(57)【要約】 【課題】アーチ状プレッシャーシューのある長いニッププレスに用いるベルトの提供。【解決手段】ベルトは、その層の少なくとも一方の面に高分子樹脂材料を含浸した少なくとも１つの層を含む。その高分子樹脂コーティングは、複数の溝を備える。それらの溝は、その樹脂コーティングの中に配列されており、それらたくさんの溝の長さがアーチ状プレッシャーシューの長さよりも短くなっている。それにより、入口ニップスプレーを低減する。  【選択図】図１４
2011522136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の構成および特徴を備えるニップシュープレス用のベルト。
・ベースファブリック
・前記ベースファブリックのシート側つまり外側面に形成した樹脂コーティング層であり、そのベースファブリックと同様の広がりをもつ
・前記樹脂コーティング層に形作った複数の連続した溝であり、それらの溝の少なくとも１つがジグザグ形の部分を含む
【請求項２】
前記溝は、縦方向に形作られている、請求項１のベルト。  
【請求項３】
前記溝は、横方向に形作られている、請求項１のベルト。
【請求項４】
前記溝は、縦方向あるいは横方向に対して角度をもって形作られている、請求項１のベルト。  
【請求項５】
前記溝の縦方向の長さは、前記ニップシュープレスのシュー部分の縦方向長さよりも小さい、請求項２のベルト。
【請求項６】
前記溝の横方向の長さは、前記ニップシュープレスのシュー部分の横方向長さよりも小さい、請求項３のベルト。
【請求項７】
前記溝の縦方向の長さは、前記ニップシュープレスのシュー部分の縦方向長さよりも小さい、請求項６のベルト。    
【請求項８】
すべての前記溝は、第２の溝部分の幅よりも大きい幅をもつ第１の溝部分を含む、請求項１のベルト。
【請求項９】
前記溝は、その溝の第２の部分よりも深い深さをもつ第１の部分を含む、請求項１のベルト。
【請求項１０】
前記溝は、互いに平行であり、互いに等しい距離だけ縦方向あるいは横方向にオフセットしている、請求項１のベルト。
【請求項１１】
前記ジグザグ形の部分は間欠的である、請求項１のベルト。
【請求項１２】
前記溝は、互いに平行であり、繰り返しパターンの中で、互いに千鳥足状になっている、請求項１のベルト。  
【請求項１３】
前記溝は、縦方向に同じか、あるいは異なる長さをもつ、請求項１のベルト。
【請求項１４】
次の構成および特徴を備えるニップシュープレス用のベルト。
・ベースファブリック
・前記ベースファブリックのシート側つまり外側面に形成した樹脂コーティング層であり、そのベースファブリックと同様の広がりをもつ
・前記樹脂コーティング層に形作った複数の不連続の溝であり、それらの溝の形が正方形、長方形、ジグザグ形、三角形、円形、サイン曲線あるいは多角形である  
【請求項１５】
前記溝は、ランド領域をもち、そのランド領域は溝の形の周囲の間に位置し溝を分離する、請求項１４のベルト。
【請求項１６】
前記溝は、六角形あるいはハチの巣状の形であり、それらの溝は六角形あるいはハチの巣状の形の周囲に沿って形作られている、請求項１４のベルト。
【請求項１７】
次の構成および特徴を備えるニップシュープレス用のベルト。
・ベースファブリック
・前記ベースファブリックのシート側つまり外側面に形成した樹脂コーティング層であり、そのベースファブリックと同様の広がりをもつ
・前記樹脂コーティング層に横方向に形作った、１もしくは２以上の連続した溝
・前記樹脂コーティング層に横方向および／縦方向に形作った、不連続な複数の溝    
【請求項１８】
前記溝は、ベルトの縦方向および／または横方向に沿う幅が異なる、請求項１、１４、１６あるいは１７のベルト。
【請求項１９】
前記溝は、ベルトの縦方向および／または横方向に沿う深さが異なる、請求項１、１４、１６あるいは１７のベルト。
【請求項２０】
シュープレスベルトにおける入口ニップスプレーを最小限にする方法であり、次の各工程を備える方法。
・プレスベルトのベースファブリックを供給する工程
・前記ベースファブリックのシート側つまり外側面に高分子樹脂を被覆する工程
・前記高分子樹脂に連続した複数の溝を形作る工程であり、その際、前記溝の少なくとも１つがジグザグ形の部分を含むようにする
【請求項２１】
前記溝の少なくとも１つは、第２の溝部分の幅よりも大きい幅をもつ第１の溝部分を含む、請求項２０の方法。
【請求項２２】
前記溝の少なくとも１つは、第２の溝部分の深さよりも深い深さの第１の溝部分を含む、請求項２０の方法。
【請求項２３】
前記溝は、前記高分子樹脂に形作ったランドによって分離される、請求項２０の方法。
【請求項２４】
前記溝は、縦方向に形作られている、請求項２０の方法。
【請求項２５】
前記溝は、横方向に形作られている、請求項２０の方法。
【請求項２６】
前記溝は、縦方向に対して角度をもって形作られている、請求項２０の方法。
【請求項２７】
前記溝の縦方向の長さは、前記ニップシュープレスのシュー部分の縦方向長さよりも小さい、請求項２４の方法。  
【請求項２８】
前記溝の横方向の長さは、前記ニップシュープレスのシュー部分の横方向長さよりも小さい、請求項２５の方法。
【請求項２９】
前記溝の縦方向の長さは、前記ニップシュープレスのシュー部分の縦方向長さよりも小さい、請求項２８の方法。
【請求項３０】
前記溝は、互いに平行であり、互いに等しい距離だけ横方向にオフセットしている、請求項２０の方法。
【請求項３１】
前記溝は、互いに平行であり、互いに異なる距離だけ横方向にオフセットしている、請求項２０の方法。
【請求項３２】
前記溝は、互いに平行であり、繰り返しパターンの中で、互いに千鳥足状になっている、請求項２０の方法。  
【請求項３３】
前記溝は、互いに平行であり、非繰り返しパターンの中で、互いに千鳥足状になっている、請求項２０の方法。  
