JP6879106B2 - 解繊物製造装置、及びシート製造装置 - Google Patents
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Description
従って、原料の搬送の停滞という不具合を未然に防止する構成は、原料の搬送の停滞という不具合が生じた後に当該不具合を解消する構成と比べて、解繊物を製造できない時間が短くなり、解繊物を製造できる時間が長くなり、装置の効率(稼働率)を高めることができる。
以降の説明では、原料の搬送の停止を、単に搬送の停止と称する場合がある。
かかる構成を有する解繊物製造装置では、搬送部から貯留部に対して原料が供給されにくくなるという現象が発生すると、所定量の原料を貯留部に貯留する時間が長くなる。さらに、搬送部から貯留部に対して原料が供給されにくくなるという現象が悪化すると、搬送の停滞となり、搬送部から貯留部に対して原料が供給されないという不具合になる。
かかる構成を有する解繊物製造装置では、搬送部から貯留部に対して原料が供給されにくくなるという現象が発生すると、所定の時間が経過した場合に新たに貯留部に貯留される原料が軽くなる。さらに、搬送部から貯留部に対して原料が供給されにくくなるという現象が悪化すると、搬送の停滞となり、搬送部から貯留部に対して原料が供給されないという不具合になる。
従って、時間が所定の時間を経過したとき、新たに貯留部に貯留された原料の重さが所定値に達していない場合、すなわち、所定の時間が経過した場合に新たに貯留部に貯留される原料の重さが軽くなる場合、搬送の停滞が予測されるので、監視部は、クリーニング部を起動させ、搬送の停滞が未然に防止されるクリーニング処理が実施されることが好ましい。
第1原料供給ユニット及び第2原料供給ユニットによって原料が解繊部に供給されている途中で、監視部が第2原料供給ユニットにおける搬送の停滞を予測した場合、第2原料供給ユニットによる原料の供給だけを停止し、第1原料供給ユニットによる原料の供給を停止せずに、第2原料供給ユニットに対するクリーニング処理を実施すると、第1原料供給ユニット及び第2原料供給ユニットの両方を停止してクリーニング処理を実施する場合と比べて、解繊物を製造できる時間が長くなり、装置の効率(稼働率)を高めることができる。
さらに、監視部が第1原料供給ユニットにおける搬送の停滞を予測し、第1原料供給ユニットに対するクリーニング処理が実施され、第1原料供給ユニットによる原料の供給が再開された後において、所定の時間が経過した場合に新たに貯留部に貯留される原料の重さが所定値を超えない場合、搬送の停滞を引き起こす原因(異物、汚れなど)が適正に取り除かれていないと判断できる。
さらに、監視部が第2原料供給ユニットにおける搬送の停滞を予測し、第2原料供給ユニットに対するクリーニング処理が実施され、第2原料供給ユニットによる原料の供給が再開された後において、所定の時間が経過した場合に新たに貯留部に貯留される原料の重さが所定値を超えない場合、搬送の停滞を引き起こす原因(異物、汚れなど)が適正に取り除かれていないと判断できる。
「シート製造装置の概要」
図1は、実施形態1に係るシート製造装置の概要を示す概略図である。
最初に図1を参照し、本実施形態に係るシート製造装置1000の概要を説明する。
本実施形態に係るシート製造装置1000は、例えば、機密紙などの使用済みの古紙を乾式で解繊して繊維化した後、加圧、加熱、切断することによって、新しい紙(単票紙)を製造することができる。さらに、シート製造装置1000は、古紙が解繊され繊維化された解繊物に、さまざまな添加物を混合することによって、用途に合わせて、紙製品の結合強度や白色度を向上したり、色、香り、難燃などの機能を付加することができる。さらに、シート製造装置1000は、紙の密度や厚さ、形状をコントロールして成形することで、A4やA3のオフィス用紙、名刺用紙など、用途に合わせて、さまざまな厚さ・サイズの紙を製造することができる。
解繊物製造装置100は、繊維を含む紙片(古紙)などの原料を解繊物に解繊し、当該解繊物を紙再生装置200に供給する。元の形がなくなるまで、紙片(古紙)などの原料が繊維状に解繊されたものが、解繊物である。解繊物には、解きほぐされた原料の繊維の他に、原料を解きほぐす際に繊維から分離される不要物(繊維同士を結着する樹脂、インクやトナーなどの色剤、にじみ防止剤、紙力増強剤等の添加剤など)が含まれる。
なお、解繊物製造装置100の詳細は、後述する。
そして、本実施形態に係るシート製造装置1000は、解繊物製造装置100と、解繊物製造装置100から供給される解繊物と樹脂とを混合する混合部50と、解繊物と樹脂との混合物からウエブ(第2ウエブG2)を形成するウエブ形成部70と、ウエブ(第2ウエブG2)に対する加圧及び加熱の少なくとも一方の処理によりシートSを形成するシート形成部80と、を備える。
なお、加湿部204,206,208,210,212の具体的な構成は任意であり、スチーム式、気化式、温風気化式、超音波式等が挙げられる。
選別部40は、管3から解繊部160により解繊された解繊物が気流とともに流入する導入口42を有する。選別部40は、導入口42から導入される解繊物を、繊維の長さによって選別する。詳しくは、選別部40は、解繊物製造装置100により解繊された解繊物のうち、予め定められたサイズ以下の解繊物を第1選別物とし、第1選別物より大きい解繊物を第2選別物として選別する。第1選別物は、繊維または粒子等を含む。第2選別物は、例えば、大きい繊維、未解繊片(十分に解繊されていない粗砕片)、解繊された繊維が凝集または絡まったダマ等を含む。
