JP2015071841A

JP2015071841A - シート製造装置

Info

Publication number: JP2015071841A
Application number: JP2013207966A
Authority: JP
Inventors: 恵生藤田; Yoshio Fujita; 克仁五味; Katsuto Gomi; 関　俊一; Shunichi Seki; 関　　俊一
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2013-10-03
Filing date: 2013-10-03
Publication date: 2015-04-16
Anticipated expiration: 2033-10-03
Also published as: US9334590B2; US20150096705A1; JP6277654B2

Abstract

【課題】小型化されたシート製造装置を提供する。
【解決手段】繊維と樹脂とを含み堆積したウエブを搬送する搬送部と、前記ウエブを加熱する加熱部と、を備え、前記搬送部は、前記ウエブを搬送する第１の面と、前記第１の面よりも前記ウエブの搬送方向下流側に位置し前記ウエブを搬送する第２の面と、を有し、前記第１の面と前記第２の面との成す角度が９０度未満である。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート製造装置に関する。

従来、メッシュベルト上に解繊物を堆積させる紙成形機と、メッシュベルト上に堆積された解繊物を、メッシュベルトから受け渡される一対の搬送ローラーと、搬送された解繊物を裁断する裁断機等を備えた紙再生装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１４４８２６号公報

しかしながら、上記の紙再生装置では、搬送ローラーが、メッシュベルトに対して隣接、かつ、水平方向に配置されている。このため、装置構成が大型化し、装置の設置面積が大きくなってしまう、という課題があった。

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。

［適用例１］本適用例にかかるシート製造装置は、繊維と樹脂とを含み堆積したウエブを搬送する搬送部と、前記ウエブを加熱する加熱部と、を備え、前記搬送部は、前記ウエブを搬送する第１の面と、前記第１の面よりも前記ウエブの搬送方向下流側に位置し前記ウエブを搬送する第２の面とを有し、前記第１の面と前記第２の面との成す角度が９０度未満であることを特徴とする。

この構成によれば、搬送部の第１の面と第２の面とが９０度未満に構成されており、ウエブは第１の面及び第２の面に倣って搬送される。これにより、第１の面と第２の面とを水平方向に隣接して配置する構成に比べて、水平方向における装置の長さを短くすることができる。従って、装置の設置面積を小さくすることができる。

［適用例２］上記適用例にかかるシート製造装置では、前記第２の面の搬送方向は、鉛直方向下向きであることを特徴とする。

この構成によれば、第１の面によって水平方向に搬送されるウエブは、第１の面の端部においてウエブの自重で第１の面から剥離して、鉛直方向下向きに配置される第２の面に受け渡される。これにより、第１の面から第２の面にウエブを搬送する際に、第１の面の端部に、第１の面からウエブを剥離するためのブレード等の剥離設備が不要となるので、装置構成を簡略化することができる。また、剥離ブレード等によるウエブの損傷等の発生を防止することができる。

［適用例３］上記適用例にかかるシート製造装置では、前記第１の面に接する前記ウエブの面と、前記第２の面に接する前記ウエブの面が異なることを特徴とする。

この構成によれば、第１の面に接しながら搬送されるウエブの面が、第２の面では方向が逆の表面側となって搬送される。このように、ウエブが、途中の搬送経路において接する面が反対になるので、ウエブを搬送する面との剥離性が高まり、ウエブの搬送性を向上させることができる。

［適用例４］上記適用例にかかるシート製造装置の前記搬送部は、前記第２搬送部の前記ウエブの搬送方向の下流側に前記ウエブを搬送する第３の面を有し、前記第３の面と前記第２の面との成す角度は１５０度以下であることを特徴とする。

この構成によれば、第１の面と第２の面とで第１の角度を持たせ、さらに、第２の面と第３の面とで第１の角度とは逆方向に角度を持たせてウエブを搬送させる。換言すれば、ウエブが搬送される搬送経路が略Ｚ字状に構成される。さらに換言すれば、２度折り返されたように構成されている。これにより、鉛直方向、水平方向における装置の長さを短くすることができる。

［適用例５］上記適用例にかかるシート製造装置の前記搬送部は、前記第１の面を有する第１搬送部と、前記第２の面を有する第２搬送部と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、第１の面を有する第１搬送部と第２の面を有する第２搬送部とに分けることにより、搬送部の構成を簡略化させることができる。さらに、第１の面と第２の面との成す角度を容易に設定することができる。

［適用例６］上記適用例にかかるシート製造装置の前記第１搬送部は、無端ベルトと、前記無端ベルトの移動方向に沿って、第１のローラー、第２のローラー、第３のローラーの順で配置され、前記第１のローラーと前記第２のローラーとの間に張架された前記無端ベルトの一部分は前記材料を堆積する前記第１の面であり、前記第２のローラーと前記第３のローラーとの間に張架された前記無端ベルトの一部分が第４の面であり、前記第３のローラーと前記第３のローラーに対して前記無端ベルトの移動方向の下流側に設けられた他のローラーとの間に張架された前記無端ベルトの一部分が第５の面であり、前記第４の面と前記第２の面とで成す角度よりも、前記第５の面と前記第２の面とで成す角度の方が大きいことを特徴とする。

