JP2009068155A - 抄紙用フェルト - Google Patents

Abstract

【課題】抄紙機械での搾水性(水透過性)や偏平化に対する耐久性が良く、圧縮回復性と走行安定性、表面平滑性、およびステープルファイバーの耐脱毛性に優れた抄紙用フェルトを提供する。
【解決手段】ＭＤ方向糸材２３とＣＭＤ方向糸材３０とを具えた基体２１０と、前記基体２１０に絡合一体化された短繊維バット層４からなる抄紙用フェルト１０において、前記ＭＤ方向糸材２３と前記ＣＭＤ方向糸材３０の少なくとも一方が、モノフィラメント３本を下撚りした糸を更に複数本撚り合わせて上撚りした諸撚糸からなる、抄紙用フェルト１０。
【選択図】図８

Description

本発明は抄紙用フェルト（以下、単に「フェルト」と記す場合がある。）に関し、特に、圧縮回復性と走行安定性、表面平滑性、および耐脱毛性に優れた抄紙用フェルトに関する。

従来から、抄紙工程又はスレート製造工程のプレスパートにおいては、抄紙用フェルトを用いて搾水作業が行われている。なお、以下、便宜上、抄紙工程を中心に本発明の抄紙用フェルトの説明を行う。
図１により、一般的なフェルトの構成を説明する。抄紙用フェルト（１）は無端状に形成されており、基体（２００）と、基体（２００）にニードルパンチングで絡合一体化された短繊維バット層（４）とにより構成される。
基体（２００）は、フェルト（１）の機械的強度を発現させるためのもので、図１においては、ＭＤ方向糸材（２）と、ＣＭＤ方向糸材（３）とを織成することにより得られた織布が使用されている。

フェルト（１）は、前述した通り、抄紙機のプレスパートで使用される。この際、プレスパート内に、複数のガイドロールに張力を掛けられ配置される。そしてフェルト（１）は、一対のプレスロール又はプレスロールとシューとにより構成されるプレス部で、湿紙とともに加圧されることにより、湿紙からの水分を搾水する。なお、フェルト（１）は、プレスロールの回転に追随して走行する。

ここで、従来から、基体（２００）のＭＤ方向糸材（２）としては、マルチフィラメントやモノフィラメント単糸またはその撚糸、紡績糸などが使用されてきたが、圧縮回復性の向上や水透過性等の目的のために、撚糸が採用される場合があった（例えば、特許文献１，２参照。）。

特開昭５５−１２８０９７号公報 特開平８−２６０３７８号公報

特許文献１の製紙用ニードルフェルトクロースでは、モノフィラメントを少なくとも２本撚り合わせた撚糸を少なくとも３本撚り合わせてなるコードを使用し、このコードを経方向糸としているが、該コードを使用したフェルトの圧縮回復性や表面平滑性について検討されていない。また、２本撚合わせた撚糸を３本撚り合わせてなるコードを使用した場合、このコードの断面形状は略三角形で嵩高いことから、該コードを使用したフェルトクロースの圧縮回復性や表面平滑性は良くないものであった。

この問題点を図２に基づき説明する。図２は、上記２本撚り合わせた撚糸を３本撚り合わせてなるコードの拡大図である。コード（２５）はモノフィラメント（２０）を２本撚り合わせた撚糸（２１）を３本撚り合わせて上撚りしてなる諸撚糸（２５）であるため、下撚りと上撚りとのバランスがその糸形状（断面形状）に影響する。従って図２から明らかなように、コード（２５）のような下撚り本数２本では、糸間の締りが弱いため、これを３本束ねて上撚りしてなる諸撚糸（２５）においては、糸の断面形状が崩壊しやすい略三角形になり、糸質として糸密度が低くバラケ易い虞があった。

