JP2020158923A - 解繊処理装置、および、繊維処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】解繊物が回転体と固定部材との間の排出口側で滞留することを抑制する。【解決手段】原料ＭＡが投入される投入口１９４と、回転中心軸１７１を中心として回転する回転体１６０と、回転体１６０の少なくとも一部を覆う固定部材１４０と、回転体１６０と固定部材１４０との間で原料ＭＡが解繊されて得られた解繊物を排出する排出口１８２と、を備える解繊処理装置２０において、回転体１６０は、回転中心軸１７１から離間する方向に突出する複数の回転刃１６３を有し、固定部材１４０の少なくとも一部は、複数の開口１５９ａを有する第１スクリーン１５９で構成され、第１スクリーン１５９は、少なくとも回転体１６０に対して少なくとも重力方向の上側を覆って設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、解繊処理装置、および、繊維処理装置に関する。

従来、解繊処理装置や繊維処理装置では、原料が導入口から導入され、回転体の外周に設けられた内刃と固定部材の内周に設けられた外刃との間で、原料が解繊されて排出口から排出される。例えば、特許文献１では、回転軸方向において導入口と排出口との間に配置された回転体の内刃と、回転体を回転軸方向全体で覆う固定部材の外刃と、で解繊している。

特開２０１５−７４８４８号公報

特許文献１に記載の技術では、解繊物が回転体と固定部材との間を通過しきれず、排出口側において滞留する課題があった。

上記課題を解決する一態様は、原料が投入される投入口と、回転中心軸を中心として回転する回転体と、前記回転体の少なくとも一部を覆う固定部材と、前記回転体と前記固定部材との間で前記原料が解繊されて得られた解繊物を排出する排出口と、を備える解繊処理装置において、前記回転体は、前記回転中心軸から離間する方向に突出する複数の回転刃を有し、前記固定部材の少なくとも一部は、複数の開口を有する第１スクリーンで構成され、前記第１スクリーンは、少なくとも前記回転体に対して少なくとも重力方向の上側を覆って設けられている、解繊処理装置である。

上記解繊処理装置において、前記排出口は、前記第１スクリーンに対して前記回転体の反対側に開口し、前記第１スクリーンの開口は、前記排出口に連通する空間に開口していてもよい。

上記解繊処理装置において、前記投入口は、前記回転中心軸方向において一方に寄った位置に設けられ、前記解繊処理装置の設置状態で、前記排出口は、重力方向において前記投入口と同位置または前記投入口よりも上方にあってもよい。

上記解繊処理装置において、前記固定部材は、前記第１スクリーンが設けられていない部分において、前記回転体に対向する面に固定刃を備えていてもよい。

上記解繊処理装置において、前記回転中心軸方向において前記投入口とは異なる位置に、前記排出口とは異なる分離口が設けられていてもよい。

上記解繊処理装置において、前記解繊処理装置の設置状態で、前記分離口は、重力方向において前記回転中心軸よりも下方に配置されていてもよい。

上記解繊処理装置において、前記第１スクリーンは、複数のパンチングメタル板材で構成されていてもよい。

上記解繊処理装置において、前記第１スクリーンは、前記回転中心軸方向に延びる領域に設けられていてもよい。

上記解繊処理装置において、前記固定部材は、前記解繊処理装置の設置状態の重力方向における下端部に、前記第１スクリーンの前記開口よりも小さな開口を有する第２スクリーンを有し、前記第２スクリーンに対して前記回転体の反対側に、前記分離口が開口してもよい。

上記課題を解決する別の一態様は、請求項１から９のいずれか一項に記載の解繊処理装置と、前記解繊処理装置で解繊された解繊物を処理する処理部と、を備える、繊維処理装置である。

解繊処理装置の斜視図。 固定部材の斜視図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 図１のＢ−Ｂ線断面図。 第２実施形態の解繊処理装置の径方向に沿った断面図。 第３実施形態の解繊処理装置の軸方向に沿った断面図。 第３実施形態の解繊処理装置の径方向に沿った断面図。 第４実施形態の解繊処理装置の径方向に沿った断面図。 第５実施形態の解繊処理装置の径方向に沿った断面図。 第６実施形態の解繊処理装置の径方向に沿った断面図。 シート製造装置の構成を示す模式図。

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．解繊処理装置の構成］
図１は、解繊処理装置２０の斜視図である。図２は、固定部材１４０の斜視図である。なお、図２は、図１からハウジング１８０と上流カバー１９０の図示を省略した斜視図に対応する。
解繊処理装置２０は、複数の繊維が結着された状態の原料ＭＡを、１本または少数の繊維に解きほぐす加工処理を行う装置である。解繊処理装置２０は、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乾式解繊処理装置である。

図１、図２に示すように、本実施形態における解繊処理装置２０は、回転軸１７１を中心として回転する回転体１６０と、回転体１６０の周囲を覆う固定部材１４０とを備える。また、解繊処理装置２０は、回転体１６０および固定部材１４０を覆って収容するハウジング１８０と、ハウジング１８０の両端部に配置されたカバー１９０、２００とを備える。回転軸１７１は、回転中心軸の一例に対応する。

図３は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
解繊処理装置２０のハウジング１８０は、回転体１６０の回転軸１７１に沿って延びる円筒状に形成されている。回転軸１７１は水平方向に沿って延びる。以降の説明では、回転軸１７１の延びる方向、すなわち、ハウジング１８０などの軸中心の延びる方向を軸方向と呼ぶ。また、回転体１６０や固定部材１４０などの回転体形状の径方向の中心を軸中心１１０と呼ぶ。

