JPH02501149A - パターン形成含浸機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ノやターン形成含浸機 矢°皇　の　詔 本願は、１９８６年７月９日付米国特許出願第０６／８８３．５５０号の一部継 続出願である。

ｌ１夙１東 本発明は、基体（Ｓｕｂｓ　ｔｒａ　ｔｅ）に含浸剤を含浸するためのサチュレ ータすなわち含浸機に関し、より詳細には、基体の選択された部分を多量の含浸 剤で含浸する含浸機および含浸方法に関する。

紙のウェブのような基体に含浸剤の量を変化させて含浸する含浸機が使用されて いる。基体に所望の特性を付与するため含浸剤の量および種類を適当に選択する ことによって、基体の物理的特性従って基体の価値を高めるべく含浸機を使用す ることができる。

例えば貴重な含浸剤の１つとして珪酸ナトリウムがある。ペーパウェブに高レベ ルの珪酸ナトリウムを添付すると、祇に耐火性を付与できると共に構造的強度を 大福に改善することができる。

しかしながら、そのように高度に含浸した紙は、従来の紙加工機では折畳んだり 折目を付けることが困難であった。従って、ペーパウェブの選択された部分を多 量の珪酸ナトリウムで含浸するのが都合がよい０例えば、ペーパウェブを使用し て特に積重ね強度が要求される箱を作る場合には、箱の頂パネルおよび底パネル （これらのパネルは折り曲げなければならない）に比べ、側壁に多量の珪酸ナト リウムを付与するのが都合がよい。

他の例としては、例えばビールケースのような容器は異常な摩耗パターンを受け る。ケース内でのビール缶の頂部および底部は、輸送中にクツキーカッタのよう に作用し、ケースの頂パネルおよび底パネルの印刷面および構造に重大な損傷を 与えることがある。

もしも頂パネルおよび底パネルに珪酸ナトリウムを付与しておけば、このクツキ ーカッタ作用に対し有効に抗することができるであろう、したしながらこの例に おいて、ケースの側壁に多量の珪酸ナトリウムを付与する必要はな（、含浸剤（ 珪酸ナトリウム）をケースの側壁ではなく、頂パネルおよび底パネルに集中して 付与するならば、材料コストを低減できるであろう。

上記の例において、選択的な含浸が行なえれば非常な利点が得られるであろうが 、本件出願人は、選択的含浸を行なうことができる含浸機が市販されていること を知ってはいない、米国特許第４．５８８．６１６号に開示の含浸機は、比較的 低い含浸量およびきわめて高い含浸量の両方の範囲で基体を含浸するのにきわめ て有効な装置である。同様に、米国特許第２，７１１，０３２号には、過去に使 用されていたものとは別の形式の含浸機が開示されている。しかしながら、これ らのいずれの含浸機にも、ウェブの所望の領域に多量の含浸剤を選択的に含浸す る手段は設けられていない。

過去において、種々の液体に使用する種々の表面アプリケータ（表面塗布器）と 共にステンシルが使用されていた。しかしながら、本件出願人の知る限りでは、 かようなステンシルは含浸機と共には使用されていない、それどころか、ステン シルは、実質的な含浸を行なうことなくウェブの表面に液体を塗布するアプリケ ータと共に使用するのが一般的であった。かようなアプリケータの例としては、 スプレー装置（米国特許第３．０８８．８５９号）、押出し機（米国特許第２， ９０４．４４８号）、ローラアプリケータ（米国特許第２，０５６，２７４号） およびスプレッダ（米国特許第１，５４６．８３４号）がある。かようなアプリ −ケータと含浸機との顕著な相違点は、アプリケータは基体の表面に液体を塗布 するだけであり、塗布された液体を基体の隙間の中に押込むための特別な圧力を 付与することはなく、従って含浸機のように深く含浸させることができない点に ある。

又型車！ね 本発明は、改良されたパターン形成含浸機およびウェブの所望の部分を選択的に 含浸する方法に関する０本願明細書において使用する「含浸機」および「含浸」 なる用語は、極端に高レベルの含浸剤をウェブ中に押込むことを意味するもので はない。これとは逆に、含浸機は、例えば１％の含浸量で、低レベルの含浸剤を ウェブに導入するのに使用することができる。

本発明の装置によれば、入口領域から出口領域に向って深さが収束するチャンバ を形成するための手段と、チャンバに含浸剤を供給するための手段と、入口領域 から出口領域に向って多孔質ウェブをチャンバに通すための手段とを備えた形式 の含浸機が提供される。チャンバは、該チャンバを通って含浸剤が移動すること によって、少くとも出口領域を含む加圧領域内の含浸剤を加圧して、ウェブを含 浸剤で含浸できる形状を有している。チャンバ形成手段には、加圧領域に隣接し て、出口領域に少くとも１つの低圧領域を形成する手段が設けられている。この 低圧領域は、加圧領域に比べて含浸剤の圧力が低いことに特徴があり、低圧領域 よりも高圧領域と整合するウェブの部分の方が多量の含浸剤が押し込められるよ うになっている。成る実施例の場合には、低圧領域においては含浸剤がウェブと 接触しないか、あるいは低圧領域内の含浸圧力が非常に低くてウェブには実質的 に含浸剤が含浸されないように構成される。他の実施例においては、低圧領域は 、加圧領域に比べて比較的低レベルの所望の含浸剤がウェブに含浸されるように 構成されている。

本発明の方法によれば、入口領域と出口領域とを備えていて、第１の比較的高圧 領域において入口領域から出口領域に向って収束しているチャンバが提供される 。また、このチャンバは、高圧領域に並べて配置された第２の比較的低圧領域を 形成している。

含浸剤がチャンバに導入され、ウェブが入口領域から出口領域に向ってチャンバ に通されて、高圧領域と低圧領域の双方において含浸剤がウェブに接触される。

チャンバは、該チャンバを通る含浸剤の運動によって低圧領域よりも高圧領域に おいて高い圧力が発生され、これにより、低圧領域と整合するウェブの部分より も高圧領域と整合するウェブの領域の方が多量の含浸剤で含浸されるようにする ことができる形状を有している。