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は、網(フィルター、スクリーン)を有し、篩(ふるい)として機能する。この網の目により、ドラム部41は、導入口42から導入された解繊物を、網の目開き(開口)の大きさより小さい第1選別物と、網の目開きより大きい第2選別物とに選別する。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ことができる。
分離部45は、メッシュベルト46(分離ベルト)と、ローラー47と、吸引部(サクション機構)48と、を含む。メッシュベルト46は無端形状のベルトであって、3つのローラー47に懸架され、ローラー47の動きにより、図中に矢印で示される方向に搬送される。メッシュベルト46の表面は所定サイズの開口が並ぶ網で構成される。ドラム部41から下方に降下する第1選別物のうち、網の目を通過するサイズの微粒子はメッシュベルト46の下方に落下し、網の目を通過できないサイズの繊維がメッシュベルト46に堆積し、メッシュベルト46とともに矢印方向に搬送される。
そして、メッシュベルト46の上には、第1選別物から不要物が取り除かれた繊維が堆積し、第1ウエブG1が形成される。捕集ブロアー28が吸引を行うことで、メッシュベルト46上における第1ウエブG1の形成が促進され、かつ、不要物が速やかに取り除かれる。
第1ウエブG1は繊維が堆積してウエブ形状となった柔らかい材料であり、回転体49は、第1ウエブG1の繊維をほぐして、後述する混合部50で樹脂が混合されやすい状態に加工する。
回転体49は、回転体49の羽根がメッシュベルト46に衝突しない位置に設置されることが好ましい。例えば、回転体49の羽根の先端とメッシュベルト46との間隔を、0.05mm以上0.5mm以下とすると、回転体49は、メッシュベルト46に損傷を与えることなく第1ウエブG1を効率よく分断することができる。
また、回転体49を含む空間には、加湿部206により加湿空気が供給される。これにより、管7の内部や、回転体49の羽根に対し、静電気により繊維が吸着する現象を抑制できる。また、管7を通って、湿度の高い空気が混合部50に供給されるので、混合部50においても静電気による悪影響が抑制される。
換言すれば、混合部50は、解繊物製造装置100から供給される解繊物と樹脂とを混合する。なお、詳細は後述するが、細分体33を構成する繊維(解繊物)と樹脂との混合物(第2ウエブG2)に対して加圧及び加熱の少なくとも一方の処理を施し、シートSを製造する。シートSの品質を安定化させるためには、シートSの原料(解繊物)と樹脂との混合比率を一定に制御することが重要である。
混合部50では、混合ブロアー56によって気流を発生させ、管54中において、細分体33と添加物とが混合されながら、搬送される。細分体33は、管7及び管54の内部を流れる過程でほぐされて、より細かい繊維状になる。
なお、添加物カートリッジは、添加物供給部52に着脱可能な構成であってもよい。さらに、添加物カートリッジに添加物が補充される構成を備えていてもよい。
排出部52aのフィーダが動作していない状態では、排出部52aから管54に添加物が供給されないが、管54内に負圧が発生した場合等には、排出部52aのフィーダが停止していても添加物が管54に流れる可能性がある。シャッターによってフィーダと管54とを接続する管路を閉じることにより、このような添加物の流れを確実に遮断できる。
なお、添加物供給部52が供給する添加物は、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、繊維の凝集や樹脂の凝集を抑制するための凝集抑制剤、繊維等を燃えにくくするための難燃剤を含んでもよい。また、着色剤を含まない添加物は、無色、或いは無色と見なせる程度に薄い色であってもよいし、白色であってもよい。
なお、細分体33(第1選別物)と添加物とを混合する機構は、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く、これらの機構を混合ブロアー56の前または後に設置してもよい。
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。
メッシュベルト72は無端形状のベルトであって、複数のローラー74に懸架され、ローラー74の動きにより、図中に矢印で示される方向に搬送される。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。メッシュベルト72の表面は所定サイズの開口が並ぶ網で構成される。ドラム部61から降下する繊維や粒子のうち、網の目を通過するサイズの微粒子はメッシュベルト72の下方に落下し、網の目を通過できないサイズの繊維がメッシュベルト72に堆積し、メッシュベルト72とともに矢印方向に搬送される。メッシュベルト72は、シートSを製造する動作中には、一定の速度で移動する。
換言すれば、ウエブ形成部70は、解繊物と添加物(樹脂)との混合物から「ウエブ」の一例である第2ウエブG2を形成する。
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、サクションブロアー77を備え、サクションブロアー77の吸引力によって、堆積部60からメッシュベルト72に向かう気流を発生させる。
サクションブロアー77(堆積吸引部)は、サクション機構76から吸引した空気を、図示しない捕集フィルターを通じて、紙再生装置200の外に排出してもよい。または、サクションブロアー77が吸引した空気を集塵部27に送り込み、サクション機構76が吸引した空気に含まれる不要物を捕集してもよい。
