(57)【要約】      （修正有）【課題】異なる厚みのシートであっても効率よく製造するシート製造装置を提供する。【解決手段】繊維を含む原料を用いてシートを製造するシート製造装置であって、繊維と樹脂とを含む材料を堆積させるための堆積部と、第１回転体８１１と第２回転体８２１とにより堆積物を挟持して加熱する加熱部８１０と、堆積物の厚さに応じて前記加熱部への堆積物の進入角を変更する制御部と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維を含む原料を用いてシートを製造するシート製造装置であって、
繊維と樹脂とを含む材料を堆積させるための堆積部と、
第１回転体と第２回転体とにより堆積物を挟持して加熱する加熱部と、
堆積物の厚さに応じて前記加熱部への堆積物の進入角を変更する制御部と、を有することを特徴とするシート製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシート製造装置において、
前記シート製造装置により製造されるシートの厚さを設定するための設定部を有し、
前記制御部は、前記設定部により設定されたシートの厚さに応じて前記進入角を変更することを特徴とするシート製造装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のシート製造装置において、
前記制御部は、堆積物の厚さが第１の厚さよりも厚い第２の厚さのとき、前記進入角を大きくすることを特徴とするシート製造装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシート製造装置において、
前記加熱部よりも堆積物の搬送方向上流側に設けられ、堆積物を搬送する搬送部を有し、
前記制御部は、前記搬送部による搬送速度と前記加熱部による搬送速度を制御し、前記搬送部と前記加熱部との間における堆積物の撓み量を変えることにより、前記進入角を変更することを特徴とするシート製造装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシート製造装置において、
前記加熱部よりも堆積物の搬送方向上流側に位置し、前記加熱部に向けて搬送される堆積物にテンションを付与するテンション付与部を有することを特徴とするシート製造装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシート製造装置において、
前記加熱部よりも堆積物の搬送方向上流側に位置し、前記加熱部に向けて搬送される堆積物にテンションを付与するテンション付与部を有し、
前記制御部は、堆積物に対する前記テンション付与部の位置を変えることにより、前記進入角を変更することを特徴とするシート製造装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のシート製造装置において、
前記加熱部の前記第１回転体の硬度は、前記第２回転体の硬度よりも小さいことを特徴とするシート製造装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシート製造装置において、
前記加熱部の前記第１回転体の熱伝導率は、前記第２回転体の熱伝導率よりも低いことを特徴とするシート製造装置。
【請求項９】
繊維を含む原料を用いてシートを製造するシート製造方法であって、
繊維と樹脂とを含む材料を堆積させ、
堆積物を、第１回転体と第２回転体とにより挟持して加熱部で加熱し、
堆積物の厚さに応じて前記加熱部への堆積物の進入角を変更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】
従来、粉粒状又は繊維状の原材料に熱硬化性樹脂とラジカル開始剤とが添加されたマット状組成物を熱圧して繊維板を製造する製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１３５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、異なる厚みの繊維板を製造しようとする場合において、繊維板の厚みに応じて熱圧部材の温度を制御しようとすると、目標温度に到達するまでに時間がかかり生産性が低下してしまう、また、熱圧部材が短寿命化してしまう、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかるシート製造装置は、繊維を含む原料を用いてシートを製造するシート製造装置であって、繊維と樹脂とを含む材料を堆積させるための堆積部と、第１回転体と第２回転体とにより堆積物を挟持して加熱する加熱部と、堆積物の厚さに応じて前記加熱部への堆積物の進入角を変更する制御部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、堆積物の厚さに応じて加熱部への堆積物の進入角が変更され、加熱部による堆積物に対する輻射熱及び熱伝導が容易に変更可能となる。これにより、異なる厚みの堆積物を加熱する場合であっても、堆積物の厚みに応じて適切な熱量が付与される。従って、加熱部の温度変更を行う必要が無く、加熱部の温度を一定に保持した状態でシートが製造可能となるため、生産性を向上させることができる。特に、厚みの異なるシートをオンデマンドで製造する場合に有効である。