WO2015097944A1 - シート製造装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a sheet manufacturing apparatus.
- a dry defibrating unit that pulverizes and defibrates paper, a first transport unit that transports the defibrated material that has been defibrated by the dry defibrating unit, and an air flow through the defibrated material transported by the first transport unit
- a classification unit for classifying and deinking a second conveyance unit for conveying the defibrated material deinked by the classification unit; and a paper molding unit for forming paper with the defibrated material conveyed by the second conveyance unit;
- the paper forming unit includes a forming drum having a plurality of small hole screens, and the forming drum is driven to rotate so that the fibers are discharged from the small hole screen and the discharged fibers are deposited on the mesh belt.
- a housing portion is provided to cover the forming drum of the paper forming portion of the paper recycling apparatus described above, there is no detailed description of what the housing portion is.
- a configuration is desired in which fine powders such as fibers are not scattered outside between the housing portion and the mesh belt.
- the present invention has been made to solve at least a part of the problems described above, and can be realized as the following forms or application examples.
- the material including at least a fiber passes through a plurality of openings, and the material passing through the drum part accumulates in the air as a web.
- a housing that covers the drum portion contacts the web on the downstream side in the web transport direction, and contacts the transport portion on the upstream side in the web transport direction from a portion in contact with the downstream side And a forming part for forming a sheet using the web.
- the material that has passed through the opening of the drum portion is deposited as a web on the transport portion and transported.
- the housing portion covering the drum portion is in contact with the deposited web on the downstream side in the web conveyance direction. Further, the housing portion is in contact with the conveyance portion on the upstream side in the web conveyance direction from the portion in contact with the web on the downstream side in the web conveyance direction. Since the web is not accumulated on the upstream side of the web conveyance direction, the housing portion is in contact with the conveyance portion, thereby suppressing the material from scattering out of the housing portion. Further, since the web is accumulated on the downstream side of the web conveyance direction, the accumulated web cannot pass when the housing portion comes into contact with the conveyance portion.
- the housing portion when the housing portion is in contact with the web, the web is allowed to pass through and the web that has passed through the drum portion is prevented from being scattered outside the housing portion. Therefore, the material that has passed through the drum portion remains in the housing portion, and the material can be prevented from scattering out of the housing portion.
- the housing portion includes a roller in contact with the web on the downstream side in the web conveyance direction.
- the roller is disposed on the downstream side of the housing portion in the web conveyance direction, and the roller and the deposited web are in contact with each other. Therefore, it is possible to prevent the material from leaking out of the housing portion and improve the web transportability. Furthermore, since the roller surface is in contact with the web, the web can be transported without breaking the deposited portion of the web and without damaging the surface of the web.
- the sheet manufacturing apparatus includes a driving unit that drives the roller.
- the web can be easily pulled in the conveyance direction and can be reliably conveyed.
- the sheet manufacturing apparatus is characterized in that the roller is movable and includes a biasing unit that biases the roller.
- the roller since the roller is movable and biased, the position can be changed according to the thickness of the web to be deposited, and even when webs having different thicknesses are conveyed, the webs can be conveyed without breaking. Can do.
- the housing portion has a pile seal portion on the upstream side in the web conveyance direction.
- the transport portion can be driven without hindering the movement of the transport portion. Moreover, since the conveyance part is not easily worn, the durability is excellent. Moreover, even if it does not contact airtight, it can reduce that materials, such as a fiber, leak out of a housing part.
- the housing portion includes a pile seal portion on the downstream side in the web conveyance direction, and the pile seal portion and the roller are in contact with each other. To do.
- the pile seal portion by using the pile seal portion, it is difficult to wear even if it contacts the rotating roller. Moreover, the clearance gap between a roller and a housing part can be plugged up, and even if it does not contact airtight, it can reduce that materials, such as a fiber, leak out of a housing part.
- Schematic which shows the structure of a sheet manufacturing apparatus Schematic which shows the structure of a dispersion
- the perspective view which shows the structure of a drum part.
- Schematic which shows the structure of the housing part periphery of a dispersion
- the sheet manufacturing apparatus is based on a technique for forming a raw material (defibrated material) Pu such as a pure pulp sheet or used paper into a new sheet Pr, for example.
- the sheet manufacturing apparatus includes a drum portion in which a material containing at least fibers passes through a plurality of openings, a material that passes through the drum portion accumulates in the air as a web, covers the drum portion, and covers the drum portion.
- a housing portion that is in contact with the web on the downstream side in the conveyance direction and that is in contact with the conveyance portion on the upstream side in the conveyance direction of the web relative to a portion that is in contact with the downstream side, and a molding portion that molds the sheet using the web. It is.
- the configuration of the sheet manufacturing apparatus will be specifically described.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a sheet manufacturing apparatus according to the present embodiment.
- the sheet manufacturing apparatus 1 of the present embodiment includes a supply unit 10, a crushing unit 20, a defibrating unit 30, a classification unit 40, a receiving unit 50, and an additive charging unit 60. , A dispersion unit 70, a transport unit 100, a cutting unit 110, a molding unit 200, and the like. And the control part which controls these members is provided.
- the supply unit 10 supplies used paper Pu to the crushing unit 20.
- the supply unit 10 includes, for example, a tray 11 that accumulates and stores a plurality of used paper Pu, and an automatic feeding mechanism 12 that can continuously input the used paper Pu in the tray 11 to the crushing unit 20.
- the used paper Pu supplied to the sheet manufacturing apparatus 1 is, for example, A4 size paper that is currently mainstream in offices.
- the crushing unit 20 cuts the supplied used paper Pu into pieces of several centimeter square paper.
- the crushing unit 20 includes a crushing blade 21 and constitutes an apparatus in which the cutting width of a normal shredder blade is widened. Thereby, the supplied used paper Pu can be easily cut into pieces of paper. Then, the divided coarsely crushed paper is supplied to the defibrating unit 30 via the pipe 201.
- the defibrating unit 30 includes a rotating rotary blade (not shown), and performs defibrating to unravel the crushed paper supplied from the crushing unit 20 into fibers.
- the defibrating unit 30 of the present embodiment performs defibrating in a dry manner in the air.
- printed ink, toner, a material for application to paper such as a bleeding prevention material, etc., become tens of ⁇ m or less and separate from the fibers (hereinafter referred to as “ink particles”). "). Therefore, the defibrated material that comes out from the defibrating unit 30 is fibers and ink particles obtained by defibrating the paper pieces.
- the classifying unit 40 classifies the defibrated material into ink particles and fibers.
- a cyclone as the classifying unit 40 (hereinafter, described as a cyclone 40 as the classifying unit) is applied, and the conveyed fibers are classified into air currents into ink particles and deinked fibers (deinked defibrated material).
- a cyclone 40 as the classifying unit
- another type of airflow classifier may be used instead of the cyclone 40.
- an airflow classifier other than the cyclone 40 for example, an elbow jet, an eddy classifier, or the like is used.
- the airflow classifier generates a swirling airflow, which is separated and classified by the difference in centrifugal force received depending on the size and density of the defibrated material, and the classification point can be adjusted by adjusting the speed and centrifugal force of the airflow. .
- the ink particles are divided into relatively small and low density ink particles and fibers larger than the ink particles and high density. Removing ink particles from fibers is called deinking.
- the cyclone 40 has a relatively simple structure of a tangential input type cyclone.
- the cyclone 40 of the present embodiment includes an introduction port 40a introduced from the defibrating unit 30, a cylinder part 41 with the introduction port 40a attached in a tangential direction, a conical part 42 following the lower part of the cylinder part 41, and the conical part 42
- a lower outlet 40b provided in the lower portion and an upper exhaust port 40c for discharging fine powder provided in the upper center of the cylindrical portion 41 are configured.
- the diameter of the conical portion 42 decreases toward the lower side in the vertical direction.
- the separated ink particles are led to the upper exhaust port 40c as fine powder together with air, and deinking proceeds.
- the short fiber mixture containing a large amount of ink particles is discharged from the upper exhaust port 40 c of the cyclone 40.
- the short fiber mixture containing a large amount of discharged ink particles is collected in the receiving unit 50 via the pipe 203 connected to the upper exhaust port 40 c of the cyclone 40.
- the deinked fiber is conveyed from the lower outlet 40b of the cyclone 40 toward the dispersing unit 70 via the pipe 204.
- a suction part for efficiently sucking the short fiber mixture from the upper exhaust port 40c may be disposed in the upper exhaust port 40c, the pipe 203, or the like.
- a resin for example, a fusion resin or a thermosetting resin
- An additive charging unit 60 for adding a product is provided.
- a flame retardant, a whiteness improver, a sheet strength enhancer, a sizing agent, and the like can be added as the additive.
- the dispersion unit 70 disperses at least a material containing fibers in the air.
- the dispersion unit 70 includes a mechanism that disperses a material including fibers and resin introduced from the pipe 204 by a rotational motion.
