JP2019108644A - 繊維原料再生装置、および、繊維原料再生方法 - Google Patents

繊維原料再生装置、および、繊維原料再生方法 Download PDF

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Abstract

【課題】繊維を含む原料を微細化して再生する装置における処理効率の向上を図る。【解決手段】原料MAを微細化する解繊部20と、解繊部20を含む第1空間410aの温度を検出する第1センサー部411と、第1空間410aの温度を調整する第1空調部415と、解繊部20により原料MAを微細化して得られる解繊物MCを加工する製造部102と、製造部102の設置位置における温度および湿度の少なくともいずれかを検出する第2センサー部421と、第1センサー部411および第2センサー部421の少なくともいずれかの検出結果に基づき第1空調部415を制御する制御部と、を備える、シート製造装置100。【選択図】図1

Description

本発明は、繊維原料再生装置、および、繊維原料再生方法に関する。
従来、古紙などの原料を再生する装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この種の装置は原料を微細化する工程を含んでいるが、微細化された原料の取り扱いは容易ではない。例えば、特許文献1の装置は、解繊部において、原料を解繊した解繊物の付着の対策として、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。
特開2015−137442号公報
繊維を含む原料を再生する場合、再生される繊維を原料から高純度で取り出すために、原料をより微細にすることが好ましい。しかしながら、原料の微細化が進むほど取り扱いが難しくなり、処理効率の低下が懸念される。このため、原料を微細化して処理する工程の効率を高め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、繊維を含む原料を微細化して再生する装置における処理効率の向上を図ることを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の繊維原料再生装置は、原料を微細化する微細化部と、前記微細化部を含む第1空間の温度を検出する第1検出部と、前記第1空間の温度を調整する第1空調部と、前記微細化部により前記原料を微細化して得られる微細化物を前記第1空間の外部で加工する加工部と、前記加工部の設置位置における温度および湿度の少なくともいずれかを検出する第2検出部と、前記第1検出部および前記第2検出部の少なくともいずれかの検出結果に基づき前記第1空調部を制御する制御部と、を備える。
本発明によれば、原料を微細化(粉砕又は解繊)する処理における温度を、微細化物の加工または加工部への微細化物の搬送に適した温度とすることができる。例えば、第1空間の温度を低い温度にすることで、原料を微細化する処理における原料の温度、および、加工部に輸送される微細化物の温度を低くすることができる。この場合、原料の脆性を高めることができ、原料に含まれる繊維から有色の成分を効率よく分離させることができる。また、第1空間から第1空間の外部にある加工部に微細化物が輸送された際には、微細化物に結露が生じやすくなる。そのため、微細化物に湿気が加えられて(加湿されて)静電気の影響を軽減することができる。その結果、微細化物に含まれる繊維と、繊維以外の粒子との静電気による凝集を防止し、繊維と繊維以外の成分とを分離する効率を向上させることができる。また、微細化物に含まれる繊維および繊維以外の粒子が、微細化部内または微細化部から加工部に輸送される経路に付着することを防止または抑制できる。また、微細化物を処理する工程で微細化物の静電気による付着を防止または抑制できる。このように、第1空間の温度を調整することで、原料または微細化物の処理効率の向上を図ることができる。
また、本発明は、前記制御部は、前記第2検出部の検出結果に基づき前記第1空調部を動作させる。
この構成によれば、加工部の設置位置の温度および/または湿度に対応して、原料を微細化する温度を調整できる。このため、原料または微細化物の処理効率の向上を図ることができる。
また、本発明は、前記第2検出部は、前記加工部の設置位置における温度および湿度を検出可能に構成され、前記制御部は、前記第2検出部により検出された温度および湿度に基づき前記第1空間の目標温度を設定し、設定した目標温度に従って前記第1空調部を動作させる。
この構成によれば、加工部の設置位置の温度と湿度の両方に対応して、原料を微細化する温度を調整できる。このため、原料または微細化物の処理効率のより一層の向上を図ることができる。
また、本発明は、前記制御部は、前記第2検出部の検出結果をもとに、前記加工部の設置位置における露点温度を求め、前記第1空間の目標温度を前記露点温度以下の温度に設定する。
この構成によれば、微細化部から加工部に輸送される微細化物の温度が、加工部の設置位置における露点温度以下の温度であるため、加工部において結露が生じる。このため、微細化物の輸送や処理に関し、静電気の影響を軽減することができ、微細化物に含まれる繊維と、繊維以外の粒子との静電気による凝集を防止し、繊維と繊維以外の成分とを分離する効率を向上させることができる。また、微細化物に含まれる繊維および繊維以外の粒子が、微細化部内または微細化部から加工部に輸送される経路に付着することを防止または抑制できる。また、微細化物を処理する工程で微細化物の静電気による付着を防止または抑制できる。従って、微細化物の処理効率の向上を図ることができる。
また、本発明は、前記加工部が設置された空間である第2空間の温度および湿度を調整する第2空調部を備え、前記第2検出部は、前記第2空間の温度および湿度の少なくともいずれかを検出し、前記制御部は、前記第2空間の温度および湿度について予め設定された目標値と、前記第2検出部の検出結果と、に基づき、前記第2空調部を制御する。
この構成によれば、加工部が設置された空間の温度および湿度を目標値に基づき調整し、例えば、温度および湿度を目標値に合わせることができる。このため、例えば、第2空間において微細化物に結露を生じさせやすい温度及び湿度に調整することで、微細化物に含まれる繊維と、繊維以外の粒子との静電気による凝集を防止し、繊維と繊維以外の成分とを分離する効率を向上させることができる。また、微細化物に含まれる繊維および繊維以外の粒子が、微細化部内または微細化部から加工部に輸送される経路に付着することを防止または抑制できる。また、微細化物を処理する工程で微細化物の静電気による付着を防止または抑制できる。このように、第2空間の温度及び湿度を調整することで、微細化物の処理効率の向上を図ることができる。
また、本発明は、前記微細化部は、シート状の前記原料を裁断する裁断装置、及び、前記原料を繊維状に解繊する解繊機の少なくともいずれかを含む。
この構成によれば、裁断装置や解繊機における処理効率の向上、裁断装置で裁断された裁断片や解繊機で解繊された解繊物の輸送の効率化を図ることができる。
また、本発明は、前記微細化部を収容する第1筐体を有し、前記第1検出部は前記第1筐体の内部空間である前記第1空間の温度を検出する。
この構成によれば、微細化部を第1筐体に収容した構成により、微細化部が位置する空間の温度や湿度の検出、及び、第1空調部による温度調整を確実に行うことができる。
また、本発明は、前記加工部を収容する第2筐体を有し、前記第2検出部は前記第2筐体の内部空間の温度および湿度の少なくともいずれかを検出する。
この構成によれば、加工部を第2筐体に収容した構成により、加工部の位置における温度や湿度を確実に検出できる。
また、本発明は、前記加工部は、前記微細化物を分級する分級部を有し、前記分級部は前記第2筐体に収容される。
この構成によれば、微細化物が分級される位置における温度や湿度を確実に検出できる。
また、上記課題を解決するため、本発明の繊維原料再生方法は、原料を微細化する微細化工程と、前記微細化工程が実行される第1空間の温度を検出する第1検出工程と、前記微細化工程で前記原料を微細化して得られる微細化物を加工する加工工程と、前記加工工程が実行される位置における温度および湿度の少なくともいずれかを検出する第2検出工程と、前記第1検出工程および前記第2検出工程の少なくともいずれかの検出結果に基づき前記第1空間の温度を調整する温度調整工程と、を有する。
本発明によれば、原料を微細化する処理における温度を、微細化物の加工または加工部への微細化物の搬送に適した温度とすることができる。例えば、温度調整工程により第1空間の温度を低い温度にすることで、微細化工程における原料の温度、および、加工工程まで輸送される微細化物の温度を低くすることができる。この場合、原料の脆性を高めることができ、原料に含まれる繊維から有色の成分を効率よく分離させることができる。また、加工工程で微細化物に結露を生じさせやすくなる。そのため、静電気の影響を軽減し、微細化物に含まれる繊維と、繊維以外の粒子との静電気による凝集を防止し、繊維と繊維以外の成分とを分離する効率を向上させることができる。また、微細化物に含まれる繊維および繊維以外の粒子が、微細化部内または微細化部から加工部に輸送される経路に付着することを防止または抑制できる。また、微細化物を処理する工程で微細化物の静電気による付着を防止または抑制できる。従って、温度調整工程で温度を調整することで、原料または微細化物の処理効率の向上を図ることができる。
