JPWO2018043176A1 - シート製造装置 - Google Patents
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Abstract
繊維を含む原料を解繊した解繊物からウェブを形成する第2ウェブ形成部(70)と、第2ウェブ形成部(70)で形成されたウェブからシートを形成するシート形成部(80)とを備え、シート形成部(80)は、形成部ローラーユニット(83)と、形成部ローラーユニット(83)のローラー表面をクリーニングするオイル含浸ウェブ(122)を備えたクリーニングユニット(120)とを備える。
Description
この場合に、抄紙機もしくは紙仕上装置のロール面の状態をモニタし、そのロール面に清浄/研磨用ベルトを圧接させ、ロール面を清浄または研磨することが行われている(例えば、特許文献1参照)。
このような乾式法においては、繊維を含む解繊物と樹脂等の添加物とを混合させてなるウェブをローラーにより加圧・加熱することで、添加物により繊維を結着させてシートを製造する。
このとき、ウェブを加圧及び加熱する工程で、ローラーの表面に繊維や樹脂の付着物が付着していると、加圧または加熱する際に、製造するシートに付着物が転写されてしまうおそれがある。付着物が転写されると、シートの表面に凹凸が形成される等、シートの品質の低下を招くおそれがある。
前記課題を解決するために本発明は、ローラーの表面に付着した付着物を除去して、シートの品質を向上させることを目的とする。
本発明によれば、形成部ローラーユニットのローラー表面に付着した付着物をクリーニングユニットのオイル含浸ウェブで除去できるので、形成部ローラーユニットにおいて、シート(ウェブ)に付着物が転写されることを防止できる。その結果、形成されるシートの表面に凹凸が形成されることがなく、シートの品質を向上(均一化)させることができる。
本発明によれば、オイル含浸ウェブを、ウェブ送り出しローラーからウェブ圧接ローラーを介してウェブ巻き取りローラーに巻き取るので、ローラー表面に対して新規な(未使用部分の)オイル含浸ウェブを圧接させることができる。
本発明によれば、加圧ローラー対の各ローラーをクリーニングユニットによりそれぞれ個別にクリーニングすることができる。
本発明によれば、クリーニングユニットでクリーニングされた後、掻き取りブレードで付着物を掻き取るので、オイル含浸ウェブにより加圧ローラー対のローラーの表面がオイルで塗布された状態となっている。そのため、掻き取りブレードにより付着物を掻き取りやすくなり、加圧ローラー対の表面に付着した付着物を効率よく掻き取ることができる。
本発明によれば、掻き取りブレードで付着物を掻き取った後、クリーニングユニットでクリーニングするので、掻き取りブレードで比較的大きな付着物が除去された後、クリーニングユニットで細かい付着物を除去することができる。
本発明によれば、加熱ローラー対の各ローラーをクリーニングユニットによりそれぞれ個別にクリーニングすることができる。
本発明によれば、外部加熱ローラーに至るまでに、加熱ローラーの表面に付着した付着物を除去することができる。これにより、加熱ローラーの表面を外部加熱ローラーで加熱する際に、加熱ローラーと外部加熱ローラーとの間に付着物が介在することを防止でき、加熱ローラーの表面を均一に加熱することができる。
本発明によれば、オイル含浸ウェブを形成部ローラーユニットのローラー回転方向と逆方向に搬送するので、オイル含浸ウェブでローラーの表面の付着物を堰き止めながら除去することができる。その結果、ローラーの表面付着物を効率的に除去することができる。
本発明によれば、オイル含浸ウェブを間欠的に搬送するので、オイル含浸ウェブの搬送が停止しているときに、オイル含浸ウェブでローラーの表面の付着物を堰き止める。そして、次にオイル含浸ウェブが搬送された際に、堰き止めた付着物をオイル含浸ウェブに付着させて取り除くことができ、ローラーの表面付着物を効率的に除去することができる。
本発明によれば、クリーニングユニットのオイル含浸ウェブは、消耗品であるため、ユニット毎に交換可能とすることで、メンテナンスが容易となる。
図1は本発明を適用したシート製造装置の概略正面図である。図2は、図1の正面パネルを取り外した状態を示す概略正面図である。