【請求項３４】
シュープレスベルトにおける入口ニップスプレーを最小限にする方法であり、次の各工程を備える方法。
・プレスベルトのベースファブリックを供給する工程
・前記ベースファブリックのシート側つまり外側面に高分子樹脂を被覆する工程
・前記高分子樹脂に不連続の複数の溝を形作る工程であり、その際、それらの溝の形を正方形、長方形、ジグザグ形、三角形、円形、サイン曲線あるいは多角形にする
【請求項３５】
前記溝は、ランド領域をもち、そのランド領域は溝の形の周囲の間に位置し溝を分離する、請求項３４の方法。
【請求項３６】
前記溝は、六角形あるいはハチの巣状の形であり、それらの溝は六角形あるいはハチの巣状の形の周囲に沿って形作られている、請求項３４の方法。  
【請求項３７】
シュープレスベルトにおける入口ニップスプレーを最小限にする方法であり、次の各工程を備える方法。
・プレスベルトのベースファブリックを供給する工程
・前記ベースファブリックのシート側つまり外側面に高分子樹脂を被覆する工程
・前記高分子樹脂の被覆層に１または２以上の連続した溝を形作る工程
・前記高分子樹脂の被覆層に横方向および／または縦方向の不連続な複数の溝を形作る工程  
【請求項３８】
前記溝は、ベルトの縦方向および／または横方向に沿う幅が異なる、請求項２０、３４、３６あるいは３７の方法。
【請求項３９】
前記溝は、ベルトの縦方向および／または横方向に沿う深さが異なる、請求項２０、３４、３６あるいは３７の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
この出願は、２００３年１１月１８日出願の米国仮特許出願第６０／５２３，１３５号（発明の名称：「表面に溝があるシュープレスベルト」）、および２００４年１１月１５日出願の米国特許出願第１０／９８８，９０３号を基礎にするものであり、それによる利益を主張し、それらが明らかにした内容を参照によってここに組み入れる。
【技術分野】
【０００２】
この発明は、材料ウェブ、さらに詳しくは、製紙機械上で紙製品に加工する繊維状のウェブから水を排水するメカニズムあるいは技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
製紙プロセスにおいて、セルロースを含む繊維状のウェブは、製紙機械の成形部分における成形布（成形ワイヤ）上に繊維状のスラリーを堆積させることによって形作られる。成形部分において、スラリーから多量の水が排水され、その後、新しく作られたウェブは、成形部分からプレス部分へと移る。プレス部分には、一連のプレスニップがある。それらのプレスニップにおいて、繊維状のウェブは、圧縮力を受けて水が取り除かれる。ウェブは、最後に乾燥部分に移る。乾燥部分には、加熱乾燥ドラムがあり、その周りをウェブが進む。加熱乾燥ドラムは、蒸発によってウェブの水分量を望ましいレベルまで低減し、紙製品を作り出す。
【０００４】
エネルギーコストの上昇から、ウェブが乾燥部分に入る前にそのウェブからできるだけ多くの水分を取り除くことがますます求められる。乾燥ドラムの加熱は、しばしば内部のスチームによって行うため、特にウェブから大量の水を取り除くことが必要なときに、スチームを得るための関連コストが大きくなる。
【０００５】
プレス部分は、伝統的には、隣り合う一対の円筒形のプレスロールで構成した一連のニップを備えていた。しかし、近年では、そのような隣り合った一対のプレスロールを使用するよりも、シュータイプの長いプレスニップを使用する方が有利であることが判明している。これは、プレスロールで構成したものの場合よりも長いプレスニップの場合の方がニップ中をウェブが長い時間通過することになるからである。ウェブがニップ中で圧力を受ける時間が長くなればなるほど、そこでの水の除去量が多くなる。それにより、ウェブ中に残る水は少なくなり、その少ない水を乾燥部分で蒸発によって取り除くことになる。
【０００６】
この発明は、シュータイプの長いニッププレスに関する。さまざまな長いニッププレスにおいて、ニップは、円筒形のプレスロールとアーチ状のプレッシャーシューとの間に形作られる。後者のプレッシャーシューは円筒形の凹面をもち、その凹面の曲率半径は円筒形のプレスロールのそれに近い。ロールとシューを互いに物理的に接近させて配置するとき、そのニップの縦方向の長さは、２つのプレスロールの間のものよりも５倍から１０倍も長い。長いニップが今までの２つのロールプレスのものよりも５倍から１０倍長いことから、繊維状ウェブの長いニップ中でのいわゆるドウェル時間が相対的に長くなる。その際、１平方インチ当たりの圧力レベルは２つのロールプレスを用いたときの圧力と同じである。このような長いニップ技術によって、製紙機械の今までのニップに比べて、長いニップにおける繊維状ウェブの脱水量が劇的に増加することとなった。
【０００７】
シュータイプの長いニッププレスには、たとえば米国特許第５，２３８，５３７号が示すような特別なベルトが必要である。このベルトは、繊維状ウェブを支持、運搬および脱水するプレス布を保護するように設計する。それは、プレス布が静止状態のプレッシャーシュー上に直接スライドするように接触することから、摩耗が加速度的に進むからである。そのようなベルトについては、潤滑油塗膜上の静止状態のシューの上に乗る、あるいはスライドする面を滑らかであり、不浸透性にしなければならない。ベルトは、プレス布とほぼ同様の速度でニップを通過する。それにより、ベルトはプレス布に対し最小限の表面摩擦を生じるだけである。
【０００８】
