(57)【要約】【課題】抄造シートの原料である水系混合スラリーの圧倒的割合は水であるために、脱水時間が長くなり、下側にフェノール樹脂粉末が溜まり易い。さらに、一枚の抄造シート内の各成分の濃度均一化が難しく、フェノール樹脂が抜け易く、さらに、量産される多数の抄造シートの品質を一定に保つことは難しい。【解決手段】  繊維径が２〜２０μｍのアラミド繊維とフェノール樹脂粉末を混合する撹拌槽１、２、上下水抜きが可能である移動式抄造機２０、容積式ポンプＰ２を付設した第１の管５、カチオン系界面活性剤からなる定着剤を添加する第２の管、水系混合スラリーにより螺旋運動を与えられる螺旋回転体を内蔵した管状撹拌器１０、及び上向き脱水位置と下向き脱水位置の間を移動可能な抄造機２０を備えた抄造設備。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アラミド繊維とフェノール樹脂粉末を水に分散させた後に定着剤により、前記フェノール樹脂粉末を前記アラミド繊維に定着させた水系混合スラリー（以下単に「水系混合スラリー」という）を抄造機内で脱水することにより所定含水率の抄造シートを製造する方法において、前記アラミド繊維の繊維径が２〜２０μmであり、前記定着剤がカチオン系界面活性剤からなり、前記抄造機の抄網上に収受された水系混合スラリーの上面を仕切板で圧搾することにより仕切板上面に前記水系混合スラリーの水分を押出し、該水分を排出する上向き脱水を行い、かつ前記抄網上に収受された前記水系混合スラリーに含まれる水分を該抄網の網目から流出させる下向き脱水（前記上向き脱水中に抄網の網目から水分が流出する脱水を含む）を行い、前記水系混合スラリーに含有される水分から前記所定含水率を得るための水分との差で規定される脱水容量のうち２０〜８０％（以下「下向き脱水率」という）を前記下向き脱水で行い、残部を前記上向き脱水で行うこと、ならびに前記上向き脱水と前記下向き脱水（上向き脱水中に抄網の網目から水分が流出する脱水を除く）とは抄造機の位置を切替えて行うことを特徴とする抄造シートの製造方法。
【請求項２】
前記アラミド繊維及び前記フェノール樹脂粉末を撹拌槽で撹拌し、続いて、得られた原料水を前記撹拌槽から前記抄造機に第１の管を経由してポンプにより給送する方法において、前記第１の管内で：
（イ）第１の管に付設された容積式ポンプにより前記給送を行い、
（ロ）第１の管に接続された第２の管により前記定着剤を含有する水を添加し、
（ハ）第１の管に一体に設けられた、螺旋回転体を内蔵する管状撹拌器により前記原料水を撹拌し、
（ニ）前記水系混合スラリーの1回抄造分を前記抄造機に投入する操作を行うことを特徴とする請求項１記載の抄造シートの製造方法。
【請求項３】
前記定着剤が前記カチオン系界面活性剤及びノニオン系界面活性剤からなる請求項１又は２記載の抄造シートの製造方法。
【請求項４】
前記ノニオン系界面活性剤は前記第２の管より前記撹拌器側において前記第１の管に接続された第３の管から添加することを特徴とする請求項３記載の抄造シートの製造方法。
【請求項５】
前記下向き脱水（上向き脱水中に抄網の網目から流出する脱水は除く）率を１００％として２０〜８０％内の所定量を、前記仕切板を使用せずに、下向き脱水により脱水した後、前記仕切板を使用して脱水を行うことを特徴とする請求項１から４までの何れか1項記載の抄造シートの製造方法。
【請求項６】
フェノール樹脂粉末がカチオン系界面活性剤からなる定着剤により、繊維径２〜２０μmのアラミド繊維に定着された水系混合スラリー（以下単に「水系混合スラリー」という）の投入口と、この投入口の下方において水系混合スラリーを一旦収受する抄網と、該抄網の下方に形成された排水口とを、有するタンクが、水系混合スラリーの投入位置と、前記タンク内を上下動可能でありかつ水系混合スラリーの水分を選択的に通過させる透孔を有する仕切板が設けられた位置の何れか一方から他方に移動可能に構成されることを特徴とする抄造シートの抄造機。
【請求項７】
請求項６記載の抄造機を含んでなる抄造設備であって、前記アラミド繊維と前記フェノール樹脂粉末を混合する撹拌槽と、該撹拌槽と前記抄造機を連通し、容積式ポンプを付設した第１の管と、前記抄造機と前記撹拌槽の中間に連接され、前記定着剤を添加する第２の管と、この第２の管の接続位置と前記前記抄造機の中間において第１の管と一体に設けられ、該第１の管内を流れる原料水により螺旋運動を与えられる螺旋回転体を内蔵した管状撹拌器と、前記第１の管内を流れる水系混合スラリーのうち1回抄造分を他の水系混合スラリーから区分する手段と、を備えた抄造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抄造シートの製造方法、抄造機及び抄造設備に関するもので
