JPH03185193A - 抄紙用フェルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は抄紙用フェルトに関するもので、更に詳しくは
抄紙機のウェットバートにおけるすき綱部のすき網とし
て使用したりプレス部のプレスフェルトとして使用した
り、あるいはドライパートにおける乾燥部のドライキャ
ンパス等として使用される。

［従来の技術及び 発明が解決しようとする課題］ 従来、抄紙機のウェットバートにおけるプレス部のプレ
スフェルトとして使用している抄紙用フェルトは湿紙を
搬送し、一対のプレスロールのニップ圧下で湿紙の水分
を絞る働きをしている。そしてこの従来の抄紙用フェル
トは主としてナイロン６．ナイロン６６が構成素材とし
て利用されていた。

しかし、ナイロン６、ナイロン６６を構成素材とした抄
紙用フェルトは吸水性が高く、吸水率の増加に伴ない可
塑化されて引張強力、弾性率、耐摩耗性が減少する一方
、伸度が増加する等の寸法安定性に欠け、物性変化が著
しく大きいものである。

ナイロン６、ナイロン６６等の高吸水性ナイロンは分子
構造上アくド基密度が高く結晶化度か高い反面、酸化剤
等の化学薬品の影響を受は易く抄紙用フェルト素材とし
ては耐久性に乏しいものである。

また上記抄紙用フェルト素材は抄紙機上で受ける繰返し
衝撃によって繊維延伸方向に次第にシェアーバンドを生
じ、ついには発達してフィブリル化する現象が見られる
。フィブリル化現象は衝撃耐久性に乏しいほど顕著に現
れる。

さらに抄紙機の各種タイプやプレス部毎の吸水条件、温
度条件、プレス負荷や摩擦等の条件そして最近の白水の
クローズド化、ドライランニングの実施等、抄紙用フェ
ルトの素材に求められる要求特性は益々厳しいものにな
って来ているが、ナイロン６、ナイロン６６ではこれら
諸要求特性を満足出来なくなってきた。

そこで、従来からナイロン６、ナイロン６６の抄紙用フ
ェルト素材としての欠点を改善する提案か種々なされて
いる。

（ａ）特開昭５８−１８４９７号には、ナイロン６６と
ナイロン６１２等の芯鞘型複合繊維のフィラメントから
構成された抄紙用ベルトの発明が提案されている（以下
、前者の従来例という）。

（ｂ）また、特開昭６３−３１５６９０号にはナイロン
１２からなるステーブルとフィラメントから構成された
抄紙用フェルトの発明が提案されている（以下、後者の
従来例という）。

前者の従来例の芯鞘型複合繊維はコア部とシース部が溶
融界面をはさんで個々のポリマーで構成されているので
、熱的あるいは力学的作用に対してコア部とシース部の
各成分の収縮挙動、吸水挙動、応力特性の違いによって
物性が低下し易い欠点を持っている。

このようにコア部とシース部とを溶融界面をはさんで個
々のポリマーで構成した場合、特に融点差が大きいもの
程、紡糸後の各成分の結晶化速度にアンバランスを生じ
、結果として、一方あるいは両方の成分の結晶粒子径は
不揃いで、しかも微細粒子が得られず、ボイドや相間剥
離の発生が顕著である。こうした欠陥構造をもつ繊維素
材からなる抄紙用フェルトは特に繰返し圧縮、衝撃によ
って容易にフィブリル化する傾向にある。

また、後者の従来例ではナイロン１２はナイロン族の中
でア政ド基含有率の低い部類に属し、従って、低吸水性
であることから吸水による引張強力、弾性率、寸法変化
率等が少なく、かつ酸化剤等に対する耐薬品性、耐水性
、耐摩耗性に優れている。