- the dispersion part 70 includes a drum part 300 through which a material containing at least fibers passes through a plurality of openings, a housing part 400 that covers the drum part 300, and the like.
- an endless mesh belt 73 (a part of the conveying unit 100) in which a mesh stretched by a stretching roller 72 (four stretching rollers 72 in the present embodiment) is formed. Has been placed.
- the mesh belt 73 is moved in one direction by rotating at least one of the stretching rollers 72.
- a suction device 75 as a suction unit that generates an airflow directed vertically downward is provided below the drum unit 300 via a mesh belt 73.
- the suction device 75 can suck the fibers dispersed in the air onto the mesh belt 73.
- the material that has passed through the drum unit 300 is configured to be deposited on the mesh belt 73 by the suction force of the suction device 75.
- the mesh belt 73 by moving the mesh belt 73 in one direction, the web W in which fibers and resin are deposited in a long shape can be formed.
- the mesh belt 73 may be made of metal, resin, or non-woven fabric, and may be any material as long as fibers can be deposited and an air stream can pass therethrough. Note that if the mesh hole diameter of the mesh belt 73 is too large, fibers enter between the meshes, resulting in unevenness when the web W (sheet) is formed.
- the suction device 75 can be configured by forming a sealed box with a window of a desired size opened under the mesh belt 73, and sucking air from other than the window to make the inside of the box have a negative pressure from the outside air.
- the web W concerning this embodiment means the structure form of the object containing a fiber and resin. Accordingly, the web is shown as a web even when the shape or the like is changed when the web W is heated, pressurized, cut or conveyed.
- the web W formed on the mesh belt 73 is transported by the transport unit 100.
- the conveyance unit 100 illustrates a conveyance process of the web W from when the mesh belt 73 is finally put into the stacker 160 as a sheet Pr (web W). Therefore, in addition to the mesh belt 73, a later-described transport belt device 101 and various rollers function as a part of the transport unit 100.
- the transport unit there may be at least one of a transport belt, a transport roller, and the like. Specifically, first, the web W formed on the mesh belt 73 which is a part of the transport unit 100 is transported according to the transport direction (arrow in the figure) by the rotational movement of the mesh belt 73. Next, the web W is transferred from the mesh belt 73 to the transport belt device 101 and transported according to the transport direction (arrow in the figure).
- the conveyance unit 100 includes a forming unit 200 that forms the sheet Pr using the web W.
- a pressure unit is disposed on the downstream side of the dispersion unit 70 in the conveyance direction of the web W.
- the pressurization part of this embodiment is the pressurization part 140 which has a pair of roller 141 which pressurizes the web W. FIG. By passing the web W between the pair of rollers 141, the web W can be pressurized. Thereby, the strength of the web W can be improved.
- the cutting unit front roller 120 is disposed on the downstream side of the pressing unit 140 in the conveyance direction of the web W.
- the front cutting section roller 120 includes a pair of rollers 121a and 121b.
- One of the rollers 121a and 121b is a drive control roller, and the other is a driven roller.
- a one-way clutch is used for the drive transmission unit that rotates the roller 120 in front of the cutting unit.
- the one-way clutch has a clutch mechanism that transmits rotational force only in one direction, and is configured to idle in the opposite direction.
- a cutting section 110 that cuts the web W in a direction intersecting the transport direction of the web W to be transported is disposed downstream of the front roller 120 in the transport direction of the web W.
- the cutting unit 110 includes a cutter, and cuts the continuous web W into sheets (sheets) according to a cutting position set to a predetermined length.
- a rotary cutter can be applied for the cutting unit 110. According to this, it becomes possible to cut while conveying the web W. Accordingly, since the conveyance of the web W is not stopped at the time of cutting, the manufacturing efficiency can be improved.
- the cutting unit 110 may apply various cutters in addition to the rotary cutter.
- a cutting portion rear roller 125 is disposed downstream of the cutting portion 110 in the conveyance direction of the web W.
- the post-cut section roller 125 is composed of a pair of rollers 126a and a roller 126b.
- One of the rollers 126a and 126b is a drive control roller, and the other is a driven roller.
- the web W can be tensioned by the speed difference between the front roller 120 and the rear roller 125. And it is comprised so that the cutting part 110 may be driven in the state with tension applied to the web W, and the web W may be cut
- a pair of heating and pressing rollers 151 constituting the heating and pressing unit 150 are arranged on the downstream side of the cutting unit rear roller 125 in the conveyance direction of the web W.
- the heating and pressing unit 150 binds (fixes) the fibers contained in the web W through a resin.
- a heating member such as a heater is provided at the center of the rotating shaft of the heating and pressing roller 151, and the web W being conveyed is heated by passing the web W between the pair of heating and pressing rollers 151. Can be pressurized.
- the web W is heated and pressed by the pair of heating and pressing rollers 151, so that the resin melts and becomes easily entangled with the fibers, and the fiber interval is shortened and the contact point between the fibers is increased. Thereby, a density increases and the intensity
- a rear cutting unit 130 for cutting the web W along the conveyance direction of the web W is disposed downstream of the heating and pressurization unit 150 in the conveyance direction of the web W.
- the rear cutting unit 130 includes a cutter and cuts according to a predetermined cutting position in the conveyance direction of the web W. Thereby, a sheet Pr (web W) having a desired size is formed. Then, the cut sheet Pr (web W) is stacked on the stacker 160 or the like.
- the sheet according to the above-described embodiment mainly refers to a sheet formed from a material containing fibers such as waste paper and pure pulp.
- the shape is not limited to that, and may be a board shape or a web shape (or a shape having irregularities).
- the raw material may be plant fibers such as cellulose, chemical fibers such as PET (polyethylene terephthalate) and polyester, and animal fibers such as wool and silk.
- the sheet is divided into paper and non-woven fabric.
- the paper includes a thin sheet form, and includes recording paper for writing and printing, wallpaper, wrapping paper, colored paper, Kent paper, and the like.
- Nonwoven fabrics are thicker or lower in strength than paper and include nonwoven fabrics, fiber boards, tissue paper, kitchen paper, cleaners, filters, liquid absorbents, sound absorbers, cushioning materials, mats, and the like.
- the used paper mainly refers to printed paper. However, if used as a raw material, the used paper is regarded as used paper regardless of whether it is used.
- FIG. 2A and 2B are schematic views showing the configuration of the dispersing portion, where FIG. 2A is a cross-sectional view in the direction of the rotation center axis, and FIG. 2B is a cross-sectional view along AA in FIG. .
- FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the drum portion.
- 4A and 4B are schematic views showing a configuration around the housing part of the dispersion part.
- FIG. 4A is a cross-sectional view including a mesh belt in the dispersion part
- FIG. It is a perspective view of a belt.
- the dispersion unit 70 includes a drum unit 300 and a housing unit 400.
- the drum portion 300 is provided in a rotating cylindrical portion 305, and has an opening 310 having a plurality of openings 311 through which a material containing at least fibers passes in the air, and a cylindrical shape having no opening 311. Part 315.
- the opening 310 and the cylindrical portion 315 are fastened by welding or screws, and rotate integrally.
- the cylindrical portion 305 is formed in a cylindrical shape using a metal plate such as stainless steel having a uniform thickness, and open ports 306 are provided at both ends thereof.
- the opening 310 is provided with a plurality of openings 311 (punching metal).
- a material containing fibers dispersed from the opening 311 passes therethrough, and the size, formation region, and the like of the opening 311 are appropriately set depending on the size and type of the material.
- the opening 310 is not limited to punching metal, and may be a wire mesh material.
- the plurality of openings 311 have the same size (area) and are arranged at equal intervals. Thereby, the material that has passed through the opening 311 is deposited on the mesh belt 73 with a uniform thickness and density. Moreover, the entangled fiber is loosened when passing through the opening 311.
- the cylindrical portion 315 is a portion that does not have the opening 311 and the like, and is a portion that contacts the housing portion 400.
- the housing part 400 has a frame body 401 in which five wall surfaces are joined, and has a space part inside. Below the housing part 400, there is no wall surface and an opening 406 is provided. Moreover, the housing part 400 has the frame joint surface 401a which is a circular opening in two opposing wall surfaces, and the pile seal part 410 mentioned later is joined to the frame body joint surface 401a. The housing part 400 has no opening other than the opening 406 and the frame joint surface 401a. The housing part 400 is enclosed so that the opening part 310 of the drum part 300 may come inside. That is, the opening 310 of the drum part 300 is located in the space inside the housing part 400. The housing portion 400 and the cylindrical portion 315 are in contact with each other.
- the drum portion 300 includes a cylindrical portion 315 a, an opening 310, and a cylindrical portion 315 b along the extending direction of the rotation center axis R, and the housing portion 400 is As shown in FIG. 2, the cylindrical portions 315a and 315b are in contact with the surface (cylindrical surface) S1 on the side away from the rotation center axis R. Thus, the housing part 400 and the cylindrical parts 315a and 315b are in contact with each other, so that the diffusion of the material containing the fibers passed through the opening 311 from the inside to the outside of the housing part 400 can be suppressed.
