JP2023121276A - 吸引装置およびシート製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】正確かつ安定的に風速を測定することができる吸引装置およびシート製造装置を提供すること。
【解決手段】解繊物から吸引により異物を除去する際に用いられる吸引装置であって、空気を吸引する吸気ポートと、空気を排出する排気ポートと、を有する吸引源と、前記排気ポートに接続された第1部分と、前記第1部分よりも下流側に設けられ、前記第1部分よりも内径が大きい第2部分と、を有する排気管と、前記第1部分内に設けられ、流下する空気の整流を行う第1整流部と、前記第2部分内に設けられ、流下する空気の整流を行う第2整流部と、前記第2部分内で、かつ、前記第2整流部の下流側に設けられ、風速を測定する風速測定部と、を備えることを特徴とする吸引装置。
【選択図】図5
【解決手段】解繊物から吸引により異物を除去する際に用いられる吸引装置であって、空気を吸引する吸気ポートと、空気を排出する排気ポートと、を有する吸引源と、前記排気ポートに接続された第1部分と、前記第1部分よりも下流側に設けられ、前記第1部分よりも内径が大きい第2部分と、を有する排気管と、前記第1部分内に設けられ、流下する空気の整流を行う第1整流部と、前記第2部分内に設けられ、流下する空気の整流を行う第2整流部と、前記第2部分内で、かつ、前記第2整流部の下流側に設けられ、風速を測定する風速測定部と、を備えることを特徴とする吸引装置。
【選択図】図5
Description
本発明は、吸引装置およびシート製造装置に関する。
従来から、供給された材料中の異物等を、吸引により除去する吸引装置が知られている。吸引装置は、吸引源と、吸引源に接続された排気管と、排気管内に設けられた風速測定器と、を有し、風速測定器の測定結果に基づいて、吸引源の作動を制御する。これにより、吸引装置の吸引力を所望の大きさに保つことができる。また、風速を正確に測定するためには、排気管の長さを長くする必要がある。
例えば、特許文献1に記載されている吸引装置では、排気管内に設けられた風受け板を用いて風速を測定している。これにより、排気管の長さを長くしなくても風速を測定することができる。
しかしながら、特許文献1に記載されている吸引装置では、風受け板による測定を行う構成であるため、比較的大きい圧力損失が生じてしまう、このため、正確に風速を測定するのが困難である。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下のものとして実現することが可能である。
本発明の吸引装置は、解繊物から吸引により異物を除去する際に用いられる吸引装置であって、
空気を吸引する吸気ポートと、空気を排出する排気ポートと、を有する吸引源と、
前記排気ポートに接続された第1部分と、前記第1部分よりも下流側に設けられ、前記第1部分よりも内径が大きい第2部分と、を有する排気管と、
前記第1部分内に設けられ、流下する空気の整流を行う第1整流部と、
前記第2部分内に設けられ、流下する空気の整流を行う第2整流部と、
前記第2部分内で、かつ、前記第2整流部の下流側に設けられ、風速を測定する風速測定部と、を備えることを特徴とする。
空気を吸引する吸気ポートと、空気を排出する排気ポートと、を有する吸引源と、
前記排気ポートに接続された第1部分と、前記第1部分よりも下流側に設けられ、前記第1部分よりも内径が大きい第2部分と、を有する排気管と、
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前記第2部分内に設けられ、流下する空気の整流を行う第2整流部と、
前記第2部分内で、かつ、前記第2整流部の下流側に設けられ、風速を測定する風速測定部と、を備えることを特徴とする。
本発明のシート製造装置は、本発明の吸引装置と、
前記吸引装置によって異物が除去された前記解繊物を堆積させる堆積部と、
前記堆積部で生成された堆積物をシート状に成形するシート成形部と、を備えることを特徴とする。
前記吸引装置によって異物が除去された前記解繊物を堆積させる堆積部と、
前記堆積部で生成された堆積物をシート状に成形するシート成形部と、を備えることを特徴とする。
以下、本発明の吸引装置およびシート製造装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の吸引装置を備えるシート製造装置を示す概略側面図である。図2は、図1に示す分離部の斜視図である。図3は、図1に示す分離部の平面図である。図4は、図1に示す吸引装置が備える吸引源の斜視図である。図5は、図4中A-A線断面図である。図6は、図1に示す吸引装置が備える第1整流部の横断面図である。
図1は、本発明の吸引装置を備えるシート製造装置を示す概略側面図である。図2は、図1に示す分離部の斜視図である。図3は、図1に示す分離部の平面図である。図4は、図1に示す吸引装置が備える吸引源の斜視図である。図5は、図4中A-A線断面図である。図6は、図1に示す吸引装置が備える第1整流部の横断面図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図1に示すように、互いに直交する3軸をx軸、y軸およびz軸とする。また、x軸とy軸を含むxy平面が水平となっており、z軸が鉛直となっている。また、各軸の矢印が向いた方向を「+」、その反対方向を「-」と言う。また、図1、図2および図4の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言うことがある。
図1に示すように、シート製造装置100は、分離装置1と、混合部17と、ほぐし部18と、ウェブ形成部19と、シート成形部20と、切断部21と、ストック部22と、回収部27とを備えている。また、分離装置1は、原料供給部11と、粗砕部12と、解繊部13と、本発明の吸引装置8を有する分離部10と、制御部28と、を備える。また、シート製造装置100の各部は、制御部28と電気的に接続されており、制御部28によってその作動が制御される。なお、本実施形態では、分離装置1が備える制御部28がシート製造装置100の各部の制御を行う構成であるが、これに限定されず、シート製造装置100のうち、分離装置1以外の部位の制御を行う制御部を別途有していてもよい。
