JP2023018829A - 解繊装置、繊維体製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】解繊物が排出路に排出される解繊装置において、排出路に排出される解繊物が、排出路の内側面に滞留する虞がある。【解決手段】解繊装置200は、スクリーン221と、ハウジング311,312,313と、を備え、ハウジング311,312,313が有する側壁352,353は排出路310の内側面を画定する内側面355,356を有し、解繊室210と排出路310とを連通する貫通孔222を連通孔Chとし、貫通孔222の排出路310側の開口縁を排出路側開口縁228としたとき、スクリーン221は貫通孔列224,225を有し、貫通孔列224,225は周方向CRに間隔Ghを置いて並ぶ複数の連通孔Chによって形成され、貫通孔列224は、連通孔Chの排出路側開口縁228が径方向RRから見て内側面355と重なる位置に設けられる。【選択図】図17
Description
本発明は、解繊装置、繊維体製造装置に関する。
特許文献1には、解繊室に収容される回転体が回転することで、原料から形成される解繊物が、解繊室を画定する環状壁の外側に沿って延びる排出路と、排出路を介して排出される解繊装置が開示されている。この解繊装置では、排出路と解繊室とは、解繊室の環状壁に設けられる複数の貫通孔によって連通している。また、解繊室で形成される解繊物は、気流によって、貫通孔を通過し、排出路に排出される。
しかしながら、特許文献1に記載の解繊装置では、排出路に排出される解繊物が、排出路の内側面に滞留する虞がある。
解繊装置は、回転軸の軸心を回転中心として回転する回転体と、前記回転体を収容し、前記回転体が回転することで、繊維を含む原料から解繊物が形成される解繊室と、前記解繊室と連通し、前記解繊室から前記解繊物が排出される排出路と、前記回転体の径方向に、前記回転体と隙間を置いて設けられ、前記解繊室を画定する円環状の環状壁と、前記排出路を形成するハウジングと、前記環状壁に設けられ、前記環状壁を前記径方向に貫通する複数の貫通孔と、を備え、前記排出路は、前記軸心に沿う軸心方向に幅を有し、前記環状壁の周方向に延び、前記ハウジングは前記周方向に延びる側壁を有し、前記側壁は前記排出路を画定する内側面を有し、前記解繊室と前記排出路とを連通する前記貫通孔を連通孔とし、前記貫通孔の前記排出路側の開口縁を排出路側開口縁としたとき、前記環状壁は連通孔群を有し、前記連通孔群は、前記周方向に間隔を置いて並ぶ複数の前記連通孔によって形成され、前記連通孔群は、前記連通孔の前記排出路側開口縁が前記径方向から見て前記内側面と重なる位置に設けられる。
繊維体製造装置は、上記に記載の解繊装置と、前記解繊装置から排出される前記解繊物を堆積させることで、ウェブを形成するウェブ形成部と、前記ウェブが含む前記繊維を結着させることで、前記繊維を含む繊維体を形成する繊維体形成部と、を備える。
以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。各図において同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。なお、本明細書において、「同じ」とは、完全に同じであることを指すのみならず、測定誤差を考慮して同じである場合、部材の製造ばらつきを考慮して同じである場合、および、機能を損なわない範囲で同じである場合を含むものとする。よって、例えば、「両者の寸法が同じである」とは、測定誤差、部材の製造ばらつきを考慮し、両者の寸法差が、一方の寸法の±10パーセント以内、さらに好ましくは±5パーセント以内、特に好ましくは±3パーセント以内であることを指す。
また、各図においてX、Y、Zは、互いに直交する3つの空間軸を表している。本明細書では、これらの軸に沿った方向をX軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向とする。向きを特定する場合には、正の方向を「+」、負の方向を「-」として、方向表記に正負の符合を併用し、各図の矢印が向かう向きを+方向、矢印の反対方向を-方向として説明する。またZ軸方向は、重力方向を示し、+Z方向は鉛直下向き、-Z方向は鉛直上向きを示す。また、X軸,Y軸を含む平面をX-Y面、X軸,Z軸を含む平面をX-Z面、Y軸,Z軸を含む平面をY-Z面として説明する。また、X-Y面は水平面となる。さらに、正方向及び負方向を限定しない3つのX、Y、Zの空間軸については、X軸、Y軸、Z軸として説明する。
1.実施形態1
実施形態1に係るシート製造装置100の構成について説明する。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、繊維体製造装置の一例である。また、シートSは繊維体の一例である。
実施形態1に係るシート製造装置100の構成について説明する。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、繊維体製造装置の一例である。また、シートSは繊維体の一例である。
図1に示すように、シート製造装置100は、収容供給部10、粗砕部12、解繊装置200、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。
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を介して解繊装置200の供給管20に搬送される。
粗砕部12から解繊装置200には、気流により粗砕片が搬送される。解繊装置200では、供給管20から後述する解繊室210に粗砕片が供給され、解繊室210に収容される回転体500が回転することで、粗砕片が解繊される。
排出管30に接続される管3には、吸引部35が設けられる。吸引部35は、管3における排出管30側の空気を吸引することで、排出管30に負圧を印加可能なブロアーを備える。解繊室210の解繊物は、排出管30に印加される負圧により発生する気流によって、後述する排出路310、および排出管30を介して、解繊装置200から排出される。解繊装置200から排出された解繊物は、排出管30に接続された管3を介して選別部40に移送される。解繊装置200の構成については後述する。
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を収容する収容部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、収容部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8,2を介して解繊装置200の供給管20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47,47aと、吸引部48と、を備える。メッシュベルト46は、無端形状のベルトであり、複数の張架ローラー47,47aに架け渡される。メッシュベルト46は、張架ローラー47,47a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Wb1を構成する。メッシュベルト46、張架ローラー47,47a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Wb1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張架ローラー47a側の端部に位置する。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Wb1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Wb1は、突部49bが第1ウェブWb1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。
堆積部60は、ドラム部61と、ドラム部61に混合物を導入する導入口62と、ドラム部61を収容する収容部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。第2ウェブ形成部70はウェブ形成部の一例である。
