JP6409924B2 - Defibrating equipment - Google Patents
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Description
本発明は、シート製造装置、及び解繊部に関する。 The present invention relates to a sheet manufacturing apparatus and a defibrating unit.
シート製造の分野では、一般にシート化するプロセスの前に、原料となる材料を繊維化するプロセス(離解プロセス)が行われる。現状では係る離解工程において、大量の水を用いる湿式法が主流となっている。したがってシートが形成された後、脱水・乾燥等の工程が必要となっている。またシート製造装置は、水、電力、排水設備等の大型のユーティリティーを要するため小型化が難しい。そのため、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。 In the field of sheet production, generally, a process (disaggregation process) for fiberizing a raw material is performed before a process for forming a sheet. At present, in the disaggregation process, a wet method using a large amount of water has become mainstream. Therefore, after the sheet is formed, steps such as dehydration and drying are required. In addition, the sheet manufacturing apparatus requires a large utility such as water, electric power, and drainage facilities, so it is difficult to reduce the size. For this reason, it has become difficult to meet the recent demands for energy saving and environmental protection.
このような従来の抄造法に代るシートの製造方法として、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が、現在のところシートを製造するにあたっては、原料から最終製品であるシートとなるまで、一貫して乾式で製造する技術は必ずしも十分には確立されていない。なお乾式法によって古紙、パルプ等の原料を離解することは、一般に解繊と称されている。 As a method for producing a sheet in place of the conventional papermaking method, a method called a dry method that uses little or no water is expected, but at present, in producing a sheet, a raw material is used as a final product. Until it becomes a certain sheet, the technique of consistently producing it by dry process is not always well established. In addition, disaggregating raw materials such as waste paper and pulp by a dry method is generally called defibration.
特許文献1には、合成樹脂等の被解繊物の連続体を、解繊して綿状物を得るための擦過解繊用の回転体が開示されている。同文献の回転体は、鋸刃状の突起体を有するディスクを積層し、鋸刃状の突起体が螺旋状になるように傾斜をもたせて配置したものである。同文献によれば、回転体の刃の先端部が0.1mm以下の厚みとなるように設定され、被解繊物に刃を食い込ませることにより(同文献段落0026参照)綿状物を得ることが試みられている。 Patent Document 1 discloses a rotating body for rubbing and defibrating for defibrating a continuous body of a material to be defibrated such as a synthetic resin to obtain a cotton-like material. The rotating body of the same document is formed by laminating disks having saw blade-like protrusions and inclining the saw blade-like protrusions so as to be spiral. According to the literature, the tip of the blade of the rotating body is set to have a thickness of 0.1 mm or less, and the blade is bitten into the material to be defibrated (see paragraph 0026 of the literature) to obtain a cotton-like product. It has been tried.
しかしながら、特許文献1に記載の技術を用いて、繊維の絡み合いから成る被解繊物又は繊維同士が結着された被解繊物に刃を食い込ませる状態で回転体を回転させると、元の繊維は刃によって切り刻まれてしまい、元の繊維長よりも短い繊維長の繊維が多くなる。このような繊維長の短い繊維によってシートを製造すると、1本の繊維が他の繊維と固着する固着点の数が少なくなり、シートとしての強度が十分に得られないことが懸念される。 However, using the technique described in Patent Document 1, when the rotating body is rotated in a state where the blade is bitten into the defibrated material consisting of entangled fibers or the defibrated material in which fibers are bound together, The fiber is chopped by the blade, and the number of fibers having a fiber length shorter than the original fiber length increases. When a sheet is produced with such a short fiber, the number of fixing points where one fiber is fixed to another fiber is reduced, and there is a concern that sufficient strength as a sheet cannot be obtained.
本発明の幾つかの態様に係る目的の1つは、被解繊物を解繊する解繊部を有し、当該解繊部において、繊維長を短くしすぎることなく解繊し、実用的な強度を有するシートを製造することのできるシート製造装置、又はそのような解繊部を提供することにある。 One of the objects according to some aspects of the present invention is to provide a defibrating unit for defibrating a material to be defibrated, in which the fiber length is defibrated without making the fiber length too short and practical. It is in providing the sheet manufacturing apparatus which can manufacture the sheet | seat which has sufficient intensity | strength, or such a defibrating part.
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。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.
本発明に係るシート製造装置の一態様は、回転部を回転させて被解繊物を乾式解繊処理する解繊部を含み、乾式解繊処理された解繊物の少なくとも一部を堆積させて加熱してシートを製造するシート製造装置であって、前記回転部は、回転中心側に位置する基部と、前記基部から前記回転中心から離れる方向に突設する複数の突部とを備える複数の回転プレートを、前記回転中心の延びる方向において前記突部が接するように積層したものである。 One aspect of the sheet manufacturing apparatus according to the present invention includes a defibrating unit that rotates a rotating unit to dry defibrate a dry defibrated material, and deposits at least a part of the defibrated material that has been dry defibrated. A sheet manufacturing apparatus that manufactures a sheet by heating, wherein the rotating part includes a base part that is located on the rotation center side and a plurality of protrusions that protrude from the base part in a direction away from the rotation center. The rotating plates are stacked so that the protrusions are in contact with each other in the direction in which the rotation center extends.
係るシート製造装置では、解繊部において、突部が回転軸の延びる方向に接するように積層しているため、当該突部が積層する方向と交差する方向(回転プレートの厚み方向に交差する方向)に、複数の突部によって形成される対向面が形成されている。そして、回転部が回転することにより、係る対向面が回転方向に向って進むように回転し、当該対向面に被解繊物を衝突させるとともに回転方向へ高速な気流が形成される。これにより、被解繊物又はその繊維を切断する作用が抑制され、得られる解繊物の繊維長を短くしすぎないように被解繊物を解繊することができる。そのため、実用的な強度を有するシートを容易に製造することができる。 In such a sheet manufacturing apparatus, in the defibrating unit, the protrusions are stacked so as to be in contact with the direction in which the rotation axis extends, so the direction intersecting the direction in which the protrusions are stacked (the direction intersecting the thickness direction of the rotating plate) ), An opposing surface formed by a plurality of protrusions is formed. Then, when the rotating portion rotates, the counter surface rotates so as to advance in the rotation direction, the defibrated material collides with the counter surface, and a high-speed airflow is formed in the rotation direction. Thereby, the effect | action which cut | disconnects to-be-defibrated material or its fiber is suppressed, and to-be-defibrated material can be defibrated so that the fiber length of the obtained defibrated material may not be shortened too much. Therefore, a sheet having practical strength can be easily manufactured.
本発明に係るシート製造装置において、前記回転プレートは前記基部と前記複数の突部を一体に有してもよく、前記基部と前記複数の突部は同じ厚みであってもよい。 In the sheet manufacturing apparatus according to the present invention, the rotating plate may integrally include the base and the plurality of protrusions, and the base and the plurality of protrusions may have the same thickness.
このようなシート製造装置は、解繊部において、回転プレートの基部と突部を同じ厚みで一体であるため、全体で厚みの変化を付けることが不要になり、解繊部を製造する際に、プレス加工・レーザー加工・ワイヤ放電加工など、製造加工が容易で精度よく加工することができる。 In such a sheet manufacturing apparatus, since the base and the protrusion of the rotating plate are integrated with the same thickness in the defibrating unit, it is not necessary to change the thickness as a whole. Manufacturing process such as pressing, laser processing and wire electric discharge machining is easy and can be processed with high accuracy.
