JP6519337B2 - 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。

従来、シート製造装置においては、繊維を含む原料を水に投入し、主に機械的作用により離解して、抄き直す、いわゆる湿式方式が採用されている。このような湿式方式のシート製造装置は、大量の水が必要であり、装置が大きくなる。さらに、水処理施設の整備のメンテナンスに手間がかかる上、乾燥工程に係るエネルギーが大きくなる。

そこで、小型化、省エネルギーのために、水を極力利用しない乾式によるシート製造装置が提案されている。例えば特許文献１には、乾式解繊機において紙片を繊維状に解繊し、サイクロンにおいて繊維の脱墨を行い、脱墨された繊維を、篩の開口を通過させて、メッシュベルト上に堆積させ、シートを製造することが記載されている。

特開２０１５−６６９３２号公報

しかしながら、上記のようなシート製造装置では、例えば、篩（ドラム部）を囲うハウジング部内において、解繊機の発熱によって湿度が低くなる等により繊維（解繊物）が静電気を帯びやすくなり、ハウジング部の内面に解繊物が付着しやすい。そのため、例えば、ハウジング部の内面に付着した解繊物がダマを形成し該ダマがメッシュベルトに落下して、メッシュベルトに堆積される解繊物の単位時間当たりの量が変化することがある。その結果、坪量の均一性が高いシートを製造することができない場合がある。

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、坪量の均一性が高いシートを製造することができるシート製造装置を提供することにある。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様また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、
繊維を含む原料を解繊物に解繊する解繊部と、
前記解繊物を通過させるための複数の開口が形成され、回転可能なドラム部と、
前記ドラム部を囲うように設けられたハウジング部と、
前記ドラム部の前記開口を通過した解繊物が堆積する堆積面と、
を有し、
前記ハウジング部は、前記ドラム部の外周面に沿った内周面と、前記内周面の一端側と連続する第１平面と、前記内周面の他端側と連続する第２平面と、を有し、
前記第１平面と前記第２平面とは互いに対向し前記ドラム部の径よりも短い距離で隔てられ、
前記第１平面は、前記内周面の接線方向であって前記ドラム部の回転方向に沿う方向に延びるとともに、前記解繊物を前記堆積面に運ぶ気流に沿う方向に延びている。

このようなシート製造装置では、ハウジング部の内周面に解繊物が付着することを抑制することができる。その結果、このようなシート製造装置では、坪量の均一性が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の一態様は、
繊維を含む原料を解繊物に解繊する解繊部と、
前記解繊物を通過させるための複数の開口が形成され、回転可能なドラム部と、
前記ドラム部を囲うように設けられたハウジング部と、
前記ハウジング部に接続され、前記解繊物を排出する排出管と、
を有し、
前記ドラム部の外周面と対向する前記ハウジング部の内周面は、滑らかであり、
前記排出管は、前記ハウジング部との接続部において前記ハウジング部の内周面の接線方向であって、前記ドラム部の回転方向に沿う方向に延びている内面を有する。

このようなシート製造装置では、ハウジング部の内周面に解繊物が付着することを抑制することができる。その結果、このようなシート製造装置では、坪量の均一性が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、
前記ハウジング部の内周面は、曲面からなってもよい。

このようなシート製造装置では、ハウジング部の内周面を滑らか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、
前記ハウジング部の内周面は、前記ドラム部の外周面に沿って設けられていてもよい。

このようなシート製造装置では、坪量の均一性が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、
前記排出管から排出された前記解繊物を堆積し、移動可能なベルトを有し、
前記排出管の排出口は、前記ベルトの堆積面に対向するように設けられていてもよい。

このようなシート製造装置では、排出口によって解繊物が排出される領域を小さくする（絞る）ことができ、メッシュベルトの長さ（１周の長さ）を短くすることができる。その結果、このようなシート製造装置では、小型化を図ることができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記排出管の排出口に接続され、前記排出管から排出された前記解繊物を気流によって搬送するための搬送管を有し、
前記搬送管は、前記接線方向と交差する方向に延びていてもよい。

このようなシート製造装置では、搬送管によって搬送される解繊物の単位時間当たりの量の変動を小さくすることができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記ハウジング部の内周面は、前記ドラム部の外周面に近接して設けられていてもよい。

このようなシート製造装置では、ハウジング部の内周面とドラム部の外周面との間に形成される流路に生じる気流の風速を大きくすることができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記ハウジング部の内周面と前記ドラム部の外周面との間に形成される流路には、風速２ｍ／ｓ以上の気流が生じてもよい。

このようなシート製造装置では、仮にハウジング部の内周面に解繊物が付着しても、該解繊物がダマを形成する前に、気流によって解繊物をハウジング部の内周面から離すことができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記ハウジング部の内周面は、導電体または制電性の樹脂で形成されていてもよい。

このようなシート製造装置では、摩擦によって帯電することにより解繊物がハウジング部の内周面に付着することを抑制することができる。

本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す図。 本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す断面図。 本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す斜視図。 本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す斜視図。 本実施形態の第１変形例に係るシート製造装置を模式的に示す斜視図。 本実施形態の第２変形例に係るシート製造装置を模式的に示す断面図。 本実施形態の第３変形例に係るシート製造装置を模式的に示す断面図。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１． シート製造装置
１．１． 構成
まず、本実施形態に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るシート製造装置１００を模式的に示す図である。