通常であれば、第４の面でウエブが自重で無端ベルトから剥離して第２の面側に移動するが、稀にウエブが第４の面で剥離されない場合も想定される。そこで、本構成では、第５の面と第２の面とで成す角度が、第４の面と第２の面とで成す角度より大きくなるように構成する。これにより、第３のローラーのところで第２の面となす角度が急に大きくなるため、ウエブの自重作用が増大し、ウエブを確実に無端ベルトから剥離させることができる。

シート製造装置の構成を示す概略図。シート製造装置の一部の構成を示す模式図。シート製造装置の構成を示す一部拡大図。変形例１にかかるシート製造装置の一部の構成を示す模式図。変形例２にかかるシート製造装置の一部の構成を示す模式図。変形例３にかかるシート製造装置の一部の構成を示す模式図。変形例４にかかるシート製造装置の一部の構成を示す模式図。

以下、本発明の実施形態について、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。

まず、シート製造装置の構成について説明する。シート製造装置は、例えば、純パルプシートや古紙などの原料（被解繊物）Ｐｕを新たなシートＰｒに形成する技術に基づくものである。シート製造装置に供給する古紙Ｐｕとしては、例えば、オフィスで現在主流となっているＡ４サイズの用紙等である。本実施形態にかかるシート製造装置は、繊維と樹脂とを含み堆積したウエブを搬送する搬送部と、ウエブを加熱する加熱部と、を備え、搬送部は、ウエブを搬送する第１の面と、第１の面よりもウエブの搬送方向下流側に位置しウエブを搬送する第２の面と、を有し、第１の面と第２の面との成す角度が９０度未満に設定されたものである。なお、本実施形態にかかるウエブとは、繊維と樹脂とを含む物体の構成形態を言う。従って、ウエブが加熱時や加圧時や切断時や搬送時等において寸法等の形態が変化した場合であってもウエブとして示している。以下、具体的にシート製造装置の構成について説明する。

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り、図２は、シート製造装置の一部構成を示す模式図であり、図３は、シート製造装置の構成を示す一部拡大図である。図１に示すように、シート製造装置１は、供給部１０と、粗砕部２０と、解繊部３０と、分級部４０と、受け部５０と、添加物投入部６０と、ウエブ成形部７０と、搬送部１００と、加熱部１２０を備えている。さらに、シート製造装置１では、第１切断部１１０と、第２切断部１３０と、冷却部１５０等を備えている。

供給部１０は、粗砕部２０に古紙Ｐｕを供給するものである。供給部１０は、例えば、複数枚の古紙Ｐｕを重ねて貯めておくトレー１１と、トレー１１中の古紙Ｐｕを粗砕部２０に連続して投入可能な自動送り機構１２等を備えている。シート製造装置１に供給する古紙Ｐｕとしては、例えば、オフィスで現在主流となっているＡ４サイズの用紙等である。

粗砕部２０は、供給された古紙Ｐｕを数センチメートル角の紙片に裁断するものである。粗砕部２０では、粗砕刃２１を備え、通常のシュレッダーの刃の切断幅を広げたような装置を構成している。これにより、供給された古紙Ｐｕを容易に紙片に裁断することができる。そして、分断された粗砕紙は、配管２０１を介して解繊部３０に供給される。

解繊部３０は、回転する回転刃（図示せず）を備え、粗砕部２０から供給された粗砕紙を繊維状に解きほぐす解繊をするものである。なお、本実施形態の解繊部３０は、空気中で乾式で解繊を行うものである。解繊部３０の解繊処理により、印刷されたインクやトナー、にじみ防止材等の紙への塗工材料等は、数十μｍ以下の粒となって繊維と分離する（以下、「インク粒」という）。したがって、解繊部３０から出る解繊物は、紙片の解繊により得られる繊維とインク粒である。そして、回転刃の回転によって気流が発生する機構となっており、配管２０２を介して解繊された繊維はこの気流に乗って分級部４０に搬送される。なお、風発生機構を備えていない乾式の解繊部３０を用いる場合には、粗砕部２０から解繊部３０に向けて気流を発生させる気流発生装置を別途設けるようにすればよい。

分級部４０は、解繊物をインク粒と繊維とに分級するものである。本実施形態では、分級部４０としてのサイクロン（以下、分級部としてのサイクロン４０として説明する）を適用し、搬送された繊維をインク粒と脱墨繊維（脱墨解繊物）とに気流分級する。なお、サイクロン４０に替えて他の種類の気流式分級器を利用してもよい。この場合、サイクロン４０以外の気流式分級器としては、例えば、エルボージェットやエディクラシファイヤー等が用いられる。気流式分級器は旋回気流を発生させ、解繊物のサイズと密度により受ける遠心力の差によって分離、分級するもので、気流の速度、遠心力の調整により、分級点を調整することができる。これにより比較的小さく密度の低いインク粒と、インク粒より大きく密度の高い繊維とに分けられる。繊維からインク粒を除去することを脱墨と言う。

