(57)【要約】【課題】再湿現象を防止して搾水性を向上させ抄紙用プレスフェルト及びプレス装置を提供すること。【解決手段】プレスフェルト１０は、基体２０と、バット層３０と、親水性不織布４０とにより構成され、これらはニードルパンチングにより絡合一体化されている。バット層３０は、ステープルファイバー５０により構成され、湿紙側層３１とプレス側層３２とからなり、親水性不織布４０が、湿紙側層３１中に配置されている。この親水性不織布４０の親水作用によって、親水性不織布４０への水分移行作用、移行された水分の保持作用が発揮されるため、従来ものに比して、再湿現象をより効果的に防止することができる。【選択図】　　　　図７
2004143627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、湿紙側層とプレス側層とを具えたバット層により構成される抄紙用プレスフェルトにおいて、
前記バット層の湿紙側層内に親水性不織布が配置されていることを特徴とする、　抄紙用プレスフェルト。
【請求項２】
前記バット層がステープルファイバーにより構成され、前記親水性不織布よりも湿紙側の前記ステープルファイバーの繊度が９デシテックス（ｄｔｅｘ）以下である、請求項１の抄紙用プレスフェルト。
【請求項３】
前記親水性不織布よりも湿紙側のバット層と、親水性不織布との重量比が８：１〜３：１である、請求項１又は２の抄紙用プレスフェルト。
【請求項４】
前記親水性不織布の親水性程度が、不織布の水分が３０〜５０％の条件下において水との接触角３０°以下のものである、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】
湿紙を２枚のフェルトで挟み該湿紙から搾水を行う１番プレス装置とその下流側に設けられた２番プレス装置とを具えた抄紙機用プレス装置において、
請求項１から４のいずれかの抄紙用プレスフェルトを前記１番又は２番プレス装置に用いることを特徴とする、
抄紙機用プレス装置。
【請求項６】
湿紙を２枚のフェルトで挟み該湿紙から搾水を行う１番プレス装置とその下流側に設けられた２番プレス装置とを具えた抄紙機用プレス装置において、
請求項１から４のいずれかの抄紙用プレスフェルトを前記１番及び２番プレス装置に用いることを特徴とする、
抄紙機用プレス装置。
【請求項７】
湿紙を２枚のフェルトで挟み該湿紙から搾水を行う１番プレス装置のみを具えた抄紙機用プレス装置において、
請求項１から４のいずれかの抄紙機用プレスフェルトを前記１番プレス装置に用いることを特徴とする、
抄紙機用プレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抄紙用のプレスパートに使用されるフェルトに関し、特に、搾水性を向上させることが可能な抄紙用プレスフェルト（以下、単に「プレスフェルト」という。）及びそれを使用した抄紙機のプレスパートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
製紙工程において、湿紙から搾水するため、従来から図１に示すようなプレス装置が使用されている。
図１により、プレス装置の役割を簡単に説明すると、ワイヤパートにより紙層形成が行われた濃度１５〜１８％程度の湿紙Ｗは、サクションピックアップロール２により吸引され、ピックアップフェルト３に付着して運ばれ、同フェルト３とボトムフェルト４、サクションロール５及びグルーブドロール６ａで形成されるダブルフェルトプレスと呼ばれる１番プレス１Ｐに於いて、フェルト３及び４を介して搾水される。
【０００３】
更に、サクションロール５の真空により吸引されながら、ピックアップフェルト３の表面に湿紙を保持した後、表面が平滑なセンターロール６とグルーブドロール６ｂで形成されるシングルフェルトプレスと呼ばれる２番プレス２Ｐで搾水が行われる。
この１番ニップから２番ニップに湿紙を移送する過程で再湿現象がおこる。