本発明に係るシート製造装置において、前記解繊部は、前記回転部と、前記回転部に対して前記回転中心から離れる方向に離間する固定部を有してもよく、前記固定部の前記回転中心側の表面は、周方向に凹凸を有してもよい。 In the sheet manufacturing apparatus according to the present invention, the defibrating unit may include the rotating unit and a fixing unit that is separated from the rotating unit in a direction away from the rotation center, and the rotation of the fixing unit. The center-side surface may have irregularities in the circumferential direction.
このようなシート製造装置は、解繊部において、固定部の凸凹と回転部の突部とが向い合って配置される。これにより、回転部が回転することによって、回転部と固定部との間のギャップにおける高速な気流及び固定部の凸部への衝突作用によって、解繊部による解繊を効率よく行うことができる。 In such a sheet manufacturing apparatus, in the defibrating unit, the unevenness of the fixing unit and the protrusion of the rotating unit face each other. As a result, when the rotating part rotates, the defibrating part can be efficiently defibrated by the high-speed airflow in the gap between the rotating part and the fixed part and the collision action of the fixed part with the convex part. .
本発明に係るシート製造装置において、前記固定部は、前記凹凸を有する固定プレートを前記回転中心の延びる方向に積層するものであってもよい。 In the sheet manufacturing apparatus according to the present invention, the fixing unit may stack the fixing plate having the unevenness in a direction in which the rotation center extends.
このようなシート製造装置は、解繊部の固定部が、固定プレートを積層して形成される。これにより、固定部の加工精度を高めることができる。 In such a sheet manufacturing apparatus, the fixed portion of the defibrating unit is formed by stacking fixed plates. Thereby, the processing precision of a fixed part can be raised.
本発明に係るシート製造装置において、前記回転部の回転プレートと前記固定部の固定プレートは同じ材質で同じ厚みであってもよい。 In the sheet manufacturing apparatus according to the present invention, the rotating plate of the rotating unit and the fixed plate of the fixed unit may be the same material and have the same thickness.
このようなシート製造装置は、解繊部において、回転部と固定部を同時にプレス加工などで作成できる。さらにこれにより回転部と固定部をさらに精度良く製造できるため、両者の隙間の寸法精度をさらに向上することができる。 In such a sheet manufacturing apparatus, in the defibrating unit, the rotating unit and the fixed unit can be simultaneously formed by press working or the like. Furthermore, this enables the rotating part and the fixed part to be manufactured with higher accuracy, so that the dimensional accuracy of the gap between them can be further improved.
本発明に係るシート製造装置において、前記回転部は、異なる前記回転プレートの突部がずれるように前記回転プレートを積層してもよい。 In the sheet manufacturing apparatus according to the present invention, the rotating unit may stack the rotating plates such that protrusions of different rotating plates are shifted.
このようなシート製造装置によれば、解繊部内において被解繊物が通り抜けるための経路を実質的に長くすることができる。そのため被解繊物の回転軸方向における移動が抑制され、解繊部内の滞留時間を長くすることができ、より確実に解繊処理を行うことができる。 According to such a sheet manufacturing apparatus, the path for the defibrated material to pass through in the defibrating unit can be made substantially longer. Therefore, the movement of the material to be defibrated in the rotation axis direction is suppressed, the residence time in the defibrating unit can be lengthened, and the defibrating treatment can be performed more reliably.
本発明に係るシート製造装置において、前記回転プレートを前記突部をずらさずに複数枚積層した段部を複数有してもよく、前記段部を前記突部がずれるように積層してもよい。 In the sheet manufacturing apparatus according to the present invention, a plurality of step portions in which a plurality of the rotating plates are stacked without shifting the protrusions may be provided, and the step portions may be stacked so that the protrusions are shifted. .
このようなシート製造装置の解繊部は、複数の突部によって形成される回転方向に向って進む対向面が段部に形成され、かつ、係る対向面が回転軸に沿う方向でずらして設けられるため、被解繊物を叩く作用が高まり、かつ、被解繊物の解繊部内における滞留時間を長くすることができ、より確実に解繊処理を行うことができる。 The defibrating unit of such a sheet manufacturing apparatus is provided with a facing surface that is formed by a plurality of protrusions and is formed in a stepped portion, and the facing surface is shifted in a direction along the rotation axis. Therefore, the action of hitting the material to be defibrated is increased, the residence time of the material to be defibrated in the defibrating portion can be lengthened, and the defibrating treatment can be performed more reliably.
本発明に係るシート製造装置において、前記段部と段部の間に、前記突部の先端と同じ大きさまたは前記突部の先端より内側となる大きさの仕切り板を有してもよい。 The sheet manufacturing apparatus which concerns on this invention WHEREIN: You may have a partition plate of the magnitude | size same as the front-end | tip of the said protrusion, or the magnitude | size inside the front-end | tip of the said protrusion between the said step parts.
このようなシート製造装置の解繊部は、仕切り板を有するため、被解繊物の解繊部内における滞留時間を長くすることができる。また、仕切り板の存在により、回転部の外周部を被解繊物が通過するため、より確実に解繊処理を行うことができる。 Since the defibrating unit of such a sheet manufacturing apparatus includes a partition plate, the residence time of the defibrated material in the defibrating unit can be increased. Moreover, since the material to be defibrated passes through the outer peripheral portion of the rotating portion due to the presence of the partition plate, the defibrating treatment can be performed more reliably.
本発明に係る解繊部の一態様は、回転部を回転させて被解繊物を解繊処理する解繊部であって、前記回転部は、外周に複数の突部を備える複数の回転プレートを、前記回転中心方向に前記突部が接するように積層している。 One aspect of the defibrating unit according to the present invention is a defibrating unit that rotates a rotating unit to defibrate an object to be defibrated, and the rotating unit includes a plurality of rotations provided with a plurality of protrusions on the outer periphery. The plates are stacked so that the protrusions are in contact with the center of rotation.
係る解繊部は、突部が回転軸の延びる方向に接するように積層しているため、当該突部が積層する方向と交差する方向(回転プレートの厚み方向に交差する方向)に、複数の突部によって形成される対向面が形成されている。そして、回転部が回転することにより、係る対向面が回転方向に進むように回転し、当該対向面に被解繊物を衝突させるとともに回転方向へ高速な気流が形成される。これにより、被解繊物から生じる繊維を切る作用が抑制され、得られる解繊物の繊維長を短くしすぎないように被解繊物を解繊することができる。 Since the defibrating part is laminated so that the protrusions are in contact with the direction in which the rotation axis extends, a plurality of defibrating parts are provided in a direction intersecting the direction in which the protrusions are laminated (direction intersecting the thickness direction of the rotating plate). A facing surface formed by the protrusion is formed. Then, when the rotating portion rotates, the counter surface rotates so as to advance in the rotation direction, and the defibrated material collides with the counter surface and a high-speed airflow is formed in the rotation direction. Thereby, the effect | action which cuts the fiber produced from a material to be defibrated is suppressed, and the material to be defibrated can be defibrated so that the fiber length of the obtained defibrated material is not too short.