しかし、弾性率自体はナイロン６、ナイロン６６と比較
して大きい方ではなく、かつ抄紙機上で受ける繰返し圧
縮疲労による扁平化も改善されていない。特に扁平化し
た抄紙用フェルトは搾水性に劣り抄紙作業上、種々のト
ラブル生ずるため通常、新規なフェルトに交換されるこ
ととなる。また、ナイロン１２の耐衝撃性は吸水した状
態でのナイロン６、ナイロン６６とほぼ同一レベルにあ
り、耐衝撃性に優れているとは決して言い難いものであ
る。しかも、抄紙機上で受ける繰返し圧縮即ち、パルス
的に大荷重がかかる繰返し衝撃によって繊維延伸方向に
フィブリル化する現象はナイロン６、ナイロン６６と同
じで改善されるものではない。

以上のように、抄紙用フェルトは湿潤下で繰返し衝撃荷
重を受けるのでフィブリル化し易く、また酸化剤、塩類
等の薬品を含んだ水によって物性が低下し、扁平化する
こととなる。その結果、抄紙用フェルトとしての搾水機
能が低下し易いという問題があった。

この発明は上記の諸点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは物理的、化学的な耐久性を備えた弾性
持続性の優れた抄紙用フェルトを提供することにある。

またこの発明の他の目的は抄紙用フェルトの素材となる
ボリアよド系エラストマーとナイロン樹脂の混合比率を
変えることにより、抄紙機のウェットパートやドライパ
ートにおける種々の要求特性にあったフェルトを提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ この発明の抄紙用フェルトは、ポリアミド系エラストマ
ーとナイロン樹脂の混合物を溶融紡糸したポリマーアロ
イ繊維を素材の一部に含むか、または該ポリマーアロイ
繊維単独からなることを特徴とするものである。

ボリアよド系エラストマーとしては下記のまたは■のい
ずれか１種類を使用する。

■ハードセグメントがナイロン１２等の低吸水性ナイロ
ンでソフトセグメントかポリエーテルからなるブロック
共重合体 ■ハードセグメントがナイロン６等の高吸水性ナイロン
でソフトセグメントがポリエーテルからなるブロック共
重合体 上記ポリアミド系エラストマーが前記■のブロック共重
合体の場合、ナイロン樹脂としては、ナイロン１１．ナ
イロン１２．ナイロン６１０．ナイロン６１２．ナイロ
ン１２１２．等の低吸水性ナイロンのいずれか１種また
は複数種を使用し、前記■のブロック共重合体の場合、
ナイロン樹脂としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナ
イロン４６、等の高吸水性ナイロンのいずれか１種また
は複数種を使用する。

本発明ではポリアミド系エラストマーとナイロン樹脂の
組合わせに当たり、溶融後の両成分の相溶性の良いもの
同士に限定される。ここで相溶性の尺度として、ポリマ
ー成分のメルトインデックス（ＭＩ）がもっとも適して
おり、ポリアミド系エラストマーのＭ　Ｉ　　１−２０
ｇ／１０ｉｉｎに対しナイロン樹脂（７）Ｍ１１〜２０
ｇ／ｍｉｎの範囲にあるものが好適である。

ポリアミド系エラストマーとナイロン樹脂の混合比率は
、本発明に係る抄紙用フェルトを抄紙機のウェットパー
トやドライパートの各部で使用する時に要求される特性
、例えば引張強力、弾性率、耐摩耗性、寸法安定性、耐
久性、搾水性、紙面平滑性等の要求特性を考慮して決定
される。実用上はポリアミド系エラストマーとナイロン
樹脂の混合比率は重量比で１：１〜１：２０の範囲が好
適である。

抄紙用フェルトに要求される特性は抄紙機で抄造する紙
の種類、原質中に含まれる内添剤、抄紙機のタイプ、抄
紙スピード、プレス形式、プレスロールのニップ圧、搾
水量、用水の条件等によって異なってくる。従って、ポ
リアミド系エラストマーとして使用する場合のハードセ
グメントはナイロン１２等の低吸水性ナイロンとするか
、あるいはナイロン６等の高吸水性ナイロンとするかは
上記要求特性に応じて決定する。

