JP7006244B2 - 繊維原料再生装置、および、繊維原料再生方法 - Google Patents
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Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、繊維を含む原料を微細化して再生する装置における処理効率の向上を図ることを目的とする。
本発明によれば、原料を微細化(粉砕又は解繊)する処理における温度を、微細化物の加工または加工部への微細化物の搬送に適した温度とすることができる。例えば、第1空間の温度を低い温度にすることで、原料を微細化する処理における原料の温度、および、加工部に輸送される微細化物の温度を低くすることができる。この場合、原料の脆性を高めることができ、原料に含まれる繊維から有色の成分を効率よく分離させることができる。また、第1空間から第1空間の外部にある加工部に微細化物が輸送された際には、微細化物に結露が生じやすくなる。そのため、微細化物に湿気が加えられて(加湿されて)静電気の影響を軽減することができる。その結果、微細化物に含まれる繊維と、繊維以外の粒子との静電気による凝集を防止し、繊維と繊維以外の成分とを分離する効率を向上させることができる。また、微細化物に含まれる繊維および繊維以外の粒子が、微細化部内または微細化部から加工部に輸送される経路に付着することを防止または抑制できる。また、微細化物を処理する工程で微細化物の静電気による付着を防止または抑制できる。このように、第1空間の温度を調整することで、原料または微細化物の処理効率の向上を図ることができる。
この構成によれば、加工部の設置位置の温度および/または湿度に対応して、原料を微細化する温度を調整できる。このため、原料または微細化物の処理効率の向上を図ることができる。
この構成によれば、加工部の設置位置の温度と湿度の両方に対応して、原料を微細化する温度を調整できる。このため、原料または微細化物の処理効率のより一層の向上を図ることができる。
この構成によれば、微細化部から加工部に輸送される微細化物の温度が、加工部の設置位置における露点温度以下の温度であるため、加工部において結露が生じる。このため、微細化物の輸送や処理に関し、静電気の影響を軽減することができ、微細化物に含まれる繊維と、繊維以外の粒子との静電気による凝集を防止し、繊維と繊維以外の成分とを分離する効率を向上させることができる。また、微細化物に含まれる繊維および繊維以外の粒子が、微細化部内または微細化部から加工部に輸送される経路に付着することを防止または抑制できる。また、微細化物を処理する工程で微細化物の静電気による付着を防止または抑制できる。従って、微細化物の処理効率の向上を図ることができる。
この構成によれば、加工部が設置された空間の温度および湿度を目標値に基づき調整し、例えば、温度および湿度を目標値に合わせることができる。このため、例えば、第2空間において微細化物に結露を生じさせやすい温度及び湿度に調整することで、微細化物に含まれる繊維と、繊維以外の粒子との静電気による凝集を防止し、繊維と繊維以外の成分とを分離する効率を向上させることができる。また、微細化物に含まれる繊維および繊維以外の粒子が、微細化部内または微細化部から加工部に輸送される経路に付着することを防止または抑制できる。また、微細化物を処理する工程で微細化物の静電気による付着を防止または抑制できる。このように、第2空間の温度及び湿度を調整することで、微細化物の処理効率の向上を図ることができる。
この構成によれば、裁断装置や解繊機における処理効率の向上、裁断装置で裁断された裁断片や解繊機で解繊された解繊物の輸送の効率化を図ることができる。
この構成によれば、微細化部を第1筐体に収容した構成により、微細化部が位置する空間の温度や湿度の検出、及び、第1空調部による温度調整を確実に行うことができる。
この構成によれば、加工部を第2筐体に収容した構成により、加工部の位置における温度や湿度を確実に検出できる。
この構成によれば、微細化物が分級される位置における温度や湿度を確実に検出できる。
本発明によれば、原料を微細化する処理における温度を、微細化物の加工または加工部への微細化物の搬送に適した温度とすることができる。例えば、温度調整工程により第1空間の温度を低い温度にすることで、微細化工程における原料の温度、および、加工工程まで輸送される微細化物の温度を低くすることができる。この場合、原料の脆性を高めることができ、原料に含まれる繊維から有色の成分を効率よく分離させることができる。また、加工工程で微細化物に結露を生じさせやすくなる。そのため、静電気の影響を軽減し、微細化物に含まれる繊維と、繊維以外の粒子との静電気による凝集を防止し、繊維と繊維以外の成分とを分離する効率を向上させることができる。また、微細化物に含まれる繊維および繊維以外の粒子が、微細化部内または微細化部から加工部に輸送される経路に付着することを防止または抑制できる。また、微細化物を処理する工程で微細化物の静電気による付着を防止または抑制できる。従って、温度調整工程で温度を調整することで、原料または微細化物の処理効率の向上を図ることができる。
