JP4139556B2 - ウエットシートの吸着保持機構 - Google Patents
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Description
【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(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(3) を、吸着ヘッド(87) によって抄き網(39)から受け取るにあたり、
前記吸着ヘッド(87)は、ウエットシート(3) とほぼ同一の面積を有し、且つウエットシート (3) に対してほぼ平行に形成されたシート吸着面 (112) を具えて成るものであり、
抄き網 (39) からウエットシート (3) を受け取る際には、シート吸着面(112) によって抄き網(39)上のウエットシート(3) 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、シート吸着面 (112) に、ウエットシート (3) の表面に沿った空気を流し、ウエットシート (3) の全面にほぼ均一な負圧状態を形成することにより、ウエットシート(3) 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、シート吸着面に、ウエットシートの表面に沿った空気を流すため、シート吸着面が全体的に負圧になり、ウエットシートの全面をほぼ同時的に吸着保持でき、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、前記シート吸着面 (112) には、空気が流れる空隙 (129) が複数の層を成すように形成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、空隙が複数の層で形成されるため、ウエットシートの表面に沿った空気流を確保できる。
【０００７】
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、前記シート吸着面 (112) において、ウエットシート (3) の表面に沿って流す空気の流れは、シート吸着面 (112) の外側から中心に向かって流れる空気流であることを特徴として成るものである。
この発明によれば、ウエットシートの表面に沿って流す空気流は、シート吸着面の外側 から中心に向かって流すため、周方向において略均等になり、吸着力が片寄ることも無い。
【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、前記吸着ヘッド(87)の周囲と、抄き網カップ(37)の周囲とを圧着させるにあたっては、パッキン (41) 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。
【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、前記ウエットシート(3) を吸着保持するにあたっては、吸着ヘッド(87)内を吸引作用によって負圧状態とした際、抄き網カップ(37)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。
【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４または５記載の要件に加え、前記吸着ヘッド(87)の周囲と、抄き網カップ(37)の周囲との間に設けられるパッキン (41) は円帯形に形成されて成り、ウエットシート(3) を吸着保持する際には、シート吸着面(112) がパッキン (41) の内側に収まるとともに、ウエットシート(3) 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。
【００１１】
また請求項７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、５または６記載の要件に加え、前記吸着ヘッド(87)には、大気吸引量を調節する吸気量調節バルブ(95)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。
【００１２】
【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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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１９ａ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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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１００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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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７７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７９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。
【００２９】
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８５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。
【００３０】
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８９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。
【００３１】
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。
【００３２】
上側仕切板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１１１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。
【００３３】
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。
【００３４】
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９７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１２５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１２３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。
【００３５】
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。
【００３６】
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１２５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。
【００３７】
下網１０７の下面には薄いマスクシート１３１（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。
【００３８】
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。
【００３９】
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５３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。
【００４０】
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１３５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１３７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。
【００４１】
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１４７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１３３、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。
【００４２】
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。
【００４３】
〔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、１０５、１０３やゴム板１０１等が熱平衡される。
【００４４】
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１４９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。
【００４５】
〔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。
【００４６】
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１５１に加えられる。
【００４７】
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１５１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。
【００４８】
〔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）。
【００４９】
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。
【００５０】
〔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１４３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。
【００５１】
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１１２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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
〔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。
【００５６】
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。
【００５７】
そして、前記空隙１２９は３枚の網１０３、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。
【００５８】
〔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。
【００５９】
〔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。
【００６０】
〔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。
【００６１】
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、１０５、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。
【００６２】
〔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。
【００６３】
〔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。
【００６４】
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。
【００６５】
〔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。
【００６６】
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８７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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
【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。 また吸着に伴う空気は、ウエットシート３とほぼ平行にシート吸着面１１２を流れ、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。
【００７２】
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、空隙１２９が複数の層で形成されるため、ウエットシート３の表面に沿った空気流を確保できる。
【００７３】
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の表面に沿って流す空気流は、シート吸着面１１２の外側から中心に向かって流すため、周方向において略均等になり、吸着力が片寄ることも無い。
【００７４】
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。
【００７５】
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、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３７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。
【００７６】
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、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。
【００７７】
また請求項７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）
【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(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(3) を、吸着ヘッド(87) によって抄き網(39)から受け取るにあたり、
前記吸着ヘッド(87)は、ウエットシート(3) とほぼ同一の面積を有し、且つウエットシート (3) に対してほぼ平行に形成されたシート吸着面 (112) を具えて成るものであり、
抄き網 (39) からウエットシート (3) を受け取る際には、シート吸着面(112) によって抄き網(39)上のウエットシート(3) 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、シート吸着面 (112) に、ウエットシート (3) の表面に沿った空気を流し、ウエットシート (3) の全面にほぼ均一な負圧状態を形成することにより、ウエットシート(3) 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、シート吸着面に、ウエットシートの表面に沿った空気を流すため、シート吸着面が全体的に負圧になり、ウエットシートの全面をほぼ同時的に吸着保持でき、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、前記シート吸着面 (112) には、空気が流れる空隙 (129) が複数の層を成すように形成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、空隙が複数の層で形成されるため、ウエットシートの表面に沿った空気流を確保できる。
