JP2016141894A - シート製造装置、シート製造方法及びシュリンクシート - Google Patents

Abstract

【課題】加熱するとシュリンクするシートを製造するシート製造装置１００を提供する。【解決手段】本発明に係るシート製造装置１００は、解繊部と、混合部と、堆積部６０と、第１加熱部８２と、延伸部１６０と、を有する。解繊部は、繊維を含む材料を大気中で解繊する。混合部は、解繊部で解繊された解繊物と、樹脂とを、混合する。堆積部６０は、混合部で混合された混合物を堆積させる。第１加熱部８２は、堆積部６０で堆積された堆積物を第１温度で加熱してウェブＷを形成する。延伸部１６０は、ウェブＷを第１温度よりも高い第２温度で加熱し延伸させてシートＳを形成する。【選択図】図２

Description

本発明は、シート製造装置、シート製造方法及びシュリンクシートに関する。

従来、シュリンクフィルムは、加熱すると収縮（シュリンク）するフィルムであって、食品や生活雑貨を初め数多くの商品に内容物の表示手段として用いられている。特に一般的なものとして、飲料用ボトルに用いられているＰＥＴ製のシュリンクラベルがある。

このようなＰＥＴ製のシュリンクラベルは、フィルムへの印刷を考慮して、基本的に大ロット生産向けで用いられている。一方、小ロット生産向けにインクジェット方式で印刷できるシュリンクフィルム（非特許文献１）が販売されているが、シュリンクフィルムにインク受容層を設けた特殊なフィルムであり、比較的高価であるという課題がある。

有限会社ピクア、「ピクア「お手軽・シュリンクラベル」新発売」、［平成２７年１月７日検索］、インターネット〈URL：http://members.jcom.home.ne.jp/piqua-1/OtegaruPress.html〉

本発明の幾つかの態様に係る目的の１つは、加熱するとシュリンクするシートを製造す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。また、本発明の幾つかの態様に係る目的の１つは、インクジェットプリンターで印刷可能なシュリンクシートを提供することにある。

本発明は前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、以下の態様または適用例として実現することができる。

本発明に係るシート製造装置の一態様は、
繊維を含む材料を大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と、樹脂とを、混合する混合部と、
前記混合部で混合された混合物を堆積させる堆積部と、
前記堆積部で堆積された堆積物を第１温度で加熱してウェブを形成する第１加熱部と、
前記ウェブを第１温度よりも高い第２温度で加熱し延伸させてシートを形成する延伸部と、
を有することを特徴とする。

このようなシート製造装置では、繊維と樹脂とが混合されたウェブを延伸させることで、加熱によりシュリンク可能なシートを製造することができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記樹脂は、前記解繊物に対して前記シートにおける１０質量％以上添加されてもよい。

このようなシート製造装置では、樹脂を１０質量％以上添加することにより、ウェブを
延伸することができると共に、シートを加熱によりシュリンクさせることができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記延伸部は、
前記ウェブに張力を付与するテンション機構と、
前記ウェブの前記テンション機構により張力が付与された部分を前記第２温度で加熱する第２加熱部と、
を含んでもよい。

このようなシート製造装置では、繊維と樹脂とが混合されたウェブを延伸させることで、加熱によりシュリンク可能なシートを製造することができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記延伸部を複数有してもよい。

このようなシート製造装置では、延伸部を複数設けてより大きく延伸させることで、シートを加熱した際の収縮率を高めることができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記延伸させたシートをロール状に巻き取る巻取部を有してもよい。

このようなシート製造装置では、シュリンク可能なシートをロール状に巻き取ることで、後工程で使用する装置（例えば印刷装置等）へのセットが容易となる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記延伸させたシートに印刷を行う印刷部を有してもよい。

このようなシート製造装置では、所望の印刷を施したシュリンク可能なシートを製造することができる。

本発明に係るシート製造方法の一態様は、
繊維を含む材料を大気中で解繊し、
解繊された解繊物と、樹脂とを、混合し、
混合された混合物を堆積し、
堆積された堆積物を第１温度で加熱してウェブを形成し、
前記ウェブを第１温度よりも高い第２温度で加熱し延伸させてシートを形成することを特徴とする。

