WO2011010609A1 - 繊維シートの製造装置 - Google Patents

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WO2011010609A1
WO2011010609A1 PCT/JP2010/062061 JP2010062061W WO2011010609A1 WO 2011010609 A1 WO2011010609 A1 WO 2011010609A1 JP 2010062061 W JP2010062061 W JP 2010062061W WO 2011010609 A1 WO2011010609 A1 WO 2011010609A1
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WO
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endless belt
fiber sheet
section
dispersion
squeezing
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Application number
PCT/JP2010/062061
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English (en)
French (fr)
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充 角田
泰友 野一色
隆 河向
良行 浅山
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王子製紙株式会社
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F9/00—Complete machines for making continuous webs of paper
    • D21F9/02—Complete machines for making continuous webs of paper of the Fourdrinier type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/52—Separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/82—Fixing or assembling a capacitive element in a housing, e.g. mounting electrodes, current collectors or terminals in containers or encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/02—Diaphragms; Separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491—Porosity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a fiber sheet manufacturing apparatus. This application claims priority on July 24, 2009 based on Japanese Patent Application No. 2009-173136 filed in Japan, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • This fiber sheet manufacturing apparatus includes a water squeezing section for squeezing a dispersion medium from a dispersion liquid containing fibers to generate a web, a drying section for drying the web to generate a fiber sheet, and a winding for winding the fiber sheet.
  • a take section see, for example, Patent Document 1).
  • the squeezing section is provided with a mesh-like wire (endless belt). By discharging the dispersion liquid onto the mesh wire and separating the dispersion medium through the mesh holes, the dispersion medium is squeezed from the dispersion liquid to form a web.
  • the drying section is provided with an endless belt made of felt cloth (blanket). A fiber sheet is produced
  • the surface of felt cloth (blanket) is excellent in flatness compared to mesh wire. Therefore, a flat fiber sheet can be generated in the drying section, and the fiber sheet can be easily peeled off from the felt cloth (blanket) in the winding section. In this way, since endless belts with different configurations are used in the squeezing section and the drying section, in the squeezing section, from the endless belt of the mesh wire to the endless belt of the felt cloth (blanket) in the drying section It is necessary to deliver the web.
  • power storage devices such as batteries and capacitors exhibit power storage performance by moving an electrolyte between a positive electrode and a negative electrode.
  • a separator made of a fiber sheet is disposed between the positive and negative electrodes.
  • the fiber sheet constituting the separator is required to reduce the pore diameter.
  • the fiber sheet constituting the separator is required to be thin and increase the porosity. In order to satisfy these requirements, development of a fiber sheet made of fine fibers is desired.
  • this invention makes it a subject to provide the manufacturing apparatus of a fiber sheet which can produce a fiber sheet, preventing the damage
  • a fiber sheet manufacturing apparatus is a device for producing a fiber sheet from a dispersion containing fine fibers, and the dispersion is discharged onto the upper surface of an endless belt.
  • a squeezing section for squeezing a dispersion medium from the dispersion to produce a web; and a drying section for drying the web to produce a fiber sheet, and continuously from the squeezing section to the drying section.
  • the web produced in the water squeezing section is conveyed to the drying section while being placed on the endless belt.
  • the endless belt may be formed from a mesh wire, or may be formed from a membrane filter.
  • the mesh when the endless belt is formed of a mesh wire, the mesh has a mesh size of 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the opening size is more preferably 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the mesh size exceeds 50 ⁇ m, the fine fibers contained in the dispersion easily fall out of the mesh holes, making papermaking difficult.
  • the opening size is less than 5 ⁇ m, the dispersion medium contained in the dispersion is difficult to permeate through the mesh pores, and it takes a long time for squeezing and drying.
  • the aperture size to 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, it is possible to reliably and efficiently make a fiber sheet made of fine fibers.
  • corrugation of the upper surface of an endless belt becomes small because an opening dimension shall be 5 micrometers or more and 50 micrometers or less. Thereby, it becomes possible to reduce the unevenness of the fiber sheet wet-made on the upper surface of the endless belt, and a fiber sheet excellent in flatness can be formed. Further, the fiber sheet can be easily separated from the endless belt.
  • the membrane filter when the endless belt is formed of a membrane filter, the membrane filter has an average pore diameter of 1.0 ⁇ m or more and 10.0 ⁇ m or less.
  • the average pore diameter is more preferably 1.0 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less.
