JP2023018831A - 繊維体製造方法、及び繊維体製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】組成や密度が異なる原料であっても、定量的に解繊部に供給することができる繊維体製造方法、繊維体製造装置を提供する。【解決手段】繊維体製造方法は、第1原料(紙片M1)を計量して解繊部(解繊機30)に供給する第1供給工程と、第1原料(紙片M1)と組成又は密度が異なる第2原料(小片M2)を計量して解繊機30に供給する第2供給工程と、を含む。また、供給された紙片M1と小片M2とを解繊機30で解繊する解繊工程と、解繊工程で解繊された紙片M1と小片M2とを分散させる分散工程と、分散された紙片M1と小片M2とを堆積させる堆積工程と、を含んでいる。そして、第1供給工程及び第2供給工程は、間欠的に解繊機30に供給され、第1供給工程及び第2供給工程は、解繊機30に供給するタイミングが異なる。【選択図】図1
Description
本発明は、繊維体製造方法、及び繊維体製造装置に関する。
従来、古紙等を原料として新たに繊維体を製造する繊維体製造装置が知られている。特許文献1のシート製造装置では、第1原料供給ユニットと第2原料供給ユニットとから、所定量の紙片(解繊物の原料)が解繊部に対して、交互に供給されることが開示されている。
しかし、特許文献1のシート製造装置では、解繊部に供給される原料は、同一原料のみを用いていることが課題であった。
繊維体製造方法は、第1原料を計量して解繊部に供給する第1供給工程と、前記第1原料と組成又は密度が異なる第2原料を計量して前記解繊部に供給する第2供給工程と、供給された前記第1原料と前記第2原料とを前記解繊部で解繊する解繊工程と、前記解繊工程で解繊された前記第1原料と前記第2原料とを分散させる分散工程と、分散された前記第1原料と前記第2原料とを堆積させる堆積工程と、を含み、前記第1供給工程及び前記第2供給工程は、間欠的に前記解繊部に供給され、前記第1供給工程及び前記第2供給工程は、前記解繊部に供給するタイミングが異なる。
繊維体製造装置は、第1原料と、当該第1原料と組成又は密度が異なる第2原料と、を解繊する解繊部と、前記第1原料を計量して前記解繊部に供給する第1供給ユニットと、前記第2原料を計量して前記解繊部に供給する第2供給ユニットと、前記解繊部で解繊された前記第1原料と前記第2原料とを分散させる分散部と、分散された前記第1原料と前記第2原料とを堆積させる堆積部と、を含み、前記第1供給ユニット及び前記第2供給ユニットは、間欠的に前記解繊部に供給し、前記第1供給ユニット及び前記第2供給ユニットは、前記解繊部に供給するタイミングが異なる。
1.第1実施形態
図1は、第1実施形態に係る繊維体製造装置500を模式的に示す概略構成図である。
本実施形態に係る繊維体製造装置500は、水を極力利用しない乾式によって、繊維を含有する第1原料の一例としての紙片M1、又は第2原料の一例としての小片M2を繊維原料として、新たな繊維体M5の成形物に再生するものである。そして、本実施形態の繊維体製造装置500で製造される繊維体M5は、例えば、液体吸収材、吸音材、緩衝材(梱包材)等として使用することが可能である。
図1は、第1実施形態に係る繊維体製造装置500を模式的に示す概略構成図である。
本実施形態に係る繊維体製造装置500は、水を極力利用しない乾式によって、繊維を含有する第1原料の一例としての紙片M1、又は第2原料の一例としての小片M2を繊維原料として、新たな繊維体M5の成形物に再生するものである。そして、本実施形態の繊維体製造装置500で製造される繊維体M5は、例えば、液体吸収材、吸音材、緩衝材(梱包材)等として使用することが可能である。
本実施形態の第1原料としての紙片M1は、オフィス等で使用されるA4サイズ等の単票紙の古紙を基に、紙片M1の集合体となるブロック状の粗砕片Dとして形成されている。粗砕片Dは、シュレッダー(図示省略)等の粗砕機に古紙を重ね送りすることにより、紙片M1が複数積層された集合体として、例えば、概略数cm角のブロック状に細断したものである。なお、古紙は、その他、新聞紙等であってもよい。
なお、紙片M1は、ブロック状でなくてもよく、粗砕機で分断された個々の紙片を用いることでもよい。しかし、この場合、原料供給ユニットで計量して解繊機30に供給する際には、体積が大きくなり、扱いづらくなる。
本実施形態の第2原料としての小片M2は、繊維体製造装置500により製造された繊維体M5に対して、各種製品の仕様に合わせて型抜きした後の不要部分を再利用するために、シュレッダー等で一定の大きさ、例えば概略数cm角のブロック状に細断した後の端材である。従って、第1原料としての紙片M1と、第2原料としての小片M2とでは、繊維を含むが、組成が異なっている。
本実施形態では、第1原料と第2原料とを計量して解繊部としての解繊機30に供給するための2系統の原料供給ユニットを備えている。一方は、第1原料としての紙片M1を計量して解繊機30に供給する第1供給ユニット100であり、他方は、第2原料としての小片M2を計量して解繊機30に供給する第2供給ユニット200である。
第1供給ユニット100で計量された紙片M1と、第2供給ユニット200で計量された小片M2とは、受入ホッパー14を通じて導入管17を経て解繊機30に供給される。
本実施形態の繊維体製造装置500による繊維体M5を成形するまでの流れの概略を説明する。
図1に示すように、繊維体製造装置500は、解繊機30により、繊維を含有する繊維原料である紙片M1や小片M2を粉砕して解繊し、搬送管18により、解繊機30で解繊された解繊物(解繊繊維M3)を搬送する。また、繊維体製造装置500は、搬送管18で搬送される解繊物(解繊繊維M3)に溶融材料を混入する。そして、繊維体製造装置500は、繊維状ウェブ成形機510により、溶融材料が混入された解繊綿を堆積させて繊維状ウェブM4を成形する。
図1に示すように、繊維体製造装置500は、解繊機30により、繊維を含有する繊維原料である紙片M1や小片M2を粉砕して解繊し、搬送管18により、解繊機30で解繊された解繊物(解繊繊維M3)を搬送する。また、繊維体製造装置500は、搬送管18で搬送される解繊物(解繊繊維M3)に溶融材料を混入する。そして、繊維体製造装置500は、繊維状ウェブ成形機510により、溶融材料が混入された解繊綿を堆積させて繊維状ウェブM4を成形する。
その後、繊維体製造装置500は、シート供給部90により、繊維状ウェブM4に第1形状維持シートN1、第2形状維持シートN2を供給する。そして、繊維体製造装置500は、加熱加圧機構560により、第1形状維持シートN1、第2形状維持シートN2、及び繊維状ウェブM4を平板間で加圧すると共に、溶融材料が軟化する温度以上に加熱する。その後、繊維体製造装置500は、裁断機570により、第1形状維持シートN1、第2形状維持シートN2に挟持された長尺状の繊維状ウェブM4を裁断することで、繊維体M5が成形される。
図2は、繊維体製造装置500に搭載される原料供給ユニットを示す概略平面図である。詳細には、図2は、原料供給ユニットを構成する第1供給ユニット100と第2供給ユニット200とを示す概略平面図である。図3は、繊維体製造装置500の制御構成を示すブロック図である。
図2では、原料供給ユニットの構成要素の一部を図示し、導入管17(図1)を経て解繊機30につながる受入ホッパー14を二点鎖線で図示している。
図2では、原料供給ユニットの構成要素の一部を図示し、導入管17(図1)を経て解繊機30につながる受入ホッパー14を二点鎖線で図示している。
図1、図2に示すように、第1供給ユニット100は、繊維を含む第1原料(粗砕片D)を受け入れる第1受入ホッパー110と、振動によって第1原料(粗砕片D)を直線方向に搬送する第1振動フィーダー120とを含んで構成されている。また、第1供給ユニット100は、第1振動フィーダー120から搬送される第1原料(粗砕片Dから解きほぐされた紙片M1)を貯留し、第1原料(紙片M1)を解繊機30に供給する第1貯留ホッパー130と、第1貯留ホッパー130に貯留された第1原料(紙片M1)を計量する第1ロードセル133とを含んで構成されている。そして、第1供給ユニット100は、計量された第1原料(紙片M1)を、第1貯留ホッパー130から解繊機30に供給する。
