(57)【要約】【課題】機械的強度が良好で、搬送不良を起こしにくいシートを乾式で製造すること。【解決手段】本発明に係るシート製造装置は、繊維と熱可塑性樹脂とを含む材料を用いてウェブを形成するウェブ形成部と、ウェブを加圧加熱してシートを成形するシート形成部と、シートの摩擦係数と表面粗さとを測定する測定部と、測定部による測定結果に応じて、シートの良否を判定する判定部と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維と熱可塑性樹脂とを含む材料を用いてウェブを形成するウェブ形成部と、
前記ウェブを加圧加熱してシートを成形するシート形成部と、
前記シートの摩擦係数と表面粗さとを測定する測定部と、
前記測定部による測定結果に応じて、シートの良否を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする、シート製造装置。
【請求項２】
前記ウェブ形成部は、メッシュ体と吸引部とを有し、繊維と熱可塑性樹脂とを含む材料を前記吸引部により吸引して前記メッシュ体上に前記ウェブを形成し、
前記測定部は、前記ウェブの前記メッシュ体と接する面に対応する前記シートの面の摩擦係数と表面粗さとを測定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】
前記判定部は、前記シートの摩擦係数の平均値が０．０５以上、かつ、前記シートの表面粗さの平均偏差が０．２（μｍ）以上である場合に良品と判定す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】
繊維と熱可塑性樹脂とを混合するための混合部と、
前記混合部に前記熱可塑性樹脂を供給するための供給部と、
前記測定部による測定結果に応じて、前記供給部による前記熱可塑性樹脂の供給量を変更する制御部と、
を有す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】
繊維と熱可塑性樹脂とを含む材料を用いてウェブを形成するウェブ形成工程と、
前記ウェブを加圧加熱してシートを成形するシート形成工程と、
前記シートの摩擦係数と表面粗さとを測定する測定工程と、
前記測定工程における測定結果に応じて、シートの良否を判定する判定工程と、
を有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】
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。現在で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やインフラストラクチャ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】
特許文献１には、古紙繊維と、バインダーと、の混合物を加熱加圧して成形物（木質ボード）を得ることが開示されている。特許文献１の技術では、木質ボードに含まれるバインダーの含量において、厚さ方向の分布を形成することにより、使用するバインダーの量をできるだけ少なくすることが試みられている。
【０００５】
一方、紙製品は表面の摩擦係数や凹凸等の違いにより、質感や手触り等の官能特性が変化する。特許文献２には、摩擦特性や水分含有率によって紙幣等の紙葉類の状態を評価する方法が開示されている。また、特許文献３には、物体の表面の質感を計測する装置が開示され、紙幣の真贋判定等に応用する試みが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−００３６０３号公報
【特許文献２】特開２００８−２１５８５５号公報
【特許文献３】特開２０１３−０６１２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
木質ボード等の比較的厚い成形物においては、特許文献１に記載の技術のように厚さ方向におけるバインダー量の分布を持たせることは可能と思われる。しかしながら、乾式で紙等の薄いシートを形成する場合においては、そのような分布を意図的に形成することは難しく、単に特許文献１に記載の方法によってバインダーの使用量を小さくすることは困難である。そのため、紙等の比較的薄いシートの製造においては、ある程度以上のバインダーの量が、十分な紙力を得るために必要である。
