JP2004211235A - Belt for shoe press - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、物性を低下させることなく、紙粉等の異物が付着し難いシュープレス用ベルトに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、製紙工程において、湿紙水分を脱水するためにシュープレス装置が採用されるようになり、その主な形式は図5、図6に示す構成のものがある。ロール1の下方にシュー2を対向させ、前記ロール1とシュー2との間を通る湿紙3を上下から2枚のエンドレスフェルト4,5で挟持し、下フェルトの走行に従動するシュープレス用ベルト6がシュー2との間に配設されている。
【0003】
前記構成のシュープレス装置を使用するには、シュー2を油圧等により押し上げてロール1に押圧する。シュー2の押圧によって、ロールとの間で広幅の加圧脱水部を作ることになり、広い領域の面圧によって脱水量が向上するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記ベルト5は、織布又は不織布等の基体の上下面にゴム状弾性体を積層してなる。しかしながら、従来使用されているゴム状弾性体では、表面に紙粉等の異物が付着し易く、堆積した紙粉等の異物がベルトの搾水効果及び湿紙表面性等を損なうおそれがある。
【0005】
また、近年の抄紙機の高速化に伴い、シュー2の押圧力を増大させると、搾水効果が高められるが、ベルトに残存する水分も多くなる。ベルト表面の水分が振り切られずに残存していると、フェルトの水分が飽和状態となり湿紙から充分脱水できないことになる。このようなことは、抄紙機の高速化に進むにつれてより顕著になってきている。
【0006】
また、疎水性を高めるために、ウレタンエラストマー等のゴム状弾性体中にシリコーンオイルを混合することも試みられたが、シリコーンオイルが抽出されて短期間で効果がなくなるという問題があった。
【0007】
この発明は、撥水性、耐摩耗性に優れ、摩擦係数が小さく、また紙粉等の異物がベルト表面に付着し難いシュープレス用ベルトを提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明に係るシュープレス用ベルトは、次のように構成した。即ち、シュープレス用ベルトは、基体の少なくとも片側にゴム状弾性体を設けてなるシュープレス用ベルトにおいて、ベルトの湿紙側層を形成するゴム状弾性体の少なくとも最上層のゴム状弾性体は、NCO基を有するポリウレタンプレポリマー100重量部に対して、OH基及びCOOH基等の活性基を有する超高分子量ポリエチレンパウダー3〜10重量部を、NH2基又はOH基を有する架橋剤とともに混合して化学結合させたポリウレタンエラストマーであることを特徴とする。前記シュープレス用ベルトの最上層のゴム状弾性体は、NBS摩耗抵抗率を1000%以上とすることが好ましい。また、前記シュープレス用ベルトは、最上層のゴム状弾性体の表面における面粗度(Ry)を10〜50とすることが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】
この発明に係るシュープレス用ベルトは、図1に示すように、基体10の上下両面側、即ち、上面となる湿紙側にゴム状弾性体11を設け、下面となるシュー側にゴム状弾性体12を設けたものであり、前記ゴム状弾性体11,12の内の少なくとも最上層は、OH基及びCOOH基等の活性基を有する超高分子量ポリエチレンパウダーを、NH2基又はOH基を有する架橋剤とともにNCO基を有するポリウレタンプレポリマーに混合して化学結合させたポリウレタンエラストマーからなるゴム状弾性体により形成されている。
【0010】
前記のように、NCO基を有するポリウレタンプレポリマーにOH基及びCOOH基等の活性基を有する超高分子量ポリエチレンパウダーを混合すると、両者が化学結合して物性が低下することがないと共に、撥水性が増大する。また、紙粉等の異物が付着し難くなり、紙粉等の異物がベルト表面に堆積して撥水性の作法が損なうことも抑えられる。
【0011】
前記シュープレス用ベルトは、ゴム状弾性体11,12の最上層を水に対する接触角を90度以上、好ましくは120度以上とすることにより、撥水性が良好になることが経験的に分かっている。前記ポリウレタンエラストマーの表面が、面粗度Ry10よりも小さいと水に対する接触角が90度より小さくなり、水分の振り切り効果が低下する。
