JPH028077B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は少くとも媒質に対して透過性であるシ
ートおよび該シートの製造方法に関するものであ
る。

かかるシートは応用および使用分野が極めて広
い。然し、かかるシートが極めて有用であるのは
特に製紙工業においてである。本発明のシートは
紙、セルロースおよび同様の工業において繊維ウ
エツブを脱水するための多孔質ベルトとして特に
有用であるが、また本発明のシートは液体および
気体から固体粒子を分離するのに使用することが
できる。

例えば紙を製造する場合、水中に均一に分布す
る繊維を成形織物上にまたは織物の間に供給する
かまたは繊維をトレー中に浸漬する織物被覆円筒
により取り上げることにより繊維ウエツブが形成
される。成形織物は金属または合成繊維糸の織物
から成る。成形織物は主として２つの作用、即ち
繊維を水から分離することおよび均一な連続繊維
シートが確実に形成されるように繊維を形成する
ことに役立つ。織物における糸間の間隙が排出溝
を形成し、この溝を介して水が廃棄されるのでこ
れ等の糸の間隙は大き過ぎてはならない。この理
由は間隙が大きすぎると繊維が水に同伴され、所
謂白水に搬送されるからである。織物の密度と表
面の性質はでき上つた紙の品質を直接決定する因
子である。不均一な脱水およびむらのある織物表
面は不規則な繊維形成物をつくり、次いでこれが
模様がつく傾向があるというような紙の性質に影
響を及ぼす。有孔板の形態の成形織物を用いて実
験を行つたが、種々の理由のため広範囲の用途が
見出されなかつた。成形織物上に得られる連続繊
維シートは水分含有量が比較的大で、この水分は
プレスおよび乾燥工程でプレスし乾燥することに
より減ぜられる。エネルギー費用が高価であるの
で、できるだけ多くの水分をプレス工程で除去す
ることが望ましく、これにより乾燥工程における
加熱費を最小に維持することができる。プレス工
程において、繊維ウエツブを２個のローラー間で
１個または数個のプレスフエルトおよび／または
プレスフアブリツクと一緒に圧縮する。これ等の
ものの性質は繊維ウエツブから圧出した水がフエ
ルトに浸入し、部分的に貫通するようなものであ
る。プレスフエルトはプレス処理する間繊維ウエ
ツブを保護し、水を繊維ウエツブから導き出す。
得られた紙の表面構造はプレス処理により著しく
左右され、このプレス処理はプレスフエルトの平
坦性に左右される。プレスフエルトの主要部は基
本織物に繊維バツトをニードルして構成される。
繊維バイトはカーテイングによりつくられ、或る
程度のむらを有し、これはニードリング処理中基
本織物に生ずるニードルされた列により拡大され
る。できるだけ良好な品質を得るためには、紙ウ
エツブに面するプレスフエルトの側面をできるだ
け平坦に且つ細孔多孔性とし同時に裏側は水を高
度に導き出し除去し得ることが必要である。

少くとも１個の繊維層に水分貯蔵空間を傾斜し
た溝の形態で設けることによりフエルトの水分吸
収性および透過性を増す試みがなされた。かかる
溝は繊維材料の融解により得られる。この処理に
より優れた脱水性が付与されるが、それにも拘ら
ず繊維製品の表面構造に関して問題が残る。現在
ニードルされた繊維バツトにより最も良好で均質
な繊維構造体が得られるが、針により形成される
しまあるいは表面構造の他のむらにより生ずる問
題は解決されず、これがプレス処理中平坦性に影
響を及ぼし紙の表面を望ましくない粗面にする。
更に、繊維材料構造体は不規則な無作意に位置す
る孔を有し、これ等の孔が構造体またはプレスフ
エルトに、フエルトの種々の部分で異なる制御し
得ない多孔性を与える。表面の平坦性を改善する
目的のため繊維構造体を研摩することが試みられ
たが、この研摩または平滑化処理により他の不便
がおこつた。

