特開 2024-139568 製紙用フェルト及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024139568

(43)【公開日】2024-10-09

(54)【発明の名称】製紙用フェルト及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   D21F 7/08 20060101AFI20241002BHJP

【ＦＩ】

D21F7/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023050568

(22)【出願日】2023-03-27

(71)【出願人】

【識別番号】000229852

【氏名又は名称】日本フエルト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001379

【氏名又は名称】弁理士法人大島特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】植出 悠

【テーマコード（参考）】

4L055

【Ｆターム（参考）】

4L055CE38

4L055EA15

4L055EA16

4L055EA19

4L055EA32

4L055EA40

4L055FA08

(57)【要約】

【課題】使用初期から搾水性が非常に良好で、防汚性を損なうことなく、優れた搾水性を維持できる製紙用フェルト及びその製造方法を提供する。
【解決手段】製紙用フェルト１は、基布２と、バット層３と、不織布層４とを備える。不織布層４は、レーヨン１００％の不織布をニードルパンチングすることによって形成される。不織布層４のレーヨン繊維は、５～３５ｍｍの繊維長を有する。レーヨン１００％の不織布は、１５～６０ｇ／ｍ^２の目付を有することが好ましく、不織布層４は、基布２の直上若しくは直下、又はバット層３の表内層８ａと表外層８ｂとの間に配置されることが好ましい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基布と、
前記基布の走行面側に配置された裏層及び前記基布の製紙面側に配置された表層を含むバット層と、
前記基布と前記裏層若しくは前記表層との間、又は前記バット層内に配置されたレーヨン繊維１００％から構成される不織布をニードルパンチングによって形成された不織布層とを備え、
前記バット層及び前記不織布層は、前記ニードルパンチングにより、前記レーヨン繊維が、前記バット層の内部及び前記基布の内部に分散するように、前記基布に一体化されており、
前記レーヨン繊維は、５～３５ｍｍの繊維長を有する、製紙用フェルト。

【請求項2】

前記不織布層は、前記基布に隣接している、請求項１に記載の製紙用フェルト。

【請求項3】

前記レーヨン繊維は、捲縮しており、前記不織布においてランダムに配列されている、請求項１に記載の製紙用フェルト。

【請求項4】

前記不織布は、１５～６０ｇ／ｍ^２の目付を有する、請求項１に記載の製紙用フェルト。

【請求項5】

前記レーヨン繊維は、５～１５ｍｍの繊維長を有する、請求項１に記載の製紙用フェルト。

【請求項6】

前記レーヨン繊維は、前記バット層を構成するステープルファイバーよりも細い、請求項１に記載の製紙用フェルト。

【請求項7】

基布に、レーヨン繊維１００％から構成される不織布とバット層の少なくとも一部となるべきステープルファイバーシートとを重ね、これらを重ね合わせたものに対してニードルパンチングを行うことにより、これらを一体化する工程を備え、
前記レーヨン繊維は、５～３５ｍｍの繊維長を有する、製紙用フェルトの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、製紙用フェルト及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

製紙用フェルトは、製紙マシンのプレスパートで使用され、搾水される湿紙を運搬する。湿紙を載せた製紙用フェルトが１対のプレスロールに加圧され、湿紙に含まれる水分が製紙用フェルトに移行することにより、湿紙が搾水される。製紙用フェルトは、経糸及び緯糸が互いに織り込まれた基布と、ニードルパンチングによって基布に一体化されたバット層とを備える。搾水性を向上させるため、製紙用フェルトに他の層を追加することや、バット層の組成を変更することが提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１では、親水性不織布の「繊度（太さ）」と「坪量」に着目し、基布より製紙面側（湿紙側）のバット層の中にナイロン製の親水性不織布の層を配置し、親水性不織布の繊維を、親水性不織布よりも製紙面側に位置する部分のバット層の繊維よりも細くするとともに、それらの坪量比を８：１～３：１とすることが提案されている。親水性不織布への毛細管現象による水分移行作用、移行された水分の保持作用が発揮されるため、プレスロールの加圧から解放された後に製紙用フェルトに吸収されていた水分が湿紙に戻る再湿現象が抑制される。

【0004】

また、例えば、特許文献２には、バット層の「弾性」に着目し、バット層を構成するステープルファイバーとして、６ナイロンの２５％未満の弾性を有する「低弾性」なビスコースレーヨン等の再生セルロース繊維とナイロン等のポリマー繊維との混合物を用いることが提案されている。とりわけ湿紙側表面のバット層を構成する繊維としてこのような「低弾性」な再生セルロース繊維を混ぜることにより、製紙用フェルトが加圧後の圧縮された状態から元の厚さに戻るまでの時間が長くなる。このため、湿紙を製紙用フェルトからより早く分離することができ、湿紙の再湿潤を抑制することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４－１４３６２７号公報

