专利名称：抄纸用操作带及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种抄纸用聚氨酯制操作带(process belt)，所述抄纸用聚氨酯制操 作带用做在抄纸机中使用的、具有高刚性、高延展性及弯曲性能的靴形压榨带、传动带(传 送带)、砑光带(calender belt)等。在抄纸机中，例如靴形压榨带与搭载湿纸幅的抄纸用 压榨毛毯(也称为压榨织物)一起被压榨辊及靴压榨，用于挤出所述湿纸幅中含有的水分。 此外，本发明还涉及上述抄纸用操作带的制造方法。
背景技术：
在抄纸工序中，为了从湿纸中挤水，现有的抄纸机一般具有网部、压榨部及干燥 部。这些网部、压榨部及干燥部，按此顺序沿湿纸的传送方向设置。湿纸边被分别设置于网 部、压榨部的抄纸用具陆续地接收送出，边被传送，同时进行挤水，最终在干燥部被干燥。在上述各个部中，使用与对湿纸进行脱水(网部)、挤水(压榨部)及干燥(干燥 部)的各功能相对应的抄纸用具。此外，压榨部一般具有沿湿纸的传送方向串联设置的一 个以上的压榨装置。各压榨装置设有无端状(封闭式)的毛毯，或者将有端状的毛毯在抄纸机上连接 形成无端状的毛毯。并且，压榨装置具有相向的一对辊(即辊压榨)、或者具有辊及靴压榨， 该毛毯搭载湿纸沿湿纸的传送方向不断移动，通过对该毛毯与靴形压榨带一起用辊压榨或 者靴形压榨进行加压，从而从湿纸中挤出水分，并使毛毯连续吸收该水分，或者途经毛毯内 部而排到外部。用图5来说明所述压榨装置部分的一个例子。使用在压榨辊1与靴5之间设有环 状的靴形压榨用带2的靴形压榨装置，在由压榨辊1与靴5形成的压榨部，使传送毛毯3与 湿纸4通过从而进行脱水。此外，如图2所示，靴形压榨用带2是在密封(埋设)于聚氨酯层的纤维基材6的 两面设置聚氨酯外周层21、聚氨酯内周层22而形成，并且在压榨辊侧的聚氨酯外周层21的 表面形成多个凹槽对，将在上述压榨时从湿纸4中挤出的水保持在凹槽M中，并且将保持 的水通过带自身的旋转而转移到压榨部之外。因此，在压榨辊侧的聚氨酯外周层21上设置 的凸部25，要求其改善对于由压榨辊1引起的垂直方向的挤压力、以及对在靴形压榨区域 内的靴形压榨用带的摩擦和弯曲疲劳的耐磨损性、耐裂纹性、耐弯曲疲劳性等机械特性。基于上述理由，作为形成靴形压榨用带2的聚氨酯外周层21的树脂材料，广泛使 用耐裂纹性优异的聚氨酯。例如，日本专利特开2002-146694号公报(专利文献1)公开了一种靴形压榨带， 其为补强纤维基材与聚氨酯呈一体化、所述聚氨酯由外周层及内周层构成、所述补强纤维 基材埋设于所述聚氨酯中的造纸用带；在所述造纸用带中，构成外周层的聚氨酯是将甲 苯-2，6-二异氰酸酯(TDI)与聚丁二醇(PTMG)反应制得的末端具有异氰酸酯基的聚氨酯 预聚物(三井化学株式会社制Hipren L(> L):商品名)，以及含有二甲基硫代甲 苯二胺的固化剂(也称为链增长剂)，按所述固化剂的活泼氢(-H)与所述聚氨酯预聚物的异氰酸酯基(-NC0)之间的当量比(H/NC0)值为1 < H/NC0 < 1. 15的比例，混合所述聚氨酯 预聚物及所述固化剂，使混合而成的组合物固化得到的JIS A硬度为89 94度的聚氨酯； 构成内周层的聚氨酯是将4，4’_亚甲基双(苯基异氰酸酯)(MDI)与聚丁二醇(PTMG)反应 制得的末端具有异氰酸酯基的聚氨酯预聚物，以及含有65份二甲基硫代甲苯二胺及35份 聚丁二醇(PTMG)的混合固化剂，按所述固化剂的活泼氢(H)与所述聚氨酯预聚物的异氰酸 酯基(NCO)之间的当量比(H/NC0)值为0. 85 ( H/NC0 < 1的比例，混合所述聚氨酯预聚物 与所述固化剂，由混合成的组合物固化得到的聚氨酯形成。此外，日本专利特开2002-146694号公报(专利文献1)还公开了一种抄纸用操 作带，其为补强基材与热固性聚氨酯呈一体化、所述补强基材埋设于所述聚氨酯中、外周面 及内周面由所述聚氨酯构成的造纸用带；在所述造纸用带中，构成外周面的聚氨酯由包括 末端具有异氰酸酯基的聚氨酯预聚物、以及含有二甲基硫代甲苯二胺的固化剂的组合物形 成。并且，日本专利特开2008-285784号公报(专利文献2)公开了一种靴形压榨带， 其特征在于，其为如图1所示的补强纤维基材6埋设于聚氨酯2中、外周层加及内周层2b 由聚氨酯构成的靴形压榨带；在所述靴形压榨带中，构成外周层的聚氨酯是将末端具有异 氰酸酯基的聚氨酯预聚物(A)，与含有1，4_ 丁二醇及具有活泼氢的芳香族多胺的固化剂 混合物(B)反应固化得到的聚氨酯层，所述聚氨酯预聚物(A)为选自对苯二异氰酸酯或4， 4’-亚甲基双(苯基异氰酸酯)的异氰酸酯化合物，与聚丁二醇(PTMG)反应得到的末端具 有异氰酸酯基的聚氨酯预聚物。所述专利文献2中记载的靴形压榨带与所述专利文献1中记载的靴形压榨带相 比，刚性、耐弯曲性优异，其使用选自固化速度难以调整的对苯二异氰酸酯或4，4’ -亚甲基 双(苯基异氰酸酯)的异氰酸酯化合物作为聚氨酯原料的多异氰酸酯，并使用直链状聚醇 化合物的PTMG及丁二醇作为聚醇成分，因此与专利文献1中记载的靴形压榨带相比具有在 抗弯曲疲劳性、抗裂纹扩展性、抗沟槽闭合性、硬度、拉伸特性及磨损特性强韧性方面均优 异的优点。