このような理由で、下撚り本数２本の糸材を使用した基体においては、抄紙用フェルトとして圧縮回復性と走行安定性が悪くなる。すなわち糸密度が低くバラケ易い糸材からなる基体を使用した抄紙用フェルトでは、抄紙機のプレス部での加圧により糸材が扁平化し易く強度も落ちてくる結果、フェルトの水透過性や走行安定性が維持できなくなる。また下撚り本数２本の糸材は基体として表面平滑性が悪く、しかも短繊維バットとの固着が悪いためバット繊維（ステープルファイバー）の脱毛が多く、抄紙装置の安定した操業が困難となっていた。

本発明は、上述した欠点に鑑み、圧縮回復性と走行安定性、表面平滑性、およびステープルファイバーの耐脱毛性に優れた抄紙用フェルトを提供することをその目的とする。

本発明は、ＭＤ方向糸材とＣＭＤ方向糸材とを具えた基体と、前記基体に絡合一体化された短繊維バット層からなる抄紙用フェルトにおいて、
前記ＭＤ方向糸材と前記ＣＭＤ方向糸材の少なくとも一方が、モノフィラメント３本を下撚りした糸を更に複数本撚り合わせて上撚りした諸撚糸からなることを特徴とする抄紙用フェルトによって、前記の課題を解決した。

また、本発明の諸撚糸は好適には、モノフィラメント３本を下撚りした糸を更に３以上の奇数本撚り合わせて上撚りした諸撚糸であることを特徴とする。

更に、本発明の諸撚糸は最も好ましくは、モノフィラメント３本を下撚りした糸を更に３本撚り合わせて上撚りした諸撚糸であることを特徴とする。

本発明では別の形態として、前記ＭＤ方向糸材が前記諸撚糸で構成されたものにおいて、一方の方向に撚りが与えられた第１の諸撚糸と、前記第１の撚糸とは逆方向の撚りが与えられた第２の諸撚糸が交互に、またはランダムに配置されていることを特徴とする抄紙用フェルトであってもよい。

本発明の諸撚糸をＭＤ方向糸材とＣＭＤ方向糸材の少なくとも一方の諸撚糸として基体を構成することで、圧縮回復性と走行安定性、表面平滑性を改善し、および短繊維バット層からのステープルファイバーの脱毛を抑制することができる。

本発明の実施の形態を、図３から図７を参照して説明する。図３は本発明の諸撚糸の最も基本的かつ好適な形態の拡大図である。本発明の諸撚糸（２６）は、モノフィラメント（２０）を３本撚り合わせて下撚り糸（２２）とし、更に下撚り糸（２２）を３本撚り合わせて上撚りした諸撚糸（２６）であるため、糸材として断面形状が図３のように三つ葉形になる。この構造は下撚り糸（２２）相互の結合が蜜で強いため、糸材の密度が高く維持できるから、プレスに対する圧縮回復性が高く、抄紙機のプレス部での加圧によっても糸材が扁平化し難く強度が維持できる。

また、モノフィラメント３本を下撚りした糸を更に奇数本撚り合わせて上撚りした諸撚糸の他の断面形状として、上撚り本数が５本のときは台形（図４）、７本のときは花びら型（図５）となって、それぞれプレスに対する圧縮回復性を高くすることができる。

次に、本発明のもうひとつの諸撚糸（２６）の形態として、図６と図７ではモノフィラメント３本を下撚りした糸を更に偶数本撚り合わせて上撚りした諸撚糸を示すものである。いずれも諸撚糸の断面形状として平板状になっており、上述した奇数本撚り合わせて上撚りした諸撚糸に比べて糸材の密度はやや小さくなるものの、ある程度プレスに対する圧縮回復性が維持できる。

このように、密度の高い断面形状の糸材を使用した基体においては、抄紙用フェルトとして圧縮回復性と表面平滑性、走行安定性が良くなるため、フェルトの水透過性や走行安定性が維持できる。しかも短繊維バットとの固着が良いためバット繊維（ステープルファイバー）の脱毛が少なくなり、抄紙装置の安定した操業が可能となる。
すなわち、本発明の諸撚糸はその断面形状が緻密な糸材になるから、上述した性能を発揮することができる。

