IPC分类号：
D04H1/732 | B27N3/04
国民经济行业分类号：
C1789 | C1781 | C1779 | C3061
摘要：
【課題】繊維含有材料に色材が含まれている場合、その色材の除去を迅速に行なうことができる処理装置、シート製造装置、処理方法およびシートの製造方法の提供。
【解決手段】繊維を含む繊維含有材料を気中で解繊する解繊部13と、解繊中または解繊後の前記繊維含有材料に、ドライアイスの粒子RMを供給する粒子供給部25と、を備える処理装置1。また、繊維含有材料は、色材を含むものであり、処理装置1では、粒子RMは、繊維含有材料に含まれる色材に衝突して、色材を繊維から剥離させる機能を有するのが好ましい。
【選択図】図1
技术问题语段：
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載の再生方法では、記録媒体がシート状態のままでブラスト材を噴射して当てているため、そのブラスト材が、記録媒体の厚さ方向の奥側に存在するインクまでは届かず、結果、このインクを十分に除去することができない。また、このインクを除去しようとすると、ブラスト材を当てる時間を多く確保しなければならず、そのため、インクを除去するための時間も多くかかってしまうという問題があった。
【0006】
本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、繊維含有材料に色材が含まれている場合、その色材の除去を迅速に行なうことができる処理装置およびシート製造装置を提供することにある。
权利要求：
【請求項1】
繊維を含む繊維含有材料を気中で解繊する解繊部と、
前記解繊部に接続され、解繊後の前記繊維含有材料が通過する流路と、
前記流路に接続され、前記流路を通過する前記繊維含有材料に向けてドライアイスの粒子を噴射する噴射部を有する粒子供給部と、
を備えることを特徴とする処理装置。
【請求項2】
前記繊維含有材料は、色材を含むものであり、
前記粒子は、前記繊維含有材料に含まれる前記色材に衝突することにより、前記色材を前記繊維から剥離させる機能を有する請求項1に記載の処理装置。
【請求項3】
前記粒子の衝突により分離した前記色材を回収する色材回収部を備える請求項2に記載の処理装置。
【請求項4】
前記色材回収部は、前記繊維と前記色材との大きさの違いを利用して、前記色材を分けて回収するものである請求項3に記載の処理装置。
【請求項5】
前記色材回収部は、前記繊維と前記色材との比重差を利用して、前記色材を分けて回収するものである請求項3に記載の処理装置。
【請求項6】
前記色材が分離した前記繊維含有材料は、シート状に形成されるものであり、
前記粒子は、前記繊維含有材料が前記シート状に形成されるまでに昇華する請求項2ないし5のいずれか1項に記載の処理装置。
【請求項7】
前記粒子の噴射により、前記繊維含有材料は、攪拌されつつ、前記粒子と接触する請求項1ないし6のいずれか1項に記載の処理装置。
【請求項8】
前記繊維含有材料に供給されるときの前記粒子の平均粒径は、50μm以上1000μm以下の範囲以内にある請求項1ないし7のいずれか1項に記載の処理装置。
【請求項9】
請求項1ないし8のいずれか1項に記載の処理装置を備えることを特徴とするシート製造装置。
技术领域：
【0001】
本発明は、処理装置およびシート製造装置に関する。
背景技术：
【0002】
近年では、環境への意識が高まり、職場での紙(記録媒体)の使用量の削減だけではなく、職場での紙の再生を行なうことが求められている。
【0003】
記録媒体を再生する方法としては、例えば、紙のシートで構成され、印刷が施された使用済みの記録媒体の記録層(印刷部)にブラスト材を噴射することにより、この記録層を除去する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。そして、記録層が除去された記録媒体は、再度使用可能なものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】
特開2000-284675号公報
发明内容：
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載の再生方法では、記録媒体がシート状態のままでブラスト材を噴射して当てているため、そのブラスト材が、記録媒体の厚さ方向の奥側に存在するインクまでは届かず、結果、このインクを十分に除去することができない。また、このインクを除去しようとすると、ブラスト材を当てる時間を多く確保しなければならず、そのため、インクを除去するための時間も多くかかってしまうという問題があった。
【0006】
本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、繊維含有材料に色材が含まれている場合、その色材の除去を迅速に行なうことができる処理装置およびシート製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様として実現することが可能である。
【0008】
本発明の処理装置は、繊維を含む繊維含有材料を気中で解繊する解繊部と、
前記解繊部に接続され、解繊後の前記繊維含有材料が通過する流路と、
前記流路に接続され、前記流路を通過する前記繊維含有材料に向けてドライアイスの粒子を噴射する噴射部を有する粒子供給部と、
を備えることを特徴とする処理装置。
【0009】
これにより、繊維含有材料に色材が含まれている場合であっても、粒子供給部から供給されるドライアイスの粒子が色材に当たることにより、繊維含有材料から色材を迅速に除去することができる。
【0010】
本発明の処理装置では、前記繊維含有材料は、色材を含むものであり、
前記粒子は、前記繊維含有材料に含まれる前記色材に衝突することにより、前記色材を前記繊維から剥離させる機能を有するのが好ましい。
これにより、色材は、粒子の衝突により剥離して、繊維から除去される。
【0011】
本発明の処理装置では、前記粒子の衝突により分離した前記色材を回収する色材回収部を備えるのが好ましい。
【0012】
これにより、例えば後にシート状に形成して用いられ得る繊維と、廃棄してもよい色材とに分けることができる。
【0013】
本発明の処理装置では、前記色材回収部は、前記繊維と前記色材との大きさの違いを利用して、前記色材を分けて回収するものであるのが好ましい。
【0014】
これにより、色材が除去された繊維を、例えばその後にシート状に形成して、記録媒体として用いることができる。
