JP4896685B2 - 防汚性工業用織物 - Google Patents

Description

本発明は、製紙用織物や不織布製造用織物、建材製造用織物等の製造工程や、搬送用ベルト、ろ布等のフィルタ用途として使用する工業用織物に関する。

従来から製紙、不織布、建材等の製造工程や搬送用途、そしてフィルタ用途として経糸、緯糸で製織した織物が使用されている。いずれの用途においても剛性、寸法安定性、防汚性等が要求されている。剛性は原料や浮遊成分等の目的物を保持、搬送する際に必要であり、特に建材製造工程やフィルタ用途等で重い原料や浮遊成分を取り扱うときには必須となる。また寸法安定性は常に安定した走行を行うために必要であり、そして防汚性は紙や不織布、建材を常に安定した品質の製品として供給するため、そして効率の良いろ過、搬送を行うためにも重要である。

近年、特に防汚効果を目的とした糸や樹脂等の開発が進められてきた。例えば、防汚効果を目的とした織物の１つとして、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（以下、「ＥＴＦＥ」とも記載する。）等のフルオロポリマーとポリエチレンテレフタレート（以下、「ＰＥＴ」とも記載する。）等の芳香族ジカルボン酸ポリマーとの配合により構成された糸と、それを用いた織物に関する技術が開示されている（特許文献１参照）。
従来よりフッ素系樹脂は防汚性に優れているため防汚用途で広く使用されているが、本発明が用いられる織物は工業用用途であるため、防汚効果の他に破断強度や引張り強度等が必要であった。しかし、ＥＴＦＥ等のみで製織された織物は、剛性に乏しく原料の重い建材用途等での使用においては十分な強度を得ることは困難であった。

また剛性を向上させるためにはＰＥＴ等剛性のあるポリマー配合を多くすればよく、一方、防汚性を向上させるためにはフッ素系樹脂を多く配合すればよい。したがって、剛性と防汚性は相反する関係にあり、工業用織物に必要とされる剛性と防汚性の両方を十分に得ることは困難であるという問題点が指摘されていた。

他にも織物の糸表面にフッ素系樹脂、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂のうち少なくとも２種類の樹脂を塗布してなる抄紙用織物に関する技術が開示されている（特許文献２参照）。しかし、この織物では使用期間が長くなるにつれて、汚れ除去等の高圧シャワーによって樹脂被膜が剥がれ落ちてしまうことが危惧され、長期間防汚効果を持続させることが困難であることが予想される。
その他、合成樹脂モノフィラメントから成る芯線に、合成樹脂繊維収束糸を捲回して形成した複合糸を経糸として用いたベルトプレス型汚泥脱水機用ろ布に関する技術が開示されている（特許文献３参照）。このろ布は糸表面に水分吸収率のよい繊維収束糸が現れた構造とすることで、織物表面に水分を介在させそれにより汚泥の剥離性を改善したものである。
しかし、単に芯糸に捲回して形成された複合糸は解れやすく、また無端状の織物の経糸端部でループを形成し、エンドレスに繋ぎ合わせることにより無端状織物とする際に、ループ状の終端部を結合して形成加工することが困難であり、またループ強度の面からも十分な剛性が得られないという問題も危惧される。
特開平１１−１８９９４７号公報 特開昭５７−１７１７９０号公報 実開平１−６１９１２号公報

シリコーン又はフッ素系樹脂被膜を形成した複合糸を使用することにより、捲回部材の解れを防止し、相反する関係にある防汚性及び剛性に優れ、さらに織継性に優れた織物を提供し、かつ織物使用末期まで樹脂被膜が剥がれることなく防汚効果が持続する防汚性工業用織物を提供することを目的とする。

