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技術 製紙用フェルト及びその製造方法

出願人 日本フエルト株式会社
発明者 新部典弘富宇加剛広
出願日 2016年2月23日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2016-032448
公開日 2017年8月31日 (2年11ヶ月経過) 公開番号 2017-150101
状態 特許登録済
技術分野 紙(4)
主要キーワード 仕上げ加工機 フェルト材料 プレス回数 空気透過度 基礎構造体 発泡加工 ノンウーブン ロールマーク
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年8月31日)のものです。
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図面 (9)

課題

抄紙機への掛け入れ性及び製紙用プレスフェルトとしての耐久性に優れた製紙用フェルトを提供する。

解決手段

本発明の製紙用フェルト1は、基布層11と、この基布層11の製紙面側に配設された表バット層13とを備え、表バット層13は、その表層部に、熱可塑性ポリアミド成分19が結着した繊維を含むことを特徴とする。熱可塑性ポリアミド成分は、ポリアミドブロック及びポリエーテルブロックを含むポリアミド系エラストマーを含有することが好ましい。

概要

背景

従来、製紙工程では、ワイヤーパート製紙用ワイヤーにより湿紙脱水されてプレスパートへ搬送され、プレスパートで製紙用フェルトにより搾水されるとともに、表面が平滑化された湿紙がドライパートに搬送され、製紙されている。プレスパートでは、プレスロール間、又はプレスロールと、プレスロールの周面形状近似した湾曲面を有する加圧シューとの間、を走行する湿紙が加圧され、搾水される。この際、湿紙のみがプレスロール間、又はプレスロールと加圧シューとの間を走行するのではなく、例えば、一方のプレスロール又は加圧シュー側から、製紙用ベルト、製紙用フェルト及び湿紙が、この順に積層された状態で、走行し、搾水されるとともに、表面が平滑化される。

製紙用フェルトとしては、従来、経糸緯糸とを交差させて製織した織物や、織らずに糸を引き揃えて形成したノンウーブン、又は、穴開け加工や発泡により通気性を持たせた高分子フィルムシート等を、単体もしくは組み合わせて基布とし、この基布の両面にバット繊維が積層されてなる製品が多用されている。また、抄造される紙の品質向上、及び抄速の高速化による生産性の更なる向上が必要とされており、より搾水性、表面の平滑性耐脱毛性、耐防汚性等の諸特性に優れた製紙用フェルトの開発が求められており、特に近年においては、製紙用フェルトとして、未加工フェルト樹脂加工を施した樹脂加工フェルトの使用が増加している。
搾水性を向上させることを目的として未加工フェルトに樹脂加工を行う場合、樹脂加工により、通気性や空隙量の適正化させることが重要となる。

例えば、特許文献1には、繊維ウェッブ側の第1の表面及び反対側の第2の表面を少なくとも有する基礎構造体と、少なくとも基礎構造体の第1の表面に取付けられた少なくとも1つのバット繊維層と、を具備し、プレスフェルトの少なくとも第1の側の表面には、1以上のポリマー物質が分散した状態で含浸されており、このプレスフェルトの構造は、水を受入れるために多孔性であり、空気透過度が、少なくとも2m3/m2分、100Paであり、プレスフェルトの第1の表面は、コンパクト化処理の後、滑らかに研磨されていることを特徴とするプレスフェルトが開示されている。
特許文献2には、補強繊維基材の片面に湿紙接触バット繊維層及び基材上部バット繊維層の2層構造の湿紙側バット層又は湿紙接触バット繊維層、中間バット繊維層及び基材上部バット繊維層の3層構造の湿紙側バット層を、他面に機械側バット層を設けた積層構造製紙用プレスフェルトにおいて、この製紙用プレスフェルトの湿紙側バット層の中間バット繊維層又は基材上部バット繊維層に分散付着し、湿紙接触バット繊維層には分散付着していないように、100%モジュラス値が1〜100kg/cm2であり、100%伸張後残留歪が20%以下である高分子弾性体を製紙用プレスフェルトの重量に対して0.5〜20重量%の割合で含有させた製紙用プレスフェルトが開示されている。
また、特許文献3には、製紙面とその対面である走行面とを有すると共に、基布層とその製紙面側に配置された表バット層とを備え、表バット層は、該表バット層の内部に配置され溶融分散して固化された熱可塑性樹脂を含有し、この熱可塑性樹脂は、融点以上180℃未満の範囲の温度において樹脂流動化したときの樹脂粘度が100〜7,000Pa・sであることを特徴とする製紙用プレスフェルトが開示されている。

尚、製紙用フェルトの搾水性を考える上で、通気性や空隙量の適正化とともに大切なのが、フェルトの硬さである。フェルトの硬さは、搾水に大きな影響を与えるプレスニップにおける最大圧と大きな関係がある。
例えば、非特許文献1には、プレスロール硬度の大小によるニップ圧力曲線が示されており、ロール硬度を大きくすることで最大圧力が上昇することが示されている。これは、フェルトの硬さについても同じことがいえる。また、製紙用フェルト密度も大きいほど、最大圧力が上昇することが示されている。(ここに示されているフェルトは同じ素材を用いたフェルトであり、どちらも樹脂加工を行っていない。このため、非特許文献1には記載されていないが、フェルトの密度が大きいほどフェルトは硬くなる。)

概要

抄紙機への掛け入れ性及び製紙用プレスフェルトとしての耐久性に優れた製紙用フェルトを提供する。本発明の製紙用フェルト1は、基布層11と、この基布層11の製紙面側に配設された表バット層13とを備え、表バット層13は、その表層部に、熱可塑性ポリアミド成分19が結着した繊維を含むことを特徴とする。熱可塑性ポリアミド成分は、ポリアミドブロック及びポリエーテルブロックを含むポリアミド系エラストマーを含有することが好ましい。

目的

本発明は、抄紙機への掛け入れ性及び製紙用プレスフェルトとしての耐久性に優れた製紙用フェルト及びその製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

基布層と、該基布層の製紙面側に配設された表バット層とを備える製紙用フェルトにおいて、前記表バット層は、その表層部に、熱可塑性ポリアミド成分が結着した繊維を含むことを特徴とする製紙用フェルト。

請求項2

前記基布層における前記表バット層の反対面である走行面側に、更に、裏バット層を備える請求項1に記載の製紙用フェルト。

請求項3

前記熱可塑性ポリアミド成分が、ポリアミドブロック及びポリエーテルブロックを含むポリアミド系エラストマーを含有する請求項1又は2に記載の製紙用フェルト。

請求項4

前記表バット層は、熱可塑性ポリアミドを含む粒子が水の中に分散した分散液を用いて形成されたものである請求項1乃至3のいずれか一項に記載の製紙用フェルト。

請求項5

前記熱可塑性ポリアミド含有粒子平均粒径をR(μm)、前記表バット層を構成する繊維の繊度をD(dtex)、前記熱可塑性ポリアミド成分が結着されていないフェルト材料通気度をP(cm3/(cm2・秒))とした場合に、下記式(1)で計算されるKRが0.8〜3.0の範囲にある請求項4に記載の製紙用フェルト。KR=log10〔(D×P)/R〕(1)

