JP6264986B2 - シート製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート製造装置に関する。

繊維状の物質を堆積させ、堆積させた繊維の相互間に結合力を働かせてシート状あるいはフィルム状の成形体を得ることは古くから行われている。その典型例として、水を用いた抄造（抄紙）によって紙を製造することが挙げられる。現在においても紙を製造する方法の一つとして抄造法が広く用いられている。抄造法で製造される紙は、一般に例えば木材等に由来するセルロースの繊維が互いに絡み合って水素結合を形成し、さらにバインダー（紙力増強剤（デンプン糊、水溶性樹脂等））によって互いに部分的に結着されている構造を有するものが多い。

一方、特許文献１には、水を使わない乾式の古紙解繊機を用いた古紙繊維製成形物の製造方法が開示されている。係る製造方法では、合成樹脂のバインダーと古紙繊維との混合物を加圧・加熱して成形品とすることが記載されている。

特開平７−３６０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の製造方法では、古紙を解繊する前にバインダーを混合している。そのため、古紙解繊機の内部で温度が上昇した場合には、バインダーが溶け始め古紙繊維に対するバインダーの分散が不十分となって、バインダーが部分的に寄り集まった状態となることが懸念される。また、特許文献１の技術では、混合物の加圧・加熱前にバインダーの溶液を塗布していることから、解繊前のバインダーの混合、分散が不十分であろうことが窺える。また、解繊後に脱墨のための分級部を設けるような場合には、解繊前にバインダーを混合してしまうと、繊維より小さく比重の軽い樹脂は、分級されて系外に除去されてしまう。また、乾式でシートを成形する場合には、バインダーとなる物質が液体であると、繊維の凝集を生じさせ、例えば、篩の目を通過することが困難となるため、ふるいを用いた均一な堆積、成形を行うことが困難となってしまう。

本発明の幾つかの態様に係る目的の一つは、繊維と複数の前記繊維を結着する添加物とを大気中で混合して均一性の良好なシートを形成することのできるシート製造装置を提供することにある。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するために為されたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。

本発明に係るシート製造装置の一態様は、繊維を含む被解繊物を解繊する解繊部と、前記解繊部で解繊処理され導入口を介して導入された解繊物を、回転することで円筒面にある複数の孔を通過させる円筒部と、前記円筒部内に複数の前記繊維を結着する添加物を供給する供給口を、前記導入口とは別に備える供給部と、前記繊維と前記添加物とを結着してシートを形成する結着部と、を備える。

このようなシート製造装置によれば、繊維を含む解繊物を導入する導入口とは別に添加物を供給する供給口を備えているので、回転している円筒部内に、添加物を供給することができる。これにより、繊維と添加物との混合を効率よく良好に行うことができる。そのため、このようなシート製造装置によれば、繊維や添加物の偏在が抑制された均一性の高いシートを製造することができる。

本発明に係るシート製造装置において、前記供給口は、前記円筒部の回転軸から上方に離間して配置されてもよい。

このようなシート製造装置によれば、回転する円筒部内で上昇、落下を繰り返すことで撹拌されている繊維のうち、ある時点で円筒部内の上方に位置する繊維に対して添加物を接触させやすい。これにより、繊維に接触しないで孔を通過してしまう添加物の割合を低減することができる。また、これにより、繊維と添加物とのより良好な混合を行うことができる。

本発明に係るシート製造装置において、前記供給口は、前記導入口から上方に離間して配置されてもよい。

このようなシート製造装置によれば、繊維の上から添加物を供給するので、繊維と添加物とのより良好な混合を行うことができる。

本発明に係るシート製造装置において、前記供給口と前記導入口との、前記円筒部の回転軸の延設方向における距離は、前記円筒部内の前記回転軸の長さの１／４以下であってもよい。

このようなシート製造装置によれば、供給口と導入口との位置関係が近くなるので、導入された繊維に対して添加物を付着させやすい。これにより繊維に接触しないで孔を通過してしまう添加物の割合を低減することができる。

本発明に係るシート製造装置において、前記円筒部は、前記円筒部の回転軸の延設方向において、前記円筒面に複数の孔を有する開口領域と、前記円筒面に孔を有しない筒状領域とを有してもよく、前記供給口は、前記回転軸の延設方向における前記筒状領域の範囲内に位置してもよい。

このようなシート製造装置によれば、筒状領域の範囲内で添加物が供給される。筒状領域には孔がないので、繊維と添加物とが混合された後に、混合物が開口領域へ移動して孔を通過するようにすることができる。

本発明に係るシート製造装置において、前記円筒部は、前記円筒面に交差し、前記円筒部の回転軸の延設方向に離間し、回転しない２つの側面部を有してもよく、前記供給部は前記側面部に配置されてもよい。

このようなシート製造装置によれば、添加物が、円筒部内で回転する繊維に対して、相対的に固定された供給部から供給される。これにより、供給部を、円筒部の回転とともに回転移動するように供給部を設ける場合と比較して、繊維とともに回転する添加物の割合を減らすことができ、繊維と添加物とのより良好な混合を行うことができる。

本発明に係るシート製造装置において、前記解繊部と前記円筒部との間に、前記解繊物を分級する分級部を有してもよい。

このようなシート製造装置によれば、分級部より前において添加物を供給することで分級部で添加物が除去されてしまうことを抑制できるとともに、分級部により解繊物から不純物を除去できるので、より脱墨され高強度のシートを作成することができる。

本発明に係るシート製造装置の一態様は、繊維を含む被解繊物を解繊する解繊部と、前記解繊部で解繊処理された解繊物を、回転することで円筒面にある複数の孔を通過させる円筒部と、前記解繊物を、前記円筒部へ導く管と、前記管内に、複数の前記繊維を結着する添加物を供給する供給部と、前記繊維と前記添加物とを結着してシートを形成する結着部と、を備えることを特徴とする、シート製造装置。

このようなシート製造装置によれば、繊維を含む解繊物と添加物とがあらかじめ接触された状態で、回転している円筒部内に導入されることができる。これにより、繊維と添加物との混合を良好に行うことができる。そのため、このようなシート製造装置によれば、繊維や添加物の偏在が抑制された均一性の高いシートを製造することができる。

実施形態に係るシート製造装置の模式図。 実施形態に係る選別部の要部を示す模式図。 実施形態に係る円筒部を回転軸に沿う方向から見た模式図。 円筒部、導入口及び供給口の位置関係を示す模式図。 実施形態に係る供給部の変形例を示す模式図。

以下に本発明の幾つかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお以下に説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。

本実施形態のシート製造装置１００は、少なくとも、解繊部２０と、円筒部５２と、供給部５４と、結着部７７と、を備える。これらのうち、円筒部５２及び供給部５４は、選別部４０及び／又はほぐし部６０のそれぞれの部分を構成するので、選別部４０及びほぐし部６０の項で説明する。

図１は、本実施形態のシート製造装置１００の模式図である。図２は、選別部４０の要部を模式的に示す図である。図３は、円筒部５２の回転軸に沿う方向から見た模式図である。図４は、円筒部４４、導入口４１及び供給口４２の位置関係を説明するための図である。図５は、供給部５４の変形例を示す模式図である。

１．解繊部
本実施形態のシート製造装置１００は、解繊部２０を有する。解繊部２０は、被解繊物を解繊処理する。解繊部２０は、被解繊物を解繊処理することにより、繊維状に解きほぐされた解繊物を生成する。また解繊部２０は、被解繊物に付着した樹脂粒やインク、トナー、にじみ防止剤等の粒子状の物質を、繊維から分離させる機能も有する。

ここで、「解繊処理」とは、複数の繊維が結着されてなる被解繊物を、繊維１本１本に解きほぐすことをいう。解繊部２０を通過したものを「解繊物」という。「解繊物」には、解きほぐされた繊維の他に、繊維を解きほぐす際に繊維から分離した樹脂（複数の繊維同士を結着させるための樹脂）粒や、インク、トナー、にじみ防止材等のインク粒を含んでいる場合もある。解きほぐされた解繊物の形状は、ひも（ｓｔｒｉｎｇ）状や平ひも（ｒｉｂｂｏｎ）状である。解きほぐされた繊維は、他の解きほぐされた繊維と絡み合っていない状態（独立した状態）で存在してもよいし、他の解きほぐされた繊維と絡み合って塊状となった状態（いわゆる「ダマ」を形成している状態）で存在してもよい。

