JP2571273B2 - パターン形成含浸機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 関連出願の相互参照 本願は、1986年７月９日付米国特許出願第06/883,550
号の一部継続出願である。

発明の背景 本発明は、基体（Substrate）に含浸剤を含浸するた
めのサチュレータすなわち含浸機に関し、より詳細に
は、基体の選択された部分を多量の含浸剤で含浸する含
浸機および含浸方法に関する。

紙のウェブのような基体に含浸剤の量を変化させて含
浸する含浸機が使用されている。基体に所望の特性を付
与するため含浸剤の量および種類を適当に選択すること
によって、基体の物理的特性従って基体の価値を高める
べく含浸機を使用することができる。

例えば貴重な含浸剤の１つとして珪酸ナトリウムがあ
る。ペーパウェブに高レベルの珪酸ナトリウムを添付す
ると、紙に耐火性を付与できると共に構造的強度を大幅
に改善することができる。しかしながら、そのように高
度に含浸した紙は、従来の紙加工機では折畳んだり折目
を付けることが困難であった。従って、ペーパウェブの
選択された部分を多量の珪酸ナトリウムで含浸するのが
都合がよい。例えば、ペーパウェブを使用して特に積重
ね強度が要求される箱を作る場合には、箱の頂パネルお
よび底パネル（これらのパネルは折り曲げなければなら
ない）に比べ、側壁に多量の珪酸ナトリウムを付与する
のが都合がよい。

他の例としては、例えばビールケースのような容器は
異常な摩耗パターンを受ける。ケース内でのビール缶の
頂部および底部は、輸送中にクッキーカッタのように作
用し、ケースの頂パネルおよび底パネルの印刷面および
構造に重大な損傷を与えることがある。もしも項パネル
および底パネルに珪酸ナトリウムを付与しておけば、こ
のクッキーカッタ作用に対し有効に抗することができる
であろう。したしながらこの例において、ケースの側壁
に多量の珪酸ナトリウムを付与する必要はなく、含浸剤
（珪酸ナトリウム）をケースの側壁ではなく、頂パネル
および底パネルに集中して付与するならば、材料コスト
を低減できるであろう。

上記の例において、選択的な含浸が行なえれば非常な
利点が得られるであろうが、本件出願人は、選択的含浸
を行なうことができる含浸機が市販されていることを知
ってはいない。米国特許第4,588,616号に開示の含浸機
は、比較的低い含浸量およびきわめて高い含浸量の両方
の範囲で基体を含浸するのにきわめて有効な装置であ
る。同様に、米国特許第2,711,032号には、過去に使用
されていたものとは別の形式の含浸機が開示されてい
る。しかしながら、これらのいずれの含浸機にも、ウェ
ブの所望の領域に多量の含浸剤を選択的に含浸する手段
は設けられていない。

過去において、種々の液体に使用する種々の表面アプ
リケータ（表面塗布器）と共にステンシルが使用されて
いた。しかしながら、本件出願人の知る限りでは、かよ
うなステンシルは含浸機と共には使用されていない。そ
れどころか、ステンシルは、実質的な含浸を行なうこと
なくウェブの表面に液体を塗布するアプリケータと共に
使用するのが一般的であった。かようなアプリケータの
例としては、スプレー装置（米国特許第3,088,859
号）、押出し機（米国特許第2,904,448号）、ローラア
プリケータ（米国特許第2,056,274号）およびスプレッ
ダ（米国特許第1,546,834号）がある。かようなアプリ
ーケータと含浸機との顕著な相違点は、アプリケータは
基体の表面に液体を塗布するだけであり、塗布された液
体を基体の隙間の中に押込むための特別な圧力を付与す
ることはなく、従って含浸機のように深く含浸させるこ
とができない点にある。

発明の要約 本発明は，改良されたパターン形成含浸機およびウェ
ブの所望の部分を選択的に含浸する方法に関する。本願
明細書において使用する「含浸機」および「含浸」なる
用語は、極端に高レベルの含浸剤をウェブ中に押込むこ
とを意味するものではない。これとは逆に、含浸機は、
例えば１％の含浸量で、低レベルの含浸剤をウェブに導
入するのに使用することができる。

本発明の装置によれば、入口領域から出口領域に向か
って深さが収束するチャンバを形成するための手段と、
チャンバに含浸剤を供給するための手段と、入口領域か
ら出口領域に向って多孔質ウェブをチャンバに通すため
の手段とを備えた形式の含浸機が提供される。チャンバ
は、該チャンバを通って含浸剤が移動することによっ
て、少くとも出口領域を含む加圧領域内の含浸剤を加圧
して、ウェブを含浸剤で含浸できる形状を有している。
チャンバ形成手段には、加圧領域に隣接して、出口領域
に少くとも１つの低圧領域を形成する手段が設けられて
いる。この低圧領域は、加圧領域に比べて含浸剤の圧力
が低いことに特徴があり、低圧領域よりも高圧領域と整
合するウェブの部分の方が多量の含浸剤が押し込められ
るようになっている。或る実施例の場合には、低圧領域
においては含浸剤がウェブと接触しないか、あるいは低
圧領域内の含浸圧力が非常に低くてウェブには実質的に
含浸剤が含浸されないように構成される。他の実施例に
おいては、低圧領域は、加圧領域に比べて比較的低レベ
ルの所望の含浸剤がウェブに含浸されるように構成され
ている。

