JPWO2017135050A1 - 搬送装置およびシート製造装置 - Google Patents

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Abstract

気流の流量を抑えつつ、搬送物の滞留を抑制することができる搬送装置を提供する。シート片、繊維、および粉体の少なくとも１つを含む搬送物を搬送するための搬送管と、前記搬送管内に気流を発生させる気流発生部と、を有し、前記気流により前記搬送物を搬送する搬送装置であって、前記搬送管は、前記搬送物が導入される導入口を有し、前記搬送管内において、前記気流は、前記気流の方向と直交する方向に速度差を有し、前記導入口は、前記気流の速度の小さい側に設けられている、ことを特徴とする搬送装置。

Description

本発明は、搬送装置およびシート製造装置に関する。
シュレッダー等で紙片にした紙を空気搬送する搬送装置が知られている。例えば特許文献１には、帯状シートを吸引して空気輸送し、破砕機で破砕して搬送する装置が記載されている。また、特許文献２には、ウェブをスリット装置でスリットして発生した耳を、補助スリット装置で細幅にして、風送管を通して粉砕機に送り、細かく粉砕する装置が記載されている。
特開平９−２３９２８３号公報 特開平１０−８６０９７号公報
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、破砕機には、破砕片を搬送する管が連結され、該管は、破砕機から鉛直方向に延びている。そのため、特許文献１に記載の装置では、管が細い場合は、管の入口で破砕片の滞留が生じる可能性があり、管が太い場合は、搬送に必要な風速を得るために大流量の気流が必要となる場合があった。
また、特許文献２に記載の装置では、風送管は水平方向に延びている。そのため、特許文献２に記載の装置では、細幅の耳が入ってくる風送管の開口部で気流が乱れ、細幅の耳が滞留する場合があった。
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、気流の流量を抑えつつ、搬送物の滞留を抑制することができる搬送装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記搬送装置を備えるシート製造装置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。
本発明に係る搬送装置の一態様は、
シート片、繊維、および粉体の少なくとも１つを含む搬送物を搬送するための搬送管と、
前記搬送管内に気流を発生させる気流発生部と、を有し、前記気流により前記搬送物を搬送する搬送装置であって、
前記搬送管は、前記搬送物が導入される導入口を有し、
前記搬送管内において、前記気流は、前記気流の方向と直交する方向に速度差を有し、
前記導入口は、前記気流の速度の小さい側に設けられている。
このような搬送装置では、気流の速度の小さい側から、気流の速度の大きい側に力が働き、搬送管の導入口における気流の吹き返しを抑えることができる。そのため、このような搬送装置では、気流の吹き返しよって下流側で風量が足りなくなることを抑制することができ、その分、気流の全体の流量を抑えることができる。さらに、このような搬送装置では、気流の吹き返しよって気流が乱れることによる搬送物の滞留を抑制することができる。
本発明に係る搬送装置の一態様は、
シート片、繊維、および粉体の少なくとも１つを含む搬送物を搬送するための搬送管と、
前記搬送管内に気流を発生させる気流発生部と、を有し、前記気流により前記搬送物を搬送する搬送装置であって、
前記搬送管は、前記搬送物が導入される導入口が設けられた第１部分を有し、
前記第１部分内への前記気流の流入方向は、前記第１部分から流出する前記気流の流出方向と異なる方向であり、
前記流入方向からみて、前記導入口は、前記搬送管の前記流出方向側に設けられている。
このような搬送装置では、搬送管内において、気流は、気流の方向と直交する方向に速度差を有することができ、導入口を、気流の速度の小さい側に設けることができる。これにより、このような搬送装置では、気流の流量を抑えつつ、搬送物の滞留を抑制することができる。
本発明に係る搬送装置の一態様は、
シート片、繊維、および粉体の少なくとも１つを含む搬送物を搬送するための搬送管と、
前記搬送管内に気流を発生させる気流発生部と、を有し、前記気流により前記搬送物を搬送する搬送装置であって、
