JP6544077B2 - シート製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート製造装置に関する。

従来、シート製造装置においては、繊維を含む原料を水に投入し、主に機械的作用により離解して、抄き直す、いわゆる湿式方式が採用されている。このような湿式方式のシート製造装置は、大量の水が必要であり、装置が大きくなる。さらに、水処理施設の整備のメンテナンスに手間がかかる上、乾燥工程に係るエネルギーが大きくなる。

そこで、小型化、省エネルギーのために、水を極力利用しない乾式によるシート製造装置が提案されている。例えば特許文献１には、乾式解繊機において紙片を繊維状に解繊し、サイクロンにおいて繊維の脱墨を行い、脱墨された繊維を、フォーミングドラム表面の小孔スクリーンを通過させて、サクション装置で吸引することによってメッシュベルト上に堆積させ、紙を成形することが記載されている。

特開２０１２−１４４８１９号公報

しかしながら、上記のようなシート製造装置において、繊維を気流によってフォーミングドラム部に供給する場合、気流が乱れることによってメッシュベルト上に堆積される繊維の量が不均一になり、製造されるシートの坪量が不均一となる場合があった。また、サクション装置（吸引部）の吸引により、ドラム部を収容するハウジング部内が負圧となって、メッシュベルトとハウジング部との間からの吸気量が多くなる場合があった。これにより、メッシュベルト上に堆積される繊維の量が不均一になり、製造されるシートの坪量が不均一となる場合があった。

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、坪量の均一性が高いシートを製造することができるシート製造装置を提供することにある。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。

本発明に係るシート製造装置の一態様は、
複数の開口が形成され回転可能なドラム部と、
前記ドラム部の前記開口を通過した繊維を含む材料を用いてウェブを形成するウェブ形成部と、
前記ドラム部の少なくとも前記開口が形成された部分を覆うハウジング部と、
繊維を含む材料を、気流により前記ドラム部の回転軸方向から前記ドラム部の内部へ供給するための材料供給口と、
材料を含まない空気を、前記ドラム部の回転軸方向から前記ドラム部の内部へ供給するための吸気口と、
を有し、
前記ウェブ形成部は、
繊維を含む材料が堆積されるメッシュベルトと、
繊維を含む材料を前記メッシュベルト上に吸引する吸引部と、
を有する。

このようなシート製造装置では、メッシュベルト上に高い均一性で解繊物を堆積させることができ、坪量の均一性が高い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、
前記吸気口は、前記材料供給口の周囲に設けられていてもよい。

このようなシート製造装置では、ドラム部の内部において気流が乱れることを、より確実に抑制することができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記材料供給口を形成する内面を有する搬送管を、さらに有し、
前記ハウジング部には、前記材料供給口よりも大きな貫通孔が設けられ、
前記吸気口は、前記貫通孔を形成するハウジング部の面と、前記搬送管の外面と、の間に形成される隙間であってもよい。

このようなシート製造装置では、ドラム部の内部において気流が乱れることを、より確実に抑制することができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記吸気口は、前記材料供給口よりも、前記メッシュベルト側に設けられていてもよい。

このようなシート製造装置では、メッシュベルト上に堆積されたウェブが乱れることを、より確実に抑制することができる。

本発明に係るシート製造装置において、
前記吸気口は、前記材料供給口よりも、前記ハウジング部の前記ウェブの搬送方向下流側の端部に近い位置に設けられていてもよい。

このようなシート製造装置では、メッシュベルト上に堆積されたウェブが乱れることを、より確実に抑制することができる。

また、本発明に係るシート製造装置の一態様は、
複数の開口が形成され回転可能なドラム部と、
前記ドラム部の前記開口を通過した繊維を含む材料を用いてウェブを形成するウェブ形成部と、
前記ドラム部の少なくとも前記開口が形成された部分を覆うハウジング部と、
繊維を含む材料を、気流により前記ドラム部の内部へ供給するための材料供給口と、
前記ハウジング部の内部が負圧になることにより、材料を含まない空気を前記ハウジング部の外部から前記ドラム部の内部へ供給するための吸気口と、
を有する。

このようなシート製造装置では、ドラム部の内部において気流が乱れることを抑制することができ、高い均一性で解繊物を堆積させウェブを形成することができる。延いては、坪量の均一性が高いシートを製造することができる。

