JP5716665B2 - 繊維シートの製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、繊維シートの製造装置に関するものである。
本願は、２００９年７月２４日に、日本に出願された特願２００９−１７３１３６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

繊維の集合体である繊維シートを湿式抄紙法により不織布状、紙状に構成する装置が知られている。この繊維シートの製造装置は、繊維を含む分散液から分散媒を搾水してウエブを生成する搾水セクションと、ウエブを乾燥させて繊維シートを生成する乾燥セクションと、繊維シートを巻き取る巻取セクションと、を備えている（例えば、特許文献１参照）。

搾水セクションには、メッシュ状のワイヤー（無端ベルト）が設けられている。このメッシュワイヤー上に分散液を吐出し、メッシュ空孔を通して分散媒を分離することにより、分散液から分散媒を搾水してウエブを形成する。
乾燥セクションには、フェルト布（毛布）からなる無端ベルトが設けられている。このフェルト布（毛布）上にウエブを転載し、フェルト布（毛布）をシリンダードライヤー表面に接触させてウエブを乾燥させることにより、繊維シートを生成する。

フェルト布（毛布）の表面は、メッシュワイヤーに比べて平坦性に優れている。そのため、乾燥セクションにおいて平坦な繊維シートを生成することができるとともに、巻取セクションにおいてフェルト布（毛布）から繊維シートを簡単に剥がして巻き取ることができる。このように、搾水セクションと乾燥セクションとで構成が異なる無端ベルトが採用されているので、搾水セクションにおいては、メッシュワイヤーの無端ベルトから乾燥セクションにおけるフェルト布（毛布）の無端ベルトに対してウエブの受け渡しを行う必要がある。

特開２００８−２７４５２５号公報

一般に、電池やキャパシタ等の蓄電デバイスは、正極と負極との間で電解質を移動させることにより蓄電性能を発揮するものである。この蓄電デバイスにおいて正負極間の短絡を防止するために、繊維シートからなるセパレータが正負極間に配置されている。蓄電デバイスの蓄電性能を向上させるためには、正負極間の短絡を防止しつつ、電解質の移動を容易化することが必要である。正負極間の短絡を防止するため、セパレータを構成する繊維シートには、空孔径の縮小が要求される。また電解質の移動を容易化するため、セパレータを構成する繊維シートには、薄膜化および空孔率の増加が要求される。これらの要求を満たすため、微細繊維からなる繊維シートの開発が望まれている。

しかしながら、上述した繊維シートの製造装置を使用して、微細繊維からなる繊維シートを抄造することは困難である。なぜなら、微細繊維は細くて短いためウエブの強度が弱くなり、メッシュワイヤーからフェルト布（毛布）にウエブを受け渡す際に、ウエブが破損するからである。
そこで本発明は、微細繊維からなるウエブの破損を防止しつつ繊維シートを抄造することが可能な、繊維シートの製造装置の提供を課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る繊維シートの製造装置は、微細繊維を含む分散液から繊維シートを抄造する装置であって、前記分散液を無端ベルトの上面に吐出し、吐出された前記分散液から分散媒を搾水してウエブを生成する搾水セクションと、前記ウエブを乾燥させて繊維シートを生成する乾燥セクションと、を備え、前記搾水セクションから前記乾燥セクションにかけて連続して配設された前記無端ベルトを有し、前記搾水セクションで生成された前記ウエブが前記無端ベルトに載置されたまま前記乾燥セクションに搬送され、前記乾燥セクションの下流側で生成された前記繊維シートを前記無端ベルトから剥離することを特徴とする。
この構成によれば、複数の無端ベルト間でウエブを受け渡す必要がないので、微細繊維の採用によりウエブの強度が弱くなっても、受け渡しに伴うウエブの破損を回避することができる。したがって、微細繊維からなる繊維シートを確実に抄造することができる。

