JP3408615B2 - 金属薄板の表面保護用の不織布 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄板鋼板の製造工程な
どに使用される、金属薄板の表面保護用の不織布に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ステンレス、銅、アルミ等の金属薄板の
圧延工程では、一方のリール上にコイル状に巻かれた金
属薄板を、リールから繰り出して圧延し、その後に他方
のリール上に再度コイル状に巻き付ける。一つの圧延パ
スが完了すると、次に金属薄板を逆方向に圧延しながら
最初のリールに巻き戻す。このような往復の圧延工程を
繰り返すと、金属薄板が徐々に薄くなり、目的の薄さに
なれば圧延工程が完了する。

【０００３】金属薄板の圧延工程では、薄板の表面を傷
の発生なく平滑に仕上げることが重要である。ところ
が、上記のようにコイル状に巻かれる際に、その表面が
平滑であることによる滑りが原因となって巻き緩みや巻
き締めが発生し、コイル内で層のずれが生じて薄板の表
面に傷が発生する。

【０００４】この欠点を解消するために、実公平２ー３
５３６５号公報においては、コイル状に巻かれる薄肉の
鋼板の層どうしの間に、表面が平滑なポリエステル長繊
維からなる不織布を巻き込ませて、鋼板どうしが直接接
触しないようにした技術が開示されている。

【０００５】この実公平２ー３５３６５号公報に開示さ
れるポリエステル長繊維不織布は、上記のように表面を
平滑にすることにより、毛羽の発生を防止し、この毛羽
によって鋼板の表面に傷が生じることを防止している。

【０００６】また経方向の強度を５ｋｇ／３ｃｍ幅以上
とし、しかも経／緯強度比を１．２〜３．０とすること
で、鋼材の巻き取り速度を５００ｍ／ｍｉｎ以上とした
ときでも不織布に破れが生じるないようにして、この不
織布を繰り返し使用できるようにしている。

【０００７】さらに経方向の１０％伸長時の応力を３ｋ
ｇ／３ｃｍ幅以上とし、鋼材の巻き取り速度を５００ｍ
／ｍｉｎ以上としたときでも不織布が幅方向の寸法安定
性を保有することで、しわの発生が防止されるようにし
て、良好な巻き取りが行われるようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、実公平２ー
３５３６５号公報に開示されるように不織布をポリエス
テル単体で形成する場合は、不織布の表面を平滑にする
際に、表面が平滑な熱カレンダロールを用いてウエブの
全表面を表面加工するのが一般的である。こうすること
で、ロールの熱によりウエブの全面にわたり一様に繊維
間が融着し、かつ結合することになって、その表面が平
滑になる。

【０００９】しかし、このように熱カレンダロールを用
いてウエブの繊維を融着しかつ結合させると、現実には
熱によつてポリエステルが脆化し、不織布の強度、特に
引き裂き強度が低下するという問題点がある。この熱脆
化による強度の低下を防止する目的で熱カレンダロール
による処理温度を低下させると、今度は繊維間の融着が
不十分になり、却って毛羽立ちが発生するとともに、熱
処理が不足であることを原因とする強度の低下が生じる
という問題点がある。

【００１０】そこで本発明はこのような問題点を解決
し、従来のように熱カレンダー処理を行うことによる熱
脆化の発生を防止でき、毛羽立ちがなく、しかも十分な
強度を備えることで、高速でコイル状に巻き付けられる
金属薄板の層の間に巻き込ませたときでもその薄板の表
面に傷を発生させることのない不織布を得ることを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、単糸繊度が１デニール以上のポリエステル長
繊維にて構成され、エンボス状に部分的に熱圧着処理が
施されており、単位面積内における部分的に熱圧着処理
が施された箇所の面積比が１０〜４０％であり、単位面
積内における部分的に熱圧着処理が施された箇所の分布
密度が２０点／ｃｍ² 以上であり、部分的に熱圧着され
る一点の面積が０．１ｍｍ² 以上であり、かつ、不織布
表面から熱圧着処理が施された箇所の底部までの深さが
２５μｍ以上であることを特徴とする金属薄板の表面保
護用の不織布を提供する。