- the housing part 400 is arranged inside the drum part 300 in the rotation axis direction R of the drum part 300, the width dimension of the housing part 400 is larger than the width dimension of the drum part 300 in the rotation axis direction R of the drum part 300. Therefore, it is possible to obtain a configuration in which the apparatus configuration is shortened, and the apparatus configuration can be reduced in size.
- the housing part 400 is arranged inside the drum part 300 by making the housing part 400 larger than the outer diameter of the drum part 300.
- the housing part 400 of this embodiment has the pile seal part 410, and the surface S1 of the cylindrical part 315 and the pile seal part 410 are contacting.
- the pile seal part 410 is composed of, for example, a base part and a plurality of fibers densely planted on one side of the base part. In the pile seal portion, a plurality of fibers are planted so densely that fibers that have passed through the opening 311 of the drum portion 300 cannot pass. Then, the other surface of the base portion of the pile seal portion 410 and the frame joint surface 401a of the housing portion 400 are joined, and the tip of the fiber of the pile seal portion 410 is configured to contact the surface S1 of the tubular portion 315. ing.
- the surface S1 of the cylindrical part 315 with which the pile seal part 410 contacts has no opening. Further, it is desirable that at least the surface S1 with which the pile seal portion 410 is in contact has no unevenness. As a result, the gap between the frame 401 of the housing part 400 and the cylindrical part 315 of the drum part 300 is almost closed by the pile seal part 410. Therefore, the material containing the fiber that has passed through the opening 311 of the drum part 300 can be retained inside the housing part 400 and the discharge to the outside of the housing part 400 can be suppressed. Further, when the drum portion 300 rotates around the rotation center axis R, wear at the sliding portion between the tubular portion 315 and the pile seal portion 410 is suppressed, and the rotational load on the drum portion 300 can be reduced.
- the length of the fiber of the pile seal part 410 is set so that it may become longer than the space
- FIG. This is because the pile seal portion 410 is surely in contact with the tubular portion 315.
- the cylindrical portion 315 may have the pile seal portion 410.
- the pile seal portion 410 is provided on the housing portion 400 and is in contact with a cylindrical portion larger than the pile seal portion 410 in the extending direction of the rotation center axis R.
- a fixed flange portion 500 is provided inside the tubular portion 315 of the drum portion 300, and the tubular portion 315 and the flange portion 500 are connected to the second pile seal portion 510. Is touching through.
- the flange part 500 is arrange
- the flange portion 500 is fixed to the flange fixing plate 550.
- the flange fixing plate 550 is fixed to an external frame (not shown).
- the flange fixing plate 550 is provided with a material supply port 560 for supplying a material containing fibers into the drum unit 300.
- a second pile seal portion 510 is provided between the back surface S2 of the cylindrical portion 315 and the front surface 500a of the flange portion 500.
- the second pile seal portion 510 is configured by, for example, a base portion and a plurality of fibers that are densely planted on one side of the base portion. In the pile seal portion, a plurality of fibers are planted so densely that a material containing the fibers cannot pass through.
- the other surface of the base portion of the second pile seal portion 510 and the surface 500a of the flange portion 500 are joined, and the fiber tip portion of the second pile seal portion 510 is the back surface S2 of the tubular portion 315. It is comprised so that it may touch.
- the gap between the flange portion 500 and the cylindrical portion 315 of the drum portion 300 is substantially closed by the second pile seal portion 510. Therefore, it is possible to suppress the discharge of the material including the fibers of the drum unit 300 from the gap between the cylindrical unit 315 and the flange unit 500 of the drum unit 300.
- the drum unit 300 rotates around the rotation center axis R, it is used as a sliding part where the cylindrical part 315 and the second pile seal part 510 rub against each other, so that generation of wear is suppressed and rotation to the drum part 300 is performed. The load can be reduced.
- the fiber length of the second pile seal portion 510 is set to be longer than the distance between the flange portion 500 and the cylindrical portion 315 of the drum portion 300.
- the second pile seal portion 510 is surely in contact with the tubular portion 315. Since the second pile seal portion 510 is joined to the flange portion 500, it can be said that the flange portion 500 has the second pile seal portion 510. Note that the second pile seal portion 510 may be joined to the tubular portion 315. Further, the second pile seal part 510 is joined to the opening 310 side in the flange part 500. Not limited to this, the second pile seal portion 510 may be positioned away from the opening 310. In that case, there is a case where a gap is left between the flange portion 500 and the cylindrical portion 315, and the sliding load on the drum portion 300 may increase due to the material containing fibers entering the gap.
- the drum unit 300 is supported by a support unit (not shown), and the weight of the drum unit 300 is not applied to the pile seal unit 410 or the second pile seal unit 510.
- the housing portion 400 of the present embodiment is in contact with the web W on the downstream side in the conveyance direction of the web W, and the mesh belt 73 (conveyance portion) on the upstream side in the conveyance direction of the web W from the portion in contact with the web W on the downstream side. 100).
- the housing portion 400 includes a roller 450 that contacts the web W on the downstream side in the conveyance direction of the web W. And it has the 3rd pile seal part 410a which contact
- the third pile seal portion 410a is composed of, for example, a base portion and a plurality of fibers that are densely planted on one side of the base portion. In the pile seal portion, a plurality of fibers are planted so densely that the material containing the fibers that have passed through the drum portion 300 cannot pass. And as shown in FIG.4 (b), the 3rd pile seal part 410a is arrange
- the third pile seal portion 410a is disposed at three positions other than the position where the roller 450 of the frame 401 of the housing portion 400 is disposed.
- the gap between the three sides of the housing part 400 and the mesh belt 73 is substantially closed by the third pile seal part 410a.
- the mesh belt 73 is larger than the housing part 400 in the dimension perpendicular to the moving direction of the mesh belt 73 (the conveyance direction of the web W).
- the length of the fiber of the third pile seal part 410 a is set to be longer than the distance between the frame joint surface 401 a of the frame 401 of the housing part 400 and the mesh belt 73. This is because the third pile seal portion 410 a is surely in contact with the mesh belt 73.
- a first cover portion 402 that extends downward from the housing portion 400.
- the lower part of the first cover part 402 covers the area of more than half of the inner side of the pile seal part 410a as long as it does not contact the mesh belt 73. If the fibers of the third pile seal portion 410a jump out inward, the material containing the fibers that have passed through the opening 411 may be caught and entangled, resulting in a large fiber dam. When such fiber lumps are mixed in the web W, it becomes a sheet having a high density in part, which is not good. Therefore, the inside of the third pile seal portion 410a is covered with the first cover portion 402 of the housing portion 400, thereby preventing the fibers from protruding from the third pile seal portion 410a. Moreover, it can also prevent that the material containing the fiber which passed the opening 411 adheres to the inner side of the 3rd pile seal part 410a.
- the roller 450 of the housing part 400 has a rotation center axis along a direction (width direction of the web W) that intersects the conveyance direction of the web W, as shown in FIG. Further, the roller 450 has a length equivalent to the width dimension of the frame body 401 in the width direction of the web W at positions other than the three sides of the frame body 401 where the third pile seal portion 410a is provided. ing.
- the roller 450 has a drive unit (not shown) such as a motor for driving the roller 450.
- a drive unit such as a motor for driving the roller 450.
- the roller 450 is movable and has a biasing portion (not shown) such as a spring material that biases the roller 450.
- the roller 450 is movable in the vertical direction (the direction intersecting the deposition surface of the web W), and an urging portion that urges the movement of the roller 450 in the vertical direction is provided. Accordingly, the position of the web W deposited on the mesh belt by the drum unit 300 is variable, and the web W can be transported without being broken even when the webs W having different thicknesses are transported.
- the housing part 400 has a fourth pile seal part 410b, and the fourth pile seal part 410b and the roller 450 are in contact with each other.
- the configuration of the fourth pile seal portion 410b is the same as the configuration of the third pile seal portion 410a, and a description thereof will be omitted.
- the other surface of the base portion of the fourth pile seal portion 410b and the frame joint surface 401b of the housing portion 400 are joined so that the fiber tip portion of the fourth pile seal portion 410b is in contact with the surface of the roller 450. It is configured.
- the gap between the frame joint surface 401b of the housing part 400 and the roller 450 is substantially closed by the fourth pile seal part 410b.
- the fourth pile seal portion 410b is used as a sliding portion where the roller 450 and the fourth pile seal portion 410b rub against each other, so that the generation of wear is suppressed and the load on the roller 450 is reduced. Can be reduced.
- the length of the fibers of the fourth pile seal portion 410 b is set to be longer than the distance between the frame joint surface 401 b of the frame body 401 of the housing portion 400 and the surface of the roller 450. This is because the fourth pile seal portion 410b is surely in contact with the roller 450.
- the lower part of the second cover part 403 covers an area of more than half of the inner side of the pile seal part 410b as long as it does not contact the roller 450. Since the operation and effect of the second cover portion 403 are the same as the operation and effect of the first cover portion 402, description thereof will be omitted.
