JP2019108643A - Sheet processing apparatus and sheet processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート処理装置、および、シート処理方法に関する。 The present invention relates to a sheet processing apparatus and a sheet processing method.
従来、古紙などのシートを解繊して処理する装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、解繊される被解繊物や添加剤の解繊部における付着を防止し、解繊処理の効率を高めるために、添加剤のガラス転移点温度よりも低い温度で解繊処理を行う技術が開示されている。
BACKGROUND Conventionally, an apparatus for disentangling and processing sheets such as waste paper is known (see, for example, Patent Document 1). In
特許文献1記載の装置のようにシートを処理する装置では、処理されるシートに含まれるトナー、インク、その他の有色の成分を除去することが望まれる。例えば、解繊等の処理によりシートを微細化したものを利用する場合、有色の成分が除かれて、白色度が高められていることが望まれる。このため、シートに含まれる有色の成分を、より確実に分離し、除去できる手法が望まれていた。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、繊維を含むシートを処理することにより、シートに含まれる有色の成分を、より確実に分離できるようにすることを目的とする。
In an apparatus for processing a sheet as in the apparatus described in
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to more reliably separate colored components contained in a sheet by processing a sheet containing fibers.
上記課題を解決するため、本発明は、画像が形成されたシートを処理するシート処理装置であって、前記シートにおいて形成された画像を検出する検出部と、前記検出部によって検出された前記画像を含む画像形成領域に対し、冷却媒体を選択的に接触させる冷却処理を行う冷却部と、前記冷却部により前記画像形成領域に前記冷却媒体が接触した前記シートを微細化する微細化部と、を備える。
本発明によれば、印刷等により画像が形成されたシートに対し、画像が形成された部分を含む領域を冷却媒体により冷却する処理をして、その後に微細化する。このため、シートに含まれる有色の成分と繊維等とが分離しやすい状態で、シートを微細化することができ、シートに含まれる繊維等から有色材料をより確実に分離させることができる。また、非印字部に対応した部位は冷却が行われないため、冷却衝撃によるセルロース繊維の劣化が少なく、長繊維のセルロース繊維が保存される。これにより、再生古紙の強度等の品質を向上させることが可能である。さらに、必要な個所を冷却する選択的な部分冷却部であるため、消費エネルギーや、冷却溶媒の使用が抑制できる。その結果、環境にやさしいリサイクルを実現することができる。このように、有色成分を多く含む部分を選択的に、効率よく冷却することができる。従って、シートを微細化した微細化物を、白色度が高い状態で得ることができる。
In order to solve the above problems, the present invention is a sheet processing apparatus for processing a sheet on which an image is formed, the detection unit detecting an image formed on the sheet, and the image detected by the detection unit A cooling unit that performs cooling processing for selectively bringing a cooling medium into contact with an image forming area including the image forming area, and a micronizing section that refines the sheet in which the cooling medium contacts the image forming area by the cooling unit; Equipped with
According to the present invention, the sheet having the image formed by printing or the like is cooled by the cooling medium in the area including the portion where the image is formed, and then the sheet is miniaturized. For this reason, the sheet can be miniaturized in a state in which the colored component and the fibers and the like contained in the sheet are easily separated, and the colored material can be more reliably separated from the fibers and the like contained in the sheet. Further, since the portion corresponding to the non-printed portion is not cooled, the deterioration of the cellulose fiber due to the cooling impact is small and the long cellulose fiber is preserved. Thereby, it is possible to improve the quality such as the strength of the recycled waste paper. Furthermore, since it is a selective partial cooling unit that cools a necessary place, consumption energy and the use of a cooling solvent can be suppressed. As a result, environmentally friendly recycling can be realized. Thus, the part containing a large amount of colored components can be selectively cooled efficiently. Therefore, it is possible to obtain a finely divided product obtained by refining the sheet in a state of high whiteness.
また、本発明は、前記シートを搬送するシート搬送部を備え、前記シート搬送部において、前記シート搬送部によって搬送されている前記シートの前記画像の検出と、前記シート搬送部によって搬送されている前記シートの前記画像形成領域に対する前記冷却処理と、のうちの少なくともいずれかを行う。
この構成によれば、シートを搬送するシート搬送部で、シートに形成された画像の検出及び冷却処理の少なくともいずれかを行うことにより、シートを効率よく処理できる。
The present invention further includes a sheet conveyance unit for conveying the sheet, wherein the sheet conveyance unit detects the image of the sheet being conveyed by the sheet conveyance unit and is conveyed by the sheet conveyance unit. At least one of the cooling process for the image forming area of the sheet is performed.
According to this configuration, the sheet can be efficiently processed by performing at least one of the detection of the image formed on the sheet and the cooling process in the sheet conveyance unit that conveys the sheet.
また、本発明は、前記微細化部で得られた微細化物を分級する分級部をさらに備える。
この構成によれば、シートを微細化して得られた微細化物を分級することにより、シートに含まれる繊維等と有色成分とを分離して、白色度の高い微細化物を得ることができる。
Furthermore, the present invention further includes a classification unit that classifies the finely divided product obtained in the above-described refinement unit.
According to this configuration, by classifying the finely divided product obtained by refining the sheet, it is possible to separate the fibers and the like contained in the sheet and the colored component and obtain the finely divided product with high whiteness.
また、本発明は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記冷却部の作動を制御する制御部をさらに備える。
この構成によれば、シートに形成された画像を検出した結果に基づき、有色成分を多く含む部分を選択的に冷却できる。
Furthermore, the present invention further includes a control unit that controls the operation of the cooling unit based on the detection result of the detection unit.
According to this configuration, based on the result of detection of the image formed on the sheet, it is possible to selectively cool the part containing a large amount of colored components.
また、本発明は、前記冷却部は、前記シートに接触させる前記冷却媒体の量を変更可能であり、前記制御部は、前記検出部の検出結果に応じて前記冷却部が前記シートに接触させる前記冷却媒体の量を制御する。
この構成によれば、シートに接触させる冷却媒体の量を適切に制御することで、より効率よく、シートを冷却できる。
Further, in the present invention, the cooling unit can change the amount of the cooling medium to be brought into contact with the sheet, and the control unit causes the cooling unit to be brought into contact with the sheet according to the detection result of the detection unit. Control the amount of cooling medium.
According to this configuration, the sheet can be cooled more efficiently by appropriately controlling the amount of the cooling medium to be brought into contact with the sheet.
また、本発明は、前記検出部は、前記シートの表面を光学的に読み取る読取部を有し、前記制御部は、前記読取部による読取データを処理するデータ処理部を有する。
この構成によれば、シートを光学的に読み取った読取データを処理することにより、シートに形成された画像を正確に検出できる。
Further, in the present invention, the detection unit includes a reading unit that optically reads the surface of the sheet, and the control unit includes a data processing unit that processes data read by the reading unit.
According to this configuration, the image formed on the sheet can be accurately detected by processing the read data obtained by optically reading the sheet.
また、本発明は、少なくとも前記微細化部を含む対象空間の温度を調整する温度調整部を備える。
この構成によれば、冷却されたシートを適切な温度で微細化することができ、より効率よく、シートに含まれる有色の成分を分離できる。
The present invention also includes a temperature control unit that adjusts the temperature of the target space including at least the above-described refinement unit.
According to this configuration, the cooled sheet can be refined at an appropriate temperature, and the colored components contained in the sheet can be separated more efficiently.
また、本発明は、前記微細化部で得られた微細化物を加工する加工部を有し、前記加工部の温度を検出する温度検出部を備え、前記温度調整部は、前記制御部により設定される目標温度に従って前記対象空間の温度を調整し、前記制御部は、前記温度検出部の検出結果に基づいて、前記温度調整部の目標温度を設定する。
この構成によれば、微細化物を加工する環境に対応して、シートを微細化する処理の温度条件を適切に管理することができる。このため、例えば、微細化物を加工する環境に対応して、微細化物の温度を調整できる。例えば、微細化物の温度を、微細化物を加工する際に結露を生じるような温度とすることや、微細化物を加工する際に微細化物が過度に乾燥しないような温度とすることが可能になる。
この構成は、冷却部から解維部を低温に制御し、以降の工程は常温常湿(から高温高湿)にする構成である。そのため、加工部では、積極的に粉砕物(セルロース繊維、色材)への結露等によって、セルロースや色材樹脂(印字トナー)への加湿がなされるため、静電気の帯電を防止できる。
すなわち、解繊部において解繊処理がされた後に、セルロース繊維と色材樹脂(印字トナー)の摩擦による静電気の発生が抑制されるので、・セルロース繊維と色材樹脂(印字トナー)の静電凝集を防止して分離効率を向上させることができる、・セルロース繊維と色材樹脂(印字トナー)の装置内への付着、沈着を防止することができる、とした効果が得られ、装置のメンテナンスの容易化、安定稼働、に貢献することができる。従って、加工部における効率を高めることができる。
The present invention further includes a processing unit for processing the micronized product obtained by the above-described refinement unit, and further comprising a temperature detection unit for detecting the temperature of the processing unit, and the temperature adjustment unit is set by the control unit. The temperature of the target space is adjusted in accordance with the target temperature to be set, and the control unit sets the target temperature of the temperature adjustment unit based on the detection result of the temperature detection unit.
According to this configuration, it is possible to appropriately manage the temperature conditions of the process of refining the sheet in accordance with the environment in which the finer is processed. For this reason, for example, the temperature of the finely divided material can be adjusted according to the environment in which the finely divided material is processed. For example, it is possible to set the temperature of the finely divided product to a temperature that causes condensation when processing the finely divided product or to a temperature that does not excessively dry the finely divided product upon processing the finely divided product. .
In this configuration, the temperature in the cooling unit is controlled to a low temperature, and the subsequent steps are performed at normal temperature and normal humidity (from high temperature and high humidity). Therefore, in the processing section, the cellulose and the coloring material resin (printing toner) are humidified by condensation or the like on the ground material (cellulose fiber, coloring material) positively, so that electrostatic charge can be prevented.
That is, since the generation of static electricity due to the friction between the cellulose fiber and the color material resin (printing toner) is suppressed after the opening process is performed in the defibrillation section, the electrostatic property of the cellulose fiber and the color material resin (printing toner) The effect of preventing aggregation and improving separation efficiency, and preventing adhesion and deposition of cellulose fiber and colorant resin (printed toner) in the device can be obtained, and maintenance of the device is possible. Contribute to the easiness of operation and stable operation. Therefore, the efficiency in the processing unit can be enhanced.
