WO2008004618A1

WO2008004618A1 - Feutre de papeterie

Info

Publication number: WO2008004618A1
Application number: PCT/JP2007/063454
Authority: WO
Inventors: Takashi Oouchi
Original assignee: Ichikawa Co., Ltd.
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2008-01-10
Also published as: JPWO2008004618A1; US20100018663A1; CA2656769A1; US8337670B2; KR20090037405A; KR101414540B1; EP2042652A1; CA2656769C; EP2042652B1; CN101484634A; EP2042652A4; CN103382673A; CN103382673B; JP4990280B2

Description

明細書

抄紙用フェルト技術分野

[0001] 本発明は、抄紙機械に使用される抄紙用フェルト（以下、単に「フェルト」ということがある）に関する。

背景技術

[0002] 従来力も製紙工程において、紙の原料力も水分を除去するため、抄紙機には大きく分けて、成形 (フォーミング）、プレスおよび乾燥の 3つのパートがある。それぞれのパートで、湿紙から水分が連続的に脱水される。そして、それぞれのパートでは、脱水の機能に対応した抄紙用具が用いられて、る。

[0003] プレスパートではフェルトが使用されており、経方向（MD方向）に走行する。プレスパート内にはプレス加圧部が設けられている。このプレス加圧部でフェルトと湿紙とを通過させ、湿紙中の水分をフェルトへと移行させることにより、湿紙から水分を脱水している。

なお、プレス加圧部は、一対のプレスロールにより構成されるものや、プレスロールと、プレスロールの周面に対応した形状を有するシユーとにより構成されるものが一般的である。

[0004] このフェルトの構成を図 1に基づき説明する。図 1は、従来の抄紙用フェルト 100の概略構成を示す断面図である。

抄紙用フェルト 100は、基体 20に、バット繊維として、表面側バット繊維 31と裏面側ノノト繊維 32とをそれぞれを積層し、ニードルパンチングなどにより植毛して構成されている。なお、基体 20には、経糸 21と緯糸 22とを製織して構成される織布が通常使用されている。

[0005] フェルトは基本的な複数の機能を有して、る。これらの機能とは、湿紙から水を搾る搾水性と、湿紙の平滑性を高める平滑性と、湿紙を搬送する湿紙搬送性といった役割を果たすことである。

とりわけ、これらフェルト機能の中で、湿紙から水を搾る機能 (搾水性)が重要視されている。湿紙力も水を搾る機能 (搾水性)では、湿紙とフェルトが一対のプレスロール間を通過する際、加圧により湿紙力も水をフルトに移行させる。

そして、フェルト中の水は、加圧によりフェルト裏面側力排出する力、または、抄紙機のサクシヨンボックスで吸引しフェルト系外に排出する。このため、フェルトに関しては、加圧下で圧縮され、除圧時に回復する圧縮回復性の持続と、フェルトの水透過性が重要視されている。

[0006] 最近の抄紙技術の動向としては、生産性向上のために、抄紙機の高速化と、プレスパートにおいてロール又はシユープレスなどによる高加圧化とが進んでいる。その結果、フェルトが高加圧下において扁平ィ匕して水透過性や圧縮回復性が低下し、フエルトの搾水性が著しく低下するなどの問題があった。

[0007] そこで、この問題を解決する手法の 1つとして、フェルトを構成する繊維層に、高分子弾性材料を包含させる方法がある。

例えば、フェルトを構成する繊維にエマルシヨン型榭脂を含浸し、且つフェルトを構成する湿紙側部分に工夫を凝らしたものが知られて！/ヽる（米国特許第 4500588号公報参照)。

この従来のフェルトは、より詳細には、基層の表面に形成されたバット繊維にェマルシヨン型樹脂が含浸される。また、当該バット繊維層の湿紙側の表面が、緻密で且つセーム革状の滑らかな表面となるように、カレンダー加工されている。これにより、バリヤー層が形成されるか、或いは、基層の表面に形成された粗繊維層にエマルシヨン型榭脂が含浸される。

また、当該粗繊維層上にバリヤ一層（不織布層）が設けられ、且つ更に当該バリヤ一層（不織布層）上に細繊維層が形成される。当該バリヤ一層により、エマルシヨン型榭脂がフェルトの湿紙側の表面にまで浸透することが阻止されたものである。その結果、フェルトの再湿及びブローイングが防止されて、抄紙速度を上げることを可能にする。

