JP6467342B2 - 製紙用シュープレスベルト - Google Patents

Description

本発明は、製紙用シュープレス装置に利用される製紙用シュープレスベルト（以下シュープレスベルトということがある）に関する。更に詳しくは、シュープレスベルトの熱硬化性ポリウレタン樹脂層の改良に関する。

製紙用シュープレス装置１は、図５に示すように、プレスロール２とシュー６との間に、ループ状のシュープレスベルト３を介在させたシュープレス機構を用い、プレスロール２とシュー６とで、形成されるプレス部において、フェルト４と湿紙５を通過させて脱水を行っている。

また、シュープレスベルト３は、図４に示すように、補強基材１６と熱硬化性ポリウレタン２２とが一体化され、フェルト側層表面から深さ方向に、プレス下で湿紙５及びフェルト４から脱水された水を受容する水受容部１７（図４では排水溝）が形成されており、上記のプレス時に湿紙５及びフェルト４から脱水された水を水受容部１７に保持し、更には保持した水をシュープレスベルト自身の回転によりプレス部の系外に排出するようになっている。従って、シュープレスベルト３には、プレスロール２とシュー６による垂直方向の押圧力や、シュープレス領域におけるシュープレスベルトの摩擦、屈曲疲労に対して耐クラック性、耐屈曲疲労性、耐摩耗性、耐層間剥離性等の機械的特性を改善することが要求されている。

このような理由から、シュープレスベルト３の熱硬化性ポリウレタンを形成する樹脂材料について種々の改良がなされている。

例えば、補強基材と熱硬化性ポリウレタンとが一体化してなり、前記補強基材が前記ポリウレタン中に埋設され、外周面及び内周面が前記ポリウレタンで構成された製紙用ベルトにおいて、外周面を構成するポリウレタンは、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、末端に活性水素基を有する硬化剤と、を含む組成物から形成され、前記組成物は、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イソシアネート基（ＮＣＯ）との当量比（Ｈ／ＮＣＯ）の値が、１＜Ｈ／ＮＣＯ＜１．１５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ものである、製紙用ベルトが提案されている（特許文献１、２及び３参照）。

また、補強基材と熱硬化性ポリウレタンとが一体化してなり、前記補強基材が前記ポリウレタン中に埋設され、前記ポリウレタンは、内側のポリウレタンと、この内側のポリウレタンの外周面に接着した外側のポリウレタンとを含む製紙用ベルトにおいて、前記内側のポリウレタン及び前記外側のポリウレタンは、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、末端に活性水素基を有する硬化剤とを含む組成物からそれぞれ形成され、前記内側のポリウレタンを形成する組成物は、硬化剤の活性水素基（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）が０．８５≦Ｈ／ＮＣＯ＜１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ものであり、前記外側のポリウレタンを形成する組成物は、前記当量比（Ｈ／ＮＣＯ）の値が１＜Ｈ／ＮＣＯ＜１．１５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ものである、製紙用ベルトが提案されている（特許文献１、２及び３参照）。

更に、基体と、ポリウレタンとからなる製紙機械用ベルトにおいて、前記ポリウレタンは、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、ジメチルチオトルエンジアミンを含有する硬化剤とにより構成され、前記硬化剤の活性水素基と、前記ウレタンプレポリマーのイソシアネート基との当量比が０．９〜１．１０であることを特徴とする、製紙機械用ベルトが提案されている（特許文献４参照）

特開２００２−１４６６９４号公報 特開２００５−１２０５７１号公報 特開２００６−２２５８３９号公報 特開２００４−５２２０４号公報

前記特許文献１乃至３に記載される製紙用ベルトは、外周面を構成するポリウレタンにおいて、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、末端に活性水素基を有する硬化剤とを含む組成物から形成され、前記組成物は、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イソシアネート基（ＮＣＯ）との当量比（Ｈ／ＮＣＯ）の値が、１＜Ｈ／ＮＣＯ＜１．１５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ものであるから、クラックが製紙用ベルトにたとえ発生したとしても、発生したクラックが進展することを抑制することができるとされている。