メッシュベルト72の搬送経路において、堆積部60の下流側には、加湿部212によって、ミストを含む空気が供給される。これにより、加湿部212が生成するミストが第2ウエブG2に供給され、第2ウエブG2が含む水分量が調整される。さらに、静電気によるメッシュベルト72への繊維の吸着等が抑制される。
サクション機構79cは、ブロアー(図示省略)を備え、ブロアーの吸引力によってメッシュベルト79aに上向きの気流を発生させる。この気流は第2ウエブG2を吸引し、第2ウエブG2は、メッシュベルト72から離れてメッシュベルト79aに吸着される。メッシュベルト79aは、ローラー79bの自転により移動し、第2ウエブG2をシート形成部80に送り出す。例えば、メッシュベルト72の移動速度と、メッシュベルト79aの移動速度とは、同じである。
このように、供給部79は、メッシュベルト72に形成された第2ウエブG2を、メッシュベルト72から剥がして、シート形成部80に送り出す。
加圧部82は、一対のカレンダーローラー85で構成され、第2ウエブG2を所定のニップ圧で挟んで加圧する。第2ウエブG2は、加圧されることによりその厚さが小さくなり、第2ウエブG2の密度が高められる。一対のカレンダーローラー85の一方は、モーター(図示省略)により駆動される駆動ローラーであり、他方は駆動ローラーに対して従動回転する従動ローラーである。カレンダーローラー85は、モーター(図示省略)の駆動力により回転し、第2ウエブG2を加圧し、加圧によって高密度になった第2ウエブG2を加熱部84に向けて搬送する。
なお、シート形成部80は、第2ウエブG2を加圧加熱してシートSを形成する構成に限定されず、第2ウエブG2を加圧してシートSを形成する構成であってもよく、第2ウエブG2を加熱してシートSを形成する構成であってもよい。すなわち、シート形成部80は、第2ウエブG2(ウエブ)に対する加圧及び加熱の少なくとも一方の処理によりシートSを形成する構成を有していればよい。
切断部90によって切断加工された単票のシートSは、トレイ96にむけて排出され、トレイ96に載置される。
図2は、本実施形態に係る解繊物製造装置に搭載される原料供給ユニットの概略平面図である。図3は、本実施形態に係る解繊物製造装置の制御構成を示すブロック図である。
図2では、原料供給ユニットの構成要素の一部が図示され、解繊部160の受入ホッパ161が二点鎖線で図示されている。
本実施形態に係る解繊物製造装置100は、繊維を含む紙片(紙片P)の集合体(粗砕片D)を原料とし、原料(粗砕片D)を解繊物に解繊する。解繊物に解繊する原料としては、繊維を含むものであればよく、紙片(紙)の他に、例えば、パルプ、パルプシート、不織布を含む布、織物などを使用することができる。
なお、振動直線フィーダ120は「搬送部」の一例であり、貯留ホッパ140は「貯留部」の一例であり、ロードセル142は「計測部」の一例である。
このように、本実施形態に係る解繊物製造装置100は、シュレッダーなどの粗砕機を有していなく、解繊物製造装置100と別装置で細断される粗砕片Dが、受入ホッパ110に投入される。
なお、紙片P及び紙片Pの集合体である粗砕片Dは、「原料」の一例である。
上流側振動直線フィーダ121及び下流側振動直線フィーダ122は、基台126が振動することによって、基台126に載置された粗砕片Dを貯留ホッパ140に向けて搬送する。
仮に、下流側振動直線フィーダ122において、粗砕片Dの搬送量が多い場合や粗砕片Dの搬送量が少ない場合が生じると、下流側振動直線フィーダ122から貯留ホッパ140に供給される粗砕片Dの供給量が変動し、貯留ホッパ140から解繊部160に対して粗砕片Dを所定量安定して一定の速度で供給することが難しくなる。このため、本実施形態では、下流側振動直線フィーダ122から貯留ホッパ140に供給される粗砕片Dの供給量が変動しないように、下流側振動直線フィーダ122の基台126は傾斜していなく、下流側振動直線フィーダ122から貯留ホッパ140に対して粗砕片Dが安定して一定の速度で供給されるようになっている。
このように、貯留ホッパ140から解繊部160に対して粗砕片Dを所定量安定して一定の速度で供給するためには、下流側振動直線フィーダ122の基台126を水平面に沿って配置することが好ましい。
ロードセル142によって所定量の紙片P(粗砕片Dから解きほぐされた紙片P)が計測されると、図中に破線で示されるように貯留ホッパ140が傾斜し、所定量の紙片Pが貯留ホッパ140から排出され、解繊物の原料として解繊部160の受入ホッパ161に投入される。
そして、第1受入ホッパ110Aと第1上流側振動直線フィーダ121Aと第1下流側振動直線フィーダ122Aと第1貯留ホッパ140Aとで、解繊物の原料(粗砕片D)を解繊部160に供給する第1原料供給ユニット101が形成され、第2受入ホッパ110Bと第2上流側振動直線フィーダ121Bと第2下流側振動直線フィーダ122Bと第2貯留ホッパ140Bとで、解繊物の原料(粗砕片D)を解繊部160に供給する第2原料供給ユニット102が形成される。
なお、図2では図示を省略するが、原料供給ユニット101,102は時計部145(図3参照)を有する。
さらに、第1原料供給ユニット101に対してクリーニング部170A1,170B1のノズル171から気体が噴射され、第2原料供給ユニット102に対してクリーニング部170A2,170B2のノズル171から気体が噴射される。