本実施形態に記載のシート製造装置100は、例えば、原料としての機密紙などの使用済みの古紙を乾式で解繊して繊維化した後、加圧、加熱、切断することによって、新しい紙を製造するのに好適な装置である。繊維化された原料に、さまざまな添加物を混合することによって、用途に合わせて、紙製品の結合強度や白色度を向上したり、色、香り、難燃などの機能を付加したりしてもよい。また、紙の密度や厚さ、形状をコントロールして成形することで、A4やA3のオフィス用紙、名刺用紙など、用途に合わせて、さまざまな厚さ・サイズの紙を製造することができる。
開閉扉301が開状態となると、筐体300の内部に設けられた樹脂カートリッジ収納部302が露出する。樹脂カートリッジ収納部302には、複数の色の樹脂を含む添加物が貯留されたカートリッジ303が着脱自在に収納される。
開閉扉301は、透明の素材で構成されており、使用者は、開閉扉301を開状態とすることなく、樹脂カートリッジ収納部302に収納されたカートリッジ303の状態を視認できる。
図1に示すように、筐体300の正面において、タッチパネル304の上方には、非常停止ボタン305が設けられる。非常停止ボタン305は、シート製造装置100がシートを製造する処理を実行中の場合において、当該処理を緊急で停止することを指示するボタンである。
図1に示すように、筐体300の正面において、タッチパネル304の下方には、押下式の電源スイッチ306が設けられる。
シート製造装置100は、図3に示すように、供給部10、粗砕部12、解繊部20、選別部40、第1ウェブ形成部45、回転体49、混合部50、堆積部60、第2ウェブ形成部70、搬送部79、シート形成部80、及び、切断部90を備える。
ドラム部41は、モーターによって回転駆動される円筒の篩である。ドラム部41は、網(フィルター、スクリーン)を有し、篩(ふるい)として機能する。この網の目により、ドラム部41は、網の目開き(開口)の大きさより小さい第1選別物と、網の目開きより大きい第2選別物とを選別する。ドラム部41の網としては、例えば、金網、切れ目が入った金属板を引き延ばしたエキスパンドメタル、金属板にプレス機等で穴を形成したパンチングメタルを用いる。
管8は、ドラム部41の内部と管2とを連結する。管8を通って流される第2選別物は、粗砕部12により粗砕された粗砕片とともに管2を流れ、解繊部20の導入口22に導かれる。これにより、第2選別物は解繊部20に戻されて、解繊処理される。
メッシュベルト46は、シートSを製造する通常動作中には、一定の速度V1で移動する。ここで、通常動作中とは、後述するシート製造装置100の始動制御、及び、停止制御の実行中を除く動作中であり、より詳細には、シート製造装置100が望ましい品質のシートSを製造している間を指す。
なお、回転体49は、回転体49の羽根がメッシュベルト46に衝突しない位置に設置されることが好ましい。例えば、回転体49の羽根の先端とメッシュベルト46との間隔を、0.05mm以上0.5mm以下とすることができ、この場合、回転体49によって、メッシュベルト46に損傷を与えることなく第1ウェブW1を効率よく分断できる。
また、回転体49を含む空間には、加湿部206により加湿空気が供給される。これにより、管7の内部や、回転体49の羽根に対し、静電気により繊維が吸着する現象を抑制できる。また、管7を通って、湿度の高い空気が混合部50に供給されるので、混合部50においても静電気による影響を抑制できる。
添加物に含まれる樹脂は、加熱により溶融して複数の繊維同士を結着させる。従って、樹脂を繊維と混合させた状態で、樹脂が溶融する温度まで加熱されていない状態では、繊維同士は結着されない。
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)に設けられる。サクション機構76は、サクションブロアー(図示略)を備え、サクションブロアーの吸引力によって、サクション機構76に下方に向く気流(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。
サクションブロアー(堆積吸引部)は、サクション機構76から吸引した空気を、図示しない捕集フィルターを通じて、シート製造装置100の外に排出してもよい。或いは、サクションブロアーが吸引した空気を集塵部27に送り込み、サクション機構76が吸引した空気に含まれる除去物を捕集してもよい。
