JPH0680133A

JPH0680133A - 被加熱物質用容器の製造工程及び製造装置

Info

Publication number: JPH0680133A
Application number: JP5084960A
Authority: JP
Inventors: James E Thomas; ジェームス・イー・トーマス
Original assignee: CEM Corp
Current assignee: CEM Corp
Priority date: 1992-04-13
Filing date: 1993-04-12
Publication date: 1994-03-22
Also published as: EP0566325B1; EP0566325A1; US5441681A; CA2093758A1; DE69319483T2; US5468135A; DE69319483D1; US5252274A

Abstract

(57)【要約】【目的】加熱されるべき物質のための容器を安く、品質
良く作る工程及び装置を得る。【構成】孔空き材料で雌モールド型及び雄モールド型を
作り、夫々を真空／加圧の両状態に出来るようにし、雌
モールド型内側部にファイバ分散液を入れ内圧を掛け容
器の形にファイバを堆積させ、内圧を外した後その内側
に雄モールド型を入れ、内部を真空にして雄モールド型
の外側に容器を引き付け、そのまま平滑化リングの中を
通して容器外側を平滑にしながら雌モールド型から容器
と共に雄モールド型を引き抜いて素地容器を得る。そし
てそれを焼結して容器を得る。この装置及び方法は、
（材料により焼結工程を除いて）普通のガラス・プラス
チック等の繊維にも使用でき、灰化容器のみならず抽出
用容器等も得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被加熱物質のための容
器を製造するのに有用な工程及び装置に関する。特に、
マイクロ波を透過し、その結果その内容物がマイクロ波
の照射によって加熱されて灰化され得、それが容器を分
析工程の一部である灰化作業での使用に適するようにす
る、微細繊維状石英（microfibrous quartz ）のよう
な、耐熱性の繊維状材料から多孔性の容器を作るのに利
用できる工程及び装置に関する。本発明の１つの態様で
ある、使用されるモールド型に微細孔を有する材料（mi
cropeforated material ）を使用することは、これらの
容器の製造以外のモールドのへ応用を持ち、その様なモ
ールド型材料を利用する工程及び装置は、繊維状材料か
ら幅広い種々のものをモールドするのに用いられ得る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】繊維状
石英の支持パッドと同じ材料のカバーとを使用して、マ
イクロ波の照射によってそれを灰化する間、分析用サン
プルを封じ込めることは、米国特許第 4,565,669号明細
書で述べられ、灰化作業中に使用する微細繊維状石英の
壁及び底のある容器は、米国特許第 5,066,843号明細書
の主題である。米国特許出願Ｓ．Ｎ．第07/662,915号明
細書では、微細繊維状石英或いはガラスの液体分散物の
液体がスクリーンを通り抜けできるようにしてスクリー
ン上に繊維を堆積させ、スクリーンから成形材料を取り
外し、それを焼結して形状保持状態にすることによって
その分散物から軽量で、多孔性で、形状保持をしている
容器を製造するための改良された工程が開示されてい
る。本発明は前記特許明細書に記載されたものの改良で
ある。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明によると、被加熱
材料を入れるのに便利な容器を製造するための工程は、
１）液体キャリア内に石英及び／またはガラスのマイク
ロファイバの稀薄な分散物を作ることと、２）容器をモ
ールドするのに適した形状であり、内側部と外側部を有
し、液体キャリアに対して透過性であるが、マイクロフ
ァイバはそこを通り抜けない底部と側壁部とを有する、
雌モールド型の内側部上に、雌モールド型の内側部にそ
のような分散物を供給することと、モールド型の内側部
と外側部との間に圧力差を加えて、分散物の液体はモー
ルド型の底部及び壁部を通り抜け、容器の形状でその内
側部上に堆積された微細繊維を残すこととによって雌モ
ールド型の内側部にマッチする容器の外側を形成するよ
うに、そのマイクロファイバを堆積させることと、３）
その中に容器のある雌モールド型にマッチし、内側部と
外側部とを有し、液体に対して透過性のある底部と壁部
とを有する雄モールド型を、雌モールド型の内側とその
中の容器の内側との位置まで動かすことと、４）雌モー
ルド型の内側部と外側部の間の圧力差を打切ることと、
５）雄モールド型の外側部と内側部との間に圧力差を掛
けて容器を雄モールド型の外側部に向って押し、雌モー
ルド型の内側部から離すことと、６）雄モールド型に保
持された状態の容器と共に雄モールド型を雌モールド型
から引き出すことと、７）雄モールド型から容器を外す
ことと、８）容器を焼結してそれを形状保持状態にする
こと、とを具備する。更に本発明は記述されたような工
程に加え、その様な工程を遂行するための装置にも関す
る。材料を加熱し灰化するための容器に加えて、他の物
をモールドするための工程と装置への応用を持つ本発明
の別の態様は、繊維状材料がその液体分散物からその上
に堆積可能であり、且つそこからモールドされた品物が
容易に取り出すことができるモールド型のために、微細
孔を有する材料（通常、金属、例えばステンレス・スチ
ール）を使用することである。

【０００４】本発明は添付の図面を参照することによっ
て容易に理解されるであろう。

【０００５】

【実施例】図１で、水中への繊維の薄い分散物を作るた
めの、参照番号11は必要な量の石英のマイクロファイバ
を重量で測り出すことを示し、参照番号13は対応する量
の水を測り出すことを表す。石英のマイクロファイバと
水とは、適切なミキサによって攪拌され、そのステップ
は15で示される。その後で生成されたスラリは、それが
モールド装置へ上手く搬送されるように保持される保持
タンクの中へポンプで送られる（17）。モールドが始ま
ろうとする時、繊維スラリは計量ポンプによってモール
ド装置まで（実際はその雌モールド型まで）計量して送
られる。参照番号20はモールド作業を示し、その色々な
ステップは後で詳細に説明されるであろう。このステッ
プ及びステップ17,19,21は全てマイクロプロセッサ制御
のもとに置かれ得るが、他のステップは通常、人間制御
のもとに置かれる（しかし、それらもまたマイクロプロ
セッサ制御のもとに置かれることで、自動式となり得
る）。“素地”の容器形成物が生成された後で、ロボッ
トの腕部がモールド装置からそれを取出し、それを耐熱
トレイ上に配置する（操作21）。トレイが望ましい数の
素地の容器形成物で満たされると、それは１、０００゜
Ｃのオーブン内に置かれ、そこでそれは十分な時間、例
えば約１０分間そのままにされ、その結果容器は焼結或
いは硬化して、形状保持状態となる（操作23）。最後の
操作25で、容器のトレイはオーブンから取り出され、室
温まで冷却させられ、その後で容器は使用できる様にな
る。

【０００６】図２では、参照番号27は本発明のモールド
装置の雌モールド型組み立て部分を示し、参照番号29は
雄モールド型組み立て部分を示す。真空／加圧室31は雌
モールド型組み立て部分27の下方部分に堆積され、ポー
ト33を通って真空源或いは圧力源の何れかと連絡する。
シリンダ35は雌モールド型組み立て部分27の上方部分に
配置され、シリンダの内側には溝38に保持される平滑化
形状体（リング）がある（図２参照）。雌モールド型は
平滑化リングの手前で、室31の最上部にあり、それは図
３及び４に参照番号39で示されているが、図２には示さ
れていない。繊維スラリ注入ポート41は真空／加圧室31
へ、そして雌モールド型39の内側部までスラリを搬送
し、繊維はそれの内側部上に堆積される。雄モールド型
組み立て部分29は、中空のコネクタ49を通って複動空気
圧シリンダ／ピストン47に連結させられる適切な中空支
持体45に装着される微細孔を有する雄モールド型43を具
備し、その結果雄モールド型43が下方へ或いは上方への
何れにも動かされ得る。下方への動きは容器の内側を仕
上げ、上方への動きは雌モールド型から容器を取り外
し、容器が雌モールド型から取り出される時にそれの外
側を平滑にする。雄モールド型の微細孔を有するものは
参照番号44で示され、後で詳細に説明されるであろう。
真空／加圧ポート51は、必要な真空或いは加圧の源を雄
モールド型の内側と連結させる。装置の部分のための色
々な支持体は図式的に示され、それらの支持体の機能は
図２から自明であるので、別記される必要はない。