前記搬送管は、
湾曲部と、
前記湾曲部の内側に設けられ、前記搬送物が導入される導入口と、を有する。
このような搬送装置では、搬送管内において、気流は、気流の方向と直交する方向に速度差を有することができ、導入口を、気流の速度の小さい側に設けることができる。これにより、このような搬送装置では、気流の流量を抑えつつ、搬送物の滞留を抑制することができる。
本発明に係る搬送装置において、
前記湾曲部の曲率半径は、前記湾曲部の内幅の５倍以上１５倍以下であってもよい。
このような搬送装置では、搬送物の滞留をより確実に抑制することができる。
本発明に係る搬送装置において、
前記搬送物を前記導入口に向けて案内する案内部をさらに有してもよい。
このような搬送装置では、搬送物を導入口に向けて案内することができる。
本発明に係る搬送装置において、
前記案内部は、前記気流の下流側の面が、前記導入口に向けて前記気流の方向に傾斜していてもよい。
このような搬送装置では、導入口における気流の吹き返しを抑えることができる。
本発明に係る搬送装置において、
前記搬送管は、
前記導入口が設けられた第１部分と、
前記第１部分よりも前記気流の上流側の第２部分と、を有し、
前記第１部分で規定される断面積は、前記第２部分で規定される断面積よりも小さくてもよい。
このような搬送装置では、第１部分内における気流の速度を大きくすることができ、第１部分において、安定して搬送物を搬送することができる。
本発明に係るシート製造装置の一態様は、
本発明に係る搬送装置を備える。
このようなシート製造装置では、本発明に係る搬送装置を備えることができる。
本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す図。 本実施形態に係るシート製造装置の搬送装置を模式的に示す断面図。 本実施形態に係るシート製造装置の搬送装置を模式的に示す平面図。 比較例に係る搬送装置を模式的に示す断面図。 本実施形態の第１変形例に係るシート製造装置の搬送装置を模式的に示す断面図。 本実施形態の第２変形例に係るシート製造装置の搬送装置を模式的に示す断面図。
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． シート製造装置
１．１． 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、大気中（空気中）等の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。粗砕部１２は、例えば、粗砕刃１４と、シューター（ホッパー）１６と、を有している。粗砕部１２は、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。粗砕刃１４によって裁断された原料は、シューター１６で受けてから搬送管１４０（搬送装置１１０）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、本実施形態で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４９ｂと、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。これは、メッシュベルト４６が損傷を受けずにウェブＶを切断することが可能な距離である。
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７２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（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、カレンダーローラー対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、加熱ローラー対８６を備えている。加熱部８４を加熱ローラー対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対８５（加圧部８２）は、加熱ローラー対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対８５や加熱ローラー対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。
