シュープレス用ベルト
【課題】シューエッジ部に対応する所定領域の圧縮弾性率を高くしてクラックの発生を抑制し、補強用樹脂層を形成する際の環境影響が少ないシュープレス用ベルトを提供する。
【解決手段】シュープレス用ベルト1は、内周層11、基体層12、外周層13および一対の補強用樹脂層14を備えている。一対の補強用樹脂層は、シューエッジ部に対応する所定領域E1,E2に、ベルト走行方向に周回して配置される。補強用樹脂層は、ウレタンプレポリマーと硬化剤が混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタンを含有するポリウレタン層である。ウレタンプレポリマーは、p−フェニレン−ジイソシアネート化合物とポリテトラメチレングリコールを反応させて得られる。
【解決手段】シュープレス用ベルト1は、内周層11、基体層12、外周層13および一対の補強用樹脂層14を備えている。一対の補強用樹脂層は、シューエッジ部に対応する所定領域E1,E2に、ベルト走行方向に周回して配置される。補強用樹脂層は、ウレタンプレポリマーと硬化剤が混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタンを含有するポリウレタン層である。ウレタンプレポリマーは、p−フェニレン−ジイソシアネート化合物とポリテトラメチレングリコールを反応させて得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、製紙用シュープレス装置に使用されるシュープレス用ベルト、特に、クローズドタイプのシュープレスに使用されるシュープレス用ベルトに関する。
【背景技術】
【0002】
製紙用のシュープレスでは、プレスロールとシューとの間に、ループ状のシュープレス用ベルトを介在させたシュープレス機構が用いられている。この機構では、プレスロールとシューとで構成されるプレス部において、搬送ベルト(または、搬送フェルト)と湿紙を通過させて脱水を行なっている。シュープレス用ベルトは、搬送ベルト(または、搬送フェルト)を介して、湿紙を圧縮して脱水を行うのに使用される。
シュープレス用ベルトは、シュープレス機構のプレスロールとシューとの間に配置されて回転走行する。このベルトの幅方向(緯方向:CMD方向)の寸法は、シューの幅方向(緯方向)の寸法よりも大きい。
したがって、このベルトは、その幅方向において、シューの上面と接触するベルト中央領域と、シューエッジ当接部領域と、ベルト端部領域とに区分できる。シューエッジ当接部領域は、ベルト中央領域より幅方向外側に位置し、シューの幅方向両側でシューエッジ部から強い負荷を受けて曲げ変形を起こす領域である。ベルト端部領域は、シューエッジ当接部領域より外側に位置し、シューとは接触しない領域である。
そうすると、シューエッジ部に対応してベルトの一部をなす所定領域(すなわち、シューエッジ当接部領域とベルト端部領域)では、ベルトの幅方向のベルト中央領域と比較して、屈曲疲労によりクラックが発生する場合が多い。
【0003】
一般的なシュープレス用ベルトは、基体層の内周と外周に樹脂層を有している。特許文献1(特開平10−298893号公報)には、シューエッジ部に対応する所定の部位でのクラックを起こし難くしたシュープレス用ベルトが記載されている。このベルトでは、ベルト中央領域を構成する樹脂層の硬度を高くし、シューエッジ部と接触する両縁領域の硬度を低くしている。
特許文献2(特開2005−97806号公報)には、シュープレス用ベルトにおけるクラックの発生を効果的に抑制するための技術が記載されている。このシュープレス用ベルトは、両端部対応領域とベルト中央領域とを含んでいる。
両端部対応領域は、プレスロールまたはシューの幅方向における両端部に対応して位置し厚みが小さい領域である。ベルト中央領域は、両端部対応領域の間に位置し、両端部対応領域より大きな厚みを有する。
特許文献3(特開2008−111220号公報)には、耐クラック性などの機械的特性を備える製紙用シュープレス用ベルトが記載されている。このベルトのポリウレタン層は、p−フェニレン−ジイソシアネート(パラフェニレンジイソシアネート(PPDI))系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタンを含有している。
【0004】
【特許文献1】特開平10−298893号公報
【特許文献2】特開2005−97806号公報
【特許文献3】特開2008−111220号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載のシュープレス用ベルトは、ベルト中央領域と両縁領域とで、樹脂層の硬度を変化させている。
ところが、ベルト中央領域を構成する樹脂の成分と、両縁領域を構成する樹脂の成分は、トリレンジイソシアネート(TDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された同じ組成物である。その結果、この両縁領域における耐クラック性の改善の度合いはそれ程高くなかった。そのため、クラックの発生をより効果的に抑制する技術が求められていた。
【0006】
特許文献2に記載のシュープレス用ベルトでは、両端部対応領域の厚みを小さく形成するための工程や、その後の仕上げのための研磨工程などが別途必要になる。
また、これら形成工程や研磨工程で摩擦熱が発生するので、この摩擦熱によりベルトの樹脂層が変質して劣化する恐れがあった。
【0007】
特許文献3に記載の製紙用のシュープレス用ベルトのポリウレタン層には、このベルトの幅方向全体に渡って、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタンを使用している。
したがって、前記組成物を硬化して耐クラック性などの機械的特性を備えるシュープレス用ベルトのウレタン層を形成させるためには、硬化の際の環境影響(特に、ベルトを製造する工程での、温度と湿度による悪影響)を受けやすかった。そこで、この環境影響(周囲の環境から受ける悪影響)を受け難い技術が求められていた。
【0008】
従来から、シュープレス用ベルトには、トリレンジイソシアネート(TDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタンが使用されてきた。
また、このシュープレス用ベルトには、4,4'−メチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタンも使用されてきた。
これら組成物は、硬化させる際の環境影響(特に、ベルトを製造する工程での温度と湿度による悪影響)を受け難いものであった。
【0009】
そこで、本発明者らは、環境影響を受けやすいp−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタンを、ベルトの特定の領域(所定領域)に限定して使用することにした。また、他の領域(ベルト中央領域など)では、従前のポリウレタン(つまり、温度と湿度による悪影響を受け難いウレタン)を使用することにした。これにより、本発明は、従来の課題を解決することができる。
すなわち、本発明の目的は、シューエッジ部に対応してシュープレス用ベルトの一部をなす所定領域の圧縮弾性率を高くして曲げ変形と残存歪を少なくすることにより、この所定領域におけるクラックの発生を抑制するとともに、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られたポリウレタンを、補強用樹脂層にのみ使用することができるシュープレス用ベルトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述の目的を達成するため、本発明の第1の実施形態にかかるシュープレス用ベルトは、シュープレス機構のプレスロールとその下方または上方のシューとの間に配置されて回転走行し、前記シューに接触する樹脂製の内周層と、この内周層の外周に設けられた基体層と、この基体層の外周に形成された樹脂製の外周層とを備えている。このシュープレス用ベルトは、その幅方向において、前記シューと接触するベルト中央領域と、このベルト中央領域より幅方向外側に位置し、前記シューの幅方向両側のシューエッジ部にそれぞれ対応して前記シュープレス用ベルトの一部をなす一対の所定領域とに区分される。前記シュープレス用ベルトは、前記ベルト中央領域のポリウレタン層とは異なる成分のポリウレタン層からなる一対の補強用樹脂層を有している。この一対の補強用樹脂層は、前記一対の所定領域にベルト走行方向(経方向)に周回して配置されている。
前記補強用樹脂層を構成する前記ポリウレタン層には、ウレタンプレポリマー(A)と硬化剤(B)とが混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタンが含有されている。前記ウレタンプレポリマー(A)は、p−フェニレン−ジイソシアネート化合物(PPDI)を55〜100モル%含有するイソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーである。前記硬化剤(B)は、1,4−ブタンジオール、ハイドロキノンビス−βヒドロキシルエチルエーテル、3,5−ジエチルトルエンジアミンおよび3,5−ジメチルチオトルエンジアミンからなる群から選択される。
好ましくは、前記ポリウレタンは、前記硬化剤の活性水素基(H)と、前記ウレタンプレポリマーの前記イソシアネート基(NCO)との当量比(H/NCO)の値が、0.88<H/NCO≦1.0となる割合で、前記ウレタンプレポリマーと前記硬化剤とが混合された組成物を硬化して得られる。このポリウレタンは、その「JIS A硬度」が92〜99度であるのが好ましい。
【0011】
上述のように、湿紙に対向するシュープレス用ベルトの一対の補強用樹脂層では、ウレタンプレポリマー素材には、線状ポリマーを形成し易いp−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)と、ポリテトラメチレングリコールとを使用している。
すなわち、第1の実施形態では、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーは、p−フェニレン−ジイソシアネート化合物を55〜100モル%含有するイソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有する。
また、硬化剤には、線状ポリマーを形成し易い脂肪族の1,4−ブタンジオール、ハイドロキノンビス−βヒドロキシルエチルエーテル、3,5−ジエチルトルエンジアミンおよび3,5−ジメチルチオトルエンジアミンからなる群から選択された化合物を使用している。
こうすることにより、優れたポリウレタンが形成されるので、耐クラック性、耐屈曲疲労性、耐摩耗性等の機械的特性を備えるシュープレス用ベルトが得られる。このシュープレス用ベルトの耐久性は、従来から使用されているシュープレス用ベルトの耐久性(通常2〜3ヶ月程度)よりも、1.5倍以上の向上が期待できる。
【0012】
本発明の第2の実施形態にかかるシュープレス用ベルトは、シュープレス機構のプレスロールとその下方または上方のシューとの間に配置されて回転走行し、前記シューに接触する樹脂製の内周層と、この内周層の外周に設けられた基体層と、この基体層の外周に形成された樹脂製の外周層とを備えている。このシュープレス用ベルトは、その幅方向において、前記シューと接触するベルト中央領域と、このベルト中央領域より幅方向外側に位置し、前記シューの幅方向両側のシューエッジ部にそれぞれ対応して前記シュープレス用ベルトの一部をなす一対の所定領域とに区分される。前記シュープレス用ベルトは、前記ベルト中央領域のポリウレタン層とは異なる成分のポリウレタン層からなる一対の補強用樹脂層を有している。この一対の補強用樹脂層は、前記一対の所定領域にベルト走行方向に周回して配置されている。
前記補強用樹脂層を構成する前記ポリウレタン層には、ウレタンプレポリマー(A)と、活性水素基(H)を有する硬化剤(B)と、が混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタンが含有されている。前記ウレタンプレポリマー(A)は、イソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーである。前記イソシアネート化合物(a)は、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)化合物および4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)から選ばれたイソシアネート化合物を、55〜100モル%含有している。前記硬化剤(B)は、1,4−ブタンジオールを85〜99.9モル%含有し、前記活性水素基(H)を有する芳香族ポリアミンを15〜0.1モル%含有する、硬化剤である。
この場合、前記活性水素基(H)を有する前記芳香族ポリアミンは、3,5−ジエチルトルエン−2,4−ジアミン、3,5−ジエチルトルエン−2,6−ジアミン、3,5-ジメチルチオトルエンー2,4−ジアミン、3,5-ジメチルチオトルエンー2,6−ジアミン、4,4’−ビス(2−クロロアニリン)、4,4’−ビス(sec−ブチルアミノ)−ジフェニルメタン、N,N’−ジアルキルジアミノジフェニルメタン、4,4’−メチレンジアニリン、4,4’−メチレン−ビス(2,3−ジクロロアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(2−エチル−6−メチルアニリン)、トリメチレン−ビス(4−アミノベンゾエート)およびフェニレンジアミンより選ばれた、芳香族ポリアミンの1種または2種以上の混合物である。
【0013】
上述のように、湿紙に対向するシュープレス用ベルトの一対の補強用樹脂層では、そのウレタンプレポリマー素材(A)として、線状ポリマーを形成し易いp−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)と、ポリテトラメチレングリコールを使用することができる。
すなわち、第2の実施形態では、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーは、イソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーであり、前記イソシアネート化合物(a)は、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)化合物および4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)から選ばれたイソシアネート化合物を、55〜100モル%含有している。
また、活性水素(H)基を有する硬化剤(B)として、線状ポリマーを形成し易い脂肪族の1,4−ブタンジオールを主成分として用い、且つ、芳香族ポリアミン化合物を従属成分として併用することができる。
これにより、p−フェニレン−ジイソシアネートを原料とするウレタンプレポリマーが大気中の水分を吸収するので、ポリウレタンの耐摩耗性が低下しない。
1,4−ブタンジオールを単独で使用して得られるポリウレタンよりも、大幅に耐摩耗性に優れるポリウレタンなので、硬度が高くても、耐摩耗性、耐クラック性、耐屈曲疲労性など機械的特性の優れたシュープレス用ベルトが得られる。
特に、硬化剤として脂肪族の1,4−ブタンジオールと併用した従属成分の芳香族ポリアミン化合物は、得られるポリウレタンの「JIS A硬度」を低下させることなく、耐摩耗性を向上できる。したがって、本発明のシュープレス用ベルトの耐久性は、現在使用されているシュープレス用ベルトの耐久性(通常2〜3ヶ月程度)よりも、2倍以上の向上が期待できる。
【0014】
なお、前記補強用樹脂層を構成する前記ポリウレタン層は、ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタンを含有している。前記ウレタンプレポリマーは、p−フェニレン−ジイソシアネート化合物とポリオールとを反応させて得られる場合であってもよい。この場合、前記硬化剤は、脂肪族ジオールおよび芳香族ジアミンからなる群から選択されるのでもよい。また、前記ポリオールはポリテトラメチレングリコールであり、前記硬化剤の前記脂肪族ジオールは、1,4−ブタンジオール、1,3−プロパンジオールおよび1,6−ヘキサンジオールからなる群から選択され、前記硬化剤の前記芳香族ジアミンは、3,5−ジメチルチオトルエンジアミン、メチレンビスオルソクロロアニリンおよび3,3'−ジクロロ−4,4'−ジアミノジフェニルメタンからなる群から選択される場合であってもよい。
【0015】
本発明における前記補強用樹脂層は、少なくとも前記外周層に固着されて一体化するとともに、外周面側に露出しているのが好ましい。
好ましくは、前記補強用樹脂層は、前記外周層のみに一体的に固着されている場合と、前記外周層から前記基体層まで至って一体的に固着されている場合と、前記外周層から前記基体層を通って前記内周層まで至って一体的に固着されている場合と、からなる群から選択される一つの構成である。
好ましくは、前記シュープレス用ベルトの一部をなす前記所定領域は、前記ベルト中央領域より幅方向外側に位置して前記シューエッジ部と当接するシューエッジ当接部領域と、このシューエッジ当接部領域より幅方向外側に位置し、前記ベルト走行方向と直交する緯方向の端部を含むベルト端部領域とを含む領域であって、前記補強用樹脂層は、前記シューエッジ当接部領域と前記ベルト端部領域との両方に配置されている。
なお、前記シュープレス用ベルトの一部をなす前記所定領域は、前記ベルト中央領域より幅方向外側に位置して前記シューエッジ部と当接するシューエッジ当接部領域であって、前記補強用樹脂層は、このシューエッジ当接部領域のみに配置されている場合であってもよい。
また、補強用樹脂層の表面には、前記ベルト走行方向に延びた凹部を形成することもできる。
前記シュープレス用ベルトは、前記基体層が埋設されている樹脂製の中間層をさらに備えており、この中間層の内周と外周に前記内周層と前記外周層がそれぞれ積層されて、樹脂層全体が少なくとも3層構造になっているのが好ましい。
【発明の効果】
【0016】
本発明にかかるシュープレス用ベルトは、上述のように構成したので、シューエッジ部に対応してシュープレス用ベルトの一部をなす所定領域の圧縮弾性率を高くして曲げ変形と残存歪を少なくしている。これにより、この所定領域におけるクラックの発生を抑制することができる。また、前記所定領域におけるその耐屈曲疲労性および耐摩耗性を向上させて、ベルト全体の耐久性を改善することができる。
また、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタンを、補強用樹脂層にのみ使用することができる。よって、前記組成物を硬化する際の環境影響を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
シュープレス用ベルトを構成するポリウレタン層は、通常は、トリレンジイソシアネート(TDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物、または、4,4'−メチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物、から得られるポリウレタンが使用されてきた。
しかし、このウレタンは、耐クラック性と耐摩耗性の両方の特性を、バランスよく調整することは困難であった。すなわち、TDI系ウレタンプレポリマーからなるポリウレタン層は、耐摩耗性に優れるが、耐クラック性を向上するためには、或る程度耐摩耗性を犠牲にする必要があった。
他方、MDI系ウレタンプレポリマーからなるポリウレタン層は、耐クラック性に優れるが、耐摩耗性を向上するためには、或る程度耐クラック性を犠牲にする必要があった。
つまり、従来のシュープレス用ベルトのポリウレタン層は、同一のポリウレタンを使用しているから、耐クラック性と耐摩耗性の両方の特性を同時に向上させることが困難であった。