あり、さらに詳しく述べるならば、自動車のバランスシャフトに使用される樹脂歯車素材などの厚肉の抄造シートを製造する方法に関する。かかる樹脂歯車の製造工程は、順次、抄造シートの製造、脱水プレス、歯車形状に打抜きによる中間製品の製造、重ね合わされた複数枚の半製品の加熱圧縮よりなるが、本発明の方法は抄造シートの製造までの段階に関わり、特に、厚さが２０〜６０mm、含水率が５０〜９０％、特に６０〜８０％の抄造シートを製造する方法に関する。また本発明が関わる抄造機は、フェノール樹脂粉末が定着されたアラミド繊維と水の混合物から多量の水抜きを行い、所定厚さとの均一性を有する抄造シートを製造する機械である。最後に、抄造設備は、上記肉厚の抄造シートの製造に適したように、原料の混合から水抜きまで各処理装置を連結したものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１：特開２００１−１２３３８６号公報によると、従来の抄造装置は、水平軸心の周りに回転する円筒体に張った抄網により抄紙する円網式であったために、厚手の抄造品の製造には適していないと評価している。このような背景から提案された特許文献１の抄造装置は、縦型であって、貯水槽、貯水槽に設けられた開閉自在の抜水孔、貯水槽の下方に設けられた抄造槽、抄造槽内に設けられた抄網、よりなる。抜水孔を開放することにより分散水を抄造槽に放出し、抄造槽から水抜きすることにより、水を多量に含む繊維成型品が得られる。        
【０００３】
特許文献１における原料の混合は次のように行われる。すなわち、上記した抄造機の上方に設けられた漏斗状混合機の内部を左右に仕切り、片側を計量槽とし、反対側を添加剤槽とし、計量槽では水、フェノール樹脂粉末、アラミド繊維、ガラス繊維、カーボンパウダーを撹拌する。添加剤室には水と非イオン界面活性剤を撹拌する。計量槽の底部と添加剤室の底部が合流する位置に設けられた止水弁を開くことにより、上記した各成分を含む分散水が貯水槽に噴射され、貯留される。
【０００４】
特許文献２：特開平８−３０２０３８号公報は、炭素繊維とフェノール系樹脂からなる複合ウェブを抄造により次の工程により製造することを開示する。（イ）パルプ／樹脂凝集体分散液調製工程。（ロ）炭素繊維分散液調製工程、（ハ）混合工程、（ニ）抄造工程。（イ）工程では、非イオン系界面活性剤を含む液体にパルプと粉末状熱可塑性樹脂を分散させる。具体例では、パルプ６gを１リットルの水中に投入し、ついでポリエチレングリコール型ノニオン系界面活性剤０．８g添加した後撹拌している。（ロ）工程では、（イ）工程で得られた分散液に、平均粒径２０μmの粉末状熱硬化性フェノール樹脂５２gを添加し、約１分間撹拌した後３０秒間静置することにより、パルプに粉末状フェノール樹脂を凝集定着させる。（ハ）工程では（ロ）の分散液と炭素繊維分散液を混合する。（ニ）工程ではすき網を用いて脱液する。実施例１では、約１分間撹拌後３０秒静置し、分散液を調製している。
【０００５】
特許文献３：特開平５−１５６０３７号公報は、アラミド繊維の交絡部を粉末状熱硬化性樹脂が凝集状態で包むことを開示しており、ポリエチレングリコール型非イオン系界面活性剤を繊維が添加された水中で撹拌し、予め用意された粉末状熱硬化性樹脂の懸濁水を繊維分散水に投入している。実施例１では、撹拌器を３０００ｒｐｍで２分間撹拌し、繊維分散液を調製している。
【０００６】
特許文献４：特公平３−１６４３６公報においては、平均繊維径が３μ以下の細径無機質繊維が５重量％以上配合されている無機質繊維１００重量部に対して、フェノール樹脂粉末などの填料５〜２００重量部が配向されている水系スラリーに、定着剤を添加し、脱水、抄造することによる無機質繊維シートが製造される。定着剤は、カチオン系高分子物質とアニオン系高分子物質とからなるか、あるいはカチオン系高分子物質とノニオン系高分子物質とからなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１２３３８６号公報
【特許文献２】特開平８−３０２０３８号公報
【特許文献３】特開平５−１５６０３７号公報
【特許文献４】特公平３−１６４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
抄造品の製造工程は、基本的には原料の混合、フェノール樹脂の定着、抄造機への移送と投入、脱水からなるが、各工程についての従来技術の問題点は次のとおりである。
【０００９】
（１）原料の混合
特許文献１は原料の混合を具体的に装置として示しており、原料の混合は抄造機の上方に配置された漏斗状混合機で行われる。この漏斗状混合機は重量制限上限界があり、大型化することは困難である。このために、多量の分散水を混合機で十分に均一化し、均一化された分散水から１回の抄造機に投入する方式を採用することはできない。さらに、特許文献１においては、止水弁の下流のノズル部において、添加剤室と計量槽から送られる分散液が混合されるが、混合液路が短いために十分に均一な混合が期待できない。
