专利名称：多区纸张结构及制造该结构的装置和方法
技术领域：
本发明涉及多区纸张结构，该结构具有与以不同高度排列并且其厚度小于或等于过渡区厚度的纸张结构的区相连的过渡区。本发明还公开了制备这种纸张结构的装置和方法。
纸张结构，如卫生纸、毛巾纸和搽面纸已广泛地在家庭和工业上使用。为了使这类薄页纸产品更受消费者的亲睐，业已作出了许多尝试。US3,994,771(1976年11月30日授权予Morgan等人)中阐明了一种方法，该方法提供了一种具有松厚性和柔韧性的消费者爱用的薄页纸产品。改善的松厚性和柔韧性还可通过双面相互交错的压榨区和非压榨区来提供，如US4,191,609(1980年3月4日授权予Trokhan)中所示。
另一种使薄页纸更受消费者亲睐的方法是，对纸张结构进行干燥，从而赋予薄页纸产品以更大的松厚性、抗张强度和耐破应力。用这种方法制得的纸张结构的例子阐明于US4,637,859(1987年1月20日授权予Trokhan)中。另外，如在US4,514,345(1985年4月30日授权予Johnson等人)中阐明的，通过具有不同定量的区，在不使用更多的纤维素的纤维下，可使得纸张结构更为强韧。具有半连续图案的造纸网带和在这样的网带上制得的纸张被披露于PCT出版物WO94/04750(1994年3月3日以Ayers等人的名义出版，US优先权日为1992年8月26日)中。使用可变形的铸造表面工艺制得的造纸网带被披露于US5,275,700(1994年1月4日授予Trokhan)中。
另外，薄页纸制造者还作出了通过改善产品的美学外观而使消费者对薄页纸产品更为亲睐的尝试。例如，通常是在薄页纸产品干燥后在薄页纸产品中形成压花花纹。在外观设计专利US239,137(1976年3月9日授予Appleman)中阐明了由Procter and Gamble公司销售的出现在纤维素毛巾纸产品中的一种压花图案。压花方法和/或压花产品还阐明于US3,556,907(1971年1月19日授权予Nystrand)；US3,867,225(1975年2月18日授权予Nystrand)；以及US3,414,459(1968年12月3日授权予Wells)中。
然而，在干纸幅上压花通常以牺牲该结构的其它性能为代价而赋予该纸张结构以特定的美学外观。特别是，压花将破坏纤维素结构中纤维之间的键。由于这些键是在对初期纤维浆液进行干燥时形成和固定的，因此压花将发生这种破坏作用。在对纸张结构进行干燥后，通过压花而使与纸张结构平面垂直的纤维的移动将破坏纤维与纤维间的键。对这些键的破坏将导致干燥纸幅的抗张强度下降。此外，压花通常是在取自烘缸的干燥纸幅起皱后进行。在起皱后进行压花会破坏赋予纸幅的起皱图案。例如，通过对起皱图案的压实，压花可在纸幅的某些部位消除起皱图案。因为起皱图案改善了干燥纸幅的柔软性和柔韧性，因此，这样的结果是不希望的。
此外，对纸张结构进行干压花起着沿压花区的周边对纸张结构进行展开或拉伸的作用。因此，相对于纸幅的未压花部分而言，沿压花区周边的纸张结构将具有减小的厚度。
US专利申请流水号07/718,452，题目为“Tissue Paper Having LargeScale，Aesthetically Discernible Patterns and Apparatus for making Same”，1991年6月19日以Rasch等人的名义申请，并于1994年7月12日以US5,328,565授权，披露了至少有三个肉眼可识别的区的单层纸张结构。Rasch等人指出，通过光学强度性质如起皱频率、高度或不透明度，这三个区是用肉眼可区分的。尽管Rasch等人的结构提供了优于压花纸张结构的改进，但是仍需提供优于Rasch等人所述的纸张结构、具有改善的肉眼可识别图案的薄页纸产品。因此，在造纸领域中的人们一直在探索各种途径，以便在不损害纸幅所希望的性能下制备出具有极易识别的美学图案的张纸结构。
因此，本发明的一个目的是提供一种具有肉眼可识别的图案的纸张结构，无需对干燥的纸幅进行压花。
本发明的另一个目的是，在不破坏所希望的纸幅性能(如抗张强度和纸页柔韧性)下提供一种具有肉眼可识别的图案的纸张结构。