本明細書では、シート製造装置１００において、製造されるシートの材料（原料、被解繊物、解繊物、添加物、ウェブ、シート等）の流れ（概念的な流れを含む）に対して、「上流」、「下流」等の表現を用いることがある。また、「上流側（下流側）」という表現は、構成の位置を相対的に特定する場合に用い、例えば、「ＡがＢの上流側（下流側）にある」などという場合には、Ａの位置がＢの位置に対して、シートの材料の流通方向に照らして上流（下流）にあることを指す。

また、本明細書において、乾式とは、液体中ではなく大気中（空気中）でという意味である。乾式の範疇には、乾燥状態、及び不純物として存在する液体又は意図的に添加される液体が存在する状態、が含まれる。

解繊部２０は、被解繊物を解繊処理する機能を有する限り任意である。解繊部２０は、大気中（空気中）において乾式で解繊を行う。図示の例では、導入口２１から導入された被解繊物が、解繊部２０によって解繊され、解繊物（繊維）となり、排出口２２から排出される解繊物が、管８２に排出される態様となっている。

解繊部２０の構成は特に限定されないが、例えば、回転部（回転子）とこれを覆う固定部とを含み、回転部と固定部との間に隙間（ギャップ）が形成されたものを挙げることができる。解繊部２０がこのように構成される場合には、回転部が回転した状態で被解繊物がギャップに導入されることにより、解繊処理が行われる。また、この場合には、回転部の回転数、形状、固定部の形状等は、製造されるシートの性質や全体の装置構成等の要請に合わせて適宜に設計されることができる。また、この場合、回転部の回転速度（１分あたりの回転数（ｒｐｍ））等についても、解繊処理のスループット、被解繊物の滞留時間、解繊の程度、ギャップの大きさ、回転部、固定部、その他の各部材の形状や大きさ等の条件を考慮して、適宜に設定することができる。

なお、解繊部２０は、被解繊物を吸引し、及び／又は、解繊物を排出するような気流を発生させる機能を有することがより好ましい。この場合、解繊部２０は、自ら発生する気流によって、導入口２１から、被解繊物を気流と共に吸引し、解繊処理して、排出口２２へと搬送することができる。なお、気流発生機構を有していない解繊部２０を用いる場合には、被解繊物を導入口２１に導く気流や、排出口２２から解繊物を吸出す気流を発生する機構を外付けで設けても差支えない。

１．１．被解繊物
本明細書において、被解繊物とは、シート製造装置１００の原材料を含む物品のことを指し、例えば、パルプシート、紙、古紙、ティッシュペーパー、キッチンペーパー、クリーナー、フィルター、液体吸収材、吸音体、緩衝材、マット、段ボールなどの、繊維が絡み合い又は結着されたものを指す。また、本明細書において、被解繊物は、シート製造装置１００によって製造されたシート若しくは使用後の該シート（古シート）であってもよい。また、被解繊物には、レーヨン、リヨセル、キュプラ、ビニロン、アクリル、ナイロン、アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリイミド、炭素、ガラス、金属からなる繊維等（有機繊維、無機繊維、有機無機複合繊維）が含まれていてもよい。また、本実施形態のシート製造装置１００において、後述する分級部３０が備えられる場合には、被解繊物として、特に古紙、古シート等を有効に利用することができる。

１．２．解繊物
本実施形態のシート製造装置１００において、解繊物は、製造されるシートの材料の一部として使用される。解繊物は、上述の被解繊物を解繊処理して得られる繊維を含み、係る繊維として、天然繊維（動物繊維、植物繊維）、化学繊維（有機繊維、無機繊維、有機無機複合繊維）などが挙げられる。解繊物に含まれる繊維として、更に詳しくは、セルロース、絹、羊毛、綿、大麻、ケナフ、亜麻、ラミー、黄麻、マニラ麻、サイザル麻、針葉樹、広葉樹等に由来する繊維が挙げられ、これらを単独で用いてもよいし、適宜混合して用いてもよいし、精製などを行った再生繊維として用いてもよい。解繊物は、製造されるシートの材料となるが、これらの繊維の少なくとも１種を含んでいればよい。また、解繊物（繊維）は、乾燥されていてもよいし、水、有機溶剤等の液体が含有又は含浸されていてもよい。さらに解繊物（繊維）は、各種の表面処理が施されていてもよい。

本実施形態で使用される解繊物に含まれる繊維は、独立した１本の繊維としたときに、その平均的な直径（断面が円でない場合には長手方向に垂直な方向の長さのうち、最大のもの、又は、断面の面積と等しい面積を有する円を仮定したときの当該円の直径（円相当径））が、平均で、１μｍ以上１０００μｍ以下、好ましくは、２μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上２００μｍ以下である。

本実施形態で使用される解繊物に含まれる繊維の長さは、特に限定されないが、独立した１本の繊維として、その繊維の長手方向に沿った長さは、１μｍ以上５ｍｍ以下、好ましくは、２μｍ以上３ｍｍ以下、より好ましくは３μｍ以上２ｍｍ以下である。繊維の長さが短い場合は、樹脂によって結着されにくいため、シートの強度が不足する場合があるが、上記範囲であれば十分な強度のシートを得ることができる。また、繊維の平均の長さは、長さ−長さ加重平均繊維長として、２０μｍ以上３６００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以上２７００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以上２３００μｍ以下である。さらに、繊維の長さは、ばらつき（分布）を有してもよい。

本明細書では、繊維というときには、繊維１本のことを指す場合と、複数の繊維の集合体（例えば綿のような状態）のことを指す場合とがあり、また、解繊物というときには、複数の繊維が含まれる材料のことを指し、繊維の集合という意味及びシートの原料となる材料（粉体状又は綿状の物体）という意味を含むものとする。

解繊部２０を通過した解繊物は、シート状に成形されるまでの間に、添加物と混合される。混合は、円筒部５２及び供給部５４を備えた構成（例えば、選別部４０及び／又はほぐし部６０）を設けることにより、非常に容易に混合することができる。

２．結着部
本実施形態のシート製造装置１００は、結着部７７を備える。結着部７７は、円筒部５２及び供給部５４を備えた構成（例えば、後述の選別部４０及び／又はほぐし部６０）を通過した解繊物及び添加物の混合物を加熱して、解繊物中の複数の繊維を、混合物中の樹脂を介して互いに結着させた状態を形成する。混合物は、結着部７７に至る前に、所定の形状（例えばウェブ状）に成形されていてもよい。また、結着部７７が、混合物を所定の形状に成形する機能を有してもよい。

結着部７７では、繊維（解繊物）及び樹脂（添加物）の混合物に、熱を加えることにより、混合物中の複数の繊維を互いに樹脂を介して結着する。樹脂が熱可塑性樹脂である場合には、そのガラス転移温度（軟化点）又は融点（結晶性ポリマーの場合）付近以上の温度に加熱すると、樹脂が軟化したり溶けたりし、その後、温度が低下すると固化する。樹脂が軟化して繊維に絡み合うように接触し、樹脂が固化することで繊維と樹脂とを互いに結着することができる。また、固化する際に近接する繊維が結着することで、繊維と繊維とが結着される。なお、樹脂は、結着部７７において溶融、流動されないまま残る成分を有してもよい。

本明細書において、「繊維と樹脂とを結着する」とは、繊維と樹脂とが離れにくい状態や、繊維と繊維との間に樹脂が配置され、繊維と繊維とが樹脂を介して離れ難くなっている状態をいう。また、結着とは、接着を含む概念であって２種以上の物体が接触して離れにくくなった状態を含む。また、繊維と繊維とが樹脂を介して結着した際に、繊維と繊維とが平行に又は交差してもよいし、１本の繊維に複数の繊維が結着してもよい。

また結着部７７においては、混合物に熱を与えることの他に、圧力を加えてもよく、その場合には、結着部７７は、混合物を所定の形状に成形する機能を有することができる。加えられる圧力の大きさは、成形される紙の種類により適宜調節されるが、５０ｋＰａ以上３０ＭＰａ以下とすることができる。加えられる圧力が小さければ、空隙率の大きいシート（紙、不織布）が得られ、大きければ空隙率の小さい（密度の高い）シート（紙、不織布）が得られることになる。

