特許 7447410 小片供給装置および繊維体成形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-04

(45)【発行日】2024-03-12

(54)【発明の名称】小片供給装置および繊維体成形装置

(51)【国際特許分類】

   B27N 3/04 20060101AFI20240305BHJP

【ＦＩ】

B27N3/04 Z

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019158893

(22)【出願日】2019-08-30

(65)【公開番号】P2021037642

(43)【公開日】2021-03-11

【審査請求日】2022-07-20

(73)【特許権者】

【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】阿部 隆

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 誠

(72)【発明者】

【氏名】本橋 弘次

【審査官】瀧 恭子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１６３９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１３７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２２５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０４３０６６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２７Ｎ １／００－９／００

Ｂ０２Ｃ １／００－２５／００

Ｂ０５Ｂ １／００－１７／００

Ｂ０７Ｂ １／００－１５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セルロース繊維を含む繊維含有物からなる原料シートを供給する原料供給部と、
前記原料供給部から供給された前記原料シートを粗砕して小片を生成する粗砕部と、
前記粗砕部で生成された前記小片を貯留する貯留部と、を備え、
前記原料供給部は、前記原料シートを送り出す送り出しローラーと、前記送り出しローラーを経た前記原料シートの端部が当接して前記原料シートの進路を変更する当接部と、を有し、
前記貯留部は、前記小片に混入している異物を磁力により捕捉する異物捕捉部を有することを特徴とする小片供給装置。

【請求項2】

前記当接部は、前記送り出しローラーによる前記原料シートの送り方向に対して傾斜した傾斜面を有する請求項１に記載の小片供給装置。

【請求項3】

前記傾斜面は、平面である請求項２に記載の小片供給装置。

【請求項4】

前記送り出しローラーによる前記原料シートの送り方向と、前記傾斜面とのなす角度は、２０°以上７０°以下である請求項３に記載の小片供給装置。

【請求項5】

前記粗砕部は、一対の回転刃を有し、
前記一対の回転刃の間に前記原料シートが挿入される方向は、前記当接部によって進路が変更された方向と異なっている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の小片供給装置。

【請求項6】

前記当接部によって進路が変更された前記原料シートを前記粗砕部に案内する案内部を備える請求項５に記載の小片供給装置。

【請求項7】

前記貯留部から排出された前記小片を計量する計量部を備える請求項１ないし６のいずれか１項に記載の小片供給装置。

【請求項8】

前記貯留部内の前記小片の量を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記送り出しローラーの作動を制御する制御部と、を備える請求項１ないし７のいずれか１項に記載の小片供給装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記貯留部内の前記小片の量が所定の量を超えたら、前記送り出しローラーの作動を停止するよう制御する請求項８に記載の小片供給装置。

【請求項10】

請求項１ないし９のいずれか１項に記載の小片供給装置と、
前記小片供給装置により供給された前記小片を解繊する解繊部と、
前記解繊部で生成された解繊物を堆積させる堆積部と、
前記堆積部で生成された堆積物を成形する成形部と、を備えることを特徴とする繊維体成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、小片供給装置および繊維体成形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

小片供給装置としては、例えば、特許文献１に示すように、シートを搬送する搬送ロール対と、搬送ロール対によって搬送されたシートを粗砕、すなわち、シュレッドするカッター刃とを有する構成のものが知られている。搬送ロール対は、搬送されるシートの厚さ方向に対向する２つの回転ローラーで構成されている。各回転ローラーが回転することにより、シートを挟持してシートをカッター刃に送り込むことができる。

【0003】

また、特許文献１に示すように、２つの回転ローラーによって、シートを挟持して搬送する構成の場合、各回転ローラーの回転方向および回転速度を調整することが可能である。これにより、例えば、シートが２枚重なった状態で２つの回転ローラーに供給されたとしても、回転方向および回転速度の双方を異ならせることにより、２枚の紙は、搬送方向に沿ってずれるため、１枚ずつに分離して搬送することができる。このような分離方法は、リタード方式と呼ばれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－３２３２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、リタード方式では、例えば、折れ曲がった紙を搬送する場合や、複数枚のシートがステープラー等で一部が固定されている状態の複数枚のシートを搬送する場合等では、回転方向および回転速度の双方を異ならせると、シートが過剰に変形してしまう。例えば、シートが途中で折れ曲がったり蛇腹状に変形したりすることがある。この場合、各回転ローラーの間でシートが詰まる、いわゆるジャミングが生じ、搬送不良や搬送停止の原因となる。その結果、シートを安定的にカッター刃に送り込むことができず、小片を定量的かつ安定的に生成、供給することができないおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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。

【0007】

本発明の小片供給装置は、原料シートを供給する原料供給部と、
前記原料供給部から供給された前記原料シートを粗砕して小片を生成する粗砕部と、
前記粗砕部で生成された前記小片を貯留する貯留部と、を備え、
前記原料供給部は、前記原料シートを送り出す送り出しローラーと、前記送り出しローラーを経た前記原料シートの端部が当接して前記原料シートの進路を変更する当接部と、を有することを特徴とする。

【0008】

本発明の繊維体成形装置は、本発明の小片供給装置と、
前記小片供給装置により供給された前記小片を解繊する解繊部と、
前記解繊部で生成された解繊物を堆積させる堆積部と、
前記堆積部で生成された堆積物を成形する成形部と、を備えることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、繊維体成形装置の実施形態を示す概略側面図である。

