特開2020-76161(P2020-76161A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-76161(P2020-76161A)
(43)【公開日】2020年5月21日
(54)【発明の名称】シート製造装置
(51)【国際特許分類】
   D04H 1/736 20120101AFI20200424BHJP
   B27N 3/04 20060101ALI20200424BHJP
   D06H 7/02 20060101ALI20200424BHJP
【FI】
   D04H1/736
   B27N3/04 A
   D06H7/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
【全頁数】22
(21)【出願番号】特願2018-208441(P2018-208441)
(22)【出願日】2018年11月5日
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100091292
【弁理士】
【氏名又は名称】増田 達哉
(74)【代理人】
【識別番号】100091627
【弁理士】
【氏名又は名称】朝比 一夫
(72)【発明者】
【氏名】深沢 真直
(72)【発明者】
【氏名】永井 芳之
(72)【発明者】
【氏名】小口 裕生
(72)【発明者】
【氏名】余語 隆義
【テーマコード(参考)】
2B260
3B154
4L047
【Fターム(参考)】
2B260AA12
2B260AA20
2B260BA07
2B260BA19
2B260CB02
2B260DA07
2B260DA08
2B260DA09
2B260DA10
2B260EB12
2B260EB13
2B260EB21
2B260EB23
2B260EC01
2B260EC02
2B260EC05
3B154AA12
3B154AB18
3B154AB27
3B154BA47
3B154BB47
3B154BB54
3B154BB56
3B154BC16
3B154BC22
3B154BD16
3B154CA37
3B154CA39
4L047AA08
4L047AB06
4L047BA13
4L047EA22
(57)【要約】
【課題】品質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。
【解決手段】繊維を含む材料で構成されたシートを搬送する搬送部と、前記搬送部の作動を制御する制御部と、を備え、前記搬送部は、第1ローラーと、前記第1ローラーに対し前記シートの搬送方向下流側に離間して配置されて回転駆動する第2ローラーとを有し、前記制御部は、前記シートの製造条件に応じて前記第2ローラーの回転速度を調整することを特徴とするシート製造装置。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
繊維を含む材料で構成されたシートを搬送する搬送部と、
前記搬送部の作動を制御する制御部と、を備え、
前記搬送部は、第1ローラーと、前記第1ローラーに対し前記シートの搬送方向下流側に離間して配置されて回転駆動する第2ローラーとを有し、
前記制御部は、前記シートの製造条件に応じて前記第2ローラーの回転速度を調整することを特徴とするシート製造装置。
【請求項2】
前記シートの製造条件は、前記第1ローラーよりも下流側の温度である請求項1に記載のシート製造装置。
【請求項3】
前記温度を検出する温度検出部を備え、
前記制御部は、前記温度検出部の検出結果に基づいて前記第2ローラーの回転数を調整する請求項2に記載のシート製造装置。
【請求項4】
前記第1ローラーを駆動する第1モータードライバーと、
前記第2ローラーを駆動する第2モータードライバーと、を備え、
前記シートの製造条件は、前記第1モータードライバーおよび前記第2モータードライバーのうちの少なくとも一方の温度である請求項1に記載のシート製造装置。
【請求項5】
前記シートの製造条件は、前記シートの厚さ、重量または密度に関する条件である請求項1ないし4のいずれか1項に記載のシート製造装置。
【請求項6】
前記シートを搬送方向に交わる方向に切断する切断部を備え、
前記シートの製造条件は、前記切断部が前記シートを切断する切断条件である請求項1ないし5のいずれか1項に記載のシート製造装置。
【請求項7】
前記第2ローラーは、前記切断部よりも搬送方向上流側に位置する切断前ローラーと、前記切断部よりも搬送方向下流側に位置する切断後ローラーとを有し、
前記制御部は、前記切断前ローラーの回転数を調整する請求項6に記載のシート製造装置。
【請求項8】
調整される前記第2ローラーは、周速度が前記第1ローラーの周速度よりも大きい値である請求項1ないし7のいずれか1項に記載のシート製造装置。
【請求項9】
前記第1ローラーは、前記材料を含むウェブを成形する成形ローラーを有する請求項1ないし8のいずれか1項に記載のシート製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シート製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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、水を用いず紙を乾式で解繊し、パルプの長さ加重平均繊維長が0.5mm以上になるように調製した古紙パルプとポリオレフィン樹脂の微細繊維とを乾式で混合してウェブを形成し、このウェブを搬送しつつ加熱加圧し、その後、所定長さに切断してシートを製造する装置が開示されている。
【0004】
また、切断前および切断後のシートを搬送するシート搬送部によって、排紙されて、例えば、ストック部にストックされる。シート搬送部は、回転駆動する複数のローラーを有している。これらのローラーの回転によりウェブまたはシートは、ローラーと接触しつつ搬送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平9−1513号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、シートの製造条件によっては、搬送速度が所望の速度から変化してしまうことがある。この搬送速度の変化の程度によっては、シートにかかる張力が変化してしまい、シートに皺が生じることや、シートに過剰に負荷がかかってしまうことがある。その結果、シートの品質が低下してしまうことがある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下のものとして実現することが可能である。
【0008】
本発明のシート製造装置は、繊維を含む材料で構成されたシートを搬送する搬送部と、
前記搬送部の作動を制御する制御部と、を備え、
前記搬送部は、第1ローラーと、前記第1ローラーに対し前記シートの搬送方向下流側に離間して配置されて回転駆動する第2ローラーとを有し、
前記制御部は、前記シートの製造条件に応じて前記第2ローラーの回転速度を調整することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1図1は、本発明のシート製造装置の第1実施形態の上流側を示す概略側面図である。
図2図2は、本発明のシート製造装置の第1実施形態の下流側を示す概略側面図である。
図3図3は、図1および図2に示すシート製造装置のブロック図である。
図4図4は、図3に示す制御部が行う制御動作を説明するためのフローチャートである。
図5図5は、図3に示す制御部が備える記憶部に記憶されている検量線を示す図である。
図6図6は、本発明のシート製造装置の第2実施形態の下流側を示す概略側面図である。