請求項6

請求項1乃至5のいずれか一項に記載の製紙用フェルトの製造方法であって、熱可塑性ポリアミドを含む粒子が水の中に分散した分散液を、基布層と、該基布層の1面側に配設された第1繊維層とを備えるフェルト材料の、該第1繊維層の表面に塗布する工程と、塗布物を乾燥する工程と、乾燥物を、前記熱可塑性ポリアミドの融点より10℃低い温度から、融点より40℃高い温度までの範囲の温度に加熱する工程とを、順次、備え、前記熱可塑性ポリアミド含有粒子の平均粒径をR(μm)、前記第1繊維層を構成する繊維の繊度をD(dtex)、前記フェルト材料の通気度をP(cm3/(cm2・秒))とした場合に、下記式(1)で計算されるKRを0.8〜3.0の範囲とすることを特徴とする製紙用フェルトの製造方法。KR=log10〔(D×P)/R〕(1)

技術分野

0001

本発明は、抄紙機への掛け入れ性及び製紙用プレスフェルトとしての耐久性に優れた製紙用フェルト及びその製造方法に関する。

背景技術

0002

従来、製紙工程では、ワイヤーパート製紙用ワイヤーにより湿紙脱水されてプレスパートへ搬送され、プレスパートで製紙用フェルトにより搾水されるとともに、表面が平滑化された湿紙がドライパートに搬送され、製紙されている。プレスパートでは、プレスロール間、又はプレスロールと、プレスロールの周面形状近似した湾曲面を有する加圧シューとの間、を走行する湿紙が加圧され、搾水される。この際、湿紙のみがプレスロール間、又はプレスロールと加圧シューとの間を走行するのではなく、例えば、一方のプレスロール又は加圧シュー側から、製紙用ベルト、製紙用フェルト及び湿紙が、この順に積層された状態で、走行し、搾水されるとともに、表面が平滑化される。

0003

製紙用フェルトとしては、従来、経糸緯糸とを交差させて製織した織物や、織らずに糸を引き揃えて形成したノンウーブン、又は、穴開け加工や発泡により通気性を持たせた高分子フィルムシート等を、単体もしくは組み合わせて基布とし、この基布の両面にバット繊維が積層されてなる製品が多用されている。また、抄造される紙の品質向上、及び抄速の高速化による生産性の更なる向上が必要とされており、より搾水性、表面の平滑性耐脱毛性、耐防汚性等の諸特性に優れた製紙用フェルトの開発が求められており、特に近年においては、製紙用フェルトとして、未加工フェルト樹脂加工を施した樹脂加工フェルトの使用が増加している。
搾水性を向上させることを目的として未加工フェルトに樹脂加工を行う場合、樹脂加工により、通気性や空隙量の適正化させることが重要となる。

0004

例えば、特許文献1には、繊維ウェッブ側の第1の表面及び反対側の第2の表面を少なくとも有する基礎構造体と、少なくとも基礎構造体の第1の表面に取付けられた少なくとも1つのバット繊維層と、を具備し、プレスフェルトの少なくとも第1の側の表面には、1以上のポリマー物質が分散した状態で含浸されており、このプレスフェルトの構造は、水を受入れるために多孔性であり、空気透過度が、少なくとも2m3/m2分、100Paであり、プレスフェルトの第1の表面は、コンパクト化処理の後、滑らかに研磨されていることを特徴とするプレスフェルトが開示されている。
特許文献2には、補強繊維基材の片面に湿紙接触バット繊維層及び基材上部バット繊維層の2層構造の湿紙側バット層又は湿紙接触バット繊維層、中間バット繊維層及び基材上部バット繊維層の3層構造の湿紙側バット層を、他面に機械側バット層を設けた積層構造の製紙用プレスフェルトにおいて、この製紙用プレスフェルトの湿紙側バット層の中間バット繊維層又は基材上部バット繊維層に分散付着し、湿紙接触バット繊維層には分散付着していないように、100%モジュラス値が1〜100kg/cm2であり、100%伸張後残留歪が20%以下である高分子弾性体を製紙用プレスフェルトの重量に対して0.5〜20重量%の割合で含有させた製紙用プレスフェルトが開示されている。
また、特許文献3には、製紙面とその対面である走行面とを有すると共に、基布層とその製紙面側に配置された表バット層とを備え、表バット層は、該表バット層の内部に配置され溶融分散して固化された熱可塑性樹脂を含有し、この熱可塑性樹脂は、融点以上180℃未満の範囲の温度において樹脂流動化したときの樹脂粘度が100〜7,000Pa・sであることを特徴とする製紙用プレスフェルトが開示されている。

0005

尚、製紙用フェルトの搾水性を考える上で、通気性や空隙量の適正化とともに大切なのが、フェルトの硬さである。フェルトの硬さは、搾水に大きな影響を与えるプレスニップにおける最大圧と大きな関係がある。
例えば、非特許文献1には、プレスロール硬度の大小によるニップ圧力曲線が示されており、ロール硬度を大きくすることで最大圧力が上昇することが示されている。これは、フェルトの硬さについても同じことがいえる。また、製紙用フェルト密度も大きいほど、最大圧力が上昇することが示されている。(ここに示されているフェルトは同じ素材を用いたフェルトであり、どちらも樹脂加工を行っていない。このため、非特許文献1には記載されていないが、フェルトの密度が大きいほどフェルトは硬くなる。)

