JP2022055780A - シート製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より均一な厚さのシートを製造可能なシート製造装置を提供すること。【解決手段】複数の開口を有する篩部と、前記開口を通過した繊維を含む材料が堆積する堆積面を有し、前記堆積面にウェブを形成するウェブ形成部と、前記ウェブを処理してシートを形成するシート形成部と、前記材料を含む搬送気流を前記篩部の内部へ供給する材料供給管と、を備え、前記材料供給管は、第１供給管と、前記第１供給管を分岐させる分岐部と、前記分岐部と、前記篩部の回転軸方向の一端部と、を接続する第２供給管と、前記分岐部と、前記篩部の前記回転軸方向の他端部と、を接続する第３供給管と、前記第１供給管および前記分岐部のうち、一方の軸心を他方の軸心に対してずらす軸心駆動部と、を備えることを特徴とするシート製造装置。【選択図】図５

Description

本発明は、シート製造装置に関するものである。

特許文献１には、紙を製造する工程において、偏差が小さくなるように紙厚を制御する手法が開示されている。具体的には、特許文献１に記載の装置は、パルプ成分を含む白水から固液分離された原紙をプレスして乾燥した後、巻き取る抄紙プロセスにおいて、巻き取り前の紙厚測定値に基づいて、設定された紙厚との偏差が小さくなるように坪量を制御する。

特開平８－１３３７６号公報

特許文献１に記載の装置では、パルプ成分を含む白水を吐き出すとき、その供給量を調整することにより、パルプ成分の量を調整する弁を備えている。しかしながら、パルプ成分が塊状になっている場合、パルプ成分を目的とする量に安定して調整することが困難になる。この場合、製造される紙の厚さが不均一になるという課題がある。

本発明の適用例に係るシート製造装置は、
複数の開口を有する篩部と、
前記開口を通過した繊維を含む材料が堆積する堆積面を有し、前記堆積面にウェブを形成するウェブ形成部と、
前記ウェブを処理してシートを形成するシート形成部と、
前記材料を含む搬送気流を前記篩部の内部へ供給する材料供給管と、
を備え、
前記材料供給管は、
第１供給管と、
前記第１供給管を分岐させる分岐部と、
前記分岐部と、前記篩部の回転軸方向の一端部と、を接続する第２供給管と、
前記分岐部と、前記篩部の前記回転軸方向の他端部と、を接続する第３供給管と、
前記第１供給管および前記分岐部のうち、一方の軸心を他方の軸心に対してずらす軸心駆動部と、
を備えることを特徴とする。

第１実施形態に係るシート製造装置の構成を示す模式図である。 シート製造装置の要部斜視図である。 シート製造装置の要部断面図である。 図２に示すシート製造装置の要部拡大図であり、特に、材料供給管および軸心駆動部を示す断面図である。 図２に示すシート製造装置の要部拡大図であり、特に、材料供給管および軸心駆動部を示す断面図である。 図４のＡ－Ａ線断面図である。 図５のＡ２－Ａ２線断面図である。 第１供給管のずらし量ｘと、第２供給管で回収した材料の量ｍｃと第３供給管で回収した材料の量ｍｄの比ｍｃ／ｍｄと、の関係を示すグラフである。 第２実施形態に係るシート製造装置の要部拡大図である。 図９のＡ３－Ａ３断面図である。 第３実施形態に係るシート製造装置の要部拡大図である。

以下、本発明のシート製造装置を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．第１実施形態
図１は、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、例えば、原料としての使用済みの古紙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、新しい紙を製造するのに好適な装置である。繊維化された原料には、さまざまな添加物を混合するようにしてもよい。これにより、用途に合わせて、紙製品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してもよい。また、紙の密度や厚さ、形状をコントロールして成形することで、Ａ４やＡ３等の定型サイズのオフィス用紙、名刺用紙等、用途に合わせて、さまざまな厚さ、サイズの紙を製造することができる。

シート製造装置１００は、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。

また、シート製造装置１００は、原料の加湿および原料が移動する空間の加湿の少なくとも一方を目的として、加湿部２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２を備える。これら加湿部２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２の具体的な構成は任意であり、例えば、スチーム式、気化式、温風気化式、超音波式等が挙げられる。

本実施形態では、加湿部２０２、２０４、２０６、２０８を、気化式または温風気化式の加湿器で構成する。すなわち、加湿部２０２、２０４、２０６、２０８は、水を湿潤させる図示しないフィルターを有し、フィルターに空気を通過させることにより、湿度を高めた加湿空気を供給する。また、加湿部２０２、２０４、２０６、２０８は、加湿空気の湿度を効果的に高める図示しないヒーターを備えてもよい。

また、本実施形態では、加湿部２１０および加湿部２１２を、超音波式加湿器で構成する。すなわち、加湿部２１０、２１２は、水を霧化する図示しない振動部を有し、振動部により発生するミストを供給する。

供給部１０は、粗砕部１２に原料を供給する。シート製造装置１００がシートを製造する原料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、不織布を含む布または織物等が挙げられる。本実施形態ではシート製造装置１００が古紙を原料とする構成を例示する。供給部１０は、例えば、古紙を重ねて蓄積するスタッカーと、スタッカーから古紙を粗砕部１２に送り出す自動投入装置と、を備える構成とすることができる。

粗砕部１２は、供給部１０によって供給された原料を粗砕刃１４によって裁断（粗砕）して、粗砕片にする。粗砕刃１４は、空気中等の気中で原料を裁断する。粗砕部１２は、例えば、原料を挟んで裁断する一対の粗砕刃１４と、粗砕刃１４を回転させる駆動部とを備え、いわゆるシュレッダーと同様の構成とすることができる。粗砕片の形状や大きさは任意であり、解繊部２０における解繊処理に適していればよい。例えば、粗砕部１２は、原料を、１～数ｃｍ四方またはそれ以下のサイズの紙片に裁断する。

粗砕部１２は、粗砕刃１４により裁断されて落下する粗砕片を受けるホッパーであるシュート９を有する。シュート９は、例えば、粗砕片が流れる方向において、徐々に幅が狭くなるテーパー形状を有する。そのため、シュート９は、多くの粗砕片を受けとめることができる。シュート９には、解繊部２０に連通する管２が連結され、管２は粗砕刃１４によって裁断された原料（粗砕片）を、解繊部２０に搬送させるための搬送路を形成する。粗砕片はシュート９により集められ、管２を通って解繊部２０に移送（搬送）される。

粗砕部１２が有するシュート９またはその近傍には、加湿部２０２により加湿空気が供給される。これにより、粗砕刃１４により裁断された粗砕物が、静電気によってシュート９や管２の内面に吸着する現象を抑制できる。また、粗砕刃１４が裁断した粗砕物は、加湿された空気とともに解繊部２０に移送されるので、解繊部２０の内部における解繊物の付着を抑制する効果も期待できる。加湿部２０２は、粗砕刃１４に加湿空気を供給して、供給部１０が供給する原料を除電する構成としてもよい。また、加湿部２０２とともにイオナイザーを用いて除電してもよい。

解繊部２０は、粗砕部１２で裁断された粗砕物を解繊する。より具体的には、解繊部２０は、粗砕部１２によって裁断された原料（粗砕片）を解繊処理し、解繊物を生成する。ここで、「解繊する」とは、複数の繊維が結着されてなる原料（被解繊物）を、繊維１本１本に解きほぐすことをいう。解繊部２０は、原料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、すなわち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、にじみ防止剤、紙力増強剤等の添加剤を含んでいる場合もある。解きほぐされた解繊物の形状は、ひも（ｓｔｒｉｎｇ）状や平ひも（ｒｉｂｂｏｎ）状である。解きほぐされた解繊物は、他の解きほぐされた繊維と絡み合っていない状態、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、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。本実施形態では、解繊部２０がインペラーミルを用いる構成とする。具体的には、解繊部２０は、高速回転する図示しないローター、および、ローターの外周に位置する図示しないライナーを備える。粗砕部１２で裁断された原料の粗砕片は、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、ローターの回転により気流を発生させる。この気流により、解繊部２０は、原料である粗砕片を管２から吸引し、解繊物を排出口２４へと搬送できる。解繊物は排出口２４から管３に送り出され、管３を介して選別部４０に移送される。