- the gap between the housing part 400 and the mesh belt 73 is the third in the four-way positions corresponding to the surface S1 of the mesh belt 73 of the frame body 401 of the housing part 400.
- the three pile seal portion 410a is almost closed. Further, in the remaining one position, the gap between the housing part 400 and the mesh belt 73 is almost closed by the fourth pile seal part 410b and the roller 450. Therefore, the material containing the fiber that has passed through the opening of the drum part 300 can be retained inside the housing part 400 and the discharge to the outside of the housing part 400 can be suppressed.
- a material including the fibers classified by the cyclone 40 and the fusion resin charged from the additive charging unit 60 is supplied from the material supply port 560 of the flange fixing plate 550 to the drum unit 300 side via the pipe 204. .
- the housing part 400 is sized so as to be in contact with the cylindrical part 315 of the drum part 300, and the pipe 204 positioned outside the cylindrical part 315 is not in contact with the housing part 400.
- Material is supplied from the pipe 204 through the flange portion 500 side. Then, the material supplied from the material supply port 560 flows to the opening 310 side through the opening 306 of the drum unit 300.
- the drum unit 300 is driven to rotate about the rotation center axis R by a driving unit (motor or the like) (not shown).
- a driving unit motor or the like
- the fiber and the resin supplied into the drum unit 300 are mixed, and the material containing the fiber and the resin is dispersed by centrifugal force.
- the dispersed material passes through the opening 311 of the opening 310.
- the material F that has passed through the opening 311 falls to the opening 406 side provided below the housing portion 400 and accumulates on the mesh belt 73.
- a part of the dispersed material is a boundary portion between the drum unit 300 and the housing unit 400. Or diffuses in the gap between the drum portion 300 and the flange portion 500. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, a pile seal portion 410 is disposed at the boundary portion between the drum portion 300 and the housing portion 400. As a result, the dispersion of the material dispersed in the direction of the boundary between the drum part 300 and the housing part 400 is regulated by the pile seal part 410.
- a second pile seal portion 510 is disposed in the gap between the drum portion 300 and the flange portion 500. Accordingly, the dispersion of the material dispersed in the gap direction between the drum unit 300 and the flange unit 500 is regulated by the second pile seal unit 510.
- a closed space is formed inside the housing portion 400 by the roller 450 in contact with the web W and the third pile seal portion 410a in contact with the mesh belt 73.
- the material F that has passed through the opening due to the rotational drive of the drum unit 300 falls to the open port 406 side provided below the housing unit 400, but at this time, the material F is vertically below the drum unit 300 and is mesh belt.
- the material F containing the fibers dispersed in the air is sucked by the drive of the suction device 75 (see FIG. 1) disposed through 73. Accordingly, since the material F is deposited on the mesh belt 73 while being sucked in the closed space of the housing portion 400, the material F (web W) can be uniformly deposited.
- the housing portion 400 that covers the drum portion 300 includes a roller 450 that is in contact with the web W deposited on the downstream side in the conveyance direction of the web W, and is further in contact with the mesh belt 73 on the upstream side in the conveyance direction of the web from the roller 450.
- a pile seal portion 410a is provided. Therefore, the material F that has passed through the drum portion 300 remains in the housing portion 400, and the outflow of the material F to the outside of the housing portion 400 can be suppressed.
- this embodiment is a wet type using a lot of water, the pile seal portion cannot be sealed airtight, so that water leaks out.
- the embodiment of the present invention is a dry type in which the material that has passed through the drum portion is deposited in the air as a web. Therefore, there is no problem even if air leaks.
- the housing part 400 and the mesh belt 73 may be in contact with each other so that the material containing the fibers does not come out, or the housing part 400 and the web W may be in contact with each other.
- an elastic material such as rubber as a seal member. In this case, problems such as an increase in the sliding load of the mesh belt 73 and an increase in the amount of wear occur.
- Pile seals can reduce sliding load and wear compared to rubber. In particular, in the case of a material that wears, a gap is formed and the material containing the fiber leaks out, or the worn material is mixed with the material containing the fiber, so that the quality of the formed sheet is deteriorated.