本発明者は、製紙、不織布、建材等の製造工程や搬送用途、そしてフィルタ用途で使用される織物において、合成樹脂フィラメント芯線に表面積を大きくするための捲回部材を捲き付け、その表面にシリコーン又はフッ素系樹脂被膜を形成した複合糸を使用することで、樹脂被膜が剥がれることなく織物使用末期まで防汚効果が持続し、織継性、剛性が改善されることを見出した。そこで本発明は、上記課題を解決するため以下の構成を採用した。
（１）防汚性工業用織物において、織物の一部に防汚複合糸が配置されており、当該防汚複合糸がモノフィラメントからなる芯線と該芯線に巻き付けられた捲回部材と、更に外側に積層された樹脂被膜の三層から構成されており、前記樹脂被膜がシリコーン又はフッ素系樹脂によって形成されていることを特徴とする防汚性工業用織物である。
（２）前記捲回部材がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（以下、「ＰＥＥＫ」とする。）、ポリフェニレンサルファイド（以下、「ＰＰＳ」とする。）のいずれか一からなることを特徴とする上記（１）に記載の防汚性工業用織物である。

（３）前記捲回部材が、モノフィラメント、マルチフィラメント、不織布繊維のいずれか一であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の防汚性工業用織物である。
（４）前記フッ素系樹脂が、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン共重合体、パーフルオロアルコキシ、ポリフッ化ビニリデン、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体のいずれか一又はこれら一以上の混合体であることを特徴とする上記（１）ないし（３）のいずれか一に記載の防汚性工業用織物である。
（５）前記捲回部材の表面に形成された樹脂被膜が、５０μｍ以上であることを特徴とする上記（１）ないし（４）のいずれか一に記載の防汚性工業用織物である。
（６）経糸の一部又は全部が前記防汚複合糸によって形成されており、前記緯糸がモノフィラメント、マルチフィラメント、前記防汚複合糸のいずれか一以上から製織されていることを特徴とする上記（１）ないし（５）のいずれか一に記載の防汚性工業用織物である。
（７）一部又は全部が防汚複合糸によって形成された前記経糸の両端部をループ状の終端部として形成し、該両端部に形成されたループ状の終端部を噛み合わせて共通孔を形成し、当該共通孔にピンを挿通することで無端状としたことを特徴とする上記（６）に記載の防汚性工業用織物である。

モノフィラメント芯線に表面積を大きくするための部材を捲回し、その表面にシリコーン又はフッ素系樹脂被膜を形成した複合糸を織物の一部に配置することで、捲回部材の解れを防止し、樹脂被膜の使用による剥落を抑制することにより織物使用末期まで防汚効果が持続し、また織継性、剛性に優れた防汚性工業用織物を提供する効果を奏する。

以下に本発明の実施形態の一例を示す。ただし、以下の記載は例示であり本発明が以下のものに限定されるわけではない。
本発明の織物は多くの工業用途で使用され、特に製紙、不織布、建材等の製造工程や搬送用途、そしてフィルタ用途等で使用され、種々の原料や汚れに対する防汚性、剛性、織
継のしやすさ等を解決したものである。
本発明で使用される構成糸は、例えばＰＥＴ、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ等のモノフィラメントを芯線とするのが好ましい。芯線については他の部材であっても良い。また、捲回部材についても特に限定はないが、特に芯線の周囲にＰＥＴ、ＰＥＥＫ、ＰＰＳのいずれかからなる捲回部材を捲き付けて複合糸とするのが好ましい。本発明に係る防汚性工業用織物は、複合糸の表面にシリコーン又はフッ素系樹脂によって樹脂被膜を形成し、かかる防汚複合糸を織物の一部として使用し製織したものである。

