本發(fā)明涉及一種薄片制造裝置。
背景技術(shù)：
一直以來實施一種使纖維狀的物質(zhì)堆積，并使結(jié)合力作用于所堆積的纖維的相互之間從而獲得薄片狀或薄膜狀的成形體的方法。作為其典型示例，列舉出通過使用了水的抄造(抄紙)來造紙的方法。目前，抄造法依然作為造紙的方法之一而被廣泛地應(yīng)用。多數(shù)情況下，利用抄造法所制造的紙一般具有使來源于例如木材等的纖維素的纖維相互纏繞，并通過粘合劑(紙力增強劑(淀粉糊、水溶性樹脂等))而相互部分地被粘合的結(jié)構(gòu)。
另一方面，從資源的有效利用等要求出發(fā)，也作出了對廢紙進行再生利用的嘗試。例如，在專利文獻1中，公開有一種對廢紙漿進行抄紙而制造再生紙的比較小規(guī)模的抄紙裝置。在所涉及的裝置中，對使廢紙漿懸浮在水中而得到的紙漿懸浮液進行抄制，并實施干燥處理從而制造出再生紙。
在先技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2008-184700號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素：
發(fā)明所要解決的課題
在通過與抄紙類似的方法而制造再生紙等薄片的情況下，需要在對紙進行抄制之后使水分蒸發(fā)而進行干燥。用于使水分蒸發(fā)的熱量由電熱加熱器等供給。如專利文獻1所述的裝置那樣，在如設(shè)置在辦公室中那樣的辦公用品尺寸的抄紙裝置中，供給電以及水之外的公用能源是困難的，因此作為產(chǎn)生熱量的能量基本上無法選擇電以外的能量。
此外，在專利文獻1所述的抄紙裝置中，雖然在通過脫水滾筒等而使水分減少了一定程度的狀態(tài)下實施加熱干燥，但是依然需要使大量的水蒸發(fā)。此外，當增大所制造的紙的克重(每單位面積的質(zhì)量)時，需要蒸發(fā)的水的量進一步增多。推測為，為了使水蒸發(fā)而需要大量的熱量(能量)，從而為了獲得該熱量所消耗的電量將非常大，由此占據(jù)裝置整體的消耗電量的較多的部分。
本發(fā)明的若干方式所涉及的目的之一為，提供一種即使在制造克重較大的薄片的情況下也能夠以較少的能量來制造薄片的薄片制造裝置。
用于解決課題的方法
本發(fā)明是為了解決上述課題中的至少一部分而完成的發(fā)明，并且能夠作為以下的方式或者應(yīng)用例而實現(xiàn)。
本發(fā)明所涉及的薄片制造裝置的一個方式的特征在于，在對含有纖維和樹脂并通過堆積而形成的料片進行加熱加壓，并經(jīng)由所述樹脂而將多個所述纖維粘合在一起從而形成克重在80g/m2以上的薄片時投入如下的能量，即，使含有與所述纖維相等質(zhì)量以上的質(zhì)量的水分的料片干燥而獲得克重在80g/m2以上的薄片時所消耗的能量的0.014倍以上且0.28倍以下的能量。
在這種薄片制造裝置中，即使在形成80g/m2以上的較大的克重的薄片的情況下，與通過使用了水的抄制工序而形成薄片的情況相比，能夠以非常少的能量而形成薄片。
本發(fā)明所涉及的薄片制造裝置的一個方式的特征在于，在對含有纖維和樹脂并通過堆積而形成的料片進行加熱加壓，并經(jīng)由所述樹脂而將多個所述纖維粘合在一起從而形成克重在80g/m2以上的薄片時投入的能量針對每一張A4尺寸的所述薄片在174J以上且3600J以下。
在這種薄片制造裝置中，能夠以非常少的能量而形成克重在80g/m2以上的薄片。
也可以采用如下方式，即，在對所述料片進行加熱加壓之前，不向所述纖維添加水分，所述能量在174J以上且2600J以下。
在這種薄片制造裝置中，無需用于使水分蒸發(fā)的熱量，從而能夠以非常小的消耗能量而制造薄片。
在本發(fā)明所涉及的薄片制造裝置中，也可以采用如下方式，即，在對所述料片進行加熱加壓之前，對所述纖維進行濕度調(diào)節(jié)，所述能量在174J以上且3600J以下。
在這種薄片制造裝置中，即使通過濕度調(diào)節(jié)而添加水分，也能夠以非常少的消耗能量而制造薄片。
在本發(fā)明所涉及的薄片制造裝置中，也可以采用如下方式，即，所述料片的加熱使用加熱輥。
根據(jù)這種薄片制造裝置，能夠向料片集中供給熱量。因此，與如通過平板狀的熱壓裝置或溫風等而實施的加熱那樣對較廣的范圍進行加熱的情況相比，能夠減少所使用的能量的量。
附圖說明
圖1為實施方式所涉及的薄片制造裝置的示意圖。
具體實施方式
以下，對本發(fā)明的若干實施方式進行說明。以下所說明的實施方式為對本發(fā)明的示例進行說明的方式。本發(fā)明并非被限定于以下的實施方式，也包括在不對本發(fā)明的主旨進行改變的范圍內(nèi)所實施的各種改變方式。另外，在下文中所說明的全部結(jié)構(gòu)并不一定均是本發(fā)明的必要結(jié)構(gòu)要件。
1.薄片制造裝置
本實施方式所涉及的薄片制造裝置至少具有通過氣流成網(wǎng)法(airlai d)而形成料片的結(jié)構(gòu)以及對該料片進行加熱加壓的結(jié)構(gòu)。氣流成網(wǎng)法作為廣義的概念指的是，利用空氣的流動而形成料片的方法。更具體而言，氣流成網(wǎng)法是指，原料(含有纖維以及樹脂)以空氣為介質(zhì)而被輸送，并被堆積在網(wǎng)等上的方式。圖1為表示作為本實施方式的薄片制造裝置的一個示例的薄片制造裝置100的示意圖。
在薄片制造裝置100中，通過拆解部70以及薄片成形部75而構(gòu)成了氣流成網(wǎng)的方式。此外，在薄片制造裝置100中，作為對料片進行加熱加壓并使多個纖維經(jīng)由樹脂粘合在一起的結(jié)構(gòu)，采用了加熱部60。
1.1.拆解部
薄片制造裝置100具有拆解部70。在圖1所示的薄片制造裝置100中，在混合部30的下游配置有拆解部70以及薄片成形部75。此外，在薄片成形部75中設(shè)置有抽吸機構(gòu)78。
拆解部70通過管86(混合部30)而從導(dǎo)入口71導(dǎo)入纖維與樹脂的混合物，并且能夠使該混合物在空氣中分散并下降。此外，薄片制造裝置100具有薄片成形部75，并且成為通過薄片成形部75而將從拆解部70降下的混合物在空氣中堆積并成形為料片W的形狀的方式。纖維與樹脂的混合物從拆解部70通過并被堆積在薄片成形部75上。
拆解部70能夠?qū)p繞在一起的纖維物進行拆解。拆解部70具有使混合物均勻地堆積在后述的薄片成形部75上的作用。也就是說，“拆解”這一詞包括使纏繞在一起的物質(zhì)散開的作用和使之均勻地堆積的作用。另外，在不存在纏繞在一起的纖維等時，拆解部70起到使纖維物均勻地堆積的作用。
作為拆解部70，使用篩子(篩)。作為拆解部70的示例，為能夠通過電機而進行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)式的篩子。在此，拆解部70的“篩子”可以不具有對特定的對象物進行篩選的功能。即，作為拆解部70而被使用的“篩子”是指，具備網(wǎng)(濾網(wǎng)、絲網(wǎng))的部件的意思，拆解部70也可以使被導(dǎo)入至拆解部70中的纖維以及樹脂的混合物全部降下。此外，也可以在拆解部70中對纖維與樹脂進行混合。
1.2.薄片成形部
薄片制造裝置100具有薄片成形部75。通過了拆解部70的纖維以及樹脂的混合物被堆積在薄片成形部75上。如圖1所示，薄片成形部75具有網(wǎng)帶76、拉伸輥77、抽吸機構(gòu)78。薄片成形部75也可以被構(gòu)成為包括未圖示的張緊輥、收卷輥等。