【００１２】このように耐熱性があるポリエステル長繊
維をエンボス状に熱圧着したため、従来のように全面的
に熱圧着する場合のような繊維の脆化が生じることがな
く、このため強力が大きく、初期伸度時の応力も大きく
なり、高速で巻き取られる金属薄板の層どうしの間への
巻き込みが可能となる。また単糸繊度が１デニール以上
であることにより強度上必要な太さを備えた長繊維を部
分的に熱圧着したものであるため、単糸の強力が大き
く、毛羽立ちが発生しない。金属薄板に巻き緩みや巻き
締めが生じて重なり合う薄板どうしの間にずれが発生
し、その結果不織布の断面にせん断力が作用したとき
に、単糸繊度が１デニール未満であると、繊維が部分的
に切断されて、その繊維屑が金属薄板の表面に付着して
押圧傷の発生の原因となる。さらに表面がエンボス状す
なわち凹凸状であることから、非熱圧着部であるソフト
で弾力性に富んだ突部が金属薄板の表面に接触すること
になる。このため、金属薄板の表面における傷の発生が
防止され、かつこの金属薄板に巻き緩みや巻き締めが生
じたときでさえその傷の発生が防止される。

【００１３】特に本発明によれば、融点が２５０℃〜２
６０℃あるポリエステル長繊維を使用することによっ
て、融点が高く、耐熱性も高く、強度面の耐久性にも優
れており、まことに経済性に優れている。すなわち金属
薄板を圧延するときに発生する熱により、特に鋼板を高
速で圧延する場合にはその温度が１８０℃にも達する。
このため、繊維の融点が２００℃未満であると、圧延時
の熱および応力により塑性変形量が大きくなり、不織布
の両端が内側に入り込むことで幅方向に狭くなり、その
寸法差にもとづき縦方向のしわが発生する。このしわが
発生すると不織布が部分的に重なり合ってその部分が厚
くなり、金属薄板の表面を押圧して傷つけることにな
る。このため上述のように耐熱性のあるポリエステル繊
維を利用する必要がある。なお、ポリエステル共重合物
単体とそれを複合（混繊、芯鞘、サイドバイサイドなど
の構造も含む）したものとのいずれの組成でも良好な結
果が得られるが、融点が２００℃以上であることが必要
である。

【００１４】以上のように本発明にもとづく部分熱圧着
は効果的であるが、その条件に好適な範囲がある。この
適切な範囲とは、単位面積内における部分的に熱圧着処
理が施された箇所の面積比が１０〜４０％であり、単位
面積内における部分的に熱圧着処理が施された箇所の分
布密度が２０点／ｃｍ² 以上であり、部分的に熱圧着さ
れる一点の面積が０．１ｍｍ² 以上であり、かつ、不織
布表面から熱圧着処理が施された箇所の底部までの深さ
が２５μｍ以上である範囲をいう。

【００１５】ここで、単位面積内における部分的に熱圧
着処理が施された箇所の面積比とは、図１に示す単位面
積ａ×ｂｃｍ² 内にある熱圧着部１の総面積（１つの熱
圧着部の面積Ｓと単位面積ａ×ｂｃｍ² 内にある熱圧着
部１の個数との積）をこの単位面積ａ×ｂｃｍ² で除し
た値をいう。単位面積内における部分的に熱圧着処理が
施された箇所の分布密度とは、図１に示す単位面積ａ×
ｂｃｍ² 内における熱圧着部１の個数をこの単位面積ａ
×ｂｃｍ² で除した値をいう。部分的に熱圧着される一
点の面積とは、図１に示される熱圧着部１の一個の面積
をいう。不織布表面から熱圧着処理が施された箇所の底
部までの深さとは、図２に示す熱圧着されていない部分
２の表面から凹状の熱圧着部１の底部までの深さ３をい
う。

