JP7081204B2 - 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、繊維原料再生装置および繊維原料再生方法に関する。
従来、製紙機において、例えば、乾式または湿式乾燥ベルトあるいはフェルトベルトなどの搬送ベルトをクリーニングするためのクリーニング装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、クリーニングノズルと協働する吸込室を設け、吸込室は、ノズル噴射流によって搬送ベルトから除去された汚染物及び霧状の水或いは残留水を吸込室に吸い込んで排出できるようにした技術が開示されている。
特開平08-269885号公報
特許文献1記載の装置は、搬送ベルトに付着した汚染物を回収する技術は開示されているが、回収した汚染物をどのように処理するかは開示されていない。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ベルト部に付着した材料を剥離して回収し、再利用を図ることのできる繊維原料再生装置および繊維材料再生方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の解繊処理装置は、繊維を含む材料を堆積させるベルト部を有し、前記ベルト部にウェブを形成するウェブ形成部と、前記ベルト部に付着した前記材料を剥離し、回収する剥離回収部と、前記剥離回収部で回収した前記材料を前記ウェブ形成部以前の前段に搬送する搬送部と、を備えた。
本発明によれば、剥離回収部によりベルト部に付着した材料を回収し、搬送部によりウェブ形成部以前の前段に搬送するので、材料の再利用化を図ることができ、廃粉量を低減させることができる。
また、前記剥離回収部は、前記ベルト部の裏側からエアー当てて前記ベルト部の表側から前記材料を回収する構成であってもよい。
また、前記搬送部は、前記材料を解繊部の後段に搬送する構成であってもよい。
また、前記搬送部は、前記材料を前記ウェブ形成部の前段に搬送する構成であってもよい。
本発明の解繊処理方法は、ウェブ形成部で繊維を含む材料をベルト部に堆積させてウェブを形成し、剥離回収部で前記ベルト部に付着した前記材料を剥離、回収し、前記剥離回収部で回収した前記材料を前記ウェブ形成部以前の前段に搬送する。
シート製造装置の構成を示す模式図。 シート製造装置のシステムズ。 剥離回収部の断面図。 シート製造装置の第2実施形態を示すシステム図。 堆積部の斜視図。
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.第1実施形態]
[1-1.シート製造装置の全体構成]
図1は、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、本発明の繊維原料再生装置に相当し、繊維を含む原料MAを繊維化して、新しいシートSに再生する再生処理を実行する。シート製造装置100は、複数の種別のシートSを製造可能であり、例えば、原料MAに添加物を混合することにより、用途に合わせて、シートSの結合強度や白色度の調製や、色、香り、難燃等の機能を付加することもできる。また、シート製造装置100は、シートSの密度や厚さ、サイズ、形状を調整可能である。シートSの代表的な例として、A4やA3の定型サイズの印刷用紙、床掃除用シート等の掃除用シート、油汚れ用シート、トイレ掃除用シート等のシート状の製品の他に、紙皿形状等が挙げられる。
シート製造装置100は、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、成形部80、及び、切断部90を備える。粗砕部12、解繊部20、選別部40、及び、第1ウェブ形成部45は、原料MAを微細化してシートSの材料を得る解繊処理部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、成形部80、及び、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。
供給部10は、原料MAを収容し、粗砕部12に原料MAを連続的に投入する自動投入装置である。原料MAは、繊維を含むものであればよく、例えば、古紙、廃棄紙、パルプシートである。
粗砕部12は、供給部10によって供給された原料MAを裁断する粗砕刃14を備え、原料MAを粗砕刃14により空気中で裁断して、数cm角の細片にする。細片の形状や大きさは任意である。粗砕部12は、例えばシュレッダーを用いることができる。粗砕部12で裁断された原料MAは、ホッパー9により集められて、管2を介して解繊部20に搬送される。