- the pile seal portion 410b is provided for the roller 450 in the above embodiment, it may be omitted. In that case, the gap between the housing part 400 and the roller 450 may be narrow enough to prevent the material from being discharged to the outside. Since the rotation direction of the roller 450 on the housing part side is the rotation direction toward the inside of the housing part, even if the material F is deposited on the roller 450, the roller 450 is not discharged outside depending on the rotation direction.
- the housing part 400 has a rectangular parallelepiped shape, but the frame body 401 may be curved or inclined.
- the housing part 400 is in contact with the cylindrical part 315 of the drum part 300.
- the housing part 400 may be larger than the drum part 300 in the direction of the rotation center axis of the drum part 300.
- the description as the drum portion may have an action of selecting whether or not to pass through the opening 311, and has an action of loosening by passing through the opening 311. It may have a function of dispersing by passing through the opening 311. Alternatively, it may have at least one action.
- the first cover portion 402 and the second cover portion 403 may be separated from the housing portion 400 and joined to the housing portion 400 or joined to the inside of the third pile seal portion 410a. May be.
- the mesh belt 73 is larger in dimension in the direction orthogonal to the moving direction of the mesh belt 73 (the conveyance direction of the web W) than the housing part 400, but is not limited thereto.
- the pile seal portion 410 a may be provided so as to be larger than the mesh belt 73 of the housing portion 400 and to contact the side surface of the mesh belt 73. That is, the housing portion 400 may be in contact with a portion other than the surface S1 (surface on which the web W is deposited) of the mesh belt 73.
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Abstract
繊維等の微粉をハウジング部の外に排出されることを防ぐ。 少なくとも繊維を含む材料が複数の開口を通過するドラム部と、前記ドラム部を通過した前記材料がウエブとして空気中で堆積し、前記ウエブを搬送する搬送部と、前記ドラム部を覆い、前記ウエブの搬送方向の下流側において前記ウエブと接し、前記下流側で接する部分よりも前記ウエブの搬送方向の上流側において前記搬送部と接するハウジング部と、前記ウエブを用いてシートを成形する成形部と、を備える。
Description
本発明は、シート製造装置に関する。
従来、紙を粉砕して解繊する乾式解繊部と、乾式解繊部で解繊された解繊物を搬送する第1搬送部と、第1搬送部で搬送された解繊物を気流分級して脱墨する分級部と、分級部で脱墨された解繊物を搬送する第2搬送部と、第2搬送部で搬送された解繊物で紙を成形する紙成形部と、を有する紙再生装置が知られている。そして、紙成形部では、複数の小穴スクリーンを有するフォーミングドラムを備え、当該フォーミングドラムを回転駆動させることにより、小孔スクリーンから繊維を吐出させ、吐出させた繊維をメッシュベルト上に堆積させるように構成されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上記に示す紙再生装置の紙成形部のフォーミングドラムを覆うハウジング部が設けられるが、ハウジング部がどのようなものであるかの詳細な記載はない。特に、フォーミングドラムから吐出された繊維をメッシュベルト上に堆積させる際、ハウジング部とメッシュベルトとの間から繊維等の微粉が外に飛び散らないような構成が望まれている。
本発明は、上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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例にかかるシート製造装置は、少なくとも繊維を含む材料が複数の開口を通過するドラム部と、前記ドラム部を通過した前記材料がウエブとして空気中で堆積し、前記ウエブを搬送する搬送部と、前記ドラム部を覆い、前記ウエブの搬送方向の下流側において前記ウエブと接し、前記下流側で接する部分よりも前記ウエブの搬送方向の上流側において前記搬送部と接するハウジング部と、前記ウエブを用いてシートを成形する成形部と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、ドラム部の開口から通過した材料は搬送部上にウエブとして堆積され、搬送される。ドラム部を覆うハウジング部は、ウエブの搬送方向の下流側では堆積されたウエブと接している。さらに、ハウジング部は、ウエブの搬送方向の下流側でウエブに接する部分よりもウエブの搬送方向の上流側において搬送部と接している。ウエブの搬送方向上流側ではウエブは堆積していないため、ハウジング部は搬送部と接することで材料がハウジング部の外へ飛び散ることを抑制する。また、ウエブの搬送方向下流側ではウエブが堆積しているため、ハウジング部が搬送部に接すると堆積したウエブが通過できなくなる。そこで、ハウジング部がウエブと接することで、ウエブを通過させるとともに、ドラム部を通過したウエブがハウジング部の外へ飛び散ることを抑制する。従って、ドラム部を通った材料は、ハウジング部内に留まり、材料がハウジング部の外へ飛び散ることを抑制することができる。
[適用例2]上記適用例にかかるシート製造装置では、前記ウエブの搬送方向の下流側において、前記ハウジング部は前記ウエブと接するローラーを有することを特徴とする。
この構成によれば、ハウジング部のウエブの搬送方向の下流側にはローラーが配置され、当該ローラーと堆積されたウエブとが接する。従って、材料がハウジング部の外へ漏れるのを抑制するとともに、ウエブの搬送性を向上させることができる。さらに、ローラー面がウエブに接するため、ウエブの堆積部分を崩すことなく、また、ウエブの表面を傷つけることなく搬送することができる。
[適用例3]上記適用例にかかるシート製造装置では、前記ローラーを駆動する駆動部を有することを特徴とする。
この構成によれば、ウエブを搬送方向に引き込みやすくし、確実に搬送することができる。
[適用例4]上記適用例にかかるシート製造装置の前記ローラーは移動可能で、前記ローラーを付勢する付勢部を有することを特徴とする。
この構成によれば、ローラーは移動可能で付勢されているので、堆積されるウエブの厚みに応じて位置が可変となり、厚さの異なるウエブが搬送されてもウエブを崩さずに搬送することができる。
[適用例5]上記適用例にかかるシート製造装置では、前記ウエブの搬送方向の上流側において、前記ハウジング部はパイルシール部を有することを特徴とする。
この構成によれば、ハウジング部のパイルシール部と搬送部とが接するので、搬送部の動きを阻害することなく搬送部を駆動させることができる。また、搬送部が摩耗しにくいため、耐久性に優れる。また、気密に接しなくても、繊維等の材料をハウジング部の外に漏れだすのを低減できる。
[適用例6]上記適用例にかかるシート製造装置は、前記ウエブの搬送方向の下流側において、前記ハウジング部はパイルシール部を有し、前記パイルシール部と前記ローラーとが接することを特徴とする。
この構成によれば、パイルシール部を用いることで、回転するローラーと接しても摩耗しにくい。また、ローラーとハウジング部の隙間を塞ぐことができ、気密に接しなくても、繊維等の材料をハウジング部の外に漏れだすのを低減できる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各部材等を認識可能な程度の大きさにするため、各部材等の尺度を実際とは異ならせて示している。
まず、シート製造装置の構成について説明する。シート製造装置は、例えば、純パルプシートや古紙などの原料(被解繊物)Puを新たなシートPrに成形する技術に基づくものである。シート製造装置は、少なくとも繊維を含む材料が複数の開口を通過するドラム部と、ドラム部を通過した材料がウエブとして空気中で堆積し、ウエブを搬送する搬送部と、ドラム部を覆い、ウエブの搬送方向の下流側においてウエブと接し、下流側で接する部分よりもウエブの搬送方向の上流側において搬送部と接するハウジング部と、ウエブを用いてシートを成形する成形部と、を備えたものである。以下、具体的にシート製造装置の構成について説明する。
図1は、本実施形態にかかるシート製造装置の構成を示す概略図である。図1に示すように、本実施形態のシート製造装置1は、供給部10と、粗砕部20と、解繊部30と、分級部40と、受け部50と、添加物投入部60と、分散部70と、搬送部100と、切断部110及び成形部200等を備えている。そして、これらの部材を制御する制御部を備えている。
供給部10は、粗砕部20に古紙Puを供給するものである。供給部10は、例えば、複数枚の古紙Puを重ねて貯めておくトレー11と、トレー11中の古紙Puを粗砕部20に連続して投入可能な自動送り機構12等を備えている。シート製造装置1に供給する古紙Puとしては、例えば、オフィスで現在主流となっているA4サイズの用紙等である。
粗砕部20は、供給された古紙Puを数センチメートル角の紙片に裁断するものである。粗砕部20では、粗砕刃21を備え、通常のシュレッダーの刃の切断幅を広げたような装置を構成している。これにより、供給された古紙Puを容易に紙片に裁断することができる。そして、分断された粗砕紙は、配管201を介して解繊部30に供給される。