【0018】
そこで、本発明のシュープレス用ベルトは、ベルト中央領域のポリウレタン層とは異なる成分のポリウレタン層からなる一対の補強用樹脂層を備えている。すなわち、ベルト中央領域Eのウレタンプレポリマーと、所定領域(たとえば、シューエッジ当接部領域E1、ベルト端部領域E2)の補強用樹脂層のウレタンプレポリマーとを、異なる成分にしている。
そして、ベルト中央領域Eのポリウレタン層には、従来から製紙用のシュープレス用ベルトに使用されているポリウレタンを使用している。このポリウレタンは、トリレンジイソシアネート(TDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタン、または4,4'−メチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタンである。
このベルト中央領域Eは、ベルトの全幅に占める割合が大きく、これらの領域では温度と湿度による影響を受け難い。なお、ベルト中央領域Eは、耐摩耗性に強いTDI系ウレタンプレポリマーからなるポリウレタン層が好ましい。
【0019】
他方、所定領域(シューエッジ当接部領域E1、ベルト端部領域E2)の補強用樹脂層のポリウレタン層には、耐クラック性と耐摩耗性の両方の特性を兼有し、特に耐クラック性に強いp−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタンを使用している。
前記組成物は、硬化の際に温度と湿度による悪影響を受けやすいが、ベルトの特定の領域(補強用樹脂層)に限定して使用されている。したがって、前記悪影響は少なく、前記所定領域におけるベルトの耐屈曲疲労性および耐摩耗性を向上させて、ベルト全体の耐久性を改善することができる。
【0020】
前記構成のシュープレス用ベルトでは、シューエッジ部に対応してシュープレス用ベルトの一部をなす所定領域(シューエッジ当接部領域E1、ベルト端部領域E2)の圧縮弾性率が高くなって曲げ変形と残存歪が少なくなる。その結果、この所定領域におけるクラックの発生を抑制することができる。
また、補強用樹脂層のみに、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるウレタン層を形成している。よって、ポリウレタン層を硬化させる際の環境影響は少ない。
さらに、シュープレス用ベルトの所定領域における耐屈曲疲労性および耐摩耗性が向上するので、ベルト全体の耐久性を改善することができる。
【0021】
以下、本発明にかかる各種の実施形態を、図面を参照して説明する。
図1〜図5Hは、本発明の実施形態を示す図である。図1、図2は、それぞれシュープレス機構の概略構成を示す斜視図、断面図、図3は、図2のシュープレス機構におけるプレス部の横方向断面図である。
図4Aはシュープレス用ベルトの断面図、図4Bは図4A中のIV部拡大断面図、図4Cは、図4B相当の拡大断面図で変形例を示している。図5A〜図5Hは、各種変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【0022】
図1〜図3に示すように、製紙用のシュープレスではシュープレス機構4が用いられている。シュープレス機構4は、プレスロール2と、シュー3と、ループ状のシュープレス用ベルト(以下、ベルトと記載)1、1a〜1h(図4A〜図5H)とを有している。
シュー3は、プレスロール2の下方または上方に配置されている。ベルト1、1a〜1hは、プレスロール2とシュー3との間に配置され、ベルトの内周面がシュー3に接触するように、回転走行する。シュープレス機構4では、プレスロール2とシュー3とで構成されるプレス部5において、搬送フェルト6と湿紙7を通過させて脱水を行なう。
【0023】
図4A〜図5Gに示すベルト1、1a〜1gは、シュー3に接触する樹脂製の内周層11と、この内周層11の外周に設けられた基体層12と、この基体層12の外周に形成された樹脂製の外周層13とを備えている。
図5Hに示すベルト1hは、内周層11と基体層12と外周層13とを有するとともに、樹脂製の中間層18をさらに備えている。この中間層18の内周と外周に、内周層11と外周層13がそれぞれ積層されているので、樹脂層全体が少なくとも3層構造になっている。基体層12は中間層18中に埋設されている。
【0024】
図4A〜図5Hに示すベルト1、1a〜1hにおいて、基体層12は繊維基材により構成されている。繊維基材には、織物や編物、不織布、格子状素材などが使用できる。一例として、基体層12を構成する基布には、経二重織り組織で製織してなる織物が使用されている。この織物の経糸と緯糸には、ナイロンのモノフィラメント単糸や撚糸が使用されている。
内周層11と外周層13(ベルト1hでは、内周層11と外周層13と中間層18)は、ポリウレタンを含有するポリウレタン層により構成されている。基体層12は、このポリウレタン層中に埋設されている。
一例として、トリレンジイソシアネート(TDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて得られるTDI系ウレタンプレポリマー(三井化学株式会社製)と、硬化剤(たとえば、1,4−ブタンジオール)とを混合して組成物を得る。この組成物を熱硬化させて、内周層11、外周層13、中間層18の各ポリウレタン層を形成している。
【0025】
ベルト1、1a〜1hは、プレス部5において、シュー3と、湿紙7を支持する搬送フェルト6との間に位置し、ベルトの内周面がシュー3に接触して、経方向(走行方向:MD方向)に走行する。ベルトの幅方向(緯方向:CMD方向)の寸法(ベルト緯寸法W1)は、シュー3の幅方向(緯方向)の寸法(シュー横寸法W2)より大きい。
したがって、ベルト1、1a〜1hは、その両側の緯方向端部20(図3)が外側に延びた状態に置かれる。そして、ベルト1、1a〜1hの内周面は、緯方向の一方側のシューエッジ部8から他方側のシューエッジ部8までの間で、シュー3の上面9と接触する。
【0026】
その結果、ベルト1、1a〜1hは、その幅方向において、シュー3の上面9と接触するベルト中央領域Eと、一対の所定領域とに区分される。一対の所定領域は、ベルト中央領域Eより幅方向外側に位置し、シュー3の幅方向両側のシューエッジ部8にそれぞれ対応して、ベルト1、1a〜1hの一部をなしている。
この一対の所定領域は、ベルト中央領域Eより幅方向外側に位置してシューエッジ部8と当接する一対のシューエッジ当接部領域E1を少なくとも含んでいる。また、一対の所定領域は、通常は、一対のベルト端部領域E2も含んでいる。このベルト端部領域E2は、シューエッジ当接部領域E1より幅方向外側に位置して、ベルト1、1a〜1hの走行方向(経方向)と直交する緯方向の端部20を含んでいる。
【0027】
ベルト中央領域Eでは、ベルト1、1a〜1hの内周面はシュー3の上面9と接触する。シューエッジ当接部領域E1内に、シューエッジ部8が位置している。
したがって、このシューエッジ当接部領域E1におけるベルト1、1a〜1hの内周面は、シューエッジ部8より中央側ではシュー3の上面9と接触するが、シューエッジ部8より外側では接触しない。ベルト端部領域E2にはシュー3がないので、この領域E2では、ベルト1、1a〜1hの内周面はシュー3とは接触しない。
【0028】
ベルト1、1a〜1hは、ベルト中央領域Eのポリウレタン層とは異なる成分のポリウレタン層からなる一対の補強用樹脂層14、14a〜14hを有している。一対の補強用樹脂層14、14a〜14hは、上述の一対の所定領域にベルト走行方向(経方向)に周回して配置されている。
一対の補強用樹脂層14、14a〜14hは、少なくとも外周層13に固着されて一体化するとともに、外周面15側に露出している。
【0029】
前記「シュープレス用ベルトの一部をなす所定領域」は、シューエッジ部8と当接するシューエッジ当接部領域E1と、ベルト走行方向(経方向)と直交する緯方向の端部を含むベルト端部領域E2とを含む領域のことである。
この場合のベルト1、1a〜1e、1g、1hでは、補強用樹脂層14、14a〜14e、14g、14hは、シューエッジ当接部領域E1とベルト端部領域E2との両方に配置されている(図4A、図5A〜図5E、図5G、図5H)。
これに対する一変形例にかかるベルト1fでは、補強用樹脂層14fは、シューエッジ部8と当接するシューエッジ当接部領域E1のみに配置されている(図5F)。したがって、この場合の前記「シュープレス用ベルトの一部をなす所定領域」は、シューエッジ当接部領域E1のことである。
このように、前記「所定領域」には、シューエッジ当接部領域E1とベルト端部領域E2の両方の場合と、シューエッジ当接部領域E1のみの場合とがある。
【0030】
ベルト1、1a〜1hにおいて、ベルト中央領域Eより幅方向外方側に位置する所定領域の一対の補強用樹脂層14、14a〜14hは、ポリウレタンを含有するポリウレタン層により構成されている。
【0031】
第1の実施形態では、補強用樹脂層14、14a〜14hのポリウレタン層には、ウレタンプレポリマー(A)と硬化剤(B)とが混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタンが含有されている。
前記ウレタンプレポリマー(A)は、p−フェニレン−ジイソシアネート化合物を55〜100モル%含有するイソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーである。
前記硬化剤(B)は、1,4−ブタンジオール、ハイドロキノンビス−βヒドロキシルエチルエーテル、3,5−ジエチルトルエンジアミンおよび3,5−ジメチルチオトルエンジアミンからなる群から選択される。
【0032】
好ましくは、補強用樹脂層14、14a〜14hを形成するポリウレタンは、硬化剤(B)の活性水素基(H)と、ウレタンプレポリマーのイソシアネート基(NCO)との当量比(H/NCO)の値が、0.88<H/NCO≦1.0となる割合で、ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物を硬化させて得られる。
好ましくは、このポリウレタンは、その「JIS A硬度」が92〜99度(好ましくは、95〜99度)である。
【0033】
ウレタンプレポリマー(A)の原料のイソシアネート化合物(a)は、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)を、イソシアネート化合物中に55〜100モル%(好ましくは、75モル%以上)含有している。
PPDI以外のイソシアネート化合物としては、2,4−トリレン−ジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレン−ジイソシアネート(2,6−TDI)、4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)および1,5−ナフチレン−ジイソシアネート(NDI)を、45モル%以下(好ましくは、25モル%以下)併用できる。
【0034】
ポリオールは、ウレタンプレポリマー(A)の原料となる。このポリオールは、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)を、ポリオール中に65〜100モル%(好ましくは、85モル%以上)含有していれば、使用できる。
PTMG以外のポリオールとしては、ポリオキシプロピレングリコール(PPG)、ポリエチレンアジペート(PEA)、ポリカプロラクトンジオール(PCL)、トリメチロールプロパン(TMP)およびポリカーボネートジオール(PCD)などが、ポリオール中に35モル%以下(好ましくは、15モル%以下)の量含有されていれば、併用できる。
なお、前記ポリカーボネートジオールとは、C6−ホモ−ポリカーボネートジオール、C6/C5カーボネートジオールコポリマーおよびC6/C4カーボネートジオールコポリマーのことである。
【0035】
使用可能な硬化剤は、1,4−ブタンジオール、ハイドロキノンビス−βヒドロキシルエチルエーテル、3,5−ジエチルトルエンジアミンおよび3,5−ジメチルチオトルエンジアミンからなる群から選択される。
また、この硬化剤と、4,4’−メチレンジアニリン(MDA)、4,4’−メチレン−ビス−(2−クロロアニリン)(MOCA)等の他の硬化剤とを併用してもよい。この場合の、他の硬化剤の割合は15モル%以下である。
【0036】
第2の実施形態では、補強用樹脂層14、14a〜14hを形成するポリウレタン層には、ウレタンプレポリマー(A)と、活性水素基(H)を有する硬化剤(B)と、が混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタンが含有されている。
前記ウレタンプレポリマー(A)は、イソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーである。
前記イソシアネート化合物(a)は、p−フェニレン−ジイソシアネート化合物(PPDI)および4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)から選ばれたイソシアネート化合物を、55〜100モル%含有している。前記硬化剤(B)は、1,4−ブタンジオールを85〜99.9モル%含有し、前記活性水素基(H)を有する芳香族ポリアミンを15〜0.1モル%含有する、硬化剤である。
この場合、前記活性水素基(H)を有する前記芳香族ポリアミンは、3,5−ジエチルトルエン−2,4−ジアミン、3,5−ジエチルトルエン−2,6−ジアミン、3,5-ジメチルチオトルエンー2,4−ジアミン、3,5-ジメチルチオトルエンー2,6−ジアミン、4,4’−ビス(2−クロロアニリン)、4,4’−ビス(sec−ブチルアミノ)−ジフェニルメタン、N,N’−ジアルキルジアミノジフェニルメタン、4,4’−メチレンジアニリン、4,4’−メチレン−ビス(2,3−ジクロロアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(2−エチル−6−メチルアニリン)、トリメチレン−ビス(4−アミノベンゾエート)およびフェニレンジアミンより選ばれた、芳香族ポリアミンの1種または2種以上の混合物である。
【0037】
湿紙に対向する補強用樹脂層14、14a〜14hを形成するポリウレタン層には、ウレタンプレポリマー(A)と硬化剤(B)とが混合された組成物を、70〜140℃で2〜20時間加熱硬化させて得られるポリウレタンが、含有されているのが好ましい。
前記ウレタンプレポリマー(A)と前記硬化剤(B)は、この硬化剤(B)の活性水素基(H)と、前記ウレタンプレポリマー(A)のイソシアネート基(NCO)との当量比(H/NCO)の値が、0.88≦H/NCO≦1.12となる割合で、混合されている。
ウレタンプレポリマー(A)は、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)および4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)から選ばれたイソシアネートを、55〜100モル%含有するイソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有する。
硬化剤(B)は、1,4−ブタンジオールを85〜99.9モル%含有し、活性水素基(H)を有する芳香族ポリアミンを15〜0.1モル%含有する。
【0038】
本来なら、イソシアネート化合物の主成分にp−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)を55〜100モル%用いて得られたウレタンプレポリマー(A)の末端NCO基は、大気中の水分を吸収し易いので、水分の影響のない密封系で硬化剤と反応させなければならない。
これに対して、この補強用樹脂層14、14a〜14hを形成するポリウレタン層では、芳香族ポリアミンを、1,4−ブタンジオール硬化剤の従属成分として用いることにより、ウレタンプレポリマー硬化時の水分の影響を抑制している。
その結果、このポリウレタン層は、「JIS A硬度」が92〜100度(好ましくは、95〜100度)のポリウレタンであるにも拘わらず、優れた耐摩耗性、耐クラック性、耐屈曲疲労性を発揮する。
【0039】
イソシアネート化合物(a)は、ウレタンプレポリマー(A)の原料である。このイソシアネート化合物(a)としては、主成分のp−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)および4,4’−メチレンビスフェニルイソシアネート(MDI)より選ばれたイソシアネート化合物を、イソシアネート化合物(a)中に55〜100モル%(好ましくは、75モル%以上)含有していれば、使用可能である。
PPDIとMDI以外のイソシアネート化合物としては、2,4−トリレン−ジイソシアネート(2,4−TDI)や、2,6−トリレン−ジイソシアネート(2,6−TDI)や、1,5−ナフタレン−ジイソシアネート(NDI)などがある。これらのイソシアネート化合物は、イソシアネート化合物(a)中に45モル%以下(好ましくは、25モル%以下)含有されていれば、イソシアネート化合物(a)と併用できる。
【0040】
線状分子のp−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)と4,4’−メチレンビスフェニルイソシアネート(MDI)が、イソシアネート化合物(a)中に占める割合が、55モル%未満である場合がある。この場合には、得られるポリウレタンにおいて、硬度と耐クラック性と耐摩耗性の大幅な向上を図ることは難しい。
【0041】
ポリオールは、ウレタンプレポリマー(A)の原料となる。このポリオールは、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)(b)を、ポリオール中に65〜100モル%(好ましくは、85モル%以上)含有していれば、使用できる。
PTMG以外のポリオールとしては、ポリオキシプロピレングリコール(PPG)、ポリエチレンアジペート(PEA)、ポリカプロラクトンジオール(PCL)およびトリメチロ−ルプロパン(TMP)などが、ポリオール中に35モル%以下(好ましくは、15モル%以下)の量含有されていれば、併用できる。
【0042】
硬化剤(B)の主成分としては、線状分子の1,4−ブタンジオールが、85〜99.9モル%(好ましくは、90〜99.5モル%)含有されている。
活性水素基(H)を有する芳香族ポリアミンは、硬化剤(B)の従属成分である。この芳香族ポリアミンとしては、3,5−ジエチルトルエン−2,4−ジアミンと3,5−ジエチルトルエン−2,6−ジアミン混合物(商品名ETHACURE100)、4,4’−ビス(2−クロロアニリン)、3,5−ジメチルチオトルエン−2,4−ジアミンと3,5−ジメチルチオトルエン−2,6−ジアミン混合物(商品名ETHACURE300)、4,4’−ビス(sec−ブチルアミノ)−ジフェニルメタン、N,N’−ジアルキルジアミノジフェニルメタン、4,4’−メチレンジアニリン(MDA)、4,4’−メチレン−ビス(2,3−ジクロロアニリン)(TCDAM)、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)(MOCA)、4,4’−メチレン−ビス(2−エチル−6−メチルアニリン)(商品名CUREHARD MED)、トリメチレン−ビス(4−アミノベンゾエート)( 商品名CUA-4)、およびm−フェニレンジアミン(MPDA)より選ばれ、分子量が108〜380(好ましくは、分子量が198〜342)の芳香族ポリアミンの1種または2種以上の混合物が、硬化剤(B)中に15〜0.1モル%(好ましくは、10〜0.5モル%)の割合で、併用される。
硬化剤(B)における芳香族ポリアミンが、0.1モル%未満ではポリウレタンの耐摩耗性の向上が低くなり、15モル%以上では市販品と比べて耐屈曲性の向上が低くなる。
【0043】