また、加熱部の温度設定は一定であるため、加熱部の長寿命化に繋げることができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかるシート製造装置は、前記シート製造装置により製造されるシートの厚さを設定するための設定部を有し、前記制御部は、前記設定部により設定されたシートの厚さに応じて前記進入角を変更することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、設定されたシートの厚さに応じた適度な加熱を行うことができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかるシート製造装置の前記制御部は、堆積物の厚さが第１の厚さよりも厚い第２の厚さのとき、前記進入角を大きくすることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、第２の厚さの堆積物では、加熱部への進入角をより大きくして、加熱部の輻射熱及び熱伝導を利用して加熱時間を長くさせ、第１の厚さの堆積物よりも容易に熱量を増やすことができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例にかかるシート製造装置は、前記加熱部よりも堆積物の搬送方向上流側に設けられ、堆積物を搬送する搬送部を有し、前記制御部は、前記搬送部による搬送速度と前記加熱部による搬送速度を制御し、前記搬送部と前記加熱部との間における堆積物の撓み量を変えることにより、前記進入角を変更することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、搬送部と加熱部との間における堆積物の撓み量が変更され、加熱部への進入角を容易に変更することができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例にかかるシート製造装置は、前記加熱部よりも堆積物の搬送方向上流側に位置し、前記加熱部に向けて搬送される堆積物にテンションを付与するテンション付与部を有することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、堆積物はテンション（張り）が付与された状態で加熱部に進入する。これにより、堆積物の皺やスキュー（曲り）等の発生を抑えることができる。
【００１６】
［適用例６］上記適用例にかかるシート製造装置は、前記加熱部よりも堆積物の搬送方向上流側に位置し、前記加熱部に向けて搬送される堆積物にテンションを付与するテンション付与部を有し、前記制御部は、堆積物に対する前記テンション付与部の位置を変えることにより、前記進入角を変更することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、テンション付与部の位置変更により、加熱部への進入角を容易に変更することができる。
【００１８】
［適用例７］上記適用例にかかるシート製造装置では、前記加熱部の前記第１回転体の硬度は、前記第２回転体の硬度よりも小さいことを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、第１回転体と第２回転体との硬度差により堆積物のニップ幅（ニップ領域）を広くすることができる。これにより、加熱時間を長く確保でき、確実に堆積物を加熱することができる。
【００２０】
［適用例８］上記適用例にかかるシート製造装置では、前記加熱部の前記第１回転体の熱伝導率は、前記第２回転体の熱伝導率よりも低いことを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、第１回転体と第２回転体との熱伝導率差を利用して、加熱部への進入角を変更させることにより、堆積物の厚みに応じて適切な熱量を付与させることができる。
【００２２】
［適用例９］本適用例にかかるシート製造方法は、繊維を含む原料を用いてシートを製造するシート製造方法であって、繊維と樹脂とを含む材料を堆積させ、堆積物を、第１回転体と第２回転体とにより挟持して加熱部で加熱し、堆積物の厚さに応じて前記加熱部への堆積物の進入角を変更することを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、堆積物の厚さに応じて加熱部への堆積物の進入角が変更され、加熱部による堆積物に対する輻射熱及び熱伝導が容易に変更可能となる。これにより、異なる厚みの堆積物を加熱する場合であっても、堆積物の厚みに応じて適切な熱量が付与される。従って、加熱部の温度変更を行う必要が無く、加熱部の温度を一定に保持した状態でシートが製造可能となるため、生産性を向上させることができる。特に、厚みの異なるシートをオンデマンドで製造する場合に有効である。また、加熱部の温度設定は一定であるため、加熱部の長寿命化に繋げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態にかかるシート製造装置の構成を示す概略図。
【図２】第１実施形態にかかるシート形成部の構成を示す概略図。
【図３】第１実施形態にかかるシート形成部の構成を示す概略図。
【図４】第１実施形態にかかるシート形成部の構成を示す概略図。
【図５】第１実施形態にかかるシート形成部の構成を示す概略図。
【図６】第２実施形態にかかるシート形成部の構成を示す概略図。
【図７】第２実施形態にかかるシート形成部の構成を示す概略図。
【図８】変形例にかかるシート形成部の構成を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の第１及び第２実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各部材等を認識可能な程度の大きさにするため、各部材等の尺度を実際とは異ならせて示している。
【００２６】
（第１実施形態）
まず、本実施形態にかか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、本実施形態にかかるシート製造装置の構成を示す概略図である。
【００２７】