特表2007-530800号公报(专利文献3)公开了一种抄纸机用操作带，其具有聚氨 酯层，所述聚氨酯层具有以将TDI或MDI用做异氰酸酯化合物的聚氨酯为基础的涂层，所 述TDI、MDI中含有约0.01重量％ 约10重量％，优选为约1 5重量％含量的长度约为 IOOnm 500nm范围的纳米粒子，所述纳米粒子的平均粒径分布不超过IOOnm ；该抄纸用操 作带，其抗弯曲疲劳性、抗裂纹扩展性、抗沟槽闭合性、硬度、拉伸特性或磨损特性中的至少 一种特性得以提高。关于传动带(传送带)的专利第3264461号说明书(专利文献4)公开了一种传送 带，其是在纸、板纸等抄纸机中，用于将纸幅从压缩传送带的第1传送点，通过封闭式牵引 方式向第2传送点运送的传送带；在所述传送带中，所述传送带由强化基布以及所述强化 基布的纸侧(外层)的脂肪族聚氨酯聚合体皮膜构成；所述强化基布具有里侧及所述纸侧， 所述聚合体皮膜是将含有23.6重量％高岭土粘土、67.5重量％脂肪族聚氨酯(固含量)的 脂肪族聚氨酯水分散液在所述强化基布表面上涂布、干燥形成的、具有邵氏A50至邵氏A90 范围的A硬度；所述聚合体皮膜具有纸幅接触面，所述纸幅接触面具有根据负荷进行弹性 形变的粗糙度；所述聚合体皮膜的压缩前的粗糙度在Rz = 2微米至80微米的范围；所述传送带在压榨压区内时被压缩，其粗糙度为Rz = 0微米至20微米的范围，且从所述压榨压区 退出后能够恢复到所述压缩前的粗糙度。所述专利文献3，作为纳米粒子例如有粘土、炭黑、二氧化硅、碳化硅、或者是氧 化铝等的金属氧化物；所述金属氧化物还可以包括氧化铝、氧化钛、氧化铁、氧化锌、氧 化铟、氧化锡、氧化锑、氧化铈、氧化钇、氧化锆、氧化铜、氧化镍和/或氧化钽、以及它们 的组合。例如，在一个实施例中，添加至1重量％的无膜氧化铝、用环氧硅烷或辛基硅烷 覆膜的氧化铝。此外，还公开了作为粘土还可以包括Cloisite (注册商标)30B、滑石、 锂蒙脱石(Hectorite)、云母、蛭石(vermiculite)、膨润土、绿脱石(nontronite)、贝得 石(beidellite)、富铬绿脱石(volkonskoite)、硅硼锂铝石(manadiite)及水羟硅钠石 (kenyaite)、以及它们的组合物等蒙脱石。所述专利文献3的抄纸用操作带具有比所述专利文献4公开的传动带高的表面硬 度，并且在说明书中公开了比所述专利文献1中记载的抄纸用操作带提高了约4 5倍的 抗弯曲疲劳性、抗裂纹扩展性的数值，但与所述专利文献2中记载的靴形压榨带的抗弯曲 疲劳性、抗裂纹扩展性相比要差。所述专利文献2中记载的靴形压榨带，由于将选自对苯二异氰酸酯或4，4’ -亚甲 基双(苯基异氰酸酯)的异氰酸酯化合物作为异氰酸酯化合物使用，因此存在将多异氰酸 酯与固化剂进行加热时，温度难以管理的缺点。所述专利文献4的操作带，由于将含有23. 6重量％高岭土粘土、67. 5重量％ (固 含量)脂肪族聚氨酯的脂肪族聚氨酯水分散液用做涂层剂，因此能够发挥出由高岭土粘土 带来的提高带的JIS-A硬度的效果、及由脂肪族聚氨酯带来的提高带的延展性的效果，但 是在提高耐久性方面仍不充分。现有技术文献专利文献1 日本专利特开2002-146694号公报专利文献2 日本专利特开2008-285784号公报专利文献3 特表2007-530800号公报专利文献4 专利第3264461号说明书
发明内容
所述专利文献3中记载的通过加入纳米粒子从而提高抄纸用靴形压榨带的疲劳 裂纹扩展率的抑制效果的方法，具有不特别限定聚氨酯原料的多异氰酸酯化合物的种类就 能够使用的优点，是个优秀的方法。但是，将纳米粒子分散到聚氨酯预聚物中，进而使固化 剂混合均勻，使纳米粒子均勻分散到固化性聚氨酯组合物中的方法，存在纳米粒子吸收空 气中的水分并与多异氰酸酯化合物反应、以及纳米粒子发生二次聚集的缺点，难以使用超 过10重量％的纳米粒子。如果是用于靴形压榨带，那么纳米粒子的配比量可以在0. 1 10 重量％，但在还要求带具有亲水性的操作带中，纳米粒子的配比量优选为更高的值。本发明人使用平均粒径1 20微米(μ m)的无机填充剂，作为均勻分散到固化性 聚氨酯组合物中的无机填充剂，制造聚氨酯制的抄纸用操作带，对疲劳裂纹扩展率的抑制 效果进行评价，结果发现平均粒径为1 20 μ m的煅烧高岭土粘土、熔融二氧化硅、沸石或 者用有机硅烷偶联剂对这些粒子表面进行表面处理后的含有氧化硅成分50重量％以上的无机填充剂，能使所述疲劳裂纹扩展率的抑制效果进一步提高2 10倍。本发明提供一种抄纸用操作带，其是将补强纤维基材与聚氨酯层一体化、所述补 强纤维基材埋设于所述聚氨酯中的抄纸用操作带，其特征在于，聚氨酯的一部分或全部聚 氨酯是使固化性聚氨酯组合物加热固化形成的聚氨酯，所述固化性聚氨酯组合物含有末端 具有异氰酸酯基的聚氨酯预聚物、具有活泼氢的固化剂以及0. 