【図2】図２は、図１に示す小片供給装置の概略構成図である。

【図3】図３は、図１に示す小片供給装置のブロック図である。

【図4】図４は、図２に示す原料供給部の部分拡大図であって、原料シートが重ねられた状態で送り出されている様子を説明するための図である。

【図5】図５は、図２に示す原料供給部の部分拡大図であって、原料シートが重ねられた状態で送り出されている様子を説明するための図である。

【図6】図６は、図２に示す原料供給部の部分拡大図であって、原料シートが重ねられた状態で送り出されている様子を説明するための図である。

【図7】図７は、リタード方式で原料シートを送り出している状態を説明するための図である。

【図8】図８は、リタード方式で原料シートを送り出している状態を説明するための図である。

【図9】図９は、リタード方式で原料シートを送り出している状態を説明するための図である。

【図10】図１０は、図２に示す原料供給部の部分拡大図であって、原料シートがホッチキスで固定された状態で送り出されている様子を説明するための図である。

【図11】図１１は、図２に示す原料供給部の部分拡大図であって、原料シートがホッチキスで固定された状態で送り出されている様子を説明するための図である。

【図12】図１２は、図２に示す原料供給部の部分拡大図であって、原料シートがホッチキスで固定された状態で送り出されている様子を説明するための図である。

【図13】図１３は、図３に示す制御部の制御動作を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の小片供給装置および繊維体成形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】

＜実施形態＞
図１は、繊維体成形装置の実施形態を示す概略側面図である。図２は、図１に示す小片供給装置の概略構成図である。図３は、図１に示す小片供給装置のブロック図である。図４～図６は、図２に示す原料供給部の部分拡大図であって、原料シートが重ねられた状態で送り出されている様子を説明するための図である。図７～図９は、リタード方式で原料シートを送り出している状態を説明するための図である。図１０～図１２は、図２に示す原料供給部の部分拡大図であって、原料シートがステープラーで固定された状態で送り出されている様子を説明するための図である。図１３は、図３に示す制御部の制御動作を説明するためのフローチャートである。

【0012】

なお、以下では、説明の便宜上、図１、図２および図４～図１２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、図２および図４～図１２の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言うことがある。

【0013】

図１に示す繊維体成形装置１００は、原料シートＭ１を粗砕、解繊し、結合素材を混合して堆積させ、この堆積物を成形することにより成形体を得る装置である。なお、原料シート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が挙げられる。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、原料シートＭ１は、織布、不織布等、形態は問わない。また、原料シート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。

【0014】

また、繊維体成形装置１００により製造される成形体は、例えば、再生紙のようなシート状をなしていてもよく、ブロック状をなしていてもよい。また、成形体の密度も特に限定されず、シートのような繊維の密度が比較的高い成形体であってもよく、スポンジ体のような繊維の密度が比較的低い成形体であってもよく、これらの特性が混在する成形体であってもよい。

【0015】

以下では、原料シートＭ１は、使用済みまたは不要となった古紙とし、製造される成形体は、再生紙であるシートＳとして説明する。

【0016】

図１に示す繊維体成形装置１００は、本発明の小片供給装置１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、堆積部である第２ウェブ形成部１９と、成形部２０と、切断部２１と、ストック部２２と、回収部２７と、これらの作動を制御する制御部２８と、を備えている。

【0017】

また、繊維体成形装置１００は、加湿部２３１と、加湿部２３２と、加湿部２３３と、加湿部２３４と、加湿部２３５と、加湿部２３６とを備えている。その他、繊維体成形装置１００は、ブロアー２６１と、ブロアー２６２と、ブロアー２６３とを備えている。

【0018】

また、図３に示すように、加湿部２３１～２３６およびブロアー２６１～２６３は、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。すなわち、本実施形態では、１つの制御部２８によって繊維体成形装置１００の各部の作動が制御される構成である。ただし、これに限定されず、例えば、小片供給装置１の各部の作動を制御する制御部と、小片供給装置１以外の部位の作動を制御する制御部と、をそれぞれ有する構成であってもよい。

【0019】

また、繊維体成形装置１００では、原料供給工程と、粗砕工程と、計量工程と、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。これらの工程のうち、小片供給装置１は、原料供給工程と、粗砕工程と、計量工程と、を担っている。

【0020】

小片供給装置１は、原料供給部３と、粗砕部４と、貯留部５と、計量部６と、を備えている。原料供給部３により供給された原料シートＭ１は、例えばシュレッダーで構成される粗砕部４で粗砕され、シュレッダー片、すなわち、小片である粗砕片Ｍ２が生成される。次いで、粗砕片Ｍ２は、貯留部５に一時的に貯留され、計量部６で計量され、所定量の粗砕片Ｍ２が間欠的に下流側、すなわち、解繊部１３に供給される。
小片供給装置１の各部については、後に詳述する。

【0021】

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。

【0022】

解繊部１３は、例えば本実施形態では、高速回転する回転刃と、回転刃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、回転刃とライナーとの間に挟まれて解繊される。

【0023】

また、解繊部１３は、回転刃の回転により、粗砕部４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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。
第１選別物Ｍ４－１は、ドラム部１４１から落下する。

【0028】

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、下流側が管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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

ハウジング部１４２は、加湿部２３２と接続されている。加湿部２３２は、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。

【0037】

選別部１４の下流側には、加湿部２３５が配置されている。加湿部２３５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。

【0038】

加湿部２３５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。

【0039】

ハウジング部１６２は、加湿部２３３と接続されている。加湿部２３３は、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。

【0040】

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と添加剤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、添加剤供給部１７１と、管１７２と、ブロアー１７３とを有している。

【0041】

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と添加剤との混合物Ｍ７が通過する流路である。

【0042】

管１７２の途中には、添加剤供給部１７１が接続されている。添加剤供給部１７１は、添加剤が収容されたハウジング部１７０と、ハウジング部１７０内に設けられたスクリューフィーダー１７４とを有している。スクリューフィーダー１７４の回転により、ハウジング１７０部内の添加剤がハウジング１７０部から押し出されて管１７２内に供給される。管１７２内に供給された添加剤は、細分体Ｍ６と混合されて混合物Ｍ７となる。

