JP6509320B1 - シュープレス用ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】亀裂の発生および進展が抑制されたシュープレス用ベルトを提供する。【解決手段】シュープレス用ベルトは、ポリウレタンに補強基材が埋設され、ポリウレタンと補強基材とが一体化されて構成されている。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成分として、脂肪族ポリカーボネートジオール成分と芳香族ジイソシアネート成分とを含み、硬化剤成分として、炭素数が６以下の脂肪族ジオール成分と２つのヒドロキシエトキシ基を有する芳香族ジオール成分とを含む。脂肪族ジオール成分および芳香族ジオール成分に対する芳香族ジオール成分の含有量は１０質量％以上５０質量％以下である。【選択図】なし

Description

本発明は、シュープレス用ベルトに関し、特に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に関する。

近年、抄紙工程のプレスパートにおいて、湿紙の脱水効果を高めるために、高速で走行するフェルトに載置された湿紙の一方の面をプレスロールで押さえ、他方の面をエンドレスベルトを介して加圧シューで加圧して湿紙の脱水を行なう工法（いわゆるシュープレス）が普及している。シュープレスでは、補強基材と熱硬化性ポリウレタンとを一体化し、エンドレスに形成したベルト（以下では「弾性ベルト」と記すことがある）が従来から使用されている。プレスパート用弾性ベルトでは、通常、外周面に、周方向に沿って多数の排水溝が形成されている。また、近年、紙の表面を平滑化し、光沢を付与するカレンダー工程でも、シュープレスおよび弾性ベルトの使用が検討されている。さらには、特に高速で抄紙する場合、紙切れを防止し且つ安定して湿紙を搬送するためのシートトランスファー用弾性ベルトもシュープレスでニップされる場合がある。

シュープレスにおいては、プレスロールと加圧シューとの間でベルトに対し過酷な屈曲および加圧が繰り返される。このような弾性ベルトの交換理由としては、亀裂の発生と加水分解などによる排水溝の容積すなわちＶＶ（ｖｏｉｄ ｖｏｌｕｍｅ）の減少とが挙げられていた。このため、特開２０１６−１９９８１３号公報（特許文献１）は、耐加水分解性が高くかつ亀裂の発生および進展が抑制されたシュープレス用ベルトを提供するために、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、ウレタンプレポリマーは、所定の化学構造を有する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を開示する。

また、特開２００８−１１１２２０号公報（特許文献２）および特開２００９−１８５４２７号公報（特許文献３）は、優れた耐クラック性、耐屈曲疲労性、および耐摩耗性を備えるシュープレス用ベルトを提供するために、ウレタンプレポリマーと、脂肪族ジオール化合物、ハイドロキノンビス−βヒドロキシルエチルエーテルおよび有機ポリアミン化合物より選ばれた化合物と、が混合された組成物を硬化させて得られるポリウレタン層を含有するシュープレス用ベルトを開示する。

特開２０１６−１９９８１３号公報 特開２００８−１１１２２０号公報 特開２００９−１８５４２７号公報

特開２０１６−１９９８１３号公報（特許文献１）、特開２００８−１１１２２０号公報（特許文献２）および特開２００９−１８５４２７号公報（特許文献３）に開示されたシュープレス用ベルトは、高い耐加水分解および耐摩耗性を備えるものの、寿命をさらに長くする観点から、亀裂の発生および進展の抑制などの耐クラック性については更なる向上が望まれている。

本発明は、上記状況に鑑みて、亀裂の発生および進展が抑制されたシュープレス用ベルトを提供することを目的とする。

本発明の一態様であるシュープレス用ベルトは、ポリウレタンに補強基材が埋設され、ポリウレタンと補強基材とが一体化されて構成されている。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成分として、脂肪族ポリカーボネートジオール成分と芳香族ジイソシアネート成分とを含み、硬化剤成分として、炭素数が６以下の脂肪族ジオール成分と２つのヒドロキシエトキシ基を有する芳香族ジオール成分とを含む。脂肪族ジオール成分および芳香族ジオール成分に対する芳香族ジオール成分の含有量は１０質量％以上５０質量％以下である。