3 30重量％的无机填充 剂；所述聚氨酯预聚物是芳香族异氰酸酯化合物与聚醇反应得到的末端具有异氰酸酯基的 聚氨酯预聚物，所述无机填充剂是平均粒径为1 20 μ m的选自煅烧高岭土粘土、熔融二氧 化硅及沸石的以氧化硅成分为主要成分的无机填充剂。本发明的上述抄纸用操作带，其特征在于，所述煅烧高岭土粘土或熔融二氧化硅 的粒子表面，用0. 2 3重量％ (相对于用有机硅烷偶联剂进行表面处理后的无机填充剂 的重量比)的有机硅烷偶联剂进行表面处理的无机填充剂。本发明的上述抄纸用操作带，其特征在于，与湿纸相接触的抄纸用操作带的聚氨 酯外层侧的JIS-A硬度为91 100度。本发明还提供抄纸用操作带的制造方法，其为补强纤维基材与聚氨酯层一体化、 所述补强纤维基材埋设于所述聚氨酯中的抄纸用操作带的制造方法，其特征在于，包括将 聚氨酯预聚物、具有活泼氢的固化剂以及无机填充剂混合得到固化性聚氨酯组合物的工 序；以及，通过使固化性聚氨酯组合物加热固化，从而形成由该固化性聚氨酯组合物构成部 分或全部聚氨酯、且埋设了补强纤维基材的聚氨酯层的工序；无机填充剂是平均粒径为1 20 μ m的、选自煅烧高岭土粘土、熔融二氧化硅及沸 石的以氧化硅成分为主要成分的无机填充剂，且在固化性聚氨酯组合物中含有0. 3 30重
量％ ；聚氨酯预聚物是将芳香族异氰酸酯化合物与聚醇反应得到，末端具有异氰酸酯基。本发明的抄纸用操作带，因为使用平均粒径为1 20 μ m的大粒径的煅烧高岭土 粘土、熔融二氧化硅及沸石的以氧化硅粒子为主要成分的无机填充剂作为无机填充剂，因 此容易向固化性聚氨酯组合物中添加，且无机填充剂对于形成的芳香族类聚氨酯的结合也 很牢固。此外，无机填充剂的配比量还可以为0. 3 30重量％的较高的加入量，能够提供 高刚性、疲劳裂纹扩展率的抑制效果比市售的聚氨酯制靴形压榨带、传动带、砑光带等抄纸 用操作带提高了 5 20倍的聚氨酯制操作带。
图1为本发明的靴形压榨带的截面图。图2为本发明的靴形压榨带的截面图。图3为本发明中使用的类似德墨西亚(De Mattia)式弯曲试验的说明图。(公知)图4为本发明中使用的磨损试验的说明图。(公知)图5为湿纸脱水装置的截面图。(公知)附图标记加靴形压榨带的外层；2b靴形压榨带的内层；2c靴形压榨带的中间层；6补强纤 维基材；21靴形压榨带的外层；22靴形压榨带的内层；24凹槽；25凸部。
以下结合附图对本发明进行更详细地说明。图1表示本发明的靴形压榨带的例子 之一的截面图，由补强纤维基材与聚氨酯层一体化而构成、所述补强纤维基材埋设于所述 聚氨酯层中。图1(a)的聚氨酯层为单层聚氨酯层、图1(b)的聚氨酯层为由外周层Oa)与 内周层Ob)构成的双层聚氨酯层、图1(c)的聚氨酯层为由外周层Ca)、中间层Qc)及内 周层Ob)构成的3层聚氨酯层。任意所述结构的靴形压榨带均为聚氨酯的一部分或全部聚氨酯是使固化性聚氨 酯组合物固化形成的聚氨酯制操作带，所述固化性聚氨酯组合物含有末端具有异氰酸酯 基的聚氨酯预聚物、具有活泼氢的固化剂以及无机填充剂；所述无机填充剂是平均粒径为 1 20μπκ优选为1 ΙΟμπι的、选自煅烧高岭土粘土、熔融二氧化硅、沸石以及用具有活 泼氢(H)的有机硅烷偶联剂对所述煅烧高岭土粘土、熔融二氧化硅的粒子表面进行表面处 理的、以氧化硅成分为主要成分的无机填充剂；所述固化性聚氨酯组合物含有0. 3 30重 量％无机填充剂，优选的是在靴形压榨带中含有1. O 20重量％、在要求亲水性的传动带 中含有12 观重量％、在砑光带中含有3 20重量％。所述聚氨酯预聚物(A)为芳香族多异氰酸酯化合物(a)与聚醇(b)反应得到的末 端具有异氰酸酯基(-NC0)的聚氨酯预聚物。该聚氨酯预聚物(A)的末端异氰酸酯基可以 用苯酚、肟、醇、有机脂肪族胺或有机羧酸等阻断剂进行遮蔽。作为所述芳香族多异氰酸酯化合物(a)可以使用选自2，4_甲苯二异氰酸酯、2， 6-甲苯二异氰酸酯、1，5_萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、4，4’ -亚甲基双(苯基异氰酸 酯)及间苯二异氰酸酯中的一种或两种以上的多异氰酸酯。由于TDI、MDI在制造聚氨酯时 的加热固化能低，因此更为优选。此外，所述聚醇(b)可以使用从聚丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等聚醚多元醇；聚 己酸内酯、聚碳酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸己二醇酯等聚酯多 元醇中选择的一种或两种以上的聚醇。更优选的是聚丁二醇、聚乙二醇或聚丙二醇等的分 子量为230 3000的聚醚多元醇。芳香族多异氰酸酯化合物(a)的异氰酸酯基(-NC0)按相对于聚醇(b)的羟基 (-0H)的当量比在1以上的量进行反应，生成的聚氨酯预聚物的末端残留有异氰酸酯基。