このようなシート製造方法では、繊維と樹脂とが混合されたウェブを延伸させることで、加熱によりシュリンク可能なシートを製造することができる。

本発明に係るシュリンクシートの一態様は、
セルロース繊維と、セルロース繊維を結着する樹脂と、を含み、
前記樹脂が一方向に延伸されていることを特徴とする。

このようなシュリンクシートでは、加熱によりシュリンク可能なシートでありながら、セルロース繊維を含むことによりインクジェットプリンター等で印刷することができる。

本発明に係るシュリンクシートにおいて、
前記樹脂は、前記シュリンクシートにおける１０質量％以上添加されてもよい。

このようなシュリンクシートでは、樹脂を１０質量％以上添加することにより、加熱により収縮させることができる。

本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す図。 本実施形態に係るシート製造装置のシート形成部を模式的に示す側面図。 本実施形態に係るシュリンクシートを模式的に示す平面図。 本実施形態に係るシュリンクシートの使用態様を模式的に示す斜視図。 本実施形態に係るシュリンクシートの使用態様を模式的に示す斜視図。 変形例に係るシート製造装置のシート形成部を模式的に示す側面図。

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。

本実施形態に係るシート製造装置は、繊維を含む材料を大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と、樹脂とを、混合する混合部と、前記混合部で混合された混合物を堆積させる堆積部と、前記堆積部で堆積された堆積物を第１温度で加熱してウェブを形成する第１加熱部と、前記ウェブを第１温度よりも高い第２温度で加熱し延伸させてシートを形成する延伸部と、を有することを特徴とする。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

解繊部２０は、大気中（空気中）において乾式で解繊を行う。具体的には、解繊部２０としては、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、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。

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。

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。

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。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。

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。

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。

以上のように、堆積部６０およびウェブ形成部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。

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。

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。

シート形成部８０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、シート形成部８０は、第１結着部８２と第２結着部８４とを備え、結着部８２，８４がそれぞれ一対の加熱ローラー８６を備えている。結着部８２，８４を加熱ローラー８６として構成したことにより、結着部８２，８４を板状のプレス装置（平板プレス装置）として構成した場合に比べて、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。なお、加熱ローラー８６の数は、特に限定されない。

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。

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。

１．２． シート形成部
図２を用いて、シート形成部８０について説明する。図２は、本実施形態に係るシート製造装置１００のシート形成部８０を模式的に示す側面図である。図２では堆積部６０より上流側の構成は省略し、図１に示した第２結着部８４、切断部９０及び排出部９６を延伸部１６０及び巻取部９７とした例について示す。

図２に示すように、シート形成部８０は、堆積部６０で堆積された堆積物を第１温度で
加熱してウェブＷを形成する第１加熱部である第１結着部８２と、ウェブＷを第１温度よりも高い第２温度で加熱し延伸させてシートＳを形成する延伸部１６０と、を有する。なお、第１結着部８２と第２結着部８４（図１）とを第１加熱部としてもよい。

第１結着部８２は、搬送方向Ｍに沿って移動する堆積した堆積物を挟んで対向して配置する１対の加熱ローラー８６を含む。加熱ローラー８６は、ローラーの表面を所定の温度に加熱することができる。加熱ローラー８６の表面を加熱する手段としては、公知の加熱手段を採用することができ、非接触式の加熱装置または接触式の加熱装置を採用することができる。

第１温度は堆積物中の樹脂を軟化させる温度であり、延伸部１６０での延伸工程で破れない程度に第１温度の加熱ローラー８６によって繊維同士を仮固定する。第１温度は、後述する第２温度より低い温度であり、樹脂の融点よりも低い温度である。第１温度は、例えば、添加する樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）〜ガラス転移点より２０℃高い温度（Ｔｇ＋２０℃）の範囲であることができる。樹脂がポリエチレンテレフタレートである場合には、第１温度は、例えば、７０℃〜８０℃とすることができる。樹脂が溶けて繊維を完全に固定すると、延伸できなくなるためである。

加熱ローラー８６の内部に配置することができる非接触式の加熱装置としては、例えば、電熱ヒーター、ハロゲンヒーター等の輻射熱による加熱、マイクロ波加熱、ＩＨ加熱、温風加熱等が挙げられる。図２では加熱ローラー８６の内部にハロゲンヒーターを配置した例を示す。

接触式の加熱装置としては、例えば、加熱ローラー８６の表面に接触して伝熱する他のローラーやベルト等を採用することができる。他のローラーやベルトは、電熱ヒーターを備え、加熱ローラー８６の表面に接触しながら加熱する。加熱ローラー８６に直接電熱ヒーターを埋込み、ローラーの表面を加熱してもよい。