本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す図。 本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す平面図。 本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す断面図。 本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す断面図。 本実施形態に係るシート製造装置を模式的に示す斜視図。 シートの幅方向位置に対する坪量を示すグラフ。 本実施形態の第１変形例に係るシート製造装置を模式的に示す断面図。 本実施形態の第２変形例に係るシート製造装置を模式的に示す断面図。 本実施形態の第３変形例に係るシート製造装置を模式的に示す断面図。 本実施形態の第４変形例に係るシート製造装置を模式的に示す断面図。 本実施形態の第４変形例に係るシート製造装置を模式的に示す断面図。 本実施形態の第５変形例に係るシート製造装置を模式的に示す断面図。 本実施形態の第６変形例に係るシート製造装置を模式的に示す断面図。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１． シート製造装置
１．１． 構成
まず、本実施形態に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るシート製造装置１００を模式的に示す図である。

シート製造装置１００は、図１に示すように、供給部１０と、製造部１０２と、制御部１０４と、を備える。製造部１０２は、シートを製造する。製造部１０２は、粗砕部１２と、解繊部２０と、選別部４０と、第１ウェブ形成部４５と、回転体４９と、混合部５０と、堆積部６０と、第２ウェブ形成部７０と、シート形成部８０と、切断部９０と、を有している。

供給部１０は、粗砕部１２に原料を供給する。供給部１０は、例えば、粗砕部１２に原料を連続的に投入するための自動投入部である。供給部１０によって供給される原料は、例えば、古紙やパルプシートなどの繊維を含むものである。

粗砕部１２は、供給部１０によって供給された原料を、空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）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、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）を通過して空気中に分散された第１選別物をメッシュベルト４６上に吸引することができる。第１選別物は、移動するメッシュベルト４６上に堆積し、ウェブＶを形成する。メッシュベルト４６、張架ローラー４７および吸引部４８の基本的な構成は、後述する第２ウェブ形成部７０のメッシュベルト７２、張架ローラー７４およびサクション機構７６と同様である。

ウェブＶは、選別部４０および第１ウェブ形成部４５を経ることにより、空気を多く含み柔らかくふくらんだ状態に形成される。メッシュベルト４６に堆積されたウェブＶは、管７へ投入され、混合部５０へと搬送される。

回転体４９は、ウェブＶが混合部５０に搬送される前に、ウェブＶを切断することができる。図示の例では、回転体４９は、基部４９ａと、基部４９ａから突出している突部４９ｂ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防止材抑制剤 、繊維等が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し、絡み合った解繊物（繊維）をほぐして、空気中で分散させながら降らせる。さらに、堆積部６０は、添加物供給部５２から供給される添加物の樹脂が繊維状である場合、絡み合った樹脂をほぐす。これにより、堆積部６０は、第２ウェブ形成部７０に、混合物を均一性よく堆積させることができる。

堆積部６０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により空気中に分散された混合物をメッシュベルト７２上に吸引することができる。これにより、堆積部６０からの排出速度を大きくすることができる。さらに、サクション機構７６によって、混合物の落下経路にダウンフローを形成することができ、落下中に解繊物や添加物が絡み合うことを防ぐことができる。

以上のように、堆積部６０および第２ウェブ形成部７０（ウェブ形成工程）を経ることにより、空気を多く含み柔らかくふくらんだ状態のウェブＷが形成される。メッシュベルト７２に堆積されたウェブＷは、シート形成部８０へと搬送される。

なお、図示の例では、ウェブＷを調湿する調湿部７８が設けられている。調湿部７８は、ウェブＷに対して水や水蒸気を添加して、ウェブＷと水との量比を調節することができる。

シート形成部８０は、メッシュベルト７２に堆積したウェブＷを加圧加熱してシートＳを成形する。シート形成部８０では、ウェブＷにおいて混ぜ合された解繊物および添加物の混合物に、熱を加えることにより、混合物中の複数の繊維を、互いに添加物（樹脂）を介して結着することができる。

シート形成部８０は、ウェブＷを加圧する加圧部８２と、加圧部８２により加圧されたウェブＷを加熱する加熱部８４と、を備えている。加圧部８２は、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、搬送方向に平行な方向にシートＳを切断する第２切断部９４と、を有している。第２切断部９４は、例えば、第１切断部９２を通過したシートＳを切断する。

以上により、所定のサイズの単票のシートＳが成形される。切断された単票のシートＳは、排出部９６へと排出される。

１．２． ハウジング部、材料供給口、および吸気口
シート製造装置１００は、さらに、ハウジング部１１０と、材料供給口１２０と、吸気口１３０と、を有している。以下、ハウジング部１１０、材料供給口１２０、および吸気口１３０について詳細に説明する。図２は、ハウジング部１１０近傍を模式的に示す平面図である。図３は、ハウジング部１１０近傍を模式的に示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は、ハウジング部１１０近傍を模式的に示す図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図５は、ハウジング部１１０近傍を模式的に示す斜視図である。