本发明的另一目的是，提供一种纸张结构，该结构具有以第一高度排列并具有第一厚度的第一区，以不同于第一高度的第二高度排列并具有第二厚度的第二区，以第三高度排列并具有大于第一厚度的第三厚度的第三区，和将第二区与第一和第三区至少之一连接的第四过渡区，该第四过渡区具有大于第二厚度并大于或等于第一厚度的第四厚度。
本发明的另一个目的是提供形成本发明的纸张结构的装置和方法。
本发明的另一个目的是提供具有增强的松厚度和辊筒压缩性的纸张结构。
本发明包含具有肉眼可识别图案的纸张结构，如薄页纸。该纸张结构包含以第一高度排列并具有第一厚度的第一区；以不同于第一高度的第二高度排列的构图的第二区，第二区具有第二厚度；与第一区连接的第三区，第三区以不同于第二高度的第三高度排列，并且第三区具有第三厚度；和具有第四厚度的过渡区。过渡区将第二区与第一和第三区至少之一连接。第四厚度大于或等于第一厚度并大于第二厚度。第三厚度大于第一厚度。在一个实施方案中，第一高度不同于第三高度，并且纸张结构具有含第一和第三区的背景矩阵，其中，第一区包含许多不连续的、分散于整个第三区的凸出部分。
第二区和背景矩阵至少之一的一部分可如通过起皱而按透视法缩小。在一个实施方案中，至少一部分第二区被不同频率的起皱图案邻接。不同频率起皱图案从第二区的边界伸入包含第一和第三区的背景矩阵中。该不同频率的起皱图案在背景区中结束，并且增加了构图的第二区的肉眼可识别性。第二区可包含连续的网、不连续的区域或它们的结合。
本发明还包括用于制造造纸纤维纸幅的装置。该装置可包含干燥网带。干燥网带包含带孔的基础元件，所述基础元件具有第一纸幅接触表面和与带孔基础元件相连的纸幅构图层，纸幅构图层从第一纸幅接触表面伸出，以形成不同于第一高度的第二高度的第二纸幅接触表面。以预定的图案布置纸幅构图层，以内切投影面积至少约50平方毫米、更优选至少约100平方毫米的带孔基础元件的一部分，其中，在内切面积内任何地方的高度均为第一纸幅接触表面的第一高度，并且在内切面积内没有纸幅构图层。第二纸幅接触表面的投影面积优选为装置投影面积的约5％和约20％之间，更优选约5％和约14％之间。具有带上述投影面积并布置成内切带上述宽度和面积的带孔基础元件部分的纸幅构图层的装置是相当柔软的。这样的柔韧性使得第一纸幅接触表面能相对于第二纸幅表面挠曲，从而形成不同高度的、压实的、相对高密度区。
本发明还包含本发明纸张结构的成形方法，该方法包括如下步骤提供造纸纤维的湿纸幅；在第一挠曲步骤中使浓度为约8-30％的纸幅发生挠曲，从而提供具有第一高度的第一未压实纸幅区和具有第二高度(不同于第一高度)的第二未压实纸幅区的非单平面纸幅；在第二挠曲步骤中，将第一未压实纸幅区相对于第二未压实纸幅区挠曲，以暂时减少并优选基本消除第一未压实纸幅区和第二未压实纸幅区之间的高度差；压实约40-80％浓度的第一未压实纸幅区的预定部分，以提供压实的第一区和未压实的第三区；压实约40-80％浓度的未压实的第二纸幅区的至少一部分，以提供压实的第二纸幅区；至少恢复在第一挠曲步骤中损失的一些高度差，从而提供其高度不同于第二压实区高度进行排列的压实的第一区和未压实的第三区。
尽管说明书以特别指出的和清楚地限定本发明的权利要求来结束，但是，根据结合相应附图的下述说明可更好地理解本发明；在附图中，相同的元素用相同的参考号数来表示。
图1是本发明纸张结构的横截面图。
图2A是本发明纸张结构横截面的显微照片。
图2B是显示厚度和高度参考线的图2A的显微照片。
图3是本发明纸张结构的照相平面图。
图4A是相对于图3放大的本发明纸张结构一部分的照相平面图。
图4B是相对于图4A放大的本发明纸张结构一部分的照相平面图。
图4C是相对于图4B放大的本发明纸张结构一部分的照相平面图。
图5A是制备本发明纸张结构的装置的平面图，该装置有带孔的基础元件和从带孔的基础元件中伸出的纸幅构图层。
图5B是带孔基础元件一部分的放大的平面图。
图6是图5A装置的横截面图。
图7是制备本发明纸张结构的造纸机的视图。
图8是支承在图6装置上的、非单平面的、通常是未压实的纸幅的视图。