【００１６】単位面積内における部分的に熱圧着処理が
施された箇所の面積比が１０％未満になると、繊維間の
熱融着頻度が小さくなり、金属薄板の圧延時に毛羽立ち
が発生し、かつ同時に、金属薄板の層どうしの間への巻
き込み時に不織布に縦方向のしわが発生しやすくなる。
この面積比が４０％を越えると、繊維間の融着頻度が大
きくなって繊維の融着部が多くなる。そのためプラステ
ィック化して脆くなることで強力が小さくなり、耐用回
数が少なくなる。

【００１７】単位面積内における部分的に熱圧着処理が
施された箇所の分布密度が２０点／ｃｍ² 未満となる
と、熱圧着部１どうしの間の距離が大きくなり、すなわ
ちポリエステル繊維における熱固定部どうしの間の距離
が長くなり、毛羽立ちが発生しやすくなる。熱圧着部１
すなわち部分的に熱圧着される一点の面積が０．１ｍｍ
² 未満になると、一本一本の繊維が熱圧着される頻度が
小さくなり、毛羽立ちしやすくなり、また、後述の３％
伸張応力を必要な値に設定することができなくなる。

【００１８】不織布表面から熱圧着処理が施された箇所
の底部までの深さが２５μｍ未満であると、金属薄板と
ともにリール状に巻かれるときの不織布の断面方向に圧
縮力が作用する際に、プラスッチック化された硬い熱圧
着部１が金属薄板に接触するおそれがあり、このため金
属薄板に傷が付きやすくなるので好ましくない。なお、
この深さは、不織布を未使用の段階での深さをいう。

【００１９】本発明の金属薄板の表面保護用の不織布に
おいては、その厚みが３０〜４００μｍの範囲内である
ことが好ましい。厚みが３０μ未満では、不織布の部分
的厚さむらが原因して、保護材としての役目を果たさな
くなるおそれがある。反対に４００μｍを越えると、リ
ール１本の巻き径が大きくなって取扱が不便になり、ま
たコイル状に巻かれた金属薄板の長さに対応した必要長
さを確保できなくなる。なお、巻き径を小さくして取扱
を便利にしたい場合や、１本の巻き長さを長尺化したい
場合には、この不織布を熱カレンダー処理して、その厚
みを薄くする厚み調整を行うと良い。

【００２０】本発明の不織布は、縦方向の強力が１０ｋ
ｇ／５ｃｍ幅以上であり、かつ横方向の強力が５ｋｇ／
５ｃｍ幅以上であることが好ましい。この強力は、金属
薄板の圧延工程が高速化されるときに受ける衝撃力に耐
えるために必要なものである。強力の値が上記数値未満
になると、不織布の使用限度すなわち耐用回数が数回程
度となり、その交換頻度が増大するため非効率的にな
る。圧延の速度が１０００ｍ／ｍｉｎ程度になれば、縦
方向の強力は２０ｋｇ／５ｃｍ以上、横方向の強力は１
０ｋｇ／５ｃｍ以上が必要である。なお、ここでいう強
力とは、ＪＩＳーＬ−１０９６の引張試験法にもとづい
て求められるものてあり、その測定条件は、幅５ｃｍ、
チャック間距離１０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／ｍｉｎで
ある。また、縦方向とは不織布を生産する方向の長手方
向を意味し、横方向とは縦方向と直角な方向を意味す
る。

【００２１】さらに、本発明の不織布では、上記の引張
試験によってこの不織布を測定したときに、縦方向およ
び横方向の３％伸長応力がそれぞれ３ｋｇ／５ｃｍ幅以
上であることが好ましい。縦方向および横方向とも、３
％伸長応力が３ｋｇ／５ｃｍ未満であれば、圧延工程へ
使用するときの初期段階の使用回数のもとで幅方向に縮
みが生じ、金属薄板の両端部では層間に不織布が存在し
なくなって金属薄板の保護の役目を果たさなくなること
がある。

