CN113265893A - 纤维结构体制造装置、纤维结构体制造方法及纤维结构体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制造不会发生变形等而具有优异的操作性的纤维结构体的纤维结构体制造装置、纤维结构体制造方法以及纤维结构体。本发明的纤维结构体制造装置的特征在于，具有：解纤机(30)，其对含有纤维的纤维原料进行粉碎并进行解纤；输送管(60)，其对由所述解纤机而解纤了的解纤物进行输送；熔融材料混入部，其使熔融材料混入至由所述输送管所输送的解纤物中；纤维状料片成形机(100)，其使被混入有所述熔融材料的解纤棉堆积并使纤维状料片(S)成形；薄片供给部(81、82)，其向所述纤维状料片(S)供给形状维持薄片；加热加压机构(150)，其在平板间对所述形状维持薄片以及所述纤维状料片进行加压并加热至所述熔融材料软化的温度以上。

Description

纤维结构体制造装置、纤维结构体制造方法及纤维结构体

技术领域

本发明涉及一种基于尽量不利用水的干法的制造技术而实现的纤维结构体制造装置、纤维结构体制造方法、纤维结构体。作为纤维结构体，其为使解纤了的纤维在气体中通过气流成网法来堆积纤维，并使堆积的纤维状料片成形而得到的物质。作为纤维结构体的利用用途的一个示例，其涉及缓冲材料/封装件、隔音材料、吸油体、台布、建筑材料、隔热材料、再生纸等。

背景技术

近年来，提出了如下的纤维结构体的制造方法，该方法通过将废纸作为主要原料，从而能够在使用后作为原料而重新利用，进而对于环保较为优异。而且，提供了如下的方法，即，由于在制造工序中使用水而导致纤维结构体无硬度、且在几乎不存在因制造时的粘合剂或纸粉的飞散而造成的环境的恶化的状态下有效地利用废纸，从而稳定且容易地制造具有优异的缓冲性、隔热性等且具有良好的强度和热成形性的纤维结构体。

并且，在专利文献1中，公开了如下的纤维结构体(液体吸收体)，所述纤维结构体通过使天然纤维素纤维和/或合成纤维、热熔敷性物质以及增粘性物质在空气中进行混合解纤而垫片化，进而在将该垫片加热至热熔敷性物质的融点以上之后通过压辊来进行压缩，从而将增粘性物质粘着在纤维状料片中。

在专利文献1中，由于在由压辊实施的成形时纤维会流动，因此，在纤维的取向方向上会发生各向异性，从而有可能无法获得作为纤维结构体而使用时的各种各样的所期望的特性(例如，强度、缓冲性能、吸收特性等)。

此外，当在纤维的堆积(气流成网)中存在纤维的降落堆积的偏差时，有可能致使偏差因压辊而被放大，从而存在难以表现出厚度方向上的尺寸精度的课题。

图8为表示专利文献1中的通过由熔融炉15实施的加热和由压辊16实施的加压所实现的热熔敷性物质的熔融的状态的示意图。

在专利文献1中，在由加热炉15实施的加热之后，由于在密度上升前从表层被冷却，因此，有可能使热熔敷性物质的浓度与较厚的中央部相比而在表面薄片3附近以及背面薄片4附近较少，从而有可能致使垫片与表面薄片3、以及垫片与背面薄片4的各自的粘接强度变低。

由于从加热炉15被取出且在输送中表层变硬之后内侧被冷却，因此，存在于与表面薄片3粘接的垫片的表面、以及与背面薄片4粘接的垫片的表面上的熔融成分的比率较少，从而粘接较少。因此，无法获得垫片与表面薄片3和/或背面薄片4的充分的粘接。

如果垫片与表面薄片3和/或背面薄片4的粘接性较弱，则会存在如下的课题，即，在从卷料中切出时垫片和表面薄片3和/或背面薄片4被剥离，或者在进行处理或操作时表面薄片3或背面薄片4被剥离，从而无法完全收纳或插入至容器或外壳中，进而无法顺利地完成后加工。

专利文献1：日本特开平09-158024号公报

发明内容

本发明为了解决如上所述的问题，本发明所涉及的纤维结构体制造装置的特征在于，具有：解纤部，其对含有纤维的纤维原料进行粉碎并进行解纤；输送部，其对由所述解纤部而解纤了的解纤物进行输送；熔融材料混入部，其使熔融材料混入至由所述输送部所输送的解纤物中；纤维状料片成形部，其使被混入有所述熔融材料的解纤棉堆积并使纤维状料片成形；薄片供给部，其向所述纤维状料片供给形状维持薄片；加热加压机构，其在平板间对所述形状维持薄片以及所述纤维状料片进行加压并且加热至所述熔融材料软化的温度以上。

此外，上述纤维结构体制造装置的特征在于，所述薄片供给部分别向所述纤维状料片的第一面以及与所述第一面对置的第二面供给所述形状维持薄片。

此外，在本发明所涉及的纤维结构体制造装置中，所述熔融材料为熔融树脂纤维，并且纤维纤度为0.5dtex以上且2.0dtex以下。

此外，在本发明所涉及的纤维结构体制造装置中，所述熔融材料为树脂颗粒，并且体积平均粒径为4μm以上且20μm以下。

此外，本发明所涉及的纤维结构体制造装置具有功能性材料混入部，所述功能性材料混入部将功能性材料混入至所述解纤物中。

此外，在本发明所涉及的纤维结构体制造装置中，所述功能性材料为阻燃性材料。

此外，本发明所涉及的纤维结构体制造装置的所述纤维状料片形成部具有：分散部件，其使所述解纤物分散；网带，其使被分散的所述解纤物堆积并进行输送；抽吸部件，其经由所述网带而对被分散的所述解纤物进行抽吸。