図7図7は、図6に示すシート製造装置が備える制御部が行う制御動作を説明するためのフローチャートである。
図8図8は、図6に示すシート製造装置が備える制御部が備える記憶部に記憶されている検量線を示す図である。
図9図9は、本発明のシート製造装置の第3実施形態が備える制御部が行う制御動作を説明するためのフローチャートである。
図10図10は、本発明のシート製造装置の第3実施形態が備える制御部の記憶部に記憶されている検量線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明のシート製造装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【0011】
<第1実施形態>
図1は、本発明のシート製造装置の第1実施形態の上流側を示す概略側面図である。図2は、本発明のシート製造装置の第1実施形態の下流側を示す概略側面図である。図3は、図1および図2に示すシート製造装置のブロック図である。図4は、図3に示す制御部が行う制御動作を説明するためのフローチャートである。図5は、図3に示す制御部が備える記憶部に記憶されている検量線を示す図である。
【0012】
なお、以下では、説明の便宜上、図1および図2に示すように、互いに直交する3軸をx軸、y軸およびz軸とする。また、x軸とy軸を含むxy平面が水平となっており、z軸が鉛直となっている。また、各軸の矢印が向いた方向を「+」、その反対方向を「−」と言う。また、図1および図2の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図1図2および図6中の左側を「上流側」、右側を「下流側」と言う。
【0013】
図1および図2に示すように、シート製造装置100は、原料供給部11と、粗砕部12と、解繊部13と、選別部14と、第1ウェブ形成部15と、細分部16と、混合部17と、ほぐし部18と、第2ウェブ形成部19と、シート形成部20と、切断部21と、ストック部22と、搬送部23と、温度検出部24と、回収部27と、制御部28と、を備えている。搬送部23は、シートSを上流側から下流側に向って搬送するものであり、少なくとも加圧部201の加圧ローラー203から第2排紙ローラー235までの間に設定されている。シート製造装置100を構成する各部は、図3に示す制御部28と電気的に接続されており、制御部28によってその作動が制御される。
【0014】
また、図1および図2に示すように、シート製造装置100は、加湿部251と、加湿部252と、加湿部253と、加湿部254と、加湿部255と、加湿部256とを備えている。その他、シート製造装置100は、ブロアー173と、ブロアー261と、ブロアー262と、ブロアー263とを備えている。
【0015】
また、シート製造装置100では、原料供給工程と、粗砕工程と、解繊工程と、選別工程と、第1ウェブ形成工程と、分断工程と、混合工程と、ほぐし工程と、第2ウェブ形成工程と、シート形成工程と、切断工程とがこの順に実行される。
【0016】
以下、各部の構成について説明する。
図1に示すように、原料供給部11は、粗砕部12に原料M1を供給する原料供給工程を行なう部分である。この原料M1としては、セルロース繊維を含む繊維含有物からなるシート状材料である。なお、セルロース繊維とは、化合物としてのセルロースを主成分とし繊維状をなすものであればよく、セルロースの他に、ヘミセルロース、リグニンを含むものであってもよい。また、原料M1は、織布、不織布等、形態は問わない。また、原料M1は、例えば、古紙を解繊して再生、製造されたリサイクルペーパーや、合成紙のユポ紙(登録商標)であってもよいし、リサイクルペーパーでなくてもよい。また、本実施形態では、原料M1は、使用済みまたは不要となった古紙である。
【0017】
粗砕部12は、原料供給部11から供給された原料M1を大気中等の気中で粗砕する粗砕工程を行なう部分である。粗砕部12は、一対の粗砕刃121と、シュート122とを有している。
【0018】
一対の粗砕刃121は、互いに反対方向に回転することにより、これらの間で原料M1を粗砕して、すなわち、裁断して粗砕片M2にすることができる。粗砕片M2の形状や大きさは、解繊部13における解繊処理に適しているのが好ましく、例えば、1辺の長さが100mm以下の小片であるのが好ましく、10mm以上70mm以下の小片であるのがより好ましい。
【0019】
シュート122は、一対の粗砕刃121の下方に配置され、例えば漏斗状をなすものとなっている。これにより、シュート122は、粗砕刃121によって粗砕されて落下してきた粗砕片M2を受けることができる。
【0020】
また、シュート122の上方には、加湿部251が一対の粗砕刃121に隣り合って配置されている。加湿部251は、シュート122内の粗砕片M2を加湿するものである。この加湿部251は、水分を含む図示しないフィルターを有し、フィルターに空気を通過させることにより、湿度を高めた加湿空気を粗砕片M2に供給する気化式、特に、温風気化式の加湿器で構成されている。加湿空気が粗砕片M2に供給されることにより、粗砕片M2が静電気によってシュート122等に付着するのを抑制することができる。
【0021】
シュート122は、管241を介して、解繊部13に接続されている。シュート122に集められた粗砕片M2は、管241を通過して、解繊部13に搬送される。
【0022】
解繊部13は、粗砕片M2を気中で、すなわち、乾式で解繊する解繊工程を行なう部分である。この解繊部13での解繊処理により、粗砕片M2から解繊物M3を生成することができる。ここで「解繊する」とは、複数の繊維が結着されてなる粗砕片M2を、繊維1本1本に解きほぐすことをいう。そして、この解きほぐされたものが解繊物M3となる。解繊物M3の形状は、線状や帯状である。また、解繊物M3同士は、絡み合って塊状となった状態、すなわち、いわゆる「ダマ」を形成している状態で存在してもよい。
【0023】
解繊部13は、例えば本実施形態では、高速回転するローターと、ローターの外周に位置するライナーとを有するインペラーミルで構成されている。解繊部13に流入してきた粗砕片M2は、ローターとライナーとの間に挟まれて解繊される。
【0024】
また、解繊部13は、ローターの回転により、粗砕部12から選別部14に向かう空気の流れ、すなわち、気流を発生させることができる。これにより、粗砕片M2を管241から解繊部13に吸引することができる。また、解繊処理後、解繊物M3を、管242を介して選別部14に送り出すことができる。
【0025】
管242の途中には、ブロアー261が設置されている。ブロアー261は、選別部14に向かう気流を発生させる気流発生装置である。これにより、選別部14への解繊物M3の送り出しが促進される。
【0026】
選別部14は、解繊物M3を、繊維の長さの大小によって選別する選別工程を行なう部分である。選別部14では、解繊物M3は、第1選別物M4−1と、第1選別物M4−1よりも大きい第2選別物M4−2とに選別される。第1選別物M4−1は、その後のシートSの製造に適した大きさのものとなっている。その平均長さは、1μm以上30μm以下であるのが好ましい。一方、第2選別物M4−2は、例えば、解繊が不十分なものや、解繊された繊維同士が過剰に凝集したもの等が含まれる。
【0027】
選別部14は、ドラム部141と、ドラム部141を収納するハウジング部142とを有する。
【0028】
ドラム部141は、円筒状をなす網体で構成され、その中心軸回りに回転する篩である。このドラム部141には、解繊物M3が流入してくる。そして、ドラム部141が回転することにより、網の目開きよりも小さい解繊物M3は、第1選別物M4−1として選別され、網の目開き以上の大きさの解繊物M3は、第2選別物M4−2として選別される。
