JP2005146443A

JP2005146443A - 製紙用フェルト

Info

Publication number: JP2005146443A
Application number: JP2003383087A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kaneko; 純一金子
Original assignee: Nippon Felt Co Ltd
Current assignee: Nippon Felt Co Ltd
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2003-11-12
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】圧力分散性に優れ、フェルトの搾水性及び抄造する紙の表面平滑性を向上させることができ、且つ汚れが少ない製紙用フェルトを提供する。
【解決手段】本製紙用フェルトＡは、基布１と、この基布１の表面側に形成された発泡体層２と、この発泡体層２の表面側に形成された表バット繊維層３と、上記基布１の裏面側に形成された裏バット繊維層４と、を備え、上記発泡体層２は親水性ゲル発泡体（例えば、ポリウレタンゲル等）からなる。また、本製紙用フェルトは、上記発泡体層２と上記基布１との間に内バット繊維層を備えるものとすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、製紙用フェルトに関する。更に詳しくは、圧力分散性に優れ、フェルトの搾水性及び抄造する紙の表面平滑性を向上させることができ、且つ汚れが少ない製紙用フェルトに関する。

従来より製紙工程においては、ワイヤーパートで脱水された湿紙を受け取ってプレスパートへ運び、プレスロールの間を通して更に水を絞り、同時に湿紙の表面を平滑にしてドライパートに送るために製紙用フェルトが利用されている。かかる製紙用フェルトとして従来より、ナックル部を形成するように経糸と緯糸とを交差させて織り込んで構成されている製紙用織物を基布として有する製紙用フェルトが広く用いられている。そして今日、抄造される紙の品質向上及び抄速の高速化による生産効率向上の要請に応えるために、搾水性、表面平滑性等の諸性質に優れた製紙用フェルトの開発が求められている。

かかる観点から、従来より、種々の製紙用フェルトの開発が進んでいる。例えば、下記特許文献１には、基布の表面又は下方にポリウレタン樹脂やアクリル樹脂等の発泡樹脂を備える製紙用フェルトが記載されている。かかる構成の製紙用フェルトは、所望の透過性を有し、紙に良好な仕上状態を与え、且つ抄紙特性を向上させるものである。また、特許文献２には、基布の内部及び片面にポリウレタンエラストマー等の弾性材料層が形成されており、且つ基布の他面に硬質又は半硬質のスポンジ層が形成された製紙用ベルトが記載されている。かかる構成の製紙用ベルトは、ベルト自体の寿命や機能を損なうことなく優れた搾水作用を有するものである。

特開平２−１２７５８５号公報特開昭６１−７１１９号公報

しかし、上記特許文献１に記載されている製紙用フェルト、及び上記特許文献２に記載されている製紙用ベルトの場合、圧力分散性が十分とは言えず、抄造される紙に基布のナクッル部によるマーク（基布マーク）が残りやすくなるため、かかる基布マークをあまり問題としないライナーや中芯原紙等の板紙等へ適用されるに留まり、基布マークについてシビアな洋紙パートには使用が不向きであるという問題がある。また、上記特許文献１の製紙用フェルトにおいて、通常使用される発泡樹脂は疎水性であり、製紙用フェルトが汚れ易いという問題もある。

本発明は上記問題点を解決するものであり、圧力分散性に優れ、フェルトの搾水性及び抄造する紙の表面平滑性を向上させることができ、且つ汚れが少ない製紙用フェルトを提供することを目的とする。

本発明は以下の通りである。
（１）基布と、該基布の表面側に形成された発泡体層と、該発泡体層の表面側に形成された表バット繊維層と、を備え、上記発−泡体層は親水性ゲル発泡体からなることを特徴とする製紙用フェルト。
（２）上記親水性ゲル発泡体の体積膨張率が１３０〜２００％である上記（１）に記載の製紙用フェルト。
（３）上記親水性ゲル発泡体のセル数が１３〜２５個／２５ｍｍである上記（１）又は（２）に記載の製紙用フェルト。
（４）上記親水性ゲル発泡体の目付が１００〜３００ｇ／ｍ^２である上記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の製紙用フェルト。
（５）上記親水性ゲル発泡体がポリウレタンゲルである上記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の製紙用フェルト。
（６）上記親水性ゲル発泡体の構造がウォール構造である上記（１）乃至（５）のうちのいずれかに記載の製紙用フェルト。
（７）上記発泡体層と上記基布との間に内バット繊維層を備える上記（１）乃至（６）のうちのいずれかに記載の製紙用フェルト。

