WO2017006533A1 - シート製造装置、シート製造方法、樹脂粉体及びシート - Google Patents

シート製造装置、シート製造方法、樹脂粉体及びシート Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a sheet manufacturing apparatus, a sheet manufacturing method, a sheet manufactured by these, and a resin powder used for these.
  • paper is manufactured by paper making (water making) using water. Even at present, the papermaking method is widely used as one of the methods for producing paper.
  • paper manufactured by the paper-making method generally, for example, fibers of cellulose derived from wood etc. are intertwined with each other and partially bound with each other by a binder (paper strength agent (starch paste, water-soluble resin etc)) Many have a structure.
  • the papermaking method Since the papermaking method is wet, it is necessary to use a large amount of water, and after paper is formed, the need for dehydration, drying, etc. arises, and the energy and time spent for it are very large. In addition, the water used needs to be treated properly as drainage. Therefore, it has become difficult to meet the recent demands for energy saving and environmental protection. In addition, the equipment used in the papermaking method often requires large-scale utilities and infrastructure such as water, electricity and drainage facilities, and it is difficult to miniaturize. From these points of view, a method called dry method is expected as a method for producing paper that replaces the papermaking method, with little or no water.
  • Patent Document 1 a mixture of canopy waste paper pulp obtained by adding water to dry waste waste paper pulp and a fibrous or powdery synthetic resin having thermoplasticity is heated by heat pressing. A pressed and formed waste paper board is disclosed.
  • dry boards and sheets use little or no water during manufacture, they are less likely to form hydrogen bonds between fibers and they also have a water-soluble strength agent such as starch. It was difficult to use Therefore, the strength (paper strength) of the board or sheet may be insufficient depending on the application (especially, a paper container, a paper box, etc.).
  • the mechanical strength of boards and sheets produced in a dry state is considered to be mainly developed by bonding (binding) fibers with a resin.
  • bonding binding
  • a resin that connects the fiber and the fiber breaks (destructs), the joint between the resin and the fiber peels off, or the fiber breaks. It is thought that sheet breakage occurs.
  • the inventor formed a sheet from a wide variety of resins, and examined the physical properties of the resin which correlate with the strength of the sheet. As a result, it has been found that the paper strength (mechanical strength) of the dry sheet and the specific physical properties of the resin are correlated.
  • One of the objects according to some aspects of the present invention is to provide a sheet manufacturing apparatus and a sheet manufacturing method capable of dry-producing a sheet with good mechanical strength, and a sheet obtained thereby. is there.
  • Another object of some aspects of the present invention is to provide a resin powder capable of dry-producing a sheet with good mechanical strength.
  • the present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and can be realized as the following aspects or application examples.
  • One aspect of the sheet manufacturing apparatus is A mixing unit for mixing fibers and resin powder in air; A sheet forming unit for depositing the mixture mixed in the mixing unit and heating the mixture to form a sheet; The grindability index of the resin contained in the resin powder is 0.8 or less.
  • a sheet can be manufactured using a resin powder containing a resin having a grindability index of 0.8 or less. Since the resin concerned is hard to be crushed by external force, destruction of the resin does not easily occur even in the manufactured sheet. This makes it possible to produce a sheet with good mechanical strength.
  • the resin may be a non-bisphenol based polyester resin.
  • the crushability index can be easily reduced, and the environmental impact of the manufactured sheet can be reduced.
  • the volume-based average particle diameter of the resin powder may be 20 ⁇ m or less.
  • the resin powder is easy to mix and disperse between the fibers.
  • the resin powder is light in weight, it is less susceptible to the influence of gravity, and it becomes difficult to separate it from the web or sheet.
  • One aspect of the sheet manufacturing method according to the present invention is A mixing step of mixing fibers and resin powder in the air; Depositing and heating the mixture mixed in the mixing step to form a sheet;
  • the grindability index of the resin contained in the resin powder is 0.8 or less.
  • a sheet can be manufactured using a resin powder containing a resin having a grindability index of 0.8 or less. Since the resin concerned is hard to be crushed by external force, destruction of the resin does not easily occur even in the manufactured sheet. This makes it possible to produce a sheet with good mechanical strength.
  • the volume-based average particle diameter of the resin powder may be 20 ⁇ m or less.
  • Resin powder for sheet production Contains non-bisphenol based polyester resin, The grindability index is 0.8 or less.
  • the volume-based average particle diameter may be 20 ⁇ m or less.
  • One aspect of the sheet according to the present invention is Containing fiber and non-bisphenol polyester resin,
  • the grindability index of the non-bisphenol type polyester resin is 0.8 or less.
  • Such a sheet contains a resin having a grindability index of 0.8 or less, so that the mechanical strength is good as compared with the case where the same amount of other resin is contained.
  • a resin having a grindability index of 0.8 or less so that the mechanical strength is good as compared with the case where the same amount of other resin is contained.
  • the non-bisphenol type polyester resin is contained, so-called environmental load is small.
  • the sheet manufacturing apparatus includes a mixing unit that mixes fibers and resin powder in the air, and a mixture that is mixed in the mixing unit, and that the mixture is heated to form a sheet. And the grindability index of the resin contained in the resin powder is 0.8 or less.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a sheet manufacturing apparatus 100 according to the present embodiment.
  • the sheet manufacturing apparatus 100 includes a supply unit 10, a manufacturing unit 102, and a control unit 104.
  • the manufacturing unit 102 manufactures a sheet.
  • the manufacturing unit 102 includes the crushing unit 12, the defibrating unit 20, the sorting unit 40, the first web forming unit 45, the rotating body 49, the mixing unit 50, the depositing unit 60, and the second web forming unit 70, a sheet forming portion 80, and a cutting portion 90.
  • the supply unit 10 supplies the raw material to the crushing unit 12.
  • the feeding unit 10 is, for example, an automatic feeding unit for continuously feeding the raw material into the crushing unit 12.
  • the raw material supplied by the supply part 10 contains fibers, such as a waste paper and a pulp sheet, for example.
  • the crushing unit 12 cuts the raw material supplied by the supply unit 10 into pieces in the air (in the air) or the like.
  • the shape and size of the strip are, for example, several cm square.
  • the crushing part 12 has the crushing blade 14, and can cut
  • a shredder is used, for example.
  • the raw material cut by the crushing unit 12 is received by the hopper 1 and then transferred (conveyed) to the defibrating unit 20 through the pipe 2.
  • the fibrillation unit 20 disintegrates the raw material cut by the crushing unit 12.
  • “disintegrate” refers to disentangling a raw material (broken material) in which a plurality of fibers are bound into one fiber.
  • the defibrating unit 20 also has a function of separating substances such as resin particles, ink, toner, and anti-smearing agents attached to the raw material from fibers.
  • Diswoven materials include, in addition to disentangled fibrillated fibers, resin particles (resin for binding a plurality of fibers) particles separated from the fibers when disentangling fibers, ink, toner, etc. And additives such as anti-smearing agents and paper strength agents.
  • the shape of the defibrated material is in the form of a string or a ribbon.
  • the disentangled disaggregated material may exist in a non-entangled state (independent state) with other disentangled fibers, or as entangled with other disentangled disintegrated objects It may exist in a state (in a state of forming a so-called "dummy").
  • the defibrating unit 20 disintegrates in a dry state in air such as in the air (in air).
  • an impeller mill is used as the defibrating unit 20.
  • the defibrating unit 20 has a function of generating a gas flow that sucks in the raw material and discharges the defibrated material. Thereby, the defibrating unit 20 can suck the raw material from the introduction port 22 together with the air flow by the air flow generated by itself, carry out the disintegration processing, and transport the defibrated material to the discharge port 24.
  • the defibrated material that has passed through the defibrating unit 20 is transferred to the sorting unit 40 via the pipe 3.
  • the air flow for conveying the defibrated material from the defibrating unit 20 to the sorting unit 40 may use the air flow generated by the defibrating unit 20, or an air flow generating device such as a blower is provided, and the air current is You may use it.
  • the sorting unit 40 introduces the defibrated material defibrated by the defibrating unit 20 from the introduction port 42, and sorts according to the length of the fiber.
  • a sieve is used as the sorting unit 40.
  • the sorting unit 40 has a mesh (filter, screen), fibers or particles smaller than the mesh size (which pass through the mesh, first sort), fibers larger than the mesh size, or It can be divided into unbroken pieces and wastes (those not passing through the net, second sorted matter).
  • the first sorted matter is transferred to the mixing unit 50 via the pipe 7.
  • the second sorted matter is returned from the discharge port 44 to the defibrating unit 20 via the pipe 8.
  • the sorting unit 40 is a sieve of a cylinder rotationally driven by a motor.
  • the mesh of the sorting unit 40 for example, a wire mesh, an expanded metal obtained by extending a metal plate containing cuts, and a punching metal in which holes are formed in a metal plate by a press machine or the like are used.
  • the first web forming unit 45 conveys the first sorted matter that has passed through the sorting unit 40 to the mixing unit 50.
  • the first web forming unit 45 includes a mesh belt 46, a tension roller 47, and a suction unit (suction mechanism) 48.
  • the suction unit 48 can suction the first sorted matter dispersed in the air (in the air) through the opening (the opening of the net) of the sorting unit 40 onto the mesh belt 46.
  • the first sort is deposited on the moving mesh belt 46 to form the web V.
  • the basic configuration of the mesh belt 46, the tension roller 47, and the suction unit 48 is the same as the mesh belt 72, the tension roller 74, and the suction mechanism 76 of the second web forming unit 70 described later.
  • the web V passes through the sorting unit 40 and the first web forming unit 45, and is formed in a soft and flexible state including a large amount of air.
  • the web V deposited on the mesh belt 46 is introduced into the pipe 7 and conveyed to the mixing unit 50.
  • the rotating body 49 can cut the web V before the web V is transported to the mixing unit 50.
  • the rotating body 49 has a base 49 a and a projection 49 b projecting from the base 49 a.
  • the protrusion 49 b has, for example, a plate-like shape.
  • four protrusions 49 b are provided, and four protrusions 49 b are provided at equal intervals.
  • the projection 49 b can rotate around the base 49 a.
  • the rotating body 49 is provided in the vicinity of the first web forming unit 45.