【特許文献2】特表２００７－５１６３６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載の製紙用フェルトのように、不織布層がナイロンのような合成繊維のスパンボンド不織布によって構成される場合、合成繊維のスパンボンド不織布は、繊維間接着力が強いため、ニードルパンチングで崩れずスパンボンド不織布を構成する合成繊維が分散し難く、層として分布する。層として不織布繊維が分布すると、製紙用フェルトは、使用末期でも繊維が脱落しにくいため密度が上昇し、通気度が下がって汚れが蓄積しやすくなる。

【0007】

また、製紙用フェルトの表面は、プレスパートにおいて、洗浄等のシャワーにより毛羽立ちやすく、サクションボックスにより吸引されることから、損傷を受けやすい。このため、特許文献２のように、製紙用フェルトの製紙面側（湿紙側）表面に親水性繊維が配置されると、親水性繊維が使用初期に脱落しやすい。また、バット繊維（バット層を構成するステープルファイバー）として再生セルロース繊維のような親水性繊維を使用すると、製紙面側表面のバット層や内部のバット層などの位置に配置した場合でも、バット繊維がフェルト全体に分散し、親水性繊維同士が密着していないため、水和力が働きにくく水分移行に寄与しにくい。また、１～５ｄｔｅｘ程度の微細な親水性繊維同士が接着されていないため、製紙用フェルトが搾水に最適な密度になる前、つまり使用初期に親水性繊維が脱落しやすくなり、使用初期から脱水性能の効果が低減する。

【0008】

本発明は、以上の背景に鑑み、使用初期から搾水性が非常に良好で、防汚性を損なうことなく、優れた搾水性を維持できる製紙用フェルト及びその製造方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために本発明のある態様に係る製紙用フェルト（１，１１，２１）は、基布２と、前記基布の走行面側に配置された裏層（７）及び前記基布の製紙面側に配置された表層（８）を含むバット層（３）と、前記基布と前記裏層若しくは前記表層との間、又は前記バット層内に配置されたレーヨン繊維（セルロース）１００％から構成される不織布をニードルパンチングによって形成された不織布層（４）とを備え、前記バット層及び前記不織布層は、前記ニードルパンチングにより、前記レーヨン繊維が、前記バット層の内部及び前記基布の内部に分散するように、前記基布に一体化されており、前記不織布を構成するレーヨン繊維は、５～３５ｍｍの繊維長を有する。なお、図７に示すように、バット層及び不織布層の繊維はニードルパンチングによって複雑に交絡し、基布とも複雑に交絡しているため、構造又は特性によりバット層及び不織布層を直接特定することはおよそ実際的でない。このため、「ニードルパンチング」という繊維を交絡させる方法によりバット層及び不織布層を特定した。

【0010】

この態様によれば、レーヨン繊維１００％から構成される不織布層に水分が移行しやすい。また、レーヨン１００％の不織布の繊維長が５～３５ｍｍであるため、ニードルパンチングによりレーヨン繊維が適度に分散し、使用初期は不織布繊維が脱落しにくいものの、使用中に徐々に脱落していき、使用末期には脱落しているため密度上昇が抑えられ、汚れが蓄積されにくい。

【0011】

上記の態様において、前記不織布層（４）は、前記基布（２）に隣接していても良い。

【0012】

この態様によれば、プレス中にシャワーやサクションボックスによる損傷を受けにくくなる。このため、使用初期に不織布繊維が脱落しにくく、搾水性向上の効果が維持される。また、空隙の多い基布層にも微細な不織布繊維が分散することで、バット層と基布層の水圧差を少なくすることができ、湿紙、表層、基布の層と水圧が徐々に変化するような内部構造になる。このため、湿紙から製紙用フェルトの内部へ水分がスムーズに移行しやすくなり、搾水性が向上する。

【0013】

上記の態様において、前記レーヨン繊維は、捲縮しており、前記不織布においてランダムに配列されていると良い。

【0014】

この態様によれば、レーヨン繊維が捲縮していることにより、吸水や抱水に適した繊維間空隙の構造になるので、吸水速度が速くなり、かつ、多くの水分を保持できるようになり、搾水性がより向上する。また、レーヨン繊維が不織布においてランダムに配列されていることにより、ニードルパンチングでレーヨン繊維が基布及びバット層にニードル針によって把持・運搬されやすくなる。このため、レーヨン繊維は、不織布構造がより崩れて基布及びバット層へ分散しやすくなり、使用末期でも密度が上昇しにくくなり、汚れが蓄積されにくくなる。

