JPH08506863A - 製紙機用フェルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ポリアミド表面層を刺し縫いしたポリアミド基布を有する後縮合製紙機用フェルトに関し、該フェルトは、DIN 53,727標準規格に従って測定したときの硫酸溶液中での相対粘度が少なくとも５である。本発明はまた、製紙機用フェルトの分子量を増加させる方法に関し、該方法においては、フェルトを後縮合触媒溶液に含浸、乾燥し、その後ポリアミドの融点以下の温度において酸素不在下で固体状態で加熱縮合する。

Description

【発明の詳細な説明】 製紙機用フェルト 発明の背景 本発明は、請求の範囲に記載されている内容に関する。 本発明は特に、ポリアミド基布（base fabric）およびその上に刺し縫いした （needled）ポリアミドコーテイングからなる後縮合（postcondensed）製紙機用 フェルト（paper machine felts）に関する。 さらに本発明は、上述の製紙機用フェルトの分子量を増大させる方法に関する 。 製紙機用フェルトは、一般的には、基布とその上に刺し縫いしたプレニードル ドウェブ材料とから構成されている。基本的には、乾燥したウェブ材料の代わり に不織ウェブを用いることも可能である。 ドイツ特許DE-A-4,027,063は、後縮合により特に高分子量のポリアミド繊維を 調製する方法を開示している。そのような後縮合繊維は加工性に乏しいという欠 点を有するが、これは、繊維が高分子量のために非常に硬質だからである。 それ故、カーディングおよびニードリングにより多くのエネルギーを要し、こ の増加エネルギーのために加工中に繊維が損傷する危険性が高くなる。 フェルト中の後縮合繊維に関してもう一つ考慮しなければならない点は、熱硬 化しづらいことであり、これはすなわち、加工中に繊維内で上昇した張力が充分 に発散されないということである。このことは繊維の脱落、つまり、大部分の繊 維断片あるいは全ての繊維のフェルトからの剥離を引き起こす。 さらに、後縮合繊維は熱収縮をほとんど起こさない。基布に必要な硬化工程に おいて、フェルトはもはや前圧縮されない。その結果、繊維の結合は最適状態で あるとはいえないのである。 従って本発明の目的は、耐薬品性、空気透過性に優れ、耐摩耗性が向上した製 紙機用フェルトを提供することにある。 この目的は、請求の範囲第１項に記載された後縮合製紙機用フェルトおよび請 求の範囲第６項に記載された方法により達成することができる。 サブクレームは、本発明の優れた実施態様を明かにしている。 発明の詳細な説明 当該分野で知られている後縮合繊維からなる製紙機用フェルトと、本発明によ り明らかにされた後縮合製紙機用フェルトとの間に品質の違いがあるということ は、当業者にとっても自明のことではない。 それにもかかわらず、モノフィラメントおよび／またはマルチフィラメントか ら構成される基布を同時に後縮合することにより明かな利点が得られることが期 待される。しかし、一般的には、基布の耐性は大した問題ではない。 しかしながら、驚くべきことに、フェルトに対して行った試験プレス試験（後 載の表１を参照）において、通常のフェルトと本発明による後縮合製紙機用フェ ルトの間に著しい差が認められた。後縮合繊維からなるフェルトと比較すると、 空気透過性に関しては、最終値は両方のフェルトにおいて同様の値であったが、 本発明の後縮合フェルトは明らかに変化が少なかった。このことは製紙工業にお いては有利である。なぜなら、始動時間を短縮でき、また、始動時間中にフェル トの特性がほとんど変化しないからである。 さらに、２種類のフェルトが、繊維ロスに関しても明らかに異なっていること も驚きである。 概説すると、本発明による後縮合製紙機用フェルトは、20℃における硫酸中で 測定した場合に溶液粘度が５またはそれ以上であれば、所望する良好な耐薬品性 および耐剥離性を示すことが見出された（DIN 53,727標準規格に従う場合）。 