(57)【要約】【課題】ユーザー段階において、任意の時期に圧縮性回復機能を復元させることができる抄紙用プレスフェルトを提供すること。【解決手段】抄紙用プレスフェルト１０は、基体２０と、ステープルファイバー層３０とにより構成される。ステープルファイバー層３０は、ステープルファイバー３１をニードルパンチで基体２０へ絡合一体化させることにより形成される。このステープルファイバー層３０中に、特定の溶剤に溶解する可溶性ファイバー３２が配置されている。この抄紙用プレスフェルト１０は、ユーザーが、所望の時に、適切な溶剤を使用して可溶性ファイバーを溶解させることによって、圧縮性回復機能を復元させることができる。【選択図】        図２
2004300623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、ステープルファイバー層とにより構成される抄紙用プレスフェルトにおいて、
前記ステープルファイバー層中に特定の溶剤に溶解する可溶性ファイバーが配置されており、
使用開始後に、前記溶剤により前記可溶性ファイバーを溶解させることによって圧縮性回復機能が復元されることを特徴とする、
抄紙用プレスフェルト。
【請求項２】
前記可溶性ファイバーが異なる直径のものの複数種類からなる、請求項１の抄紙用プレスフェルト。
【請求項３】
前記可溶性ファイバーが樹脂被膜を施されたものである、請求項１の抄紙用プレスフェルト。
【請求項４】
前記可溶性ファイバーが獣毛繊維である、請求項１から３のいずれかの抄紙用プレスフェルト。
【請求項５】
前記獣毛繊維が、水素イオン指数（ＰＨ）が１０〜１３で、かつ温度が６０℃以上の溶剤で溶解されるものである、請求項４の抄紙用プレスフェルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は抄紙用プレスフェルト（以下、単に「フェルト」と記す場合がある。）に関し、特に、圧縮回復性の持続に優れたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、抄紙装置のプレスパートにおいては、抄紙用プレスフェルトを用いて搾水作業が行われている。
図１により、一般的なフェルト構成を説明する。抄紙用プレスフェルト１１は無端状に形成されており、基体２１と、基体２１にニードルパンチで絡合一体化されたステープルファイバー４０とにより構成される。
基体２１は、フェルト１１の機械的強度を発現させるために構成されており、図１においては、ＭＤ方向糸材と、ＣＭＤ方向糸材とを織成することにより得られた織布が使用されている。
【０００３】
フェルト１１は、前述した通り、抄紙機のプレスパートにおいて使用される。この際、プレスパート内では、フェルト１１は複数のガイドロールに張力を掛けられ配置される。そしてフェルト１１は、一対のプレスロール、又はプレスロールとシューとによって構成されるプレス部において、湿紙とともに高い圧力が加えられることにより、湿紙からの水分を搾水する。なお、フェルト１１は、プレスロールの回転に追随して走行するものである。
【０００４】
このような構成・作用を有するフェルト１１であるが、紙の生産性向上に起因した製紙機械の運転速度の高速化や、プレス部の高圧化等に伴い、近年ますますその使用環境が苛酷なものとなっている。
【０００５】
つまり、フェルトに要求される機能として、プレス部内では圧縮され、プレス部を脱出した際には形状を回復する、圧縮回復性能がある。この際、プレス部内で良好に圧縮されなければ、プレス部の圧力が直接湿紙に伝わり、湿紙の破断等を生ずる虞がある。
【０００６】
しかし、近年の過酷な使用環境化においては、ステープルファイバーそのものの形状維持、ステープルファイバー間の空隙の維持が困難であり、ひいては圧縮回復性能を持続することが困難であった。
また、湿紙に含まれるピッチや添料がフェルトに付着し、ステープルファイバー間の空隙を閉塞することによっても、圧縮回復性能を持続させることが困難であった。
【０００７】
つまり、フェルトは、使用過程において密度が上がることにより、圧縮回復性能を失うものである。
この点につき、例えば、フェルトの汚れ（ピッチなどの付着）を取り除くために、フェルトを洗剤により洗浄していたが、十分な効果を発揮することができなかった。
【０００８】
この問題を解決する手段として、従来より様々な構成が提案されている。例えば、特許文献１には、フェルトを構成する構成要件（ステープルファイバー、基体等）の一部に、水溶性の素材を使用する技術が開示されている。
このような構成により、製紙機械上で湿紙を製造している最中に、フェルトの一部が徐々に溶解するため、フェルト内部に空隙を形成することができる。従って、特許文献１にあっては、ユーザーでの使用中に、フェルトの圧縮回復性能を復元できるものである。
【０００９】