また乾燥工程において、繊維ウエツブまたは紙
ウエツブを加熱円筒に対してプレスする目的にフ
エルト若しくは織物が使用される。この工程にお
ける乾燥の程度および乾燥能力は、シートを円筒
に対しプレスする圧力の均一なことにより決ま
り、従つてフエルトまたは織物の表面平坦性が乾
燥工程において極めて重要である。

従つて本発明の目的は、プレスフエルトおよび
乾燥用フエルトとして含まれる成形織物、プレス
フアブリツクおよび乾燥用織物として使用し得る
シートを提供せんとするにある。従来の成形織物
の表面には、織物構造体上に突出し、曲がつて再
び下方に向く隆起部が存在する。これ等の隆起部
が均一に分布されているということには関係な
く、できるだけ平坦な表面を有する脱水装置をつ
くり、使用することが望ましい。更にシートを成
形織物として使用する場合には、繊維ウエツブの
均一な脱水および形成が行われるように孔ができ
るだけ均一にあいていることが望ましい。

繊維質構造を有する従来のプレスフエルトは、
重荷重を受けながら数百万回転でプレスフエルト
が作動する製紙機械において著しく起る力学的圧
縮に殆んど抵抗することができない。これにより
プレスフエルトは圧縮され、その密度が増加す
る。このフエルトの圧縮および濃密化はまたモノ
フイラメントおよびマルチフイラメント糸が多数
交差して成る織物構造体を弱めることによつても
起る。

また圧縮圧の均一なことは、プレス間隙でシー
トの脱水を行う場合における如く、紙の表面構造
において決定的役割をはたす。繊維構造体を研摩
するか平滑にする場合においても、ある程度のむ
らが表われ、このむらにより脱水効果が減じ、で
き上つた紙の表面構造が粗くなる。フエルトまた
は織物の表面のむらにより化学薬品の攻撃、汚染
等の可能性が増す。従つてできるだけ平坦な表面
を有するフエルトまたは織物を製造することが望
ましい。

更に最高の均一な脱水を確保するために高度に
制御した多孔性を与え、孔の位置をできるだけ予
め決定し得ることが望ましい。ここで使用する
「孔」とは水分誘導手段に関するものである。所
謂ニードルフエルトを組込んだ大部分の繊維構造
体では、針がバツト層を貫通する際繊維のかたま
りを生ずることを防止することは不可能である。

過去において、特にプレスベルトの製造には、
例えばバツトを製造する場合における如く、長い
系列の低生産性の不正確なプロセスが含まれる。
この理由のため、包含される多数のプロセスを減
じ、プロセスの精度を改善することが望ましい。

実質的に液体不透過性の材料から成るフイルム
に少くともガスを透過し得る補強構造体を統合
し、少くともフイルムにほぼ垂直な貫通溝を配置
することを特徴とする本発明のシートにより、以
上概略述べた技術的問題点は解決され、前記多数
の要求は満足される。

補強構造体をフイルムの一方の側面に配置し、
少くとも溝の口部領域でフイルムに結合するのが
好ましい。フイルムは水路の中間の材料に孔をも
たせて形成するのが好ましい。補強構造体はモノ
フイラメントおよび／またはマルチフイラメント
系の織物から構成するのが好ましい。織物の少く
とも一側に繊維層を設けることができる。繊維は
織物にニードルするのが好ましい。

本発明のシートの製造方法は、実質的に液体不
透過性の熱可塑性材料のフイルムを実質的に熱可
塑性材料の補強構造体と一緒に供給しレーザー孔
あけ機を通し、これにより１個ずつ分離した孔を
少くともフイルムに形成することを特徴とする。

レーザー孔あけ機は所望の深さの孔を設け且つ
孔の壁の形状を所望の形状にするため調節するの
が好ましい。フイルムおよび補強構造体のレーザ
ー孔あけ機を通過する移動を変化させることによ
り実質的に不連続の孔の図形を得ることができ
る。