【００２２】縦方向および横方向の３％伸長応力が３ｋ
ｇ／５ｃｍ以上といっても、縦方向の３％伸長応力を極
度に大きくする必要はなく、同様に横方向の３％伸長応
力を極度に大きくする必要もない。むしろ応力−歪の
縦、横のバランスを考慮すると、縦方向の３％伸長応力
と横方向の３％伸長応力との比が（縦方向の３％伸長応
力）／（横方向の３％伸長応力）＝０．５〜３であるの
が好ましい。さらに１〜１．５であるのがより好まし
い。すなわちこの条件は、不織布が金属薄板の層間に巻
き込まれる際に縦方向に張力負荷を受けて幅方向に縮も
うとするのを防ぐ観点から見出されたものである。この
範囲を外れると、圧延時の使用段階でしわが発生するお
それがある。このしわの発生機構は、次の通りであると
考えられる。すなわち表面保護用の不織布が金属薄板間
に巻き込みされる際には縦方向に張力負荷を受けるが、
この縦方向の負荷によって不織布が縦方向に伸び歪を生
じると同時に横方向すなわち幅方向に縮もうとする歪も
生じ、この縦方向の歪と横方向の歪との差が上記の比の
範囲を越えて大きくなると、しわが発生すると考えられ
る。

【００２３】前述のように不織布を構成する繊維の融点
が２００℃以上であることが、しわの発生を防止する上
で必要な条件である。さらに、このしわの発生防止の観
点にもとづけば、このように縦方向の３％伸長応力と横
方向の３％伸長応力との比が重要な要因になる。

【００２４】上述のように、金属薄板の圧延時に本発明
の表面保護用の不織布を使用すると、やがてその不織布
の縦方向にしわが発生し、その時点が使用限界となる。
この使用の回数を増加させるためには、その不織布の横
方向の単位長さ当りの曲げ剛性が０．１５ｇ・ｃｍ² ／
ｃｍ以上であることが好ましい。かつ、この値をできる
だけ大きくすることにより、数十回の使用に耐えるなど
の耐久性を確保することができる。この曲げ剛性を大き
くするためには、目付けをアップする、不織布を構成す
る繊維相互の結接を高める、繊維配列を横方向に多く分
布するなどの点を考慮すればよい。

【００２５】この曲げ剛性を測定する際には、織物の風
合測定に使用されるＫＥＳ法のＢ値を利用すればよい。
本発明のように部分的に熱圧着を行うことで、この曲げ
剛性を大きくすることができる。すなわち、上述の単位
面積内における部分的に熱圧着処理が施された箇所の面
積比が大きければ、不織布の曲げ剛性が大きくなり、不
織布における縦方向のしわ発生が抑制されて、その耐久
性に寄与する。したがって、この面積比を上述の範囲内
においてできる限り大きな値とすることで、それに対応
して曲げ剛性が大きくなり、不織布の耐久使用回数が向
上することになる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、単糸繊度が１デニール以上の
ポリエステル長繊維にて構成され、エンボス状に部分的
に熱圧着処理が施されており、単位面積内における部分
的に熱圧着処理が施された箇所の面積比が１０〜４０％
であり、単位面積内における部分的に熱圧着処理が施さ
れた箇所の分布密度が２０点／ｃｍ ² 以上であり、部分
的に熱圧着される一点の面積が０．１ｍｍ ² 以上であ
り、かつ、不織布表面から熱圧着処理が施された箇所の
底部までの深さが２５μｍ以上である不織布であるた
め、十分大きな引張強度を有し、金属薄板の高速圧延工
程に適用するときに応力変形、熱変形が極めて小さく、
その耐用回数を大幅に増加させることができる。さらに
熱可塑性繊維であるポリエステル繊維を使用しており、
しかも部分熱圧着構造を有するため、この不織布は軟質
で薄板鋼板の表面を傷つけることがなく、また毛羽立ち
もなく使用される。すなわち、上記部分熱圧着構造は、
不織布表面から熱圧着処理が施された箇所の底部までの
深さが２５μｍ以上であるため、金属薄板とともにリー
ル状に巻かれるときの不織布の断面方向に圧縮力が作用
する際に、プラスッチック化された硬い熱圧着部が金属
薄板に接触するおそれがなく、このため金属薄板に傷が
付きにくいという利点がある。また、化学的に中性であ
るため薄板鋼板を化学的に変質することもなく、当然錆
の発生もない。すなわち高速圧延時に応力と熱とを受け
ても発生する歪が小さく、しわの発生を防ぐ形態安定性
を有し、また軟質材であることから金属薄板がコイル状
に巻かれたときにずれが生じても傷が付かない利点があ
る。よって本発明によれば、金属薄板を圧延する際にそ
の表面に傷が発生することを防止できてその薄板を美観
に仕上げることができ、しかも最近の圧延の高速化に適
応でき、圧延工程の効率化を計ることができる。