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。 Several embodiments of the present invention will be described below. The embodiments described below illustrate examples of the present invention. The present invention is not limited to the following embodiments, and includes various modified embodiments that are implemented within a range that does not change the gist of the present invention. Note that not all of the configurations described below are essential configurations of the present invention.
1.シート製造装置
本実施形態に係るシート製造装置1000は、解繊部300を含む。シート製造装置1000について、以下、適宜図面を参照しながら説明する。
1. Sheet Manufacturing Apparatus A
本明細書において、被解繊物とは、パルプシート、紙、古紙、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、マットなどの、繊維が絡み合い又は結着されたものを指す。係る繊維としては、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、***、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、被解繊物には、これらの繊維が単独で含まれてもよく複数種の繊維が混合されたものでもよい。 In this specification, the material to be defibrated is a pulp sheet, paper, waste paper, non-woven fabric, fiber board, tissue paper, kitchen paper, cleaner, filter, liquid absorbent material, sound absorber, shock absorber, mat, etc. It is entangled or bound. Examples of such fibers include natural fibers (animal fibers, plant fibers), chemical fibers (organic fibers, inorganic fibers, organic-inorganic composite fibers), and more specifically, cellulose, silk, wool, cotton, cannabis, kenaf, From fiber made of flax, ramie, burlap, manila hemp, sisal hemp, conifer, hardwood, rayon, lyocell, cupra, vinylon, acrylic, nylon, aramid, polyester, polyethylene, polypropylene, polyurethane, polyimide, carbon, glass, metal The fiber to be defibrated may contain these fibers alone or may be a mixture of a plurality of types of fibers.
また、本明細書において、乾式とは、液体中ではなく空気中でという意味である。乾式の範疇には、乾燥状態、及び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、が含まれる。 In the present specification, the dry type means not in a liquid but in the air. The dry category includes a dry state and a state where a liquid present as an impurity or a liquid added intentionally exists.
1.1.解繊部
本実施形態に係るシート製造装置1000の解繊部300は、回転部100を有し、回転部100を回転させて被解繊物を乾式解繊処理する。また、本実施形態の解繊部300は、固定部200を有する。
1.1. The defibrating unit The
図1は、回転部100の回転プレート10を示す模式図である。図2は、固定部200の固定プレート20を示す模式図である。図3は、回転プレート10及び固定プレート20を平面的に見た模式図であって、固定プレート20の内側に回転プレート10を配置した状態を示している。図4は回転部100を示す模式図である。図5は、固定部200を示す模式図である。図6は、解繊部300の部分断面を示す模式図である。図7は、回転プレート10の突部12近傍を拡大して示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a
解繊部300は、被解繊物を乾式解繊処理する。解繊部300は、被解繊物を解繊処理することにより、繊維状に解きほぐされた繊維を生成する。なお、「解繊処理」とは、複数の繊維が結着されてなる被解繊物を、繊維1本1本に解きほぐそうとする処理のことをいう。また、本明細書では解繊部300が有するギャップG(後述する)を通過したものを「解繊物」ということがある。
The
本実施形態の解繊部300は、複数の回転プレート10を含んで構成された、図4に示すような回転部100を有する。また、本実施形態の解繊部300は、複数の固定プレート20を含んで構成された図5に示すような固定部200を含み、図6に示すように、回転部100が回転軸120周りに固定部200の内側で回転する構成となっている。
The
1.1.1.回転部
回転部100は、複数の回転プレート10を含む。回転部100が有する回転プレート10の数は、複数であれば限定されない。図4に示すように、回転部100は、回転軸120に対して、回転軸120の延びる方向に、複数の回転プレート10の少なくとも2枚を接して積層した構造を有する。また、図4に示すように、回転部100において、仕切り板30等の他の部材が積層されてもよく、そのような場合は、回転プレート10は必ずしも全てが接して積層されなくてもよい。
1.1.1. Rotating unit The
回転プレート10は、図1、3に示すように、板状の部材であり、回転中心110側に位置する基部11と、基部11から回転中心110から離れる方向に突設する複数の突部12とを備える。回転中心110は、回転部100が回転する際にその中心となる位置であり、回転プレート10の重心付近を通る仮想的な線である。回転プレート10は、回転軸120によって回転中心110の周りに回転されるので、回転中心110に対して重量のバランスがとれるように形成されることが好ましい。
As shown in FIGS. 1 and 3, the rotating
回転プレート10の基部11は、図示のように、回転軸120に勘合して回転軸120の回転とともに回転プレート10が回転できるようにする勘合孔13を有している。また、基部11は、回転プレート10の軽量化のための肉盗み14を複数有している。さらに、基部11には、複数の回転プレート10を積層させた状態で保持するためのボルト孔15が複数形成されている。
As shown in the figure, the
回転プレート10の突部12は、図示のように、平面的に見て略矩形の突起であり(図3参照)、回転中心110から外側に向って放射状に突設されている。突部12の個数は、解繊処理の能力を損なわない限り、特に限定されない。図1、3に示す例では、回転プレート10には突部12が等間隔で20個設けられている。
As shown in the figure, the
突部12の先端(回転中心110から最も離れた位置)であって、回転した場合に進む側の先端の部分(回転部100の回転によって被解繊物に衝突する側の先端部分)が鋭利になっていない形状となっている。図示のように、突部12の先端であって、回転した場合に進む側の面は略矩形となっており、回転プレート10を積層させたときに気流を発生する面を形成している。すなわち、突部12の先端部の厚みを減少させることなく、突部12の当該先端が被解繊物に接触した際に、被解繊物に食込むような作用が抑制されるような形状であることが好ましい。突部12の先端の形状が、被解繊物に食込みにくい形状であると、被解繊物に含まれる繊維を切断することが抑制されるので、解繊部300を通過した解繊物の繊維が短くなることを抑制することができる。また、このような形状とすることで、被解繊物を叩いてほぐす作用を高めることができる。また、このような形状とすることで、被解繊物を磨り潰す作用を抑制することができる。