本発明のシートは多数の利点を有する。例えば
紙ウエツブに面する表面は、反対側の排水性能を
そこなうことなく極めて平坦である。レーザー技
術を使用しシートを製造することにより、シート
に高度の可塑性を付与する多数の孔または空所が
形成されることを確かめた。可塑性は更に出発フ
イルムの材料を適当に選定することにより改善す
ることができる。この材料はポリウレタン形のプ
レスチツク材料であるのが有利である。

表面が著しく平坦であることと排出性が優れて
いることの外に、本発明のシートは、同様の用途
に対し従来のシートより著しく高い強度を示す。
従つて本発明のシートまたはフエルトおよび織物
は可使時間が著しく長い。

次に本発明を図面につき説明する。

第１図に本発明の一例のシートの断面を示す。
第１図から明らかな如く、本発明の一例のシート
は貫通孔または溝２を有するフイルム１を評え
る。このフイルム１の一方の側に、図示する例で
はステープルフアイバーの織物から成る補強構造
体３を備える。フイルム１および補強構造体３を
相互に結合する。

フイルム１は適当なプラスチツク材料、好まし
くは熱可塑性プラスチツク材料からつくるのが好
ましい。

このフイルム１はポリウレタンプラスチツクか
ら構成するのが好ましい。この種のプラスチツク
は詳細に後述する特定の利点を有することが立証
された。また補強構造体または織物３はプラスチ
ツク材料から構成するのが好ましく、最終シート
の所望特性により、モノフイラメントたて糸また
はマルチフイラメントたて糸４およびモノフイラ
メントよこ糸またはマルチフイラメントよこ糸５
から織ることができる。補強構造体または織物３
においては、また第１図に示すようにステープル
フアイバー６も含めることができ、該ステープル
フアイバーは織物３にニードルした１層以上の形
態で配置することができる。

前記の如く、フイルム１と補強構造体３と相互
に結合させ、この結合は通常フイルム１および補
強構造体３の融解により行うが、また若干の適当
な接着剤または機械的結合法により行うことがで
きる。本発明においては、これ等の２つの構成部
分間の結合の補強は、第２〜４図に関して詳細に
述べるように、レーザー装置により貫通孔または
溝２を設けることに関連して行われる。このフイ
ルム１と補強構造体３を相互に結合するためには
この結合補強だけで十分である。

本発明のシートを製造する方法を第２〜４図に
より説明する。補強構造体または織物３およびこ
の織物上に配置するフイルム１からなるベルト７
を、それ自体既知の形のレーザー・ビームより作
動する孔あけ工程における２個のローラ８間に張
力下でおく。操作するレーザー・ビームは例えば
それ自体既知の二酸化炭素レーザー・ヘツド９か
ら得られ、これをビームを制限し得るように調整
し、ビームはそれ自体既知のレンズを介して所望
の方法で変調またはパルス状にする。これ等の既
知部分を図面に線図的に示す。レーザー装置のヘ
ツド９には、フイルム１を通つて延びる溝または
孔２がフイルム１に確実につくられるようにこの
目的のため業界における従来の装置を設ける。レ
ーザー・ビームの照射時間、ビームの直径および
強さは、溝または孔２が所望の幅および深さを与
えるようになしたものである。深さは、レーザ
ー・ビームが補強構造体３を貫通せずまた補強構
造体３に大きい影響を与えないように調整するの
が好ましい。

これに関連して、補強構造体または織物に面す
る側の各溝または孔２の口部において熱可塑性材
料の融解並びに前記の如きフイルム１の補強構造
体３への結合補強が行われる。