【０００７】図３は、図２に示されるものとほぼ同じ装
置を図示するが、支持体、及び必要に応じて雄モールド
型を上下に動かすための手段47とを省いている。しか
し、それは雌モールド型39と、真空／加圧室31と、真空
／加圧室31の底部の逆止弁53との詳細を示す。不必要な
繰り返しを避けるために、図３に示される装置の少数の
部分だけがこれから説明される。平滑化リング37は整合
溝38内にしっくりと嵌り、シリンダの内側壁55を越えて
十分な巾に延在して、素地の容器の外側が雄モールド型
と共に雌モールド型から取り出され平滑化リングを通り
抜ける時にそれを平滑にする。雌モールド型の位置決め
は、それがカラー57によって適所に保持された状態で示
される。雌モールド型39は壁部分46と底部分48とを有
し、その微細孔を有するものは参照番号59で示される。
真空／加圧室31の底部の逆止即ち一方向弁53は、必要と
される時には室内の真空状態を維持するのを助け、また
真空空間を解除することによって、或いはその室を加圧
状態にすることによって動かされ得て、液体（水）が
（室31の底部の）ドレン54を通って排出する準備ができ
るまでは、室31にスラリからの液体（水）を保持する。
排出された液体は再循環されることができ、その中にあ
るであろうどんな少量のファイバもそれによって復活使
用されることができる。

【０００８】図５では、雄モールド型43内の空間まで真
空状態或いは加圧状態を伝えるための内側通路61を有す
るピストン型支持物45に保持される雄モールド型43が示
される。微細孔を有するスクリーン43の、微細孔を有す
るものは、その一部分だけが示され、参照番号44で表示
される。

【０００９】図６は、好ましくは合成有機高分子プラス
チック（synthetic organic polymeric plastic ）、例
えばポリフロロエチレン（polyfluoroetylene ）［（Te
flon（商標名）／テフロン（商標名）］製の平滑化リン
グの形状を示す。図示された様にリングは好ましくは環
状であるが、他の形も採用されて、作られる容器の壁の
形にマッチさせることができる。平滑化リング37は、溝
38内の適所に保持される均一な筒型をしている。図示さ
れた様に、リング37は角度63で割れていて溝38への挿入
を容易にし、溝38内でのリングの大きさは、素地の容器
が雌モールド型から取り出される時にその外側の壁に対
して押し付けるようなものである。平滑化リングはそれ
の底部40で望みに応じて拡げられるか或いはテーパされ
て、容器の上唇部42をめくれる事なしに素地の容器がリ
ングの中へ入るのを促進する。

【００１０】平滑化リングが取り除かれた状態の図４
は、図３の雌モールド型部分によく似ていて、これは殆
ど更なる説明を必要としない。しかし、その微細孔を有
する雌モールド型は、縫合線69で一緒に溶接されて一体
になった壁部分65及び底部分67を有する。

【００１１】図７では、本発明のモールド型、とくに雌
モールド型を作るために使用されるような種類の微細孔
を有する材料の図が示される。図示された様に、貫通孔
71はシート72の上面の方でその下面のものよりも面積
（及び直径）が大きい。直径の差は図面では拡大されて
おり、微細孔の配置は本発明のモールド型を作る際に使
用されるものとは異なり得るが、図７は、素地の容器と
接触するモールド型の面上にあるそれの大きいほうの部
分73と、容器から離れているそれの小さい方の部分75と
がある微細孔のテーパになっている特徴を示すことを意
図されている。

【００１２】本発明の工程によって且つ本発明の装置で
生成される容器は、テーパの付いた壁の、（環状断面と
は異なる）シリンダ型及び／管型を含む色々な形状の何
れかであり得るが、本質的に好ましくは均一なシリンダ
型である。それらは通常、側壁と一体になって構成され
る平らな底面を有するであろう。好ましくは容器は、
（５００゜Ｃ或いはそれより更に高い高温度に晒される
灰化容器のために）微細繊維状石英から作られるが、時
にはそれ等はより太い石英ファイバから作られる。ガラ
スのマイクロファイバ或いはファイバは、材料が灰化温
度よりも低い温度に加熱される時のような、容器がより
低い温度に晒される時に利用され得るが、その様な場合
でさえ、普通はホウケイ酸ガラスが好ましい。

【００１３】容器は、通常ほぼ均一な壁及び底の厚さに
なるように生成され、その厚さは通常０．２乃至５ｍ
ｍ、好ましくは０．３乃至４ｍｍ、そしてより好ましく
は０．２ｍｍ乃至０．３ｍｍであろう。普通その様な容
器は、直径が２乃至１０ｃｍ、好ましくは４乃至６ｃ
ｍ、高さが１乃至２ｃｍ、例えば直径が４．７ｃｍで、
高さが１．５ｃｍ、の寸法にされるであろう。直径（或
いは大きいほうの水平方向の寸法）に対する高さの割合
は、通常１：１より小さいが、好ましくは１：２よりも
大きくはないであろう。好ましいその様な割合は、１：
２乃至１：１０、好ましくは１：２乃至１：５の範囲
内、例えば約１：３であろう。（容器があるパターンの
様なある面の上に置かれることを考慮すると）壁及び底
材料の密度は、一表面の平方メートル当りのグラム数
で、通常は５０乃至５００グラム、好ましくは１００乃
至３００グラム（夫々０．０２乃至２５及び０．０４乃
至０．１５ｇ．／ｃｃ．に対応する）の範囲内であろ
う。重さが軽いことに加えて容器は多孔性であり、その
結果灰化用容器としてそれは、その内側表面上に低粘度
及び低表面張力の如何なる液体をも吸収し分散させ、そ
のために均一な蒸発、燃焼、及び灰化を容易にして、酸
化及び灰化を容易にする容器の壁を通る空気移動を促進
する。多孔度は、一定の空気流速での容器の壁を横切る
圧力降下を記録することによって計測され、適切な多孔
度は、約１ｃｍ／秒の空気流速での圧力降下が水銀柱の
０乃至１０ｍｍの範囲内、例えば２ｍｍの壁で水銀柱の
３ｍｍ、及び３ｍｍの壁で水銀柱の６ｍｍである時に記
録される。時には類似の圧力降下が、空気流速が５或い
は１０ｃｍ／秒まで上昇させられる時にも得られて、こ
れは通気性（或いは多孔性）が更に向上したことを示
す。

【００１４】分析するのに使用するために灰化し加熱す
る容器の望ましい特徴は上で説明されたが、本発明が、
色々な厚さ、多孔度、密度、形状、及び材料のタイプの
容器を生成するための応用を有することは明らかであ
る。