また、内側のポリウレタンを形成する組成物は、硬化剤の活性水素基（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）が０．８５≦Ｈ／ＮＣＯ＜１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ものであり、且つ、外側のポリウレタンを形成する組成物は、当量比（Ｈ／ＮＣＯ）の値が１＜Ｈ／ＮＣＯ＜１．１５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ものであるから、補強基材とポリウレタンとの間における層間剥離の発生を抑制することができるとされている。

一方、製紙用シュープレスベルトの外周面は、耐摩耗性についても重要機能として要求され、前記特許文献１乃至３に記載される当量比（Ｈ／ＮＣＯ）を１＜Ｈ／ＮＣＯ＜１．１５にした製紙用ベルトは、耐クラック性は優れるものの、耐摩耗性が劣る。

近年、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、シュープレスベルトの使用環境は益々過酷なものとなってきており、耐クラック性、クラック進展性および耐摩耗性を両立させた製紙用シュープレスベルトが求められている。

本発明は、耐クラック性、耐摩耗性、耐層間剥離性、耐屈曲疲労性の機械的特性を向上させ、特にシュープレスベルト表面の耐摩耗性並びに水受容部の底部領域における耐クラック性が向上されたシュープレスベルトを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、シュープレスベルトの熱硬化性ポリウレタン樹脂層を改良したもので、具体的には、以下の技術を基礎とする。

（１）補強基材と少なくともフェルト側層を有する熱硬化性ポリウレタンとが一体化してなり、前記フェルト側層に、フェルト側表面から深さ方向にニップ下で湿紙及びフェルトから脱水された水を受容するための水受容部が形成された、製紙用シュープレスベルトにおいて、前記フェルト側層は、少なくとも、フェルト接触面を有する第１樹脂層と前記水受容部の底部領域を有する第２樹脂層を備え、前記第１樹脂層及び前記第２樹脂層は、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、末端に活性水素基を有する硬化剤とを含む組成物から形成され、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イソシアネート基（ＮＣＯ）との当量比（Ｈ／ＮＣＯ）の値が、前記第１樹脂層の当量比よりも前記第２樹脂層の当量比の方が大きいことを特徴とする、製紙用シュープレスベルト。

（２）前記水受容部が排水溝であることを特徴とする、（１）に記載の製紙用シュープレスベルト。

（３）前記第１樹脂層の当量比と前記第２樹脂層の当量比の差が０．０２以上であることを特徴とする、（１）乃至（２）のいずれか一項に記載の製紙用シュープレスベルト。

（４）前記第１樹脂層の当量比と前記第２樹脂層の当量比の差が０．０４以上であることを特徴とする、（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の製紙用シュープレスベルト。

（５）前記第１樹脂層の熱硬化性ポリウレタンの当量比（Ｈ／ＮＣＯ）の値が、０．８０〜１．１５であることを特徴とする、（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の製紙用シュープレスベルト。

（６）前記第１樹脂層の熱硬化性ポリウレタンの当量比（Ｎ／ＮＣＯ）の値が、０．８０〜０．９９であることを特徴とする、（１）乃至（５）のいずれか一項に記載の製紙用シュープレスベルト。

（７）前記第２樹脂層と前記第２樹脂層のフェルト側に隣接する樹脂層の境界面が、前記水受容部断面の底部から前記水受容部の深さの１０％以上に存在することを特徴とする、（１）乃至（６）のいずれか一項に記載の製紙用シュープレスベルト。

（８）前記第１樹脂層と前記第２樹脂層のウレタンプレポリマー及び硬化剤が同一の材料からなることを特徴とする、（１）乃至（７）のいずれか一項に記載のシュープレスベルト。

本発明のシュープレスベルトによると、水受容部を有する第２樹脂層のポリウレタンの当量比を、フェルト接触面を有する第１樹脂層のポリウレタンの当量比よりも大きくすることで、第１樹脂層のフェルト接触面の摩耗現象を回避できるとともに、水受容部の底部やコーナー部からのクラックの発生及び成長を抑制することができるので、シュープレスベルトの耐久性が著しく向上するという効果を奏する。

また、隣接する樹脂層の当量比について、１を境界に大きいものと小さいものを設定する、例えば第１樹脂層の当量比を１以下とし、第２樹脂層の当量比を１よりも大きく設定することで、第２樹脂層の余剰活性水素基（Ｈ）が第１樹脂層の余剰イソシアネート基（Ｈ／ＮＣＯ）と強く結合することにより、第１樹脂層と第２樹脂層の接着を強力なものとし、層間剥離を防止することができる。