米国特許第５，２３８，５３７号が示すさまざまなベルトは、無端のループ形態の織りベース布に合成高分子樹脂を含浸させて作る。好ましくは、樹脂については、ベルトの少なくとも内側面に所定の厚さの被膜となるようにし、それにより、ベース布の織り糸が長いニッププレスのアーク状プレッシャーシューに直接接触しないようにするのが良い。特に、この被膜は、滑らかで不浸透性の面をもつようにしなければならない。それは、潤滑されたシューの上を容易にスライドさせるためであり、しかもまた、潤滑油がベルトの構造に浸透し、一つあるいは複数のプレス布、および繊維状ウェブを汚染しないようにするためからである。
【０００９】
米国特許第５，２３８，５３７号が示すベルトのベース布は、モノフィラメントによる単層あるいは多層の織り構成である。織りに際しては、充分に目を粗くし、織りの全体に含浸材料が充満するようにすべきである。それによって、最終のベルトに空隙が生じるおそれをなくす。そのような空隙があれば、ベルトとシューとの間に用いる潤滑油がベルトを通過し、単一あるいは複数のプレス布および繊維状のウェブを汚染することになる。ベース布については、平織りにし、その後に無端の形態に縫合するか、あるいは管状の形態に織る。
【００１０】
含浸材料が固体状態に硬化するとき、初めは機械的な結合によりベース布に束縛され、硬化した含浸材料はベース布の糸（ヤーン）を取り囲む。さらに、硬化した含浸材料とベース布の糸材料との間に化学的な結合あるいは接着も一部生じるであろう。
【００１１】
米国特許第５，２３８，５３７号が示すような長いニッププレスベルトは、それを据え付ける長いニッププレスの規模によるが、その無端ループの周りを縦（長手）方向に測った長さがおよそ１３〜３５フィート（つまり、約４〜１１ｍ）であり、また、無端ループを横断する方向に測った幅はおよそ１００〜４５０インチ（つまり、２５０〜１１２５ｃｍ）である。そのようなベルトを製造するとき、合成高分子樹脂で含浸するに先立ってベース布を無端にしなければならないことから、その製造が面倒であることが理解されるであろう。
【００１２】
ベルトの内側面だけでなく外側面にもある所定の厚さの樹脂コーティングを施すことは、しばしば好ましい。ベルトの両面に被覆をすることによって、織りベース布は、それが一致していないとき、ベルトの曲げ中立軸により近くなるであろう。そうすることによって、ベルトが製紙機械のロールあるいはロール状のものの周りを通って曲がるときに内部応力が生じたとしても、その内部応力によってベルトの各側の被膜を剥がす可能性が小さくなる。
【００１３】
さらに、ベルトの外側面にある所定の厚さの樹脂コーティングがあれば、織りベース布のどの部分をも露出することなく、その表面に溝、貫通しない止まり穴または凹みあるいは空所を形成することができる。そのような特徴によって、プレスニップ中のウェブから出る水を一時的に貯えることができる。事実、ニッププレスの中には、ベルトの外側面に溝や止まり穴などを設けることにより、ある空隙容積を必須とした構成のものがある。
【００１４】
複数の溝をもつ長いニッププレスは公知である。たとえば、ダットの米国特許第４，９４６，７３１号は、そのような長いニッププレスベルトを示し、そのベルトは縦方向および横方向の少なくとも一方に、ステープルの紡績糸を含むベース布を備えている。そのベース布に高分子樹脂をコーティングすると、個々のステープルが紡績糸から外側に広がり周囲の被覆材料の中に伸びる。その後に、縦方向の溝を、ベルトの外側面のコーティング中に加工する。それらのステープルが、溝を互いに分離する、いわゆるランド領域をベルトに固定し、それによって、ランド領域の剥がれが生じにくくする。
【００１５】
別の例である、マガハーンほかの米国特許第４，９４６，７３１号は、シュータイプの長いニッププレス用の樹脂含浸した無端ベルトを示し、高分子樹脂材料で含浸したベース構造によって、ベルトが油、水および空気などの流体を通さないようになっている。高分子樹脂材料は、ベース構造の内側および外側の上に層を形作っている。内側面はなめらかであるが、外側面の方には、紙ウェブから出る水を一時的に貯えるための一次溝がある。それら一次溝は、ランド領域によって分離されている。ランド領域には、それを横切って伸びる二次溝があり、曲げ疲労や応力亀裂を生じる応力を緩和するようになっている。
【００１６】
したがって、溝付きの表面を備えるシュープレスベルトには、溝なしのベルトに対して多くの利点（たとえば、水除去の改良、紙の外形の改良、フェルト状態およびフェルト寿命の改良）がある。しかし、多くの適用、特には、低速の製紙機械において、溝付きのベルトを用いる利点は明確とはいえない。特に、プレスに入口ニップスプレーを用いる場合（特には、倒立プレスの場合）には、上述した溝付きのベルトよりもベルトの表面に止まりの円形穴を加工したものを用いる方が有利である。プレス布がプレスニップに入るとき、入口ニップスプレーが生じる。プレスロールがウェブからプレス布、ついで溝の中へと水を押し出す。溝はベルトの長さにわたって連続しているので、水は入口および出口のニップ端で噴霧される。入口ニップスプレーは、プレス布における有効な空隙容積を減少し、ウェブの脱水を減じることになる。
【００１７】
この発明は、この問題に対する別の解決策を提供するものであり、たくさんの溝の長さは連続しておらず、長いニッププレスにおけるアーチ状のプレッシャーシューの長さよりも小さい。最も高いニップ圧（および最も大きな水除去）に関係するプレスニップの領域は、ニップ出口に先立つところに位置する。溝がニップを出るとき、溝の開口がニップ入口に位置していないか、あるいはニップ入口がふさがれているだろう。というのは、溝の長さが、アーチ状のプレッシャーシューの長さよりも短く、それによりプレッシャーニップの長さよりも短いからである。ニップ入口がふさがれている（外気に通気せずに）ので、入口ニップスプレーは減じられるか排除され、プレス布内部の水圧は増大し、ベルト表面の溝部分がニップを出るとき、ウェブから水を有効に排出することになる。したがって、この発明による不連続な溝は、入口ニップスプレーを減じるか排除し、脱水効率を増し、紙の横方向（ＣＤ）乾燥プロフィールを均一にし、たとえばエネルギー節約や製紙業者における生産量増大といった利益をもたらす。