また、特許文献２には、基体を構成する糸材に芯鞘複合線材を使用する構成が開示されている。この芯鞘複合線材の芯部分は、水又は溶剤によって溶解可能な素材で形成されている。
このような構成により、特許文献２の構成も、製紙機械上での湿紙製造中や、溶剤による処理で基体の一部を溶解させることができる。よって、特許文献２の構成も、フェルトの圧縮回復性能を復元させることが可能であった。
【００１０】
【特許文献１】
米国特許第６４２５９８５号明細書
【００１１】
【特許文献２】
米国特許第５０８７３２７号明細書
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１の構成では、「水溶性繊維」を使用しているため、製紙機械上で実際に紙を製造している工程において、フェルトの一部が溶解してしまっていた。よって、溶解量を調節することが困難であり、ユーザーが所望の圧縮回復性能の「復元度合い」を選択することは困難であった。
【００１３】
一方、特許文献２の構成にあっては、上述の如く基体の一部を溶解させる構成であった。しかし、そもそも、基体は、フェルトの強度を発現させるための構成である。従って、この基体を溶解させると、フェルトの強度を維持することができなくなるため、実際には実現が非常に困難な構成であった。
【００１４】
本発明は、上述した欠点に鑑み、圧縮回復性能の維持に優れた抄紙用プレスフェルトを提供することをその目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基体と、ステープルファイバー層とにより構成される抄紙用プレスフェルトにおいて、
前記ステープルファイバー層中に特定の溶剤に溶解する可溶性ファイバーが配置されており、
使用開始後に、前記溶剤により前記可溶性ファイバーを溶解させることによって圧縮性回復機能が復元されるようにした抄紙用プレスフェルトによって、前記課題を解決した。
【００１６】
【作用】
本発明によれば、抄紙用プレスフェルトを実際に使用するユーザーにおいて、所望の時に、適切な溶剤を使用して、可溶性ファイバーを溶解させることによって、抄紙用プレスフェルトの圧縮回復性能を復元することが可能になる。
【００１７】
【発明の実施形態】
本発明の実施形態を、図２及び図３に基づき説明する。
まず、本発明の抄紙用プレスフェルト１０は、基体２０と、ステープルファイバー層３０とにより構成される。
ステープルファイバー層３０は、ステープルファイバー３１をニードルパンチで基体２０へ絡合一体化させることにより形成される。
そして、このステープルファイバー層３０中には、可溶性ファイバー３２が混在されている。これは、ユーザーが、特定の溶剤を使用して可溶性ファイバー３２を溶解させることを意図したものである。
【００１８】
なお、基体２０は、フェルト１０の機械的強度を発現させるための構成であり、様々な構成を採用することができる。すなわち、ＭＤ方向糸材と、ＣＭＤ方向糸材とを織成することにより得られる織布を採用することができる。
また、ＭＤ方向糸材２１と、ＣＭＤ方向糸材２２とにより、完成されるべきフェルトよりも狭い幅を有する織布を形成し、この織布をスパイラルに巻回し、隣り合う織布縁部同士を接合することにより得られたものを使用することもできる。さらに、完成すべきフェルトの幅とほぼ同じ幅を有する、ＭＤ方向糸材とＣＭＤ方向糸材とからなる織布を同軸上に巻回することにより得られる基体であっても採用することが可能である。
勿論、織布による基体のみならず、ＭＤ方向糸材を接着剤にて固定して得られる基体であってもよい。
さらに、ＭＤ方向糸材や、ＣＭＤ方向糸材を織成せずに、単に重ねた構成による基体であってもよい。
【００１９】
そして、溶剤とは、フェルトのユーザー（すなわち、製紙業者）が製紙抄造の際には通常用いないはずの液状薬剤であり、可溶性ファイバー３２のみを溶解させることのできるものを指す。
従って、本発明に係るフェルト１０は、ユーザーが所望した場合にのみ、可溶性ファイバーを溶解させることができるものである。
この際、基体やステープルファイバー３１が「溶剤にて溶解されない素材」にて形成されているのは勿論であり、従って、可溶性繊維の溶解作業によっても、フェルト１０の強度が低下することは無いものである。
【００２０】
なお、可溶性ファイバー３２としては、図３のように、異なる直径の可溶性ファイバー３２Ａ、３２Ｂを複数種類配置することができる。
これによって、ユーザーによって、段階的に可溶性繊維を溶解させることが容易となる。
この際、可溶性ファイバーは細いものほど早く溶解することを、実験により確認したため、これをフェルトの設計に適宜適用することができる。なお、この実験については後述する。
【００２１】
また、段階的に可溶性繊維を溶解させる手段として、可溶性ファイバーに、樹脂被膜を形成してもよい。
これも後述するが、樹脂被膜を形成した場合は、樹脂被膜を有さない可溶性繊維よりも遅く溶解する傾向にある。