なお、サイクロン４０は、接線入力方式のサイクロンが比較的簡便な構造である。本実施形態のサイクロン４０は、解繊部３０から導入される導入口４０ａと、導入口４０ａが接線方向についた円筒部４１と、円筒部４１の下部に続く円錐部４２と、円錐部４２の下部に設けられる下部取出口４０ｂと、円筒部４１の上部中央に設けられる微粉排出のための上部排気口４０ｃとから構成される。円錐部４２は鉛直方向下方にむかって径が小さくなる。

分級処理において、サイクロン４０の導入口４０ａから導入された解繊物をのせた気流は、円筒部４１で円周運動に変わり、遠心力がかかり、気流との相乗効果で、繊維は絡み合い大きくなり、逆円錐部４２へと移動する。また、分離されたインク粒は空気とともに微粉として上部排気口４０ｃへ導出され、脱墨が進行する。そして、サイクロン４０の上部排気口４０ｃからインク粒が多量に含まれた短繊維混合物が排出される。そして、排出されたインク粒が多量に含まれる短繊維混合物は、サイクロン４０の上部排気口４０ｃに接続された配管２０３を介して受け部５０に回収される。一方、サイクロン４０の下部取出口４０ｂから配管２０４を介してウエブ成形部７０に向けて脱墨された繊維が搬送される。なお、上部排気口４０ｃから吸引してもよい。

また、脱墨された繊維がサイクロン４０からウエブ成形部７０に搬送される配管２０４の途中には、搬送される脱墨繊維に対して樹脂（例えば、融着樹脂あるいは熱硬化性樹脂）等の添加物を添加する添加物投入部６０が設けられている。なお、添加物としては、融着樹脂の他、例えば、難燃剤、白色度向上剤、シート力増強剤やサイズ剤等を投入することも可能である。これらの添加物は、添加物貯留部６１に貯留され、図示しない投入機構によって投入口６２から投入される。

ウエブ成形部７０は、配管２０４から投入された繊維と樹脂とを含むウエブを形成するものである。ウエブ成形部７０は、繊維を空気中に均一に分散させる機構と、分散された繊維を無端ベルトとしてのメッシュベルト７３上に堆積する機構を有している。

まず、繊維を空気中に均一に分散させる機構として、ウエブ成形部７０には、繊維及び樹脂が内部に投入されるフォーミングドラム７１が配置されている。そして、フォーミングドラム７１を回転駆動させることにより繊維中に樹脂（添加剤）を均一に混ぜることができる。フォーミングドラム７１の表面には複数の小孔を有するスクリーンが設けられている。また、フォーミングドラム７１の内部には、回転可能なニードルロールが設けられており、投入された繊維を浮かすようになっている。このような構成により、小孔を通過した繊維を空気中に均一に分散させることができる。

一方、フォーミングドラム７１の下方には、搬送部１００が配置され、堆積されたウエブＷを搬送するように構成されている。本実施形態の搬送部１００は、第１搬送部１０１と第２搬送部１０２とを備えている。第１搬送部１０１は、張架ローラー７２（本実施形態では、４つの張架ローラー７２ａ〜７２ｄ）によって張架されるメッシュが形成されている無端のメッシュベルト７３が配置されている。そして、張架ローラー７２のうちの少なくとも１つが自転することで、このメッシュベルト７３が一方向に移動するようになっている。

また、フォーミングドラム７１の鉛直下方には、メッシュベルト７３を介して、鉛直下方に向けた気流を発生させる吸引部としてのサクション装置７５が設けられている。サクション装置７５によって、空気中に分散された繊維をメッシュベルト７３上に吸引することができる。

そして、絡み合った状態の繊維がサイクロン４０からウエブ成形部７０のフォーミングドラム７１内に導入されると、繊維と樹脂とがニードルロール等でほぐされる。そして、ほぐされた繊維は、フォーミングドラム７１の表面の小孔スクリーンを通過し、サクション装置７５による吸引力によって、メッシュベルト７３上に堆積される。このとき、メッシュベルト７３を一方向に移動させることにより、繊維と樹脂を長尺状に堆積させたウエブＷを形成することができる。フォーミングドラム７１からの分散とメッシュベルト７３の移動を連続的に行うことで、連続状のウエブＷが成形される。なお、メッシュベルト７３は金属性でも、樹脂性でも、不織布でもよく、繊維が堆積でき、気流を通過させることができれば、どのようなものでもあってもよい。なお、メッシュベルト７３のメッシュの穴径が大きすぎるとメッシュの間に繊維が入り込み、ウエブ（シート）を成形したときの凸凹になり、一方、メッシュの穴径が小さすぎると、サクション装置７５による安定した気流を形成しづらい。このため、メッシュの穴径は適宜調整することが好ましい。サクション装置７５はメッシュベルト７３の下に所望のサイズの窓を開けた密閉箱を形成し、窓以外から空気を吸引し箱内を外気より負圧にすることで構成できる。

