JP2021183299A - 解繊処理装置及び繊維処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】繊維原料を解繊処理して再生利用に適した有用な解繊繊維と、それ以外の不用な解繊物（短繊維や廃粉）とに効率よく分離して取り出すことが可能な解繊処理装置および繊維処理装置を提供する。【解決手段】解繊処理装置２０は、繊維を含有する原料ＭＡを投入する投入口１８６と、投入された原料ＭＡを解繊する刃（解繊内刃１１３）を回転外周に備えた回転体１１０と、回転体１１０の回転外周を覆い、複数の第１開口孔１４１ａを有する第１スクリーン１４０と、第１スクリーン１４０の第１開口孔１４１ａよりも小さな複数の第２開口孔１５１ａを有する第２スクリーン１５０と、第１スクリーン１４０を通過した解繊物を排出する第１排出口１９６と、解繊物のうち、第２スクリーン１５０を通過する解繊物を排出する第２排出口１７５と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、解繊処理装置及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、繊維原料が投入口から投入され、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、原料が解繊される。そして、解繊された解繊物は、例えば、紙の製造に有用な解繊物と、不用な解繊物（短い繊維長の繊維物や、填料や紙粉等の廃粉）とが混在して排出口から排出される。
なお、特許文献１の吸収性物品に係る材料の分離装置では、回転部材の底面にスクリーンを設けることで、吸収性物品の不良品や吸収体の不良品等の廃材から、パルプ繊維や高吸収性ポリマー等の再生利用可能なものを回収する構成が開示されている。また、特許文献２の繊維含有材料の縦型粗粉砕装置及びその刃物構造では、十分に解繊された解繊物がスクリーンを通過して排出される構成が開示されている。

特開２０１４−９１０８２号公報 特開２０００−２３７６１６号公報

しかしながら、特許文献１では、解繊が不十分な材料（未解繊物）が排出される可能性がある。また、特許文献２では、繊維も粗粉も一緒にスクリーンを通過して吸引部に吸引される。そのため、特許文献１や特許文献２を、解繊処理装置や解繊処理装置を用いた繊維処理に適用した場合、解繊処理装置や繊維処理装置の内部が、不用な解繊物の拡散により汚染されることや、繊維処理装置により製造される繊維成形物（例えば紙）から不用な解繊物が脱離や拡散することで周囲が汚染されることが懸念される。従って、繊維原料を解繊処理して再生利用に適した有用な解繊繊維と、それ以外の不用な解繊物（短繊維や廃粉）とに効率よく分離して取り出すことが課題であった。

解繊処理装置は、繊維を含有する繊維原料を投入する繊維原料投入口と、投入された前記繊維原料を解繊する刃を回転外周に備えた回転体と、前記回転体の前記回転外周を覆い、複数の開口を有する第１スクリーンと、前記第１スクリーンの前記開口よりも小さな複数の開口を有する第２スクリーンと、前記第１スクリーンを通過した解繊物を排出する第１排出口と、前記解繊物のうち、前記第２スクリーンを通過する解繊物を排出する第２排出口と、を備える。

繊維処理装置は、前記解繊処理装置と、前記解繊処理装置の前記第１排出口から排出される前記解繊物を処理する処理部と、を備える。

第１実施形態に係る解繊処理装置の概斜視図。 解繊処理装置の回転体と固定部材（第１スクリーン）の斜視図。 解繊処理装置の回転体と固定部材（第１スクリーン、第２スクリーン）の斜視図。 図１のＡ−Ａ断面図。 図１のＢ−Ｂ断面図。 第２実施形態に係る解繊処理装置の概斜視図。 図６のＣ-Ｃ断面図。 図６のＤ-Ｄ断面図。 第３実施形態に係るシート製造装置の構成を示す模式図。

１．第１実施形態
解繊処理装置２０の構成に関して説明する。
図１は、第１実施形態に係る解繊処理装置２０の概斜視図である。図２は、解繊処理装置２０の回転体１１０と固定部材１２０（第１スクリーン１４０）の斜視図である。図３は、解繊処理装置２０の回転体１１０と固定部材１２０（第１スクリーン１４０、第２スクリーン１５０）の斜視図である。なお、図２は、図１からハウジング１７０と上流カバー１８０、固定部材１２０（第２スクリーン１５０）等の図示を省略した斜視図である。図３は、図２の第１スクリーン１４０に第２スクリーン１５０を追加した図である。

解繊処理装置２０は、複数の繊維が結着された状態の繊維原料（以降、原料ＭＡと呼称する）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、大気中において解繊等の処理を行う乾式の解繊処理装置である。

