JP6442857B2 - 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い、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、資源の有効活用等の要請から、古紙を再生利用する試みもなされている。例えば、特許文献１には、古紙パルプを抄紙して再生紙を製造する比較的小規模の抄紙装置が開示されている。係る装置では、水に古紙パルプを懸濁させたパルプ懸濁液を抄紙し、乾燥処理を行って再生紙を製造している。

特開２００８−１８４７００号公報

抄紙に類する方法によって再生紙等のシートを製造する場合には、紙を抄いた後に水分を蒸発させ乾燥させる必要がある。水分を蒸発させるための熱は、電熱ヒーター等により供給される。特許文献１に記載の装置のように、オフィスに設置するような什器サイズの抄紙装置では、電気及び水道以外のユーティリティーを供給することは困難であり、熱を発生させるエネルギーとして電力以外のエネルギーを選択することはほとんどできない。

また、特許文献１に記載の抄紙装置では、脱水ロール等によって水分をある程度少なくした状態で加熱乾燥されるものの、依然として大量の水を蒸発させる必要がある。また、製造される紙の坪量（単位面積あたりの質量）を大きくすると、蒸発させる水の量はさらに多くなる。水を蒸発させるためには、大量の熱（エネルギー）が必要であり、その熱を得るために消費される電力量は非常に大きく、装置全体の消費電力量の多くの部分を占めることになると推測される。

本発明の幾つかの態様に係る目的の一つは、坪量の大きなシートを製造する場合であっても、少ないエネルギーでシートを製造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、繊維と樹脂とを含んで堆積したウェブを加熱加圧し、複数の前記繊維を前記樹脂を介して結着して坪量８０ｇ／ｍ²以上のシートを形成する際に、前記繊維と等質量以上の質量の水分を含むウェブを乾燥させて坪量８０ｇ／ｍ²以上のシートとする際に消費されるエネルギーの０．０１４倍以上０．２８倍以下の
エネルギーを投入することを特徴とする。

このようなシート製造装置は、８０ｇ／ｍ²以上の大きな坪量のシートを形成する場合であっても、水を用いた抄き工程を経てシートを形成する場合に比較して、非常に少ないエネルギーでシートを形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、繊維と樹脂とを含んで堆積したウェブを加熱加圧し、複数の前記繊維を前記樹脂を介して結着して坪量８０ｇ／ｍ²以上のシートを形成する際に投入するエネルギーが、前記シートのＡ４サイズ１枚あたり、１７４Ｊ以上３６００Ｊ以下であることを特徴とする。

このようなシート製造装置は、非常に少ないエネルギーで坪量８０ｇ／ｍ²以上のシートを形成することができる。

前記ウェブを加熱加圧するより前に、前記繊維に水分を添加せず、前記エネルギーは、１７４Ｊ以上２６００Ｊ以下としてもよい。

このようなシート製造装置は、水分を蒸発させるための熱が不要であり、非常に小さい消費エネルギーで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、前記ウェブを加熱加圧する前に、前記繊維を調湿し、前記エネルギーは、１７４Ｊ以上３６００Ｊ以下としてもよい。

このようなシート製造装置は、調湿することで水分を添加しても、非常に少ない消費エネルギーで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、前記ウェブの加熱には、加熱ローラーを用いてもよい。

このようなシート製造装置によれば、ウェブに対して熱を集中的に与えることができる。そのため、平板状の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。

実施形態に係るシート製造装置の模式図。

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。

１．シート製造装置
本実施形態に係るシート製造装置は、少なくとも、エアレイドによりウェブを形成する構成、及び、該ウェブを加熱加圧する構成を有する。エアレイドとは、広い概念として、空気の流れを利用してウェブを形成する方法のことを指す。より具体的には、エアレイドとは、原料（繊維及び樹脂を含む）が空気を媒体として移送され、メッシュ等の上に堆積される態様のことを指す。図１は、本実施形態のシート製造装置の一例としてのシート製造装置１００を示す模式図である。

シート製造装置１００では、ほぐし部７０及びシート成形部７５によって、エアレイドの態様が構成されている。また、シート製造装置１００では、ウェブを加熱加圧して複数の繊維を樹脂を介して結着させる構成として、加熱部６０が採用されている。

