係るシート製造装置の選別部のＡ−Ａ断面図。
【図７】本実施形態に係るシート製造装置の選別部の移動部を部分的に拡大した平面図。
【図８】本実施形態に係るシート製造装置の選別部の第１の変形例を示すＡ−Ａ断面図。
【図９】選別部の参考例を示すＡ−Ａ断面図。
【図１０】本実施形態に係るシート製造装置の選別部の第２の変形例を模式的に示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
１．シート製造装置
まず、本実施形態に係るシート製造装置１００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。なお、便宜上、図１では、選別部４０及びほぐし部６０を簡略化して図示している。
【００２２】
シート製造装置１００は、図１に示すように、繊維を含む原料を空気中で解繊する解繊部２０と、解繊部２０で解繊処理された解繊物を気流とともに搬送する解繊物搬送部３００と、その解繊物を複数の開口を通過する通過物と通過しない残留物とに選別する選別部４０と、通過物を堆積する堆積部７２と、堆積部７２で堆積したウェブＷを加熱加圧してシートＳを形成する形成部７０と、を備える。なお、図１に示す本実施形態では、さらに、粗砕部１０と、樹脂供給部５０と、ほぐし部６０と、を含んだ例を用いて説明する。
【００２３】
１．１．粗砕部
粗砕部１０は、パルプシートや投入されたシート（例えばＡ４サイズの古紙）などの原料を、空気中で裁断して細片にする。細片の形状や大きさは、特に限定されないが、例えば、数ｃｍ角の細片である。図示の例では、粗砕部１０は、粗砕刃１１を有し、粗砕刃１１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１０には、原料を連続的に投入するための自動投入部（図示せず）が設けられていてもよい。
【００２４】
粗砕部１０によって裁断された細片は、ホッパー５で受けてから第１管部８１を介して、解繊部２０へ搬送される。第１管部８１は、解繊部２０の導入口２１と連通している。第１管部８１及び後述する第２〜第６管部８２〜８６の形状は、例えば管状である。
【００２５】
１．２．解繊部
解繊部２０は、細片（被解繊物）を解繊処理する。解繊部２０は、細片を解繊処理することにより、繊維状に解きほぐされた繊維２を生成する。ここで、図２及び図３は、解きほぐされた繊維２を模式的に示す図である。
【００２６】
ここで、「解繊処理」とは、複数の繊維が結着されてなる細片を、繊維１本１本に解きほぐすことをいう。解繊部２０を通過したものを「解繊物」という。「解繊物」には、解きほぐされた繊維２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、にじみ防止材等のインク粒を含んでいる場合もある。この後の記載において、「解繊物」は解繊部２０を通過したものの少なくとも一部であり、解繊部２０を通過した後に添加されたものが混ざっていてもよい。解繊部２０により解繊処理されたもののうち、後述する選別部４０に供給されるものを「解繊処理された解繊物」という。解きほぐされた繊維２の形状は、ひも（ｓｔｒｉｎｇ）状や平ひも（ｒｉｂｂｏｎ）状である。しかし、解きほぐされた繊維２は、図２に示すように、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）で存在するが、図３に示すように、他の解きほぐされた繊維２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）で存在する場合もある。解きほぐされた繊維２の長さ（解きほぐされた繊維２の長手方向の長さ、以下、「繊維長」ともいう）は、例えば、５０μｍ以上１０ｍｍ以下である。なお、「繊維長」とは、独立した１本の繊維の両端を必要に応じて破断しないように引張り、その状態でほぼ直線状の状態に置いたときの両端間の距離である。解きほぐされた繊維２の断面形状は、特に限定されず、多角形であってもよいし、円形や楕円形であってもよい。以下では、「繊維」の記載は、解きほぐされた繊維のことを主に指すこととする。
【００２７】
また、「解繊物」には「未解繊片」を含む場合がある。「未解繊片」とは、図４に模式的に示すように、繊維状に解繊されておらずに、解繊部２０に導入された細片が千切れた破片である。すなわち、未解繊片４は、解繊部２０における解繊処理をされたけど解繊されていない細片のことである。未解繊片４の形状は、特に限定されず、未解繊片４の大きさは、例えば、ふるい分け法によって測定した試験用ふるいの目開きで表すと、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。なお、「解繊処理」とは、駆動している解繊部２０に、被解繊物（細片）を導入して排出することを意味し、上記のように、解繊されていない未解繊片４を生成する場合も含む。