【0015】

上記の態様において、前記不織布は、１５～６０ｇ／ｍ^２の目付を有すると良い。

【0016】

この態様によれば、搾水性と通気度とのバランスのよい製紙用フェルトとなる。

【0017】

上記の態様において、前記レーヨン繊維は、５～１５ｍｍの繊維長を有すると良い。

【0018】

この態様によれば、前記不織布が５～１５ｍｍの繊維長のレーヨン繊維１００％から構成されるため、ニードルパンチングで不織布構造が崩れやすく、使用末期でも密度が上昇しにくい。そのため、通気度が下がりにくく、汚れが蓄積されにくい。

【0019】

上記の態様において、前記レーヨン繊維は、１０～３０ｍｍの繊維長を有しても良い。

【0020】

この態様によれば、搾水性が良好となる。

【0021】

上記の態様において、前記レーヨン繊維は、前記バット層を構成するステープルファイバーよりも細いと良い。

【0022】

この態様によれば、レーヨン繊維が基布の隙間内に分散され易くなるため、汚れが蓄積されにくい。

【0023】

本発明のある態様に係る製紙用フェルト（１，１１，２１）の製造方法は、基布（２）に、レーヨン繊維１００％から構成される不織布とバット層（３）の少なくとも一部となるべきステープルファイバーシートとを重ね、これらを重ね合わせたものに対してニードルパンチングを行うことにより、これらを一体化する工程を備え、前記レーヨン繊維は、５～３５ｍｍの繊維長を有する。

【0024】

この態様によれば、５～３５ｍｍの繊維長を有するレーヨン繊維が基布及びバット層に適度に分散した製紙用フェルトを製造できるため、製紙用フェルトは、使用初期から搾水性が非常に良好で、防汚性を損なうことなく、優れた搾水性を維持できる。

【発明の効果】

【0025】

以上の態様によれば、使用初期から搾水性が非常に良好で、防汚性を損なうことなく、優れた搾水性を維持できる製紙用フェルト及びその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】第１実施形態に係る製紙用フェルトの模式的断面図（経断面）

【図2】第２及び第３実施形態に係る製紙用フェルトの模式的断面図（経断面、Ａ：第２実施形態、Ｂ：第３実施形態）

【図3】実施例及び比較例に係る製紙用フェルトの模式的断面図

【図4】搾水試験の試験方法を示す説明図

【図5】吸水性評価試験の結果を示すグラフ

【図6】搾水試験の結果を示すグラフ

【図7】実施例の電子顕微鏡写真（緯断面）

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の説明において、製紙面側とは、抄紙機に取り付けられた製紙用フェルト１において、湿紙を支持する面の側（外面側）を言い、走行面側とは、抄紙機のロールに支持される面の側（内面側）を言う。図１～図３においては、紙面の上方が製紙面側であり、紙面の下方が走行面側である。

【0028】

図１は、第１実施形態に係る製紙用フェルト１の模式的断面図である。製紙用フェルト１は、基布２と、バット層３と、不織布層４とを備える。なお、図１は模式図であり、各層が他の層と分離して状態で示されているが、実際には、バット層３及び不織布層４を構成する繊維は、ニードルパンチングにより交絡して厚み方向に分散し、基布２と一体化している（図７参照、図２及び図３も同様）。

【0029】

基布２は、経糸５と、経糸５に織り込まれた緯糸６を含む。経糸５及び緯糸６を構成する素材は特に限定されないが、例えば、ポリアミド系樹脂や、ポリエステル系樹脂を使用することができる。ポリアミド系樹脂として、６６ナイロン、６ナイロン、１２ナイロン、１１ナイロン、６１０ナイロン、６１２ナイロン等のナイロンが挙げられる。ポリエステル系樹脂は、ジカルボン酸とグリコールとからなるポリエステルであれば特にその種類に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、経糸５及び緯糸６は、互いに同一素材から構成されても、異なる素材から構成されても良い。また、各糸は、各々単一材質で構成されていてもよく、材質が異なる２種以上の材質で構成されていてもよい。経糸５及び緯糸６の糸の種類は、特に限定されないが、例えば、モノフィラメント単糸、モノフィラメント撚糸、マルチフィラメント撚糸、又はそれらの組み合わせであって良い。本実施形態では、基布２は平織の１つの１重織の織布によって構成されているが、基布２は、平織以外の組織で織られていても良く、２重織（経糸５及び緯糸６の一方が上下２段に配置され、他方が１段に配置されて、互いに織り込まれた構造）や３重織（製紙面側と走行面側とが、それぞれ別の経糸５及び緯糸６で構成され、接結糸で１枚に合わせた構造）でも良く、複数の織布が重ねられたものであっても良い。