[0008] ところが、このような高分子弾性材料に包含された繊維層を用いても、使用の初期に高分子弾性材料に包含された繊維層の親水性が低いため、抄紙機にフェルトを掛け入れた初期には水を強く弾く性質がある。したがって、例えシャワー水を散布しながらフェルトを使用したとしても、フェルト内部にまで水分が十分には浸透しない。よって、フェルトが水分に馴染むまでの期間、抄紙機の操業は徐動を強、られてきた。

特許文献 1：米国特許第 4500588号公報

[0009] 本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、抄紙用フェルトの構成成分であるバット繊維は、高分子弾性材料に包含され一体化してバット繊維層を形成しており、使用の初期に高分子弾性材料の親水性が高いので、抄紙機にフェルトを掛け入れた初期から、フェルト内部にまで水分が十分に浸透する抄紙用フェルトを提供することを目的とする。

また、本発明は、フェルトの使用初期から長期にわたり圧縮回復性を持続し、搾水性、湿紙平滑性、湿紙搬送性といった機能をフェルトの使用期間末期まで維持することができる抄紙用フェルトを提供することを目的とする。

発明の開示

[0010] 本発明に力かる抄紙用フェルトは、基体とバット繊維層とを有している。そして、抄紙用フェルトのバット繊維は、高分子弾性材料に包含され一体化してバット繊維層を形成している。前記高分子弾性材料に包含されたバット繊維層は、 1-メチル -2-ピロリドンを含んでいる。

好ましくは、前記高分子弾性材料は、ウレタン系エマルシヨン，酢酸ビニル系ェマル種または複数種を含むエマルシヨン型榭脂からなっている。

前記高分子弾性材料が、バット繊維に対して 20g/m²〜150g/m²包含されてヽるのが好ましい。

また、前記 1-メチル -2-ピロリドンが、高分子弾性材料に包含されたバット繊維層に対して 5g/m²〜 100g/m²包含して!/、るのが好まし!/、。

[0011] 本発明によれば、抄紙用フェルト中のバット繊維に高分子弾性材料が包含されて一体化してバット繊維層を形成している。したがって、フェルトが、プレス圧力により圧縮を繰返しても、高分子弾性材料の耐圧力効果によって、フェルトは持続性に優れた圧縮回復効果を発揮することができる。図面の簡単な説明

[0012] [図 1]従来の抄紙用フルトの概略構成を示す断面図である。

[図 2]本発明の一実施形態にカゝかる抄紙用フェルトの概略構成を示す断面図である

[図 3]本発明の他の実施形態に力かる抄紙用フルトの概略構成を示す断面図である。

[図 4]本発明の実験装置の概略図である。

発明を実施するための最良の形態

[0013] 以下、本発明の抄紙用フルトの実施形態を説明する。なお、本発明は、この実施形態に限定されるものではな、。

図 2は、一実施形態に力かるフェルトを緯方向（CMD方向：フェルトの幅方向）に切断した断面図である。図 2に示すように、抄紙用フェルト 10は、基体 20とバット繊維層とを有しており、ニードリングで絡合一体ィ匕されており、経方向（MD方向）に走行する

[0014] 基体 20には、経糸 21と緯糸 22を織機などにより製織した織物が通常用いられている。経糸 21と緯糸 22には、ナイロン、ポリエステル、ォレフィンなどのモノフィラメント及びマルチフィラメントを用いている。織物の構造としては、 1重織、 2重織または 3重織などの多重織構造を有して、る。

また、基体 20には、織物の他に、経糸と緯糸を織込むことなく接着剤などにより接着形成した基体や、不織布、フィルムゃ榭脂成型体などの基体を用いてもよい。

[0015] フェルト 10中のバット繊維は、高分子弾性材料 50に包含され一体ィ匕して、バット繊維層を形成している。高分子弾性材料 50に包含されたバット繊維層は、親水性の 1- メチル -2-ピロリドンを含んで、る。

フェルト 10がプレス圧力により圧縮を繰返しても、高分子弾性材料 10が耐圧力効果を発揮する。その結果、フェルト 10は、持続性に優れた圧縮回復効果を発揮することができる。

