JPH04500247A - 製紙機フェルト - 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】 製紙機フェルト 発明の説明 この発明は、製紙機の形成部、プレス部あるいは乾燥部に使用するのに適した製 紙機布に関し、とくに通気乾燥布および乾燥スクリーンのような、製紙機の乾燥 部で使用される製紙機布に関する。

製紙機において、「紙料（ｆｕｒｎｉｓｈ）」と呼ばれている製紙成分のスラリ ーが布すなわち「ワイヤ」上に堆積され、ついで紙料の液体成分が布もしくはワ イヤを通して排出または抽出されて、自己接着性シートを形成する。この自己接 着性シートは、製紙機のプレスおよび乾燥部を通過する。このプレス部では、紙 シートは１対のローラにフェルトによって搬送され、ここでフェルトおよび紙シ ートはローラ間のニップでプレスされて紙シートの脱水および乾燥が行なわれる 。紙シート自身は全ての種類の化学的仕上剤を含有しており、その脱水および乾 燥を助けるために同時に高温にさらされる。

プレス後に紙シートは製紙機の乾燥部に移行し、ここで高温で乾燥される。製紙 機の乾燥部において、布ならびに紙シートは、過酷な化学的環境で高温にさらさ れる傾向がある。製紙工業で使用されている乾燥用布すなわち「乾燥用スクリー ン」は、伝統的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンサルファイド 、およびポリプロピレンのような種々の材料から形成されてきた。これらの材料 は異なった性質と価格を有し、これが市場での相対的位置に影響している。製紙 機に乾燥用布として使用される材料の重要な性質は、その材料が良好な加水安定 性（ｈｙｄｒｏｉｙｔｉｃｓｔａｂｉｌｉｔｙ　）および良好な寸法安定性を有 しているということである。

ポリプロピレンは現在入手できる最も安価な材料であり、これは良好な加水安定 性を有しているが、高温での寸法安定性に乏しく、そのため限られた用途を有す るに過ぎない。

ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）は、それ程高価ではな（、抜き出た寸法 安定性と十分な加水安定性を有している。ポリエチレンテレフタレートは、現在 工業的に使用されている優れた材料であり、多くの場合、ポリエチレンテレフタ レートの加水安定性は、カーポジイミド安定剤を添加することにより改善するこ とができる。ポリエチレンサルファイドは優れた寸法安定性および加水安定性を 有しているが、著しく高価で作業が困難であり、また製紙機で通常受ける曲げの ために結晶状態にもろい割れ目を生じる問題を被る傾向があるという欠点がある 。

この発明の１つの態様によｔば、製紙機の形成部、プレス部または乾燥部で使用 するのに適した製紙機用布であって、繊維構造を有するものにおいて、前記繊維 構造の繊維が、ヒンダードカルボキシル基を有するポリエステル材料であり、か つ前記繊維が２６０℃よりも高い融点を有していることを特徴とする製紙機用布 が提供される。繊維は、１デニールあたり１．１ｇで１０％未満のクリープ伸び を有していてもよい。

この明細書において、繊維とは、織布または不織布におけるような２または３次 元の物品に成形することが可能な、高アスペクト比を有する成形された重合体を 指す。さらに繊維は、ステーブル、マルチフィラマントあるいはモノフィラメン トの形態を意味する。この明細書において融点は、差動スキャニング熱量測定法 （Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ　） によって得られたプロットの吸熱の最高ピークの温度として定義される。融点が どのようにして決定されるかの１例を示すと、第１図は、市販のポリエステルの 差動スキャニング熱量測定結果を示すもので、その融点は２５５℃である。

この発明の他の態様によれば、繊維は、１デニール当り２５ｇを超える初期モジ ュラスと、１５％を超える破断時の伸びと、１デニール当り２ｇを超える粘着力 （ｔｅｎａｃｉｔｙ）とを有する。

この発明のさらに他の態様によれば、繊維は５２６５℃を超える融点と、１デニ ール当り３０ｇを超える初期モジュラスと、２５％を超える破断時の伸びと、１ デニール当り２．２ｇを超える粘着力とを有する。