なお、シート製造装置１００では、解繊部２０を通過した解繊物は、管３を介して、分級部（図示せず）に移送されてもよい。そして、分級部において分級された分級物が、選別部４０に搬送されてもよい。分級部は、解繊部２０を通過した解繊物を分級する。具体的には、分級部は、解繊物の中で比較的小さいものや密度の低いもの（樹脂粒や色剤や添加剤など）を分離して除去する。これにより、解繊物の中で比較的大きいもしくは密度の高いものである繊維の占める割合を高めることができる。分級部としては、例えば、サイクロン、エルボージェット、エディクラシファイヤーなどを用いる。
１．２． 搬送装置
シート製造装置１００は、図１に示すように、搬送装置１１０を備える。ここで、図２は、搬送装置１１０を模式的に示す断面図である。搬送装置１１０は、図２に示すように、案内部１３０と、搬送管１４０と、気流発生部１５０と、を有している。搬送装置１１０には、シューター１６を通過した搬送物が導入される。
シューター１６は、粗砕部１２を通過した搬送物を、案内部１３０に導く。搬送物は、シート片、繊維、および粉体の少なくとも１つを含む。「シート片」は、例えば、粗砕刃１４によって裁断された細片である。「繊維」は、解繊物であり、例えば、解繊部２０によって解繊され、管８を通って粗砕部１２に戻された解繊物である。「粉体」は、シートＳの原料となる繊維や樹脂を粉末状にしたものである。
シューター１６は、例えば、粗砕刃１４の下方（重力の作用する方向で下）に設けられている。図示の例では、シューター１６は、粗砕刃１４側から案内部１３０側に向けて、幅が狭くなるテーパー形状を有している。シューター１６の平面形状は、図３に示すように、略長方形であってもよい。シューター１６は、例えば、粗砕刃１４を支持している支持部１５に接続されている。
案内部１３０は、シューター１６を通過した搬送物を、搬送管１４０の導入口１４１に向けて案内する。案内部１３０は、シューター１６の下方に設けられている。図示の例では、案内部１３０は、シューター１６側から導入口１４１側に向けて、幅が広くなる逆テーパー形状を有している。案内部１３０の平面形状は、略長方形であってもよい。案内部１３０によって、搬送管１４０とシューター１６（粗砕部１２）との接続を容易に行うことができる。
案内部１３０は、シューター１６と一体に形成されていてもよいし、搬送管１４０と一体に形成されていてもよいし、シューター１６および搬送管１４０と一体に形成されていてもよい。
案内部１３０は、図２に示すように、第１斜面１３２と、第２斜面１３４と、を有している。斜面１３２，１３４は、案内部１３０の内面である。第１斜面１３２は、搬送管１４０内の気流αの上流側に設けられている。第２斜面１３４は、第１斜面１３２よりも気流αの下流側に設けられている。斜面１３２，１３４は、気流αの方向に対して傾斜している。
搬送管１４０は、案内部１３０を通過した搬送物を、解繊部２０に搬送する。搬送管１４０の材質は、特に限定されず、例えば、樹脂や金属である。搬送管１４０は、搬送物が導入される導入口１４１を有している。図示の例では、搬送管１４０は、導入口１４１が設けられた第１部分１４２を有している。導入口１４１は、案内部１３０の内部と搬送管１４０の内部とを連通している。図３に示す例では、導入口１４１の平面形状は、長方形であるが、その形状は特に限定されない。導入口１４１の短辺方向の長さ（例えば導入口が円の場合は直径）は、搬送物の最大長よりも長いことが好ましい。これにより、搬送物が導入口１４１において詰まることを抑制することができる。さらに、搬送管１４０の内幅（例えば内径）は、搬送物の最大長よりも長いことが好ましい。これにより、搬送物が搬送管１４０において詰まることを抑制することができる。
搬送管１４０の第１部分１４２は、搬送管１４０の側壁である。図２に示す例では、第１部分１４２は、湾曲した形状を有する湾曲部である。導入口１４１は、湾曲部である第１部分１４２の内側（曲率の大きい側）に設けられている。搬送管１４０の中心線Ｃは、第１部分１４２において円弧状である。図示の例では、第１部分１４２で規定される断面積（中心線Ｃと直交する面積）は、中心線Ｃに沿って一定である。
搬送管１４０の第１部分１４２の曲率半径は、例えば、第１部分１４２の内幅の５倍以上１５倍以下である。ここで、「内幅」とは、第１部分１４２において、気流αと直交する方向の最大長である。具体的には、「内幅」とは、第１部分１４２の断面形状が円形である場合は、内径（直径）であり、第１部分１４２の断面形状が楕円である場合は、長軸の長さであり、第１部分１４２の断面形状が多角形である場合は、２つの頂点を結ぶ線分のうち最も長い線分の長さである。