此外，本发明所涉及的纤维结构体制造装置具有水分喷雾器，所述水分喷雾器以喷雾的方式而向由所述网带所输送的所述纤维状料片喷射水分。

此外，本发明所涉及的纤维结构体制造方法的特征在于，通过如下操作来制造纤维结构体，即：对含有纤维的纤维原料进行粉碎并进行解纤；利用输送部来对被解纤了的解纤物进行输送；将熔融材料混入至由所述输送部所输送的所述解纤物中；使被混入有所述熔融材料的解纤物堆积并使纤维状料片成形；向所述纤维状料片供给形状维持薄片；对被供给有所述形状维持薄片的所述纤维状料片进行加压并进行加热，以使所述熔融材料熔融。

此外，在上述纤维结构体制造方法中，分别向所述纤维状料片的第一面以及与所述第一面对置的第二面供给所述形状维持薄片。

此外，本发明所涉及的纤维结构体制造方法的特征在于，通过如下操作来制造纤维结构体，即：对含有纤维的纤维原料进行粉碎并进行解纤；利用输送部来对被解纤的解纤物进行输送；将熔融材料混入至由所述输送部所输送的所述解纤物中；使第一形状维持薄片的表面起绒；使被混入有所述熔融材料的解纤物堆积在所述第一形状维持薄片的所述表面上并使纤维状料片成形；针对所述纤维状料片而向配置有所述第一形状维持薄片的一侧的相反侧供给第二形状维持薄片，在所述第一形状维持薄片与所述第二形状维持薄片之间配置了所述纤维状料片的状态下进行加热并进行加压，以使所述熔融材料熔融。

此外，在上述纤维结构体制造方法中，向被输送的所述解纤物中混入纤维纤度为0.5dtex以上且2.0dtex以下的熔融树脂纤维，以作为所述熔融材料。

此外，本发明所涉及的纤维结构体的特征在于，通过上述纤维结构体制造方法而被制造出。

以上，在本发明的纤维结构体制造装置、纤维结构体制造方法中，由于在对被供给有形状维持薄片的纤维状料片进行加热的同时进行加压，并使形状维持薄片与纤维状料片粘接，因此，作为所制造出的纤维结构体，能够获得一种保持了强度和刚性、且在不发生变形等的条件下具有优异的操作性的纤维结构体。

附图说明

图1为表示本发明的实施方式所涉及的纤维结构体制造装置的概要结构的示意图。

图2为被加热加压的前一阶段的纤维结构体的示意图。

图3为本发明的实施方式所涉及的纤维结构体的示意图。

图4为表示本发明的实施方式所涉及的加热加压和熔融材料的熔融的状态的示意图。

图5为表示剥离试验的试验方法的概要的图。

图6为表示剥离试验的试验结果的图。

图7为表示本发明的其他的实施方式所涉及的纤维结构体制造装置的概要结构的示意图。

图8为表示现有技术中的通过由熔融炉实施的加热和由压辊实施的加压所实现的热熔敷性物质的熔融的状态的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图而对本发明的实施方式进行说明。图1为表示本发明的实施方式所涉及的纤维结构体制造装置的概要结构的示意图。本实施方式所涉及的纤维结构体制造装置为基于如下技术的装置，所述技术为，通过尽量不利用水的干法，而使含有纤维的薄片原料OP(例如，废纸)再生为新的纤维结构体的成形物的技术。

另外，被制造出的纤维结构体也能够作为对声音进行吸收的吸音材料、对来自外部的冲击进行吸收的缓冲材料(封装件)而进行使用。作为吸音材料的纤维结构体通过被配置在各种家电产品等的内部，从而能够对向装置外部发出的工作声进行抑制。此外，不仅对于被配置在家电产品中的吸音材料，也能够作为被配置在各种建筑材料中或者为了调节音响而被配置在音乐厅等中的吸音材料来利用。

虽然作为向本实施方式所涉及的纤维结构体制造装置供给的含有纤维的薄片原料OP(例如，废纸)，也能够使用瓦楞纸或报纸，但作为循环再利用路径未被充分确立的办公室废纸，例如设想了使用在办公室中成为当前主流的A4尺寸的普通废纸、或机密废纸等的情况。通过将这样的含有纤维的薄片原料OP(例如，废纸)供给至纤维结构体制造装置的粗碎机10中，从而利用粗碎机10的粗碎刃11而将含有纤维的薄片原料OP分割为几厘米见方的纸片。此外，优选为，在这样的粗碎机10中设置有用于连续地供给含有纤维的薄片原料OP的自动输送机构5。如果考虑到生产率，则自动输送机构5中的供给速度较高为好。

粗碎机10中的粗碎刃11能够通过设为如扩大了通常的碎纸机的刀刃的切断宽度那样的装置来进行应对。利用粗碎刃11而被分割为几厘米见方的粗碎片(纸片)也可以通过定量送料机50而从料斗12经由粗碎片(纸片)导入管20来向作为下一道工序的解纤工序导入。

