JP7375368B2 - スリット装置、シート製造装置 - Google Patents

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Description

本発明は、スリット装置、およびスリット装置を備えたシート製造装置に関する。
従来、特許文献１に示すように、ウェブを断裁する回転式の断裁刃と、該断裁刃に対向して該ウェブの反対側に配設される回転式の受刃と、該断裁刃の両側に設けられる一対の押さえローラーと、該受刃側に設けられて該一対の押さえローラーと協働して該ウェブを挟持する押さえ部材と、を備えたスリット装置が知られている。
特開２０００－３４３４９２号公報
しかしながら、上記スリット装置では、断裁刃は、一対の押さえローラーの回転軸上に配置され、受刃は、押さえ部材の回転軸上に配置される。このため、断裁刃と受刃とでウェブを切断する切断位置が、押さえローラーと押さえ部材とでウェブを挟持する挟持領域よりもウェブの搬送方向上流側に位置する。これにより、押さえローラー及び押え部材によってウェブが挟持されていない領域でウェブの切断が行われるため、ウェブが座屈しやすくなり、切断精度が低下してしまう、という課題があった。
スリット装置は、ウェブを挟持しながら前記ウェブを搬送方向に搬送する第１搬送部と、前記第１搬送部の前記搬送方向に交差する方向に並行して配置され、前記ウェブを挟持しながら前記ウェブを前記搬送方向に搬送する第２搬送部と、前記搬送方向に交差する方向において、前記第１搬送部と前記第２搬送部との間に配置され、前記ウェブを前記搬送方向に沿って切断する切断部と、を備え、前記切断部によって前記ウェブを切断する切断位置は、前記第１搬送部によって前記搬送方向に沿って前記ウェブを挟持している挟持領域内の位置、あるいは、前記挟持領域よりも前記搬送方向下流側に位置することを特徴とする。
上記スリット装置であって、前記第１搬送部は、第１搬送ローラー対であり、前記第２搬送部は、第２搬送ローラー対である、ことが好ましい。
上記スリット装置であって、前記切断部は、駆動刃と、前記駆動刃の回転によって従動する従動刃と、を備え、前記駆動刃は、前記第１搬送ローラー対の一方である駆動ローラーの回転軸上に設けられ、前記従動刃の回転軸は、前記第１搬送ローラー対の他方である従動ローラーの回転軸に対して前記搬送方向下流側に位置する、ことが好ましい。
上記スリット装置であって、前記搬送方向に直交する方向から見たとき、前記切断位置は、前記駆動ローラーと重なる位置に設けられる、ことが好ましい。
上記スリット装置であって、前記従動刃は、前記駆動刃に対して前記第２搬送ローラー対側に配置され、前記搬送方向から見たとき、前記従動刃は台形を成し、前記従動刃の前記第２搬送ローラー対側の面の大きさは、前記従動刃の前記駆動刃側の面の大きさよりも小さい、ことが好ましい。
上記スリット装置であって、前記第２搬送ローラー対のいずれか一方のローラーの前記第１搬送ローラー対に対向する面の大きさは、前記第１搬送ローラー対に対向する前記面とは反対の面よりも小さい、ことが好ましい。
シート製造装置は、上記スリット装置を備えたことを特徴とする。
スリット装置の構成を示す正面断面図。 スリット装置の構成を示す一部側面図。 切断部及び切断部の周辺の構成を示す拡大図。 スリット装置の作用を示す説明図。 シート製造装置の構成を示す模式図。 変形例にかかる第２搬送部の構成を示す模式図。
１．スリット装置１００
まず、スリット装置１００の構成について説明する。
図１は、スリット装置１００の構成を示す正面断面図であり、図２は、スリット装置１００の構成を示す一部側面図である。また、図３は、切断部１５０及び切断部１５０の周辺の構成を示す拡大図であり、図４は、スリット装置１００の作用を示す説明図である。
スリット装置１００は、ウェブＷを挟持しながらウェブＷを搬送方向に搬送する第１搬送部１１０と、第１搬送部１１０の搬送方向に交差する方向に並行して配置され、ウェブＷを挟持しながらウェブＷを搬送方向に搬送する第２搬送部１２０と、搬送方向に交差する方向において、第１搬送部１１０と第２搬送部１２０との間に配置され、ウェブＷを搬送方向に沿って切断する切断部１５０と、を備える。
スリット装置１００は、不織布等のウェブＷの一部分を切断部１５０で切断して除去し、所望のサイズのシートＳに形成する装置である。本実施形態では、搬送される単票のウェブＷの両端を切断部１５０で切断して、所望のサイズのシートＳに形成する。
なお、本実施形態において、ウェブＷの搬送方向は＋Ｙ方向に相当し、搬送方向に交差する方向は、Ｘ軸に沿った方向に相当する。また、Ｚ軸に沿った方向はスリット装置１００の上下方向に相当する。
図１に示すように、本実施形態の第１搬送部１１０は、第１搬送ローラー対であり、第１メイン下部ローラー１１１と、第１メイン下部ローラー１１１の上方に設けられた第１メイン上部ローラー１１２と、で構成される。また、第１搬送部１１０の－Ｘ方向に並んで配置された第２搬送部１２０は、第２搬送ローラー対であり、第２サブ下部ローラー１２１と、第２サブ下部ローラー１２１の上方に設けられた第２サブ上部ローラー１２２と、で構成される。第１搬送部１１０及び第２搬送部１２０を第１搬送ローラー対及び第２搬送ローラー対とすることで、ウェブＷの搬送時における摩擦抵抗が低減され、ウェブＷの搬送性、切断精度を向上させることができる。
第１メイン下部ローラー１１１及び第１メイン上部ローラー１１２は、Ｘ軸方向に沿って延在し、ウェブＷのＸ軸に沿った方向の中央部から端部側に亘って挟持する。