堆積部６０は、回転軸Ｑを中心に回転可能な円筒のドラムである（以下、堆積部をドラム部とも称する）。ドラム部（堆積部）６０の周面には、複数の開口６０ａが形成されている。堆積部６０は、開口６０ａを通過した繊維（解繊物）を、メッシュベルト７２上に堆積させる。すなわち、メッシュベルト７２には、解繊物が堆積される。第２ウェブ形成部７０は、ドラム部６０の開口６０ａを通過した解繊物を用いてウェブＷを形成する。開口６０ａの大きさ、形状、および数は、特に限定されない。なお、便宜上、図３および後述する図１０，１２，１３では、ドラム部６０に対して開口６０ａを大きく図示している。

ハウジング部１１０は、ドラム部６０の少なくとも開口６０ａが形成された部分（開口６０ａが形成されている外周面６０ｂ）を、空隙を介して覆っている。図３および図４に示す例では、ハウジング部１１０は、外周面６０ｂと対向する内面を有する対向壁部１１１と、対向壁部１１１に接続され回転軸Ｑ方向（回転軸Ｑが延びている方向）からドラム部６０を覆う第１側壁部１１２ａおよび第２側壁部１１２ｂと、を有し、ドラム部６０を収容している。

ハウジング部１１０の側壁部１１２ａ，１１２ｂの内面には、図３に示すように、凹部１１４が設けられている。凹部１１４には、パイルシール１４０が設けられている。ドラム部６０は、パイルシール１４０を介してハウジング部１１０と所定の間隔で回転可能に支持されている。パイルシール１４０は、例えば、ベース部の表面に密に細毛が植えつけられたブラシ（刷毛）で構成されている。

ハウジング部１１０の側壁部１１２ａ，１１２ｂには、管（搬送管）５４が接続されている。搬送管５４は、解繊物をドラム部６０の内部に搬送（供給）する。搬送管５４は、図２に示すように、分岐部５４ｃにおいて第１部分５４ａと第２部分５４ｂとに分岐し、第１部分５４ａは第１側壁部１１２ａに接続され、第２部分５４ｂは第２側壁部１１２ｂに接続されている。これにより、ドラム部６０の両側から解繊物をドラム部６０の内部に供給することができる。図示の例では、搬送管５４は、ハウジング部１１０と一体的に設けられている。なお、図１では、堆積部６０と搬送管５４との接続、および選別部４０と管３，８との接続を、および簡略化している。

ハウジング部１１０の側壁部１１２ａ，１１２ｂには、解繊物を、気流Ａ１により回転軸Ｑ方向からドラム部６０の内部へ供給するための材料供給口１２０が設けられている。材料供給口１２０は、回転軸Ｑ方向に延在する貫通孔である。材料供給口１２０内において生じる気流Ａ１の方向は、例えば、回転軸Ｑ方向である。図示の例では、材料供給口１２０は、ハウジング部１１０の側壁部１１２ａ，１１２ｂの各々に１つずつ設けられている。図４に示すように回転軸Ｑ方向からみて、材料供給口１２０は、回転軸Ｑと重なる位置に設けられている。第１側壁部１１２ａに設けられた材料供給口１２０は、搬送管５４の第１部分５４ａの内部と連通している。第２側壁部１１２ｂに設けられた材料供給口１２０は、搬送管５４の第２部分５４ｂの内部と連通している。

ハウジング部１１０には、解繊物（材料）を含まない空気（例えばハウジング部１１０の外部の空気）を、気流Ａ２によりドラム部６０の回転軸Ｑ方向からドラム部６０の内部へ供給するための吸気口１３０が設けられている。吸気口１３０は、回転軸Ｑ方向に延在する貫通孔である。吸気口１３０内において生じる気流Ａ２の方向は、例えば、回転軸Ｑ方向である。図示の例では、吸気口１３０は、ハウジング部１１０の側壁部１１２ａ，１１２ｂの各々に１つずつ設けられている。吸気口１３０は、材料供給口１２０と離間して設けられている。図４に示すように回転軸Ｑ方向からみて、吸気口１３０は、ドラム部６０の内部と重なる位置に設けられている。吸気口１３０は、例えば、ハウジング部１１０の外部と、ドラム部６０の内部と、を連通している。

