JP2022054925A - 繊維体製造装置、繊維体の製造方法、下地シート、および機能性シート - Google Patents

Abstract

【課題】表面に機能材が露出する可能性の小さいシートを製造することができる繊維体製造装置を提供する。【解決手段】シートの一方の面に機能材が配置された下地シートを排出する排出部と、排出された前記下地シートを搬送する搬送部と、搬送された前記下地シートの前記一方の面に、繊維および結着材を堆積させてウェブを形成する堆積部と、前記ウェブを加圧および加熱する加圧加熱部と、を含む、繊維体製造装置。【選択図】図２

Description

本発明は、繊維体製造装置、繊維体の製造方法、下地シート、および機能性シートに関する。

従来、セキュリティーの強化を図る一つの手法として、セキュリティーペーパーと呼ばれる紙の利用が提案されている（例えば、特許文献１参照）。セキュリティーペーパーは、例えば、大バルクハウゼン効果を有する磁性ワイヤーが漉き込まれて構成され、所定周波数の交番磁界が与えられた場合、紙に漉き込まれた磁性ワイヤーが急峻な磁化反転をする。この磁気反転を検知装置（ゲート等）で検出することにより、磁性ワイヤーを含む紙の存在を検知することができるものである。

特開２０２０－９７８０２号公報

しかしながら、上記のようなセキュリティーペーパーでは、磁性ワイヤーがペーパーの表面に露出する場合がある。磁性ワイヤーが露出すると、ペーパーを印刷用紙として使用する場合に、ペーパーの印刷性能が低下する。

本発明に係る繊維体製造装置の一態様は、
シートの一方の面に機能材が配置された下地シートを排出する排出部と、
排出された前記下地シートを搬送する搬送部と、
搬送された前記下地シートの前記一方の面に、繊維および結着材を堆積させてウェブを形成する堆積部と、
前記ウェブを加圧および加熱する加圧加熱部と、
を含む。

本発明に係る繊維体の製造方法の一態様は、
シートの一方の面に機能材が配置された下地シートを排出する工程と、
排出された前記下地シートを搬送する工程と、
搬送された前記下地シートの前記一方の面に、繊維および結着材を堆積させてウェブを形成する工程と、
前記ウェブを加圧および加熱する工程と、
を含む。

本発明に係る下地シートの一態様は、
繊維体製造装置用の下地シートであって、
前記下地シートは、シートと、前記シートの一方の面に配置された機能材と、を有し、
前記下地シートは、ロール状である。

本発明に係る機能性シートの一態様は、
シートと、
機能材と、
前記機能材を前記シートに接着させる接着層と、
前記接着層の表面に設けられ、前記接着層を隠ぺいする隠ぺい層と、
を含む。

第１実施形態に係る繊維体製造装置を模式的に示す図。 第１実施形態に係る繊維体製造装置の排出部を模式的に示す図。 第１実施形態に係る繊維体製造装置の排出部を模式的に示す図。 第１実施形態に係るシートを模式的に示す平面図。 第１実施形態に係るシートを模式的に示す断面図。 第１実施形態に係るシートを模式的に示す平面図。 第１実施形態に係るシートを模式的に示す平面図。 第１実施形態に係る繊維体の製造方法を説明するためのフローチャート。 第２実施形態に係る繊維体製造装置を模式的に示す図。

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不当に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． 繊維体製造装置
１．１．１． 全体の構成
まず、第１実施形態に係る繊維体製造装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る繊維体製造装置１００を模式的に示す図である。

繊維体製造装置１００は、図１に示すように、例えば、供給部１０と、粗砕部１２と、解繊部２０と、選別部４０と、第１ウェブ形成部４５と、回転体４９と、混合部５０と、堆積部６０と、第２ウェブ形成部７０と、シート形成部８０と、切断部９０と、を含む。

供給部１０は、粗砕部１２に原料を供給する。供給部１０は、例えば、粗砕部１２に原料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。

粗砕部１２は、供給部１０によって供給された原料を、大気中等の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は、ホッパー１で受けてから管２を介して、解繊部２０に移送される。

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」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、すなわち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、すなわち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としては、例えば、インペラーミルを用いる。解繊部２０は、原料を吸引し、解繊物を排出するような気流を発生させる機能を有している。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。

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、例えば、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、篩を用いる。ドラム部４１は、網を有し、網の目開きの大きさより小さい繊維または粒子、すなわち網を通過する第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、すなわち網を通過しない第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、堆積部６０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。

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、管７に搬送する。第１ウェブ形成部４５は、例えば、メッシュベルト４６と、張架ローラー４７と、サクション機構４８と、を有している。