本発明の製紙用フェルトは、水分を吸収し、膨潤する発泡体層を備えるため、圧力分散性に優れ、フェルトの搾水性及び抄造する紙の表面平滑性を向上させることができ、且つ汚れが少ない。
上記親水性ゲル発泡体の体積膨張率が１３０〜２００％である場合には、製紙用フェルトの圧力分散性を向上させ、より搾水性を向上させることができる。また、抄造する紙の表面平滑性をより向上させ、基布マークを抑止することができる。
上記親水性ゲル発泡体のセル数が１３〜２５個／２５ｍｍである場合には、製紙用フェルトの圧力分散性を向上させ、より搾水性を向上させることができる。また、抄造する紙の表面平滑性をより向上させ、基布マークを抑止することができる。
上記親水性ゲル発泡体の目付が１００〜３００ｇ／ｍ^２である場合には、十分な厚みを有する製紙用フェルトとすることができる。また、この値を調整することにより、製紙用フェルトの通気度を容易に調整することができる。そのため、通常のプレスフェルトとして使用する以外に、低通気度品としての搬送用フェルトとしても使用することができる。
上記親水性ゲル発泡体がポリウレタンゲルである場合には、高度に水分を吸収し、膨潤することによって、製紙用フェルトの圧力分散性を向上させ、より搾水性を向上させることができる。また、抄造する紙の表面平滑性をより向上させ、基布マークを抑止することができる。更に、物理的強度に優れるため、耐久性に優れる製紙用フェルトとすることができる。
上記親水性ゲル発泡体の構造をウォール構造とすると、構造が破壊されにくく、耐久性に優れる製紙用フェルトとすることができる。
上記発泡体層と基布との間に内バット繊維層を備える場合には、バット繊維の絡み合いを増すことができ、その結果、強度を向上させることができる。

本発明の製紙用フェルトの一例を図１及び図２に示す。尚、本発明は、かかる図面に記載された具体的に示すものに限られず、目的、用途に応じて種々変更したものとすることができる。

本発明の製紙用フェルトＡは、図１に示すように、基布１と、この基布１の表面側に形成された発泡体層２と、この発泡体層２の表面側に形成された表バット繊維層３と、基布１の裏面側に形成された裏バット繊維層４と、を備えている。また、本発明の製紙用フェルトＢは、図２に示すように、基布１と、この基布１の表面側に形成された発泡体層２と、この発泡体層２の表面側に形成された表バット繊維層３と、基布１の裏面側に形成された裏バット繊維層４と、基布１と発泡体層２との間に形成された内バット繊維層５と、を備えている。

本発明の製紙用フェルトにおいて、上記「基布」を構成する糸は、用途によって選択することができる。例えば、モノフィラメントの他、マルチフィラメント、スパンヤーン、捲縮加工や嵩高加工等を施した一般的にテクスチャードヤーン、バルキーヤーン、ストレッチヤーンと称される加工糸、あるいはこれらを撚り合わせる等して組み合わせた撚糸が使用できる。また、糸の断面形状も円形だけでなく四角形状や星型等の矩形状の糸や楕円形状、中空等の糸が使用できる。

また、上記基布を構成する糸の材質については特に限定はなく、必要に応じて種々のものとすることができる。例えば、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等）、ポリアミド（６ナイロン、６６ナイロン、６１０ナイロン、６１２ナイロン等の各種ナイロン等）、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、アラミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、綿、ウール、金属等が使用できる。この中で、ポリアミドを用いると、耐磨耗性、圧縮回復性、耐衝撃性に優れた製紙用フェルトとすることができるので好ましい。また、共重合体やこれらの材質に目的に応じて種々の物質をブレンド又は含有させた糸を使用することもできる。更に、上記基布を構成する糸の材質は、全て同じ材質でもよいが、異なる２種以上の材質のものとすることができる。このように２種以上の材質の糸を用いることにより、様々な特性を有する製紙用フェルトとすることができるので好ましい。

上記基布を構成する糸の線径についても特に限定はなく、要求性能に応じて種々のものを用いることができる。上記基布を構成する糸の線径としては、通常０．１０〜０．５０ｍｍ、好ましくは０．１５〜０．４５ｍｍ、更に好ましくは０．１５〜０．４０ｍｍとすることができる。また、マルチフィラメントを用いる場合、このマルチフィラメントを構成するモノフィラメントの線径としては通常、１０〜１００μｍ、好ましくは１０〜９０μｍであり、上記マルチフィラメントを構成する糸の本数は通常４００本以下、好ましくは１０〜３５０本、更に好ましくは１０〜３００本である。

