JP3348260B2 - 製紙用フエルト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製紙用フエルトに関
し、詳しくは層状珪酸塩を含むポリアミド系樹脂からな
る繊維を用いた製紙用フエルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】紙の製造方法は、公知のごとく、まず、
パルプを含む懸濁液をフォーミングワイヤーと呼ばれる
メッシュ状の織物の上に流し、ある程度液体成分を除去
することによって湿紙のシートを形成させる。このシー
ト状の湿紙は、製紙機械のプレスセクションとドライセ
クションに送られる。プレスセクションにおいては、こ
の湿紙はフェルトによって運搬され、フェルトと共にプ
レスロールのニップの間を通され脱水される。湿紙から
脱水された水は、フェルトが受け取り排出される。最後
にドライヤーセクションで乾燥されて紙が製造される。

【０００３】製紙用フエルトは、一般に織成した基布に
短繊維のウエップをニードルパンチングすることによつ
て製造され、ワイヤーセクションとドライヤーセクショ
ンの間のプレスセクションの湿紙の支持も行う。プレス
ロールのニップでは、大きな圧力により繊維は大きな変
形を受ける。製紙用フエルトの耐摩耗性も中性抄紙の高
まりとともに重要性を増している。中性抄紙の場合、紙
の原料中に添加する無機質が炭酸カルシュウムであるた
め、通常の酸性抄紙の際に使用されるクレーと違い、抄
紙用具の摩耗が著しく大きい。

【０００４】従来より、優れた圧縮回復性と耐摩耗性を
得るために、高分子量タイプのポリアミド繊維が基布織
物および短繊維のウェッブに使用されている。また、ポ
リアミドにポリエーテルを共重合させたポリアミドエラ
ストマーの繊維等も使用されているが、圧縮回復性、耐
摩耗性において、近年の抄紙機の高速化ならびに高圧力
化に対応しきれてはいない欠点があった。

【０００５】また、ポリアミド系樹脂に層状珪酸塩を均
一に混合した樹脂からなるフィラメントは、特開平３−
８１３６４号公報に開示されているが、このフィラメン
ト、ステープルファイバーを用いた製紙用フエルトは知
られていなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のポリ
アミド繊維からなる製紙用フエルトの問題点を改良し、
優れた圧縮回復性および耐摩耗性を具備した製紙用フエ
ルトを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、ポリアミドを含む樹脂に対し層状珪酸塩
を０．１〜５．０重量部含有させたポリアミド系樹脂組
成物から得られる繊維を基布又は／及びバット層に用い
た製紙用フエルトに関するものである。

【０００８】ポリアミド系樹脂としては、ナイロン４、
６、１１、１２、４・６、６・６、６・１０、６・１
２、単独もしくはこれらの共重合体またはこれらのブレ
ンド物が挙げられる。ポリアミド系樹脂としては、前記
のポリアミド樹脂にポリエーテルを共重合したブロック
ポリエーテルアミド樹脂あるいは前記のポリアミド樹脂
とブロックポリエーテルアミド樹脂のブレンド物が挙げ
られる。

【０００９】また、ブロックポリエーテルアミド樹脂と
しては、特公昭６３−５５５３５号公報に開示されてい
る、ポリアミド形成性モノマーとジカルボン酸との重縮
合によって得られる両末端にカルボキシル基を有するポ
リアミドと、末端アミノポリオキシアルキレン、及び脂
肪族ジアミン、脂環族ジアミン、芳香族ジアミンから選
ばれるジアミンを重縮合させることによって得られるも
のが用いられる。

【００１０】そして、ポリアミド系の樹脂の数平均分子
量としては、１５０００〜３００００が好ましい。数平
均分子量が１５０００以下であると、耐久性の面で劣
り、数平均分子量が３００００以上であると、紡糸が難
しくなる。

【００１１】ポリアミド系樹脂に均一に分散させる層状
珪酸塩の原料として、モンモリロナイト、サボナイト、
バイデライト等のスメクタイト系粘土鉱物及びバーミキ
ュライト、ハロイサイト等が挙げることができ、このな
かで最も好ましいものは、モンモリロナイトである。