この発明の他の実施例によれば、繊維は、２８０℃を超える融点と、１デニール 当り３２ｇを超える初期モジュラスと、３０％を超える破断時の伸びと、１デニ ール当り２．３ｇを超える粘着力と、１デニールあたり１．５ｇで８％未満のク リープ伸びとを有する。

この発明の他の態様は、ポリエステル材料は、環式脂肪族および分枝脂肪族グリ コールから選ばれた残基によって束縛されたカルボニル基を有する。このポリエ ステルは、ポリ（１，４−シクロヘキサンシカルビニルテレフタレート）であっ てもよい。このポリマーにおいて、シクロヘキサンリングは、２つのカルビニル 基が２つの形状、すなわちシス型およびトランス型のいずれか１つの型で存在す るように置換されていてもよい。正確な機構は完全には理解されていないが、シ ス型は、２２０℃のオーダーの比較的低い融点を与え、一方トランス型は、３０ ０℃に達する高い融点を有し、そして高度に結晶性である。

ポリエステル分子内において、大きいシクロヘキサン残基は、カルボキシル基に 対する加水分解作用を阻止するように動く。同時にこの材料の熱的性質は、シス 型およびトランス型同位体の相対的割合を選択して、たとえば乾燥用スクリーン のような製紙機の高温部で使用するのに最適な材料を得るように制御することが できる。

ポリエステル材料は、適量の安定剤を含有していてもよい。代表的な安定剤は、 ０．５から１０重量％、好ましくは１から４重量％の量で存在するカーポジイミ ド類である。カーポジイミド類は、ベンゼン−２゜４−ジイソシアネート−１， ３，５−トリス（１−メチルエチル）ホモポリマーのカーポジイミド、または２ ．４−ジイソシアネー）−−１，３，５−トリス（１−メチルエチル）と２，６ −ジイツブロビルジイソシアネートとの共重合体のカーポジイミドであってもよ （、これらはたとえば商品名ｒＳＴＡＢＡＳＯＬ　ＰＪまたは「５ＴＡＢＡＸＯ Ｌ　Ｐ−１００Ｊとして、それぞれドイツ国のＲｈｅｉｎ−Ｃｈｅｍｉｅ社およ びＲｈｅｉｎａｕ　ＧｍｂＨ社から商業的に入手できる。

ポリエステル繊維は、単独でも、あるいは安定剤を混入したものでも、一般に１ デニール当り２．４から４．３ｇの引張り強さを有する。この発明による繊維構 造を有する繊維は、２００℃で０．２％から２０゜５％の熱収縮を示し、１デニ ール当り３４から７４ｇの引張りモジュラスを有する。この発明の１つの例では 、ポリエステル材料はポリ（１，４−シクロヘキサンジカルボニルテレフタレー ト）で、これはＥａｓｔｍａｎＣｈｅｍｉｃａｌ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｉｎｃ、 社から商品名ｒＫＯＤＡＲＴＨＥＲＭＸコポリエステル６７６１Ｊの商品名で市 販されており、とくに適当なものである。

上に述べたように、この発明の製紙用布の１つの特徴は、この布が作られている 材料が容易には加水分解されないために、製紙機の高温部分、と（に乾燥用布お よび乾燥機スクリーン布として使用するのに最適であることである。予期できな いこととして、この発明の材料は、現在使用されている通常のポリエステル材料 と比較して著しく高度な安定性を有し、そしてこの発明の製紙機用布の材料がそ の耐用寿命の半分の時点で保持する引張り強さが、現在の工業的標準のものの１ ．５から２倍になるということがある。

この発明は、とくに製紙機の乾燥部で使用するのに適した材料に関するものであ るが、当業者にとっては、製紙機の形成およびプレス部でさらに高い温度にさら される傾向について、この発明の製紙機用布の材料は、プレス部および形成部の 両方で使用するのに適したものとすることができる。形成部では、モノフィラメ ント材料を使って解放織り（ｏｐｅｎ　ｗｅａｖｅ）とすることが可能であり、 これはその工程で固形物を適切に支持するのを可能にするとともに、プレスに密 着したシートをもたらすのに十分な脱水を可能にする。プレス部においては、支 持層と、この発明のプレス用布の表面層の少なくとも一部との両方を用意するこ とによって、高温での作業についてより大きい許容度をもつプレス用布が得られ る。