薄片成形部75形成使從拆解部70降下的混合物在空氣中堆積而形成的料片W(與拆解部70組合而相當于料片形成工序)。薄片成形部75具有使通過拆解部70而在空氣中均勻地分散的混合物堆積在網(wǎng)帶76上的機構(gòu)。
在拆解部70的下方配置有無接頭的網(wǎng)帶76，該網(wǎng)帶76形成有通過拉伸輥77(在本實施方式中，為四個拉伸輥77)而被拉伸的網(wǎng)。并且，通過使拉伸輥77中的至少一個進行自轉(zhuǎn)，從而使該網(wǎng)帶76向一個方向進行移動。
此外，在拆解部70的鉛直下方，隔著網(wǎng)帶76而設(shè)置有作為抽吸部的抽吸機構(gòu)78，該抽吸機構(gòu)78產(chǎn)生朝向鉛直下方的氣流。能夠通過抽吸機構(gòu)78而將利用拆解部70而被分散在空氣中的混合物抽吸到網(wǎng)帶76上。由此，能夠?qū)Ψ稚⒃诳諝庵械幕旌衔镞M行抽吸，從而能夠增大從拆解部70排出的排出速度。其結(jié)果為，能夠提高薄片制造裝置100的生產(chǎn)率。此外，能夠通過抽吸機構(gòu)78而在混合物的下降路徑中形成下降流，從而能夠防止在降落過程中解纖物或功能材料相互纏繞的情況。
并且，通過在使網(wǎng)帶76移動的同時使混合物從拆解部70下降，從而能夠形成使混合物均勻地堆積而成的長條狀的料片W。在此，“均勻地堆積”是指，所堆積的堆積物以大致相同的厚度、大致相同的密度而被堆積的狀態(tài)。但是，由于并非全部堆積物都被制造為薄片，因此，只需成為薄片的部分是均勻的即可?！安痪鶆虻囟逊e”是指未均勻地堆積的狀態(tài)。
網(wǎng)帶76可以為金屬制、樹脂制、布制或者無紡布等，只要能夠堆積混合物且使氣流穿過，則可以為任意的物質(zhì)。網(wǎng)帶76的孔徑(直徑)例如在60μm以上且250μm以下。當網(wǎng)帶76的孔徑小于60μm時，存在難以通過抽吸機構(gòu)78而形成穩(wěn)定的氣流的情況。當網(wǎng)帶76的孔徑大于250μm時，存在例如混合物的纖維進入網(wǎng)之間，從而所制造出的薄片的表面的凹凸增大的情況。此外，抽吸機構(gòu)78能夠通過如下方式而構(gòu)成，即，在網(wǎng)帶76之下形成打開了所需的尺寸的窗口的密封箱，并從窗口外抽吸空氣而使箱內(nèi)與外部氣體相比成為負壓。
如上所述，通過經(jīng)過拆解部70以及薄片成形部75(料片形成工序)，從而形成含有較多空氣的柔軟膨松的狀態(tài)的料片W。接下來，如圖1所示，被形成在網(wǎng)帶76上的料片W通過網(wǎng)帶76的旋轉(zhuǎn)移動而被輸送。通過如上所述的方式，從而形成料片W。
在本實施方式的薄片制造裝置100中，被形成在網(wǎng)帶76上的料片W向加熱部60被輸送。由于在料片W中含有樹脂，因此通過被加熱而使纖維與纖維被粘合在一起，從而能夠?qū)⒘掀琖形成為紙或無紡布等薄片S。
所形成的料片W的厚度并不被特別地限定，通過對拆解部70的篩子的旋轉(zhuǎn)速度、薄片成形部75的抽吸機構(gòu)78的抽吸速度、網(wǎng)帶76的輸送速度等進行調(diào)節(jié)，從而能夠設(shè)為預(yù)定的厚度。此外，也能夠同樣地對料片W的克重進行調(diào)節(jié)。
克重是指，料片W或薄片S的每單位面積的重量，并且使用通常(g/m2)的單位而表示。雖然在后述的加熱部60中，存在使料片W的體積減小(進行加壓的)情況，但是由于質(zhì)量不發(fā)生變化，因此，料片W的克重與薄片S的克重幾乎相同。因此，通過薄片制造裝置100而制造出的薄片S的克重主要通過拆解部70以及薄片成形部75而被調(diào)節(jié)。
1.3.加熱部
本實施方式的薄片制造裝置100具備加熱部60。加熱部60被設(shè)置在與上述的薄片成形部75相比靠下游側(cè)。加熱部60對在上述的薄片成形部75中所形成的料片W進行加熱，并形成使多個纖維經(jīng)由樹脂而相互粘合在一起的狀態(tài)。此外，加熱部60也可以具有將混合物成形為預(yù)定的形狀的功能。
加熱部60具有將被混合在一起的纖維(解纖物)以及樹脂，即混合物成形為預(yù)定的形狀的功能。在加熱部60中所成形的纖維以及樹脂的成形體(薄片)中，成為纖維與樹脂被粘合在一起的狀態(tài)。
此外，在加熱部60中，除了向混合物施加熱量以外，也可以施加壓力，在該情況下，加熱部60具有將混合物成形為預(yù)定的形狀的功能。雖然被施加的壓力的大小根據(jù)所成形的薄片的種類而被適當?shù)卣{(diào)節(jié)，但例如能夠設(shè)為100kPa以上且1MPa以下。如果被施加的壓力較小，則會獲得間隙率較大的薄片，若所施加的壓力越大，則會獲得間隙率越小的(密度較高的)薄片。此外，在混合物被形成為料片狀的情況下，也可以以相對于其厚度而成為1/5～1/100程度的厚度的方式進行壓縮，也可以根據(jù)壓縮的程度而對間隙率進行調(diào)節(jié)。
在加熱部60中，通過向纖維以及樹脂的混合物施加熱量，從而使混合物中的多個纖維經(jīng)由樹脂而相互粘合。在樹脂為熱塑性樹脂的情況下，當加熱至其玻璃轉(zhuǎn)化溫度(軟化點)或熔點(結(jié)晶性聚合物的情況)附近以上的溫度時，樹脂將軟化或熔融，此后，當溫度降低時將固化。樹脂軟化而以與纖維纏繞的方式接觸，從而能夠通過樹脂固化而使纖維與樹脂相互粘合。此外，通過在固化時粘合其他的纖維，從而使纖維與纖維粘合在一起。在樹脂為熱固化性樹脂的情況下，可以加熱至軟化點以上的溫度，即使加熱至固化溫度(發(fā)生固化反應(yīng)的溫度)以上，也能夠使纖維與樹脂粘合在一起。另外，優(yōu)選為，樹脂的熔點、軟化點、固化溫度等低于纖維的熔點、分解溫度、碳化溫度，并且優(yōu)選為，以形成這種關(guān)系的方式而組合并選擇兩者的種類。另外，樹脂也可以在加熱部60中保持不被熔融、不流動的狀態(tài)而殘留。
作為加熱部60的具體結(jié)構(gòu)，可列舉出加熱輥(加熱器輥)、熱壓成型機、電熱板、溫風送風機、紅外線加熱器、閃光定影器等。在圖1所示的本實施方式的薄片制造裝置100中，加熱部60由加熱輥61構(gòu)成。并且，通過對料片W進行加熱，從而能夠使料片W中所含的纖維彼此經(jīng)由樹脂而粘合在一起。另外，作為加熱部60的具體結(jié)構(gòu)，當采用圖示的加熱輥61時，與使用了熱壓成型機、暖風送風機、紅外線加熱器等的情況相比，能夠?qū)α掀琖的較窄的區(qū)域集中地供給熱量。因此，與如通過熱壓板或溫風等而實施的加熱那樣對較廣的范圍進行加熱的情況相比，能夠減少所使用的能量的量。
在圖示的示例中，加熱部60被構(gòu)成為通過輥而對料片W進行夾持并實施加熱以及加壓，并且具有一對加熱輥61。在通過平板狀的熱壓部而構(gòu)成加熱部60的情況下，在進行熱壓的期間內(nèi)，根據(jù)需要而設(shè)置使所輸送的料片暫時松弛的緩沖部(未圖示)。在該示例中，通過將加熱部60作為加熱輥61而構(gòu)成，從而與將加熱部60作為平板狀的熱壓部而構(gòu)成的情況相比，能夠在連續(xù)地對料片W進行輸送的同時對薄片進行成形。