第1実施形態のシート製造装置の構成を示す模式図。 シート製造装置の制御系の説明図。 制御装置の機能ブロック図。 シート製造装置の動作を示すフローチャート。 第2実施形態のシート製造装置が有する制御装置の機能ブロック図。 第2実施形態のシート製造装置の動作を示すフローチャート。 第3実施形態のシート製造装置の構成を示す模式図。 第3実施形態のシート製造装置の動作を示すフローチャート。 第4実施形態のシート製造装置の概略構成を示す図。 第5実施形態のシート製造装置の概略構成を示す図。 第6実施形態のシート製造装置の概略構成を示す図。
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。
[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、および、切断部90を備える。粗砕部12、解繊部20、選別部40、および、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、および、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。
シート製造装置100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。本実施形態ではシート製造装置100が印刷用紙であるシートSを製造する例を説明する。
供給部10は、粗砕部12に、シート製造装置100がシートSを製造するための原料MAを供給する。供給部10の動作は原料供給工程に相当する。原料MAは繊維を含むものであればよく、例えば、紙、パルプ、パルプシート、不織布を含む布、或いは織物等が挙げられる。シート製造装置100の原料は、廃棄紙(いわゆる古紙)等の使用済みのものであってもよいし、未使用のものであってもよい。以下では、シート製造装置100が廃棄紙を原料とする場合を例に挙げて説明する。
供給部10は、ユーザーが投入した原料MAを収容するトレイ(図示略)、トレイから原料MAを送り出すローラー(図示略)、及び、ローラーを駆動するモーター(図示略)を備える。供給部10は、モーターの動作により原料MAを粗砕部12に送り出す。
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、細片状の粗砕片MBにする。粗砕片MB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粗砕片MB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。
解繊部20は、粗砕片MB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粗砕片MB(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、粗砕片MBに含まれる繊維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」(以下、解繊物MC)という。解繊物MC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。解繊物MCに含まれる繊維、すなわち解きほぐされた解繊物繊維の形状は、ひも(string)状や平ひも(ribbon)状である。解繊物MCに含まれる解繊物繊維は、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、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)、および、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から管2を通じて送られる粗砕片MB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。
解繊部20は、粗砕片MB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から粗砕片MB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。
粗砕部12は、裁断装置に相当し、解繊部20は解繊機に相当する。粗砕部12、及び、解繊部20は、解繊処理部101を構成し、本発明の微細化部に相当する。粗砕部12が原料MAを粗砕する処理、および/または解繊部20が粗砕片MBを解繊する処理は、微細化及び微細化工程に相当する。粗砕部12により裁断された粗砕片MB、及び、解繊部20で解繊された解繊物MCは、微細化物に相当する。換言すれば、微細化部は粗砕部12及び解繊部20のいずれか一方または両方であり、微細化物は粗砕片MBまたは解繊物MCである。また、例えば、シート製造装置100が粗砕部12を備えず、供給部10が解繊部20に対して原料MAを供給する構成においては、解繊部20が微細化部に相当し、解繊物MCが微細化物に相当する。
選別部40は、解繊物MCを導入口42から導入し、解繊物MCに含まれる成分を、サイズによって選別する。サイズとは、例えば、解繊物MCに含まれる繊維の長さである。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。選別部40は分級部に相当する。
選別部40により選別された選別物のうち、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。
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、すなわち分級部の構成は、図1に示す選別部40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。
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48と、を含む。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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および第2ウェブ形成部70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。
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。
シート形成部80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。
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。
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。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。
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の少なくともいずれかは、加工部に相当する。つまり、製造部102の全部または一部が、シート製造装置100は、粗砕部12で微細化された粗砕片MB、または、解繊部20で微細化された解繊物MCを処理する加工部に相当する。
シート製造装置100は、微細化部に相当する粗砕部12および解繊部20の少なくともいずれかを収容する第1チャンバー410(第1筐体)を有する。本実施形態の第1チャンバー410は、粗砕部12および解繊部20を収容する。第1チャンバー410は中空の筐体であり、例えば箱型に構成され、第1チャンバー410の内部空間である第1空間410aに、粗砕部12及び解繊部20が収容される。また、供給部10が第1チャンバー410に収容されてもよい。また、図1に示すように、粗砕部12及び解繊部20に接続する管(管2、管3、管8)の一部または全部も第1チャンバー410に収容される。
シート製造装置100は、第1センサー部411(第1検出部)を有する。第1センサー部411は、第1チャンバー410に設けられ、後述するように、温度センサー412(図2)、及び、湿度センサー413(図2)を備える。温度センサー412は、第1空間410aの温度を検出するセンサーであり、湿度センサー413は第1空間410aの湿度を検出するセンサーである。後述するように、第1センサー部411は制御装置110に接続され、第1空間410aで検出した温度および湿度の検出値を制御装置110に出力する。
シート製造装置100は、加工部の少なくともいずれかを収容する第2チャンバー420(第2筐体)を有する。本実施形態の第2チャンバー420は、製造部102を構成する各部を収容する。第2チャンバー420は中空の筐体であり、例えば箱型に構成され、第2チャンバー420の内部空間である第2空間420aに、製造部102が収容される。
シート製造装置100は、第2センサー部421(第2検出部)を有する。第2センサー部421は、第2チャンバー420に設けられ、後述するように、温度センサー422(図2)、及び、湿度センサー423(図2)を備える。温度センサー422は、第2空間420aの温度を検出するセンサーであり、湿度センサー423は第2空間420aの湿度を検出するセンサーである。後述するように、第2センサー部421は制御装置110に接続され、第2空間420aで検出した温度および湿度の検出値を制御装置110に出力する。