図１は、本発明による製紙用シュープレスベルトの一例を示す部分断面図である。 図２は、本発明による製紙用シュープレスベルトの他の例を示す部分断面図である。 図３は、本発明による製紙用シュープレスベルトの更に他の例を示す部分断面図である。 図４は、従来の製紙用シュープレスベルトの部分断面図である。 図５は、製紙用シュープレス装置の概略図である。 図６は、屈曲疲労試験機の概略図である。

次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明のシュープレスベルト３の一例を示す部分断面図である。
シュープレスベルト３は、無端状の帯体をなす、環状のベルトである。また、帯体の２つの主面は、それぞれシュープレスベルト３が形成する環の外周面または内周面を構成している。そして、シュープレスベルト３は、その使用時において、その内周面側にシューが配置され、一方で、外周面側においてフェルト４を担持する。
当該シュープレスベルト３は、補強基材１６と熱硬化性ポリウレタンとが一体化してなり、前記補強基材１６が前記ポリウレタン中に埋設されている。前記ポリウレタンはフェルト側層（外周層）１５を備え、前記フェルト側層１５には、フェルト側表面からフェルト側層１５の深さ方向にニップ下で湿紙及びフェルトから脱水された水を受容するための水受容部（図１では排水溝１７）が形成されている。そして、前記フェルト側層１５は、フェルト接触面（外周面）を有する第１樹脂層１１と、前記水受容部１７の底部領域１８を有する第２樹脂層１２と、を有している。また、前記ポリウレタンはシュー側層（内周層）２０を備え、前記シュー側層２０は、シュー接触面（内周面）を有するシュー側樹脂層２１から形成されている。なお、図１に示される本発明のシュープレスベルト３は、前記補強基材１６がシュー側層２０に埋設されているが、前記補強繊維基材１６が埋設される位置は特に限定されない。

補強基材１６としては例えば織布を使用することができる。前記特許文献１乃至特許文献４に記載された織布は勿論のこと、他の文献に記載された補強基材も使用することができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維の５０００ｄｔｅｘマルチフィラメント撚糸を経糸及び緯糸として、経糸が緯糸で挟まれ、緯糸と経糸の交差部がポリウレタン接着により接合されてなる格子状素材のものを使用することもできる。

補強基材１６に用いる繊維素材としては、ポリエチレンテレフタレートの代わりに、アラミド繊維、ナイロン６，６、ナイロン６，１０、ナイロン６等のポリアミド繊維を使用してもよい。また、経糸と緯糸で素材の異なる繊維を使用してもよいし、経糸と緯糸の太さを５０００ｄｔｅｘ及び７０００ｄｔｅｘ等と異なって使用してもよい。

第１樹脂層１１及び第２樹脂層１２を有するフェルト側層１５並びにシュー側層２０は、ポリウレタンから形成されており、即ち、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、末端に活性水素基（Ｈ）を有する硬化剤とを含む組成物から形成されている。ここで、前記活性水素基（Ｈ）と前記イソシアネート基（ＮＣＯ）との当量比（Ｈ／ＮＣＯ、化学量論量に基づく当量比）の値は、第１樹脂層１１の当量比よりも第２樹脂層１２の当量比の方が大きくなるように各樹脂層を積層している。

なお、第１樹脂層１１の当量比よりも第２樹脂層１２の当量比の方が大きいものであればよいが、第１樹脂層１１の当量比と前記第２樹脂層１２の当量比の差は、０．０２以上であることが好ましく、０．０４以上であることがより好ましく、０.１以上であることがさらに好ましい。

また、第１樹脂層１１の当量比は、特に限定されないが、例えば、０．８０〜１．１５であることが好ましく、０.８〜１.０であることがより好ましく、０．８０〜０．９９であることがさらに好ましい。これにより、フェルト側表面に、摩耗が発生することをより確実に抑制することができる。また、第２樹脂層１２の当量比は、特に限定されないが、例えば、０.９以上であることが好ましく、０.９５〜１.１５であることがより好ましい。これにより、水受容部の底部領域１８においてクラックが発生することをより確実に抑制することができる。