したがってこの発明は、モノフィラメントが布の機械方向または機械横断方向に 延びる織られた。またはスパイラル状の、もしくはその他の適当なモノフィラメ ント構造を有する製紙機用布（ＰＭＣ）材料の製造に関するのみならず、他のＰ ＭＣ構造をも包含する。

このようなポリエステルが、ステーブル、マルチフィラメントおよび（または） モノフィラメント繊維からなるＰＭＣ布を製造するために使用されてもよい。

プレス用布および乾燥用布に使用されるモノフィラメントのサイズの一般的な範 囲は、直径で０．２０ｍｍ〜１．２７ｍｍ、もしくは他の横断面形状、たとえば 方形または楕円形の横断面でこれと同等の面積を有するものである。

形成布については、これよりも細いモノフィラメント、たとえば０．０５ｍｍも しくはそれ以下のものが使用される。しかし特別な工業的用途では３．８ｍｍま でのモノフィラメントが使用されることもある。

以下に、この発明を実施する方法の一例を示す図面を参照して説明する。

図面において： 第１図は、２２５℃の融点を有する市販のポリエステルサンプルの差動走査熱量 応答のグラフである。

第２図は種々のサンプルについての時間に対する加水分解抵抗の変化を示すグラ フである。

第３図は、実施例７において、オートクレーブ中での時間に対するポリエステル サンプルの残存引張り強さを示すグラフである。

第４図は、実施例８のサンプルについての第３図と同様のグラフである。

夫皇！ユ Ｅａｓｔｍａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｉｎｃ、社から商品名 ｒＫ。

ＤＡｌ’ｌ　Ｔｌ（ＥＲＭＸコポリエステル６７［）ＩＪの商品名で市販されて いるポリエステルが、４．１２の圧縮比を有する１つのスクリューと、バレルの 端部に４０メツシニのスクリーンろ過器とを備えた２５ｍｍ単一スクリュー押出 機で押出された。８ｏメツシユスクリーンによって支持された３２５メツシユス クリーンを通してろ過した後、６孔が０．６２５ｍｍ　（０，０２５−）の直径 と１．９ｍｍのランド長を有する多孔ダイを通して紡糸された。押出後のエアギ ャップは３２ｍｍ、冷却水温度は６６℃であった。得られた押出物は、３．０か ら４．８までの全延線比を与えられ、これによって所定範囲の繊度のモノフィラ メントを得た。

夫鳳丞ユ ｒｓＴＡＢＡＸＯＬ　Ｐ−１００Ｊの商品名で市販されているカーポジイミド安 定剤を５重量％までの種々の割合で含有する同一のコポリエステル材料について 、実施例１と同じ実験が繰り返された。押出および延線されたモノフィラメント の佐賀が表２に示される。

第２図は、実施例１および２に示した、安定化され、または安定化されていない モノフィラメントの加水分解安定性が、２　ａｔｅの絶対圧のオートクレーブ中 で飽和水蒸気にさらされたときに、３２日の期間にわたってどのように変化した かを示している０表２の５つのサンプルが、ポリ（エチレンテレフタレート）か ら作られ、カーポジイミドで安定化された市販のモノフィラメントとともに示さ れている。このグラフで明らかな点は、残存引張り強さが５０％に減少するまで の期間である。

第２図から、カーポジイミド安定剤を含有する３つのサンプルは、長期間にわた って、ある場合には安定剤を含有していない他の３つのサンプルの２倍以上の期 間にわたってその引張り強さを保持していることがわかる。そして安定化され、 または安定化されていない全てのサンプルにおいて、その加水分解抵抗は、カー ポジイミドで安定化された市販のポリ（エチレンテレフタレート）のそれよりも 優れていた。

