JP5571403B2 - Papermaking felt and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、基布層にバット繊維層がニードリングにより一体化された製紙用フェルト及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a papermaking felt in which a batt fiber layer is integrated with a base fabric layer by needling, and a method for producing the same.
製紙用フェルトにおいては、基布層に所要の厚さのバット繊維層が積層一体化されているが、その表面にはバット繊維自体による比較的小さな凹凸や、バット繊維の目付斑やニードリング方法により発生する比較的大きな凹凸など、大小様々な凹凸が存在している。バット繊維層の表面の凹凸が顕著であると、製紙機上でプレスロールによりフェルトと一緒にプレスされる湿紙の表面性も低下することとなる。また、製紙用フェルト製造業者の間では、フェルトの表面性はその搾水性に大きな影響を与える事が知られており、フェルト表面の凹凸が大きいほどプレスロールによる加圧下の圧力状態が不均一になり、フェルトの搾水性能は低下する。このため、表面性を向上させること、すなわちバット繊維層の製紙面側表面の凹凸を少なく平滑なものとすることが求められている。 In felts for papermaking, a bat fiber layer of the required thickness is laminated and integrated on the base fabric layer, but on its surface, relatively small irregularities due to the bat fiber itself, spots on the bat fiber, and the needling method There are various large and small irregularities, such as relatively large irregularities generated by. If the unevenness of the surface of the bat fiber layer is remarkable, the surface property of the wet paper pressed together with the felt by the press roll on the paper making machine will also deteriorate. In addition, it is known among felt manufacturers for papermaking that the surface property of felt has a great influence on the water squeezing ability. The larger the irregularity of the felt surface, the more uneven the pressure state under pressure by the press roll. As a result, the felt watering performance decreases. For this reason, it is required to improve the surface property, that is, to make the surface of the bat fiber layer smoother with less irregularities on the papermaking surface side.
一般的に表面性の評価には、JIS B0601で定義されている算術平均粗さRaなどの表面粗さパラメータが用いられていて、製紙用具においてもこれらのパラメータが適用されることがある(例えば、特許文献1 参照)。特許文献1において開示されているのは製紙用搬送ベルトであり、この表面は樹脂層であるために加圧されても表面の状態は大きく変化はしない。しかし、製紙用フェルトにおいては、フェルト表面は短い繊維であるバット繊維が絡み合った集合体であり、加圧されることでバット繊維が動き、フェルト表面のバット繊維の集合状態は変化する。従って、非加圧下の測定である算術平均粗さRaなどの表面粗さパラメータでは非加圧下でのフェルトの表面性を評価するともに、圧力の均一性などの加圧下で測定されるパラメータを併用することが好ましい。 In general, surface roughness parameters such as arithmetic average roughness Ra defined in JIS B0601 are used for evaluation of surface properties, and these parameters may be applied to papermaking tools (for example, , See Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a paper transport belt, and since the surface is a resin layer, the surface state does not change greatly even when pressed. However, in the felt for papermaking, the felt surface is an aggregate in which bat fibers, which are short fibers, are entangled with each other. When pressed, the bat fibers move and the aggregate state of the bat fibers on the felt surface changes. Therefore, the surface roughness parameters such as arithmetic mean roughness Ra, which is a measurement under non-pressurization, evaluate the surface properties of the felt under non-pressurization and use parameters such as pressure uniformity that are measured under pressure. It is preferable to do.
バット繊維層の表面を平滑にするには、例えば、繊度の小さなバット繊維を用いる方法が適用されている。バット繊維の繊度が小さくなることで、バット繊維の直径に起因する比較的小さな凹凸を減少し、また同じ重量のバット繊維を用いた時のバット繊維本数も増えるため、局所的な繊維状態に依存する表面粗さを小さくさせることができる。また、バット繊維層の表面を平滑にする他の方法としては、仕上げ加工時に製紙用フェルトをプレスして平面を形成する技術が開示されている。製紙用フェルトをプレスすることで表面の粗さおよび圧力の均一性を小さくさせることができる(例えば特許文献2〜5 参照)。 In order to smooth the surface of the bat fiber layer, for example, a method using bat fibers having a small fineness is applied. Reducing the fineness of the bat fiber reduces the relatively small irregularities caused by the diameter of the bat fiber, and also increases the number of bat fibers when using the same weight of bat fiber, so it depends on the local fiber state The surface roughness to be reduced can be reduced. As another method for smoothing the surface of the bat fiber layer, a technique is disclosed in which a papermaking felt is pressed during finishing to form a flat surface. By pressing the felt for papermaking, the surface roughness and pressure uniformity can be reduced (see, for example, Patent Documents 2 to 5).
しかしながら、繊度の小さなバット繊維を用いる方法のみでは繊維の目付斑や絡み斑に依存する圧力の均一性を小さくすることは容易ではなかった。更に製紙用フェルトは製紙プロセスの段階によっては、表面性以外にも脱水性、汚れ防止性、脱毛防止性等が要求され、バット繊維の繊度を小さくすることは、製紙プロセスの段階によっては汚れが詰まり易くなる等の新たな課題を生じさせるおそれがあった。 However, it is not easy to reduce the uniformity of the pressure depending on the fiber spots and tangling spots only by the method using bat fibers having a small fineness. Furthermore, depending on the stage of the papermaking process, the felt for papermaking requires dehydration, dirt prevention, hair removal prevention, etc. in addition to surface properties, and reducing the fineness of the bat fiber can cause dirt depending on the stage of the papermaking process. There is a risk of causing new problems such as easy clogging.
また、バット繊維層のバット繊維は複雑に絡み合っているために、バット繊維層の表面には局所的な硬さのバラツキや目付斑を有する部分が存在している。仕上げ加工時に製紙用フェルトをプレスする場合、プレスの圧力はプレス後に製紙用フェルトの前記した種々の性能を損なわないように、一般的にプレス加工時の圧力は60kN/m以下に設定されており、かかる方法によっても局所的な硬さのバラツキや目付斑を完全に解消するには至らなかった。 In addition, since the bat fibers of the bat fiber layer are intertwined in a complicated manner, there are portions having local variations in hardness and spotted spots on the surface of the bat fiber layer. When pressing papermaking felt during finishing, the pressure during pressing is generally set to 60 kN / m or less so as not to impair the various performances of papermaking felt after pressing. Even by such a method, local variations in hardness and spotted spots have not been completely eliminated.
本発明は、このような発明者の知見に基づき案出されたものであり、その主な目的は、紙の表面性を向上させることができるように構成された製紙用フェルト及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been devised based on such inventor's knowledge, and its main purpose is to provide a papermaking felt configured to improve the surface property of paper and a method for producing the same. It is to provide.
このような課題を解決するために、本発明は、基布層と、該基布層にバット繊維がニードリングによって絡合一体化された表層とを少なくとも備える製紙用フェルトであって、前記表層の製紙面は、研磨された表面であり、前記研磨された表面の平均圧力0.1MPa下でのフェルト表面圧力分布の変動係数が0.25以下であり、かつ算術平均粗さRaが10〜38μmの範囲内であることを特徴とする。 In order to solve such problems, the present invention is a papermaking felt comprising at least a base fabric layer and a surface layer in which bat fibers are entangled and integrated with the base fabric layer by needling. The papermaking surface is a polished surface, the coefficient of variation of the felt surface pressure distribution under the average pressure of 0.1 MPa of the polished surface is 0.25 or less, and the arithmetic average roughness Ra is 10 to 10. It is in the range of 38 μm.
前記構成によれば、研磨されたフェルト表層を有することで、繊度の小さいフェルトを用いることやフェルトを過大な圧力でプレスすることなく、フェルト表層の表面性を向上させることができる。また、前記構成にかかるフェルトは、表層に備えるバット繊維を適宜選択することによって、脱水性、汚れ防止性、脱毛防止性を損なうことなく、フェルト表層の表面性を向上させることができる。さらに、フェルトを研磨することで、バット繊維が研磨されて繊維を扁平化させ、繊維表面に微細な傷やバリを生じさせる。この繊維の扁平化や微細な傷やバリの形成は、繊維の表面積を増大させるため、フェルトの親水性を向上させるとともに湿紙への「なじみ」をも向上させることができる。 According to the said structure, the surface property of a felt surface layer can be improved by using the felt felt surface layer, without using felt with a small fineness, and pressing a felt with an excessive pressure. Moreover, the felt concerning the said structure can improve the surface property of a felt surface layer, without impairing dehydrating property, stain | pollution | contamination prevention property, and hair loss prevention property by selecting suitably the batt fiber with which a surface layer is equipped. Further, by polishing the felt, the bat fiber is polished to flatten the fiber, and fine scratches and burrs are generated on the fiber surface. The flattening of the fibers and the formation of fine scratches and burrs increase the surface area of the fibers, thereby improving the hydrophilicity of the felt and improving the “familiarity” to the wet paper.