また、上記課題を解決するため、本発明は、シートを処理するシート処理方法であって、前記シートに形成された画像を検出する検出工程と、前記検出工程で検出された前記画像を含む画像形成領域に対し、冷却媒体を選択的に接触させる冷却工程と、前記冷却工程で処理された前記シートを微細化する微細化工程と、を有する。
本発明によれば、印刷等により画像が形成されたシートに対し、画像が形成された部分を含む領域を冷却媒体により冷却する処理をして、その後に微細化する。このため、シートに含まれる有色の成分と繊維等とが分離しやすい状態で、シートを微細化することができ、シートに含まれる繊維等から有色材料をより確実に分離させることができる。また、非印字部に対応した部位は冷却が行われないため、冷却衝撃によるセルロース繊維の劣化が少なく、長繊維のセルロース繊維が保存される。これにより、再生古紙の強度等の品質を向上させることが可能である。さらに、必要な個所を冷却する選択的な部分冷却部であるため、消費エネルギーや、冷却溶媒の使用が抑制できる。その結果、環境にやさしいリサイクルを実現することができる。このように、有色成分を多く含む部分を選択的に、効率よく冷却することができる。従って、シートを微細化した微細化物を、白色度が高い状態で得ることができる。
In order to solve the above-mentioned subject, the present invention is a sheet processing method which processes a sheet, and the detection process which detects the image formed in the sheet, and the image containing the image detected by the detection process. It has a cooling process which makes a cooling medium contact selectively with respect to a formation area, and a refinement process which refines the sheet processed by the cooling process.
According to the present invention, the sheet having the image formed by printing or the like is cooled by the cooling medium in the area including the portion where the image is formed, and then the sheet is miniaturized. For this reason, the sheet can be miniaturized in a state in which the colored component and the fibers and the like contained in the sheet are easily separated, and the colored material can be more reliably separated from the fibers and the like contained in the sheet. Further, since the portion corresponding to the non-printed portion is not cooled, the deterioration of the cellulose fiber due to the cooling impact is small and the long cellulose fiber is preserved. Thereby, it is possible to improve the quality such as the strength of the recycled waste paper. Furthermore, since it is a selective partial cooling unit that cools a necessary place, consumption energy and the use of a cooling solvent can be suppressed. As a result, environmentally friendly recycling can be realized. Thus, the part containing a large amount of colored components can be selectively cooled efficiently. Therefore, it is possible to obtain a finely divided product obtained by refining the sheet in a state of high whiteness.
また、本発明は、前記微細化工程後に、前記微細化工程で得られた微細化物を分級する分級工程をさらに有する。
この構成によれば、シートを微細化して得られた微細化物を分級することにより、シートに含まれる繊維等と有色成分とを分離して、白色度の高い微細化物を得ることができる。
Further, the present invention further includes a classification step of classifying the micronized product obtained in the refining step after the refining step.
According to this configuration, by classifying the finely divided product obtained by refining the sheet, it is possible to separate the fibers and the like contained in the sheet and the colored component and obtain the finely divided product with high whiteness.
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the embodiments described below do not limit the contents of the present invention described in the claims. Further, not all of the configurations described below are necessarily essential configuration requirements of the present invention.
[1.第1実施形態]
[1−1.シート製造装置の全体構成]
図1は、本発明を適用した第1実施形態に係るシート製造装置100の構成を示す模式図である。
シート製造装置100は、図1に示すように、供給部10、粗砕部12、解繊部20、選別部40、第1ウェブ形成部45、回転体49、混合部50、堆積部60、第2ウェブ形成部70、搬送部79、シート形成部80、及び、切断部90を備える。粗砕部12、解繊部20、選別部40、及び、第1ウェブ形成部45は、解繊処理部101を構成する。また、回転体49、混合部50、堆積部60、第2ウェブ形成部70、シート形成部80、及び、切断部90は、解繊処理部101で得られる材料を処理してシートSを製造する製造部102を構成する。
[1. First embodiment]
[1-1. Overall configuration of sheet manufacturing apparatus]
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a
As shown in FIG. 1, the
シート製造装置100(シート処理装置)は、本発明の繊維原料再生装置に相当し、繊維を含む原料を繊維化して、新しいシートに再生する再生処理を実行する。シート製造装置100は、原料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、複数の種別のシートを製造する。ここで、繊維化された原料に様々な添加物を混合することにより、用途に合わせて、シートの結合強度や白色度を向上させたり、色、香り、難燃等の機能を付加したりすることができる。また、シート製造装置100により、密度や厚さ、サイズ、形状をコントロールして成型することで、多様な種別のシートを製造して販売することができる。シートとしては、A4やA3の印刷用紙、掃除用シート(床掃除用シート等)、油汚れ用シート、トイレ掃除用シート等のシート状の製品の他に、紙皿形状等の成型したシートの製造が可能である。
The sheet manufacturing apparatus 100 (sheet processing apparatus) corresponds to the fiber raw material regenerating apparatus of the present invention, and executes a regeneration process of fiberizing a raw material containing fibers and regenerating into a new sheet. The
供給部10は、原料MAを収容し、粗砕部12に原料MAを連続的に投入するための自動投入部である。供給部10によって供給される原料MAは、例えば、古紙やパルプシートなどの繊維を含むものである。以下では、原料MAが、廃棄紙等のシートである場合を例に挙げて説明する。供給部10の構成については後述する。
The
粗砕部12は、供給部10によって供給された原料MA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MA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MAは、ホッパー9で受けてから管2を介して、解繊部20に移送(搬送)される。
The crushing
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MA(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MA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。
The
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。
What passed through the
解繊部20は、乾式で解繊を行う。ここで、液体中ではなく、大気中(空気中)等の気中において、解繊等の処理を行うことを乾式と称する。解繊部20は、例えば、インペラーミルなどの解繊機を用いて構成することができる。具体的には、解繊部20は、高速回転するローター(図示略)、及び、ローターの外周に位置するライナー(図示略)を備える。この構成では、粗砕部12で裁断された粗砕片が、解繊部20のローターとライナーとの間に挟まれて解繊される。
The
解繊部20は、原料MAを吸引し、解繊物を排出するような気流を発生させる。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MAを気流と共に吸引し、解繊処理して、解繊物を排出口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、選別部40に移送される。なお、解繊部20から選別部40に解繊物を搬送させるための気流は、解繊部20が発生させる気流を利用してもよいし、ブロアー等の気流発生装置を設け、その気流を利用してもよい。
The
選別部40は、解繊部20により解繊された解繊物を導入口42から導入し、繊維の長さによって選別する。選別部40は、ドラム部41と、ドラム部41を収容するハウジング部43とを有している。ドラム部41としては、例えば、篩(ふるい)を用いる。ドラム部41は、網(フィルター、スクリーン)を有し、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、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、ドラム部41は、モーターによって回転駆動される円筒の篩である。ドラム部41の網としては、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。
The sorting
なお、シート製造装置100が第1選別物と第2選別物とを選別し、分離する構成は、選別部40の構成に限定されない。例えば、解繊部20で解繊された解繊物を、分級機によって分級する構成を採用してもよい。分級機としては、例えば、サイクロン分級機、エルボージェット分級機、エディクラシファイヤーを用いることができる。これらの分級機を用いれば、第1選別物と第2選別物とを選別し、分離することが可能である。さらに、上記の分級機により、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)を含む除去物を、分離して除去する構成を実現できる。例えば、第1選別物に含まれる微粒子を、分級機によって、第1選別物から除去する構成としてもよい。この場合、第2選別物は、例えば解繊部20に戻され、除去物は集塵部(図示略)により集塵され、除去物を除く第1選別物が管7に送られる構成とすることができる。
The configuration in which the
第1ウェブ形成部45は、選別部40を通過した第1選別物を、混合部50に搬送する。第1ウェブ形成部45は、メッシュベルト46と、張架ローラー47と、吸引部(サクション機構)48と、を含む。
The first
吸引部48は、選別部40の開口(網の開口)を通過して空気中に分散された第1選別物をメッシュベルト46上に吸引することができる。第1選別物は、移動するメッシュベルト46上に堆積し、第1ウェブW1を形成する。メッシュベルト46、張架ローラー47および吸引部48の基本的な構成は、後述する第2ウェブ形成部70のメッシュベルト72、張架ローラー74およびサクション機構76と同様である。
The
第1ウェブW1は、選別部40および第1ウェブ形成部45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に形成される。メッシュベルト46に堆積された第1ウェブW1は、管7へ投入され、混合部50へと搬送される。
The first web W1 is formed in a soft and flexible state by containing a large amount of air by passing through the sorting
回転体49は、第1ウェブW1が混合部50に搬送される前に、第1ウェブW1を切断することができる。図示の例では、回転体49は、基部49aと、基部49aから突出している突部49bを有している。突部49bは、例えば、板状の形状を有している。図示の例では、突部49bは4つ設けられ、4つの突部49bが等間隔に設けられている。基部49aが方向Rに回転することにより、突部49bは、基部49aを軸として回転することができる。回転体49によって第1ウェブW1を切断することにより、例えば、堆積部60に供給される単位時間当たりの解繊物の量の変動を小さくすることができる。
The rotating
回転体49は、第1ウェブ形成部45の近傍に設けられている。図示の例では、回転体49は、第1ウェブW1の経路において下流側に位置する張架ローラー47aの近傍に(張架ローラー47aの横に)設けられている。回転体49は、突部49bが第1ウェブW1と接触可能な位置であって、第1ウェブW1が堆積されるメッシュベルト46と接触しない位置に設けられている。これにより、メッシュベルト46が突部49bによって磨耗する(破損する)ことを抑制することができる。突部49bとメッシュベルト46との間の最短距離は、例えば、0.05mm以上0.5mm以下であり、メッシュベルト46が損傷を受けずに第1ウェブW1を切断することができる距離である。
