特開 2017-2451 シュープレスベルト

(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】特開2017-2451(P2017-2451A)

(43)【公開日】2017年1月5日

(54)【発明の名称】シュープレスベルト

(51)【国際特許分類】

   D21F 3/02 20060101AFI20161209BHJP

【ＦＩ】

   D21F3/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】書面

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-125129(P2015-125129)

(22)【出願日】2015年6月5日

(71)【出願人】

【識別番号】000180597

【氏名又は名称】イチカワ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102842

【弁理士】

【氏名又は名称】葛和 清司

(72)【発明者】

【氏名】高森 裕也

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 伸治

(72)【発明者】

【氏名】松野 充良

(72)【発明者】

【氏名】梅原 千枝

(72)【発明者】

【氏名】坂井 太一

【テーマコード（参考）】

4L055

【Ｆターム（参考）】

4L055AG85

4L055CE79

4L055EA19

4L055EA27

4L055FA08

(57)【要約】      （修正有）

【課題】シュープレスベルトの機械的特性、特に耐クラック性や耐ランドエッジ欠損性に優れたシュープレスベルトを提供する。
【解決手段】抄紙機に使用されるシュープレスベルト１であって、樹脂層により構成され、かつフェルトから搾水された水を受容する排水溝２２３が形成されたフェルト側樹脂層２２を有し、フェルト側樹脂層２２が、１，４−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサンを含む化合物を硬化させて形成されるシュープレスベルト１。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

抄紙機に使用されるシュープレスベルトであって、樹脂層により構成され、かつフェルトから搾水された水を受容する排水溝が形成されたフェルト側樹脂層を有し、フェルト側樹脂層が、１，４−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサンを含む化合物を硬化させて形成される、前記シュープレスベルト。

【請求項2】

フェルト側樹脂層の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が、９０度以上である、請求項１に記載のシュープレスベルト。

【請求項3】

フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料の、以下式（１）で表される機械的強度指数が、１０（ＭＰａ・回／μｍ）以上である、請求項１または２に記載のシュープレスベルト。
機械的強度指数（ＭＰａ・回／μｍ）＝Ａ×Ｂ／Ｃ （１）
式中、各記号は、それぞれ、
Ａ＝引張強度（ＭＰａ）
Ｂ＝引張伸度（％）
Ｃ＝デマッチャ式クラック進展測度（μｍ／回）
である。

【請求項4】

フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料の、式（１）で表される機械的強度指数が、２５（ＭＰａ・回／μｍ）以上である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシュープレスベルト。

【請求項5】

フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料の、式（１）で表される機械的強度指数が、５０（ＭＰａ・回／μｍ）以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシュープレスベルト。

【請求項6】

フェルト側樹脂層が、末端にイソシアネート基（−ＮＣＯ）を有するプレポリマーと末端に活性水素基（−Ｈ）を有する硬化剤とが混合された化合物を硬化させて形成され、活性水素基（−Ｈ）とイソシアネート基（−ＮＣＯ）との当量比（Ｈ／ＮＣＯ）が、０．８以上１．０以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシュープレスベルト。

【請求項7】

フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料のポリオールが、ポリカーボネートジオール、ポリテトラメチレングリコールから選択される、１種または２種以上の化合物である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシュープレスベルト。

【請求項8】

フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料の硬化剤が、１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、４，４‘−メチレンビス（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）、１，４−シクロヘキサンジメタノールから選択される、１種または２種以上の化合物である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシュープレスベルト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、抄紙機に使用されるシュープレスベルト及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

紙の原料から水分を除去する抄紙機は、一般的にワイヤーパートとプレスパートとドライヤーパートを備える。これらワイヤーパート、プレスパート、及びドライヤーパートは、湿紙の搬送方向に沿ってこの順番に配置されている。

【0003】

湿紙は、ワイヤーパート、プレスパート、及びドライヤーパートそれぞれに備えられた抄紙用具に次々と受け渡されながら搬送されると共に水分が除去され、最終的にはドライヤーパートで乾燥される。これら各々のパートでは、湿紙を脱水し（ワイヤーパート）、搾水し（プレスパート）、そして乾燥する（ドライヤーパート）といった各機能に対応した抄紙用具が使用されている。

【0004】

プレスパートでは、湿紙の搬送方向に沿って直列に並設された１つ以上のプレス装置を具備することが一般的である。各プレス装置には、無端状のフェルトが配置され、あるいは有端状のフェルトを抄紙機上で連結し無端状に形成したフェルトが配置される。そしてプレス装置は、対向する一対のロールからなるロールプレス機構、あるいはロールに対向する凹型形状のシューとの間に無端状のシュープレスベルトを介在させたシュープレス機構を有している。湿紙を載置したフェルトは、湿紙の搬送方向に沿って移動しつつ、ロールプレス機構あるいはシュープレス機構を通過し、加圧されることにより、フェルトにその水分を連続的に吸収させるか、あるいはフェルト内を通過させて外部へ排出させることで、湿紙から水分を搾水している。

【0005】

シュープレスベルトは、樹脂に補強基材が埋設され、この樹脂がフェルトと接触する外周層及びシューと接触する内周層を構成している。そして、シュープレスベルトは、加圧されたロールとシューとの間を繰返し走行する為、シュープレスベルトの樹脂には、耐摩耗性、耐クラック性、耐ランドエッジ欠損性、耐屈曲疲労性、耐熱性等の機械的特性が要求され、これらの要求特性を向上させるために、シュープレスベルトの樹脂についていくつかの検討がなされている（例えば特許文献１〜４）。