[1-1.シート製造装置の全体構成]
図1は、本発明を適用した第1実施形態に係るシート製造装置100の構成を示す模式図である。
シート製造装置100は、図1に示すように、供給部10、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、混合部50、堆積部60、第2ウェブ形成部70、搬送部79、シート形成部80、および、切断部90を備える。粗砕部12、解繊部20、選別部40、および、第1ウェブ形成部45は、解繊処理部101を構成する。また、回転体49、混合部50、堆積部60、第2ウェブ形成部70、シート形成部80、および、切断部90は、解繊処理部101で得られる材料を処理してシートSを製造する製造部102を構成する。
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、混合ブロアー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。
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、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1空調部415は、制御装置110の制御に従って動作し、第1空間410aの温度および/または湿度を調整する空調装置である。第1空調部415は、少なくとも、第1空間410aを冷却する機構を備える。例えば、第1空調部415は、ペルチェ式冷却装置、或いは、コンプレッサー、凝縮器、および蒸発器を備えるヒートポンプ式の冷凍機である。第1空調部415は、第1空間410aを加熱または加温する機構を備えてもよく、例えば、電気により空気を加温する各種のヒーターや、ヒートポンプ式のヒーターを備えてもよい。また、第1空調部415は、第1空間410aの湿度を調整する機構を備えてもよく、例えば、ミスト式加湿器や気化式加湿器を備えてもよい。
図2は、シート製造装置100の制御系の構成を示すブロック図である。
シート製造装置100は、シート製造装置100の各部を制御するメインプロセッサー111を有する制御装置110を備える。
第1センサー部411および第2センサー部421のそれぞれは、温度や湿度の検出値として、アナログ信号を出力してもよいし、検出値を示すデジタルデータを出力してもよい。また、温度の検出値と湿度の検出値とが統合されたデータを出力してもよい。
調湿部315は、調湿部78が備える超音波振動発生装置(図示略)やファン(図示略)、ポンプ(図示略)等を含む。
ドラム駆動部316は、ドラム部41を回転させるモーター、ドラム部61を回転させるモーター等の駆動部を含む。
分断部317は、回転体49を回転させるモーター(図示略)等の駆動部を含む。
切断部318は、切断部90の第1切断部92および第2切断部94のそれぞれにおいて刃を動作させるモーター(図示略)等を含む。
制御装置110は、第1空調部415を動作させて第1空間410aの温度を調整する。第1空間410aの温度の調整は、第1空間410aの冷却を含み、第1空調部415が第1空間410aを加熱可能な構成である場合には第1空間410aの温度を上昇させる制御を含んでもよい。
制御装置110は、メインプロセッサー111によってプログラムを実行することにより、ソフトウェアとハードウェアとの協働によって各種の機能部を実現する。図2は、これらの機能部を有するメインプロセッサー111の機能を、制御部150として示す。また、制御装置110は、不揮発性記憶部120の記憶領域を利用して、論理的な記憶装置である記憶部160を構成する。ここで、記憶部160は、ROM112やRAM113の記憶領域を利用して構成されてもよい。
設定データ161は、シート製造装置100の動作に関する各種の設定値等を含む。例えば、設定データ161は、シート製造装置100により製造するシートSの数、シートSの種類や色、シート製造装置100の各部の動作条件等の設定値を含む。
空調制御部152は、検出制御部151が検出した第1センサー部411の検出値と、第1目標値162とに基づき、第1空調部415を動作させる。空調制御部152は、第1空間410aの温度を、第1目標値162の温度になるよう第1空調部415を制御する。また、空調制御部152は、空調制御部152は、第2センサー部421の検出値と第2目標値163とに基づき第2空調部425を動作させる。空調制御部152は、第2空間420aの温度が第2目標値163に含まれる目標温度となるよう第2空調部425を制御する。また、空調制御部152は、第2空間420aの湿度が第2目標値163に含まれる目標湿度となるように第2空調部425を制御する。