  • the rotary body 49 is provided in the vicinity of the tension roller 47a located in the downstream in the path
  • the rotating body 49 is provided at a position where the projections 49 b can contact the web V and does not contact the mesh belt 46 on which the web V is deposited.
  • the mesh belt 46 can be prevented from being worn out (broken) by the projections 49 b.
  • the shortest distance between the protrusion 49 b and the mesh belt 46 is, for example, 0.05 mm or more and 0.5 mm or less.
  • the mixing unit 50 mixes the first sorted matter (the first sorted matter conveyed by the first web forming unit 45) which has passed through the sorting unit 40 and the additive containing the resin.
  • the mixing unit 50 includes an additive supply unit 52 for supplying an additive, a pipe 54 for transporting the first sorted matter and the additive, and a blower 56.
  • the additive is supplied from the additive supply unit 52 to the pipe 54 via the hopper 9.
  • the tube 54 is continuous with the tube 7.
  • an air flow can be generated by the blower 56, and can be conveyed while mixing the first sorted matter and the additive in the pipe 54.
  • the mechanism for mixing the first sorted matter and the additive is not particularly limited, and may be stirring with a blade rotating at a high speed, or using rotation of the container like a V-type mixer. It may be.
  • the additive supply unit 52 As the additive supply unit 52, a screw feeder as shown in FIG. 1, a disc feeder (not shown) or the like is used.
  • the additive supplied from the additive supply unit 52 includes a resin for binding a plurality of fibers. When the resin is supplied, the plurality of fibers are not bound. The resin is melted when passing through the sheet forming unit 80 to bind a plurality of fibers.
  • the resin supplied from the additive supply unit 52 is a thermoplastic resin or a thermosetting resin, and, for example, AS resin, ABS resin, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, acrylic resin, polyester resin, polyethylene terephthalate, Polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, nylon, polyamide, polycarbonate, polyacetal, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, and the like. These resins may be used alone or in combination as appropriate.
  • the additive supplied from the additive supply unit 52 may be fibrous or powdery.
  • the additives supplied from the additive supply unit 52 prevent the coloring agent for coloring the fibers and the aggregation of the fibers.
  • a cohesion inhibitor may be included, and a flame retardant to make the fibers and the like hard to burn may be included.
  • the mixture (mixture of the first sort and the additive) which has passed through the mixing section 50 is transferred to the deposition section 60 via the pipe 54.
  • the deposition unit 60 introduces the mixture that has passed through the mixing unit 50 from the inlet 62, loosens the entangled disintegrated materials (fibers), and causes the mixture to fall in the air (in the air) or the like while being dispersed. Furthermore, if the resin of the additive supplied from the additive supply unit 52 is fibrous, the deposition unit 60 loosens the entangled resin. As a result, the deposition unit 60 can deposit the mixture uniformly on the second web forming unit 70.
  • the deposition unit 60 As the deposition unit 60, a sieve of a rotating cylinder is used.
  • the deposition unit 60 has a net and drops fibers or particles (that pass through the net) smaller than the mesh size contained in the mixture that has passed through the mixing unit 50.
  • the configuration of the deposition unit 60 is, for example, the same as the configuration of the sorting unit 40.
  • the "sieve" of the deposition part 60 does not need to have a function which screens a specific target object. That is, the term “sieve” used as the deposition unit 60 means one provided with a net, and the deposition unit 60 may drop all of the mixture introduced into the deposition unit 60.
  • the second web forming unit 70 deposits the passing material that has passed through the depositing unit 60 to form the web W.
  • the second web forming unit 70 includes, for example, a mesh belt 72, a tension roller 74, and a suction mechanism 76.
  • the mesh belt 72 While moving, the mesh belt 72 deposits the passing material that has passed through the opening (opening of the net) of the deposition unit 60.
  • the mesh belt 72 is stretched by a stretching roller 74 so as to make it difficult for the passing material to pass through and air to pass through.
  • the mesh belt 72 moves as the tension roller 74 rotates.
  • the web W is formed on the mesh belt 72 as the material passing through the stacking unit 60 is continuously deposited while the mesh belt 72 moves continuously.
  • the mesh belt 72 is, for example, metal, resin, cloth, non-woven fabric, or the like.
  • the suction mechanism 76 is provided below the mesh belt 72 (opposite to the side of the deposition unit 60).
  • the suction mechanism 76 can generate an air flow (air flow from the deposition unit 60 to the mesh belt 72) directed downward.
  • the suction mechanism 76 can suck the mixture dispersed in the air (in the air) or the like by the deposition unit 60 onto the mesh belt 72. Thereby, the discharge speed from the deposition unit 60 can be increased.
  • the suction mechanism 76 can form a downflow in the dropping path of the mixture, and can prevent entanglement of defibrated substances and additives during dropping.
  • the web W containing a large amount of air and in a soft and bloated state is formed.
  • the web W deposited on the mesh belt 72 is conveyed to the sheet forming unit 80.
  • a humidity control unit 78 that adjusts the humidity of the web W is provided.
  • the humidity control unit 78 can add water or steam to the web W to adjust the amount ratio of the web W to water.
  • the sheet forming unit 80 press-heats the web W deposited on the mesh belt 72 to form the sheet S.
  • heat is applied to the mixture of the defibrated material and the additive mixed in the web W to bind a plurality of fibers in the mixture to each other via the additive (resin). Can.
  • the sheet forming unit 80 includes a pressing unit 82 that presses the web W, and a heating unit 84 that heats the web W pressed by the pressing unit 82.
  • the pressure unit 82 includes a pair of calendar rollers 85 and applies pressure to the web W. The pressure of the web W reduces its thickness, and the density of the web W is increased.
  • the heating unit 84 for example, a heating roller (heater roller), a heat press molding machine, a hot plate, a hot air blower, an infrared heater, or a flash fixing device is used.
  • the heating unit 84 includes a pair of heating rollers 86.
  • the calendar roller 85 can apply a pressure higher than the pressure applied to the web W by the heating roller 86 (heating unit 84) to the web W.
  • the number of calender rollers 85 and heating rollers 86 is not particularly limited.
  • the cutting unit 90 cuts the sheet S formed by the sheet forming unit 80.
  • the cutting unit 90 cuts a sheet S in a direction intersecting with the conveying direction of the sheet S, and a second cutting unit cuts the sheet S in a direction parallel to the conveying direction of the sheet S. And a portion 94.
  • the second cutting unit 94 cuts, for example, the sheet S that has passed the first cutting unit 92 (cut by the first cutting unit 92).
  • a single-cut sheet S of a predetermined size is formed.
  • the cut single-cut sheet S is discharged to the discharge unit 96.
  • the raw material is not particularly limited, and a wide range of fiber materials can be used.
  • the fibers include natural fibers (animal fibers, plant fibers), chemical fibers (organic fibers, inorganic fibers, organic-inorganic composite fibers) and the like, and more specifically, cellulose, silk, wool, cotton, hemp, kenaf, flax , Fibers consisting of ramie, jute, manila hemp, sisal, softwood, hardwood, etc., rayon, lyocell, cupra, vinylon, acrylic, nylon, aramid, polyester, polyethylene, polypropylene, polyurethane, polyimide, carbon, glass, metal Fibers may be mentioned, and these may be used alone, may be used as appropriate mixed, and may be used as regenerated fibers subjected to purification and the like.
  • the raw material examples include waste paper, waste cloth and the like, and at least one of these fibers may be included.
  • the fibers may be dried, or may contain or be impregnated with a liquid such as water or an organic solvent. In addition, various surface treatments may be performed.
  • the material of the fiber may be a pure substance, or may be a material containing a plurality of components such as impurities, additives and other components.
  • the fibers used in the present embodiment have an average diameter (when the cross section is not a circle, the largest one of the lengths in the direction perpendicular to the longitudinal direction) when it is one independent fiber
  • the diameter (equivalent circle diameter) of the circle is 1 ⁇ m to 1000 ⁇ m on average, preferably 2 ⁇ m to 500 ⁇ m, and more preferably 3 ⁇ m to 200 ⁇ m. It is.
  • the length of the fibers used in the sheet manufacturing apparatus 100 of the present embodiment is not particularly limited, but it is one independent fiber, and the length along the longitudinal direction of the fiber is 1 ⁇ m or more and 5 mm or less, preferably 2 ⁇ m It is 3 mm or less, more preferably 3 ⁇ m or more and 2 mm or less.
  • the length of the fiber is short, it is difficult to bind to the resin powder, and the strength of the sheet may be insufficient. However, a sheet having a sufficient strength can be obtained within the above range.
  • the average length of the fibers is 20 ⁇ m to 3600 ⁇ m, preferably 200 ⁇ m to 2700 ⁇ m, and more preferably 300 ⁇ m to 2300 ⁇ m, as a length-weighted average fiber length.
  • the lengths of the fibers may have variations (distributions), and when assuming a normal distribution in a distribution obtained with n numbers of 100 or more for one independent fiber length, ⁇ 1 ⁇ m to 1100 ⁇ m, preferably 1 ⁇ m to 900 ⁇ m, and more preferably 1 ⁇ m to 600 ⁇ m.
  • the thickness and length of the fiber can be measured by various optical microscopes, scanning electron microscopes (SEM), transmission electron microscopes, fiber testers and the like.
  • the fiber raw material is fibrillated by the fibrillation unit 20, and is transported to the mixing unit 50 as the first sorted matter through the sorting unit 40.
  • the additive supplied from the resin powder additive supply unit 52 includes a resin for binding a plurality of fibers.
  • the resin is incorporated into the additive as a powder.
  • the plurality of fibers are not bound.
  • the resin is melted when passing through the sheet forming unit 80 to bind a plurality of fibers.
  • the additive supplied from the additive supply unit 52 includes resin powder.
  • the additive may be formed by mixing the resin powder alone or optionally with another substance.
  • the resin powder of the present embodiment is supplied from the additive supply unit 52, adheres to the fibers when passing through the mixing unit 50 and the deposition unit 60, and is deposited on the mesh belt 72 together with the fibers to form the web W It can also adhere to the fibers in the cold state.
  • the resin powder of the present embodiment contains a resin having a grindability index of 0.8 or less, preferably 0.75 or less, more preferably 0.71 or less, and still more preferably 0.7 or less.