【0029】
第1選別物M4−1は、ドラム部141から落下する。
一方、第2選別物M4−2は、ドラム部141に接続されている管243に送り出される。管243は、ドラム部141と反対側、すなわち、上流側が管241に接続されている。この管243を通過した第2選別物M4−2は、管241内で粗砕片M2と合流して、粗砕片M2とともに解繊部13に流入する。これにより、第2選別物M4−2は、解繊部13に戻されて、粗砕片M2とともに解繊処理される。
【0030】
また、ドラム部141からの第1選別物M4−1は、気中に分散しつつ落下して、ドラム部141の下方に位置する第1ウェブ形成部15に向かう。第1ウェブ形成部15は、第1選別物M4−1から第1ウェブM5を形成する第1ウェブ形成工程を行なう部分である。第1ウェブ形成部15は、メッシュベルト151と、3つの張架ローラー152と、吸引部153とを有している。
【0031】
メッシュベルト151は、無端ベルトであり、第1選別物M4−1が堆積する。このメッシュベルト151は、3つの張架ローラー152に掛け回されている。そして、張架ローラー152の回転駆動により、メッシュベルト151上の第1選別物M4−1は、下流側に搬送される。
【0032】
第1選別物M4−1は、メッシュベルト151の目開き以上の大きさとなっている。これにより、第1選別物M4−1は、メッシュベルト151の通過が規制され、よって、メッシュベルト151上に堆積することができる。また、第1選別物M4−1は、メッシュベルト151上に堆積しつつ、メッシュベルト151ごと下流側に搬送されるため、層状の第1ウェブM5として形成される。
【0033】
また、第1選別物M4−1には、例えば塵や埃等が混在しているおそれがある。塵や埃は、例えば、粗砕や解繊によって生じることがある。そして、このような塵や埃は、後述する回収部27に回収されることとなる。
【0034】
吸引部153は、メッシュベルト151の下方から空気を吸引するサクション機構である。これにより、メッシュベルト151を通過した塵や埃を空気ごと吸引することができる。
【0035】
また、吸引部153は、管244を介して、回収部27に接続されている。吸引部153で吸引された塵や埃は、回収部27に回収される。
【0036】
回収部27には、管245がさらに接続されている。また、管245の途中には、ブロアー262が設置されている。このブロアー262の作動により、吸引部153で吸引力を生じさせることができる。これにより、メッシュベルト151上における第1ウェブM5の形成が促進される。この第1ウェブM5は、塵や埃等が除去されたものとなる。また、塵や埃は、ブロアー262の作動により、管244を通過して、回収部27まで到達する。
【0037】
ハウジング部142は、加湿部252と接続されている。加湿部252は、加湿部251と同様の気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング部142内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、第1選別物M4−1を加湿することができ、よって、第1選別物M4−1がハウジング部142の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。
【0038】
選別部14の下流側には、加湿部255が配置されている。加湿部255は、水を噴霧する超音波式加湿器で構成されている。これにより、第1ウェブM5に水分を供給することができ、よって、第1ウェブM5の水分量が調整される。この調整により、静電力による第1ウェブM5のメッシュベルト151への吸着を抑制することができる。これにより、第1ウェブM5は、メッシュベルト151が張架ローラー152で折り返される位置で、メッシュベルト151から容易に剥離される。
【0039】
加湿部255の下流側には、細分部16が配置されている。細分部16は、メッシュベルト151から剥離した第1ウェブM5を分断する分断工程を行なう部分である。細分部16は、回転可能に支持されたプロペラ161と、プロペラ161を収納するハウジング部162とを有している。そして、回転するプロペラ161により、第1ウェブM5を分断することができる。分断された第1ウェブM5は、細分体M6となる。また、細分体M6は、ハウジング部162内を下降する。
【0040】
ハウジング部162は、加湿部253と接続されている。加湿部253は、加湿部251と同様の気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング部162内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、細分体M6がプロペラ161やハウジング部162の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。
【0041】
細分部16の下流側には、混合部17が配置されている。混合部17は、細分体M6と樹脂P1とを混合する混合工程を行なう部分である。この混合部17は、樹脂供給部171と、管172と、ブロアー173とを有している。
【0042】
管172は、細分部16のハウジング部162と、ほぐし部18のハウジング部182とを接続しており、細分体M6と樹脂P1との混合物M7が通過する流路である。
【0043】
管172の途中には、樹脂供給部171が接続されている。樹脂供給部171は、スクリューフィーダー174を有している。このスクリューフィーダー174が回転駆動することにより、樹脂P1を粉体または粒子として管172に供給することができる。管172に供給された樹脂P1は、細分体M6と混合されて混合物M7となる。
【0044】
なお、樹脂P1は、後の工程で繊維同士を結着させるものであり、例えば、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂等を用いることができるが、熱可塑性樹脂を用いるのが好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、AS樹脂、ABS樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン6、ナイロン46、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン6−12、ナイロン6−66等のポリアミド、ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、ポリエーテル、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。好ましくは、熱可塑性樹脂としては、ポリエステルまたはこれを含むものを用いる。
【0045】
なお、樹脂供給部171から供給されるものとしては、樹脂P1の他に、例えば、繊維を着色するための着色剤、繊維の凝集や樹脂P1の凝集を抑制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、シートSの紙力を増強するための紙力増強剤等が含まれていてもよい。または、予めそれらを樹脂P1に含ませて複合化したものを樹脂供給部171から供給してもよい。
【0046】
また、管172の途中には、樹脂供給部171よりも下流側にブロアー173が設置されている。ブロアー173が有する羽根等の回転部の作用により、細分体M6と樹脂P1とが混合される。また、ブロアー173は、ほぐし部18に向かう気流を発生させることができる。この気流により、管172内で、細分体M6と樹脂P1とを撹拌することができる。これにより、混合物M7は、細分体M6と樹脂P1とが均一に分散した状態で、ほぐし部18に流入することができる。また、混合物M7中の細分体M6は、管172内を通過する過程でほぐされて、より細かい繊維状となる。