The tip of the protrusion 12 (the position farthest from the rotation center 110) and the tip of the tip that advances when rotated (the tip of the tip that collides with the object to be defibrated by the rotation of the rotating part 100) are sharp. The shape is not. As shown in the drawing, the surface at the tip of the projecting
また、図示の例では、回転プレート10の基部11に6個の肉盗み14、6個のボルト孔15が形成されているが、これらは必要に応じて適宜の個数設けられればよい。また基部11は、図示の例では、平面視において略円形の形状を有しているが、多角形や曲線を含む形状であってもよい。また、図示しないが、回転プレート10に積層される部材(隣り合う回転プレート10を含む)に対して、位置を合わせるための突起やガイドが形成されてもよく、これらは回転プレート10の厚み方向に突設されていてもよい。
Further, in the illustrated example, six
回転プレート10の厚みは、特に限定されない。回転プレート10の基部11及び突部12のそれぞれの厚みは、同じでも異なってもよいが、異なる場合には隣り合う回転プレート10のそれぞれに属する突部12が互いに接触できるように突部12の厚みの方が大きいことが好ましい。回転プレート10の基部11及び突部12のそれぞれの厚みが同じであれば、プレス加工等により容易に製造することができるため好ましい。また、突部12の厚みは、基部11側から先端まで同じである。回転プレート10の基部11及び突部12は、一体的に形成されてもよいし、別体として形成され、適宜の手段によって基部11から突出するように突部12を配置してもよい。なお、本明細書において、回転プレート10(基部11及び突部12を含む)の厚みとは、回転軸120の延びる方向における回転プレート10の寸法のことを指す。
The thickness of the
回転プレート10の材質としては、ステンレス、高硬度鋼、セラミックス、超硬合金、析出硬化系ステンレス材などを挙げることができる。また、基部11及び突部12は、互いに異なる材質で形成されてもよい。また、回転プレート10は、所定の材質で形成された後に、ガス窒化処理、メッキ等によって、表面を硬化する処理が施されてもよい。さらに、硬化処理は、各プレートが積層された後に行われてもよい。このようにすれば、硬化処理に用いる材料を削減することができる。回転プレート10は、冷間圧延鋼板、鋼帯(SPCC、SPCD、SPCE、SPCF、SPCG)等をプレスによって打抜いて形成することができる。
Examples of the material of the
回転部100を、回転プレート10を積層して形成すれば、上記のようにプレス加工によって形成することができるので、鋳造や切削によって回転部を形成するよりも、効率的に回転部を作成することができる。また、プレス加工であれば、上述の肉盗み14やボルト孔15の位置も適宜に変更できるため、突部12をずらして配置する態様(後述する)にも容易に対応することができる。さらに、回転部100を、回転プレート10を積層して形成すれば、厚み(回転軸120に沿う方向の長さ)を容易に所定の厚みとすることができる。
If the
回転プレート10の大きさは、解繊部300の処理能力等によって適宜決定されることができる。また、基部11の大きさ、突部12の基部11から突出する長さなどについても特に限定されない。なお、回転中心110から突部12の先端までの距離は、複数の突部12において同じである。これにより、回転部100が回転した際に、各突部12の先端がほぼ同一の円となる軌跡を描くため、固定部200との隙間(ギャップG:後述する)の大きさを、全周にわたってほぼ一定に保つことができる。
The size of the
回転部100において、回転プレート10は、回転中心110(回転軸120)が延びる方向において、隣り合う回転プレート10にそれぞれ属する突部12が接するように積層される。ただし、図5に示すように、仕切り板30(後述する)を採用する場合には、突部12は、接するように積層されなくてもよい。
In the
ここで2つの突部12が接するように積層されるとは、回転軸120が延びる方向において、2つの突部12が隙間なく配置される場合をいう。しかし、実際上では各部材の寸法誤差や反りなどによって、わずかな隙間が生じて配置される場合がある。隙間が生じる場合でも、繊維が入りにくい程度の隙間であれば問題はないため、その程度の隙間は、接するように積層された態様に含まれるものとする。また、2つの突部12が接するように積層される際には、2つの突部12のそれぞれの回転軸120が延びる方向に交差する面の先端まで、少なくとも一部が積層されていればよい。すなわち、2つの回転プレート10を、それぞれに属する2つの突部12が接するように積層する場合には、当該2つの突部12は、回転軸120の周方向に互いに角度がずれて接するように積層されてもよい。なお、突部12をずらして積層する場合のずらす方向は、回転方向に関わらず任意であり、被解繊物の種類やその他の条件に合わせて適宜設計される。
Here, the term “laminated so that the two
また突部12が周方向にずらして積層する場合には、そのずれの度合(角度)は、回転軸120に沿う方向から見た場合に、突部12の先端部において隙間を生じない程度とする。図7は、回転プレート10に属する突部12を回転軸120に沿う方向から見て拡大して示す模式図である。突部12をずらして配置する場合には、図7に示す破線(符号12(a))で示すよりも大きくずらすと、突部12の先端部分に、隙間が生じ、その結果、被解繊物を切るような作用を生じ易くなるため好ましくない。一方、図7に示す一点鎖線(符号12(b))で示すように、突部12の先端部分の幅よりも小さい範囲でずらすことで、突部12の先端部分に、回転軸120に沿う方向から見た場合に、隙間を生じないようにすることができる。また、突部12をずらして積層する場合には、そのずれの度合(ずらす角度)は突部12の先端部分の幅の1/2よりも小さいことがより好ましい。
Further, when the
なお、図7を参照して、突部12の突部側面16を定義する。すなわち、図7に示すように、突部12の厚みを規定する面を接続する面であって、回転した場合に進む側の面を突部側面16と定義する。
In addition, with reference to FIG. 7, the
上記のように、回転部100は、回転プレート10の突部12が回転軸120の延びる方向に積層された構造を有する。これにより、積層された回転プレート10のそれぞれに属する突部12の突部側面16によって、回転部100が回転する方向に向って進む対向面130が形成される(図4参照)。係る対向面130は、突部側面16が、突部12が積層することにより連なって形成される面である。このような面が形成されることにより、回転部100が回転した場合に、解繊部300に導入された被解繊物を叩く(叩いてほぐす)効果を奏することができる。なお、上述のように突部12をずらして積層した場合には、対向面130は、突部側面16及び突部12をずらすことによって現れる回転軸120に直交する面を含んで構成されるらせん階段状の面となる。
As described above, the
回転部100は、回転プレート10の平面に対して垂直な回転軸120を有する。回転軸120は、図示せぬモーター等の外部の駆動装置によって、回転中心110周りに回転することができる。回転軸120が回転することにより、回転プレート10を回転させることができる。図示では、回転軸120は、回転プレート10の勘合孔13に対して勘合することができる外径形状を有する。また、回転軸120の回転によって回転プレート10を回転させることができれば、回転軸120及び回転プレート10は、その他の構成を採用してもよい。
The
回転部100の回転軸120に沿う方向の大きさは、解繊部300に被解繊物が導入され、回転部100が回転した場合に、被解繊物が解繊される作用を及すことができる範囲で、特に限定されない。回転部100の回転軸120に沿う方向の大きさは、回転プレート10の厚み及び積層数等を変更することによって調節することができる。
The size of the
図4、図6に示すように、回転部100は、24枚の回転プレート10が積層された段部50を4段有し、各段部50の間及び両端に、5枚の仕切り板30が積層されて構成されている。この例では、回転プレート10は、全て同じ形状、同じ厚みとなっている。また、ここでは1つの段部50を構成する回転プレート10の突部12は、周方向にほぼずれることなく積層され、隣り合う段部50において、それぞれの突部12が周方向にずれるように配置されている。また、段部50と隣り合う段部50との間には仕切り板30が配置されている。このため、各段部50内においては突部12が接するように積層され、仕切り板30が配置されている部分において突部12は、接することなく配置されている。この回転部100は、回転プレート10、仕切り板30、及び羽根板40(後述)が、ボルト31及びナット32によって締結されている。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