図1、図2に示すように、第2供給ユニット200も、第1供給ユニット100と概略同様に構成されている。第2供給ユニット200は、繊維を含む第2原料(小片M2)を受け入れる第2受入ホッパー210と、振動によって第2原料(小片M2)を直線方向に搬送する第2振動フィーダー220とを含んで構成されている。また、第2供給ユニット200は、第2振動フィーダー220から搬送される第2原料(レベリングされた小片M2)を貯留し、第2原料(小片M2)を解繊機30に供給する第2貯留ホッパー230と、第2貯留ホッパー230に貯留された第2原料(小片M2)を計量する第2ロードセル233とを含んで構成されている。そして、第2供給ユニット200は、計量された第2原料(小片M2)を、第2貯留ホッパー230から解繊機30に供給する。
本実施形態では、粗砕紙Dが、作業者によって搬送され、第1受入ホッパー110に投入される。第1受入ホッパー110に投入された粗砕片Dは、第1受入ホッパー110の排出口111から、第1上流側振動フィーダー121の第1基台126に排出される。このように、本実施形態に係る繊維体製造装置500は、シュレッダーなどの粗砕機を有していなく、別装置で細断された粗砕片Dが、第1受入ホッパー110に投入される。
同様に、小片M2が、作業者によって搬送され、第2受入ホッパー210に投入される。第2受入ホッパー210に投入された小片M2は、第2受入ホッパー210の排出口211から、第2上流側振動フィーダー221の第2基台226に排出される。このように、本実施形態に係る繊維体製造装置500は、シュレッダーなどの粗砕機を有していなく、別装置で細断された小片M2が、第2受入ホッパー210に投入される。
第1振動フィーダー120は、搬送方向の上流側に配置される第1上流側振動フィーダー121と、搬送方向の下流側に配置される第1下流側振動フィーダー122とを有する。第1上流側振動フィーダー121及び第1下流側振動フィーダー122は、それぞれ第1駆動部(図示省略)と第1基台126とを有している。第1駆動部は、電磁石(図示省略)と永久磁石(図示省略)とを有し、電磁石と永久磁石との間に生ずる電磁力の変化によって第1基台126を振動させることができる。
第1上流側振動フィーダー121は、第1受入ホッパー110の側で高く、第1下流側振動フィーダー122の側で低くなるように、第1基台126が水平面に対して傾斜している。第1基台126が振動すると、第1基台126上の粗砕片Dは、第1基台126の傾斜方向(第1受入ホッパー110から第1下流側振動フィーダー122に向かう方向)に移動する。第1基台126に載置された粗砕片Dの移動方向(搬送方向)と移動速度(搬送速度)は、第1基台126の傾斜状態によって調整される。
一方、第1下流側振動フィーダー122は、第1基台126が傾斜せず、第1基台126が水平面に沿って配置される。第1下流側振動フィーダー122では、搬送方向の下流側に位置する粗砕片Dが、搬送方向の上流側に位置する粗砕片Dによって押されながら搬送され、第1貯留ホッパー130に向けて排出される。なお、粗砕片Dは、第1下流側振動フィーダー122を搬送されることにより、解きほぐされて紙片M1となり、第1貯留ホッパー130に排出される。
なお、第1下流側振動フィーダー122の第1基台126が傾斜している場合、第1下流側振動フィーダー122の第1基台126が傾斜していない場合と比べて、単位時間当たりの搬送量にばらつきが生じやすくなる。このため、粗砕片Dの搬送量が多い場合や粗砕片Dの搬送量が少ない場合が生じやすくなる。仮に、第1下流側振動フィーダー122において、粗砕片Dの搬送量が多い場合や粗砕片Dの搬送量が少ない場合が生じると、第1下流側振動フィーダー122から第1貯留ホッパー130に供給される紙片M1の供給量が変動し、第1貯留ホッパー130から解繊機30に対して紙片M1を所定量安定して一定の速度で供給することが難しくなる。
このため、本実施形態では、第1下流側振動フィーダー122から第1貯留ホッパー130に供給される紙片M1の供給量が変動しないように、第1下流側振動フィーダー122の第1基台126は傾斜していなく、第1下流側振動フィーダー122から第1貯留ホッパー130に対して紙片M1が安定して一定の速度で供給されるようになっている。
第1貯留ホッパー130は、紙片M1を貯留する第1固定部131と第1可動部132とを有している。また、第1貯留ホッパー130には、第1ロードセル133が設置されている。第1ロードセル133は、力(質量、トルク)を検出するセンサーであり、力に比例して変形する超歪体とその変形量(ひずみ)を測定するひずみゲージとを有している。
第1ロードセル133によって所定量の紙片M1が計量されると、図1中に破線で示すように第1可動部132が第1固定部131に対して回動し、所定量の紙片M1が第1貯留ホッパー130から排出され、解繊繊維M3の原料として受入ホッパー14に投入される。
第2振動フィーダー220も、第1振動フィーダー120と略同様に構成されている。第2振動フィーダー220は、搬送方向の上流側に配置される第2上流側振動フィーダー221と、搬送方向の下流側に配置される第2下流側振動フィーダー222とを有する。第2上流側振動フィーダー221及び第2下流側振動フィーダー222は、それぞれ第2駆動部(図示省略)と第2基台226とを有している。第2駆動部は、第1駆動部と同様に構成され、第2基台226を振動させることができる。
第2上流側振動フィーダー221は、第2受入ホッパー210の側で高く、第2下流側振動フィーダー222の側で低くなるように、第2基台226が水平面に対して傾斜している。第2基台226が振動すると、第2基台226上の小片M2は、第2基台226の傾斜方向(第2受入ホッパー210から第2下流側振動フィーダー222に向かう方向)に移動する。第2基台226に載置された小片M2の移動方向(搬送方向)と移動速度(搬送速度)は、第2基台226の傾斜状態によって調整される。なお、第2駆動部と第1駆動部とは、構成は略同様でも、搬送する原料の特性に合せた振動強度や搬送速度となるように調整されて駆動している。
なお、第1供給ユニット100と第2供給ユニット200とは、同様に構成されていなくてもよく、供給する原料に対して、安定して所定量が計量可能で、安定して供給できるように構成されることでよい。
一方、第2下流側振動フィーダー222は、第2基台226が傾斜せず、第2基台226が水平面に沿って配置される。第2下流側振動フィーダー222では、搬送方向の下流側に位置する小片M2が、搬送方向の上流側に位置する小片M2によって押されながら搬送される。
第2下流側振動フィーダー222の第2基台226が傾斜していない理由は、前述した第1下流側振動フィーダー122と同様である。この構成により、第2下流側振動フィーダー222から第2貯留ホッパー230に供給される小片M2の供給量は、変動せずに安定して一定の速度で供給される。また、小片M2は、第2下流側振動フィーダー222で搬送されることにより、重ならないようにレベリングされて、第2貯留ホッパー230に排出される。
第2貯留ホッパー230も、第1貯留ホッパー130と略同様に構成されている。第2貯留ホッパー230は、小片M2を貯留する第2固定部231と第2可動部232とを有している。また、第2貯留ホッパー230には、第2ロードセル233が設置されている。第2ロードセル233も、第1ロードセル133と同様に構成されている。
第2ロードセル233によって所定量の小片M2が計量されると、図1中に破線で示すように第2可動部232が第2固定部231に対して回動し、所定量の小片M2が第2貯留ホッパー230から排出され、解繊繊維M3の原料として受入ホッパー14に投入される。