  • the average pore diameter is measured by the bubble point method. That is, with one side of the filter in contact with a 60% strength by weight 2-propanol aqueous solution, pressure is gradually applied from the non-wetted surface of the filter, and the relationship between the leaking bubbles and pressure is compared with the standard sample. By doing so, the average pore diameter of the filter can be known.
  • the average pore diameter exceeds 10.0 ⁇ m, the fine fibers contained in the dispersion easily fall out of the mesh pores, making papermaking difficult.
  • the average pore diameter is less than 1.0 ⁇ m, the dispersion medium contained in the dispersion liquid is difficult to permeate the filter pores, and it takes a long time for water extraction and drying.
  • the squeezing section is provided with a die head or a spray head for discharging the dispersion.
  • the die head includes a free-fall curtain die head. According to this structure, discharge of a dispersion liquid and squeezing of a dispersion medium can be performed continuously in a squeezing section.
  • a squeezing means for squeezing the dispersion medium from the discharged dispersion liquid is provided below the endless belt in the squeezing section. According to this configuration, since the dispersion medium can be forcedly squeezed by the squeezing means, the squeezing operation can be performed efficiently.
  • a second endless belt facing the endless belt is disposed above the endless belt in the water squeezing section, and discharged above the second endless belt.
  • Second squeezing means for squeezing the dispersion medium from the dispersion is provided. According to this configuration, since the dispersion medium can be forcedly squeezed by the second squeezing means even from above the dispersion medium, the squeezing operation can be performed very efficiently.
  • the squeezing section is provided with a plate for leveling the upper surface of the discharged dispersion.
  • the viscosity of a dispersion containing fine fibers is higher than that of a dispersion containing ordinary fibers, so that the thickness of the discharged dispersion becomes thick and the thickness of the dispersion becomes non-uniform.
  • the thickness of the dispersion can be made uniform and the thickness of the dispersion can be reduced. Therefore, a thin and uniform fiber sheet can be formed.
  • the web, the endless belt, and a felt cloth (blanket) are arranged in this order from the radially inner side to the outer side on the outer peripheral surface of the cylinder dryer, It is characterized by drying.
  • the web is heated by the cylinder dryer, the dispersion medium remaining on the web is evaporated, and the evaporated dispersion medium is absorbed by the blanket through the holes of the endless belt.
  • the evaporated dispersion medium can be prevented from adhering to the web again, so that the web can be reliably and efficiently dried.
  • Another aspect of the present invention is characterized in that a winding section is provided on the downstream side of the drying section to separate and wind the produced fiber sheet from the endless belt. According to this structure, the fiber sheet of the wound state can be manufactured.
  • Another aspect of the present invention is characterized in that a cutting section is provided on the downstream side of the drying section for peeling and cutting the produced fiber sheet from the endless belt.
  • a cutting section is provided on the downstream side of the drying section for peeling and cutting the produced fiber sheet from the endless belt.
  • stacked by predetermined length can be manufactured.
  • the present invention can have any of the above-mentioned features alone or in combination of two or more features.
  • the present invention since it is not necessary to deliver the web between a plurality of endless belts, even if the strength of the web is weakened by using fine fibers, it is possible to prevent the web from being damaged due to the delivery. Therefore, it is possible to reliably produce a fiber sheet made of fine fibers.
  • This embodiment relates to an apparatus for making a fiber sheet from a dispersion containing fine fibers.
  • a fiber sheet is comprised by the aggregate
  • Cellulose fibers obtained by refining pulp can be used as the fine fibers.
  • the dispersion is prepared by dispersing fine fibers in a dispersion medium composed of water, an organic solvent, a mixed liquid of water and an organic solvent, or the like.
  • the fine fiber is a fiber having a number average fiber diameter of 1 ⁇ m or less.
  • the fiber diameter is defined as follows. First, the surface of the fiber sheet is observed with an electron microscope (SEM), and lines are drawn in the horizontal direction and the vertical direction of the obtained SEM image. Next, the fiber diameters of all the fibers that intersect the two lines are measured from the enlarged image, and the number average fiber diameter is calculated from the measurement results. Furthermore, the number average fiber diameter is similarly calculated for at least two places on the surface of the fiber sheet, and the average value of all the number average fiber diameters is defined as the fiber diameter.