【0030】

バット層３は、基布２の走行面側に配置された裏層７と、前記基布の製紙面側に配置された表層８とを含む。表層８は、基布２側に配置された表内層８ａと、製紙面側に配置された表外層８ｂとを含む。バット層３は、基布２にステープルファイバーシートをニードルパンチングすることによって形成され、基布２に一体化される。バット層３を構成するステープルファイバーの素材は、特に限定されないが、例えば上記のナイロン等を使用することができる。通常、バット層３を構成するステープルファイバーは、２～１５０ｄｔｅｘ（数値範囲について「ｘ以上ｙ以下」を「ｘ～ｙ」と記す）、好ましくは５～１２０ｄｔｅｘ、より好ましくは９～１００ｄｔｅｘの太さを有し、４０～１００ｍｍの繊維長とを有する。バット層３の太さと繊維長は、製紙用フェルト１に求められる表面性や空隙率等の特性に応じて適切に設定され、紙に接触する表外層８ｂには、表内層８ａよりも、細い繊維が使用される。

【0031】

不織布層４は、基布２と表層８の間であって、基布２の直上に、すなわち、基布２の製紙面側の面に隣接するように配置される。不織布層４は、レーヨン繊維１００％から構成される不織布をニードルパンチングすることにより形成される。不織布層４のレーヨン繊維は、５～３５ｍｍ、好ましくは５～１５ｍｍの繊維長を有する。不織布層４を形成するための不織布は、１５～１００ｇ／ｍ^２、好ましくは１５～６０ｇ／ｍ^２の目付を有する。不織布層４のレーヨン繊維は、バット層３を構成するステープルファイバーよりも細く、１～５ｄｔｅｘの太さを有する。不織布層４用の不織布は、バインダー（接着剤）を使用せず、繊維同士が自己融着することによりシートを形成させた不織布で、レーヨン繊維が、機械方向や機械横断方向など特定の方向に整列することなくランダムに配列され、捲縮（クリンプ）数が２．５４ｃｍ（１インチ当たり）２０～３０であることが好ましく、熱融着部があっても良い。

【0032】

製紙用フェルト１の製造方法について説明する。作業員は、以下の手順に従って製紙用フェルト１を製造する。まず、基布２を製織する。次に、基布２の製紙面側に不織布層４となるべきレーヨン繊維１００％から構成される不織布を重ね、その不織布の製紙面側に表内層８ａにおける基布２側の部分８ｃとなるべきステープルファイバーシート（短繊維シート）を重ね、ニードルパンチングによりこれらを一体化した第１の仕掛品を作成する。次に、第１の仕掛品の製紙面側に、表内層８ａにおける製紙面側の部分８ｄとなるべきステープルファイバーシートを重ね、ニードルパンチングによりこれらを一体化した第２の仕掛品を作成する。次に、第２の仕掛品の製紙面側に、表外層８ｂとなるべきステープルファイバーシートを重ね、ニードルパンチングによりこれらを一体化した第３の仕掛品を作成する。次に、第３の仕掛品の走行面側に、裏層７となるべきステープルファイバーシートを重ね、ニードルパンチングによりこれらを一体化し第４の仕掛品を作成する。次に、第４の仕掛品に、設定寸法に仕上げるための化学処理や特殊加工と、性能向上のための洗浄や樹脂加工とを含む仕上げ工程を実施して、製紙用フェルト１を完成させる。なお、裏層７となるべきステープルファイバーシートのニードルパンチングは、レーヨン繊維１００％から構成される不織布のニードルパンチングの前、レーヨン繊維１００％から構成される不織布のニードルパンチングと表内層８ａの製紙面側の部分８ｄのニードルパンチングとの間、又は、表内層８ａの製紙面側の部分８ｄのニードルパンチングと表外層８ｂのニードルパンチングとの間に行っても良い。

【0033】

製紙用フェルト１の作用効果について説明する。レーヨン繊維１００％から構成される不織布は、レーヨン繊維のみから構成される不織布であり、合成繊維の不織布や樹脂を混合したレーヨン不織布よりも吸水性が高いため、不織布層４に水分が移行しやすい。このため、製紙用フェルト１の搾水性が向上する。また、レーヨン繊維１００％から構成される不織布は、樹脂や、熱融着繊維、接着剤を使用しておらず、適度な結合力で繊維間が接着されている。このため、特に不織布の繊維長が５～３５ｍｍの場合は、ニードルパンチングで不織布構造が崩れて、層の形状を保っている箇所と不織布挿入位置周囲に繊維が分散している箇所が形成される。言い換えると、製紙用フェルト１は、基布２と、基布２の少なくとも紙面側に配置されるバット層３とを有し、繊維長が５～３５ｍｍのレーヨン繊維が製紙用フェルト１の表面に露出することなく、バット層３の内部および基布２の内部に分散している。このような短繊維のレーヨン繊維を含むレーヨン不織布を用いることで、製紙用フェルト１製造時のニードルパンチングにより、多くのレーヨン繊維が基布２の内部にまで侵入し、使用開始から速やかに製紙用フェルト１内部へ水分を移行させることができる。また、レーヨン繊維が捲縮を有することで、製紙用フェルト１製造時のニードルパンチングにより、レーヨン繊維が分散しすぎず、適度に繊維同士が絡み合っているため、使用時にレーヨン繊維が早急に脱落することも抑制できる。また、このような短繊維のレーヨン繊維を含むレーヨン不織布を用いることで、バット層３と比べて相対的に空隙の多い基布２の空隙を適度に充填することができ、湿紙－基布２間の水圧差が減少し、湿紙－製紙用フェルト１内部間の水分移行がよりスムーズとなり、搾水性を向上させることができる。また、このような形状の不織布層４が配置されている製紙用フェルト１は、使用初期はレーヨン繊維が脱落しにくいものの、使用中に徐々に脱落していき、使用末期には脱落しているため密度上昇が抑えられる。その結果、一定の通気度値を維持するので、汚れが蓄積されにくい。また、レーヨン繊維の太さがバット層３の繊維の太さよりも細いことによっても、レーヨン繊維の基布２及びバット層３への分散性を向上させ、防汚性を高める。