研磨されたフェルト表面の評価には、加圧下のフェルト表面を評価することの出来る表面圧力分布の変動係数と、非加圧下のフェルト表面を評価することの出来る算術平均粗さを併用することが好適である。前記構成によれば、これら2つのパラメータを併用して前記範囲にフェルト表面を加工することで、製紙機上でフェルトが使用される状態でのフェルト表面性を正確に評価できるとともに、所望の表面状態を得ることができる。 The evaluation of the polished felt surface may use both the coefficient of variation of the surface pressure distribution that can evaluate the felt surface under pressure and the arithmetic average roughness that can evaluate the felt surface under non-pressure. Is preferred. According to the above configuration, the felt surface property in a state where the felt is used on the paper machine can be accurately evaluated by processing the felt surface in the above range using these two parameters in combination, and a desired surface. The state can be obtained.
ここで、変動係数は、JISZ8101−1 1.15の定義に基づき、測定された表面の圧力分布の標準偏差を算出したのち、この標準偏差を圧力の平均値で割ったものである。この変動係数は、圧力分布のばらつきを相対的に表している。また、算術平均粗さはJIS B 0601:2001「製品の幾何特性仕様(GPS)−表面性状:輪郭曲線方式−用語、定義及び表面性状パラメータ」に定義されている。 Here, the variation coefficient is obtained by calculating the standard deviation of the measured pressure distribution on the surface based on the definition of JISZ8101-1-1.15, and then dividing the standard deviation by the average value of the pressure. This coefficient of variation relatively represents variations in pressure distribution. The arithmetic average roughness is defined in JIS B 0601: 2001 “Product Geometrical Specification (GPS) —Surface Properties: Contour Curve Method—Terminology, Definition, and Surface Property Parameters”.
なお、フェルト表面の圧力測定時の圧力は、0.1MPaで行うことが最適である。その理由としては、次のようなことが挙げられる。すなわち、フェルトの圧力均一性は、主に基布層に起因する圧力均一性と、表バット層に起因する圧力均一性(=表面圧力均一性)に分けることができる。基布層に起因する圧力斑を軽減させるためには、基布設計の変更が必要となるが、基布設計を変更すると圧力均一性以外の他の性能も変化してしまう為、圧力均一性以外のフェルトに要求される性能を維持したまま圧力均一性のみを向上させることは困難である。それに対し表面研磨を行うことで、他のフェルトに要求される性能を維持したまま表面圧力均一性を向上させることができる。そして、基布層に起因する圧力斑は0.1MPa程度の圧力下では発生しない(測定されない)ために、0.1MPaの圧力測定によりフェルト表面圧力均一性のみを評価することが出来る。 The pressure at the time of measuring the pressure on the felt surface is optimally 0.1 MPa. The reason is as follows. That is, the pressure uniformity of the felt can be divided into pressure uniformity mainly caused by the base fabric layer and pressure uniformity caused by the surface bat layer (= surface pressure uniformity). In order to reduce pressure spots caused by the base fabric layer, it is necessary to change the base fabric design. However, if the base fabric design is changed, other performance changes besides pressure uniformity. It is difficult to improve only the pressure uniformity while maintaining the performance required for other felts. On the other hand, by performing surface polishing, the surface pressure uniformity can be improved while maintaining the performance required for other felts. And since the pressure spot resulting from a base fabric layer does not generate | occur | produce under the pressure of about 0.1 MPa (it is not measured), only a felt surface pressure uniformity can be evaluated by the pressure measurement of 0.1 MPa.
研磨されたフェルトの表面において、フェルト表面の圧力分布の変動係数は、好ましくは0.27以下、より好ましくは0.25以下とし、かつ、研磨された表面の算術平均粗さRaは、好ましくは10〜45μm以下、より好ましくは10〜38μm以下とすることが好適である。この構成によれば、フェルト搾水性向上によるマシン操業効率を向上させるとともに、製紙機で生産される紙の表面性の向上をも実現させることが出来る。 In the polished felt surface, the coefficient of variation of the pressure distribution on the felt surface is preferably 0.27 or less, more preferably 0.25 or less, and the arithmetic average roughness Ra of the polished surface is preferably The thickness is preferably 10 to 45 μm or less, more preferably 10 to 38 μm or less. According to this configuration, it is possible to improve the machine operation efficiency by improving the felt water squeezing and also to improve the surface property of the paper produced by the paper machine.
ただし、算術平均粗さを10μm未満としてしまうと、フェルトからロールへの湿紙の受け渡しもしくはフェルトからフェルトへの湿紙の受け渡しがスムーズに行われず、湿紙が受け渡し前のフェルトに付着したような状態となる「紙とられ」を生じさせるおそれがある。この「紙とられ」の発生を防止するため、前記構成は、フェルトが使用される場所の条件に対して、前記した変動係数、算術的表面粗さを実現して最適なフェルト表面になるように研磨の度合いを調整している。 However, if the arithmetic average roughness is less than 10 μm, the transfer of the wet paper from the felt to the roll or the transfer of the wet paper from the felt to the felt is not performed smoothly, and the wet paper is attached to the felt before the transfer. There is a risk of causing “paper being picked”. In order to prevent the occurrence of “paper scraping”, the above configuration realizes the above-described coefficient of variation and arithmetic surface roughness to achieve the optimum felt surface for the conditions of the place where the felt is used. The degree of polishing is adjusted.
前記構成は、表層のバット繊維の平均繊度を17dtex以上かつ24dtex以下とすることが好適である。 In the above configuration, it is preferable that the average fineness of the bat fiber in the surface layer is 17 dtex or more and 24 dtex or less.
繊度は繊維の太さを表し、繊維の一定の長さに対する質量の割合で示される。ここで、平均繊度を17dtex以上としたのは、繊度が17dtex以下のバット繊維は、繊維が細いために繊維同士が絡みあう力、すなわち繊維1本の強度や繊維の引き抜き抵抗が弱く、研磨時の毛羽立ちや脱毛が多く発生し、研磨作業性が悪くなるおそれがあるためである。この研磨時に毛羽立ちや脱毛の発生が、製紙用フェルトについて表面研磨を行っても研磨の効果が十分に効果が得られないと考えられていた理由であり、それ故に、製紙用フェルト製造業者はフェルトの表面研磨を行ってこなかった。しかし本発明者は、研磨時の脱毛や毛羽立ちの発生原因について検討を重ね、フェルトの表面研磨を可能とし、フェルトに求められる他の要求性を犠牲にすることが無く、フェルトの表面粗さや表面圧力均一性を向上させることを可能としている。また、バット繊度が24dtex以上であると、フェルト表面の繊維同士の間隔が広くなりすぎるために、表面研磨により算術平均粗さや圧力分布の変動係数を十分に向上させることができない。しかし前記構成によれば、所望の表面性に研磨できるとともに、研磨作業性を向上させることができる。 The fineness represents the thickness of the fiber and is expressed as a ratio of mass to a certain length of the fiber. Here, the average fineness is set to 17 dtex or more because the bat fiber having a fineness of 17 dtex or less has a weak force because the fibers are entangled with each other, that is, the strength of one fiber and the pulling resistance of the fiber are weak. This is because a lot of fluffing and hair loss occurs, and the polishing workability may be deteriorated. The occurrence of fluffing and hair loss during polishing was the reason why it was thought that the effect of polishing was not sufficiently obtained even if surface polishing was performed on paper felts.Therefore, felt makers for papermaking felt No surface polishing was performed. However, the present inventor has repeatedly studied the cause of hair loss and fluffing during polishing, enabling felt surface polishing, and without sacrificing other requirements required for felt. It is possible to improve the pressure uniformity. If the vat fineness is 24 dtex or more, the distance between the fibers on the felt surface becomes too wide, so that the arithmetic average roughness and the variation coefficient of the pressure distribution cannot be sufficiently improved by surface polishing. However, according to the said structure, while being able to grind | polish to desired surface property, polishing workability | operativity can be improved.
前記構成は、製紙用フェルトの密度を0.390g/cm3以上とすることが好適である。密度が0.390g/cm3以下の製紙用フェルトでは、繊維が十分に絡み合っていないために、研磨によって表層が毛羽立つおそれがある。表層の毛羽立ちは繊維の脱毛を生じやすくさせるため耐脱毛性を低下させるが、前記構成はかかる性能低下を抑制することができる。 In the above configuration, it is preferable that the density of the papermaking felt is 0.390 g / cm 3 or more. In a papermaking felt having a density of 0.390 g / cm 3 or less, since the fibers are not sufficiently intertwined, the surface layer may become fluffed by polishing. The fluffing of the surface layer tends to cause hair loss of the fibers, and thus the anti-hair removal resistance is lowered. However, the above-described configuration can suppress such a decrease in performance.