１．１．ほぐし部
シート製造装置１００は、ほぐし部７０を有する。図１に示すシート製造装置１００では、混合部３０の下流にほぐし部７０及びシート成形部７５が配置されている。また、シート成形部７５には、サクション機構７８が設けられている。

ほぐし部７０は、管８６（混合部３０）を通じて繊維と樹脂との混合物を導入口７１から導入し、空気中で分散させながら降らせることができる。また、シート製造装置１００は、シート成形部７５を有しており、シート成形部７５にて、ほぐし部７０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となっている。ほぐし部７０を通ってシート成形部７５に繊維と樹脂との混合物が堆積される。

ほぐし部７０は、絡み合った繊維をほぐすことができる。ほぐし部７０は、後述するシート成形部７５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７０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。

ほぐし部７０としては、篩（ふるい）を用いる。ほぐし部７０の例としては、モーターによって回転することができる回転式の篩である。ここでほぐし部７０の「篩」は、特定の対象物を選別する機能を有していなくてもよい。すなわち、ほぐし部７０として用いられる「篩」とは、網（フィルター、スクリーン）を備えたもの、という意味であり、ほぐし部７０は、ほぐし部７０に導入された繊維及び樹脂の混合物の全てを降らしてもよい。また、ほぐし部７０において、繊維と樹脂とを混合してもよい。

１．２．シート成形部
シート製造装置１００は、シート成形部７５を有する。ほぐし部７０を通過した繊維及び樹脂の混合物は、シート成形部７５に堆積される。図１に示すように、シート成形部７５は、メッシュベルト７６、張架ローラー７７、サクション機構７８を有する。シート成形部７５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７５は、ほぐし部７０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７０と合わせてウェブ形成工程に相当する。）。シート成形部７５は、ほぐし部７０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７６上に堆積する機構を有している。

ほぐし部７０の下方には、張架ローラー７７（本実施形態では、４つの張架ローラー７７）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７６が配されている。そして、張架ローラー７７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７６が一方向に移動するようになっている。

また、ほぐし部７０の鉛直下方には、メッシュベルト７６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７８が設けられている。サクション機構７８によって、ほぐし部７０によって空気中に分散された混合物をメッシュベルト７６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７０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７８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、落下中に解繊物や機能材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７６を移動させながら、ほぐし部７０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、堆積物全てがシート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７６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７６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７６の穴径が６０μｍより小さいと、サクション機構７８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７６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、製造されるシート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７８はメッシュベルト７６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７０及びシート成形部７５（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。次いで、図１に示すように、メッシュベルト７６上に形成されたウェブＷは、メッシュベルト７６の回転移動により搬送される。以上のようにして、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７６上に形成されたウェブＷは、加熱部６０へと搬送される。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。

形成されるウェブＷの厚さは、特に限定されず、ほぐし部７０の篩の回転速度、シート成形部７５のサクション機構７８の吸引速度、メッシュベルト７６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／ｍ²）の単位を用いて表される。後述する加熱部６０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、主にほぐし部７０及びシート成形部７５によって調節されることになる。

１．３．加熱部
本実施形態のシート製造装置１００は、加熱部６０を備える。加熱部６０は、上述のシート成形部７５よりも下流側に設けられる。加熱部６０は、上述のシート成形部７５において形成されたウェブＷを加熱し、複数の繊維を互いに樹脂を介して結着させた状態を形成する。また、加熱部６０が、混合物を所定の形状に成形する機能を有してもよい。

加熱部６０は、混ぜ合された繊維（解繊物）及び樹脂、すなわち混合物を、所定の形状に成形する機能を有する。加熱部６０において成形された繊維及び樹脂の成形体（シート）では、繊維と樹脂とが結着された状態となる。

また加熱部６０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、加熱部６０は、混合物を所定の形状に成形する機能を有することになる。加えられる圧力の大きさは、成形されるシートの種類により適宜調節されるが、例えば、１００ｋＰａ以上１ＭＰａ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が得られ、大きければ空隙率の小さい（密度の高い）シートが得られることになる。また、混合物がウェブ状に形成された場合には、その厚さに対して１／５〜１／１００程度の厚さになるように圧縮してもよく、圧縮の程度により空隙率が調節されてもよい。