このように、解繊部２０で生成される解繊物は、解繊部２０が発生する気流により解繊部２０から選別部４０に搬送される。さらに、本実施形態では、シート製造装置１００が気流発生装置である解繊部ブロアー２６を備え、解繊部ブロアー２６が発生する気流により解繊物が選別部４０に搬送される。解繊部ブロアー２６は管３に取り付けられ、解繊部２０から解繊物とともに空気を吸引し、選別部４０に送風する。

選別部４０は、解繊部２０により解繊された解繊物を、管３を介して気流とともに流入させる導入口４２を有する。選別部４０は、導入口４２に導入する解繊物を、繊維の長さによって選別する。具体的には、選別部４０は、解繊部２０により解繊された解繊物のうち、あらかじめ定められたサイズ以下の解繊物を第１選別物とし、第１選別物より大きい解繊物を第２選別物として、選別する。第１選別物は繊維または粒子等を含み、第２選別物は、例えば、大きい繊維、未解繊片、すなわち十分に解繊されていない粗砕片、解繊された繊維が凝集し、あるいは絡まったダマ等を含む。

本実施形態では、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、モーターによって回転駆動される円筒の部材であり、フィルター、スクリーン等の網を有する。この網の目により、ドラム部４１は、網の目開き（開口）の大きさより小さい第１選別物と、網の目開きより大きい第２選別物とを選別する。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伸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ことができる。

導入口４２に導入された解繊物は、気流とともにドラム部４１の内部に送り込まれ、ドラム部４１の回転によって第１選別物がドラム部４１の網の目から下方に落下する。ドラム部４１の網の目を通過できない第２選別物は、導入口４２からドラム部４１に流入する気流により流されて排出口４４に導かれ、管８に送り出される。

管８は、ドラム部４１の内部と管２とを連結する。管８を通って流される第２選別物は、粗砕部１２により裁断された粗砕片とともに管２を流れ、解繊部２０の導入口２２に導かれる。これにより、第２選別物は解繊部２０に戻されて、解繊処理される。

また、ドラム部４１により選別される第１選別物は、ドラム部４１の網の目を通って空気中に分散し、ドラム部４１の下方に位置する第１ウェブ形成部４５のメッシュベルト４６に向けて降下する。

第１ウェブ形成部４５（分離部）は、メッシュベルト４６（分離ベルト）と、ローラー４７と、吸引部４８（サクション機構）と、を含む。メッシュベルト４６は無端形状のベルトであって、３つのローラー４７に懸架され、ローラー４７の動きにより、矢印Ｖ１で示す方向に搬送される。メッシュベルト４６の表面は所定サイズの開口が並ぶ網で構成される。選別部４０から降下する第１選別物のうち、網の目を通過するサイズの微粒子はメッシュベルト４６の下方に落下し、網の目を通過できないサイズの繊維がメッシュベルト４６に堆積し、メッシュベルト４６とともに矢印Ｖ１方向に搬送される。メッシュベルト４６から落下する微粒子は、解繊物の中で比較的小さいものや密度の低いもの、例えば樹脂粒や色剤や添加剤等を含み、シート製造装置１００がシートＳの製造に使用しない除去物である。

メッシュベルト４６は、シートＳを製造する通常動作中には、所定の速度で移動する。この速度は、例えば、あらかじめ設定された一定の速度とされる。

ここで、通常動作中とは、後述するシート製造装置１００の起動制御、および、停止制御の実行中を除く動作中であり、より詳細には、シート製造装置１００が望ましい品質のシートＳを製造している間を指す。

したがって、解繊部２０で解繊処理された解繊物は、選別部４０で第１選別物と第２選別物とに選別され、第２選別物が解繊部２０に戻される。また、第１選別物から、第１ウェブ形成部４５によって除去物が除かれる。第１選別物から除去物を除いた残りは、シートＳの製造に適した材料であり、この材料はメッシュベルト４６に堆積して第１ウェブＷ１を形成する。

吸引部４８は、メッシュベルト４６の下方から空気を吸引する。吸引部４８は、管２３を介して集塵部２７（集塵装置）に連結される。集塵部２７は、微粒子を気流から分離する。集塵部２７の下流には、捕集ブロアー２８が設置され、捕集ブロアー２８は、集塵部２７から空気を吸引する集塵用吸引部として機能する。また、捕集ブロアー２８が排出する空気は管２９を経てシート製造装置１００の外に排出される。

この構成では、捕集ブロアー２８により、集塵部２７を通じて吸引部４８から空気が吸引される。吸引部４８では、メッシュベルト４６の網の目を通過する微粒子が、空気とともに吸引され、管２３を通って集塵部２７に送られる。集塵部２７は、メッシュベルト４６を通過した微粒子を気流から分離して蓄積する。

したがって、メッシュベルト４６の上には第１選別物から除去物を除去した繊維が堆積して第１ウェブＷ１が形成される。捕集ブロアー２８が吸引を行うことで、メッシュベルト４６上における第１ウェブＷ１の形成が促進され、かつ、除去物が速やかに除去される。

ドラム部４１を含む空間には、加湿部２０４により加湿空気が供給される。この加湿空気によって、選別部４０の内部で第１選別物を加湿する。これにより、静電力による第１選別物のメッシュベルト４６への付着を弱め、第１選別物をメッシュベルト４６から剥離し易くすることができる。さらに、静電力により第１選別物が回転体４９やハウジング部４３の内壁に付着することを抑制することができる。また、吸引部４８によって除去物を効率よく吸引できる。

なお、シート製造装置１００において、第１解繊物と第２解繊物とを選別し、分離する構成は、ドラム部４１を備える選別部４０に限定されない。例えば、解繊部２０で解繊処理された解繊物を、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等が挙げられる。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、例えば樹脂粒や色剤や添加剤等を含む除去物を、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２７により集塵され、除去物を除く第１選別物が管５４に送られる構成とすることができる。

メッシュベルト４６の搬送経路において、選別部４０の下流側には、加湿部２１０によって、ミストを含む空気が供給される。加湿部２１０が生成する水の微粒子であるミストは、第１ウェブＷ１に向けて降下し、第１ウェブＷ１に水分を供給する。これにより、第１ウェブＷ１が含む水分量が調整され、静電気によるメッシュベルト４６への繊維の吸着等を抑制できる。

シート製造装置１００は、メッシュベルト４６に堆積した第１ウェブＷ１を分断する回転体４９を備える。第１ウェブＷ１は、メッシュベルト４６がローラー４７により折り返す位置で、メッシュベルト４６から剥離して、回転体４９により分断される。

第１ウェブＷ１は、繊維が堆積してウェブ形状となった柔らかい材料であり、回転体４９は、第１ウェブＷ１の繊維をほぐして、後述する混合部５０で添加物を混合しやすい状態に加工する。

回転体４９の構成は任意であるが、本実施形態では、板状の羽根を有し回転する回転羽形状とすることができる。回転体４９は、メッシュベルト４６から剥離する第１ウェブＷ１と羽根とが接触する位置に配置される。回転体４９の回転、例えば図中矢印Ｒで示す方向への回転により、メッシュベルト４６から剥離して搬送される第１ウェブＷ１に羽根が衝突して分断し、細分体Ｐを生成する。

なお、回転体４９は、回転体４９の羽根がメッシュベルト４６に衝突しない位置に設置されることが好ましい。例えば、回転体４９の羽根の先端とメッシュベルト４６との間隔を、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることができ、この場合、回転体４９によって、メッシュベルト４６に損傷を与えることなく第１ウェブＷ１を効率よく分断できる。

回転体４９によって分断された細分体Ｐは、管７の内部を下降して、管７の内部を流れる気流によって混合部５０へ移送（搬送）される。

また、回転体４９を含む空間には、加湿部２０６により加湿空気が供給される。これにより、管７の内部や、回転体４９の羽根に対し、静電気により繊維が吸着する現象を抑制できる。また、管７を通って、湿度の高い空気が混合部５０に供給されるので、混合部５０においても静電気による影響を抑制できる。

混合部５０は、結着剤を含む添加物を供給する添加物供給部５２、管７に連通し、細分体Ｐを含む気流が流れる管５４、および、混合ブロアー５６を備える。細分体Ｐは、上述のように選別部４０を通過した第１選別物から除去物を除去した繊維である。混合部５０は、細分体Ｐを構成する繊維に、結着剤を含む添加物を混合する。