【０００４】
次に、湿紙Ｗは、ピックアップフェルト３により表面が密なセンターロール６上に載置されたのち、同ロール６と第３のグルーブドロール６ｃで形成される３番プレス３Ｐで搾水され、ロール７と第４のグルーブドロール６ｄで形成される４番プレス４Ｐでさらに搾水されて、次工程のドライヤロール８等で構成されるドライヤパートへと移送される。
【０００５】
このように、このプレス装置は、１番から４番までの各プレスニップから構成されている。各々のプレスニップの詳細を図２に示す。
このプレスニップは、一対のプレスロールＰ，Ｐと、湿紙を挟持する一対のプレスフェルト１１，１１からなり、プレスロールＰ，Ｐの加圧部において、プレスフェルト１１，１１と湿紙Ｗに圧力を加えて、湿紙Ｗから水分を搾り出すものである。
なお、図２では、ニップが２つのロールで構成される所謂ロールプレスと呼ばれるものを示したが、片方のロールをシュープレスモジュールと呼ばれるシュープレスニップを形成させても効果は同じであり、湿紙Ｗから搾り出された水分は、プレスフェルト１１，１１に吸収される。
【０００６】
ここで、現在一般的に使用されているプレスフェルト１１の構成を図３に基づき説明する。なお、図３は、ＣＭＤ方向断面図である。
図において、プレスフェルト１１は、基体２０と、バット層３０とからなり、無端状に構成されている。
なお、バット層３０は、湿紙側層３１と、プレス側層３２とにより構成される。この際、バット層３０は、バット繊維を基体２０にニードルパンチングにより打込み構成されるため、基体２０中にもバット繊維は配置されている。
【０００７】
ここで、図２の加圧部内における、湿紙からの水分の移動状況を図４に基づき説明する。なお、説明を簡易にするため、図４においては、一方のプレスフェルト１１のみが図示されている。
一対のプレスロールＰ，Ｐが図の矢印方向へ回転すると、プレスロールＰ，Ｐに挟持されたプレスフェルト１１，１１及び湿紙Ｗは、加圧部を経て進行される。
前述のように、プレスフェルト１１，１１と湿紙Ｗは加圧部において加圧され、湿紙Ｗに含まれる水分が搾り出されてプレスフェルト１１，１１に吸収される。
【０００８】
しかし、加圧部の中央から出口にかけて、湿紙Ｗとプレスフェルト１１，１１に掛けられた圧力が急激に解放されるため、この部分においてプレスフェルト１１，１１及び湿紙Ｗの体積が急激に膨張する。
その結果、プレスフェルト１１，１１には負圧が生じ、さらに、湿紙Ｗは細繊維からなるため毛細管現象も加わって、プレスフェルト１１，１１に吸収されていた水分が、再び湿紙側へ移行するという現象が起きる。
これは、再湿現象（ｒｅ−ｗｅｔｔｉｎｇ）と呼ばれ、従来のプレス装置における問題として当業者に広く知られている。
なお、図４では、ロールプレスニップの場合を示したが、シュープレスニップの場合に於いても同様な現象が起こり、プレスの搾水性能を低下させる大きな要因となっている。
【０００９】
このような再湿現象を防止するため、従来のプレスフェルトには、図５に示すような、バット層３０のプレス側層３２に、極細繊維や、親水性素材からなるバリヤー層４１が構成されたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
また、図６に示すような、バット層３０の湿紙側層３１内に、疎水性のスパンボンド４２を配置する構成がある（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平３−８８８８号公報（第３頁）
【特許文献２】
米国特許第５３７２８７６号公報（第４頁、図２）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実験の結果、図５及び６に示される構成は、再湿現象の防止策としては不十分であることが分かった。
これは、図５のプレスフェルト１２においては、前記バリヤー層４１では水分が保持されるものの、バリヤー層４１の形成されていない湿紙側層３１の水分は、加圧部脱出後に、湿紙へ移行してしまうことが要因であると思われる。