【0043】

ここで、添加剤供給部１７１から供給される添加剤としては、例えば、繊維同士を結着させる結着材や、繊維を着色するための着色剤、繊維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、解繊物等が挙げられ、これらのうちの一種または複数種を組み合わせて用いることができる。以下では、一例として、添加剤が結着材としての樹脂Ｐ１である場合について説明する。添加剤が繊維同士を結合させる結合材を含むことにより、シートＳの強度を高めることができる。

【0044】

樹脂Ｐ１は、粉体または粒子状のものを用いることができる。また、樹脂Ｐ１は、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（ナイロン）、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。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のが好ましい。

【0045】

また、管１７２の途中には、添加剤供給部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との混合が促進される。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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

ハウジング部１８２は、加湿部２３４と接続されている。加湿部２３４は、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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

ほぐし部１８の下流側には、加湿部２３６が配置されている。加湿部２３６は、加湿部２３５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。

【0055】

なお、加湿部２３１～加湿部２３６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。

【0056】

第２ウェブ形成部１９の下流側には、成形部２０が配置されている。成形部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。この成形部２０は、加圧部２０１と、加熱部２０２とを有している。

【0057】

加圧部２０１は、一対のカレンダーローラー２０３を有し、カレンダーローラー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、一対のカレンダーローラー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。

【0058】

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。

【0059】

成形部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２カッター２１２とを有する。

【0060】

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。

【0061】

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。この切断は、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。

【0062】

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。

【0063】

このような繊維体成形装置１００が備える各部は、制御部２８と電気的に接続されている。そして、これら各部の作動は、制御部２８によって制御される。

【0064】

制御部２８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２８１と、記憶部２８２とを有している。ＣＰＵ２８１は、記憶部２８２に記憶された各種プログラムを実行することができ、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。例えば、後述するように、検出部５４の検出結果に基づいて、送り出しローラー３２の作動を制御する。

【0065】

記憶部２８２には、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、各種検量線、テーブル等が記憶されている。

【0066】

また、この制御部２８は、繊維体成形装置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、繊維体成形装置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繊維体成形装置１００と接続されている場合等がある。

【0067】

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が繊維体成形装置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が繊維体成形装置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。

【0068】

また、制御部２８は、小片供給装置１の構成要素であってもよく、小片供給装置１の構成要素でなくてもよいが、以下では、制御部２８は、小片供給装置１の構成要素として説明する。

【0069】

次に、小片供給装置１について詳細に説明する。

【0070】

図２に示すように、小片供給装置１は、原料シートＭ１を供給する原料供給部３と、原料シートＭ１を粗砕する粗砕部４と、粗砕片Ｍ２を貯留する貯留部５と、粗砕片Ｍ２を計量する計量部６と、を備えている。

【0071】

原料供給部３は、複数枚の原料シートＭ１をストックするストック部３１と、ストック部３１にストックされた原料シートＭ１を送り出す送り出しローラー３２と、送り出しローラー３２を経た原料シートＭ１の端部と当接する当接部３３と、当接部３３を経た原料シートＭ１を粗砕部４に案内する案内部としてのガイド部材３４と、を有する。この原料供給部３は、原料供給工程を行う部分である。

【0072】

ストック部３１は、収容部としての収容箱３１１と、昇降部としての昇降板３１２と、第１付勢部としての付勢部３１３と、を有する。

【0073】

収容箱３１１は、内部に原料シートＭ１を収容する箱体である。収容箱３１１は、＋ｚ軸側、すなわち、鉛直上方に開放した開口を有する箱体で構成されている。また、収容箱３１１内では、複数の原料シートＭ１が、厚さ方向が一致した状態でｚ軸方向に重ねられている。収容箱３１１に収容可能な原料シートＭ１の最大枚数は、特に限定されず、１０枚以上１００００枚以下程度であるのが好ましく、１００枚以上２０００枚以下であるのが好ましい。

【0074】

昇降板３１２は、その上面に原料シートＭ１が重ねられる部分である。昇降板３１２は、その厚さ方向が、原料シートＭ１の厚さ方向と一致した状態で収容箱３１１内に配置されている。また、昇降板３１２は、その下側の面に付勢部３１３が設置されている。

【0075】

付勢部３１３は、収容箱３１１の底板と昇降板３１２との間に設置されている、付勢部３１３は、昇降板３１２を＋ｚ軸側に向かって付勢する。付勢部３１３としては、例えば、各種ばね部材を用いることができる。例えば、図２に示すように、原料シートＭ１の枚数が比較的多い場合、原料シートＭ１の合計の重さにより、付勢部３１３が圧縮された状態となっている。この状態から原料シートＭ１が送り出されて原料シートＭ１の枚数が減っていくに連れて昇降板３１２は、図示の状態から徐々に＋ｚ軸側に移動する。これにより、原料シートＭ１全体が＋ｚ軸側に移動し、最上部の原料シートＭ１のｚ軸方向の位置が一定となる。そのため、送り出しローラー３２に向かって一定の圧力で押し付けられた状態となる。よって、原料シートＭ１の枚数の増減に関わらず安定して送り出しローラー３２によって＋ｘ軸方向に送り出される。

【0076】

なお、付勢部３１３は、図示の構成では、収容箱３１１の中央部に１つ設けられている。ただし、これに限定されず、付勢部３１３は、複数設けられていてもよい。また、付勢部３１３は、モーター等で構成され、昇降板３１２を昇降させてもよい。

【0077】

送り出しローラー３２は、収容箱３１１の鉛直上方に設置されている。また、送り出しローラー３２は、収容箱３１１の当接部３３側、すなわち＋ｘ軸側に偏在して設けられている。これにより、原料シートＭ１をより確実に送り出すことができる。

【0078】

送り出しローラー３２は、円柱状または円筒状をなし、その中心軸Ｏ３２周りに回転することにより、原料シートＭ１を枚葉で送り出す機能を有する。送り出しローラー３２は、図２中奥行き方向、すなわち、送り出す方向と直交する方向に延在している。すなわち、中心軸Ｏ３２は、図２中奥行き方向に沿って配置されている。また、送り出しローラー３２が原料シートＭ１を送り出す方向は、水平方向である。ただし、これに限定されず、送り出しローラー３２は、原料シートＭ１を水平方向と傾斜した方向に送り出す構成であってもよい。なお、図２では、原料シートＭ１の搬送経路を矢印αで示している。