解繊部30は、回転する回転刃(図示せず)を備え、粗砕部20から供給された粗砕紙を繊維状に解きほぐす解繊を行うものである。なお、本実施形態の解繊部30は、空気中で乾式で解繊を行うものである。解繊部30の解繊処理により、印刷されたインクやトナー、にじみ防止材等の紙への塗工材料等は、数十μm以下の粒となって繊維と分離する(以下、「インク粒」という)。したがって、解繊部30から出る解繊物は、紙片の解繊により得られる繊維とインク粒である。そして、回転刃の回転によって気流が発生する機構となっており、配管202を介して解繊された繊維はこの気流に乗って分級部40に搬送される。なお、風発生機構を備えていない乾式の解繊部30を用いる場合には、粗砕部20から解繊部30に向けて気流を発生させる気流発生装置を別途設けるようにすればよい。
分級部40は、解繊物をインク粒と繊維とに分級するものである。本実施形態では、分級部40としてのサイクロン(以下、分級部としてのサイクロン40として説明する)を適用し、搬送された繊維をインク粒と脱墨繊維(脱墨解繊物)とに気流分級する。なお、サイクロン40に替えて他の種類の気流式分級器を利用してもよい。この場合、サイクロン40以外の気流式分級器としては、例えば、エルボージェットやエディクラシファイヤー等が用いられる。気流式分級器は旋回気流を発生させ、解繊物のサイズと密度により受ける遠心力の差によって分離、分級するもので、気流の速度、遠心力の調整により、分級点を調整することができる。これにより比較的小さく密度の低いインク粒と、インク粒より大きく密度の高い繊維とに分けられる。繊維からインク粒を除去することを脱墨と言う。
なお、サイクロン40は、接線入力方式のサイクロンが比較的簡便な構造である。本実施形態のサイクロン40は、解繊部30から導入される導入口40aと、導入口40aが接線方向についた筒部41と、筒部41の下部に続く円錐部42と、円錐部42の下部に設けられる下部取出口40bと、筒部41の上部中央に設けられる微粉排出のための上部排気口40cとから構成される。円錐部42は鉛直方向下方にむかって径が小さくなる。
分級処理において、サイクロン40の導入口40aから導入された解繊物をのせた気流は、筒部41で円周運動に変わり、遠心力がかかり、気流との相乗効果で、繊維は絡み合い大きくなり、円錐部42へと移動する。また、分離されたインク粒は空気とともに微粉として上部排気口40cへ導出され、脱墨が進行する。そして、サイクロン40の上部排気口40cからインク粒が多量に含まれた短繊維混合物が排出される。そして、排出されたインク粒が多量に含まれる短繊維混合物は、サイクロン40の上部排気口40cに接続された配管203を介して受け部50に回収される。一方、サイクロン40の下部取出口40bから配管204を介して分散部70に向けて脱墨された繊維が搬送される。なお、上部排気口40cや配管203等に、上部排気口40cから短繊維混合物を効率よく吸引するための吸引部を配置してもよい。
また、脱墨された繊維がサイクロン40から分散部70に搬送される配管204の途中には、搬送される脱墨繊維に対して樹脂(例えば、融着樹脂あるいは熱硬化性樹脂)等の添加物を添加する添加物投入部60が設けられている。なお、添加物としては、融着樹脂の他、例えば、難燃剤、白色度向上剤、シート力増強剤やサイズ剤等を投入することも可能である。これらの添加物は、添加物貯留部61に貯留され、図示しない投入機構によって投入口62から投入される。
分散部70は、少なくとも繊維を含む材料を空気中に分散させるものである。本実施形態の分散部70は、配管204から投入された繊維と樹脂とを含む材料を回転運動により分散させる機構を備えている。分散部70は、少なくとも繊維を含む材料が複数の開口を通過するドラム部300とドラム部300を覆うハウジング部400等を備えている。
分散部70の下方には、張架ローラー72(本実施形態では、4つの張架ローラー72)によって張架されるメッシュが形成されているエンドレスのメッシュベルト73(搬送部100の一部)が配置されている。そして、張架ローラー72のうちの少なくとも1つが自転することで、このメッシュベルト73が一方向に移動するようになっている。
また、ドラム部300の鉛直下方には、メッシュベルト73を介して、鉛直下方に向けた気流を発生させる吸引部としてのサクション装置75が設けられている。サクション装置75によって、空気中に分散された繊維をメッシュベルト73上に吸引することができる。
そして、ドラム部300を通過した材料が、サクション装置75による吸引力によって、メッシュベルト73上に堆積されるように構成されている。このとき、メッシュベルト73を一方向に移動させることにより、繊維と樹脂とを長尺状に堆積させたウエブWを成形することができる。分散部70における材料の分散とメッシュベルト73の移動を連続的に行うことで、帯状の連続したウエブWが成形される。なお、メッシュベルト73は金属製でも、樹脂製でも、不織布でもよく、繊維が堆積でき、気流を通過させることができれば、どのようなものであってもよい。なお、メッシュベルト73のメッシュの穴径が大きすぎるとメッシュの間に繊維が入り込み、ウエブW(シート)を成形したときの凸凹になり、一方、メッシュの穴径が小さすぎると、サクション装置75による安定した気流を形成しづらい。このため、メッシュの穴径は適宜調整することが好ましい。サクション装置75はメッシュベルト73の下に所望のサイズの窓を開けた密閉箱を形成し、窓以外から空気を吸引し箱内を外気より負圧にすることで構成できる。なお、本実施形態にかかるウエブWとは、繊維と樹脂とを含む物体の構成形態を言う。従って、ウエブWの加熱時や加圧時や切断時や搬送時等において寸法等の形態が変化した場合であってもウエブとして示している。
メッシュベルト73上に成形されたウエブWは、搬送部100によって搬送される。本実施形態の搬送部100は、メッシュベルト73から最終的にシートPr(ウエブW)としてスタッカー160に投入されるまでの間のウエブWの搬送過程を示している。従って、メッシュベルト73の他、後述の搬送ベルト装置101や各種ローラー等は搬送部100の一部として機能する。搬送部としては、搬送ベルトや搬送ローラーなどの少なくとも一つがあればよい。具体的には、まず、搬送部100の一部であるメッシュベルト73上に成形されたウエブWは、メッシュベルト73の回転移動により、搬送方向(図中の矢印)に従って搬送される。次いで、ウエブWは、メッシュベルト73から搬送ベルト装置101に受け渡され、搬送方向(図中の矢印)に従って搬送される。なお、本実施形態では、搬送部100にはウエブWを用いてシートPrを成形する成形部200が含まれている。
ウエブWの搬送方向における分散部70の下流側に加圧部が配置されている。なお、本実施形態の加圧部は、ウエブWを加圧する一対のローラー141を有する加圧部140である。一対のローラー141間にウエブWを通過させることにより、ウエブWを加圧することができる。これにより、ウエブWの強度を向上させることができる。
ウエブWの搬送方向における加圧部140よりも下流側には、切断部前ローラー120が配置されている。切断部前ローラー120は、一対のローラー121aとローラー121bとで構成されている。ローラー121a,121bのうち、一方が駆動制御ローラーであり、他方が従動ローラーである。
また、切断部前ローラー120を回転させる駆動伝達部にはワンウエイクラッチが用いられている。ワンウエイクラッチは、一方の方向のみに回転力を伝達するクラッチ機構を有し、逆方向に対して空転するように構成されている。これにより、切断部後ローラー125と切断部前ローラー120との速度差でウエブWに過度のテンションが掛けられた際、切断部前ローラー120側で空転するため、ウエブWへのテンションが抑制され、ウエブWが引きちぎられることを防止できる。
ウエブWの搬送方向における切断部前ローラー120の下流側には、搬送されるウエブWの搬送方向と交差する方向にウエブWを切断する切断部110が配置されている。切断部110は、カッターを備え、連続状のウエブWを所定の長さに設定された切断位置に従って枚葉状(シート状)に切断する。切断部110は、例えば、ロータリーカッターを適用することができる。これによれば、ウエブWを搬送させながら切断が可能となる。従って、切断時にウエブWの搬送を停止させないので、製造効率を向上させることができる。なお、切断部110は、ロータリーカッターの他、各種カッターを適用してもよい。
切断部110よりウエブWの搬送方向の下流側には、切断部後ローラー125が配置されている。切断部後ローラー125は、一対のローラー126aとローラー126bとで構成されている。ローラー126aとローラー126bのうち、一方が駆動制御ローラーであり、他方が従動ローラーである。
本実施形態では、切断部前ローラー120と切断部後ローラー125との速度差によってウエブWにテンションをかけることができる。そして、ウエブWにテンションをかけた状態で切断部110を駆動してウエブWを切断するように構成されている。
切断部後ローラー125よりもウエブWの搬送方向の下流側には、加熱加圧部150を構成する一対の加熱加圧ローラー151が配置されている。当該加熱加圧部150は、ウエブWに含まれる繊維同士を樹脂を介して結着(定着)させるものである。加熱加圧ローラー151の回転軸中心部にはヒーター等の加熱部材が設けられており、当該一対の加熱加圧ローラー151間にウエブWを通過させることにより、搬送されるウエブWに対して加熱加圧することができる。そして、ウエブWは一対の加熱加圧ローラー151によって加熱加圧されることで、樹脂が溶けて繊維と絡みやすくなるとともに繊維間隔が短くなり繊維間の接触点が増加する。これにより、密度が高まってウエブWとしての強度が向上する。
加熱加圧部150よりもウエブWの搬送方向の下流側に、ウエブWの搬送方向に沿ってウエブWを切断する後切断部130が配置されている。後切断部130は、カッターを備え、ウエブWの搬送方向における所定の切断位置に従って切断する。これにより、所望するサイズのシートPr(ウエブW)が成形される。そして、切断されたシートPr(ウエブW)はスタッカー160等に積載される。
なお、上記実施形態にかかるシートとは、古紙や純パルプなどの繊維を含むものを原料とし、シート状にしたものを主に言う。しかし、そのようなものに限らず、ボード状やウエブ状(や凸凹を有する形状で)あってもよい。また、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。本願においてシートとは、紙と不織布に分かれる。紙は、薄いシート状に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、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、不織布、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、マットなどを含む。
また、上記本実施形態において古紙とは、主に印刷された紙を指すが、紙として成形されたものを原料とするのであれば使用したか否かに関わらず古紙とみなす。
次に、分散部70の構成について詳細に説明する。図2は、分散部の構成を示す概略図であり、図2(a)は、回転中心軸方向における断面図、図2(b)は、図2(a)におけるA-A断面図である。また、図3は、ドラム部の構成を示す斜視図である。図4は、分散部のハウジング部周辺の構成を示す概略図であり、図4(a)は、分散部にメッシュベルトを含めた断面図、図4(b)は分散部の下側とメッシュベルトの斜視図である。図2に示すように、分散部70は、ドラム部300とハウジング部400等を備えている。