第１メイン下部ローラー１１１は、回転軸１１５を中心に回転する駆動ローラーである。第１メイン上部ローラー１１２は、付勢部材１１７によって第１メイン下部ローラー１１１側に付勢される。第１メイン上部ローラー１１２は、回転軸１１６を中心に回転する。これにより、第１メイン下部ローラー１１１と第１メイン上部ローラー１１２とでウェブＷを挟持した状態でウェブＷを搬送することができる。なお、本実施形態では、第１メイン下部ローラー１１１と第１メイン上部ローラー１１２とでウェブＷを挟持している部分、すなわち、搬送方向に沿ってニップしている部分が挟持領域ＮＡに相当する。付勢部材１１７は、例えば、ばね部材である。
第２サブ下部ローラー１２１及び第２サブ上部ローラー１２２は、ウェブＷのＸ軸に沿った方向の端部を挟持する。
第２サブ下部ローラー１２１は、第１メイン下部ローラー１１１と同様に回転軸１１５を中心に回転する駆動ローラーである。第２サブ下部ローラー１２１の外径寸法は、第１メイン下部ローラー１１１の外径寸法と同じである。第２サブ上部ローラー１２２は、付勢部材１２７によって第２サブ下部ローラー１２１側に付勢される。第２サブ上部ローラー１２２の外径寸法は、第１メイン上部ローラー１１２の外径寸法と同じである。第２サブ上部ローラー１２２は、回転軸１２６を中心に回転する。これにより、第２サブ下部ローラー１２１と第２サブ上部ローラー１２２とでウェブＷを挟持した状態でウェブＷを搬送することができる。なお、本実施形態では、第２サブ下部ローラー１２１と第２サブ上部ローラー１２２とでウェブＷを挟持した部分、すなわち、搬送方向に沿ってニップしている部分は挟持領域ＮＡに相当する。付勢部材１２７は、例えば、ばね部材である。
ここで、第２サブ下部ローラー１２１及び第１メイン下部ローラー１１１は回転軸１１５上に配置され、第２サブ上部ローラー１２２の回転軸１２６及び第１メイン上部ローラー１１２の回転軸１１６の軸中心の位置は同じ軸上の位置である。
また、本実施形態では、第１搬送部１１０の＋Ｘ方向に並んで配置された第２搬送部１３０が配置される。第２搬送部１３０は、第２搬送ローラー対であり、第２サブ下部ローラー１３１と、第２サブ下部ローラー１３１の上方に設けられた第２サブ上部ローラー１３２と、で構成される。第２サブ上部ローラー１３２は、付勢部材１３７によって第２サブ下部ローラー１３１側に付勢される。付勢部材１３７は、例えば、ばね部材である。第２サブ下部ローラー１３１は回転軸１１５を中心に回転する駆動ローラーであり、第２サブ上部ローラー１３２は、回転軸１３６を中心に回転する従動ローラーである。なお、第２サブ上部ローラー１３２の回転軸１３６及び第１メイン上部ローラー１１２の回転軸１１６の軸中心の位置は同じ軸上の位置である。
本実施形態にかかるスリット装置１００は、ウェブＷの搬送方向に交差する方向のウェブＷの両端部に対応して、第２搬送部１２０，１３０が配置される。これにより、第１搬送部１１０及び第２搬送部１２０，１３０によってウェブＷ全体を搬送方向に搬送させることができる。なお、第２搬送部１３０の構成は、第２搬送部１２０の構成と同様なので詳細な説明を省略する。
第１メイン下部ローラー１１１、第１メイン上部ローラー１１２、第２サブ下部ローラー１２１，１３１、及び第２サブ上部ローラー１２２，１３２は、導電性を有する。例えば、第１メイン下部ローラー１１１及び第２サブ下部ローラー１２１，１３１は、導電性を有するゴム部材であり、第１メイン上部ローラー１１２は金属部材であり、第２サブ上部ローラー１２２，１３２は、導電性を有する硬化性の樹脂部材である。これにより、切断部１５０によって切断された切断片Ｗｓの表面が除電されるため、切断片Ｗｓの第２搬送部１２０，１３０への貼り付きが抑制され、ジャム等の搬送不具合を抑制することができる。また、第１搬送部１１０によって搬送されるシートＳ表面においても除電されるため、ジャム等の搬送不具合を抑制することができる。
なお、第２サブ上部ローラー１２２，１３２は、金属部材であってもよい。
切断部１５０は、搬送されるウェブＷを搬送方向に沿って切断するものである。
本実施形態の切断部１５０は、駆動刃１６１と、駆動刃１６１の回転によって従動する従動刃１６２と、を備える。駆動刃１６１は、第１メイン下部ローラー１１１の－Ｘ方向端部に隣接して配置される。従動刃１６２は、薄い円板状を成し、駆動刃１６１に対して第２搬送部１２０を構成する第２搬送ローラー対側に配置される。
駆動刃１６１は、第１搬送ローラー対の一方の駆動ローラーに相当する第１メイン下部ローラー１１１と同様に回転軸１１５を中心に回転する。駆動刃１６１は円柱状を成し、外径寸法は、第１メイン下部ローラー１１１の外径寸法と同じである。従動刃１６２は、付勢部材１６７によって駆動刃１６１の－Ｘ方向端面側に付勢される。従動刃１６２は、回転軸１６６を中心に回転する。これにより、従動刃１６２が駆動刃１６１の端面に付勢された状態でウェブＷを切断する。従動刃１６２の外径寸法は、第１メイン上部ローラー１１２の外径寸法と同じである。なお、本実施形態では駆動刃１６１と従動刃１６２とによってウェブＷを切断する位置が切断位置Ｃｐに相当する。なお、切断位置Ｃｐにおいて、駆動刃１６１と従動刃１６２の刃先とが点接触するように、駆動刃１６１に対して従動刃１６２を若干傾斜させた状態で付勢する。付勢部材１６７は、例えば、ばね部材である。
本実施形態では、第１搬送部１１０の＋Ｘ方向にも切断部１７０が配置される。切断部１７０は、回転軸１１５を中心に回転する駆動刃１７１及び回転軸１７６を中心に回転する従動刃１７２を備える。従動刃１７２は、付勢部材１７７によって駆動刃１７１の端面側に付勢される。