【０００７】
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、前記シート吸着面 (112) において、ウエットシート (3) の表面に沿って流す空気の流れは、シート吸着面 (112) の外側から中心に向かって流れる空気流であることを特徴として成るものである。
この発明によれば、ウエットシートの表面に沿って流す空気流は、シート吸着面の外側 から中心に向かって流すため、周方向において略均等になり、吸着力が片寄ることも無い。
【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、前記吸着ヘッド(87)の周囲と、抄き網カップ(37)の周囲とを圧着させるにあたっては、パッキン (41) 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。
【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、前記ウエットシート(3) を吸着保持するにあたっては、吸着ヘッド(87)内を吸引作用によって負圧状態とした際、抄き網カップ(37)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。
【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４または５記載の要件に加え、前記吸着ヘッド(87)の周囲と、抄き網カップ(37)の周囲との間に設けられるパッキン (41) は円帯形に形成されて成り、ウエットシート(3) を吸着保持する際には、シート吸着面(112) がパッキン (41) の内側に収まるとともに、ウエットシート(3) 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。
【００１１】
また請求項７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、５または６記載の要件に加え、前記吸着ヘッド(87)には、大気吸引量を調節する吸気量調節バルブ(95)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。
【００１２】
【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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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１９ａ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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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１００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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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７７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７９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。
【００２９】
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８５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。
【００３０】
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８９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。
【００３１】
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。
【００３２】
上側仕切板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１１１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。
【００３３】
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。
【００３４】
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９７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１２５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１２３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。
【００３５】
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。
【００３６】
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１２５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。
【００３７】
下網１０７の下面には薄いマスクシート１３１（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。
【００３８】
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。
【００３９】
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５３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。
【００４０】
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１３５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１３７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。
【００４１】
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１４７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１３３、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。
【００４２】
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。
【００４３】
〔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、１０５、１０３やゴム板１０１等が熱平衡される。
【００４４】
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１４９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。
【００４５】
〔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。
【００４６】
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１５１に加えられる。
【００４７】
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１５１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。
【００４８】
〔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）。
【００４９】
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。
【００５０】
〔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１４３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。
【００５１】
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１１２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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
〔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。
【００５６】
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。
【００５７】
そして、前記空隙１２９は３枚の網１０３、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。
【００５８】
〔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。
【００５９】
〔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。
【００６０】
〔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。
【００６１】
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、１０５、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。
【００６２】
〔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。
【００６３】
〔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。
【００６４】
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。
【００６５】
〔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。
【００６６】
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８７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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
【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。 また吸着に伴う空気は、ウエットシート３とほぼ平行にシート吸着面１１２を流れ、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。
【００７２】
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、空隙１２９が複数の層で形成されるため、ウエットシート３の表面に沿った空気流を確保できる。
【００７３】
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の表面に沿って流す空気流は、シート吸着面１１２の外側から中心に向かって流すため、周方向において略均等になり、吸着力が片寄ることも無い。
【００７４】
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。
【００７５】
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、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３７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。
【００７６】
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、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。
【００７７】
また請求項７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 (7)
- 原料液(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(3) を、吸着ヘッド(87) によって抄き網(39)から受け取るにあたり、
前記吸着ヘッド(87)は、ウエットシート(3) とほぼ同一の面積を有し、且つウエットシート (3) に対してほぼ平行に形成されたシート吸着面 (112) を具えて成るものであり、
抄き網 (39) からウエットシート (3) を受け取る際には、シート吸着面(112) によって抄き網(39)上のウエットシート(3) 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、シート吸着面 (112) に、ウエットシート (3) の表面に沿った空気を流し、ウエットシート (3) の全面にほぼ均一な負圧状態を形成することにより、ウエットシート(3) 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ウエットシートの吸着保持機構。 - 前記シート吸着面 (112) には、空気が流れる空隙 (129) が複数の層を成すように形成される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。
- 前記シート吸着面 (112) において、ウエットシート (3) の表面に沿って流す空気の流れは、シート吸着面 (112) の外側から中心に向かって流れる空気流である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。
- 前記吸着ヘッド(87)の周囲と、抄き網カップ(37)の周囲とを圧着させるにあたっては、パッキン (41) 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、２または３記載のウエットシートの吸着保持機構。
- 前記ウエットシート(3) を吸着保持するにあたっては、吸着ヘッド(87)内を吸引作用によって負圧状態とした際、抄き網カップ(37)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、２、３または４記載のウエットシートの吸着保持機構。
- 前記吸着ヘッド(87)の周囲と、抄き網カップ(37)の周囲との間に設けられるパッキン (41) は円帯形に形成されて成り、ウエットシート(3) を吸着保持する際には、シート吸着面(112) がパッキン (41) の内側に収まるとともに、ウエットシート(3) 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４または５記載のウエットシートの吸着保持機構。
- 前記吸着ヘッド(87)には、大気吸引量を調節する吸気量調節バルブ(95)を設けることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載のウエットシートの吸着保持機構。
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