【００１２】
また、図６のプレスフェルト１３においては、疎水性スパンボンド４２の作用により、スパンボンド４２よりもロール側に保持された水分が、湿紙へ移行しにくいものである。これにも拘らず、図６のプレスフェルト１３が再湿現象の防止策として有効に機能しないのは、スパンボンド４２が疎水性であるため、スパンボンド４２内に保持された水分と、スパンボンド４２よりも湿紙側に位置するバット層の水分とが、逆に湿紙へと移行しやすいからであると思われる。
【００１３】
本発明は、上述の問題に鑑み、再湿現象を防止することができる抄紙用プレスフェルト及びプレス装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基体と、湿紙側層とプレス側層とを具えたバット層により構成される抄紙用プレスフェルトにおいて、
前記バット層の湿紙側層内に親水性不織布が配置されていることを特徴とする抄紙用プレスフェルトによって、前記の課題を解決した。
【００１５】
【作用】
本発明によると、バット層の湿紙側層内に親水性不織布を配置するという比較的簡単な構成により、再湿防止効果に優れた抄紙用プレスフェルトを提供することが可能となる。また、このプレスフェルトを抄紙機プレス装置に装着することで搾水性能の良好なプレス装置を提供することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のプレスフェルトの実施形態を、図７及び図８に基づき説明する。なお、図７及び図８はＣＭＤ方向の断面図である。
図において、プレスフェルト１０は、基体２０と、バット層３０と、親水性不織布４０とにより構成され、これらはニードルパンチングにより絡合一体化されている。
【００１７】
基体２０はプレスフェルトの強度を発現させるために設けられ、その素材としては、織布、又は、糸材を織製せずに重ね合わせた構成、フィルム等、当業者により種々提案されているものを適宜用いることができる。
バット層３０は、ステープルファイバー５０により構成され、湿紙側層３１とプレス側層３２とからなる。この際、基体２０内にもステープルファイバー５０が配置されているのは勿論である。
【００１８】
バット層３０を構成するステープルファイバー５０としては、６デシテックス（ｄｔｅｘ）以上の繊度のものが使用され、一般的には１７デシテックス（ｄｔｅｘ）程度のものが多く使用されている。
なお、基体２０とバット層３０の素材としては、羊毛等の天然繊維や、耐摩耗性、耐疲労性、伸張特性、防汚性等に優れたナイロン６、ナイロン６６等の合成繊維が使用される。
【００１９】
親水性不織布４０は、バット層３０の湿紙側層３１中に配置される。従って、湿紙側層３１は、親水性不織布４０よりも湿紙側の第１湿紙側層３１ａと、親水性不織布４０よりもロール側の第２湿紙側層３１ｂとを有することとなる。
そして、親水性不織布４０は、バット層３０よりも細い繊維で、高密度に構成されている。具体的には、樹脂を溶融、紡糸してなる繊維を積層することにより構成され、例えば、連続したフィラメントを積層してなるスパンボンド不織布や、熱風で溶融ポリマーを延伸、微細繊維化しシート状にした不織布等を適宜用いることができる。この際、繊度は４デシテックス（ｄｔｅｘ）以下が有効である。
【００２０】
この際、素材としてはナイロンを用いることができる。
なお、親水性の度合いとしては、不織布４０の水分が３０〜５０％になるように調湿した条件下で、水との接触角が３０°以下であると、良好な結果を得ることができた。なお、上記不織布４０の水分のパーセンテージは、（水／全体重量）×１００の式で算出される。
【００２１】
なお、本発明における「不織布の親水性」は、抄紙用プレスフェルトとして、通常の使用環境下にある時点において、「親水性」であれば足りる。