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Wb2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が供給する水分により、第2ウェブWb2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Wb2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Wb2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Wb2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ベルトで構成できる。
シート形成部80は、第2ウェブWb2に対して熱を加えることにより、第2ウェブWb2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Wb2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Wb2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によって第2ウェブWb2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で高密度化された第2ウェブWb2を挟んで熱を与え、切断部90に搬送する。第2ウェブWb2は、加熱部84において、第2ウェブWb2に含まれる樹脂が加熱され、シートSとなる。シート形成部80は、繊維体形成部の一例である。
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F1で示すシートSの搬送方向F1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F1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。
次に、解繊装置200の構成について説明する。解繊装置200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。解繊装置200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2から図5に示すように、解繊装置200は、回転体500と、解繊室210と、供給管20と、排出路310と、排出管30と、を備える。解繊装置200は、解繊室210に収容される回転体500が回転軸501の軸心ARを回転中心として回転することで、供給管20を介して供給される原料MAから解繊物を形成する。また、解繊装置200は、解繊室210を画定するスクリーン221、固定部材211、および側壁212,213と、排出路310を画定するハウジング311,312,313と、回転体500を支持する支持部401,402と、閉塞部材601と、を備える。また、以後の説明において、回転軸501が軸心ARまわりに回転する回転方向を周方向CR、回転軸501の半径方向を径方向RR、と呼ぶことがある。
回転体500は、回転軸501と、基部502と、回転刃503と、回転羽504と、を有する。回転体500は、回転軸501の軸心ARがY軸に沿うように、解繊室210に収容される。よって、回転軸501は、Y軸方向に延びる。Y軸方向は軸心方向の一例である。換言すると、解繊装置200は、軸心ARが水平となる姿勢で、シート製造装置100に配置される。基部502は、円板状をしており、回転軸501に挿し通されて固定される。回転刃503は、径方向RRにおいて基部502から離れる方向に突き出るように設けられる。回転刃503は、板状の突起形状をしている。回転刃503は、周方向CRに間隔を空けて複数形成される。
基部502の+Y方向側には、回転羽504が、周方向CRに間隔を空けて複数設けられる。図5に示すように、本実施形態では、薄板状のプレートをY軸方向に積層することで、回転刃503および基部502を形成しているが、一体形状のブロックで形成してもよい。
図4、図6に示すように、固定部材211は筒状をしている。固定部材211は、Y軸方向において、回転刃503の+Y方向側に位置する。
図4、図10、図12に示すように、側壁212は円板状をしている。側壁212は、固定部材211の+Y方向側に位置する。側壁212は、固定部材211に固定されることで、解繊室210の+Y方向側の内側面を画定する。側壁212には、支持部401と、供給管20と、供給部214と、が設けられる。
支持部401は、側壁212の中央に位置する。支持部401は、回転体500の回転刃503より+Y方向側に位置する。支持部401は、回転体500が軸心ARを回転中心として回転可能に、回転体500の回転軸501を支持する。支持部401は、回転体500の回転軸501における回転刃503より+Y方向側を支持する。
回転軸501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、ベルト及びプーリーにより構成され、ベルト及びプーリーに不図示の回転駆動源から動力が伝達されて、回転体500が軸心ARを回転中心として回転する。本実施形態では、回転体500は、図11において、軸心ARを回転中心として、反時計回りに回転するが、時計回りに回転してもよい。あるいは、回転体500は、図11において、軸心ARを回転中心として、時計回りおよび反時計回りの両方向に回転してもよい。また、回転軸501を回転駆動する構成はベルト及びプーリーによる構成でなくてもよい。
供給管20は、解繊室210に、繊維を含む原料MAを供給する。図4、図6、図12に示すように、供給管20は、管状をしている。供給管20は、側壁212の+Y方向側の面に設けられる。供給管20は、側壁212において、回転軸501の軸心ARの-Z方向となる位置に設けられる。供給管20はY軸方向に延びている。供給部214は、側壁212をY軸方向に貫通する円形の貫通穴である。供給部214は、供給管20と、解繊室210と、を連通する。よって、供給部214は、側壁212において、回転軸501の軸心ARの鉛直上方である-Z方向となる位置に開口する。換言すると、供給部214は、側壁212において、軸心ARと比較して、後述する排出部314から離れた位置に開口する。
図4、図6、図10に示すように、側壁213は円板状をしている。側壁213は、固定部材211の-Y方向側に位置する。また、側壁213は、回転体500の回転刃503の-Y方向側に位置する。側壁213は、スクリーン221を介して、固定部材211に固定されることで、解繊室210の-Y方向側の内側面を画定する。側壁213には、回転体500の回転軸501における回転刃503より-Y方向側を支持する支持部402が設けられる。
図4、図6から図9、図11から図14に示すように、スクリーン221は、薄板状をしている。スクリーン221は、Y軸方向において、固定部材211と側壁213との間に位置する。スクリーン221は、固定部材211と、側壁213と、に固定されることで、環状に形成される。スクリーン221は、径方向RRに、回転刃503と隙間を置いて設けられる。
スクリーン221の幅寸法であるY軸方向の寸法は、回転刃503のY軸方向の寸法より大きい。Y軸方向において、回転刃503の先端は、スクリーン221の幅内に位置する。スクリーン221は、固定部材211と、側壁213と、に固定されることで、円筒状の解繊室210の内周面を画定する。スクリーン221は、解繊室210の内周面のうち、回転刃503の先端と対向する領域を画定する。スクリーン221は環状壁の一例である。
スクリーン221は、例えば金属製の薄板部材で構成される。本実施形態のスクリーン221は、複数の薄板部材が周方向CRに沿って並ぶように、固定部材211と、側壁213と、に固定されることで、環状に形成される。金属製の材料としては、例えば、ステンレス鋼が採用できる。
図4、図9から図14に示すように、ハウジング311,312,313は、スクリーン221の外側を周方向CRに囲むように設けられる。ハウジング311,312,313は、周方向CRにおいて、スクリーン221の外側を全周にわたって覆うことで、排出路310を形成する。ハウジング311,312,313は、スクリーン221を、固定部材211との間、および側壁213との間に挟んだ状態で、固定部材211と、側壁213と、に固定される。この場合、側壁213は、スクリーン221を固定する固定部材の一例と言える。
ハウジング311,312,313は、外周壁351と、側壁352と、側壁353と、を有する。外周壁351は、径方向RRに、スクリーン221と間隔Wを置いて設けられる。外周壁351は、環状をしている。径方向RRにおける外周壁351とスクリーン221との間の間隔Wは、排出路310の径方向RRの内寸である。