サクション機構４８は、選別部４０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、ウェブＶを形成する。メッシュベルト４６、張架ローラー４７、およびサクション機構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。

ウェブＶ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に堆積されたウェブＶは、管７へ投入され、堆積部６０へと搬送される。

回転体４９は、ウェブＶ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と、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によってウェブＶ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、ウェブＶの経路において下流側に位置する張架ローラー４７ａの近傍に設けられている。回転体４９は、突部４９ｂがウェブＶと接触可能な位置であって、ウェブＶ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以下である。これは、メッシュベルト４６が損傷を受けずにウェブＶを切断することが可能な距離である。

混合部５０は、選別部４０を通過した第１選別物と、樹脂を含む添加物と、を混合する。混合部５０は、例えば、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、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。

混合部５０では、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、内側に羽のある配管が回転をするものであってもよい。

添加物供給部５２としては、図１に示すようなスクリューフィーダーや、図示せぬディスクフィーダーなどを用いる。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（Acrylonitrile Styrene）樹脂、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）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、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、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、繊維等を燃え難くするための難燃剤が含まれていてもよい。混合部５０を通過した混合物は、管５４を介して、堆積部６０に移送される。

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、例えば、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、ウェブＷ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には、堆積部６０の開口を通過した通過物が堆積される。メッシュベルト７２は、張架ローラー７４によって張架され、通過物を通し難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上にウェブＷが形成される。

サクション機構７６は、メッシュベルト７２の下方に設けられている。サクション機構７６は、下方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ウェブＷが形成される。メッシュベルト７２に堆積されたウェブＷは、シート形成部８０へと搬送される。

なお、図示の例では、ウェブＷを調湿する調湿部７８が設けられている。調湿部７８は、ウェブＷに対して水や水蒸気、ミストを添加して、環境湿度や、ウェブＷ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に堆積したウェブＷ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、ウェブＷ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、互いに添加物を介して結着することができる。

シート形成部８０は、ウェブＷを加圧する加圧部８２と、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と、を有している。加圧部８２は、一対のローラー８５で構成され、ウェブＷに対して圧力を加える。ウェブＷは、加圧されることによりその厚さが小さくなり、ウェブＷのかさ密度が高められる。加熱部８４としては、例えば、加熱ローラー、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を有している。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として構成する場合に比べて、ウェブＷ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。ローラー８５と加熱ローラー８６とは、例えば、それらの回転軸が平行になるように配置される。ここで、ローラー８５は、加熱ローラー８６によってウェブＷに印加される圧力よりも高い圧力をウェブＷに印加することができる。なお、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、排出受け部９６に排出される。

１．１．２． 排出部
繊維体製造装置１００は、排出部１１０を含む。ここで、図２および図３は、繊維体製造装置１００の排出部１１０を模式的に示す図である。なお、便宜上、図１では、排出部１１０を簡略化して図示している。また、図３は、図２に示す状態から所定時間経過した状態を示している。

排出部１１０は、図１～図３に示すように、例えば、第１供給ロール１２０と、第１配置部１３０と、第２配置部１４０と、を有している。排出部１１０は、メッシュベルト７２上に下地シート１５０を排出する。メッシュベルト７２は、排出された下地シート１５０を搬送する搬送部である。

第１供給ロール１２０は、基材シート１５２がロール状に巻かれたものである。第１供給ロール１２０は、図示せぬ駆動機構によって方向Ｑ１に回転する。これにより、第１供給ロール１２０を構成する基材シート１５２は、メッシュベルト７２側に進行する。図２および図３に示す例では、第１供給ロール１２０は、架台１２２上に配置される。図１では、架台１２２の図示を省略している。基材シート１５２は、一方の面１５２ａと、一方の面１５２ａと反対の他方の面１５２ｂと、を有している。他方の面１５２ｂは、メッシュベルト７２と接触する。なお、基材シート１５２の材質については、後述する。

第１配置部１３０は、基材シート１５２の一方の面１５２ａに機能材１５４を配置する。第１配置部１３０は、例えば、第２供給ロール１３２と、ローラー１３４と、ガイド１３６と、カッター１３８と、を有している。

第２供給ロール１３２は、シート状の機能材１５４がロール状に巻かれたものである。第２供給ロール１３２は、図示せぬ駆動機構によって方向Ｑ２に回転する。図示の例では、方向Ｑ２は、方向Ｑ１と反対の方向である。第２供給ロール１３２を構成する機能材１５４は、図２に示すように、ローラー１３４およびガイド１３６を通って、基材シート１５２の一方の面１５２ａに配置される。そして、図３に示すように、機能材１５４は、カッター１３８によって所定の位置で切断される。なお、機能材１５４の材質については、後述する。