所述具有活泼氢(-H)的固化剂(B)，例举有从1，4_ 丁二醇、甘油、季戊四醇等脂 肪族多元醇；以及选自3，5- 二乙基甲苯-2，4- 二胺与3，5- 二乙基甲苯-2，6 二胺的混合物 (商品名ETHACURE 100)、4，4，-双(2-氯苯胺)、3，5- 二甲基硫代-2，4-甲苯二胺与3，5- 二 甲基硫代-2，6-甲苯二胺的混合物(商品名ETHM:URE300)、4，4，-双(仲丁基氨基)_ 二 苯基甲烷、N，N’ - 二烷基二氨基二苯基甲烷、4，4’ -亚甲基二苯胺(MDA)、4，4’ -亚甲基-双 (2，3-二氯苯胺)(TCDAM)、4，4，-亚甲基-双(2-氯苯胺)(MOCA)、4，4，-亚甲基-双(2-乙 基-6-甲基苯胺)(商品名⑶REHARD MED)、三亚甲基-双(4-氨基苯甲酸酯)(商品名 CUA-4)及间苯二胺(MPDA)的分子量为108 380、优选为198 342的芳香族多胺中选择 的一种或两种以上的固化剂。所述聚氨酯预聚物(A)的异氰酸酯基(-NC0)与固化剂(B)的活泼氢(_H)的使 用比例，按与聚氨酯预聚物(A)的异氰酸酯基(-NC0)的当量比(-H/-NC0)值为0. 88彡H/NCO ( 1. 12、优选为0. 95 ( H/NC0 ( 1. 0的比例使用。将混合有所述聚氨酯预聚物、所述 固化剂以及0. 3 30重量％无机填充剂的固化性聚氨酯组合物，在70 140°C下加热固 化2 20小时，形成外层的聚氨酯层。为了提高聚氨酯制带的耐磨损性，所述H/NC0比最 好取低的值；为了提高聚氨酯制带的抗裂纹防止性，所述H/NC0比最好取高的值。上述无机填充剂(C)可以使用平均粒径为1 20 μ m、优选为1 10 μ m的选自煅 烧高岭土粘土、熔融二氧化硅、沸石以及用有机硅烷偶联剂对所述煅烧高岭土粘土、熔融二 氧化硅的粒子表面进行表面处理后的无机填充剂的以氧化硅成分为主要成分的无机填充 剂。这些无机填充剂(C)的含水量小于1. 0重量％，优选为0. 0001重量％以下。作为有机硅烷偶联剂优选为氨基(-NH2)改性有机硅烷偶联剂、巯基(-SH)改性有 机硅烷偶联剂、羧基(-C00H)改性有机硅烷偶联剂等具有活泼氢(-H)的有机硅烷偶联剂、 或具有烷氧基(OR)及活泼氢(-H)的改性有机硅烷偶联剂。上述有机硅烷偶联剂可以单独 使用或两种以上并用。并且，具有活泼氢(-H)的有机硅烷偶联剂还包括，通过加热分解而 与空气中的水分反应生成活泼氢(-H)的烷氧基改性有机硅烷偶联剂、酰胺基改性有机硅 烷偶联剂。作为改性有机硅烷偶联剂，具体地说，例如有3-辛酰基硫代丙基三乙氧基硅烷、 Y-脲基丙基三乙氧基硅烷或β _(3，4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷等。上述氨基改性有机硅烷偶联剂，具体地说，例如有N-β (氨基乙基)Y-氨基丙基 三甲氧基硅烷、Ν-β (氨基乙基)Y-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、Y-氨基丙基三乙氧基 硅烷、N-苯基-γ -氨基丙基三甲氧基硅烷、Ν-2-(氨基乙基)3-氨基丙基甲基二甲氧基硅 烷、Ν-2-(氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷、Ν-2-(氨基乙基)3-氨基丙基三乙氧基硅 烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基硅基-N-(l，3-二甲 基-亚丁基)丙基胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷或Y-氯丙基三甲氧基硅烷等。上述环氧基改性有机硅烷偶联剂，具体地说，例如有Y -缩水甘油醚氧基丙基三 甲氧基硅烷、Y-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、Y-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧 基硅烷、Y-缩水甘油醚氧基丙基三甲基二乙氧基硅烷或2-(3，4-环氧基环己基)乙基三 甲氧基硅烷等。上述巯基(-SH)改性有机硅烷偶联剂，具体地说，例如有Y-巯基丙基三甲氧基硅 烷、3-辛酰基硫代丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧 基硅烷或双(三乙氧基硅基丙基)四硫等。上述羧基(-C00H)改性有机硅烷偶联剂，具体地说，例如有3-甲基丙烯酰氧基丙
基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基三乙氧基硅烷或3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基 娃烧等。其中，3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷由于与 熔融二氧化硅、煅烧高岭土粘土、聚氨酯的亲和性优异，因此优选。即，有机硅烷偶联剂富于 与以所述SW2为主要成分的无机填充剂的亲和性，且因为有机硅烷偶联剂的活泼氢(-H) 在固化性聚氨酯组合物固化时与异氰酸酯基反应，因此生成的聚氨酯与所述无机填充剂的 结合更牢固。具有活泼氢的有机硅烷偶联剂相对于所述无机填充剂的使用量为0. 2 3重 量％，优选为0. 5 1.5重量％。