外周壁351は、排出路310の内周面を画定する。側壁352は、外周壁351の+Y方向側に位置し、周方向CRに延びる。側壁352は内側面355を有し、内側面355は排出路310の+Y方向側の内側面を画定する。側壁353は、側壁352の-Y方向側に位置し、周方向CRに延びる。側壁353は内側面356を有し、内側面356は排出路310の-Y方向側の内側面を画定する。また、Y軸方向における内側面355と内側面356との間隔Dは、排出路310のY軸方向の幅寸法である。本実施形態の排出路310は、三つのハウジング311,312,313が周方向CRに沿って並ぶように、スクリーン221を挟んで、固定部材211と、側壁213と、に固定されることで、環状に形成される。
図4、図11から図14に示すように、排出路310は、スクリーン221の外側に、周方向CRの全周にわたって設けられる。排出路310は、Y軸方向に幅を有し、スクリーン221の周方向CRに延びる。排出路310は、スクリーン221に設けられる複数の貫通孔222を介して、解繊室210と連通する。解繊室210で形成される解繊物は、複数の貫通孔222を介して、排出路310に排出される。なお、排出路310は、一つのハウジング部材で形成されてもよい。
ハウジング311の外周壁351には、排出管30と、排出部314と、が設けられる。排出管30は、ハウジング311の外周壁351の+Z方向側に設けられる。排出管30は、回転軸501の軸心ARの鉛直下方となる+Z方向側に位置する。よって、排出管30は、外周壁351において、最も下方となる位置に設けられる。排出管30は管状をしている。排出管30は、外周壁351から+Z方向に延びている。
排出部314は、外周壁351をZ軸方向に貫通する貫通穴である。排出部314は、Z軸方向から見て、略四角形状をしている。開口縁部315は、排出部314の排出路310側開口の縁である。開口縁部315のY軸方向の寸法は排出路310のY軸方向の内寸と同じである。開口縁部315のX軸方向の寸法は40mmから50mmに設定される。排出部314のY軸方向の寸法は排出路310のY軸方向の内寸と同じである。
排出部314は、排出路310と、排出管30と、を連通する。排出部314は、外周壁351に設けられ、スクリーン221に向かって開口する。よって、排出部314は、外周壁351において、回転軸501の軸心ARの鉛直下方である+Z方向となる位置に設けられる。換言すると、排出部314は、外周壁351において最も下方となる位置に設けられる。
本実施形態において、側壁352と側壁353との間隔Dは、スクリーン221の全周にわたって同じである。間隔Dは、例えば、40mmから50mmの所定の寸法に設定される。一方、外周壁351とスクリーン221との間隔Wは、排出部314が対向する対向領域より、スクリーン221の周方向CRにおいて、排出部314が対向する対向領域から離れた領域の方が狭くなる。
例えば、図14に示すように、排出路310において、軸心ARの-Z方向に位置する領域の間隔Wを間隔W1、軸心ARの+X方向に位置する領域の間隔Wを間隔W2、軸心ARの+Z方向に位置する領域の間隔Wを間隔W3、軸心ARの-X方向に位置する領域の間隔Wを間隔W4とする。このとき、間隔W1は、間隔W3より狭い。また、間隔W2および間隔W4は、間隔W3より狭い。また、間隔W1は、間隔W2および間隔W4より狭い。なお、本実施形態では、間隔W2と間隔W4は同じである。
また、本実施形態では、間隔Wは、スクリーン221における周方向CRにおいて、排出部314から遠ざかるにつれて漸減する。また、側壁352と側壁353との間隔Dは、スクリーン221の全周にわたって同じである。よって、排出路310の流路断面積は、スクリーン221における周方向CRにおいて、排出部314から遠ざかるにつれて漸減する。また、本実施形態では、例えば、間隔W1は5mm、間隔W2および間隔W4は10mm、間隔W3は15mmに設定される。
図8に示すように、スクリーン221には、厚み方向となる径方向RRにスクリーン221を貫通する貫通孔222が複数形成される。本実施形態において、複数の貫通孔222は同じ形状をしている。本実施形態の貫通孔222は、円形孔である。貫通孔222の孔径は、所望の程度に解繊された解繊物が通過可能な大きさに設定されている。スクリーン221は、薄板部材に、パンチング加工、エッチング加工、切削加工等により貫通孔222を形成することで、形成されもよい。なお、スクリーン221は、一つの薄板部材で構成されてもよい。
図7、図8、図11、図16、図17に示すように、複数の貫通孔222は、スクリーン221の周方向CRに分布するように設けられる。図17は、複数の貫通孔222の配置を説明するため、排出路310側から見た環状のスクリーン221を平板状に展開した展開図である。このため、図17は、環状のスクリーン221を径方向RRから見た状態に相当する。また、図17に示すY軸方向、周方向CRは、スクリーン221が固定部材211と側壁213とに固定されて解繊室210を画定しているときのY軸方向、周方向CRに対応している。また、図17では、ハウジング311,312,313がスクリーン221の外側を覆うことで排出路310を形成する場合の内側面355,356の位置を二点鎖線で示している。なお、後述するスクリーン221のその他の実施形態を示す図18から図20についても同様である。
図17に示すように、スクリーン221には、孔径φWhの貫通孔222が周方向CRに間隔Ghを置いて並ぶ貫通孔列223が、Y軸方向に同じ中心間ピッチPyを置いて、複数設けられる。換言すると、スクリーン221には、孔径φWhの貫通孔222が周方向CRに間隔Ghを置いて並ぶ貫通孔列223が、Y軸方向に同じ間隔(Py-Wh)を置いて、複数設けられる。
また、スクリーン221には、内側面355,356の位置に対応して、一対の貫通孔列224,225が設けられる。本実施形態において、貫通孔列224,225は、孔径φWhの貫通孔222が周方向CRに間隔Ghを置いて並ぶことで形成される。また、貫通孔列224,225は、Y軸方向に隣り合う貫通孔列223と同じ中心間ピッチPyを置いて設けられる。その結果、貫通孔列224と貫通孔列225との間の中心間ピッチIyは、中心間ピッチPyの整数倍になっている。よって、貫通孔列224,225は複数の貫通孔列223に含まれる。
本実施形態において、貫通孔222は、Y軸方向に隣り合う貫通孔列223を形成する他の貫通孔222に対して周方向CRにずれている。すなわち、複数の貫通孔222は、所謂千鳥状にスクリーン221に設けられる。本実施形態では、貫通孔222は、Y軸方向に隣り合う貫通孔列223を形成する他の貫通孔222に対して、中心間ピッチで(Gh+Wh)の半分、周方向CRにずれている。
貫通孔222の孔径Whは、φ0.3mm以上φ2.0mm以下が好ましい。また、隣り合う貫通孔222どうしの間隔Ghは、スクリーン221の厚さと同じ寸法から貫通孔222の孔径Whの2倍が好ましく、貫通孔222の孔径Whの半分から2倍がさらに好ましい。隣り合う貫通孔222どうしの間隔Ghは、隣り合う貫通孔222の開口縁どうしの最短距離となるスクリーン221の残肉部分の寸法である。
本実施形態では、貫通孔222は、貫通孔222を囲む他の六つの貫通孔222との間隔が、周方向CRにおいて隣り合う他の貫通孔222との間隔Ghと同じになるように、孔径φWh、隣り合う貫通孔列223どうしの中心間ピッチPyが設定されている。例えば、貫通孔222の孔径Whをφ0.6mm、周方向CRにおいて隣り合う貫通孔列223どうしの中心間ピッチPyを1.5mmとする。この場合、隣り合う貫通孔222どうしの間隔Ghは、Gh=2/(3^0.5)*Py-Wh=1.1mmとなる。あるいは、隣り合う貫通孔222どうしの間隔Ghは、Gh=(3^0.5)*Py-Wh=2.0mmとなる。また、貫通孔列224,225を含む貫通孔列223がY軸方向に29列並ぶ場合、貫通孔列224と貫通孔列225との間の中心間ピッチIyは42mmとなる。
貫通孔222の排出路310側の開口縁を排出路側開口縁228とする。このとき、貫通孔列224は、貫通孔列224を形成する貫通孔222の排出路側開口縁228が径方向RRから見て内側面355と重なる位置に、設けられる。また、貫通孔列225は、貫通孔列225を形成する貫通孔222の排出路側開口縁228が径方向RRから見て内側面356と重なる位置に、設けられる。また、図16に示すように、固定部材211は、Y軸方向において、内側面355、および貫通孔列224に対して、+Y方向側に位置する。また、側壁213は、Y軸方向において、内側面356、および貫通孔列225に対して、-Y方向側に位置する。