本實施方式的薄片制造裝置100的加熱部60具備在料片W的輸送方向上被配置在上游側(cè)的第一加熱部60a和被配置該第一加熱部60a的下游側(cè)的第二加熱部60b，第一加熱部60a以及第二加熱部60b分別具備一對加熱輥61。此外，在第一加熱部60a與第二加熱部60b之間配置有對料片W的輸送進行輔助的導(dǎo)向部G。
加熱輥61例如由鋁、鐵、不銹鋼等中空的芯棒構(gòu)成。在加熱輥61的表面上也可以設(shè)置有PFA(四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)或PTFE(聚四氟乙烯)等含氟的軟管，或PTFE等的氟涂層的剝離層。另外，也可以在芯棒與剝離層之間設(shè)置由硅橡膠、聚氨酯橡膠或棉花等構(gòu)成的彈性層。通過設(shè)置該彈性層，從而能夠在以高載荷使一對加熱輥61壓接的情況下，使加熱輥61對在加熱輥61的軸向上均勻地接觸。
此外，在芯棒的中心部，作為加熱單元而設(shè)置有例如鹵素加熱器等加熱部件。通過未圖示的溫度檢測部而取得加熱輥61以及加熱部件各自的溫度，并根據(jù)所取得的溫度而對加熱部件的驅(qū)動進行控制。由此，能夠?qū)⒓訜彷?1的表面溫度維持在預(yù)定的溫度。并且，通過使料片W在加熱輥61之間穿過，從而能夠?qū)Ρ惠斔偷牧掀琖進行加熱加壓。另外，作為加熱單元，并不限定于鹵素加熱器等，例如，也可以使用由非接觸加熱器而構(gòu)成的加熱單元或利用溫風的加熱單元。
另外，雖然在圖示的加熱部60中，列舉出一對加熱輥61具有2組的示例，但是在加熱部60采用加熱輥61的情況下，加熱輥61的數(shù)量或配置并不被限定，能夠在可實現(xiàn)上述作用的范圍內(nèi)任意地構(gòu)成。此外，各加熱部60的加熱輥61的結(jié)構(gòu)(剝離層、彈性層、芯棒的厚度或材質(zhì)、輥的外徑)或使加熱輥61進行壓接的載荷可以根據(jù)各加熱部60而不同。
如上所述，通過經(jīng)由加熱部60(加熱工序)，從而在功能材料中含有樹脂的情況下，該樹脂熔融而易于與解纖物中的纖維纏繞，并且使纖維之間進行粘合，由此制造出本實施方式的薄片S。
在此，通過加熱部60而被提供給料片W的熱量(能量)只需為，以能夠達到所要制造的薄片S所需的強度的方式而由樹脂對纖維進行粘合的程度即可。即，只需提供使料片W中的樹脂的至少一部分熔融、軟化的程度的熱量(能量)即可。此外，也可以提供能夠使料片W中的全部樹脂熔融、軟化的程度的熱量(能量)。
在作為樹脂而采用了作為結(jié)晶性高分子的聚酯的情況下，熔解熱為140[J/g]左右。此外，一張A4尺寸的克重80[g/m2]的料片W的質(zhì)量為大約4.97[g]。并且，當將樹脂(聚酯)相對于料片W的含有量(后述)設(shè)為質(zhì)量百分比25％時，一張A4尺寸的料片W中所含的聚酯的質(zhì)量為大約1.24[g]。因此，為了獲得A4尺寸的薄片S，只要能夠向A4尺寸的料片W供給大約174[J]的熱量(能量)便足以。
另一方面，在通過濕式(使用水而實施抄制)的方式來形成料片的情況下，例如，在對漿狀的紙漿懸浮液進行抄制而形成了料片的情況下，即使對該料片進行機械壓榨而將水去除，在料片中也會含有與纖維大致相等質(zhì)量以上的質(zhì)量的水(相對于纖維而含有質(zhì)量百分比100％以上的水分)。如此，在克重80[g/m2]的A4尺寸的料片中含有大約5[g]以上的水。并且，通過例如加熱輥等而進行加熱，而使該水分蒸發(fā)從而獲得干燥的薄片。當將加熱前的水的溫度設(shè)為30[℃]時，為了使5[g]的水達到100[℃]而需要1470[J]程度的熱量(能量)，為了使5[g]的水蒸發(fā)而需要11250[J]程度的熱量(能量)。因此，作為總計的熱量(能量)，必須向一張A4尺寸的料片W供給12720[J]程度的熱量(能量)。在該情況下，由于消耗電力增大，因此作為裝置來看，存在成本增高的情況。
因此，在該示例中，通過本實施方式的薄片制造裝置100的加熱部60而向克重在80g/m2以上的料片W投入的能量為，使含有與纖維相等質(zhì)量以上的質(zhì)量的水分(相對于纖維而為質(zhì)量百分比100％以上的水分)的料片干燥而獲得克重在80g/m2以上的薄片時所消耗的能量的大約(174/12720＝)0.014倍。
另外，雖然在該示例中，假定了對料片W進行壓榨而使料片含有與纖維大致相等質(zhì)量的水的情況，但是在脫水更不充分的情況下，存在小于上述的0.014倍的情況。
并且，該示例為，作為樹脂而使用了聚酯的示例，即使為其他種類的樹脂(也包括非晶性樹脂)，也可以說不存在每1g具有15倍以上較大的熔解熱量(包括玻璃狀態(tài)向橡膠狀態(tài)的轉(zhuǎn)化所需的能量或軟化所需的能量)的情況。此外，雖然在該示例中，將樹脂的調(diào)配量設(shè)為質(zhì)量百分比25％(相對于料片W)，但是即使相對于纖維而調(diào)配更多的樹脂(例如質(zhì)量百分比100％以上)，所需的熱量也為15倍以下的程度。因此，通過加熱部60而供給(投入給)一張A4尺寸的料片W的熱量(能量)預(yù)計最多也僅有2600[J]的程度。
因此，即使使用其他的樹脂或增加了樹脂的調(diào)配量，通過本實施方式的薄片制造裝置100的加熱部60而向克重在80g/m2以上的料片W所投入的能量也為，在使含有與纖維相等質(zhì)量以上的質(zhì)量的水分的料片干燥而形成克重在80g/m2以上的薄片時所消耗的能量的大約(2600/12720＝)0.20倍。另外，雖然在該示例中，未考慮到料片W的熱傳導(dǎo)效率等，但認為通過干式而進行加壓的情況下與濕式相比熱傳導(dǎo)效率有些許下降，從而存在與上述的大約0.20倍相比較大的情況。
另外，也可以在到達加熱部60之前，通過未圖示的濕度調(diào)節(jié)機構(gòu)等而向料片W施加水分。但是，在該情況下，由于通過加熱部60而向料片W所施加的能量增加，因此在采用這種結(jié)構(gòu)而增加水分的情況下，設(shè)為相對于一張A4尺寸的料片W而成為174[J]以上且3600[J]以下的程度。由此，通過加熱部60而向克重在80g/m2以上的料片W施加的能量能夠設(shè)為，使含有與纖維相等質(zhì)量以上的質(zhì)量的水分的料片干燥而得到克重在80g/m2以上的薄片時所消耗的能量的大約0.014倍以上且(3600/12720＝)0.28倍以下。另外，濕度調(diào)節(jié)時的料片W所含有的水分假定為料片W的質(zhì)量百分比8％。
但是，更優(yōu)選為，在本實施方式的薄片制造裝置100中不采用這種濕度調(diào)節(jié)機構(gòu)，從而在加熱部60中對料片W進行加熱加壓之前，不向纖維添加水分。以此方式，無需消耗用于使水分蒸發(fā)的能量，從而能夠以上述的非常小的消耗能量來制造薄片S。
另外，在本說明書中，“使纖維和樹脂進行粘合”是指，纖維與樹脂不易分離的狀態(tài)，或樹脂被配置在纖維與纖維之間且通過樹脂而使纖維與纖維不易分離的狀態(tài)。此外，粘合包括粘結(jié)的概念并且包括兩種以上的物體接觸而不易分離的狀態(tài)。此外，在通過樹脂而使纖維與纖維粘合在一起時，可以是纖維與纖維平行或交差，也可以是在一條纖維上粘合有多個纖維。
1.4.其他的結(jié)構(gòu)