吸気口１３０は、例えば、材料供給口１２０よりも、メッシュベルト７２側とは反対側（メッシュベルト７２から遠い位置）に設けられている。すなわち、吸気口１３０とメッシュベルト７２との間の距離は、材料供給口１２０とメッシュベルト７２との間の距離よりも大きい。

なお、気流Ａ１は、ブロアー５６によって発生する。気流Ａ２は、ブロアー５６によって材料供給口１２０からハウジング部１１０の内部へ供給される（押し込まれる）第１風量（図示の例では２つの材料供給口１２０からの合計の風量）と、サクション機構７６によってハウジング部１１０の外部に排出される第２風量と、の差による自然吸気よって生じる。すなわち、ハウジング部１１０の内部の空気が排出されハウジング部１１０の内部が負圧になることにより、ハウジング部１１０の外部の空気が吸気口１３０からドラム部６０（ハウジング部１１０）の内部に供給される。サクション機構（吸引部）７６は、鉛直下向きの気流を発生させ、解繊物をメッシュベルト７２上に吸引する。

例えば、第１風量が０．８ｍ^３／ｍｉｎで、第２風量が１．５ｍ^３／ｍｉｎの場合、吸気口１３０からハウジング部１１０の内部へ供給される第３風量（図示の例では２つの吸気口１３０からの合計の風量）は、０．７ｍ^３／ｍｉｎとなる。第１風量が０．８ｍ^３／ｍｉｎで、第２風量が３ｍ^３／ｍｉｎの場合、第３風量は、２．２ｍ^３／ｍｉｎとなる。このように、シート製造装置１００では、吸気口１３０を設けることによって、第２風量の変化に伴い第１風量が変化することを抑制することができる。すなわち、第１風量と第２風量とを独立させて変化させることができる。例えば吸気口が設けられていない場合は、第２風量を変化させると、第１風量も変化してしまう。

第３風量は、例えば、第２風量の２０％以上であり、好ましくは、第２風量の５０％以上である。なお、第２風量を第１風量より大きくすることにより、材料供給口１２０からハウジング部１１０の内部の空気が外部へ漏れることを抑制することができる。

ハウジング部１１０は、パイルシール１４２，１４４を介して、メッシュベルト７２と所定の間隔で設置されている。図５に示す例では、パイルシール１４２，１４４は、直方体（略直方体）の形状を有している。パイルシール１４２，１４４は、例えば、ベース部の表面に密に細毛が植えつけられたブラシ（刷毛）で構成されている。ハウジング部１１０の対向壁部１１１は、パイルシール１４２を介して、シールローラー１４６に接続されている。シールローラー１４６は、例えば、金属製のローラーであり、自重や、ばね等の付勢部材によって付勢され、メッシュベルト７２上にウェブＷが堆積されていない状態で、メッシュベルト７２と接している。ハウジング部１１０の側壁部１１２ａ，１１２ｂは、パイルシール１４４を介して、メッシュベルト７２と所定の間隔で設置されている。パイルシール１４２，１４４およびシールローラー１４６は、解繊物が、ハウジング部１１０とメッシュベルト７２との間の隙間から漏出することを抑制することができる。

なお、例えば、メッシュベルト７２に堆積されたウェブＷが、メッシュベルト７２の幅方向（回転軸Ｑ方向）において厚さの分布を有する場合や、ウェブＷの幅方向（回転軸Ｑ方向）の大きさが、パイルシール１４２やシールローラー１４６の幅方向（回転軸Ｑ方向）の大きさよりも小さい場合には、ハウジング部１１０の外部から内部に空気を通す隙間が生じる場合がある。

シート製造装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。

シート製造装置１００では、解繊物を、気流Ａ１により回転軸Ｑ方向からドラム部６０の内部へ供給するための材料供給口１２０と、材料を含まない空気を、気流Ａ２によりドラム部６０の回転軸Ｑ方向からドラム部６０の内部へ供給するための吸気口１３０と、を有する。そのため、シート製造装置１００では、ドラム部６０の内部において気流が乱れることを抑制することができ（整流することができ）、メッシュベルト７２上に高い均一性で解繊物を堆積させることができる。さらに、シート製造装置１００は、例えば、ハウジング部１１０の内部において気流が乱れることを抑制することができる。

例えば、吸気口が設けられていない場合では、材料供給口からドラム部の内部に入ってくる気流が、ハウジング部の内面に衝突する等によって、ドラム部の内部には、渦巻き状の気流が発生して、気流が乱れる場合がある。これに対し、シート製造装置１００では、吸気口１３０を設けることにより、吸気口１３０からサクション機構７６に向かう気流Ａ３を発生させることができる。そのため、材料供給口１２０内の気流Ａ１がドラム部６０の内部に入ってハウジング部の内面に衝突することを抑制することができ（ハウジング部の内面に衝突する気流を弱くすることができ）、ドラム部６０の内部において気流が乱れることを抑制することができる。