すなわち、本実施形態にかかるスリット装置１００は、ウェブＷの搬送方向に交差する方向のウェブＷの両端部に対応して、切断部１５０，１７０が配置され、第１搬送部１１０及び第２搬送部１２０，１３０によって搬送されるウェブＷの搬送されるウェブＷの両端部を切断可能に構成される。なお、切断部１７０の構成は、切断部１５０の構成と同様なので説明を省略する。
図２に示すように、切断部１５０がウェブＷを切断する切断位置Ｃｐが、第１搬送部１１０によって搬送方向に沿ってウェブＷを挟持している挟持領域ＮＡ内に位置する。
具体的には、駆動刃１６１は、回転軸１１５上に設けられ、従動刃１６２の回転軸１６６の中心は、第１搬送ローラー対の他方の従動ローラーとしての第１メイン上部ローラー１１２の回転軸１１６の中心に対して搬送方向下流側に位置する。これにより、駆動刃１６１と従動刃１６２とでウェブＷを切断する切断位置Ｃｐが挟持領域ＮＡ内に位置する。
従って、ウェブＷの搬送方向に交差する方向において第１搬送部１１０と第２搬送部１２０とによってウェブＷが挟持された領域でウェブＷが切断される。すなわち、切断部１５０を挟んで両側からウェブＷが挟持され、ウェブＷが挟持により安定した状態で切断される。第１搬送部１１０及び第２搬送部１３０によりウェブＷを挟持し、切断部１７０でウェブＷを切断する形態も上記同様である。これにより、ウェブＷの座屈が抑制され、切断精度を向上させることができる。
なお、切断部１５０による切断位置Ｃｐは、第２搬送部１２０によってウェブＷを挟持している挟持領域ＮＡ内に位置することにもなる。
また、駆動刃１６１は、回転軸１１５上に設けられ、従動刃１６２の回転軸１６６を、第１メイン上部ローラー１１２の回転軸１１６に対して搬送方向下流側に位置させることにより、切断位置Ｃｐを、挟持領域ＮＡ内の位置、あるいは、挟持領域ＮＡよりも搬送方向下流側に容易に位置させることができる。
切断部１５０によりウェブＷを切断する切断位置Ｃｐは、第１メイン下部ローラー１１１と第１メイン上部ローラー１１２とで搬送方向に沿ってウェブＷを挟持する挟持領域ＮＡ内の位置することが好ましい。上記の通り、ウェブＷを確実に挟持した状態で切断が可能になるからである。
なお、切断位置Ｃｐが、挟持領域ＮＡよりも搬送方向下流側に位置してもよい。
この場合、搬送方向に直交する方向から見たとき、切断位置Ｃｐは、駆動ローラーとしての第１メイン下部ローラー１１１と重なる位置に設けられる。すなわち、図２に示すように、切断位置Ｃｐの取り得る位置は、Ｙ軸に沿った搬送方向において挟持領域ＮＡの搬送方向上流端から第１メイン下部ローラー１１１の搬送方向下流端までの距離寸法Ｄ内である。より好ましくは、切断位置Ｃｐの取り得る位置は、Ｙ軸に沿った搬送方向において挟持領域ＮＡの搬送方向上流端から第１メイン下部ローラー１１１の搬送方向下流端までの距離寸法Ｄ／２内であると、より安定した切断をすることができる。このようにしても、第１搬送部１１０と第２搬送部１２０とによってウェブＷを挟持した状態で切断することができる。
次に、切断部１５０の従動刃１６２の形態について説明する。
従動刃１６２は、厚さが薄い円錐台形状を成す。図３に示すように、Ｙ軸に沿った方向から見たとき、従動刃１６２は略台形を成す。そして、従動刃１６２の第２搬送ローラー対（第２搬送部１２０）側の面１６２ａの大きさは、従動刃１６２の駆動刃１６１側の面１６２ｂの大きさよりも小さい。面１６２ａと面１６２ｂとの間には、傾斜面１６３が形成される。
ここで、従動刃１６２の面１６２ｂと傾斜面１６３とで成す角度θ１は、７０度以上８０度以下であり、ウェブＷの厚みや材質等によって適宜設定可能である。本実施形態では、例えば、厚み０．０７ｍｍから０．１ｍｍ程度の不織布のシートＳを切断する場合、角度θ１は約７５度に設定される。
また、従動刃１６２の下部先端部と第２サブ下部ローラー１２１との間には、隙間１８１が形成される。当該隙間１８１は、切断部１５０で切断した切断片Ｗｓの一部を隙間１８１の下方に反らすための逃げ溝として機能する。
次に、スリット装置１００の作用について説明する。図４は、切断部１５０で搬送されたウェブＷを切断したときの状態を示す。
図４に示すように、ウェブＷを切断部１５０で切断すると、第１搬送部１１０によってシートＳが下流側に搬送され、第２搬送部１２０では、ウェブＷの端部が切断された切断片Ｗｓが下流側に搬送される。
ここで、第１メイン下部ローラー１１１と第１メイン上部ローラー１１２とでウェブＷを挟持する挟持圧、すなわちニップ圧は、第２サブ下部ローラー１２１，１３１と第２サブ上部ローラー１２２，１３２とでウェブＷを挟持する各ニップ圧よりも高い。第１メイン下部ローラー１１１と第１メイン上部ローラー１１２とでウェブＷの中央部全体を搬送し、第２サブ下部ローラー１２１，１３１及び第２サブ上部ローラー１２２，１３２は、ウェブＷの端部を補助的に搬送するためである。また、ニップ圧の違いにより、ウェブＷを切断した後のシートＳと、切断片Ｗｓとの搬送向きを異ならせることができる。具体的には、ウェブＷの切断後、相対的にニップ圧が高い第１メイン下部ローラー１１１と第１メイン上部ローラー１１２とを搬送したシートＳの下流端部は上方に向けて搬送される。一方、相対的にニップ圧が低い第２サブ下部ローラー１２１，１３１と第２サブ上部ローラー１２２，１３２とを搬送した切断片Ｗｓの下流端部は水平方向、あるいは下方に向けて搬送される。これにより、シートＳと切断片Ｗｓとが容易に分離される。
また、ウェブＷを切断部１５０で切断したとき、切断片Ｗｓの＋Ｘ軸方向端部、すなわち、切断片Ｗｓのうち、第２搬送部１２０で挟持されていない部分が、従動刃１６２の傾斜面１６３に沿って下方に誘導搬送される。下方に反った切断片Ｗｓの＋Ｘ軸方向端部は、隙間１８１に収容される。そして、切断片Ｗｓは下方に向けて搬送される。