【００１８】
上述したこの発明によるベルトの溝は、実質的に縦方向（ＭＤ）に平行に伸びる。それとは別に、この発明のベルトの溝は、横方向（ＣＤ）に方向付け、連続にすることも不連続にすることもできる。
【発明の概要】
【００１９】
したがって、この発明は、長いニップシュープレスに用いるベルトの技術である。そのベルトは、無端のループの形態にすることができる、少なくとも１つの層（たとえば、ベース構造あるいはベースファブリック）を備える。長いニッププレスは、アーチ状のプレッシャーシューを備える。ベルトの層の少なくとも一方の表面には、高分子樹脂材料を含浸し、その上に外側の層あるいはコーティングを形作る。その外側の層は、一般的には、縦方向（ＭＤ）に向いた複数の溝を含み、それら複数の溝の長さはアーチ状のプレッシャーシューの長さよりも短い。
【００２０】
他の実施例において、この発明のベルトは、実質的に横方向（ＣＤ）に向き、連続するかあるいは不連続な複数の溝を含む。
【００２１】
この発明の詳細について、図面を参照しながらさらに詳しく説明しよう。図面には、対応する構成部分には、同じ符号を付けている。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】長いニッププレスの側断面図である。
【図２】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図である。
【図３】図１の断面図であり、ニップに入る溝を示す。
【図４】図１の断面図であり、ニップに囲まれた溝を示す。
【図５】図１の断面図であり、ニップから出る溝を示す。
【図６】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図である。
【図７】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図であり、溝が千鳥足状になった例である。
【図７ａ】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図であり、溝のパターンが群れになった例である。
【図７ｂ】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図であり、溝が重なった例である。
【図８】連続した溝をもつベルトの機械速度およびプレス荷重に対する、入口および出口ニップスプレーの水容積を示すグラフである。
【図９】連続した溝をもつプレスベルトの荷重に対する、入口ニップスプレーが見えなくなる時点の速度を示すグラフである。
【図１０】この発明のベルトの機械速度および荷重に対する、入口および出口ニップスプレーの水容積を示すグラフである。
【図１１】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図である。
【図１１ａ】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図である。
【図１２】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図である。
【図１３】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図である。
【図１４】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図である。
【図１５】この発明の一実施例によるベルトの上面図である。
【図１６】この発明の一実施例による溝の断面図である。
【図１７】この発明の一実施例による溝の断面図である。
【図１８】この発明の一実施例による溝の断面図である。
【図１９】この発明の一実施例による溝の断面図である。
【図２０】この発明の一実施例による溝の断面図である。
【図２１】この発明の一実施例による溝の断面図である。
【図２２】この発明の他の実施例によるシューニッププレスおよびベルトの断面図である。
【図２３】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図である。
【図２４】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図である。
【図２５】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図である。
【図２６】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図である。
【図２７】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図である。
【図２８】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図である。
【図２９】この発明の一実施例にしたがって配置した複数の溝をもつベルトの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１の断面図は、製紙機械上で繊維状ウェブを脱水し紙製品に加工するための長いニッププレスを示す。プレスニップ１０を定めるのは、なめらかな円筒形プレスロール１２とアーチ状のプレッシャーシュー１４である。アーチ状プレッシャーシュー１４の曲率半径は、円筒形プレスロール１２とほぼ同じである。円筒形プレスロール１２とアーチ状プレッシャーシュー１４との距離については、アーチ状プレッシャーシュー１４に付属させた液圧手段によって調整することができる。その液圧手段は、ニップ１０の荷重を制御するためのものである。なめらかな円筒形プレスロール１２として、アーチ状プレッシャーシュー１４に適合させた制御クラウンロールを用いることによって、横方向のニップ圧プロフィールを一様にすることができる。