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を得るためのフェニレンイソシアネート誘導体としては、例えばトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ｐ−フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、ｍ−キシレンジイソシアネート（ｍ−ＸＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）などが挙げられる。これらは単独でも、または２種以上を混合しても用いることができる。

上述した中でも、第１樹脂層１１の形成に用いられるフェニレンイソシアネート誘導体としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）またはｐ−フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）を用いることが好ましい。これにより、フェルト側表面において摩耗が発生することをより確実に抑制することができる。
また、上述した中でも、第２樹脂層１２の形成に用いられるフェニレンイソシアネート誘導体としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）またはｐ−フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）を用いることが好ましい。これにより、水受容部の底部領域１８においてクラックが発生することをより確実に抑制することができる。

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を得るためのポリオールは、ポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオールの中から選択される。ポリエーテルポリオールとしては、例えばポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）などが挙げられる。ポリエステルポリオールとしては、例えばポリカプロラクトンエステル、ポリカーボネート、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリヘキセンアジペートなどが挙げられる。これらは単独でも、または２種以上を混合もしくは重合させて用いることができ、更にこれらの変性体も用いることができる。

上述した中でも、第１樹脂層１１の形成に用いられるポリオールとしては、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）を用いることがより好ましい。
また、上述した中でも、第２樹脂層１２の形成に用いられるポリオールとしては、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）を用いることが好ましい。これらにより、ポリエステルポリオールに比べ耐加水分解性が優れる。

末端に活性水素基（Ｈ）を有する硬化剤として、例えば脂肪族ジオール化合物、芳香族ポリアミン化合物等を使用することができる。脂肪族ジオール化合物としては、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−ペンタジオール、１，６−ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、及びポリブチレングリコール等から選択される化合物である。芳香族ポリアミン化合物としては、メチレンジアニリン、４，４’−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−メチレン−ビス−（２−エチル−６−メチル−アニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（２−イソプロピル−６−メチルアニリン）、４，４’−ビス（２−ブチルアミノ）ジフェニルメタン、フェニレンジアミン、メチレン−ビス−（２−メチルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス−（２−クロロ−６−エチルアニリン）、１，２−ビス（２−アミノフェニルチオール）エタン、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル−ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−メチレン−ビス（２，６−ジイソプロピルアニリン）及びジメチルチオトルエンジアミン等から選択される化合物である。そして上記硬化剤は単独でも、２種以上を混合してもよい。

上述した中でも、第１樹脂層１１の形成に用いられる硬化剤としては、１，４−ブタンジオールまたはジメチルチオトルエンジアミンを用いることが好ましい。これにより、フェルト側表面において摩耗が発生することをより確実に抑制することができる。
また、上述した中でも、第２樹脂層１２の形成に用いられる硬化剤としては、１，４−ブタンジオールまたはジメチルチオトルエンジアミンを用いることが好ましい。これにより、水受容部の底部領域１８においてクラックが発生することをより確実に抑制することができる。

第１樹脂層１１は、例えば、フェニレンイソシアネート誘導体としてのトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）またはｐ−フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）と、ポリオールとしてのポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）と、硬化剤としての１，４−ブタンジオールまたはジメチルチオトルエンジアミンとを用いて形成されるポリウレタンで構成されることができる。このような場合、第１樹脂層１１の当量比は、０．８０〜１．１５であることが好ましく、０.８〜１.０であることがより好ましく、０．８０〜０．９９であることがさらに好ましい。これにより、フェルト側表面において摩耗が発生することをより確実に抑制することができる。

第２樹脂層１２は、例えば、フェニレンイソシアネート誘導体としてトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）またはｐ−フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）と、ポリオールとしてのポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、硬化剤としての１，４−ブタンジオールまたはジメチルチオトルエンジアミンとを用いて形成されるポリウレタンで構成されることができる。このような場合、第２樹脂層１２の当量比は、０.９以上であることが好ましく、０.９５〜１.１５であることがより好ましい。これにより、水受容部の底部領域１８においてクラックが発生することをより確実に抑制することができる。