第２配置部１４０は、基材シート１５２の一方の面１５２ａに粘着テープ１５６を配置する。これにより、第２配置部１４０は、基材シート１５２に機能材１５４の一部を仮止めする。第２配置部１４０は、例えば、第３供給ロール１４２と、カッター１４４と、基材回収ロール１４６と、を有している。

第３供給ロール１４２は、シート状の粘着テープ１５６がロール状に巻かれたものである。粘着テープ１５６は、基材１５６ａと粘着部１５６ｂとを含む層構造を有している。第３供給ロール１４２は、粘着テープ１５６の粘着部１５６ｂを基材シート１５２の一方の面１５２ａに押し付けた状態で方向Ｑ３に回転する。これにより、粘着テープ１５６が所定の長さまで引き出され、カッター１４４により基材１５６ａと粘着部１５６ｂとは分離し、基材１５６ａは基材回収ロール１４６へと巻き取られる。図示の例では、方向Ｑ３は、方向Ｑ１と反対の方向である。第３供給ロール１４２を構成する粘着テープ１５６の粘着部１５６ｂは、基材シート１５２の一方の面１５２ａに機能材１５４を仮固定しながら配置される。そして、粘着テープ１５６は、カッター１４４によって所定の位置で切断される。なお、粘着テープ１５６の材質については、後述する。

以上の構成により、排出部１１０は、基材シート１５２の一方の面１５２ａに機能材１
５４が配置された下地シート１５０を、メッシュベルト７２に排出する。図１に示すように、メッシュベルト７２は、排出された下地シート１５０を搬送し、堆積部６０は、搬送された下地シート１５０の一方の面１５０ａに、繊維および結着材を含む混合物を堆積させてウェブＷを形成する。下地シート１５０の他方の面１５０ｂ側には、吸引部としてのサクション機構７６が設けられている。シート形成部８０は、ウェブＷを加圧および加熱する加圧加熱部である。下地シート１５０の一方の面１５０ａと、基材シート１５２の一方の面１５２ａとは、同じ方向を向く面である。

１．２． シート
次に、上述した繊維体製造装置１００によって製造されるシートＳについて、図面を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態に係るシートＳを模式的に示す平面図である。図５は、第１実施形態に係るシートＳを模式的に示す図４のＶ－Ｖ線断面図である。

シートＳは、切断部９０によって、例えばＡ４サイズに切断された矩形の繊維体である。シートＳは、普通紙等の紙と同様に、印刷用紙として、プリンターによって印刷される。シートＳの厚さは、例えば、５０μｍ以上２００μｍ以下であり、好ましくは９０μｍ以上１５０μｍ以下である。

シートＳは、図４および図５に示すように、下地シート１５０と、表層シート１６０と、を含む。下地シート１５０は、基材シート１５２と、機能材１５４と、粘着部１５６ｂと、を有している。シートＳは、機能材１５４を含む機能性シートである。なお、便宜上、図４では、表層シート１６０を透視して図示している。

基材シート１５２は、例えば、不織布である。基材シート１５２を構成する不織布は、堆積部６０から放出される繊維と、同じ分子構造を有する繊維で構成されていることが好ましい。基材シート１５２に含まれる繊維としては、例えば、セルロース繊維、レーヨン、綿、リンター、カボック、亜麻、大麻、ラミー等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。基材シート１５２に含まれる繊維としては、セルロース繊維を用いることが好ましい。セルロース繊維は、入手が容易で、成形性に優れる。セルロース繊維としては、木質系パルプに由来するものが好ましい。木質系パルプとしては、バージンパルプ、クラフトパルプ、晒ケミサーモメカニカルパルプ、合成パルプ、古紙や再生紙に由来するパルプ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

基材シート１５２は、通気性を有している。「通気性」とは、複数の気孔を通して空気が通過する性質のことをいう。基材シート１５２は、ガーレー試験機法において、透気度を表すガーレー秒数が、３０秒未満であることが好ましく、１５秒未満であることがより好ましい。

