JP2023165126A - Sheet production apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート製造装置に関する。 The present invention relates to a sheet manufacturing apparatus.
従来、繊維を堆積させたウェブからシートを製造するシート製造装置が知られていた。例えば、特許文献1には、繊維などの材料を、回転体の回転によってほぐしてから堆積させる繊維体堆積装置が開示されている。
BACKGROUND ART Conventionally, sheet manufacturing apparatuses have been known that manufacture sheets from webs on which fibers are deposited. For example,
しかしながら、特許文献1に記載の装置では、ウェブの厚さのばらつきを低減することが難しいという課題があった。詳しくは、分散部の回転体の回転軸に沿う方向を回転体の幅方向とすると、回転体の幅方向の中央上方から材料が供給される。そのため、特に幅方向が広いウェブを成形する場合に、幅方向に厚さのばらつきが生じ易くなっていた。ウェブの厚さのばらつきが顕著になると、製造されるシートも厚さが不均一になって、品質を向上させることが難しくなる可能性があった。すなわち、ウェブの厚さのばらつきを低減するシート製造装置が求められていた。
However, the apparatus described in
シート製造装置は、繊維を分散させる分散部と、分散された前記繊維を堆積させてウェブを形成する堆積部と、を有し、前記分散部は、前記ウェブの幅方向に対応して配置される複数の開口部を備える羽根部を含み、前記羽根部は、複数の前記開口部の各々に対応するシャッター部を含み、前記シャッター部の各々は、対応する前記開口部を個別に開閉することを特徴とする。 The sheet manufacturing device includes a dispersion section that disperses fibers, and a deposition section that deposits the dispersed fibers to form a web, and the dispersion section is arranged corresponding to the width direction of the web. The blade includes a blade portion having a plurality of openings, the blade portion includes a shutter portion corresponding to each of the plurality of openings, and each of the shutter portions individually opens and closes the corresponding opening. It is characterized by
以下に述べる実施の形態では、乾式の処理にて形成されたウェブからシートを製造するシート製造装置を例示し、図面を参照して説明する。以下の各図においては、必要に応じて互いに直交する座標軸であるXYZ軸を付し、矢印が指す方向を+方向とし、+方向と反対の方向を-方向とする。-Z方向は鉛直方向と一致する。+Z方向を上方、-Z方向を下方ということもある。 In the embodiment described below, a sheet manufacturing apparatus for manufacturing a sheet from a web formed by dry processing will be exemplified and explained with reference to the drawings. In each of the following figures, XYZ axes that are mutually orthogonal coordinate axes are attached as necessary, the direction pointed by the arrow is defined as a + direction, and the direction opposite to the + direction is defined as a - direction. -Z direction coincides with the vertical direction. The +Z direction is sometimes referred to as upward, and the -Z direction is sometimes referred to as downward.
シート製造装置やウェブなどにおいて、Y軸に沿う方向が幅方向であり、Z軸に沿う方向が厚さ方向である。また、シート製造装置において、原料やウェブなどの搬送方向の先を下流、搬送方向を遡る側を上流ということもある。なお、図示の便宜上、各部材の大きさを実際とは異ならせている。 In sheet manufacturing equipment, webs, etc., the direction along the Y axis is the width direction, and the direction along the Z axis is the thickness direction. Furthermore, in a sheet manufacturing apparatus, the end of the raw material, web, etc. in the conveyance direction is sometimes referred to as downstream, and the side that goes back in the conveyance direction is sometimes referred to as upstream. In addition, for convenience of illustration, the size of each member is made different from the actual size.
1.シート製造装置
図1に示すように、本実施形態に係るシート製造装置1には、上流から下流に向かって、供給部5、粗砕部10、解繊部30、混合部60、フォーミング部100、ウェブ搬送部70、成形部150、および裁断部160が備わる。また、シート製造装置1は、上記各構成の稼働を統合的に制御する制御部28を有する。シート製造装置1は、シート状の成形体であるシートSを製造する。
1. Sheet Manufacturing Apparatus As shown in FIG. 1, the
供給部5は粗砕部10に原料Cを供給する。供給部5は、自動送り機構を備え、粗砕部10に原料Cを連続的かつ自動的に投入する。原料Cは繊維を含む材料である。繊維を含む材料とは、例えば、紙、段ボール、パルプ、パルプシート、おがくず、かんなくず、木材、布地などである。
The
このような原料Cを後述する解繊部30で解繊することにより、解繊物としてセルロース繊維が得られる。セルロース繊維は、木材などの植物繊維に含まれる繊維であり、炭水化物である。セルロース繊維は、シート製造装置1が製造するシートSの主成分の1つである。シートSに適用される繊維には、セルロース繊維の他にポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタンなどの合成繊維が含まれてもよい。環境負荷低減の観点からは、セルロース繊維などの天然物由来の繊維を用いることが好ましい。
By defibrating such a raw material C in a defibrating
粗砕部10は、供給部5から供給される原料Cを、大気などの気中で細断する。粗砕部10は粗砕刃11を有する。粗砕部10は、例えば、シュレッダーやカッターミルなどである。原料Cは、粗砕刃11によって細断されて細片となる。細片の平面形状は、例えば数mm角もしくは不定形である。細片は定量供給部50に集められる。
The crushing
定量供給部50は、細片を計量してホッパー12へ定量供給する。定量供給部50は、例えば振動フィーダーである。ホッパー12に供給された細片は、管20を介して解繊部30の導入口31に搬送される。
The
解繊部30は、導入口31、排出口32、ステーター33、ローター34、図示しない気流発生機構を備える。解繊部30は、原料Cの細片を乾式にて解繊して、繊維を生成する。原料Cの細片は、気流発生機構の気流によって、導入口31を介して解繊部30の内部に導入される。なお、本明細書において乾式とは、液体中で実施されずに、大気などの気中で実施されることをいう。
The defibrating
ステーター33およびローター34は、解繊部30の内部に配置される。ステーター33は、略円筒状の内側面を有する。ローター34は、ステーター33の内側面に沿って回転する。原料Cの細片は、ステーター33とローター34との間に挟まれて、これらの間に発生するせん断力によって解繊される。
The
解繊により生成された繊維は、繊維長が1.0mm以上であることが好ましい。これによれば、繊維が過度に短くならないため、シートSの機械的強度が向上する。繊維長は、ISO 16065-2:2007に準拠した方法にて求める。 The fibers produced by fibrillation preferably have a fiber length of 1.0 mm or more. According to this, the mechanical strength of the sheet S is improved because the fibers are not excessively shortened. The fiber length is determined by a method based on ISO 16065-2:2007.
