JP2001113485A - ウエットシートの吸着保持機構 - Google Patents

ウエットシートの吸着保持機構

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JP2001113485A JP2000260385A JP2000260385A JP2001113485A JP 2001113485 A JP2001113485 A JP 2001113485A JP 2000260385 A JP2000260385 A JP 2000260385A JP 2000260385 A JP2000260385 A JP 2000260385A JP 2001113485 A JP2001113485 A JP 2001113485A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 抄き取ったばかりのウエットシートを、ほと
んど傷つけることなく、抄き網から剥がす吸着保持機構
を提供する。 【解決手段】 本発明の吸着保持機構は、パルプ液Pを
抄き網39を通して排水した後、抄き網39上に抄き取
った未乾燥状態にあるウエットシートを、吸着ヘッド8
7によって抄き網39から受け取るにあたり、吸着ヘッ
ド87は、ウエットシートとほぼ同一の面積を有するシ
ート吸着面112によって、抄き網39上のウエットシ
ートを覆うとともに、吸着ヘッド87の周囲を、抄き網
39を有した抄き網カップ37の周囲と圧着させた状態
で、ウエットシートの表面をほぼ均一に吸着保持して、
抄き網39から受け取るようにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、木材や化学物質や
金属等の各種繊維、あるいは食材または汚泥といった各
種の原料を含む原料液からシート状部材を製造するにあ
たって、抄き取ったウエットシートを抄き網から受け取
る際の保持機構に関するものであって、本出願人がすで
に出願に及んでいる特開平11−241290号「シー
ト状部材の製造方法とシート状部材の製造装置」の分割
出願に係るものである。
【0002】
【発明の背景】例えばパルプ紙の製造においては、でき
上がり品質をあらかじめチェックするためにサンプルシ
ートを製造し、そのサンプルシートで当該パルプ液の繊
維濃度を測ったり、地合や、要求されている色相が出て
いるか否かをチェックすることが行われる。そしてこの
サンプルシートの製造は、パルプ液を抄紙機に流す前に
行われるものであって、その工程は、基本的には通常の
抄紙ラインにおける工程と同様に構成される。すなわ
ち、サンプリングしたパルプ液を抄き網(「ワイヤー」
と称することがある)により抄いてウエットシートを得
る工程と、ウエットシートをプレスすることで脱水する
プレス脱水工程や、ウエットシートを加熱することで乾
燥させる加熱乾燥工程等から構成される。
【0003】そして本出願人は、このような一連の製造
工程を効率的且つ安定的に行うべく、各工程を担う装置
等において、随所に工夫を凝らした開発を試み、特開平
11−241290号「シート状部材の製造方法とシー
ト状部材の製造装置」の出願に至っている。この技術的
工夫としては、抄き網上に抄き取られたばかりのウエッ
トシートを、ほぼ均一に全体的に吸着保持して、抄き網
から剥がすようにした保持構造が開示されている。これ
は抄き取られたばかりのウエットシートは、未だ繊維同
士がしっかり結合し合っていないために、非常に破れや
すく、例えばウエットシートの一部分を局部的に吸着し
たり、全体的に吸着しても吸着力に片寄りがあるような
場合には、破れたり、皺になったりする場合が多かった
ためである。
【0004】
【分割出願を試みた技術的事項】このように抄き取った
ばかりのウエットシートに、ダメージを与えることなく
全体的に吸着保持して剥がす構造は、上記特開平11−
241290号に開示されてはいるものの、被保持物で
あるウエットシートが非常に破れやすい特殊性を考慮す
ると、吸着保持構造、それ自体でも原出願から独立して
評価し得るものであるため、原出願を分割出願に及び、
別途権利取得を試みるものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわち請求項1記載の
ウエットシートの吸着保持機構は、原料液を抄き網を通
して排水した後、抄き網上に抄き取った未乾燥状態にあ
るウエットシートを、吸着ヘッドによって抄き網から受
け取るにあたり、前記吸着ヘッドは、ウエットシートと
ほぼ同一の面積を有するシート吸着面によって、抄き網
上のウエットシートを覆うとともに、吸着ヘッドの周囲
を、抄き網を有した抄き網カップの周囲と圧着させた状
態で、ウエットシートの表面をほぼ均一に吸着保持し
て、抄き網から受け取るようにしたことを特徴として成
るものである。この発明によれば、ウエットシートを抄
き網から剥がす際、従来のように抄き網を反転させる必
要がなく、装置を比較的単純な構造の下に構成し得る。
また抄き取った直後のウエットシートは、未だ繊維同士
が結着せず、極めてダメージを受けやすい状態である
が、吸着ヘッドがウエットシートの全面をほぼ同時的に
吸着保持するため、吸着によって破れたり皺になったり
することがほとんどない。
【0006】また請求項2記載のウエットシートの吸着
保持機構は、前記請求項1記載の要件に加え、前記吸着
ヘッドの周囲と、抄き網カップの周囲とを圧着させるに
あたっては、パッキンを介在させて両者間の密閉状態を
得るようにしたことを特徴として成るものである。この
発明によれば、吸着ヘッドの周囲と、抄き網カップの周
囲との間に、パッキンを介在させるため、双方の接合部
で高い密閉性が維持され、接合部からの大気の流入を、
ほぼ完全に防止でき、ウエットシートをより均一且つ効
果的に吸着保持できる。
【0007】更にまた請求項3記載のウエットシートの
吸着保持機構は、前記請求項1または2記載の要件に加
え、前記ウエットシートを吸着保持する際には、吸着ヘ
ッド内を吸引作用によって負圧状態とするとともに、抄
き網カップ内の空間を大気開放するようにしたことを特
徴として成るものである。この発明によればウエットシ
ートを吸着保持する際、吸着ヘッド内を吸引負圧状態に
するとともに、抄き網カップ内の空間を大気開放するた