本発明の方法に従って後縮合された製紙機用フェルトのポリアミド繊維は、特 に、脂肪族のポリアミド類もしくはコポリアミド類または部分的な芳香族のポリ アミド類もしくはコポリアミド類からなり、ここで脂肪族のポリアミド類もしく はコポリアミド類は、炭素数４〜12のω−アミノカルボン酸類、ラクタム類、も しくは脂肪族ジアミン類および脂肪族ジカルボン酸類を基本とし、また、部分的 に芳香族のポリアミド類もしくはコポリアミド類は、炭素数４〜12の脂肪族モノ マーを基本とするものである。これらの中で好ましいのは、ポリアミド４、ポリ アミド６、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド46、ポリアミド66、ポリア ミド610、ポリアミド612、ポリアミド1212、ポリアミド10Ｔ、ポリアミド12Ｔで ある。 後縮合のための触媒の例としては、無機リン化合物が挙げられるが、中でも、 リン酸もしくはオルトリン酸の塩類もしくはエステル類、またはそのような酸自 体が好ましく、特にＨ₃ＰＯ₄、Ｈ₃ＰＯ₃、ＮａＨ₂ＰＯ₄・12Ｈ₂Ｏ、Ｎａ₂ＨＰＯ₃ ・５Ｈ₂ＯおよびＮａＨ₂ＰＯ₄がより好ましい。編織布（textile fabrics） は触媒に含浸させるが、このときの触媒濃度は、後縮合すべき編織布の重量を基 準として、水溶液で0.5重量％を超えないことが好ましく、好ましくは0.1〜0.3 重量％の範囲であり、より好ましくは0.2重量％である。後縮合は不活性ガス雰 囲気下または減圧下で行い、温度は160〜200℃の範囲、好ましくは170〜190℃の 範囲であり、反応時間は５〜48時間、好ましくは６〜24時間、より好ましくは８ 〜12時間である。 本発明の方法の特に優れた実施態様においては、後縮合すべき編織布の重量を 基準として0.2重量％のＨ₃ＰＯ₄またはＨ₃ＰＯ₃の水溶液を用い、180℃で減圧下 ８時間反応させて編織布を後縮合させる。 本発明に従う製紙機用フェルトは、98％硫酸中で１％溶液として測定した場合 （DIN 53,727標準規格）に、５またはそれ以上、好ましくは６またはそれ以上、 より好ましくは6.5またはそれ以上、最も好ましくは７またはそれ以上の相対溶 液粘度を有するポリアミド繊維からなる。そのようなポリアミド繊維は特に、炭 素数４〜12のω−アミノカルボン酸類もしくはラクタム類、または、炭素数４〜 12の脂肪族ジアミン類および脂肪族ジカルボン酸類からなるものである。これら の中で好ましいのは、ポリアミド４、ポリアミド６、ポリアミド11、ポリアミド 12、ポリアミド46、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド 1212である。 そのほかの実施態様としては、炭素数４〜12の脂肪族モノマー類および炭素数 ６〜12の芳香族モノマー類を有する、部分的に芳香族のポリアミド類もしくはコ ポリアミド類が挙げられ、特にポリアミド10Ｔ、ポリアミド12Ｔが好ましい。 本発明の特に有利な点は、まずはじめに低粘度でかつ既知の方法により容易に 加工できるポリアミド繊維から繊維損傷を起こすことなく編織布をつくり、次に 、後縮合により分子量を増加して硫酸中での相対溶液粘度が７以上となるように し、 同時に結晶度を上げ、編織布の形状を安定させることにある。 以下の実施例は本発明の実施態様を説明するものであり、本発明はこれによっ て限定されるわけではない。 実施例１ 製紙機用フェルトの後縮合 ポリアミド６モノフィラメント（η_rel＝3.4±0.1）からなる基布と、その上 にコーティングとして刺し縫いしたポリアミド６繊維（グリロン（Grilon）ＲTM 26R、η_rel＝3.4±0.１、20℃においてDIN 53,727標準規格に従い、98％硫酸中 で１％溶液として測定）からなるウェブとを有する１ｍ×0.5ｍの大きさの製紙 機用フェルト片をリン酸水溶液（0.2重量％、フェルトの重量を基準）に含浸し た。