解繊部20は、粗砕部12によって裁断された粗砕片を解繊する。解繊とは、複数の繊維が結着された状態の原料MAを、1本または少数の繊維に解きほぐす加工である。原料MAは、被解繊物と呼ぶこともできる。解繊部20が原料MAを解繊することにより、原料MA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効果も期待できる。解繊部20を通過したものを解繊物という。解繊物は、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された樹脂粒や、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てもよい。解繊物に含まれる樹脂粒は、原料MAの製造時に複数の繊維同士を結着させるために混合された樹脂である。解繊物に含まれる繊維の形状は、ひも(string)状や平ひも(ribbon)状である。解繊物に含まれる繊維は、他の繊維と絡み合っていない、独立した状態で存在してもよい。或いは、他の解きほぐされた解繊物と絡み合って塊状となり、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。乾式とは、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指す。解繊部20は、例えば、インペラーミルなどの解繊機を用いて構成することができる。具体的には、解繊部20は、回転するローター(図示略)、及び、ローター(図示略)の外周に位置するライナー(図示略)を備え、粗砕片をローターとライナーとの間に挟んで解繊する。
粗砕片や解繊物の搬送方向における解繊部20の下流側には、解繊ブロアー25が設けられる。解繊ブロアー25を動作させることで、粗砕部12から解繊部20に気流により粗砕片が搬送される。
また、解繊物は、気流により、解繊部20から管3を介して選別部40に移送される。解繊物を選別部40に搬送する気流は、解繊ブロアー25が発生させる。
選別部40は、解繊部20により解繊された解繊物に含まれる成分を繊維のサイズによって選別する。繊維のサイズとは、主に繊維の長さを指す。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とを有する。ドラム部41は、例えば、篩を用いる。具体的には、ドラム部41は、開口を有して篩として機能する網、フィルター、スクリーン等を備える。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形状であり、周面の少なくとも一部が網となっている。ドラム部41の網は、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、パンチングメタル等で構成される。導入口42からドラム部41の内部に導入された解繊物は、ドラム部41の回転により、ドラム部41の開口を通過する通過物と、開口を通過しない残留物とに分けられる。開口を通過した通過物は、開口より小さい繊維または粒子を含み、これを第1選別物とする。残留物は、開口より大きい繊維や未解繊片やダマを含み、これを第2選別物と呼ぶ。第1選別物は、ハウジング部43内の内部を、第1ウェブ形成部45に向けて下降する。第2選別物は、ドラム部41の内部に連通する排出口44から、管8を介して解繊部20に搬送される。選別部40は、分離部に相当する。
シート製造装置100は、選別部40に代えて、第1選別物と第2選別物とを選別および分離する分級機を備えてもよい。分級機は、例えば、サイクロン分級機、エルボージェット分級機、エディクラシファイヤーである。これらの分級機は、第1選別物に含まれる成分のうち、より小さいものや密度の低いものを分離する構成であってもよい。例えば、第1選別物から、解繊部20で繊維から引きはがされた樹脂粒や色剤や添加剤を、分級機で分離し、除去する構成を採用できる。この場合、第1選別物を、樹脂粒や色剤や添加剤などの微細な粒子を除いた状態にして、第1ウェブ形成部45や、混合部50に搬送できる。
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48と、を備える。メッシュベルト46は、無端形状の金属製ベルトであり、複数の張架ローラー47に架け渡される。メッシュベルト46は、張架ローラー47により構成される軌道を周回する。メッシュベルト46の軌道の一部は、ドラム部41の下方で平坦であり、メッシュベルト46は平坦面を構成する。