本實施方式的薄片制造裝置100除了上述的拆解部、薄片成形部、加熱部以外，還能夠具有粗碎部、解纖部、分級部、混合部、加壓部、篩選部、切斷部等結(jié)構(gòu)。此外，拆解部、薄片成形部、加熱部、粗碎部、解纖部、分級部、混合部、加壓部、篩選部、切斷部等結(jié)構(gòu)也可以根據(jù)需要而設(shè)置有多個。
1.4.1.解纖部
薄片制造裝置100也可以具有解纖部20。雖然向拆解部70導(dǎo)入纖維，但是該纖維也可以由解纖部20供給。此外，也可以在解纖部20與拆解部70之間設(shè)置其他的結(jié)構(gòu)。此外，也可以在與解纖部20相比靠上游側(cè)設(shè)置其他的結(jié)構(gòu)。
解纖部20對被解纖物進行解纖處理。解纖部20通過對被解纖物進行解纖處理，從而生成被解開為纖維狀的解纖物?？梢詷?gòu)成為，所述解纖物包含纖維，并向上述的拆解部70供給該纖維。此外，解纖部20也具有使附著在被解纖物上的樹脂粒、油墨、碳粉、防滲劑等粒子狀的物質(zhì)從纖維中分離出的功能。
在此，“解纖處理”是指，將由多條纖維粘合在一起而形成的被解纖物解開成一條一條的纖維的處理。將通過了解纖部20的物質(zhì)稱為“解纖物”?！敖饫w物”中，除了被解開的纖維之外，有時還會包括在解開纖維時從纖維中分離出的樹脂(用于使多條纖維彼此粘合的樹脂)顆粒、油墨、碳粉、防滲劑等油墨顆粒的情況。被解開的解纖物的形狀為繩(string)狀或條帶(r ibbon)狀。被解開的解纖物既可以以不與其他被解開的纖維纏繞的狀態(tài)(獨立的狀態(tài))而存在，也可以以與其他被解開的解纖物纏繞而成為塊狀的狀態(tài)(即，形成所謂的“團塊”的狀態(tài))而存在。解纖物為，作為薄片S的構(gòu)成之一的纖維。
另外，在本說明書中，在薄片制造裝置中，相對于被制造的薄片的材料(原料、被解纖物、解纖物(纖維)、料片等)的流動(包括概念性的流動)而使用“上游”、“下游”等的表述。此外，“上游側(cè)(下游側(cè))”之類表述用于對結(jié)構(gòu)的位置相對地進行特定的情況，例如，在“A位于B的上游側(cè)(下游側(cè))”等的情況下，是指A的位置相對于B的位置，參照薄片的材料的流通方向而處于上游(下游)。
解纖部20只要具有對被解纖物進行解纖處理的功能則為任意。解纖部20在大氣中(空氣中)以干式的方式實施解纖。在圖示的示例中，為如下的方式，即，從導(dǎo)入口21被導(dǎo)入的被解纖物通過解纖部20而被解纖，從而成為解纖物(纖維)，從排出口22被排出的解纖物經(jīng)由管82、分級部50、管86而向拆解部70供給。
在本說明書中，干式是指，并非在液體中而是在大氣中(空氣中)的含義。在干式的范疇內(nèi)包括干燥狀態(tài)以及存在有作為雜質(zhì)而存在的液體或有意添加的液體的狀態(tài)。另外，在未有意地添加液體的情況下，通過上述的加熱部60而向料片W所投入(施加)的能量相對于克重在80g/m2以上的A4尺寸的料片W而成為2600[J]以下的程度。此外，在到達加熱部60之前通過濕度調(diào)節(jié)機構(gòu)等而向料片W添加水分的情況下，相對于克重在80g/m2以上的一張A4尺寸的料片W而成為3600[J]以下的程度。
解纖部20的結(jié)構(gòu)并不被特別地限定，例如能夠列舉出包括旋轉(zhuǎn)部(轉(zhuǎn)子)以及對該旋轉(zhuǎn)部進行覆蓋的固定部，并在旋轉(zhuǎn)部與固定部之間形成有間隙(縫隙)的裝置。在解纖部20以此方式構(gòu)成的情況下，通過在旋轉(zhuǎn)部進行旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下將被解纖物導(dǎo)入間隙，從而實施解纖處理。此外，在該情況下，旋轉(zhuǎn)部的旋轉(zhuǎn)數(shù)、形狀、固定部的形狀等能夠根據(jù)所要制造的薄片的性質(zhì)或整體裝置結(jié)構(gòu)等的要求而適當?shù)乇辉O(shè)計。此外，在該情況下，旋轉(zhuǎn)部的轉(zhuǎn)速(每1分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)(rPm))能夠考慮到解纖處理的吞吐量、被解纖物的滯留時間、解纖的程度、間隙的大小、旋轉(zhuǎn)部、固定部、其他各部材的形狀或大小等條件而適當?shù)乇辉O(shè)定。
另外，優(yōu)選為，解纖部20具有產(chǎn)生對被解纖物進行抽吸以及/或者排出解纖物的氣流的功能。在該情況下，解纖部20能夠通過自行產(chǎn)生的氣流而從導(dǎo)入口21對被解纖物與氣流一起進行抽吸，并實施解纖處理，且向排出口22輸送。另外，在使用不具有氣流產(chǎn)生機構(gòu)的解纖部20的情況下，也可以以外設(shè)的方式而設(shè)置產(chǎn)生向?qū)肟?1引導(dǎo)被解纖物的氣流或從排出口22對解纖物進行抽吸的氣流的機構(gòu)。
1.4.1.1.被解纖物
在本說明書中，被解纖物指的是，包括薄片制造裝置100的原材料在內(nèi)的物品，例如為紙漿薄片、紙、廢紙、紙巾、廚房用紙、清潔器、過濾器、液體吸收材料、吸音體、緩沖材料、墊子、紙箱等由纖維纏繞或粘合而形成的物品。此外，在本說明書中，被解纖物也可以為，通過薄片制造裝置100而制造出的薄片或者使用后的該薄片(廢薄片)。此外，被解纖物也可以包括由人造纖維、溶解性纖維、銅氨絲、尼綸、丙烯、尼龍、芳綸、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚酰亞胺、碳、玻璃、金屬組成的纖維等(有機纖維、無機纖維、有機無機復(fù)合纖維)。此外，在本實施方式的薄片制造裝置100中，在具備后述的分級部50的情況下，作為被解纖物，能夠特別有效地利用廢紙、廢薄片等。
1.4.1.2.解纖物
在本實施方式的薄片制造裝置100中，解纖物作為被制造的薄片的材料的一部分而被使用。解纖物包含對上述的被解纖物進行解纖處理而獲得的纖維，作為所述纖維，可列舉出天然纖維(動物纖維、植物纖維)、化學(xué)纖維(有機纖維、無機纖維、有機無機復(fù)合纖維)等。作為解纖物中所含有的纖維，更詳細而言，可列舉出由纖維素、絲絹、羊毛、綿、大麻、大麻槿、亞麻、苧麻、黃麻、蕉麻、劍麻、針葉樹、闊葉樹等形成的纖維，既可以單獨使用這些纖維，也可以適當?shù)鼗旌鲜褂眠@些纖維，還可以作為實施了精制等而得到的再生纖維來使用。解纖物作為被制造的薄片的材料，只需含有這些纖維中的至少一種即可。此外，解纖物(纖維)既可以被干燥，也可以含有或含浸有水、有機溶劑等液體。并且，解纖物(纖維)也可以被實施各種表面處理。
當在本實施方式中所使用的解纖物中所含有的纖維為獨立的一條纖維時，其平均直徑(截面不是圓形的情況下，為與長度方向垂直的方向上的長度中的最大的長度，或為假定為具有與截面面積相等的面積的圓時的該圓的直徑(圓當量直徑)平均在1μm以上且1000μm以下，優(yōu)選為2μm以上且500μm以下，更優(yōu)選為3μm以上且200μm以下。
雖然在本實施方式中所使用的解纖物所含有的纖維的長度不被特別地限定，但是在獨立的一條纖維中，沿著該纖維的長度方向的長度在1μm以上且5mm以下，優(yōu)選在2μm以上且3mm以下，更優(yōu)選在3μm以上且2mm以下。由于在纖維的長度較短的情況下，難以通過樹脂而粘合在一起，因此存在薄片的強度不足的情況，但是在處于上述的范圍內(nèi)則能夠獲得足夠的強度的薄片。此外，對于纖維的平均長度，作為長度-長度加權(quán)平均纖維長度，在20μm以上且3600μm以下，優(yōu)選在200μm以上且2700μm以下，更優(yōu)選在300μm以上且2300μm以下。并且，纖維的長度也可以有偏差(分布)。