さらに、シート製造装置１００では、ハウジング部１１０の外部から内部に空気を通す隙間（上記のように、ウェブＷがメッシュベルト７２の幅方向において厚さの分布を有する等により生じる隙間）からハウジング部の内部に吸気される空気の吸気量を、吸気口１３０を設けることにより小さくすることができる。そのため、シート製造装置１００では、上記隙間からの吸気によって、ウェブＷが乱れる（例えばウェブＷが捲れる）ことを抑制することができ、メッシュベルト７２上に高い均一性で解繊物を堆積させることができる。

以上により、シート製造装置１００では、坪量の均一性が高いシートＳを製造することができる。

ここで、図６は、シートの幅方向（回転軸Ｑ方向）の位置に対する、坪量を示すグラフである。図６より、吸気口を有する場合は、吸気口を有していない場合に比べて、幅方向における坪量の均一性が高いことがわかる。なお、図６は、図１〜図５に示すようなシート製造装置１００（吸気口有りのシート製造装置）と、吸気口１３０を設けていないこと以外はシート製造装置１００と同様の構成であるシート製造装置（吸気口無しのシート製造装置）と、において製造されたシートの坪量を測定したものである。

さらに、シート製造装置１００では、吸気口１３０を設けることによって、上記のように、第２風量の変化に伴い第１風量が変化することを抑制することができる。例えば吸気口１３０が設けられていない場合は、第２風量を大きくすると、第１風量も大きくなってしまい、選別部４０を通過した第１選別物（解繊物）と、樹脂を含む添加物と、の混合度が低下して（解繊物と添加物とが混合し難くなって）、シートの強度の均一性が低くなる場合がある。シート製造装置１００では、このような問題を回避することができ、強度の均一性の高いシートＳを製造することができる。

シート製造装置１００では、吸気口１３０は、材料供給口１２０よりも、メッシュベルト７２側とは反対側に設けられている。そのため、シート製造装置１００では、吸気口１３０が材料供給口１２０よりもメッシュベルト７２側に設けられている場合に比べて、より確実に、材料供給口１２０からドラム部６０の内部に入ってくる気流がハウジング部１１０の内面に衝突することを抑制することができる。

なお、本発明に係るシート製造装置では、堆積部６０と同様に、選別部４０は、複数の開口が形成され回転可能なドラム部から構成され、選別部４０の少なくとも開口が形成された部分を覆うハウジング部１１０が設けられ、解繊物を選別部４０の内部へ供給するための材料供給口１２０と、解繊物を含まない空気を選別部４０の内部へ供給するための吸気口１３０と、を有していてもよい。

また、本発明に係るシート製造装置では、解繊部２０を通過した解繊物は、管３を介して、分級部（図示せず）に移送されてもよい。そして、分級部において分級された分級物が、選別部４０に搬送されてもよい。分級部は、解繊部２０を通過した解繊物を分級する。具体的には、分級部は、解繊物の中で比較的小さいものや密度の低いもの（樹脂粒や色剤や添加剤など）を分離して除去する。これにより、解繊物の中で比較的大きいもしくは密度の高いものである繊維の占める割合を高めることができる。分級部としては、例えば、サイクロン、エルボージェット、エディクラシファイヤーなどを用いる。

２． シート製造装置の変形例
２．１． 第１変形例
次に、本実施形態の第１変形例に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図７は、本実施形態の第１変形例に係るシート製造装置２００を模式的に示す断面図であって、図４と同じ断面を示している。

以下、本実施形態の第１変形例に係るシート製造装置２００において、本実施形態に係るシート製造装置１００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。このことは、以下に示す第２〜第６変形例に係るシート製造装置についても同様である。

上述したシート製造装置１００では、図４に示すように、吸気口１３０は、材料供給口１２０よりも、メッシュベルト７２側とは反対側に設けられていた。

これに対し、シート製造装置１００では、図７に示すように、吸気口１３０は、材料供給口１２０よりも、メッシュベルト７２側（メッシュベルト７２に近い位置）に設けられている。すなわち、吸気口１３０とメッシュベルト７２との間の距離は、材料供給口１２０とメッシュベルト７２との間の距離よりも小さい。図７に示すように回転軸Ｑ方向からみて、吸気口１３０は、例えば、材料供給口１２０とメッシュベルト７２との間に位置している。図示の例では、吸気口１３０の形状は、楕円形であるが、特に限定されず、例えば円形であってもよい。