め、ウエットシートを境にして圧力差を生じ、より確実
にウエットシートの吸着保持が行える。
【0008】また請求項4記載のウエットシートの吸着
保持機構は、前記請求項1、2または3記載の要件に加
え、前記シート吸着面は、抄き取られるウエットシート
に対してほぼ平行になるような空隙が複数、層状に形成
されるものであって、吸着作用に伴う空気が、空隙内を
ウエットシートの表面に沿って、外側から中心に向かっ
て流れるようにし、ウエットシートの全面にほぼ均一な
負圧を及ぼすようにしたことを特徴として成るものであ
る。この発明によれば、ウエットシートの吸着保持を行
うにあたっては、吸着に伴う空気を、空隙内において外
側から中心に向かって流しているため、シートに作用す
る負圧を特に周方向において均一化でき、吸着力を片寄
らせてしまうことがほとんどない。
【0009】また請求項5記載のウエットシートの吸着
保持機構は、前記請求項1、2、3または4記載の要件
に加え、前記吸着ヘッドの周囲と、抄き網カップの周囲
との間に設けられるパッキンは円帯形に形成されて成
り、ウエットシートを吸着保持する際には、シート吸着
面がパッキンの内側に収まるとともに、ウエットシート
と軽く接触した状態または極く近接した状態で吸気が開
始されることを特徴として成るものである。この発明に
よれば、シート吸着面がパッキンの内側に収まり、ウエ
ットシートに軽く接触した状態または極く近接した状態
で吸着保持を開始するため、空隙空間が確保され、吸着
空気を、より効果的にシート全面に作用させることがで
きる。
【0010】また請求項6記載のウエットシートの吸着
保持機構は、前記請求項1、2、3、4または5記載の
要件に加え、前記吸着ヘッドには、大気吸引量を調節す
る吸気量調節バルブを設けることを特徴として成るもの
である。この発明によれば、吸気量調節バルブによって
大気吸引量を調節できるため、ウエットシートを過度に
冷却させてしまうことがなく、また抄き取るウエットシ
ートの厚さ等に応じて吸着力の大きさ等も調節すること
ができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明のウエットシート
の吸着保持機構を適用した抄紙サンプルシート製造装置
1を図面に従って説明する。この抄紙サンプルシート製
造装置1では、1サイクル動作ごとに薄い円板形をした
抄紙サンプルシートが1枚作成される。符号3(図4及
び図6参照)は円板形をしたウエットシートを示し、こ
のウエットシート3が乾燥されて目的の抄紙サンプルシ
ートになる。
【0012】5は抄紙サンプルシート製造装置1の機枠
を示し、その天板5aの右端部(図1における右方へ向
かう方向を右側とし、同図に向かって手前側を前方とす
る。以下の説明において向きを言うときはこの方向によ
るものとする。)にはストックインレット7が固定され
ている。また、機枠5の底板5bにはサクションポンプ
9が据え付けられると共に、底板5bの右端部には2方
向型のエアシリンダから成る抄き網昇降シリンダ11が
上を向く向きで取り付けられている。5cは機枠5の中
間ベースを示し、この中間ベース5cは左右方向に長い
矩形の枠形をしていて、機枠5の上下方向におけるほぼ
中間の位置に水平に設けられている。
【0013】ストックインレット7(図1、図2、図5
参照)は上下方向に長い円筒状を成し、抄き網昇降シリ
ンダ11の軸心と同軸上にあって、機枠5の天板5aを
貫通するように配置されている。このストックインレッ
ト7の下端部には円帯形をしたフランジ7aが設けられ
ていて、このフランジ7aの下面にパッキン13が取り
付けられている。15はストックインレット7の上面を
閉塞した蓋板を示す。
【0014】上記蓋板15には、その中心部をエアー噴
射パイプ17が貫通すると共に、中心部を外れた位置を
パルプ液自動投入パイプ19とパルプ液手動投入パイプ
21が貫通している。パルプ液自動投入パイプ19の下
端は斜めにカットされ、このカットされた面の先端19
aはストックインレット7の下端面よりある程度上の位
置まで延びている。エアー噴射パイプ17の下端部には
側方へ向かって開口した複数の噴射孔17a(図5参
照)が形成されており、この噴射孔17aは、ストック
インレット7の下端面とパルプ液自動投入パイプ19の
先端19aとのちょうど中間辺りの高さに位置してい
る。
【0015】パルプ液自動投入パイプ19の上端部には
ストッカー23が取り付けられており、このストッカー
23には最大で抄紙サンプルシート5枚分のパルプ液P
を貯留できるようになっている。パルプ液自動投入パイ
プ19には電磁開閉型のパルプ液投下弁25が介挿され
ると共に、このパルプ液投下弁25のすぐ上に別のエア
ー噴射パイプ27の先端部が貫入されている。また、ス
トッカー23内の下端部寄り位置には、このストッカー
23の内周径よりやや小さい直径の円板形をしたバブル
拡散板29(図1参照)が水平な向きで配置されてい
る。
【0016】ストッカー23内のパルプ液Pを投下する
ときは、パルプ液投下弁25が開放される。そして、こ
の投下に先立って、前記エアー噴射パイプ27からスト
ッカー23内に高圧空気が供給されてストッカー23内
のパルプ液Pが充分撹拌され、それにより、パルプ液P
に含まれている繊維がいっぺんに投下されてしまうこと
の無いようにしている。ストッカー23内に噴射したエ
アーは泡となって浮上し、このとき、バブル拡散板29
に当って周囲へ拡散する。これにより、ストッカー23
内のパルプ液Pが満遍なく撹拌される。
【0017】パルプ液手動投入パイプ21の下端はパル
プ液自動投入パイプ19の下端より高いところに位置し
ており、このパルプ液手動投入パイプ21の上端に漏斗
31が設けられている。この漏斗31及びパルプ液手動
投入パイプ21は、ストックインレット7へのパルプ液
Pの投入を手操作により行うためのものであって、例え
ば、ストッカー23に貯留されているパルプ液Pとは違
う種類のパルプ液についてサンプルシートを製造する必
要が急遽生じた場合等に使用し、所定量計量して投入す
る。
【0018】32はパルプ液投下量検出センサを示す。
このパルプ液投下量検出センサ32はストッカー23か
ら投下されるパルプ液Pの量を計測するためのものであ
り、一例としてストックインレット7の蓋板15を貫通
