JP6596984B2 - シート製造装置、シート製造方法及びシート製造装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、シート製造装置、シート製造方法及びシート製造装置の制御方法に関する。

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形成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。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（例えば、特許文献１参照）。

しかし、抄造法は湿式であるため、大量の水を使用する必要があり、また、紙が形成された後、脱水・乾燥等の必要が生じ、そのために費やすエネルギーや時間が非常に大きい。また、使用した水は、排水として適切に処理する必要がある。したがって昨今の省エネルギー、環境保護等の要請に応えることは難しくなってきている。また抄造法に用いる装置は、水、電力、排水設備等の大型のユーティリティーが必要となることが多く、小型化することは難しい。これらの観点から、抄造法に代る紙の製造方法として、乾式法と称する水を全く又はほとんど用いない方法が期待されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１２−１４０７３８号公報 特開２０１２−１４４８１９号公報

一般に紙等のシートを製造する工程では、繊維等を堆積させて形成したウェブ及びこれを加圧（加熱）したシートを搬送する機構が含まれる。ウェブやシートの搬送は、例えば、ベルト上にウェブやシートを載せてベルトを移動させることにより行われたり、一対のローラーによってウェブやシートを挟んでローラーを回転させることによって行われたりする。

一方、シートの製造を終了（又は中断）する場合に、製造装置内にシートが残存しないように、製造装置内のシートの全てを製造装置から排出した状態で装置を停止させる場合がある。このような場合において、その後シートの製造を開始（又は再開）すると、形成されるウェブ又はシートの先端の厚さが不十分となる場合があった。

このような先端の厚さの不十分なウェブ又はシートが搬送されると、ウェブをベルトから剥がすことが困難となったり、ローラーに挟みにくくなったり、ローラーに巻き付きやすくなったりする。そのため、装置内においてウェブやシートの詰まり（いわゆるジャム）を生じやすかった。

本発明の幾つかの態様に係る目的の１つは、シートの製造を開始する際におけるウェブやシートのジャムが抑制されたシート製造装置、シート製造方法、及びシート製造装置の制御方法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、
繊維を含む原料を大気中で解繊する解繊部と、
前記解繊部により解繊された解繊物と樹脂とを、大気中で混合する混合部と、
回転する複数の開口を有し、前記混合部により混合された混合物を前記開口を通過させて降下させるドラム部を備えた堆積部と、
前記ドラム部の開口を通過した前記混合物を堆積させるメッシュベルトを有し、前記メッシュベルト上にウェブを形成するウェブ形成部と、
前記ウェブを挟持して搬送するローラー対を備え、前記ウェブからシートを形成するシート形成部と、
を有するシート製造装置であって、
前記メッシュベルトを停止させた状態で、前記ドラム部を起動して前記メッシュベルトに前記混合物を堆積させ、その後前記メッシュベルトを起動する制御部を有することを特徴とする。

このようなシート製造装置によれば、シートの製造を開始する際におけるウェブやシートのジャムを抑制することができる。すなわち、このようなシート製造装置によれば、メッシュベルト上に一定量以上の混合物が堆積された後にメッシュベルトが起動されるため、ウェブの先端（先頭）部分を厚く形成することができる。これにより、メッシュベルトからウェブを剥がす際のウェブの残存の抑制、シート形成部のローラー対への狭持の容易化、及び、ローラー対へのウェブの巻き付きの抑制の少なくとも一つを達成することができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記ウェブ形成部は、前記混合物を前記メッシュベルト上に吸引する吸引部と、前記吸引部により吸引され前記メッシュベルトのメッシュを通過した廃粉を捕集する捕集部と、を有してもよく、前記制御部は、前記ドラム部を起動する前に前記吸引部を起動させてもよい。

このようなシート製造装置によれば、メッシュベルトを篩として用いることができ、廃粉を軽減させた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、
前記制御部は、前記解繊部と前記混合部とを起動して前記混合物を前記ドラム部内に滞留させた後、前記ドラム部を起動させてもよい。

このようなシート製造装置によれば、ドラム部内に混合物が滞留した状態でドラム部を回転させるため、ドラム部の開口を混合物がより均一に通過しやすいため、形成されるウェブの堆積ムラを抑制することができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記制御部は、前記ウェブの先端部の厚さが標準厚を超える前に前記メッシュベルトを起動してもよい。