シート製造装置２００では、吸気口１３０は、材料供給口１２０よりも、メッシュベルト７２側に設けられている。そのため、シート製造装置２００では、例えば吸気口１３０が材料供給口１２０よりもメッシュベルト７２側とは反対側に設けられている場合に比べて、パイルシール１４４（例えば図５参照）とメッシュベルト７２との間からの吸気量（ハウジング部１１０の内部への吸気量）を少なくすることができる。これにより、シート製造装置２００では、ウェブＷが乱れることを、より確実に抑制することができる。さらに、シート製造装置２００では、パイルシール１４４の低密度化を図ったり、パイルシール１４４の幅を小さくしたりすることができ、メッシュベルト７２の摺動負荷低減および低トルク駆動が可能となる。

２．２． 第２変形例
次に、本実施形態の第２変形例に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図８は、本実施形態の第２変形例に係るシート製造装置３００を模式的に示す断面図であって、図４と同じ断面を示している。

上述したシート製造装置１００では、上述したシート製造装置１００では、図４に示すように、吸気口１３０は、材料供給口１２０よりも、メッシュベルト７２側とは反対側に設けられていた。

これに対し、シート製造装置３００では、上述したシート製造装置２００と同様に、吸気口１３０は、材料供給口１２０よりも、メッシュベルト７２側に設けられている。さらに、シート製造装置３００では、図８に示すように、吸気口１３０は、材料供給口１２０よりも、ハウジング部１１０のウェブＷの搬送方向下流側の端部１１３に近い位置に設けられている。すなわち、吸気口１３０と端部１１３との間の距離は、材料供給口１２０と端部１１３との間の距離よりも小さい。図８に示すように回転軸Ｑ方向からみて、吸気口１３０は、例えば、材料供給口１２０と端部１１３との間に位置している。

ハウジング部１１０の端部１１３は、ウェブＷが搬送される方向α側の端部であり、ウェブＷがハウジング部１１０の内部から外部に搬送される際に、ウェブＷの出口を形成する。端部１１３は、パイルシール１４２と接している。

シート製造装置３００では、吸気口１３０は、材料供給口１２０よりも、メッシュベルト７２側に設けられ、さらに、材料供給口１２０よりも、ハウジング部１１０のウェブＷの搬送方向下流側の端部１１３に近い位置に設けられている。そのため、シート製造装置３００では、例えば吸気口１３０が材料供給口１２０よりも端部１１３に遠い位置に設けられている場合に比べて、ウェブＷがハウジング部１１０の内部から外部に搬送される際に、端部１１３下方の隙間からの吸気量（ハウジング部１１０の内部への吸気量）を少なくすることができる。これにより、シート製造装置３００では、ウェブＷが乱れることを、より確実に抑制することができる。

２．３． 第３変形例
次に、本実施形態の第３変形例に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図９は、本実施形態の第３変形例に係るシート製造装置４００を模式的に示す断面図であって、図４と同じ断面を示している。

上述したシート製造装置１００では、図３および図４に示すように、吸気口１３０は、ハウジング部１１０の側壁部１１２ａ，１１２ｂの各々に１つ設けていた。

これに対し、シート製造装置４００では、図９に示すように、吸気口１３０は、ハウジング部１１０の側壁部１１２ａ，１１２ｂの各々に複数設けられ、複数の吸気口１３０は、回転軸Ｑ方向からみて、材料供給口１２０の周囲に設けられている。図示の例では、複数の吸気口１３０は、材料供給口１２０の周囲に等間隔に設けられて、材料供給口１２０を囲うように設けられている。なお、吸気口１３０の数は、特に限定されない。

シート製造装置４００では、複数の吸気口１３０は、材料供給口１２０の周囲に設けられている。そのため、シート製造装置４００では、例えば材料供給口１２０が側壁部１１２ａ，１１２ｂの各々に１つ設けられている場合に比べて、ドラム部６０の内部において気流が乱れることを、より確実に抑制することができる。

２．４． 第４変形例
次に、本実施形態の第４変形例に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図１０および図１１は、本実施形態の第４変形例に係るシート製造装置５００を模式的に示す断面図である。なお、図１０は、図３と同じ断面を示しており、図１１は、図４と同じ断面を示している。