シート製造装置１００は、図１に示すように、供給部１０と、製造部１０２と、制御部１０４と、を備える。製造部１０２は、シートを製造する。製造部１０２は、粗砕部１２と、解繊部２０と、選別部４０と、第１ウェブ形成部４５と、回転体４９と、混合部５０と、堆積部６０と、第２ウェブ形成部７０と、シート形成部８０と、切断部９０と、を有している。

供給部１０は、粗砕部１２に原料を供給する。供給部１０は、例えば、粗砕部１２に原料を連続的に投入するための自動投入部である。供給部１０によって供給される原料は、例えば、古紙やパルプシートなどの繊維を含むものである。

粗砕部１２は、供給部１０によって供給された原料を、空気中で裁断して細片にする。細片の形状や大きさは、例えば、数ｃｍ角の細片である。図示の例では、粗砕部１２は、粗砕刃１４を有し、粗砕刃１４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１２としては、例えば、シュレッダーを用いる。粗砕部１２によって裁断された原料は、ホッパー１で受けてから管２を介して、解繊部２０に移送（搬送）される。

解繊部２０は、粗砕部１２によって裁断された原料を解繊する。ここで、「解繊する」とは、複数の繊維が結着されてなる原料（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は、原料に付着した樹脂粒やインク、トナー、にじみ防止剤等の物質を、繊維から分離させる機能をも有する。

解繊部２０を通過したものを「解繊物」という。「解繊物」には、解きほぐされた解繊物繊維の他に、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、トナーなどの色剤や、にじみ防止材、紙力増強剤等の添加剤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。

解繊部２０は、大気中（空気中）において乾式で解繊を行う。具体的には、解繊部２０としては、インペラーミルを用いる。解繊部２０は、原料を吸引し、解繊物を排出するような気流を発生させる機能を有している。これにより、解繊部２０は、自ら発生する気流によって、導入口２２から原料を気流と共に吸引し、解繊処理して、解繊物を排出口２４へと搬送することができる。解繊部２０を通過した解繊物は、管３を介して、選別部４０に移送される。なお、解繊部２０から選別部４０に解繊物を搬送させるための気流は、解繊部２０が発生させる気流を利用してもよいし、ブロアー等の気流発生装置を設け、その気流を利用してもよい。

選別部４０は、解繊部２０により解繊された解繊物を導入口４２から導入し、繊維の長さによって選別する。選別部４０としては、例えば、篩（ふるい）を用いる。選別部４０は、網（フィルター、スクリーン）を有し、網の目開きの大きさより小さい繊維または粒子（網を通過するもの、第１選別物）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（網を通過しないもの、第２選別物）と、を分けることができる。例えば、第１選別物は、管７を介して、混合部５０に移送される。第２選別物は、排出口４４から管８を介して、解繊部２０に戻される。具体的には、選別部４０は、モーターによって回転駆動される円筒の篩である。選別部４０の網としては、例えば、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。

第１ウェブ形成部４５は、選別部４０を通過した第１選別物を、混合部５０に搬送する。第１ウェブ形成部４５は、メッシュベルト４６と、張架ローラー４７と、吸引部（サクション機構）４８と、を含む。

吸引部４８は、選別部４０の開口（網の開口）を通過して空気中に分散された第１選別物をメッシュベルト４６上に吸引することができる。第１選別物は、移動するメッシュベルト４６上に堆積し、ウェブＶを形成する。メッシュベルト４６、張架ローラー４７および吸引部４８の基本的な構成は、後述する第２ウェブ形成部７０のメッシュベルト７２、張架ローラー７４およびサクション機構７６と同様である。

ウェブＶは、選別部４０および第１ウェブ形成部４５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に形成される。メッシュベルト４６に堆積されたウェブＶは、管７へ投入され、混合部５０へと搬送される。

回転体４９は、ウェブＶが混合部５０に搬送される前に、ウェブＶを切断することがで
きる。図示の例では、回転体４９は、基部４９ａと、基部４９ａから突出している突部４９ｂを有している。突部４９ｂは、例えば、板状の形状を有している。図示の例では、突部４９ｂは４つ設けられ、４つの突部４９ｂが等間隔に設けられている。基部４９ａが方向Ｒに回転することにより、突部４９ｂは、基部４９ａを軸として回転することができる。回転体４９によってウェブＶを切断することにより、例えば、堆積部６０に供給される単位時間当たりの解繊物の量の変動を小さくすることができる。

回転体４９は、第１ウェブ形成部４５の近傍に設けられている。図示の例では、回転体４９は、ウェブＶの経路において下流側に位置する張架ローラー４７ａの近傍に（張架ローラー４７ａの横に）設けられている。回転体４９は、突部４９ｂがウェブＶと接触可能な位置であって、ウェブＶが堆積されるメッシュベルト４６と接触しない位置に設けられている。これにより、メッシュベルト４６が突部４９ｂによって磨耗する（破損する）ことを抑制することができる。突部４９ｂとメッシュベルト４６との間の最短距離は、例えば、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。