風乾した後、実験用オートクレーブ内で減圧下180℃で16時間フェルトを後 縮合した。得られた後縮合製紙機用フェルトの溶液粘度は、硫酸中で10.5±0.5 であった。 実施例２ ポリアミド６撚糸（モノフィラメント）（η_rel＝3.4）からなる基布と、その 上にコーティングとして刺し縫いしたポリアミド６繊維（グリロン（Grilon）Ｒ TM262R、17 dtex、90mm）からなるウェブとを有する２ｍ×0.2ｍの大きさの製 紙機用フェルト片を、リン酸水溶液（0.24重量％）に染色オートクレーブ中で98 ℃、30分間含浸した。次に、フェルトを60℃で18時間乾燥した。後縮合は減圧炉 内で180℃で16時間行った。このサンプル（サンプル２）の分析データを表１お よび表２に示す。 比較例 サンプル３はTM262Rからなるフェルトである。 サンプル４はTM262Rからなるフェルトであり、その繊維は後縮合（98℃、30分 ；180℃、16時間、減圧下）したものであり、該繊維の相対粘度は7.8であった。 実験条件 実施例においては、図１に示すように３種類のフェルトを調製した。サンプル ３および４を対照とし、フェルト２について以下のように処理を行った： フェルトを0.24％の酸性溶液に染色オートクレーブ内で98℃、30分含浸した。 その後フェルトを60℃において18時間乾燥した。後縮合は減圧炉内で180℃、16 時間行った（実施例２を参照）。 分析および分析結果 繊維およびモノフィラメントの相対粘度は１％硫酸溶液中で測定した。 フェルト試験プレス フェルトは、FTP−EMSフェルト試験プレスで試験した。 試験においては、２ｍ×0.2ｍの大きさのサンプルフェルトを２個のコレット チャックに固定した。コレットチャックを機械の真下にロープで接続し、試験中 は前後に引っ張った。試験は圧力試験の各工程から構成されており、該圧力試験 には高圧シャワーおよび剥離試験が含まれる。該圧力試験においては、フェルト を１組の加圧ロールにより前後に動かした（図２ａを参照）。試験実施中は、フ ェルトがロール間のスリットを通過する前後に常にフェルトを加湿した。１組の 加圧ロールのライン方向の圧力は０〜300kN／ｍの間に設定できるようにした。 フェルトの圧縮状態を評価するために、加圧過程終了毎に厚さおよび空気透過性 を測定した。 高圧シャワー（ＨＰシャワー）を備えた圧力試験においては、ロール間のスリ ットを通過する前後に振動高圧シャワー（水圧：40バール）によりフェルトを加 湿した（図２ｂを参照）。ＨＰシャワーによる影響は目視により評価し、フィル ターから除去して収集した繊維の重量を測定した。 セラミック棒を備えた剥離試験においては、セラミック棒の疑似ロールを使用 した（図３を参照）。スリットをロールの上を交差する方向に切断することによ り、残りのウェブは吸引棒のような形状をとった。試験中は、フェルトサンプル を高速剥離ロールの真下でロープ制御により前後に引っ張った。剥離に対するフ ェルトの抵抗性は、顕微鏡観察および擦り切れた繊維の量を測定することにより 評価した。 試験工程 Ａ 洗浄および固定 Ｂ ライン方向の圧力150kg／cmで加圧ローリング（ＰＲ）100回 Ｃ さらにＰＲ2700回＝計ＰＲ2800回 Ｄ 水圧40バールおよび圧力150kg／cmの加圧ロールの下で高圧シャワー（Ｈ Ｓ）200回 Ｅ さらにＨＳ800回＝計ＨＳ1000回 Ｆ 剥離ロール500回 サンプルを用い、処理ＡからＦを順次行った。その後、フェルトの厚さ、空気 透過性および繊維ロスを測定し、未処理のサンプルと比較した。 結果 表１にフェルト試験プレスを行ったサンプルの結果を示す。 フェルトの厚さに関しては、後縮合フェルト（サンプル２）が試験による影響 が最も少なかった。サンプル２は、試験後、最も厚かった。 対照フェルト（サンプル３および４）の空気透過性は、硬化前および硬化後の 両方の状態において後縮合フェルトのそれよりも高かった。 