メッシュベルト７３上に成形されたウエブＷは、第１搬送部１０１によって搬送される。具体的には、まず、第１搬送部１０１のメッシュベルト７３の第１の面Ｓ１上に成形されたウエブＷは、メッシュベルト７３の回転移動により、図１中において水平方向右側へ搬送される。そして、メッシュベルト７３の右側端部（張架ローラー７２ｂに対応する部分）へ来たウエブＷは、搬送方向（図中の矢印）に従ってメッシュベルト７３に張り付きながら下方へと搬送される。ここで、メッシュベルト７３上の第１の面Ｓ１と、第２のローラー７２ｂと第３のローラー７２ｃとの間に張架されたメッシュベルト７３の第４の面Ｓ４の成す角度（図２におけるθ１−θ３に相当）は９０度未満である。そのため、ウエブＷは第４の面Ｓ４から自重で剥がれる。それによって、ウエブＷは、第１搬送部１０１から第２搬送部１０２に受け渡され搬送される。

第２搬送部１０２は、張架ローラー１０６（本実施形態では、３つの張架ローラー１０６ａ〜１０６ｃ）によって張架される搬送無端の搬送ベルト１０５が配置されている。そして、張架ローラー１０６のうちの少なくとも１つが自転することで、この搬送ベルト１０５が一方向に移動するようになっている。そして、ウエブＷが第１搬送部１０１の第１の面Ｓ１から第２搬送部１０２の第２の面Ｓ２に受け渡され、搬送方向（図中の矢印）に従って搬送される。ここで、第２の面Ｓ２の搬送方向は、鉛直方向下向きである。また、第２の面Ｓ２は第１の面Ｓ１よりもウエブＷの搬送方向で下流側に位置する。して、図２に示すように、ウエブＷを搬送する面としてのメッシュベルト７３上の第１の面Ｓ１とウエブＷを搬送する面としての搬送ベルト１０５上の第２の面Ｓ２との成す第１角度θ１が９０度未満に設定されている。なお、θ１はθ３より大きい。すなわち、図３（ａ）に示すように、第１の面Ｓ１上に堆積されたウエブＷが第２の面Ｓ２側に搬送される際、第１の面Ｓ１の端部（張架ローラー７２ｂを搬送方向に越えた辺り）においてウエブＷの自重により第１の面Ｓ１から剥離して、鉛直方向下向きに配置される第２の面Ｓ２に受け渡される。これにより、第１の面Ｓ１から第２の面Ｓ２にウエブＷを搬送する際に、第１の面Ｓ１の端部にウエブＷを剥離するためのブレード等の設備が不要となるので、搬送構成を簡略化することができる。また、剥離ブレード等によるウエブＷの損傷等の発生が無くなる。なお、本実施形態にかかる第１角度θ１は、第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２との成す角度であって、搬送されるウエブＷによって形成される角度ではない。

また、ウエブＷが第１の面Ｓ１から第２の面Ｓ２に受け渡される際、図３（ａ）に示すように、第１の面Ｓ１に接するウエブＷの面Ｗａと、第２の面Ｓ２に接するウエブＷの面Ｗｂが異なる。具体的には、メッシュベルト７３の第１の面Ｓ１にウエブＷが成形（堆積）された際、第１の面Ｓ１にはウエブＷの厚み方向における一方の面Ｗａが接している。従って、第１の面Ｓ１上におけるウエブＷの他方の面Ｗｂは、第１の面Ｓ１に接していない。そして、ウエブＷが第１の面Ｓ１から第２の面Ｓ２に受け渡される際、第１の面Ｓ１の端部（張架ローラー７２を搬送方向に越えた辺り）においてウエブＷの自重により第１の面Ｓ１とウエブＷの一方の面Ｗａとが剥離する。そして、ウエブＷが第１の面Ｓ１から第２の面Ｓ２に受け渡された際、第２の面Ｓ２にはウエブＷの他方の面Ｗｂが接し、一方の面Ｗａは第２の面Ｓ２に接していない。このように、ウエブＷの搬送面が搬送途中において反転するため、適度に剥離性が高まり、搬送性を向上させることができる。

また、本実施形態の搬送部１００では、図１に示すように、第２搬送部１０２のウエブＷの搬送方向の下流側にウエブＷを搬送する第３の面Ｓ３を有している。第３の面Ｓ３は、例えば、ウエブＷを搬送するガイド１０８におけるウエブＷの搬送面として構成することができる。そして、図２に示すように、第３の面Ｓ３と第２の面Ｓ２との成す第２角度θ２は１５０度以下である。すなわち、本実施形態では、第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２とで第１角度θ１を持たせ、さらに、第２の面２と第３の面Ｓ３とで第１角度θ１とは逆方向に第２角度θ２を持たせてウエブＷを搬送させる構成を有している。換言すれば、ウエブＷが搬送される搬送経路が略Ｚ字状に構成される。なお、本実施形態にかかる第２角度θ２は、第２の面Ｓ２と第３の面Ｓ３との成す角度であって、搬送されるウエブＷによって形成される角度ではない。