【0047】
ほぐし部18は、混合物M7における、互いに絡み合った繊維同士をほぐすほぐし工程を行なう部分である。ほぐし部18は、ドラム部181と、ドラム部181を収納するハウジング部182とを有する。
【0048】
ドラム部181は、円筒状をなす網体で構成され、その中心軸回りに回転する篩である。このドラム部181には、混合物M7が流入してくる。そして、ドラム部181が回転することにより、混合物M7のうち、網の目開きよりも小さい繊維等が、ドラム部181を通過することができる。その際、混合物M7がほぐされることとなる。
【0049】
ハウジング部182は、加湿部254と接続されている。加湿部254は、加湿部251と同様の気化式の加湿器で構成されている。これにより、ハウジング部182内には、加湿空気が供給される。この加湿空気により、ハウジング部182内を加湿することができ、よって、混合物M7がハウジング部182の内壁に静電力によって付着してしまうのを抑制することもできる。
【0050】
また、ドラム部181でほぐされた混合物M7は、気中に分散しつつ落下して、ドラム部181の下方に位置する第2ウェブ形成部19に向かう。第2ウェブ形成部19は、混合物M7から第2ウェブM8を形成する第2ウェブ形成工程を行なう部分である。第2ウェブ形成部19は、メッシュベルト191と、張架ローラー192と、吸引部193とを有している。
【0051】
メッシュベルト191は、無端ベルトであり、混合物M7が堆積する。このメッシュベルト191は、4つの張架ローラー192に掛け回されている。そして、張架ローラー192の回転駆動により、メッシュベルト191上の混合物M7は、下流側に搬送される。
【0052】
また、メッシュベルト191上のほとんどの混合物M7は、メッシュベルト191の目開き以上の大きさである。これにより、混合物M7は、メッシュベルト191を通過してしまうのが規制され、よって、メッシュベルト191上に堆積することができる。また、混合物M7は、メッシュベルト191上に堆積しつつ、メッシュベルト191ごと下流側に搬送されるため、層状の第2ウェブM8として形成される。
【0053】
吸引部193は、メッシュベルト191の下方から空気を吸引するサクション機構である。これにより、メッシュベルト191上に混合物M7を吸引することができ、よって、混合物M7のメッシュベルト191上への堆積が促進される。
【0054】
吸引部193には、管246が接続されている。また、この管246の途中には、ブロアー263が設置されている。このブロアー263の作動により、吸引部193で吸引力を生じさせることができる。
【0055】
ほぐし部18の下流側には、加湿部256が配置されている。加湿部256は、加湿部255と同様の超音波式加湿器で構成されている。これにより、第2ウェブM8に水分を供給することができ、よって、第2ウェブM8の水分量が調整される。この調整により、静電力による第2ウェブM8のメッシュベルト191への吸着を抑制することができる。これにより、第2ウェブM8は、メッシュベルト191が張架ローラー192で折り返される位置で、メッシュベルト191から容易に剥離される。
【0056】
なお、加湿部251〜加湿部256までに加えられる合計水分量は、例えば、加湿前の材料100質量部に対して0.5質量部以上20質量部以下であるのが好ましい。
【0057】
第2ウェブ形成部19の下流側には、図2に示すように、シート形成部20が配置されている。シート形成部20は、第2ウェブM8からシートSを形成するシート形成工程を行なう部分である。このシート形成部20は、加圧部201と、加熱部202とを有している。
【0058】
加圧部201は、一対の加圧ローラー203を有し、加圧ローラー203の間で第2ウェブM8を加熱せずに加圧することができる。これにより、第2ウェブM8の密度が高められる。なお、このときの加熱の程度としては、例えば、樹脂P1を溶融させない程度であるのが好ましい。そして、この第2ウェブM8は、加熱部202に向けて搬送される。なお、一対の加圧ローラー203のうちの一方は、図示しないモーターの作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。
【0059】
加熱部202は、一対の加熱ローラー204を有し、加熱ローラー204の間で第2ウェブM8を加熱しつつ、加圧することができる。この加熱加圧により、第2ウェブM8内では、樹脂P1が溶融して、この溶融した樹脂P1を介して繊維同士が結着する。これにより、シートSが形成される。そして、このシートSは、切断部21に向けて搬送される。なお、一対の加熱ローラー204の一方は、図示しないモーターの作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。
【0060】
これらの加圧部201および加熱部202によって、繊維を含む材料を含むウェブを成形する成形ローラー群が構成される。
【0061】
シート形成部20の下流側には、切断部21が配置されている。切断部21は、シートSを切断する切断工程を行なう部分である。この切断部21は、第1カッター211と、第1カッター211よりも下流側に設置された第2カッター212とを有する。
【0062】
第1カッター211は、シートSの搬送方向と交差する方向、特に直交する方向にシートSを切断するものである。第1カッター211は、搬送されるシートSを厚さ方向、すなわち、z軸方向に介して互いに離間して設置された一対のローラー211Aと、各ローラー211Aの外周部に突出して設けられた刃211Bとを有する。刃211Bは、各ローラー211Aの軸方向に延在して設けられている。
【0063】
第1カッター211は、図3に示すように、制御部28と電気的に接続されており、その作動が制御される。第1カッター211は、図2中矢印方向に回転し、その際、各刃211B同士が接触する。これにより、通過するシートSが切断される。また、各第1カッター211の回転速度を調整することにより、シートSのx軸方向の長さを調整することができる。
【0064】
第2カッター212は、第1カッター211の下流側で、シートSの搬送方向に平行な方向にシートSを切断するものである。第2カッター212は、円板状の4枚の回転刃212Aおよび回転刃212Bで構成されている。回転刃212Aおよび回転刃212Bは、搬送中のシートSを介して、すなわち、搬送経路238を介して対向配置されている。回転刃212Aおよび回転刃212Bが接触することにより、搬送されているシートSを切断することができる。
【0065】
また、回転刃212Aおよび回転刃212Bの対が、シートSの幅方向、すなわち、y軸方向に一対配置されている。これにより、シートSの両側端部すなわち+y軸方向および−y軸方向の端部の不要な部分を除去して、シートSの幅を整えるものであり、切断除去された部分は、いわゆる「みみ」と呼ばれる。
【0066】
また、各第2カッター212では、y軸方向に対向する回転刃212Aおよび回転刃212Bの対の離間距離を調整可能であり、この離間距離を調整することにより、シートSのy軸方向の長さを調整することができる。
【0067】
このような第1カッター211と第2カッター212との切断により、所望の形状、大きさのシートSが得られる。そして、このシートSは、さらに下流側に搬送されて、ストック部22に蓄積される。
【0068】