【0006】

特許文献１〜３においては、ポリウレタンについて、特定のイソシアネートと硬化剤を選択することにより、耐熱性、耐クラック性、耐屈曲疲労性、耐摩耗性等の機械的特性を向上させたベルトが検討されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特表２０１２−５１１６１１号公報

【特許文献2】特開２００８−２８５７８４号公報

【特許文献3】特開２００８−１１１２２０号公報

【特許文献4】特開２００２−１４６６９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、前記特許文献１乃至４に記載されるシュープレスベルトは、種々の機械的特性が向上されてはいるものの、紙の生産性向上に起因した運転速度の高速化やプレス部の高圧化等に伴い、益々抄紙機の運転条件が過酷となる中、更なるシュープレスベルトの機械的特性、特に耐クラック性のより一層の向上が求められている。
さらに、シュープレスベルトが、ロールとシューで加圧される時に受ける剪断応力に起因する耐ランドエッジ欠損性のより一層の向上が求められている。なお、ここで言うクラックとは、シュープレスベルトに発生する割れのことであり、ランドエッジ欠損とは、排水溝の溝壁と溝ランド部のフェルト接触表面とで形成されるランドエッジ部が、繰り返しの加圧と剪断力により、えぐり取られた状態のことを言う。

【0009】

従って、本発明の目的は、シュープレスベルトの機械的特性、特に耐クラック性や耐ランドエッジ欠損性に優れたシュープレスベルト及びシュープレスベルトの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、シュープレスベルトのフェルト側層を構成する樹脂層が、１，４−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサンを含む化合物を硬化させて形成されることにより、優れた耐クラック性や耐ランドエッジ欠損性を発揮することを見いだし、本発明に至った。

【0011】

即ち、本発明は、以下に関する。
［１］抄紙機に使用されるシュープレスベルトであって、樹脂層により構成され、かつフェルトから搾水された水を受容する排水溝が形成されたフェルト側樹脂層を有し、フェルト側樹脂層が、１，４−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサンを含む化合物を硬化させて形成される、前記シュープレスベルト。
［２］フェルト側樹脂層の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が、９０度以上である、［１］に記載のシュープレスベルト。

【0012】

［３］フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料の、以下式（１）で表される機械的強度指数が、１０（ＭＰａ・回／μｍ）以上である、［１］または［２］に記載のシュープレスベルト。
機械的強度指数（ＭＰａ・回／μｍ）＝Ａ×Ｂ／Ｃ （１）
式中、各記号は、それぞれ、
Ａ＝引張強度（ＭＰａ）
Ｂ＝引張伸度（％）
Ｃ＝デマッチャ式クラック進展測度（μｍ／回）
である。
［４］フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料の、式（１）で表される機械的強度指数が、２５（ＭＰａ・回／μｍ）以上である、［１］〜［３］のいずれかに記載のシュープレスベルト。
［５］フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料の、式（１）で表される機械的強度指数が、５０（ＭＰａ・回／μｍ）以上である、［１］〜［４］のいずれかに記載のシュープレスベルト。

【0013】

［６］フェルト側樹脂層が、末端にイソシアネート基（−ＮＣＯ）を有するプレポリマーと末端に活性水素基（−Ｈ）を有する硬化剤とが混合された化合物を硬化させて形成され、活性水素基（−Ｈ）とイソシアネート基（−ＮＣＯ）との当量比（Ｈ／ＮＣＯ）が、０．８以上１．０以下である、［１］〜「５］のいずれかに記載のシュープレスベルト。
［７］フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料のポリオールが、ポリカーボネートジオール、ポリテトラメチレングリコールから選択される、１種または２種以上の化合物である、［１］〜［６］のいずれかに記載のシュープレスベルト。
［８］フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料の硬化剤が、１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、４，４‘−メチレンビス（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）、１，４−シクロヘキサンジメタノールから選択される、１種または２種以上の化合物である、［１］〜［７］のいずれかに記載のシュープレスベルト。

【発明の効果】

【0014】

以上の構成により、シュープレスベルトの機械的特性、特に耐クラック性や耐ランドエッジ欠損性に優れたシュープレスベルト及びシュープレスベルトの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本発明の好適な実施形態に係るシュープレスベルトの一例を示す機械横断方向断面図である。

【図2】図２は、本発明のシュープレスベルトの製造方法の好適な実施形態の一部（積層工程の一部）を説明する概略図である。

【図3】図３は、本発明のシュープレスベルトの製造方法の好適な実施形態の一部（積層工程の一部）を説明する概略図である。

【図4】図４は、本発明のシュープレスベルトの製造方法の好適な実施形態の一部（積層工程の一部）を説明する概略図である。

【図5】図５は、本発明のシュープレスベルトの製造方法の好適な実施形態の一部（排水溝形成工程の一部）を説明する概略図である。

【図6】図６は、クラック伸展性評価試験装置の概略図である。

【図7】図７は、耐クラック性評価試験装置の概略図である。

【図8】図８は、耐ランドエッジ欠損性評価装置の概略図である。

【図9】図９は、シュープレスベルトに発生したクラックの一例を示す写真である。

【図10】図１０は、シュープレスベルトに発生したランドエッジ欠損の一例を示す写真である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しつつ本発明のシュープレスベルト及びシュープレスベルトの製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0017】