0006

特表2005−524002号公報
特開2012−36549号公報
特開2010−185148号公報

先行技術

0007

紙パ技協誌 第54巻第5号(2000) p.22−28

発明が解決しようとする課題

0008

上記特許文献1に示される製紙用フェルトは、樹脂加工により通気性や空隙量が最適化される。また、特に記載はされていないが、硬い樹脂を用いればフェルトは硬くなる。これらのことで搾水性は向上する。しかし、樹脂成分の、製紙用フェルトの断面方向における厚さ制御について考慮していないため、加工フェルトの曲げ剛性が、加工前のそれと比べて高くなりすぎて、抄紙機への掛け入れ性を低下させてしまう場合があった。
上記特許文献2に示される製紙用フェルトは、上記特許文献1の曲げ剛性が高くなりすぎることを回避するために、柔軟な樹脂による樹脂加工が行われている。しかし、樹脂加工による通気性と空隙量の適正化は行えるものの、柔軟な樹脂ではフェルトの硬さを大きくすることは難しく、搾水性向上の効果を最大限発揮することは難しい。
上記特許文献3に示される製紙用フェルトは、樹脂を表バット層内部に配置させ、樹脂成分の、製紙用フェルトの断面方向における厚さを制御している。このため、このフェルトは搾水性向上と掛け入れ性確保とを両立させているという点で優れている。この構造であれば、搾水性向上に効果のある硬い樹脂成分を使用しても掛け入れ性を確保することが可能である。しかし、製紙用フェルトの断面方向における厚さを制御しやすいフィルム状等の樹脂を用いているために、フェルト表バット層内部に多くの樹脂が存在する。
本発明は、抄紙機への掛け入れ性及び製紙用プレスフェルトとしての耐久性に優れた製紙用フェルト及びその製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明者らは、湿紙と接触し、製紙面となる表バット層の表層部の繊維に熱可塑性ポリアミド成分の結着部を形成して適度の硬さを付与した製紙用フェルトにより、抄紙機への掛け入れ性、製紙用プレスフェルトとしての耐久性等を十分なものとすることができた。また、このような製紙用フェルトにおいて、表バット層に含まれる熱可塑性ポリアミド成分の結着部の、製紙用フェルトの断面方向の正確な厚さ(長さ)は不明であり、その製造においても、厚さ(長さ)の制御が困難であることから、熱可塑性ポリアミド成分の平均粒径と、表バット層の形成に用いられる第1繊維層繊度と、熱可塑性ポリアミド成分を結着させる前のフェルト材料通気度とを用いて、厚さ(長さ)に代わるパラメータを見い出した。本発明は、以下のとおりである。
1.基布層と、該基布層の製紙面側に配設された表バット層とを備える製紙用フェルトにおいて、上記表バット層は、その表層部に、熱可塑性ポリアミド成分が結着した繊維を含むことを特徴とする製紙用フェルト。
2.上記基布層における上記表バット層の反対面である走行面側に、更に、裏バット層を備える上記項1に記載の製紙用フェルト。
3.上記熱可塑性ポリアミド成分が、ポリアミドブロック及びポリエーテルブロックを含むポリアミド系エラストマーを含有する上記項1又は2に記載の製紙用フェルト。
4.上記表バット層は、熱可塑性ポリアミドを含む粒子が水の中に分散した分散液を用いて形成されたものである上記項1乃至3のいずれか一項に記載の製紙用フェルト。
5.上記熱可塑性ポリアミド含有粒子の平均粒径をR(μm)、上記表バット層を構成する繊維の繊度をD(dtex)、上記熱可塑性ポリアミド成分が結着されていないフェルト材料の通気度をP(cm3/(cm2・秒))とした場合に、下記式(1)で計算されるKRが0.8〜3.0の範囲にある上記項4に記載の製紙用フェルト。
KR=log10〔(D×P)/R〕 (1)
6.上記項1乃至5のいずれか一項に記載の製紙用フェルトの製造方法であって、
熱可塑性ポリアミドを含む粒子が水の中に分散した分散液を、基布層と、該基布層の1面側に配設された第1繊維層とを備えるフェルト材料の、該第1繊維層の表面に塗布する工程と、塗布物を乾燥する工程と、乾燥物を、上記熱可塑性ポリアミドの融点より10℃低い温度から、融点より40℃高い温度までの範囲の温度に加熱する工程とを、順次、備え、
上記熱可塑性ポリアミド含有粒子の平均粒径をR(μm)、上記第1繊維層を構成する繊維の繊度をD(dtex)、上記フェルト材料の通気度をP(cm3/(cm2・秒))とした場合に、下記式(1)で計算されるKRを0.8〜3.0の範囲とすることを特徴とする製紙用フェルトの製造方法。
KR=log10〔(D×P)/R〕 (1)

0010

本明細書において、表バット層を構成する繊維に熱可塑性ポリアミド成分が結着している部分を「結着部」といい、「結着部の厚さ(T)」とは、結着部が連続相及び分散相のいずれであっても、製紙用フェルトを断面方向で見た場合の、表バット層における最浅部に存在する結着部と、最深部に存在する結着部との長さを意味する。
また、製紙用フェルトの「曲げ剛性上昇値」とは、第1繊維層を構成する繊維への熱可塑性ポリアミド成分の結着の前後における曲げ剛性の差、即ち、フェルト材料の曲げ剛性と、製紙用フェルトの曲げ剛性との差(曲げ剛性の上昇分)を意味する。

発明の効果

0011

本発明の製紙用フェルトによれば、抄紙機への掛け入れ性及び製紙用プレスフェルトとしての耐久性を十分なものとすることができる。
上記熱可塑性ポリアミド成分が、ポリアミドブロック及びポリエーテルブロックを含むポリアミド系エラストマーを含有する場合には、抄紙に際して、表バット層に、繰り返し圧縮高圧シャワーサクションボックスによる吸引等の外力を繰り返し受けるにも関わらず、繊維に結着した熱可塑性ポリアミド成分を脱落させにくく、搾水性に優れた製紙用フェルトとして好適である。
本発明の製紙用フェルトの製造方法によれば、抄紙機への掛け入れ性及び製紙用プレスフェルトとしての耐久性が十分な製紙用フェルトを効率よく製造することができる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の製紙用フェルトの断面構造の1例を示す概略図である。
本発明の製紙用フェルトの断面構造の他例を示す概略図である。
実施例1で得られた製紙用フェルトの表バット層の表層部において、熱可塑性ポリアミド成分が結着した繊維を含むことを示す断面画像である。
実施例2で得られた製紙用フェルトの表バット層の表層部において、熱可塑性ポリアミド成分が結着した繊維を含むことを示す断面画像である。
実施例3で得られた製紙用フェルトの表バット層の表層部において、熱可塑性ポリアミド成分が結着した繊維を含むことを示す断面画像である。
実施例1〜3で得られた製紙用フェルトの表バット層における結着部の厚さと、製紙用フェルトの曲げ剛性上昇値との関係を示すグラフである。
実施例1〜3における製紙用フェルトの製造において利用した式(1)によるKRと、得られた製紙用フェルトの曲げ剛性上昇値との関係を示すグラフである。
実施例1〜5及び比較例1〜3における製紙用フェルトの製造において利用した式(1)によるKRと、得られた製紙用フェルトの表バット層における結着部の厚さとの関係を示すグラフである。

0013

1.製紙用フェルト
本発明は、例えば、図1に示す構成を有し、基布層11と、この基布層11の製紙面側(図1の上面側)に配設された表バット層13とを備え、表バット層13は、その表層部13Bに、熱可塑性ポリアミド成分19が結着した繊維を含む製紙用フェルト1である。また、図2に示すように、本発明の製紙用フェルト1は、基布層11における表バット層13の反対面である走行面側(図2の下面側)に、更に、裏バット層15を備えることができる。本発明の製紙用フェルトは、各層が積層方向交絡される等により、全体として一体化物である。

0014

基布層は、従来、製紙用フェルトに用いられている基布に由来するものとすることができる。この基布層を構成する繊維(以下、「糸」ということがある)の構成材料としては、ナイロン6ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612等のポリアミド樹脂ポリエチレンテレフタレートポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂ポリエチレンポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂等の合成樹脂、綿、羊毛等が挙げられる。これらのうち、耐摩耗性圧縮回復性耐衝撃性等に優れた製紙用フェルトとすることができるポリアミド樹脂が特に好ましい。

0015

上記基布層を構成する繊維の形態は、モノフィラメントマルチフィラメントスパンヤーンや、捲縮加工、嵩高加工等が施されたテクスチャードヤーンバルキーヤーンストレッチヤーン等の加工糸、更には、これらの糸を撚り合わせてなる撚糸とすることができる。繊維の断面形状は、円形略楕円形多角形、略星型、略矩形等とすることができる。尚、中空糸を用いることもできる。

0016

上記繊維の繊度は、特に限定されないが、モノフィラメントの場合、好ましくは150〜3000dtex、より好ましくは300〜1500dtexである。尚、マルチフィラメントの場合、このマルチフィラメントを構成するモノフィラメントの繊度は、通常、17〜1200dtexであり、好ましくは45〜800dtexである。マルチフィラメントを構成する繊維の本数の上限は、通常、2〜150本であり、好ましくは2〜50本である。
上記基布層を構成する繊維は、1種のみでもよく、2種以上でもよい。
上記基布層を構成する繊維は、製紙用フェルトの強度、空隙率及び通気性や、圧力均一性等の特性に応じた適切な材質、形態、繊度等を有するものとすることができる。

