KR100972547B1 - 제지용 슈프레스 벨트 - Google Patents

제지용 슈프레스 벨트 Download PDF

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KR100972547B1
KR100972547B1 KR1020100013532A KR20100013532A KR100972547B1 KR 100972547 B1 KR100972547 B1 KR 100972547B1 KR 1020100013532 A KR1020100013532 A KR 1020100013532A KR 20100013532 A KR20100013532 A KR 20100013532A KR 100972547 B1 KR100972547 B1 KR 100972547B1
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polyurethane
hardening
press belt
methylenebis
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KR1020100013532A
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타카오 야자키
신타로 야마자키
유야 타카모리
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이치가와 가부시키가이샤
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Abstract

과제
보다 우수한 홈부의 형상유지특성을 구비하는 슈프레스용 벨트의 제공.
해결수단
보강섬유기재(6)와 폴리우레탄층(2)이 일체화되어 이루어지고, 상기 보강섬유기재(6)가 폴리우레탄층(2) 안에 매설된 제지용 슈프레스 벨트에 있어서, p-페닐렌-디이소시아네이트화합물과 장쇄폴리올을 반응시켜서 얻어지는 우레탄프레폴리머와, 4, 4’-메틸렌비스(2, 6-디에틸-3-클로로아닐린), 4, 4’-메틸렌비스(2-클로로아닐린), 메틸렌비스(2-에틸-6-메틸아닐린), 4, 4’-메틸렌비스(2-에틸벤젠아민). 메틸렌비스(2, 3-디클로로아닐린), 4, 4’-메틸렌디아닐린, 3, 5-디메틸티오톨루엔-2, 4-디아민, 3, 5-디메틸티오톨루엔-2, 6-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 4-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 6-디아민, 폴리테트라메틸렌옥시드-디-p-아미노벤조에이트, 폴리(테트라메틸렌/3-메틸테트라메틸렌에테르) 글리콜비스(4-아미노벤조에이트), 트리메틸렌-비스(4-아미노벤조에이트) 및 4-클로로-3, 5-디아미노안식향산이소부틸에서 선택된 경화제가 혼합된 혼합물을 경화시켜 얻어지는 폴리우레탄층이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 제지용 슈프레스 벨트.

