JP2005299009A - 製紙用織物糸及びこれを用いた製紙用織物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本製紙用織物糸は、粘度平均分子量が100万以上の超高分子量樹脂粒子を、本製紙用織物糸100質量%中に20質量%以下含有する。また、この超高分子量樹脂粒子は、ポリオレフィンからなるものとすることができ、更には、ポリエチレンとすることができる。本製紙用織物は、製紙用織物を構成する織物糸の少なくとも一部が、本製紙用織物糸である。また、この製紙用織物糸が、最下層緯糸の少なくとも一部に用いられているものとすることができる。更に、この製紙用織物は、製紙用フォーミングワイヤーとすることができる。
【選択図】 図1
Description
また、近年、製紙用織物を使用する装置は、高速化及び大型化が進んでおり、これらの製紙用織物の交換を要する回数、及び、交換に要する時間並びに手間等が、生産効率に及ぼす影響は大きくなっている。そのため、製紙用織物の耐久性、つまり、耐摩耗性に対する要求が大きくなっている。
このように、線径を大きくして耐久性を得ようとすると、製品品質に変化をもたらすために、線径を変化させるのにも限界があり、耐久性向上の根本的な解決には至っていない。
(1)粘度平均分子量が100万以上の超高分子量樹脂粒子を、本製紙用織物糸100質量%中に20質量%以下含有することを特徴とする製紙用織物糸。
(2)上記超高分子量樹脂粒子は、ポリオレフィンからなる上記(1)に記載の製紙用織物糸。
(3)上記ポリオレフィンは、ポリエチレンである上記(2)に記載の製紙用織物糸。
(4)上記超高分f子量樹脂粒子は、アスペクト比が3以上である上記(1)乃至(3)のうちのいずれかに記載の製紙用織物糸。
(5)表面に凹凸を有する上記(1)乃至(4)のうちのいずれかに記載の製紙用織物糸。
(6)製紙用織物を構成する織物糸の少なくとも一部が、上記(1)乃至(5)のうちのいずれかに記載の製紙用織物糸であることを特徴とする製紙用織物。
(7)上記製紙用織物糸が、最下層緯糸の少なくとも一部に用いられている上記(6)に記載の製紙用織物。
(8)製紙用フォーミングワイヤーである上記(6)又は(7)に記載の製紙用織物。
(9)上記製紙用織物糸の少なくとも一部が熱硬化性樹脂によりコーティングされている上記(6)乃至(8)のうちのいずれかに記載の製紙用織物。
超高分子量樹脂粒子がポリオレフィンである場合は、優れた耐摩耗性、剛性及び形態の安定性が得られ、高い耐久性が得られる。
ポリオレフィンがポリエチレン(以下、単に「PE」ということもある)である場合は、優れた自己潤滑性が得られ、特に優れた耐摩耗性、剛性及び形態の安定性が得られ、高い耐久性が得られる。
超高分子量樹脂粒子のアスペクト比が3以上である場合、更には、表面に凹凸を有する場合は、特に優れた耐摩耗性が得られ、高い耐久性が得られる。
本発明の製紙用織物によれば、優れた耐摩耗性、剛性及び形態の安定性が得られ、高い耐久性が得られる。また、ワイヤーマーク等の不具合なく製紙製品を得ることができる。更に、特に薄い製紙用織物を得ることができる。
製紙用織物糸が最下層緯糸の少なくとも一部に用いられている場合は、優れた耐摩耗性、剛性及び形態の安定性が得られ、高い耐久性が得られる。
製紙用織物が製紙用フォーミングワイヤーである場合には、優れた耐摩耗性、剛性及び形態の安定性が得られ、高い耐久性が得られる。また、ワイヤーマーク等の不具合なく製紙製品を得ることができる。更に、特に薄い製紙用フォーミングワイヤーを得ることができる。
製紙用織物糸の少なくとも一部が熱硬化性樹脂によりコーティングされている場合は、優れた耐摩耗性、剛性及び形態の安定性が得られ、高い耐久性が得られる。また、特に織成状態が安定化される。
本発明の製紙用織物糸は、粘度平均分子量が100万以上の超高分子量樹脂粒子を、本製紙用織物糸100質量%中に20質量%以下含有することを特徴とする。
また、製紙用織物糸内の1つの超高分子量樹脂粒子の上記断面における粒径は、製紙用織物糸の線径(断面が円形でない場合は最小径)の1/5以下であることが好ましく、1/35〜1/5であることがより好ましく、1/30〜1/10であることが更に好ましく、1/23〜1/14であることが特に好ましい。この範囲であれば、製紙用織物糸及び製紙用織物等が脆くなることを防止しつつ、耐摩耗性及び剛性を効果的に向上させることができる。