0017

上記基布層は、単層構造及び多層構造のいずれでもよく、後者の場合、経糸二重以上、緯糸二重以上を製織する等により形成された、少なくとも2層からなる多重織された基布からなるもの、互いに異なる複数種の基布が積層されてなるもの等とすることができる。また、糸条経方向緯方向又は斜め方向に配列した構造を有するものであってもよい。 上記基布層は、高分子フィルム又はシートに穴開け加工、発泡加工等を施したものであってもよい。

0018

上記基布層の厚さ(合計)は、好ましくは0.2〜3.5mmであり、より好ましくは0.4〜2.0mmである。
また、上記基布層の目付(合計)は、好ましくは150〜1500g/m2であり、より好ましくは250〜1200g/m2である。
上記基布層の厚さ及び目付は、製紙用フェルトの強度、空隙率及び通気性や、ロールマーク防止性等の特性に応じて適切に設定される。

0019

表バット層は、上記基布層の製紙面側に配設された繊維層であり、抄紙に際して、湿紙の表面平滑性を維持しつつ搬送する作用を有する。上記表バット層の構造は、特に限定されず、単層構造及び複層構造のいずれでもよい。
上記表バット層を構成する繊維(以下、「表バット繊維」ともいう)の構成材料としては、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612等のポリアミド樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂等の合成樹脂、綿、羊毛、絹等が挙げられる。これらのうち、耐摩耗性、圧縮回復性、耐衝撃性、親水性耐加水分解性耐薬品性等の観点から、ポリアミド樹脂が好ましい。

0020

上記表バット繊維の繊度は、通常、0.1〜150dtexである。尚、表バット層が、2層からなる複層構造である場合、基布層側のバット層(以下、「表内バット層」という)における繊維の繊度は、好ましくは3〜150dtexであり、外側のバット層(以下、「表外バット層」という)における繊維の繊度は、好ましくは0.1〜100dtexである。

0021

上記表バット層の目付は、単層構造及び複層構造のいずれであっても、全体として、好ましくは100〜1500g/m2であり、より好ましくは300〜1200g/m2、更に好ましくは400〜1000g/m2である。

0022

上記表バット層を構成する表バット繊維及び表バット層の目付は、製紙用フェルトの強度、空隙率及び通気性や、表バット層の表面性等の特性に応じて適切に設定される。

0023

本発明に係る表バット層においては、例えば、図1に示すように、1面側から他面側に断面方向に通気性を有しながら、表バット層13の表層部13Bに、熱可塑性ポリアミド成分19が結着した繊維17が含まれており、これにより、製紙用フェルト1の断面方向における通気性(搾水性)を適性範囲に制御しながら、表層部13Bに適度な硬さを付与するとともに、それによる抄紙機への掛け入れ性を低下させすぎることなく、また、製紙用プレスフェルトとしての耐久性を向上させることができる。尚、上記熱可塑性ポリアミド成分19は、表バット繊維17の表面に付着する形態、又は、表バット繊維17同士を接合する形態とすることができる。

0024

上記熱可塑性ポリアミド成分は、熱可塑性ポリアミドのみからなるものであってよいし、熱可塑性ポリアミドと、後述する添加剤との混合物からなるものであってもよい。
熱可塑性ポリアミドは、特に限定されないが、搾水性の向上効果及び製紙用プレスフェルトとしての耐久性が得られることから、重合体のISO 868に準ずるショアD硬さは、好ましくは25〜70、より好ましくは25〜40である。

0025

本発明において、上記熱可塑性ポリアミドは、ポリアミドエラストマーであることが好ましい。このポリアミドエラストマーは、好ましくは、ポリアミドブロック及びポリエーテルブロックを含むブロック共重合体であり、特に好ましくは、下記式(11)で表される構造を有するブロック共重合体である。
〔(ポリアミドブロック)−X−(ポリエーテルブロック)〕n (11)
(式中、Xは、−CO−NH−又は−CO−O−であり、nは、整数である)

0026

上記式(11)におけるポリアミドブロックを形成する成分としては、ラクタムアミノカルボン酸ジアミンジカルボン酸との塩等を挙げることができる。
ラクタムとしては、カプロラクタムカプリルラクタム、エナントラクタム、ラウリルラクタム、ε−カプロラクタム、ω−エナントラクタム、ω−ラウリルラクタム等が挙げられる。
アミノカルボン酸としては、ω−アミノカプロン酸、ω−アミノエナント酸、ω−アミノカプリル酸、ω−アミノペルコン酸、ω−アミノカプリン酸、6−アミノカプロン酸、7−アミノヘプタン酸、9−アミノノナン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸等が挙げられる。
ジアミンとジカルボン酸との塩の場合のジアミンとしては、エチレンジアミントリエチレンジアミンテトラエチレンジアミン、ペンタメチレンジアミンヘキサメチレンジアミン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカンフェニレンジアミンメタキシリレンジアミン等が挙げられる。また、ジカルボン酸としては、シュウ酸コハク酸グルタル酸アジピン酸ピメリン酸セバシン酸テレフタル酸イソフタル酸スベリン酸アゼライン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸テトラデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸、フマル酸フタル酸キシリレンジカルボン酸、ダイマー酸リノール酸オレイン酸を主成分とする不飽和脂肪酸より合成される炭素原子数36の不飽和ジカルボン酸)等が挙げられる。

0027

上記式(11)におけるポリエーテルブロックを形成する成分としては、グリコール、ジアミン等が挙げられる。
グリコールとしては、ポリエチレンオキシドグリコール、ポリプロピレンオキシドグリコールポリテトラメチレンオキシドグリコールポリヘキサメチレンオキシドグリコール等が挙げられる。
ジアミンとしては、ポリエーテルジアミン等が挙げられる。

0028

上記ポリアミドエラストマーは、ポリアミドブロック形成成分と、ポリ(アルキレンオキサイド)グリコール及びカルボン酸により得られたポリエーテルブロック形成成分との反応生成物;ポリアミドブロック形成成分と、ポリ(アルキレンオキサイド)グリコールの両末端アミノ化若しくはカルボキシル化したもの、及び、ジカルボン酸又はジアミンにより得られたポリエーテルブロック形成成分との反応生成物等とすることができる。

0029

上記熱可塑性ポリアミド成分は、上記のように、添加剤を含有することができる。この添加剤としては、酸化防止剤滑剤等が挙げられる。

0030

上記表バット層は、熱可塑性ポリアミドを含む粒子(熱可塑性ポリアミド含有粒子)が水の中に分散した分散液と、フェルト材料とを用いて形成されたものであることが好ましい(詳細は後述)。そして、この熱可塑性ポリアミド含有粒子の平均粒径をR(μm)、表バット層を構成する繊維の繊度をD(dtex)、熱可塑性ポリアミド成分が結着されていないフェルト材料の通気度をP(cm3/(cm2・秒))とした場合に、下記式(1)で計算されるKRは、好ましくは0.8〜3.0、より好ましくは1.0〜2.4の範囲にある。
KR=log10〔(D×P)/R〕 (1)