The rotating
混合部50は、選別部40を通過した第1選別物(第1ウェブ形成部45により搬送された第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、第1選別物と添加物とを搬送する管54と、混合ブロアー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。
The mixing
The mixing
添加物供給部52には、添加物を蓄積する添加物カートリッジ52aがセットされる。添加物カートリッジ52aは、添加物供給部52に着脱可能であってもよい。添加物供給部52は、添加物カートリッジ52aから添加物を取り出す添加物取出部52bと、添加物取出部52bにより取り出された添加物を管54に排出する添加物投入部52cとを備える。添加物取出部52bは、添加物カートリッジ52a内部の微粉または微粒子からなる添加物を繰り出すフィーダー(図示略)を備え、一部または全部の添加物カートリッジ52aから添加物を取り出す。添加物取出部52bにより取り出された添加物は、添加物投入部52cに送られる。添加物投入部52cは、添加物取出部52bが取り出した添加物を収容する。添加物投入部52cは、管54との連結部に開閉可能なシャッター(図示略)を備え、シャッターを開くことで、添加物取出部52bが取り出した添加物が管54に送り出される。
In the
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(結着剤)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。
The additive supplied from the
The resin supplied from the
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の成分を含んでもよい。例えば、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、繊維の凝集や樹脂の凝集を抑制するための凝集抑制剤、繊維等を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選別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。
The additives supplied from the
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。
In the
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、第2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。
The
堆積部60は、ドラム部61と、ドラム部61を収容するハウジング部63とを有している。ドラム部61としては、回転する円筒の篩を用いる。ドラム部61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。ドラム部61の構成は、例えば、ドラム部41の構成と同じである。
なお、ドラム部61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、ドラム部61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、ドラム部61は、ドラム部61に導入された混合物の全てを降らしてもよい。
The
In addition, the "sieve" of the
第2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、第2ウェブW2を形成する。第2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。
The second
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上に第2ウェブW2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。
While moving, the
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。
The
以上のように、堆積部60および第2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第2ウェブW2が形成される。メッシュベルト72に堆積された第2ウェブW2は、シート形成部80へと搬送される。
As described above, by passing through the
なお、図示の例では、第2ウェブW2を調湿する調湿部78が設けられている。調湿部78は、第2ウェブW2に対して水や水蒸気を添加して、第2ウェブW2と水との量比を調節することができる。
In the illustrated example, a
シート形成部80(形成部)は、メッシュベルト72に堆積した第2ウェブW2(堆積物)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、第2ウェブW2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。
The sheet forming unit 80 (forming unit) press-heats the second web W2 (deposited matter) deposited on the
シート形成部80は、第2ウェブW2を加圧する加圧部82と、加圧部82により加圧された第2ウェブW2を加熱する加熱部84と、を備えている。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に対して圧力を加える。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。加熱部84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、加熱部84は、一対の加熱ローラー86を備えている。加熱部84を加熱ローラー86として構成することにより、加熱部84を板状のプレス装置(平板プレス装置)として構成する場合に比べて、第2ウェブW2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。ここで、カレンダーローラー85(加圧部82)は、加熱ローラー86(加熱部84)によって第2ウェブW2に印加される圧力よりも高い圧力を第2ウェブW2に印加することができる。なお、カレンダーローラー85や加熱ローラー86の数は、特に限定されない。
The
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。
The cutting
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。排出部96は、製造されたシートを収容するトレイやスタッカーを備え、トレイに排出されたシートSは、ユーザーが取り出して使用することができる。
As described above, a single-cut sheet S of a predetermined size is formed. The cut single-cut sheet S is discharged to the
[1−2.供給部の構成]
図2は、供給部10の構成を示す図であり、側面視で供給部10の概略構成を示す要部側面視図である。図2及び以下に説明する各図には、シート製造装置100の設置状態における方向を矢印X、Y、Zで示す。方向Zは鉛直方向であり、方向Yは原料MAの搬送方向に相当する方向であり、方向Xは方向Yに直交する方向である。方向X、Yは方向Z(鉛直方向)に対し垂直である。
[1-2. Configuration of supply section]
FIG. 2 is a view showing the configuration of the
図2に示すように、供給部10は、載置台501、ピックアップローラー502、搬送機構506、シート案内507、508、509、読取部530、及び、冷却部550を備える。
As shown in FIG. 2, the
載置台501は、原料MA(本発明のシートに相当)を載置する台である。ピックアップローラー502は、載置台501に載置された原料MAを、所定枚数(例えば、1枚)ずつ取り出すローラーである。ピックアップローラー502によりピックアップされた原料MAは、シート案内507、508、509で構成される搬送路Hを搬送される。シート案内507、508、509は、原料MAを下方から支持する案内面を有する。以下の説明では、搬送路Hを搬送される原料MAについて、上側の面を表側の面、下側の面を裏側の面とする。
The mounting table 501 is a table on which the raw material MA (corresponding to the sheet of the present invention) is mounted. The
搬送機構506(シート搬送部)は、原料MAが搬送される搬送路Hの上下に各々配置された、一対の搬送ローラー505を有する。搬送機構506は、一対の搬送ローラー505により原料MAを挟んで、搬送方向Fに搬送する。搬送機構506が備える搬送ローラー505の数は任意であり、例えば、搬送路Hを挟んで対向する搬送ローラー505の対を、搬送路Hに沿って複数配置してもよい。
The conveyance mechanism 506 (sheet conveyance unit) has a pair of
読取部530は、搬送機構506により搬送される原料MAの表面を光学的に読み取る装置である。読取部530は、搬送路Hの上方に位置する表側センサー531、及び、搬送路Hの下方に位置する裏側センサー532を備える。表側センサー531及び裏側センサー532は、光学的な読み取りを行うセンサーであり、公知のイメージセンサーを用いることができる。例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサーや、CIS(Contact Image Sensor)等のイメージセンサーで構成される。表側センサー531及び裏側センサー532は、原料MAの面に対し光を照射し、反射光を受光し検出することで、原料MAの面を光学的に読み取る。読取部530は、表側センサー531及び裏側センサー532の各々の読み取り結果である読取画像データを、制御装置110に出力する。表側センサー531及び裏側センサー532は、原料MAに対し光学的な読み取りを行うものであるから一種の撮像装置ということができる。この場合、読取部530が出力する読取画像データは、撮像画像データに相当する。また、表側センサー531及び裏側センサー532の各々は、搬送路Hから離隔して設置され、原料MAの表側の面を撮像する撮像部であってもよい。
The
読取部530は、後述する画像処理部153とともに、或いは単独で検出部に相当する。読取部530が備える表側センサー531、及び、裏側センサー532は、読取部に相当する。読取部530は、表側センサー531と裏側センサー532のいずれか一方のみを備える構成であってもよい。
The
冷却部550は、原料MAに冷却媒体を接触させることにより、原料MAを冷却する冷却装置である。
冷却部550が利用する冷却媒体は、気体、液体、固体のいずれであってもよい。例えば、冷却媒体は、窒素ガス、二酸化炭素ガス、フロンガス、いわゆる代替フロンガス、酸素ガス、炭化水素ガス、アンモニアガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、或いは、その他の不活性ガスから選択できる。例えば、冷却部550は、気体の冷却媒体を原料MAに吹き付け、或いは吐出する構成とすることができる。
The
The cooling medium used by the
また、液体の冷却媒体としては、上記各種ガスを液化した液化ガスが挙げられる。冷却部550は、これらの液体を原料MAに向けて吐出、或いは噴射する構成としてもよい。また、固体の冷却媒体としては、氷、ドライアイス等が挙げられ、例えば、これらの固体を粒状(ペレット状)に加工したものを用いることができる。冷却部550は、固体の冷却媒体を原料MAに向けて吹き付け、或いは打ち出す構成としてもよい。
Further, as a liquid cooling medium, liquefied gas obtained by liquefying the above-mentioned various gases may be mentioned. The
冷却部550が原料MAに接触させる冷却媒体は、いわゆる常温と呼ばれる温度帯(5度−35度)の上限よりも低い温度であることが望ましく、より低温であることが好ましい。冷却部550が低温の冷却媒体を得る構成は特に限定されない。例えば、上記の気体、液体または固体の冷却媒体を貯蔵または供給する供給部(図示略)と、供給部が貯蔵し供給する冷却媒体を冷却する冷却装置をと、を備えてもよい。冷却装置は、ペルチェ式冷却装置を用いることができる。また、冷却装置として、コンプレッサー、凝縮器、及び蒸発器を備えるヒートポンプ式の冷却装置を用いることもできる。
The temperature of the cooling medium with which the
また、冷却部550は、低温の液体や固体を貯留して、冷却部550により原料MAに供給する構成としてもよい。例えば、シート製造装置100は、液化ヘリウム、液化酸素、液化窒素、液化アルゴン、液化二酸化炭素を貯留するタンクを備え、これらの冷却媒体を冷却部550から原料MAに向けて吐出してもよい。また、例えば、ドライアイスペレットを原料MAに向けて供給してもよい。
また、冷却部550は、上記の低温の液体や固体を気化させて得られる気体を、原料MAに向けて吐出、或いは吹き付ける構成としてもよい。例えば、冷却部550が原料MAに向けて低温の液体を吐出し、この液体が、冷却部550から離れた後、原料MAに接触する前に気化するような構成も含む。
In addition, the
In addition, the
さらに、冷却部550は、高圧の気体を原料MAに吹き付ける構成であってもよい。この場合、原料MAに吹き付けられる前に気体が減圧される構成であれば、結果的に原料MAには低温の気体が接触する。つまり、冷却部550は、少なくとも供給部10が設置される環境の気圧(例えば、標準大気圧を見なせる程度)よりも高圧の気体を、原料MAに接触する前に減圧して、原料MAに向けて吐出する構成とすることができる。具体的には、高圧の気体を貯留したタンクまたはボンベと、減圧弁または減圧ノズルと、を備える構成とすることができる。この高圧の気体は、例えば、空気、窒素、二酸化炭素、フロン、いわゆる代替フロン、酸素、炭化水素ガス、アンモニアガス、ヘリウム、アルゴン、或いは、その他の不活性ガス等とすることができる。また、これらの気体は液体としてタンクやボンベに貯留されていてもよい。
Furthermore, the
図3は、冷却部550の構成例を示す図である。図3において、原料MAの表側における平面図を符号Aで示し、要部を拡大した側面図を符号Bで示し、原料MAの裏側における平面図を符号Cで示す。
FIG. 3 is a view showing a configuration example of the
冷媒吐出部551は、原料MAの搬送方向Fにおいてシート案内508の下流側に位置し、冷媒吐出部552と対向する。
