JP6750206B2

JP6750206B2 - シート製造装置およびシート製造方法

Info

Publication number: JP6750206B2
Application number: JP2015219216A
Authority: JP
Inventors: 永井　芳之; 芳之永井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2020-09-02
Anticipated expiration: 2035-11-09
Also published as: JP2017087520A

Description

本発明は、シート製造装置およびシート製造方法に関する。

特許文献１には、粉粒状又は繊維状の原材料に熱硬化性樹脂とラジカル開始剤とが添加
されたマット状組成物を熱圧して繊維板とする製造装置が開示されている。この製造装置
における熱圧ローラーは、マット状組成物に対して１１０℃〜２６０℃の温度、及び１０
〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ２程度の圧力に相当する線圧力を加えることができる。

特開２００１−１１３５０９号公報

上記の製造装置では、装置の起動時には、熱圧ローラー間に残ったマット状組成物を搬
送しながらウォーミングアップをする（熱圧ローラーが所定温度に達するまで加熱する）
ことになり、マット状組成物を十分に加熱することができなかった。

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、加熱不足等による不具合を低減すること
ができるシート製造装置およびシート製造方法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。

（１）本発明に係るシート製造装置の一態様は、繊維を含む原料を用いてシートを製造
するシート製造装置であって、繊維と樹脂とを含む材料を堆積させるための堆積部と、前
記堆積部により堆積された堆積物を加熱するための加熱部であって、第１回転体と第２回
転体とを含む加熱部と、前記第１回転体と前記第２回転体が堆積物を挟持して加熱するた
めの第１位置と、前記第１回転体と前記第２回転体が互いに離間する第２位置とに、前記
加熱部を変位させるための変位機構と、前記第２位置において前記第１回転体と前記第２
回転体とを加熱した後、前記第１位置に変位させる制御部とを有する。

このようなシート製造装置では、第１回転体と第２回転体が互いに離間する位置におい
て第１回転体と第２回転体を加熱した後に、第１回転体と第２回転体により堆積物を挟持
して加熱することで、加熱不足等による不具合を低減することができる。

（２）本発明に係るシート製造装置の一態様は、繊維を含む原料を用いてシートを製造
するシート製造装置であって、繊維と樹脂とを含む材料を堆積させるための堆積部と、前
記堆積部により堆積された堆積物を加熱するための加熱部であって、第１回転体と第２回
転体とを含む加熱部と、前記第１回転体と前記第２回転体が堆積物を挟持して加熱するた
めの第１位置と、前記第１回転体と前記第２回転体が互いに離間する第２位置とに、前記
加熱部を変位させるための変位機構とを有し、前記加熱部は、前記第２位置において前記
第１回転体と前記第２回転体がそれぞれ回転駆動可能に構成されている。

このようなシート製造装置では、第１回転体と第２回転体が互いに離間する位置におい
て第１回転体と第２回転体を回転させることで、第１回転体と第２回転体の表面温度を均
一にすることができ、加熱不足等による不具合を低減することができる。

（３）本発明に係るシート製造装置において、堆積物の搬送を開始するとき、前記加熱
部の温度が所定の温度に達した後、前記加熱部を前記第２位置から前記第１位置に変位さ
せる制御部を有してもよい。

このようなシート製造装置では、堆積物の搬送を開始するとき、加熱部の温度が所定の
温度に達した後に、第１回転体と前記第２回転体により堆積物を挟持して加熱することで
、搬送開始時の加熱不足によってシートの強度が部分的に低下することを防止し、シート
の強度を均一にすることができる。

（４）本発明に係るシート製造装置において、堆積物の搬送を停止するとき、前記加熱
部を前記第１位置から前記第２位置に変位させる制御部を有してもよい。

このようなシート製造装置では、堆積物の搬送を停止するとき、第１回転体と第２回転
体が互いに離間する位置に変位させることで、搬送停止時の過加熱による堆積物の変色等
を抑制することができる。

（５）本発明に係るシート製造装置において、前記加熱部が前記第２位置にあるとき、
前記第１回転体の周速度と、前記第２回転体の周速度とが異なっていてもよい。

（６）本発明に係るシート製造装置において、前記第１回転体を回転駆動させる駆動部
と、前記第１位置において前記駆動部による駆動力を前記第２回転体に伝達することなく
、前記第２位置において前記駆動部による駆動力を前記第２回転体に伝達するための伝達
機構とを有してもよい。