押出された材料の布サンプルが、モノフィラメントを機械方向および機械横断方 向の両方向に織ることに寄って、乾燥機スクリーン布として形成された。この布 は、単独の、および安定剤を有するポリ（エチレンテレフタレート）かうなる現 行の布と向い合わせで走行された。この発明の布の寿命は、ポリ（エチレンテレ フタレート）のような従来の材料から作られたものに対して顕著に向上している ことが見出された。

Ｋ立五且 ｒＫＯＤＡＲＴＨＥＲＭＸコポリエステル６７６１Ｊが、４．１２の圧縮比を有 する１つの翼つきスクリューを有する２５ｍ＋ｎスクリュー押出機に供給された 。この押出機には計量ポンプが取り付けられ、ポリマーをスピンバックにする計 量のために使用された。このスピンバックは、８０メツシユのスクリーンによっ て支持された２００メツシユスクリーンによって支持された４００メツシユのス クリーンからなっていた。このスピンバックはまた、６孔が１．３ｍｍの直径を 有する８つの孔を有するダイを具備する。ポリマーは、このグイから急冷水浴内 に垂直に押出された。グイ表面と急冷水浴とのエアギャップは３２ｍａ＋であっ た。急冷水浴の温度は６６℃であった。

押出されたフィラメントは、約０．８ｍｍの冷却長で浴を通して走行された。こ のフィラメントは、浴から水平方向に引き出され、８ｍ／ｒｎｉｎの速度で動作 している第１のロールスタンドに導かれた。ついでフィラメントは、１２１℃で 動作している加熱空気循環炉を通された。この炉の長さは１．６ｍであった。フ ィラメントは、炉を出た後、２８ｍ／ｗｉｎの速度で動作している第２のロール スタンドに導かれた。ついでフィラメントは、１４９℃で動作している第２の炉 を通過し、３９　ｍ／ｍｉｎの速度で動作している第３のロールスタンドに導か れた。つぎにフィラメントは、１７７℃で動作している第３の炉を通過し、３２ ｍ／ｍｉｎの速度で動作している第４のロールスタンドに導かれた。第３の炉の 長さは１．６ｍであった。配向されたモノフィラメントは、張力が制御されてい る巻取機を介してスプール上に集められた。テスト時に製品は、３．４ｇｐｄの 引張り強さ、破断時の伸び率２３．５％、初期引張りモジュール４１．０　ｇｐ ｄ、　２００℃での自由熱収縮率７．６％を有していた。

夫血±ユ この実施例は、ロールスタンドの速度が下記のように変更された以外、実施例３ と同じである。第１、第２、第３および第４のロールスタンドの速度はそれぞれ ８，２８．２８＋　２５　ｍ／ｍｉｎであった。得られた製品は、２．７ｇｐｄ の引張り強さ、破断時の伸び率３４，８％、初期引張りモジュール３６．３　ｇ ＋）（１，２００℃での自由熱収縮率４．６％を有していた。

夫里五二 この実施例は、装置については実施例３，４と同じであるが、炉の温度とロール スタンドの速度が変更されている。第１、第２および第３の炉について、炉温は それぞれ１７７℃、２０４℃および５００℃であった。第１、第２、第３および 第４のロールスタンドの速度はそれぞれ８，３６，３９．３９　ｍ／ｗｉｎであ った。得られた製品は、４．６ｇｐｄの引張り強さ、破断時の伸び率７．４％、 初期引張りモジュール７４．４　ｇｐｄ、２００℃での自由熱収縮率１１．６％ を有していた。

及立■互 この実施例は、ロールスタンドの速度が変更された以外、実施例５と同じである 。第１、第２、第３および第４のロールスタンドの速度はそれぞれ８，３２゜３ ２　、３２　ｍ／ｍｉｎであった。得られた製品は、４．０ｇｐｄの引張り強さ 、破断時の伸び率１８．０％、初期引張りモジュール５５．３　ｇｐｄ、２００ ℃での自由熱収縮率５．９％を有していた。

