JP2018168493A - シート製造システム、解繊装置及びシート製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シート製造システム1は、繊維を含む原料を解繊する解繊部20と、解繊部20が解繊した解繊繊維からなる第1ウェブW1をカートリッジ200(容器)に収容する処理を行うことによって解繊繊維を可搬形態にする繊維処理部40とを備える第1の装置100Aと、可搬形態の解繊繊維を利用してシートSを製造する第2の装置100Bと、を備えるシート製造装置1。
【選択図】図1
Description
また、繊維を含む材料を大気中で解繊し、解繊した解繊繊維を原料としてシートを製造する乾式のシート製造装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するもので、製造したシートの需要があるオフィス等でシートを製造することを目的とする。
本発明によれば、解繊繊維を容易に持ち運びすることが可能なので、シート製造部と、解繊部及び処理部を分離できる。従って、製造したシートの需要があるオフィス等でシートを製造することができる。
本発明によれば、解繊繊維の充填率を効率良く高めることができるとともに、解繊繊維の取り扱いが容易になる。
本発明によれば、可搬形態の解繊繊維からシートを製造する際に、結合剤を用意する必要がなくなる。
本発明によれば、第2の装置を別の場所に配置できるので、製造したシートの需要があるオフィス等でシートを製造することができる。
本発明によれば、第1の装置と第2の装置の配置および稼働の自由度が向上し、オンデマンドでシートを製造することができる。
本発明によれば、別体の印刷装置を配置する場合と比べて、機器の設置効率が向上する。
本発明によれば、印刷開始指示に応じてオンデマンドでシートを製造することができる。
本発明によれば、粗砕部と解繊部との配置および稼働の自由度が向上し、例えば、粗砕部と解繊部を異なる場所に配置することができる。
本発明によれば、解繊のために給排水設備を備える必要がない。また、水分を使用しないので、繊維を容器に収容したり、真空パックしたりするプロセスが容易である。
本発明によれば、シート製造部と、解繊部及び処理部を分離できるので、解繊部を給排水設備を備える場所に配置することができる。また、解繊繊維が水分を含むことを利用して、解繊繊維を形状保持性を有する状態に処理するプロセスが容易になる。
本発明によれば、解繊部が解繊した解繊繊維を容易に持ち運び可能にすることができるので、解繊装置を製造したシートの需要があるオフィス等以外の場所に配置することができる。
本発明によれば、可搬形態の解繊繊維を利用してシートを製造できるので、製造したシートの需要があるオフィス等でシートを製造することができる。
図1は第1実施形態に係るシート製造システム1の構成を示す図である。
本実施形態に記載のシート製造システム1は、例えば、原料としての機密紙等の使用済みの古紙(シート)を乾式で解繊して繊維化した後、加圧、加熱、切断することによって、新しい紙を製造するのに好適な装置である。繊維化された原料に、さまざまな添加物を混合することによって、用途に合わせて、紙製品の結合強度や白色度を向上したり、色、香り、難燃等の機能を付加したりしてもよい。また、紙の密度や厚さ、形状をコントロールして成形することで、A4やA3のオフィス用紙、名刺用紙等、用途に合わせて、さまざまな厚さ・サイズの紙を製造することができる。
第1の装置100Aは、原料となる古紙に粗砕及び解繊等を行い、解繊繊維を製造する装置(粗砕・解繊装置、又は解繊装置とも言う)であり、供給部10、粗砕部12、解繊部20、選別部30、及び繊維処理部40を有する。第2の装置100Bは、解繊繊維を原料としてシートを製造する装置(シート製造装置、シート製造部とも言う)であり、繊維供給部45、添加物混合部50、堆積部60、シート形成部70、及び切断部90を有する。
粗砕部12によって粗砕された原料は、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。