前記構成において、表層の前記バット繊維は、加熱処理により軟化・溶融する高分子材料である芯鞘型複合繊維からなるようにすることができる。ここで、芯鞘型複合繊維は、第1高分子材からなる芯部と、該芯部の少なくとも一部を被覆する前記第1高分子と異なる融点を持つ第2高分子材からなる鞘部とからなり、第2高分子材の融点温度は、前記第1高分子材の融点温度よりも低くすることができる。前記表層は、前記第1高分子の融点温度よりも低く、前記第2高分子の融点温度よりも高い温度に加熱され、続いて前記第2高分子の融点温度よりも低い温度に冷却された後に前記表面を研磨することによって形成することが好適である。 The said structure WHEREIN: The said batt fiber of a surface layer can consist of a core-sheath-type composite fiber which is a polymeric material softened and fuse | melted by heat processing. Here, the core-sheath type composite fiber includes a core part made of a first polymer material and a sheath part made of a second polymer material having a melting point different from that of the first polymer covering at least a part of the core part. The melting point temperature of the second polymer material can be lower than the melting point temperature of the first polymer material. The surface layer was heated to a temperature lower than the melting point temperature of the first polymer and higher than the melting point temperature of the second polymer, and then cooled to a temperature lower than the melting point temperature of the second polymer. It is preferable to form the surface by polishing it later.
前記構成は、融点の異なる2種類の高分子を芯部と鞘部に適用した芯鞘型複合繊維をバット繊維に適用している。この構成では、鞘部の高分子は芯部の高分子と比べ低い融点とされているため、表層を芯部の融点よりも低く、鞘部の融点よりも高い温度環境に置くことで、芯部を維持したまま、鞘部を溶融させることができる。 The said structure applies the core-sheath type | mold composite fiber which applied two types of polymers from which melting | fusing point differs to a core part and a sheath part to a bat fiber. In this configuration, the polymer of the sheath part has a lower melting point than the polymer of the core part. Therefore, by placing the surface layer in a temperature environment lower than the melting point of the core part and higher than the melting point of the sheath part, The sheath portion can be melted while maintaining the portion.
前記構成によれば、研磨加工前に鞘部の第2高分子材を一度溶融することで、バット繊維同士の絡み合いによる結合が弱い場合においても研磨を効率的に行うことができるようになり、所望のフェルト表面性を実現することが可能となる。また、研磨加工後に鞘部を溶融させ、その後硬化させることで、バット繊維同士の結合が強固となり、フェルトが製紙機上で使用される際の表層のバット繊維が脱毛することを防止することができる。このように、鞘部を溶融させるタイミングについては、フェルトの使用条件、研磨加工の作業性等から判断し、研磨加工前や研磨加工前後に行ってもよい。 According to the above configuration, by melting the second polymer material of the sheath portion once before the polishing process, it becomes possible to efficiently perform the polishing even when the bond due to the entanglement between the bat fibers is weak, It is possible to achieve a desired felt surface property. Also, by melting the sheath after polishing and then curing it, the bonding between the bat fibers becomes strong, and it is possible to prevent the bat fibers on the surface layer from being removed when the felt is used on the paper machine. it can. As described above, the timing for melting the sheath may be determined before or after the polishing process, based on the use conditions of the felt, the workability of the polishing process, and the like.
前記芯鞘型複合繊維が適用された構成において、前記表層は、前記表面側に配された表外バット層と、該表外バット層の内側に配された表内バット層とからなり、前記表外バット層は、前記芯鞘型複合繊維からなるように構成することが好適である。この構成によれば、芯鞘型複合繊維を表層に配することで、高分子が溶融して硬化する領域を限定することができ、芯鞘型複合繊維以外のバット繊維の特性を活かしつつ、研磨性および脱毛防止性を向上させることができる。 In the configuration in which the core-sheath type composite fiber is applied, the surface layer includes an outer bat layer disposed on the surface side and an inner bat layer disposed on the inner side of the outer bat layer, The outer bat layer is preferably constructed of the core-sheath composite fiber. According to this configuration, by arranging the core-sheath type composite fiber on the surface layer, it is possible to limit the region where the polymer is melted and cured, while taking advantage of the characteristics of the bat fiber other than the core-sheath type composite fiber, Abrasiveness and hair removal prevention can be improved.
前記芯鞘型複合繊維が適用された構成において、前記表外バット繊維の平均繊度は、2.5dtex以上かつ17dtex以下であることが好適である。すなわち、前記した芯鞘型複合繊維が適用されない構成のように通常バット繊維でバット繊度が17dtex以下のような場合では、バット繊維同士の絡み合う力が弱いために効率的に研磨を行うことが難しいが、芯鞘型複合繊維を使用することでバット繊維同士の接合力を向上させることができる。そして、2.5dtex以上のバット繊維であればバット繊維同士の接合力を、研磨を行う上で十分なレベルまで向上させることができる。また前記のように、17dtex以上の通常バット繊維であれば芯鞘型複合繊維を用いずとも研磨を行うための十分なバット繊維同士の接合力を持つが、研磨作業性向上以外の理由で芯鞘型複合繊維をこのような繊度のバット繊維に混合し使用することは、研磨を行う上では問題にはならない。 In the configuration to which the core-sheath composite fiber is applied, it is preferable that the average fineness of the outer bat fiber is 2.5 dtex or more and 17 dtex or less. That is, in the case where the bat fiber has a bat fineness of 17 dtex or less as in the configuration in which the above-described core-sheath composite fiber is not applied, it is difficult to polish efficiently because the entanglement force between the bat fibers is weak. However, the joint force between the bat fibers can be improved by using the core-sheath type composite fiber. If the bat fibers are 2.5 dtex or more, the bonding force between the bat fibers can be improved to a level sufficient for polishing. Further, as described above, a normal bat fiber of 17 dtex or more has a sufficient bonding force between bat fibers for polishing without using a core-sheath type composite fiber, but for reasons other than improving the polishing workability, Mixing and using the sheath-type composite fiber with the vat fiber having such a fineness is not a problem in polishing.
なお、樹脂加工フェルトに対して研磨加工することは、特許文献6に開示されている。フェルトを樹脂コーティングすることで、確かにバット繊維同士の接合力は向上し、表面研磨は可能になる。しかし、製紙用フェルトの寸法は最大で幅が10mを超し、長さ(ループ長)も15m以上、時には100m以上になるほどであり、このような大きな製品を研磨の目的だけで樹脂加工を行うことは、そのエネルギーコストと作業時間から考えて、非常に非効率的である。また、特許文献6に開示されているような水分散型樹脂の樹脂水溶液の粘度は非常に小さく、樹脂加工の際に毛細管現象により、バット繊維が密になっている部分に集まりやすい。このバット繊維が密になっている部分はそうでない部分に比べて硬く、圧縮され難い。そのような部分にさらに樹脂が多く付着してしまうと、その部分はさらに圧縮され難くなってしまう。そのような状態の従来技術にかかるフェルトを表面研磨しても、算術平均粗さは低減することはできるが、表面圧力均一性の向上はそれほど多くは望めない。 In addition, it is disclosed by patent document 6 to grind | polish with respect to resin processing felt. By coating the felt with resin, the bonding force between the bat fibers is certainly improved and surface polishing becomes possible. However, the maximum size of the papermaking felt is over 10 m, and the length (loop length) is 15 m or more, sometimes 100 m or more. Such a large product is subjected to resin processing only for the purpose of polishing. That is very inefficient considering its energy cost and working time. Moreover, the viscosity of the aqueous resin solution of the water-dispersed resin as disclosed in Patent Document 6 is very small, and tends to gather in a dense portion of bat fibers due to capillary action during resin processing. The portion where the bat fiber is dense is harder than the portion where the bat fiber is dense, and is hard to be compressed. If more resin adheres to such a portion, that portion becomes more difficult to be compressed. Even if the felt according to the prior art in such a state is subjected to surface polishing, the arithmetic average roughness can be reduced, but not much improvement in surface pressure uniformity can be expected.
また、このような樹脂液の集合による部分的な硬度上昇を避けるために樹脂液の粘度を高めてしまうと、通常樹脂加工フェルトの樹脂量はわずか数十g/m2と少ないことから、樹脂をフェルト全体に均一に付着させることが難しくなってしまう。さらに、比較的高い粘度の樹脂液を均一に付着させるために樹脂加工に使用する樹脂量を増やしてしまうと、通気度の低下など、フェルトに求められる他の性能を低下してしまう結果となる。 Further, if the viscosity of the resin liquid is increased in order to avoid such a partial increase in hardness due to the collection of the resin liquid, the resin amount of the resin processing felt is usually only a few tens g / m 2 , It becomes difficult to uniformly adhere to the entire felt. Furthermore, if the amount of resin used for resin processing is increased in order to uniformly apply a resin solution having a relatively high viscosity, other results required for felt, such as a decrease in air permeability, may be deteriorated. .