上述したシート製造装置１００では、図３および図４に示すように、ハウジング部１１０と搬送管５４とは、一体的に設けられていた。

これに対し、シート製造装置５００では、図１０および図１１に示すように、ハウジング部１１０と搬送管５４とは、一体に設けられていない。ハウジング部１１０の側壁部１１２ａ，１１２ｂには、材料供給口１２０よりも大きな貫通孔１１６が設けられている。具体的には、図１１に示すように回転軸Ｑ方向からみて、貫通孔１１６は、材料供給口１２０よりも大きい。図１１に示すように回転軸Ｑ方向からみて、材料供給口１２０は、貫通孔１１６と重なっており、貫通孔１１６の外縁の内側に設けられている。貫通孔１１６は、ハウジング部１１０の内部と外部とを連通させる貫通孔であり、回転軸Ｑ方向に延在する。搬送管５４は、材料供給口１２０を形成する（規定する）内面５５ａを有している。

吸気口１３０は、貫通孔１１６を形成するハウジング部１１０の側壁部１１２ａ，１１２ｂの面１１８と、内面５５ａとは反対側の搬送管５４の外面５５ｂと、の間に形成される隙間である。吸気口１３０は、図１１に示すように回転軸Ｑ方向からみて、材料供給口１２０の周囲に設けられている。吸気口１３０は、図１１に示すように回転軸Ｑ方向からみて、材料供給口１２０を囲んで設けられている。

シート製造装置５００では、吸気口１３０は、貫通孔１１６を形成するハウジング部１１０の面１１８と、搬送管５４の外面５５ｂと、の間に形成される隙間である。そのため、シート製造装置５００では、吸気口１３０は、材料供給口１２０を囲んで設けられることができる。したがって、シート製造装置５００では、例えば吸気口１３０が材料供給口１２０を囲んで設けられていない場合に比べて、ドラム部６０の内部において気流が乱れることを、より確実に抑制することができる。

２．５． 第５変形例
次に、本実施形態の第５変形例に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図１２は、本実施形態の第５変形例に係るシート製造装置６００を模式的に示す断面図であって、図３と同じ断面を示している。

上述したシート製造装置１００では、図３に示すように、ハウジング部１１０は、回転軸Ｑ方向からドラム部６０を覆う第１側壁部１１２ａおよび第２側壁部１１２ｂと、を有していた。

これに対し、シート製造装置６００では、図１２に示すように、ハウジング部１１０は、側壁部１１２ａ，１１２ｂを有していない。シート製造装置６００は、回転軸Ｑ方向からドラム部６０を覆う第１蓋部１５０ａおよび第２蓋部１５０ｂを有している。蓋部１５０ａ，１５０ｂは、ハウジング部１１０とは別の部材である。

蓋部１５０ａ，１５０ｂには、材料供給口１２０が設けられている。第１蓋部１５０ａには、搬送管５４の第１部分５４ａが接続されている。第２蓋部１５０ｂには、搬送管５４の第２部分５４ｂが接続されている。蓋部１５０ａ，１５０ｂは、搬送管５４と一体的に設けられていてもよい。蓋部１５０ａ，１５０ｂは、パイルシール１４０を介して、ドラム部６０の外周面６０ｂに接続されている。

蓋部１５０ａ，１５０ｂには、吸気口１３０が設けられている。図示の例では、蓋部１５０ａ，１５０ｂの各々において、材料供給口１２０の上方および下方に１つずつ設けられている。図示はしないが、回転軸Ｑ方向からみて、吸気口１３０は、材料供給口１２０を囲うように設けられていてもよい。

シート製造装置６００では、例えばシート製造装置１００と同様に、坪量の均一性が高いシートＳを製造することができる。

２．６． 第６変形例
次に、本実施形態の第６変形例に係るシート製造装置について、図面を参照しながら説明する。図１３は、本実施形態の第６変形例に係るシート製造装置６００を模式的に示す断面図であって、図３と同じ断面を示している。

上述したシート製造装置１００では、図３に示すように、ハウジング部１１０は、回転軸Ｑ方向からドラム部６０を覆う第１側壁部１１２ａおよび第２側壁部１１２ｂと、を有していた。

これに対し、シート製造装置７００では、図１３に示すように、上述したシート製造装置６００と同様に、ハウジング部１１０は、側壁部１１２ａ，１１２ｂを有しておらず、第１蓋部１５０ａおよび第２蓋部１５０ｂを有している。

シート製造装置７００では、上述したシート製造装置６００と異なり、蓋部１５０ａ，１５０ｂは、パイルシール１４０を介して、ドラム部６０の外周面６０ｂに接続されていない。