【００１０】
（２）フェノール樹脂の定着
特許文献２、３及び４で使用されている非イオン系定着剤は、定着時間を長くしないと定着が不十分であり、定着されないフェノール樹脂が抄造時に脱水とともに除去されてしまう。さらに、アラミド系繊維を細くしないと、抄網の網目から凝集物が抜けてしまうために、強度が大きい１０μｍ以上のアラミド繊維の抄造品を造ることは困難であった。また、特許文献２、３に記載されている撹拌時間から、従来は１分以上の撹拌時間が必要であったことがわかる。
【００１１】
（３）抄造機への移送と投入
特許文献１においては、開閉自在な抜水孔を開放することにより一次貯槽の分散液の一部を抄造槽に投入しているために、一次貯槽に分散液が残る。このために、抄造装置全体の容積が大きくなり、さらに、一次貯槽において繊維と水が比重分離する。
【００１２】
（４）脱水
抄造する際に、抄造シートの下から水を抜くために、フェノール樹脂粉末が抄造シートの下部に集中してしまい、抄造シートの上下方向にフェノール樹脂粉末が偏析する。水系混合スラリーの圧倒的割合は水であるために、脱水時間が長くなり、以上（１）〜（４）の工程からなる方法で製造される厚肉抄造シートは、下側にフェノール樹脂粉末が溜まり易い。さらに、一枚の抄造シート内の各成分の濃度均一化が難しく、フェノール樹脂が抜け易く、さらに、量産される多数の抄造シートの品質を一定に保つことは難しい。
上記（１）〜（４）を抄造法、抄造機及び抄造設備の観点から再説明すると、本発明が解決しようとする問題点は次のとおりである。
【００１３】
（イ）抄造法
（イー１）従来法では、個々の抄造シートのみならず、量産される多数の抄造シートについて、アラミド系繊維とフェノール樹脂粉末が均一に分散し、フェノール樹脂粉末が水抜き中の半製品から脱落しないようすることはできない。
（イー２）上記（イー１）に加えて、従来法では、フェノール樹脂粉末を短時間で定着することはできない。
【００１４】
（ロ）抄造機
特許文献１の抄造機は、抄網の下方の排水口からポンプにより脱水しているので、十分に定着されないフェノール樹脂粉末は脱水とともに除去されるために、加熱・圧縮後に高強度の樹脂歯車部品は得られない。さらに、この抄造機は貯水槽を有しているために、全体に大型化する。
【００１５】
（ハ）抄造設備
（ハー１）特許文献１〜４から、混合から抄造までの処理は公知であるが、個々の抄造シートのみならず、量産される多数の抄造シートについて、繊維とフェノール樹脂粉末が均一に分散し、フェノール樹脂が脱落しないように、各処理工程を連結した抄造設備については記載されていない。
（ハー２）上記（ハー１）に加えて、フェノール樹脂粉末の定着を短時間できるように構成した設備は知られていない。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
段落番号００１３（イー１）で取上げた問題点を解決する本発明に係る抄造方法は、アラミド繊維とフェノール樹脂粉末を水に分散させた後に定着剤により、フェノール樹脂粉末をアラミド繊維に定着させた水系混合スラリー（以下単に「水系混合スラリー」という）を抄造機内で脱水することにより所定含水率の抄造シートを製造する方法において、前記アラミド繊維の繊維径が２〜２０μmであり、前記定着剤がカチオン系界面活性剤からなり、前記抄造機の抄網上に収受された水系混合スラリーの上面を仕切板で圧搾することにより仕切板上面に水系混合スラリーの水分を押出し、該水分を排出する上向き脱水を行い、かつ抄網上に収受された水系混合スラリーに含まれる水分を該抄網の網目から流出させる下向きに脱水（前記上向き脱水中に抄網の網目から水分が流出する脱水を含む）を行い、前記水系混合スラリーに含有される水分から前記所定含水率を得るための水分との差で規定される脱水容量のうち２０〜８０％（以下「下向き脱水率」という）を前記下向き脱水で行い、残部を前記上向き脱水で行うこと、ならびに前記上向き脱水と前記下向き脱水（上向き脱水中に抄網の網目から水分が流出する脱水を除く）とは抄造機の位置を切替えて行うことを特徴とする。
【００１７】
段落番号００１３（イー２）で取上げた問題点を解決する本発明の抄造法は、アラミド繊維及びフェノール樹脂粉末を撹拌槽で撹拌し、続いて、得られた原料水を前記撹拌槽から前記抄造機に第１の管を経由してポンプにより給送する方法において、第１の管内で：
（イ）第１の管に付設された容積式ポンプにより前記給送を行い、
（ロ）第１の管に接続された第２の管により前記定着剤を含有する水を添加し、
（ハ）第１の管に一体に設けられた、螺旋回転体を内蔵する管状撹拌器により前記原料水を撹拌し、