Ｋ族■ユ ｒＫＯＤＡＲＴ）（ＥＲＭＸコポリエステル６７６１Ｊおよび２，２％の濃度の ｒｓＴＡＢＡＸＯＬ　ＰＪが、３．１の圧縮比を有する１つのバリヤ翼つきスク リューを有する５０＋ｎｍスクリュー押出機に供給された。この押出機には計量 ポンプが取り付けられ、ポリマーをスピンバックにする計量のために使用された 。このスピンバックは、６０メツシユのスクリーンによって支持された２５０メ ツシユスクリーンによって支持された１８０メツシユのスクリーンからなってい た。このスピンバックはまた、番孔が１．５ｍｍの直径を有する１０の孔を有す るグイを具備する。ポリマーは、このグイかう急冷水浴内に垂直に押出された。

グイ表面と急冷水浴とのエアギャップは３０ＩＩＩＩ１１であった。急冷水浴の 温度は６６℃であった。

押出されたフィラメントは、浴から水平方向に引き出され、２０　ｍ／ａ＋ｉｎ の速度で動作している第１のロールスタンドに導かれた。ついでフィラメントは 、１２１℃で動作している加熱空気循環炉を通された。この炉の長さは２．７ｍ であった。フィラメントは、炉を出た後、６９ｍ／ｗｉｎの速度で動作している 第２のロールスタンドに導かれた。ついでフィラメントは、１９１℃で動作して いる第２の炉を通過し、７０ｍ／ｗｉｎの速度で動作している第３のロールスタ ンドに導かれた。第２の炉の長さは２．４ｍであった。つぎにフィラメントは、 ２６８℃で動作している第３の炉を通過し、６２ｍ／ｗｉｎの速度で動作してい る第４のロールスタンドに導かれた。第３の炉の長さは２．７ｍであった。配向 されたモノフィラメントは、張力が制御されている巻取機を介してスプール上に 集められた。テスト時に製品は、２．５ｇｐｄの引張り強さ、破断時の伸び率３ ３％、初期引張りモジュール３２ｇｐｄを有していた。

第３図は、実施例７に示した、安定化され、または安定化されていないモノフィ ラメントの加水分解安定性が、２　ａｔｍの絶対圧のオートクレーブ中で飽和水 蒸気にさらされたときに、３８日の期間にわたってどのように変化したかを示し ている。

１血土玉 ｒＫＯＤＡＲＴＨＥＲＭＸコポリエステル６７６１Ｊおよび２．５％の濃度のｒ ｓＴＡＢＡＸＯＬ　ＰＪが、２．５の圧縮比を有する１つのバリヤ翼つきスクリ ューを有する７０ｍｍスクリュー押出機に供給された。この押出機には計量ポン プが取り付けられ、ポリマーをスピンバックにする計量のために使用された。こ のスピンバックは、６０メツシユのスクリーンによって支持された２５０メツシ ユスクリーンによって支持された１８０メツシユのスクリーンからなっていた。

このスピンバックはまた、番孔が！、５ｍｍの直径を有する５０の孔を有するグ イを具備する。ポリマーは、このグイから急冷水浴内に垂直に押出された。ダイ 表面と急冷水浴とのエアギャップは５７ｍｍであった。急冷水浴の温度は６３℃ であった。

押出されたフィラメントは、浴から水平方向に引き出され、１７　ｍ／ｍｉｎの 速度で動作している第１のロールスタンドに導かれた。ついでフィラメントは、 １７９℃で動作している加熱空気循環炉を通された。この炉の長さは２．７ｍで あった。フィラメントは、炉を出た後、５８　ｍ／ｍｉ、ｎの速度で動作してい る第２のロールスタンドに導かれた。ついでフィラメントは、２３１℃で動作し ている第２の炉を通過し、５８ｍ／ｍｉｎの速度で動作している第３のロールス タンドに導かれた。第２の炉の長さは２．７ｍであった。つぎにフィラメントは 、２５７℃で動作している第３の炉を通過し、５２ｍ／ｍｉｎの速度で動作して いる第４のロールスタンドに導かれた。第３の炉の長さは２．７ｍであった。配 向されたモノフィラメントは、張力が制御されている巻取機を介してスプール上 に集められた。テスト時に製品は、２．６ｇｐｄの引張り強さ、破断時の伸び率 ３９％、初期引張りモジュール３２ｇｐｄを有していた。