繊維は、解繊部30の排出口32から管40内へ排出される。管40は、解繊部30の内部とフォーミング部100の内部とに連通する。繊維は、気流発生機構が発生させる気流によって、解繊部30から管40を介してフォーミング部100へ搬送される。管40には混合部60が設けられる。
The fibers are discharged from the
混合部60は、ホッパー13,14、供給管61,62、バルブ65,66を含む。混合部60は、管40の空気中を搬送されてくる繊維に対して、結合材および添加剤を混入させる。これにより混合物が生成される。
Mixing
ホッパー13は結合材を管40内へ供給する。ホッパー13は、供給管61を介して管40の内部に連通する。供給管61において、バルブ65はホッパー13と管40との間に配置される。バルブ65は、ホッパー13から管40に供給される結合材の重量を調整する。バルブ65により、繊維と結合材との混合比が調整される。結合材は、粉体として供給されてもよく、溶融されて供給されてもよい。
結合材は繊維同士を結合させる。結合材には、熱可塑性または熱硬化性を有する樹脂を用いる。樹脂としては、例えば、シェラック、松脂、ダンマル、ポリ乳酸、植物由来のポリブチレンサクシネート、植物由来のポリエチレン、カネカ社のPHBH(登録商標)(Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate))などの天然物由来の樹脂、および公知の合成樹脂が挙げられる。結合材には、これらのうちの1種類を単独で、または2種類以上を組み合わせて用いる。環境負荷低減の観点から、結合材は天然物由来の樹脂であることが好ましい。 The binder binds the fibers together. A thermoplastic or thermosetting resin is used as the bonding material. Examples of resins include shellac, pine resin, dammar, polylactic acid, plant-derived polybutylene succinate, plant-derived polyethylene, and Kaneka's PHBH (registered trademark) (Poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate)). Examples include resins derived from natural products such as, and known synthetic resins. As the binding material, one of these types may be used alone or two or more types may be used in combination. From the viewpoint of reducing environmental load, the binding material is preferably a resin derived from a natural product.
ホッパー14は添加剤を管40内へ供給する。ホッパー14は、供給管62を介して管40の内部に連通する。供給管62において、バルブ66はホッパー14と管40との間に配置される。バルブ66は、ホッパー14から管40に供給される添加剤の重量を調整する。バルブ66により、繊維および結合材に対する添加剤の混合比が調整される。
添加剤としては、例えば、着色剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集抑制剤、抗菌剤、防カビ剤、ワックス、および離型剤などが挙げられる。なお、シートSにおいて添加剤は必須の成分ではなく、ホッパー14や供給管62などは省略されてもよい。また、予め添加剤を結合材と混合して、ホッパー13から供給してもよい。
Examples of additives include colorants, flame retardants, antioxidants, ultraviolet absorbers, aggregation inhibitors, antibacterial agents, fungicides, waxes, and mold release agents. Note that the additive is not an essential component in the sheet S, and the
繊維および結合材などは、管40内をフォーミング部100へ搬送されながら混合されて混合物となる。管40における混合物生成の促進、および混合物の搬送性向上のために、管40に気流を発生させるブロアーなどを配置してもよい。混合物は、管40の下流の端とフォーミング部100とを接続する供給部材42を介して、フォーミング部100へ導入される。
The fibers, binder, and the like are mixed while being conveyed through the
フォーミング部100は、繊維および結合材などを含む混合物を空気中で堆積させてウェブWを生成する。フォーミング部100は、分散部101および堆積部102を有する。分散部101は堆積部102の内部に配置される。分散部101の内部は供給部材42を介して管40と連通する。堆積部102の下方にはウェブ搬送部70が配置される。
The forming
分散部101は、回転部材101aと、回転部材101aを収納するドラム部101bとを含む。フォーミング部100は、混合物を供給部材42から分散部101の内部に取り込み、乾式にてウェブ搬送部70のメッシュベルト122上に堆積させる。