なお、第1チャンバー410は、第1空間410aを外部と仕切ることが可能な容器であればよい。同様に、第2チャンバー420は、第2空間420aを外部と仕切ることが可能な容器であればよい。第1チャンバー410及び第2チャンバー420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。
第1空間410aは、第1チャンバー410の外部と区別された空間であるが、外部空間と第1空間410aとの間に空気の流通があってもよい。つまり、第1空間410aの温度(気温)を、第1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、例えば第1チャンバー410は開口を有していてもよい。第2チャンバー420も同様に、第2空間420aの温度(気温)や湿度を第2チャンバー420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、例えば第2チャンバー420は開口を有していてもよい。
第1チャンバー410には第1空調部415が設けられ、第2チャンバー420には第2空調部425が設けられる。
第1空調部415は、制御装置110の制御に従って動作し、第1空間410aの温度および/または湿度を調整する空調装置である。第1空調部415は、少なくとも、第1空間410aを冷却する機構を備える。例えば、第1空調部415は、ペルチェ式冷却装置、或いは、コンプレッサー、凝縮器、および蒸発器を備えるヒートポンプ式の冷凍機である。第1空調部415は、第1空間410aを加熱または加温する機構を備えてもよく、例えば、電気により空気を加温する各種のヒーターや、ヒートポンプ式のヒーターを備えてもよい。また、第1空調部415は、第1空間410aの湿度を調整する機構を備えてもよく、例えば、ミスト式加湿器や気化式加湿器を備えてもよい。
第2空調部425は、制御装置110の制御に従って動作し、第2空間420aの温度、及び、湿度を調整する空調装置である。第2空調部425は、第2空間420aの温度を調整する機能を有する。例えば、第2空間420aを冷却するペルチェ式冷却装置、第2空間420aを加熱する電気により空気を加温する各種のヒーター、或いは、第2空間420aを加熱および冷却するヒートポンプを備える。また、第2空調部425は、第2空間420aの湿度を調整する機構として、例えば、ミスト式加湿器や気化式加湿器を備える。
[1−2.制御装置の構成]
図2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。
制御装置110は、メインプロセッサー111、ROM(Read Only Memory)112、および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。
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。
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。
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。
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。
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。
センサーI/F114には、原料センサー301、および、排紙センサー302が接続される。また、センサーI/F114には、第1センサー部411、及び、第2センサー部421がそれぞれ接続される。
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、供給部10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。
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。
第1センサー部411は、温度センサー412及び湿度センサー413を備える。第1センサー部411は、温度センサー412により検出した温度の検出値、及び、湿度センサー413が検出した湿度の検出値を、それぞれ制御装置110に出力する。
第2センサー部421は、温度センサー422及び湿度センサー423を備える。第2センサー部421は、温度センサー422により検出した温度の検出値、及び、湿度センサー423が検出した湿度の検出値を、それぞれ制御装置110に出力する。
温度センサー412、422の具体的態様は任意であり、熱電対、測温抵抗体、サーミスター、その他の各種素子を用いて構成することができ、複数の素子を含む回路で構成してもよい。湿度センサー413、423についても具体的態様は任意であり、電気抵抗式の湿度センサーや、静電容量式の湿度センサー等を用いることができる。
第1センサー部411および第2センサー部421のそれぞれは、温度や湿度の検出値として、アナログ信号を出力してもよいし、検出値を示すデジタルデータを出力してもよい。また、温度の検出値と湿度の検出値とが統合されたデータを出力してもよい。
また、第1センサー部411は、複数の温度センサー412を備え、これら複数の温度センサー412の検出結果を統計的に処理した値を検出値としてもよい。湿度センサー413についても同様である。また、第2センサー部421が複数の温度センサー422を備え、これら複数の温度センサー422の検出結果を統計的に処理した値を検出値としてもよい。湿度センサー423についても同様である。
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。
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、および切断部318が接続される。
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。
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および第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。
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。
また、駆動部I/F115には、第1空調部415、および、第2空調部425が接続される。
制御装置110は、第1空調部415を動作させて第1空間410aの温度を調整する。第1空間410aの温度の調整は、第1空間410aの冷却を含み、第1空調部415が第1空間410aを加熱可能な構成である場合には第1空間410aの温度を上昇させる制御を含んでもよい。
また、制御装置110は、第2空調部425を動作させて第2空間420aの温度および湿度を調整する。第2空間420aの温度の調整は、第2空間420aの加熱および冷却を含む。また、第2空調部425は、制御装置110の制御に従って第2空間420aを加湿する。
図3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2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。
制御部150は、検出制御部151、空調制御部152、および、駆動制御部153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。
図3には、制御部150の制御対象として第1センサー部411、第2センサー部421、第1空調部415、及び、第2空調部425を示す。また、図3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2のセンサーI/F114に接続されるセンサーの総称であり、第1センサー部411及び第2センサー部421を除く。また、駆動部310は、第1空調部415、及び第2空調部425を除き、駆動部I/F115に接続される各駆動部の総称である。
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を記憶する。
設定データ161は、タッチセンサー117の操作により、或いは、制御装置110が備える通信インターフェイス(図示略)を介して入力されるコマンドやデータに基づき、生成され、記憶部160に記憶される。
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。
制御部150の駆動制御部153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。
また、設定データ161は、第1空調部415、及び第2空調部425を利用した空調の制御に係る設定値として、第1目標値162、及び、第2目標値163を含む。第1目標値162は、第1空間410aに対する空調の目標値であり、具体的には目標温度である。第2目標値163は、第2空間420aに対する空調の目標値であり、目標温度と、目標湿度とを含む。第1目標値162及び第2目標値163が含む温度や湿度は動的に設定可能であってもよいが、本実施形態では、予め設定され記憶部160に記憶される。