【００１２】樹脂成分に対する層状珪酸塩の含有割合
は、樹脂１００重量部に対して層状珪酸塩が０．１から
５．０重量部であることが好ましい。層状珪酸塩成分が
０．１重量部以下であると、圧縮回復性及び耐摩耗性が
不十分であり、５．０重量部を超えると、紡糸が難しく
なるため好ましくない。層状珪酸塩が多層状粘度鉱物で
ある場合には、アミン類、アミノ酸類あるいはカプロラ
クタム類のようなラクタム類の膨潤化剤と接触させて、
あらかじめ層間を広げて層間にモノマーを取り込みやす
くした後、ポリアミドモノマーと混合し重合する方法も
特開昭６２−７４９５７号公報に開示されている。ま
た、膨潤化剤を用い、あらかじめ層間を２０Å以上に広
げて、これをポリアミド樹脂あるいはポリアミド系樹脂
と溶融混練して均一に分散させる方法でもよい。層状珪
酸塩は、ポリアミド系樹脂に分散された際に、層状珪酸
塩と樹脂との間にイオン結合による橋かけ構造を作る。
この橋かけ構造は、溶融紡糸された繊維の内部でも有効
に働き、製紙用フエルトが使用中に受ける機械的な変形
及び摩擦に対し、優れた回復性と耐摩耗性を付与するも
のである。

【００１３】層状珪酸塩は、厚みが６〜２０オングスト
ロームで、１辺が０．００２〜１μｍの層状の物が一つ
の単位になっている。このような層状珪酸塩が塊を形成
することなく均一に分散していることが好ましい。

【００１４】本発明にかかわる製紙用フエルトは、基布
とバットをニードリングによって一体化して作られるも
のである。層状珪酸塩が均一に含有させている上述のポ
リアミド系樹脂を溶融紡糸して、モノ又はマルチフィラ
メント及びクリンプのあるステープルファイバーが製造
される。溶融紡糸時の延伸倍率は繊維物性を決定する上
で重要な因子であり、本発明では、紡糸時の延伸倍率が
低い方が好ましい。延伸倍率を高めて分子の配向性を大
きくすると、繊維の軸方向の強度に関しては問題がなく
なるが、繊維の軸方向に対して９０度の方向、つまり繊
維の断面方向のヤング率が低下し、かつ分子間の滑りが
起き易いことから、圧縮変形に対する永久歪が増大す
る。製紙用フエルトが、製紙機械のプレスロールにおい
て圧縮される際、繊維軸が厚み方向よりも平面方向に向
いている繊維が圧倒的に多いため、その圧縮力は、主と
して繊維の断面方向に働く。従って、製紙用フエルトに
使用するステープルファイバーとモノまたはマルチフィ
ラメントは、耐圧縮性、耐摩耗性のために軸方向と断面
方向の物性に対し、適度なバランスが必要である。

【００１５】溶融紡糸された前記のモノ又はマルチフィ
ラメントは、製紙用フエルトの基布を形成するために使
用され、ステープルファイバーは、基布にニードリング
されるバット層に使用される。本発明では、製紙用フエ
ルトの構造を形成しているすべての繊維を、層状珪酸塩
を含む繊維で製造すること、また基布層のみあるいはバ
ット層のみあるいは基布層の一部に、あるいはバット層
に一部混繊しての使用も可能である。耐摩耗性を主とし
て発揮させるには、製紙機械及び付属の洗浄装置などに
接触する製紙用フエルトの面に使用することが好まし
い。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳述するが、本
発明はこの範囲に限定されるものではない。

【００１７】基布として下記の構成のものを用意する。

【００１８】基布１ モンモリロナイトを２％含有する、数平均分子量２２０
００の６ナイロン樹脂から、延伸倍率５倍の条件で、溶
融紡糸して直径０．２ｍｍのモノフィラメントを作り、
このモノフィラメントを４本撚り合わせた糸を、経糸と
緯糸に用いて経方向が２重構造になっていて、経糸の本
数は上糸も下糸も同じで、インチ当たり２５本、緯糸は
インチ当たり３５本である二重織構造の基布を製作し
た。

【００１９】基布２ 数平均分子量２２０００の６ナイロン樹脂から、延伸倍
率５倍の条件で、溶融紡糸して直径０．２ｍｍのモノフ
ィラメントを作り、このモノフィラメントを４本撚り合
わせた糸を、経糸と緯糸に用いて基布１と同一の二重織
構造の基布を製作した。

【００２０】基布３ モンモリロナイトを２％含有する、数平均分子量２２０
００の６ナイロン樹脂から、延伸倍率５倍の条件で、溶
融紡糸して直径０．２ｍｍのモノフィラメントを作り、
このモノフィラメントを４本撚り合わせた糸を経糸に用
い、モンモリロナイトを含有させずに他の条件は経糸と
まったく同一の条件で製作した撚糸を、緯糸に用いて基
布１と同一の二重織構造の基布を製作した。