混合部５０は、選別部４０を通過した第１選別物（第１ウェブ形成部４５により搬送された第１選別物）と、樹脂を含む添加物と、を混合する。混合部５０は、添加物を供給する添加物供給部５２と、第１選別物と添加物とを搬送する管５４と、ブロアー５６と、を有している。図示の例では、添加物は、添加物供給部５２からホッパー９を介して管５４に供給される。管５４は、管７と連続している。

混合部５０では、ブロアー５６によって気流を発生させ、管５４中において、第１選別物と添加物とを混合させながら、搬送することができる。なお、第１選別物と添加物とを混合させる機構は、特に限定されず、高速回転する羽根により攪拌するものであってもよいし、Ｖ型ミキサーのように容器の回転を利用するものであってもよい。

添加物供給部５２としては、図１に示すような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る。添加物供給部５２から供給される添加物は、複数の繊維を結着させるための樹脂を含む。樹脂が供給された時点では、複数の繊維は結着されていない。樹脂は、シート形成部８０を通過する際に溶融して、複数の繊維を結着させる。

添加物供給部５２から供給される樹脂は、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂であり、例えば、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、などである。これらの樹脂は、単独または適宜混合して用いてもよい。添加物供給部５２から供給される添加物は、繊維状であってもよく、粉末状であってもよい。

なお、添加物供給部５２から供給される添加物には、繊維を結着させる樹脂の他、製造されるシートの種類に応じて、繊維を着色するための着色剤や、繊維の凝集を防止するための凝集防止材抑制剤 、繊維等が燃えにくくするための難燃剤が含まれていてもよい。混合部５０を通過した混合物（第１選別物と添加物との混合物）は、管５４を介して、堆積部６０に移送される。

堆積部６０は、混合部５０を通過した混合物を導入口６２から導入し、絡み合った解繊物（繊維）をほぐして、空気中で分散させながら降らせる。さらに、堆積部６０は、添加物供給部５２から供給される添加物の樹脂が繊維状である場合、絡み合った樹脂をほぐす。これにより、堆積部６０は、第２ウェブ形成部７０に、混合物を均一性よく堆積させることができる。

堆積部６０としては、回転する円筒の篩を用いる。堆積部６０は、網を有し、混合部５０を通過した混合物に含まれる、網の目開きの大きさより小さい繊維または粒子（網を通過するもの）を降らせる。堆積部６０の構成は、例えば、選別部４０の構成と同じである。

なお、堆積部６０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、堆積部６０として用いられる「篩」とは、網を備えたもの、という意味であり、堆積部６０は、堆積部６０に導入された混合物の全てを降らしてもよい。

第２ウェブ形成部７０は、堆積部６０を通過した通過物を堆積して、ウェブＷを形成する。第２ウェブ形成部７０は、例えば、メッシュベルト７２と、張架ローラー７４と、サクション機構７６と、を有している。

メッシュベルト７２は、移動しながら、堆積部６０の開口（網の開口）を通過した通過物を堆積する。メッシュベルト７２は、張架ローラー７４によって張架され、通過物を通しにくく空気を通す構成となっている。メッシュベルト７２は、張架ローラー７４が自転することによって移動する。メッシュベルト７２が連続的に移動しながら、堆積部６０を通過した通過物が連続的に降り積もることにより、メッシュベルト７２上にウェブＷが形成される。メッシュベルト７２は、例えば、金属製、樹脂製、布製、あるいは不織布等である。

サクション機構７６は、メッシュベルト７２の下方（堆積部６０側とは反対側）に設けられている。サクション機構７６は、下方に向く気流（堆積部６０からメッシュベルト７２に向く気流）を発生させることができる。サクション機構７６によって、堆積部６０により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、堆積部６０からの排出速度を大きくすることができる。さらに、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物が絡み合うことを防ぐことができる。

以上のように、堆積部６０および第２ウェブ形成部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。メッシュベルト７２に堆積されたウェブＷは、シート形成部８０へと搬送される。

なお、図示の例では、ウェブＷを調湿する調湿部７８が設けられている。調湿部７８は、ウェブＷに対して水や水蒸気を添加して、ウェブＷと水との量比を調節することができる。

シート形成部８０は、メッシュベルト７２に堆積したウェブＷを加圧加熱してシートＳを成形する。シート形成部８０では、ウェブＷにおいて混ぜ合された解繊物および添加物の混合物に、熱を加えることにより、混合物中の複数の繊維を、互いに添加物（樹脂）を介して結着することができる。

シート形成部８０は、ウェブＷを加圧する加圧部８２と、加圧部８２により加圧されたウェブＷを加熱する加熱部８４と、を備えている。加圧部８２は、一対のカレンダーローラー８５で構成され、ウェブＷに対して圧力を加える。ウェブＷは、加圧されることによりその厚さが小さくなり、ウェブＷの密度が高められる。加熱部８４としては、例えば、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、フラッシュ定着器を用いる。図示の例では、加熱部８４は、一対の加熱ローラー８６を備えている。加熱部８４を加熱ローラー８６として構成することにより、加
熱部８４を板状のプレス装置（平板プレス装置）として構成する場合に比べて、ウェブＷを連続的に搬送しながらシートＳを成形することができる。ここで、カレンダーローラー８５（加圧部８２）は、加熱ローラー８６（加熱部８４）によってウェブＷに印加される圧力よりも高い圧力をウェブＷに印加することができる。なお、カレンダーローラー８５や加熱ローラー８６の数は、特に限定されない。