検出制御部151は、センサー300、第1センサー部411、及び温度センサー412による検出を制御し、各センサーの検出値を取得する。
空調制御部152は、検出制御部151が検出した第1センサー部411の検出値と、第1目標値162とに基づき、第1空調部415を動作させる。空調制御部152は、第1空間410aの温度を、第1目標値162の温度になるよう第1空調部415を制御する。また、空調制御部152は、空調制御部152は、第2センサー部421の検出値と第2目標値163とに基づき第2空調部425を動作させる。空調制御部152は、第2空間420aの温度が第2目標値163に含まれる目標温度となるよう第2空調部425を制御する。また、空調制御部152は、第2空間420aの湿度が第2目標値163に含まれる目標湿度となるように第2空調部425を制御する。
第2目標値163は、第2空間420aの温度と湿度が、微細化物または微細化物に由来する各種処理対象物(例えば、選別部40の第2分離物、第1ウェブW1、第2ウェブW2)が静電気を帯びにくい環境となるように設定される。例えば、第2目標値163に含まれる第2空間420aの湿度の目標値は、相対湿度(RH)55%に設定されることが好ましい。相対湿度60%に設定されるとより好ましく、相対湿度65%に設定されると、さらに好ましい。
第2空間420aの湿度の目標値が高いと、第2チャンバー420の内部において、微細化物または微細化物に由来する各種処理対象物の吸湿量が高まるので、微細化物の乾燥が生じ難くなる。さらに、微細化物が低温であれば、微細化物に結露を生じさせやすくなる。例えば、第1空調部415により第1空間410aが第2空間420aより低い気温に空調される場合、第1空間410aから製造部102に輸送される微細化物は、第2空間420aで結露が生じやすい。第2空間420aの湿度の目標値が高いと、より一層、結露が生じやすい。
微細化物の吸湿量が高いと、微細化物への静電気の影響を軽減できる。すなわち、微細化物が摩擦により帯電することを抑制または防止できる。このため、微細化物に含まれる繊維と、繊維以外の粒子との静電気による凝集を防止し、繊維と繊維以外の成分とを分離する効率を向上させることができる。また、微細化物に含まれる繊維および繊維以外の粒子が、微細化部内または微細化部から加工部に輸送される経路に付着することを防止または抑制できる。また、微細化物を処理する工程で微細化物の静電気による付着を防止または抑制できる。このように、第2空間420aの湿度を調整することで、原料MAまたは微細化物の処理効率の向上を図ることができる。
第2目標値163は、湿度の目標値に限らず、温度の目標値を含んでもよい。第2空間420aが高温高湿であり、かつ、第1空間410aが低温である場合、より一層、微細化物に結露を生じさせやすくなる。
第2目標値163に含まれる第2空間420aの温度の目標値は、例えば、20℃以上とすることができ、より好ましくは、23℃とすることができる。この場合、第1目標値162に含まれる第1空間410aの温度の目標値は、第2空間420aの温度の目標値より低温とすることが好ましい。さらに、第1空間410aの温度の目標値は、第2目標値163で定められる第2空間420aの温度および湿度の目標値に対する露点温度以下であることが、より好ましい。
例えば、気温23度、相対湿度50%の条件における露点は12℃である。従って、第2目標値163の温度の目標値が23℃、相対湿度の目標値が50%である場合、第1目標値162が含む温度の目標値は、12℃以下であることが好ましい。
このように、第1目標値162及び第2目標値163は、予め、微細化物の処理に適した温度、及び湿度に設定される。
第2目標値163の温度および湿度は、JIS8703:1983(ISO 554−1976に対応)で定められる標準状態に準じて温度を20℃、23℃、または25℃のいずれか、相対湿度を50%又は65%とすることができる。この場合、温度の許容差は±0.5℃、±1℃、±2℃、±5℃等とすることができ、湿度の許容差は、±2%、±5%、±10%等とすることができるが、第2空調部425の空調能力により決定してもよい。また、第2目標値163の温度を、常温(JIS8703:1983によれば5℃〜35℃の範囲)において適宜に設定してもよい。例えば、第2目標値163の温度を、常温の上限である35℃としてもよいし、常温の下限である5℃としてもよい。また、第2目標値163の湿度を、常湿(JIS8703:1983によれば相対湿度(RH)45%〜85%の範囲)において適宜に設定してもよい。例えば、第2目標値163の湿度を、常湿の上限である85%としてもよいし、常湿の下限である45%としてもよい。
ここで、第2目標値163の温度および湿度の典型的な例と、各例に対応する露点温度とを示す。
(例1)標準状態の例として、温度23℃、相対湿度50%とする。露点温度は12.0℃である。
(例2)常温常湿の中心値とする例として、温度20℃、相対湿度65%とする。露点温度は13.2℃である。
(例3)常温常湿の下限の例として、温度5℃、相対湿度45%とする。露点温度は−6℃である。
(例4)常温常湿の上限の例として、温度35℃、相対湿度85%とする。露点温度は32.1℃である。
(例5)常温常湿の範囲内の例として、第2目標値163の温度および湿度の範囲を定める。すなわち、温度20±15℃、相対湿度65±20%とする。露点温度は−6℃〜32.1℃である。
第2目標値163は、上述のように適宜に設定することができる。第1目標値162は、第2目標値163の温度及び湿度から求められる露点温度以下に設定される。
[1−3.シート製造装置の動作]
図4は、シート製造装置100の動作を示すフローチャートである。
制御部150は、タッチセンサー117の操作等によりシートSの製造が指示されると(ステップST11)、設定データ161に従ってシートSの製造を開始する。まず、制御部150は、第1センサー部411及び第2センサー部421による温度と湿度の検出を開始する(ステップST12)。ステップST12以後は、制御部150は、第1センサー部411及び第2センサー部421の検出値を、予め設定されたサンプリング周期に従って取得する動作を実行し、この動作は検出工程に相当する。詳細には、制御部150が第1センサー部411により第1空間410aの温度を検出する動作は、第1検出工程に相当し、第2センサー部421により第2空間420aの温度および/または湿度を検出する動作は第2検出工程に相当する。
制御部150は、第1空調部415及び第2空調部425の制御を開始する(ステップST13)。制御部150は、第1センサー部411の検出値、及び、温度センサー412の検出値と、第1目標値162及び第2目標値163とに基づいて、第1空調部415及び第2空調部425を制御する。これにより、第1空間410aと、第2空間420aとが、それぞれ、第1目標値162、第2目標値163で定められる温度や湿度に調整される。制御部150が第1空調部415及び第2空調部425による空調を行う動作は、温度調整工程に相当する。温度調整工程は、少なくとも、制御部150が、第1センサー部411の検出値および/または第2センサー部421の検出値に基づいて、第1空調部415を制御する動作を含む。また、温度調整工程は、制御部150が第2空調部425の温度および/または湿度を調整する制御を含んでもよい。
その後、制御部150は、シートSの製造を開始する(ステップST14)。すなわち、供給部10により原料MAを供給する供給工程、粗砕部12及び解繊部20による微細化工程、及び、その後の製造部102による加工工程の実行を開始する。加工工程は、選別部40による分級工程、第1ウェブ形成部45による第1ウェブ形成工程、回転体49による分断工程、混合部50による混合工程を含む。また、加工工程は、堆積部60による堆積工程、第2ウェブ形成部70による第2ウェブ形成工程、搬送部79による搬送工程、シート形成部80による加熱工程と加圧工程、及び、切断部90による切断工程を含む。
制御部150は、シートSを製造した数をカウントし、設定データ161により指定される数量のシートSの製造が完了したか否かを判定する(ステップST15)。シートSの製造が完了していない場合(ステップST15;NO)、制御部150はシートSの製造及びカウントを継続する。また、シートSの製造が完了した場合(ステップST15;YES)、制御部150は、シートSの製造を停止し(ステップST16)、第1空調部415、及び第2空調部425の制御を停止し(ステップST17)、本処理を終了する。
以上説明したように、本発明を適用した第1実施形態のシート製造装置100は、原料MAを微細化する微細化部としての粗砕部12および/または解繊部20とを備える。また、シート製造装置100は、微細化部を含む第1空間410aの温度を検出する第1センサー部411と、第1空間410aの温度を調整する第1空調部415とを備える。また、微細化部により原料MAを微細化して得られる微細化物(粗砕片MB、或いは解繊物MC)を第1空間410aの外部で加工する製造部102を備える。また、製造部102の設置位置における温度および湿度の少なくともいずれかを検出する第2センサー部421を備える。シート製造装置100は、第1センサー部411および第2センサー部421の少なくともいずれかの検出結果に基づき第1空調部415を制御する制御部150と、を備える。