また、図３（ｂ）に示すように、ウエブＷが第２の面Ｓ２から第３の面Ｓ３に搬送される際、第２の面Ｓ２に接するウエブＷの面Ｗｂと、第３の面Ｓ３に接するウエブＷの面Ｗａとが異なる。具体的には、第２の面Ｓ２においてウエブＷが搬送される際、第２の面Ｓ２にはウエブＷの厚み方向における面Ｗｂが接している。従って、第２の面Ｓ２上におけるウエブＷの面Ｗａは、第２の面Ｓ２に接していない。そして、ウエブＷが第２の面Ｓ２から第３の面Ｓ３に受け渡される際、第２の面Ｓ２の端部（張架ローラー１０６ｃの辺り）においてウエブＷの自重により第２の面Ｓ２とウエブＷの面Ｗｂとが剥離する。そして、ウエブＷが第２の面Ｓ２から第３の面Ｓ３に受け渡された際、第３の面Ｓ３にはウエブＷの面Ｗａが接し、面Ｗｂは第３の面Ｓ３に接していない。このように、ウエブＷの搬送面が搬送途中おいて反転するため、ウエブＷと搬送経路との剥離性が高まり、さらに搬送性を向上させることができる。そして、上記の通り、ウエブＷの自重を利用した搬送経路を構成することにより、水平方向におけるシート製造装置１の設置長さを短くすることが可能となる。

ところで、ウエブＷの自重を利用しながらウエブＷを搬送する際、上述のように、通常であれば、メッシュベルト７３の第１の面Ｓ１の端部において第１の面Ｓ１からウエブＷが剥離して第２の面Ｓ２側に搬送されるが、稀にメッシュベルト７３からウエブＷが剥離されないまま搬送されてしまう場合も想定される。

そこで、本実施形態では、図１及び図２に示すように、第１搬送部１０１は、無端ベルトとしてのメッシュベルト７３と、メッシュベルト７３を巻き掛ける（張り架ける）第１のローラー７２ａと第２のローラー７２ｂと第３のローラー７２ｃと、を備えている。そして、メッシュベルト７３の移動方向に沿って、第１のローラー７２ａ、第２のローラー７２ｂ、第３のローラー７２ｃの順で配置されている。第１のローラー７２ａと第２のローラー７２ｂとの間に張架されたメッシュベルト７３の一部分は繊維と樹脂とを含む材料を堆積する第１の面Ｓ１であり、第２のローラー７２ｂと第３のローラー７２ｃとの間に張架されたメッシュベルト７３の一部分が第４の面Ｓ４であり、第３のローラー７２ｃと第３のローラー７２ｃに対してメッシュベルト７３の移動方向の下流側に設けられた他のローラーとしての第４のローラー７２ｄとの間に張架されたメッシュベルト７３の一部分が第５の面Ｓ５であり、第４の面Ｓ４と第２の面Ｓ２とで成す第３角度θ３よりも、第５の面Ｓ５と第２の面Ｓ２とで成す第４角度θ４の方が大きくなるように構成されている。このように、第５の面Ｓ５と第２の面Ｓ２とで成す第４角度θ４が、第４の面Ｓ４と第２の面Ｓ２とで成す第３角度θ３より大きくすることで、第３のローラー７２ｃの付近で第２の面Ｓ２となす角度が急に大きくなるため、ウエブＷの自重が大きく作用し、メッシュベルト７３から確実にウエブＷを剥離させることができる。なお、本実施形態にかかる第１〜第４角度θ１，θ２，θ３，θ４は、搬送部１００の各面にかかる角度であって、搬送されるウエブＷによって形成される角度ではない。

ウエブＷの搬送方向における第２搬送部１０２（第２の面Ｓ２）の下流側には、搬送されるウエブＷの搬送方向と交差する方向にウエブＷを切断する第１切断部１１０が配置されている。第１切断部１１０は、カッターを備え、連続状のウエブＷを所定の長さに設定された切断位置に従って枚葉状（シート状）に裁断する。これにより、ウエブＷが連続状からシート状の形態となり、搬送方向におけるウエブＷの長さ寸法が短くなってスキューを矯正しやすくなるため、ウエブＷの搬送にかかるスキュー等の発生を低減させることができる。