加熱ローラー８６は、堆積物を挟持しながら回転する。一対の加熱ローラー８６は、ニップで堆積物を所定の圧力で加圧することができるように設定されている。加熱ローラー８６によって堆積物を加圧する圧力は、第１温度で軟化した樹脂をつぶして繊維同士の間に広げるための圧力であり、延伸工程で破れない程度に繊維同士を仮固定する。樹脂による仮固定は、シートＳにおける繊維同士の結合力よりも弱い力で繊維同士を結合する。加熱ローラー８６で加圧されて得られたウェブＷは、堆積物の１／２０〜１／３０の厚さに減少する。

したがって、加熱ローラー８６のニップに搬送された堆積物は、第１温度で加熱されると共に圧縮されてウェブＷに形成される。加熱ローラー８６の下流側には、一対の冷却ローラー８７ａが配置され、第１温度のウェブＷをニップで挟み込みながら冷却する。冷却ローラー８７ａは、ウェブＷ中の軟化した樹脂を例えばガラス転移点Ｔｇより低い温度まで冷却する。ウェブＷが延伸部１６０側へ引っ張られた際に、冷却ローラー８７ａのニップでウェブＷが破断しないようにウェブＷに所定の強度を付与するためである。冷却ローラー８７ａは、冷媒等により所定温度に設定されてもよいし、比較的大きな容積を有していれば放冷により第１温度よりも低い温度になるため、冷媒等により積極的に冷却しなくてもよい。

延伸部１６０は、ウェブＷに張力を付与するテンション機構１６２と、ウェブＷのテンション機構１６２により張力が付与された部分を第２温度で加熱する第２加熱部１６６と、を含む。延伸部１６０は、繊維と樹脂とが混合されたウェブＷを延伸させることができる。

テンション機構１６２は、ウェブＷを少なくとも１方向に張力を付与する。テンション機構１６２は、回転する延伸ローラー１６３を有する。延伸ローラー１６３は、搬送方向Ｍの上流側に配置された冷却ローラー８７ａと下流側に配置された冷却ローラー８７ｂとの間に配置される。延伸ローラー１６３は、鉛直方向に移動可能であって、ウェブＷに対し一定の荷重を与えることができる。延伸ローラー１６３による荷重は、制御部１４０によって常時管理され、所定の荷重で維持することができる。

冷却ローラー８７ｂは、延伸ローラー１６３より巻取部９７側にあって、第２温度に加熱されて延伸されたウェブＷ（シートＳ）を樹脂のガラス転移点Ｔｇより低い温度まで冷却する。ウェブＷ（シートＳ）中の樹脂を固化して、シートＳとしての形状に固定するためである。冷却ローラー８７ｂは、冷媒等により所定温度に設定されてもよいし、比較的大きな容積を有していれば放冷により第２温度よりも低い温度になるため、冷媒等により積極的に冷却しなくてもよい。また、冷却ローラー８７ｂを用いず、放冷や冷却風による空冷などによってシートＳを冷却してもよい。

第２加熱部１６６は、ウェブＷを第２温度で加熱する。第２加熱部１６６は、延伸ローラー１６３の上流側に配置された加熱ヒーター１６７と下流側に配置された加熱ヒーター１６８とを含む。加熱ヒーター１６７，１６８は、ウェブＷに沿って配置された非接触式の加熱装置であり、輻射熱を利用したハロゲンヒーターである。非接触式の加熱装置としては、電熱ヒーター、ハロゲンヒーター等の輻射熱による加熱、マイクロ波加熱、ＩＨ加熱、温風加熱等の公知の装置を採用することができる。

第２温度は、第１温度よりも高い温度である。第２温度は、樹脂が軟化する温度であって、樹脂の融点より低い温度である。第２温度は、樹脂の種類によって適宜選択でき、樹脂を延伸可能な温度である。第２温度は、例えば、添加する樹脂のガラス転移点より１０℃高い温度（Ｔｇ＋１０℃）〜融点より３０℃低い温度（Ｔｍ−３０℃）の範囲であることができる。樹脂がポリエチレンテレフタレートである場合には、第２温度は、例えば、８０℃〜２００℃とすることができる。第２温度が融点より３０℃低い温度（Ｔｍ−３０℃）を超えると、セルロース繊維の黄変や焦げが発生し、白色度が低下する。

樹脂は、上記１．１で説明したものを採用することができるが、特に、延伸することでシュリンク性が得られる樹脂であればよい。例えば、樹脂は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などを採用することができる。