し、その先端電極をパルプ液自動投入パイプ19の先端
19aよりやや高いところに位置させている。
【0019】抄き網昇降シリンダ11のピストンロッド
33の上端部には、一例として4ポート型のパイプ継手
35が固定されており、このパイプ継手35に抄き網カ
ップ37が取り付けられている。抄き網カップ37は上
面が開口した円形の深皿状をしており、その上方開口部
には外側へ突出した円帯状のフランジ37aが設けられ
ている。抄き網カップ37の上方開口面はメッシュ10
0番程度の抄き網39により覆われ、この抄き網39の
外周部を挾んで上記フランジ37aに円帯形のパッキン
41が取り付けられている。そして、抄き網カップ37
の底部には孔37bが形成され、この孔37bにパイプ
継手35の上側のポートが接続されている。パイプ継手
35の側方ポートの一方にはサクションポンプ9の吸引
口から延びた第一のバキュームパイプ43が接続されて
いる。
【0020】従って、抄き網カップ37は前記ストック
インレット7の真下に位置すると共に抄き網昇降シリン
ダ11が駆動することによって上下方向へ移動され、そ
の移動は、図1に示すようにパッキン41が中間ベース
5cより僅かに高いところに位置した下降位置と、図5
に示し、図1には二点鎖線で示すようにストックインレ
ット7に結合した上昇位置との間で行われる。抄き網カ
ップ37が上昇位置に来るとき、そのパッキン41はス
トックインレット7のパッキン13と密着される。
【0021】しかして、抄き網カップ37が上昇位置に
来ると、図5を見て分かるように、ストックインレット
7の下方開口が抄き網カップ37で塞がれてほぼ密閉さ
れた状態の空間が形成され、この空間の下端部寄りの位
置に抄き網39が位置する。
【0022】45は溢水受皿を示す。この溢水受皿45
は抄き網カップ37より一回り程度大きい円形の皿形を
しており、抄き網カップ37を囲うように設けられ、そ
の底部には排水管47が接続されている。
【0023】中間ベース5cの上面には、抄き網カップ
37の移動軌跡の直ぐ左側にプレス板51が固定され、
このプレス板51の左脇に加熱板53が、更にその左側
に取外しカップ55がそれぞれ取り付けられている。プ
レス板51は、ウエットシート3をプレスすることで内
部水分を滲出除去するためのものであり、比較的厚い平
坦な金属板により形成され、その上面に剥離補助シート
57が被されている。この剥離補助シート57はテフロ
ン(商品名)シート等滑り性の良い材料により形成さ
れ、その右側端部はプレス板51の右側面に固定され、
その左端部はプレス板51よりある程度下まで延びてい
て、ここに適度な重さの錘59が取り付けられている。
【0024】加熱板53は、ウエットシート3を加熱乾
燥させるためのものであり、これも比較的厚い平坦な金
属板によって形成され、その下面に加熱器61が取り付
けられており、加熱板53はこの加熱器61によって加
熱される。この加熱温度はサンプリングしたパルプ液P
の質に応じて設定され、ウエットシート3に強い熱的変
性を与えたくない場合は100°C以下の温度にすると
良い。例えば、着色パルプの場合は30°Cから100
°Cの範囲とする。特に、そのパルプ液が黄色に着色さ
れている場合は50°Cから65°C程度、望ましくは
60°C程度とするのが良い。もちろん、目的のサンプ
ルシートが繊維濃度のチェックのみを行うためのもので
ある場合等、熱的変性をある程度無視できるときは、こ
の加熱温度を100°C以上に設定することも差し支え
ない。
【0025】取外しカップ55は、後述する吸着ヘッド
に吸着保持されたウエットシート3をこの吸着ヘッドか
ら確実に取り外すための手段であって、前記抄き網カッ
プ37とほぼ同じ構造を有する。すなわち、取外しカッ
プ55は上面が開口した円形の深皿状をしており、その
上方開口部には外側へ突出した円帯状のフランジ55a
が設けられている。取外しカップ55の上方開口面はメ
ッシュ100番程度の金網63により覆われている。そ
して、取外しカップ55の底部に形成された図示しない
孔に第二のバキュームパイプ65が接続され、この第二
のバキュームパイプ65は後述する第三のバキュームパ
イプと共にサクションポンプ9の吸引口に接続されてい
る。
【0026】下降位置に来ている抄き網カップ37の上
面と、プレス板51の上面と、加熱板53の上面と、取
外しカップ55の上面は、いずれも、同一水平面内に位
置している。
【0027】71はシートキャリアを示し(図1参
照)、このシートキャリア71は、抄き網39上に抄き
取られたウエットシート3を吸着保持して搬送するもの
である。73はシートキャリア71の移動ベースを示
し、この移動ベース73は機枠5に支持された左右方向
へ延びるガイドレール75に乗って移動するようになっ
ている。そして、移動ベース73の背面部にはモータ7
7が取り付けられ、このモータ77によって回転される
図示しないピニオンギアが機枠5に架設されたラック7
9と噛合しており、モータ77が回転することで移動ベ
ース73が左右方向へ移動される。
【0028】移動ベース73の上端部をなす水平壁には
2方向型のエアシリンダから成る吸着ヘッド昇降シリン
ダ81が下向き姿勢で取り付けられ、そのピストンロッ
ド83の先端部に、一例として3ポート型のパイプ継手
85の上側ポートが固定されている。このパイプ継手8
5の下側ポートに吸着ヘッド87(詳細は、図3、図
7、図8を参照)が取り付けられている。なおこの実施
の形態では、吸着ヘッド87は、移動ベース73に取り
付けられた吸着ヘッド昇降シリンダ81によって、昇降
自在に構成しているが、例えば、前記プレス板51、加
熱板53、取外しカップ55等を、昇降自在に構成する
ことも可能であり、要は吸着ヘッド87とプレス板51
等(加熱板53、取外しカップ55)とが、相対的に接
近離反できるように構成されれば、どのような形態であ
っても構わない。
【0029】そしてこの吸着ヘッド87が、本発明のウ
エットシート3の吸着保持機構を主に担うものであり、
以下この吸着ヘッド87を構成する諸部材について説明
する。89は吸着ヘッド87の外殻を示し、この外殻8
9は、下面が開口した円形のほぼ皿状をしており、その
天壁91の中心部に円形の孔91aが形成され、この孔
91aと通じるようにして前記パイプ継手85の下端部
