JP2003119687A - 抄紙用フェルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐へたり性、耐摩耗性、及び耐フィブリル化
に優れた抄紙用フェルトを提供すること。 【解決手段】 抄紙用フェルト１０は、基体２０とバッ
ト層３０からなり、基体２０とバット層３０とは、ニー
ドルパンチングで絡合一体化されている。バット層３０
の少なくとも一部はポリケトン繊維からなり、このポリ
ケトン繊維は、伸張切断エネルギーが１０以上、全延伸
倍率が５倍以下、切断強度が６ｇ／ｄ以下、伸度が３０
％以上のものである。バット層３０に上記ポリケトン繊
維を含む抄紙用フェルト１０は、耐へたり性、耐摩耗
性、及び耐フィブリル化に優れたものになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抄紙用フェルトに
関し、特に、耐久性に優れた抄紙用フェルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】抄紙機のプレスパートは、一対のプレス
ロール、又はプレスロールとシューとで構成されたニッ
プ部からなり、このニップ部において湿紙を加圧して、
湿紙から搾水するようにされている。そして、このよう
な抄紙機のプレスパートでは、湿紙から搾り出された水
分を吸収するための抄紙用フェルトが使用されている。
抄紙用フェルトは、基体と、短繊維からなるバット層と
で構成されており、基体とバット層は、ニードルパンチ
ングにより絡合一体化されている。

【０００３】基体は、織布、不織布等からなり、抄紙用
フェルトの強度を発現させるために設けられている。抄
紙用フェルトのバット層を構成する短繊維としては、耐
疲労性、耐摩耗性、及びフェルトの防汚性の面で優れて
いるナイロン６や、ナイロン６６が主に使用されてい
る。

【０００４】そして、生産性の向上等の目的により、最
近では、フェルトの高速走行や、フェルトに対するニッ
プ圧の高圧化が進んでいる。また、湿紙の搾水性を向上
させるため、湿紙温度を高めて操業することも行なわれ
ている。このように、抄紙用フェルトが使用される環境
は、次第に苛酷なものとなって来ている。

【０００５】従来のナイロン素材からなるフェルトを上
記のような苛酷な環境で使用すると、搾水の持続性が次
第に低下するとともに、耐摩耗性も十分でなくなるとい
う問題がある。すなわち、ナイロンは、高分子鎖中にア
ミド基、アミノ基等の水素結合性を有するため、湿潤条
件下でナイロンが吸水してしまう。その結果、剛性が落
ちるばかりではなく、特に高速・高加圧・高温状態にお
いて徐々にその繊維形状を維持できなくなり、ついには
繊維間の空隙がつぶれ、フェルトの圧縮回復性が低くな
る現象（当業者間では「へたり」と称される。）が早期
に起きてしまい、フェルトの寿命が短くなってしまう。

【０００６】その対策として、抄紙用フェルトの素材と
して、殆ど吸水しないポリエステル繊維やコーネックス
繊維（メタ系芳香族ポリアミド）等を使用することも考
えられている。しかし、このような繊維は、剛性の持続
性は高いが耐摩耗性が著しく悪いという問題があるた
め、抄紙用フェルトとしての実用化は困難である。

【０００７】ところで、近年、伸張方向に強度、及び弾
性を有するポリケトンを繊維化する技術が実現されつつ
ある（特開２０００−２７３７２０等）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は、
ポリケトン繊維を抄紙用フェルトに採用すべく実験を試
みたが、従来のポリケトン繊維をそのまま使用しても、
抄紙用フェルトには適さないことが判明した。すなわ
ち、特開２０００−２７３７２０等に開示されたポリケ
トン繊維は、伸張方向に垂直な方向の物性が悪く、短繊
維が裂ける、いわゆる「フィブリル化現象」が発生した
り、湿式紡糸法で紡出されたポリケトン短繊維の繊維表
面に存在する脱溶媒傷（微細な孔）が繊維の耐摩耗性を
悪化させることが判明した。そのため、従来のポリケト
ン繊維で抄紙用フェルトを作製しても、摩滅の問題が顕
著となり、ポリケトン繊維の持つ利点を十分に生かすこ
とができない。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】本発明は、基体とバッ
ト層からなる抄紙用フェルトにおいて、前記バット層の
少なくとも一部を、伸張切断エネルギーが１０以上のポ
リケトン短繊維で構成したものが、前記課題を解決する
ことを見出したものである。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、耐へたり性、耐摩耗性、及
び耐フィブリル化に優れたポリケトン繊維の使用によ
り、抄紙用フェルトが苛酷な環境での使用に耐え得るも
のとなる。

【００１１】

【発明の実施形態】図１は、本発明の抄紙用フェルト１
０の断面拡大図である。本発明の抄紙用フェルト１０
は、基体２０と、短繊維からなるバット層３０で構成さ
れ、基体２０とバット層３０は、ニードルパンチングで
絡合一体化されている。基体２０としては、糸材を織製
して得られた基布、経糸と緯糸を織製せずに得られた布
体、細い帯状体を螺旋状に巻回して得られたもの等を使
用することができる。

