JP2675632B2 - 抄紙機におけるプレス布の変成方法 - Google Patents

抄紙機におけるプレス布の変成方法

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、発泡樹脂をコーティングしているプレス布
に係り、時に特に制御された空間率および透過性を達成
するプレス布のコーティングに関する。
（発明の背景） 製紙業におけるプレス布は、整形領域からプレス領域
を経由して乾燥領域へ湿式抄紙機によって供給される、
濡れたペーパウエブを搬送するのに使用される繊維材料
の無端ベルトである。プレス領域には通常、回転シリン
ダ式プレスロールが装備してあって、この間に新たに形
成されたペーパウエブを通している。上記ペーパウエブ
がロール間の間隔に入ると、水分はペーパウエブからプ
レスされ、プレス布で受けられ、プレス布上でペーパウ
エブは上記間隙を通過する。
製紙業におけるプレス布は公知である。このようなプ
レス布は、ウール、ナイロンおよび／あるいは他の合成
樹脂重合体等から一般に形成されている。このような織
布によって、プレスロールの間隙を通った後のペーパウ
エブは通常、いまだ可成りの水分を含有しており、引き
続く乾燥段階での水分の蒸発には高いエネルギーが必要
で、実質的に製造コストを上げる。プレス布の透過性お
よび水分除去特性は、長い期間、これを増大および／あ
るいは維持するので、製造コストを下げる上で高い利点
となっている。プレス布の他の目標には、粗繊維の平滑
な表面、大きいシート接触領域、および圧力分散の画一
化がある。
（発明の目的） また、本発明の目的とするところは、予め設定された
透過性を達成するようにプレス布を処理することにあ
る。
本発明の他の目的とするところは、プレス布の空間率
を調整する比較的簡単で実現できる方法を提供すること
にある。
本発明のその他の目的とするところは、以下に述べる
内容によって更に明らかにされるであろう。
（発明の詳述） 本発明に関して、ここでは製紙業におけるプレス布
を、その透過性を調節するように変成する方法が用意さ
れている。とくにプレス布は、１層もしくはそれ以上の
層の発泡樹脂で処理され、そして乾燥され、硬化され
る。
この変成されるべきプレス布は、公知のプレス布であ
って、その典型的なものは、例えば米国特許明細書No.
2,354,435,2,567,097,3,059,312,3,158,984,3,425,392,
3,617,442,3,657,068および4,382,987に記述されてお
り、また英国特許明細書No.980,288に記述されていて、
これら全てはここに参照されている。
当該技術分野で良く知られているように、既述の方法
における他の基礎材料のコーティングは、充分なペーパ
シートの除水特性を具備した構成になっている。これら
の基礎材料の幾つかを例示すれば、ニードリングされた
繊維を有し、もしくは有さない織布および不織布、複数
の繊維構造からなる複合構造体、空気層および湿潤層繊
維シートその他が挙げられる。
有用な樹脂組成としては、可撓性の発泡合成樹脂重合
体がある。この発泡樹脂には、ポリウレタン、ポリエー
テル、ポリエステル、ポリシリコーン、ポリアクリル、
ポリ塩化ビニル、ポリイソシアネート、エポキシ、ポリ
オレフィンあるいはポリアクリルニトリルゴム発泡体等
が有効である。また、このような弾性合成樹脂の２ある
いはそれ以上の組合せが用いられる。典型的な有用樹脂
組成としては、エマルジョン26172（B.F.グットリッチ
から入手できるエマルジョンの大きなシリーズに代表さ
れるアクリル系エマルジョン）およびパーミュタンHD20
04（C.L.Hauthawayから入手でる水系ポリウレタンエマ
ルジョン）がある。
上記樹脂組成は、溶剤、水系、ハイソリッド（これは
難溶あるいは非溶剤を含む）あるいは溶剤あるいは補助
溶剤の組合わせであって、樹脂分子の完全な、あるいは
部分的な可溶化および／あるいは懸濁をなすものであ
る。これは、またプラスチゾル、水系、およひ他のエマ
ルジョンを含んでいる。
加えて、上記発泡樹脂は、界面活性剤、乳化剤、安定
剤等の１種あるいはそれ以上を含有することができる。
このような添加物には、例えば、ステアリン酸アンモニ
ウム、ローム・アンド・ハース社のACRYOL TT678,ASE6
0,TAMOL,TRITON界面活性剤、BASFのPLURONIC L62等が
含まれる。
最終的な形状における発泡樹脂の構造は、独立気泡状
あるいは連続気泡状のいづれか、あるいはその組合わせ
である。ある場合には、発泡樹脂が硬化する際の気泡破
壊は、基材繊維のコーティングあるいは橋わたしをもた
らもす。これらの形態のどれかあるいはその組合わせ