【００１５】望ましい灰化用容器は微細繊維状石英から
できている。微細繊維状石英は通常ミクロンの範囲の直
径であり、その範囲は０．１乃至１０ミクロン、好まし
くは０．３乃至５．５ミクロン、より好ましくは０．５
乃至１ミクロン、例えば標準直径０．６５或いは約０．
６５ミクロンであり得る。その様な石英のマイクロファ
イバは、マンビル・セールス・コーポレーション、トレ
ド市、オハイオ州（Manville Sales Corportion,Tored
o,Ohio ）から入手でき、それはテンプストラン・ガラ
ス・マイクロフィバ［ Tempstran（商標名）Glass Micr
o-fiber ］の表題で、１９８９年４月１日付けでその会
社によって発行された報告で説明されている。その報告
は主としてガラス・マイクロファイバについて説明され
るが、そのガラス・コードは末尾にＱを付け加えること
によって変化させられて、そのマイクロファイバがガラ
スではなく石英であることを表示し、対応する石英のマ
イクロファイバもその会社から入手可能である。報告で
説明されるあらゆる石英のマイクロファイバが使用でき
るが、標準直径が０．６５ミクロンである指示名１０６
−Ｑによって識別されるものが利用されることが好まし
い。幾つかのケースでは、石英とホウケイ酸ガラス・フ
ァイバとの混合物で、ホウケイ酸ガラスがその混合物内
で５乃至２０％、例えば約１０％であるようなマイナー
な割合であることが好ましいであろう。ホウケイ酸ガラ
ス以外のガラスも利用され得るが、その殆どが耐熱損傷
に優れていないので、その結果ホウケイ酸ガラスは通常
好まれる。マイクロファイバの石英及びガラスは起動材
料に好まれるが、本発明は１ミリメートル程度までとい
った、より大きな直径の石英或いはガラスのファイバか
ら容器を形成する応用も有する。より高温で加熱し灰化
するために石英のマイクロファイバが好まれるが、より
低温での応用のために、ガラスの特徴及び特別な応用に
応じてホウケイ酸ガラス及び他のガラスが利用され得
る。更に、熱への抵抗性とは関係のない応用、例えば抽
出用シンブル（thimble ）を作るために、普通のガラス
・ファイバ、セルロース、プラスチック、或いは他のフ
ィバ、好ましくはマイクロファイバが利用され得る。勿
論、プラスチックは石英或いはガラスよりも低い温度を
加えることによって接合され或いは硬化され得るが、セ
ルロース・ファイバは焼結されないであろう。（それら
から作られる容器は“素地”の形で使用され得る。）石
英及び／またはガラス（或いは他の）ファイバの稀薄懸
濁液は、エタノール、アイソプロパノール（isopropano
l ）、ケロシン、エチレエン・グリコール、或いは他の
有機液体を含む何等かの適切な液体媒体内にあり得る
が、それは、水が最も好ましい媒体である水性アイソプ
ロパノル或いは水のような水性の媒体を代わりに使用す
ることが好ましい。媒体内でのファイバの“濃度”は、
通常０．１乃至１０％、好ましくは０．２乃至４％、よ
り好ましくは０．３乃至２％の範囲内、例えば０．４％
である（本明細書内で与えられる全てのパーセンテージ
は重さによるもので、それ以外の場合は表示される）。
通常は媒体内のフィバのスラリ、分散物、或いは懸濁液
の温度は、１０乃至３５゜Ｃ、普通２０乃至３０゜Ｃの
範囲内、例えば約２５゜Ｃの、およそ室温であろう。ナ
トリウム・ラウリル硫酸塩（sodium lauryl sulfate ）
或いはカリウム・キシレン・スルホン酸塩（potassium
xylene sulfonate）の様な界面活性剤或いは分散剤が媒
体内に存在してファイバの分散を促進し、場合によって
は雌モールド型上のファイバのより均等な堆積を促進し
得る。シリコーン液、例えばジメチル・シリコーンの様
な反成形剤（anti-forming element）は、界面活性剤或
いは向水性物質の含有による分散物の過度の形成を防ぐ
ために使用され得る。場合によってはアルギン酸ナトリ
ウム或いはカルボキシメチルセルロース酸ナトリウムの
様なガムも存在して、ファイバの相互の粘着を促進する
が、ガムは雌モールド型の開口部を封鎖しないことに注
意が払われなければならない。分散のためのその様な添
加物は有益でありうるが、それらは普通必要とされず、
何れかのその様な物質は、それらが焼結或いは硬化の後
に容器内に幾らか残ると灰化或いは計算上の問題を生じ
得るために、分散物からしばしば取り除かれるであろ
う。

【００１６】モールド型は、液体に対しては透過性があ
り、また使用するファイバには好ましくない量まではそ
こを通さない種々の適切な物質の何れかから作られ得
る。従って、焼結金属或いは焼結ガラス、多孔性プラス
チック或いは網目物（screening ）は幾つかの工程で使
用され得るが、最初の３つは使用中に詰まりがちで清掃
するのが困難である、そして網目物は最も良く働き、詰
まることなく繰り返し使用可能であり、清掃をし易くよ
く落ちる微細孔を有する金属と同様モールドされた品物
を離さない。通常、本発明の容器を作る際に、雌モール
ド型の開口部を通り抜けるファイバの割合は、５％未
満、好ましくは３％未満、より好ましくは２％未満、例
えば０．５乃至１％であろう。その様なファイバの何れ
も、媒体物のようにリサイクルされることが好ましく、
従って全てのファイバが利用されるであろう。モールド
型の開口部を通るファイバの通過を最小にするために、
その様な開口部は、ファイバの長さよりも小さいこと
が、更に可能であればファイバの直径よりも小さいこと
が望ましいであろう。しかし、マイクロファイバが使用
される場合、それは上手く行かないのでその様な場合に
はファイバがモールド型の表面と平行に方向付けられる
時にファイバがモールド型の開口部を容易に通り抜けな
いようなファイバの長さにするべきである。その様なあ
る場合には、ファイバの長さはその直径の高倍数（数百
倍）であることが望ましいが、一度に多くのファイバが
堆積することに伴う縺れ合い効果（matting effect）の
ために、雌モールド型の開口部よりもかなり長い長さの
ファイバを持つことは常には重要でないことが分かって
いる。

【００１７】本発明のモールド型のために網目物を利用
することは可能であるが、ファイバはモールド型、特に
雌モールド型を構成する有孔板或いはシート材料に対す
るよりも、その様な網目物に対して（織物の網目物で絡
まってきて）一層容易に付着することがしばしば見られ
れた。好ましいその様な材料は微細孔を有することを特
徴とするが、その開口部は通常ミクロの単位よりも著し
く大きい。微細孔を有する材料に適する開口部の大きさ
は、５０ミクロン乃至１ミリメートル、好ましくは１０
０乃至７００ミクロン、より好ましくは２００乃至６０
０ミクロンの範囲内であり得る。開口部は材料の厚さ全
体に亘って均一であり得るが、好ましくはそれらはテー
パになっていて、小さいほうの開口部は直径が大きい方
の開口部の直径（或いは (他の形の開口部が使用される
ならば) 他の大きい方の寸法）の¹／₄乃至⁹／₁₀であ
ることである。好ましくは小さいほうの開口部は大きい
ほうの開口部のように円形で、小さい方は大きい方の直
径の¹／₃乃至²／₃であろう。微細孔を有する材料
は、通常その有孔体表面の１０乃至６０％を有し、好ま
しくは開口部は大きいほうの開口側部で表面の２０乃至
４０％であり、小さい方の開口側部で表面の１０乃至３
０％であろう。この材料の厚さは、それがモールド型に
形成或いはモールド可能である限りあまり重大でない
が、普通それは２００ミクロン乃至１ミリメートルの範
囲内であろう。ポリアセタール、ポリアクリレート、ポ
リエチレン、ナイロン、或いはフェノール・ホルムアル
デヒドの様な合成有機プラスチックを含む色々な材料が
微細孔を有するモールド型のために使用され得るが、ア
ルミニウム、ステンレス・スチール、モネル・メタルの
様な金属或いは合金を使用することが好ましく、中でも
ステンレス・スチールが好ましい。その様な材料は薄い
シートで及び部分で形状を保持し、更に形成することが
でき、望ましいモールド型を形成するために溶接される
か、或いは別の方法で接合され得る。当該のモールド型
が作られ得る好ましい微細孔を有するステンレス・スチ
ールのシートは、マイクロ・パーフ・スクリーン（Micr
o-Perf Screen）という名前でバックビー・メアーズ・
コーポレーション、（Buckbee-Mears Corporation ）セ
ントポール市、ミネソタ州から入手できる。それは３０
４スレンレス・スチールで、中硬度のテンパで、厚さ３
８０ミクロンで、孔の大きさ（直径）が（小さい方の開
口部で）４６０ミクロンで、０．０３１のピッチで、孔
の向きが６０゜である。開口面積即ち孔の面積は、小さ
い方の開口部を持つ側部表面の３１％である。その様な
シートは透明ではないが透視でき、それはマイクロ波及
びＴＶのシールドとして使用されている。その様な材料
は、上述のテーパ型孔になるフォト・エッチング工程に
よってフォト・エッチング工程で使用されるマスクの開
口部のパターンに一致する孔の分布で作られ得る。フォ
ト・エッチング或いはそれに相当する穿孔工程は、シー
ト材料の上で或いは穿孔されていない材料から形成され
た完成したモールド型の上で実行され得て、モールド型
はフォト・エッチされ、それによって穿孔され得る。