【0079】

なお、送り出しローラー３２は、１本の円柱状または円筒状をなすものに限定されず、例えば、中心軸Ｏ３２に沿って設けられ、複数に分割されたローラー群で構成されていてもよい。

【0080】

送り出しローラー３２は、図２および図３に示すモーター３２１に直接または減速機を介して接続されており、モーター３２１の作動により中心軸Ｏ３２周りに回転する。モーター３２１は、図３に示すように、モータードライバーＤ１を介して制御部２８と電気的に接続されており、通電により作動する。モーター３２１は、図２中矢印で示す一方向、すなわち、反時計回りのみに回転する構成であってもよく、さらに、通電条件を変更することにより図２中矢印方向と反対方向、すなわち、時計回りにも回転する構成であってもよい。モーター３２１が双方向に回転可能である場合、例えば、原料シートＭ１を送り出している途中に、逆回転に回転することにより、原料シートＭ１の送り出しを停止し、元の位置に戻すことができる。また、モーター３２１は、通電条件を変更することにより、回転速度が可変に構成されていてもよく、常に一定であってもよい。

【0081】

送り出しローラー３２の表面は、原料シートＭ１との摩擦抵抗を向上させる処理がなされているのが好ましい。これにより、送り出しローラー３２の空回りを抑制し、より確実に原料シートＭ１を送り出すことができる。この処理としては、特に限定されず、例えば、各種ゴム、高分子エラストマー等の高摩擦抵抗層を表面に設ける処理や、粗面化処理や、エンボス加工等が挙げられる。

【0082】

また、送り出しローラー３２は、第２付勢部としての付勢部３２２に接続されている。付勢部３２２は、送り出しローラー３２を、＋ｚ軸側から－ｚ軸側に向かって付勢するものである。これにより、送り出しローラー３２が原料シートＭ１に押し付けられた状態で回転する。よって、送り出しローラー３２と最上部の原料シートＭ１との摩擦力が所望に調整され、原料シートＭ１をより確実に送り出すことができる。また、前述した付勢部３１３が原料シートＭ１を＋ｚ軸側に向かって付勢しているため、原料シートＭ１および送り出しローラー３２は、互いに接近する方向に押し付け合った状態となるため、原料シートＭ１をさらに確実にかつ安定的に送り出すことができる。すなわち、第１付勢部としての付勢部３１３と第２付勢部としての付勢部３２２との相乗効果で原料シートＭ１をさらに確実にかつ安定的に送り出すことができる。

【0083】

なお、送り出しローラー３２は、複数設けられていてもよい。この場合、各送り出しローラー３２は、互いに中心軸Ｏ３２が平行な状態で、収容箱３１１の上方でｘ軸方向に並んで配置されているのが好ましい。また、各送り出しローラー３２の全てがそれぞれモーター３２１に接続されていてもよく、全てがモーター３２１に接続されていなくてもよい。

【0084】

当接部３３は、送り出しローラー３２を経た原料シートＭ１の＋ｘ軸側、すなわち、送り方向前方の端部Ｅ１と当接して前記原料シートの進路を変更する部材である。当接部３３は、送り出しローラー３２の＋ｘ軸側に設置されている。すなわち、当接部３３は、送り出しローラー３２の、原料シートＭ１の送り方向の下流側に設置されている。

【0085】

また、当接部３３は、原料シートＭ１の送り方向に沿った軸である第１軸Ｏ１に対して傾斜した傾斜面としての当接面３３１を有する。当接面３３１は、本実施形態では、平面で構成され、原料シートＭ１の送り方向の下流側に行くにしたがって鉛直上方に向かうように傾斜している。換言すれば、図４に示すように、ｙ軸方向から見て当接面３３１は、一次関数ｘ＝ｋｘ（ｋは、正の係数）で表される。

【0086】

このような当接部３３は、ストック部３１に対して支持部材３５を介して固定されている。当接部３３は、着脱可能に構成されていてもよく、着脱可能でなくてもよい。着脱可能に構成されている場合、複数の当接部３３を用意し、選択的に装着してもよい。この場合、複数の当接部３３は、当接面３３１の傾斜角度が互いに異なるのが好ましい。

【0087】

ここで、送り出しローラー３２が原料シートＭ１を送り出す際、図４に示すように、上下に２枚の原料シートＭ１が重なった状態で送り出されることがある。この場合、図５に示すように、原料シートＭ１の送り方向下流側の端部Ｅ１または端部Ｅ２が当接面３３１と当接したとき、原料シートＭ１の端部が変形し、２枚の原料シートＭ１の間に空気が入っていく。空気が入っていくことにより、２枚の原料シートＭ１の間の摩擦抵抗が十分に低下する。この状態でさらに送り出しローラー３２が回転すると、図６に示すように、２枚の原料シートＭ１のうち、送り出しローラー３２と直接接触している原料シートＭ１が先に進路を変更されて送り出され、端部Ｅ１と端部Ｅ２とがずれた状態で送り出される。なお、上側の原料シートＭ１と下側の原料シートＭ１とは、ずれたまま一緒に搬送されてもよく、順次一枚ずつ搬送されてもよい。いずれにせよ、粗砕部４に端部Ｅ１および端部Ｅ２がそろった状態で搬送されるのが防止されるため、粗砕片Ｍ２の生成が安定するとともに、回転刃４１への負荷が軽減される。