そして、第１切断部１１０よりウエブＷの搬送方向の下流側には、切断されたウエブＷを加熱する加熱部１２０が配置されている。当該加熱部１２０は、ウエブＷに含まれる繊維同士を樹脂を介して結着させるものである。なお、本実施形態では、２か所に加熱部１２０（１２０ａ，１２０ｂ）が設けられている。具体的には、第１切断部１１０よりウエブＷの搬送方向の下流側に加熱部１２０ａが配置され、加熱部１２０ａの下流側に加熱部１２０ｂが配置されている。そして、各加熱部１２０ａ，１２０ｂには、一対の第１ローラー１２１が備えられている。第１ローラー１２１の回転軸中心部にはヒーター等の加熱部材が設けられており、当該一対の第１ローラー１２１間にウエブＷを通過させることにより、搬送されるウエブＷに対して加熱加圧することができる。そして、ウエブＷは一対の第１ローラー１２１によって加熱加圧されることで、樹脂が溶けて繊維と絡みやすくなるとともに繊維間隔が短かくなり繊維間の接触点が増加する。これにより、密度が高まってウエブＷとしての強度が向上する。さらに、本実施形態では、２か所に加熱部１２０（１２０ａ，１２０ｂ）を設けることにより、加熱加圧する時間が十分に確保することが可能となり、ウエブＷの強度を確実に向上させることができる。また、加熱部１２０を第１ローラー１２１として構成したことにより、加熱部１２０を板状のプレス装置として構成した場合に比べてウエブを連続的に搬送しながらシートを成形することができる。板状のプレス装置を用いた場合、プレスをしている間、搬送するウエブを一時的にたるませておくバッファー部が必要となる。つまり、加熱ローラーを用いた方が、シート製造装置１全体の構成を小型化することができる。

加熱部１２０よりウエブＷの搬送方向の下流側には、ウエブＷを冷却する冷却部１５０を有している。当該冷却部１５０は、加熱しない部である。冷却部１５０はヒーター等の加熱部が設けられていない。本実施形態の冷却部１５０は、一対の冷却ローラー１５１を備えている。従って、冷却部１５０は、ウエブＷを冷却するとともに、ウエブＷを加圧する。これにより、ウエブＷの温度を下げるとともにウエブＷの強度を向上させる機能を有する。冷却ローラー１５１は、例えば、中空の金属製芯金と中空部にエアーを注入するエアー注入部とを備えた空冷機構を有する。これにより、加熱部１２０によって加熱されたウエブＷに接したときに、加熱されたウエブＷの温度以上に上がらないように構成されている。さらに具体的には、冷却ローラー１５１とウエブＷとの接触により、ウエブＷの熱が冷却ローラー１５１を介して放熱され、ウエブＷの温度が常温近傍になるように構成されている。これにより、ウエブＷが冷却され、溶けた樹脂が冷えて固まることで繊維同士が樹脂を介して確実に結着される。なお、冷却部１５０は、本実施形態の空冷方式に限定されず、放熱がきちんと行えれば、冷やさなくてもよい。また、冷やす場合は、例えば、水冷方式であってもよい。

冷却部１５０よりウエブＷの搬送方向の下流側には、ウエブＷの搬送方向に沿ってウエブＷを切断する第２切断部１３０が配置されている。第２切断部１３０は、カッターを備え、ウエブＷの搬送方向における所定の切断位置に従って裁断する。これにより、所望するサイズのシートＰｒ（ウエブＷ）が形成される。そして、切断されたシートＰｒ（ウエブＷ）はスタッカー１６０等に積載される。従って、本実施形態では、まず搬送されたウエブＷを第１切断部１１０によってシート状に切断してスキューが低減された状態のウエブＷを第２切断部１３０で搬送方向に沿って切断する。このため、精度良く、ウエブＷを所望の寸法に切断することができる。

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。

搬送部１００における第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２との第１角度θ１が９０度未満に構成されているため、第１の面Ｓ１の端部においてウエブＷの自重により第１の面Ｓ１とウエブＷとを容易に剥離することが可能となり、効率よく第２の面Ｓ２にウエブＷを受け渡することができる。また、メッシュベルト７３からウエブＷを剥離させる際に、第１の面Ｓ１からウエブＷを剥離するためのブレード等が不要となるので、装置構成を簡略化することができる。また、剥離ブレード等によるウエブＷの損傷等の発生を防止できる。そして、ウエブＷをＺ字状に搬送させる搬送経路を構築することにより、水平方向におけるシート製造装置１の長さを短くすることできる。

なお、本実施形態にかかるシートとは、繊維を原料とし、シート状にしたものを主に言う。しかし、そのようなものに限らず、ボード状やウエブ状（や凸凹を有する形状で）あってもよい。また、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。本願においてシートとは、紙と不織布に分かれる。紙は、純パルプや古紙を原料とし薄いシート状に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、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、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。