加熱部６０では、繊維及び樹脂の混合物に、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、固化する際に他の繊維が結着することで、繊維と繊維とが結着される。樹脂が、熱硬化性樹脂である場合には、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両者の種類を組み合わせて選択することが好ましい。なお、樹脂は、加熱部６０において溶融、流動されないまま残ってもよい。

加熱部６０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、加熱部６０は、加熱ローラー６１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、加熱部６０の具体的な構成として、図示のような加熱ローラー６１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、加熱部６０は、ローラーによりウェブ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６１を有している。加熱部６０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。この例では、加熱部６０を加熱ローラー６１として構成したことにより、加熱部６０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。

本実施形態のシート製造装置１００の加熱部６０は、ウェブＷの搬送方向において上流側に配置された第１加熱部６０ａとその下流側に配置された第２加熱部６０ｂとを備えており、第１加熱部６０ａ及び第２加熱部６０ｂがそれぞれ一対の加熱ローラー６１を備えている。また、第１加熱部６０ａと第２加熱部６０ｂとの間には、ウェブＷの搬送を補助するガイドＧが配置されている。

加熱ローラー６１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６１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６１を高荷重で圧接する場合に、加熱ローラー６１対が加熱ローラー６１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６１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６１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、加熱ローラー６１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、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。

なお図示した加熱部６０は、一対の加熱ローラー６１が２組ある例であるが、加熱部６０に加熱ローラー６１を採用する場合には、加熱ローラー６１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、各加熱部６０の加熱ローラー６１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６１を圧接する荷重は、各加熱部６０によって異なっていてもよい。

上記したように、加熱部６０（加熱工程）を経ることにより、機能材に樹脂が含まれる場合、該樹脂が溶融し、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、本実施形態のシートＳが製造される。

ここで、加熱部６０によってウェブＷに与えられる熱量（エネルギー）は、製造するシートＳに求められる強度を達成できるように樹脂が繊維を結着する程度であればよい。すなわち、ウェブＷ中の樹脂の、少なくとも一部が溶融、軟化する程度の熱量（エネルギー）を与えればよい。また、ウェブＷ中の樹脂の全てが溶融、軟化できる程度の熱量（エネルギー）が与えられてもよい。

樹脂として、結晶性高分子であるポリエステルを採用した場合、融解熱は１４０［Ｊ／ｇ］程度である。また、Ａ４サイズ１枚の坪量８０［ｇ／ｍ²］のウェブＷの質量は、約４．９７［ｇ］である。そして、ウェブＷに対する樹脂（ポリエステル）の含有量（後述する）を、仮に２５質量％とすると、Ａ４サイズ１枚のウェブＷに含まれるポリエステルの質量は、約１．２４［ｇ］である。そのため、Ａ４サイズのシートＳを得るためには、約１７４［Ｊ］の熱量（エネルギー）をＡ４サイズのウェブＷに対して供給できれば十分である。

一方、ウェブを湿式で（水を用いて抄いて）形成した場合、例えば、スラリー状のパルプ懸濁液を抄いてウェブを形成した場合、該ウェブを機械的に搾って水を取り除いたとしても、ウェブには繊維とほぼ等質量以上の質量の水（繊維に対して１００質量％以上の水分）が含まれる。そうすると、坪量８０［ｇ／ｍ²］のＡ４サイズのウェブには、約５［ｇ］以上の水が含まれることになる。そして例えばヒートローラー等によって加熱して、当該水を蒸発させて乾燥したシートを得ることになる。加熱前の水の温度が仮に３０［℃］であったとすると、５［ｇ］の水を１００［℃］にするためには１４７０［Ｊ］程度、蒸発させるためには１１２５０［Ｊ］程度の熱量（エネルギー）が必要である。したがって、合計の熱量（エネルギー）として、１２７２０［Ｊ］程度の熱量（エネルギー）をＡ４サイズ１枚のウェブＷに対して供給しなければならないことになる。この場合、消費電力が大きくなるため、装置としてみると、コストが高くなる場合があった。

したがって、この例では、本実施形態のシート製造装置１００の加熱部６０によって、坪量８０ｇ／ｍ²以上のウェブＷに対して投入するエネルギーは、繊維と等質量以上の質
量の水分（繊維に対して１００質量％以上の水分）を含むウェブを乾燥させて坪量８０ｇ／ｍ²以上のシートとする際に消費されるエネルギーのおよそ（１７４／１２７２０＝）０．０１４倍となる。