図１〜図３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１１８を中心として回転する回転体１１０と、回転体１１０の周囲を二重に覆う固定部材１２０とを備える。なお、固定部材１２０は、後述するが、回転体１１０の回転による外周を覆う第１スクリーン１４０と、第１スクリーン１４０の周囲を覆う第２スクリーン１５０とで構成されている。また、解繊処理装置２０は、回転体１１０および固定部材１２０を覆って収容するハウジング１７０と、ハウジング１７０の両端部に配置される上流カバー１８０および基部カバー１９０とを備える。

図４は、図１のＡ-Ａ断面図である。
ハウジング１７０は、回転体１１０の回転軸１１８に沿って延びる円筒状に形成されている。本実施形態では、回転軸１１８が上下方向に延びるのに応じてハウジング１７０等が上下方向に延びる構成を説明する。但し、回転体１１０の回転軸１１８は、水平方向に延びる構成でもよく、それに応じてハウジング１７０等が水平方向に延びる構成でもよい。以降の説明では、回転軸１１８の延びる方向、すなわち、ハウジング１７０等の軸中心の延びる方向を軸方向と呼称する。また、回転体１１０や固定部材１２０等の回転体形状の径方向の中心を軸中心２１０と呼称する。

図４に示すように、ハウジング１７０の上方の一端開口部１７１には、上流カバー１８０が支持される。上流カバー１８０は、円環状の蓋部１８１を備える。蓋部１８１は、ハウジング１７０の外径と略同一の外径に形成される。蓋部１８１の下方には、下方に突出する円環状の挿入部１８２が形成される。上流カバー１８０は、挿入部１８２がハウジング１７０の一端開口部１７１に挿入された状態で、ハウジング１７０に固定される。

上流カバー１８０の径方向の中央部には、上下方向に延びる筒状の入口配管部１８３が形成される。入口配管部１８３は、上流カバー１８０の外部とハウジング１７０の内部とを連通する。入口配管部１８３の上部には、上方に開口する繊維原料投入口（以降、投入口１８６と呼称する）が設けられる。投入口１８６には、解繊される原料ＭＡが投入される。

ハウジング１７０の外周部の収容壁部１７３には、ハウジング１７０の内外を連通する第２排出口１７５が形成される。また、第２排出口１７５は、詳細は後述するが、回転体１１０と第１スクリーン１４０とが原料ＭＡを解繊することにより形成される解繊物の中で、第２スクリーン１５０を通過した解繊物を排出する。第２排出口１７５からは、再生利用に不用な解繊物が排出される。また、第２排出口１７５には、第２出口配管１７６が接続される。第２出口配管１７６は、第２排出口１７５を介して、上述したように、再生利用に不用な解繊物を解繊処理装置２０から導出する。

図１、図４に示すように、上流カバー１８０の入口配管部１８３の下側の中央部には、軸受支持部１８４が形成される。軸受支持部１８４は、平面的に見た場合、円形凹形状の支持部１８４ａと、支持部１８４ａから４方向に直交して延びる４つの突出部１８４ｂとを備える。支持部１８４ａには、回転体１１０を回転可能に支持する軸受１８５が支持される。また、隣り合う突出部１８４ｂの間には、上下方向に連通する空間Ｓが生じており、投入口１８６から投入された原料ＭＡが、空間Ｓを介してハウジング１７０の内部に導入される。

図４に示すように、ハウジング１７０の他端開口部１７２には、基部カバー１９０が支持される。基部カバー１９０は、円環状の本体部１９１を備える。本体部１９１は、ハウジング１７０の外径と略同一の外径に形成される。本体部１９１には、上方に突出する円環状の挿入部１９２が形成される。基部カバー１９０は、挿入部１９２がハウジング１７０の他端開口部１７２に挿入された状態でハウジング１７０に固定される。

基部カバー１９０の径方向の中央部には、軸受配置部１９５が形成される。軸受配置部１９５は、第１スクリーン１４０の外径と略同一の外径で、外側面１９５ａが形成される。また、挿入部１９２は、第２スクリーン１５０の内径と略同一の内径で、内側面１９２ａが形成される。軸受配置部１９５の外側面１９５ａと、挿入部１９２の内側面１９２ａとは、同心円状に離間している。軸受配置部１９５の外側面１９５ａと、挿入部１９２の内側面１９２ａとにより、基部カバー１９０には、軸中心２１０を中心とする円筒状の空間となる第１排出口１９６が形成される。

第１排出口１９６は、上部の第１スクリーン１４０と第２スクリーン１５０とに囲まれた第１スペース２２１と連通する。第１排出口１９６は、詳細は後述するが、回転体１１０と第１スクリーン１４０とが原料ＭＡを解繊することにより形成される解繊物の中で、第１スクリーン１４０を通過し、第２スクリーン１５０を通過できない解繊物を排出する。詳細には、第１排出口１９６からは、再生利用に有用な解繊物が排出される。