  • SEM electron microscope
  • the fiber of the conventional fiber sheet has a fiber diameter of 10 to 100 ⁇ m (fiber length of 0.3 to 1 mm), whereas the fiber of the fiber sheet produced in this embodiment has a fiber diameter of 0.005 to It is a fine fiber of 1 ⁇ m (fiber length: 0.05 to 0.6 mm). If the fiber sheet is composed of such fine fibers, the fiber sheet can be made thinner and the void efficiency can be increased, and the pore diameter can be reduced. If this fiber sheet is adopted as a separator of an electricity storage device, the electricity storage performance of the electricity storage device can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fiber sheet manufacturing apparatus according to the present embodiment.
  • the fiber sheet manufacturing apparatus 1 discharges a dispersion 3a containing fine fibers onto an endless belt (mesh wire or membrane filter) 10, and squeezes the dispersion medium from the discharged dispersion 3a to generate a web 3b.
  • the squeezing section 20 includes a drying section 40 that dries the web 3b to produce a fiber sheet 3c, and a winding section 60 that peels off the produced fiber sheet 3c from the endless belt 10 and winds it up.
  • one continuous endless belt 10 is disposed from the squeezing section 20 to the drying section 40 and the winding section 60, and the web 3 b generated in the squeezing section 20 is placed on the endless belt 10. It is conveyed to the drying section 40 and the winding section 60 as it is.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the mesh wire 10 that can be used as an endless belt when viewed from the normal direction.
  • the mesh wire 10 is formed by braiding a wire 11 made of a metal such as stainless steel or a resin such as polyester into a mesh shape.
  • the wire diameter B of the wire 11 constituting the mesh wire 10 is 10 to 40 ⁇ m.
  • the specific wire diameter B can be, for example, ⁇ 20 ⁇ m or ⁇ 34 ⁇ m.
  • the mesh size A of the mesh hole 12 of the mesh wire 10 is 5 to 50 ⁇ m.
  • the opening dimension A is less than 5 ⁇ m, the dispersion medium contained in the dispersion liquid is difficult to permeate the mesh pores 12, and it takes a long time for squeezing and drying.
  • a preferable range of the opening dimension A is 10 to 40 ⁇ m.
  • FIG. 7 is an electron micrograph of the surface of a membrane filter that can be used as an endless belt.
  • the membrane filter is in the form of a porous film, and has a pore structure in which nearly circular holes are connected to each other. Moreover, since many uniform and fine holes are vacant, the effect of improving the dewaterability of the dispersion 3a is exhibited.
  • the membrane filter preferably has an average pore size of 1.0 to 10.0 ⁇ m, more preferably 1.0 to 5.0 ⁇ m.
  • the endless belt 10 has heat resistance, corrosion resistance, stretch resistance, chemical resistance, and solvent resistance.
  • the endless belt 10 of the present embodiment travels through the drying section 40 where the temperature rises to about 250 ° C., and therefore has heat resistance in the range of 150 to 250 ° C. (performance that does not cause a significant change in external dimensions and physical characteristics). have.
  • the endless belt 10 has a corrosion resistance, a chemical resistance and a solvent resistance with respect to the liquid having a pH of 3 to 11 because the dispersion 3a having a pH of 3 to 11 is discharged.
  • the endless belt 10 has stretch resistance, and the stretch rate in the surface direction is in the range of -3 to 10%.
  • the endless belt 10 described above is continuously stretched from the proximal roller 28 of the water squeezing section 20 to the first dryer 42 of the drying section 40.
  • the endless belt 10 is extended linearly in the horizontal direction.
  • the endless belt 10 is continuously stretched from the first dryer 42 to the second dryer 52.
  • the endless belt 10 passes between the pair of separation rollers 62a and 62b.
  • the endless belt 10 is continuously stretched around the base end roller 28 of the water squeezing section 20 via a plurality of sub-rollers 68 disposed below.
  • the endless belt 10 circulates on the track by rotationally driving a roller around which the endless belt 10 is wound by a motor (not shown).
  • the water squeezing section 20 is provided with a discharge part 20 a for the dispersion 3 a and a water squeezing part 30 for the dispersion medium.
  • the discharge unit 20a is provided with a die head 22 for discharging the dispersion 3a onto the upper surface of the traveling endless belt 10, and a plate 24 for leveling the upper surface of the discharged dispersion 3a.
  • the squeezing unit 30 is provided with a suction device (squeezing means) 32 for forcibly squeezing the dispersion medium from the dispersion 3a.