【0015】
本発明の処理装置では、前記色材回収部は、前記繊維と前記色材との比重差を利用して、前記色材を分けて回収するものであるのが好ましい。
【0016】
これにより、色材が除去された繊維を、例えばその後にシート状に形成して、記録媒体として用いることができる。
【0017】
本発明の処理装置では、前記色材が分離した前記繊維含有材料は、シート状に形成されるものであり、
前記粒子は、前記繊維含有材料が前記シート状に形成されるまでに昇華するのが好ましい。
【0018】
これにより、シート状に形成された後の繊維含有材料内に粒子が残留するのが防止され、よって、当該シート状のものは、高品質のものとなる。また、処理装置に粒子を回収する部分を別途設けるのを省略することができ、よって、処理装置の構成が簡単となる。
【0023】
本発明の処理装置では、前記粒子の噴射により、前記繊維含有材料は、攪拌されつつ、前記粒子と接触するのが好ましい。
【0024】
これにより、繊維に付着している色材と粒子との接触(衝突)も促進され、よって、繊維からの色材の除去を十分に行なうことができる。
【0025】
本発明の処理装置では、前記繊維含有材料に供給されるときの前記粒子の平均粒径は、50μm以上1000μm以下の範囲以内にあるのが好ましい。
【0026】
これにより、粒子は、繊維から色材を除去する除去粒子としての機能を十分に発揮することができる。また、粒子が繊維に衝突したとしても、その衝突によるダメージを繊維に与えてしまうのを防止することができる。
【0027】
本発明のシート製造装置は、本発明の処理装置を備えることを特徴とする。
これにより、繊維含有材料に色材が含まれている場合であっても、粒子供給部から供給されるドライアイスの粒子が色材に当たることにより、繊維含有材料から色材を迅速に除去することができる。そして、色材が除去された繊維含有材料からシートをさらに製
具体实施方式：
【0033】
以下、本発明の処理装置および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。
【0034】
本発明の処理装置1は、繊維を含む解繊物M3(繊維含有材料)を気中(大気中)で解繊する解繊部13と、解繊中または解繊後の解繊物M3(繊維含有材料)に、ドライアイスの粒子RMを供給する粒子供給部25と、を備える。
【0035】
また、処理方法は、繊維を含む解繊物M3(繊維含有材料)を気中で解繊する解繊工程と、解繊中または解繊後の解繊物M3(繊維含有材料)に、ドライアイスの粒子RMを供給する粒子供給工程と、を有する。そして、この方法は、処理装置1によって実行される。
【0036】
このような本発明によれば、後述するように、解繊物M3に色材CMが含まれている場合であっても、粒子供給部25から供給されるドライアイスの粒子RMが色材CMに例えば衝突して当たることにより、解繊物M3から色材CMを迅速に除去することができる。また、処理装置1が色材回収部28を備える場合には、解繊物M3から色材CMが除去された後、色材回収部28によって色材CMの回収も行なうこともできる。このように、色材CMの除去を迅速に行なうことができる。
【0037】
すなわち、処理とは、古紙の脱墨処理と言えるものである。従来の脱墨処理は、古紙を水中に分散させ、機械的、化学的(界面活性剤、アルカリ系薬品等)に着色剤を遊離させ、浮上法、スクリーン洗浄法などにより、色材を取り除く処理が一般的であるが、本発明では、古紙を水に浸す必要なく、脱墨が可能になる。乾式の脱墨技術と言えるものである。
【0038】
本発明のシート製造装置100は、処理装置1を備える。
また、シートの製造方法は、繊維を含む解繊物M3(繊維含有材料)を気中で解繊する解繊工程と、解繊中または解繊後の解繊物M3(繊維含有材料)に、ドライアイスの粒子RMを供給する粒子供給工程と、を有し、粒子RMの供給後の解繊物M3(繊維含有材料)からシートSを製造する。そして、この方法は、シート製造装置100によって実行される。
【0039】
このような本発明によれば、前述した処理装置1(処理方法)の利点を享受しつつ、粒子RMの供給後の材料からシートSをさらに製造する(再生する)ことができる。
【0040】
<第1実施形態>
図1は、本発明のシート製造装置(本発明の処理装置を含む)の第1実施形態を示す概略側面図である。図2は、図1に示すシート製造装置が実行する工程を順に示す図である。図3は、図1に示すシート製造装置において粒子が供給された状態を示すイメージ図である。図4は、図1に示すシート製造装置において色材が除去された状態を示す概略側面図である。なお、以下では、説明の都合上、図1および図4中(図5および図7についても同様)の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言い、左側を「左」または「上流側」、右側を「右」または「下流側」と言うことがある。
【0041】
図1に示すシート製造装置100は、原料供給部11と、粗砕部12と、解繊部13と、粒子供給部25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とを備えている。また、シート製造装置100は、加湿部231と、加湿部232と、加湿部233と、加湿部234とを備えている。シート製造装置100が備える各部の作動は、制御部(図示せず)によって制御されている。
【0042】
また、シート製造装置100は、処理装置1を備えたものとなっている。本実施形態では、処理装置1は、原料供給部11と、粗砕部12と、解繊部13と、粒子供給部25と、選別部14と、第1ウェブ形成部15とで構成されている。
【0043】
図2に示すように、本実施形態では、シートの製造方法は、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、切断工程とを有する。また、解繊工程とともに、粒子供給工程が行なわれ、第1ウェブ形成工程とともに、色材回収工程が行なわれる。そして、シート製造装置100がこれらの工程を順に実行することができる。また、これらの工程のうち、処理装置1が行なう工程は、原料供給工程と、粗砕工程と、解繊工程と、粒子供給工程と、選別工程と、第1ウェブ形成工程と、色材回収工程である。
以下、シート製造装置100が備える各部の構成について説明する。
【0044】