0031

上記表バット層の表層部に存在する熱可塑性ポリアミド成分を含む結着部の厚さTは、抄紙機への掛け入れ性を低下させすぎることなく、製紙用プレスフェルトとしての搾水性及びその耐久性等が改良されることから、好ましくは150〜400μm、より好ましくは200〜350μmである。また、上記と同じ観点から、上記表バット層の厚さに対する、熱可塑性ポリアミド成分を含む結着部の厚さTの割合は、好ましくは10〜60%、より好ましくは20〜50%である。尚、熱可塑性ポリアミド成分の含有割合が高すぎると、抄紙機での使用中に汚れが溜まり易くなり、通気性低下による製紙用フェルト使用期間の短縮を引き起こす危険性がある。また、その含有割合が少なすぎると、通気性を適正範囲に制御することが難しくなる。従って、本発明の製紙用フェルトの質量に対する結着部における熱可塑性ポリアミド成分の質量割合は、好ましくは1〜10質量%、より好ましくは1.5〜7質量%、更に好ましくは2〜6質量%である。

0032

本発明の製紙用フェルトは、上記のように、基布層11における表バット層13の反対面側である走行面側に、更に、裏バット層15を備えることができる(図2参照)。裏バット層15を備えることにより、基布層11を摩耗から保護し、製紙用フェルトとしての耐久性を向上させることができる。

0033

上記裏バット層を構成する繊維(以下、「裏バット繊維」ともいう)の構成材料は、特に限定はなく、表バット繊維と同様、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612等のポリアミド樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂等の合成樹脂、綿、羊毛、絹等とすることができる。

0034

上記裏バット繊維の繊度は、通常、3〜150dtexである。また、上記裏バット層の目付は、通常、50〜500g/m2である。

0035

2.製紙用フェルトの製造方法
本発明の製紙用フェルトの製造方法は、熱可塑性ポリアミドを含む粒子が水の中に分散した分散液(以下、「水分散液」という)を、基布層と、該基布層の1面側に配設された第1繊維層とを備えるフェルト材料の、該第1繊維層の表面に塗布する工程(以下、「塗布工程」という)と、塗布物を乾燥する工程(以下、「乾燥工程」という)と、乾燥物を、上記熱可塑性ポリアミドの融点より10℃低い温度から、融点より40℃高い温度までの範囲の温度に加熱する工程(以下、「加熱工程」という)とを、順次、備え、上記熱可塑性ポリアミド含有粒子の平均粒径をR(μm)、上記第1繊維層を構成する繊維の繊度をD(dtex)、上記フェルト材料の断面方向の通気度をP(cm3/(cm2・秒))とした場合に、下記式(1)で計算されるKRを0.8〜3.0の範囲とすることを特徴とする。
KR=log10〔(D×P)/R〕 (1)

0036

塗布工程は、水分散液をフェルト材料に塗布する工程である。
上記フェルト材料は、基布層と、加熱工程後に表バット層となる第1繊維層とを備え、必要により、加熱加工前に裏バット層となる第2繊維層を、第1繊維層の反対面側に備えてもよい。上記フェルト材料は、ニードリング等による交絡一体化物であることが好ましい。
上記基布層は、上記「1.製紙用フェルト」における基布層の説明が適用される。一方、上記第1繊維層は、単層型及び複層型のいずれでもよく、上記「1.製紙用フェルト」における表バット層を構成する繊維、目付等の説明が適用される。特に、単層型の場合の繊維の繊度D、及び、複層型の場合の最表層を構成する繊維の繊度Dは、いずれも、水分散液を塗布した後の、熱可塑性ポリアミド含有粒子の保持性が向上することから、好ましくは0.1〜100dtex、より好ましくは0.3〜70dtex、更に好ましくは1〜50dtex、特に好ましくは2〜30dtexである。また、フェルト材料が上記第2繊維層を備える場合は、上記「1.製紙用フェルト」における裏バット層を構成する繊維、目付等の説明が適用される。

0037

また、上記水分散液の形態は、エマルジョン等とすることができるが、本発明では、熱可塑性ポリアミド成分を含む結着部の厚さを制御しやすいことから、熱可塑性ポリアミドを含む粒子又は粉末が水に分散したディスパージョンであることが好ましい。

0038

上記水分散液に含まれる熱可塑性ポリアミド含有粒子は、熱可塑性ポリアミドのみからなるものであってよいし、更に、表バット層の表層部に含まれる熱可塑性ポリアミド成分に含有してもよいとした、添加剤を含有するものであってもよい。
上記熱可塑性ポリアミド含有粒子の平均粒径Rは、水分散液の、フェルト材料の第1繊維層への塗布により、第1繊維層を構成する繊維どうしの間への保持性の観点から、好ましくは0.5〜30μm、より好ましくは0.7〜10μm、更に好ましくは1〜5μmである。
また、上記水分散液に含まれる熱可塑性ポリアミド含有粒子の固形分濃度は、水分散液の塗布により、熱可塑性ポリアミド含有粒子の、第1繊維層内への保持を円滑に進めるために、好ましくは0.5〜20質量%、より好ましくは1〜15質量%である。

0039

上記塗布工程において、水分散液をフェルト材料の第1繊維層の表面に塗布する方法は、特に限定されず、スプレーコーティングロールコーティング等を適用することができる。
上記水分散液の塗布量は、水分散液の固形分濃度、粘度等により、適宜、選択され、特に限定されない。

0040

次に、塗布工程により得られた塗布物は、乾燥工程に供され、上記塗布工程で用いた水分散液に含まれる熱可塑性ポリアミド含有粒子を、好ましくは、その形状を保持させながら、第1繊維層における表層側の繊維に付着させる。
上記乾燥工程において、塗布物を乾燥する方法は、水分散体の主たる媒体である水を除去するものであれば、特に限定されない。乾燥温度は、好ましくは、乾燥工程に続いて行われる加熱工程以下の温度であり、圧力、雰囲気等は、特に限定されない。

0041

その後、乾燥工程により得られた乾燥物は、加熱工程に供され、繊維に付着している熱可塑性ポリアミド成分を溶融し、この溶融物が、繊維の表面に結着するか、あるいは、繊維どうしを接合する。
上記加熱工程において、乾燥物を加熱する方法は、上記熱可塑性ポリアミドの融点より10℃低い温度から、融点より40℃高い温度までの範囲の温度に加熱するものであれば、特に限定されない。加熱温度は、好ましくは、熱可塑性ポリアミドの融点から、融点より30℃高い温度までの範囲の温度である。
また、製紙用フェルトの掛入性を向上させるために、熱可塑性ポリアミド成分を繊維表面に結着させた後、柔軟剤による表面処理を行ってもよい。この処理を行う場合、グリセリンジエチレングリコールアニオン系柔軟剤、カチオン系柔軟剤、非イオン系柔軟剤等、従来、公知の繊維製品用柔軟剤を用いることができる。