このようなシート製造装置によれば、ウェブの先端（先頭）の厚さを確保しつつ、混合物の使用量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、
前記解繊部により解繊された解繊物に前記樹脂を供給する樹脂供給部を有してもよく、前記制御部は、前記シート製造装置を起動するとき、前記樹脂供給部による樹脂の供給を停止した状態で、前記ドラム部を起動して前記メッシュベルトに前記解繊物を堆積させてもよい。

このようなシート製造装置によれば、ウェブの先端部の樹脂量を少なくすることで、加熱ローラー等への貼り付きを抑制することができる。

本発明に係るシート製造方法の一態様は、
繊維を含む原料を大気中で解繊する解繊工程と、
前記解繊工程で形成された解繊物と樹脂とを、大気中で混合する混合工程と、
前記混合工程で混合された混合物を、回転する複数の開口を有するドラム部に導入し、前記開口を通過させて降下させる堆積工程と、
前記ドラム部の開口を通過した前記混合物を、メッシュベルト上に堆積させてウェブを形成するウェブ形成工程と、
ローラー対により前記ウェブを挟持して搬送し、前記ウェブからシートを形成するシート形成工程と、
を含み、
前記メッシュベルトを停止させた状態で、前記メッシュベルトに前記混合物を堆積させ、その後前記メッシュベルトを起動して前記シートを形成する。

このようなシート製造方法によれば、シートの製造を開始する際におけるウェブやシートのジャムを抑制することができる。すなわち、このようなシート製造方法によれば、メッシュベルト上に一定量以上の混合物が堆積された後にメッシュベルトが起動されるため、ウェブの先端（先頭）部分を厚く形成することができる。これにより、メッシュベルトからウェブを剥がす際のウェブの残存の抑制、シート形成部のローラー対への狭持の容易化、及び、ローラー対へのウェブの巻き付きの抑制、の少なくとも一つを達成することができる。

本発明に係るシート製造装置の制御方法の一態様は、
繊維を含む原料を大気中で解繊する解繊部と、
前記解繊部により解繊された解繊物と樹脂とを、大気中で混合する混合部と、
回転する複数の開口を有し、前記混合部により混合された混合物を前記開口を通過させて降下させるドラム部を備えた堆積部と、
前記ドラム部の開口を通過した前記混合物を堆積させるメッシュベルトを有し、前記メッシュベルト上にウェブを形成するウェブ形成部と、
前記ウェブを挟持して搬送するローラー対を備え、前記ウェブからシートを形成するシート形成部と、
を有するシート製造装置の制御方法であって、
前記メッシュベルトを停止させた状態で、前記ドラム部を起動して前記メッシュベルトに混合物を堆積させ、その後前記メッシュベルトを起動する。

このようなシート製造方法の制御方法によれば、シートの製造を開始する際におけるウェブやシートのジャムを抑制することができる。すなわち、このような制御方法によれば、メッシュベルト上に一定量以上の混合物が堆積された後にメッシュベルトが起動されるため、ウェブの先端（先頭）部分を厚く形成することができる。これにより、シート製造装置における、メッシュベルトからウェブを剥がす際のウェブの残存の抑制、シート形成部のローラー対への狭持の容易化、及び、ローラー対へのウェブの巻き付きの抑制、の少なくとも一つを達成することができる。

実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す図。 実施形態に係るシート製造装置の要部を模式的に示す図。 実施形態に係るシート製造装置の一部を模式的に示す図。 メッシュベルト上に形成されるウェブの厚さ変化の概念図。 メッシュベルト上に形成されるウェブの厚さ変化の概念図。

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。なお以下で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
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． 堆積部及びウェブ形成部
堆積部６０及びウェブ形成部７０（上述の第２ウェブ形成部７０に相当する。）についてより詳細に説明する。図２は、本実施形態のシート製造装置１００の堆積部６０、ウェ
ブ形成部７０及びシート形成部８０の近傍を拡大して示す模式図である。

堆積部６０は、筒状の形状を有し、解繊物を通過させるための複数の開口が形成された網部（網）を有するドラム部６４（篩）と、ドラム部６４の外周面から離間して、ドラム部６４を覆うハウジング部６６を有している。