【0088】

このように、原料シートＭ１が当接部３３と当接して進路を変更される際、重なった状態で送り出された原料シートＭ１を分離して送り出すことができる。これにより、安定的かつ定量的に粗砕部４に原料シートＭ１を供給することができる。よって、安定的かつ定量的に粗砕片Ｍ２を生成することができる。その結果、解繊部１３に安定的かつ定量的に粗砕片Ｍ２を供給することができ、シートＳを安定して製造することができるとともにシートＳの品質を向上させることができる。

【0089】

なお、上記で述べたような２枚の原料シートＭ１の分離の原理は一例であり、これに限定されない。

【0090】

また、本発明は、以下のような点から、図７～図９に示す従来のようなリタード方式に対して優れている。なお、リタード方式は、厚さ方向、すなわちｚ軸方向の両側に送り出しローラーを配置し、２つの送り出しローラーによって、シートを挟持して搬送する方式である。また、リタード方式では、各回転ローラーの回転方向および回転速度を調整することにより、重なっている原料シートＭ１を分離して送り出す方式である。

【0091】

本実施形態のように原料シートＭ１が使用済みの古紙であった場合、例えばつづり針２００で原料シートＭ１が重ねられた状態で固定されている場合がある。例えば、図７に示すように、送り方向下流側がつづり針２００で固定されていた場合には、以下のような現象が生じる。図７に示す状態から上下一対の送り出しローラー３００を互いに同方向、すなわち、それぞれ反時計回りに回転させると、図８に示すように、つづり針２００と原料シートＭ１が送り出しローラー３００の間に巻き込まれ紙詰まりが生じる。さらに紙詰まりすることにより、原料シートＭ１が変形し、破れるおそれがある。その結果、送り出しローラー３００は、作動が停止してしまうことがある。

【0092】

これに対し、本発明では、図１０に示すように、送り方向下流側がつづり針２００で固定されていた場合、さらに送り出しローラー３２を作動させると、図１１に示すように、つづり針ごと当接部３３で方向が変更されてそのままの状態で搬送されていく。

【0093】

このように、本発明によれば、つづり針２００で原料シートＭ１が固定されていた場合、分離はできないものの紙詰まりが生じることがなく、送り出しローラー３２の作動が停止しない。よって、本発明は、従来のリタード方式に比べ、安定的に粗砕片Ｍ２を供給することができる。

【0094】

なお、上流側の端部Ｅ１、Ｅ２同士がつづり針２００で固定されていた場合であっても従来では紙詰まりが生じやすい傾向を示すが、本発明では、紙詰まりが生じ難い。また、原料シートＭ１が古紙である場合、折り曲げられていたりする場合も考えられる。この場合であっても、図示はしないが、従来のリタード方式では、折り曲げられた部分やその周囲が送り出しローラー３００の間に巻き込まれて同様に紙詰まりが生じやすい。これに対し、本発明では、折り曲げられた状態でそのまま安定的に送り出すことができる。

【0095】

また、当接部３３は、送り出しローラー３２による原料シートＭ１の送り方向に対して傾斜した傾斜面である当接面３３１を有する。これにより、送り出された原料シートＭ１がより確実に当接面３３１と当接する。よって、上記のように、より確実に分離を行うことができる。

【0096】

また、傾斜面である当接面３３１は、平面である。これにより、原料シートＭ１が当接面３３１のどの部分と当接しても同じ傾斜角度であるため、安定して分離を行うことができる。
なお、当接面３３１は、湾曲面で構成されていてもよい。

【0097】

また、当接面３１１には、原料シートＭ１との抵抗を高めるために、表面に凹凸が形成されていてもよい。また、凹凸は、原料Ｍ１の搬送方向に沿う方向に延在しているのが好ましい。

【0098】

また、図４に示すように、送り出しローラー３２による原料シートＭ１の送り方向と、傾斜面である当接面３３１とのなす角度θは、２０°以上７０°以下であるのが好ましく、４０°以上６０°以下であるのがより好ましい。これにより、より確実に安定して分離を行うことができる。

【0099】

なお、例えば、支持部材３５の角度を調整することにより、当接面３３１の角度θを調整する構成であってもよい。

【0100】

このような当接部３３で進路が変更された原料シートＭ１は、ガイド部材３４によって進路を変更されて粗砕部４に案内される。ガイド部材３４は、当接部３３によって変更された原料シートＭ１の進路の延長上に設けられている。これにより、当接部３３を経た原料シートＭ１とより確実に当接し、案内することができる。

【0101】

ガイド部材３４は、案内面としての湾曲面３４１を有する。これにより、原料シートＭ１は、円滑に案内される。また、この案内によって原料シートＭ１は、さらに進路が変更されて、粗砕部４に向かう。なお、後述するが、当接部３３によって進路が変更される方向と、粗砕部４に原料シートＭ１が供給される方向とは異なっているため、このようなガイド部材３４を設けることが有効である。

【0102】

このように、小片供給装置１は、当接部３３によって進路が変更された原料シートＭ１を粗砕部４に案内する案内部としてのガイド部材３４を備える。これにより、当接部３３を経た原料シートＭ１が粗砕部４により確実に向かうことができる。よって、さらに安定的に粗砕片Ｍ２を供給することができる。

【0103】

粗砕部４は、原料供給部３から供給された原料シート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４は、一対の回転刃４１と、各回転刃４１を回転駆動するモーター４２と、を有する。各回転刃４１とモーター４２とは、直接または図示しない減速機を介して接続されている。

【0104】

一対の回転刃４１は、中心軸Ｏ４１周りに互いに反対方向に回転することにより、これらの間で原料シート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。

【0105】

また、各回転刃４１は、中心軸Ｏ４１が互いに平行に設けられている。また、各中心軸Ｏ４１は、送り出しローラー３２の中心軸Ｏ３２と平行である。また、各回転刃４１は、当接部３３によって変更された原料シートＭ１の進路と平行に並んで設置されている。また、粗砕部４に原料シートＭ１が挿入される方向は、当接部３３によって進路が変更された方向とは異なっている。すなわち、各回転刃４１における原料シートＭ１の搬送経路の向きは、当接部３３によって進路が変更された方向とは異なっている。