虽然定量送料机50只要定量地向解纤机供给粗碎片(纸片)则采用任意的方法均可，但优选为振动送料器。

在振动送料器中，由于较轻的粗碎片(纸片)被静电等影响而存在输送变得不稳定的趋势，因此优选为，通过由前一工序的粗碎机10来进行叠送，从而预先设为块状。块的尺寸优选为，每一个0.5g～2g。

关于粗碎片(纸片)向振动送料器的供给，虽然可以是从粗碎机10的连续的供给，但也可以在将粗碎片(纸片)储存在柔性集装袋之后进行供给。此时，柔性集装袋成为缓冲器，从而能够减少由成为薄片原料OP的废纸回收量的增减所产生的对于制造装置的影响。虽然由柔性集装袋实现的粗碎片(纸片)的供给也依赖于纤维结构体的生产量，但是纤维结构体在一小时左右的可生产量较好。当大量的粗碎片(纸片)从柔性集装袋被一次性地供给至振动送料器时，由于会给振动送料器的振动造成影响，因此，优选为逐渐地从柔性集装袋进行供给。关于逐渐地供给的方法，能够采用使柔性集装袋倾斜、或者利用电机等使其晃动、或者利用气缸而使局部顶起的方法等。

粗碎片(纸片)导入管20与干式解纤机30的导入口31连通，从导入口31被导入至干式解纤机30内的粗碎片(纸片)在进行旋转的转子34与定子33之间被解纤，从而成为解纤纤维DF。干式解纤机30成为也会产生气流的机构，并且在气体中(例如，空气中)被解纤了的解纤纤维DF乘着该气流而从排出口32被导入至输送管40中。

在此，对干式解纤机30的具体例进行说明。在干式解纤机30中，例如能够利用盘磨机(Disc Refiner)、或涡轮研磨机(Turbo Mill)(FREUND-TURBO株式会社制造)、气流式超微粒粉碎机(Ceren Mirrer)(增幸产业业株式会社制造)、如在日本特开平6-93585号公报中所公开的那样的具备风产生机构的干式废纸解纤装置等。虽然向这样的干式解纤机30供给的粗碎片(纸片)的尺寸也可以为通过通常的碎纸机而被排出的大小，但是如果考虑到被制造出的纤维结构体的强度，则纤维长度较长为好。但是，由于当粗碎片(纸片)过大时向干式解纤机30的供给会变得困难，因此，期望从粗碎机10被排出的粗碎片(纸片)尺寸为几厘米见方。

此外，在具备风产生机构的干式解纤机30中，通过自身产生的气流而将粗碎片(纸片)与气流一起从导入口31抽吸，并进行解纤处理，并且向排出口32侧进行输送。解纤机将被供给的粗碎片(纸片)解纤为棉花状。

例如，在涡轮研磨机形式的叶轮搅拌器250(株式会社SEISHIN企业制造)中，通过在出口侧设置12片叶片，从而能够在8000rpm(圆周速度大约100m/s)时产生大约3m³/min的风量。此时的导入口31侧的风速大约为4m/s，且粗碎片(纸片)乘着该气流而被导入。被导入的粗碎片(纸片)在高速旋转的叶片与定子33之间被解纤，并从排出口32被排出。排出速度在排出管径φ100处大约为6.5m/s。

另外，在使用不具备风产生机构的干式解纤机30的情况下，只要另外设置产生将粗碎片(纸片)导入至导入口31的气流的鼓风机等即可。

由于在之后的工序中所成形的纤维结构体的不均匀会消失，因此优选为，在干式解纤机30中的解纤工序中，直到粗碎片(纸片)的形状消失为止而将纸浆解纤为纤维状。此时，被实施了印刷的油墨或调色剂、防渗剂等对纸的粉刷、添加的材料(造纸用药剂)等也被粉碎，并被粉碎到成为几十μm以下为止(在下文中为油墨颗粒或造纸用药剂)。因此，来自干式解纤机30的输出为，通过粗碎片(纸片)的解纤而获得的纤维(解纤纤维DF)和油墨颗粒或造纸用药剂。

此外，虽然在作为干式解纤机30而例如使用盘磨机的情况下，在圆盘状的面上沿着半径方向而形成了旋转刃，但是期望也在圆周的边缘处形成固定刃。此外，期望将转子34侧的旋转刃与定子33侧的固定刃的间隙维持在纸片的厚度左右、例如100μm～150μm左右。此时，解纤物通过旋转刃所产生的气流而向外周移动，并从排出口32被排出。

从干式解纤机30被排出(φ100且截面积约78cm²)的解纤物(解纤纤维DF)穿过输送管40以及输送管60而被导入至纤维状料片成形机100中。

从输送管60中被分支出熔融材料输送管61。

从熔融材料(熔融树脂纤维)料斗13供给的熔融材料通过熔融材料调节阀65而被调节了其分量，并经由该熔融材料输送管61而被供给至输送管60中，从而能够使熔融材料混入至由输送管60所输送的解纤纤维DF中。关于输送量，利用将送料机放在秤上并对与其减量相应的量进行测量而对阀门开度进行调节的方法，从而也能够提高精度。

期望熔融材料输送管61的管径小于输送管60的管径。这是因为，风速提升从而作为熔融材料的熔融树脂纤维在气流中易于分散的缘故。

熔融材料为，在通过解纤纤维DF而使纤维结构体成形时保持了作为成形体的强度和刚性、或者防止纸粉或纤维的飞散的物质。熔融材料通过被添加至解纤纤维DF中并被加热从而发生熔融，由此使纤维彼此粘结。虽然熔融材料只要为通过加热工序而熔融的物质则为纤维状、粉(颗粒、粉体)状等任意的物质均可，但由于在200℃以下熔融的物质不存在纸的泛黄等，因此较为优选。而且，在能源方面来看，优选为，在160℃以下熔融的物质。