  • the lower limit value of the crushability index of the resin contained in the resin powder is not particularly limited, but if too hard to be crushed under the conditions for producing the resin powder, the production cost may increase, so 0.001 or more, Preferably it is 0.01 or more.
  • the value of the crushability index of the resin in the present invention is an index of easiness of pulverization and easiness of pulverization under specific conditions, and is a value which is not necessarily correlated with the crushability under pulverization conditions at the time of production.
  • the grindability index of such a resin is measured, for example, as follows. (1) Crush 3 kg of massive resin with a hammer to make a lump of about 5 mm. (2) Charge the crushed resin into Feather Mill FM-1S (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), mount a standard hammer (16 pieces) and a screen with a hole diameter of 10 mm, and grind it under the conditions of 900 rpm of rotation speed Obtain resin particles of 8 mesh (aperture 2.36 mm) in all passes.
  • the grindability index D is in the range of 0 ⁇ D ⁇ 1, and the larger the D, the higher the grindability. Although it can select suitably about M, the range of 10 (g) or more and 50 (g) or less is good, for example, makes it 30 (g). (7) Repeat the above operation three times to obtain an average grindability index D.
  • the mass change of the entire system before and after sieving in order to accurately measure the mass R of the resin remaining on the sieve side.
  • mass measurement of the system after sieving more accurate measurement is possible by gently removing the resin adhering to the lower side of the sieve by using an antistatic brush.
  • the mass of the resin that has passed the sieve may be measured to calculate the crushability index. In this case, since it may be difficult to accurately measure the amount of resin attached to the lower surface of the sieve, it is usually determined using the sieve residue.
  • the value of the crushability index D of the resin is 0.8 or less, when the resin is melted to form a sheet in which the fibers and the fibers are bound, it is difficult for the resin to break (destruction), and mechanical It can be a sheet with high strength.
  • the grindability index D is measured (calculated) as described above, but the conditions for grinding when grinding is carried out when producing the resin powder (additive) used in the sheet manufacturing apparatus 100, and the grinding The conditions of grinding for the determination of the sex index D are usually different.
  • the resin powder of the present embodiment is realized by the structure, the material, the manufacturing method, and the like described in the following sections.
  • the resin powder for example, a commercially available powdery resin (resin powder) may be used as it is.
  • the resin powder may be used after crushing (crushing) a commercially available resin pellet.
  • the resin powder may be manufactured by crushing a mixture of various resins (blending), or may be further granulated and crushed for use. Furthermore, after crushing, it may be classified and used.
  • the method for pulverizing the resin powder is not particularly limited, and any known method can be used, and it can be performed using an FM mixer, a Henschel mixer, a super mixer, a turbo mill, a roller mill, a jet mill, a hammer mill, a pin mill or the like. Also, the grinding process may be performed while cooling. Furthermore, in the pulverization of the resin (production of the resin powder), it may be mixed with other substances or may be combined with the step of manufacturing the additive.
  • the particle size (volume-based average particle size) of the resin powder particles is preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 30 ⁇ m or less, still more preferably 25 ⁇ m or less, and particularly preferably 20 ⁇ m or less. If the average particle size is small, the gravity acting on the resin powder will be small, so detachment from the fibers due to its own weight can be suppressed, and since the air resistance will be small, the air flow generated by the suction mechanism 76 etc. It is possible to suppress detachment from fibers among the fibers due to wind, or detachment due to mechanical vibration. In addition, when the resin powder is in the above-described particle size range, it is difficult to be sufficiently detached from the fiber, and the fiber and the fiber can be bound.
  • the mesh size of the mesh belt 72 can be set appropriately, since the resin powder adheres to the fibers, the particle size of the resin powder is the mesh size of the mesh belt 72 (size of the hole through which the object passes) Even if smaller than this, passing through the mesh belt 72 is suppressed. That is, in the resin powder of the present embodiment, the particle diameter of the resin powder may be smaller than the opening of the mesh belt 72.
  • the lower limit of the average particle size of the resin powder particles is not particularly limited, and is, for example, 10 ⁇ m, and is arbitrary as long as it can be pulverized by a method such as pulverization.
  • the average particle size of the resin powder particles may have a distribution. When the particle size distribution of the resin powder is wide, coarse particles and fine particles may be classified and removed for use. In addition, since fine powder of resin powder may be easily aggregated, when such resin powder is contained, an aggregation inhibitor (titanium oxide fine particles etc.) is used in combination or resin powder is removed by classification. Is preferred.
  • the volume average particle diameter of the particles of the resin powder can be measured, for example, by a particle size distribution measuring device having a laser diffraction scattering method as a measurement principle.
  • a particle size distribution measuring apparatus the particle size distribution analyzer (For example, "Microtrac UPA” Nikkiso Co., Ltd. make) which makes a dynamic light scattering method a measuring principle is mentioned, for example.
  • the material of the resin contained in the resin powder used in the sheet manufacturing apparatus of the present embodiment is not particularly limited as long as the grindability index D is 0.8 or less.
  • the grindability index D is a powder mechanical or mechanical (macroscopic) property and is not a property directly derived from the molecular structure of the resin (which can be directly explained), but at least the type of resin (molecular Structure), molecular weight, composition, phase separation structure, etc. It is a complex and comprehensive value. Therefore, for example, the value may vary depending on the type of resin, and even the same type of resin may have different values. Furthermore, in the case of a blend of a plurality of resins, only the properties of any of the resins are usually determined by actual measurement since it is rare to determine the grindability index.
  • the type of resin (component of resin particles) which is a component of resin powder is thermoplastic resin or thermosetting resin, for example, AS resin, ABS resin, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, acrylic resin Polyester resin, polyethylene terephthalate, polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, nylon, polyamide, polycarbonate, polyacetal, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone and the like. These resins may be used alone or in combination as appropriate.
  • thermoplastic resin or thermosetting resin for example, AS resin, ABS resin, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, acrylic resin Polyester resin, polyethylene terephthalate, polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, nylon, polyamide, polycarbonate, polyacetal, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone and the like. These resins may be used alone or in combination as appropriate.
  • the resin constituting the resin powder is preferably solid at normal temperature, and the fibers in the sheet forming unit 80 are bound by heat, and the manufactured sheet is recycled.
  • a thermoplastic resin is more preferable.
  • Examples of natural resins include rosin, dammar, mastic, copal, moth, shellac, phlebotomy, sandarac, colophonium and the like, and those which may be used singly or in combination as appropriate, and which are appropriately modified It is also good.
  • thermosetting resins include thermosetting resins such as phenol resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, polyurethane and thermosetting polyimide resin.
  • thermoplastic resin AS resin, ABS resin, polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, acrylic resin, polyester resin, polyethylene terephthalate, polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, nylon, polyamide, polycarbonate, Polyacetal, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, etc. may be mentioned.
  • copolymerization or modification may be performed, and as a system of such resin, styrene resin, acrylic resin, styrene-acrylic copolymer resin, olefin resin, vinyl chloride resin, polyester resin
  • resins polyamide resins, polyurethane resins, polyvinyl alcohol resins, vinyl ether resins, N-vinyl resins, and styrene-butadiene resins.
  • the material of the resin examples include those as described above, but it is preferable that the resin does not contain a bisphenol such as bisphenol A (BPA) and a reactant thereof.
  • a reaction product of such a bisphenol-based compound for example, bisphenol A alkylene oxide adduct and the like can be mentioned, and it is preferable not to contain such a monomer.
  • the resin does not contain bisphenols, the generation of environmental hormones due to deterioration or the like can be suppressed. In addition, the generation of formalin and phenol can also be suppressed.
  • the bisphenol compound when the bisphenol compound is not contained, there is a tendency that the grindability index D can be suppressed low.
  • non-bisphenol type polyester is more preferable.
  • non-bisphenol polyester resins include, as acid components, isophthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, dicarboxylic acids such as adipic acid and sebacic acid, trimellitic acid, etc. And the anhydrides thereof, mixtures thereof and the like.
  • alcohol components in that case, those using alkylene diols such as ethylene glycol and 1,4-butanediol, polyhydric alcohols such as glycerin and pentaerythritol, and oligo alcohols such as alkylene oxide diol and the like It can be mentioned.
  • the non-bisphenol type polyester has a small environmental load and has thermoplasticity, so that sheet recycling and the like can be facilitated.
  • non-bisphenol type polyester is rich in malleability, and the grindability index D can be reduced.
  • Such non-bisphenol type polyester having a small crushability index D is unlikely to be broken (broken) immediately when a load is applied in the powder state, and tends to be broken after being stretched to some extent. Therefore, the effect of improving the strength of the sheet is further excellent.
  • the crushability index of the resin contained in the resin powder is 0.8 or less, it is hard to be crushed by external force. Therefore, the resin is unlikely to be broken even in the sheet S to be manufactured. Thereby, the sheet S having good mechanical strength can be manufactured.
  • the resin powder may contain a coloring agent for coloring the fibers and a flame retardant for making the fibers and the like hard to burn, but at least one of these may be used. When it contains, it can obtain more easily by mix
  • the inorganic fine particles can be blended by forming such resin powder, and then mixing the resin powder and the inorganic particle powder with a high-speed mixer or the like.
  • the resin powder may contain other components.
  • Other components include, for example, coloring materials, aggregation inhibitors, charge inhibitors, charge regulators, organic solvents, surfactants, mildewproof agents, preservatives, antioxidants, ultraviolet absorbers, oxygen absorbers, etc. It can be mentioned. These other components may be blended integrally with the resin powder, or may be blended separately as additives.
  • the mixing ratio of them can be suitably adjusted with the intensity
  • the ratio of the resin powder to the fiber is 5% by mass to 70% by mass, from the viewpoint of obtaining good mixing in the mixing section 50, and when the mixture is formed into a sheet, the resin powder is further removed by gravity. From a viewpoint of making it hard to separate, 5 mass% or more and 50 mass% or less are preferable.
  • the mixing part 50 with which the sheet manufacturing apparatus 100 of this embodiment is equipped has a function which mixes a fiber and an additive.
  • the mixing unit 50 at least the fibers and the resin powder are mixed.