【００１２】バット層３０を構成する短繊維としては、
伸張切断エネルギー（（強度×伸度）の平方根）が１０
以上のポリケトン繊維３２を使用する。

【００１３】伸張切断エネルギーが１０以上のポリケト
ン繊維３２を得るためには、まず、公知の湿式紡糸法に
よりポリケトン未延伸繊維を作製し、その後、この繊維
を延伸すればよい。なお、得られたポリケトン繊維３２
の切断強度は６ｇ／ｄ以下で、伸度が３０％以上でなけ
ればならない。

【００１４】ここで、ポリケトン繊維３２の全延伸倍率
を変えて実験を行なったところ、延伸倍率を高くするに
つれてポリケトンの分子配向は発達するが、それと同時
に繊維の高次構造である多数のフィブリルが発生するた
め伸張方向に垂直な方向の物性が弱くなり、フィブリル
化現象が顕著になることが分かった。なお、「フィブリ
ル化現象」とは、１本の繊維が、繊維を構成する微細な
繊維状組織、すなわち、フィブリルに分かれることであ
り、フィブリル化現象が起きると繊維が裂けてしまい、
抄紙用フェルトに使用することができなくなる。実験の
結果、ポリケトン繊維にフィブリル化現象が発生しない
ようにするためには、ポリケトン繊維の全延伸倍率を５
倍以下とすればよいことが分かった。上記ポリケトン繊
維の延伸作業は、複数のローラ群の周速差を利用した周
知の延伸機（図示せず。）により行なうことができる。
例えば、延伸機の第一ローラ群と第二ローラ群との間の
周速差を利用した一次延伸工程にて、未延伸繊維を２倍
延伸繊維とする。次に、この２倍延伸繊維を第二ローラ
群と第三ローラ群とによる二次延伸工程にて２．５倍延
伸繊維とする。かくして、全延伸倍率が４．５のものを
得ることが可能となる。なお、上記延伸工程において
は、一次延伸工程を湿熱環境下、二次延伸工程を乾熱環
境下で行なう、周知の技術を採用することができるのは
勿論である。

【００１５】上記のポリケトン繊維３２（伸張切断エネ
ルギー：１０以上、全延伸倍率：５倍以下、切断強度：
６ｇ／ｄ以下、伸度：３０％以上）からなるバット層３
０を具えた抄紙用フェルト１０を作製し、実験した結
果、この抄紙用フェルト１０は、耐へたり性、耐摩耗
性、耐フィブリル化に優れていることが確認できた。

【００１６】さらに、ポリケトン繊維に１００℃以上の
湿熱処理、又は１５０℃以上の乾熱処理を施すと、湿式
紡糸法で紡出されたポリケトン繊維の内部歪が緩和さ
れ、更に、繊維内部から表面に到る繊維表面の脱溶媒傷
を補修できることが分かった。そのため、この処理によ
り、ポリケトン繊維を高温度下で使用することができる
ようになり、また、ポリケトン繊維の耐摩耗性を向上さ
せることができる。

【００１７】なお、バット層３０の全てをポリケトン短
繊維３２で構成すると、耐へたり性、耐摩耗性、及び耐
フィブリル化に優れた抄紙用フェルトを得ることができ
る。しかし、材料コスト等の問題により、ポリケトン短
繊維３２とナイロン短繊維等を混合してバット層３０を
構成してもよい。そして、バット層３０にポリケトン短
繊維３２を含んでいれば、ナイロン短繊維のみからなる
バット層３０を具えた従来のフェルトよりも、耐へたり
性、耐摩耗性において優れたものになる。

【００１８】本発明の抄紙用フェルトの効果を確認すべ
く、以下に示す実施例、及び実施例のものを作製し、実
験を行なった。なお、実施例、及び比較例では、基体と
してナイロンモノフィラメントの撚糸を平織したもの
（坪量３００ｇ／ｍ²）を使用し、バット層の総坪量は
５５０ｇ／ｍ²であり、これらの基体とバット層を、針
打ち密度７００回／ｃｍ²でニードルパンチングした。

【００１９】実施例１ 周知のポリケトン繊維の製造方法、すなわち、湿式紡糸
法で、未延伸繊維をトウの状態（フィラメントが束状に
なったもの）で得た。これを収束してから短繊維の製造
機械に仕掛け、一次延伸、及び二次延伸させた後、捲縮
付与し、更に、定長（８０ｍｍ）にカットして素材１を
得た。なお、この素材１の延伸倍率は４倍であった。ま
た、素材１の物性を測定したところ、切断強度は５．８
ｇ／ｄ、切断伸度は３０％であり、伸張切断エネルギー
は１３であった。この素材１を短繊維としてバット層を
構成し、実施例１の抄紙用フェルトを得た。