此外，期望熔融材料包含在加热成形时熔融的热塑性树脂。而且，在制作低密度件的情况下，期望采用易于与解纤棉纤维缠绕的纤维状。而且，期望采用芯鞘结构的复合纤维。由于鞘部低温且熔融并发挥了粘接功能，从而芯部成为纤维状并残留并维持了形状，因此，优选为芯鞘结构的熔融材料。例如，优选为ESFIBERVISION株式会社制造的ETC、INTACKSeries、帝人FIBER株式会社制造的干式无纺布用特多龙(商标)聚酯纤维等。

此外，优选为熔融树脂纤维的纤维纤度在0.5dtex以上且2.0dtex以下。在与该纤维纤度相比而较粗的情况下，无法充分获得第一形状维持薄片(第二形状维持薄片)与解纤棉薄片(纤维状料片)之间的粘接强度。此外，在与该纤维纤度相比而较细的情况下，在纤维的制造上，由于芯鞘结构中的芯与鞘的中心偏离和纤维的直线排出较为困难的这两点，而且，由于在制造工序中熔融树脂纤维的纤维纤度成为解纤纤维DF的直径以下，因此，由静电所产生的影响较大，从而具有在混合中出现不均等问题。

此外，作为熔融树脂纤维的长度，优选为1mm至10mm左右，这是因为，在1mm以下时，粘接强度不够从而难以维持纤维结构体的形状，而在10mm以上时，纤维彼此在气流中形成线球，从而降低了分散性的缘故。

此外，在输送管60中，在分支出熔融材料输送管61的下方，被分支出了功能材料输送管62。作为在产品内所使用的部件，优选为使用粉状的阻燃剂。作为从功能材料(阻燃剂)料斗14被供给的功能材料的阻燃剂通过功能材料调节阀66而使其分量被调节，并经由该功能材料输送管62而被供给至输送管60。在输送管60中，能够使阻燃剂混入至被输送且被混入有熔融材料的解纤纤维DF中。关于输送量，利用将送料机放在秤上并对与其减量相应的量进行测量而对阀门开度进行调节的方法，从而也能够提高精度。

期望功能材料输送管62的管径小于输送管60的管径。这是因为，风速提升从而使功能材料在气流中易于分散的缘故。

阻燃剂为，在通过解纤纤维DF而使解纤棉薄片(纤维状料片)成形时为了向解纤棉薄片(纤维状料片)赋予阻燃性而被添加的物质，能够使用氢氧化铝或氢氧化镁等氢氧化物、硼酸或硼酸铵等硼酸化合物、聚磷酸铵、磷酸酯等磷类的有机材料、三聚氰胺、异氰脲酸酯等的含氮物等物质。其中，优选为三聚氰胺磷酸类的复合剂。

作为阻燃剂，期望采用固体的阻燃剂。期望固体阻燃剂的体积平均粒径在1μm以上且50μm以下。当体积平均粒径小于1μm时，在之后的抽吸工序中作为解纤棉薄片(纤维状料片)(S)而使其堆积时，难以利用气流来进行输送。此外，当大于50μm时，对纤维的附着力会变小从而容易脱落而变得不均，无法发挥充分的阻燃性。

被混入有熔融材料、功能材料的解纤纤维DF经由输送管60而被导入至纤维状料片成形机100中。

第一形状维持薄片(N₁)从第一形状维持薄片供给辊81而被供给至纤维状料片成形机100。从该第一形状维持薄片供给辊81被供给的第一形状维持薄片(N₁)成为由纤维状料片成形机100所形成的解纤棉薄片(纤维状料片)的底面(第一面)的基部。

在此，如果本发明中的第一形状维持薄片(N₁)为能够对纤维状料片进行支承并使之维持形状的薄片，则能够利用纺布或无纺布中的任意一种。为了使由抽吸装置110产生的气流经由第一形状薄片(N₁)而发挥作用，并使混合而成的解纤物和熔融材料或功能材料适当地堆积在第一形状薄片(N₁)上，第一形状维持薄片(N₁)需要也具有通气性。通过该抽吸，从而使利用解纤机而变细了的废纸添加物、印刷油墨颗粒被从混合解纤材料中被去除。期望薄片的孔眼在100μ以下。由于第一薄片将成为产品的外观，因此也可以被着色。作为这种具有通气性的第一形状维持薄片(N₁)，在本实施方式中，使用了通过纺粘法而被制造出的聚酯长纤维无纺布、即东洋纺株式会社制造的ecule(注册商标)3151A。

对纤维状料片成形机100的概要进行说明。纤维状料片成形机100简要地说具有使被解纤了的纤维均匀地分散在气体中(例如，空气)的分散机构、和将由此被分散了的解纤纤维抽吸到网带122上的机构。

分散机构具有前滚筒，并且在进行旋转的前滚筒内同时被供给有混合解纤材料和混合气体(混合空气)。在成形滚筒101的表面上设置有小孔丝网，并且被混入有熔融材料、功能材料的解纤纤维DF从该小孔丝网中被喷出。滚筒网状物孔径(小孔丝网的直径)也与混合解纤材料的尺寸有关，虽然也可以为圆形，但是期望5mm×25mm左右的长孔能够同时实现生产率和均匀性。