【００２７】

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。な
お、表１〜表３において、アンダーラインを施したデー
タは、本発明にもとづく好適な範囲を逸脱したものを示
す。 〔実施例１、比較例１〕表１には、本発明の実施例１の
表面保護用不織布と、比較例１の不織布とについてのデ
ータを示す。実施例１の不織布としては、溶融されたポ
リマーをノズルから押し出し、空気流のもとで紡糸と延
伸を連続してウエーブを形成し、その後にこのウエーブ
を部分的に熱圧着するいわゆるスパンボンド不織布とし
て得られた、熱可塑性合成長繊維不織布を適用した。金
属薄板の材質はステンレスとした。比較例１には、とも
に短繊維の低融点ポリエステルと通常ポリエステルとを
混抄したサーマルボンド方式の不織布を適用した。

【００２８】

【表１】

【００２９】比較例２のともに短繊維の低融点ポリエス
テルと通常ポリエステルとを混抄したサーマルボンド方
式の不織布は、使用により毛羽立ちが発生し、耐久性が
劣るものであった。これに対し本発明の実施例１の不織
布では、圧延時における耐用回数が格段に向上した。 〔実施例２−５、比較例２−７〕表２には本発明の実施
例２−５の不織布についてのデータを示し、表３には比
較例２−７の不織布についてのデータを示す。いずれ
も、表面保護材の種類は、スパンボンド法による長繊維
不織布であった。いずれも組成はポリエステルで、その
融点は２６０℃であった。また不織布を構成する繊維の
繊度は２デニールであった。

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【００３２】実施例２−５の不織布としては、エンボス
状の熱圧着の諸条件が、いずれも本発明にもとづく好適
な数値範囲内に入ったものを適用した。詳細には、熱圧
着面積比の値が、実施例２、３、５ではその上限の近傍
であるが、実施例４ではその下限の近傍になったものを
適用した。熱圧着密度の値は、実施例３では下限の近傍
であるが、他の実施例ではそれ以上になったものを適用
した。熱圧着面積の値は、実施例４では下限の近傍であ
るが、他の実施例ではそれ以上になったものを適用し
た。熱圧着部を構成する凹部の深さは、実施例２および
５では下限値の近傍となっているが、実施例３および４
ではそれよりも大きな値のものを適用した。そして、い
ずれの不織布も、金属薄板の材質がステンレスである場
合に、圧延時における十分な耐用回数を得ることができ
た。

【００３３】なお不織布の厚みは、実施例５では下限値
の近傍となっているが、他の実施例ではそれ以上のもの
を適用した。すなわちこの実施例５の不織布としては、
繊度２デニールのポリエステル長繊維をエンボス状に部
分的に熱接着処理することで得られた不織布を、さらに
２００℃で熱カレンダー処理して、その厚みを小さくし
たものを適用した。

【００３４】比較例２の不織布は、熱圧着面積比が本発
明の好適範囲よりも小さく、不織布に毛羽立ちが発生し
て耐用回数が少なかった。比較例３の不織布は、熱圧着
面積比が本発明の好適範囲よりも大きく、この場合も耐
用回数が少なかった。