よって、解繊室210と排出路310とを連通する貫通孔222を連通孔Chとしたとき、貫通孔列224は、貫通孔列224を形成する連通孔Chの排出路側開口縁228が径方向RRから見て内側面355と重なる位置に、設けられる。また、貫通孔列225は、貫通孔列225を形成する連通孔Chの排出路側開口縁228が径方向RRから見て内側面356と重なる位置に設けられる。貫通孔列224,225は一対の連通孔群の一例である。また、貫通孔列224は一方の連通孔群の一例であり、貫通孔列225は他方の連通孔群の一例である。
図17では、貫通孔列224において、貫通孔222の排出路側開口縁228の+Y方向側が、内側面355と接し、貫通孔列225において、貫通孔222の排出路側開口縁228の-Y方向側が、内側面356と接している場合を示している。この場合、貫通孔列224,225の貫通孔222において、貫通孔222の排出路310側に開口する開口面積に対する排出路310内に開口する開口面積の割合は100%である。なお、スクリーン221、ハウジング311,312,313等の部品の製造ばらつき、スクリーン221に対するハウジング311,312,313の位置ばらつき等を考慮する場合、内側面355と内側面356との間隔Dは、Iy-Wh<D≦Iy+Whを満たす寸法に設定される。
貫通孔222の排出路310側に開口する開口面積に対する排出路310内に開口する開口面積の割合は50%以上が好ましく、80%以上がさらに好ましい。本実施形態では、図16に示すように、ハウジング311,312,313は、スクリーン221を覆った状態で、固定部材211と側壁213とに固定される。また、ハウジング311,312,313は、スクリーン221を、固定部材211との間、および側壁213との間に挟んだ状態で、固定部材211と側壁213とに対して固定される。また、ハウジング311,312,313は、ハウジング311,312,313に設けられるねじ穴361に、不図示の固定ねじを挿し通して、固定ねじを締め付けることで、固定部材211と側壁213とに固定される。
例えば、ハウジング312を、固定部材211と側壁213とに固定するとき、まず、ハウジング312を、スクリーン221を覆う位置に配置する。このとき、スクリーン221は、固定部材211と、側壁213と、に固定されている。スクリーン221の幅寸法であるY軸方向の寸法は、内側面355と内側面356との間隔Dより大きい。このため、図16に白抜きの矢印で示すように、ハウジング312は、スクリーン221を覆った状態で、スクリーン221に対して、Y軸方向に位置を移動可能である。
また、ハウジング312は、固定部材211との間、および側壁213との間にスクリーン221を挟んだ状態で、スクリーン221に対して、Y軸方向に位置を移動可能である。このため、スクリーン221に設けられる貫通孔列224の排出路側開口縁228に内側面355が重なり、貫通孔列225の排出路側開口縁228に内側面356が重なる位置に、ハウジング312の位置を調整可能である。
また、ハウジング312の位置をスクリーン221に対して調整した状態で、ハウジング312を、固定部材211と側壁213とに固定ねじで締め付け固定できるように、ねじ穴361の穴の大きさは、固定ねじのねじ径に対して大きく設定されている。よって、本実施形態では、ハウジング312の位置をスクリーン221に対して調整した状態で、ハウジング312を、固定部材211と側壁213とに固定することができる。
なお、本実施形態では、貫通孔222がY軸方向に並ぶ貫通孔列が、周方向CRに同じ間隔Ghを置いて、スクリーン221の全周にわたって複数設けられるとも言えるが、貫通孔222がY軸方向に並ぶ貫通孔列が、周方向CRに、いくつかの異なる間隔を置いて、スクリーン221の全周にわたって複数設けられてもよい。また、あるいは、貫通孔222がY軸方向および周方向CRに並ぶ貫通孔群が、周方向CRに同じ間隔を置いて、スクリーン221の全周にわたって設けられてもよい。また、本実施形態では、同じ数の貫通孔222がY軸方向に並んで貫通孔列を形成しているが、貫通孔列を形成する貫通孔の数が貫通孔列どうしで異なっていてもよい。
貫通孔222を、エッチング加工により、薄板部材に形成する場合、薄板部材の材料として、例えば、SUS430、SUS304、SUS316L等が採用できる。また、あるいは、スクリーン221は、ワイヤーを織り込んで構成するメッシュでもよい。この場合、メッシュの網目が貫通孔222に相当する。
図4、図11から図14に示すように、閉塞部材601は、スクリーン221の排出路310側となる外周面側に設けられる。閉塞部材601は、スクリーン221のうち排出部314が対向する対向領域に設けられる。閉塞部材601は、軸心ARの+Z方向に位置する。閉塞部材601は、スクリーン221の排出路310側となる外周面を覆うことで、貫通孔222の排出路310側の開口を閉塞する。閉塞部材601は、スクリーン221において、排出部314に近い領域に設けられる貫通孔222を閉塞する。なお、閉塞部材601は、スクリーン221の解繊室210側となる内周面側に設けられてもよい。この場合、閉塞部材601は、スクリーン221の解繊室210側となる内周面を覆うことで、貫通孔222の解繊室210側の開口を閉塞する。
本実施形態では、閉塞部材601のY軸方向の寸法は、排出路310のY軸方向の寸法と同じである。閉塞部材601のX軸方向の寸法は、排出部314における開口縁部315のX軸方向の寸法より大きい。
また、図14に示すように、軸心ARと閉塞部材601の+X方向端部とを結ぶ線分と、軸心ARと開口縁部315の+X方向端部とを結ぶ線分と、の間に形成される角度はθである。また、軸心ARと閉塞部材601の-X方向端部とを結ぶ線分と、軸心ARと開口縁部315の-X方向端部とを結ぶ線分と、の間に形成される角度はθである。よって、閉塞部材601の+X方向端部の位置は、開口縁部315の+X方向端部の位置に対して、角度θ分+X方向側に位置する。また、閉塞部材601の-X方向端部の位置は、開口縁部315の-X方向端部の位置に対して、角度θ分-X方向側に位置する。本実施形態において、角度θは、例えば、5°から15°に設定される。
スクリーン221において、閉塞部材601に外周面を覆われる領域に設けられる貫通孔222は、解繊室210と排出路310とを連通しない。換言すると、スクリーン221において、閉塞部材601に外周面を覆われる領域には、連通孔Chは設けられていない。また、本実施形態では、スクリーン221のうち、Z軸方向において、排出部314の中央と回転軸501との間となる領域には、連通孔Chは設けられていない。
また、軸心ARと直交し、かつ軸心ARと排出部314の中央とを結ぶ線分を投影線分とし、投影線分に沿う方向を投影方向として、排出部314の開口縁部315をスクリーン221に投影したとき、本実施形態では、スクリーン221に投影された開口縁部315に囲まれる領域には、連通孔Chは設けられていない。なお、本実施形態では、上述の投影方向はZ軸方向に沿う方向である。また、スクリーン221に投影された開口縁部315に囲まれる領域は、スクリーン221において排出部314が対向する対向領域の一例である。
また、軸心ARと直交し、かつ軸心ARと排出部314の開口縁部315とを結ぶ線分を仮想線分LDとし、スクリーン221において、仮想線分LDで囲まれる領域を領域RDとしたとき、本実施形態では、領域RDには、連通孔Chは設けられていない。領域RDは、スクリーン221において排出部314が対向する対向領域の一例である。
この結果、スクリーン221において、領域RD以外の領域を領域ERD(不図示)としたとき、領域RDは、領域ERDと比較して、単位面積あたりに設けられる連通孔Chの数が少ない。また、スクリーン221において、外周壁351との間の間隔Wが最も狭い間隔W1である領域を、領域RNとし、スクリーン221において、領域RN以外の領域を領域ERN(不図示)としたとき、領域RNは、領域ERNと比較して、単位面積あたりに設けられる連通孔Chの数が多い。
また、領域RNは、領域RDと比較して、単位面積あたりに設けられる連通孔Chの数が多い。なお、本実施形態では、領域RN、および排出路310において間隔Wが最も狭い間隔W1である領域は、軸心ARの鉛直上方となる-Z方向に位置する。よって、領域RNは、スクリーン221のうち、周方向CRにおいて、排出部314から最も遠い領域の一例である。
