JP2010065343A - 製紙用シーム付きフェルト - Google Patents

Abstract

【課題】シームループを噛み合わせフェルトの掛け入れ作業を良好に行うことのできる製紙用シームフェルトを提供する。
【解決手段】有端状の基布のＭＤ方向両端部にシームループを有し、基布にバット繊維層をニードルパンチにより絡合一体化させてなる製紙機械用のフェルトＦであって、シームループの複数本を揃えて一組のシームループ群を形成し、ＭＤ方向両端部を付き合わせてシームループ群を交互に噛み合わせて形成される共通孔内に、シーム用芯線を挿入する。シームループ群の一体形成は、接着、芯鞘繊維の熱接合等による。
【選択図】図１

Description

本発明は、製紙機械のプレスパートに使用されるフェルトに関し、特に、シームループを有する製紙用シーム付きフェルト（以下、単に「シームフェルト」ということがある。）に関する。

従来から、製紙工程のプレスパートにおいては、ニードルフェルトと一対のプレスロールにより湿紙の搾水作業を行なっている。
このフェルトとしては、図１に示されるシームループを有する有端状のものが知られている。このフェルトＦは有端状に構成されており、それぞれの端部に複数のループＬが形成されている。
フェルトＦは、例えば、図２に示すように、基布Ｂと、その表裏に形成された２層のバット繊維層Ｗとにより構成されている。バット層Ｗは、基布Ｂ上に積層されたウェブ繊維をニードルパンチにて絡合一体化することにより形成される。
基布Ｂは、ＭＤ方向の糸材とＣＤ方向の糸材とを織製することにより構成される。そして、ＭＤ方向の糸材により、シーム用ループＬが構成される。

使用に際しては、有端状のフェルトＦを製紙機械に掛け入れ、両端部を突合せ、一方の端部のループ間に他方の端部のループを嵌合するようにして、両端部のループ同士を一本ずつ交互に噛み合わせる。
この噛み合わせ作業の際に、直接ループ同士を正面から付き合わせるのではなく、図２（ａ）のように両端部を山状に付き合わせた後、ループ同士を噛み合わせる。従って、一方のループ間に他方のループを嵌着させる場合、他方のループは、その下側から上側へと一方のループ間へ嵌め込まれることとなる。
なお、噛み合わせ作業においては、専用の治具が使用されることもあるが、その詳細については省略する。

噛み合わせ作業が終了すると、図２（ｂ）に示すように、噛み合わせによって共通孔が形成されるから、この共通孔に芯線Ｓを挿通させる。そして、山状に付き合わされた端部を平面状とすることにより、無端状の製紙用フェルトＦが形成される。
このようなフェルトＦは、いわゆる、「シームフェルト」と呼ばれ、掛け入れ作業が非常に楽であるため、近年増加の傾向にある（特許文献１参照）。

なお、有端状のフェルトＦは、ＣＤ方向に幅を有し、ＭＤ方向に長さを有し、且つ、表裏（両表面）を有する。フェルトＦが有端状から無端状にされた場合、両表面は、外周面と内周面を構成する。この場合、外周面は湿紙と接触する面となり、内周面はプレスロールと接触する面となる。

次に、基布Ｂの構造について、図３で説明する。図３は有端状の基布の一方の端部の概略図である。ここで、ＭＤ方向糸材は端部にて折り返すことにより、上下一対の構成を成す。図３は既知の二重織り基布Ｂの斜視図である。

基布Ｂは、ＭＤ方向の糸材１１Ａ〜１４ＢとＣＤ方向糸材２１〜２４により構成されている。ＭＤ方向の糸群１１Ａ〜１４Ｂは糸材１１Ａと１１Ｂ、１２Ａと１２Ｂ、１３Ａと１３Ｂ、１４Ａと１４Ｂ、とがそれぞれ連続しており、芯線Ｓにおいて折り返すことにより、有端状の基布の一方の端部のシームループＬが形成される。