挿入部１９２は、第１排出口１９６に対して、平面方向で、直交する４方向（図５参照）から跨ぐ形態で、軸受配置部１９５のステー１９７の上方の外周部に設置される円環状のボルト固定部１９３に接続する４つの継手部１９４を備えている。軸受配置部１９５には、ステー１９７をベースにして、回転体１１０を支持する軸受１９８が配置される。ステー１９７は、ボルト１９９によりボルト固定部１９３にねじ止めされることにより、基部カバー１９０に固定される。

図５は、図１のＢ-Ｂ断面図である。
ハウジング１７０の内部には、回転体１１０が配置される。回転体１１０は、回転軸１１８と、回転軸１１８に支持固定される回転体本体１１１とを備える。回転体本体１１１は一体形状のブロックである。

回転体本体１１１は、図４に示すように、上下方向において、固定部材１２０の上部（第１スクリーン１４０の上部）から下部（第１スクリーン１４０の下部）に至って形成されている。回転体本体１１１は、回転軸１１８が挿通される孔１１２ａが形成された基部１１２と、基部１１２から径方向に互いに直交して突出する４つの解繊内刃１１３とを備える。言い換えると、回転体１１０は、回転軸１１８から離間する方向に突出し、回転軸１１８の延在方向に沿って形成された４つ（複数）の解繊する回転刃としての解繊内刃１１３を備えている。解繊内刃１１３は、回転体１１０の回転する外周に備えられ、投入口１８６に投入された原料ＭＡを解繊する。

回転体本体１１１は、例えば、鋳造により製造可能である。回転軸１１８と回転体本体１１１とは、マシンキー１１４を介して嵌合される。これにより、回転軸１１８と回転体本体１１１が周方向に一体に回転可能となる。

図４に示すように、回転軸１１８の一端側は、上流カバー１８０の軸受１８５に回転可能に支持される。回転軸１１８の他端側は、基部カバー１９０の軸受１９８に回転可能に支持される。

回転軸１１８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回転駆動源（図示省略）から動力が伝達されて、回転軸１１８が駆動する。なお、回転軸１１８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。

図４、図５に示すように、回転体１１０の径方向外側には、固定部材１２０が配置される。固定部材１２０は、回転体１１０の回転軸１１８に沿って延び、回転体１１０の回転外周を覆う円筒状に構成された部材である。

本実施形態の固定部材１２０は、第１スクリーン１４０と第２スクリーン１５０とを備える。第１スクリーン１４０は、回転体１１０の回転する外周を覆って設けられる。第２スクリーン１５０は、第１スクリーン１４０に対し、回転体１１０が配置される側とは反対側に配置されて設けられる。そして、第１スクリーン１４０と第２スクリーン１５０とは、上流カバー１８０と基部カバー１９０とに挟まれて固定される。

第１スクリーン１４０は、回転体１１０の周囲に一様なギャップＧ０を空けて、回転体１１０の周囲を覆うように同心状に配置される。ギャップＧ０は、第１スクリーン１４０の後述する第１パンチングメタル部材１４１の内周面と、回転体１１０の解繊内刃１１３との径方向のギャップとなる。

また、第２スクリーン１５０は、第１スクリーン１４０の周囲に一様なギャップＧ１となる第１スペース２２１を空けて、第１スクリーン１４０の周囲を覆うように同心状に配置される。ギャップＧ１は、第２スクリーン１５０の後述する第２パンチングメタル部材１５１の内周面と、第１スクリーン１４０の第１パンチングメタル部材１４１の外周面との径方向のギャップとなる。

また、ハウジング１７０は、第２スクリーン１５０の周囲に一様なギャップＧ２となる第２スペース２２２を空けて、第２スクリーン１５０の周囲を覆うように同心状に配置される。ギャップＧ２は、ハウジング１７０の内周面１７４と、第２スクリーン１５０の第２パンチングメタル部材１５１の外周面との径方向のギャップとなる。

第１スクリーン１４０は、円筒状のドラムとなる第１パンチングメタル部材１４１で構成される。第１スクリーン１４０は、回転体１１０の回転方向の全周に配置された構成を有する。具体的には、第１スクリーン１４０は、回転方向の一周（一周全体）にわたって設けられている。第１パンチングメタル部材１４１には、厚み方向に貫通する複数の円形孔状の第１開口孔１４１ａが形成される。言い換えると、第１開口孔１４１ａは、円筒状のドラムとなる第１パンチングメタル部材１４１の側面部に形成される。