まず、本発明のシュープレスベルトについて説明する。
図１は、本発明の好適な実施形態に係るシュープレスベルトの一例を示す機械横断方向断面図である。なお、図中、各部材は、説明の容易化のため適宜大きさが強調されており、実際の各部材の比率及び大きさが示されているものではない。ここで、上記機械横断方向については（Ｃｒｏｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）、「ＣＭＤ」ともいい、また、機械方向（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）については、「ＭＤ」ともいう。

【0018】

図１に示すシュープレスベルト１は、抄紙機のプレスパートにおいて、フェルトと協働して湿紙を搬送し、湿紙から水分を搾水するために用いられるものである。シュープレスベルト１は、無端状の帯状体をなしている。即ち、シュープレスベルト１は環状のベルトである。そして、シュープレスベルト１は、通常、その周方向が抄紙機の機械方向（ＭＤ）に沿うようにして配置されるものである。

【0019】

図１に示すシュープレスベルト１は、補強繊維基材層２１と、補強繊維基材層２１の外表面側にある一方の主面に設けられたフェルト側樹脂層２２と、補強繊維基材層２１の内表面側にある他方の主面に設けられたシュー側樹脂層２３とを有し、これらの層が積層されて形成されている。

【0020】

補強繊維基材２１１としては、特に限定されないが、例えば、経糸と緯糸とを織機等により製織した織物が一般的に使用される。また、製織せずに、経糸列と緯糸列の重ね合わせによる格子状素材を使用することもできる。
補強繊維基材２１１を構成する繊維の繊度は、特に限定されないが、例えば３００〜１００００ｄｔｅｘ、好ましくは、５００〜６０００ｄｔｅｘとすることができる。
また、補強繊維基材２１１を構成する繊維の繊度は、その繊維を用いる部位によって異なっていてもよい。例えば、補強基材２１１の経糸と緯糸とでそれらの繊度が異なっていてもよい。

【0021】

補強繊維基材２１１の素材としては、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等）、脂肪族ポリアミド（ポリアミド６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６１２等）、芳香族ポリアミド（アラミド）、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、羊毛、綿、金属等を１種又は２種以上を組み合わせて使用することができる。

【0022】

フェルト側樹脂層（排水溝２２３、フェルトと接触するランド表面２２４を有する樹脂層）２２の樹脂２２２に用いられるウレタン樹脂としては、１，４−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン（以下「Ｈ６ＸＤＩ」と表記）と、ポリオールとを反応させて得られる末端にイソシアネート基（−ＮＣＯ）を有するウレタンプレポリマーと、活性水素基（−Ｈ）を有する硬化剤とを、硬化剤の活性水素基とウレタンプレポリマーのイソシアネート基との当量比（Ｈ／ＮＣＯ）の値が、０．９以上１．０以下となる割合で混合された組成物を硬化されて得られるＪＩＳ−Ａ硬度が９０〜９９度、好ましくは９３〜９８度のポリウレタンを用いる。

【0023】

ウレタンプレポリマー原料のイソシアネート化合物として、Ｈ６ＸＤＩは、イソシアネート化合物中５５〜１００モル％、好ましくは７５モル％以上使用でき、Ｈ６ＸＤＩ以外のイソシアネート化合物としては、ｐ−フェニレン−ジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、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）、１，５−ナフタレン−ジイソシアネート（ＮＤＩ）が４５モル％以下、好ましくは２５モル％以下併用できる。

【0024】

ウレタンプレポリマー原料のポリオールとして、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、ポリオキシプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリカプロラクトンジオール（ＰＣＬ）、ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、ポリカーボネートジオール（ＰＣＤ）から選択される、１種または２種以上の化合物を使用でき、好適には、ポリカーボネートジオール（ＰＣＤ）、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）から選択される、１種または２種以上の化合物を使用できる。

【0025】

硬化剤として、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ハイドロキノンビス−βヒドロキシルエチルエーテル、シクロヘキサンジメタノール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ブタントリオール、シクロヘキサントリオール、トリエタノールアミン、ジエチルトルエンジアミン、ジメチルチオトルエンジアミン、４，４’−ビス（２−クロロアニリン）、４，４‘−メチレンビス（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）、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、から選択される、１種または２種以上の化合物を使用でき、好適には、１，４−ブタンジオール（ＢＤ）、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、グリセリン（Ｇｌｙ）、４，４‘−メチレンビス（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）（ＭＣＤＥＡ）、１，４−シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）から選択される、１種または２種以上の化合物を使用できる。

【0026】

また、樹脂２２２に、酸化チタン、カオリン、クレー、タルク、珪藻土、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、シリカ、マイカなどの、無機充填剤を１種又は２種以上を組み合わせて含有させてもよい。

【0027】

補強繊維基材層２１は、補強繊維基材２１１と、樹脂２１２とによって構成されている。樹脂２１２は、補強繊維基材２１１中の繊維の間隔を埋めるように補強繊維基材層２１中に存在している。即ち、樹脂２１２の一部は、補強繊維基材２１１に含浸しており、一方で、補強繊維基材２１１は、樹脂２１２中に埋設されている。なお、補強繊維基材層２１中における樹脂２１２の組成及び種類は、補強繊維基材層２１中の部位ごとに異なるものであってもよいし、同一であってもよい。