【0012】
なお、ゴム状弾性体は、図示する実施形態では、基体10の両面に設けたが、少なくとも上面となる湿紙側のゴム状弾性体11が上記構成とされていれば足りる。
【0013】
【実施例】
次に、この発明の実施例を比較例と共に説明する。
【0014】
実施例1及び比較例1〜2
ゴム状弾性体を構成するポリウレタンエラストマーは、比較例1、比較例2、実施例1ともにユニロイヤル社製のポリウレタンプレポリマー「アジプレンL100」(商品名)を用いた。比較例1は、架橋剤のみを使用した従来品のポリウレタンエラストマーである。比較例2では、三井石油化学(株)製の表面不活性の超高分子量ポリエチレンパウダー「ミペロン221U」(商品名)を「アジプレンL100」(商品名)100重量部に対して3重量部混合した。
【0015】
また、実施例1では、特殊な物理的処理を施して表面を改質してOH基及びCOOH基を有するFLuoro−Seal社製の超高分子量ポリエチレンパウダー「INHANCE UH−1700」(商品名)を「アジプレンL100」(商品名)100重量部に対して3重量部混合した。架橋剤には、比較例1、比較例2及び実施例1とも、芳香族ジアミン系架橋剤であるイハラケミカル(株)製の商品名「キュアミンMT」を用いた。
【0016】
上記構成により得られた比較例1、比較例2及び実施例1のポリウレタンエラストマーについて、各種の比較試験を行った。試験の結果は表1に示すとおりであるが、硬さ試験(タイプ A)はJISK6253に基づき、引張り強さ試験(Mpa)及び伸び(%)はJISK6251に基づき、引き裂き強さ(KN/m)、反発弾性係数(%)はJISK6255に基づき、圧縮永久歪み(%)はJISK6262に基づき行い、NBS摩耗抵抗率(%)はNBS摩耗試験機を使用して行った。摩擦係数は表面性試験機を用いて行った。
【0017】
摩擦係数の試験は、静摩擦係数と動摩擦係数について行った。試験方法は、図2に示す表面性試験機を用いた。移動テーブル21の上に接触物としてコピー紙22を固定し、前記コピー紙22上に試験用ロール23を載置する。試験用ロール23は、外径寸法30mm、長さ寸法12mmのものを用いた。試験用ロール23には、垂直方向に加重(W)24として1000gをかけるとともに、支点25を有するアーム26を取り付ける。アーム26の支点25の反対側には試験用ロール23のコピー紙22上への自重を除くためのバランサー27を取り付けるとともに、アーム26の先端は測定器28を備えたロードセル29に取り付けてなる。
【0018】
上記構成において、バランサー27により試験用ロール23の自重を除きながら、移動テーブル21を1分当たり5メートルの速さで移動させ、ロードセル29により摩擦力(Fグラム)を測定した。測定の解析は、測定された摩擦力をグラフ化して図3に示すように、テーブル移動開始時の摩擦力(Aグラム)と、移動後平行に達した時点の摩擦力(Bグラム)から次の数式1及び数式2により摩擦係数を求めた。
【0019】
【数1】
【0020】
【数2】
【0021】
【表1】
【0022】
表1より、本発明に係るベルトのゴム状弾性体のNBS摩耗抵抗率やベルト寿命が、従来品に比べ飛躍的に向上し摩耗による不都合が解消されることが判る。
【0023】
実施例2〜5
次に、OH基及びCOOH基を有する超高分子量ポリエチレンパウダーとして「INHANCE UH−1700」(商品名)の配合量を変量した場合をそれぞれ実施例2〜実施例5とし、「INHANCE UH−1700」(商品名)を配合しなかった場合を比較例1として、物性比較試験を行った。試験の方法は前記の通りである。試験の結果は表2に示すとおりである。
【0024】
【表2】
【0025】
上記結果から明らかなように、OH基及びCOOH基を有する超高分子量ポリエチレンパウダーの配合量を増量すると、特に圧縮永久歪みが大きくなる。圧縮永久歪みが大きくなると使用中にベルト表面に凹凸が発生する等の不具合現象が生じることから、OH基及びCOOH基を有する超高分子量ポリエチレンパウダーの配合量は10重量部が限界である。従って、OH基及びCOOH基を有する超高分子量ポリエチレンパウダーの配合量はウレタンプレポリマー100重量部に対して3〜10重量部の範囲とする。
【0026】
実施例6〜10及び比較例3〜11