本実施形態では、第1供給ユニット100から所定量の紙片M1が、また、第2供給ユニット200から所定量の小片M2が、解繊機30に対して同時に供給されるのでなく、解繊機30に対して交互にずらしたタイミングで供給される。すなわち、第1供給ユニット100及び第2供給ユニット200によって、所定量の紙片M1と、所定量の小片M2とが、解繊機30に対して一定の間隔(一定の速度)で供給される。
図3に示すように、繊維体製造装置500は、制御部150と、記憶部180と、第1振動フィーダー120と、第2振動フィーダー220と、第1貯留ホッパー130と、第2貯留ホッパー230と、第1ロードセル133と、第2ロードセル233と、第1計時部135と、第2計時部235と、解繊機30と、操作パネル190とを備えている。なお、これらは、バス160を通じて互いに接続されている。第1計時部135と第2計時部235とは、それぞれ、第1供給ユニット100、第2供給ユニット200における供給時間を計測する。
操作パネル190は、例えば、タッチパネル機能を有する液晶表示パネルである。操作パネル190は、繊維体製造装置500の動作に必要な各種条件を設定する。操作パネル190は、例えば、繊維体製造装置500の状態を作業者に報知する。
記憶部180は、例えば、所定の情報を読み出し可能に記憶するROM、及び各種の情報を書き込み/読み出し可能に記憶するRAMなどで構成される。制御部150は、記憶部180に格納されたソフトウェア(プログラム)により実現される機能部分として、監視部151を有する。そして、制御部150は、操作パネル190に入力された指示に応じて、繊維体製造装置500の各部を制御する。
記憶部180は、例えば、所定の情報を読み出し可能に記憶するROM、及び各種の情報を書き込み/読み出し可能に記憶するRAMなどで構成される。制御部150は、記憶部180に格納されたソフトウェア(プログラム)により実現される機能部分として、監視部151を有する。そして、制御部150は、操作パネル190に入力された指示に応じて、繊維体製造装置500の各部を制御する。
詳細には、制御部150は、第1受入ホッパー110から供給される粗砕片D(紙片M1)が、第1貯留ホッパー130に向けて搬送されるように第1振動フィーダー120を制御する。また、制御部150は、第1貯留ホッパー130に貯留された紙片M1の重さを第1ロードセル133から取得し、紙片M1の重さが所定量に達すると第1貯留ホッパー130(第1可動部132)を傾斜させ、所定量の紙片M1を第1貯留ホッパー130から解繊機30の受入ホッパー14に排出させる。
そして、制御部150は、受入ホッパー14に投入された紙片M1が解繊繊維M3に解繊されるように、解繊機30を制御する。制御部150は、第2貯留ホッパー230を制御する。制御部150による第2貯留ホッパー230の制御は、第1貯留ホッパー130と同様のため、説明を省略する。
なお、図2では図示を省略するが、第1供給ユニット100、第2供給ユニット200は、第1計時部135、第2計時部235(図3参照)を有して、供給時間を計測する。
なお、図2では図示を省略するが、第1供給ユニット100、第2供給ユニット200は、第1計時部135、第2計時部235(図3参照)を有して、供給時間を計測する。
図4は、原料供給ユニットの供給タイミングの関係を示す模式図である。
図4では、第1供給ユニット100と第2供給ユニット200との供給タイミングを表している。
図4では、第1供給ユニット100と第2供給ユニット200との供給タイミングを表している。
本実施形態では、第1原料としての紙片M1は、所定量(一回の供給量)として、例えば、密度が0.2g/ccで、重量が5.0gとする。また、第2原料としての小片M2は、所定量(一回の供給量)として、例えば、密度が0.25g/ccで、重量が5.0gとする。そして、図4に示すように、紙片M1が、時間T1(6秒)毎に、解繊機30に供給される。また、小片M2が、時間T2(6秒)毎に、解繊機30に供給される。また、図4に示すように、第1供給ユニット100及び第2供給ユニット200のそれぞれから交互に、所定量の紙片M1、小片M2が解繊機30に対して供給されることにより、解繊機30には、原料供給ユニットから、時間T5(3秒)間隔で所定量の紙片M1、小片M2が交互に供給される。
なお、第1貯留ホッパー130に一定の速度で紙片M1が貯留されると、第1ロードセル133の計量値が、0から所定値(5.0g)に向けて増加する。第1ロードセル133の計量値が所定値(5.0g)に達すると、紙片M1が第1貯留ホッパー130から解繊機30に供給されるため、第1ロードセル133の計量値が0になる。続いて、第1貯留ホッパー130に新たな紙片M1が貯留され、第1ロードセル133の計量値が0から所定値(5.0g)に向けて増加する。そして、第1ロードセル133の計量値が所定値(5.0g)に達すると、紙片M1が第1貯留ホッパー130から解繊機30に供給されるので、第1ロードセル133の計量値が0になる。
このように、紙片M1の貯留動作と、所定量の紙片M1の排出動作とが、第1貯留ホッパー130において、6秒毎に繰り返される。また、この動作は、第2貯留ホッパー230においても、第1貯留ホッパー130と同様に、6秒毎に、小片M2の貯留動作と、所定量の小片M2の排出動作とが、繰り返される。ただし、この6秒毎に繰り返される紙片M1と小片M2との貯留動作、排出動作により、3秒間隔で紙片M1と小片M2とが交互に解繊機30に供給される。
図5は、繊維体製造方法を示すフローチャートである。
図5は、繊維体製造方法において、原料供給ユニットによる原料の供給から、メッシュベルト532による繊維状ウェブM4の搬送までのフローチャートを示している。
以降では、図1に戻り、図2~図5を含めて、繊維体製造装置500の構成と繊維体M5の製造方法について具体的な説明を行う。
図5は、繊維体製造方法において、原料供給ユニットによる原料の供給から、メッシュベルト532による繊維状ウェブM4の搬送までのフローチャートを示している。
以降では、図1に戻り、図2~図5を含めて、繊維体製造装置500の構成と繊維体M5の製造方法について具体的な説明を行う。
最初に、第1供給ユニット100において、第1原料としての紙片M1を第1ロードセル133で、所定量(重量5.0g)を計量して、解繊機30に供給する工程が、第1供給工程(ステップS10)に相当する。また、第2供給ユニット200において、第2原料としての小片M2を第2ロードセル233で、所定量(重量5.0g)を計量して、解繊機30に供給する工程が、第2供給工程(ステップS11)に相当する。なお、第1供給工程(ステップS10)と、第2供給工程(ステップS11)との順番は、どちらが最初でもよい。
なお、第1供給工程(ステップS10)は、上述したように、紙片M1を6秒毎に間欠的に解繊機30に供給する。また、第2供給工程(ステップS11)は、上述したように、小片M2を6秒毎に間欠的に解繊機30に供給する。そして、第1供給工程(ステップS10)及び第2供給工程(ステップS11)は、紙片M1と小片M2とを交互(3秒毎)に解繊機30に供給させており、解繊機30に供給するタイミングが異なっている。
第1供給工程(ステップS10)及び第2供給工程(ステップS11)により、供給される紙片M1と小片M2とは、受入ホッパー14、導入管17を介して解繊機30に供給される。導入管17は、受入ホッパー14と、解繊機30の導入口31とに連通している。導入口31から解繊機30内に導入された紙片M1、小片M2は、ステーター33と、回転するローター34との間で解繊されて解繊繊維M3となる。
解繊機30に供給された第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)とを解繊機30(解繊部)で解繊する工程が、解繊工程(ステップS12)に相当する。解繊機30は、気流を発生する機構となっており、空気中で解繊された解繊繊維M3は、この気流に乗って排出口32から搬送管18へと導かれる。