冷媒吐出部551は、図3に符号Aで示すように、X方向に並ぶ、複数のノズル555を有する。ここで、X方向は、原料MAの搬送方向Fに直交する方向であり、原料MAの幅方向と一致する。冷媒吐出部551を構成する各々のノズル555は、後述するように、制御装置110の制御により個別に駆動され、冷却媒体を吐出できる。ノズル555は、原料MAの幅方向に、少なくとも原料MAの一部に重なる範囲に配置される。好ましくは、冷媒吐出部551は、原料MAの幅全体に重なる範囲にノズル555を有する。より好ましくは、冷媒吐出部551は、原料MAの幅を超える範囲にノズル555を有する。
The
The
また、図3に符号Cで示すように、冷媒吐出部552は、X方向に並ぶ複数のノズル556を有する。冷媒吐出部552を構成する各々のノズル556は、後述するように、制御装置110の制御により個別に駆動され、冷却媒体を吐出できる。ノズル556は、原料MAの幅方向に、少なくとも原料MAの一部に重なる範囲に配置される。好ましくは、冷媒吐出部552は、原料MAの幅全体に重なる範囲にノズル556を有する。より好ましくは、冷媒吐出部552は、原料MAの幅を超える範囲にノズル556を有する。
Further, as indicated by a symbol C in FIG. 3, the
ノズル555は、図3に符号Bで示すように、先端部を原料MAに対向させて配置され、先端に吐出口555aを有する。ノズル555は、吐出口555aから、冷却媒体としての気体や液体、或いは固体を原料MAの表面に吐出する。ノズル556は、先端部を原料MAに対向させて配置され、先端に吐出口556aを有する。ノズル556は、吐出口556aから、冷却媒体としての気体や液体、或いは固体を原料MAの裏面に吐出する。
The
供給部10は、冷媒吐出部551、552によって、原料MAの表側および裏側の面において、幅方向における任意の位置に冷却媒体を接触させることができる。また、原料MAが搬送機構506により搬送される動きに合わせて、制御装置110がノズル555、556を駆動することにより、原料MAの長手方向(搬送方向F、Y方向)における任意の位置に冷却媒体を接触させることができる。
The
[1−3.制御装置の構成]
図4は、シート製造装置100の制御系の構成を示すブロック図である。
シート製造装置100は、シート製造装置100の各部を制御するメインプロセッサー111を有する制御装置110を備える。
[1-3. Configuration of controller]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control system of the
The
制御装置110は、メインプロセッサー111、ROM(Read Only Memory)112、及びRAM(Random Access Memory)113を備える。メインプロセッサー111は、CPU(Central Processing Unit)等の演算処理装置であり、ROM112が記憶する基本制御プログラムを実行することにより、シート製造装置100の各部を制御する。メインプロセッサー111は、ROM112、RAM113等の周辺回路や他のIPコアを含むシステムチップとして構成されてもよい。
The
ROM112は、メインプロセッサー111が実行するプログラムを不揮発的に記憶する。RAM113は、メインプロセッサー111が使用するワークエリアを形成して、メインプロセッサー111が実行するプログラムや処理対象のデータを一時的に記憶する。
The
不揮発性記憶部120は、メインプロセッサー111が実行するプログラムや、メインプロセッサー111が処理するデータを記憶する。
The
表示パネル116は、液晶ディスプレイ等の表示用のパネルであり、例えば、シート製造装置100の外装に設置される。表示パネル116は、メインプロセッサー111の制御に従って、シート製造装置100の動作状態、各種設定値、警告表示等を表示する。
The
タッチセンサー117は、タッチ(接触)操作や押圧操作を検出する。タッチセンサー117は、例えば、表示パネル116の表示面に重ねて配置され、表示パネル116に対する操作を検出する。タッチセンサー117は、操作に対応して、操作位置や操作位置の数を含む操作データをメインプロセッサー111に出力する。メインプロセッサー111は、タッチセンサー117の出力により、表示パネル116に対する操作を検出し、操作位置を取得する。メインプロセッサー111は、タッチセンサー117により検出した操作位置と、表示パネル116に表示中の表示データ122とに基づき、GUI(Graphical User Interface)操作を実現する。
The
制御装置110はセンサーI/F(インターフェイス)114を介して、シート製造装置100の各部に設置されたセンサーに接続される。センサーI/F114は、センサーが出力する検出値を取得してメインプロセッサー111に入力するインターフェイスである。センサーI/F114は、センサーが出力するアナログ信号をデジタルデータに変換するA/D(Analogue/Digital)コンバーターを備えてもよい。また、センサーI/F114は、各センサーに駆動電流を供給してもよい。また、センサーI/F114は、各々のセンサーの出力値を、メインプロセッサー111が指定するサンプリング周波数に従って取得し、メインプロセッサー111に出力する回路を備えてもよい。
The
センサーI/F114には、原料センサー301、及び、排紙センサー302が接続される。また、センサーI/F114には、読取部530の表側センサー531と、裏側センサー532とがそれぞれ接続される。
The
原料センサー301は、供給部10が収容する原料MAの残量を検出する。例えば、原料センサー301は、載置台501に載置された原料MAが上限まで達したことを検出する光センサーで構成される。制御装置110は、原料センサー301の検出値に基づき、原料MAの量が設定値以上となった場合に、供給部10に原料MAを追加しないよう報知を行う。
The
排紙センサー302は、排出部96が有するトレイ或いはスタッカーに蓄積されたシートSの量を検出する。制御装置110は、排紙センサー302が検出するシートSの量が設定値以上となった場合に、報知を行う。
The
表側センサー531及び裏側センサー532は、それぞれ、原料MAの面を読み取った読取画像データを、制御装置110に出力する。また、読取部530は、表側センサー531により読み取った読取画像データ、及び、裏側センサー532により読み取った読取画像データを、まとめて出力する回路を備えてもよい。また、読取部530から制御装置110に出力されるデータの形式は任意であり、例えば、所定方式でエンコードされた画像データであってもよい。また、表側センサー531及び裏側センサー532がそれぞれ備えるイメージセンサーの出力信号であってもよい。
The
制御装置110は、駆動部I/F(インターフェイス)115を介して、シート製造装置100が備える各駆動部に接続される。シート製造装置100が備える駆動部は、モーター、ポンプ、ヒーター等である。駆動部I/F115は、モーターに直接接続される構成のほか、制御装置110の制御によりモーターに駆動電流を供給する駆動回路や駆動IC(Integrated Circuit)に接続されてもよい。
The
駆動部I/F115には、制御装置110の制御対象として、粗砕部311、解繊部312、添加物供給部313、ブロアー314、調湿部315、ドラム駆動部316、分断部317、及び切断部318が接続される。
The driving unit I /
粗砕部311は、粗砕刃14を回転させるモーター等の駆動部を含む。解繊部312は、解繊部20が備えるローター(図示略)を回転させるモーター等の駆動部を含む。添加物供給部313は、添加物を送り出すスクリューフィーダーを駆動するモーター、シャッターを開閉するモーターやアクチュエーター等の駆動部を含む。
The crushing
ブロアー314は、混合ブロアー56等を含む。これらの各ブロアーは個別に駆動部I/F115に接続されてもよい。
調湿部315は、調湿部78が備える超音波振動発生装置(図示略)やファン(図示略)、ポンプ(図示略)等を含む。
ドラム駆動部316は、ドラム部41を回転させるモーター、ドラム部61を回転させるモーター等の駆動部を含む。
分断部317は、回転体49を回転させるモーター(図示略)等の駆動部を含む。
切断部318は、切断部90の第1切断部92及び第2切断部94のそれぞれにおいて刃を動作させるモーター(図示略)等を含む。
The
The
The
The dividing
The
また、駆動部I/F115には、カレンダーローラー85を駆動するモーターや加熱ローラー86を加熱するヒーター等を接続してもよい。
In addition, a motor for driving the
また、駆動部I/F115には、搬送部321、冷媒吐出部325、及び、冷媒吐出部326が接続される。
Further, the
搬送部321は、搬送機構506の搬送ローラー505を駆動するモーター(図示略)を含む。搬送部321は、制御装置110の制御により、正方向に回転して原料MAを搬送方向Fに搬送する。また、搬送部321は、モーターを逆回転させることにより、原料MAを搬送方向Fとは逆方向に搬送可能であってもよい。
The
冷媒吐出部325は、制御装置110の制御に従って冷媒吐出部551が備える複数のノズル555を選択する回路(図示略)、及び、選択されたノズル555に対し冷却媒体を供給する供給部(図示略)を備える。冷媒吐出部325は、選択されたノズル555を駆動して冷却媒体を吐出させる。冷媒吐出部326は、制御装置110の制御に従って冷媒吐出部552が備える複数のノズル556を選択する回路(図示略)、及び、選択されたノズル556に対し冷却媒体を供給する供給部(図示略)を備える。冷媒吐出部326は、選択されたノズル556を駆動して冷却媒体を吐出させる。
The
図5は、制御装置110の機能ブロック図である。
制御装置110は、メインプロセッサー111によってプログラムを実行することにより、ソフトウェアとハードウェアとの協働によって各種の機能部を実現する。図5は、これらの機能部を有するメインプロセッサー111の機能を、制御部150として示す。また、制御装置110は、不揮発性記憶部120の記憶領域を利用して、論理的な記憶装置である記憶部160を構成する。ここで、記憶部160は、ROM112やRAM113の記憶領域を利用して構成されてもよい。
FIG. 5 is a functional block diagram of
The
制御部150は、原料搬送制御部151、読取制御部152、画像処理部153、冷却制御部154、及び、駆動制御部155を備える。これらの各部はメインプロセッサー111によりプログラムを実行することで実現される。制御装置110は、シート製造装置100を制御するための基本制御プログラムとして、アプリケーションプログラムのプラットフォームを構成するオペレーティングシステム(OS)を実行してもよい。この場合、制御部150の各機能部を、アプリケーションプログラムとして実装してもよい。
The
図5には、制御部150の制御対象として読取部530、搬送部321、冷媒吐出部325、326を示す。また、図5には、制御部150の制御対象としてセンサー300および駆動部310を示す。センサー300は、図4のセンサーI/F114に接続されるセンサーの総称であり、読取部530を除く。また、駆動部310は、搬送部321、冷媒吐出部325、326を除き、駆動部I/F115に接続される各駆動部の総称である。
FIG. 5 shows a
記憶部160は、制御部150により処理される各種データを記憶する。例えば、記憶部160は、設定データ161、読取画像データ162、及び、冷却条件データ163を記憶する。
The
設定データ161は、シート製造装置100の動作に関する各種の設定値等を含む。例えば、設定データ161は、シート製造装置100により製造するシートSの数、シートSの種類や色、シート製造装置100の各部の動作条件等の設定値を含む。また、設定データ161は、供給部10において、冷却部550により原料MAに対して冷却処理を行うか否かの設定値を含む。
The setting
制御部150は、センサー300の検出結果を取得して、駆動部310を制御することにより、設定データ161の設定値に従ってシート製造装置100の各部を動作させ、シートSを製造する。
The
原料搬送制御部151は、搬送部321を制御して、原料MAを搬送させる。
読取制御部152は、読取部530により検出を実行させ、原料MAの表側の面の読取画像データ、及び、裏側の面の読取画像データを取得する。読取制御部152は取得した読取画像データを、読取画像データ162として記憶部160に記憶させる。
The raw material
The
読取制御部152は、1枚の原料MAの全体が読取部530による読取位置、すなわち表側センサー531、裏側センサー532の位置を通過してから、読取画像データ162を記憶させてもよい。また、読取制御部152は、原料MAのうち読取部530の読取位置を通過した部分の読取画像データを、読取画像データ162として記憶させてもよい。この場合、1枚の原料MAについて複数回の読取画像データ162の記憶が行われる。1枚の原料MAについて記憶される読取画像データ162の数、或いは読取画像データ162を記憶する回数は任意である。例えば、読取部530の読取位置と冷却部550のノズル555、556の位置との間の搬送路Hにおける距離と、原料MAのサイズとに対応して決定される。
The
画像処理部153(データ処理部)は、読取画像データ162を解析して、原料MAに形成されている画像を検出する。画像処理部153は、原料MAの表面に、インクやトナーを用いた印刷、筆記、その他の手法によって形成された画像を検出する。ここで、画像とは、文字、記号、写真、イラスト等を含み、視覚によって原料MAの地の色と区別可能なものを含み、内容は問わない。画像処理部153は、検出した画像の位置及びサイズを特定する情報を生成して、冷却条件データ163として記憶部160に記憶させる。画像処理部153が生成する情報は、例えば、原料MAの面内における座標により、検出した画像の外縁を指定する情報である。画像処理部153は、原料MAの地の色と識別可能な程度の色差を有する部分を画像の縁として検出し、縁で囲まれた部分を画像とする。
The image processing unit 153 (data processing unit) analyzes the read
図6は、シート製造装置100の動作の説明図であり、画像処理部153が読取画像データ162から画像を検出する動作を示す。
図6の符号Aは読取画像データ162を示す。図6に例示する読取画像データ162は、表側センサー531の読取画像データとする。この読取画像データ162は、幾何学図形からなる画像P1、文字で構成される画像P2、及び、矩形の写真で構成される画像P3を含む。画像P1、P2、P3は、互いに空白の部分を空けて位置している。このため、画像処理部153は、画像P1、P2、P3のそれぞれを、独立した画像として検出する。つまり、図6の例では、画像処理部153は、読取画像データ162から3つの画像P1、P2、P3を検出する。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of the
Reference A in FIG. 6 indicates read
画像処理部153は、検出した画像を含む領域を特定する。画像処理部153が特定する領域は、読取画像データ162において検出された画像の全部を含む。領域の形状は、円形、楕円形、矩形、その他の多角形とすることができ、本実施形態では矩形である。この領域を、画像形成領域と呼ぶ。矩形は直交する辺で囲まれるため、これらの辺がX方向およびY方向と平行であれば、冷媒吐出部551、552で冷却媒体を吹き付ける動作の制御が容易である。従って、画像形成領域の形状としては矩形が好適である。
The
画像処理部153は、画像P1、P2、P3を検出すると、各画像P1、P2、P3の外縁のX座標とY座標を求める。ここで、X座標は原料MAの幅方向の座標であり、Y座標は原料MAの長手方向、すなわち搬送方向Fに沿った方向における座標である。原点の位置は任意であるが、例えば、原料MAのいずれかの隅とすることができる。