本実施形態の第１開口孔１４１ａは、軸方向に等間隔に形成されている。また、第１開口孔１４１ａは、周方向においては同一ピッチで互い違いに形成されている。第１開口孔１４１ａの直径は、分離する解繊物の繊維長に応じて形成される。本実施形態の第１開口孔１４１ａの直径は、例えば、０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下としている。

第１スクリーン１４０では、再生利用（紙等のシート製造）に有用な繊維長の繊維物となる解繊物と、再生利用に不用となる填料、紙粉、短い繊維長の繊維物等の解繊物とを含めて第１開口孔１４１ａから第１スペース２２１に排出する。

本実施形態の第１パンチングメタル部材１４１は、一体（１枚）のパンチングメタルで構成される。しかし、パンチングメタルは、一体の構成に代えて、例えば、複数枚の円弧形状のパンチングメタルを、回転体１１０の回転方向に組み合わせた連結体として構成してもよい。

第１パンチングメタル部材１４１は、回転体１１０の解繊内刃１１３の先端面１１３ａとギャップＧ０を空けている。これにより、投入口１８６から投入された原料ＭＡは、第１パンチングメタル部材１４１の外部に漏れることなく、確実にギャップＧ０に導入されて解繊される。

第２スクリーン１５０は、円筒状のドラムとなる第２パンチングメタル部材１５１で構成される。第２スクリーン１５０は、第１スクリーン１４０の全周を覆うように配置された構成を有する。第２パンチングメタル部材１５１には、厚み方向に貫通する複数の円形孔状の第２開口孔１５１ａが形成される。言い換えると、第２開口孔１５１ａは、円筒状のドラムとなる第２パンチングメタル部材１５１の側面部に形成される。

本実施形態の第２開口孔１５１ａは、軸方向に等間隔に形成されている。また、第２開口孔１５１ａは、周方向においては同一ピッチで互い違いに形成されている。第２開口孔１５１ａの直径は、分離する解繊物の繊維長に応じて形成される。本実施形態の第２開口孔１５１ａの直径は、例えば、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ未満としている。

従って、第２開口孔１５１ａの直径は、第１スクリーン１４０の第１開口孔１４１ａの直径よりも小さく形成されている。第２スクリーン１５０は、紙等のシート製造に有用な繊維長の繊維物となる解繊物と、紙等のシート製造に不用となる填料、紙粉、短い繊維長の繊維物等の解繊物とを分離する。

本実施形態の第２パンチングメタル部材１５１は、一体（１枚）のパンチングメタルで構成される。しかし、パンチングメタルは、一体の構成に代えて、例えば、複数枚の円弧形状のパンチングメタルを、回転体１１０の回転方向に組み合わせた連結体として構成してもよい。

第１スクリーン１４０と第２スクリーン１５０との間には、一様なギャップＧ１を有して円筒状の第１スペース２２１が形成されている。また、第１排出口１９６は、基部カバー１９０に円筒状に形成されており、第１スペース２２１に連通している。

第２スクリーン１５０の外周側には、ハウジング１７０が配置される。第２スクリーン１５０とハウジング１７０との間には、一様なギャップＧ２を有して円筒状の第２スペース２２２が形成されている。第２排出口１７５は、第２スクリーン１５０に対向して収容壁部１７３の下部に形成されている。第２スペース２２２は、第２排出口１７５に連通している。

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１１８を回転させることにより、回転体１１０を回転させる。そして、回転体１１０と固定部材１２０とハウジング１７０との間のそれぞれのギャップＧ０，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。なお、気流は、回転体１１０の回転により発生する。

本実施形態では、解繊処理装置２０の投入口１８６から投入された原料ＭＡは、上流カバー１８０の入口配管部１８３および空間Ｓを介して、ハウジング１７０の内部に導入される。ハウジング１７０の内部では、回転体１１０が回転しており、投入口１８６から投入された原料ＭＡは、回転体１１０の解繊内刃１１３と、第１スクリーン１４０との間のギャップＧ０に送られる。

詳細には、ハウジング１７０の内部に導入された原料ＭＡは、直交して隣り合う解繊内刃１１３の間にも導入されるが、回転体１１０の回転による遠心力で、ギャップＧ０側に送られる。ギャップＧ０に送られた原料ＭＡは、回転体１１０の遠心力を受けて飛行することで、第１スクリーン１４０に衝突して解きほぐされて解繊される。

また、ギャップＧ０で解繊された原料ＭＡは、第１スクリーン１４０の第１開口孔１４１ａを介して、第１スクリーン１４０と第２スクリーン１５０との間のギャップＧ１となる第１スペース２２１に導出される。言い換えると、原料ＭＡは、解繊内刃１１３と第１スクリーン１４０とにより、第１開口孔１４１ａを通過する大きさまで解繊されて、第１スペース２２１に導出される。