本実施形態の解繊機30では、自らの発生する気流によって、導入口31から、紙片M1、小片M2を気流と共に吸引し、解繊処理し、排出口32側へと搬送する。解繊機30は、供給された紙片M1、小片M2を綿状に解繊する。
解繊機30における解繊工程(ステップS12)では、紙片M1、小片M2の形がなくなるまで、パルプを繊維状に解繊することにより、後の工程において成形される繊維体M5のムラがなくなる。このとき、印刷されたインクやトナー、にじみ防止剤等の紙への塗工・添加材料等も粉砕される。粉砕されたものを以下では、インク粒・製紙用薬剤という。従って、解繊機30からのアウトプットは、紙片M1、小片M2の解繊により得られる繊維(解繊繊維M3)とインク粒・製紙用薬剤である。なお、解繊機30から排出された解繊物(解繊繊維M3)は、搬送管18及び搬送管40を経由して、繊維状ウェブ成形機510へと導かれる。
搬送管40からは、溶融材料搬送管41が分岐している。溶融材料ホッパー15から供給される溶融材料(溶融樹脂繊維)は、供給される紙片M1及び小片M2の量により、その分量が調整される。なお、分量の調整は、溶融材料調整バルブ45によって行われる。
この溶融材料は、溶融材料搬送管41を経て搬送管40に供給され、搬送管40で搬送されている解繊繊維M3に混入される。なお、溶融材料搬送管41の管径は搬送管40の管径より小さくすることが望ましい。これは、風速が向上し気流中で溶融材料である溶融樹脂繊維が分散しやすくなるからである。
溶融材料は、解繊繊維M3により繊維体M5を成形した場合、成形体としての強度や剛性を保ったり、紙粉・繊維の飛散を防止したりするものである。溶融材料は、解繊繊維M3中に添加され、加熱されることで溶融し、繊維同士を結着させる。溶融材料は、加熱工程により溶融するものなら、繊維状、粒子状、粉体状等どのようなものでもよい。また、溶融材料は、加熱成形時に溶融する熱可塑性樹脂を含むことが望ましい。さらには、解繊繊維M3と絡みやすい繊維状が低密度品を作成する場合に望ましい。
搬送管40において、溶融材料搬送管41が分岐している下側で、機能材料搬送管42が分岐している。機能材料としては、例えば、粉状の難燃剤が好適に使用される。機能材料ホッパー16から供給される機能材料としての難燃剤は、供給される紙片M1及び小片M2の量により、その分量が調整される。なお、分量の調整は、機能材料調整バルブ46によって行われる。
機能材料は、機能材料搬送管42を経て搬送管40に供給され、搬送管40で搬送されている溶融材料が混入された解繊繊維M3に混入される。なお、機能材料搬送管42の管径は搬送管40の管径より小さくすることが望ましい。これは、風速が向上し気流中で機能材料である難燃剤が分散しやすくなるからである。
難燃剤は、解繊繊維M3により解繊綿シート(繊維状ウェブM4)を成形したときに、解繊綿シート(繊維状ウェブM4)に難燃性を付与するために添加されるものである。なお、搬送管40を経て、溶融材料、機能材料が混入された解繊繊維M3は、繊維状ウェブ成形機510に導入される。
次に、シート供給部90により、第1シート供給ローラー91から、第1形状維持シートN1が繊維状ウェブ成形機510に供給される。この第1形状維持シートN1は、繊維状ウェブ成形機510で形成される繊維状ウェブM4の底面の土台部となる。
第1形状維持シートN1は、繊維状ウェブM4を支持して形状を維持させることができるシートであれば、織布や不織布のいずれも利用することができる。なお、サクション装置520による気流が、第1形状維持シートN1を介して作用し、第1形状維持シートN1上に、混合した解繊物と溶融材料や機能材料とが適切に堆積されるようにするために、第1形状維持シートN1は通気性も有する必要がある。このサクション装置520により、解繊機30によって粉砕されたインク粒・製紙用薬剤が混合解繊材料から除去される。
繊維状ウェブ成形機510の概略について説明する。
繊維状ウェブ成形機510は、概略、解繊された繊維を空気中に均一に分散させる分散部と、分散された解繊繊維M3をメッシュベルト532上に吸引して堆積させる堆積部として機能する。なお、繊維状ウェブ成形機510において、解繊工程(ステップS12)で解繊された紙片M1、小片M2を空気中に均一に分散させる工程が、分散工程(ステップS13)に相当する。
繊維状ウェブ成形機510は、概略、解繊された繊維を空気中に均一に分散させる分散部と、分散された解繊繊維M3をメッシュベルト532上に吸引して堆積させる堆積部として機能する。なお、繊維状ウェブ成形機510において、解繊工程(ステップS12)で解繊された紙片M1、小片M2を空気中に均一に分散させる工程が、分散工程(ステップS13)に相当する。
繊維状ウェブ成形機510はフォーミングドラム511を有しており、回転するフォーミングドラム511内に、混合解繊材料と混合気体(混合空気)が同時に供給される。フォーミングドラム511の表面には小孔スクリーン(図示省略)が設けられており、この小孔スクリーンから、溶融材料、機能材料が混入された解繊繊維M3が吐出される。混合気体(混合空気)は、解繊物(解繊繊維M3)、溶融材料、及び機能材料を混合させて均一化し、フォーミングドラム511の穴を通過させる。
フォーミングドラム511の下側には、整流板(図示省略)が設置され、幅方向の均一性を調整することができる。整流板の下側には、張架ローラー531によって張架される無端状のメッシュベルト532が設置されている。なお、サクション装置520による吸引気体には、第1形状維持シートN1とメッシュベルト532を通過した古紙添加物や印刷インク粒が混じっており、分離する必要があるため、下流にサイクロンやフィルター集塵機を設置することが望ましい。
メッシュベルト532は、複数の張架ローラー531のうちの少なくとも1つが駆動回転することで、図中の矢印方向に移動する。また、メッシュベルト532は、これに当接するクリーニングブレード533によって表面の汚れ等が除去される。なお、クリーニングは、エアーを用いて行ってもよい。
メッシュベルト532は、吸引空気量を確保し、材料を保持できる強度をもっていれば金属製でも、樹脂製でも、どのようなものでもよいが、メッシュの穴径が大きすぎると繊維状ウェブM4を成形したときに表面が凸凹形状になるので、メッシュの穴径は60μ~125μ程度が望ましい。
第1シート供給ローラー91からは、第1形状維持シートN1が、メッシュベルト532の移動と同じ速度で移動するように、メッシュベルト532上に供給される。サクション装置520は、繊維状ウェブ成形機510に相対する領域のメッシュベルト532の直下に、所望のサイズの窓を開けた密閉箱を形成し、窓以外から空気を吸引し箱内を真空にすることで形成することができる。
上記構成において、搬送管40により搬送され、溶融材料、機能材料が混入された解繊繊維M3は、繊維体M5を成形するための繊維状ウェブ成形機510に導入される。繊維状ウェブ成形機510に導入された解繊繊維M3は、フォーミングドラム511の小孔スクリーンを通過し、サクション装置520による吸引力によって、メッシュベルト532上の第1形状維持シートN1に堆積される。
このとき、メッシュベルト532と第1形状維持シートN1とを移動させることにより、第1形状維持シートN1上に、均一な厚さや密度のシート状の解繊繊維M3を堆積させて、繊維状ウェブM4を構成することができる。ここで、分散工程(ステップS13)で分散された第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)とを堆積させる工程が、堆積工程(ステップS14)に相当する。なお、繊維状ウェブ成形機510において、解繊繊維M3を堆積する際の堆積量と、後の加熱加圧機構560で完成する繊維体M5の密度が決定される。
繊維状ウェブ成形機510の下流のメッシュベルト532の上方には、水分噴霧器540が設置されている。水分噴霧器540の噴霧する水分に、機能材料としての水溶性の難燃剤を添加することで、成形された繊維状ウェブM4に難燃性を付与することもできる。