フェルト試験プレスにより生じた空気透過性の変化は、後縮合フェルト（サン プル２）において最も小さく、このことはすなわち、サンプル２が全試験期間を 通して一定した特性を有していたことを示す。 対照フェルトの繊維ロスは、30ｇ／ｍ²（サンプル３）および26ｇ／ｍ²と、後 縮合フェルト（サンプル２、21ｇ／ｍ²）のそれよりも明らかに多かった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＦＩ，ＪＰ，ＳＥ，Ｕ Ｓ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ポリアミド基布およびその上に刺し縫いしたポリアミドコーティングからな る後縮合製紙機用フェルトであって、DIN 53,727標準規格に従う硫酸中での相対 溶液粘度が５またはそれ以上であることを特徴とする製紙機用フェルト。 ２．硫酸中での相対溶液粘度が６またはそれ以上、好ましくは6.5またはそれ以 上、より好ましくは７またはそれ以上であることを特徴とする請求の範囲第１項 記載の製紙機用フェルト。 ３．ポリアミドが、炭素数４〜12のω−アミノカルボン酸類またはラクタム類か らなる脂肪族のポリアミドまたはコポリアミドであって、好ましくはポリアミド ４、ポリアミド６、ポリアミド11あるいはポリアミド12であることを特徴とする 請求の範囲第１項または第２項記載の製紙機用フェルト。 ４．ポリアミドが、炭素数４〜12の脂肪族ジアミン類および脂肪族ジカルボン酸 類からなる脂肪族のポリアミドあるいはコポリアミドであって、好ましくはポリ アミド46、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド612あるいはポリアミド12 12であることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の製紙機用フェル ト。 ５．ポリアミドが、炭素数４〜12の脂肪族モノマー類と炭素数６〜12の芳香族モ ノマー類とからなる部分的に芳香族のポリアミドあるいはコポリアミドであって 、好ましくはポリアミド10Ｔあるいはポリアミド12Ｔであることを特徴とする請 求の範囲第１項または第２項記載の製紙機用フェルト。 ６．製紙機用フェルトを後縮合触媒の溶液に含浸し、その後乾燥し、ポリアミド の融点以下の温度において酸素を除去した固体状態でフェルトを加熱しながら後 縮合することからなることを特徴とする請求の範囲第１項から第５項記載の製紙 機用フェルトの分子量を増加させる方法。 ７．後縮合触媒が無機リン化合物、好ましくはリン酸、オルトリン酸ならびにそ れらの塩類もしくはエステル類、より好ましくはＨ₃ＰＯ₄、Ｈ₃ＰＯ₃、Ｎａ₂Ｈ ＰＯ₄・１２Ｈ₂Ｏ、Ｎａ₂ＨＰＯ₃・５Ｈ₂ＯおよびＮａＨ₂ＰＯ₄であることを特 徴とする請求の範囲第６項記載の方法。 ８．後縮合触媒を製紙機用フェルトの上に水溶液として塗布することを特徴とす る請求の範囲第７項記載の方法。 ９．前記触媒の量が、後縮合すべき製紙機用フェルトの量を基準として0.5重量 ％を超えず、好ましくは0.1〜0.3重量％の範囲であり、より好ましくは0.2重量 ％であることを特徴とする請求の範囲第７項記載の方法。 10．後縮合を不活性ガス雰囲気下あるいは減圧下で、反応温度160〜200℃の範囲 、好ましくは170〜190℃の範囲で行うことを特徴とする前記請求の範囲第６項か ら第９項のいずれかに記載の方法。 11．後縮合を５〜48時間、好ましくは６〜24時間、より好ましくは８〜12時間か けて行うことを特徴とする前記請求の範囲第６項から第10項のいずれかに記載の 方法。 12．Ｈ₃ＰＯ₄またはＨ₃ＰＯ₃の水溶液を濃度0.2重量％（後縮合すべき製紙機用 フェルトの重量を基準とする）で用い、180℃で減圧下８時間かけて製紙機用フ ェルトを後縮合することを特徴とする前記請求の範囲第６項から第11項のいずれ かに記載の方法。