【００１８】微細孔を有する金属モールド型の大きい方
の孔を持つ表面は、（容器に）生成される材料に面する
時、容器はモールド型（雌モールド型或いは雄モールド
型）から一層容易に離され、ファイバの出っ張りが少な
くなり、離された容器の壁はより滑らかになることが実
験によって分かっており、これらは大きな長所である。
容器はモールド製品に面するモールド型の表面が小さい
方の開口部を有する微細孔を有する金属のモールド型で
モールド可能であるが、容器の表面の質はそれ程良くな
い。

【００１９】装置の平滑化リングは、素地の容器が雌モ
ールド型から引き出される時、素地をその外壁を平滑に
することができる何等かの適切な材料から作られ得る。
適切なその様な材料は、銅、すずメッキのスチール、ス
テンレス・スチール、及び真鍮の如き金属及び合金、及
びポリプロピレン、ナイロン、及びポリフロロエチレン
（polyfluoroethylene）（ＰＦＥ）或いはポリテトラフ
ルオロエチレン（polytetrafluoroethyrene ）｛ＰＴＦ
Ｅ或いはテフロン（商標名）［Teflon（商標名）］｝の
様なプラスチックを含む。これらのポリフロロ化された
エチレンは、それらが十分に硬質で、自由な（loose ）
ファイバがそれらに容易に付着しないので非常に好まし
い。

【００２０】装置の他の部分は、スチール、ステンレス
・スチール、エナメルを掛けたスチール、アルミニウ
ム、真鍮、銅、鉄、プラスチック、合成ゴム、及び木材
の様な通常の構成材料から作られ得るが、その様な材料
の選択は当業者には明らかであろう。

【００２１】本発明の工程で、容器のための繊維状材料
の稀薄な分散物は、適切なミキサで水の様な適切な媒体
とファイバを混合することによって作られる。混合のよ
うな小規模な作業は、容器１つ分のファイバの量であり
得て、その結果十分な分散物だけが、１つの素地の容器
を生成するように作られる。生産を行うためには、混合
容器として５５ガロン（２０８．２リットル）のドラム
を使用し、使用されるミキサがライトニング［Lightni
n' （商標名）］型、或いはそれに相当するドラムの唇
部に調節固定できる様なものであることが都合が良いこ
とが分かっている。それから分散物は、雌モールド型へ
の次の配送のために保持容器に搬送され得る。

【００２２】ファイバの分散物は、望ましい壁と底の厚
さを持つ望ましい容器に堆積されるのに必要な量を雌モ
ールド型に供給される。通常計量ポンプが、正しい量の
分散物をモールド型へ制御可能なように配送するように
使用されるであろう。モールド型の開口部を通る液体媒
体の通過は、圧力差、好ましくは真空によって容易にさ
れ、その様な差は通常水銀柱１５０乃至７５０ｍｍの範
囲であろう。液体媒体はその内側部から外側部まで雌モ
ールド型の開口部を通り抜けるが、ファイバは（その小
さい割合を除いて）通り抜けない、そしてその代りに容
器の外側がモールド型の内側部と接触する状態で、それ
らのファイバはモールド型の内側壁上に堆積して、それ
上に均一な厚さの容器を形成する。

【００２３】雌モールド型の壁及び底上にファイバを堆
積し、液体媒体がファイバとの接触状態から外された
後、それは下方の受容器の中へ排出されるので、ファイ
バは織られずに縺れ合った形でしっかりと組み合わされ
ているのが見られる。その結果モールド型からの取出し
た際に生成された容器は、型なしで置かれる時に形状を
保持する。しかし容器の外部は、モールド型の内側部か
ら容易に取出すことができ、モールド型の外側部が平滑
な壁であるならばそれは非常に平滑な壁であるが、中に
はそれから突き出ているファイバもあり得る。更に何等
かの平滑な表面に対して押し付けられなかった容器の内
部は、幾分凸凹しているであろう。容器の内部を平滑に
することは、モールドされた容器の厚さを見越して、容
器の内部（及び雌モールド型）の中に雌モールド型とマ
ッチする雄モールド型を入れることで行われる。その様
な雄モールド型は、複動空気圧ピストン及びシリンダの
組み合わせの様な何等かの適切な往復可動機構（recipr
osatable mechanism）によって雌モールド型の内側の位
置まで動かされる。この機構は十分なストロークを持っ
て、雄モールド型を雌モールド型の底まで挿入すること
と、それを雌モールド型上に十分な間隙の距離を持ち上
げることとができる。雄モールド型が容器内に挿入され
た後で、雌モールド型の内側部にファイバが落着くよう
雌モールド型に加えられていた圧力差（真空）が打切ら
れる、そして同じ様な差、水銀柱で約１５０乃至７５０
ｍｍの、また好ましくは真空状態の、差が雄モールド型
に加えられて、雄モールド型の外側部に向かって容器の
内部を引き付け、それによって容器の内部の壁及び底を
平滑にする。

【００２４】雄モールド型に対して容器を保持する圧力
差を依然として保持しながら、その様なモールド型及び
容器は、空気圧手段の引っ張り作用によって雌モールド
型から引き出され、その様な引き出しの際に容器の外壁
は、前に説明された平滑化部材と接触することによって
平滑にされる。その様な平滑化作業は、圧力差と共同し
て、あらゆる突き出しファイバが容器の壁に対して平ら
にされ、それと合体させられ、それによって従来の如何
なる必要なトリミングのステップも省略させる。容器の
幾何学的形状にマッチさせるための、平滑化リング或い
は他の適切な形状の平滑化部材は、容器の導入縁部即ち
唇部が最初にそこに入る所で、容器が適切な位置まで誘
導され、唇部が平滑要素の底部に当接して、その結果容
器が平らにされたり潰されたり、或いはアコーディオン
のひだの様にならないように十分に広げられることが好
ましい。通常その様な広がりは、（容器の移動方向で）
平滑化リングの高さの最初の半分を越えて延在すること
はないであろう。