このようにして、基布Ｂを構成し、シームループの形態を安定化するために次の工程で熱セットした後、さらにニードルパンチ工程でバット繊維層を絡合一体化して、フェルト状に完成させたものが図４である（特許文献２参照）。
図４では、シームループを噛み合わせる際に、シームループが交互に噛み合っていることを確認し易くするために、一方のシームループが少し黒く見えるようにしてある。

このようにして完成したシームフェルトは、芯線Ｓを引き抜き、シームループを外して有端状にしてから梱包する。そして、製紙機械に掛け入れるときは、ロールやロールの支持部材等を取り外すことなく、機械を止めた後で、新しく掛け入れるシームフェルトに、予め取付けられているシームフェルトの誘導帯を介して、使い終わったシームフェルトを連結し、機械に引き入れる（特許文献３参照）。

その後、掛け入れたシームフェルトの両端部を突合わせ、シームループＬを交互に噛み合わせて出来る空間に芯線Ｓを挿入するのであるが、噛み合わせが悪いと、シーミング作業に多くの労力と時間が掛かってしまうことがあった。例えば、シームループが傾斜していたり、ループが根元方向に引き込まれてループの内径が小さくなったりして、噛み合わせて出来る空間が不均一であるときは、芯線の挿入が悪くなってしまうことがあった。
また、シームループＬを交互に噛み合わせる作業は煩雑であり、ＭＤ方向糸材の繊度（太さ）が小さいほど困難で長時間の作業が強いられる場合があった。
特開２００４−２３２１４２号公報 米国特許第４９３８２６９号明細書 特開平８−２８４０９２号公報

従って、本発明の課題は、上記の問題点を解決し、シームループを噛み合わせ行なうフェルトの掛け入れ作業を良好に行うことのできる製紙用シームフェルトを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねる中で、シームフェルトの基布において、シームループを形成するＭＤ方向糸材の２本以上を揃えて一組のシームループ群を形成することで、上記課題を解決することができることを見出し、さらに研究を進めた結果、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、
有端状の基布のＭＤ方向両端部にシームループを有し、前記基布にバット繊維層をニードルパンチにより絡合一体化させてなる製紙機械用のフェルトであって、
前記シームループの複数本を揃えて一組のシームループ群を形成し、ＭＤ方向両端部を付き合わせて前記シームループ群を交互に噛み合わせて形成される共通孔内に、シーム用芯線が挿入されることを特徴とする製紙用シーム付きフェルトである。

本発明では、前記シームループ群が、２本又は３本のシームループで形成されるのが好適である。本発明のシームループ群は、シームループ同士が相互に接近して形成されることが好ましく、シームループ間隔としては、ＭＤ方向糸材の繊維径又はそれより狭い間隔を設けることが好ましい。さらに好ましくは、シームループ同士が接触する程度に近接させて形成する。

さらに、本発明では、前記シームループ群を形成するシームループ同士が、接着材で接合されることにより一体化されているのが好適な実施形態である。

また、本発明では、前記シームループ群を形成するＭＤ方向糸材が、低融点成分を含む鞘部分と高融点成分を含む芯部分とからなる芯鞘複合繊維の糸であり、前記ＭＤ方向糸材がＭＤ方向両端部に前記シームループ群を形成し、前記シームループ群が熱接合により一体化されているのも好適な実施形態である。

本発明のシームフェルトの基布では、シームループを複数本を揃えて一組のシームループ群が形成されるから、シームループを形成するＭＤ方向糸材が細くても、製紙機械上でシーミング（繋ぎ合わせ）する際のシームループの噛み合わせを安定して行うことができる。
また、本発明では、シームループ群を形成するシームループ同士が接合され一体化されることにより、シームループ群は外側方向やＣＤ方向のいずれにもずれ難くなり、所定の位置に安定して配置できるので、ループの形状が保持されるため、シームループの噛み合わせ作業を良好に行うことができる。

以下、本発明の製紙用シーム付きフェルトについて詳しく説明する。
ここでは、本発明の実施の形態を図面に基づき具体例を用いて説明するが、これらは具体例であって、本発明はこれらに限定されない。