上記シュープレス用ベルトにおいて、芳香族ジオール成分は、１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンおよび１，４−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンの少なくとも１つとすることができる。

上記シュープレス用ベルトにおいて、脂肪族ジオール成分は、１，４−ブタンジオール成分とすることができる。

上記シュープレス用ベルトにおいて、脂肪族ポリカーボネートジオール成分は、１，５−ペンタンジオール成分と１，６−ヘキサンジオール成分と炭酸エステル成分とを含むことができる。

上記シュープレス用ベルトにおいて、芳香族ジイソシアネート成分は、ジフェニルメタンジイソシアネート成分とすることができる。

上記によれば、亀裂の発生および進展が抑制されたシュープレス用ベルトを提供することができる。

図１は、シュープレス装置を示す説明図である。 図２は、本発明の一態様であるシュープレス用ベルトの一例を示す部分断面図である。 図３は、亀裂発生の評価のための繰り返し引張試験に用いるアングル形試験片の形状を示す概略平面図である。 図４は、亀裂発生の評価のための繰り返し引張試験におけるアングル形試験片の設置状態および引張要領を示す概略平面図である。

以下、本発明について図面を用いて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分又は相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さ等の寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。

［シュープレス装置］
図１に、抄紙工程のプレスパートに使用されるシュープレス装置の一例を示す。図１において、プレスロール１の下方には、可撓性のある円筒状のシュープレス用ベルト２が設けられている。シュープレス用ベルト２とプレスロール１との間には、フェルト３および湿紙４が通されている。シュープレス用ベルト２の外周面とフェルト３とは直接接触している。シュープレス用ベルト２の内周面には、プレスロール１側に向けて加圧シュー５が押し付けられている。加圧シュー５とシュープレス用ベルト２との間には、シュープレス用ベルト２を滑らかに走行させるために潤滑油が供給されている。シュープレス用ベルト２は、フェルト３との摩擦によって加圧シュー５の上を滑りながら走行する。加圧シュー５の表面は、プレスロール１の表面に対応した凹状となっている。プレスロール１と加圧シュー５との間には、広い幅の加圧脱水部Ｐが形成されている。この加圧脱水部Ｐで、湿紙４が脱水される。

［シュープレス用ベルト］
図２に、シュープレス用ベルト２の一例を示す。図２に示したシュープレス用ベルト２は、多重織された織布からなる基布２１（補強基材の一例）と、基布２１に含浸された中間ポリウレタン層２５と、中間ポリウレタン層２５の内側に設けられた内側ポリウレタン層２３と、中間ポリウレタン層２５の外側に設けられ、シュープレス用ベルト２の外周面を構成するポリウレタン層（以下では「最外周ポリウレタン層」と記す）２７とを有する。

内側ポリウレタン層２３と、基布２１を含む中間ポリウレタン層２５とは、その界面で接合されて一体化している。また、基布２１を含む中間ポリウレタン層２５と、最外周ポリウレタン層２７とは、その界面で接合され一体化している。すなわち、シュープレス用ベルト２は、内側ポリウレタン層２３と、基布２１を含む中間ポリウレタン層２５と、最外周ポリウレタン層２７とは、この順に、それぞれの界面で接合されて、一体化している。また、最外周ポリウレタン層２７の表面には、走行方向に沿って多数の排水溝２９が形成されており、これにより、脱水効率を高めることができる。