【０００８】
一方、紙等のシートにおいて、紙力を高めるためにバインダーを多く配合すると、シートの表面におけるバインダーの露出量が多くなり、表面が滑りやすくなる。このようなシートは、例えば、プリンター用紙として用いる場合などに、搬送ローラー等による搬送時
に滑りが生じるなどして、搬送不良を生じる恐れがあった。
【０００９】
したがって、本発明の幾つかの態様に係る目的の一つは、機械的強度が良好で、搬送不良を起こしにくいシートを乾式で製造することのできる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】
【００１０】
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。
【００１１】
本発明に係るシート製造装置の一態様は、
繊維と熱可塑性樹脂とを含む材料を用いてウェブを形成するウェブ形成部と、
前記ウェブを加圧加熱してシートを成形するシート形成部と、
前記シートの摩擦係数と表面粗さとを測定する測定部と、
前記測定部による測定結果に応じて、シートの良否を判定する判定部と、
を備える。
【００１２】
このようなシート製造装置によれば、測定部により摩擦係数と表面粗さとが測定され、判定部によって摩擦係数と表面粗さとに基づいてシートの良否が判定されるので、機械的強度が良好で、搬送不良を起こしにくいシートを乾式で製造することができる。
【００１３】
本発明に係るシート製造装置において、
前記ウェブ形成部は、メッシュ体と吸引部とを有し、繊維と熱可塑性樹脂とを含む材料を前記吸引部により吸引して前記メッシュ体上に前記ウェブを形成し、
前記測定部は、前記ウェブの前記メッシュ体と接する面に対応する前記シートの面の摩擦係数と表面粗さとを測定するようにしてもよい。
【００１４】
このようなシート製造装置によれば、ウェブのメッシュ体と接する面に対応するシートの面の摩擦係数と表面粗さとを測定するので、熱可塑性樹脂の比較的多い方の面の摩擦係数と表面粗さとに基づいてシートの良否が判定される。これによりさらに搬送不良を起こしにくいシートを製造することができる。
【００１５】
本発明に係るシート製造装置において、
前記判定部は、前記シートの摩擦係数の平均値が０．０５以上、かつ、前記シートの表面粗さの平均偏差が０．２（μｍ）以上である場合に良品と判定してもよい。
【００１６】
このようなシート製造装置によれば、さらに機械的強度が良好で、かつ、さらに搬送不良を起こしにくいシートを製造することができる。
【００１７】
本発明に係るシート製造装置において、
繊維と熱可塑性樹脂とを混合するための混合部と、
前記混合部に前記熱可塑性樹脂を供給するための供給部と、
前記測定部による測定結果に応じて、前記供給部による前記熱可塑性樹脂の供給量を変更する制御部と、
を有してもよい。
【００１８】
このようなシート製造装置によれば、製造されるシートの良否に基づいて、熱可塑性樹脂の配合量が制御されるので、機械的強度が良好で、搬送不良を起こしにくいシートをより安定して効率よく製造することができる。
【００１９】
本発明に係るシート製造方法の一態様は、
繊維と熱可塑性樹脂とを含む材料を用いてウェブを形成するウェブ形成工程と、
前記ウェブを加圧加熱してシートを成形するシート形成工程と、
前記シートの摩擦係数と表面粗さとを測定する測定工程と、
前記測定工程における測定結果に応じて、シートの良否を判定する判定工程と、
を有する。
【００２０】
このようなシート製造方法によれば、摩擦係数と表面粗さとを測定し、該摩擦係数と表面粗さとに基づいてシートの良否が判定されるので、機械的強度が良好で、搬送不良を起こしにくいシートを乾式で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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】実施形態のシート製造装置の機能構成の一例を示す図。
【図３】実験例に係るシートの表面凹凸プロファイルの一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