このように、搬送部79は、メッシュベルト72に形成された第2ウェブW2を、メッシュベルト72から剥がして搬送する。
加圧ユニット82は、加圧ローラー対85で構成され、第2ウェブW2を所定のニップ圧で挟んで加圧する。第2ウェブW2は、加圧されることによりその厚さが小さくなり、第2ウェブW2の密度が高められる。
加圧ローラー対85は、モーター(図示略)の駆動力により回転して、加圧により高密度になった第2ウェブW2を、加熱ユニット84に向けて搬送する。
また、加熱ローラー対86は、加熱したシートSを、切断部90に向けて搬送する。
例えば、解繊部20が解繊処理した解繊物と同等の繊維を原料として、ドラム部41に投入可能な構成であってもよい。また、解繊物から分離された第1選別物と同等の繊維を原料として、管54に投入可能な構成であってもよい。これらの場合、古紙やパルプ等を加工した繊維をシート製造装置100に供給することで、シートSを製造できる。
図4は、加圧ユニット82の概略構成図である。図5は、加熱ユニット84の概略構成図である。
加圧ユニット82の加圧ローラー対85は、モーター(図示略)により回転駆動される加圧駆動ローラー110と、加圧駆動ローラー110に圧接される加圧従動ローラー111とで構成される。加圧駆動ローラー110と加圧従動ローラー111とは、加圧駆動ローラー110の表面温度が低く表面が硬いため、強い圧接力で圧接される。
加圧駆動ローラー110の外周であって、加圧駆動ローラー110の回転方向の上流側及び下流側には、それぞれ掻き取りブレード112a,112bが配置される。
掻き取りブレード112a,112bは、加圧駆動ローラー110の周面に対して傾斜して配置され、掻き取りブレード112a,112bは、加圧駆動ローラー110の外周面に付着した第2ウェブW2の付着物を掻き取るように構成される。
クリーニングユニット120は、フレーム121を備える。フレーム121には、長尺状のオイル含浸ウェブ122が巻き付けられたウェブ送り出しローラー123が回転自在に取付けられる。
オイル含浸ウェブ122は、例えば、PET繊維とアラミド繊維とから構成され、厚さが40μmに形成された薄膜の長尺シートである。オイル含浸ウェブ122には、例えば、シリコンオイル等のオイルが含浸される。オイルの含浸量は、例えば、15g/m2とされる。
オイル含浸ウェブ122は、加圧ユニット82に送られる第2ウェブW2の幅寸法(搬送方向に交差する方向の長さ)より大きい幅寸法を有している。
フレーム121には、ウェブ圧接ローラー124から送られるオイル含浸ウェブ122を巻き取るウェブ巻き取りローラー125が取付けられる。
フレーム121のウェブ圧接ローラー124とウェブ巻き取りローラー125との間には、ウェブ送りローラー126が配置され、ウェブ送りローラー126は、モーター(図示略)により回転駆動される。ウェブ送りローラー126には、ウェブ従動ローラー127が圧接され、ウェブ送りローラー126とウェブ従動ローラー127との間にオイル含浸ウェブ122を挟持する。
ウェブ送り出しローラー123とウェブ圧接ローラー124との間、及びウェブ圧接ローラー124とウェブ送りローラー126との間には、それぞれオイル含浸ウェブ122を案内するガイドピン128が配置される。
オイル含浸ウェブ122の搬送方向は、加圧駆動ローラー110の回転方向に対して反対方向に搬送される。また、ウェブ送りローラー126を間欠的に回転駆動させることで、オイル含浸ウェブ122は、間欠的に搬送される。オイル含浸ウェブ122の間欠搬送は、例えば、6秒毎に1mm搬送される。
このように第2ウェブW2の搬送方向反対方向にかつ間欠的にオイル含浸ウェブ122を搬送することで、オイル含浸ウェブ122の搬送が停止しているときに、オイル含浸ウェブ122で加圧駆動ローラー110の表面の付着物を堰き止める。そして、次にオイル含浸ウェブ122が搬送された際に、堰き止めた付着物をオイル含浸ウェブ122に付着させて取り除く。
このように搬送することで、加圧駆動ローラー110の表面の付着物を効率的に除去することが可能となる。