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(図2参照)を行なう部分である。この原料M1としては、繊維(セルロース繊維)を含む繊維含有材料で構成された、例えばシート状をなすものである。また、原料M1は、本実施形態では、古紙、すなわち、使用済みのシートとなっているが、これに限定されず、未使用のシートであってもよい。なお、セルロース繊維とは、化合物としてのセルロース(狭義のセルロース)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(狭義のセルロース)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。
【0045】
粗砕部12は、原料供給部11から供給された原料M1を気中(空気中)で粗砕する粗砕工程(図2参照)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(ホッパー)122とを有している。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
また、シュート122の上方には、加湿部231が一対の粗砕刃121に隣り合って配置されている。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、水分を含むフィルター(図示せず)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(または温風気化式)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。
【0049】
シュート122は、管(流路)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。
【0050】
解繊部13は、粗砕片M2(繊維を含む繊維含有材料)を気中(空気中)で、すなわち、乾式で解繊する解繊工程(図2参照)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。
【0051】
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。
【0052】
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(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。
【0053】
解繊部13は、解繊物M3(粗砕片M2)に付着した樹脂粒や、インク、トナー等の色材CM、にじみ防止剤等の物質を、繊維から分離させる機能も有する。
【0054】
このような構成の解繊部13には、粒子供給部25が接続されている。粒子供給部25は、解繊中の解繊物M3(繊維含有材料)に、ドライアイスの粒子RMを供給する部分である。ここで、「ドライアイス」とは、固体二酸化炭素のことである。粒子供給部25の構成については、後述する。
【0055】
また、解繊部13は、管(流路)242を介して、選別部14に接続されている。解繊物M3(解繊後の繊維含有材料)は、管242を通過して、選別部14に搬送される。
【0056】
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。
【0057】
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(図2参照)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100μm以下であるのが好ましい。また、平均アスペクト比は、3未満であるのが好ましく、2以下であるのがより好ましい。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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
一方、第2選別物M4-2は、ドラム部141に接続されている管(流路)243に送り出される。管243は、ドラム部141と反対側(下流側)が管241とに接続されている。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。
【0061】
また、ドラム部141からの第1選別物M4-1は、空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(分離部)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(図2参照)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(分離ベルト)151と、3つの張架ローラー152と、吸引部(サクション機構)153とを有している。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
また、第1選別物M4-1には、後述する色材CMが混在している。この色材CMは、粒子供給部25から供給された粒子RMによって、第1選別物M4-1(解繊物M3)から剥離される。また、色材CMは、メッシュベルト151の目開きよりも小さい。これにより、剥離後の色材CMは、メッシュベルト151を通過して、さらに下方に落下する。
【0065】
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ことができる。これにより、メッシュベルト151を通過した色材CMを空気ごと吸引することができる。
【0066】
また、吸引部153は、管(流路)244を介して、収納部(回収部)27に接続されている。吸引部153で吸引された色材CMは、収納部27に回収され、収納される。
【0067】
収納部27には、管(流路)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、色材CMが除去されたものとなる。また、色材CMは、ブロアー262の作動により、管244を通過して、収納部27まで到達する。
【0068】
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、加湿部231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。
【0069】
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