一方、芯鞘型複合繊維の低融点部分が溶融した時の粘度は、これら水分散型樹脂の樹脂水溶液粘度に比べて非常に大きく、溶融時に大きく動くことは無い。また、繊維同士の接合力強化に用いられる低融点の前記第2高分子材は、バット繊維の鞘部として存在することから、少ない量の繊維接合力向上成分をフェルト表面全体に均一に分布させることが可能である。よって、表バット繊度が平均17dtex以下と比較的小さい場合において芯鞘型複合繊維を使用することは、他の要求性能を維持しつつ研磨効率を向上させ、優れた表面を持つフェルトを製造する上で有効である。このように、前記構成は、従来技術と比べて、コスト的にも、性能的にも優れている。 On the other hand, the viscosity when the low melting point portion of the core-sheath type composite fiber is melted is much larger than the viscosity of the aqueous resin solution of these water-dispersed resins, and does not move greatly when melted. Further, since the second polymer material having a low melting point used for reinforcing the bonding strength between fibers exists as a sheath portion of the bat fiber, a small amount of the fiber bonding strength improving component is uniformly distributed over the entire felt surface. It is possible. Therefore, using a core-sheath type composite fiber when the surface bat fineness is relatively small, such as an average of 17 dtex or less, improves the polishing efficiency while maintaining other required performance, and produces a felt having an excellent surface. It is effective in. Thus, the said structure is excellent also in cost and performance compared with the prior art.
前記構成において、前記表層は、20%以上かつ80%以下の前記芯鞘型複合繊維を含むようにすることができる。この構成によれば、表層のバット繊維の通気性を維持しつつ、バット繊維同士の接合力を向上させ研磨を効率的に行うことが可能となる。 The said structure WHEREIN: The said surface layer can be made to contain the said core-sheath-type composite fiber of 20% or more and 80% or less. According to this configuration, it is possible to improve the bonding force between the bat fibers and efficiently perform polishing while maintaining the breathability of the bat fibers on the surface layer.
本発明の他の側面は、基布層と、該基布層にバット繊維がニードリングによって絡合一体化された表層とを備える製紙用フェルトの製造方法であって、前記表層の製紙面が研磨され、前記バット繊維は、加熱処理により軟化・溶融する高分子材料である芯鞘型複合繊維を含み、該芯鞘型複合繊維は、第1高分子材からなる芯部と、該芯部の少なくとも一部を被覆し、前記第1高分子の融点温度よりも低い融点温度を有する第2高分子材とからなる鞘部とからなるものとして、前記表層の製紙面が研磨される前に、前記第1高分子の融点温度よりも低く、前記第2高分子材の融点温度よりも高い温度で加熱、冷却されることを特徴とする。 Another aspect of the present invention is a method for producing a felt for papermaking comprising a base fabric layer and a surface layer in which bat fibers are entangled and integrated with the base fabric layer by needling, wherein the paper surface of the surface layer is The polished and batt fiber includes a core-sheath type composite fiber that is a polymer material that is softened and melted by heat treatment, and the core-sheath type composite fiber includes a core portion made of a first polymer material, and the core. Before the paper surface of the surface layer is polished, as a sheath comprising a second polymer material covering at least a part of the first polymer material and having a melting point temperature lower than the melting point temperature of the first polymer. Furthermore, it is characterized by being heated and cooled at a temperature lower than the melting point temperature of the first polymer and higher than the melting point temperature of the second polymer material.
前記構成によれば、フェルト表層を研磨することで、繊度の小さいフェルトを用いることやフェルトを過大な圧力でプレスすることなく、フェルト表層の表面性を向上させる製紙用フェルトの製造方法を提供することができる。 According to the above configuration, a method for producing a felt for papermaking that improves the surface property of the felt surface layer by polishing the felt surface layer without using felt with a small fineness or pressing the felt with an excessive pressure is provided. be able to.
前記構成において、研磨加工前に鞘部の第2高分子材を一度溶融することで、バット繊維同士の絡み合いによる結合が弱い場合においても研磨を効率的に行うことができるようになり、所望のフェルト表面性を実現することが可能となる。 In the above configuration, by melting the second polymer material of the sheath portion once before the polishing process, it becomes possible to efficiently perform the polishing even when the bond due to the entanglement between the bat fibers is weak, Felt surface properties can be realized.
このように本発明によれば、フェルト表層を研磨することで、繊度の小さいフェルトを用いることやフェルトを過度な圧力でプレスすることなく、フェルト表層の表面性を向上させることができる。 Thus, according to this invention, the surface property of a felt surface layer can be improved by grind | polishing a felt surface layer, without using a felt with small fineness and pressing a felt with an excessive pressure.
以下、本発明にかかる一実施形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態にかかる製紙用フェルトの一例を示す模式的な断面図である。このフェルト10は、基布層1に表層となるバット繊維層2をニードリングにより積層一体化してなる複層構造をなしている。基布層1は、織機でモノフィラメント糸や、複数本のフィラメントを撚り合わせた撚り糸などを織った布を適用できるが、これに限定されず、多層の布、幅方向もしくは丈方向の糸のみで形成された布、樹脂シート等も適用することができる。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a papermaking felt according to an embodiment of the present invention. This felt 10 has a multi-layer structure in which a batt fiber layer 2 as a surface layer is laminated and integrated on a base fabric layer 1 by needling. The base fabric layer 1 can be a monofilament yarn or a fabric woven from a plurality of filaments twisted by a loom, but is not limited to this, and only a multilayer fabric, a width direction or a length direction yarn can be used. A formed cloth, a resin sheet, or the like can also be applied.
バット繊維層2の基布層1と反対側の平面3は、湿紙(図示せず)が接触する側となっている。平面3の表面は、「紙とられ」を生じさせない所定の「算術平均粗さ」および「表面圧力分布の変動係数」となるように研磨加工されている。 The plane 3 opposite to the base fabric layer 1 of the batt fiber layer 2 is the side on which the wet paper (not shown) contacts. The surface of the flat surface 3 is polished so as to have a predetermined “arithmetic average roughness” and “coefficient of variation of surface pressure distribution” that do not cause “paper removal”.
一方、図2の従来技術にかかる比較例を参照すると、比較例も基布層11にバット繊維層12をニードリングにより積層一体化してなる複層構造をなしている。しかしながら、バット繊維層12の基布層11と反対側の表面13は、ニードリングの際に生じた凹凸が残った状態となっている。このように表面13の凹凸が顕著であると、製紙機上でプレスロールによりフェルトと一緒にプレスされる湿紙の表面性も低下することとなる。また、フェルトの表面性はその搾水性に大きな影響を与え、フェルト表面の凹凸が大きいほどプレスロールによる加圧下の圧力状態が不均一になり、フェルトの搾水性能を低下させる。仕上げ加工時に製紙用フェルトをプレスして平面を形成した場合であっても、バット繊維層のバット繊維は複雑に絡み合っているために、バット繊維層の表面には局所的な硬さのバラツキや目付斑を有する部分が存在しており、このバラツキや斑は湿紙の表面性を低下させていた。 On the other hand, referring to the comparative example according to the prior art of FIG. 2, the comparative example also has a multilayer structure in which the batt fiber layer 12 is laminated and integrated on the base fabric layer 11 by needling. However, the surface 13 on the opposite side of the base fabric layer 11 of the bat fiber layer 12 is in a state in which the irregularities generated during the needling remain. Thus, when the unevenness | corrugation of the surface 13 is remarkable, the surface property of the wet paper pressed with a felt with a press roll on a papermaking machine will also fall. Further, the surface property of the felt has a great influence on the water squeezing ability, and the greater the unevenness of the felt surface, the more uneven the pressure state under pressure by the press roll, and the felt water squeezing performance decreases. Even when the papermaking felt is pressed during the finishing process to form a flat surface, the bat fibers of the bat fiber layer are intertwined in a complex manner, so there is local variation in hardness on the surface of the bat fiber layer. There was a portion having spotted spots, and this variation and spots reduced the surface properties of the wet paper.
本実施形態は図2に破線で示す研磨線14までバット繊維層12を研磨することで、図1に示す平面3を形成している。図3に研磨後のフェルト表面(平面3に相当)を示す電子顕微鏡写真を示す。図3を参照すると、湿紙に接するフェルト表面のバット繊維層が研磨され、フラットファイバーの繊維層に類似した状態となっている。しかしながら、フラットファイバー等の異形バット繊維を用いた場合、フェルト内部のバット層から異形繊維以外の通常バット繊維がニードリングによって湿紙と接触する表面に露出するおそれがあり、平面性を向上させることは困難であった。一方、本実施形態では表面の研磨加工はニードリング工程以降に実施されるため、ニードリングによる影響を受けないで表面性を向上させることができる。 In this embodiment, the flat surface 3 shown in FIG. 1 is formed by polishing the batt fiber layer 12 up to the polishing line 14 shown by a broken line in FIG. FIG. 3 shows an electron micrograph showing the felt surface after polishing (corresponding to plane 3). Referring to FIG. 3, the batt fiber layer on the felt surface in contact with the wet paper is polished and is in a state similar to the fiber layer of the flat fiber. However, when deformed bat fibers such as flat fibers are used, normal bat fibers other than deformed fibers may be exposed to the surface that contacts the wet paper by needling from the bat layer inside the felt, improving the flatness. Was difficult. On the other hand, in this embodiment, since the surface polishing is performed after the needling step, the surface property can be improved without being affected by the needling.
