JPH02169791A - 紙に透しを形成する装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は紙に透しを施す装置に関する。

［従来の技術］ 紙匹（ウェブ）は製紙用繊維の分散液を、水切りを行う
長網式抄紙機のウェットエンドに於いて、金網のような
多孔性無端支持体に流すことで通常製造される。細かく
織った金網から形成された円筒状表面を有し、ダンデイ
−ロールとして知られるロールは、長網の端部付近で、
金網上に新たに形成された紙匹に軽く接触して回転でき
るように設置される。これにより紙匹の上面が圧縮され
る。

透しを形成する場合、所望の透し画像に合致する模様が
、ダンデイ−ロールの表面に浮き出すよう取り付けられ
る。長網上の紙匹はダンデイ−ロールが回転する過程で
、透し模様によってより大きく圧縮される結果、繊維が
配列し直してシートに局部的な重量変化が生ずる。そし
て、繊維の重量の局部的変化は、乾燥した紙の光透過率
に変化をもたらすので、肉眼で識別可能な透しを形成す
ることができ名。

ダンデイ−ロールへの透し模様の形成は、所望の透し画
像を有する金網をロールの金網表面にハンダ付は又はろ
う付けすることで行われる。通常は電気板である透し画
像は、支持金網に一定の高さを保持している。このため
に、透し画像は紙に他の部分と対照的な線からなる透し
模様を形成する。この技術は手抄き紙に見られるような
直線的な簀（す）の自模様を形成する際にも通常用いら
れる。

ダンデイ−ロールの使用は、長網式抄紙機の操作速度を
遅らせる。第一に、操作速度が増大すると、透し模様が
紙匹に接触している時間が短くなるので、紙に付される
透しの質が低下する。第二に、長網の速度に依存してロ
ールの回転速度も増大するので、ダンデイ−ロール表面
を形成している金網の隙間に不可避的に捕捉された水が
、遠心力によって吹き飛ばされる。この問題はダンデイ
−ロールの直径を大きくすることによっである程度解消
することができるが、コストを増大させる上に、ダンデ
イ−ロールの大きさにも実際には制限がある。従って、
通常の透し付与技術では透し付き紙を製造できる抄紙機
の操作速度に上限があった。

透し模様を装着したダンデイ−ロールの代用として、英
国特許第１４４７９３３号は典型的にはダンデイ−ロー
ルのカバーとして通常使用される種類の、細かく織った
真鍮製の金網で製造した可撓性の多孔性ベルトを使用す
ることを提案している。このベルトは例えばハンダ付け
、ろう付は又は溶接などの通常の手段で取り付けられた
堅い金属製の透し模様を備えており、このベルトは透し
を付けようとする紙の紙匹に表面を接して非円形の走路
に沿って移動できるよう、ガイドロールの周囲に張着さ
れる。

ベルトが非円形の走路に沿って移動する過程で、透し模
様がガイドロールの周りを縁り返し通過すると、模様の
接合部分に応力が発生することか見出されている。究極
的にはこの応力は接合部分に疲労破壊を発生させるため
、ベルトから模様が完全に又は部分的に脱離することに
なる。たとえ透し模様の大きさに制限を加えても、また
ガイドロールの直径に下限値を設けても、接合部分の破
壊問題は、緩和されこそすれ完全には解消することがで
きない。

英国特許第１４４７９３３号はまた細かく織った金網の
脆弱さに起因する問題を扱っている。そこではかなり小
さいロール上でベルトを運行させることにより、ベルト
での過度の応力発生を回避することが留意されている。

さらに、必然的にかかる引張り力で起こる損傷ないしは
歪みを回避する目的で、補強用の金網又はプラスチック
材にて、細かい金網を支持している。これらの手段はコ
スト高であるが、これを別にしても、一般に細かい金網
は傷を受は易く、傷を受けると修理が困難で経費もかか
ることがよく知られている。

［発明の構成コ 従って本発明は、紙に形成される過程の紙匹に噛合わせ
るための可撓性で無端状の多孔性部材を有し、その部材
が紙匹に噛合うことで紙に透し模様を形成させるに適し
た表面輪郭を描いた可撓性部材が、ｉＪ撓性接合部によ
り前記の多孔性部材に接合されている抄紙機を提供する
。