搬送部23は、加圧部201および加熱部202で成形されたシートSをストック部22まで搬送する機能を有する。搬送部23は、シートSの上面と当接して回転するテンション調整ローラー230と、切断前ローラー231と、切断後ローラー232と、中間ローラー233と、第1排紙ローラー234と、第2排紙ローラー235とを有している。切断前ローラー231、切断後ローラー232、中間ローラー233、第1排紙ローラー234および第2排紙ローラー235は、シートSの搬送方向上流側、すなわち、−x軸側からこの順で配置されている。
【0069】
また、切断前ローラー231、切断前ローラー231、切断後ローラー232、中間ローラー233、第1排紙ローラー234および第2排紙ローラー235は、搬送経路238を介してそれぞれ一対ずつ配置されている。
【0070】
なお、本明細書中では、搬送部23は、シートSの搬送に寄与する部分のことを言い、上述した各ローラーに加え、加圧ローラー203および加熱ローラー204も搬送部23に含まれる。すなわち、加圧ローラー203および加熱ローラー204は、シートSを成形するとともに下流側に搬送しているとも言える。
【0071】
また、加圧ローラー203、加熱ローラー204およびテンション調整ローラー230が、第1ローラー23Aに相当し、切断前ローラー231、切断後ローラー232、中間ローラー233、第1排紙ローラー234および第2排紙ローラー235が、第2ローラー23Bに相当する。
【0072】
テンション調整ローラー230は、シートSにかかるテンションを調整する機能を有する。テンション調整ローラー230は、加熱ローラー204と第1カッター211との間で、かつ、搬送中のシートSの上面側、すなわち、+z軸側に設置されている。テンション調整ローラー230は、その自重によって搬送中のシートSに負荷をかける構成となっている。テンション調整ローラー230の上方およびシートSを介した下方には、図示しない接触センサーが配置されており、シートSが、いずれかの接触センサーと接触した際、例えば切断前ローラー231の回転速度を調整してシートSのテンションを調整することができる。
【0073】
切断前ローラー231は、テンション調整ローラー230と第1カッター211との間で、かつ、搬送経路238をz軸方向に介して一対設置されている。切断前ローラー231は、特に、第1カッター211に切断される前のシートSが第1カッター211により切断されるまでの搬送に寄与する。各切断前ローラー231によってシートSを挟持した状態で、各切断前ローラー231が図2中矢印方向に回転することにより、切断前のシートSを+x軸方向に搬送することができる。
【0074】
一対の切断前ローラー231の一方は、図示しないモーターの作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。図3に示すように、主動ローラーである切断前ローラー231は、制御部28と電気的に接続されており、その作動が制御される。
【0075】
切断後ローラー232は、第1カッター211と第2カッター212との間で、かつ、搬送経路238をz軸方向に介して一対設置されている。切断後ローラー232は、特に、第1カッター211に切断される前のシートSが切断されて中間ローラー233に受け渡されるまでの搬送に寄与する。各切断後ローラー232によってシートSを挟持した状態で、各切断後ローラー232が図2中矢印方向に回転することにより、切断後のシートSを+x軸方向に搬送することができる。
【0076】
一対の切断後ローラー232の一方は、図示しないモーターの作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。図3に示すように、主動ローラーである切断後ローラー232は、制御部28と電気的に接続されており、その作動が制御される。
【0077】
中間ローラー233は、第2カッター212の下流側、すなわち、+x軸側に、搬送経路238をz軸方向に介して一対配置されている。中間ローラー233は、特に、「みみ」が切断された後のシートSを搬送するのに寄与する。各中間ローラー233によってシートSを挟持した状態で、各中間ローラー233が図2中矢印方向に回転することにより、「みみ」が切断された後のシートSを+x軸方向に搬送することができる。
【0078】
一対の中間ローラー233の一方は、図示しないモーターの作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。図3に示すように、主動ローラーである中間ローラー233は、制御部28と電気的に接続されており、その作動が制御される。
【0079】
第1排紙ローラー234は、中間ローラー233の下流側、すなわち、+x軸側に、搬送経路238をz軸方向に介して一対配置されている。第1排紙ローラー234は、特に、シートSをストック部22まで搬送するのに寄与する。各第1排紙ローラー234によってシートSを挟持した状態で、各第1排紙ローラー234が図2中矢印方向に回転することにより、シートSを+x軸方向に搬送することができる。
【0080】
一対の第1排紙ローラー234の一方は、図示しないモーターの作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。図3に示すように、主動ローラーである第1排紙ローラー234は、制御部28と電気的に接続されており、その作動が制御される。
【0081】
第2排紙ローラー235は、第1排紙ローラー234の下流側、すなわち、+x軸側に、搬送経路238をz軸方向に介して一対配置されている。第2排紙ローラー235は、特に、シートSをストック部22まで搬送するのに寄与する。各第2排紙ローラー235によってシートSを挟持した状態で、各第2排紙ローラー235が図2中矢印方向に回転することにより、シートSをストック部22に搬送することができる。
【0082】
一対の第2排紙ローラー235の一方は、図示しないモーターの作動により駆動する主動ローラーであり、他方は、従動ローラーである。図3に示すように、主動ローラーである第2排紙ローラー235は、制御部28と電気的に接続されており、その作動が制御される。
【0083】
このような切断前ローラー231、切断後ローラー232、中間ローラー233、第1排紙ローラー234および第2排紙ローラー235は、ローラーの回転速度を適宜に調整している。
【0084】
温度検出部24は、図3に示すように、制御部28を収納する電装収納部29の近傍の雰囲気の温度を検出する機能を有する。この温度検出部24は、制御部28と電気的に接続されており、検出した温度に関する情報が電気信号に変換され、制御部28の入力部である入力端子283に入力される。
【0085】
ここで、後述する第1モータードライバー285および第2モータードライバー286は、入力電圧、出力電圧および基準電圧等が温度によって変動するため、電装収納部29の温度、すなわち、第1モータードライバー285および第2モータードライバー286のうちの少なくとも一方の温度を検出して補正することにより、第1モータードライバー285および第2モータードライバー286の温度特性をキャンセルすることができる。
【0086】
また、温度検出部24は、第1ローラー23Aである加圧ローラー203、加熱ローラー204およびテンション調整ローラー230よりも搬送方向下流側に設置され、第1ローラー23Aよりも下流側の温度を検出する構成となっていてもよい。すなわち、シートSの製造条件は、第1ローラー23Aよりも下流側の温度であり、制御部28は、この温度に基づいて搬送速度の調整を行ってもよい。これにより、第2ローラー23Bが存在する雰囲気の温度がより直接的に正確なものとなり、シートSの搬送速度の調整をさらに正確に行うことができる。