さらに、フェルトを研磨加工することで、図3に示すように、バット繊維が研磨されて繊維を扁平化させ、繊維表面に微細な傷やバリを生じさせている。この繊維の扁平化や微細な傷やバリの形成は、繊維の表面積を増大させるため、フェルトの親水性を向上させるとともに湿紙への「なじみ」をも向上させることができる。 Further, by polishing the felt, as shown in FIG. 3, the bat fiber is polished to flatten the fiber, thereby causing fine scratches and burrs on the fiber surface. The flattening of the fibers and the formation of fine scratches and burrs increase the surface area of the fibers, thereby improving the hydrophilicity of the felt and improving the “familiarity” to the wet paper.
次に図4を参照して表面研磨加工の一例について説明する。フェルト10は、バット繊維層12(図2参照)が外側になるループ状にされて、一定の張力が負荷されるように所定間隔で設置された一対の搬送ロール21,21間に架けられている。搬送ロール21,21は時計方向に回転し、フェルト10を時計方向に回転させる。搬送ロール21,21の間には研磨ロール22が配されており、研磨ロール22はフェルト10のバット繊維層12(図2参照)に一定の圧力で当接するようにバット繊維層12を図4の上方へ付勢している。 Next, an example of the surface polishing process will be described with reference to FIG. The felt 10 is formed in a loop shape with the bat fiber layer 12 (see FIG. 2) on the outside, and is spanned between a pair of transport rolls 21 and 21 installed at a predetermined interval so that a constant tension is applied. Yes. The transport rolls 21 and 21 rotate clockwise, and the felt 10 rotates clockwise. A polishing roll 22 is disposed between the transport rolls 21 and 21, and the polishing roll 22 is arranged so that the bat fiber layer 12 is brought into contact with the bat fiber layer 12 of the felt 10 (see FIG. 2) with a certain pressure. It is energizing upward.
研磨ロール22には外表面に研磨布が備えられており、研磨ロールの幅はフェルト10の幅に合わせて適宜選択される。なお、研磨加工は研磨ロールを使用する場合に限定されず、研磨紙、研磨ベルト、研磨板等を適用することもできる。 The polishing roll 22 is provided with a polishing cloth on the outer surface, and the width of the polishing roll is appropriately selected according to the width of the felt 10. The polishing process is not limited to the case where a polishing roll is used, and polishing paper, a polishing belt, a polishing plate, and the like can also be applied.
研磨ロール22はバット繊維層12と所定の圧力で当接した状態で時計方向に回転する。フェルト10も時計方向に回転していることから、研磨ロール22の研磨布とバット繊維層12(図2参照)とは対向するように当接してバット繊維層12が研磨される。図4の構成はバット繊維層12を付勢する圧力と研磨加工する時間とを適宜設定することで、図2に示すように表面13は研磨線14まで研磨され、図1に示すように研磨された平面3が形成される。このような研磨加工工程は、研磨によって発生したバット繊維のバリを一定方向に寝たような状態にさせるため、製紙工程においてフェルトの進行方向をバリが抑えられる方向に設定することで湿紙がフェルト表層のバリに引っ掛かり引きずられることを防止することができる。なお、このように研磨ロール22の研磨布とバット繊維層12(図2参照)とを対向するように研磨加工する工程は、少なくとも研磨加工工程の最終段階に設けるようにし、それ以前の研磨加工工程では特に両者が当接する方向を限定しない構成とすることもできる。 The polishing roll 22 rotates clockwise while in contact with the bat fiber layer 12 at a predetermined pressure. Since the felt 10 also rotates in the clockwise direction, the polishing cloth of the polishing roll 22 and the bat fiber layer 12 (see FIG. 2) abut against each other so that the bat fiber layer 12 is polished. In the configuration of FIG. 4, the surface 13 is polished to the polishing line 14 as shown in FIG. 2 by appropriately setting the pressure for biasing the batt fiber layer 12 and the polishing time, and the polishing is performed as shown in FIG. A flat plane 3 is formed. In such a polishing process, in order to make the burr of the bat fiber generated by polishing lie in a certain direction, the wet paper is set by setting the traveling direction of the felt in a direction in which the burr is suppressed in the paper making process. It can be prevented from being caught and dragged by the burr on the felt surface layer. In addition, the process of polishing so that the polishing cloth of the polishing roll 22 and the batt fiber layer 12 (see FIG. 2) face each other is provided at least in the final stage of the polishing process, and the previous polishing process is performed. It can also be set as the structure which does not specifically limit the direction which both contact | abut in a process.
本実施形態における研磨加工されたフェルト表面の評価には、加圧下のフェルト表面を評価することの出来る表面圧力分布の変動係数と、非加圧下のフェルト表面を評価することの出来る算術平均粗さを併用している。 In the evaluation of the polished felt surface in this embodiment, the variation coefficient of the surface pressure distribution that can evaluate the felt surface under pressure and the arithmetic average roughness that can evaluate the felt surface under non-pressurization Are used together.
ここで、図5を参照して、小さな間隔で山、谷の起伏が続く表面状態である「表面粗さ」について簡単に説明する。「表面粗さ」は、JIS B 0601:2001「製品の幾何特性仕様(GPS)−表面性状:輪郭曲線方式−用語、定義及び表面性状パラメータ」に「算術平均粗さRa」として定義されている。 Here, with reference to FIG. 5, “surface roughness” which is a surface state in which undulations of peaks and valleys continue at small intervals will be briefly described. “Surface roughness” is defined as “arithmetic average roughness Ra” in JIS B 0601: 2001 “Product Geometric Specification (GPS) —Surface Properties: Contour Curve Method—Terminology, Definitions and Surface Properties Parameters”. .
図5(a)は、表面粗さ測定器(図示せず)によって計測された計測対象となるバット繊維層12の表面13(図2参照)の断面曲線の模式図である。図5(a)は、図2に示す表面性状を断面曲線として再現している。 Fig.5 (a) is a schematic diagram of the cross-sectional curve of the surface 13 (refer FIG. 2) of the bat fiber layer 12 used as the measuring object measured by the surface roughness measuring device (not shown). FIG. 5A reproduces the surface property shown in FIG. 2 as a cross-sectional curve.
図5(a)の横軸をxとし、縦軸をzとすると、この断面曲線はZ(x)となる。「算術平均粗さRa」は、このZ(x)を評価長さLで積分したものを評価長さLで徐することで得ることができ、図5(b)に示す断面曲線となる。以下に説明する実施例では、JIS B 0601:2001に準拠した「算術平均粗さRa」を示している。 If the horizontal axis in FIG. 5A is x and the vertical axis is z, the cross-sectional curve is Z (x). The “arithmetic average roughness Ra” can be obtained by gradually integrating the Z (x) with the evaluation length L by the evaluation length L, and has a cross-sectional curve shown in FIG. In the examples described below, “arithmetic mean roughness Ra” in accordance with JIS B 0601: 2001 is shown.
一方、表面圧力分布の変動係数は、JISZ8101−1 1.15の定義に基づき、測定された表面の圧力分布の標準偏差を算出したのち、この標準偏差を圧力の平均値で割ったものである。この変動係数は、圧力分布のばらつきを相対的に表している。 On the other hand, the variation coefficient of the surface pressure distribution is obtained by calculating the standard deviation of the measured surface pressure distribution based on the definition of JISZ8101-1-1.15, and then dividing this standard deviation by the average value of the pressure. . This coefficient of variation relatively represents variations in pressure distribution.
表面圧力分布の変動係数は、前記研磨された表面の圧力測定フィルムによって計測された圧力データを解析することで、簡単に得ることが出来る。例えば、圧力測定フィルム(微圧用プレスケール(4LW)0.05MPa−0.2MPa:富士フイルム社製)によって圧力斑を計測し、計測結果を圧力画像解析システム(富士フイルム社製:FPD−9210)のエクスポート機能を用いて各部分における圧力データを取り出し、このデータをMicrosoft社製EXCELにて統計処理することで、圧力分布の変動係数を得ることが可能となる。 The variation coefficient of the surface pressure distribution can be easily obtained by analyzing the pressure data measured by the pressure measurement film on the polished surface. For example, pressure spots are measured with a pressure measurement film (prescale for fine pressure (4LW) 0.05 MPa-0.2 MPa: manufactured by Fuji Film), and the measurement result is a pressure image analysis system (manufactured by Fuji Film: FPD-9210). It is possible to obtain a variation coefficient of pressure distribution by taking out the pressure data in each part using the export function and statistically processing this data with Microsoft Excel CEL.
