JP2015205486A - シート製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係るシート製造装置100は、積載した単票の古紙を供給する供給部と、供給部から供給された古紙を空気中で解繊する解繊部と、解繊部で解繊された解繊物を気流で分級し除去する分級部と、分級部で除去されなかった解繊物に空気中で添加物を混合する混合部と、混合部で混合された混合物を用いて単票のシートを成形する成形部と、シートを受けて積載する排出部と、を含み、古紙一枚当たりにおいて、分級部で除去されたものの重量は、混合される添加物の重量よりも大きく、排出部の最大積載可能重量は、供給部の最大積載可能重量よりも小さい。
【選択図】図1
Description
きく、前記排出部の最大積載可能重量は、前記供給部の最大積載可能重量よりも小さい。
添加される液体(水等)、水蒸気、ミスト等が存在する状態、が含まれる。また、乾式の態様と、抄紙等で行われる湿式の態様とでは、装置全体あるいは製造される紙の量に対する水の使用量が全く異なることに注意する。すなわち、乾式の態様において、系内に水が存在する場合の水の量は、湿式に比較して桁違いに少ない。
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。図2は、本実施形態に係るシート製造装置100の供給部10の例を模式的に示す図である。図3は、本実施形態に係るシート製造装置100の排出部90の例を模式的に示す図である。
シート製造装置100は、供給部10を含む。図1の例では、供給部10は筐体1から外側に突出するように設けられている。供給部10は、シート製造装置100の筐体1の内側に設けられても、外側に設けられてもよい。
積載される古紙により異なる。なお、積載部11が最も下方に位置する状態となったときの単票の古紙Uの枚数も、古紙の密度や坪量によって異なることになる。
本実施形態のシート製造装置100は、解繊部20を有する。解繊部20は、供給部10から供給された古紙Uを空気中で解繊する。解繊部20は、古紙U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。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)(古紙U)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、トナーなどのインク粒、にじみ防止材や紙力増強剤などの添加剤等の粒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。
本明細書において、被解繊物とは、シート製造装置100の原材料を含む、単票の古紙U、単票の紙、単票のシートSなどの、繊維が絡み合い又は結着されたものを指す。また、本明細書において、被解繊物は、シート製造装置100によって製造されたシート若しくは使用後の該シート(古シート)であってもよい。
本実施形態のシート製造装置100において、解繊物は、製造されるシートSの材料の一部として使用される。解繊物は、上述の被解繊物を解繊処理して得られる繊維を含む。
もの、又は、断面の面積と等しい面積を有する円を仮定したときの当該円の直径(円相当径))が、平均で、1μm以上1000μm以下が好ましい。
本実施形態のシート製造装置100は分級部30を有する。分級部30は、解繊部20を通過した解繊物を分級する。分級部30は、解繊部20で解繊された解繊物のうちで比較的小さいものを気流で分級し除去する。解繊物は主に繊維が含まれており、その他に、樹脂粒やインク粒や添加剤が含まれる。このうち、比較的小さいものには、樹脂粒やインク粒や添加剤の他、繊維の中でも比較的短い短繊維が含まれる。なお、樹脂粒やインク粒や添加剤は古紙の種類によって含まれる場合と含まれない場合がある。
繊維以外のものを除去したいが、前述したように完全に分離して除去することはできない。また、繊維の中でも短い繊維は除去する。このため、1枚の古紙に含まれる繊維全てを使用することができない。ここで、除去された分と同等量の樹脂を添加物として混合した場合、1枚の古紙から1枚のシートを作成することができる。しかし、樹脂の量が多くなるためコスト高となったり、繊維の割合が異なるため、紙を成形した場合には風合いが異なることになる。そのため、繊維の量に応じて添加物を加えるのが望ましい。この場合、除去される第2分級物の重量よりも添加する添加物の重量の方が小さくなる。
本実施形態のシート製造装置100は、混合部40を有する。混合部40は、分級部30で除去されなかった解繊物に空気中で添加物を混合する。混合部40は、解繊部20を通過した解繊物の繊維(繊維材)と、添加物とを混合する機能を有する。また、添加物は、樹脂と他の成分との複合体であってもよい。複合体は、樹脂を主成分として他のものと一体に形成された粒子をいう。係る他のものとは、着色材や凝集抑制剤などをいうが、主成分となる樹脂と異なる形状や大きさや材質や機能を有するものも含まれる。本明細書において「繊維と添加物とを混ぜ合せる」とは、一定容積の空間(系)内で、繊維と繊維との間に添加物を位置させることをいう。
添加物を移送するための気体の流量や、繊維や添加物の導入量、移送量等を変化させることにより行うことができる。
本実施形態のシート製造装置100は成形部70を有する。成形部70は、混合部40で混合された混合物を用いて単票のシートSを成形する。成形部70は、図1に示すように、ほぐし部51、シート成形部55、結着部60及び切断部80を有する。
さい繊維または粒子(網を通過するもの)を降らせる。具体的には、ほぐし部51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。ほぐし部51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。
