JP7205506B2 - シュープレスベルトおよびシュープレスベルトの製造方法 - Google Patents

シュープレスベルトおよびシュープレスベルトの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、シュープレスベルトおよびシュープレスベルトの製造方法に関する。
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。
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。
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。そして各プレス装置は、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において水分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。
シュープレスベルトは、一般に、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ため、シュープレスベルトの樹脂には、優れた耐久性が要求される。
特許文献１には、排水溝を有するシュープレスベルトにおいて排水溝を構成するランドの潰れや欠損さらには亀裂の発生・抑制を防止することを目的として、ポリウレタンに補強基材が埋設され、前記ポリウレタンと前記補強基材とが一体化されて構成されたシュープレス用ベルトであって、前記シュープレス用ベルトの少なくとも外周面を構成するポリウレタンは、ウレタンプレポリマーを硬化剤で硬化させることにより得られた熱硬化性ポリウレタンであり、前記ウレタンプレポリマーは、所定の直鎖脂肪族ポリカーボネートジオールを含有するポリオール成分と芳香族ジイソシアネートとの反応により得られた第１ウレタンプレポリマーを含むシュープレス用ベルトが提案されている。
特開２０１６－１９９８１３号公報
直鎖脂肪族ポリカーボネートジオールをウレタンプレポリマーの構成成分として有するポリウレタン層を備えたシュープレスベルトは、強度に優れている。一方で、本発明者らは、直鎖脂肪族ポリカーボネートジオールをウレタンプレポリマーの構成成分として使用した際に、得られるシュープレスベルトの部位間で強度にばらつきが生じていることを見出した。シュープレスベルトの部位間で強度にばらつきが存在すると、強度の低い部位を起点としてシュープレスベルトが破損・劣化する場合があり、結果としてシュープレスベルトの耐久性を高めることが困難となる。
したがって、本発明の目的は、部位間での強度のばらつきが抑制され、かつ強度に優れたシュープレスベルトおよび当該シュープレスベルトの製造方法を提供することにある。
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において、特定のポリカーボネートジオールを配合することにより、シュープレスベルトを構成するポリウレタン層の強度を高めつつ、強度のばらつきを抑制できることを見出し、本発明に至った。
本発明の要旨は、以下の通りである。
［１］ 抄紙機に使用されるシュープレスベルトであって、
ポリウレタン樹脂を含む少なくとも１層の樹脂層を有し、
前記ポリウレタン樹脂は、下記式（１）：
Figure 0007205506000001
 式（１）中、
Ｒ１は、炭素数が３以上２０以下の分岐アルキレン基である、
で表される１種以上の単位Ａを含むポリカーボネートジオールを構成成分として含む、シュープレスベルト。
［２］ Ｒ１が、３－メチルペンチレン基、２，２－ジメチルプロピレン基、２－メチルオクチレン基、２－ブチル－２－エチルプロピレン基および、２，２，４－トリメチル－１，６－ヘキシレン基からなる群から選択される、［１］に記載のシュープレスベルト。
［３］ 前記ポリカーボネートジオールは、さらに、下記式（２）：
Figure 0007205506000002
 式（２）中、
Ｒ２は、炭素数が１以上２０以下の直鎖アルキレン基である、
で表される１種以上の単位Ｂを含む、［１］または［２］に記載のシュープレスベルト。
［４］ Ｒ２が、ｎ－ブチレン基、ｎ－へキシレン基、ｎ－ノニレン基、ｎ－デシレン基、ｎ－ウンデシレン基およびｎ－ドデシレン基からなる群から選択される、［３］に記載のシュープレスベルト。
［５］ 前記ポリウレタン樹脂は、１種以上の前記ポリカーボネートジオールを構成成分として含む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を反応させることにより得られる、［１］～［４］のいずれか１項に記載のシュープレスベルト。
［６］ 前記ウレタンプレポリマーは、ｐ－フェニレン－ジイソシアネート、４，４’－メチレンビス（フェニルイソシアネート）、１，４－ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、２，４－トリレン－ジイソシアネートおよび２，６－トリレン－ジイソシアネートから選ばれた１種以上を含むポリイソシアネート化合物と、１種以上の前記ポリカーボネートジオールを含むポリオール化合物と、を反応させることにより得られるものである、［５］に記載のシュープレスベルト。
［７］ 前記ポリオール化合物は、さらに、ポリテトラメチレンエーテルグリコールおよび／またはポリヘキサメチレンカーボネートジオールを含む、［６］に記載のシュープレスベルト。
［８］ 前記硬化剤が、１種以上の前記ポリカーボネートジオールを含む、［５］～［７］のいずれか１項に記載のシュープレスベルト。
［９］ 前記ポリウレタン樹脂は、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、１種以上の前記ポリカーボネートジオールを含む活性水素基を有する硬化剤とを反応させることにより得られる、［１］～［４］のいずれか１項に記載のシュープレスベルト。
［１０］ 前記硬化剤が、さらに、アルキレングリコール化合物および／またはジメチルチオトルエンジアミンを含む、［９］に記載のシュープレスベルト。
［１１］ 前記硬化剤が、１，４－ブタンジオールおよび／またはジメチルチオトルエンジアミンを含む、［９］または［１０］に記載のシュープレスベルト。
［１２］ 前記ウレタンプレポリマーは、ポリイソシアネート化合物と、ポリエーテルポリオールおよび／または直鎖脂肪族ポリカーボネートジオールを含むポリオール化合物とを反応させることにより得られる、［９］～［１１］のいずれか一項に記載のシュープレスベルト。
［１３］ 前記樹脂層として、前記シュープレスベルトの外周面を構成する第１の層を有し、
前記第１の層は、前記ポリウレタン樹脂を含む、［１］～［１２］のいずれか一項に記載のシュープレスベルト。
［１４］ 前記樹脂層として、前記シュープレスベルトの内周面を構成する第２の層を有し、
前記第２の層は、前記ポリウレタン樹脂を含む、［１］～［１３］のいずれか一項に記載のシュープレスベルト。
［１５］ ポリウレタン原料を硬化させることによりポリウレタン樹脂を含む樹脂層を形成する工程を有し、
前記ポリウレタン原料が、下記式（１）：
Figure 0007205506000003
 式（１）中、
Ｒ１は、炭素数が３以上２０以下の分岐アルキレン基である、
で表される１種以上の単位Ａを含むポリカーボネートジオールを構成単位として含む、抄紙機に使用されるシュープレスベルトの製造方法。
以上の構成により、部位間での強度のばらつきが抑制され、かつ強度に優れたシュープレスベルトおよび当該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１は、本発明の一実施形態に係るシュープレスベルトを示す機械横断方向断面図である。 図２は、本発明の他の実施形態に係るシュープレスベルトを示す機械横断方向断面図である。 図３は、本発明に係る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ための概略図である。 図４は、本発明に係る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ための概略図である。 図５は、本発明に係る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ための概略図である。