は、基材の特性の変更をもたらす。
本発明においては、発泡樹脂はプレス布の一方あるい
は両方の表面に適用され、乾燥され、ついで硬化され
る。乾燥および硬化は別々のステップで、あるいは同時
に実現できる。ある場合には、乾燥後で硬化ステップ前
にプレス布にカンレンダー加工することが所望されるこ
とがある。
上記発泡樹脂は公知の工程、例えばロール上で、ロー
ルから外れて、あるいはテーブル上で行なわれるブレー
ド・コーティング、プレスコーティング、転写コーティ
ング、スプレー、キスあるいはアプリケータ・ロール・
スロット・アプリケータおよびブラシ適用などを含んで
いてもよい。単層を適用することができ、あるいは同じ
あるいは異なった発泡方式での複層を適用することで所
望の最終結果を得ることができる。
本発明の好ましい実施態様は、上記発泡樹脂は、両端
が最小のオーバラップで重なり合った一連の非常に薄い
層として塗布される。例えば、発泡樹脂は、各々が約１
から10mmの厚さを有する約２ないし10層とすることがで
きる。
最終発泡樹脂は、プレス布の表面の繊維面上に延びる
90％以上の範囲にわたって全体に設けられ、あるひ表面
上において約50％の範囲で部分的に埋設され、その50％
が残される。あるいは、発泡樹脂は、部分的あるいは全
体的にプレス布を貫通してプレス布内に主として埋設さ
れてもよい。
各層は乾燥される、最上層が乾燥された後、コートさ
れたプレス布は、例えば約１分から５時間ほど昇温状態
で、あるいは充分長い時間、室温で空気乾燥することで
硬化される。この乾燥あるいは硬化のための温度および
時間は、使用される発泡樹脂、製造状態等に依存する。
以下の実施例は本発明を説明することを意図したもの
であるが、本発明はこれに限定されて解釈されるもので
はない。以下の各実施例において、使用されたプレス布
は、通常のプレスフェルト（すなわちバット−オン−ベ
ース布）である。また使用された樹脂材料は、すべて通
常のものであり、そして本発明の作用効果は樹脂材料の
種類に左右されない。
〔実施例１〕 40％ウレタン・ソリッド・エマルジョンを有する水系
ポリウレタンエマルジョンが準備され、ついでこのエマ
ルジョンが6:1の発泡率で発泡された。得られた発泡樹
脂は、「DURAVENTTM」プレス布（アルバニー・インター
ナショナル社から入手できる）を、複数回のパスの繰返
しでコートするために使用された。
フレイザー（Frazer）の空気透過テスターを用いるこ
とで、空気透過性がテストされた。その結果を下の表に
示す。
空気透過率は、塗布された発泡樹脂層の数に関連し、
硬化ステップによっては影響されないことに注意すべき
である。すなわち、所望の空気透過性を得るまで、発泡
樹脂層を追加することが可能である。この実施例はこれ
を実証している。
〔実施例２〕 発泡された水系ウレタンは、例えばエンドレス構造体
をコーティングする場合、あるいは高精度の空間率の予
測が要求される場合のオーバラップの制御などの多くの
理由で、100％ソリッド・ポリウレタンに置き換えられ
るものと考えられている。以下に反映されているよう
に、オーバラップはかなり精密に行うことができる。当
業者は、“100％ソリッド・ポリウレタン”が溶剤を全
く含まないもの、あるいはわずかな溶媒を含むものと認
識しているので、これは、“高固形分”あるいは“100
％固形分”ポリウレタントと呼ばれている。
複数回のパスでプレス布を発泡樹脂でコーティングす
る場合、使用された特定の発泡樹脂について、データは
次の実験式に適合することが見出された。
1n（空気透過率）＝1n（原プレス布の空気透過率） −（AP＋BP2） ここでＡおよびＢは一定（ただし、全ての材料につい
て同じではない）であり、Ｐはコーティングパスの数に
等しい。この実験式は、オーバラップコーティングが上
記透過率をかえる範囲の指示を与えるものである。幾つ
かのコーティングの後、オーバラップによる小さな変更
がシート特性に影響するとは期待できない。
コートされたプレス布が、水系の発泡ポリウレタンの
層を適用することで準備された。空気透過率の測定およ
び計算データは次の表に示されている。
表IIから、層の数が多くなるにつれて、空気透過性が
低下していることが分かる。また、空気透過率はの計算
値は、得られた実測値に近似している。
〔実施例３〕 Permuthaneから得た水系エマルジョンから作られた発
泡ポリウレタンを使用して実験室試験が行われた。発泡
樹脂は、「DURACOMBTM,5710布」および「DURAVENTTM」
プレス布（アルバニー・インターナショナル社から入手
できる）に塗布された。比較的低い発泡率での発泡（発
泡体2.7）が使用され、幾つの層が塗布された、各パス
後に空気透過率が測定された。各布サンプルは２回テス