管8は、ドラム部31の内部と管2とを連結する。管8を通って流される第2選別物は、粗砕部12により粗砕された粗砕片とともに管2に供給され、解繊部20の導入口22に導かれる。これにより、第2選別物は解繊部20に戻されて、解繊処理される。
なお、回転体39は、回転体39の羽根がメッシュベルト36に衝突しない位置に設置される。例えば、回転体39の羽根の先端とメッシュベルト36との間隔を、0.05mm以上0.5mm以下とすることができ、この場合、回転体39によって、メッシュベルト36に損傷を与えることなく第1ウェブW1を効率よく分断できる。
このようにして、第1の装置100Aは、繊維を含む原料である古紙を粗砕する粗砕装置、粗砕物を解繊する解繊装置、及び解繊繊維をカートリッジ200に収容する繊維処理装置とを一体に備えた装置に構成されている。以下、説明の便宜上、第1の装置100Aを機能的に表記する場合、「粗砕・解繊装置」と適宜に表記する。
なお、繊維処理部40は、解繊繊維を、カートリッジ200や袋体等の容器に収容する装置に限定されず、解繊繊維を形状保持性を有する状態に処理する装置でもよい。具体的には、繊維処理部40に、ローラー等により解繊繊維を板形状に圧縮加工する圧縮加工装置を適用してもよいし、型等により解繊繊維を直方体形状、又は球形状等の予め定めた立体形状に圧縮成型する圧縮成型装置を適用してもよい。
この繊維供給部45には、例えば、送風又は吸引によってカートリッジ200内の解繊繊維を排出させる装置、又はカートリッジ200内の解繊繊維を掻き出す装置を適用可能である。また、繊維供給部45には、カートリッジ200の下部を開放させ、重力を利用して解繊繊維を取り出す装置を適用してもよい。
添加物混合部50では、混合ブロアー56によって気流を発生させ、管8及び混合ブロアー56の下流に繋がる管9において、解繊繊維と添加物とを混合させながら搬送する。また、解繊繊維は、管8、9を流れる過程で更にほぐされて、より細かい繊維状となる。
添加物に含まれる樹脂は、加熱により溶融して複数の繊維を互いに結着させる。従って、樹脂を繊維と混合させた状態で、樹脂が溶融する温度まで加熱されていない状態では、繊維同士は結着されない。
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)に設けられる。サクション機構76は、サクションブロアー(図示略)の吸引力によって、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。
メッシュベルト72の搬送経路において、堆積部60の下流側には、加湿部78によって、ミストを含む空気が供給される。これにより、加湿部78が生成するミストが第2ウェブW2に供給され、第2ウェブW2が含む水分量が調整される。これにより、静電気によるメッシュベルト72への繊維の吸着等を抑制できる。
加圧部82は、一対のカレンダーローラー85で構成され、第2ウェブW2を所定のニップ圧で挟んで加圧する。第2ウェブW2は、加圧されることによりその厚さが小さくなり、第2ウェブW2の密度が高められる。一対のカレンダーローラー85の一方は、加圧部駆動モーター(図示略)により駆動される駆動ローラーであり、他方は従動ローラーである。カレンダーローラー85は、加圧により高密度になった第2ウェブW2を、加熱部84に向けて搬送する。
このように、堆積部60で形成された第2ウェブW2は、シート形成部70で加圧及び加熱されて、シートSとなる。
なお、加圧部82が備えるカレンダーローラー85の数、及び加熱部84が備える加熱ローラー86の数は、特に限定されない。
このようにして、第2の装置100Bは、カートリッジ200内の解繊繊維、つまり、可搬形態の解繊繊維を供給する繊維供給装置、及び解繊繊維を利用してシートSを製造するシート製造装置(シート製造部)とを一体に備えた装置に構成されている。以下、説明の便宜上、第2の装置100Bを機能的に表記する場合、「シート製造装置」と適宜に表記する。
第1の装置100Aは、制御装置101A、操作部102A、表示部103A及び残量センサー104Aを有し、制御装置101Aの制御の下、独立して動作可能である。