ハウジング１８０の軸方向一端側の一端開口部１８０ａには、上流カバー１９０が支持される。上流カバー１９０は、円環状の蓋部１９０ａを備える。蓋部１９０ａはハウジング１８０の外径と同一の外径に形成される。蓋部１９０ａのハウジング１８０側には、ハウジング１８０内に突出する円環状の挿入部１９０ｂが形成される。挿入部１９０ｂがハウジング１８０の一端開口部１８０ａに挿入された状態で上流カバー１９０がハウジング１８０に固定される。

上流カバー１９０の径方向中央部には、軸方向に延びる筒状の入口配管部１９０ｃが形成される。入口配管部１９０ｃは軸方向に連通して、上流カバー１９０及びハウジング１８０についての内部と外部とを連通する。入口配管部１９０ｃの軸方向一端部には、軸方向一端側に開口する投入口１９４が設けられる。投入口１９４には、解繊される原料ＭＡが投入される。

ハウジング１８０の側部の収容壁部１８０ｃには、ハウジング１８０の内外を連通する開口状の排出口１８２が形成される。排出口１８２は、ハウジング１８０の上部に形成され、投入口１９４に対して上方に形成される。排出口１８２は、ハウジング１８０の軸方向他端側に形成される。排出口１８２は、回転体１６０と固定部材１４０とが原料ＭＡを解繊することにより形成される解繊物を排出する。排出口１８２には、上方に延びる出口配管１８４が接続される。出口配管１８４は、回転体１６０によって解繊された解繊物を解繊処理装置２０から導出する。

図１に示すように、上流カバー１９０の入口配管部１９０ｃの軸方向他端側の内周部には、軸受支持部１９１が形成される。軸受支持部１９１は、円形状の支持部１９１ａと、支持部１９１ａから十字方向に延びる４つの基部１９１ｂとを備える。支持部１９１ａには、回転体１６０を回転可能に支持する軸受１９２が支持される（図３参照）。また、基部１９１ｂ同士の間には、軸方向に連通する空間１９１ｃが生じており、投入口１９４から投入された原料ＭＡが空間１９１ｃを通じてハウジング１８０の内部に移動可能である。

図３に示すように、ハウジング１８０の他端開口部１８０ｂには、他端カバー２００が支持される。他端カバー２００は、円環状の本体部２００ａを備える。本体部２００ａはハウジング１８０の外径と同一の外径に形成される。本体部２００ａには、軸方向一端側に突出する円環状の挿入部２００ｂが形成される。挿入部２００ｂがハウジング１８０の他端開口部１８０ｂに挿入された状態で他端カバー２００がハウジング１８０に固定される。他端カバー２００の径方向中央部には、軸方向一端側に凹んだ軸受配置部２００ｃが形成される。軸受配置部２００ｃには、回転体１６０を支持する軸受２０１がステー２０２を介して配置される。ステー２０２は、ボルト２０４で他端カバー２００に固定される。

図４は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。
ハウジング１８０の内部には、回転体１６０が配置される。回転体１６０は、回転軸１７１と、回転軸１７１に固定支持される回転体本体１６１とを備える。回転体本体１６１は一体形状のブロックである。回転体本体１６１の断面形状は十字状である。回転体本体１６１は、回転軸１７１が挿通される孔１６２ａが形成された基部１６２と、基部１６２から径方向に突出する４つの解繊内刃１６３とを備える。解繊内刃１６３は、回転軸１７１から離間する方向に突出する複数の回転刃の一例に対応する。

回転体本体１６１は、例えば、鋳造により製造可能である。回転軸１７１と回転体本体１６１とはマシンキー１６４を介して嵌合される。回転軸１７１と回転体本体１６１が周方向に一体に回転可能となる。回転体１６０は、回転方向Ｃ（図４参照）に回転するように構成される。

図３に示すように、回転軸１７１の一端側は、軸受１９２に回転可能に支持される。回転軸１７１の他端側は、軸受２０１に回転可能に支持される。

回転軸１７１は、図示しない駆動機構により回転駆動される。本実施形態では、駆動機構は、チェーン及びスプロケットにより構成され、チェーン及びスプロケットに不図示の回転駆動源から動力が伝達されて、回転軸１７１が駆動する。なお、回転軸１７１を回転駆動する構成はチェーン及びスプロケットによる構成でなくてもよい。

回転体１６０の径方向外側には、固定部材１４０が配置される。固定部材１４０は、回転体１６０の回転軸１７１に沿って延びる円筒状に構成された部材である。固定部材１４０は、回転体１６０の周囲にギャップＧ１、Ｇ２を空けて、回転体１６０の周囲を覆うように同心状に配置される。

本実施形態の固定部材１４０は、軸方向において、投入口１９４側に設けられた固定外刃１５０と、他端カバー２００側に設けられた円筒部材１５５と、を備える。固定外刃１５０は、固定刃の一例に対応する。

図２に示すように、固定外刃１５０は、複数の固定プレート１５１が積層されて構成される。各固定プレート１５１は、板状の部材である。固定プレート１５１は、軸方向に見た場合に円環状の本体部１５１ｂを有する。本体部１５１ｂの内周部には、径方向に、山状に突出する解繊外刃１５２が形成される。解繊外刃１５２は周方向に等間隔に形成される。解繊外刃１５２は、周方向に凹凸形状を構成する。なお、固定プレート１５１は、例えば、冷間圧延鋼板、鋼帯等をプレスによって打抜いて形成することができる。

固定プレート１５１において、軸中心１１０から各解繊外刃１５２の頂部１５２ａまでの距離である内径はＲ１に形成される。また、軸中心１１０から各解繊外刃１５２の間の谷部１５２ｂまでの距離である内径はＲ２に形成される。解繊外刃１５２の頂部１５２ａと谷部１５２ｂとの凹凸差は、内径Ｒ２と内径Ｒ１との差に対応する。