一方、ウェブＷを切断部１５０で切断したとき、シートＳの－Ｘ軸方向端部は、従動刃１６２の面１６２ｂに接触するとともに、従動刃１６２の回転により上方に向けて誘導搬送される。
従って、搬送方向下流側においてシートＳと切断片Ｗｓとの搬送方向を異ならせ、シートＳと切断片Ｗｓとの混在を抑制し、シートＳと切断片Ｗｓとを容易に分離させることができる。
なお、上記では、スリット装置１００における一方側の切断部１５０を例に説明したが、他方の切断部１７０においても同様である。
２．シート製造装置１
次に、スリット装置１００を備えたシート製造装置１の構成について説明する。図５は、シート製造装置１の構成を示す模式図である。
シート製造装置１は、例えば、原料として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、新しい紙を製造するのに好適な装置である。繊維化された原料に、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したりしてもよい。また、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。
シート製造装置１は、供給部１０と、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、搬送部７９と、シート形成部８０と、裁断部９０と、を含む。裁断部９０には、上記スリット装置１００が含まれる。
さらに、シート製造装置１は、例えば、原料に対する加湿、および原料が移動する空間を加湿する目的で、加湿部２０２，２０４，２０６，２０８，２１０，２１２を含む。加湿により、静電気による原料の付着等を抑制する。加湿部２０２，２０４，２０６，２０８は、例えば、気化式または温風気化式の加湿器で構成される。加湿部２１０，２１２は、例えば、超音波式加湿器で構成される。
供給部１０は、粗砕部１２に原料を供給する。粗砕部１２に供給される原料は、繊維を含むものであればよく、例えば、紙、パルプ、パルプシート、不織布、布、あるいは織物等が挙げられる。以下では、シート製造装置１が古紙を原料とする構成を例示する。供給部１０は、例えば、古紙を重ねて蓄積するスタッカーと、スタッカーから古紙を粗砕部１２に送り出す自動投入装置と、を有する。
粗砕部１２は、供給部１０によって供給された原料を粗砕刃１４によって裁断して、粗砕片にする。粗砕刃１４は、大気中等の気中で原料を裁断する。粗砕部１２は、例えば、原料を挟んで裁断する一対の粗砕刃１４と、粗砕刃１４を回転させる駆動部と、を有し、いわゆるシュレッダーと同様の構成とすることができる。粗砕片の形状や大きさは、任意であり、解繊部２０における解繊処理に適していればよい。粗砕部１２は、原料を、例えば１ｃｍ～数ｃｍ四方またはそれ以下のサイズの紙片に裁断する。粗砕部１２によって裁断された粗砕片は、シュート９を介して管２を通り、解繊部２０に搬送される。
解繊部２０は、粗砕部１２で裁断された粗砕物を解繊する。より具体的には、解繊部２０は、粗砕部１２によって裁断された原料を解繊処理し、解繊物を生成する。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粒、すなわち複数の繊維同士を結着させるための樹脂粒や、インク、トナーなどの色材や、にじみ防止剤、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、ひも状や平ひも状である。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、すなわち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、すなわち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は、例えば、インペラーミルを用いて構成されている。具体的には、解繊部２０は、図示しないが、高速回転するローターと、ローターの外周に位置するライナーと、を有している。粗砕部１２で裁断された粗砕片は、解繊部２０のローターとライナーとの間に挟まれて解繊される。解繊部２０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、解繊部２０は、原料である粗砕片を管２から導入口２２を介して吸引し、解繊物を排出口２４へと搬送できる。解繊物は、排出口２４から管３に送り出され、管３を介して選別部４０に搬送される。図示の例では、シート製造装置１は、気流発生装置である解繊ブロアー２６を備え、解繊ブロアー２６が発生する気流により解繊物が選別部４０に搬送される。
選別部４０には、管３から解繊部２０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が設けられている。選別部４０は、導入口４２に導入する解繊物を、繊維の長さによって選別する。詳細には、選別部４０は、解繊部２０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み、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し、あるいは絡まったダマ等を含む。