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、細分体Ｐと添加物とを混合させながら、搬送する。また、細分体Ｐは、管７および管５４の内部を流れる過程でほぐされて、より細かい繊維状となる。

添加物供給部５２は、添加物を蓄積する図示しない添加物カートリッジに接続され、添加物カートリッジ内部の添加物を管５４に供給する。添加物カートリッジは、添加物供給部５２に着脱可能な構成であってもよい。また、添加物カートリッジに添加物を補充する構成を備えてもよい。添加物供給部５２は、添加物カートリッジ内部の微粉または微粒子からなる添加物をいったん貯留する。添加物供給部５２は、いったん貯留した添加物を管５４に送る排出部５２ａを有する。

排出部５２ａは、添加物供給部５２に貯留された添加物を管５４に送出する図示しないフィーダー、および、フィーダーと管５４とを接続する管路を開閉する図示しないシャッターを備える。このシャッターを閉じると、排出部５２ａと管５４とを連結する管路あるいは開口が閉鎖され、添加物供給部５２から管５４への添加物の供給が絶たれる。

排出部５２ａのフィーダーが動作していない状態では、排出部５２ａから管５４に添加物が供給されないが、管５４内に負圧が発生した場合等には、排出部５２ａのフィーダーが停止していても添加物が管５４に流れる可能性がある。排出部５２ａを閉じることにより、このような添加物の流れを確実に遮断できる。

添加物供給部５２が供給する添加物は、複数の繊維を結着させるための結着剤を含む。添加物に含まれる結着剤には、例えば、熱可塑性樹脂（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等）、熱硬化性樹脂、澱粉、デキストリン、グリコーゲン、アミロース、ヒアルロン酸、葛、こんにゃく、片栗粉、エーテル化澱粉、エステル化澱粉、天然ガム糊（エーテル化タマリンドガム、エーテル化ローカストビーンガム、エーテル化グアガム、アカシアアラビヤ系ガム）、繊維誘導糊（エーテル化カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース）、海藻類（アルギン酸ソーダ、寒天）、動物性蛋白質（コラーゲン、ゼラチン、加水分解コラーゲン、セリシン）等を用いることができる。これらの結着剤は、単独または適宜混合して用いてもよい。すなわち、添加物は、単一の物質を含んでもよいし、混合物であってもよく、それぞれ単一または複数の物質で構成される、複数種類の粒子を含んでもよい。また、添加物は、繊維状であってもよく、粉末状であってもよい。

添加物に含まれる結着剤は、加熱により溶融して複数の繊維同士を結着させる。したがって、添加物を繊維と混合させた状態で、結着剤が溶融する温度まで加熱されていない状態では、繊維同士は結着されない。

また、添加物供給部５２が供給する添加物は、繊維を結着させる結着剤の他、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、繊維の凝集や結着剤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を含んでもよい。また、着色剤を含まない添加物は、無色または無色と見なせる程度に薄い色であってもよいし、白色であってもよい。

混合ブロアー５６が発生する気流により、管７を降下する細分体Ｐ、および、添加物供給部５２により供給される添加物は、管５４の内部に吸引され、混合ブロアー５６内部を通過する。混合ブロアー５６が発生する気流や混合ブロアー５６が有する羽根等の回転部の作用により、細分体Ｐを構成した繊維と添加物とが混合される。そして、この混合物、すなわち第１選別物と添加物との混合物は、管５４を通って堆積部６０に移送される。

なお、第１選別物と添加物とを混合する機構は、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く、これらの機構を混合ブロアー５６の前または後に設置してもよい。

堆積部６０は、解繊部２０で解繊された解繊物を堆積させる。より具体的には、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。また、堆積部６０は、添加物供給部５２から供給される添加物の結着剤が繊維状である場合、絡み合った結着剤をほぐす。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、を有する。ドラム部６１は、モーターによって回転駆動される円筒の篩部である。ドラム部６１は、フィルター、スクリーン等の網を有し、篩部として機能する。この網の目により、ドラム部６１は、網の目開き（開口）のより小さい繊維や粒子を通過させ、ドラム部６１から下降させる。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「篩部」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「篩部」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せてもよい。

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、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、ローラー７４と、サクション機構７６（吸引部）と、を有する。堆積部６０、および、第２ウェブ形成部７０は、ウェブ形成部に相当する。また、ドラム部６１は、篩部に相当する。

メッシュベルト７２は無端形状のベルトであって、複数のローラー７４に懸架され、ローラー７４の動きにより、矢印Ｖ２で示す方向に搬送される。メッシュベルト７２は、例えば、金属製、樹脂製、布製のベルト、または不織布等である。メッシュベルト７２の表面は所定サイズの開口が並ぶ網で構成される。ドラム部６１から降下する繊維や粒子のうち、網の目を通過するサイズの微粒子はメッシュベルト７２の下方に落下し、網の目を通過できないサイズの繊維がメッシュベルト７２に堆積し、メッシュベルト７２とともに矢印Ｖ２の方向に搬送される。メッシュベルト７２は、シートＳを製造する通常動作中には、一定の速度で移動する。通常動作中については上述した通りである。

メッシュベルト７２の移動速度は、第２ウェブＷ２を搬送する速度と見なすことができ、この速度は、メッシュベルト７２における第２ウェブＷ２の搬送速度ということができる。

メッシュベルト７２の網の目は微細であり、ドラム部６１から降下する繊維や粒子の大半を通過させないサイズとすることができる。

サクション機構７６は、メッシュベルト７２の下方、具体的には堆積部６０側とは反対側に設けられる。サクション機構７６は、サクションブロアー７７を備え、サクションブロアー７７の吸引力によって、サクション機構７６に下方に向く気流、すなわち堆積部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。これにより、メッシュベルト７２上における第２ウェブＷ２の形成を促進し、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。

サクションブロアー７７は、サクション機構７６から吸引した空気を、図示しない捕集フィルターを通じて、シート製造装置１００の外に排出してもよい。また、サクションブロアー７７が吸引した空気を集塵部２７に送り込み、サクション機構７６が吸引した空気に含まれる除去物を捕集してもよい。

ドラム部６１を含む空間には、加湿部２０８により加湿空気が供給される。この加湿空気によって、堆積部６０の内部を加湿することができ、静電力によるハウジング部６３への繊維や粒子の付着を抑え、繊維や粒子をメッシュベルト７２に速やかに降下させ、好ましい形状の第２ウェブＷ２を形成させることができる。

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、加湿部２１２によって、ミストを含む空気が供給される。これにより、加湿部２１２が生成するミストが第２ウェブＷ２に供給され、第２ウェブＷ２が含む水分量が調整される。これにより、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できる。

シート製造装置１００には、メッシュベルト７２上の第２ウェブＷ２を、シート形成部８０に搬送する搬送部７９が設けられる。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、図示しないブロアーを備え、ブロアーの吸引力によってメッシュベルト７９ａに上向きの気流を発生させる。この気流は第２ウェブＷ２を吸引し、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の自転により移動し、第２ウェブＷ２をシート形成部８０に搬送する。

シート形成部８０は、堆積部６０で堆積させた堆積物からシートＳを形成する。より具体的には、シート形成部８０は、メッシュベルト７２に堆積し搬送部７９により搬送された第２ウェブＷ２（堆積物）を処理してシートＳを成形する。シート形成部８０による処理は、第２ウェブＷ２に対する加圧および加熱を含む。シート形成部８０では、第２ウェブＷ２に対して荷重を与えることにより、第２ウェブＷ２を圧縮して厚みを均質化させ、第２ウェブＷ２が含む繊維同士および繊維と添加物との密着性を高める。さらに、シート形成部８０は、第２ウェブＷ２が含む解繊物の繊維および添加物に対して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、および、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、一対のカレンダーローラー８５（加圧ローラー）で構成され、第２ウェブＷ２を所定のニップ圧で挟んで加圧する。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。一対のカレンダーローラー８５の一方は、図示しないモーターにより駆動される駆動ローラーであり、他方は従動ローラーである。カレンダーローラー８５が回転することにより、加圧により高密度になった第２ウェブＷ２を、加熱部８４に向けて搬送する。