また、この超高分子量樹脂粒子の長さも特に限定されないが、平均長さは、20μm以上であることが好ましく、20〜200μmであることがより好ましく、50〜150μmであることが特に好ましい。この範囲であれば、製紙用織物糸及び製紙用織物等が脆くなることをより効果的に防止しつつ、耐摩耗性及び剛性をより効果的に向上させることができる。更に、摺動部位との接触面積が広くなるためより高い耐摩耗性が得られる。
本方法により得られる製紙用織物は、優れた耐摩耗性、剛性及び形態の安定性を備え、高い耐久性を有する。
また、この粉末の平均粒径は、特に限定されないが、本製紙用織物で扱われる他の製紙材料に含有される無機粒子の平均粒径と同じか又はそれよりも大きいことが好ましい。この無機粒子とは、例えば、炭酸カルシウム、二酸化チタン、タルク及びクレー等の1種又は2種以上である。これらの粒径は、通常、0.1〜20μmであることから、上記超高分子量樹脂粒子からなる粉末の粒径は20μm以上であることが好ましく、20〜50μmであることがより好ましく、30〜40μmであることが特に好ましい。この範囲であれば、製紙用織物糸が上記無機粒子により損傷を受けることを防止しつつ、前述のこのましい粒子形状を得ることができ、特に高い耐久性を得ることができる。
更に、超高分子量樹脂粒子からなる粉末は、前述のように母材樹脂との親和性が向上されるカップリング処理及び/又は親和性向上処理がされたものであってもよく、これらの表面処理が施されていないものであってもよい。
また、この混合工程においては、超高分子量樹脂粒子からなる粉末の分散性を向上させるために、前述の表面処理の有無に関わらず表面処理剤及び界面活性剤等を添加することができる。
上記「製紙用織物を構成する糸」は、製紙用織物を構成する緯糸及び経糸等であり、これらが組まれて(織られて)製紙用織物を構成している。この製紙用織物を構成する糸のうちの本製紙用織物糸を除く他の糸の種類は特に限定されない。即ち、例えば、合成繊維、天然繊維及び複合繊維が挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。更に、モノフィラメント、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挙げられる。これらのうちモノフィラメント及び/又はマルチフィラメントが好ましい。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
即ち、かかる構成を備えることにより、製紙用織物の耐摩耗性を向上させると共に、製紙用織物の寿命に影響を与える最下層の損傷を抑制することができる結果、製紙用織物の寿命延長を実現することができる。ここで最下層とは、製紙用織物において、経糸と緯糸で構成される織物層のうち、ロール等に接することが多い側の層、即ち、湿紙等を載置する層である最上層の反対側の層を意味する。
また、コーティングに用いる熱硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を含む液体等は、粘度が過度に高いと、製紙用織物の目詰まりを生じて脱水効率が低下する等の問題を生じることがあるため粘度の低い液体(即ち、熱硬化性樹脂の含有量が少ない液体等)を用いることが好ましい。必要に応じてコーティングは複数回に分けて行うこともできる。
[1]製紙用織物糸及び製紙用織物の製造
(1)実施例1(5%−超高分子量PE含有ナイロン製紙用織物糸)
製紙用織物糸の製造
超高分子量ポリエチレンを含有するモノフィラメントとして6ナイロン樹脂を用いた。 溶融状態の上記6ナイロン樹脂に、超高分子量ポリエチレン(三井化学製、品名「ミペロン XM−220」、カタログ記載値分子量200万、平均粒子径30μm)を表1に示す含有率となるように配合した。その後、二軸混練機により混練し、次いで、延伸して線径350μmの実施例1の製紙用織物糸を製造した。
製紙用織物(製紙用ワイヤー)の製造
線径220μmのポリエチレンテレフタレート繊維を経糸として用い、線径250μmのポリエチレンテレフタレート繊維を最上層緯糸として用い、線径350μmのポリエチレンテレフタレート繊維と実施例1で得られた製紙用織物糸との各モノフィラメントを1対1の本数比で最下層緯糸として用いた。そしてこれらの繊維を用いて、経糸本数100本/2.54cm、最上層緯糸本数35本/2.54cm、最下層緯糸本数35本/2.54cmの二重織構造の製紙用織物を製造し、実施例1の製紙用ワイヤーを得た。この製紙用ワイヤーの厚さは0.985mmであった。