本発明の方法によれば、入口領域と出口領域とを備え
ていて、第１の比較的高圧領域において入口領域から出
口領域に向って収束しているチャンバが提供される。ま
た、このチャンバは、高圧領域に並べて配置された第２
の比較的低圧領域を形成している。含浸剤がチャンバに
導入され、ウェブが入口領域から出口領域に向ってチャ
ンバに通されて、高圧領域と低圧領域の双方において含
浸剤がウェブに接触される。チャンバは、該チャンバを
通る含浸剤の運動によって低圧領域よりも高圧領域にお
いて高い圧力が発生され、これにより、低圧領域と整合
するウェブの部分よりも高圧領域と整合するウェブの領
域の方が多量の含浸剤で含浸されるようにすることがで
きる形状を有している。

以下に詳細に説明するように、本発明によれば、ウェ
ブの選択されたパターン部分を多量の含浸剤で含浸する
ことができるという重要な利点が与えられる。ウェブの
必要とされる部分のみに多量の含浸剤を付着できること
になれば、含浸剤のコストを低減できることはもとよ
り、目的製品の品質も実際に改善される。例えば、ウェ
ブを折り曲げたり折り畳んだりする領域においては、ウ
ェブの含浸量を少くしたり又は含浸しないようにして、
ウェブのその後の折り曲げ加工を含浸剤が妨げることの
ないようにする。他の例としては、後で印刷するような
ウェブのパターン化された部分が含浸されないようにす
ることであり、もしも高濃度の含浸剤で含浸するものと
すれば、印刷作業の色の鮮度又は真正度を損なうことに
なる。

本発明の上記および他の目的および利点は、添付図面
を参照しての以下の詳細な説明により理解されるであろ
う。

図面の簡単な説明 第１図は、第１のパターン形成含浸機の横断面図であ
る。

第2a図，第2b図および第2c図は、第１図の含浸機に使
用するのに適した種々のステンシルを示す部分的平面図
である。

第３図は、第１図の３−３線に沿う断面図である。

第４図は、第２のパターン形成含浸機の斜視図であ
る。

第５図は、第４図の含浸機の部品を示す分解図であ
る。

第６図は、第４図の６−６線に沿う断面図である。

第７図は、第４図の含浸機の変形例の一部を示す斜視
図である。

第7a図は、第７図の7a−7a線に沿う断面図である。

第7b図は、第７図の7b−7b線に沿う断面図である。

第８図は、第４のパターン形成含浸機の横断面図であ
る。

第９図は、第８図の９−９線方向から見た部分的拡大
図である。

第10図は、幾つかの点に関して第１図の含浸機と同様
な特徴をもつ第５のパターン形成含浸機の横断面図であ
る。

第11図は、第10図の含浸機の部品を示す斜視図であ
る。

第12図は、幾つかの点に関して第４図の含浸機と同様
な特徴をもつ第６のパターン形成含浸機の斜視図であ
る。

第13図は、第12図の含浸機の部品を示す斜視図であ
る。

第14図は、第12図の含浸機の変形例の一部を示す拡大
斜視図である。

第15図は、幾つかの点で第８図の含浸機と同様な特徴
をもつ第８のパターン形成含浸機の横断面図である。

第16図は、第15図の含浸機の部品を示す斜視図であ
る。

本発明の好ましい実施例についての詳細な説明 図面の第１図〜第９図は、４つのパターン形成含浸機
を示すものであり、これらの４つのパターン形成含浸機
はすべてステンシルを使用していて、含浸剤がウェブの
選択された部分に接触することを防止するように構成さ
れている。第10図〜第16図は、ステンシルを使用するこ
となくしてウェブの選択的含浸を行なうことができる４
つのパターン形成含浸機を示す種々の図面である。以下
の説明は、先ず第１図〜第９図の含浸機について行な
い、次いで第10図〜第16図の含浸機について行なう。

ステンシルを使用するパターン形成含浸機 第１図は、ステンシル50を備えたパターン形成含浸機
10の横断面図である。この含浸機10はマンドレル12を備
えており、該マンドレル12は、シャフト14により形成さ
れる軸線のまわりで動力により回転されるように取付け
られている。一般に、マンドレル12は、加工すべき最も
幅広のウェブと少くとも同程度の長さ（幅）を有するス
チール製のシェルで作られている。マンドレル12は、該
マンドレル12の長さに沿って延在しているチャンバ形成
エレメント16に隣接して回転できるように取付けられて
いる。このチャンバ形成エレメント16は、該エレメント
16とマンドレル12との間にチャンバ18を形成している。
このチャンバ18は、入口領域20と出口領域22とに特徴を
有している。チャンバ18は入口領域20の方が出口領域よ
りも深く、その深さが徐々にテーパ状に変化するように
形成するのが望ましい。

珪酸ナトリウム水溶液のような液体含浸剤が，供給ポ
ート24からチャンバ18に供給される。所望ならば圧力下
の含浸剤を供給ポート24からチャンバ18に供給すること
ができるし、別の方法として、含浸機10の特徴である後
述の自己加圧力を用いて、チャンバ18内の含浸剤に所望
の圧力を発生させることができる。入口領域20に隣接す
る箇所において、チャンバ形成エレメント16には適当な
ばね鋼で作られた複数のばねシール26が取付けられてい
て、含浸剤がチャンバ18から流出することを防止してい
る。チャンバ形成エレメント16のそれぞれの側部に隣接
する箇所において、入口ロール30および出口ロール32が
回転自在に取付けられている。