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１）上記実施形態では、第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２とで成す第１角度θ１の上限を９０度未満と設定したが、第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２とで成す第１角度θ１の下限の角度は０度としてもよい。図４は、変形例１にかかるシート製造装置の一部の構成を示す模式図である。図４に示すように、第１搬送部１０１は、メッシュベルト７３と、メッシュベルト７３を巻き掛ける２つの張架ローラー７２とを有し、張架ローラー７２のうちの少なくとも１つが自転することで、メッシュベルト７３を一方向に移動するように構成されている。また、第２搬送部１０２は、第１搬送部１０１の下方に配置される。そして、第２搬送部１０２は、搬送ベルト１０５と、搬送ベルト１０５を巻き掛ける複数の張架ローラー１０６とを有し、張架ローラー１０６のうちの少なくとも１つが自転することで、搬送ベルト１０５を一方向に移動するように構成されている。ここで、第１の面Ｓ１から搬送されるウエブＷを確実に受け渡し可能なように、第１の面Ｓ１よりも第２の面Ｓ２の方が水平方向に長くなるように第２搬送部１０２を配置する。そして、メッシュベルト７３において成形されたウエブＷを搬送する第１の面Ｓ１と、第１の面Ｓ１から搬送されるウエブＷを受け渡される搬送ベルト１０５の第２の面Ｓ２との角度を０度、すなわち、第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２とが平行に配置される。このようにしても、第１の面Ｓ１によって水平方向に搬送されるウエブＷは、第１の面Ｓ１の端部においてウエブＷの自重で第１の面Ｓ１から剥離して、第１の面Ｓ１の下方に配置される第２の面Ｓ２によって受け渡しすることができる。また、第１搬送部１０１と第２搬送部１０２とが平面視において重なるように配置可能なため、シート製造装置１の水平方向の長さをさらに短くすることができる。

（変形例２）上記実施形態では、搬送部１００として、第１搬送部１０１と第２搬送部１０２とを備え、第２搬送部１０２に搬送ベルト１０５を備えた構成としたが、この構成に限定されない。図５は、変形例２にかかるシート製造装置の一部の構成を示す模式図である。図５に示すように、搬送部１００は、第１搬送部１０１と第２搬送部１０２とを備えている。そして、第２搬送部１０２は、搬送ガイド１０７を備えている。搬送ガイド１０７は、例えば、ステンレス鋼を用いた表面平坦な部材である。これにより、ウエブＷとの摩擦抵抗を低減させることができる。そして、搬送ガイド１０７の面を第２の面Ｓ２として構成し、第１搬送部１０１のメッシュベルト７３の第１の面Ｓ１と搬送ガイド１０７の第２の面Ｓ２とで成す第１角度θ１を９０度未満となるように構成する。このようにすれば、第１の面Ｓ１の端部においてウエブＷの自重により第１の面Ｓ１とウエブＷとが剥離し、ウエブＷが第２の面Ｓ２に受け渡される。そして、第２の面Ｓ２では、ウエブＷを搬送方向に滑らせるように効率よく搬送することができる。また、第２搬送部１０２の構成を簡略化させることができる。

（変形例３）上記実施形態では、ウエブＷが第１の面Ｓ１から第２の面Ｓ２へ受け渡されて搬送される際、第１の面Ｓ１と第２の面Ｓ２とで成す第１角度θ１が９０度未満を保持するように搬送されたが、この構成に限定されない。図６は、変形例３にかかるシート製造装置の一部の構成を示す模式図である。図６に示すように、第１搬送部１０１は、メッシュベルト７３と、メッシュベルト７３を巻き掛ける（張り架ける）第１のローラー７２ａと第２のローラー７２ｂと第３のローラー７２ｃと、第４のローラー７２ｄと、メッシュベルト７３の移動方向に対して第２のローラー７２ｂと第３のローラー７２ｃとの間に設けられた第５のローラー７２ｅと、を備えている。そして、第１のローラー７２ａと第２のローラー７２ｂとの間に張架されたメッシュベルト７３の一部分が繊維と樹脂とを含む材料を堆積する第１の面Ｓ１であり、第２のローラー７２ｂと第５のローラー７２ｅとの間に張架されたメッシュベルト７３の一部分が第６の面Ｓ６である。この構成では、第１の面Ｓ１に堆積されたウエブＷは、第１の面Ｓ１から第６の面Ｓ６を介して第２の面Ｓ２に搬送される。この場合、第１面Ｓ１と第２面Ｓ２とで成す第１角度θ１は９０度未満であるが、第６の面Ｓ６と第２の面Ｓ２とで成す第５角度θ５は９０度以上である。すなわち、第１の面Ｓ１から第２の面Ｓ２にウエブＷを搬送する際、一旦別の面（Ｓ６）で搬送され、搬送する角度θ５が９０度以上になる構成であってもよい。すなわち、繊維と樹脂とを含む材料を堆積する第１の面Ｓ１と、第１の面Ｓ１よりも前記ウエブＷの搬送方向で下流側に位置する第２の面Ｓ２とで成す第１角度θ１が確保されていればよい。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。

（変形例４）上記実施形態では、第１搬送部１０１から第２搬送部１０２に向けて直接的にウエブＷを受け渡ししたが、この構成に限定されない。図７は、変形例４にかかるシート製造装置の一部の構成を示す模式図である。図７に示すように、第１搬送部１０１（第１の面Ｓ１）と第２搬送部１０２（第２の面Ｓ２）との搬送経路の間に、他の搬送部材や部品等が配置された構成であっても第１の面Ｓ１よりも前記ウエブＷの搬送方向で下流側に第２の面Ｓ２が位置すればよい。本変形例では、第１搬送部１０１と第２搬送部１０２との間に、別の搬送部１０３が配置されている。当該搬送部１０３は、無端の搬送ベルト１０３ａと、無端の搬送ベルト１０３ａが張り架ける張架ローラー１０３ｂ（本変形例では２つの張架ローラー１０３ｂ）を備えている。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。