解繊部２０は、乾式で解繊を行う。ここで、液体中でなく、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としては、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、又は、ちぎることができる。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を切断又はちぎることにより、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。
【００３５】
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以下であり、メッシュベルト４６が損傷を受けずにウェブＶを切断又はちぎることが可能な距離である。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
添加物供給部５２としては、添加物（樹脂を含む）を供給する供給部として機能すればよく、例えば、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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体の一種である。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。
【００４６】
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。すなわちサクション機構７６は、吸引部の一態様である。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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
１．２．測定部
本実施形態のシート製造装置１００は、測定部１２０を有する。測定部１２０は、シートＳの表面の摩擦係数を測定することができる。測定部１２０が設けられる位置は、シート形成部８０よりもシートＳの搬送方向における下流である。測定部１２０が設けられる位置は、例えば、図１の記号Ａで表される位置及び記号Ｂで表される位置の少なくとも一方とすることができる。すなわち、図１の例では、測定部１２０は、シート形成部８０の下流であって切断部９０の上流、及び、切断部９０の下流であって排出部９６の上流の少なくとも一方に設けられる。
【００５４】
測定部１２０は、シートＳの表面の摩擦係数と表面粗さとを測定する。測定部１２０は、摩擦係数を測定する摩擦係数測定部と、表面粗さを測定する表面粗さ測定部と、を有する。測定部１２０は、例えば、摩擦係数と表面粗さとを同時に測定できる装置で構成することができる。また、測定部１２０は、摩擦係数測定部として機能する装置と、表面粗さ測定部として機能する装置と、を有してもよく、これらが一体であっても別体であってもよい。
【００５５】
測定部１２０は、シートＳの一方の面の摩擦係数と表面粗さとを測定してもよいし、シートＳの両方の面の摩擦係数と表面粗さとを測定してもよい。しかし測定部１２０は、ウェブＷがメッシュ体（メッシュベルト７２）に接していた側に対応するシートＳの面を測定することがより好ましい。ウェブＷが第２ウェブ形成部７０にて、吸引部（サクション機構７６）によって繊維と添加物（樹脂）との混合物が吸引されて堆積される際に、ウェブＷの厚さ方向において、メッシュ体側に樹脂成分が多くなる場合がある。そのため、シート形成部８０においてシートＳが形成された場合に、ウェブＷがメッシュ体（メッシュベルト７２）に接していた側に対応するシートＳの面のほうが樹脂成分の影響がより強く現れるからである。これにより、樹脂に由来する摩擦係数と表面粗さとをより敏感に測定することができる。
【００５６】
また、測定部１２０は、シートＳの幅方向（シートＳの搬送方向と交差する方向であって、例えば直交する方向）において、複数箇所測定してもよい。すなわち、測定部１２０は、シートＳの幅方向の一端側から他端側までの間に複数設けられてもよい。このようにすれば、例えば、シートＳの幅方向に樹脂の含有量のムラが生じた場合でもより正確に樹脂に由来する摩擦係数と表面粗さとを測定することができる。
【００５７】