在本說明書中，在言及纖維時，是指一條纖維的情況以及多個纖維的集合體(例如像綿一樣的狀態(tài))的情況，此外，在言及解纖物時，是指含有多個纖維的材料，并包括纖維的集合的含義以及作為薄片的原料的材料(粉體或綿狀的物體)的含義。
通過了解纖部20的解纖物在被成形為薄片狀之前的期間內(nèi)與樹脂混合。雖然混合的方式為任意，但是能夠通過設(shè)置后述的混合部30而容易地進行混合。
1.4.2.分級部
薄片制造裝置也可以具有分級部50。在圖1所示的薄片制造裝置100中，在拆解部70的上游側(cè)且解纖部20的下游側(cè)配置有分級部50。分級部50從解纖物中分離并去除樹脂顆粒、油墨顆粒。由此，能夠提高解纖物中的纖維所占的比例。作為分級部50，優(yōu)選為使用氣流式分級機。氣流式分級機為，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)氣流并根據(jù)離心力和被分級的物質(zhì)的尺寸及密度而進行分離的裝置，并能夠通過氣流的速度及離心力的調(diào)節(jié)而對分級點進行調(diào)節(jié)。具體而言，作為分級部50而使用旋風分離器、彎管射流分離機、渦流分級機等。特別是旋風分離器，由于結(jié)構(gòu)簡單，因此能夠作為分級部50而優(yōu)選使用。在本實施方式中，作為分級部50而使用了旋風分離器。
分級部50具有導(dǎo)入口51、連接于導(dǎo)入口51的圓筒部52、位于圓筒部52的下方且與圓筒部52連續(xù)的倒圓錐部53、被設(shè)置在倒圓錐部53的下部中央處的下部排出口54、被設(shè)置在圓筒部52上部中央處的上部排出口55。
在分級部50中，載有從導(dǎo)入口51被導(dǎo)入的解纖物的氣流在外徑100mm以上且300mm以下左右的圓筒部52內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周運動。由此，在被導(dǎo)入的解纖物上施加有離心力，從而能夠分離為解纖物中的纖維和解纖物中的樹脂顆?；蛴湍w粒等細微的粉體。纖維較多的成分從下部排出口54被排出，并被導(dǎo)入至管86。另一方面，細微的粉體從上部排出口55經(jīng)由管84而被排出至分級部50的外部。在圖示的示例中，管84與接收部56連接，細微的粉體被回收至接收部56。以此方式，由于樹脂顆?；蛴湍w粒等細微的粉體通過分級部50而被排出至外部，因此，即使在下游側(cè)供給樹脂，也能夠防止樹脂相對于解纖物而過剩的情況。
另外，雖然記載有通過分級部50而分離為纖維與微粒，但是并非能夠完全分離。例如，存在纖維中的較小的纖維或密度較低的纖維與微粒一起被排出至外部的情況。此外，也存在微粒中的密度較高的微?；蚺c纖維纏繞在一起的微粒與纖維一起被向下游側(cè)排出的情況。
此外，在原料不為廢紙或廢薄片而是紙漿薄片的情況下，由于不含有樹脂顆粒或油墨顆粒等的細微的粉體，因此，也可以在薄片制造裝置100中不具有分級部50。相反地，在原料為廢紙或廢薄片的情況下，為了使所制造的薄片的色調(diào)良好，優(yōu)選為薄片制造裝置100以包括分級部50的方式而構(gòu)成。
1.4.3.混合部
本實施方式的薄片制造裝置100也可以具備混合部30。只需向上述的拆解部70導(dǎo)入纖維與樹脂的混合物，或者在拆解部70中使纖維與樹脂進行混合即可。但是，也可以設(shè)置混合部30而使纖維與樹脂進行混合，并將該混合物供給至拆解部70。另外，在本說明書中“使纖維與樹脂進行混合”是指，在固定容積的空間(系統(tǒng))內(nèi)使樹脂位于纖維與纖維之間。
混合部30具有對通過了解纖部20的解纖物的纖維(纖維材料)與樹脂進行混合的功能。在混合部30中，也可以使纖維以及樹脂以外的成分進行混合。此外，樹脂也可以為與其他成分的復(fù)合體。復(fù)合體是指，以樹脂為主要成分且與其他成分形成為一體的粒子。雖然所述的其他成分是指著色材料、凝集抑制劑等，但是也包含與主成分的樹脂具有不同的形狀、大小、材質(zhì)或功能的成分。
混合部30只要能夠?qū)w維(纖維材料)與樹脂進行混合，則其結(jié)構(gòu)、構(gòu)造以及機構(gòu)等不被特別地限定。此外，混合部30中的混合的處理方式既可以為批次處理(分批處理)，也可以為逐次處理、連續(xù)處理中的任意一種。此外，混合部30既可以以手動的方式而進行工作，也可以以自動的方式進行工作。并且，雖然混合部30至少對纖維以及樹脂進行混合，但是也可以對其他成分進行混合。
作為混合部30中的混合的處理，能夠例示出機械性的混合、流體力學(xué)性的混合。作為機械性的混合，可列舉出將纖維(解纖物)以及復(fù)合體導(dǎo)入至例如亨舍爾攪拌機等中而進行攪拌的方法或?qū)⒗w維以及復(fù)合體封入至袋中并使該袋進行振動的方法。此外，作為流體力學(xué)性的混合處理，例如，可列舉出向大氣等的氣流中導(dǎo)入纖維(解纖物)以及樹脂并使它們在氣流中相互擴散的方法。在上述的向大氣等的氣流中導(dǎo)入纖維以及樹脂的方法中，既可以向使纖維通過氣流而流動(輸送)的管等中投入樹脂，也可以向使樹脂的粒子通過氣流而流動(輸送)的管等中投入纖維。另外，由于在上述的方法的情況下，管等中的氣流為湍流時混合的效率更高，因此更為優(yōu)選。
在薄片制造裝置100中設(shè)置有混合部30的情況下，混合部30在薄片制造裝置100的原料(的一部分)的流動方向上被設(shè)置在解纖部20的下游側(cè)且被設(shè)置在解纖物通過樹脂而被粘合的結(jié)構(gòu)的上游側(cè)。此外，在混合部30與解纖部20之間也可以包括其他的結(jié)構(gòu)。另外，通過混合部30而被混合在一起的混合物(有時會將其簡稱為“混合物”)也可以通過拆解部70等其他的結(jié)構(gòu)而進一步被混合。
如圖1所示，作為混合部30，在為了輸送纖維而采用了如上所述的管86的情況下，存在有在通過大氣等的氣流而使纖維流動的狀態(tài)下導(dǎo)入樹脂的方法。作為混合部30采用管86的情況下的氣流的產(chǎn)生單元，可列舉出未圖示的鼓風機等，只要能夠獲得上述的作用，便能夠適當?shù)厥褂谩?/p>
雖然在混合部30采用管86的情況下的樹脂的導(dǎo)入能夠通過閥的開閉操作或作業(yè)者的手來實施，但是也能夠使用圖1所示的樹脂供給部88的螺旋加料器或未圖示的圓盤加料器等來實施。由于能夠通過使用這些加料器而減小氣流的流動方向上的樹脂的含量(添加量)的變動，因此更為優(yōu)選。此外，在通過氣流而對樹脂進行輸送并向該氣流中導(dǎo)入纖維(解纖物)的情況也同樣如此。
在本實施方式的薄片制造裝置100中，混合部30優(yōu)選為選擇干式的方式的部件。在此，混合中的“干式”是指，并非在水中而是在空氣(大氣)中進行混合的狀態(tài)。即，混合部30既可以在干燥狀態(tài)下發(fā)揮作用，也可以在存在有作為雜質(zhì)而存在的液體或有意添加的液體的狀態(tài)下發(fā)揮作用。在有意添加液體的情況下，優(yōu)選為，在此后的工序中，以用于通過加熱等而去除上述的液體的能量、時間不會變得過大的程度而進行添加。