本発明においては、フイルム１の孔あけを行う
のが望ましく、このためにヘツド９をベルト７を
間欠的に横切つて移動させ、各静止点で溝または
孔２をつくらせる。第３図に関して、先ずヘツド
９が一列に孔１０をつくり、同じ列の末端の孔１
１までベルト７を横切つて移動し続ける。然る後
ヘツドを一列即ち列区分だけ移動して孔１２をあ
け反対側までベルト７を横切つて移動する。ヘツ
ド９はこのようにしてベルト７を横断して列から
列へ移動し座標表の末端と考えられる孔１３まで
移動し続ける。１４において印をつけて案内と
し、これによりヘツド９を、ベルトの移動（第３
図における左まで）後正しい位置にセツトするこ
とができる。これに関連してベルト７の移動後印
１４を第３図における孔１０の位置に相当する位
置にセツトすべきであり、次いで前記ヘツド９の
連続移動を再び始める。またベルト７を孔の列と
列との間隔に相当する距離を段階的に移動するこ
とができる。

孔または溝２の形成工程を第４ａ〜４ｅ図に詳
細に示す。これ等の図面において、フイルム１だ
けを示すが、この場合、フイルム１はフイルム１
および補強構造体３両者を含む全シートを表わす
と考えるべきである。更にフイルム１上に衝突す
るレーザー・ビーム１６を発生するレンズ部分１
５を有するヘツドの一部分のみを示す。スリーブ
１７はレーザー・ビーム１６の一部分を包囲し、
このスリーブは連結部１８を備える。このスリー
ブをヘツド９に封着し、その先端にはレーザー・
ビーム１６を有する孔を備える。高圧ガスをスリ
ーブ１７に供給するが、このガスを矢印１９によ
り示す。レーザー・ビーム１６はフイルム１の材
料を融解し、この融解が行われる開孔形成中に発
生するガスが逃散し、この逃散ガスを矢印２０に
より示す。

第４ｂ図はフイルム１に更に侵入したレーザ
ー・ビーム１６を示し、第４ｃ図はレーザー・ビ
ーム１６が更に深く侵入する段階を示す。スリー
ブ１７およびガス１９を用いない場合は、形成し
た孔からの逃散ガス２０はヘツド９のレンズ１５
に有害な作用を及ぼすことが実験で分つた。従つ
てこの作用に反作用をする中和ガスを供給するこ
とが必要であることが立証され、これはスリーブ
１７およびガス１９により達成される。ガス１９
はスリーブ１７からレーザー・ビーム１６と一緒
に同時に流出し、これによりレンズ１５がガス２
０により攻撃されるのが防止される。

レーザー・ビーム１６がフイルム１に深く侵入
する程（第４ｃ図）、形成される溝中のガス圧は
一層大になる。ガスは前のように容易に逃散する
ことができない。この理由のため、ガスは若干フ
イルム内に拡散する。このガス拡散により気泡２
１がフイルム１に形成される。空所または気泡２
１は箔１に一層大なる柔らかさおよび可塑性を与
えることは明らかで、これがシートをプレス・フ
エルトとして使用する際曝される多くの圧縮に耐
えるフイルムの性能を改善する。気泡または空所
２１の発生は、レーザー・ヘツド９に最も近いフ
イルムの表面で比較的僅かであるが、反対の表面
およびこの表面に最も近い領域で比較的多いこと
が立証された。これは恐らくガスが部分的に形成
された孔２から逃散するのが困難であり、従つて
材料中に一層深く侵入するためである。然しこの
現象はレーザー装置により制御することができ
る。

フイルム１における孔２の形成が完了すると、
フイルムをほぼ完全に貫通し、フイルム１と補強
構造体３との間の融解がおこり、これによりフイ
ルムおよび構造体は相互に結合する。

レーザー装置を使用することにより、実際に任
意所望の形又は構造の孔または溝２を形成するこ
とができる。このことは孔または溝の縦方向の形
状並びに横方向の拡がりに関してあてはまる。第
５〜８図は夫々異なる孔の形状を示す。本発明に
おいては所要に応じて、任意の図示する孔の構造
を一つの同じ孔内およびフイルム１の異なる部分
に組合せることが可能であることは明らかであ
る。