シート製造装置100によれば、原料MAを微細化、粉砕、または解繊する処理における温度を、微細化物の加工、または、製造部102への微細化物の搬送に適した温度とすることができる。例えば、第1空間410aの温度を低い温度にすることで、粗砕部12または解繊部20で原料MAを微細化する処理における原料MAの温度、および、製造部102に輸送される微細化物の温度を低くすることができる。この場合、原料MAの脆性を高めることができ、粗砕部12または解繊部20で、原料MAに含まれる繊維から有色の成分を効率よく分離させることができる。また、第1空間410aから第1空間410aの外部にある製造部102に微細化物が輸送された際には、微細化物に結露が生じやすくなる。そのため、微細化物に湿気が加えられて、静電気の影響を防止または軽減することができる。その結果、微細化物に含まれる繊維と、繊維以外の粒子との静電気による凝集を防止し、繊維と繊維以外の成分とを分離する効率を向上させることができる。また、微細化物に含まれる繊維および繊維以外の粒子が、微細化部内または微細化部から加工部に輸送される経路に付着することを防止または抑制できる。また、微細化物を処理する工程で微細化物の静電気による付着を防止または抑制できる。従って、第1空間410aの温度を調整することで、原料MAまたは微細化物の処理効率の向上を図ることができる。
また、シート製造装置100は、製造部102が設置された空間である第2空間420aの温度および湿度を調整する第2空調部425を備える。第2センサー部421は、第2空間420aの温度および湿度の少なくともいずれかを検出する。制御部150は、第2空間420aの温度および湿度について予め設定された目標値(第2目標値163)と、第2センサー部421の検出結果と、に基づき、第2空調部425を制御する。このため、製造部102が設置された第2空間420aの温度および湿度を、目標値に合わせることができる。これにより、例えば、第2空間420aの温度および湿度を、第1空間410aから輸送された微細化物に結露を生じさせやすい温度及び湿度に調整することで、微細化物に含まれる繊維と、繊維以外の粒子との静電気による凝集を防止し、繊維と繊維以外の成分とを分離する効率を向上させることができる。また、微細化物に含まれる繊維および繊維以外の粒子が、微細化部内または微細化部から加工部に輸送される経路に付着することを防止または抑制できる。また、微細化物を処理する工程で微細化物の静電気による付着を防止または抑制できる。従って、第2空間420aの温度及び湿度を調整することで、微細化物の処理効率の向上を図ることができる。
また、微細化部は、シート状の原料MAを裁断する裁断装置としての粗砕部12、及び、原料MAを繊維状に解繊する解繊機としての解繊部20の少なくともいずれかを含む。これにより、粗砕部12や解繊部20における処理効率の向上、裁断装置で裁断された裁断片や解繊機で解繊された解繊物の輸送の効率化を図ることができる。
また、シート製造装置100は、微細化部を収容する第1チャンバー410を有する。第1センサー部411は、第1チャンバー410の内部空間である第1空間410aの温度を検出する。粗砕部12および/または解繊部20を含む微細化部を第1チャンバー410に収容した構成により、微細化部が位置する空間の温度や湿度の検出、及び、第1空調部415による温度調整を確実に行うことができる。
また、シート製造装置100は、製造部102を収容する第2チャンバー420を有する。第2センサー部421は第2チャンバー420の内部空間の温度および湿度の少なくともいずれかを検出する。製造部102を第2チャンバー420に収容した構成により、製造部102の位置における温度や湿度を確実に検出できる。
また、製造部102は、微細化物を分級する分級部としての選別部40を有し、選別部40は第2チャンバー420に収容される。これにより、微細化物が分級される位置における温度や湿度を確実に検出できる。
また、シート製造装置100による繊維原料再生方法は、微細化部で原料MAを微細化する微細化工程と、微細化工程が実行される第1空間410aの温度を検出する第1検出工程と、微細化工程で原料MAを微細化して得られる微細化物を加工する加工工程とを有する。加工工程は、例えば、第1空間410aの外部で行う工程であってもよい。また、加工工程が実行される位置における温度および湿度の少なくともいずれかを検出する第2検出工程と、第1検出工程および第2検出工程の少なくともいずれかの検出結果に基づき第1空間410aの温度を調整する温度調整工程と、を有する。このため、原料MAを微細化する処理における温度を、微細化物の加工または製造部102への微細化物の搬送に適した温度とすることができる。例えば、温度調整工程により第1空間410aの温度を低い温度にする。この場合、微細化工程における原料MAの温度、および、加工工程まで輸送される微細化物の温度を低くすることで、原料MAの脆性を高めることができ、原料MAに含まれる繊維から有色の成分を効率よく分離させることができる。また、加工工程で微細化物に結露を生じさせやすくなる。そのため、静電気の影響を軽減し、微細化物に含まれる繊維と、繊維以外の粒子との静電気による凝集を防止し、繊維と繊維以外の成分とを分離する効率を向上させることができる。また、微細化物に含まれる繊維および繊維以外の粒子が、微細化部内または微細化部から加工部に輸送される経路に付着することを防止または抑制できる。また、微細化物を処理する工程で微細化物の静電気による付着を防止または抑制できる。従って、温度調整工程で温度を調整することで、原料MAまたは微細化物の処理効率の向上を図ることができる。
[2.第2実施形態]
次に、本発明を適用した第2実施形態について説明する。
第2実施形態では、シート製造装置100の制御部150が、第1実施形態とは異なる態様で第1空調部415を制御する。シート製造装置100の構成は、上述した第1実施形態と共通であるため、同じ符号を用いることにより図示および説明を省略する。
図5は、第2実施形態における制御装置110の機能ブロック図である。
第2実施形態では、記憶部160が記憶する設定データ161に、露点データ164が含まれる。露点データ164は、温度及び湿度に対応して、結露が発生する温度条件、すなわち「露点」を算出するためのデータを含む。また、露点データ164は、制御部150が第2目標値163の温度及び湿度を決定するための情報を含む。
第2実施形態で、制御部150は、第2センサー部421の検出値に基づいて、第2目標値163を設定する。制御部150は、第2センサー部421の検出値に近い値で、微細化物の処理に適した温度および湿度を、第2目標値163に設定する。例えば、露点データ164は、温度と湿度の組合せを複数含んでおり、制御部150は、第2センサー部421の検出値に近い温度と湿度の組合せを露点データ164から選択して、選択した温度及び湿度を第2目標値163に設定する。また、例えば、露点データ164は、温度と湿度の範囲を示す情報を含んでおり、制御部150は、第2センサー部421の検出値に近い温度と湿度を、露点データ164の範囲内で決定して、第2目標値163に設定する。このように、制御部150が、第2目標値163を、現在の第2空間420aの状態に対応して決定することにより、第2空調部425の負荷を軽減し、空調に要する消費エネルギーを節約できる。
露点データ164に含まれる温度と湿度との組合せは、例えば、第1実施形態で説明したように、JIS8703:1983に定められる標準温度、常温、常湿等に基づき予め設定されてもよい。すなわち、温度および湿度を、標準状態、常温常湿の範囲内(中心値、上限、下限など)とする組合せであってもよい。
さらに、制御部150は、露点データ164に基づき、第2目標値163の温度及び湿度に対応する第1目標値162を設定する。すなわち、制御部150は、第2目標値163に設定した温度および湿度における露点温度を、露点データ164に基づき求め、求めた露点温度以下の温度を第1目標値162に設定する。第1目標値162は露点温度と等しい温度であってもよいし、露点温度よりも所定幅だけ低い温度であってもよい。
図6は、第2実施形態におけるシート製造装置100の動作を示すフローチャートであり、制御部150が第1空調部415及び第2空調部425を制御する動作を示す。第2実施形態において、シート製造装置100は、第1実施形態で図4に示した動作を実行し、図4のステップST13で開始する空調制御において、図6の動作を行う。
制御部150は、ステップST13(図4)で空調制御を開始し、第2センサー部421の検出値を取得し(ステップST21)、取得した検出値と露点データ164とに基づき、第2目標値163の温度および湿度を決定する(ステップST22)。
制御部150は、ステップST22で設定した温度及び湿度と、露点データ164とに基づき、第1目標値162を算出する(ステップST23)。