基布の厚さは、特に限定はされず、用途に応じて様々な厚さとすることができる。この厚さは、通常０．２〜６ｍｍ、好ましくは１〜４ｍｍ、更に好ましくは１．５〜３．５ｍｍとすることができる。また、基布の構造は、特に限定されず、単層構造（一重織）でも、経糸２重以上、緯糸２重以上を織り込む等の方法により、少なくとも２層以上の多層構造（多重織）であってもよい。更には、単層構造、多重構造の各基布を重ねたラミネート構造であってもよい。この組み合わせとしては、単層構造と単層構造との組み合わせ、単層構造と多重構造との組み合わせ、多重構造と多重構造との組み合わせ等が挙げられる。特に、多層構造又はラミネート構造である場合は、耐久性を向上させて寿命延長を図ることができるので好ましい。

上記「発泡体層」は、前記基布の表面側（製紙面側）に形成されるものである。上記発泡体層は、上記基布の表面側表面に直接形成されていてもよく、あるいは、後述のように、上記基布との間に内バット繊維層を介して形成されていてもよい。また、この発泡体層は１層のみでもよく、複数形成されていてもよい。複数形成されている場合、２層以上連続して形成されていてもよく、あるいは内バット繊維層等により断続的に形成されていてもよい。

上記発泡体層は、上記「親水性ゲル発泡体」からなる。本発明の製紙用フェルトは、水分を吸収し、膨潤する親水性ゲル発泡体からなる発泡体層を基布の表面側に備えることにより、プレスロール間で湿紙に加えられる荷重が、従来よりも均一に分散し、製紙用フェルトの搾水性を向上させ、且つ抄造される紙に基布マークが残ることを抑止でき、表面平滑性に優れた紙を抄造することができる。また、親水性ゲル発泡体が製紙用フェルト表面の水分を吸収するため、フェルト表面が汚れにくい。

上記親水性ゲル発泡体は、親水性且つ水膨潤性の発泡体であれば特に制限されない。上記親水性ゲル発泡体としては、例えば、ポリウレタンゲル等が挙げられる。この親水性ゲル発泡体がポリウレタンゲルである場合、高度に水分を吸収し、膨潤することによって、製紙用フェルトの圧力分散性を向上させ、より搾水性を向上させることができる。また、抄造する紙の表面平滑性をより向上させ、基布マークを抑止することができる。更に、物理的強度に優れるため、耐久性に優れる製紙用フェルトとすることができる。

上記親水性ゲル発泡体の構造は、ウォール構造であることが好ましい。発泡体の構造がウォール構造である場合、高度に水分を吸収することができ、ニードリング等により上記基布等と一体化される際に、ニードル針によって受けるダメージを軽減することができ、その結果、構造が破壊されにくく、耐久性に優れる製紙用フェルトとなる。尚、「ウォール構造」とは、上記親水性ゲル発泡体におけるセルを構成している骨格の形状が線状（リブ構造）ではなく、壁状となっているものを意味する。

上記親水性ゲル発泡体の体積膨張率は、通常１３０〜２００％、好ましくは１４０〜１８０％、更に好ましくは１４０〜１５０％である。かかる範囲とすることにより、製紙用フェルトの圧力分散性を向上させ、より搾水性を向上させることができる。また、抄造する紙の表面平滑性をより向上させ、基布マークを抑止することができる。尚、この体積膨潤率は、下記式により求められる。
体積膨潤率（％）＝完全膨潤時の体積（ｃｍ^３）／絶乾時の体積（ｃｍ^３）×１００
但し、２５℃の純水に浸漬し、容積変化のなくなった点を完全膨潤時の体積とし、１００℃で乾燥し、重量の減少がなくなった点を絶乾時の体積とした。

また、上記親水性ゲル発泡体のセル数は、通常１３〜２５個／２５ｍｍ、好ましくは１５〜２３個／２５ｍｍ、更に好ましくは１８〜２１個／２５ｍｍである。かかる範囲とすることにより、製紙用フェルトの圧力分散性を向上させ、より搾水性を向上させることができる。また、抄造する紙の表面平滑性をより向上させ、基布マークを抑止することができる。