（ニ）水系混合スラリーの1回抄造分を前記抄造機に投入する操作を行うことを特徴とする。
【００１８】
段落番号００１４で説明した課題を解決する本発明の抄造機は、フェノール樹脂粉末がカチオン系界面活性剤からなる定着剤により、繊維径が２〜２０μmのアラミド繊維に定着された水系混合スラリー（以下単に「水系混合スラリー」という）の投入口と、この投入口の下方に配置され、水系混合スラリーを一旦収受する抄網と、該抄網の下方に形成された排水口とを、有するタンクが、水系混合スラリーの投入位置と、タンク内を上下動可能であり、かつ水系混合スラリーの水分を選択的に通過させる透孔を有する仕切板が設けられた位置の何れか一方から他方に移動可能に構成されることを特徴とする。
【００１９】
段落番号００１５で説明した課題を解決する抄造設備は、前記抄造機を含んでなり、アラミド繊維とフェノール樹脂を混合する撹拌槽と、該撹拌槽と抄造機を連通し、容積式ポンプを付設した第１の管と、定着剤を添加する第２の管と、この第２の管の接続位置と抄造機への水系混合スラリーの投入端の中間において第１の管に付設され、第１の管内を流れる原料水により螺旋運動を与えられる螺旋回転体を内蔵した管状撹拌器と、前記第１の管内を流れる水系混合スラリーのうち1回抄造分を他の水系混合スラリーから区分する手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
以下、抄造シートの製造方法、抄造装置及び抄造設備に共通する事項を説明し、その後、個々に説明する。
【００２１】
共通事項
フェノール樹脂については一般に次のようなことが知られている。（イ）機械的性質：比重―１．２４〜１．３２；引張強さ−３４〜６２ＭＰａ；硬度ロックウェルＭ９３〜１２０が基本的な特性であり、このフェノール樹脂に一般的な充填材を添加して使用される。（ロ）ノボラック樹脂について、分子量２００の２量体と分子量１３００の１０量体の混合物である。（ハ）レゾール型フェノール樹脂の反応は、フェノール類とホルムアルデヒドの反応によりプレポリマーが生成し、このプレポリマーの反応性メチロール基（-CH2-OH）が相互に反応して、フェノール化合物が生成する。この単量体化合物がさらに架橋反応する。レゾール型フェノール樹脂の分子量は７００〜１０００である。
【００２２】
フェノール樹脂は、モールディングパウダー、半導体封止、塗料などの各種用途のものが樹脂メーカーから販売されているが、強度、耐摩耗性などが要求されるバランスシャフト用としては機械部品用、自動車部品用などの樹脂製品を使用することが好ましい。
【００２３】
抄造シートの他の成分であるアラミド繊維は、フェノール樹脂を補強するものであり、好ましくは、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、アラミドパルプなどを使用することができる。アラミド繊維は５ｍｍ以下の短繊維であることが好ましい。アラミド繊維は厚肉の抄造シートを効率的に製造できるように繊維径が２〜２０μｍであることが必要である。好ましい繊維径は１０μｍ以上である。
繊維は単独でも良いが、強度の高いパラ系ポリアミド繊維、加工性の良いメタ系アラミド繊維、アラミドパルプを混合するとよく、本発明のアラミド繊維以外にカーボン繊維等の他の繊維を追加しても良い。また、他の添加材として、カーボン、セラミック、金属等の強度を補強する粉末、グラファイト、二硫化モリブデン等の低摩擦粉末等を添加しても良い。さらに、寸法安定性向上するために、ウィスカーを添加してもよい。また、定着を促進するために、アラミド系繊維を叩解して表面を粗面化してもよい。叩解繊維の径は最大幅で測定する。
【００２４】
フェノール樹脂は、水中に分散されると表面陰電荷をもっているので、カチオン系界面活性剤は、フェノール樹脂粉末表面に強く吸着される。この結果、フェノール樹脂粉末はアラミド繊維に短時間で確実に絡み付き、しかも定着が促進される。この場合、繊維径が２μｍより細いと、フェノール樹脂粉末が繊維間に定着されにくく、フェノール樹脂粉末の偏析が起こり易い。さらに、カチオン系界面活性剤に加えてノニオン系界面活性剤を併用すると、穏やかな凝集効果によりフェノール樹脂がアラミド繊維に短時間で絡み付く。