なお、本実施形態において、第２スクリーン１５０の第２開口孔１５１ａは、上述したように、第１スクリーン１４０の第１開口孔１４１ａよりも小さい直径で構成されている。本実施形態において、解繊処理装置２０は、回転体１１０と第１スクリーン１４０とで、原料ＭＡを解繊し、第１開口孔１４１ａを介して、第１スペース２２１にシート製造に有用な解繊物と不用な解繊物とを含めて導出する。そして、第１スペース２２１に導出された解繊物に対して、第２スクリーン１５０で、シート製造に有用な解繊物と不用な解繊物とに分離する。

第１スクリーン１４０の第１開口孔１４１ａの径は、シート製造に有用な繊維長に合せた径としている。また、第２スクリーン１５０の第２開口孔１５１ａの径は、シート製造に不用な繊維長に合せた径としている。そのため、第１開口孔１４１ａを介して第１スペース２２１に導出された解繊物の中で、第２開口孔１５１ａを通過しない解繊物は、シート製造に有用な解繊物となる。また、第２開口孔１５１ａを介して第２スペース２２２に導出される解繊物は、シート製造に不用な解繊物となる。

第１スペース２２１に導出された解繊物は、回転体１１０の回転による気流に乗って第２スクリーン１５０に向けて移動する。そして、第２スクリーン１５０の第２開口孔１５１ａを通過できない解繊物は、第１排出口１９６を介して、解繊処理装置２０の外部に導出される。詳細には、解繊物は、第１排出口１９６に連通する管３（図９）を介して、後述する繊維処理装置としてのシート製造装置１００に導入される。なお、第１排出口１９６を介して、解繊処理装置２０の外部に導出される解繊物は、紙等のシート製造に有用な繊維長の繊維物となる解繊物である。

第１スペース２２１に導出された解繊物の中で、第２スクリーン１５０の第２開口孔１５１ａを通過できる解繊物は、第２スペース２２２に導出される。そして、第２スペース２２２に導出された解繊物は、回転体１１０の回転による遠心力や気流に乗って、第２排出口１７５に向けて移動し、第２排出口１７５から、第２出口配管１７６を介して排出される。なお、第２スペース２２２に導出される解繊物は、紙等のシート製造に不用となる填料、紙粉、短い繊維長の繊維物等の解繊物である。

本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

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１８６と、投入された原料ＭＡを解繊する解繊内刃１１３に備えた回転体１１０と、回転体１１０の回転外周を覆い、複数の第１開口孔１４１ａを有する第１スクリーン１４０とを備えている。また、解繊処理装置２０は、第１スクリーン１４０に対して回転体１１０が配置される側と反対側に配置され、第１スクリーン１４０の開口（第１開口孔１４１ａ）よりも小さな複数の開口（第２開口孔１５１ａ）を有する第２スクリーン１５０を備えている。また、解繊処理装置２０は、第１スクリーン１４０を通過した解繊物を排出する第１排出口１９６と、解繊物のうち、第２スクリーン１５０を通過する解繊物を排出する第２排出口１７５とを備えている。
この構成により、投入口１８６から投入された原料ＭＡが、回転体１１０と第１スクリーン１４０とによって十分に解繊処理された後に第１スクリーン１４０を通過するため、解繊処理が不十分な繊維原料（未解繊物）が排出されず、再生利用に適した有用な解繊物が第１排出口１９６から排出される。更に、第１スクリーン１４０の外側に、第１スクリーン１４０の第１開口孔１４１ａよりも小さい第２開口孔１５１ａを複数有する第２スクリーン１５０が備えられているため、不用な解繊物（短繊維や廃粉）が第２排出口１７５から排出される。従って、再生利用に適した解繊繊維と、それ以外の不用な解繊物（短繊維や廃粉等）と、を効率良く分離して取り出すことができる。また、不用な解繊物を再生利用に適した解繊繊維と分離して取り出すことができるため、解繊処理装置２０の内部での不用な解繊物の拡散による汚染を防止することができる。

本実施形態の解繊処理装置２０は、第１スクリーン１４０及び第２スクリーン１５０は、円筒状のドラムで構成され、それぞれの複数の開口（第１開口孔１４１ａ、第２開口孔１５１ａ）は、円筒状のドラムの側面部に設けられている。
この構成により、回転する回転体１１０の通過による圧力振動を抑制し、第１排出口１９６や、第２排出口１７５から解繊物を排出する際のムラや騒音を防ぐことができる。