また、シート製造装置100は、加湿部231と、加湿部234と、加湿部236とを備えている。その他、シート製造装置100は、ブロアー261と、ブロアー81と、ブロアー263と、ブロアー264と、を備えている。また、ブロアー261、ブロアー81、ブロアー263およびブロアー264は、通電条件を変更することにより、風量を変更可能となっている。
また、シート製造装置100では、原料供給工程と、粗砕工程と、解繊工程と、分離工程と、混合工程と、ほぐし工程と、ウェブ形成工程と、シート形成工程と、切断工程とがこの順に実行される。
以下、各部の構成について説明する。
原料供給部11は、粗砕部12に原料M1を供給する原料供給工程を行なう部分である。この原料M1としては、繊維含有物からなるシート状材料である。また、原料M1は、織布、不織布等、形態は問わない。また、原料M1は、例えば、古紙を解繊して再生、製造されたリサイクルペーパーや、合成紙のユポ紙(登録商標)であってもよいし、リサイクルペーパーでなくてもよい。本実施形態では、原料M1は、使用済みまたは不要となった古紙である。
原料供給部11は、粗砕部12に原料M1を供給する原料供給工程を行なう部分である。この原料M1としては、繊維含有物からなるシート状材料である。また、原料M1は、織布、不織布等、形態は問わない。また、原料M1は、例えば、古紙を解繊して再生、製造されたリサイクルペーパーや、合成紙のユポ紙(登録商標)であってもよいし、リサイクルペーパーでなくてもよい。本実施形態では、原料M1は、使用済みまたは不要となった古紙である。
粗砕部12は、原料供給部11から供給された原料M1を大気中等の気中で粗砕する粗砕工程を行なう部分である。粗砕部12は、一対の粗砕刃121と、シュート122と、定量供給部123と、を有している。
一対の粗砕刃121は、互いに反対方向に回転することにより、これらの間で原料M1を粗砕して、すなわち、裁断して粗砕片M2にすることができる。粗砕片M2の形状や大きさは、解繊部13における解繊処理に適しているのが好ましく、例えば、1辺の長さが100mm以下の小片であるのが好ましく、10mm以上70mm以下の小片であるのがより好ましい。
シュート122は、一対の粗砕刃121の下方に配置され、例えば漏斗状をなすものとなっている。これにより、シュート122は、粗砕刃121によって粗砕されて落下してきた粗砕片M2を受けることができる。
また、シュート122の上方には、加湿部231が一対の粗砕刃121に隣り合って配置されている。加湿部231は、シュート122内の粗砕片M2を加湿するものである。この加湿部231は、水分を含む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粗砕片M2に供給する気化式または温風気化式の加湿器で構成されている。加湿空気が粗砕片M2に供給されることにより、粗砕片M2が静電気によってシュート122等に付着するのを抑制することができる。
シュート122は、管241を介して、解繊部13に接続されている。シュート122に集められた粗砕片M2は、管241を通過して、定量供給部123に搬送される。
定量供給部123は、図示はしないが、粗砕片M2を一時的に貯留する貯留部と、貯留部から排出された粗砕片M2を計量する計量部と、計量部内の粗砕片M2が設定された重量に達したら粗砕片M2を排出する排出部と、を有する。このように、定量供給部123によれば、設定された重量を間欠的に排出し、定量的に解繊部13に送り出すことができる。
解繊部13は、粗砕片M2を気中で、すなわち、乾式で解繊する解繊工程を行なう部分である。この解繊部13での解繊処理により、粗砕片M2から解繊物M3を生成することができる。ここで「解繊する」とは、複数の繊維が結着されてなる粗砕片M2を、繊維1本1本に解きほぐすことをいう。そして、この解きほぐされたものが解繊物M3となる。解繊物M3の形状は、線状や帯状である。また、解繊物M3同士は、絡み合って塊状となった状態、すなわち、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13は、例えば本実施形態では、高速回転するローターと、ローターの外周に位置するライナーとを有するインペラーミルで構成されている。解繊部13に流入してきた粗砕片M2は、ローターとライナーとの間に挟まれて解繊される。
また、解繊部13は、ローターの回転により、粗砕部12から分離装置1に向かう空気の流れ、すなわち、気流を発生させることができる。これにより、粗砕片M2を管241から解繊部13に吸引することができる。また、解繊処理後、解繊物M3を、管242を介して分離装置1に送り出すことができる。
管242の途中には、ブロアー261が設置されている。ブロアー261は、分離装置1に向かう気流を発生させる気流発生装置である。これにより、分離装置1への解繊物M3の送り出しが促進される。
分離装置1は、解繊物M3を、繊維の長さの大小によって選別するとともに、解繊物M3中の異物を除去する分離工程を行う装置である。この分離装置1の構成については、後に詳述する。解繊物M3は、分離装置1を経ることにより、色材等の異物が除去され、かつ、所定の長さ以上に長い繊維、すなわち、シート製造に適した長さの繊維を含む解繊物M4となる。そして、この解繊物M4は、下流側の混合部17に送り出される。
分離装置1の下流側には、混合部17が配置されている。混合部17は、解繊物M4と結合剤P1とを混合する混合工程を行なう部分である。この混合部17は、結合剤供給部171と、管172と、ブロアー173とを有している。
管172は、分離装置1の第2吸引部7と、ほぐし部18のハウジング部182とを接続しており、解繊物M4と結合剤P1との混合物M7が通過する流路である。
管172の途中には、結合剤供給部171が接続されている。結合剤供給部171は、スクリューフィーダー174を有している。このスクリューフィーダー174が回転駆動することにより、結合剤P1を粉体または粒子として管172に供給することができる。管172に供給された結合剤P1は、解繊物M4と混合されて混合物M7となる。