メッシュベルト46には多数の開口が形成されている。メッシュベルト46の上方に位置するドラム部41から降下する第1選別物のうち、メッシュベルト46の開口より大きい成分がメッシュベルト46に堆積する。また、第1選別物のうちメッシュベルト46の開口より小さい成分は、開口を通過する。メッシュベルト46の開口を通過する成分を第3選別物と呼ぶ。第3選別物は、解繊物に含まれる繊維のうちメッシュベルト46の開口より短い繊維や、解繊部20によって繊維から分離された樹脂粒、インク、トナー、にじみ防止剤等を含む粒子を含む。
吸引部48は、メッシュベルト46の下方から空気を吸引する。吸引部48は、管23を介して第1集塵部27に連結される。第1集塵部27は、第3選別物を気流から分離する。第1集塵部27の構成については後述する。第1集塵部27の下流には、第1捕集ブロアー28が設置され、第1捕集ブロアー28は、第1集塵部27から空気を吸引し、管29を経てシート製造装置100の外に空気を排出する。
第1捕集ブロアー28により、第1集塵部27を通じて吸引部48から空気が吸引されるため、メッシュベルト46の開口を通過した第3選別物は、第1集塵部27によって捕集される。吸引部48が吸引する気流により、ドラム部41から降下する第1選別物がメッシュベルト46に引き寄せられるので、堆積を促進する効果がある。
メッシュベルト46に堆積した成分はウェブ形状となり、第1ウェブW1を構成する。つまり、第1ウェブ形成部45は、選別部40で選別された第1選別物から第1ウェブW1を形成する。
第1ウェブW1は、第1選別物に含まれる成分のうち、メッシュベルト46の開口より大きい繊維を主たる成分としており、空気を多く含み柔らかくふくらんだ状態に形成される。第1ウェブW1は、メッシュベルト46の移動に伴い回転体49に搬送される。
回転体49は、モーター等の駆動部(図示略)に連結された基部49aと、基部49aから突出する突部49bを備え、基部49aが方向Rに回転することにより、突部49bが基部49aを中心として回転する。突部49bは、例えば、板状の形状を有している。図1の例では、基部49aに、4つの突部49bが等間隔に設けられている。
回転体49は、メッシュベルト46の軌道のうち平坦部分の端部に位置する。この端部ではメッシュベルト46の軌道が下方に屈曲しているため、メッシュベルト46が下方に屈曲して移動する。このため、メッシュベルト46が搬送する第1ウェブW1は、メッシュベルト46から突出して、回転体49に接触する。第1ウェブW1は、突部49bが第1ウェブW1に衝突することによって解きほぐされ、小さい繊維の塊となる。この塊は、回転体49の下方に位置する管7を通り、混合部50に搬送される。第1ウェブW1は、上述のように、繊維がメッシュベルト46に堆積して形成された柔らかい構造であるため、回転体49に衝突した際に容易に分断される。
回転体49の位置は、突部49bが第1ウェブW1と接触可能な位置であり、突部49bがメッシュベルト46と接触しない位置に設けられている。突部49bとメッシュベルト46とが最も接近する位置における相互間の距離は、例えば、0.05mm以上0.5mm以下とすることが好ましい。
混合部50は、第1選別物と、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、混合ブロアー56と、を有する。
添加物供給部52には、添加物を蓄積する添加物カートリッジ52aがセットされる。添加物カートリッジ52aは、添加物供給部52に着脱可能であってもよい。添加物供給部52は、添加物カートリッジ52aから添加物を取り出す添加物取出部52bと、添加物取出部52bにより取り出された添加物を管54に排出する添加物投入部52cとを備える。添加物取出部52bは、添加物カートリッジ52a内部の微粉または微粒子からなる添加物を繰り出すフィーダー(図示略)を備え、一部または全部の添加物カートリッジ52aから添加物を取り出す。添加物取出部52bにより取り出された添加物は、添加物投入部52cに送られる。添加物投入部52cは、添加物取出部52bが取り出した添加物を収容する。添加物投入部52cは、管54との連結部に開閉可能なシャッター(図示略)を備え、シャッターを開くことで、添加物取出部52bが取り出した添加物が管54に送り出される。