なお、この例では、ウェブＷを搾ってウェブに繊維とほぼ等質量の水が含まれる場合を想定しているが、脱水がより不十分である場合には、上述の０．０１４倍より小さくなる場合がある。

さらに、この例は樹脂としてポリエステルを用いた例であり、その他の種類の樹脂（非晶性樹脂も含む）であっても、１ｇあたり１５倍以上大きい融解熱（ガラス状態−ゴム状態の転移に必要なエネルギーや軟化に必要なエネルギーを含む）を有することはないといえる。また、この例では、樹脂の配合量は２５質量％（ウェブＷに対して）としたが、繊維に対してより多くの樹脂を配合（例えば１００質量％以上）しても、必要な熱量は１５倍以下程度である。したがって、加熱部６０によって、Ａ４サイズ１枚のウェブＷに与える（投入する）熱量（エネルギー）は、多く見積もっても２６００［Ｊ］程度である。

したがって、他の樹脂を用いたり、樹脂の配合量を増したとしても、本実施形態のシート製造装置１００の加熱部６０によって、坪量８０ｇ／ｍ²以上のウェブＷに対して投入するエネルギーは、繊維と等質量以上の質量の水分を含むウェブを乾燥させて坪量８０ｇ／ｍ²以上のシートとする際に消費されるエネルギーのおよそ（２６００／１２７２０＝）０．２０倍となる。なお、この例では、ウェブＷの熱伝導効率等を考慮していないが、乾式では加圧されていても若干湿式よりも熱伝導効率は下がると考えられ、上述の約０．２０倍より大きくなる場合がある。

なお、ウェブＷには、加熱部６０に至る前に図示せぬ調湿機構等によって水分が付与されてもよい。ただし、この場合には、加熱部６０によってウェブＷに与えるエネルギーが増加することになるので、このような構成を採用して水分を添加する場合には、Ａ４サイズ１枚のウェブＷに対して１７４［Ｊ］以上３６００［Ｊ］以下程度となるようにする。これにより、加熱部６０によって、坪量８０ｇ／ｍ²以上のウェブＷに対して投入するエネルギーは、繊維と等質量以上の質量の水分を含むウェブを乾燥させて坪量８０ｇ／ｍ²以上のシートとする際に消費されるエネルギーのおよそ０．０１４倍以上で（３６００／１２７２０＝）０．２８倍以下とすることができる。なお、調湿した際のウェブＷに含まれる水分は、ウェブＷの質量の８％を想定している。

しかし、加熱部６０において、本実施形態のシート製造装置１００においては、このような調湿機構を採用せず、ウェブＷを加熱加圧するより前に、繊維に水分を添加しないようにすることがより好ましい。このようにすれば、水分を蒸発させるためのエネルギーを消費する必要がなく、上記のような非常に小さい消費エネルギーでシートＳを製造することができる。

なお、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。

１．４．その他の構成
本実施形態のシート製造装置１００は、上述のほぐし部、シート成形部、加熱部の他に、粗砕部、解繊部、分級部、混合部、加圧部、選別部、切断部等の各種の構成を有することができる。また、ほぐし部、シート成形部、加熱部、粗砕部、解繊部、分級部、混合部
、加圧部、選別部、切断部等の構成は、必要に応じて複数設けられてもよい。

１．４．１．解繊部
シート製造装置１００は、解繊部２０を有してもよい。ほぐし部７０には、繊維が導入されるが、当該繊維は、解繊部２０によって供給されてもよい。また、解繊部２０とほぐし部７０との間には他の構成が設けられてもよい。また、解繊部２０よりも上流側にも他の構成が設けられてもよい。

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。係る解繊物は繊維を含み、この繊維を上述のほぐし部７０に供給するように構成してもよい。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をも有する。

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。解きほぐされた解繊物は、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解繊物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。解繊物は、シートＳの構成の一つである繊維である。

なお、本明細書では、シート製造装置において、製造されるシートの材料（原料、被解繊物、解繊物（繊維）、ウェブ等）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。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。

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、分級部５０、管８６を介してほぐし部７０に供給される態様となっている。