制御装置101Aは、メインプロセッサー、ROM及びRAM等により構成されるコンピューターシステムである。制御装置101Aは、メインプロセッサーがROMに記憶される基本制御プログラムを実行することにより、第1の装置100Aの各部(供給部10、粗砕部12、解繊部20、選別部30、及び圧入部40)を制御する。操作部102Aは、第1の装置100Aに対する各種の指示を入力する。操作部103Aは、例えば、操作スイッチ又はタッチパネルを有する。
制御装置101Bは、メインプロセッサー、ROM及びRAM等により構成されるコンピューターシステムである。制御装置101Bは、メインプロセッサーがROMに記憶される基本制御プログラムを実行することにより、第2の装置100Bの各部(繊維供給部45、添加物混合部50、堆積部60、シート形成部70、及び切断部90)を制御する。操作部102Bは、第2の装置100Bに対する各種の指示を入力する。操作部103Bは、例えば、操作スイッチ又はタッチパネルを有する。
例えば、シート製造装置である第2の装置100Bを、シートSの需要があるオフィスに配置し、粗砕・解繊装置である第1の装置100Aを、バックヤードに配置することができる(図2参照)。この配置を配置パターンAと表記する。
このようにして、ユーザーは、バックヤードにて古紙を処分し、シートSの原料となる解繊繊維を調達できる。また、粗砕及び解繊に伴う振動や騒音がオフィスで発生する事態を回避できる。
その後、ユーザーは、製造されたシートSをオフィスの印刷装置(図示略)にセットすることによって、そのシートSへの印刷を開始することができる。すなわち、印刷に必要なシートSをオンデマンドで製造することができる。なお、第2の装置100Bの排出部96に製造済みのシートSがある場合、そのシートSを印刷装置にセットすれば、シートSが製造されるまでの待ち時間が生じることなく、ユーザーは、シートSを利用して印刷が可能である。
これにより、オフィス等で発生する古紙のリサイクルが可能になるとともに、機密紙を処分できる。
従って、配置パターンAは、製造したシートSをオフィス内で調達可能にしながら、粗砕及び解繊等に伴う振動や騒音がオフィスで発生する事態を回避可能である。
図3に示す配置パターンBは、第1の装置100Aと第2の装置100Bとをオフィスに配置する。この場合、ユーザーは、オフィスに配置された第1の装置100Aによって機密紙等の古紙を粗砕及び解繊させる。従って、機密紙をオフィスから持ち出すことなく読み取り不能にでき、機密の漏洩防止に有利である。さらに、ユーザーは、シートSが必要な場合に、オフィスから移動することなく、第2の装置100BによってシートSをオンデマンドで製造可能である。
また、第1の装置100Aと第2の装置100Bとは各々独立して動作するので、オフィス内の異なる場所に各装置100A、100Bを配置可能である。例えば、オフィス内において、ユーザーから離れた場所に第1の装置100Aを配置し、ユーザーや印刷装置に近い場所に第2の装置100Bを配置する等の配置が可能である。この場合、第1の装置100Aによる振動及び騒音がユーザーに影響し難くなり、また、ユーザーは近くの第2の装置100BからシートSを調達できる。
このように、配置パターンCは、機密の漏洩防止を優先しながら、オフィスのスペース低減を抑えたり、バックヤードを有効利用したりする場合等に好適である。
また、繊維処理部40が、解繊繊維を、形状保持性を有する状態に処理する場合、カートリッジ200等の容器が不要になり、装置構成を簡易化し易くなる。この場合、解繊繊維を板形状、直方体形状、球形状のいずれかの状態に処理することにより、解繊繊維をまとめて移動させやすくなる等の効果を期待できる。なお、解繊繊維をカートリッジ200又は袋体等の容器に収容する場合にも、解繊繊維を板形状、直方体形状、球形状のいずれかの状態に処理してもよい。この場合、カートリッジ200に入れやすくなる等の効果を期待できる。また、容器の形状が、板形状、直方体形状、球形状のいずれかの状態であってもかまわない。