图9是对着烘缸表面被压实的纸幅的视图。
图10是具有第二区的纸张结构的平面图，所述第二区包含排列在网格中的网眼内的不连续的区域。
图11是制备图10纸张结构的纸幅支承装置的平面图。
图1-4和10阐明了本发明的纸张结构20。图5-6和11阐明了适于制备本发明纸张结构的纸幅支承装置200。图7-9阐明了使用纸幅支承装置200来制备纸张结构20的方法。
纸张结构从成形网上取下的本发明的纸张结构是具有一层或多层纤维结构层的单层纸页。尽管不是必须是，但可将本发明的纸张结构在纸页干燥后与一种或多种单层或多层的纸页连接在一起而形成多层纸产品。在此所用的“区域”(zone)指的是纸张结构的连续部分。在此所用的“区”(region)指的是具有相同性能或特性，如密度、厚度、高度、或起皱频率的纸张结构部分。区可包含一个或多个区域，并可是连续的或不连续的。
参考图1-4，本发明的纸张结构20包含至少有四个区的薄页纸。纸张结构20包括具有第一厚度31并以第一高度32排列的第一区30；具有第二厚度51并以不同于第一高度32的第二高度52排列的构图的第二区50；以及具有第三厚度71并以第三高度72排列的第三区70。在图1-2中，高度52和高度32间的差用参考号数62来表示。第三区70与第一区30相连，并且第一和第三区30和70一起形成纸张结构20的背景矩阵100。纸张结构20还包括具有第四厚度91的第四过渡区90，过渡区90将第二区50和背景矩阵100的第一和第三区30和70的至少一个相连，由此以高度52支承第二区50，结果是可用肉眼从第一区30和第三区70形成的纸张结构的背景矩阵100中辨别出第二区50。
参考图1-2，纸张结构20的特征在于过渡区90的第四厚度91大于或第一厚度，第四厚度91大于第二厚度51；并且第三厚度71大于第一厚度31。因此，在纸张结构压花特征的增高部分的周边处，本发明的纸张结构20不会出现减少的纸幅变薄。厚度31、51、71和91以及高度差62用下述方法进行测量。在一个实施方案中，第四厚度91大于第一厚度31和第二厚度51。第四厚度91至少可为第一厚度31的约1.2倍，优选至少约1.5倍；第四厚度91至少可为第二厚度51的约1.5倍，优选至少约2.0倍。第一和第二厚度31和51可小于第三厚度71。
第一高度32可不同于第三高度72。在图1-4中示出的实施方案中，第一区30包括许多在整个第三区70中分散的不连续的凸出部分34(图2A-B和4C)。第一区30和第二区50可借助选择性地对造纸纤维湿纸幅进行挠曲和压实而形成。对于具有通常恒定定量并且第一和第二区30和50的厚度31和51小于第三厚度71和第四厚度91的纸幅而言，第一和第二区30和50的特征为相对高密度区，并且第三和第四区70和90的特征为相对低密度区。
参考图3-4，第二区50可包含许多在整个背景矩阵100中分散的不连续的区域54，每个不连续的区域54被背景矩阵100包围。第三区70可包含在整个背景矩阵100中沿纵向(MD)和横向(CD)延伸的、通常是连续的网带。
如图3和4A-C所示，每个区域54的投影面积至少约为一个凸出部分34的投影面积的10倍，优选至少约为100倍。凸出部分34和区域54的投影面积可用标准图象分析法来测量。图3示出了许多不连续的区域54(例如区域54A-D)。在图3和4A的平面图中，每个不连续的区域52具有花形图案。
第一高度32和第二高度52间的差优选至少为约0.05毫米，更优选至少约0.08毫米。高度32和52以及厚度31、51、71和91在图2A和2B的显微照片中示出。
优选的是，至少第二区50和背景矩阵100之一的至少一部分在结构20的机器方向按透视法缩小。如下所述，借助用刮刀对纸幅进行起皱而提供按透视法缩小。图1-4中示出了纵向(MD)和横向(CD)。纸张结构20的按透视法缩小部分的特点在于含有起皱频率的起皱图案。在图1和图4B中，背景矩阵100的一部分起皱图案由参考号数35表示，其特征在于有一系列峰和谷。在图1和2A，第二区50的起皱图案由参考号数55表示，其特征在于有一系列的峰和谷。背景矩阵100的一部分中的起皱图案35以不同于第二区50的起皱图案55的高度进行排列。对于一定线性距离而言，起皱图案的起皱频率定义为在纸张结构表面上出现的峰数，并可用每毫米线性距离的周期数来测量。