ドラム部６４は、筒状の形状であり、当該筒の中心軸周りに回転可能なドラム（篩）である。また、管５４がドラム部６４の側面部に接続されており、ドラム部６４の内部に混合物が供給される。そして、ドラム部６４が回転することにより、混合物がドラム部６４の開口を通過して、ドラム部６４の外側、かつハウジング部６６の内側に篩われる。篩われた混合物は、ウェブ形成部７０のメッシュベルト７２上に降下して堆積する。

ハウジング部６６は、篩われた混合物をメッシュベルト７２上に導くフードの機能を有する。ハウジング部６６は、ドラム部６４を収容しており、下端において、メッシュベルト７２に接している。また、ハウジング部６６のメッシュベルト７２に接する部分は、パイルシールやシールローラーが設けられ、ハウジング部６６内部の必要に応じた気密性が確保される。図２の例では、ハウジング部６６は、シールローラー６７を有している。シールローラー６７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７２上にウェブＷが堆積されていない状態で、メッシュベルト７２と接している。メッシュベルト７２上にウェブＷが堆積された状態では、ウェブＷの搬送方向下流側に位置するシールローラー６７（図２では右側のローラー）は、ウェブＷの上面と接することになる。シールローラー６７は、ドラム部６４によって篩われた混合物が、ハウジング部６６とメッシュベルト７２との隙間から漏出することを抑制することができる。

ドラム部６４の駆動は、制御部１０４により、任意に制御することができ、ドラム部６４が停止した状態でメッシュベルト７２（張架ローラー７４）等の他の構成を駆動することもできるし、メッシュベルト７２等の他の構成が停止した状態でドラム部６４を駆動することもできる。

ウェブ形成部７０（上述の第２ウェブ形成部７０に相当する。）は、図２に示すように、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。本実施形態のシート製造装置１００では、ウェブ形成部７０は、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、捕集部７７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ことができるが、メッシュベルト７２の駆動は、制御部１０４により任意に制御することができ、停止した状態でウェブＷ（混合物）を堆積させることもできる。

本実施形態のシート製造装置１００では、サクション機構７６による下方に向く気流（堆積部６０からメッシュベルト７２に向く気流）は、ブロワー７９により発生され、ブロワー７９の排気口には、捕集部７７が接続されている。

捕集部７７は、メッシュベルト７２を通過した廃粉（例えば、上流で除去されずに残ったトナーや解繊物の微粉）を捕集するフィルターを備えている。フィルターは、メッシュベルト７２を通過した気流を通過させ、廃粉が存在する場合にこれを捕集して気体を透過させる。したがって、ブロワー７９は、サクション機構７６において気体を吸引する吸引部とみなすことができる。ブロワー７９及び捕集部７７は、図示の例ではメッシュベルト７２からこの順で設置されているが、捕集部７７及びブロワー７９の順に配置されてもよい。

サクション機構７６の駆動についても、制御部１０４により、任意に制御することができ、例えば、サクション機構７６が停止した状態でメッシュベルト７２を駆動することができるし、メッシュベルト７２が停止した状態でサクション機構７６を駆動することができる。

１．３． 制御部
制御部１０４についてより詳細に説明する。図３は、本実施形態に係るシート製造装置１００の一部を模式的に示す図である。図３では、ウェブＷの搬送方向Ｍの上流側にある選別部４０、第１ウェブ形成部４５、及び混合部５０などは省略して示している。また、特に断らない限り、本明細書において「上流」はウェブＷの搬送方向Ｍにおける上流であり、「下流」はウェブＷの搬送方向Ｍにおける下流である。

図３に示すように、制御部１０４は、シート製造装置１００の各処理部の動作を制御するものであり、少なくとも添加物供給部５２における添加物の供給動作、堆積部６０におけるドラム部６４（篩）の回転動作、張架ローラー７４（メッシュベルト７２）の回転動作、サクション機構７６の吸引動作を制御する。

制御部１０４は、例えば、各種処理を実行するＣＰＵ、ＣＰＵによって実行される制御プログラム等を格納するＲＯＭ、ＣＰＵの作業領域を提供するＲＡＭなどを含む。また、制御部１０４は、その他の構成の動作を制御してもよい。制御部１０４は、各構成の起動、停止、それらの順序、及び、それらのタイミングを制御することができる。