樹脂は、解繊物に対してシートＳにおける１０質量％以上添加されてもよい。樹脂を１０質量％以上添加することにより、ウェブＷを延伸加工することができると共に、シートＳを加熱により収縮させることができる。シートＳにおける樹脂の添加量は、１０質量％〜５０質量％であることができる。樹脂の添加量が５０質量％を超えると、ウェブＷを延伸させにくくなり、加工性が低下する。また、繊維としてセルロース繊維を用いた場合には、樹脂の添加量が５０質量％を超えると、後述するインクジェットプリンターによる印字性が低下する。

延伸部１６０の作用について説明する。上流側と下流側を冷却ローラー８７ａ，８７ｂに接触して冷却されているウェブＷの部分はテンション機構１６２により延伸しない。第２加熱部１６６により第２温度に加熱されているウェブＷの一部が、テンション機構１６２の張力により延伸する。図２におけるテンション機構１６２は、延伸ローラー１６３が矢印の方向（図の下方）へ一定の荷重をウェブＷに与えることで、加熱ヒーター１６７によって第２温度に加熱された部分が引き延ばされる。また、巻取部９７がシートＳを一定
のトルクで巻き取るため、より安定してテンションを付与することができる。

冷却ローラー８７ｂによって固定されたシートＳは、搬送方向Ｍに沿って延伸され、分子配向を有するため、加熱するとシュリンク可能なシュリンクシートである。

冷却ローラー８７ｂと巻取部９７との間に、延伸させたシートＳに印刷を行う印刷部９８を設けてもよい。印刷部９８を設けることにより、所望の印刷を施したシュリンク可能なシートＳを製造することができる。印刷部９８は、公知の印刷装置(印刷ヘッドを含む印刷機構)を採用することができ、例えばインクジェットプリンターであってもよい。

巻取部９７は、延伸させたシートＳをロール状に巻き取る。巻取部９７がシュリンク可能なシートＳをロール状に巻き取ることで、後工程で使用する装置（例えば印刷装置等）へのセットが容易となる。

なお、図１のシート製造装置１００のように、切断部９０を設ける場合には、巻取部９７の代わりに排出部９６を設けてもよい。また、その場合には、延伸部１６０を切断部９０の上流側に配置し、第２結着部８４を省略してもよい。印刷部９８は、切断部９０の上流側に配置しても下流側に配置してもよい。そのようにして得られるシートＳは、所定サイズに裁断された単票のシュリンクシートである。

２． シート製造方法
本実施形態に係るシート製造方法は、繊維を含む材料を大気中で解繊し、解繊された解繊物と、樹脂とを、混合し、混合された混合物を堆積し、堆積された堆積物を第１温度で加熱してウェブを形成し、前記ウェブを第１温度よりも高い第２温度で加熱し延伸させてシートを形成することを特徴とする。

シート製造方法は、図１及び図２に示すシート製造装置１００によって実施することができる。以下、図１及び図２を用いて具体的な例について説明するが、これに限られるものでは無い。例えば、下記工程（Ａ）〜（Ｄ）と工程（Ｅ）とを別の装置で実施してもよい。

まず、ユーザーが制御部１４０の図示しない操作部を介して、シートＳを製造するための処理を要求すると、制御部１４０は各処理部の処理を開始する。

（Ａ）繊維含む原料が供給部１０から投入されると、解繊部２０において、大気中で解繊物に解繊する。

（Ｂ）混合部５０において、解繊部２０で解繊された解繊物と、添加物供給部５２から投入された樹脂とを、混合して混合物を得る。

（Ｃ）堆積部６０において、繊維と樹脂とが混合された混合物をメッシュベルト７２上に堆積し、堆積物を得る。

（Ｄ）第１結着部（加熱部）８２において、堆積された堆積物を搬送方向Ｍに沿って搬送しながら、第１温度で加熱してウェブＷを形成する。

（Ｅ）延伸部１６０において、ウェブＷを第１温度よりも高い第２温度で加熱し延伸させてシートＳを形成する。

このように、繊維と樹脂とが混合されたウェブＷを延伸させることで、加熱によりシュ
リンク可能なシートＳを製造することができる。

上記工程（Ｄ）について詳述する。第１結着部８２では、１対の加熱ローラー８６が堆積物を挟み込みながら回転し、搬送方向Ｍの上流側から下流側へ堆積物を送り出す。加熱ローラー８６による加熱によって堆積物中の樹脂は軟化し、１対の加熱ローラー８６のニップで加圧されることで樹脂は堆積物中に押延ばされる。ウェブＷは冷却ローラー８７ａに接触することで冷やされて、ウェブＷ中の樹脂は繊維同士を仮固定する。