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(結着剤)を含む。添加物に含まれる樹脂は、成形部80を通過する際に溶融して、複数の繊維を結着させる。この樹脂は、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、繊維を結着させる樹脂以外の成分を含んでもよい。例えば、製造されるシートS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等が含まれていてもよい。また、添加物は繊維状であってもよく、粉末状であってもよい。
混合ブロアー56は、管7と、堆積部60とを繋ぐ管54に気流を発生させる。また、管7から管54に搬送される第1選別物と、添加物供給部52により管54に供給される添加物とは、混合ブロアー56を通過する際に混合される。混合ブロアー56は、例えば、モーター(図示略)と、モーターにより駆動されて回転する羽根(図示略)と、羽根を収容するケース(図示略)を備える構成とすることができ、羽根とケースとが連結された構成であってもよい。また、混合ブロアー56が、気流を発生させる羽根に加え、第1選別物と添加物とを混合させるミキサーを備えてもよい。混合部50で混合された混合物は、混合ブロアー56が発生する気流により、堆積部60に搬送され、堆積部60の導入口62に導入される。
堆積部60は、混合物の繊維をほぐして、空気中で分散させながら第2ウェブ形成部70に降下させる。添加物供給部52から供給される添加物が繊維状である場合、これらの繊維も堆積部60で解きほぐされ、第2ウェブ形成部70に降下する。
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、を有する。ドラム部61は、例えばドラム部41と同様に構成される円筒形状の構造体であり、ドラム部41と同様にモーター(図示略)の動力によって回転し、篩として機能する。ドラム部61は、開口を有し、ドラム部61の回転によって解きほぐされた混合物を、開口から下降させる。
ドラム部61の下方には第2ウェブ形成部70が配置される。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、を有する。
メッシュベルト72は、メッシュベルト46と同様の無端形状の金属製ベルトで構成され、複数の張架ローラー74に架け渡される。メッシュベルト72は、張架ローラー74により構成される軌道を周回する。メッシュベルト72の軌道の一部は、ドラム部61の下方で平坦であり、メッシュベルト72は平坦面を構成する。また、メッシュベルト72には多数の開口が形成されている。
メッシュベルト72の上方に位置するドラム部61から降下する混合物のうち、メッシュベルト72の開口より大きい成分がメッシュベルト72に堆積する。また、混合物のうちメッシュベルト72の開口より小さい成分は、開口を通過する。
サクション機構76は、図示しないブロアーを備え、メッシュベルト72に対してドラム部61とは反対側から、空気を吸引する。メッシュベルト72の開口を通過した成分はサクション機構76によって吸い込まれる。サクション機構76が吸引する気流は、ドラム部61から降下する混合物をメッシュベルト72に引き寄せて、堆積を促進する効果がある。また、サクション機構76の気流は、ドラム部61から混合物が落下する経路にダウンフローを形成し、落下中に繊維が絡み合うことを防ぐ効果も期待できる。メッシュベルト72に堆積した成分はウェブ形状となり、第2ウェブW2を構成する。
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、調湿部78が設けられる。調湿部78は、水をミスト状にしてメッシュベルト72に向けて供給するミスト式加湿器である。調湿部78は、例えば、水を貯留するタンクや、水をミスト状にする超音波振動子を備える。調湿部78が供給するミストにより、第2ウェブW2の含有水分量が調整されるので、静電気によるメッシュベルト72への繊維の吸着等を抑制する効果が期待できる。
第2ウェブW2は、搬送部79によって、メッシュベルト72から剥がされて成形部80へと搬送される。搬送部79は、例えば、メッシュベルト79aと、ローラー79bと、サクション機構79cと、を有する。サクション機構79cは、ブロアー(図示略)を備え、ブロアーの吸引力によってメッシュベルト79aを通じて上向きの気流を発生させる。この気流により、第2ウェブW2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の回転により移動され、第2ウェブW2を成形部80に搬送する。
メッシュベルト79aは、メッシュベルト46、及び、メッシュベルト72と同様に、開口を有する無端形状の金属製ベルトで構成できる。