これにより、オイル含浸ウェブ122の搬送が停止している状態で、送り出しローラーのトルクリミッターにより、オイル含浸ウェブ122に一定のテンションが付与されることになる。そのため、加圧駆動ローラー110の回転に伴ってオイル含浸ウェブ122が搬送されてしまうことがない。
また、ウェブ巻き取りローラー125には、トルクリミッター(図示略)が内蔵され、ウェブ巻き取りローラー125には、モーター(図示略)により常時回転力が付与される。そのため、ウェブ巻き取りローラー125の回転力はトルクリミッターにより逃がされ、ウェブ送りローラー126でオイル含浸ウェブ122が搬送された場合に、搬送された分だけの巻き取りが行われる。
ウェブ送り出しローラー123にオイル含浸ウェブ122が大量に巻き付けられている場合には、発光素子からの光がオイル含浸ウェブ122を透過せず、受光素子で受光できない。ウェブ送り出しローラー123に巻き付けられたオイル含浸ウェブ122が少量になると、発光素子からの光がオイル含浸ウェブ122を透過できるようになり、受光素子での受光が可能となる。
このように受光素子で受光した場合には、ウェブ送り出しローラー123に巻き付けられたオイル含浸ウェブ122の量が少量になっていると判断することができる。
掻き取りブレード112c,112dは、加圧駆動ローラー110の周面に対して傾斜して配置され、掻き取りブレード112c,112dは、加圧駆動ローラー110の外周面に付着した第2ウェブW2の付着物を掻き取るように構成される。
クリーニングユニット120は、加圧従動ローラー111の外周であって加圧従動ローラー111の各掻き取りブレード112c,112dの間に配置される。
なお、クリーニングユニット120の構成は、前述の加圧駆動ローラー110の外周に配置されたものと同様の構成であるため、同一部分には同一部号を付してその説明を省略する。
加熱ユニット84の加熱ローラー対86は、モーター(図示略)により回転駆動される加熱駆動ローラー131と、加熱駆動ローラー131に圧接される加熱従動ローラー130とで構成される。
加熱駆動ローラー131と加熱従動ローラー130とは、加圧駆動ローラー110と加圧従動ローラー111とが圧接される圧接力より弱い圧接力で圧接される。加熱駆動ローラー131と加熱従動ローラー130との間に搬送される第2ウェブW2は、加熱駆動ローラー131及び加熱従動ローラー130の熱が与えられ、第2ウェブW2中の樹脂を溶融してシートSが形成される。
加熱従動ローラー130の外周には、加熱従動ローラー130を外部から加熱するための外部加熱ローラー132が配置される。外部加熱ローラー132は、加熱従動ローラー130の外周に当接する2つの外部加熱ローラー132と、この2つの外部加熱ローラー132より加熱従動ローラー130の回転方向下流側に位置する1つの外部加熱ローラー132とから構成される。なお、外部加熱ローラー132の数及び配置は任意に設定することが可能である。
外部加熱ローラー132より加熱従動ローラー130の回転方向下流側には、加熱従動ローラー130の表面温度を検出する温度センサー133が配置される。温度センサー133は、例えば、加熱従動ローラー130の表面からの輻射熱を検出する赤外線センサー等の非接触センサーである。
なお、クリーニングユニット120の構成は、前述の加圧駆動ローラー110の外周に配置されたものと同様の構成であるため、同一部分には同一部号を付してその説明を省略する。
また、温度センサー133に至るまでに、加熱従動ローラー130の表面に付着した付着物を除去することができるので、温度センサー133による温度検出値に付着物による誤差が生じることがない。
加熱駆動ローラー131の外周側であって、温度センサー134より加熱駆動ローラー131の回転方向上流側には、クリーニングユニット120が配置される。
なお、クリーニングユニット120の構成は、前述の加圧駆動ローラー110の外周に配置されたものと同様の構成であるため、同一部分には同一部号を付してその説明を省略する。
温度センサー134より上流側にクリーニングユニット120のウェブ圧接ローラー124を配置することで、温度センサー134に至るまでに、加熱駆動ローラー131の表面に付着した付着物を除去することができるので、温度センサー134による温度検出値に付着物による誤差が生じることがない。
