JP2023121276A - 吸引装置およびシート製造装置 - Google Patents

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

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。

特開２０１０－３８７１４号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。

Images