しかも、第1の装置100Aと第2の装置100Bとは、それぞれ独立して動作可能であるので、これらの配置および稼働の自由度が向上し、オンデマンドでシートを製造することができる。
図4は第2実施形態に係るシート製造システム1の制御系を含む構成を示すブロック図である。
第2実施形態は、第1実施形態の第1の装置100Aの代わりに、解繊部20を有する第1の装置110Aと、粗砕部12を有する第3の装置110Cとを有している。なお、第1実施形態と同様の箇所は同一の符号を付して示して説明を省略し、異なる部分を詳述する。
本実施形態では、シート製造システム1を構成する第1の装置110A、第2の装置100B及び第3の装置110Cが各々独立して動作可能であるので、同一の場所に配置する必要がない。また、各装置110A、100及び110Cは、大規模な水設備を必要としない乾式で構成されるので、湿式で構成する場合と比べて、水関係の設備を不要、又は簡略化でき、オフィス等への設置が容易である。
例えば、シート製造装置である第2の装置100Bは、シートSの需要があるオフィスに配置され、粗砕装置である第3の装置110Cについても、粗砕対象の古紙が発生するオフィスに配置される。また、解繊装置である第1の装置110Aはバックヤードに配置される(図4)。この配置を配置パターンDと表記する。
これによって、ユーザーは、バックヤードにて粗砕物入りのカートリッジ210)を調達し、バックヤードに配置された第2の装置110Bによって解繊繊維入りのカートリッジ200を得ることができる。この場合、バックヤードで解繊が行われるので、解繊に伴う振動や騒音がオフィスで発生する事態が回避される。
一般に、乾式の解繊はインペラーミル等を使用するので、粗砕を行う場合より振動や騒音が大きくなり易い。配置パターンDでは、解繊時の振動や騒音によるオフィスへの影響を回避しながら、オフィスのユーザーの利便性を向上可能である。
図5に示す配置パターンA’は、シート製造システム1を2台の装置100A,100Bで構成した場合の配置パターンAに類似する。つまり、シート製造装置である第2の装置100Bをオフィスに配置し、粗砕及び解繊を行う第3の装置110C及び第1の装置110Aをバックヤードに配置する。
この配置パターンA’によれば、配置パターンAで得られる効果に加えて、バックヤードに配置される装置が2台になるので、バックヤードでの配置および稼働の自由度が向上する。また、第3の装置110Cは、第1の装置110Aに比べて、起動・停止が容易なので、機密紙等を即座に粗砕することができる。したがって、機密の漏洩防止に有利である。
配置パターンEの場合、ユーザーは、オフィスに配置された第3の装置110Cによって機密紙等の古紙を粗砕させることができ、機密の漏洩防止に有利である。また、第3の装置110Cによって得られた粗砕物は、ユーザー等によってバックヤードへ運び込まれる。
この配置パターンC’によれば、配置パターンCで得られる効果に加えて、オフィスに配置される装置が2台になるので、オフィスでの配置および稼働の自由度が向上する。すなわち、第3の装置110Cは、オフィスの古紙が発生する場所に配置し、第1の装置110Aは、オフィスの中の振動や騒音の影響が少ない場所に配置することができる。
図6は第3実施形態に係るシート製造システム1の制御系を含む構成を示すブロック図である。
第3実施形態は、第2実施形態の第1の装置110A及び第2の装置100Bが、一台の装置(以下、第4の装置)120Aで構成される点が、第2実施形態と異なる。なお、上記の各実施形態と同様の箇所は同一の符号を付して示して説明を省略し、異なる部分を詳述する。
第4の装置120Aは、粗砕物供給部45A、解繊部20、選別部30、添加物混合部50、堆積部60、シート形成部70、及び切断部90を備える。つまり、第4の装置120Aは、解繊及びシート製造を行う装置として機能する。以下、説明の便宜上、第4の装置120Aを機能的に表記する場合、「解繊・シート製造装置」と適宜に表記する。
配置パターンE’は、シート製造システム1を3台の装置110C、110A、及び100Bで構成した場合の配置パターンEに類似する。