混合气体(混合空气)使解纤材料、熔融材料、功能材料进行混合并均匀化，并使它们穿过前滚筒的孔。

在前滚筒下方设置有整流板，从而能够对宽度方向上的均匀性进行调节。在整流板的下方配置有环状的网带122，所述网带122形成有通过张紧辊121而被张紧的网状物。经由抽吸盒而对输送气体(输送空气)和混合气体(混合空气)进行抽吸。通过预先设为“抽吸气体量”＞“输送气体量+混合气体量”，从而能够防止在解纤时产生的纸粉或材料的吹出。由于在抽吸气体中混入有穿过了第一形状维持薄片(N₁)和网带122的微细粉(废粉)，因此，为了进行分离，期望在下游设置旋风分离器或过滤器集尘机。

在作为纤维结构体成形机的纤维状料片成形机100的下方，通过使多个张紧辊121中的至少一个进行驱动旋转，从而使该网带122向图中箭头标记所示的方向进行移动。此外，网带122通过与其抵接的清洁叶片123而使得表面的污渍等被去除。关于清洁，也可以实施由空气实现的清洁。

虽然网带122只要确保抽吸空气量并具有能够对材料进行保持的强度，则可以为金属性、树脂性等任意种类的网带，但由于当网状物的孔径过大时，在使解纤棉薄片(纤维状料片)S成形时会使得表面成为凹凸形状，因此，期望网状物的孔径为60μ～125μ左右。此外，在60μ以下时，难以形成由抽吸装置110产生的稳定的气流。

以与该网带122的移动相同的速度进行移动的方式，而使第一形状维持薄片(N₁)从第一形状维持薄片供给辊81被供给至网带122上。抽吸装置110能够通过如下方式而形成，即，在网带122下方形成打开了所期望的尺寸的窗口的密封箱，并从窗口以外抽吸气体(例如，空气)，从而使箱内形成真空。

在上述那样的结构中，通过输送管60而被输送的解纤纤维DF被导入至用于使纤维结构体成形的纤维状料片成形机100中。穿过成形滚筒101表面的小孔丝网，并通过由抽吸装置110产生的抽吸力而被堆积在网带122上的第一形状维持薄片(N₁)上。此时，通过使网带122和第一形状维持薄片(N₁)移动，从而能够使均匀的薄片状的解纤纤维DF堆积在第一形状维持薄片(N₁)上，以构成纤维状料片。该解纤纤维DF的堆积物(纤维状料片)(S)被加热并加压，从而成为薄片状的纤维结构体。

在纤维状料片成形机100中，决定了使解纤纤维DF堆积时的堆积量、和在之后的按压工序中完成的纤维结构体的密度。例如，在获得10mm厚的密度0.1g/cm³～0.15g/cm³左右的纤维结构体时，使之堆积大约40mm～60mm左右。

另外，虽然在本实施方式中，为了使熔融树脂纤维以及阻燃剂混入至由输送管60输送的解纤纤维DF中，从而将单独供给它们各自的输送管设置为熔融材料输送管61以及功能材料输送管62，并分别与输送管60连接，但是既可以在使熔融材料以及功能材料混合之后，与利用一个输送管而对解纤纤维DF进行输送的输送管60连接并对其进行供给，也可以采用在纤维状料片成形机100中进行设置的方式。在这样的情况下，例如，使定量的熔融树脂纤维以及阻燃剂混入至成形滚筒101内。

此外，通过设置水分喷雾器130，并在由此进行喷雾的水分中添加作为功能材料的水溶性的阻燃剂(例如，三和化工株式会社制造的Apinonn145)，从而还能够对被成形出的解纤棉薄片(纤维状料片)(S)赋予阻燃性。

第二形状维持薄片(N₂)从第二形状维持薄片供给辊82而被供给至纤维状料片成形机100以及水分喷雾器130的之后的工序中。从该第二形状维持薄片供给辊82被供给的第二形状维持薄片(N₂)成为利用纤维状料片成形机100而形成的解纤棉薄片(纤维状料片)(S)的上表面(第二面)的罩盖部。

在此，本发明中的第二形状维持薄片(N₂)也能够利用纺布或无纺布中的任何一种。在本实施方式中，作为第二形状维持薄片(N₂)，使用了与第一形状维持薄片(N₁)同样的、利用纺粘法而被制造出的聚酯长纤维无纺布、即东洋纺株式会社制造的ecule(注册商标)3151A。

另外，在本实施方式中，在将第一形状维持薄片(N₁)从第一形状维持薄片供给辊81供给至纤维状料片成形机100并在第一形状维持薄片(N₁)上形成了解纤棉薄片(纤维状料片)(S)之后，采用了如下的工序，即，从第二形状维持薄片供给辊82供给第二形状维持薄片(N₂)，并对解纤棉薄片(纤维状料片)(S)的上表面进行覆盖。

或者，也能够采用如下的工序，即，在纤维状料片成形机100的后段(下游侧)，预先设置第一形状维持薄片供给辊81以及第二形状维持薄片供给辊82，并通过第一形状维持薄片(N₁)和第二形状维持薄片(N₂)而将由纤维状料片成形机100所形成的解纤棉薄片(纤维状料片)(S)夹持为三明治状。

接下来，设为如下结构，即，在第一形状维持薄片(N₁)上形成了解纤棉薄片(纤维状料片)(S)之后，且解纤棉薄片(纤维状料片)(S)的第二面侧被供给第二形状维持薄片(N₂)之前，到达缓冲部140的结构。