The
図2および図3に示すように、供給部材42の内部はドラム部101bの内部に連通する。ドラム部101bは、略柱状の部材であって、略柱状の高さ方向がY軸に沿う。ドラム部101bの下方は金属メッシュで形成される。該金属メッシュの網目は、混合物に含まれる繊維や結合材などを通過させる。なお、図2および図3では、フォーミング部100に加えて、管40、供給部材42、およびウェブ搬送部70も表示している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the inside of the
回転部材101aは、-Y方向からの側面視にて+状の部材である。回転部材101aは、後述する複数の開口部を備える複数の羽根部を含む。回転部材101aは、図示を省略するが、支持部に支持されながら、駆動部の駆動によりY軸に沿う回転軸Oを回転中心として回転する。
The rotating
堆積部102は略箱状の部材である。堆積部102には、上面の上方に供給部材42が配置され、上面の内側に分散部101が配置される。堆積部102の底面に相当する領域は下方に開放される。分散部101は、堆積部102内にあって、ウェブ搬送部70のメッシュベルト122の上方の面と対向する。堆積部102は、例えば、樹脂や金属などで形成される。
The
図示しない混合物は、管40から流れFにて供給部材42に導入され、供給部材42の内部で下方向きとなる流れFにより分散部101の内部に至る。混合物は、回転する回転部材101aの後述する開口部や、回転部材101aとドラム部101bとの間を通過することによってほぐされる。混合物中の複数の繊維は、絡み合った状態が解かれて単体に分離されて、ドラム部101bの網目を通過する。これにより、分散部101は、混合物に含まれる繊維および結合材などを堆積部102の内部に空気中に分散させる。
A mixture (not shown) is introduced from the
混合物は、分散部101の内部から堆積部102内の空気中に放出されて、重力および後述するサクション機構110の吸引力によってメッシュベルト122の上方に導かれる。そのため、混合物はメッシュベルト122の上方の面に、後述する第1基材N1を介して堆積する。つまり、堆積部102は、分散された繊維を含む混合物を堆積させてウェブWを形成する。
The mixture is discharged from inside the
図1に戻り、ウェブ搬送部70は、メッシュベルト122およびサクション機構110を備える。メッシュベルト122は、無端ベルトであって、4つの張架ローラー121によって張り架けられる。
Returning to FIG. 1, the
メッシュベルト122は、後述するサクション機構110による吸引を妨げず、ウェブWなどを保持できる強度を具備する。メッシュベルト122は、例えば、金属や樹脂で形成される。メッシュベルト122が有するメッシュの穴径は、特に限定されないが、60μm以上125μm以下が望ましい。
The
4つの張架ローラー121の少なくとも1つは、図示しないモーターによって回転駆動される。メッシュベルト122は、張架ローラー121の回転によって、上方の面が下流に向かって移動する。換言すれば、メッシュベルト122は、図1において時計回りに回動する。メッシュベルト122が回動することによって、後述する第1基材N1およびウェブWが下流へ搬送される。
At least one of the four
ウェブ搬送部70の-X方向には、基材供給部71が配置される。基材供給部71は、ロール状の第1基材N1を回転可能に支持する。第1基材N1は、基材供給部71からメッシュベルト122の上方の面へ連続的に供給される。
A base
第1基材N1は、後述する第2基材N2との間にウェブWを挟み込む。第1基材N1および第2基材N2には、例えば、織布や不織布が適用される。第1基材N1は、サクション機構110の吸引を妨げない構成であることが好ましい。例えば、第1基材N1および第2基材N2には、スパンボンド法にて製造されたポリエステル長繊維不織布が適用される。
The web W is sandwiched between the first base material N1 and a second base material N2, which will be described later. For example, a woven fabric or a nonwoven fabric is applied to the first base material N1 and the second base material N2. It is preferable that the first base material N1 has a structure that does not hinder the suction of the
シートSは、第1基材N1、ウェブW、および第2基材N2が積層されて成るため、機械的強度が向上する。なお、シートSにおいて、第1基材N1および第2基材N2は必須の構成ではなく、どちらか一方または両方を省いてもよい。 Since the sheet S is formed by laminating the first base material N1, the web W, and the second base material N2, the mechanical strength is improved. Note that in the sheet S, the first base material N1 and the second base material N2 are not essential components, and either one or both may be omitted.