更に、上記親水性ゲル発泡体の目付は、通常１００〜３００ｇ／ｍ^２、好ましくは１００〜２５０ｇ／ｍ^２、更に好ましくは１００〜２００ｇ／ｍ^２である。かかる範囲とすることにより、十分な厚みを有する製紙用フェルトとすることができる。また、この値を調整することにより、製紙用フェルトの通気度を調整することができる。

上記親水性ゲル発泡体の製造方法は特に限定されず、公知の方法により得ることができる。例えば、ポリウレタンゲルは、以下のように製造することができる。
例えば、１分子中に少なくとも２個の末端水酸基を有する水溶性の酸化エチレン／酸化プロピレン共重合ポリエーテル系ポリオールをイソシアネート化合物と反応させ、１分子中に少なくとも２個の末端イソシアネート基を有する水溶性の酸化エチレン／酸化プロピレン共重合ポリエーテル系ポリウレタンプレポリマーと遊離のポリイソシアネートとを含む混合物を合成する。次いで、この混合物と水とを反応させることにより、ポリウレタンゲルを製造できる。

更に詳しくは、先ず、酸化エチレンと酸化プロピレンとの共重合体である（エチレン／プロピレン）グリコール、少なくとも３価の多価アルコールの酸化エチレン／酸化プロピレン共重合ポリエーテル系ポリオール等から選ばれるポリエーテル系ポリオールで、水酸基当量が少なくとも５００で、且つ水溶性のポリエーテルポリオールと、このポリエーテルポリオールのヒドロキシル基１個あたり約１〜４モル量（２〜８当量）のジイソシアネート化合物とを反応させて得られる反応混合物を製造する。
反応混合物におけるジイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ビフェニレンジイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート及びイソホロンジイソシアネート等が挙げられる。
上記した水溶性のポリウレタンプレポリマーと遊離のポリイソシアネートとからなる反応混合物と水とを反応させてポリウレタンゲルを製造できる。

上記発泡体層は、所定形状の発泡体を製造してから、上記基布等と一体化してもよいし、上記表バット繊維層の裏面、又は上記基布や上記内バット繊維層の表面等で発泡させてもよい。更には、上記表バット繊維層と上記基布との間、上記表バット繊維層と上記内バット繊維層の間、及び上記内バット繊維層と上記基布との間の少なくとも１箇所に前記反応混合物を染み込ませておき、上記表バット繊維層、上記内バット繊維層、上記基布をニードリング等により一体化した後に、発泡させ、発泡体層を形成してもよい。

本発明の製紙用フェルトにおいて、上記「表バット繊維層」は上記発泡体層の表面側に形成されるものであり、１層で構成されていてもよいし、２層以上の複数層で構成されていてもよい。
この表バット繊維層の材質は、特に限定されず、例えば、ポリアミド（ナイロン）、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。この材質の繊度は、特に限定されず、用途に応じて種々設定することができる。
また、表バット繊維層の目付は、特に限定されず、要求性能に応じて種々のものとすることができる。この目付は、通常５０〜４００ｇ／ｍ^２、好ましくは１００〜３００ｇ／ｍ^２、更に好ましくは１５０〜２５０ｇ／ｍ^２である。

本発明の製紙用フェルトにおいて、上記基布の裏面側（走行面側）には、「裏バット繊維層」を設けることができる。上記裏バット繊維層は、１層で構成されていてもよいし、２層以上の複数層で構成されていてもよい。
この裏バット繊維層の材質、材質の繊度においては、前記表バット繊維層の説明をそのまま適用できる。また、裏バット繊維層の目付は、特に限定されず、要求性能に応じて種々のものとすることができる。この目付は、通常１０〜５００ｇ／ｍ^２、好ましくは５０〜４００ｇ／ｍ^２、更に好ましくは１００〜３００ｇ／ｍ^２である。

本発明の製紙用フェルトは、上記発泡体層と上記基布との間に、上記「内バット繊維層」を設けることができる。上記内バット繊維層を備える場合、バット繊維の絡み合いを増すことができ、その結果、製紙用フェルトの強度を向上させることができる。
この内バット繊維層の材質、材質の繊度においては、前記表バット繊維層の説明をそのまま適用できる。また、この内バット繊維層は１層で構成されていてもよいし、２層以上の複数層で構成されていてもよい。更に、内バット繊維層の目付は、特に限定されず、要求性能に応じて種々のものとすることができる。この目付は、通常５０〜４００ｇ／ｍ^２、好ましくは１００〜３００ｇ／ｍ^２、更に好ましくは１５０〜２５０ｇ／ｍ^２である。