制御部１０４は、シート製造装置１００内にウェブＷ及びシートＳが残存しないように、シートＳの製造を終了（又は中断）した場合や、シート製造装置１００内に、原料（繊維等）、ウェブＷ及びシートＳのいずれも存在しない場合（シート製造装置１００をはじめて稼働させる場合や、メンテナンス（清掃）の後に稼働させる場合など）において、以下に示すような制御を行う。

１．３．１． ドラム部及びメッシュベルトの制御
制御部１０４は、ドラム部６４及びメッシュベルト７２（張架ローラー７４）の起動タイミングを制御する。係る制御は、メッシュベルト７２上にウェブＷが存在しない状態で行われる。

制御部１０４は、メッシュベルト７２を停止させた状態で、ドラム部６４を起動してメッシュベルト７２に混合物を堆積させ、その後、メッシュベルト７２を起動する。ドラム部６４は、ドラム部６４内に混合物が存在する状態であっても、ドラム部６４内に混合物が存在しない場合であっても起動することができる。ドラム部６４内に混合物が存在しない場合には、粗砕部１２、解繊部２０、選別部４０、第１ウェブ形成部４５、回転体４９、及び混合部５０を駆動して原料を供給することよって、ドラム部６４内に混合物が導入され、メッシュベルト７２に対して混合物を降らせる（降下させる）ことができる。

また、ドラム部６４内に混合物が少ないあるいは存在しない状態でシートＳの製造を開始する場合、ドラム部６４の起動は、粗砕部１２、解繊部２０、選別部４０、第１ウェブ形成部４５、回転体４９、及び混合部５０等を動作させて、混合物をドラム部６４内に滞留させた後、ドラム部６４を起動してもよい。このようにすれば、ドラム部６４を起動した際に、より均一な降下量（速度）で、より密度のばらつきが少ない状態で、混合物を降下させることができる。これにより、ドラム部６４の開口を混合物がより均一に通過しやすいため、形成されるウェブＷの堆積ムラをより抑制することができる。また、ドラム部６４からの混合物の降下量の増減が抑制されるため、メッシュベルト７２の起動タイミン
グを、ドラム部６４の起動からの時間（待機時間）によって制御する場合に、ウェブＷの先端の堆積量をより正確に設定することができる。

制御部１０４は、ドラム部６４を起動させた後、メッシュベルト７２を起動する。メッシュベルト７２の起動は、ドラム部６４を起動させてから、所定の時間が経過した後に起動（時間による制御）されてもよいし、停止しているメッシュベルト７２上のウェブＷの厚さに応じて起動（厚さによる制御）されてもよい。時間による制御の場合には、例えば、制御部１０４に、計時部を備え、制御部１０４がドラム部６４の起動からの経過時間を計時部から取得し、係る時間が所定時間に達したことに基づいてメッシュベルト７２を起動するようにしてもよい。また、厚さによる制御の場合には、例えば、シート製造装置１００に、ハウジング部６６内のメッシュベルト７２上のウェブＷの厚さを計測するセンサーを設け、制御部１０４がセンサーからウェブＷの厚さを取得し、係る厚さが所定厚さに達したことに基づいてメッシュベルト７２を起動するようにしてもよい。

１．３．２． ウェブの厚さの制御例
図４及び図５は、シート製造装置１００のメッシュベルト７２上に形成されるウェブＷの厚さ変化の概念図である。図４及び図５は、本実施形態の制御部１０４によるウェブＷの厚さ制御の一態様をそれぞれ模式的に示している。なお、図４及び図５では、図２に破線で囲んだ領域Ａのメッシュベルト７２とウェブＷとを拡大した模式図であり、ウェブＷの厚さを説明するために、ウェブＷの厚さを誇張して描いている。また、図４及び図５では、図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）が付されているが、この順に時間が経過することを示している。また、図４のメッシュベルト７２は、破線で表され、メッシュベルト７２のハウジング部６６内となる位置（ハウジング部６６に対向する位置）に、符号６６ａを付してある。さらに、図４、図５中の矢印は、メッシュベルト７２が移動していることを示している。