メッシュベルト72に堆積した第2ウェブW2が、加圧駆動ローラー110と加圧従動ローラー111との間に搬送されると、加圧駆動ローラー110と加圧従動ローラー111との間に第2ウェブW2を挟持して加圧させながら搬送する。
第2ウェブW2は、加圧されることによりその厚さが小さくなり、第2ウェブW2の密度が高められる。
加圧駆動ローラー110及び加圧従動ローラー111は、モーター(図示略)の駆動力により回転して、加圧により高密度になった第2ウェブW2を、加熱ユニット84に向けて搬送する。
掻き取りブレード112a,112cにより掻き取られた後、加圧駆動ローラー110及び加圧従動ローラー111の表面には、クリーニングユニット120のウェブ圧接ローラー124によりオイル含浸ウェブ122が押し当てられる。オイル含浸ウェブ122は、間欠的に搬送されるため、オイル含浸ウェブ122の搬送が停止しているときに、オイル含浸ウェブ122で加圧駆動ローラー110及び加圧従動ローラー111の表面の堆積物を堰き止める。そして、次にオイル含浸ウェブ122が搬送された際に、堰き止めた堆積物は、オイル含浸ウェブ122に付着させて取り除かれる。
このように上流側の掻き取りブレード112a,112c、クリーニングユニット120及び下流側の掻き取りブレード112b,112dにより、順次、付着物を除去する。これにより、加圧駆動ローラー110及び加圧従動ローラー111により第2ウェブW2を挟持する挟持部において、第2ウェブW2に付着物が転写されることを防止できる。
これにより、加熱従動ローラー130の表面を外部加熱ローラー132で加熱する際に、加熱従動ローラー130と外部加熱ローラー132との間に付着物が介在することを防止でき、加熱従動ローラー130の表面を均一に加熱することができる。
外部加熱ローラー132により加熱された後、加熱従動ローラー130の表面の温度を温度センサー133で検出する。温度センサー133に至るまでに、加熱従動ローラー130の表面に付着した付着物は除去されているので、温度センサー133による温度検出値に付着物による誤差が生じることを防止できる。
加熱駆動ローラー131についても、温度センサー133に至るまでに、加熱駆動ローラー131の表面に付着した付着物を除去されているので、温度センサー133による温度検出値に付着物による誤差が生じることを防止できる。
これによれば、形成部ローラーユニット83のローラー表面の付着物をクリーニングユニット120のオイル含浸ウェブ122で除去できるので、形成部ローラーユニット83において、第2ウェブW2(ウェブ)に付着物が転写されることを防止できる。その結果、形成されるシートの表面に凹凸が形成されることがなく、シートの品質を向上(均一化)させることができる。
これによれば、オイル含浸ウェブ122を、ウェブ送り出しローラー123からウェブ圧接ローラー124を介してウェブ巻き取りローラー125に巻き取るので、ローラー表面に対して新規なオイル含浸ウェブ122を圧接させることができる。
これによれば、加圧駆動ローラー110及び加圧従動ローラー111をクリーニングユニット120によりそれぞれ個別にクリーニングすることができる。
これによれば、掻き取りブレード112b,112dで付着物を掻き取る際に、オイル含浸ウェブ122により加圧駆動ローラー110及び加圧従動ローラー111の表面にオイルが塗布された状態となっている。そのため、掻き取りブレード112b,112dにより付着物を掻き取りやすくなり、加圧駆動ローラー110及び加圧従動ローラー111の表面に付着した付着物を効率よく掻き取ることができる。
これによれば、掻き取りブレード112a,112cで付着物を掻き取った後、クリーニングユニット120でクリーニングする。そのため、掻き取りブレード112a,112cで比較的大きな付着物が除去された後、クリーニングユニット120で細かい付着物を除去することができる。
これによれば、加熱駆動ローラー131及び加熱従動ローラー130をクリーニングユニット120によりそれぞれ個別にクリーニングすることができる。
これによれば、外部加熱ローラー132に至るまでに、加熱従動ローラー130の表面に付着した付着物を除去することができる。これにより、加熱従動ローラー130の表面を外部加熱ローラー132で加熱する際に、加熱従動ローラー130と外部加熱ローラー132との間に付着物が介在することを防止でき、加熱従動ローラー130の表面を均一に加熱することができる。