本発明のシュープレス用ベルトの構成は図２に示すシュープレス用ベルト２に限定されない。たとえば、中間ポリウレタン層２５と最外周ポリウレタン層２７との間には、さらに１層以上のポリウレタン層が設けられていても良い。また、内側ポリウレタン層２３と中間ポリウレタン層２５との界面の位置および中間ポリウレタン層２５と最外周ポリウレタン層２７との界面の位置は、図２では基布２１の裏および表（おもて）の表面とそれぞれ一致しているが、基布２１の表面よりも内側ポリウレタン層２３側または最外周ポリウレタン層２７側のいずれかにずれていても良い。

また、本発明のシュープレス用ベルトは、基布２１が単一層からなるポリウレタン層によって含浸および被覆されて構成されていても良いし、基布２１が２層のポリウレタン層によって含浸および被覆されて構成されていても良い。いずれの場合であっても、基布２１とポリウレタン層とが一体化されてシュープレス用ベルトが構成されている。

また、シュープレス用ベルト２の補強基材としては、基布２１に限定されず、基布、補強糸、網状物、または、それらの組み合わせであっても良い。補強基材の構成および素材については、従来のシュープレス用ベルトに補強基材として含まれている部材の構成および素材を特に限定されることなく使用できる。

［ポリウレタン］
このようなシュープレス用ベルト２の少なくとも外周面を構成するポリウレタンは、脂肪族ポリカーボネートジオールおよび芳香族ジイソシアネートを含むウレタンプレポリマーと炭素数が６以下の脂肪族ジオールおよび２つのヒドロキシエトキシ基を有する芳香族ジオールを含む硬化剤との反応物であることから、ウレタンプレポリマー成分として、脂肪族ポリカーボネートジオール成分と芳香族ジイソシアネート成分とを含み、硬化剤成分として、炭素数が６以下の脂肪族ジオール成分と２つのヒドロキシエトキシ基を有する芳香族ジオール成分とを含む。脂肪族ジオール成分および芳香族ジオール成分に対する芳香族ジオール成分の含有量は１０質量％以上５０質量％以下である。かかるポリウレタンは、亀裂の発生および進展が抑制される。このため、かかるポリウレタンで外周面が構成されているシュープレス用ベルト２は、亀裂の発生および進展が抑制される。

上記ポリウレタンは、好ましくは９１以上９７以下のショアＡ硬度を有する。ショアＡ硬度の下限値は、より好ましくは９３であり、ショアＡ硬度の上限値は、より好ましくは９６であり、さらに好ましくは９５である。本発明の熱硬化性ポリウレタンのショアＡ硬度が９０以下である場合には、耐圧縮永久歪みが悪化する可能性がある。また、本発明の熱硬化性ポリウレタンのショアＡ硬度が９８以上である場合には、耐クラック性の悪化が懸念される。本発明の熱硬化性ポリウレタンのショアＡ硬度が９１以上（より好ましくは９３以上）であれば、耐圧縮永久歪みに優れ、且つ、排水溝のＶＶの保持率を十分に確保できる。本発明の熱硬化性ポリウレタンのショアＡ硬度が９７以下（より好ましくは９６以下、さらに好ましくは９５以下）であれば、亀裂の発生および亀裂の進展を防止する性能が特に良好となる。本明細書では、ショアＡ硬度はＪＩＳ Ｋ６２５３−３：２０１２に記載の方法に準拠して測定された硬度を意味する。

上記ポリウレタンは、ウレタンプレポリマーとを硬化剤とを反応させるプレポリマー法により硬化させて合成したものであるため、ワンショット法により硬化させたポリウレタンに比べて、シュープレス用ベルトのような大型な樹脂成型品を安定して製造できる。上記ポリウレタンの合成方法は、上記プレポリマー法により硬化させて合成する方法として従来公知の方法を特に限定なく使用できる。