機能材１５４は、基材シート１５２の一方の面１５２ａに配置されている。具体的には、機能材１５４は、接着層１５７によって、基材シート１５２の一方の面１５２ａに接着されている。機能材１５４は、例えば、磁性材料で構成された磁性を有する磁性体である。具体的には、機能材１５４は、磁性材料を、長さが数ミリ以上の磁性ワイヤーである。シートＳは、例えば、複数の機能材１５４を有している。図４に示す例では、シートＳは、６本の機能材１５４を有している。複数の機能材１５４は、平面視において、放射状に配置されている。複数の機能材１５４は、平面視において、互いに重なっていない。図４に示す例では、６本の機能材１５４のうち、機能材１５４ａ，１５４ｂは、第１方向に長手方向を有し、機能材１５４ｃ，１５４ｄは、第１方向に対して６０°傾いた第２方向に長手方向を有し、機能材１５４ｅ，１５４ｆは、第１方向および第２方向に対して６０°傾いた第３方向に長手方向を有している。機能材１５４ａと他の機能材１５４ｂとは、平
面視において、重なっていない。例えば、基材シート１５２に対して、図示せぬ移動機構により第１配置部１３０および第２配置部１４０を移動させることにより、複数の機能材１５４を所定の位置に配置させることができる。

シートＳは、磁性ワイヤーである機能材１５４を有することで、セキュリティーペーパーとして利用される。セキュリティーペーパーとは、励磁コイルと検知コイルとを備える検知システムによって検出可能な紙の形状で実現したものである。励磁コイルに交番電流を流して数ｋＨｚの交番磁界を発生させ、その交番磁界中にシートＳを置くと、磁化反転時に、シートＳの存在を検知することができる。そのため、人や車両が通行可能なゲートに励磁コイルと検知コイルとを配置することにより、ゲートを通過するシートＳを検知することができる。したがって、シートＳの持ち出しを検知することができる。例えば、シートＳに機密情報等が印刷されている場合に、機密情報の漏洩を防止することができる。

機能材１５４は、大バルクハウゼン効果を有することが好ましい。具体的には、機能材１５４の材質は、ＦｅＣｒ系、ＦｅＣｏ系、ＦｅＮｉ、ＦｅＳｉＢ、ＦｅＣｏＣｒＳｉＢ系合金である。これらの材料は、後加工によってひずみを加えなくても大バルクハウゼン効果を発現するので、好適に用いることができる。なお、後加工によってひずみを加えることにより大バルクハウゼン効果を与えてもよい。また、機能材１５４は、アモルファスリボンが切断されたワイヤーであってもよいし、同金属を溶融状態からガラスと一緒に引いて冷却されたガラス被覆ワイヤーであってもよい。

機能材１５４の形状は、ワイヤー状やリボン状など、縦長の線状であることが好ましい。断面積に対して所定の長さがあることよって、大バルクハウゼン効果を発現し易くすることができる。

機能材１５４の形状がワイヤー状である場合、機能材１５４の直径は、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。機能材１５４の直径が１０μｍ以上であれば、大バルクハウゼン効果を発現し易い。機能材１５４の直径が１００μｍ以下であれば、シートＳから機能材１５４が露出しない。さらに、機能材１５４の直径が１００μｍ以下であれば、カッター１３８によって機能材１５４を容易に切断することができる。

機能材１５４の形状がリボン状である場合、機能材１５４の厚さは、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。機能材１５４の厚さが１０μｍ以上であれば、大バルクハウゼン効果を発現し易い。機能材１５４の厚さが１００μｍ以下であれば、シートＳから機能材１５４が露出しない。さらに、機能材１５４の厚さが１００μｍ以下であれば、カッター１３８によって機能材１５４を容易に切断することができる。機能材１５４の形状がリボン状である場合、機能材１５４の幅は、例えば、５０μｍ以上１０００μｍ以下が好ましい。

機能材１５４の形状がワイヤー状またはリボン状である場合、機能材１５４の長さは、好ましくは１０ｍｍ以上であり、より好ましくは５０ｍｍ以上である。機能材１５４の長さが１０ｍｍ以上であれば、形状異方性効果も相まってＮＳ反転の効果も発現し易い。さらに、機能材１５４の長さが１０ｍｍ以上であれば、機能材１５４を所望の位置に配置し易い。機能材１５４の長さの上限は、切断されたシートＳのサイズを超えなければ、特に限定されないが、例えば、２００ｍｍ以下である。

なお、機能材１５４の直径や長さは、シートＳに含まれる全ての機能材１５４の直径や長さが上述した範囲を満たすことが好ましいが、値に分布がある場合には、平均値として上述した範囲を満たすことが好ましい。また、機能材１５４が屈曲している場合は、機能材１５４の両端を結んだ最短距離を機能材１５４の長さとする。