配置パターンE’の場合、ユーザーは、オフィスに配置された第3の装置110Cによって機密紙等の古紙を粗砕させることができ、機密の漏洩防止に有利である。また、第3の装置110Cによって生成された粗砕物は、ユーザー等によってバックヤードへ運び込まれる。
図7は第4実施形態に係るシート製造システム1の概要構成を示す図である。
第4実施形態は、複数のオフィスX1、X2、X3でシートSを製造可能にする。以下、第1実施形態と異なる点を説明する。
シート製造装置である第2の装置100Bは、オフィスX1、X2、X3の各々に配置される。また、粗砕・解繊装置である第1の装置100Aは、バックヤードに配置される。つまり、第4実施形態は、上記した配置パターンAに対応する配置である。
上記したように、各オフィスX1、X2、X3に配置される第2の装置100Bでは、制御装置101B(図2)によってシート製造量が計測される。これらシート製造量をユーザー等が確認することによって、各オフィスX1、X2、X3のシート製造量を比較することができる。この比較結果は、第1の装置100A及び第2の装置100Bの配置を向上させる有効な情報となる。例えば、シート製造量が少ないオフィスについては第2の装置100Bの配置を止めたり、他のオフィスに第2の装置100Bを移動したり、といった対処がし易くなる。また、シート製造量が多いオフィスに近い位置に、第1の装置100Aを移動する等の対処もし易くなる。また、各オフィスに、印刷装置が配置してある場合、各オフィスでの印刷量を把握し、印刷量が多いオフィスに近い位置に、第1の装置100Aを移動する等の対処をしてもよい。
図8は第5実施形態に係るシート製造システム1の概要構成を示す図である。
第5実施形態は、複数のオフィスX1、X2、X3でシートSを粗砕及び解繊可能にする。以下、第1実施形態と異なる点を説明する。
粗砕・解繊装置である第1の装置100Aは、オフィスX1、X2、X3の各々に配置される。また、シート製造装置である第2の装置100Bは、バックヤードに配置される。つまり、第5実施形態は、上記した配置パターンCに対応する配置である。
第6実施形態は、シート製造装置である第2の装置100Bが、シートSに印刷する印刷部1Zを有する点が第1実施形態と異なる。
図9は第6実施形態の第2の装置100Bの制御系を含む構成を示すブロック図である。第2の装置100Bには、排出部96に排出されたシートSを印刷部1Zに供給するシート供給機構(図示略)が設けられ、印刷部1Zによって、製造したシートSに印刷可能である。
図10は印刷開始指示をトリガーとしてシートSを製造する場合の動作例を示すフローチャートである。
制御装置101Bは、印刷データ(印刷開始指示に相当)を受信すると(ステップS1D;YES)、印刷データによって特定される印刷量に基づき、シートSの製造が必要か否かを判定する(ステップS2D)。
続いて、制御装置101Bは、製造されたシートSを、排出部96を経由して印刷部1Zに給紙する制御を開始する(ステップS10D)。また、制御装置101Bは、シートSの給紙を終了するか否かを判定し(ステップS11D)、給紙を終了する場合、給紙する制御を停止させる(ステップS12D)。給紙を終了する場合とは、印刷量に相当する枚数のシートSを印刷部1Zに供給した場合である。以上により、印刷対象のシートSが不足する場合、不足するシートSを製造し、印刷部1Zに給紙することができる。
図11は静電式でシートSを製造する場合の要部(以下、シート製造部75と表記する)を示す模式図である。
シート製造部75は、シートSの原料となる繊維含有材料を搬送ベルト401(被転写体)に静電転写し、表面性状を整える後処理を行うことによって、シートSを製造する。
このシート製造部75は、繊維含有材料を供給する供給部410、供給された繊維含有材料を担持する担持体420(第2担持体)、担持された繊維含有材料が静電転写される搬送ベルト401、及び後処理を行う後処理部430を有する。