すなわち、本発明における「不織布」として、通常販売されているナイロン性スパンボンドを購入し、用いる場合、購入段階においては疎水性である場合がある。
これは通常のスパンボンド製造方法で使用される紡糸油剤が、開繊性やトウ結束性を併せ持つ必要から、疎水性のものが適用される場合があるからである。しかし抄紙用フェルトが使われる環境では、この疎水性油剤は極初期に離脱する。
つまり、原材料購入段階では疎水性であっても、使用環境化において親水性であれば、本発明の目的は達成される。
【００２２】
次に、図７に示すプレスフェルト１０の作用を説明する。
まず、プレスロールによる加圧下において、湿紙からの水分はプレスフェルト１０内へ移行する。
上記で述べたように、プレスフェルトが進行し、加圧下を脱すると、前述の再湿現象が起きていた。しかし、本発明のプレスフェルト１０においては、親水性不織布４０はバット繊維よりも密度が高く、通水性が低いため、特に親水性不織布４０よりもロール側に位置するバット層、すなわち、第２湿紙側層３１ｂ及びプレス側層３２の水分は、親水性不織布４０を透過しにくく、湿紙へと戻りにくい。
【００２３】
さらに、親水性不織布４０の繊度が、バット層３０よりも低く構成されているため、毛細管現象により、第１湿紙側層３１ａに保持された水分は、親水性不織布４０へと移行しやすくなる。
【００２４】
さらに、親水性不織布４０の親水作用により、不織布４０への水分移行作用、移行された水分の保持作用がより顕著となる。これを「水和力」と称する。
そして、湿紙と最も近い第１湿紙側層３１ａの水分においても、水和力の作用により第１湿紙側層３１ａ内に留まるか、又は親水性不織布４０の影響を受けて、湿紙へは移行しにくくなる。
従って、本発明のプレスフェルトにおいては、従来ものに比して、再湿現象をより効果的に防止することが可能となる。
【００２５】
なお、親水性不織布４０よりも湿紙側である第１湿紙側層３１ａに保持された水分は、前述のように親水性不織布４０の水和力により、従来の構成に比して再湿しにくいものである。しかし、当第１湿紙側層３１ａの水分の一部は、やはり湿紙へと移行してしまう。
【００２６】
この第１湿紙側層３１ａから湿紙への水分移行量をさらに減少させるために、図８に示すように、第１湿紙側層３１ａのステープルファイバー５０として、従来よりも細いものを用いることにより、第１湿紙側層３１ａの水和力を高めることができる。
この場合、湿紙と直接接する第１湿紙側層３１ａのステープルファイバー５０が従来のものよりも細くなるため、第１湿紙側層３１ａのステープルファイバー５０と湿紙の繊維との繊度の差が小さくなる。従って、毛細管現象による第１湿紙側層３１ａから湿紙への水分移行が、従来と比して少なくなるのである。
【００２７】
なお、実験の結果、第１湿紙側層３１ａのステープルファイバー５０の繊度として、具体的には、９デシテックス（ｄｔｅｘ）以下であると優れた効果を奏することが確認できた。
なお、第１湿紙側層３１ａのステープルファイバー５０の繊度等を検討した際に、第１湿紙側層３１ａと親水性不織布層との重量比が、再湿現象の防止と密接に関係していることが確認された。
すなわち、第１湿紙側層３１ａと、親水性不織布層４０との重量比（坪量比）は、８：１〜３：１であると好適であることが確認された。
第１湿紙側層３１ａの坪量は、好ましくは１００〜２００ｇ／ｍ２、親水性不　織布４０の坪量は概ね１６〜５０ｇ／ｍ２の範囲が好適である。
【００２８】
【実施例】
本発明の抄紙用プレスフェルトの効果を確認すべく、以下のような実験を行った。
なお、実施例、比較例ともに諸条件を共通とするため、全てのフェルトの基本構成を次の通りとした。
基体（ナイロンモノフィラメントの撚糸を平織）：坪量３００ｇ／ｍ２
バット層（ナイロン６のステープルファイバー）：総坪量５５０ｇ／ｍ２
針打ち密度：７００回／ｃｍ２
【００２９】