第1シート供給ローラー91から、第1形状維持シートN1が繊維状ウェブ成形機510に供給される。シート供給部90により、第2シート供給ローラー92からは、第2形状維持シートN2が、繊維状ウェブ成形機510、及び水分噴霧器540の後工程に供給される。
第2形状維持シートN2は、繊維状ウェブ成形機510で形成される繊維状ウェブM4の上面のカバー部となる。ここで、第2形状維持シートN2は、織布や不織布のいずれも利用することができる。本実施形態においては、第2形状維持シートN2として、第1形状維持シートN1と同様のシートを用いている。
なお、本実施形態においては、第1シート供給ローラー91から第1形状維持シートN1を繊維状ウェブ成形機510に供給し、第1形状維持シートN1上に繊維状ウェブM4を形成した後に、第2シート供給ローラー92から第2形状維持シートN2を供給し、繊維状ウェブM4の上面をカバーする工程を採用している。ここで、堆積工程(ステップS14)により形成された第1原料(紙片M1)と第2原料(M2)とを含む堆積物としての繊維状ウェブM4をメッシュベルト532等で、後工程に搬送する工程が、搬送工程(ステップS15)に相当する。なお、メッシュベルト532は、搬送部として機能し、堆積部(繊維状ウェブ成形機510)により成形された第1原料と第2原料とを含む堆積物を後工程に搬送する。
また、本実施形態では、制御部150の制御により、解繊機30に供給される第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)の量に応じて、堆積工程(ステップS14)での単位時間当たりの堆積物(繊維状ウェブM4)の堆積量を制御している。詳細には、制御部150は、解繊機30に3秒毎に交互に供給される紙片M1と小片M2との量(所定量として各5.0g)に応じて、ローター34及びフォーミングドラム511の回転速度を制御している。この制御により、繊維状ウェブM4の密度が均一になる。
また、本実施形態では、制御部150の制御により、解繊機30に供給される第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)の量に応じて、搬送工程(ステップS15)における搬送速度を制御している。詳細には、制御部150は、解繊機30に3秒毎に交互に供給される紙片M1と小片M2との量(所定量として各5.0g)に応じて、メッシュベルト532の搬送速度(張架ローラー531の回転速度)を制御している。この制御により、繊維状ウェブM4の厚さが均一になる。
次に、第1形状維持シートN1上に、繊維状ウェブM4が形成された後であって、繊維状ウェブM4の上面側に第2形状維持シートN2が供給される前に、上下移動可能なローラーを有するバッファー部550を経由する構成としている。繊維状ウェブM4は、加熱加圧機構560で挟んで加熱加圧している場合、搬送されて滞留してしまう。そこで、バッファー部550は、ローラーが加圧する際の移動方向に沿って移動しながら繊維状ウェブM4を押すため、搬送による繊維状ウェブM4の滞留が解消され、滞留した繊維状ウェブM4が折れ曲がってしまうことを抑制している。
次に、上面側をカバーされた繊維状ウェブM4は、加熱加圧機構560へと搬送される。加熱加圧機構560は、第1基板561と、昇降可能に構成された第2基板562とで、搬送物である第1形状維持シートN1、繊維状ウェブM4、第2形状維持シートN2を挟み、加熱と同時に加圧するホットプレス装置となっている。
第1基板561及び第2基板562には、ヒーターが内蔵され、第1基板561及び第2基板562に挟まれる第1形状維持シートN1、繊維状ウェブM4、第2形状維持シートN2を加熱する。また、加熱加圧機構560での加熱・加圧により、繊維状ウェブM4は、余分な水分を乾燥させることで、さらに繊維体M5としての強度を向上させる。
なお、本実施形態では、加熱加圧機構560を第1基板561と、昇降可能に構成された第2基板562とで構成している。しかし、加熱加圧機構を加熱・加圧ローラーで構成してもよい。加熱・加圧ローラーで加熱加圧機構を構成する場合には、連続的に加熱・加圧が行えるため、バッファー部550は必要ではない。
上述した繊維体製造方法により再生されて得られた繊維体M5のシートは、裁断機570によって所望のサイズ・形状にカットされ、原反としてスタッカー580等に積載され冷却される。裁断機570は、超音波カッター等が好適に用いられる。超音波カッターの切断は、繊維体M5の幅方向の一方向に切断してもよいし、一方向と逆方向の往復で切断してもよい。
原反は、その後、トムソン型等で型抜きされ、所望のサイズ・形状に成形され、再生された繊維体M5となり、液体を吸収する液体吸収材、吸音する吸音材、緩衝材(梱包材)等の材料として好適に利用することができる。また、型抜きされて残った不要部分は、シュレッダー等でブロック状に細断されて、再度、小片M2(第2原料)として再利用される。
本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態の繊維体製造方法は、第1原料(紙片M1)を計量して解繊部(解繊機30)に供給する第1供給工程(ステップS10)と、紙片M1と組成又は密度が異なる第2原料(小片M2)を計量して解繊機30に供給する第2供給工程(ステップS11)と、を含む。また、繊維体製造方法は、供給された紙片M1と小片M2とを解繊機30で解繊する解繊工程(ステップS12)と、解繊工程で解繊された紙片M1と小片M2とを分散させる分散工程(ステップS13)と、分散された紙片M1と小片M2とを堆積させる堆積工程(ステップS14)と、を含む。そして、第1供給工程(ステップS10)及び第2供給工程(ステップS11)は、間欠的に解繊機30に紙片M1と小片M2とを供給する。また、第1供給工程(ステップS10)及び第2供給工程(ステップS11)は、解繊機30に供給するタイミングが異なり、本実施形態では、3秒毎に交互に供給する。
この方法によれば、第1供給工程(ステップS10)、第2供給工程(ステップS11)、解繊工程(ステップS12)、分散工程(ステップS13)、堆積工程(ステップS14)を含むことにより、第1原料(紙片M1)と、第1原料(紙片M1)と同一ではなく、組成や密度が異なる第2原料(小片M2)とを、定量的に解繊部(解繊機30)に供給することができ、紙片M1と小片M2とを解繊、分散、堆積させることができる。
また、組成や密度が異なる2つの原料(紙片M1、小片M2)を間欠的に供給することで、供給される時間間隔を短縮することにより、紙片M1及び小片M2の供給による粗密の影響を抑えることができ、紙片M1及び小片M2を均一に混合して解繊、堆積することができる。従って、繊維体M5の層割れなどを低減することができる。
この方法によれば、第1供給工程(ステップS10)、第2供給工程(ステップS11)、解繊工程(ステップS12)、分散工程(ステップS13)、堆積工程(ステップS14)を含むことにより、第1原料(紙片M1)と、第1原料(紙片M1)と同一ではなく、組成や密度が異なる第2原料(小片M2)とを、定量的に解繊部(解繊機30)に供給することができ、紙片M1と小片M2とを解繊、分散、堆積させることができる。
また、組成や密度が異なる2つの原料(紙片M1、小片M2)を間欠的に供給することで、供給される時間間隔を短縮することにより、紙片M1及び小片M2の供給による粗密の影響を抑えることができ、紙片M1及び小片M2を均一に混合して解繊、堆積することができる。従って、繊維体M5の層割れなどを低減することができる。
本実施形態の繊維体製造方法は、堆積工程(ステップS14)により形成された第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)とを含む堆積物(繊維状ウェブM4)を搬送する搬送工程(ステップS15)を含んでいる。
この方法によれば、堆積工程(ステップS14)で堆積した堆積物(繊維状ウェブM4)を、搬送工程(ステップS15)で次工程に向けて搬送することができる。