本発明の抄紙用フェルトはその構成素材の一つであるポ
リアミド系エラストマーの特徴である反発弾性力と、弾
性回復力、即ち耐扁平化に貢献する弾性持続性と、衝撃
吸収性、即ち耐フィブリル化に貢献する衝撃耐久性等の
物性と、もう一方の構成素材であるナイロン樹脂の物性
を適宜組み合わせて抄紙機のパートに応じて要求される
特性のフェルトが作られる。例えば、抄紙用フェルトと
して、 ■耐薬品性、耐水性、耐摩耗性、寸法安定性が要求され
るならば、 ポリアミド系エラストマーとしては、ハードセグメント
がナイロン１２等の低吸水性ナイロンでソフトセグメン
トがポリエーテルからなるブロック共重合体を使用し、
ナイロン樹脂としては、ナイロン１１．ナイロン１２．
ナイロン６１０．ナイロン６１２．ナイロン１２１２等
の低吸水性ナイロンのいずれか１種または複数種を使用
する。

■また、紙面形成性、紙面平滑性あるいはパルプ原質中
に含まれるピッチ成分、内添剤によるフェルト汚れの防
止が要求されるならば、ポリアミド系エラストマーとし
ては、ハードセグメントがナイロン６等の高吸水性ナイ
ロンでソフトセグメントがポリエーテルからなるブロッ
ク共重合体を使用し、ナイロン樹脂としては、ナイロン
６、ナイロン６６、ナイロン４６等の高吸水性ナイロン
のいずれか１種または複数種を使用する。

■、■いずれの場合においてもその構成素材の一つであ
るポリアミド系エラストマーとしての特徴である反発弾
性力、弾性持続性、衝撃耐久性が発揮される。

また、本発明の抄紙用フェルトは上記構成のポリマーア
ロイ繊維素材のみを使用してフェルトを作成してもよい
が、必ずしもこれに限定されるものではなく、使用され
るパート、条件等によって要求される諸特性に応じて前
記ポリマーアロイ繊維と他の既存の繊維の１種以上とを
組合わせたりあるいは混合してフェルトを作成するよう
にしてもよい。例えば、上記構成のポリマーアロイ繊維
素材のみを使用する場合としては、基布および該基布上
に形成されるウェッブの両者を該ポリマーアロイ繊維で
形成するとか、あるいはすき網として使用する場合は該
すき網全体を前記ポリマーアロイ繊維で形成する等であ
る。そして、上記構成のポリマーアロイ繊維を抄紙用フ
ェルトの一部に含む形で使用する例として、基布のみを
上記構成のポリマーアロイ繊維で形成し、該基布上に形
成されるウェッブを既存の繊維で形成するとか、または
ウェッブとして、前記ポリマーアロイ繊維と既存繊維と
を混合したり、両者をサンドイッチ状の構造とする等種
々の構成とすることができる。

［作用及び発明の効果］ （１）ポリアミド系エラストマーの持つ反発弾性力と弾
性回復力は抄紙用フェルトの耐扁平化に貢献して弾性持
続性が改善される。また、衝撃耐久性は耐フィブリル化
に貢献する。これらの物性はボリアシト系エラストマー
のソフトセグメントの示すエントロピー弾性及びハード
セグメントの示す結晶性、水素結合性に基づく強靭性の
相乗効果により得られる　。

（２）ポリアミド系エラストマー単独から成る繊維は結
晶性、配向性、捲縮性に劣るため抄紙用フェルト素材と
して引張強力、耐摩耗性、寸法安定性が不足するので、
これを補うためにメルトインデックスを尺度として相溶
性の良いナイロン樹脂を前記ポリアミド系エラストマー
に混合し、溶融紡糸したポリマーアロイ繊維とすること
により、前記ポリアミド系エラストマーの欠点を解消す
ることができる。

通常、異種ポリマーのアロイ化樹脂の物性が各々の成分
独自の物性の中間に位置してしまうという事例は多い。

ところがＭＩが近似し、かつ同族ポリマーからなる本発
明に係るポリマーアロイ繊維の微細構造は、母材である
ナイロン樹脂に分散材であるポリアミド系エラストマー
か極めて良く微分散しており、かつ相互連続相の形態い
わゆるＩ　Ｐ　Ｎ　（Ｉｎｔｅｒｐｅｎｅｔｒａｔｉｎ
ｇ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ　）を形成する
。