トされ、両テストからのデータが以下の表に示されてい
る。
上記データは、再現性がよいことを示している。開放
構造の「5710布」が、「DURACOMB」布より各パスにおい
てより緻密にされており、コートされるべき布の各々の
タイプについて特定の考慮が必要であることを示してい
ることは注目に値する。
〔実施例４〕 「SCREEN TEX」（アルバニー・インターナショナル
社から入手できる）および「5710布」の２つのセットが
B.Fグットリッチ製のアクリルラテックスから作られた
発泡樹脂でコートされた。その目的は、約40,46および8
0cfm/ft2の空気透過率をもつ一連のサンプルをつくるこ
とである。その結果は次の表に示されている。
プレス布製作の技術者は、上記目標値が各シリーズで
ほぼ達成されたことを認めるであろう。
〔実施例５〕 新聞用紙のシート脱水性および印刷適性に関する効果
を決定するために、一連のプレス布を装備したパイロッ
ト抄紙機で、試験がなされた。典型的な新聞用紙の装備
が用いられた。プレス配備は２個の別々のプレスであ
り、各々は“Twinver Press（ツインバープレス）”と
一般に呼ばれているプレス布を装着していた。４つのプ
レス布が狙いもの、中間のもの、超平滑なものおよびコ
ートされたものとして提示され、また分類された。
コートされたプレス布は、中間の布構造およびバット
繊維を構成するが、発泡ウレタンエマルジョンのコーテ
ィングを有していた。その目的は、コートがより粗い構
造、とくにより粗いバット繊維が、その物性を損うこと
なくプレス布に用い得るかどうかを試験することであっ
た。いくつかの改善点が観察されることが期待された。
得られたデータが第１図および第２図に示されてい
る。第１図は、表面平滑度の異なる４種のプレス布を使
用して、最終プレス後に測定された新聞用紙の固形分含
有量を百分率で示したものである。プレス布とペーパシ
ートとの間の接触時間の増減は、“再湿潤”の程度ある
いは一旦機械的に除かれる水の量すなわちプレス布によ
ってペーパシートから除去される量、もしくはプレス布
／シートの接触面でペーパシートによって再吸収される
水の量を決定する。
通常の操作状態のもとでは、表面平滑度が中間のプレ
ス布が、最も高いシート固形分を与えることが認められ
る。Ｘは、発泡樹脂をコートしたプレス布について測定
した値である。これは、全てのプレス布の走行形態下で
測定されたものではない。固形分は、試験されたプレス
布については同程度の高さであった。
第２図は、ニップ負荷（KN/M）に対する平滑度の変化
を示している。第２図において、ランク“0"（ゼロ）
は、平滑な花崗岩のプレスロールに対してペーパシート
を押圧することで得られるシート表面平滑度で、操作状
態でこのランク“0"に近接するような布構造を提供する
のが目標である。
第１図に明らかなように、シートの脱水性については
何等のマイナス効果も観察されなかった。また第２図の
データによれば、コートされたプレス布のシート平滑度
について、中間のプレス布に比較して著しい改善が認め
られ、そして超平滑織布が示すのと同程度に平滑な表面
のコートされたプレス布が得られた。
非常に微細な基布および微細なバット（全て３デニー
ル繊維）を組込んだ超平滑布は、目詰まり、充填、およ
び３デニール表面繊維の摩耗という、抄紙機の操作上重
要な問題をもたらす点に注目すべきである。プレスの
後、プレス布からきれいに離れないシートについてもま
た検討された。評価の過程において、コートされたプレ
ス布については、このように傾向は観察されなかった。
３つのテストから導かれた別の研究のデータでは、新
聞用紙のような圧力感応製品において、プレス布に帰す
べきものとなし得る平滑度の上昇は、ペーパシートとプ
レス布との間の境界面で接触する表面積の増大の結果で
あることを示している。したがって、得られた大きいシ
ート平滑度値は、通常の織物繊維表面を持った布に対し
て、発泡樹脂のコートされたプレス布のより大きい接触
面積によるものであることが分かる。
手抄きシートの研究では、多孔質で、かつ高い接触面
積率を持つ均一な表面が、圧力調整したプレス状態のも
とで機械的な作用によってペーパシートから除去される
水分量について、より大きな値を示すことが長く是認さ
れてきた。文献に公表された脱水についての多くの研究
がこれを肯定している。この効果が、プレス中あるいは
プレス後の再湿潤を減少させることによるものか、ある
いはプレス中のシートからの高い脱水量によりもたされ
るものかについては、いまだに各学説で争われている。
しかし、このメカニズムが明らかになるか否かに拘ら
ず、ここに述べられた本発明の発泡樹脂をコートした多
孔表面のプレス媒体は、その大きい表面接触面積、調整