結着部７７の具体的な構成としては、加熱ローラー（ヒーターローラー）、熱プレス成形機、ホットプレート、温風ブロワー、赤外線加熱器、フラッシュ定着器などが挙げられる。図１に示す本実施形態のシート製造装置１００では、結着部７７は、加熱ローラー７８によって構成されている。そして、ウェブＷを加熱することにより、ウェブＷに含まれる繊維同士を樹脂を介して結着させることができる。なお、結着部７７の具体的な構成として、図示のような加熱ローラー７８を採用すると、熱プレス成形機、温風ブロワー、赤外線加熱器等を用いた場合に比較して、ウェブＷの狭い領域に対して、熱を集中的に与えることができる。そのため、プレスや温風等による加熱のように広い範囲を加熱する場合に比較して、使用するエネルギー量を低減することができる。

図示の例では、結着部７７は、加熱ローラー７８によりウェブＷを挟み込んで加熱及び加圧するように構成されており、一対の加熱ローラー７８を有している。結着部７７を平板状のプレス部によって構成する場合には、プレスをしている間、搬送されるウェブを一時的にたるませておくようなバッファー部（図示せず）を必要に応じて設ける。一方、結着部７７を加熱ローラー７８として構成したことにより、結着部７７を平板状のプレス部として構成した場合に比べてウェブＷを連続的に搬送しながらシートを成形することができる。

加熱ローラー７８は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等の中空の芯金で構成されている。加熱ローラー７８の表面には、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素を含むチューブやＰＴＦＥ等のフッ素コーティングの離型層が設けられてもよい。なお、芯金と離型層との間にシリコンゴム、ウレタンゴムやコットン等による弾性層を設けてもよい。当該弾性層を設けることにより、一対の加熱ローラー７８を高荷重で圧接する場合に、加熱ローラー７８の対が加熱ローラー７８の軸方向において均一に接触させることができる。

また、芯金の中心部には、加熱手段として、例えばハロゲンヒーター等の加熱材が設けられている。加熱ローラー７８及び加熱材は図示しない温度検知部によって各温度が取得され、取得された温度に基づいて加熱材の駆動が制御される。これにより、加熱ローラー７８の表面温度が所定の温度に維持することが可能となる。そして、一対の加熱ローラー７８間にウェブＷを通過させることにより、搬送されるウェブＷに対して加熱加圧することができる。なお、加熱手段としては、ハロゲンヒーター等に限定されず、例えば、非接触ヒーターによる加熱手段や温風による加熱手段を用いてもよい。

なお結着部７７に加熱ローラー７８を採用する場合には、加熱ローラー７８の数や配置は限定されず、上記作用を達成できる範囲で任意に構成することができる。また、結着部７７の加熱ローラー７８の構成（離型層・弾性層・芯金の厚みや材質、ローラーの外径）や加熱ローラー７８を圧接する荷重は、複数の加熱ローラー７８で互いに異なっていてもよい。さらに、図示の例では、ウェブＷをメッシュベルト７２とともに加熱する態様となっているが、ウェブＷをメッシュベルト７２から剥がした状態で加熱する態様であってもよい。

結着部７７（加熱工程）を経ることにより、添加物中の樹脂が溶融し、解繊物中の繊維と絡みやすくなるとともに繊維間が結着される。このようにしてシートＳが製造される。本実施形態のシート製造装置１００は、上述の解繊部２０を通過した解繊物の繊維と繊維とを樹脂を介して結着することによってシートを製造する。

３．添加物
供給部５４から供給される添加物は、樹脂を含む。係る樹脂の種類としては、天然樹脂、合成樹脂のいずれでもよく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。本実施形態のシート製造装置１００においては、樹脂は、常温で固体である方が好ましく、結着部７７における熱によって繊維を結着することに鑑みれば熱可塑性樹脂がより好ましい。また、本実施形態のシート製造装置１００によって製造されたシートＳを被解繊物として、当該シートから繊維を得て、係る繊維と樹脂とを含むシート（当該シートも本実施形態のシートＳであってもよい）を製造する場合、すなわち再生シートを製造する場合には、結着力の再利用が難しいため、熱硬化性樹脂でないほうが好ましい。樹脂によって繊維間の結着を行う場合には、熱硬化性樹脂では、再生シート中で結着力を再度発揮させることが困難であるからである。樹脂として熱硬化性樹脂を採用する場合には、軟化点以上の温度に加熱してもよいし、硬化温度（硬化反応を生じる温度）以上に加熱しても繊維と樹脂とを結着することができる。

なお、樹脂の融点、軟化点、硬化温度等は、繊維の融点、分解温度、炭化温度よりも低いことが好ましく、そのような関係となるように樹脂及び繊維の種類を組み合わせて選択することが好ましい。

天然樹脂としては、ロジン、ダンマル、マスチック、コーパル、琥珀、シェラック、麒麟血、サンダラック、コロホニウムなどが挙げられ、これらを単独又は適宜混合したものが挙げられ、また、これらは適宜化学的に変性されていてもよい。

合成樹脂のうち熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。

また、合成樹脂のうち熱可塑性樹脂としては、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、などが挙げられる。

これらの樹脂は、単独又は適宜混合して用いてもよい。また、共重合体化や変性を行ってもよく、このような樹脂の系統としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合樹脂、オレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、Ｎ−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂等が挙げられる。

添加物は、繊維状であってもよく、粉末状であってもよい。添加物が繊維状である場合、添加物の繊維長は、解繊物の繊維長以下であることが好ましい。具体的には、添加物の繊維長は、３ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以下である。添加物の繊維長が３ｍｍより大きいと、解繊物と均一性よく混合することが困難となる場合がある。添加物が粉末状である場合、添加物の粒径（直径）は、１μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは２μｍ以上２０μｍ以下である。添加物の粒径が１μｍより小さいと、解繊物中の繊維同士を結着させる結着力が低下する場合がある。添加物の粒径が２０μｍより大きいと、解繊物と均一性よく混合することが困難な場合があり、また解繊物への付着力が低下して解繊物から離脱してしまい、製造されるシートにムラ等を生じる場合がある。

供給部５４から供給される添加物の量は、製造されるシートの種類に応じて、適切に設定される。混合物における添加物の割合は、例えば、５質量％以上７０質量％以下であり、良好な混合物を得る観点、及び混合物をウェブ状に成形した場合の重力による添加物の落下を受けにくくする観点からは、５質量％以上５０質量％以下が好ましい。

なお、添加物は、樹脂以外に、その他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、凝集抑制剤、着色材、有機溶剤、界面活性剤、防黴剤・防腐剤、酸化防止剤・紫外線吸収剤、酸素吸収剤等が挙げられる。以下、凝集抑制剤、着色材について詳述する。

３．１．凝集抑制剤
添加物は、解繊物中の繊維を結着させる樹脂の他、解繊物中の繊維同士の凝集や添加物同士の凝集を抑制するための凝集抑制剤を含んでもよい。また、添加物に凝集抑制剤を含ませる場合には、樹脂と凝集抑制剤とは一体化させることが好ましい。すなわち、添加物に凝集抑制剤を含ませる場合には、添加物は、樹脂と凝集抑制剤とを一体に有する複合体であることが好ましい。

本明細書では、複合体というときには、樹脂を成分の一つとして他のものと一体に形成された粒子をいう。他のものとは、凝集抑制剤や着色材などをいうが、主成分となる樹脂と異なる形状、大きさ、材質、機能を有するものも含まれる。

添加物に、凝集抑制剤が配合された場合には、配合されない場合に比較して、樹脂及び凝集抑制剤を一体に有する複合体を、互いに凝集させにくくすることができる。凝集抑制剤としては、各種使用しうるが、本実施形態のシート製造装置１００では、円筒部５２（選別部４０及び／又はほぐし部６０）において水を使用しない又はほとんど使用しないため、複合体の表面に配置される（コーティング（被覆）等でもよい。）種のものを使用することが好ましい。

このような凝集抑制剤としては、無機物からなる微粒子が挙げられ、これを複合体の表面に配置することで、非常に優れた凝集抑制効果を得ることができる。なお、凝集とは、同種又は異種の物体が、静電気力やファンデルワールス力によって物理的に接して存在する状態を指す。また、複数の物体の集合体（例えば粉体）において、凝集していない状態という場合には、必ずしも当該集合体を構成する物体のすべてが離散して配置されることを指すものではない。すなわち、凝集していない状態には、集合体を構成する物体の一部が凝集している状態も含まれ、そのような凝集した物体の量が、集合体全体の１０質量％以下、好ましくは５質量％以下程度となっていても、この状態を、複数の物体の集合体において「凝集していない状態」に含めるものとする。さらに、粉体等を袋詰め等した場合には、粉体の粒子同士は接触して存在する状態となるが、柔和な撹拌、気流による分散、自由落下など、粒子を破壊しない程度の外力を加えることにより、粒子を離散した状態にすることができる場合は、凝集していない状態に含めるものとする。