なお、フェルト表面の圧力測定時の圧力は、0.1MPaで行うことが最適である。すなわち、フェルトの圧力均一性は、主に基布層に起因する圧力均一性と、表バット層に起因する圧力均一性(=表面圧力均一性)に分けることができるが、基布層に起因する圧力斑は0.1MPa程度の圧力下では発生しない(測定されない)ために、0.1MPaの圧力測定によりフェルト表面圧力均一性のみを評価することができる。 The pressure at the time of measuring the pressure on the felt surface is optimally 0.1 MPa. That is, the pressure uniformity of the felt can be divided into the pressure uniformity mainly due to the base fabric layer and the pressure uniformity due to the surface bat layer (= surface pressure uniformity). Since the pressure spots do not occur under the pressure of about 0.1 MPa (not measured), only the felt surface pressure uniformity can be evaluated by the pressure measurement of 0.1 MPa.
次に本実施形態の実施例1について説明する。実施例1は経糸と緯糸とを織機で織ることで形成された基布層に、表層となるポリアミド合成繊維であるナイロンのバット繊維をニードリングしている。実施例1−1,1−2と参考例1−1〜1−4の繊維の材質、繊度を表1に示している。ここで実施例1−1,1−2の繊度は17dtex以上かつ24dtex以下となっている。参考例1−1,1−2は繊度24dtex以上のバット繊維層であり、参考例1−3,1−4は繊度17dtex以下のバット繊維層である。なお、実施例1−2および参考例1−1では、繊度の異なる2種類の繊維によってバット繊維層を形成する構成としている。 Next, Example 1 of the present embodiment will be described. In Example 1, a base material layer formed by weaving warps and wefts with a loom is needling nylon bat fibers, which are polyamide synthetic fibers as a surface layer. The fiber materials and finenesses of Examples 1-1 and 1-2 and Reference Examples 1-1 to 1-4 are shown in Table 1. Here, the fineness of Examples 1-1 and 1-2 is 17 dtex or more and 24 dtex or less. Reference Examples 1-1 and 1-2 are batt fiber layers having a fineness of 24 dtex or more, and Reference Examples 1-3 and 1-4 are batt fiber layers having a fineness of 17 dtex or less. In Example 1-2 and Reference Example 1-1, the batt fiber layer is formed of two types of fibers having different finenesses.
実施例および参考例は、図4に示す研磨加工がされており、図2に示すニードリングされた後の「粗さ」および不均一な圧力分布が残っている状態から、図1に示す表面が研磨された状態となっている。研磨加工前後の実施例および参考例について、フェルトの物性となる密度、研磨量、研磨前後の通気度を測定した結果を表2に示す。なお、実施例及び参考例のフェルトは、それぞれが使用される条件に合わせて、10〜60kN/mのそれぞれ異なった圧力にて、プレス加工が研磨加工前に行われている。 In the examples and reference examples, the surface shown in FIG. 1 is subjected to the polishing process shown in FIG. 4, and the “roughness” after the needling shown in FIG. 2 and the uneven pressure distribution remain. Is in a polished state. Table 2 shows the results of measuring the density, polishing amount, and air permeability before and after polishing of the examples and reference examples before and after polishing. In addition, the felt of an Example and a reference example is press-processed before grinding | polishing by the pressure which is 10-60 kN / m different according to the conditions used, respectively.
表2を参照すると、実施例および参考例とも研磨加工前後で通気度の大きな変化は見られない。このように本実施例および参考例における研磨加工は、加工に供された実施例および参考例のバット繊維自体の通気特性を変えるものではない。実施例1−1,1−2および参考例1−1〜1−4の密度は0.390g/cm3以上であり、また、両者とも研磨後のフェルト表面において毛羽立ち等は見られていない。 Referring to Table 2, there is no significant change in air permeability before and after polishing in both the examples and the reference examples. As described above, the polishing process in the present example and the reference example does not change the ventilation characteristics of the bat fibers themselves in the examples and the reference examples provided for the process. The density of Examples 1-1 and 1-2 and Reference Examples 1-1 to 1-4 is 0.390 g / cm 3 or more, and neither of them shows fuzz on the felt surface after polishing.
表3に、実施例および参考例について、研磨加工前後の表面圧力分布変動係数の測定値と研磨加工前後の測定値の差(百分率)とを示す。表4に、実施例および参考例について、研磨加工前後の算術平均粗さRaの測定値と研磨加工前後の測定値の差(百分率)とを示す。 Table 3 shows the difference (percentage) between the measured values of the surface pressure distribution variation coefficient before and after polishing and the measured values before and after polishing for the examples and reference examples. Table 4 shows the difference (percentage) between the measured value of arithmetic average roughness Ra before and after polishing and the measured value before and after polishing for the examples and reference examples.
表3を参照すると、「表面圧力分布の変動係数」は、実施例、参考例とも低下し、すなわち研磨加工前よりも均一な圧力分布が実現されている。実施例1−1,1−2および参考例1−2,1−3,1−4を参照すると、表面圧力分布の変動係数(JISZ8101−1)が0.25以下となるように研磨されている。このように、研磨加工はフェルト表面の不均一な圧力分布を減少させることができる。また、百分率として示した研磨加工前後の測定値の差については、実施例は参考例と比べて大きくなっており、不均一な圧力分布を減少させる研磨加工の効果が高いことを示している。しかしながら、参考例であっても、参考例1−2、1−3、1−4は研磨加工により圧力分布の変動係数が15%以上低下しており、例えば参考例1−2は27dtexのバット繊度を使用しているが研磨加工により17dtexのバットを使用した実施例1−1の研磨前の圧力分布よりも優れた表面圧力分布とすることができ、実用上は有用である。これらのことからフェルトが使用される上では、研磨加工により表面圧力分布の変動係数を15%以上減少させることが好ましく、更には実施例1−1や1−2のように22%以上減少させることが特に好ましいということを示している。 Referring to Table 3, the “variation coefficient of the surface pressure distribution” decreases in both the examples and the reference examples, that is, a more uniform pressure distribution than before the polishing process is realized. Referring to Examples 1-1 and 1-2 and Reference Examples 1-2, 1-3, and 1-4, the surface pressure distribution coefficient of variation (JISZ8101-1) was polished to be 0.25 or less. Yes. Thus, polishing can reduce the non-uniform pressure distribution on the felt surface. Further, the difference between the measured values before and after the polishing process expressed as a percentage is larger than that of the reference example, which indicates that the polishing process effect of reducing the non-uniform pressure distribution is high. However, even in the reference example, in Reference Examples 1-2, 1-3, and 1-4, the coefficient of variation of the pressure distribution is reduced by 15% or more due to polishing, and for example, Reference Example 1-2 is a 27 dtex bat Although the fineness is used, it is possible to obtain a surface pressure distribution superior to the pressure distribution before polishing of Example 1-1 using a 17 dtex bat by polishing, which is practically useful. From these facts, when felt is used, it is preferable to reduce the coefficient of variation of the surface pressure distribution by 15% or more by polishing, and further reduce it by 22% or more as in Examples 1-1 and 1-2. Is particularly preferred.
次に、表4を参照して算術平均粗さRaを見ると、実施例では研磨された表面の算術平均粗さRa10〜38μmの範囲に含まれ、参考例1−2〜1−4では10〜45μmの範囲に含まれている。研磨された表面の算術平均粗さRaは、フェルト搾水性向上によるマシン操業効率を向上させるとともに、製紙機で生産される紙の表面性の向上をも実現させるために、好ましくは10〜45μm以下、より好ましくは10〜38μm以下とすることが好適である。このように本発明によれば、参考例1−2〜1−4であってもフェルト搾水性向上によるマシン操業効率の向上と、製紙機で生産される紙の表面性の向上とを実現させることが出来る。 Next, when the arithmetic average roughness Ra is viewed with reference to Table 4, it is included in the range of the arithmetic average roughness Ra of the polished surface of 10 to 38 μm in the example, and 10 in the reference examples 1-2 to 1-4. It is included in the range of ˜45 μm. The arithmetic average roughness Ra of the polished surface is preferably 10 to 45 μm or less in order to improve machine operation efficiency by improving felt water squeezing and also to improve the surface property of paper produced by a paper machine. More preferably, the thickness is 10 to 38 μm or less. As described above, according to the present invention, even in Reference Examples 1-2 to 1-4, an improvement in machine operation efficiency by improving felt water squeezing and an improvement in surface properties of paper produced by a paper machine are realized. I can do it.