が固定されている。天壁91の中心部から外れた位置に
は吸気孔91bが形成され、この吸気孔91bと通じる
ようにバルブ取付管93が固定されている。このバルブ
取付管93に吸気量調節バルブ95が取り付けられてい
る。
【0030】外殻89の内部には、上から順に、金属製
の上側仕切板97及び下側仕切板99と、ゴム板101
と、上網103、中網105及び下網107等から成る
金網が階層状に配置されている。これらのうち、上側仕
切板97の直径は外殻89の内径とほぼ等しく、その他
の部材の直径は上側仕切板97の直径よりある程度小さ
くなっている。下側仕切板99は比較的厚く、この下側
仕切板99の下面にゴム板101が接着されている。上
側仕切板97の中心部には円形の挿通孔97aが形成さ
れている。下側仕切板99とゴム板101の中心部には
取付孔109が形成され、この取付孔109に取付パイ
プ111の下端部が内嵌固定されている。
【0031】上側仕切板は97は複数のボルト113に
よって下側仕切板99に固定されると共に、これら上側
仕切板97と下側仕切板99との間にはスペーサ115
によって空間117が設けられている。取付パイプ11
1の上端部は上側仕切板97の挿通孔97aを通して上
方へ突出している。そして、この取付パイプ111の上
端部が前記パイプ継手85の下側ポートに捩じ込まれ、
それにより、上下の仕切板97、99及びゴム板101
が外殻89内に配置される。
【0032】外殻89の天壁91と上側仕切板97との
間にはボルト113の頭部をスペーサとする空間119
が残され、この空間119の周辺部はシリコン121を
充填することで気密に塞がれる。取付パイプ111はそ
の周囲に充分な余裕を有して挿通孔97aに挿通され
る。従って、上側の空間119と下側の空間117は挿
通孔97aを通して通じ合う。また、ゴム板101の下
面は外殻89の下面とほぼ同じ高さに位置する。
【0033】123は円帯形をしたガスケットを示す。
このガスケット123は2枚重ねた状態で上側仕切板9
7の周縁部の下に配置される。そして、外殻89の天壁
91の周縁沿いの部分にはボルト通し孔91cが形成さ
れており、このボルト通し孔91cを通したボルト12
5が前記シリコン121の層と、上側仕切板97の周縁
部に形成されたボルト通し孔97bと、ガスケット12
3の周縁部に形成されたボルト通し孔123aを通さ
れ、このボルト125の先端部が後述する網フレームに
固定される。
【0034】上網103にはメッシュ8番のものが用い
られ、中網105にはメッシュ12番のものが用いられ
ている。そして、下網107にはメッシュ60番のもの
が用いられている。127は金属製の網フレームを示
し、この網フレーム127は前記ガスケット123とほ
ぼ同じ大きさを有した円環状に形成され、この網フレー
ム127の下面に下網107の周辺部がロウ付けされて
いる。
【0035】そして、下網107の上に中網105と上
網103を載せた状態で、網フレーム127がガスケッ
ト123に下から重ねられ、この状態で、前記ボルト1
25の先端部が網フレーム127の螺孔127aにねじ
込まれる。これにより、外殻89の下面が下網107に
より覆われるので、吸着ヘッド87の下面には3層の
網、特に、目の粗い上網103と中網105の多数の目
から成る偏平な空隙129が形成され、この空隙129
の中心部に向かって取付パイプ111の下端が開口す
る。
【0036】下網107の下面には薄いマスクシート1
31(図3にのみ示してある)が貼付されている。この
マスクシート131は円環形をしており、その外径は下
網107の直径とほぼ同じで、内径はウエットシート3
の直径より僅かに小さい。従って、下網107はウエッ
トシート3より僅かに小さい面積で下方に向かって露出
する。図7を見て分かるように、下網107の下面の周
辺部を除く部分は外殻89の下面よりやや下に位置す
る。
【0037】吸着ヘッド87はこのような構造になって
いるので、下方に向かっては下網107のうちマスクシ
ート131から露出している円形の領域だけが通気性を
有するシート吸着面112になる。そして、外殻89の
内部には、吸気量調節バルブ95を一端としてバルブ取
付管93−空間119−挿通孔97a−空間117−下
側仕切板99の外周部−空隙129−取付パイプ111
の内側という順路のエアー通路132が形成される。
【0038】シートキャリア71の水平移動は、吸着ヘ
ッド87が抄き網カップ37とプレス板51と加熱板5
3と取外しカップ55のそれぞれの真上の位置の間で行
われる。また、吸着ヘッド87は吸着ヘッド昇降シリン
ダ81の駆動によって上下方向へ移動され、上に引き上
げられた状態では、図1に示すようにプレス板51等が
位置する前記水平面よりある程度上に離間したところに
位置し、この状態からピストンロッド83が突出する
と、抄き網カップ37、プレス板51、加熱板53、取
外しカップ55のうちの1つに圧着される。なお吸着ヘ
ッド87と、抄き網カップ37等(プレス板51、加熱
板53、取外しカップ55)との接近離反は相対的に行
えればよく、必ずしも吸着ヘッド87を上下方向に移動
させてプレス板51等に圧着させる必要はない。
【0039】図9は配管系を示す。前記した第一のバキ
ュームパイプ43には抄き網脱水弁133が介挿されて
いる。第一のバキュームパイプ43のうち抄き網脱水弁
133から抄き網カップ37側の部分には落水パイプ1
35と給水パイプ137がジャンクションされており、
落水パイプ135には落水弁139が、給水パイプ13
7には給水弁141がそれぞれ設けられている。抄き網
カップ37が取り付けられているパイプ継手35の他方
の側方ポートには大気開放弁143が設けられている。
【0040】145は前記第二のバキュームパイプ65
に設けられたシート吸着弁を示す。前記吸着ヘッド87
が取り付けられたパイプ継手85の側方ポートにはサク
ションポンプ9の吸引口から延びた第三のバキュームパ
イプ147が接続され、この第三のバキュームパイプ1
47には吸着ヘッド負圧弁149がシート吸着弁145
と並列に介挿されている。上記した抄き網脱水弁13
3、落水弁139、給水弁141、大気開放弁143、
シート吸着弁145及び吸着ヘッド負圧弁149は、い
ずれも電磁開閉型のものを用いている。なお第三のバキ