以下に詳細に説明するように、本発明によれば、ウェブの選択されたパターン部 分を多量の含浸剤で含揖す、ることができるという重要な利点が与えられる。ウ ェブの必要とされる部分のみに多量の含浸剤を付着できることになれば、含浸剤 のコストを低減できることはもとより、目的製品の品質も実際に改善される０例 えば、ウェブを折り曲げたり折り畳んだりする領域においては、ウェブの含浸量 を少くしたり又は含浸しないようにして、ウェブのその後の折り曲げ加工を含浸 剤が妨げることのないようにする。

他の例としては、後で印刷するようなウェブのパターン化された部分が含浸され ないようにすることであり、もしも高濃度の含浸剤で含浸するものとすれば、印 刷作業の色の鮮度又は真正度を損なうことになる。

本発明の上記および他の目的および利点は、添付図面を参照しての以下の詳細な 説明により理解されるであろう。

皿凱■呈臭ｆ脱里 第１図は、第１のパターン形成含浸機の横断面図である。

第２ａ図、第２ｂ図および第２ｃ図は、第１図の含浸機に使用するのに通した種 々のステンシルを示す部分的平面図である。

第３図は、第１図の３−３線に沿う断面図である。

第４図は、第２のパターン形成含浸機の斜視図である。

第５図は、第４図の含浸機の部品を示す分解図である。

第６図は、第４Ｕ！Ｊの６−６線に沿う断面図である。

第７図は、第４図の含浸機の変形例の一部を示す斜視図である。

第７ａ図は、第７図の７ａ−７ａ線に沿う断面図である。

第７ｂＵ！Ｊは、第７図の７ｂ−７ｂ線に沿う断面図である。

第８図は、第４のパターン形成含浸機の横断面図である。

第９図は、第８図の９−９線方向から見た部分的拡大図である。

第１０図は、幾つかの点に関して第１図の含浸機と同様な特徴をもつ第５のパタ ーン形成含浸機の横断面図である。

第１１図は、第１０図の含浸機の部品を示す斜視図である。

第１２図は、幾つかの点に関して第４図の含浸機と同様な特徴をもつ第６のパタ ーン形成含浸機の斜視図である。

第１３図は、第１２図の含浸機の部品を示す斜視図である。

第１４図は、第１２図の含浸機の変形例の一部を示す拡大斜視図である。

第１５図は、幾つかの点で第８図の含浸機と同様な特徴をもつ第８のパターン形 成含浸機の横断面図である。

第１６図は、第１５図の含浸機の部品を示す斜視図である。

Ｈの　ましい　についての蓋細な舌゛日図面の第１図〜第９図は、４つのパター ン形成含浸機を示すものであり、これらの４つのパターン形成含浸機はすべてス テンシルを使用していて、含浸剤がウェブの選択された部分に接触することを防 止するように構成されている。第１０図〜第１６図は、ステンシルを使用するこ となくしてウェブの選択的含浸を行なうことができる４つのパターン形成含浸機 を示す種々の図面である。

以下の説明は、先ず第１図〜第９図の含浸機について行ない、次いで第１０図〜 第１６図の含浸機について行なう。

ステンシルを使用するパターン形成含浸機第１図は、ステンシル５０を備えたパ ターン形成含浸機１０の横断面図である。この含浸機１０はマンドレル１２を備 えており、該マンドレル１２は、シャフト１４により形成される軸線のまわりで 動力により回転されるように取付けられている。一般に、マンドレル１２は、加 工すべき最も幅広のウェブと少くとも同程度の長さく幅）を有するスチール製の シェルで作られている。マンドレル１２は、該マンドレル１２の長さに沿って延 在しているチャンバ形成エレメント１６に隣接して回転できるように取付けられ ている。このチャンバ形成エレメント１６は、該エレメント】６とマンドレル１ ２との間にチャンバ１８を形成している。このチャンバ１８は、入口領域２０と 出口領域２２とに特徴を有している。チャンバ１８は入口領域２０の方が出口領 域よりも深く、その深さが徐々にテーパ状に変化するように形成するのが望まし い。

珪酸ナトリウム水溶液のような液体含浸剤が、供給ボート２４からチャンバ１８ に供給される。所望ならば圧力下の含浸剤を供給ポート２４からチャンバ１８に 供給することができるし、別の方法として、含浸機１０の特徴である後述の自己 加圧力を用いて、チャンバ１８内の含浸剤に所望の圧力を発生させることができ る。

入口領域２０に隣接する箇所において、チャンバ形成エレメント１６には適当な ばね鋼で作られた複数のばねシール２６が取付けられていて、含浸剤がチャンバ １８から流出することを防止している。チャンバ形成エレメント１６のそれぞれ の側部に隣接する箇所において、入口ロール３０および出口ロール３２が回転自 在に取付けられている。

上記パターン形成含浸機１０の特徴は、米国特許第４，５８８，６１６号に開示 の含浸機の特徴と実質的に同じである。この米国特許には、本発明の含浸機１０ の構造特に収束しているチャンバ１８の幾何学的形状が開示されていることを参 考のために述べておく。

この米国特許にも詳細に説明されているように、マンドレル１２とチャンバ形成 エレメント１６との間にはウェブ４０が通されていて、該ウェブ４０はマンドレ ル１２０回転運動によって入口領域２０から出口領域２２まで、チャンバ１８を 通って移動できるようになっている。収束するチャンバ１８を通ってウェブ４０ が移動すると、チャンバ１８内の含浸剤が加圧され、このため、含浸剤がウェブ ４０の空所又は微孔内に含浸される。ウェブ４０が含浸剤で含浸された後、ウェ ブ４０は出口ロール３２を通ってチャンバ１８から出て、−ｉ的にオーブン（図 示せず）に導かれ、該オーブン内で含浸剤の揮発成分が除去される。適当な含浸 剤の一例としての珪酸ナトリウム水溶液は、上記米国特許第４，５８８゜６１６ 号に開示されている。この米国特許に開示された収束チャンバのリニアな収束性 により、含浸されたウェブに驚異的に良好な物理的特性が付与されること、従っ て、リニアに収束させることがチャンバ１８にとって好ましい形状であることが 判明している。