本発明においては、カチオン系界面活性剤としては、一般的なステアリルアミンアセテート、エトキシル化アミン等のアルキルアミン塩、ステアリルトリメチルアンモニウム等の親水性部分がカチオン性である第４級アンモニウム塩、ラウリルベタイン等のアルキルベタイン、アミンオキシドなどを使用することができ、さらに極性基をもった高分子界面剤であるカチオン系高分子系凝集剤も使用することができる。カチオン系高分子凝集剤としては、ハイモフロックDR１５００（ハイモ社製品名）、アコーフロックC１１（MTアクアポリマー社製品名）、サンフロックCH７９９P（三洋化成工業社製品）、ニッシンフロックC８５０（日新産業社製品）を使用することができる。また、ノニオン系界面活性剤としては、一般的なポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、オキシエチレンとオキシプロピレンのブロックポリマー、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノスアレート等のソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンラウレート等のポリオキシエチレンの脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンプロピレングリコールアルキルフェノールエーテル、ポリ（アルキレンオシキド）ブロック共重合物等を用いることがきで、さらに極性基をもった高分子界面活性剤であるノニオン系高分子界面活性剤も使用することがきできる。ノニオン系高分子凝集剤としてはPEO（ポリエチレンオキサイド）（住友精化社製品名）を使用することができる。
【００２５】
抄造シートの製造方法
続いて、本発明の抄造シート製造方法について説明する。
一般に、原料水及び水系混合スラリーにおいては、アラミド繊維、フェノール樹脂粉末及び場合により黒鉛、タルク、硫酸バリューム等の充填剤の固形分の割合は０．１〜５質量％、特に０．１〜０．８質量％と非常に少なく、残りの大部分は水分である。この水分は脱水され、段落番号０００１で言及した含水率（即ち、「所定含水率」）をもつ抄造シートが得られる。水系混合スラリーに含有される水分から前記所定含水率を得るための水分との容量差は脱水量を規定する。本発明は、この脱水量のうち２０〜８０％は下向き脱水で行い、残部を上向き脱水で行うことを特徴とする。この下向き脱水の割合を「下向き脱水率」という。本発明における「下向き脱水」は、特許文献１などで公知の脱水と、本発明が特徴とする上向き脱水の際に派生する脱水（後述の図３、Wd参照。以下便宜上「Ｗｄ脱水」という）の両方を含むものと、Ｗｄ脱水を含まないものとがある。Ｗｄ脱水を含む下向き脱水率が２０％未満であると、アラミド繊維が十分に沈降しない状態で、抄網上に収受された水系混合スラリーから上向き脱水を行うことなり、抄造シート内での繊維が不ぞろいとなる、シート面内重量バラツキが大きくなりシートムラが起こるなどの欠点が現れる。一方、Wd脱水を含む下向き脱水率が８０％を超えると、抄造シートの下側にフェノール樹脂粉末が溜まり易い。
【００２６】
本発明が特徴とする上向き脱水は、抄網上に収受された水系混合スラリーの上面に仕切板を当接し、圧搾し、仕切板上に流出した水分をポンプで吸引するなどの方法により排出することにより行う。仕切板の下側ではフェノール樹脂粉末が定着されたアラミド繊維が絡み合ったスラリーとなっているので、適当な径の透過孔を仕切板に多数形成すると、水分が上向きに押し出され、かつ同時にスラリーは全体として圧縮され、厚さが小さくなる。この場合、仕切板の圧搾により水分は抄網網目から下向きに流れるので、これもポンプにより排出する。仕切板の圧搾力が過度になると、定着したフェノール樹脂粉末が仕切板を通過してしまう。
【００２７】
また、本発明の抄造法は、Ｗｄ脱水を除く下向き脱水と上向き脱水は抄造機の位置を切り替えて行うことも特徴とする。上記した二種類の脱水を前後して行うために、位置固定の抄造機に対して水系混合スラリーの給送管の吐出部と仕切板を変移可能にすると、可動部の個数が多くなり、また吐出部と仕切板の干渉を避ける必要がある。また、タンク底部から伸出する排水管に付設された弁は可動部移動中には閉鎖する必要があり、仕切板がタンク内で降下を開始した時に弁を再び開放してＷｄ脱水を行うこととなるが、弁開放のタイミング適切でないと、圧搾中のスラリー内でフェノール樹脂粉末の分散が乱れ、好ましくない。
【００２８】
本発明の好ましい抄造シート製造方法の実施態様は、アラミド繊維及びフェノール樹脂粉末の濃度が均一になるように撹拌槽で撹拌し、撹拌された原料水をポンプにより第１の管を経由して抄造機に、一般には２００〜５００ｌ/ｍｉｎの高速で送る。原料水を抄造機に給送する過程で次の操作（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）が行われる。
【００２９】
（イ）容積式ポンプが、アラミド繊維とフェノール樹脂の分散水及びフェノール樹脂粉末をアラミド繊維に定着させた水系混合スラリーを抄造機側に押し出す。
【００３０】
（ロ）第１の管に合流する第２の管から、カチオン系界面活性剤あるいはカチオン系界面活性剤のほかにノニオン系界面活性剤を定着剤として原料水に添加する。2種薬剤を併用する場合は、定着剤は別々に添加し、さらに、ノニオン系界面活性剤を先ず添加し、次にカチオン系界面活性剤を添加することが好ましい。これらの界面活性剤添加後、原料水が第１の管内を流れる過程で定着が進行する。