切断部９０は、シート形成部８０によって成形されたシートＳを切断する。図示の例では、切断部９０は、シートＳの搬送方向と交差する方向にシートＳを切断する第１切断部９２と、搬送方向に平行な方向にシートＳを切断する第２切断部９４と、を有している。第２切断部９４は、例えば、第１切断部９２を通過したシートＳを切断する。

以上により、所定のサイズの単票のシートＳが成形される。切断された単票のシートＳは、排出部９６へと排出される。

１．２． 選別部
選別部４０について詳細に説明する。図２は、選別部４０を模式的に示す断面図である。図３および図４は、選別部４０を模式的に示す斜視図である。なお、図３では、各部材を簡略化している。

選別部４０は、図４に示すように、解繊物を通過させるための複数の開口１１０が形成された網部（網）１１２と、網部１１２を挟んでいる２つの円板部１１４，１１６と、を有している。網部１１２は、筒状の形状を有している。選別部４０は、回転軸Ｑを中心に網部１１２が回転可能なドラム（篩）である。図２に示す例では、ドラム部（選別部）４０は、α方向（反時計回り）に回転する。ドラム部４０の網部１１２の外周面１１２ａは、例えば、回転軸Ｑと直交する面（回転軸Ｑを垂線とする面）で切断した断面において、回転軸Ｑの位置を中心とする円形である。ドラム部４０の回転数は、例えば、２００ｒｐｍ以上３００ｒｐｍ以下であり、好ましくは２５０ｒｐｍある。ドラム部４０の半径ｒは、例えば、１５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、好ましくは２１０ｍｍである。ドラム部４０の回転数は、制御部１０４（図１参照）によって制御されていてもよい。

円板部１１４には、図４に示すように、導入口４２が設けられ、管３が接続されている。円板部１１６には、排出口４４が設けられ、管８が接続されている。なお、図１では、選別部４０と管３，８との接続、および堆積部６０と管５４との接続を、簡略化している。

シート製造装置１００は、図２および図３に示すように、ハウジング部１２０と、排出管（排出部、排出路）１４０と、を有している。

ハウジング部１２０は、ドラム部４０と離間し、ドラム部４０を囲うように設けられている。ハウジング部１２０は、ドラム部４０を収容している。ハウジング部１２０は、ドラム部４０の外周面１１２ａに対向する内周面１２０ａを有している。内周面１２０ａは、滑らかである。ここで、「内周面１２０ａは滑らかである」とは、内周面１２０ａが曲面からなる場合と、内周面１２０ａが曲面および平面からなる場合と、を含む。内周面１２０ａが曲面および平面からなる場合には、曲面と平面との接続部（切替部）は、角がないように形成される。図示の例では、内周面１２０ａは、筒状であり、図２に示すように、回転軸Ｑと直交する面で切断した断面において、回転軸Ｑの位置を中心とする円形の一部（円弧状）である。内周面１２０ａは、例えば、外周面１１２ａに沿って設けられている。

ハウジング部１２０およびドラム部４０は、第１流路１３０を形成している。第１流路
１３０は、ハウジング部１２０の内周面１２０ａと、ドラム部４０の外周面１１２ａと、の間に形成される。第１流路１３０では、ドラム部４０の回転方向αに沿った気流Ａ１が生じる。気流Ａ１の風速は、例えば、２ｍ／ｓ以上３ｍ／ｓ以下である。網部１１２に形成された開口１１０を通過した解繊物は、気流Ａ１に乗って第２流路１３２に搬送される。

ハウジング部１２０の内周面１２０ａは、ドラム部４０の外周面１１２ａに近接して設けられている。ここで、「内周面１２０ａは外周面１１２ａに近接して設けられている」とは、内周面１２０ａと外周面１１２ａとの間の距離Ｄが、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下のことである。距離Ｄが１０ｍｍより小さいと、解繊物によって第１流路１３０が詰まってしまう場合がある。距離Ｄが２０ｍｍより大きいと、気流Ａ１の風速を、２ｍ／ｓ以上にすることができない場合がある。

ハウジング部１２０の内周面１２０ａは、例えば、導電体または制電性の樹脂で形成されている。内周面１２０ａを構成する導電体としては、例えば、ステンレスなどの金属が挙げられる。内周面１２０ａを構成する制電性の樹脂としては、例えば、アクリル樹脂が挙げられる。なお、「制電性の樹脂」とは、シート抵抗（表面抵抗率）が１０^６Ω／□以下の樹脂のことである。

排出管１４０は、ハウジング部１２０に接続されている。排出管１４０は、ハウジング部１２０と一体的に形成されてもよい。排出管１４０の容積は、ハウジング部１２０の容積よりも小さい。

排出管１４０は、第１内面１４０ａを有している。排出管１４０の第１内面１４０ａは、ハウジング部１２０の内周面１２０ａと接続部１４２において接続されている。第１内面１４０ａは、例えば、平面である。第１内面１４０ａは、接続部１４２において角がないよう接続されている。図２に示すように、例えば、回転軸Ｑと直交する面で切断した断面において、第１内面１４０ａは、ハウジング部１２０との接続部１４２において内周面１２０ａの接線方向であって、ドラム部４０の回転方向αに沿う方向βに延びている。図２に示す例では、第１内面１４０ａは、接続部１４２から鉛直下向きに延びている。

