JP3839515B2

JP3839515B2 - 抄紙用ニードルフェルト

Info

Publication number: JP3839515B2
Application number: JP07110296A
Authority: JP
Inventors: 一正渡辺
Original assignee: Ichikawa Co Ltd
Current assignee: Ichikawa Co Ltd
Priority date: 1996-03-02
Filing date: 1996-03-02
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2016-03-02
Also published as: JPH09241993A

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は抄紙用ニードルフェルト、更に詳しくは抄紙機械のウェットプレスパートで使用される、高度な加圧に耐え得る抄紙用ニードルフェルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の抄紙用ニードルフェルトは、基布に、ナイロン６、ナイロン６６等の低弾性繊維からなる繊維バットをニードルパンチングして絡合一体化したものが多い。この繊維バットを構成するナイロン６、ナイロン６６等のナイロン素材は、強靱性を有しているが、抄紙機械上で繰り返し受ける圧縮疲労によって繊維バット層が次第に弾性を失い、終いには偏平化して抄紙用ニードルフェルトとしての搾水性能が低下する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記ナイロン６、ナイロン６６等の低弾性繊維からなる繊維バットを用いたニードルフェルトでは、高速度・高加圧型が主流になってきている最近の抄紙機械では長期使用に耐える弾性持続性が充分でないことが判った。
【０００４】
本発明はポリウレタン弾性繊維を使用して抄紙用ニードルフェルトの弾性持続性を改善しようとするものである。従来、ポリウレタン弾性繊維は、エントロピー弾性機構により弾性を発揮するため、ゴム的で初期弾性率が小さく柔軟性が高すぎるため、開繊カード機械で作られる繊維バットは繊維の絡み合う力が弱く、カード機械の各所でバットが乱れたり、開繊機械のロールに巻き付く等の開繊性に関する問題及びニードルパンチング時の絡合性に関する問題があり、抄紙用ニードルフェルトに使用されていなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、製造面における開繊性とニードルパンチング時の絡合性を改善し、抄紙機械上でフェルトが繰り返し受ける圧縮疲労に対して弾性持続性が良好であり、かつ柔軟で抄紙機械への掛け入れ性が良い抄紙用ニードルフェルトを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、基布に、５０％伸長時の応力が０．３〜１ｇ／ｄ引張伸度が１５０〜３００％であるポリウレタン弾性繊維と、低弾性繊維とを７０〜４０：３０〜６０の重量比で混合した繊維バットを積層し、ニードルパンチングにより絡合一体化し、ポリウレタン弾性繊維の柔軟性を抑制し、該ポリウレタン弾性繊維が本来的に持つ諸機能を抄紙用ニードルフェルトに最大限に活かせるように構成したものである。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、前記繊維バットを基布に積層した後、該繊維バットの表面に、低弾性繊維だけからなる繊維バットを積層し、ニードルパンチングすることによって、繊維間の絡合性を一層高めるとともに、抄紙機械上での繊維抜けや表面層の耐摩耗性を高度なものとできるように構成したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