Description

제지용 슈프레스 벨트{SHOE PRESS BELT FOR PAPER MAKING}
본 발명은, 제지용 슈프레스 장치에 이용되는 제지용 슈프레스 벨트(이하, 슈프레스 벨트라 칭하는 경우가 있음), 특히 클로즈드 타입의 슈프레스에 이용되는 슈프레스 벨트에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 특정 조성의 폴리우레탄으로 이루어지는 수지층을 가지고, 홈부의 형상유지특성 등의 특성이 우수한 슈프레스 벨트에 관한 것이다.
제지용 슈프레스 장치에서는, 도3에 나타낸 것과 같이, 프레스롤(1)과 슈(5) 사이에 루프모양의 슈프레스 벨트(2)를 개재시킨 슈프레스 기구를 사용하여, 프레스롤(1)과 슈(5)로 형성되는 프레스부에서, 반송펠트(3)와 습지(4)를 통과시켜 탈수를 실행한다.
또한, 슈프레스 벨트(2)는, 도2에 나타낸 것과 같이, 폴리우레탄층에 봉입(매설)된 보강섬유기재(6)의 양면에 폴리우레탄 외주층(21), 폴리우레탄 내주층(22)을 설치하여 구성되고, 또한 프레스롤 측의 폴리우레탄 외주층(21)의 표면에는 다수의 홈부(凹溝)(24)가 형성되어 있으며, 프레스 시에 습지(4)에서 짜내어진 물을 홈부(24)에 보유하고, 더욱이 보유한 물을 벨트 자체의 회전에 의해 프레스부 바깥에 이송하도록 되어있다. 그 때문에, 프레스롤 측의 폴리우레탄 외주층(21)에 설치된 홈부(24)는 프레스롤(1)과 슈(5)로 가압되었을 때의 형상유지특성을 개선하는 것이 요구되고 있다. 또한 돌기부(凸部))(25)는, 프레스롤(1)에 의한 수직방향으로 누르는 압력이나, 슈프레스 영역에 있어서 슈프레스 벨트의 마찰, 굴곡피로에 대하여 내크랙성, 내굴곡피로성, 내마모성 등의 기계적 특성을 개선하는 것도 요구되고 있다.
이와 같은 이유에서, 슈프레스 벨트(2)의 폴리우레탄 외주층(21)을 형성하는 수지재료로서, 내크랙성, 내마모성이 우수한 폴리우레탄이 널리 사용되고 있다.
예를 들어, 보강섬유기재와 폴리우레탄이 일체화되어 이루어지고, 상기 폴리우레탄이 외주층 및 내주층에서 형성되고, 상기 보강섬유기재가 상기 폴리우레탄 중에 매설된 슈프레스 벨트에 있어서, 외주층을 형성하는 폴리우레탄은, 트릴렌디이소시아네이트(TDI)와 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)을 반응시켜 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 가지는 우레탄프레폴리머(미츠이화학주식회사제 하이프렌L: 상품명)와 디메틸티오톨루엔디아민을 함유하는 경화제를, 상기 경화제의 활성수소기(H)와 상기 우레탄프레폴리머의 이소시아네이트기(NCO)와의 당량비(H/NCO)의 값이, 1<H/NCO<1.15가 되는 배합으로 상기 우레탄프레폴리머와 상기 경화제가 혼합된 조성물을 경화시켜서 얻어지는 JIS A경도가 89~94도의 폴리우레탄으로, 내주층을 형성하는 폴리우레탄은, 4, 4’-메틸렌비스(페닐이소시아네이트(MDI)와 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)을 반응시켜서 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 가지는 우레탄프레폴리머(미츠이화학주식회사제)와, 디메틸티오톨루엔디아민65부와 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)35부를 함유하는 혼합경화제를, 상기 경화제의 활성수소기(H)와 상기 우레탄프레폴리머의 이소시아네이트기(NCO)와의 당량비(H/NCO)의 값이, 0.85≤H/NCO<1이 되는 배합으로 상기 우레탄프레폴리머와 상기 경화제가 혼합된 조성물을 경화시켜 얻어지는 폴리우레탄으로부터 형성되는 슈프레스 벨트가 제안되어 있다(특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조).
보강섬유기재와 폴리우레탄이 일체화되어 이루어지고, 상기 폴리우레탄이 외주층 및 내주층에서 형성되어, 상기 보강섬유기재가 상기 폴리우레탄 중에 매설된 슈프레스 벨트에 있어서, 외주층 및 내주층을 형성하는 폴리우레탄은, 트릴렌디이소시아네이트(TDI)와 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)을 반응시켜서 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 가지는 우레탄프레폴리머(미츠이화학주식회사제 하이프렌L)와, 디메틸티오톨루엔디아민을 함유하는 경화제를, 상기 경화제의 활성수소기(H)와 상기 우레탄프레폴리머의 이소시아네이트기(NCO)와의 당량비(H/NCO)의 값이 0.97이 되는 배합으로, 상기 우레탄프레폴리머와 상기 경화제가 혼합된 조성물을 경화시켜서 형성된 JIS A경도가 94~95도인 폴리우레탄으로 형성되는 슈프레스 벨트가 제안되어 있다(특허문헌 3 참조).
보강섬유기재와 폴리우레탄이 일체화되어 이루어지고, 상기 보강섬유기재가 상기 폴리우레탄 중에 매설되어 이루어지는 슈프레스 벨트에 있어서, 상기 폴리우레탄이, 비반응성 폴리디메틸실록산 액상물을 함유하고, 트릴렌디이소시아네이트(TDI)와 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)을 반응시켜서 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 가지는 우레탄프레폴리머와, 디메틸티오톨루엔디아민(ETHACURE 300) 및 4, 4-메틸렌비스-(2-클로로아닐린) (MOCA)에서 선택된 경화제를 0.9≤H/NCO≤1.10이 되는 배합으로, 상기 우레탄프레폴리머와 상기 경화제가 혼합된 조성물을 경화시켜서 형성된 JIS A경도가 93~96도인 슈프레스 벨트, 및, 상기 폴리우레탄이, JIS A경도 90~93도에 비반응성 폴리디메틸실록산액상물을 함유하는 폴리우레탄과, JIS A경도 98도에 비반응성 폴리디메틸실록산액상물을 함유하지 않은 폴리우레탄과의 혼합물로 디메틸티오톨루엔디아민경화제를 0.9≤H/NCO≤1.10이 되는 배합으로, 상기 우레탄프레폴리머와 상기 경화제가 혼합된 조성물을 경화시켜서 형성된 JIS A경도 90~93도의 슈프레스 벨트가 제안되어 있다(특허문헌 4 참조).
보강섬유기재와 폴리우레탄이 일체화되어 이루어지고, 상기 보강섬유기재가 상기 폴리우레탄 중에 매설되어 이루어지는 슈프레스 벨트에 있어서, 상기 폴리우레탄이, p-페닐렌-디이소시아네이트(PPDI)와 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)을 반응시켜서 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 가지는 우레탄프레폴리머와, 1, 4-부탄디올을 85~99.9몰% 및 활성수소기(H)를 가지는 방향족폴리아민을 15~0.1몰% 함유하는 경화제를, 0.88≤H/NCO≤1.12가 되는 배합으로, 상기 우레탄프레폴리머와 상기 경화제가 혼합된 조성물을 경화시켜서 형성되는 JIS A경도가 92~100도인 슈프레스 벨트, 및, 상기 폴리우레탄이, p-페닐렌-디이소시아네이트(PPDI)와 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)을 반응시켜서 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 가지는 우레탄프레폴리머와, 1, 4-부탄디올, 하이드로퀴논비스-β히드록실에틸에테르, 3, 5-디에틸톨루엔디아민 및 3, 5-디메틸티오톨루엔디아민에서 선택된 경화제를, 0.88≤H/NCO≤1.00이 되는 배합으로, 상기 우레탄프레폴리머와 상기 경화제가 혼합된 조성물을 경화시켜 형성된 JIS A경도가 92~99도인 슈프레스 벨트가 제안되어 있다(특허문헌 5 및 특허문헌 6 참조).