【００２２】
なお、この樹脂被膜を形成するにあたっては、例えば、可溶性繊維として羊毛を採用した場合、次の手順で行うのが効果的である。なお、以下、本明細書中において、この樹脂被膜形成処理を「ＲＦ処理」と記す。
▲１▼レゾルシンとフォルマリン（フォルムアルデヒドを３７重量％含有する水溶液）を一定量ずつ溶解させた液層を準備する。
▲２▼この液層中に、浴比１０〜２０倍程度で羊毛を含浸させ、好ましくは液層を６０℃以上に保ったまま数時間経過させる。
▲３▼廃液、水洗、乾燥を施す。
この一連の処理により、羊毛繊維は表面に熱硬化性樹脂被膜が形成される。さらに、羊毛分子中のアミノ酸残基が、レゾルシン・フォルマリンの初期縮合物によって架橋される結果、薬剤、特に、アルカリ性溶液に対しての抵抗性を獲得することができる。
【００２３】
なお、可溶性ファイバー（溶剤）としては様々なものを選択することができるのは勿論である。
例えば、アクリル繊維（溶剤：アルカリ性溶剤）、ウレタン繊維（溶剤：ＤＭＦ）、共重合ナイロン（溶剤：酸性溶剤）、キトサン繊維（溶剤：有機カルボン酸）等を使用することができる。
【００２４】
一方、可溶性ファイバー自体のコストや、溶剤の安全性に鑑みると、可溶性ファイバーとしては、獣毛、特に、羊毛を使用することが望ましい。なお、この場合、ステープルファイバー層に対して、羊毛を重量比で２０％〜５０％程度使用することができる。
この際、溶剤としては、水素イオン指数（ＰＨ）が１０〜１３で、かつ温度が６０℃以上のものを使用すると、良好な結果を得ることができる。
【００２５】
【実施例】
（実験１：繊維の溶解速度測定）
実験にあたり、実施例１〜４の抄紙用プレスフェルト片を作製した。
なお、各実施例に係る、共通した構成は次の通りである。
基体：ナイロンモノフィラメントの撚糸を平織りにした織布であり、坪量３００ｇ／ｍ２のものを採用した。
ステープルファイバー層：可溶性繊維とナイロン６の短繊維を等量混紡したものを、針打密度７００回／ｃｍ２の条件で、基体の両面にニードルパンチで接続した。なお、ステープルファイバー層全体の坪量は５５０ｇ／ｍ２であった。
【００２６】
なお、実施例１〜４は、それぞれ、異なる可溶性繊維を使用することにより得た。すなわち、
実施例１：平均繊維径２０μｍのファインウールを使用した。
実施例２：平均繊維径２８μｍのメディヤウールを使用した。
実施例３：平均繊維径４０μｍのコースウールを使用した。
実施例４：実施例２と同様のメディヤウールにＲＦ処理を施したものを使用した。
【００２７】
そして、次の溶剤にて処理することにより、溶解量を測定した。なお、測定にあたっては、溶液中から乾燥固形分重量を算出することにより、溶解量を得た。
処理１：ＰＨ１０で水温６０℃の溶剤に、実施例を浸漬した。
処理２：ＰＨ１２で水温８０℃の溶剤に、実施例を浸漬した。
処理３：ＰＨ１３で水温９５℃の溶剤に、実施例を浸漬した。
【００２８】
この結果を、図４に示す。
実験により、同じ溶剤であれば、羊毛の平均繊維径が細い程、溶解しやすいことが判明した。この際、ＲＦ処理を施したものは溶解しにくいことが判明した。
一方、溶剤のＰＨ及び温度が高いほど、羊毛を溶解させることができることが判明した。この際、溶剤の条件を変えることにより、段階的に羊毛を溶解させることが可能であることが判明した。
【００２９】
これらの結果により、可溶性繊維の直径や、樹脂被膜処理の有無、さらには溶剤の条件を適宜変更することにより、ユーザーにおいて段階的に可溶性ファイバーを溶解できる抄紙用プレスフェルトを得ることができることを確認した。
【００３０】
（実験２：フェルトの圧縮性能回復測定）
実験にあたり、実施例５、６及び比較例１、２を得た。
なお、この実験２に使用したフェルトに共通する条件は、上記実験１のものと同様とした。この際、実験２に係るフェルトは、後述する実験装置で走行させるべく、無端状に形成した。
実施例５：平均繊維径２０μｍのファインウール、平均繊維径２８μｍのメディヤウール、平均繊維径４０μｍのコースウールをそれぞれ当分量ずつ混紡したものを使用した。
実施例６：実施例５で採用した混紡羊毛にＲＦ処理を施したものを使用した。
比較例１：可溶性繊維を使用せず、全てナイロン６繊維を使用した。
比較例２：可溶性繊維として、水溶性繊維であるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）繊維を使用した。
【００３１】
これらのフェルトを、図５に示す装置を用いて実験した。
この実験装置にあっては、フェルトは、複数のガイドロールＧＲにより張力を掛けられ、支持される。そして、フェルトは、一対のプレスロールＰＲにより挟持される。この際、プレスロールＰＲの回転に伴い、フェルトは５００ｍ／ｍｉｎの速度で走行された。なお、プレスロールＰＲの加圧は１００ｋｇ／ｃｍで行われた。