第４図は、実施例８に示した、安定化され、または安定化されていないモノフィ ラメントの加水分解安定性が、２　ａｔｍの絶対圧のオートクレーブ中で飽和水 蒸気にさらされたときに、３８日の期間にわたってどのように変化したかを示し ている。

偉　Ｕ 残存引張り強さく％） 残存引張り強さ１％） 残存引張り強さく％） 国際調査報告 、　−、、、、、、、ｌｉｅ　ｐＣＴ／ＧＢ　９０１００６２３国際調査報告 ＧＢ　９０００６２３ ＳＡ　３６６６４

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．製紙機の形成部、ブレス部または乾燥部で使用するのに適した製紙機用布で あって、繊維構造を有するものにおいて、前記繊維構造の繊維が、ヒンダードカ ルボキシル基を有するポリエステル材料であり、かつ前記繊維が２６０℃よりも 高い融点を有していることを特徴とする製紙機用布。
2. ２．クリープ伸びが１．１ｇｐｄで１０％よりも小さいことを特徴とする請求項 １に記載の製紙機用布。
3. ３．前記繊維が、２５ｇｐｄよりも大きい初期モジュール、１５％よりも大きい 破断時の伸び率、およびｇｐｄよりも大きい粘着力を有していることを特徴とす る請求項１または２に記載の製紙機用布。
4. ４．前記繊維が、２６５℃よりも高い融点、３０ｇｐｄよりも大きい初期モジュ ラス、２５％よりも大きい破断時の伸び率、および２．２ｇｐｄよりも大きい粘 着力を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の製紙機用布 。
5. ５．前記繊維が、２８０℃よりも高い融点、３２ｇｐｄよりも大きい初期モジュ ラス、３０％よりも大きい破断時の伸び率、および２．３ｇｐｄよりも大きい粘 着力を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の製紙機用布 。
6. ６．前記ポリエステル材料のカルボキシル基が、シクロ脂肪族、および分枝脂肪 族グリコールから選択することによって得られた残基によって妨害されているこ とを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の製紙機用布。
7. ７．前記ポリエステルがポリ（１，４−シクロヘキサンジカルビニルテレフタレ ート）であることを特徴とする請求項６に記載の製紙機用布。
8. ８．前記ポリエステル材料が有効量の安定剤を含有していることを特徴とする請 求項１〜７のいずれかに記載の製紙機用布。
9. ９．前記安定剤が０．５％から１０．０％の量で存在することを特徴とする請求 項８に記載の製紙機用布。
10. １０．前記安定剤がカーボジイミドであることを特徴とする請求項８または９に 記載の製紙機用布。
11. １１．前記カーボジイミドが、ベンゼン−２，４−ジイソシアネート−１，３， ５−トリス（１−メチルエチル）ホモポリマーであることを特徴とする請求項１ ０に記載の製紙機用布。
12. １２．前記カーボジイミドが、ベンゼン−２，４−ジイソシアネート−１，３， ５−トリス（１−メチルエチル）および２，６−ジイソプロピルジイソシアネー トであることを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の製紙機用布。
13. １３．前記繊維が、円または他の形状の横断面を有するモノフィラメントである ことを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の製紙機用布。
14. １４．前記繊維が、機械方向に延びるモノフィラメントであることを特徴とする 請求項１３に記載の製紙機用布。
15. １５．前記繊維が、機械横断方向に延びるモノフィラメントであることを特徴と する請求項１３または１４に記載の製紙機用布。
16. １６．支持層および表面層を備え、前記層の少なくとも１つが前記繊維構造から なっていることを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の製紙機用布。
17. １７．前記表面層がフェルトであることを特徴とする請求項１６に記載の製紙機 用布。
18. １８．前記繊維構造がバットであることを特徴とする請求項１６に記載の製紙機 用布。