図１に示すように、シート製造装置１００は、供給部１０と、製造部１０２と、制御部１４０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、分級部３０と、選別部４０と、混合部５０と、堆積部６０と、ウエブ形成部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。
【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、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、分級部３０に移送される。
【００３３】
分級部３０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３０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。
【００３４】
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、分級されるもののサイズと密度とにより受ける遠心力の差によって分離するものであり、気流の速度およ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。特に図示のようなサイクロンは、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。
【００３５】
分級部３０は、例えば、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の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、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り、分級部３０は、解繊物のうちで樹脂粒やインク粒よりも大きく密度の高い繊維（第１分級物）と、解繊物のうちで繊維よりも小さく密度の低い樹脂粒や色剤や添加剤など（第２分級物）と、に分離することができる。第１分級物は、下部排出口３４から排出され、管４を介して、選別部４０に導入される。一方、第２分級物は、上部排出口３５から管５を介して受け部３６に排出される。
【００３７】
選別部４０は、分級部３０を通過した第１分級物を導入口４２から導入し、繊維の長さによって選別する。選別部４０としては、例えば、篩（ふるい）を用いる。選別部４０は、網（フィルター、スクリーン）を有し、第１分級物に含まれる、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、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、ホッパー６で受けてから管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、選別部４０は、モーターによって回転することができる円筒の篩である。選別部４０の網は、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。
【００３８】
混合部５０は、選別部４０を通過した第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、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、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分級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。
【００４３】
堆積部６０は、混合部５０を通過した混合物（繊維と樹脂とを含む材料）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、ウエブ形成部７０に、混合物を均一性よく堆積させることができる。
【００４４】
堆積部６０としては、回転する円筒の篩を用いる。堆積部６０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。堆積部６０の構成は、例えば、選別部４０の構成と同じである。
【００４５】
なお、堆積部６０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、堆積部６０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、堆積部６０は、堆積部６０に導入された混合物の全てを降らしてもよい。
【００４６】
ウエブ形成部７０は、堆積部６０を通過した通過物を堆積して、ウエブＷ（堆積物）を形成する。ウエブ形成部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。
【００４７】
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上にウエブ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。
【００４８】
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。
【００４９】
以上のように、堆積部６０およびウエブ形成部７０（ウエブ形成工程）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エブＷが形成される。メッシュベルト７２に堆積されたウエブＷは、シート形成部８０へと搬送される。
【００５０】
なお、図示の例では、ウエブＷを調湿する調湿部７８が設けられている。調湿部７８は、ウエブＷに対して水や水蒸気を添加して、ウエブＷと水との量比を調節することができる。