芯線の材質と捲回部材の材質は同じであっても異なってもよい。剛性を考慮して芯線はモノフィラメントとするが、捲回部材はモノフィラメント、マルチフィラメント、露出面が荒れているテープ（例えば不織布）、スパンヤーン、捲縮加工や嵩高加工等を施した一般的にテクスチャードヤーン、バルキーヤーン、ストレッチヤーンと称される加工糸、あるいはこれらを撚り合わせる等して組み合わせた糸が使用できる。
また捲回部材は芯線の外周面に沿ってコイル状に密集して巻き付けるのが好ましい。捲回部材はその後に塗布する樹脂の保持性をよくするためのものであるため、糸の表面積を大きくすることができればその他の材料であっても構わない。捲回部材がＰＥＴ、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ等の剛性樹脂の場合、捲回した複合糸を熱セットすることで捲回部材が収縮してずれ難くなるため好ましい。熱セット温度は各材質に応じて決定すればよいが、熱セットは芯線や捲回部材を溶着させるわけではなく、あくまでも捲回部材の熱収縮応力を利用して複合糸として保持させるため、それらを考慮してセットする。

図１は本発明に係る防汚性工業用織物に使用される防汚複合糸の断面図である。防汚複合糸の芯線１はモノフィラメントからなり、その外周に捲回部材２が巻き付けてある。更に捲回部材２の外周には樹脂被膜３が形成されている。かかる樹脂被膜は、シリコーン樹脂かあるいはフッ素系樹脂によって形成される。ここでシリコーン樹脂としては、シリコーンオイル等が用いられ、具体的にはシリコーンコート剤であるオルガチックス（松本製薬工業社製）等が挙げられる。またフッ素系樹脂としてはＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ（ＴＥＦＬＯＮ ＰＦＡ)、ＰＶＤＦ、ＦＥＰ等が使用でき、必要に応じて混合して使用し
てもよい。これらの樹脂は防汚性の他、耐薬品性にも優れる。
また複合糸は表面積が大きいためその上から樹脂を塗布すれば樹脂被膜は剥がれ難く、工業用途等の厳しい条件下であっても樹脂被膜を長期間保持することができる。その上、複合糸は樹脂被膜に覆われるため捲回部材の解れも防げる。それ故、剛性と防汚性の両方を織物使用末期まで持続させることが可能となった。複合糸の表面に形成される樹脂被膜の厚みは特に限定されないが、樹脂被膜強度や摩耗を考慮すると５０μｍ以上であればよく、好ましくは７０μｍとするのが良い。なお、樹脂被膜の形成は種々の方法を用いることができる。例えば表面張力で樹脂を被覆し、ダイスを通すことで適宜線径を付与することができる。

織物の構成としては、防汚複合糸を経糸、緯糸のいずれに用いても構わない。経糸だけ、緯糸だけに使用してもよく、また経緯両方の糸として使用しても構わない。例えば、経糸一重緯糸一重、経糸一重緯糸二重、経糸一重緯糸三重、経糸二重緯糸二重構造等の織物が使用でき、例えば経糸に防汚加工糸、上緯糸、下緯糸にモノフィラメントを用いた経糸一重緯糸二重構造の織物や、経糸、上緯糸に防汚複合糸、下緯糸にモノフィラメントを用いた経糸一重緯糸二重構造の織物等であってもよい。

無端状工業用織物においては、張力が経糸方向にかけられて使用されるため剛性が必要とされるが、本発明の防汚複合糸は芯線が剛性のあるモノフィラメントであるため、高張力下であっても経糸として好適に使用することができる。また、無端状工業用織物では横方向には張力がかからないため、緯糸には剛性には乏しいが防汚性には優れるＥＴＦＥモノフィラメント等を使用すればコスト面においても好適である。

織物を構成する防汚複合糸以外の材料としては、工業用織物として一般的に使用されるポリエステル、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、アラミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンナフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、綿、ウール、金属等が使用できる。もちろん、共重合体やこれらの材質に目的に応じてさまざまな物質をブレンドしたり含有させた糸を使用しても良い。糸の形態としても、モノフィラメントの他、マルチフィラメント、スパンヤーン、捲縮加工や嵩高加工等を施した一般的にテクスチャードヤーン、バルキーヤーン、ストレッチヤーンと称される加工糸、あるいはこれらを撚り合わせる等して組み合わせた糸が使用できる。糸の断面形状も円形だけでなく四角形状や星型等の短形状の糸や楕円形状、中空等の糸が使用できる。