固定プレート１５１には、厚み方向に貫通する固定孔１５１ａが一対設けられる。固定孔１５１ａには、軸方向に延びるボルト１５７が挿通される。ボルト１５７は、他端カバー２００の挿入部２００ｂに固定されている。

固定プレート１５１は、ボルト１５７が挿通されることにより周方向の位置決めがされる。複数の固定プレート１５１がボルト１５７に位置決めされて積層されることにより、固定外刃１５０が構成される。本実施形態では、積層される固定プレート１５１において、解繊外刃１５２の刃の位置は一致しており、頂部１５２ａおよび谷部１５２ｂが軸方向に筋状に延びる。

固定外刃１５０と他端カバー２００との間には、固定部材１４０の円筒部材１５５が設けられる。

円筒部材１５５は、円筒状の金属板材で構成される。円筒部材１５５には、解繊処理装置２０の設置状態で重力方向における下部に設けられた閉塞部１５８と、閉塞部１５８の上方に形成されたスクリーン部１５９とが形成される。

スクリーン部１５９には、厚み方向に貫通する複数の円形孔状の分級口１５９ａが形成される。分級口１５９ａは、複数の開口の一例に対応する。スクリーン部１５９は、第１スクリーンの一例に対応する。本実施の形態の分級口１５９ａは、軸方向に等間隔に形成されている。また、分級口１５９ａは、周方向においては互い違いに形成されている。分級口１５９ａの直径は、分級する解繊物の繊維長に応じて形成される。隣接する分級口１５９ａと分級口１５９ａとの間隔は、分級口１５９ａの直径程度に形成される。

本実施形態では、円筒部材１５５において、分級口１５９ａが形成された部分により断面円弧状のスクリーン部１５９が構成され、分級口１５９ａが形成されていない部分により断面円弧状の閉塞部１５８が構成される。

図３、図４に示すように、円筒部材１５５のスクリーン部１５９は、解繊処理装置２０の設置状態で、重力方向における上部に配置される。スクリーン部１５９は、排出口１８２に対向して配置される。スクリーン部１５９は、排出口１８２の開口幅よりも周方向に大きく形成されている。本実施形態では、スクリーン部１５９の周方向両端１５９ｂ、１５９ｃは、回転軸１７１よりも下方に位置する。なお、スクリーン部１５９は回転軸１７１の上方に配置されれば良く、周方向両端の位置は任意でよい。スクリーン部１５９は、排出口１８２の開口幅よりも軸方向の全長が長く形成されている。スクリーン部１５９は、排出口１８２の開口幅よりも軸方向に延びる領域に設けられている。

円筒部材１５５は、内周面の内径Ｒ１１が、固定外刃１５０の谷部１５２ｂの内径Ｒ２（図２参照）よりも大きく形成されている。回転体１６０と固定外刃１５０のギャップＧ１よりも、回転体１６０と、円筒部材１５５の内周面とのギャップＧ２の方が大きくなっている。

円筒部材１５５の外径Ｒ１２は、軸中心１１０からボルト１５７までの距離よりも小さく形成される。円筒部材１５５は、軸方向において、固定外刃１５０と他端カバー２００との間に挟まれて固定される。円筒部材１５５の径方向外側には、固定外刃１５０と他端カバー２００とで挟まれた部分に、円筒状のスペース１２１が形成される。スペース１２１は、円筒部材１５５のスクリーン部１５９の分級口１５９ａを介して、円筒部材１５５の径方向内側の空間に連通する。

固定部材１４０と、回転体１６０とにより解繊された解繊物は、軸方向に複数設けられた円筒部材１５５の分級口１５９ａによりスペース１２１に排出可能に構成される。

固定部材１４０の外周側には、ハウジング１８０が配置される。排出口１８２は円筒部材１５５に対向しており、スペース１２１は、排出口１８２に連通している。円筒部材１５５と、ハウジング１８０との間の円筒状のスペース１２１によって、固定部材１４０に対して回転体１６０と反対側に、排出口１８２と連通する排出経路１２２が形成される。

排出経路１２２に排出された解繊物は、排出経路１２２の気流に乗って排出口１８２に向けて移動する。そして、ハウジング１８０の排出口１８２から解繊処理装置２０の外側に排出される。

ここで、図３に示すように、投入口１９４が回転軸１７１の一端側に形成されているのに対して、排出口１８２は、回転軸１７１の軸方向中央部よりも他端側に形成される。また、固定部材１４０は、軸方向の投入口１９４側に、回転体１６０に対向する面に固定外刃１５０を備える。投入口１９４から投入された原料ＭＡは、固定部材１４０と回転体１６０との間を回転軸１７１の軸方向に沿って移動しながら解繊されるように構成されている。

［１−３．解繊処理装置の動作］
次に、解繊処理装置２０の動作について説明する。解繊処理装置２０は、回転軸１７１を回転させることによって回転体１６０を回転させて、回転体１６０と固定部材１４０との間のギャップＧ１、Ｇ２に原料ＭＡを気流によって導くことにより、原料ＭＡを乾式解繊処理する。

本実施形態では、解繊処理装置２０の投入口１９４から投入された原料ＭＡは、上流カバー１９０の入口配管部１９０ｃを通じてハウジング１８０の内部に導入される。ハウジング１８０の内部では、回転体１６０が回転しており、原料ＭＡが、回転体１６０の解繊内刃１６３と固定部材１４０の固定外刃１５０との間のギャップＧ１に送られる。ギャップＧ１に送られた原料ＭＡは、回転体１６０から遠心力を受けるなどして飛行し固定外刃１５０に衝突して解きほぐされて解繊される。