상기 특허문헌1 내지 4의 실시예에 기재되어 있는 슈프레스 벨트는, 시편 양 끝이 클램프 밴드에 의해 물려져 있어, 클램프 밴드가 연동하여 좌우방향으로 왕복이동가능하게 형성되고, 시편에 있어서 평가면이 회전롤 측으로 향해져, 프레스슈가 상기 회전롤 방향으로 이동하게 하여 시편이 가압되는 내크랙성을 조사하는 장치를 사용하고, 이 장치에 의해 시편에 장력 3kg/cm, 압력 36kg/cm2 을 가하면서 왕복속도 40cm/초로 크랙이 발생하기 까지의 왕복횟수를 측정한 결과, 100만회를 넘어도 크랙이 발생하지 않는다는 우수한 성질의 것이었다.
그러나, 최근, 종이의 생산성 향상에 기인한 운전속도의 고속화나 슈프레스 벨트의 폭이 약 10m로 확대, 프레스부의 고압화 등에 따라, 슈프레스 벨트의 사용환경은 더욱 가혹한 상태로 계속 되고 있어, 홈부의 형상유지특성, 내크랙성, 내굴곡피로성, 내마모성 등의 기계적 특성의 개선이 요구되고 있다.
또한, 상기 특허문헌 5 내지 6의 실시예에 기재된 슈프레스 벨트는, 도4에 나타내는 장치를 사용하여, 다음의 조건에서 크랙 발생의 시험이 시행되어, 시편(41)의 크기는 폭 60cm, 손잡이 간 길이 70mm이고, 하부 손잡이(42a)에 원호형의 왕복운동을 부여하는 것에 의해, 상부 손잡이(42b) 및 시편도 원호형으로 왕복하고, 하부 손잡이의 끝부분에서 시편이 굴곡되어 피로되도록 하고, 원호의 중심에서 하부 손잡이의 끝부분까지의 거리는 168mm, 하부 손잡이의 이동거리는 161mm, 왕복속도 162왕복/분으로 하고, 상부 손잡이의 무게는 400g으로 하여 굴곡을 반복해 크랙이 발생하기까지의 굴곡횟수를 측정한 결과, 굴곡횟수 70만회를 넘어서도 크랙은 발생하지 않고, 또한 마모성도 향상시킨 우수한 성질의 것이었다.
그러나, 상기 특허문헌 1에서 6에 기재된 슈프레스 벨트는 착수성(搾水性)에 영향을 주는, 홈부의 형상유지특성은 개선되어있지 않았다.
[특허문헌1]일본국특허제3698984호공보 [특허문헌2]일본국특허제3803106호공보 [특허문헌3]일본국특개2005-307421호공보 [특허문헌4]일본국특개2006-144139호공보 [특허문헌5]일본국특개2008-111220호공보 [특허문헌6]일본국특개2008-285784호공보
본 발명은, 보다 우수한 홈부의 형상유지특성을 구비하는 슈프레스 벨트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의연구를 거듭하는 중에, 폴리우레탄층을 구성하는 경화제로서 특정 물질을 선택하는 것에 의해, 상기 문제의 해결방법을 찾아내고 더욱 연구를 진행한 결과 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은, 보강섬유기재와 폴리우레탄층이 일체화되어 이루어지고, 상기 보강섬유기재가 상기 폴리우레탄 중에 매설되어, 상기 폴리우레탄으로 형성된 제지용 슈프레스 벨트이고, 상기 폴리우레탄층으로서, p-페닐렌-디이소시아네이트화합물을 함유하는 이소시아네이트화합물과, 장쇄폴리올을 반응시켜서 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 가지는 우레탄프레폴리머와, 4, 4’-메틸렌비스(2, 6-디에틸-3-클로로아닐린), 4, 4’-메틸렌비스(2-클로로아닐린), 메틸렌비스(2-에틸-6-메틸아닐린), 4, 4’-메틸렌비스(2-에틸벤젠아민), 메틸렌비스(2, 3-디클로로아닐린), 4, 4’-메틸렌디아닐린, 3, 5-디메틸티오톨루엔-2, 4-디아민, 3, 5-디메틸티오톨루엔-2, 6-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 4-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 6-디아민, 폴리테트라메틸렌옥시드-디-p-아미노벤조에이트, 폴리(테트라메틸렌/3-메틸테트라메틸렌에테르)글리콜비스(4-아미노벤조에이트), 트리메틸렌-비스(4-아미노벤조에이트) 및 4-클로로-3, 5-디아미노안식향산이소부틸에서 선택된 활성수소기(H)를 가지는 유기폴리아민화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 경화제(B)가 혼합된 조성물을 경화시켜 얻어지는 폴리우레탄층이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는, 제지용 슈프레스 벨트에 관한 것이다.
또한 본 발명은, 이소시아네이트화합물이 p-페닐렌-디이소시아네이트화합물을 55~100% 함유하는, 상기 제지용 슈프레스 벨트에 관한 것이다.
또한 본 발명은, p-페닐렌-디이소시아네이트와 폴리테트라메틸렌글리콜을 반응시켜 얻어지는 우레탄프레폴리머와, 디메틸티오톨루엔디아민으로 이루어지는 경화제가 혼합된 조성물을 경화시켜서 얻어지는 폴리우레탄층이 함유되어 있는 제지용 슈프레스 벨트를 제외한, 상기 제지용 슈프레스 벨트에 관한 것이다.
또한 본 발명은, (B)성분이 금속염과의 착물인 것을 특징으로 하는, 상기 제지용 슈프레스 벨트에 관한 것이다.
또한 본 발명은, 착물이 분산매에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는, 상기 제지용 슈프레스 벨트에 관한 것이다.
상기 분산매로서, 고비점의 에스테르용매 등이 사용가능하다. 예를 들어 프탈산에스테르인 프탈산디옥틸(DOP)나 아디프산에테르인 아디프산디옥틸(DOA)이 사용가능하여, 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하여도 좋다.
또한 본 발명은, 경화제(B)가, 하기(B1), (B2) 및 (B3)성분에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하는 경화제인 것을 특징으로 하는, 상기 제지용 슈프레스 벨트에 관한 것이다.
(B1) 4, 4’-메틸렌디아닐린과 염화나트륨의 착물을 65~100몰% 함유하는 경화제,
(B2) 4, 4’-메틸렌비스(2, 6-디에틸-3-클로로아닐린) 및 4, 4’-메틸렌비스(2-클로로아닐린)에서 선택된 1종 또는 2종을 65~100몰% 함유하는 경화제,
(B3) 3, 5-디메틸티오톨루엔디아민 및 3, 5-디에틸톨루엔디아민으로 이루어지는 경화제.
또한 본 발명은, 금속염이 염화나트륨인 것을 특징으로 하는, 상기 제지용 슈프레스 벨트에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 보강섬유기재와 폴리우레탄층이 일체화되어 이루어지고, 상기 보강섬유기재가 상기 폴리우레탄층 중에 매설된 제지용 슈프레스 벨트에 있어서, 인장영구변형을 25.1% 이하 및/또는 홈부 단면적 유지율을 90%이상으로 하는 방법으로, 상기 폴리우레탄층으로서, p-페닐렌-디이소시아네이트화합물을 함유하는 이소시아네이트화합물과 장쇄폴리올을 반응시켜서 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 가지는 우레탄프레폴리머(A)와, 활성수소기(H)를 가지는 경화제(B)를 혼합한 조성물을 경화시켜서 얻어지는 폴리우레탄층을 형성할 때, 경화제(B)로서 활성수소기(H)를 가지는 유기폴리아민화합물 1종 또는 2종 이상을, 경화제 중에 65~100몰% 함유하는 경화제를 사용하는 것을 특징으로 하는, 상기 방법에 관한 것이다.