【００３１】
（ロ）第１の管の途中に、該管と一体に設けられた管状撹拌器に内蔵された螺旋回転体を水系混合スラリーの流れにより、管軸の周りに回転させることにより、アラミド繊維、フェノール樹脂粉末及び定着剤を螺旋状に撹拌する。このような撹拌器はラインミキサーという名称で市販されているので、以下「ラインミキサー」として説明する。
図５及び６はラインミキサーの回転部を示す図面である。図中、５ａはラインミキサーの外郭円筒体を兼ねる第１の管５の一部であり、５ｂはラインミキサー内の空間であり、１０ａはローターである。ローター１０ａは、図示されない左右端がラインミキサーの軸受部に回転可能に連結され、軸心Ｘ−Ｘの周りを回転する。ローター１０ａは螺旋形の金属板もしくは条からなり、その内側は水系混合スラリーが流れる空間となっている。またローター１０ａは駆動する動力源を備えていないが、高速で流れる水系混合スラリーにより螺旋状に回転し、水系混合スラリーを撹拌する。ラインミキサーは全長が２００〜５００ｍｍ程度であり、この内部を水系混合スラリーが通過する速度は１秒よりかなり短時間でフェノール樹脂粉末はアラミド系繊維に定着されている。
【００３２】
ラインミキサーを付設した管内で定着を行うためには、タンク内での撹拌による定着とは異なり次のような配慮・操作が必要である。（ａ）第１の管はある程度の長さをもっていなければならない。管の全長は４ｍ以上であることが好ましい。（ｂ）水系混合スラリーの流れを流体力学的に安定させるために、撹拌器からラインミキサーまでの管内径は一定であることが好ましい。管の好ましい内径は４０〜７０ｍｍである。
【００３３】
（ニ）さらに、抄造は一回分の水系混合スラリーの投入と脱水を繰り返すバッチ操業になるので、流量計や電磁弁などを第１の管に付設し、流量計では１回分の水系混合スラリーが通過したことを検出し、電磁弁ではこの時点で第１の管を遮断する。
【００３４】
前掲（イ）で説明した容積式ポンプには各種ポンプを用いることができ、回転ポンプに属し、筒の中でねじを回転させて、液体をねじ軸方向に移送するねじポンプも使用することができる。なお、吐出量がローターの回転数に正確に比例するために、流量計を必要としないねじポンプが「モーノポンプ」（兵神株式会社の製品名）としてで市販されている。このようなポンプを使用すると、ポンプの回転数を記録し、ポンプの動作を停止・再開することにより、1回の抄造に必要な量の水系混合スラリーを抄造機に投入することができる。
【００３５】
好ましい抄造シート製造方法の実施態様では、前記下向き脱水（Ｗｄ脱水は除く）率を１００容量％として、２０〜８０％、好ましくは６０〜７０％を、仕切板を使用せずに下向き脱水した後、抄造機を上向き脱水位置に移動して、仕切板を使用して上向き脱水を行う。
【００３６】
抄造機
本発明において下向き脱水位置とはＷｄ脱水を除く位置であり、即ち、仕切板を使用しないで起こる脱水を行う段階での抄造機の位置を下向き脱水位置という。本発明に係る抄造機は、水系混合スラリーの投入口、抄網及び排水口を上下に配置したタンクから基本的に構成され、次回のバッチの水系混合スラリーを貯める貯水槽をそれ自体に内蔵せず、また付設もしていない。抄造機の細部構成は次のようになっている。先ず、タンク内部は1回の抄造に必要な量の水系混合スラリーを抄網上に収受する空間となっている。この内部空間は水系混合スラリーを給送する容積式ポンプと第１の管を介して連通しており、通常はこの第1の管を複数に分岐させ、内部空間に水系混合スラリーを隅々まで一様に分布させる吐出管として構成される。
【００３７】
本発明の抄造機の特長は、下向き脱水位置と、タンク内の空間を上下動できる仕切板が設置されている上向き脱水位置と何れか一方から他方に移動可能に構成しているところにある。このためには、先ず、抄造機が貯水槽を有せず、軽量であることが必要である。次に、抄造機を担持する支持台を抄造設備の建屋の床面に固定するのではなく、移動可能とし、支持台の下端に車輪を装着して、抄造機を転送することが好ましい。さらに、タンクの底部に連結された排水管が、通常は、排水を建屋内外の貯槽に排出する配管が設置されているために、抄造機の往復中には、タンク底部に固定された排水管は、前記排出配管から一旦切り離され、かつ同時に排水管の弁は閉じる。
上向き脱水位置では、抄網の下側に水止め遮蔽板を前進させ、水分が流れ落ちない状態で上向き脱水を行う。脱水後は仕切板をタンク外に移動させ、投入口を開放し、抄造シートを抄網とともに抄造機外に搬出する。