【００３５】比較例４の不織布は、先に説明した実公平
２−３５３６５号公報の不織布と同じものであり、表面
が平滑なポリエステルパンドンドをフラットな熱ロール
で全面熱接着、すなわち熱圧着面積比が１００％になる
ように処理したものである。この場合は、毛羽立ちが発
生して、耐久性に劣るものであった。

【００３６】比較例５の不織布は、熱圧着密度が本発明
の好適範囲よりも低く、満足な耐用回数が得られなかっ
た。比較例６の不織布は、１個の熱圧着面積が本発明の
好適範囲よりも小さく、不織布に毛羽立ちが発生して耐
用回数が少なかった。比較例７の不織布は、熱圧着部を
構成する凹部の深さが本発明の好適範囲よりも小さく、
この熱圧着部がステンレスの薄板の表面に擦れるため、
この薄板の表面に傷の発生が認められた。 〔実施例６、比較例８−９〕表４には、本発明の実施例
６の不織布と、比較例８および９の不織布とについての
データを示す。いずれも、表面保護材の種類は、スパン
ボンド法による長繊維不織布であった。また繊維の繊度
は、いずれも２デニールであった。

【００３７】

【表４】

【００３８】実施例６の不織布としては、エンボス状の
熱圧着の諸条件のみならず、その強度状の諸条件もが、
本発明にもとづく好適な数値範囲内に入ったものを適用
した。この実施例６は、先の各実施例の場合と同様に、
圧延での耐用回数につき良好な結果が得られた。

【００３９】比較例８の不織布は、３％伸長時の横方向
応力や、３％伸長時の縦横の応力比などが本発明にもと
づく好適な数値範囲を外れてしまっており、実施例６の
不織布に比べ圧延での耐用回数が大幅に低下した。比較
例９の不織布は、熱可塑性繊維の組成としてポリプロピ
レンを使用したため、融点が低くなって耐熱性の点から
問題が生じた。また３％伸長時の応力も好適な範囲から
外れていたため、実質的には圧延工程での使用ができな
かった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にもとづく金属薄板の表面保護用の不織
布の表面構造を模式的に示す図である。

【図２】図１に示される不織布の断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大井 宏之 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友 金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (56)参考文献 特開 平４−126862（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−7044（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−286241（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−234967（ＪＰ，Ａ) 実公 平２−35365（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D04H 1/00 - 18/00 B21C 45/00 - 49/00 B29C 57/00 - 59/18

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単糸繊度が１デニール以上のポリエステ
   ル長繊維にて構成され、エンボス状に部分的に熱圧着処
   理が施されており、単位面積内における部分的に熱圧着
   処理が施された箇所の面積比が１０〜４０％であり、単
   位面積内における部分的に熱圧着処理が施された箇所の
   分布密度が２０点／ｃｍ ² 以上であり、部分的に熱圧着
   される一点の面積が０．１ｍｍ ² 以上であり、かつ、不
   織布表面から熱圧着処理が施された箇所の底部までの深
   さが２５μｍ以上であることを特徴とする金属薄板の表
   面保護用の不織布。
2. 【請求項２】 厚みが３０〜４００μｍであることを特
   徴とする請求項１記載の金属薄板の表面保護用の不織
   布。
3. 【請求項３】 縦方向の強力が１０ｋｇ／５ｃｍ幅以上
   であり、横方向の強力が５ｋｇ／５ｃｍ幅以上であり、
   縦方向の３％伸長応力が３ｋｇ／５ｃｍ幅以上であり、
   横方向の３％伸長応力が３ｋｇ／５ｃｍ幅以上であり、
   縦方向の３％伸長応力と横方向の３％伸長応力との比が
   （縦方向の３％伸長応力）／（横方向の３％伸長応力）
   ＝０．５〜３であることを特徴とする請求項１または２
   記載の金属薄板の表面保護用の不織布。
4. 【請求項４】 横方向の単位長さ当りの曲げ剛性が０．
   １５ｇ・ｃｍ² ／ｃｍ以上であることを特徴とする請求
   項３記載の金属薄板の表面保護用の不織布。