습지측에 대향하는 슈프레스 벨트의 폴리우레탄 외주층에, 우레탄프레폴리머(A)로서 p-페닐렌-디이소시아네이트화합물을 함유하는 이소시아네이트화합물과, 장쇄폴리올을 반응시켜 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 가지는 화합물을 사용하고, 경화제로서 4, 4’-메틸렌비스(2, 6-디에틸-3-클로로아닐린), 4, 4’-메틸렌비스(2-클로로아닐린), 메틸렌비스(2-에틸-6-메틸아닐린), 4, 4’-메틸렌비스(2-에틸벤젠아민), 메틸렌비스(2, 3-디클로로아닐린), 4, 4’-메틸렌디아닐린, 3, 5-디메틸티오톨루엔-2, 4-디아민, 3, 5-디메틸티오톨루엔-2, 6-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 4-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 6-디아민, 폴리테트라메틸렌옥시드-디-p-아미노벤조에이트, 폴리(테트라메틸렌/3-메틸테트라메틸렌에테르)글리콜비스(4-아미노벤조에이트), 트리메틸렌-비스(4-아미노벤조에이트) 및 4-클로로-3, 5-디아미노안식향산이소부틸에서 선택된 활성수소기(H)를 가지는 유기폴리아민화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 화합물을 사용하는 것에 의해, 우수한 폴리우레탄을 형성하고, 홈부의 형상유지특성을 구비하는 슈프레스 벨트를 부여한다.
[도1]도1은 본 발명의 슈프레스 벨트의 단면도이다.
[도2]도2는 슈프레스 벨트의 단면도이다.
[도3]도3은 슈프레스 장치의 단면도이다.
[도4]도4는 굴곡피로시험을 설명하는 도이다.
[도5]도5는 인장영구변형시험을 설명하는 도이다.
[도6]도6은 압축영구변형 시험을 설명하는 도이다.
이하, 도를 사용하여 본 발명의 일례를 더욱 상세히 설명한다. 또한, 본 발명은 이와같은 도면에 기재된 구체적인 예로 나타낸 것에 한정되지 않는다.
도1은 본 발명의 슈프레스 벨트의 단면도로, 보강섬유기재와 폴리우레탄이 일체화되어 이루어지고, 상기 보강섬유기재가 상기 폴리우레탄 중에 매설되어 있다. 도1(a)은 폴리우레탄이 단독인 것, 도1(b)은 폴리우레탄이 2층인 것, 및 도1(c)은 폴리우레탄이 3층인 것을 나타낸다. 어느 슈프레스 벨트에 있어서도 습지측에 대향하는 슈프레스 벨트의 폴리우레탄 외주층은, 청구항 1에 기재된 폴리우레탄으로 형성된다. 도2는 본 발명에 있어서 홈부(24)가 형성된 슈프레스 벨트의 단면도의 일례이다. 홈의 형상, 깊이, 홈부와 돌기부의 폭 비율 등으로, 여러 종류가 있다. 도3은 제지기계에 있어서 슈프레스 기구의 간략도이다. 도4는 본 발명에서 사용한 굴곡피로시험의 설명도이다. 도5는 본 발명에서 사용한 인장영구변형 시험의 설명도이다. 본 시험기를 사용하여 다음의 조건에서 인장영구변형시험의 시험을 시행하였다. 시편(51)의 크기는 폭 10mm, 길이 120mm(손잡이 측 층 40mm 포함), 손잡이 간 거리 40mm, 두께 1mm로 하였다. 이 시편을 손잡이(52)에 부착하여, 인장속도 200mm/분에서 신장 100%까지 인장하여, 신장이 100%에 도달한 후 순간 같은 속도로 신장을 원상태로 되돌려, 응력이 0kg/cm2이 된 시점의 신장을 영구변형으로서 측정하였다.
보강섬유기재(6)로서는, 상기 특허문헌1 내지 특허문헌6에 기재된 직포는 물론이고, 다른 문헌에 기재된 보강섬유기재도 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유의 5000dtex 멀티필라멘트사의 연사를 경사 및 위사로 하고, 경사가 위사에 끼어서, 위사와 경사의 교차부가 폴리우레탄 접착에 의해 접합되어 이루어지는 격자모양 소재이다. 섬유소재로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 대신에, 아라미드섬유, 나일론6, 6-나일론6, 10, 나일론6 등의 폴리아미드 섬유를 사용하여도 좋다. 또한, 경사와 위사로 소재가 다른 섬유를 사용하여도 좋고, 경사와 위사의 굵기를 5000dtex 및 7000dtex 등으로 다르게 사용하여도 좋다.
슈프레스 벨트의 외주층(2a)을 형성하는 폴리우레탄은, p-페닐렌-디이소시아네이트화합물을 55~100몰% 함유하는 이소시아네이트화합물과, 장쇄폴리올을 반응시켜서 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 가지는 우레탄프레폴리머(A)와, 4, 4’-메틸렌비스(2, 6-디에틸-3-클로로아닐린), 4, 4’-메틸렌비스(2-클로로아닐린), 메틸렌비스(2-에틸-6-메틸아닐린), 4, 4’-메틸렌비스(2-에틸벤젠아민), 메틸렌비스(2, 3-디클로로아닐린), 4, 4’-메틸렌디아닐린, 3, 5-디메틸티오톨루엔-2, 4디아민, 3, 5-디메틸티오톨루엔-2, 6-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 4-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 6-디아민, 폴리테트라메틸렌옥시드-디-p-아미노벤조에이트, 폴리(테트라메틸렌/3-메틸테트라메틸렌에테르)글리콜비스(4-아미노벤조에이트), 트리메틸렌-비스(4-아미노벤조에이트) 및 4-클로로-3, 5-디아미노안식향산이소부틸에서 선택된 활성수소기(H)를 가지는 유기폴리아민화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 경화제(B)를, 상기 경화제의 활성수소기(H)와 상기 우레탄프레폴리머의 이소시아네이트기(NCO)와의 당량비(H/NCO)의 값이 0.88<H/NCO≤1.0이 되는 배합으로 상기 우레탄프레폴리머와 상기 경화제가 혼합된 조성물을 경화시켜서 얻어지는 JIS A경도가 92~99도, 바람직하게는 94~97도인 폴리우레탄이다.
우레탄프레폴리머(A) 원료인 이소시아네이트화합물로서, p-페닐렌-디이소시아네이트(PPDI)는, 이소시아네이트화합물 중 55~100몰%, 바람직하게는 75몰% 이상 사용가능하고, PPDI 이외의 이소시아네이트 화합물로서는 예를 들어, 2, 4-트릴렌-디이소시아네이트(2, 4-TDI), 2, 6-트릴렌-디이소시아네이트(2, 6-TDI), 4, 4’-메틸렌비스(페닐이소시아네이트) (MDI), 1, 5-나프틸렌-디이소시아네이트(NDI)가 45몰% 이하, 바람직하게는 25몰% 이하 병용가능하다.
우레탄프레폴리머(A) 원료인 장쇄폴리올로서, 폴리에테르폴리올, 폴리에스테르폴리올, 폴리카프로락톤폴리올 및 폴리카보네이트폴리올에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 폴리올화합물이 사용 가능하다.
경화제(B)로서, 4, 4’-메틸렌비스(2, 6-디에틸-3-클로로아닐린), 4, 4’-메틸렌비스(2-클로로아닐린), 메틸렌비스(2-에틸-6-메틸아닐린), 4, 4’-메틸렌비스(2-에틸벤젠아민), 메틸렌비스(2, 3-디클로로아닐린), 4, 4’-메틸렌디아닐린, 3, 5-디메틸티오톨루엔-2, 4-디아민, 3, 5-디메틸티오톨루엔-2, 6-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 4-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 6-디아민, 폴리테트라메틸렌옥시드-디-p-아미노벤조에이트, 폴리(테트라메틸렌/3-메틸테트라메틸렌에테르)글리콜비스(4-아미노벤조에이트), 트리메틸렌-비스(4-아미노벤조에이트) 및 4-클로로-3, 5-디아미노안식향산이소부틸에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 활성수소기(H)를 가지는 유기폴리아민화합물은, 경화제 중에 65~100몰%, 바람직하게는 80몰% 이상 사용가능하고, 1, 4-부탄디올, 하이드로퀴논비스-β히드록실에틸에테르 등의 활성수소기(H)를 가지는 유기폴리올화합물 및 상기 이외의 유기폴리아민화합물에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물을 병용하여도 좋다.
슈프레스 벨트의 폴리우레탄은, 도1(a)에 나타낸 것과 같이, 상술한 폴리우레탄 단독으로 사용하여도 좋고, 다른 조성의 폴리우레탄과 적층하여 사용하는 것이 가능하다.