吸気口１３０は、蓋部１５０ａ，１５０ｂと、ドラム部６０の外周面６０ｂとは反対側の内周面６０ｃと、の間に形成される隙間である。図示の例では、蓋部１５０ａ，１５０ｂの各々において、材料供給口１２０の上方および下方に１つずつ設けられている。図示はしないが、回転軸Ｑ方向からみて、吸気口１３０は、材料供給口１２０を囲うように設けられていてもよい。

シート製造装置７００では、例えばシート製造装置１００と同様に、坪量の均一性が高いシートＳを製造することができる。

なお、本発明に係るシート製造装置によって製造されるシートＳは、シート状にしたものを主に指す。しかしシート状ものに限定されず、ボード状、ウェブ状であってもよい。本明細書におけるシートは、紙と不織布に分けられる。紙は、パルプや古紙を原料とし薄いシート状に成形した態様などを含み、筆記や印刷を目的とした記録紙や、壁紙、包装紙、色紙、画用紙、ケント紙などを含む。不織布は紙より厚いものや低強度のもので、一般的な不織布、繊維ボード、ティッシュペーパー（清掃用ティッシュペーパー）、キッチンペーパー、クリーナー、フィルター、液体（廃インクや油）吸収材、吸音材、断熱材、緩衝材、マットなどを含む。なお、原料としてはセルロースなどの植物繊維やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリエステルなどの化学繊維や羊毛、絹などの動物繊維であってもよい。

本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。なお、製造部１０２は、シートを製造できる範囲において、一部の構成を省略したり、他の構成を追加したり、公知の構成と置き換えてもよい。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１…ホッパー、２，３，４，５，７，８…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、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、５４ａ…第１部分、５４ｂ…第２部分、５４ｃ…分岐部、５５ａ…内面、５５ｂ…外面、５６…ブロアー、６０…堆積部、６０ａ…開口、６０ｂ…外周面、６０ｃ…内周面、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、１１０…ハウジング部、１１１…対向壁部、１１２ａ…第１側壁部、１１２ｂ…第２側壁部、１１３…端部、１１４…凹部、１１６…貫通孔、１１８…面、１２０…材料供給口、１３０…吸気口、１４０，１４２，１４４…パイルシール、１４６…シールローラー、１５０ａ…第１蓋部、１５０ｂ…第２蓋部、２００，３００，４００，５００，６００，７００…シート製造装置、Ａ１，Ａ２，Ａ３…気流、Ｑ…回転軸、Ｒ…方向、Ｓ…シート、Ｖ，Ｗ…ウェブ、α…方向

Claims (5)

1. 複数の開口が形成され回転可能なドラム部と、
   前記ドラム部の前記開口を通過した繊維を含む材料を用いてウェブを形成するウェブ形成部と、
   前記ドラム部の少なくとも前記開口が形成された部分を覆うハウジング部と、
   繊維を含む材料を、気流により前記ドラム部の回転軸方向から前記ドラム部の内部へ供給するための材料供給口と、
   材料を含まない空気を、前記ドラム部の回転軸方向から前記ドラム部の内部へ供給するための吸気口と、を有し、
   前記ウェブ形成部は、
   繊維を含む材料が堆積されるメッシュベルトと、
   繊維を含む材料を前記メッシュベルト上に吸引する吸引部と、を有し、
   前記吸気口は、前記材料供給口の周囲に開口して設けられていることを特徴とするシート製造装置。
2. 前記材料供給口を形成する内面を有する搬送管を、さらに有し、
   前記ハウジング部には、前記材料供給口よりも大きな貫通孔が設けられ、
   前記吸気口は、前記貫通孔を形成するハウジング部の面と、前記搬送管の外面と、の間に形成される隙間であることを特徴とする請求項１に記載のシート製造装置。
3. 前記吸気口は、前記材料供給口よりも、前記メッシュベルト側に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のシート製造装置。
4. 前記吸気口は、前記材料供給口よりも、前記ハウジング部の前記ウェブの搬送方向下流側の端部に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のシート製造装置。
5. 複数の開口が形成され回転可能なドラム部と、
   前記ドラム部の前記開口を通過した繊維を含む材料を用いてウェブを形成するウェブ形成部と、
   前記ドラム部の少なくとも前記開口が形成された部分を覆うハウジング部と、
   繊維を含む材料を、気流により前記ドラム部の内部へ供給するための材料供給口と、
   前記ハウジング部の内部が負圧になることにより、材料を含まない空気を、前記ハウジング部の外部から前記ドラム部の内部へ供給するための吸気口と、を有し、
   前記吸気口は、前記材料供給口の周囲に開口して設けられていることを特徴とするシート製造装置。