凝集抑制剤の材質の具体例としては、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、炭酸カルシウムを挙げることができる。なお、例示した凝集抑制剤の材質の一部（例えば酸化チタンなど）は、後述の着色材の材質と同じとなるが、凝集抑制剤の粒子径は着色材の粒子径よりも小さい点で相違する。そのため、凝集抑制剤は、製造されるシートの色調に対して大きく影響せず、着色材とは区別可能である。ただし、シートの色調を調節する際には、凝集抑制剤の粒子径が小さくても、光の散乱等の若干の効果が生じる場合があるため、そのような効果を考慮することがより好ましい。

凝集抑制剤の粒子の平均粒子径（数平均粒子直径）は、特に限定されないが、好ましくは、０．００１〜１μｍであり、より好ましくは、０．００８〜０．６μｍである。凝集抑制剤の粒子は、いわゆるナノパーティクルの範疇に入るものであり、粒子径が小さいことから、一次粒子となっていることが一般的である。しかし、凝集抑制剤の粒子は、一次粒子の複数が結合して高次の粒子となっていてもよい。凝集抑制剤の一次粒子の粒子径が上記範囲内であれば、樹脂の表面に良好にコーティングを行うことができ、複合体の十分な凝集抑制効果を付与することができる。樹脂粒子の表面に凝集抑制剤が配置された複合体の粉体は、ある複合体と他の複合体の間に凝集抑制剤が存在することになり、互いの凝集が抑制される。なお、樹脂と凝集抑制剤とを一体でなく別体とする場合には、ある樹脂粒子と他の樹脂粒子の間に凝集抑制剤が常に存在するとは限らないため、樹脂粒子同士の凝集抑制効果は一体とした場合に比較して小さくなると考えられる。

樹脂と凝集抑制剤とを一体にした複合体における凝集抑制剤の含有量は、樹脂１００質量部に対して、０．１質量部以上５質量部以下が好ましい。このような含有量であれば、上記効果を得ることができる。また、上記効果を高め及び／又は製造されるシートから凝集抑制剤が脱落することを抑制する、などの観点からすると、含有量は樹脂１００質量部に対して、好ましくは０．２質量部以上４質量部以下、より好ましくは０．５質量部以上３質量部以下である。

凝集抑制剤を樹脂の表面へ配置する場合、複合体表面における凝集抑制剤が被覆する割合（面積比：本明細書ではこれを被覆率と称する場合がある。）は、２０％以上１００％以下とすれば、十分な凝集抑制効果を得ることができる。被覆率は、ＦＭミキサー等の装置への仕込みによって調節することができる。さらに凝集抑制剤、樹脂の比表面積が既知であれば、仕込み時の各成分の質量（重量）によって調節することもできる。また、被覆率は、各種の電子顕微鏡により測定することもできる。なお、凝集抑制剤が、樹脂から脱落しにくい態様で配置された複合体では、凝集抑制剤と樹脂とが一体であるということができる。

複合体に凝集抑制剤が配合されると、複合体の凝集を非常に生じにくくすることができるため、円筒部５２において添加物（複合体）と解繊物（繊維）とをさらに容易に混ぜ合せることができる。すなわち、添加物に樹脂との複合体として凝集抑制剤が配合されると、複合体が速やかに空間に拡散し、凝集抑制剤が配合されない場合に比較して、より早く均一な解繊物と添加物との混合物を形成することができる。凝集抑制剤によって、繊維と樹脂（複合体）とを良好に混ぜ合せることができる理由としては、凝集抑制剤を複合体の表面に配置した場合、複合体が静電気を帯びやすくなる傾向があることが挙げられ、その静電気により複合体の凝集が抑制される。

３．２．着色材
添加物は、解繊物の繊維を結着させる樹脂の他、着色材を含んでもよい。また、添加物に着色材を含ませる場合には、樹脂と着色材とは一体化されることが好ましい。すなわち、添加物は、樹脂と着色材とを一体に有する複合体であることが好ましい。また、複合体が上述の凝集抑制剤を含む場合においても、樹脂と着色材と凝集抑制剤とを一体に有する複合体とすることができる。すなわち、添加物は、樹脂と凝集抑制剤と着色材とを一体に有する複合体を含んでもよい。

樹脂及び着色材を一体に有する複合体とは、着色材がシート製造装置１００内において、及び／又は、製造されるシートにおいて、バラバラになり難い（脱落し難い）状態のことをいう。すなわち、樹脂及び着色材を一体に有する複合体とは、樹脂によって着色材が互いに接着されている状態、樹脂に着色材が構造的（機械的）に固定されている状態、樹脂と着色材とが静電気力、ファンデルワールス力等により凝集している状態、及び樹脂と着色材とが化学結合されている状態にあることを指す。また、複合体が樹脂及び着色材を一体に有する状態とは、着色材が樹脂に内包されている状態でも着色材が樹脂に付着している状態でもよく、その２つの状態が同時に存在する状態を含む。

着色材は、本実施形態のシート製造装置１００によって製造されるシートの色を所定のものとする機能を有する。着色材としては、染料又は顔料を用いることができ、複合体において樹脂と一体とした場合に、より良好な隠ぺい力や発色性が得られる観点からは顔料を用いることが好ましい。

顔料としては、その色、種類ともに、特に限定されず、例えば、一般的なインクに使用される各種の色（白、青、赤、黄、シアン、マゼンダ、イエロー、黒、特色（パール、金属光沢）等）の顔料を使用することができる。顔料は無機顔料でもよいし、有機顔料でもよい。顔料としては、特開２０１２−８７３０９号公報や特開２００４−２５０５５９号公報に記載された周知の顔料を用いることができる。また、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等の白色顔料等を用いてもよい。これら顔料は、単独で用いてもよいし、適宜混合して用いてもよい。なお、白色の顔料を使用する場合には、前記例示したもののうち、酸化チタンを主成分とする粒子（顔料粒子）を含む粉体からなる顔料を使用することが、酸化チタンの屈折率の高さから、少ない配合量で、製造されるシートにおける白色度を高めることが容易な点でより好ましい。

４．選別部及びほぐし部
本実施形態のシート製造装置１００は、選別部４０及びほぐし部６０の少なくとも一方を有する。選別部４０及びほぐし部６０の少なくとも一方は、解繊部２０によって解繊された繊維を含む解繊物と添加物とを混合する機能を有する。図１に示す例では、選別部４０及びほぐし部６０の両者が設けられているが、いずれか一方でもよいし、それぞれが複数設けられてもよい。選別部４０及びほぐし部６０の少なくとも一方には、円筒部５２及び供給部５４の組が設けられ、係る組が設けられた選別部４０及びほぐし部６０の少なくとも一方において、解繊物（解繊物及び添加物の混合物であってもよい）と添加物とが混合される。また、選別部４０及びほぐし部６０の両方に係る組が設けられた場合には、それぞれ添加される添加物が互いに同じでも異なっていてもよい。

以下、選別部４０及びほぐし部６０の両者に円筒部５２及び供給部５４の組が設けられた本実施形態のシート製造装置１００について述べる。

４．１．選別部
選別部４０は、解繊物から長い繊維（長繊維）や十分に解繊されなかった未解繊片を空気中で選別する。選別部４０は、解繊処理された解繊物を、選別部４０を通過する「通過物」と、通過しない「残留物」とに空気中で選別する。本実施形態のシート製造装置１００に選別部４０を採用する場合には、以下に説明する類の篩（ふるい）を用いる。選別部４０は、篩によって、解繊処理された解繊物から一定の長さより短い繊維（通過物）を選別することができる。

選別部４０の構成の一部である篩は、円筒面を有し、当該円筒面の少なくとも一部に複数の孔Ｈが形成されている円筒部４４（５２）を有する。円筒部４４内は空洞となっており、当該空洞に、解繊物（繊維）及び添加物（樹脂）が導入される。円筒部４４は、回転軸Ｒ（円筒面の中心軸）の周りに回転することができ、導入された解繊物（繊維）及び添加物（樹脂）が混合される。図示の例では、円筒部５２に供給された添加物は、円筒部５２内で解繊物と混合される。