【００２５】仕上がった素地の容器は、平滑な壁形状で
雌モールド型から取り出された後、それは前の圧力差
（雄モールド型の内側部のより低い圧力）を打切ること
によって、そして雄モールド型の内側部により高い圧力
を掛けることによって雄モールド型から解放される。容
器は作業者によって、或いは代りにより機械化された操
作によって保持される耐熱トレイ上に落ち、容器はロボ
ットの腕によって取り外されて、耐熱トレイ上に置かれ
る。

【００２６】個々の素地の容器は十分に形状保持して、
その結果それらは壊れる事なく場所から場所へ静かに動
かされ得るが、使用状態での本当に形状保持状態にする
にはファイバが一緒に固着（或いは焼結）されるかなり
の高温まで加熱されなければならない。その様な焼結作
業は、焼結或いは固着温度まで容器を加熱することがで
きるオーブン内で行われる。熱塑性ファイバから作られ
るプラスチックの容器のためには、その様な温度は２０
０乃至４００゜Ｃの範囲内であり得、ガラスの容器のた
めには、それらは６００乃至１、０００゜Ｃの範囲内で
あり得、そして石英の容器のためには、その温度は８０
０乃至１、２００゜Ｃの範囲内、通常約１、０００゜Ｃ
であり得る。勿論、そのファイバが２００゜Ｃで一緒に
固着する（或いは離れる）プラスチックの容器は、灰化
用容器としては有用ではないが、容器がセルロース・フ
ァイバから作られ得る時には、抽出用シンブルとして使
用され得る。室温か或いはその程度まで冷却した後で、
仕上がった容器はオーブンから取出されることができ、
それの晒される高温への耐抗性によって大部分が決まる
それに適した仕事に使用され得る。

【００２７】本発明の工程の上記の記述で、説明された
種々のステップは好ましい順序で与えられたが、それは
場合によってはこの工程が依然として本発明に含まれな
がら、その様な順序は変えられ得ることを理解された
い。例えば、雌モールド型の壁及び底を横切る圧力差が
打切られる前に、圧力差が雄モールド型に掛けられ得
る。同じ様に、例示され説明された装置は垂直方向を向
いているが、それは別の作業角度にも配置され得る。説
明された雌モールド型は静止しているが、それはその軸
の回りを回転したり、或いはさもなければ動かされたり
して、時にはモールド型の内側部表面上のファイバの堆
積をより良く促進し得る。更に、個々の状況の下で望ま
しいと考えられるならば、雄モールド型からの容器の取
出しと焼結作業との間に、中継する乾燥ステップがさし
はさまれ得る。

【００２８】装置は図面の説明で記述され、それは上述
の工程を実行するのに有用であるようなものである。し
かし装置に関しての追加的な詳細がここで与えられる。
雌及び雄のモールド型手段は夫々、１枚の網目体、或い
は有孔部材から作られ得る、或いはそれの底部及び壁部
分は一緒に上手く接合されてその様なモールド型或いは
成型手段を形成され得る。網目体モールド型は、有孔金
属モールド型として型を作られ得る。プラスチックのモ
ールド型はモールド成形され得て、それから微細孔を付
けることは、前に説明された光化学方法によってそれら
に作られ得る。微細孔を有する金属或いは合金のモール
ド型は最初に形成されて、それから同じ種類の工程によ
って微細孔を付けられ得る。代りに微細孔を有するモー
ルド型は、微細孔を有するシート部材、好ましくはステ
ンレス・スチールから、それで単なるシリンダと円型の
底部とを作り、その様な部分を溶接することによって作
られ得る。好ましくは熱塑性物から作られる微細孔を有
するプラスチック・シートはほぼ同じ方法で作られ得る
が、部分を一緒に溶接をする代りに、それらは加熱され
るかソルベントで溶着され得る。好ましいステンレス・
スチールの微細孔を有するモールド型は、モールド工程
の間、形状を保持するのに十分強く、一方同時に容器表
面に対してそれと接触する平滑な表面を提供する。更
に、その中で有孔体がテーパになっているために、モー
ルド型は要求される時にその様な容器からのファイバの
出っ張りなしにそれからモールドされた素地の容器を解
放する。モールド作業の間、微細な孔を有するものが、
ファイバを平らに堆積して容器を形成するのを妨害する
であろう好ましくない詰まりを生じないということに留
意されたい。

【００２９】必要な量の稀薄ファイバ分散物を雌モール
ド型へ（或いはそこからそれが続いてモールド型に供給
され得る保持容器へ）配送するための手段は、好ましく
は計量ポンプであるが、その様な量は手で計量されるか
或いは重量測定手段によって重量を計られて、容器の形
に変換されるのに必要な量のファイバを確実にし得る。
記述された装置のモールド型及びその他の部分、例えば
真空／加圧室及び（それから素地容器を外すための）雄
型ピストンに加えられる圧力差は、適切な環境で真空或
いは加圧の状態であり得る。本発明の雌モールド型に関
して、好ましくは真空が使用されて、ファイバの液体分
散物をモールド型の内部まで引き出し、その上にファイ
バを堆積させ、液体媒体に有孔体を通過させるが適切な
環境では圧力が分散物に掛けられて同じ結果を達成す
る。同じ様な方法で、システムに掛けられる外部圧力
は、雌モールド型からの容器の解放を促進しそれが上方
へ動かされる時に、雄モールド型の上にそれを保持し得
るが、雄モールド型に対して容器を保持するためにその
内側部にかけられるのは真空の方が明らかにもっと都合
が良い。真空／加圧室に圧力を掛けてそこにある液体
（及びそこの幾らかのファイバ）を外部へ取出すための
手段は、上述の加圧作業がより都合が良いが、逆止弁を
通して内容物を引き出すために外側で連結させられる真
空源によって置き換えられ得る。同じ様に装置の他の部
分で、真空手段は上手く配置された加圧手段によって置
き換えられ得るし、逆もそうである。

【００３０】取り出された液体媒体及びその中に存在す
る幾らかのファイバは、逆止弁53の下の溜めに集められ
得て、そこからそれは雌モールド型に入れられる繊維状
媒体を作る時のファイバのその含有量に対して作られて
いる許容範囲で、システムを再循環させられ得る。その
様な再循環は、ファイバを節約すること及び廃棄の問題
を回避することの両方にとって望ましい。

【００３１】雄モールド型を垂直方向へ動かすための手
段、つまり複動空気圧ピストンは、流体圧手段及び従来
の機械的手段のような他の上下運動によって置き換えら
れ得る、また当業者に起こるであろうような同じ様な置
き換えが、上述の装置の他の要素に対して行われ得る。

【００３２】上述の工程が、上述の装置の助けを借りて
手動手段によって行なわれることができるが、その作業
は少なくとも部分的に自動であり、その自動作業は好ま
しくはマイクロプロセッサ制御であることが好まれるこ
とが多い。従って図１のステップ19,20,及び21はマイク
ロプロセッサ制御であり得るが、それはステップ11,13,
15, 及び17に対しても、更にステップ23,25 の対してさ
えもその様な制御を利用することが可能である。またマ
イクリロプロセッサ制御が好ましいが、全体として或い
は部分的に他の電気及び機械制御機構がそれに代替され
ることもできる。

【００３３】（複数の容器が一緒に焼結される場合を除
いて）一度に単一の容器を生成するための装置が説明さ
れたが、この装置は、複数のモールド型（雌及び雄）を
含むことによって、複数の容器を一度に生成する様に変
形され得る。単一の真空／加圧源、及び再循環される液
体媒体を溜めるための単一の溜めとがあり得る時に、分
散したファイバを含む液体媒体の単一源が使用され得る
ので、その様な作業は単一容器の生成よりもより効率的
であろう。更に生成量を著しく増加することができ、製
造単位当りの労力及び管理は減らされることができる。