このような微細構造を持つ抄紙用フェルト素材は従来の
単一成分からなる素材に比べ耐扁平化に貢献する弾性持
続性、耐フィブリル化に貢献する衝撃耐久性、引張強力
、耐摩耗性、寸法安定性に優れるものである。

（３）種類の異なるポリマーを単に混合したたけでは良
好な相溶系は得られず、従って良好な物性は発現しない
。相溶性の悪い２成分を部分的に変性するかあるいは相
溶化剤である第３成分を加えることによってポリマー間
の界面の相溶性や分散形態を改良する試みが次第になさ
れてきている。現在、ポリマーアロイの相溶性を改善す
る方向としてＭＩを近づけるという意味に相関する溶融
粘度のコントロールや相溶化剤の開発が上げら　れるが
、いずれも非相溶系アロイでは満足できるような微細構
造を得ることは困難で本発明で　示すような相互連続相
の形態は取り難いものとなっている。

（４）紙面形成性や紙面平滑性あるいはパルプ原質中に
含まれる疎水性であるピッチ成分や内添剤によるフェル
ト汚れの防止に対しては通常、抄紙用フェルト素材は親
水性である必要がある。

親水性の繊維はその繊維表面に一様に水膜を形成し、親
水性であるパルプに対しよくなじみ、またピッチ成分や
内添剤の付着を防止する効果を発揮する。

従って、ハードセグメントがナイロン６等の高吸水性ナ
イロンでソフトセグメントがポリエーテルからなるブロ
ック共重合体を使用し、ナイロン樹脂としては、ナイロ
ン６、ナイロン６６、ナイロン４６等の高吸水性ナイロ
ンのいずれか１種または複数種を使用したポリマーアロ
イ繊維はいずれも基幹となるポリアミドが高吸水性のた
め、防汚効果が発揮され、かつポリアミド系エラストマ
ー本来の弾性持続性、耐　フィブリル化といった物性面
並びにフェルト特性を十分維持することができる。

［実施例］ 実施例１ ナイロン樹脂としてナイロン１２チップ（相対粘度２．
０．１ｇ７９５％硫酸１００ｍ１，２５°Ｃ，Ｍ　Ｉ　
；　３ｇ／１０ｍ１ｎ１９０°Ｃ１ｋｇ荷重）１０部と
、ナイロン１２とポリエーテルからなるブロック共重合
体のポリアミド系エラストｖ　−（Ｍ　Ｉ　；　１０ｇ
／１０ｍ１ｎ　１９０°Ｃ１ｋｇ荷重）１部を混合し、
通常の方法で紡糸、延伸を行い、フィラメントとステー
プルを作成した。

フィラメントは３３０ｄを２本撚り合わせ更にこれを３
本撚り合わせたフィラメントヤーンとした。

このフィラメントヤーンで基布を製織した。

ステープルは１５ｄＸ　７６ｍｍとして、カーデングマ
シンにて均一なウェッブを作成し、上記基布の上にこの
ウェッブを積層してニードリングにより絡合させて一体
化し、目付１０００ｇ／ｎ＋”の抄紙用フェルトを得た
。

実施例２ ナイロン樹脂としてナイロン１２チップ６部で、ボリア
よド系エラストマーを１部とした以外は実施例１と同様
の方法で目付１０００ｇ／ｍ２の抄紙用フェルトを得た
。

実施例３ ナイロン樹脂としてナイロン１２チップ３部で、ポリア
ミド系エラストマー１部とした以外は実施例１と同様の
方法で目付１０００ｇ／ｍ”の抄紙用フェルトを得た。

比較例１ ポリアミド系エラストマーを混合しないナイロン樹脂単
独のナイロン１２のみからなるフィラメントとステープ
ルを作成し、同様の目付１０００ｇ／ｍ２の抄紙用フェ
ルトを得た。

比較例２ ポリアミド系エラストマーを混合しないナイロン樹脂単
独のナイロン６のみからなるフィラメントとステープル
を作成し、同様の目付１０００ｇ／ｍ２の抄紙用フェル
トを得た。