本実施形態では、解繊物の原料を解繊部160に供給する原料供給ユニットの数を二つとし、原料供給ユニットの数が一つである場合と比べて、原料供給ユニットの処理能力が高められ、解繊部160の処理能力と同等になっている。すなわち、原料供給ユニットの処理能力が解繊部160の処理能力と同等になるように、原料供給ユニットの数が設定されている。
詳しくは、複数の紙片Pの集合体である粗砕片Dが振動しながら搬送されると、振動によって粗砕片Dに対して複数の紙片Pを解きほぐす力が作用する。すなわち、上流側振動直線フィーダ121及び下流側振動直線フィーダ122において粗砕片Dが搬送されている期間、振動によって複数の紙片Pを解きほぐす力が粗砕片Dに作用する。すると、上流側振動直線フィーダ121及び下流側振動直線フィーダ122において粗砕片Dが搬送されると、複数の紙片Pの集合体である粗砕片Dが徐々に解きほぐされ、下流側振動直線フィーダ122の搬送方向の下流側において、粗砕片Dが一枚一枚の紙片Pに解きほぐされる。
そして、貯留ホッパ140に貯留される紙片Pの重さがロードセル142によって計測され、貯留ホッパ140に貯留される紙片Pの重さが所定量に達すると、所定量(一定の重量)の紙片Pが貯留ホッパ140から解繊部160の受入ホッパ161に供給される。
受入ホッパ161は、所定量(一定の重量)の紙片Pを貯留し、本体部162に供給する。
本体部162は、例えばインペラーミルであり、高速回転するローター(図示省略)と、ローターの外周に位置するライナー(図示省略)とを有する。紙片Pは、本体部162のローターとライナーとの間に挟まれ、ローターとライナーとの相対的な回転により粉砕され、一本一本の繊維に解繊される。本体部162は、ローターの回転により気流を発生させる。この気流により、本体部162は、原料である紙片Pを受入ホッパ161から吸引し、紙片Pが一本一本の繊維に解繊された解繊物を排出口163へと搬送する。
すなわち、解繊物が、シートSの原料として、排出口163から管3に送り出され、管3を介して紙再生装置200に供給される。
仮に、解繊部160から受け入れる解繊物の重さや供給速度がばらつくと、紙再生装置200で製造されるシートSの密度や厚さが変動する。このため、解繊物製造装置100から紙再生装置200に供給される解繊物(シートSの原料)の重さや供給速度は、一定であることが好ましい。
紙片Pを1本1本の繊維に解繊すると体積が大きく増加するので、1本1本の繊維に解繊された後にシートSの原料を計測すると、シートSの原料を計測する構成要素が大掛かりになる。一方、1本1本の繊維に解繊される前にシートSの原料を計測すると、シートSの原料を計測する構成要素をコンパクトにすることができる。
このため、1本1本の繊維に解繊される前にシートSの原料を計測する構成、すなわち、解繊部160に対して搬送方向の上流側に設けられた貯留ホッパ140及びロードセル142によって、シートSの原料(紙片P)を計測する構成が好ましい。
時計部145は、「計測部」の一例であり、時間を計測する。
記憶部180は、例えば、所定の情報を読み出し可能に記憶するROM、及び各種の情報を書き込み/読み出し可能に記憶するRAMなどで構成される。
制御部130は、記憶部180に格納されたソフトウェア(プログラム)のより実現される機能部分として、監視部135を有する。
詳しくは、制御部130は、受入ホッパ110から供給される粗砕片D(紙片P)が、貯留ホッパ140に向けて搬送されるように振動直線フィーダ120を制御する。制御部130は、貯留ホッパ140に貯留された紙片Pの重さをロードセル142から取得し、紙片Pの重さが所定量(重量W1)に達すると貯留ホッパ140を傾斜させ、所定量の紙片Pを貯留ホッパ140から解繊部160の受入ホッパ161に排出させる。制御部130は、受入ホッパ161に投入された紙片Pが解繊物に解繊され、解繊された解繊物が紙再生装置200に供給されるように、解繊部160を制御する。
さらに、原料供給ユニット101,102のそれぞれから、紙片P(解繊物の原料)が6秒間隔で解繊部160に供給されるので、解繊物製造装置100が64g/分の速度で解繊物をシートSの原料として紙再生装置200に供給するためには、原料供給ユニット101,102のそれぞれは、6秒毎に3.2gの紙片Pを解繊物の原料として解繊部160に供給する必要がある。
制御部130は、これらロスを考慮し上記数値を補正し、シート製造装置1000がA4サイズのシートSを1分当り16枚の速度で製造できるように、解繊物製造装置100の各部を制御する。
以降の説明では、解繊物製造装置100及び紙再生装置200においてロスが生じないものとする。さらに、原料供給ユニット101,102はそれぞれ同じ構成を有しているので、第1原料供給ユニット101に関して詳細に説明し、第2原料供給ユニット102に関する詳細な説明を省略する。
図4の縦軸は、ロードセル142の計測値であり、貯留ホッパ140に貯留される紙片Pの重さである。図中の重量W1は、3.2gである。さらに、図4の縦軸は、貯留ホッパ140の重さを含まない。
図4の横軸は、時計部145の計測値であり、時間である。図中の時間T1は、6秒である。
この紙粉や不要物や異物などが第1原料供給ユニット101を汚染すると、第1原料供給ユニット101において、粗砕片Dや紙片Pの搬送が阻害され、粗砕片Dや紙片Pの搬送の停滞が生じるおそれがある。
さらに、紙粉や不要物や異物などを汚染物と称す。