ュームパイプ147には、パイプ継手85と、吸着ヘッ
ド負圧弁149との間に吸着ヘッド87内を大気開放す
るための第二の大気開放弁150を設けることが可能で
ある。抄紙サンプルシート製造装置1は以上のように構
成されている。
【0041】次に、この抄紙サンプルシート製造装置1
による動作を順を追って説明する(図10から図14を
参照)。 〔A.初期状態〕初期状態において、抄き網カップ37
は下降位置にて待機し、吸着ヘッド87は抄き網カップ
37の真上の位置にて待機している。また、前記各制御
弁は「閉」になっていて、サクションポンプ9は運転を
停止している。加熱板53はメイン電源の投入によって
ヒートアップされ、設定された温度を維持する。ストッ
カー23には抄紙ラインからサンプリングしたパルプ液
Pを所要量入れておく。
【0042】〔B.吸着ヘッドの熱平衡処理〕初期状態
からスタートスイッチが投入されると、吸着ヘッド87
が抄き網カップ37に対して相対的に接近し、双方が圧
着され(図10参照)、これら吸着ヘッド87と抄き網
カップ37とによって閉鎖空間が形成される。吸着ヘッ
ド87が抄き網カップ37に圧着したことが図示しない
センサにより検出されると、吸着ヘッド負圧弁149、
給水弁141がそれぞれ「開」にされると共にサクショ
ンポンプ9が運転を開始する。これにより、清水が給水
パイプ137及び第一のバキュームパイプ43を経て上
記閉鎖空間に供給され、この清水は吸着ヘッド87の3
層の網107、105、103をすり抜けた後、パイプ
継手85から第三のバキュームパイプ147を経てサク
ションポンプ9に吸引される。従って、この清水の流れ
により吸着ヘッド87の下面である3層の網107、1
05、103やゴム板101等が熱平衡される。
【0043】吸着ヘッド87が抄き網カップ37に圧着
されてから1分経過すると、給水弁141が「閉」にな
って給水が停止されると共に、吸着ヘッド87が抄き網
カップ37から相対的に離間し、吸着ヘッド負圧弁14
9が「閉」にされ、サクションポンプ9の運転を停止す
る。そして、シートキャリア71はプレス板51の真上
の位置へと移動されてここで待機する。
【0044】〔C.パルプ液の投入とストックインレッ
ト〕吸着ヘッド87がプレス板51の真上の位置に来た
ことが図示しない近接スイッチにより検出されると、抄
き網カップ37が上昇位置へと移動されてストックイン
レット7に下方から圧着され、これら抄き網カップ37
とストックインレット7とで閉鎖空間が形成される。次
いで、給水弁141が「開」になって上記閉鎖空間に清
水151が供給される。この清水151の液面がパルプ
液自動投入パイプ19の先端19aに達すると(図5参
照)、このパルプ液自動投入パイプ19を電極とするレ
ベル計が清水供給の完了を検知し、それにより、給水弁
141が「閉」になって給水が停止される。この状態で
は、図5を見て分かるように、前記したエアー噴射パイ
プ17の噴射孔17aが清水151の中に位置する。
【0045】ストックインレット7への給水が停止する
と、今度は、エアー噴射パイプ27からストッカー23
内に高圧空気が噴射されて、ストッカー23内のパルプ
液Pを撹拌する。この撹拌が始まって15秒経過する
と、パルプ液投下弁25が「開」になってパルプ液Pが
ストックインレット7に投下される。そして、この投下
により清水151の液面が上昇して前記パルプ液投下量
検出センサ32の下端に接すると、パルプ液投下弁25
が「閉」になってパルプ液Pの投下が停止し、エアー噴
射パイプ27による高圧空気の噴射も停止する。これに
より、抄紙サンプルシート1枚分のパルプ液Pが清水1
51に加えられる。
【0046】パルプ液Pの投下が停止すると直ぐに、エ
アー噴射パイプ17からストックインレット7内に高圧
空気が噴射され、この噴射によってパルプ液Pと清水1
51とが充分撹拌混合される。従って、投下されたパル
プ液Pは清水151によって希釈されると共に噴射する
空圧空気の泡で撹拌されて繊維を均一に分散される、す
なわち、ストックインレットされる。この処理は約10
秒継続される。
【0047】〔D.ウエットシートの抄き取りと脱水〕
パルプ液Pが投下されてから10秒経過すると、高圧空
気の供給を継続したまま、落水弁139が「開」になっ
て、前記閉鎖空間内の希釈されたパルプ液Pが第一のバ
キュームパイプ43と落水パイプ135を経て自然落水
される。このとき、パルプ液P中の繊維が抄き網39で
抄き取られてウエットシート3を形成して行く(図4参
照)。
【0048】そして、この落水により閉鎖空間内の水位
が下がって、その液面がパルプ液自動投入パイプ19の
先端19aに達したことがレベル計により検出される
と、高圧空気の供給が停止され、この後30秒経過する
と、落水弁139が「閉」になり、抄き網脱水弁133
が「開」になると共にサクションポンプ9が運転を開始
する。これにより、抄き網39に付着している水分とウ
エットシート3の飽和水分以上の水分が除去される。
【0049】〔E.ウエットシートのピックアップ〕こ
の脱水が2秒行われると、抄き網カップ37が下降位置
に戻され(ストックインレット7から離間する)、次い
で、シートキャリア71が移動して、吸着ヘッド87が
抄き網カップ37の真上の位置を経て再び抄き網カップ
37に圧着される。ここで、抄き網脱水弁133が
「閉」になり、吸着ヘッド負圧弁149と大気開放弁1
43が「開」になる。これにより、抄き網カップ37内
の空間が大気に開放されると共に吸着ヘッド87内が負
圧になって、抄き網39上にあったウエットシート3が
吸着ヘッド87に吸着保持される。
【0050】吸着ヘッド87によるウエットシート3の
吸着は、具体的に次のように行われる。吸着ヘッド87
が抄き網カップ37に圧着すると、そのシート吸着面1
12が抄き網カップ37のパッキン41の内側に収まっ
てウエットシート3に軽く接触又は近接する。従って、
ウエットシート3とパッキン41とシート吸着面112
とで閉鎖空間が形成される。この状態から、吸着ヘッド
負圧弁149が開いて取付けパイプ111内が負圧にな
ると、ウエットシート3の中央部がシート吸着面112
に吸着され、これとほぼ同時に、外殻89内の空気が仕
切板99の周囲から下へ回り込んで前記空隙129を通
って取付けパイプ111へ流れて行く。この空気の流れ