上記パターン形成含浸機10の特徴は、米国特許第4,58
8,616号に開示の含浸機の特徴と実質的に同じである。
この米国特許には、本発明の含浸機10の構造特に収束し
ているチャンバ18の幾何学的形状が開示されていること
を参考のために述べておく。この米国特許にも詳細に説
明されているように、マンドレル12とチャンバ形成エレ
メント16との間にはウェブ40が通されていて、該ウェブ
40はマンドレル12の回転運動によって入口領域20から出
口領域22まで、チャンバ18を通って移動できるようにな
っている。収束するチャンバ18を通ってウェブ40が移動
すると、チャンバ18内の含浸剤が加圧され、このため、
含浸剤がウェブ40の空所又は微孔内に含浸される。ウェ
ブ40が含浸剤で含浸された後、ウェブ40は出口ロール32
を通ってチャンバ18から出て、一般的にオーブン（図示
せず）に導かれ、該オーブン内で含浸剤の揮発成分が除
去される。適当な含浸剤の一例としての珪酸ナトリウム
水溶液は、上記米国特許第4,588,616号に開示されてい
る。この米国特許に開示された収束チャンバのリニアな
収束性により、含浸されたウェブに驚異的に良好な物理
的特性が付与されること、従って、リニアに収束させる
ことがチャンバ18にとって好ましい形状であることが判
明している。もちろん、収束する他の幾何学的形状を採
用することもできる。

ステンシル50は、ウェブ40のパターン部分がチャンバ
18内の含浸剤と接触するのを防止するために設けられて
いる。ステンシル50は、不透過性領域52と透過性領域54
とを備えている。第１図に示すように、ステンシル50は
入口ロール30、出口ロール32およびアイドラロール56の
まわりで閉ループをなして移動することができ、チャン
バ形成エレメント16に面しているウェブ40の側面と密接
するようになっている。ステンシル50の透過性領域54に
おいては、含浸剤がウェブ40と接触し、従来と同様な方
法でウェブ40が含浸剤で含浸される。ステンシル50の不
透過性領域においては、含浸剤がウェブ40と接触するこ
とが防止される。

ステンシル50はウェブ40と同じリニア速度で運動し、
両者の間に相対運動が生じないようにするのが好まし
い。本実施例においては、ウェブ40がステンシル50と摩
耗係合し、これによりステンシル50を駆動するように構
成したことにより、所望の結果を得ることができた。も
ちろん別の実施例として、ステンシル50を駆動するため
の積極駆動装置を設け、ステンシル50のリニア速度をウ
ェブ40のリニア速度と同期させることもできる。

第2a図、第2b図および第2c図は、第１図のパターン形
成含浸機10に使用することができる３つのステンシルの
例50a、50bおよび50cの部分的平面図である。第2a図に
示す第１図の例は２つの側方バンド58を備えており、各
側方バンド58は実質的に一定の幅を有しておりかつウェ
ブ40のそれぞれの側方部を保護するように配置されてい
る。従ってこのステンシル50aは、その不透過性領域52a
がウェブ40の２つの側縁部を覆い、透過性領域54aがウ
ェブ40の中央領域を含浸剤で含浸できるように構成され
ている。

第2b図に示された第２の例のステンシル50bは、ほぼ
均一な幅を有する１つの中央バンド60を備えている。こ
の中央バンド60は、不透過性領域52bがウェブ40の中央
に配置されて、ウェブ40の中央部が含浸剤で含浸されな
いことが確実に行なわれるるようにしている。ウェブ40
の側縁部はステンシル50bの透過性領域54bと整合してお
り、ウェブ40がチャンバ18を通って移動するときに、含
浸剤で含浸される。

第2c図に示す第３の例のステンシル50cは、ウェブ40
の全幅に亘って延在しているバンドを備えている。この
バンドは独立した透過性領域54cを備えており、各透過
性領域54cは、不透過性領域52cを形成するバンドによっ
て完全に包囲されている。このステンシル50cは、独立
して透過性領域54cと整合した隔離領域においてのみ、
含浸機10が確実にウェブ40を含浸剤で含浸できるように
したものである。

含浸機10は、出口領域22において高い含浸圧力を発生
する。出口領域22からの含浸剤の洩出を低減させるた
め、第３図に最も良く示すように、含浸機10には出口シ
ール70が設けてある。第３図においては、例示の目的
で、２つの側方バンド58を備えた第2a図のステンシル50
aが示されている。出口シール70には、側方バンド58を
受入れる位置に配置された凹所72が形成されており、こ
れらの凹所72は隆起領域74によって分離されている。各
凹所72の深さは、側方バンド58の厚さに実質的に等し
い。凹所72および隆起領域74によって形成された出口シ
ール70の切欠き形状は、出口シール70からの含浸剤の洩
出を最小にすべく出口領域22をシールするようになって
いる。

使用に際し、ウェブ40はステンシル50とマンドレル12
との間でチャンバ18に通され、ステンシル50の不透性領
域52と整合するウェブ40の領域はチャンバ18内の含浸剤
との接触から保護されるが、ステンシル50の透過性領域
と整合するウェブ40の領域は従来と同様に含浸剤で含浸
される。このようにして含浸剤はウェブ40の所望の部分
のみに付着されるため、実用性および経済性の双方に重
大な利点をもたらす。すなわち、ウェブの印刷すべき領
域又は含浸剤とは両立しない方法で加工される領域のよ
うに、ウェブの希望しない領域が含浸剤と接触しないよ
うに維持する点で実用性が改良される。また、ウェブ40
の所望の部分のみに含浸剤を付着させることによって、
特定のウェブ40の加工に必要とされる含浸剤の使用量従
ってコストが低減されることから、経済性も改善され
る。