搬送管１４０には、気流αが生じている。搬送装置１１０は、気流αにより搬送物を搬送する。搬送管１４０内において、気流αは、気流αの方向と直交する方向に速度（風速）差を有している。上記のように第１部分１４２が湾曲しているため、遠心力によって気流αに速度差が生じる。すなわち、第１部分１４２内を通る気流αにおいて、第１部分１４２の内側（曲率の大きい側）の速度は、第１部分１４２の外側（曲率の小さい側）の速度よりも小さい。導入口１４１は、気流αの速度の小さい側（第１部分１４２の内側）に設けられている。第１部分１４２の内側の速度と、第１部分１４２の外側の速度と、の差は、例えば、１ｍ／ｓ以上１０ｍ／ｓ以下であり、好ましくは５ｍ／ｓ程度である。
搬送管１４０の第１部分１４２は、内面１４３を有している。内面１４３は、図２に示すように断面視においては、曲線として表される。図２に示すように、内面１４３（曲線１４３）は、点Ｔにおいて第２斜面１３４と交わっており、第２斜面１３４と、内面１４３（曲線１４３）の接点Ｔにおける接線（図示せず）と、の傾き角θは、例えば、３０°以上９０°未満である。傾き角θは、好ましくは、３０°以上６０°以下である。気流αの下流側の面である第２斜面１３４は、気流αの方向に対して傾斜している。言い換えると、案内部１３０は、斜面１３４が、導入口１４１に向けて気流αの方向に傾斜している。図示の例では、第１斜面１３２についても、気流αの方向に対して傾斜している。第１斜面１３２と、内面１４３（曲線１４３）の第１斜面１３２との接点における接線（図示せず）と、の傾き角ηは、例えば、３０°以上９０°未満である。
搬送管１４０は、例えば、第１部分１４２よりも気流αの上流側の第２部分１４４と、第１部分１４２よりも気流αの下流側の第３部分１４６と、を有している。第１部分１４２で規定される断面積は、第２部分１４４で規定される断面積、および第３部分１４６で規定される断面積よりも小さい。図示の例では、第２部分１４４は、第１部分１４２と接続される接続部１４４ａを有している。接続部１４４ａで規定される断面積は、気流αの方向に向かって徐々に小さくなっている。第２部分１４４は、気流αが導入される開口１４５を有している。第３部分１４６は、第１部分１４２と接続される接続部１４６ａを有している。接続部１４４ａで規定される断面積は、気流αの方向に向かって徐々に大きくなっている。第３部分１４６は、例えば、解繊部２０に接続されている。
搬送管１４０の第１部分１４２内への気流αの流入方向Ａは、第１部分１４２から流出する気流αの流出方向Ｂと異なる方向である。流入方向Ａからみて、導入口１４１は、搬送管１４０の流出方向Ｂ側に設けられている。すなわち、第１部分１４２は、流入方向Ａからみて、流出方向Ｂ側の第１側壁部１４２ａと、流出方向Ｂ側とは反対側の第２側壁部１４２ｂと、を有し、導入口１４１は、第１側壁部１４２ａに設けられている。
気流発生部１５０は、搬送管１４０内に気流αを発生させる。図示の例では、気流発生部１５０は、第３部分１４６に設けられている。気流発生部１５０としては、例えば、空気を吸引するブロアーを用いる。気流発生部１５０は、制御部１０４（図１参照）によって制御されていてもよい。なお、図示はしないが、気流発生部１５０は、管３（図１参照）に設けられていてもよいし、解繊部２０が気流発生部１５０として機能してもよい。
搬送装置１１０は、例えば、以下の特徴を有する。
搬送装置１１０では、搬送管１４０内において、気流αは、気流αの方向と直交する方向に速度差を有し、導入口１４１は、気流αの速度の小さい側に設けられている。そのため、搬送装置１１０では、気流αの速度の小さい側（第１部分１４２の内側、第１側壁部１４２ａ側）から、気流αの速度の大きい側（第１部分１４２の外側、第２側壁部１４２ｂ側）に力が働き、搬送管１４０の導入口１４１における気流αの吹き返しを抑えることができる。そのため、搬送装置１１０では、気流αの吹き返しよって下流側で風量が足りなくなることを抑制することができ、その分、気流αの全体の流量を抑えることができる。その結果、搬送装置１１０では、気流発生部１５０の小型化を図ることができる。
さらに、搬送装置１１０では、気流αの吹き返しよって気流αが乱れることによる搬送物の滞留を抑制することができる。さらに、搬送装置１１０では、例えば、気流αの吹き返しよって下流側で風量が足りなくなることによる搬送物の滞留を抑制することができる。その結果、搬送装置１１０では、搬送管１４０に安定して搬送物を導入し、安定して搬送物を搬送することができる。