以下、図面を参照しつつ本発明に係るシュープレスベルトおよ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。
＜１．シュープレスベルト＞
まず、本発明の好適な実施形態に係る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（Ｃｒｏｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）については、「ＣＭＤ」ともいい、また、機械方向（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）については、「ＭＤ」ともいう。
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、より具体的にはシュープレス機構において、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。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。
図１に示すシュープレスベルト１は、補強繊維基材層１０と、補強繊維基材層１０の外表面側にある一方の主面に設けられた第１の樹脂層２０と、補強繊維基材層１０の内表面側にある他方の主面に設けられた第２の樹脂層３０を有し、これらの層が積層されて形成されている。
補強繊維基材層１０は、補強繊維基材１１と、樹脂１３とによって構成されている。樹脂１３は、補強繊維基材１１中の繊維の間隔を埋めるように補強繊維基材層１０中に存在している。即ち、樹脂１３の一部は、補強繊維基材１１に含浸しており、一方で、補強繊維基材１１は、樹脂１３中に埋設されている。
補強繊維基材１１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。あるいは、織物および格子状素材等を２種以上組み合わせて用いてもよい。
補強繊維基材１１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１１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、補強繊維基材１１の経糸と緯糸とでそれらの繊度が異なっていてもよい。
補強繊維基材１１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。
なお、樹脂１３については後述する。
第１の樹脂層２０は、補強繊維基材層１０の外表面側にある一方の主面に設けられた樹脂層であり、樹脂２３により構成されている。第１の樹脂層２０は、外周面２１を構成し、シュープレスベルト１の使用時においては、外周面２１においてフェルトを介して湿紙が担持・搬送される。
第２の樹脂層３０は、補強繊維基材層１０の内表面側にある他方の主面に設けられた樹脂層であり、樹脂３３により構成されている。第２の樹脂層３０は、内周面３１を構成し、シュープレスベルト１の使用時においては、内周面３１がシュープレス機構（図示せず）のシューと接するように配置される。
ここで、シュープレスベルト１の補強繊維基材層１０中の樹脂１３、第１の樹脂層２０の樹脂２３および第２の樹脂層３０を構成する樹脂３３について説明する。
また、本実施形態において、シュープレスベルト１の補強繊維基材層１０、第１の樹脂層２０および第２の樹脂層３０のうち少なくとも１層の樹脂層は、ポリウレタン樹脂を含む。そして、当該ポリウレタン樹脂は、下記式（１）：
Figure 0007205506000004
式（１）中、
Ｒ１は、炭素数が３以上２０以下の分岐アルキレン基である、
で表される１種以上の単位Ａを含むポリカーボネートジオールＸを構成成分として含む。
なお、樹脂１３、樹脂２３および樹脂３３の構成は、同様とすることができるため、以下第１の樹脂層２０の樹脂２３について代表的に詳細に説明する。また、以下の説明においては、樹脂２３が上記ポリカーボネートジオールＸを構成成分として含むポリウレタン樹脂を含む場合を中心に説明する。
樹脂２３を構成するポリウレタン樹脂は、上記ポリカーボネートジオールＸを構成成分として含む。これにより、樹脂２３により構成される第１の樹脂層２０において強度のばらつきが抑制されるとともに、第１の樹脂層２０の強度が向上し、結果としてシュープレスベルト１の部位間の強度のばらつきが抑制されるとともに、シュープレスベルトの強度が向上する。
詳しく説明すると、直鎖脂肪族ポリカーボネートジオールをウレタンプレポリマーの構成成分として有するポリウレタン層は、その強度に優れている。一方で、本発明者らは、直鎖脂肪族ポリカーボネートジオールをウレタンプレポリマーの構成成分として使用した際に、得られるシュープレスベルトの部位間で強度にばらつきが生じていることを見出した。シュープレスベルトの部位間で強度にばらつきが存在すると、強度の低い部位を起点としてシュープレスベルトが破損・劣化する場合があり、結果としてシュープレスベルトの耐久性を高めることが困難となる。
そして、本発明者らは、その原因を解明すべく、鋭意検討した結果、直鎖脂肪族ポリカーボネートジオールを用いてウレタンプレポリマーを調製するとウレタンプレポリマーおよび、硬化剤とウレタンプレポリマーを混合したウレタン組成物の粘度が大きく上昇し、シュープレスベルト製造時においてウレタン組成物を均一に吐出・塗工することができなくなることを見出した。この場合、均一なポリウレタン層を形成することが困難となる。
一方で、本発明者らは、上記式（１）で表される単位Ａを含むポリカーボネートジオールＸを用いた場合、得られるウレタン組成物の粘度の上昇が抑制され、均一なポリウレタンの樹脂層を形成可能なことを見出した。そして、このようにして上記ポリカーボネートジオールＸを用いて樹脂層を形成した場合、シュープレスベルトの部位間の強度のばらつきが抑制されるのみならず、シュープレスベルト全体として強度が向上することも見出された。
ここで、直鎖脂肪族ポリカーボネートジオールを用いたポリウレタン樹脂は、分岐アルキレングリコール由来の脂肪族ポリカーボネートジオールを用いた場合と比較して、一般的に結晶性が高く、強度に優れていると知られていた。しかしながら、本実施形態においては、このような一般的な知見に反し、上記式（１）で表される単位Ａを含むポリカーボネートジオールＸを用いることにより、直鎖脂肪族ポリカーボネートを用いた場合と比較しても、遜色ない強度のシュープレスベルト１が得られることが見出されている。
また、特に、第１の樹脂層２０は、シュープレスベルト１の外周面２１を構成している。シュープレスベルト１において、外周面２１は、シュープレスベルト１の使用時におけるフェルト等との接触・摩擦、これに伴うシュープレスベルト１の摩耗、およびシュープレスベルト１の屈曲疲労によってクラック等の損傷が生じやすい部位である。したがって、シュープレスベルト１の外周面２１を構成する第１の樹脂層２０がポリカーボネートジオールＸを用いて形成されたポリウレタン樹脂を含むことにより、シュープレスベルト１の耐久性が向上する。
上述した式（１）において、Ｒ１は、出現毎に同一または異なって、炭素数が３以上２０以下の分岐のアルキレン基である。Ｒ１は、具体的には、下記式（３）で表される、炭素数が３以上２０以下のアルキレン基であることができる。
Figure 0007205506000005
式（３）中、Ｒ３は、直鎖もしくは分岐アルキル基であり、
Ｒ４は、Ｈまたは直鎖もしくは分岐アルキル基であり、
Ｒ５は、直鎖または分岐アルキレン基であり、
ａは、０以上の整数である。
Ｒ３、Ｒ４において、直鎖アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基、ｎ－ノニル基、ｎ－デシル基、ｎ－ウンデシル基およびｎ－ドデシル基等が挙げられる。また、Ｒ３、Ｒ４において、分岐アルキル基としては、ｉ－プロピル基、ｔ－ブチル基、ｉ－ブチル基等が挙げられる。