基材供給部71がメッシュベルト122へ第1基材N1を供給すると、第1基材N1はメッシュベルト122上を+X方向へ搬送される。第1基材N1は、搬送されながら、上方の面に堆積部102から混合物が降下して堆積する。これにより、第1基材N1の上方の面にウェブWが連続的に形成される。メッシュベルト122は、第1基材N1と共にウェブWを下流へ搬送する。
When the base
サクション機構110は分散部101の下方に配置される。サクション機構110は、メッシュベルト122上への混合物の堆積を促進させる。サクション機構110は、メッシュベルト122および第1基材N1が有する複数の穴を介して、堆積部102内の空気を吸引する。メッシュベルト122および第1基材N1の複数の穴は、空気を通し、混合物に含まれる繊維や結合材などを通し難い。分散部101から堆積部102の内側に放出された混合物は、空気と共に下方に吸引される。サクション機構110には、ブロアーなどの公知の吸引装置が採用される。
The
これにより、堆積部102内の混合物は、重力に加えてサクション機構110の吸引力によって第1基材N1の上方の面に堆積してウェブWとなる。ウェブWは、空気を比較的に多く含み、柔らかく膨らんでいる。ウェブWは、メッシュベルト122によって、第1基材N1と共に下流へ搬送される。
Thereby, the mixture in the
堆積部102の+X方向には、メッシュベルト122の上方のウェブWと対向する位置に、センサー部285が設けられる。センサー部285は制御部28に含まれる。
A
センサー部285は、堆積部102における繊維を含む混合物の堆積状態を検出する。具体的には、センサー部285はウェブWの厚さを非接触にて測定する。図示を省略するが、センサー部285はY軸に沿って複数配列される。センサー部285は、ウェブWの幅方向、すなわちY軸に沿う方向において、複数個所のウェブWの厚さを測定する。ウェブWは、下流に向けて搬送されながら、センサー部285によって複数個所の厚さが測定される。
The
ここで、ウェブWを形成する混合物は、Y軸に沿う方向に比較的に長い分散部101で分散される。そのため、従来技術にて形成されるウェブWでは、Y軸に沿う方向に厚さのばらつきが発生し易かった。
Here, the mixture forming the web W is dispersed in a relatively
これに対して、シート製造装置1は、後述する羽根部および複数の開口部などを含む回転部材101aを備える。そのため、ウェブWのY軸に沿う方向の厚さのばらつきを低減することができる。これに加えて、シート製造装置1では、複数のセンサー部285が測定したウェブWの厚さを制御部28にて演算して、各開口部が個別に開閉制御される。これらより、上記厚さのばらつきがさらに低減される。羽根部の構成および開口部の開閉制御の詳細については後述する。
On the other hand, the
センサー部285には、公知のセンサーが適用可能である。センサー部285は、例えば、光学式の距離センサーである。ウェブWは、センサー部285にて厚さが測定され、さらに下流に搬送される。
A known sensor can be applied to the
センサー部285の下流に、加湿器を配置してメッシュベルト122上のウェブWに水を噴霧して加湿してもよい。これにより、ウェブWに含まれる繊維や結合材などの飛散が抑えられる。また、加湿に用いる水に水溶性の添加剤などを含ませて、加湿と並行して添加剤をウェブWに含侵させてもよい。
A humidifier may be disposed downstream of the
ウェブ搬送部70の下流には、ダンサーローラー141が配置される。ウェブWは、最も下流側の張架ローラー121から剥離された後、ダンサーローラー141に引き込まれる。ダンサーローラー141は下流における加工時間を確保する。詳しくは、成形部150での成形はバッチ処理となる。そのため、堆積部102から連続的に搬送されてくるウェブWに対して、ダンサーローラー141を上下に移動させて成形部150に到達する時間を遅延させる。
A
ダンサーローラー141の下流、かつ成形部150の上流には、基材供給部72が配置される。基材供給部72は、ロール状の第2基材N2を回転可能に支持する。第2基材N2は、基材供給部72からウェブWの上方の面へ連続的に供給される。これにより、ウェブWは、下方の第1基材N1と、上方の第2基材N2とに挟まれた状態で成形部150に送り出される。
A base
成形部150は、加熱プレス装置であって、上基板152および下基板151を備える。成形部150は、第1基材N1、ウェブW、および第2基材N2を連続帳票状のシートSに成形する。上基板152および下基板151は、ウェブWを間に挟んで加圧すると共に、内蔵するヒーターによって加熱する。
The
ウェブWは、加圧によって上下方向から圧縮されて密度が増し、加熱により結合材が溶融して繊維の間に濡れ広がる。この状態で加熱が終了して結合材が固化すると、繊維同士が結合材によって結合される。これにより、第1基材N1、ウェブW、および第2基材N2の3層から成る連続帳票状のシートSが成形される。連続帳票状のシートSは下流の裁断部160へ進む。
The web W is compressed from above and below by pressure to increase its density, and the binding material is melted by heating and spreads between the fibers. When heating is completed in this state and the binding material is solidified, the fibers are bonded to each other by the binding material. As a result, a continuous document-like sheet S consisting of three layers of the first base material N1, the web W, and the second base material N2 is formed. The continuous form sheet S advances to the
なお、成形部150では、加熱プレス装置に代えて、加熱ローラーおよび加圧ローラーを用いて連続的に成形を行ってもよい。この場合には、ダンサーローラー141を省いてもよい。
In addition, in the
裁断部160は、シートSを連続帳票状から単票状に裁断する。図示を省略するが、裁断部160は縦刃と横刃とを備える。縦刃および横刃は、例えばロータリーカッターなどである。また、ロータリーカッターに代えて超音波カッターなどを用いてもよい。
The
縦刃は、連続帳票状のシートSを進行方向と沿う方向に切断する。横刃は、連続帳票状のシートSを進行方向と交差する方向に切断する。これにより、シートSは、略矩形の単票状に加工されてトレイ170に収容される。
The vertical blade cuts the continuous form sheet S in a direction parallel to the traveling direction. The horizontal blade cuts the continuous form sheet S in a direction intersecting the traveling direction. Thereby, the sheet S is processed into a substantially rectangular cut shape and stored in the
シートSの用途としては、例えば、緩衝材、断熱材、吸音材、および液体吸収材などが挙げられる。シートSは、比較的に薄手のシート状であることに限定されず、板状あるいは比較的に厚手のブロック状などであってもよい。また、シートSには二次加工によって凹凸などを形成してもよい。 Examples of uses of the sheet S include cushioning materials, heat insulating materials, sound absorbing materials, and liquid absorbing materials. The sheet S is not limited to a relatively thin sheet shape, but may be a plate shape or a relatively thick block shape. Furthermore, irregularities may be formed on the sheet S by secondary processing.