【００２８】
解繊部２０は、細片に付着した樹脂粒やインク、トナー、にじみ防止材等のインク粒を繊維から分離させる。樹脂粒及びインク粒は、解繊物とともに、排出口２２から排出される。
【００２９】
解繊部２０は、回転刃によって、導入口２１から導入された細片を、解繊処理する。解繊部２０は、空気中において乾式で解繊を行う。
【００３０】
解繊部２０の回転数は、３０００ｒｐｍ以上１００００ｒｐｍ以下である。回転数が３０００ｒｐｍより小さい場合は、未解繊片４の割合が大きくなる場合がある。回転数が１００００ｒｐｍより大きい場合は、比較的短い繊維の割合が大きくなる場合があり、製造されるシートの強度を低下させる原因となる。
【００３１】
解繊部２０は、気流を発生させる機構を有していることが好ましい。この場合、解繊部２０は、自ら発生する気流によって、導入口２１から、細片を気流とともに吸引し、解繊処理して、排出口２２へと搬送することができる。排出口２２から排出された解繊物は、図１に示すように、第２管部８２を介して、分級部３０に導入される。なお、気流発生機構を有していない解繊部２０を用いる場合には、細片を導入口２１に導く気流を発生する機構を、外付けで設けてもよい。
【００３２】
１．３．解繊物搬送部
解繊物搬送部３００は、解繊部２０から選別部４０へ解繊物を気流とともに搬送し、後述する移動部４１に解繊物を衝突させる。解繊物搬送部３００は、第２管部８２と、分級部３０と、解繊物を搬送する第３管部８３と、を備えてもよい。
【００３３】
第２管部８２は、解繊部２０の内部で発生する気流によって解繊物を分級部３０へ導入することができる。
【００３４】
分級部３０は、解繊物から、樹脂粒、インク粒を分離して除去する。分級部３０としては、気流式分級機を用いる。気流式分級機は、旋回気流を発生させ、遠心力と分級されるもののサイズと密度によって分離するものであり、気流の速度及び遠心力の調整によって、分級点を調整することができる。具体的には、分級部３０としては、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。特にサイクロンは、構造が簡便であるため、分級部３０として好適に用いることができる。以下では、分級部３０として、サイクロンを用いた場合について説明する。
【００３５】
分級部３０は、導入口３１と、導入口３１が接続された円筒部３２と、円筒部３２の下方に位置し円筒部３２と連続している逆円錐部３３と、逆円錐部３３の下部中央に設けられている下部排出口３４と、円筒部３２上部中央に設けられている上部排出口３５と、を有している。
【００３６】
分級部３０において、導入口３１から導入された解繊物をのせた気流は、外径１００ｍｍ以上３００ｍｍ以下程度の円筒部３２で円周運動に変わる。これにより、導入された解繊物には、遠心力がかかって、第１分級物（繊維２及び未解繊片４）と、第１分級物より小さくて密度も低い第２分級物（樹脂粒、インク粒）と、に分離される。第１分級物は、下部排出口３４から排出され、第３管部８３を通って選別部４０の導入口４６に導入される。一方、第２分級物は、上部排出口３５から第４管部８４を通って分級部３０の外部に排出される。このように、樹脂粒は、分級部３０によって外部に排出されるため、後述する樹脂供給部５０によって樹脂が供給されても、解繊物に対して樹脂が過剰になることを防ぐことができる。
【００３７】
なお、分級部３０により第１分級物と第２分級物に分離すると記載したが、完全に分離できる訳ではない。第１分級物のうち比較的小さいものや密度の低いものは第２分級物とともに外部に排出される場合がある。第２分級物のうち比較的密度の高いものや第１分級物に絡まってしまったものは第１分級物とともに選別部４０へ導入される場合もある。また、原料が古紙でなくパルプシートのような場合は第２分級物に相当するものが含まれていないため、シート製造装置１００として分級部３０が無くてもよい。そのため、選別部４０へ導入されるものは、分級部３０により分級されたものだけではない。そこで本願では、解繊部２０を通過したものであって、選別部４０へ導入されるものを「解繊処理された解繊物」と呼び、解きほぐされた繊維２や未解繊片４の他に少量の樹脂粒やインク粒などが入っている場合があるものとする。
【００３８】
第３管部８３は、分級部３０の下部排出口３４から解繊物を気流とともに選別部４０の導入口４６へ搬送する。第３管部８３は、管部であり、管部の中を気流と解繊物が移動する。第３管部８３における気流は、分級部３０から流出する気流を用いてもよいし、第３管部８３の途中に気流を発生するブロアを設けてその気流を用いてもよい。第３管部８３における気流は、所定サイズの解繊物が後述する選別部４０の複数の開口を通過できる程度の流量と流速を有する。
【００３９】
１．４．選別部