[0016] バット繊維は、ステープルファイバー 41からなつている。バット繊維には、ナイロン繊維などの合成繊維や羊毛などの天然繊維の短繊維を、ウエッブ状に形成し積層している。なお、バット繊維には、太さや材質の異なる繊維をブレンドして用いてもよい。ノット繊維は、湿紙側に位置する表面側バット繊維 31と、抄紙機のプレスロール側又はシユー側に位置する裏面側バット繊維 32とからなって、る。表面側バット繊維 3 1は、最も表面側のバット繊維 311と、内層側のバット繊維 312とにより構成されている。

なお、場合によっては、表面側バット繊維 31のみでバット繊維を構成する場合もある。また、フェルト 10の表面が緻密で滑らかな表面となるように、最も表面側のバット繊維 311に細い繊維を用いるのが好ましい。なお、内層側のバット繊維 312及び裏面側バット繊維 32には、水透過性を高めるために太、繊維を用いてもょ、。

[0017] 図 3は、本発明の他の実施形態にカゝかる抄紙用フェルト 10aの概略構成を示す断面図である。

図 3に示す抄紙用フェルト 10aにおいて、ステープルファイバー 41からなるバット繊維 (表面側バット繊維 31と裏面側バット繊維 32の何れか一方、または両方）は、高分子弾性材料 50に包含され一体ィ匕して、バット繊維層を形成して、る。

そして、該高分子弾性材料 50に包含されたバット繊維層には、親水性の 1-メチル- 2-ピロリドンが浸透して包含している状態にある（図示せず)。つまり、バット繊維層（バット繊維と高分子弾性材料 50)には、親水性の 1-メチル -2-ピロリドンが浸透しており、これらが一体ィ匕してバット繊維層を形成している。

[0018] このように、図 2,図 3に示すフェルト 10, 10aでは、バット繊維が高分子弾性材料 5 0に包含され一体ィ匕して、バット繊維層が形成されている。

フェルト 10, 10aに対してプレス圧力による圧縮が繰返されても、バット繊維層における弾性変形可能な高分子弾性材料 50が耐圧力効果を発揮する。これによつて、該バット繊維層内に形成された空隙は潰されずに残る。その結果、フェルト 10, 10a の水透過性と圧縮回復性は低下しなヽ。

また、高分子弾性材料 50に包含されたバット繊維層は、親水性の 1-メチル -2-ピロリドンが浸透してこれを包含している。したがって、抄紙機にフェルト 10, 10aを掛け入れた初期から、水分がフェルト 10, 10aの内部にまで十分に浸透する。

フェルト 10, 10aは、使用初期から長期にわたり圧縮回復性を持続し、搾水性、湿紙平滑性、湿紙搬送性といった機能を、フェルト 10, 10aの使用期間末期まで維持することができる。

[0019] もし仮に、バット繊維が高分子弾性材料 50に包含されていない場合には、繰り返し圧縮によるフェルトの変形が大きくなる。その結果、フェルトの搾水性、湿紙平滑性、湿紙搬送性と、つた機能が維持できず好ましくな、。

また、もし仮に、高分子弾性材料 50に包含されたバット繊維層が、親水性の 1-メチル -2-ピロリドンを包含していない場合は、フェルトの使用初期にバット繊維層の親水性が低い。

その結果、抄紙機にフェルトを掛け入れた初期から、フェルト内部に水分が浸透し難い。そのため、フェルトが水分に馴染むまでに長い期間を要する。そのため、その期間中は、抄紙機は低速度での操業を強、られてしまう。

[0020] これに対して、本発明のフルト 10, 10aにおける高分子弾性材料 50は、ウレタン系ェマノレシヨン，酢酸ビニノレ系ェマノレシヨン，スチレン一ブタジエン系ェマノレシヨンおよびアクリル系エマルシヨンの何れ力 1種または複数種を含むエマルシヨン型榭脂からなっている。

このエマルシヨン型榭脂の水分の蒸発により、高分子弾性材料 50の固形物がバット繊維を包含することができる。エマルシヨン型榭脂の安定化のため、エマルシヨン型榭脂には界面活性剤または粘度調整剤が加えられて、るのが好ま、。