所述煅烧高岭土粘土(C)，例如3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性煅烧高岭土粘土可 以为德国BASF公司的Translink445 (平均粒径1. 4 μ m、比表面积10. 4m2/g)、煅烧高岭土 粘土可以用商品名购得BASF公司的Mtintone W (平均粒径1. 4 μ m、比表面积10. 4m2/g)、 IMERYS 公司的 Polestar 200R、JETRO 公司的 Calconed China Clay。此外，熔融二氧化硅 (C)可以用商品名购得株式会社龙森的Fuselex X (平均粒径2. 5 μ m、比表面积12. 8m2/g)、 Fuselex RD-8 (平均粒径15. 1 μ m、比表面积2. 2m2/g)。用于制备用3-(2-氨基乙基)氨基 丙基三甲氧基硅烷改性的煅烧高岭土粘土(C)、熔融二氧化硅(C)的3-(2-氨基乙基)氨 基丙基三甲氧基硅烷，市售有信越化学工业的KBM-603(商品名)、DOW Corning 1Toray (东 > ·夕■々- 一二 >夕’)公司的z-6020或Z-6094 (商品名)、momentive ( ^ ^ >手歹)公 司的A-1120或A-1122(商品名)。此外，用于制备用3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性的 煅烧高岭土(C)、熔融二氧化硅(C)的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，市售有信越化学工业 的 KBE-903 (商品名)、DOW Corning Toray 公司的 Z-6011 (商品名)、momentive 公司的 A-1100 (商品名)。因为天然沸石(硅酸盐 水合物)为水合物，或者即使是市售的沸石或 合成沸石也为含水量超过1重量％的沸石，所以将其加热干燥去除水分，作为含水量小于 1.0重量％的沸石使用。含有50重量％以上所述SiO2的无机填充剂(C)在聚氨酯中所占的含量为0. 3 30重量％。小于0. 3重量％时，不能期望提高刚性、疲劳裂纹扩展率的抑制效果。超过30重 量％时，不能期望进一步提高刚性、疲劳裂纹扩展率的抑制效果，难以使聚氨酯预聚物(A)、 固化剂(B)及无机填充剂(C)均勻混合，难以进行外层用固化性聚氨酯组合物的层压作业。形成内层及中间层聚氨酯的原料及固化剂也可以从所述多异氰酸酯化合物(a)、 聚醇(b)及固化剂(B)中选择使用。外层聚氨酯与中间层聚氨酯及内层聚氨酯的原料组成 可以相同也可以不同。并且，中间层聚氨酯及内层聚氨酯可以含有0. 3 30重量％的无机 填充剂，也可以不含有。如图2所示的操作带为含有无机填充剂(C)的外层21、与内层22的两层结构的靴 形压榨带，所述外层21为了使榨水性良好而在表面具有凹槽M，所述无机填充剂(C)含有 50重量％以上的所述SiA ；6表示补强纤维基材，25表示凸部。作为补强纤维基材6，除了可以使用所述专利文献1至专利文献4中记载的织布 外，还可以使用其他文献中记载的补强纤维基材。例如为以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 纤维5000dtex复丝线的捻线为纬线、以550dtex的复丝为经线、经线夹杂在纬线中、纬线与 经线的交叉点通过聚氨酯粘接接合的格子状材料。作为纤维材料，还可以用芳纶纤维、尼龙 6，6、尼龙6，10、尼龙6等聚酰胺纤维代替聚对苯二甲酸乙二醇酯。并且，还可以在经线与纬 线中使用不同材料的纤维，还可以使用SOOOdtex及7000dtex等粗度不同的经线及纬线。所述聚氨酯外周层尽管是JIS A硬度值为91 100度，优选为95 98度的聚氨 酯，却表现出优异的耐磨损性、耐裂纹性、耐弯曲疲劳性。为了制造抄纸用操作带，例如在表面涂布有离型剂的心轴上，边使心轴旋转，边 涂布形成聚氨酯内周层的聚氨酯预聚物与固化剂的混合物，使其在心轴表面形成0. 8 3. 5mm厚的聚氨酯内周层；将该混合物涂布层升温至70 140°C，进行0. 5 1小时的前固 化。在其上设置补强纤维基材，然后涂布0. 5 2mm的形成中间层的聚氨酯预聚物与固化剂 的混合物，在浸没基布的同时与所述聚氨酯内周层粘接，将该混合物涂布层在50 120°C下进行0. 5 1小时的前固化，形成用纤维基材补强了的聚氨酯中间层。然后，边旋转该心 轴，边涂布、浸没含有形成聚氨酯外周层的聚氨酯预聚物(A)、固化剂(B)及所述无机填充 剂(C)的固化性聚氨酯组合物，使其在所述补强纤维织物基材表面形成1. 5 4mm厚的聚 氨酯外周层，将该混合物涂布层在70 140°C下加热固化2 20小时。然后，根据需要在 聚氨酯外周层上雕刻如图2所示的沟槽M。向聚氨酯外周层雕刻沟槽，可以在加热固化聚 氨酯层的过程中，将表面具有沟槽深度高度的突起25的加热压花辊压接到固化中的聚氨 酯外周层上进行雕刻。