【００５１】
シート形成部８０は、加熱部８１０を含み、メッシュベルト７２に堆積したウエブＷ（堆積物）を挟持して加熱してシートＳを成形する。シート形成部８０では、ウエブＷに熱を加えることにより、ウエブＷ中の複数の繊維を、互いに樹脂（添加物）を介して結着することができる。なお、シート形成部８０の詳細な構成については後述する。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
次にシート形成部の詳細な構成について説明する。図２から図５は、シート形成部の構成を示す概略図である。図２に示すように、シート形成部８０は、加熱部８１０と搬送部８５０等を備えている。
【００５５】
加熱部８１０は、ウエブＷ（堆積物）を挟持して加熱するものであり、第１回転体としての第１ローラー８１１と、第２回転体としての第２ローラー８２１と、が対となって構成されている。第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１は、いずれも回転に伴って移動する外周面を有し、係る外周面の一部が互いに接して配置されている。本実施形態において第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１は、熱源Ｈを備えたヒーターローラーであり、第１ローラー８１１と第２ローラー８２１とによりウエブＷを挟持して加熱加圧してシートＳを形成するように構成される。
【００５６】
第１ローラー８１１と第２ローラー８２１との間にウエブＷが挟持された際に、ウエブＷに対して圧力がかかる程度の間隔で、第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１のそれぞれの回転中心軸が平行に配置されている。なお、第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１の一方に動力を与えて能動ローラー（駆動ローラー）としてもよいし、両方を能動ローラーとしてもよい。また一方を能動ローラーとする場合には、他方を従動ローラーとしてもよい。
【００５７】
また、第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１それぞれのローラー径は、いずれも任意であり、第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１の双方ともに径が同じでも異なってもよい。なおローラーの径とは、ローラーの回転中心軸に垂直な断面の直径のことをいう。
【００５８】
第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１のローラー径が大きければ、ウエブＷを挟んだときにローラー同士が接する面積を大きくすることができ好ましいが、装置が大型化する場合があるため、適宜の径を選択する。なお、ウエブＷを挟んだときにローラー同士が接する面積は、ローラーの回転中心軸に沿う方向におけるウエブＷと接触する領域の長さと、ローラーの外周に沿う方向におけるウエブＷと接触する領域の長さ（近似的に直線とみなしてもよい）との積である。本明細書では、ローラーの外周に沿う方向におけるウエブＷと接触する領域の長さを、「ニップ幅」と称することがある。
【００５９】
また、第１ローラー８１１の硬度は、第２ローラー８２１の硬度よりも小さくなるように構成されている。さらに、第１ローラー８１１の熱伝導率が、第２ローラーの熱伝導率よりも低くなるように構成されている。
【００６０】
具体的には、第１ローラー８１１は、回転中心部に配置された芯金８１２と、芯金８１２の周囲を取り巻くように配置された軟質体８１３と、により構成されている。芯金８１２は、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属で構成され、中空を成している。軟質体８１３は、例えば、シリコンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、アクリルゴム等により構成されている。軟質体８１３は、係るゴムの発泡体であってもよい。また、第１ローラー８１１は、機械的強度が保てる範囲で、芯金８１２を含まずに全体が軟質体８１３により構成されてもよい。
【００６１】
さらに、第１ローラー８１１の表面には、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素を含む層やＰＴＦＥ等のフッ素コーティングの図示せぬ離型層が設けられてもよい。
【００６２】
また、芯金８１２の内部には、熱源Ｈとしてハロゲンヒーターが設けられている。熱源Ｈは、第１ローラーの表面温度が所定の温度に維持するように制御される。
【００６３】
第２ローラー８２１は、回転中心部に芯金８２２が配置されている。芯金８２２は、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属で構成されている。また、芯金８２２は中空を成している。また、第２ローラー８２１の表面には、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素を含む層やＰＴＦＥ等のフッ素コーティングの離型層８２３が設けられている。離型層８２３は必要に応じて設けることができる。なお、芯金８２２と離型層８２３との間にシリコンゴム、ウレタンゴムやコットン等による弾性層を設けてもよい。
【００６４】
また、芯金８２２の内部には、熱源Ｈとしてハロゲンヒーターが設けられている。熱源Ｈは、加熱ローラーの表面温度が所定の温度に維持するように制御される。
【００６５】