機能材１５４の数量は、例えば、切断部９０で切断されたシートＳにおける重量により規定される。例えば、シートＳの重量を１００重量部とした場合に、機能材１５４の重量が１．０重量部未満であることが好ましい。換言すれば、繊維体製造装置１００は、切断部９０により、シートＳの重量を１００重量部とした場合の機能材１５４の重量が１．０重量部未満となる位置で切断し、シートＳを製造する。

粘着部１５６ｂは、機能材１５４に設けられている。図示の例では、粘着部１５６ｂは、１本の機能材１５４に対して、２つ設けられている。粘着部１５６ｂは、機能材１５４の一方の端部と他方の端部とに設けられている。なお、機能材１５４に対する粘着部１５６ｂの数は、特に限定されないが、機能材１５４の一方の端部と他方の端部とに粘着部１５６ｂを設けることで基材シート１５２の伸びに対して柔軟に対応することできる。粘着部１５６ｂは、粘着テープ１５６から基材１５６ａが剥がされたものである。粘着テープ１５６は、例えば、いわゆる修正テープである。粘着部１５６ｂは、接着層１５７と、隠ぺい層１５８と、を有している。

接着層１５７は、機能材１５４を基材シート１５２に接着させる。接着層１５７は、隠ぺい層１５８と機能材１５４とを基材シート１５２の一方の面１５２ａに接着する。接着層１５７の材質は、例えば、天然ゴム系粘着剤であり、具体的には、天然ゴムに、タッキファイヤーおよび酸化防止剤を添加したものである。

隠ぺい層１５８は、接着層１５７の表面１５７ａに設けられている。隠ぺい層１５８は、接着層１５７を隠ぺいする。すなわち、隠ぺい層１５８は、下地シート１５０の一方の面１５０ａ側から、接着層１５７を視認され難くする。隠ぺい層１５８の材質は、例えば、溶剤としてのメチルシクロヘキサンと、固着剤としてのアクリル系樹脂と、顔料としての酸化チタンと、を混合塗布したものである。隠ぺい層１５８は、白色顔料である酸化チタンを含むため、白色である。したがって、基材シート１５２および表層シート１６０が白色の場合に、隠ぺい層１５８を視認され難くすることができる。隠ぺい層１５８は、接着性を有していない。

なお、隠ぺい層１５８に含まれる顔料は、基材シート１５２および表層シート１６０の色に合わせて、適宜選択可能である。また、隠ぺい層１５８に含まれる溶剤および固着剤は、隠ぺい層１５８に含まれる顔料に合わせて、適宜選択可能である。

隠ぺい層１５８および接着層１５７は、通気性を有していることが好ましい。隠ぺい層１５８および接着層１５７は、複数の気孔を通して空気を通過させることができる。隠ぺい層１５８および接着層１５７が通気性を有していれば、サクション機構７６によって、堆積部６０からの繊維および結着材を吸引し易い。

なお、図２に示すように、粘着テープ１５６をロール状にする場合には、粘着テープ１５６と、図示せぬ基材テープと、を重ねた状態でロール状にすることが好ましい。そして、粘着テープ１５６で機能材１５４を仮止めする際には、図示せぬ基材テープを粘着テープ１５６から剥がすことが好ましい。これにより、ロール状にされた粘着テープ１５６を基材シート１５２に容易に送り出すことができる。

表層シート１６０は、下地シート１５０の一方の面１５０ａに設けられている。表層シート１６０は、基材シート１５２、機能材１５４、および粘着テープ１５６を覆っている。表層シート１６０は、供給部１０によって供給される原料の繊維と、添加物供給部５２から供給される樹脂である結着材と、を含む。表層シート１６０に含まれる繊維および結着材は、堆積部６０から放出されたものである。結着材は、加熱部８４の加熱により、堆
積部６０からの繊維同士を接着させる他、堆積部６０からの繊維と基材シート１５２とを結着させる。さらに、結着材は、機能材１５４と基材シート１５２とを結着させる。さらに、結着材は、機能材１５４と堆積部６０からの繊維とを結着させる。

なお、図４に示す例では、複数の機能材１５４は、放射状に配置されていたが、複数の機能材１５４の配置は、互いに重ならなければ、特に限定されない。例えば、機能材１５４ａ，１５４ｂが第１方向に長手方向を有し、機能材１５４ｃ，１５４ｄが第２方向に長手方向を有し、機能材１５４ｅ，１５４ｆが第３方向に長手方向を有した状態において、図６に示すように複数の機能材１５４が基材シート１５２の中心を取り囲むように配置されてもよいし、図７に示すように複数の機能材１５４がランダムに配置されていてもよい。このように、複数の機能材１５４が異なる方向に長手方向を有することにより、例えば複数の機能材の長手方向が全て同じ方向である場合に比べて、機能材１５４を検知され易くすることができる。