２．第２実施形態
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６は、第２実施形態に係る解繊処理装置２０Ａの概斜視図である。図７は、図６のＣ-Ｃ断面図である。図８は、図６のＤ-Ｄ断面図である。なお、図６は、第１実施形態の図１に対応し、図７は、第１実施形態の図４に対応する。また、図８は、第１実施形態の図５に対応する。

本実施形態の解繊処理装置２０Ａは、第１実施形態の解繊処理装置２０と比べた場合、第１実施形態での第２スクリーン１５０の設置の仕方が異なる。他の構成は、第１実施形態と同様に構成される。

本実施形態の解繊処理装置２０Ａは、第１実施形態の第２スクリーン１５０に代えて、新たな第２スクリーン１５０Ａを備える。第２スクリーン１５０Ａは、第２排出口１７５の領域を覆う（塞ぐ）ように配置されている。本実施形態では、第１スクリーン１４０と、第２スクリーン１５０Ａとで固定部材１２０Ａが構成される。

第２スクリーン１５０Ａは、第１実施形態の第２スクリーン１５０を構成する第２パンチングメタル部材１５１と同様の部材となる第２パンチングメタル部材１５１Ａで構成される。また、第２パンチングメタル部材１５１Ａには、第１実施形態の第２パンチングメタル部材１５１に形成される第２開口孔１５１ａと同様に第２開口孔１５１Ａａが形成される。第２パンチングメタル部材１５１Ａに形成される第２開口孔１５１Ａａの直径は、第１実施形態の第２開口孔１５１ａと同様に、例えば、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ未満としている。

第２スクリーン１５０Ａ（第２パンチングメタル部材１５１Ａ）の形状は、本実施形態では、第２排出口１７５を覆うように、第２排出口１７５の開口面積よりも大きく形成されている。また、このように形成された第２パンチングメタル部材１５１Ａは、第２排出口１７５が形成される周囲となるハウジング１７０の内周面１７４に沿って固定される。これにより、第２スクリーン１５０Ａは第２排出口１７５の領域を覆う。

なお、本実施形態では、第２スクリーン１５０Ａが、第２排出口１７５に設置されることにより、第１実施形態での第１スペース２２１と第２スペース２２２とが合わさった状態となる。詳細には、新たに、第１パンチングメタル部材１４１の外周面と、第２パンチングメタル部材１５１Ａの内周面との径方向のギャップＧ５が形成される。また、新たに、第１パンチングメタル部材１４１の外周面と、ハウジング１７０の内周面１７４との径方向の一様なギャップＧ６が形成される。そして、これらのギャップＧ５，Ｇ６からなる第３スペース２２３が新たに形成される。

次に、解繊処理装置２０Ａの動作について説明する。
解繊処理装置２０Ａは、回転軸１１８を回転させることにより、回転体１１０を回転させる。そして、回転体１１０と固定部材１２０Ａとの間のそれぞれのギャップＧ０，Ｇ５，Ｇ６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。なお、気流は、回転体１１０の回転により発生する。

本実施形態においても、第１実施形態と同様に、解繊処理装置２０Ａの投入口１８６から投入された原料ＭＡは、上流カバー１８０の入口配管部１８３および空間Ｓを介して、ハウジング１７０の内部に導入される。ハウジング１７０の内部では、回転体１１０が回転しており、投入口１８６から投入された原料ＭＡは、回転体１１０の解繊内刃１１３と、第１スクリーン１４０との間のギャップＧ０に送られる。ギャップＧ０に送られた原料ＭＡは、回転体１１０の遠心力を受けて飛行することで、第１スクリーン１４０に衝突して解きほぐされて解繊される。

また、ギャップＧ０で解繊された原料ＭＡは、第１スクリーン１４０の第１開口孔１４１ａを介して、第１スクリーン１４０と第２スクリーン１５０Ａとの間のギャップＧ５、及び、第１スクリーン１４０とハウジング１７０の内周面１７４との間のギャップＧ６となる第３スペース２２３に導出される。言い換えると、原料ＭＡは、解繊内刃１１３と第１スクリーン１４０とにより、第１開口孔１４１ａを通過する大きさまで解繊されて、第３スペース２２３に導出される。

なお、本実施形態において、第２スクリーン１５０Ａの第２開口孔１５１Ａａは、上述したように、第１スクリーン１４０の第１開口孔１４１ａよりも小さい直径で構成されている。本実施形態において、解繊処理装置２０Ａは、回転体１１０と第１スクリーン１４０とで、原料ＭＡを解繊し、第１開口孔１４１ａを介して、第３スペース２２３にシート製造に有用な解繊物と不用な解繊物とを含めて導出する。そして、第３スペース２２３に導出された解繊物に対して、第２スクリーン１５０Ａで、シート製造に有用な解繊物と不用な解繊物とに分離する。