【００３４】最も新しい従来の技術を越えた出願人にと
っての本発明の主な長所は既に触れられたが、その様な
長所及び重要度のより低い幾らかのものについてここで
詳述される。（従来の装置及び工程は主として手動であ
ったが）好ましい装置及び工程は自動化され得るので、
製造費を減らし、生産速度を著しく向上することができ
る。微細孔を有するモールド型、特に容器側に面してよ
り大きい開口部を有するもの、を使用することによっ
て、必要であった突き出しファイバをトリムすることな
しに、表面が平滑な容器が生成される。平滑化要素或い
はリングの使用は、作られた容器の外側を平滑にする。
均等に分布された微細孔を有するものにより、それらを
通る液体媒体の流れは均等となるので、ファイバはモー
ルド型の上に均等に分布され、均一に一体化した壁及び
底を有する軽量で多孔性の容器ができる。その様な素地
の容器は、より容易に均一に焼結され、しばしばより強
く、容器を加熱用或いは灰化用として（或いは抽出用シ
ンブルとして、或いは他の目的のために）繰り返し使用
することができる。

【００３５】以下の例を例示をするが、本発明を限定す
るものではない。別記しない限りこれらの例、本明細書
及び請求の範囲では、全ての部分は重量で、また全ての
温度は摂氏で示される。

【００３６】例１室温（２５゜Ｃ）の水への、０．４％の微細繊維状石英
｛標準直径が０．６５ミクロンであるマイクロファイ
バ、マンビル・テンプスタン（商標名）［Manville Tem
pstran（商標名）］１０６−Ｑ型｝の分散物は、０．８
グラムの微細繊維状石英と２００ミリリットルの水とを
混合器内で一緒に混合することによって作られる。中位
の速度で３分間混合した後で、分散物は十分に混合され
て流体状になり、モールド装置に加えられる準備が完了
する。用いられる装置は本明細書の前の部分及び図面の
説明で説明されたものであり、複数の容器が一緒に焼結
され得るが、本発明のこの例では、一度にたった１つの
素地の容器を作るために装備された。

【００３７】分散物は水銀柱で約３００ｍｍの真空にポ
ート13を通って室31が引かれ、取入れポート41を通って
雌モールド型39に供給される。それから複数の灰化用容
器が製造され得る、分散物の大きい方のバッチが作られ
る時、望ましくは計量ポンプが使用されて、夫々の作ら
れる容器に対して雌モールド型に入れる２００ｍｌを計
り出すが、この場合では（それは使おうと思えば使える
が）その様なものは使用されない。分散物は、それがモ
ールド型及びシリンダ50の殆どの容量を充填するような
方法でモールド型に供給され、その結果液体が雌モール
ド型の微細孔を有する壁及び底を通って引き出される
時、ほぼ均等な壁及び底の厚さが獲得される。雌モール
ド型は、本明細書で既に説明された型の微細孔を有する
３０４ステンレス・スチールから作られ、それはバック
ビー・メアーズ・コーポレーションで入手でき、ミクロ
・パーフ・スクリーンという名前で供給されている。そ
の様な網目体は、その側壁のために均一な管に溶接さ
れ、底面のために円盤型に裁断され、その様な部分は一
緒に溶接されて、直径約４．７ｃｍ、高さ約１．５ｃｍ
の雌モールド型を形成し、その結果それは、厚さ約０．
２５ｍｍ、直径約４．７ｃｍ、高さ１．５ｃｍの容器を
作るのに適する。場合によっては、均一な容器は幾分テ
ーパにされるが、容器が開口した状態で普通テーパは垂
直線から５乃至１０゜を越えないであろう。使用される
真空或いは他の圧力差によって決まるが、約５乃至８秒
かかって、雌モールド型上に素地の容器を堆積させた後
で、容器は、それの外側で、平滑なモールド型の壁と接
触している表面上だけが仕上がっているであろう。モー
ルド作業の次のステップは雄モールド型に対してであ
り、それは容器部材の厚さを見越して雌モールド型に合
わせるように作られ、加圧空気での空気圧ピストン及び
シリンダ組合せの作用によって雌モールド型の内部の位
置まで押し下げられる。雄モールド型は十分に下げら
れ、雌モールド型の底に対して容器の底を押し、それに
よって容器の壁及び底の内側を平滑にする。この作業は
１乃至３０秒、例えば２秒かかり、その後雌モールド型
に対する真空は打切られ、同じ様な真空が雄モールド型
の内部にかけられ、そのモールド型はそれについている
容器と共に上方へ持ち上げられながら、雌モールド型か
ら引き出される。容器が潰されたり、或いは“アコーデ
ィオン型”にされることなしに、容器の縁部をリングの
中に通すのを容易にするように、その底部分上で十分に
テーパにされたＰＴＦＥ［Teflon（商標名）］製平滑化
リングを容器が通る時、リングはそれとの接触によって
容器の外壁を更に平滑にし、雌モールド型の壁に密着し
ていたためにその様な壁から突き出ている可能性のある
どんなファイバも容器の壁内に押し込む。容器がその最
も高い位置にある時、真空は打切られ、約１ｋｇ／平方
ｃｍであり得る適切な圧力が、雄モールド型の内側部に
かけられて、容器をモールド型から解放する。それから
真空室は加圧されて、その中の液体を逆止弁を通して外
部へ排出し、その液体は集められて、別の稀薄ファイバ
分散物を作るために再利用される。そして解放された容
器は、温度１、０００゜Ｃの焼結オーブン内に入れら
れ、その中で１０分間加熱され、その後ではマイクロフ
ァイバが恒久的に一緒に保持されていることが見られ
る。生成された容器は軽量で多孔性であり、灰化作業中
に空気がそれを通ることができ、それは通常５００゜Ｃ
以上、時には８００゜Ｃ乃至１、０００゜Ｃであり得る
灰化熱に耐えられる。生成された容器は、壁及び底の厚
さが約０．２５ミリメートル、（上部の内側で）直径が
約４．７ｃｍ、及び（内側の）高さが約１．５ｃｍであ
り、これはマイクロ波の灰化工程によって灰化される分
析用サンプルのための容器として使用するのに都合の良
い大きさである。容器の多孔性は、その様な多孔性の容
器がより円滑な溶剤の燃焼を促進し、サンプルの損失を
生じ得る“跳びはね（bumping ）”或いはぱたぱた動く
（flaring ）のを最小にするので、灰化工程の最初の部
分の間に燃焼されなければならない可燃性溶剤が存在す
る灰化工程に使用するのにはそれを特に有用にする。生
成された容器は、多くの場合５０回もの灰化が可能であ
る多数回灰化に使用され得ることが分かった。