第2ウェブ形成部70には、剥離回収部65が設けられる。剥離回収部65は、メッシュベルト72が循環する経路の一部に設けられる。図1に示すように、剥離回収部65は、搬送部79において第2ウェブW2がメッシュベルト72から離脱する位置より下流で、かつ、堆積部60の上流側に配置される。剥離回収部65は、堆積部60に近接した位置に配置されることが好ましい。
剥離回収部65は、メッシュベルト72に付着する繊維や粒子等をメッシュベルト72から剥離させ、回収する機構である。剥離回収部65は、本実施形態においては、例えば、メッシュベルト72の裏面側から気流を当て、メッシュベルト72の表面に付着した繊維や粒子を剥離させる。剥離回収部65の詳細については後述する。
剥離回収部65には、回収配管66が接続される。
成形部80は、第2ウェブW2に対して熱を加えることにより、第2ウェブW2に含まれる第1選別物由来の繊維を、添加物に含まれる樹脂により結着させる。
成形部80は、第2ウェブW2を加圧する加圧部82、及び、加圧部82により加圧された第2ウェブW2を加熱する加熱部84を備える。加圧部82は、一対のカレンダーローラー85、85で構成される。加圧部82は、油圧によりカレンダーローラー85、85にニップ圧を与えるプレス機構(図示略)と、カレンダーローラー85、85を加熱部84に向けて回転させるモーター等の駆動部(図示略)とに連結される。加圧部82は、カレンダーローラー85、85によって第2ウェブW2を所定のニップ圧で加圧して、加熱部84に向けて搬送する。加熱部84は、一対の加熱ローラー86、86を備える。加熱部84は、加熱ローラー86の周面を所定温度まで加熱するヒーター(図示略)と、加熱ローラー86、86を切断部90に向けて回転させるモーター等の駆動部(図示略)とを備える。加熱部84は、加圧部82で高密度化された第2ウェブW2を挟んで熱を与え、切断部90に搬送する。第2ウェブW2は、加熱部84において、第2ウェブW2に含まれる樹脂のガラス転移点より高温に加熱され、シートSとなる。
切断部90は、成形部80で成形されたシートSを切断する。切断部90は、図中符号Fで示すシート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Fに平行な方向にシートSを切断する第2切断部94と、を有する。切断部90は、シートSの長さおよび幅を所定のサイズにカットして、単票のシートSを形成する。切断部90でカットされたシートSは、排出部96に収容される。排出部96は、製造されたシートを収容するトレイやスタッカーを備え、トレイに排出されたシートSは、ユーザーが取り出して使用することができる。
シート製造装置100の各部は、解繊処理部101と、製造部102とを構成する。解繊処理部101は、少なくとも解繊部20を含み、選別部40および第1ウェブ形成部45を含んでもよい。解繊処理部101は、原料MAから解繊物、または、解繊物をウェブ状にした第1ウェブW1を製造する。解繊処理部101の製造物は、回転体49を経て混合部50に搬送するだけでなく、回転体49に移送せずに、シート製造装置100から取り出して貯留することも可能である。また、この製造物を所定のパッケージに封入し、搬送および取引可能な形態としてもよい。
製造部102は、解繊処理部101で製造された製造物をシートSに再生する機能部であり、加工部に相当する。製造部102は、混合部50、堆積部60、第2ウェブ形成部70、搬送部79、成形部80、および、切断部90を含み、回転体49を含んでもよい。また、添加物供給部52を含んでもよい。
シート製造装置100は、解繊処理部101と製造部102とを一体として構成してもよいし、別体として構成してもよい。この場合、解繊処理部101は、本発明の繊維原料再生装置に相当する。製造部102は、解繊物をシート形状に成形するシート成形部に相当する。また、これらのいずれも加工部に相当するといえる。
[1-2.剥離回収部の構成]
次に、剥離回収部65について詳細に説明する。
図2は、シート製造装置100の概略を示すシステム図である。図3は、剥離回収部65の断面図である。
図2に示すように、本実施形態においては、剥離回収部65により回収した材料を第2ウェブ形成部70以前の前段に搬送する例として、剥離回収部65により回収した材料を解繊部20の後段に搬送する場合の例を示している。すなわち、剥離回収部65により回収した材料を回収配管66を介して解繊部20と解繊部20の下流側に配置される解繊ブロアー25との間に戻すように構成される。
以下、剥離回収部65について説明する。