ここで、回転軸方向において、導入口と排出口との間に回転体が配置されて、回転体の解繊内刃の外周を回転軸方向全体で覆うように固定部材の解繊外刃が配置形成される構成が考えられる。この構成では、解繊物は、回転体と固定部材との間全体を軸方向に沿って通過した後に、排出口から排出される。よって、この構成では、解繊物が回転体と固定部材との間を通過しきれず、排出口側において滞留する。

これに対して、本実施形態では、固定部材１４０は、スクリーン部１５９を上方に備え、閉塞部１５８を下方に備える円筒部材１５５を備える。

ここで、解繊されて繊維長が十分に短くなった原料ＭＡ、すなわち、解繊物は軽く、回転体１６０から受ける遠心力や気流の影響を受け易くて上方に移動し易い。よって、上方のスクリーン部１５９の分級口１５９ａを通じて、解繊物が、固定部材１４０の内部から導出される。固定部材１４０から導出された解繊物は排出経路１２２を通って排出口１８２から排出され、解繊処理装置２０の外に導出される。

一方で、解繊処理が不十分な繊維長の長い原料ＭＡ、すなわち、未解繊物は重く、回転体１６０から遠心力や気流の作用を受けても下方に留まり易い。本実施形態では、下方には閉塞部１５８があり、固定部材１４０の外側に導出されることが抑制される。

よって、本実施形態では、軽い解繊物を上方のスクリーン部１５９から導出可能であると共に、重力の作用が大きい未解繊物は閉塞部１５８と回転体１６０との間で解繊し易くできる。

以上説明したように、本実施形態の解繊処理装置２０は、原料ＭＡが投入される投入口１９４と、回転軸１７１を中心として回転する回転体１６０と、回転体１６０を覆う固定部材１４０と、を備える。また、解繊処理装置２０は、回転体１６０と固定部材１４０との間で原料ＭＡが解繊されて得られた解繊物を排出する排出口１８２と、を備える。この解繊処理装置２０において、回転体１６０は、回転軸１７１から離間する方向に突出する複数の解繊内刃１６３を有する。固定部材１４０の上部は、複数の分級口１５９ａを有するスクリーン部１５９で構成され、解繊処理装置２０の設置状態で、スクリーン部１５９は、少なくとも回転体１６０に対して少なくとも重力方向の上側を覆って設けられている。したがって、解繊処理された軽い解繊物を優先的に、上方のスクリーン部１５９を介して固定部材１４０の内側から導出させることができ、解繊物と、未解繊物とを効率的に分離することができる。

また、本実施形態では、排出口１８２は、スクリーン部１５９に対して回転体１６０の反対側に開口し、スクリーン部１５９の分級口１５９ａは、排出口１８２に連通する空間としての排出経路１２２に開口している。したがって、スクリーン部１５９の近くに排出口１８２が配置されるので、スクリーン部１５９を介して導出された解繊物を速やかに解繊処理装置２０の外部に効率良く排出することができる。

また、本実施形態では、投入口１９４は、軸方向において一方に寄った位置に設けられ、解繊処理装置２０の設置状態で、排出口１８２は、重力方向において投入口１９４よりも上方にある。したがって、投入された原料ＭＡが解繊される過程において、固定部材１４０の内側を見解繊物が重力により下方に移動し、解繊された解繊物が上方に移動し易いので、効率的に解繊物と未解繊物を分離することができる。

また、本実施形態では、固定部材１４０は、スクリーン部１５９が設けられていない部分、すなわち、軸方向の投入口１９４側に、回転体１６０に対向する面に固定外刃１５０を備えている。したがって、固定外刃１５０と解繊内刃１６３との両方の刃により、効率的に原料ＭＡを解繊することが出来る。

また、本実施形態では、スクリーン部１５９は、排出口１８２の開口幅よりも、軸方向に延びる領域に設けられている。したがって、解繊物が排出され易くなっている。

［２．第２実施形態］
［２−１．解繊処理装置の構成］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、前述の第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図５は、第２実施形態の解繊処理装置２２０の径方向に沿った断面図である。なお、図５は、第１実施形態の図４に対応する。
第２実施形態の解繊処理装置２２０は、第１実施形態の円筒部材１５５に代えて円筒部材２５５を備える。第２実施形態の円筒部材２５５は、スクリーン部１５９と閉塞部１５８の周方向の位置が第１実施形態とは異なる。第２実施形態のスクリーン部１５９は、回転体１６０の回転方向Ｃの上流側にずれている。

第２実施形態では、回転方向Ｃの上流端１５９ｃが回転軸１７１よりも低く設定されている。また、回転方向Ｃの下流端１５９ｂは回転軸１７１よりも高く設定されている。スクリーン部１５９は、解繊処理装置２２０の設置状態で、重力方向における上部に配置される部分を有し、排出口１８２に対向して配置される。

［２−２．解繊処理装置の動作］
第２実施形態の解繊処理装置２２０でも、第１実施形態と同様の構成を有しており、解繊物と、未解繊物とを効率的に分離することができる。

また、本実施形態では、スクリーン部１５９は回転体１６０の回転方向Ｃの上流側にずれている。回転体１６０の回転方向Ｃに沿って気流は流れ易く、排出口１８２に向けて解繊物が移動し易い。第２実施形態では、回転体１６０の回転方向Ｃにおいて排出口１８２の上流側で、スクリーン部１５９の領域を大きくしている。したがって、効率良く解繊物を排出経路１２２に導出させることができる。