また、前記無端ベルトはメッシュワイヤーから形成されていてもよく、またはメンブレンフィルターから形成されていてもよい。
本発明の１つの側面としては、前記無端ベルトがメッシュワイヤーから形成される場合、前記メッシュの目開き寸法は５μｍ以上５０μｍ以下に形成されていることを特徴とする。なお、前記目開き寸法は１０μｍ以上４０μｍ以下に形成されていることがより好ましい。
目開き寸法が５０μｍを超える場合は、分散液に含まれる微細繊維がメッシュ空孔から抜け落ち易くなり、抄造が困難になる。また目開き寸法が５μｍ未満の場合は、分散液に含まれる分散媒がメッシュ空孔を透過し難くなり、搾水および乾燥に長時間を要することになる。したがって、目開き寸法を５μｍ以上５０μｍ以下とすることにより、微細繊維からなる繊維シートを確実かつ効率的に抄造することができる。
また、目開き寸法を５μｍ以上５０μｍ以下とすることで、無端ベルトの上面の凹凸が小さくなる。これにより、無端ベルトの上面で湿式抄造される繊維シートの凹凸を小さくすることが可能になり、平坦性に優れた繊維シートを形成することができる。また、無端ベルトから繊維シートを容易に分離することができる。

本発明の別の側面としては、前記無端ベルトがメンブレンフィルターから形成される場合、前記メンブレンフィルターは平均孔径が１．０μｍ以上１０．０μｍ以下であることを特徴とする。なお、前記平均孔径は１．０μｍ以上５．０μｍ以下であることがより好ましい。ここで、平均孔径は、バブルポイント法によって測定されたものである。すなわち、濃度６０質量％の２−プロパノール水溶液にフィルター片面を接液させた状態で、フィルターの非接液面から徐々に圧力を加え、漏れ出てくる気泡と圧力の関係を、標準サンプルと比較することによって前記フィルターの平均孔径を知ることができる。平均孔径が１０．０μｍを超える場合は、分散液に含まれる微細繊維がメッシュ空孔から抜け落ち易くなり、抄造が困難になる。また平均孔径が１．０μｍ未満の場合は、分散液に含まれる分散媒がフィルター空孔を透過し難くなり、搾水および乾燥に長時間を要することになる。

本発明の別の側面としては、前記搾水セクションには、前記分散液を吐出するダイヘッドまたはスプレーヘッドが設けられていることを特徴とする。なお、本発明においてダイヘッドには自由落下カーテンダイヘッドも含まれる。
この構成によれば、搾水セクションにおいて分散液の吐出および分散媒の搾水を連続して行うことができる。

本発明の別の側面としては、前記搾水セクションにおける前記無端ベルトの下方には、吐出された前記分散液から前記分散媒を搾水する搾水手段が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、搾水手段により強制的に分散媒を搾水することができるので、搾水作業を効率的に行うことができる。

本発明のまた別の側面としては、前記搾水セクションにおける前記無端ベルトの上方には、前記無端ベルトと対向する第２無端ベルトが配置され、前記第２無端ベルトの上方には、吐出された前記分散液から前記分散媒を搾水する第２搾水手段が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、分散媒の上方からも第２搾水手段により強制的に分散媒を搾水することができるので、搾水作業を極めて効率的に行うことができる。

本発明のまた別の側面としては、前記搾水セクションには、吐出された前記分散液の上面を均すプレートが設けられていることを特徴とする。
一般に、微細繊維を含む分散液の粘度は、通常の繊維を含む分散液に比べて高いので、吐出された分散液の厚さが厚くなるとともに、分散液の厚さが不均一になる。これに対して本発明では、プレートにより吐出された分散液の上面を均すことができるので、分散液の厚さが均一になるとともに、分散液の厚さを薄くすることができる。したがって、厚さが薄くかつ均一な繊維シートを形成することができる。

本発明のまた別の側面としては、前記乾燥セクションでは、シリンダードライヤーの外周面上に、半径方向内側から外側にかけて前記ウエブ、前記無端ベルトおよびフェルト布（毛布）を順に配置して、前記ウエブを乾燥させることを特徴とする。
この構成によれば、シリンダードライヤーによりウエブが加熱され、ウエブに残留していた分散媒が蒸発し、蒸発した分散媒が無端ベルトの空孔を通って毛布に吸収される。これにより、蒸発した分散媒が再びウエブに付着するのを防止することができるので、ウエブを確実かつ効率的に乾燥させることができる。

本発明のまた別の側面としては、前記乾燥セクションの下流側に、生成された前記繊維シートを前記無端ベルトから剥離して巻き取る巻取セクションが設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、巻き取られた状態の繊維シートを製造することができる。