このようなシート製造装置では、第２位置において駆動部による駆動力を第２回転体に
伝達し、第１位置において駆動部による駆動力を第２回転体に伝達せずに第２回転体を第
１回転体に従動させることで、第１回転体と第２回転体により堆積物を安定的に搬送する
ことができる。

（７）本発明に係るシート製造装置において、前記第２位置において前記第１回転体と
前記第２回転体とが堆積物に接触しなくてもよい。

このようなシート製造装置では、搬送停止時の過加熱による堆積物の変色等を確実に防
止することができる。

（８）本発明に係るシート製造方法の一態様は、繊維を含む原料を用いてシートを製造
するシート製造方法であって、繊維と樹脂とを含む材料を堆積させる工程と、第１回転体
と第２回転体と含む加熱部を用いて、堆積された堆積物を加熱する工程と、を含み、堆積
物の搬送を開始するとき、前記加熱部の温度が所定の温度に達した後、前記加熱部を、前
記第１回転体と前記第２回転体が互いに離間する位置から、前記第１回転体と前記第２回
転体が堆積物を挟持して加熱するための位置に変位させる。

このようなシート製造方法では、堆積物の搬送を開始するとき、加熱部の温度が所定の
温度に達した後に、第１回転体と前記第２回転体により堆積物を挟持して加熱することで
、搬送開始時の加熱不足によってシートの強度が部分的に低下することを防止してシート
の強度を均一にすることができる。

本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す図である。加熱部（第１位置）の一例を模式的に示す図である。加熱部（第２位置）の一例を模式的に示す図である。変位機構の一例を模式的に示す図である。伝達機構の一例を模式的に示す図である。制御部の処理の一例を示すフローチャートである。変形例について説明するための図である。

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．全体構成
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、乾式で解繊を行う。ここで、液体中ではなく、大気中（空気中）等の気
中において、解繊等の処理を行うことを乾式と称する。解繊部２０として、具体的にはイ
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は、ドラム部４１と、ドラム部４１を収容するハウジン
グ部４３とを有している。ドラム部４１としては、例えば、篩（ふるい）を用いる。ドラ
ム部４１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、ドラム部４１は、モーターによっ
て回転駆動される円筒の篩である。ドラム部４１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４
９ｂ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は、ドラム部６１と、ドラム部６１を収容するハウジング部６３とを有して
いる。ドラム部６１としては、回転する円筒の篩を用いる。ドラム部６１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。ドラム部６１の構成は、例えば、ドラム部４１の構成
と同じである。

なお、ドラム部６１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、ドラム部６１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、ドラム部６１は、ドラム部６１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７
２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７
６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。

シート製造装置１００は、ＣＰＵと記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ）を含む制御部１０４を含
む。制御部１０４は、加熱ローラー８６（第１回転体、第２回転体）を回転駆動させる駆
動部（モーター）に制御信号を出力して、加熱ローラー８６の回転を制御する。また、制
御部１０４は、加熱ローラー８６を変位させるための変位機構のモーターに制御信号を出
力して、加熱ローラー８６を変位させる制御を行う。

２．加熱部の構成
本実施形態のシート製造装置１００は、上述のシート形成部８０（加熱部８４）におい
て、ウェブＷ（堆積部６０により形成された堆積物）を加熱加圧してシートＳを形成する
。図１の例では、加熱部８４は一対の加熱ローラー８６として簡略化して描かれている。
以下、本実施形態のシート製造装置１００の加熱部８４について詳細に説明する。

図２、図３は、本実施形態の加熱部８４の一例を模式的に示す図である。加熱部８４は
、回転可能な第１回転体１８１と、回転可能な第２回転体１８２と、加熱体１８３とを有
する。第１回転体１８１及び第２回転体１８２は、いずれも回転に伴って移動する外周面
を有するローラー形状であり、第１回転体１８１と第２回転体１８２によりウェブＷを挟
持して加熱加圧してシートＳを形成するように構成される。また、加熱体１８３は、第２
回転体１８２の外周面を加熱できるように配置される。第１回転体１８１と加熱体１８３
は、いずれも内部に熱源Ｈ（例えば、ハロゲンヒーター）を有する加熱ローラーとなって
いる。なお、加熱体１８３により第２回転体１８２を加熱することに代えて、非接触ヒー
ター（例えば、赤外線ヒーターやカーボンヒーター）により第２回転体１８２を加熱して
もよい。加熱部８４は、熱源Ｈを制御する加熱制御部（図示省略）と、第１回転体１８１
と第２回転体１８２の温度を検出する温度検出部（図示省略）とを有する。なお、加熱制
御部および温度検出部の機能の少なくとも一部を制御部１０４が備えるよう構成してもよ
い。