選別部４０は、解繊処理された解繊物を、選別部４０の開口４２を通過する「通過物」と、開口４２を通過しない「残留物」とに空気中で選別する。以下、選別部４０について、より具体的に説明する。
【００４０】
１．４．１．選別部の構成
選別部４０としては、篩（ふるい）を用いる。ここで、図５は、本実施形態に係るシート製造装置１００の選別部４０を模式的に示す縦断面図である。図６は、本実施形態に係るシート製造装置１００の選別部４０のＡ−Ａ断面図である。図７は、本実施形態に係るシート製造装置１００の選別部４０の移動部４１を部分的に拡大した平面図である。
【００４１】
図５に示すように、選別部４０は、第３管部８３の導入口４６と対向し、複数の開口４２（図６及び図７を参照）を有する移動可能な移動部４１を有する。移動部４１は、モーターＭによって回転軸Ｑを中心に回転する円板状の篩である。そして、第３管部８３を通り気流とともに搬送された解繊物が移動部４１に衝突する。その際に、解繊物のうち、開口４２を通過する通過物と、開口４２を通過しない残留物Ｒとに選別される。移動部４１に衝突した解繊物のうち、開口４２を通過しない残留物Ｒ（図６及び図７を参照）の一部は、移動部４１を回転移動することで、気流の影響から外れて、自重で落下する。選別部４０は、自重では落下せずに移動部４１に付着した解繊物の残留物Ｒを除去可能な除去部４５を有する。このように複数の開口４２を有する移動部４１を移動することで、残留物Ｒによる開口４２の目詰まりを防止するとともに、通過物を定量的に通過させることができる。また、このように移動部４１を移動することで、残留物Ｒを自重で落下させることができ、効率よく残留物Ｒを移動部４１から除去することができる。
【００４２】
また、選別部４０は、移動部４１を収容するハウジング４４と、残留物Ｒをハウジング４４内から排出する排出口４７ａと、通過物をハウジング４４内から排出する排出口４７ｂと、を有する。移動部４１は、導入口４６に対して所定の間隔（第１室４４ａの奥行）を隔てて配置している。
【００４３】
移動部４１は、円板状の平面に複数の開口４２が形成された網体であってもよい。移動部４１は、平織り金網や溶接金網などの金網から構成してもよい。
【００４４】
開口４２は、図７に示すように、移動部４１における網の目であってもよい。移動部４１は、金属からなる線状の複数の線部４３を有し、開口４２は、線部４３に囲まれた貫通孔部分である。開口４２の形状は、選別部４０が篩として機能すれば特に限定されず、多角形、円形、楕円形などであってもよいが、図７に示す例では、正方形である。複数の開口４２の形状や大きさは、同じであることが好ましい。複数の開口４２は、均一性よく移動部４１の全体に配置されていることが好ましい。
【００４５】
選別部４０の移動部４１の目開きは、３００μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましい。目開きが３００μｍより小さいと、繊維長が短いため、繊維と繊維の交差部が多くなる。繊維と繊維を結着させる樹脂の数は限られているため、繊維同士が結着されない箇所ができて、製造されるシートの強度が低下する場合がある。目開きが２０００μｍより大きいと、解繊されていない未解繊片４が開口４２を通過する可能性が高くなり、製造されるシートの地合いが悪化する場合がある。
【００４６】
なお、「目開き」とは、図７に示すように、移動部４１を展開させた場合に、隣り合う線部４３の間の大きさＢである。開口４２の形状が正方形である場合は、目開きは、正方形の１辺の長さである。
【００４７】
なお、移動部４１は、金網の代わりに、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を用いてもよいし、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てもよい。エキスパンドメタルを用いる場合、開口４２とは、金属板に入れた切れ目を引き延ばして形成される穴のことである。パンチングメタルを用いる場合、開口４２とは、金属板にプレス機等で形成された穴のことである。また、開口４２を有する部材を金属以外の材質で作ってもよい。
【００４８】
図５に示すように、ハウジング４４は、移動部４１を挟んで第１室４４ａと第２室４４ｂとを有する。
【００４９】
第１室４４ａは、上方に第３管部８３に接続する導入口４６が形成され、下方に移動部４１の開口４２を通過できなかった残留物Ｒが落下して排出される排出口４７ａが形成される。導入口４６は、移動部４１に解繊物を衝突させるため、移動部４１の表面側（図５の左側の面）に正対するように配置される。導入口４６から第１室４４ａ内に導入された気流は、移動部４１の所定領域（気流を受ける領域４８）に影響を与える。排出口４７ａは、漏斗状に設けられた傾斜部を介して第５管部８５に接続される。
【００５０】