多孔性部材は好ましくは金網であって、このものは燐青
銅のような金属でも差し支えないが、ポリエステルのよ
うなプラスチック材であることが好ましい。

形成した透しマークの質が鋳造マークのそれと略等しい
場合には、可撓性の多孔性部材を抄紙機の長網に設けて
もよく、この態様は紙匹が長時間金網と接触して水切り
される場合に好ましい。しかし、長網に透し形成部材を
設けることは、特定な透し付き紙を長期間繰り返し製造
する場合にだけ実用的である。透し形成部材を備えた長
網を製造することは経費がかかるうえ、長網交換時には
稼動を停止しなければならないので、透し付き紙を小規
模で製造する場合には、長網に透し形成部材を設けるこ
とは不経済である。

別法として、可撓性で無端状の多孔性部材を金網ベルト
の形で、ダンデイ−ロールの代わりに、長網の上方に設
けることもできる。このベルトは駆動ロールと一つ又は
それ以上のアイドルロールと引張りロールとに巻き付け
られ、金網に支持された紙匹と噛み合うよう、前記のベ
ルトの一部が長網と・１４行に走行するように配置され
る。サクションボックスはベルトの当該部分の上に位置
させることができ、これにより上向きに水切りを行わせ
て真空式円網抄紙機で得られると略同様な効果を発揮さ
せることができる。ベルトが紙匹と接触する部分を長く
すると、ダンデイ−ロールを使用した場合の如く実質的
に接線方向だけの接触に比較して、接触時間が長くなる
ので、透し画像を担持する可撓性部材の表面輪郭からも
たらされる模様は、よりしっかりと刻印される。

また、前記のベルトが紙匹から離れた直後の位置に、第
２のサクショクボックスをベルト上に設けると、ベルト
が捕捉した余分な水を、ベルトが周回する前に除去でき
るので、当該水の飛散を防止することができる。

添付図面に沿って本発明をさらに詳述すると、次の通り
である。

第１図に於いて、長網（１）はコーチロール（２）に巻
き付けられ、繊維状紙匹（３）を支持している。

紙匹（３）は？〕号（４）の位置で金網から離れ、常法
通り、符号（５）で示される抄紙機の通常の圧搾及び乾
燥工程に送られる。前述したような電気版透し模様（７
）を担持したダンデイ−ロール（６）は、長網（１）と
協同して回転するように長網の上に設置される。ダンデ
イ−ロール（Ｂ）が回転すると、透し模様は金網上の紙
匹（３〉に接触せしめられるので、模様の輪郭に応じて
紙匹の表面には程度の異なる圧縮が起こる。その結果、
紙匹中の繊維は再配列して局部的な繊維密度の変動が生
じ、紙匹（３）を圧搾乾燥して紙を形成すると、これが
透過光により透しとして識別される。

第１図に示した装置の操作速度は、水底の飛散（８）が
紙を過度に傷つけることなく、また透しの質を許容でき
ない程損なうことなくダンデイ−ロール（６）を回転で
きる速度に制限される。

第２及び第３図には、ダンデイ−ロールの円筒状金網面
に電気版透しを取り付けた状態が示されている。第２図
から分かるように、模様（１０）は針金状部材て形成さ
れ、このものはダンデイ−ロールの円筒状金網表面（１
１）にハンダ付けされ、金網を通る水の通路を最少限の
妨害物となる。第３図からよく分かるように、透し模様
（１０）は金網（１１）から突出していて、そのために
紙匹（３）は、ダンデイ−ロールの他の部分に接触する
領域よりも、模様部分に接触する領域がより大きく圧縮
される。

第４図は第１図と同様な長網式抄紙機の一部を示すもの
で、ここでは第１図に対応する部材に第１図と同−付号
が付されている。しかし、この例では長網（１）可撓性
透し模様（１２）が接合され、紙匹（３）はその上に位
置して、サクションボックス（１３）によって部分的に
水切りされる。可撓性透し模様の性質とこれを金網に接
合する手段については後述する。

紙匹（３）は分散物として部材（１２）上に置かれてい
るので、紙匹の水切りは部材（１２）を介して行われる
。そして、部材（１２）は抄紙機のウェットエンドの全
長にわたって、紙匹と接触したままに保持される。その
結果、例えば真空式円網抄紙機で形成されるモールドマ
ークに匹敵する程明確な透しを得ることができる。