図3に示すように、剥離回収部65は、本実施形態においては、メッシュベルト72の堆積部60より上流側に設置される。剥離回収部65は、メッシュベルト72の裏面側に配置される送風室110を備える。送風室110は、メッシュベルト72の幅方向に延在する長尺状の箱型に形成され、送風室110の一端部には、送風室110内に気流を導入する送風部111が連結される。送風室110には、メッシュベルト72の裏面に対向するように排出口112が形成され、送風部111からの気流は排出開口112からメッシュベルト72の裏面側に対して排出される。
剥離回収部65は、メッシュベルト72の堆積面側に配置される吸引室120を備える。吸引室120は、送風室110と略同一の幅寸法を有し、吸引室120の下面であって幅方向の略中央部には、メッシュベルト72の堆積面側から空気を吸引する吸引部121が連結される。吸引室120には、メッシュベルト72の堆積面に対向するように吸引開口122が形成される。吸引開口122は、送風室110の排出開口112に対応する位置に形成される。
送風室110の近傍と吸引室120の近傍には、メッシュベルト72を案内する送風側ガイド部材113と吸引側ガイド部材123が設けられる。送風側ガイド部材113と吸引側ガイド部材123は、メッシュベルト72を挟んで対向するように配置され、それぞれのガイド面(対向面)が、送風室110の排出開口112と吸引室120の吸引開口122と略面一になるように配置される。また、送風側ガイド部材113と吸引側ガイド部材123の対向面には、排出開口112と吸引開口122に略一致する開口114、124が設けられる。
図3に示すように、送風側ガイド部材113には、メッシュベルト72の裏面と接触する第1シール部材130が設けられる。吸引側ガイド部材123には、メッシュベルト72の堆積面と接触する第2シール部材131が設けられる。第1シール部材130および第2シール部材131は、例えば、モケットなどの繊維材料とモケットを支持する弾性材により構成され、メッシュベルト72を挟んで対向するガイド部材,に対してモケットが押圧されるように設けられる。これにより、送風室110の排出開口112の周囲とメッシュベルト72との間、および吸引室120の吸引開口122の周囲とメッシュベルト72との間のシールを行う。
このように、第1シール部材130および第2シール部材131により、送風室110とメッシュベルト72との間および吸引室120とメッシュベルト72との間のシールを行うので、サクション機構の周辺における湿度環境を変えることがない。
吸引部121には、回収配管66が接続される。本実施形態においては、回収配管66は、解繊部20の後段、すなわち、解繊部20と解繊部20の下流側に配置される解繊ブロアー25との間に接続される。
次に、本実施形態の剥離回収部65を用いたシート製造装置100における動作(繊維原料再生方法)について説明する。
回収配管66が解繊部20と解繊ブロアー25との間に接続されているので、解繊ブロアー25の動作により、回収配管66から空気の吸引が行われる。これにより、送風部111、送風室110、排出開口112、吸引開口122、吸引室120、吸引部121を順次流れる気流が発生する。
この状態で、メッシュベルト72を動作させると、吸引室120に送られた気流が、排出開口112からメッシュベルト72の裏面側に吹き付けられる。このメッシュベルト72の裏面側に吹き付けられる気流により、メッシュベルト72の堆積面側に付着した材料(混合物)を剥離する。剥離された材料およびメッシュベルト72を通過した気流は、吸引室120に送られ、吸引部121および回収配管66を介して解繊部20の後段に送られる。
このように解繊ブロアー25を駆動して、メッシュベルト72の裏面側から堆積面側に向う気流を発生させることでメッシュベルト72に残留した材料を確実に剥離して、解繊部20の後段に回収することができる。
この場合に、解繊部20から送られる材料の温度は、60℃以上に上昇することが知られている。材料の温度が上昇すると、その周りの空気の温度も上昇することになり、このように空気温度が上昇すると、空気に含まれる水分量が増加する。
そのため、空気温度が低温の場合と比較すると、空気温度が高い場合の方が同じ水分量を保持していても、相対湿度は空気温度が高温の方が低くなる。
このような状態で、材料が選別部40に送られると、ドラム部41において材料が帯電により付着してしまう。
本実施形態においては、剥離回収部65で回収した材料を解繊部20の後段に戻すことにより、解繊部20から送られる材料の温度および空気の温度を低下させることができる。これにより、相対湿度を高めることができ、選別部40のドラム部41における材料の帯電付着を防止でき、安定した材料供給が可能となる。