以上説明したように、本実施形態の解繊処理装置２２０は、第１実施形態と同様に、回転体１６０は、回転軸１７１から離間する方向に突出する複数の解繊内刃１６３を有する。また、固定部材１４０の一部は、複数の分級口１５９ａを有するスクリーン部１５９で構成される。解繊処理装置２２０の設置状態で、スクリーン部１５９は、少なくとも回転体１６０に対して少なくとも重力方向の上側を覆って設けられている。したがって、本実施形態でも、第１実施形態と同様に、解繊物と、未解繊物とを効率的に分離することができる。
［３．第３実施形態］
［３−１．解繊処理装置の構成］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、前述の第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図６は、第３実施形態の解繊処理装置３２０の軸方向に沿った断面図である。図７は、第３実施形態の解繊処理装置３２０の径方向に沿った断面図である。なお、図６は、第１実施形態の図３に対応し、図７は、第１実施形態の図４に対応する。
第３実施形態の解繊処理装置３２０は、第１実施形態のハウジング１８０に代えてハウジング３８０を有する。ハウジング３８０の収容壁部１８０ｃには、軸方向において投入口１９４とは異なる位置に、投入口１９４および排出口１８２とは別に、ハウジング３８０の内外を連通する開口状の分離口３８５が形成される。

分離口３８５は、解繊処理装置３２０の設置状態で、重力方向において回転軸１７１よりも下方に配置されている。本実施形態では、分離口３８５は、固定部材１４０の径方向外側で、排出口１８２とは回転体１６０を挟んで反対側となる位置に設けられている。分離口３８５は、円筒部材１５５の閉塞部１５８に対向する位置に開口する。分離口３８５の開口幅は、本実施形態では、排出口１８２の開口幅と同様に形成される。分離口３８５の開口幅は、閉塞部１５８の軸方向の長さよりも小さく形成される。分離口３８５には、分離配管３８６が接続される。排出経路１２２内の微粉などは、分離口３８５から分離配管３８６を介して解繊処理装置３２０から排出可能に構成されている。

［３−２．解繊処理装置の動作］
第３実施形態の解繊処理装置３２０でも、第１実施形態と同様の構成を有しており、解繊物と、未解繊物とを効率的に分離することができる。

また、本実施形態では、排出経路１２２には分離口３８５が連通している。原料ＭＡには、填料や、色材などが含まれる場合があり、解繊物には、填料や、色材、紙粉などの微粉が混ざる場合がある。これらの微粉は、解繊物ともに分級口１５９ａを通じて、排出経路１２２に排出される。しかし、微粉は気流の影響を受け難く、重力の作用により、排出経路１２２を下方に移動し易い。分離口３８５が排出経路１２２の下部に設けられているため、本実施形態では、微粉を分離口３８５から効率よく排出させることができる。

以上説明したように、本実施形態の解繊処理装置３２０は、第１実施形態と同様に、回転体１６０は、回転軸１７１から離間する方向に突出する複数の解繊内刃１６３を有する。固定部材１４０の一部は、複数の分級口１５９ａを有するスクリーン部１５９で構成され、解繊処理装置３２０の設置状態で、スクリーン部１５９は、少なくとも回転体１６０に対して少なくとも重力方向の上側を覆って設けられている。したがって、本実施形態でも、第１実施形態と同様に、解繊物と、未解繊物とを効率的に分離することができる。

また、本実施形態では、軸方向において投入口１９４とは異なる位置に、排出口１８２とは異なる分離口３８５が設けられている。したがって、微粉がハウジング１８０内に溜まることを抑制することができる。

また、本実施形態では、解繊処理装置３２０の設置状態で、分離口３８５は、重力方向において回転軸１７１よりも下方に配置されている。したがって、重力を利用して、微粉を速やかに解繊処理装置２０の外部に排出させることができる。

［４．第４実施形態］
［４−１．解繊処理装置の構成］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、前述の第３実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図８は、第４実施形態の解繊処理装置４２０の径方向に沿った断面図である。なお、図８は、第３実施形態の図７に対応する。
本実施形態の解繊処理装置４２０は、第３実施形態の円筒部材１５５に代えて、円筒部材４５５を備える。
円筒部材４５５は、閉塞部１５８に代えて第２スクリーン部４５８を備える点が、第３実施形態の円筒部材１５５と異なる。

第２スクリーン部４５８には、厚み方向に貫通する複数の円形孔状の開口４５８ａが形成される。開口４５８ａは、スクリーン部１５９の分級口１５９ａよりも小さな開口である。開口４５８ａの開口幅は、微粉が導出可能であり、回収したい解繊物が排出されない程度の大きさに設定されている。本実施の形態の開口４５８ａは、軸方向に等間隔に形成されている。また、開口４５８ａは、周方向においては互い違いに形成されている。

本実施形態では、円筒部材４５５において、分級口１５９ａが形成された部分により断面円弧状のスクリーン部１５９が構成され、開口４５８ａが形成された部分により断面円弧状の第２スクリーン部４５８が構成される。第２スクリーン部４５８は、第２スクリーンの一例に対応する。

図４に示すように、円筒部材４５５の第２スクリーン部４５８に対して回転体１６０の反対側に、分離口３８５が開口する。

［４−２．解繊処理装置の動作］
第４実施形態の解繊処理装置４２０でも、第３実施形態と同様の構成を有しており、解繊物と、未解繊物とを効率的に分離することができる。

また、本実施形態では、固定部材１４０の円筒部材４５５は、分級口１５９ａよりも小さな開口４５８ａを有する第２スクリーン部４５８を備える。したがって、開口４５８ａを通過することが可能な微粉が固定部材１４０から排出され易くなっている。

以上説明したように、本実施形態の解繊処理装置４２０は、第３実施形態と同様に、回転体１６０は、回転軸１７１から離間する方向に突出する複数の解繊内刃１６３を有する。固定部材１４０の少なくとも一部は、複数の分級口１５９ａを有するスクリーン部１５９で構成される。また、解繊処理装置４２０の設置状態で、スクリーン部１５９は、少なくとも回転体１６０に対して少なくとも重力方向の上側を覆って設けられている。したがって、本実施形態でも、第３実施形態と同様に、解繊物と、未解繊物とを効率的に分離することができる。