Ｒ３は、好ましくは炭素数１以上４以下の直鎖または分岐アルキル基であり、より好ましくはメチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、およびｉ－プロピル基からなる群から選択される１種であり、さらに好ましくはメチル基、ｎ－エチル基またはｎ－ブチル基である。
Ｒ４は、好ましくはＨまたは炭素数１以上４以下の直鎖もしくは分岐アルキル基であり、より好ましくはＨ、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、およびｉ－プロピル基からなる群から選択される１種であり、さらに好ましくはＨ、メチル基またはエチル基である。
Ｒ５の直鎖アルキレン基としては、例えばメチレン基、エチレン基、ｎ－プロピレン基、ｎ－ブチレン基、ｎ－ペンチレン基、ｎ－へキシレン基、ｎ－ヘプチレン基およびｎ－オクチレン基等の炭素数１以上１０以下の直鎖アルキレン基が挙げられる。Ｒ５の分岐アルキレン基としては、例えば１－メチルプロピレン基、２－メチルプロピレン基、１，１－ジメチルプロピレン基、１，２－ジメチルプロピレン基、１，３－ジメチルプロピレン基、２，２－ジメチルプロピレン基、１，２，３－トリメチルプロピレン基、１，１，２－トリメチルプロピレン基、１，２，２－トリメチルプロピレン基、１，１，３－トリメチルプロピレン基、１－メチルブチレン基、２－メチルブチレン基、１，１－ジメチルブチレン基、１，２－ジメチルブチレン基、１，３－ジメチルブチレン基、１，４－ジメチルブチレン基、２，２－ジメチルブチレン基、２，３－ジメチルブチレン基、１，２，３－トリメチルブチレン基、１，２，４－トリメチルブチレン基、１，１，２－トリメチルブチレン基、１，２，２－トリメチルブチレン基、１，３，３－トリメチルブチレン基、１－メチルペンチレン基、２－メチルペンチレン基、３－メチルペンチレン基、１－メチルへキシレン基、２－メチルへキシレン基および３－メチルへキシレン基等が挙げられる。
Ｒ５は、好ましくは炭素数１以上１０以下の直鎖アルキレン基であり、より好ましくは炭素数１以上８以下の直鎖アルキレン基、さらに好ましくはメチレン基、エチレン基およびｎ－へキシレン基からなる群から選択される１種である。
上記式（３）中、ａは、０以上の整数である。ａは、好ましくは、１以上である。ａの上限は、式（３）中の炭素数が２０となるような数であり、１７以下である。ａは、好ましくは、６以下、より好ましくは３以下である。
Ｒ１は、特に好ましくは、３－メチルペンチレン基、２，２－ジメチルプロピレン基、２－メチルオクチレン基、２－ブチル－２－エチルプロピレン基および、２，２，４－トリメチル－１，６－ヘキシレン基から選択される。これにより、得られるウレタン組成物の粘度をより一層抑制でき、シュープレスベルト１の部位間のばらつきをより一層抑制できるとともに、シュープレスベルト１の強度をより一層向上させることができる。
また、ポリカーボネートジオールＸは、さらに、下記式（２）：
Figure 0007205506000006
式（２）中、
Ｒ２は、炭素数が１以上２０以下の直鎖アルキレン基である、
で表される１種以上の単位Ｂを含んでもよい。これにより、得られるポリウレタン組成物の粘度の上昇を抑え、シュープレスベルト１の部位間の強度のばらつきを抑制しつつ、シュープレスベルト１の強度をより一層向上させることができる。
Ｒ２は、上述したように、炭素数が１以上２０以下の直鎖アルキレン基である。Ｒ２としては、例えば、メチレン基、エチレン基、ｎ－プロピレン基、ｎ－ブチレン基、ｎ－ペンチレン基、ｎ－へキシレン基、ｎ－ヘプチレン基、ｎ－オクチレン基、ｎ－ノニレン基、ｎ－デシレン基、ｎ－ウンデシレン基、ｎ－ドデシレン基、ｎ－トリデシレン基、ｎ－テトラデシレン基、ｎ－ペンタデシレン基、ｎ－ヘキサデシレン基、ｎ－ヘプタデシル基、ｎ－オクタデシレン基、ｎ－ノナデシレン基およびｎ－イコシレン基が挙げられる。
Ｒ２の炭素数は、上述したように１以上２０以下であるが、好ましくは２以上、より好ましくは３以上である。また、Ｒ２の炭素数は、好ましくは１５以下、より好ましくは１２以下である。
特に好ましくは、Ｒ２は、ｎ－ブチレン基、ｎ－へキシレン基、ｎ－ノニレン基、ｎ－デシレン基、ｎ－ウンデシレン基およびｎ－ドデシレン基からなる群から選択される。
また、単位Ａに対する単位Ｂの比率は、例えば、共重合比（単位Ｂ／単位Ａ（ｍｏｌ／ｍｏｌ））で、５％以上９５％以下、好ましくは１０％以上９０％以下である。
上述した単位Ａと単位Ｂとを有するポリカーボネートジオールＸは、例えば、以下の式（４）で表される。
Figure 0007205506000007
式（４）中、Ａは出現毎に独立して単位Ａを表し、Ｂは出現毎に独立して単位Ｂを表し、ｍ、ｎは、互いに独立してそれぞれ１以上４０以下の整数であり、Ｒ６は、Ｒ１またはＲ２である。
ｍ、ｎは、好ましくは、互いに独立して１以上３４以下の整数、より好ましくは１以上２９以下の整数である。
また、ｍとｎの比率は、Ａ、Ｂの基の比率（数の比率）を表す。ｍ／ｎは、特に限定されないが、例えば、０．０１以上３０以下、好ましくは０．０２以上１９以下、より好ましくは０．１０以上１０以下である。
また、式（４）で表されるポリカーボネートジオールＸにおいて、単位Ａ、単位Ｂの配列は特に限定されるものではない。すなわち、式（４）で表されるポリカーボネートジオールＸは、ランダム共重合体であってもよいし、交互共重合体であってもよいし、ブロック共重合体であってもよい。また、式（４）で表されるポリカーボネートジオールＸにおいて、複数種の単位Ａおよび／または複数種の単位Ｂが含有されていてもよい。
なお、ポリカーボネートジオールＸは、上記の単位Ａ、単位Ｂの他、アルキレン基が環状アルキレン基である単位を含んでいてもよい。このような環状アルキレン基としては、例えばシクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環またはシクロオクタン環等の脂環式基を有する基であることができる。この場合、環状アルキレン基は、脂環式基から直接または脂環式基に置換された炭素数１～３のアルキレン基を介して隣接する酸素原子と結合している。このような環状アルキレン基としては、例えば１，４－シクロヘキサンジイルビスメチレン基が挙げられる。
なお、ポリカーボネートジオールＸは、Ｒ１やＲ２等のアルキレン基に対応するジオールをジフェニルカーボネート等のカーボネートと反応させることにより得られる。例えば、Ｒ１が３－メチルペンチレン基、２，２－ジメチルプロピレン基、２－メチルオクチレン基、２－ブチル－２－エチルプロピレン基および１，４－シクロヘキサンジイルビスメチレン基から選択される場合、例えばそれぞれ３－メチルペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、２－メチルオクタンジオール、２－ブチル－２－エチルプロパンジオールおよび１，４－シクロヘキサンジメタノールから選択されるジオールを用い、ポリカーボネートジオールを合成することにより、ポリカーボネートジオールＸを得ることができる。
上記ポリカーボネートジオールＸの数平均分子量は、特に限定されないが、例えば２５０以上４０００以下、好ましくは５００以上３０００以下であることができる。なお、ポリカーボネートジオールの数平均分子量は、例えば水酸基価を測定することにより算出することができる。
具体的には、まず、ポリカーボネートジオールＸの水酸基価を測定する。ポリカーボネートジオールＸの水酸基価は、ＪＩＳ Ｋ １５５７－１：２００７に準拠して測定することができる。一方で、ポリカーボネートジオールＸの水酸基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）は、以下の式Ｉのように表すこともできる。
（ポリカーボネートジオールＸの水酸基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ））＝５６１１０／（ポリカーボネートジオールＸの数平均分子量）×（ポリカーボネートジオールＸの１分子当たりの平均水酸基数） （Ｉ）