第４図〜第６図は、第２の含浸機100を示すものであ
る。この含浸機100は、回転できるマンドレル112および
静止のチャンバ形成エレメント116を備えている点で第
１の含浸機10と同じである。第１の実施例におけるチャ
ンバ18と同様な収束チャンバ118が、エレメント110とマ
ンドレル112との間に形成されている。前述のように、
この収束チャンバ118は比較的深い入口領域120と、比較
的浅い出口領域122とを備えている。含浸剤は、マニホ
ルド124を通して収束チャンバ118に供給される。別の方
法として、所望の含浸度合いおよび含浸工程の他のパラ
メータに基いて、含浸剤に広範囲の圧力を作用してマニ
ホルド124から供給することができる。

チャンバ形成エレメント116はフレーム134に取付けら
れており、該フレーム134は更に、枢軸線136のまわりで
回転できるように枢着されている。チャンバ形成エレメ
ント116のこの取付け構造によって、多くの重要な長所
を得ることができる。第１の長所は、フレーム134を枢
動させることにより、容易にマンドレル112から離すこ
とができることである。これにより掃除作業が簡単にな
りかつウェブ40上で添え継ぎを通す必要があるときにチ
ャンバ形成エレメント116を容易にマンドレル112から引
き離すことができる。またこの構造によって、入口領域
120および出口領域122における収束チャンバ118の深さ
を、互に実質的に独立して調節することが可能になる。
枢軸線136をマンドレル112に近付く方向および遠去かる
方向に移動させることによって、出口領域122における
チャンバ118の深さを実質的に変えることなくして、入
口領域120の深さを正確に調節することができる。同様
に、正確に調節することのできる停止面を出口領域122
の近くに設けることによって、入口領域120における深
さを大きく変えることなくして、出口領域122において
所望の深さが得られるように、フレーム134を位置決め
することができる。

含浸機100において、マンドレル112を回転することに
より、ウェブ140は収束チャンバ118を通って移動され
る。ステンシル150は、収束チャンバ118内の含浸剤に隣
接する箇所においてウェブ140の表面と接触するように
なり、ステンシル150とウェブ140との間の摩擦によっ
て、両者の間にスリップが生じることなく、ステンシル
150がウェブ140のリニア速度と同じリニア速度で移動さ
れる。所望ならばステンシル150の補助駆動装置を設け
ることによって、ウェブ140に作用する引張り力（ドラ
ッグ）を低減させることができる。

ステンシル150は、マンドレル112の長さ方向（幅方
向）に沿って互に平行に間隔を隔てて配置された多数の
バンドで構成されている。バンド自体は、含浸剤がウェ
ブ140に到達することを防止する不透過性領域152を形成
している。バンドとバンドとの間の領域は透過性領域15
4として働らき、含浸剤がウェブ140に到達してウェブ14
0を含浸できるようになっている。第４図には、ステン
シル150から含浸剤を除去するためのステンシルクリー
ニング装置156が示してある。このステンシルクリーニ
ング装置156としては、化学浴、機械ブラシ、スクレー
パ等の種々の手段を採用することができる。

第５図および第６図に最も良く示すように、チャンバ
形成エレメント116にはインサート（挿入体）180が取付
けられていて、該インサート180が収束チャンバ118の内
壁を形成している。このインサート180には互に平行に
間隔を隔てている複数の溝182が設けてあり、各溝182は
ステンシル150の各バンドを収容できるサイズを有して
いる。溝182は、隆起領域184によって分離されている。
第５図に示すように、溝182の深さは、溝182がインサー
ト180の後縁部190に近付くにつれて深くなり、後縁部19
0における溝182の深さはバンドの厚さに等しくなってい
る。このため、隆起領域184は、ウェブ140に小じわのよ
うな凹凸があってもウェブ140が通り得る充分な間隙を
もって、ウェブ140に近接するようになっている。

インサート180は適当な任意の材料で作ることがで
き、プラスチックおよび金属が適当であると考えられ
る。収束チャンバ118の形状は、第１図に示した収束チ
ャンバ18と非常に良く似ている。インサート180の前縁
部186は、入口領域120の近くでエレメント116に取付け
られたリテーナ158に衝合する位置に配置されている。

インサート180を所定位置に保持しておくための本発
明による好ましい構造が、第５図および第６図に最も良
く示されている。チャンバ形成エレメント116は、マン
ドレル112に平行に延在しているチャンネル160を形成し
ている。このチャンネル160は、該チャンネル160の長さ
に沿って延在しておりかつ互に平行に間隔を隔てている
スロット162を形成している。また、チャンネル160は互
に間隔を隔てて配置された複数のポート126を介してマ
ニホルド124に連結されている。リテーナ158にはフラン
ジ164が設けられている。該フランジ164はスロット162
内に嵌入されるサイズを有しており、リテーナ158をエ
レメント116上で所定位置に保持するようになってい
る。リテーナ158にはリップ166が設けてある。該リップ
166にはインサート180の前縁部186が嵌入されていて、
インサート180を所定位置に保持している。リテーナ158
には複数の開口部168が形成されており、ステンシル150
のバンドとバンドとの間の領域において含浸剤がチャン
ネル160から収束チャンバ118内に流入できるようになっ
ている。このように、リテーナ158はインサート180の前
縁部を所定位置に保持する機能と、含浸剤をチャンバ11
8内に分配する機能とを有している。

インサート180の後縁部190には一列の突出フィンガ19
2が形成されており、これらのフィンガ192はプレート19
6に形成されたそれぞれの開口部194内に差し込まれてい
る。プレート196は、例えばねじ198によって、エレメン
ト116に対し着脱自在に固定されている。