0042

本発明者らは、製紙用フェルトの曲げ剛性上昇値が大きすぎると、抄紙機への掛け入れ性を大きく低下させることから、繊維への結着部の厚さTを制御することが有効であると推定した。ところが、上記のように、好ましいフェルト材料は、バット繊維をニードリングにより交絡一体化させることで形成された繊維の集合体であるため、その表面において、バット繊維が形成する細孔の大きさや形状には一定のばらつきが存在する。このばらつきの存在により、エマルジョンやディスパージョン等の水系樹脂をフェルト表面から塗布、又は、散布する加工方法では、得られる製紙用フェルトにおける表バット層の表層部に存在する熱可塑性ポリアミド成分を含む結着部の厚さTを正確に把握するだけでなく、全面に渡って、この厚さTのばらつきを低減させることは困難である。このため、上記厚さTを見積もるためのパラメータについて検討し、以下の仮定のもとに、上記式(1)によるKRと、結着部の厚さT又は曲げ剛性上昇値との相関を確認したところ、良好な関係があることが分かり、特に、曲げ剛性上昇値との相関を見る上で、KRを算出することは、結着部の厚さTを実測するよりも効率的であることを見い出した。
(A)表バット層を構成する表バット繊維の繊度が大きくなると、表バット繊維どうしの空隙に熱可塑性ポリアミド含有粒子が入りやすくなり、熱処理工程により得られた製紙用フェルトにおける結着部の厚さTが大きくなること
(B)熱可塑性ポリアミド含有粒子の平均粒径Rが大きくなるほど、表バット繊維どうしの空隙に熱可塑性ポリアミド含有粒子が入り難くなり、熱処理工程により得られた製紙用フェルトにおける結着部の厚さTが小さくなること
(C)表バット層の目付又は密度に関連して、例えば、JIS L 1096−A(フラジール形法)に準ずる通気度Pが大きくなると、表バット繊維どうしの空隙に熱可塑性ポリアミド含有粒子が入りやすくなり、熱処理工程により得られた製紙用フェルトにおける結着部の厚さTが大きくなること

0043

本発明では、上記式(1)により得られるKRを0.8〜3.0、好ましくは0.9〜2.4の範囲とすることにより、フェルトの掛け入れ性低下を最小限とし、搾水性向上の効果を発揮し、耐久性の高い製紙用フェルトを得ることができる。
熱可塑性ポリアミド含有粒子の平均粒径Rと、表バット層を構成する表バット繊維の繊度Dと、表バット層(表外バット層)の通気度Pとを、上記式(1)に代入して得られる計算値KRが0.8〜3.0の範囲にあれば、本発明の効果を十分に発揮する高性能の製紙用フェルトを効率よく得ることができることとなる。尚、表バット層(表外バット層)が繊度の異なる表バット繊維を複数種含む場合、平均繊度Daveを用いることができる。下記式(3)は、繊度の異なる表バット繊維を3種用いた場合に平均繊度Daveを求める計算式である。
100/Dave=(X1/D1)+(X2/D2)+(X3/D3) (3)
(式中、D1は第1繊維の繊度(dtex)、X1は第1繊維の混紡率(%)、D2は第2繊維の繊度(dtex)、X2は第2繊維の混紡率(%)、D3は第3繊維の繊度(dtex)、X3は第3繊維の混紡率(%)であり、X1+X2+X3=100%である)

0044

本発明において、下記の〔実施例〕における方法により製紙用フェルトの通気度を測定した場合、好ましくは1〜100cm3/(cm2・秒)、より好ましくは2〜50cm3/(cm2・秒)である。本発明の製紙用フェルトは、通気度が高すぎず、低すぎず、上記範囲にあるため、耐久性に優れる。

0045

本発明において、下記の〔実施例〕における方法により製紙用フェルトの曲げ剛性を測定した場合、好ましくは1500g/cm以下、より好ましくは1200g/cm以下である。また、曲げ剛性上昇値は、好ましくは300g/cm以下、より好ましくは250g/cm以下である。従って、本発明の製紙用フェルトは、抄紙機への掛け入れ性に優れる。
本発明の製紙用フェルトは、抄紙に際して、表バット層に、繰り返し圧縮、高圧シャワー、サクションボックスによる吸引等の外力を繰り返し受けるにも関わらず、表バット繊維に結着した熱可塑性ポリアミド成分の脱落率が低く、耐久性に優れる。

0046

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
1.パラメータKRの有効性の確認(実施例1〜3)
実施例1
ナイロンモノフィラメントの撚糸を用いて、2重織組織で織り上げられた織布からなり、全体目付が450g/m2の基布に、平均繊度22dtexの6ナイロンステープルファイバー短繊維)からなり、全体目付が440g/m2の表内バット層用繊維シートをニードリングにより交絡一体化した。次いで、表内バット層の表面に、平均繊度3.3dtexの66ナイロンステープルファイバー(短繊維)からなり、全体目付が300g/m2の表外バット層用繊維シートを載置して、ニードリングを行い、交絡一体化した。その後、ニードリングを繰り返すことで高密度化し、更にプレス加工を行うことで、フェルト(F1)を得た。このフェルト(F1)について、JIS L 1096−A(フラジール形法)に準ずる通気度を、TEXTEST社製通気性試験機「FX3300」(型式名)を用いて測定したところ、8.32cm3/(cm2・秒)であった。
次に、フェルト(F1)を仕上げ加工機へセットし、ポリアミド12に由来するブロックと、ポリエーテルに由来するブロックとを有する共重合体(融点:約140℃、ISO 868に準ずるショアD硬さ:30)からなる熱可塑性エラストマー粒子(平均粒径:2.5μm)を含む水分散体(住友精化社製「セポルジョンNE205」(商品名))の固形分濃度を6質量%に調整した水分散液を、フェルト(F1)の表面全体に、1000cm3/m2の散布量になるようにスプレーした。その後、予備乾燥を行い、続いて140℃の熱風を吹き付けて、共重合体を溶融させることで、表外バット層の繊維の表面に共重合体が結着された製紙用フェルト(S1)を得た。この製紙用フェルト(S1)における共重合体の目付は60g/m2であった。
この製紙用フェルト(S1)の製造において、D=3.3(dtex)、P=8.32(cm3/(cm2・秒))、R=2.5(μm)であるから、式(1)によるKRは、1.0である。

0047

また、フェルト(F1)及び製紙用フェルト(S1)のそれぞれについて、幅方向の中央部から1cmの厚さまで折り曲げ、その際に必要な力を、日本電産シンポ社製「フォースゲージ」で測定し、サンプル幅で除して、曲げ剛性を算出したところ、それぞれ、464g/cm及び604g/cmであった。そして、両者の差をとって、曲げ剛性上昇値を算出したところ、140g/cmであった。

0048

実施例2
ナイロンモノフィラメントの撚糸を用いて、1重織組織で織り上げられた織布を2枚重ね、全体目付が570g/m2の基布の1面側に、平均繊度26dtexの6ナイロンステープルファイバー(短繊維)からなり、全体目付が400g/m2の表内バット層用繊維シートを、他面側に、平均繊度26dtexの6ナイロンステープルファイバー(短繊維)からなり、全体目付が200g/m2の裏バット層用繊維シートを、重ねて、これらをニードリングにより交絡一体化した。次いで、表内バット層の表面に、平均繊度11dtexの66ナイロンステープルファイバー(短繊維)からなり、全体目付が220g/m2の表外バット層用繊維シートを載置して、ニードリングを行い、交絡一体化した。その後、ニードリングを繰り返すことで高密度化し、更にプレス加工を行うことで、フェルト(F2)を得た。このフェルト(F2)の通気度は、17.9cm3/(cm2・秒)であった。
次に、実施例1と同様の操作を行い、共重合体の目付が60g/m2である製紙用フェルト(S2)を得た。
この製紙用フェルト(S2)の製造において、D=11(dtex)、P=17.9(cm3/(cm2・秒))、R=2.5(μm)であるから、式(1)によるKRは、1.9である。