  • a hermetically pressurized type that pressurizes and discharges the dispersion 3a As the die head 22, a hermetically pressurized type that pressurizes and discharges the dispersion 3a, an open type that discharges the dispersion 3a by its own weight (for example, a free-fall curtain type), and the like can be employed.
  • the hermetic pressurization type is configured so that the endless belt 10 is folded upward from below by rollers, and the dispersion 3a is discharged from below onto the endless belt 10 while the endless belt 10 is in contact with the rollers when traveling in the horizontal direction.
  • a die head 22 is provided.
  • the open type the curtain film made of the dispersion liquid 3a falling from the curtain head is caused to collide with the traveling endless belt 10.
  • a spray head which is a so-called hydraulic atomization method in which the dispersion liquid 3a is set to high pressure and discharged from a small nozzle.
  • the spray head is arranged so as to correspond to the upper surface of the endless belt 10 in the discharge part 20a, and in parallel to the longitudinal direction of the discharge part 20a, a plurality of spray heads intersect with the traveling direction.
  • a discharge port for the dispersion 3a is formed in a slit shape.
  • the die head 22 is disposed so that the discharge port faces the upper surface of the endless belt 10 and the longitudinal direction of the discharge port intersects the traveling direction of the endless belt 10.
  • One or a plurality of (three in FIG. 1) die heads 22 are provided along the traveling direction of the endless belt 10.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a die head and a plate.
  • the plate 24 is formed in a flat plate shape using a resin material or the like.
  • the plate 24 is disposed so that the upper end of the plate 24 is inclined to the downstream side in the traveling direction of the endless belt 10 from a state where the plate 24 stands upright on the upper surface of the endless belt 10.
  • the lower end of the plate 24 may be a flat surface as shown in FIG. 3 or a tapered shape.
  • the plate 24 is provided on the downstream side of the die head 22.
  • the plates 24a and 24b are provided on the downstream side of the plurality of die heads 22a and 22b, respectively, but one plate may be provided on the downstream side of the plurality of die heads.
  • the lower end of the first plate 24a on the upstream side is arranged in parallel with an interval C1 from the upper surface of the endless belt 10.
  • the interval C1 is set to be smaller than the thickness D1 of the dispersion 3a discharged from the first head 22a (C1 ⁇ D1).
  • the interval C2 between the lower end portion of the second plate 24b on the downstream side and the endless belt 10 is smaller than the sum of the above-described interval C1 and the thickness D2 of the dispersion 3a discharged from the second head 22b. (C2 ⁇ C1 + D2).
  • the interval Cn between the lower end portion of the nth plate disposed on the downstream side of the second plate 24b and the endless belt 10 is the interval Cn ⁇ 1 between the lower end portion of the n ⁇ 1 plate and the endless belt 10; It is set to be smaller than the sum of the dispersion Dn discharged from the nth head (Cn ⁇ Cn ⁇ 1 + Dn).
  • the viscosity of the dispersion 3a containing fine fibers is higher than the viscosity of the dispersion containing ordinary fibers.
  • the dispersion liquid 3a containing fine fibers is discharged, the dispersion liquid 3a is difficult to wet and spread, so that the thickness increases, and the unevenness on the upper surface of the dispersion liquid 3a increases, resulting in non-uniform thickness.
  • the upper surface of the discharged dispersion liquid 3 a can be leveled by the plate 24 disposed on the downstream side of the die head 22.
  • the upper surface of the dispersion liquid 3a is flattened to make the thickness uniform, and the thickness of the dispersion liquid 3a can be reduced. Therefore, a thin and uniform fiber sheet can be formed.
  • the suction device 32 is disposed below the endless belt 10.
  • a large number of suction holes (not shown) are opened on the upper surface of the suction device 32 facing the lower surface of the endless belt 10.
  • the suction hole communicates with a negative pressure chamber (not shown) formed inside the suction device 32, and a vacuum pump (not shown) is connected to the negative pressure chamber.
  • the suction device 32 is disposed over substantially the entire length of the water squeezing unit 30. In the present embodiment, the suction device 32 is also disposed in the discharge unit 20a.
  • the vacuum pump of the suction device 32 When the vacuum pump of the suction device 32 is operated in a state where the dispersion liquid 3a is disposed on the upper surface of the endless belt 10, the negative pressure chamber and the inside of the suction hole become negative pressure. Thereby, the dispersion medium contained in the dispersion 3 a is sucked into the suction holes of the suction device 32 through the holes of the endless belt 10. As a result, only the fine fibers contained in the dispersion 3a remain on the upper surface of the endless belt 10, and the web 3b is formed.