第2目標値163に含まれる第2空間420aの温度の目標値は、例えば、20℃以上とすることができ、より好ましくは、23℃とすることができる。この場合、第1目標値162に含まれる第1空間410aの温度の目標値は、第2空間420aの温度の目標値より低温とすることが好ましい。さらに、第1空間410aの温度の目標値は、第2目標値163で定められる第2空間420aの温度および湿度の目標値に対する露点温度以下であることが、より好ましい。
このように、第1目標値162及び第2目標値163は、予め、微細化物の処理に適した温度、及び湿度に設定される。
(例1)標準状態の例として、温度23℃、相対湿度50%とする。露点温度は12.0℃である。
(例2)常温常湿の中心値とする例として、温度20℃、相対湿度65%とする。露点温度は13.2℃である。
(例3)常温常湿の下限の例として、温度5℃、相対湿度45%とする。露点温度は-6℃である。
(例4)常温常湿の上限の例として、温度35℃、相対湿度85%とする。露点温度は32.1℃である。
(例5)常温常湿の範囲内の例として、第2目標値163の温度および湿度の範囲を定める。すなわち、温度20±15℃、相対湿度65±20%とする。露点温度は-6℃~32.1℃である。
図4は、シート製造装置100の動作を示すフローチャートである。
制御部150は、タッチセンサー117の操作等によりシートSの製造が指示されると(ステップST11)、設定データ161に従ってシートSの製造を開始する。まず、制御部150は、第1センサー部411及び第2センサー部421による温度と湿度の検出を開始する(ステップST12)。ステップST12以後は、制御部150は、第1センサー部411及び第2センサー部421の検出値を、予め設定されたサンプリング周期に従って取得する動作を実行し、この動作は検出工程に相当する。詳細には、制御部150が第1センサー部411により第1空間410aの温度を検出する動作は、第1検出工程に相当し、第2センサー部421により第2空間420aの温度および/または湿度を検出する動作は第2検出工程に相当する。
次に、本発明を適用した第2実施形態について説明する。
第2実施形態では、シート製造装置100の制御部150が、第1実施形態とは異なる態様で第1空調部415を制御する。シート製造装置100の構成は、上述した第1実施形態と共通であるため、同じ符号を用いることにより図示および説明を省略する。
第2実施形態では、記憶部160が記憶する設定データ161に、露点データ164が含まれる。露点データ164は、温度及び湿度に対応して、結露が発生する温度条件、すなわち「露点」を算出するためのデータを含む。また、露点データ164は、制御部150が第2目標値163の温度及び湿度を決定するための情報を含む。
制御部150は、ステップST22で決定した温度及び湿度と、ステップST23で算出した温度とに基づき、第1目標値162及び第2目標値163を更新し(ステップST24)、更新後の第1目標値162及び第2目標値163に従って第1空調部415及び第2空調部425を制御する(ステップST25)。すなわち、第1センサー部411の検出値をもとに、第1空間410aの温度が第1目標値162となるように第1空調部415を動作させる。また、第2センサー部421の検出値をもとに、第2空間420aの温度が第2目標値163となるように第2空調部425を動作させる。
図7は、本発明を適用した第3実施形態のシート製造装置100Aの構成を示す模式図である。
シート製造装置100Aは、シート製造装置100(図1)において第2チャンバー420及び第2空調部425を除いた構成である。その他の構成部はシート製造装置100と共通であるため、これら共通の構成部には同符号を付して説明を省略する。
ここで、制御部150は、第2空調部425の制御を行わないため、ステップST22(図6)の動作を実行せず、ステップST21で取得した第2センサー部421の検出値と、露点データ164とに基づき、第1目標値162を算出する(ステップST27)。
この構成では、露点データ164は、例えば第2センサー部421が検出する温度および湿度から露点温度を算出するための演算式、係数、定数等を含む。また、露点データ164は、温度および湿度から露点温度を得ることが可能なLUT(ルックアップテーブル)であってもよい。
制御部150は、ステップST21、ST27~ST29の動作を、ステップST14~ST15の間に、所定の周期で繰り返し実行する。
図9は、第4実施形態のシート製造装置100Bの概略構成を示す図である。
図9に示すシート製造装置100Bは、シート製造装置100A(図7)において、第1チャンバー410に代えて第1チャンバー430(第1筐体)を設けた構成である。第1チャンバー430は、解繊部20及び解繊部20に接続される管路(管2、管3)の一部を収容する中空の筐体であり、その形状やサイズは第1チャンバー410と同様に任意に構成できる。