排出管１４０は、例えば、さらに、第２内面１４０ｂと、第３内面１４０ｃと、を有している。第２内面１４０ｂは、ハウジング部１２０の内周面１２０ａに接続されている面であって、第１内面１４０ａと対向している面である。第３内面１４０ｃは、第２内面１４０ｂと連続する面であって、方向βに従って排出管１４０の幅が大きくなるように第１内面１４０ａに対して傾いた面である。内面１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃは、例えば、ハウジング部１２０の内周面１２０ａと同様に、導電体または制電性の樹脂で形成されている。

排出管１４０の第１内面１４０ａと第２内面１４０ｂ（および第３内面１４０ｃ）とは、それぞれ、ハウジング部１２０の内周面１２０ａの一端に連続する面と、内周面１２０ａの他端に連続する面と表現することもできる。また、接続部１４２は、周面（内周面１２０ａ）と平面（第１内面１４０ａ）との切替部と表現したり、周面（内周面１２０ａ）と平面（第１内面１４０ａ）とが連続する連続部と表現したりすることもできる。さらに、ハウジング部１２０と排出管１４０とを区別することなく、排出管１４０を含めてハウジング部としてもよい。この場合、図２に示す例では、ハウジング部が、内周面１２０ａと第１〜第３内面１４０ａ〜１４０ｃとを有することになる。

なお、ハウジング部１２０は、ドラム部４０の円板部１１４，１１６の各々と対向し、内周面１２０ａに接続（連結）されている対向面を有し、該対向面および内周面１２０ａ
によって囲まれる空間にドラム部４０を収容している。さらに、排出管１４０は、上記対向面に連続し、内面１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃに接続（連結）されている連続面を有している。ただし、便宜上、図３および後述する図５では、上記対向面および上記連続面を省略している。

排出管１４０は、解繊物を排出する排出口１４６を有している。排出口１４６は、排出管１４０の、ハウジング部１２０とは反対側の端部である。排出口１４６には、シールローラー１４４が設けられている。シールローラー１４４は、例えば、金属製のローラーであり、自重や、ばね等の付勢部材によって付勢され、メッシュベルト４６上にウェブＶが堆積されていない状態で、メッシュベルト４６と接している。メッシュベルト４６上にウェブＶが堆積された状態では、ウェブＶの搬送方向下流側に位置するシールローラー１４４（図１〜図３では右側のローラー）は、ウェブＶの上面と接することになる。シールローラー１４４は、選別部４０により選別された解繊物が、排出管１４０とメッシュベルト４６との隙間から漏出することを抑制することができる。

排出管１４０は、第２流路１３２を形成している。第２流路１３２は、第１内面１４０ａと第２内面１４０ｂとの間、および第１内面１４０ａと第３内面１４０ｃとの間に形成される。第２流路１３２では、方向βに沿った（図２に示す例では鉛直下向きの）気流Ａ２が生じる。例えば、第１内面１４０ａと第２内面１４０ｂとの間隔Ｌ１は、３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、第１内面１４０ａの幅（図３に示す例では奥行き）Ｌ２は、２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下である。なお、図２に示すように、第１内面１４０ａと第１内面１４０ａに対向する第２内面１４０ｂとの間の距離（間隔Ｌ１）、および、第１内面１４０ａと第１内面１４０ａに対向する第３内面１４０ｃとの間の距離は、ドラム部４０の直径よりも短くすることが好ましい。すなわち、第１内面１４０ａと第２内面１４０ｂとは、ドラム部の直径よりも短い距離で隔たれ、第１内面１４０ａと第３内面１４０ｃとは、ドラム部の直径よりも短い距離で隔たれていることが好ましい。第１内面１２０ａは、図２に示すように、解繊物をメッシュベルト４６の堆積面４６ａに運ぶ気流Ａ２に沿う方向（方向β）に延びている。

具体的には、間隔Ｌ１を７０ｍｍとし、幅Ｌ２を３００ｍｍとし、排出管１４０における風量を２．４ｍ^３／ｍｉｎとしたとき、第２流路１３２における気流Ａ２の平均の風速は、１．８ｍ／ｓとなる。なお、排出管１４０内には、気流Ａ２の方向と異なる方向に沿った気流も生じる場合があるが、排出管１４０内において、気流Ａ２の風速が最も大きくなる。

排出管１４０によって形成される第２流路１３２は、第１流路１３０と連通している。第１流路１３０によって搬送された解繊物は、気流Ａ２に乗って排出口１４６からメッシュベルト４６に排出される。気流Ａ１，Ａ２は、例えば、ドラム部４０の回転や吸引部４８によって生じる。

メッシュベルト４６は、排出管１４０から排出された解繊物を堆積し、移動可能である。排出管１４０の排出口１４６は、メッシュベルト４６の堆積面４６ａに対向するように設けられている。堆積面４６ａは、ウェブＶ（ドラム部４０の開口１１０を通過した解繊物）が堆積される面である。