なお、結合剤P1は、後の工程で繊維同士を結着させるものであり、例えば、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)等の天然物由来成分や、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド等が挙げられ、これらから選択される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が、天然物由来成分であるのが好ましく、澱粉であるのがより好ましい。また、熱可塑性樹脂を用いることも可能である。熱可塑性樹脂としては、例えば、AS樹脂、ABS樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン6、ナイロン46、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン6-12、ナイロン6-66等のポリアミド(ナイロン)、ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、ポリエーテル、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等が挙げられ、これらから選択される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が、熱可塑性樹脂としては、ポリエステルまたはこれを含むものを用いることが好ましい。
なお、結合剤供給部171から供給されるものとしては、結合剤P1の他に、例えば、繊維を着色するための着色剤、繊維の凝集や結合剤P1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、シートSの紙力を増強するための紙力増強剤等が含まれていてもよい。または、予めそれらを結合剤P1に含ませて複合化したものを結合剤供給部171から供給してもよい。
また、管172の途中には、結合剤供給部171よりも下流側にブロアー173が設置されている。ブロアー173が有する羽根等の回転部の作用により、解繊物M4と結合剤P1とが混合される。また、ブロアー173は、ほぐし部18に向かう気流を発生させることができる。この気流により、管172内で、解繊物M4と結合剤P1とを撹拌することができる。これにより、混合物M7は、解繊物M4と結合剤P1とが均一に分散した状態で、ほぐし部18に流入することができる。また、混合物M7中の解繊物M4は、管172内を通過する過程でほぐされて、より細かい繊維状となる。
ほぐし部18は、混合物M7における、互いに絡み合った繊維同士をほぐすほぐし工程を行なう部分である。ほぐし部18は、ドラム部181と、ドラム部181を収納するハウジング部182とを有する。
ドラム部181は、円筒状をなす網体で構成され、その中心軸回りに回転する篩である。このドラム部181には、混合物M7が流入してくる。そして、ドラム部181が回転することにより、混合物M7のうち、網の目開きよりも小さい繊維等が、ドラム部181を通過することができる。その際、混合物M7がほぐされることとなる。
ハウジング部182は、加湿部234と接続されている。加湿部234は、加湿部231と同様の気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング部182内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、ハウジング部182内を加湿することができ、よって、混合物M7がハウジング部182の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。
また、ドラム部181でほぐされた混合物M7は、気中に分散しつつ落下して、ドラム部181の下方に位置するウェブ形成部19に向かう。ウェブ形成部19は、混合物M7からウェブM8を形成するウェブ形成工程を行なう部分である。ウェブ形成部19は、メッシュベルト191と、張架ローラー192と、吸引部193とを有している。
メッシュベルト191は、無端ベルトであり、混合物M7が堆積する。このメッシュベルト191は、4つの張架ローラー192に掛け回されている。そして、張架ローラー192の回転駆動により、メッシュベルト191上の混合物M7は、下流側に搬送される。
また、メッシュベルト191上のほとんどの混合物M7は、メッシュベルト191の目開き以上の大きさである。これにより、混合物M7は、メッシュベルト191を通過してしまうのが規制され、よって、メッシュベルト191上に堆積することができる。また、混合物M7は、メッシュベルト191上に堆積しつつ、メッシュベルト191ごと下流側に搬送されるため、層状のウェブM8として形成される。
吸引部193は、メッシュベルト191の下方から空気を吸引するサクション機構である。これにより、メッシュベルト191上に混合物M7を吸引することができ、よって、混合物M7のメッシュベルト191上への堆積が促進される。
吸引部193には、管246が接続されている。また、この管246の途中には、ブロアー264が設置されている。このブロアー264の作動により、吸引部193で吸引力を生じさせることができる。
ほぐし部18の下流側には、加湿部236が配置されている。加湿部236は、超音波式加湿器で構成されている。これにより、ウェブM8に水分を供給することができ、よって、ウェブM8の水分量が調整される。この調整により、静電力によるウェブM8のメッシュベルト191への吸着を抑制することができる。これにより、ウェブM8は、メッシュベルト191が張架ローラー192で折り返される位置で、メッシュベルト191から容易に剥離される。
なお、加湿部231~加湿部236までに加えられる合計水分量は、例えば、加湿前の材料100質量部に対して0.5質量部以上20質量部以下であるのが好ましい。