回転部100は、複数の回転プレート10が接するように積層しているため、回転プレート10の交換が容易であり、一体的に形成された場合に比較して、破損時のメンテナンスの手間や、交換時のコストを削減することができる。
Since the
1.1.2.固定部
本実施形態の解繊部300は、固定部200を有する。固定部200は、回転部100に対して回転中心110から離れる方向に離間して配置される。固定部200の回転中心110側の表面は、回転部100の周方向において凹凸を有する。
1.1.2. Fixed part The
固定部200は、単一の部材で構成されてもよいし、複数の部材で構成されてもよい。図5に示すように、固定部200は、複数の固定プレート20によって形成されている。固定プレート20は、図2、3に示すように、板状の部材であり、平面視において円環状の形状を有している。固定プレート20の円環の内側の面には、平面視において、円環状の部分から回転中心110に向う方向に突出することにより凹凸が形成されている。当該凹凸は等間隔に形成され、各凸部の先端(回転中心110側)と回転中心110との間の距離は同じである。同様に、各凸部の間にある凹部の底部(回転中心110から離れる側)と、回転中心110との間の距離は同じである。そして、図3に示すように、固定プレート20の内側の面を包絡する面は、回転プレート10の突部12が回転したときに描かれる軌跡の面よりも回転中心110からみて外側となっている。換言すると、平面視において、固定プレート20の内側の面に内接する円の半径は、回転プレート10の突部12が回転したときに描かれる円の半径よりも大きい。
The fixing
本明細書では、平面視において、固定プレート20の内側の面に内接する円の半径から、回転プレート10の突部12が回転したときに描かれる円の半径を差引いた距離のことを、ギャップGと称する(図3の符号G参照)。
In this specification, the distance obtained by subtracting the radius of the circle drawn when the
平面視において、固定プレート20の内側の面を包絡する面は、円形であって当該円の中心が、回転部100の回転中心110と組立て誤差を考慮の上、一致していることが好ましい。このようにすれば、回転部100と固定部200によって形成されるギャップGの大きさが、回転軸120の周方向で大きく異ならないため、より安定した解繊処理を行うことができる。
In plan view, the surface enveloping the inner surface of the fixed
固定プレート20は、図2、3に示すように、複数の固定プレート20を積層させた状態で保持するためのボルト孔25が複数形成されている。ここでは固定プレート20に8個のボルト孔25が形成されているが、必要に応じて適宜の個数設けられればよく、また、他の手段によって固定プレート20を積層する場合にはボルト孔25は不要となる場合がある。
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixing
固定プレート20の外側の形状は、図示では、平面視において略円形の形状を有しているが、多角形や曲線を含む形状であってもよい。固定プレート20の外側の形状を凹凸とすると、解繊部300の空冷を促進できる場合がある。また、図示しないが、固定プレート20に積層される部材(隣り合う固定プレート20を含む)に対して、位置を合わせるための突起やガイドが形成されてもよく、これらは固定プレート20の厚み方向に突設されていてもよい。
In the drawing, the outer shape of the fixed
固定プレート20の厚みは、特に限定されない。固定プレート20と回転プレート10の厚みは、同じでも異なってもよい。固定プレート20の厚みと回転プレート10の厚みが同じである場合には、両者を同一の原材料(例えば鋼板)からプレス打抜きによって製造する際に、同時に製造できるため、寸法精度や生産性を向上させることができる。特にギャップGの寸法精度を良好なものとすることができる。また、固定プレート20の厚みは、固定プレート20内の各部分において同じであることが好ましい。なお、本明細書において、固定プレート20の厚みとは、回転部100を配置した場合の、回転軸120の延びる方向における固定プレート20の寸法のことを指す。
The thickness of the fixed
固定プレート20の大きさは、解繊部300の処理能力や、回転プレート10との間のギャップG等の設計に応じて適宜決定されることができる。
The size of the fixed
固定プレート20の材質は、回転プレート10の項で説明したものと同様とすることができる。固定プレート20は、冷間圧延鋼板、鋼帯(SPCC、SPCD、SPCE、SPCF、SPCG)等をプレスによって打抜いて形成することができる。
The material of the fixed
固定部200において、固定プレート20は、回転中心110(回転軸120)が延びる方向において、隣り合う固定プレート20が接するように積層される。図5では、回転プレート10と同じ厚みで形成された固定プレート20が101枚、接するように積層されている。
In the
本実施形態の固定部200が有する固定プレート20の数は、複数であれば限定されない。固定プレート20の数は、回転プレート10の数と同じでも異なってもよい。本実施形態では、固定部200は、回転部100の回転軸120に対して、回転軸120の延びる方向に、複数の固定プレート20を接するように積層した構造を有する。そのため、図5に示すように、固定部200は、凹凸を有する内面に、中心軸が存在するような直管状(チューブ状)の形状となっている。
The number of the fixing
固定プレート20は、積層された際に、隣り合う固定プレート20にそれぞれ形成された内側の凹凸が互いに接するように積層される。そのため積層された固定プレート20のそれぞれに属する凹凸によって、固定部200の回転中心110側の表面(内表面)には、周方向を辿った際に凹凸となる溝が形成されている。係る凹凸の形状や大きさは、図5では同じであるが凹凸間で互いに異なってもよい。図5では、内表面に形成された凹凸は、隣り合う固定プレート20の凹凸が周方向に、ずれないように積層されているため、固定部200の内面には、回転軸120の延びる方向に平行な溝が形成されている。図示しないが、内表面に形成された凹凸は、隣り合う固定プレート20の凹凸が周方向に、ずれるように積層されてもよく、このような場合には、固定部200の内面には、回転軸120の延びる方向に対して傾いた溝(螺旋状の溝)が形成されることになる。固定部200の内面の溝の態様は、上述のように変更することができるが、被解繊物の種類や、回転部100の構造等の条件に合わせて任意に設計することができる。
When the fixing
固定部200の回転中心110側の表面に形成される凹凸は、回転部100が固定部200内で回転した場合に、ギャップGに進入した被解繊物を解きほぐすような気流を生じさせる機能を有する。回転部100が固定部200内で回転した場合に、突部12が回転中心110側から見て凹凸の凹部の近傍を通過する際に、凹部内に回転するような気流が生じて、係る気流によって被解繊物が解繊される。
The unevenness formed on the surface of the fixed
固定部200の内面に形成される凹凸の形状、又は、個々の固定プレート20に形成される凹凸の形状は、上記のような作用を奏することができるかぎり任意である。また、固定プレート20の内面に形成される凹凸の粗さについても特に制限はなく、ほとんど平坦であってもよく、そのような固定プレート20が粗い凹凸を有する固定プレート20とともに積層されてもよいし、そのような固定プレート20の積層の順序についても何ら限定されない。
The shape of the unevenness formed on the inner surface of the
固定プレート20の回転中心110側の表面に形成される凹凸の凸部は、鋭利な形状でないことがより好ましい。例えば凸部は台形形状であり、その先端に平面部が形成されてもよい。例えば凸部の先端ほど厚みが薄く鋭利になっている場合、回転部100の回転に起因して、被解繊物が凸部に衝突した場合に、被解繊物に凸部が食込む場合がある。ただし、図3に示すような、先端の角度が60°程度となっている凸部であって、仮に、凸部の先端が鋭利であっても、これに衝突する被解繊物は、回転部100の回転によって回転中心110側から衝突するよりも、凸部の側面側から衝突しやすいため、このような形状であってもよい。すなわち、凸部が被解繊物に接触した際に、被解繊物に食込みにくい形状であれば、これにより被解繊物に含まれる繊維を切断することが抑制されるので、解繊部300を通過した解繊物の繊維が短くなることを抑制することができる。また、このような形状とすることで、被解繊物を叩いてほぐす作用も高めることができる。
It is more preferable that the concavo-convex convex portion formed on the surface of the fixed