2.回転部材
図4に示すように、回転部材101aは、回転軸部81、および複数の羽根部83a,83b,83c,83dを含む。回転軸部81は、円柱状の部材であって、円柱の高さ方向がY軸に沿って配置される。回転軸部81の中心軸は、回転部材101aの回転軸Oと一致する。回転軸部81には、-Y方向からの側面視にて、回転軸部81から放射状に複数の羽根部83a,83b,83c,83dが取り付けられる。
2. Rotating Member As shown in FIG. 4, the rotating
以下の説明では、羽根部83a,83b,83c,83dを総称して単に羽根部83ということもある。本実施形態の回転部材101aは4つの羽根部83a,83b,83c,83dを有するが、これに限定されない。
In the following description, the
羽根部83は、略長方形の板状部材であって、各々の長辺が回転軸部81に沿って配置される。羽根部83は、+Y方向の端部と、-Y方向の端部とが、図示しない+状部材を介して回転軸部81に取り付けられる。各羽根部83の回転軸部81側の各長辺と、回転軸部81との間には間隙がある。羽根部83は、例えば、樹脂や金属などで形成される。
The blade portion 83 is a substantially rectangular plate-like member, and each long side is arranged along the
ここで、羽根部83a,83b,83c,83dは、回転軸Oに対して回転対称な構成である。そのため、以下の説明は羽根部83aについてのみ述べることとし、他の羽根部83b,83c,83cの説明は省略する。
Here, the
羽根部83aには複数の開口部84、複数のシャッター部85a,85b,85c,85d、および複数のシャッター駆動部87が備わる。詳しくは、8つの開口部84が、ウェブWの幅方向であるY軸に沿う方向に対応して配置される。8つの開口部84は、羽根部83aにおいて、-Y方向の端部から+Y方向に端部に向かってほぼ等間隔で配列される。各開口部84は略長方形である。各開口部84の長辺は、回転軸Oを中心とする放射方向に沿う。
The
なお、以下の説明では、シャッター部85a,85b,85c,85dを総称、あるいはいずれかを指して単にシャッター部85ともいう。また、シャッター部85の各々と、各シャッター部85に対応する開口部84およびシャッター駆動部87などとは同様な構成である。
In the following description, the
シャッター部85は、-Y方向から+Y方向に向かって、シャッター部85a、シャッター部85b、シャッター部85c、シャッター部85dの順に配置される。シャッター部85の各々は、複数の開口部84のいずれかに対応する。2つの開口部84に対応して1つのシャッター部85が設けられる。4つのシャッター部85の各々は、対応する開口部84を個別に開閉する。すなわち、1つのシャッター部85は、対応する2つの開口部84を開閉する。なお、図4は、全ての開口部84が開放された状態を表している。
The
シャッター部85は略矩形の板状部材である。シャッター部85には、Y軸に沿う方向の略中央に1つのスリット部86が設けられる。1つのスリット部86は、羽根部83aの法線方向からの平面視にて、1つの開口部84と略等しい形状である。
The
各シャッター部85には、シャッター駆動部87と、一対のガイド部88とが付設される。一対のガイド部88は各々略角柱状の部材である。一対のガイド部88は、羽根部83aの長辺に沿って配置され、互いの間にシャッター部85を挟んで支持する。シャッター部85は、一対のガイド部88に支持されてY軸に沿う方向に往復移動が可能である。
Each
シャッター駆動部87は、シャッター部85に対して、回転軸部81側のガイド部88付近に配置される。シャッター駆動部87は、アクチュエーターとバネ部材を内蔵する駆動機構である。例えば、シャッター駆動部87は、アクチュエーターを作動させてシャッター部85を-Y方向に移動させる。また、シャッター駆動部87がアクチュエーターを停止させると、バネ部材の作用によってシャッター部85が+Y方向へ移動する。アクチュエーターには、圧電素子などの公知の技術が適用される。
The
図5に示すように、シャッター部85が最も+Y方向に移動した状態では、1つの開口部84とスリット部86とが重なる。これにより、1つのシャッター部85に対応する2つの開口部84が共に全開状態となる。
As shown in FIG. 5, when the
図6に示すように、シャッター部85が最も-Y方向に移動した状態では、2つの開口部84と、シャッター部85のスリット部86以外の領域とが重なる。これにより、1つのシャッター部85に対応する2つの開口部84が共に全閉状態となる。
As shown in FIG. 6, when the
シャッター部85は、開口部84に対して、全開状態および全閉状態のみならず、開放割合を調節することが可能である。すなわち、シャッター部85の各々は。対応する2つの開口部84において、開閉の度合いを含む開閉状態を変更する。これにより、Y軸に沿う方向のウェブWの厚さのばらつきを是正することが可能となる。そのため、各開口部84の開閉のみが切り替えられる場合に比べて、分散される繊維の偏りをさらに抑制することができる。
The
複数の羽根部83a,83b,83c,83dは、回転部材101aの回転に伴って回転軸部81を中心に回転して、繊維や結合材などを含む混合物を分散させる。詳しくは、混合物が、開放された開口部84、およびドラム部101bと羽根部83a,83b,83c,83dとの間などを通過することにより、ほぐされて分散され易くなる。複数の羽根部83a,83b,83c,83dが備わることから、単数である場合に比べて、繊維などの混合物を効率よくほぐして分散させることができる。
The plurality of
シャッター部85による開口部84の開閉は、後述する制御部28の制御に応じて行われる。なお、開口部84およびシャッター部85は、上述した数および形態であることに限定されない。
Opening and closing of the
3.制御部
図7に示すように、制御部28は、システムバス280、入力部281、表示部282、演算部283、記憶部284、センサー部285、および開閉駆動部286を含む。これらの構成は、システムバス280を介して互いに電気的に接続される。制御部28は、例えば、シート製造装置1の主基板に設けられる。