第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１の加熱温度は、ウエブＷ中の樹脂（添加物）による繊維の結着が可能で、材料の劣化等の生じない範囲で、適宜に設定される。ここで、第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１の加熱温度とは、ウエブＷに接する際の外表面の温度のことを指すが、回転部の熱容量が大きければ、第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１の外表面全体の平均的な温度としてもよい。なお、第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１の加熱温度は、同じであっても異なってもよい。
【００６６】
また、第１ローラー８１１と第２ローラー８２１とを圧接する荷重は、特に限定されず、ウエブＷ又はシートＳの形態に応じて適宜設定することができる。
【００６７】
上記の通り、第１ローラー８１１の表面部は軟質体８１３で構成され、第２ローラー８２１の表面部は金属材であるため、第１ローラー８１１と第２ローラー８２１とが接する当接部Ｔにおいて、第１ローラー８１１の硬度の方が、第２ローラー８２１の硬度よりも小さくなる。これにより、第１ローラー８１１の軟質体８１３が第２ローラー８２１の圧接によって変形し、第１ローラー８１１と第２ローラー８２１とが接する接触面積、すなわちニップ幅を広く（大きく）することができ、ウエブＷの加熱加圧時間がより長く確保され、ウエブＷを確実に加熱加圧することができる。
【００６８】
なお、第１ローラー８１１と第２ローラー８２１との硬度の差は適宜設定可能であるが、例えば、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度（日本ゴム協会標準規格：ＳＲＩＳ−０１０１−１９６８）において、３０ポイント以上、好ましくは４０ポイント以上、より好ましくは５０ポイント以上の差があることが好ましい。硬度の差がこの範囲であれば、ニップ幅を例えば１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下、好ましくは１５ｍｍ以上３０ｍｍ以下、より好ましくは１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下に設定しやすい。また、硬度の差がこの範囲であれば、面圧（圧接する際の圧力）を例えば０．００１ｋｇｆ／ｍｍ2以上０．１ｋｇｆ／ｍｍ2以下、好ましくは０．００５ｋｇｆ／ｍｍ2以上０．０５ｋｇｆ／ｍｍ2以下、より好ましくは０．０１ｋｇｆ／ｍｍ2以上０．０３ｋｇｆ／ｍｍ2以下に設定しやすい。
【００６９】
また、加熱部８１０よりもウエブＷの搬送方向上流側には、ウエブＷを搬送する搬送部８５０が設けられている。本実施形態の搬送部８５０は、一対の加圧ローラー８５１，８５２で構成されている。一対の加圧ローラー８５１，８５２のうち、一方の加圧ローラーはモーターの駆動によって回転する駆動ローラーであり、他方の加圧ローラーは従動ローラーである。そして、一対の加圧ローラー８５１，８５２を回転させ、ウエブＷを押し挟みながら加熱部８１０側に搬送させる。一対の加圧ローラー８５１，８５２を通過したウエブＷは加圧されて搬送される。ウエブＷは加圧されることにより、ウエブＷの強度を向上させることができる。
【００７０】
また、加熱部８１０よりもウエブＷの搬送方向上流側にテンション付与部８８０が設けられている。具体的には、テンション付与部８８０は、加熱部８１０と搬送部８５０との間に配置されている。テンション付与部８８０は、加熱部８１０に向けて搬送されるウエブＷに対してテンション（張力）を付与するものである。本実施形態のテンション付与部８８０は、テンションローラーであり、揺動フレーム（図示せず）に支持され、ウエブＷの一方面の幅方向（ウエブＷの搬送方向に対して交差する方向）で接触する構成となっている。テンション付与部８８０は、ウエブＷの幅よりも幅方向において長い形態を有している。なお、本実施形態のテンション付与部８８０では、テンションローラーのほぼ自重でウエブＷに張力を付与している。テンション付与部８８０によって搬送されるウエブＷに対してテンションを付与することにより、ウエブＷの皺やスキュー等を低減することができる。
【００７１】
次に、制御部１４０の構成について説明する。具体的には、シート形成部８０にかかる制御構成について説明する。制御部１４０は、ウエブＷの厚さに応じて加熱部８１０へのウエブＷの進入角θを変更する機能を有している。ここで、ウエブＷの進入角θとは、図２に示すように、第１ローラー８１１の回転中心と第２ローラー８２１回転中心とを結んだ直線Ｌに対して垂直な直線Ｍであって、第１ローラー８１１と第２ローラー８２１とが当接する当接部Ｔを通る直線Ｍと、搬送されるウエブＷの一方面との角度をいう。
【００７２】
また、本実施形態では、シート製造装置１００により製造されるシートＳの厚さを設定するための設定部１４１（図１参照）を有している。設定部１４１は、例えば、タッチパネルや入力装置によるコマンド入力を受け付けるものである。設定部１４１において製造するシートＳの厚みを設定すると、制御部１４０では、設定部１４１により設定されたシートＳの厚さに応じて進入角θを変更する。ここで、シートＳの厚さは、シート形成部８０において搬送されるウエブＷの厚さに対応するため、設定部１４１により設定されたシートＳの厚さに対応するウエブＷの厚さに応じて進入角θを変更する。本実施形態では、ウエブＷの厚さが第１の厚さよりも厚い第２の厚さのとき、進入角θを大きくする。
【００７３】