また、第１樹脂層１１を構成するポリウレタンの構成材料と、第２樹脂層１２を構成するポリウレタンの構成材料とは、少なくとも１種以上が共通していることが好ましく、全ての構成材料において共通していることが好ましい。より具体的には、第１樹脂層１１と第２樹脂層１２を構成するウレタンプレポリマーおよび硬化剤はそれぞれ少なくともそれらの一部が、好ましくはすべてが、同一の材料からなることが好ましい。特に、第１樹脂層１１及び第２樹脂層１２のフェニレンイソシアネート誘導体及びポリオール及び硬化剤は、それぞれ同一の材料を選択することが好ましい。こうすることで、製造時の樹脂の準備作業や樹脂管理作業といった製造負荷をかけることなく、即ち製造コストをかけることなく、フェルト側表面において摩耗が発生することをより確実に抑制することができ、水受容部の底部領域１８においてクラックが発生することをより確実に抑制することができるシュープレスベルトを製造することができる。
また、第１樹脂層１１または第２樹脂層１２を構成するポリウレタンの構成材料は、共通しない構成成分、例えば、第１樹脂層１１に含まれるが第２樹脂層１２に含まれない構成材料、および／または第２樹脂層１２に含まれるが第１樹脂層１１に含まれない構成材料を含んでいてもよい。しかしながら、このような共通しない構成成分の含有量は、第１樹脂層１１または第２樹脂層１２を構成するポリウレタン中、１０重量％未満であることが好ましく、５重量％未満であることがより好ましい。
なお、このように、第１樹脂層１１を構成するポリウレタンの構成材料と、第２樹脂層１２を構成するポリウレタンの構成材料とを共通とした場合であっても、各層中の構成材料の配合比を変更することにより、第１樹脂層１１における活性水素基（Ｈ）と前記イソシアネート基（ＮＣＯ）との当量比と、第２の樹脂層１２における当量比とを異ならせることが可能である。具体的には、例えば各層の形成時において、ウレタンプレポリマーと硬化剤との配合比を適宜調節（選択）することにより、前記当量比を所望のものとすることができる。

フェルト側層１５には、フェルト側表面から深さ方向にニップ下で湿紙及びフェルトから脱水された水を受容するための水受容部（図１では排水溝１７）が形成されている。なお、ここでニップとは、例えば図５に示すような製紙用シュープレス装置１において、湿紙５およびフェルト４がプレスロール２とシュー６により押圧される部分をいう。水受容部１７は、フェルト側表面に形成される凹部である。そして、水受容部１７は、ニップ下においてフェルト４および湿紙５が押圧された際に放出される水を、凹部に受容する。一方で、水受容部１７は、ニップを通過後、水を外部に排出する。図１では、複数の排水溝１７が、シュープレスベルト３の走行方向（ＭＤ）に対して平行になるように配置している。この水受容部１７は、シュープレスベルト３の走行方向（ＭＤ方向）または機械横断方向（ＣＭＤ方向）に対して、連続的に配置してもよく、非連続的に配置してもよい。また、図１では水受容部１７の断面形状について矩形状を示したが、水受容部１７の断面形状については特に限定されず、Ｕ字状、台形状等とすることができ、更に、水受容部の任意の断面における巾、深さについては特に限定はされない。例えば、図１に例示する排水溝１７であれば、溝深さを０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ、溝幅を０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、溝本数を５〜１５本／インチと設定することができる。

第１樹脂層１１と第２樹脂層１２の境界面は、少なくとも排水溝１７の底部領域１８が第２樹脂層に含まれるように配置する。こうすることで、第１樹脂層１１のポリウレタンは低当量比であるから、フェルト接触表面の耐摩耗性が向上し、第２樹脂層１２のポリウレタンは高当量比であるから、排水溝１７の底部領域１８における耐クラック性、耐クラック成長性が向上する。当該境界面は、排水溝１７の深さ方向に対して任意の位置に設定することができるが、例えば、シュープレスベルトのフェルト接触表面の摩耗が著しい使用環境下においては、第１樹脂層１１の厚みを厚くし、即ち水受容部断面の底部から水受容部の深さの７０％以下、あるいは５０％以下と設定することもできる。

第２樹脂層１２とシュー側層２０の境界面の位置は特に限定されない。図１では当該境界面が補強基材１６の上部に位置し、補強基材１６がシュー側層に埋設されている。当該境界面は、補強基材１６の内部に位置してもよいし、補強基材１６の下部に位置し、補強基材１６がフェルト側層１５に埋設されてもよい。図１に例示されるシュープレスベルト３の第１樹脂層１１、第２樹脂層１２及びシュー側層２０の厚みは、それぞれ０．２〜１．８ｍｍ、０．２〜４．０ｍｍ、１．０〜４．０ｍｍと設定することができる。