上述のように、補強用樹脂層14、14a〜14hのウレタンプレポリマーを構成するp−フェニレン−ジイソシアネートは、その分子構造が線状に延びる高分子で、線状ポリマーを形成し易いので、耐摩耗性や耐屈曲性に優れており、強い耐クラック性を発揮する。
【0044】
なお、他の実施形態として、ウレタンプレポリマーは、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)化合物とポリオールとを反応させて得られ、硬化剤は、脂肪族ジオールおよび芳香族ジアミンからなる群から選択される場合でもよい。
この場合、上述のポリオールはポリテトラメチレングリコール(PTMG)で、上述の硬化剤の脂肪族ジオールは、1,4−ブタンジオール、1,3−プロパンジオールおよび1,6−ヘキサンジオールからなる群から選択される場合であってもよい。
また、上述の硬化剤の芳香族ジアミンは、3,5−ジメチルチオトルエンジアミン、メチレンビスオルソクロロアニリン(MBOCA)および3,3'−ジクロロ−4,4'−ジアミノジフェニルメタンからなる群から選択される場合であってもよい。
また、硬化剤としては、3,5−ジメチルチオトルエンジアミン(AMTDA)やメチレンビスオルソクロロアニリン(MBOCA)などのジアミン系硬化剤であってもよい。
また、3,5−ジメチルチオトルエンジアミンは、ジメチルチオ基およびアミノ基の置換位置による各種異性体が存在するが、これら異性体の混合物の状態で使用される。この異性体混合物は、米国アルベマール社製のETHACURE300(商品名)として入手可能である。
【0045】
補強用樹脂層14、14a〜14h以外の部位(すなわち、ベルト中央領域Eおよび/または内周層11)に使用されるポリウレタンは、トリレンジイソシアネート(TDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物、または4,4'ーメチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物、から得られる。
これらのウレタンプレポリマーとしては、TDI系ウレタンプレポリマーとMDI系ウレタンプレポリマーの一方が適宜選択される。TDI系ウレタンプレポリマーは、トリレンジイソシアネート(TDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて得られる。MDI系ウレタンプレポリマーは、4,4'−メチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて得られる。
【0046】
本発明の実施形態として、ベルト1、1a〜1hの外周層13の表面(外周面15)には、排水用の多数の溝16が形成されている。上述のプレス時に湿紙7から絞り出された水は、溝16に保持される。この溝16に保持された水は、プレス部5の出口で、ベルト1、1a〜1hの回転によりプレス部5の外部に排出される。
図4Bのベルト1では、外周層13のベルト中央領域Eに多数の溝16が形成され、補強用樹脂層14には溝16が形成されない。なお、本実施形態の変形例として、前記外周層13の表面と補強用樹脂層14の表面の両方に、溝16を形成することもできる(図4C)。
多数の溝16の間には、多数のランド部(凸部)17が形成されて、ベルト外周面15を構成する。この凸部17が搬送フェルト6に直接接触し、溝16が排水路になっている。
【0047】
本発明のベルト1、1a〜1hには、一対の補強用樹脂層14、14a〜14hを設けたので、ベルト1、1a〜1hの圧縮弾性率が高くなって曲げ変形と残存歪が少なくなる。したがって、補強用樹脂層14、14a〜14hの表面摩耗やクラック発生を抑制するとともに、補強用樹脂層にも溝16が設けられた場合には、溝16でのクラック発生が抑制できる。
すなわち、一対の補強用樹脂層14、14a〜14hは、シュー3の幅方向両側のシューエッジ部8にそれぞれ対応してベルトの一部をなす所定領域に、経方向(MD方向)に周回して配置されている。
したがって、シュー3の幅方向両側のシューエッジ部8にそれぞれ対応する所定領域のベルト部分の圧縮弾性率が高くなる。これと同時に、所定領域のベルト部分は、曲げ変形と残存歪が少なくなる。その結果、この所定領域における表面摩耗やクラックの発生を抑制して、ベルト1、1a〜1hの耐久性を向上させることができる。
【0048】
一対の補強用樹脂層14、14a〜14hは、外周層13のみに一体的に固着されている場合と、外周層13から基体層12まで至って一体的に固着されている場合と、外周層から基体層12を通って内周層11まで至って一体的に固着されている場合と、からなる群から選択される一つの構成になっている。
【0049】
図4A〜図4Cに示すベルト1では、一対の補強用樹脂層14が、外周層13のみに一体的に固着されている。図5A、図5B、図5Cにそれぞれ示すベルト1、1a、1cでは、一対の補強用樹脂層14a、14b、14cが、外周層13から基体層12まで至って一体的に固着されている。
図5Aに示すベルト1aでは、補強用樹脂層14aが、基体層12の内部には浸透せず、基体層12の外周面まで配置されている。
図5Bに示すベルト1bでは、補強用樹脂層14bが、厚みcを有する基体層12の内部に浸透し、基体層12全体の厚みcのうち、一部の厚みdのところまで浸透している。
図5Cに示すベルト1cでは、補強用樹脂層14cが、基体層12の全体の厚み分まで(すなわち、厚みcまで)、浸透している。
図5Dに示すベルト1dでは、一対の補強用樹脂層14dが、外周層13から基体層12を通って内周層11の途中まで至って、一体的に固着されている。図5Eに示すベルト1eでは、一対の補強用樹脂層14eが、外周層13から基体層12を通って内周層11の全体に至って、一体的に固着されている。
【0050】
このように、一対の補強用樹脂層14、14a〜14hを、ベルト1、1a〜1hの厚み方向に関して任意の構成になるように、自在に選択することができる。
したがって、本発明は、シュー3の幅方向両側のシューエッジ部8に対応する所定領域に要求される機能に、容易に対処することができる。すなわち、圧縮弾性率を高くする度合いを調整して、曲げ変形と残存歪を少なくすることにより、ベルトの所定領域における摩耗やクラックの発生を抑制することができる。
また、補強用樹脂層14、14a〜14hのみにおいて、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタン層を形成している。よって、前記組成物を硬化させる際の環境影響を少なくすることができる。
【0051】
図4A〜図4C、図5A〜図5E、図5Hに示すベルト1、1a〜1e、1g、1hでは、補強用樹脂層14、14a〜14e、14g、14hは、ベルトの内周面がシューエッジ部8と当接するシューエッジ当接部領域E1と、ベルトの緯方向端部を含むベルト端部領域E2との両方に配置されている。
このようにすれば、補強用樹脂層14、14a〜14e、14g、14hを形成する際に、補強用樹脂層の領域(幅)は若干広く形成されるが、その形成作業を容易に行うことができる。補強用樹脂層の領域(幅)がベルト全幅に対して占める割合は小さいので、補強用樹脂層を形成する際の環境影響は小さくて済む。
【0052】
図5Fに示すベルト1fでは、補強用樹脂層14fは、ベルトの内周面がシューエッジ部8と当接するシューエッジ当接部領域E1のみに配置されている。このようにすれば、補強用樹脂層14を形成する作業は若干手間が掛かるが、補強用樹脂層14fの領域を、さらに狭く形成することができる。
【0053】
図5Gに示すベルト1gでは、一対の補強用樹脂層14gの表面には、経方向に延びた一対の凹部30が形成されている。この一対の凹部30は、シューエッジ当接部領域E1のみに配置されている。なお、一対の凹部30が、シューエッジ当接部領域E1からベルト端部領域E2まで幅広に形成された場合であってもよい。
経方向に延びた凹部30を形成することにより、プレス部5で脱水された水が、外周層13の中央領域Eから所定領域に沿って幅方向に流出し、さらに、凹部30を通って排出される。その結果、凹部30の内面に、多数の溝16(図4B、図4C)を形成する必要がなくなる。
クラックの発生起点となり易い溝16をなくすことができるので、補強用樹脂層14gは、クラックの発生をより効果的に抑制することができる。また、プレス時に湿紙7から絞り出された水を外部に排出し易くなる。
【0054】
図5Hに示すベルト1hにおいて、ベルト中央領域Eの樹脂層は、内周層11と中間層18と外周層13とにより構成される3層構造である。また、シューエッジ当接部領域E1とベルト端部領域E2には、補強用樹脂層14hが配置されている。したがって、この領域E1、E2の樹脂層は、内周層11、中間層18、外周層13および補強用樹脂層14hにより構成される4層構造になっている。さらに、基体層12は中間層18中に埋設されて中間層18を補強している。
したがって、基体層12には、内周層11および外周層13の樹脂とは異なる樹脂を選択することができる。その結果、内周層11および外周層13に要求される機能とは別の機能を有する樹脂(たとえば、基体層12を強固に補強する樹脂)などを適宜選択することができる。
【実施例】
【0055】
次に、本発明のベルトと従来のベルトを比較した実験結果について説明する。
図6は、従来のベルト100の断面図、図7は、第1の実施形態の実験データを示す表である。図8、図9は、第2の実施形態を示す表であり、両方の図で全体の実験データを示している。図10は、耐クラック性を調べるための実験装置110の概略図、図11はその実験結果を示す表である。
図6に示す従来のベルト100は、内周層11、基体層12および外周層13を備えているが、補強用樹脂層は形成されていない。ベルト100の内周層11と外周層13は、ポリウレタン樹脂で形成されている。
【0056】
次に、第1の実施形態に関して、ベルトの補強用樹脂層14、14a〜14hを形成するポリウレタンの物性を評価するため、ポリウレタン試験片を製造する場合について、図7の参考例1〜6により説明する。
【0057】
(参考例1)
p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。こうして得られたウレタンプレポリマー(NCO%は5.51%、55℃における粘度は1,800cps、予熱温度66℃)と、1,4−ブタンジオールとからなる組成物(H/NCO比は0.95)を、予熱した金型に注入して、127℃に加熱し、127℃で0.5時間かけて前硬化させる。
その後、前硬化した組成物を、金型から外し、さらに127℃で16時間かけて後硬化させる。これにより、「JIS A硬度」が98.1度の、硬化したポリウレタンシートが得られる。このシートで試験片(厚み1.5mm)を作製した。
【0058】
(参考例2)
p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)と、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。こうして得られたウレタンプレポリマー(NCO%は5.51%、55℃における粘度は1,800cps、予熱温度120℃)と、ハイドロキノンビス−βヒドロキシルエチルエーテルとからなる組成物(H/NCO比は0.95)とを、予熱した金型に注入し、127℃に加熱し、127℃で0.5時間かけて前硬化させる。その後、この前硬化した組成物を、127℃で16時間かけて後硬化させる。
これにより、「JIS A硬度」が98.1度の、硬化したポリウレタンシートを得る。このシートで試験片を作製した。
【0059】
(参考例3)
p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)と、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。こうして得られたウレタンプレポリマー(NCO%は5.51%、予熱温度66℃)と、3,5−ジメチルチオトルエンジアミン(ETHACURE300)とからなる組成物(H/NCO比は0.95)を、予熱した金型に注入し、127℃に加熱し、127℃で0.5時間かけて前硬化させる。
その後、この前硬化した組成物を、127℃で16時間かけて後硬化させる。これにより、「JIS A硬度」が96.2度の、硬化したポリウレタンシートを得る。このシートで試験片を作製した。
【0060】
(参考例4〜6)
図7に示すウレタンプレポリマーと硬化剤から、図7に示す成型条件で、参考例1〜参考例3と同様にして、ポリウレタンシートで試験片を製造した。
なお、図7における硬化剤の配合量とは、ウレタンプレポリマーを100重量部とした場合の、この100重量部に対する硬化剤の重量部数である。
【0061】
得られた試験片について、「JIS A硬度」と、引張強度(JIS K6251:ダンベル3号。引張速度500mm/分)と、引裂強度(JIS K6252。引裂速度500mm/分。アングル形ノッチ有り。)と、圧縮歪(JIS K6262)とを測定し、また、摩耗試験とデマチャ式屈曲試験で各物性を評価した。得られた物性は図7に示されている。
【0062】
摩耗試験では、試験片をプレスボードの下部に取り付ける。そして、その下の面(測定対象面)に、外周に摩擦子を備える回転ロールを押し付けながら回転させた。
このとき、回転ロールによる圧力を9.6kg/cmとし、回転ロールを、回転速度100m/分で20分間回転させる。回転後に、ベルトサンプルの厚み減少量(すなわち、摩耗量)を測定した。
耐摩耗性について、第1の実施形態にかかる樹脂は、従来技術のベルトと比べて、30%以上向上していることが分かる。
【0063】
次に、第2の実施形態に関して、ベルトの補強用樹脂層14、14a〜14hを形成するポリウレタンの物性を評価するため、ポリウレタン試験片を製造する場合について、図8、図9の参考例11〜18により説明する。
【0064】
(参考例11)
p−フェニレン−ジイソシアネ−ト(PPDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。97モル%の1,4−ブタンジオール(1,4BD)と、3モル%の3,5−ジエチルトルエンジアミン(ETHACURE100)とにより、硬化剤混合物を得る。
そして、ウレタンプレポリマー(NCO%は5.51%、55℃における粘度は1,800cps、予熱温度は66℃)と、硬化剤混合物とを混合する。この場合のH/NCO当量比は0.95である。なお、このポリウレタン樹脂混合物を、「PPDI/PTMG/1,4BD+ETHACURE100:H/NCO=0.95」と簡単に表示する。
こうして得られた混合物を、127℃に予熱した金型に注入し、127℃に金型を昇温し、127℃で30分かけて前硬化させる。その後、金型から上金型を外し、更に混合物を、127℃で16時間かけて後硬化させる。これにより、「JIS A硬度」が98.1度の、硬化したポリウレタンシートを得る。このシートで試験片(厚み1.5mm)を作製した。
【0065】
(参考例12)
p−フェニレンージイソシアネ−ト(PPDI)と、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。95モル%の1,4−ブタンジオール(1,4BD)と、5モル%の3,5−ジメチルチオトルエンジアミン(ETHACURE300)とにより、硬化剤混合物を得る。
そして、ウレタンプレポリマー(NCO%は5.51%、55℃における粘度は1,800cps、予熱温度は66℃)と、硬化剤混合物とを混合する。この場合のH/NCO当量比は0.95である。
こうして得られた混合物を、127℃に予熱した金型に注入し、127℃に金型を加熱し、127℃で30分かけて前硬化させる。その後、金型から上金型を外し、更に混合物を、127℃で16時間かけて後硬化させる。これにより、「JIS A硬度」が98.2度の、硬化したポリウレタンシートを得る。このシートで試験片(厚み1.5mm)を作製した。
【0066】
(参考例13(比較用))
p−フェニレンージイソシアネート(PPDI)と、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。
そして、このウレタンプレポリマー(NCO%は5.51%、55℃における粘度は1,800cps、予熱温度は66℃)と、1,4−ブタンジオール(1,4BD)とにより、組成物を得る。この場合のH/NCO当量比は0.95である。
こうして得られた組成物を、127℃に予熱した金型に注入し、127℃に金型を加熱し、127℃で30分かけて前硬化させる。その後、金型から上金型を外し、更に組成物を、127℃で16時間かけて後硬化させる。これにより、「JIS A硬度」が98.1度の硬化したポリウレタンシートを得る。このシートより試験片(厚み1.5mm)を作製した。
【0067】
(参考例14)
p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。90モル%の1,4−ブタンジオール(1,4BD)と、10モル%の3,5−ジメチルチオトルエンジアミン(ETHACURE300)とにより、硬化剤混合物を得る。
そして、ウレタンプレポリマー(NCO%は3.03%、70℃における粘度は7,000cps、溶解温度は100℃)と、硬化剤混合物とを混合する。この場合のH/NCO当量比は0.95である。
こうして得られた混合物を、127℃に予熱した金型に注入し、金型を127℃まで加熱し、127℃で60分かけて前硬化させる。その後、混合物を、127℃で16時間かけて後硬化させる。これにより、「JIS A硬度」が95.6度の、硬化したポリウレタンシートを得る。このシートで試験片(厚み1.5mm)を作成した。
【0068】
(参考例15(比較用))
2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートとの混合物(TDI)と、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。
そして、このウレタンプレポリマー(NCO%は6.02%、80℃における粘度は400cps、予熱温度は66℃)と、3,5−ジメチルチオトルエンジアミン(ETHACURE300)とにより組成物を得る。この場合のH/NCO当量比は0.95である。
この組成物を、予熱した金型に注入し、100℃に加熱し、100℃で30分かけて前硬化させる。その後、この組成物を、100℃で16時間かけて後硬化させる。これにより、「JIS A硬度」が96.2度の、硬化したポリウレタンシートを得る。このシートで試験片(厚み1.5mm)を作製した。
【0069】
(参考例16〜18(比較用))
図8、図9に示すウレタンプレポリマーと硬化剤から、図8、図9に示す成型条件で、参考例11と同様にしてポリウレタンシートで試験片(厚み1.5mm)を作成した。
なお、図8、図9における硬化剤の配合量とは、ウレタンプレポリマーを100重量部とした場合の、この100重量部に対する硬化剤の重量部数である。
【0070】
得られた試験片について、「JIS A硬度」と、引張強度(JIS K6251:ダンベル3号。引張速度500mm/分)と、引裂強度(JIS K6252、引裂速度500mm/分、アングル形ノッチ有り)とを測定し、また、摩耗試験とデマチャ式屈曲試験で各物性を評価した。得られた物性を、図8、図9に示す。
【0071】
摩耗試験では、試験片をプレスボードの下部に取り付ける。そして、その下の面(測定対象面)に、外周に摩擦子を備える回転ロールを押し付けながら回転させた。
このとき、回転ロールによる圧力を9.6kg/cmとし、回転ロールを、回転速度100m/分で20分間回転させる。回転後に、ベルトサンプルの厚み減少量(すなわち、摩耗量)を測定した。
【0072】
図8、図9により、参考例11、参考例12および参考例13の試験片は、その摩耗量が0.1mm以下であり、比較例での試験片と比べて非常に摩耗性が少ないことが分かる。
このように摩耗量の少ないことを前提として耐屈曲性を比較すると、従来技術品(参考例15)に比べて、参考例11、参考例12では、摩耗性と耐屈曲性の両方の優れた機械的特性を備えるベルトの補強用樹脂層が得られることが確認できた。