在本实施方式中，也可以设为如下结构，即，在解纤棉薄片(纤维状料片)(S)的第二面侧配置了从第二形状维持薄片供给辊82被供给的第二形状维持薄片(N₂)之后，配置缓冲部140的结构。

如图2所示，被加热加压前的纤维结构体(M)成为如下状态，即，在解纤棉薄片(纤维状料片)(S)的第一面部上配置有第一形状维持薄片(N₁)，且在解纤棉薄片(纤维状料片)(S)的第二面部上配置有第二形状维持薄片(N₂)的状态。解纤棉薄片(纤维状料片)(S)中所示的线状的物质表示作为熔融材料的熔融树脂纤维。省略了作为功能材料的阻燃剂的图示，且并未在解纤棉薄片(纤维状料片)(S)中示出。

接下来，图1所示的覆盖了第二面侧的解纤棉薄片(纤维状料片)(S)向加热加压机构150被输送。加热加压机构150通过第一基板151和以可升降的方式而构成的第二基板152，从而对作为输送物的解纤棉薄片(纤维状料片)(S)进行夹持，并成为在对解纤棉薄片(纤维状料片)(S)进行加热的同时进行加压的热压。在第一基板151以及第二基板152中内置有加热器，由此，能够对被第一基板151以及第二基板152所夹持的薄片进行加热。

图4为表示本发明的实施方式所涉及的加热加压和熔融材料的熔融的状态的示意图。如图4所示，由于在通过加热加压机构150(第一基板151以及第二基板152)而进行表层加热的同时被按压，因此，能够确保在解纤棉薄片(纤维状料片)(S)中与第一形状维持薄片(N₁)以及第二形状维持薄片(N₂)相接的一侧的表面上熔融并渗出的熔融材料(熔融成分的比率较高)较多。因此，解纤棉薄片(纤维状料片)(S)和第一形状维持薄片(N₁)以及第二形状维持薄片(N₂)的熔敷点(或熔敷面积)将会增加，并使得粘接变得牢固。

解纤棉薄片(纤维状料片)(S)通过利用加热加压机构150来进行加压和加热，从而使混入的熔融材料被加热，并与解纤纤维DF紧密地进行熔敷。由此，有利于作为纤维结构体的强度的保持、形状的维持、防止纤维从纤维结构体的飞散。

此外，通过熔融材料熔融并固化，从而在解纤棉薄片(纤维状料片)(S)的第一面部上使第一形状维持薄片(N₁)与解纤棉薄片(纤维状料片)(S)粘接，并且在解纤棉薄片(纤维状料片)(S)的第二面部上使第二形状维持薄片(N₂)与解纤棉薄片(纤维状料片)(S)粘接。

此外，通过加热加压机构150的加压和加热而使多余的水分干燥，从而使得解纤棉薄片(纤维状料片)(S)能够进一步提高作为纤维结构体的强度。

虽然加热工序和加压工序也可以设为分开进行，但是期望同时对材料进行加热加压。期望加热时间为确保上升至材料的芯附近的熔融纤维能够熔融的温度的时间。此外，由于加热加压为分批处理，因此，为了确保加热时间，从而期望在加热加压机构150的前段设置缓冲部140。缓冲部140能够通过使所谓的张力调节辊(桥架辊)上下移动来实现。虽然缓冲部140被设置在供给第二形状维持薄片(N₂)之前，但也可以为如下结构，即，在供给第二形状维持薄片(N₂)之后、且配置在与加热加压机构150相比而靠前处。

在加热加压结束后，需要使纤维结构体快速移动，并安置作为接下来的加热加压材料的解纤棉薄片(纤维状料片)(S)。因此，优选为，设置使针进入加热加压的出口而对纤维结构体进行保持并拉伸出的机构。加热加压表面由于有可能附着有纤维，因此，优选为具有清洁的表面。例如，可以考虑每隔固定时间而对PTFE(聚四氟乙烯：Poly Tetra FluoroEthylene)等薄片进行收卷的方法。此外，当装置未运转时，加热加压的机构成为向与输送方向交叉的方向进行移动并避让的状态。

另外，虽然在本实施方式中，利用第一基板151和以可升降的方式而构成的第二基板152来构成了加热加压机构150，但也可以采用由加热和加压辊来构成的方式。由于在加热和加压辊中能够实现连续制作，因此，无需设置缓冲器。

以如上所述的方式再生而得到的纤维结构体(M)的薄片通过裁切机160而被剪切成所期望的尺寸和形状，并且作为卷料而被装载在堆叠器170等上，并被冷却。裁切机160优选为使用超声波剪切器等。关于超声波剪切器的切断，既可以为在纤维结构体的宽度方向的一个方向上切断，也可以由在一个方向和相反方向上的往返来切断。此外，除了超声波剪切器以外，也可以使用旋转剪切器或八边的旋转剪切器等。卷料在此之后通过汤姆森模组等而被脱模，并成形为所期望的尺寸和形状而成为再生纤维结构体(M)，并且能够适当地作为对声音进行吸音的吸音体、对冲击(外力)进行吸收的缓冲材料(封装件)、成形模具的材料等来利用。

本发明的纤维结构体(M)由于解纤棉薄片(纤维状料片)S、第一形状维持薄片(N₁)以及第二形状维持薄片(N₂)被牢固地粘接而保持了强度和刚性，因此，可以获得如下的效果，即，在进行由上述内容实现的切断、切出时，第一形状维持薄片(N₁)以及第二形状维持薄片(N₂)难以被剥离，并以较高的精度完成剪切，进而在操作等处理中使工作能够顺利地完成。