【００２４】
長いニッププレスベルト１６は、ニップ１０を通る閉じループ内に伸び、円筒形プレスロール１２をアーチ状プレッシャーシュー１４から分離する。プレス布（プレスファブリック）１８および紙製品に加工される繊維状ウェブ２０は、図１に矢印で示すようにニップ１０を一緒に通る。繊維状ウェブ２０はプレス布１８に支持され、ニップ１０のなめらかな円筒形プレスロール１２に直接接触する。それとは別に、繊維状ウェブ２０を２つのプレス布１８（図示しない第２のプレス布）の間にサンドイッチ状に挟んでニップ１０を通過させることができる。長いニッププレスベルト１６もまた、図１に矢印で示すように、すなわち、時計回りに動き、プレス布１８がアーチ状プレッシャーシュー１４に対して直接スライド接触することがなく、潤滑油層上アーチ状プレッシャーシュー１４の上方をスライドするようにする。したがって、長いニッププレスベルト１６は油を通さず、それにより、プレス布１８および繊維状ウェブ２０は汚染されないであろう。
【００２５】
図２は、この発明の一実施例によるベルト１６の上面図である。ベルト１６は外側面２４をもつ。外側面２４には複数の溝２６がある。それらの溝２６は、ベルト１６の周りを縦方向に伸びており、ニップ１０の中の繊維状ウェブ２０から出る水を一時的に貯える。溝２６について、以下に詳しく説明する。
【００２６】
図３〜５は、シュープレスニップ１０における脱水メカニズムを３つの状態で示す。そこでは、溝の一群がプレスニップ１０に入り出ていく。図３は、溝２６がニップ１０に入るときのベルト１６の断面図である。図３〜５の進みから分かるように、溝２６はニップ入口３６でニップ１０に入り、ニップ出口３８でニップ１０から出る。
【００２７】
図３は、また、ベルト１６の断面を示す。ベルト１６は、少なくとも１つのベース層（ベースファブリック）２８を含む。しかし、ベルト１６は、高分子樹脂コーティング（被膜）３４のほかに、付加的な層を含むことができる。
【００２８】
層２８については、横断する、つまり横方向糸３０（図３の側面から見て）と、縦に沿った縦方向糸３２とによって織ることができる。層２８を織るとき、横断する糸３０を縦方向糸３２の上、下および間に織り合わさるように織ることができる。横糸はシングルウィーブである。しかし、層２８については、平織りにし、その後に縫い合わせによって無端の形態に結合することができる。さらに、層２８を２重織り、あるいは製紙機械布ベルトの製造で用いる他の織りで織ることができる。
【００２９】
また、層２８は、横方向糸と縦方向糸との組み立て形態となった不織構造にすることができる。横方向糸と縦方向糸とは、互いの交差点で接着し、布（ファブリック）を作る。さらに、層２８は、編みあるいは組み布、または、ゴーシアの米国特許第４，５６７，０７７号が示すようならせんリンクベルトでも良い。その特許の教えを参照によってここに組み込む。層２８については、また、高分子樹脂材料をシートあるいは膜の形態に押出し成形した後、孔をあけたものを用いることができる。さらにまた、少なくとも１つの層２８を不織のメッシュ生地で構成することができる。そのような不織のメッシュ生地は、ジョンソンの米国特許第４，４２７，７３４号（この発明の譲受人に譲渡された）が示すので、その特許の教えを参照によってここに組み込む。
【００３０】
さらに、層２８について、レックスフェルトほかの米国特許第５，３６０，６５６号（この発明の譲受人に譲渡された）が示す方法によって、織り、不織、編み、組み、押出しあるいは不織のメッシュ材料の細片をらせん状に巻くことによって作ることができる。その’６５６号特許の教えを参照によってここに組み込む。それで、層２８はらせん巻きの細片（ストライプ）を備えるが、らせんの各巻きは連続した縫い合わせによって次のものと結合し、縦方向に無端のベース構造２８を作る。このタイプのベース構造をもつプレスベルトは、米国特許第５，７９２，３２３号および５，８３７，０８０号（いずれも、この発明の譲受人に譲渡された）が示すので、それらの特許の教えを参照によってここに組み込む。
【００３１】
たとえば高分子樹脂などの樹脂３４を、ベルト１６の少なくとも一面にコーティング、含浸、あるいはその他の方法で配置する。高分子樹脂３４は、ベルト１６の外側面２４にコーティング、あるいはその他の方法で配置する。外側面とは、ベルト１６を長いニッププレス上で使用するとき、プレス布１８に接触する表面である。さらに、高分子樹脂層２３をベルト１６の内側面２２にコーティング、あるいはその他の方法で配置することができる。内側面とは、ベルト１６を長いニッププレス上で使用するとき、アーチ状プレッシャーシュー１４上をスライドする表面である。高分子樹脂層２３は、層２８に含浸し、油、水その他を通さなくなる。高分子樹脂コーティング３４および２３として、ポリウレタンを用いることができ、それの１００％固体構成物を用いることができる。１００％固体樹脂方式を用いることにより、層２８に施すときの硬化処理の際、溶媒材料を欠くことから、高分子樹脂中に泡が生じることを避けることができる。
【００３２】
内側面２２および／または外側面２４については、高分子樹脂が硬化しなめらかで均一な面になった後で、研削およびバフ研磨を施すこともできる。
【００３３】
高分子樹脂が硬化した後、ベルト１６の外側面２４に溝２６を切り込む。また、溝２６については、高分子樹脂が硬化する前に圧縮タイプの装置によって外側面２４に押して加工するか、あるいは、外側面２４に成形加工（たとえば、ベルト１６を成形によって製造するとき）することができる。当業者であれば、その他の方法で溝２６を作ることもできることを容易に理解するであろう。