この方法によれば、堆積工程(ステップS14)で堆積した堆積物(繊維状ウェブM4)を、搬送工程(ステップS15)で次工程に向けて搬送することができる。
本実施形態の繊維体製造方法は、第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)とが解繊部(解繊機30)に供給される量に応じて、堆積工程(ステップS14)での単位時間当たりの堆積量を制御している。
この方法によれば、第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)とを含む堆積物(繊維状ウェブM4)の単位時間当たりの堆積量を調整することができることにより、繊維状ウェブM4の密度を均一にすることができる。
この方法によれば、第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)とを含む堆積物(繊維状ウェブM4)の単位時間当たりの堆積量を調整することができることにより、繊維状ウェブM4の密度を均一にすることができる。
本実施形態の繊維体製造方法は、第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)とが解繊部(解繊機30)に供給される量に応じて、搬送工程(ステップS15)における搬送速度を制御している。
この方法によれば、解繊部(解繊機30)に供給される第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)との量に応じて、搬送速度を制御することにより、紙片M1と小片M2とを含む堆積物(繊維状ウェブM4)の堆積量を調整することができ、繊維状ウェブM4の厚さを均一にすることができる。
この方法によれば、解繊部(解繊機30)に供給される第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)との量に応じて、搬送速度を制御することにより、紙片M1と小片M2とを含む堆積物(繊維状ウェブM4)の堆積量を調整することができ、繊維状ウェブM4の厚さを均一にすることができる。
本実施形態の繊維体製造方法は、第1原料(紙片M1)は、古紙であり、第2原料(小片M2)は、当該繊維体製造方法により製造された繊維体M5の端材である。
この方法によれば、第2原料(小片M2)として、繊維体製造方法により製造された繊維体M5の端材を原料として再利用することにより、廃棄物を低減することができる。また、小片M2は、製造しようとする繊維体M5と同じ組成であるため、紙片M1をその分減らすことで、同じ量を製造することができる。また、小片M2は、製造しようとする繊維体M5と同じ組成であるため、製造された繊維体の特性を維持することができる。
この方法によれば、第2原料(小片M2)として、繊維体製造方法により製造された繊維体M5の端材を原料として再利用することにより、廃棄物を低減することができる。また、小片M2は、製造しようとする繊維体M5と同じ組成であるため、紙片M1をその分減らすことで、同じ量を製造することができる。また、小片M2は、製造しようとする繊維体M5と同じ組成であるため、製造された繊維体の特性を維持することができる。
本実施形態の繊維体製造装置500は、第1原料(紙片M1)と、当該紙片M1と組成又は密度が異なる第2原料(小片M2)と、を解繊する解繊部(解繊機30)を含んでいる。また、繊維体製造装置500は、紙片M1を計量して解繊機30に供給する第1供給ユニット100と、小片M2を計量して解繊機30に供給する第2供給ユニット200と、を含んでいる。また、繊維体製造装置500は、解繊機30で解繊された紙片M1と小片M2とを分散させる分散部(繊維状ウェブ成形機510)と、分散された紙片M1と小片M2とを堆積させる堆積部(繊維状ウェブ成形機510)と、を含んでいる。そして、第1供給ユニット100及び第2供給ユニット200は、間欠的に解繊機30に供給する。また、第1供給ユニット100及び第2供給ユニット200は、解繊機30に供給するタイミングが異なり、本実施形態では、3秒毎に交互に供給する。
この構成によれば、解繊部(解繊機30)、第1供給ユニット100、第2供給ユニット200、分散部(繊維状ウェブ成形機510)、堆積部(繊維状ウェブ成形機510)を含んで構成され、第1原料(紙片M1)と、第1原料(紙片M1)と同一ではなく、組成や密度が異なる第2原料(小片M2)とを、定量的に解繊部(解繊機30)に供給することができ、紙片M1と小片M2とを解繊、分散、堆積させることができる。
また、組成や密度が異なる2つの原料(紙片M1、小片M2)を間欠的に供給することで、供給される時間間隔を短縮することにより、紙片M1及び小片M2の供給による粗密の影響を抑えることができ、紙片M1及び小片M2を均一に混合して解繊、堆積することができる。従って、繊維体M5の層割れなどを低減することができる。
この構成によれば、解繊部(解繊機30)、第1供給ユニット100、第2供給ユニット200、分散部(繊維状ウェブ成形機510)、堆積部(繊維状ウェブ成形機510)を含んで構成され、第1原料(紙片M1)と、第1原料(紙片M1)と同一ではなく、組成や密度が異なる第2原料(小片M2)とを、定量的に解繊部(解繊機30)に供給することができ、紙片M1と小片M2とを解繊、分散、堆積させることができる。
また、組成や密度が異なる2つの原料(紙片M1、小片M2)を間欠的に供給することで、供給される時間間隔を短縮することにより、紙片M1及び小片M2の供給による粗密の影響を抑えることができ、紙片M1及び小片M2を均一に混合して解繊、堆積することができる。従って、繊維体M5の層割れなどを低減することができる。
本実施形態の繊維体製造装置500は、堆積部(繊維状ウェブ成形機510)により形成された第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)とを含む堆積物(繊維状ウェブM4)を搬送する搬送部(メッシュベルト532)を含んで構成される。
この構成によれば、堆積部(繊維状ウェブ成形機510)で堆積した堆積物(繊維状ウェブM4)を、搬送部(メッシュベルト532)で次工程に向けて搬送することができる。
この構成によれば、堆積部(繊維状ウェブ成形機510)で堆積した堆積物(繊維状ウェブM4)を、搬送部(メッシュベルト532)で次工程に向けて搬送することができる。
本実施形態の繊維体製造装置500は、第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)とが解繊部(解繊機30)に供給される量に応じて、堆積部(繊維状ウェブ成形機510)での単位時間当たりの堆積量を制御する。
この構成によれば、第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)とを含む堆積物(繊維状ウェブM4)の単位時間当たりの堆積量を調整することができることにより、繊維状ウェブM4の密度を均一にすることができる。
この構成によれば、第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)とを含む堆積物(繊維状ウェブM4)の単位時間当たりの堆積量を調整することができることにより、繊維状ウェブM4の密度を均一にすることができる。
本実施形態の繊維体製造装置500は、第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)とが解繊部(解繊機30)に供給される量に応じて、搬送部(メッシュベルト532)における搬送速度を制御する。
この構成によれば、解繊部(解繊機30)に供給される第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)との量に応じて、搬送部(メッシュベルト532)の搬送速度を制御することにより、紙片M1と小片M2とを含む堆積物(繊維状ウェブM4)の堆積量を調整することができ、繊維状ウェブM4の厚さを均一にすることができる。