【００２１】実施例１ モンモリロナイトを２％含有する、数平均分子量２２０
００の６ナイロン樹脂から、延伸倍率４．５倍の条件で
溶融紡糸して、繊度１５デニール、繊維長７６ｍｍのス
テープルファイバーを製作した。この繊維の切断強度
は、４．３ｇｆ／ｄ、切断伸度は６５％であった。この
モンモリロナイトを含むステープルファイバーと、製紙
用フエルト用に一般に市販されている繊度１５デニー
ル、繊維長７６ｍｍの６ナイロンの繊維とを、７対３の
割合で混繊した目付１００ｇ／ｍ² のバット層を８層、
ニードリングによって、基布１の片面表面に一体化させ
て、製紙用フエルトを得た。この製紙用フエルトの目付
は１２５０ｇ／ｍ² 、密度は０．３８７、圧縮回復率は
１０７．８％、摩耗量は０．２２０ｇであった。

【００２２】実施例２ モンモリロナイトを２％含有する、数平均分子量２２０
００の６ナイロン樹脂から、延伸倍率４．５倍の条件で
溶融紡糸して、繊度１５デニール、繊維長７６ｍｍのス
テープルファイバーを製作した。この繊維の切断強度は
４．３ｇｆ／ｄ、切断伸度は６５％であった。このモン
モリロナイトを含むステープルファイバーと、製紙用フ
エルト用に一般に市販されている繊度１５デニール、繊
維長７６ｍｍの６ナイロンの繊維とを、７対３の割合で
混繊した目付１００ｇ／ｍ² のバット層を８層、ニード
リングによって、基布３の片面表面に一体化させて、製
紙用フエルトを得た。この製紙用フエルトの目付は１２
６０ｇ／ｍ² 、密度は０．３７７、圧縮回復率は１０
７．７％、摩耗量は０．２２３ｇであった。

【００２３】実施例３ モンモリロナイトを２％含有する、数平均分子量２２０
００の６ナイロン樹脂から、延伸倍率４．５倍の条件で
溶融紡糸して、繊度１５デニール、繊維長７６ｍｍのス
テープルファイバーを製作した。この繊維の切断強度は
４．３ｇｆ／ｄ、切断伸度は６５％であった。このモン
モリロナイトを含むステープルファイバーのみで製作さ
れた、目付１００ｇ／ｍ² のバット層を８層、ニードリ
ングによって、基布１の片面表面に一体化させて、製紙
用フエルトを得た。この製紙用フエルトの目付は１２５
０ｇ／ｍ² 、密度は０．３７２、圧縮回復率は１０８．
３％、摩耗量は０．２０２ｇであった。

【００２４】実施例４ モンモリロナイトを２％含有する、数平均分子量２２０
００の６ナイロン樹脂から、延伸倍率６．０倍の条件で
溶融紡糸して、繊度１５デニール、繊維長７６ｍｍのス
テープルファイバーを製作した。この繊維の切断強度は
５．３ｇｆ／ｄ、切断伸度は４４％であった。このモン
モリロナイトを含むステープルファイバーと、製紙用フ
エルト用に一般に市販されている繊度１５デニール、繊
維長７６ｍｍの６ナイロンの繊維とを、７対３の割合で
混繊した目付１００ｇ／ｍ² のバット層を８層、ニード
リングによって、基布１の片面表面に一体化させて、製
紙用フエルトを得た。この製紙用フエルトの目付は１２
８０ｇ／ｍ² 、密度は０．３６９、圧縮回復率は１０
７．１％、摩耗量は０．３０５ｇであった。

【００２５】実施例５ ポリアミドエラストマー樹脂(１２ナイロン成分とポリ
エーテル成分の比が１対１の割合で共重合している）に
モンモリロナイトを２％含有させ、延伸倍率３．５倍の
条件で、溶融紡糸して、繊度１５デニール、繊維長７６
ｍｍのステープルファイバーを製作した。この繊維の切
断強度は３．６ｇｆ／ｄで、切断伸度は６３％であっ
た。このモンモリロナイトを含むステープルファイバー
と、製紙用フエルト用に一般に市販されている繊度１５
デニール、繊維長７６ｍｍの６ナイロンの繊維とを、７
対３の割合で混繊した目付１００ｇ／ｍ² のバット層を
８層、ニードリングによって、基布１の片面表面に一体
化させて製紙用フエルトを得た。この製紙用フエルトの
目付は１１９０ｇ／ｍ² 、密度は０．３８５、圧縮回復
率は１１１．８％、摩耗量は０．２４９ｇであった。