もちろん、収束する他の幾何学的形状を採用することもできる。

ステンシル５０は、ウェブ４０のパターン部分がチャンバ１８内の含浸剤と接触 するのを防止するために設けられている。ステンシル５０は、不透過性領域５２ と透過性領域５４とを備えている。第１図に示すように、ステンシル５０は入口 ロール３０、出口ロール３２およびアイドラロール５６のまわりで閉ループをな して移動することができ、チャンバ形成エレメント１６に面しているウェブ４０ の側面と密接するようになっている。ステンシル５０の透過性領域５４において は、含浸剤がウェブ４０と接触し、従来と同様な方法でウェブ４０が含浸剤で含 浸される。ステンシル５０の不透過性領域においては、含浸剤がウェブ４０と接 触することが防止される。

ステンシル５０はウェブ４０と同じリニア速度で運動し、両者の間に相対運動が 生じないようにするのが好ましい０本実施例においては、ウェブ４０がステンシ ル５０と摩擦係合し、これによりステンシル５０を駆動するように構成したこと により、所望の結果を得ることができた。もちろん別の実施例として、ステンシ ル５０を駆動するための積極駆動装置を設け、ステンシル５０のリニア速度をウ ェブ４０のリニア速度と同期させることもできる。

第２ａ図、第２ｂ図および第２ｃ図は、第１図のパターン形成含浸［１０に使用 することができる３つのステンシルの例５０ａ２５０ｂおよび５０ｃの部分的平 面図である。第２ａ図に示す第１図の例は２つの側方バンド５８を備えており、 各何方バンド５８は実質的に一定の幅を有しておりかつウェブ４０のそれぞれの 何方部を保護するように配置されている。従ってこのステンシル５０ａは、その 不透過性領域５２ａがウェブ４０の２つの側縁部を覆い、透過性領域５４ａがウ ェブ４０の中央領域を含浸剤で含浸できるように構成されている。

第２ｂ図に示された第２の例のステンシル５０ｂは、はぼ均一な幅を有する１つ の中央バンド６０を備えている。この中央バンド６０は、不透過性領域５２ｂが ウェブ４０の中央に配置されて、ウェブ４０の中央部が含浸剤で含浸されないこ とが確実に行なわれるようにしている。ウェブ４０の側縁部はステンシル５０ｂ の透過性領域５４ｂと整合しており、ウェブ４０がチャンバ１８を通って移動す るときに、含浸剤で含浸される。

第２Ｃ図に示す第３の例のステンシル５０ｃは、ウェブ４０の全幅に亘って延在 しているバンドを備えている。このバンドは独立した透過性領域５４ｃを備えて おり、各透過性領域５４Ｃは、不透過性領域５２ｃを形成するバンドによって完 全に包囲されている。このステンシル５０ｃは、独立して透過性領域５４Ｃと整 合した隔離領域においてのみ、含浸機１０が確実にウェブ４０を含浸剤で含浸で きるようにしたものである。

含浸機１０は、出口領域２２において高い含浸圧力を発生する。

出口領域２２からの含浸剤の洩出を低減させるため、第３図に最も良く示すよう に、含浸機１０には出口シール７０が設けである。

第３図においては、例示の目的で、２つの側方バンド５８を備えた第２ａ図のス テンシル５０ａが示されている。出口シール７０には、側方バンド５８を受入れ る位置に配置された凹所７２が形成されており、これらの凹所７２は隆起領域７ ４によって分離されている。各凹所７２の深さは、側方バンド５８の厚さに実質 的に等しい。凹所７２および隆起領域７４によって形成された出口シール７０の 切欠き形状は、出口シール７０からの含浸剤の洩出を最小にすべく出口領域２２ をシールするようになっている。

使用に際し、ウェブ４０はステンシル５ｏとマンドレル１２との間でチャンバ１ ８に通され、ステンシル５０の不透性領域５２と整合するウェブ４０の領域はチ ャンバ１８内の含浸剤との接触から保護されるが、ステンシル５０の透過性領域 と整合するウェブ４０の領域は従来と同様に含浸剤で含浸される。このようにし て含浸剤はウェブ４０の所望の部分のみに付着されるため、実用性および経済性 の双方に重大な利点をもたらす、すなわち、つニブの印刷すべき領域又は含浸剤 とは両立しない方法で加工される領域のように、ウェブの希望しない領域が含浸 剤と接触しないように維持する点で実用性が改良される。また、ウェブ４０の所 望の部分のみに含浸剤を付着させることによって、特定のウェブ４０の加工に必 要とされる含浸剤の使用量従ってコストが低減されることから、経済性も改善さ れる。

第４図〜第６図は、第２の含浸機１００を示すものである。この含浸機１００は 、回転できるマンドレル１１２および静止のチャンバ形成エレメント１１６を備 えている点で第１の含浸機１０と同じである。第１の実施例におけるチャンバ１ ８と同様な収束チャンバ１１８が、エレメント１１０とマンドレル１１２との間 に形成されている。前述のように、この収束チャンバ１１８は比較的深い入口領 域１２０と、比較的浅い出口領域１２２とを備えている。含浸剤は、マニホルド １２４を通して収束チャンバ１１８に供給される。別の方法として、所望の含浸 度合いおよび含浸工程の他のパラメータに基いて、含浸剤に広範囲の圧力を作用 してマニホルド１２４から供給することができる。

チャンバ形成エレメント１１６はフレーム１３４に取付けられており、酸フレー ム１３４は更に、枢軸線１３６のまわりで回転できるように枢着されている。チ ャンバ形成エレメント１１６のこの取付は構造によって、多くの重要な長所を得 ることができる。