上記５種の抄紙用フェルトを下記の項目でシュミレーシ
ョン比較テストを行った。

１）圧縮、回復テストによる弾性評価、耐肩平化評価、
衝撃耐久性（フィブリル化）評価。

１５０ｋｇ／ｃ＋ａ”、　１０Ｈｚのパルス荷重をフェ
ルト面に掛け、繰返し回数による物性の変化を調べた。

２）耐薬品性テスト、耐熱水性テスト、耐摩耗性テスト
による耐久性評価。

○耐薬品性は次亜塩素酸ソーダ水溶液（有効塩素５００
ｐｐ１１．）にフェルトを１４日間浸漬した。

Ｏ耐熱水性は沸騰水中にフェルトを７日間浸漬した。

○仕上りフェルトなＲＨ６５％、２５°Ｃ恒温恒温室に
放置した。

上記３種の異なった条件下に置かれたフェルトをテーパ
ー摩耗試験及び切断強力、圧縮、回復テストを実施し、
総合して耐久性のあるフェルト素材を求めた。

以下、余白 第１表からポリマーアロイ繊維、特にポリアミド系エラ
ストマーとナイロン樹脂の混合重量比が１２６以上のも
のは弾性、衝撃耐久性に優れることが判った。

実施例４ ナイロン樹脂としてナイロン６チップ（相対粘度２．７
．１ｇ／９５％硫酸１００ｍ１，２５９Ｃ，Ｍ　Ｉ　；
　Ｉｇ／１０ｍ１ｎ　２３５°Ｃ１ｋｇ荷重）３部と、
ナイロン６とポリエーテルからなるブロック共重合体の
ポリアミド系エラストマー（Ｍ　Ｉ　；　Ｌｏｇ／１０
ｍ１ｎ　２３５°Ｃ１ｋｇ荷重）１部を混合し、通常の
方法で紡糸、延伸を行い、フィラメントとステープルを
得た。

フィラメントは３３０ｄを２本撚り合わせ更にこれを３
本撚り合わせたフィラメントヤーンとした。

このフィラメントヤーンで基布を製織した。

ステープルは１０ｄＸ　７６ｍｏ＋として、カーデング
マシンにて均一なウェッブを作成し、上記基布の上にこ
のウェッブを積層してニードリングにより絡合させて一
体化し、日付８００ｇ／ｍ２の抄紙用フェルトを得た。

実施例５ ナイロン樹脂としてナイロン６チップ１０部で、ポリア
ミド系エラストマーを１部とした以外は実施例４と同様
の方法で日付８００ｇ／ｍ”の抄紙用フェルトを得た。

比較例３ ポリアミド系エラストマーを混合しないナイロン樹脂単
独のナイロン６のみからなるフィラメントとステープル
を作成し、同様の目付８００ｇ／ｍ２の抄紙用フェルト
を得た。

上記実施例４．５及び比較例３により得た各抄紙用フェ
ルト１を、第２図に示すように一対のプレスロール２と
シャワー３、サクションボックス４を備えたシュミレー
ションテストマシンで紙を抄紙せず、シャワー水を連続
散布して、フェルト走行スピード　１０００ａ＋／＋ａ
ｉｎ、プレスロール加圧１００ｋｇ／ａｍで連続３００
時間走行して第１図に示すようなグラフを得た。

第１図から判るようにフェルトの厚み変化率が少ないも
のほど圧縮、回復性、搾水性といったフェルトとしての
機能の持続性は良かった。

実施例６ 上質紙用の抄紙機（ツインバータイプ）のピックアップ
用フェルトとして要求される物性として、耐薬品性、耐
水性、耐摩耗性、圧縮回復性（弾性、耐肩平化、衝撃耐
久性）及び湿紙面とフェルト繊維面とのなじみ即ち紙の
平滑性が要求され、更に内添剤から来るフェルト汚れが
疎水性繊維表面はど顕著であるため恒久的に汚れ難いフ
ェルトを得るという条件の下に、ピックアップ用フェル
トを試作した。