さらに、汚染物による汚染が甚大になると、振動直線フィーダ121A,122Aにおける搬送の停滞が生じ、振動直線フィーダ121A,122Aから貯留ホッパ140Aに対して紙片Pが供給されなくなり、貯留ホッパ140から解繊部160に対して紙片Pが供給されなくなる。すると、解繊物製造装置100から紙再生装置200に対して解繊物が供給されなくなり、紙再生装置200がシートSを製造できないという不具合が生じる。
さらに、これらクリーニング処理によって解繊物製造装置100が停止すると、紙再生装置200がシートSを製造できなくなり、シート製造装置1000の効率(例えば、稼働率)が低下する。
以下に、その詳細を説明する。
なお、図中に太い一点鎖線で示される状態、すなわち、紙片Pの搬送が正常である状態からの逸脱が軽微である場合は、本願における「搬送の停滞が予測される場合」の一例である。
なお、時間T1は、「原料の重さが所定量に達するまでの時間」の一例であり、「所定の時間」の一例である。重量W1は、「所定の時間が経過したとき、新たに貯留部に貯留された原料の重さ」の一例であり、「所定量」の一例である。
なお、時間T2は、「原料の重さが所定量に達するまでの時間」の一例であり、「所定値」の一例である。重量W2は、「所定の時間が経過したとき、新たに貯留部に貯留された原料の重さ」の一例であり、「所定値」の一例である。
なお、時間T3は、「原料の重さが所定量に達するまでの時間」の一例である。重量W3は、「所定の時間が経過したとき、新たに貯留部に貯留された原料の重さ」の一例である。
従って、所定の時間(時間T1)が経過した場合に、新たに貯留ホッパ140Aに貯留される紙片Pの重さ、または、所定量(重量W1)の紙片Pを貯留ホッパ140Aに貯留するための時間を評価することによって、振動直線フィーダ121A,122Aにおける紙片Pの搬送状態が正常な状態から正常でない状態に変化し、さらに、振動直線フィーダ121A,122Aにおける正常な状態に対する逸脱の程度を把握し、振動直線フィーダ121A,122Aの汚染状態を把握することができる。
本願における「搬送の停滞が予測される場合」とは、例えば、振動直線フィーダ121A,122Aが汚染物によって汚染され、振動直線フィーダ121A,122Aにおける紙片Pの搬送速度が通常稼働時よりも遅くなる場合であり、振動直線フィーダ121A,122Aにおける単位時間あたりの搬送量が少なくなる場合である。振動直線フィーダ121A,122Aにおける紙片Pの搬送速度が遅くなると、所定量(重量W1)の紙片Pを貯留ホッパ140Aに貯留する時間が長くなるので、所定量(重量W1)の紙片Pを貯留ホッパ140Aに貯留する時間を評価することによって、搬送の停滞を予測することができる。また、振動直線フィーダ121A,122Aにおける単位時間あたりの搬送量が少なくなると、所定の時間(時間T1)が経過した場合に新たに貯留ホッパ140Aに貯留される紙片Pの重さが軽くなるので、所定の時間(時間T1)が経過した場合に新たに貯留ホッパ140Aに貯留される紙片Pの重さ評価することによって、搬送の停滞を予測することができる。
すなわち、前記監視部135は、原料供給ユニット101,102における原料(紙片P)の搬送速度が通常稼働時よりも遅くなった場合に、原料供給ユニット101,102における搬送の停滞を予測し、クリーニング部170A1,170B1を起動させる。
詳しくは、監視部135は、所定量(重量W1)の紙片Pを貯留ホッパ140Aに貯留する時間が所定値(時間T2)よりも長くなると、振動直線フィーダ121A,122Aにおいて搬送の停滞が生じると予測し、クリーニング部170A1,170B1を起動させる。本実施形態では、時間T2は6.6秒であり、所定の時間T1(6秒)よりも0.6秒(概略10%)長く設定されている。なお、時間T2は、所定の時間T1(6秒)よりも長ければよく、任意である。
さらに、監視部135は、所定の時間(時間T1)が経過した場合に、新たに貯留ホッパ140Aに貯留される紙片Pの重さが所定値(重量W2)よりも軽くなると、振動直線フィーダ121A,122Aにおいて搬送の停滞が生じると予測し、クリーニング部170A1,170B1を起動させる。本実施形態では、重量W2は2.9gであり、所定量(3.2g)よりも約0.3g(概略10%)軽く設定されている。なお、重量W2は、所定量(3.2g)より軽ければよく、任意である。
換言すれば、計測部(ロードセル142、時計部145)は、原料(紙片P)の重さと、原料(紙片P)の重さが所定量(W1)に達するまでの時間とを計測し、監視部135は、原料(紙片P)の重さが所定量(W1)に達するまでの時間が所定値(時間T2)を超える場合、クリーニング部170A1,170B1を起動させる。
さらに、計測部(ロードセル142、時計部145)は、所定の時間(時間T1)が経過した場合に、新たに貯留部(貯留ホッパ140)に貯留される原料(紙片P)の重さを計測し、監視部135は、所定の時間(時間T1)が経過した場合に、新たに貯留部(貯留ホッパ140)に貯留される原料(紙片P)の重さが所定値(W2)を超えない場合、クリーニング部170A1,170B1を起動させる。
監視部135がクリーニング部170B1を起動させると、クリーニング部170B1のノズル171は、貯留ホッパ140Aの原料が貯留される面の全体に対して気体を噴射する。すると、貯留ホッパ140Aの原料が貯留される面から、汚染物が取り除かれ、貯留ホッパ140Aにおける搬送の停滞が未然に防止される。
すなわち、監視部135がクリーニング部170A1,170B1を起動させると、クリーニング部170A1,170B1は、ノズル171から振動直線フィーダ121A,122A及び貯留ホッパ140Aに対して気体を噴射し、振動直線フィーダ121A,122A及び貯留ホッパ140Aにおける搬送の停滞を未然に防止するクリーニング処理を実施する。また、クリーニング処理は、振動直線フィーダ121A,122A及び貯留ホッパ140Aの少なくとも一方に対してノズル171から気体を噴射する処理である。