【0028】

補強繊維基材層２１を構成する樹脂２１２の材料としては、ウレタン、エポキシ、アクリル等熱硬化性樹脂、又はポリアミド、ポリアリレート、ポリエステル等の熱可塑性樹脂を１種又は２種以上を組み合わせて使用することができ、好適にはウレタン樹脂を使用することができる。

【0029】

樹脂２１２に用いられるウレタン樹脂としては、特に限定されないが、例えば、芳香族或いは脂肪族ポリ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と、活性水素基を有する硬化剤とともに硬化させて得られるウレタン樹脂とすることができる。また、水系ウレタン樹脂を使用することができる。この場合、架橋剤を水系ウレタン樹脂とともに併用して、水系ウレタン樹脂を架橋することも可能である。

【0030】

また、上述したフェルト側樹脂層２２に用いることのできる樹脂材料を１種又は２種以上組み合わせて用いることもできる。補強繊維基材層２１を構成する樹脂材料と、フェルト側樹脂層２２を構成する樹脂材料とは、種類及び組成について、同一であっても異なるものであってもよい。

【0031】

また、補強繊維基材層２１は、フェルト側樹脂層２１と同様に、無機充填剤を１種又は２種以上含むものであってもよい。
なお、補強繊維基材層の２１中における樹脂材料及び無機充填剤の組成及び種類は、補強繊維基材層２１中の部位ごとに異なるものであってもよいし、同一であってもよい。

【0032】

シュー側樹脂層（シューと接触するシュー接触表面２３１を有する樹脂層）２３は、補強繊維基材層２１の一方の主面に設けられた、主として樹脂材料で構成される層である。
シュー側層２３は、補強繊維基材層２１に接合する主面とは反対側の主面において、シューと接触するためのシュー接触表面２３１を構成している。シュープレスベルト１は、使用時において、シューと接触するシュー接触表面２３１がシューにより加圧され、シューに対向するロールと協働して、湿紙、フェルト、シュープレスベルトを加圧することで、湿紙から水分を脱水している。

【0033】

シュー側樹脂層２３を構成する樹脂材料としては、上述したような補強繊維基材層２１に用いることのできる樹脂材料を１種又は２種以上組み合わせて用いることかできる。シュー側樹脂層２３を構成する樹脂材料は、フェルト側樹脂層２２又は補強繊維基材層２１を構成する樹脂材料と、種類及び組成について、同一であっても異なるものであってもよい。

【0034】

特に、シュー側樹脂層２３を構成する樹脂材料としては、機械特性、耐摩耗性、柔軟性の観点から、ウレタン樹脂が好ましい。
また、シュー側樹脂層２３は、フェルト側樹脂層２１と同様に無機充填剤を１種又は２種以上含むものであってもよい。
なお、シュー側樹脂層２３中における樹脂材料及び無機充填剤の組成及び種類は、シュー側樹脂層２３中の部位ごとに異なるものであってもよいし、同一であってもよい。

【0035】

上述したようなシュープレスベルト１の寸法は、特に限定されず、その用途に合わせて適宜設定することができる。
例えば、シュープレスベルト１の巾は、特に限定されないが、７００〜１３５００ｍｍ、好ましくは２５００〜１２５００ｍｍとすることができる。
また例えば、シュープレスベルト１の長さ（周長）は、特に限定されないが１５０〜６００ｃｍ、好ましくは、２００〜５００ｃｍとすることができる。

【0036】

また、シュープレスベルト１の厚さは、特に限定されないが、例えば、１．５〜７．０ｍｍ、好ましくは２．０〜６．０ｍｍとすることができる。
また、シュープレスベルト１は、部位ごとにそれぞれ厚さが異なっていてもよいし、同一であってもよい。

【0037】

図１に例示したシュープレスベルト１は、フェルト側層に排水溝を形成することで、湿紙からより多くの水分を脱水することができる。排水溝の形態としては特に限定されないが、通常一般的に、シュープレスベルトの機械方向に平行で連続的な複数の溝が形成される。例えば溝巾が、０．５〜２．０ｍｍ、溝深さが０．４〜２．０ｍｍ、溝本数が５〜２０本／ｉｎｃｈと設定することができる。また溝の断面形状は、矩形型、台形型、Ｕ字型、或いはランド部及び溝底部と溝壁の接する部位に丸みを持たせる等、適宜設定することができる。
また、これらの排水溝の形態は、溝の巾、深さ、本数、断面形状について、同一のものとしてもよいし、異なるものを組み合わせて形成してもよい。更にまた、これらの排水溝については、不連続として形成してもよいし、機械横断方向に平行な複数の溝として形成されてもよい。
このように排水溝を形成すると、溝壁と溝ランド部のフェルト接触表面２２４で構成される角部（ランドエッジ部）２２５が同時に形成されることになる。

【0038】

以上のようなシュープレスベルト１は、後述する本発明のシュープレスベルトの製造方法により製造可能である。

【0039】

以上、本実施形態に係るシュープレスベルト１は、機械的特性、特に耐クラック性や耐ランドエッジ欠損性向上させることができる。

【0040】

次に、本発明のシュープレスベルトの製造方法の好適な実施形態について説明する。図２乃至図５は、本発明のシュープレスベルトの製造方法の好適な実施形態を説明する概略図である。