測定部１２０の摩擦係数測定部は、摩擦係数（動摩擦係数）を測定できればその構成は特に限定されない。摩擦係数測定部としては接触式のものが挙げられ、例えば、摩擦感テスターを用いることができる。また、接触させるセンサーの表面形状が、ヒトの指紋を模した形状であると、ヒトによる触感に近い状態で摩擦係数を評価することができるのでより好ましい。摩擦感テスターとしては、例えば、カトーテック株式会社製、ＫＥＳ−ＳＥ、ＫＥＳ−ＳＥ−ＳＲ（−Ｕ）等に採用されているセンサーを用いたものが挙げられる。
【００５８】
測定部１２０の表面粗さ測定部は、表面粗さを測定できればその構成は特に限定されない。表面粗さ測定部は、接触式のものであっても非接触式のものであってもよい。表面粗さ測定部は、例えば、探針を接触させて表面の粗さを計測するものであってもよいし、光学的に表面粗さを計測するものであってもよい。なおカトーテック株式会社製、ＫＥＳ−ＳＥ、ＫＥＳ−ＳＥ−ＳＲ（−Ｕ）等の構成を用いれば、１つの装置で摩擦係数及び表面粗さの両方を測定することができる。
【００５９】
測定部１２０によって測定された摩擦係数及び表面粗さの測定信号は、判定部１３０に送出される。
【００６０】
１．３．判定部
本実施形態のシート製造装置１００は、判定部１３０を有する。判定部１３０は、例えば、制御部１０４に含まれることができる。図２は、本実施形態のシート製造装置１００の機能構成の一例を示す図である。判定部１３０は、測定部１２０によって測定された摩擦係数及び表面粗さの測定信号（測定結果）を受信して、係る信号に基づいてシートＳの表面の性状の良否を判定する。
【００６１】
判定部１３０では、摩擦係数及び表面粗さの両方の測定結果に基づいてシートＳの良否を判定する。良否の判定は、摩擦係数及び表面粗さの測定結果そのものの値が閾値を超えるか否かにより判定してもよいし、摩擦係数及び表面粗さの測定結果に特定の処理を加えた場合に得られる値が閾値を越えるか否かにより判定してもよい。
【００６２】
本実施形態では、判定部１３０は、摩擦係数に関しては平均値を求めて判定を行い、表面粗さに関しては平均偏差を求めて判定を行う。
【００６３】
摩擦係数の平均値は、ある測定区間（例えば、２０ｍｍの長さの区間）の動摩擦係数の平均値である。上述の摩擦感テスターのセンサーを用いる場合には、摩擦係数の平均値は、人間が物体の表面を擦るときに感じる滑りやすさ、滑りにくさに相関することが分かっている。そして、摩擦係数の平均値が大きければ、より滑りにくいことを示すことが分かっている。なお、動摩擦係数及びその平均値の単位は、いずれも無次元である。
【００６４】
表面粗さの平均偏差は、ある測定区間（例えば、２０ｍｍの長さの区間）の表面凹凸プロファイルの算術平均値に対する偏差の絶対値に対する平均値である。したがって、表面粗さの平均偏差は、表面の凹凸（物理的な粗さ）に相関しており、大きいほど凹凸が大きいことを表す。なお、表面粗さの平均偏差の単位の次元は、長さであり、例えば、μｍである。
【００６５】
本実施形態では、判定部１３０が、摩擦係数の平均値、及び、表面粗さの平均偏差によってシートＳの良否の判定を行う。これらの値を組み合わせることが、シートＳのプリンターにおける搬送不良の良否とよく相関することが分かっている。
【００６６】
判定部１３０は、例えば、シートＳの摩擦係数の平均値が０．０１以上、好ましくは０．０３以上、より好ましくは０．０５以上、さらに好ましくは０．０７以上である場合に、良品となる可能性があることを判定してもよい。また、判定部１３０は、シートＳの表面粗さの平均偏差が０．０５（μｍ）以上、好ましくは０．１（μｍ）以上、より好ましくは０．２（μｍ）以上、さらに好ましくは０．２５（μｍ）以上である場合に良品となる可能性があることを判定してもよい。
【００６７】
また、摩擦係数の平均偏差が０．０１以上、好ましくは０．０３以上、より好ましくは
０．０５以上、さらに好ましくは０．０７以上であり、かつ、シートＳの表面粗さの平均偏差が０．０５（μｍ）以上、好ましくは０．１（μｍ）以上、より好ましくは０．２（μｍ）以上、さらに好ましくは０．２５（μｍ）以上である場合に係るシートＳが良品であると判定してもよい。例えば、シートＳの摩擦係数の平均値が０．０５以上、かつ、シートＳの表面粗さの平均偏差が０．２（μｍ）以上である場合に良品と判定してもよい。
【００６８】