混合部30的處理能力只要能夠使纖維(解纖物)以及樹脂進行混合，則不被特別地限定，能夠根據(jù)薄片制造裝置100的制造能力(吞吐量)而適當?shù)乇贿M行設(shè)計、調(diào)節(jié)。當為批次處理時，混合部30的處理能力的調(diào)節(jié)能夠通過使其處理容器的大小或加料量等發(fā)生變化而實施，此外，在使用管86的情況下，能夠通過使用于對管86內(nèi)的纖維以及樹脂進行輸送的氣體的流量或材料的導(dǎo)入量、輸送量等發(fā)生變化而實施。
樹脂供給部88在空氣中從供給口87向管86供給樹脂。即，樹脂供給部88向解纖物所流動的路徑(在圖示的示例中，為分級部50與拆解部70之間)供給樹脂。作為樹脂供給部88，只要能夠向管86供給復(fù)合體則不被特別地限定，可使用螺旋送料器、循環(huán)式送料器等。纖維以及樹脂經(jīng)過管86的結(jié)果為，形成混合物。因此，在本實施方式的薄片制造裝置100中，混合部30被構(gòu)成為包括樹脂供給部88以及管86。另外，由于混合物可以在后述的拆解部70中被進一步混合，因此拆解部70也可以被視為混合部30。
1.4.4.樹脂
作為被混合在纖維中樹脂的種類，既可以為天然樹脂、合成樹脂中的任意一種，也可以為熱塑性樹脂、熱固化性樹脂中的任意一種，在將通過本實施方式的薄片制造裝置100所制造出的薄片S作為被解纖物，并從該薄片S中獲得纖維，從而制造含有所述纖維與樹脂(功能材料)的薄片S(該薄片S也可以為本實施方式的薄片)的情況下，即在制造再生薄片的情況下，優(yōu)選為使用熱塑性樹脂。其原因在于，在通過樹脂而實施纖維之間的粘合的情況下，在使用熱固化性樹脂時，在再生薄片中難以使粘合力再次發(fā)揮作用。在本實施方式的薄片中作為功能材料而使用樹脂，并通過樹脂而實施纖維的粘合的情況下，優(yōu)選為樹脂在常溫下為固體，并且從利用熱量而對纖維進行粘合這一觀點出發(fā)，也更優(yōu)選為熱塑性樹脂。
在本實施方式的薄片制造裝置100中，樹脂由樹脂供給部88供給。作為天然樹脂，可列舉出松香(rosin)、達瑪脂、乳香脂、柯巴脂、琥珀、蟲膠、麒麟血、山達脂、松脂(colophony)等，并可列舉出將它們單獨使用或適當?shù)鼗旌鲜褂枚@得的樹脂，此外，也可以對它們適當?shù)剡M行改性。
此外，作為合成樹脂中的熱固化樹脂，可列舉出酚樹脂、環(huán)氧樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂、聚氨酯、熱固化性聚酰亞胺樹脂等熱固化性樹脂。
此外，作為合成樹脂中的熱塑性樹脂，可列舉出AS樹脂、ABS樹脂、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚苯醚、聚對苯二甲酸丁二醇酯、尼龍、聚酰胺、聚碳酸酯、聚縮醛、聚苯硫醚、聚醚醚酮等。
這些樹脂可以單獨使用或適當?shù)鼗旌鲜褂?。此外，也可以進行共聚物化或改性，作為這種樹脂的系統(tǒng)，可列舉出苯乙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂、苯乙烯-丙烯酸系共聚物樹脂、烯烴系樹脂、氯乙烯系樹脂、聚酯系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚氨酯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、乙烯醚系樹脂、N-乙烯系樹脂、苯乙烯-丁二烯系樹脂等。
樹脂既可以為纖維狀，也可以為粉末狀。在樹脂為纖維狀的情況下，優(yōu)選為樹脂的纖維長度在解纖物的纖維長度以下。具體而言，樹脂的纖維長度在3mm以下，更優(yōu)選在2mm以下。當樹脂的纖維長度大于3mm時，存在難以與解纖物均勻混合的情況。在樹脂為粉末狀的情況下，樹脂的粒徑(直徑)在1μm以上且50μm以下，更優(yōu)選在2μm以上且20μm以下。在樹脂的粒徑小于1μm時，存在使解纖物中的纖維彼此粘合的粘合力降低的情況。當樹脂的粒徑大于20μm時，存在難以與解纖物均勻地混合的情況，此外，存在向解纖物附著的附著力降低而從解纖物脫離，從而在所制造的薄片中產(chǎn)生不均等的情況。
雖然在混合部30中，使上述的纖維(纖維材料)與樹脂(復(fù)合體)進行混合，但它們的混合比率能夠根據(jù)所制造的薄片的強度、用途等而被適當調(diào)節(jié)。如果所制造的薄片為復(fù)印用紙等的事務(wù)用途，則樹脂相對于纖維的比例在質(zhì)量百分比5％以上且質(zhì)量百分比70％以下，從在混合部30中獲得良好的混合這一觀點，以及從在將混合物成形為薄片狀的情況下不易受到由于重力而產(chǎn)生的影響這一觀點出發(fā)，優(yōu)選為在質(zhì)量百分比5％以上且質(zhì)量百分比60％以下。
從樹脂供給部88供給的樹脂的量根據(jù)所制造的薄片的種類而被適當?shù)卦O(shè)定。在圖示的示例中，所供給的樹脂在構(gòu)成混合部30的管86內(nèi)與解纖物進行混合。另外，樹脂也可以與其他成分一起作為添加物來使用。作為其他成分，可列舉出凝集抑制劑、著色材料、有機溶劑、表面活性劑、防霉劑、防腐劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、氧吸收劑等。以下，對凝集抑制劑、著色材料進行詳細敘述。
1.4.4.1.凝集抑制劑
樹脂也可以作為含有用于抑制解纖物中的纖維彼此的凝集或樹脂彼此的凝集的凝集抑制劑的添加物。此外，在樹脂中含有凝集抑制劑的情況下，優(yōu)選為樹脂與凝集抑制劑一體化。即，在樹脂中含有凝集抑制劑的情況下，優(yōu)選為一體地具有樹脂與凝集抑制劑的復(fù)合體。
在本說明書中，在言及復(fù)合體時，是指以樹脂作為成分之一且與其他成分形成為一體的粒子。雖然其他成分是指凝集抑制劑或著色材料等，但也包括與成為主成分的樹脂具有不同的形狀、大小、材質(zhì)、功能的成分。
在樹脂中調(diào)配有凝集抑制劑的情況下，與被調(diào)配有凝集抑制劑的情況相比，使一體地具有樹脂以及凝集抑制劑的復(fù)合體不易相互凝集。雖然作為凝集抑制劑，能夠使用各種凝集抑制劑，但是由于在本實施方式的薄片制造裝置100中不使用或幾乎不使用水，因此優(yōu)選為使用被配置(也可以為涂敷(覆蓋)等)在復(fù)合體的表面上的種類的凝集抑制劑。
作為這種凝集抑制劑，可列舉出由無機物形成的微粒子，通過將其配置在復(fù)合體的表面上，從而能夠獲得非常優(yōu)異的凝集抑制效果。另外，凝集是指同種或異種的物體通過靜電力或范德華力而以物理接觸的方式存在的狀態(tài)。此外，在提及在多個物體的集合體(例如粉體)中未發(fā)生的凝集的狀態(tài)下，并不一定是指構(gòu)成該集合體的全部物體以離散的方式而被配置的情況。即，未發(fā)生凝集的狀態(tài)也包括構(gòu)成集合體的物體的一部分凝集在一起的狀態(tài)，這種凝集在一起的物體的量在集合體整體的質(zhì)量百分比10％以下，優(yōu)選在質(zhì)量百分比5％以下的程度，將該狀態(tài)設(shè)為包含于在多個物體的集合體中“未發(fā)生凝集的狀態(tài)”中的狀態(tài)。并且，雖然在將粉體等裝袋的情況下，會成為粉體的粒子彼此以接觸的方式存在的狀態(tài)，但是通過柔和的攪拌、利用氣流而實現(xiàn)的分散、自由落下等，施加不會破壞粒子的程度的外力，從而能夠使粒子處于離散的狀態(tài)，這種情況也包括在未發(fā)生凝集的狀態(tài)中。