【００２６】実施例６ モンモリロナイトを２％含有する数平均分子量２２００
０の６ナイロン樹脂から、延伸倍率６．０倍の条件で溶
融紡糸して、繊度１５デニール、繊維長７６ｍｍのステ
ープルファイバーを製作した。このモンモリロナイトを
含むステープルファイバーと、製紙用フエルト用に一般
に市販されている繊度１５デニール、繊維長７６ｍｍの
６ナイロンの繊維とを７対３の割合で混繊した、目付１
００ｇ／ｍ² のバット層を８層、ニードリングによっ
て、基布２の片面表面に一体化させて製紙用フエルトを
得た。この製紙用フエルトの目付は１２４０ｇ／ｍ² 、
密度は０．３６９、圧縮回復率は１０６．０％、摩耗量
は０．３０１ｇであった。

【００２７】実施例７ モンモリロナイトを４％含有する、数平均分子量２２０
００の６ナイロン樹脂から、延伸倍率４．５倍の条件で
溶融紡糸して、繊度１５デニール、繊維長７６ｍｍのス
テープルファイバーを製作した。この繊維の切断強度
は、５．８ｇｆ／ｄ、切断伸度は３８％であった。この
モンモリロナイトを含むステープルファイバーと、製紙
用フエルト用に一般に市販されている繊度１５デニー
ル、繊維長７６ｍｍの６ナイロンの繊維とを７対３の割
合で混繊した、目付１００ｇ／ｍ² のバット層を８層、
ニードリングによって、基布２の片面表面に一体化させ
て、製紙用フエルトを得た。この製紙用フエルトの目付
は１２９０ｇ／ｍ² 、密度は０．３６７、圧縮回復率は
１０６．１％、摩耗量は０．３２５ｇであった。

【００２８】実施例８ モンモリロナイトを０．５％含有する、数平均分子量２
２０００の６ナイロン樹脂から、延伸倍率４．５倍の条
件で溶融紡糸して、繊度１５デニール、繊維長７６ｍｍ
のステープルファイバーを製作した。この繊維の切断強
度は、４．１ｇｆ／ｄ、切断伸度は７０％であった。こ
のモンモリロナイトを含むステープルファイバーと、製
紙用フエルト用に一般に市販されている繊度１５デニー
ル、繊維長７６ｍｍの６ナイロンの繊維とを７対３の割
合で混繊した、目付１００ｇ／ｍ² のバット層を８層、
ニードリングによって、基布２の片面表面に一体化させ
て、製紙用フエルトを得た。この製紙用フエルトの目付
は１２３０ｇ／ｍ² 、密度は０．３７１、圧縮回復率は
１０５．９％、摩耗量は０．３３５ｇであった。

【００２９】実施例９ モンモリロナイトを２％含有する、数平均分子量２２０
００の６ナイロン樹脂から、延伸倍率４．５倍の条件で
溶融紡糸して、繊度１５デニール、繊維長７６ｍｍのス
テープルファイバーを製作した。この繊維の切断強度
は、４．３ｇｆ／ｄ、切断伸度は６５％であった。この
モンモリロナイトを含むステープルファイバーのみによ
る目付１００ｇ／ｍ² のバット層を最上層に１層、その
下層に製紙用フエルト用に一般に市販されている繊度１
５デニール、繊維長７６ｍｍの６ナイロンの繊維の目付
１００ｇ／ｍ² のバット層を７層、合計８層をニードリ
ングによって、基布１の片面表面に一体化させて、製紙
用フエルトを得た。この製紙用フエルトの目付は１２１
０ｇ／ｍ² 、密度は０．３７４、圧縮回復率は１０５．
０％、摩耗量は０．２２１ｇであった。

【００３０】実施例１０ モンモリロナイトを２％含有する、数平均分子量２２０
００の６ナイロン樹脂から、延伸倍率４．５倍の条件
で、溶融紡糸して、繊度１５デニール、繊維長７６ｍｍ
のステープルファイバーを製作した。この繊維の切断強
度は、４．３ｇｆ／ｄ、切断伸度は６５％であった。こ
のモンモリロナイトを含むステープルファイバーと、製
紙用フエルト用に一般に市販されている繊度１５デニー
ル、繊維長７６ｍｍの６ナイロンの繊維とを７対３の割
合で混繊した、目付１００ｇ／ｍ²のバット層を８層、
ニードリングによって、基布１の片面表面に７層、反対
面に１層を一体化させて、製紙用フエルトを得た。この
製紙用フエルトの目付は１２６０ｇ／ｍ² 、密度は０．
３７８、圧縮回復率は１０７．８％、摩耗量は０．２２
０ｇであった。