図において、１は本願ニードルフェルトで、該本願ニードルフェルト１は、基布２に、ポリウレタン弾性繊維ａと低弾性繊維ｂとを混合してなる繊維バット３を積層し、ニードルパンチングにより絡合一体化してなる。なお、図面上では繊維バット３は基布２の片面（上面）に積層しているが、基布の両面に積層し、ニードルパンチングする場合も含まれることは勿論である。
【００１０】
前記ポリウレタン弾性繊維ａとしては柔軟性を抑制するとともに、低弾性繊維との混合率を一定の範囲内に特定してなる。即ち、ポリウレタン弾性繊維ａは通常ではゴム的であり、初期弾性率が小さく、柔軟性が高過ぎるが、５０％伸長時の応力を０．３〜１ｇ／ｄ好ましくは０．４〜０．７ｇ／ｄとし、引張伸度を１５０〜３００％、好ましくは２５０〜３００％とし、しかもポリウレタン弾性繊維ａと低弾性繊維ｂとの混合重量比を７０〜４０：３０〜６０にしている。これは抄紙用ニードルフェルトとして必要な弾性持続性と繊維バットの開繊性及び絡合性を向上させるために有効である。
【００１１】
前記５０％伸長時の応力が１ｇ／ｄを超えるか、引張伸度が１５０％を下回るポリウレタン弾性繊維の場合には、抄紙用ニードルフェルトとして必要な弾性持続性（繰り返し受ける圧縮疲労に対する）が得られない。逆に、５０％伸長時の応力が０．３ｇ／ｄを下回るか、引張伸度を３００％を超えるポリウレタン弾性繊維の場合には、低弾性繊維との配合重量比（混合率）を加減しても開繊性が悪くなる。
【００１２】
一方、ポリウレタン弾性繊維と低弾性繊維との配合重量比（混合率）が７０〜４０：３０〜６０の範囲内であることは重要である。即ち、開繊性が良く、繊維の絡み合う力も強い低弾性繊維の上記混合は、・弾性繊維を分散させ、弾性繊維同士の接触面積を減らし、弾性繊維の膠着性（ブロッキング）を緩和することができること、・弾性繊維を、低弾性繊維が形成するウエッブのネットワーク（網目）に包含する働きをする結果、混合ウエッブとして開繊性が向上し、しかも、ニードルパンチングによる繊維絡合性が高められる。
【００１３】
前記繊維バットを構成する「低弾性繊維」とは、５０％伸長時の応力が１．８ｇ／ｄ以上であって、引張伸度が１５０％以下のポリウレタン繊維以外の繊維をいう。
【００１４】
ここに低弾性繊維としてはナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン６１０ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン１２１２、半芳香族ポリアミド芳香族ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトンの、１種又は複数種から選択された短繊維が使用できる。
【００１５】
本願ニードルフェルト１はその機能を個々の抄紙機械に合わせて製造することができる例えば、紙の平滑性が要求される場合には、ニードルフェルトの製造面における開繊性が重要な要素となる。このためには、ポリウレタン弾性繊維の５０％伸長時の応力を前記数値の範囲内で高めに設定し、引張伸度を低めに設定する。また、低弾性繊維に対する配合重量比は前記数値の範囲内で高めに設定することがフェルトの弾性持続性と柔軟性を良くする上で適当である。
【００１６】
また、高速度、高加圧型の抄紙機械で使用されるニードルフェルトは、抄紙機械上で繰り返し受ける圧縮疲労に対して弾性持続性が重視されるので、ポリウレタン弾性繊維としては５０％伸長時の応力は前記数値の範囲内で低めに設定し、引張伸度は高めに設定するそして、低弾性繊維に対する配合重量比は前記数値の範囲内で低めに設定することが適当である。
【００１７】
前記ポリウレタン弾性繊維は熱可塑性ポリウレタン樹脂からなる繊維である。熱可塑性ポリウレタン樹脂としては、例えば、脂肪族ポリエーテル又は脂肪族ポリエステル及び炭素数２〜６の脂肪族ジオールをジイソシアネート化合物と重付加反応させて得たポリウレタン樹脂が好ましい。