なお、本実施形態では、閉塞部材601でスクリーン221の外周面を覆うことで、スクリーン221に、解繊室210と排出路310とを連通する貫通孔222が設けられない領域を形成したが、本実施形態のスクリーン221において、閉塞部材601で外周面を覆われる領域に、貫通孔222を形成しないことで、スクリーン221に、解繊室210と排出路310とを連通する貫通孔222が設けられない領域を形成してもよい。
次に、解繊装置200の動作について説明する。解繊装置200は、解繊室210に供給される原料MAを、回転している回転体500の回転刃503とスクリーン221との隙間に、気流によって導き、原料MAを乾式解繊処理する。
本実施形態では、図4に示すように、解繊装置200の供給管20から投入された原料MAは、供給部214を通じて解繊室210に導入される。解繊室210では、回転軸501が回転駆動されることで回転体500が回転する。また、排出路310には、排出管30を介して、吸引部35による負圧が印加される。これにより、解繊室210、排出路310および排出管30では、図4に破線の矢印で示すように、気流が発生する。
この気流によって、原料MAが、回転刃503の先端とスクリーン221との間の隙間に送られる。この隙間に送られた原料MAは、回転体500から遠心力を受けるなどして飛行し、スクリーン221に衝突して解きほぐされて解繊される。すなわち、解繊室210において、原料MAが解繊されて、解繊物が生成される。
解繊室210で生成された解繊物は、気流によって、スクリーン221の貫通孔222を通過し、排出路310に流入する。排出路310に流入した解繊物は、気流によって、排出部314を通じて、排出管30に移動し、排出管30に接続された管3に排出される。解繊物を移動させるこの気流は、吸引部35によって排出管30に印加される負圧と、排出管30の上流側となる排出部314、排出路310、解繊室210内の圧力と、の圧力差によって発生する。例えば、スクリーン221の貫通孔222を通過する気流は、排出路310に作用する吸引部35からの負圧と、解繊室210の圧力と、の圧力差によって発生する。
排出路310において、ハウジング311,312,313の内側面355,356によって画定される排出路310の内側面付近は、排出路310のY軸方向における中央付近と比較して気流を確保しにくい。このため、解繊室210から排出路310に排出される解繊物が、排出路310の内側面付近に滞留する虞がある。
本実施形態では、スクリーン221において、貫通孔列224は、貫通孔列224を形成する連通孔Chの排出路側開口縁228が径方向RRから見て内側面355と重なる位置に設けられる。これによれば、内側面355に沿った気流を確保しやすく、内側面355付近に解繊物が滞留することを抑制できる。また、貫通孔列225を形成する連通孔Chの排出路側開口縁228が径方向RRから見て内側面356と重なる位置に設けられる。これによれば、内側面356に沿った気流を確保しやすく、内側面356付近に解繊物が滞留することを抑制できる。
また、排出路310において、排出部314に近い領域には、吸引部35による負圧が作用しやすい。これにより、排出部314に近い領域に設けられる貫通孔222において、解繊室210から排出路310に向かって通過する空気の流量が多くなりやすい。また、排出部314に近い領域に設けられる貫通孔222において、解繊室210から排出路310に向かって通過する気流の流速が高くなりやすい。この場合、排出部314に近い領域に設けられる貫通孔222において、十分解繊されていない未解繊の解繊物が、排出路310に排出される虞がある。また、解繊物が、貫通孔222に詰まる虞がある。
また、排出部314に近い領域に設けられる貫通孔222において、解繊室210から排出路310に向かって通過する空気の流量が多くなると、排出部314から遠い領域に、吸引部35による負圧が作用しにくい。これにより、排出部314から遠い領域に設けられる貫通孔222において、解繊室210から排出路310に向かって通過する気流の流速が低くなりやすい。スクリーン221の貫通孔222を通過する気流の流速が低い領域では、解繊物が貫通孔222を通過しにくい。その結果、解繊室210で滞留する時間が長く解繊され過ぎた過解繊の解繊物が多くなる。
本実施形態では、例えば、図15に示すように、排出路310のうち、排出部314を含む領域を、排出部314に近い領域である下流側排出路310Dとし、下流側排出路以外の領域を、排出部314から遠い領域である上流側排出路310Uとする。また、スクリーン221のうち、下流側排出路310Dを構成する領域を下流側スクリーン221Dとし、上流側排出路310Uを構成する領域を上流側スクリーン221Uとする。そして、解繊室210と排出路310とを連通する貫通孔222を連通孔Chとしたとき、下流側スクリーン221Dは、上流側スクリーン221Uと比較して、単位面積あたりに設けられる連通孔Chの数が少ない。
換言すると、同じ面積の下流側スクリーン221Dと上流側スクリーン221Uとを比較した場合に、上流側スクリーン221Uと比較して、下流側スクリーン221Dにおいて、空気が通過しにくくなるように、スクリーン221に連通孔Chが設けられる。なお、本実施形態では、閉塞部材601を備える場合、下流側排出路310Dは、領域RD、閉塞部材601、および排出部314を含む領域であり、上流側排出路310Uは、領域RNを含み、閉塞部材601、および排出部314を含まない領域である。また、下流側スクリーン221Dは下流側環状壁の一例であり、上流側スクリーン221Uは上流側環状壁の一例である。
これによれば、スクリーン221の全周において、単位面積あたりに設けられる連通孔Chの数が同じである場合と比較して、下流側スクリーン221Dの貫通孔222を解繊室210から排出路310に向かって通過する空気の流量を少なくできる。また、上流側排出路310Uに吸引部35による負圧が作用しやすい。また、上流側スクリーン221Uの貫通孔222を解繊室210から排出路310に向かって通過する気流の流速を高くしやすい。その結果、十分解繊されていない未解繊の解繊物が、下流側スクリーン221Dの貫通孔222から排出路310に排出されることを低減できる。また、解繊され過ぎた過解繊の解繊物を少なくできる。また、上流側排出路310Uの内側面に沿った気流を確保しやすく、上流側排出路310Uに排出される解繊物が、内側面355,356付近に滞留することを抑制できる。
また、下流側排出路310Dの圧力と上流側排出路310Uの圧力との間の圧力差を小さくしやすい。また、下流側スクリーン221Dの貫通孔222を通過する気流の流速と、上流側スクリーン221Uの貫通孔222を通過する気流の流速と、の間の速度差が小さくしやすい。よって、排出路310に排出される解繊物の解繊ばらつきを低減できる。また、上流側排出路310Uに排出される解繊物が、内側面355,356付近に滞留することを抑制できる。
また、本実施形態では、図11に示すように、排出路310は、スクリーン221の外側を全周にわたって覆うように設けられる。また、排出部314は、排出路310を形成するハウジング311,312,313の外周壁351に設けられ、スクリーン221に向かって開口する。これにより、排出路310において、排出部314から遠い上流側に、吸引部35による負圧を作用させやすい。よって、スクリーン221において、排出部314から遠い領域に過解繊の解繊物が排出されることを抑制でき、排出路310に排出される解繊物の解繊ばらつきを低減できる。
また、図11に破線の矢印で示すように、排出路310において、軸心ARより+X方向側となる領域では、排出部314に向かう時計回りの気流を発生させ、軸心ARより-X方向側となる領域では、排出部314に向かう反時計回りの気流を発生させることができる。また、このとき、排出路310において、排出部314から最も遠い領域であり、軸心ARの鉛直上方となる-Z方向に位置する領域において、排出部314に向かう時計回りの気流と排出部314に向かう反時計回りの気流を発生させることができる。
以上述べたように、実施形態1に係る解繊装置200、およびシート製造装置100によれば、以下の効果を得ることができる。