【0073】
次に、実験装置110を用いて行なった実験について説明する。
実験装置110を用いて耐クラック性を測定する場合、ベルトのサンプルSとしては、ベルトを横方向(ベルトの走行方向と直交する方向で、溝16と直角に交わる方向)に切取り、このサンプルSの両端部を、クランプハンド52、52で固定する。
サンプルSは、回転ロール53とプレスシュー54とに挟まれ、サンプルSの外周面が回転ロール53に接するようになっている。プレスシュー54を、回転ロール53の方向に矢印Gに示すように移動させて押し圧を与える。これにより、サンプルSは、36kg/cm2の圧力で加圧される。
サンプルSの両端部が、クランプハンド52、52でそれぞれ挟持される。この状態で、クランプハンド52、52が、互いに連動して矢印Bに示すように左右方向に往復移動する。サンプルSに掛けられる張力は3kg/cmで、往復速度は40cm/秒である。
サンプルSの往復運動中に、サンプルSが回転ロール53に接するように、サンプルSの長さが調整されている。
【0074】
(実施例1)
ベルト1(図4A)
1.基布(基体層12):
基布には、経二重織り組織で製織してなる織物を使用する。この織物の経糸と緯糸は、ナイロンのモノフィラメント撚糸である。経糸は、ベルトの走行方向(MD方向)となるように組織している。この基布は無端状組織の織物である。
【0075】
2.工程:
(1)適宜回転可能なマンドレルの表面に剥離剤を塗布する。次いで、マンドレルを回転しながら、トリレンジイソシアネート(TDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて得られるウレタンプレポリマーと、硬化剤(1,4−ブタンジオール)とを混合して組成物を得る。
この組成物を、その厚みが1.0mmになるようにコーターを使用してマンドレルを回転させながら積層する。マンドレルに付属している加熱装置で樹脂を熱硬化させて、内周層11を形成する。
(2)マンドレルの軸方向に沿って、基布の緯糸が配列するように、無端状の基布を、内周層11の上に被せて配置して基体層12とする。
(3)マンドレルを回転しながら、前記組成物を前記基布(基体層12)上に、コーターバーを使用して、基布が前記組成物で埋設されるまで積層する。引続き積層を続け、前記基布とこの基布上の樹脂層との合計厚みが2.0mmになるように、コーターバーを使用しマンドレルを周回しながら積層する。次いで、加熱装置によって樹脂を熱硬化させて、外周層13の内側部分の層を形成する。
【0076】
(4)さらに、外周層13の内側部分の層の上に、スパイラルコートによって樹脂を積層して外周層13の外側部分の層を形成する。外周層13は、ベルト中央領域Eと、その両側のベルト所定領域E1、E2に形成される。
ここで、ベルト所定領域E1、E2には、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて得られるウレタンプレポリマーと、硬化剤(1,4−ブタンジオール)とを混合した組成物をコートする。
ベルト中央領域Eには、前記トリレンジイソシアネート(TDI)を使用した組成物をコートする。ベルト所定領域E1、E2と、ベルト中央領域Eの各厚みが、何れも1mmになるまで、組成物をコートする。
その後、加熱装置で樹脂を熱硬化させて、外周層13と補強用樹脂層14とを形成する。外周層13と内周層11は、同じ材質の樹脂により形成される。
(5)外周層13と補強用樹脂層14の表面を研磨して、全体厚みを3.9mmにする。次いで、回転刃でベルト中央領域EにMD方向に排水用の溝16を多数形成して、実施例1のベルト1が得られる。溝16は、溝幅0.8mmで、溝深さ1.0mm、溝間隔3.3mmとする。
【0077】
(実施例2)
ベルト1c(図5C)
1.基布(基体層12):実施例1と同じ基布を使用する。
2.工程:
(1)実施例1と同じようにして、実施例1と同じ樹脂材質で内周層11を形成する。
(2)実施例1と同じようにして、無端状の基布を内周層11の上に被せて配置して基体層12とする。
(3)マンドレルを回転しながら、前記基布(基体層12)上に、スパイラルコートによって、実施例1と同じ樹脂を積層する。この場合、ベルト所定領域E1、E2には、前記p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)を使用した組成物をコートする。
ベルト中央領域Eには、前記トリレンジイソシアネート(TDI)を使用した組成物をコートする。前記基布と基布上の樹脂層との合計厚みが3.0mmになるまで、組成物をコートする。
その後、加熱装置で樹脂を熱硬化させて、外周層13と補強用樹脂層14cを形成する。
(4)実施例1と同じようにして、外周層13と補強用樹脂層14cの表面を研磨して、全体厚みを3.9mmにする。そして、回転刃でベルト中央領域EにMD方向に溝16を多数形成して、実施例2のベルト1cが得られる。
【0078】
(実施例3)
ベルト1e(図5E)
1.基布(基体層12):実施例1と同じ基布を使用する。
2.工程:
(1)マンドレルを回転しながら、マンドレル上にスパイラルコートによって、ベルトの所定領域E1、E2には、前記p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)を使用した組成物をコートする。
ベルト中央領域Eには、前記トリレンジイソシアネート(TDI)を使用した組成物をコートする。これらのコートにおいて、ベルト所定領域とベルト中央領域の樹脂層厚みが1.0mmになるように、スパイラルにコートする。その後、加熱装置で樹脂を熱硬化させて、内周層11と補強用樹脂層14eとを形成する。
(2)実施例1と同じ無端状の基布を、内周層11と補強用樹脂層14eの上に被せて配置して、基体層12とする。
【0079】
(3)マンドレルを回転しながら、前記基布上にスパイラルコートによって、樹脂を積層する。この場合、ベルト所定領域E1、E2には、前記p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)を使用した組成物をコートする。
ベルト中央領域Eには、前記トリレンジイソシアネート(TDI)を使用した組成物をコートする。前記基布と基布上の樹脂層との合計厚みが3.0mmになるまで、組成物をコートする。その後、加熱装置で樹脂を熱硬化させて、外周層13と補強用樹脂層14eとを形成する。
(4)実施例1と同じようにして、外周層13と補強用樹脂層14eの表面を研磨して、全体厚みを3.9mmにする。次いで、回転刃でベルト中央領域EにMD方向に溝16を多数形成して、実施例3のベルト1eが得られる。
【0080】
(実施例4)
実施例2のベルト1c(図5C)の変形例である。
実施例2のベルト1cのベルト所定領域E1、E2にも、MD方向に溝16を多数形成して、実施例4のベルトが得られる。
【0081】
(比較例1)
ベルト100(図6)
1.基布(基体層12):実施例1と同じ基布を使用する。
2.工程:
(1)実施例1と同じようにして、前記トリレンジイソシアネート(TDI)を使用した組成物をコートして、内周層11を形成する。
(2)実施例1と同じようにして、無端状の基布を前記内周層11の上に被せて配置して、基体層12とする。
(3)実施例1と同じようにして、基布が前記組成物で埋設されるまで積層する。引続き積層を続け、前記基布とこの基布上の樹脂層との合計厚みが3.0mmになるように、コーターを使用しマンドレルを回転させながら積層する。次いで、加熱装置で樹脂を熱硬化させて、外周層13を形成する。
(4)実施例1と同じようにして、外周層13の表面を研磨して、全体厚みを4.9mmにする。そして、回転刃でベルト中央領域EにMD方向に排水用の溝を多数形成して、比較例1のベルト100が得られる。
【0082】
(比較例2)
比較例1のベルトのベルト所定領域E1、E2にも、MD方向に排水用の溝を多数形成して、比較例2のベルトが得られる。
【0083】
(性能試験)
(1)曲げ応力試験
JIS K7171のプラスチック曲げ特性試験方法に基づいて、実施例1〜4および比較例1、2で得た各ベルトを、標準試験片の大きさに切り取り、最大曲げ応力を測定した。
曲げ応力の評価は、ベルトの中央領域Eの最大曲げ応力を100としたときの、ベルト所定領域E1、E2の最大曲げ応力の値に基づいて判断した。
(2)クラック試験
図10に示す実験装置110により、ベルトのサンプルSが往復運動を繰り返し、サンプルSのベルト所定領域E1、E2にクラックが生じるまでの往復回数(プレス回数)を測定した。
【0084】
図11に示すように、曲げ応力試験では、ベルト中央領域Eに対して、ベルト所定領域E1+E2の最大曲げ応力は、比較例1のベルトでは同じであり、比較例2のベルトでは約30%小さかった。
これに対して、実施例1〜実施例4にかかる各ベルトでは、ベルト中央領域Eに対してベルト所定領域E1+E2の最大曲げ応力が、約30%ないし70%大きくなっている。これにより、ベルト所定領域E1+E2での圧縮弾性率がベルト中央領域Eより高くなって、曲げ変形と残存歪が少なくなっていることが分かる。
クラック試験に関しては、サンプルSのベルト所定領域E1+E2に形成した溝16にクラックが発生するまでのプレス回数を測定した。その結果、比較例1のベルトでは、10万回〜15万回のプレス回数でクラックが発生し、比較例2のベルトでは、5万回〜10万回のプレス回数でクラックが発生していた。
これに対して、実施例1〜実施例4にかかる各ベルトでは、30万回以上のプレス回数でもクラックが発生しなかった。
【0085】
上述のような構成を有する本発明のベルト1、1a〜1hは、従来のベルトと比較して、シューエッジ部8に対応してベルトの一部をなす所定領域の圧縮弾性率を高くしている。これにより、曲げ変形と残存歪が少なくなるので、この所定領域におけるクラックの発生を抑制することができる。
本発明では、補強用樹脂層14、14a〜14hを、ベルト1、1a〜1hにおける所定領域のみに使用している。したがって、前記p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)を使用した組成物をコートし、その後加熱装置で樹脂を熱硬化する際の時間は短い。したがって、硬化に到るまでの工程の周囲の環境(特に、温度と湿度)に影響され難くなっている。
ベルト1、1a〜1hは、上述の所定領域におけるその耐クラック性、耐屈曲疲労性および耐摩耗性を向上させて、ベルト全体の耐久性を改善することができる。たとえば、ベルト1、1a〜1hの耐久性は、従来のベルトの耐久性と比べて、1.5倍以上の使用に耐えることができる。
【0086】
以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲で種々の変形、付加などが可能である。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【産業上の利用可能性】
【0087】
本発明のシュープレス用ベルトは、クローズドタイプの製紙用シュープレスに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0088】
【図1】図1〜図5Hは本発明の実施形態を示す図で、図1は、シュープレス機構の概略構成を示す斜視図である。
【図2】シュープレス機構の概略構成の断面図である。
【図3】図2のシュープレス機構におけるプレス部の緯方向断面図である。
【図4A】シュープレス用ベルトの断面図である。
【図4B】図4A中のIV部拡大断面図である。
【図4C】図4B相当の拡大断面図で、変形例を示している。
【図5A】本実施形態の変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【図5B】他の変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【図5C】他の変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【図5D】他の変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【図5E】他の変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【図5F】他の変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【図5G】他の変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【図5H】他の変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【図6】従来のシュープレス用ベルトの断面図である。
【図7】第1の実施形態の実験データを示す表である。
【図8】第2の実施形態の実験データを示す表である。
【図9】第2の実施形態の実験データを示す表である。
【図10】耐クラック性を調べるための実験装置の概略図である。
【図11】実験結果を示す表である。
【符号の説明】
【0089】
1 シュープレス用ベルト
1a〜1h シュープレス用ベルト
2 プレスロール
3 シュー
4 シュープレス機構
8 シューエッジ部
11 内周層
12 基体層
13 外周層
14 補強用樹脂層
14a〜14h 補強用樹脂層
18 中間層
30 凹部
E ベルト中央領域
E1 シューエッジ当接部領域(所定領域)
E2 ベルト端部領域
E1+E2 シューエッジ当接部領域とベルト端部領域(所定領域)
【技術分野】
【0001】
本発明は、製紙用シュープレス装置に使用されるシュープレス用ベルト、特に、クローズドタイプのシュープレスに使用されるシュープレス用ベルトに関する。
【背景技術】
【0002】
製紙用のシュープレスでは、プレスロールとシューとの間に、ループ状のシュープレス用ベルトを介在させたシュープレス機構が用いられている。この機構では、プレスロールとシューとで構成されるプレス部において、搬送ベルト(または、搬送フェルト)と湿紙を通過させて脱水を行なっている。シュープレス用ベルトは、搬送ベルト(または、搬送フェルト)を介して、湿紙を圧縮して脱水を行うのに使用される。
シュープレス用ベルトは、シュープレス機構のプレスロールとシューとの間に配置されて回転走行する。このベルトの幅方向(緯方向:CMD方向)の寸法は、シューの幅方向(緯方向)の寸法よりも大きい。
したがって、このベルトは、その幅方向において、シューの上面と接触するベルト中央領域と、シューエッジ当接部領域と、ベルト端部領域とに区分できる。シューエッジ当接部領域は、ベルト中央領域より幅方向外側に位置し、シューの幅方向両側でシューエッジ部から強い負荷を受けて曲げ変形を起こす領域である。ベルト端部領域は、シューエッジ当接部領域より外側に位置し、シューとは接触しない領域である。
そうすると、シューエッジ部に対応してベルトの一部をなす所定領域(すなわち、シューエッジ当接部領域とベルト端部領域)では、ベルトの幅方向のベルト中央領域と比較して、屈曲疲労によりクラックが発生する場合が多い。
【0003】
一般的なシュープレス用ベルトは、基体層の内周と外周に樹脂層を有している。特許文献1(特開平10−298893号公報)には、シューエッジ部に対応する所定の部位でのクラックを起こし難くしたシュープレス用ベルトが記載されている。このベルトでは、ベルト中央領域を構成する樹脂層の硬度を高くし、シューエッジ部と接触する両縁領域の硬度を低くしている。
特許文献2(特開2005−97806号公報)には、シュープレス用ベルトにおけるクラックの発生を効果的に抑制するための技術が記載されている。このシュープレス用ベルトは、両端部対応領域とベルト中央領域とを含んでいる。
両端部対応領域は、プレスロールまたはシューの幅方向における両端部に対応して位置し厚みが小さい領域である。ベルト中央領域は、両端部対応領域の間に位置し、両端部対応領域より大きな厚みを有する。
特許文献3(特開2008−111220号公報)には、耐クラック性などの機械的特性を備える製紙用シュープレス用ベルトが記載されている。このベルトのポリウレタン層は、p−フェニレン−ジイソシアネート(パラフェニレンジイソシアネート(PPDI))系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタンを含有している。
【0004】
【特許文献1】特開平10−298893号公報
【特許文献2】特開2005−97806号公報
【特許文献3】特開2008−111220号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載のシュープレス用ベルトは、ベルト中央領域と両縁領域とで、樹脂層の硬度を変化させている。
ところが、ベルト中央領域を構成する樹脂の成分と、両縁領域を構成する樹脂の成分は、トリレンジイソシアネート(TDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された同じ組成物である。その結果、この両縁領域における耐クラック性の改善の度合いはそれ程高くなかった。そのため、クラックの発生をより効果的に抑制する技術が求められていた。
【0006】
特許文献2に記載のシュープレス用ベルトでは、両端部対応領域の厚みを小さく形成するための工程や、その後の仕上げのための研磨工程などが別途必要になる。
また、これら形成工程や研磨工程で摩擦熱が発生するので、この摩擦熱によりベルトの樹脂層が変質して劣化する恐れがあった。
【0007】
特許文献3に記載の製紙用のシュープレス用ベルトのポリウレタン層には、このベルトの幅方向全体に渡って、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタンを使用している。
したがって、前記組成物を硬化して耐クラック性などの機械的特性を備えるシュープレス用ベルトのウレタン層を形成させるためには、硬化の際の環境影響(特に、ベルトを製造する工程での、温度と湿度による悪影響)を受けやすかった。そこで、この環境影響(周囲の環境から受ける悪影響)を受け難い技術が求められていた。
【0008】
従来から、シュープレス用ベルトには、トリレンジイソシアネート(TDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタンが使用されてきた。
また、このシュープレス用ベルトには、4,4'−メチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタンも使用されてきた。
これら組成物は、硬化させる際の環境影響(特に、ベルトを製造する工程での温度と湿度による悪影響)を受け難いものであった。
【0009】
そこで、本発明者らは、環境影響を受けやすいp−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタンを、ベルトの特定の領域(所定領域)に限定して使用することにした。また、他の領域(ベルト中央領域など)では、従前のポリウレタン(つまり、温度と湿度による悪影響を受け難いウレタン)を使用することにした。これにより、本発明は、従来の課題を解決することができる。
すなわち、本発明の目的は、シューエッジ部に対応してシュープレス用ベルトの一部をなす所定領域の圧縮弾性率を高くして曲げ変形と残存歪を少なくすることにより、この所定領域におけるクラックの発生を抑制するとともに、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られたポリウレタンを、補強用樹脂層にのみ使用することができるシュープレス用ベルトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述の目的を達成するため、本発明の第1の実施形態にかかるシュープレス用ベルトは、シュープレス機構のプレスロールとその下方または上方のシューとの間に配置されて回転走行し、前記シューに接触する樹脂製の内周層と、この内周層の外周に設けられた基体層と、この基体層の外周に形成された樹脂製の外周層とを備えている。このシュープレス用ベルトは、その幅方向において、前記シューと接触するベルト中央領域と、このベルト中央領域より幅方向外側に位置し、前記シューの幅方向両側のシューエッジ部にそれぞれ対応して前記シュープレス用ベルトの一部をなす一対の所定領域とに区分される。前記シュープレス用ベルトは、前記ベルト中央領域のポリウレタン層とは異なる成分のポリウレタン層からなる一対の補強用樹脂層を有している。この一対の補強用樹脂層は、前記一対の所定領域にベルト走行方向(経方向)に周回して配置されている。