ウェブ形成部19の下流側には、シート成形部20が配置されている。シート成形部20は、ウェブM8からシートSを形成するシート形成工程を行なう部分である。このシート成形部20は、加圧部201と、加熱部202とを有している。
加圧部201は、一対のカレンダーローラー203を有し、カレンダーローラー203の間でウェブM8を加熱せずに加圧することができる。これにより、ウェブM8の密度が高められる。なお、このときの加熱の程度としては、例えば、結合剤P1を溶融させない程度であるのが好ましい。そして、このウェブM8は、加熱部202に向けて搬送される。なお、一対のカレンダーローラー203のうちの一方は、図示しないモーターの作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。
加熱部202は、熱可塑性樹脂を結合剤P1として用いる場合に使用する。加熱部202は、一対の加熱ローラー204を有し、加熱ローラー204の間でウェブM8を加熱しつつ、加圧することができる。この加熱加圧により、ウェブM8内では、結合剤P1が溶融して、この溶融した結合剤P1を介して繊維同士が結着する。これにより、シートSが形成される。そして、このシートSは、切断部21に向けて搬送される。なお、一対の加熱ローラー204の一方は、図示しないモーターの作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。
シート成形部20の下流側には、切断部21が配置されている。切断部21は、シートSを切断する切断工程を行なう部分である。この切断部21は、第1カッター211と、第2カッター212とを有する。
第1カッター211は、シートSの搬送方向と交差する方向、特に直交する方向にシートSを切断するものである。
第2カッター212は、第1カッター211の下流側で、シートSの搬送方向に平行な方向にシートSを切断するものである。この切断は、シートSの両側端部、すなわち+y軸方向および-y軸方向の端部の不要な部分を除去して、シートSの幅を整えるものであり、切断除去された部分は、いわゆる「みみ」と呼ばれる。
このような第1カッター211と第2カッター212との切断により、所望の形状、大きさのシートSが得られる。そして、このシートSは、さらに下流側に搬送されて、ストック部22に蓄積される。
次に、分離装置1について説明する。
図1~図3に示すように、分離装置1は、前述した原料供給部11と、粗砕部12と、解繊部13と、分離部10と、制御部28と、を備える。分離部10は、メッシュ31を有する回転部材3と、メッシュ31上に解繊物M3を空気とともに噴出して供給する第1噴出部4と、メッシュ31上の解繊物M3の一部を吸引する第1吸引部5と、吸引されて生成された解繊物M4に空気を噴出する第2噴出部6と、解繊物M4を吸引して回収する第2吸引部7と、図示しないモーターと、を有する。また、回転部材3と第2噴出部6と第2吸引部7とが、第1面311上に残余した材料である解繊物M4を回収する回収部を構成する。
図1~図3に示すように、分離装置1は、前述した原料供給部11と、粗砕部12と、解繊部13と、分離部10と、制御部28と、を備える。分離部10は、メッシュ31を有する回転部材3と、メッシュ31上に解繊物M3を空気とともに噴出して供給する第1噴出部4と、メッシュ31上の解繊物M3の一部を吸引する第1吸引部5と、吸引されて生成された解繊物M4に空気を噴出する第2噴出部6と、解繊物M4を吸引して回収する第2吸引部7と、図示しないモーターと、を有する。また、回転部材3と第2噴出部6と第2吸引部7とが、第1面311上に残余した材料である解繊物M4を回収する回収部を構成する。
図2に示すように、回転部材3は、平面視で円形をなすメッシュ31と、メッシュ31を支持する支持部材32とを有する。
メッシュ31は、表裏関係にある第1面311および第2面312を有する。本実施形態では、第1面311が鉛直上方を向いた上面であり、第2面312が鉛直下方を向いた下面である。
メッシュ31は、例えば、線状体が網状に編み込まれたものや、円板状の部材に複数の貫通孔が設けられたものとすることができる。このメッシュ31の第1面311上に供給された解繊物M3の繊維のうち、メッシュ31の目開きよりも長い繊維は、メッシュ31上に残存、すなわち、堆積し、メッシュ31の目開きよりも短い繊維や、例えば色材等の微小な異物は、メッシュ31を通過する。そして、メッシュ31の目開きを所望の大きさに設定することにより、例えばシート製造に適した長さを有する繊維を選択的に残存させることができる。
支持部材32は、メッシュ31を支持してメッシュ31の平板状を維持する機能を有する。本実施形態では、支持部材32は、メッシュ31の第1面311側からメッシュ31を支持する。メッシュ31と支持部材32とは、少なくとも一部が固定されており、支持部材32がモーターの作動によって回転することによりメッシュ31もともに回転する。
図3に示すように、支持部材32は、メッシュ31の縁部を支持するリング状の枠状体321と、メッシュ31の中央部を支持する中央支持部322と、枠状体321および中央支持部322を連結する複数の棒状の連結部323と、を有する。
連結部323は、本実施形態では、横断面形状が四角形の角柱状をなすストレートな棒状をなしている。換言すれば、連結部323は、メッシュ31の中心部から外周部に亘って延在する長尺状の部材である。また、各連結部323は、本実施形態では、放射状に、すなわち、メッシュ31の周方向に沿って4本、等間隔で設けられている。連結部323の形状は、上記構成に限定されず、例えば、丸棒状等、いかなる形状をなしていてもよい。
このような回転部材3は、駆動部であるモーターに接続されており、モーターの作動によって、中心軸O回りに回転することができる。また、モーターは、通電条件によって回転速度が可変に構成されており、制御部28によってその作動が制御される。本実施形態では、回転部材3は、図3中矢印方向、すなわち、第1面311側から見て時計回りに回転する。