次に、本発明の諸撚糸を使用した織布からなる抄紙用フェルトの一例を図８で説明する。抄紙用フェルト（１０）は、ＭＤ方向糸材（２３）とＣＭＤ方向糸材（３０）とを具えた基体（２１０）と、基体（２１０）に絡合一体化された短繊維バット層（４）からなる。図８では、ＭＤ方向糸材（２３）は、モノフィラメント３本で下撚り糸（２２）が形成され、更に前記下撚り糸（２２）の複数本を撚り合わせて上撚りした諸撚糸（２３）であり、ＣＭＤ方向糸材（３０）はモノフィラメント単糸で構成された基体（２１０）である。

なお、図８において、本発明の諸撚糸をＣＭＤ方向糸材に使用しても良い。或いは、本発明の諸撚糸をＭＤ方向糸材とＣＭＤ方向糸材の両方に使用しても、本発明の目的を達成することができる。

ここで、基体（２１０）は、プレスフェルトの機械的強度を発現させるためのものであり、ＭＤ方向糸材（２３）とＣＭＤ方向糸材（３０）を有すれば、様々な構成を採用することができる。
例えば、ＭＤ方向糸材（２３）と、ＣＭＤ方向糸材（３０）とを無端状に織成することにより得られる織布や、ＭＤ方向糸材（２３）とＣＭＤ方向糸材（３０）とにより、完成されるべきフェルトよりも狭い幅を有する織布とし、この織布を一対のロール上にスパイラルに巻回し、隣り合う織布縁部同士を接合することにより得られる基体であってもよく、または完成すべきフェルトの幅とほぼ同じ幅を有するＭＤ方向糸材とＣＭＤ方向糸材からなる有端状の織布を、同軸上に巻回することにより得られる基体であってもよい。もちろん、織布による基体のみならず、例えば、特開平１１−１２４７８７号に開示された、ＭＤ方向糸材を接着剤で固定して得られる基体であってもよい。さらに、ＭＤ方向糸材や、ＣＭＤ方向糸材を織成せずに、単に重ねた構成による基体であってもよい。

また、本発明で使用するモノフィラメント（２０）としては、繊度が１００ｄｔｅｘから５００ｄｔｅｘの範囲のものが良好に使用できる。これらのモノフィラメントの材質は、通常使用される糸材、例えばポリアミドやポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルケトンなどが使用できる。

次に本発明の諸撚糸の具体例を、図９及び図１０を参照して説明する。
まず、本発明の諸撚糸を作製するには、図９に示す３本のモノフィラメント（２１１）を束ねて、撚りをかけてなる片撚糸（かたよりいと＝single twist yarn, tram）２１２をまず最初に作製する。
次に図１０に示すように、前記片撚糸（２１２）を下撚り糸として、これを３本引き揃えて下撚りと反対方向に撚り（上撚り）をかけてなる諸撚糸（もろよりいと＝plied yarn, folded yarn）２１３を作製する。なお、片撚糸、諸撚糸の用語は、ＪＩＳの定義による。

また、本発明の「撚りの方向」とは、一般的な撚り方向を示す。すなわち、「一の糸材における撚り方向と、他の糸材における撚り方向が異なる」とは、一の糸材における撚り方向が右回り（Ｓ方向）であり、他の糸材における撚り方向が左回り（Ｚ方向）である状態を指す。

そして、本発明の別の形態において、基体（２１０）を構成するＭＤ方向糸材（２６）が、一方の方向に撚りが与えられた第１の諸撚糸（２６Ａ）と、第１の撚糸とは逆方向の撚りが与えられた第２の諸撚糸（２６Ｂ）からなるものを使用することができる。この場合、基体（２１０）において、第１の諸撚糸（２６Ａ）と第２の諸撚糸（２６Ｂ）が、同数配置されるのが理想的である。
一方、第１の諸撚糸（２６Ａ）と第２の諸撚糸（２６Ｂ）が、同数でない場合であっても、混在していれば、所望の目的を或る程度は達成することができる。