インサート180は、その溝182内にステンシル150のバ
ンドを受入れることによってシールとして作用する。実
際に、インサート180は収束チャンバ118の一方の壁の一
部となって、この壁の形状がステンシル150を受入れる
ことができる形状になっている。このようにして、隆起
領域184は、必要なシール作用を得ることができるよう
にかつ収束チャンバ118内に所望の圧力を発生させるこ
とができるように、ウェブ140に対し近接して位置決め
することができる。もちろん別の方法として、溝182を
エレメント116に形成することもでき、これにより別体
のインサートを設ける必要性をなくすことができる。し
かしながら、インサート180を設けることによって得ら
れる重要な利点は、単にインサート180を取替えるだけ
で、エレメント116を種々のステンシルに対して容易に
適応させることが可能になることである。

第７図，第7a図および第7b図は、第４図〜第６図の含
浸機と同様な第３の含浸機を示すものである。これらの
第７図〜第7b図に示す含浸機の重要な特徴は、インサー
ト、リテーナおよびプレートのすべてが、別体のモジュ
ラー部品として構成されていることにある。第７図〜第
7b図においては、第４図〜第６図における同じ部品につ
いては、第４図〜第６図に用いた番号にダッシュ（′）
を付して示してある。以下に述べる点を除いて、第２の
含浸機と第３の含浸機とは同じである。

第７図〜第7b図の含浸機においては、インサート18
0′が、互に平行に間隔を隔てている複数のエレメント
で構成されており、各エレメントがそれぞれの前縁部18
6′と後縁部190′とを有している。第５図および第６図
に関連して説明したように、前縁部186′はリテーナ15
8′によって所定位置に保持され、後縁部190′はプレー
ト196′によって所定位置に保持される。ステンシル
（図示せず）のバンドは、インサート180′とインサー
ト180′との間で移動できるような寸法を有しかつ配置
されている。従って、第７図のインサート180′の機能
は第５図の隆起領域184の機能と同じであり、かつ、第
７図のインサート180′間の領域は、第５図の溝182と同
じである。リテーナ158′はスペーサ170′によって分離
されており、スペーサ170′はスロット162′内で摺動で
きかつリテーナ158′間の領域においてチャンネル160′
から含浸剤が流出しないように閉鎖している。

第７図〜第7b図の含浸機はモジュラー構造をなしてお
り、少数のインサート180′、リテーナ158′、スペーサ
170′およびプレート196′を適宜組み合わせることによ
って、ステンシルのバンドの広範囲の間隔および幅に適
応させることができる。インサート180′の幅は、対応
するリテーナ158′およびプレート196′の幅と等しくす
るのが好ましい。

第８図および第９図は第４の含浸機200を示すもので
ある。この含浸機200は作動中に２つのチャンバ形成エ
レメント212、214のいずれも相対移動しないという点
で、第1,第２および第３の含浸機とは顕著に異ってい
る。すなわち、各エレメント212、214はフレーム（図示
せず）によって所定位置に固定されている。２つのエレ
メント212、214は、これらの間に収束チャンバ216を形
成している。この収束チャンバ216は、比較的深い入口
領域218と、比較的浅い出口領域220とを有している。チ
ャンバ形成エレメント212、214は延長出口領域222を形
成しており、該延長出口領域222は後述のように重要な
シール機能を与えるためのものである。含浸剤は、供給
ポート224から収束チャンバ216内に供給される。

この第４の含水機200は上ベルト230および下ベルト23
2を有している。これらの上ベルト230および下ベルト23
2は、両ベルト230、232が同じ速度でエレメント212、21
4の間を移動して、これによりウェブ240が収束チャンバ
216を通して支持されるように、それぞれの駆動装置23
4、236によって駆動される。これらのベルト230、232は
ステンレス鋼のような不透過性材料で作り、両ベルト23
0、232とチャンバ形成エレメント212、214との間には適
当な潤滑剤を設けておくのが望ましい。

また、収束チャンバ216には、ウェブ240に直接隣接し
て配置された閉ループステンシル250が通されている。
このステンシル250は、該ステンシル250とウェブ240と
の間の摩擦力によって、ウェブ240と同じリニア速度で
運動される。前述のようなステンシルクリーニング装置
256が設けられていて、ステンシル250から含浸剤を除去
するようになっている。

第９図に最も良く示すように、ステンシル250は複数
の不透過性領域252と複数の透過性領域とを備えてい
る。各不透過性領域252は３つの平行バンドの各１で構
成されており、各透過性領域254は各バンドの間に配置
されている。また、各バンドは半透過性領域253によっ
て相互連結されている。この実施例においては、半透過
性領域253は、複数の小孔が形成された不透過性シート
で作られている。これらの小孔は、ウェブ240に対して
幾分かの含浸剤が流れることができるようにするための
ものである。しかしながら、半透過性領域と整合してい
るウェブ240の部分への含浸剤の流れは、透過性領域254
と整合しているウェブ240の部分への含浸剤の流れに比
較すると少量である。従って、結果として含浸されたウ
ェブ240は、不透過性領域252と整合した部分には含浸剤
が存在せず、透過性領域254と整合した部分は高度に含
浸されており、半透過性領域253と整合した部分は低度
に含浸されたものとなる。このようにできることは、例
えば、側壁を高度に含浸し、隣接する側壁間の折り曲げ
線を低度に含浸し、端パネルは実質的に含浸しないとい
う構成の容器を作る場合に非常に便利である。第９図に
示したステンシル250は、そのような容器に適用できる
ものである。半透過性領域253の小孔のサイズおよび間
隔は、広範囲に変えることができる。しかしながら、多
くの場合においては、これらの小孔の間隔を充分に近接
して配置し、半透過性領域253と整合するウェブ240の全
体に亘って含浸剤が分布するようにして、個々のスポッ
トに集中することがないように構成するのが好ましい。