図５は本発明の二重織り基布ＢＡの一方の端部の斜視図である。基布ＢＡは、ＭＤ方向糸材５０とＣＤ方向糸材６０とで織製することにより構成される。そして、ＭＤ方向糸材５０が端部にて折り返しされてシームループ群ＬＡを構成している。なお、図５では、シームループ群は、シームループ同士がほぼ接触した最良の状態を示しているが、ＭＤ方向糸材５０の繊維径又はそれよりも狭い間隔でシームループを配置してもよい。

ＭＤ方向糸材５０は、モノフィラメント（単糸）の複数本を揃えて織機に供給される。図５では、シームループはモノフィラメント２本一組で１つのシームループ群を形成している。本発明ではシームループが、好ましくは２本一組又は３本一組で１つのシームループ群を形成することを特徴とするもので、４本以上で一組を構成した場合は、一方の端部のシームループ群の間隔（ＬＡ１とＬＡ２の間隔）が広がるため、シーム部全体の強度が低下することがある。

ＣＤ方向糸材６０は、モノフィラメントを単糸又は撚糸で使用することができる。芯線Ｓの近傍のＣＤ方向糸材６０ａにマルチフィラメント又は紡績糸を使用すると、外周面にバット繊維層を絡合一体化したとき、バット繊維とＣＤ方向糸材６０ａとの絡合が強化できるため好ましい。

基布ＢＡを構成した後は、従来と同じ方法によりシームループの形態を安定化するために次の工程で熱セットし、さらに、ニードルパンチ工程でバット繊維層を絡合一体化して、フェルトを完成させる。そして、完成したフェルトの芯線を引き抜き、シームループの噛み合わせを外して有端状にしてから梱包する。そして、製紙機械に掛け入れる方法は従来と同じ、すなわち、掛け入れたシームフェルトの両端部を突合せ、両端部のシームループ群を交互に噛み合わせて出来る空間（共通孔）に芯線Ｓを挿入することで完成する。

本発明のＭＤ方向糸材は、シームループ同士を接着材で接合して一体化するか、又は低融点成分を含む鞘部分と高融点成分を含む芯部分とからなる芯鞘複合繊維の糸を使用して、シームループ同士を熱接合により一体化することが好ましい。このようなシームループ同士の接合、又は熱接合は、ループ形態の安定化のための熱セット工程で実施できる。

本発明では、シームループ同士を接合して一体化することによって、シームループ群は外側方向やＣＤ方向のいずれにもずれ難くなり、所定の位置に安定して配置され、ループの形状が保持されるため、製紙機械上でフェルトを掛け入れた後のシームループの噛み合わせ作業を容易に行うことができる。特に、本発明のシームフェルトは、シームループが傾斜したり、ループが根元方向に引き込まれたりすることがなく、噛み合わせて出来る空間が均一で、芯線の挿入が極めて容易となる。

以下、本発明の製紙用シーム付きフェルトについて、その実施例を説明するが、これらは、本発明を限定するものではない。

本発明の実施例に当たり、ＭＤ方向糸材とＣＤ方向糸材を用意した。糸材の詳細な構成は、次のとおりである。
・ 糸材Ａ・・ナイロン６のモノフィラメント（単糸）。繊度１０００ｄｔｅｘ（繊維径０． ３３ｍｍ）
・ 糸材Ｂ・・ナイロン６のモノフィラメント（単糸）。繊度５００ｄｔｅｘ（繊維径０．２ ３ｍｍ）
・ 糸材Ｃ・・ナイロン６成分（高融点；２５０℃）を芯部とし、共重合ナイロン成分を鞘部 （低融点；１８０℃）とする、芯鞘型複合繊維のモノフィラメント（単糸）。繊度１００ ０ｄｔｅｘ（繊維径０．３２ｍｍ）