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。なお、意図的に液体を添加しない場合には、上述の加熱部６０によってウェブＷに投入する（与えられる）エネルギーが、坪量８０ｇ／ｍ²以上のＡ４サイズのウェブＷに対して２６００［Ｊ］以下程度となるようにする。また、加熱部６０に至る前にウェブＷに調湿機構等によって水分を付与する場合は、坪量８０ｇ／ｍ²以上のＡ４サイズ１枚のウェブＷに対して３６００［Ｊ］以下程度となるようにする。

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））は、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。

１．４．１．１．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５０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。

１．４．１．２．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、広葉樹等からなる繊維が挙げられ、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、樹脂と混合される。混合の態様は任意であるが、後述するような混合部３０を設けることにより、容易に混合することができる。

１．４．２．分級部
シート製造装置は分級部５０を有してもよい。図１に示すシート製造装置１００では、ほぐし部７０の上流側であって、解繊部２０の下流側に分級部５０が配置されている。分級部５０は、解繊物から、樹脂粒、インク粒を分離して除去する。これにより解繊物中の繊維の占める割合を高めることができる。分級部５０としては、気流式分級機を用いることが好ましい。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と密度によって分離するものであり、気流の速度およ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５０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５０として好適に用いることができる。本実施形態では、分級部５０として、サイクロンを用いている。

分級部５０は、導入口５１と、導入口５１が接続された円筒部５２と、円筒部５２の下方に位置し円筒部５２と連続している逆円錐部５３と、逆円錐部５３の下部中央に設けられている下部排出口５４と、円筒部５２上部中央に設けられている上部排出口５５と、を有している。

分級部５０において、導入口５１から導入された解繊物をのせた気流は、外径１００ｍｍ以上３００ｍｍ以下程度の円筒部５２で円周運動に変わる。これにより、導入された解繊物には、遠心力がかかって、解繊物のうちの繊維と、解繊物のうちの樹脂粒やインク粒などの微細な粉体と、に分離することができる。繊維が多い成分は、下部排出口５４から排出され、管８６に導入される。一方微細な粉体は、上部排出口５５から管８４を通って分級部５０の外部に排出される。図示の例では管８４は、受け部５６に接続されており、微細な粉体は受け部５６に回収される。このように、樹脂粒やインク粒などの微細な粉体は、分級部５０によって外部に排出されるため、下流側で樹脂が供給されても、解繊物に対して樹脂が過剰になることを防ぐことができる。

なお、分級部５０により繊維と微粉とに分離すると記載したが、完全に分離できる訳ではない。例えば繊維のうち比較的小さいものや密度の低いものは微粉とともに外部に排出される場合がある。また微粉のうち比較的密度の高いものや繊維に絡まってしまったものは繊維とともに下流側へ排出される場合もある。

また、原料が古紙や古シートでなくパルプシートのような場合は樹脂粒やインク粒などの微細な粉体が含まれていないため、シート製造装置１００には分級部５０が無くてもよい。逆に、原料が古紙や古シートである場合には、製造されるシートの色調を良好なものとするために、シート製造装置１００は、分級部５０を含んで構成することが好ましい。

１．４．３．混合部
本実施形態のシート製造装置１００は混合部３０を備えてもよい。上述のほぐし部７０
には、繊維と樹脂との混合物が導入されるか、ほぐし部７０の中で繊維と樹脂とが混ぜ合わされればよい。しかし、混合部３０を設けて繊維と樹脂とを混合し、これをほぐし部７０に供給してもよい。なお本明細書において「繊維と樹脂とを混ぜ合せる」とは、一定容積の空間（系）内で、繊維と繊維との間に樹脂を位置させることをいう。

混合部３０は、解繊部２０を通過した解繊物の繊維（繊維材）と、樹脂とを混合する機能を有する。混合部３０においては、繊維及び樹脂以外の成分が混ぜ合されてもよい。また、樹脂は、他の成分との複合体であってもよい。複合体は、樹脂を主成分として他のものと一体に形成された粒子をいう。係る他のものとは、着色材や凝集抑制剤などをいうが、主成分となる樹脂と異なる形状や大きさや材質や機能を有するものも含まれる。

混合部３０は、繊維（繊維材）と樹脂とを混ぜ合せることができれば、その構成、構造及び機構等は特に限定されない。また、混合部３０における混ぜ合せの処理の態様は、回分処理（バッチ処理）であっても、逐次処理、連続処理のいずれであってもよい。また、混合部３０は、手動で動作されても自動で動作されてもよい。さらに、混合部３０は、少なくとも繊維及び樹脂を混ぜ合せるが、その他の成分を混ぜ合せてもよい。