本実施形態では、判定部１３０によって不良と判定されたシートＳの部分は、排出部９６に排出されるシートＳと分別される。測定部１２０が切断部９０よりも上流側に設けられる場合には、不良と判定されたシートＳの部分を切断部９０によって切り取り排出部９６とは異なるトレー（図示省略）に回収されるように構成される。また、測定部１２０が切断部９０よりも下流側に設けられる場合には、不良と判定されたシートＳの単票が排出部９６とは異なるトレー（図示省略）に回収されるように構成される。さらに、シート製造装置１００が、切断部９０を有さず、製造されるシートＳがロール状に巻き取られる態様の場合には、判定部１３０によって不良と判定された部分にマーキングを行ってもよい。係るマーキングは、例えば、インクジェット記録ヘッド（図示せず）等にて行うことができる。回収された不良と判定されたシートＳは、廃棄されてもよいし、例えば、粗砕部１２に搬送されて再利用してもよい。
【００６９】
このようなシート製造装置１００によれば、測定部１２０により摩擦係数と表面粗さとが測定され、判定部１３０によって摩擦係数と表面粗さとに基づいてシートの良否が判定されるので、機械的強度が良好で、搬送不良を起こしにくいシートを乾式で製造することができる。
【００７０】
１．４．制御部
判定部１３０によって判定された結果は、制御部１０４に入力され、記憶されてもよく、係る結果に基づいて、制御部１０４は、以下のような制御を行ってもよい。
【００７１】
制御部１０４は、シート製造装置１００の各構成を制御している（図中破線参照）。制御部１０４は、添加物供給部５２（供給部）を制御しており、繊維に対する添加物（樹脂）の供給量を変更することができる。また、制御部１０４には、測定部１２０による測定結果や、判定部１３０によって良否判定された結果が入力され、係る結果を記憶することができる。そして、制御部１０４は、測定部１２０の測定結果や、判定部１３０の判定結果に応じて、添加物供給部５２による添加物（熱可塑性樹脂）の供給量を変更することができる。このようなフィードバック制御が行われることにより、不良シートの製造量を効率的に低減することができる。以下、このような制御の幾つかの例を挙げる。
【００７２】
制御部１０４は、測定部１２０によって測定されるシートＳの摩擦係数の平均値が、例えば、０．０１以下、かつ、シートＳの表面粗さの平均偏差が、例えば０．１（μｍ）以下である場合に、添加物供給部５２からの添加物（熱可塑性樹脂）の供給量を減らすような出力信号を送出してもよい。このようにすれば、不良シートが発生すると同時に樹脂量を減らしてリアルタイムで不良シートの製造量を減少させることができる。
【００７３】
また、測定部１２０によって測定されるシートＳの摩擦係数の平均値が、例えば、０．１以上、かつ、シートＳの表面粗さの平均偏差が０．５（μｍ）以上である場合に、添加物供給部５２からの添加物（熱可塑性樹脂）の供給量を増やすような出力信号を送出してもよい。このようにすれば、樹脂量の不足に由来するシートＳの強度不足を避けることができ、安定して良好なシートを製造することができる。
【００７４】
さらに、制御部１０４に、判定部１３０における不良のシートをカウントするカウンター機能を設け、不良のシートをカウントする機能とともに、ある一定数量に内における不
良品の割合を算出する演算部を設け、一定のレベルを超えた際に、添加物供給部５２に指令を送り、熱可塑性樹脂の供給量を制御するフィードバック機能を設けることもできる。
【００７５】
例えば、連続する１０枚のうち８枚が不良であると判定された際に、添加物供給部５２において添加物（熱可塑性樹脂）の供給量を抑制し、シートにおける摩擦係数の平均値の上昇および表面粗さの平均偏差の上昇を図って、不良のシートの製造を少なくすることができる。なお、演算の方式及びレベルの設定、及び／又は、熱可塑性樹脂の供給量の制御は、任意の演算式及び対照テーブルを用いて行うことができる。
【００７６】
さらに、制御部１０４は、測定部１２０によって測定されるシートＳの摩擦係数及び表面粗さに基づく判定部１３０の判定結果が、不良であるシートＳが特定の枚数（製造されるシートＳがロール状に巻き取られる態様の場合には、特定の長さ）製造された場合に、添加物供給部５２からの添加物（熱可塑性樹脂）の供給量を変更するような出力を行ってもよい。このようにすれば、一時的に樹脂供給量が変動した場合に、これを許容することで不良シート（樹脂量の不足による強度不足のシート又は樹脂量の過多による表面が滑りやすいシート）の製造量を減少させることができる。