以上のように、搬送装置１１０では、気流の流量を抑えつつ、搬送物の滞留を抑制することができる。
搬送装置１１０では、導入口１４１が設けられた第１部分１４２内への気流αの流入方向Ａは、第１部分１４２から流出する気流αの流出方向Ｂと異なる方向であり、流入方向Ａからみて、導入口１４１は、搬送管１４０の流出方向Ｂ側に設けられている。そのため、搬送装置１１０では、搬送管１４０内において、気流αは、気流αの方向と直交する方向に速度差を有することができ、導入口１４１を、気流αの速度の小さい側に設けることができる。これにより、搬送装置１１０では、気流の流量を抑えつつ、搬送物の滞留を抑制することができる。
搬送装置１１０では、搬送管１４０は、湾曲部である第１部分１４２と、第１部分１４２の内側に設けられ、搬送物が導入される導入口１４１と、を有する。そのため、搬送装置１１０では、搬送管１４０内において、気流αは、気流αの方向と直交する方向に速度差を有することができ、導入口１４１を、気流αの速度の小さい側に設けることができる。これにより、搬送装置１１０では、気流の流量を抑えつつ、搬送物の滞留を抑制することができる。
搬送装置１１０では、湾曲部である第１部分１４２の曲率半径は、第１部分１４２の内幅の５倍以上１５倍以下である。そのため、搬送装置１１０では、搬送物の滞留をより確実に抑制することができる（詳細は後述する「２． 実験例」参照）。
搬送装置１１０では、搬送物を導入口１４１に向けて案内する案内部１３０をさらに有する。そのため、搬送装置１１０では、搬送物を導入口１４１に向けて案内することができる。
搬送装置１１０では、案内部１３０は、導入口１４１に向けて幅が広くなる逆テーパー形状を有し、気流αの下流側の案内部１３０の第２斜面１３４は、気流αの方向に対して傾斜している。言い換えると、第２斜面１３４は、導入口１４１に向けて気流αの方向に傾斜している。そのため、搬送装置１１０では、導入口１４１における気流αの吹き返しを抑えることができる（詳細は後述する「２． 実験例」参照）。
搬送装置１１０では、第１部分１４２で規定される断面積は、第２部分１４４で規定される断面積よりも小さい。そのため、搬送装置１１０では、例えば第１部分１４２で規定される断面積が第２部分１４４で規定される断面積と同じ場合に比べて、第１部分１４２内における気流の速度を大きくすることができる。これにより、搬送装置１１０では、第１部分１４２において、安定して搬送物を搬送することができる。
２． 実験例
以下に実験例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実験例によって何ら限定されるものではない。
２．１． 実験例に用いた搬送装置
５つの搬送装置（実施例１〜４に係る搬送装置、および比較例１に係る搬送装置）を用いて実験を行った。
実施例１に係る搬送装置では、上述した搬送装置１１０のような搬送装置を用いた。すなわち、第１部分１４２は湾曲部であり、案内部１３０の斜面１３２，１３４は、気流αの方向に対して傾斜している（傾き角θ，ηともに４５°）。
実施例１に係る搬送装置では、第１部分１４２の中心線Ｃにおける曲率半径を３５０ｍｍとし、第１部分１４２の内径を３０ｍｍとし、シューター１６と案内部１３０との境界における長手方向の大きさを２００ｍｍ、および長手方向と直交する方向の大きさを２５ｍｍ（すなわち該境界の開口面積を５０００ｍｍ２）とし、気流αの風量を２．４ｍ３／ｍｉｎとし、搬送物をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の繊維（平均繊維長５ｍｍ、平均直径１００μｍ）とした。
実施例２に係る搬送装置は、気流αの流量を２．２ｍ３／ｍｉｎとし、搬送物をＰＥＴシートの細片（粗砕部１２によって裁断された細片、平均長１０ｍｍ、平均幅４ｍｍ、平均厚０．１５ｍｍ）としたこと以外は、実施例１に係る搬送装置と同じである。
実施例３に係る搬送装置は、案内部１３０の斜面１３２，１３４を、気流αの方向に対して傾斜させずに直交させ、第１部分１４２の中心線Ｃにおける曲率半径を３００ｍｍとし、第１部分１４２の内径を５５ｍｍとし、シューター１６と案内部１３０との境界における長手方向の大きさを２５０ｍｍ、および長手方向と直交する方向の大きさを４５ｍｍ（すなわち該境界の開口面積を１１２５０ｍｍ２）とし、気流αの風量を１．８ｍ３／ｍｉｎとし、搬送物をＰＰＣ（Ｐｌａｉｎ Ｐａｐｅｒ Ｃｏｐｉｅｒ）用紙の細片（平均長３６ｍｍ、平均幅４ｍｍ）としたこと以外は、実施例１に係る搬送装置と同じである。