には、そのガラス転移温度(軟化点)または融点付近以上の温度に加熱すると、樹脂が軟化したり溶けたりし、その後温度が低下した際に固化する。樹脂が軟化して繊維に絡み合うように接触し、樹脂が固化することで繊維と添加物とを互いに結着することができる。また、固化する際に他の繊維が結着することで、繊維と繊維を結着する。添加物の樹脂が、熱硬化性樹脂である場合には、軟化点以上の温度に加熱してもよいし、硬化温度(硬化反応を生じる温度)以上に加熱しても繊維と樹脂とを結着することができる。なお、樹脂の融点、軟化点、硬化温度等は、繊維の融点、分解温度、炭化温度よりも低いことが好ましく、そのような関係となるように両者の種類を組み合わせて選択することが好ましい。
シート製造装置100は、排出部90を含む。排出部90は、成形部70で成形された単票のシートSを受ける。図1の例では、排出部90は筐体1から外側に突出するように設けられている。排出部90は、シート製造装置100の筐体1の内側に設けられても、外側に設けられてもよい。排出部90は、単票のシートSを積層して受け、単票のシート
Sを積層して搭載することができる。排出部90は、シート状の単票のシートSを多数積層して収容可能な箱体である。排出部90は、搭載されるシートSの重量等に合わせて、適宜、金属、樹脂等の材質で形成される。
シートSの枚数とシートSの重量は比例する関係になる。つまり、積載部91に積載するシートSの重量がより大きい場合の方がより小さい場合よりも、積載部91は下方に位置することになる。また、図示しないが、移動部は、ラックアンドピニオン等の機構により行ってもよい。
本実施形態のシート製造装置100は、上述の通り、分級部30によって除去される物質の重量が、混合部40において添加される添加物の重量よりも大きい。これにより、古紙から新たな紙を再生しようとした場合、1枚の古紙から1枚の新たな紙は再生できない。例えば、1000枚の古紙から900枚の紙を製造することになる。なお、枚数の比較は古紙と製造する紙が共に同じ坪量である場合に有効である。同じ坪量でない場合は重量で比較するとよい。その場合、原料となる古紙の重量よりも、新たに製造された紙の重量の方が小さくなる。つまり、排出部90に積載したシートの重量は、供給部10に積載した古紙の重量よりも小さくすることができる。
可能枚数よりも多く設計される。換言すると、排出部90の最大積載可能枚数は、供給部10の最大積載可能枚数よりも少ない。また、供給部10の最大積載可能枚数は、排出部90の最大積載可能枚数よりも多くなると言うことは、供給部10の積載部の高さ(大きさ)の方が排出部90の積載部の高さ(大きさ)よりも高い(大きい)ということになる。
本実施形態のシート製造装置100は、上述の構成の他に、例えば、粗砕部、加圧部、選別部等の構成を有することができる。
供給部10に積載された単票の古紙Uは、解繊部20に供給されるが、供給部10及び解繊部20の間には、粗砕部が備えられてもよい。図1の例では、シート製造装置100は、粗砕部4を含んでいる。粗砕部4は、解繊部20の上流側に配置されている。粗砕部4は、供給部10から供給された単票の古紙U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角まで裁断する。図示の例では、粗砕部4は、粗砕刃を有し、粗砕刃によって、投入された単票の古紙Uを裁断する。粗砕部4の具体的な例としては、シュレッダーが挙げられる。裁断された古紙Uは、ホッパー16で受けられ管81を通じて解繊部20の導入口21に導かれる。
本実施形態のシート製造装置100は、図示しない加圧部を有してもよい。加圧部は、ほぐし部51の下流側であって、結着部60の上流側に配置されることができる。また、加圧部や結着部60は、メッシュベルト56からウェブWを分離した後に設けられてもよい。加圧部はシート状に形成されたウェブWを加熱せずに加圧する。従って、加圧部は、ヒーター等の加熱手段を有していない。すなわち、加圧部は、カレンダー処理を行う構成である。
シート製造装置100は、図示しない選別部を有してもよい。選別部は、分級物を導入口から導入し、繊維の長さによって選別する。選別部としては、篩(ふるい)を用いることができる。選別部は、網(フィルター、スクリーン)を有し、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)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)と、を分けることができる。例
えば、網を通過するものは、混合部40に移送され、網を通過しないものは、解繊部20に戻されるように構成してもよい。具体的には、選別部は、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ことができる。
上記実施形態で説明したシート製造装置100は、乾式の態様であった。しかし、本発明に係るシート製造装置は、湿式の態様であっても構わない。例えば、上述の解繊部20の代わりに離解部(パルパー)を、分級部30の代わりに脱墨部を、成形部70の代わりに抄紙部を用いてもよい。
Claims (4)
- 積載した単票の古紙を供給する供給部と、
前記供給部から供給された古紙を空気中で解繊する解繊部と、
前記解繊部で解繊された解繊物を気流で分級し除去する分級部と、
前記分級部で除去されなかった前記解繊物に空気中で添加物を混合する混合部と、
前記混合部で混合された混合物を用いて単票のシートを成形する成形部と、
前記シートを受けて積載する排出部と、
を含み、
前記古紙一枚当たりにおいて、前記分級部で除去されたものの重量は、混合される前記添加物の重量よりも大きく、
前記排出部の最大積載可能重量は、前記供給部の最大積載可能重量よりも小さい、ことを特徴とするシート製造装置。 - 前記排出部は、前記シートの重量により上下移動可能な積載部を有し、
前記積載部の最大積載可能重量は、前記積載部が最も下がった状態における積載重量である、ことを特徴とする請求項1に記載のシート製造装置。 - 前記排出部は、前記シートの重量がより大きい場合の方がより小さい場合よりも、下方に位置するように前記積載部を移動させる移動部を有する、ことを特徴とする請求項2に記載のシート製造装置。
- 前記排出部は、前記シートの重量がより大きい場合の方がより小さい場合よりも、下方に位置するように前記積載部を付勢する付勢部を有する、ことを特徴とする請求項2に記載のシート製造装置。
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