【００７７】
２．シート製造方法
本実施形態のシート製造方法は、繊維と熱可塑性樹脂とを含む材料を用いてウェブを形成するウェブ形成工程と、ウェブを加圧加熱してシートを成形するシート形成工程と、シートの摩擦係数と表面粗さとを測定する測定工程と、測定工程における測定結果に応じて、シートの良否を判定する判定工程と、を有する。
【００７８】
ウェブ形成工程及びシート形成工程は、それぞれ「１．シート製造装置」の項で述べた第２ウェブ形成部７０及びシート形成部８０により行われるので、詳細な説明を省略する。また、本実施形態のシート製造方法は、解繊工程、選別工程、混合工程、その他の工程を含んでもよい。測定工程及び判定工程は、それぞれ、上述の「１．２．測定部」及び「１．３．判定部」の項で述べた、測定部１２０及び判定部１３０により行われる。
【００７９】
このようなシート製造方法によれば、摩擦係数と表面粗さとを測定し、該摩擦係数と表面粗さとに基づいてシートの良否が判定されるので、機械的強度が良好で、搬送不良を起こしにくいシートを乾式で製造することができる。
【００８０】
３．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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
４．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。
【００８５】
上記実施形態で述べたと同様の装置を用いて、摩擦係数の平均値が０．０５以上、かつ、表面粗さの平均偏差が０．２（μｍ）以上であるシートＳ１、摩擦係数の平均値が０．０５未満、かつ、表面粗さの平均偏差が０．２（μｍ）以上であるシートＳ２、摩擦係数の平均値が０．０５以上、かつ、表面粗さの平均偏差が０．２（μｍ）未満であるシートＳ３、及び、摩擦係数の平均値が０．０５未満、かつ、表面粗さの平均偏差が０．２（μｍ）未満であるシートＳ４、をＡ４サイズでそれぞれ１００枚ずつ作成した。
【００８６】
図３は、一例として、シートＳ１の表面の凹凸プロファイルを示すグラフである。この試料の表面粗さの平均偏差は、０．２１（μｍ）であった。また、摩擦係数の平均値は、０．０７であった。
【００８７】
製造したシートを、それぞれ５０枚ずつレーザープリンターＬＰ−Ｓ５５００（セイコーエプソン株式会社製）の給紙カセットにセットし、印刷を行うことなく、連続して５０枚のシート搬送試験を行った。さらにこの試験を、２回繰り返した（ｎ＝２）。表１に、シート搬送試験の結果を示す。
【００８８】
【表１】
2017087657.tif 000003
表１中、「○」は、２回の試験ともに５０枚連続して問題なく通過したことを表す。「△」は、２回の試験のいずれかで、２枚以下のシートの滑りが発生したことを表す。「×」は、２回の試験ともに３枚以上のシートの滑りが発生したことを表す。
【００８９】
表１をみると、摩擦係数の平均値が０．０５以上、かつ、表面粗さの平均偏差が０．２（μｍ）以上であるシートＳ１であれば、問題なく通常のプリンターにおいて搬送できることが分かった。これに対して摩擦係数の平均値が０．０５以下、及び、表面粗さの平均偏差が０．２（μｍ）以下の少なくとも１つを満たすシート（シートＳ２〜Ｓ４）では、搬送不良が発生することがわかった。また、プリンターにおけるシートの搬送の良否が、摩擦係数の平均値、及び、表面粗さの平均偏差により良好に再現される（良好な相関を有する）ことが判明した。
【００９０】
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】
【００９１】
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、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、６２…導入口、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、１２０…測定部、１３０…判定部、Ｓ…シート、Ｖ，Ｗ…ウェブ
【図１】
2017087657.tif 000004
【図２】
2017087657.tif 000005
【図３】
2017087657.tif 000006