第２室４４ｂは、仕切り壁４４ｃ及び移動部４１を挟んで第１室４４ａに隣接して配置する。仕切り壁４４ｃは移動部４１の外周に沿った円弧状の上端を有し、移動部４１はこの円弧上の上端とハウジング４４の内壁との間に解繊物が通過しない程度にシールされている。例えば、移動部４１の外周又はハウジング４４の内壁及び仕切り壁４４ｃの上端にパイル状のシール部材を設けてもよいし、移動部４１の外周部分をハウジング４４の内壁及び仕切り壁４４ｃの上端に設けたパイル状のシール部材によって挟み込むようにしてもよい。
【００５１】
第２室４４ｂは、第１室４４ａよりも奥行が長く、下方に漏斗状のホッパー６を介して第６管部８６に接続する排出口４７ｂを有する。第２室４４ｂの内部には回転軸Ｑが横断しているが、排出口４７ｂへ向かう気流の影響と回転軸Ｑの回転とによって通過物の移動をほとんど妨げない。
【００５２】
移動部４１は、鉛直方向に延びるように配置されることが好ましいが、これに限らず、残留物Ｒの落下に影響しない範囲であり、かつ、通過物の落下に影響しない範囲で鉛直方向に対して傾斜して設けてもよい。例えば、移動部４１は、鉛直方向に対して±３０度程度まで傾斜させることができる。また、移動部４１を鉛直方向に対して傾斜して設ける場合には、第３管部８３は、移動部４１の回転軸Ｑよりも下方に配置した方が落下する解繊物に接触する可能性のある移動部４１の領域が小さくなるので、移動部４１上に解繊物が堆積するリスクを減らすことができる。
【００５３】
モーターＭは、ハウジング４４の外面に固定され、第２室４４ｂを通って移動部４１の背面側（図５の右側面）へと延びる回転軸Ｑを有する。モーターＭは、移動部４１を回転するもので、図示しない制御部により、解繊物を選別する処理速度に応じて適切な回転速度で連続回転する。
【００５４】
除去部４５は、移動部４１に付着した解繊物の残留物Ｒを除去する。移動部４１の開口４２を通過しない解繊物は、移動部４１が回転することで気流を受ける領域４８から外れるとその一部が自重により落下する。しかし、解繊物の一部がそのまま移動部４１に付着して残留物Ｒ（図６を参照）となることがある。残留物Ｒはそのまま移動部４１の表面に付着したままだと徐々に移動部４１の開口４２を塞ぎ、定量的な解繊物の選別を行うことができなくなる。そこで、除去部４５がこの残留物Ｒを移動部４１から強制的に除去することで、残留物Ｒが自重で落下する。除去部４５は、移動部４１の表面に接触するブラシであることができ、その一端を仕切り壁４４ｃに固定し、他端を回転軸Ｑに固定することができる。従って、移動部４１が回転して移動することで、残留物Ｒが除去部４５に接触して移動部４１の表面から掻き取られる。
【００５５】
除去部４５は、ブラシに限らず、平板のスクレイパーでもよく、第２室４４ｂ側からの気流を用いてもよい。また、除去部４５は、ハウジング４４に固定したが、これに限らず移動部４１の表面を移動するものであってもよい。
【００５６】
１．４．２．選別部の配置と選別動作
次に、図６を用いて、選別部４０における各部の配置と選別動作について説明する。
【００５７】
移動部４１は、円板状であって、その中心に回転軸Ｑが接続され、図６における反時計回りに回転する。移動部４１の図６の左上に相当する位置に導入口４６が配置され、解繊物搬送部３００の第３管部８３から解繊物が気流とともに搬送され、導入口４６を通って移動部４１に衝突する。移動部４１に解繊物を衝突させることで、解繊物のうち開口４２を通過可能な大きさのものは第２室４４ｂへ通過し、開口４２を通過できない大きさのものは開口４２を通過せず残留物Ｒとして移動部４１の表面に残る。
【００５８】
移動部４１を通過する解繊物としては、開口４２の目開きの大きさより短い繊維が主となる。また、開口４２を通過しなかった残留物Ｒ（非選別物）は、開口４２を通過できない長さの繊維や未解繊片４やダマである。このように、選別部４０は、開口４２を有する移動部４１によって、解繊処理された解繊物から一定の長さより短い繊維（通過物）を選別することができる。
【００５９】
図６に破線で示した領域が第３管部８３からの気流を受ける領域４８であり、この領域にある残留物Ｒは気流によって移動部４１の表面に押し付けられて剥がれ落ちることができない。そして、移動部４１の回転移動によって残留物Ｒが気流を受ける領域４８から外れた位置まで移動すると、残留物Ｒは気流の影響を受けなくなるので自重で落下することができる。すなわち、移動部４１は、開口４２を通過しない残留物Ｒの一部が自重で落下することができる位置に図６の反時計回りに移動することができる。
【００６０】