（実施例１）
糸材ＡをＭＤ方向糸材とし、糸材ＢをＣＤ方向糸材として、３／１ １／３の経二重で織製して、基布ＢＡ１を得た。図６に、そのＣＤ方向断面図を示す。なお、ＭＤ方向糸材は２本の糸を揃えて織機に供給して織製したので、シームループは２本一組のシームループ群を形成する。
また、この基布ＢＡ１は織機上で供給される芯線Ｓの所でＭＤ方向糸材は折り返され、図７のように無端状に形成される。
図７は、有端状の基布ＢＡ１の一方の端部で構成されるシームループ群ＬＡ１、ＬＡ２，〜、と、他方の端部で構成されるシームループ群ＬＢ１、ＬＢ２，〜、とが、芯線Ｓを介して無端状に構成されている状態の斜視図である。
次に、基布ＢＡ１を織機から外して、一対のロール間に掛け入れ、ロール及び／又はロール間に設置された加熱装置（図示せず。）を使用して基布ＢＡ１を熱セットして、シームループ群ＬＡ、ＬＢを安定化させる。その後、シームループ群ＬＡ、ＬＢの部分に液状樹脂を塗布し、その後、乾燥固化させてシームループ同士を接合、一体化する。なお、芯線Ｓをフッ素樹脂等の表面自由エネルギーの低い樹脂からなる糸材で構成すると、シームループ群の部分にのみ液状樹脂が塗布されるので、後述する芯線Ｓの引き抜き作業がし易く都合がよい。
そして、熱セットした基布ＢＡ１をニードルパンチ機械に掛け入れ、両表面（外周面と内周面）に１５ｄｔｅｘのステープルファイバーからなるバット繊維を絡合一体化して、フェルトを形成した。なお、バット繊維層は外周面には坪量３００ｇ／ｍ²、内周面には坪量１００ｇ／ｍ²で積層した。
最後に、前記芯線Ｓを引き抜き、有端状のフェルト、すなわち、本発明のシームフェルト１を完成させた。

（実施例２）
糸材ＡをＭＤ方向糸材とし、糸材ＢをＣＤ方向糸材として、３／１ １／３の経二重で織成するが、シームループ間隔が糸材Ａの繊維径に近似するように、織機上でＣＤ方向糸材の供給速度とＭＤ方向糸材の供給速度を調整して、シームループ間隔が０．２ｍｍの基布ＢＡ２を得た。その他は、実施例１と同様にして本発明のシームフェルト２を完成させた。
（実施例３）
糸材ＣをＭＤ方向糸材とし、糸材ＢをＣＤ方向糸材として、実施例１と同様にして基布ＢＡ２を得た。次に、基布ＢＡ２を実施例１と同様にして熱セットしてシームループ群を安定化させた。但し、実施例２では、糸材Ｃの共重合ナイロン成分（鞘部）を溶融させて、シームループ同士を熱接合により一体化するために、熱セット温度を１８０℃以上に調整した。その他は、実施例１と同様にして本発明のシームフェルト３を完成させた。

（実施例４）
糸材ＡをＭＤ方向糸材とし、糸材ＢをＣＤ方向糸材として基布ＢＡ３を得た。なお、ＭＤ方向糸材は３本の糸を揃えて織機に供給して織製したので、シームループは３本一組のシームループ群を形成した。その他は、実施例１と同様にして本発明のシームフェルト４を完成させた。

（実施例５）
糸材ＡをＭＤ方向糸材とし、糸材ＢをＣＤ方向糸材として基布ＢＡ４を得た。なお、ＭＤ方向糸材は４本の糸を揃えて織機に供給して織製したので、シームループは４本一組のシームループ群を形成した。その他は、実施例１と同様にして本発明のシームフェルト５を完成させた。

（比較例）
糸材ＡをＭＤ方向糸材とし、糸材ＢをＣＤ方向糸材として、３／１ １／３の経二重で織製して基布Ｂを得た。ＭＤ方向糸材は１本の糸で連続して織製し、ＭＤ方向糸材は端部にて折り返すことにより、図３のような上下一対の構成を成すものとした。
以下、実施例１と同様にして、比較例のシームフェルト６を完成させた。