【００３４】
さらに、この発明の少なくとも一実施例において、溝２６は不連続である。すなわち、溝２６は、隣接する（およびそれが継続する）溝の間に溝を切らないランド区域４２によって分離している。溝２６は、ベルトの縦方向あるいは横方向のいずれかに作ることができる。図３〜５は、縦方向に溝を作った好適な実施例を示すが、縦方向の溝の長さはシュー１４（図１の）の長さよりも短い値である。その値は、シューの長さの、たとえば１／３、１／２、２／３ほどである。一例を挙げると、典型的なアーチ状プレッシャーシューの長さが約２５０ｍｍであるとき、溝２６の長さ４０は約１２５ｍｍである。同様に、図１１には、溝２６を横方向に作った例を示す。
【００３５】
溝２６の形状、大きさ、間隔および方向は、長いニッププレスへの適用、ならびに／または必要な入口ニップスプレーリリーフおよび脱水処理の能力に応じて異なる。
【００３６】
上に述べ、そして図３に示すように、溝２６はニップ入口３６でニップ１０に入り、ニップ出口３８でニップ１０から出る。ニップ入口３６は、低圧ゾーンとしての特徴がある。繊維状ウェブ２０がニップ１０に入るとき、ロール１２およびシュー１４から加わる圧力がウェブ２０中の水を押し、ベルト１６に接触しているプレス布１８に流出する。ついで、溝２６がプレス布１８から水を受け取る。
【００３７】
図４は、ニップ１０が溝２６を囲んだベルト１６の断面図である。溝２６は、その時、液圧ゾーンに入り、ウェブ２０およびプレス布１８からの水は加圧状態である。溝２６は、その空の部分を完全に満たすまで水を受ける。
【００３８】
図５は、溝２６がニップ１０から出るときのベルト１６の断面図である。ニップ出口３８は、高圧ゾーンとしての特徴がある。最大の圧力、したがって最大の水除去を行う部分が、ニップ出口３８の近くである。溝２６が不連続であって、その長さがアーチ状プレッシャーシュー１４の長さよりも短いため、溝はニップ入口まで伸びておらず、言い換えると、ニップ入口３６はふさがれている。ウェブ２０から除去され、プレス布１８を通してベルト１６に押される水は、図４に関連して上述したように、液圧を増している。この高くなった液圧によって、水はニップ出口３８でニップ１０から出るとき、溝２６から出る。したがって、高圧がウェブ２０およびプレス布１８から水を流し、溝２６を露出させる。
【００３９】
図２、６および７、ならびに７ａおよび７ｂは、溝の配列の例を示す。図２に示すように、溝２６は等しい数の列になった配列であり、列の各溝の端を直線が交差している。その直線は縦方向に対して大体直交している。しかし、溝の列の数、およびベルト１６の縦方向に隣り合う列の間隔については、長いニッププレスへの適用、および／または必要な入口ニップスプレーリリーフおよび脱水処理の能力に応じて異ならせることができる。上に述べたように、溝２６は縦方向における長さが不連続であり、アーチ状プレッシャーシュー１４の長さよりも短い。また、溝２６は、図２に示すように、ランド区域４２によって互いに分離している。
【００４０】
図６は、この発明の他の実施例によるベルト１６’の上面図である。この例では、ＭＤ溝２６が等しくオフセットした千鳥足状の列をなしている。オフセットについて、各αで示す。各αは、たとえば２５〜３０°である。
【００４１】
図７は、この発明の他の実施例によるベルト１６”の上面図である。ここでは、ＭＤ溝２６は、横に並んだパターンが繰り返しとはならない千鳥足状の列を作っている。他の実施例として、千鳥足状の列が繰り返し起こるパターンを含むようにすることもできる。
【００４２】
図７ａは縦方向溝パターンのさらに他の例であり、複数の溝が群れとなったパターン１００を繰り返している。図７ａが示すように、不連続な溝２６の群れ１００は、たとえばほぼ縦方向ではあるが角度をもって伸びる１０本の溝を備える。そのような溝については、「ギャングカッター」と称するもので切削、一般的にはらせん形態に切削することができる。ベルトには、適正な脱水特性にかなう多くの溝の群れ１００を含むようにする。縦方向の角度をもたせた溝の群を示しているが、この発明の考え方の範囲内で横方向を含む他の配置方向にすることができる。また、溝の群れ１００の配置方向が同じになっているが、この発明はそれに限定されるわけではない。同じベルト上に、いろいろな配置方向をもつ溝の群を含ませることができる。図７ｂは、この発明のさらに他の実施例であり、ベルトは重なり状になった溝２６をもつ。重なり合う溝２６は、不連続ではあるが、繰り返しパターンの中で、ベルトの全体を取り巻くことになる。また、図７ｂには縦方向に対して角度をもった溝２６を示しているが、横方向を含むどの配置方向にも溝を形作ることができる。いくつかの溝をベルトの長さ方向に異なる距離をもたせるようにすれば、溝のないベルトの部分のマーキング発生率が減る。
【００４３】
この発明の一実施例において、溝２６の縦方向の長さは、ほぼシューの長さに至るまでのどの大きさにもすることができる。たとえば、溝２６の長さを約５０ｍｍ、長手方向における溝２６間の間隔を約２５ｍｍにすることができる。更に、溝２６およびランド領域４２については、紙シートに対し流体圧の乱れあるいはマーキングを生じる可能性をできるだけ少なくするパターンになるように配置することができる。図２、６および７には、等しい幅の溝２６およびランド領域４２を示すが、それは必ずしも必要ではない。それにもかかわらず、ランド領域４２について、硬化高分子樹脂による狭い柱状物をベルトの外側面２４に縦方向に配列したものと考えることができる。  
【００４４】