第５図は第１図と同様な長網式抄紙機を示し、同じ部材
には同じ付号が付されている。この例では、細かく織っ
た無端のポリエステル製網ベルト（２０）が、ダンデイ
−ロール（６）の代りに長網（１）に上に配置されてい
る。このベルト（２０）は駆動ロール（２１）、アイド
ルロール（２２）、引張りロール（２３）、及び押えロ
ール（２５）に巻き付けられ、真空ボックス（２４）の
下方を通過する。真空ボックス（２４）の角は、ベルト
（２０）を案内する際の摩擦を軽減するために、ナイロ
ン、高密度ポリエチレン、又は同様な材料製の丸角（２
４ａ）を備えている。真空ボックス（２４）と押えロー
ル（２５）の間で、ベルト（２０）は長網（１）と平行
に延び、このためにベルト（２０）に接合された可撓性
透し模様（２６）は、紙匹（３）と接触せしめられる。

可撓性透し模様の性質とこれを金網に接合する手段につ
いては後述する。

駆動ロール（２１）はベルト（２０）が押えロール（２
５）を通過直後に紙匹から比較的小さい角度で、すなわ
ち、　１０〜１５度の角度で離れるよう配置される。

これによって、分離点での層割れが最少に抑えられる。

真空ボックス（２７）は押えロール（２５）と駆動ロー
ル（２１）の間のベルト（２０）上に位置し、ポリエス
テル製網ベルトの隙間に保持された残留水の除去及び駆
動ロール（２１）付近での水飛散の防止に寄与する。サ
クションボックス（２８）はベルト（２０）が紙匹から
離れる部位で、長網（１）の下側に位置し、これにより
紙匹（３）は当該部位で確実に長網側に押え付けられる
。

透しを形成するための可撓性部材は、以下の例で示す様
々な技法により、長網又は網ベルトに接合することがで
きる。

例１　ポリウレタン製送し模様の直接鋳造写真フィルム
のポジと透し模様用鋳型をまず製造した。この鋳型は彫
刻した真鍮板からなる。この鋳型を剥離剤（デクスター
コーポレーションから提供されるＰｒｃｋｏｔｅ　４４
）で被覆し、これに液状のポリウレタン（二二ロイヤル
から販売されている低温硬化用ポリウレタン、Ａｄｉｐ
ｒｅｎｃ　Ｌ−１（ＩＱ）を注入した。次いで鋳型をオ
ーブンに入れ、９０℃で１時間静置してポリウレタンの
部分的に硬化させた。

細かく織ったポリエステル製網ベルトは、フォトレジス
ルエマルジョン（セリコールから提供されるＤｉｒａｓ
ｏｌ　２５）で被覆し、加熱された暗い乾燥室内で乾燥
して調製した。

網ベルトのエマルジョン上に前記の写真フィルムのポジ
を玉ねて固定し、網ベルトに紫外光を照射した。フィル
ムのポジで１１されたエマルジョンは未硬化のまま残り
、水に可溶である。次にフィルムのポジを網の裏側に配
置して（見当マークを使用）紫外線に露光させた。

こうしてエマルジョンは現像されるので、網を水浴中に
漬け、網の両面に低圧の水を噴霧して未硬化の可溶性エ
マルジョンを除去した。透し模様の画像がはっきりした
時点で網を水浴から上げ、乾燥した。

部分的に硬化したポリウレタンを含有する鋳型をオーブ
ンから出し、フォトレジストの画像が鋳型中のポリニレ
タンと合致するよう注意して前記の網を鋳型の上に被せ
た。次いで均一な荷重をかけてこの網を鋳型の表面に圧
接した。未だ液状のポリウレタンは硬化する前に網の隙
間に流れ込む。

次に網と金型を９０℃のオーブンに入れてポリウレタン
の硬化を完了させた。

オーブン中で２４時間後にポリウレタンが完全に硬化し
ていることが認められた。しかる後、荷重を取り除き、
ポリウレタンの透し模様を有する網を鋳型から剥離した
。

次にこの網をフォトレジストエマルジョン溶剤（セリコ
ールから提供される５ｃｒｌｓｔｒｌｐ　）に漬けてフ
ォトレジストを洗い出し、明瞭な可撓性ポリウレタンマ
ークを有する網を得た。