比較例１、２以外は、前記バット層の湿紙側層内に親水性不織布が配置されており、バット層３０として第１湿紙側層及び第２湿紙側層を有している。比較例１、２以外の実施例及び比較例の第２湿紙側層、及びプレス側層３２の繊度は、１７デシテックス（ｄｔｅｘ）である。
ここで、バット層の素材・繊度・坪量と、実施例１〜７、比較例３，４については、不織布層の構成・坪量・不織布層と水の接触角を変化させ、図１１に示す実施例及び比較例を得た。
【００３０】
上記の実施例及び比較例の抄紙用プレスフェルトを使用して、図９及び図１０に示される装置により実験を行った。
まず、図９、図１０に示される装置において、図中、Ｐはプレスロール、１１０はトップ側フェルト、１０はボトム側フェルト、ＳＣはサクションチューブ、ＳＮはシャワーノズルである。
なお、上記実施例及び比較例は、いずれの装置においてもボトム側フェルト１０として使用されている。この場合、トップ側フェルトとしては、比較例１に示したものと同様のプレスフェルトを使用した。
また、図９、図１０に示される装置は、ともに、フェルトの走行速度が５００ｍ／ｍｉｎであり、プレス圧力が１００ｋｇ／ｃｍである。
【００３１】
図９に示される装置は、ニップ圧下を脱した湿紙が、ボトム側フェルト１０に載置され搬送される構造となっている。従って、ニップ圧下を脱した後、ボトム側フェルト１０に載置され搬送された位置（プレス出口１）における湿紙の湿潤度合いを計測すると、再湿現象が発生した湿紙の水分含有量データを得ることができる。
【００３２】
これに対し、図１０に示される装置は、ボトム側フェルト１０がプレスロールに接触する面積が大きく、ニップ圧下を脱した湿紙が、フェルト１０、１１０に接触する時間が非常に短いものである。ここで、このニップ圧下を脱した直後の位置（プレス出口２）における湿紙の湿潤度合いを計測すると、再湿現象のあまり生じていない湿紙の水分含有量データが得られる。
【００３３】
ここで、図９の装置による水分含有量データと、図１０の装置による同データの差を求め、再湿現象の評価を行った。この際、両者の差が０．５％未満のものは再湿現象を生じないものとした（評価「○」）。一方、この両者の差が０．５％以上１．０％未満のものはやや再湿現象が生じているとし（評価「△」）、１．０％以上のものは再湿現象が生じているとした（評価「×」）。
【００３４】
この結果をまとめたものを図１１に示す。
図１１に示されるように、本発明の抄紙用プレスフェルトは、再湿現象を効果的に抑えることが可能となり、優れた効果を発揮することが確認された。
ここで、特に不織布が親水性であることの効果を、実施例１と比較例３との比較により確認することができた。
また、バット層の第１湿紙側層と不織布の坪量比が８：１〜３：１であると好適であることを、実施例１〜５により確認することができた。
さらに、バット層の第１湿紙側層の繊度は９デシテックス（ｄｔｅｘ）以下であると好適であることを、実施例１、６、７により確認することができた。
【００３５】
次に、この抄紙用プレスフェルトを適用するにあたり、プレスニップ後のフェルトと湿紙の接触時間を変えた試験をおこない、その効果を確認した。
試験装置の模式図を図１２に示す。試験は、ボトムフェルトを従来のもの（前記比較例１）と、本発明のフェルト（前記実施例１）を用いた場合の２種類について実施した。
【００３６】
試験は、図１２に示す装置を用い、プレス前の湿紙をプレスニップに通過させ、ニップ後のトップとボトムフェルトに湿紙が挟まれる時間を変化させて、フェルト付着時間と再湿量との関係を調べた。その結果を図１３に示す。
図１３に示す様に、通常のフェルトの場合は、フェルト付着時間の増加に伴って、再湿量が増加しているが、本発明のフェルトでは、ほぼ再湿量が増加することなくほぼ一定値を示しており、再湿防止効果に優れていることが確認された。
【００３７】