固定部200の回転軸120に沿う方向の大きさは、解繊部300に被解繊物が導入され、回転部100が回転した場合に、被解繊物が解繊される作用を及ぼすことができる範囲で、特に限定されない。固定部200の回転軸120に沿う方向の大きさは、固定プレート20の厚み及び積層数等を変更することによって調節することができる。また、固定部200の回転軸120に沿う方向の大きさは、回転部100の回転軸120に沿う方向の大きさと同じであっても異なってもよい。
The size of the fixed
図5に示すように、本実施形態の固定部200は、101枚の同じ厚みで同じ形状の固定プレート20が積層されて構成されている。そして、回転部100を構成する回転プレート10(24枚×4(段部)=96枚)及び仕切り板30(5枚)は同じ厚みで積層されている。したがって固定部200で積層される固定プレート20の枚数と回転部100で積層される部材の枚数が同じ、かつ厚みも同じである。そのため、回転部100及び固定部200の回転軸120に沿う方向の大きさは、互いに同じとなっている。この固定部200は、固定プレート20が、ボルト31及びナット32によって締結されている。
As shown in FIG. 5, the fixing
また、固定部200を、複数の固定プレート20が接するように積層した態様とする場合には、固定プレート20の交換が容易であり、一体的に形成された場合に比較して、破損時のメンテナンスの手間や、交換時のコストを削減することができる。
Further, in the case where the fixing
1.1.3.解繊部の構造
本実施形態の解繊部300は、図6に示すように、上述の回転部100と、上述の固定部200と、を有する。図6では、固定部200は、断面を模式的に描いており、内側表面の凹凸は省略して描いてある。回転部100は、固定部200の内側の空間に配置され、固定部200内で回転軸120によって支持されている。
1.1.3. Structure of the defibrating unit As shown in FIG. 6, the
回転軸120は、図示せぬベアリング(軸受け)によって両持ちに懸架され、図示せぬ駆動機構により自在に回転することができる。このような駆動機構としては、モーターにより直接回転軸120を回転させる機構や、ベルト及びプーリ、チェーン及びスプロケット、又はギア等の動力伝達装置を介して回転軸120を回転させる機構等が挙げられる。
The
また、図6の解繊部300には、回転軸120の延びる方向の両端側にカバー310が設けられている。ここでは、カバー310は、固定部200の回転軸120の延びる方向の両端側を、回転軸120が貫通できる状態で塞いでおり、内部に被解繊物又は解繊物を収容する空間を形成している。係る空間の大きさは、特に限定されない。またここでは、カバー310によって形成された空間に連通する入口配管320及び出口配管330が設けられている。さらにここでは、回転部100の回転軸120に沿う方向の入口配管320の側の端部に羽根板40が取付けられ、当該羽根板40の一部を回転軸120に沿う方向に起立させた羽根41が設けられている。
Moreover, the
入口配管320は、被解繊物を解繊部300に導入するための配管であり、出口配管330は、回転部100(回転子90)によって解繊された解繊物を解繊部300から排出する配管である。
The
図示では、入口配管320の先端である入口開口321が回転軸120の近傍に存在し、出口配管330の先端である出口開口331が回転軸120から離れた位置に存在しているが、このような態様には限定されず、各配管は、適宜に配置することができる。また、羽根41は、ここでは回転部100の入口配管320側に配置されているが、出口配管330側に配置されてもよい。
In the drawing, the inlet opening 321 that is the tip of the
羽根41は、被解繊物又は解繊物を入口配管320側から出口配管330側へと移動させる作用を少なくとも有するが、入口配管320側から出口配管330側のいずれか一方又は両方に、ブロワー、送風機等の風送り機構又は風吸引機構を設けるような場合には、必ずしも必要な構成ではない。また、この例では、羽根41は、図4に示すように、仕切り板30に隣り合って積層された羽根板40の6箇所を、折曲げて回転軸120に沿う方向に起立させた形状となっている。しかし、このような形状に限定されず、羽根41は、仕切り板30に対して溶接等によって設置されてもよい。さらに、羽根41の形状についても限定されず、任意の形状とすることができる。また羽根板40が回転プレート10の肉盗み14を塞ぐことができる場合には、羽根板40は、仕切り板30の機能を兼ねることができ、その場合は羽根板40の設けられる側の仕切り板30を設置しないことができる。
The
1.1.4.解繊部の動作
解繊部300は、回転軸120を回転させることによって回転部100を回転させ、回転部100と固定部200との間のギャップGに被解繊物を気流によって導くことにより、被解繊物を乾式解繊処理することができる。回転部100の回転速度(1分あたりの回転数(rpm))は、乾式解繊処理のスループット、被解繊物の滞留時間、解繊の程度、回転部100、固定部200、その他の各部材の形状や大きさ等の条件を考慮して、適宜に設定することができる。図6に示す構造の解繊部300では、例えば、100rpm以上11000rpm以下、好ましくは500rpm以上9000rpm以下、より好ましくは1000rpm以上8000rpm以下である。また、回転速度は一定とする必要はなく、適宜各種条件に合わせて加速、減速等を行ってもよい。
1.1.4. Operation of the defibrating unit The
1.1.5.被解繊物の解繊部における滞留時間
被解繊物は、解繊部300の入口配管320から導入され、出口配管330から解繊物として排出される。この際の、回転部100及び固定部200の間のギャップGでの被解繊物の滞留時間(すなわちギャップGに存在する期間)は、被解繊物の種類を考慮して設定される。また滞留時間は、回転部100の回転速度、回転部100及び固定部200の構成、形状、大きさ等のバランスをも考慮して設定される。
1.1.5. Residence time of the defibrated material in the defibrating unit The defibrated material is introduced from the
被解繊物が解繊されにくい性質を有する場合には、他の条件が同じならば、滞留時間は長く設定することが好ましい。また、逆に被解繊物が解繊されやすい性質を有する場合には、他の条件が同じならば、滞留時間は短く設定することが好ましい。他方、被解繊物が所定のものである場合であって、解繊物の解きほぐされかたの度合や、スループットを変更する場合などにも、滞留時間の長短を変更することができる。また、滞留時間は、回転速度や、通過させる風量を減少させる(ブロワー(送風機)の能力を下げて被解繊物の移動速度を小さくする)と、一般には長くなり、より解繊作用を高めることができるが、回転速度や風量を一定にした場合でも、以下の方法によって滞留時間を長くすることができる。 When the material to be defibrated is difficult to be defibrated, it is preferable to set the residence time long if other conditions are the same. On the other hand, when the material to be defibrated is easily defibrated, it is preferable to set the residence time short if other conditions are the same. On the other hand, the length of the residence time can be changed also when the defibrated material is a predetermined one and the degree of defibrating the defibrated material or changing the throughput. In addition, the residence time generally becomes longer when the rotational speed and the amount of air to be passed are reduced (lowering the blower (blower) capacity to reduce the moving speed of the material to be defibrated), and the defibrating action is further enhanced. However, even when the rotational speed and the air volume are constant, the residence time can be increased by the following method.