第８図に示す延長出口222は、実質的にベルト230、23
2の厚さと、ウェブ240の厚さと、ステンシル250の厚さ
との合計に等しいチャンバ深さを形成している。ウェブ
240の運動方向に沿う延長出口222の長さは、ステンシル
250の運動方向に沿って互に隣接する２つの半透過性領
域253の間の分離部より大きくするのが望ましい。この
ようにすれば、半透過性領域253の１つを横切る圧力降
下が小さくなり、従ってステンシル250が延びようとす
る傾向を首尾良く低減することができる。

もちろん、上記の含浸機には広範囲の変形および修正
を加えることができることを理解すべきである。例え
ば、必らずしもすべての実施例に収束チャンバを用いる
必要はない。むしろ或る実施例の場合には、米国特許第
2,711,032号明細書に開示されている形式の非収束形チ
ャンバの方が適していることもある。また、特定の適用
例に対しては、ステンシルの幾何学的形状を特定の形状
にすることによって容易に対応することができる。上記
の含浸機においては、ステンシルはステンレス鋼のシー
トで作られているが、特定の適用例に対しては他の適当
な材料を使用することもできる。

ステンシルを使用しないパターン形成含浸機 第１図〜第９図に示した各含浸機は、含浸すべきウェ
ブの選択された部分が含浸剤に接触することを防止する
のにステンシルを使用するものであった。これに対し、
第10図〜第16図に示す含浸機は、ステンシルを使用しな
いで、ウェブの所望の部分の含浸度合いを大きくするこ
とができるものである。第10図〜第16図は４つの含浸機
についての種々の図面であり、各含浸機は前述の４つの
含浸機の各１つの重要な特徴と同様な特徴を有するもの
である。

第10図および第11図は、第１図の含浸機10と同様な含
浸機10′についての２つの図面である。第10図に示すマ
ンドレル12、入口ロール30および出口ロール32は、第１
図に関して説明したこれらのものと同じである。しかし
ながら、第10図のチャンバ形成エレメント16′（該エレ
メント16′は第11図にその斜視図が示されている）は、
互に平行に間隔を隔てた２つの溝17（エレメント16′の
各端部に１つの溝17が設けられている）が設けられてい
る点で異っている。溝17の間には隆起面19が設けられて
いる。チャンバ18は隆起面19の領域にあって収束してお
り、従って前述のように、隆起面19と整合する領域内で
含浸剤を加圧するようになっている。しかしながら、チ
ャンバ18は、溝17と整合しているチャンバ部分において
は、出口領域22に向って収束してはいない。このため、
各溝17は、隆起面19と整合している高圧領域よりも低い
圧力で含浸剤が加圧されている低圧領域を形成してい
る。一般に、隆起面19の領域内の含浸剤の圧力に比べ、
溝17の領域内の含浸剤の圧力を低くするためには、隆起
面19の領域におけるチャンバの収束度よりも溝17の領域
におけるチャンバの収束度を小さくすることが重要であ
る。

実際に、或る実施例の場合には、溝17を徐々に深くし
て、チャンバ18が溝17の領域においては出口領域22に向
かうに従って拡散するように構成するのが好ましいこと
もある。

第10図および第11図の含浸機は、きわめて簡単かつ有
効な方法によって選択的含浸が行なえるものである。隆
起面19と整合したウェブ40の部分は、第１図に関して説
明したのと同じ方法で含浸される。すなわち、チャンバ
18を通るウェブ40の運動によって自己加圧作用が発生
し、これにより隆起面19の領域内の含浸剤が加圧される
ため、含浸剤がウェブ40内に押し込められる。しかしな
がら、溝17と整合したチャンバ18の部分は出口領域22に
向って収束していないため、この部分の含浸剤は加圧さ
れない。溝17は、含浸剤が出口領域22において溝17から
自由に流出できるように開放されている。このように含
浸剤が作用する圧力が低いと、多孔質のウェブ内に押し
込められる含浸剤の量は少くなるかあるいは含浸されな
くなる。

溝17の深さを適宜調節することによって、隆起面19と
整合したウェブの部分の含浸度合いに対する。溝17と整
合したウェブの部分の含浸度合いを調節することができ
る。第10図および第11図の含浸機においては、チャンバ
18内の含浸剤にウェブの全体がさらされるけれども、含
浸剤の加圧の度合いに応じて含浸の度合いが変化し、こ
のようにして選択的なパターン化された含浸を行なうこ
とができる。例えば、隆起面19に整合した領と溝17に整
合した領域の双方の領域においてチャンバ18が収束する
ように構成することもできるが、溝17は、溝17と整合す
るウェブ40の含浸の度合いが、隆起面19と整合するウェ
ブ40の含浸の度合いの１％、10％又は50％となるように
形成することもできる。一般に、隆起面19と整合したウ
ェブの部分における含浸レベルと、溝17と整合したウェ
ブの部分における含浸レベルとの間に比較的鋭い区分線
が得られるようにするには、チャンバ18の深さを隆起面
19の全体に亘って低い値に維持するのが好ましい。

第12図および第13図の含浸機はステンシルを備えてい
ない点を除いて、第４図および第５図の含浸機と全く同
じである。対応する構成部品については、第４図および
第５図に用いた参照番号と同じ参照番号を第12図および
第13図にも使用しており、これらの部品についての説明
は繰返して行なわないものとする。