図１に示すように、選別部４０は、導入口４１、供給口４２及び排出口４３を有している。円筒部４４の孔Ｈを通過しなかった残留物は、図１に示すように、排出口４３から排出されて、戻り流路としての管８６を介してホッパー１５に搬送され、再び解繊部２０に戻されるようにしてもよい。円筒部４４の孔Ｈを通過した通過物は、ホッパー１６で受けてから管８７を通じて搬送される。

選別部４０は、排出口４３を有する以外は、後述のほぐし部６０と同様に構成することができるが、ほぐし部６０のように導入された材料の全てを通過させるのではなく、一部の成分を排出口４３から除去する機能を有する。通過する際に、凝集していた解繊物はほぐされ分散され、さらに解繊物と添加物が混合される。

選別部４０を設けることにより、解繊物又は混合物に含まれる孔Ｈの目開きの大きさより小さい繊維又は粒子と、孔Ｈの目開きの大きさより大きい繊維や未解繊片やダマとを分けることができる。

図２は選別部４０の要部の一例を模式的に示している。図２の例では、選別部４０は、円筒部４４（５２）とハウジング部４５を備えている。円筒部４４の内部には空洞が形成され、円筒部４４が回転軸Ｒ周りに回転できる限り、円筒部４４の軸受け機構、支持機構、回転機構、封止機構等は、特に限定されない。

円筒部４４は、図２に示すように、繊維及び添加物の混合物が通過する複数の孔Ｈを有する開口領域４６と、孔Ｈを有しない筒状領域４７とを有している。開口領域４６と筒状領域４７は溶接やネジなどで締結され、一体的に回転する。図示の円筒部４４は、均一の厚みを有するステンレス鋼等の金属板を用いて筒型に形成されており、その両端には開口４８が形成されている。

開口領域４６には、複数の孔Ｈが設けられている。当該孔Ｈから混合物が通過するように構成され、材料の大きさ、種類等により孔Ｈの大きさや形成領域等が適宜設定される。なお、開口領域４６は、パンチングメタルに限定されず、金網材であってもよい。複数の孔Ｈの大きさ（面積）は同じでもよく、それぞれが等間隔で配置されてもよい。これにより、孔Ｈを通過した混合物の大きさ等をより均一にすることができる。

筒状領域４７は、孔Ｈを有しない部分であり、ハウジング部４５と勘合して、ハウジング部４５とともに円筒部４４の孔Ｈを通過した混合物を回収する空間を画成する。また、筒状領域４７は、フランジ部５５と勘合して円筒部４４の内側の空洞を画成する。

ハウジング部４５は、図１、２に示すように、内側に空間を有している。ハウジング部４５の下方は、壁面がなくホッパー１６に孔Ｈを通過した混合物が落下するようになっている。また、ハウジング部４５は、円筒部４４が回転自在に貫通する開口を対向する２つの壁面に有する。

本実施形態では、図２に示すように、円筒部４４は、回転軸Ｒの延在方向に沿って、筒状領域４７、開口領域４６、筒状領域４７を有し、ハウジング部７５は、図２に示すように、筒状領域４７における回転軸Ｒから離れる側の表面（円筒面）と、パイルシール４９を介して接している。

このように、ハウジング部４５と筒状領域４７とが接することにより、開口領域４６の孔Ｈから通過した混合物をハウジング部４５の内部から外側への拡散を抑制することができる。円筒部４４の回転軸Ｒに沿う方向と交差する方向では、円筒部５２の外径寸法よりハウジング部４５の方が大きくなることで、円筒部５２の内側にハウジング部４５が配置される。

また、本実施形態のハウジング部４５はパイルシール４９を有し、筒状領域４７の表面とパイルシール４９とが接している。パイルシール４９は、例えば、ベース部の一方面側に密に細毛が植えつけられたブラシ（刷毛）で構成されたものである。パイルシール４９は、円筒部４４の孔Ｈから通過した混合物が通過できない程度に密に細毛が植えられている。そして、パイルシール４９のブラシの先端部が筒状領域４７の表面に接するように構成されている。パイルシール４９が接する筒状領域４７の表面には開口はなく、また、少なくともパイルシール４９が接する表面は凸凹が無いことが望ましい。これにより、ハウジング部４５と円筒部４４の筒状領域４７との隙間がパイルシール４９によって、混合物が通過できない程度に塞がれる。従って、円筒部４４の孔Ｈから通過した混合物をハウジング部４５の外側への漏出することを抑制することができる。

また、円筒部４４は回転軸Ｒ回りに回転した際、筒状領域４７とパイルシール４９との摺動部における摩耗が抑制され、円筒部４４への回転負荷を低減することができる。なお、パイルシール４９が確実に筒状領域４７に接するために、パイルシール４９のブラシの細毛の長さは、ハウジング部４５と円筒部４４の筒状領域４７との間隔よりも長くなるように設定することがより好ましい。

なお、パイルシール４９は、円筒部４４の筒状領域４７側に接続してもよい。ただ、円筒部４４がハウジング部４５に対して、回転軸Ｒに沿う方向においてずれたときに、パイルシール４９とハウジング部４５との接触面積が小さくなる場合があるため、パイルシール４９はハウジング部４５側に接続し、回転軸Ｒに沿う方向においてパイルシール４９より大きい筒状領域４７に接するようにすることがより好ましい。以上のようにして円筒部４４（５２）、パイルシール４９、ハウジング部４５によって区画された、円筒部４４（５２）の外側の空間が形成される。

一方、図２に示すように、円筒部４４の回転軸Ｒに沿う方向の両端部であって円筒部４４の筒状領域４７の内側には、一対のフランジ部５５が設けられている。筒状領域４７とフランジ部５５とはパイルシール４９を介して接している。フランジ部５５は、フランジ固定板５６に固定されている。そして、フランジ固定板５６は、図示しない外部フレームに固定されている。係るパイルシール４９に関しては、機能的に上記と同様であり、詳細な説明を省略する。以上のようにして円筒部４４（５２）、パイルシール４９、フランジ部５５、フランジ固定板５６によって区画された、円筒部４４（５２）内部の空洞が形成される。なお、図示の例では、円筒部４４の内側（回転軸Ｒに近づく側）にフランジ部５５が入り込んで、フランジ固定板５６が円筒部４４の回転軸Ｒに沿う方向（延設方向）の外側に配置された態様であるが、このような態様に限定されるものではなく、円筒部４４の内側に空洞を形成できる限り、適宜に構成することができる。例えば、円筒部４４の外側（回転軸Ｒに近づく側）にフランジ部５５が勘合してもよいし、フランジ固定板５６が円筒部４４の回転軸Ｒに沿う方向の内側に配置されてもよい。

２つのフランジ固定板５６は、円筒部４４の円筒面に交差し、円筒部４４の回転軸Ｒの延設方向（回転軸Ｒに沿う方向）に離間し回転しない空洞の２つの側面部とみなすことができる。円筒部４４は、図示しない駆動部（モーター、ベルト、プーリ、チェーン、スプロケット等により適宜構成される。）により回転軸Ｒ回りに回転駆動される。これにより、円筒部５２内部に導入、供給された解繊物（繊維）と添加物（樹脂）とが混ぜ合わせられ、孔Ｈの目開きの大きさより小さい混合物と、孔Ｈの目開きの大きさより大きい繊維や未解繊片やダマとを選別することができる。

解繊物を空洞に導入する導入口４１は、解繊部２０の排出口２２に接続する管８２に接続してもよいし、図１に示すように、分級部３０が設けられる場合には排出口３４に接続する管８３に接続してもよい。また、導入口４１は、図示の例では、一端側のフランジ固定板５６を貫通するように形成されているが、フランジ固定板５６の開口であってもよい。さらに、導入口４１は、円筒部４４の回転軸Ｒに沿う方向からみたときに、回転軸Ｒの付近に開口しているが、配置される位置は限定されない。

また、添加物を空洞に導入する供給口４２は、管８５に接続されている。管８５は、図示の例では、スクリューフィーダー８９から供給される添加物を搬送する。本実施形態では管８５及びスクリューフィーダー８９が、供給部５４を構成している。また、供給口４２は、図示の例では、一端側のフランジ固定板５６を貫通するように形成されているが、フランジ固定板５６の開口であってもよい。さらに、供給口４２の、円筒部４４の回転軸Ｒに沿う方向からみたときの配置も限定されない。しかし、以下のような好ましい配置が存在する。