しかし、移動部４１の移動だけでは落下しない残留物Ｒも一部存在する。このような残留物Ｒが増えると選別部４０における定量的な解繊物の選別が困難になる。除去部４５は、図６における移動部４１の右下であって回転軸Ｑから仕切り壁４４ｃの上端までの間（すなわち、移動部４１の半径）に渡って配置される。従って、除去部４５は、移動部４１の回転移動によって運ばれてきた残留物Ｒを掻き取るように移動部４１から除去することができる。残留物Ｒは、除去部４５に接触して移動部４１の表面から剥がれ落ちて、自重で落下して、排出口４７ｂからホッパー６を介して第５管部８５へと排出される。
【００６１】
移動部４１において気流を受ける領域４８の面積は、移動部４１において開口４２を有する領域４９の面積より小さくてもよい。気流を受ける領域４８は、導入口４６の面積よりわずかに大きくなる。図６に示すように、本実施形態における開口４２は移動部４１の全面に形成されており、従って、開口４２が形成されている領域４９は移動部４１の表面全体である。このように、気流を受ける領域４８の面積を、開口４２を有する領域４９の面積より小さくすることで、移動部４１を移動して残留物Ｒが気流の影響する範囲から外れて落下しやすくなる。移動部４１における開口４２が形成されている領域４９が移動部４１の表面の一部であっても、気流を受ける領域４８の面積との関係をこのようにすることで残留物Ｒが自重で落下するように移動部４１を移動させることができる。
【００６２】
気流を受ける領域４８の面積は、移動部４１が円板状で回転移動する場合において、移動部４１の表面の面積の３／４以下としてもよい。
【００６３】
移動部４１に対する導入口４６又は気流を受ける領域４８の配置は、残留物Ｒの落下を妨げない位置、すなわち、残留物Ｒが自重で落下する際の軌跡から外れた位置にすることが好ましい。例えば、図６の移動部４１における右半分に気流を受ける領域４８が配置された場合、移動部４１の回転移動方向は気流を受ける領域４８の上方になり、残留物Ｒが落下すると気流を受ける領域４８に再び入ることになり、落下を妨げることになる。
【００６４】
また、移動部４１に対する除去部４５の配置は、残留物Ｒが自重で落下する際の軌跡から外れた位置にすることが好ましい。図６のような除去部４５の位置であれば、除去部４５に接触して落下する残留物Ｒの妨げにはならないが、例えば、図６の移動部４１における左半分に除去部４５を配置すると、除去部４５に接触して落下しようとする残留物Ｒが再び除去部４５に接触することになり、効率よく残留物Ｒを除去することができなくなる。
【００６５】
移動部４１に対する導入口４６及び気流を受ける領域４８の配置又は除去部４５の配置は、移動部４１の形態や移動方向などにより必ずしも上記の通りの配置でなくてもよく、残留物Ｒの自重落下を妨げない範囲で適宜設定することができる。
【００６６】
自重で落下した残留物Ｒは、図１に示すように、排出口４７ａから排出されて、戻り流路としての第５管部８５を介してホッパー５に搬送され、再び解繊部２０に戻される。
【００６７】
開口４２を通過した通過物は、ホッパー６で受けてから第６管部８６を介して、ほぐし部６０の導入口６６に搬送される。第６管部８６には、繊維同士を（解繊物同士を）結着させる樹脂が供給されるための供給口５１が設けられている。
【００６８】
１．５．樹脂供給部
樹脂供給部５０は、供給口５１から第６管部８６に空気中で樹脂を供給する。すなわち、樹脂供給部５０は、開口４２を通過した通過物が選別部４０からほぐし部６０に向かう経路に（選別部４０とほぐし部６０との間に）、樹脂を供給する。樹脂供給部５０としては、第６管部８６に樹脂を供給することができれば特に限定されないが、スクリューフィーダー、サークルフィーダーなどを用いる。
【００６９】
なお、解繊物と樹脂とを混合させる機構は、ターボブロワに限定されず、ジューサーミキサーのように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。
【００７０】
樹脂供給部５０から供給される樹脂は、複数の繊維を結着させるための樹脂である。樹脂が第６管部８６に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、後述する形成部７０を通過する際に硬化して、複数の繊維を結着させる。
【００７１】
樹脂供給部５０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、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。これらの樹脂は、単独又は適宜混合して用いてもよい。
【００７２】
樹脂供給部５０から供給される樹脂は、繊維状であってもよく、粉末状であってもよい。樹脂が繊維状である場合、樹脂の繊維長は、繊維２の繊維長以下であることが好ましい。具体的には、樹脂の繊維長は、３ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以下である。樹脂の繊維長が３ｍｍより大きいと、ほぐし部６０の開口を通過できない場合があり、また繊維２と均一性よく混合することが困難な場合がある。樹脂が粉末状である場合、樹脂の粒径は、１μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは２μｍ以上２０μｍ以下である。樹脂の粒径が１μｍより小さいと、繊維２同士を結着させる結着力が低下する場合がある。樹脂の粒径が２０μｍより大きいと、繊維２と均一性よく混合することが困難な場合があり、また繊維２への付着力が低下して繊維２から離脱する場合がある。