作動に際し、インサート180の隆起領域（すなわち隆
起面）184は高圧領域を形成し、この領域においてウェ
ブ140は前述のように含浸剤で含浸される。インサート1
80の溝182は低圧領域を形成している。この低圧領域に
おいてチャンバ118は高圧領域のように出口領域122に向
って鋭く収束することはなく、含浸剤は低度に加圧され
る。前述のように、含浸剤の加圧度合いが低いと、ウェ
ブの対応部分への含浸剤の含浸量が少くなる。従って、
溝182の上を通るウェブ140の部分は、隆起面184の上を
通るウェブ140の部分よりも低い含浸度合いで含浸され
る。

第13図は、溝182と隆起面184とが形成されている一片
形のインサート180を示すものである。第14図は第13図
のインサートの変形例を示すものであり、これは前述の
第７図に示す変形例と全く同じものである。第14図のイ
ンサートにおいては、隆起面は別々のインサート180′
によって形成されており、溝はこれらのインサート18
0′の間に形成されている。このように構成することに
よって、前述のように、簡単なモジュラーシステムを得
ることができ、これにより、溝および隆起面の幾何学的
形状を簡単かつ能率的に変えることができる。作動に際
し、第14図の含浸機は、第10図および第12図に示した含
浸機と同様にして、パターン化された含浸を行なうこと
ができる。

第15図は、第８図の含浸機200と同様な含浸機200′の
概略構成を示すものである。しかしながらこの含浸機20
0′には、ステンシル250、下方の駆動ベルト232又は関
連するローラ、駆動装置およびクリーニング装置が設け
られていない。第16図は、下方のチャンバ形成エレメン
ト214′を示す斜視図である。第６図に示すように、こ
の下方のチャンバ形成エレメント214′には複数の隆起
面217が形成されており、該隆起面217は、後縁部219に
向って徐々に深さが増大する溝215により分離されてい
る。

第15図の含浸機も、前述のようにして選択的含浸を行
なう。上方のチャンバ形成エレメント212と下方のチャ
ンバ形成エレメント214′との間に形成されたチャンバ2
16は隆起面217の上で収束しており、チャンバ216を通っ
てウェブが運動すると隆起面217の領域にある含浸剤を
加圧するようになっている。溝215の領域においてはチ
ャンバ216は収束せず、溝215の領域には低圧領域が形成
される。このため、含浸機を通過するウェブは、隆起面
217と整合するウェブの領域は多量の含浸剤で、溝215と
整合するウェブの領域は少量の含浸剤で選択的に含浸さ
れる。

もちろん、上記の含浸機には広範囲の変形や修正を加
えることができることを理解すべきである。例えば或る
通用例においては、溝が設けられた領域においてチャン
バ形成エレメントとドレン開口部を設けておき、含浸剤
の圧力を更に低下できるようにするのが好ましい場合も
ある。このようにして、所望ならば、ウェブが含浸剤と
接触しないようにすることもできる。また或る通用例に
おいては、マンドレル又は含浸剤とは反対側の多孔性ウ
ェブの側に配置された他のチャンバ形成エレメントに溝
を設けるのが好ましい場合もある。前述のように、溝の
正確な幾何学的形状は、溝の深さの形状と幅との双方に
関して変えることができる。所望ならば溝の形状は、低
圧領域および高圧領域の双方においてチャンバが収束す
るような形状にして、ウェブにそれぞれ低い含浸度合い
および高い含浸度合いが与えられるようにすることもで
きる。

従って、本発明に関する上記説明は限定的なものでは
なく例示的なものであり、請求の範囲には、本発明の範
囲を形成すると考えられるすべての均等物が含まれるも
のであることを理解すべきである。