[0021] なお、エマルシヨン型榭脂の安定ィ匕のために、エマルシヨン型榭脂に界面活性剤を加える場合がある。高分子弾性材料 50に包含されたバット繊維層が親水性になることはない。その理由は、界面活性剤の種類 (親水度としての指標 HLBの差異による種類)や使用量に拘わらず、抄紙機にフェルト 10, 10aを掛け入れた初期から、十分にフェルト 10, 10aの内部にまで水分が浸透しな、からである。

他方、本発明の親水性の 1-メチル -2-ピロリドンは、分子量と粘度が界面活性剤に比べて著しく低いので、フェルト 10, 10aの内部にまで水分が浸透する力が格段に大きいものとなっている。

[0022] ここで、バット繊維に対して高分子弾性材料 50を 20gZm²〜150gZm²包含して、ることが好まし!/、。その理由は、高分子弾性材料 50がこの包含量の範囲（20gZm²〜150gZm²)より少ないと、フェルト 10, 10aの圧縮回復性を持続できない。その結果、搾水性、湿紙平滑性、湿紙搬送性といった機能が維持されなくなるので好ましくない。また、高分子弾性材料 50力この包含量の範囲より多いと、フェルトの通水性が悪くなつて、搾水性の機能に悪影響があるので好ましくな、。

[0023] また、親水性の 1-メチル -2-ピロリドン力高分子弾性材料 50に包含されたバット繊維層に対して 5g/m²〜： L00g/m²包含されて!、るのが好まし!/、。

その理由は、 1-メチル - 2-ピロリドンがこの包含量の範囲（5g/m²〜100g/m² ) より少ないと、フェルトの内部に水分が浸透せず、フェルトが水分に馴染むまでに長い期間を要してしまうので好ましくない。また、 1-メチル -2-ピロリドン力この包含量の範囲より多いと、高分子弾性材料 50が変性してしまう。その結果、高分子弾性材料 5 0がバット繊維を包含する接合力が低下して、フェルトの圧縮回復性を持続できなくなるので好ましくない。

[0024] フェルト 10, 10aでは、バット繊維に高分子弾性材料 50を包含させて一体化している。この方法では、基体 20とバット繊維とを、ニードルパンチングにより植毛してフエルトを形成する。その後、エマルシヨン型榭脂の水希釈液を塗布し、乾燥して一体ィ匕している。

[0025] 高分子弾性材料 50に包含されたバット繊維層に、親水性の 1-メチル -2-ピロリドンを包含するには二つの方法がある。一つの方法は、所定量の 1-メチル -2-ピロリドンを前記エマルシヨン型榭脂の水希釈液に混合する方法である。他の方法は、フェルトにエマルシヨン型榭脂の水希釈液を塗布した後で、所定量の 1-メチル -2-ピロリドンを塗布する方法である。

実施例

[0026] 本発明にかかる抄紙用フルトの効果を確認すベぐ以下のような実験を行なったここで、実施例 1〜6及び比較例 1〜3ともに、諸条件を共通にするために全てのフエルトの基本構成を次の通りとした。

•基体けィロンモノフィラメントの撚糸を平織）：坪量 750gZm² •バット繊維 [ナイロン 6の短繊維（ 17dtexのステープルファイバー） ]：基体の表面側バット繊維として坪量 500g/m²、基体の裏面側バット繊維として坪量 250g/m²。 'フェルトの総坪量： l,500gZm²。

[0027] まず、基体に、その裏面側のバット繊維と、表層側のバット繊維とを積層し、ニードリングにより絡合してフェルトを形成する。その後、表 1に示すような高分子弾性材料と 1-メチル -2-ピロリドンを混合した水希釈液を、フェルトの表層側から塗布する。そして、このフェルトを 105°Cで乾燥して、実施例 1〜6及び比較例 1〜3の各フェルトを完成させた。

[0028] [表 1]

図 4の実験装置は、一対のプレスロール Pの間に抄紙用フェルト Fを通す。そして、このフェルト Fに一定の張力を掛ける。フェルト Fを、回転させながら一対のプレスロール Pで繰り返しプレスする装置である。