本発明のフェルトを装着した抄紙機用プレス装置を図１４に示す。この抄紙機用プレス装置１００は、湿紙Ｗを２枚のフェルトＦ，Ｆで挟み湿紙Ｗから搾水を行う１番プレス装置１０３と、その下流側に設けられた２番プレス装置２０３とを具えている。図１４では、２番プレス装置２０３のボトムフェルトに本発明のフェルト１０を使用した場合が図示されているが、この場合に限るものでない。つまり、プレスフェルト１０を、１番プレス装置１０３と２番プレス装置２０３のいずれかに用いても、１番プレス装置１０３と２番プレス装置２０３の両方に用いてもよい。
【００３８】
湿紙の高速移送性能を確保する点から、湿紙Ｗはフェルト間に挟まれたりボトムフェルト上に保持されて走行するプレス構成となっている。これにより、本発明のフェルトを適用した湿紙の全区間に渡りフェルト間又はフェルト上に保持した高速で安定した（断紙のない）通紙を確保できる。
特に、２番プレス装置２０３は最終の湿紙水分を決定するから、２番プレス装置２０３のボトムフェルトに本発明のフェルトを用いることが望ましい。
【００３９】
このプレス形式では、湿紙はニップ後、フェルト間及びフェルト上に保持されている為、この区間で再湿が起こり搾水された水が再度フェルトに戻り、搾水性能低下を引き起こしていたが、このフェルトを本発明のフェルトに変更することで搾水性能が大幅に向上した。
なお、図１４では、２基のシュープレスを直列に並べた抄紙機のプレス装置を示したが、一方のシュープレス装置をロールプレス装置に替えたり、或いはシュープレス１基の場合にしても、本発明のフェルトの再湿抑制効果に変化がなく、有効であった。
【００４０】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によると、バット層の湿紙側層内に親水性不織布を配置するという比較的簡単な構成により、再湿防止効果に優れた抄紙用プレスフェルトを提供することができる。また、このプレスフェルトを抄紙機プレス装置に装着することで、搾水性能の良好なプレス装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】製紙機械のプレス装置の概略説明図。
【図２】プレスニップの概略説明図。
【図３】従来のプレスフェルトの断面図。
【図４】加圧部内における、湿紙からの水分の移動状況の説明図。
【図５】従来のプレスフェルトの断面図。
【図６】従来のプレスフェルトの断面図。
【図７】本発明のプレスフェルトの実施形態の断面図。
【図８】本発明のプレスフェルトの実施形態の断面図。
【図９】本発明のプレスフェルトの効果を確認するための装置の概要図。
【図１０】本発明のプレスフェルトの効果を確認するための装置の概要図。
【図１１】図９，１０の装置による実験の結果を示す図。
【図１２】再湿量を測定するための試験装置の説明図。
【図１３】図１２の装置による実験の結果を示す図。
【図１４】本発明のプレスフェルトを装着した抄紙機のプレス装置の概要図。
【符号の説明】
１０：抄紙用プレスフェルト
２０：基体
３０：バット層
３１：湿紙側層
３２：プレス側層
４０：親水性不織布
１００：抄紙機用プレス装置
１０３：１番プレス装置
２０３：２番プレス装置
Ｆ：フェルト
【図１】
2004143627.tif 000003
【図２】
2004143627.tif 000004
【図３】
2004143627.tif 000005
【図４】
2004143627.tif 000006
【図５】
2004143627.tif 000007
【図６】
2004143627.tif 000008
【図７】
2004143627.tif 000009
【図８】
2004143627.tif 000010
【図９】
2004143627.tif 000011
【図１０】
2004143627.tif 000012
【図１１】
2004143627.tif 000013
【図１２】
2004143627.tif 000014
【図１３】
2004143627.tif 000015
【図１４】
2004143627.tif 000016