例２　ポリウレタンを使用したポリウレタン透し模様の
接合 ポリウレタンの直接鋳造を示した例１と同様にして網ベ
ルトを調製した。すなわち、網ベルトはフォトレジスト
で被覆され、透し模様が必要とされる領域は、硬化後に
洗い出されている。

例１の彫刻された真鍮仮を使用して透し模様をポリウレ
タンから鋳造し、完全に硬化せしめた。

次にマークをトリミングして空隙や他の不揃いな部分を
除去した。次に液状のポリウレタンを調製して透し膜様
の裏に塗布し、これを網の上に置いて荷重を載せて加圧
した。しかる後、網と透し膜様を９０℃のオーブンに２
４時間入れてポリウレタンを硬化させた。その後オーブ
ンから取り出して余分なポリウレタンを除去し、網をフ
ォトレジスト溶剤に浸漬して洗浄し、明瞭なポリウレタ
ン製造しＦＭ　様がしっかりと可撓性を保持して接むさ
れた網ベルトを得た。

使用した接着剤はＴｙｒｌｔｃ　７６１７であって、こ
のものはロード・インダストリアル・アドヒーシブから
販売されている単一包装の湿分硬化ウレタン接着剤であ
る。熱可塑性エラストマーはデュポンから販売されてい
るポリエステル、１ｌｙＬｒｅｌ　５５５Ｅｉ−Ｐであ
る。透し模様をエラストマーのシートから切り出し、そ
のものからプレキャストした。網ベルトは例１で１調製
したものである。透し模様と網ベルトに溶剤（イソプロ
パツール）で拭った後、接む剤を塗布した。両者の接着
剤面を室温で１５〜３０分間放置して溶剤を揮発させた
後、両者をしつかり貼り合わせ、模様の上に重い荷重を
載せた。

ハンドリングに耐える強度が発現するまでに室温で１２
時間を要した。５〜１０日間で最大強度が発現する。硬
化完了後、フォトレジストを適当な溶剤で溶かし、網ベ
ルトに可撓性を保持して接着された明瞭な模様を得た。

例４　透し模様の超音波溶接 ルーカス・ダワ拳リミテッドから提供される超音波プラ
スチック溶接装置を使用した。この装置は五つの構成部
材、ジェネレーター、コンバータ、ブースター、ホーン
及びアクチュエーターからなる。ソリッドステートのジ
ェネレーターは５０ｆｉｚの幹線電力を、２０Ｋ　１ｌ
ｚＯ高周波電気エネルギーに変換し、これをコンバータ
ーに供給する。コンバーターはこの電気エネルギーを同
じ周波数の機械的振動エネルギーに変換し、ブースター
経由でこのエネルギーを、溶接すべき二つの部材の一方
に直接接触しているホーン、すなわち、加工具に供給す
る。振動エネルギーは二つの部材境界で局部的な摩擦加
熱を生起させ、熱可塑性物質を溶かして接合領域全体を
湿潤させる。その後冷却してプラスチックを固化させる
と、高強度の分子結合が得られる。

熱可塑性エラストマー、１ｌｙｔｒｅ１５５５Ｂ−Ｐの
小片を、上記の方法でポリエステル製の網ベルトに溶接
した。次いで１ｌｙＬｒｅｌに必要なトリミングを施し
明瞭で背の低い模様を透し模様を得た。

青銅製金網ベルトを用いて例１の方法を実施し、透し模
様が満足できる程度に接合されていることを確認した。

例６　青銅製金網への透し模様の超音波溶接青銅製金網
を用いて例５４の方法を実施し、透し模様が満足できる
程度に接合されていることを確認した。

例７　刺繍した透し膜様 木綿を用いた刺繍により透し模様と！（す）の口紙用の
鎖線を、細かく織ったポリエステル製の網ベルトに取り
付けたところ、満足できる模様を得ることができた。

例８ 所望の透し模様の形状に合致する金属鋳型に、スイス国
、ドマット／イーエムニスのＥＭＳ−ＧＲＩＬＯＮから
商品名ＧＲＩＬＯＮ　Ｋ１５０で提供されるポリエステ
ル共重合体繊維を、圧縮させていっばいに詰め込んだ。