第1噴出部4は、メッシュ31の第1面311側に設置されている。本実施形態では、図1に示すように、第1噴出部4は、-y軸側から+y軸方向に向って見たとき、メッシュ31の中心軸Oよりも右側に設置されている。第1噴出部4は、管242の下流端に接続され、メッシュ31の第1面311に臨む位置に第1噴出口41を有する。第1噴出部4は、ブロアー261が発生させた気流によって、上方からメッシュ31に向って、すなわち、第1面311側から第2面312に向って第1噴出口41から空気とともに解繊物M3を噴出する。これにより、メッシュ31の第1面311上に解繊物M3を供給、堆積させることができる。
また、第1噴出口41は、メッシュ31の第1面311から離間して設置されている。これにより、メッシュ31の第1面311上に堆積させた解繊物M4が、メッシュ31の回転に伴って移動することができる。
また、第1噴出口41は、その開口面がメッシュ31の周方向に沿って延在する形状をなしている。すなわち、図3に示すように、第1噴出口41は、その開口面の平面視で、メッシュ31の中心側に位置する円弧411と、円弧411よりも外周側の円弧412と、これらの円弧の端部同士を接続する線分413および線分414とを有する形状をなしている。円弧411および円弧412は、メッシュ31の周方向に沿っており、円弧412の方が円弧411よりも長い。また、線分413および線分414は、メッシュ31の回転方向前方からこの順で並んでおり、メッシュ31の径方向に沿って設けられている。
このような形状の第1噴出口41から解繊物M3をメッシュ31の第1面311上に供給することにより、メッシュ31の回転方向に沿って解繊物M3を供給、堆積させることができる。
第1吸引部5は、メッシュ31の第2面312側でかつメッシュ31を介して第1噴出部4の反対側に設けられている。第1吸引部5は、第1吸引口51を有し、メッシュ31の中心軸O方向から見たとき、第1吸引口51が第1噴出口41と重なる位置に設置されている。また、第1吸引部5は、管245を介してブロアー81と接続されており、ブロアー81の作動により、第1吸引口51から空気を吸引することができる。また、管245のブロアー81よりも上流側には、例えばフィルターで構成された回収部27が設けられている。これにより、第1吸引部5が吸引した繊維や異物を捕捉し回収することができる。
また、第1吸引口51は、その開口面がメッシュ31の周方向に沿って延在する形状をなしている。すなわち、第1吸引口51は、その開口面の平面視で、メッシュ31の中心側に位置する円弧511と、円弧511よりも外周側の円弧512と、これらの円弧の端部同士を接続する線分513および線分514とを有する形状をなしている。円弧511および円弧512は、メッシュ31の周方向に沿っており、円弧512の方が円弧511よりも長い。また、線分513および線分514は、メッシュ31の回転方向前方からこの順で並んでおり、メッシュ31の径方向に沿って設けられている。
また、換言すれば、吸引口である第1吸引口51は、メッシュ31の中心部から外周側に向かって開口幅が増大している部分を有する形状である。メッシュ31上の解繊物M3または解繊物M4は、メッシュ31の外周側にいくに従って、メッシュ31の周方向の移動速度が速くなるが、上記構成を有することにより、外周側においても解繊物M3または解繊物M4の吸引を十分に行うことができる。なお、この場合の開口幅とは、円弧511または円弧512に沿った方向の長さのことを言う。
このような形状の第1吸引口51から解繊物M3吸引することにより、メッシュ31の回転方向に沿って堆積した解繊物M3を、メッシュ31を介して吸引することができる。よって、メッシュ31上に堆積した解繊物M3の堆積物の形状に合わせて吸引を行うことができ、解繊物M3中の異物の除去および短繊維の除去を万遍なく行うことができる。
第2噴出部6は、メッシュ31の第2面312側でかつ第1吸引部5とは異なる位置、すなわち、第1吸引部5よりもメッシュ31の回転方向前方に設置されている。本実施形態では、図1に示すように、第2噴出部6は、-y軸側から+y軸側に向かって見たとき、メッシュ31の中心軸Oよりも左側に設置されている。第2噴出部6は、メッシュ31の第2面312に臨む位置に第2噴出口61を有する。また、第2噴出部6は、管243を介してブロアー263に接続されており、ブロアー263の作動により気流が発生し、第2噴出口61から空気を噴出することができる。また、第2噴出口61は、メッシュ31の第2面312側からメッシュ31を介して第1面311上の解繊物M4に向って空気を噴出する。これにより、メッシュ31上の解繊物M4をメッシュ31の第1面311から剥離することができる。これにより、後述する第2吸引部7による吸引で解繊物M4の回収を効果的に行うことができる。
また、第2噴出口61は、その開口面がメッシュ31の周方向に沿って湾曲する形状をなしている。すなわち、第2噴出口61は、その開口面の平面視で、メッシュ31の中心側に位置する円弧611と、円弧611よりも外周側の円弧612と、これらの円弧の端部同士を接続する線分613および線分614とを有する形状をなしている。円弧611および円弧612は、メッシュ31の周方向に沿っており、円弧612の方が円弧611よりも長い。また、線分613および線分614は、メッシュ31の回転方向前方からこの順で並んでおり、メッシュ31の径方向に沿って設けられている。
このような形状の第2噴出口61からメッシュ31上の解繊物M4に向って空気を噴出することにより、メッシュ31の回転方向に沿って解繊物M4をメッシュ31から剥離、離脱させることができる。
第2吸引部7は、メッシュ31の第1面311側でかつ第1噴出部4とは異なる位置、すなわち、第1噴出部4よりもメッシュ31の回転方向前方に設置されている。また、第2吸引部7は、メッシュ31の第1面311に臨む位置に第2吸引口71を有し、メッシュ31の中心軸O方向から見たとき、第2吸引口71が第2噴出口61と重なる位置に設置されている。また、第2吸引部7は、混合部17の管172の上流側の端部に接続されている。また、管172の途中に設けられたブロアー173の作動により気流が発生し、第2吸引口71から吸引を行うことができる。これにより、第2噴出部6によってメッシュ31から剥離された解繊物M4を吸引、回収して、下流側、すなわち、混合部17に解繊物M4を送り出すことができる。