第１の長所は、フレーム１３４を枢動させることにより、容易にマンドレル１１ ２から離すことができることである。これにより清掃作業が藺草になりかつウェ ブ４０上で添え継ぎを通す必要があるときにチャンバ形成エレメント１１６を容 易にマンドレル１１２から引き離すことができる。またこの構造によって、入口 領域１２０および出口領域１２２における収束チャンバ１１８の深さを、互に実 質的に独立して調節することが可能になる。枢軸線１３６をマンドレル１１２に 近付く方向および遠去かる方向に移動させることによって、出口領域１２２にお けるチャンバ１１８の深さを実質的に変えることなくして、入口領域１２０の深 さを正確に調節することができる。同様に、正確に調節することのできる停止面 を出口領域１２２の近（に設けることによって、入口領域１２０における深さを 大きく変えることな（して、出口領域１２２において所望の深さが得られるよう に、フレーム１３４を位置決めすることができる。

含浸機１００において、マンドレル１１２を回転することにより、ウェブ１４０ は収束チャンバ１１８を通って移動される。ステンシル１５０は、収束チャンバ １１８内の含浸剤に隣接する箇所においてウェブ１４０の表面と接触するように なり、ステンシル１５０とウェブ１４０との間の摩擦によって、両者の間にスリ ップが生じることなく、ステンシル１５０がウェブ１４０のリニア速度と同じリ ニア速度で移動される。所望ならばステンシル１５０の補助駆動装置を設けるこ とによって、ウェブ１４０に作用する引張り力（ドラフグ）を低減させることが できる。

ステンシル１５０は、マンドレル１１２の長さ方向（幅方向）に沿って互に平行 に間隔を隔てて配置された多数のバンドで構成されている。バンド自体は、含浸 剤がウェブ１４０に到達することを防止する不透過性領域１５２を形成している 。バンドとパン１１’　、、！＝の間の領域は透過性領域１５４として働らき、 含浸剤がウェブ１４０に到達してウェブ１４０を含浸できるようになっている。

第４図には、ステンシル１５０から含浸剤を除去するためのステンシルクリーニ ング装Ｗ１５６が示しである。このステンシルクリーニング装置１５６としては 、化学浴、機械ブラシ、スクレーバ等の種々の手段を採用することができる。

第５図および第６図に最も良く示すように、チャンバ形成エレメント１１６には インサート（挿入体）１８０が取付けられていて、該インサート１８０が収束チ ャンバ１１８の内壁を形成している。このインサート１８０には互に平行に間隔 を隔てている複数の溝１８２が設けてあり、各ａ１８２はステンシル１５０の各 バンドを収容できるサイズを有している。溝１８２は、隆起領域１８４によって 分離されている。第５図に示すように、溝】８２の深さは、溝１８２がインサー ト１８０の後縁部１９０に近付くにつれて深くなり、後縁部１９０における溝１ ８２の深さはバンドの厚さに等しくなっている。このため、隆起領域１８４は、 ウェブ１４０に小じわのような凹凸があってもウェブ１４０が通り得る充分な間 隙をもって、ウェブ１４０に近接するようになっている。

インサート１８０は適当な任意の材料で作ることができ、プラスチックおよび金 属が適当であると考えられる。収束チャンバ１１８の形状は、第１図に示した収 束チャンバ１８と非常に良く似ている。インサート１８０の前縁部１８６は、入 口領域１２０の近くでエレメント１１６に取付けられたりテーナ１５８に衝合す る位置に配置されている。

インサート１８０を所定位置に保持しておくための本発明による好ましい構造が 、第５図および第６図に最も良く示されている。

チャンバ形成エレメント１１６は、マンドレル１１２に平行に延在しているチャ ンネル１６０を形成している。このチャンネル１６０は、該チャンネル１６０の 長さに沿って延在しておりかつ互に平行に間隔を隔てているスロット１６２を形 成している。また、チャンネル１６０は互に間隔を隔てて配置された複数のボー ト１２６を介してマニホルド１２４に連結されている。リテーナ１５８にはフラ ンジ１６４が設けられている。該フランジ１６４はスロット１６２内に嵌入され るサイズを有しており、リテーナ１５８をエレメント１１６上で所定位置に保持 するようになっている。リテーナ１５８にはリップ１６６が設けである。該リッ プ１６６にはインサート１８０の前縁部１８６が嵌入されていて、インサート１ ８０を所定位置に保持している。リテーナ１５８には複数の開口部１６８が形成 されており、ステンシル１５０のバンドとバンドとの間の領域において含浸剤が チャンネル１６０から収束チャンバ１１８内に流入できるようになっている。こ のように、リテーナ１５８はインサート１８０の前縁部を所定位置に保持する機 能と、含浸剤をチャンバ１１８内に分配する機能とを有している。

インサート１８０の後縁部１９０には一列の突出フィンガ１９２が形成されてお り、これらのフィンガ１９２はプレート１９６に形成されたそれぞれの開口部１ ９４内に差し込まれている。プレート１９６は、例えばねじ１９８によって、エ レメント１１６に対し着脱自在に固定されている。

インサート１８０は、その溝１８２内にステンシル１５０のバンドを受入れるこ とによってシールとして作用する。実際に、インサート１８０は収束チャンバ１ １８の一方の壁の一部となって、この壁の形状がステンシル１５０を受入れるこ とができる形状になっている。このようにして、隆起領域１８４は、必要なシー ル作用を得ることができるようにかつ収束チャンバ１１８内に所望の圧力を発生 させることができるように、ウェブ１４０に対し近接して位置決めすることがで きる。もちろん別の方法として、溝１８２をエレメント１１６に形成することも でき、これにより別体のインサートを設ける必要性をなくすことができる。しか しながら、インサート１８０を設けることによって得られる重要な利点は、単に インサート１８０を取替えるだけで、エレメント１１６を種々のステンシルに対 して容易に適応させることが可能になることである。

第７図、第７ａ図および第７ｂ図は、第４図〜第６図の含浸機と同様な第３の含 浸機を示すものである。これらの第７図〜第７ｂ図に示す含浸機の重要な特徴は 、インサート、リテーナおよびプレートのすべてが、別体のモジュラ一部品とし て構成されていることにある。第７図〜第７ｂ図においては、第４図〜第６図に おける同じ部品については、第４図〜第６図に用いた番号にダッシュ（′）を付 して示しである。以下に述べる点を除いて、第２０含浸機と第３の含浸機とは同 じである。