ここで、ポリカーボネートジオールＸの１分子当たりの平均水酸基数は、２．０と推定される。したがって、ポリカーボネートジオールＸの数平均分子量は、以下式（ＩＩ）のように表すことができる。
（ポリカーボネートジオールＸの数平均分子量）＝１１２，２２０／（ポリカーボネートジオールＸの水酸基価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）） （ＩＩ）
上記の式（ＩＩ）において、水酸基価の測定において得られたポリカーボネートジオールＸの水酸基価を代入することによりポリカーボネートジオールＸの数平均分子量が求められる。なお、ポリカーボネートジオールＸ以外のポリカーボネートジオールについても同様に求めることができる。
上記ポリカーボネートジオールＸの配合量は、特に限定されないが、上記ポリカーボネートジオールＸが使用される部位の全樹脂重量に対し、好ましくは１０質量％以上９０質量％以下、より好ましくは２０質量％以上８０質量％以下である。これにより、シュープレスベルト１の強度をより一層向上させることができるとともに、シュープレスベルト１の部位間における強度のばらつきがより一層抑制される。なお、上記配合量は、樹脂２３における後述する無機充填剤を除く樹脂の量に対する割合である。
また、第１の樹脂層２０の樹脂２３の形成時において、上記ポリカーボネートジオールＸを添加する時期は特に限定されない。例えば、以下の（ｉ）～（ｉｖ）の時期で上記ポリカーボネートジオールＸを添加することができる。以下、（ｉ）～（ｉｖ）の場合毎に、樹脂２３の構成成分について説明する。
（ｉ） ウレタンプレポリマーに含有させる場合
例えば、ポリカーボネートジオールＸは、ウレタンプレポリマーの構成成分として用いられてもよい。具体的には、樹脂２３は、１種以上のポリカーボネートジオールＸを構成成分として含む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を反応させることにより得られるポリウレタン樹脂であることができる。
すなわち、この場合において、ウレタンプレポリマーは、ポリイソシアネート化合物と、１種以上のポリカーボネートジオールＸを含むポリオール化合物とを反応させることにより得られるものであってもよい。これにより、ポリカーボネートジオールＸを比較的多量に配合することが可能となり、シュープレスベルト１の強度をより一層向上させることができる。
この場合において、ウレタンプレポリマーを構成するポリイソシアネート化合物としては、特に限定されず、例えば、芳香族ポリイソシアネートおよび脂肪族ポリイソシアネートから選択される１種以上のポリイソシアネート化合物を用いることができ、好ましくは、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）、ｐ－フェニレン－ジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、ジメチルビフェネレンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフタレン－１，５－ジイソシアネート（ＮＤＩ）、４，４－ジベンジルジイソシアネート（ＤＢＤＩ）、１，６－ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、１，５－ペンタメチレンジイソシアネート、１－イソシアネート－３－イソシアネートメチル－３，５，５－トリメチルシクロヘキサン（ＩＰＤＩ）、ジシクロヘキシルメタン４，４’－ジイソシアネート（Ｈ１２ＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、シクロヘキサンジイソシアネート（ＣＨＤＩ）、１，４－ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＩ）及びテトラメチルキシリレン－ジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、およびポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）ならびにこれらの混合物から選択される化合物を含有するポリイソシアネート化合物とすることができる。
得られる樹脂２３の部位間のばらつきをより一層抑制するために、特に好ましくは、ポリイソシアネート化合物は、ｐ－フェニレン－ジイソシアネート、４，４’－メチレンビス（フェニルイソシアネート）、１，４－ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサンおよび、２，４－トリレン－ジイソシアネートおよび２，６－トリレン－ジイソシアネートから選ばれた１種以上を含む。
また、ポリオール化合物は、上記ポリカーボネートジオールＸを含むが、他のポリオール化合物を含んでもよい。このようなポリオール化合物としては、特に限定されず、例えば、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエチレンアジペート等のポリエステルポリオール、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリヘキサメチレンエーテルグリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）等のポリエーテルポリオール、直鎖脂肪族ポリカーボネートジオール、ポリエーテルカーボーネートジオール、トリメチロールプロパン、ポリブタジエンポリオール、パーフルオロポリエーテルポリオール、シリコンジオール等のシリコンポリオール等の長鎖ポリオール化合物が挙げられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
直鎖脂肪族ポリカーボネートジオールとしては、例えば、ポリメチレンカーボネートジオール、ポリエチレンカーボネートジオール、ポリプロピレンカーボネートジオール、ポリブチレンカーボネートジオール、ポリペンタメチレンカーボネートジオール、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリヘプタメチレンカーボネートジオール、ポリオクタメチレンカーボネートジオール等が挙げられる。
樹脂２３の耐加水分解性を高め、シュープレスベルト１の耐久性をより一層向上させるために、ポリオール化合物は、上記式（１）で表されるポリカーボネートジオールＸに加え、好ましくはポリエーテルポリオールおよび／または直鎖脂肪族ポリカーボネートジオールを、より好ましくはポリテトラメチレンエーテルグリコールおよび／またはポリヘキサメチレンカーボネートジオールを含む。
また、ウレタンプレポリマーに上記ポリカーボネートジオールＸ以外のポリオール化合物が含まれる場合、ウレタンプレポリマー中の全ポリオール化合物におけるポリカーボネートジオールＸの比率は、例えば１０質量％以上９０質量％未満、好ましくは２５質量％以上８０質量％以下である。
活性水素基を有する硬化剤としては、特に限定されず、ポリオール化合物およびポリアミンからなる群から選択された１種または２種以上の化合物を含む硬化剤を使用することができる。
硬化剤に含まれ得るポリオール化合物としては、上述した長鎖ポリオール化合物に加え、各種脂肪族ポリオール化合物および各種脂環式もしくは芳香族ポリオール化合物を用いることができる。