参考图3和4A，第二区50的至少一部分可通过不同频率起皱区邻接，其特征在于相对于起皱图案35和55至少之一的起皱频率，所述不同频率起皱区具有降低的起皱频率。不同频率起皱区可包含背景矩阵100和邻近构图的第二区50排列的过渡区90至少之一的一部分。不同频率起皱区从第二区50的一部分伸入背景矩阵100中，并在背景矩阵100中结束。在图3和4A中不同频率起皱区可用肉眼观察得到，如与不连续的区域54的一部分邻接的皱纹92。皱纹92在横向从每个不连续区域54的边界部分伸出并在背景矩阵100中结束。起皱图案55的频率至少为皱纹92的频率的约1.5倍。过渡区90和不同频率的起皱区的皱纹92与第二区50邻接，由此在视觉上有助于第二区50偏离背景矩阵100。
第二区50的投影面积优选为纸张结构20投影面积的约5-20％，更优选约5-14％。第二区50与背景矩阵100的一个或多个圆形区域C(图3)内切，其中圆形区域C的投影面积至少约为50平方毫米，更优选至少约为100平方毫米。在第二区包含不连续区域54的实施方案中，至少某些相邻区域54间的间距D(图1和3)优选至少约为25毫米。由此，尽管只包含相当小百分比的薄页纸的投影面积，但第二区仍赋予薄页纸幅以相当大量的肉眼可识别的图案。
如图1、3和4A所示，至少某些不连续区域54可包围许多不连续的、不连接的封闭区域120。如图1所示，至少某些封闭区域120可包含高度为132的第五区130和高度为152的第六区150。第五区130的厚度131大于厚度51。第六区150可包含许多在第五区130中分散的凸出部分154。第六区150的厚度151小于厚度131。封闭区域120可按透视法缩小以具有起皱图案。
图10是本发明纸张结构20的另一实施方案的平面图。如图10所示，第二区50可包含限定网眼1052的网格1050和许多不连续的区域54。不连续的区域54可排列在网格1050的至少某些网眼1052中。在每个网眼1052中的背景矩阵100可包含第一区30和第三区70。第三区30可包含许多在每个网眼1052内的第三区70中分散的不连续的凸出部分34。
在图10中示出的网格1050包含有一定间距的带1054，所述带与有一定间距的带1056相交以形成网眼1052。带1054和/或带1056可是不间断的，或可由许多短的、有一定间距的片断形成。在图10中，带1054和1056是不间断的。带1054通常沿机器方向延伸，而带1056通常沿横向延伸。由此，相交的、不间断的带1054和1056形成了连续的网格1050。
本发明纸张结构20的定量优选在约7磅/3000平方英尺(约11克/平方米)和约35磅/3000平方英尺(57克/平方米)之间，对于提供适用于作浴巾纸和搽面产品的纸张结构20而言，该定量范围是所希望的。通过在73°F和50％相对湿度的条件下切取纸张结构20的八个单层试样，并取每个试样的大小为4×4英寸2(0.0103平方米)而测量纸张结构20的定量。将8个4×4英寸2的试样依次叠置并精确至0.0001克进行称重。八个试样的定量(克/平方米)为八个试样的总重量(以克数表示)除以0.0103平方米的试样面积。通过将该八个试样的总定量除以8而得到纸张结构20的定量。
纸幅支承装置在图5A-B和6中示出了适于制备纸张结构20的纸幅支承装置200。纸幅支承装置200可包含对纸张结构20进行干燥并赋予肉眼可识别图案的连续的干燥带(图7)。该纸幅支承装置200有面对纸幅的第一表面202和反面的第二表面204(图6)。在图5A中，用面对纸幅的第一表面202对着观看者来观察纸幅支承装置200。
参考图6，纸幅支承装置200包含具有以第一高度231排列的第一纸幅接触表面230的带孔基础元件220。带孔基础元件220的平面图示于图5B中。该纸幅支承装置200还包括与带孔基础元件220连接的纸幅构图层250。纸幅构图层250从第一纸幅接触表面230伸出，从而形成不同于第一高度231的第二高度261的第二纸幅接触表面260。第一高度231和第二高度261之间的差262至少为约0.05毫米，优选在约0.1毫米和约2.0毫米之间。