また、本実施形態では、固定部材１４０は、解繊処理装置４２０の設置状態の重力方向における下端部に、スクリーン部１５９の分級口１５９ａよりも小さな開口４５８ａを有する第２スクリーン部４５８を有する。そして、第２スクリーン部４５８に対して回転体１６０の反対側に、分離口３８５が開口する。したがって、解繊処理装置４２０において、原料ＭＡに含まれる填料・色材や紙粉を分離・除去し易くできる。

［５．第５実施形態］
［５−１．解繊処理装置の構成］
次に、本発明の第５実施形態について説明する。なお、前述の第４実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図９は、第５実施形態の解繊処理装置５２０の径方向に沿った断面図である。なお、図９は、第４実施形態の図８に対応する。
第５実施形態の解繊処理装置５２０は、第４実施形態の円筒部材４５５に代えて、円筒部材５５５を備える。

円筒部材５５５では、スクリーン部１５９が、分級口１５９ａが形成された複数の断面円弧形状のパンチングメタル板材５５９で構成される。また、第２スクリーン部４５８が、複数の断面円弧形状のパンチングメタル板材５５８で構成される。各パンチングメタル板材５５９、５５８が回転体１６０の回転方向に組み合わせられて円筒部材５５５が構成される。円筒部材５５５が連結体の一例に対応する。

［５−２．解繊処理装置の動作］
第５施形態の解繊処理装置５２０では、円筒部材５５５が、複数の断面円弧形状のパンチングメタル板材５５９、５５８で構成される点以外は、第４実施形態と同様である。よって、本実施形態でも、第４実施形態と同様に、解繊物と、未解繊物とを効率的に分離することができる。

また、本実施形態では、スクリーン部１５９、４５８は、複数のパンチングメタル板材５５９、５５８で構成されている。したがって、簡素な構成で、固定部材１４０の円筒部材５５５に剛性を持たせることができる。また、剛性を持たせた円筒部材５５５を安価に構成することが出来る。

［６．第６実施形態］
［６−１．解繊処理装置の構成］
次に、本発明の第６実施形態について説明する。なお、前述の第５実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図１０は、第６実施形態の解繊処理装置６２０の径方向に沿った断面図である。なお、図１０は、第５実施形態の図９に対応する。
第６実施形態の解繊処理装置６２０は、第５実施形態の円筒部材５５５に代えて、円筒部材６５５を備える。

円筒部材６５５では、スクリーン部６５９が、分級口６５９ａが形成された一体のメッシュ部材で構成される点が、第５実施形態と異なる。スクリーン部６５９は、例えば、金網で製造可能である。

［６−２．解繊処理装置の動作］
第６施形態の解繊処理装置６２０では、スクリーン部６５９が、パンチングメタル板材５５９に代えて、メッシュ部材で構成される点以外は、第５実施形態と同様である。よって、本実施形態でも、第５実施形態と同様に、解繊物と、未解繊物とを効率的に分離することができる。

［７．第７実施形態］
［７−１．シート製造装置の全体構成］
次に、本発明の第７実施形態について説明する。なお、前述の第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図１１は、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、繊維を含む原料ＭＡを繊維化して、新しいシートＳに再生する再生処理を実行する。シート製造装置１００は、繊維処理装置の一例に対応する。

シート製造装置１００は、収容供給部１０、粗砕部１２、解繊部７２０、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。

シート製造装置１００の解繊部７２０は、第１実施形態の解繊処理装置２０で構成される。

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のそれぞれは、解繊処理装置で解繊された解繊物を処理する処理部の一例に対応する。

収容供給部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自動投入装置である。原料ＭＡは、繊維を含むものであればよく、例えば、古紙、廃棄紙、パルプシートである。

粗砕部１２は、収容供給部１０によって供給された原料ＭＡを裁断する粗砕刃１４を備え、原料ＭＡを粗砕刃１４により空気中で裁断して、数ｃｍ角の細片にする。粗砕部１２は、例えばシュレッダーを用いることができる。粗砕部１２で裁断された原料ＭＡは、ホッパー９により集められて、管２を介して解繊部７２０の投入口１９４（図３参照）に搬送される。

粗砕部１２から解繊部７２０には、気流により粗砕片が搬送される。解繊部７２０では、粗砕片が投入口１９４から投入され、回転体１６０と固定部材１４０との間で粗砕片が解繊される。解繊された粗砕片、すなわち、解繊物は、排出口１８２を通じて導出される。解繊物は、気流により、解繊部７２０から、出口配管１８４（図３参照）に接続された管３を介して選別部４０に移送される。

選別部４０は、解繊物に含まれる成分を繊維のサイズによって選別する。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とを有する。ドラム部４１は、例えば、篩を用いる。

導入口４２からドラム部４１の内部に導入された解繊物は、ドラム部４１の回転により、ドラム部４１の開口を通過する通過物と、開口を通過しない残留物とに分けられる。開口を通過した通過物である第１選別物は、ハウジング部４３内の内部を、第１ウェブ形成部４５に向けて下降する。

また、開口を通過しない残留物である第２選別物は、ドラム部４１の内部に連通する排出口４４から、管８を介して解繊部７２０の投入口１９４に再送される。

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、を備える。メッシュベルト４６は、無端形状の金属製ベルトであり、複数の張架ローラー４７に架け渡される。メッシュベルト４６は、張架ローラー４７により構成される軌道を周回する。メッシュベルト４６の軌道の一部は、ドラム部４１の下方で平坦であり、メッシュベルト４６は平坦面を構成する。吸引部４８はサクション機構に相当する。