解繊装置200は、回転軸501の軸心ARを回転中心として回転する回転体500と、回転体500を収容し、回転体500が回転することで、繊維を含む原料MAから解繊物が形成される解繊室210と、解繊室210と連通し、解繊室210から前記解繊物が排出される排出路310と、回転体500の径方向RRに、回転体500と隙間を置いて設けられ、解繊室210を画定する円環状のスクリーン221と、排出路310を形成するハウジング311,312,313と、スクリーン221に設けられ、スクリーン221を径方向RRに貫通する複数の貫通孔222と、を備える。また、排出路310は、Y軸方向に幅を有し、スクリーン221の周方向CRに延びる。また、ハウジング311,312,313は、周方向CRに延びる側壁352,353を有し、側壁352,353は排出路310を画定する内側面355,356を有する。また、解繊室210と排出路310とを連通する貫通孔222を連通孔Chとし、貫通孔222の排出路310側の開口縁を排出路側開口縁228としたとき、スクリーン221は貫通孔列224,225を有し、貫通孔列224,225は周方向CRに間隔Ghを置いて並ぶ複数の連通孔Chによって形成され、貫通孔列224は、連通孔Chの排出路側開口縁228が径方向RRから見て内側面355と重なる位置に設けられる。これによれば、内側面355に沿った気流を確保しやすく、内側面355付近に解繊物が滞留することを抑制できる。
ハウジング311,312,313は、Y軸方向に間隔Dを置いて設けられる一対の側壁352,353を有し、各側壁352,353は内側面355,356を有し、スクリーン221は一対の貫通孔列224,225を有し、一方の貫通孔列224は、連通孔Chの排出路側開口縁228が径方向RRから見て一方の内側面355と重なる位置に設けられ、他方の貫通孔列225は、連通孔Chの排出路側開口縁228が径方向RRから見て他方の内側面356と重なる位置に設けられる。これによれば、内側面355,356に沿った気流を確保しやすく、内側面355,356付近に解繊物が滞留することを抑制できる。
貫通孔列224,225の連通孔Chにおいて、連通孔Chの排出路310側に開口する開口面積に対する排出路310内に開口する開口面積の割合は50%以上である。これによれば、内側面355,356に沿った気流をさらに確保しやすく、内側面355,356付近に解繊物が滞留することを抑制できる。
スクリーン221は、周方向CRに間隔Ghを置いて貫通孔222が並ぶ貫通孔列223をY軸方向に間隔(Py-Wh)を置いて複数有し、複数の貫通孔列223は一対の貫通孔列224,225を含み、貫通孔222は、隣り合う貫通孔列223を形成する他の貫通孔222に対して周方向CRにずれている。スクリーン221に設けられる貫通孔222の開口面積の総和が、排出路310を形成するスクリーン221の面積に占める割合を開口率とする。そして、例えば、貫通孔222が、隣り合う貫通孔列223を形成する他の貫通孔222と、周方向CRにおいて同じ位置に配置される場合と比較したとき、上述の構成によれば、貫通孔222どうしの間隔を確保しつつ、開口率を大きくすることができる。よって、解繊室210、スクリーン221の貫通孔222、および排出路310において、解繊物を排出路310の下流側に向けて排出させる気流を確保しやすく、内側面355,356付近を含む排出路310に、解繊物が滞留することを抑制することができる。
貫通孔222は、貫通孔222を囲む他の貫通孔222との間隔Ghが同じである。これによれば、貫通孔222どうしの間隔を確保しつつ、開口率をさらに大きくすることができる。
スクリーン221のY軸方向の寸法は、排出路310の前記幅の寸法より大きく、ハウジング311,312,313は、スクリーン221の外側を覆うことで、排出路310を形成する。これによれば、スクリーン221に対して、ハウジング311,312,313の位置を、Y軸方向に調整可能な構造を構成しやすい。
スクリーン221を固定する固定部材211をさらに備え、ハウジング311,312,313は、スクリーン221を、固定部材211との間、および側壁213との間に挟んだ状態で、固定部材211と側壁213とに対して固定される。これによれば、スクリーン221に対して、ハウジング311,312,313の位置を調整した状態で、ハウジング311,312,313を、固定部材211と側壁213とに対して固定可能な構造を構成しやすい。
解繊装置200は、負圧を印加されて、排出路310から前記解繊物を排出する排出管30と、排出路310と排出管30とを連通する排出部314と、をさらに備え、ハウジング311,312,313は、スクリーン221の外側を周方向CRに囲むことで、環状の排出路310を形成し、スクリーン221と径方向RRに間隔を置いて設けられる外周壁351を有し、排出部314は、外周壁351に設けられ、スクリーン221に向かって開口する。これによれば、排出路310をスクリーン221の外側に全周にわたって設ける場合も、排出部314をスクリーン221に向かって開口するように設けることで、排出路310において排出部314から遠い上流側に、吸引部35による負圧を作用させやすい。よって、解繊室210、スクリーン221の貫通孔222、および排出路310において、解繊物を排出路310の下流側に向けて排出させる気流を確保し、解繊物が滞留することを抑制することができる。
シート製造装置100は、解繊装置200と、解繊装置200から排出される解繊物を堆積させることで、第2ウェブWb2を形成する第2ウェブ形成部70と、第2ウェブWb2が含む繊維を結着させることで、繊維を含むシートSを形成するシート形成部80と、を備える。これによれば、シート製造装置100は、解繊装置200で形成された解繊物からシートSを形成することができる。
本発明の上記実施形態に係る解繊装置200、およびシート製造装置100は、以上述べたような構成を有することを基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内での部分的構成の変更や省略等を行うことも勿論可能である。また、上記実施形態および以下に説明する他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。以下、他の実施形態について説明する。
上記実施形態において、一対の貫通孔列224,225は、スクリーン221の全周にわたって設けられなくてもよい。例えば、一対の貫通孔列224,225を、スクリーン221の領域RNに設け、領域ERNに設けなくてもよい。これにより、領域ERNと比較して、領域RNにおいて、単位面積あたりに設けられる連通孔Chの数が多くなるようにしてもよい。また、例えば、一対の貫通孔列224,225を、上流側スクリーン221Uに設け、下流側スクリーン221Dに設けなくてもよい。これにより、下流側スクリーン221Dと比較して、上流側スクリーン221Uにおいて、単位面積あたりに設けられる連通孔Chの数が多くなるようにしてもよい。
上記実施形態において、スクリーン221は一対の貫通孔列224,225を有さなくてもよい。例えば、解繊装置200が、軸心ARが鉛直方向に沿い、側壁213が固定部材211の上方に位置する姿勢で、シート製造装置100に配置される場合、排出路310の内側面356付近には、解繊物が滞留しにくい。この場合、連通孔群としての貫通孔列225を設けなくてもよい。すなわち、スクリーン221は連通孔群としての貫通孔列224を有する。
上記実施形態において、隣り合う貫通孔222どうしの間隔Ghは、貫通孔222の孔径Whより小さくしてもよい。そして、例えば、図18に示すように、貫通孔222が、Y軸方向に隣り合う貫通孔列224を形成する他の貫通孔222に対して、中心間ピッチで(Gh+Wh)の半分、周方向CRにずれて、スクリーン221に設けられてもよい。この場合、貫通孔222の排出路側開口縁228の少なくとも一部は、周方向CRおよびY軸方向のいずれかの方向において、貫通孔222を囲む他の貫通孔222の排出路側開口縁228と、位置が重なっている。これによれば、貫通孔222どうしの間隔を確保しつつ、開口率を上記実施形態に対して、大きくすることができる。また、貫通孔列224の+Y方向側に、貫通孔222の排出路側開口縁228が、径方向RRから見て内側面355と重なる位置に設けられる貫通孔列226を設けてもよい。また、貫通孔列225の-Y方向側に、貫通孔222の排出路側開口縁228が、径方向RRから見て内側面356と重なる位置に設けられる貫通孔列227を設けてもよい。この場合、貫通孔列226と貫通孔列227とは、複数の貫通孔列224に含まれる。また、この場合、貫通孔列224,226は、一方の連通孔群の一例であり、貫通孔列225,227は、他方の連通孔群の一例である。