また、クリーニング部170A1及びクリーニング部170B1の両方を起動させると、振動直線フィーダ121A,122Aにおける搬送の停滞を未然に防止するクリーニング処理に加えて、貯留ホッパ140Aにおける搬送の停滞を未然に防止するクリーニング処理が実施される。
なお、ノズル171から噴射される気体は、空気または窒素ガスであることが好ましい。
汚染物による汚染が軽微な場合、汚染物による汚染が甚大である場合と比べて、汚染物を適正に取り除くことが容易になるので、振動直線フィーダ121A,122Aの搬送面の全体に対してノズル171から気体を噴射すると、振動直線フィーダ121A,122Aの搬送面に付着した汚染物を取り除くことができる。
仮に、汚染物による汚染が甚大である場合、汚染物による汚染が軽微な場合と比べて、汚染物を適正に取り除くことが難しくなるので、振動直線フィーダ121A,122Aの搬送面の全体に対してノズル171から気体を噴射しても、振動直線フィーダ121A,122Aの搬送面に汚染物が残留するおそれがある。
さらに、振動直線フィーダ121A,122Aにおいて搬送の停滞が予測されると、振動直線フィーダ121A,122Aよりも汚染の程度は軽微であるが、貯留ホッパ140も汚染物によって汚染されていると推測される。
このため、本実施形態では、監視部135が、振動直線フィーダ121A,122Aにおいて搬送の停滞が生じると予測すると、クリーニング部170A1及びクリーニング部170B1の両方を起動させ、振動直線フィーダ121A,122Aにおける搬送の停滞を未然に防止するクリーニング処理に加えて、貯留ホッパ140Aにおける搬送の停滞を未然に防止するクリーニング処理を実施する。
換言すれば、監視部135は、第1原料供給ユニット101における原料(粗砕片D、紙片P)の搬送の停滞を予測した場合にクリーニング部170A1,170B1を起動させ、クリーニング部170A1,170B1は、振動直線フィーダ121A,122A及び貯留ホッパ140Aの少なくとも一方に対して、搬送の停滞を未然に防止するクリーニング処理を実施する。
さらに、搬送の停滞を未然に防止するクリーニング処理を実施する場合、搬送の停滞が生じた後でクリーニング処理を実施する場合と比べて、汚染物による汚染が軽微になり、クリーニング時間を短くすることができ、解繊物を製造できる時間を長くし、解繊物製造装置100の効率(稼働率)を高めることができる。
さらに、汚染物による汚染が軽微な場合に、搬送の停滞を未然に防止するクリーニング処理を実施すると、汚染物による悪影響が早期に解消されるので、例えば、汚染物に起因する故障などの重不良が生じにくくなる。このため、汚染物に起因する故障などの重不良が生じる場合と比べて、装置の停止時間が短くなり、解繊物を製造できる時間を長くし、解繊物製造装置100の効率(稼働率)を高めることができる。
かかる構成によって、第2原料供給ユニット102においても、第1原料供給ユニット101と同様の効果を得ることができる。
さらに、第1原料供給ユニット101及び第2原料供給ユニット102によって原料(粗砕片D、紙片P)が解繊部160に供給されている途中で、監視部135が、第2原料供給ユニット102における原料の搬送の停滞を予測し、クリーニング部170A2,170B2を起動させた場合、制御部130は、第2原料供給ユニット102による原料の供給だけを停止し、第2原料供給ユニット102に対するクリーニング処理が実施された後に、第2原料供給ユニット102による原料の供給を再開する。
かかる構成によって、原料供給ユニット101,102の両方が停止することなく、継続的に原料供給ユニット101,102の少なくとも一方から解繊部160に対して、解繊物の原料が供給されるので、解繊物製造装置100は継続的にシートSの原料(解繊物)を紙再生装置200に供給することができる。
さらに、シート製造装置1000において、紙再生装置200が継続的にシートSを製造し、紙再生装置200が安定稼働すると、紙再生装置200は一定の品質のシートSを製造しやすくなり、シートSの品質の安定性を高めることができる。
さらに、第2原料供給ユニット102に対するクリーニング処理が実施された後で、第2原料供給ユニット102において搬送の停滞が予測される場合、第1原料供給ユニット101と同様に、クリーニング不良というメッセージが操作パネル190に表示される。
このように、操作パネル190にクリーニング不良というメッセージが表示させることによって、作業者は、クリーニング不良という異常を迅速に把握し、異常に対する処置を迅速に実施することができる。
図6は、実施形態2に係る解繊物製造装置の制御構成を示すブロック図である。
本実施形態と実施形態1とでは、紙再生装置200の構成は同じであり、解繊物製造装置の構成が異なる。詳しくは、本実施形態に係る解繊物製造装置100Aは、新たに切替部138を有している、この点が本実施形態と実施形態1との主な相違点である。
さらに、実施形態1では、第1原料供給ユニット101及び第2原料供給ユニット102の両方から、紙片Pが解繊物の原料として解繊部160に供給される。本実施形態では、第1原料供給ユニット101及び第2原料供給ユニット102のいずれかから、紙片Pが解繊物の原料として解繊部160に供給される。この点も本実施形態と実施形態1との相違点である。