メッシュベルト４６には多数の開口が形成される。メッシュベルト４６の上方に位置するドラム部４１から降下する第１選別物のうち、メッシュベルト４６の開口より大きい成分がメッシュベルト４６に堆積する。また、第１選別物のうち、メッシュベルト４６の開口より小さい成分は、開口を通過する。

吸引部４８は、図示しないブロアーを備え、メッシュベルト４６に対してドラム部４１とは反対側から、空気を吸引する。メッシュベルト４６の開口を通過する成分は吸引部４８によって吸い込まれる。吸引部４８が吸引する気流は、ドラム部４１から降下する第１選別物をメッシュベルト４６に引き寄せることで、堆積を促進する効果がある。

メッシュベルト４６に堆積した成分はウェブ形状となり、第１ウェブＷ１を構成する。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、メッシュベルト４６の移動に伴い回転体４９に搬送される。

回転体４９は、モーター等の不図示の駆動部に連結された基部４９ａと、基部４９ａから突出する突部４９ｂを備え、基部４９ａが方向Ｄに回転することにより、突部４９ｂが基部４９ａを中心として回転する。

回転体４９は、メッシュベルト４６の軌道のうち平坦部分の端部に位置する。この端部ではメッシュベルト４６の軌道が下方に屈曲しているため、メッシュベルト４６が搬送する第１ウェブＷ１は、メッシュベルト４６から突出して、回転体４９に接触する。第１ウェブＷ１は、突部４９ｂが第１ウェブＷ１に衝突することによって解きほぐされ、小さい繊維の塊となる。この塊は、回転体４９の下方に位置する管７を通り、混合部５０に搬送される。

混合部５０は、第１選別物と、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、を有する。

添加物供給部５２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管５４に供給する。

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、すなわち、結着剤を含む。添加物に含まれる樹脂は、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。

混合ブロアー５６は、管７と、堆積部６０とを繋ぐ管５４に気流を発生させる。また、管７から管５４に搬送される第１選別物と、添加物供給部５２により管５４に供給される添加物とは、混合ブロアー５６を通過する際に混合される。

堆積部６０は、混合物の繊維をほぐして、空気中で分散させながら第２ウェブ形成部７０に降下させる。添加物供給部５２から供給される添加物が繊維状である場合、これらの繊維も堆積部６０で解きほぐされ、第２ウェブ形成部７０に降下する。

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、を有する。ドラム部６１は、例えばドラム部４１と同様に構成される円筒形状の構造体であり、ドラム部４１と同様に不図示のモーターの動力によって回転し、篩として機能する。

ドラム部６１の下方には第２ウェブ形成部７０が配置される。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、を有する。

メッシュベルト７２の上方に位置するドラム部６１から降下する混合物のうち、メッシュベルト７２の開口より大きい成分がメッシュベルト７２に堆積する。メッシュベルト７２に堆積した成分はウェブ形状となり、第２ウェブＷ２を構成する。

メッシュベルト７２の搬送経路において、堆積部６０の下流側には、調湿部７８が設けられる。調湿部７８は、水をミスト状にしてメッシュベルト７２に向けて供給するミスト式加湿器である。調湿部７８は、例えば、水を貯留するタンクや、水をミスト状にする超音波振動子を備える。調湿部７８が供給するミストにより、第２ウェブＷ２の含有水分量が調整されるので、静電気によるメッシュベルト７２への繊維の吸着等を抑制する効果が期待できる。

第２ウェブＷ２は、搬送部７９によって、メッシュベルト７２から剥がされてシート形成部８０へと搬送される。搬送部７９は、例えば、メッシュベルト７９ａと、ローラー７９ｂと、サクション機構７９ｃと、を有する。サクション機構７９ｃは、不図示のブロアーを備え、ブロアーの吸引力によってメッシュベルト７９ａを通じて上向きの気流を発生させる。この気流により、第２ウェブＷ２はメッシュベルト７２から離れてメッシュベルト７９ａに吸着される。メッシュベルト７９ａは、ローラー７９ｂの回転により移動され、第２ウェブＷ２をシート形成部８０に搬送する。

メッシュベルト７９ａは、メッシュベルト４６、及び、メッシュベルト７２と同様に、開口を有する無端形状の金属製ベルトで構成できる。

シート形成部８０は、第２ウェブＷ２に対して熱を加えることにより、第２ウェブＷ２に含まれる第１選別物由来の繊維を、添加物に含まれる樹脂により結着させる。

シート形成部８０は、第２ウェブＷ２を加圧する加圧部８２、及び、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を備える。加圧部８２は、カレンダーローラー８５、８５によって第２ウェブＷ２を所定のニップ圧で加圧して、加熱部８４に向けて搬送する。加熱部８４は、一対の加熱ローラー８６、８６で高密度化された第２ウェブＷ２を挟んで熱を与え、切断部９０に搬送する。第２ウェブＷ２は、加熱部８４において、第２ウェブＷ２に含まれる樹脂のガラス転移点より高温に加熱され、シートＳとなる。

切断部９０は、シート形成部８０で成形されたシートＳを切断する。切断部９０は、図中符号Ｆで示すシート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Ｆに平行な方向にシートＳを切断する第２切断部９４と、を有する。切断部９０は、シートＳの長さおよび幅を所定のサイズにカットして、単票のシートＳを形成する。切断部９０でカットされたシートＳは、排出部９６に収容される。

以上説明したように、本実施形態のシート製造装置１００は、解繊部７２０と、解繊部７２０で解繊された解繊物を処理する選別部４０、第１ウェブ形成部４５、回転体４９、および、混合部５０、を備える。また、本実施形態のシート製造装置１００は、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。本実施形態のシート製造装置１００では、解繊部７２０において、解繊物と、未解繊物とを効率的に分離することができる。