メッシュベルト７２の駆動が停止している状態で、ドラム部６４を回転（起動）し、ドラム部６４内の混合物を降下させる（図４（ａ））。ウェブＷが所定の厚さＸに達したら（図４（ｂ））、メッシュベルト７２を駆動（起動）する。そうすると、図４（ｃ）に示すように、ウェブＷは、先端（先頭）の厚さが厚さＸとなった状態で搬送される。そして、図４（ｄ）に示すように、ハウジング部６６（シールローラー６６間）の長さ（６６ａ）の距離搬送された時点で、メッシュベルト７２が停止している状態で堆積された部分（図４（ｂ））への混合物の堆積が終了する。さらにウェブＷの搬送が進むと、図４（ｅ）に示すように、標準厚Ｙ（所定のシートＳを形成するための厚さ）のウェブＷが形成される。

所定の厚さＸは、適宜に設定され得るが、例えば、ウェブＷの先端の機械的強度（コシ、ハリ等）が十分となる程度の厚さである。厚さＸは、メッシュベルト７２からウェブＷの先頭を剥がす際のウェブＷの残存の抑制、シート形成部８０のローラー対への狭持の容易化、及び、ローラー対へのウェブＷの巻き付きの抑制、の少なくとも一つを達成することができる厚さである。

また、所定の厚さＸは、標準厚Ｙよりも小さくてもよい。すなわち、制御部１０４は、ウェブＷの先端部の厚さＸが標準厚Ｙを超える前にドラム部６４を起動してもよい。図５に示すように、メッシュベルト７２の駆動が停止している状態で、ドラム部６４を回転（起動）し、ドラム部６４内の混合物を降下させる（図５（ａ））。ウェブＷが、標準厚Ｙよりも小さい所定の厚さＸに達したら（図５（ｂ））、メッシュベルト７２を駆動（起動）する。そうすると、図５（ｃ）に示すように、ウェブＷは、先端（先頭）の厚さが標準厚Ｙよりも小さい厚さＸとなった状態で搬送される。そして、図５（ｄ）に示すように、ハウジング部６６（シールローラー６６間）の長さ（６６ａ）の距離搬送された時点で、
メッシュベルト７２が停止している状態で堆積された部分（図５（ｂ））への混合物の堆積が終了する。さらにウェブＷの搬送が進むと、図５（ｅ）に示すように、標準厚Ｙ（所定のシートＳを形成するための厚さ）のウェブＷが形成される。

このようにしてもウェブＷの先頭の機械的強度（コシ、ハリ等）が十分である限り、上記と同様の効果を得ることができる。また、このようにすれば、ウェブＷの先端（先頭）の厚さＸを確保して機械的強度を維持しつつ、混合物の使用量を低減することができる。

なお、図示しないが、ドラム部６４及びメッシュベルト７２の起動を同時に、又は、メッシュベルト７２が起動した後にドラム部６４が起動される場合には、ウェブＷの先端（先頭）は、非常に薄い状態となって搬送され、メッシュベルト７２からウェブＷの先頭を剥がすこと、及び、シート形成部８０のローラー対への狭みこみが困難となり、また、ローラー対へのウェブＷの巻き付きが生じやすいことは理解されよう。

１．３．３． 吸引部及び添加物供給部の制御
さらに、制御部１０４は、吸引部（サクション機構７６）、及び／又は、添加物供給部５２（樹脂供給部）の起動タイミングを制御してもよい。

吸引部（サクション機構７６）は、上述の通り、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、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。しかし、ドラム部６４が回転していない場合に、サクション機構７６を動作させると、管５４からドラム部６４内へ、混合物を導入する気流の一部を形成することができる。ドラム部６４を回転させない状態でサクション機構７６を動作させると、混合物をドラム部６４内に導き、滞留させることができる。

そのため、ドラム部６４内に混合物が少ないあるいは存在しない状態でシートＳの製造を開始する場合、制御部１０４により、ドラム部６４を起動する前に、サクション機構７６（吸引部）を起動させることにより、混合物をドラム部６４内に滞留させた後、ドラム部６４を起動することができる。このようにすれば、ドラム部６４を起動した際に、より均一な降下量（速度）で、より密度のばらつきが少ない状態で、混合物を降下させることができる。

添加物供給部５２（樹脂供給部）は、上述の通り、ホッパー９を介して管５４に添加物を供給する。そして添加物（樹脂）と繊維とが、混合部５０によって混合され、混合物となる。しかし、添加物供給部５２を停止させた状態で、第１選別物を混合部５０に送ることも可能である。すなわち、添加物供給部５２を停止させると、混合物中の添加物の量を減少させる、又は、無くすることができる。なお、ここでは、添加物供給部５２から添加物が供給されずに混合部５０を通過した第１選別物については、便宜上混合物と称する。