制御部150は、ステップST22で決定した温度及び湿度と、ステップST23で算出した温度とに基づき、第1目標値162及び第2目標値163を更新し(ステップST24)、更新後の第1目標値162及び第2目標値163に従って第1空調部415及び第2空調部425を制御する(ステップST25)。すなわち、第1センサー部411の検出値をもとに、第1空間410aの温度が第1目標値162となるように第1空調部415を動作させる。また、第2センサー部421の検出値をもとに、第2空間420aの温度が第2目標値163となるように第2空調部425を動作させる。
制御部150は、ステップST21〜ST25の動作を、ステップST14〜ST15の間に、所定の周期で繰り返し実行する。
第2実施形態のシート製造装置100によれば、第1実施形態で説明した作用効果と同様に、原料MAを微細化する処理、及び、原料MAを微細化した微細化物を効率よく処理できる。
また、制御部150は、第2センサー部421の検出結果に基づき第1空調部415を動作させる。これにより、製造部102の設置位置の温度および/または湿度に対応して、原料MAを微細化する温度を調整できる。このため、原料MAまたは微細化物の処理効率の向上を図ることができる。
また、第2センサー部421は、製造部102の設置位置である第2空間420aの温度および湿度を検出可能であり、制御部150は、第2センサー部421により検出された温度および湿度に基づき第1空間410aの目標温度である第1目標値162を設定する。制御部150は、設定した第1目標値162に従って第1空調部415を動作させる。これにより、製造部102の設置位置の温度と湿度の両方に対応して、原料MAを微細化する温度を調整できる。このため、原料MAまたは微細化物の処理効率のより一層の向上を図ることができる。
また、制御部150は、第2センサー部421の検出結果をもとに、第2空間420aにおける露点温度を求め、第1目標値162を露点温度以下の温度に設定する。これにより、微細化部から製造部102に輸送される微細化物の温度が、製造部102の設置位置における露点温度以下の温度であるため、製造部102において結露が生じる。このため、微細化物の輸送や処理に関し、静電気の影響を軽減することができ、微細化物の処理効率の向上を図ることができる。
[3.第3実施形態]
図7は、本発明を適用した第3実施形態のシート製造装置100Aの構成を示す模式図である。
シート製造装置100Aは、シート製造装置100(図1)において第2チャンバー420及び第2空調部425を除いた構成である。その他の構成部はシート製造装置100と共通であるため、これら共通の構成部には同符号を付して説明を省略する。
シート製造装置100Aの制御装置110は、第2空調部425に対する制御を実行しない。このため、シート製造装置100Aの制御系は、例えば、図2及び図3の構成において第2空調部425を排除した構成と同等である。
第2センサー部421は、製造部102を構成するいずれかの構成部の設置環境を対象として温度および湿度を検出可能に設置される。第1及び第2実施形態と同様に、第2センサー部421は、温度センサー422により温度を検出し、湿度センサー423により湿度を検出し、これらの検出値を制御装置110が取得可能である。
第2センサー部421の設置位置は、例えば、加工部である製造部102を構成する選別部40の設置位置における温度および湿度を検出可能な位置とすることができ、ドラム部41の内部またはドラム部41の近傍であってもよい。また、選別部40と第1ウェブ形成部45の間や、第1ウェブ形成部45またはその近傍に第2センサー部421を設置してもよい。また、複数の温度センサー422及び湿度センサー423を、製造部102の複数の構成部の近傍や内部に分散して配置してもよい。
図8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、図6に示した制御に対応する制御部150の動作を示す。すなわち、シート製造装置100Aは、第1実施形態で図4に示した動作を実行し、図4のステップST13で開始する空調制御において、図8の動作を行う。
制御部150は、ステップST13(図4)で空調制御を開始し、第2センサー部421の検出値を取得する(ステップST21)。
ここで、制御部150は、第2空調部425の制御を行わないため、ステップST22(図6)の動作を実行せず、ステップST21で取得した第2センサー部421の検出値と、露点データ164とに基づき、第1目標値162を算出する(ステップST27)。
ステップST27で、制御部150は、第2センサー部421が検出した温度および湿度に対応する露点温度を算出し、算出した露点温度または露点温度より所定値だけ低い温度を、第1目標値162とする。
この構成では、露点データ164は、例えば第2センサー部421が検出する温度および湿度から露点温度を算出するための演算式、係数、定数等を含む。また、露点データ164は、温度および湿度から露点温度を得ることが可能なLUT(ルックアップテーブル)であってもよい。
制御部150は、ステップST27で算出した温度に基づき第1目標値162を更新し(ステップST28)、更新後の第1目標値162及び第2目標値163に従って第1空調部415を制御する(ステップST29)。すなわち、第1センサー部411の検出値をもとに、第1空間410aの温度が第1目標値162となるように第1空調部415を動作させる。
制御部150は、ステップST21、ST27〜ST29の動作を、ステップST14〜ST15の間に、所定の周期で繰り返し実行する。
第3実施形態のシート製造装置100Aによれば、第1及び第2実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、シート製造装置100Aは、原料MAを微細化する微細化部を収容する第1チャンバー410の温度を、第2センサー部421の検出値に基づき調整することで、微細化工程の処理効率の向上、および、製造部102における処理効率の向上を図ることができる。
[4.第4実施形態]
図9は、第4実施形態のシート製造装置100Bの概略構成を示す図である。
図9に示すシート製造装置100Bは、シート製造装置100A(図7)において、第1チャンバー410に代えて第1チャンバー430(第1筐体)を設けた構成である。第1チャンバー430は、解繊部20及び解繊部20に接続される管路(管2、管3)の一部を収容する中空の筐体であり、その形状やサイズは第1チャンバー410と同様に任意に構成できる。
第1チャンバー430には、第1チャンバー430の内部の第1空間430aの温度を検出する第1センサー部411、及び、第1空間430aの温度を調整する第1空調部415が設置される。第1センサー部411、及び、第1空調部415の構成は第1実施形態と同様である。第4実施形態では、解繊部20が微細化部に相当する。
シート製造装置100Bでは、制御装置110は、シート製造装置100Aと同様の制御を行うことが可能であり、解繊部20で粗砕片MBを解繊する処理における温度、および、解繊部20で解繊された解繊物MCの温度を調整できる。このため、シート製造装置100、100Aと同様に、原料MAを微細化する処理、および、微細化物の処理効率を高めることが可能である。
[5.第5実施形態]
図10は、第5実施形態のシート製造装置100Cの概略構成を示す図である。
図10に示すシート製造装置100Cは、シート製造装置100A(図7)において、第1チャンバー410に代えて第1チャンバー431(第1筐体)を設けた構成である。第1チャンバー431は、粗砕部12及び粗砕部12に接続される管路(管2)の一部を収容する中空の筐体であり、その形状やサイズは第1チャンバー410と同様に任意に構成できる。
第1チャンバー431には、第1チャンバー431の内部の第1空間431aの温度を検出する第1センサー部411、及び、第1空間431aの温度を調整する第1空調部415が設置される。第1センサー部411、及び、第1空調部415の構成は第1実施形態と同様である。第4実施形態では、粗砕部12が微細化部に相当する。
シート製造装置100Cでは、制御装置110は、シート製造装置100Aと同様の制御を行うことが可能であり、粗砕部12で原料MAを破砕する処理における温度、および、粗砕部12で破砕された粗砕片MBの温度を調整できる。このため、シート製造装置100、100Aと同様に、原料MAを微細化する処理、および、微細化物の処理効率を高めることが可能である。
[6.第6実施形態]
図11は、第6実施形態のシート製造装置100Dの概略構成を示す図である。
図11に示すシート製造装置100Dは、シート製造装置100(図1)と同様に、原料MAからシートを製造する。
シート製造装置100Dは、シート製造装置100と同様の解繊処理部101と、製造部102Aとを有する。解繊処理部101の構成、および、解繊処理部101により処理される原料MAは第1実施形態と同様である。
製造部102Aは、分級部510、選別部530、ほぐし部550、添加物供給部52、及び、シート成形部560を含む。製造部102Aは、解繊処理部101で得られる材料を処理してシートSPを製造する。製造部102Aの少なくとも一部(例えば、分級部510、或いは、分級部510と選別部530の組合せ)は加工部に相当する。