また、上記では、機能材１５４が磁性体である場合について説明したが、シートＳの機能材１５４を、外部から非接触で検知することができれば、機能材１５４は、磁性体でなくてもよい。例えば、機能材１５４は、金属検知機で検知される金属線であってもよいし、ＲＥＩＤ（Radio Frequency Identification）リーダーで検知されるＲＦ（Radio Frequency）タグでもよいし、ＩＣ（Integrated Circuit）チップでもよい。

また、シートＳは、表層シート１６０の表面に、図示しない不織布からなるシートが設けられた構造を有していてもよい。換言すると、基材シート１５２と不織布からなるシートとの間に、表層シート１６０が位置していてもよい。ただし、低コスト化を考慮すると、不織布からなるシートは、設けられていないことが好ましい。

１．３． シートの製造方法
次に、第１実施形態に係るシートＳの製造方法について、図面を参照しながら説明する。図８は、第１実施形態に係るシートＳの製造方法を説明するためのフローチャートである。シートＳの製造は、例えば、上述した繊維体製造装置１００を用いて行われる。

シートＳの製造方法は、図８に示すように、基材シート１５２の一方の面１５２ａに機能材１５４が配置された下地シート１５０を排出する排出工程（ステップＳ１）と、排出された下地シート１５０を搬送する搬送工程（ステップＳ２）と、搬送された下地シート１５０の一方の面１５０ａに、繊維および結着材を堆積させてウェブＷを形成する堆積工程（ステップＳ３）と、ウェブＷを加圧および加熱する加圧加熱工程（ステップＳ４）と、を含む。

排出工程（ステップＳ１）は、繊維体製造装置１００の排出部１１０によって行われる。搬送工程（ステップＳ２）は、メッシュベルト７２によって行われる。堆積工程（ステップＳ３）は、堆積部６０によって行われる。加圧加熱工程（ステップＳ４）は、加圧部８２および加熱部８４を有するシート形成部８０によって行われる。

上記の工程の他に、シートＳの製造方法は、上述した繊維体製造装置１００の各部によって行われる工程を含んでもよい。

１．４． 作用効果
繊維体製造装置１００では、基材シート１５２の一方の面１５２ａに機能材１５４が配置された下地シート１５０を排出する排出部１１０と、排出された下地シート１５０を搬送するメッシュベルト７２と、搬送された下地シート１５０の一方の面１５０ａに、繊維および結着材を堆積させてウェブＷを形成する堆積部６０と、ウェブＷを加圧および加熱
するシート形成部８０と、を含む。このように、繊維体製造装置１００では、基材シート１５２と加圧および加熱されたウェブＷ（表層シート１６０）とで機能材１５４を挟んでシートＳを製造する。そのため、繊維体製造装置１００では、例えば折り曲げられたとしても、表面に機能材１５４が露出する可能性の小さいシートＳを製造することができる。したがって、繊維体製造装置１００で製造されたシートＳは、高い印刷性能を有することができる。

さらに、繊維体製造装置１００で製造されたシートＳは、繊維を含む表層シート１６０に印刷された場合に、例えば機能材の露出を防ぐためにシートの表面に設けられたコート層（繊維を含まないコート層）に印刷された場合と比べて、高い印刷性能を有することができる。

繊維体製造装置１００では、下地シート１５０の他方の面１５０ｂ側に設けられたサクション機構７６を含み、基材シート１５２は、通気性を有する。そのため、繊維体製造装置１００では、基材シートが通気性を有していない場合に比べて、サクション機構７６によって、堆積部６０からの繊維および結着材を吸引し易い。

繊維体製造装置１００では、機能材１５４は、接着層１５７によって基材シート１５２に接着され、接着層１５７の表面１５７ａには、接着層１５７を隠ぺいする隠ぺい層１５８が設けられている。そのため、繊維体製造装置１００では、隠ぺい層が設けられていない場合に比べて、下地シート１５０の一方の面１５０ａ側から、接着層１５７を視認され難くすることができる。さらに、下地シート１５０の移動中に、機能材１５４が基材シート１５２に対して動く可能性を小さくすることができる。

例えば、液体の接着剤によって機能材を接着する場合には、接着剤が基材シートに染み込んで広がり、シミになる。このようなシミは、印刷の支障となる。また、ワックスによって機能材を接着する場合には、加熱部による加熱でワックスが溶け、液体の接着剤と同様にシミになる。繊維体製造装置１００では、接着層１５７で接着するため、上記のような問題を回避することができる。