実施例４に係る搬送装置は、案内部１３０の第２斜面１３４を、気流αの方向に対して傾斜させずに直交させ、第１部分１４２の中心線Ｃにおける曲率半径を８００ｍｍとし、第１部分１４２の内径を５５ｍｍとし、シューター１６と案内部１３０との境界における長手方向の大きさを３５０ｍｍ、および長手方向と直交する方向の大きさを４０ｍｍ（すなわち該境界の開口面積を１４０００ｍｍ２）とし、気流αの風量を２ｍ３／ｍｉｎとし、搬送物をＰＰＣ用紙の細片（平均長２０ｍｍ、平均幅５ｍｍ）としたこと以外は、実施例１に係る搬送装置と同じである。
比較例１に係る搬送装置１１１０は、図４に示すように、シューター１０１６と、案内部１１３０と、搬送管１１４０と、を有している。搬送管１１４０の第１部分１１４２は、湾曲した形状を有しておらず、直線状に延在している。案内部１１３０は、テーパー形状を有していない。第１部分１１４２の内径、シューター１６と案内部１３０との境界における開口の大きさ、気流αの風量、および搬送物は、実施例１に係る搬送装置で説明した条件と同じである。なお、便宜上、図４では、気流発生装置の図示を省略している。
２．２． 搬送物の滞留量についての調査
上記のような実施例１〜４および比較例１に係る搬送装置を用いて、搬送物の滞留量を調査した。具体的には、搬送装置１１０の気流発生装置を所定時間駆動させ、シューター１６内および案内部１３０内での搬送物の滞留状態を観察した。搬送管内に残っている搬送物の量が少ないほど、搬送物の滞留が生じていないといえる。
実施例１、実施例２、実施例３、実施例４の順番で、シューター１６および案内部１３０内に滞留する搬送物の量（滞留量）は多くなる傾向が見られたが、導入口１４１を閉塞することはなかった。これに対し比較例１では、シューター１０１６および案内部１１３０内に搬送物が滞留し、導入口１１４１を閉塞する状態が発生した。比較例１に係る搬送装置１１１０では、図４に示すように、導入口１１４１において気流の吹き返しが起こったために、搬送物の滞留が生じ、滞留量が多くなったと考えられる。したがって、搬送管１４０の第１部分１４２を湾曲した形状にすることにより、搬送物の滞留を抑制できることがわかった。
実施例１，２の方が実施例３，４よりも滞留量が少なかったのは、実施例１，２に係る搬送装置では、案内部１３０は、導入口１４１に向けて幅が広くなる逆テーパー形状を有し、第２斜面１３４は、気流αの搬送方向に対して傾斜しているためであると考えられる。したがって、案内部１３０の第１斜面１３２，第２斜面１３４のうち少なくとも第２斜面１３４を気流αの搬送方向に対して傾斜させることにより、搬送物の滞留を、より抑制できることがわかった。このように、案内部１３０の下流側の面である第２斜面１３４は、導入口に向けて気流αの方向に傾くように傾斜させることが好ましい。
さらに、実施例３，４より、第１部分１４２の曲率半径を、第１部分１４２の内幅の５倍以上１５倍以下、好ましくは５倍以上１４倍以下とすることにより、搬送物の滞留をより確実に抑制できることがわかった。
３． シート製造装置の変形例
３．１． 第１変形例
次に、本実施形態の第１変形例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５は、本実施形態の第１変形例に係るシート製造装置２００を模式的に示す断面図である。
以下、本実施形態の第１変形例に係るシート製造装置２００において、上述した本実施形態に係るシート製造装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。このことは、以下に示す本実施形態の第２変形例に係るシート製造装置においても同様である。
上述したシート製造装置１００では、図２に示すように、搬送装置１１０の搬送管１４０の第１部分１４２は、湾曲した形状を有していた。これに対し、シート製造装置２００では、図５に示すように、搬送装置１１０の搬送管１４０の第１部分１４２は、湾曲した形状を有しておらず、第１部分１４２は、折線形状を有している。図示の例では、第１部分１４２は、３つの直進部２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃを有している。