  • the suction device 32 By providing the suction device 32 in this way, it becomes possible to squeeze the dispersion medium from the dispersion 3a in a short time, and the squeezing operation can be performed efficiently.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a modified example of the water extraction unit.
  • the second endless belt 110 is disposed so as to face the upper surface of the endless belt 10.
  • the second endless belt 110 is a mesh wire or a membrane filter similar to the endless belt 10 and circulates in the water squeezing unit 30.
  • the interval between the endless belt 10 and the second endless belt 110 is set to be equal to or less than the thickness of the dispersion 3a.
  • a second suction device 132 configured similarly to the suction device 32 is provided above the second endless belt 110.
  • the wire In a long net type paper machine such as the present invention, the wire (endless belt) is usually held horizontally, but as a modified example, a double wire dewatering twin wire method and a vertical double surface dewatering method (FIG. 8) are also used. Is possible.
  • the double-sided dewatering wire (endless belt) of the vertical double-sided dewatering method (FIG. 8) dehydrates the dispersion liquid 3a containing fine fibers from both sides. Since the suction devices 32 and 132 dehydrate from both sides, there is a double amount of dewatering effect.
  • an inclined wire system (FIG. 9) in which the wire (endless belt) is inclined can also be used.
  • the dispersion 3a containing a large amount of fine fibers introduced from the dispersion supply port 221 can be placed on the wire.
  • walls 220 are provided at both ends of the wire portion.
  • the dehydration efficiency can be increased by increasing the internal pressure by making the dispersion 3a containing fine fibers completely sealed in the wall.
  • the inclined wire method can place a dispersion 3a containing a large amount of fine fibers on a wire (endless belt), it becomes possible to increase the basis weight with a low-concentration dispersion and make paper. This is an effective means for increasing the film thickness.
  • the drying section 40 is provided with a first dryer 42 and a second dryer 52 constituted by cylinder dryers, and a felt cloth (blanket) 44 arranged along the outer periphery of the first dryer 42. ing.
  • the first dryer 42 and the second dryer 52 are constituted by cylinder dryers.
  • the cylinder dryer introduces a heat medium into the cylinder to keep the outer peripheral surface at a high temperature, evaporates liquid components contained in the sample disposed on the outer peripheral surface, and dries the sample.
  • a hood 49 is provided so as to cover the drying section 40.
  • the endless belt 10 extended from the squeezing section 20 is stretched around the first dryer 42 in the drying section 40.
  • the endless belt 10 is continuously disposed along the outer circumferential surface over about a half circumference of the first dryer 42.
  • the endless belt 10 is continuously stretched from the first dryer 42 to the second dryer 52 via the plurality of sub rollers 48.
  • the endless belt 10 is continuously disposed along the outer circumferential surface over about 2/3 of the second dryer 52.
  • the endless belt 10 is continuously extended from the second dryer 52 to the winding section 60 via a plurality of sub rollers 58.
  • the 1st dryer 42 and the 2nd dryer 52 rotate at the same angular velocity as the endless belt 10 arranged continuously along each outer peripheral surface.
  • FIG. 5 is an enlarged view around the first dryer 42.
  • the felt cloth 44 is made of a blanket and circulates in the drying section 40.
  • the felt cloth (blanket) 44 is disposed outside the endless belt 10 in the radial direction of the first dryer 42.
  • the felt cloth (blanket) 44 is arranged along the outer peripheral surface over about a half circumference of the first dryer 42.
  • the felt cloth (blanket) 44 travels along the outer peripheral surface of the first dryer 42 at the same angular velocity as the endless belt 10.
  • the web 3 b placed on the upper surface of the endless belt 10 and introduced into the drying section is wound around the outer peripheral surface of the first dryer 42 with the upper surface in contact with the outer peripheral surface of the first dryer 42.
  • the web 3b, the endless belt 10, and the felt cloth (blanket) 44 are arranged in order from the radially inner side to the outer side on the outer peripheral surface of the first dryer 42. Since the outer peripheral surface of the first dryer 42 is heated to a high temperature, the dispersion medium remaining on the web 3b evaporates.
  • the evaporated dispersion medium is absorbed by the felt cloth (blanket) 44 through the holes of the endless belt 10. Thereby, since the evaporated dispersion medium can be prevented from adhering to the web 3b again, the web 3b can be reliably and efficiently dried.