第２回転体１８２は、回転中心部の芯金１８４と、その周囲を取り巻くように配置され
た軟質体１８５により構成されている。芯金１８４は、アルミニウム、鉄、ステンレス等
の金属で構成され、軟質体１８５は、シリコンゴム、ウレタンゴム等のゴムで構成されて
いる。また、第１回転体１８１及び加熱体１８３は、金属製の中空の芯金１８７で構成さ
れ、その表面には、フッ素コーティングの離型層１８８が設けられている。

本実施形態の加熱部８４は、第１回転体１８１と第２回転体１８２がウェブＷを挟持し
て加熱加圧するための第１位置（図２参照）と、第１回転体１８１と第２回転体１８２が
互いに離間する第２位置（図３参照）とに変位可能に構成されている。本実施形態のシー
ト製造装置１００は、加熱部８４の位置を変位させるための変位機構を備える。変位機構
は、第１回転体１８１と第２回転体１８２のいずれか一方を変位させてもよいし、第１回
転体１８１と第２回転体１８２の両方を変位させてもよい。なお、図２、３に示すように
、ウェブＷを支持する支持部１８６（ガイド）を第１回転体１８１と第２回転体１８２の
近傍に設けることで、第２位置において第１回転体１８１と第２回転体１８２がウェブＷ
に接触しないようにしてもよい。支持部１８６は、第１回転体１８１と第２回転体１８２
の挟持部（ニップ部）に対してウェブＷの搬送方向上流側の位置と搬送方向下流側の位置
のそれぞれに設けられる。

図４は、本実施形態の変位機構の一例を模式的に示す図である。変位機構１９０は、第
１回転体１８１の回転軸１９１を回転可能に支持する第１軸受部１９３と、第２回転体１
８２の回転軸１９２を回転可能に支持する第２軸受部１９４と、第１ロッド１９５ａと、
第２ロッド１９５ｂとを有する。第１軸受部１９３と第２軸受部１９４とは、回転軸１９
６周りに回転可能に互いに接続されている。第１ロッド１９５ａの一端側は回転軸１９７
ａ周りに回転可能に第２軸受部１９４に設けられ、第２ロッド１９５ｂの一端側は回転軸
１９７ｂ周りに回転可能に第１軸受部１９３に設けられている。第１ロッド１９５ａには
付勢部材１９８（バネ）が設けられている。付勢部材１９８の一端側は回転軸１９７ａに
接続され、付勢部材１９８の他端側は第２ロッド１９５ｂの他端側１９９に接続されてい
る。変位機構１９０は、第２ロッド１９５ｂを回転軸１９７ｂ周りに回転駆動する駆動部
（図示省略）を有する。

図４（Ａ）は、加熱部８４が第２位置にあるときの状態を示し、図４（Ｂ）は、加熱部
８４が第１位置にあるときの状態を示している。図４（Ａ）に示す状態（第２位置）にお
いて、第２ロッド１９５ｂを時計周りに回転させると、図４（Ｂ）に示すように、第１回
転体１８１と第２回転体１８２が互いに接触する第１位置に変位する。このとき、付勢部
材１９８によって、第１軸受部１９３（第１回転体１８１）は第２軸受部１９４（第２回
転体１８２）側に付勢され、第２軸受部１９４は第１軸受部１９３側に付勢される。また
、図４（Ｂ）に示す状態（第１位置）において、第２ロッド１９５ｂを反時計周りに回転
させると、第１回転体１８１と第２回転体１８２が互いに離間する第２位置に変位する。

本実施形態の加熱部８４は、第２位置において第１回転体１８１及び第２回転体１８２
がそれぞれ回転駆動可能に構成されている。本実施形態のシート製造装置１００は、第１
回転体１８１を回転駆動させる駆動部と、第１位置において当該駆動部による駆動力を第
２回転体１８２に伝達することなく、第２位置において当該駆動部による駆動力を第２回
転体１８２に伝達する伝達機構とを備える。