図３は、円筒部４４の回転軸Ｒに沿う方向からみた模式図であり、回転軸Ｒ、導入口４１及び供給口４２の配置を示している。図３に示すように、供給口４２は、円筒部４４の回転軸Ｒに沿う方向からみたときに、回転軸Ｒから上方に離間して配置されることが好ましい。このようにすることで、導入口４１から導入された解繊物の上方から添加物を供給し、解繊物は回転する円筒部４４とともに回転移動するので混合されやすくなる。また、円筒部の壁面に添加物が付着することを抑制できる。

ここで、回転軸Ｒから上方とは、回転軸Ｒを含む水平面よりも鉛直方向における上方向（図３においてハッチングで示した部分）（重力が作用する方向と反対の方向）の領域のことを指す。したがって、供給口４２が、円筒部４４の回転軸Ｒに沿う方向からみたときに、回転軸Ｒよりも上方に離間して配置されるとは、供給口４２の開口が図３のハッチングした領域内にあることを指す。

このようにすれば、回転する円筒部４４内で上昇、落下を繰り返すことで撹拌されている繊維のうち、円筒部４４内の上方に来る繊維に対して添加物を接触させやすい。これにより、繊維に接触しないで孔Ｈを通過してしまう添加物の割合を低減することができる。

また、本実施形態の選別部４０では、一端側のフランジ固定板５６（側面部）には、解繊物（繊維）を円筒部５２内部に供給するための、管８３の開口である導入口４１が設けられている。また、同じく一端側のフランジ固定板５６（側面部）に、添加物（樹脂）を円筒部５２内部に供給するための、管８５の開口である供給口４２が設けられている。そして、回転軸Ｒ方向における反対側（他端側）のフランジ固定板５６（側面部）には、孔Ｈを通過しない混合物を解繊部２０へと戻すための管８５の開口である排出口４３が設けられている。

このように円筒部５２（４４）の回転軸Ｒに沿う方向の一方の端（一端側のフランジ固定板５６（側面部））に導入口４１及び供給口４２が設けられ、他方の端（他端側のフランジ固定板５６（側面部））に排出口４３が設けられることにより、解繊物及び添加物が混合された状態で孔Ｈを通過することができる。また、供給口４２が他方の端にある場合に比べ、添加物が円筒部４４の孔Ｈを通過しなかった残留物とともに排出口４３から排出されることを抑制することができる。

また、円筒部４４内で回転している解繊物（繊維）に対して、添加物が、円筒部４４に対して固定された供給口４２（供給部５４）から供給される。これにより、添加物が供給口４２から供給される際に、添加物と回転撹拌されている繊維との間に移動速度の差が形成される。したがって供給部５４（供給口４２）を、円筒部４４の回転とともに回転移動するように設ける場合と比較して、繊維とともに回転する（即ち速度差の小さい）添加物の割合を減らすことができ、繊維と添加物とのより良好な混合を行うことができる。

図４は、円筒部５２（４４）、導入口４１及び供給口４２の位置関係を説明するための模式図である。図４では、フランジ部５５、フランジ固定板５６等は省略されているが、導入口４１及び供給口４２を配置しうる限り、フランジ部５５及びフランジ固定板５６はどのように配置、構成されてもよい。また、図４には、供給口４２と導入口４１との、円筒部４４の回転軸Ｒの延設方向における距離が符号Ａを付して示してある。また、円筒部４４の一端側の端（開口４８）と、導入口４１との間の回転軸Ｒの延設方向における距離が符号Ｂを付して示してある。また、円筒部４４の両端間（２つの開口４８間）の距離（すなわち、円筒部４４内の回転軸Ｒの長さ）が符号Ｃを付して示してある。さらに、筒状領域４７の回転軸Ｒの延設方向における長さには符号Ｄを付してある。

図４を参照して、供給口４２と導入口４１との、円筒部４４の回転軸Ｒの延設方向における距離Ａは、円筒部４４の両端間（２つの開口４８間）の距離Ｃ（すなわち、円筒部４４内の回転軸Ｒの長さ）の１／４以下であることが好ましい。

このようにすれば、供給口４２及び導入口４１の位置が近くなるので、導入された解繊物（繊維）に対して添加物が付着しやすい。これにより繊維に接触しないままで孔Ｈを通過してしまう添加物の割合を非常に低減することができる。

また、円筒部４４の円筒面に孔Ｈを有しない筒状領域４７に、導入口４１及び／又は供給口４２が設けられることが好ましい。すなわち、図４を参照して、距離Ｂは長さＤよりも小さいことが好ましい。また距離（Ａ＋Ｂ）についても、長さＤよりも小さいことが好ましい。

このような円筒部４４、導入口４１及び供給口４２の位置関係とすることにより、筒状領域４７の範囲内で解繊物及び添加物が供給される。筒状領域４７には孔Ｈがないので、解繊物と添加物とが接触する頻度が高まり、より良好に混合された状態で、混合物を開口領域４６へ移動させて孔Ｈを通過するようにすることができる。

なお、図示の例では、供給部５４は、添加物を円筒部５２に導入するスクリューフィーダー８９を含んで構成されているが、添加物の導入は、弁の開閉等の機構を用いてもよい。また、図示せぬディスクフィーダーを用いて行ってもよい。これらのフィーダーを用いることにより、添加物の供給量の変動を小さくすることができるためより好ましい。

供給部５４から供給される添加物は、上述の複数の繊維を結着させるための樹脂を含む。添加物が円筒部４４に供給された時点では、解繊物に含まれる複数の繊維は、解繊が不十分である場合を除き、意図的には互いに結着されていない。添加物に含まれる樹脂は、結着部７７を通過する際に溶融又は軟化して、その後硬化することにより複数の繊維を結着させることとなる。

４．２．ほぐし部
本実施形態のシート製造装置１００では、選別部４０の下流にほぐし部６０が設けられている。ほぐし部６０は、絡み合った繊維をほぐして、混合物を降らせ、後述するシート成形部７０に、混合物を均一に堆積させる作用を有する。つまり、「ほぐす」という言葉は、絡み合ったものをバラバラにする作用や均一に堆積させる作用を含むものである。なお、ほぐし部６０は、絡み合った繊維等が無ければ均一に堆積させる効果を奏する。

また、「絡み合った繊維をほぐす」とは、絡み合った繊維を完全にほぐす場合（全ての繊維がほぐれた状態にする場合）と、絡み合った繊維が篩を通過できる程度に絡み合った繊維の一部をほぐす場合と、を含む。「絡み合った樹脂をほぐす」（樹脂が繊維状である場合など）という意味についても同様である。

本実施形態のシート製造装置１００にほぐし部６０を採用する場合には、篩（ふるい）を用いる。係る篩は、「４．１．選別部」の項で述べた選別部４０の構成の一部である篩と同様であり、少なくとも円筒面を有し、当該円筒面の少なくとも一部に複数の孔Ｈが形成されている円筒部６４（５２）を有する。円筒部６４には、選別部４０を通過した解繊物（選別部４０が供給部５４を有する場合には、添加物が含まれる）を、管８７を介して、導入口６１から導入される。また、図１に示すように、ほぐし部６０における供給部５４は、管８８及びスクリューフィーダー８９によって構成され、供給口６２を通じて円筒部６４（５２）に添加物を供給する。すなわち、ほぐし部６０は、排出口４３を有しないこと、及び、円筒部５２の孔Ｈを通過した混合物をホッパー１６で受ける代わりにメッシュベルト７２で受けること以外は、前述の選別部４０と同様に構成することができる。

したがって、ほぐし部６０における管８７、導入口６１、円筒部６４（５２）、ハウジング部６５、供給口６２、並びに、管８８及びスクリューフィーダー８９からなる供給部５４は、それぞれ上述の選別部４０における管８３、導入口４１、円筒部４４（５２）、ハウジング部４５、供給口４２、並びに、管８５及びスクリューフィーダー８９からなる供給部５４と同様であるので、これらの詳細な説明は省略する。

また、ほぐし部６０に採用される円筒部６４（５２）は、図２を参照すると、管８６及び排出口４３が設けられない態様である。したがって、ほぐし部６０の篩では、フランジ固定板５６に排出口４３のための開口のない態様である。