  • components other than the fibers and the resin powder may be mixed.
  • “mixing fibers and resin powder (additive)” means positioning resin powder (additive) between fibers and fibers within a fixed volume space (system). I assume.
  • the mixing process in the mixing unit 50 is a method (dry method) in which the fibers and the resin powder are introduced into the air flow and mutually diffused in the air flow, which is a hydrodynamic mixing process.
  • "Drying" in mixing means a state of mixing in air such as in the air (in the air), not in water. That is, the mixing unit 50 may function in a dry state, or may function in a state in which a liquid present as an impurity or a liquid intentionally added is present. In the case of intentionally adding a liquid, it is preferable to add it in a later step so that the energy and time for removing the liquid by heating or the like do not become too large. In the case of such a method, the air flow in the pipe 54 or the like is more preferable because the turbulent flow may improve the mixing efficiency.
  • the processing capacity of the mixing unit 50 is not particularly limited as long as fibers (fiber material) and resin powder can be mixed, and may be appropriately designed and adjusted according to the manufacturing capacity (throughput) of the sheet manufacturing apparatus 100. it can.
  • the adjustment of the processing capacity of the mixing unit 50 can be performed by changing the flow rate of the gas for transferring the fibers and the resin powder in the pipe 54, the introduction amount of the material, the transfer amount, and the like.
  • the mixture mixed by the mixing unit 50 may be further mixed according to other configurations such as the deposition unit 60.
  • the mixing part 50 has the blower 56 provided in the pipe
  • the blower is a mechanism for mixing the fiber and the resin powder, and has a rotating portion having rotating blades.
  • the rotation of the blade causes the fibers and / or resin powder to be rubbed by the blade and collide with the blade. Further, when the blade rotates, the fibers and fibers, the fibers and the resin powder, and / or the resin powder and the resin powder collide with each other or are mutually rubbed by the air flow formed by the blades.
  • the main function may be shared for each blower, for example, by providing a blower having a larger blowing force and a blower having a larger stirring force (the ability to charge).
  • the adhesion of the resin powder to the fibers may be further enhanced, and detachment of the resin powder from the fibers can be further suppressed when the web W is formed.
  • the sheet manufacturing apparatus 100 of the present embodiment manufactures the sheet S using a resin powder containing a resin having a grindability index of 0.8 or less. Since the resin concerned is hard to be crushed by external force, destruction of resin does not easily occur even in the sheet S manufactured. Thereby, the sheet S having good mechanical strength can be manufactured.
  • the sheet manufacturing method of the present embodiment includes a mixing step of mixing fibers and resin powder in the air, and a sheet forming step of depositing and heating the mixture mixed in the mixing step to form a sheet And the grindability index of the resin contained in the resin powder is 0.8 or less.
  • the fibers and the resin powder (additive) are the same as those described in the section of the sheet manufacturing apparatus described above, and thus detailed description will be omitted.
  • a process of cutting pulp sheets, waste paper, and the like as raw materials with air a defibrillation process of disentangling raw materials into fibers with air, impurities from disintegrated materials (toner or toner Classification process to classify fibers (short fibers) shortened by paper strength agent) or fibrillation in air, fibrillated material to long fibers (long fibers) or non-fibrillated fragments not sufficiently fibrillated
  • a sorting step of sorting in the air a dispersing step of dispersing the mixture in the air while dispersing it, a forming step of depositing the falling mixture in the air and forming the shape of the web, etc.
  • a drying step of drying the sheet if necessary at least one step selected from the group consisting of a winding step of winding the formed sheet into a roll, a cutting step of cutting the formed sheet, and a packaging step of packaging the manufactured sheet. .
  • the details of these steps are the same as those described above in the section of the sheet manufacturing apparatus, and thus the detailed description will be omitted.
  • the sheet S can be manufactured using a resin powder containing a resin having a grindability index of 0.8 or less. Since the resin concerned is hard to be crushed by external force, destruction of resin does not easily occur even in the sheet S manufactured. This makes it possible to produce a sheet with good mechanical strength.
  • Sheet The sheet S manufactured by the sheet manufacturing apparatus 100 of the present embodiment or the sheet manufacturing method refers to a sheet made of at least the above-described fibers as a raw material.
  • the shape is not limited to a sheet, and may be a board, a web, or a shape having irregularities.
  • the sheet in the present specification can be classified into paper and non-woven fabric.
  • Paper includes, for example, an aspect in which pulp or waste paper is used as a raw material and is formed into a sheet, and used for recording paper for writing and printing, wallpaper, wrapping paper, colored paper, drawing paper, Kent paper, cardboard and paper box And so on.
  • the non-woven fabric is thicker or lower in strength than paper, and includes general non-woven fabric, fiber board, tissue paper, kitchen paper, cleaner, filter, liquid absorber, sound absorber, shock absorber, mat and the like.
  • a non-woven fabric the space between the fibers is wide (the density of the sheet is small).
  • paper has a narrow spacing between fibers (high density of sheets). Therefore, when the sheet S manufactured by the sheet manufacturing apparatus 100 of this embodiment or the sheet manufacturing method is a paper, it is possible to suppress the detachment of resin powder from the fibers, and to make the strength uniform when forming the sheet. The action and function can be more prominently expressed.
  • a fiber and a non-bisphenol type polyester resin are especially included as an example of sheet S
  • the grindability index of the said non-bisphenol type polyester resin is , 0.8 or less.
  • Such a sheet contains a resin having a grindability index of 0.8 or less, so that the mechanical strength is good as compared with the case where the same amount of other resin is contained.
  • the non-bisphenol type polyester resin is contained, the so-called environmental load can be reduced.
  • the sheet manufacturing apparatus and the sheet manufacturing method of the present embodiment use water only at all or only a slight amount, but if necessary, it is suitably used for the purpose of humidity control by spraying etc. Water can also be added to produce sheets.
  • water in such a case it is preferable to use pure water such as ion exchange water, ultrafiltered water, reverse osmosis water, distilled water or ultrapure water.
  • pure water such as ion exchange water, ultrafiltered water, reverse osmosis water, distilled water or ultrapure water.
  • water obtained by sterilizing these waters by ultraviolet irradiation or hydrogen peroxide addition is preferable because generation of molds and bacteria can be suppressed over a long period of time.
  • homogeneous means, in the case of homogeneous dispersion or mixing, the relative existence of one component to another component in an object that can define components of two or more types or two or more phases. It indicates that the positions are uniform throughout the system, or identical or substantially equal to each other in each part of the system. Moreover, the uniformity of coloring and the uniformity of color tone indicate that there is no light and shade of color when the sheet is viewed in plan, and that the density is uniform.
  • the terms "uniform”, “same”, “equal intervals”, etc. are used to mean that the density, distance, dimensions, etc. are equal. Although it is desirable that these be equal, it is difficult to make them completely equal, and therefore, accumulation of errors, variations, and the like includes values that are not equal and deviate.
  • the glass transition temperature (Tg) was determined by measurement using a differential scanning calorimeter (manufactured by Seiko Instruments Inc .: DSC 220C). The temperature rise rate is 10 ° C./min, the same sample is measured twice in succession, and the intersection of the baseline of the DSC curve in the second measurement and the tangent at the inflection point of the same curve is a glass transition It was determined as a point (glass transition temperature (Tg)). The obtained values are listed in Table 3.
  • the softening temperature was measured using a flow tester CFT-500 manufactured by Shimadzu Corporation. Using a die with a hole diameter of 1 mm and a thickness of 1 mm, soften the temperature when one half of the sample weight of 1.1 g flows out under a constant load rate of 20 kgf load and a heating rate of 5 ° C / min. It was the temperature. The obtained values are listed in Table 3.
  • the mixture was transferred to a 10 mesh sieve and deposited on a flat plate as a sieve.
  • the deposited mixture was adjusted by a flat press so that the pressure applied to the mixture was 15 MPa, heated and pressurized for 30 seconds at a temperature of 150 ° C., and cooled to obtain a sheet composed of resin and pulp. .
  • the basis weight and thickness of the sheet are listed in Table 2.
  • the average thickness of the sheet was 125 ⁇ m, and the average density was 0.8 g / cm 3 .
  • test piece of each example was set in a tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation: AGS-X) installed in a constant temperature room at a room temperature of 23 ° C., and a tensile test was performed at a speed of 2 mm / min. The tensile strength was taken as the stress corresponding to the maximum force applied during the test and was read from the chart of the tensile test. The obtained values are listed in Table 3.
  • the crushability index D is considered to be an index of friability when a certain load is applied to the resin.
  • a resin with a high grindability index D is that it is easy to be broken by a smaller load. Further, no correlation was found between the tensile strength of the sheet and the acid value of the resin.
  • the tensile strength of the sheet was found to have a weak correlation with the glass transition temperature and the softening temperature of the resin. In the case of polyester resin, this is considered to be a tendency caused by the fact that there is a correlation between the above value and molecular weight, and the grindability index is a more sensitive index to tensile strength. it is conceivable that.
  • the sheet strength is developed by bonding the fiber and the resin.
  • the sheet is broken depending on whether the joint by the resin is broken and the joint is broken, the fiber is broken, or the interface between the resin and the fiber is peeled off. It is considered to occur.
  • Table 3 clearly shows the relationship between the crushability index D and the tensile strength. Therefore, it is considered that the breakage of the sheet connecting fibers with the breakage of the sheet in each case is mainly caused by the breakage of the sheet of each example. That is, the strength of the sheet is affected by the crushability index D of the resin, and it is considered that the mechanical strength of the sheet produced including the resin having a low crushability index D is high. It can be seen from Table 3 that practically sufficient strength can be obtained when the grindability index D is smaller than about 0.8.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible.
  • the present invention includes configurations substantially the same as the configurations described in the embodiments (configurations having the same function, method and result, or configurations having the same purpose and effect).
  • the present invention also includes configurations in which nonessential parts of the configurations described in the embodiments are replaced.
  • the present invention also includes configurations that can achieve the same effects or the same objects as the configurations described in the embodiments.