この構成によれば、解繊部(解繊機30)に供給される第1原料(紙片M1)と第2原料(小片M2)との量に応じて、搬送部(メッシュベルト532)の搬送速度を制御することにより、紙片M1と小片M2とを含む堆積物(繊維状ウェブM4)の堆積量を調整することができ、繊維状ウェブM4の厚さを均一にすることができる。
本実施形態の繊維体製造装置500において、第1原料(紙片M1)は、古紙であり、第2原料(小片M2)は、当該繊維体製造装置500により製造された繊維体M5の端材である。
この構成によれば、第2原料(小片M2)として、繊維体製造装置500により製造された繊維体M5の端材を原料として再利用することにより、廃棄物を低減することができる。また、小片M2は、製造しようとする繊維体M5と同じ組成であるため、紙片M1をその分減らすことで、同じ量を製造することができる。また、小片M2は、製造しようとする繊維体M5と同じ組成であるため、製造された繊維体の特性を維持することができる。
この構成によれば、第2原料(小片M2)として、繊維体製造装置500により製造された繊維体M5の端材を原料として再利用することにより、廃棄物を低減することができる。また、小片M2は、製造しようとする繊維体M5と同じ組成であるため、紙片M1をその分減らすことで、同じ量を製造することができる。また、小片M2は、製造しようとする繊維体M5と同じ組成であるため、製造された繊維体の特性を維持することができる。
2.第2実施形態
本実施形態は、第1実施形態での繊維体製造装置500と同様に構成されている。また、解繊機30に供給される第1原料としての紙片M1、第2原料としての小片M2も第1実施形態と同様である。異なるのは、第1原料及び第2原料とは組成又は密度が異なる第3原料を計量して供給する工程となる第3供給工程と、第3原料を供給するための第3供給ユニットを備えていることである。
本実施形態は、第1実施形態での繊維体製造装置500と同様に構成されている。また、解繊機30に供給される第1原料としての紙片M1、第2原料としての小片M2も第1実施形態と同様である。異なるのは、第1原料及び第2原料とは組成又は密度が異なる第3原料を計量して供給する工程となる第3供給工程と、第3原料を供給するための第3供給ユニットを備えていることである。
本実施形態では、第2原料として、繊維体製造装置500で製造される繊維体M5の端材を、小片M2として再利用している。従って、小片M2に含有される溶融材料(溶融樹脂繊維)の割合は、繊維体M5と同様である。
そのため、本実施形態では、供給される第1原料の紙片M1の量に応じる分量の溶融樹脂繊維を、第1原料及び第2原料とは組成又は密度が異なる第3原料として、溶融材料ホッパー15から供給するようにしている。本実施形態では、第3原料を供給する手段としての第3供給ユニットは、図1に示すように、溶融材料ホッパー15、溶融材料搬送管41、溶融材料調整バルブ45を含んで構成される。
本実施形態では、溶融樹脂繊維として、例えば、密度が0.05g/ccで、重量が5.0gとなる分量を、紙片M1が解繊機30に供給される6秒間隔に合せて、解繊機30の後段の搬送管40に供給している。なお、本実施形態では、溶融樹脂繊維を第3原料として供給する工程が、第3供給工程に相当する。
本実施形態では、第3原料として溶融樹脂繊維を供給している。しかし、これには限定されず、第3原料として、繊維等を燃え難くするための難燃剤や、繊維を着色するための着色剤等であってもよい。
また、本実施形態では、第3供給工程は、第3原料を解繊工程(ステップS12)の後段に供給している。しかし、これには限られず、第3供給工程は、第3原料を解繊工程(ステップS12)の前段に供給することでもよい。
また、本実施形態では、第3供給ユニットは、解繊機30の後段に設置されている。しかし、これには限られず、第3供給ユニットは、解繊機30の前段に設置されることでもよい。
また、本実施形態では、第3供給工程は、第3原料を解繊工程(ステップS12)の後段に供給している。しかし、これには限られず、第3供給工程は、第3原料を解繊工程(ステップS12)の前段に供給することでもよい。
また、本実施形態では、第3供給ユニットは、解繊機30の後段に設置されている。しかし、これには限られず、第3供給ユニットは、解繊機30の前段に設置されることでもよい。
本実施形態によれば、第1実施形態での効果を奏する他、以下の効果を得ることができる。
本実施形態の繊維体製造方法において、第1原料(紙片M1)及び第2原料(小片M2)とは組成又は密度が異なる第3原料(溶融樹脂繊維)を計量して供給する第3供給工程を含み、第3供給工程は、解繊工程(ステップS12)の前段又は後段に供給する。
この方法によれば、第3供給工程は、組成又は密度が異なる第3原料としての溶融樹脂繊維を解繊工程(ステップS12)の前段又は後段に供給することにより、繊維体M5の製造に必要な原料としての溶融樹脂繊維の量を、紙片M1の供給量に応じて供給することでよく、溶融樹脂繊維の量を抑制することができる。従って、さらに適正な組成で構成される繊維体M5を製造することができる。
また、第3供給工程は、解繊工程(図5に示すステップS12)の後段に供給する場合、例えば、溶融樹脂繊維が熱可塑性樹脂や熱硬化樹脂の場合、解繊機30の温度により、変性(軟化や硬化)することを抑制することができる。
この方法によれば、第3供給工程は、組成又は密度が異なる第3原料としての溶融樹脂繊維を解繊工程(ステップS12)の前段又は後段に供給することにより、繊維体M5の製造に必要な原料としての溶融樹脂繊維の量を、紙片M1の供給量に応じて供給することでよく、溶融樹脂繊維の量を抑制することができる。従って、さらに適正な組成で構成される繊維体M5を製造することができる。
また、第3供給工程は、解繊工程(図5に示すステップS12)の後段に供給する場合、例えば、溶融樹脂繊維が熱可塑性樹脂や熱硬化樹脂の場合、解繊機30の温度により、変性(軟化や硬化)することを抑制することができる。
本実施形態の繊維体製造装置500は、第1原料(紙片M1)及び第2原料(小片M2)とは組成又は密度が異なる第3原料を計量して供給する第3供給ユニットを含み、第3供給ユニットは、解繊部(解繊機30)の前段又は後段に設置される。
この構成によれば、第3供給ユニットにより、繊維体M5の製造に必要な原料としての溶融樹脂繊維の量を、紙片M1の供給量に応じて供給することでよく、溶融樹脂繊維の量を抑制することができる。従って、さらに適正な組成で構成される繊維体M5を製造することができる。
また、第3供給ユニットが解繊機30の後段に設置される場合、例えば、溶融樹脂繊維が熱可塑性樹脂や熱硬化樹脂の場合、解繊機30の温度により、変性(軟化や硬化)することを抑制することができる。
この構成によれば、第3供給ユニットにより、繊維体M5の製造に必要な原料としての溶融樹脂繊維の量を、紙片M1の供給量に応じて供給することでよく、溶融樹脂繊維の量を抑制することができる。従って、さらに適正な組成で構成される繊維体M5を製造することができる。
また、第3供給ユニットが解繊機30の後段に設置される場合、例えば、溶融樹脂繊維が熱可塑性樹脂や熱硬化樹脂の場合、解繊機30の温度により、変性(軟化や硬化)することを抑制することができる。
3.変形例1
第2実施形態では、第1原料(紙片M1)及び第2原料(小片M2)とは組成又は密度が異なる第3原料の一例として、溶融樹脂繊維を用いている。なお、溶融樹脂繊維は、パルプを含まないが繊維体製造には必要な原料である。しかし、第3原料は、第1原料及び第2原料と組成又は密度が異なっており、また、パルプを含んだ繊維体製造に必要な原料であってもよい。
第2実施形態では、第1原料(紙片M1)及び第2原料(小片M2)とは組成又は密度が異なる第3原料の一例として、溶融樹脂繊維を用いている。なお、溶融樹脂繊維は、パルプを含まないが繊維体製造には必要な原料である。しかし、第3原料は、第1原料及び第2原料と組成又は密度が異なっており、また、パルプを含んだ繊維体製造に必要な原料であってもよい。