【0034】

不織布層４用のレーヨン繊維は、５～１５ｍｍの繊維長を有することが好ましい。このような長さの繊維によって形成された不織布の方が、ニードルパンチングで不織布構造が崩れやすく、使用末期でも密度が上昇しにくい。そのため、通気度が下がりにくく、汚れが蓄積されにくい。

【0035】

不織布層４用の不織布において、レーヨン繊維は、機械方向，機械横断方向など特定の方向に整列することなく、ランダムに配列されていることが好ましい。不織布層４のレーヨン繊維がこのような配列である方が、ニードルパンチングでレーヨン繊維が基布２及びバット層３にニードル針によって把持・運搬されやすくなるので、不織布構造がより崩れて、レーヨン繊維が基布２及びバット層３へ分散しやすくなる。よって、上記同様、使用末期でも密度が上昇しにくくなり、汚れが蓄積されにくくなる。

【0036】

また、不織布層４用のレーヨン繊維は、２．５４ｃｍ（１インチ）あたり２０～３０の捲縮数を有することが好ましい。不織布層４のレーヨン繊維の捲縮数がこの範囲である方が、吸水や抱水に適した繊維間空隙の構造になるので、吸水速度が速くなり、かつ、多くの水分を保持できるようになり、搾水性がより向上する。

【0037】

一方、不織布の繊維長が３５ｍｍより長い場合は、例え適度な結合力で繊維間が接着されていてもニードルパンチングで不織布構造が崩れにくく、不織布層４の繊維が、基布２やバット層３にほとんど分散しない。すると、不織布層４は、使用末期まで繊維が脱落しにくく、密度が上昇して、通気度が下がり、汚れが不織布層４に蓄積しやすくなる。また、繊維長が５ｍｍ以下の場合、その繊維が、ニードルパンチングで製紙用フェルト全体に分散してしまうため、使用初期に繊維が脱落しやすくなる。このため、搾水性の向上効果が短期間に失われる。

【0038】

不織布層４を製紙用フェルト１の表面に近い表層８ではなく、基布２の直上（基布２の製紙面側に隣接して）配置することで、プレス中にシャワーやサクションボックス３６（図４参照）による損傷を受けにくくなる。このため、使用初期に不織布繊維が脱落しにくく、搾水性向上の効果が維持される。また、空隙の多い基布２の層にも微細な不織布繊維が分散することで、バット層３と基布２の層の水圧差を少なくすることができ、湿紙、表層８、基布２の層と水圧が徐々に変化するような内部構造になる。このため、湿紙から製紙用フェルト１の内部へ水分がスムーズに移行しやすくなり、搾水性が向上する。

【0039】

不織布層４用の不織布の目付が多いほど、搾水性は向上するが、通気度は低くなる。通気度が低いと特に使用末期に汚れが蓄積されやすくなる。このため、不織布層４用の不織布の目付は１５～１００ｇ／ｍ^２、好ましくは１５～６０ｇ／ｍ^２とするのが良い。

【0040】

図２を参照して、本発明の第２及び第３実施形態を説明する。図２（Ａ）は、第２実施形態に係る製紙用フェルト１１の模式的断面図であり、図２（Ｂ）は、第３実施形態に係る製紙用フェルト２１の模式的断面図である。第２及び第３実施形態の説明に当たって、第１の実施形態と共通する構成は、その説明を省略し同一の符号を付す。