【0106】

具体的には、当接面３３１と当接した直後の原料シートＭ１の進行方向は、＋ｘ軸方向で、かつ、＋ｚ軸方向のベクトル成分を持つ方向である。そして、ガイド部材３４を経て粗砕部４の一対の回転刃４１の間に挿入される方向は、＋ｘ軸方向で、かつ、－ｚ軸方向のベクトルを持つ方向である。これにより、生成された粗砕片Ｍ２は、自重で鉛直下方に落下する。

【0107】

このように、粗砕部４は、一対の回転刃４１を有し、一対の回転刃４１の間に原料シートＭ１が挿入される方向は、当接部３３によって進路が変更された方向と異なっている。これにより、粗砕片Ｍ２は、落下して貯留部５に供給させることができるので、粗砕片Ｍ２の貯留部５への搬送が容易となる。

【0108】

モーター４２は、モータードライバーＤ２を介して制御部２８と電気的に接続されており、通電により作動して各回転刃４１を回転させる。モーター４２は、本実施形態では、１つであり、各回転刃４１で共有している。ただし、これに限定されず、例えば、モーター４２は２つ設けられ、各回転刃４１にそれぞれ接続されている構成であってもよい。

【0109】

このような粗砕部４によって生成された粗砕片Ｍ２は、落下して貯留部５に供給される。図２に示すように、貯留部５は、粗砕部４で生成された粗砕片Ｍ２が解繊部１３に供される前に一時的に貯留される部分である。

【0110】

貯留部５は、貯留槽５１と、回転体５２と、排出口５３と、検出部５４と、異物捕捉部５５を有する。貯留部５は、粗砕片Ｍ２を一時的に貯留し、排出することで、粗砕片Ｍ２を定量的かつ安定的に解繊部１３に供給する機能を有する。この貯留部５による利点と、前述した当接部３３による利点との相乗効果により、さらに安定的かつ定量的に粗砕片Ｍ２を生成し、供給することができる。

【0111】

貯留槽５１は、粗砕部４の－ｚ軸側で、かつ、＋ｚ軸側から見たとき、粗砕部４と重なる位置に設置されている。貯留槽５１は、＋ｚ軸側に開放した有底の容器である。粗砕部４で生成された粗砕片Ｍ２は、この貯留槽５１に一時的に収容される。

【0112】

回転体５２は、貯留槽５１の内底の中央部に設置されている。回転体５２は、複数の羽根５２１が放射状に配置されたものでる。回転体５２は、回転することにより、貯留槽５１の内部の粗砕片Ｍ２をほぐしつつ撹拌して排出口５３に案内することができる。

【0113】

図２および図３に示すように、回転体５２は、示すモーター５２２と直接または図示しない減速機を介して接続されている。モーター５２２は、モータードライバーＤ３を介して制御部２８と電気的に接続され、制御部２８によりその作動が制御される。なお、モーター５２２は、図２中矢印で示す一方向のみに回転する構成であってもよく、さらに、通電条件を変更することにより図２中矢印方向と反対方向にも回転する構成であってもよい。また、モーター５２２は、通電条件を変更することにより、回転速度が可変に構成されていてもよく、常に一定であってもよい。

【0114】

排出口５３は、貯留槽５１内の粗砕片Ｍ２を排出する機能を有する筒状の部材である。排出口５３は、貯留槽５１の側部から外側に突出して設置されている。また、排出口５３は、貯留槽５１の底部側に偏在して設けられている。排出口５３は、その内側が貯留槽５１の内部と連通して設けられている。回転体５２によって撹拌されつつ移動してきた粗砕片Ｍ２は、排出口５３から排出され、計量部６に落下する。

【0115】

なお、排出口５３は、貯留槽５１の底部に設けられていてもよい。また、排出口５３には、粗砕片Ｍ２の通過、遮断を切り替えるシャッターが設けられていてもよい。

【0116】

また、検出部５４は、貯留部５内の粗砕片Ｍ２の量を検出する機能を有する。検出部５４は、発光部５４１と受光部５４２とを有する透過型の光学式センサーである。発光部５４１が発光した光Ｌを受光部５４２が検出する。発光部５４１および受光部５４２は、貯留部５の内側部で、かつ、＋ｚ軸側に偏在した位置に設置されている。また、発光部５４１および受光部５４２は、それぞれ、制御部２８と電気的に接続されている。

【0117】

受光部５４２が光Ｌを受光すると、受光したこと、または、受光光量に関する情報は、光電変換され、出力された信号は、制御部２８で処理される。制御部２８は、例えば、受光部５４２が受光した光量が、記憶部２８２に記憶されている所定値を所定時間下回った場合、粗砕片Ｍ２が発光部５４１および受光部５４２の位置まで貯留されていると判断する。このことに関しては、後に詳述する。

【0118】

なお、検出部５４としては、透過型の光学式センサーに限定されず、反射型の光学式センサーであってもよい。また、検出部５４は、光学式センサーに限定されず、例えば、貯留部５内の粗砕片Ｍ２の総重量を測定する構成であってもよい。
また、発光部５４１と受光部５４２とは、複数対設けられていてもよい。