脂肪族ポリオール化合物としては、特に限定されず、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、１，２－プロパンジオール、１，３－プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、１，２－ブタンジオール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、２，３－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，５－ヘキサンジオール、１，６－ヘキサンジオール、２，５－ヘキサンジオール、１，７－ヘプタンジオール、１，８－オクタンジオール、１，９－ノナンジオール、１，１０－デカンジオール、１，１１－ウンデカンジオール、１，１２－ドデカンジオール、１，１３－トリデカンジオール、１，１４－テトラデカンジオール、１，１６－ヘキサデカンジオール、１，１８－オクタデカンジオール、１，２０－イコサンジオール、２－メチル－１，３－プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、２－ブチル－２－エチル－１，３－プロパンジオール、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、２－エチル－１，３－ヘキサンジオール、２－メチル－１，８－オクタンジオール等のアルキレングリコール化合物や、グリセリン、ジトリメチロールプロパン、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、ペンタエリスリトール、ジヒドロキシメチルプロピオン酸（ＤＨＰＡ）等が挙げられる。
脂環式ポリオール化合物としては、特に限定されず、例えば、１，４－シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡ等が挙げられる。
芳香族ポリオール化合物としては、特に限定されず、例えば、ハイドロキノンビス－β－ヒドロキシエチルエーテル（ＨＱＥＥ）、ヒドロキシフェニルエーテルレゾルシノール（ＨＥＲ）、１，３－ビス（２－ヒドロキシエトキシベンゼン）、１，４－ビス（２－ヒドロキシエトキシベンゼン）、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＳのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。
ポリアミンとしては、特に限定されず、ヒドラジン、エチレンジアミン、４，４’－メチレン－ビス－（２－クロロアニリン）（ＭＯＣＡ）、ジメチルチオトルエンジアミン（ＤＭＴＤＡ）、ジエチルチオトルエンジアミン（ＤＥＴＤＡ）、トリメチレングリコールジ（ｐ－アミノベンゾエート）（ＴＭＡＢ）、４，４’－メチレン－ビス－（３－クロロ－２，６－ジエチルアニリン）（ＭＣＤＥＡ）、４，４’－メチレン－ビス－（２，６－ジエチルアニリン）（ＭＤＥＡ）、トリイソプロパノールアミン（ＴＩＰＡ）、ｐ－ビス（アミノシクロヘキシル）メタン（ＰＡＣＭ）、ナフタレン－１，５－ジアミン、キシリレンジアミン、フェニレンジアミン、トルエン－２，４－ジアミン、ｔ－ブチルトルエンジアミン、１，２－ビス（２－アミノフェニルチオエタン）等が挙げられる。
上述した中でも、得られる樹脂２３の強度をより一層向上させつつ、シュープレスベルト１の部位間の強度のばらつきをより一層抑制するために、硬化剤は、好ましくは脂肪族ポリオール化合物および／またはポリアミン、より好ましくはアルキレングリコール化合物および／またはジメチルチオトルエンジアミン、さらに好ましくは１，４－ブタンジオールおよび／またはジメチルチオトルエンジアミンを含む。
また、樹脂２３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。
（ｉｉ） 硬化剤に含有させる場合
また、例えば、ポリカーボネートジオールＸは、硬化剤の構成成分として用いられてもよい。具体的には、樹脂２３は、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、１種以上のポリカーボネートジオールＸを含む活性水素基を有する硬化剤とを反応させることにより得られるポリウレタン樹脂であることができる。このように硬化剤に１種以上のポリカーボネートジオールＸを含ませることにより、この結果ウレタンプレポリマーと硬化剤とを含むウレタン組成物の混合粘度をも低減させることができる。このため、シュープレスベルト１の強度を向上しつつ、部位間の強度のばらつきをより一層抑制できる。
この場合において、ウレタンプレポリマーのポリイソシアネート化合物としては、例えば、上述した（ｉ）における各種ポリイソシアネート化合物を用いることができる。好ましくは、ポリイソシアネート化合物は、ｐ－フェニレン－ジイソシアネート、４，４’－メチレンビス（フェニルイソシアネート）、１，４－ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサンおよび、２，４－トリレン－ジイソシアネートおよび２，６－トリレン－ジイソシアネートから選ばれた１種以上を含む。
樹脂２３の耐加水分解性を高め、シュープレスベルト１の耐久性をより一層向上させるために、ポリオール化合物は、好ましくはポリエーテルポリオールおよび／または直鎖脂肪族ポリカーボネートジオールを、より好ましくはポリテトラメチレンエーテルグリコールおよび／またはポリヘキサメチレンカーボネートジオールを含む。
上述したように、（ｉｉ）の場合において、硬化剤は１種以上のポリカーボネートジオールＸを含む。また、硬化剤は、１種以上のポリカーボネートジオールＸに加えて他の硬化剤を含んでもよい。このような硬化剤としては、上述した（ｉ）の場合において用いることができる硬化剤を用いることができる。
この場合において、硬化剤は、１種以上のポリカーボネートジオールＸに加え、好ましくは脂肪族ポリオール化合物および／またはポリアミン、より好ましくはアルキレングリコール化合物および／またはジメチルチオトルエンジアミン、さらに好ましくは１，４－ブタンジオールおよび／またはジメチルチオトルエンジアミンを含む。
また、硬化剤が、１種以上のポリカーボネートジオールＸ以外の硬化剤を含む場合、硬化剤中における１種以上のポリカーボネートジオールＸの比率は、例えば１０質量％以上１００質量％未満、好ましくは５０質量％以上９５質量％以下である。
また、樹脂２３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。
（ｉｉｉ） ウレタンプレポリマーおよび硬化剤に含有させる場合
また、１種以上のポリカーボネートジオールＸは、ウレタンプレポリマーおよび硬化剤の両方の構成成分として含まれてもよい。具体的には、樹脂２３は、１種以上のポリカーボネートジオールＸを構成成分として含むイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、１種以上のポリカーボネートジオールＸを含む活性水素基を有する硬化剤とを反応させることにより得られるポリウレタン樹脂であることができる。
この場合において、ウレタンプレポリマーのポリイソシアネート化合物としては、例えば、上述した（ｉ）における各種ポリイソシアネート化合物を用いることができる。好ましくは、ポリイソシアネート化合物は、ｐ－フェニレン－ジイソシアネート、４，４’－メチレンビス（フェニルイソシアネート）、１，４－ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサンおよび、２，４－トリレン－ジイソシアネートおよび２，６－トリレン－ジイソシアネートから選ばれた１種以上を含む。
また、（ｉｉｉ）の場合において、ウレタンプレポリマーは、ポリカーボネートジオールＸを含むが、他のポリオール化合物を含んでもよい。シュープレスベルト１の部位間の強度のばらつきをより一層抑制しつつ、シュープレスベルト１の強度をより一層向上させるために、ポリオール化合物は、好ましくはポリエーテルポリオールおよび／または直鎖脂肪族ポリカーボネートジオールを、より好ましくはポリテトラメチレンエーテルグリコールおよび／またはポリヘキサメチレンカーボネートジオールを含む。
また、ウレタンプレポリマーにポリカーボネートジオールＸ以外のポリオール化合物が含まれる場合、ウレタンプレポリマー中の全ポリオール化合物におけるポリカーボネートジオールＸの比率は、例えば１０質量％以上９０質量％未満、好ましくは２５質量％以上８０質量％以下である。