進入角θの変更手段としては、搬送部８５０による搬送速度と加熱部８１０による搬送速度とを制御し、搬送部８５０と加熱部８１０との間におけるウエブＷの撓み量を変えることにより、進入角θを変更する。具体的には、図２に示すように、第１の厚さのウエブＷを搬送する場合は、加熱部８１０（第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１）の搬送速度（周速度）を一定とし、搬送部８５０（一対の加圧ローラー８５１，８５２）による搬送速度が高くなるように制御する。このように制御すると、搬送部８５０と加熱部８１０との間におけるウエブＷの撓み量が大きくなる。これにより、ウエブＷの加熱部８１０への進入角θを小さくすることができる。一方、図４に示すように、第２の厚さのウエブＷ（第１の厚さのウエブＷよりも厚いウエブＷ）を搬送する場合は、加熱部８１０（第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１）の搬送速度（周速度）を一定とし、搬送部８５０（一対の加圧ローラー８５１，８５２）による搬送速度が低くなるように制御する。このように制御すると、搬送部８５０と加熱部８１０との間におけるウエブＷの撓み量が小さくなる。これにより、ウエブＷの加熱部８１０への進入角θを大きくすることができる。この状態で、搬送部８５０と加熱部８１０との間におけるウエブＷの撓み量が一定に規制されるよう、搬送部８５０と加熱部８１０の少なくとも一方の搬送速度を適宜調整する。これにより、第１の厚さのウエブＷにおける進入角θよりも大きい進入角θでウエブＷを加熱部８１０に進入させることができる。
【００７４】
次に、シート製造方法について説明する。シート製造方法は、繊維を含む原料を用いてシートを製造するシート製造方法であって、繊維と樹脂とを含む材料を堆積させ、堆積物を、第１回転体と第２回転体とにより挟持して加熱部で加熱し、堆積物の厚さに応じて加熱部への堆積物の進入角を変更するものである。なお、本実施形態では、上記シート製造装置１００においてシートＳを製造する場合について説明する。以下、相対的に厚みが薄いシートＳを製造する場合及び厚みが厚いシートＳを製造する場合のそれぞれのシートＳの製造方法について説明する。
【００７５】
まず、相対的に厚みが薄いシートＳ（例えば、厚みが１００μｍのシートＳ）の製造方法について説明する。この場合、シート製造装置１００を駆動する際、まず、設定部１４１においてシート製造装置１００において製造するシートＳの厚さを設定する。シートＳの厚さを設定すると、ウエブ形成部７０において設定されたシートＳの厚みに対応した厚みのウエブＷが堆積される（例えば、厚みが２ｍｍのウエブＷ）。そして、堆積したウエブＷが搬送部８５０（一対の加圧ローラー８５１，８５２）側に搬送される。ここで、加熱部８１０（第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１）の搬送速度（周速度）を一定とした状態で、搬送部８５０（一対の加圧ローラー８５１，８５２）による搬送速度を速くする。すると、図２に示すように、搬送部８５０と加熱部８１０との間におけるウエブＷの撓み量が増加する。また、このとき、ウエブＷの撓みに伴って、テンション付与部８８０（テンションローラー）がウエブＷの一方面に接触しながら揺動（下降）する。そして、搬送部８５０（一対の加圧ローラー８５１，８５２）による搬送速度が規定値まで達すると、搬送部８５０と加熱部８１０との間におけるウエブＷの撓み量が一定に規制される。これにより、ウエブＷは、加熱部８１０（第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１）への進入角θが小さい状態で進入する。図２の例では、進入角θがほぼ０度の状態である。
【００７６】
加熱部８１０に進入したウエブＷは、図３に示すように、第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１によって加熱加圧（例えば、第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１の加熱（表面）温度が１８０℃）される。ここで、ウエブＷの厚みは、比較的薄いため、加熱部８１０への進入角θが小さい状態（ほぼ０度）で搬送されたウエブＷは、第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１の輻射熱等によりウエブＷの厚み方向全体に亘ってほぼ均一な状態で加熱加圧される。そして、加熱部８１０からシートＳ（厚み１００μｍ）が排出される。
【００７７】
次いで、相対的に厚みが厚いシートＳ（例えば、厚みが２００μｍのシートＳ）の製造方法について説明する。この場合も上記同様にして、シート製造装置１００を駆動する際、まず、設定部１４１においてシート製造装置１００において製造するシートＳの厚さを設定する。シートＳの厚さを設定すると、ウエブ形成部７０において設定されたシートＳの厚みに対応した厚みのウエブＷが堆積される（例えば、厚みが５ｍｍのウエブＷ）。そして、堆積したウエブＷが搬送部８５０（一対の加圧ローラー８５１，８５２）側に搬送される。ここで、加熱部８１０（第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１）の搬送速度（周速度）を一定とした状態で、搬送部８５０（一対の加圧ローラー８５１，８５２）による搬送速度を遅くする。すると、図４に示すように、搬送部８５０と加熱部８１０との間におけるウエブＷの撓み量が低下する。また、このとき、ウエブＷの撓みに伴って、テンション付与部８８０（テンションローラー）がウエブＷの一方面に接触しながら揺動（上昇）する。そして、搬送部８５０（一対の加圧ローラー８５１，８５２）による搬送速度が規定値まで達すると、搬送部８５０と加熱部８１０との間におけるウエブＷの撓み量が一定に規制される。これにより、ウエブＷは、加熱部８１０（第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１）への進入角θが大きい状態で進入する。すなわち、厚みが薄いシートＳを製造する場合に比べ、加熱部８１０への進入角θが大きくなる。