ナイロン樹脂としてナイロン６６チップ（相対粘度２．
３；Ｉｇ／９５％硫酸１００ａｉ１．２５°Ｃ，Ｍ　Ｉ
　；　９ｇ／１０ｏｉｉｎ２８０°Ｃ１ｋｇ荷重）６部
と、ナイロン６とポリエーテルからなるブロック共重合
体のポリアミド系エラストマー（Ｍ　Ｉ　；　２０ｇ／
１０ｍ１ｎ　２８０°Ｃ１ｋｇ荷重）１部を混合し、実
施例１と同様にして目付１１００ｇ／ｍ２のピックアッ
プ用の抄紙用フェルトを作成した比較例４ ポリアミド系エラストマーを混合しないナイロン樹脂単
独のナイロン６６のみからなるフィラメントとステーブ
ルを作成し、同様にして日付１１００ｇ／−のピックア
ップ用の抄紙用フェルトを作成した。

実施例７ 実施例６と同一の抄紙機における第４番プレスの抄紙用
フェルトは高ニツプ圧であるため、特に弾性持続性をは
じめ圧縮回復性、耐摩耗性、衝撃耐久性（耐フィブリル
化）に富んだフェルトが要求されるという条件の下にナ
イロン樹脂としてナイロン１２（相対粘度２．０；Ｉｇ
／９５％硫酸１００ｍ１，２５°Ｃ、Ｍ　Ｉ　；　３ｇ
／１０ｍ１ｎ　１９０℃１ｋｇ荷重）３部と、ナイロン
１２とポリエーテルからなるブロック共重合体（Ｍ　Ｉ
　；　１０ｇ／１０ｍ１ｎ　１９０６Ｃ１ｋｇ荷重）１
部を混合し、実施例１と同様にして日付１３５０ｇ／＋
＋＋’の第４番プレス用の抄紙用フェルトを作成した。

比較例５ ボリアよド系エラストマーを混合しないナイロン樹脂単
独のナイロン６６のみからなるフィラメントとステープ
ルを作成し、同様にして目付１３５０ｇ　／　ｍ　２の
第４番プレス用の抄紙用フェルトを作成した。

上記実施例６．７と比較例４．５の各使用済みフェルト
の物性を比較したところ、第２表の通りであった。

以下、余白 第 表 ［実施例６，７コと［比較例４．５］の使用済フェルト
の比較第２表から明らかなように本発明による抄紙用フ
ェルト（実施例６．７）における使用済み残存物性は未
だ余力を残している。また、原質中に存在するピッチ成
分や内添剤から来るフェルトの汚れ性は汚れ成分付着率
（温水、酸、アルカリ、アセトンの各溶液で抽出した汚
れ成分の総抽出量／使用済みフェルト重量〉で見て判か
るように本発明による抄紙用フェルト（実施例６）での
汚れ付着防止効果は充分であった。特に実施例７の抄紙
用フェルトは使用済みフェルトの密度が低く、圧縮、回
復性が良好であった。

【図面の簡単な説明】

第１図はフェルト厚み変化率を示すグラフ、第２図はシ
ュくレーションテストマシンを示す概略説明図である。 １・・・・・・抄紙用フェルト、 ２・・・・・・プレスロール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリアミド系エラストマーとナイロン樹脂の混合
   物を溶融紡糸したポリマーアロイ繊維を素材の一部に含
   むか、または該ポリマーアロイ繊維単独からなることを
   特徴とする抄紙用フェルト。 ポリアミド系エラストマーとしては下記（１）または（
   ２）のいずれか１種類を使用する。 １　ハードセグメントがナイロン１２等の低吸水性ナイ
   ロンでソフトセグメントがポリエーテルからなるブロッ
   ク共重合体 ２　ハードセグメントがナイロン６等の高吸水性ナイロ
   ンでソフトセグメントがポリエーテルからなるブロック
   共重合体 上記ポリアミド系エラストマーが前記１のブロック共重
   合体の場合、ナイロン樹脂としては、ナイロン１１、ナ
   イロン１２、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロ
   ン１２１２、等の低吸水性ナイロンのいずれか１種また
   は複数種を使用し、前記２のブロック共重合体の場合、
   ナイロン樹脂としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナ
   イロン４６等の高吸水性ナイロンのいずれか１種または
   複数種を使用する。