When the
画像処理部153は、検出した画像が矩形である場合、この矩形の画像と一致する画像形成領域を特定する。すなわち、画像形成領域の四隅の座標は、画像の隅の座標である。また、検出した画像が矩形でない場合、画像処理部153は、画像の全体を含む矩形の領域を求め、求めた矩形の隅の座標を、画像形成領域の座標とする。
すなわち、画像処理部153は、画像P1の外縁のX座標の最大値と最小値を求め、Y座標の最大値と最小値とを求める。画像処理部153は、求めた座標の最大値及び最小値に基づき、画像P1を囲む画像形成領域の隅の座標を求める。
When the detected image is a rectangle, the
That is, the
画像処理部153が画像形成領域を特定した状態を、図6に符号Bで示す。画像形成領域PA1は、画像P1を囲むことができる最小の矩形である。画像処理部153は、画像P2、P3についても同様に、画像形成領域PA2、PA3を特定する。画像P3は矩形の画像であるため、画像P3を囲む画像形成領域PA3は、画像P3とほぼ等しい。
A state in which the
図7は、冷却条件データ163の構成例を示す模式図である。
図7に示すように、冷却条件データ163は、符号Aで示す座標データ163a、及び、符号Bで示す冷却位置データ163bを含む。
FIG. 7 is a schematic view showing a configuration example of the cooling
As shown in FIG. 7, the cooling
座標データ163aは、画像処理部153が求めた画像形成領域の位置及びサイズを特定する情報を含む。本実施形態では、画像形成領域が矩形であるため、座標データ163aは、画像形成領域の左上隅の座標と、右下隅の座標とを含む。座標データ163aは、画像処理部153が1つの読取画像データ162で特定した全ての画像形成領域の情報を含む。
The coordinate
さらに、画像処理部153は、座標データ163aに基づき、冷却部550により冷却媒体を接触させる位置を特定し、特定した位置を示す情報を、冷却位置データ163bに含める処理を行う。
冷却位置データ163bは、図7に示すように、Y座標と、冷却媒体を吐出するノズルを指定する情報(駆動ノズル)と、冷却媒体の吐出量(媒体吐出量)とを、1つのレコードに含むデータである。Y座標は、冷媒吐出部551、552において冷却媒体を吐出する位置を、搬送方向Fにおける位置として示すY座標である。制御装置110は、冷却媒体を吐出する位置のY座標を、原料MAの先端がノズル555、556の位置に達してからの搬送ローラー505による搬送量によって制御する。冷却位置データ163bのY座標は、座標データ163aが含む座標に従って、画像形成領域のY方向における位置及びサイズに対応して画像処理部153が決定する。
Further, the
As shown in FIG. 7, in the
駆動ノズルは、冷媒吐出部551が備えるノズル555、及び、冷媒吐出部552が備えるノズル556のうち、冷却媒体を吐出するノズルを指定する情報である。駆動ノズルは、座標データ163aが含む座標に従って、画像形成領域のX方向における位置およびサイズに対応して画像処理部153が決定する。
The driving nozzle is information for specifying a nozzle that discharges the cooling medium among the
媒体吐出量は、画像処理部153が決定する。冷媒吐出部551、552が、ノズル555、556から吐出する冷却媒体の量を調整できない構成である場合、媒体吐出量は、予め設定された値(デフォルト値)としてもよいし、冷却位置データ163bから除いてもよい。冷媒吐出部551、552が、ノズル555、556から吐出する冷却媒体の量を調整可能な構成である場合、画像処理部153は、読取画像データ162で検出した画像の状態に基づき、ノズル555、556の各々から吐出する冷却媒体の量を決定する。例えば、画像処理部153は、読取画像データ162で検出した画像の明度に基づき、媒体吐出量を決定できる。画像処理部153は、1つの画像形成領域に共通する媒体吐出量を設定してもよいし、1つの画像形成領域に対してY座標ごとに異なる媒体吐出量を設定してもよい。冷却媒体の量は、例えば段階的に調整可能であってもよい。また、同一のY座標で駆動される全てのノズル555、556が同一の量を吐出する構成であってもよいし、各々のノズル555、556が吐出する冷却媒体の量を個別に調整可能であってもよい。
The
冷却制御部154は、画像処理部153が生成した冷却条件データ163に基づき、冷媒吐出部325、326を制御して、ノズル555、556から冷却媒体を吐出させる。駆動制御部155は、センサー300の検出結果を取得して、駆動部310を制御することにより、設定データ161の設定値に従ってシート製造装置100の各部を動作させ、シートSを製造する。
The cooling
図6及び図7に示した例では、画像処理部153が読取画像データ162から検出した画像に対応する矩形の画像形成領域を特定し、特定した画像形成領域に対応する冷却位置データ163bを生成する構成を説明した。この構成では、画像形成領域に対応して、いわばブロック単位で冷却を行うような冷却位置データ163bが生成され、ブロック単位の冷却が行われる。
このほか、シート製造装置100は、画像処理部153が読取画像データ162から検出した画像において、有色の部分をなぞるように、冷却する構成であってもよく、この場合、冷却位置データ163bは有色の部分を示すデータであればよい。有色の部分とは、画像処理部153が、例えば、読取画像データ162の地色と異なる部分として検出できる。例えば、文字で構成される図6の画像P2に対し、画像P2に含まれる文字を構成する線をなぞるように、冷却を行う構成であってもよい。この例で、冷却位置データ163bは、画像P2の文字を構成する直線や曲線を特定可能な座標データやベクトルデータとすることができる。
In the example shown in FIGS. 6 and 7, the
In addition, the
[1−4.シート製造装置の動作]
図8は、シート製造装置100の動作を示すフローチャートであり、供給部10に係る動作を示す。
制御部150は、搬送部321を制御して、搬送ローラー505による原料MAの搬送、及び、原料MAの搬送方向Fにおける位置検出を開始する(ステップST11)。
[1-4. Operation of sheet manufacturing apparatus]
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the
The
制御部150は、読取部530を利用して、原料MAの表側の面および裏側の面の読み取りを実行する(ステップST12)。読取部530は、原料MAの搬送に伴い制御部150の制御に従って読み取りを実行し、制御部150は、読取部530が出力するデータに基づき読取画像データ162を記憶部160に記憶させる。
The
制御部150は、読取画像データ162を取得する(ステップST13)。制御部150は、取得した読取画像データ162から画像を検出し、検出した各画像に対応する画像形成領域を特定する(ステップST14)。制御部150は、特定した画像形成領域に対応する冷却条件データ163を生成し、記憶部160に記憶させる(ステップST15)。制御部150は、冷却条件データ163に基づき冷却部550を駆動して、原料MAの冷却を実行する。
The
制御部150は、供給部10において原料MAを搬送する間、図8の動作を繰り返し実行する。
While transporting the raw material MA in the
以上説明したように、画像が形成された原料MAを処理するシート処理装置としてのシート製造装置100は、原料MAにおいて形成された画像を検出する読取部530を備える。また、読取部530によって検出された画像を含む画像形成領域に対し、冷却媒体を選択的に接触させる冷却処理を行う冷却部550と、冷却部550により画像形成領域に冷却媒体が接触した原料MAを微細化する微細化部と、を備える。微細化部は、粗砕部12及び解繊部20の少なくともいずれかを含む。すなわち、粗砕部12または解繊部20が単独で微細化部を構成し、或いは、粗砕部12及び解繊部20の両方が微細化部に含まれる。
As described above, the
本発明を適用したシート製造装置100によれば、印刷等により画像が形成された原料MAに対し、画像が形成された部分を含む領域を冷却媒体により冷却する処理をして、その後に微細化する。このため、原料MAに含まれる有色の成分と繊維等とが分離しやすい状態で、原料MAを微細化することができ、原料MAに含まれる繊維等から有色材料をより確実に分離させることができる。また、原料MAの非印字部は冷却が行われないため、冷却衝撃によるセルロース繊維の劣化がなく、長繊維のセルロース繊維が保存される。このため、再生古紙すなわちシート製造装置100が製造するシートの強度等の品質を向上させることが可能である。さらに、冷却部550は、必要な個所のみを冷却する選択的な部分冷却部であるため、消費エネルギーや、冷却溶媒の使用が抑制でき、その結果、環境にやさしいリサイクルを実現することができる。このように、有色成分を多く含む部分を選択的に、効率よく冷却することができる。従って、原料MAを微細化した微細化物を、白色度が高い状態で得ることができる。
According to the
また、供給部10は、原料MAを搬送する搬送機構506を備える。シート製造装置100は、供給部10において、搬送機構506によって搬送されている原料MAの画像の検出と、搬送機構506によって搬送されている原料MAの画像形成領域に対する冷却処理と、のうちの少なくともいずれかを行う。これにより、原料MAを搬送する搬送機構506で、原料MAに形成された画像の検出及び冷却処理の少なくともいずれかを行うことにより、原料MAを効率よく処理できる。
Moreover, the
また、シート製造装置100は、微細化部で得られた微細化物を分級する分級部をさらに備える。分級部は、選別部40、及び第1ウェブ形成部45の少なくともいずれかを含む。すなわち、選別部40または第1ウェブ形成部45が単独で微細化部を構成し、或いは、選別部40及び第1ウェブ形成部45の両方が微細化部に含まれる。これにより、原料MAを微細化して得られた微細化物を分級することにより、原料MAに含まれる繊維等と有色成分とを分離して、白色度の高い微細化物を得ることができる。
In addition, the
また、シート製造装置100は、読取部530の検出結果に基づいて、冷却部550の作動を制御する制御部150をさらに備える。これにより、原料MAに形成された画像を検出した結果に基づき、有色成分を多く含む部分を選択的に冷却できる。
The
また、冷却部550は、原料MAに接触させる冷却媒体の量を変更可能であってもよい。この場合、制御部150は、読取部530の検出結果に応じて冷却部550が原料MAに接触させる冷却媒体の量を制御する。これにより、原料MAに接触させる冷却媒体の量を適切に制御することで、より効率よく、原料MAを冷却できる。
In addition, the
また、読取部530は、原料MAの表面を光学的に読み取る表側センサー531、及び、裏側センサー532を有する。制御部150は、表側センサー531、及び、裏側センサー532による読取データである読取画像データ162を処理する画像処理部153を有する。これにより、原料MAを光学的に読み取ったデータを処理し、原料MAに形成された画像を正確に検出できる。
Further, the
シート製造装置100は、原料MAを処理するシート処理方法を実行する。このシート処理方法は、原料MAに形成された画像を読取部530により検出する検出工程を含む。また、検出工程で検出された画像を含む画像形成領域に対し、冷却部550により冷却媒体を選択的に接触させる冷却工程を含む。また、冷却工程で処理された原料MAを粗砕部12及び/または解繊部20により微細化する微細化工程を含む。このシート処理方法によれば、印刷等により画像が形成された原料MAに対し、画像が形成された部分を含む領域を冷却媒体により冷却する処理をして、その後に微細化する。換言すれば、シートSの製造工程において、読取部530は検出工程に相当し、冷却部550は冷却工程に相当し、粗砕部12及び/または解繊部20は微細化工程に相当する。
The
この構成により、原料MAに含まれる有色の成分と繊維等とが分離しやすい状態で、原料MAを微細化することができ、原料MAに含まれる繊維等から有色材料をより確実に分離させることができる。また、原料MAの非印字部は冷却が行われないため、冷却衝撃によるセルロース繊維の劣化がなく、長繊維のセルロース繊維が保存される。このため、再生古紙すなわちシート製造装置100が製造するシートの強度等の品質を向上させることが可能である。さらに、冷却部550は、必要な個所のみを冷却する選択的な部分冷却部であるため、消費エネルギーや、冷却溶媒の使用が抑制でき、その結果、環境にやさしいリサイクルを実現することができる。このように、有色成分を多く含む部分を選択的に、効率よく冷却することができる。従って、原料MAを微細化した微細化物を、白色度が高い状態で得ることができる。
With this configuration, the raw material MA can be refined in a state in which the colored component and the fibers and the like contained in the raw material MA are easily separated, and the colored material can be more reliably separated from the fibers and the like contained in the raw material MA. Can. In addition, since the non-printed portion of the raw material MA is not cooled, there is no deterioration of the cellulose fiber due to the cooling impact, and the long cellulose fiber is preserved. For this reason, it is possible to improve the quality such as the strength and the like of the recycled waste paper, that is, the sheet manufactured by the
また、シート製造装置100が実行するシート処理方法は、微細化工程後に、微細化工程で得られた微細化物を、選別部40及び/または第1ウェブ形成部45により分級する分級工程をさらに有する。換言すれば、選別部40及び/または第1ウェブ形成部45は分級工程に相当する。これにより、原料MAを微細化して得られた微細化物を分級することにより、原料MAに含まれる繊維等と有色成分とを分離して、白色度の高い微細化物を得ることができる。
Further, the sheet processing method performed by the
[2.第2実施形態]
[2−1.シート製造装置の構成]
次に、本発明を適用した第2実施形態について説明する。
図9は、第2実施形態のシート製造装置100Aの概略構成を示す図である。以下に説明する第2実施形態において、第1実施形態と同様に構成される各部については、同符号を付して図示及び説明を省略する。
[2. Second embodiment]
[2-1. Configuration of sheet manufacturing apparatus]
Next, a second embodiment to which the present invention is applied will be described.