図１に例示されるシュープレスベルト３を製造する一例について説明する。まず、離型剤を表面に塗布したマンドレルに、所望するシュー側樹脂層２１の厚みが形成されるように、補強基材１６をマンドレル表面から浮かせて配置し、補強基材１６の表面からウレタンプレポリマーと硬化剤の混合物を塗布・含浸・貫通させ、前硬化させることで、補強基材１６がシュー側樹脂層２１に埋設されたシュー側層２０を形成させる。この場合の補強基材１６は、比較的樹脂の透過量が大きいものを使用する。次にシュー側層２０の表面に第２樹脂層１２を積層し、前硬化させ、更に第２樹脂層１２の表面に第１樹脂層１１を積層し、後硬化させることで、補強基材１６、第１樹脂層１１、第２樹脂層１２、シュー側層２０とを一体化させる。最後に第１樹脂層１１のフェルト接触表面を研磨し、切削加工等によって排水溝１７を形成させ、マンドレル製法によるシュープレスベルト３を完成させる。

別の製造例として、まず、軸方向に平行に配置された２本のロール間にエンドレス状の補強基材１６を展張し、補強基材の表面からウレタンプレポリマーと硬化剤の混合物を塗布・含浸・積層させ、前硬化させる。これを表裏反転させ再度２本のロール間に展張させ、補強基材１６がシュー側樹脂層２１に埋設されたシュー側層２０を形成させる。この場合の補強基材１６は、比較的樹脂の透過量が小さいものを使用する。次にシュー側層２０の表面に第２樹脂層１２を積層し、前硬化させ、更に第２樹脂層１２の表面に第１樹脂層１１を積層し、後硬化させることで、補強基材１６、第１樹脂層１１、第２樹脂層１２、シュー側層２０とを一体化させる。最後に第１樹脂層１１のフェルト接触表面を研磨し、切削加工等によって排水溝１７を形成させ、２本ロール製法によるシュープレスベルト３を完成させる。

硬化条件としては、いずれの製造方法であっても、前硬化を５０〜１４０℃、０．５〜２時間、後硬化を５０〜１４０℃、２〜２０時間とすることができる。

図２は本発明のシュープレスベルト３の別の一例を示す部分断面図で、図１に例示されるシュープレスベルト３の第１樹脂層１１と第２樹脂層１２の間に更に別の第３樹脂層１３が設けられたものである。なお、第３樹脂層１３は２層以上の複数層とすることも可能である。

図３は本発明のシュープレスベルト３の更に別の一例を示す部分断面図で、図１に例示されるシュープレスベルト３のシュー側層２０について、シュー側樹脂層２１と第４樹脂層１４とが設けられたものである。なお、第４樹脂層１４は２層以上の複数層とすることも可能である。

第３樹脂層１３及び第４樹脂層１４は、第１樹脂層１１、第２樹脂層１２及びシュー側樹脂層２１と同様に、上記列挙された、フェニレンイソシアネート誘導体、ポリオール、からなるウレタンプレポリマーと硬化剤を使用することができ、当量比は任意に設定することができる。

以上、本発明について図示の実施形態に基づき詳細に説明したが、本発明は上述した態様のみに限定されない。例えば、図示の実施形態では、水受容部が排水溝であるものとして説明したが、水受容部は、フェルト側表面においてフェルト側層の深さ方向に形成された孔であってもよい。

実施例１〜４、比較例１。
図１に例示されるシュープレスベルトを２本ロール製法で製作した。
補強基材は何れも共通の織布を使用し、第１樹脂層、第２樹脂層、シュー側層の各ポリウレタンは、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）からなるウレタンプレポリマー（ＮＣＯ％＝６．０２）とジメチルチオトルエンジアミン（ＤＭＴＤＡ）とを反応させた。第１樹脂層、第２樹脂層の当量比は表１記載のとおりで、硬化条件は１００℃、１６時間とした。各樹脂層の厚みは、第１樹脂層厚み０．８ｍｍ、第２樹脂層厚み１．０ｍｍ、シュー側層厚み３．４ｍｍとした。排水溝については、溝幅０．８ｍｍ、溝深さ１．０ｍｍ、溝本数１０本／インチとした。