如图5A所示，第二纸幅接触表面260的投影面积约为装置200投影面积的5-20％，更优选约为5-14％。第一纸幅接触表面230的投影面积优选约为该装置投影面积的10-40％。纸幅构图层250以预定图案排列在带孔基础元件220上，从而内切许多未被纸幅构图层250覆盖的带孔基础元件220的圆形部分CA(图5A)，其中，每个圆形部分CA的投影面积至少约为50平方毫米，更优选至少约为100平方毫米。在圆形部分CA中装置200的高度小于高度261。
与由相同的底层带孔元件但具有较大百分比的用纸幅构图层覆盖其表面的网带相比，网带装置200是相对柔软的，所述装置200具有带上述投影面积的纸幅构图层250以及排列成内切具有上述面积的带孔基础元件的一些部分。这种柔韧性是使第一纸幅接触表面230能相对于第二纸幅接触表面260发生挠曲，以形成如下所述的、具有不同高度的相对高密度区。
在图5A中示出的实施方案中，纸幅构图层250包含许多不连续的纸幅构图元素254，如与带孔基础元件220的圆形部分CA内切的不连续的元素254A-C。不连续的元素254可包围一个或多个其它的不连续元素254。例如，在图5A中，不连续的元素254E排列在不连续的元素254D中。
在某些相邻的纸幅构图元素254间的间距DA优选至少约为25毫米。如果在两个元素之间可画出的最短直线不与第三元素相交的话，就认为这两个纸幅构图元素254的相邻的。在图5A中，至少某些纸幅构图元素254包围许多在纸幅构图层250的纸幅接触表面260中的不连续的开口270。每个封闭的开口270均有包含带孔基础元件220的一部分的面对纸幅的表面272(图6)。
纸幅支承装置200的透气度优选在约400-800标准立方英尺/分(scfm)，其中以scfm表示的透气度是在横穿装置200的厚度的压差等于约0.5英寸水柱时，每分钟通过一平方英尺面积装置200的空气的立方英尺数的量度。使用得自Valmet Corporation of Pansio，Finland的Valmet透气度测量装置(Model Wigo Taifun Type1000)测量透气度。
如下所述，具有上述透气度的装置200是所希望的，以致使纸幅支承装置200可与具有真空领纸区(vacuum transfer section)和穿透干燥能力(throughair drying capacity)的造纸机一起使用。
在图5B和6中示出的带孔基础元件220含有纺丝222和224。纺丝222通常沿纵向延伸，而纺丝224通常沿横向延伸。参考图5B和6，第一纸幅接触表面230含有位于纺丝222和224交叉点上的、不连续的纸幅接触压节232。压节232通常形成单平面的纸幅接触表面230。带孔基础元件220的投影面积的约5-50％包含相当于相邻丝222和224间的开口221的开口区域。
带孔基础元件220优选具有在纵向每英寸约25-100根丝224，在横向每英寸约25-100根丝222，其中丝222和224的直径约为0.1-0.5毫米。带孔基础元件优选含有每平方英寸带孔基础元件的投影面积约625-10,000个不连续的纸幅接触压节。
丝222和224可由许多不同的材料形成。用于形成带孔基础元件220的合适的纺丝和纺丝织纹图案披露于US4,191,609(1980年3月4日授权予okhan)和US4,239,065(1980年12月16日授权予Trokhan)中，这两篇专利在此引入作为参考。
纸幅构图层250优选含有光敏树脂。当固化时，该树脂应具有不小于约60的肖氏D硬度。通过对在与纸幅构图层250相同条件下固化的约1×2×0.5英寸3、未构图的光致聚合物树脂试样进行测量而测量该硬度。硬度测量是在85℃进行的并且是在肖氏D硬度计测头与树脂开始接触10秒钟后读取的。