上記ポリウレタンにおいて、ウレタンプレポリマー成分として含まれる脂肪族ポリカーボネートジオール成分および芳香族ジイソシアネート成分、ならびに、硬化剤成分として含まれる炭素数が６以下の脂肪族ジオール成分および２つのヒドロキシエトキシ基を有する芳香族ジオール成分の分析は、特に制限はなく、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法（ＰｙＧＣ−ＭＳ）などの分析方法を用いることができる。ここで、各成分は、用いた分析方法および分析条件により対応する原料あるいはその酸化物、その還元物またはその誘導体などの対応物となる場合もあるが、用いた分析方法により各成分に対応する原料を特定できる。また、各成分の含有量は、各成分をそれが対応する原料に換算したときの質量割合を意味しており、ポリウレタンの各成分の種類および含有量から、ポリウレタン原料の対応する各成分の種類および含有量を特定できる。

＜ウレタンプレポリマー成分＞
ウレタンプレポリマー成分は、脂肪族ポリカーボネートジオールと芳香族ジイソシアネートとを含むウレタンプレポリマーに由来する成分であることから、脂肪族ポリカーボネートジオール成分と芳香族ジイソシアネート成分とを含む。ウレタンプレポリマー成分は、同じ種類の脂肪族ポリカーボネートジオール成分と同じ種類の芳香族ジイソシアネート成分とを含む同じ種類のウレタンプレポリマー成分のみであってもよいし、これと種類の異なるウレタンプレポリマー成分とを併用してもよい。

（脂肪族ポリカーボネートジオール成分）
脂肪族ポリカーボネートジオール成分は、炭素数が２以上１２以下が好適である。脂肪族ポリカーボネートジオール成分は、ポリウレタンの耐加水分解性を高めるが、その高い結晶性のため、亀裂を発生および進展させ得る。したがって、脂肪族ポリカーボネートジオール成分は、ポリウレタンの結晶性を低下させるために、ヘテロタイプの共重合系の脂肪族ポリカーボネートジオール成分であることが好ましく、１，５−ペンタンジオール成分と１，６−ヘキサンジオール成分と炭酸エステル成分とを含む脂肪族Ｃ５／Ｃ６共重合系ポリカーボネートジオール成分がより好ましい。

脂肪族ポリカーボネートジオール成分の対応する脂肪族ポリカーボネートジオールに換算した数分子量は、ポリウレタンの亀裂を発生および進展を抑制する観点から、１０００以上３０００以下が好ましく、１０００以上２０００以下がより好ましい。

脂肪族ポリカーボネートジオール成分に対応する脂肪族ポリカーボネートジオールは、炭素数が２以上１２以下であり且つ炭素数が互いに異なる２種類以上の炭化水素ジオールの混合物と炭酸エステルとをエステル化反応させて得られたものである。かかる脂肪族ポリカーボネートジオールの合成方法としては、脂肪族ポリカーボネートジオールの合成方法として従来公知の方法を特に限定されることなく使用できる。

炭素数が互いに異なる２種類以上の炭化水素ジオールの混合物は、好ましくは炭素数が２以上１２以下の鎖式炭化水素ジオールのうちの２種類以上の鎖式炭化水素ジオールを含み、より好ましくは炭素数が２以上６以下の鎖式炭化水素ジオールのうちの２種類以上の鎖式炭化水素ジオールを含み、さらに好ましくは炭素数が５および６の鎖式炭化水素ジオールを含む。例えば、炭素数が互いに異なる２種類以上の炭化水素ジオールの混合物は１，５−ペンタンジオールと１，６−ヘキサンジオールとの混合物であることが好ましい。炭素数が互いに異なる２種類以上の炭化水素ジオールの混合物として１，５−ペンタンジオールと１，６−ヘキサンジオールとの混合物を用いた場合には、Ｃ５／Ｃ６共重合系ポリカーボネートジオールが得られることとなる。

炭素数が互いに異なる２種類以上の炭化水素ジオールの混合物における各炭化水素ジオールの配合比率は特に限定されない。炭素数が互いに異なる２種類の炭化水素ジオールの混合物では、炭化水素ジオールは、モル比で１：９〜９：１の範囲で配合されることが好ましく、モル比で４：６〜６：４の範囲で配合されることがより好ましい。最も好ましいのは、炭化水素ジオールが１，５−ペンタンジオールと１，６−ヘキサンジオールとの混合物であり、その配合比率がモル比で４：６〜６：４である。