并且，心轴具备加热装置。 作为其他抄纸用操作带的制造方法，例如有如下方法，在表面涂布有离型剂的心 轴上，涂布形成聚氨酯内周层的聚氨酯预聚物与固化剂的混合物，使其形成0.8 3mm厚的 聚氨酯层，在70 140°C下进行0. 5 2小时的前固化；然后在固化了的聚氨酯层外面设置 补强纤维基材后，涂布0.5 2mm的形成中间层的聚氨酯预聚物与固化剂的混合物，在浸没 基布的同时与内周层粘接，将该混合物涂布层在50 120°C下进行0. 5 1小时的预固化， 形成用纤维基材补强了的聚氨酯中间层。然后，涂布含有形成外周面的聚氨酯预聚物(A)、 固化剂(B)及所述无机填充剂(C)的固化性聚氨酯组合物，使其形成2 4mm厚的聚氨酯 外周层，在70 140°C下进行4 16小时后固化。然后，用切削车刀在埋设有补强纤维基 材的层压聚氨酯外周层面上切削加工出沟槽，然后用砂纸或聚氨酯研磨布研磨聚氨酯外周制造具有中间层的抄纸用操作带的制造方法，例如有如下方法，在表面涂布有离 型剂的心轴上，涂布形成内周层的聚氨酯预聚物与固化剂的混合物，使其形成0.6 3mm厚 的内周层，在50 140°C下进行0. 5 2小时的前固化；然后在该内周层的外面缠绕预先 制造好的埋设有补强纤维基材的1 2mm厚的聚氨酯中间层，用加热到50 140°C的夹棍 挤压中间层，进而涂布含有形成外周面的聚氨酯预聚物(A)、固化剂⑶及所述无机填充剂 (C)的固化性聚氨酯组合物，使其形成2 4mm厚的聚氨酯外周层，在90 140°C下进行 2 20小时的后固化。然后，用砂纸或聚氨酯研磨布研磨埋设有补强纤维基材的层压聚氨 酯的外周面，之后将该外周面用切削车刀切削加工出沟槽。作为抄纸用操作带的其他制造方法，还有用两根辊代替心轴的方法。在两根辊之 间伸展拉开无端状(ENDLESS)的补强用纤维织物基材，首先，从补强纤维基材的表面开始 涂布聚氨酯预聚物与固化剂的混合物，浸没纤维基材，在50 120°C下进行0. 5 3小时 前固化，然后涂布形成产品的聚氨酯内周层的聚氨酯预聚物与固化剂的混合物，使其形成 0. 5 3mm厚的聚氨酯内周层，在70 140°C下固化2 12小时，用砂纸或研磨布研磨其 表面，制成产品的聚氨酯内周层与纤维补强基材相粘接成一体构造物。然后翻转该半成品， 将其挂到2根辊上伸展拉开。然后从伸展拉开的半成品的表面开始涂布聚氨酯预聚物与固 化剂的混合物，浸没纤维基材，进而在该表面涂布含有聚氨酯预聚物(A)、固化剂(B)及无 机填充剂(C)的固化性聚氨酯组合物至1. 5 4mm厚，在70 140°C下固化2 20小时。 固化结束后，研磨表面层至所定的厚度，用切削车刀切削加工沟槽，形成外周层。实施例以下表示为了评价形成抄纸用操作带的聚氨酯的物性而制造聚氨酯试验片的参 考例。参考例1 (比较例1用)
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将甲苯二异氰酸酯(TDI)与聚丁二醇(PTMG)反应得到的聚氨酯预聚物(NC0%为 6. 04%，预热温度30°C )、与3，5_ 二甲基硫代-2，4-甲苯二胺及3，5-二甲基硫代-2，6-甲 苯二胺的混合物固化剂(ETHM:URE300)混合(H/NC0当量比为0.95)，配制成固化性聚氨酯 组合物。将该固化性聚氨酯组合物注入到预热了的模具中，加热至100°C，在100°C下进行 30分钟前固化，然后在100°C下进行16小时后固化，得到JIS A硬度为95. 8度的固化了的 聚氨酯膜(厚度3. 4mm,中央具有半径1. 5mm的半圆形沟槽)。用该膜制成试验片。参考例2 参考例7 (实施例1至实施例6用)在参考例1中，将在100°C下干燥2小时后的含3-氨基丙基三乙氧基硅烷0. 5重 量％的改性煅烧高岭土粘土(平均粒径1.4μπι，比表面积10. 4m2/g)预先混合到预聚物中， 使其加入量相对于聚氨酯预聚物与固化剂混合后的重量100份，为如表1所示的量(参考 例2为1重量份、参考例3为5重量份、参考例4为12重量份、参考例5为20重量份、参考 例6为30重量份、参考例7为40重量份)，除此之外与参考例1相同，得到聚氨酯膜(厚度 3. 4mm,中央具有半径1. 5mm的半圆形沟槽)。用该膜制成试验片。参考例8 (实施例7用)在参考例5中，用3，5- 二乙基甲苯-2，4- 二胺与3，5- 二乙基甲苯-2，6- 二胺的 混合物固化剂(商品名ETHACURE100)代替3，5-二甲基硫代-2，4-甲苯二胺与3，5_ 二甲 基硫代_2，6-甲苯二胺的混合物固化剂(ETHACURE300)，预聚物与固化剂的H/NC0的当量比 为1. 00，除此之外与参考例5相同，得到聚氨酯膜(厚度3. 4mm,中央具有半径1. 5mm的半 圆形沟槽)。用该膜制成试验片。