【0041】

第２実施形態に係る製紙用フェルト１１の構成は、不織布層４が、基布２と裏層７の間であって、基布２の直下に、すなわち、基布２の走行面側の面に隣接するように配置される点でのみ第１実施形態と相違する。このように、基布２の直下に不織布層４を配置することにより、直上に配置した場合に比べて不織布層４が製紙面から離れるため、不織布層４のつなぎ部による湿紙表面へのマークが生じ難くなる。このため、製紙用フェルト１１は、特に表面性が重要となる紙を製造する製紙マシンで使用するのに好適である。その他の点において、不織布層４が基布２の直下に配置された第２実施形態に係る製紙用フェルト１１は、不織布層４が基布２の直上に配置された第１実施形態（図１参照）と同様の効果を奏する。

【0042】

製紙用フェルト１１の製造方法について説明する。作業員は、以下の手順に従って製紙用フェルト１１を製造する。まず、基布２を製織する。次に、基布２の走行面側に不織布層４となるべきレーヨン繊維１００％から構成される不織布を重ね、その不織布の走行面側に裏層７における基布２側の部分７ａとなるべきステープルファイバーシートを重ね、ニードルパンチングによりこれらを一体化した第１の仕掛品を作成する。次に、第１の仕掛品の走行面側に、裏層７における走行面側の部分７ｂとなるべきステープルファイバーシートを重ね、ニードルパンチングによりこれらを一体化した第２の仕掛品を作成する。次に、第２の仕掛品の製紙面側に、表内層８ａとなるべきステープルファイバーシートを重ね、ニードルパンチングによりこれらを一体化した第３の仕掛品を作成する。次に、第３の仕掛品の製紙面側に、表外層８ｂとなるべきステープルファイバーシートを重ね、ニードルパンチングによりこれらを一体化し第４の仕掛品を作成する。次に、第４の仕掛品に、上記の仕上げ工程を実施して、製紙用フェルト１１を完成させる。なお、表内層８ａとなるべきステープルファイバーシートのニードルパンチングは、レーヨン繊維１００％から構成される不織布のニードルパンチングの前に行っても良い。

【0043】

第３実施形態に係る製紙用フェルト２１は、不織布層４が表内層８ａと表外層８ｂとの間に配置された点のみ、第１実施形態と相違する。第３実施形態に係る製紙用フェルト２１は第１及び第２実施形態に比べて、不織布層４が基布２から離れているため、不織布繊維が基布２の層内に分散し難くなっている。このため、第３実施形態は、不織布繊維が、基布２の層内に分散することによって生じる効果は、第１実施形態よりも低いと考えられるが、その他の点においては第１実施形態と同様の効果を有する。

【0044】

製紙用フェルト２１の製造方法について説明する。作業員は、以下の手順に従って製紙用フェルト２１を製造する。まず、基布２を製織する。次に、基布２の製紙面側に表内層８ａとなるべきステープルファイバーシートを重ね、ニードルパンチングによりこれらを一体化した第１の仕掛品を作成する。次に、第１の仕掛品の製紙面側に、不織布層４となるべきレーヨン繊維１００％から構成される不織布を重ね、その不織布の製紙面側に表外層８ｂにおける基布２側の部分８ｅとなるべきステープルファイバーシートを重ね、ニードルパンチングによりこれらを一体化した第２の仕掛品を作成する。次に、第２の仕掛品の製紙面側に、表外層８ｂの製紙面側の部分８ｆとなるべきステープルファイバーシートを重ね、ニードルパンチングによりこれらを一体化した第３の仕掛品を作成する。次に、第３の仕掛品の走行面側に、裏層７となるべきステープルファイバーシートを重ね、ニードルパンチングによりこれらを一体化し第４の仕掛品を作成する。次に、第４の仕掛品に、上記の仕上げ工程を実施して、製紙用フェルト２１を完成させる。なお、裏層７となるべきステープルファイバーシートのニードルパンチングは、表内層８ａのニードルパンチングの前、表内層８ａのニードルパンチングとレーヨン繊維１００％から構成される不織布のニードルパンチングとの間、又は、レーヨン繊維１００％から構成される不織布のニードルパンチングと表外層８ｂの製紙面側の部分８ｆのニードルパンチングとの間に行っても良い。

【実施例0045】

表１及び図３に示す構成のフェルトサンプルについて搾水試験を行うとともに、各フェルトサンプルに使用した不織布層４，４'の不織布について吸水性評価試験を行った。

【0046】

【表1】

【0047】

≪吸水性評価試験≫
吸水性評価試験は、ＪＩＳ Ｌ １９０７に掲載されている吸水性評価試験（バイレック法）に基づいて実施した。不織布サンプルから２５ｍｍ×２００ｍｍの短冊形の試験片を１０枚（機械方向が長手方向とするものと機械横断方向を長手方向とするものとを５枚ずつ）採取し、試験片の端を水に浸漬させ、１０分後に毛細管現象で水面から上昇した水の高さ（ｍｍ）を測定した。