更に、基体（２１０）の幅方向に亘り、第１の諸撚糸（２６Ａ）と、第２の諸撚糸（２６Ｂ）が１本ずつ交互に配置される構成や、２本ずつ交互に配置される構成が望ましい。一方、第１の諸撚糸（２６Ａ）と、第２の諸撚糸（２６Ｂ）がランダムに配置されていてもよい。

なお、ＭＤ方向糸材（２６）において、第１の諸撚糸（２６Ａ）と第２の諸撚糸（２６Ｂ）が一定の配列規則に基づき配置されている場合は、より一層の効果を得ることができる。この場合、諸撚糸の撚り方向による推進力（撚り戻しの回転力）を、隣り合う糸材で互いに打ち消すことができるため、走行安定性の良い基体を有する抄紙用フェルトができる。

本発明の実施例にあたり、本発明の諸撚糸を用意した。ここで、本発明の諸撚糸は、「上撚り時における下撚り糸材束本数／下撚り時における単糸束本数／単糸繊度＝ｄｔｅｘ」で示される諸撚糸とした。
なお、単糸としても同種のものを採用した。すなわち、実施例４の第１の諸撚糸（２６Ａ）と第２の諸撚糸（２６Ｂ）は、撚り方向が異なるのみで、同一の諸撚糸である。

以下の実施例１から実施例４は、モノフィラメント３本を下撚りした糸を更に奇数本撚り合わせて上撚りした諸撚糸である。
「実施例１」
実施例１の諸撚糸の詳細な構成は次の通りである。
本発明の諸撚糸として、「３／３／３３０」を作製した。
下撚り： Ｓ方向 ２１０回／５０インチ
上撚り： Ｚ方向 １５０回／５０インチ
撚り比（下／上）： １．４
断面形状；三つ葉形

「実施例２」
実施例２の諸撚糸の詳細な構成は次の通りである。
本発明の諸撚糸として、「５／３／２２０」を作製した。
下撚り： Ｓ方向 １５０回／５０インチ
上撚り： Ｚ方向 １００回／５０インチ
撚り比（下／上）： １．５
断面形状；台形

「実施例３」
実施例３の諸撚糸の詳細な構成は次の通りである。
本発明の諸撚糸として、「７／３／１１０」を作製した。
下撚り： Ｓ方向 １００回／５０インチ
上撚り： Ｚ方向 ７０回／５０インチ
撚り比（下／上）： １．４
断面形状；花びら型

「実施例４」
実施例４の諸撚糸の詳細な構成は次の通りである。
本発明の諸撚糸として、「３／３／３３０」を作製した。
（第１の諸撚糸２６Ａ）
下撚り： Ｓ方向 ２１０回／５０インチ
上撚り： Ｚ方向 １５０回／５０インチ
撚り比（下／上）： １．４
断面形状；三つ葉形
（第２の諸撚糸２６Ｂ）
下撚り： Ｚ方向 ２１０回／５０インチ
上撚り： Ｓ方向 １５０回／５０インチ
撚り比（下／上）： １．４
断面形状；三つ葉形

以下の実施例５から実施例６は、モノフィラメント３本を下撚りした糸を更に偶数本を撚り合わせて上撚りした諸撚糸である。

「実施例５」
実施例５の諸撚糸の詳細な構成は次の通りである。
本発明の諸撚糸として、「４／３／２２０」を作製した。
下撚り： Ｓ方向 １７０回／５０インチ
上撚り： Ｚ方向 １２０回／５０インチ
撚り比（下／上）： １．４
断面形状；平板形

「実施例６」
実施例６の諸撚糸の詳細な構成は次の通りである。
本発明の諸撚糸として、「６／３／１１０」を作製した。
下撚り： Ｓ方向 １２０回／５０インチ
上撚り： Ｚ方向 ８０回／５０インチ
撚り比（下／上）： １．５
断面形状；平板形