FIG. 9 is a view showing a schematic configuration of a
シート製造装置100Aは、シート製造装置100(図1)において、少なくとも微細化部を収容するチャンバー410を備える。チャンバー410は、内部空間410Aを外部と仕切ることが可能な容器であり、その形状は箱型であっても筒型であってもよいし、より複雑な形状であってもよい。微細化部は、上述のように粗砕部12及び/または解繊部20を含む。本実施形態では、チャンバー410は、供給部10、粗砕部12、解繊部20、及びこれらに接続される管路(管2、管3、管8)の一部または全部を収容する。また、シート製造装置100Aは、チャンバー410の内部空間415Aの温度調整を行う温度調整装置415を有する。
The
チャンバー410の内部空間410A(対象空間)は、チャンバー410の外部と区別された空間であるが、外部空間と内部空間410Aとの間に空気の流通があってもよい。つまり、内部空間410Aの気温を、チャンバー410の外部空間とは異なる温度に維持できればよく、完全な気密性が保たれなくてもよく、例えばチャンバー410は開口を有していてもよい。
The inner space 410A (target space) of the
温度調整装置415(温度調整部)は、制御装置110の制御により、内部空間410Aの空気の温度を調整する。温度調整装置415は、内部空間410Aの空気を加温、及び、冷却できるものであればよいが、少なくとも空気を冷却できるものであればよい。温度調整装置415の具体的な構成は任意であり、例えば、ペルチェ式冷却装置を用いることができる。また、例えば、温度調整装置415は、コンプレッサー、凝縮器、及び蒸発器を備えるヒートポンプ式の冷凍機を用いることもできる。また、温度調整装置415が空気を加温する構成である場合、電気により空気を加温する各種のヒーターや、ヒートポンプ式の装置を用いてもよい。
The temperature adjustment device 415 (temperature adjustment unit) adjusts the temperature of the air in the internal space 410A under the control of the
また、シート製造装置100Aは、センサー部420を備える。センサー部420(温度検出部)は、シート製造装置100がシートSを製造する工程において、チャンバー410に収容された各部、すなわち原料MAを微細化する工程より後の工程の温度および湿度を検出する。本実施形態では、センサー部420は、選別部40の温度および湿度を検出する。センサー部420は、選別部40において、例えば、ドラム部41内部の温度及び湿度を検出する。また、センサー部420は、メッシュベルト46において第1ウェブW1が形成される位置の温度及び湿度を検出する構成であってもよい。また、シート製造装置100Aは、管7、管54、混合ブロアー56、堆積部60、第2ウェブ形成部70、搬送部79、シート形成部80、切断部90等の温度及び湿度を検出するセンサー(図示略)を備えてもよい。このセンサーは、センサー部420に加えて、或いはセンサー部420に代えて設けてもよい。
The
シート製造装置100Aは、チャンバー410、温度調整装置415、及び、センサー部420を備える点を除き、シート製造装置100と同様に構成される。
The
[2−2.シート製造装置の制御系の構成]
図10は、シート製造装置100Aの制御系の説明図である。
シート製造装置100Aにおいて、制御装置110は、センサーI/F114を介してセンサー部420に接続される。センサー部420は、温度を検出する温度センサー421、及び、湿度を検出する湿度センサー422を備える。制御装置110は、温度センサー421の検出値に基づき温度データを取得し、湿度センサー422の検出値に基づき湿度データを検出する。また、センサー部420は、温度センサー421と湿度センサー422との機能が一体化されたセンサーモジュールであってもよい。
[2-2. Configuration of control system of sheet manufacturing apparatus]
FIG. 10 is an explanatory diagram of a control system of the
In the
制御装置110には、駆動部I/F115を介して温度調整部327が接続される。温度調整部327は、温度調整装置415を駆動するペルチェ素子、コンプレッサー、ヒーター等である。
制御装置110は、センサー部420により温度を検出することが可能であり、温度調整部327を制御して、チャンバー410内部の気温を調整できる。
The
The
センサー部420により温度データ及び湿度データを取得する処理は、制御部150(図5)により実行され、例えば、読取制御部152が実行する。また、温度調整部327を制御して内部空間410Aの温度を調整する処理は、制御部150により実行され、例えば、駆動制御部155が実行する。
The process of acquiring temperature data and humidity data by the
シート製造装置100Aは、供給部10を制御して、第1実施形態で説明したように、原料MAの画像を検出して、原料MAに対し選択的に冷却を行う。
また、シート製造装置100Aは、温度調整部327により、供給部10を含む各部が収容された内部空間410Aの気温を調整することにより、選別部40及びそれ以後の工程に送られる解繊物の温度を、所定の温度帯に収まるように維持する機能を有する。この動作について、フローチャートを参照して説明する。
The
Further, the
[2−3.シート製造装置の動作]
図11は、シート製造装置100Aの動作を示すフローチャートであり、供給部10に係る動作を示す。
制御部150は、センサー部420により温度および湿度を検出し、温度データ及び湿度データを取得する(ステップST21)。制御部150は、内部空間410Aの目標温度を設定する(ステップST22)。
[2-3. Operation of sheet manufacturing apparatus]
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the
The
ステップST22で決定される目標温度は、センサー部420により検出された温度及び湿度に対応する温度とすることができる。具体的には、制御部150は、加工部としての選別部40において、解繊部20で解繊された解繊物が結露を生じるような温度を、目標温度とする。この場合、制御部150は、センサー部420で検出された温度および湿度から、センサー部420の検出環境における空気中の水蒸気量を求める。制御部150は、求めた水蒸気量から、センサー部420の検出環境で結露を生じる温度を求め、求めた温度、または、求めた温度に所定のマージンを加味した温度を、目標温度とする。
The target temperature determined in step ST22 can be a temperature corresponding to the temperature and humidity detected by the
解繊部20で解繊された解繊物は、内部空間410Aの温度、或いは、内部空間410Aの温度より所定温度だけ高い温度で選別部40に送られる。ここで、所定温度は、解繊部20の発熱による昇温する温度である。目標温度が適切に設定されている場合、解繊物が、センサー部420の検出環境である選別部40内部に入ったときに、解繊物に結露が生じる。これにより、選別部40において解繊物が適度に湿潤された状態となるので、解繊物の過度の乾燥を防止でき、解繊物に対する静電気の影響を抑制できる。例えば、ドラム部41の内部や、ドラム部41からメッシュベルト46に解繊物(第1分離物)が降下する過程で、静電気による解繊物の付着等を防止できる。
The defibrated material disintegrated by the
シート製造装置100Aは、古紙等である原料MAを選択的に冷却する冷却部550Aから解維部20を低温に制御し、それ以降の工程は常温常湿(から高温高湿)にする構成である。このため、加工部では、積極的に微細化物または粉砕物(具体的には、セルロース繊維、色材等)への結露等によって、セルロースや原料MAに含まれていた色材樹脂(印字トナー)への加湿がなされるため、静電気の帯電を防止できる。
すなわち、解繊部20において解繊処理がされた後に、セルロース繊維と色材樹脂(印字トナー)の摩擦による静電気の発生が抑制されるので、次に示す効果等が得られる。
・セルロース繊維と色材樹脂(印字トナー)の静電凝集を防止して分離効率を向上させることができる。
・セルロース繊維と色材樹脂(印字トナー)の装置内への付着、沈着を防止することができる。
これにより、装置のメンテナンスの容易化、安定稼働、に貢献することができる。
The
That is, since the generation of static electricity due to the friction between the cellulose fiber and the coloring material resin (printing toner) is suppressed after the defibrillation processing is performed in the
The separation efficiency can be improved by preventing electrostatic aggregation of the cellulose fiber and the color material resin (printing toner).
-It is possible to prevent adhesion and deposition of cellulose fiber and colorant resin (printed toner) in the device.
This can contribute to facilitation of maintenance of the device and stable operation.
また、ステップST22で、制御部150は、予め設定された値を目標温度としてもよい。この場合、ステップST21で温度を検出する構成を省略してもよく、センサー部420を設けない構成としてもよい。
Further, in step ST22, the
制御部150は、温度調整装置415による温度調整を開始し(ステップST23)、ステップST22で設定した目標温度に達したか否かを判定する(ステップST24)。目標温度に達しない間(ステップST24;NO)、制御部150は待機する。目標温度に達した場合(ステップST24;YES)、制御部150は、ステップST11に移行して、供給部10から原料MAを供給する。
The
ステップST11〜ST16の動作は、第1実施形態で説明した通りである。
さらに、シート製造装置100Aは、ステップST21(温度検出工程ともいえる)で解繊部20により温度及び湿度を検出し、内部空間410Aの目標温度を設定して、目標温度に合わせて温度調整装置415により温度調整を行う。上述したように、解繊物を結露させることが目的である場合、制御部150は、温度調整装置415により内部空間410Aを冷却する。
The operations of steps ST11 to ST16 are as described in the first embodiment.