次に、撥水性、即ち、水に対する接触角について調べた。サンプルは次のようにして作成した。比較例3及び比較例5〜10は「アジプレンL100」(商品名)で試料を作成し、比較例4、比較例11及び実施例6〜10は「アジプレンL100」(商品名)100重量部にOH基及びCOOH基を有する超高分子量ポリエチレンパウダー「INHANCE UH−1700」(商品名)を3重量部混合してサンプルを作成した。
【0027】
前記サンプルの表面を研磨により、それぞれ面粗度をRy5(比較例3及び比較例4)、Ry10(比較例5及び実施例6)、Ry15(比較例6及び実施例7)、Ry30(比較例7及び実施例8)、Ry40(比較例8及び実施例9)、Ry50(比較例9及び実施例10)及びRy55(比較例10及び比較例11)とした。測定は、協和科学(株)製の接触角計「CA−P型」を用いてスクリーン投影法によって、図4に示すように各実施例と比較例の水に対する接触角について行い、結果は表3に示すとおりである。
【0028】
【表3】
【0029】
上記測定結果から明らかなように、実施例6から実施例10は、水に対する接触角90度から140度の範囲内であるが、比較例3乃至比較例10はいずれも90度より低いことが分かる。又、比較例11では面粗度Ryを55としたが、この場合には水に対する接触角が140度を超えている。従って、ポリウレタンエラストマーの表面は、面粗度Ry10以上とすることが好ましい。ポリウレタンエラストマーの表面が面粗度Ry10より小さいと撥水性が低下する。
【0030】
【発明の効果】
この発明に係るシュープレス用ベルトは、少なくとも湿紙側となる最上層のゴム状弾性体をNCO基を有するポリウレタンプレポリマー100重量部に対して、OH基及びCOOH基等の活性基を有する超高分子量ポリエチレンパウダー3〜10重量部を、NH2基又はOH基を有する架橋剤とともに混合して化学結合させることによって、物性が殆ど低下することがない。また、この発明に係るシュープレス用ベルトは、適度な撥水性が得られ、水分の振り切り効果が増大する。さらに、紙粉等の異物が付着し難くなり、紙粉等の異物がベルト表面に堆積して脱水性を損なうことも抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るシュープレス用ベルトの実施形態を示す要部断面図である。
【図2】表面性試験機の説明図である。
【図3】摩擦力測定における摩擦力を示すグラフである。
【図4】接触角の測定法の説明図である。
【図5】シュープレス装置の構成を示す要部の説明図である。
【図6】シュープレス装置の他の構成を示す要部の説明図である。
【符号の説明】
10:基体
11:上面となる湿紙側のゴム状弾性体
12:下面となるシュー側のゴム状弾性体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a shoe press belt to which foreign matter such as paper powder is unlikely to adhere without lowering physical properties.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, in a papermaking process, a shoe press device has been adopted for dewatering wet paper web, and its main type has a configuration shown in FIGS. A
[0003]
In order to use the shoe press device having the above configuration, the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The
[0005]
In addition, if the pressing force of the
[0006]
Attempts have also been made to mix silicone oil into a rubber-like elastic material such as urethane elastomer in order to increase the hydrophobicity. However, there is a problem that the silicone oil is extracted and the effect is lost in a short time.