「比較例１」
比較例１の諸撚糸の詳細な構成は次の通りである。
比較例の諸撚糸として、「３／２／３３０」を作製した。
下撚り： Ｓ方向 ３００回／５０インチ
上撚り： Ｚ方向 ２００回／５０インチ
撚り比（下／上）： １．５
断面形状；三角形

上記実施例及び比較例の諸撚糸を基体のＭＤ方向糸材となるべき織布を織成し、実施例及び比較例とした。この際、ＣＭＤ方向糸材としては、同一のモノフィラメント１０００ｄｔｅｘ単糸を使用した。
また、実施例及び比較例の織布は組織として１／１の一重織とし、その寸法はＣＭＤ方向の長さが１ｍ、ＭＤ方向の長さが１０ｍとした。
なお、実施例４の織布は、第１の諸撚糸（２６Ａ）と第２の諸撚糸（２６Ｂ）を１本ずつ交互にＭＤ方向糸材として配置させた構成とし、それ以外は実施例１と同じに織成した。

次に実施例及び比較例で織成した織布をフェルトの基体とし、該基体の表裏に短繊維バット（１７ｄｔｅｘのステープルファイバー）を積層し、ニードルパンチして基体へ絡合一体化させ、フェルトを完成した。なお、短繊維バット層は湿紙側面には坪量３００ｇ／ｍ^２、機械側面には坪量１００ｇ／ｍ^２で積層した。

上記の実施例及び比較例で作成した抄紙用フェルトの圧縮回復性（耐偏平化性）と表面平滑性及び耐脱毛性を下記の方法で評価した。

(1) 圧縮回復性（耐偏平化性）
抄紙用フェルトのテストサンプルに対して、繰返し疲労試験機（島津製作所製サーボパルサー圧縮試験機）で１５００ＫＮ／ｃｍ^２、１０Ｈｚのパルス荷重を２０万回繰返し、テスト前のフェルト密度に対するテスト後のフェルト密度の比で評価した。数値が低い程、耐偏平化性が良いことを示している。

(2) 表面平滑性
抄紙用フェルトのテストサンプル上（湿紙表面側）にプレスケール感圧紙を乗せ、１００ＫＮ／ｃｍ^２の圧力でプレスして、フェルト表面の凹凸を感圧紙に転写し目視で表面平滑性を評価した。ここでは織布表面に現れるＣＭＤ方向糸材のナックル部分の凹凸が確認できる。すなわち、ＭＤ方向糸材の断面方向への圧縮において、潰れや凹み量が大きいほど、ナックル部分の凹凸面積が感圧紙にポイントとなって転写する。
(3) 耐脱毛性
ＪＩＳ １０２３−１９９２に基づくテーバー研磨試験機により、抄紙用フェルトのテストサンプルから脱落した繊維量を測ることで、フェルトの耐脱毛性を評価した。この試験機では、回転するターンテーブル上に円盤状のサンプルを置載し、さらにサンプル上に摩擦抵抗の大きい回転ロールを当接させて、フェルトの短繊維ウエッブの繊維脱落量を測るもので、１ｋｇのホイールで５０００回 回転させた後の、脱落繊維量（ｍｇ）を測定した。

実施例および比較例の抄紙用フェルトの評価を表１に示す。

表１から明らかなように、本発明の実施例のフェルトは比較例のフェルトに比べて、耐偏平化性と表面平滑性および耐脱毛性に関しては優れた評価結果を示している。

次に、本発明の別の形態として、基体を構成するＭＤ方向糸材が、一方の方向に撚りが与えられた第１の諸撚糸（２６Ａ）と、第１の撚糸とは逆方向の撚りが与えられた第２の諸撚糸（２６Ｂ）とを、１本ずつ交互にＭＤ方向糸材として配置させた織布からなる実施例４と、第１の諸撚糸（２６Ａ）のみの織布からなる実施例１のフェルトの走行性について、図１１に示す実験装置を用いて試験した。