上記実施例及び比較例で作製したシームフェルトのシーム強度と、シームループを噛み合わせた状態、及びフェルトの掛け入れ作業性を評価した。結果を一覧表として、表１に示す。
ここで、
・シーム強度は、シームループを交互に噛み合わせ芯線を挿入したときの切断強度をｋｇ／５ｃｍで示した。
・シームループの噛み合わせ状態については、シームループの傾斜、ループの根元方向への引き込み状態を調べた。シーム部分１ｍ当り傾斜や引き込みが５箇所未満のものを良好とし、５箇所以上１０箇所以下をやや良好、１０箇所超えを不良とした。
・フェルトの掛け入れ作業性については、製紙機械へシームフェルトを掛け入れた後、シーミングに要した時間（ＣＤ方向１ｍ当りの作業時間；分単位）を測定した。

以上の結果について検討する。
シーム強度について、シームフェルト１とシームフェルト５を比較すると、シーム強度に差が出ていないことが分かる。シームフェルト１では、シームループ群の間隔がＭＤ糸２本分開いているが、この程度の間隔では、シーム強度に影響せず、従って、シームループの噛み合わせ状態と掛け入れ性の良いシームフェルト１の評価が高いことが分かる。また、シームフェルト２では、シームループ同士は厳密には接触していないが、シームループ間隔が狭いため、本発明のシームループ群として機能し、シームフェルト１と同様、評価が高いことが分かる。
また、シームフェルト３では、芯鞘複合繊維の糸を使用しているから、液体樹脂が塗布されシームループ近傍で固化しているシームフェルト１と比べてシームループの噛み合わせ状態が良い。
さらに、シームフェルト４は、シーム強度がやや下がるものの、シームループの噛み合わせ状態とフェルト掛け入れ性が良くバランスしている。
なお、シームフェルト５は、シームフェルト４と同様に、シームループの噛み合わせ状態とフェルト掛け入れ性が最も良くバランスしている反面、シームループ群の間隔がＭＤ糸４本分開いているため、シーム強度にやや影響が出ていることが分かる。

有端状製紙用フェルトの概略斜視図。 （ａ）と（ｂ）は、有端状製紙用フェルトの噛み合わせ作業の説明図。 有端状製紙用フェルトのシームループ部の斜視図。 完成状態の有端状製紙用フェルトの斜視図。 本発明の有端状製紙用フェルトのシームループ部の斜視図。 本発明の他の実施形態の有端状製紙用フェルトのＣＤ方向の断面図。 本発明の有端状製紙用フェルトのシームループ部の噛み合わせ状態の斜視図。

符号の説明

ＢＡ：基布
Ｌ：ループ
ＬＡ：シームループ群
ＬＢ：シームループ群
Ｆ：フェルト

Claims (4)

1. 有端状の基布のＭＤ方向両端部にシームループを有し、前記基布にバット繊維層をニードルパンチにより絡合一体化させてなる製紙機械用のフェルトであって、
   前記シームループの複数本を揃えて一組のシームループ群を形成し、ＭＤ方向両端部を付き合わせて前記シームループ群を交互に噛み合わせて形成される共通孔内に、シーム用芯線が挿入されることを特徴とする、
   製紙用シーム付きフェルト。
2. 前記シームループ群が２本又は３本のシームループで形成されている、請求項１の製紙用シーム付きフェルト。
3. 前記シームループ群を形成するシームループ同士が、接着剤による接着により一体化されている、請求項１又は２の製紙用シーム付きフェルト。
4. 前記シームループ群を形成するＭＤ方向糸材が、低融点成分を含む鞘部分と高融点成分を含む芯部分とからなる芯鞘複合繊維の糸であり、前記ＭＤ方向糸材がＭＤ方向両端部に前記シームループ群を形成し、前記シームループが熱接合により一体化されている、請求項１又は２の製紙用シーム付きフェルト。

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