作為凝集抑制劑的材質(zhì)的具體示例，可列舉出二氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈰、氧化鎂、氧化鋯、鈦酸鍶、鈦酸鋇、碳酸鈣。另外，雖然凝集抑制劑的材質(zhì)的一部分(例如氧化鈦等)與著色材料的材質(zhì)相同，但是在凝集抑制劑的粒徑小于著色材的粒徑這一點上不同。因此，凝集抑制劑對所制造的薄片的色調(diào)沒有顯著影響，從而能夠區(qū)別于著色材料。但是，由于在對薄片的色調(diào)進行調(diào)節(jié)時，即使凝集抑制劑的粒徑較小，有時也會產(chǎn)生若干光的散射等效應(yīng)，因此更優(yōu)選為考慮這種效應(yīng)。
雖然凝集抑制劑的粒子的平均粒徑(數(shù)均粒徑)不被特別地限定，但是優(yōu)選為0.001～1μm，更優(yōu)選為0.008～0.6μm。凝集抑制劑的粒子接近所謂的納米粒子的范疇，由于粒徑較小，因此一般情況下為一次粒子。但是，凝集抑制劑的粒子也可以是多個一次粒子結(jié)合而成的高次粒子。只要凝集抑制劑的一次粒子的粒徑在上述范圍內(nèi)，便能夠良好地涂敷在樹脂的表面上，從而能夠賦予復(fù)合體充分的凝集抑制效果。在樹脂(粒子)的表面上配置有凝集抑制劑而得到的復(fù)合體的粉體會使某個復(fù)合體與其他的復(fù)合體之間存在凝集抑制劑，從而可抑制相互的凝集。另外，當將樹脂與凝集抑制劑形成為分體而不是一體時，在某個樹脂粒子與其他的樹脂粒子之間不一定會始終存在凝集抑制劑，因此，存在樹脂粒子彼此的凝集抑制效果與一體的情況相比變小的情況。
將樹脂和凝集抑制劑設(shè)為一體的復(fù)合體中的凝集抑制劑的含量相對于復(fù)合體100質(zhì)量份，優(yōu)選在0.1質(zhì)量份以上且5質(zhì)量份以下。根據(jù)這種含量，能夠獲得上述效果。此外，從提高上述效果以及/或者抑制凝集抑制劑從所制造的薄片S或料片W上脫落的情況等的觀點出發(fā)，含量相對于復(fù)合體100質(zhì)量份，優(yōu)選在0.2質(zhì)量份以上且4質(zhì)量份以下，更優(yōu)選在0.5質(zhì)量份以上且3質(zhì)量份以下。
在將凝集抑制劑向樹脂的表面進行配置的情況下，如果復(fù)合體表面中的覆蓋凝集抑制劑的比例(面積比：在本說明書中，有時會將其稱為覆蓋率)設(shè)為20％以上且100％以下，則能夠獲得充分的凝集抑制效果。覆蓋率能夠通過向FM混合器等裝置中的加料而進行調(diào)節(jié)。并且，如果凝集抑制劑、樹脂的比表面積為已知，則能夠通過加料時的各成分的質(zhì)量(重量)來進行調(diào)節(jié)。此外，覆蓋率也能夠通過各種電子顯微鏡來進行測定。另外，在凝集抑制劑不易從樹脂脫落的方式而被配置的復(fù)合體中，可以說凝集抑制劑與樹脂為一體。
當在復(fù)合體中調(diào)配有凝集抑制劑時，由于能夠使復(fù)合體的凝集非常不易發(fā)生，因此能夠在混合部30中更容易地使樹脂(復(fù)合體)與纖維(解纖物)進行混合。即，當調(diào)配有凝集抑制劑與樹脂的復(fù)合體時，復(fù)合體會迅速地在空間內(nèi)擴散，從而與未調(diào)配凝集抑制劑的情況相比，能夠形成更為均勻的纖維與添樹脂的混合物。
1.4.4.2.著色材料
樹脂也可以作為含有著色材料的添加物。此外，在樹脂中含有著色材料的情況下，優(yōu)選為使樹脂與著色材料一體化。即，在樹脂中含有著色材料的情況下，優(yōu)選為一體地具有樹脂與著色材料的復(fù)合體。
一體地具有樹脂以及著色材料的復(fù)合體是指，著色材料在薄片制造裝置100內(nèi)以及/或者在所制造的薄片S中不易變得散亂(不易脫落)的狀態(tài)。即，一體地具有樹脂以及著色材料的復(fù)合體是指，通過樹脂而使著色材料相互粘結(jié)的狀態(tài)、著色材料被結(jié)構(gòu)性(機械性)地固定在樹脂上的狀態(tài)、樹脂與著色材料通過靜電力、范德華力等而凝集在一起的狀態(tài)以及樹脂與著色材被化學(xué)鍵合的狀態(tài)。此外，復(fù)合體一體地具有樹脂以及著色材料的狀態(tài)是指，著色材料被內(nèi)包在樹脂中的狀態(tài)，或者著色材料附著在樹脂上的狀態(tài)，并且也包括這兩種狀態(tài)同時存在的狀態(tài)。
一體地具有樹脂以及著色材料的復(fù)合體只要是在薄片制造裝置100內(nèi)受到各種處理時或被成形為薄片時著色材料不易從樹脂上脫落的方式，則并不限定于這些方式，即使是通過靜電力或范德華力而使著色材料附著在樹脂的粒子的表面上的狀態(tài)，只要著色材料不易從樹脂粒子脫落即可。此外，即使是將上述示例的多個方式相互組合而得到的方式，只要是著色材料不易從復(fù)合體上脫落的方式，則能夠采用任意方式。
另外，著色材料的復(fù)合體中的配置與“1.4.4.1.凝集抑制劑”項中所記載的凝集抑制劑的復(fù)合體中的優(yōu)選配置在概念上是相同的。但是，需要注意在凝集抑制劑與著色材料相比粒徑較小。
著色材料具有將通過本實施方式的薄片制造裝置100而制造出的薄片S的顏色設(shè)為預(yù)定的顏色的作用。作為著色材料，可以使用染料或顏料，從在復(fù)合體中與樹脂成為一體的情況下，獲得更良好的遮蓋力或顯色性的觀點出發(fā)，優(yōu)選使用顏料。
作為顏料，其顏色、種類均不被特別地限定，例如能夠使用一般的油墨所使用的各種顏色(白色、藍色、紅色、黃色、藍綠色、品紅色、黃色、黑色、特殊顏色(珍珠色、金屬光澤)等)的顏料。顏料既可以為無機顏料，也可以為有機顏料。作為顏料，能夠使用日本特開2012-87309號公報或日本特開2004-250559號公報中所記載的公知的顏料。此外，也可以使用氧化鋅、氧化鈦、銻白、硫化鋅、粘土、二氧化硅、白碳黑、滑石、礬土白等白色顏料等。這些顏料既可以單獨使用，也可以適當?shù)鼗旌鲜褂?。另外，在使用白色的顏料的情況下，雖然使用由含有以上所例示的顏料中的氧化鈦為主要成分的粒子(顏料粒子)的粉體形成的顏料，但由于氧化鈦的折射率較高，因此易于以較少的調(diào)配量來提高所制造的薄片中的白色度，因此從這一點出發(fā)，更為優(yōu)選。
1.4.5.粗碎部
薄片制造裝置也可以包括粗碎部。在圖1所示的薄片制造裝置100中，在解纖部20的上游側(cè)配置有粗碎部10。粗碎部10在空氣中對紙漿薄片或廢薄片(例如A4尺寸的廢紙)等原料進行裁斷，并向解纖部20供給更適當?shù)拇笮〉谋唤饫w物。被解纖物的形狀或大小并不被特別地限定，例如幾cm方形的被解纖物。在圖示的示例中，粗碎部10具有粗碎刃11，并能夠通過粗碎刃11而將所投入的原料裁斷。也可以在粗碎部10中設(shè)置用于連續(xù)地投入原料的自動投入部(未圖示)。
作為粗碎部10的具體示例，可列舉出碎紙機。在圖示的示例中，通過粗碎部10而被裁斷的薄片在由漏斗15接收后，經(jīng)由管81而作為被解纖物向解纖部20被輸送。管81與解纖部20的導(dǎo)入口21連通。
1.4.6.篩選部