既に述べた如く、本発明のシートは殆んどすべ
ての望ましい特性が付与される。かかる望ましい
性質には、就中、シートの透過性があり、これに
より主として気体を通過させることができるが、
孔２の大きさにより液体も通過させることができ
る。フイルム１の表面に孔２の口が存在するにも
拘らず、孔の表面は、特に従来のプレスフアブリ
ツクまたはプレスフエルトと比較した際著しく平
坦である。従つて製紙機械のプレス工程において
本発明のシートを使用する場合には、従来の織物
およびフエルトを使用する場合より著しく高い紙
の品位が期待される。

プレスにおける紙ウエツブの脱水は、例えばフ
エルトと紙との間の圧力分布により左右される。
高度の平坦性を有するフエルトは良好な圧力分布
を与え、紙ウエツブからフエルトへの水の移動を
改善する。この圧力分布は繊維表面の平坦性だけ
ではなく、フエルト内の基本織物の構造に左右さ
れ、これは高い圧力下で明らかにすることができ
る。シアノ−アクリレート含浸紙上でフエルトに
平面圧を加えることにより圧痕をとることにより
圧力分布の概念を得ることが可能である。圧縮圧
は製紙機械プレスにおける圧力に対応するように
選定する。シアノ−アクリレート接着剤が硬化し
た際、通常工業技術分野で使用される形の表面平
坦性測定装置により測定することができる。大部
分のフエルトの場合には、外形の変化は新しいフ
エルトでは200μｍ以内であり、平等に使用され
たフエルトでは60μｍのように少い。

フイルムの厚さ、フイルムの剛性、フイルムに
あけられる孔の直径および位置並びに補強部材ま
たは担体（基本織物）の構造を適合させることに
より、織物担体上に配置するレーザーで孔をあけ
たフイルム１から成る本発明のシートにより極め
て均一な圧力分布を有する脱水ベルトを得ること
が可能である。これに対する一つの理由は表面の
平坦性を、極めて限定された制限内に維持するこ
とができることである。フイルムが担体における
あらゆるむらを橋渡しするように選定し得る実験
上のベルトから得られる圧痕につき±20μｍが測
定された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例のシートの断面図、第２
図は本発明のシートの製造装置の側面図、第３図
は第２図に示す装置の平面図、第４ａ図、第４ｂ
図および第４ｃ図は本発明のシートに孔をあける
段階を示す説明図、第５〜８図は異なる形状の孔
を有するシートの部分断面図である。 １……フイルム、２……孔または溝、３……補
強構造体または織物、４……たて糸、５……よこ
糸、６……ステープルフアイバー、７……ベル
ト、８……ローラ、９……レーザー・ヘツド、１
０，１１，１２，１３……孔、１５……レンズ部
分、１６……レーザー・ビーム、１７……スリー
ブ、１９……高圧ガス、２０……逃散ガス、２１
……気泡。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少くともガス媒質を透過し得る繊維ウエツブ
   脱水用シートにおいて、該シートは繊維ウエツブ
   と接触する表面層を有し該表面層が実質的に液体
   不透過性材料の熱可塑性フイルムから成り、少く
   ともガスを透過し得る補強構造と統合され、上記
   シートは少くとも上記表面層を通るほぼ垂直の貫
   通溝を有することを特徴とする繊維ウエツブ脱水
   用シート。 ２ 補強構造体が、フイルムの一方の側面に配置
   され、フイルムに少くとも溝の口の領域で結合さ
   れた特許請求の範囲第１項記載のシート。 ３ 補強構造体がモノフイラメント糸および／ま
   たはマルチフイラメント糸の織物から成る特許請
   求の範囲第１項または第２項記載のシート。 ４ 織物の少くともフイルムの一方の側面に面す
   る側面に繊維を組込んだ特許請求の範囲第３項記
   載のシート。 ５ 繊維を織物にニードルした特許請求の範囲第
   ４項記載のシート。