【0119】

異物捕捉部５５は、粗砕片Ｍ２に混入している異物であって、磁石で吸着し得るもの、例えば、金属製のつづり針２００等を捕捉する機能を有する。異物捕捉部５５は、貯留槽５１の底部で、かつ、排出口５３の近傍に設置されている。異物捕捉部５５としては、例えば、永久磁石を用いることができる。この永久磁石としては、特に限定されず、例えば、合金磁石、フェライト磁石、希土類磁石等を用いることができる。合金磁石としては、特に限定されず、例えば、Ｆｅ－Ａｌ－Ｎｉ－Ｃｏ磁石（鉄－アルミニウム－ニッケル－コバルト磁石：アルニコ磁石）、Ｆｅ－Ｃｒ－Ｃｏ磁石（鉄－クロム－コバルト磁石）等が挙げられる。フェライト磁石としては、特に限定されず、例えば、ハード・フェライト（セラミック磁石）等が挙げられる。希土類磁石としては、特に限定されず、例えば、Ｓｍ－Ｃｏ磁石（サマリウム－コバルト磁石）、ＮＤ－Ｆｅ－Ｂ磁石（ネオジム－鉄－ホウ素磁石：ネオジム磁石）等が挙げられる。また、異物捕捉部５５は、ボンド磁石、焼結磁石、圧粉磁石等、いずれの形態のものであってもよい。

【0120】

永久磁石の形状は、棒状、板状、リング状等、いかなる形状のものでもよい。また、永久磁石の設置個数も特に限定されない。また、永久磁石の磁束密度は、特に限定されず、例えば、８０００Ｇ以上１５０００Ｇ以下であるのが好ましく、１００００Ｇ以上１３０００Ｇ以下であるのがより好ましい。

【0121】

このように貯留部５は、小片である粗砕片Ｍ２に混入している異物を磁力により吸着して捕捉する異物捕捉部５５を有する。これにより、粗砕片Ｍ２とは異なる比重の異物が計量部６に排出されるのを防止または抑制することができ、定量性をより確実に確保することができる。また、金属片等が下流側の解繊部１３に供給されるのを防止または抑制することができ、解繊部１３の回転刃が損傷するのを防止または抑制することができるとともに、シートＳの品質が異物の混入により低下してしまうのを防止または抑制することができる。

【0122】

計量部６は、受け部である有底筒状の容器６１と、容器６１の底部側に設けられた重量測定部であるロードセル６２と、回転駆動源６３とを有する。容器６１は、排出口５３から排出された粗砕片Ｍ２を一時的に収容するものである。この計量部６は、計量工程を行う部分である。

【0123】

ロードセル６２は、外力を検出してその検出結果を電気信号に変換して出力する機能を有する。また、ロードセル６２は、容器６１を、底部側から支持するよう設置されている。これにより、容器６１の内部に収容された粗砕片Ｍ２の重量を検出することができる。

【0124】

また、ロードセル６２は、図１に示す制御部２８と電気的に接続されており、ロードセル６２の検出結果が制御部２８に送信される。なお、ロードセル６２の方式は、特に限定されず、磁歪式ロードセル、静電容量型、ジャイロ式、ひずみゲージ式等であってもよい。

【0125】

また、図３に示すように、容器６１は、回転駆動源６３と接続されている。回転駆動源６３は、モータードライバーＤ４を介して制御部２８と電気的に接続され、制御部２８によりその作動が制御される。この回転駆動源６３によって図２中実線で示すように、開口が上方を向いた状態から図２中二点鎖線で示すように開口が下方を向いた状態に回転し、容器６１の向きを変更することができる。これにより、容器６１内に溜まった粗砕片Ｍ２を下方に落下させることができ、シュート１２２に供給することができる。また、上述の手段に限らず、容器６１から粗砕片Ｍ２を下方に落下させる手段としては、容器６１の底部に設けられた開口と、該開口を開閉するシャッターとを有し、容器６１の底部の開口を開閉する制御を有する態様であってもよい。

【0126】

ロードセル６２が検出した粗砕片Ｍ２の重量が所定量に達したら容器６１が回転し、所定量の粗砕片Ｍ２をシュート１２２に落下させ、解繊部１３に供給する。このように、小片供給装置１は、貯留部５の排出口５３から排出された小片である粗砕片Ｍ２を計量する計量部６を備える。これにより、解繊部１３に安定的かつ定量的に粗砕片Ｍ２を供給することができる。よって、シートＳを安定して製造することができ、シートＳの品質を向上させることができる。

【0127】

シュート１２２は、計量部６の下方に配置され、例えば漏斗状をなしている。これにより、計量部６から落下してきた粗砕片Ｍ２を受けることができる。

【0128】

また、シュート１２２の上方には、加湿部２３１が配置されている。加湿部２３１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２３１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。

【0129】

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。

【0130】

以上、説明したように、小片供給装置１は、原料シートＭ１を供給する原料供給部３と、原料供給部３から供給された原料シートＭ１を粗砕して小片としての粗砕片Ｍ２を生成する粗砕部４と、粗砕部４で生成された粗砕片Ｍ２を貯留する貯留部５と、を備える。また、原料供給部３は、原料シートＭ１を送り出す送り出しローラー３２と、送り出しローラー３２を経た原料シートＭ１の端部が当接して原料シートＭ１の進路を変更する当接部３３と、を有する。これにより、原料シートＭ１が当接部３３と当接して進路を変更される際、重なった状態で送り出された原料シートＭ１を分離して、一枚ずつ送り出すことができる。よって、安定的かつ定量的に粗砕部４に原料シートＭ１を供給することができ、安定的かつ定量的に粗砕片Ｍ２を生成し、供給することができる。

【0131】

また、繊維体成形装置１００は、小片供給装置１と、小片供給装置１により供給された小片としての粗砕片Ｍ２を解繊する解繊部１３と、解繊部１３で生成された解繊物Ｍ３を堆積させる堆積部としての第２ウェブ形成部１９と、第２ウェブ形成部１９で生成された堆積物である第２ウェブＭ８を成形する成形部２０と、を備える。これにより、前述した小片供給装置１の利点を享受しつつ、シートＳを安定して製造することができるとともにシートＳの品質を向上させることができる。

【0132】

次に、図１３に示すフローチャートに基づいて制御部２８の制御動作を説明する。
ステップＳ１０１において、繊維体成形装置１００の各部を駆動させてシート製造を開始する。すなわち、原料シートＭ１の供給を開始する。