今までの説明において、ＭＤ溝２６は、縦方向つまり長手方向に配置するものとして示してきた。溝２６については、外側面２４にらせん状に進む不連続な溝を切ることによって提供することができる。そのような場合、溝２６の配置方向は、縦方向つまり長手方向から小さな角度だけ逸れる。さらに、溝２６について、外側面２４上を反対方向にらせん状に進む、隣接する２あるいはそれより多い不連続な溝を切ることによって提供することができる。すなわち、一方は右回りのらせんであり、他方は左回りのらせんである。カッターをベルト面から間欠的に移動させ、横方向のランド領域となる短い平面ストライプ（ＣＤストライプ）を形作る。ＣＤストライプは、ベルトの長さ、溝の長さおよびランド領域の長さに応じて、ベルト面に任意に配列する。
【００４５】
この発明の有利な一実施例において、溝２６は、深さが約１．４ｍｍ、幅が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍである。各溝２６は、隣のものとの間に１．０ｍｍ〜２．５ｍｍの横方向の距離（ランド幅）をもって分離されている。しかし、ランド領域４２の幅だけでなく、溝２６の正確な数、深さ、幅および形については、求められる使用に応じて異なることになる。したがって、ランド領域に対する溝の比は広い幅をもつ。
【００４６】
溝を長手方法つまり縦方向に走るように説明してきたが、この発明はそれに限定されない。すなわち、溝については、いずれの方向、たとえば、横方向つまりＣＤ方向、あるいは、縦方向に対して角度θ（たとえば０＜θ＜９０°）の方向に配置することができる。そのような場合、溝２６の「長さ」は、たとえば図１１および１２に示すシューの幅よりも小さい。
【００４７】
図１１に示すように、溝２６を多数の列（コラム）状に配列することができ、その場合、各溝はほぼ横方向つまりＣＤ方向に形作られている。しかし、各列における溝の数、およびベルト１７上のＣＤ方向つまり横方向に隣接する列間の間隔は、適用、ならびに／または必要な入口ニップスプレーリリーフおよび脱水処理の能力に応じて異なる。そのような溝２６は、横方向の長さが不連続であると考えることができ、その幅（ＭＤ構成部分）がアーチ状プレッシャーシュー１４の長さよりも小さい。また、図１１ａに示すように、ＣＤ溝を連続させることができ、その場合、溝２６はベルト１７のほぼ横方向全体にわたって伸びる。さらに他の例において、溝２６を図１２に示すベルト１７’のように、千鳥足状に作ることができる。
【００４８】
ＣＤつまり横方向の溝をもつシューニップベルトには、容積移送式ポンプにおける羽根車あるいはギアのように作用するという有利な効果がある。溝２６がシューに入るときがウェブ２０から水が押し出され、ベルト１７の溝２６に入る。溝２６は水を通さない樹脂で形作られているので、水は溝２６から流出しない。プレスロール１２とシューとの間の圧力が増すにつれて、繊維状ウェブ２０からの水で溝２６が充満する。そのとき、ベルト１７の動きによって、水は繊維状ウェブ２０から離れて溝２６の中に押されて運ばれる。
【００４９】
溝２６の幅（ＭＤ構成部分）がシューの長さよりも小さいため、溝に入る水は流出することができず、一部がプレスロール１２による高圧という理由で水は溝中に保たれる。そのような実施例は、伝統的に平らで溝のないベルトを用いる低速の適用に非常に有用であることが分かった。しかし、この発明は、それに限定されることなく、事実、いろいろな速度で用いることができる。
【００５０】
さらに、この発明のベルトは、不連続の溝の他のパターンをもつことができる。一例として、図１３を参照すると、この発明のベルトは、多数の第１の溝（たとえば、＋形の溝４４）および／または多数の第２の溝（たとえば、ｘ形の溝４６）をもつことができる。そのような溝のそれぞれは、端から端までの長さおよび幅がアーチ状プレッシャーシュー１４のそれよりも小さい。溝４４および４６については、どのような形状にすることもでき、限定はされないが、正方形、長方形、三角形、ｚ字形、円形、多角形およびそれらの組み合わせを含む。三角形の形の溝の例を図２３および２４に示す。それらの溝は分離のための、および構造物の端の間にランド領域をもつが、それは必ずしも必要ではない。それぞれの形の頂部が結ばれるときには、形の周囲に沿って連続する溝を形作る。さらに他の例を図２５に示す。そこでは、溝を六角形の形あるいはハチの巣状の構造に形作っている。ハチの巣状の構造の１あるいは２以上の六角形を、樹脂コーティングで完全に満たす。また、ベルトは、その縦方向および／または横方向の連続したおよび不連続の溝の組合わせを含む。図２６が一例を示し、連続した横方向の溝１０１と連続した縦方向の溝１０２に対し、不連続の縦方向の溝１０３と不連続の横方向の溝１０４が組み合わさった構成である。上の形の溝のいくつかあるいは全部を、ベルトの縦方向および／または横方向に沿って、異なる深さおよび／または異なる幅をもたせるようにすることができる。
【００５１】
ベルト（図２）を標準タイプの連続した溝をもつベルトと比較する場合であり、両ベルトの溝の深さが１．４ｍｍ、幅が０．８ｍｍ、ランド領域の幅（隣り合う溝間の間隔）が２．１ｍｍの場合において、入口ニップスプレーと出口ニップスプレーとを測定し、機械の速度およびニップの加圧力に対してプロットした。
【００５２】
図８に示すように、標準の連続した溝のベルトでは、３００ｍ／ｍｉｎ以上の機械速度で入口ニップスプレーがある。さらに、機械速度が増すと入口ニップスプレーもまた大きくなり、その後で減少している。また、プレス荷重が増すにつれて入口ニップスプレーが大きくなる。したがって、標準の溝のシュープレスベルトを作動することが望ましくない作動範囲が存在する。
【００５３】
図９は、ベルトがシューニッププレスに入るとき、入口ニップスプレーが本質的に除去される作動速度を示す。グラフは、連続した溝をもつシュープレスベルトにおける異なるプレス荷重での速度を比較している。プレス荷重が大きくなれば、入口ニップスプレーを除去するために必要な速度が増すことが分かる。たとえば、６００ｋＮ／ｍのプレス荷重において、入口ニップスプレーが消失するのに必要な速度は約６５０ｍ／ｍｉｎであるのに対し、１２００ｋＮ／ｍのプレス荷重では、入口ニップスプレーを除去するのに必要な速度は約８１０ｍ／ｍｉｎである。