された多孔性および空隙量によって、いづれかの理論に
合致するであろう。
上に述べた特定の実施例は、本発明の実施態様を説明
したものである。しかしながら、本発明の精神および特
許請求の範囲を逸脱しない限り、ここに述べられ、ある
いは従来の技術において知られる他の手段が用いられて
もよいことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を含む種々のプレス布によっ
てもたらされる、ラップに対するシート固形分含有量の
関係を示すグラフ、第２図は本発明の一実施例を含む種
々のプレス布を使用して得られたペーパシートの平滑度
とニップ負荷との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−192794（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−51199（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭56−47992（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】改善された水分除去特性を有し、紙に良好
    な仕上状態を与え、かつ抄紙特性を向上させる、抄紙機
    用のコーティングされたプレス布の変成方法であって、 （ａ）プレス布の表面に、発泡樹脂の薄い連続層を形成
    する工程と、 （ｂ）前記発泡樹脂を乾燥する工程と、 （ｃ）前記プレス布上に所望のコーティングを形成する
    のに必要な回数だけ前記工程（ａ）および（ｂ）を繰り
    返す工程と、 （ｄ）前記コーティングされた布をキュアリングする工
    程と、 を備えたプレス布の変成方法、
  2. 【請求項２】前記発泡樹脂は主としてポリウレタン発泡
    樹脂よりなる請求項１に記載のプレス布の変成方法。
  3. 【請求項３】前記発泡樹脂は主としてポリアクリル発泡
    樹脂よりなる請求項１に記載のプレス布の変成方法。
  4. 【請求項４】前記発泡樹脂は室温で空気乾燥されること
    を特徴とする請求項１に記載のプレス布の変成方法。
  5. 【請求項５】前記コーティングされた布は室温で空気乾
    燥によりキュアリングされる請求項１に記載のプレス布
    の変成方法。
  6. 【請求項６】前記コーティングされた布は約１分ないし
    ５時間、高い温度で加熱することにより乾燥される請求
    項１に記載のプレス布の変成方法。
  7. 【請求項７】前記コーティングされた布は約１分ないし
    ５時間、高い温度で加熱することによりキュアリングさ
    れる請求項１に記載のプレス布の変成方法。
  8. 【請求項８】前記発泡樹脂はポリウレタン、ポリアクリ
    ル、ポリエーテル、ポリエステル、ポリシリコーン、ポ
    リ塩化ビニル、ポリイソシアネート、およびポリアクリ
    ロニトリルゴムからなる群から選択された１またはそれ
    以上の樹脂材料から構成されている請求項１に記載のプ
    レス布の変成方法。
  9. 【請求項９】抄紙機におけるコーティングされたプレス
    布であって、 ａ）基布、 ｂ）前記基布に結合されたバット層、および ｃ）前記プレス布の表面よりも下方に位置する、薄い連
    続した発泡樹脂からなる少なくとも２つの発泡樹脂層、 を備えた、コーティングされプレス布。
  10. 【請求項１０】通常の織物繊維で得られる平滑な表面を
    なしている請求項９に記載のコーティングされたプレス
    布。
  11. 【請求項１１】通常の織物繊維で得られるより増大され
    た表面接触領域を持つことで除水特性を増大したシート
    である請求項９に記載のコーティングされたプレス布。
  12. 【請求項１２】前記発泡樹脂が主として前記布の表面に
    備えられている請求項９に記載のコーティングされたプ
    レス布。
  13. 【請求項１３】前記発泡樹脂が部分的にフエルト表面に
    備えられ、かつ部分的に埋設されている請求項９に記載
    のコーティングされたプレス布。
  14. 【請求項１４】前記発泡樹脂がフエルトの表面よりも下
    に埋設されている請求項９に記載のコーティングされた
    プレス布。
  15. 【請求項１５】前記プレス布の基布が、織布、ニードリ
    ング繊維を有し、もしくは有さない不織布、あるいは複
    数の繊維形状の組合せからなる不織布である請求項９に
    記載のコーティングされたプレス布。
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