上述したように、（ｉｉｉ）の場合において、硬化剤は１種以上のポリカーボネートジオールＸを含む。また、硬化剤は、１種以上のポリカーボネートジオールＸに加えて他の硬化剤を含んでもよい。このような硬化剤としては、上述した（ｉ）の場合において用いることができる硬化剤を用いることができる。
この場合において、硬化剤は、１種以上のポリカーボネートジオールＸに加え、好ましくは脂肪族ポリオール化合物および／またはポリアミン、より好ましくはアルキレングリコール化合物および／またはジメチルチオトルエンジアミン、さらに好ましくは１，４－ブタンジオールおよび／またはジメチルチオトルエンジアミンを含む。
また、硬化剤が、１種以上のポリカーボネートジオールＸ以外の硬化剤を含む場合、硬化剤中における１種以上のポリカーボネートジオールＸの比率は、例えば１０質量％以上１００質量％未満、好ましくは５０質量％以上９５質量％以下である。
また、樹脂２３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種または２種以上を組み合わせて含有させてもよい。
（ｉｖ） ワンショット法によりポリウレタン樹脂を形成する場合
上述した（ｉ）～（ｉｉｉ）においては、ウレタンプレポリマーを硬化剤によって硬化させてポリウレタン樹脂を形成したが、ワンショット法によりポリウレタン樹脂を形成してもよい。
この場合においては、１種以上のポリカーボネートジオールＸおよび上述した（ｉ）において詳述したポリイソシアネート化合物、ならびに、必要に応じてウレタンプレポリマーの説明において詳述したポリオール化合物、硬化剤および／または無機充填剤を混合し、得られたウレタン組成物を硬化させることにより、第１の樹脂層２０の樹脂２３としてポリウレタン樹脂を形成することができる。
なお、（ｉ）～（ｉｖ）のそれぞれについて、第２の樹脂層３０の樹脂３３および補強繊維基材層１０の樹脂１３のいずれかにおいて、ポリカーボネートジオールＸを用いて形成されたポリウレタン樹脂が含まれる場合、第１の樹脂層２０は、上述したポリウレタン樹脂を含まなくてもよい。この場合、第１の樹脂層２０の樹脂２３の材料としては、ポリウレタン樹脂（但し、ポリカーボネートジオールＸを構成成分として含まない）、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等熱硬化性樹脂、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る。
第２の樹脂層３０を構成する樹脂３３としては、上述したような第１の樹脂層２０に用いることのできる樹脂材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。第２の樹脂層３０を構成する樹脂３３は、第１の樹脂層２０を構成する樹脂２３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。特に、第２の樹脂層３０を構成する樹脂３３としては、第２の樹脂層３０の耐久性を向上させる観点、及び樹脂製作効率向上の観点から、第１の樹脂層２０の樹脂２３と同一とすることが好ましい。
また、第２の樹脂層３０は、好ましくはポリカーボネートジオールＸを用いて形成されたポリウレタン樹脂を含む。第２の樹脂層３０は、シュープレスベルト１の内周面３１を構成している。シュープレスベルト１において、内周面３１は、シュープレスベルト１の使用時におけるシューとの摩擦や、シュープレスベルト１の屈曲疲労によってクラック等の損傷が生じやすい部位である。したがって、シュープレスベルト１の内周面２１を構成する第２の樹脂層３０がポリカーボネートジオールＸを用いて形成されたポリウレタン樹脂を含むことにより、シュープレスベルト１の耐久性が向上する。
補強繊維基材層１０を構成する樹脂１３としては、上述したような第１の樹脂層２０に用いることのできる樹脂材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。補強繊維基材層１０を構成する樹脂１３は、第１の樹脂層２０を構成する樹脂２３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。特に、補強繊維基材層１０を構成する樹脂１３としては、樹脂製作効率向上の観点から、第１の樹脂層２０の樹脂２３と同一とすることもできる。
また、補強繊維基材層１０は、好ましくはポリカーボネートジオールＸを用いて形成されたポリウレタン樹脂を含む。これにより、シュープレスベルト１の耐久性が向上する。
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、７００ｍｍ～１３５００ｍｍ、好ましくは２５００ｍｍ～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１５０ｃｍ～１５００ｃｍ、好ましくは、２００ｃｍ～１１００ｃｍとすることができる。
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、１．５ｍｍ～７．０ｍｍ、好ましくは２．０ｍｍ～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。
以上、本実施形態に係るシュープレスベルト１においては、補強繊維基材層１０の樹脂１３、第１の樹脂層２０の樹脂２３、第２の樹脂層３０の樹脂３３のうち少なくともいずれかが、上記ポリカーボネートジオールＸを構成成分として含むポリウレタン樹脂を含む。したがって、シュープレスベルト１は、部位間での強度のばらつきが抑制され、かつ強度に優れている。
次に、本実施形態の他の実施形態に係るシュープレスベルトについて説明する。図２は、本発明の他の実施形態に係るシュープレスベルトを示す機械横断方向断面図である。以下、上述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。
図２に示すように、シュープレスベルト１Ａは、第１の樹脂層２０Ａの外周面２１に複数の排水溝２５が形成されている。シュープレスベルト１Ａが排水溝２５を有することにより、シュープレスベルト１の使用時において、担持した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２５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１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、０．５ｍｍ～２．０ｍｍ、溝深さが０．４ｍｍ～２．０ｍｍ、溝本数が５本～２０本／ｉｎｃｈと設定することができる。また排水溝２５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２５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。さらにまた、これらの排水溝２５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。
以上、本実施形態に係るシュープレスベルト１Ａにおいても、補強繊維基材層１０の樹脂１３、第１の樹脂層２０Ａの樹脂２３、第２の樹脂層３０の樹脂３３のうち少なくともいずれかが、上記ポリカーボネートジオールＸを構成成分として含むポリウレタン樹脂を含む。したがって、シュープレスベルト１Ａは、部位間での強度のばらつきが抑制され、かつ強度に優れている。
＜２．シュープレスベルトの製造方法＞
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３～図５は、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。
本発明に係るシュープレスベルトの製造方法は、抄紙機に使用されるシュープレスベルトの製造方法であって、ポリウレタン原料を硬化させることによりポリウレタン樹脂を含む樹脂層を形成する工程を有し、
前記ポリウレタン原料が、下記式（１）：
Figure 0007205506000008
式（１）中、
Ｒ１は、炭素数が３以上２０以下の分岐アルキレン基である、