【００３８】例２上述された例１の処理は、作業が主に手動であり、たっ
た１つの容器だけが作られるものであり、それは本発明
の単純な形状の例として説明された。しかし生産を進め
る際に、その様な労働集約的工程は費用がかかり、それ
故にここで説明されるように種々の作業が自動的である
ことが好ましい。好ましい自動工程では、この装置の操
作は、マイクロファイバの重量測定及び搬送、及びミキ
サ或いはブレンダへ送る水の計量を開始し、雌モールド
型への望ましい量の分散物の混合と計量を制御し、雌モ
ールド型へ真空或いは別の圧力差を掛けてそのモールド
型を通して水性媒体を引き出してそのモールド型の内側
部にファイバを堆積する装置の運転がマイクロプロセッ
サによって制御される。次ぎに真空室は自動的に加圧さ
れて、それが再循環されて別の稀薄ファイバの分散物を
作ることができる液体媒体を真空室から逆止弁を通って
溜めへ排出する。それからマイクロプロセッサ制御の手
段によって、雄モールド型は雌モールド型の内部の位置
まで下げられ、真空下に置かれる。これは雌モールド型
からそれまで素地の容器を引き付け、その後雄モールド
型はそれの上に容器を付けたまま持ち上げられ、そして
容器は、雄モールド型の内側部に圧力を掛けることによ
ってそのモールド型から外される。ロボットの腕は素地
の容器を耐熱支持体まで運び、それからそれは自動的に
或いは手動で焼結オーブン内に挿入され、容器は例１で
記述された焼結処理を受ける。代りに支持体は、１０乃
至２００ヶ、例えば１６０ヶの焼結されるべき複数の素
地の容器を保持し、全ては１つの加熱オーブンを使用し
て同時に焼結され得る。稀薄構成要素の重量測定及び計
量から雄モールド型からの素地の容器の取出しまでの全
ての記述された作業は、ここで与えられた例ではマイク
ロプロセッサ制御をされるが、場合によっては稀薄ファ
イバ分散物の計量から雄モールド型から加熱トレイまで
の素地の容器の運搬までのステップだけがその様に制御
される。その結果できた容器は例１に記述されたものに
似ていて、それらの容器のために記述された望ましい使
用上の特性を有する。マイクロプロセッサ制御の作業は
素早く処理をし、同時に或いは部分的に同時に作業を行
うので、分散物の混合後焼結まではたった１０乃至１５
秒位であり得て、雌モールド型上にファイバを堆積して
から雄モールド型から素地の容器を取り出すまで、１分
以上要することは殆ど無いであろう。

【００３９】例３この例では、複数の加熱可能な容器が、その繊維の寸法
が同じである、石英の微細繊維の代りにホウケイ酸ガラ
スの微細繊維を使って、一度に作られる。本発明の別の
実施例では、その微細繊維は９０％が石英であり、１０
％がホウケイ酸ガラスである。一度にたった１つの雌モ
ールド型に供給する代りに、計量ポンプは微細繊維稀薄
分散物の共通の源から１０ヶものその様なモールド型に
供給する。同じ様に、真空の共通の源が全ての雌モール
ド型のために使用され、共通の真空室は単一の加圧源に
よって加圧され、全てのモールド型からの液体媒体は一
緒に集められ、新しい稀薄分散物が作られるミキサへ再
循環される。複数の雄モールド型は単一の手段によって
下方へ動かされ、真空は単一の源からそれらに掛けられ
る。同じ様に、それらは平滑化リングを通って上方へ動
かされ、単一の加圧源が素地の容器を雄モールド型から
外し、容器は同じ焼結オーブン内で焼結される。その結
果材料サンプルの加熱分析（或いは他のもの）に適した
容器になるが、それらは石英からできていないので、そ
れらは石英の加熱損傷に対する高い抵抗力がなく、従っ
て殆どの灰化作業に適さない。

【００４０】例４例１の処理が繰り返されるが、使用されるファイバは微
細繊維ではなく普通のファイバガラスのファイバであ
る。生成された容器は本当は容器ではなく、抽出用シン
ブルであり、適宜の形に作られ得る。それは低い方の温
度、例えば約４００乃至６００゜Ｃで焼結され、耐熱性
はない。それもまたその様な容器であり得るために、灰
化容器とは異なる寸法で作られ得る。それは抽出液にそ
の壁及び底部を通させるのに十分な多孔性であるので抽
出用シンブルとして有用であり、抽出されている固体の
サンプルを保持できる。このガラス容器を作る際、且つ
微細繊維状石英及びホウケイ酸ガラスの容器を作る際
に、大きさ、形状、及び材料が異なる容器は、色々なモ
ールド型及び色々な繊維材料を（裁断された木綿繊維が
使用されて素地の容器或いは抽出用シンブルを作る様
に、セルロース・ファイバでさえも）利用することによ
って作られ得る。しかし全てのその様な場合で最良の結
果のためには、分散物が稀薄であるとここで特徴つけら
れたものであることが望ましい。

【００４１】本発明は色々な例示及びそれの実際の例で
説明されたが、この明細書を読んだあとに当業者は本発
明から逸脱することなしに代替案及び相当案を役立たせ
ることができるので、これ等の例に限定されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】分析用サンプルのために微細繊維状石英の灰化
用容器の製造を示す本発明の工程の工程系統図。