加熱部８４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、温風ブロアー、赤外線加熱器、フラッシュ定着器を用いて構成できる。本実施形態では、加熱部８４は、一対の加熱ローラー８６を備える。加熱ローラー８６は、内部または外部に設置されるヒーターによって、あらかじめ設定された温度に加温される。一対の加熱ローラー８６の一方は、図示しないモーターにより駆動される駆動ローラーであり、他方は従動ローラーである。加熱ローラー８６は、カレンダーローラー８５によって加圧されたシートＳを挟んで熱を与え、シートＳを形成する。加熱ローラー８６が回転することにより、シートＳを切断部９０に向けて搬送する。

本実施形態では、第２ウェブＷ２を処理してシートＳに形成するシート形成部８０において、加圧部８２により第２ウェブＷ２を加圧し、加圧部８２により加圧された第２ウェブを、さらに加熱部８４により加熱したものをシートＳと呼ぶ。すなわち、繊維同士が添加剤により結着したものをシートＳと呼ぶ。シートＳは、切断部９０に搬送される。

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。本実施形態では、切断部９０は、シートＳの搬送方向Ｆ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。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、所定サイズのシートＳを載せるトレイまたはスタッカーを備える。

なお、上記構成では、最初に粗砕部１２が原料を粗砕し、粗砕された原料からシートＳを製造するものとしたが、例えば、原料として繊維を用いてシートＳを製造する構成としてもよい。

例えば、解繊部２０が解繊処理した解繊物と同等の繊維を原料として、ドラム部４１に投入可能な構成であってもよい。また、解繊物から分離された第１選別物と同等の繊維を原料として、管５４に投入可能な構成としてもよい。この場合、古紙やパルプ等を加工した繊維をシート製造装置１００に供給することで、シートＳを製造できる。

次に、堆積部６０および第２ウェブ形成部７０等について詳述する。
図２は、シート製造装置１００の要部斜視図であり、図３はシート製造装置１００の要部断面図である。図２および図３では、堆積部６０および第２ウェブ形成部７０の構成を詳細に示している。

図２および図３に示すように、ドラム部６１は、中空の円筒形状を有し、回転軸Ｑを中心に回転可能である。ドラム部６１の外周面６１ｂには、複数の開口６１ａが形成され、ドラム部６１の回転に伴い、開口６１ａを通過した繊維が降下して、メッシュベルト７２上に堆積して、第２ウェブＷ２を形成する。ここで、ドラム部６１に形成される開口６１ａの大きさ、形状および数は、特に限定されない。なお、便宜上、図２および図３では、ドラム部６１に対して開口６１ａを大きく図示している。

ハウジング部６３は、ドラム部６１の少なくとも開口６１ａが形成された部分、すなわち開口６１ａが形成されている外周面６１ｂを、空隙を介して覆っている。図２および図３に示す例では、ハウジング部６３は、外周面６１ｂと対向する内面を有する対向壁部６６と、右側壁６４および左側壁６５と、を有し、ドラム部６１を収容する。ハウジング部６３の右側壁６４および左側壁６５は、対向壁部６６に接続され回転軸Ｑ方向、つまり回転軸Ｑが延びている方向にドラム部６１を覆う。

ここで、図２および図３では、回転軸Ｑ方向を左右方向とし、右方向を符号Ｒで、左方向を符号Ｌで示す。搬送方向Ｆ、右方向Ｒ、および左方向Ｌは、第２ウェブＷ２の面に平行な面内における方向である。回転軸Ｑ方向、すなわちＲ－Ｌ方向は、搬送方向Ｆに対し直交する方向であり、第２ウェブＷ２およびシートＳの幅方向に相当する。このため、Ｒ－Ｌ方向を、以下の説明では幅方向ＷＤと呼ぶ。

また、図２および図３では、幅方向ＷＤおよび搬送方向Ｆを含む面に対して直交する方向を上下方向とし、上方向を符号Ｕで、下方向を符号Ｄで示す。

ハウジング部６３の右側壁６４および左側壁６５の内面には、図３に示すように、凹部６８が設けられている。凹部６８には、パイルシール６９ａが設けられている。ドラム部６１は、パイルシール６９ａを介してハウジング部６３と所定の間隔で回転可能に支持されている。パイルシール６９ａは、例えば、ベース部の表面に密に細毛が植えつけられたブラシ（刷毛）で構成されている。

一方、堆積部６０には、管５４（材料供給管）により、材料を含む空気が供給される。管５４は、混合ブロアー５６に繋がる１本の主管５４ａ（第１供給管）が、分岐部５４ｂにおいて分岐管５４ｃ、５４ｄ（第２供給管、第３供給管）に分岐する構成を有する。分岐管５４ｃは送気管５７ａに接続され、分岐管５４ｄは送気管５７ｂに接続される。

混合ブロアー５６は、主管５４ａを通じて材料を含む空気である搬送気流Ｍ１を送る。搬送気流Ｍ１は、分岐部５４ｂにおいて、分岐管５４ｃを流れる搬送気流Ｍ２と分岐管５４ｄを流れる搬送気流Ｍ３とに分流される。ここで、材料とは、上述したように選別部４０により分離された繊維（第１選別物）と添加物供給部５２で供給された添加物とを含み、繊維と添加物との混合物である。

また、ハウジング部６３の右側壁６４および左側壁６５には、材料を含む空気をドラム部６１の内部に供給する送気管５７ａ、５７ｂがそれぞれ接続される。送気管５７ａは、右側壁６４を貫通し、ドラム部６１の内部に連通する。すなわち、ハウジング部６３の内部には、ドラム部６１の内部空間に面して開口する材料供給口６４ａが設けられる。同様に、送気管５７ｂは左側壁６５を貫通して、ドラム部６１の内部に連通する。左側壁６５には、ドラム部６１の内部空間に面して開口する材料供給口６５ａが設けられる。

搬送気流Ｍ２は、分岐管５４ｃから送気管５７ａを通りドラム部６１の内部に流入する。また、搬送気流Ｍ３は、分岐管５４ｄから送気管５７ｂを通りドラム部６１の内部に流入する。搬送気流Ｍ２、Ｍ３に含まれる材料は、加湿部２０６から供給される加湿空気により加湿された状態で、ドラム部６１に流入する。

送気管５７ａ、５７ｂは、右側壁６４、左側壁６５を貫通する。ドラム部６１の内部には、送気管５７ａ、５７ｂの各々から材料供給口６４ａ、６５ａを通して、回転軸Ｑ方向に、材料を含む気流、すなわち搬送気流Ｍ２、Ｍ３が流入する。図３に示すように、材料供給口６４ａは、回転軸Ｑと重なる位置に設けられている。材料供給口６５ａも同様に、回転軸Ｑと重なる位置に設けられる。

また、ハウジング部６３には、材料を含まない空気、例えばハウジング部６３の外部の空気を、ドラム部６１の回転軸Ｑ方向からドラム部６１の内部へ供給するための吸気口５０１、５０２が設けられている。吸気口５０１は、回転軸Ｑ方向に延在する貫通孔であり、右側壁６４を貫通して形成される。吸気口５０２は、回転軸Ｑ方向に延在する貫通孔であり、左側壁６５を貫通して形成される。したがって、吸気口５０１、５０２により、ハウジング部６３の内部の空間は、ハウジング部６３の外部と連通する。

堆積部６０の周囲を図示しない仕切壁により囲い、仕切壁により囲われた空間、すなわち堆積部６０が存在する空間に加湿空気Ａ１を供給して当該空間を加湿空間としてもよい。加湿空気Ａ１は、材料を含まない空気である。加湿空気Ａ１は、加湿部２０８が備えるブロアーまたは加湿部２０８に接続して設けられるブロアーにより送風され、加湿空間に供給される。

吸気口５０１は材料供給口６４ａとは離間して設けられ、吸気口５０２は材料供給口６５ａとは離間して設けられる。また、図２および図３に示すように、回転軸Ｑ方向からみて、吸気口５０１、５０２は、ドラム部６１の内部と重なる位置に設けられる。

図２および図３に示す構成例では、吸気口５０１、５０２は、例えば、材料供給口６４ａ、６５ａよりも、メッシュベルト７２側、つまりメッシュベルト７２から近い位置に設けられている。すなわち、吸気口５０１、５０２とメッシュベルト７２との間の距離は、材料供給口６４ａ、６５ａとメッシュベルト７２との間の距離よりも小さい。