【0087】
なお、温度検出部24は、上記設置位置に限定されず、例えば、シート製造装置100の外装の外側等、任意の位置に設置することができる。
【0088】
図3に示す操作部26は、使用者が各種設定を行うのに用いられるものである。この操作部26は、例えば、入力画面を有するタッチパネルモニターとすることができる。操作部26は、制御部28と電気的に接続されており、使用者が操作部26を介して設定した情報が制御部28の入力部である入力端子284に入力される。
【0089】
なお、操作部26としては、タッチパネルモニターに限定されず、モニターとボタンとが別途設置された構成や、ボタンのみが設置された構成とすることができる。
【0090】
図3に示すように、制御部28は、CPU(Central Processing Unit)281と、記憶部282と、第1モータードライバー285と、第2モータードライバー286と、を有している。CPU281は、例えば、各種の判断や各種の命令等を行なうことができる。
【0091】
記憶部282は、例えば、シートSを製造するプログラム等の各種プログラムや、後述する検量線K1、検量線K2および検量線K3等が記憶されている。
【0092】
第1モータードライバー285は、前述した第1ローラー23Aを駆動する機能を有する。第2モータードライバー286は、前述した第2ローラー23Bを駆動する機能を有する。
【0093】
この制御部28は、シート製造装置100に内蔵されていてもよいし、外部のコンピューター等の外部機器に設けられていてもよい。また、外部機器は、例えば、シート製造装置100とケーブル等を介して通信される場合、無線通信される場合、例えばインターネット等のようなネットワークを介してシート製造装置100と接続されている場合等がある。
【0094】
また、CPU281と、記憶部282とは、例えば、一体化されて、1つのユニットとして構成されていてもよいし、CPU281がシート製造装置100に内蔵され、記憶部282が外部のコンピューター等の外部機器に設けられていてもよいし、記憶部282がシート製造装置100に内蔵され、CPU281が外部のコンピューター等の外部機器に設けられていてもよい。
【0095】
ここで、搬送部23では、特に、切断前ローラー231、切断後ローラー232、中間ローラー233および第1排紙ローラー234は、シートSの搬送に対する寄与率が比較的高く、これらのローラーによる搬送速度を可及的に所望の速度に保つことにより、搬送中のシートSに過不足なくテンションを掛けることができる。その結果、たるみによってシートSに皺が生じたり、過剰な引張により強度が低下したりするのを防止することができ、シートSの品質を高めることができる。
【0096】
搬送部23の各ローラーを駆動するモーターは、環境温度が変化すると、実際の回転数が所望の回転数と異なる温度特性を有している場合がある。このようなとき特に、搬送部23を構成する各ローラーを駆動するモーターがDCモーターで構成されている場合、温度特性が顕著に現れる傾向がある。例えば、環境温度によって、巻線の抵抗値やマグネットの磁力が変化し、その結果、モーターの回転数が変化してしまう。
【0097】
そこで、本実施形態では、切断前ローラー231、切断後ローラー232、中間ローラー233、第1排紙ローラー234および第2排紙ローラー235が設置されている雰囲気の温度に応じてこれらのローラーの回転速度を調整、すなわち、適正値に補正することにより、シートSの搬送速度を適正化し、シートSの品質の低下を防止する構成とした。以下、このことについて説明するが、切断前ローラー231、切断後ローラー232、中間ローラー233、第1排紙ローラー234および第2排紙ローラー235の回転速度の調整は、略同様であるため、以下、切断前ローラー231の補正について代表的に説明する。
【0098】
図5に示すように、記憶部282には、検量線K1が予め記憶されている。検量線K1は、切断前ローラー231が存在する雰囲気の温度と、それに応じた最適な補正係数とを実験的に求めてプロットして得られたものである。なお、補正係数とは、回転数の補正の際に用いる係数であり、切断前ローラー231が存在する雰囲気の温度に対する最適な切断前ローラー231の回転数を実験的に求め、その最適な回転数を初期設定の回転数で除算し、1を引いた数値である。
【0099】
初期設定の回転数は、1rpm以上100rpm以下の範囲内のいずれかの値とされる。
【0100】
なお、搬送部23の各ローラーは、初期設定の回転数が異なっており、加圧ローラー203、加熱ローラー204、切断前ローラー231、切断後ローラー232、中間ローラー233、第1排紙ローラー234および第2排紙ローラー235の順で、すなわち、下流側にいくほど、初期設定の回転数、すなわち、本実施形態では、ローラーの周速度が速くなる。このため、適度なテンションをシートSに付与しつつ、搬送を行うことができる。そして、補正後の加圧ローラー203、加熱ローラー204、切断前ローラー231、切断後ローラー232、中間ローラー233、第1排紙ローラー234および第2排紙ローラー235の最適な回転数もこのような関係を有している。すなわち、調整される第2ローラー23Bの各ローラーは、周速度が第1ローラー23Aの周速度よりも大きい値である。これにより、適度なテンションをシートSに付与しつつ、搬送を行うことができる。
【0101】
制御部28は、温度検出部24が検出した温度を切断前ローラー231が存在する雰囲気の温度とみなし、検量線K1からその温度に対応する補正係数を求める。次いで、補正係数に1を加算した値を、初期設定の回転数に乗算することにより、切断前ローラー231が存在する雰囲気の温度に対する最適な回転数を導き出す。そして、制御部28は、この最適な回転数で運転する指令を切断前ローラー231に出力することにより、切断前ローラー231は、環境温度に応じた最適な回転数でシートSを搬送することができる。
【0102】
例えば、図5に示すように、環境温度が23℃であった場合、その温度が最適温度であり、補正係数は0である。このため、初期設定の回転数で運転を行う。また、環境温度が15℃であった場合、補正係数は0.4であり、初期設定の回転数に1.04を乗算した値が最適な回転数であり、その最適な回転数となるように運転を行う。
【0103】
このような制御を、切断後ローラー232、中間ローラー233、第1排紙ローラー234および第2排紙ローラー235にも行うことにより、シートSは、ストック部22まで可及的に最適なテンションを保ちつつ搬送される。よって、シートSの品質を高めることができる。
【0104】
なお、図示はしないが、切断後ローラー232、中間ローラー233、第1排紙ローラー234および第2排紙ローラー235についても、それぞれ、環境温度とそれに応じた最適な回転数との関係を示す検量線が記憶部282に記憶されており、上記と同様の制御が行われる。
【0105】
このように、シート製造装置100は、温度を検出する温度検出部24を備え、制御部28は、温度検出部24の検出結果に基づいて、第2ローラー23Bの回転数、すなわち、回転速度を調整する。これにより、環境温度に応じて第2ローラー23Bによる搬送速度を可及的に所望の速度に保つことができ、搬送中のシートSに過不足なくテンションを掛けることができる。その結果、たるみによってシートSに皺が生じたり、過剰な引張により強度が低下したりするのを防止することができ、シートSの品質を高めることができる。
【0106】
また、シートSの搬送に対する寄与率が比較的高い第2ローラー23Bに対して前述したような制御を行うことにより、シートSの品質を効果的に高めることができる。
【0107】