예를 들어, 도1(b)에 나타내는 슈프레스 벨트와 같이, 보강섬유기재와 폴리우레탄이 일체화되어 이루어지고, 상기 보강섬유기재가 상기 폴리우레탄 중에 매설되어, 외주층(2a) 및 내주층(2b)이 상기 폴리우레탄으로 형성된 제지용 벨트에 있어서, 외주층(2a)을 형성하는 폴리우레탄은, p-페닐렌-디이소시아네이트화합물을 55~100몰% 함유하는 이소시아네이트화합물과, 장쇄폴리올을 반응시켜서 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 가지는 우레탄프레폴리머(A)와, 4, 4’-메틸렌비스(2, 6-디에틸-3-클로로아닐린), 4, 4’-메틸렌비스(2-클로로아닐린), 메틸렌비스(2-에틸-6-메틸아닐린), 4, 4’-메틸렌비스(2-에틸벤젠아민), 메틸렌비스(2, 3-디클로로아닐린), 4, 4’-메틸렌디아닐린, 3, 5-디메틸티오톨루엔-2, 4-디아민, 3, 5-디메틸티오톨루엔-2, 6-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 4-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 6-디아민, 폴리테트라메틸렌옥시드-디-p-아미노벤조에이트, 폴리(테트라메틸렌/3-메틸테트라메틸렌에테르)글리콜비스(4-아미노벤조에이트), 트리메틸렌-비스(4-아미노벤조에이트) 및 4-클로로-3, 5-디아미노안식향산이소부틸에서 선택된 활성수소기(H)를 가지는 유기폴리아민화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 경화제(B)를 경화제의 활성수소기(H)와 상기 우레탄프레폴리머의 이소시아네이트기(NCO)의 당량비(H/NCO) 값이 0.88<H/NCO≤1.0이 되는 배합으로 상기 우레탄프레폴리머와 상기 경화제가 혼합된 조성물을 경화시켜 얻어지는, JIS A경도가 92~99도인 폴리우레탄으로부터 형성되는 폴리우레탄이고, 내주층(2b)을 형성하는 폴리우레탄은, 2, 4-트릴렌-디이소시아네이트(2, 4-TDI), 2, 6-트릴렌-디이소시아네이트(2, 6-TDI) 및 4, 4’-메틸렌비스(페닐이소시아네이트)에서 선택된 이소시아네이트화합물과 폴리테트라메틸렌글리콜을 반응시켜서 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 가지는 우레탄프레폴리머와, 3, 5-디메틸티오톨루엔디아민, 하이드로퀴논비스-β히드록실에틸에테르, 3, 5-디에틸톨루엔디아민 및 1, 4-부탄디올에서 선택된 경화제를 경화제의 활성수소기(H)와 상기 우레탄프레폴리머의 이소시아네이트기(NCO)와의 당량비(H/NCO) 값이, 0.93<H/NCO<1.05가 되는 배합으로 상기 우레탄프레폴리머와 상기 경화제가 혼합된 조성물을 경화시켜 얻어지는 폴리우레탄 내주층으로부터 형성되며, 보강섬유기재는 상기 폴리우레탄 내주층에 매설되어 있는 슈프레스 벨트이다.
또한, 도1(c)에 나타내는 슈프레스 벨트와 같이, 보강섬유기재(6)와 폴리우레탄층이 일체화되어 이루어지고, 상기 폴리우레탄층은 상기 보강섬유기재(6)가 폴리우레탄의 중간층(2c) 안에 매설되어, 중간층(2c)의 양 측에는 폴리우레탄의 외주층(2a) 및 폴리우레탄의 내주층(2b)이 적층된 슈프레스 벨트에 있어서, 폴리우레탄의 외주층(2a) 및 폴리우레탄의 내주층(2b)을 형성하는 폴리우레탄은, p-페닐렌-디이소시아네이트화합물을 55~100몰% 함유하는 이소시아네이트화합물과, 장쇄폴리올을 반응시켜 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 가지는 우레탄프레폴리머(A)와 4, 4’-메틸렌비스(2, 6-디에틸-3-클로로아닐린), 4, 4’-메틸렌비스(2-클로로아닐린), 메틸렌비스(2-에틸-6-메틸아닐린), 4, 4’-메틸렌비스(2-에틸벤젠아민), 메틸렌비스(2, 3-디클로로아닐린), 4, 4’-메틸렌디아닐린, 3, 5-디메틸티오톨루엔-2, 4-디아민, 3, 5-디메틸티오톨루엔-2, 6-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 4-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 6-디아민, 폴리테트라메틸렌옥시드-디-p-아미노벤조에이트, 폴리(테트라메틸렌/3-메틸테트라메틸렌에테르)글리콜비스(4-아미노벤조에이트), 트리메틸렌-비스(4-아미노벤조에이트) 및 4-클로로-3, 5-디아미노안식향산이소부틸에서 선택된 활성수소기(H)를 가지는 유기폴리아민화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 경화제(B)를 경화제의 활성수소기(H)와 상기 우레탄프레폴리머의 이소시아네이트기(NCO)와의 당량비(H/NCO) 값이, 0.88<H/NCO≤1.0이 되는 배합으로 상기 우레탄프레폴리머와 상기 경화제가 혼합된 조성물을 경화시켜 얻어지는, JIS A경도가 92~99도인 폴리우레탄으로부터 형성되는 폴리우레탄으로, 상기 중간층을 형성하는 폴리우레탄은, 2, 4-트릴렌-디이소시아네이트(2, 4-TDI), 2, 6-트릴렌-디이소시아네이트(2, 6-TDI) 및 4, 4’-메틸렌비스(페닐이소시아네이트)에서 선택된 이소시아네이트화합물과 폴리테트라메틸렌글리콜을 반응시켜서 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 가지는 우레탄프레폴리머와, 3, 5-디메틸티오톨루엔디아민, 1, 4-부탄디올, 3, 5-디에틸톨루엔디아민 및 하이드로퀴논비스-β히드록실에틸에테르에서 선택된 경화제를 경화제의 활성수소기(H)와 상기 우레탄프레폴리머의 이소시아네이트기(NCO)와의 당량비(H/NCO)값이, 0.93<H/NCO<1.05가 되는 배합으로 상기 우레탄프레폴리머와 상기 경화제가 혼합된 조성물을 경화시켜 얻어지는 폴리우레탄으로부터 형성되는 슈프레스 벨트이다.
상기 경화제(B) 성분이 금속염과의 착물인 것이 바람직하다. 또한, 상기 착물의 분산매로서, 고비점의 에스테르용매 등이 사용 가능하다. 예를 들어 프탈산에스테르인 프탈산디옥틸(DOP)이나 아디프산에스테르인 아디프산디옥틸(DOA)이 사용 가능하고, 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하여도 좋다. 또한, 상기 금속염이 염화나트륨인 것이 더욱 바람직하다.
이들 적층 폴리우레탄을 사용하는 슈프레스 벨트에 있어서도, 본 발명의 목적을 해치지 않는 한도에 있어서, 상술한 이소시아네이트화합물, 장쇄폴리올, 경화제를 35몰% 이하, 바람직하게는 15몰% 이하의 범위에서, 화합물, 경화제를 병용하는 것이 가능하다.
슈프레스 벨트를 제조하기 위해서는, 예를 들어, 이형제를 표면에 도포한 맨드릴에, 맨드릴을 회전시키면서 폴리우레탄의 내주층을 형성하는 우레탄프레폴리머와 경화제의 혼합물을 맨드릴 표면에 0.8~3.5mm두께로 폴리우레탄의 내주층이 형성되도록 도포?함침시켜, 해당 수지층을 70~140℃에서 0.5~1시간에 걸쳐 전경화 시킨다. 그 위에서부터 보강섬유기재를 휘감고, 그 다음 중간층을 형성하는 우레탄프레폴리머와 경화제의 혼합물을 0.5~2mm 도포하고, 보강섬유기재에 함침시킴과 동시에 내주층과 접착시켜, 해당 수지층을 50~120℃에서 0.5~1시간에 걸쳐 전경화 하여 보강섬유기재로 보강된 중간층을 형성시킨다. 그런 다음에, 해당 맨드릴을 회전시키면서 폴리우레탄의 외주층을 형성하는 우레탄프레폴리머와 경화제의 혼합물을 상기 보강섬유기재표면에 1.5~4mm의 두께인 외주폴리우레탄층이 형성되도록 도포?함침시켜, 해당 수지를 70~140℃에서 2~20시간에 걸쳐 가열경화 시킨다. 그런 다음에, 외주층에 도3에 나타내는 홈을 조각한다. 폴리우레탄의 외주층에의 홈 조각은, 외주폴리우레탄층의 가열경화 도중에 홈 깊이만한 높이의 돌기를 표면에 구비하는 가열 엠보스롤을 경화중인 외주폴리우레탄층에 압력을 가하면서 접촉시켜 새겨도 좋다. 또한, 맨드릴은 가열장치를 구비한다.