【００１８】
前記熱可塑性ポリウレタン樹脂としては通常の溶融紡糸法で繊維化できるものが適切である。そのためには熱可塑性樹脂の選定が重要であるが、ＪＩＳ−Ｄ硬度５５°を下回るものは紡糸性が悪く、また弾性繊維の５０％伸長時の応力が低く引張伸度は高過ぎて、開繊性とニードルパンチングでの絡合性に問題がある。逆に、ＪＩＳ−Ｄ硬度が７５°を超えるものは５０％伸長時の応力が高くなり過ぎ、引張伸度は低くフェルトの弾性持続性の面で適切でない。
【００１９】
前記ポリウレタン弾性繊維の他の具体的な繊維特性としては、繊度は６〜３０デニール好ましくは１０〜２０デニール、また、捲縮数は５〜１５ケ／２５ｍｍ、好ましくは１０〜１５ケ／２５ｍｍ、繊維長は５０〜７５ｍｍ、好ましくはバリアブルカットとすることがニードルフェルトの製造面においての開繊性やニードルパンチングでの絡合性に好都合である。
【００２０】
前記低弾性繊維の他の具体的な繊維特性としては、繊度１０〜３０デニール、好ましくは１５〜２０デニール、また、捲縮数は１０〜２０ケ／２５ｍｍ、好ましくは１５〜２０ケ／２５ｍｍ、捲縮率は１０〜２５％、好ましくは１５〜２５％、更に、低弾性繊維と前記ポリウレタン弾性繊維との配合重量比は３０〜６０：７０〜４０、好ましくは５０：５０の範囲であることがニードルフェルトの製造面においての開繊性やニードルパンチングでの絡合性、及びフェルトの弾性持続性の面で好都合である。
【００２１】
本発明の抄紙用ニードルフェルトの製造及び該ニードルフェルトの機能を遺憾なく発揮させるためには、図２の如く、基布２にニードルパンチングしてなるポリウレタン弾性繊維を含む繊維バット３の上面に、低弾性繊維、とりわけ耐摩耗性に優れるナイロン６或いはナイロン６６だけからなる繊維バット３ａを積層してニードルパンチングするとよい。このようにすることにより基布２と繊維バット３を構成する繊維間の絡合性が一層高まり抄紙機械上での繊維の抜け、或いは抄紙用ニードルフェルトの表面層の耐摩耗性が極めて高度なものとなる。
【００２２】
【実施例】
基布；ナイロン６モノフィラメント（繊径０．２ｍｍ）を３本撚った撚糸を織機上の経糸とし、同じ撚糸を緯糸として織成した袋状の継ぎ目の無い二重織組織の織物である。
【００２３】
繊維バット；熱可塑性ポリウレタン樹脂（ポリエーテル系ポリウレタン〔ＢＡＳＦ社製エラストロン〕）を通常の溶融紡糸方法によって得られるポリウレタン弾性繊維（繊度１５デニール、捲縮数１０ケ／２５ｍｍ、繊維長７５ｍｍ）と、市販されているナイロン６（繊度１５デニール、捲縮数１０ケ／２５ｍｍ、捲縮率１５％、繊維長７５ｍｍ）とを所定の混合率で混合してなる。
【００２４】
前記基布をニードルパンチ機械に仕掛け、この上に開繊機械から供給された繊維バットを載せ、目付が４００ｇ／ｍ² になるまでニードルパンチングを行い、更に、バットを載せない状態でのニードルパンチングを数周行って絡合性を高めて抄紙用ニードルフェルトを得た。
【００２５】
前記抄紙用ニードルフェルトを製造する過程において、ポリウレタン弾性繊維として、
試料・；５０％伸長時の応力が０・２５ｇ／ｄ、引張伸度３７０％のとき、
試料・；５０％伸長時の応力が０．５１ｇ／ｄ、引張伸度２８０％のとき、
試料・；５０％伸長時の応力が１．０１ｇ／ｄ、引張伸度１９０％のとき、
の３者について、ナイロン６の低弾性繊維との混合率が５０：５０のときの開繊機械での開繊性について比較、評価した。
【００２６】
なお、５０％伸長時の応力の測定及び引張伸度については、試料（短繊維）に初荷重（０．１ｇ／ｄ）を与えて、短繊維のクリンプ（捲縮）を引き伸ばした状態での繊維長に対して定速緊張型試験機を用いて引張強さ、伸び率（引張伸度）を求め、得られた荷重−伸度曲線から５０％伸長時の荷重（ｇ）を求め、更に、繊度の測定で得られたデニール数値で除した値を５０％伸長時の応力（ｇ／ｄ）とした。
【００２７】