前記補強用樹脂層を構成する前記ポリウレタン層には、ウレタンプレポリマー(A)と硬化剤(B)とが混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタンが含有されている。前記ウレタンプレポリマー(A)は、p−フェニレン−ジイソシアネート化合物(PPDI)を55〜100モル%含有するイソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーである。前記硬化剤(B)は、1,4−ブタンジオール、ハイドロキノンビス−βヒドロキシルエチルエーテル、3,5−ジエチルトルエンジアミンおよび3,5−ジメチルチオトルエンジアミンからなる群から選択される。
好ましくは、前記ポリウレタンは、前記硬化剤の活性水素基(H)と、前記ウレタンプレポリマーの前記イソシアネート基(NCO)との当量比(H/NCO)の値が、0.88<H/NCO≦1.0となる割合で、前記ウレタンプレポリマーと前記硬化剤とが混合された組成物を硬化して得られる。このポリウレタンは、その「JIS A硬度」が92〜99度であるのが好ましい。
【0011】
上述のように、湿紙に対向するシュープレス用ベルトの一対の補強用樹脂層では、ウレタンプレポリマー素材には、線状ポリマーを形成し易いp−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)と、ポリテトラメチレングリコールとを使用している。
すなわち、第1の実施形態では、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーは、p−フェニレン−ジイソシアネート化合物を55〜100モル%含有するイソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有する。
また、硬化剤には、線状ポリマーを形成し易い脂肪族の1,4−ブタンジオール、ハイドロキノンビス−βヒドロキシルエチルエーテル、3,5−ジエチルトルエンジアミンおよび3,5−ジメチルチオトルエンジアミンからなる群から選択された化合物を使用している。
こうすることにより、優れたポリウレタンが形成されるので、耐クラック性、耐屈曲疲労性、耐摩耗性等の機械的特性を備えるシュープレス用ベルトが得られる。このシュープレス用ベルトの耐久性は、従来から使用されているシュープレス用ベルトの耐久性(通常2〜3ヶ月程度)よりも、1.5倍以上の向上が期待できる。
【0012】
本発明の第2の実施形態にかかるシュープレス用ベルトは、シュープレス機構のプレスロールとその下方または上方のシューとの間に配置されて回転走行し、前記シューに接触する樹脂製の内周層と、この内周層の外周に設けられた基体層と、この基体層の外周に形成された樹脂製の外周層とを備えている。このシュープレス用ベルトは、その幅方向において、前記シューと接触するベルト中央領域と、このベルト中央領域より幅方向外側に位置し、前記シューの幅方向両側のシューエッジ部にそれぞれ対応して前記シュープレス用ベルトの一部をなす一対の所定領域とに区分される。前記シュープレス用ベルトは、前記ベルト中央領域のポリウレタン層とは異なる成分のポリウレタン層からなる一対の補強用樹脂層を有している。この一対の補強用樹脂層は、前記一対の所定領域にベルト走行方向に周回して配置されている。
前記補強用樹脂層を構成する前記ポリウレタン層には、ウレタンプレポリマー(A)と、活性水素基(H)を有する硬化剤(B)と、が混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタンが含有されている。前記ウレタンプレポリマー(A)は、イソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーである。前記イソシアネート化合物(a)は、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)化合物および4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)から選ばれたイソシアネート化合物を、55〜100モル%含有している。前記硬化剤(B)は、1,4−ブタンジオールを85〜99.9モル%含有し、前記活性水素基(H)を有する芳香族ポリアミンを15〜0.1モル%含有する、硬化剤である。
この場合、前記活性水素基(H)を有する前記芳香族ポリアミンは、3,5−ジエチルトルエン−2,4−ジアミン、3,5−ジエチルトルエン−2,6−ジアミン、3,5-ジメチルチオトルエンー2,4−ジアミン、3,5-ジメチルチオトルエンー2,6−ジアミン、4,4’−ビス(2−クロロアニリン)、4,4’−ビス(sec−ブチルアミノ)−ジフェニルメタン、N,N’−ジアルキルジアミノジフェニルメタン、4,4’−メチレンジアニリン、4,4’−メチレン−ビス(2,3−ジクロロアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(2−エチル−6−メチルアニリン)、トリメチレン−ビス(4−アミノベンゾエート)およびフェニレンジアミンより選ばれた、芳香族ポリアミンの1種または2種以上の混合物である。
【0013】
上述のように、湿紙に対向するシュープレス用ベルトの一対の補強用樹脂層では、そのウレタンプレポリマー素材(A)として、線状ポリマーを形成し易いp−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)と、ポリテトラメチレングリコールを使用することができる。
すなわち、第2の実施形態では、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーは、イソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーであり、前記イソシアネート化合物(a)は、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)化合物および4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)から選ばれたイソシアネート化合物を、55〜100モル%含有している。
また、活性水素(H)基を有する硬化剤(B)として、線状ポリマーを形成し易い脂肪族の1,4−ブタンジオールを主成分として用い、且つ、芳香族ポリアミン化合物を従属成分として併用することができる。
これにより、p−フェニレン−ジイソシアネートを原料とするウレタンプレポリマーが大気中の水分を吸収するので、ポリウレタンの耐摩耗性が低下しない。
1,4−ブタンジオールを単独で使用して得られるポリウレタンよりも、大幅に耐摩耗性に優れるポリウレタンなので、硬度が高くても、耐摩耗性、耐クラック性、耐屈曲疲労性など機械的特性の優れたシュープレス用ベルトが得られる。
特に、硬化剤として脂肪族の1,4−ブタンジオールと併用した従属成分の芳香族ポリアミン化合物は、得られるポリウレタンの「JIS A硬度」を低下させることなく、耐摩耗性を向上できる。したがって、本発明のシュープレス用ベルトの耐久性は、現在使用されているシュープレス用ベルトの耐久性(通常2〜3ヶ月程度)よりも、2倍以上の向上が期待できる。
【0014】
なお、前記補強用樹脂層を構成する前記ポリウレタン層は、ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタンを含有している。前記ウレタンプレポリマーは、p−フェニレン−ジイソシアネート化合物とポリオールとを反応させて得られる場合であってもよい。この場合、前記硬化剤は、脂肪族ジオールおよび芳香族ジアミンからなる群から選択されるのでもよい。また、前記ポリオールはポリテトラメチレングリコールであり、前記硬化剤の前記脂肪族ジオールは、1,4−ブタンジオール、1,3−プロパンジオールおよび1,6−ヘキサンジオールからなる群から選択され、前記硬化剤の前記芳香族ジアミンは、3,5−ジメチルチオトルエンジアミン、メチレンビスオルソクロロアニリンおよび3,3'−ジクロロ−4,4'−ジアミノジフェニルメタンからなる群から選択される場合であってもよい。
【0015】
本発明における前記補強用樹脂層は、少なくとも前記外周層に固着されて一体化するとともに、外周面側に露出しているのが好ましい。
好ましくは、前記補強用樹脂層は、前記外周層のみに一体的に固着されている場合と、前記外周層から前記基体層まで至って一体的に固着されている場合と、前記外周層から前記基体層を通って前記内周層まで至って一体的に固着されている場合と、からなる群から選択される一つの構成である。
好ましくは、前記シュープレス用ベルトの一部をなす前記所定領域は、前記ベルト中央領域より幅方向外側に位置して前記シューエッジ部と当接するシューエッジ当接部領域と、このシューエッジ当接部領域より幅方向外側に位置し、前記ベルト走行方向と直交する緯方向の端部を含むベルト端部領域とを含む領域であって、前記補強用樹脂層は、前記シューエッジ当接部領域と前記ベルト端部領域との両方に配置されている。
なお、前記シュープレス用ベルトの一部をなす前記所定領域は、前記ベルト中央領域より幅方向外側に位置して前記シューエッジ部と当接するシューエッジ当接部領域であって、前記補強用樹脂層は、このシューエッジ当接部領域のみに配置されている場合であってもよい。
また、補強用樹脂層の表面には、前記ベルト走行方向に延びた凹部を形成することもできる。
前記シュープレス用ベルトは、前記基体層が埋設されている樹脂製の中間層をさらに備えており、この中間層の内周と外周に前記内周層と前記外周層がそれぞれ積層されて、樹脂層全体が少なくとも3層構造になっているのが好ましい。
【発明の効果】
【0016】
本発明にかかるシュープレス用ベルトは、上述のように構成したので、シューエッジ部に対応してシュープレス用ベルトの一部をなす所定領域の圧縮弾性率を高くして曲げ変形と残存歪を少なくしている。これにより、この所定領域におけるクラックの発生を抑制することができる。また、前記所定領域におけるその耐屈曲疲労性および耐摩耗性を向上させて、ベルト全体の耐久性を改善することができる。
また、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタンを、補強用樹脂層にのみ使用することができる。よって、前記組成物を硬化する際の環境影響を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
シュープレス用ベルトを構成するポリウレタン層は、通常は、トリレンジイソシアネート(TDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物、または、4,4'−メチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物、から得られるポリウレタンが使用されてきた。
しかし、このウレタンは、耐クラック性と耐摩耗性の両方の特性を、バランスよく調整することは困難であった。すなわち、TDI系ウレタンプレポリマーからなるポリウレタン層は、耐摩耗性に優れるが、耐クラック性を向上するためには、或る程度耐摩耗性を犠牲にする必要があった。
他方、MDI系ウレタンプレポリマーからなるポリウレタン層は、耐クラック性に優れるが、耐摩耗性を向上するためには、或る程度耐クラック性を犠牲にする必要があった。
つまり、従来のシュープレス用ベルトのポリウレタン層は、同一のポリウレタンを使用しているから、耐クラック性と耐摩耗性の両方の特性を同時に向上させることが困難であった。
【0018】
そこで、本発明のシュープレス用ベルトは、ベルト中央領域のポリウレタン層とは異なる成分のポリウレタン層からなる一対の補強用樹脂層を備えている。すなわち、ベルト中央領域Eのウレタンプレポリマーと、所定領域(たとえば、シューエッジ当接部領域E1、ベルト端部領域E2)の補強用樹脂層のウレタンプレポリマーとを、異なる成分にしている。
そして、ベルト中央領域Eのポリウレタン層には、従来から製紙用のシュープレス用ベルトに使用されているポリウレタンを使用している。このポリウレタンは、トリレンジイソシアネート(TDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタン、または4,4'−メチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタンである。
このベルト中央領域Eは、ベルトの全幅に占める割合が大きく、これらの領域では温度と湿度による影響を受け難い。なお、ベルト中央領域Eは、耐摩耗性に強いTDI系ウレタンプレポリマーからなるポリウレタン層が好ましい。
【0019】
他方、所定領域(シューエッジ当接部領域E1、ベルト端部領域E2)の補強用樹脂層のポリウレタン層には、耐クラック性と耐摩耗性の両方の特性を兼有し、特に耐クラック性に強いp−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタンを使用している。
前記組成物は、硬化の際に温度と湿度による悪影響を受けやすいが、ベルトの特定の領域(補強用樹脂層)に限定して使用されている。したがって、前記悪影響は少なく、前記所定領域におけるベルトの耐屈曲疲労性および耐摩耗性を向上させて、ベルト全体の耐久性を改善することができる。
【0020】
前記構成のシュープレス用ベルトでは、シューエッジ部に対応してシュープレス用ベルトの一部をなす所定領域(シューエッジ当接部領域E1、ベルト端部領域E2)の圧縮弾性率が高くなって曲げ変形と残存歪が少なくなる。その結果、この所定領域におけるクラックの発生を抑制することができる。
また、補強用樹脂層のみに、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるウレタン層を形成している。よって、ポリウレタン層を硬化させる際の環境影響は少ない。
さらに、シュープレス用ベルトの所定領域における耐屈曲疲労性および耐摩耗性が向上するので、ベルト全体の耐久性を改善することができる。
【0021】
以下、本発明にかかる各種の実施形態を、図面を参照して説明する。
図1〜図5Hは、本発明の実施形態を示す図である。図1、図2は、それぞれシュープレス機構の概略構成を示す斜視図、断面図、図3は、図2のシュープレス機構におけるプレス部の横方向断面図である。
図4Aはシュープレス用ベルトの断面図、図4Bは図4A中のIV部拡大断面図、図4Cは、図4B相当の拡大断面図で変形例を示している。図5A〜図5Hは、各種変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【0022】
図1〜図3に示すように、製紙用のシュープレスではシュープレス機構4が用いられている。シュープレス機構4は、プレスロール2と、シュー3と、ループ状のシュープレス用ベルト(以下、ベルトと記載)1、1a〜1h(図4A〜図5H)とを有している。
シュー3は、プレスロール2の下方または上方に配置されている。ベルト1、1a〜1hは、プレスロール2とシュー3との間に配置され、ベルトの内周面がシュー3に接触するように、回転走行する。シュープレス機構4では、プレスロール2とシュー3とで構成されるプレス部5において、搬送フェルト6と湿紙7を通過させて脱水を行なう。
【0023】
図4A〜図5Gに示すベルト1、1a〜1gは、シュー3に接触する樹脂製の内周層11と、この内周層11の外周に設けられた基体層12と、この基体層12の外周に形成された樹脂製の外周層13とを備えている。
図5Hに示すベルト1hは、内周層11と基体層12と外周層13とを有するとともに、樹脂製の中間層18をさらに備えている。この中間層18の内周と外周に、内周層11と外周層13がそれぞれ積層されているので、樹脂層全体が少なくとも3層構造になっている。基体層12は中間層18中に埋設されている。
【0024】
図4A〜図5Hに示すベルト1、1a〜1hにおいて、基体層12は繊維基材により構成されている。繊維基材には、織物や編物、不織布、格子状素材などが使用できる。一例として、基体層12を構成する基布には、経二重織り組織で製織してなる織物が使用されている。この織物の経糸と緯糸には、ナイロンのモノフィラメント単糸や撚糸が使用されている。
内周層11と外周層13(ベルト1hでは、内周層11と外周層13と中間層18)は、ポリウレタンを含有するポリウレタン層により構成されている。基体層12は、このポリウレタン層中に埋設されている。
一例として、トリレンジイソシアネート(TDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて得られるTDI系ウレタンプレポリマー(三井化学株式会社製)と、硬化剤(たとえば、1,4−ブタンジオール)とを混合して組成物を得る。この組成物を熱硬化させて、内周層11、外周層13、中間層18の各ポリウレタン層を形成している。
【0025】
ベルト1、1a〜1hは、プレス部5において、シュー3と、湿紙7を支持する搬送フェルト6との間に位置し、ベルトの内周面がシュー3に接触して、経方向(走行方向:MD方向)に走行する。ベルトの幅方向(緯方向:CMD方向)の寸法(ベルト緯寸法W1)は、シュー3の幅方向(緯方向)の寸法(シュー横寸法W2)より大きい。
したがって、ベルト1、1a〜1hは、その両側の緯方向端部20(図3)が外側に延びた状態に置かれる。そして、ベルト1、1a〜1hの内周面は、緯方向の一方側のシューエッジ部8から他方側のシューエッジ部8までの間で、シュー3の上面9と接触する。
【0026】
その結果、ベルト1、1a〜1hは、その幅方向において、シュー3の上面9と接触するベルト中央領域Eと、一対の所定領域とに区分される。一対の所定領域は、ベルト中央領域Eより幅方向外側に位置し、シュー3の幅方向両側のシューエッジ部8にそれぞれ対応して、ベルト1、1a〜1hの一部をなしている。
この一対の所定領域は、ベルト中央領域Eより幅方向外側に位置してシューエッジ部8と当接する一対のシューエッジ当接部領域E1を少なくとも含んでいる。また、一対の所定領域は、通常は、一対のベルト端部領域E2も含んでいる。このベルト端部領域E2は、シューエッジ当接部領域E1より幅方向外側に位置して、ベルト1、1a〜1hの走行方向(経方向)と直交する緯方向の端部20を含んでいる。
【0027】
ベルト中央領域Eでは、ベルト1、1a〜1hの内周面はシュー3の上面9と接触する。シューエッジ当接部領域E1内に、シューエッジ部8が位置している。
したがって、このシューエッジ当接部領域E1におけるベルト1、1a〜1hの内周面は、シューエッジ部8より中央側ではシュー3の上面9と接触するが、シューエッジ部8より外側では接触しない。ベルト端部領域E2にはシュー3がないので、この領域E2では、ベルト1、1a〜1hの内周面はシュー3とは接触しない。
【0028】
ベルト1、1a〜1hは、ベルト中央領域Eのポリウレタン層とは異なる成分のポリウレタン層からなる一対の補強用樹脂層14、14a〜14hを有している。一対の補強用樹脂層14、14a〜14hは、上述の一対の所定領域にベルト走行方向(経方向)に周回して配置されている。
一対の補強用樹脂層14、14a〜14hは、少なくとも外周層13に固着されて一体化するとともに、外周面15側に露出している。
【0029】
前記「シュープレス用ベルトの一部をなす所定領域」は、シューエッジ部8と当接するシューエッジ当接部領域E1と、ベルト走行方向(経方向)と直交する緯方向の端部を含むベルト端部領域E2とを含む領域のことである。