第１直進部２４２ａは、第２部分１４４に接続されている。第２直進部２４２ｂは、第１直進部２４２ａに接続されている。第３直進部２４２ｃは、第２直進部２４２ｂおよび第３部分１４６に接続されている。
シート製造装置２００の搬送装置１１０では、直進部２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃは、円弧を描くように（Ｕ字状に）隣り合う直進部と接続されている。導入口１４１は、円弧を描くように接続された直進部２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃの内側に設けられている。これにより、搬送装置１１０では、搬送管１４０内において、気流αは、気流αの方向と直交する方向に速度差を有することができ、導入口１４１を、気流αの速度の小さい側に設けることができる。これにより、搬送装置１１０では、気流の流量を抑えつつ、搬送物の滞留を抑制することができる。なお、第１部分１４２を構成する直進部の数は、複数であれば、特に限定されない。
３．２． 第２変形例
次に、本実施形態の第２変形例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６は、本実施形態の第２変形例に係るシート製造装置３００を模式的に示す断面図である。
上述したシート製造装置１００では、図２に示すように、搬送装置１１０の搬送管１４０の第１部分１４２は、湾曲した形状を有していた。これに対し、シート製造装置３００では、図６に示すように、搬送装置１１０の搬送管１４０の第１部分１４２は、湾曲した形状を有しておらず、第１部分１４２は、直線状の形状を有している。
シート製造装置３００では、搬送管１４０は、第１部分１４２よりも気流αの上流側の第４部分１４８を有している。第４部分１４８は、第１部分１４２に接続されている。図示の例では、第４部分１４８は、屈曲した形状を有しているが、直線状の形状を有していてもよい。
第４部分１４８は、二股の流路（２つの流路）１４８ａ、１４８ｂを形成している。第１流路１４８ａは、第１部分１４２の内部との境界Ｐにおいて連通している。第２流路１４８ｂは、第１部分１４２の内部との境界Ｑにおいて連通している。境界Ｐと境界Ｑとは、気流αの方向と直交する方向の同一仮想平面上に存在し、境界Ｐと導入口１４１との間の距離は、境界Ｑと導入口１４１との間の距離よりも小さい。
第１流路１４８ａは、気流βを導入する第１開口１４９ａを有している。第１開口１４９ａの近傍には、第１気流発生部１５２が設けられている。第２流路１４８ｂは、気流γを導入する第２開口１４９ｂを有している。第２開口１４９ｂの近傍には、第２気流発生部１５４が設けられている。気流発生部１５２，１５４としては、例えば、空気を送るエジェクターを用いる。
シート製造装置３００の搬送装置１１０では、第１気流発生部１５２によって第１流路１４８ａを通る気流βの速度は、第２気流発生部１５４によって第２流路１４８ｂを通る気流γの速度よりも小さい。気流βおよび気流γは、第１部分１４２内で混合され、気流αとなる。したがって、気流αは、境界Ｐ，Ｑ近傍では、気流αの方向と直交する方向に速度差を有する。導入口１４１は、気流αが気流αの方向と直交する方向に速度差を有する範囲に設けられている。そのため、シート製造装置３００の搬送装置１１０では、導入口１４１を、気流αの速度の小さい側に設けることができる。これにより、搬送装置１１０では、気流の流量を抑えつつ、搬送物の滞留を抑制することができる。
なお、本発明に係るシート製造装置によって製造されるシートＳは、シート状にしたものを主に指す。しかしシート状ものに限定されず、ボード状、ウェブ状であってもよい。本明細書におけるシートは、紙と不織布に分けられる。紙は、パルプや古紙を原料とし薄いシート状に成形した態様などを含み、筆記や印刷を目的とした記録紙や、壁紙、包装紙、色紙、画用紙、ケント紙などを含む。不織布は紙より厚いものや低強度のもので、一般的な不織布、繊維ボード、ティッシュペーパー（清掃用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（廃インクや油）吸収材、吸音材、断熱材、緩衝材、マットなどを含む。なお、原料としてはセルロースなどの植物繊維やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリエステルなどの化学繊維や羊毛、絹などの動物繊維であってもよい。