以下、図6を参照し、実施形態1との相違点を中心に、本実施形態に係る解繊物製造装置100Aについて説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
さらに、制御部130は、記憶部180に格納されたソフトウェア(プログラム)のより実現される機能部分として、監視部135を有する。
切替部138は、監視部135からの信号によって、振動直線フィーダ121A,122A及び貯留ホッパ140Aが動作している状態から、振動直線フィーダ121B,122B及び貯留ホッパ140Bが動作している状態に切り替える。その結果、第1原料供給ユニット101が動作している状態から、第2原料供給ユニット102が動作している状態に切替えられる。
さらに、切替部138は、監視部135からの信号によって、振動直線フィーダ121B,122B及び貯留ホッパ140Bが動作している状態から、振動直線フィーダ121A,122A及び貯留ホッパ140Aが動作している状態に切り替える。その結果、第2原料供給ユニット102が動作している状態から第1原料供給ユニット101が動作している状態に切替えられる。
換言すれば、切替部138は、第1原料供給ユニット101の動作と、第2原料供給ユニット102の動作とを切替えるスイッチであり、切替部138によって、第1原料供給ユニット101の動作と、第2原料供給ユニット102の動作とが切替えられる。
以降の説明では、第1原料供給ユニット101から、紙片Pが解繊物の原料として解繊部160に供給されるものとする。
第2原料供給ユニット102によって原料(紙片P)が解繊部160に供給されるように切り替えられた後に、監視部135は、クリーニング部170A1,170B1を起動させ、クリーニング部170A1,170B1は振動直線フィーダ121A,122A及び貯留ホッパ140Aの少なくとも一方に対して、第1原料供給ユニット101における搬送の停滞を未然に防止するクリーニング処理を実施する。
第1原料供給ユニット101によって原料(紙片P)が解繊部160に供給されるように切り替えた後に、監視部135は、クリーニング部170A2,170B2を起動させ、クリーニング部170A2,170B2は振動直線フィーダ121B,122B及び貯留ホッパ140Bの少なくとも一方に対して、第2原料供給ユニット102における搬送の停滞を未然に防止するクリーニング処理を実施する。
従って、シート製造装置1000(紙再生装置200)は、継続的にシートSを製造することができる。その結果、シート製造装置1000は、完全にシートSの製造を停止する時間が短くなり、シート製造装置1000が完全にシートSの製造を停止する時間が長い場合と比べて、シート製造装置1000の効率を高めることができる。
さらに、シート製造装置1000において、紙再生装置200が継続的にシートSを製造すると、紙再生装置200が断続的にシートSを製造する場合と比べて、紙再生装置200は一定の品質のシートSを製造しやすくなり、シートSの品質の安定性を高めることができる。
上述した実施形態では、所定量(重量W1)の紙片Pを貯留ホッパ140Aに貯留する時間、または、所定の時間(時間T1)が経過した場合に新たに貯留ホッパ140Aに貯留される紙片Pの重さを評価することによって、搬送の停滞を予測したが、この構成に限定されない。
例えば、紙片Pの搬送速度を評価することよって、搬送の停滞を予測する構成であってもよい。さらに、搬送される紙片Pの状態(例えば、紙片Pの凝集の程度)を観察することよって、搬送の停滞を予測する構成であってもよい。さらに、振動直線フィーダ121,122を駆動するモーターの負荷(例えば、駆動電流)や、貯留ホッパ140を駆動するモーターの負荷を評価することよって、搬送の停滞を予測する構成であってもよい。
上述した実施形態では、搬送の停滞を未然に防止するクリーニング部170A,170Bは、ノズル171を有し、ノズル171から気体を噴射することで汚染物を取り除いたが、この構成に限定されない。
例えば、搬送の停滞を未然に防止するクリーニング部は粘着シートやブラシやバーなどの清掃部材を有し、当該清掃部材によって汚染物を取り除く構成であってもよい。さらに、搬送の停滞を未然に防止するクリーニング部は、吸引部を有し、当該吸引部によって汚染物を取り除く構成であってもよい。
上述した実施形態に係る解繊物製造装置100は、シュレッダーなどの粗砕機を有していなく、解繊物製造装置100と別装置で細断される粗砕片Dを受け入れ、当該粗砕片Dから解繊物(シートSの原料)を生成したが、この構成に限定されない。解繊物製造装置100は、シュレッダーなどの粗砕機を有する構成であってもよい。
上述した実施形態では、解繊物の原料を解繊部160に供給する原料供給ユニットの数が二つであったが、原料供給ユニットの数は、二つよりも少なくてもよいし、二つよりも多くてもよい。すなわち、原料供給ユニットの処理能力が、解繊部160の処理能力と同等になるように、原料供給ユニットの数を調整すればよい。
本願における「シート」は、例えば、印刷装置のノズルからインクを吐出して画像を形成するために好適な紙(印刷媒体)であった。なお、本願における「シート」は、繊維が所定の形状に成形された成形体であり、印刷装置に好適な紙に限定されない。例えば、本願における「シート」は、繊維が所定の形状に成形された液体吸収体や吸音体であってもよい。例えば、本願における「シート」は、繊維が所定の形状に成形された不織布や繊維ボードであってもよい。