また、メッシュベルト72の堆積面側に付着した材料を剥離することで、メッシュベルト72の長寿命化を図ることができる。さらに、解繊部20の後段に回収した材料を供給することで、材料の再利用化を図ることができ、廃粉量を低減させることができる。
以上述べたように、本実施形態においては、繊維を含む材料を堆積させるメッシュベルト72(ベルト部)を有し、メッシュベルト72にウェブを形成する第2ウェブ形成部70(ウェブ形成部)を備えた。メッシュベルト72に付着した材料を剥離し、回収する剥離回収部65と、剥離回収部65で回収した材料を解繊部20の後段に搬送する回収配管66(搬送部)と、を備えた。
これにより、剥離回収部65で回収した材料を解繊部20の後段に戻すことにより、解繊部20から送られる材料の温度および空気の温度を低下させることができる。これにより、相対湿度を高めることができ、選別部40のドラム部41における材料の帯電付着を防止でき、安定した材料供給が可能となる。また、メッシュベルト72の堆積面側に付着した材料を剥離することで、メッシュベルト72の長寿命化を図ることができる。さらに、解繊部20の後段に回収した材料を供給することで、材料の再利用化を図ることができ、廃粉量を低減させることができる。
また、本実施形態においては、剥離回収部65は、メッシュベルト72(ベルト部)の裏側からエアー当ててメッシュベルト72の表側から材料を回収する。
これにより、メッシュベルト72の堆積面側に付着した材料を効率よく剥離回収することができる。
[2.第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、前述の第1実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
図4は、シート製造装置100の概略を示すシステム図である。図5は、堆積部60および第2ウェブ形成部70の概略図である。
図4に示すように、本実施形態においては、剥離回収部65により回収した材料を第2ウェブ形成部70以前の前段に搬送する例として、剥離回収部65により回収した材料を堆積部60の前段に搬送する場合の例を示している。すなわち、剥離回収部65により回収した材料を回収配管66を介して堆積部60と混合ブロアー56との間に戻すように構成される。
以下、ウェブ形成部(堆積部60および第2ウェブ形成部70)について説明する。
図5に示すように、堆積部60のドラム部61は、中空の円筒形状を有し、回転軸を中心にR方向に回転可能である。
ドラム部61の外周面150には、複数の開口151が形成され、ドラム部61の回転に伴い、開口151を通過した繊維が降下して、メッシュベルト72上に堆積して、ウェブW2を形成する。ここで、ドラム部61に形成される開口151の大きさ、形状、および数は、特に限定されない。
ハウジング部152は、ドラム部61の少なくとも開口151が形成された部分(開口151が形成されている外周面150)を、空隙を介して覆っている。ハウジング部152は、両端部を被覆する右側壁153および左側壁154を有し、外周面150、右側壁153および左側壁154により、ドラム部61を被覆している。
一方、堆積部60には、材料を含む空気が管54(材料供給管)により供給される。管54は、混合ブロアー56に繋がる1本の主管160が、分岐部161において分岐管162、163に分岐する構成を有する。
ハウジング部152の右側壁153および左側壁154には、材料を含む空気をドラム部61の内部に供給する送気管165、166がそれぞれ接続される。送気管165は、右側壁153を貫通し、ドラム部61の内部に連通する。すなわち、ハウジング部152の内部には、ドラム部61の内部空間に面して開口する材料供給口167が設けられる。同様に、送気管166は左側壁154を貫通して、ドラム部61の内部に連通する。左側壁154には、ドラム部61の内部空間に面して開口する材料供給口168が設けられる。
分岐管162は送気管165に接続され、分岐管163は送気管166に接続される。
また、ハウジング部152の下方には、メッシュベルト72が配置される。メッシュベルト72は、ハウジング部152の下面を構成し、ハウジング部152の下部に形成される開口170を通ってハウジング部152の外部に突出する。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。