在此，由于对于解纤棉薄片(纤维状料片)(S)、第一形状维持薄片(N₁)、第二形状维持薄片(N₂)各自之间的粘接强度而进行了试验，并且作为设为熔融材料的熔融树脂纤维的纤维纤度而选定了适当的直径，因此，对此进行详细叙述。

图5为，表示为了使解纤棉薄片(纤维状料片)(S)与第一形状维持薄片(N₁)(或者第二形状维持薄片(N₂))之间的粘接强度的强度定量化而被实施的剥离试验的试验方法的概要的图。在图5中，作为样品而使用的再生纤维结构体(M)的宽度为大约20mm，长度为大约120mm。再生纤维结构体(M)的一端由基台与固定板所夹持，且在另一端处将第一形状维持薄片(N₁)剥离15mm左右，并利用夹钳来夹持第一形状维持薄片(N₁)的剥离掉的部分，并将在该夹钳上悬挂锤，从而对连续脱落的最小锤重量进行了测量。然后，根据最小锤重量(kg)×9.8/宽度mm，来对每单位宽度的剥离强度(N/m)进行计算。

被混入到解纤棉薄片(纤维状料片)(S)中的作为熔融材料的熔融树脂纤维的任何的样品均为解纤棉薄片(纤维状料片)(S)的质量百分比20％，并使用了帝人纤维株式会社制的干式无纺布用特多龙(商标)聚酯纤维。此外，作为熔融树脂纤维的纤维纤度而使用了1.1dtex、1.7dtex、2.2dtex、3.3dtex这四种制品。在图6中，示出了与这些熔融树脂纤维的纤维纤度相应的剥离强度(N/m)。

由图6可知，随着熔融树脂纤维的纤维粗细度的值(dtex)变小，剥离强度的值(N/m)将会变大。换言之，随着熔融树脂纤维的纤维纤度变细，剥离强度(N/m)将会增加，从而提高了第一薄片(N₁)与解纤棉薄片(纤维状料片)(S)之间的粘接强度。在对再生纤维结构体(M)进行操作的基础上，由于期望在互相摩擦时减少摩擦，防止纤维的脱离，且作为剥离强度(N/m)而大致在15(N/m)以上，因此，熔融树脂纤维的纤维纤度优选为在2.0dtex以下。

可以认为，如上文所述的那样随着熔融树脂纤维的纤维纤度变细而提高了第一形状维持薄片(N₁)(或者、第二形状维持薄片(N₂))和解纤棉薄片(纤维状料片)(S)之间的粘接强度是因为，解纤棉薄片(纤维状料片)(S)中的熔融树脂纤维的纤维纤度较细，因而从解纤棉薄片(纤维状料片)(S)的两面(图2、图3以及图4中的界面B₁、B₂)露出的熔融树脂纤维的数量变多，从而增加了粘接的接触点的缘故。

此外，在作为本发明的纤维结构体而被要求的纤维结构体制造装置、作为纤维结构体而被要求的纤维结构体制造方法中，向作为熔融材料而被混入有熔融树脂纤维的解纤棉薄片(纤维状料片)的第一面和与第一面对置的第二面供给形状维持薄片(N₁、N₂)，且在对被供给有形状维持薄片(N₁、N₂)的解纤棉薄片(纤维状料片)(S)进行加热的同时进行加压，从而使形状维持薄片(N₁、N₂)与解纤棉薄片(纤维状料片)(S)粘接。因此，根据本发明的纤维结构体制造装置、纤维结构体制造方法，能够在不发生变形等的条件下具有优异的操作性，并且作为纤维结构体而确保在各种各样的用途中被要求的特性。

接下来，对本发明的其他的实施方式进行说明。图7为表示本发明的其他的实施方式所涉及的纤维结构体制造装置的概要结构的示意图。在图7中，对于被标记了与先前的实施方式同样的参照符号的结构，由于与先前的实施方式相同，因此省略说明。

本实施方式与先前的实施方式不同的第一点在于，在本实施方式中，利用输送管180而将通过抽吸装置110而被抽吸出的气流导入至干式解纤机30的导入口31中。由此，来自粗碎机10的粗碎片得到气流的施力，从而进入干式解纤机30内。根据这样的结构，由于气流不会被浪费而较为有效，因此，干式解纤机30的排出口32中的气流速度能够进一步高于先前的实施方式的气流速度。

以上，在本发明的纤维结构体制造装置、纤维结构体制造方法中，由于使熔融树脂纤维混入至解纤纤维中从而制造出再生纤维结构体(M)，因此，根据本发明的纤维结构体制造装置、纤维结构体制造方法，在不发生变形等的条件下具有优异的操作性，并且作为纤维结构体而能够制造出确保在各种各样的用途中被要求的特性的纤维结构体。

此外，在本发明的纤维结构体制造装置、纤维结构体制造方法中，分别向被混入有熔融树脂纤维的吸收体的第一面和与第一面对置的第二面供给第一形状维持薄片(N₁)、第二形状维持薄片(N₂)，且在对被供给有第一形状维持薄片(N₁)、第二形状维持薄片(N₂)的解纤棉薄片(纤维状料片)(S)进行加热的同时进行加压，从而使第一形状维持薄片(N₁)、第二形状维持薄片(N₂)与解纤棉薄片(纤维状料片)(S)粘接。因此，根据本发明的纤维结构体制造装置、纤维结构体制造方法，在不发生变形等的条件下具有优异的操作性，并且作为纤维结构体而能够制造出确保在各种各样的用途中被要求的特性的纤维结构体。