また、第2吸引口71は、メッシュ31の第1面311から離間して設置されている。これにより、第2吸引部7の吸引力がメッシュ31の回転を阻害するのを防止することができ、メッシュ31の円滑な回転に寄与する。
また、第2吸引口71は、その開口面がメッシュ31の周方向に沿って湾曲する形状をなしている。すなわち、第2吸引口71は、その開口面の平面視で、メッシュ31の中心側に位置する円弧711と、円弧711よりも外周側の円弧712と、これらの円弧の端部同士を接続する線分713および線分714とを有する形状をなしている。円弧711および円弧712は、メッシュ31の周方向に沿っており、円弧712の方が円弧711よりも長い。また、線分713および線分714は、メッシュ31の回転方向前方からこの順で並んでおり、メッシュ31の径方向に沿って設けられている。
このような形状の第2吸引口71からメッシュ31上の解繊物M4を吸引することにより、メッシュ31の回転方向に沿って解繊物M4を回収することができる。
このように第2吸引部7は、メッシュ31の第1面311上に堆積した材料である解繊物M4を吸引して回収する回収用吸引部として機能する。吸引により回収することにより、解繊物M4とは非接触で回収を行うことができ、解繊物M4へのダメージを軽減することができる。
このような分離装置1によって解繊物M3は、所望の長さ以上の繊維を含みかつ異物が除去された解繊物M4となり、下流側に搬送されて品質の高いシートSとなる。
図1に示す制御部28は、CPU(Central Processing Unit)と、記憶部とを有している。CPUは、例えば、各種の判断や各種の命令等を行なうことができる。
記憶部は、例えば、異物の分離に関するプログラムや、シートSを製造するプログラム等の各種プログラムが記憶されている。
また、この制御部28は、シート製造装置100に内蔵されていてもよいし、外部のコンピューター等の外部機器に設けられていてもよい。この場合、外部機器とシート製造装置100との通信は、無線通信であってもよく有線通信であってもよい。
また、CPUと記憶部とは、例えば、一体化されて、1つのユニットとして構成されていてもよいし、CPUがシート製造装置100に内蔵され、記憶部が外部のコンピューター等の外部機器に設けられていてもよいし、記憶部がシート製造装置に内蔵され、CPUが外部のコンピューター等の外部機器に設けられていてもよい。
次に、吸引装置8について説明する。
図1に示す吸引装置8は、解繊物M3から吸引により異物を除去する際に用いられる装置で合って、吸引源であるブロアー81と、排気管82と、第1整流部83Aと、第2整流部83Bと、第3整流部83Cと、風速測定部84と、を備える。
図1に示す吸引装置8は、解繊物M3から吸引により異物を除去する際に用いられる装置で合って、吸引源であるブロアー81と、排気管82と、第1整流部83Aと、第2整流部83Bと、第3整流部83Cと、風速測定部84と、を備える。
図4に示すように、ブロアー81は、吸気ポート811および排気ポート812を有する円筒状の筐体80と、筐体80内で回転する回転羽根813と、を有する。
回転羽根813は、複数の羽根が中心軸回りに放射状に配置された回転体である。回転羽根813は、図示しない回転駆動源に接続されている。また、回転駆動源は、制御部28と電気的に接続されており、その作動が制御される。制御部28は、後述する風速測定部84の測定結果に基づいて、回転駆動源の作動を制御する。具体的には、所望の吸引力を生じさせるよう、回転駆動源への通電条件を決定する。
また、図4および図5に示すように、筐体80は、吸気ポート811および排気ポート812を有する。吸気ポート811は、管245に接続されており、排気ポート812は、排気管82に接続されている。
吸気ポート811は、筐体80の胴部から円筒状に突出した部位である。吸気ポート811は、筐体80の一端部側、すなわち、図4中手前側から、外周部の接線方向に突出している。吸気ポート811は、筐体80の胴部から円筒状に突出した部位である。吸気ポート811は、筐体80の他端部側、すなわち、図4中奥側から、外周部の接線方向に突出している。
回転羽根813が回転することにより、吸引力が発生し、吸気ポート811を介して空気が筐体80内に吸引される。そして、吸引された空気は、排気ポート812から排出される。
風速測定部84は、風速を測定する測定素子841を有する。測定素子841は、排気管82内で、かつ、後述する第1整流部83Aおよび第2整流部83Bよりも下流側、すなわち、図5中右側に設けられている。測定素子841は、図示しない支持部材によって支持されている。測定素子841は、制御部28と電気的に接続されており、その測定結果に関する情報は、制御部28に送信される。
次に、排気管82について説明する。
図5に示すように、排気管82は、互いに内径の異なる第1部分82A、第2部分82Bおよび第3部分82Cを有する。
図5に示すように、排気管82は、互いに内径の異なる第1部分82A、第2部分82Bおよび第3部分82Cを有する。
第1部分82Aは、排気ポート812に接続されている。第1部分82Aは、その長手方向の全長にわたって、内径が一定である。第1部分82A内には、後述する第1整流部83Aが設けられている。
第2部分82Bは、第1部分82Aよりも下流側に設けられている。第2部分82Bは、その長手方向の全長にわたって、内径が一定である。第2部分82Bの内径φd2は、第1部分82Aの内径φd1よりも大きい。第2部分82B内には、第2整流部83B、第3整流部83Cおよび測定素子841が配置されている。
第3部分82Cは、第1部分82Aと第2部分82Bとの間に位置している。第3部分82Cの図5中左側の端部は、第1部分82Aと内径が同じ大きさであり、第3部分82Cの図5中右側の端部は、第2部分82Bと内径が同じ大きさである。
また、第3部分82Cは、下流側に向かって内径が漸増している。第3部分82Cの内径の増加率は、一定であってもよく、下流側に向かって増大していてもよい。