添加物供給部５２を停止した状態で得られる混合物は、樹脂を含まないため、シート形成部８０を通過しても十分な結着力が得られない。しかし、係る混合物は、メッシュベルト７２に堆積された場合に、メッシュベルト７２からより剥がれやすく、また、ローラーに、より巻き付きにくくなる。したがって、メッシュベルト７２上にウェブＷが存在しない状態でシートＳの製造が開始される際には、ウェブＷの先端（先頭）を、添加物供給部５２を停止した状態で得た混合物にて形成すれば、さらにシート製造装置１００内のウェブＷやシートＳのジャム（詰まり等）を生じにくくすることができる。

そしてこの場合、例えば、メッシュベルト７２を起動した後に、添加物供給部５２を起動することにより、所定の量の添加物を混合物に配合することができる。このようにして形成されるウェブＷは、先頭部分に添加物が添加されておらず、先頭部分に続いて形成さ
れる部分には、所定量の添加物が含まれるため、シートＳの先頭部分を切断等により除去すれば、所定のシートＳの製造を開始することができる。なお、この場合、添加物が配合されていないウェブＷ又はシートＳの先頭部分は、切断等された後、例えば、解繊部２０に戻すことによって、再利用することができる。

２． シート製造方法及びシート製造装置の制御方法
本実施形態のシート製造方法は、解繊工程と、混合工程と、堆積工程と、ウェブ形成工程と、シート形成工程と、を含み、メッシュベルトを停止させた状態で、メッシュベルトに混合物を堆積させ、その後メッシュベルトを起動してシートＳを形成する。

本実施形態のシート製造方法は、例えば、上述のシート製造装置１００を用いて行うことができる。例えば、解繊工程は、上述の解繊部２０により行うことができる。混合工程は、上述の混合部５０により行うことができる。堆積工程は、上述の堆積部６０により行うことができる。ウェブ形成工程は、上述の堆積部６０及びウェブ形成部７０により行うことができる。シート形成工程は、上述のシート形成部８０（加熱部）により行うことができる。また、本実施形態のシート製造方法で使用する繊維、添加物及び混合物は、上述のシート製造装置の項で述べたと同様であるため、詳細な説明を省略する。

このようなシート製造方法によれば、シートＳの製造を開始する際におけるウェブＷやシートＳのジャムを抑制することができる。すなわち、このようなシート製造方法によれば、メッシュベルト７２上に一定量以上の混合物が堆積された後にメッシュベルト７２が起動されるため、ウェブＷの先端（先頭）部分を厚く形成することができる。これにより、メッシュベルト７２からウェブＷを剥がす際のウェブＷの残存の抑制、シート形成部８０のローラー対への狭持の容易化、及び、ローラー対へのウェブＷの巻き付きの抑制、の少なくとも一つを達成することができる。

また、本実施形態のシート製造装置の制御方法は、上述のシート製造装置（例えばシート製造装置１００）の制御方法であって、メッシュベルトを停止させた状態で、ドラム部を起動してメッシュベルトに混合物を堆積させ、その後メッシュベルトを起動する。係る制御方法は、例えば、上述した制御を、プログラムによって実行することができる。制御部１０４は、係るプログラムを実行するコンピューターを含むことができる。そのようなプログラムとしては、シート製造装置１００を動作させるプログラムであって、制御部１０４を、ドラム部６４の起動からの時間又はウェブＷの堆積厚さに基づいて、メッシュベルト７２（張架ローラー７４）を起動させる制御部１０４として機能させる。このような制御方法によれば、シートＳの製造を開始する際におけるウェブＷやシートＳのジャムを抑制することができる。すなわち、このような制御方法によれば、メッシュベルト７２上に一定量以上の混合物が堆積された後にメッシュベルト７２が起動されるため、ウェブＷの先端（先頭）部分を厚く形成することができる。これにより、シート製造装置１００における、メッシュベルト７２からウェブＷを剥がす際のウェブＷの残存の抑制、シート形成部８０のローラー対への狭持の容易化、及び、ローラー対へのウェブＷの巻き付きの抑制、の少なくとも一つを実現することができる。