この場合のベルト1、1a〜1e、1g、1hでは、補強用樹脂層14、14a〜14e、14g、14hは、シューエッジ当接部領域E1とベルト端部領域E2との両方に配置されている(図4A、図5A〜図5E、図5G、図5H)。
これに対する一変形例にかかるベルト1fでは、補強用樹脂層14fは、シューエッジ部8と当接するシューエッジ当接部領域E1のみに配置されている(図5F)。したがって、この場合の前記「シュープレス用ベルトの一部をなす所定領域」は、シューエッジ当接部領域E1のことである。
このように、前記「所定領域」には、シューエッジ当接部領域E1とベルト端部領域E2の両方の場合と、シューエッジ当接部領域E1のみの場合とがある。
【0030】
ベルト1、1a〜1hにおいて、ベルト中央領域Eより幅方向外方側に位置する所定領域の一対の補強用樹脂層14、14a〜14hは、ポリウレタンを含有するポリウレタン層により構成されている。
【0031】
第1の実施形態では、補強用樹脂層14、14a〜14hのポリウレタン層には、ウレタンプレポリマー(A)と硬化剤(B)とが混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタンが含有されている。
前記ウレタンプレポリマー(A)は、p−フェニレン−ジイソシアネート化合物を55〜100モル%含有するイソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーである。
前記硬化剤(B)は、1,4−ブタンジオール、ハイドロキノンビス−βヒドロキシルエチルエーテル、3,5−ジエチルトルエンジアミンおよび3,5−ジメチルチオトルエンジアミンからなる群から選択される。
【0032】
好ましくは、補強用樹脂層14、14a〜14hを形成するポリウレタンは、硬化剤(B)の活性水素基(H)と、ウレタンプレポリマーのイソシアネート基(NCO)との当量比(H/NCO)の値が、0.88<H/NCO≦1.0となる割合で、ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物を硬化させて得られる。
好ましくは、このポリウレタンは、その「JIS A硬度」が92〜99度(好ましくは、95〜99度)である。
【0033】
ウレタンプレポリマー(A)の原料のイソシアネート化合物(a)は、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)を、イソシアネート化合物中に55〜100モル%(好ましくは、75モル%以上)含有している。
PPDI以外のイソシアネート化合物としては、2,4−トリレン−ジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレン−ジイソシアネート(2,6−TDI)、4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)および1,5−ナフチレン−ジイソシアネート(NDI)を、45モル%以下(好ましくは、25モル%以下)併用できる。
【0034】
ポリオールは、ウレタンプレポリマー(A)の原料となる。このポリオールは、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)を、ポリオール中に65〜100モル%(好ましくは、85モル%以上)含有していれば、使用できる。
PTMG以外のポリオールとしては、ポリオキシプロピレングリコール(PPG)、ポリエチレンアジペート(PEA)、ポリカプロラクトンジオール(PCL)、トリメチロールプロパン(TMP)およびポリカーボネートジオール(PCD)などが、ポリオール中に35モル%以下(好ましくは、15モル%以下)の量含有されていれば、併用できる。
なお、前記ポリカーボネートジオールとは、C6−ホモ−ポリカーボネートジオール、C6/C5カーボネートジオールコポリマーおよびC6/C4カーボネートジオールコポリマーのことである。
【0035】
使用可能な硬化剤は、1,4−ブタンジオール、ハイドロキノンビス−βヒドロキシルエチルエーテル、3,5−ジエチルトルエンジアミンおよび3,5−ジメチルチオトルエンジアミンからなる群から選択される。
また、この硬化剤と、4,4’−メチレンジアニリン(MDA)、4,4’−メチレン−ビス−(2−クロロアニリン)(MOCA)等の他の硬化剤とを併用してもよい。この場合の、他の硬化剤の割合は15モル%以下である。
【0036】
第2の実施形態では、補強用樹脂層14、14a〜14hを形成するポリウレタン層には、ウレタンプレポリマー(A)と、活性水素基(H)を有する硬化剤(B)と、が混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタンが含有されている。
前記ウレタンプレポリマー(A)は、イソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーである。
前記イソシアネート化合物(a)は、p−フェニレン−ジイソシアネート化合物(PPDI)および4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)から選ばれたイソシアネート化合物を、55〜100モル%含有している。前記硬化剤(B)は、1,4−ブタンジオールを85〜99.9モル%含有し、前記活性水素基(H)を有する芳香族ポリアミンを15〜0.1モル%含有する、硬化剤である。
この場合、前記活性水素基(H)を有する前記芳香族ポリアミンは、3,5−ジエチルトルエン−2,4−ジアミン、3,5−ジエチルトルエン−2,6−ジアミン、3,5-ジメチルチオトルエンー2,4−ジアミン、3,5-ジメチルチオトルエンー2,6−ジアミン、4,4’−ビス(2−クロロアニリン)、4,4’−ビス(sec−ブチルアミノ)−ジフェニルメタン、N,N’−ジアルキルジアミノジフェニルメタン、4,4’−メチレンジアニリン、4,4’−メチレン−ビス(2,3−ジクロロアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(2−エチル−6−メチルアニリン)、トリメチレン−ビス(4−アミノベンゾエート)およびフェニレンジアミンより選ばれた、芳香族ポリアミンの1種または2種以上の混合物である。
【0037】
湿紙に対向する補強用樹脂層14、14a〜14hを形成するポリウレタン層には、ウレタンプレポリマー(A)と硬化剤(B)とが混合された組成物を、70〜140℃で2〜20時間加熱硬化させて得られるポリウレタンが、含有されているのが好ましい。
前記ウレタンプレポリマー(A)と前記硬化剤(B)は、この硬化剤(B)の活性水素基(H)と、前記ウレタンプレポリマー(A)のイソシアネート基(NCO)との当量比(H/NCO)の値が、0.88≦H/NCO≦1.12となる割合で、混合されている。
ウレタンプレポリマー(A)は、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)および4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)から選ばれたイソシアネートを、55〜100モル%含有するイソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有する。
硬化剤(B)は、1,4−ブタンジオールを85〜99.9モル%含有し、活性水素基(H)を有する芳香族ポリアミンを15〜0.1モル%含有する。
【0038】
本来なら、イソシアネート化合物の主成分にp−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)を55〜100モル%用いて得られたウレタンプレポリマー(A)の末端NCO基は、大気中の水分を吸収し易いので、水分の影響のない密封系で硬化剤と反応させなければならない。
これに対して、この補強用樹脂層14、14a〜14hを形成するポリウレタン層では、芳香族ポリアミンを、1,4−ブタンジオール硬化剤の従属成分として用いることにより、ウレタンプレポリマー硬化時の水分の影響を抑制している。
その結果、このポリウレタン層は、「JIS A硬度」が92〜100度(好ましくは、95〜100度)のポリウレタンであるにも拘わらず、優れた耐摩耗性、耐クラック性、耐屈曲疲労性を発揮する。
【0039】
イソシアネート化合物(a)は、ウレタンプレポリマー(A)の原料である。このイソシアネート化合物(a)としては、主成分のp−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)および4,4’−メチレンビスフェニルイソシアネート(MDI)より選ばれたイソシアネート化合物を、イソシアネート化合物(a)中に55〜100モル%(好ましくは、75モル%以上)含有していれば、使用可能である。
PPDIとMDI以外のイソシアネート化合物としては、2,4−トリレン−ジイソシアネート(2,4−TDI)や、2,6−トリレン−ジイソシアネート(2,6−TDI)や、1,5−ナフタレン−ジイソシアネート(NDI)などがある。これらのイソシアネート化合物は、イソシアネート化合物(a)中に45モル%以下(好ましくは、25モル%以下)含有されていれば、イソシアネート化合物(a)と併用できる。
【0040】
線状分子のp−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)と4,4’−メチレンビスフェニルイソシアネート(MDI)が、イソシアネート化合物(a)中に占める割合が、55モル%未満である場合がある。この場合には、得られるポリウレタンにおいて、硬度と耐クラック性と耐摩耗性の大幅な向上を図ることは難しい。
【0041】
ポリオールは、ウレタンプレポリマー(A)の原料となる。このポリオールは、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)(b)を、ポリオール中に65〜100モル%(好ましくは、85モル%以上)含有していれば、使用できる。
PTMG以外のポリオールとしては、ポリオキシプロピレングリコール(PPG)、ポリエチレンアジペート(PEA)、ポリカプロラクトンジオール(PCL)およびトリメチロ−ルプロパン(TMP)などが、ポリオール中に35モル%以下(好ましくは、15モル%以下)の量含有されていれば、併用できる。
【0042】
硬化剤(B)の主成分としては、線状分子の1,4−ブタンジオールが、85〜99.9モル%(好ましくは、90〜99.5モル%)含有されている。
活性水素基(H)を有する芳香族ポリアミンは、硬化剤(B)の従属成分である。この芳香族ポリアミンとしては、3,5−ジエチルトルエン−2,4−ジアミンと3,5−ジエチルトルエン−2,6−ジアミン混合物(商品名ETHACURE100)、4,4’−ビス(2−クロロアニリン)、3,5−ジメチルチオトルエン−2,4−ジアミンと3,5−ジメチルチオトルエン−2,6−ジアミン混合物(商品名ETHACURE300)、4,4’−ビス(sec−ブチルアミノ)−ジフェニルメタン、N,N’−ジアルキルジアミノジフェニルメタン、4,4’−メチレンジアニリン(MDA)、4,4’−メチレン−ビス(2,3−ジクロロアニリン)(TCDAM)、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)(MOCA)、4,4’−メチレン−ビス(2−エチル−6−メチルアニリン)(商品名CUREHARD MED)、トリメチレン−ビス(4−アミノベンゾエート)( 商品名CUA-4)、およびm−フェニレンジアミン(MPDA)より選ばれ、分子量が108〜380(好ましくは、分子量が198〜342)の芳香族ポリアミンの1種または2種以上の混合物が、硬化剤(B)中に15〜0.1モル%(好ましくは、10〜0.5モル%)の割合で、併用される。
硬化剤(B)における芳香族ポリアミンが、0.1モル%未満ではポリウレタンの耐摩耗性の向上が低くなり、15モル%以上では市販品と比べて耐屈曲性の向上が低くなる。
【0043】
上述のように、補強用樹脂層14、14a〜14hのウレタンプレポリマーを構成するp−フェニレン−ジイソシアネートは、その分子構造が線状に延びる高分子で、線状ポリマーを形成し易いので、耐摩耗性や耐屈曲性に優れており、強い耐クラック性を発揮する。
【0044】
なお、他の実施形態として、ウレタンプレポリマーは、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)化合物とポリオールとを反応させて得られ、硬化剤は、脂肪族ジオールおよび芳香族ジアミンからなる群から選択される場合でもよい。
この場合、上述のポリオールはポリテトラメチレングリコール(PTMG)で、上述の硬化剤の脂肪族ジオールは、1,4−ブタンジオール、1,3−プロパンジオールおよび1,6−ヘキサンジオールからなる群から選択される場合であってもよい。
また、上述の硬化剤の芳香族ジアミンは、3,5−ジメチルチオトルエンジアミン、メチレンビスオルソクロロアニリン(MBOCA)および3,3'−ジクロロ−4,4'−ジアミノジフェニルメタンからなる群から選択される場合であってもよい。
また、硬化剤としては、3,5−ジメチルチオトルエンジアミン(AMTDA)やメチレンビスオルソクロロアニリン(MBOCA)などのジアミン系硬化剤であってもよい。
また、3,5−ジメチルチオトルエンジアミンは、ジメチルチオ基およびアミノ基の置換位置による各種異性体が存在するが、これら異性体の混合物の状態で使用される。この異性体混合物は、米国アルベマール社製のETHACURE300(商品名)として入手可能である。
【0045】
補強用樹脂層14、14a〜14h以外の部位(すなわち、ベルト中央領域Eおよび/または内周層11)に使用されるポリウレタンは、トリレンジイソシアネート(TDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物、または4,4'ーメチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物、から得られる。
これらのウレタンプレポリマーとしては、TDI系ウレタンプレポリマーとMDI系ウレタンプレポリマーの一方が適宜選択される。TDI系ウレタンプレポリマーは、トリレンジイソシアネート(TDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて得られる。MDI系ウレタンプレポリマーは、4,4'−メチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて得られる。
【0046】
本発明の実施形態として、ベルト1、1a〜1hの外周層13の表面(外周面15)には、排水用の多数の溝16が形成されている。上述のプレス時に湿紙7から絞り出された水は、溝16に保持される。この溝16に保持された水は、プレス部5の出口で、ベルト1、1a〜1hの回転によりプレス部5の外部に排出される。
図4Bのベルト1では、外周層13のベルト中央領域Eに多数の溝16が形成され、補強用樹脂層14には溝16が形成されない。なお、本実施形態の変形例として、前記外周層13の表面と補強用樹脂層14の表面の両方に、溝16を形成することもできる(図4C)。
多数の溝16の間には、多数のランド部(凸部)17が形成されて、ベルト外周面15を構成する。この凸部17が搬送フェルト6に直接接触し、溝16が排水路になっている。
【0047】
本発明のベルト1、1a〜1hには、一対の補強用樹脂層14、14a〜14hを設けたので、ベルト1、1a〜1hの圧縮弾性率が高くなって曲げ変形と残存歪が少なくなる。したがって、補強用樹脂層14、14a〜14hの表面摩耗やクラック発生を抑制するとともに、補強用樹脂層にも溝16が設けられた場合には、溝16でのクラック発生が抑制できる。
すなわち、一対の補強用樹脂層14、14a〜14hは、シュー3の幅方向両側のシューエッジ部8にそれぞれ対応してベルトの一部をなす所定領域に、経方向(MD方向)に周回して配置されている。
したがって、シュー3の幅方向両側のシューエッジ部8にそれぞれ対応する所定領域のベルト部分の圧縮弾性率が高くなる。これと同時に、所定領域のベルト部分は、曲げ変形と残存歪が少なくなる。その結果、この所定領域における表面摩耗やクラックの発生を抑制して、ベルト1、1a〜1hの耐久性を向上させることができる。
【0048】
一対の補強用樹脂層14、14a〜14hは、外周層13のみに一体的に固着されている場合と、外周層13から基体層12まで至って一体的に固着されている場合と、外周層から基体層12を通って内周層11まで至って一体的に固着されている場合と、からなる群から選択される一つの構成になっている。
【0049】
図4A〜図4Cに示すベルト1では、一対の補強用樹脂層14が、外周層13のみに一体的に固着されている。図5A、図5B、図5Cにそれぞれ示すベルト1、1a、1cでは、一対の補強用樹脂層14a、14b、14cが、外周層13から基体層12まで至って一体的に固着されている。
図5Aに示すベルト1aでは、補強用樹脂層14aが、基体層12の内部には浸透せず、基体層12の外周面まで配置されている。
図5Bに示すベルト1bでは、補強用樹脂層14bが、厚みcを有する基体層12の内部に浸透し、基体層12全体の厚みcのうち、一部の厚みdのところまで浸透している。
図5Cに示すベルト1cでは、補強用樹脂層14cが、基体層12の全体の厚み分まで(すなわち、厚みcまで)、浸透している。
図5Dに示すベルト1dでは、一対の補強用樹脂層14dが、外周層13から基体層12を通って内周層11の途中まで至って、一体的に固着されている。図5Eに示すベルト1eでは、一対の補強用樹脂層14eが、外周層13から基体層12を通って内周層11の全体に至って、一体的に固着されている。
【0050】
このように、一対の補強用樹脂層14、14a〜14hを、ベルト1、1a〜1hの厚み方向に関して任意の構成になるように、自在に選択することができる。
したがって、本発明は、シュー3の幅方向両側のシューエッジ部8に対応する所定領域に要求される機能に、容易に対処することができる。すなわち、圧縮弾性率を高くする度合いを調整して、曲げ変形と残存歪を少なくすることにより、ベルトの所定領域における摩耗やクラックの発生を抑制することができる。
また、補強用樹脂層14、14a〜14hのみにおいて、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)系ウレタンプレポリマーと硬化剤とが混合された組成物から得られるポリウレタン層を形成している。よって、前記組成物を硬化させる際の環境影響を少なくすることができる。
【0051】
図4A〜図4C、図5A〜図5E、図5Hに示すベルト1、1a〜1e、1g、1hでは、補強用樹脂層14、14a〜14e、14g、14hは、ベルトの内周面がシューエッジ部8と当接するシューエッジ当接部領域E1と、ベルトの緯方向端部を含むベルト端部領域E2との両方に配置されている。
このようにすれば、補強用樹脂層14、14a〜14e、14g、14hを形成する際に、補強用樹脂層の領域(幅)は若干広く形成されるが、その形成作業を容易に行うことができる。補強用樹脂層の領域(幅)がベルト全幅に対して占める割合は小さいので、補強用樹脂層を形成する際の環境影響は小さくて済む。
【0052】
図5Fに示すベルト1fでは、補強用樹脂層14fは、ベルトの内周面がシューエッジ部8と当接するシューエッジ当接部領域E1のみに配置されている。このようにすれば、補強用樹脂層14を形成する作業は若干手間が掛かるが、補強用樹脂層14fの領域を、さらに狭く形成することができる。
【0053】
図5Gに示すベルト1gでは、一対の補強用樹脂層14gの表面には、経方向に延びた一対の凹部30が形成されている。この一対の凹部30は、シューエッジ当接部領域E1のみに配置されている。なお、一対の凹部30が、シューエッジ当接部領域E1からベルト端部領域E2まで幅広に形成された場合であってもよい。