다른 슈프레스 벨트를 제조하는 방법으로서는, 예를 들어, 이형제를 표면에 도포한 맨드릴에 폴리우레탄의 외주층을 형성하는 우레탄프레폴리머와 경화제의 혼합물을 0.8~3mm의 두께인 폴리우레탄층이 형성되도록 도포하고, 70~140℃에서 0.5~2시간에 걸쳐 전경화 시키고, 이어서 경화한 폴리우레탄층 외면에 보강섬유기재를 휘감은 후, 중간층을 형성하는 우레탄프레폴리머와 경화제의 혼합물을 0.5~2mm도포하고, 보강섬유기재에 함침시킴과 동시에 내주층과 접착시켜, 해당 수지상층을 50~120℃에서 0.5~1시간에 걸쳐 예비경화시켜 보강섬유기재로 보강된 중간층을 형성시킨다. 다음으로, 외주면을 형성하는 우레탄프레폴리머와 경화제의 혼합물을 2~4mm의 두께인 폴리우레탄층이 형성되도록 도포하고, 70~140℃에서 12~20시간에 걸쳐 후경화 시킨다. 이어서, 보강섬유기재가 매설된 적층폴리우레탄의 외주면에 절삭바이트로 홈을 절삭가공한 후, 샌드페이퍼 또는 폴리우레탄연마포로 외주면을 연마하는 방법이 있다.
중간층을 가지는 슈프레스 벨트를 제조하는 방법은, 예를 들어, 이형제를 표면에 도포한 맨드릴에 내주층을 형성하는 우레탄프레폴리머와 경화제의 혼합물을 0.8~3mm의 두께인 내주층이 형성되도록 도포하고, 50~140℃에서 0.5~2시간에 걸쳐 전경화 시키고, 이어서, 그 내주층의 외면에 미리 제조해 둔 보강섬유기재를 매설한 1~2mm의 두께인 폴리우레탄 중간층을 휘감아서 50~140℃로 가열한 닙롤로 중간층을 압력을 가하여 누르고, 다시 외주면을 형성하는 우레탄프레폴리머와 경화제의 혼합물을 2~4mm의 두께인 폴리우레탄층이 형성되도록 도포하고, 70~140℃에서 2~20시간에 걸쳐 후경화시킨다. 이어서, 보강섬유기재가 매설된 적층폴리우레탄의 외주면을 샌드페이퍼 또는 폴리우레탄연마포로 연마한 후, 그 외주면을 절삭바이트로 홈을 절삭가공하는 방법이 있다. 이 외에 2개의 롤로 제작하는 방법도 있다.
슈프레스벨트의 다른 제조방법으로서, 맨드릴 대신에 2개의 롤을 사용한 방법도 있다. 2개의 롤 사이에 이음매가 없는 형태의 보강용 섬유직물기재를 전장하고, 우선, 보강섬유기재의 표면에서 우레탄프레폴리머와 경화제의 블렌드물을 도포하고, 섬유기재에 함침시켜, 50~120℃에서 0.5~2시간에 걸쳐 전경화 시킨 후, 제품의 내주 폴리우레탄층을 형성하는 우레탄프레폴리머와 경화제의 혼합물을 0.5~3mm의 두께인 폴리우레탄층이 형성되도록 도포하고, 70~140℃에서 2~12시간에 걸쳐 경화시켜, 그 표면을 샌드페이퍼 또는 연마포로 연마하고, 제품의 내주층과 보강섬유기재가 접착된 일체구조물을 만든다. 이어서, 이 반제품을 반전시켜, 2개의 롤에 걸쳐서 전장시킨다. 그리고 전장한 반제품의 표면에서, 우레탄프레폴리머와 경화제의 블렌드물을 도포하고, 보강섬유기재에 함침시켜, 또한 그 표면에 우레탄프레폴리머와 경화제와의 혼합물을, 1.5~4mm의 두께가 되도록 도포하고, 70~140℃에서 2~20시간에 걸쳐 경화시킨다. 경화 종료 후 소정의 두께로 표면층을 연마하고. 절삭바이트로 홈을 절삭가공하여 외주층을 형성한다.
실시예
이하에, 슈프레스 벨트를 형성하는 폴리우레탄의 물성을 평가하기 위해, 폴리우레탄 시편을 제조한다.
참고예1
p-페닐렌-디이소시아네이트(PPDI)와 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)을 반응시켜서 얻어진 우레탄프레폴리머(NCO%는 5.51%, 55℃에 있어서 점도는 1,800cps, 예열온도 66℃) 및 90몰%의 4, 4’-메틸렌비스(2, 6-디에틸-3-클로로아닐린) (Lonzacure M-CDEA)와 10몰%의 3, 5-디에틸톨루엔디아민(ETHACURE100)으로 이루어지는 조성물(H/NCO비는 0.95)을 예열한 금형에 주입하여 127℃로 가열하고, 127℃에서 0.5시간에 걸쳐 전경화 시킨 후 금형에서 분리하고, 127℃에서 16시간에 걸쳐 후경화 시켜서 폴리우레탄시트를 얻었다. 이 시트로부터 시편(두께 1.0mm)을 제작하였다.
참고예2
p-페닐렌-디이소시아네이트(PPDI)와 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)을 반응시켜서 얻어진 우레탄프레폴리머(NCO%는 5.51%, 55℃에 있어서 점도는 1,800cps, 예열온도 66℃) 및 90몰%의 4, 4’-메틸렌비스(2-클로로아닐린) (MOCA)와 10몰%의 3, 5-디메틸티오톨루엔디아민(ETHACURE300)으로 이루어지는 조성물(H/NCO비는 0.95)을 예열한 금형에 주입하여 127℃로 가열하고, 127℃에서 0.5시간에 걸쳐 전경화시킨 후 금형에서 분리하고, 127℃에서 16시간에 걸쳐 후경화시켜 폴리우레탄시트를 얻었다. 이 시트로부터 시편(두께 1.0mm)을 제작하였다.
참고예3
p-페닐렌-디이소시아네이트(PPDI)와 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)을 반응시켜서 얻어진 우레탄프레폴리머(NCO%는 5.51%, 55℃에 있어서 점도는 1,800cps, 예열온도 66℃) 및 프탈산디옥틸(DOP)에 분산된 4, 4’-메틸렌디아닐린과 염화나트륨의 착물(Cayture21)로 이루어지는 조성물(H/NCO비는 0.95)을 예열한 금형에 주입하여 127℃로 가열하고, 127℃에서 0.5시간에 걸쳐 전경화 시킨 후 금형에서 분리하여, 127℃에서 16시간에 걸쳐 후경화 시켜 폴리우레탄시트를 얻었다. 이 시트로부터 시편(두께 1.0mm)을 제작하였다.
참고예4
p-페닐렌-디이소시아네이트(PPDI)와 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)을 반응시켜서 얻어진 우레탄프레폴리머(NCO%는 5.51%, 55℃에 있어서 점도는 1,800cps, 예열온도 66℃) 및 80몰%의 프탈산디옥틸(DOP)에 분산된 4, 4’-메틸렌디아닐린과 염화나트륨의 착물(Cayture21)과 20몰%의 폴리테트라메틸렌옥시드-디-p-아미노벤조에이트(ELASMER250P)로 이루어지는 조성물(H/NCO비는 0.95)을 예열한 금형에 주입하여 127℃로 가열하고, 127℃에서 0.5시간에 걸쳐 전경화 시킨 후 금형에서 분리하고, 127℃에서 16시간에 걸쳐 후경화 시켜 폴리우레탄시트를 얻었다. 이 시트로부터 시편(두께 1.0mm)을 제작하였다.
참고예5(비교용)
2, 4-트릴렌디이소시아네이트와 2, 6-트릴렌디이소시아네이트와의 혼합물(TDI)과 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)을 반응시켜서 얻어진 우레탄프레폴리머(NCO%는 6.74%, 80℃에 있어서 점도는 360cps, 예열온도 66℃) 및 3, 5-디메틸티오톨루엔디아민(ETHACURE300)으로 이루어지는 조성물(H/NCO 당량비는 0.95)을 예열한 금형에 주입하여 100℃로 가열하고, 100℃에서 0.5시간에 걸쳐 전경화 시킨 후, 100℃에서 16시간에 걸쳐 후경화 시켜 폴리우레탄시트를 얻었다. 이 시트로부터 시편(두께 1.0mm)을 제작하였다.
참고예6(비교용)
p-페닐렌-디이소시아네이트(PPDI)와 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)을 반응시켜서 얻어진 우레탄프레폴리머(NCO%는 5.51%, 55℃에 있어서 점도는 1,800cps, 예열온도 66℃) 및 1, 4-부탄디올(1, 4-BD)로 이루어지는 조성물(H/NCO비는 0.95)을 예열한 금형에 주입하여 127℃로 가열하고, 127℃에서 0.5시간에 걸쳐 전경화 시킨 후 금형에서 분리하고, 127℃에서 16시간에 걸쳐 후경화 시켜 폴리우레탄시트를 얻었다. 이 시트로부터 시편(두께 1.0mm)을 제작하였다.
얻어진 시편에 관하여, 인장영구변형의 물성을 평가하였다. 얻어진 물성을 표1에 기재하였다.
인장영구변형시험기는 도5에 나타낸다. 시편(51)의 크기는 폭 10mm, 길이 120mm(손잡이 한쪽 40mm포함), 손잡이(52)의 거리 40mm, 두께 1mm로 하였다. 이 시편을 손잡이(52)에 부착하여, 인장속도 200mm/분으로 신장 100%까지 인장하여, 신장이 100%에 도달한 후 순간 같은 속도로 신장을 원상태로 되돌려 응력이 0kg/cm2이 된 시점의 신장을 영구변형으로서 측정하였다.