解繊部７２０には、第１実施形態の解繊処理装置２０に代えて、第２乃至第６実施形態のいずれかの解繊処理装置２２０、３２０、４２０、５２０、６２０で構成されてもよい。

［８．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、固定部材１４０が回転体の一部を覆う構成であればよい。
上記実施形態において、回転体１６０はブロックとしての回転体本体１６１を有する構成を説明した。しかし、回転体本体１６１を複数のプレートを積層して構成してもよい。
上記実施形態において、排出口１８２は投入口１９４よりも上方に位置する構成を説明したが、排出口１８２は投入口１９４と重力方向において同位置にあってもよい。

上記実施形態において、円筒部材１５５は、スクリーン部１５９と、閉塞部１５８とを備える構成を説明した。しかし、閉塞部１５８に代えて固定外刃１５０を設けてもよい。

上記実施形態において、円筒部材１５５は、周方向に連続的にスクリーン部１５９が形成されると共に、閉塞部１５８が連続的に形成される構成を説明した。しかし、スクリーン部１５９と閉塞部１５８が周方向に交互に形成される構成でもよい。すなわち、重力方向において、軸中心１１０よりも上方は、スクリーン部１５９が設けられている領域の割合が、閉塞部１５８や固定外刃１５０が設けられた領域の割合よりも大きくてもよい。そして、軸中心１１０よりも下方は、スクリーン部１５９が設けられている領域の割合が、閉塞部１５８や固定外刃１５０が設けられた領域の割合よりも小さくてもよい。

２０…解繊処理装置、１００…シート製造装置（繊維処理装置）、１１０…軸中心、１２１…スペース、１２２…排出経路、１４０…固定部材、１５０…固定外刃（固定刃）、１５１…固定プレート、１５５…円筒部材、１５７…ボルト、１５８…閉塞部、１５９…スクリーン部（第１スクリーン）、１５９ａ…分級口（開口）、１６０…回転体、１７１…回転軸、１８０…ハウジング、１８０ａ…一端開口部、１８０ｂ…他端開口部、１８０ｃ…収容壁部、１８２…排出口、１８４…出口配管、１９０…上流カバー、１９０ａ…蓋部、１９０ｂ…挿入部、１９０ｃ…入口配管部、１９１…軸受支持部、１９１ａ…支持部、１９１ｃ…空間、１９２…軸受、１９４…投入口、２００…他端カバー、２００ａ…本体部、２００ｂ…挿入部、２００ｃ…軸受配置部、２０１…軸受、２０２…ステー、２０４…ボルト、２２０…解繊処理装置、２５５…円筒部材、３２０…解繊処理装置、３５５…円筒部材、３８０…ハウジング、３８５…分離口、４２０…解繊処理装置、４５５…円筒部材、４５８…第２スクリーン部（第２スクリーン）、４５８ａ…開口、５２０…解繊処理装置、５５５…円筒部材、５５８…パンチングメタル板材、５５９…パンチングメタル板材、６２０…解繊処理装置、６５５…円筒部材、６５９…スクリーン部、６５９ａ…分級口（開口）、７２０…解繊部、Ｃ…回転方向、Ｇ１…ギャップ、Ｇ２…ギャップ、ＭＡ…原料、Ｒ１…内径、Ｒ１１…内径、Ｒ１２…内径。

Claims (10)

1. 原料が投入される投入口と、
   回転中心軸を中心として回転する回転体と、
   前記回転体の少なくとも一部を覆う固定部材と、
   前記回転体と前記固定部材との間で前記原料が解繊されて得られた解繊物を排出する排出口と、
   を備える解繊処理装置において、
   前記回転体は、前記回転中心軸から離間する方向に突出する複数の回転刃を有し、
   前記固定部材の少なくとも一部は、複数の開口を有する第１スクリーンで構成され、
   前記第１スクリーンは、少なくとも前記回転体に対して少なくとも重力方向の上側を覆って設けられている、解繊処理装置。
2. 前記排出口は、前記第１スクリーンに対して前記回転体の反対側に開口し、
   前記第１スクリーンの開口は、前記排出口に連通する空間に開口している、請求項１記載の解繊処理装置。
3. 前記投入口は、前記回転中心軸方向において一方に寄った位置に設けられ、
   前記解繊処理装置の設置状態で、前記排出口は、重力方向において前記投入口と同位置または前記投入口よりも上方にある、請求項１または２に記載の解繊処理装置。
4. 前記固定部材は、前記第１スクリーンが設けられていない部分において、前記回転体に対向する面に固定刃を備えている、請求項１から３のいずれか一項に記載の解繊処理装置。
5. 前記回転中心軸方向において前記投入口とは異なる位置に、前記排出口とは異なる分離口が設けられている、請求項１から４のいずれか一項に記載の解繊処理装置。
6. 前記解繊処理装置の設置状態で、前記分離口は、重力方向において前記回転中心軸よりも下方に配置されている、請求項５記載の解繊処理装置。
7. 前記第１スクリーンは、複数のパンチングメタル板材で構成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の解繊処理装置。
8. 前記第１スクリーンは、前記回転中心軸方向に延びる領域に設けられている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の解繊処理装置。
9. 前記固定部材は、前記解繊処理装置の設置状態の重力方向における下端部に、前記第１スクリーンの前記開口よりも小さな開口を有する第２スクリーンを有し、
   前記第２スクリーンに対して前記回転体の反対側に、前記分離口が開口する、請求項５または６に記載の解繊処理装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の解繊処理装置と、前記解繊処理装置で解繊された解繊物を処理する処理部と、を備える、繊維処理装置。

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