参考例9 (实施例8用)在参考例8中，用将3，5- 二乙基甲苯-2，4- 二胺和3，5_ 二乙基甲苯-2，6_ 二胺 的混合物固化剂(商品名ETHACURE100)50mol%、与3，5_ 二甲基硫代-2，4-甲苯二胺和 3，5- 二甲基硫代-2，6-甲苯二胺的混合物固化剂(ETHACURE300) 50mo 1 %混合得到的固化 剂，代替3，5- 二乙基甲苯-2，4- 二胺与3，5- 二乙基甲苯-2，6- 二胺的混合物固化剂(商 品名ETHM:URE100)，除此之外与参考例8相同，得到聚氨酯膜(厚度3. 4mm,中央具有半径 1.5mm的半圆形沟槽)。用该膜制成试验片。参考例10 (实施例9用)在参考例5中，用熔融二氧化硅Fuselex RD_8 (商品名，平均粒径15. 1 μ m，比表面 积2. 2m2/g)，代替含3-氨基丙基三乙氧基硅烷0. 5重量％的改性煅烧高岭土粘土，除此之 外与参考例5相同，得到聚氨酯膜(厚度3. 4mm，中央具有半径1.5mm的半圆形沟槽)。用 该膜制成试验片。参考例11 (实施例10用)在参考例5中，使用将沸石SP600 (商品名，日东粉化工业株式会社制，平均粒径 1.9μπι)在100°C下加热至含水量在1重量％以下的沸石，代替含3-氨基丙基三乙氧基 硅烷0. 5重量％的改性煅烧高岭土粘土，除此之外与参考例5相同，得到聚氨酯膜(厚度 3. 4mm,中央具有半径1. 5mm的半圆形沟槽)。用该膜制成试验片。参考例12 (比较例2用)在参考例5中，用云母SJ-005 (商品名，株式会社山口云母工业所制，平均粒径 5. 1 μ m),代替含3-氨基丙基三乙氧基硅烷0. 5重量％的改性煅烧高岭土粘土，除此之外与参考例5相同，得到聚氨酯膜(厚度3. 4mm，中央具有半径1.5mm的半圆形沟槽)。用该膜 制成试验片。参考例13 (比较例3用)在参考例1中，用甲苯二异氰酸酯(TDI)与聚丁二醇(PTMG)反应得到的NC0%为 4.41的聚氨酯预聚物，代替甲苯二异氰酸酯(TDI)与聚丁二醇(PTMG)反应得到的NC0%为 6. 04的聚氨酯预聚物，除此之外与参考例1相同，得到聚氨酯膜(厚度3. 4mm,中央具有半 径1.5mm的半圆形沟槽)。用该膜制成试验片。参考例14 (实施例11用)在参考例13中，将在100°C下干燥2小时后的煅烧高岭土粘土 Mtintone W(商品 名，平均粒径1. 4μ m，比表面积10. 4m2/g)预先混合到预聚物中，其加入量相对于聚氨酯预 聚物与固化剂混合后的重量100份为10重量份，除此之外与参考例13相同，得到聚氨酯膜 (厚度3. 4mm,中央具有半径1. 5mm的半圆形沟槽)。用该膜制成试验片。参考例15 (实施例12用)在参考例14中，使用含3-氨基丙基三乙氧基硅烷0. 5重量％的改性煅烧高岭土 粘土(平均粒径1. 4 μ m，比表面积10. 4m2/g)代替煅烧高岭土粘土，除此之外与参考例14 相同，得到聚氨酯膜(厚度3. 4mm,中央具有半径1. 5mm的半圆形沟槽)。用该膜制成试验 片。参考例16 (实施例13用)在参考例14中，使用熔融二氧化硅Fuselex X(商品名，平均粒径2. 5 μ m，比表面 积12. 8m2/g)代替煅烧高岭土粘土，除此之外与参考例14相同，得到聚氨酯膜(厚度3. 4mm, 中央具有半径1.5mm的半圆形沟槽)。用该膜制成试验片。参考例17 (实施例14用)在参考例14中，使用含3-氨基丙基三乙氧基硅烷1. 0重量％的改性熔融二氧化 硅(平均粒径2. 5 μ m，比表面积12. 8m2/g)代替煅烧高岭土粘土，除此之外与参考例14相 同，得到聚氨酯膜(厚度3. 4mm，中央具有半径1.5mm的半圆形沟槽)。用该膜制成试验片。参考例18 (实施例15用)在参考例14中，使用含3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷0.5重量％的改 性熔融二氧化硅(平均粒径2. 5 μ m，比表面积12. 8m2/g)代替煅烧高岭土粘土，除此之外与 参考例14相同，得到聚氨酯膜(厚度3. 4mm，中央具有半径1.5mm的半圆形沟槽)。用该膜 制成试验片。参考例19 (比较例4用)将亚甲基双(1，4_苯)二异氰酸酯(MDI)与聚丁二醇(PTMG)反应得到的聚氨酯 预聚物(NC0%为9. 04%、预热温度30°C)，与固化剂混合(H/NC0当量比为0. 90)配制成固 化性聚氨酯组合物，所述固化剂是将1，4- 丁二醇90mol %、与3，5- 二甲基硫代-2，4-甲苯 二胺和3，5_ 二甲基硫代-2，6-甲苯二胺混合物(ETHACURE300) 10mol%混合得到。将该固 化性聚氨酯组合物注入到预热至115°C的模具中，在115°C下进行3小时的前固化，然后在 115°C下进行14小时的后固化，得到聚氨酯膜(厚度3. 4mm,中央具有半径1. 5mm的半圆形 沟槽)。用该膜制成试验片。参考例20 (实施例16用)