一方、ハウジング部６３の下方には、メッシュベルト７２が配置される。メッシュベルト７２は、ハウジング部６３の下面を構成し、ハウジング部６３の下部に形成される開口６３ａを通ってハウジング部６３の外部に突出する。メッシュベルト７２の上面である堆積面７２ａには、ドラム部６１から降下する材料が堆積する。

上述のように、メッシュベルト７２の下方にはサクション機構７６が配置され、メッシュベルト７２を通じて下向きに吸気を行う。すなわち、サクション機構７６が備えるサクションブロアー７７によって吸引気流Ｍ４を発生させる。これにより、ハウジング部６３の内部には下方向Ｄに向けて流れるダウンフローＤＦが発生する。

このように、ハウジング部６３の内部空間には、ドラム部６１内に搬送気流Ｍ２、Ｍ３が流入する一方、サクション機構７６が下方から吸引を行う。このため、ドラム部６１の内部からメッシュベルト７２に向かうダウンフローＤＦが発生し、このダウンフローＤＦに乗って、材料が開口６１ａを通過して堆積面７２ａに向けて降下する。

また、材料供給口６４ａ、６５ａからドラム部６１に流入する風量よりも、サクション機構７６が吸引する風量が大きい場合、この風量の差により、図２に示す吸気口５０１、５０２から外気Ｏ１、Ｏ２がそれぞれ流入する。外気Ｏ１、Ｏ２は、図３に矢印で示すようにドラム部６１の内部に流入し、ダウンフローＤＦの一部となる。また、上述したように、堆積部６０を含む空間が加湿されている場合は、ドラム部６１の内部に流入する外気Ｏ１、Ｏ２は加湿空気Ａ１となる。

サクション機構７６が吸引する風量を第１風量とし、ドラム部６１に流入する搬送気流Ｍ２、Ｍ３の風量を第２風量とすると、吸気口５０１、５０２は、第１風量と第２風量との差分に対応して、外気Ｏ１、Ｏ２を通過させる。したがって、吸気口５０１、５０２が形成されたことにより、第１風量と第２風量とをそれぞれ独立して調整あるいは制御することが可能である。また、第１風量が第２風量を上回る状態であれば、吸気口５０１、５０２から外部に材料が漏れるおそれはない。

また、ハウジング部６３とメッシュベルト７２との間にはパイルシール６９ｂが配設される。パイルシール６９ｂは、例えば直方体の形状を有し、ベース部の表面に密に細毛が植えつけられたブラシ（刷毛）で構成される。右側壁６４および左側壁６５と、メッシュベルト７２との間にパイルシール６９ｂが配置されることで、解繊物が、ハウジング部６３とメッシュベルト７２との隙間から漏出することを抑制できる。

さらに、本実施形態に係るシート製造装置１００では、吸気口５０１に吸気規制部５１１が配置され、吸気口５０２に吸気規制部５１２が配置されている。吸気規制部５１１、５１２は共通の構造を有するため、図２を参照しつつ吸気規制部５１２について説明する。吸気規制部５１２は、左側壁６５の外面に、左側壁６５に沿ってスライド可能に配置される規制板５１２ａと、規制板５１２ａを移動させる板駆動部５１２ｂと、を有する。規制板５１２ａは、左側壁６５に開口する吸気口５０２を塞ぐ位置と、吸気口５０２を塞がない位置と、の間でスライド移動可能である。このため、規制板５１２ａを移動させることによって、ハウジング部６３の外部における吸気口５０２の開口面積を変化させることができる。板駆動部５１２ｂは、アクチュエーター等を備え、制御装置１１０の制御により動作し、規制板５１２ａを移動させる。制御装置１１０は、板駆動部５１２ｂを制御することにより、吸気口５０２の開口面積を調整できる。

吸気口５０１に配置される吸気規制部５１１は、吸気口５０１の開口面積を変化させるように、吸気口５０１を閉塞する位置と吸気口５０１を開放する位置との間でスライド移動する規制板５１１ａと、規制板５１１ａを移動させる板駆動部５１１ｂと、を有する。板駆動部５１１ｂは、板駆動部５１２ｂと同様に、アクチュエーター等を備え、制御装置１１０の制御により動作し、規制板５１１ａを移動させる。制御装置１１０は、板駆動部５１１ｂを制御することにより、右側壁６４の外部に開口する吸気口５０１の開口面積を調整できる。

吸気口５０１、５０２から流入する外気の風量は、上述した第１風量と第２風量との差により決まる。このため、右側壁６４に位置する吸気口５０１の開口面積を規制板５１１ａにより減少させた場合、吸気口５０１から流入する外気Ｏ１に対する通風抵抗が増す。これに伴い、吸気口５０１からドラム部６１に流入する外気Ｏ１の風量が減少し、その分だけ吸気口５０２から流入する外気Ｏ２の風量が増す。反対に、左側壁６５に位置する吸気口５０２の開口面積を規制板５１２ａにより減少させた場合、吸気口５０２から流入する外気Ｏ２に対する通風抵抗が増す。これに伴い、吸気口５０２からドラム部６１に流入する外気Ｏ２の風量が減少し、その分だけ吸気口５０１から流入する外気Ｏ１の風量が増す。また、吸気口５０１、５０２の開口面積が等しい状態では、外気Ｏ１の風量および外気Ｏ２の風量は均衡する。

なお、吸気規制部５１１、５１２は、必要に応じて設けられればよく、省略されていてもよい。また、規制板５１１ａ、５１２ａを設ける一方、板駆動部５１１ｂ、５１２ｂを省略してもよい。この場合、シート製造装置１００の使用者が、手動で規制板５１１ａ、５１２ａを操作し、吸気口５０１、５０２の開口面積を調整すればよい。また、その場合、制御装置１１０を省略することができる。

図４および図５は、図２に示すシート製造装置１００の要部拡大図であり、特に、管５４および後述する軸心駆動部５５を示す断面図である。また、図６は、図４のＡ－Ａ線断面図であり、図７は、図５のＡ２－Ａ２線断面図である。なお、図４および図５では、搬送気流Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３に含まれる材料を四角形で模式的に示している。

図４および図５に示す管５４（材料供給管）は、図１に示す混合ブロアー５６に繋がる１本の主管５４ａ（第１供給管）と、主管５４ａを分岐させる分岐部５４ｂと、分岐部５４ｂに接続された分岐管５４ｃ（第２供給管）および分岐管５４ｄ（第３供給管）と、軸心駆動部５５と、を備える。

このうち、軸心駆動部５５は、主管５４ａおよび分岐部５４ｂのうち、一方の軸心を他方の軸心に対してずらすように構成された駆動機構のことをいう。つまり、本実施形態では、主管５４ａおよび分岐部５４ｂのいずれか一方または双方が、その軸心に対して直交する方向に変位可能になっている。そして、軸心駆動部５５は、主管５４ａおよび分岐部５４ｂのいずれか一方または双方を移動させ、その位置を保持する機構を有している。このような機構を設けることにより、Ｌ－Ｒ方向における、主管５４ａの軸心Ｃ１と分岐部５４ｂの軸心Ｃ２との距離を調整することができる。これにより、主管５４ａから分岐部５４ｂへ向かう搬送気流Ｍ１の流れを調整することができる。

主管５４ａおよび分岐部５４ｂを変位可能にするためには、例えば、主管５４ａや分岐部５４ｂの一部を蛇腹状にしたり、一部をフレキシブル管にしたりすればよい。また、主管５４ａおよび分岐部５４ｂを変形可能にするのではなく、主管５４ａがつながった構造体全体や分岐部５４ｂがつながった構造体全体が移動可能になっていてもよい。

軸心駆動部５５は、例えば、主管５４ａおよび分岐部５４ｂの少なくとも一方を駆動する方向を規定する図示しないガイドと、ガイド上の任意の位置で保持する図示しない保持部と、主管５４ａまたは分岐部５４ｂを移動させる駆動力を発生させる駆動源と、を備えていてもよい。このような構造体を備えることにより、主管５４ａおよび分岐部５４ｂの一方を他方に対して、再現性よく正確に動かすことができる。図４ないし図７では、軸心駆動部５５が、主管５４ａおよび分岐部５４ｂの一方を他方に対してＬ－Ｒ方向に動かすことができる。これにより、双方の軸心をずらすことができ、搬送気流Ｍ１の流れをＬ－Ｒ方向で容易に調整することができる。