0049

また、フェルト(F2)及び製紙用フェルト(S2)のそれぞれについて、実施例1と同様にして、曲げ剛性を算出したところ、それぞれ、534g/cm及び739g/cmであった。そして、両者の差をとって、曲げ剛性上昇値を算出したところ、205g/cmであった。

0050

実施例3
ナイロンモノフィラメントの撚糸を用いて、1重織組織で織り上げられた織布を3枚重ね、全体目付が940g/m2の基布の1面側に、平均繊度58dtexの66ナイロンステープルファイバー(短繊維)からなり、全体目付が440g/m2の表内バット層用繊維シートを、他面側に、平均繊度58dtexの66ナイロンステープルファイバー(短繊維)からなり、全体目付が220g/m2の裏バット層用繊維シートを、重ねて、これらをニードリングにより交絡一体化した。次いで、表内バット層の表面に、平均繊度27dtexの66ナイロンステープルファイバー(短繊維)からなり、全体目付が250g/m2の表外バット層用繊維シートを載置して、ニードリングを行い、交絡一体化した。その後、ニードリングを繰り返すことで高密度化し、更にプレス加工を行うことで、フェルト(F3)を得た。このフェルト(F3)の通気度は、43.2cm3/(cm2・秒)であった。
次に、実施例1と同様の操作を行い、共重合体の目付が60g/m2である製紙用フェルト(S3)を得た。
この製紙用フェルト(S3)の製造において、D=27(dtex)、P=43.2(cm3/(cm2・秒))、R=2.5(μm)であるから、式(1)によるKRは、2.7である。

0051

また、フェルト(F3)及び製紙用フェルト(S3)のそれぞれについて、実施例1と同様にして、曲げ剛性を算出したところ、それぞれ、1635g/cm及び1899g/cmであった。そして、両者の差をとって、曲げ剛性上昇値を算出したところ、264g/cmであった。

0052

実施例1〜3により得られた製紙用フェルト(S1)〜(S3)の断面観察を、走査型電子顕微鏡により行った。図3は製紙用フェルト(S1)の、図4は製紙用フェルト(S2)の、図5は製紙用フェルト(S3)の、いずれも断面画像(60倍)である。これらの画像によれば、製紙用フェルト(S1)〜(S3)のいずれにおいても、表バット層の表層部において、熱可塑性ポリアミド成分が結着した繊維を含むことが分かる。
また、画像処理を行い、幅200μmの中に10区間設定し、各区間内に多くの結着部が存在する断面方向における結着部の厚さ(長さ)を測定し、10点あたりの平均値を算出し、これを結着部の厚さTとした。製紙用フェルト(S1)の厚さTは165μm、製紙用フェルト(S2)の厚さTは286μm、製紙用フェルト(S3)の厚さTは331μmであった。

0053

図6は、製紙用フェルト(S1)〜(S3)における結着部の厚さTと、曲げ剛性上昇値との関係を示すグラフである。このグラフによれば、一定の正の相関があることが分かる。即ち、結着部の厚さTが大きくなるほど、曲げ剛性上昇値も大きくなることが分かる。
図7は、製紙用フェルト(S1)〜(S3)における、式(1)によるKRと、曲げ剛性上昇値との関係を示すグラフである。このグラフによれば、式(1)によるKR及び曲げ剛性の間にも正の相関があり、その相関係数は、図6における、結着部の厚さTと、曲げ剛性上昇値との間の相関係数より高いことが分かる。これは、結着部の厚さTを求める際のばらつきによるものであり、例えば、図5に示した製紙用フェルト(S3)において、10区間の厚さの測定値は、160〜560μmと大きくばらついている。一般的な製紙用フェルトの大きさは、(長さ)方向に5〜50m(100m超えるものもある)であり、幅は1.5〜10m(10mを超えるものもある)であるため、結着部の厚さTの正確性を上げるためには、測定区間数を大幅に増やすことが必要となるが、現実的ではない。これに対し、式(1)によるKRを用いることにより、より簡便に、より正確な曲げ剛性上昇値を把握することが可能である。そして、曲げ剛性上昇値が高くなりすぎないようなKRを設定することが、後述する評価により示される本発明の効果を得るのに有用である。

0054

2.熱可塑性粒子の種類又は粒径を変化させたときのパラメータKRの有効性の確認
実施例4
住友精化社製「セポルジョンNE205」(商品名)に代えて、共重合ポリアミド(融点:約130℃、ISO 868に準ずるショアD硬さ:60)からなる熱可塑性樹脂粒子(平均粒径:0.7μm)を含む水分散体(住友精化社製「セポルジョンPA200」(商品名))を用い、その固形分濃度を6質量%に調整した水分散液を用いた以外は、フェルト(F1)に対して実施例1と同様の操作を行い、製紙用フェルト(S4)を得た。
この製紙用フェルト(S4)の製造において、D=3.3(dtex)、P=8.32(cm3/(cm2・秒))、R=0.7(μm)であるから、式(1)によるKRは、1.6である。

0055

実施例5
住友精化社製「セポルジョンNE205」(商品名)に代えて、共重合ポリアミド(融点:約130℃、ISO 868に準ずるショアD硬さ:60)からなる熱可塑性樹脂粒子(平均粒径:0.7μm)を含む水分散体(住友精化社製「セポルジョンPA200」(商品名))を用い、その固形分濃度を6質量%に調整した水分散液を用いた以外は、フェルト(F2)に対して実施例2と同様の操作を行い、製紙用フェルト(S5)を得た。
この製紙用フェルト(S5)の製造において、D=11(dtex)、P=17.9(cm3/(cm2・秒))、R=0.7(μm)であるから、式(1)によるKRは、2.4である。

0056

比較例1
住友精化社製「セポルジョンNE205」(商品名)に代えて、非反応型ウレタン樹脂(融点:約178℃、ISO 868に準ずるショアD硬さは不明)からなる熱可塑性樹脂粒子(平均粒径:0.07μm)を含む自己乳化液(第一工業製薬社製「スーパーフレックス300」(商品名))を用い、その固形分濃度を6質量%に調整した水分散液を用いた以外は、フェルト(F1)に対して実施例1と同様の操作を行い、製紙用フェルト(H1)を得た。尚、この製品は、融点以下の温度で乾燥させても樹脂皮膜を形成する乳化液であり、上記実施例と同様の構成を有する製紙用フェルトを得ることができる。
この製紙用フェルト(H1)の製造において、D=3.3(dtex)、P=8.32(cm3/(cm2・秒))、R=0.07(μm)であるから、式(1)によるKRは、2.6である。

0057

比較例2
住友精化社製「セポルジョンNE205」(商品名)に代えて、非反応型ウレタン樹脂(融点:約178℃、ISO 868に準ずるショアD硬さは不明)からなる熱可塑性樹脂粒子(平均粒径:0.07μm)を含む自己乳化液(第一工業製薬社製「スーパーフレックス300」(商品名))を用い、その固形分濃度を6質量%に調整した水分散液を用いた以外は、フェルト(F2)に対して実施例2と同様の操作を行い、製紙用フェルト(H2)を得た。
この製紙用フェルト(H2)の製造において、D=11(dtex)、P=17.9(cm3/(cm2・秒))、R=0.07(μm)であるから、式(1)によるKRは、3.4である。