참고예1 참고예2 참고예3 참고예4 참고예5 참고예6
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2
우레탄프레폴리머
이소시아네이트
폴리올
NCO(%)
점도(cps)

예열온도(℃)

PPDI
PTMG
5.51
1800
(@55℃)
66

PPDI
PTMG
5.51
1800
(@55℃)
66

PPDI
PTMG
5.51
1800
(@55℃)
66

PPDI
PTMG
5.51
1800
(@55℃)
66

TDI
PTMG
6.74
360
(@80℃)
66

PPDI
PTMG
5.51
1800
(@55℃)
66
경화제(화합물명)

당량값
활성수소(몰%)
예열온도(℃)
Lonzacure
M-CDEA
189
90
100
MOCA

134
90
116
Caytur21

182
100
24
Caytur21

182
80
24
ETHACURE
300
107
100
24
1,4-BD

45
100
24
경화제(화합물명)

활성수소(몰%)
당량값
예열온도(℃)
ETHACURE
100
10
89
24
ETHACURE
300
10
89
24




ELASMER
250P
20
244
50








경화제의 당량값 179 129 182 194 107 45
조성물(H/NCO비)
경화제배합(부)
0.95
22.3
0.95
16.1
0.95
22.7
0.95
24.2
0.95
16.3
0.95
5.6
전경화조건(℃/Hr)
후경화조건(℃/Hr)
127/0.5
127/16
127/0.5
127/16
127/0.5
127/16
127/0.5
127/16
100/0.5
100/16
127/0.5
127/16
우레탄
물성
인장영구
변형(%)
19.1 19.8 25.1 21.3 31.3 39.6
표1로부터, 참고예1에서 참고예4의 시편은, 종래기술품의 참고예5 및 참고예6의 시편에 비해 인장영구변형이 약 50~80%낮아 매우 우수하다.
다음으로, 참고예1에서 참고예6에 사용한 폴리우레탄 조성물을 사용하여, 슈프레스 벨트를 제조하는 예를 기술한다.
실시예1
공정1: 적절한 구동수단에 의해 회전가능한 직경 1500mm의 맨드릴 표면에 박리제(KS-61: 신에츠화학공업주식회사제)를 도포하였다. 다음으로, 맨드릴을 회전시키면서, 참고예5에서 사용한 우레탄프레폴리머(TDI/PTMG계 프레폴리머)와 ETHACURE300으로 이루어지는 경화제를, H/NCO 당량비가 0.95가 되도록 혼합한 조성물을, 회전중의 맨드릴 위에, 맨드릴의 회전축에 대하여 평행으로 이동가능한 주입성형용 노즐에 의해, 스파이럴로 1.4mm 두께로 도포하고(이후 스파이럴 코트로 표기함), 우레탄수지층을 형성하였다. 맨드릴을 회전시킨 채로 실온에서 40분간 방치하고, 또한, 맨드릴에 부속되어 있는 가열장치에 의해 수지를 127℃에서 0.5시간에 걸져 가열하고, 전경화 시켜서 슈 측 폴리우레탄 내주층을 제작하였다.
공정2: 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유의 5000dtex의 멀티필라멘트사의 연사를 위사로 하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유의 550dtex의 멀티필라멘트사를 경사로 하여, 경사가 위사에 끼어서, 위사와 경사의 교차부가 우레탄계 수지접착에 의해 접합되어 이루어지는 격자모양 소재(경사밀도는 1본/cm, 위사밀도는 4본/cm)를 준비하였다. 복수매의 격자모양 소재를, 위사가 맨드릴의 축방향을 따라, 슈 측 층의 외주에 틈 없이 1층 배치하였다. 그리고, 이 격자모양 소재의 외주에, 폴리에틸렌테레프탈레이트섬유의 6700dtex의 멀티필라멘트사를 나선형으로 30본/5cm피치로 휘감아서 사권층을 형성하였다. 그 후, 격자모양 소재와 사권층의 틈을 막는 정도로 상기 폴리우레탄 조성물을 중간층으로 하여 약 1.6mm 도포하여 일체화하고, 보강섬유기재 폴리우레탄중간층을 형성하였다.
공정3: 중간층의 위에서, 참고예1에서 사용한 우레탄프레폴리머(PPDI/PTMG계 프레폴리머)와 90몰%의 Lonzacure M-CDEA와 10몰%의 ETHACURE100으로 이루어지는 경화제를, H/NCO당량비가 0.95가 되도록 혼합한 조성물을, 스파이럴코트로 약 2.5mm 두께로 함침코트하고, 127℃에서 16시간에 걸쳐 가열하고, 후경화 시켜서 외주층을 제작하였다. 외주층의 표면을 연마하여 모든 두께가 5.2mm가 되도록 하고 나서, 회전날로 벨트의 MD방향으로 홈부(홈 폭 1.0mm, 깊이 1.0mm, 피치 폭 3.18mm)를 다수 형성하여 슈프레스 벨트를 얻었다.
실시예2
실시예1에 있어서, 참고예1의 폴리우레탄 조성물 대신에 참고예2에서 사용한 폴리우레탄 조성물(PPDI/PTMG계 프레폴리머와 90몰%의 MOCA와 10몰%의 ETHACURE300의 혼합경화제의 폴리우레탄 조성물)을 사용하는 외에는 동일하게 하여 슈프레스 벨트를 얻었다.
실시예3
실시예1에 있어서, 참고예1의 폴리우레탄 조성물 대신에 참고예3에서 사용한 폴리우레탄 조성물(PPDI/PTMG계 프레폴리머와 Cayture21의 폴리우레탄 조성물)을 사용하는 외에는 동일하게 하여 슈프레스 벨트를 얻었다.
실시예4
실시예1에 있어서, 참고예1의 폴리우레탄 조성물 대신에 참고예4에서 사용한 폴리우레탄 조성물(PPDI/PTMG계 프레폴리머와 80몰%의 Cayture21과 20몰%의 ELASMER250P의 혼합경화제의 폴리우레탄 조성물)을 사용하는 외에는 동일하게 하여 슈프레스 벨트를 얻었다.
비교예1
실시예1에 있어서, 참고예1의 폴리우레탄 조성물 대신에 참고예5에서 사용한 폴리우레탄 조성물(TDI/PTMG계 프레폴리머와 ETHACURE300의 조성물)을 사용하여, 경화조건을 전경화는 100℃에서 0.5시간, 후경화는 100℃에서 16시간으로 변경하는 외에는 동일하게 하여 슈프레스 벨트를 얻었다.
비교예2
비교예1에 있어서, 참고예5의 폴리우레탄 조성물 대신에 참고예6에서 사용한 폴리우레탄 조성물(PPDI/PTMG계 프레폴리머와 1, 4-BD의 조성물)을 사용하여, 경화조건을 전경화를 127℃에서 0.5시간으로 변경하는 외에는 동일하게 하여 슈프레스 벨트를 얻었다.
얻어진 슈프레스용 벨트에 대하여, 압축영구변형시험을 시행하였다. 압축영구변형시험은 도6에 나타내는 장치를 사용하여, 다음 조건에서 시험을 시행하였다. 시편(61)의 크기는 직경 100mm, 두께 5.2mm로 하였다. 압력을 가하기 전에 미리 홈부의 단면적(A)을 측정해 둔다. 온도 70℃로 유지된 열판(62)으로, 가압80kg/cm2으로 22시간 가압한 후에 압력을 제거하고, 30분 후의 홈부 단면적(B)을 측정하였다. 가압전의 홈부 단면적(A)에 대한 가압 후의 홈부 단면적(B)을 가압 후의 홈부 단면적 유지율로서 산출하였다((B)/(A)×100). 홈부 단면적 유지율은 실시예1이 97%, 실시예2가 96%, 실시예3이 90%, 실시예4가 95%, 비교예1이 80%, 비교예2가 75%였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2
홈부 단면적 유지율(%) 97 96 90 95 80 75
표2에 의해 실시예1의 슈프레스 벨트의 홈부 단면적 유지율은, 비교예2의 종래기술품의 약1.3배의 성능을 가지는 것을 알 수 있어, 슈프레스 벨트의 착수성이 현격히 향상하고 있다는 것을 알 수 있다.
실시예5
실시예1에 있어서, 참고예1의 폴리우레탄조성물 대신에, PPDI/PTMG계 프레폴리머와 90% ETHACURE300과 10%의 ETHACURE100의 혼합경화제의 폴리우레탄 조성물을 사용하는 외에는 동일하게 하여 슈프레스 벨트를 얻었다.
실시예6
실시예1에 있어서, 참고예1의 폴리우레탄조성물 대신에, PPDI/PTMG계 프레폴리머와 70% Cayture21과 30%의 ETHACURE300의 혼합경화제의 폴리우레탄 조성물을 사용하는 외에는 동일하게 하여 슈프레스 벨트를 얻었다.
실시예7
실시예1에 있어서, 참고예1의 폴리우레탄 조성물 대신에, PPDI/PTMG계 프레폴리머와 85% Lonzacure M-CDEA와 15%의 1, 4-BD의 혼합경화제의 폴리우레탄 조성물을 사용하는 외에는 동일하게 하여 슈프레스 벨트를 얻었다.
실시예8
공정1: 적절한 구동수단에 의해 회전가능한 직경 1500mm의 맨드릴 표면에 박리제(KS-61: 신에츠화학공업주식회사제)를 도포하였다. 다음으로, 맨드릴을 회전시키면서, 참고예1에서 사용한 우레탄프레폴리머(PPDI/PTMG계 프레폴리머)와 90몰%의 Lonzacure M-CDEA와 10몰%의 ETHACURE100으로 이루어지는 경화제를, H/NCO당량비가 0.95가 되도록 혼합한 조성물을, 회전 중인 맨드릴 상에, 맨드릴의 회전축에 대하여 평행으로 이동가능한 주입성형용 노즐에 의해, 스파이럴로 1.4mm두께로 도포하여(이하 스파이럴 코트로 표기함), 우레탄 수지층을 형성하였다. 맨드릴을 회전시킨 채로 실온에서 10분간 방치하고, 또한, 맨드릴에 부속되어 있는 가열장치에 의해 수지를 127℃에서 0.5시간에 걸쳐 가열하고, 전경화 시켜서 슈 측 폴리우레탄 내주층을 제작하였다.
공정2: 폴리에틸렌테레프탈레이트섬유의 5000dtex의 멀티필라멘트사의 연사를 위사로 하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트섬유의 550dtex의 멀티필라멘트사를 경사로 하여, 경사가 위사에 끼어서 위사와 경사의 교차부가 우레탄계 수지접착에 의해 접합되어 이루어지는 격자모양 소재(경사밀도는 1본/cm, 위사밀도는 4본/cm)를 준비하였다. 복수매의 격자모양 소재를, 위사가 맨드릴의 축방향을 따라, 슈 측 층의 외주에 틈 없이 일층배치 하였다. 그리고, 이 격자모양 소재의 외주에, 폴리에틸렌테레프탈레이트섬유의 6700dtex의 멀티필라멘트사를 나선형으로 30본/5cm 피치로 휘감아서 사권층을 형성하였다. 그 후, 격자모양 소재와 사권층의 틈을 막는 정도로 상기 폴리우레탄 조성물을 중간층으로 하여 약 1.6mm도포하여 일체화하고, 보강섬유기재 폴리우레탄 중간층을 형성하였다.
공정3: 중간층 위에서부터, 참고예1에서 사용한 우레탄프레폴리머(PPDI/PTMG계 프레폴리머)와 90몰%의 Lonzacure M-CDEA와 10몰%의 ETHACURE100으로 이루어지는 경화제를, H/NCO 당량비가 0.95가 되도록 혼합한 조성물을, 스파이럴코트로 약 2.5mm두께로 함침코트하고, 127℃에서 16시간에 걸쳐 가열하고, 후경화 시켜서 외주층을 제작하였다. 외주층의 표면을 연마하여 모든 두께가 5.2mm가 되도록 하고 나서, 회전날로 벨트의 MD방향으로 홈부(홈 폭 1.0mm, 깊이 1.0mm, 피치폭 3.18mm)를 다수형성하여 슈프레스 벨트를 얻었다.
본 발명의 슈프레스 벨트는, 기존품의 것과 비교하여 홈부의 형상유지성이 우수하고, 기존제품의 약 1.2배의 착수성능이 기대된다.
1 프레스롤
2 슈프레스 벨트
3 반송펠트
4 습지
5 슈
6 보강섬유기재
2a 외주층
2b 내주층
2c 중간층
21 외주층
22 내주층
24 홈부
25 돌기부
41 시편
42a 하부 손잡이
42b 상부 손잡이
51 시편
52 손잡이
61 시편
62 열판