この鋳型を剥離剤を塗ったスチール板で覆い、これを圧
力５００キロパスカル、温度１５０℃で５分間加温加圧
した。

冷却して硬化した共重合体は固体となっているが、透し
模様は可撓性を備え、このものは剥離剤を塗ったスチー
ル板から容易に取り外せるものであった。

硬化した模様を有する鋳型を、例１で用いた細かく織っ
たポリエステル製網ベルト上で裏返し、鋳型とスチール
板との間にベルトが挾まる状態に保持した。次に、これ
を圧力５００キロパスカル、温度１５０℃の条件で２分
４５秒間保持した。

冷却後鋳型とスチール板を取り除くと、可撓性の透し模
様が可撓性を保持したまま網ベルトにしっかりと融着し
ていることが認められた。

例１〜８に記載したような透し模様を持った可撓性ベル
トは、すべて紙匹に高品質の透しを形成できるもので、
張力がかかった状態で非円形走路をかなりの時間走行す
るにもかかわらず、模様がベルトから脱離してしまうこ
ともなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は長網式抄紙機のウェットエンドの下流端の部分
側面図である。 第２図は第１図の矢印■方向からみた網と透し模様の正
面図である。 第３図は第２図の■−■線での側面図である。 第４図は本発明の一実施例を組み入れた長網式抄紙機の
ウェットエンドの下流端の部分側面図である。 第５図は本発明の別の実施例を組み入れた長網式抄紙機
のウェットエンドの下流端の部分側面図である。 １・・・長網　　２・・・コーチロール　　３・・・紙
匹６・・・ダンデイ−ロール　　７・・・電気板透し模
様１０・・・模様　　１１・・・金網　　１２・・・可
撓性透し模様１３、２５８・・・サクションボックス２
０・・・網ベルト　　　　　　２１・・・駆動ロール２
２・・・アイドルロール　　　２３・・・引張りロール
２４、２７・・・真空ボックス　　２５・・・押えロー
ル２６・・・＝１撓性透し模様 Ｆｔａ、２ 特許出願人　　ザ・ウィギンズ・ティーブ・グループ・
リミテッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、紙匹が紙に形成される過程で、紙匹に噛合わせるた
   めの無端状の多孔性部材を有し、その部材が紙匹に噛合
   うことで紙に透しを形成させるに適した表面輪郭を描い
   た可撓性部材が、可撓性接合部により前記の多孔性部材
   に接合されている抄紙機。 ２、前記の多孔性部材が金属の網である請求項１記載の
   抄紙機。 ３、前記の金属が燐青銅である請求項２記載の抄紙機 ４、前記の多孔性部材が合成プラスチック材料の網であ
   る請求項１記載の抄紙機。 ５、前記のプラスチック材料がポリエステルである請求
   項４記載の抄紙機。 ６、前記の可撓性の多孔性部材が抄紙機の長網である前
   記請求項のいずれかに記載された抄紙機。 ７、無端状の多孔性部材が織った網ベルトの形で抄紙機
   の長網上に位置する請求項１〜５のいずれかに記載され
   た抄紙機。 ８、前記のベルトが駆動ロール、一又はそれ以上のアイ
   ドルロール及び引張りロールに周回して延び、長網に支
   持された紙匹と噛合うよう当該長網と平行に走行する部
   分を有する請求項７記載の抄紙機。 ９、サクションボックスが上向きに水切りできるよう前
   記ベルトの平行走行部分の上方に位置している請求項８
   記載の抄紙機。 １０、紙匹から離れた直後の前記のベルト上に、第２の
   サクションボックスを設けた請求項９記載の抄紙機。 １１、前記の可撓性部材がエラストマー材料で製造され
   る請求項１〜１０のいずれかに記載された抄紙機。 １２、エラストマー材料が熱可塑性エラストマーである
   請求項１１記載の抄紙機。 １３、熱可塑性エラストマーがスチレンブロック項重合
   体、ポリオレフィンブレンド、ポリウレタン又はコポリ
   エステルである請求項１２記載の抄紙機。 １４、エラストマー材料が液状ポリウレンエラストマー
   である請求項１１記載の抄紙機。 １５、前記の可撓性部材が加熱加圧成形、接着剤又は溶
   接によって前記の多孔性部材に接合されている請求項１
   〜１４のいずれかに記載された抄紙機。 １６、可撓性部材が例１〜８のいずれかに記載された方
   法で製造され、多孔性部材に接合された請求項１記載の
   抄紙機。