ドラム部300は、図3に示すように、回転する円筒部305に設けられ、少なくとも繊維を含む材料が空気中で通過する複数の開口311を有する開口部310と、開口311を有しない筒状部315とを有している。開口部310と筒状部315は溶接やネジなどで締結され、一体的に回転する。円筒部305は、均一の厚みを有するステンレス鋼等の金属板を用いて筒型に形成されており、その両端には開放口306が設けられている。
開口部310は、複数の開口311(パンチングメタル)が設けられている。当該開口311から分散された繊維を含む材料が通過するように構成され、材料の大きさ、種類等により開口311の大きさや形成領域等が適宜設定されている。なお、開口部310は、パンチングメタルに限定されず、金網材であってもよい。複数の開口311の大きさ(面積)は同じで、それぞれが等間隔で配置されている。これにより、開口311を通過した材料は均一な厚み、密度でメッシュベルト73上に堆積する。また、開口311を通過する際に、絡みあった繊維はほぐされる。筒状部315は、開口311等を有しない部分であり、ハウジング部400と接する部分である。
ハウジング部400は、図2(a)、(b)に示すように、5つの壁面が接合した枠体401を有し、内側に空間部を有している。ハウジング部400の下方は、壁面がなく開放口406が設けられている。また、ハウジング部400は、対向する2つの壁面に円形の開口である枠体接合面401aを有しており、枠体接合面401aに後述するパイルシール部410が接合している。ハウジング部400は、開放口406と枠体接合面401a以外に開口を有していない。ハウジング部400はドラム部300の開口部310が内側に来るように囲っている。つまり、ハウジング部400の内側の空間内にドラム部300の開口部310が位置している。そして、ハウジング部400と筒状部315とが接している。本実施形態では、図3に示すように、ドラム部300は、回転中心軸Rの延在方向に沿って、筒状部315a、開口部310、筒状部315bを有し、ハウジング部400は、図2に示すように、筒状部315a,315bにおける回転中心軸Rから離れる側の表面(円筒面)S1と接している。このように、ハウジング部400と筒状部315a,315bとが接することにより、開口311から通過した繊維を含む材料等をハウジング部400の内部から外側への拡散を抑制することができる。また、ドラム部300の回転軸方向Rにおいてドラム部300の内側にハウジング部400が配置されるため、ドラム部300の回転軸方向Rにおけるドラム部300の幅寸法よりも、ハウジング部400の幅寸法の方が短くする構成を得ることが可能となり、装置構成を小型にすることができる。なお、ドラム部300の回転軸方向Rと交差する方向では、ドラム部300の外径寸法よりハウジング部400の方が大きくなることで、ドラム部300の内側にハウジング部400が配置される。
また、本実施形態のハウジング部400はパイルシール部410を有し、筒状部315の表面S1とパイルシール部410とが接している。パイルシール部410は、例えば、ベース部と、ベース部の一方面側に密に植えつけられた複数の繊維とで構成されたものである。パイルシール部は、ドラム部300の開口311から通過した繊維が通過できない程度に密に複数の繊維が植えつけられている。そして、パイルシール部410のベース部の他方面とハウジング部400の枠体接合面401aとが接合され、パイルシール部410の繊維の先端部が筒状部315の表面S1に接するように構成されている。パイルシール部410が接する筒状部315の表面S1は開口はない。また、少なくともパイルシール部410が接する表面S1は凸凹も無いのが望ましい。これにより、ハウジング部400の枠体401とドラム部300の筒状部315との隙間がパイルシール部410によってほぼ塞がれる。従って、ドラム部300の開口311から通過した繊維を含む材料等をハウジング部400の内部に留め、ハウジング部400の外側への排出を抑制することができる。また、ドラム部300は回転中心軸R回りに回転した際、筒状部315とパイルシール部410との摺動部における摩耗が抑制され、ドラム部300への回転負荷を低減することができる。なお、パイルシール部410の繊維の長さは、ハウジング部400の枠体401とドラム部300の筒状部315との間隔よりも長くなるように設定する。パイルシール部410が確実に筒状部315に接するためである。なお、パイルシール部410を筒状部315が有してもよい。ただ、ドラム部300がハウジング部400に対して、回転中心軸Rの延接方向においてずれたときに、パイルシール部410と枠体401の接触面積が小さくなる。そのため、パイルシール部410をハウジング部400に設けさせ、回転中心軸Rの延接方向においてパイルシール部410より大きい筒状部に接しさせるのが望ましい。
また、本実施形態では、図2に示すように、ドラム部300の筒状部315の内側に固定のフランジ部500を有し、筒状部315とフランジ部500とは第2パイルシール部510を介して接している。本実施形態では、ドラム部300の両筒状部315a,315bの内側にフランジ部500が配置されている。フランジ部500は、フランジ固定板550に固定されている。そして、フランジ固定板550は、図示しない外部フレームに固定されている。フランジ固定板550には、繊維を含む材料をドラム部300内部に供給するための材料供給口560が設けられている。
具体的には、筒状部315の裏面S2とフランジ部500の表面500aとの間に第2パイルシール部510が設けられている。第2パイルシール部510は、例えば、ベース部と、ベース部の一方面側に密に植えつけられた複数の繊維とで構成されたものである。パイルシール部は、繊維を含む材料が通過できない程度に密に複数の繊維が植えつけられている。そして、本実施形態では、第2パイルシール部510のベース部の他方面とフランジ部500の表面500aとが接合され、第2パイルシール部510の繊維の先端部が筒状部315の裏面S2に接するように構成されている。これにより、フランジ部500とドラム部300の筒状部315との隙間が第2パイルシール部510によってほぼ塞がれる。従って、ドラム部300の繊維を含む材料等をドラム部300の筒状部315とフランジ部500との隙間から排出されることを抑制することができる。また、ドラム部300は回転中心軸R回りに回転するため、筒状部315と第2パイルシール部510とが擦れる摺動部に用いることにより摩耗の発生を抑制し、ドラム部300への回転負荷を低減することができる。なお、第2パイルシール部510の繊維の長さは、フランジ部500とドラム部300の筒状部315との間隔よりも長くなるように設定する。第2パイルシール部510が確実に筒状部315に接するためである。第2パイルシール部510はフランジ部500に接合しているので、フランジ部500が第2パイルシール部510を有しているといえる。なお、筒状部315に第2パイルシール部510を接合してもよい。また、第2パイルシール部510はフランジ部500において開口部310側に接合している。これに限らず、第2パイルシール部510を開口部310から遠ざかる位置にしてもよい。その場合、フランジ部500と筒状部315の間に隙間が空き、その隙間に繊維を含む材料が入り込むことで、ドラム部300の摺動負荷が増大する場合がある。第2パイルシール部510はフランジ部500において開口部310側に接合すると、摺動負荷の増大を防ぐことができる点で望ましい。なお、ドラム部300は図示しない支持部により支持されており、ドラム部300の自重がパイルシール部410や第2パイルシール部510にかかることはない。
また、本実施形態のハウジング部400は、ウエブWの搬送方向の下流側においてウエブWと接し、下流側でウエブWと接する部分よりもウエブWの搬送方向の上流側においてメッシュベルト73(搬送部100の一部)と接している。本実施形態では、図4(a)に示すように、ウエブWの搬送方向の下流側において、ハウジング部400はウエブWと接するローラー450を有している。そして、下流側で接する位置、すなわち、ローラー450が配置された位置よりもウエブWの搬送方向の上流側においてメッシュベルト73(搬送部100の一部)と接する第3パイルシール部410aを有している。
第3パイルシール部410aは、例えば、ベース部と、ベース部の一方面側に密に植えつけられた複数の繊維とで構成されたものである。パイルシール部は、ドラム部300を通過した繊維を含む材料が通過できない程度に密に複数の繊維が植えつけられている。そして、図4(b)に示すように、ハウジング部400のローラー450が配置された位置以外の位置に第3パイルシール部410aが配置されている。第3パイルシール部410aのベース部の他方面とハウジング部400の枠体接合面401aとが接合され、第3パイルシール部410aの繊維の先端部がメッシュベルト73の表面S1に接すように構成されている。すなわち、ハウジング部400の枠体401のローラー450が配置された位置以外の三方位置に第3パイルシール部410aが配置されている。これにより、ハウジング部400の三方とメッシュベルト73との隙間が第3パイルシール部410aによってほぼ塞がれる。ハウジング部400の三方とメッシュベルト73の表面が接するためには、メッシュベルト73の移動方向(ウエブWの搬送方向)と直交する方向における寸法が、メッシュベルト73の方がハウジング部400より大きい。また、分散部70に対してメッシュベルト73が移動するため、メッシュベルト73と第3パイルシール部410aとの摩耗が抑制され、メッシュベルト73への負荷を低減することができる。第3パイルシール部410aの繊維の長さは、ハウジング部400の枠体401の枠体接合面401aとメッシュベルト73との間隔よりも長くなるように設定する。第3パイルシール部410aが確実にメッシュベルト73に接するためである。第3パイルシール部410aの内側は、ハウジング部400から下方へ延びた第1覆い部402がある。第1覆い部402の下方はメッシュベルト73には接触しない範囲で、パイルシール部410aの内側の半分以上の面積を覆っている。第3パイルシール部410aの繊維が内側に飛び出たりすると、開口411を通過した繊維を含む材料が引っかかり、絡み合って大きな繊維ダマになる可能性がある。このような繊維ダマがウエブWに混ざると部分的に密度が大きくなシートとなってしまうため良くない。そこで、第3パイルシール部410aの内側をハウジング部400の第1覆い部402で覆うことで、第3パイルシール部410aからの繊維の飛び出しを防ぐ。また、第3パイルシール部410aの内側に開口411を通過した繊維を含む材料が付着することも防ぐことができる。
ハウジング部400のローラー450は、図4(b)に示すように、ウエブWの搬送方向に交差する方向(ウエブWの幅方向)に沿って回転中心軸を有している。また、ローラー450は、枠体401のうち、第3パイルシール部410aが設けられた三方以外の位置であって、ウエブWの幅方向における枠体401の幅寸法と同等の長さを有している。
また、ローラー450には、ローラー450を駆動するモーター等の駆動部(図示せず)を有している。このように、ローラー450を駆動させることにより、ウエブWを搬送方向に引き込みやすくして、ウエブWを確実に搬送することができる。さらに、ローラー450は移動可能で、ローラー450を付勢するばね材等の付勢部(図示せず)を有しいている。本実施形態では、ローラー450が上下方向(ウエブWの堆積面に交差する方向)に移動可能であり、当該ローラー450の上下方向の移動を付勢する付勢部が設けられている。これにより、ドラム部300によってメッシュベルト上に堆積されるウエブWの厚みに応じて位置が可変となり、厚さの異なるウエブWが搬送されてもウエブWを崩さずに搬送することができる。