シート製造装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。

シート製造装置１００では、ハウジング部１２０は、ドラム部４０の外周面１１２ａに沿った内周面１２０ａと、内周面１２０ａの一端側と連続する第１平面１４０ａと、内周面１２０ａの他端側と連続する第２平面１４０ｂとを有し、第１平面１４０ａと第２平面
１４０ｂとは互いに対向しドラム部４０の径よりも短い距離で隔てられ、第１平面１４０ａは、内周面１２０ａの一端側（接続部１４２）において内周面１２０ａの接線方向であってドラム部４０の回転方向αに沿う方向βに延びるとともに、解繊物を堆積面４６ａに運ぶ気流Ａ２に沿う方向に延びている。そのため、シート製造装置１００では、気流Ａ１，Ａ２が淀むことなく、ハウジング部１２０の内面（内周面）１２０ａに解繊物が付着することを抑制することができる。これにより、シート製造装置１００では、メッシュベルト４６に堆積される解繊物の単位時間当たりの量の変動を小さくすることができる。その結果、シート製造装置１００では、坪量の均一性が高いシートを製造することができる。

例えば、ハウジング部の内面がドラム部の外周面に沿っておらず、ハウジング部の内面に角（角部）が形成されていたり、第１平面がハウジング部の接続部における接線方向に延びていなかったりすると、角部近傍や接続部近傍において気流が淀み、ハウジング部の内面に解繊物が付着する場合がある。

シート製造装置１００では、ドラム部４０の外周面１１２ａと対向するハウジング部１２０の内周面１２０ａは、滑らかであり、排出管１４０は、ハウジング部１２０との接続部（切替部）１４２において内周面１２０ａの接線方向であって、ドラム部４０の回転方向αに沿う方向βに延びている第１内面１４０ａを有している。そのため、シート製造装置１００では、気流Ａ１，Ａ２が淀むことなく、ハウジング部１２０の内面（内周面）１２０ａに解繊物が付着することを抑制することができる。これにより、シート製造装置１００では、メッシュベルト４６に堆積される解繊物の単位時間当たりの量の変動を小さくすることができる。その結果、シート製造装置１００では、坪量の均一性が高いシートを製造することができる。

例えば、ハウジング部の内面に角（角部）が形成されていたり、排出管がハウジング部の接続部における接線方向に延びる内面を有していなかったりすると、角部近傍や接続部近傍において気流が淀み、ハウジング部の内面に解繊物が付着する場合がある。

シート製造装置１００では、ハウジング部１２０の内周面１２０ａは、曲面からなる。これにより、シート製造装置１００では、内周面１２０ａを滑らかにすることができる。

シート製造装置１００では、排出管１４０の排出口１４６は、メッシュベルト４６の堆積面４６ａに対向するように設けられている。そのため、シート製造装置１００では、排出口１４６によって解繊物が排出される領域を小さくする（絞る）ことができ、メッシュベルト４６の長さ（１周の長さ）を短くすることができる。その結果、シート製造装置１００では、小型化を図ることができる。また、メッシュベルト４６によって解繊物を、例えばダマの量が低減された状態で、下流側へ（混合部５０へ）搬送することができる。

シート製造装置１００では、ハウジング部１２０の内周面１２０ａは、ドラム部４０の外周面１１２ａに近接して設けられている。そのため、シート製造装置１００では、気流Ａ１の風速を大きくすることができる。具体的には、気流Ａ１の風速を２ｍ／ｓ以上にすることができる。これにより、シート製造装置１００では、仮に内周面１２０ａに解繊物が付着しても、該解繊物がダマを形成する前に、気流Ａ１によって解繊物を内周面１２０ａから離すことができる。

なお、ハウジング部に衝撃を加えても、解繊物は密度が低いため衝撃を吸収してしまい、ハウジング部の内面から解繊物を離すことは困難な場合がある。

シート製造装置１００では、ハウジング部１２０の内周面１２０ａは、導電体または制電性の樹脂で形成されている。そのため、シート製造装置１００では、摩擦によって帯電
することにより解繊物が内周面１２０ａに付着することを抑制することができる。

なお、選別部４０と同様に、堆積部６０は、回転可能なドラム部から構成され、シート製造装置１００は、該ドラム部を囲うように設けられたハウジング部１２０と、ハウジング部１２０に接続され、解繊物を排出する排出管１４０と、を有していてもよい。

また、本発明に係るシート製造装置は、選別部４０を構成するドラム部、および堆積部６０を構成するドラム部のいずれか一方を囲うようにハウジング部１２０が設けられ、ハウジング部１２０に排出管１４０が接続されていてもよい。

また、本発明に係るシート製造装置では、解繊部２０を通過した解繊物は、管３を介して、分級部（図示せず）に移送されてもよい。そして、分級部において分級された分級物が、選別部４０に搬送されてもよい。分級部は、解繊部２０を通過した解繊物を分級する。具体的には、分級部は、解繊物の中で比較的小さいものや密度の低いもの（樹脂粒や色剤や添加剤など）を分離して除去する。これにより、解繊物の中で比較的大きいもしくは密度の高いものである繊維の占める割合を高めることができる。分級部としては、例えば、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。

２． シート製造装置の変形例
２．１． 第１変形例
次に、本実施形態の第１変形例に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図５は、本実施形態の第１変形例に係るシート製造装置２００を模式的に示す斜視図である。なお、便宜上、図５では、ハウジング部１２０、排出管１４０、および搬送管１５０以外の部材を省略している。