によってシート吸着面112の全体が負圧になり、この
全面的な負圧によってウエットシート3がシート吸着面
112に吸着される。
【0051】このように、シート吸着面112へのウエ
ットシート3の吸着は、全面ほぼ同時に行われる。この
ような作用を可能にしたのは、シート吸着面112とウ
エットシート3とが軽く接触するか又は極く近接した状
態から吸気を開始するようにしたことと、空隙129を
設けることでシート吸着面112の全体を負圧にできる
ようにしたことにある。特に、空隙129を外側から中
心に向かって流れる空気は周方向においてほぼ均等にな
るため、吸着力が片寄ることも無い。
【0052】しかして、ウエットシート3の吸着が全面
ほぼ同時に、且つ、全面均一な吸気力で行われるので、
未だ繊維同士が結着していないウエットシートであって
も、吸着によって破れたり皺になったりすることは無
く、しっかり吸着保持される。そして、全面的に均一な
吸気力が加えられるために、ウエットシート3に対する
脱水をムラ無く進行させることができ、このことも、皺
を生じさせない重要な要素となる。
【0053】なお、吸気量調節バルブ95の開放度は、
ウエットシート3を冷却してしまうことの無い程度に調
節する。また大気開放弁143は、ウエットシート3が
吸着ヘッド87にピックアップされた後、「閉」にされ
るのが一般的である。
【0054】〔F.プレスによる脱水〕次いで、吸着ヘ
ッド87が抄き網カップ37から相対的に離反した後、
シートキャリア71がプレス板51の真上まで移動さ
れ、ここで吸着ヘッド87が剥離補助シート57を挟ん
でプレス板51に圧着される(図11参照)。これによ
り、ウエットシート3がプレス板51に押しつけられて
水分を滲出させると共に、厚みを均一にされる。
【0055】このとき、吸着ヘッド87がウエットシー
ト3をプレス板51に押しつける圧力は、ウエットシー
ト3の全面に対して均一に加えられる。すなわち、吸着
ヘッド87の圧力は下側仕切板99及びゴム板101か
ら上網103、中網105、下網107を経てウエット
シート3に加えられ、3枚の網103、105、107
を経る際に分散され、最終的には最も細かい目になって
いる下網107のワイヤーを経て加えられるからであ
る。しかも、この圧力は途中でゴム板101を経るの
で、吸着ヘッド87とプレス板51との平行が多少崩れ
ていてもこの崩れはゴム板101に吸収されるものであ
る。また、ウエットシート3への圧力がこのように加え
られるために、ウエットシート3に目立った網目(中網
105や上網103の目)が付くことも無い。
【0056】そして、前記空隙129は3枚の網10
3、105、107によって形成されており、特に、上
網103と中網105には目が粗いものを使用している
ために強度が高く、吸着ヘッド87がプレス板51に押
しつけられても、この空隙129が潰されることは無
い。従って、ウエットシート3をプレスしている間にお
いても、エアー通路132の空気流は確保され、この空
気流によって、ウエットシート3から滲出した水分が積
極的に除去される。このプレスは3分間継続され、この
プレス処理によりウエットシート3の水分はほぼ15パ
ーセント程度にされる。
【0057】〔G.抄き網の保水〕吸着ヘッド87が抄
き網カップ37から相対的に逃げた後、所定のタイミン
グで、給水弁141が「開」になって抄き網カップ37
に給水がなされ、この給水は抄き網カップ37からある
程度溢れるまで充分な時間継続された後停止する。溢れ
た水は溢水受皿45が受けて排水管47から排水され
る。抄き網カップ37に供給された水はそのまま保持さ
れる。従って、抄き網39は抄き網カップ37内に蓄え
られた水に浸ることで常時保水され、これにより、パル
プ液Pの繊維が抄き網39に付着して目詰まりするのを
防止される。
【0058】〔H.プレス板からの剥離〕プレス処理が
終了すると、吸着ヘッド87をプレス板51に対して相
対的に離反させる。このとき、前記剥離補助シート57
は、当初、図6に二点鎖線で示すようにウエットシート
3と共に引き上げられるが、左右両側部の負荷によって
直ぐに弓なりに反ってウエットシート3から自然に剥離
し、プレス板51の上面に落ち着く。これにより、吸着
ヘッド87はウエットシート3だけをスムーズにプレス
板51から引き離すことができ、これを破ったりするこ
との無いのはもちろん、ウエットシート3の表面を荒ら
すことも防止される。
【0059】〔I.加熱乾燥〕こうして吸着ヘッド87
がプレス板51から離間した後、シートキャリア71は
加熱板53の真上の位置を経てこの加熱板53に圧着さ
れる(図12参照)。これによって、ウエットシート3
が加熱乾燥され、ここでも、ウエットシート3から蒸発
する水分はサクションポンプ9による吸引作用によって
積極的に取り除かれる。この場合の水分の除去も全面均
一に行われるので、皺が生じることも無い。この加熱は
ほぼ3分間行われ、これによりウエットシート3が絶乾
状態になる。なお本明細書においては、絶乾状態となっ
たウエットシート3を、加熱乾燥以降の工程において
は、ドライシート3と称するものである。
【0060】加熱板53の熱はウエットシート3を経て
吸着ヘッド87にも伝わるが、3層の網107、10
5、103の上にはゴム板101が配置されているの
で、このゴム板101においてかなり断熱され、下側仕
切板99より上に伝わることは少ない。
【0061】〔J.加熱板からの剥離〕加熱乾燥が終了
すると、吸着ヘッド87を加熱板53に対して相対的に
離反させる。このときのドライシート3の剥離態様は、
プレス板51からウエットシート3を剥離する態様と、
ほぼ同様である(図6参照)。すなわち図示を省略する
剥離補助シートが、当初、ドライシート3と共に引き上
げられるが、左右両側部の負荷によって直ぐに弓なりに
反ってドライシート3から自然に剥離し、加熱板53の
上面に落ち着くのである。これにより、吸着ヘッド87
はドライシート3だけをスムーズに加熱板53から引き
離すことができ、これを破ったりすることの無いのはも
ちろん、ドライシート3の表面を荒らすことも防止され
る。
【0062】〔K.取り外し〕吸着ヘッド87が加熱板
53から離間すると、シートキャリア71は取外しカッ
プ55の真上の位置へと移動される。そして吸着ヘッド