上記工程（Ｅ）について詳述する。延伸部１６０では、ウェブＷは上流側と下流側を冷却ローラー８７ａ，８７ｂによって延伸されないように保持された状態で、冷却ローラー８７ａ，８７ｂ間にあるウェブＷがテンション機構１６２によって延伸される。ウェブＷは、冷却ローラー８７ａ，８７ｂと延伸ローラー１６３との間で第２加熱部１６６によって加熱される。第２温度に加熱されたウェブＷ中の樹脂は軟化し、延伸ローラー１６３の鉛直方向への荷重により、延伸する。延伸されたウェブＷは、冷却ローラー８７ｂに接触することで冷やされ、シートＳの形状に固定される。

巻取部９７に巻き取られたシートＳは、少なくとも一方向に延伸されており、シートＳ中の樹脂は分子配向されているため、例えば第２温度より高い温度に加熱されると延伸と逆方向にシュリンクする。

３． シュリンクシート
図３〜図５を用いてシュリンクシートＳ１について説明する。図３は、本実施形態に係るシュリンクシートＳ１を模式的に示す平面図であり、図４及び図５は、そのシュリンクシートＳ１の使用態様であるシュリンクラベルＳ２を模式的に示す斜視図である。

本実施形態に係るシュリンクシートＳ１は、セルロース繊維と、セルロース繊維を結着する樹脂と、を含み、前記樹脂が一方向に延伸されていることを特徴とする。

図３に示すように、シュリンクシートＳ１は、長方形の外形を有する単票シートであり、矢印で示す方向に延伸されている。すなわち、この延伸方向が図２における搬送方向Ｍと一致する。

シュリンクシートＳ１の一方の短辺と破線とで示した領域Ｔは、他方の短辺側に接着される領域である。

シュリンクシートＳ１の表面には文字が印字されている。このような印字は、図２における印刷部９８によって行うことができる。シュリンクシートＳ１の原料がセルロース繊維を含むことで、例えば水系インクを用いるインクジェットプリンターによって容易に印刷を行うことができる。

図４に示すように、シュリンクシートＳ１を領域Ｔで両短辺を接着、例えば、熱圧着することによって、円筒状のシュリンクラベルＳ２が得られる。シュリンクラベルＳ２の形態としては、円筒状に限らず、容器に合わせて、例えば、筒状または袋状であってもよい。

図５に示すように、シュリンクラベルＳ２を例えば飲料用のＰＥＴボトルＢに挿通し、ヒーターＨにより、シュリンクラベルＳ２を第２温度以上に加熱することで、シュリンクし、ＰＥＴボトルＢの胴部表面に密着する。なお、図５において斜線で示した部分は両短辺が熱圧着によって接着した領域Ｔである。

ヒーターＨは、非接触式の加熱装置であり、例えば、電熱ヒーター、ハロゲンヒーター等の輻射熱による加熱、マイクロ波加熱、ＩＨ加熱、温風加熱等の公知の装置を採用することができる。

シュリンクシートＳ１は、その原料中の繊維がセルロース繊維であるため、加熱によりシュリンク可能なシートでありながら、インクジェットプリンター等で印刷することができる。セルロース繊維を原料とするためには、上述したシート製造装置１００の供給部１０から投入する原料にセルロース繊維で形成された紙や不織布を用いることができる。紙としては、古紙や再生紙を用いることができる。原料の再利用を促進することができる。

シュリンクシートＳ１に用いられる樹脂は、シュリンクシートＳ１に対して１０質量％以上添加されている。このようなシュリンクシートＳ１では、樹脂を１０質量％以上添加することにより、加熱により収縮させることができる。シュリンクシートＳ１における樹脂の添加量は、例えば、１０質量％〜５０質量％であることができる。樹脂の添加量が５０質量％を超えると、インクジェットプリンターによる印字性が低下する。

４． 変形例
図６を用いて、シート製造装置１００の変形例について説明する。図６は、変形例に係るシート製造装置１００のシート形成部８０を模式的に示す側面図である。

図６に示すように、シート形成部８０は、延伸部１６０ａ，１６０ｂを複数有する。延伸部１６０ａ，１６０ｂのそれぞれの構成は、図２に示した延伸部１６０の構成と基本的に同じであるので、重複する説明は省略する。搬送方向Ｍの上流側にある延伸部１６０ａは、下流側にある延伸部１６０ｂよりもウェブＷの延伸量が小さい。すなわち、延伸部１６０ａの延伸ローラー１６３による荷重は、延伸部１６０ｂの延伸ローラー１６３による荷重よりも小さい。