以下、本実施形態の第１変形例に係るシート製造装置２００において、本実施形態に係るシート製造装置１００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。このことは、以下に示す第２，第３変形例に係るシート製造装置についても同様である。

上述したシート製造装置１００では、図２および図３に示すように、排出管１４０の排出口１４６から排出された解繊物は、メッシュベルト４６に堆積された。

これに対し、シート製造装置２００では、図５に示すように、排出管１４０の排出口１４６から排出された解繊物は、搬送管１５０に至る。搬送管１５０は、排出管１４０の排出口１４６から排出された解繊物を気流Ａ３によって搬送するための搬送管であり、排出管１４０から排出された解繊物は、気流Ａ３に乗って管７（図１参照）を通り混合部５０に搬送される。

搬送管１５０は、排出口１４６に接続されている。搬送管１５０は、排出管１４０の第１内面１４０ａの接続部１４２において接線方向（例えば方向β）と交差する方向（図示の例では直交する方向）に延びている。

搬送管１５０の管７側とは反対の端部１５２には、送風部（図示せず）が設けられている。該送風部が駆動することにより、搬送管１５０内には、気流Ａ２の方向と直交する方向の気流Ａ３が生じる。搬送管１５０の管７側に吸引部を設け、該吸引部により、搬送管１５０内に気流Ａ３を生じさせてもよい。

なお、シート製造装置２００では、前述した分級部を設けて解繊物を分級部において分
級し、分級された分級物を選別部４０に搬送して選別部４０で選別し、選別された第１選別物を搬送管１５０と管７を介して混合部５０に搬送するよう構成することが望ましい。この場合、サイクロン等の分級部が発生させる気流を、気流Ａ３として利用してもよい。

シート製造装置２００では、排出管１４０に接続され、排出口１４６から排出された解繊物を気流Ａ３によって搬送するための搬送管１５０を有する。シート製造装置２００では、シート製造装置１００と同様に、ハウジング部１２０の内周面１２０ａに解繊物が付着することを抑制することができるので、搬送管１５０によって搬送される解繊物の単位時間当たりの量の変動を小さくすることができる。さらに、メッシュベルトを用いずに、例えば簡易な構成で、解繊物を搬送することができる。

２．２． 第２変形例
次に、本実施形態の第２変形例に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図６は、本実施形態の第２変形例に係るシート製造装置３００を模式的に示す図であって、上述した図２と同じ断面を示す図である。

上述したシート製造装置１００では、図２に示すように、回転軸Ｑと直交する面で切断した断面において、ドラム部４０の外周面１１２ａは、回転軸Ｑの位置を中心する円形であり、ハウジング部１２０の内周面１２０ａは、回転軸Ｑの位置を中心する円形の一部（円弧状）であった。すなわち、外周面１１２ａと内周面１２０ａとの中心の位置は、同じであった。

これに対し、シート製造装置３００では、図６に示すように、ドラム部４０の外周面１１２ａとハウジング部１２０の内周面１２０ａとの中心の位置は、異なっている。外周面１１２ａは、回転軸Ｑの位置を中心としており、内周面１２０ａは、回転軸Ｑの位置と異なる位置Ｃを中心としている。

図示の例では、排出管１４０の第２内面１４０ｂは、ハウジング部１２０の内周面１２０ａと接続部１４３において接続されている。ドラム部４０の外周面１１２ａと接続部１４３とは、接している。そのため、第１流路１３０から第２流路１３２に搬送された解繊物は、再び第１流路１３０に戻ってこない。

シート製造装置３００では、外周面１１２ａと接続部１４３とは接しているため、例えば、接続部１４３において気流が淀むことにより外周面１１２ａと接続部１４３との間で解繊物が詰まることを抑制することができる。なお、外周面１１２ａと接続部１４３との間を解繊物が通過できない程度であれば、外周面１１２ａと接続部１４３とは、離間していてもよい。

２．３． 第３変形例
次に、本実施形態の第３変形例に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図７は、本実施形態の第３変形例に係るシート製造装置４００を模式的に示す図であって、上述した図２と同じ断面を示す図である。

上述したシート製造装置１００では、図２に示すように、回転軸Ｑと直交する面で切断した断面において、ドラム部４０の外周面１１２ａは、回転軸Ｑの位置を中心する円形であり、ハウジング部１２０の内周面１２０ａは、回転軸Ｑの位置を中心する円形の一部（円弧状）であった。

これに対し、シート製造装置４００では、図７に示すように、ハウジング部１２０の内周面１２０ａは、ドラム部４０の外周面１１２ａとの間の距離Ｄが、ドラム部４０の回転
方向αに沿って大きくなるような形状を有している。

図示の例では、排出管１４０の第２内面１４０ｂは、ハウジング部１２０の内周面１２０ａと接続部１４３において接続されている。例えば、ドラム部４０の外周面１１２ａと接続部１４３との間の距離Ｄが最も小さく、外周面１１２ａと接続部１４３とは接している。内周面１２０ａは、接続部１４３の位置からドラム部４０の回転方向αに沿って距離Ｄが大きくなるような形状を有している。

シート製造装置４００では、外周面１１２ａと接続部１４３とは接しているため、例えば、接続部１４３において気流が淀むことにより外周面１１２ａと接続部１４３との間で解繊物が詰まることを抑制することができる。なお、外周面１１２ａと接続部１４３との間を解繊物が通過できない程度であれば、外周面１１２ａと接続部１４３とは、離間していてもよい。