第2実施形態においては、混合ブロアー56は、主管160を通じて材料を含む空気である搬送気流M1を送る。
このとき、本実施形態においては、回収配管66を混合ブロアー56の後段に接続しているので、混合部において繊維と添加物(樹脂)との混合物(材料)に対して、剥離回収部65により回収された材料が供給される。
そして、搬送気流は、M1は、分岐部161において、分岐管162を流れる搬送気流M2と分岐管163を流れる搬送気流M3とに分流される。
搬送気流M2は、分岐管162から送気管165を通りドラム部61の内部に流入する。また、搬送気流M3は、分岐管163から送気管166を通りドラム部61の内部に流入する。搬送気流M2、M3に含まれる材料は、加湿部206から供給される加湿空気により加湿された状態で、ドラム部61に流入する。
ハウジング部152の下方に配置されるメッシュベルト72の上面である堆積面には、ドラム部61から降下する材料が堆積する。
以上述べたように、本実施形態においては、メッシュベルト72に付着した材料を剥離回収部65で回収し、堆積部60および第2ウェブ形成部70(ウェブ形成部)の前段に搬送する回収配管66(搬送部)を備えた。
これにより、メッシュベルト72の堆積面側に付着した材料を剥離することで、メッシュベルト72の長寿命化を図ることができる。さらに、解繊部20の後段に回収した材料を供給することで、材料の再利用化を図ることができ、廃粉量を低減させることができる。
[3.他の実施形態]
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。
シート製造装置100は、シートSに限らず、硬質のシート或いは積層したシートで構成されるボード状、或いは、ウェブ状の製造物を製造する構成であってもよい。また、製造物は紙に限らず不織布であってもよい。シートSの性状は特に限定されず、筆記や印刷を目的とした記録紙(例えば、いわゆるPPC用紙)として使用可能な紙であってもよいし、壁紙、包装紙、色紙、画用紙、ケント紙等であってもよい。また、シートSが不織布である場合、一般的な不織布のほか、繊維ボード、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、液体吸収材、吸音体、緩衝材、マット等としてもよい。
また、上記実施形態のシート製造装置100は、原料を気中で解繊することにより材料を得て、この材料と樹脂とを用いてシートSを製造する乾式のシート製造装置100として説明した。本発明の適用対象はこれに限定されず、水等の溶媒中に繊維を含む原料を溶解または浮遊させ、この原料をシートに加工する、いわゆる湿式のシート製造装置にも適用できる。また、気中で解繊された繊維を含む材料をドラムの表面に静電気等により吸着させ、ドラムに吸着された原料をシートに加工する静電方式のシート製造装置にも適用できる。
10…供給部、20…解繊部、25…解繊ブロアー、40…選別部、50…混合部、60…堆積部(ウェブ形成部)、65…剥離回収部、66…回収配管、70…第2ウェブ形成部(ウェブ形成部)、80…シート形成部、90…切断部、100…シート製造装置(繊維原料再生装置)、101…解繊処理部、102…製造部、110…送風室、120…吸引室、152…ハウジング部、160…主管、162,163…分岐管、MA…原料、S…シート。

Claims (4)

  1. 繊維を含む材料を堆積させるベルト部を有し、前記ベルト部にウェブを形成するウェブ形成部と、
    前記ベルト部に付着した前記材料を剥離し、回収する剥離回収部と、
    前記剥離回収部で回収した前記材料を前記ウェブ形成部以前の前段に搬送する搬送部と、を備え、
    前記搬送部は、前記材料を解繊部の後段に搬送することを特徴とする繊維原料再生装置。
  2. 前記剥離回収部は、前記ベルト部の裏側からエアー当てて前記ベルト部の表側から前記材料を回収することを特徴とする請求項1に記載の繊維原料再生装置。
  3. 前記搬送部は、前記材料を前記ウェブ形成部の前段に搬送することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の繊維原料再生装置。
  4. ウェブ形成部で繊維を含む材料をベルト部に堆積させてウェブを形成し、
    剥離回収部で前記ベルト部に付着した前記材料を剥離、回収し、
    前記剥離回収部で回収した前記材料を前記ウェブ形成部以前の前段であって解繊部の後段に搬送することを特徴とする繊維原料再生方法。
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