【0048】

≪搾水試験≫
作業員が以下の作業を行って搾水試験を行った。

【0049】

＜フェルトサンプルの製作＞
基布２は２層とした。製紙面側に配置された上基布層は、０．２ｍｍ径の６ナイロンモノフィラメントの撚糸を経糸５とし、０．２５ｍｍ径の６ナイロンモノフィラメントの単糸を緯糸６として用いて、１重織組織で織り上げられ、２７５ｇ／ｍ^２の目付を有した。走行面側に配置された下基布層は、０．４ｍｍ径の６ナイロンモノフィラメントの単糸を経糸５と０．４ｍｍ径の６・１０ナイロンモノフィラメントの単糸を緯糸６として用いて、２重織組織で織り上げられ、５８１ｇ／ｍ^２の目付を有した。下基布層に上基布層を重ね、基布２の層とした。

【0050】

裏層７を形成するために基布２の下（走行面側）に平均繊度３９ｄｔｅｘ、目付１５０ｇ／ｍ^２の６６ナイロンステーブルファイバーシートを配置した。表内層８ａを形成するために基布２の上（製紙面側）に平均繊度３９ｄｔｅｘの６６ナイロンステープルファイバーシートを目付が４５０ｇ／ｍ^２となるように３枚重ねて配置した。表外層８ｂを形成するために、表内層８ａ用のステープルファイバーシートの上に平均繊度２２ｄｔｅｘの６６ナイロンステープルファイバーシートを目付が２００ｇ／ｍ^２となるように２枚重ねて配置した。また、不織布層４，４' （比較例の不織布層を符号「４'」で示す）を形成するための不織布を表１及び図３に示す位置に挿入した。目付２５ｇ／ｍ^２の不織布を使用し、目付５０ｇ／ｍ^２以上の不織布層４を形成する場合は、複数枚の不織布を重ねて配置した。これらの基布２、ステープルファイバーシート及び不織布の積層体に対してニードルパンチングを行い、バット層３及び不織布層４，４'を形成し、基布２、バット層３及び不織布層４，４'を絡合一体化させた。針打ち密度は６０６回／ｃｍ^２とした。更にプレス加工を行い、フェルトサンプルを作製した。

【0051】

図３に示すように、実施例１～４及び９、並びに比較例１～４は、第１実施形態のように基布２と表内層８ａの間に不織布が配置され、不織布は、表内層８ａを形成するステープルファイバーシートと同時に表面（製紙面側）からニードルパンチングされた。実施例５及び６は、第２実施形態のように基布２と裏層７との間に不織布が配置され、不織布は、裏層７を形成するステープルファイバーシートと同時に裏面（走行面側）からニードルパンチングされた。実施例７及び８は、第３実施形態のように表内層８ａと表外層８ｂとの間に不織布が配置され、不織布は、表外層８ｂを形成するステープルファイバーシートと同時に表面（製紙面側）からニードルパンチングされた。

【0052】

＜搾水試験＞
・事前準備
図４に試験機の概略図を示す。
（１）各フェルトサンプルを４２×２０ｃｍの大きさに切り出し、エンドレスベルト状に縫い合わせてフェルト試験体Ｆとし、プレスロール試験機３１に取り付けた。プレスロール試験機３１は、フェルト試験体Ｆを支持するロール３２と、フェルト試験体Ｆに載置された湿紙（水分を含んだ濾紙Ｓ）を互いに協働して圧縮するトップロール３３及びボトムロール３４と、フェルト試験体Ｆにおけるトップロール３３及びボトムロール３４を通過して濾紙Ｓが取り除かれた部分に水をかけるシャワー装置３５と、フェルト試験体Ｆにおけるシャワー装置３５を通過した部分から水分を吸引するサクションボックス３６とを備える。このプレスロール試験機３１は、試験中、１周につき１回、トップロール３３とボトムロール３４でフェルト試験体Ｆ及び濾紙Ｓをプレス（圧縮）する構造である。取り付けられた各ロール３２によりフェルトの表面が外側にも内側にも屈曲するような走行となる。

【0053】

（２）搾水試験中のフェルト試験体Ｆの厚み変化を少なくするために、事前に走行速度を２５０ｍ／分、プレス線圧を６０ｋＮ／ｍとして、プレス回数が９，０００回になるまで、表面側からシャワーしながらフェルト試験体Ｆを走行させた。

【0054】

・濾紙Ｓ
濾紙Ｓ（Whatman No.3 φ１５０ｍｍ（坪量約１８５ｇ／ｍ^２））を２４時間以上、水に浸漬した後、プレス前水分６５％になるように水分調整を行い、湿紙の代わりとした。

【0055】

・試験手順
（１）プレスロール試験機３１に取り付けたフェルト試験体Ｆを、走行速度を４０ｍ／分、トップロール３３及びボトムロール３４によるプレス線圧を５０ｋＮ／ｍ、シャワー装置３５からのシャワー流量４Ｌ／分として、サクションボックス３６で表面側から水分を吸引しながら走行させた。