なお、ＳＮはフェルトへ溶剤を散布するためのシャワーノズル、ＳＣはフェルトから液体を吸取るサクションチューブである。
また、ＳＥはプレス出口に設けられる厚みセンサであり、このセンサの計測結果に基づき、密度を算出した。
【００３２】
さらに、本装置にあっては、上側のプレスロールから、懸濁液を滴下させる構成となっている。
この懸濁液はフェルトへピッチ系の汚れを付着させるために使用されるものであり、次の工程により得られたものである。
工程１：新聞紙抄造工程のプレスパートに設置されている、サクションボックスリップに堆積したパルプピッチ固形物を乾燥させた。
工程２：ピッチ固形物１００部を、エチルアルコール／ベンゼンの１対１混合溶剤１部で抽出した。
工程３：抽出液の上澄を１００部の水で希釈しながら、ホモジナイザーで懸濁液を調製した。
【００３３】
すなわち、この実験装置にあっては、フェルトのステープルファイバー層をプレス圧力により機械的に圧縮するとともに、懸濁液によりステープルファイバー層の空隙を充填することにより、フェルトの密度を上げることができるものである。
【００３４】
そして、次の過程で実験を行った。
過程１：実験装置で、５０時間走行させた。
過程２：ＰＨ１０で水温６０℃の溶剤を、シャワーノズルＳＮから１０分間連続して散布した。
過程３：ＰＨ１２で水温８０℃の溶剤を、シャワーノズルＳＮから１０分間連続して散布した。
過程４：ＰＨ１３で水温９５℃の溶剤を、シャワーノズルＳＮから１０分間連続して散布した。
そして、それぞれの過程後におけるフェルトの密度を測定した。
なお、以下及び図６において、上記過程２を「回復処理▲１▼」、上記過程３を「回復処理▲２▼」、上記過程４を「回復処理▲３▼」と，それぞれ示した。
【００３５】
そして、結果を図６に示した。なお、フェルトの圧縮性能回復の評価として、次のように定義付けた。
優秀「◎」：初期からの密度変化率が、全ての回復処理▲１▼、▲２▼及び▲３▼後において常に１．３０倍を超えない場合。
良「○」  ：初期からの密度変化率が、回復処理▲１▼及び▲２▼の後では１．３０倍を超えるが、回復処理▲３▼後では超えない場合。
不良「×」：初期からの密度変化率が、全ての回復処理▲１▼、▲２▼及び▲３▼後において常に１．３０倍を超える場合。
【００３６】
この結果、本発明の実施例５、６は、何れも良好な圧縮性能回復機能を示すことが確認できた。
なお、実施例５、６により、溶剤の条件（ＰＨ、温度）を強くすることにより、段階的に、フェルトの圧縮性能を回復させることが可能であることが確認できた。
【００３７】
また、実施例６においては、ＲＦ処理の結果、初期の回復処理においては溶解しにくいことが確認された。
従って、例えば、フェルトの表面平滑性を向上させる等の目的で、細いステープルファイバーを使用したいという要求があるとする。この場合、実験１で判明した通り、細い繊維ほど溶剤で溶解されやすいが、余りにも早く溶解されすぎてしまうと、繊維同士の絡合度合いが減少することとなり、脱毛等が生ずる場合が考えられる。
このような場合、ＲＦ処理を効果的に採用することにより、細いステープルファイバーを使用した場合であっても、溶解量を調整することが可能となる。
【００３８】
一方、比較例１、２の場合は、フェルトの圧縮性能を回復させることが困難であることが確認された。特に、比較例２にあっては、初期条件の段階で水溶性繊維が溶解してしまい、本発明のような効果を得ることができなかった。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ユーザー段階において、任意の時期に、圧縮回復性能を復元させることのできる抄紙用プレスフェルトを提供することが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の一般的抄紙用プレスフェルトの断面図。
【図２】本発明の第１実施形態の断面図。
【図３】本発明の第２実施形態の断面図。
【図４】本発明の実施例のＰＨと溶解率の関係を示す図表。
【図５】本発明で使用した実験装置の概略図。
【図６】本発明の実施例と比較例の実験条件と評価を示す図表。
【符号の説明】
１１                  抄紙用プレスフェルト
２１                  基体
３０                  ステープルファイバー層
３１                  ステープルファイバー
３２，３２Ａ，３２Ｂ  可溶性ファイバー
【図１】
2004300623.tif 000003
【図２】
2004300623.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004300623.tif 000006
【図５】
2004300623.tif 000007
【図６】
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