本発明のまた別の側面としては、前記乾燥セクションの下流側に、生成された前記繊維シートを前記無端ベルトから剥離し裁断して積層する裁断セクションが設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、所定長さに裁断されて積層された状態の繊維シートを製造することができる。
本発明は、上記の任意の特徴を、それぞれ単独で、または２もしくは３以上の特徴を適宜組み合わせて有することができる。

本発明によれば、複数の無端ベルト間でウエブを受け渡す必要がないので、微細繊維の使用によりウエブの強度が弱くなっても、受け渡しに伴うウエブの破損を防止することができる。したがって、微細繊維からなる繊維シートを確実に抄造することができる。

実施形態に係る繊維シートの製造装置の概略構成図である。 メッシュワイヤーを法線方向から見た場合の拡大図である。 ダイヘッドおよびプレートの説明図である。 搾水部の変形例の概略構成図である。 第１ドライヤーの周辺の拡大図である。 裁断セクションを備えた変形例の概略構成図である。 メンブレンフィルターの拡大図である。 搾水部の変形例の概略構成図である。 搾水部に変形例を有する繊維シートの製造装置の概略構成図である。

以下、本発明の実施形態につき図面を参照して説明する。
本実施形態は、微細繊維を含む分散液から繊維シートを抄造する装置に関するものである。繊維シートは、微細繊維の集合体（不織布状、紙状）で構成される。微細繊維として、パルプを微細化したセルロース繊維を使用することができる。分散液は、水または有機溶媒または水と有機溶媒との混合液等からなる分散媒に、微細繊維を分散させて調製する。

微細繊維は、数平均繊維径が１μｍ以下の繊維である。繊維径は以下のように定義される。まず、繊維シートの表面を電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、得られたＳＥＭ画像の水平方向および垂直方向にラインを引く。次に、２つのラインに交差するすべての繊維の繊維径を拡大画像から実測し、測定結果から数平均繊維径を算出する。さらに、繊維シートの表面の少なくとも２箇所について同様に数平均繊維径を算出し、全ての数平均繊維径の平均値を繊維径とする。
従来の繊維シートの繊維は、繊維径が１０〜１００μｍ（繊維長が０．３〜１ｍｍ）であるのに対して、本実施形態で抄造する繊維シートの繊維は、繊維径が０．００５〜１μｍ（繊維長が０．０５〜０．６ｍｍ）の微細繊維である。このような微細繊維で繊維シートを構成すれば、繊維シートの薄膜化および空孔率の増加が可能になり、しかも空孔径の縮小が可能になる。この繊維シートを蓄電デバイスのセパレータに採用すれば、蓄電デバイスの蓄電性能を向上させることができる。

（繊維シートの製造装置）
図１は、本実施形態に係る繊維シートの製造装置の概略構成図である。繊維シートの製造装置１は、微細繊維を含む分散液３ａを無端ベルト（メッシュワイヤーまたはメンブレンフィルター）１０上に吐出し、吐出された分散液３ａから分散媒を搾水してウエブ３ｂを生成する搾水セクション２０と、ウエブ３ｂを乾燥させて繊維シート３ｃを生成する乾燥セクション４０と、生成された繊維シート３ｃを無端ベルト１０からはがして巻き取る巻取セクション６０とを備えている。そして本実施形態では、搾水セクション２０から乾燥セクション４０および巻取セクション６０にかけて連続した１本の無端ベルト１０が配設され、搾水セクション２０で生成されたウエブ３ｂが無端ベルト１０に載置されたまま乾燥セクション４０および巻取セクション６０に搬送されるようになっている。

（メッシュワイヤー、メンブレンフィルター）
図２は、無端ベルトとして採用しうるメッシュワイヤー１０を法線方向から見た場合の拡大図である。メッシュワイヤー１０は、ステンレス等の金属またはポリエステル等の樹脂からなる線材１１を、メッシュ状に編み込んで形成されている。メッシュワイヤー１０を構成する線材１１の線径Ｂは１０〜４０μｍとされている。具体的な線径Ｂは、例えばφ２０μｍまたはφ３４μｍとすることができる。またメッシュワイヤー１０のメッシュ空孔１２の目開き寸法Ａは５〜５０μｍとされている。目開き寸法Ａが５０μｍを超える場合は、分散液に含まれる微細繊維（繊維長５０〜６００μｍ）がメッシュ空孔１２から抜け落ち易くなり、抄造が困難になるからである。また目開き寸法Ａが５μｍ未満の場合は、分散液に含まれる分散媒がメッシュ空孔１２を透過し難くなり、搾水および乾燥に長時間を要するからである。目開き寸法Ａの好ましい範囲は１０〜４０μｍである。