製紙用織物糸の製造
超高分子量ポリエチレンの含有率を15%とした以外は、実施例1と同様にして線径350μmの実施例2の製紙用織物糸を製造した。
製紙用織物(製紙用ワイヤー)の製造
上記で得られた超高分子量ポリエチレンを15%含有する製紙用織物糸を用いた以外は、実施例1と同様にして、二重織構造の製紙用織物を製造し、実施例2の製紙用ワイヤーを得た。この製紙用ワイヤーの厚さは0.987mmであった。
製紙用織物糸の製造
実施例1と同様にして、超高分子量ポリエチレンを5%含有し、線径が250μmである製紙用織物糸を製造した。
製紙用織物(製紙用ワイヤー)の製造
最上層緯糸の線径を220μmとし、線径250μmのポリエチレンテレフタレート繊維と実施例3で得られた製紙用織物糸との各モノフィラメントを1対1の本数比で最下層緯糸として用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例3の製紙用ワイヤーを得た。この製紙用ワイヤーの厚さは0.870mmであった。
製紙用織物糸
超高分子量樹脂粒子を含有しない6ナイロンからなり、線径が250μmである製紙用織物糸を比較例の製紙用織物糸として用いた。
製紙用織物(製紙用ワイヤー)の製造
線径350μmのポリエチレンテレフタレート繊維と、超高分子量樹脂粒子を含有しない6ナイロン繊維との各モノフィラメントを1対1の本数比で最下層緯糸として用いた以外は、実施例1と同様にして比較例1の製紙用ワイヤーを得た。この製紙用ワイヤーの厚さは0.986mmであった。
(1)単糸摩耗試験
長さ65cmに切断した実施例1〜3及び比較例1の製紙用織物糸(単糸)を各試験片として、摩耗試験機により切断に至るまでの下記カウント数を計測した。この摩耗試験機は、研磨紙(粒度320)を表面に巻いたドラムを備える。また、試験片の一端を固定し他端に350gの荷重を掛けて固定し、pH7の水を試験片に散水しながら、試験片の中央部が研磨紙により摺動されるようにドラムを回転させるものである。ドラムは回転速度500rpmで回転させ、試験片が完全に切断するまでのカウント数(ドラムが1回転した時を1カウントとする)を計測した。その結果を表1に示す。
上記(1)の単糸摩耗試験での製紙用織物糸に換えて、上記実施例1〜3及び比較例1で得られた各製紙用ワイヤーを幅2cm、長さ65cmの大きさに裁断したものを試験片として用いた以外は、上記(1)の単糸摩耗試験と同様にしてカウント数を計測した。その結果を表1に示す。
実施例1〜3及び比較例1の各製紙用ワイヤーを用いて、動摩擦係数測定装置(カトーテック株式会社製、品名「摩擦感テスター KES−SE」)を用いて、各試験片の動摩擦係数を測定した。測定は、温度20℃、湿度65%の環境下、各試験片(製紙用ワイヤー)の最下層部で行った。
また、超高分子量ポリエチレン含有製紙用織物糸は、紡糸直後の状態では母材樹脂である6ナイロン内に分散され、超高分子量樹脂粒子は母材樹脂に覆われた状態と考えられる。このため、各試験片はそのままの面を被測定面とした「研磨前」の測定値と、予め50μm研磨した面を被測定面とした「研磨後」の測定値とを計測した。その結果を表1に示す。
実施例1の製紙用織物糸の外表面(図2)、延伸方向に対して平行な断面(図3及び図4)、実施例2の製紙用織物糸の外表面(図5)、延伸方向に対して垂直な断面(図6)、及び延伸方向に対して平行な断面(図7)の各々を電子顕微鏡により拡大して観察した。
その結果、図2及び図5から、実施例1及び実施例2のいずれの外表面にもシワ状の凹凸が認められることが分かる。また、図3、図4、図6及び図7から、実施例1及び実施例2のいずれにおいても内部に超高分子量樹脂粒子が認められることが分かる。また、これらはアスペクト比が3以上の長粒形状であることが分かる。
表1より、単糸摩耗試験による切断時カウント数は、比較例1は1256であるのに対して、実施例1(超高分子量PE5質量%含有)は2565であり、比較例1の2倍となっている。また、実施例2(超高分子量PE15質量%含有)は2020であり、比較例1の1.6倍となっている。即ち、いずれの実施例でも、比較例1に比べて非常に高い耐摩耗性が発揮されていることが分かる。