で表される１種以上の単位Ａを含むポリカーボネートジオールを構成単位として含む。
さらに、本発明の一実施形態に係るシュープレスベルトの製造方法は、第１の樹脂層２０、補強繊維基材層１０、第２の樹脂層３０を形成する樹脂層形成工程を有する。
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１１が樹脂１３中に埋設された補強繊維基材層１０と、その両面に樹脂層としての第１の樹脂層２０と第２の樹脂層３０とが積層した積層体を形成する。
このような積層体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、第２の樹脂層３０を形成する。次いで、第２の樹脂層３０の一方の表面に補強繊維基材１１を配置し、補強繊維基材１１に樹脂材料を塗布、含浸、貫通させ、補強繊維基材層１０と第２の樹脂層３０とが一体化した積層体を形成する。次いで、補強繊維基材層１０と第２の樹脂層３０の接着面に対向する補強繊維基材層１０の表面に、第１の樹脂層２０を形成する。
具体的には、例えば、まず、図３に示すように、離型剤を表面に塗布したマンドレル１１０を回転させながら、樹脂材料をマンドレル１１０表面に０．８～３．５ｍｍの厚みになるように塗布して第２の樹脂層３０となる樹脂前駆体層を形成する。次いで、樹脂前駆体層を４０～１４０℃に昇温し、０．５～１時間かけて前硬化させて、第２の樹脂層３０を形成する。
次いで、前硬化させた第２の樹脂層３０上に補強繊維基材１１を配置し（図示せず）、図４に示すようにマンドレル１１０を回転させながら、補強繊維基材層１０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、貫通させると共に第２の樹脂層３０と接着させ、補強繊維基材層１０と第２の樹脂層３０とが一体化された積層体を形成する。
その後、図５に示すようにマンドレル１１０を回転させながら第１の樹脂層２０を形成する樹脂材料を、前記補強繊維基材層１０の表面に１．５～４ｍｍの厚みに形成されるように塗布、含浸させ第２の樹脂層３０となる樹脂前駆体層を形成する。次いで、樹脂前駆体層を７０～１４０℃にて２～２０時間かけて加熱硬化させて、第１の樹脂層２０と、補強繊維基材層１０と、第２の樹脂層３０とが積層された積層体を形成する。
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１００を回転しつつ注入成形用ノズル１３０から樹脂材料を吐出し、同時に付与された樹脂材料についてコーターバー１２０を用いて均一に塗布することにより行う。
ここで、補強繊維基材層１０の樹脂１３、第１の樹脂層２０の樹脂２３、第２の樹脂層３０の樹脂３３のうち少なくともいずれかが、上記ポリカーボネートジオールＸを構成成分として含むポリウレタン樹脂を含む。上述したように、上記ポリカーボネートジオールＸを構成成分として含む場合、ウレタン組成物（樹脂材料）の粘度の上昇を抑制することができる。したがって、均一なポリウレタン樹脂層を形成することが可能である。
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。
得られた積層体は、必要に応じて外周面２１および内周面３１について研磨加工やバフ加工を施し、幅方向端部を適宜切り取って整えて、シュープレスベルト１とする。以上により、シュープレスベルト１が製造される。
また、シュープレスベルト１Ａを製造する場合には、上述した樹脂層形成工程において形成した積層体について、以下のようにして、外周面２１に排水溝２５を形成してもよい。
このような排水溝２５の形成はいかなる方法であってよいが、例えば、上記で得られた積層体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、マンドレル１１０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を外周面２１に当接させ、排水溝２５を形成してもよい。
なお、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本ロール）製法として説明した。しかしながら、別の実施形態として、以下のような２本ロール製法を採用することも可能である。まず、２本の平行に配置されたロールに環状の補強繊維基材１１を掛け入れ、この補強繊維基材１１に樹脂を塗布、含浸、積層をし、補強繊維基材層１０とともに第２の樹脂層３０を形成する。次いで、これを反転し、反転後の補強繊維基材層１０表面に、第１の樹脂層２０を形成する。これにより、シュープレスベルト１が得られる。なお、各樹脂層の形成順序は任意とすることもできる。
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。
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。
１．シュープレスベルトおよびポリウレタンシート試験片の製造
シュープレスベルトの製造に先立ち、まず、表１に示すポリカーボネートジオール、表２に示すポリテトラメチレンエーテルグリコールおよびこれらを用いて得られる、表３に示す実施例１～６および比較例１～４の組成の樹脂材料（ウレタン組成物）を用意した。なお、すべての樹脂材料について、ウレタンプレポリマーと硬化剤とは、配合割合が［Ｈ］／［ＮＣＯ］比で、０．９５となるように配合を行った。
次に、実施例１～６および比較例１～４の樹脂材料を用いてシュープレスベルトを以下の方法により製造した。
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、実施例１～６および比較例１～４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１．４ｍｍ厚に塗布し、未硬化のシュー側樹脂層（第２の樹脂層）を形成した。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時間かけてシュー側樹脂層を前硬化させた。
次に、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。ここで、格子状素材の緯糸は、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あり、経糸は、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あった。また、経糸密度は１本／ｃｍ、緯糸密度は４本／ｃｍとした。
次に、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（実施例１～６および比較例１～４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。
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（実施例１～６および比較例１～４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厚に塗布し、未硬化のフェルト側樹脂層（第１の樹脂層）を形成した。
次いで、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４時間かけて、各樹脂層を加熱硬化させた。これにより、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。
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。
以上の工程を経て、実施例１～６、比較例１～４に係る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、硬度の評価を実施した。また、引張試験における破断強度およびばらつきの評価を行うために、フェルト側樹脂層より、１．０ｍｍ厚のポリウレタンシートの試験片を切り出した。
２．評価
２．１ プレポリマー粘度