選別部４０は、例えば、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、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、網を有し、篩として機能する。この網の目により、ドラム部４１は、網の目開き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、を選別する。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。
導入口４２に導入された解繊物は、気流とともにドラム部４１の内部に送り込まれ、ドラム部４１の回転によって第１選別物がドラム部４１の網の目から下方に落下する。ドラム部４１の網の目を通過できない第２選別物は、導入口４２からドラム部４１に流入する気流により流されて排出口４４に導かれ、管８に送り出される。管８は、ドラム部４１の内部と管２とを連結する。管８を通って流される第２選別物は、解繊部２０に戻されて、解繊処理される。
ドラム部４１により選別される第１選別物は、ドラム部４１の網の目を通って空気中に分散し、ドラム部４１の下方に位置する第１ウェブ形成部４５のメッシュベルト４６に向けて降下する。
第１ウェブ形成部４５は、メッシュベルト４６と、ローラー４７と、吸引部４８と、を有している。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、図中矢印で示す方向に搬送される。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。選別部４０から降下する第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。メッシュベルト４６から落下する微粒子は、解繊物の中で比較的小さいものや密度の低いもの、すなわち、繊維と繊維との結着に不要な樹脂粒や色材や添加剤などを含み、シート製造装置１がシートＳの製造に使用しない除去物である。
メッシュベルト４６は、シートＳを製造する通常動作中には、一定の速度Ｖ１で移動する。ここで、通常動作中とは、シート製造装置１の始動制御、および停止制御の実行中を除く動作中であり、より詳細には、シート製造装置１が望ましい品質のシートＳを製造している間を指す。
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を介して集塵部２７に連結される。集塵部２７は、フィルター式あるいはサイクロン式の集塵装置であり、微粒子を気流から分離する。集塵部２７の下流には捕集ブロアー２８が設置され、捕集ブロアー２８は、集塵部２７から空気を吸引する集塵用吸引部として機能する。また、捕集ブロアー２８が排出する空気は、管２９を経てシート製造装置１の外に排出される。
メッシュベルト４６の搬送経路において、選別部４０の下流側には、加湿部２１０によって、ミストを含む空気が供給される。加湿部２１０が生成する水の微粒子であるミストは、第１ウェブＷ１に向けて降下し、第１ウェブＷ１に水分を供給する。これにより、第１ウェブＷ１が含む水分量が調整され、静電気によるメッシュベルト４６への繊維の吸着等を抑制できる。
シート製造装置１は、メッシュベルト４６に堆積した第１ウェブＷ１を分断する回転体４９を有している。第１ウェブＷ１は、メッシュベルト４６がローラー４７により折り返す位置で、メッシュベルト４６から剥離して、回転体４９により分断される。
回転体４９は、板状の羽根を有し回転する回転羽形状を有している。回転体４９は、メッシュベルト４６から剥離する第１ウェブＷ１と羽根とが接触する位置に配置される。回転体４９の回転、例えば図中矢印Ｒで示す方向への回転により、メッシュベルト４６から剥離して搬送される第１ウェブＷ１に羽根が衝突して分断し、細分体Ｐを生成する。回転体４９によって分断された細分体Ｐは、管７の内部を下降して、管７の内部を流れる気流によって混合部５０へ搬送される。
混合部５０は、樹脂を含む添加物を供給する添加物供給部５２と、管７に連通し、細分体Ｐを含む気流が流れる管５４と、混合ブロアー５６と、を有している。混合部５０は、細分体Ｐを構成する繊維に、樹脂を含む添加物を混合する。
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Ｐと添加物とを混合させながら、搬送する。また、細分体Ｐは、管７および管５４の内部を流れる過程でほぐされて、より細かい繊維状となる。
添加物供給部５２は、添加物を蓄積する図示しない添加物カートリッジに接続され、添加物カートリッジ内部の添加物を管５４に供給する。添加物供給部５２は、添加物カートリッジ内部の微粉または微粒子からなる添加物を貯留する。添加物供給部５２は、貯留した添加物を管５４に送る排出部５２ａを有している。
添加物供給部５２が供給する添加物は、複数の繊維を結着させるための樹脂を含む。添加物に含まれる樹脂は、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、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、単独又は適宜混合して用いてもよい。すなわち、添加物は、単一の物質を含んでもよいし、混合物であってもよく、それぞれ単一または複数の物質で構成される、複数種類の粒子を含んでもよい。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。
添加物に含まれる樹脂は、加熱により溶融して複数の繊維同士を結着させる。したがって、樹脂を繊維と混合させた状態で、樹脂が溶融する温度まで加熱されていない状態では、繊維同士は結着されない。