【0056】

（２）６５％に水分調整した濾紙Ｓを、連続運転中のフェルト試験体Ｆの上（プレス入口）にアルミ板とともに置いてトップロール３３及びボトムロール３４によるプレスを通過させ、通過後にフェルト試験体Ｆから取り出し、プレス前後の濾紙Ｓの重量を記録した。

【0057】

（３）濾紙Ｓを乾燥機で予備乾燥し（６０℃で１時間程度）、赤外水分計（熱天秤）を使用して絶乾重量を測定し、プレス前後の濾紙Ｓの水分を求めた。実施例１～９及び比較例１～４の各々について、１つのフェルト試験体Ｆで１０枚の濾紙Ｓで試験を行い、その平均値を算出した。

【0058】

・通気度測定
１つのフェルト試験体Ｆにつき５か所ずつ通気度を測定し、平均値を算出した。

【0059】

吸水性評価試験の結果を表２及び図５に示す。表２及び図５に示されるように、レーヨン１００％の不織布は、繊維長が１０ｍｍであっても３０ｍｍであっても、他の素材の不織布よりも吸水性が高かった。実施例９のレーヨン不織布では、機械方向の吸水速度が機械横断方向の吸水速度に比べて明らかに大きかった。一方、実施例１～８で使用したレーヨン不織布では、機械方向と機械横断方向との吸水速度が略同じであった。このような違いが生じた理由は、表１の「繊維の配向」の欄に示されるように、実施例１～８で使用したレーヨン不織布では繊維がランダムに配向されているのに対して、実施例９のレーヨン不織布では繊維が経方向のみに基本配向している影響であると考えられる。

【表2】

【0060】

表３及び図６に搾水性評価試験の結果を示す。表３及び図６（Ａ）に示されるように、レーヨン１００％の不織布層４を有するフェルト試験体Ｆ（実施例１及び９）で運搬されて濾紙Ｓは、他の不織布層４'を有するフェルト試験体Ｆ（比較例１～４）及び不織布層４，４'を有さないフェルト試験体Ｆ（比較例５）に比べて、プレス前後の水分差が大きく、搾水性が高かった。表３及び図６（Ｂ）に示すように、不織布層４が基布２の直上に配置されたフェルト試験体Ｆ（実施例１～４）及び不織布層４が表内層８ａと表外層８ｂとの間に配置されたフェルト試験体Ｆ（実施例７及び８）は、不織布層４が基布２の直下に配置されたフェルト試験体Ｆ（実施例５及び６）に比べて、プレス前後の水分差が大きく、搾水性が高かった。また、目付が増えるに従って、プレス前後の水分差が大きく、搾水性が高くなった。

【表3】

【0061】

表４にフェルト試験体Ｆの通気度測定の結果を示す。通気度の単位は、ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓである。表４に示されるように、通気度は、不織布の種類及び位置が共通であれば、目付が増えるにつれて減少した。実施例１～４の結果から判断すると、不織布層４が基布２の直上に配置され、繊維長１０ｍｍ、レーヨン１００％の不織布により不織布層４を形成した場合は、目付が６０ｇ／ｍ^２であれば、約２０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓの通気度が得られると推定できた。フェルト内に配置する不織布の目付が７５ｇ／ｍ^２の実施例３と１００ｇ／ｍ^２の実施例４は、フェルト試験体Ｆの通気度が２０ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓ未満であるため、特に使用末期に汚れが蓄積されやすい。そのため、不織布の目付は６０ｇ／ｍ^２以下が好ましい。

【表4】

【0062】

図７（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１及び９の緯断面の電子顕微鏡写真であり、図７（Ｃ）及び（Ｄ）は、図７（Ａ）及び（Ｂ）の拡大写真である。図７（Ａ）～（Ｄ）から、実施例１及び９では、レーヨン１００％の不織布の繊維が基布２の隙間にも分散していることがわかる。また、図７（Ｃ）及び（Ｄ）から、実施例１ではレーヨン繊維の捲縮が大きく、実施例１とは異なる製法で不織布が作製された実施例９ではレーヨン繊維の捲縮が小さいことがわかる。なお、実施例２～８の不織布は、実施例１と同様の製法により作成されたため、実施例２～８のレーヨン繊維も、実施例１と同程度に大きな捲縮を有すると言える。

【0063】

以上で具体的な実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態や変形例に限定されることなく、幅広く変形実施することができる。

【符号の説明】

【0064】

１，１１，２１：製紙用フェルト
２：基布
３：バット層
４：不織布層
５：経糸
６：緯糸
７：裏層
８：表層
８ａ：表内層
８ｂ：表外層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】