その場合、第3原料としては、第1原料(紙片M1)及び第2原料(小片M2)に対して、組成又は密度が異なり、パルプを含んだ繊維体製造に必要な原料として、例えば、新聞紙や不織布等であってもよい。
なお、このような第3原料を供給する第3供給ユニットは、第1実施形態で説明した、第1供給ユニット100や第2供給ユニット200と同様に構成される原料供給ユニットで構成されることでよい。
また、第3供給ユニットは、解繊機30の前段に設置され、第1実施形態で示す受入ホッパー14に供給することでよい。
なお、このような第3原料を供給する第3供給ユニットは、第1実施形態で説明した、第1供給ユニット100や第2供給ユニット200と同様に構成される原料供給ユニットで構成されることでよい。
また、第3供給ユニットは、解繊機30の前段に設置され、第1実施形態で示す受入ホッパー14に供給することでよい。
なお、第3供給ユニットにおいて、供給する所定量等は、第3原料に合せた量となるように、振動強度や搬送速度を調整することでよい。また、第3供給ユニットから第3原料が供給されるタイミングは、第1供給ユニット100、第2供給ユニット200から供給されるタイミングとずらすことが適している。
4.変形例2
第1実施形態では、第1原料の一例として紙片M1を用い、また、第1原料と組成又は密度が異なる第2原料の一例として小片M2を用いている。しかし、これには限定されず、例えば、第1原料の一例として紙片M1を用い、また、第1原料と組成は略同じで密度が異なる第2原料の一例として、新聞紙等の古紙である紙片M10を用いてもよい。
第1実施形態では、第1原料の一例として紙片M1を用い、また、第1原料と組成又は密度が異なる第2原料の一例として小片M2を用いている。しかし、これには限定されず、例えば、第1原料の一例として紙片M1を用い、また、第1原料と組成は略同じで密度が異なる第2原料の一例として、新聞紙等の古紙である紙片M10を用いてもよい。
この場合、第1原料としての紙片M1の所定量として、例えば、密度が0.2g/ccで、重量が7.5gとする。また、第2原料としての紙片M10の所定量として、例えば、密度が0.1g/ccで、重量が7.5gとする。そして、紙片M1が、第1実施形態で示す、時間T1(6秒)毎に、解繊機30に供給されることでもよい。また、紙片M10も同様に、第1実施形態で示す、時間T2(6秒)毎に、解繊機30に供給されることでもよい。
更に具体的には、紙片M10は、第1実施形態での第2供給ユニット200から供給されるとした場合、紙片M1が供給される第1供給ユニット100と、紙片M10が供給される第2供給ユニット200のそれぞれから交互に、所定量の紙片M1、紙片M10が解繊機30に対して供給されることでもよい。これにより、図4中のM2をM10に置き替えた場合、解繊機30には、図4に示すように、原料供給ユニットから、時間T5(3秒)間隔で所定量の紙片M1と、所定量の紙片M10とが交互に供給されることでもよい。
変形例2の場合、第1原料(紙片M1)と第2原料(紙片M10)とで、密度が異なり、組成が略同じ原料を解繊機30に供給することができる。また、それぞれの原料供給ユニットにおいて、振動強度や搬送速度を個々に調整できることで、供給量を高精度化することができる。
30…解繊部としての解繊機、100…第1供給ユニット、200…第2供給ユニット、500…繊維体製造装置、510…分散部及び堆積部としての繊維状ウェブ成形機、532…搬送部としてのメッシュベルト、M1…紙片(第1原料)、M2…小片(第2原料)、M4…繊維状ウェブ(堆積物)、M5…繊維体、M10…紙片(第3原料)。
Claims (12)
- 第1原料を計量して解繊部に供給する第1供給工程と、
前記第1原料と組成又は密度が異なる第2原料を計量して前記解繊部に供給する第2供給工程と、
供給された前記第1原料と前記第2原料とを前記解繊部で解繊する解繊工程と、
前記解繊工程で解繊された前記第1原料と前記第2原料とを分散させる分散工程と、
分散された前記第1原料と前記第2原料とを堆積させる堆積工程と、を含み、
前記第1供給工程及び前記第2供給工程は、間欠的に前記解繊部に供給され、
前記第1供給工程及び前記第2供給工程は、前記解繊部に供給するタイミングが異なることを特徴とする繊維体製造方法。 - 請求項1に記載の繊維体製造方法であって、
前記堆積工程により形成された前記第1原料と前記第2原料とを含む堆積物を搬送する搬送工程を含むことを特徴とする繊維体製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載の繊維体製造方法であって、
前記第1原料と前記第2原料とが前記解繊部に供給される量に応じて、前記堆積工程での単位時間当たりの堆積量を制御することを特徴とする繊維体製造方法。 - 請求項2に記載の繊維体製造方法であって、
前記第1原料と前記第2原料とが前記解繊部に供給される量に応じて、前記搬送工程における搬送速度を制御することを特徴とする繊維体製造方法。 - 請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の繊維体製造方法であって、
前記第1原料は、古紙であり、
前記第2原料は、当該繊維体製造方法により製造された繊維体の端材であることを特徴とする繊維体製造方法。 - 請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の繊維体製造方法であって、
前記第1原料及び前記第2原料とは組成又は密度が異なる第3原料を計量して供給する第3供給工程を含み、
前記第3供給工程は、前記解繊工程の前段又は後段に供給することを特徴とする繊維体製造方法。 - 第1原料と、当該第1原料と組成又は密度が異なる第2原料と、を解繊する解繊部と、
前記第1原料を計量して前記解繊部に供給する第1供給ユニットと、
前記第2原料を計量して前記解繊部に供給する第2供給ユニットと、
前記解繊部で解繊された前記第1原料と前記第2原料とを分散させる分散部と、
分散された前記第1原料と前記第2原料とを堆積させる堆積部と、を含み、
前記第1供給ユニット及び前記第2供給ユニットは、間欠的に前記解繊部に供給し、
前記第1供給ユニット及び前記第2供給ユニットは、前記解繊部に供給するタイミングが異なることを特徴とする繊維体製造装置。 - 請求項7に記載の繊維体製造装置であって、
前記堆積部により形成された前記第1原料と前記第2原料とを含む堆積物を搬送する搬送部を含むことを特徴とする繊維体製造装置。 - 請求項7または請求項8に記載の繊維体製造装置であって、
前記第1原料と前記第2原料とが前記解繊部に供給される量に応じて、前記堆積部での単位時間当たりの堆積量を制御することを特徴とする繊維体製造装置。 - 請求項8に記載の繊維体製造装置であって、
前記第1原料と前記第2原料とが前記解繊部に供給される量に応じて、前記搬送部における搬送速度を制御することを特徴とする繊維体製造装置。 - 請求項7~請求項10のいずれか一項に記載の繊維体製造装置であって、
前記第1原料は、古紙であり、
前記第2原料は、当該繊維体製造装置により製造された繊維体の端材であることを特徴とする繊維体製造装置。 - 請求項7~請求項11のいずれか一項に記載の繊維体製造装置であって、
前記第1原料及び前記第2原料とは組成又は密度が異なる第3原料を計量して供給する第3供給ユニットを含み、
前記第3供給ユニットは、前記解繊部の前段又は後段に設置されることを特徴とする繊維体製造装置。
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JP2021123138A JP2023018831A (ja) | 2021-07-28 | 2021-07-28 | 繊維体製造方法、及び繊維体製造装置 |
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