利用光敏树脂可形成各种形状和尺寸的纸幅构图层250。合适的光敏树脂包括在辐射下固化或交联的聚合物。为披露合适的光敏树脂和光敏树脂可在带孔基础元件220上固化以形成纸幅构图层250的方法，在此引入US4,514,345(1985年4月30日授权予Johnson等人)作为参考。
图11示出了纸幅支承装置200的实施方案，该装置具有适于制备图10纸张结构20的纸幅构图层250。该纸幅构图层250含有网格290和分散在由网格290形成的许多网眼292的至少某些格中的不连续的纸幅构图元素254。图11中的网格290包含有一定间距的带294，带294与有一定间距的带296相交，从而形成网眼292。带294和/或带296可以是不间断的，或可由许多短的、有一定间距的片断形成。带294通常沿纵向延伸，而带296通常沿横向延伸。在图11中，带294和296是不间断的和相互交叉以形成具有连续的网带状纸幅接触顶表面的连续的网格290。
造纸方法的说明本发明的纸张结构20可用图6-9中示出的造纸装置来制备。参考图7，通过将来自网前箱500的造纸纤维悬浮液沉积在带孔的、液体可渗透的成形元件如成形网带542上，然后形成由成形网带542支承的造纸纤维的胚纸543而开始本发明纸张结构20的制备方法。成形网带542可包含连续的长网，或可根据US4,514,345(1985年4月30日授权予Johnson等人)的说明来制备，该专利在此引入作为参考；或可根据US5,245,025(授权予Trokhan)的说明来制备。
可以预料，所有种类的木浆通常将包含本发明中使用的造纸纤维。然而，其它纤维素纤维的纸浆，如棉短绒、甘蔗渣、人造纤维等均可使用而没有任何限制。可用于本发明的木浆包括化学浆(如硫酸盐浆和亚硫酸盐浆)以及机械浆(如磨木浆、热磨机械浆和化学热磨机械浆(CTMP))。由针叶树和阔叶树得到的纸浆均可使用。
可使用硬木浆和软木浆以及两种浆的混合物。在此所用的术语硬木浆指的是由阔叶树(被子植物)的木材得到的纤维浆，而软木浆是由针叶树(裸子植物)的木材得到的纤维浆。具有平均纤维长度约1.00毫米如桉树属硬木浆特别适合于下面所述的薄页纸，而具有平均纤维长度约2.5毫米的北方软木硫酸盐浆是优选的。另外，从废纸得到的纤维也可用于本发明，废纸可含有上述种类的任意一种或所有种类以及其它非纤维素材料(如用来促进原纸制备的填料和粘结剂)。
纸张配料可含有多种助剂，它们包括但不限于纤维粘结材料，如湿强度粘结材料、干强度粘结材料和化学柔软组合物。合适的湿强度粘结剂包括，但不限于如由Hercules Inc.Wilmingtin，Delaware以商品名KymeneR557H出售的聚酰胺-表氯醇树脂类。合适的暂时湿强度粘结剂包括但不限于改性的淀粉粘结剂，如由National Starch Chemical Corporation(New York)出售的National Starch78-0080。合适的干强度粘结剂包括如羧甲基纤维素这样的材料和如ACCOR711的阳离子聚合物。ACCOR类的干强度材料可得自American Cyanamid Company(Wayne，New Jersey)。合适的化学柔软组合物披露于US5,279,767(1994年1月18日授权于Phan等人)中。合适的可生物降解的化学柔软组合物披露于US5,312,522(1994年5月17日授权予Phan等人)中。
尽管可用除水以外的液体分散体，但优选由造纸纤维的水分散体来制备胚纸543。分散在载体液体中的纤维的浓度为约0.1-0.3％。分散体、悬浮液、纸幅或其它体系的百分浓度等于体系中干纤维重量除以体系的总重量得到的商的100倍。纤维重量通常是以绝干纤维为准来表示的。
如图7所示，可用连续的造纸方法形成胚纸543，或可用间歇法如手抄纸制法来形成胚纸543。在将造纸纤维分散体沉积在成形网带542上之后，通过本领域熟练技术人员熟知的工艺除去部分含水分散介质而形成胚纸543。胚纸通常可是单平面的。真空箱、成形板、脱水板等等可用来从分散体中脱水。胚纸543与成形网带542一起绕转向辊502运行，并与纸幅支承装置200贴近。