また、第1ローラー23Aは、前述したように、繊維を含む材料を含むウェブである第2ウェブM8を成形する成形ローラーである加圧ローラー203および加熱ローラー204を有する。これにより、シートSを成形しつつ搬送を行うことができる。よって、生産性を高めることができる。
【0108】
次に、制御部28が行う制御動作について、図4に示すフローチャートを参照しつつ説明する。切断前ローラー231、切断後ローラー232、中間ローラー233、第1排紙ローラー234および第2排紙ローラー235の回転速度の調整は、略同様であるため、以下の説明においても、切断前ローラー231について代表的に説明する。また、以下では、シート製造を開始する前の状態から説明する。
【0109】
まず、ステップS101において、温度を検出する。
そして、ステップS102では、ステップS101で検出した温度から、図5に示す検量線K1からその温度に対応する補正係数を求める。そして、補正係数に1を加算した値を、初期設定の回転数に乗算することにより、切断前ローラー231が存在する雰囲気の温度に対する最適な回転数を決定する。
【0110】
そして、ステップS103では、ステップS102で決定した回転数で実行する、すなわち、運転を開始する。
【0111】
そして、ステップS104において、シートSの製造が完了したか否かを判断する。本ステップでは、例えば、シートSを製造した枚数が予め設定された数に達したか否かを判断する。
【0112】
ステップS104において、シートSの製造が完了していないと判断した場合、ステップS101に戻り、以下のステップを順次繰り返す。すなわち、本実施形態では、シートSの製造が完了するまで、随時温度を検出し、最適な回転数に再設定される。
【0113】
以上説明したように、シート製造装置100では、繊維を含む材料で構成されたシートSを搬送する搬送部23と、搬送部23の作動を制御する制御部28と、を備え、搬送部23は、第1ローラー23Aと、第1ローラー23Aに対しシートSの搬送方向下流側に離間して配置されて回転駆動する第2ローラー23Bである切断前ローラー231、切断後ローラー232、中間ローラー233、第1排紙ローラー234および第2排紙ローラー235とを有し、制御部28は、シートSの製造条件、特に、第1ローラー23Aよりも下流側の温度に応じて第2ローラー23Bの回転速度を調整する。これにより、第2ローラー23Bによる搬送速度を可及的に所望の速度に保つことができ、搬送中のシートSに過不足なくテンションを掛けることができる。その結果、たるみによってシートSに皺が生じたり、過剰な引張によって強度が低下したりするのを防止することができ、シートSの品質を高めることができる。
【0114】
なお、本実施形態では、第2ローラーを構成する切断前ローラー231、切断後ローラー232、中間ローラー233、第1排紙ローラー234および第2排紙ローラー235の全てに対して前述したような回転数の制御を行う場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、切断前ローラー231、切断後ローラー232、中間ローラー233、第1排紙ローラー234および第2排紙ローラー235のうちの少なくとも1つのローラーに対して前述したような回転数の制御を行えば、本発明の効果が得られる。
【0115】
また、第1ローラー23Aを構成する加圧ローラー203、加熱ローラー204およびテンション調整ローラー230のうちの少なくとも1つのローラーについても同様の補正を行ってもよい。これにより、シートSの品質をさらに高めることができる。
【0116】
<第2実施形態>
図6は、本発明のシート製造装置の第2実施形態の下流側を示す概略側面図である。図7は、図6に示すシート製造装置が備える制御部が行う制御動作を説明するためのフローチャートである。図8は、図6に示すシート製造装置が備える制御部が備える記憶部に記憶されている検量線を示す図である。
【0117】
以下、これらの図を参照して本発明のシート製造装置の第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【0118】
本実施形態は、主に制御部が行う制御動作が異なること以外は、前記第1実施形態と同様である。
【0119】
図6に示すように、本実施形態では、シート製造装置100は、シートSの厚さを検出する厚さ検出部25を有する。この厚さ検出部25は、切断前ローラー231と第1カッター211との間に設置されている。厚さ検出部25としては、例えば、反射式の光学センサーや、透過式の光学センサーや、接触式センサー等を用いることができる。この厚さ検出部25は、制御部28と電気的に接続されており、検出した厚さに関する情報は、電気信号に変換されて制御部28に送信される。そして、制御部28は、例えば、検出したシートSの厚さと、設定された供給量(単位面積当たりの重量または密度)とに基づいてシートSの坪量を算出することができる。
【0120】
ここで、シートSは、搬送中にテンションがかかると、テンションがかかっている方向に若干伸びる。この伸びしろは、シートSの厚さ、重量または密度に依存している。すなわち、坪量に応じてシートSの伸びしろは異なっており、坪量が大きければ、伸びしろは大きくなり、小さければ、伸びしろは小さくなる。シートSの伸び率によって、実際のシートSの搬送速度は変化する。シートSの伸び率が大きいと、搬送速度は遅くなる。
【0121】
そこで、本実施形態では、図8に示すように、坪量と補正係数との関係を予め実験的に求め、その検量線K2を記憶部282に記憶し、制御部28は、その検量線K2に基づいて第2ローラー23Bの回転数を補正する。これにより、シートSの伸び率によらず、第2ローラー23Bによる搬送速度を可及的に所望の速度に保つことができ、搬送中のシートSに過不足なくテンションを掛けることができる。その結果、たるみによってシートSに皺が生じたり、過剰な引張により強度が低下したりするのを防止することができ、シートSの品質を高めることができる。
【0122】
なお、図8中の検量線K2は、第2ローラー23Bを構成するローラーの全てのローラーに共通した検量線である。
【0123】
以下、制御部28の制御動作について図7に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明では、第2ローラー23Bを構成するローラーの全てに対して補正を行うものとする。
【0124】
まず、ステップS201おいて、シートSの製造を開始する。次いで、ステップS202において、シートSの厚さを検出する。
【0125】
そして、ステップS203において、シートSの坪量を算出する。本ステップでは、ステップS202で検出した厚さと、予め設定された単位面積当たりの重量または密度に基づいてシートSの坪量を算出する。
【0126】
次いで、ステップS204において、図8に示す検量線K2から、算出した坪量に対応する補正係数を求める。そして、補正係数に1を加算した値を、第2ローラー23Bの全てのローラーの初期設定の回転数に乗算することにより、第2ローラー23Bの全てのローラーの最適な回転数を決定する。
【0127】
そして、ステップS205では、ステップS204で決定した回転数で実行する、すなわち、第2ローラー23Bの全てのローラーの回転数を補正する。
【0128】
そして、ステップS206において、シートSの製造が完了したか否かを判断する。本ステップでは、例えば、シートSを製造した枚数が予め設定された数に達したか否かを判断する。
【0129】
ステップS206において、シートSの製造が完了していないと判断した場合、ステップS202に戻り、以下のステップを順次繰り返す。すなわち、本実施形態では、シートSの製造が完了するまで、随時温度を検出し、最適な回転数に再設定される。