従って、本願における「シート製造装置」は、印刷装置に好適な紙を製造する製造装置(シート製造装置1000)に限定されず、液体吸収体、吸音体、不織布、及び繊維ボードなどの繊維が所定の形状に成形された成形体を製造する製造装置であってもよい。そして、液体吸収体、吸音体、不織布、及び繊維ボードなどの繊維が所定の形状に成形された成形体を製造する製造装置に対して、解繊物製造装置100を好適に適用させることができる。
Claims (11)
- 繊維を含む原料を解繊し解繊物を生成する解繊部と、
前記解繊部に前記原料を供給する原料供給ユニットと、
監視部と、
クリーニング部と、
を含み、
前記原料供給ユニットは、
前記原料を搬送する搬送部と、
前記搬送部から搬送される前記原料を貯留し、前記原料を前記解繊部に供給する貯留部と、
前記貯留部に貯留される前記原料の状態を計測する計測部と、
を備え、
前記監視部は、前記原料供給ユニットにおける前記原料の搬送速度が通常稼働時よりも遅くなった場合に前記原料供給ユニットにおける前記原料の搬送の停滞を予測し、前記クリーニング部を起動させ、
前記クリーニング部は、前記搬送部及び前記貯留部の少なくとも一方に対して、前記停滞を未然に防止するクリーニング処理を実施することを特徴とする解繊物製造装置。 - 前記クリーニング部は、流体を噴射するノズルを有し、
前記クリーニング処理は、前記搬送部及び前記貯留部の少なくとも一方に対して前記ノズルから前記流体を噴射する処理であることを特徴とする請求項1に記載の解繊物製造装置。 - 前記計測部は、前記貯留部に貯留されている前記原料の重さと、前記原料の重さが所定量に達するまでの時間とを計測し、
前記監視部は、前記時間が所定値を超える場合、前記クリーニング部を起動させることを特徴とする請求項1または2に記載の解繊物製造装置。 - 前記計測部は、新たに前記貯留部に貯留された前記原料の重さを、新たに前記貯留部に前記原料が貯留されたときから時間を計測し、
前記監視部は、前記時間が所定の時間を経過したとき、新たに前記貯留部に貯留された前記原料の重さが所定値に達していない場合、前記クリーニング部を起動させることを特徴とする請求項1または2に記載の解繊物製造装置。 - 前記原料供給ユニットは、第1原料供給ユニットと第2原料供給ユニットとを備え、
前記第1原料供給ユニット及び前記第2原料供給ユニットによって前記原料が前記解繊部に供給されている途中で、前記監視部が前記第1原料供給ユニットにおける前記停滞を予測した場合、前記第1原料供給ユニットによる前記原料の供給だけを停止し、前記第1原料供給ユニットに対する前記クリーニング処理を実施した後に、前記第1原料供給ユニットによる前記原料の供給を再開し、
前記第1原料供給ユニット及び前記第2原料供給ユニットによって前記原料が前記解繊部に供給されている途中で、前記監視部が前記第2原料供給ユニットにおける前記停滞を予測した場合、前記第2原料供給ユニットによる前記原料の供給だけを停止し、前記第2原料供給ユニットに対する前記クリーニング処理を実施した後に、前記第2原料供給ユニットによる前記原料の供給を再開することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の解繊物製造装置。 - 前記第1原料供給ユニットに対する前記クリーニング処理が実施され、前記第1原料供給ユニットによる前記原料の供給が再開された後、または、前記第2原料供給ユニットに対する前記クリーニング処理が実施され、前記第2原料供給ユニットによる前記原料の供給が再開された後において、
前記時間が前記所定値を超える場合に前記所定値を超えることを報知する報知部、または、前記所定の時間が経過した場合に新たに前記貯留部に貯留される前記原料の重さが前記所定値を超えない場合に前記所定値を超えないことを報知する報知部をさらに有していることを特徴とする請求項5に記載の解繊物製造装置。 - 前記原料供給ユニットは、第1原料供給ユニットと第2原料供給ユニットとを備え、
前記第1原料供給ユニットによって前記原料が前記解繊部に供給されている途中で、前記監視部が前記第1原料供給ユニットにおける前記停滞を予測した場合、前記第2原料供給ユニットによって前記原料が前記解繊部に供給されるように切り替えた後に、前記第1原料供給ユニットに対する前記クリーニング処理を実施することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の解繊物製造装置。 - 前記第2原料供給ユニットによって前記原料が前記解繊部に供給されるように切り替えられた後に、前記監視部が前記第2原料供給ユニットにおける前記停滞を予測した場合、前記クリーニング処理が実施された前記第1原料供給ユニットによって前記原料が前記解繊部に供給されるように切り替えた後に、前記第2原料供給ユニットに対する前記クリーニング処理を実施することを特徴とする請求項7に記載の解繊物製造装置。
- 前記原料は、古紙を含んでいることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の解繊物製造装置。
- 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の解繊物製造装置を備えていることを特徴とするシート製造装置。
- 前記解繊物製造装置から供給される前記解繊物と樹脂とを混合する混合部と、
前記解繊物と前記樹脂との混合物からウエブを形成するウエブ形成部と、
前記ウエブに対する加圧及び加熱の少なくとも一方の処理によりシートを形成するシート形成部と、
を備えることを特徴とする請求項10に記載のシート製造装置。
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