雖然省略圖示，但是本實施方式的薄片制造裝置也可以具有篩選部。篩選部根據(jù)纖維的長度而對在解纖部20中被實施解纖處理所得到的解纖物進行篩選。因此，篩選部被設(shè)置在解纖部20的下游且與混合部30相比靠上游處。
作為篩選部，能夠使用篩子(篩)。在此，篩選部具有網(wǎng)(濾網(wǎng)、絲網(wǎng))，并對能夠通過網(wǎng)的大小的解纖物和不能通過網(wǎng)的大小的解纖物進行篩選。雖然篩選部能夠以與上述的拆解部70相同的方式而構(gòu)成，但具有不像拆解部70那樣使所導(dǎo)入的材料全部通過而是去除一部分的成分的功能。作為篩選部的示例，為能夠通過電機而進行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)式的篩子。篩選部的網(wǎng)能夠使用金屬網(wǎng)、使嵌入有切孔的金屬板位伸的多孔金屬網(wǎng)、通過沖壓機等而在金屬板上形成有孔的沖孔金屬網(wǎng)。
通過設(shè)置篩選部，從而能夠分離出解纖物或混合物中所含有的與網(wǎng)的孔眼的大小相比較小的纖維或粒子，和與網(wǎng)的孔眼的大小相比較大的纖維、未解纖片或團塊。并且，篩選出的物質(zhì)能夠根據(jù)所制造的薄片而選擇使用。此外，通過篩選部而剔除的物質(zhì)也可以返回解纖部20。
1.4.7.加壓部
本實施方式的薄片制造裝置100也可以具有未圖示的加壓部。加壓部能夠被配置在混合部30的下游側(cè)且加熱部60的上游側(cè)。加壓部可以為不對經(jīng)由拆解部70、薄片成形部75而被形成為薄片狀的料片W進行加熱而進行加壓的部件。因此，加壓部不具有加熱器等加熱單元。即，加壓部為實施砑光處理的結(jié)構(gòu)。
在加壓部中，通過對料片W進行加壓(壓縮)，從而能夠縮短料片W中的纖維彼此的間隔(距離)而提高料片W的密度。加壓部能夠被構(gòu)成為，通過輥而對料片W進行夾持以實施加壓，并能夠采用具有一對加壓輥的方式。
在加壓部中，由于不實施加熱而僅實施加壓，因此，在功能材料中含有樹脂的情況下，樹脂不會熔融。此外，在功能材料中不含有樹脂的情況下，加壓部具有提高料片W的密度的功能。在加壓部中，料片W被壓縮，從而料片W中的纖維彼此的間隔(距離)被縮短。即，形成被高密度化的料片W。加壓部的加壓力優(yōu)選被設(shè)定為與由加熱部60施加的加壓力相比較大。例如，優(yōu)選為，加壓部的加壓力設(shè)定為500～3000kgF，加熱部60的加壓力設(shè)定為30～200kgF。以此方式，通過與加熱部60相比增大加壓部的加壓力，從而能夠通過加壓部而使料片W中所包含的纖維之間的距離充分縮短，并通過在該狀態(tài)下實施加熱加壓從而能夠形成較薄、高密度且高強度的薄片S。
此外，也可以將加壓輥的直徑設(shè)定為與加熱輥61的直徑相比較大。換言之，在料片W的輸送方向上，被配置在上游側(cè)的加壓輥的直徑可以大于被配置在下游側(cè)的加熱輥61的直徑。當增大加壓輥的直徑時，能夠帶入尚未被壓縮的狀態(tài)下的料片W從而高效地進行輸送。另一方面，由于通過了加壓輥的料片W處于被壓縮的狀態(tài)而易于輸送，因此能夠使被配置在下游側(cè)的加熱輥61的直徑小于加壓輥。由此，能夠使裝置結(jié)構(gòu)小型化。另外，加熱輥61以及加壓輥的直徑根據(jù)所制造的料片W的厚度等而被適當?shù)卦O(shè)定。
1.4.8.切斷部
薄片制造裝置也可以包括切斷部90。如圖1所示，本實施方式的薄片制造裝置100在與加熱部60相比靠下游側(cè)處配置有在與料片W(薄片S)的輸送方向交叉的方向上對薄片進行切斷的作為切斷部90的第一切斷部90a以及第二切斷部90b。切斷部90能夠根據(jù)需要而被設(shè)置。第一切斷部90a具備切斷器，并按照被設(shè)定為預(yù)定的長度的切斷位置而將連續(xù)狀的薄片裁斷為單片狀。此外，在與第一切斷部90a相比靠薄片S的輸送方向上的下游側(cè)處配置有沿著薄片S的輸送方向而對薄片S進行切斷的第二切斷部90b。第二切斷部90b具備切斷器，并按照薄片S的輸送方向上的預(yù)定的切斷位置而實施裁斷(切斷)。由此，形成所需的尺寸的薄片S。并且，被切斷的薄片S被堆積在堆疊器95等上。
1.5.作用效果
本實施方式的薄片制造裝置100與經(jīng)由使用了水的抄制工序而形成克重在80g/m2以上的薄片的情況相比，能夠以非常少的能量來形成克重在80g/m2以上的薄片。即，通過本實施方式的薄片制造裝置100的加熱部60，在形成克重在80g/m2以上的薄片時向料片W投入的能量為，使含有與纖維相等質(zhì)量以上的質(zhì)量的水分的料片干燥而得到克重在80g/m2以上的薄片時所消耗的能量的大致0.014倍以上且0.28倍以下。由此，能夠減少所投入的能量。此外，由此而使薄片制造裝置所涉及的成本下降。此外，能夠使用樹脂而對纖維進行粘合。另外，在形成克重在80g/m2以上的薄片之時所投入的能量與形成克重在80g/m2以上的薄片時所需的能量相同。
2.其他的事項
在本說明書中，對于“均勻”這一用語，在言及均勻地分散或混合的情況下，是指在能夠定義兩種以上或兩相以上的成分的物體中，一種成分相對于其他成分的相對存在位置在整個系統(tǒng)中相同，或在系統(tǒng)的各部分中互為相同或?qū)嵸|(zhì)上相等。在本說明書中，使用“均勻”、“相同”、“等間隔”等表示密度、距離、尺寸等相等的詞匯。雖然優(yōu)選為這些相等，但是由于難以完全相等，因此也包括由于誤差或偏差等的累積，使值不相等而發(fā)生偏差的情況。
本發(fā)明并不限定于上述的實施方式，能夠進一步實施各種改變。例如，本發(fā)明包括與在實施方式中所說明的結(jié)構(gòu)實質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)(功能、方法以及結(jié)果相同的結(jié)構(gòu)，或者目的以及效果相同的結(jié)構(gòu))。此外，本發(fā)明包括對在實施方式中所說明的結(jié)構(gòu)中的非本質(zhì)的部分進行置換的結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明包括與在實施方式中所說明的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)相同的作用效果的結(jié)構(gòu)或者能夠?qū)崿F(xiàn)相同的目的的結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明包括在實施方式中所說明的結(jié)構(gòu)中附加了公知技術(shù)的結(jié)構(gòu)。
符號說明
10…粗碎部；11…粗碎刃；15…漏斗；20…解纖部；21…導(dǎo)入口；22…排出口；30…混合部；50…分級部；51…導(dǎo)入口；52…圓筒部；53…倒圓錐部；54…下部排出口；55…上部排出口；56…接收部；60…加熱部；60a…第一加熱部；60b…第二加熱部；61…加熱輥；70…拆解部；71…導(dǎo)入口；75…薄片成形部；76…網(wǎng)帶；77…拉伸輥；78…抽吸機構(gòu)；81、82、84、86…管；87…供給口；88…樹脂供給部；90…切斷部；90a…第一切斷部；90b…第二切斷部；95…堆疊器；100…薄片制造裝置；G…導(dǎo)向部；W…料片；S…薄片。