これによれば、オイル含浸ウェブ122を形成部ローラーユニット83のローラー回転方向と逆方向に搬送するので、オイル含浸ウェブ122でローラーの表面の付着物を堰き止めながら除去することができる。その結果、ローラーの表面付着物を効率的に除去することができる。
これによれば、オイル含浸ウェブ122を間欠的に搬送するので、オイル含浸ウェブ122の搬送が停止しているときに、オイル含浸ウェブ122でローラーの表面の付着物を堰き止める。そして、次にオイル含浸ウェブ122が搬送された際に、堰き止めた付着物をオイル含浸ウェブ122に付着させて取り除くことができ、ローラーの表面付着物を効率的に除去することができる。
これによれば、クリーニングユニット120のオイル含浸ウェブ122は、消耗品であるため、ユニット毎に交換可能とすることで、メンテナンスが容易となる。
例えば、前述の実施形態においては、本発明を乾式のシート製造装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、本発明を湿式のシート製造装置にも適用することも可能である。
Claims (10)
- 繊維を含む原料を解繊した解繊物からウェブを形成するウェブ形成部と、
前記ウェブ形成部で形成されたウェブからシートを形成するシート形成部と、を備え、
前記シート形成部は、前記ウェブ形成部で形成されたウェブを加圧加熱してシートを形成する形成部ローラーユニットと、前記形成部ローラーユニットのローラー表面をクリーニングするオイル含浸ウェブを備えたクリーニングユニットとを備えるシート製造装置。 - 前記クリーニングユニットは、前記オイル含浸ウェブを送り出すウェブ送り出しローラーと、前記オイル含浸ウェブを巻き取るウェブ巻き取りローラーと、前記ウェブ送り出しローラーと前記ウェブ巻き取りローラーとの間に配置され前記形成部ローラーユニットのローラー表面に前記オイル含浸ウェブを介して圧接されるウェブ圧接ローラーとを備える請求項1に記載のシート製造装置。
- 前記形成部ローラーユニットは、加圧ローラー対を備え、
前記加圧ローラー対の各ローラーに対してそれぞれ前記クリーニングユニットが設けられる請求項1または請求項2に記載のシート製造装置。 - 前記形成部ローラーユニットは、前記加圧ローラー対のローラー表面の付着物を除去する掻き取りブレードを備え、
前記クリーニングユニットは、前記掻き取りブレードより上流側でクリーニングする請求項3に記載のシート製造装置。 - 前記形成部ローラーユニットは、前記加圧ローラー対のローラー表面の付着物を除去する掻き取りブレードを備え、
前記クリーニングユニットは、前記掻き取りブレードより下流側でクリーニングする請求項3に記載のシート製造装置。 - 前記形成部ローラーユニットは、加熱ローラー対を備え、
前記加熱ローラー対の各ローラーに対してそれぞれ前記クリーニングユニットが設けられる請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のシート製造装置。 - 前記加熱ローラー対の少なくとも一方の加熱ローラーを外部から加熱する外部加熱ローラーを備え、
前記クリーニングユニットは、前記外部加熱ローラーより上流側でクリーニングする請求項6に記載のシート製造装置。 - 前記クリーニングユニットの前記オイル含浸ウェブは、前記形成部ローラーユニットのローラー回転方向と逆方向に搬送される請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のシート製造装置。
- 前記クリーニングユニットの前記オイル含浸ウェブは、間欠的に搬送される請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のシート製造装置。
- 前記クリーニングユニットは、ユニットで交換可能とされている請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のシート製造装置。
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