87を取外しカップ55に圧着させてから(図13参
照)、吸着ヘッド負圧弁149を「閉」にして、吸着ヘ
ッド87に作用する負圧吸引力を弱めるとともに、シー
ト吸着弁145、第二の大気開放弁150を「開」とす
る。これにより、それまで吸着ヘッド87のシート吸着
面112に保持されていたドライシート3が取外しカッ
プ55の金網63に吸い取られる。
【0063】吸着ヘッド87が取外しカップ55から相
対的に離反した後、シートキャリア71は抄き網カップ
37の真上の位置へと移動されて熱平衡処理が始まるま
でそこに待機され、サクションポンプ9は運転を停止さ
れ、第二の大気開放弁150とシート吸着弁145とが
「閉」にされる。
【0064】〔L.ドライシートの排出〕なおドライシ
ート3を取外しカップ55から取り出すにあたっては、
例えば小型吸着パットを具えた取出しアームを適用し得
るものである。これにはまず取出しアームが、取外しカ
ップ55の中心位置に移動した後、取出しアームの小型
吸着パットにドライシート3を接触させるまで、取外し
カップ55が上昇する。その後、小型吸着パットの真空
発生機を作動させ、ドライシート3を小型吸着パットに
吸着して、取外しカップ55からドライシート3を排出
する。排出を終了した取外しカップ55は下降するとと
もに、取出しアームが機外に戻り、真空発生機が停止さ
れる。この段階でドライシート3は、取出しアームの吸
着パットから開放されて所望の場所に収容され、一連の
シート抄造は完了となる。
【0065】以上の動作が繰り返されて必要な数のサン
プルシートが製造される。この場合、まず吸着ヘッド8
7のシート吸着面112が水冷により熱平衡されるの
で、抄き網39に抄き取られたウエットシート3に、熱
せられたままの吸着ヘッド87が接触してウエットシー
ト3に急激な乾燥や変色等の熱変性を与えるのを確実に
防止される。
【0066】なお、この抄紙サンプルシート製造装置1
においては、ウエットシート3を加熱乾燥させる前にプ
レス処理によって水分を滲出させるようにしたが、場合
によっては、プレス工程を省いて、加熱処理による乾燥
のみとしても良い。
【0067】以上、本発明のウエットシートの吸着保持
機構を適用した抄紙サンプルシート製造装置1について
詳述してきたが、装置の具体的な構成はこの実施の形態
に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範
囲における設計の変更などがあっても何ら構わない。
【0068】例えば、この実施の形態においては、吸着
ヘッドのシート吸着面を構成する網として金網を用いた
が、この網には、針金を織った形の通常の金網に限ら
ず、断面に空隙がある構造のものであればどのようなも
のであっても使用可能である。特に、JIS(日本工業
規格)で定められている抄紙の強度試験に供するサンプ
ルシート等を製作しようとする場合、実施の形態に示し
たような金網(特に、前記した上網や中網など粗目のも
の)を装着したままでウエットシートに規定どおりの強
いプレス圧を加えると、その網目がウエットシートに付
いてしまうおそれがあるが、表面の凹凸が極く微小な
網、例えば、抄紙機のドライヤーに用いられている「カ
ンバス」と称される合成樹脂製の網等を用いれば、強い
プレス圧を加えた場合でも、少なくとも金網よりは目立
った網目が付くことは無い。
【0069】また、撹拌手段として高圧空気を用いるよ
うにしたが、この撹拌手段は、撹拌羽根や超音波振動な
どであっても良い。更に、この実施の形態においては、
本発明を抄紙サンプルシート製造装置に適用したが、本
発明はこのようなシートに限らず、例えば、合成繊維や
金属繊維を含む各種のシート類とか、故紙原料や汚泥等
の内容分析用シート、あるいは、春雨や小魚、海藻その
他の食材を主成分とするシート状食材等、様々なシート
状部材の製造方法とその装置に広く適用することができ
る。この場合、目的のシート状部材が所謂サンプルであ
ると量産品であるとを問うことは無く、これら各種のシ
ート状部材の大きさが特に小さいものに限られないこと
ももちろんである。
【0070】
【発明の効果】まず請求項1記載のウエットシートの吸
着保持機構によれば、未だ繊維同士が結着せず、比較的
脆い状態にある抄き取ったばかりのウエットシート3
を、全体的に吸着保持するため、吸着に伴いウエットシ
ート3が破れたり、皺になったりすることがほとんどな
い。
【0071】また請求項2記載のウエットシートの吸着
保持機構によれば、吸着ヘッド87の周囲と、抄き網カ
ップ37の周囲との間にはパッキン41を介在させてい
るため、吸着保持を行う際、吸着ヘッド87と抄き網カ
ップ37との接合部から、大気が流入してしまうことが
ほとんどなく、ウエットシート3の全面を、より均一且
つ効果的に吸着保持できる。
【0072】更にまた請求項3記載のウエットシートの
吸着保持機構によれば、ウエットシート3を吸着保持す
る際、ウエットシート3における吸着ヘッド87側の面
に負圧を作用させ、一方これに対向する抄き網カップ3
7側の面を大気開放し、ウエットシート3を境にして圧
力差を生じさせるため、より確実にウエットシート3を
吸着ヘッド87に吸着保持させ得る。
【0073】また請求項4記載のウエットシートの吸着
保持機構によれば、吸着に伴う空気は、ウエットシート
3とほぼ平行に、空隙129を外側から中心に向かって
流れ、シートを貫通する方向には流さないため、吸着に
伴うシートの損傷を解消し得るものである。また吸着空
気がウエットシート3の表面にほぼ沿うように流れるこ
とに起因して、シートに作用する負圧をより均一化でき
る。
【0074】また請求項5記載のウエットシートの吸着
保持機構によれば、シート吸着面112がパッキン41
の内側に収まった状態でウエットシート3の吸着を行う
ため、吸着空気を流すための空間となる空隙129が確
実に確保でき、ウエットシート3に作用する負圧をより
一層、均一化できる。
【0075】また請求項6記載のウエットシートの吸着
保持機構によれば、吸気量調節バルブ95によって吸着
作用を担う大気吸引量を調節できるため、ウエットシー
ト3を過度に冷却させてしまうことがなく、また抄き取
るウエットシート3の厚さ等に応じて吸着力の大きさ等
も調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のウエットシートの吸着保持機構を適用