第１実施形態と同様に、第１スクリーン１４０の第１開口孔１４１ａの径は、シート製造に有用な繊維長に合せた径としている。また、第２スクリーン１５０Ａの第２開口孔１５１Ａａの径は、シート製造に不用な繊維長に合せた径としている。そのため、第１開口孔１４１ａを介して第３スペース２２３に導出された解繊物の中で、第２開口孔１５１Ａａを通過しない解繊物は、シート製造に有用な解繊物となる。また、第２開口孔１５１Ａａを介して第２排出口１７５、第２出口配管１７６に導出される解繊物は、シート製造に不用な解繊物となる。

第３スペース２２３に導出された解繊物は、回転体１１０の回転による気流に乗って浮遊する。そして、第２スクリーン１５０Ａの第２開口孔１５１Ａａを通過できない解繊物は、第１排出口１９６を介して、解繊処理装置２０Ａの外部に導出される。なお、第１排出口１９６を介して、解繊処理装置２０Ａの外部に導出される解繊物は、紙等のシート製造に有用な繊維長の繊維物となる解繊物である。

第３スペース２２３に導出された解繊物の中で、第２スクリーン１５０Ａの第２開口孔１５１Ａａを通過できる解繊物は、回転体１１０の回転による気流に乗って、第２排出口１７５、第２出口配管１７６に導出される。なお、第２排出口１７５、第２出口配管１７６に導出される解繊物は、紙等のシート製造に不用となる填料、紙粉、短い繊維長の繊維物等の解繊物である。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得る他、以下の効果を得ることができる。

本実施形態の解繊処理装置２０Ａにおいて、第１スクリーン１４０は円筒状のドラムであり、複数の開口（第１開口孔１４１ａ）は円筒状のドラムの側面部に設けられる。そして、第２スクリーン１５０Ａは、第２排出口１７５を覆う（塞ぐ）ように配置されている。
この構成により、第２スクリーン１５０Ａが、第１スクリーン１４０と同様に円筒状のドラムで構成される場合に比べて、第２スクリーン１５０Ａを軽量化することができる。従って、解繊処理装置２０Ａの軽量化を図ることができる。

３．第３実施形態
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９は、第３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、繊維を含む原料ＭＡを繊維化して、例えば、紙などの新しいシート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である。

シート製造装置１００は、収容供給部１０、粗砕部１２、解繊部、混合部５０、堆積部６０、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に備える解繊部は、第１実施形態の解繊処理装置２０で構成される。混合部５０、堆積部６０、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のそれぞれは、解繊処理装置２０で解繊された解繊物を処理する処理部３０の一例である。

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を介して解繊処理装置２０の投入口１８６（図１、図４参照）に搬送される。

粗砕部１２から解繊処理装置２０には、気流により粗砕片が搬送される。解繊処理装置２０では、第１実施形態では、原料ＭＡとしている粗砕片が、投入口１８６から投入され、回転体１１０と固定部材１２０（第１スクリーン１４０）との間で粗砕片が解繊される。解繊処理装置２０で解繊された粗砕片、すなわち、解繊物は、第１実施形態で説明した通り、シート製造に不用な解繊物と有用な解繊物とに分離される。不用な解繊物は、第２排出口１７５（図４参照）を介して導出される。有用な解繊物は、第１排出口１９６（図４参照）を介して導出される。

不用な解繊物は、気流により、解繊処理装置２０から、第２出口配管１７６に接続された管４を介して紛体収容ボックス４０に移送される。有用な解繊物は、第１選別物として、気流により、解繊処理装置２０から、第１排出口１９６に接続された管３を介して混合部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、混合ブロワー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。

混合ブロワー５６は、管３と堆積部６０と、を繋ぐ管５４に気流を発生させる。また、管３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、混合ブロワー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、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、例えば円筒状の構造体であり、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の下方にはウェブ形成部７０が配置される。ウェブ形成部７０は、例えば、メッシュベルト７２と、張架ローラー７４と、サクション機構７６と、を有する。

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、ウェブＷ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（図示省略）や、水をミスト状にする超音波振動子（図示省略）を備える。調湿部７８が供給するミストにより、ウェブＷ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。

ウェブＷ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、不図示のブロワーを備え、ブロワーの吸引力によってメッシュベルト７９ａを介して上向きの気流を発生させる。