混合部３０における混ぜ合せの処理としては、機械的な混合、流体力学的な混合を例示することができる。機械的な混合としては、繊維（解繊物）及び複合体を、例えば、ヘンシェルミキサー等に導入して撹拌する方法や、袋に繊維及び複合体を封入して該袋を振とうする方法などが挙げられる。また、流体力学的な混ぜ合せの処理としては、例えば、大気等の気流中に繊維（解繊物）及び樹脂を導入して気流中で相互に拡散させる方法が挙げられる。係る大気等の気流中に繊維及び樹脂を導入する方法では、繊維が気流によって流動（移送）されている管等に樹脂を投入してもよいし、樹脂の粒子が気流によって流動（移送）されている管等に繊維を投入してもよい。なお、係る方法の場合には、管等の中の気流は、乱流であるほうが混ぜ合せの効率がよくなることがあるためより好ましい。

シート製造装置１００に混合部３０を設ける場合には、混合部３０は、シート製造装置１００における原料（の一部）の流れ方向において、解繊部２０の下流側であって、解繊物が樹脂によって結着される構成の上流側に設けられる。また、混合部３０と解繊部２０との間には、他の構成が含まれてもよい。なお、混合部３０によって混ぜ合された混合物（これを単に「混合物」ということがある。）はほぐし部７０等の他の構成によってさらに混ぜ合されてもよい。

混合部３０として、図１に示すように、繊維の移送のために上述のような管８６を採用する場合、大気等の気流により繊維を流動させた状態で樹脂を導入する方法がある。混合部３０に管８６を採用する場合における気流の発生手段としては、図示せぬブロワーなどが挙げられ、上記の機能が得られる限り、適宜に使用することができる。

混合部３０に管８６を採用する場合における樹脂の導入は、弁の開閉操作や作業者の手で行うこともできるが、図１に示す樹脂供給部８８としてのスクリューフィーダーや図示せぬディスクフィーダーなどを用いて行うことができる。これらのフィーダーを用いることにより、気流の流れ方向における樹脂の含有量（添加量）の変動を小さくすることができるためより好ましい。また、樹脂を気流によって移送して、当該気流に繊維（解繊物）を導入する場合でも同様である。

本実施形態のシート製造装置１００では、混合部３０は、乾式の態様のものを選択することが好ましい。ここで、混合における「乾式」とは、水中ではなく空気（大気）中で混合させる状態をいう。すなわち、混合部３０は、乾燥状態で機能してもよいし、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で機能してもよい。液体を
意図的に添加する場合には、後の工程において、係る液体を加熱等により除去するためのエネルギーや時間が大きくなりすぎない程度に添加することが好ましい。

混合部３０の処理能力は、繊維（解繊物）及び樹脂を混ぜ合せることができる限り、特に限定されず、シート製造装置１００の製造能力（スループット）に応じて適宜設計、調節することができる。混合部３０の処理能力の調節は、バッチ処理の態様であれば、その処理容器の大きさや仕込み量などを変化させて行うことができ、また、管８６を用いる場合には、管８６内の繊維及び樹脂を移送するための気体の流量や、材料の導入量、移送量等を変化させることにより行うことができる。

樹脂供給部８８は、供給口８７から管８６に空気中で樹脂を供給する。すなわち、樹脂供給部８８は、解繊物が流れる経路に（図示の例では分級部５０とほぐし部７０との間に）、樹脂を供給する。樹脂供給部８８としては、管８６に複合体を供給することができれば特に限定されないが、スクリューフィーダー、サークルフィーダーなどを用いる。管８６を繊維及び樹脂が通過する結果、混合物が形成される。したがって本実施形態のシート製造装置１００では、混合部３０は、樹脂供給部８８及び管８６を含んで構成されている。なお、混合物は後述するほぐし部７０においてさらに混ぜ合されてもよいため、ほぐし部７０は混合部３０とみなしてもよい。