【0041】

本発明の実施形態に係るシュープレスベルトの製造方法は、フェルトを介して湿紙を担持し、湿紙を搬送し、湿紙から水分を脱水するためのシュープレスベルトの製造方法であって、フェルト側樹脂層（フェルト側樹脂層の前駆体）、補強繊維基材層、シュー側樹脂層の樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、フェルト側樹脂層に排水溝を形成する溝形成工程と、を有する。

【0042】

まず、樹脂層形成工程においては、樹脂層を形成する。本工程においては、具体的には、環状かつ帯状の補強繊維基材２１１が樹脂材料中に埋設された補強繊維基材層２１と、その両面に樹脂層としてのフェルト側樹脂層の前駆体２２ａとシュー側樹脂層２３とが積層した積層体１ａを形成する。

【0043】

このような積層体１ａの形成はいかなる方法であってよいが、本実施形態においては、シュー側樹脂層２３を形成し、シュー側樹脂層２３の一方の表面に補強繊維基材２１１を配置し、補強繊維基材２１１に樹脂材料を塗布、含浸、貫通させ、補強繊維基材層２１とシュー側樹脂層２３とが一体化した積層体を形成し、次に補強繊維基材層２１とシュー側樹脂層２３の接着面に対向する補強繊維基材層２１の表面に、フェルト側樹脂層の前駆体２２ａを形成する。

【0044】

具体的には、例えば、まず、図２に示すように、シュー側樹脂層２３は、離型剤を表面に塗布したマンドレル３８に、マンドレル３８を回転させながら樹脂材料をマンドレル表面に０．８〜３．５ｍｍの厚みに形成されるように塗布し、該樹脂材料塗布層を４０〜１４０℃に昇温し、０．５〜１時間かけて前硬化させて形成される。

【0045】

そして、その上から補強繊維基材を配置し（図示せず）、図３に示すように該マンドレル３８を回転させながら補強繊維基材層２１を形成する樹脂材料を０．５〜２．０ｍｍ塗布し、補強繊維基材に含浸、貫通させると共に前記シュー側樹脂層２３と接着させ、補強繊維基材層２１とシュー側樹脂層２３とが一体化された積層体が形成される。

【0046】

しかる後に、図４に示すように該マンドレル３８を回転させながらフェルト側樹脂層２２を形成する樹脂材料を、前記補強繊維基材層２１の表面に１．５〜４ｍｍの厚みに形成されるように塗布、含浸させ、該樹脂材料塗布層を７０〜１４０℃にて２〜２０時間かけて加熱硬化させて、フェルト側樹脂層の前駆体２２ａ及び半製品外周層表面２２１を有する積層体１ａが形成される。

【0047】

なお、樹脂材料の塗布はいかなる方法で行うものであってもよいが、本実施形態においては、マンドレル３８を回転しつつ注入成形用ノズル４０から樹脂材料を吐出して、各層に樹脂材料を付与することにより行い、同時に付与された樹脂材料をコーターバー３９を用いて各層に均一に塗布する。
また、加熱方法は特に限定されないが、例えば、遠赤外線ヒーター等による方法を用いることができる。
また、樹脂材料は、上述した無機充填剤との混合物として付与されるものであってもよい。また、各層の各部位を形成するための樹脂材料及び無機充填剤の種類及び組成は同一であってもよいし、異なるものであってもよい。

【0048】

次に、溝形成工程においては、フェルト側樹脂層に排水溝を形成する。本工程においては、具体的には、積層体１ａの外表面（フェルト接触表面２２１）に、排水溝２２３を形成する。

【0049】

このような排水溝２２３の形成はいかなる方法であってよいが、本実施形態においては、上記で得られた積層体１ａの外表面をシュープレスベルト１の所望の厚みとなるように、研磨やバフ加工を施し（図示せず）、その後、例えば図５に示すように、マンドレル３８を回転させながら、複数枚の円盤状の回転刃が取り付けられた溝加工装置４５をフェルト接触表面２２１に当接させ、排水溝２２３を形成し、シュープレスベルト１を完成させる。

【0050】

なお、排水溝２２３の形態としては特に限定されないが、通常一般的に、シュープレスベルトの機械方向に平行で連続的な複数の溝が形成される。例えば溝巾が、０．５〜２．０ｍｍ、溝深さが０．４〜２．０ｍｍ、溝本数が５〜２０本／ｉｎｃｈと設定することができる。また溝の断面形状は、矩形型、台形型、Ｕ字型、或いはランド部及び溝底部と溝壁の接する部位に丸みを持たせる等、適宜設定することができる。
また、これらの排水溝の形態は、溝の巾、深さ、本数、断面形状について、同一のものとしてもよいし、異なるものを組み合わせて形成してもよい。更にまた、これらの排水溝については、不連続として形成してもよいし、機械横断方向に平行な複数の溝として形成されてもよい。

【0051】

以上、本発明の実施形態に係るシュープレスベルトの製造方法として、フェルト側樹脂層、補強繊維基材層、シュー側樹脂層の樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、フェルト側樹脂層に排水溝を形成する溝形成工程と、を有する製造方法について説明した。