図７は、無端ベルトとして採用しうるメンブレンフィルターの表面の電子顕微鏡写真である。前記メンブレンフィルターは多孔質のフィルム状であり、円形に近い孔が相互につながりあった孔構造を有している。また、均一で微細な孔が多数空いているため、分散液３ａの脱水性向上に優れた効果を発揮する。前記メンブレンフィルターは平均孔径が１．０〜１０．０μｍであることが好ましく、１．０〜５．０μｍであることがより好ましい。

図１に戻り、無端ベルト１０は、耐熱性、耐腐食性、耐伸縮性、耐薬品性、耐溶剤性を有している。特に本実施形態の無端ベルト１０は、温度が２５０℃程度まで上昇する乾燥セクション４０を走行するため、１５０〜２５０℃の範囲で耐熱性（外形寸法や物理特性等に大きな変化を生じない性能）を有している。また無端ベルト１０は、ｐＨ３〜１１の分散液３ａが吐出されるため、ｐＨ３〜１１の液体に対して耐腐食性、耐薬品性および耐溶剤性を有している。また無端ベルト１０は耐伸縮性を有し、面方向の伸縮率が−３〜１０％の範囲とされている。伸縮率が１０％を超える場合は、図２に示すメッシュ空孔１２の目開き寸法Ａが大きくなるとともに、メッシュワイヤー上に載置されたウエブまたは繊維シートに亀裂が発生するからである。伸縮率が−３％以下の場合は、ウエブまたは繊維シートにシワが発生するからである。

図１に示すように、上述した無端ベルト１０は、搾水セクション２０の基端ローラ２８から乾燥セクション４０の第１ドライヤー４２に連続して掛け渡されている。これにより搾水セクション２０では、無端ベルト１０が水平方向に直線状に延設されている。また乾燥セクション４０では、無端ベルト１０が第１ドライヤー４２から第２ドライヤー５２に連続して掛け渡されている。また巻取セクション６０では、無端ベルト１０が一対の分離ローラ６２ａ，６２ｂの間を通過している。さらに無端ベルト１０は、下方に配置された複数のサブローラ６８を介して、搾水セクション２０の基端ローラ２８に連続して掛け渡されている。そして、無端ベルト１０が掛け渡されたローラをモーター（不図示）で回転駆動することにより、無端ベルト１０が軌道上を循環走行するようになっている。

（搾水セクション）
図１に示すように、搾水セクション２０には、分散液３ａの吐出部２０ａおよび分散媒の搾水部３０が設けられている。吐出部２０ａには、走行中の無端ベルト１０の上面に分散液３ａを吐出するダイヘッド２２と、吐出された分散液３ａの上面を均すプレート２４とが設けられている。搾水部３０には、分散液３ａから分散媒を強制的に搾水する吸引装置（搾水手段）３２が設けられている。

ダイヘッド２２として、分散液３ａを加圧して吐出する密閉加圧型や、分散液３ａをその自重によって吐出する開放型（例えば、自由落下カーテン型）などを採用することができる。密閉加圧型は、無端ベルト１０がローラによって下方から上方に折り返し、水平方向に走行する際の無端ベルト１０がローラと接している間の無端ベルト１０上に下方から分散液３ａを吐出するようにダイヘッド２２が設けられている。開放型では、走行する無端ベルト１０上にカーテンヘッドより落下する分散液３ａからなるカーテン膜が衝突させられる。また、分散液３ａを高圧にし、小さなノズルから吐き出させる、いわゆる液圧霧化方式であるスプレーヘッドを採用することができる。前記スプレーヘッドは、吐出部２０ａにおいて無端ベルト１０の上面と対応するように、また吐出部２０ａの長手方向に並列に複数個以上を走行方向と交差するように配置される。ダイヘッド２２の下方には、分散液３ａの吐出口がスリット状に形成されている。ダイヘッド２２は、その吐出口が無端ベルト１０の上面と対向するように、また吐出口の長手方向が無端ベルト１０の走行方向と交差するように配置されている。なお無端ベルト１０の走行方向に沿って、１個または複数個（図１では３個）のダイヘッド２２が設けられている。