3. Control Unit As shown in FIG. 7, the
センサー部285は、複数のセンサー部285a,285b,285c,285dを有する。センサー部285は、上述した堆積部102におけるウェブWの繊維の堆積状態を検出する。詳しくは、センサー部285の4つのセンサー部285a,285b,285c,285dは、この順番にて-Y方向から+Y方向へY軸に沿って配列される。4つのセンサー部285a,285b,285c,285dの各々は、ウェブWの対応する領域の厚さを測定する。センサー部285a,285b,285c,285dが各々測定した厚さを比較することにより、ウェブWの幅方向の厚さのばらつきが明確になる。
The
センサー部285によるウェブWの厚さの測定は、形成されるウェブWに対して、連続的に行われてもよく、断続的に行われてもよく、任意のタイミングで行われてもよい。なお、センサー部285の数は4つに限定されない。
The measurement of the thickness of the web W by the
開閉駆動部286は、複数の開閉駆動部286a,286b,286c,286dを有する。開閉駆動部286の4つの開閉駆動部286a,286b,286c,286dは、各々シャッター部85a,85b,85c,85dの図示しない各シャッター駆動部87と電気的に接続される。これにより、開閉駆動部286の各々は、対応するシャッター部85による各開口部84の開閉状態を変更する。
The opening/
4つのセンサー部285の配置と4つのシャッター部85の配置とは、Y軸に沿う方向において略対応する。詳しくは、センサー部285aとシャッター部85aとが対応し、センサー部285bとシャッター部85bとが対応し、センサー部285cとシャッター部85cとが対応し、センサー部285dとシャッター部85dとが対応する。
The arrangement of the four
これにより、測定されたウェブWの幅方向の厚さに大きなばらつきが生じた場合に、対応するシャッター部85にて開口部84の開閉状態を調節して、ばらつきを低減することができる。なお、センサー部285の数と、開閉駆動部286およびシャッター部85の数とは、同じであることに限定されない。
Thereby, when a large variation occurs in the measured thickness of the web W in the width direction, the opening/closing state of the
入力部281は、シャッター部85による開口部84の開閉状態の設定を含むユーザー設定を受け付ける。シート製造装置1の操作者は、入力部281を介して、各開口部84の開閉度合いを任意に変更することが可能である。
The
記憶部284は、図示しないROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)を含む。ROMには、演算部283が実行する各種制御プログラムなどが格納される。RAMには一時的にデータが格納される。記憶部284は、シャッター部85に関するユーザー設定、4つのセンサー部285による堆積状態、および上記開閉状態が含まれるデータなどを記憶する。
The
演算部283は、CPU(Central Processing Unit)であり、シート製造装置1の全体の制御を司る。特に、演算部283は、記憶部284が記憶する上記データを演算して、4つの開閉駆動部286に開口部84の開閉状態を変更させる指示を出す。
The
表示部282は、上記データを表示して操作者に告知する。表示部282は、例えば液晶表示装置であり、入力部281と一体化されたタッチパネル方式の表示装置であってもよい。
The
制御部28によるシャッター部85の制御方法には、2つの方法がある。そのうちの第1の方法は、図8に示すようにシャッター部85の開閉条件の是非を操作者が判断するものである。第1の方法は、工程S1から工程S7を備える。
There are two methods for controlling the
工程S1では、4つのセンサー部285によってウェブWの厚さが測定される。測定結果は、センサー部285から演算部283に送信される。
In step S1, the thickness of the web W is measured by the four
工程S2では、演算部283にて、上記測定結果およびこのときの各開口部84の開閉状態を含むデータが演算される。これにより、ウェブWの厚さのばらつきを低減するための開閉条件が解析、計算される。導き出された推奨される開閉条件は、演算部283から表示部282に送信される。
In step S2, the
ここで、演算部283におけるデータ演算は、初回の場合のみシート製造装置1の出荷前にROMに保存されたデータテーブルを参照して行われる。2回目以降のデータ演算は、上記データテーブル、および初回以降にRAMに記憶されたデータの双方を参照して行われる。
Here, the data calculation in the
工程S3では、表示部282にて、推奨される開閉条件が操作者に提示される。
In step S3, recommended opening/closing conditions are presented to the operator on the
工程S4では、操作者が推奨された開閉条件の是非を判断する。操作者が推奨された開閉条件を是と判断して採用する場合には、工程S6へ進む。操作者が推奨された開閉条件を非と判断して修正する場合には、工程S5へ進む。 In step S4, the operator determines whether the recommended opening/closing conditions are appropriate. If the operator determines that the recommended opening/closing conditions are acceptable and adopts them, the process proceeds to step S6. If the operator determines that the recommended opening/closing conditions are incorrect and corrects them, the process proceeds to step S5.