また、織物摩耗試験による切断時カウント数は、比較例1は2753であるのに対して、実施例1(超高分子量PE5質量%含有)は5218であり、比較例1の1.9倍となっている。また、実施例2(超高分子量PE15質量%含有)は4238であり、比較例1の1.5倍となっている。即ち、実施例1及び2では、比較例1に比べて非常に高い耐摩耗性が発揮されていることが分かる。
これらの単糸摩耗試験及び織物摩耗試験の結果より、超高分子量樹脂粒子を含有する製紙用織物糸を用いた製紙用織物は、超高分子量樹脂粒子を含有しない製紙用織物糸を用いた製紙用織物に比べて極めて優れた耐摩耗性を発揮できることを示している。尚、実施例3について後述する。
また、研磨前と研磨後との織物動摩擦係数とを比較すると、比較例1では0.114から0.156へ変化し27%の増加が認められる。これに対して、実施例1では0.111から0.128へ変化し15%の増加に抑えられていることが分かる。また、実施例2では0.112から0.122へ変化し9%の増加に抑えられていることが分かる。更に、実施例3では0.115から0.125へ変化し9%の増加に抑えられていることが分かる。即ち、研磨前後における織物動摩擦係数の変化が比較例1に比べて、実施例1〜3は小さいことが分かる。
これらの研磨前後の織物動摩擦係数測定の結果より、超高分子量樹脂粒子を含有する製紙用織物糸を用いた製紙用織物は、超高分子量樹脂粒子を含有しない製紙用織物糸を用いた製紙用織物に比べて、動摩擦係数を小さくでき、更には、使用により摩耗が進行しても動摩擦係数の変化が少ないことが分かる。
製紙用織物は、使用される装置によって薄さが要求されることがある。織物の厚さを薄くするためには、線径を細くせざるを得ないが、線径を細くすると耐久性が低下するという問題がある。しかし、実施例3のように本製紙用織物を用いると、薄い織物においても十分な耐久性が得られることが示されている。
Claims (9)
- 粘度平均分子量が100万以上の超高分子量樹脂粒子を、本製紙用織物糸100質量%中に20質量%以下含有することを特徴とする製紙用織物糸。
- 上記超高分子量樹脂粒子は、ポリオレフィンからなる請求項1に記載の製紙用織物糸。
- 上記ポリオレフィンは、ポリエチレンである請求項2に記載の製紙用織物糸。
- 上記超高分子量樹脂粒子は、アスペクト比が3以上である請求項1乃至3のうちのいずれかに記載の製紙用織物糸。
- 表面に凹凸を有する請求項1乃至4のうちのいずれかに記載の製紙用織物糸。
- 製紙用織物を構成する織物糸の少なくとも一部が、請求項1乃至5のうちのいずれかに記載の製紙用織物糸であることを特徴とする製紙用織物。
- 上記製紙用織物糸が、最下層緯糸の少なくとも一部に用いられている請求項6に記載の製紙用織物。
- 製紙用フォーミングワイヤーである請求項6又は7に記載の製紙用織物。
- 上記製紙用織物糸の少なくとも一部が熱硬化性樹脂によりコーティングされている請求項6乃至8のうちのいずれかに記載の製紙用織物。
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JP2004116123A JP2005299009A (ja) | 2004-04-09 | 2004-04-09 | 製紙用織物糸及びこれを用いた製紙用織物 |
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WO2007029752A1 (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-15 | Nippon Felt Co., Ltd. | 製紙用織物糸及びこれを用いた製紙用織物 |
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JP2009523487A (ja) * | 2006-01-13 | 2009-06-25 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 一体成形ブラシ並びにその製造方法及び使用方法 |
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2004
- 2004-04-09 JP JP2004116123A patent/JP2005299009A/ja active Pending
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