炭酸エステルは、分子内にエステル結合を有するのであれば特に限定されないが、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートまたはジフェニルカーボネートなどであることが好ましい。

（芳香族ジイソシアネート成分）
芳香族ジイソシアネート成分は、その対応する芳香族ジイソシアネートが、分子内に芳香環と２つのＮＣＯ基とを有するのであれば限定されないが、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ（ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｄｉｐｈｅｎｙｌ ｄｉｉｓｏｃｙａｎｅｔｅ））、１，４−フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｄｉｉｓｏｃｙａｎｅｔｅ））などが好ましい。

＜硬化剤成分＞
硬化剤成分は、炭素数が６以下の脂肪族ジオールと２つのヒドロキシエトキシ基を有する芳香族ジオールとを含む硬化剤に由来する成分であることから、炭素数が６以下の脂肪族ジオール成分と２つのヒドロキシエトキシ基を有する芳香族ジオール成分とを含む。ここで、ポリウレタンの柔軟性を高めて亀裂の発生および進展を抑制する観点から、脂肪族ジオール成分および芳香族ジオール成分に対する芳香族ジオール成分の含有量は１０質量％以上５０質量％以下であり、１０質量％以上２０質量％以下が好ましい。

（脂肪族ジオール成分）
脂肪族ジオール成分およびそれに対応する脂肪族ジオールは、ポリウレタンの柔軟性を高めて亀裂の発生および進展を抑制する観点から、炭素数が、６以下であり、４以上が好ましい。脂肪族ジオール成分は、たとえば、１，４−ブタンジオール成分であることが好ましい。

（芳香族ジオール成分）
芳香族ジオール成分は、ポリウレタンの柔軟性を高めて亀裂の発生および進展を抑制する観点から、２つのヒドロキシエトキシ基を有する芳香族ジオール成分であり、１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン成分および１，４−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン成分の少なくとも１つが好ましく、１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン成分がより好ましい。

以下、実験例Ａ〜Ｃにおいて、実施例および比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下に限定されない。

＜実験例Ａ＞
（最外周ポリウレタン層となる材料の準備）
最外周ポリウレタン層の製造のためのウレタンプレポリマーを調製するために、表１に示す性質を有する第１ウレタンプレポリマーおよび第２ウレタンプレポリマーを準備した。また、硬化剤として、商品名「１，４−ブタンジオール」（三菱化学（株）製。以下、明細書および表中で「１，４−ＢＤ」と表記）、１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンである商品名「ＤＥＲ」（三井化学ファイン株式会社製。以下、明細書および表中で「ＤＥＲ」と表記）、および１，４−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンである商品名「ＢＨＥＢ（登録商標）」（三井化学ファイン株式会社製。以下、明細書および表中で「ＢＨＥＢ」と表記）を準備した。

（シュープレス用ベルトの製造）
まず、表２に示す構成の縦４重横２重織りの織布からなる厚さ２．５ｍｍの基布を配置した準備した。

次に、中間ポリウレタン層の一部および内側ポリウレタン層を作製した。具体的には、商品名「ハイプレンＬ−１００」（三井化学株式会社製ウレタンプレポリマー：ＮＣＯ％＝４．２。以下、明細書および表中で「Ｌ−１００」と表記）と商品名「ハイプレンＬ−１６７」（三井化学株式会社製ウレタンプレポリマー：ＮＣＯ％＝６．４。以下、明細書および表中で「Ｌ−１６７」と表記）とを３０：７０の質量比で混合してウレタンプレポリマーを準備した。なお、「ハイプレンＬ−１００」および「ハイプレンＬ−１６７」は、いずれも、ポリオール成分としてポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）を含み、芳香族ジイソシアネートとしてＴＤＩを含んでいた。このウレタンプレポリマー（ＮＣＯ％＝５．７４）１００質量部と硬化剤としてのジメチルチオトルエンジアミン（アルベマール社製の商品名「ＥＴＨＡＣＵＲＥ ３００」。以下、明細書および表中で「ＤＭＴＤＡ」と表記）１５．９質量部とを個別に脱泡した後、混合した。このようにして、中間ポリウレタン層および内側ポリウレタン層となる材料が調製された。