円筒部６４内は空洞となっており、当該空洞に、解繊物（繊維）及び添加物（樹脂）が導入される。なお、選別部４０において添加物が導入されている場合には、ほぐし部６０には供給部５４は無くてもよい。また逆に、ほぐし部６０において添加物が導入される場合には、選別部４０に供給部５４は無くてもよい。選別部４０において添加物が導入され、ほぐし部６０において供給部５４が設けられて、同一の又は異なる添加物が導入されてもよい。

ほぐし部６０の円筒部６４（５２）は、回転軸Ｒ（円筒面の中心軸）の周りに回転することができ、導入された解繊物（繊維）及び添加物（樹脂）が混合されることについても選別部４０について説明したと同様である。

本実施形態のシート製造装置１００は、ほぐし部６０の円筒部６４（５２）を通過した混合物を堆積させてウェブＷを形成するシート成形部７０を有している。また、シート成形部７０には、メッシュベルト７２及びサクション機構７６が設けられている。ほぐし部６０は、混合物を空気中で分散させながら降らせることができる。シート成形部７０のメッシュベルト７２にて、ほぐし部６０から降ってきた混合物を空気中で堆積してウェブＷの形状に成形する態様であり、エアレイドの一種となっている。なお、ほぐし部６０は、導入された原料の全てを通過させてもよい。

５．供給部の変形
図５は、供給部５４の変形例を示す模式図である。上述の例では、供給部５４から供給される添加物は、円筒部５２内に位置する供給口４２，６２から供給されている。しかし、供給部５４は、図５に示すように、導入口４１，６１に接続する管８３，８７に合流する管８５，８８を含んで構成されてもよい。

このようにすれば、解繊物（添加物を含む場合を含む）と、添加物とがあらかじめ接触された状態で、回転している円筒部５２内に導入されることができる。これにより、繊維と添加物との出会いがより早期に生じ、円筒部５２の孔Ｈを通過するまで、若しくは、排出口４３に至るまでの、繊維と添加物との接触時間を長くすることができる。これにより、両者の混合を均一に行うことができる。そのため、このようにすれば、繊維や添加物の偏在が抑制された均一性の高いシートを製造することができる。

６．その他の構成
本実施形態のシート製造装置１００は、上述の構成の他に、例えば、粗砕部、分級部、シート成形部、加圧部、切断部等の構成を有することができる。

６．１．粗砕部
本実施形態のシート製造装置１００は、粗砕部１０を有してもよい。粗砕部１０は、例えばシュレッダーである。粗砕部１０は、本実施形態のシート製造装置１００の原料を、解繊部２０に導入する前に空気中で裁断する。細片の形状や大きさは、特に限定されないが、例えば、数ｃｍ角の細片である。図示の例では、粗砕部１０は、粗砕刃１１を有し、粗砕刃１１によって、投入された原料を裁断することができる。粗砕部１０には、原料を連続的に投入するための自動投入部（図示せず）が設けられていてもよい。

粗砕部１０によって裁断された細片は、ホッパー１５で受けてから管８１を介して、解繊部２０へ搬送される。管８１は、解繊部２０の導入口２１と連通している。

６．２．分級部
本実施形態のシート製造装置１００は、解繊された解繊物から不純物（トナーや紙力増強剤）や解繊によって短くなった繊維（短繊維）を空気中で分級する分級部３０を有してもよい。

分級部３０は、解繊物から、樹脂粒、インク粒を分離して除去する。分級部３０としては、気流式分級機を用いることができる。気流式分級機は、旋回気流を発生させ、遠心力と分級されるもののサイズや密度によって分離するものであり、気流の速度及び遠心力の調整によって、分級点を調整することができる。具体的には、分級部３０としては、サイクロン、エルボージェット、エディクラシファイヤーなどを用いる。特にサイクロンは、構造が簡便であるため、分級部３０として好適に用いることができる。以下では、分級部３０として、サイクロンを用いた場合について説明する。

分級部３０は、少なくとも導入口３１と、下部に設けられている下部排出口３４と、上部に設けられている上部排出口３５と、を有している。分級部３０において、導入口３１から導入された解繊物をのせた気流は、円周運動せられ、これにより、導入された解繊物には、遠心力がかかって、第１分級物（解きほぐされた繊維）と、第１分級物より小さく密度の低い第２分級物（樹脂粒、インク粒等）と、に分離される。図示の例では、第１分級物は、下部排出口３４から排出され、管８３を通って選別部４０の導入口４１に導入される。一方、第２分級物は、上部排出口３５から管８４を通って分級部３０の外部に排出される。このように、樹脂を含むシートを原料とした場合でも、解繊物中の樹脂粒は、分級部３０によって外部に排出されるため、供給部５４によって新たに樹脂が供給されても、解繊物中の繊維に対して樹脂が過剰になることを防ぐことができる。また、インク粒が除去されるので脱墨されやすくなる。また、不純物や短繊維を除去できるので、シートの強度も高くなりやすい。

なお、分級部３０により第１分級物と第２分級物に分離すると記載したが、正確に分離できる訳ではない。第１分級物のうち比較的小さいものや密度の低いものは第２分級物とともに外部に排出される場合がある。第２分級物のうち比較的密度の高いものや第１分級物に絡まってしまったものは第１分級物とともに選別部４０へ導入される場合もある。また、原料が古紙でなくパルプシートのような場合は、第２分級物に相当するものが含まれていないためシート製造装置１００として分級部３０は無くてもよい。

６．３．シート成形部
シート製造装置１００は、シート成形部７０を有してもよい。ほぐし部６０を通過した繊維及び添加物の混合物は、シート成形部７０に堆積される。図１に示すように、シート成形部７０は、メッシュベルト７２、張架ローラー７４、サクション機構７６を有する。シート成形部７０は、図示せぬテンションローラー、巻き取りローラー等を含んで構成されてもよい。

シート成形部７０は、ほぐし部６０から降ってくる混合物を空気中で堆積させたウェブＷを形成する（ほぐし部６０と合わせてウェブ形成工程に相当する。）。シート成形部７０は、ほぐし部６０によって空気中に均一に分散された混合物を、メッシュベルト７２上に堆積する機構を有している。

ほぐし部６０の下方には、張架ローラー７４（本実施形態では、４つの張架ローラー７４）によって張架されるメッシュが形成されているエンドレスのメッシュベルト７２が配されている。そして、張架ローラー７４のうちの少なくとも１つが自転することで、このメッシュベルト７２が一方向に移動するようになっている。

また、ほぐし部６０の鉛直下方には、メッシュベルト７２を介して、鉛直下方に向けた気流を発生させる吸引部としてのサクション機構７６が設けられている。サクション機構７６によって、ほぐし部６０によって空気中に分散された混合物をメッシュベルト７２上に吸引することができる。これにより、空気中に分散させた混合物を吸引することができ、ほぐし部６０からの排出速度を大きくすることができる。その結果、シート製造装置１００の生産性を高くすることができる。また、サクション機構７６によって、混合物の落下経路にダウンフローを形成することができ、落下中に解繊物や添加剤が絡み合うことを防ぐことができる。

そして、メッシュベルト７２を移動させながら、ほぐし部６０から混合物を降らせることにより、混合物を均一に堆積させた長尺状のウェブＷを形成することができる。ここで「均一に堆積」とは、堆積された堆積物が略同じ厚み、略同じ密度で堆積されている状態を言う。ただし、堆積物全てが紙として製造される訳ではないため、シートになる部分が均一であればよい。「不均一に堆積」は均一に堆積していない状態をいう。

メッシュベルト７２は、金属製、樹脂製、布製、あるいは不織布等であることができ、混合物が堆積でき、気流を通過させることができれば、どのようなものでもあってもよい。メッシュベルト７２の穴径（直径）は、例えば、６０μｍ以上２５０μｍ以下である。メッシュベルト７２の穴径が６０μｍより小さいと、サクション機構７６によって安定した気流を形成することが困難な場合がある。メッシュベルト７２の穴径が２５０μｍより大きいと、メッシュの間に例えば混合物の繊維が入り込んで、製造される紙の表面の凹凸が大きくなる場合がある。またサクション機構７６はメッシュベルト７２の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外気より負圧にすることで構成できる。