0058

比較例3
住友精化社製「セポルジョンNE205」(商品名)に代えて、非反応型ウレタン樹脂(融点:約178℃、ISO 868に準ずるショアD硬さは不明)からなる熱可塑性樹脂粒子(平均粒径:0.07μm)を含む自己乳化液(第一工業製薬社製「スーパーフレックス300」(商品名))を用い、その固形分濃度を6質量%に調整した水分散液を用いた以外は、フェルト(F3)に対して実施例3と同様の操作を行い、製紙用フェルト(H3)を得た。
この製紙用フェルト(H3)の製造において、D=27(dtex)、P=43.2(cm3/(cm2・秒))、R=0.07(μm)であるから、式(1)によるKRは、4.2である。

0059

実施例4〜5及び比較例1〜3について、実施例1等と同様にして、結着部の厚さTを得た。そして、実施例1〜5及び比較例1〜3について、結着部の厚さTと、式(1)によるKRとの関係のグラフを図8に示した。このグラフより、水分散液の種類が異なっても、結着部の厚さTと、KRとの間には一定の相関があり、式(1)によるKR値は、結着部の厚さTに代えて適用可能であることが分かる。

0060

3.製紙用フェルトの耐久性の確認(1)
実施例6
予備乾燥後熱風温度を130℃とした以外は、フェルト(F1)に対して実施例1と同様の操作を行い、製紙用フェルト(S6)を得た。
実施例7
予備乾燥後の熱風温度を160℃とした以外は、フェルト(F1)に対して実施例1と同様の操作を行い、製紙用フェルト(S7)を得た。

0061

抄紙に際して、製紙用フェルトの表面は、繰り返し圧縮、シャワー、サクション等の機械的外力を、直接、受けるため、表バット層における結着部が経時劣化し、脱離する。この結着部脱離に対する耐久性も、製紙用フェルトにおける重要な性能の1つである。そこで、製紙用フェルト(S1)、(S6)及び(S7)に対して、下記の方法を適用し、シャワーとロールプレスとを繰り返す処理を行い、これにより、結着部の残存率を測定し、耐久性を評価した。
まず、長さ0.3m、幅0.15mの製紙用フェルトと、それらの製造に用いられた長さ0.3m、幅0.15mのフェルト(F1)を、エンドレスベルト形状に縫い合わせ(連結後の全長は1.2m)、プレスロール試験機に取り付けた。製紙用フェルト部は、試験機上エンドレスベルト状に回転し、試験中、1周(1回転)に1回、トップロールボトムロールで構成される1対のプレス部で圧縮される構造である。次に、試験機上の製紙用フェルト部の走行速度を100m/分とし、表バット層の表面に常温の水をシャワーしながら、プレス回数が15,000回になるまで、製紙用フェルト部を走行させた。尚、プレス部の圧力は、41.2kN/mとした。各製紙用フェルトを用いたプレスロール試験について、この試験前後の重量変化量(M1)を測定する。その後、製紙用フェルトと、フェルト(F1)との重量差(M0)に対する上記重量変化量(M1)の割合を算出し、これを「結着部の残存率」とした。その結果、結着部の残存率は、製紙用フェルト(S1)では83%、製紙用フェルト(S6)では60%、製紙用フェルト(S7)では92%であり、十分高かった。これらより、予備乾燥後に吹き当てる熱風の温度が高いほど、結着部の残存率は高くなる傾向にあるが、いずれの場合においても、使用上、問題となるような残存率ではない。

0062

4.製紙用フェルトの耐久性の確認(2)
実施例8
ナイロンモノフィラメントの撚糸を用いて、2重織組織で織り上げられた織布からなり、全体目付が560g/m2の基布の1面側に、平均繊度17dtexの66ナイロンステープルファイバー(短繊維)からなり、全体目付が510g/m2の表バット層用繊維シートを、他面側に、平均繊度17dtexの66ナイロンステープルファイバー(短繊維)からなり、全体目付が200g/m2の裏バット層用繊維シートを、重ねて、これらをニードリングにより交絡一体化した。その後、ニードリングを繰り返すことで高密度化し、更にプレス加工を行うことで、フェルト(F8)を得た。このフェルト(F8)の通気度は、22.7cm3/(cm2・秒)であった。
次に、フェルト(F8)を仕上げ加工機へセットし、ポリアミド12に由来するブロックと、ポリエーテルに由来するブロックとを有する共重合体(融点:約140℃、ISO 868に準ずるショアD硬さ:30)からなる熱可塑性エラストマー粒子(平均粒径:2.5μm)を含む水分散体(住友精化社製「セポルジョンNE205」(商品名))の固形分濃度を5質量%に調整した水分散液を、フェルト(F8)の表面全体に、1000cm3/m2の散布量になるようにスプレーした。その後、予備乾燥を行い、続いて140℃の熱風を吹き付けて、共重合体を溶融させることで、表外バット層の繊維の表面に共重合体が結着された製紙用フェルト(S8)を得た。この製紙用フェルト(S8)における共重合体の目付は50g/m2であった。
この製紙用フェルト(S8)の製造において、D=11(dtex)、P=22.7(cm3/(cm2・秒))、R=2.5(μm)であるから、式(1)によるKR値は、2.0である。

0063

実施例9
住友精化社製「セポルジョンNE205」(商品名)に代えて、共重合ポリアミド(融点:約130℃、ISO 868に準ずるショアD硬さ:60)からなる熱可塑性樹脂粒子(平均粒径:0.7μm)を含む水分散体(住友精化社製「セポルジョンPA200」(商品名))を用い、その固形分濃度を5質量%に調整した水分散液を用いた以外は、フェルト(F8)に対して実施例8と同様の操作を行い、製紙用フェルト(S9)を得た。
この製紙用フェルト(S9)の製造において、D=11(dtex)、P=22.7(cm3/(cm2・秒))、R=0.7(μm)であるから、式(1)によるKRは、2.6である。

0064

比較例4
住友精化社製「セポルジョンNE205」(商品名)に代えて、高分子量ウレタン樹脂(融点:約90℃、ISO 868に準ずるショアD硬さは不明)からなる熱可塑性樹脂粒子(平均粒径:2μm)を含む自己乳化液(DIC社製ボンディック1672NE」(商品名))を用い、その固形分濃度を5質量%に調整した水分散液を用いた以外は、フェルト(F8)に対して実施例1と同様の操作を行い、製紙用フェルト(H4)を得た。
この製紙用フェルト(H4)の製造において、D=11(dtex)、P=22.7(cm3/(cm2・秒))、R=2(μm)であるから、式(1)によるKRは、2.1である。

実施例

0065

製紙用フェルト(S8)、(S9)及び(H4)に対して、「3.製紙用フェルトの耐久性の確認(1)」に記載の方法で、シャワーとロールプレスとを繰り返す処理を行い、これにより、結着部の残存率を測定し、耐久性を評価した。その結果、結着部の残存率は、熱可塑性ポリアミドではない他の樹脂を用いた製紙用フェルト(H4)では、21%であったのに対し、製紙用フェルト(S8)では70%、製紙用フェルト(S9)では54%と優れていた。

0066

本発明の製紙用フェルトは、製紙用プレスベルトの内側に配設されて、製紙用プレスフェルトとして好適に用いられ、搾水性に優れ、板紙のように搾水量の多い紙の他、各種の紙の製造工程において利用することができる。

0067

1:製紙用フェルト、11:基布層、13:表バット層、13A:表内バット層、13B:表外バット層、15:裏バット層、17:表バット繊維、19:熱可塑性ポリアミド成分結着部

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