調製された材料を、基布の表面（図２に示す基布２１の下側の表面）から、基布の厚さの約５０％まで含浸させ（中間ポリウレタン層の一部に相当）、更にその上から、同じ材料を１．０ｍｍ以上の厚さにコーティング（内側ポリウレタン層に相当）した。１２０℃の温度条件下で８時間の加熱を行なった。さらに、基布にコーティングされたポリウレタンに対し、切削および研磨を行った。これにより、基布の表面からのポリウレタンの厚さ（内側ポリウレタン層の厚さに相当）が１．０ｍｍとなった。続いて、ポリウレタンがコーティングされた面が内側となるように基布の表裏を反転させた。

次に、中間ポリウレタン層となる材料を基布の表面（図２に示す基布２１の上側の表面、内側ポリウレタン層と反対側に位置する表面）から、既に中間ポリウレタン層の一部が含浸された面まで含浸させながら、基布の表面に亘ってコーティングした。その後、ドクターブレードを用いて、基布にコーティングされたポリウレタンの表面が基布の表（おもて）面の位置とほぼ一致するようにポリウレタンの当該表面を平滑にした。このようにして、基布の裏面から表（おもて）面までの全体に亘って含浸された中間ポリウレタン層を作製した。中間ポリウレタン層の厚さは２．５ｍｍであった。

次に、中間ポリウレタン層の表面上に、最外周ポリウレタン層となる材料を調製してコーティングし、た。ここで、最外周ポリウレタン層となる材料の調製は、上記で準備した第１ウレタンプレポリマーおよび第２ウレタンプレポリマーを表３に示す質量比で混合したウレタンプレポリマーと、上記で準備した１，４−ＢＤおよびＤＥＲもしくはＢＨＥＢを表３に示す質量比で混合した硬化剤とを表３に示す配合量で混合することにより行った。続いて、１３０℃の温度条件で１２時間の加熱を行った。さらに、最外周ポリウレタン層の厚さが２．０ｍｍとなるように、最外周ポリウレタン層の表面に対し、切削および研磨を行った。その後、最外周ポリウレタン層の表面に、円周方向に沿って多数の排水溝（幅：０．９ｍｍ、深さ：１．０ｍｍ、ピッチ：２．５４ｍｍ）を形成した。

これにより、内側ポリウレタン層（厚さ：１．０ｍｍ、ショアＡ硬度：９３）、中間ポリウレタン層（厚さ：２．５ｍｍ、ショアＡ硬度：９３）、最外周ポリウレタン層（厚さ２．０ｍｍ、ショアＡ硬度は表３を参照）および基布が互いに接着されて一体化されたシュープレス用ベルトが得られた（例Ａ１〜Ａ２５）。例Ａ１〜Ａ２５について、実施例および比較例の区分を表３に示した。

＜実験例Ｂ＞
最外周ポリウレタン層となる材料の調製を、上記で準備した第１ウレタンプレポリマーおよび第２ウレタンプレポリマーを表４に示す質量比で混合したウレタンプレポリマーと、上記で準備した１，４−ＢＤ（硬化剤）とを表４に示す配合量で混合することにより行ったこと以外は、実験例Ａと同様にして、シュープレス用ベルトを製造した（例Ｂ１〜Ｂ４）。例Ｂ１〜Ｂ４は、最外周ポリウレタン層に硬化剤成分としてのＤＥＲおよびＢＨＥＢのいずれもが含まれていないため、比較例に区分された。