Further, the
このように、シート製造装置100Aは、少なくとも微細化部を含む内部空間410Aの温度を調整する温度調整装置415を備える。これにより、冷却部550で冷却された原料MAを、適切な温度で粗砕部12及び/または解繊部20によって微細化することができ、より効率よく、原料MAに含まれる有色の成分を分離できる。
また、原料MAの非印字部は冷却が行われないため、冷却衝撃によるセルロース繊維の劣化がなく、長繊維のセルロース繊維が保存される。このため、再生古紙すなわちシート製造装置100Aが製造するシートの強度等の品質を向上させることが可能である。さらに、冷却部550は、必要な個所のみを冷却する選択的な部分冷却部であるため、消費エネルギーや、冷却溶媒の使用が抑制でき、その結果、環境にやさしいリサイクルを実現することができる。
As described above, the
In addition, since the non-printed portion of the raw material MA is not cooled, there is no deterioration of the cellulose fiber due to the cooling impact, and the long cellulose fiber is preserved. Therefore, it is possible to improve the quality such as the strength of the recycled waste paper, that is, the sheet manufactured by the
シート製造装置100は、微細化部で得られた微細化物を加工する加工部を有する。加工部は、例えば、選別部40、第1ウェブ形成部45、或いは、シートSの製造工程におけるより下流の各部である。
シート製造装置100Aは、加工部の温度を検出するセンサー部420を備える。温度調整装置415は、制御部150により設定される目標温度に従って内部空間410Aの温度を調整し、制御部150は、センサー部420の検出結果に基づいて、温度調整部の目標温度を設定する。これにより、微細化物を加工する環境に対応して、原料MAを微細化する処理の温度条件を適切に管理することができる。このため、例えば、微細化物を加工する環境に対応して、微細化物の温度を調整できる。例えば、微細化物の温度を、微細化物を加工する際に結露を生じるような温度とすることや、微細化物を加工する際に微細化物が過度に乾燥しないような温度とすることが可能になる。
The
The
また、上述したように、シート製造装置100Aは、冷却部550Aから解維部20を低温に制御し、それ以降の工程を、常温常湿から高温高湿にするので、加工部において、積極的に微細化物または粉砕物への結露を生じさせるなど、セルロースや原料MAに含まれていた色材樹脂や印字トナーへの加湿がなされる。従って、静電気の帯電を防止でき、セルロース繊維と色材樹脂の静電凝集を防止して分離効率を向上させる、セルロース繊維と色材樹脂の装置内への付着、沈着を防止することができる。これにより、装置のメンテナンスの容易化、安定稼働、に貢献することができ、加工部における効率を高めることができる。
In addition, as described above, the
[3.第3実施形態]
図12は、第3実施形態における冷却部550Aの要部構成を示す斜視図である。
冷却部550Aは、第1実施形態及び第2実施形態における冷却部550に代えて設けられる。
[3. Third embodiment]
FIG. 12 is a perspective view showing the main configuration of the
The
冷却部550Aは、冷却媒体を吐出するノズル557と、ノズル557をX方向及びY方向に移動させる移動機構とを有する。この移動機構は、Y方向ガイド601、スライド機構602、X方向ガイド603、及び、スライド機構604を備える。
ノズル557は、原料MAに対向して、ノズル557の先端が原料MAの表側または裏側の面に近接するように配置される。
The
The
Y方向ガイド601は、Y方向に延設された棒状部材であり、レールまたは軸とすることができる。スライド機構602は、モーター(図示略)やローラー(図示略)を備え、制御装置110の制御に従ってY方向ガイド601に沿って移動する。スライド機構602にはX方向ガイド603が固定され、スライド機構602の移動に伴ってX方向ガイド603がY方向に移動する。
X方向ガイド603は、X方向に延設された棒状部材であり、レールまたは軸とすることができる。スライド機構604は、モーター(図示略)やローラー(図示略)を備え、制御装置110の制御に従ってX方向ガイド603に沿って移動する。スライド機構604にはノズル557が固定される。
The
The
従って、スライド機構602、604の移動により、ノズル557をX方向及びY方向の任意の位置に移動させることができる。
ノズル557は、その先端から原料MAに向けて冷却媒体を吐出する。ノズル557は、冷媒吐出部551が備えるノズル555や、冷媒吐出部552が備えるノズル556と同様に構成される。また、ノズル557に冷媒を供給する各部の構成も同様である。また、ノズル557が吐出する冷却媒体は、第1実施形態で説明したものと同様である。
Therefore, the movement of the
The
制御装置110は、冷却条件データ163に含まれる画像形成領域PAの座標に基づき、スライド機構602、604を駆動する。これにより、制御装置110は、Y方向ガイド601、スライド機構602、X方向ガイド603、及びスライド機構604によって、ノズル557をX方向およびY方向に走査させて、画像形成領域PAを冷却する。
The
また、冷却部550Aはシート吸引部510を有する。シート吸引部510は、シート案内508(図2)と同様に原料MAを下方から支持する板状部材であり、図示しない吸引部材(例えば、ポンプ)の吸引力により空気を吸引する。この吸引力により、シート吸引部510は、原料MAを、X方向およびY方向に移動しないよう保持する。この構成により、原料MAの位置ずれを防止し、ノズル557によって、画像形成領域PAを的確に冷却できる。また、シート吸引部510は、原料MAを吸引することで、Z方向への原料MAの浮き上がりを防止する。これにより、ノズル557の先端が原料MAに接触することなく、ノズル557を原料MA上で走査させて、画像形成領域PAを冷却できる。
Further, the
[4.第4実施形態]
図13は、第4実施形態の冷却部550Bの要部構成を示す図であり、冷却部550Bを側面方向から見た構成を模式的に示す。
[4. Fourth embodiment]
FIG. 13 is a diagram showing the main configuration of the
冷却部550Bは、ノズル611と、ノズル611に近接して配置される吸引管613と、ノズル611及び吸引管613を収容するチャンバー610とを備える。
チャンバー610は、気体を通過させない、或いは通過させにくい材料で構成され、ノズル611及び吸引管613を含む内部空間を外部と仕切る箱体である。チャンバー610の原料MA側の端部には、原料MAを損傷しないように、気流を抑止するシール部材616が配置される。シール部材616は、例えば、原料MAの搬送方向Fに回転可能なローラーである。
The
The
ノズル611は、原料MAに対向して、ノズル先端611Aが原料MAの表側または裏側の面に近接するように配置される。ノズル611は、冷却媒体をノズル611に供給する冷却媒体供給管611Bを備える。冷却媒体供給管611Bを通じて供給される冷却媒体、及び、冷却媒体をノズル611に供給する構成は、第1実施形態で説明したものと同様である。
The
吸引管613は、先端開口613Aをノズル先端611Aに対向させて配置される。吸引管613は、輸送管614を有する。輸送管614は、図示しない吸引装置(例えば、吸引ポンプ)に接続され、吸引装置が発生する負圧により、先端開口613Aから気体を吸引する。
The
ノズル611がノズル先端611Aから冷却媒体を吐出すると、吐出された冷却媒体は先端開口613Aから吸引される。吸引された冷却媒体は、輸送管614を通じて回収することが可能である。
When the
ノズル611はチャンバー610に収容されている。チャンバー610は、吸引管613に吸引されなかった冷却媒体の拡散を抑制する。また、チャンバー610は、ノズル先端611Aに外部からの風が影響して、冷却媒体が先端開口613A以外の方向に拡散することを防止する作用があり、吐出された冷却媒体の大部分を先端開口613Aから吸引し、回収できる。例えば、冷却媒体が、アルゴンやヘリウム等の希少性の高い成分を含む場合や、大気中またはシート製造装置100の内部に拡散させることが適切でないとされる成分を含む場合、冷却部550Bを用いて冷却媒体を回収することが好適である。
The
冷却部550Bは、第1実施形態及び第2実施形態における冷却部550に代えて設けられる。例えば、冷媒吐出部551を構成する各々のノズル555を、ノズル611と吸引管613との組合せに置き換えることが可能である。この場合、複数のノズル611に対して1つの吸引管613を備える構成としてもよい。また、チャンバー610は、複数のノズル611及び吸引管613を収容する構成であってもよい。
The
[5.第5実施形態]
図14は、第5実施形態の冷却部550Cの要部構成を示す図であり、冷却部550Cを側面方向から見た構成を模式的に示す。
[5. Fifth embodiment]
FIG. 14 is a diagram showing the main configuration of the
冷却部550Cは、複合ノズル621を備える。複合ノズル621は、外管621Aと、内管621Bとを有する二重管構造で構成される。外管621Aには、外部から冷却媒体が供給される。外管621Aを通じて供給される冷却媒体、及び、冷却媒体を外管621Aに供給する構成は、第1実施形態で説明したものと同様である。
The
複合ノズル621は、原料MAに対向して、複合ノズル621の先端が原料MAの表側または裏側の面に近接するように配置される。
外管621Aは、複合ノズル621の先端に開口する吐出口621Cに連通する。吐出口621Cは原料MAに対向して配置され、外管621Aに供給される冷却媒体が吐出口621Cから原料MAに向けて吐出される。
The
The
内管621Bは、複合ノズル621の先端に開口する吸引口621Dに連通する。内管621Bは、図示しない吸引装置(例えば、吸引ポンプ)に接続され、吸引装置が発生する負圧により、吸引口621Dから気体を吸引する。
The
複合ノズル621が、吐出口621Cから冷却媒体を吐出すると、吐出された冷却媒体は吸引口621Dから吸引される。吸引された冷却媒体は、内管621Bを通じて回収することが可能である。
When the
吸引口621Dは、吐出口621Cとともに複合ノズル621の先端部に開口する。図14の例では、吸引口621Dは吐出口621Cに隣接して開口しており、吸引口621Dが吐出口621Cのよりも原料MA側に突出している。このため、吐出口621Cから吐出された冷却媒体の大部分を、冷却媒体が拡散しないうちに吸引口621Dから吸引できる。
The
複合ノズル621の先端部では、例えば、吐出口621Cがリング状に形成され、その中心に吸引口621Dが開口する構成とすることができる。また、例えば、複合ノズル621の先端で、吐出口621Cと吸引口621Dとが並んで開口していてもよい。これらの構成でも、冷却媒体の大部分を吸引口621Dから吸引して回収できる。
At the tip of the
冷却部550Cは、第4実施形態の冷却部550Bと同様に、原料MAを冷却するために吐出した冷却媒体を回収できる。このため、例えば、冷却媒体が希少性の高い成分を含む場合や、大気中またはシート製造装置100の内部に拡散させることが適切でないとされる成分を含む場合に好適である。
Similar to the
冷却部550Cは、冷却部550Bと同様に、第1実施形態及び第2実施形態における冷却部550に代えて設けられる。例えば、冷媒吐出部551を構成する各々のノズル555を、複合ノズル621に置き換えることが可能である。
Similar to the
[6.第6実施形態]
図15は、第6実施形態の冷却部550Dの要部構成を示す図であり、冷却部550Dを側面方向から見た構成を模式的に示す。
[6. Sixth embodiment]
FIG. 15 is a view showing the main configuration of the
冷却部550Dは、複合ノズル631と、複合ノズル631を収容するチャンバー630とを備える。複合ノズル631は、外管631Aと、内管631Bとを有する二重管構造で構成される。外管631Aには、外部から気体が供給される。外管631Aを供給される気体は冷却媒体であってもよいが、冷却媒体として使用される成分を含まない気体であってもよく、例えば、空気、窒素、酸素、二酸化炭素、不活性ガス等である。また、内管631Bには、外部から冷却媒体が供給される。内管631Bを通じて供給される冷却媒体、及び、冷却媒体を外管631Aに供給する構成は、第1実施形態で説明したものと同様である。
The
複合ノズル631は、原料MAに対向して、複合ノズル631の先端が原料MAの表側または裏側の面に近接するように配置される。
外管631Aは、複合ノズル631の先端に開口する吐出口631Cに連通する。吐出口631Cは、原料MAに対向して配置され、外管631Aに供給される気体が吐出口631Cから原料MAに向けて吐出される。
The
The
また、内管631Bは、複合ノズル631の先端に開口する冷却媒体吐出口631Dに連通する。冷却媒体吐出口631Dは、原料MAに対向して配置され、内管631Bに供給される冷却媒体が冷却媒体吐出口631Dから原料MAに向けて吐出される。
Further, the
複合ノズル631の先端では、冷却媒体吐出口631Dは、吐出口631Cに囲まれるように配置される。このため、冷却媒体吐出口631Dから吐出される冷却媒体は、吐出口631Cから流出する気流の中を通って原料MAに接触する。このため、冷却媒体が選択的に画像形成領域PAに接触するので、画像形成領域PAを効率よく冷却できる。
At the tip of the