繊維体製造装置１００では、原料を解繊して繊維を含む解繊物を形成する解繊部２０と、解繊物と結着材とを混合して混合物を形成する混合部５０と、を含み、堆積部６０は、混合物を堆積させる。そのため、繊維体製造装置１００では、解繊物と結着材とを含む混合物を、メッシュベルト７２に堆積させることができる。

繊維体製造装置１００では、基材シート１５２の一方の面１５２ａには、他の機能材１５４ｂが配置され、機能材１５４ａと他の機能材１５４ｂとは重なっていない。そのため、繊維体製造装置１００では、機能材と他の機能材とが重なっている場合に比べて、平坦性の高いシートＳを製造することができる。

繊維体製造装置１００では、排出部１１０は、基材シート１５２に機能材１５４を配置する第１配置部１３０を有する。そのため、繊維体製造装置１００では、下地シート１５０を製造することができる。

２． 第２実施形態
次に、第２実施形態に係る繊維体製造装置について、図面を参照しながら説明する。図９は、第２実施形態に係る繊維体製造装置２００を模式的に示す図である。

以下、第２実施形態に係る繊維体製造装置２００において、上述した第１実施形態に係る繊維体製造装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付
し、その詳細な説明を省略する。

上述した繊維体製造装置１００では、図１に示すように、排出部１１０は、第１配置部１３０および第２配置部１４０を有していた。これに対し、繊維体製造装置２００では、図９に示すように、排出部１１０は、第１配置部１３０および第２配置部１４０を有していない。

繊維体製造装置２００では、排出部１１０は、下地シート１５０を収容する収容部２１０を有している。下地シート１５０は、ロール状に収容されている。収容部２１０に収容されている第１供給ロール１２０は、下地シート１５０がロール状に巻かれたものである。収容部２１０は、下地シート１５０ごと交換可能に設けられている。そのため、ユーザーは、所望の下地シート１５０を選択して、収容部２１０を繊維体製造装置２００に設置することができる。繊維体製造装置２００では、排出部１１０は、下地シート１５０を収容する収容部２１０を有し、下地シート１５０は、ロール状に収容されているため、配置部１３０，１４０を設ける必要がなく、装置のコンパクト化を図ることができる。

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成、例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

上述した実施形態から以下の内容が導き出される。

繊維体製造装置の一態様は、
シートの一方の面に機能材が配置された下地シートを排出する排出部と、
排出された前記下地シートを搬送する搬送部と、
搬送された前記下地シートの一方の面に、繊維および結着材を堆積させてウェブを形成する堆積部と、
前記ウェブを加圧および加熱する加圧加熱部と、
を含む。

この繊維体製造装置によれば、基材シートと加圧および加熱されたウェブとで機能材を挟んでシートを製造するため、例えば折り曲げられたとしても、表面に機能材が露出する可能性の小さいシートを製造することができる。

前記繊維体製造装置の一態様において、
前記下地シートの他方の面側に設けられた吸引部を含み、
前記シートは、通気性を有してもよい。

この繊維体製造装置によれば、吸引部によって、堆積部からの繊維および結着材を吸引し易い。

前記繊維体製造装置の一態様において、
前記機能材は、接着層によって前記シートに接着され、
前記接着層の表面には、前記接着層を隠ぺいする隠ぺい層が設けられていてもよい。

この繊維体製造装置によれば、下地シートの一方の面側から、接着層を視認され難くすることができる。

前記繊維体製造装置の一態様において、
原料を解繊して前記繊維を含む解繊物を形成する解繊部と、
前記解繊物と前記結着材とを混合して混合物を形成する混合部と、
を含み、
前記堆積部は、前記混合物を堆積させてもよい。

この繊維体製造装置によれば、解繊物と結着材とを含む混合物を、搬送部に堆積させることができる。

前記繊維体製造装置の一態様において、
前記シートの前記一方の面には、他の機能材が配置され、
前記機能材と前記他の機能材とは重なっていなくてもよい。

この繊維体製造装置によれば、平坦性の高いシートを製造することができる。

前記繊維体製造装置の一態様において、
前記排出部は、前記シートに前記機能材を配置する配置部を有してもよい。

この繊維体製造装置によれば、下地シートを製造することができる。

前記繊維体製造装置の一態様において、
前記排出部は、前記下地シートを収容する収容部を有し、
前記下地シートは、ロール状に収容されていてもよい。

この繊維体製造装置によれば、配置部を設ける必要がなく、装置のコンパクト化を図ることができる。

繊維体の製造方法の一態様は、
シートの一方の面に機能材が配置された下地シートを排出する工程と、
排出された前記下地シートを搬送する工程と、
搬送された前記下地シートの一方の面に、繊維および結着材を堆積させてウェブを形成する工程と、
前記ウェブを加圧および加熱する工程と、
を含む。