セルロース繊維は、古紙等のセルロース製品由来のものでも、バージンパルプ由来のものでもよいし、セルロースを含む繊維を広く適用可能である。例えば、古紙を解繊処理して得られるセルロース繊維を利用することができる。
また、疎水性材料は、所望の帯電特性を得るための帯電制御剤(電荷制御剤)、又はシートSの色を調整するための着色剤を含んでもよい。
貯留部412は、セルロース繊維と熱可塑性樹脂とを含む繊維含有材料を貯留する。攪拌機413は、貯留部412内で繊維含有材料を攪拌し、攪拌時の摩擦によって繊維含有材料を帯電させる。この繊維含有材料は、ローラー414の回転により第1担持体415に供給される。第1担持体415は、ローラー414との間に電位差を有し、繊維含有材料が静電付着する。ブレード416は、第1担持体415に付着した繊維含有材料の厚さ(付着量)を調整して所定厚のシート状に調整(薄膜化)するとともに、摩擦によって繊維含有材料を帯電させる。
担持体420の周囲には、担持体420の外周面421を帯電させる帯電部422、及び外周面421の電位を調整する露光部423が設けられる。さらに、担持体420の周囲には、担持体420との間の電位差で生じる静電気力によって、繊維含有材料を搬送ベルト401に転写させる転写部424が設けられる。
後処理部430の下流には、シートSの搬送ベルト401からの剥離を促進する送風ファン(図示略)、及び切断部90(図示略)等が設けられる。
湿式の場合、例えば、粗砕物をバルパーへ投入して湿式で解繊し、それを抄いて圧縮せず、乾燥のみした状態でカートリッジ200に収容(充填)する。また、カートリッジ200に収容する方法に代えて、解繊繊維が水分を含むので、解繊繊維が形状保持性を有する程度に解繊繊維を絞る処理等を行うことにより、解繊繊維を容易に可搬形態にすることも可能である。この場合、解繊繊維を形状保持性を有する状態に処理し易い。
Claims (15)
- 繊維を含む原料を解繊する解繊部と、
シートを製造するシート製造部と、
前記解繊部が解繊した解繊繊維を可搬形態にする処理部と、を備え、
前記シート製造部は、前記可搬形態の解繊繊維を利用して前記シートを製造するシート製造システム。 - 前記処理部は、前記解繊部が解繊した解繊繊維を容器に収容する請求項1記載のシート製造システム。
- 前記処理部は、前記解繊部が解繊した解繊繊維を、形状保持性を有する状態に処理する請求項1記載のシート製造システム。
- 前記処理部は、前記解繊繊維を板形状、直方体形状、球形状のいずれかの状態に処理する請求項2又は3記載のシート製造システム。
- 前記処理部は、前記解繊繊維を真空パックする請求項2記載のシート製造システム。
- 前記可搬形態の解繊繊維は、結合剤を含む請求項1から5のいずれか一項に記載のシート製造システム。
- 前記解繊部を有する第1の装置と、前記シート製造部を有する第2の装置とを備える請求項1から6のいずれか一項に記載のシート製造システム。
- 前記第1の装置と前記第2の装置は、それぞれ独立して動作可能である請求項7記載のシート製造システム。
- 前記シート製造部は、前記シートに印刷する印刷部を有する請求項1から8のいずれか一項に記載のシート製造システム。
- 前記シート製造部は、印刷開始指示をトリガーとして前記シートを製造する請求項9記載のシート製造システム。
- 紙を粗砕し、解繊対象の原料を得る粗砕部を有する第3の装置を備えることを特徴とする請求項7又は8に記載のシート製造システム。
- 前記解繊部は、乾式である請求項1から11のいずれか一項に記載のシート製造システム。
- 前記解繊部は、湿式である請求項1から11のいずれか一項に記載のシート製造システム。
- 繊維を含む原料を解繊する解繊部と、
前記解繊部が解繊した解繊繊維を可搬形態にする処理部と、を備える解繊装置。 - 可搬形態の解繊繊維が供給される供給口を有し、
前記供給口に供給された前記可搬形態の解繊繊維を利用してシートを製造するシート製造部と、
を備えるシート製造装置。
Priority Applications (3)
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