経方向に延びた凹部30を形成することにより、プレス部5で脱水された水が、外周層13の中央領域Eから所定領域に沿って幅方向に流出し、さらに、凹部30を通って排出される。その結果、凹部30の内面に、多数の溝16(図4B、図4C)を形成する必要がなくなる。
クラックの発生起点となり易い溝16をなくすことができるので、補強用樹脂層14gは、クラックの発生をより効果的に抑制することができる。また、プレス時に湿紙7から絞り出された水を外部に排出し易くなる。
【0054】
図5Hに示すベルト1hにおいて、ベルト中央領域Eの樹脂層は、内周層11と中間層18と外周層13とにより構成される3層構造である。また、シューエッジ当接部領域E1とベルト端部領域E2には、補強用樹脂層14hが配置されている。したがって、この領域E1、E2の樹脂層は、内周層11、中間層18、外周層13および補強用樹脂層14hにより構成される4層構造になっている。さらに、基体層12は中間層18中に埋設されて中間層18を補強している。
したがって、基体層12には、内周層11および外周層13の樹脂とは異なる樹脂を選択することができる。その結果、内周層11および外周層13に要求される機能とは別の機能を有する樹脂(たとえば、基体層12を強固に補強する樹脂)などを適宜選択することができる。
【実施例】
【0055】
次に、本発明のベルトと従来のベルトを比較した実験結果について説明する。
図6は、従来のベルト100の断面図、図7は、第1の実施形態の実験データを示す表である。図8、図9は、第2の実施形態を示す表であり、両方の図で全体の実験データを示している。図10は、耐クラック性を調べるための実験装置110の概略図、図11はその実験結果を示す表である。
図6に示す従来のベルト100は、内周層11、基体層12および外周層13を備えているが、補強用樹脂層は形成されていない。ベルト100の内周層11と外周層13は、ポリウレタン樹脂で形成されている。
【0056】
次に、第1の実施形態に関して、ベルトの補強用樹脂層14、14a〜14hを形成するポリウレタンの物性を評価するため、ポリウレタン試験片を製造する場合について、図7の参考例1〜6により説明する。
【0057】
(参考例1)
p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。こうして得られたウレタンプレポリマー(NCO%は5.51%、55℃における粘度は1,800cps、予熱温度66℃)と、1,4−ブタンジオールとからなる組成物(H/NCO比は0.95)を、予熱した金型に注入して、127℃に加熱し、127℃で0.5時間かけて前硬化させる。
その後、前硬化した組成物を、金型から外し、さらに127℃で16時間かけて後硬化させる。これにより、「JIS A硬度」が98.1度の、硬化したポリウレタンシートが得られる。このシートで試験片(厚み1.5mm)を作製した。
【0058】
(参考例2)
p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)と、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。こうして得られたウレタンプレポリマー(NCO%は5.51%、55℃における粘度は1,800cps、予熱温度120℃)と、ハイドロキノンビス−βヒドロキシルエチルエーテルとからなる組成物(H/NCO比は0.95)とを、予熱した金型に注入し、127℃に加熱し、127℃で0.5時間かけて前硬化させる。その後、この前硬化した組成物を、127℃で16時間かけて後硬化させる。
これにより、「JIS A硬度」が98.1度の、硬化したポリウレタンシートを得る。このシートで試験片を作製した。
【0059】
(参考例3)
p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)と、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。こうして得られたウレタンプレポリマー(NCO%は5.51%、予熱温度66℃)と、3,5−ジメチルチオトルエンジアミン(ETHACURE300)とからなる組成物(H/NCO比は0.95)を、予熱した金型に注入し、127℃に加熱し、127℃で0.5時間かけて前硬化させる。
その後、この前硬化した組成物を、127℃で16時間かけて後硬化させる。これにより、「JIS A硬度」が96.2度の、硬化したポリウレタンシートを得る。このシートで試験片を作製した。
【0060】
(参考例4〜6)
図7に示すウレタンプレポリマーと硬化剤から、図7に示す成型条件で、参考例1〜参考例3と同様にして、ポリウレタンシートで試験片を製造した。
なお、図7における硬化剤の配合量とは、ウレタンプレポリマーを100重量部とした場合の、この100重量部に対する硬化剤の重量部数である。
【0061】
得られた試験片について、「JIS A硬度」と、引張強度(JIS K6251:ダンベル3号。引張速度500mm/分)と、引裂強度(JIS K6252。引裂速度500mm/分。アングル形ノッチ有り。)と、圧縮歪(JIS K6262)とを測定し、また、摩耗試験とデマチャ式屈曲試験で各物性を評価した。得られた物性は図7に示されている。
【0062】
摩耗試験では、試験片をプレスボードの下部に取り付ける。そして、その下の面(測定対象面)に、外周に摩擦子を備える回転ロールを押し付けながら回転させた。
このとき、回転ロールによる圧力を9.6kg/cmとし、回転ロールを、回転速度100m/分で20分間回転させる。回転後に、ベルトサンプルの厚み減少量(すなわち、摩耗量)を測定した。
耐摩耗性について、第1の実施形態にかかる樹脂は、従来技術のベルトと比べて、30%以上向上していることが分かる。
【0063】
次に、第2の実施形態に関して、ベルトの補強用樹脂層14、14a〜14hを形成するポリウレタンの物性を評価するため、ポリウレタン試験片を製造する場合について、図8、図9の参考例11〜18により説明する。
【0064】
(参考例11)
p−フェニレン−ジイソシアネ−ト(PPDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。97モル%の1,4−ブタンジオール(1,4BD)と、3モル%の3,5−ジエチルトルエンジアミン(ETHACURE100)とにより、硬化剤混合物を得る。
そして、ウレタンプレポリマー(NCO%は5.51%、55℃における粘度は1,800cps、予熱温度は66℃)と、硬化剤混合物とを混合する。この場合のH/NCO当量比は0.95である。なお、このポリウレタン樹脂混合物を、「PPDI/PTMG/1,4BD+ETHACURE100:H/NCO=0.95」と簡単に表示する。
こうして得られた混合物を、127℃に予熱した金型に注入し、127℃に金型を昇温し、127℃で30分かけて前硬化させる。その後、金型から上金型を外し、更に混合物を、127℃で16時間かけて後硬化させる。これにより、「JIS A硬度」が98.1度の、硬化したポリウレタンシートを得る。このシートで試験片(厚み1.5mm)を作製した。
【0065】
(参考例12)
p−フェニレンージイソシアネ−ト(PPDI)と、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。95モル%の1,4−ブタンジオール(1,4BD)と、5モル%の3,5−ジメチルチオトルエンジアミン(ETHACURE300)とにより、硬化剤混合物を得る。
そして、ウレタンプレポリマー(NCO%は5.51%、55℃における粘度は1,800cps、予熱温度は66℃)と、硬化剤混合物とを混合する。この場合のH/NCO当量比は0.95である。
こうして得られた混合物を、127℃に予熱した金型に注入し、127℃に金型を加熱し、127℃で30分かけて前硬化させる。その後、金型から上金型を外し、更に混合物を、127℃で16時間かけて後硬化させる。これにより、「JIS A硬度」が98.2度の、硬化したポリウレタンシートを得る。このシートで試験片(厚み1.5mm)を作製した。
【0066】
(参考例13(比較用))
p−フェニレンージイソシアネート(PPDI)と、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。
そして、このウレタンプレポリマー(NCO%は5.51%、55℃における粘度は1,800cps、予熱温度は66℃)と、1,4−ブタンジオール(1,4BD)とにより、組成物を得る。この場合のH/NCO当量比は0.95である。
こうして得られた組成物を、127℃に予熱した金型に注入し、127℃に金型を加熱し、127℃で30分かけて前硬化させる。その後、金型から上金型を外し、更に組成物を、127℃で16時間かけて後硬化させる。これにより、「JIS A硬度」が98.1度の硬化したポリウレタンシートを得る。このシートより試験片(厚み1.5mm)を作製した。
【0067】
(参考例14)
p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。90モル%の1,4−ブタンジオール(1,4BD)と、10モル%の3,5−ジメチルチオトルエンジアミン(ETHACURE300)とにより、硬化剤混合物を得る。
そして、ウレタンプレポリマー(NCO%は3.03%、70℃における粘度は7,000cps、溶解温度は100℃)と、硬化剤混合物とを混合する。この場合のH/NCO当量比は0.95である。
こうして得られた混合物を、127℃に予熱した金型に注入し、金型を127℃まで加熱し、127℃で60分かけて前硬化させる。その後、混合物を、127℃で16時間かけて後硬化させる。これにより、「JIS A硬度」が95.6度の、硬化したポリウレタンシートを得る。このシートで試験片(厚み1.5mm)を作成した。
【0068】
(参考例15(比較用))
2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートとの混合物(TDI)と、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて、ウレタンプレポリマーを得る。
そして、このウレタンプレポリマー(NCO%は6.02%、80℃における粘度は400cps、予熱温度は66℃)と、3,5−ジメチルチオトルエンジアミン(ETHACURE300)とにより組成物を得る。この場合のH/NCO当量比は0.95である。
この組成物を、予熱した金型に注入し、100℃に加熱し、100℃で30分かけて前硬化させる。その後、この組成物を、100℃で16時間かけて後硬化させる。これにより、「JIS A硬度」が96.2度の、硬化したポリウレタンシートを得る。このシートで試験片(厚み1.5mm)を作製した。
【0069】
(参考例16〜18(比較用))
図8、図9に示すウレタンプレポリマーと硬化剤から、図8、図9に示す成型条件で、参考例11と同様にしてポリウレタンシートで試験片(厚み1.5mm)を作成した。
なお、図8、図9における硬化剤の配合量とは、ウレタンプレポリマーを100重量部とした場合の、この100重量部に対する硬化剤の重量部数である。
【0070】
得られた試験片について、「JIS A硬度」と、引張強度(JIS K6251:ダンベル3号。引張速度500mm/分)と、引裂強度(JIS K6252、引裂速度500mm/分、アングル形ノッチ有り)とを測定し、また、摩耗試験とデマチャ式屈曲試験で各物性を評価した。得られた物性を、図8、図9に示す。
【0071】
摩耗試験では、試験片をプレスボードの下部に取り付ける。そして、その下の面(測定対象面)に、外周に摩擦子を備える回転ロールを押し付けながら回転させた。
このとき、回転ロールによる圧力を9.6kg/cmとし、回転ロールを、回転速度100m/分で20分間回転させる。回転後に、ベルトサンプルの厚み減少量(すなわち、摩耗量)を測定した。
【0072】
図8、図9により、参考例11、参考例12および参考例13の試験片は、その摩耗量が0.1mm以下であり、比較例での試験片と比べて非常に摩耗性が少ないことが分かる。
このように摩耗量の少ないことを前提として耐屈曲性を比較すると、従来技術品(参考例15)に比べて、参考例11、参考例12では、摩耗性と耐屈曲性の両方の優れた機械的特性を備えるベルトの補強用樹脂層が得られることが確認できた。
【0073】
次に、実験装置110を用いて行なった実験について説明する。
実験装置110を用いて耐クラック性を測定する場合、ベルトのサンプルSとしては、ベルトを横方向(ベルトの走行方向と直交する方向で、溝16と直角に交わる方向)に切取り、このサンプルSの両端部を、クランプハンド52、52で固定する。
サンプルSは、回転ロール53とプレスシュー54とに挟まれ、サンプルSの外周面が回転ロール53に接するようになっている。プレスシュー54を、回転ロール53の方向に矢印Gに示すように移動させて押し圧を与える。これにより、サンプルSは、36kg/cm2の圧力で加圧される。
サンプルSの両端部が、クランプハンド52、52でそれぞれ挟持される。この状態で、クランプハンド52、52が、互いに連動して矢印Bに示すように左右方向に往復移動する。サンプルSに掛けられる張力は3kg/cmで、往復速度は40cm/秒である。
サンプルSの往復運動中に、サンプルSが回転ロール53に接するように、サンプルSの長さが調整されている。
【0074】
(実施例1)
ベルト1(図4A)
1.基布(基体層12):
基布には、経二重織り組織で製織してなる織物を使用する。この織物の経糸と緯糸は、ナイロンのモノフィラメント撚糸である。経糸は、ベルトの走行方向(MD方向)となるように組織している。この基布は無端状組織の織物である。
【0075】
2.工程:
(1)適宜回転可能なマンドレルの表面に剥離剤を塗布する。次いで、マンドレルを回転しながら、トリレンジイソシアネート(TDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて得られるウレタンプレポリマーと、硬化剤(1,4−ブタンジオール)とを混合して組成物を得る。
この組成物を、その厚みが1.0mmになるようにコーターを使用してマンドレルを回転させながら積層する。マンドレルに付属している加熱装置で樹脂を熱硬化させて、内周層11を形成する。
(2)マンドレルの軸方向に沿って、基布の緯糸が配列するように、無端状の基布を、内周層11の上に被せて配置して基体層12とする。
(3)マンドレルを回転しながら、前記組成物を前記基布(基体層12)上に、コーターバーを使用して、基布が前記組成物で埋設されるまで積層する。引続き積層を続け、前記基布とこの基布上の樹脂層との合計厚みが2.0mmになるように、コーターバーを使用しマンドレルを周回しながら積層する。次いで、加熱装置によって樹脂を熱硬化させて、外周層13の内側部分の層を形成する。
【0076】
(4)さらに、外周層13の内側部分の層の上に、スパイラルコートによって樹脂を積層して外周層13の外側部分の層を形成する。外周層13は、ベルト中央領域Eと、その両側のベルト所定領域E1、E2に形成される。
ここで、ベルト所定領域E1、E2には、p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)とポリテトラメチレングリコール(PTMG)とを反応させて得られるウレタンプレポリマーと、硬化剤(1,4−ブタンジオール)とを混合した組成物をコートする。
ベルト中央領域Eには、前記トリレンジイソシアネート(TDI)を使用した組成物をコートする。ベルト所定領域E1、E2と、ベルト中央領域Eの各厚みが、何れも1mmになるまで、組成物をコートする。
その後、加熱装置で樹脂を熱硬化させて、外周層13と補強用樹脂層14とを形成する。外周層13と内周層11は、同じ材質の樹脂により形成される。
(5)外周層13と補強用樹脂層14の表面を研磨して、全体厚みを3.9mmにする。次いで、回転刃でベルト中央領域EにMD方向に排水用の溝16を多数形成して、実施例1のベルト1が得られる。溝16は、溝幅0.8mmで、溝深さ1.0mm、溝間隔3.3mmとする。
【0077】
(実施例2)
ベルト1c(図5C)
1.基布(基体層12):実施例1と同じ基布を使用する。
2.工程:
(1)実施例1と同じようにして、実施例1と同じ樹脂材質で内周層11を形成する。
(2)実施例1と同じようにして、無端状の基布を内周層11の上に被せて配置して基体層12とする。
(3)マンドレルを回転しながら、前記基布(基体層12)上に、スパイラルコートによって、実施例1と同じ樹脂を積層する。この場合、ベルト所定領域E1、E2には、前記p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)を使用した組成物をコートする。
ベルト中央領域Eには、前記トリレンジイソシアネート(TDI)を使用した組成物をコートする。前記基布と基布上の樹脂層との合計厚みが3.0mmになるまで、組成物をコートする。
その後、加熱装置で樹脂を熱硬化させて、外周層13と補強用樹脂層14cを形成する。
(4)実施例1と同じようにして、外周層13と補強用樹脂層14cの表面を研磨して、全体厚みを3.9mmにする。そして、回転刃でベルト中央領域EにMD方向に溝16を多数形成して、実施例2のベルト1cが得られる。
【0078】
(実施例3)
ベルト1e(図5E)
1.基布(基体層12):実施例1と同じ基布を使用する。
2.工程:
(1)マンドレルを回転しながら、マンドレル上にスパイラルコートによって、ベルトの所定領域E1、E2には、前記p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)を使用した組成物をコートする。
ベルト中央領域Eには、前記トリレンジイソシアネート(TDI)を使用した組成物をコートする。これらのコートにおいて、ベルト所定領域とベルト中央領域の樹脂層厚みが1.0mmになるように、スパイラルにコートする。その後、加熱装置で樹脂を熱硬化させて、内周層11と補強用樹脂層14eとを形成する。
(2)実施例1と同じ無端状の基布を、内周層11と補強用樹脂層14eの上に被せて配置して、基体層12とする。
【0079】
(3)マンドレルを回転しながら、前記基布上にスパイラルコートによって、樹脂を積層する。この場合、ベルト所定領域E1、E2には、前記p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)を使用した組成物をコートする。
ベルト中央領域Eには、前記トリレンジイソシアネート(TDI)を使用した組成物をコートする。前記基布と基布上の樹脂層との合計厚みが3.0mmになるまで、組成物をコートする。その後、加熱装置で樹脂を熱硬化させて、外周層13と補強用樹脂層14eとを形成する。
(4)実施例1と同じようにして、外周層13と補強用樹脂層14eの表面を研磨して、全体厚みを3.9mmにする。次いで、回転刃でベルト中央領域EにMD方向に溝16を多数形成して、実施例3のベルト1eが得られる。
【0080】
(実施例4)
実施例2のベルト1c(図5C)の変形例である。
実施例2のベルト1cのベルト所定領域E1、E2にも、MD方向に溝16を多数形成して、実施例4のベルトが得られる。
【0081】
(比較例1)
ベルト100(図6)
1.基布(基体層12):実施例1と同じ基布を使用する。
2.工程:
(1)実施例1と同じようにして、前記トリレンジイソシアネート(TDI)を使用した組成物をコートして、内周層11を形成する。
(2)実施例1と同じようにして、無端状の基布を前記内周層11の上に被せて配置して、基体層12とする。
(3)実施例1と同じようにして、基布が前記組成物で埋設されるまで積層する。引続き積層を続け、前記基布とこの基布上の樹脂層との合計厚みが3.0mmになるように、コーターを使用しマンドレルを回転させながら積層する。次いで、加熱装置で樹脂を熱硬化させて、外周層13を形成する。
(4)実施例1と同じようにして、外周層13の表面を研磨して、全体厚みを4.9mmにする。そして、回転刃でベルト中央領域EにMD方向に排水用の溝を多数形成して、比較例1のベルト100が得られる。