【００７３】
樹脂供給部５０から供給される樹脂の量は、製造されるシートの種類に応じて、適切に設定される。なお、繊維２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２を着色するための着色剤や、繊維２の凝集を防止するための凝集防止材を、供給してもよい。供給された樹脂は、第６管部８６内に設けられた混合部（図示せず）によって、開口４２を通過した通過物と混合される。混合部は、通過物と樹脂とを、混合させながら、ほぐし部６０に搬送するための気流を発生する。通過物は、第６管部８６を通過する際に、図３に示すように互いに絡み合う場合がある。
【００７４】
１．６．ほぐし部
ほぐし部６０は、絡み合った通過物をほぐす。さらに、ほぐし部６０は、樹脂供給部５０から供給される樹脂が繊維状である場合、絡み合った樹脂をほぐす。また、ほぐし部６０は、後述する堆積部７２に、通過物や樹脂を均一に堆積する。つまり、「ほぐす」という言葉は、絡み合ったものをバラバラにする作用や均一に堆積させる作用を含むものである。なお、絡み合ったものが無ければ均一に堆積させる作用となる。
【００７５】
ほぐし部６０としては、篩を用いる。ほぐし部６０は、図１に示すように、図示しないモーターによって回転することができる円筒状の回転式の篩である。ここで、ほぐし部６０として用いられる「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。
【００７６】
ほぐし部６０は、導入口６６を有している。
【００７７】
ほぐし部６０は、図示しない複数の開口を有している。ほぐし部６０の開口の大きさは、開口４２の大きさ以上である。すなわち、ほぐし部６０の開口の大きさは、開口４２の大きさと同じか、開口４２の大きさよりも大きい。ただし、ほぐし部６０の開口の大きさの上限は５ｍｍである。ほぐし部６０の開口の大きさが５ｍｍ以下とすることで、繊維同士が絡み合ったダマを通過させず、ほぐして通過させることができる。
【００７８】
開口４２を通過した通過物はほぐし部６０の開口を通過できるので、この開口は目詰まりをすることがなく、この開口を通過できずにほぐし部６０内に残留する残留物Ｒはほとんどない。また、開口４２を通過した後に、第６管部８６内において絡み合った繊維や樹脂があったとしても、ほぐし部６０の開口を通過する際にほぐされる。そのため、この開口を通過した繊維、樹脂は均一な厚み、密度で後述する堆積部７２に堆積する。
【００７９】
なお、「絡み合った繊維をほぐす」とは、絡み合った繊維を完全にほぐす場合（全ての繊維がほぐれた状態にする場合）と、絡み合った繊維がほぐし部６０の開口を通過できる程度に絡み合った繊維の一部をほぐす場合と、を含む。「絡み合った樹脂をほぐす」という意味ついても同様である。また、ほぐし部６０の開口の目開きの大きさであれば、それを通過する解繊物が絡み合っていても地合いとして問題にならない。また、「均一に堆積」とは、堆積された堆積物が同じ厚み、同じ密度で堆積されている状態を言う。ただし、堆積物全てがシートとして製造される訳ではないため、シートになる部分が均一であればよい。「不均一に堆積」は均一に堆積していない状態を言う。
【００８０】
ほぐし部６０の開口を通過した解繊物及び樹脂は、形成部７０の堆積部７２に堆積される。
【００８１】
１．７．堆積部
堆積部７２は、ほぐし部６０の開口を通過した解繊物及び樹脂を受けて堆積させる。堆積部７２は、ほぐし部６０の下方に位置している。堆積部７２は、ほぐし部６０の開口を通過した解繊物及び樹脂を受けるもので、例えば、メッシュベルトである。メッシュベルトには、張架ローラー７４によって張架されるメッシュが形成されている。堆積部７２は、張架ローラー７４が自転することによって移動する。堆積部７２が連続的に移動しながら、ほぐし部６０から解繊物及び樹脂が連続的に降り積もることにより、堆積部７２上に厚さの均一なウェブＷが形成される。
【００８２】
なお、図示はしないが、ほぐし部６０の下方に堆積部７２を介して位置し、下方に向く気流（ほぐし部６０から堆積部７２に向く気流）を発生させるサクション装置が設けられていてもよい。これにより、空気中に分散させた解繊物及び樹脂を吸引することができ、ほぐし部６０からの排出速度を大きくすることができる。その結果、シート製造装置１００の生産性を高くすることができる。また、サクション装置によって、解繊物及び樹脂の落下経路にダウンフローを形成することができ、落下中に解繊物や樹脂が絡み合うことを防ぐことができる。