【0130】
なお、本実施形態では、測定したシートSの厚さ結果に基づいて上記制御を行う構成について説明したが、これに限定されず、例えば、厚さ検出部25を省略し、操作部26で設定した坪量に基づいて上記制御を行ってもよい。
【0131】
このように制御部28は、シートSの製造条件に応じて第2ローラー23Bの回転速度を調整する。また、シートSの製造条件は、本実施形態では、シートSの厚さ、重量または密度に関する条件である。これにより、シートSの伸び率によらず、第2ローラー23Bによる搬送速度を可及的に所望の速度に保つことができ、搬送中のシートSに過不足なくテンションを掛けることができる。その結果、たるみによってシートSに皺が生じたり、過剰な引張により強度が低下したりするのを防止することができ、シートSの品質を高めることができる。
【0132】
<第3実施形態>
図9は、本発明のシート製造装置の第3実施形態が備える制御部が行う制御動作を説明するためのフローチャートである。図10は、本発明のシート製造装置の第3実施形態が備える制御部の記憶部に記憶されている検量線を示す図である。
【0133】
以下、これらの図を参照して本発明のシート製造装置の第3実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
【0134】
本実施形態は、主に制御部が行う制御動作が異なること以外は、前記第1実施形態と同様である。
【0135】
例えば、図2および図6に示す切断前ローラー231には、ワンウェイクラッチ236が内蔵されている。切断前ローラー231のワンウェイクラッチ236は、ラチェット機構が内蔵された機械式のものであり、第1カッター211がシートSを切断した際、シートSが上流側に戻る方向に引張られることによって切断前ローラー231が逆回転するのを阻止するものである。
【0136】
しかしながら、ラチェット機構のラチェット歯同士が噛み合うまで若干ではあるが逆回転する。さらに、ラチェット歯同士が噛み合った後に、正常な方向に回転させる際、回転し始めるまでに若干のタイムラグが生じる。
【0137】
このような現象は、第1カッター211による切断が行われる度に生じるため、第1カッター211の切断頻度が高い場合、すなわち、シートサイズが小さい場合、上記現象が頻繁に生じることとなり、トータルでみたときに、平均回転数が所望の数値より低下する傾向を示す。一方で、第1カッター211の切断頻度が低い場合、すなわち、シートサイズが大きい場合、上記現象が頻繁に生じることとなり、トータルでみたときに、平均回転数が所望の数値より上昇する傾向を示す。
【0138】
そこで、本実施形態では、図10に示すように、シートSのサイズと補正係数との関係を予め実験的に求め、その検量線K3を記憶部282に記憶し、制御部28は、その検量線K3に基づいて切断前ローラー231の回転数を補正する。これにより、シートSのサイズによらず、換言すれば、切断頻度によらず、切断前ローラー231の平均回転数を可及的に一定とすることができる。よって、切断前ローラー231の搬送速度を可及的に所望の速度に保つことができ、搬送中のシートSに過不足なくテンションを掛けることができる。その結果、たるみによってシートSに皺が生じたり、過剰な引張により強度が低下したりするのを防止することができ、シートSの品質を高めることができる。
【0139】
以下、制御部28の制御動作について、図9に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【0140】
まず、ステップS301において、シートSのサイズを決定する。本ステップでは、例えば、図3に示す操作部26からの情報、すなわち、使用者が操作部26を介して設定したサイズに応じて決定する。
【0141】
次いで、ステップS302において、図10に示す検量線K3から、決定したサイズに対応する補正係数を求める。そして、補正係数に1を加算した値を、切断前ローラー231の初期設定の回転数に乗算することにより、切断前ローラー231の最適な回転数を決定する。
【0142】
そして、ステップS303では、ステップS302で決定した回転数で実行する、すなわち、シート製造を開始する。
【0143】
次いで、ステップS304において、シートSの製造が完了したか否かを判断する。本ステップでは、例えば、シートSを製造した枚数が予め設定された数に達したか否かを判断する。
【0144】
このように制御部28は、シートSの製造条件に応じて、切断前ローラー231の回転数を調整する。また、シートSの製造条件は、本実施形態では、切断部である第1カッター211がシートSを切断する切断条件、すなわち、切断頻度である。これにより、シートSのサイズによらず、切断前ローラー231による搬送速度を可及的に所望の速度に保つことができ、搬送中のシートSに過不足なくテンションを掛けることができる。その結果、たるみによってシートSに皺が生じたり、過剰な引張により強度が低下したりするのを防止することができ、シートSの品質を高めることができる。
【0145】
以上、本発明のシート製造装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、シート製造装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【0146】
また、本発明のシート製造装置は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成や特徴を組み合わせたものであってもよい。
【符号の説明】
【0147】
100…シート製造装置、11…原料供給部、12…粗砕部、121…粗砕刃、122…シュート、13…解繊部、14…選別部、141…ドラム部、142…ハウジング部、15…第1ウェブ形成部、151…メッシュベルト、152…張架ローラー、153…吸引部、16…細分部、161…プロペラ、162…ハウジング部、17…混合部、171…樹脂供給部、172…管、173…ブロアー、174…スクリューフィーダー、18…ほぐし部、181…ドラム部、182…ハウジング部、19…第2ウェブ形成部、191…メッシュベルト、192…張架ローラー、193…吸引部、20…シート形成部、201…加圧部、202…加熱部、203…加圧ローラー、204…加熱ローラー、21…切断部、211…第1カッター、211A…ローラー、211B…刃、212…第2カッター、212A…回転刃、212B…回転刃、22…ストック部、23…搬送部、23A…第1ローラー、23B…第2ローラー、230…テンション調整ローラー、231…切断前ローラー、232…切断後ローラー、233…中間ローラー、234…第1排紙ローラー、235…第2排紙ローラー、236…ワンウェイクラッチ、238…搬送経路、24…温度検出部、25…厚さ検出部、26…操作部、27…回収部、28…制御部、281…CPU、282…記憶部、283…入力端子、284…入力端子、285…第1モータードライバー、286…第2モータードライバー、29…電装収納部、241…管、242…管、243…管、244…管、245…管、246…管、251…加湿部、252…加湿部、253…加湿部、254…加湿部、255…加湿部、256…加湿部、261…ブロアー、262…ブロアー、263…ブロアー、K1…検量線、K2…検量線、K3…検量線、M1…原料、M2…粗砕片、M3…解繊物、M4−1…第1選別物、M4−2…第2選別物、M5…第1ウェブ、M6…細分体、M7…混合物、M8…第2ウェブ、S…シート、P1…樹脂
図1
図2
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図10