JP2004211235A

JP2004211235A - シュープレス用ベルト

Info

Publication number: JP2004211235A
Application number: JP2002380644A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Kurose; 浩康黒瀬
Original assignee: Meiji Rubber and Chemical Co Ltd
Current assignee: Meiji Rubber and Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】物性を低下させることなく、撥水性に優れ、かつ紙粉等の異物が付着し難いシュープレス用ベルトを提供する。
【解決手段】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、ＮＨ_２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（Ｒ_ｙ）を１０以上とすることが好ましい。
【選択図】図１

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、ＮＨ_２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（Ｒ_ｙ）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Ｒ_ｙ１０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「ＩＮＨＡＮＣＥＵＨ−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「ＩＮＨＡＮＣＥＵＨ−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、「ＩＮＨＡＮＣＥＵＨ−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「ＩＮＨＡＮＣＥＵＨ−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Ｒ_ｙ５（比較例３及び比較例４）、Ｒ_ｙ１０（比較例５及び実施例６）、Ｒ_ｙ１５（比較例６及び実施例７）、Ｒ_ｙ３０（比較例７及び実施例８）、Ｒ_ｙ４０（比較例８及び実施例９）、Ｒ_ｙ５０（比較例９及び実施例１０）及びＲ_ｙ５５（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Ｒ_ｙ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Ｒ_ｙ１０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Ｒ_ｙ１０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

Claims

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、ＮＨ_２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シュープレス用ベルト。
請求項１記載のシュープレス用ベルトにおいて、最上層のゴム状弾性体のＮＢＳ摩耗抵抗率が１０００％以上であることを特徴とするシュープレス用ベルト。
請求項１記載のシュープレス用ベルトにおいて、最上層のゴム状弾性体の表面における面粗度（Ｒ_ｙ）が１０〜５０であることを特徴とするシュープレス用ベルト。