１．４．４．樹脂
繊維に混合され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が、本実施形態のシート製造装置１００で製造されたシートＳを被解繊物として、当該シートＳから繊維を得て、係る繊維と樹脂（機能材）とを含むシートＳ（当該シートＳも本実施形態のシートであってもよい）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、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。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。本実施形態のシートに機能材として樹脂を用い、樹脂による繊維の結着を行う場合には、樹脂は、常温で固体である方が好ましく熱によって繊維を結着する点からも熱可塑性樹脂がより好ましい。

本実施形態のシート製造装置１００では、樹脂は、樹脂供給部８８から供給される。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、これらは適宜変性されていてもよい。

また、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。

樹脂は、繊維状であってもよく、粉末状であってもよい。樹脂が繊維状である場合、樹脂の繊維長は、解繊物の繊維長以下であることが好ましい。具体的には、樹脂の繊維長は、３ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以下である。樹脂の繊維長が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。樹脂が粉末状である場合、樹脂の粒径（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。樹脂の粒径が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。樹脂の粒径が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。

混合部３０において、上述の繊維（繊維材）と樹脂（複合体）とが混ぜ合されるが、それらの混合比率は、製造されるシートの強度、用途等により適宜調節されることができる。製造されるシートがコピー用紙等の事務用途であれば、繊維に対する樹脂の割合は、５質量％以上７０質量％以下であり、混合部３０において良好な混合を得る観点、及び混合物をシート状に成形した場合に、重力による影響を受けにくくする観点からは、５質量％以上６０質量％以下が好ましい。

樹脂供給部８８から供給される樹脂の量は、製造されるシートの種類に応じて、適切に設定される。図示の例では、供給された樹脂は、混合部３０を構成する管８６内で解繊物と混合される。なお、樹脂は、その他の成分とともに添加物として用いられてもよい。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。

１．４．４．１．凝集抑制剤
樹脂は、解繊物中の繊維同士の凝集や樹脂同士の凝集を抑制するための凝集抑制剤を含む添加物としてもよい。また、樹脂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、樹脂に凝集抑制剤を含ませる場合には、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。

樹脂に、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、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、凝集抑制剤の材質の一部（例えば酸化チタンなど）は、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、若干の光の散乱等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近く、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場合がある。

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、複合体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ＳやウェブＷ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、含有量は複合体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、混合部３０において樹脂（複合体）と繊維（解繊物）とをさらに容易に混ぜ合せることができる。すなわち、凝集抑制剤と樹脂との複合体が配合されると、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、より均一な繊維と添樹脂との混合物を形成することができる。

１．４．４．２．着色材
樹脂は、着色材を含む添加物としてもよい。また、樹脂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せることが好ましい。すなわち、樹脂に着色材を含ませる場合
には、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。

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Ｓ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。

樹脂及び着色材を一体に有した複合体は、シート製造装置１００内で各種の処理を受ける際やシートに成形された際に着色材が樹脂から脱落しにくい態様であれば、これらの態様に限定されず、着色材が樹脂の粒子の表面に静電気力や、ファンデルワールス力によって付着している状態であっても、着色材が樹脂粒子から脱落しにくければよい。また、上記例示した複数の態様を互いに組み合わせた態様であっても、着色材が複合体から脱落しにくい態様であればいずれも採用することができる。

なお、着色材の複合体における配置は、「１．４．４．１．凝集抑制剤」の項で述べた凝集抑制剤の複合体における好ましい配置と概念的に同様である。ただし、凝集抑制剤は、着色材よりも粒子径が小さいことに注意する。

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Ｓ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。

１．４．５．粗砕部
シート製造装置は粗砕部を含んでもよい。図１に示すシート製造装置１００では、解繊部２０の上流側に粗砕部１０が配置されている。粗砕部１０は、パルプシートや古シート（例えばＡ４サイズの古紙）などの原料を、空気中で裁断して解繊部２０に対してより適切な大きさの被解繊物を供給する。被解繊物の形状や大きさは、特に限定されないが、例えば、数ｃｍ角の被解繊物である。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の具体的な例としては、シュレッダーが挙げられる。図示の例では、粗砕部１０によって裁断されたシートは、ホッパー１５で受けてから管８１を介して、被解繊物
として解繊部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。

１．４．６．選別部
図示は省略するが、本実施形態のシート製造装置は、選別部を有してもよい。選別部は、解繊部２０において解繊処理された解繊物を、繊維の長さによって選別する。したがって選別部は、解繊部２０の下流で、混合部３０よりも上流に設けられる。