【００２０】実施例２ 実施例１で得た素材１を、オーバーマイヤー染色機械に
浴比１０倍で詰め綿して、密閉状態で１００℃３０分の
湿熱処理を施して、素材２を得た。湿熱処理が施された
この素材２は、高度に収縮して内部歪が緩和されてお
り、また、繊維内部から表面に到る繊維表面の脱溶媒傷
が補修されている。この素材２の物性を測定したとこ
ろ、切断強度は５．２ｇ／ｄ、切断伸度は５０％であ
り、伸張切断エネルギーは１６であった。この素材２を
短繊維としてバット層を構成し、実施例２の抄紙用フェ
ルトを得た。

【００２１】比較例１ 周知のポリケトン繊維の製造方法、すなわち、湿式紡糸
法で未延伸繊維をトウの状態で得た。これらを収束させ
てから短繊維の製造機械に仕掛け、一次延伸、及び二次
延伸させた後、捲縮付与し、更に定長（８０ｍｍ）にカ
ットして素材３を得た。なお、この素材３の延伸倍率は
８倍であった。また、素材３の物性を測定したところ、
切断強度は９．０ｇ／ｄ、切断伸度は５％であり、伸張
切断エネルギーは７であった。この素材３を短繊維とし
てバット層を構成し、比較例１の抄紙用フェルトを得
た。

【００２２】比較例２ 一般的な抄紙用フェルトに使用されているナイロン６６
短繊維からなる素材４でバット層を構成し、比較例２の
抄紙用フェルトを得た。

【００２３】比較例３ 一般的に、工業用繊維素材として使用されているコーネ
ックス繊維（メタ系芳香族ポリアミド）からなる素材５
でバット層を構成し、比較例３の抄紙用フェルトを得
た。

【００２４】上記の実施例、及び比較例の抄紙用フェル
トを使用して、以下の実験１乃至３を行った。 実験１ 実施例、及び比較例の各抄紙用フェルトに、湿潤８０
℃、パルス荷重１５０ｋｇ／ｃｍ²、１０Ｈｚで、繰返
し２０万回の圧縮・回復を与えて、耐へたり性実験を行
った。耐へたり性を示す指標として、実験前後における
密度変化が１．５倍以下のものを優秀、２倍以上のもの
を不良と規定した。

【００２５】実験２ ＪＩＳ １０２３−１９９２に基づくテーバー研磨試験
機により、抄紙用フェルトから脱落した繊維量を測るこ
とにより、耐摩耗性実験を行った。この試験機は、回転
するターンテーブル上に円盤状の試験片を載置し、さら
に試験片上に抵抗の大きい回転ロールを当接させて、繊
維の脱落量を測るものである。この実験では、ターンテ
ーブルを５０００回回転させた後の、脱落繊維量を計測
した。

【００２６】実験３ 上記耐へたり性実験の終了後（２０万回の圧縮・回復
後）に、試験片表面のバット層繊維を抽出し、繊維のフ
ィブリル発生度合いを確認した。確認作業にあたって
は、３０倍の光学顕微鏡を使用した。なお、評価の指標
として、短繊維１０本に対し、５本以上がフィブリル化
している場合を「不良」、２〜４本以上がフィブリル化
している場合を「普通」、１本以下の場合を「優秀」と
した。

【００２７】実験１〜３の結果を、図２に示す。図２に
示す通り、本発明の抄紙用フェルトは、全ての実験にお
いて優れた効果を発揮することが確認できた。また、実
施例２のように、ポリケトン繊維に熱処理を施すと、耐
摩耗性をさらに向上させることができる。一方、比較例
１及び比較例３のものは、耐へたり性は優れているが、
多くのフィブリルが発生しており、比較例２のものは、
フィブリルの発生は普通であるが、耐へたり性に劣って
いる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の抄紙用フェルトは、耐へたり
性、耐摩耗性、及び耐フィブリル化に優れているという
効果を奏する。そのため、苛酷な環境で使用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の抄紙用フェルトの断面拡大図。

【図２】 本発明の実施例、及び比較例について、耐へ
たり性、耐摩耗性、及び耐フィブリル化実験の結果を示
す図。

【符号の説明】

１０：抄紙用フェルト ２０：基体 ３０：バット層 ３２：ポリケトン短繊維

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体とバット層からなる抄紙用フェルト
   において、 前記バット層の少なくとも一部が、伸張切断エネルギー
   が１０以上のポリケトン短繊維からなることを特徴とす
   る、抄紙用フェルト。
2. 【請求項２】 前記ポリケトン短繊維が、湿式紡糸法で
   紡出されたポリケトン未延伸繊維を基準として、全延伸
   倍率が５倍以下で延伸されたものであり、切断強度が６
   ｇ／ｄ以下、伸度が３０％以上である、請求項１の抄紙
   用フェルト。
3. 【請求項３】 前記ポリケトン短繊維が、１００℃以上
   の湿熱処理、又は１５０℃以上の乾熱処理を施されたも
   のである、請求項１の抄紙用フェルト。