  • the web 3 b is then wound around the outer peripheral surface of the second dryer 52. Since the outer peripheral surface of the second dryer 52 is also heated to a high temperature, the dispersion medium remaining on the web 3b evaporates. The evaporated dispersion medium is discharged into the atmosphere through the holes of the endless belt 10. Thus, the web 3b can be reliably dried by using a plurality of dryers. By the above, drying of the web 3b is completed and the fiber sheet 3c is formed.
  • the winding section 60 is provided with a pair of separation rollers 62 a and 62 b for separating the fiber sheet 3 c from the endless belt 10 and a winding reel 64 for winding the fiber sheet 3 c.
  • the pair of separation rollers 62 a and 62 b are disposed on both sides of the endless belt 10.
  • the take-up reel 64 is configured to draw the fiber sheet 3c away from the surface of the separation roller 62a. According to this structure, the fiber sheet of the wound state can be manufactured.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a modified example including a cutting section.
  • a cutting section 160 is provided instead of the winding section.
  • the cutting section 160 includes a cutter 164 that cuts the fiber sheet 3c separated from the endless belt 10, and a tray 65 that stores the cut fiber sheets 66 in an overlapping manner. According to this structure, the fiber sheet 66 cut
  • the fiber sheet manufacturing apparatus 1 is provided with one continuous endless belt 10 from the squeezing section 20 to the drying section 40, and the squeezing section.
  • the web 3b generated at 20 is conveyed to the drying section 40 while being placed on the endless belt 10.
  • the mesh opening size A is 5 to 50 ⁇ m.
  • the opening size A exceeds 50 ⁇ m, the fine fibers contained in the dispersion liquid are likely to fall out from the mesh holes 12, making papermaking difficult.
  • the opening dimension A is less than 5 ⁇ m, the dispersion medium contained in the dispersion does not easily pass through the mesh pores 12, and it takes a long time for squeezing and drying. Therefore, by setting the opening dimension A to 5 to 50 ⁇ m, it is possible to reliably and efficiently produce a fiber sheet made of fine fibers.
  • the opening dimension A to 5 to 50 ⁇ m
  • the unevenness on the upper surface of the endless belt 10 is reduced.
  • the fiber sheet excellent in flatness can be formed.
  • the fiber sheet 3c can be easily separated from the endless belt 10 in the winding section 60 shown in FIG.
  • a membrane filter having an average pore diameter of 1.0 to 10.0 ⁇ m may be used as the endless belt 10 as described above.
  • the fiber sheet made of fine fibers manufactured by the fiber sheet manufacturing apparatus according to the present invention preferably has a basis weight of 0.1 to 1000 g / m 2 and preferably 1 to 500 g / m 2. More preferred is 5 to 100 g / m 2 . If the basis weight is less than 0.1 g / m 2 , the sheet strength becomes extremely weak and continuous production becomes difficult.
  • the thickness of the fiber sheet obtained in the present invention is preferably 0.1 to 1000 ⁇ m, more preferably 1 to 500 ⁇ m, and particularly preferably 5 to 500 ⁇ m. When the thickness is less than 0.1 ⁇ m, the sheet strength becomes extremely weak and continuous production becomes difficult. If the thickness exceeds 1000 ⁇ m, dehydration takes a very long time, and the productivity is extremely lowered, which is not preferable.
  • the use of the fiber sheet obtained by the present invention is not limited to the electricity storage device, and can be used for various uses such as various filters.
  • the numbers of the die heads 22 and the plates 24 are arbitrary. Further, the number and position of the sub rollers 46, 48, 58, and 68 are arbitrary.
  • the cylinder dryer is only required to have at least the first dryer 42 installed, and the number and position of other dryers are arbitrary.
  • the present invention it is possible to provide a fiber sheet manufacturing apparatus capable of making a fiber sheet while preventing breakage of a web made of fine fibers.

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Abstract

　本発明は、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、分散液を無端ベルトの上面に吐出し、吐出された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、を備え、搾水セクションから乾燥セクションにかけて無端ベルトが配設され、搾水セクションで生成されたウエブが無端ベルトに載置されたまま乾燥セクションに搬送されることを特徴とする、繊維シートを抄造する装置に関する。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。

Description

繊維シートの製造装置
　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効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／ｍ２であることが好ましく、１～５００ｇ／ｍ２であることがさらに好ましく、５～１００ｇ／ｍ２であることが特に好ましい。坪量が０．１ｇ／ｍ２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／ｍ２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。
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