第７図〜第７ｂ図の含浸機においては、インサー）１８０’が、互に平行に間隔 を隔てている複数のエレメントで構成されており、各エレメントがそれぞれの前 縁部１８６′と後縁部１９０’とを有している。第５図および第６図に関連して 説明したように、前縁部１８６′はリテーナ１５８′によって所定位置に保持さ れ、後縁部１９０′はプレート１９６’によって所定位置に保持される。ステン シル（図示せず）のバンドは、インサート１８０′とインサー）１８０’との間 で移動できるような寸法を有しかつ配置されている。従って、第７図のインサー ト１８０′の機能は第５図の隆起領域１８４の機能と同じであり、かつ、第７図 のインサート１８０’間の領域は、第５図の溝１８２と同じである。リテーナ１ ５８′はスペーサ１７０′によって分離されており、スペーサ１７０′はスロッ ト１６２′内で摺動できかつリテーナ１５８′間の領域においてチャンネル１６ ０′から含浸剤が流出しないように閉鎖している。

第７図〜第７ｂ図の含浸機はモジュラ−構造をなしており、少数のインサー）１ ８０’、リテーナ１５Ｂ’、スペーサ１７０′およびプレート１９６′を適宜組 み合わせることによって、ステンシルのバンドの広範囲の間隔および幅に適応さ せることができる。インサート１８０′の幅は、対応するリテーナ１５８′およ びプレー）１９６’の幅と等しくするのが好ましい。

第８図および第９図は第４の含浸機２００を示すものである。

この含浸機２００は、作動中に２つのチャンバ形成エレメント２１２．２１４の いずれもが相対移動しないという点で、第１゜第２および第３の含浸機とは顕著 に異、、ている。すなわち、各エレメント２１２．２１４はフレーム（図示せず ）によって所定位置に固定されている。２つのエレメント２１２．２１４は、こ れらの間に収束チャンバ２１６を形成している。この収束チャンバ２１６は、比 較的深い入口領域２１８と、比較的浅い出口領域２２０とを有している。チャン バ形成エレメント２１２．２１４は延長出口領域２２２を形成しており、該延長 出口領域２２２は後述のように重要なシール機能を与えるためのものである。含 浸剤は、供給ポート２２４から収束チャンバ２１６内に供給される。

この第４の含水機２００は上ベルト２３０および下ベルト２３２を有している。

これらの上ベルト２３０および下ベルト２３２は、両ベルト２３０．２３２が同 じ速度でエレメント２１２．２１４０間を移動して、これによりウェブ２４０が 収束チャンバ２１６を通して支持されるように、それぞれの駆動装置２３４．２ ３６によって駆動される。これらのベルト２３０．２３２はステンレス鋼のよう な不透過性材料で作り、両ベルト２３０．２３２とチャンバ形成エレメント２１ ２．２１４との間には適当な潤滑剤を設けておくのが望ましい。

また、収束チャンバ２１６には、ウェブ２４０に直接隣接して配置された閉ルー プステンシル２５０が通されている。このステンシル２５０は、該ステンシル２ ５０とウェブ２４０との間の摩擦力によって、ウェブ２４０と同じリニア速度で 運動される。前述のようなステンシルクリーニング装置２５６が設けられていて 、ステンシル２５０から含浸剤を除去するようになっている。

第９０に最も良く示すように、ステンシル２５０は複数の不透過性領域２５２と 複数の透過性領域とを備えている。各不遇過性領域２５２は３つの平行バンドの 各１で構成されており、各透過性領域２５４は各バンドの間に配置されている。

また、各バンドは半透過性領域２５３によって相互連結されている。この実施例 においては、半透過性領域２５３は、複数の小孔が形成された不透過性シートで 作られている。これらの小孔は、ウェブ２４０に対して幾分かの含浸剤が流れる ことができるようにするためのものである。しかしながら、半透過性領域と整合 しているウェブ２４０の部分への含浸剤の流れは、透過性領域２５４と整合して いるウェブ２４０の部分への含浸剤の流れに比較すると少量である。従って、結 果として含浸されたウェブ２４０は、不透過性領域２５２と整合した部分には含 浸剤が存在せず、透過性領域２５４と整合した部分は高度に含浸されており、半 透過性領域２５３と整合した部分は低度に含浸されたものとなる。このようにで きることは、例えば、側壁を高度に含浸し、隣接する側壁間の折り曲げ線を低度 に含浸し、端パネルは実質的に含浸しないという構成の容器を作る場合に非常に 便利である。第９ＵｊＪに示したステンシル２５０は、そのような容器に適用で きるものである。半’ｌｚＡ性領域２５３の小孔のサイズおよび間隔は、広範囲 に変えることができる、しかしながら、多くの場合においては、これらの小孔の 間隔を充分に近接して配置し、半透過性領域２５３と整合するウェブ２４０の全 体に亘って含浸剤が分布するようにして、個々のスポットに集中することがない ように構成するのが好ましい。

第８図に示す延長出口２２２は、実質的にベルト２３０．２３２の厚さと、ウェ ブ２４０の厚さと、ステンシル２５０の厚さとの合計に等しいチャンバ深さを形 成している。ウェブ２４０の運動方向に沿う延長出口２２２の長さは、ステンシ ル２５０の運動方向に沿って互に隣接する２つの半透過性領域２５３０間の分離 部より大きくするのが望ましい、このようにすれば、半透過性領域２５３０１つ を横切る圧力降下が小さくなり、従ってステンシル２５０が延びようとする傾向 を首尾良く低減することができる。

もちろん、上記の含浸機には広範囲の変形および修正を加えることができること を理解すべきである。例えば、必らずしもすべての実施例に収束チャンバを用い る必要はない、むしろ成る実施例の場合には、米国特許第２，７１１，０３２号 明細書に開示されている形式の非収束形チャンバの方が通していることもある。

また、特定の適用例に対しては、ステンシルの幾何学的形状を特定の形状にする ことによって容易に対応することができる。上記の含浸機においては、ステンシ ルはステンレス鋼のシートで作られているが、特定の通用例に対しては他の適当 な材料を使用することもできる。