織物も有端状織物の端部を繋ぎ合わせて無端状として使用してもよく、もちろん有端状の切り網の状態で使用してもよい。例えば、経糸に防汚複合糸、上緯糸、下緯糸にモノフィラメントを用いた経糸一重緯糸二重構造の織物を無端状にする際、織物の経糸端部の緯糸を数本抜き取ってその部分の経糸を折り返し、糸の末端は織物組織に沿って織物内に織り込みループ状の終端部を形成し、織物の経糸の両端部に形成されたループ状の終端部を噛み合わせて共通孔を作り、そこにピンを挿通することで無端状としてもよい。同様に経糸ループにスパイラル状のコイルを取り付け、端部のコイル同士を噛み合わせて共通孔を作り、そこにピンを挿通することで無端状としてもよい。

本発明の実施例について比較例と比較しながら説明する。
実施例１
０．４５ｍｍのポリエステルモノフイラメントを芯線とし、その周りに素線を寄り合わせてなるポリエステルマルチフィラメントを捲回して複合糸を作成し、その複合糸に膜厚が７０μｍとなるようにＥＴＦＥ樹脂を浸漬塗布し固化することにより樹脂被膜を形成することにより、図１に示すような直径０．６５ｍｍの防汚複合糸を得た。これを経糸として使用し、緯糸として直径０．７５ｍｍのＥＴＦＥモノフィラメントを配置して製織することにより単層織物を作成した。

比較例１
経糸として直径０．６５ｍｍのポリエステルモノフイラメントを、緯糸として直径０．７５ｍｍのＥＴＦＥモノフィラメントを配置して製織することにより単層織物を作成した。
比較例２
経糸として直径０．６５ｍｍのＥＴＦＥを、緯糸として直径０．７５ｍｍのＥＴＦＥモノフィラメントを配置して製織することにより単層織物を作成した。
比較例３
ポリエステルモノフイラメントを芯線とし、その周りにＥＴＦＥ樹脂被膜を浸漬塗布して形成した直径０．６５ｍｍの防汚加工糸を経糸に、緯糸として直径０．７５ｍｍのＥＴＦＥモノフィラメントを配置して製織することにより単層織物を作成した。

○防汚性比較試験（低融点繊維の剥離試験）
サンプルの中央に５０ｍｍ×５０ｍｍの１２ｍｅｓｈ／ｉｎｃｈの平織の小片網を載置し、その上に一定量（１．５ｇ）の溶融繊維（ポリエチレン／ポリプロ複合繊維）を一定面積（８５ｍｍ×１３５ｍｍ）となるように均一に載せ、繊維の吹き飛び防止としてその上にフッ素系メッシュシートと金属網、そして６ｋｇのおもりを乗せ、１６０℃のオーブンに２０分間入れて溶融繊維を溶かした。その後、溶融繊維と織物の間に載置した小片網にバネばかりのフックを引っかけ、シート状に一体化した溶融繊維をゆっくりと持ち上げる
ことで、溶融繊維シートの剥離応力を測定した。試験は各６回行い、その平均を剥離応力とした。数値が大きい程繊維シートが剥がれにくいことを意味する。小片網は溶けた繊維シートを持ち上げる際の支持体とした。

試験結果：剥離応力測定結果、試験後サンプルの表面を目視で確認
剥離試験では、実施例１は０ｋｇであり、比較例１では１．１７ｋｇ、比較例２、３では０ｋｇとなった。実施例１、比較例２、３は何の抵抗感もなく繊維シートが持ち上がった。その差は歴然であり、目視においても実施例１は溶融した繊維がほとんど付着していない（図２参照）が、従来例１は図３のようにポリエステルモノフイラメント緯糸の所々にクモの巣状に繊維が残り付着しているのが確認できた。また、比較例２、３においては初期の防汚効果は実施例１と同等レベルであった。