【0052】

また、上記実施形態におけるシュープレスベルトの製造方法は、マンドレル（１本のロール）製法として説明したが、別の実施形態として、２本の平行に配置されたロールに環状の補強繊維基材を掛け入れ、この補強繊維基材に樹脂を塗布、含浸、積層をし、シュー側樹脂層を形成してから、これを反転し、反転後の補強繊維基材層表面に、フェルト側樹脂層を形成、溝加工を施すことによってシュープレスベルトを製造することもできる（２本ロール製法）。また、各樹脂層の形成順序は任意とすることもできる。

【0053】

以上、本発明について好適な実施形態に基づき詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、各構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成を付加することもできる。

【実施例】

【0054】

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。

【0055】

１．ポリウレタン試験片の製造
まず、シュープレスベルトを形成するポリウレタンの物性を評価するため、表１に記載されるウレタンプレポリマーと硬化剤から、参考例１〜１０のポリウレタン試験片を製造した。
具体的には、各参考例１〜１０において、ウレタンプレポリマーと硬化剤を混合し、室温の金型に注入し、１４０℃に加熱し、１４０℃で１時間かけて前硬化させたのち金型から外し、１４０℃で３時間かけて後硬化させ、ポリウレタンシートを得た。得られたシートより参考例１〜１０の試験片（厚み１．５ｍｍ：引張強度測定用、厚み３．５ｍｍ：クラック進展測度測定用）を製作した。

【0056】

得られた試験片について、ＪＩＳ−Ａ硬度、引張強度（ＪＩＳ Ｋ６２５１：ダンベル３号。引張測度５００ｍｍ／分）、クラック進展測度を評価した。評価結果を表１に示す。

【0057】

なお、クラック進展測度は、図６に示される、ＪＩＳ−Ｋ−６２６０（２００５年度）に定義されるデマチャ式屈曲試験に類似する試験機を用いて、２０℃、相対湿度５２％の雰囲気下、次の条件でクラック伸展性の試験を行った。

【0058】

試験片６１のサイズは、巾２５ｍｍ、長さ１８５ｍｍ（つかみ代片側２０ｍｍ含む）、つかみ具６２間の長さ１５０ｍｍ、厚さ３．５ｍｍ、試験片中央に、半径１．５ｍｍの半円筒状の凹み６１ａをつけたものとした。往復運動は、つかみ具間最大距離１００ｍｍ、最小距離３５ｍｍ、運動距離６５ｍｍ、往復速度３６０往復／分とした。試験片の半円筒状の凹みの中央部に巾方向に約２ｍｍの長さの切り込みを入れた。左右のつかみ具は、往復方向に対してそれぞれ４５°の角度を成すように設定した。この条件で屈曲を繰返し、所定のストローク回数（試験時間×往復速度）ごとに亀裂の長さを測定した。なお、亀裂の長さが初期の切り込み長さ測定値（約２ｍｍ）から１５ｍｍを超えた時点で試験を終了し、ストローク回数と亀裂長さの近似曲線から、亀裂長さが１５ｍｍの時のストローク回数を読取り、成長した亀裂長さ（亀裂長さ１５ｍｍ−初期の切り込み長さ測定値）をその時のストローク回数で除した値をクラック進展測度（μｍ／回）とした。

【0059】

【表1】

【0060】

２．シュープレスベルトの製造
参考例１〜６の樹脂を用いて実施例１〜６、参考例７〜１０の樹脂を用いて比較例１〜４のシュープレスベルトを以下の方法により製造した。

【0061】

（１）樹脂層形成工程
適宜駆動手段により回転可能な直径１５００ｍｍのマンドレルの表面に、マンドレルを回転させながら、樹脂材料を、マンドレルの回転軸に対して平行に移動可能な注入成形用ノズルによって１．４ｍｍ厚に塗布、硬化処理し、シュー側樹脂層を形成した（図２）。その後マンドレルを回転させたまま室温で１０分間放置し、マンドレルに付属している加熱装置によって１４０℃に加熱し、１４０℃で１時間かけて前硬化させた。

【0062】

次に、緯糸がポリエチレンテレフタレート繊維の５０００ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸の撚糸で、経糸がポリエチレンテレフタレート繊維の５５０ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸で、経糸が緯糸で挟まれ、緯糸と経糸の交差部がウレタン系樹脂接着により接合されてなる格子状素材（経糸密度は１本／ｃｍ、緯糸密度は４本／ｃｍ）を、緯糸がマンドレルの軸方向に沿うように、シュー側樹脂層の外周表面に隙間なく一層配置した。そして、この格子状素材の外周に、ポリエチレンテレフタレート繊維の６７００ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸を螺旋状に３０本／５ｃｍピッチで巻きつけて糸巻層を形成し、これら格子状素材と糸巻層とで補強繊維基材を形成した。その後、補強繊維基材の隙間を塞ぐようにシュー側樹脂層の樹脂材料と同一の樹脂材料を塗布し、補強繊維基材層とシュー側樹脂層とが一体化された積層体を形成した（図３）。