チャンバー630は、気体を通過させない、或いは通過させにくい材料で構成され、複合ノズル631を含む内部空間を外部と仕切る箱体である。チャンバー630の原料MA側の端部には、原料MAを損傷しないように、気流を抑止するシール部材636が配置される。シール部材636は、例えば、原料MAの搬送方向Fに回転可能なローラーである。
The
チャンバー630は、チャンバー630の内部空間に連通する排気口630Aを有する。排気口630Aは、図示しない外部の吸引装置(例えば、ポンプ)に接続され、吸引装置の吸引力によってチャンバー630から気体を吸い出す。
The
複合ノズル631から吐出される冷却媒体、及び、冷却媒体の周囲を流れる気体は、排気口630Aを通じて回収される。チャンバー630は外部と仕切られた空間であるため、冷却媒体を、排気口630Aから効率よく回収できる。例えば、冷却媒体が希少性の高い成分を含む場合や、大気中またはシート製造装置100の内部に拡散させることが適切でないとされる成分を含む場合に好適である。
The cooling medium discharged from the
冷却部550Dは、冷却部550B、550Cと同様に、第1実施形態及び第2実施形態における冷却部550に代えて設けられる。例えば、冷媒吐出部551を構成する各々のノズル555を、複合ノズル631に置き換えることが可能である。
Like the cooling
[7.他の実施形態]
上述した各実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明を実施する具体的態様に過ぎず、本発明を限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、例えば以下に示すように、種々の態様において実施することが可能である。
例えば、上述した各実施形態において、読取部530は、原料MAにおいて画像が形成された部分を、例えば磁気的に検出するものであってもよい。また、原料MAを冷却する冷却部として、冷却媒体を原料MAに向けて吐出する冷却部550、550A〜550Dを備える構成を説明したが、冷却部は、例えば、低温の部材を原料MAに接触させて原料MAを冷却してもよい。この場合、冷却部は、上記部材を冷却する装置と、上記部材を原料MAに向けて動かす移動機構とを備える構成であればよい。
[7. Other embodiments]
Each embodiment mentioned above is only a concrete mode which carries out the present invention described in a claim, and does not limit the present invention, and in the range which does not deviate from the gist, for example, as shown below, And can be implemented in various aspects.
For example, in each embodiment described above, the
シート製造装置100、100Aは、シート製造装置100、100Aの内部空間や原料等を加湿する加湿器を備えてもよい。この加湿器は、例えば、粗砕部12が粗砕した原料、解繊部20の解繊物、選別部40で選別された第1選別物、第1ウェブ形成部45で形成された第1ウェブW1、管54及び混合ブロアー56で混合された混合物等を加湿する。この加湿器は、スチーム式加湿器、気化式加湿器、温風気化式加湿器、超音波式加湿器等が挙げられる。例えば、高湿度の加湿空気を供給するものであってもよいし、水の微粒子(ミスト)を供給するものであってもよい。
The
また、シート製造装置100、100Aは、シートSに限らず、硬質のシート或いは積層したシートで構成されるボード状、或いは、ウェブ状の製造物を製造する構成であってもよい。また、製造物は紙に限らず不織布であってもよい。シートSの性状は特に限定されず、筆記や印刷を目的とした記録紙(例えば、いわゆるPPC用紙)として使用可能な紙であってもよいし、壁紙、包装紙、色紙、画用紙、ケント紙等であってもよい。また、シートSが不織布である場合、一般的な不織布のほか、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、マット等としてもよい。
The
9…ホッパー、10…供給部、12…粗砕部(微細化部)、14…粗砕刃、20…解繊部(微細化部)、22…導入口、24…排出口、40…選別部(分級部)、41…ドラム部、42…導入口、43…ハウジング部、44…排出口、45…第1ウェブ形成部(分級部)、46…メッシュベルト、47、47a…張架ローラー、48…吸引部、49…回転体、50…混合部、52…添加物供給部、56…混合ブロアー、60…堆積部、70…第2ウェブ形成部、78…調湿部、79…搬送部、80…シート形成部、82…加圧部、84…加熱部、90…切断部、96…排出部、100、100A…シート製造装置(シート処理装置)、101…解繊処理部、102…製造部(加工部)、110…制御装置、111…メインプロセッサー、112…ROM、113…RAM、120…不揮発性記憶部、150…制御部、151…原料搬送制御部、152…読取制御部、153…画像処理部(データ処理部)、154…冷却制御部、155…駆動制御部、160…記憶部、161…設定データ、162…画像データ、163…冷却条件データ、163a…座標データ、163b…冷却位置データ、321…搬送部、325、326…冷媒吐出部、327…温度調整部、410…チャンバー、410A…内部空間(対象空間)、415…温度調整装置(温度調整部)、415A…内部空間、420…センサー部(温度検出部)、421…温度センサー、422…湿度センサー、501…載置台、502…ピックアップローラー、505…搬送ローラー、506…搬送機構(シート搬送部)、507、508、509…シート案内、510…シート吸引部、530…読取部(検出部)、531…表側センサー(読取部)、532…裏側センサー(読取部)、550、550A、550B、550C、550D…冷却部、551、552…冷媒吐出部、555、556…ノズル、555a、556a…吐出口、557…ノズル、601…Y方向ガイド、602、604…スライド機構、603…X方向ガイド、610…チャンバー、611…ノズル、611A…ノズル先端、611B…冷却媒体供給管、613…吸引管、613A…先端開口、614…輸送管、616…シール部材、621…複合ノズル、621A…外管、621B…内管、621C…吐出口、621D…吸引口、630…チャンバー、630A…排気口、631…複合ノズル、631A…外管、631B…内管、631C…吐出口、631D…冷却媒体吐出口、636…シール部材、F…搬送方向、H…搬送路、MA…原料(シート)、P1、P2、P3…画像、PA、PA1、PA2、PA3…画像形成領域、S…シート。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記シートにおいて形成された画像を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記画像を含む画像形成領域に対し、冷却媒体を選択的に接触させる冷却処理を行う冷却部と、
前記冷却部により前記冷却処理が施された前記シートを微細化する微細化部と、
を備える、シート処理装置。 A sheet processing apparatus for processing a sheet on which an image is formed,
A detection unit that detects an image formed on the sheet;
A cooling unit that performs a cooling process for selectively bringing a cooling medium into contact with an image forming area including the image detected by the detection unit;
A refining unit that refines the sheet subjected to the cooling process by the cooling unit;
A sheet processing apparatus comprising:
前記シート搬送部において、前記シート搬送部によって搬送されている前記シートの前記画像の検出と、前記シート搬送部によって搬送されている前記シートの前記画像形成領域に対する前記冷却処理と、のうちの少なくともいずれかを行う、請求項1に記載のシート処理装置。 A sheet conveying unit for conveying the sheet;
At least the detection of the image of the sheet being conveyed by the sheet conveyance unit and the cooling process on the image forming area of the sheet being conveyed by the sheet conveyance unit in the sheet conveyance unit The sheet processing apparatus according to claim 1, which performs any of the above.
前記制御部は、前記検出部の検出結果に応じて前記冷却部が前記シートに接触させる前記冷却媒体の量を制御する、請求項4記載のシート処理装置。 The cooling unit is capable of changing the amount of the cooling medium to be brought into contact with the sheet,
The sheet processing apparatus according to claim 4, wherein the control unit controls an amount of the cooling medium that the cooling unit causes the sheet to contact in accordance with a detection result of the detection unit.
前記制御部は、前記読取部による読取データを処理するデータ処理部を有する、請求項4または5記載のシート処理装置。 The detection unit includes a reading unit that optically reads the surface of the sheet.
The sheet processing apparatus according to claim 4, wherein the control unit includes a data processing unit configured to process read data by the reading unit.
前記加工部の温度を検出する温度検出部を備え、
前記温度調整部は、前記制御部により設定される目標温度に従って前記対象空間の温度を調整し、
前記制御部は、前記温度検出部の検出結果に基づいて、前記温度調整部の目標温度を設定する、請求項7記載のシート処理装置。 It has a processing unit for processing the micronized product obtained in the above-mentioned refinement unit,
A temperature detection unit that detects the temperature of the processing unit;
The temperature adjustment unit adjusts the temperature of the target space according to the target temperature set by the control unit,
The sheet processing apparatus according to claim 7, wherein the control unit sets a target temperature of the temperature adjustment unit based on a detection result of the temperature detection unit.
前記シートに形成された画像を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出された前記画像を含む画像形成領域に対し、冷却媒体を選択的に接触させる冷却工程と、
前記冷却工程で処理された前記シートを微細化する微細化工程と、
を有する、シート処理方法。 A sheet processing method for processing a sheet, wherein
Detecting the image formed on the sheet;
A cooling step of selectively bringing a cooling medium into contact with an image forming area including the image detected in the detecting step;
A refining process for refining the sheet treated in the cooling process;
And a sheet processing method.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
WO2020250796A1 (en) | 2019-06-11 | 2020-12-17 | 株式会社Ihi | Pump system |
-
2017
- 2017-12-20 JP JP2017244242A patent/JP2019108643A/en active Pending
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