上記の結果、試料・は引張伸度が３７０％のポリウレタン弾性繊維であり、開繊機械のロールへの巻き付きが発生したが、試料・及び・はそのような現象がなかった。この結果試料・のように５０％伸長時の応力が、１．０１ｇ／ｄと、本発明の構成要件から外れていても開繊性に限ってみれば問題がなかった。
【００２８】
次に、上記試料・の場合におけるポリウレタン弾性繊維とナイロン６の低弾性繊維との混合率を、
（ａ）４０：６０（＝本発明の構成要件を充足）
（ｂ）５０：５０（＝本発明の構成要件を充足）
（ｃ）７０：３０（＝本発明の構成要件を充足）
（ｄ）３０：７０（＝本発明の構成要件外）
（ｅ）８０：２０（＝本発明の構成要件外）
である繊維バットを用いたニードルフェルト、及び
（ｆ）上記試料・の場合の繊維バット（混合率５０：５０）を用いたニードルフェルトについて、絡合性、圧縮性、回復性、疲労特性の各項目について測定した結果を図３に示した。
【００２９】
なお、絡合性（ｇ／ｃｍ³ ）はニードルパンチング後のフェルトの密度、圧縮性（％）は〔１００×（加圧３０ｋｇ／ｃｍ² でのフェルトの厚み）／（初期無加圧でのフェルトの厚み）〕、回復性（％）は〔１００×（除圧後のフェルトの厚み）／（加圧３０ｋｇ／ｃｍ² でのフェルトの厚み）〕、疲労特性は（１５０ｋｇ／ｃｍ² ・１０Ｈｚのパルス荷重を２０万回、繰り返した後のフェルトの密度）／（初期のフェルトの密度）で求めたものである。総合評価欄において、○＝良好、◎＝極めて良好、△＝やや良好、×＝不良を示している。
【００３０】
上記の結果、本発明の構成要件を充足している（ａ）〜（ｃ）では総合評価が良好乃至極めて良好であったが、本発明の構成要件外の（ｄ）についてはやや不良、（ｅ）については不良であった。また、（ｆ）は前記資料・で評価したように開繊性については良好の評価を得ていたが、図３の表での総合評価はやや良好であるに過ぎない。
【００３１】
【発明の効果】
以上の如く、本発明は基布に、５０％伸長時の応力が０．３〜１ｇ／ｄ、引張伸度が１５０〜３００％であるポリウレタン弾性繊維と、低弾性繊維とを７０〜４０：３０〜６０の重量比で混合した繊維バットを積層し、ニードルパンチングにより絡合一体化したからポリウレタン弾性繊維の柔軟性が抑えられ、該ポリウレタン弾性繊維が本来的に持つ諸機能を抄紙用ニードルフェルトに最大限に活かせ得る。即ち、製造面における開繊性とニードルパンチング時の絡合性が改善できるとともに、抄紙機械上でフェルトが繰り返し受ける圧縮疲労に対して弾性持続性が良好となり、かつ柔軟で抄紙機械への掛け入れ性が良くなるなど各種の優れた効果を奏するものである。
【００３２】
また、請求項２に記載の発明は、前記繊維バットを基布に積層した後、該繊維バットの表面に、低弾性繊維だけからなる繊維バットを積層し、ニードルパンチングすることによって、繊維間の絡合性を一層高めるとともに、抄紙機械上での繊維の抜けや表面層の耐摩耗性を高度なものとすることができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願ニードルフェルトの第１例を示す略示的断面斜視図である。
【図２】本願ニードルフェルトの第２例を示す略示的断面斜視図である。
【図３】ポリウレタン弾性繊維とナイロン低弾性繊維との混合率を違えた場合のニードルフェルトの特性及び総合評価を示した表である。
【符号の説明】
１本願ニードルフェルト
２基布
３繊維バット
ａ弾性繊維
ｂ低弾性繊維

Claims

基布に、５０％伸長時の応力が０．３〜１ｇ／ｄ、引張伸度が１５０〜３００％であるポリウレタン弾性繊維と、低弾性繊維とを７０〜４０：３０〜６０の重量比で混合した繊維バットを積層し、ニードルパンチングにより絡合一体化したことを特徴とする抄紙用ニードルフェルト。
前記繊維バットを基布に積層した後、該繊維バットの表面に、低弾性繊維だけからなる繊維バットを積層し、ニードルパンチングしてなることを特徴とする請求項１に記載の抄紙用ニードルフェルト。
【０００１】