また、研磨加工前後の測定値の差を見ると、実施例は参考例と比べると研磨加工前後での算術平均粗さの減少が25%以上もあり非常に大きいことが分かる。一方、参考例の1-3や1-4のように、繊度が小さい場合には、研磨作業性が悪く、特に参考例1−4では研磨によって粗さが減少する効果が得られなかった。 Moreover, when the difference of the measured value before and behind grinding | polishing process is seen, compared with a reference example, it turns out that the reduction | decrease of arithmetic average roughness before and behind grinding | polishing process is 25% or more and is very large. On the other hand, when the fineness is small as in Reference Examples 1-3 and 1-4, the polishing workability is poor, and in Reference Example 1-4, the effect of reducing the roughness by polishing was not obtained.
実施例の研磨加工前後における圧力測定フィルムの計測結果をそれぞれ図6と図7に示す。圧力測定フィルムは、加圧された部分が発色するものであり、圧力が高ければ濃く、圧力が低ければ薄く発色し、加圧されない部分は発色しない。研磨加工前である図6の表面性状と研磨加工後である図7の表面性状とを比較すると、図6の研磨加工前では白色や色の薄い部分が多く見られるとともにニードリングの経筋も見られる。一方、図7の研磨加工後では一部色の薄い部分はあるものの、白色の部分はなく、全体がほぼ一様に発色した状況が見られ、ニードリングの経筋も見られない。 The measurement results of the pressure measurement film before and after polishing in the examples are shown in FIGS. 6 and 7, respectively. The pressure measurement film develops a color at a pressurized portion. When the pressure is high, the color is deep, when the pressure is low, the color is thin. Comparing the surface texture of FIG. 6 before the polishing process and the surface texture of FIG. 7 after the polishing process, many white and light portions are seen before the polishing process of FIG. It can be seen. On the other hand, after the polishing process of FIG. 7, there is a part with a light color, but there is no white part, and the whole color is developed almost uniformly, and no needling meridian is seen.
本実施例によれば、フェルト表層を研磨することで、繊度の小さいフェルトを用いることやフェルトを過大な圧力でプレスすることなく、フェルト表層の表面性を向上させることができる。また、前記構成にかかるフェルトは、表層に備えるバット繊維を適宜選択することによって、脱水性、汚れ防止性、脱毛防止性を損なうことなく、フェルト表層の表面性を向上させることができる。さらに、フェルトを研磨することは、バット繊維が研磨されて繊維を扁平化させ、繊維表面に微細な傷やバリを生じさせる。この繊維の扁平化や微細な傷やバリの形成は、繊維の表面積を増大させるため、フェルトの親水性を向上させるとともに湿紙への「なじみ」をも向上させることができる。 According to the present embodiment, by polishing the felt surface layer, it is possible to improve the surface properties of the felt surface layer without using a felt having a small fineness or pressing the felt with an excessive pressure. Moreover, the felt concerning the said structure can improve the surface property of a felt surface layer, without impairing dehydrating property, stain | pollution | contamination prevention property, and hair loss prevention property by selecting suitably the batt fiber with which a surface layer is equipped. Further, polishing the felt causes the batt fibers to be polished to flatten the fibers, thereby causing fine scratches and burrs on the fiber surface. The flattening of the fibers and the formation of fine scratches and burrs increase the surface area of the fibers, thereby improving the hydrophilicity of the felt and improving the “familiarity” to the wet paper.
次に、研磨加工によるフェルト表面平滑性向上とフェルト圧力均一性向上がもたらす搾水性向上効果を確認するために、搾水試験を行った。搾水試験は、次の方法で行った。すなわち、予め水分を調整し重量が測定された湿紙とアルミ板をプレス入口にてフェルト上に置き、プレスを通過させ、湿紙受けに入った湿紙の重量を測定する。そして湿紙のプレス前後での湿紙重量変化より、プレスおける搾水量を計算し、フェルト間の搾水性を比較する。この搾水試験を、実施例1の研磨前後のサンプルを用いて行った。試験は、フェルト走行速度200m/分、フェルト水分500±25g/m2、湿紙坪量50±2.5g/m2、プレス前湿紙水分60±1.0%の条件で行った。なお、試験はサンプル数n=20の条件で行い、その平均値で搾水性の比較を行った。 Next, a water squeezing test was performed in order to confirm the water squeezing improvement effect brought about by the felt surface smoothness improvement and the felt pressure uniformity improvement by polishing. The squeezing test was conducted by the following method. That is, wet paper and an aluminum plate, whose moisture has been adjusted in advance and whose weight has been measured, are placed on the felt at the press entrance, passed through the press, and the weight of the wet paper in the wet paper receiver is measured. And the amount of squeezing in a press is calculated from the wet paper weight change before and after the pressing of the wet paper, and the water squeezing between the felts is compared. This water squeezing test was performed using the samples before and after polishing in Example 1. The test was performed under the conditions of a felt running speed of 200 m / min, a felt moisture of 500 ± 25 g / m 2 , a wet paper basis weight of 50 ± 2.5 g / m 2 , and a wet paper web moisture before press of 60 ± 1.0%. The test was performed under the condition of the number of samples n = 20, and the squeezed water was compared with the average value.
結果を表5に示す。表5を参照すると、研磨後のサンプルは研磨前のサンプルに比べて1.5%多く搾水しており、研磨加工によりフェルト表面平滑性と加圧均一性が向上することで、搾水性を向上させることができる。 The results are shown in Table 5. Referring to Table 5, the sample after polishing is squeezed 1.5% more than the sample before polishing, and the felt surface smoothness and pressure uniformity are improved by the polishing process. Can be improved.
次に本実施形態の実施例2について説明する。実施例2は経糸と緯糸とを織機で織ることで形成された基布層に、表層となる通常のナイロン(表中単に「ナイロン」という)と芯鞘型複合繊維(表中単に「芯鞘」という)とからなるバット繊維をニードリングしている。実施例2では繊度の異なるバット繊維がニードリングされた2種類のサンプルを供した。実施例2の繊維の材質、繊度を表6に示している。ここで実施例2の繊度は2.5dtex以上かつ17dtex以下の範囲となっている。また、実施例2は、20%以上かつ80%以下の前記芯鞘型複合繊維を含む構成としている。なお、実施例2−2はバット原料3が表外バット層となっている。 Next, Example 2 of the present embodiment will be described. In Example 2, a base fabric layer formed by weaving warps and wefts with a loom, a normal nylon layer (simply referred to as “nylon” in the table) and a core-sheath type composite fiber (simply referred to as “core sheath in the table”). )) And is needling. In Example 2, two types of samples in which vat fibers having different fineness were needled were used. Table 6 shows the material and fineness of the fibers of Example 2. Here, the fineness of Example 2 is in the range of 2.5 dtex or more and 17 dtex or less. Moreover, Example 2 is configured to include 20% or more and 80% or less of the core-sheath type composite fiber. In Example 2-2, the bat raw material 3 is the outer bat layer.
芯鞘型複合繊維は、融点の異なる2種類の高分子が芯部と鞘部に適用されている。鞘部の高分子は芯部の高分子と比べ低い融点とされているため、表層を芯部の融点よりも低く、鞘部の融点よりも高い温度環境に置くことで、芯部を維持したまま、鞘部を溶融させることができる。例えば、芯部には高融点(200℃以上)ポリアミド合成繊維を、鞘部には低融点(140℃〜160℃)ポリアミド合成繊維を適用することができる。 In the core-sheath type composite fiber, two kinds of polymers having different melting points are applied to the core part and the sheath part. Since the polymer of the sheath part has a lower melting point than the polymer of the core part, the core part was maintained by placing the surface layer in a temperature environment lower than the melting point of the core part and higher than the melting point of the sheath part. The sheath part can be melted as it is. For example, a high melting point (200 ° C. or higher) polyamide synthetic fiber can be applied to the core portion, and a low melting point (140 ° C. to 160 ° C.) polyamide synthetic fiber can be applied to the sheath portion.
この構成では、表層を研磨加工後に鞘部を溶融させ、その後硬化させることで、バット繊維同士の結合を強固とするとともに表層を硬化させることができるため、表層のバット繊維が脱毛することを防止する。なお、鞘部を溶融させるタイミングについては、フェルトの使用条件、研磨加工の作業性等から判断し、前記した研磨加工後に限定されることなく、研磨加工前や研磨加工前後に行ってもよい。すなわち、研磨前に鞘部の第2高分子材を一度溶融させることで、バット繊維同士の絡み合う力が弱い場合においても研磨を効率的に行うことができるようになり、所望のフェルト表面性を実現することが可能となる。 In this configuration, the sheath layer is melted after polishing the surface layer, and then cured, thereby strengthening the bonding between the bat fibers and curing the surface layer, thus preventing the bat fibers on the surface layer from being removed. To do. In addition, about the timing which melt | dissolves a sheath part, it judges based on the use conditions of felt, workability | operativity of grinding | polishing processing, etc., You may carry out before grinding | polishing processing or before and after grinding | polishing processing without being limited after the above-mentioned grinding | polishing processing. That is, by melting the second polymer material of the sheath portion once before polishing, it becomes possible to perform polishing efficiently even when the entanglement force between the bat fibers is weak, and the desired felt surface property can be obtained. It can be realized.