選別部としては、篩（ふるい）を用いることができる。ここで、選別部は、網（フィルター、スクリーン）を有し、網を通過可能な大きさのものと、通過できない大きさのものとを選別する。選別部は、上述のほぐし部７０と同様に構成することができるが、ほぐし部７０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、一部の成分を除去する機能を有する。選別部の例としては、モーターによって回転することができる回転式の篩である。選別部の網は、金網、切れ目が入った金属板を引き延ばしたエキスパンドメタル、金属板にプレス機等で穴を形成したパンチングメタルを用いることができる。

選別部を設けることにより、解繊物又は混合物に含まれる、網の目開きの大きさより小さい繊維又は粒子と、網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。そして、選別された物質は、製造されるシートに応じて選択して用いることがでる。また、選別部によって取除かれた物質は、解繊部２０に戻してもよい。

１．４．７．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、混合部３０の下流側であって、加熱部６０の上流側に配置されることができる。加圧部は、ほぐし部７０、シート成形部７５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、加熱部６０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、加熱部６０の加圧力は、３０〜２００ｋｇｆに設定することが好ましい。このように、加熱部６０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Ｓを形成することができる。

また、加熱ローラー６１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６１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６１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６１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。

１．４．８．切断部
シート製造装置は切断部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、加熱部６０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シートを切断する切断部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Ｓ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。

１．５．作用効果
本実施形態のシート製造装置１００は、水を用いた抄き工程を経て坪量８０ｇ／ｍ²以上のシートを形成する場合に比較して、非常に少ないエネルギーで坪量８０ｇ／ｍ²以上のシートを形成することができる。すなわち、本実施形態のシート製造装置１００の加熱部６０によって、坪量８０ｇ／ｍ²以上のシートを形成する際にウェブＷに対して投入するエネルギーは、繊維と等質量以上の質量の水分を含むウェブを乾燥させて坪量８０ｇ／ｍ²以上のシートとする際に消費されるエネルギーのおよそ０．０１４倍以上０．２８倍以下となる。これにより投入するエネルギーを小さくすることができる。また、それによりシート製造装置にかかるコストを下げられる場合がある。また、樹脂を用いて繊維を結着することができる。なお、坪量８０ｇ／ｍ²以上のシートを形成する際に投入するエネルギーは、坪量８０ｇ／ｍ²以上のシートを形成する際に必要なエネルギーと同じである。

２．その他の事項
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、２０…解繊部、２１…導入口、２２…排出口、３０…混合部、５０…分級部、５１…導入口、５２…円筒部、５３…逆円錐部、５４…下部排出口、５５…上部排出口、５６…受け部、６０…加熱部、６０ａ…第１加熱部、６０ｂ…第２加熱部、６１…加熱ローラー、７０…ほぐし部、７１…導入口、７５…シ
ート成形部、７６…メッシュベルト、７７…張架ローラー、７８…サクション機構、８１，８２，８４，８６…管、８７…供給口、８８…樹脂供給部、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、Ｇ…ガイド、Ｗ…ウェブ、Ｓ…シート

Claims (4)

1. 天然繊維と樹脂とを含んで堆積したウェブに、前記ウェブの質量に対して最大８％の質量の水分を添加して加熱加圧し、複数の前記天然繊維を前記樹脂を介して結着して坪量８０ｇ／ｍ²以上のシートを形成する際に、前記樹脂の少なくとも一部を溶融あるいは軟化させるためにシートに投入する熱エネルギーが、前記シートのＡ４サイズ１枚あたり、１７４Ｊ以上３６００Ｊ以下であることを特徴とする、シート製造装置。
2. 前記ウェブを加熱加圧するより前に、前記天然繊維に水分を添加せず、
   前記シートに投入する熱エネルギーは、１７４Ｊ以上２６００Ｊ以下であ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. 前記ウェブを加熱加圧する前に、前記天然繊維に前記ウェブの質量に対して最大８％の質量の水分を添加し、
   前記シートに投入する熱エネルギーは、１７４Ｊ以上３６００Ｊ以下であることを特徴とする、請求項１に記載のシート製造装置。
4. 前記ウェブの加熱には、加熱ローラーを用い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１項に記載のシート製造装置。

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