  • the present invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

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Abstract

本発明に係るシート製造装置は、繊維と樹脂粉体とを、気中で混合する混合部と、混合部で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成部と、を備え、樹脂粉体に含まれる樹脂の粉砕性指数が、０．８以下である。

Description

シート製造装置、シート製造方法、樹脂粉体及びシート
　本発明は、シート製造装置、シート製造方法及びこれらにより製造されるシート、並びに、これらに用いる樹脂粉体に関する。
　繊維状の物質を堆積させ、堆積させた繊維の相互間に結合力を働かせてシート状あるいはフィルム状の成形体を得ることは古くから行われている。その典型例として、水を用いた抄造（抄紙）によって紙を製造することが挙げられる。現在でも紙を製造する方法の一つとして抄造法が広く用いられている。抄造法で製造される紙は、一般に、例えば木材等に由来するセルロースの繊維が互いに絡み合い、バインダー（紙力増強剤（デンプン糊、水溶性樹脂等））によって互いに部分的に結着されている構造を有するものが多い。
　抄造法は湿式であるため、大量の水を使用する必要があり、また、紙が形成された後、脱水・乾燥等の必要が生じ、そのために費やすエネルギーや時間が非常に大きい。また、使用した水は、排水として適切に処理する必要がある。したがって昨今の省エネルギー、環境保護等の要請に応えることは難しくなってきている。また抄造法に用いる装置は、水、電力、排水設備等の大型のユーティリティーやインフラストラクチャーが必要となることが多く、小型化することは難しい。これらの観点から、抄造法に代る紙の製造方法として、乾式法と称する水を全く又はほとんど用いない方法が期待されている。
　特許文献１には、乾式で解繊した古紙パルプに水を添加して海綿状とした古紙パルプと、熱可塑性を有する繊維状又は粉体状の合成樹脂との混合物を、熱プレスにより加熱加圧して成形した古紙ボードが開示されている。
特開平０９－０１９９０７号公報
　しかし、乾式で製造したボードやシートは、製造の際に水をほとんど又は全く使用しないため、繊維と繊維との間に水素結合を生じさせにくく、また、澱粉等の水溶性の紙力増強剤を用いることが難しかった。そのため、用途によっては（特に紙器や紙箱等）、ボードやシートの強度（紙力）が不十分となる場合があった。
　乾式で製造されるボードやシートの機械的強度は、主として繊維を樹脂で接着（結着）することによって発現していると考えられる。このようなシートに変形を起こすような力が加わった場合には、繊維と繊維とを繋ぐ樹脂が破断（破壊）する、樹脂と繊維との接合部が剥離する、又は、繊維が破断することによりシートの破断が発生すると考えられる。
　したがって、繊維と繊維とを繋ぐ樹脂の破壊を生じにくくすることは、シートの強度を高めるための有効な手段の一つと考えられる。発明者は、係る着想のもと、多種多様な樹脂にてシートを形成し、シートの強度と相関する樹脂の物性についての検討を行った。その結果、乾式シートの紙力（機械的強度）と、樹脂における特定の物性とが、相関していることを見出した。
　本発明の幾つかの態様に係る目的の一つは、機械的強度の良好なシートを乾式で製造することのできるシート製造装置及びシート製造方法、並びに、これらによって得られるシートを提供することにある。また、本発明の幾つかの態様に係る目的の一つは、機械的強度の良好なシートを乾式で製造することのできる樹脂粉体を提供することにある。
　本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するために為されたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。
　本発明に係るシート製造装置の一態様は、
　繊維と樹脂粉体とを、気中で混合する混合部と、
　前記混合部で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成部と、を備え、
　前記樹脂粉体に含まれる樹脂の粉砕性指数が、０．８以下である。
　このようなシート製造装置によれば、粉砕性指数が０．８以下の樹脂を含む樹脂粉体を用いてシートを製造することができる。係る樹脂は外力によって砕けにくいため、製造されるシート中においても樹脂の破壊が生じにくい。これにより、機械的強度が良好なシートを製造することができる。
　本発明に係るシート製造装置において、
　前記樹脂は、非ビスフェノール系ポリエステル樹脂であってもよい。
　このようなシート製造装置によれば、粉砕性指数を小さくしやすく、また、製造されるシートによる環境負荷を低減することができる。
　本発明に係るシート製造装置において、
　前記樹脂粉体の体積基準の平均粒子径は、２０μｍ以下であってもよい。
　このようなシート製造装置によれば、シートにおける樹脂の分散状態が均一で、少なくとも強度のムラが低減されたシートを製造することができる。すなわち、樹脂粉体が繊維間に混合しやすくかつ分散しやすい。また、樹脂粉体の重量が軽いため、重力の影響を受けにくくなり、ウェブやシートからの脱離もしにくくなる。
　本発明に係るシート製造方法の一態様は、
　繊維と樹脂粉体とを気中で混合する混合工程と、
　前記混合工程で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成工程と、を含み、
　前記樹脂粉体に含まれる樹脂の粉砕性指数が、０．８以下である。
　このようなシート製造方法によれば、粉砕性指数が０．８以下の樹脂を含む樹脂粉体を用いてシートを製造できる。係る樹脂は外力によって砕けにくいため、製造されるシート中においても樹脂の破壊が生じにくい。これにより、機械的強度が良好なシートを製造することができる。
　本発明に係るシート製造方法において、
　前記樹脂粉体の体積基準の平均粒子径は、２０μｍ以下であってもよい。
　このようなシート製造装置によれば、樹脂粉体を繊維間に混合しやすくかつ分散させやすい。また、樹脂粉体の重量が軽いため、重力の影響を受けにくくなり、ウェブやシートからの脱離もしにくくなる。そのため、強度が良好で強度のムラの少ないシートを製造することができる。
　本発明に係る樹脂粉体の一態様は、
　シート製造用の樹脂粉体であって、
　非ビスフェノール系ポリエステル樹脂を含み、
　粉砕性指数が、０．８以下である。
　このような樹脂粉体によれば、繊維と混ぜてシートを形成することができ、形成されるシートの機械的強度が良好で、環境負荷の抑制されたシートを形成することができる。
　本発明に係る樹脂粉体において、
　体積基準の平均粒子径が、２０μｍ以下であってもよい。
　このような樹脂粉体によれば、機械的強度が均一なシートを形成することができる。
　本発明に係るシートの一態様は、
　繊維と、非ビスフェノール系ポリエステル樹脂と、を含み、
　前記非ビスフェノール系ポリエステル樹脂の粉砕性指数が、０．８以下である。
　このようなシートは、粉砕性指数が０．８以下の樹脂を含むので、同量の他の樹脂を含む場合に比較して機械的強度が良好である。また、非ビスフェノール系ポリエステル樹脂を含むため、いわゆる環境負荷が小さい。
本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す図。
　以下に本発明の幾つかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
　１．シート製造装置
　本実施形態のシート製造装置は、繊維と樹脂粉体とを、気中で混合する混合部と、混合部で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成部と、を備え、樹脂粉体に含まれる樹脂の粉砕性指数が、０．８以下であることを特徴とする。
　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。図示の例では、粗砕部１２は、粗砕刃１４を有し、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。粗砕部１２によって裁断された原料は、ホッパー１で受けてから管２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、大気中（空気中）等の気中において乾式で解繊を行う。具体的には、解繊部２０としては、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としては、例えば、篩（ふるい）を用いる。選別部４０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、選別部４０は、モーターによって回転駆動される円筒の篩である。選別部４０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）を通過して大気中（空気中）等の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。
　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、繊維の凝集を防止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、大気中（空気中）等の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としては、回転する円筒の篩を用いる。堆積部６０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。堆積部６０の構成は、例えば、選別部４０の構成と同じである。
　なお、堆積部６０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、堆積部６０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、堆積部６０は、堆積部６０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により大気中（空気中）等の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、一対のカレンダーローラー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、一対の加熱ローラー８６を備えている。加熱部８４を加熱ローラー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８５（加圧部８２）は、加熱ローラー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８５や加熱ローラー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、シートＳの搬送方向と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（第１切断部９２により切断された）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。