した抄紙サンプルシート製造装置を一部切り欠いて示す
正面図である。
【図2】図1に示す抄紙サンプルシート製造装置の要部
を拡大した斜視図である。
【図3】図1に示す抄紙サンプルシート製造装置におけ
る吸着ヘッドの拡大底面図である。
【図4】図1に示す抄紙サンプルシート製造装置におけ
る抄き網カップを、これに抄き取られたウエットシート
を一部切り欠いた状態で示す要部拡大斜視図である。
【図5】図1に示す抄紙サンプルシート製造装置におけ
るストックインレット容器と抄き網カップとが結合した
状態を示す要部拡大縦断面図である。
【図6】図1に示す抄紙サンプルシート製造装置におけ
るプレス処理の状態を示す要部拡大正面図である。
【図7】本発明の主たる構成部材である吸着ヘッドを拡
大して示す中央垂直断面図である。
【図8】同上一部切り欠いた状態で拡大した分解斜視図
である。
【図9】図1に示す抄紙サンプルシート製造装置の配管
系を示す図である。
【図10】図1に示す抄紙サンプルシート製造装置の要
部を、吸着ヘッドが抄き網カップに圧着された状態で示
す正面図である。
【図11】図1に示す抄紙サンプルシート製造装置の要
部を、吸着ヘッドがプレス板に圧着された状態で示す正
面図である。
【図12】図1に示す抄紙サンプルシート製造装置の要
部を、吸着ヘッドが加熱板に圧着された状態で示す正面
図である。
【図13】図1に示す抄紙サンプルシート製造装置の要
部を、吸着ヘッドが取外しカップに圧着された状態で示
す正面図である。
【符号の説明】
1 抄紙サンプルシート製造装置(シート状部材
の製造装置) 3 ウエットシート、ドライシート(シート状部
材) 5 機枠 5a 天板 5b 底板 5c 中間ベース 7 ストックインレット 7a フランジ 9 サクションポンプ 11 抄き網昇降シリンダ 13 パッキン 15 蓋板 17 エアー噴射パイプ 17a 噴射孔 19 パルプ液自動投入パイプ 19a 先端 21 パルプ液手動投入パイプ 23 ストッカー 25 パルプ液投下弁 27 エアー噴射パイプ 29 バブル拡散板 31 漏斗 32 パルプ液投下量検出センサ 33 ピストンロッド 35 パイプ継手 37 抄き網カップ 37a フランジ 37b 孔 39 抄き網 41 パッキン 43 バキュームパイプ(第一の) 45 溢水受皿 47 排水管 51 プレス板 53 加熱板 55 取外しカップ 55a フランジ 57 剥離補助シート 59 錘 61 加熱器 63 金網 65 バキュームパイプ(第二の) 71 シートキャリア 73 移動ベース 75 ガイドレール 77 モータ 79 ラック 81 吸着ヘッド昇降シリンダ 83 ピストンロッド 85 パイプ継手 87 吸着ヘッド 89 外殻 91 天壁 91a 孔 91b 吸気孔 91c ボルト通し孔 93 バルブ取付管 95 吸気量調節バルブ 97 上側仕切板 97a 挿通孔 97b ボルト通し孔 99 下側仕切板 101 ゴム板 103 上網 105 中網 107 下網 109 取付孔 111 取付パイプ 112 シート吸着面 113 ボルト 115 スペーサ 117 空間 119 空間 121 シリコン 123 ガスケット 123a ボルト通し孔 125 ボルト 127 網フレーム 127a 螺孔 129 空隙 131 マスクシート 132 エアー通路 133 抄き網脱水弁 135 落水パイプ 137 給水パイプ 139 落水弁 141 給水弁 143 大気開放弁 145 シート吸着弁 147 バキュームパイプ(第三の) 149 吸着ヘッド負圧弁 150 大気開放弁(第二の) 151 清水 P パルプ液(原料液)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原料液を抄き網を通して排水した後、抄
    き網上に抄き取った未乾燥状態にあるウエットシート
    を、吸着ヘッドが抄き網から受け取るにあたり、前記吸
    着ヘッドは、ウエットシートとほぼ同一の面積を有する
    シート吸着面によって、抄き網上のウエットシートを覆
    うとともに、吸着ヘッドの周囲を、抄き網を有した抄き
    網カップの周囲と圧着させた状態で、ウエットシートの
    表面をほぼ均一に吸着保持して、抄き網から受け取るよ
    うにしたことを特徴とするウエットシートの吸着保持機
    構。
  2. 【請求項2】 前記吸着ヘッドの周囲と、抄き網カップ
    の周囲とを圧着させるにあたっては、パッキンを介在さ
    せて両者間の密閉状態を得るようにしたことを特徴とす
    る請求項1記載のウエットシートの吸着保持機構。
  3. 【請求項3】 前記ウエットシートを吸着保持する際に
    は、吸着ヘッド内を吸引作用によって負圧状態とすると
    ともに、抄き網カップ内の空間を大気開放するようにし
    たことを特徴とする請求項1または2記載のウエットシ
    ートの吸着保持機構。
  4. 【請求項4】 前記シート吸着面は、抄き取られるウエ
    ットシートに対してほぼ平行になるような空隙が複数、
    層状に形成されるものであって、吸着作用に伴う空気
    が、空隙内をウエットシートの表面に沿って、外側から
    中心に向かって流れるようにし、ウエットシートの全面
    にほぼ均一な負圧を及ぼすようにしたことを特徴とする
    請求項1、2または3記載のウエットシートの吸着保持
    機構。
  5. 【請求項5】 前記吸着ヘッドの周囲と、抄き網カップ
    の周囲との間に設けられるパッキンは円帯形に形成され
    て成り、ウエットシートを吸着保持する際には、シート
    吸着面がパッキンの内側に収まるとともに、ウエットシ
    ートと軽く接触した状態または極く近接した状態で吸気
    が開始されることを特徴とする請求項1、2、3または
    4記載のウエットシートの吸着保持機構。
  6. 【請求項6】 前記吸着ヘッドには、大気吸引量を調節
    する吸気量調節バルブを設けることを特徴とする請求項
    1、2、3、4または5記載のウエットシートの吸着保
    持機構。
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