【0082】
(比較例2)
比較例1のベルトのベルト所定領域E1、E2にも、MD方向に排水用の溝を多数形成して、比較例2のベルトが得られる。
【0083】
(性能試験)
(1)曲げ応力試験
JIS K7171のプラスチック曲げ特性試験方法に基づいて、実施例1〜4および比較例1、2で得た各ベルトを、標準試験片の大きさに切り取り、最大曲げ応力を測定した。
曲げ応力の評価は、ベルトの中央領域Eの最大曲げ応力を100としたときの、ベルト所定領域E1、E2の最大曲げ応力の値に基づいて判断した。
(2)クラック試験
図10に示す実験装置110により、ベルトのサンプルSが往復運動を繰り返し、サンプルSのベルト所定領域E1、E2にクラックが生じるまでの往復回数(プレス回数)を測定した。
【0084】
図11に示すように、曲げ応力試験では、ベルト中央領域Eに対して、ベルト所定領域E1+E2の最大曲げ応力は、比較例1のベルトでは同じであり、比較例2のベルトでは約30%小さかった。
これに対して、実施例1〜実施例4にかかる各ベルトでは、ベルト中央領域Eに対してベルト所定領域E1+E2の最大曲げ応力が、約30%ないし70%大きくなっている。これにより、ベルト所定領域E1+E2での圧縮弾性率がベルト中央領域Eより高くなって、曲げ変形と残存歪が少なくなっていることが分かる。
クラック試験に関しては、サンプルSのベルト所定領域E1+E2に形成した溝16にクラックが発生するまでのプレス回数を測定した。その結果、比較例1のベルトでは、10万回〜15万回のプレス回数でクラックが発生し、比較例2のベルトでは、5万回〜10万回のプレス回数でクラックが発生していた。
これに対して、実施例1〜実施例4にかかる各ベルトでは、30万回以上のプレス回数でもクラックが発生しなかった。
【0085】
上述のような構成を有する本発明のベルト1、1a〜1hは、従来のベルトと比較して、シューエッジ部8に対応してベルトの一部をなす所定領域の圧縮弾性率を高くしている。これにより、曲げ変形と残存歪が少なくなるので、この所定領域におけるクラックの発生を抑制することができる。
本発明では、補強用樹脂層14、14a〜14hを、ベルト1、1a〜1hにおける所定領域のみに使用している。したがって、前記p−フェニレン−ジイソシアネート(PPDI)を使用した組成物をコートし、その後加熱装置で樹脂を熱硬化する際の時間は短い。したがって、硬化に到るまでの工程の周囲の環境(特に、温度と湿度)に影響され難くなっている。
ベルト1、1a〜1hは、上述の所定領域におけるその耐クラック性、耐屈曲疲労性および耐摩耗性を向上させて、ベルト全体の耐久性を改善することができる。たとえば、ベルト1、1a〜1hの耐久性は、従来のベルトの耐久性と比べて、1.5倍以上の使用に耐えることができる。
【0086】
以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲で種々の変形、付加などが可能である。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【産業上の利用可能性】
【0087】
本発明のシュープレス用ベルトは、クローズドタイプの製紙用シュープレスに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0088】
【図1】図1〜図5Hは本発明の実施形態を示す図で、図1は、シュープレス機構の概略構成を示す斜視図である。
【図2】シュープレス機構の概略構成の断面図である。
【図3】図2のシュープレス機構におけるプレス部の緯方向断面図である。
【図4A】シュープレス用ベルトの断面図である。
【図4B】図4A中のIV部拡大断面図である。
【図4C】図4B相当の拡大断面図で、変形例を示している。
【図5A】本実施形態の変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【図5B】他の変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【図5C】他の変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【図5D】他の変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【図5E】他の変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【図5F】他の変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【図5G】他の変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【図5H】他の変形例にかかるシュープレス用ベルトの断面図である。
【図6】従来のシュープレス用ベルトの断面図である。
【図7】第1の実施形態の実験データを示す表である。
【図8】第2の実施形態の実験データを示す表である。
【図9】第2の実施形態の実験データを示す表である。
【図10】耐クラック性を調べるための実験装置の概略図である。
【図11】実験結果を示す表である。
【符号の説明】
【0089】
1 シュープレス用ベルト
1a〜1h シュープレス用ベルト
2 プレスロール
3 シュー
4 シュープレス機構
8 シューエッジ部
11 内周層
12 基体層
13 外周層
14 補強用樹脂層
14a〜14h 補強用樹脂層
18 中間層
30 凹部
E ベルト中央領域
E1 シューエッジ当接部領域(所定領域)
E2 ベルト端部領域
E1+E2 シューエッジ当接部領域とベルト端部領域(所定領域)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シュープレス機構のプレスロールとその下方または上方のシューとの間に配置されて回転走行し、
前記シューに接触する樹脂製の内周層と、この内周層の外周に設けられた基体層と、この基体層の外周に形成された樹脂製の外周層とを備えたシュープレス用ベルトであって、
このシュープレス用ベルトは、その幅方向において、前記シューと接触するベルト中央領域と、このベルト中央領域より幅方向外側に位置し、前記シューの幅方向両側のシューエッジ部にそれぞれ対応して前記シュープレス用ベルトの一部をなす一対の所定領域とに区分され、
前記シュープレス用ベルトは、前記ベルト中央領域のポリウレタン層とは異なる成分のポリウレタン層からなる一対の補強用樹脂層を有し、
この一対の補強用樹脂層は、前記一対の所定領域にベルト走行方向に周回して配置され、
前記補強用樹脂層を構成する前記ポリウレタン層には、ウレタンプレポリマー(A)と硬化剤(B)とが混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタンが含有され、
前記ウレタンプレポリマー(A)は、
p−フェニレン−ジイソシアネート化合物を55〜100モル%含有するイソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーであり、
前記硬化剤(B)は、
1,4−ブタンジオール、ハイドロキノンビス−βヒドロキシルエチルエーテル、3,5−ジエチルトルエンジアミンおよび3,5−ジメチルチオトルエンジアミンからなる群から選択されることを特徴とするシュープレス用ベルト。
【請求項2】
シュープレス機構のプレスロールとその下方または上方のシューとの間に配置されて回転走行し、
前記シューに接触する樹脂製の内周層と、この内周層の外周に設けられた基体層と、この基体層の外周に形成された樹脂製の外周層とを備えたシュープレス用ベルトであって、
このシュープレス用ベルトは、その幅方向において、前記シューと接触するベルト中央領域と、このベルト中央領域より幅方向外側に位置し、前記シューの幅方向両側のシューエッジ部にそれぞれ対応して前記シュープレス用ベルトの一部をなす一対の所定領域とに区分され、
前記シュープレス用ベルトは、前記ベルト中央領域のポリウレタン層とは異なる成分のポリウレタン層からなる一対の補強用樹脂層を有し、
この一対の補強用樹脂層は、前記一対の所定領域にベルト走行方向に周回して配置され、
前記補強用樹脂層を構成する前記ポリウレタン層には、ウレタンプレポリマー(A)と、活性水素基(H)を有する硬化剤(B)と、が混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタンが含有され、
前記ウレタンプレポリマー(A)は、イソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーであり、
前記イソシアネート化合物(a)は、p−フェニレン−ジイソシアネート化合物および4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)から選ばれたイソシアネート化合物を、55〜100モル%含有しており、
前記硬化剤(B)は、1,4−ブタンジオールを85〜99.9モル%含有し、前記活性水素基(H)を有する芳香族ポリアミンを15〜0.1モル%含有する、硬化剤であることを特徴とするシュープレス用ベルト。
【請求項3】
前記活性水素基(H)を有する前記芳香族ポリアミンは、
3,5−ジエチルトルエン−2,4−ジアミン、3,5−ジエチルトルエン−2,6−ジアミン、3,5-ジメチルチオトルエンー2,4−ジアミン、3,5-ジメチルチオトルエンー2,6−ジアミン、4,4’−ビス(2−クロロアニリン)、4,4’−ビス(sec−ブチルアミノ)−ジフェニルメタン、N,N’−ジアルキルジアミノジフェニルメタン、4,4’−メチレンジアニリン、4,4’−メチレン−ビス(2,3−ジクロロアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(2−エチル−6−メチルアニリン)、トリメチレン−ビス(4−アミノベンゾエート)およびフェニレンジアミンより選ばれた、芳香族ポリアミンの1種または2種以上の混合物であることを特徴とする請求項2に記載のシュープレス用ベルト。
【請求項4】
前記補強用樹脂層は、少なくとも前記外周層に固着されて一体化するとともに、外周面側に露出していることを特徴とする請求項1、2または3に記載のシュープレス用ベルト。
【請求項5】
前記補強用樹脂層は、前記外周層のみに一体的に固着されている場合と、前記外周層から前記基体層まで至って一体的に固着されている場合と、前記外周層から前記基体層を通って前記内周層まで至って一体的に固着されている場合と、からなる群から選択される一つの構成であることを特徴とする請求項4に記載のシュープレス用ベルト。
【請求項6】
前記シュープレス用ベルトの一部をなす前記所定領域は、前記ベルト中央領域より幅方向外側に位置して前記シューエッジ部と当接するシューエッジ当接部領域と、このシューエッジ当接部領域より幅方向外側に位置し、前記ベルト走行方向と直交する緯方向の端部を含むベルト端部領域とを含む領域であって、
前記補強用樹脂層は、前記シューエッジ当接部領域と前記ベルト端部領域との両方に配置されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかの項に記載のシュープレス用ベルト。
【請求項7】
前記シュープレス用ベルトの一部をなす前記所定領域は、前記ベルト中央領域より幅方向外側に位置して前記シューエッジ部と当接するシューエッジ当接部領域であって、
前記補強用樹脂層は、このシューエッジ当接部領域のみに配置されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかの項に記載のシュープレス用ベルト。
【請求項8】
前記補強用樹脂層の表面には、前記ベルト走行方向に延びた凹部が形成されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかの項に記載のシュープレス用ベルト。
【請求項9】
前記シュープレス用ベルトは、前記基体層が埋設されている樹脂製の中間層をさらに備えており、
この中間層の内周と外周に前記内周層と前記外周層がそれぞれ積層されて、樹脂層全体が少なくとも3層構造になっていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかの項に記載のシュープレス用ベルト。
【請求項1】
シュープレス機構のプレスロールとその下方または上方のシューとの間に配置されて回転走行し、
前記シューに接触する樹脂製の内周層と、この内周層の外周に設けられた基体層と、この基体層の外周に形成された樹脂製の外周層とを備えたシュープレス用ベルトであって、
このシュープレス用ベルトは、その幅方向において、前記シューと接触するベルト中央領域と、このベルト中央領域より幅方向外側に位置し、前記シューの幅方向両側のシューエッジ部にそれぞれ対応して前記シュープレス用ベルトの一部をなす一対の所定領域とに区分され、
前記シュープレス用ベルトは、前記ベルト中央領域のポリウレタン層とは異なる成分のポリウレタン層からなる一対の補強用樹脂層を有し、
この一対の補強用樹脂層は、前記一対の所定領域にベルト走行方向に周回して配置され、
前記補強用樹脂層を構成する前記ポリウレタン層には、ウレタンプレポリマー(A)と硬化剤(B)とが混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタンが含有され、
前記ウレタンプレポリマー(A)は、
p−フェニレン−ジイソシアネート化合物を55〜100モル%含有するイソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーであり、
前記硬化剤(B)は、
1,4−ブタンジオール、ハイドロキノンビス−βヒドロキシルエチルエーテル、3,5−ジエチルトルエンジアミンおよび3,5−ジメチルチオトルエンジアミンからなる群から選択されることを特徴とするシュープレス用ベルト。
【請求項2】
シュープレス機構のプレスロールとその下方または上方のシューとの間に配置されて回転走行し、
前記シューに接触する樹脂製の内周層と、この内周層の外周に設けられた基体層と、この基体層の外周に形成された樹脂製の外周層とを備えたシュープレス用ベルトであって、
このシュープレス用ベルトは、その幅方向において、前記シューと接触するベルト中央領域と、このベルト中央領域より幅方向外側に位置し、前記シューの幅方向両側のシューエッジ部にそれぞれ対応して前記シュープレス用ベルトの一部をなす一対の所定領域とに区分され、
前記シュープレス用ベルトは、前記ベルト中央領域のポリウレタン層とは異なる成分のポリウレタン層からなる一対の補強用樹脂層を有し、
この一対の補強用樹脂層は、前記一対の所定領域にベルト走行方向に周回して配置され、
前記補強用樹脂層を構成する前記ポリウレタン層には、ウレタンプレポリマー(A)と、活性水素基(H)を有する硬化剤(B)と、が混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタンが含有され、
前記ウレタンプレポリマー(A)は、イソシアネート化合物(a)と、ポリテトラメチレングリコール(b)とを反応させて得られ、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーであり、
前記イソシアネート化合物(a)は、p−フェニレン−ジイソシアネート化合物および4,4’−メチレンビス(フェニルイソシアネート)から選ばれたイソシアネート化合物を、55〜100モル%含有しており、
前記硬化剤(B)は、1,4−ブタンジオールを85〜99.9モル%含有し、前記活性水素基(H)を有する芳香族ポリアミンを15〜0.1モル%含有する、硬化剤であることを特徴とするシュープレス用ベルト。
【請求項3】
前記活性水素基(H)を有する前記芳香族ポリアミンは、
3,5−ジエチルトルエン−2,4−ジアミン、3,5−ジエチルトルエン−2,6−ジアミン、3,5-ジメチルチオトルエンー2,4−ジアミン、3,5-ジメチルチオトルエンー2,6−ジアミン、4,4’−ビス(2−クロロアニリン)、4,4’−ビス(sec−ブチルアミノ)−ジフェニルメタン、N,N’−ジアルキルジアミノジフェニルメタン、4,4’−メチレンジアニリン、4,4’−メチレン−ビス(2,3−ジクロロアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、4,4’−メチレン−ビス(2−エチル−6−メチルアニリン)、トリメチレン−ビス(4−アミノベンゾエート)およびフェニレンジアミンより選ばれた、芳香族ポリアミンの1種または2種以上の混合物であることを特徴とする請求項2に記載のシュープレス用ベルト。
【請求項4】
前記補強用樹脂層は、少なくとも前記外周層に固着されて一体化するとともに、外周面側に露出していることを特徴とする請求項1、2または3に記載のシュープレス用ベルト。
【請求項5】
前記補強用樹脂層は、前記外周層のみに一体的に固着されている場合と、前記外周層から前記基体層まで至って一体的に固着されている場合と、前記外周層から前記基体層を通って前記内周層まで至って一体的に固着されている場合と、からなる群から選択される一つの構成であることを特徴とする請求項4に記載のシュープレス用ベルト。
【請求項6】
前記シュープレス用ベルトの一部をなす前記所定領域は、前記ベルト中央領域より幅方向外側に位置して前記シューエッジ部と当接するシューエッジ当接部領域と、このシューエッジ当接部領域より幅方向外側に位置し、前記ベルト走行方向と直交する緯方向の端部を含むベルト端部領域とを含む領域であって、
前記補強用樹脂層は、前記シューエッジ当接部領域と前記ベルト端部領域との両方に配置されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかの項に記載のシュープレス用ベルト。
【請求項7】
前記シュープレス用ベルトの一部をなす前記所定領域は、前記ベルト中央領域より幅方向外側に位置して前記シューエッジ部と当接するシューエッジ当接部領域であって、
前記補強用樹脂層は、このシューエッジ当接部領域のみに配置されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかの項に記載のシュープレス用ベルト。
【請求項8】
前記補強用樹脂層の表面には、前記ベルト走行方向に延びた凹部が形成されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかの項に記載のシュープレス用ベルト。
【請求項9】
前記シュープレス用ベルトは、前記基体層が埋設されている樹脂製の中間層をさらに備えており、
この中間層の内周と外周に前記内周層と前記外周層がそれぞれ積層されて、樹脂層全体が少なくとも3層構造になっていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかの項に記載のシュープレス用ベルト。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図5G】
【図5H】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図5G】
【図5H】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2010−116652(P2010−116652A)
【公開日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−292192(P2008−292192)
【出願日】平成20年11月14日(2008.11.14)
【出願人】(000180597)イチカワ株式会社 (99)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年11月14日(2008.11.14)
【出願人】(000180597)イチカワ株式会社 (99)
【Fターム(参考)】
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