　１．２．繊維
　本実施形態のシート製造装置１００において、原料としては、特に限定されず、広範な繊維材料を用いることができる。繊維としては、天然繊維（動物繊維、植物繊維）、化学繊維（有機繊維、無機繊維、有機無機複合繊維）などが挙げられ、更に詳しくは、セルロース、絹、羊毛、綿、大麻、ケナフ、亜麻、ラミー、黄麻、マニラ麻、サイザル麻、針葉樹、広葉樹等からなる繊維や、レーヨン、リヨセル、キュプラ、ビニロン、アクリル、ナイロン、アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリイミド、炭素、ガラス、金属からなる繊維が挙げられ、これらを単独で用いてもよいし、適宜混合して用いてもよいし、精製などを行った再生繊維として用いてもよい。原料としては、例えば、古紙、古布等が挙げられるが、これらの繊維の少なくとも１種を含んでいればよい。また、繊維は、乾燥されていてもよいし、水、有機溶剤等の液体が含有又は含浸されていてもよい。また、各種の表面処理がされていてもよい。また、繊維の材質は、純物質であってもよいし、不純物、添加物及びその他の成分など、複数の成分を含む材質であってもよい。
　本実施形態で使用される繊維は、独立した１本の繊維としたときに、その平均的な直径（断面が円でない場合には長手方向に垂直な方向の長さのうち、最大のもの、又は、断面の面積と等しい面積を有する円を仮定したときの当該円の直径（円相当径））が、平均で、１μｍ以上１０００μｍ以下、好ましくは２μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上２００μｍ以下である。
　本実施形態のシート製造装置１００で使用する繊維の長さは、特に限定されないが、独立した１本の繊維で、その繊維の長手方向に沿った長さは、１μｍ以上５ｍｍ以下、好ましくは２μｍ以上３ｍｍ以下、より好ましくは３μｍ以上２ｍｍ以下である。繊維の長さが短い場合は、樹脂粉体と結着しにくいため、シートの強度が不足する場合があるが、上記範囲であれば十分な強度のシートを得ることができる。また、繊維の平均の長さは、長さ加重平均繊維長として、２０μｍ以上３６００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以上２７００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以上２３００μｍ以下である。さらに、繊維の長さは、ばらつき（分布）を有してもよく、独立した１本の繊維の長さについて、１００以上のｎ数で得られる分布において、正規分布を仮定した場合に、σが１μｍ以上１１００μｍ以下、好ましくは１μｍ以上９００μｍ以下、より好ましくは１μｍ以上６００μｍ以下であってもよい。
　繊維の太さ、長さは、各種の光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡、ファイバーテスター等により測定することができる。
　本実施形態のシート製造装置１００では、繊維の原料は、解繊部２０によって解繊され、選別部４０を経て第１選別物として混合部５０へと搬送される。
　１．３．添加物
　１．３．１．樹脂粉体
　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。樹脂は、粉体として添加物中に配合される。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。本実施形態では、添加物供給部５２から供給される添加物は、樹脂粉体を含む。添加物は、樹脂粉体単独又は適宜他の物質と混合して形成されてもよい。
　本実施形態の樹脂粉体は、添加物供給部５２から供給され、混合部５０、堆積部６０を通過する際に、繊維に付着するとともに、繊維とともにメッシュベルト７２に堆積され、ウェブＷとなった状態においても繊維に付着することができる。
　本実施形態の樹脂粉体は、粉砕性指数が０．８以下、好ましくは０．７５以下、より好ましくは０．７１以下、さらに好ましくは０．７以下の樹脂を含む。樹脂粉体が含有する樹脂の粉砕性指数の下限値は特に限定されないが、樹脂粉体を製造する条件において粉砕されにくすぎると製造コストの増加につながる場合があるため、０．００１以上、好ましくは０．０１以上である。なお、本発明における樹脂の粉砕性指数の値は、特定の条件における、粉砕されやすさ、粉砕されにくさの指標であり、製造時の粉砕条件における粉砕性とは必ずしも相関しない値である。
　係る樹脂の粉砕性指数は、例えば、以下のように測定される。（１）塊状の樹脂３ｋｇをハンマーにより砕いて約５ｍｍの塊とする。（２）砕かれた樹脂をフェザーミルＦＭ－１Ｓ（ホソカワミクロン株式会社製）に投入し、標準ハンマー（１６本）と孔径φ１０ｍｍのスクリーンを装着し、回転数９００ｒｐｍの条件で粉砕処理を行って、８メッシュ（目開き２．３６ｍｍ）全パスの樹脂粒を得る。（３）樹脂粒の１５０ｇを、ステンレス容器（ＣＡＣ３３型）とカッター（ＳＳ１１００型）を取付けたワーリングブレンダー７０１２Ｓ（大阪ケミカル株式会社製）に投入し、１３０００ｒｐｍのカッター回転速度で６０秒間処理する。（４）この樹脂処理物を１２メッシュ（目開き１．４ｍｍ）の篩にかけて、篩をパスしたものを７０ｇ計量してハイスピードミル（シニオン株式会社製ＨＳ－１０）に投入し、標準粉砕刃を装着して回転数３００００ｒｐｍで、３０秒間粉砕処理して１８０秒停止するサイクルを３回連続で繰り返す処理を行う。（５）処理後の樹脂のＭ（ｇ）を計量し３２メッシュの篩（φ２００ｍｍ）（ＪＩＳ標準）に投入し、電磁式ふるい振とう機ＡＳ２００（アズワン社製）に取り付けて振幅２ｍｍとして２０分間の篩分けを行う。（６）３２メッシュ（目開き５００μｍ）の篩残（篩に残った分）の質量Ｒ（ｇ）を測定し、Ｄ＝（Ｍ－Ｒ）／Ｍを計算し、粉砕性指数Ｄを算出する。
　粉砕性指数Ｄは、０≦Ｄ≦１の範囲となり、Ｄが大きいほど粉砕性が高いことを示す。Ｍについては適宜選択できるが、１０（ｇ）以上５０（ｇ）以下の範囲が良く、例えば、３０（ｇ）とする。（７）上記の操作を繰り返し、３回行い、平均の粉砕性指数Ｄを得る。
　ここで、篩残Ｒの測定は、篩側に残留している樹脂の質量Ｒを正確に量るため、篩分け前後の系全体の質量変化を計量することが好ましい。また、篩分け後の系の質量計量に先立ち、篩の下側に静電気で付着している樹脂を、静電気除去ブラシを用いて静かに払い落とすことで、より正確な測定が可能である。なお、篩をパスした樹脂の質量を計量して、粉砕性指数を算出しても良い。この場合には、篩下側の面についた樹脂質量を正確に計量することが困難な場合があるため通常は篩残を用いて求める。
　樹脂の粉砕性指数Ｄの値が０．８以下であることにより、樹脂が溶融して繊維と繊維とを結着したシートとなった際に、樹脂の破断（破壊）が生じにくく、機械的強度の高いシートとすることができる。
　粉砕性指数Ｄは、上記のようにして測定（算出）されるが、シート製造装置１００において使用される樹脂粉体（添加物）を製造する際に粉砕を行う場合の粉砕の条件と、粉砕性指数Ｄの測定のための粉砕の条件とは通常は異なる。本実施形態の樹脂粉体は、次項以下に説明する構造、材質、製法等により実現される。
　樹脂粉体は、例えば、市販の粉体状の樹脂（樹脂パウダー）をそのまま用いてもよい。また、樹脂粉体は、市販の樹脂ペレットを破砕（粉砕）して用いてもよい。さらに、樹脂粉体は、各種の樹脂を混錬（ブレンド）したものを粉砕して製造してもよいし、さらに造粒して粉砕して用いてもよい。さらに、粉砕後、分級して用いてもよい。
　樹脂粉体を粉砕する手法は特に限定されず、公知のものが使用でき、ＦＭミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ターボミル、ローラーミル、ジェットミル、ハンマーミル、ピンミルなどを用いて行うことができる。また、粉砕処理は、冷却しながら行われてもよい。さらに、樹脂の粉砕（樹脂粉体の製造）においては、他の物質との混合を兼ねてもよく、添加物を製造する工程と兼ねてもよい。
　樹脂粉体の粒子の粒径（体積基準の平均粒子径）は、５０μｍ以下が好ましく、より好ましくは３０μｍ以下、さらに好ましくは２５μｍ以下、特に好ましくは２０μｍ以下である。平均粒子径が小さいと、樹脂粉体に働く重力が小さくなるため自重による繊維間からの脱離を抑制することができ、また、空気抵抗が小さくなるため、サクション機構７６等によって生じる空気流（風）による繊維間からの脱離や、機械的振動による脱離を抑制することができる。また、樹脂粉体が上記の粒径範囲であれば、十分に繊維から脱離しにくく、繊維と繊維とを結着することができる。
　なお、メッシュベルト７２の目開きは適宜設定し得るが、樹脂粉体が繊維に付着しているため、樹脂粉体の粒子径がメッシュベルト７２の目開き（物体が通過する孔の大きさ）よりも小さい場合でも、メッシュベルト７２を通過することが抑制される。すなわち、本実施形態の樹脂粉体は、樹脂粉体の粒子径がメッシュベルト７２の目開きよりも小さくてもよい。
　なお、樹脂粉体の粒子の平均粒子径の下限は、特に限定されず、例えば、１０μｍであり、粉砕等の手法で粉体化できる範囲で任意である。また、樹脂粉体の粒子の平均粒子径は、分布を有してもよい。また、樹脂粉体の粒子径分布が広い場合には、粗大粒子や微細粒子を分級して除去して使用してもよい。また、樹脂粉体の微粉は凝集しやすい場合があるため、そのような樹脂粉を含む場合には、凝集抑制剤（酸化チタン微粒子等）を併用したり、樹脂粉を分級によって除去したりすることが好ましい。
　樹脂粉体の粒子の体積平均粒子径は、例えば、レーザー回折散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。粒度分布測定装置としては、例えば、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布計（例えば、「マイクロトラックＵＰＡ」日機装株式会社製）が挙げられる。
　１．３．２．樹脂粉体の材質
　本実施形態のシート製造装置で用いる樹脂粉体に含まれる樹脂の材質としては、粉砕性指数Ｄが０．８以下である限り、特に限定されない。粉砕性指数Ｄは、粉体力学的、あるいは機械的（巨視的）な特性であり、樹脂の分子構造に直接由来する（直接的に説明できる）ような性質ではなく、少なくとも樹脂の種類（分子構造）、分子量、組成、相分離構造等に依存する複雑で総合的な値である。そのため、例えば、樹脂の種類によって異なる値となり得るし、同一の種類の樹脂でも、異なる値となることもある。さらに複数の樹脂のブレンド物である場合においては、いずれかの樹脂の性質だけが、粉砕性指数を決定することは稀であるため、通常は実測により求められる。
　樹脂粉体の成分である樹脂（樹脂粒子の成分）の種類としては、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。
　より詳しくは、樹脂粉体の成分である樹脂（樹脂粒子の成分）の種類としては、天然樹脂、合成樹脂のいずれでもよく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。本実施形態のシート製造装置１００においては、樹脂粉体を構成する樹脂は、常温で固体であることが好ましく、シート形成部８０における熱によって繊維を結着すること、及び製造されるシートのリサイクル等を鑑みれば熱可塑性樹脂がより好ましい。