ステンシルを使用しないパターン形成合一第１図〜第９図に示した各含浸機は、 含浸すべきウェブの選択された部分が含浸剤に接触することを防止するのにステ ンシルを使用するものであった。これに対し、第１０図〜第１６図に示す含浸機 は、ステンシルを使用しないで、ウェブの所望の部分の含浸度合いを大きくする ことができるものである。第１０図〜第１６図は４つの含浸機についての種々の 図面であり、各含浸機は前述の４つの含浸機の各１の重要な特徴と同様な特徴を 有するものである。

第１０回および第１１図は、第１図の含浸ｌ！１０と同様な含浸機１０′につい ての２つの図面である。第１Ｏ図に示すマンドレル１２、入口ロール３０および 出口ロール３２は、第１図に関して説明したこれらのものと同じである。しかし ながら、第１０図のチャンバ形成エレメント１６’（ｉｆｆエレメント１６′は 第１１図にその斜視図が示されている）は、互に平行に間隔を隔てた２つの溝１ ７　（エレメント１６′の各端部に１つのａ１７が設けられている）が設けられ ている点で異っている。溝１７の間には隆起面１９が設けられている。チャンバ １８は隆起面１９の領域にあって収束しており、従って前述のように、隆起面１ ９と整合する領域内で含浸剤を加圧するようになっている。しかしながら、チャ ンバ１８は、溝１７と整合しているチャンバ部分においては、出口領域２２に向 って収束してはいない、このため、各溝１７は、隆起面１９と整合している高圧 領域よりも低い圧力で含浸剤が加圧されている低圧領域を形成している。一般に 、隆起面１９の領域内の含浸剤の圧力に比べ、溝１７の領域内の含浸剤の圧力を 低くするためには、隆起面１９の領域におけるチャンバの収束度よりも溝１７の 領域におけるチャンバの収束度を小さくすることが重要である。

実際に、成る実施例の場合には、溝１７を徐々に深くして、チャンバ１８が溝１ ７の領域においては出口領域２２に向かうに従って拡散するように構成するのが 好ましいこともある。

第１Ｏ図および第１１図の含浸機は、きわめてＮ車かつ有効な方法によって選択 的含浸が行なえるものである。隆起面１９と整合したウェブ４０の部分は、第１ 図に関して説明したのと同し方法で含浸される。すなわち、チャンバ１８を通る ウェブ４０の運動によって自己加圧作用が発生し、これにより隆起面１９の領域 内の含浸剤が加圧されるため、含浸剤がウェブ４０内に押し込められる。しかし ながら、溝１７と整合したチャンバ１８の部分は出口領域２２に向って収束して いないため、この部分の含浸剤は加圧されない。溝１７は、含浸剤が出口領域２ ２において溝１７から自由に流出できるように開放されている。このように含浸 剤が作用する圧力が低いと、多孔質のウェブ内に押し込められる含浸剤の量は少 くなるかあるいは含浸されなくなる。

溝１７の深さを適宜調節することによって、隆起面１９と整合したウェブの部分 の含浸度合いに対する。溝１７と整合したウェブの部分の含浸度合いを調節する ことができる。第１０図および第１１図の含浸機においては、チャンバ１８内の 含浸剤にウェブの全体がさらされるけれども、含浸剤の加圧の度合いに応じて含 浸の度合いが変化し、このようにして選択的なパターン化された含浸を行なうこ とができる。例えば、隆起面１９に整合した領と溝１７に整合した領域の双方の 領域においてチャンバ１８が収束するように構成することもできるが、溝１７は 、溝１７と整合するウェブ４０の含浸の度合いが、隆起面１９と整合するウェブ ４０の含浸の度合いの１％、１０％又は５０％となるように形成することもでき る。一般に、隆起面１９と整合したウェブの部分における含浸レベルと、溝１７ と整合したウェブの部分における含浸レベルとの間に比較的鋭い区分線が得られ るようにするには、チャンバ１８の深さを隆起面１９の全体に亘って低い値に維 持するのが好ましい。

第１２図および第１３図の含浸機はステンシルを備えていない点を除いて、第４ 図および第５図の含浸機と全く同しである。対応する構成部品については、第４ 図および第５図に用いた参照番号と同じ参照番号を第１２図および第１３図にも 使用しており、これらの部品についての説明は繰返して行なわないものとする。

作動に際し、インサート１８０の隆起領域（すなわち隆起面）１８４は高圧領域 を形成し、この領域においてウェブ１４０は前述のように含浸剤で含浸される。

インサート１８０の溝１８２は低圧領域を形成している。この低圧領域において チャンバ１１８は高圧領域のように出口領域１２２に向って鋭く収束することは なく、含浸剤は低度に加圧される。前述のように、含浸剤の加圧度合いが低いと 、ウェブの対応部分への含浸剤の含浸量が少くなる。従って、＄１８２の上を通 るウェブ１４０の部分は、隆起面１８４の上を通るウェブ１４０の部分よりも低 い含浸度合いで含浸される。

第１３図は、ａ１８２と隆起面１８４とが形成されている一片形のインサート１ ８０を示すものである。第１４図は第１３図のインサートの変形例を示すもので あり、これは前述の第７図に示す変形例と全く同じものである。第１４図のイン サートにおいては、隆起面は別々のインサート１８０’によって形成されており 、溝はこれらのインサート１８０’の間に形成されている。このように構成する ことによって、前述のように、簡単なモジュラ−システムを得ることができ、こ れにより、溝および隆起面の幾何学的形状を間車かつ能率的に変えることができ る。作動に際し、第１４図の含浸機は、第１０図および第１２図に示した含浸機 と同様にして、パターン化された含浸を行なうことができる。

第１５図は、第８図の含浸機２００と同様な含浸機２００′の概略構成を示すも のである。しかしながらこの含浸機２００′には、ステンシル２５０１下方の駆 動ベルト２３２又は関連するローラ、駆動装置およびクリーニング装置が設けら れていない、第１６図は、下方のチャンバ形成ニレメン）２１４’を示す斜視図 である。第６図に示すように、この下方のチャンバ形成ニレメン）２１４’には 複数の隆起面２１７が形成されており、該隆起面２１７は、後縁部２１９に向っ て徐々に深さが増大するａ２１５により分離されている。