図10は、第5実施形態のシート製造装置100Cの概略構成を示す図である。
図10に示すシート製造装置100Cは、シート製造装置100A(図7)において、第1チャンバー410に代えて第1チャンバー431(第1筐体)を設けた構成である。第1チャンバー431は、粗砕部12及び粗砕部12に接続される管路(管2)の一部を収容する中空の筐体であり、その形状やサイズは第1チャンバー410と同様に任意に構成できる。
図11は、第6実施形態のシート製造装置100Dの概略構成を示す図である。
図11に示すシート製造装置100Dは、シート製造装置100(図1)と同様に、原料MAからシートを製造する。
分級部510は本発明の分級部に相当するが、分級部510と、後述する選別部530との組合せを、本発明の分級部としてもよい。
添加物供給部52の構成、及び、添加物供給部52により添加される樹脂(添加物)は、第1実施形態と同様である。
また、シート製造装置100Dは、製造部102Aの少なくとも一部を収容する第2チャンバー440(第2筐体)。第2チャンバー440は中空の筐体であり、例えば箱型に構成され、第2チャンバー440の内部空間である第2空間440aに、製造部102Aが収容される。
上述した各実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明を実施する具体的態様に過ぎず、本発明を限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、例えば以下に示すように、種々の態様において実施することが可能である。
例えば、上述した各実施形態において、第1空調部415は、閉じた空間である第1空間410aの温度を調整するものとして説明したが、本発明はこれに限定されない。第1空調部415は、微細化部に相当する粗砕部12および/または解繊部20の環境の温度を調整できればよい。例えば、粗砕部12および/または解繊部20に対し、冷風や温風を吹き付ける構成としてもよい。この場合、粗砕部12及び解繊部20は、第1空間410aに収容されていなくても、例えば開放空間に設置されてもよい。また、この場合、第1センサー部411は、第1空調部415が冷風を吹き付ける領域の温度を検出するものであればよく、或いは、冷風の吹き出し温度を検出するものであってもよい。また、第2空調部425についても同様に、加工部が設置された閉鎖空間の温度及び湿度を調整するものに限定されず、加工部に対して温風や加湿空気を吹き付けるものであってもよい。
Claims (7)
- 原料を微細化する微細化部と、
前記微細化部を含む第1空間の温度を検出する第1検出部と、
前記第1空間の温度を調整する第1空調部と、
前記微細化部により前記原料を微細化して得られる微細化物を前記第1空間の外部で分級する分級部を含む加工部と、
前記分級部の設置位置における温度を検出する第2検出部と、
前記第1検出部および前記第2検出部の検出結果に基づき、前記第1空間の温度が前記分級部の設置位置より低温となるよう前記第1空調部を制御する制御部と、
を備える、繊維原料再生装置。 - 前記第2検出部は、前記分級部の設置位置における温度および湿度を検出可能に構成され、
前記制御部は、前記第2検出部によって検出された温度および湿度に対応する露点温度を求め、前記第1空間の目標温度を前記露点温度以下の温度に設定する、請求項1記載の繊維原料再生装置。 - 前記分級部を収容する第2筐体を有し、
前記第2検出部は、前記第2筐体の内部の第2空間に配置され、前記第2空間の温度を検出する、請求項1または2に記載の繊維原料再生装置。 - 前記第2空間の温度および湿度を調整する第2空調部を備え、
前記第2検出部は、前記第2空間の温度および湿度を検出し、
前記制御部は、前記第2空間の温度および湿度について予め設定された目標値と、前記第2検出部の検出結果と、に基づき、前記第2空調部を制御する、請求項3記載の繊維原料再生装置。 - 前記微細化部は、シート状の前記原料を裁断する裁断装置、及び、前記原料を繊維状に解繊する解繊機の少なくともいずれかを含む、請求項1から4のいずれか1項に記載の繊維原料再生装置。
- 前記微細化部を収容する第1筐体を有し、前記第1検出部は前記第1筐体の内部空間である前記第1空間の温度を検出する、請求項1から5のいずれか1項に記載の繊維原料再生装置。
- 原料を微細化する微細化工程と、
前記微細化工程が実行される第1空間の温度を検出する第1検出工程と、
前記微細化工程で前記原料を微細化して得られる微細化物を、前記第1空間の外部で分級する加工工程と、
前記加工工程が実行される位置における温度を検出する第2検出工程と、
前記第1検出工程および前記第2検出工程の検出結果に基づき、前記第1空間の温度が、前記加工工程が実行される位置より低温となるよう前記第1空間の温度を調整する温度調整工程と、
を有する、繊維原料再生方法。
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