工程S5では、操作者が入力部281から修正した開閉条件を入力する。修正した開閉条件は、入力部281から記憶部284に送信される。
In step S5, the operator inputs the revised opening/closing conditions from the
工程S6では、操作者が是と判断した開閉条件、または操作者が修正した開閉条件が記憶部284のRAMに記憶される。
In step S6, the opening/closing conditions that the operator has determined to be acceptable or the opening/closing conditions that have been modified by the operator are stored in the RAM of the
工程S7では、開閉条件が反映されて、4つの開閉駆動部286が対応するシャッター部85を駆動して開口部84の開閉度合いを含む開閉状態を変更する。
In step S7, the four opening/
制御部28によるシャッター部85の制御方法のうち第2の方法は、図9に示すように、シャッター部85の開閉条件の是非を操作者が判断しない自動モードである。第2の方法は、工程S11から工程S14を備える。
The second method of controlling the
工程S11では、4つのセンサー部285によってウェブWの厚さが測定される。測定結果は、センサー部285から演算部283に送信される。
In step S11, the thickness of the web W is measured by the four
工程S12では、演算部283にて、上記測定結果およびこのときの各開口部84の開閉状態を含むデータが演算される。これにより、ウェブWの厚さのばらつきを低減するための開閉条件が解析、計算される。
In step S12, the
このとき、演算部283におけるデータ演算は、初回の場合のみシート製造装置1の出荷前にROMに保存されたデータテーブルを参照して行われる。2回目以降のデータ演算は、上記データテーブル、および初回以降にRAMに記憶されたデータの双方を参照して行われる。
At this time, the data calculation in the
工程S13では、導き出された開閉条件が記憶部284のRAMに記憶される。工程S14では、導き出された開閉条件が反映されて、4つの開閉駆動部286が対応するシャッター部85を駆動して開口部84の開閉度合いを含む開閉状態を変更する。
In step S13, the derived opening/closing conditions are stored in the RAM of the
なお、上述した第1の方法および第2の方法は、操作者によって選択可能とする。以上により、制御部28によって開口部84の開閉状態が制御される。
Note that the first method and the second method described above can be selected by the operator. As described above, the opening/closing state of the
本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。 According to this embodiment, the following effects can be obtained.
ウェブWの幅方向の厚さのばらつきを低減することができる。詳しくは、繊維は、複数の開口部84を通過してほぐされて分散される。複数の開口部84が各々開閉されることにより、分散される繊維の偏りが抑制される。そのため、堆積部102にて繊維を比較的均一に堆積させることができる。すなわち、ウェブWの厚さのばらつきを低減するシート製造装置1を提供することができる。
Variations in the thickness of the web W in the width direction can be reduced. Specifically, the fibers pass through the plurality of
ユーザー設定、繊維の堆積状態、および開口部84の開閉状態に応じて、各開口部84が適切な開閉状態へ変更される。これによって、開閉状態がきめ細やかに調節されるため、分散される繊維の偏りをよりいっそう抑制することができる。表示部282の表示を参照してユーザー設定を入力することが可能となるため、操作者の利便性が向上する。また、操作者の判断を省く自動モードを備えるため、操作者の利便性がさらに向上する。
Each
4.実施例および比較例
以下、実施例および比較例を示して、本発明の効果をより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
4. EXAMPLES AND COMPARATIVE EXAMPLES Hereinafter, the effects of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. Note that the present invention is not limited in any way by the following examples.
実施例および比較例では、Y軸に沿う方向のウェブWの厚さのばらつきを評価した。具体的な手順は以下の通りである。まず、上述したシート製造装置1を用いて、開口部84の開閉状態を変えた複数の水準にてウェブWを作製した。各水準のウェブWのY軸に沿う方向の距離、すなわち幅を750mmとした。
In the examples and comparative examples, variations in the thickness of the web W in the direction along the Y axis were evaluated. The specific steps are as follows. First, using the
実施例1では、シャッター部85b,85cに対応する開口部84を全開状態とし、シャッター部85a,85dに対応する開口部84の開閉の度合いである開放率を75%とした。ここで、開口部84の開放率とは、全開状態である場合を開放率100%とし、全閉状態である場合を開放率0%とした、開口部84の開放面積率である。
In Example 1, the
実施例2では、シャッター部85b,85cに対応する開口部84を全開状態とし、シャッター部85a,85dに対応する開口部84の開放率を50%とした。
In Example 2, the
比較例1では、シャッター部85a,85b,85c,85dに対応する開口部84を全開状態とした。比較例2では、シャッター部85b,85cに対応する開口部84を全開状態とし、シャッター部85a,85dに対応する開口部84を全閉状態とした。
In Comparative Example 1, the
なお、当評価では、ウェブWからシートSを製造しないため、ウェブWへの結着材などの添加と、第1基材N1および第2基材N2によるラミネーは省略した。 Note that in this evaluation, since the sheet S was not manufactured from the web W, the addition of a binder and the like to the web W and the lamination using the first base material N1 and the second base material N2 were omitted.