【００７８】
加熱部８１０に進入したウエブＷは、第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１によって加熱加圧（例えば、第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１の加熱（表面）温度が１８０℃（厚みが薄いシートＳを製造する場合と同様の加熱温度）される。ここで、図５に示すように、加熱部８１０への進入角θが大きい状態で搬送されるウエブＷは、第１ローラー８１１側に寄せられた状態で進入する。すなわち、第２ローラー８２１よりも硬度が小さく、熱伝導率が低い第１ローラー８１１側への接触する面が大きい状態で進入する。これにより、進入するウエブＷに対して第１ローラーからの輻射熱及び接触熱伝導によりウエブＷに対して適した熱量が付与され、確実にウエブＷ全体を加熱加圧することができる。そして、加熱部８１０からシートＳ（厚み２００μｍ）が排出される。
【００７９】
以上、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００８０】
ウエブＷ（製造するシートＳ）の厚さに応じて加熱部８１０（第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１）へのウエブＷの進入角θが変更され、ウエブＷの厚みに応じた熱量が付与される。このため、異なる厚みのウエブＷであっても確実に加熱加圧される。従って、ウエブＷの厚みに応じて加熱部８１０の温度を変更する必要がないため、加熱部８１０の温度設定変更に伴う切り替え時間が省かれる。これにより、シートＳの生産性を向上させることができる。特に、厚みの異なるシートＳをオンデマンドで製造する場合に有効である。また、加熱部８１０の温度は、ウエブＷの厚みが厚くなっても温度を高く設定する必要が無いため、加熱部８１０（第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１）の長寿命化に繋げることができる。
【００８１】
次に、第２実施形態について説明する。なお、本実施形態にかかるシート製造装置の基本的な構成は、第１実施形態にかかるシート製造装置１００の構成と同様なので説明を省略する。
本実施形態では、加熱部８１０の耐久性を向上させ、さらに長寿命化に繋げるため、加熱部８１０の第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１の加熱温度を低くした場合、具体的には、第１実施形態における第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１の加熱温度１８０℃（第１実施形態における温度設定）に比べて低い加熱温度１７０℃で加熱加圧する場合の構成について説明する。図６及び図７は本実施形態にかかるシート形成部の構成を示す概略図である。
【００８２】
まず、相対的に厚みが薄いシートＳ（例えば、厚みが１００μｍのシートＳ）を製造する構成について説明する。加熱部８１０（第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１）の搬送速度（周速度）を一定とした状態で、搬送部８５０（一対の加圧ローラー８５１，８５２）による搬送速度を速くする。すると、図６に示すように、搬送部８５０と加熱部８１０との間におけるウエブＷの撓み量が増加する。また、このとき、ウエブＷの撓みに伴って、テンション付与部８８０（テンションローラー）がウエブＷの一方面に接触しながら揺動（下降）する。そして、搬送部８５０（一対の加圧ローラー８５１，８５２）による搬送速度が規定値まで達すると、搬送部８５０と加熱部８１０との間におけるウエブＷの撓み量が一定に規制される。これにより、ウエブＷは、加熱部８１０（第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１）への進入角θが小さい状態で進入する。なお、図６に示すように、本実施形態では、ウエブＷが第２ローラー８２１側に寄せられた状態で進入する。
【００８３】
加熱部８１０に進入したウエブＷは、第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１によって加熱加圧（第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１の加熱（表面）温度が１７０℃）される。ここで、第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１の加熱温度が低く、かつ、ウエブＷの厚みが薄い場合、熱伝導性の高い第２ローラー８２１に寄せて進入させる。これにより、第１ローラー８１１に比べ第２ローラー８２１の方が加熱性に大きく寄与する為、ウエブＷ全体が均等に加熱される。そして、加熱部８１０からシートＳ（厚み１００μｍ）が排出される。
【００８４】