　天然樹脂としては、ロジン、ダンマル、マスチック、コーパル、琥珀、シェラック、麒麟血、サンダラック、コロホニウムなどが挙げられ、これらを単独又は適宜混合したものが挙げられ、また、これらは適宜変性されていてもよい。
　合成樹脂のうち熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。
　また、合成樹脂のうち熱可塑性樹脂としては、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、などが挙げられる。
　また、共重合体化や変性を行ってもよく、このような樹脂の系統としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン－アクリル系共重合樹脂、オレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、Ｎ－ビニル系樹脂、スチレン－ブタジエン系樹脂等が挙げられる。
　樹脂の材質としては、上記のようなものが挙げられるが、ビスフェノールＡ（ＢＰＡ）等のビスフェノール類及びその反応物を含有しないことが好ましい。そのようなビスフェノール系の化合物の反応物としては、例えば、ビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物等が挙げられ、このようなモノマーを含まないことが好ましい。樹脂がビスフェノール類を含有しないことにより、劣化等による環境ホルモンの発生を抑制することができる。また、ホルマリンやフェノール等の発生も抑制することができる。また、ビスフェノール系化合物を含有しないようにすれば、粉砕性指数Ｄを低く抑えることができる傾向がある。
　さらに、樹脂の材質としては、非ビスフェノール系のポリエステルがより好ましい。非ビスフェノール系のポリエステル樹脂としては、例えば、酸成分として、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸等のジカルボン酸、トリメリット酸等の多価カルボン酸、及びそれらの無水物、並びにそれらの混合物等を用いたものが挙げられる。また、その場合のアルコール成分としては、エチレングリコール、１，４－ブタンジオール等のアルキレンジオール類、グリセリン、ペンタエリトリトール等の多価アルコール類、アルキレンオキシドジオール等のオリゴアルコール類などを用いたものが挙げられる。非ビスフェノール系のポリエステルは、環境負荷が小さく、かつ、熱可塑性を有するため、シートのリサイクル等も容易化することができる。
　また、非ビスフェノール系のポリエステルは、展性に富み、粉砕性指数Ｄを小さくすることができる。このような粉砕性指数Ｄが小さい非ビスフェノール系のポリエステルは、粉体の状態で、負荷が加わった際に、すぐには破断（破壊）しにくく、ある程度延伸したあとに破断する傾向がある。そのため、シートの強度を向上させる効果がさらに優れている。
　本実施形態では、樹脂粉体に含有される樹脂の粉砕性指数が０．８以下であるため、外力によって砕けにくい。そのため、製造されるシートＳ中においても樹脂の破壊が生じにくい。これにより、機械的強度が良好なシートＳを製造することができる。
　１．３．３．その他の成分
　樹脂粉体（添加物）には、繊維を着色するための着色剤や、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と述べたが、これらの少なくとも一種を含む場合には、樹脂にこれらを溶融混練により配合することで、より容易に得ることができる。また、無機微粒子は、このような樹脂の粉体を形成した後に、樹脂の粉体と無機微粒子の粉体とを高速ミキサー等により混合することにより配合することができる。
　さらに、樹脂粉体（添加物）は、その他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、例えば、色材、凝集抑制剤、帯電抑制剤、帯電調節剤、有機溶剤、界面活性剤、防黴剤・防腐剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤等が挙げられる。これらの他の成分は、樹脂粉体と一体的に配合されてもよいし、別体として添加物に配合されてもよい。
　また、混合部５０において、上述の繊維と樹脂粉体とが混ぜ合されるが、それらの混合比率は、製造されるシートＳの強度、用途等により適宜調節されることができる。繊維に対する樹脂粉体の割合は、５質量％以上７０質量％以下であり、混合部５０において良好な混合を得る観点、及び混合物をシート状に成形した場合に、重力によって樹脂粉体がさらに脱離しにくくする観点からは、５質量％以上５０質量％以下が好ましい。
　１．４．混合部
　本実施形態のシート製造装置１００に備えられる混合部５０は、繊維と、添加物と、を混ぜ合せる機能を有する。混合部５０では、少なくとも繊維及び樹脂粉体が混ぜ合される。混合部５０においては、繊維及び樹脂粉体以外の成分が混ぜ合されてもよい。本明細書において「繊維と樹脂粉体（添加物）とを混ぜ合せる」とは、一定容積の空間（系）内で、繊維と繊維との間に樹脂粉体（添加物）を位置させることとする。
　本実施形態の混合部５０における混ぜ合せの処理は、気流中に繊維及び樹脂粉体を導入して気流中で相互に拡散させる方法（乾式）であり、流体力学的な混合処理となっている。混合における「乾式」とは、水中ではなく大気中（空気中）等の気中で混合させる状態をいう。すなわち、混合部５０は、乾燥状態で機能してもよいし、不純物として存在する液体又は意図的に添加される液体が存在する状態で機能してもよい。液体を意図的に添加する場合には、後の工程において、係る液体を加熱等により除去するためのエネルギーや時間が大きくなりすぎない程度に添加することが好ましい。なお、係る方法の場合には、管５４等の中の気流は、乱流であるほうが混ぜ合せの効率がよくなることがあるためより好ましい。
　混合部５０の処理能力は、繊維（繊維材）及び樹脂粉体を混ぜ合せることができる限り、特に限定されず、シート製造装置１００の製造能力（スループット）に応じて適宜設計、調節することができる。混合部５０の処理能力の調節は、管５４内の繊維及び樹脂粉体を移送するための気体の流量や、材料の導入量、移送量等を変化させることにより行うことができる。
　混合部５０によって混ぜ合された混合物は、堆積部６０等、他の構成によってさらに混ぜ合されてもよい。また、図１の例では、混合部５０は、管５４に設けられたブロアー５６を有しているが、さらに図示せぬブロアーを有してもよい。
　ブロアーは、繊維と樹脂粉体とを混合させる機構であり、回転する羽根を有する回転部を有している。係る羽根が回転することにより、繊維及び／又は樹脂粉体が羽根によって摩擦されたり羽根に衝突したりする。また、係る羽根が回転することにより、羽根によって形成される気流によって、繊維と繊維、繊維と樹脂粉体、及び／又は、樹脂粉体と樹脂粉体が衝突したり相互に摩擦されたりする。
　このような衝突や摩擦により、少なくとも樹脂粉体が帯電し（静電気を帯び）、樹脂粉体が繊維に付着するための付着力（静電気力）が生じると考えられる。このような付着力の強さは、繊維及び樹脂粉体の性状や、ブロアーの構造（回転する羽根の形状等）にも依存する。図１に示すようにブロアー５６が一つ設けられた場合でも、十分な付着力を得ることができるが、さらに他のブロアーを添加物供給部５２の下流側に設けることにより、より強い付着力を得ることができる場合がある。増設するブロアーの数は、特に限定されない。また、複数のブロアーを設ける場合には、より送風力の大きいブロアーと、より撹拌力（帯電させる能力）の大きいブロアーとを設けるなど、ブロアーごとに主たる機能を分担させるようにしてもよい。このようにすれば、繊維への樹脂粉体の付着力をより高めることができる場合があり、ウェブＷを成形する際に繊維間からの樹脂粉体の脱離をさらに抑制することができる。
　１．５．作用効果
　本実施形態のシート製造装置１００は、粉砕性指数が０．８以下の樹脂を含む樹脂粉体を用いてシートＳを製造する。係る樹脂は外力によって砕けにくいため、製造されるシートＳ中においても樹脂の破壊が生じにくい。これにより、機械的強度が良好なシートＳを製造することができる。
　２．シート製造方法
　本実施形態のシート製造方法は、繊維と樹脂粉体とを気中で混合する混合工程と、混合工程で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成工程と、を含み、樹脂粉体に含まれる樹脂の粉砕性指数が、０．８以下である。繊維、及び樹脂粉体（添加物）は、上述のシート製造装置の項で述べたと同様であるため、詳細な説明を省略する。
　本実施形態のシート製造方法は、原料としてのパルプシートや古紙などを気中で切断する工程、原料を気中で繊維状に解きほぐす解繊工程、解繊された解繊物から不純物（トナーや紙力増強剤）や解繊によって短くなった繊維（短繊維）を気中で分級する分級工程、解繊物から長い繊維（長繊維）や十分に解繊されなかった未解繊片を気中で選別する選別工程、混合物を気中で分散させながら降らせる分散工程、降ってきた混合物を気中で堆積してウェブの形状等に成形する成形工程、必要に応じてシートを乾燥させる乾燥工程、形成されたシートをロール状に巻取る巻取工程、形成されたシートを裁断する裁断工程、及び製造されたシートを包装する包装工程からなる群より選択される少なくとも１つの工程を含んでもよい。これらの工程の詳細は上述のシート製造装置の項で述べたと同様であるため、詳細な説明を省略する。
　このようなシート製造方法によれば、粉砕性指数が０．８以下の樹脂を含む樹脂粉体を用いてシートＳを製造できる。係る樹脂は外力によって砕けにくいため、製造されるシートＳ中においても樹脂の破壊が生じにくい。これにより、機械的強度が良好なシートを製造することができる。
　３．シート
　本実施形態のシート製造装置１００、又はシート製造方法によって製造されるシートＳは、少なくとも上述の繊維を原料とし、シート状にしたものを指す。しかしシート状ものに限定されず、ボード状、ウェブ状、又は凹凸を有する形状であってもよい。本明細書におけるシートとは、紙と不織布に分類できる。紙は、例えば、パルプや古紙を原料とし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、紙器や紙箱に用いられる厚紙などを含む。不織布は、紙より厚いものや低強度のものであり、一般的な不織布、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。なお、不織布の場合には、繊維と繊維との間の間隔が広い（シートの密度が小さい）。これに対して紙は、繊維と繊維との間の間隔が狭い（シートの密度が大きい）。そのため、本実施形態のシート製造装置１００、又はシート製造方法によって製造されるシートＳが紙であるほうが、樹脂粉体の繊維からの脱離抑制や、シートとしたときの強度の均一性等の作用、機能をより顕著に発現することができる。
　本実施形態に係るシートの態様としては、上述のものが挙げられるが、特にシートＳの一例として、繊維と、非ビスフェノール系ポリエステル樹脂と、を含み、前記非ビスフェノール系ポリエステル樹脂の粉砕性指数が、０．８以下であるものが挙げられる。このようなシートは、粉砕性指数が０．８以下の樹脂を含むので、同量の他の樹脂を含む場合に比較して機械的強度が良好である。また、非ビスフェノール系ポリエステル樹脂を含む場合には、いわゆる環境負荷を小さくすることができる。