また、主管５４ａや分岐部５４ｂは、シート製造装置１００の使用者によって手動で動かされるように構成されていてもよいが、本実施形態では、軸心駆動部５５によって駆動される。なお、手動で動かす場合には、前述した駆動源と制御装置１１０とを省略することができる。

軸心駆動部５５は、例えば、電動アクチュエーター、電磁アクチュエーター、エアー駆動アクチュエーター、ピエゾアクチュエーター等の各種アクチュエーターを備える。これらのアクチュエーターは、前述したガイドおよび保持部を有し、主管５４ａまたは分岐部５４ｂを目的とする位置に移動させ、その位置を保持する機能を有する。つまり、これらのアクチュエーターは、移動させる量を調整する機能を有する。したがって、これらのアクチュエーターは、軸心駆動部５５として有用である。

また、軸心駆動部５５の動作は、図２に示す制御装置１１０により制御される。これにより、例えば、搬送気流Ｍ１の流量、搬送気流Ｍ１に含まれる材料の量、搬送気流Ｍ１の加湿量、形成された第２ウェブＷ２やシートＳの厚みや坪量分布等のパラメーターに応じて、軸心駆動部５５の動作を制御することができ、パラメーターに応じた最適条件で第２ウェブＷ２を製造することができる。

ここで、図４ないし図７に基づいて、本実施形態に係るシート製造装置１００の効果について説明する。
図４および図６は、本実施形態が効果を奏していないときの図である。

図４では、主管５４ａの軸心Ｃ１よりもＲ側に搬送気流Ｍ１が偏って流れている。このような搬送気流Ｍ１の偏在は、主管５４ａの上流側の構成によって起こり得る。例えば、図４に図示していない主管５４ａが屈曲している場合、搬送気流Ｍ１が屈曲部の外側に偏るため、その影響が波及して、図４に示す位置で搬送気流Ｍ１の偏在が起こりやすい。また、主管５４ａに図示しない遠心ファン等が設けられている場合、その影響が波及して偏在が生じるおそれがある。搬送気流Ｍ１が偏っていると、それに含まれる材料もＲ側に偏ってしまう。

図６では、主管５４ａと分岐部５４ｂの接続部で、主管５４ａの軸心Ｃ１と分岐部５４ｂの軸心Ｃ２とが重なっている。このため、この接続部では、主管５４ａの内壁面と分岐部５４ｂの内壁面との間に段差が生じていない。その結果、Ｒ側に偏っている搬送気流Ｍ１は、そのまま主管５４ａと分岐部５４ｂの接続部を通過し、分岐部５４ｂに流れ込む。したがって、分岐部５４ｂに流れ込んだ搬送気流Ｍ１が分岐部５４ｂで搬送気流Ｍ２と搬送気流Ｍ３とに分岐するとき、Ｌ側に分岐する搬送気流Ｍ３よりも、Ｒ側に分岐する搬送気流Ｍ２に含まれる材料が多くなる。その結果、ドラム部６１には、Ｌ側よりも、Ｒ側から多くの材料が流入する。このようにして材料の流入量に偏りが生じると、メッシュベルト７２上に形成される第２ウェブＷ２は、厚さが左右で異なり、不均一になる。

一方、図５および図７は、本実施形態が効果を奏しているときの図である。
図５でも、主管５４ａを流れる搬送気流Ｍ１はＲ側に偏っている。しかし、図５に示す軸心駆動部５５は、分岐部５４ｂの軸心Ｃ２に対して、主管５４ａの軸心Ｃ１をＲ側にずらすように動作する。なお、この動作は、前述したように、主管５４ａの軸心Ｃ１に対して、分岐部５４ｂの軸心Ｃ２をＬ側にずらす動作で置き換えることもできる。つまり、軸心駆動部５５は、主管５４ａの軸心Ｃ１を、分岐部５４ｂの軸心Ｃ２に対して相対的にずらすように動作すればよいことになる。以下の説明では、便宜上、この動作を指して単に「主管５４ａをずらす」ともいう。

主管５４ａをずらすと、主管５４ａと分岐部５４ｂとの接続部の内壁面には、図５および図７に示す段差５５０が生じる。この段差５５０は、搬送気流Ｍ１の経路上に現れるため、搬送気流Ｍ１の流れを乱す作用をする。これにより、搬送気流Ｍ１およびそれに含まれる材料は、段差５５０に衝突し、軸心Ｃ１側に跳ね返る。その結果、搬送気流Ｍ１は、分岐部５４ｂの軸心Ｃ２付近を流れるようになる。つまり、搬送気流Ｍ１を段差５５０に衝突させることにより、搬送気流Ｍ１の偏りを緩和することができる。

偏りが緩和された搬送気流Ｍ１は、その後、分岐部５４ｂに流れ込み、搬送気流Ｍ２と搬送気流Ｍ３とに分岐する。このため、Ｒ側に分岐する搬送気流Ｍ２とＬ側に分岐する搬送気流Ｍ３とで、含まれる材料の差が少なくなる。その結果、ドラム部６１には、Ｌ側とＲ側にバランスよく材料が流入し、より均一な厚さの第２ウェブＷ２が得られる。また、主管５４ａをずらすという手法は、搬送気流Ｍ１が流れる経路の流通抵抗を増加させにくい手法である。このため、この手法を用いることにより、例えば材料が固まっていて、流通しにくい場合でも、滞りなく流通させることができる。これにより、均一な厚さの第２ウェブＷ２を安定して製造することができる。

なお、本実施形態に係る軸心駆動部５５は、Ｌ－Ｒ方向で主管５４ａをずらすように構成されているが、Ｌ－Ｒ方向とＵ－Ｄ方向の双方に直交する方向、すなわち図４および図５の紙面厚さ方向で主管５４ａをずらすよう構成されていてもよい。

ここで、図４に示すように、分岐管５４ｃ、５４ｄの起点を「分岐点Ｄ１」とする。分岐点Ｄ１とは、分岐部５４ｂの内壁面と、分岐管５４ｃ、５４ｄの内壁面と、の境界線を含む面と軸心Ｃ２との交点のことをいう。そして、主管５４ａと分岐部５４ｂの接続部と、分岐点Ｄ１と、の距離をＬ１とする。また、接続部における分岐部５４ｂの内径をφ１とする。

このとき、内径φ１に対する距離Ｌ１の比Ｌ１／φ１は、０．５以上１０．０以下であるのが好ましく、１．０以上８．０以下であるのがより好ましく、１．５以上５．０以下であるのがさらに好ましい。比Ｌ１／φ１を前記範囲内に設定することにより、搬送気流Ｍ１の偏りが十分に緩和されるのに必要な距離が確保される。このため、搬送気流Ｍ１を分岐部５４ｂの軸心Ｃ２により近づけることができ、より均一な厚さの第２ウェブＷ２を得ることができる。

なお、比Ｌ１／φ１が前記下限値を下回ると、内径φ１に対して距離Ｌ１が短すぎるため、搬送気流Ｍ１の流量等によっては、搬送気流Ｍ１の偏りを十分に緩和することができないおそれがある。すなわち、搬送気流Ｍ１を軸心Ｃ２に十分に近づける前に、搬送気流Ｍ１が分岐してしまうおそれがある。一方、比Ｌ１／φ１が前記上限値を上回ると、内径φ１に対して距離Ｌ１が必要以上に長くなるため、搬送中の材料が絡まったり、流れが滞ったりする可能性が徐々に高くなる。その結果、均等な分岐ができなくなるおそれがある。

また、図４に示す分岐部５４ｂは、分岐管５４ｃ、５４ｄ側に位置し、Ｕ－Ｄ方向に延在する本体部５４１ｂと、本体部５４１ｂの主管５４ａ側に位置する拡径部５４２ｂと、を備えている。拡径部５４２ｂは、本体部５４１ｂよりも管壁の厚さが厚くなっている。つまり、拡径部５４２ｂは、その外径φ２が、本体部５４１ｂの外径より大きくなるよう拡径された部位である。