【図２】本発明の装置の三次元の図。

【図３】支持要素を除いた図２の作業装置の断面正面
図。

【図４】雌モールド型、真空室、及びモールド装置の平
滑化組立ての部分の切取り斜視図。

【図５】雄モールド型、及びモールド装置のピストン組
み立て部分の切取り斜視図。

【図６】平滑化リングの斜視図。

【図７】その様な材料を通過させるテーパ付通路を示す
微細孔の付いた材料の小片の拡大略図。

【符号の説明】

11,13,15,17,19,20,21,23,25…ステップ、27…雌モール
ド型組み立て部分、29…雄モールド型組み立て部分、31
…真空／加圧室、33…ポート、35…シリンダ、37…平滑
化リング、38…溝、39…雌モールド型、40,48,67…底
部、41…ファイバ・スラリ注入ポート、42…上唇部、43
…雄モールド型、 44,59…微細孔を有するもの、45…中
空支持体、 46,65…壁部分、47…複同空気圧シリンダ／
ピストン、49…コネクタ、51…真空／加圧ポート、53…
逆止弁、54…ドレン、55…内側壁、57…カラー、61…内
側通路、69…縫合線、71…貫通孔、72…シート、73…孔
の大きい方の部分、75…孔の小さい方の部分。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｌ 22:00 4Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１）液体キャリア内に石英及び／または
ガラスのマイクロファイバの稀薄な分散物を作ること
と、２）容器をモールドするのに適した形状であり、内
側部と外側部を有し、液体キャリアに対して透過性であ
るが、マイクロファイバはそこを通り抜けない底部と側
壁部とを有する、雌モールド型の内側部上に、雌モール
ド型の内側部にそのような分散物を供給することと、モ
ールド型の内側部と外側部との間に圧力差を加えて、分
散物の液体はモールド型の底部及び壁部を通り抜け、容
器の形状でその内側部上に堆積された微細繊維を残すこ
ととによって雌モールド型の内側部にマッチする容器の
外側を形成するように、そのマイクロファイバを堆積さ
せることと、３）その中に容器のある雌モールド型にマ
ッチし、内側部と外側部とを有し、液体に対して透過性
のある底部と壁部とを有する雄モールド型を、雌モール
ド型の内側とその中の容器の内側との位置まで動かすこ
とと、４）雌モールド型の内側部と外側部の間の圧力差
を打切ることと、５）雄モールド型の外側部と内側部と
の間に圧力差を掛けて容器を雄モールド型の外側部に向
って押し、雌モールド型の内側部から離すことと、６）
雄モールド型に保持された状態の容器と共に雄モールド
型を雌モールド型から引き出すことと、７）雄モールド
型から容器を外すことと、８）容器を焼結してそれを形
状保持状態にすること、とを具備する加熱されるべき物
質を保持するのに有用な容器を製造するための工程。
【請求項２】雌及び雄のモールド型はほぼ均一なシリ
ンダ型の形状で、微細多孔質の或いは微細孔を有する部
材からできており、分散物の液体は水性であり、雄及び
雌モールド型の内側部と外側部との間の圧力差は、雌モ
ールド型の外側部を及び雄モールド型の内側部を真空に
することによって獲得される請求項１記載の工程。
【請求項３】水性の液体は水であり、雌モールド型
は、容器が雄モールド型と一緒に雌モールド型から引き
出される時に容器の外壁を平滑にする平滑化要素を具備
する装置の部分である請求項１記載の工程。
【請求項４】水性の液体は水であり、雌及び雄モール
ド型は微細孔を有する金属からできており、雌モールド
型は容器が雄モールド型と一緒に雌モールド型から引き
出される時に容器の外側のシリンダ状の壁を平滑にする
平滑化リングを具備する装置の部分である請求項２記載
の工程。
【請求項５】マイクロファイバは石英製であり、容器
を８００乃至１、２００゜Ｃの範囲の温度で焼結し、分
析サンプルのマイクロ波灰化に適する軽量で、多孔性
で、耐熱性の容器とする請求項４記載の工程。
【請求項６】雄及び雌のモールド型は両方共、その平
滑表面が容器部材と面しており、微細孔は容器部材に面
する側面上でより大きな直径である平滑表面の微細孔を
有する薄いステンレス・スチール製であり、平滑化要素
はポリテトラフロロエチレン製である請求項５の工程。
【請求項７】雌及び雄のモールド型は両方共、平滑な
表面の微細孔を有する材料製である請求項１の工程。
【請求項８】１）夫々が水に対して透過性である相補
的な底及び側壁を有する、相補的な雌及び雄のモールド
型手段と、２）石英及び／またはガラスのマイクロファ
イバの稀薄分散物を雌モールド型の内側部へ配送するた
めの手段と、３）雌モールド型のその内側部をより高い
圧力にして、そのモールド型を通って分散物の水を引き
出し、そのモールド型の内側部上にマイクロファイバを
堆積させ、そして続いて形成された容器を離すようにす
るために雌モールド型の内側部と外側部との間に圧力差
を加えそして解除するための手段と、４）雄モールド型
を雌モールド型の中へ移動させて、それが雌モールド型
内の形成された容器と接触できるようにするためと、雌
モールド型の内側部と外側部との間の圧力差を解除した
後で、その上の容器と共に雄モールド型を雌モールド型
から引き出すためとの手段と、５）雄モールド型の外側
部をより高い圧力にして、雌モールド型から雄モールド
型に向って容器を引張り、そして続いて雌モールド型か
ら雄モールド型及び容器を引き出した後で雄モールド型
からそれを離すために雄モールド型の内側部と外側部と
の間に圧力差を加えそして解除するための手段、とを具
備する加熱されるべき物質を保持するのに有用になるよ
うにその後で焼結される容器を製造するための装置。
【請求項９】雌及び雄のモールド型が微細多孔質の部
材製であり、雌モールド型の外側部はある真空源と通じ
ており、雄モールド型の内側部はある真空源と通じてお
り、且つ雄モールド型は雌モールド型の中に或いはそこ
から外にほぼ垂直方向に動くことができて、雌モールド
型内でモールドされた容器の内側を仕上げ、真空状態で
雄モールド型が雌モールド型から取り出される時にそれ
から容器を取り出す請求項８記載の装置。
【請求項１０】雌モールド型が、それの外側部にあ
り、繊維状のガラス及び／または石英の稀薄な水性の分
散物からの水を保持するのに十分な大きさである真空室
と通じていて、その稀薄分散物の量が、容器を生成する
のに十分なファイバの量を含むものである請求項９記載
の装置。
【請求項１１】雄モールド型上の容器が雌モールド型
から引き出される時に、容器の外側に準拠する形状であ
る平滑化形状体が、容器の移動線の周りに配置されて、
容器がそこを通過する時に、容器の外側がその形状体に
よって平滑にされる請求項10記載の装置。
【請求項１２】平滑化形状体が縦割れのリング型であ
り、合成有機ポリマ・プラスチック製である請求項11記
載の装置。
【請求項１３】真空室が逆止弁を具備して、その中に
ファイバの水性の懸濁液からの水を保持し、逆止弁を通
して水を押し出す事ができる圧力源と通じており、雄モ
ールド型が複動空気圧ピストンによって上下に動く事が
できそして圧力源と通じていて、仕上がった容器がそれ
に圧力を加える事によってそれから外され得る請求項12
記載の装置。
【請求項１４】自動的に作業させられる請求項９記載
の装置。
【請求項１５】何等人間の介入なしにマイクロプロセ
ッサ制御によって完全に作業させられる請求項13記載の
装置。
【請求項１６】雄及び雌のモールド型は両方共その平
滑表面が容器部材に面しており、微細孔は容器部材に面
する側面上でより大きい直径である平滑表面の微細孔を
有する薄いスレンレス・スチールであり、その平滑化要
素がポリテトラフロロエチレン製である請求項15の装
置。
【請求項１７】雌及び雄モールド型が、両方共平滑表
面の微細孔を有する部材製である請求項８記載の装置。
【請求項１８】マイクロ波加熱されるべき材料を保持
するのに有用であり、請求項１の工程の生成物である容
器。
【請求項１９】灰化されるべき分析用サンプルを保持
するのに有用であり、請求項５の工程の生成物である微
細繊維状石英製の軽量で多孔性の灰化容器。
【請求項２０】その液体分散物からモールド型側部を
横切る圧力差の助けを借りて、モールド型はファイバの
側が平滑であり、微細孔はテーパを付けられていて、フ
ァイバ材料に面しているその微細孔の側部がより大きな
直径である、前記微細孔を有する前記モールド型の上に
そのファイバを堆積することと、そのモールド型から形
成された物を取出し、それによってモールド型のテーパ
の付いた微細孔がそれの取出し容易にすることとを含む
ファイバをモールドして形成するための工程。
【請求項２１】ファイバに面するその側面が平滑であ
り、ファイバに面する微細孔の側面がより大きな直径の
テーパになっている、微細孔を有する部材製の微細孔を
有するモールド型の上に、ファイバの液体分散物を向け
て、液体はモールド型を通り、ファイバは望みの形状で
モールド型の表面に残るようにする手段と、モールド型
のテーパの付けられた微細孔が形成された物の取出しを
容易にするモールド型からそれを取り出すための手段と
を具備するファイバをモールドして形成するための装
置。
【請求項２２】１）液体キャリア内に石英及び／また
はガラスのマイクロファイバの稀薄な分散物を作ること
と、２）容器をモールドするのに適した形状であり、内
側部と外側部を有し、液体キャリアに対して透過性であ
るが、マイクロファイバはそこを通り抜けない底部と側
壁部とを有する、雌モールド型の内側部上に、雌モール
ド型の内側部にそのような分散物を供給することと、モ
ールド型の内側部と外側部との間に圧力差を加えて、分
散物の液体はモールド型の底部及び壁部を通り抜け、容
器の形状でその内側部上に堆積された微細繊維を残すこ
ととによって雌モールド型の内側部にマッチする容器の
外側を形成するように、そのマイクロファイバを堆積さ
せることと、３）その中に容器のある雌モールド型にマ
ッチし、内側部と外側部とを有し、液体に対して透過性
のある底部と壁部とを有する雄モールド型を、雌モール
ド型の内側とその中の容器の内側との位置まで動かすこ
とと、４）雌モールド型の内側部と外側部の間の圧力差
を打切ることと、５）雄モールド型の外側部と内側部と
の間に圧力差を掛けて、容器を雄モールド型の外側部に
向って押し、雌モールド型の内側部から離すことと、
６）雄モールド型に保持された状態の容器と共に雄モー
ルド型を雌モールド型から引き出すことと、７）雄モー
ルド型から容器を外すことと、とを具備する多孔性容器
を製造するための工程。