図３は、ダイヘッドおよびプレートの説明図である。
プレート２４は、樹脂材料等により平板状に形成されている。プレート２４は、無端ベルト１０の上面に直立した状態から、その上端部を無端ベルト１０の走行方向の下流側に傾けて配置されている。プレート２４の下端部は、図３に示すような平面でもよいし、先細り形状でもよい。プレート２４は、ダイヘッド２２の下流側に設けられている。本実施形態では、複数のダイヘッド２２ａ，２２ｂの下流側にそれぞれプレート２４ａ，２４ｂが設けられているが、複数のダイヘッドの下流側に１個のプレートが設けられていてもよい。

上流側の第１プレート２４ａの下端部は、無端ベルト１０の上面から間隔Ｃ１を置いて平行に配置されている。この間隔Ｃ１は、第１ヘッド２２ａから吐出される分散液３ａの厚さＤ１より小さくなるように設定されている（Ｃ１＜Ｄ１）。また、下流側の第２プレート２４ｂの下端部と無端ベルト１０との間隔Ｃ２は、上述した間隔Ｃ１と、第２ヘッド２２ｂから吐出される分散液３ａの厚さＤ２との和より小さくなるように設定されている（Ｃ２＜Ｃ１＋Ｄ２）。同様に、第２プレート２４ｂの下流側に配置された第ｎプレートの下端部と無端ベルト１０との間隔Ｃｎは、第ｎ−１プレートの下端部と無端ベルト１０との間隔Ｃｎ−１と、第ｎヘッドから吐出される分散液の厚さＤｎとの和より小さくなるように設定されている（Ｃｎ＜Ｃｎ−１＋Ｄｎ）。

ところで、微細繊維を含む分散液３ａの粘度は、通常の繊維を含む分散液の粘度に比べて高くなる。この微細繊維を含む分散液３ａを吐出すると、分散液３ａが濡れ広がり難いため厚さが厚くなるとともに、分散液３ａの上面の凹凸が大きくなって厚さが不均一になる。
これに対して本実施形態では、ダイヘッド２２の下流側に配置されたプレート２４により、吐出された分散液３ａの上面を均すことができる。これにより、微細繊維を含む分散液３ａを吐出した場合でも、分散液３ａの上面が平坦化されて厚さが均一になるとともに、分散液３ａの厚さを薄くすることができる。したがって、厚さが薄くかつ均一な繊維シートを形成することができる。

図１に戻り、吸引装置３２は、無端ベルト１０の下方に配置されている。無端ベルト１０の下面に対向する吸引装置３２の上面には、多数の吸引孔（不図示）が開口されている。この吸引孔は、吸引装置３２の内部に形成された負圧室（不図示）に連通しており、その負圧室には真空ポンプ（不図示）が接続されている。吸引装置３２は、搾水部３０のほぼ全長に渡って配置されている。また本実施形態では、吐出部２０ａにも吸引装置３２が配置されている。

無端ベルト１０の上面に分散液３ａが配置された状態で、吸引装置３２の真空ポンプを運転すると、負圧室および吸引孔の内部が負圧になる。これにより、分散液３ａに含まれる分散媒が、無端ベルト１０の空孔を通って吸引装置３２の吸引孔に吸引される。これにより、分散液３ａに含まれる微細繊維のみが無端ベルト１０の上面に残り、ウエブ３ｂが形成される。このように吸引装置３２を設けることで、短時間で分散液３ａから分散媒を搾水することが可能になり、搾水作業を効率的に行うことができる。