混合ブロアー５６が発生する気流により、管７を降下する細分体Ｐ、および添加物供給部５２により供給される添加物は、管５４の内部に吸引され、混合ブロアー５６内部を通過する。混合ブロアー５６が発生する気流、および混合ブロアー５６が有する羽根等の回転部の作用により、細分体Ｐを構成した繊維と添加物とが混合され、この混合物、すなわち第１選別物と添加物との混合物は、管５４を通って堆積部６０に搬送される。
堆積部６０は、解繊部２０で解繊された解繊物を堆積させる。より具体的には、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６１は、網を有し、篩として機能する。この網の目により、ドラム部６１は、網の目開きのより小さい繊維や粒子を通過させ、ドラム部６１から下降させる。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。
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、堆積部６０を通過した通過物を堆積して、第２ウェブＷ２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、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、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、図中矢印で示す方向に搬送される。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ている。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を製造する通常動作中には、一定の速度Ｖ２で移動する。
メッシュベルト７２の網の目は、微細であり、ドラム部６１から降下する繊維や粒子の大半を通過させないサイズとすることができる。
サクション機構７６は、メッシュベルト７２の下方に設けられる。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、サクション機構７６に下方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。これにより、メッシュベルト７２上における第２ウェブＷ２の形成を促進し、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第２ウェブＷ２が形成される。メッシュベルト７２に堆積された第２ウェブＷ２は、シート形成部８０へと搬送される。
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、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ウェブＷ２に供給され、第２ウェブＷ２が含む水分量が調整される。これにより、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できる。
シート製造装置１は、メッシュベルト７２上の第２ウェブＷ２を、シート形成部８０に搬送する搬送部７９を有している。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、を有している。
サクション機構７９ｃは、図示しないブロアーを備え、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ウェブＷ２を吸引し、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の自転により移動し、第２ウェブＷ２をシート形成部８０に搬送する。
このように、搬送部７９は、メッシュベルト７２に形成された第２ウェブＷ２を、メッシュベルト７２から剥がして搬送する。
シート形成部８０は、堆積部６０で堆積させた堆積物からシートＳを形成する。より具体的には、シート形成部８０は、メッシュベルト７２に堆積され搬送部７９により搬送された第２ウェブＷ２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、第２ウェブＷ２が含む解繊物の繊維および添加物に対して熱を加えることにより、混合物中の複数の繊維を、互いに樹脂を介して結着させる。
シート形成部８０は、第２ウェブＷ２を加圧する加圧部８２と、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と、を有している。
加圧部８２は、一対のカレンダーローラー８５で構成され、第２ウェブＷ２を所定のニップ圧で挟んで加圧する。第２ウェブＷ２は、加圧されることによりその厚さが小さくなり、第２ウェブＷ２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、図示しないモーターにより駆動される駆動ローラーであり、他方は従動ローラーである。カレンダーローラー８５は、モーターの駆動力により回転して、加圧により高密度になった第２ウェブＷ２を、加熱部８４に向けて搬送する。
加熱部８４は、例えば、加熱ローラー、熱プレス成形機、ホットプレート、温風ブロアー、赤外線加熱器、フラッシュ定着器などによって構成されている。図示の例では、加熱部８４は、一対の加熱ローラー８６を備える。加熱ローラー８６は、内部または外部に設置されるヒーターによって、予め設定された温度に加温される。加熱ローラー８６は、カレンダーローラー８５によって加圧された第２ウェブＷ２を挟んで熱を与え、シートＳを形成する。
一対の加熱ローラー８６の一方は、図示しないモーターにより駆動される駆動ローラーであり、他方は従動ローラーである。加熱ローラー８６は、モーターの駆動力により回転して、加熱したシートＳを、裁断部９０に向けて搬送する。