制备纸张结构20的下一步骤包括将胚纸543从成形网带542转移至纸幅支承装置200上，并在纸幅支承装置的第一面202上支承胚纸543。在成形网带542的领纸位置，胚纸的浓度优选至少为8％。胚纸543的领纸步骤可同时包括部分胚纸543的挠曲步骤和从纸幅543中进行脱水。另外，部分胚纸543的挠曲步骤也可在纸幅领纸步骤之后进行。
参考图7和8，纸幅543的挠曲步骤包括，在第一挠曲步骤对纸幅543的一部分进行挠曲以形成具有支承在高度为231的第一纸幅接触表面230上的未压实的第一纸幅区547和支承在高度为261的纸幅接触表面260上的未压实的第二纸幅区549的非单平面的纸幅545。第一未压实纸幅区547可包含减密的或再松散的区548，区548与吸入或至少部分进入带孔基础元件220开口221中的未压实纸幅区547部分相一致。区548的厚度通常大于在每个压节232上叠加的区547的那些部分的厚度。
在图8示出的实施方案中，通过对覆盖纸幅支承装置200的带孔基础元件220的胚纸543中的纤维进行挠曲而形成非单平面纸幅545。第一挠曲步骤优选在约8-30％、更优选在约10-20％的浓度下进行，以致使在纸幅543的纤维相对可活动时发生纸幅的挠曲，结果是挠曲不会导致纤维与纤维间键的大量断裂。
通过给胚纸543旋加不同的液压，至少可部分提供胚纸543转移至纸幅支承装置200的步骤和胚纸543的挠曲步骤以形成非平面纸幅545。例如，通过图7中所示的真空源(如真空箱600)，可将胚纸543从成形网542真空转移至纸幅支承装置200上。在递纸位置的下游，还可提供一个或多个辅助的真空源620。由真空源提供的横跨胚纸543的压差挠曲叠加在带孔基础元件220上的纤维，并优选从带孔基础元件220中脱水，从而将纸幅的浓度增加至约15-30％。
由真空源提供的压差可在约7-25英寸汞柱。由真空源提供的压差使得胚纸的转移和挠曲能在不压实纸幅下进行。为说明通过施加不同液压而使胚纸发生转移和部分纸幅的挠曲，在此将US4,529,480(1985年7月16日授权予Trokhan)引入作为参考。
形成纸张结构20的下一个步骤可包含对非单平面纸幅545进行预干燥，如用图7示出的穿透干燥器650。在将非单平面的纸幅545支承在纸幅支承装置200上的同时，将它载过穿透干燥器。通过将干燥气体(如加热空气)穿过非单平面纸幅545，可对其进行预干燥。在一个实施例方案中，首先使加热空气穿过非单平面纸幅545，然后穿过纸幅支承装置200的带孔基础元件220。非单平面纸幅545优选在约50-80％的浓度时从干燥器650中排出。为了示出实施本发明的合适的穿透干燥器，在此引入US3,303,576(1965年5月26日授权予Sisson)和US5,274,930(1994年1月4日授权予Ensign等人)作为参考。
预干燥后，使支承在纸幅支承装置200上的纸幅545通过在压实表面675和压榨元件的可变形的压缩表面910之间提供的压区670。压榨元件可包含辊900。以纸幅545贴近压实表面675，并且纸幅支承装置200的第二表面202贴近可变形的压缩表面910使纸幅545通过压区670。优选在约30-80％、更优选在约40-70％的浓度时，纸幅545进入压区670。
优选压实表面675的特征在于具有相对高的硬度并且是相对不可压缩的。合适的表面675是钢或铁制加热烘缸680的表面。该表面675可涂有从位于压区670上游的喷嘴690喷出的起皱粘结剂，或通过印刷辊(未示出)进行涂布。另外，还可通过任何合适的涂胶方法将起皱粘结剂涂至非单平面的纸幅545上。合适的起皱粘结剂披露于US3,926,716(1975年12月16日授权予Bates)中，该专利在此引入作为参考。
与压实表面675相比，优选可变形的压缩表面910的特征在于具有相对低的硬度并具有相对高的可压缩性。辊900可有内芯902、中间层904和外层906或者可省去层904。辊900的直径可为约1-3英尺，烘缸680的直径约为12-18英尺。优选将可变形的表面910定位于由压缩模量小于约15兆kPa的材料形成的层906上。在一个实施方案中，内芯902可由如钢的材料构成，中间层904可由弹性材料构成，而包含表面910的外层906可由耐热弹性材料(如腈橡胶)构成。表面910的硬度小于约120P&J、并且优选在约30-100P&J之间。压辊表面的P&J硬度的测量步骤由下面提供。