次に、相対的に厚みが厚いシートＳ（例えば、厚みが２００μｍのシートＳ）を製造する構成について説明する。この場合、加熱部８１０（第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１）の搬送速度（周速度）を一定とした状態で、搬送部８５０（一対の加圧ローラー８５１，８５２）による搬送速度をさらに速くする。すると、図７に示すように、搬送部８５０と加熱部８１０との間におけるウエブＷの撓み量がさらに増加する。また、このとき、ウエブＷの撓みに伴って、テンション付与部８８０（テンションローラー）がウエブＷの一方面に接触しながら揺動（さらに下降）する。そして、搬送部８５０（一対の加圧ローラー８５１，８５２）による搬送速度が規定値まで達すると、搬送部８５０と加熱部８１０との間におけるウエブＷの撓み量が一定に規制される。これにより、ウエブＷは、加熱部８１０（第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１）への進入角θがより大きい状態で進入する。なお、図７に示すように、本実施形態では、厚みが薄いウエブＷの場合よりも、ウエブＷが第２ローラー８２１側にさらに寄せられた状態で進入する。
【００８５】
加熱部８１０に進入したウエブＷは、第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１によって加熱加圧（第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１の加熱（表面）温度が１７０℃）される。ここで、第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１の加熱温度が低く、かつ、ウエブＷの厚みが厚い場合、熱伝導性の高い第２ローラー８２１側にさらに寄せて進入させる。これにより、第１ローラー８１１に比べ第２ローラー８２１の方が加熱性にさらに大きく寄与する為、ウエブＷ全体が均等に加熱される。そして、加熱部８１０からシートＳ（厚み２００μｍ）が排出される。
【００８６】
以上、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００８７】
加熱温度を低くした場合であっても、ウエブＷの厚みに応じて加熱部８１０への進入角θを変更することにより、ウエブＷに対して適した熱量が付与され、ウエブＷが確実に加熱加圧される。従って、加熱部８１０（第１ローラー８１１及び第２ローラー８２１）の耐久性がさらに向上し、さらに長寿命化に繋げることができる。
【００８８】
本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。変形例を組み合わせてもよい。
【００８９】
（変形例１）上記実施形態では、ウエブＷの厚みに応じて、搬送部８５０の搬送速度を制御することにより、加熱部８１０へのウエブＷの進入角θを変更したが、この構成に限定されない。テンション付与部の位置を制御することにより、加熱部８１０へのウエブＷの進入角θを変更する構成であってもよい。図８は、本変形例にかかるシート形成部の構成を示す概略図である。図８に示すように、加熱部８１０よりもウエブＷの搬送方向上流側には、加熱部８１０に向けて搬送されるウエブＷにテンションを付与するテンション付与部８９０が配置されている。なお、テンション付与部８９０以外の構成は、第１実施形態の構成と同様なので説明を省略する。
【００９０】
テンション付与部８９０は、加熱部８１０と搬送部８５０との間に配置されている。テンション付与部８９０は、加熱部８１０とテンション付与部８９０との間におけるウエブＷに対してテンション（張力）を付与するものである。テンション付与部８９０は、一対の搬送ローラー８９１，８９２で構成されている。そして、一対の搬送ローラー８９１，８９２のそれぞれにモーターが接続され、当該モーターの駆動によって回転させ、ウエブＷを押し挟みながら加熱部８１０側に搬送させることができる。
【００９１】
また、一対の搬送ローラー８９１，８９２は、上下方向に移動可能な移動ユニットに接続され、制御部１４０の駆動信号に基づいて、移動ユニットを駆動させることにより、一対の搬送ローラー８９１，８９２を上下方向に移動させることができる。そして、一対の搬送ローラー８９１，８９２の位置を変更することにより、ウエブＷの加熱部８１０への進入角θを変更することができる。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。また、この様な構成において、一対の搬送ローラー８９１，８９２の位置を検知するための位置センサーを配置する。位置センサーの検知により、一対の搬送ローラー８９１，８９２の位置変更を確実に行うことができる。また、本構成によれば、加熱部８１０とテンション付与部８９０との間におけるウエブＷに対してテンション（張力）を付与するため、テンション付与部８９０と搬送部８５０との間のウエブＷは弛ませた状態とすることができる。すなわち、テンション付与部８９０はバッファーとしても機能する。これにより、シートＳの製造効率をさらに高めることができる。
【００９２】
（変形例２）上記実施形態では、第１ローラー８１１は、第２ローラー８２１の上方に配置された構成としたが、これに限定されない。例えば、第１ローラー８１１が、第２ローラー８２１の下方に配置された構成であってもよい。このようにしても上記同様のウエブＷの進入角θを変更することにより、上記同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００９３】
６０…堆積部、８０…シート形成部、１００…シート製造装置、１４０…制御部、１４１…設定部、８１０…加熱部、８１１…第１ローラー（第１回転体）、８１２…芯金、８１３…軟質体、８２１…第２ローラー（第２回転体）、８２２…芯金、８２３…離型層、８５０…搬送部、８５１…加圧ローラー、８５２…加圧ローラー、８８０…テンション付与部、８９０…テンション付与部、８９１…搬送ローラー、８９２…搬送ローラー、Ｗ…ウエブ、Ｓ…シート、θ…進入角。
【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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