図５は、本実施形態の伝達機構の一例を模式的に示す図である。伝達機構２００は、ド
ライブギア２０２と、メインギア２０３と、第１ギア２０４と、第２ギア２０５と、第３
ギア２０６と、第４ギア２０７とを有する。駆動部２０１（第１回転体１８１を回転駆動
させる駆動部）の回転軸にはドライブギア２０２が接続される。ドライブギア２０２には
メインギア２０３が噛み合わされ、メインギア２０３には第１回転体１８１の回転軸１９
１が接続される。また、メインギア２０３には第１ギア２０４が噛み合わされ、第１ギア
２０４には、第２ギア２０５が噛み合わされる。第２ギア２０５の回転軸にはワンウェイ
クラッチ（図示省略）を介して第３ギア２０６が接続される。第３ギア２０６には第４ギ
ア２０７が噛み合わされ、第４ギア２０７には第２回転体１８２の回転軸１９２が接続さ
れる。

第２回転体１８２が第１回転体１８１と接触していないとき（第２位置において）、第
２回転体１８２は伝達機構２００により伝達される駆動力によって回転駆動される。ここ
で、伝達機構２００は、第１回転体１８１の周速度と第２回転体１８２の周速度とが異な
るように構成されており、第２位置において、第２回転体１８２は第１回転体１８１の周
速度よりも遅い周速度で回転する。ここでは、第２回転体１８２の周速度を第１回転体１
８１の周速度よりも１０％程度遅くしている。

第２回転体１８２が第１回転体１８１と接触すると（第１回転体１８１と第２回転体１
８２がウェブＷを挟持する第１位置に変位すると）、伝達機構２００で伝達される駆動力
で回転する第２回転体１８２の周速度が第１回転体１８１の周速度よりも遅いためワンウ
ェイギアである第３ギア２０６は空転し、第２回転体１８２は第１回転体１８１の外周面
（挟持しているウェブＷの表面）との摩擦により回転駆動される。すなわち、第１位置に
おいて、駆動部２０１による駆動力は第２回転体１８２に伝達されず、第２回転体１８２
は第１回転体１８１に従動する。なお、熱膨張によって軟質体１８５で構成された第２回
転体１８２の周速度が大きくなることも考慮して、第２回転体１８２の周速度が第１回転
体１８１の周速度よりも遅くなるように伝達機構２００を構成している。

図６は、制御部１０４の処理の一例を示すフローチャートである。まず、制御部１０４
は、ウェブＷの搬送を開始するか否かを判断する（ステップＳ１０）。このとき、加熱部
８４は、第１回転体１８１と第２回転体１８２が互いに離間する第２位置にある。ステッ
プＳ１０においてウェブＷの搬送を開始すると判断した場合（例えば、ユーザーがシート
の製造を開始するための操作を行った場合）、制御部１０４は、駆動部２０１に制御信号
を送信して、第１回転体１８１と第２回転体１８２の回転駆動を開始する制御を行う（ス
テップＳ１２）。次に、制御部１０４は、加熱制御部に制御信号を送信して、第１回転体
１８１と第２回転体１８２の加熱を開始する制御を行う（ステップＳ１４）。

次に、制御部１０４は、温度検出部から加熱部８４の温度（第１回転体１８１と第２回
転体１８２の温度）を取得し（ステップＳ１６）、取得した温度が所定の温度に達したか
否かを判断する（ステップＳ１８）。ここで、「加熱部８４の温度が所定の温度に達した
」とは、第１回転体１８１の温度が所定の第１温度に達し、第２回転体１８２の温度が所
定の第２温度に達したことをいう。第１温度と第２温度は同じ温度でもよいし異なる温度
でもよい。加熱部８４の温度が所定の温度に達していない場合（ステップＳ１８のＮ）に
は、ステップＳ１６に移行し、加熱部８４の温度が所定の温度に達した場合（ステップＳ
１８のＹ）には、制御部１０４は、変位機構１９０の駆動部に制御信号を送信して、加熱
部８４を、第１回転体１８１と第２回転体１８２がウェブＷを挟持する第１位置に変位さ
せる制御を行う（ステップＳ２０）。このとき、第１回転体１８１と第２回転体１８２を
回転させたまま第１位置に変位させてもよいし、第１回転体１８１と第２回転体１８２の
回転を停止させてから第１位置に変位させ、第１位置に変位した後、第１回転体１８１と
第２回転体１８２の回転を再開させてもよい。ステップＳ２０とほぼ同時に、ウェブＷの
搬送を開始する（ステップＳ２２）。例えば、メッシュベルト７２（張架ローラー７４）
、加圧部８２（カレンダーローラー８５）、加熱部８４（第１回転体１８１と第２回転体
１８２）等を駆動してウェブＷの搬送を開始する。なお、制御部１０４は、加熱部８４の
温度が所定の温度を維持するように加熱制御部を制御する。