【００３１】比較例１ 数平均分子量２２０００の６ナイロン樹脂から、延伸倍
率４．５倍の条件で溶融紡糸して、繊度１５デニール、
繊維長７６ｍｍのステープルファイバーを製作した。こ
の繊維の切断強度は、４．３ｇｆ／ｄ、切断伸度は７０
％であった。この繊維のみによる目付１００ｇ／ｍ² の
バット層を８層、ニードリングによって、基布２の片面
に一体化させて、製紙用フエルトを得た。この製紙用フ
エルトの目付は１２６０ｇ／ｍ² 、密度は０．３７６、
圧縮回復率は１０４．２％、摩耗量は０．４５７ｇであ
った。

【００３２】比較例２ モンモリロナイトを０．０５％含有する、数平均分子量
２２０００の６ナイロン樹脂から、延伸倍率４．５倍の
条件で、溶融紡糸して、繊度１５デニール、繊維長７６
ｍｍのステープルファイバーを製作した。この繊維の切
断強度は４．２ｇｆ／ｄ、切断伸度は７２％であった。
このモンモリロナイトを含むステープルファイバーと、
製紙用フエルト用に一般に市販されている繊度１５デニ
ール、繊維長７６ｍｍの６ナイロンの繊維とを７対３の
割合で混繊した、目付１００ｇ／ｍ² のバット層を８
層、ニードリングによって基布２の片面に一体化させ
て、製紙用フエルトを得た。この製紙用フエルトの目付
は１２５０ｇ／ｍ² 、密度は０．３７７、圧縮回復率は
１０４．１％、摩耗量は０．４４３ｇであった。

【００３３】上記各実施例における層状珪酸塩を含んだ
繊維を使用して作られたフエルトは、比較例における層
状珪酸塩を含まない、又は０．１重量部以下の繊維を使
用して作られたフエルトと比較して、回復性が著しく良
いことがわかる。また、摩耗量が示すように、層状珪酸
塩を混入させることによって耐摩耗性が著しく向上して
いることが明らかである。

【００３４】上記各実施例における製紙用フエルトの物
性は、下記の試験方法で測定された。圧縮回復性試験
（圧縮回復率） 直径３０ｃｍの一対のロールで線圧５００ｋｇ／ｃｍを
かけ、１００回のプレスを行う（このプレス試験は通常
のプレス条件と比較して１万倍以上の促進試験に相当す
る）。圧縮回復率（％）は、プレス直後の製紙用フエル
トの厚みを基準とし、プレス処理後２４時間放置後の厚
さを百分率で表わしたものである。

【００３５】摩耗試験（摩耗量） 摩耗試験機は学振型を用い、摩耗子は４００番の紙やす
りを使用し、大きさは２ｃｍ×２ｃｍである。荷重は４
００ｇ、摩耗子のストロークは１０ｃｍ、ストローク回
数は２０００回の条件で製紙用フエルトの表面の摩耗試
験を行った。摩耗量（ｇ）は、摩耗によって脱落した重
量で表す。

【００３６】

【発明の効果】本発明に用いた層状珪酸塩は、ポリアミ
ド分子鎖との間にイオン結合を作りだしている。層状珪
酸塩の厚みが６〜１０オングストロームであり、均一に
分散し繊維の内部に架橋構造の形成されていることと、
繊維の軸方向と断面方向の物性に適度なバランスがある
ことにより、本発明のポリアミド系樹脂に対し層状珪酸
塩を０．１〜５．０重量部含有させたポリアミド系樹脂
組成物から得られた繊維を用いて作られた製紙用フエル
トは、耐圧縮性、耐摩耗性に優れた効果を発揮するもの
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日達 才登 愛知県宝飯郡小坂井町大字伊奈字南山新 田528番地 (56)参考文献 特開 平３−81364（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−222244（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21F 7/08 D01F 6/90 301

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリアミドを含む樹脂に対し層状珪酸塩
   を０．１〜５．０重量部含有させたポリアミド系樹脂組
   成物から得られる繊維を基布又は／及びバット層に用い
   たことを特徴とする製紙用フエルト。
2. 【請求項２】 請求項１で得られた繊維を製紙用フエル
   トの基布の経糸と緯糸又は経糸に用いたことを特徴とす
   る製紙用フエルト。
3. 【請求項３】 請求項１で得られた繊維を１００％又は
   他の繊維を混繊してバット層に用いたことを特徴とする
   製紙用フエルト。
4. 【請求項４】 請求項１で得られた繊維を基布の片面又
   は両面のバット層に用いたことを特徴とする製紙用フエ
   ルト。