Claims (19)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多孔質ウェブを含浸剤で含浸するための含
   浸機であって、 １対の対向側壁と入口領域と出口領域とを備えたチャン
   バを形成する手段と、 前記ウェブを、前記入口領域から出口領域まで前記チャ
   ンバの中を通過させる手段と、 前記ウェブが前記チャンバの中を通過するときに、前記
   含浸剤が前記ウェブの少くとも一方の面の少くとも一部
   分と接触するように、前記含浸剤を前記チャンバ内に導
   入する手段とを有し、 前記チャンバが、互いに並列した第１の領域および第２
   の領域を形成し、 前記第１の領域は、前記チャンバ内の含浸剤の運動によ
   って前記第１の領域内の含浸剤が加圧され、前記第１の
   領域と整合したウェブの第１の部分が含浸剤で含浸され
   るように、前記入口領域から出口領域まで深さが収束
   し、 前記第２の領域は、前記第１の領域と整合したウェブの
   第１の部分が、前記第２の領域と整合したウェブの第２
   の部分よりも大きな度合いで、含浸剤で含浸されるよう
   に、前記第２の領域内の含浸剤の圧力を前記第１の領域
   に比べて低くする形状にされていること、 を特徴とする多孔質ウェブを含浸剤で含浸するための含
   浸機。
2. 【請求項２】前記第２の領域は、含浸剤を前記ウェブの
   第２の部分に実質的に含浸させない形状を有しているこ
   と、 を特徴とする請求の範囲第１項に記載の含浸機。
3. 【請求項３】前記チャンバ形成手段が互に対向して配置
   された第１エレメントおよび第２のエレメントを備え、 前記両エレメントの間にはチャンバが形成され、 前記第１のエレメントは前記第２の領域と整合する溝を
   形成していること、 を特徴とする請求の範囲第１項に記載の含浸機。
4. 【請求項４】前記第２のエレメントが回転自在のマンド
   レルであること、 を特徴とする請求の範囲第３項に記載の含浸機。
5. 【請求項５】多孔質ウェブを含浸剤で含浸するための含
   浸機において、 第１および第２の対向側壁と、入口領域と出口領域とを
   備えたチャンバを形成する手段と、 前記入口領域から出口領域まで前記ウェブを前記チャン
   バの中を通す手段とを有し、 前記第１の側壁には少くとも１つの隆起面と少くとも１
   つの溝とが形成され、該隆起面および溝は、横方向に間
   隔を隔てたウェブの第１の部分および第２の部分と整合
   し、 前記ウェブが前記チャンバを通過するときに、含浸剤
   が、前記ウェブの第１の部分の全幅を横切ってウェブと
   接触し且つウェブの第２の部分の少くとも一部とも接触
   するように、ウェブと第１の側壁との間のチャンバ内に
   含浸剤を導入する手段と、 前記隆起面は、前記チャンバを通る含浸剤の運動によっ
   て隆起面上の含浸剤が加圧され、隆起面と整合したウェ
   ブの第１の部分の中に含浸剤を押し込むことができるよ
   うに、前記出口領域において前記第２の側壁と共に収束
   するように位置決めされ、 前記溝は、前記隆起面上の含浸剤の圧力に比べ溝上の含
   浸剤の圧力の方が低くなるように前記第２の側壁に対し
   て配置され、ウェブの第１の部分が、ウェブの前記第２
   の部分に比べてより大きな度合いで含浸されること、 を特徴とする多孔質ウェブを含浸剤で含浸するための含
   浸機。
6. 【請求項６】前記含浸剤導入手段によって、ウェブの全
   幅を横切って含浸剤がウェブと接触させられること、 を特徴とする請求の範囲第５項に記載の含浸機。
7. 【請求項７】前記溝は、含浸剤をウェブの前記第２の部
   分に実質的に含浸させない形状に形成されていること、 を特徴とする請求の範囲第５項に記載の含浸機。
8. 【請求項８】前記第１の側壁が静止部材で形成され、前
   記第２の側壁が前記静止部材に対して回転できるように
   取付けられたマンドレルによって形成されていること、 を特徴とする請求の範囲第５項に記載の含浸機。
9. 【請求項９】少くとも前記隆起面が、前記チャンバ形成
   手段を形成するチャンバ形成部材に対し着脱自在に取付
   けられたインサートによって形成されていること、 を特徴とする請求の範囲第５項に記載の含浸機。
10. 【請求項１０】前記インサートには更に溝が形成されて
    いること、 を特徴とする請求の範囲第９項に記載の含浸機。
11. 【請求項１１】前記含浸剤導入手段が、前記チャンバ形
    成部材を横切って延びている含浸剤供給チャンネルを備
    え、 前記チャンネル上のチャンバ形成部材に取付けられた少
    くとも１つのリテーナを更に有し、 該リテーナは、前記チャンネルから流出する含浸剤の流
    れを制御する手段と、前記インサートの一縁部を前記チ
    ャンバ形成部材に固定する手段とを備えていること、 を特徴とする請求の範囲第９項に記載の含浸機。
12. 【請求項１２】前記リテーナの固定手段が、前記インサ
    ートの縁部の上に配置されるリップを備えていること、 を特徴とする請求の範囲第11項に記載の含浸機。
13. 【請求項１３】前記インサートには該インサートの一縁
    部から外方に延びている突出部の列が形成され、 前記チャンバ形成部材に着脱自在に取付けられたプレー
    トを更に有し、 該プレートには、前記突出部の各１を受入れることがで
    きる大きさの複数の開口が形成されている前記インサー
    トを所定位置に固定することができること、 を特徴とする請求の範囲第９項に記載の含浸機。
14. 【請求項１４】前記少くとも１つの隆起面が１対の隆起
    面を備えており、少くとも１対のインサートと、該イン
    サートが隆起面を形成し、かつインサートの間に溝を形
    成するように、前記チャンバ形成手段を形成するチャン
    バ形成エレメントに対しインサートを着脱自在に取付け
    る手段とを更に有すること、 を特徴とする請求の範囲第５項に記載の含浸機。
15. 【請求項１５】前記チャンバ形成手段が含浸剤の供給チ
    ャンネルを形成し、 前記取付け手段が前記チャンネルの上で前のチャンバ形
    成手段に取付けられた少くとも１対のリテーナを備え、 前記各リテーナが、チャンネルから流出する含浸剤をそ
    れぞれのインサートの前縁部の上に向けて流す手段と、
    それぞれのインサートの前縁部の上に配置されるリップ
    とを備えていること、 を特徴とする請求の範囲第14項に記載の含浸機。
16. 【請求項１６】前記各リテーナの幅がそれぞれのインサ
    ートの幅に実質的に等しいこと、 を特徴とする請求の範囲第15項に記載の含浸機。
17. 【請求項１７】前記各インサートには該インサートの後
    縁部から延びている突出部の列が形成され、 前記取付け手段が前チャンバ形成手段に対し着脱自在に
    取付けられた少くとも１対のプレートを備え、 前記各プレートには、前記突出部のそれぞれを受入れる
    大きさをもつ複数の開口部が形成され、それぞれのイン
    サートを所定位置に固定すること、 を特徴とする請求の範囲第14項に記載の含浸機。
18. 【請求項１８】前記各プレートの幅がそれぞれのインサ
    ートの幅に実質的に等しいこと、 を特徴とする請求の範囲第17項に記載の含浸機。
19. 【請求項１９】前記各溝および各隆起面がそれぞれ一定
    の幅を形成していること、 を特徴とする請求の範囲第５項に記載の含浸機。