此外，根据本发明的纤维结构体制造装置以及纤维结构体制造方法，由于采用了尽量不使用水分(不消耗大量的水资源)的结构，因此，能够减轻水处理设备，使得装置结构变得简便，进而无需设置用于使水分干燥的大规模的加热器等，使得废纸的循环再利用中的能源效率较高。

符号说明

5…自动输送机构；10…粗碎机；11…粗碎刃；12…料斗；13…熔融材料(熔融树脂纤维)料斗；14…功能材料(阻燃剂)料斗；20…粗碎片(纸片)导入管；30…干式解纤机；31…导入口；32…排出口；33…定子；34…转子；40…输送管；50…定量送料机；60…输送管；61…熔融材料(熔融树脂纤维)输送管；62…功能材料(阻燃剂)输送管；65…熔融材料(熔融树脂纤维)调节阀；66…功能材料(阻燃剂)调节阀；81…第一形状维持薄片供给辊；82…第二形状维持薄片供给辊；100…纤维状料片成形机；101…成形滚筒；110…抽吸装置；121…张紧辊；122…网带；123…清洁叶片；130…水分喷雾器；140…缓冲部；141…张力调节辊(桥架辊)；150…加热加压机构；151…第一基板；152…第二基板；160…裁切机；170…堆叠器；180…输送管；N₁…第一形状维持薄片；N₂…第二形状维持薄片。

Claims (13)

1.一种纤维结构体制造装置，其特征在于，具有：

解纤部，其对含有纤维的纤维原料进行粉碎并进行解纤；

输送部，其对由所述解纤部而解纤了的解纤物进行输送；

熔融材料混入部，其使熔融材料混入至由所述输送部所输送的解纤物中；

纤维状料片成形部，其使被混入有所述熔融材料的解纤棉堆积并使纤维状料片成形；

薄片供给部，其向所述纤维状料片供给形状维持薄片；

加热加压机构，其在平板间对所述形状维持薄片以及所述纤维状料片进行加压并且加热至所述熔融材料软化的温度以上。

2.如权利要求1所述的纤维结构体制造装置，其中，

所述薄片供给部分别向所述纤维状料片的第一面以及与所述第一面对置的第二面供给所述形状维持薄片。

3.如权利要求1或2所述的纤维结构体制造装置，其中，

所述熔融材料为熔融树脂纤维，并且纤维纤度为0.5dtex以上且2.0dtex以下。

4.如权利要求1所述的纤维结构体制造装置，其中，

所述熔融材料为树脂颗粒，并且体积平均粒径为4μm以上且20μm以下。

5.如权利要求1所述的纤维结构体制造装置，其中，

具有功能性材料混入部，所述功能性材料混入部将功能性材料混入至所述解纤物中。

6.如权利要求5所述的纤维结构体制造装置，其中，

所述功能性材料为阻燃性材料。

7.如权利要求1所述的纤维结构体制造装置，其中，

所述纤维状料片形成部具有：

分散部件，其使所述解纤物分散；

网带，其使被分散后的所述解纤物堆积并进行输送；

抽吸部件，其经由所述网带而对被分散后的所述解纤物进行抽吸。

8.如权利要求1所述的纤维结构体制造装置，其中，

具有水分喷雾器，所述水分喷雾器以喷雾的方式而向由所述网带所输送的所述纤维状料片喷射水分。

9.一种纤维结构体制造方法，其特征在于，

通过如下操作来制造纤维结构体，即：

对含有纤维的纤维原料进行粉碎并进行解纤；

利用输送部来对被解纤了的解纤物进行输送；

将熔融材料混入至由所述输送部所输送的所述解纤物中；

使被混入有所述熔融材料的解纤物堆积并使纤维状料片成形；

向所述纤维状料片供给形状维持薄片；

对被供给有所述形状维持薄片的所述纤维状料片进行加压并进行加热，以使所述熔融材料熔融。

10.如权利要求9所述的纤维结构体制造方法，其中，

分别向所述纤维状料片的第一面以及与所述第一面对置的第二面供给所述形状维持薄片。

11.一种纤维结构体制造方法，其特征在于，

通过如下操作来制造纤维结构体，即：

对含有纤维的纤维原料进行粉碎并进行解纤；

利用输送部来对被解纤了的解纤物进行输送；

将熔融材料混入至由所述输送部所输送的所述解纤物中；

使第一形状维持薄片的表面起绒；

使被混入有所述熔融材料的解纤物堆积在所述第一形状维持薄片的所述表面上并使纤维状料片成形；

针对所述纤维状料片而向配置有所述第一形状维持薄片的一侧的相反侧供给第二形状维持薄片，

在于所述第一形状维持薄片与所述第二形状维持薄片之间配置了所述纤维状料片的状态下进行加热并进行加压，以使所述熔融材料熔融。

12.如权利要求9至11中的任一项所述的纤维结构体制造方法，其中，

向被输送的所述解纤物中混入纤维纤度为0.5dtex以上且2.0dtex以下的熔融树脂纤维，以作为所述熔融材料。

13.一种纤维结构体，其特征在于，

通过权利要求9至12中的任一项所述的方法而被制造出。

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