（変形例５）上記実施形態では、搬送部１００によって搬送されたウエブＷを第１切断部１１０によって切断したが、この構成に限定されない。例えば、第１切断部１１０のウエブＷの搬送方向の上流側にウエブＷを予備的に加熱部１２０よりも低温または低荷重でウエブＷを加熱する予備加熱部を配置してもよい。この場合、予備加熱部は、一対の加熱加圧ローラーを備えた構成とすることができる。加熱加圧ローラーの回転軸中心部にはヒーター等の加熱部材を設け、当該一対の加熱加圧ローラー間にウエブＷを通過させることにより、搬送されるウエブＷを加熱加圧することができる。これにより、ウエブＷの強度が増加する。そして、予備加熱部を通過したウエブＷは第１切断部１１０によって切断される。すなわち、強度を持たせた状態のウエブＷを切断することが可能となるので、切断時にウエブＷの崩れ等が抑制され、正確にウエブＷを切断することができる。

（変形例６）上記実施形態では、加熱部１２０として２つの加熱部１２０ａ，１２０ｂを配置した構成としたが、この構成に限定されない。例えば、製造するウエブＷ（シートＰｒ）の厚み、材質等に応じて、一つの加熱部１２０のみ配置した構成であってもよいし、３つ以上の加熱部１２０を配置した構成としてもよく、適宜設定してもよい。このようにすれば、効率よくシートＰｒ（ウエブＷ）を製造（成形）することができる。

１…シート製造装置、１０…供給部、２０…粗砕部、３０…解繊部、４０…分級部、５０…受け部、６０…添加物投入部、７０…ウエブ成形部、７１…フォーミングドラム、７２…張架ローラー、７２ａ…第１のローラー、７２ｂ…第２のローラー、７２ｃ…第３ローラー、７２ｄ…第４のローラー、７２ｅ…第５のローラー、７３…メッシュベルト、７５…サクション装置、１００…搬送部、１０１…第１搬送部、１０２…第２搬送部、１０５…搬送ベルト、１０６…張架ローラー、１０７…搬送ガイド、１０８…ガイド、１１０…第１切断部、１２０，１２０ａ，１２０ｂ…加熱部、１３０…第２切断部、１５０…冷却部、１５１…冷却ローラー、１６０…スタッカー、Ｐｕ…古紙、Ｗ…ウエブ、Ｐｒ…シート、Ｓ１…第１の面、Ｓ２…第２の面、Ｓ３…第３の面、Ｓ４…第４の面、Ｓ５…第５の面、Ｓ６…第６の面、θ１…第１角度、θ２…第２角度、θ３…第３角度、θ４…第４角度、θ５…第５角度。

Claims

繊維と樹脂とを含み堆積したウエブを搬送する搬送部と、前記ウエブを加熱する加熱部と、を備え、
前記搬送部は、前記ウエブを搬送する第１の面と、前記第１の面よりも前記ウエブの搬送方向下流側に位置し前記ウエブを搬送する第２の面と、を有し、前記第１の面と前記第２の面との成す角度が９０度未満であることを特徴とするシート製造装置。
請求項１に記載のシート製造装置において、
前記第２の面の搬送方向は、鉛直方向下向きであることを特徴とするシート製造装置。
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、
前記第１の面に接する前記ウエブの面と、前記第２の面に接する前記ウエブの面が異なることを特徴とするシート製造装置。
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、
前記搬送部は、前記第２搬送部の前記ウエブの搬送方向の下流側に前記ウエブを搬送する第３の面を有し、
前記第３の面と前記第２の面との成す角度は１５０度以下であることを特徴とするシート製造装置。
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、
前記搬送部は、前記第１の面を有する第１搬送部と、前記第２の面を有する第２搬送部と、を備えることを特徴とするシート製造装置。
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、
前記第１搬送部は、
無端ベルトと、
前記無端ベルトの移動方向に沿って、第１のローラー、第２のローラー、第３のローラーの順で配置され、
前記第１のローラーと前記第２のローラーとの間に張架された前記無端ベルトの一部分は前記材料を堆積する前記第１の面であり、
前記第２のローラーと前記第３のローラーとの間に張架された前記無端ベルトの一部分が第４の面であり、
前記第３のローラーと前記第３のローラーに対して前記無端ベルトの移動方向の下流側に設けられた他のローラーとの間に張架された前記無端ベルトの一部分が第５の面であり、
前記第４の面と前記第２の面とで成す角度よりも、前記第５の面と前記第２の面とで成す角度の方が大きいことを特徴とするシート製造装置。