図４は、搾水部の変形例の概略構成図である。この変形例では、無端ベルト１０の上面と対向するように、第２無端ベルト１１０が配置されている。第２無端ベルト１１０は、無端ベルト１０と同様のメッシュワイヤーまたはメンブレンフィルターであり、搾水部３０内を循環走行するようになっている。無端ベルト１０と第２無端ベルト１１０との間隔は、分散液３ａの厚さ以下に設定されている。第２無端ベルト１１０の上方には、吸引装置３２と同様に構成された第２吸引装置１３２が設けられている。
この変形例において、吸引装置３２および第２吸引装置１３２を駆動すると、分散液３ａの下方から分散媒が無端ベルト１０を通って吸引装置３２に吸引されるとともに、分散液３ａの上方から分散媒が第２無端ベルト１１０を通って第２吸引装置１３２に吸引される。したがって、より短時間で分散液３ａから分散媒を搾水することが可能になり、搾水作業を極めて効率的に行うことができる。
図８および図９は、搾水部の変形例の概略構成図を示している。本発明のような長網型抄紙機では、通常、ワイヤー（無端ベルト）は水平に保持されているが、この変形例として両面脱水のツインワイヤー方式、縦型両面脱水方式（図８）も使用可能である。
縦型両面脱水方式（図８）の両面脱水ワイヤー（無端ベルト）は、両面から微細繊維を含む分散液３ａを脱水するものである。吸引装置３２および１３２で両面から脱水するために倍量の脱水効果がある。
さらに、ワイヤー（無端ベルト）が傾斜した傾斜型ワイヤー方式（図９）も使用可能である。傾斜したワイヤーゾーンを持つためワイヤー上に、分散液供給口２２１から導入した多量の微細繊維を含む分散液３ａを載せることができる。この方式は微細繊維を含む分散液３ａが側方から流出することを防ぐため、ワイヤー部分の両端部に壁２２０を設けている。
また、この微細繊維を含む分散液３ａを壁内で完全に密閉した形式にして内圧を上げることで脱水効率を高めることもできる。前述したように傾斜ワイヤー方式はワイヤー（無端ベルト）上に多量の微細繊維を含む分散液３ａを載せることができるため、低濃度の分散液で坪量を増やして抄紙することが可能となり、シート膜厚を大きくするための有効な手段である。

（乾燥セクション）
図１に戻り、乾燥セクション４０には、シリンダードライヤーで構成された第１ドライヤー４２および第２ドライヤー５２と、第１ドライヤー４２の外周に沿って配置されたフェルト布（毛布）４４とが設けられている。
第１ドライヤー４２および第２ドライヤー５２は、シリンダードライヤーで構成されている。シリンダードライヤーは、シリンダーの内部に熱媒体を導入して外周面を高温に保持し、外周面上に配置された試料に含まれる液体成分を蒸発させて試料を乾燥させるものである。なお、乾燥セクション４０を覆うようにフード４９が設けられている。

搾水セクション２０から延設された無端ベルト１０は、乾燥セクション４０において、第１ドライヤー４２に掛け渡されている。無端ベルト１０は、第１ドライヤー４２の約半周に渡り外周面に沿って連続して配置されている。また無端ベルト１０は、第１ドライヤー４２から複数のサブローラ４８を介して第２ドライヤー５２に連続して掛け渡されている。無端ベルト１０は、第２ドライヤー５２の約２／３周に渡り外周面に沿って連続して配置されている。さらに無端ベルト１０は、第２ドライヤー５２から複数のサブローラ５８を介して巻取セクション６０に連続して延設されている。第１ドライヤー４２および第２ドライヤー５２は、それぞれの外周面に沿って連続して配置された無端ベルト１０と同じ角速度で回転するようになっている。

図５は、第１ドライヤー４２の周辺の拡大図である。
フェルト布４４は、毛布からなり、乾燥セクション４０内を循環走行する。フェルト布（毛布）４４は、第１ドライヤー４２の半径方向において無端ベルト１０の外側に配置されている。フェルト布（毛布）４４は、無端ベルト１０と同様に、第１ドライヤー４２の約半周に渡り外周面に沿って配置されている。フェルト布（毛布）４４は、第１ドライヤー４２の外周面に沿って無端ベルト１０と同じ角速度で走行するようになっている。

無端ベルト１０の上面に載置されて乾燥セクションに導入されたウエブ３ｂは、その上面を第１ドライヤー４２の外周面に接触させた状態で、第１ドライヤー４２の外周面に巻き取られる。これにより第１ドライヤー４２の外周面には、半径方向内側から外側にかけて、ウエブ３ｂ、無端ベルト１０およびフェルト布（毛布）４４が順に配置される。第１ドライヤー４２の外周面は高温に加熱されているので、ウエブ３ｂに残留していた分散媒が蒸発する。蒸発した分散媒は、無端ベルト１０の空孔を通ってフェルト布（毛布）４４に吸収される。これにより、蒸発した分散媒が再びウエブ３ｂに付着するのを防止することができるので、ウエブ３ｂを確実かつ効率的に乾燥させることができる。