【0133】

次いで、ステップＳ１０２において、図２に示す貯留部５内の粗砕片Ｍ２の量が、所定時間以上、所定量を超えたか否かを判断する。すなわち、所定量を超えた状態が所定時間以上継続したか否かを判断する。なお、この判断は、記憶部２８２に予め記憶されている時間の閾値および量の閾値に基づいて行われる。

【0134】

ステップＳ１０２において、貯留部５内の粗砕片Ｍ２の量が、所定時間以上、所定量を超えたと判断した場合、ステップＳ１０３において、原料シートＭ１の供給を停止する。すなわち、図２に示す送り出しローラー３２の作動を停止する。これにより、粗砕片Ｍ２が排出口５３から排出され続けるが、粗砕片Ｍ２が貯留部５に供給されるのが停止される。よって、貯留部５の粗砕片Ｍ２の量が過剰に多くなるのを防止することができる。また、このような制御を行うことにより、落下している粗砕片Ｍ２が瞬時に光Ｌを遮断したとしても、それを、貯留部５内の粗砕片Ｍ２の量が所定量以上になったと誤検出するのを防止することができる。

【0135】

なお、ステップＳ１０２において、貯留部５内の粗砕片Ｍ２の量が、所定時間以上、所定量を超えていないと判断した場合、ステップＳ１０６に移行する。

【0136】

そして、ステップＳ１０４において、貯留部５内の粗砕片Ｍ２の量が、所定時間以上、所定量を下回ったか否かを判断する。貯留部５内の粗砕片Ｍ２の量が、所定時間以上、所定量を下回ったと判断した場合、ステップＳ１０５において、原料シートＭ１の供給を再開する。すなわち、図２に示す送り出しローラー３２の作動を再開する。

【0137】

そして、ステップＳ１０６において、シート製造が完了したか否かを判断する。この判断は、例えば、ユーザーから停止指示があったか否か、設定された枚数のシートＳが製造されたか否か、設定された枚数の原料シートＭ１が供給されたか否か等に基づいて行われる。

【0138】

ステップＳ１０６において、完了していないと判断した場合、ステップＳ１０２に戻り、以降のステップを順次繰り返す。

【0139】

このように、小片供給装置１は、貯留部５内の小片としての粗砕片Ｍ２の量を検出する検出部５４と、検出部５４の検出結果に基づいて、送り出しローラー３２の作動を制御する制御部２８と、を備える。これにより、貯留部５内の粗砕片Ｍ２の量に応じて原料シートＭ１の供給量を調整することができる。よって、さらに定量的かつ安定的に粗砕片Ｍ２を生成、供給することができる。

【0140】

また、制御部２８は、貯留部５内の小片としての粗砕片Ｍ２の量が所定の量を超えたら、送り出しローラー３２の作動を停止するよう制御する。これにより、貯留部５の粗砕片Ｍ２の量が過剰に多くなるのを防止することができる。よって、例えば、排出口５３において粗砕片Ｍ２が詰まってしまうのを防止または抑制することができる。よって、さらに定量的かつ安定的に粗砕片Ｍ２を生成、供給することができる。

【0141】

なお、本実施形態では、貯留部５の粗砕片Ｍ２の量を調整するために、原料シートＭ１の供給を停止する、すなわち、送り出しローラー３２の作動を停止する場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、例えば、送り出しローラー３２の回転速度を落としたり、貯留部５の回転体５２の回転速度を速めたりする調整を行ってもよい。

【0142】

以上、本発明の小片供給装置および繊維体成形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、小片供給装置および繊維体成形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。

【符号の説明】

【0143】

１…小片供給装置、３…原料供給部、４…粗砕部、５…貯留部、６…計量部、１３…解繊部、１４…選別部、１５…第１ウェブ形成部、１６…細分部、１７…混合部、１８…ほぐし部、１９…第２ウェブ形成部、２０…成形部、２１…切断部、２２…ストック部、２７…回収部、２８…制御部、３１…ストック部、３２…送り出しローラー、３３…当接部、３４…ガイド部材、３５…支持部材、４１…回転刃、４２…モーター、５１…貯留槽、５２…回転体、５３…排出口、５４…検出部、５５…異物捕捉部、６１…容器、６２…ロードセル、６３…回転駆動源、１００…繊維体成形装置、１２２…シュート、１４１…ドラム部、１４２…ハウジング部、１５１…メッシュベルト、１５２…張架ローラー、１５３…吸引部、１６１…プロペラ、１６２…ハウジング部、１７０…ハウジング部、１７１…添加剤供給部、１７２…管、１７３…ブロアー、１７４…スクリューフィーダー、１８１…ドラム部、１８２…ハウジング部、１９１…メッシュベルト、１９２…張架ローラー、１９３…吸引部、２００…つづり針、２０１…加圧部、２０２…加熱部、２０３…カレンダーローラー、２０４…加熱ローラー、２１１…第１カッター、２１２…第２カッター、２３１…加湿部、２３２…加湿部、２３３…加湿部、２３４…加湿部、２３５…加湿部、２３６…加湿部、、２４１…管２４２…管、２４３…管、２４４…管、２４５…管、２４６…管、２６１…ブロアー、２６２…ブロアー、２６３…ブロアー、２８１…ＣＰＵ、２８２…記憶部、３００…送り出しローラー、３１１…収容箱、３１２…昇降板、３１３…付勢部、３２１…モーター、３２２…付勢部、３３１…当接面、３４１…湾曲面、５２１…羽根、５２２…モーター、５４１…発光部、５４２…受光部、Ｌ…光、Ｄ１…モータードライバー、Ｄ２…モータードライバー、Ｄ３…モータードライバー、Ｄ４…モータードライバー、Ｅ１…端部、Ｅ２…端部、Ｍ１…原料シート、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、Ｏ１…第１軸、Ｏ３２…中心軸、Ｏ４１…中心軸、Ｐ１…樹脂、Ｓ…シート、α…矢印

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】