したがって、ウェブＷは、複数回、この場合には２段階で徐々に延伸されることで、より大きな延伸量を得ることができる。そのため、延伸部１６０ａ，１６０ｂを複数設けてウェブＷをより大きく延伸させることで、シートＳを加熱した際の収縮率を高めることができる。

なお、上記の例では、乾式の態様であったが、本発明に係るシート製造装置は、湿式の態様であってもよい。例えば、解繊部２０の代わりに離解部（パルパー）を、分級部３０の代わりに脱墨具を、シート形成部８０の代わりに抄紙部を用いてもよい。

また、図２及び図６における延伸部１６０，１６０ａ，１６０ｂは、ウェブＷの搬送方向Ｍに沿った方向に延伸するものであったが、これに限らず、搬送方向Ｍに直交する方向にウェブＷを延伸してもよいし、両方すなわち２軸延伸してもよい。また、シート製造装置１００は、シート形成部８０でシートＳを形成したが、これに限らず、例えば延伸部１６０を設けず、別の装置で延伸工程を実施してもよい。その場合には、ウェブＷは第１結着部８２及び冷却ローラー８７ａで仮固定された状態で巻き取られてシート製造装置１００から取り出され、延伸部１６０を有する別の装置へ移すことで実施できる。

本明細書における紙は、パルプや古紙を原料とし薄いシート状に成形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、画用紙、ケント紙などを含む。本明細書における不織布は紙より厚いものや低強度のもので、一般的な不織布、繊維ボード、ティッシュペーパー（清掃用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（廃インクや油）吸収材、吸音材、断熱材、緩衝材、マットなどを含む。なお、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。

本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の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、実施の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、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１…管、２…ホッパー、３，４，５…管、６…ホッパー、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、３０…分級部、３１…導入口、３２…円筒部、３３…逆円錐部、３４…下部排出口、３５…上部排出口、３６…受け部、４０…選別部、４２…導入口、４４…排出口、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…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…第１結着部、８４…第２結着部、８６…加熱ローラー、８７ａ，８７ｂ…冷却ローラー、９０…切断部、９２…第１切断部、９４…第２切断部、９６…排出部、９７…巻取部、９８…印刷部、１００…シート製造装置、１０２…製造部、１４０…制御部、１６０…延伸部、１６０ａ…延伸部、１６０ｂ…延伸部、１６２…テンション機構、１６３…延伸ローラー、１６６…第２加熱部、１６７，１６８…加熱ヒーター、Ｂ…容器、Ｈ…ヒーター、Ｍ…搬送方向、Ｓ…シート、Ｓ１…シュリンクシート、Ｓ２…シュリンクラベル、Ｔ…接着領域、Ｗ…ウェブ

Claims (9)

1. 繊維を含む材料を大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と、樹脂とを、混合する混合部と、
   前記混合部で混合された混合物を堆積させる堆積部と、
   前記堆積部で堆積された堆積物を第１温度で加熱してウェブを形成する第１加熱部と、
   前記ウェブを第１温度よりも高い第２温度で加熱し延伸させてシートを形成する延伸部と、
   を有することを特徴とする、シート製造装置。
2. 前記樹脂は、前記解繊物に対して前記シートにおける１０質量％以上添加されることを特徴とする、請求項１に記載のシート製造装置。
3. 前記延伸部は、
   前記ウェブに張力を付与するテンション機構と、
   前記ウェブの前記テンション機構により張力が付与された部分を前記第２温度で加熱する第２加熱部と、
   を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のシート製造装置。
4. 前記延伸部を複数有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシート製造装置。
5. 前記延伸させたシートをロール状に巻き取る巻取部を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシート製造装置。
6. 前記延伸させたシートに印刷を行う印刷部を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシート製造装置。
7. 繊維を含む材料を大気中で解繊し、
   解繊された解繊物と、樹脂とを、混合し、
   混合された混合物を堆積し、
   堆積された堆積物を第１温度で加熱してウェブを形成し、
   前記ウェブを第１温度よりも高い第２温度で加熱し延伸させてシートを形成することを特徴とする、シート製造方法。
8. セルロース繊維と、セルロース繊維を結着する樹脂と、を含み、
   前記樹脂が一方向に延伸されていることを特徴とする、シュリンクシート。
9. 前記樹脂は、前記シュリンクシートに対して１０質量％以上添加されることを特徴とする、請求項８に記載のシュリンクシート。

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