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。
３，７，８…管、９…ホッパー、１０…供給部、１２…粗砕部、１４…粗砕刃、１５…支持部、１６…シューター、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、４７，４７ａ…張架ローラー、４８…吸引部、４９…回転体、４９ａ…基部、４９ｂ…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、８０…シート形成部、８２…加圧部、８４…加熱部、８５…カレンダーローラー対、８５ａ…金属ローラー、８５ｂ…弾性ローラー、８６…加熱ローラー対、９０…切断部、９２…第１切断部、９４…第２切断部、９６…排出部、１００…シート製造装置、１０２…製造部、１０４…制御部、１１０…搬送装置、１３０…案内部、１３２…第１斜面、１３４…第２斜面、１４０…搬送管、１４１…導入口、１４２…第１部分、１４２ａ…第１側壁部、１４２ｂ…第２側壁部、１４３…内面、１４４…第２部分、１４４ａ…接続部、１４５…開口、１４６…第３部分、１４６ａ…接続部、１４８…第４部分、１４８ａ…第１流路、１４８ｂ…第２流路、１４９ａ…第１開口、１４９ｂ…第２開口、１５０…気流発生部、１５２…第１気流発生部、１５４…第２気流発生部、２００…シート製造装置、２４２ａ…第１直進部、２４２ｂ…第２直進部、２４２ｃ…第３直進部、３００…シート製造装置、１０１６…シューター、１１１０…搬送装置、１１３０…案内部、１１４０…搬送管、１１４１…導入口、１１４２…第１部分、Ａ…流入方向、Ｂ…流出方向、Ｐ，Ｑ…境界、Ｒ…方向、Ｓ…シート、Ｔ…接点、Ｖ，Ｗ…ウェブ、α，β，γ…気流

Claims (8)

  1. シート片、繊維、および粉体の少なくとも１つを含む搬送物を搬送するための搬送管と、
    前記搬送管内に気流を発生させる気流発生部と、を有し、前記気流により前記搬送物を搬送する搬送装置であって、
    前記搬送管は、前記搬送物が導入される導入口を有し、
    前記搬送管内において、前記気流は、前記気流の方向と直交する方向に速度差を有し、
    前記導入口は、前記気流の速度の小さい側に設けられている、ことを特徴とする搬送装置。
  2. シート片、繊維、および粉体の少なくとも１つを含む搬送物を搬送するための搬送管と、
    前記搬送管内に気流を発生させる気流発生部と、を有し、前記気流により前記搬送物を搬送する搬送装置であって、
    前記搬送管は、前記搬送物が導入される導入口が設けられた第１部分を有し、
    前記第１部分内への前記気流の流入方向は、前記第１部分から流出する前記気流の流出方向と異なる方向であり、
    前記流入方向からみて、前記導入口は、前記搬送管の前記流出方向側に設けられている、ことを特徴とする搬送装置。
  3. シート片、繊維、および粉体の少なくとも１つを含む搬送物を搬送するための搬送管と、
    前記搬送管内に気流を発生させる気流発生部と、を有し、前記気流により前記搬送物を搬送する搬送装置であって、
    前記搬送管は、
    湾曲部と、
    前記湾曲部の内側に設けられ、前記搬送物が導入される導入口と、を有する、ことを特徴とする搬送装置。
  4. 前記湾曲部の曲率半径は、前記湾曲部の内幅の５倍以上１５倍以下である、ことを特徴とする請求項３に記載の搬送装置。
  5. 前記搬送物を前記導入口に向けて案内する案内部をさらに有する、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の搬送装置。
  6. 前記案内部は、前記気流の下流側の面が、前記導入口に向けて前記気流の方向に傾斜している、ことを特徴とする請求項５に記載の搬送装置。
  7. 前記搬送管は、
    前記導入口が設けられた第１部分と、
    前記第１部分よりも前記気流の上流側の第２部分と、を有し、
    前記第１部分で規定される断面積は、前記第２部分で規定される断面積よりも小さい、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の搬送装置。
  8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の搬送装置を備える、シート製造装置。
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