図１に戻り、次にウエブ３ｂは、第２ドライヤー５２の外周面に巻き取られる。第２ドライヤー５２の外周面も高温に加熱されているので、ウエブ３ｂに残留していた分散媒が蒸発する。蒸発した分散媒は、無端ベルト１０の空孔を通って大気中に放出される。このように複数のドライヤーを使用することで、ウエブ３ｂを確実に乾燥させることができる。
以上により、ウエブ３ｂの乾燥が完了して繊維シート３ｃが形成される。

（巻取セクション）
図１に戻り、巻取セクション６０には、無端ベルト１０から繊維シート３ｃを分離する一対の分離ローラ６２ａ，６２ｂと、繊維シート３ｃを巻き取る巻取りリール６４とが設けられている。
一対の分離ローラ６２ａ，６２ｂは、無端ベルト１０の両側に配置されている。一対の分離ローラ６２ａ，６２ｂで無端ベルト１０および繊維シート３ｃを挟み込むことにより、繊維シート３ｃが無端ベルト１０から分離して一方の分離ローラ６２ａの表面に転移する。
巻取りリール６４は、分離ローラ６２ａの表面から繊維シート３ｃを引き離して巻き取るようになっている。この構成によれば、巻き取られた状態の繊維シートを製造することができる。

図６は、裁断セクションを備えた変形例の概略構成図である。この変形例では、巻取セクションに代えて裁断セクション１６０が設けられている。裁断セクション１６０には、無端ベルト１０から分離した繊維シート３ｃを切断するカッター１６４と、切断された繊維シート６６を重ねて収納するトレイ６５とを備えている。この構成によれば、所定寸法に切断されて積層された繊維シート６６を得ることができる。

以上に詳述したように、図１に示す本実施形態に係る繊維シートの製造装置１は、搾水セクション２０から乾燥セクション４０にかけて連続した１本の無端ベルト１０が配設され、搾水セクション２０で生成されたウエブ３ｂが無端ベルト１０に載置されたまま乾燥セクション４０に搬送され、乾燥セクション４０の下流側で生成された繊維シート３ｃを無端ベルト１０から剥離する構成とした。
この構成によれば、複数の無端ベルト間でウエブ３ｂを受け渡す必要がないので、微細繊維の採用によりウエブ３ｂの強度が弱くなっても、受け渡しに伴うウエブ３ｂの破損を防止することができる。したがって、微細繊維からなる繊維シート３ｃを確実に抄造することができる。

また図２に示すように、無端ベルト１０をメッシュワイヤーとする場合は、メッシュの目開き寸法Ａは５〜５０μｍに形成されている構成とした。
目開き寸法Ａが５０μｍを超える場合は、分散液に含まれる微細繊維がメッシュ空孔１２から抜け落ち易くなり、抄造が困難になる。また目開き寸法Ａが５μｍ未満の場合は、分散液に含まれる分散媒がメッシュ空孔１２を透過し難くなり、搾水および乾燥に長時間を要することになる。したがって、目開き寸法Ａを５〜５０μｍとすることにより、微細繊維からなる繊維シートを確実かつ効率的に抄造することができる。

また、目開き寸法Ａを５〜５０μｍとすることにより、無端ベルト１０の上面の凹凸が小さくなる。これにより、無端ベルト１０の上面で抄造される繊維シートの凹凸を小さくすることが可能になり、平坦性に優れた繊維シートを形成することができる。また、図１に示す巻取セクション６０において、無端ベルト１０から繊維シート３ｃを容易に分離することができる。

さらに、前記のように無端ベルト１０として平均孔径１．０〜１０．０μｍのメンブレンフィルターを使用してもよい。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や層構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本発明に係る繊維シートの製造装置で製造された微細繊維からなる繊維シートは、坪量が０．１〜１０００ｇ／ｍ^２であることが好ましく、１〜５００ｇ／ｍ^２であることがさらに好ましく、５〜１００ｇ／ｍ^２であることが特に好ましい。坪量が０．１ｇ／ｍ^２未満になるとシート強度が極端に弱くなり、連続生産が困難となる。坪量が１０００ｇ／ｍ^２より超えると脱水に非常に時間がかかり、生産性が極端に低下して好ましくない。
本発明で得られる繊維シートの厚さは０．１〜１０００μｍが好ましく、１〜５００μｍがさらに好ましく、５〜５００μｍが特に好ましい。厚さが０．１μｍ未満になるとシート強度が極端に弱くなり、連続生産が困難となる。厚さが１０００μｍより超えると脱水に非常に時間がかかり、生産性が極端に低下して好ましくない。
本発明で得られる繊維シートの用途としては、蓄電デバイスに限られず、各種フィルター等の様々な用途に利用することが可能である。