なお、本発明に係るシート製造装置によって製造されるシートＳは、シート状にしたものを主に指す。しかしシート状ものに限定されず、ボード状、ウェブ状であってもよい。本明細書におけるシートは、紙と不織布に分けられる。紙は、パルプや古紙を原料とし薄いシート状に成形した態様などを含み、筆記や印刷を目的とした記録紙や、壁紙、包装紙、色紙、画用紙、ケント紙などを含む。不織布は紙より厚いものや低強度のもので、一般的な不織布、繊維ボード、ティッシュペーパー（清掃用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（廃インクや油）吸収材、吸音材、断熱材、緩衝材、マットなどを含む。なお、原料としてはセルロースなどの植物繊維やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリエステルなどの化学繊維や羊毛、絹などの動物繊維であってもよい。

本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。なお、製造部１０２は、シートを製造できる範囲において、一部の構成を省略したり、他の構成を追加したり、公知の構成と置き換えてもよい。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、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、実施の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、実施の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、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１…ホッパー、２，３，４，５，７，８…管、９…ホッパー、１０…供給部、１２…粗砕部、１４…粗砕刃、２０…解繊部、２２…導入口、２４…排出口、４０…選別部、４２…導入口、４４…排出口、４５…第１ウェブ形成部、４６…メッシュベルト、４６ａ…堆積面、４７，４７ａ…張架ローラー、４８…吸引部、４９…回転体、４９ａ…基部、４９ｂ…突部、５０…混合部、５２…添加物供給部、５４…管、５６…ブロアー、６０…堆積部、６２…導入口、７０…第２ウェブ形成部、７２…メッシュベルト、７４…張架ローラー、７６…サクション機構、７８…調湿部、８０…シート形成部、８２…加圧部、８４…加熱部、８５…カレンダーローラー、８６…加熱ローラー、９０…切断部、９２…第１切断部、９４…第２切断部、９６…排出部、１００…シート製造装置、１０２…製造部、１０４…制御部、１１０…開口、１１２…網部、１１２ａ…外周面、１１４，１１６…円板部、１２０…ハウジング部、１２０ａ…内周面、１３０…第１流路、１３２…第２流路、１４０…排出管、１４０ａ…第１内面、１４０ｂ…第２内面、１４０ｃ…第３内面、１４２
，１４３…接続部、１４４…シールローラー、１４６…排出口、１５０…搬送管、１５２…端部、２００，３００，４００…シート製造装置、Ａ１，Ａ２，Ａ３…気流、Ｃ…位置、Ｑ…回転軸、Ｒ…方向、Ｓ…シート、Ｖ，Ｗ…ウェブ、α，β…方向

Claims (9)

1. 繊維を含む原料を解繊物に解繊する解繊部と、
   前記解繊物を通過させるための複数の開口が形成され、回転可能なドラム部と、
   前記ドラム部を囲うように設けられたハウジング部と、
   前記ドラム部の前記開口を通過した解繊物が堆積する堆積面と、
   を有し、
   前記ハウジング部は、前記ドラム部の外周面に沿った内周面と、前記内周面の一端側と連続する第１平面と、前記内周面の他端側と連続する第２平面と、を有し、
   前記第１平面と前記第２平面とは互いに対向し前記ドラム部の径よりも短い距離で隔てられ、
   前記第１平面は、前記内周面の接線方向であって前記ドラム部の回転方向に沿う方向に延びるとともに、前記解繊物を前記堆積面に運ぶ気流に沿う方向に延びていることを特徴とするシート製造装置。
2. 繊維を含む原料を解繊物に解繊する解繊部と、
   前記解繊物を通過させるための複数の開口が形成され、回転可能なドラム部と、
   前記ドラム部を囲うように設けられたハウジング部と、
   前記ハウジング部に接続され、前記解繊物を排出する排出管と、
   を有し、
   前記ドラム部の外周面と対向する前記ハウジング部の内周面は、滑らかであり、
   前記排出管は、前記ハウジング部との接続部において前記ハウジング部の内周面の接線方向であって、前記ドラム部の回転方向に沿う方向に延びている内面を有することを特徴とするシート製造装置。
3. 前記ハウジング部の内周面は、曲面からなることを特徴とする請求項２に記載のシート製造装置。
4. 前記ハウジング部の内周面は、前記ドラム部の外周面に沿って設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載のシート製造装置。
5. 前記排出管から排出された前記解繊物を堆積し、移動可能なベルトを有し、
   前記排出管の排出口は、前記ベルトの堆積面に対向するように設けられていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載のシート製造装置。
6. 前記排出管の排出口に接続され、前記排出管から排出された前記解繊物を気流によって搬送するための搬送管を有し、
   前記搬送管は、前記接線方向と交差する方向に延びていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載のシート製造装置。
7. 前記ハウジング部の内周面は、前記ドラム部の外周面に近接して設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシート製造装置。
8. 前記ハウジング部の内周面と前記ドラム部の外周面との間に形成される流路には、風速２ｍ／ｓ以上の気流が生じることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のシート製造装置。
9. 前記ハウジング部の内周面は、導電体または制電性の樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のシート製造装置。

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