図 4に示す実験装置により、実施例と比較例の各フェルトに関して、フェルトの圧縮回復性能、持続性能、及びフェルトに水が浸透した状態に至るまでの時間の比較を行なった。 [0030] 実験装置の駆動条件は、プレス圧力が 100kgZcm、フェルト駆動速度が l,OOOm Z分で、 120時間継続して行なった。なお、この実験装置では、一対のプレスロール Pでフェルト Fをプレスしている。したがって、プレス圧力 [kg/cm]は、一対のプレスロール Pでカ卩圧される-ップ部の幅方向（CMD方向） 1cmあたりの線圧である。時間の計測に当たっては、実験開始直後の数値と、実験終了時の数値とをそれぞれ求めた。また、水に 1時間浸漬したフェルト Fに、一定の加圧力（30kg/cm)を掛けたときの、フルト Fの厚み (加圧厚み）を求める。この加圧厚みなどから、次式により圧縮率、回復率を算出した。

圧縮率（％) = 100 X (加圧前の厚み加圧厚み) Z加圧前の厚み

回復率(％) = 100 X (除圧後の厚み加圧厚み) Z加圧厚み

[0031] 図 4の実験装置にフェルト Fを掛け渡し、フェルト Fの表面に水シャワー Wを当てて、フェルト全体に一様に水が浸透した状態に至るまでの時間を測定することにより、「フエルトに水が完全に浸透した状態に至るまでの時間」を求めた。そして、比較例 3のフエルトが新品時の時間を 100として、水浸透性の相対評価を行なった。

なお、水浸透性は、

[ (各フェルトが完全に水が浸透した時間） Z (比較例 3のフェルトが完全に水が浸透した時間） X 100]

である。

[0032] 実験の結果を表 2に示す。表 2から分力るように、実施例においては、圧縮回復性能とその持続性が高いレベルで維持できることが確認された。また、フェルトの内部にまで水分が浸透するのが短時間で済むため、フェルトが、湿紙の搾水性及びその持続性を有しており、また、フェルトが速やかに水分に馴染むことが確認された。

[0033] [表 2]

本発明では、フェルト 10, 10a中のバット繊維に高分子弾性材料 50が包含されて一体化して、バット繊維層を形成している。したがって、フェルト 10, 10aは、プレス圧力による圧縮が繰返されても、高分子弾性材料 50の耐圧力効果によって、持続性に優れた圧縮回復効果を発揮することができる。

さらに、フェルト 10, 10aに高分子弾性材料 50が多く包含されているほど、フェルト 10, 10aは、持続性に優れた圧縮回復効果を発揮することができる。 [0035] また、バット繊維層に、親水性の 1-メチル -2-ピロリドンを包含することにより、フェルト構造体として親水性を発揮することができる。その結果、抄紙機にフェルト 10, 10a を掛け入れた初期から、十分にフェルト 10, 10aの内部にまで水分が浸透できる。したがって、フェルト 10, 10aを掛け入れた初期から、抄紙機は最高速度で稼動することがでさる。

[0036] 以上、本発明の実施形態 (変形例，実施例を含む。以下同じ)を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなぐ本発明の要旨の範囲で種々の変形，付加などが可能である。

なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

産業上の利用可能性

[0037] 本発明の抄紙用フェルトは、抄紙機のプレスパートに適用可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 基体とバット繊維層とを有した抄紙用フェルトであって、

バット繊維は高分子弾性材料に包含され一体化して前記バット繊維層を形成しており、且つ、このバット繊維層は 1-メチル -2-ピロリドンを含んでいることを特徴とする抄紙用フェルト。

[2] 請求項 1に記載の抄紙用フェルトであって、

前記高分子弾性材料は、ウレタン系エマルシヨン，酢酸ビニル系エマルシヨン，スチ数種を含むエマルシヨン型榭脂からなって、る。

[3] 請求項 1または 2に記載の抄紙用フェルトであって、前記高分子弾性材料が、前記バット繊維に対して 20gZm²〜 150gZm²包含されて!、る。

[4] 請求項 1または 2に記載の抄紙用フェルトであって、

前記 1-メチル -2-ピロリドンが、前記高分子弾性材料に包含された前記バット繊維層に対して 5g/m²〜： L00g/m²包含されて!、る。