滞留時間を長くする手段のうち、回転部100及び固定部200の形状に係るものとしては、以下のようなものがある。(1)回転プレート10及び固定プレート20の厚みや数を増やし、ギャップGの入口配管320側の端から出口配管330側の端までの距離を長くすること、(2)少なくとも一部の段部50における回転プレート10の突部12を回転軸120の周方向に角度をずらして配置し、回転部100の回転によって、一部の段部50内で滞留時間を長くすること、(3)回転部100に仕切り板30を設けて被解繊物が移動するための障壁を形成すること、(4)(3)の場合に段部50の数(すなわち仕切り板30の数)を増やすこと、(5)羽根41の形状や大きさを変えて被解繊物の移動速度を小さくすること、などが挙げられる。
Among the means for lengthening the residence time, those relating to the shapes of the
滞留時間を長くすれば、解繊部300による乾式解繊処理をより確実に行うことができる。また、本実施形態の解繊部300によれば、被解繊物から生じる繊維を切断したり磨り潰したりする作用が小さいので、滞留時間を長くしても、解繊物に含まれる繊維の長さを短くしすぎることはない。これにより最終的に製造されるシートの強度を十分に高めることができる。
If the residence time is increased, the dry defibrating process by the
1.1.6.段部
本実施形態の解繊部300が有する回転部100は、段部50を有している。段部50は、複数の回転プレート10の積層体及びその両端に積層された仕切り板30によって形成される。隣り合う段部50の間に仕切り板30が配置される。回転部100に形成される段部50の数は任意である。図4、6に示すように、本実施形態では段部50は、4つ形成されている。本実施形態の回転部100においては、入口配管320側から、各段部50を第1段目から第4段目というように称することがある。
1.1.6. Step part The
1つの段部50に属する回転プレート10は、上述のとおり、互いに接するように積層される。一方、段部50間に配置される仕切り板30は、回転プレート10に接するように設けられるが、回転軸120が回転した場合に、回転プレート10の突部12の先端が描く円と同じか、より小さい円となる平板状の形状を有する。すなわち、仕切り板30の大きさは、回転プレート10の突部12の先端と同じ大きさ又は突部12の先端より内側となる大きさである。
As described above, the rotating
仕切り板30の材質及び厚みは、回転プレート10と同様とすることができる。仕切り板30は、肉盗みやボルト孔を有してもよい。ただし、回転プレート10が肉盗み15を有する場合には、仕切り板30のうち回転部100の回転軸120に沿う方向の端部に設けられる仕切り板30は、回転プレート10の肉盗み15部分を覆って塞ぐような形状とする。
The material and thickness of the
仕切り板30の形状は、回転プレート10の突部12の積層によって形成された回転軸120に沿う方向に延びる溝の少なくとも一部を塞ぎ、当該溝をすべて塞ぐ形状であってもよい。仕切り板30の形状は、回転プレート10の突部12よりも回転中心110から外側にならないような形状である。
The shape of the
仕切り板30が設けられ、複数の段部50が形成されると、隣り合う段部50に被解繊物が移動する際に、仕切り板30の作用により、突部12の先端付近を通って移動することになる。そのため、仕切り板30がない場合に比べて、被解繊物が突部12の先端付近を通過する頻度が高まり、より確実に解繊処理を施すことができる。また、上述のとおり、仕切り板30を設けることにより、被解繊物の滞留時間を長くすることができるので、さらに確実に解繊処理を行うことができる。
When the
1.1.7.ギャップ
ギャップGとは、回転部100が固定部200の内側に設置された際に、固定プレート20の内側の面に内接する円の半径から、回転プレート10の突部12が回転したときに描かれる円の半径を差引いた長さのことをいう(図3参照)。
1.1.7. Gap Gap G is drawn when the
本実施形態の解繊部300では、ギャップGは、被解繊物の厚みよりも大きく設定される。ギャップGが被解繊物の厚みよりも大きいため、被解繊物がギャップ(回転部100及び固定部200の間の隙間)に入ったときに、切断されることが抑制され、かつ、磨り潰されることが抑制される。ギャップGの大きさは、被解繊物の厚みの2〜300倍程度とすることが好ましい。
In the
回転部100及び固定部200の間のギャップは、回転プレート10の外径や固定プレート20の内径を変更することにより適宜調節され得る。
The gap between the
以上説明した解繊部300では、突部12が回転軸120の延びる方向に接するように積層しているため、突部12が積層する方向と交差する方向(回転プレート10の厚み方向に交差する方向)に、複数の突部12によって形成される対向面130が形成されている。そして、回転部100が回転することにより、係る対向面130が回転方向に進むことにより被解繊物を衝突させることができるとともに回転方向へ高速な気流が形成される。これにより、被解繊物から生じる繊維を切る作用が抑制され、得られる解繊物の繊維長を短くしすぎないように被解繊物を解繊することができる。
In the
1.2.その他の構成
本実施形態に係るシート製造装置1000は、上述の解繊部300を通過した解繊物の少なくとも一部を堆積させて加熱する構成を有する。図8は、本実施形態のシート製造装置1000を示す模式図である。
1.2. Other Configurations The
シート製造装置1000は、図8に示すように、粗砕部400と、解繊部300と、分級部500と、選別部600と、樹脂供給部700と、ほぐし部800と、シート成形部900と、を含む。
As shown in FIG. 8, the
粗砕部400は、パルプシートや投入された紙(例えばA4サイズの古紙)などの原料を、空気中で栽断して細片にする。細片の形状や大きさは、特に限定されないが、例えば、数cm角の細片である。図示の例では、粗砕部400は、粗砕刃401を有し、粗砕刃401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400には、原料を連続的に投入するための自動投入部(図示せず)が設けられていてもよい。粗砕部400は、必要に応じて設けられ、裁断する必要のない原料を用いる場合には、設けられる必要はない。また、粗砕部400は、解繊処理を行うものではなく、裁断処理を行うものであり、若干の解繊作用が生じるとしても、解繊部300において行われる解繊処理(繊維状に解きほぐす処理)とは機能を異にしている。粗砕部400の具体例としては、シュレッダーを例示することができる。
The crushing
粗砕部400によって裁断された細片は、ホッパー405で受けてから解繊部300の入口開口321から導入される。解繊部300は、細片(被解繊物)を解繊処理する。解繊部300は、細片を解繊処理することにより、繊維状に解きほぐされた解繊物を生成する。粗砕部400で細片にすることで、解繊部300において解繊しやすくなる。また、粗砕部400で細片にすることで、ギャップGを通過したり、回転プレート10の突部12と突部12との間に入りやすくなる。生成した解繊物は、出口開口331から排出され、分級部500に導入される。
The strips cut by the crushing
分級部500は、解繊物から、必要に応じて、樹脂粒、インク粒などを分離して除去する。分級部500としては、気流式分級機を用いる。気流式分級機は、旋回気流を発生させ、遠心力と分級されるものの大きさと密度によって分離するものであり、気流の速度および遠心力の調整によって、分級点を調整することができる。具体的には、分級部500としては、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。特にサイクロンは、構造が簡便であるため、分級部500として好適に用いることができる。
The
分級部500で分級された解繊物は、選別部600に導入される。分級部500で分離された不要な材料は、排出管501を通って分級部500の外部に排出される。古紙を原料とする場合には、樹脂粒などが、排出管501を通じて外部に排出されるため、後述する樹脂供給部700によって樹脂が供給されても、解繊物に対して樹脂が過剰になることを防ぐことができる。また、原料が古紙でなくパルプシートのような場合は、シート製造装置1000には分級部500が無くてもよい。
The defibrated material classified by the
選別部600は、解繊部300によって解繊処理された解繊物を、選別部600を通過する「通過物」と、通過しない「残留物」とに空気中で選別する。選別部600としては、各種の篩(ふるい)を用いることができる。選別部600では、解繊処理された解繊物から篩の開口を通過できる長さの繊維を選別して通過させることができる。選別部600は、必須の構成ではなく、製造するシートに必要な解繊物の状態に応じて設けられる。なお、長繊維や解繊処理が不十分な状態であって選別部600を通過しなかった残留物は、図8に示すように、戻り流路602を介してホッパー405に搬送され、再び解繊部300に戻されるようにしてもよい。
The
選別部600の第1開口42を通過した通過物は、樹脂供給部700を介して、ほぐし部800の導入口801に搬送される。樹脂供給部700には、繊維同士を結着させる樹脂が供給されるための供給口701が設けられている。
The passing material that has passed through the first opening 42 of the
樹脂供給部700は、供給口701から空気中で樹脂を供給する。すなわち、樹脂供給部700は、選別部600からほぐし部800に向かう経路に(選別部600とほぐし部800との間に)、樹脂を供給する。樹脂供給部700としては、搬送経路に樹脂を供給することができれば特に限定されないが、スクリューフィーダー、サークルフィーダーなどを用いる。そして解繊物と樹脂とが混合される。