以上のように、ほぐし部６０及びシート成形部７０（ウェブ形成工程）を経ることにより、空気を多く含み柔らかくふくらんだ状態のウェブＷが形成される。

本実施形態のシート製造装置１００では、メッシュベルト７２上に形成されたウェブＷを、結着部７７にて結着している。ウェブＷには樹脂が含まれているため、加熱されることによって、繊維と繊維とが結着され、ウェブＷを紙や不織布等のシートＳとすることができる。

ウェブＷの厚さは、特に限定されず、ほぐし部６０の篩の回転速度、シート成形部７０のサクション機構７６の吸引速度、メッシュベルト７２の搬送速度等を調節することによって、所定の厚さとすることができる。また、ウェブＷの坪量も同様にして調節することができる。坪量とは、ウェブＷやシートＳの単位面積あたりの重量であり、通常（ｇ／ｍ^２）の単位を用いて表される。後述する結着部７７において、ウェブＷの体積を小さくする（加圧する）場合があるが、質量は変化しないため、ウェブＷの坪量は、シートＳの坪量とほとんど同じである。したがって、シート製造装置１００によって製造されるシートＳの坪量は、ほぐし部６０及びシート成形部７０によって調節されることになる。

６．４．加圧部
本実施形態のシート製造装置１００は、図示しない加圧部を有してもよい。加圧部は、ほぐし部６０の下流側であって、結着部７７の上流側に配置されることができる。また、加圧部や結着部７７は、メッシュベルト７２からウェブＷを分離した後に設けられてもよい。加圧部は、ほぐし部６０、シート成形部７０を経て、シート状に形成されたウェブＷを加熱せずに加圧するものであってもよい。従って、加圧部は、ヒーター等の加熱手段を有していない。すなわち、加圧部は、カレンダー処理を行う構成である。

加圧部では、ウェブＷを加圧（圧縮）することにより、ウェブＷ中の繊維同士の間隔（距離）が縮められ、ウェブＷの密度を高めることができる。加圧部は、ローラーによりウェブＷを挟み込んで加圧するように構成されることができ、一対の加圧ローラーを有する態様を採用することができる。

加圧部では、加熱されず加圧のみ行われるので、機能材中に樹脂が含まれる場合には樹脂は溶融しない。また、機能材中に樹脂が含まれない場合においては、加圧部はウェブＷの密度を高める機能を有する。加圧部では、ウェブＷが圧縮され、ウェブＷ中の繊維同士の間隔（距離）が縮められる。すなわち、高密度化されたウェブＷが形成される。加圧部の加圧力は、結着部７７による加圧力より大きくなるように設定されることが好ましい。例えば、加圧部の加圧力は、５００〜３０００ｋｇｆ、結着部７７の加圧力は、３０〜２００ｋｇｆに設定することが好ましい。このように、結着部７７よりも加圧部の加圧力の方を大きくすることにより、加圧部によってウェブＷに含まれる繊維間の距離を十分短くでき、その状態で加熱加圧することにより薄くて高密度で高強度のシート（紙）を形成することができる。

また、加熱ローラー７８の径より加圧ローラーの径の方が大きくなるように設定されてもよい。換言すれば、ウェブＷの搬送方向において、上流側に配置された加圧ローラーの径が、下流側に配置された加熱ローラー７８の径よりも大きくしてもよい。加圧ローラーの径を大きくすると、未だ圧縮されていない状態のウェブＷを噛み込ませて効率よく搬送することが可能となる。一方、加圧ローラーを通過したウェブＷは圧縮された状態にあり、搬送しやすいため、加圧ローラーよりも下流側に配置された加熱ローラー７８の径を小さくすることができる。これにより、装置構成を小型化することができる。なお、加熱ローラー７８及び加圧ローラーの径は、製造されるウェブＷの厚み等に応じて適宜設定される。

６．５．切断部
シート製造装置１００は切断部９０を含んでもよい。図１に示すように、本実施形態のシート製造装置１００は、結着部７７よりも下流側に、ウェブＷ（シートＳ）の搬送方向と交差する方向に紙を切断する切断部９０としての第１切断部９０ａ及び第２切断部９０ｂが配置されている。切断部９０は、必要に応じて設けられることができる。第１切断部９０ａは、カッターを備え、連続状のシートを所定の長さに設定された切断位置に従って枚葉状に裁断する。また、第１切断部９０ａよりシートＳの搬送方向の下流側には、シートの搬送方向に沿ってシートＳを切断する第２切断部９０ｂが配置されている。第２切断部９０ｂは、カッターを備え、シートＳの搬送方向における所定の切断位置に従って裁断（切断）する。これにより、所望するサイズのシートＳが形成される。そして、切断されたシートＳはスタッカー９５等に積載される。

７．作用効果
以上説明したシート製造装置１００によれば、繊維を含む解繊物が導入されて回転している円筒部５２内に、添加物を供給することができる。これにより、繊維と添加物との混合を良好に行うことができる。そのため、このようなシート製造装置１００によれば、繊維や添加物の偏在が抑制された均一性の高いシートＳを製造することができる。

８．その他
本明細書において、「均一」との文言は、均一な分散や混合という場合には、２種以上又は２相以上の成分を定義できる物体において、１つの成分の他の成分に対する相対的な存在位置が、系全体において一様、又は系の各部分において互いに同一若しくは実質的に等しいことを指す。本明細書において、「均一」「同じ」「等間隔」など、密度、距離、寸法などが等しいことを意味する言葉を用いている。これらは、等しいことが望ましいが、完全に等しくすることは難しいため、誤差やばらつきなどの累積で値が等しくならずにずれるのも含むものとする。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１０…粗砕部、１１…粗砕刃、１５…ホッパー、１６…ホッパー、２０…解繊部、２１…導入口、２２…排出口、３０…分級部、３１…導入口、３４…下部排出口、３５…上部排出口、４０…選別部、４１…導入口、４２…供給口、４３…排出口、４４…円筒部、４５…ハウジング部、４６…開口領域、４７…筒状領域、４８…開口、４９…パイルシール、５２…円筒部、５４…供給部、６０…ほぐし部、６１…導入口、６２…供給口、６４…円筒部、６５…ハウジング部、７０…シート成形部、７２…メッシュベルト、７４…張架ローラー、７６…サクション機構、７７…結着部、７８…加熱ローラー、８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８…管、８９…スクリューフィーダー、９０…切断部、９０ａ…第１切断部、９０ｂ…第２切断部、９５…スタッカー、１００…シート製造装置、Ｈ…孔、Ｗ…ウェブ、Ｓ…シート

Claims (8)

1. 繊維を含む被解繊物を解繊する解繊部と、
   前記解繊部で解繊処理され導入口を介して導入された解繊物を、回転することで円筒面にある複数の孔を通過させる円筒部と、
   前記円筒部内に複数の前記繊維を結着する添加物を供給する供給口を、前記導入口とは別に備える供給部と、
   前記繊維と前記添加物とを結着してシートを形成する結着部と、
   を備えることを特徴とする、シート製造装置。
2. 前記供給部において前記添加物を供給する供給口は、前記円筒部の回転軸から上方に離間して配置されることを特徴とする、請求項１に記載のシート製造装置。
3. 前記供給口は、前記導入口から上方に離間して配置されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のシート製造装置。
4. 前記供給口と前記導入口との、前記円筒部の回転軸の延設方向における距離は、前記円筒部内の前記回転軸の長さの１／４以下であることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のシート製造装置。
5. 前記円筒部は、前記円筒部の回転軸の延設方向において、前記円筒面に複数の孔を有する開口領域と、前記円筒面に孔を有しない筒状領域とを有し、
   前記供給口は、前記回転軸の延設方向における前記筒状領域の範囲内に位置することを特徴とする、請求項２ないし請求項４のいずれか一項に記載のシート製造装置。
6. 前記円筒部は、前記円筒面に交差し、前記円筒部の回転軸の延設方向に離間し、回転しない２つの側面部を有し、
   前記供給部は前記側面部に配置されることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のシート製造装置。
7. 前記解繊部と前記円筒部との間に、前記解繊物を分級する分級部を有することを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のシート製造装置。
8. 繊維を含む被解繊物を解繊する解繊部と、
   前記解繊部で解繊処理された解繊物を、回転することで円筒面にある複数の孔を通過させる円筒部と、
   前記解繊物を、前記円筒部へ導く管と、
   前記管内に、複数の前記繊維を結着する添加物を供給する供給部と、
   前記繊維と前記添加物とを結着してシートを形成する結着部と、
   を備えることを特徴とする、シート製造装置。

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