このような排気管82によれば、排気ポート812から排出された空気の風速を、第3部分82Cで徐々に遅くし、第2部分82Bで安定させることができる。これにより、風速測定部84による風速の測定を安定的に行うことができる。
次に、第1整流部83A、第2整流部83Bおよび第3整流部83Cについて説明するが、これらは、配置位置および全体形状が異なること以外、ほぼ同様の構成であるため、以下では、第1整流部83Aについて代表的に説明する。
第1整流部83Aは、第1部分82A内に設けられ、第1部分82Aの内部空間を複数の流路に分割することによって、空気の整流を行うものである。図6に示すように、第1整流部83Aは、いわゆるハニカム構造をなしており、内部の流路を、縦断面において多数の正六角形の流路に仕切る構造をなしている。なお、正六角形に限定されず、例えば、三角形、四角形、五角形、またはそれ以上の多角形であってもよく、円形、楕円形等であってもよい。
第2整流部83Bは、第2部分82B内で、かつ、第3部分82Cの近傍に設けられている。第3整流部83Cは、第2部分82B内で、かつ、第2整流部83Bよりも下流側に離間して設けられている。
第1整流部83A、第2整流部83Bおよび第3整流部83Cを空気が流下する際、多数の流路に分割され、各整流部83A~83Cを流下し終わると、整流される。また、本実施形態では、測定素子841は、第2部分82B内で、かつ、第2整流部83Bの下流側に設けられている。
このように、吸引装置8は、解繊物M3から吸引により異物を除去する際に用いられる装置である。また、吸引装置8は、空気を吸引する吸気ポート811と、空気を排出する排気ポート812と、を有する吸引源であるブロアー81と、排気ポート812に接続された第1部分82Aと、第1部分82Aよりも下流側に設けられ、第1部分82Aよりも内径が大きい第2部分82Bと、を有する排気管82と、第1部分82A内に設けられ、流下する空気の整流を行う第1整流部83Aと、第2部分82B内に設けられ、流下する空気の整流を行う第2整流部83Bと、第2部分82B内で、かつ、第2整流部83Bの下流側に設けられ、風速を測定する風速測定部84と、を備える。これにより、第1整流部83Aおよび第2整流部83Bにて整流を行った後に、風速測定部84で風速を測定するため、風速の測定を、正確かつ安定的に行うことができる。また、第1部分82Aよりも内径が大きく、風速が安定しやすい第2部分82Bに風速測定部84を配置することとの相乗効果によって、風速の測定を、さらに正確かつ安定的に行うことができる。よって、例えば、測定した風速に基づいて吸引源であるブロアー81の作動を制御することにより、所望の吸引力によって吸引を行うことができ、適正な吸引力で異物の除去を行うことができる。
また、シート製造装置100は、吸引装置8と、吸引装置8によって異物が除去された解繊物M3を堆積させる堆積部であるウェブ形成部19と、ウェブ形成部19で生成された堆積物であるウェブM8をシート状に成形するシート成形部20と、を備える。これにより、第1整流部83Aおよび第2整流部83Bにて整流を行った後に、風速測定部84で風速を測定するため、風速の測定を、正確かつ安定的に行うことができる。また、第1部分82Aよりも内径が大きく、風速が安定しやすい第2部分82Bに風速測定部84を配置することとの相乗効果によって、風速の測定を、さらに正確かつ安定的に行うことができる。よって、例えば、測定した風速に基づいて吸引源であるブロアー81の作動を制御することにより、所望の吸引力によって吸引を行うことができ、適正な吸引力で異物の除去を行うことができる。その結果、製造するシートSの品質を高めることができる。
また、吸引装置8は、第2部分82B内で、かつ、風速測定部84の下流側に設けられ、内部空間を複数の流路に分割し、流下する空気の整流を行う第3整流部83Cを備える。これにより、風速測定部84の下流側の気流も安定させることができ、風速の測定を、さらに正確かつ安定的に行うことができる。
また、第1整流部83Aは、第2整流部83Bよりも排気管82の長手方向における長さが長い。これにより、第1整流部83Aにて、流下する空気の整流を重点的に行うことができる。
また、第1整流部83Aの排気管82の長手方向における長さをL1とし、第2整流部83Bの排気管82の長手方向における長さをL2としたとき、L1/L2は、1.1以上10以下であるのが好ましく、2以上5以下であるのがより好ましい。これにより、装置の大型化を防止しつつ、第1整流部83Aにて、流下する空気の整流を重点的に行うことができる。
また、第3整流部83Cの排気管82の長手方向における長さをL3としたとき、L1/L3は、1.1以上10以下であるのが好ましく、2以上5以下であるのがより好ましい。これにより、装置の大型化を防止しつつ、第1整流部83Aにて、流下する空気の整流を重点的に行うことができる。
また、L1>L3>L2なる関係を満足することが好ましい。これにより、上記効果をより顕著に発揮することができる。
また、L1/φd1は、1以上6以下であることが好ましく、2以上5以下であることがより好ましい。
また、L2/φd2は、0.1以上2以下であることが好ましく、0.4以上1以下であることがより好ましい。
また、L3/φd2は、0.5以上3以下であることが好ましく、0.8以上2以下であることがより好ましい。
L1~L3を上記のように設定することにより、上記効果をより顕著に発揮することができる。
また、第1部分82Aの横断面積をS1とし、第2部分82Bの横断面積をS2としたとき、S1/S2は、0.1以上0.7以下であるのが好ましく、0.2以上0.6以下であるのがより好ましい。これにより、第2部分82Bの内径を過不足なく確保することができる。よって、第2部分82Bにて気流を安定させるという効果をより確実に得ることができる。
また、排気管82は、第1部分82Aと第2部分82Bとの間に設けられ、第1部分82Aから第2部分82Bに向かって横断面積が増加する第3部分82Cを有する。これにより、第1部分82Aから第2部分82Bに空気が流下する際、気流を安定させることができる。