分級部510は、解繊物MCから、樹脂粒、インク粒を分離して除去する。分級部510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、遠心力と分級されるもののサイズと密度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510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。特にサイクロンは、構造が簡便であるため、分級部510として好適に用いることができる。以下では、分級部510として、サイクロンを用いた場合について説明する。
分級部510は本発明の分級部に相当するが、分級部510と、後述する選別部530との組合せを、本発明の分級部としてもよい。
分級部510は、導入口511と、導入口511が接続された円筒部512と、円筒部512の下方に位置し円筒部512と連続している逆円錐部513とを有している。また、分級部510は、逆円錐部513の下部中央に設けられている下部排出口514と、円筒部512上部中央に設けられている上部排出口515と、を有している。導入口511には、解繊部20から解繊物MCが搬送される管521が接続される。
分級部510において、導入口511から導入された解繊物MCをのせた気流は、外径100mm以上300mm以下程度の円筒部512で円周運動に変わる。これにより、導入された解繊物MCには、遠心力がかかって、第1分級物(繊維2および未解繊片4)と、第1分級物より小さくて密度も低い第2分級物(樹脂粒、インク粒)と、に分離される。第1分級物は、下部排出口514から排出され、搬送部522を通って選別部530の導入口531に導入される。一方、第2分級物は、上部排出口515から管523を通って分級部510の外部に排出される。このように、樹脂粒は、分級部510によって外部に排出されるため、後述する添加物供給部52によって樹脂が供給されても、解繊物MCに対して樹脂が過剰になることを防ぐことができる。
なお、分級部510により第1分級物と第2分級物に分離すると記載したが、完全に分離できる訳ではない。第1分級物のうち比較的小さいものや密度の低いものは第2分級物とともに外部に排出される場合がある。第2分級物のうち比較的密度の高いものや第1分級物に絡まってしまったものは第1分級物とともに選別部530へ導入される場合もある。また、原料が古紙でなくパルプシートのような場合は第2分級物に相当するものが含まれていないため、シート製造装置として分級部510が無くてもよい。そのため、選別部530へ導入されるものは、分級部510により分級されたものだけではない。そこで、第6実施形態では、解繊部20を通過したものであって、選別部530へ導入されるものを「解繊処理された解繊物MC」と呼び、解きほぐされた繊維や未解繊片の他に少量の樹脂粒やインク粒などが入っている場合があるものとする。
選別部530は、分級部510で分級された第1分級物を、選別部530の開口を通過する「第1選別物(通過物)」と、開口を通過しない「第2選別物(残留物)」とに空気中で選別する。選別部530の構成は、例えば選別部530(図1)と同様に構成できる。すなわち、選別部530は、第1分級物に含まれる成分を、サイズによって選別する。選別部530は、ドラム部532と、ドラム部532を収容するハウジング部533とを有している。ドラム部532はドラム部41と同様に構成できる。
選別部530により選別された選別物のうち、例えば、ドラム部532の篩の目を通過した第1選別物は、管525を介して、混合部50に移送される。篩の目を通過しなかった第2選別物は、排出口534から、戻り管としての管524を介して、解繊部20に戻される。具体的には、ドラム部532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532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。
なお、シート製造装置100Dが第1選別物と第2選別物とを選別し、分離する構成、すなわち分級部の構成は、選別部530に限定されない。例えば、選別部530を、解繊部20で解繊された解繊物を分級する分級機で構成してもよい。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。
選別部530の開口を通過した第1選別物は、管525を通じて、ほぐし部550の導入口551に搬送される。管525には、繊維同士を(解繊物MC同士を)結着させる樹脂を供給する添加物供給部52が設けられている。
添加物供給部52の構成、及び、添加物供給部52により添加される樹脂(添加物)は、第1実施形態と同様である。
添加物供給部52は、管525に空気中で添加物を供給する。すなわち、添加物供給部52により、第1選別物が選別部530からほぐし部550に向かう経路に(選別部530とほぐし部550との間に)、樹脂を含む添加物が供給される。
ほぐし部550は、絡み合った第1選別物をほぐす。さらに、ほぐし部550は、添加物供給部52から供給される添加物に含まれる繊維をほぐす。また、ほぐし部550は、後述する堆積部562に、第1選別物や添加物を均一に堆積させる。
ほぐし部550は、例えば、モーター(図示せず)の動力によって回転する回転式の篩である。ほぐし部550として用いられる「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、ほぐし部550として用いられる「篩」とは、複数の開口を有する網部552を備えたもの、という意味であり、ほぐし部550は、ほぐし部550に導入された解繊物MCおよび添加物の全てを、開口から外部に排出してもよい。
ほぐし部550は、網部552を備える。ほぐし部550の網部552は、複数の開口を有している。網部552の開口の大きさは、ドラム部532のドラム部532の開口の大きさ以上である。すなわち、開口の大きさは、ドラム部532の開口の大きさと同じか、ドラム部532の開口の大きさよりも大きい。ただし、開口の大きさの上限は5mmである。開口の大きさが5mm以下とすることで、繊維同士が絡み合ったダマを通過させず、ほぐして通過させることができる。
ドラム部532の開口を通過した第1選別物は網部552の開口を通過できるので、網部552の開口は目詰まりをすることがない。また、ドラム部532の開口を通過した後に、管525内において絡み合った繊維や樹脂があったとしても、網部552の開口を通過する際にほぐされる。そのため、網部552の開口を通過した混合物は均一な厚み、密度で後述する堆積部562に堆積する。なお、ドラム部532の開口と網部552の開口を同じ大きさとした場合、ドラム部532と網部552は同じものを使用することができる。ドラム部532の開口より開口を大きくした場合、開口で目詰まる可能性を低下させることができる。なお、ほぐし部550に導入された第1選別物の全部またはほとんどは開口を通過するため、開口を通過できずにほぐし部550内に残留する残留物はほとんどない。そのため、ほぐし部550には選別部530の排出口535に相当する部分はなく、ほぐし部550を通過しない解繊物MCを解繊部20に戻す流路を有しないことになる。つまり、ほぐし部550と解繊部20とを連通する流路を有しない。
なお、「開口の大きさ」とは、ドラム部532及び網部552が円筒状の場合は、ドラム部532及び網部552を展開した状態における、開口の面積である。開口の形状が円形である場合は、「開口の大きさ」とは、開口の直径であってもよい。正方形や円以外の場合は最も寸法の大きくなる部分の寸法としてもよい。なお、「開口の大きさ以上」とは、開口の大きさが同じか、その大きさより大きいことを言う。
ほぐし部550が回転している状態で、選別部530を通過した第1選別物(繊維)と添加物との混合物は、導入口551からほぐし部550に導入される。ほぐし部550に導入された混合物は、遠心力によって網部552側に移動する。ほぐし部550に導入される混合物は、絡み合った繊維や樹脂を含んでいる場合があり、絡み合った繊維や樹脂は、回転している網部552によって空気中でほぐされる。そして、ほぐされた繊維や添加物は、網部552の開口を通過する。開口を通過した繊維および樹脂は、空気中を通過して、後述する堆積部562に均一に堆積される。
ほぐし部550の開口を通過した解繊物MCおよび添加物は、シート成形部560の堆積部562に堆積される。シート成形部560は、堆積部562と、張架ローラー563と、ヒーターローラー565と、テンションローラー567と、巻き取りローラー571と、を有している。シート成形部560は、ほぐし部550を通過した解繊物MCおよび添加物を用いて、シートを成形する。以下、シート成形部560について、具体的に説明する。
シート成形部560の堆積部562は、ほぐし部550の開口を通過した解繊物MCおよび添加物を受けて堆積させる。堆積部562は、ほぐし部550の下方に位置している。堆積部562は、開口を通過した解繊物MCおよび添加物受けるもので、例えば、メッシュベルトである。メッシュベルトには、張架ローラー563によって張架されるメッシュが形成されている。堆積部562は、張架ローラー563が自転することによって移動する。堆積部562が連続的に移動しながら、ほぐし部550から解繊物MCおよび添加物が連続的に降り積もることにより、堆積部562上に厚さの均一なウェブが形成される。