【００５４】
図８および９が示すように、標準タイプの連続したＭＤ溝のベルトを伴う長いニップシュープレスにおいて、６００ｋＮ／ｍ〜１２００ｋＮ／ｍのプレス荷重で作動するとき、約６５０ｍ／ｍｉｎより速いか、あるいは８１０ｍ／ｍｉｎより遅い速度で走らせると、入口ニップスプレーが存在する。入口ニップスプレーは、紙ウェブの脱水効率を減じるため、既知の溝ベルトにおける好ましからざる特性である。
【００５５】
それとは異なり、図１０に示すように、この発明のベルトは、６００ｋＮ／ｍ〜１０００ｋＮ／ｍのプレス荷重、２５０ｍ／ｍｉｎ〜１０００ｍ／ｍｉｎの速度において、入口ニップスプレーはないか、ないに等しい。したがって、不連続の溝のベルトは、入口ニップスプレーを減じるので、ウェブの脱水効率を高める。
【００５６】
不連続の溝を備えるものとして、この発明のベルトを説明したが、この発明はそれに限定されない。すなわち、この発明のベルトには、標準タイプではない連続した溝を含む。一例として、図１４を参照すると、ベルト４７は、各溝が直線部分４８とｚ字形（ジグザグ形）部分５０とを含む、たくさんの連続した溝４９を備え、直線部分４８はｚ字形部分５０に連なり、そのｚ字形部分５０は別の直線部分４８に連なるようになっている。別の例では、たとえば、図２７に示すように、溝４９は直線部分がなく、ｚ字形部分５０だけを含む。それらのｚ字形部分５０は、ベルトの縦方向および／または横方向に連続および／または不連続（図２８）とすることができるし、ベルトの縦方向あるいは横方向に角度をもたせるようにすることができる。直線部分および／またはｚ字形部分の溝の長さは、それぞれアーチ状プレッシャーシュー１４の長さよりも小さい。また、別の例として、図１５を参照すると、ベルト５１は、１または２以上の溝５２を備え、各溝が、第１の幅のたくさんな第１の部分５４と、第１の幅よりも小さい第２の幅のたくさんな第２の部分５６を備える。第２のあるいは制限部分５６の長さは、アーチ状プレッシャーシュー１４の長さよりも小さい。さらにまた、ベルトの溝については、図２９に示すように、サイン曲線あるいは「Ｓ」形状にすることができる。留意すべきは、それらの溝の長さがプレッシャーシュー１４の長さよりも小さいことである。
【００５７】
そしてまた、すでに述べたように、この発明のベルトに適用する溝の形は、いろいろな断面形状にすることができる。図１６〜２１は、そのような断面形状の例を示す。勿論、この発明のベルトの溝の形は、それらの形状に限定されるわけではない。
【００５８】
図２２に、この発明のさらに有利な実施例を示す。図２２において、溝２６は、異なる深さをもち、深い溝部分６０と浅い溝部分６２とを含む。深さの変化が、上に述べた不連続な溝における溝端のように作用する。すなわち、溝２６の浅い部分６２が、溝の深い部分６０から水が容易には流出しないようにし、それによって、縦方向の反対方向に水が流れる傾向を著しく減じ、ニップスプレーを最小限にする。
【００５９】
この実施例の溝２６は連続しているが、その有利な実施例において、溝２６の深い溝部分６０の長さは、シューの加圧ゾーンの長さよりも小さい。そのことは、溝２６の深さと一緒に圧力曲線６４を示す図２２から分かるであろう。プレスロール１２の入口には、溝２６の浅い部分６２に対応する低圧領域３６がある。その後、圧力は速やかに上がり、そこでの溝２６の深さは増大する。最大の圧力は、溝２６の深い部分６０が終わる少し前の時点で生じる。
【００６０】
浅い部分６２の領域で圧力が劇的に落ちることに留意されたい。こうして、最大の圧力が生じる溝２６の一番深い部分において、最大量の水が繊維状ウェブ２０から除去される。明白にするため、図２２には繊維状ウェブ２０を運ぶプレス布（図１中の符号１８）を示さないが、当業者であれば、そのような布が一般的にウェブ２０とシュープレスベルト１６の間に位置することを容易に理解するであろう。
【００６１】
当業者は、上に説明したことを変形することができるが、その変形はこの発明の考え方を示すクレームの内容を越えることはない。
【符号の説明】
【００６２】
１０  プレスニップ
１２  プレスロール
１４  プレッシャーシュー
１６，１６’，１６”  ニッププレスベルト
１８  プレス布（プレスファブリック）
２０  繊維状ウェブ
２２  内側面
２４  外側面
２６  溝
２８  ベース層（ベースファブリック）
３０  横方向糸
３２  縦方向糸
２３，３４  高分子樹脂コーティング
３６  ニップ入口
３８  ニップ出口
４２  ランド領域
４７  ベルト
４９  溝
５０  ｚ字形部分（ジグザグ形の部分）
５１  ベルト
５２  溝
５４  第１の部分
５６  第２の部分
６０  深い溝部分
６２  浅い溝部分
６４  圧力曲線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
2011522136.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１１ａ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2011522136.tif 000023
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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2011522136.tif 000036
2011522136.tif 000037