このような拡径部５４２ｂを設けることにより、主管５４ａをＬ－Ｒ方向にずらしたとき、接続部に隙間が生じるのを防止することができる。換言すれば、拡径部５４２ｂの外径φ２を十分に大きくすることで、段差５５０を生じさせるのに必要な分岐部５４ｂの端面を広く確保することができる。

なお、分岐部５４ｂの内径φ１に対する拡径部５４２ｂの外径φ２の比φ２／φ１は、１．０１以上２．０以下であるのが好ましく、１．０５以上１．５以下であるのがより好ましい。これにより、管５４の途中に隙間ができてしまうのを防止しつつ、搬送気流Ｍ１を衝突させるのに有効な幅の段差５５０を形成することができる。

また、本実施形態では、分岐部５４ｂが拡径部５４２ｂを備えているが、主管５４ａが拡径部を備えていてもよく、双方が拡径部を備えていてもよい。

図２に示す制御装置１１０は、前述したように、軸心駆動部５５の動作を制御する機能を有する。制御装置１１０は、互いに内部バスで接続された、プロセッサー１１１、メモリー１１２、および外部インターフェース１１３等を備える。

プロセッサー１１１としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processor Unit）等が挙げられる。メモリー１１２としては、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等が挙げられる。外部インターフェース１１３は、例えばセンサー等が出力する信号を取得する回路を備える。

プロセッサー１１１は、メモリー１１２に格納されているプログラムを読み出して実行する。これにより、制御装置１１０の機能が実現される。また、メモリー１１２には、各種データを格納しておき、プロセッサー１１１はこれらを読み出す。これにより、制御装置１１０は、例えば、搬送気流Ｍ１の流量、搬送気流Ｍ１に含まれる材料の量、搬送気流Ｍ１の加湿量等を踏まえて、主管５４ａをずらす方向や主管５４ａをずらす量を適切に制御することができる。

ここで、図８は、主管５４ａのずらし量ｘと、分岐管５４ｃで回収した材料の量ｍｃと分岐管５４ｄで回収した材料の量ｍｄの比ｍｃ／ｍｄと、の関係を示すグラフである。ずらし量ｘは、図４に示すように、主管５４ａの軸心Ｃ１と分岐部５４ｂの軸心Ｃ２とが重なっている状態がゼロとなる値である。そして、図５に示すように、軸心Ｃ２に対して軸心Ｃ１がＲ側にずれているとき、軸心Ｃ１と軸心Ｃ２とのＬ－Ｒ方向における離間距離が、ずらし量ｘの正の値に対応する。また、図示しないが、軸心Ｃ２に対して軸心Ｃ１がＬ側にずれているとき、軸心Ｃ１と軸心Ｃ２とのＬ－Ｒ方向における離間距離が、ずらし量ｘの負の値に対応する。

図８に示すように、比ｍｃ／ｍｄは、ずらし量ｘと一定の相関関係を有している。このため、ずらし量ｘを調整することにより、比ｍｃ／ｍｄを任意の値に調整することができる。その結果、第２ウェブＷ２の左右バランスを狙い通りに制御することができ、均一な厚さの第２ウェブＷ２を製造することができる。例えば、図８に示す例では、ずらし量ｘを約３ｍｍにすることで、比ｍｃ／ｍｄを約１．０にすることができ、第２ウェブＷ２の左右バランスが均衡する。また、図８に示す相関関係に基づくことにより、必要に応じて、左右で厚さを異ならせた第２ウェブＷ２を製造することもできる。

以上のように、本実施形態に係るシート製造装置１００は、ドラム部６１（篩部）と、第２ウェブ形成部７０（ウェブ形成部）と、シート形成部８０と、管５４（材料供給管）と、を備える。ドラム部６１は、複数の開口６１ａを有する。第２ウェブ形成部７０は、開口６１ａを通過した繊維を含む材料が堆積する堆積面を有し、堆積面に第２ウェブＷ２を形成する。シート形成部８０は、第２ウェブＷ２を処理してシートＳを形成する。管５４は、主管５４ａ（第１供給管）と、分岐部５４ｂと、分岐管５４ｃ（第２供給管）と、分岐管５４ｄ（第３分岐管）と、軸心駆動部５５と、を備える。分岐部５４ｂは、主管５４ａを分岐させる。分岐管５４ｃは、分岐部５４ｂと、ドラム部６１の回転軸方向の一端部と、を接続する。分岐管５４ｄは、分岐部５４ｂと、ドラム部６１の回転軸方向の他端部と、を接続する。軸心駆動部５５は、主管５４ａおよび分岐部５４ｂのうち、一方の軸心を他方の軸心に対してずらすように駆動する。

このような構成によれば、例えば主管５４ａの軸心Ｃ１を、分岐部５４ｂの軸心Ｃ２に対してずらすことができ、主管５４ａと分岐部５４ｂとの接続部の内壁面に段差５５０を生じさせることができる。この段差５５０に搬送気流Ｍ１が衝突すると、搬送気流Ｍ１に含まれる材料は軸心Ｃ２側に跳ね返る。その結果、搬送気流Ｍ１の偏りを緩和することができる。その結果、ドラム部６１では、材料の流入量の左右バランスが改善し、より均一な厚さの第２ウェブＷ２を製造することができる。

また、軸心駆動部５５は、主管５４ａ（第１供給管）の軸心Ｃ１を、分岐部５４ｂの軸心Ｃ２と直交する方向、すなわちＬ－Ｒ方向に移動させる機能を有する。これにより、第２ウェブＷ２の材料を含む搬送気流Ｍ１の流れを、Ｌ－Ｒ方向で容易に調整することができる。その結果、軸心駆動部５５により、第２ウェブＷ２の左右バランスを最適化することができる。

また、軸心駆動部５５は、主管５４ａ（第１供給管）の軸心Ｃ１を分岐部５４ｂの軸心Ｃ２に対して相対的に移動させる量を調整する機能を有する。移動させる量は、すなわち、ずらし量ｘであり、前述したように、第２ウェブＷ２の左右バランスに影響を及ぼす比ｍｃ／ｍｄと一定の相関関係を有する。このため、ずらし量ｘを調整することにより、比ｍｃ／ｍｄを任意の値に調整することができ、第２ウェブＷ２の左右バランスを効率よく最適化することができる。

また、本実施形態に係るシート製造装置１００は、軸心駆動部５５の動作を制御する制御装置１１０（制御部）を備える。制御装置１１０は、例えば、搬送気流Ｍ１の流量等のパラメーターに応じて、軸心駆動部５５の動作を制御することができる。このため、安定性およびロバスト性に優れた第２ウェブＷ２の製造が可能になる。

２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係るシート製造装置１００について説明する。
図９は、第２実施形態に係るシート製造装置１００の要部拡大図である。図１０は、図９のＡ３－Ａ３断面図である。

以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図９および図１０において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

第２実施形態は、管５４がオリフィス５９を備えること以外、第１実施形態と同様である。図９に示すオリフィス５９は、分岐部５４ｂが備える拡径部５４２ｂの内側に設けられ、拡径部５４２ｂの内径φ１を狭める絞り器である。オリフィス５９を設けることにより、主管５４ａをずらしたときに生じる段差５５０を拡張することができる。具体的には、オリフィス５９を設けることにより、実質的に、分岐部５４ｂが備える拡径部５４２ｂの管壁をさらに厚くすることができる。このため、オリフィス５９の位置を段差５５０に合わせることで、段差５５０を軸心Ｃ２側に広げることができる。

その結果、搬送気流Ｍ１がＲ側に偏っている場合でも、段差５５０やオリフィス５９に衝突させることで、搬送気流Ｍ１の偏りをより確実に緩和することができる。また、オリフィス５９を設けることにより、分岐部５４ｂの内径φ１が狭められる。このため、軸心Ｃ１から離れた位置を流れる搬送気流Ｍ１は、強制的に、軸心Ｃ２近傍に誘導されることになる。以上のような作用により、搬送気流Ｍ１を軸心Ｃ２により近づけることができ、さらに均一な厚さの第２ウェブＷ２を得ることができる。