上向き脱水位置では、上向き脱水とWｄ脱水のそれぞれに専用の配管を配置し、これらの配管に設けられた常時開放の弁を経て直ちに排水を貯槽に案内する。脱水後は仕切板をタンク外に移動させ、投入口を開放し、抄造シートを抄網とともに抄造機外に排出し、最後に抄造機を下向き脱水位置に戻す。抄造機が下向き脱水位置に戻った後に、タンク底部からの排水管に付設された弁を開放し、次回バッチのスラリーを収受する準備を行う。準備完了後上述のように水系混合スラリーをタンクに投入する。
【００３８】
抄造設備
本発明に係る抄造設備は、前述した下向き脱水位置と上向き脱水位置と何れか一方から他方に移動する抄造機を、第１の管により、撹拌器、容積式ポンプ及びラインミキサーと連通するとともに、定着剤はラインミキサーの上流側で第２の管を介して添加するように構成し、さらに、第１の管内を流れる水系混合スラリーのうち1回抄造分を他の水系混合スラリーから区分する手段を備えたものである。この設備では、撹拌器で抄造の複数バッチ分の原料水を調製し、原料水を第１の管の撹拌器側に通常１個設けた容積式ポンプにより高速で管内を流す。また、一回分の水系混合スラリーを抄造機に投入するために、流量計や電磁弁などの第１の管に付設されている。第2の管の入側には定着剤を水と混合する撹拌器を備え、定着剤の濃度を均一にすることが好ましい。
【発明の効果】
【００３９】
抄造法及び抄造機
抄造シートの下側にフェノール樹脂が溜まる偏析傾向は、次の面から影響される：厚肉抄造シートでは偏析傾向は大きくなる；カチオン系界面活性剤はフェノール樹脂の定着を促進するために、偏析傾向は緩和される；繊維径が１０μｍ以上のアラミド繊維は、繊維間の間隙が大きいために、フェノール樹脂粉末が間隙を通って偏析が起こり易くなる。本発明が特徴とする下向き脱水と上向き脱水の併用は偏析傾向を根本的に解決することができる（請求項１及び６）。本発明に係る抄造機が移動する上向き脱水位置と下向き脱水位置には、それぞれの排水管系統が予め配置されているために、抄造機の移動直後から排水を開始することができる。
【００４０】
本発明（請求項２）においては、第１の管内で水系混合スラリーを移送する過程で、フェノール樹脂粉末の短時間定着を行う。即ち、本発明において使用されるカチオン系界面活性剤は表面が負に帯電しているフェノール樹脂粉末に強力に吸着される。定着剤分子が表面に吸着されたフェノール樹脂粉末とアラミド繊維のスラリーは第1の管内を高速移動する途中で、ラインミキサー内蔵の螺旋回転体に駆動力を与えるとともに、自らも螺旋的に掻き回され、瞬間的にラインミキサーを通過し、その後は撹拌されずに、さらに抄造機の方向に流れる。
【００４１】
抄造設備
本発明の抄造設備は、上記した抄造法及び抄造機の効果を奏し、結果として、設備が小型化し、かつ運転が安定化する。
以下、図面に示された実施形態につき本発明を詳しく説明する。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１において、１、２は撹拌器に包含されるが、アラミド繊維を撹拌により分散し、原料を調製するパルパー１と、撹拌により原料の濃度を調整し、必要により添加された薬剤を混合するチェスト２に機能を分けている。５は第１の管、６、７は定着剤タンク、８ａは第２の管、８ｂは第３の管、１０はラインミキサー、２０は抄造機、３０は仕切板、３４は下向き脱水（Ｗｄは除く）位置においてタンクの底部から排水を行う管、３７は上向き脱水の際のＷｄ脱水を排水する管、３８は上向き脱水を排水する管、５０は流量計、Ｖ５は抄造機に１回抄造分の水系混合スラリーを給送する際に開放される弁、Ｐ２は容積式ポンプ、ＦＬは抄造設備の建屋の床面である。    
【００４３】
次の弁Ｖは通常次の流路を開放しているが、設備のメンテナンスなどの際には流路を遮断する。
Ｖ１：パルパー１からパルパーに戻る流路あるいはチェストに至る流路。
Ｖ３，Ｖ４：チェスト２から抄造機に至る流路。
Ｖ６：定着剤タンクから第１の管５に至る流路。
Ｖ１２，１３，１６，１７：上向き脱水位置にある抄造機に連通する排水流路。
【００４４】
次の弁は抄造操作に関連して開閉される。
Ｖ２：原料水の混合状態に応じて流路をポンプＰ１からパルパー１へあるいはチェスト２へ切り替える。
Ｖ５：抄造機に水系混合スラリーを投入する時に開放される。
Ｖ１１：抄造機が下向き脱水位置にある時に開放される。
【００４５】
Ｐは次のような機能をもつポンプである。
Ｐ１：フェノール樹脂及びアラミド繊維を混合した原料水を三方弁Ｖ２の切り替えにより、チェスト２に給送するか、あるいはパルパー１に戻す。
Ｐ２：水系混合スラリーを抄造機２０に圧送する容積式ポンプ。
Ｐ３，４：定着剤を含有する水を第１の管に給送する。
Ｐ５：排水ポンプ。
【００４６】