また、ウエブWの搬送方向の下流側において、ハウジング部400は第4パイルシール部410bを有し、第4パイルシール部410bとローラー450とが接している。第4パイルシール部410bの構成は、第3パイルシール部410aの構成と同様なので説明を省略する。そして、第4パイルシール部410bのベース部の他方面とハウジング部400の枠体接合面401bとが接合され、第4パイルシール部410bの繊維の先端部がローラー450の表面に接すように構成されている。これにより、ハウジング部400の枠体接合面401bとローラー450との隙間が第4パイルシール部410bによってほぼ塞がれる。また、ローラー450は回転駆動するため、第4パイルシール部410bが、ローラー450と第4パイルシール部410bとが擦れる摺動部に用いられるため摩耗の発生が抑制され、ローラー450への負荷を低減することができる。第4パイルシール部410bの繊維の長さは、ハウジング部400の枠体401の枠体接合面401bとローラー450の表面との間隔よりも長くなるように設定する。第4パイルシール部410bが確実にローラー450に接するためである。パイルシール部410bの内側にも、ハウジング部400から下方へ延びた第2覆い部403がある。第2覆い部403の下方はローラー450には接触しない範囲で、パイルシール部410bの内側の半分以上の面積を覆っている。第2覆い部403の作用と効果は、第1覆い部402の作用と効果と同様なので説明を省略する。
以上、図4(b)に示すように、ハウジング部400の枠体401のメッシュベルト73の表面S1に対応する四方位置のうち、三方位置において、ハウジング部400とメッシュベルト73との隙間が第3パイルシール部410aによってほぼ塞がれる。また、残りの一方位置において、ハウジング部400とメッシュベルト73との隙間が第4パイルシール部410bとローラー450とによってほぼ塞がれる。従って、ドラム部300の開口から通過した繊維を含む材料等をハウジング部400の内部に留め、ハウジング部400の外側への排出を抑制することができる。
次に、分散部70の動作方法について説明する。まず、サイクロン40によって分級された繊維と添加物投入部60から投入された融着樹脂とを含む材料が配管204を介してフランジ固定板550の材料供給口560からドラム部300側に供給される。配管204と材料供給口560との接続部は隙間がなく、接続部から材料が漏れ出すことはない。ここで、本実施形態では、ハウジング部400はドラム部300の筒状部315に接するような大きさであり、筒状部315よりも外側に位置する配管204とハウジング部400とは接していない。配管204からフランジ部500側を通じて材料が供給される。そして、材料供給口560から供給された材料は、ドラム部300の開放口306を通じて開口部310側に流動される。
そして、ドラム部300を図示しない駆動部(モーター等)により回転中心軸R回りに回転駆動させる。これにより、ドラム部300内部に供給された繊維と樹脂とが混ぜられるとともに、遠心力により繊維と樹脂とを含む材料が分散される。そして、分散された材料は開口部310の開口311を通過する。開口311を通過した材料Fは、ハウジング部400の下方に設けられた開放口406側に落下し、メッシュベルト73上に堆積する。
ここで、ドラム部300内に材料が供給された状態でドラム部300を回転駆動して材料が分散された際、分散された材料の一部は、ドラム部300とハウジング部400との境界部やドラム部300とフランジ部500との隙間に拡散する。そこで、本実施形態では、図4に示すように、ドラム部300とハウジング部400との境界部にはパイルシール部410が配置されている。これにより、ドラム部300とハウジング部400との境界部方向に分散された材料は、パイルシール部410によって分散が規制される。また、ドラム部300とフランジ部500との隙間には第2パイルシール部510が配置されている。これにより、ドラム部300とフランジ部500との隙間方向に分散された材料は、第2パイルシール部510によって分散が規制される。
また、ドラム部300によって分散された材料Fが開放口406側に落下し、メッシュベルト73上に堆積する際、分散された材料Fの一部は、ハウジング部400とメッシュベルトとの隙間に拡散する。そこで、本実施形態では、図4に示すように、ウエブWの搬送方向の下流側において、ウエブWと接するローラー450とハウジング部400の枠体401とローラー450との間に設けられた第4パイルシール部410bとが配置されている。さらに、ウエブWの搬送方向におけるローラー450よりも上流側には、メッシュベルト73の表面S1と接する第3パイルシール部410aが配置されている。これにより、ハウジング部400とメッシュベルト73との隙間方向に分散された材料Fは、第3パイルシール部410aとローラー450等とによって分散が規制される。
また、ウエブWと接するローラー450とメッシュベルト73と接する第3パイルシール部410aとによってハウジング部400の内部は閉じられた空間が形成される。そして、ドラム部300の回転駆動により開口を通過した材料Fは、ハウジング部400の下方に設けられた開放口406側に落下するが、その際、ドラム部300の鉛直下方であって、メッシュベルト73を介して配置されたサクション装置75(図1参照)の駆動によって空気中に分散された繊維を含む材料Fが吸引される。従って、ハウジング部400の閉じられた空間において材料Fが吸引されながらメッシュベルト73上に堆積されるので、材料F(ウエブW)を均一に堆積することができる。
以上、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
ドラム部300を覆うハウジング部400は、ウエブWの搬送方向の下流側に堆積されたウエブWと接するローラー450を備え、さらに、ローラー450よりもウエブの搬送方向の上流側においてメッシュベルト73と接するパイルシール部410aを備えている。従って、ドラム部300を通った材料Fは、ハウジング部400内に留まり、材料Fのハウジング部400の外への流出を抑制することができる。なお、この実施形態が水を多く用いる湿式の場合、パイルシール部では気密にシールできないため、水が漏れ出してしまう。しかし、本発明の実施形態は、ドラム部を通過した材料がウエブとして空気中で堆積する乾式である。そのため、空気が漏れ出ても問題はない。繊維を含む材料が外に出ないようにハウジング部400とメッシュベルト73が接していればよいし、ハウジング部400とウエブWが接していればよい。また、湿式の場合はゴムなどの弾性材をシール部材として用いる必要がある。この場合、メッシュベルト73の摺動負荷が大きくなったり、摩耗量が多くなるなどの課題を生じる。パイルシールの方がゴムに比べ摺動負荷や摩耗量を小さくすることができる。特に、摩耗するような材料の場合、隙間ができて繊維を含む材料が漏れ出たり、摩耗した材料が繊維を含む材料に混ざってしまい、成形されるシートの品質が落ちてしまう。
本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
(変形例1)上記実施形態ではローラー450に対してパイルシール部410bを設けたが、無くてもよい。その場合、ハウジング部400とローラー450の隙間は、材料が外に排出されない程度に狭ければよい。ローラー450は、ハウジング部側における回転方向はハウジング部の内側に向かう回転方向のため、ローラー450上に材料Fが堆積しても回転方向によって外に排出されることはない。
(変形例2)上記実施形態ではハウジング部400を直方体の形状としたが、枠体401は湾曲したり、傾斜していてもよい。
(変形例3)上記実施形態ではハウジング部400はドラム部300の筒状部315に接している。しかし、ドラム部300の回転中心軸の方向において、ハウジング部400はドラム部300より大きくてもよい。
(変形例4)上記実施形態において、ドラム部としての記載は、開口311を通過するものとしないものの選別の作用を有していてもよいし、開口311を通過することでほぐす作用を有していてもよいし、開口311を通過することで分散させる作用を有していてもよい。もしくは、少なくとも一つの作用を有していてもよい。
(変形例5)なお、第1覆い部402、第2覆い部403は、ハウジング部400と別体にして、ハウジング部400に接合してもよいし、第3パイルシール部410aの内側に接合してもよい。
(変形例6)上記実施形態において、「同じ」、「均一」、「等間隔」、「円」などの言葉は、誤差や誤差の累積などを含み、完全に同じや均一や等間隔や真円でなくてもよい。
(変形例7)上記実施形態において、メッシュベルト73の移動方向(ウエブWの搬送方向)と直交する方向における寸法が、メッシュベルト73の方がハウジング部400より大きいとしたがこれに限らない。例えば、ハウジング部400の方メッシュベルト73より大きくし、メッシュベルト73の側面に当接するようにパイルシール部410aを設けてもよい。つまり、ハウジング部400は、メッシュベルト73の表面S1(ウエブWを堆積する面)以外の部分に接してもよい。
1…シート製造装置、10…供給部、20…粗砕部、30…解繊部、40…分級部、50…受け部、60…添加物投入部、70…分散部、73…メッシュベルト、75…サクション装置、100…搬送部、110…切断部、120…切断部前ローラー、125…切断部後ローラー、130…後切断部、140…加圧部、150…加熱加圧部、160…スタッカー、200…成形部、300…ドラム部、400…ハウジング部、401…枠体、402…第1覆い部、403…第2覆い部、406…開放口、410,410a,410b,510…パイルシール部、450…ローラー、F…材料、W…ウエブ、Pr…シート。
Claims (6)
- 少なくとも繊維を含む材料が複数の開口を通過するドラム部と、
前記ドラム部を通過した前記材料がウエブとして空気中で堆積し、前記ウエブを搬送する搬送部と、
前記ドラム部を覆い、前記ウエブの搬送方向の下流側において前記ウエブと接し、前記下流側で接する部分よりも前記ウエブの搬送方向の上流側において前記搬送部と接するハウジング部と、
前記ウエブを用いてシートを成形する成形部と、を備えることを特徴とするシート製造装置。 - 請求項1に記載のシート製造装置において、
前記ウエブの搬送方向の下流側において、前記ハウジング部は前記ウエブと接するローラーを有することを特徴とするシート製造装置。 - 請求項2に記載のシート製造装置において、
前記ローラーを駆動する駆動部を有することを特徴とするシート製造装置。 - 請求項2または請求項3に記載のシート製造装置において、
前記ローラーは移動可能で、前記ローラーを付勢する付勢部を有することを特徴とするシート製造装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のシート製造装置において、
前記ウエブの搬送方向の上流側において、前記ハウジング部はパイルシール部を有することを特徴とするシート製造装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のシート製造装置において、
前記ウエブの搬送方向の下流側において、前記ハウジング部はパイルシール部を有し、前記パイルシール部と前記ローラーとが接することを特徴とするシート製造装置。
Priority Applications (3)
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