本発明の製紙用フェルトを製造する方法は、特に限定されず、表バット繊維層、発泡体層、基布及び裏バット繊維層、更には必要に応じて内バット繊維層を、公知の方法、例えば、ニードリング等により一体化して形成することができる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
（１）製紙用フェルトの構成
実施例１
本実施例１の製紙用フェルトＡの断面模式図を図１に示す。本実施例１の製紙用フェルトＡは、図１に示すように、基布１と、この基布１の表面に形成された発泡体層２と、この発泡体層２の表面に形成された表バット繊維層３と、基布１の裏面に形成された裏バット繊維層４と、を備える。

上記基布１は２重構造であり、ポリアミドにより形成された基布（単層構造）と、ポリアミドにより形成された基布（単層構造）とが重ねられて構成された目付４５０ｇ／ｍ^２の織布である。
また、上記発泡体層２は、発泡体（ポリウレタンゲル）を製作してから所定の厚みに切断し、シート状にしたものである。尚、目付は２００ｇ／ｍ^２である。
更に、上記表バット繊維層３は１６．７デシテックス１００％で目付４００ｇ／ｍ^２のポリアミドスフのウェブであり、上記裏バット繊維層４は１６．７デシテックス１００％で目付１６０ｇ／ｍ^２のポリアミドスフのウェブである。
尚、表バット繊維層３、発泡体層２、基布１及び裏バット繊維層４は、ニードリング等の公知の方法により結合されている。

比較例１
上記発泡体層２を形成せず、その部分に１６．７デシテックス１００％で目付２００ｇ／ｍ^２のポリアミドスフのウェブを形成したこと以外は、実施例１と同様にして製紙用フェルトを製造した。

（２）性能評価
上記（１）で得られた実施例１及び比較例１の圧力分散性を下記の方法により測定し、評価した。
方法；富士写真フィルム株式会社製プレスケール低圧用（感圧紙、寸法；縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ）を、各製紙用フェルトに挟み、４０ｋｇ／ｃｍ^２の加圧を加えたときのプレスケール画像を富士写真フィルム株式会社製プレスケール圧力画像解析システム「ＦＰＤ−９２１０」を用いて、圧力有効率を測定した。この圧力測定率は、赤く発色した領域を圧力値に変換したときに使用したプレスケールの圧力検出範囲に入っている割合を示したものである。

（３）実施例の効果
発泡体層２が形成されていない比較例１の製紙用フェルトの圧力有効率は９３．５％であったのに対し、発泡体層２を有する実施例１の製紙用フェルトの圧力有効率は９９．３％であり、比較例１の製紙用フェルトの圧力有効率より大きな値であった。よって、発泡体層を有する実施例１の製紙用フェルトは、発泡体層を有していない比較例１の製紙用フェルトよりも均一な圧力分布を示しており、圧力分散性に優れていることが分かる。

本実施例１の製紙用フェルトＡの経糸方向断面模式図である。本発明の第２の製紙用フェルトＢの経糸方向断面模式図である。

符号の説明

Ａ、Ｂ；製紙用フェルト、１；基布、２；発泡体層、３；表バット繊維層、４；裏バット繊維層、５；内バット繊維層。

Claims

基布と、該基布の表面側に形成された発泡体層と、該発泡体層の表面側に形成された表バット繊維層と、を備え、上記発泡体層は親水性ゲル発泡体からなることを特徴とする製紙用フェルト。
上記親水性ゲル発泡体の体積膨張率が１３０〜２００％である請求項１に記載の製紙用フェルト。
上記親水性ゲル発泡体のセル数が１３〜２５個／２５ｍｍである請求項１又は２に記載の製紙用フェルト。
上記親水性ゲル発泡体の目付が１００〜３００ｇ／ｍ^２である請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の製紙用フェルト。
上記親水性ゲル発泡体がポリウレタンゲルである請求項１乃至４のうちのいずれかに記載の製紙用フェルト。
上記親水性ゲル発泡体の構造がウォール構造である請求項１乃至５のうちのいずれかに記載の製紙用フェルト。
上記発泡体層と上記基布との間に内バット繊維層を備える請求項１乃至６のうちのいずれかに記載の製紙用フェルト。