分岐部５４ｂの内径φ１に対するオリフィス５９の内径φ３の比φ３／φ１は、０．４０以上０．９９以下であるのが好ましく、０．５０以上０．９５以下であるのがより好ましく、０．６０以上０．９０以下であるのがさらに好ましい。これにより、分岐部５４ｂの流通抵抗の増加を抑えつつ、搬送気流Ｍ１の偏りを特に緩和することができる。その結果、材料の滞りの抑制と、左右バランスの均衡と、の両立を図ることができるので、特に均一な厚さの第２ウェブＷ２を得ることができる。

なお、オリフィス５９の配置は、図９に示す位置に限定されず、拡径部５４２ｂよりもＤ側の位置であってもよく、拡径部５４２ｂよりもＵ側の位置、すなわち主管５４ａの位置であってもよい。

以上のように、第２実施形態に係るシート製造装置１００では、管５４（材料供給管）が、分岐部５４ｂの内径を狭めるオリフィス５９を備えている。このようなオリフィス５９を設けることにより、主管５４ａをずらしたときに生じる段差５５０を拡張することができる。

このような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、第１実施形態に比べて搬送気流Ｍ１を衝突させる領域が広くなるため、搬送気流Ｍ１の流れをより確実に緩和することができる。また、オリフィス５９により、分岐部５４ｂの内径を狭めることができるので、搬送気流Ｍ１の流れを、強制的に軸心Ｃ２近傍に誘導することができる。

３．第３実施形態
次に、第３実施形態に係るシート製造装置１００について説明する。
図１１は、第３実施形態に係るシート製造装置１００の要部拡大図である。

以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１１において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

第３実施形態は、偏在検出部５８を備えること以外、第１実施形態と同様である。偏在検出部５８は、主管５４ａ（第１供給管）を通過する材料の偏りを検出するセンサーである。偏在検出部５８としては、例えば、接触センサー、画像センサー、光学センサー等が挙げられる。

接触センサーは、主管５４ａの内壁面に接触する材料の接触頻度を検出することにより、主管５４ａを通過する材料の偏りを検出する。また、画像センサーは、主管５４ａを流れる材料を撮像し、画像処理によって材料の偏りを検出する。

図１１に示す偏在検出部５８は、光学センサーである偏在検出部５８を備える。図１１に示す偏在検出部５８は、発光部５８１と、受光部５８２と、を備える。発光部５８１は、例えばレーザー光源であり、受光部５８２は、例えばフォトダイオードである。このような偏在検出部５８は、発光部５８１から出力した検出光ＳＬを受光部５８２で受光する。受光部５８２は、受光した検出光ＳＬの強度を受光信号として制御装置１１０に出力する。

検出光ＳＬを材料が横切るたびに検出光ＳＬの受光強度が低下するため、制御装置１１０は、受光強度の低下頻度を検出する。これにより、偏在検出部５８は、材料の通過量を光学的に検出することができる。そして、図１１に示す制御装置１１０は、主管５４ａの軸心Ｃ１を通過する材料の通過量に基づいて、主管５４ａを通過する材料の偏りを推定する。制御装置１１０は、このようにして推定した材料の偏りに基づいて、軸心駆動部５５の動作を制御する。これにより、搬送気流Ｍ１の偏りを緩和し、材料の偏りを緩和することができる。

以上のように、第３実施形態に係るシート製造装置１００は、主管５４ａ（第１供給管）を通過する材料の偏りを検出する偏在検出部５８を備える。そして、制御装置１１０（制御部）は、偏在検出部５８の検出結果に基づいて、軸心駆動部５５の動作を制御する。

このような第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、制御装置１１０が材料の偏りを検出するとともに、軸心駆動部５５に偏りを緩和させる。このため、使用者が偏りの程度を確認する必要がなく、シート製造装置１００が自動的に偏りを緩和するため、均一な厚さの第２ウェブＷ２を容易に製造することができる。

以上、本発明のシート製造装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明のシート製造装置は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、前記実施形態の各部が同様の機能を有する任意の構成のものに置換されたものであってもよく、前記実施形態に任意の構成物が付加されたものであってもよい。

２…管、３…管、７…管、８…管、９…シュート、１０…供給部、１２…粗砕部、１４…粗砕刃、２０…解繊部、２２…導入口、２３…管、２４…排出口、２６…解繊部ブロアー、２７…集塵部、２８…捕集ブロアー、２９…管、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…ローラー、４８…吸引部、４９…回転体、５０…混合部、５２…添加物供給部、５２ａ…排出部、５４…管、５４ａ…主管、５４ｂ…分岐部、５４ｃ…分岐管、５４ｄ…分岐管、５５…軸心駆動部、５６…混合ブロアー、５７ａ…送気管、５７ｂ…送気管、５８…偏在検出部、５９…オリフィス、６０…堆積部、６１…ドラム部、６１ａ…開口、６１ｂ…外周面、６２…導入口、６３…ハウジング部、６３ａ…開口、６４…右側壁、６４ａ…材料供給口、６５…左側壁、６５ａ…材料供給口、６６…対向壁部、６８…凹部、６９ａ…パイルシール、６９ｂ…パイルシール、７０…第２ウェブ形成部、７２…メッシュベルト、７２ａ…堆積面、７４…ローラー、７６…サクション機構、７７…サクションブロアー、７９…搬送部、７９ａ…メッシュベルト、７９ｂ…ローラー、７９ｃ…サクション機構、８０…シート形成部、８２…加圧部、８４…加熱部、８５…カレンダーローラー、８６…加熱ローラー、９０…切断部、９２…第１切断部、９４…第２切断部、９６…排出部、１００…シート製造装置、１１０…制御装置、１１１…プロセッサー、１１２…メモリー、１１３…外部インターフェース、２０２…加湿部、２０４…加湿部、２０６…加湿部、２０８…加湿部、２１０…加湿部、２１２…加湿部、５０１…吸気口、５０２…吸気口、５１１…吸気規制部、５１１ａ…規制板、５１１ｂ…板駆動部、５１２…吸気規制部、５１２ａ…規制板、５１２ｂ…板駆動部、５４１ｂ…本体部、５４２ｂ…拡径部、５５０…段差、５８１…発光部、５８２…受光部、Ａ１…加湿空気、Ｃ１…軸心、Ｃ２…軸心、Ｄ…下方向、Ｄ１…分岐点、ＤＦ…ダウンフロー、Ｆ…搬送方向、Ｌ…左方向、Ｌ１…距離、Ｍ１…搬送気流、Ｍ２…搬送気流、Ｍ３…搬送気流、Ｍ４…吸引気流、Ｏ１…外気、Ｏ２…外気、Ｐ…細分体、Ｑ…回転軸、Ｒ…右方向、Ｓ…シート、ＳＬ…検出光、Ｗ１…第１ウェブ、Ｗ２…第２ウェブ、ＷＤ…幅方向、φ１…内径、φ２…外径、φ３…内径

Claims (6)

1. 複数の開口を有する篩部と、
   前記開口を通過した繊維を含む材料が堆積する堆積面を有し、前記堆積面にウェブを形成するウェブ形成部と、
   前記ウェブを処理してシートを形成するシート形成部と、
   前記材料を含む搬送気流を前記篩部の内部へ供給する材料供給管と、
   を備え、
   前記材料供給管は、
   第１供給管と、
   前記第１供給管を分岐させる分岐部と、
   前記分岐部と、前記篩部の回転軸方向の一端部と、を接続する第２供給管と、
   前記分岐部と、前記篩部の前記回転軸方向の他端部と、を接続する第３供給管と、
   前記第１供給管および前記分岐部のうち、一方の軸心を他方の軸心に対してずらす軸心駆動部と、
   を備えることを特徴とするシート製造装置。
2. 前記材料供給管は、前記分岐部の内径を狭めるオリフィスを備える請求項１に記載のシート製造装置。
3. 前記軸心駆動部は、前記第１供給管の軸心を前記分岐部の軸心と直交する方向に移動させる機能を有する請求項１または２に記載のシート製造装置。
4. 前記軸心駆動部は、前記第１供給管の軸心を前記分岐部の軸心に対して相対的に移動させる量を調整する機能を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシート製造装置。
5. 前記軸心駆動部の動作を制御する制御部を備える請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシート製造装置。
6. 前記第１供給管を通過する前記材料の偏りを検出する偏在検出部を備え、
   前記制御部は、前記偏在検出部の検出結果に基づいて、前記軸心駆動部の動作を制御する請求項５に記載のシート製造装置。

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