また、第1部分82Aの排気管82の長手方向における長さをLAとし、第2部分82Bの排気管82の長手方向における長さ(第3部分82Cとの境界から第3整流部83Cの下流側の端部までの長さ)をLBとし、第3部分82Cの排気管82の長手方向における長さをLCとしたとき、LB>LA>LCなる関係を満足することが好ましい。これにより、上記効果をより顕著に発揮することができる。
また、LA/LBは、0.1以上0.8以下であることが好ましく、0.2以上0.7以下であることがより好ましい。
また、LA/LCは、1以上3以下であることが好ましく、1.1以上2.0以下であることがより好ましい。
LA~LCを上記のように設定することにより、上記効果をより顕著に発揮することができる。
また、第1部分82Aの内径をφd1とし、第3部分82Cの管軸に沿った長さをLCとしたとき、LC/φd1は、2以上10以下であるのが好ましく、3以上8以下であるのがより好ましい。これにより、第3部分82Cの内径の変化率を適切に設定することができる。よって、第3部分82Cにて気流をより効果的に安定させることができる。
また、第2部分82Bの内径をφd2とし、風速測定部84と第2整流部83Bとの離間距離をDとしたとき、φd2/Dは、0.1以上0.8以下であるのが好ましく、0.2以上0.7以下であるのがより好ましい。これにより、十分に気流が安定した位置で風速を測定することができる。
また、本発明の吸引装置およびシート製造装置は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成や特徴を組み合わせたものであってもよい。
また、前記各実施形態では、シート製造装置は、原料供給部および粗砕部を有する構成であったが、本発明ではこれに限定されず、原料供給部および粗砕部に代えて、粗砕片を供給するカートリッジで構成されていてもよい。
なお、前記実施形態では、回転部材は、平面視で円形をなし、中心軸回りに回転する構成であったが、本発明ではこれに限定されず、例えば、メッシュが無端ベルトで構成され、複数のローラーに掛け回されて循環回転する構成であってもよい。
1…分離装置、3…回転部材、4…第1噴出部、5…第1吸引部、6…第2噴出部、7…第2吸引部、8…吸引装置、10…分離部、11…原料供給部、12…粗砕部、13…解繊部、17…混合部、18…ほぐし部、19…ウェブ形成部、20…シート成形部、21…切断部、22…ストック部、27…回収部、28…制御部、31…メッシュ、32…支持部材、41…第1噴出口、51…第1吸引口、61…第2噴出口、71…第2吸引口、80…筐体、81…ブロアー、82…排気管、82A…第1部分、82B…第2部分、82C…第3部分、83A…第1整流部、83B…第2整流部、83C…第3整流部、84…風速測定部、100…シート製造装置、121…粗砕刃、122…シュート、123…定量供給部、171…結合剤供給部、172…管、173…ブロアー、174…スクリューフィーダー、181…ドラム部、182…ハウジング部、191…メッシュベルト、192…張架ローラー、193…吸引部、201…加圧部、202…加熱部、203…カレンダーローラー、204…加熱ローラー、211…第1カッター、212…第2カッター、231…加湿部、234…加湿部、236…加湿部、241…管、242…管、243…管、245…管、246…管、261…ブロアー、263…ブロアー、264…ブロアー、311…第1面、312…第2面、321…枠状体、322…中央支持部、323…連結部、411…円弧、412…円弧、413…線分、414…線分、511…円弧、512…円弧、513…線分、514…線分、711…円弧、712…円弧、713…線分、714…線分、811…吸気ポート、812…排気ポート、813…回転羽根、841…測定素子、D…離間距離、M1…原料、M2…粗砕片、M3…解繊物、M4…解繊物、M7…混合物、M8…ウェブ、L1…長さ、L2…長さ、L3…長さ、LA…長さ、LB…長さ、LC…長さ、O…中心軸、P1…結合剤、S…シート、φd1…内径、φd2…内径
Claims (8)
- 解繊物から吸引により異物を除去する際に用いられる吸引装置であって、
空気を吸引する吸気ポートと、空気を排出する排気ポートと、を有する吸引源と、
前記排気ポートに接続された第1部分と、前記第1部分よりも下流側に設けられ、前記第1部分よりも内径が大きい第2部分と、を有する排気管と、
前記第1部分内に設けられ、流下する空気の整流を行う第1整流部と、
前記第2部分内に設けられ、流下する空気の整流を行う第2整流部と、
前記第2部分内で、かつ、前記第2整流部の下流側に設けられ、風速を測定する風速測定部と、を備えることを特徴とする吸引装置。 - 前記第1整流部は、前記第2整流部よりも前記排気管の長手方向における長さが長い請求項1に記載の吸引装置。
- 前記第1部分の横断面積をS1とし、前記第2部分の横断面積をS2としたとき、S1/S2は、0.1以上0.7以下である請求項1または2に記載の吸引装置。
- 前記第1部分と前記第2部分との間に設けられ、前記第1部分から前記第2部分に向かって横断面積が増加する第3部分を有する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の吸引装置。
- 前記第1部分の内径をφd1とし、前記第3部分の管軸に沿った長さをLCとしたとき、LC/φd1は、2以上10以下である請求項4に記載の吸引装置。
- 前記第2部分内で、かつ、前記風速測定部の下流側に設けられ、内部空間を複数の流路に分割し、流下する空気の整流を行う第3整流部を備える請求項1ないし5のいずれか1項に記載の吸引装置。
- 前記第2部分の内径をφd2とし、前記風速測定部と前記第2整流部との離間距離をDとしたとき、φd2/Dは、0.1以上0.8以下である請求項6に記載の吸引装置。
- 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の吸引装置と、
前記吸引装置によって異物が除去された前記解繊物を堆積させる堆積部と、
前記堆積部で生成された堆積物をシート状に成形するシート成形部と、を備えることを特徴とするシート製造装置。
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