＜実験例Ｃ＞
最外周ポリウレタン層となる材料の調製を、Ｌ１００およびＬ１６７を表５に示す質量比で混合したウレタンプレポリマーと、ＤＭＴＤＡ（硬化剤）とを表５に示す配合量で混合することにより行ったこと以外は、実験例Ａと同様にして、シュープレス用ベルトを製造した（例Ｃ１〜Ｃ２）。例Ｃ１〜Ｃ２は、最外周ポリウレタン層のウレタンプレポリマー成分に脂肪族ポリカーボネートジオール成分が含まれておらず、また、最外周ポリウレタン層に硬化剤成分としてのＤＥＲおよびＢＨＥＢのいずれもが含まれていないため、比較例に区分された。

＜耐加水分解性の評価：引張試験＞
実験例Ａ〜Ｃにおいて得られたシュープレス用ベルトの最外周ポリウレタン層を構成するポリウレタンの耐加水分解性を評価した。

外周面に排水溝が形成されていないシュープレス用ベルトから最外周ポリウレタン層のみをサンプリングし、ＪＩＳ Ｋ６２５１：２０１７（加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方）に記載のダンベル状試験片（３号形ダンベル打ち抜き片（厚さ：１ｍｍ））を複数個、作製した。ＪＩＳ Ｋ６２５１：２０１７に記載の方法に準拠して、ダンベル状試験片の引張強度（処理時間：０時間）を測定した。

次に、複数個のダンベル状試験片のうちの数個を飽和型超加速寿命試験装置（株式会社平山製作所製の商品名「ＰＣ−３０５ＩＩＩ」）に入れ、飽和蒸気温度１０５℃で２４時間、放置した。ダンベル状試験片を、飽和型超加速寿命試験装置から取り出した後、室内で７日間、自然乾燥させた。その後、上述の方法にしたがってダンベル状試験片の引張強度（処理時間：２４時間）を測定し、下記式
［破断強度の保持率（処理時間：２４時間）］（％）＝［引張強度（処理時間：２４時間）］÷［引張強度（処理時間：０時間）］×１００
にしたがって破断強度の保持率（処理時間：２４時間）を算出した。結果を表３〜５にまとめた。

＜亀裂発生の評価＞
実験例Ａ〜Ｃにおいて得られたシュープレス用ベルトの最外周ポリウレタン層の亀裂発生の有無を評価した。

外周面に排水溝が形成されていないシュープレス用ベルトから最外周ポリウレタン層のみをサンプリングし、図３に示すＪＩＳ Ｋ６２５２−１：２０１５に記載の切り込みなしアングル形試験片２ｓ（打ち抜き片）（厚さ：１．０ｍｍ）を複数個、作製した。このアングル形試験片を用いて繰り返し引張試験を行った。かかる引張試験には、ＪＩＳ Ｋ６２６０：２０１７（加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−耐屈曲き裂性及び耐屈曲き裂成長性の求め方（デマチャ式））に記載されたデマチャ式屈曲試験機を用いた。図４を参照して、デマチャ式屈曲試験機の固定部分である上部つかみ具１０１と移動部分である下部つかみ具１０２との間の距離が最小距離となる位置でアングル形試験片２ｓを上部つかみ具１０１および下部つかみ具１０２に設置して、繰り返し引張試験を行なった。繰り返し引張のための往復運動は、最小距離５０．０ｍｍ（伸長０％）、最大距離５７．５ｍｍ（伸長１５％）、運動距離７．５ｍｍとした。この条件で、切り込みなしアングル形試験片の内角部に亀裂が発生するまで、伸長０％から伸長１５％までの引張を繰り返した。結果を表３〜５に示した。表３において「＞４０」とは、切り込みなしアングル形試験片の引張を４０万回繰り返しても亀裂が発生しなかったことを意味する。本試験において、引張回数＞３０万回であれば、シュープレス用ベルトの最外周ポリウレタン層には亀裂が発生しにくいことが判る。