下地シートの一態様は、
繊維体製造装置用の下地シートであって、
前記下地シートは、シートと、前記シートの一方の面に配置された機能材と、を有し、
前記下地シートは、ロール状である。

機能性シートの一態様は、
シートと、
機能材と、
前記機能材を前記シートに接着させる接着層と、
前記接着層の表面に設けられ、前記接着層を隠ぺいする隠ぺい層と、
を含む、機能性シート。

１…ホッパー、２，３，７，８…管、９…ホッパー、１０…供給部、１２…粗砕部、１４…粗砕刃、２０…解繊部、２２…導入口、２４…排出口、４０…選別部、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、４６…メッシュベルト、４７，４７ａ…張架ローラー、４８…サクション機構、４９…回転体、４９ａ…基部、４９ｂ…突部、５０…混合部、５２…添加物供給部、５４…管、５６…ブロアー、６０…堆積部、６１…ドラム部、６２…導入口、６３…ハウジング部、７０…第２ウェブ形成部、７２…メッシュベルト、７４…張架ローラー、７６…サクション機構、７８…調湿部、８０…シート形成部、８２…加圧部、８４…加熱部、８５…ローラー、８６…加熱ローラー、９０…切断部、９２…第１切断部、９４…第２切断部、９６…排出受け部、１００…繊維体製造装置、１１０…排出部、１２０…第１供給ロール、１２２…架台、１３０…第１配置部、１３２…第２供給ロール、１３４…ローラー、１３６…ガイド、１３８…カッター、１４０…第２配置部、１４２…第３供給ロール、１４４…カッター、１４６…基材回収ロール、１５０…下地シート、１５０ａ…一方の面、１５０ｂ…他方の面、１５２…基材シート、１５２ａ…一方の面、１５２ｂ…他方の面、１５４，１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃ，１５４ｄ，１５４ｅ，１５４ｆ…機能材、１５６…粘着テープ、１５６ａ…基材、１５６ｂ…粘着部、１５７…接着層、１５７ａ…表面、１５８…隠ぺい層、１６０…表層シート、２００…繊維体製造装置、２１０…収容部

Claims (10)

1. シートの一方の面に機能材が配置された下地シートを排出する排出部と、
   排出された前記下地シートを搬送する搬送部と、
   搬送された前記下地シートの前記一方の面に、繊維および結着材を堆積させてウェブを形成する堆積部と、
   前記ウェブを加圧および加熱する加圧加熱部と、
   を含む、繊維体製造装置。
2. 請求項１において、
   前記下地シートの他方の面側に設けられた吸引部を含み、
   前記シートは、通気性を有する、繊維体製造装置。
3. 請求項１または２において、
   前記機能材は、接着層によって前記シートに接着され、
   前記接着層の表面には、前記接着層を隠ぺいする隠ぺい層が設けられている、繊維体製造装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、
   原料を解繊して前記繊維を含む解繊物を形成する解繊部と、
   前記解繊物と前記結着材とを混合して混合物を形成する混合部と、
   を含み、
   前記堆積部は、前記混合物を堆積させる、繊維体製造装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、
   前記シートの前記一方の面には、他の機能材が配置され、
   前記機能材と前記他の機能材とは重なっていない、繊維体製造装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、
   前記排出部は、前記シートに前記機能材を配置する配置部を有する、繊維体製造装置。
7. 請求項１ないし５のいずれか１項において、
   前記排出部は、前記下地シートを収容する収容部を有し、
   前記下地シートは、ロール状に収容されている、繊維体製造装置。
8. シートの一方の面に機能材が配置された下地シートを排出する工程と、
   排出された前記下地シートを搬送する工程と、
   搬送された前記下地シートの前記一方の面に、繊維および結着材を堆積させてウェブを形成する工程と、
   前記ウェブを加圧および加熱する工程と、
   を含む、繊維体の製造方法。
9. 繊維体製造装置用の下地シートであって、
   前記下地シートは、シートと、前記シートの一方の面に配置された機能材と、を有し、
   前記下地シートは、ロール状である、下地シート。
10. シートと、
    機能材と、
    前記機能材を前記シートに接着させる接着層と、
    前記接着層の表面に設けられ、前記接着層を隠ぺいする隠ぺい層と、
    を含む、機能性シート。

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