このように、堆積部６０で形成された第２ウェブＷ２は、シート形成部８０で加圧および加熱されて、ウェブＷとなる。
裁断部９０は、シート形成部８０によって成形されたウェブＷを切断する。裁断部９０は、ウェブＷの搬送方向と交差する方向にウェブＷを切断する第１裁断部９２と、単票に形成されたウェブＷを搬送方向に切断するスリット装置１００と、を有する。
スリット装置１００は、第１搬送部１１０、第２搬送部１２０，１３０、及び切断部１５０，１７０を備える。なお、スリット装置１００の詳細な構成は上述の通りである。
そして、切断部１５０，１７０におけるウェブＷの切断位置Ｃｐが、第１搬送部１１０によって搬送方向に沿ってウェブＷを挟持している挟持領域ＮＡ内の位置、あるいは、挟持領域ＮＡよりも搬送方向下流側に位置する。スリット装置１００によってウェブＷから切断片Ｗｓが除去され、所定のサイズの単票のシートＳが成形される。
また、スリット装置１００に搬送されるシートＳの下流端部は上方に向けて搬送されるため、スリット装置１００の下流側に設けられた搬送ローラー対に対して搬送させやすい。一方、切断された切断片Ｗｓの下流端は水平方向、あるいは下方に向けて搬送される。これにより、スリット装置１００の下流側に設けられた搬送ローラー対への切断片Ｗｓの侵入が抑制される。
形成された単票のシートＳは、排出部９６へと排出される。排出部９６は、所定サイズのシートＳを載せるトレイあるいはスタッカーを有している。
一方、スリット装置１００で切断された切断片Ｗｓは、再び粗砕刃１４に供給される。
以上、シート製造装置１によれば、ウェブＷの切断精度に優れ、品質の高いシートＳを製造することができる。
なお、上記では、最初に粗砕部１２が原料を粗砕し、粗砕された原料からシートＳを製造するものとしたが、例えば、原料として繊維を用いてシートＳを製造する構成とすることも可能である。
例えば、解繊部２０が解繊処理した解繊物と同等の繊維を原料として、ドラム部４１に投入可能な構成であってもよい。また、解繊物から分離された第１選別物と同等の繊維を原料として、管５４に投入可能な構成とすればよい。この場合、古紙やパルプ等を加工した繊維をシート製造装置１に供給することで、シートＳを製造できる。
３．変形例１
上記実施形態において、第２搬送部１２０の第２サブ上部ローラー１２２は、円柱状を成したが、これに限定されない。
図６は、本変形例にかかる第２搬送部１２０Ａの構成を示す模式図である。
第２搬送部１２０Ａを構成する第２搬送ローラー対のいずれか一方のローラーとしての第２サブ上部ローラー１８２は、円錐台形状を成し、図６に示すように、第１搬送ローラー対（第１搬送部１１０）に対向する面１８２ａの大きさは、第１搬送ローラー対（第１搬送部１１０）に対向する面１８２ａとは反対の面１８２ｂよりも小さい。
これにより、第２サブ下部ローラー１２１と第２サブ上部ローラー１８２とにおけるウェブＷに対する挟持圧が、第１搬送部１１０に対向する面１８２ａ側よりも、第２サブ上部ローラー１８２の面１８２ａとは反対の面１８２ｂ側の方が高くなる。これにより、切断片Ｗｓを、搬送されるシートＳに対して外側に誘導して搬送させることが可能となる。すなわち、切断後に第１搬送部１１０で搬送されるシートＳの方向に対して、切断片Ｗｓの搬送方向を異ならせ、切断片ＷｓをシートＳから容易に離間させることができる。
４．変形例２
上記実施形態において切断部１５０は、駆動刃１６１と従動刃１６２とで構成されたが、これに限定されない。例えば、ウェブＷを切断可能なカッター部材であってもよい。この場合、ウェブＷを切断するカッター部材の先端部が切断位置Ｃｐとなり、当該切断位置Ｃｐが、第１搬送部１１０によって搬送方向に沿ってウェブＷを挟持している挟持領域ＮＡ内の位置、あるいは、挟持領域ＮＡよりも搬送方向下流側に位置する。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。
５．変形例３
第２搬送部１２０は、第２サブ下部ローラー１２１と第２サブ上部ローラー１２２とで構成したが、これに限定されない。例えば、第２サブ上部ローラー１２２に替えて押え板であってもよい。すなわち、第２サブ下部ローラー１２１と押え板とによりウェブＷを挟持しながら搬送させる構成であってもよい。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。
スリット装置は、ウェブを挟持しながら前記ウェブを搬送方向に搬送する第１搬送部と、前記第１搬送部の前記搬送方向に交差する方向に並行して配置され、前記ウェブを挟持しながら前記ウェブを前記搬送方向に搬送する第２搬送部と、前記搬送方向に交差する方向において、前記第１搬送部と前記第２搬送部との間に配置され、前記ウェブを前記搬送方向に沿って切断する切断部と、を備え、前記切断部によって前記ウェブを切断する切断位置は、前記第１搬送部によって前記搬送方向に沿って前記ウェブを挟持している挟持領域内の位置、あるいは、前記挟持領域よりも前記搬送方向下流側に位置することを特徴とする。
この構成によれば、ウェブの搬送方向に交差する方向において第１搬送部と第２搬送部とによってウェブが挟持された領域でウェブが切断される。さらに詳細には、切断部による切断位置が、第１搬送部の搬送方向に沿ってウェブを挟持する挟持領域内の位置、あるいは、挟持領域の搬送方向下流側に位置する。すなわち、切断部を挟んで両側からウェブが挟持され、ウェブが挟持により安定した状態で切断される。これにより、ウェブの座屈が抑制され、切断精度を向上させることができる。