　４．その他の事項
　本実施形態のシート製造装置、シート製造方法は、上述の通り、水を全く又はわずかにしか使用しないものであるが、必要に応じて、噴霧等により、調湿等を目的として適宜水を添加してシートを製造することもできる。
　このような場合の水としては、イオン交換水、限外ろ過水、逆浸透水、蒸留水などの純水又は超純水を用いることが好ましい。特にこれらの水を紫外線照射又は過酸化水素添加などにより滅菌処理した水は、長期間に亘りカビやバクテリアの発生を抑制することができるので好ましい。
　本明細書において、「均一」との文言は、均一な分散や混合という場合には、２種以上又は２相以上の成分を定義できる物体において、１つの成分の他の成分に対する相対的な存在位置が、系全体において一様、又は系の各部分において互いに同一若しくは実質的に等しいことを指す。また、着色の均一性や色調の均一性は、シートを平面視したときに色の濃淡がなく、一様な濃度であることを指す。
　本明細書において、「均一」「同じ」「等間隔」など、密度、距離、寸法などが等しいことを意味する言葉を用いている。これらは、等しいことが望ましいが、完全に等しくすることは難しいため、誤差やばらつきなどの累積で値が等しくならずにずれるものも含むものとする。
　５．実験例
　以下に実験例を示し、本発明をさらに説明するが、本発明は以下の例によってなんら限定されるものではない。
　５．１．樹脂の製造
　容量５０００ｍＬの四つ口フラスコに還流冷却器、水分離装置、窒素ガス導入管、温度計及び撹拌装置を取り付けた。表１に記載したモル比の酸成分、及びアルコール成分の混合物３５００ｇを先のフラスコに導入した。さらに、ジブチルスズオキサイドを３ｇ加えた後、窒素気流下、２００℃で３時間、エステル化反応を行った。
　次に、エステル化反応により得られたものを、容量５０００ｍＬのオートクレーブに移し、温度２４５℃、内圧３００Ｐａの条件で、４時間の重縮合反応を行うことにより、表１に示すポリエステル樹脂Ａ～Ｉを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　５．２．樹脂粉体の製造
　上記の合成により得られた塊状の樹脂をそれぞれ、ハンマーで粒径約６ｍｍまで粗粉砕した。その後、フェザーミルによりさらに粉砕し、粒径約２ｍｍまで粉砕して顆粒状とした。そして、この顆粒状の粒子をジェットミルによって、微粉にした後、５μｍ以下、及び４０μｍ以上の粒径の粒子を分級除去することにより、平均粒子径１０μｍの樹脂粉体を得た。得られた各樹脂の粉体に対して、１．５質量％のヒュームドシリカ（凝集抑制剤として）を加え、ヘンシェルミキサーにて混合し、シート製造用の樹脂粉体（添加剤）を得た。
　５．３．樹脂粉体の物性測定
　５．３．１．ガラス転移温度
　ガラス転移温度（Ｔｇ）は、示差走査熱量計（セイコーインスツル社製：ＤＳＣ２２０Ｃ）により測定して求めた。昇温速度は１０℃／ｍｉｎとし、同一の検体を２回連続して測定し、２回目の測定におけるＤＳＣ曲線のベースラインと、同曲線の変曲点での接線と、の交点をガラス転移点（ガラス転移温度（Ｔｇ））として求めた。得られた値を表３に記載した。
　５．３．２．軟化温度の測定
　軟化温度は、島津製作所株式会社製のフローテスターＣＦＴ－５００を用いて測定した。孔径１ｍｍ、厚さ１ｍｍのダイスを用い、荷重２０ｋｇｆ、昇温速度５℃／ｍｉｎの等速昇温下で、サンプル重量１．１ｇのうちの１／２の量が流出したときの温度を軟化温度とした。得られた値を表３に記載した。
　５．３．３．樹脂の酸価の測定
　樹脂の酸価は、ＪＩＳ　Ｋ２５０１：２００３（石油製品及び潤滑油・中和価試験方法）に記載の方法に準じて実施した。得られた値を表３に記載した。
　５．３．４．粉砕性指数の測定
　各例の塊状の樹脂３ｋｇをハンマーにより砕いて約５ｍｍの塊とした。次に、砕かれた樹脂をフェザーミルＦＭ－１Ｓ（ホソカワミクロン株式会社製）に投入し、標準ハンマー（１６本）と孔径φ１０ｍｍのスクリーンを装着し、回転数９００ｒｐｍの条件で粉砕処理を行って、８メッシュ（目開き２．３６ｍｍ）全パスの樹脂粒を得た。次いで、樹脂粒の１５０ｇを、ステンレス容器（ＣＡＣ３３型）とカッター（ＳＳ１１００型）を取付けたワーリングブレンダー７０１２Ｓ（大阪ケミカル株式会社製）に投入し、１３０００ｒｐｍのカッター回転速度で６０秒間処理した。この樹脂処理物を１２メッシュ（目開き１．４ｍｍ）の篩にかけて、篩をパスしたものを７０ｇ計量してハイスピードミル（シニオン株式会社製ＨＳ－１０）に投入し、標準粉砕刃を装着して回転数３００００ｒｐｍで、３０秒間粉砕処理して１８０秒停止するサイクルを３回連続で繰り返した。その後、処理後の樹脂の質量Ｍ（ｇ）を計量し３２メッシュの篩（φ２００ｍｍ）に投入し、電磁式ふるい振とう機ＡＳ２００（アズワン社製）に取り付けて振幅２ｍｍとして２０分間の篩分けを行った。そして、３２メッシュ（目開き５００μｍ）の篩残（篩に残った分）の質量Ｒ（ｇ）を測定し、Ｄ＝（Ｍ－Ｒ）／Ｍを計算し、粉砕性指数Ｄを算出した。このときのＭは、３０（ｇ）とした。上記の操作を繰、各樹脂について、それぞれ、３回繰り返し行い、各樹脂の平均の粉砕性指数Ｄを得た。得られた値を表３に記載した。
　５．３．５．シートの製造及び強度の測定
　ワーリングブレンダー７０１２Ｓ（大阪ケミカル株式会社製）のステンレス容器に下記質量の材料を入れた。
　　（１）針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）　　１６ｇ
　　（２）シート製造用樹脂粉体（表１のもの）　　　４ｇ
　そして、容器の蓋を閉じ、羽根の回転数を３４００ｒｐｍに設定し、４５秒間撹拌して樹脂とパルプとを混合し、各樹脂とパルプとの混合物を得た。
　この混合物を１０メッシュの篩に移し、平板上にふるい落として堆積させた。堆積させた混合物を平面プレスにより、混合物に加わる圧力が１５ＭＰａとなるように圧調整し、温度１５０℃の条件で、３０秒間加熱加圧し、冷却することによって、樹脂とパルプからなるシートを得た。シートの坪量及び厚さを表２に記載した。また、シートの平均厚さは１２５μｍ、平均密度は０．８ｇ／ｃｍ3となった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 　得られた各例のシートにつき、幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍを切り出し、これを試験片とした。各例の試験片を、室温２３℃の恒温室に設置した引張試験機（島津製作所製：ＡＧＳ－Ｘ）にセットして、２ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張試験を行った。引張強さは、試験中に加わった最大の力に対応する応力とし、引張り試験のチャートから読み取った。得られた値を表３に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　５．４．評価結果
　シートの強度として実用に足りるレベルは、用途によって異なるが、ここでは紙箱や紙器を想定しており、実用上の十分な強度は１５ＭＰａ程度と考え、評価結果として、１５ＭＰａを以上のものを○とし、１５ＭＰａ未満のものを×として、表３に記載した。
　表３の結果から、引張強さは、粉砕性指数Ｄと相関することが判明した。粉砕性指数Ｄは、樹脂に一定の負荷が加わったときの砕けやすさの指標と考えられる。粉砕性指数Ｄが大きい樹脂は、より小さい負荷により砕けやすいということである。また、シートの引張強さは、樹脂の酸価との相関は認められなかった。
　なお、シートの引張強さは、樹脂のガラス転移温度及び軟化温度との弱い相関が認められた。これは、ポリエステル樹脂の場合、上記値と分子量との間に相関が見られる場合があることにより生じた傾向と考えられ、粉砕性指数のほうが、引張強さに対してより敏感な指標であると考えられる。
　樹脂と繊維とからなるシートにおいては、シート強度は繊維と樹脂とを接着することにより発現している。このようなシートに変形を起こすような力が加わった場合、樹脂による接合部が破壊して接合が解かれるか、繊維が破断するか、樹脂と繊維の界面が剥離するかによりシートの破断が発生すると考えられる。
　表３では、明確に粉砕性指数Ｄと引張強さに関係がみられる、そのため、各例のシートの破断は、繊維と繊維とをつなぐ樹脂の破壊が主たる要因となっていると考えられる。すなわち、シートの強度は、樹脂の粉砕性指数Ｄに影響を受けており、粉砕性指数Ｄの低い樹脂を含んで製造されたシートの機械的強度は、高いものとなると考えられる。表３をみると、粉砕性指数Ｄがおよそ０．８程度よりも小さい場合に、実用上十分な強度が得られることが分かる。
　本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（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、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
１…ホッパー、２，３，７，８…管、９…ホッパー、１０…供給部、１２…粗砕部、１４…粗砕刃、２０…解繊部、２２…導入口、２４…排出口、４０…選別部、４２…導入口、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、６２…導入口、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、８６…加熱ローラー、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、Ｓ…シート、Ｖ，Ｗ…ウェブ。

Claims (8)

  1. 　繊維と樹脂粉体とを、気中で混合する混合部と、
    　前記混合部で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成部と、を備え、
    　前記樹脂粉体に含まれる樹脂の粉砕性指数が、０．８以下であることを特徴とする、シート製造装置。
  2. 　前記樹脂は、非ビスフェノール系ポリエステル樹脂であることを特徴とする、シート製造装置。
  3. 　前記樹脂粉体の体積基準の平均粒子径は、２０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のシート製造装置。
  4. 　繊維と樹脂粉体とを気中で混合する混合工程と、
    　前記混合工程で混合された混合物を堆積し、加熱してシートを形成するシート形成工程と、を含み、
    　前記樹脂粉体に含まれる樹脂の粉砕性指数が、０．８以下であることを特徴とする、シート製造方法。
  5. 　前記樹脂粉体の体積基準の平均粒子径は、２０μｍ以下であることを特徴とする、請求項４に記載のシート製造方法。
  6. 　非ビスフェノール系ポリエステル樹脂を含み、
    　粉砕性指数が、０．８以下であることを特徴とする、シート製造用の樹脂粉体。
  7. 　体積基準の平均粒子径が、２０μｍ以下であることを特徴とする、請求項６に記載の樹脂粉体。
  8. 　繊維と、非ビスフェノール系ポリエステル樹脂と、を含み、
    　前記非ビスフェノール系ポリエステル樹脂の粉砕性指数が、０．８以下であることを特徴とする、シート。
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