【0063】

次に、補強繊維基材層の上から、マンドレルを回転させながら、補強繊維基材層及びシュー側樹脂層の樹脂材料と同一の樹脂材料をマンドレルの回転軸に対して平行に移動可能な注入成形用ノズルによって約２．５ｍｍ厚に塗布、含浸し、硬化処理を行い、フェルト側樹脂層と補強繊維基材層とシュー側樹脂層とが一体化された積層体を形成した（図４）。
硬化処理は、マンドレルを回転させたまま室温で４０分間放置し、更にマンドレルに付属している加熱装置によって１４０℃に加熱し、１４０℃で３時間かけて加熱硬化させた。
その後、全厚が５．２ｍｍとなるように、フェルト側樹脂層のフェルト接触表面を研磨し、積層体を得た。
なお、参考例９の樹脂では、硬度が低すぎ、シュープレスベルトとしての樹脂層を形成することができなかった。

【0064】

（２）溝形成工程
得られた積層体のフェルト側樹脂層のフェルト接触表面に、溝加工装置を当接させ、フェルト側樹脂層に、ＭＤ方向の排水溝（溝幅０．８ｍｍ、溝深さ０．８ｍｍ、ピッチ幅２．５４ｍｍ）を多数形成してシュープレスベルトを得た（図５）。

【0065】

以上の工程を経て、各実施例、比較例のシュープレスベルトを得た。得られたシュープレスベルトについて、耐クラック性評価、耐ランドエッジ欠損性評価を実施した。

【0066】

３．耐クラック性評価
耐クラック性評価は、図７に示す屈曲疲労試験装置を用いて、２０℃、相対湿度５２％の雰囲気下、次の条件でクラック発生の試験を行った。試験片７１のサイズは、巾６０ｍｍ、つかみ具間長さ７０ｍｍとした。下部のつかみ具７２ａに円弧状の往復運動を与えることにより、上部つかみ具７２ｂおよび試験片も円弧状に往復し、下部つかみ具の先端で試験片が屈曲され疲労されるようにした。円弧の中心から下部つかみ具の先端までの距離は１６８ｍｍ、下部つかみ具の移動距離は１６１ｍｍ、往復速度１６２往復／分とした。上部つかみ具の重さは４００ｇとした。この条件で屈曲を繰返し、クラックが発生するまでの屈曲回数を測定した。なお、耐クラック性評価については、以下の通りである。
「◎」：屈曲回数１００万回以上でもクラック発生せず。
「○」：屈曲回数８０万回以上でクラック発生。
「△」：屈曲回数５０万回以上でクラック発生。
「×」：屈曲回数２０万回未満でクラック発生。
各実施例、各比較例の耐クラック性評価の試験結果について表２に示す。

【0067】

４．耐ランドエッジ欠損性評価
耐ランドエッジ欠損性評価は、図８に示すシュー型疲労試験装置を用いて、２０℃、相対湿度５２％の雰囲気下、次の条件でランドエッジ欠損発生の試験を行った。試験片８１のサイズは、巾９０ｍｍ、つかみ具間長さ４０ｍｍとした。左右のつかみ具８２について水平方向に往復運動させ、かつ左右のつかみ具８２が左から右に移動するときのみ、シュー８３をピストン８４によって加圧し、試験片８１にシュー８４とロール８５とで７０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力を加えた。左右のつかみ具の移動距離は１７０ｍｍ、往復速度５７往復／分とし、５０万回往復させた。なお試験中、潤滑油供給口８６から潤滑油を供給した。この条件で左右のつかみ具の往復を繰返し、ランドエッジ欠損が発生状況について測定した。なお、耐ランドエッジ欠損性評価については、以下の通りである。
「◎」：ランドエッジ欠損の発生なし。
「○」：ランドエッジ欠損の発生はないが、こすれきずあり。
「×」：ランドエッジ欠損の発生あり。
各実施例、各比較例の耐ランドエッジ欠損性評価の試験結果について表２に示す。

【0068】

【表2】

【0069】

表２に示すように、実施例１〜６に係るシュープレスベルトは、耐クラック性、耐ランドエッジ欠損性が向上したことがわかる。
また、耐クラック性、耐ランドエッジ欠損性は、表１に示した機械的強度指数と関係が深く、機械的強度指数が、１０以上が好ましく、２５以上がより好ましく、５０以上が更に好ましいことがわかる。

【符号の説明】

【0070】

１：シュープレスベルト、１ａ：積層体、２１：補強繊維基材層、２１１：補強繊維基材、２１２：補強繊維基材層の樹脂、２２：フェルト側樹脂層、２２ａ：フェルト側樹脂層の前駆体、２２２：フェルト側層の樹脂、２２３：排水溝、２２４：溝ランド部のフェルト接触表面、２２５：ランドエッジ部、２３：シュー側樹脂層、２３１：シュー接触表面、２３２：シュー側樹脂層の樹脂、３８：マンドレル、３９：コーターバー、４０：注入成形用ノズル、４５：溝加工装置、６１：クラック進展性評価試験片、６１ａ：半円筒状凹み部（切り込み部、クラック進展部）、６２：クラック伸展性評価試験装置つかみ具、７１：耐クラック性評価試験片、７２ａ・ｂ：クラック性評価試験装置つかみ具、８１：ランドエッジ欠損評価試験片、８２：ランドエッジ欠損評価試験装置つかみ具、８３：シュー、８４：ピストン、８５：ロール、８６：潤滑油供給口、９１：クラック、９２：ランドエッジ欠損