本実験装置は、一対のロールＲ１、Ｒ２とで構成されている。そして、ロールＲ２は、一方の端部を軸として、移動可能に構成されている。
この装置に抄紙用フェルトを掛け渡し、１００ｍ／分で走行させた。そして、フェルトの走行に片寄りが発生した場合、ロールＲ２を移動して調整した。この際、ロールＲ２の基準位置と、移動位置との距離Ｌ（ロールの移動距離）を計測し、フェルトの走行安定性を評価した。

この結果を表２に示す。表２から明らかな通り、本発明に係るフェルトにおいては、優れた走行安定性を発揮することが確認された。特に、基体を構成するＭＤ方向糸材が、一方の方向に撚りが与えられた第１の諸撚糸（２６Ａ）と、第１の撚糸とは逆方向の撚りが与えられた第２の諸撚糸（２６Ｂ）とを、１本ずつ交互にＭＤ方向糸材として配置させた織布からなる実施例４のフェルトは、より優れた走行性を発揮した。

本発明によれば、圧縮回復性と走行安定性、表面平滑性、およびステープルファイバーの耐脱毛性に優れた抄紙用フェルトが得られる。従って製紙工程におけるロール又はシュープレス等の加圧による耐偏平化機能を維持し高い搾水性が長期間持続される。また表面平滑性と耐脱毛性が優れており、近年の抄紙機械の高速化や、プレス部の高圧化にも対応する高性能のフェルトが提供される。

従来の抄紙用フェルトの断面図。 従来のモノフィラメントからなるコードの断面図。 本発明の諸撚糸の断面図。 本発明の別の諸撚糸の断面図。 本発明の別の諸撚糸の断面図。 本発明の別の諸撚糸の断面図。 本発明の別の諸撚糸の断面図。 本発明の実施形態を示す抄紙用フェルトの断面図。 本発明の片撚糸の具体例。 本発明の諸撚糸の具体例。 本発明で使用する実験装置の概略図。

符号の説明

１，１０：プレスフェルト
２００，２１０：基体
２，２３：ＭＤ方向糸材
２１Ａ：第１の諸撚糸
２１Ｂ：第２の諸撚糸
３，３０：ＣＭＤ方向糸材
４：短繊維バット層
２１，２２：下撚り糸
２６，２１３：諸撚糸
２１１：モノフィラメント
２１２：片撚糸

Claims (4)

1. ＭＤ方向糸材とＣＭＤ方向糸材とを具えた基体と、前記基体に絡合一体化された短繊維バット層からなる抄紙用フェルトにおいて、
   前記ＭＤ方向糸材と前記ＣＭＤ方向糸材の少なくとも一方が、モノフィラメント３本を下撚りした糸を更に複数本撚り合わせて上撚りした諸撚糸からなることを特徴とする、抄紙用フェルト。
2. ＭＤ方向糸材とＣＭＤ方向糸材とを具えた基体と、前記基体に絡合一体化された短繊維バット層からなる抄紙用フェルトにおいて、
   前記ＭＤ方向糸材と前記ＣＭＤ方向糸材の少なくとも一方が、モノフィラメント３本を下撚りした糸を更に３以上の奇数本撚り合わせて上撚りした諸撚糸からなることを特徴とする、請求項１に記載の抄紙用フェルト。
3. 前記諸撚糸が、モノフィラメント３本を下撚りした糸を更に３本撚り合わせて上撚りした諸撚糸である、請求項１から２に記載の抄紙用フェルト。
4. 前記ＭＤ方向糸材が前記諸撚糸で構成されたものにおいて、一方の方向に撚りが与えられた第１の諸撚糸と、前記第１の撚糸とは逆方向の撚りが与えられた第２の諸撚糸が交互に、またはランダムに配置されていることを特徴とする、請求項１から３に記載の抄紙用フェルト。
   

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