実施例2は、実施例1と同様に図4に示す研磨加工がされ、図2に示すニードリングされた後の「粗さ」、不均一な圧力分布が残っている状態から、図1に示す表面が研磨された状態となる。研磨加工前後の実施例について、フェルトの物性となる密度、研磨量、研磨前後の通気度を測定した結果を表7に示す。 In the second embodiment, the polishing process shown in FIG. 4 is performed in the same manner as the first embodiment, and the “roughness” and the non-uniform pressure distribution after the needling shown in FIG. The surface shown is polished. Table 7 shows the results of measuring the density, polishing amount, and air permeability before and after polishing of the examples before and after polishing.
表7を参照すると、実施例2は研磨加工前後で通気度の大きな変化は見られない。このように本実施例における研磨加工は、加工に供された実施例のバット繊維自体の通気特性を変えるものではない。実施例の密度は0.390g/cm3以上であり、研磨後のフェルト表面において毛羽立ち等は見られていない。 Referring to Table 7, Example 2 shows no significant change in air permeability before and after polishing. As described above, the polishing process in this example does not change the ventilation characteristics of the bat fiber itself of the example used for the process. The density of the example is 0.390 g / cm 3 or more, and no fuzz or the like is observed on the felt surface after polishing.
表8に、研磨加工前後の表面圧力分布変動係数の測定値と研磨加工前後の測定値の差を百分率および算術平均粗さRaの測定値と研磨加工前後の測定値の差(百分率)を示す。 Table 8 shows the difference between the measured value of the surface pressure distribution variation coefficient before and after the polishing process and the measured value before and after the polishing process, and the difference (percentage) between the measured value of the arithmetic average roughness Ra and the measured value before and after the polishing process. .
表8を参照すると、表面圧力分布の変動係数は低下しており、表面圧力分布の変動係数(JISZ8101−1)が0.25以下となるように研磨することができる。このように、研磨加工はフェルト表面の不均一な圧力分布を減少させることができる。また、実施例の百分率として示した研磨加工前後の測定値の差は表3で示した参考例と比べて大きくなっており、実施例では不均一な圧力分布を減少させる研磨加工の効果が高いことを示している。 Referring to Table 8, the coefficient of variation of the surface pressure distribution is lowered, and polishing can be performed so that the coefficient of variation of the surface pressure distribution (JISZ8101-1) is 0.25 or less. Thus, polishing can reduce the non-uniform pressure distribution on the felt surface. Further, the difference between the measured values before and after the polishing process shown as a percentage of the example is larger than that of the reference example shown in Table 3, and in the example, the effect of the polishing process for reducing the non-uniform pressure distribution is high. It is shown that.
次に、算術平均粗さRaを見ると、研磨された表面の算術平均粗さRa10〜38μmの範囲に含まれている。このように本実施例は、フェルト搾水性向上によるマシン操業効率の向上と、製紙機で生産される紙の表面性の向上とを実現させることが出来る。また、本実施例では、研磨前後で粗さが顕著に減少していることが分かる。前記した参考例1−4では研磨前後において粗さの変化はほとんど無かったが、芯鞘型複合繊維が適用された実施例では粗さの減少を実現できた。 Next, when the arithmetic average roughness Ra is seen, it is included in the range of the arithmetic average roughness Ra of 10 to 38 μm of the polished surface. As described above, the present embodiment can realize improvement in machine operation efficiency by improving felt water squeezing and improvement in surface properties of paper produced by a papermaking machine. Further, in this example, it can be seen that the roughness is remarkably reduced before and after polishing. In Reference Example 1-4 described above, there was almost no change in roughness before and after polishing, but in Examples where the core-sheath composite fiber was applied, a reduction in roughness could be realized.
以上、本発明について好適な実施形態を説明した。本発明は、明細書および図面に記載したものに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で設計変更が可能である。例えば、バット繊維の研磨加工をする前に、表層の繊維にポリビニルアルコールのり、デンプンのり等の水溶性高分子接着剤を塗布し、研磨後に接着剤を除去することもできる。かかる手順によって、表層を固定化することで研磨加工を容易にすることができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. The present invention is not limited to what is described in the specification and drawings, and design changes can be made without departing from the spirit of the invention. For example, a water-soluble polymer adhesive such as polyvinyl alcohol glue or starch glue may be applied to the surface fiber before polishing the batt fiber, and the adhesive may be removed after polishing. By such a procedure, the polishing process can be facilitated by fixing the surface layer.
本発明にかかる製紙用フェルトは、紙の表面性を向上させることができる効果を有し、複層構造をなす基布層の表面又は表裏両面にバット繊維層が一体化された製紙用フェルト、特に抄紙機のプレスパート(圧搾部)で用いられるプレスフェルトなどとして有用である。 The felt for papermaking according to the present invention has an effect of improving the surface property of paper, and the felt for papermaking in which bat fiber layers are integrated on the surface or both front and back surfaces of a base fabric layer having a multilayer structure, In particular, it is useful as a press felt used in a press part (squeezing part) of a paper machine.
1,11 基布層
2,12 バット繊維層
3 平面
10 フェルト
13 表面
21 搬送ロール
22 研磨ロール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 Base fabric layer 2,12 Butt fiber layer 3 Plane 10 Felt 13 Surface 21 Transport roll 22 Polishing roll
Claims (8)
前記表層の製紙面は、研磨された表面であり、
前記研磨された表面の平均圧力0.1MPa下でのフェルト表面圧力分布の変動係数が0.25以下であり、かつ算術平均粗さRaが10〜38μmの範囲内であることを特徴とする製紙用フェルト。 A papermaking felt comprising at least a base fabric layer and a surface layer in which bat fibers are entangled and integrated with the base fabric layer by needling,
Papermaking surface of the surface layer, Ri polished surface der,
A coefficient of variation in felt surface pressure distribution under an average pressure of 0.1 MPa on the polished surface is 0.25 or less, and an arithmetic average roughness Ra is in the range of 10 to 38 μm. Felt for.
該芯鞘型複合繊維は、第1高分子材からなる芯部と、該芯部の少なくとも一部を被覆し、前記第1高分子材と異なる第2高分子材とからなる鞘部とからなり、
前記第2高分子材の融点温度は、前記第1高分子材の融点温度よりも低いことを特徴とする請求項1に記載の製紙用フェルト。 The batt fiber of the surface layer includes a core-sheath type composite fiber that is a polymer material that is softened and melted by heat treatment,
The core-sheath-type conjugate fiber includes a core portion made of a first polymer material, and a sheath portion covering at least a part of the core portion and made of a second polymer material different from the first polymer material. Become
The papermaking felt according to claim 1, wherein the melting point temperature of the second polymer material is lower than the melting point temperature of the first polymer material.
前記表外バット層は、前記芯鞘型複合繊維を含むことを特徴とする請求項4に記載の製紙用フェルト。 The surface layer is composed of an outer bat layer arranged on the surface side and an inner bat layer arranged on the inner side of the outer bat layer,
5. The papermaking felt according to claim 4 , wherein the outer bat layer includes the core-sheath composite fiber.
前記表層の製紙面が研磨され、
前記バット繊維は、加熱処理により軟化・溶融する高分子材料である芯鞘型複合繊維を含み、
該芯鞘型複合繊維は、第1高分子材からなる芯部と、該芯部の少なくとも一部を被覆し、前記第1高分子の融点温度よりも低い融点温度を有する第2高分子材とからなる鞘部とからなり、
前記表層の製紙面が研磨される前に、前記第1高分子の融点温度よりも低く、前記第2高分子材の融点温度よりも高い温度で加熱、冷却されることを特徴とする製紙用フェルトの製造方法。 A method for producing a felt for papermaking, comprising: a base fabric layer; and a surface layer in which batt fibers are entangled and integrated with the base fabric layer by needling,
The surface papermaking surface is polished ,
The batt fiber includes a core-sheath type composite fiber that is a polymer material that is softened and melted by heat treatment,
The core-sheath type composite fiber includes a core portion made of a first polymer material and a second polymer material that covers at least a part of the core portion and has a melting point temperature lower than the melting point temperature of the first polymer. And a sheath part consisting of
Before the surface papermaking surface is polished, it is heated and cooled at a temperature lower than the melting point temperature of the first polymer and higher than the melting point temperature of the second polymer material . Felt manufacturing method.
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