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2016年5月10日

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

抄紙機に使用されるシュープレスベルトであって、樹脂層により構成され、かつフェルトから搾水された水を受容する排水溝が形成されたフェルト側樹脂層を有し、フェルト側樹脂層が、１，４−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサンおよびポリカーボネートジオールを含む化合物を硬化させて形成される、前記シュープレスベルト。

【請求項2】

フェルト側樹脂層の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が、９０度以上である、請求項１に記載のシュープレスベルト。

【請求項3】

フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料の、以下式（１）で表される機械的強度指数が、１０（ＭＰａ・回／μｍ）以上である、請求項１または２に記載のシュープレスベルト。
機械的強度指数（ＭＰａ・回／μｍ）＝Ａ×Ｂ／Ｃ （１）
式中、各記号は、それぞれ、
Ａ＝引張強度（ＭＰａ）
Ｂ＝引張伸度（％）
Ｃ＝デマッチャ式クラック進展速度（μｍ／回）
である。

【請求項4】

フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料の、式（１）で表される機械的強度指数が、２５（ＭＰａ・回／μｍ）以上である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシュープレスベルト。

【請求項5】

フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料の、式（１）で表される機械的強度指数が、５０（ＭＰａ・回／μｍ）以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシュープレスベルト。

【請求項6】

フェルト側樹脂層が、末端にイソシアネート基（−ＮＣＯ）を有するプレポリマーと末端に活性水素基（−Ｈ）を有する硬化剤とが混合された化合物を硬化させて形成され、活性水素基（−Ｈ）とイソシアネート基（−ＮＣＯ）との当量比（Ｈ／ＮＣＯ）が、０．８以上１．０以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシュープレスベルト。

【請求項7】

フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料の硬化剤が、１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、４，４‘−メチレンビス（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）、１，４−シクロヘキサンジメタノールから選択される、１種または２種以上の化合物である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシュープレスベルト。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0012】

［３］フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料の、以下式（１）で表される機械的強度指数が、１０（ＭＰａ・回／μｍ）以上である、［１］または［２］に記載のシュープレスベルト。
機械的強度指数（ＭＰａ・回／μｍ）＝Ａ×Ｂ／Ｃ （１）
式中、各記号は、それぞれ、
Ａ＝引張強度（ＭＰａ）
Ｂ＝引張伸度（％）
Ｃ＝デマッチャ式クラック進展速度（μｍ／回）
である。
［４］フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料の、式（１）で表される機械的強度指数が、２５（ＭＰａ・回／μｍ）以上である、［１］〜［３］のいずれかに記載のシュープレスベルト。
［５］フェルト側樹脂層を構成する樹脂材料の、式（１）で表される機械的強度指数が、５０（ＭＰａ・回／μｍ）以上である、［１］〜［４］のいずれかに記載のシュープレスベルト。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0055】

１．ポリウレタン試験片の製造
まず、シュープレスベルトを形成するポリウレタンの物性を評価するため、表１に記載されるウレタンプレポリマーと硬化剤から、参考例１〜１０のポリウレタン試験片を製造した。
具体的には、各参考例１〜１０において、ウレタンプレポリマーと硬化剤を混合し、室温の金型に注入し、１４０℃に加熱し、１４０℃で１時間かけて前硬化させたのち金型から外し、１４０℃で３時間かけて後硬化させ、ポリウレタンシートを得た。得られたシートより参考例１〜１０の試験片（厚み１．５ｍｍ：引張強度測定用、厚み３．５ｍｍ：クラック進展速度測定用）を製作した。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0056】

得られた試験片について、ＪＩＳ−Ａ硬度、引張強度（ＪＩＳ Ｋ６２５１：ダンベル３号。引張速度５００ｍｍ／分）、クラック進展速度を評価した。評価結果を表１に示す。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0057】

なお、クラック進展速度は、図６に示される、ＪＩＳ−Ｋ−６２６０（２００５年度）に定義されるデマチャ式屈曲試験に類似する試験機を用いて、２０℃、相対湿度５２％の雰囲気下、次の条件でクラック伸展性の試験を行った。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0058】

試験片６１のサイズは、巾２５ｍｍ、長さ１８５ｍｍ（つかみ代片側２０ｍｍ含む）、つかみ具６２間の長さ１５０ｍｍ、厚さ３．５ｍｍ、試験片中央に、半径１．５ｍｍの半円筒状の凹み６１ａをつけたものとした。往復運動は、つかみ具間最大距離１００ｍｍ、最小距離３５ｍｍ、運動距離６５ｍｍ、往復速度３６０往復／分とした。試験片の半円筒状の凹みの中央部に巾方向に約２ｍｍの長さの切り込みを入れた。左右のつかみ具は、往復方向に対してそれぞれ４５°の角度を成すように設定した。この条件で屈曲を繰返し、所定のストローク回数（試験時間×往復速度）ごとに亀裂の長さを測定した。なお、亀裂の長さが初期の切り込み長さ測定値（約２ｍｍ）から１５ｍｍを超えた時点で試験を終了し、ストローク回数と亀裂長さの近似曲線から、亀裂長さが１５ｍｍの時のストローク回数を読取り、成長した亀裂長さ（亀裂長さ１５ｍｍ−初期の切り込み長さ測定値）をその時のストローク回数で除した値をクラック進展速度（μｍ／回）とした。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0059】

【表1】