なお、図示はしないが、ほぐし部550の下方に堆積部562を介して位置し、下方に向く気流(ほぐし部550から堆積部562に向く気流)を発生させるサクション装置が設けられていてもよい。これにより、空気中に分散させた解繊物MCおよび添加物を吸引することができ、ほぐし部550からの排出速度を大きくすることができる。その結果、シート製造装置100Dの生産性を高くすることができる。また、サクション装置によって、解繊物MCおよび添加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MCや添加物が絡み合うことを防ぐことができる。
シート成形部560の堆積部562として用いられるメッシュベルトの材質は、金属、樹脂、不織布などである。メッシュベルトの穴径(直径)は、例えば、60μm以上250μm以下である。メッシュベルトの穴径が60μmより小さいと、上記のサクション装置によって安定した気流を形成することが困難な場合がある。メッシュベルトの穴径が250μmより大きいと、メッシュの間に繊維が入り込んで、製造されたシートの表面の凹凸が大きくなる場合がある。
シート成形部560の堆積部562上に堆積された解繊物MCおよび添加物は、堆積部562の移動にともない、ヒーターローラー565を通過することによって加熱および加圧される。加熱により、添加物に含まれる樹脂は、結着剤として機能して繊維同士を結着させ、加圧により薄くし、さらに図示しないカレンダーローラーを通過させて表面を平滑化し、シートSPが成形される。シートSPは、原料MAから得られる繊維を長尺のシート形状に加工したものであり、第1実施形態のシートSを切断部90でカットしない状態のものに対応する。図示の例では、シートSPは、巻き取りローラー571において巻き取られる。
シート製造装置100Dは、第1チャンバー410、第1センサー部411、第1空調部415を有する。これらの構成はシート製造装置100と同様である。
また、シート製造装置100Dは、製造部102Aの少なくとも一部を収容する第2チャンバー440(第2筐体)。第2チャンバー440は中空の筐体であり、例えば箱型に構成され、第2チャンバー440の内部空間である第2空間440aに、製造部102Aが収容される。
第2チャンバー440には、第2空間440aの温度および湿度を調整する第2空調部425が配置される。また、第2チャンバー440には、第2空間440aの温度および湿度を検出する第2センサー部421が設けられる。第2センサー部421、及び第2空調部425の構成は、シート製造装置100と同様である。
シート製造装置100Dが備える制御装置110は、第1実施形態および第2実施形態で説明した制御を実行することができる。すなわち、制御部150が、第2センサー部421の検出結果に基づいて、第1空調部415を駆動することで、原料MAを微細化する処理の効率を高めることができる。また、原料MAから得られる微細化物である解繊物MCを、製造部102Aにおいて処理及び搬送する場合の静電気の影響を排除または軽減できる。このため、製造部102Aにおける処理の効率をより一層高めることができる。
[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、第1空調部415は、閉じた空間である第1空間410aの温度を調整するものとして説明したが、本発明はこれに限定されない。第1空調部415は、微細化部に相当する粗砕部12および/または解繊部20の環境の温度を調整できればよい。例えば、粗砕部12および/または解繊部20に対し、冷風や温風を吹き付ける構成としてもよい。この場合、粗砕部12及び解繊部20は、第1空間410aに収容されていなくても、例えば開放空間に設置されてもよい。また、この場合、第1センサー部411は、第1空調部415が冷風を吹き付ける領域の温度を検出するものであればよく、或いは、冷風の吹き出し温度を検出するものであってもよい。また、第2空調部425についても同様に、加工部が設置された閉鎖空間の温度及び湿度を調整するものに限定されず、加工部に対して温風や加湿空気を吹き付けるものであってもよい。
また、シート製造装置100、100A、100B、100C、100Dは、調湿部78の他に、シートを製造する過程の各部、例えば解繊処理部101や製造部102、102A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および混合ブロアー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。
また、シート製造装置100、100A、100B、100C、100Dは、シートS、SP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、SP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。
10…供給部、12…粗砕部(微細化部、裁断装置)、20…解繊部(微細化部、解繊機)、40…選別部(加工部、分級部)、45…第1ウェブ形成部、46…メッシュベルト、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、90…切断部、96…排出部、100、100A、100B、100C、100D…シート製造装置(繊維原料再生装置)、101…解繊処理部、102、102A…製造部(加工部)、110…制御装置、111…メインプロセッサー、120…不揮発性記憶部、150…制御部、151…検出制御部、152…空調制御部、153…駆動制御部、160…記憶部、161…設定データ、162…第1目標値、163…第2目標値、164…露点データ、300…センサー、310…駆動部、410、430、431…第1チャンバー(第1筐体)、410a、430a、431a…第1空間、411…第1センサー部(第1検出部)、412…温度センサー、413…湿度センサー、415…第1空調部、420、440…第2チャンバー(第2筐体)、420a、440a…第2空間、421…第2センサー部(第2検出部)、422…温度センサー、423…湿度センサー、425…第2空調部、510…分級部(加工部)、530…選別部(加工部)、550…ほぐし部、560…シート成形部、571…巻き取りローラー、MA…原料、MB…粗砕片(微細化物)、MC…解繊物(微細化物)、S、SP…シート。

Claims (10)

  1. 原料を微細化する微細化部と、
    前記微細化部を含む第1空間の温度を検出する第1検出部と、
    前記第1空間の温度を調整する第1空調部と、
    前記微細化部により前記原料を微細化して得られる微細化物を前記第1空間の外部で加工する加工部と、
    前記加工部の設置位置における温度および湿度の少なくともいずれかを検出する第2検出部と、
    前記第1検出部および前記第2検出部の少なくともいずれかの検出結果に基づき前記第1空調部を制御する制御部と、
    を備える、繊維原料再生装置。
  2. 前記制御部は、前記第2検出部の検出結果に基づき前記第1空調部を動作させる、請求項1記載の繊維原料再生装置。
  3. 前記第2検出部は、前記加工部の設置位置における温度および湿度を検出可能に構成され、
    前記制御部は、前記第2検出部により検出された温度および湿度に基づき前記第1空間の目標温度を設定し、設定した目標温度に従って前記第1空調部を動作させる、請求項2記載の繊維原料再生装置。
  4. 前記制御部は、前記第2検出部の検出結果をもとに、前記加工部の設置位置における露点温度を求め、前記第1空間の目標温度を前記露点温度以下の温度に設定する、請求項3記載の繊維原料再生装置。
  5. 前記加工部が設置された空間である第2空間の温度および湿度を調整する第2空調部を備え、
    前記第2検出部は、前記第2空間の温度および湿度の少なくともいずれかを検出し、
    前記制御部は、前記第2空間の温度および湿度について予め設定された目標値と、前記第2検出部の検出結果と、に基づき、前記第2空調部を制御する、請求項1から4のいずれか1項に記載の繊維原料再生装置。
  6. 前記微細化部は、シート状の前記原料を裁断する裁断装置、及び、前記原料を繊維状に解繊する解繊機の少なくともいずれかを含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の繊維原料再生装置。
  7. 前記微細化部を収容する第1筐体を有し、前記第1検出部は前記第1筐体の内部空間である前記第1空間の温度を検出する、請求項1から6のいずれか1項に記載の繊維原料再生装置。
  8. 前記加工部を収容する第2筐体を有し、前記第2検出部は前記第2筐体の内部空間の温度および湿度の少なくともいずれかを検出する、請求項1から7のいずれか1項に記載の繊維原料再生装置。
  9. 前記加工部は、前記微細化物を分級する分級部を有し、
    前記分級部は前記第2筐体に収容される、請求項8記載の繊維原料再生装置。
  10. 原料を微細化する微細化工程と、
    前記微細化工程が実行される第1空間の温度を検出する第1検出工程と、
    前記微細化工程で前記原料を微細化して得られる微細化物を加工する加工工程と、
    前記加工工程が実行される位置における温度および湿度の少なくともいずれかを検出する第2検出工程と、
    前記第1検出工程および前記第2検出工程の少なくともいずれかの検出結果に基づき前記第1空間の温度を調整する温度調整工程と、
    を有する、繊維原料再生方法。
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