Claims (3)

  1. 보강섬유기재와 폴리우레탄층이 일체화되어 이루어지고, 상기 보강섬유기재가 상기 폴리우레탄층 안에 매설된 제지용 슈프레스 벨트로서, 상기 폴리우레탄층으로서 하기 우레탄프레폴리머(A)와, 활성수소기(H)를 가지는 하기 경화제(B)가 혼합된 조성물을 경화시켜 얻어지는 폴리우레탄층이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는, 상기 제지용 슈프레스 벨트.
    (A) p-페닐렌-디이소시아네이트화합물을 55~100몰% 함유하는 이소시아네이트화합물과 장쇄폴리올을 반응시켜 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 가지는 우레탄프레폴리머,
    (B) 4, 4’-메틸렌비스(2, 6-디에틸-3-클로로아닐린), 4, 4’-메틸렌비스(2-클로로아닐린), 메틸렌비스(2-에틸-6-메틸아닐린), 4, 4’-메틸렌비스(2-에틸벤젠아민), 메틸렌비스(2, 3-디클로로아닐린), 4, 4’-메틸렌디아닐린, 3, 5-디메틸티오톨루엔-2, 4-디아민, 3, 5-디메틸티오톨루엔-2, 6-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 4-디아민, 3, 5-디에틸톨루엔-2, 6-디아민, 폴리테트라메틸렌옥시드-디-p-아미노벤조에이트, 폴리(테트라메틸렌/3-메틸테트라메틸렌에테르)글리콜비스(4-아미노벤조에이트), 트리메틸렌-비스(4-아미노벤조에이트) 및 4-클로로-3, 5-디아미노안식향산이소부틸에서 선택된 활성수소기(H)를 가지는 유기 폴리아민화합물을 1종 또는 2종 이상, 경화제 중에 65~100몰% 함유하는 경화제.
    (단, p-페닐렌-디이소시아네이트와 폴리테트라메틸렌글리콜을 반응시켜서 얻어진 우레탄프레폴리머와, 디메틸티오톨루엔디아민으로 이루어지는 경화제가 혼합된 조성물을 경화시켜서 얻어지는 폴리우레탄층이 함유되어 있는, 제지용 슈프레스 벨트를 제외).
  2. 청구항 1에 있어서,
    경화제(B)가, 하기(B1), (B2) 및 (B3)성분에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하는 경화제인 것을 특징으로 하는 제지용 슈프레스 벨트.
    (B1) 4, 4’-메틸렌디아닐린과 염화나트륨의 착물을 65~100몰% 함유하는 경화제,
    (B2) 4, 4’-메틸렌비스(2, 6-디에틸-3-클로로아닐린) 및 4, 4’-메틸렌비스(2-클로로아닐린)에서 선택된 1종 또는 2종을 65~100몰% 함유하는 경화제,
    (B3) 3, 5-디메틸티오톨루엔디아민 및 3, 5-디에틸톨루엔디아민으로 이루어지는 경화제.
  3. 보강섬유기재와 폴리우레탄층이 일체화되어 이루어지고, 상기 보강섬유기재가 상기 폴리우레탄층 안에 매설된 제지용 슈프레스 벨트에 있어서, 인장영구변형을 25.1%이하 또는 홈부 단면적 유지율을 90%이상으로 하는 방법으로서, 상기 폴리우레탄층으로서, p-페닐렌-디이소시아네이트화합물을 함유하는 이소시아네이트화합물과 장쇄폴리올을 반응시켜 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 가지는 우레탄프레폴리머(A)와, 활성수소기(H)를 가지는 경화제(B)를 혼합하여 조성물을 경화시켜 얻어지는 폴리우레탄층을 형성함에 있어서, 경화제(B)로서 활성수소기(H)를 가지는 유기폴리아민화합물 1종 또는 2종 이상을, 경화제 안에 65~100몰% 함유하는 경화제를 사용하는 것을 특징으로 하는, 상기 방법.



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