得られたシュープレスベルトについて、フェルト接触面の摩耗試験ならびに屈曲疲労試験を行った。摩耗試験は、特開２００６−１４４１３９号公報の図４に示す装置を用い、ベルトサンプルをプレスボードの下部に取り付け、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６．６ｋｇ／ｃｍ、回転ロールの回転速度１００ｍ／分とし、４５秒間回転させた。回転後に、ベルトサンプルの厚み減少量（比較例１を１００としたときの相対摩耗量）を測定した。結果を表１に記載する。

屈曲疲労試験は、図６に示す装置を用いて、２０℃、相対湿度５２％の雰囲気下、次の条件で排水溝底部領域からクラックが発生するかの確認試験を行った。試験片３１には幅方向に平行に排水溝を配置し、試験片のサイズは幅６０ｍｍ、つかみ具間長さ７０ｍｍとした。下部のつかみ具３２ａに円弧状の往復運動を与えることにより、上部つかみ具３２ｂ及び試験片も円弧状に往復し、受棒３３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、排水溝底部領域からのクラックが発生するまでの時間を測定した。結果を表１に記載する。

表１から分かるように、フェルト接触面を有する第１樹脂層と排水溝底部領域を有する第２樹脂層のポリウレタン当量比について、第１樹脂層の当量比よりも第２樹脂層の当量比が大きくなるようにすることで、フェルト接触面の耐摩耗性が向上し、排水溝の底部領域の耐クラック性が向上していることが確認できる。

１ 製紙用シュープレス装置
２ プレスロール
３ シュープレスベルト
４ フェルト
５ 湿紙
６ シュー
１１ 第１樹脂層
１２ 第２樹脂層
１３ 第３樹脂層
１４ 第４樹脂層
１５ フェルト側層
１６ 補強基材
１７ 水受容部（排水溝）
１８ 溝底部領域
２０ シュー側層
２１ シュー側樹脂層
２２ 熱硬化性ポリウレタン
３１ シュープレスベルト試験片
３２ａ 下部つかみ具
３２ｂ 上部つかみ具
３３ 受棒

Claims (7)

1. 補強基材と少なくともフェルト側層を有する熱硬化性ポリウレタンとが一体化してなり、前記フェルト側層に、フェルト側表面から深さ方向にニップ下で湿紙及びフェルトから脱水された水を受容するための水受容部が形成された、製紙用シュープレスベルトにおいて、前記フェルト側層は、少なくとも、フェルト接触面を有する第１樹脂層と前記水受容部の底部領域を有する第２樹脂層を備え、前記第１樹脂層及び前記第２樹脂層は、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、末端に活性水素基を有する硬化剤とを含む組成物から形成され、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イソシアネート基（ＮＣＯ）との当量比（Ｈ／ＮＣＯ）の値が、前記第１樹脂層の当量比よりも前記第２樹脂層の当量比の方が大きく、前記第１樹脂層と前記第２樹脂層のウレタンプレポリマー及び硬化剤が同一の材料からなることを特徴とする、製紙用シュープレスベルト。
2. 前記水受容部が排水溝であることを特徴とする、請求項１に記載の製紙用シュープレスベルト。
3. 前記第１樹脂層の当量比と前記第２樹脂層の当量比の差が０．０２以上であることを特徴とする、請求項１乃至２のいずれか一項に記載の製紙用シュープレスベルト。
4. 前記第１樹脂層の当量比と前記第２樹脂層の当量比の差が０．０４以上であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の製紙用シュープレスベルト
5. 前記第１樹脂層の熱硬化性ポリウレタンの当量比（Ｈ／ＮＣＯ）の値が、０．８０〜１．１５であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の製紙用シュープレスベルト。
6. 前記第１樹脂層の熱硬化性ポリウレタンの当量比（Ｎ／ＮＣＯ）の値が、０．８０〜０．９９であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の製紙用シュープレスベルト。
7. 前記第２樹脂層と前記第２樹脂層のフェルト側に隣接する樹脂層の境界面が、前記水受容部断面の底部から前記水受容部の深さの１０％以上に存在することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の製紙用シュープレスベルト。

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