３．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。また、着色の均一性や色調の均一性は、シートを平面視したときに色の濃淡がなく、一様な濃度であることを指す。

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、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。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。

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、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、６４…ドラム部、６６…ハウジング部、６７…シールローラー、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、７７…捕集部、７８…調湿部、７９…ブロワー（吸引部）、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、Ｓ…シート、Ｖ，Ｗ…ウェブ

Claims (9)

1. 繊維を含む原料を大気中で解繊する解繊部と、
   回転する複数の開口を有し、前記解繊部により解繊された繊維を前記開口を通過させて降下させるドラム部を備えた堆積部と、
   前記ドラム部の開口を通過した前記解繊された繊維を堆積させるメッシュベルトを有し、前記メッシュベルト上にウェブを形成するウェブ形成部と、
   前記ウェブを挟持して搬送するローラー対を備え、前記ウェブからシートを形成するシート形成部と、
   を有するシート製造装置であって、
   前記ウェブが前記メッシュベルト上に存在しない状態から、前記シートの製造を開始する場合に、
   前記メッシュベルトを停止させた状態で、前記ドラム部を起動して前記メッシュベルトに前記解繊された繊維を堆積させ、その後前記メッシュベルトを起動する制御部を有することを特徴とする、シート製造装置。
2. 前記ウェブ形成部は、
   前記混合物を前記メッシュベルト上に吸引する吸引部と、
   前記吸引部により吸引され前記メッシュベルトのメッシュを通過した廃粉を捕集する捕集部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記ドラム部を起動する前に前記吸引部を起動させ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. 前記解繊された繊維と樹脂とを、大気中で混合する混合部を有する、請求項１又は請求項２に記載のシート製造装置。
4. 前記制御部は、前記解繊部と前記混合部とを起動して前記混合物を前記ドラム部内に滞留させた後、前記ドラム部を起動させることを特徴とする、請求項３に記載のシート製造
   装置。
5. 前記制御部は、前記ウェブの先端部の厚さが標準厚を超える前に前記メッシュベルトを起動することを特徴とする、請求項１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. 前記解繊部により解繊された繊維に樹脂を供給する樹脂供給部を有し、
   前記制御部は、前記シート製造装置を起動するとき、前記樹脂供給部による樹脂の供給を停止した状態で、前記ドラム部を起動して前記メッシュベルトに前記解繊された繊維を堆積させ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. 前記制御部は、前記メッシュベルトを停止させた状態で、前記繊維を第１の層として堆積させ、そのあとに、前記メッシュベルトを駆動させ、前記第１の層の上に前記繊維をさらに堆積させ第２の層を形成するように制御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. 繊維を含む原料を大気中で解繊する解繊工程と、
   前記解繊工程で解繊された繊維を、回転する複数の開口を有するドラム部に導入し、前記開口を通過させて降下させる堆積工程と、
   前記ドラム部の開口を通過した前記解繊された繊維を、メッシュベルト上に堆積させてウェブを形成するウェブ形成工程と、
   ローラー対により前記ウェブを挟持して搬送し、前記ウェブからシートを形成するシート形成工程と、
   を含み、
   前記ウェブが前記メッシュベルト上に存在しない状態から、前記シートの製造を開始する場合に、
   前記メッシュベルトを停止させた状態で、前記メッシュベルトに前記解繊された繊維を堆積させ、その後前記メッシュベルトを起動して前記シートを形成することを特徴とする、シート製造方法。
9. 繊維を含む原料を大気中で解繊する解繊部と、
   回転する複数の開口を有し、前記解繊部により解繊された繊維を前記開口を通過させて降下させるドラム部を備えた堆積部と、
   前記ドラム部の開口を通過した前記解繊された繊維を堆積させるメッシュベルトを有し、前記メッシュベルト上にウェブを形成するウェブ形成部と、
   前記ウェブを挟持して搬送するローラー対を備え、前記ウェブからシートを形成するシート形成部と、
   を有するシート製造装置の制御方法であって、
   前記ウェブが前記メッシュベルト上に存在しない状態から、前記シートの製造を開始する場合に、
   前記メッシュベルトを停止させた状態で、前記ドラム部を起動して前記メッシュベルトに前記解繊された繊維を堆積させ、その後前記メッシュベルトを起動する、制御方法。

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