実施例１～６および比較例１～４の樹脂材料に用いたプレポリマーについて、粘度測定を行った。プレポリマーの粘度は、Ｂ型粘度計（東機産業株式会社製、製品名：ＴＶＢ－１０Ｈ）を用いて、温度が５０℃と８０℃の際のプレポリマーの粘度を測定した。なお、ローターとして、Ｈ３ローターを用い、回転数は２００～２，０００ｍＰａ・ｓの場合５０ｒｐｍ、２，０００～２０，０００ｍＰａ・ｓの場合５ｒｐｍとして測定を行った。
２．２ 硬度評価
実施例１～６および比較例１～４に係るシュープレスベルトの外周面について、硬度測定を行った。具体的には、ＪＩＳ Ｋ ６３０１：１９９５に準拠し、スプリング式硬さ試験機Ａ型を用いて、フェルト側樹脂層の表面の硬度測定を行った。
２．３ 引張試験の破断強度評価
破断強度は、試験機に万能引張試験機、サンプル形状にＪＩＳ Ｋ ６２５１に規定されるダンベル３号形試験片を用いて、引張速度５００ｍｍ／分の速度で測定を行い、試験片破断時の応力（ＭＰａ）で評価した。各実施例、比較例につき、２０回測定を行い平均値で表した。
２．４ 破断強度のばらつき評価
破断強度のばらつきは、引張試験の破断強度の２０回の測定値について、標準偏差を求めて評価を行った
以上の評価結果を、実施例１～６および比較例１～４の樹脂材料の組成等とともに表３に示す。
なお表３中、「ＭＤＩ」は４，４’－メチレンビス（フェニルイソシアネート）を、「Ｈ６ＸＤＩ」は１，４－ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサンを、「ＰＰＤＩ」はｐ－フェニレン－ジイソシアネートを「ＴＤＩ」は２，４－トリレン－ジイソシアネートおよび２，６－トリレン－ジイソシアネートの混合物を、「ＢＤ」は１，４－ブタンジオールを、「ＤＭＴＤＡ」はジメチルチオトルエンジアミンをそれぞれ示す。
また、表１中のポリカーボネートジオールの数平均分子量に関しては、各ポリカーボネートジオールについて水酸基価を測定するとともに、得られた水酸基価に基づき上記式（ＩＩ）より数平均分子量を求めた。表２中のポリテトラメチレンエーテルグルコールについても同様である。
Figure 0007205506000009
Figure 0007205506000010
Figure 0007205506000011
表３に示すように、実施例１～６に係るシュープレスベルトは、比較例１～３に係るシュープレスベルトと比較して、部位間の強度のばらつきが抑制されており、さらに強度に優れている。特に、プレポリマー中にポリオール化合物として特定のポリカーボネートジオールのみを配合した実施例１、２においては、他の実施例と比較してシュープレスベルトの強度が向上した。また、硬化剤中に特定のポリカーボネートジオールを配合した実施例３、４、６においては、他の実施例と比較してシュープレスベルトの部位間の強度のばらつきがより一層抑制されていた。
また、直鎖脂肪族ポリカーボネートジオールを用いた比較例４に係るシュープレスベルトは、強度に優れていたものの部位間の強度のばらつきが大きかった。このため、比較例４のシュープレスベルトは、強度の弱い部分を起点として破損する可能性があり、シュープレスベルトの耐久性を高めることができなかった。
１、１Ａ シュープレスベルト
１０ 補強繊維基材層
１１ 補強繊維基材
１３ 樹脂
２０、２０Ａ 第１の樹脂層
２１ 外周面
２３ 樹脂
２５ 排水溝
３０ 第２の樹脂層
３１ 内周面
３３ 樹脂

Claims (15)

  1. 抄紙機に使用されるシュープレスベルトであって、
    ポリウレタン樹脂を含む少なくとも１層の樹脂層を有し、
    前記ポリウレタン樹脂は、下記式（１）：
    Figure 0007205506000012
     式（１）中、
    Ｒ１は、炭素数が３以上２０以下の分岐アルキレン基である、
    で表される１種以上の単位Ａを含むポリカーボネートジオールを構成成分として含む、シュープレスベルト。
  2. Ｒ１が、３－メチルペンチレン基、２，２－ジメチルプロピレン基、２－メチルオクチレン基、２－ブチル－２－エチルプロピレン基および、２，２，４－トリメチル－１，６－ヘキシレン基からなる群から選択される、請求項１に記載のシュープレスベルト。
  3. 前記ポリカーボネートジオールは、さらに、下記式（２）：
    Figure 0007205506000013
     式（２）中、
    Ｒ２は、炭素数が１以上２０以下の直鎖アルキレン基である、
    で表される１種以上の単位Ｂを含む、請求項１または２に記載のシュープレスベルト。
  4. Ｒ２が、ｎ－ブチレン基、ｎ－へキシレン基、ｎ－ノニレン基、ｎ－デシレン基、ｎ－ウンデシレン基およびｎ－ドデシレン基からなる群から選択される、請求項３に記載のシュープレスベルト。
  5. 前記ポリウレタン樹脂は、１種以上の前記ポリカーボネートジオールを構成成分として含む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を反応させることにより得られる、請求項１～４のいずれか１項に記載のシュープレスベルト。
  6. 前記ウレタンプレポリマーは、ｐ－フェニレン－ジイソシアネート、４，４’－メチレンビス（フェニルイソシアネート）、１，４－ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、２，４－トリレン－ジイソシアネートおよび２，６－トリレン－ジイソシアネートから選ばれた１種以上を含むポリイソシアネート化合物と、１種以上の前記ポリカーボネートジオールを含むポリオール化合物と、を反応させることにより得られるものである、請求項５に記載のシュープレスベルト。
  7. 前記ポリオール化合物は、さらに、ポリテトラメチレンエーテルグリコールおよび／またはポリヘキサメチレンカーボネートジオールを含む、請求項６に記載のシュープレスベルト。
  8. 前記硬化剤が、１種以上の前記ポリカーボネートジオールを含む、請求項５～７のいずれか１項に記載のシュープレスベルト。
  9. 前記ポリウレタン樹脂は、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、１種以上の前記ポリカーボネートジオールを含む活性水素基を有する硬化剤とを反応させることにより得られる、請求項１～４のいずれか１項に記載のシュープレスベルト。
  10. 前記硬化剤が、さらに、アルキレングリコール化合物および／またはジメチルチオトルエンジアミンを含む、請求項９に記載のシュープレスベルト。
  11. 前記硬化剤が、１，４－ブタンジオールおよび／またはジメチルチオトルエンジアミンを含む、請求項９または１０に記載のシュープレスベルト。
  12. 前記ウレタンプレポリマーは、ポリイソシアネート化合物と、ポリエーテルポリオール化合物および／または直鎖脂肪族ポリカーボネートジオールを含むポリオール化合物とを反応させることにより得られる、請求項９～１１のいずれか一項に記載のシュープレスベルト。
  13. 前記樹脂層として、前記シュープレスベルトの外周面を構成する第１の層を有し、
    前記第１の層は、前記ポリウレタン樹脂を含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載のシュープレスベルト。
  14. 前記樹脂層として、前記シュープレスベルトの内周面を構成する第２の層を有し、
    前記第２の層は、前記ポリウレタン樹脂を含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載のシュープレスベルト。
  15. ポリウレタン原料を硬化させることによりポリウレタン樹脂を含む樹脂層を形成する工程を有し、
    前記ポリウレタン原料が、下記式（１）：
    Figure 0007205506000014
     式（１）中、
    Ｒ１は、炭素数が３以上２０以下の分岐アルキレン基である、
    で表される１種以上の単位Ａを含むポリカーボネートジオールを構成成分として含む、抄紙機に使用されるシュープレスベルトの製造方法。
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