[0007]
The present invention provides a shoe press belt which is excellent in water repellency and abrasion resistance, has a small friction coefficient, and hardly causes foreign matters such as paper powder to adhere to the belt surface.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a shoe press belt according to the present invention is configured as follows. That is, the shoe press belt is a shoe press belt in which a rubber-like elastic body is provided on at least one side of the base, and at least the uppermost rubber-like elastic body of the rubber-like elastic body forming the wet paper web side layer of the belt is 3 to 10 parts by weight of an ultrahigh molecular weight polyethylene powder having an active group such as an OH group and a COOH group is mixed with a crosslinking agent having an NH 2 group or an OH group with respect to 100 parts by weight of a polyurethane prepolymer having an NCO group. Is characterized by being a polyurethane elastomer chemically bonded. The uppermost rubber-like elastic body of the shoe press belt preferably has an NBS abrasion resistance of 1000% or more. The shoe press belt preferably has a surface roughness (R y ) of 10 to 50 on the surface of the uppermost rubber-like elastic body.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As shown in FIG. 1, the shoe press belt according to the present invention is provided with a rubber-like
[0010]
As described above, when an ultra-high molecular weight polyethylene powder having an active group such as an OH group and a COOH group is mixed with a polyurethane prepolymer having an NCO group, physical properties do not deteriorate due to chemical bonding between the two and water repellency. Increase. In addition, foreign substances such as paper dust are less likely to adhere, and it is also possible to prevent foreign substances such as paper powder from depositing on the belt surface and impairing the water-repellent manner.
[0011]
It has been empirically found that the shoe press belt has good water repellency when the uppermost layer of the rubber-like
[0012]
In the illustrated embodiment, the rubber-like elastic body is provided on both surfaces of the
[0013]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described together with comparative examples.
[0014]
Example 1 and Comparative Examples 1-2
As a polyurethane elastomer constituting the rubber-like elastic body, a polyurethane prepolymer “Adiprene L100” (trade name) manufactured by Uniroyal Co., Ltd. was used in each of Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Example 1. Comparative Example 1 is a conventional polyurethane elastomer using only a crosslinking agent. In Comparative Example 2, 3 parts by weight of “Miperon 221U” (trade name), a surface inert ultra-high molecular weight polyethylene powder manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd., was mixed with 100 parts by weight of “Adiprene L100” (trade name). .
[0015]
In Example 1, a special physical treatment was performed to modify the surface, and an ultrahigh molecular weight polyethylene powder “INHANCE UH-1700” (trade name) manufactured by FLuroo-Seal having an OH group and a COOH group was used. 3 parts by weight were mixed with 100 parts by weight of “Adiprene L100” (trade name). In each of Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Example 1, an aromatic diamine-based crosslinking agent, trade name “Cureamine MT” manufactured by Ihara Chemical Co., Ltd. was used.
[0016]
Various comparative tests were performed on the polyurethane elastomers of Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Example 1 obtained by the above configuration. The test results are as shown in Table 1. The hardness test (type A) is based on JIS K6253, the tensile strength test (Mpa) and the elongation (%) are based on JIS K6251, and the tear strength (KN / m). The rebound resilience (%) was based on JIS K6255, the compression set (%) was based on JIS K6262, and the NBS abrasion resistance (%) was performed using an NBS abrasion tester. The coefficient of friction was measured using a surface property tester.
[0017]
The test of the coefficient of friction was performed on the coefficient of static friction and the coefficient of dynamic friction. The test method used the surface property tester shown in FIG. A
[0018]
In the above configuration, the moving table 21 was moved at a speed of 5 meters per minute while removing the weight of the
[0019]
(Equation 1)
[0020]
(Equation 2)
[0021]
[Table 1]
[0022]
From Table 1, it can be seen that the NBS wear resistance and belt life of the rubber-like elastic body of the belt according to the present invention are dramatically improved as compared with conventional products, and the inconvenience caused by wear is eliminated.