上記スリット装置であって、前記第１搬送部は、第１搬送ローラー対であり、前記第２搬送部は、第２搬送ローラー対である、ことが好ましい。
この構成によれば、ウェブの搬送時における摩擦抵抗が低減され、ウェブの搬送性を向上させることができる。
上記スリット装置であって、前記切断部は、駆動刃と、前記駆動刃の回転によって従動する従動刃と、を備え、前記駆動刃は、前記第１搬送ローラー対の一方である駆動ローラーの回転軸上に設けられ、前記従動刃の回転軸は、前記第１搬送ローラー対の他方である従動ローラーの回転軸に対して前記搬送方向下流側に位置する、ことが好ましい。
この構成によれば、従動刃と駆動刃とにおける切断位置を、挟持領域内の位置、あるいは、挟持領域の搬送方向下流側に容易に位置させることができる。
上記スリット装置であって、前記搬送方向に直交する方向から見たとき、前記切断位置は、前記駆動ローラーと重なる位置に設けられる、ことが好ましい。
この構成によれば、第１搬送ローラー対と第２搬送ローラー対とによってウェブを挟持した状態で切断することができる。
上記スリット装置であって、前記従動刃は、前記駆動刃に対して前記第２搬送ローラー対側に配置され、前記搬送方向から見たとき、前記従動刃は台形を成し、前記従動刃の前記第２搬送ローラー対側の面の大きさは、前記従動刃の前記駆動刃側の面の大きさよりも小さい、ことが好ましい。
この構成によれば、従動刃の刃先は、駆動刃側の面から第２搬送ローラー対側の面にかけて傾斜面を有する。これにより、切断部で切断されたウェブは、従動刃の傾斜面に沿って下方に誘導搬送される。従って、切断後に第１搬送ローラー対で搬送されるウェブの方向に対して、ウェブの端部の切断片の搬送方向を異ならせ、切断片を容易に分離させることができる。
上記スリット装置であって、前記第２搬送ローラー対のいずれか一方のローラーの前記第１搬送ローラー対に対向する面の大きさは、前記第１搬送ローラー対に対向する前記面とは反対の面よりも小さい、ことが好ましい。
この構成によれば、第２搬送ローラー対におけるウェブに対する挟持圧が、第１搬送ローラー対に対向する面側よりも、第１搬送ローラー対に対向する面とは反対の面側の方が高くなる。これにより、例えば、第１搬送ローラー対をウェブの中心側に配置し、第２搬送ローラー対をウェブの端部に配置することにより、切断されたウェブの端部の切断片を外側に誘導して搬送させることができる。すなわち、ウェブを切断した後、第１搬送ローラー対で搬送されるウェブに対して、切断片を容易に離間させることができる。
シート製造装置は、上記スリット装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、ウェブの切断精度に優れ、品質の高いシートを製造することができる。
１…シート製造装置、１００…スリット装置、１１０…第１搬送部、１１１…第１メイン下部ローラー、１１２…第１メイン上部ローラー、１１５…回転軸、１１６…回転軸、１１７…付勢部材、１２０…第２搬送部、１２０Ａ…第２搬送部、１２１…第２サブ下部ローラー、１２２…第２サブ上部ローラー、１２６…回転軸、１２７…付勢部材、１３０…第２搬送部、１３１…第２サブ下部ローラー、１３２…第２サブ上部ローラー、１５０…切断部、１６１…駆動刃、１６２…従動刃、１６２ａ…面、１６２ｂ…面、１６３…傾斜面、１６６…回転軸、１６７…付勢部材、１７０…切断部、１７１…駆動刃、１７２…従動刃、１７６…回転軸、１７７…付勢部材、１８１…隙間、１８２…第２サブ上部ローラー、１８２ａ…面、１８２ｂ…面。

Claims (4)

  1. ウェブを挟持しながら前記ウェブを搬送方向に搬送する第１搬送部と、
    前記第１搬送部の前記搬送方向に交差する方向に並行して配置され、前記ウェブを挟持
    しながら前記ウェブを前記搬送方向に搬送する第２搬送部と、を備え、
    前記第１搬送部は、第１搬送ローラー対であり、
    前記第２搬送部は、第２搬送ローラー対であって、
    前記搬送方向に交差する方向において、前記第１搬送部と前記第２搬送部との間に配置
    され、前記ウェブを前記搬送方向に沿って切断する切断部と、を備え、
    前記切断部は、駆動刃と、
    前記駆動刃の回転によって従動する従動刃と、を備え、
    前記駆動刃は、前記第１搬送ローラー対の一方である駆動ローラーの回転軸上に設けら
    れ、前記従動刃の回転軸は、前記第１搬送ローラー対の他方である従動ローラーの回転軸に対して前記搬送方向下流側に位置し、前記切断部によって前記ウェブを切断する切断位置は、前記第１搬送部によって前記搬送方向に沿って前記ウェブを挟持している挟持領域内の位置、あるいは、前記挟持領域よりも前記搬送方向下流側に位置することを特徴とするスリット装置。
  2. 請求項１に記載のスリット装置であって、
    前記搬送方向に直交する方向から見たとき、前記切断位置は、前記駆動ローラーと重な
    る位置に設けられる、スリット装置。
  3. 請求項１または請求項２に記載のスリット装置であって、
    前記従動刃は、
    前記駆動刃に対して前記第２搬送ローラー対側に配置され、
    前記搬送方向から見たとき、前記従動刃は台形を成し、
    前記従動刃の前記第２搬送ローラー対側の面の大きさは、前記従動刃の前記駆動刃側の
    面の大きさよりも小さい、スリット装置。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のスリット装置を備えたシート製造装置。
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