在参考例19中，将在100°C下干燥2小时后的含3_氨基丙基三乙氧基硅烷0. 5重 量％的改性煅烧高岭土粘土(平均粒径1.4μπι，比表面积10. 4m2/g)预先混合到预聚物中， 使其加入量相对于聚氨酯预聚物与固化剂混合后的重量100份为20重量份，除此之外与参 考例19相同，得到聚氨酯膜(厚度3. 4mm，中央具有半径1.5mm的半圆形沟槽)。用该膜制 成试验片。参考例21 (比较例5用)将70重量份由甲苯二异氰酸酯(TDI)与聚丁二醇(PTMG)反应得到的聚氨酯预 聚物(0%为4.41%)，与30重量份由亚甲基双(1，4_苯)二异氰酸酯(MDI)与聚丁二 醇(PTMG)反应得到的聚氨酯预聚物(NC0%为9. 04% )混合得到聚氨酯预聚物(NC0%为 5. 80% )，将该聚氨酯预聚物、与3，5- 二甲基硫代-2，4-甲苯二胺和3，5- 二甲基硫代-2， 6-甲苯二胺的混合物固化剂(ETHM:URE300)混合(H/NC0当量比为0. 90)配制成固化性聚 氨酯组合物。将该固化性聚氨酯组合物注入到预热至115°C的模具中，在115°C下进行3小 时的前固化，然后在115°C下进行14小时的后固化，得到聚氨酯膜(厚度3. 4mm,中央具有 半径1.5mm的半圆形沟槽)。用该膜制成试验片。参考例22 (实施例17用)在参考例21中，将在100°C下干燥2小时后的含3-氨基丙基三乙氧基硅烷0. 5重 量％的改性煅烧高岭土粘土(平均粒径1.4μπι，比表面积10. 4m2/g)预先混合到预聚物中， 使其加入量相对于聚氨酯预聚物与固化剂混合后的重量100份为20重量份，除此之外与参 考例21相同，得到聚氨酯膜(厚度3. 4mm，中央具有半径1.5mm的半圆形沟槽)。用该膜制 成试验片。对参考例1至参考例22得到的试验片评价JIS A硬度、弯曲试验。得到的物性如 表1所示。在弯曲试验中，使用与JIS-K-6^0_2500所定义的德墨西亚(De Mattia)式弯曲 试验相类似的图3所示的试验机，在20°C、相对湿度52%的环境下，在如下条件下进行裂纹 扩展性试验。试验片61的大小为宽25mm、长185mm(包括被夹具夹着的单边的20mm)、夹具62间 的长度150mm、厚3. 4mm、中央开有半径1. 5mm的半圆形凹口 61a。往复运动为夹具间最大距 离100mm、最小距离35mm、运动距离65mm、往复速度360往复/分钟。在试验片的中央部上， 在宽度方向上切出约2mm长的切口。左右夹具62、62分别设定为相对于往复方向呈45° 的角度。在该条件下反复弯曲，每隔所定的冲程(stroke)次数测定一次裂纹长度。这里所 谓的冲程次数是指往复速度乘以试验时间的值。并且，从裂纹长度为初始切口长度测定值 (约2mm)到超过15mm时结束试验，绘制冲程次数与裂纹长度的近似曲线，读取裂纹长度为 15mm时的冲程次数，将扩展了的裂纹长度(裂纹长度15mm-初始切口长度测定值)除以此 时的冲程次数的值(德墨西亚(De Mattia)式弯曲试验结果)作为疲劳裂纹扩展率(裂纹 扩展速度μ m/次)。表 权利要求
1.一种抄纸用操作带，其是将补强纤维基材与聚氨酯层一体化、所述补强纤维基材埋 设于所述聚氨酯中的抄纸用操作带，其特征在于，所述聚氨酯的一部分或全部是使固化性 聚氨酯组合物加热固化形成的聚氨酯，所述固化性聚氨酯组合物含有末端具有异氰酸酯基 的聚氨酯预聚物、具有活泼氢的固化剂以及0. 3 30重量％的无机填充剂；所述聚氨酯预 聚物是使芳香族异氰酸酯化合物与聚醇反应得到的末端具有异氰酸酯基的聚氨酯预聚物， 所述无机填充剂是平均粒径为1 20 μ m的选自煅烧高岭土粘土、熔融二氧化硅及沸石的 以氧化硅成分为主要成分的无机填充剂。
2.如权利要求1所述的抄纸用操作带，其特征在于，所述煅烧高岭土粘土或熔融二氧 化硅的粒子表面，用0. 2 3重量％ (相对于用有机硅烷偶联剂进行表面处理后的无机填 充剂的重量比)的有机硅烷偶联剂进行表面处理。
3.如权利要求1所述的抄纸用操作带，其特征在于，与抄纸相接触的抄纸用操作带的 聚氨酯外层侧的JIS-A硬度为91 100度。
4.一种抄纸用操作带的制造方法，其为补强纤维基材与聚氨酯层一体化、所述补强纤 维基材埋设于所述聚氨酯中的抄纸用操作带的制造方法，其特征在于，包括将聚氨酯预聚物、具有活泼氢的固化剂以及无机填充剂混合得到固化性聚氨酯组合物 的工序；以及，通过使固化性聚氨酯组合物加热固化，从而形成由该固化性聚氨酯组合物构成部分或 全部聚氨酯、且埋设了补强纤维基材的聚氨酯层的工序；无机填充剂是平均粒径为1 20 μ m的选自煅烧高岭土粘土、熔融二氧化硅及沸石 的以氧化硅成分为主要成分的无机填充剂，且在固化性聚氨酯组合物中含有0. 3 30重量％ ；聚氨酯预聚物是由芳香族异氰酸酯化合物与聚醇反应得到，末端具有异氰酸酯基。
全文摘要
本发明提供一种使用寿命长的抄纸用操作带，其是将补强纤维基材6与聚氨酯层一体化，所述补强纤维基材埋设于所述聚氨酯中的抄纸用操作带，所述聚氨酯是使选自煅烧高岭土粘土、熔融二氧化硅及沸石的填充剂均匀分散到聚氨酯中的聚氨酯。
文档编号D21F7/00GK102094351SQ2010105673
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月25日 优先权日2009年11月27日
发明者井上健二, 田村蓝, 矢崎高雄, 石野淳 申请人:市川株式会社