【００８３】
堆積部７２として用いられるメッシュベルトの材質は、金属、樹脂、不織布などである。メッシュベルトの穴径（直径）は、例えば、６０μｍ以上２５０μｍ以下である。メッシュベルトの穴径が６０μｍより小さいと、上記のサクション装置によって安定した気流を形成することが困難な場合がある。メッシュベルトの穴径が２５０μｍより大きいと、メッシュの間に繊維が入り込んで、製造されたシートの表面の凹凸が大きくなる場合がある。
【００８４】
１．８．形成部
形成部７０は、図１に示すように、張架ローラー７４と、ヒーターローラー７６と、テンションローラー７７と、巻き取りローラー７８と、を有している。形成部７０は、ほぐし部６０を通過した解繊物及び樹脂を用いて、シートを成形する。以下、形成部７０について、具体的に説明する。
【００８５】
形成部７０の堆積部７２上に堆積されたウェブＷは、堆積部７２の移動にともない、ヒーターローラー７６を通過することによって加熱及び加圧される。加熱により、樹脂は、結着剤として機能して繊維同士を結着させ、加圧により薄くし、さらに図示しないカレンダーローラーを通過させて表面を平滑化し、シートＳが成形される。図示の例では、シートＳは、巻き取りローラー７８において巻き取られる。
【００８６】
以上により、シートＳを製造することができる。
【００８７】
１．９．作用効果
シート製造装置１００は、以下の効果を有する。
【００８８】
このようなシート製造装置１００によれば、複数の開口４２を有する移動部４１を移動することで、残留物Ｒによる開口の目詰まりを防止するとともに、通過物を定量的に通過させることができる。また、このようなシート製造装置１００によれば、移動部４１を移動することで、残留物Ｒを自重で落下させることができ、効率よく残留物Ｒを移動部４１から除去することができる。
【００８９】
２．シート製造方法
本実施形態に係るシート製造方法は、上記シート製造装置１００により実施することができる。
【００９０】
シート製造方法は、繊維を含む原料を空気中で解繊し、解繊処理された解繊物を、複数の開口４２を通過する通過物と通過しない残留物Ｒとに選別し、通過物を堆積し、堆積したウェブＷを加熱加圧してシートＳを形成するシート製造方法であって、解繊物を気流とともに搬送して複数の開口４２を有する移動部４１に衝突させ、移動部４１を移動して、移動部４１に衝突した解繊物のうち、開口４２を通過しない残留物Ｒの一部が自重で落下することを特徴とする。
【００９１】
このようなシート製造方法によれば、複数の開口４２を有する移動部４１を移動することで、残留物Ｒによる開口４２の目詰まりを防止するとともに、通過物を定量的に通過させることができる。また、このようなシート製造方法によれば、移動部４１を移動することで、残留物Ｒを自重で落下させることができ、効率よく残留物Ｒを移動部４１から除去することができる。
【００９２】
３．第１の変形例
図８を用いて、選別部４０の第１の変形例について説明する。図８は、本実施形態に係るシート製造装置１００の選別部４０の第１の変形例を示すＡ−Ａ断面図である。選別部４０以外の構成については、図１で示したシート製造装置１００と同じであるので、重複する説明は省略する。
【００９３】
第１の変形例において、移動部４１に対する導入口４６、気流を受ける領域４８及び除去部４５の配置が図６の実施形態と異なる。
【００９４】
図８に示すように、導入口４６及び気流を受ける領域４８は、移動部４１の左下に配置している。そのため、残留物Ｒが自重で落下する軌跡における移動部４１の表面と重なる距離は短くなり、移動部４１の表面に堆積するリスクを減らすことができる。
【００９５】
また、除去部４５は、移動部４１の右側の真ん中に配置している。
【００９６】
導入口４６、気流を受ける領域４８及び除去部４５の配置は、上記「１．４．選別部」において説明したように、残留物Ｒの落下を妨げない位置、すなわち、残留物Ｒが自重で落下する際の軌跡から外れた位置にすることが好ましい。移動部４１の表面から効率よく残留物Ｒを除去するためである。
【００９７】
残留物Ｒが自重で落下する際の軌跡に導入口４６及び気流を受ける領域４８を配置すると、例えば、図９に示す選別部の参考例のように示すことができる。図９に示すように、導入口４６及び気流を受ける領域４８を移動部４１の右側に配置すると、移動部４１の上方に残留物Ｒが移動するので、残留物Ｒが気流の影響を受けなくなって自重で落下しようとしても気流を受ける領域４８によって落下が妨げられる可能性がある。
【００９８】
４．第２の変形例
図１０を用いて、選別部４０の第２の変形例について説明する。図１０は、本実施形態に係るシート製造装置１００の選別部４０の第２の変形例を模式的に示す正面図である。