○防汚効果持続性比較試験
不織布の製造ラインにおいて、各サンプルを使用しその際の使用期間を比較した。使用可能期間は不織布繊維やケミカルバインダー等が織物表面に付着することで製品のパターンが崩れたり、製品に汚れが付着したりすることで、製品レベルとして可能な不織布が製造できなくなったとき、あるいは製造工程において、織物に伸びが生じ走行安定性が確保できなくなったとき等、製品と製造の面で不具合が生じ対応不可能と判断した時をそれぞれの寿命とした。

○剛性比較試験
各サンプルを同じ幅、長さにカットし単位幅当たり７ｋｇ／ｃｍ、１４ｋｇ／ｃｍ時の伸び量（％）を引っ張り試験器で測定した。
試験結果：
同じ条件で各サンプルを実機使用したところ、比較例１は使用当初から経糸のポリエステルモノフィラメントに溶融繊維が張り付いてその日のうちに使用不可能となった。また、比較例２は初期の防汚性能はよかったのだが、織物に張力をかけると織物が伸びてしまい安定した走行を行うことができなくなった。比較例３は初期の防汚性能はよかったのだが、徐々に防汚効果が低下し、さらに防汚複合糸の被覆樹脂が次第に剥がれ落ち不織布製品に混入してしまうこともあった。
それに対し、実施例１は伸びが生じることもなく防汚効果も低下しにくく３０日以上好適に使用することができた。

本発明の織物としては、より剛性を向上させたい場合には芯線のポリエステルモノフイラメントの線径を大きくすればよい。剛性の向上に関して、巻線の太さはそれ程影響しないことから、巻線部分をより薄くすることで芯線を太くすることができる。また、モノフィラメント表面に捲回したマルチフィラメントは表面積を大きくする目的であり、樹脂がマルチフィラメントの細部に浸透することで剥がれにくくなるため樹脂被膜を比較的薄くすることが可能である。樹脂被膜は少なくとも５０μｍ以上、好適には７０μｍ以上であれば被膜が脱落することはない。

目数：経糸／緯糸（本／ｉｎｃｈ）

本発明の防汚加工糸の断面図である。 実施例１の織物の表面写真である。 従来例１の織物の表面写真である。

符号の説明

１．芯線
２．捲回部材
３．樹脂被膜

Claims (7)

1. 防汚性工業用織物において、織物の一部に防汚複合糸が配置されており、当該防汚複合糸がモノフィラメントからなる芯線と該芯線に巻き付けられた捲回部材と、更に外側に積層された樹脂被膜の三層から構成されており、前記樹脂被膜がシリコーン又はフッ素系樹脂によって形成されていることを特徴とする防汚性工業用織物。
2. 前記捲回部材がポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイドのいずれか一からなることを特徴とする請求項１に記載の防汚性工業用織物。
3. 前記捲回部材が、モノフィラメント、マルチフィラメント、不織布繊維のいずれか一であることを特徴とする請求項１又は２に記載の防汚性工業用織物。
4. 前記フッ素系樹脂が、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン共重合体、パーフルオロアルコキシ、ポリフッ化ビニリデン、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体のいずれか一又はこれら一以上の混合体であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の防汚性工業用織物。
5. 前記捲回部材の表面に形成された樹脂被膜が、５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載の防汚性工業用織物。
6. 経糸の一部又は全部が前記防汚複合糸によって形成されており、前記緯糸がモノフィラメント、マルチフィラメント、前記防汚複合糸のいずれか一以上から製織されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に記載の防汚性工業用織物。
7. 一部又は全部が防汚複合糸によって形成された前記経糸の両端部をループ状の終端部として形成し、該両端部に形成されたループ状の終端部を噛み合わせて共通孔を形成し、当該共通孔にピンを挿通することで無端状としたことを特徴とする請求項６に記載の防汚性工業用織物。