次に、制御部１０４は、ウェブＷの搬送を停止するか否かを判断する（ステップＳ２４
）。ステップＳ２４においてウェブＷの搬送を停止すると判断した場合（例えば、ユーザ
ーがシートの製造を停止するための操作を行った場合）、制御部１０４は、加熱制御部に
制御信号を送信して、第１回転体１８１と第２回転体１８２の加熱を停止する制御を行い
（ステップＳ２６）、駆動部２０１に制御信号を送信して、第１回転体１８１と第２回転
体１８２の回転駆動を停止する制御を行う（ステップＳ２８）。ステップＳ２８とほぼ同
時に、ウェブＷの搬送を停止する（ステップＳ３０）。例えば、メッシュベルト７２（張
架ローラー７４）、加圧部８２（カレンダーローラー８５）、加熱部８４（第１回転体１
８１と第２回転体１８２）等の駆動を停止してウェブＷの搬送を停止する。次に、制御部
１０４は、変位機構１９０の駆動部に制御信号を送信して、加熱部８４を第２位置に変位
させる制御を行う（ステップＳ３２）。なお、上記の処理手順は一例であり、適宜に変更
してもよい。例えば、ステップＳ１２の処理の前にステップＳ１４の処理を行ってもよい
し、これらの処理を同時に行ってもよい。また、ステップＳ２６の処理の前にステップＳ
２８の処理を行ってもよいし、これらの処理を同時に行ってもよい。

このように、本実施形態のシート製造装置１００では、ウェブＷの搬送を開始する際に
、第１回転体１８１と第２回転体１８２が互いに離間する第２位置において加熱部８４を
加熱させ、加熱部８４の温度が所定の温度に達した後に、加熱部８４を第１位置に変位さ
せる（第１回転体１８１と第２回転体１８２によりウェブＷを挟持して加熱する）ことで
、搬送開始時の加熱不足によってシートの強度が部分的に低下することを防止することが
でき、シートの強度を均一にすることができる。

また、本実施形態のシート製造装置１００では、第２位置において第１回転体１８１と
第２回転体１８２とを回転させながら加熱することで、第１回転体１８１と第２回転体１
８２の表面温度を周方向にわたって均一にすることができる。仮に、第２回転体１８２を
停止させた状態で加熱すると、加熱体１８３との接触部分のみが加熱されるため、第２回
転体１８２の表面温度を周方向にわたって均一にすることができない。また、仮に、第１
回転体１８１を停止させた状態で加熱すると、対流等の影響により熱源Ｈからの熱が不均
一に伝わるため、第１回転体１８１の表面温度を周方向にわたって均一にすることができ
ない。

また、本実施形態のシート製造装置１００では、堆積物の搬送を停止するとき、加熱部
８４を第１位置から第２位置に変位させることで、搬送停止時にウェブＷが第１回転体１
８１と第２回転体１８２に挟持され続けること（搬送停止時の過加熱）によってウェブＷ
が変色等することを抑制することができる。更に、支持部１８６等によって、第２位置に
おいて第１回転体１８１と第２回転体１８２がウェブＷに接触しないようにすることで、
ウェブＷの変色等を確実に防止することができる。

また、本実施形態のシート製造装置１００では、第１位置において駆動部２０１の駆動
力を第２回転体１８２に伝達しないように伝達機構２００を構成することで、第１位置に
おいて第２回転体１８２を第１回転体１８１に従動させることができるため、第１回転体
１８１と第２回転体１８２によりウェブＷを安定的に搬送することができる。仮に、第１
位置においても駆動部２０１の駆動力を第２回転体１８２に伝達するように構成すると、
第１回転体１８１と第２回転体１８２の周速度の差（第２回転体１８２の熱膨張に起因す
る速度差、部品公差に起因する速度差）によってウェブＷを安定的に搬送することができ
ない。また、仮に、第１回転体１８１と第２回転体１８２のいずれか一方のみを回転させ
た状態で第１位置に変位させたとすると、第１回転体１８１と第２回転体１８２がウェブ
Ｗを挟持する際にウェブＷに衝撃が加わりシートの品質を低下させてしまう。