【００９９】
第２の変形例において、移動部４１ａは、水平方向に長い矩形状である。第２の変形例の移動部４１ａは、水平方向に往復移動することができる。移動部４１ａは、複数の開口４２を有する網体である。
【０１００】
気流を受ける領域４８の面積は、移動部４１ａの表面積の１／２以下であることが好ましい。例えば、気流を受ける領域４８が移動部４１ａの表面積の１／２以下であれば、残留物Ｒが気流を受ける領域４８から外れて落下しやすくなる。
【０１０１】
除去部４５ａ，４５ｂは、気流を受ける領域４８を挟んだ水平方向の両側に配置することができる。除去部４５ａ，４５ｂと気流を受ける領域４８とは、所定の間隔を有する。このようにすることで、移動部４１を水平移動するだけで残留物Ｒが気流を受ける領域４８から外れることができ、残留物Ｒを自重で落下させることができる。
【０１０２】
また、除去部４５は、移動部４１の高さ方向の全幅に渡る長さを有することができる。気流を受ける領域４８から外れるだけでは落下しなかった残留物Ｒを除去部４５によって強制的に除去することができる。
【０１０３】
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。
【０１０４】
なお、シート製造装置１００によって製造されるシートは、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、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。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。なお、古紙とは、主に印刷された紙を指すが、印刷されていないが印刷装置を通過した紙を含んでいてもよい。
【０１０５】
また、図示はしないが、堆積部７２に堆積された堆積物に、水分を噴霧添加するための水分噴霧器が設けられていてもよい。これにより、シートＳを成形した際の水素結合の強度を高くすることができる。水分の噴霧添加は、ヒーターローラー７６を通過する前の堆積物に対して行われる。水分噴霧器で噴霧する水分には、澱粉やＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等が添加されていてもよい。これにより、さらにシートＳの強度を高くすることができる。
【０１０６】
また、上記の例では、シートＳが巻き取りローラー７８において巻き取られる形態について説明したが、シートＳは、図示せぬ裁断機によって所望のサイズにカットされ、スタッカーなどに積載されてもよい。
【０１０７】
シート製造装置１００には、図１における粗砕部１０は無くても良い。例えば、既存のシュレッダーなどで粗砕したものを原料とするなら粗砕部１０は不要となる。
【０１０８】
戻り流路としての第５管部８５は無くてもよい。残留物を解繊部２０に戻さずに、回収して廃棄してもよい。また、残留物が出ないような性能の解繊部２０であれば、第５管部８５は無くてよい。
【０１０９】
本願において、「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。
【符号の説明】
【０１１０】
２…繊維、４…未解繊片、５，６…ホッパー、１０…粗砕部、１１…粗砕刃、２０…解繊部、２１…導入口、２２…排出口、３０…分級部、３１…導入口、３２…円筒部、３３…逆円錐部、３４…下部排出口、３５…上部排出口、４０…選別部、４１，４１ａ…移動部、４２…開口、４３…線部、４４…ハウジング、４４ａ…第１室、４４ｂ…第２室、４４ｃ…仕切り壁、４５，４５ａ，４５ｂ…除去部、４６…導入口、４７ａ，４７ｂ…排出口、４８…気流を受ける領域、４９…開口が形成されている領域、５０…樹脂供給部、５１…供給口、６０…ほぐし部、６６…導入口、７０…形成部、７２…堆積部、７４…張架ローラー、７６…ヒーターローラー、７７…テンションローラー、７８…巻き取りローラー、８１…第１管部、８２…第２管部、８３…第３管部、８４…第４管部、８５…第５管部、８６…第６管部、１００…シート製造装置、３００…解繊物搬送部、Ｂ…隣り合う線部の間の大きさ、Ｍ…モーター、Ｑ…回転軸、Ｒ…残留物、Ｓ…シート、Ｗ…ウェブ
【図１】
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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２】
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【図３】
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【図４】
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