次に、作製されたウェブWを取り出して、X軸に沿う方向の長さが300mmとなるように切断した。次いで、得られた750mm×300mmの矩形状のウェブWを、X軸に沿って10等分に切断した。これにより、75mm×300mmの短冊状のウェブWが10個得られた。 Next, the produced web W was taken out and cut to have a length of 300 mm in the direction along the X axis. Next, the obtained rectangular web W of 750 mm x 300 mm was cut into 10 equal parts along the X axis. As a result, 10 strip-shaped webs W of 75 mm x 300 mm were obtained.
10個の短冊状のウェブWについて、-Y方向から+Y方向に向かって、測定位置1,2,3,・・・9,10と付番して、各々重量を測定した。各短冊状のウェブWの重量を坪量(g/m2)に換算して図10に示すグラフを作製した。測定位置における坪量のばらつきから、ウェブWのY軸に沿う方向の厚さのばらつきを評価した。
Ten strip-shaped webs W were numbered as
図10に示すように、実施例1では測定位置における坪量のばらつきが最も小さくなった。実施例2では、実施例1に次いで上記ばらつきが小さくなった。以上から、開口部84の開閉状態を微調整することにより、ウェブWのY軸に沿う方向の厚さのばらつきが低減されることが示された。
As shown in FIG. 10, in Example 1, the variation in basis weight at the measurement position was the smallest. In Example 2, the above-mentioned variation was smaller than in Example 1. From the above, it has been shown that by finely adjusting the opening/closing state of the
比較例1では、実施例1,2と比べて上記ばらつきが大きくなった。比較例2では、測定位置の4から7までの坪量が大きくなり、総じてばらつきが大きくなった。なお、シート製造装置1では、図3に示したように、管40からの空気の流れFが供給部材42にて屈曲される。供給部材42の形態によって、ウェブWのY軸に沿う方向の厚さのばらつきの傾向が変化する場合がある。そのため、諸条件に応じて適宜開口部84の開閉状態を調節することが好ましい。
In Comparative Example 1, the above-mentioned variation was larger than in Examples 1 and 2. In Comparative Example 2, the basis weight from
1…シート製造装置、28…制御部、81…回転軸部、83,83a,83b,83c,83d…羽根部、84…開口部、85,85a,85b,85c,85d…シャッター部、101…分散部、102…堆積部、281…入力部、282…表示部、283…演算部、284…記憶部、285,285a,285b,285c,285d…センサー部、286,286a,286b,286c,286d…開閉駆動部、W…ウェブ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記分散部は、前記ウェブの幅方向に対応して配置される複数の開口部を備える羽根部を含み、
前記羽根部は、複数の前記開口部の各々に対応するシャッター部を含み、
前記シャッター部の各々は、対応する前記開口部を個別に開閉することを特徴とするシート製造装置。 It has a dispersion section that disperses fibers, and a deposition section that deposits the dispersed fibers to form a web,
The dispersion section includes a blade section having a plurality of openings arranged corresponding to the width direction of the web,
The blade portion includes a shutter portion corresponding to each of the plurality of openings,
A sheet manufacturing apparatus, wherein each of the shutter sections individually opens and closes the corresponding opening.
複数の前記羽根部は、前記回転軸部を中心に回転して前記繊維を分散させる、請求項1に記載のシート製造装置。 The dispersion section includes a rotating shaft section to which a plurality of the blade sections are attached,
The sheet manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the plurality of blades rotate around the rotating shaft to disperse the fibers.
前記制御部は、
前記堆積部における前記繊維の堆積状態を検出するセンサー部と、
前記シャッター部による前記開口部の前記開閉状態を変更する開閉駆動部と、
前記開閉状態の設定を含むユーザー設定を受け付ける入力部と、
前記ユーザー設定、前記堆積状態、および前記開閉状態が含まれるデータを記憶する記憶部と、
前記記憶部が記憶する前記データを演算して、前記開閉駆動部に前記開閉状態を変更させる指示を出す演算部と、
前記データを表示する表示部と、を含む、請求項3に記載のシート製造装置。 has a control section,
The control unit includes:
a sensor unit that detects the accumulation state of the fibers in the accumulation unit;
an opening/closing drive unit that changes the opening/closing state of the opening by the shutter unit;
an input section that accepts user settings including settings for the open/closed state;
a storage unit that stores data including the user settings, the stacking state, and the opening/closing state;
a calculation unit that calculates the data stored in the storage unit and issues an instruction to the opening/closing drive unit to change the opening/closing state;
The sheet manufacturing apparatus according to claim 3, further comprising a display unit that displays the data.
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---|---|---|---|
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