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。

例えば、上記実施形態では、第１回転体１８１及び第２回転体１８２の形状をローラー
形状とする場合について説明したが、第１回転体１８１及び第２回転体１８２の少なくと
も一方をベルト形状としてもよい。図７に示す例では、第１回転体１８１が、ローラー１
８９に張架され、当該ローラーによって回転駆動されるベルトを有し、第２回転体１８２
が、内部に熱源Ｈを有する加熱ローラーである。図７に示す例では、第１回転体１８１の
ベルトは、非接触ヒーターである加熱体１８３により加熱される。

１ホッパー、２，３，７，８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、４１ドラム部
、４２導入口、４３ハウジング部、４４排出口、４５第１ウェブ形成部、４６
メッシュベルト、４７張架ローラー、４８吸引部、４９回転体、４９ａ基部、４
９ｂ突部、５０混合部、５２添加物供給部、５４管、５６ブロアー、６０堆
積部、６１ドラム部、６２導入口、６３ハウジング部、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、８
０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、１０
０シート製造装置、１０２製造部、１０４制御部、１８１第１回転体、１８２
第２回転体、１８３加熱体、１８４芯金、１８５軟質体、１８６支持部、１８７
芯金、１８８離型層、１８９ローラー、１９０変位機構、１９１回転軸、１９
２回転軸、１９３第１軸受部、１９４第２軸受部、１９５ａ第１ロッド、１９５
ｂ第２ロッド、１９６，１９７ａ，１９７ｂ回転軸、１９８付勢部材、１９９他
端側、２００伝達機構、２０１駆動部、２０２ドライブギア、２０３メインギア
、２０４第１ギア、２０５第２ギア、２０６第３ギア、２０７第４ギア、Ｒ方
向、Ｓシート、Ｖウェブ、Ｗウェブ

Claims

繊維を含む原料を用いてシートを製造するシート製造装置であって、
繊維と樹脂とを含む材料を堆積させるための堆積部と、
前記堆積部により堆積された堆積物を加熱するための加熱部であって、第１回転体と、第２回転体と、前記第１回転体と前記第２回転体とを加熱する熱源とを含む加熱部と、
前記第１回転体と前記第２回転体が前記堆積物を挟持して加熱するための第１位置と、前記第１回転体と前記第２回転体が互いに離間し前記堆積物を挟持しない第２位置とに、前記加熱部を変位させるための変位機構と、
前記第２位置において前記第１回転体と前記第２回転体とを回転させながら加熱し、前記加熱部の温度が所定の温度に達した後、前記加熱部を前記第２位置から前記第１位置に変位させる制御部と、
を有することを特徴とする、シート製造装置。
前記加熱部を前記第２位置から前記第１位置に変位させた後に、前記加熱部への前記堆積物の搬送を開始することを特徴とする、請求項１に記載のシート製造装置。
前記加熱部を前記第１位置から前記第２位置に変位させた後に、前記加熱部への前記堆積物の搬送を停止することを特徴とする、請求項１または２に記載のシート製造装置。
前記加熱部が前記第２位置にあるとき、前記第１回転体の周速度と、前記第２回転体の周速度とが異なることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシート製造装置。
前記第１回転体を回転駆動させる駆動部と、
前記第１位置において前記駆動部による駆動力を前記第２回転体に伝達することなく、前記第２位置において前記駆動部による駆動力を前記第２回転体に伝達するための伝達機構と、を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシート製造装置。
前記第２位置において前記第１回転体と前記第２回転体とが堆積物に接触しないことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシート製造装置。
繊維を含む原料を用いてシートを製造するシート製造方法であって、
繊維と樹脂とを含む材料を堆積させる工程と、
第１回転体と第２回転体と、前記第１回転体と前記第２回転体とを加熱する熱源とを含む加熱部を用いて、堆積された堆積物を加熱する工程と、を含み、
堆積物の搬送を開始するとき、前記第１回転体および前記第２回転体を回転させながら加熱し、前記第１回転体および前記第２回転体の温度が所定の温度に達した後、前記加熱部を、前記第１回転体と前記第２回転体が互いに離間し前記堆積物を挟持しない位置から、前記第１回転体と前記第２回転体が前記堆積物を挟持して加熱するための位置に変位させ、
前記第１回転体と前記第２回転体が前記堆積物を挟持して加熱するための位置に変位してから、前記堆積物を搬送して前記堆積物を加熱することを特徴とする、シート製造方法。