上記実施形態において、貫通孔列どうしの中心間ピッチは同じでなくてもよい。例えば、図19に示すように、貫通孔列224の+Y方向側に、貫通孔222の排出路側開口縁228が、径方向RRから見て内側面355と重なる位置に設けられる貫通孔列226を設けてもよい。また、貫通孔列225の-Y方向側に、貫通孔222の排出路側開口縁228が、径方向RRから見て内側面356と重なる位置に設けられる貫通孔列227を設けてもよい。この場合、貫通孔列224と貫通孔列226との間、および貫通孔列225と貫通孔列227との間の中心間ピッチPsyは、貫通孔列224どうしの中心間ピッチPyより小さい。また、この場合、貫通孔列224,226は、一方の連通孔群の一例であり、貫通孔列225,227は、他方の連通孔群の一例である。
上記実施形態において、貫通孔222の開口形状は円形でなくてもよい。例えば、楕円や長円などのオーバル形状であってもよいし、三角形や四角形などの多角形であってもよい。また、例えば、図20に示すように、スクリーン221に設けられる複数の貫通孔222は、異なる形状の貫通孔222を含んでもよい。なお、図20では、連通孔群としての貫通孔列224,225を形成する貫通孔222は、周方向CRの幅がWh、Y軸方向の幅が2Whのオーバル形状である。また、この場合、貫通孔列224と貫通孔列225との間の中心間ピッチIyは、側壁352と側壁353との間隔Dと同じであってもよい。また、この場合、貫通孔列224は、一方の連通孔群の一例であり、貫通孔列225は、他方の連通孔群の一例である。なお、図20に示す貫通孔列224,225を形成する貫通孔222は、貫通孔列223を形成する貫通孔222より開口面積が小さくてもよい。この場合、例えば、貫通孔列224,225を形成する貫通孔222は、周方向CRの幅がWhの半分、Y軸方向の幅がWhのオーバル形状であってもよい。
上記実施形態において、貫通孔222は、Y軸方向に隣り合う貫通孔列224を形成する他の貫通孔222に対して周方向CRにずれていなくてもよい。すなわち、複数の貫通孔222は、千鳥状にスクリーン221に設けられなくてもよい。例えば、図20に示すように、貫通孔222が、隣り合う貫通孔列223を形成する他の貫通孔222と、周方向CRにおいて同じ位置に配置される、所謂格子状にスクリーン221に設けられてもよい。
上記実施形態において、一方の貫通孔列224が、連通孔Chの排出路側開口縁228が径方向RRから見て一方の内側面355と重なる位置に設けられ、他方の貫通孔列225が、連通孔Chの排出路側開口縁228が径方向RRから見て他方の内側面356と重なる位置に設けられるのであれば、ハウジング311,312、313は、スクリーン221を覆った状態で、スクリーン221に対して、Y軸方向に位置を移動できなくてもよい。
上記実施形態において、複数の貫通孔222は同じ形状であり、スクリーン221において、単位面積あたりに設けられる連通孔Chの数が、排出部314から周方向CRに遠ざかるにつれて漸増するように、スクリーン221に貫通孔222を設けてもよい。この場合、例えば、同じ数の貫通孔222がY軸方向に並ぶ貫通孔列を、周方向CRにおいて排出部314から遠ざかるにつれて、貫通孔列どうしの間隔が狭くなるように、スクリーン221に設けてもよい。また、例えば、貫通孔222がY軸方向に並ぶ貫通孔列を、周方向CRに同じ間隔を置いてスクリーン221に設け、貫通孔列を形成する貫通孔の数を、周方向CRにおいて排出部314から遠ざかるにつれて増やしてもよい。これによれば、排出路310において排出部314から遠い上流側に、吸引部35による負圧を作用させやすい。また、スクリーン221に設けられる複数の貫通孔222を通過する気流の流速の速度差を小さくしやすい。よって、排出路310に排出される解繊物の解繊ばらつきを低減できる。
上記実施形態において、排出部314は、外周壁351に設けられなくてもよい。例えば、排出部314は、ハウジング311の側壁353および側壁352のいずれかに設けられてもよい。また、例えば、排出部314が側壁353に設けられる場合、排出部314は、スクリーン221に対向していてもよいし、側壁352に対向し、スクリーン221に対向していなくてもよい。この場合、閉塞部材601は、下流側スクリーン221Dのうち、排出部314が対向しない領域に設けられる。すなわち、閉塞部材601は、下流側スクリーン221Dを覆うことで、貫通孔222の開口を閉塞する。また、閉塞部材601は、下流側スクリーン221Dの排出路310側の面となる外周面に設けられ、貫通孔222の前記外周面側の開口を閉塞する。これによれば、貫通孔222による解繊室210と排出路310との連通を遮断することができる。よって、下流側スクリーン221Dに設けられる連通孔Chの数を変更し、下流側スクリーン221Dに連通孔Chの少ない領域を形成することができる。この場合、スクリーン221に設けられる複数の貫通孔222は同じ形状でなくてもよい。
上記実施形態において、解繊装置200は、軸心ARが水平となる姿勢で、シート製造装置100に配置されなくてもよい。この場合、解繊装置200は、排出部314が、外周壁351において最も下方に位置することを条件として、軸心ARが水平方向と交差する傾いた姿勢で、シート製造装置100に配置されてもよい。
上記実施形態において、解繊装置200は、排出部314、および排出管30が、軸心ARの鉛直下方となる姿勢で、シート製造装置100に配置されなくてもよい。例えば、解繊装置200は、排出部314、および排出管30が、軸心ARの鉛直上方となる姿勢で、シート製造装置100に配置されてもよい。また、例えば、解繊装置200は、排出部314、および排出管30が、軸心ARと水平方向に並ぶ姿勢で、シート製造装置100に配置されてもよい。
上記実施形態において、外周壁351とスクリーン221との間隔Wは、排出部314から周方向CRに遠ざかるにつれて段階的に狭くなっていてもよい。例えば、排出路310において、軸心ARの-Z方向に位置する領域の間隔Wを間隔W1、軸心ARの+Z方向に位置する領域の間隔Wを間隔W1より広い間隔W3としたとき、排出路310において、軸心ARの-Z方向に位置する領域と軸心ARの+Z方向に位置する領域との間をつなぐ領域の間隔Wが、軸心ARの+Z方向に位置する領域から軸心ARの-Z方向に位置する領域に向かうにつれて段階的に狭くなっていてもよい。あるいは、排出路310において、軸心ARの-Z方向に位置する領域と軸心ARの+Z方向に位置する領域との間をつなぐ領域の間隔Wが間隔W3より狭く間隔W1より広い間隔であってもよい。
上記実施形態において、排出路310を、図14に示すように、-Y方向側から見たとき、排出路310において、排出部314の+X方向側となる領域では排出部314に向かう時計回りの気流が発生し、排出部314の-X方向側となる領域では排出部314に向かう反時計回りの気流が発生することを条件に、排出路310は左右対称形状でなくてもよい。この場合、例えば、間隔W2と間隔W4とが異なっていてもよいし、間隔Wが最も狭い領域が軸心ARの-Z方向となる位置からX軸方向にずれていてもよい。また、例えば、側壁352と側壁353との間隔Dが、排出部314の+X方向側となる領域と排出部314の-X方向側となる領域とで、異なっていてもよい。
上記実施形態において、スクリーン221の内周面において、回転刃503と対向する領域に、固定刃を設けてもよい。固定刃は、回転刃503との間に導かれる原料MAを解繊する。この場合、固定刃は、回転刃503の先端と隙間を置いて、スクリーン221の内周面に固定されてもよい。図14に示すように、スクリーン221を、-Y方向側から見たとき、固定刃は、スクリーン221から回転刃503に向かって突き出る尖った形状を有し、Y軸方向に延びる形状であってもよい。固定刃を複数設ける場合、複数の固定刃を、スクリーン221の全周にわたって、周方向CRに間隔を置いて設けてもよい。あるいは、固定刃を、スクリーン221の内周面において、閉塞部材601が設けられる外周面の反対側の面となる領域に設けてもよい。
上記実施形態において、供給部214は、側壁212をY軸方向に貫通する貫通穴であれば円形でなくてもよい。例えば、多角形や楕円形でもよいし、軸心ARを中心とする円弧形状であってもよい。
上記実施形態において、供給部214は、側壁212において、軸心ARの鉛直上方となる位置に開口していなくてもよい。例えば、供給部214は、側壁212において、軸心ARと水平方向に並ぶ位置に開口していてもよい。
上記実施形態において、排出部314は、Z軸方向から見て、円形をしていてもよい。また、開口縁部315のY軸方向の寸法は排出路310のY軸方向の内寸と同じでなくてもよい。この場合、例えば、開口縁部315のY軸方向の寸法は排出路310のY軸方向の内寸より小さくてもよい。