The
樹脂供給部700から供給される樹脂は、複数の繊維を結着させるための樹脂である。樹脂が経路に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、後述するシート成形部900を通過する際に硬化して、複数の繊維を結着させる。
The resin supplied from the
樹脂供給部700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る。樹脂供給部700から供給される樹脂は、繊維状であってもよく、粉末状であってもよい。樹脂供給部700から供給される樹脂の量は、製造されるシートの種類に応じて、適切に設定される。なお、解きほぐされた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、解きほぐされた繊維を着色するための着色剤や、解きほぐされた繊維の凝集を防止するための凝集防止材を、供給してもよい。
The resin supplied from the
ほぐし部800は、絡み合った通過物をほぐす。さらに、ほぐし部800は、樹脂供給部700から供給される樹脂が繊維状である場合、絡み合った樹脂をほぐす。また、ほぐし部800は、後述する堆積部に、通過物や樹脂を均一に堆積する。
The
ほぐし部800としては、篩を用いることができる。ほぐし部800を通過した繊維、樹脂は均一な厚み、密度で後述する堆積部に堆積する。ほぐし部800は、絡み合った繊維が存在しないような場合や、絡み合いをあえてほぐさずに堆積する場合などは必ずしも必須の構成ではない。
As the loosening
ほぐし部800を通過した解繊物および樹脂は、シート成形部900の堆積部901に堆積される。シート成形部900は、図8に示すように、堆積部901と、張架ローラー902と、ヒーターローラー903と、テンションローラー904と、巻き取りローラー905と、を有している。シート成形部900は、ほぐし部800を通過した解繊物および樹脂を用いて、シートSを成形する。以下シート成形部900について、具体的に説明する。
The defibrated material and the resin that have passed through the
シート成形部900の堆積部901は、ほぐし部800を通過した解繊物および樹脂を受けて堆積させる。堆積部901は、ほぐし部800の下方に位置している。堆積部901は、解繊物および樹脂を受けるもので、例えば、メッシュベルトである。メッシュベルトには、張架ローラー902によって張架されるメッシュが形成されている。堆積部901は、張架ローラー902が自転することによって移動する。堆積部901が連続的に移動しながら、ほぐし部800から解繊物および樹脂が連続的に降り積もることにより、堆積部901上に厚さの均一なウェブが形成される。
The
シート成形部900の堆積部901上に堆積された解繊物および樹脂は、堆積部901の移動にともない、ヒーターローラー903を通過することによって加熱および加圧される。加熱により、樹脂は結着剤として機能して繊維同士を結着させ、加圧により薄くし、さらにカレンダーローラー904を通過させて表面を平滑化し、シートSが成形される。図示の例では、シートSは、巻き取りローラー905において巻き取られる。
The defibrated material and the resin deposited on the
以上により、シートSを製造することができる。 Thus, the sheet S can be manufactured.
なお、シート製造装置1000によって製造されるシートは、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、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、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。
The sheet manufactured by the
また、図示はしないが、堆積部901に堆積された堆積物に、水分を噴霧添加するための水分噴霧器が設けられていてもよい。これにより、シートSを成形した際の水素結合の強度を高くすることができる。水分の噴霧添加は、ヒーターローラー903を通過する前の堆積物に対して行われる。水分噴霧器で噴霧する水分には、澱粉やPVA(ポリビニルアルコール)等が添加されていてもよい。これにより、さらにシートSの強度を高くすることができる。
In addition, although not shown, a moisture sprayer for spraying and adding moisture to the deposit deposited in the
また、上記の例では、シートSが巻き取りローラー905において巻き取られる形態について説明したが、シートSは、図示せぬ裁断機によって所望のサイズにカットされ、スタッカーなどに積載されてもよい。
In the above example, the form in which the sheet S is taken up by the take-up
本願において同じ、均一とは、加工上の誤差、原料の寸法精度などの累積等を考慮して、±10%程度の範囲内で異なる場合も含むものとする。 In the present application, the same and uniform includes a case where the difference is within a range of about ± 10% in consideration of a processing error, accumulation of raw material dimensional accuracy, and the like.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
本発明のシート製造装置1000は、少なくとも解繊部300とシート成形部900とがあればシートを製造することができる。粗砕部400、分級部500、選別部600、樹脂供給部700、ほぐし部800などは必要に応じて構成に加えればよい。また、本願において古紙とは、主に印刷された紙を指すが、印刷されていないが印刷装置を通過した紙や未使用の紙を含んでもよい。
The
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(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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the present invention includes substantially the same configuration (for example, a configuration having the same function, method and result, or a configuration having the same purpose and effect) as the configuration described in the embodiment. In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. In addition, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
10…回転プレート、11…基部、12…突部、13…勘合孔、14…肉盗み、15…ボルト孔、16…突部側面、20…固定プレート、25…ボルト孔、30…仕切り板、31…ボルト、32…ナット、40…羽根板、41…羽根、50…段部、100…回転部、110…回転中心、120…回転軸、130…対向面、200…固定部、300…解繊部、310…カバー、320…入口配管、321…入口開口、330…出口配管、331…出口開口、400…粗砕部、401…粗砕刃、405…ホッパー、500…分級部、501…排出管、600…選別部、602…戻り流路、700…樹脂供給部、701…供給口、800…ほぐし部、801…導入口、900…シート成形部、901…堆積部、902…張架ローラー、903…ヒーターローラー、904…テンションローラー、905…巻き取りローラー、1000…シート製造装置。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記固定部と、該固定部の内側で回転する前記回転部と、の間にはギャップが設けられており、A gap is provided between the fixed portion and the rotating portion that rotates inside the fixed portion.
前記回転部は、該回転部の前記回転中心軸から離れる方向に突設する複数の突部を有する複数の回転プレートを備え、該回転プレートは、前記回転中心軸の延びる方向において前記突部同士が面で接するように積層されていることを特徴とする解繊装置。The rotating part includes a plurality of rotating plates having a plurality of protruding parts protruding in a direction away from the rotation center axis of the rotating part, and the rotating plates are arranged in a direction in which the rotation center axis extends. A defibrating device, wherein the layers are laminated so as to be in contact with each other.
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