また、図１に示す繊維シートの製造装置１において、ダイヘッド２２およびプレート２４の個数は任意である。またサブローラ４６，４８，５８，６８の個数や位置等も任意である。またシリンダードライヤーは、少なくとも第１ドライヤー４２が設置されていればよく、他のドライヤーの個数や位置等は任意である。

本発明によれば、微細繊維からなるウエブの破損を防止しつつ繊維シートを抄造することが可能な、繊維シートの製造装置を提供することができる。

Ａ…目開き寸法 １…繊維シートの製造装置 ３ａ…分散液 ３ｂ…ウエブ ３ｃ…繊維シート １０…無端ベルト（メッシュワイヤーまたはメンブレンフィルター） ２０…搾水セクション ２２…ダイヘッド ２２ａ…第１ヘッド ２２ｂ…第２ヘッド ２４…プレート
２４ａ…第１プレート ２４ｂ…第２プレート ３２…吸引装置（搾水手段） ４０…乾燥セクション ４２…第１ドライヤー（シリンダードライヤー） ４４…フェルト布（毛布） ６０…巻取セクション １１０…第２無端ベルト（第２メッシュワイヤーまたは第２メンブレンフィルター） １３２…第２吸引装置（第２搾水手段） １６０…裁断セクション ２２０…壁 ２２１…分散液供給口

Claims (10)

1. 微細繊維を含む分散液から繊維シートを抄造する装置であって、
   前記分散液を無端ベルトの上面に吐出し、吐出された前記分散液から分散媒を搾水してウエブを生成する搾水セクションと、
   前記ウエブを乾燥させて繊維シートを生成する乾燥セクションと、を備え、
   前記搾水セクションから前記乾燥セクションにかけて連続して配設された前記無端ベルトを有し、前記搾水セクションで生成された前記ウエブが前記無端ベルトに載置されたまま前記乾燥セクションに搬送され、前記乾燥セクションの下流側で生成された前記繊維シートを前記無端ベルトから剥離することを特徴とする繊維シートの製造装置。
2. 前記無端ベルトはメッシュワイヤーから形成され、前記メッシュワイヤーのメッシュの目開き寸法が５μｍ以上５０μｍ以下に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の繊維シートの製造装置。
3. 前記無端ベルトはメンブレンフィルターであり、前記メンブレンフィルターの空孔の平均孔径が１．０μｍ以上１０．０μｍ以下に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の繊維シートの製造装置。
4. 前記搾水セクションには、前記分散液を吐出するダイヘッドまたはスプレーヘッドが設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の繊維シートの製造装置。
5. 前記搾水セクションにおける前記無端ベルトの下方には、吐出された前記分散液から前記分散媒を搾水する搾水手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の繊維シートの製造装置。
6. 前記搾水セクションにおける前記無端ベルトの上方には、前記無端ベルトと対向する第２無端ベルトが配置され、
   前記第２無端ベルトの上方には、吐出された前記分散液から前記分散媒を搾水する第２搾水手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の繊維シートの製造装置。
7. 前記搾水セクションには、吐出された前記分散液の上面を均すプレートが設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の繊維シートの製造装置。
8. 前記乾燥セクションでは、シリンダードライヤーの外周面上に、半径方向内側から外側にかけて前記ウエブ、前記無端ベルトおよび毛布を順に配置して、前記ウエブを乾燥させることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の繊維シートの製造装置。
9. 前記乾燥セクションの下流側に、生成された前記繊維シートを前記無端ベルトから剥離して巻き取る巻取セクションが設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の繊維シートの製造装置。
10. 前記乾燥セクションの下流側に、生成された前記繊維シートを前記無端ベルトから剥離し裁断して積層する裁断セクションが設けられていることを特徴とする請求項１ないし請
    求項８のいずれか１項に記載の繊維シートの製造装置。