[0023]
Examples 2 to 5
Next, the case where the compounding amount of “INHANCE UH-1700” (trade name) was varied as an ultrahigh molecular weight polyethylene powder having an OH group and a COOH group was referred to as Examples 2 to 5, respectively, and “INHANCE UH-1700” was used. A case where no (trade name) was added was used as Comparative Example 1 to perform a physical property comparison test. The test method is as described above. The test results are as shown in Table 2.
[0024]
[Table 2]
[0025]
As is apparent from the above results, when the blending amount of the ultrahigh molecular weight polyethylene powder having an OH group and a COOH group is increased, the compression set becomes particularly large. If the compression set becomes large, a trouble phenomenon such as the occurrence of irregularities on the belt surface during use occurs, so the blending amount of the ultrahigh molecular weight polyethylene powder having an OH group and a COOH group is limited to 10 parts by weight. Therefore, the blending amount of the ultrahigh molecular weight polyethylene powder having OH groups and COOH groups is in the range of 3 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the urethane prepolymer.
[0026]
Examples 6 to 10 and Comparative Examples 3 to 11
Next, the water repellency, that is, the contact angle with water was examined. The sample was created as follows. In Comparative Examples 3 and 5 to 10, samples were prepared using “Adiprene L100” (trade name), and in Comparative Examples 4, 11, and 6 to 10, 100 parts by weight of “Adiprene L100” (trade name) were used. A sample was prepared by mixing 3 parts by weight of an ultrahigh molecular weight polyethylene powder having an OH group and a COOH group, “INHANCE UH-1700” (trade name).
[0027]
The surface of the sample was polished so that the surface roughness was Ry5 (Comparative Example 3 and Comparative Example 4), Ry10 (Comparative Example 5 and Example 6), and Ry15 (Comparative Example 6 and Example 7). ), R y 30 (Comparative Example 7 and Example 8), R y 40 (Comparative Example 8 and Example 9), R y 50 (Comparative Example 9 and Example 10), and R y 55 (Comparative Example 10 and Comparative Example Example 11). The measurement was performed on the contact angles to water in each of the examples and comparative examples as shown in FIG. 4 by a screen projection method using a contact angle meter “CA-P type” manufactured by Kyowa Science Co., Ltd. As shown in FIG.
[0028]
[Table 3]
[0029]
As is clear from the above measurement results, the contact angles with water in Examples 6 to 10 are in the range of 90 ° to 140 °, but Comparative Examples 3 to 10 are all lower than 90 °. I understand. In Comparative Example 11, the surface roughness Ry was 55, but in this case, the contact angle with water exceeded 140 degrees. Therefore, it is preferable that the surface of the polyurethane elastomer has a
[0030]
【The invention's effect】
In the shoe press belt according to the present invention, at least the uppermost layer of the rubber-like elastic body on the wet paper side has an ultra-high molecular weight having an active group such as an OH group and a COOH group based on 100 parts by weight of a polyurethane prepolymer having an NCO group. By mixing 3 to 10 parts by weight of a high molecular weight polyethylene powder with a crosslinking agent having an
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a main part of an embodiment of a shoe press belt according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a surface property tester.
FIG. 3 is a graph showing frictional force in frictional force measurement.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for measuring a contact angle.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a main part showing a configuration of a shoe press device.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a main part showing another configuration of the shoe press device.
[Explanation of symbols]
10: Base 11: Rubber elastic body on the wet paper side to be the upper surface 12: Rubber elastic body on the shoe side to be the lower surface
Claims (3)
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JP2002380644A JP2004211235A (en) | 2002-12-27 | 2002-12-27 | Belt for shoe press |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2002380644A JP2004211235A (en) | 2002-12-27 | 2002-12-27 | Belt for shoe press |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
WO2007074685A1 (en) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Ichikawa Co., Ltd. | Belt for conveying wet web |
JP2013083030A (en) * | 2011-10-12 | 2013-05-09 | Ichikawa Co Ltd | Transfer belt for wet paper web |
-
2002
- 2002-12-27 JP JP2002380644A patent/JP2004211235A/en active Pending
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