＜亀裂進展の評価＞
実験例Ａ〜Ｃにおいて得られたシュープレス用ベルトの最外周ポリウレタン層の亀裂進展を評価した。

外周面に排水溝が形成されていないシュープレス用ベルトをカットし、短冊試験片（長さ：１５０ｍｍ、幅：２０ｍｍ、厚さ：５．５ｍｍ）を作製した。短冊試験片の長さ方向の中央であって幅方向一端部外面（最外周ポリウレタン層）に、長さ３．５ｍｍ、深さ２．０ｍｍの切り込みを入れた。上記デマチャ式屈曲試験機を用いて、次の条件で亀裂の進展を評価した。往復運動は、最大距離８０．５ｍｍ、最小距離３８．５ｍｍ、運動距離４２．０ｍｍとした。この条件で、亀裂の先端が短冊試験片の幅方向中央付近に達するまで短冊試験片を屈曲させた後、亀裂の大きさおよび屈曲回数を測定した。測定された亀裂の大きさを屈曲回数（１０００回）で除して亀裂進展速度を求めた。結果を表３〜５に示した。本試験において、亀裂進展速度が遅ければ、シュープレス用ベルトにおいて亀裂の進展が防止されていることが判る。

表３を参照して、硬化剤成分として炭素数が６以下の脂肪族ジオール成分である１，４−ブタンジオール成分と、２つのヒドロキシエトキシ基を有する芳香族ジオール成分である１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン（商品名「ＤＥＲ」）成分または１，４−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン（商品名「ＢＨＥＢ（登録商標）」）成分とを含み、脂肪族ジオール成分および芳香族ジオール成分に対する芳香族ジオール成分の含有量が１０質量％以上５０質量％以下であるポリウレタンは、耐加水分解性が高く維持されたとともに、亀裂発生までの屈曲回数が多く亀裂進展速度が遅かった。このことから、高い耐クラック性が期待できる。これに対して、表４および表５を参照して、硬化剤成分として２つのヒドロキシエトキシ基を有する芳香族ジオール成分を含まないウレタンは、亀裂発生までの屈曲回数が少なく亀裂進展速度が速かった。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態および実施例ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ プレスロール、２ シュープレス用ベルト、２ｓ アングル形試験片、３ フェルト、４ 湿紙、５ 加圧シュー、２１ 基布、２３ 内側ポリウレタン層、２５ 中間ポリウレタン層、２７ 最外周ポリウレタン層、２９ 排水溝、１０１ 上部つかみ具、１０２ 下部つかみ具。

Claims (5)

1. 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成分として、脂肪族ポリカーボネートジオール成分と芳香族ジイソシアネート成分とを含み、硬化剤成分として、炭素数が６以下の脂肪族ジオール成分と２つのヒドロキシエトキシ基を有する芳香族ジオール成分とを含み、
   前記脂肪族ジオール成分および前記芳香族ジオール成分に対する前記芳香族ジオール成分の含有量は１０質量％以上５０質量％以下である、シュープレス用ベルト。
2. 前記芳香族ジオール成分は、１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン成分および１，４−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン成分の少なくとも１つである、請求項１に記載のシュープレス用ベルト。
3. 前記脂肪族ジオール成分は、１，４−ブタンジオール成分である請求項１または請求項２に記載のシュープレス用ベルト。
4. 前記脂肪族ポリカーボネートジオール成分は、１，５−ペンタンジオール成分と１，６−ヘキサンジオール成分と炭酸エステル成分とを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のシュープレス用ベルト。
5. 前記芳香族ジイソシアネート成分は、ジフェニルメタンジイソシアネート成分である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のシュープレス用ベルト。

Images