第１の撹拌器１には、外部からフェノール樹脂粉末、アラミド繊維及び水を装入し、モーターＭ１に接続された回転翼により混合し、全体をスラリー化する。樹脂などの添加直後は成分濃度が一定にならないために、原料水を一旦三方弁V２を介してパルパー１に戻してさらに回転を続ける。ある程度成分濃度が均一化された原料水はチェスト２に送り、モーターＭ2に接続された回転翼により均一化する。成分濃度が均一化された原料水は第１の管５より容積式ポンプP2でラインミキサー１０を経て抄造機２０に圧送される。６はノニオン系界面活性剤を含有するタンク、７はカチオン系界面活性剤を含有するタンクであり、それぞれのタンクから第２の管８ａ及び第３の管８ｂを経て定着剤が水系混合スラリーに添加される。
【００４７】
抄造機２０は図１の左側は下向き脱水位置に相当し、右側は上向き脱水位置に相当する。上述のように、撹拌・定着が行われた水系混合スラリーは流量計５０により一定量が抄造機２０に投入される。第１の管５の末端に設けられた分配器２８は第１の管を複数の吐出管に分岐させ、タンク内の隅々までに一様にスラリーを分散する。分岐管の代わりにノズルやスプレーなどを用いることができる。
水系混合スラリーの一回分の投入が完了した時点で弁Ｖ５は閉じられる。弁Ｖ５が閉鎖されている状態では容積式ポンプＰ２は運転を停止するか、あるいは運転を継続する。抄造機に投入された水系混合スラリーの容積にほぼ相当する空間が第１の管の立ち上がり部５‘に作られるように、吐出を急激に行うと、上記の継続運転中のポンプＰ２により水系混合スラリーが上記の空間を順次埋めることとなる。
以上の説明では、一般的容積式ポンプを使用する実施態様を説明しているが、モーノポンプを使用する場合は流量計５０が不要となる。また、第１の管の立ち上がり部５‘が十分な容積をもたせると、弁Ｖ５も不要になる。
【００４８】
抄造機２０は、タンク本体２１、抄網２２及び架台２３から構成され、架台２３には弁Ｖ11と図示されないポンプが配設されている。２１ａは投入口，２１ｂは排出口であり，排出口２１ｂの下方は先細りとして弁Ｖ１１と連通している。図１の左側位置で所定割合の下向き脱水を行った後、車輪２６を利用して床面ＦＬを抄造機２０を右側位置に移動し、弁Ｖ１２を付設した管３７をタンク２１の底部に接続する。
【００４９】
図１の右側に示された位置に移動した抄造機２０の上方には仕切板３０が配置されており、固接されたシリンダー３５により抄造機２０のタンク本体２１内を昇降する。仕切板３０には図２に示すように多数の孔３０ａが貫通しており、図３に模式的に示すように、仕切板３０が水系混合スラリー３４を圧搾すると、直径が３〜１０ｍｍ程度の孔３０ａ（図２）から上向に上澄水３６が押し出される。上述の下向き脱水過程で、未定着のフェノール樹脂粉末は下側に沈降しているので、この上澄水３６にはフェノール樹脂粉末はほとんど含まれていない。ところで、仕切板３０には斜め向きに管体４０を固接し、その一旦には蛇腹状ゴムホース４２を接続し、管体４０の側面に形成された透孔４０ａを介して上澄水３６を吸引する。３８は上澄水３６を排出する管であって、付設されたポンプＰ５により上澄水３６を図示されない貯槽まで導く。なお、上向き脱水中に、水分が抄網２２の網目から流出し、下向き脱水Ｗｄ（図３）も起こるので、管３７から排水する。
【００５０】
以上、図２〜４を参照して実施態様を説明したが、仕切板３０の孔３０ａは、スリット状、碁盤の目状であってよく、仕切板全体に伸びる長いスリットであってもよい。仕切板下面に＃50メッシュ程度のアミを設置してもよい。上向き脱水は、仕切板に固定した管などを使用せずに、進退可能な吸入管などを使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上説明したとおり、本発明により得られる抄造シートはフェノール樹脂粉末及びアラミド繊維が均一に分散しているために、樹脂歯車、摺動製品、その他の機械部品の性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の抄造設備の実施態様を示す系統図である。
【図２】仕切板の実施態様を示す斜視図である。
【図３】上向き脱水を説明する模式図である。
【図４】仕切板に固接された管により上澄み液を吸引する方法を説明する図である。
【図５】ラインミキサーの螺旋回転体の図（図６の矢視図）である。
【図６】ラインミキサーの螺旋回転体の図（図５の矢視図）である。
【符号の説明】
【００５３】
１、２：撹拌器
５：第１の管
８ａ：第２の管（カチオン系界面活性剤）
８ｂ：第３の管（ノニオン系界面活性剤）
２０：抄造機
２１：タンク
２１ａ：投入口
２１ｂ：排水口
３０：仕切板
３４：水系混合スラリー
３６：上澄液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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