第１５圀の含浸機も、前述のようにして選択的含浸を行なう。

上方のチャンバ形成エレメント２１２と下方のチャンバ形成エレメント２１４′ との間に形成されたチャンバ２１６は隆起面２１７の上で収束しており、チャン バ２１６を通ってウェブが運動すると隆起面２１７の領域にある含浸剤を加圧す るようになっている。

溝２１５の領域においてはチャンバ２１６は収束せず、溝２１５の領域には低圧 領域が形成される。このため、含浸機を通過するウェブは、隆起面２１７と整合 するウェブの領域は多量の含浸剤で、溝２１５と整合するウェブの領域は少量の 含浸剤で選択的に含浸される。

もちろん、上記の含浸機には広範囲の変形や修正を加えることができることを理 解すべきである。例えば成る通用例においては、溝が設けられた領域においてチ ャンバ形成エレメントとドレン開口部を設けておき、含浸剤の圧力を更に低下で きるようにするのが好ましい場合もある。このようにして、所望ならば、ウェブ が含浸剤と接触しないようにすることもできる。また成る通用例においては、マ ンドレル又は含浸剤とは反対側の多孔性ウェブの側に配置された他のチャンバ形 成エレメントに溝を設けるのが好ましい場合もある。前述のように、溝の正確な 幾何学的形状は、溝の深さの形状と幅との双方に関して変えることができる。所 望ならば溝の形状は、低圧領域および高圧領域の双方においてチャンバが収束す るような形状にして、ウェブにそれぞれ低い含浸度合いおよび高い含浸度合いが 与えられるようにすることもできる。

従って、本発明に関する上記説明は限定的なものではなく例示的なものであり、 請求の範囲には、本発明の範囲を形成すると考えられるすべての均等物が含まれ るものであることを理解すべきである。

ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、４ 国際調査報告

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. １．多孔質ウェブを含浸剤で含浸するための含浸機において、１対の対向側壁と 入口領域と出口領域とを備えたチャンバを形成する手段と、 前記入口領域から出口領域に向って前記ウェブを前記チャンバに通す手段と、 前記ウェブが前記チャンバを通るときに、前記含浸剤で前記ウェブの少くとも一 方の側面の少くとも一部と接触するように前記含浸剤を前記チヤンバ内に導入す る手段とを有しており、前記チヤンバは、前記ウェブの幅を横切って横方向に間 隔を隔てた少くとも第１および第２の領域を形成しており、前記第１の領域は、 前記入口領域から出口領域に向って収束していて、前記チヤンバ内の含浸剤の運 動によって前記第１の領域内の含浸剤が加圧され、前記第１の領域と整合するウ ェブの第１のストリップを含浸剤で含浸し、前記第２の領域は、前記第１の領域 に比べて第２の領域の方が含浸剤の圧力を低くすることができる形状を有してお り、前記第１の領域と整合するウェブの第１のストリップの方が、前記第２の領 域と整合するウェブの第２のストリップよりも高度に含浸剤で含浸されるように 構成したことを特徴とする多孔質ウェブを含浸剤で含浸するための含浸機。
2. ２．前記第２の領域は、前記ウェブの第２のストリップヘの含浸剤の含浸を実質 的に行なわない形状を有していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の含 浸機。
3. ３．前記チヤンバ形成手段が互に対向して配置された第１および第２のエレメン トを備えていて、両エレメントの間にはチヤンバが形成されており、前記第１の エレメントは前記第２の領域と整合する溝を形成していることを特徴とする請求 の範囲第１項に記載の含浸機。
4. ４．前記第２のエレメントが回転自在のマンドレルであることを特徴とする請求 の範囲第３項に記載の含浸機。
5. ５．多孔質ウェブを含浸剤で含浸するための含浸機において、第１および第２の 対向側壁と、入口領域と出口領域とを備えたチャンバを形成する手段と、 前記入口領域から出口領域に向って前記ウェブを前記チャンバに通す手段とを有 しており、 前記第１の側壁には少くとも１つの隆起面と少くとも１つの溝とが形成されてい て、該隆起面および溝は、ウェブの横方向に間隔を隔てている第１の部分および 第２の部分と整合しており、 前記ウェブが前記チャンバを通過するときに、含浸剤が、前記ウェブの第１の部 分の全幅を横切ってウェブと接触しかつウェブの第２の部分の少くとも一部とも 接触するように、ウェブと第１の側壁との間のチャンバ内に含浸剤を導入する手 段と、前記隆起面は、前記チャンバを通る含浸剤の運動によって隆起面上の含浸 剤が加圧され、隆起面と整合するウェブの第１の部分に含浸剤を押し込むことが できるように、前記第２の側壁と共に前記出口領域に向って収束するように配置 されており、前記溝は、前記隆起面上の含浸剤の圧力に比べ溝上の含浸剤の圧力 の方が低くなるように前記第２の側壁に関して配置されており、ウェブの前記第 ２の部分に比べて第１の部分の方が大きな度合いで含浸されるように構成したこ とを特徴とする多孔質ウェブを含浸剤で含浸するための含浸機。
6. ６．前記含浸剤導入手段によって、ウェブの全幅を横切って含浸剤がウェブと接 触させられることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の含浸機。
7. ７．前記溝は、ウェブの前記第２の部分を実質的に含浸剤で含浸させることのな い形状に形成されていることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の含浸機。
8. ８．前記第１の側壁が静止部材で形成されており、前記第２の側壁が前記静止部 材に対して回転できるように取付けられたマンドレルによって形成されているこ とを特徴とする請求の範囲第５項に記載の含浸機。
9. ９．少くとも前記隆起面が、前記チャンバ形成手段を構成するチャンバ形成部材 に対し着脱自在に取付けられたインサートにより形成されていることを特徴とす る請求の範囲第５項に記載の含浸機。
10. １０．前記インサートには更に溝が形成されていることを特徴とする請求の範囲 第９項に記載の含浸機。
11. １１．前記含浸剤導入手段が、前記チヤンバ形成部材を横切って延びている含浸 剤供給チャンネルを備えており、、前記チャンネル上のチヤンバ形成部材に取付 けられた少くとも１つのリテーナを更に有しており、該リテーナは、前記チャン ネルから流出する含浸剤の流れを制御する手段と、前記インサートの−縁部を前 記チャンバ形成部材に固定する手段とを備えていることを特徴とする請求の範囲 第９項に記載の含浸機。
12. １２．前記リテーナの固定手段が、前記インサートの縁部の上に配置されるリッ プを備えていることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の含浸機。
13. １３．前記インサートには該インサートの−縁部から外方に延びている突出部の 列が形成されており、前記チヤンバ形成部材に着脱自在に取付けられたプレート を更に有しており、該プレートには、前記突出部の各１を受入れることができる 大きさの複数の開口が形成されていて前記インサートを所定位置に固定すること ができることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の含浸機。
14. １４．前記少くとも１つの隆起面が１対の隆起面を備えており、少くとも１対の インサートと、該インサートが隆起面を形成し、かつインサートの間に溝を形成 するように、前記チャンバ形成手段を構成するチャンバ形成エレメントに対しイ ンサートを着脱自在に取付ける手段とを更に有することを特徴とする請求の範囲 第５項に記載の含浸機。
15. １５．前記チャンバ形成手段が含浸剤の供給チャンネルを形成しており、前記取 付け手段が前記チャンネルの上で前記チャンバ形成手段に取付けられた少くとも １対のリテーナを備えており、前記各リテーナが、チャンネルから流出する含浸 剤をそれぞれのインサートの前縁部の上に向けて流す手段とそれぞれのインサー トの前縁部の上に配置されるリップとを備えていることを特徴とする請求の範囲 第１４項に記載の含浸機。
16. １６．前記各リテーナの幅がそれぞれのインサートの幅に実質的に等しいことを 特徴とする請求の範囲第１５項に記載の含浸機。
17. １７．前記各インサートには該インサートの後縁部から延びている突出部の列が 形成されており、前記取付け手段が前記チャンバ形成手段に対し着脱自在に取付 けられた少くとも１対のプレートを備えており、前記各プレートには前記突出部 のそれぞれを受入れる大きさをもつ複数の開口部が形成されていて、それぞれの インサートを所定位置に固定するように構成されていることを特徴とする請求の 範囲第１４項に記載の含浸機。
18. １８．前記各プレートの幅がそれぞれのインサートの幅に実質的に等しいことを 特徴とする請求の範囲第１７項に記載の含浸機。
19. １９．前記名溝および各隆起面が、それぞれ一定の幅を形成していることを特徴 とする請求の範囲第５項に記載の含浸機。
20. ２０．入口領域から出口領域に向って収束しているチャンバを形成するための手 段と、含浸剤を前記チャンバに供給するための手段と、多孔質のウェブを前記入 口領域から出口領域に向って前記チャンバに通す手段とを有しており、前記チャ ンバの形状は、前記含浸剤が前記チャンバを通って移動することによって前記出 口領域を含む加圧領域内の含浸剤を加圧して前記ウェブを含浸剤で含浸できろ形 状になっている含浸機において、前記チャンバ形成手段を構成する手段であって 、前記加圧領域に隣接しかつ横方向に間隔を隔てた出口領域内に少くとも１つの 低圧領域を形成する手段を有しており、前記低圧領域は前記加圧領域に比べて含 浸剤の圧力が低く、前記加圧領域と整合するウェブの部分が前記低圧領域と整合 しているウェブの部分よりも高度に含浸剤で含浸されていることを特徴とする含 浸機。
21. ２１．前記チャンバ形成手段が少くとも１つの側壁を備えており、前記低圧領域 形成手段が前記側壁に形成された少くとも１つの溝を備えていることを特徴とす る請求の範囲第２０項に記載の含浸機。
22. ２２．前記ウェブを通す手段がウェブの移動方向を定めており、前記少くとも１ つの溝がウェブの前記移動方向と整合していることを特赦とする請求の範囲第２ １項に記載の含浸機。
23. ２３．前記チャンバ形成手段が、静止部材は、該静止部材との間にチャンバを形 成する回転自在のマンドレルとを備えていることを特徴とする請求の範囲第２０ 項に記載の含浸機。
24. ２４．前記低圧領域の形状は、該低圧領域と整合しているウェブの部分を含浸剤 で実質的に含浸させない形状になっていることを特徴とする請求の範囲第２０項 に記載の含浸機。
25. ２５．多孔質のウェブを含浸剤で選択的に含浸する方法において、（ａ）入口領 域と出口領域とを備えたチャンバを設ける工程を有し、前記チャンバは前記入口 領域から出口領域に向って収束している第１の比較的高圧の領域と、該高圧領域 に並んで配置された第２の比較的低圧の領域とを形成しており、（ｂ）含浸剤を 前記チャンバ内に導入する工程と、（ｃ）前記入口領域から出口領域に向って前 記ウェブを前記チャンバに通して、前記高圧領域および低圧領域の双方の領域に おいて含浸剤を前記ウェブに接触させる工程とを更に有しており、前記チャンバ は、含浸剤が該チャンバを通って移動することによって前記低圧領域よりも高圧 領域において高い圧力を発生させることができる形状を有しており、高圧領域と 整合するウェブの部分の方が低圧領域と整合するウェブの部分よりも多量の含浸 剤で含浸されるように構成したことを特徴とする多孔質のウェブを含浸剤で選択 的に含浸する方法。
26. ２６．前記チャンバがマンドレルと静止部材との間に形成されており、前記ウェ ブを前記チャンバに通す工程が前記マンドレルを回転させてウェブをチャンバに 通す工程であることを特徴とする請求の範囲第２５項に記載の含浸方法。
27. ２７．前記チャンバは、前記低圧領域よりも高圧領域の方が大きな度合いで収束 していることを特徴とする請求の範囲第２５項に記載の含浸方法。