この気流により、ウェブＷは、ウェブ形成部７０のメッシュベルト７２から離れて、搬送部７９のメッシュベルト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、ウェブＷ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、ウェブＷに対して熱を加えることにより、ウェブＷ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、ウェブＷを加圧する加圧部８２、および、加圧部８２により加圧されたウェブＷを加熱する加熱部８４を備える。加圧部８２は、一対のカレンダーローラー８５によってウェブＷ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で高密度化されたウェブＷを挟んで熱を与え、切断部９０に搬送する。ウェブＷは、加熱部８４において、ウェブＷ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。

本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

本実施形態の繊維処理装置としてのシート製造装置１００は、解繊処理装置２０と、解繊処理装置２０の第１排出口１９６から排出される解繊物を処理する処理部３０とを備えている。なお、処理部３０は、混合部５０、堆積部６０、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を備えている。
なお、従来の解繊部（解繊処理装置）は、不用な解繊物と有用な解繊物とが混合された状態で排出されるため、次工程において、混合されて排出されることにより堆積した解繊物を、メッシュベルトによる吸引除去を行うことになる。その場合には、繊維処理装置によって製造される繊維構造体（一例として、再生紙）に、不用な短繊維や廃粉等が混入し、繊維構造体から、短繊維や廃粉等の拡散や汚染が発生していた。しかし、本実施形態のシート製造装置１００によれば、解繊処理装置２０で再生利用に適さない不用な解繊物が分離されて除去されるため、解繊処理装置２０から外部への不用な解繊物の拡散を防止することができる。このため、シート製造装置１００内での不用な解繊物の拡散や汚染を抑えることができる。

本実施形態のシート製造装置１００によれば、解繊処理装置２０の中で解繊物を、再生利用に適する有用な解繊物と、再生利用に適さない不用な解繊物とに分離して排出することができるため、従来のメッシュベルトによる吸引除去等の構成を省略することができることで、シート製造装置１００の小型化を図ることができる。

本実施形態のシート製造装置１００によれば、解繊処理装置２０における静粛性が向上するため、シート製造装置１００の静粛性も向上させることができる。

４．変形例１
第１実施形態の解繊処理装置２０において、第２スクリーン１５０は、第１スクリーン１４０に対し、回転体１１０が配置される側と反対側に配置されている。しかし、第２スクリーン１５０の配置は、これに限られるものではない。

５．変形例２
第１実施形態の解繊処理装置２０において、第２排出口１７５に接続する第２出口配管１７６を通じてその先にファンなどを備えた吸引装置を備えることでもよく、その場合には、再生利用に適さない不用な解繊物を効率的に分離することができる。これは、第２実施形態の解繊処理装置２０Ａも同様となる。

６．変形例３
第３実施形態のシート製造装置１００において、第１実施形態の解繊処理装置２０を用いているが、第２実施形態の解繊処理装置２０Ａを用いることでもよい。

２０，２０Ａ…解繊処理装置、３０…処理部、１００…繊維処理装置の一例としてのシート製造装置、１１０…回転体、１１３…解繊内刃、１４０…第１スクリーン、１４１ａ…第１開口孔、１５０，１５０Ａ…第２スクリーン、１５１ａ，１５１Ａａ…第２開口孔、１７５…第２排出口、１９６…第１排出口、１８６…繊維原料投入口としての投入口、ＭＡ…繊維原料としての原料。

Claims (5)

1. 繊維を含有する繊維原料を投入する繊維原料投入口と、
   投入された前記繊維原料を解繊する刃を回転外周に備えた回転体と、
   前記回転体の前記回転外周を覆い、複数の開口を有する第１スクリーンと、
   前記第１スクリーンの前記開口よりも小さな複数の開口を有する第２スクリーンと、
   前記第１スクリーンを通過した解繊物を排出する第１排出口と、
   前記解繊物のうち、前記第２スクリーンを通過する解繊物を排出する第２排出口と、
   を備えることを特徴とする解繊処理装置。
2. 請求項１に記載の解繊処理装置であって、
   前記第２スクリーンは、前記第１スクリーンに対し、前記回転体が配置される側と反対側に配置されていることを特徴とする解繊処理装置。
3. 請求項１又は２に記載の解繊処理装置であって、
   前記第１スクリーン及び前記第２スクリーンは、円筒状のドラムで構成され、
   それぞれの前記複数の開口は、前記円筒状のドラムの側面部に設けられていることを特徴とする解繊処理装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の解繊処理装置であって、
   前記第１スクリーンは円筒状のドラムであり、前記複数の開口は前記円筒状のドラムの側面部に設けられ、
   前記第２スクリーンは、前記第２排出口を覆うように配置されていることを特徴とする解繊処理装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の解繊処理装置と、
   前記解繊処理装置の前記第１排出口から排出される前記解繊物を処理する処理部と、
   を備えることを特徴とする繊維処理装置。

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