上記実施形態において、閉塞部材601のY軸方向の寸法は、排出路310のY軸方向の寸法と同じでなくてもよい。例えば、閉塞部材601のY軸方向の寸法は、排出路310のY軸方向の寸法より小さくてもよい。また、閉塞部材601のX軸方向の寸法は、排出部314における開口縁部315のX軸方向の寸法と同じでもよいし、小さくてもよい。また、閉塞部材601は矩形でなくてもよい。例えば、閉塞部材601は、円形であってもよいし、オーバル形状であってもよい。
上記実施形態において、解繊装置200は、閉塞部材601を設けなくてもよい。この場合、スクリーン221において、領域ERDと比較して、単位面積あたりに設けられる貫通孔222の数が少なくなるように、領域RDに貫通孔222を設けてもよい。あるいは、領域RDに対応するスクリーン221の内周面に、上述の固定刃を設けることで、領域RDにおいて、連通孔Chの数を、領域ERDと比較して、少なくしてもよい。この場合、固定刃は、スクリーン221の解繊室210側の面となる内周面に設けられ、貫通孔222の内周面側の開口を閉塞する閉塞部材の一例とも言える。
上記実施形態において、ハウジング311,312,313は、周方向CRにおいて、スクリーン221の外側を全周にわたって覆わなくてもよい。また、排出路310は、スクリーン221の外側に、周方向CRの全周にわたって設けられなくてもよい。例えば、上記実施形態において、ハウジング311が部分的に覆うスクリーン221の外側とハウジング311の外周壁351との間となる領域を排出路310としてもよい。この場合、スクリーン221において、ハウジング311に覆われない領域には、貫通孔222を設けなくてもよい。
上記実施形態において、スクリーン221における周方向CRにおいて、外周壁351とスクリーン221との間隔Wは同じであってもよい。この場合、排出路310の流路断面積は、スクリーン221における周方向CRにおいて、変化せず、同じであってもよい。
上記実施形態では、上流側スクリーン221Uと比較して、下流側スクリーン221Dにおいて、単位面積あたりに設けられる同じ形状の連通孔Chの数を少なくすることで、同じ面積の下流側スクリーン221Dと上流側スクリーン221Uとを比較した場合に、上流側スクリーン221Uと比較して、下流側スクリーン221Dにおいて、空気が通過しにくくしている。これに替えて、下流側スクリーン221Dと上流側スクリーン221Uとで、連通孔Chの形状を異ならせることで、上流側スクリーン221Uと比較して、下流側スクリーン221Dにおいて、空気が通過しにくくしてもよい。例えば、上流側スクリーン221Uと比較して、下流側スクリーン221Dに設けられる連通孔Chの孔径を小さくすることで、同じ面積の下流側スクリーン221Dと上流側スクリーン221Uとを比較した場合に、上流側スクリーン221Uと比較して、下流側スクリーン221Dにおいて、空気が通過しにくくしてもよい。この場合、上流側スクリーン221Uと比較して、下流側スクリーン221Dにおいて、単位面積あたりに設けられる連通孔Chの数は同じでもよいし、少なくてもよい。
2,3,7,8,54…管、9…ホッパー、10…収容供給部、12…粗砕部、14…粗砕刃、20…供給管、30…排出管、35…吸引部、40…選別部、41…ドラム部、42…導入口、43…収容部、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…吸引部、49…回転体、49a…基部、49b…突部、50…混合部、52…添加物供給部、52a…添加物カートリッジ、56…混合ブロアー、60…堆積部、61…ドラム部、63…収容部、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、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、200…解繊装置、210…解繊室、211…固定部材、212,213…側壁、214…供給部、221…スクリーン、221D…下流側スクリーン、221U…上流側スクリーン、222…貫通孔、223,224,225,226,227…貫通孔列、228…排出路側開口縁、310…排出路、310D…下流側排出路、310U…上流側排出路、311,312,313…ハウジング、314…排出部、315…開口縁部、351…外周壁、352,353…側壁、355,356…内側面、361…ねじ穴、401,402…支持部、500…回転体、501…回転軸、502…基部、503…回転刃、504…回転羽、601…閉塞部材、F1…搬送方向、W1,W2,W3,W4…間隔、Wb1…第1ウェブ、Wb2…第2ウェブ。
Claims (10)
- 回転軸の軸心を回転中心として回転する回転体と、
前記回転体を収容し、前記回転体が回転することで、繊維を含む原料から解繊物が形成される解繊室と、
前記解繊室と連通し、前記解繊室から前記解繊物が排出される排出路と、
前記回転体の径方向に、前記回転体と隙間を置いて設けられ、前記解繊室を画定する円環状の環状壁と、
前記排出路を形成するハウジングと、
前記環状壁に設けられ、前記環状壁を前記径方向に貫通する複数の貫通孔と、
を備え、
前記排出路は、前記軸心に沿う軸心方向に幅を有し、前記環状壁の周方向に延び、
前記ハウジングは前記周方向に延びる側壁を有し、前記側壁は前記排出路を画定する内側面を有し、
前記解繊室と前記排出路とを連通する前記貫通孔を連通孔とし、前記貫通孔の前記排出路側の開口縁を排出路側開口縁としたとき、
前記環状壁は連通孔群を有し、前記連通孔群は、前記周方向に間隔を置いて並ぶ複数の前記連通孔によって形成され、
前記連通孔群は、前記連通孔の前記排出路側開口縁が前記径方向から見て前記内側面と重なる位置に設けられる、
解繊装置。 - 前記ハウジングは、前記軸心方向に間隔を置いて設けられる一対の前記側壁を有し、各前記側壁は前記内側面を有し、
前記環状壁は一対の前記連通孔群を有し、
一方の前記連通孔群は、前記連通孔の前記排出路側開口縁が前記径方向から見て一方の前記内側面と重なる位置に設けられ、他方の前記連通孔群は、前記連通孔の前記排出路側開口縁が前記径方向から見て他方の前記内側面と重なる位置に設けられる、
請求項1に記載の解繊装置。 - 前記連通孔群の前記連通孔において、前記連通孔の前記排出路側に開口する開口面積に対する前記排出路内に開口する開口面積の割合は50%以上である、
請求項1または請求項2に記載の解繊装置。 - 前記環状壁は、前記周方向に間隔を置いて前記貫通孔が並ぶ貫通孔列を前記軸心方向に間隔を置いて複数有し、前記複数の前記貫通孔列は前記一対の前記連通孔群を含み、
前記貫通孔は、隣り合う前記貫通孔列を形成する他の前記貫通孔に対して前記周方向にずれている、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の解繊装置。 - 前記貫通孔は、前記貫通孔を囲む他の前記貫通孔との間隔が同じである、
請求項4に記載の解繊装置。 - 前記貫通孔の前記排出路側開口縁の少なくとも一部は、前記周方向および前記軸心方向のいずれかの方向において、前記他の前記貫通孔の前記排出路側開口縁と、位置が重なっている、
請求項5に記載の解繊装置。 - 前記環状壁の前記軸心方向の寸法は、前記排出路の前記幅の寸法より大きく、
前記ハウジングは、前記環状壁の外側を覆うことで、前記排出路を形成する、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の解繊装置。 - 前記環状壁を固定する固定部材をさらに備え、
前記ハウジングは、前記環状壁を、前記固定部材との間に挟んだ状態で、前記固定部材に対して固定される、
請求項7に記載の解繊装置。 - 負圧を印加されて、前記排出路から前記解繊物を排出する排出管と、
前記排出路と前記排出管とを連通する排出部と、
をさらに備え、
前記ハウジングは、前記環状壁の外側を前記周方向に囲むことで、環状の前記排出路を形成し、前記環状壁と前記径方向に間隔を置いて設けられる外周壁を有し、
前記排出部は、前記外周壁に設けられ、前記環状壁に向かって開口する、
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の解繊装置。 - 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の解繊装置と、
前記解繊装置から排出される前記解繊物を堆積させることで、ウェブを形成するウェブ形成部と、
前記ウェブが含む前記繊維を結着させることで、前記繊維を含む繊維体を形成する繊維体形成部と、
を備える、
繊維体製造装置。
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