参考图9，形成纸张结构20的下一个步骤包括，在压缩表面910和压实表面675之间对纸幅支承装置200和非单平面的纸幅545进行压榨，以提供至少为约100磅/英寸2、优选至少约200磅/英寸2的压区压力。压区压力等于施加至压区的总力除以压区面积。施加至压区的总力可根据液压计读数结合基于设备构形的力平衡分析来确定。压区宽度通过在压区670加载白纸页和在装置200和表面675之间放置复写纸，以便复写纸在白纸上提供压区宽度的压印来确定。
在压区670中对纸幅支承装置200和纸幅545进行压榨提供了第二挠曲步骤。第二挠曲步骤包括相对于第二纸幅接触表面260挠曲第一纸幅接触表面230。特别是，如图9所示，通过可变形的压缩表面910而使第一纸幅接触表面230朝压实表面675进行挠曲，由此暂时减小并优选暂时基本消除了纸幅接触表面230和260之间的高度差。
将第一纸幅接触表面230相对于第二纸幅接触表面260进行挠曲，提供了部分未压实的第一纸幅区547相对于未压实的第二纸幅区549的挠曲，由此减小了第一和第二未压实纸幅区547和549之间的高度差。特别是，未压实的第一纸幅区547通过第一纸幅接触表面230朝压实表面675进行挠曲，由此将部分未压实的第一纸幅区547和部分未压实的第二纸幅区549之间的高度差减至约零。优选在约30-80％、更优选在约40-70％的纸幅浓度下进行第二挠曲步骤。
在压区670中对纸幅支承装置200和非单平面纸幅545的压榨还提供了纸幅压实步骤。对纸幅区的压实减小了被压实的纸幅部分的厚度。纸幅压实步骤包括，将预定部分的未压实的第一纸幅区547对着压实表面675进行压实以形成第一区30。特别是，可通过不连续的纸幅压实压节232将未压实的第一纸幅区547压实以形成不连续的突起34。纸幅的压实步骤还包括将至少部分未压实的第二纸幅区549对着压实表面675进行压实以形成第二区50。特别是如图9所示，部分第二未压实纸幅区549被纸幅构图层250的第二纸幅接触表面260压实。由于区30和50分别通过第一和第二纸幅接触表面230和260对着压实表面675进行压榨，因此，在压实步骤结束时，第一和第二区30和50之间的高度差基本为零。
具有如上所述投影面积的纸幅构图层250和排列成内切大部分带孔基础元件220的纸幅支承装置200是相对柔软的。这样的柔软性使得第一纸幅接触表面230能相对于第二纸幅接触表面260进行如上所述的第二挠曲步骤和压实步骤所需的挠曲，以致使在第二挠曲步骤和压实步骤结束时，第一和第二区30和50被压印至表面675上，如图9所述，并且第一和第二区30和50间的高度差基本为零。
影响表面230和260相对挠曲的另一个因素是纸幅构图层250的硬度。当固化时有低硬度的树脂在压区670中将受到一定程度的压缩，由此减小了表面260和230之间的高度差。通过降低压缩表面910的硬度，还可增强表面230和260的相对挠曲。相对低硬度的压缩表面910能与挠曲的带孔基础元件200相一致，由此在纸幅构图元素254中间提供一压缩负载，以便将第一纸幅接触表面230和未压实的第一纸幅区547对着压实表面675进行压榨。
对预定部分的未压实的第一纸幅区547进行压实以形成第一区30的步骤优选还包括，将至少部分第一区30粘结至压实表面675上的粘结步骤。特别是，如图9所示，可将不连续的凸出部分34粘结至表面675上，而相对低密度的第三区70仍与表面675有一定间距并且未与之接触。在图7和9中，得到的部分压实的纸幅由参考号数560表示。借助通过喷嘴690施加至表面675上的起皱粘结剂，可将凸出部分34粘结至表面675上。对第二未压实纸幅区549进行压实以形成第二区50的步骤还包括将至少部分区50粘结至压实表面675上的步骤，如图9所示。压实步骤后，在加热表面675上将部分压实的纸幅560干燥至约85-100％的浓度。
形成纸张结构20的最后步骤包括，至少恢复一些在第二挠曲步骤中丧失的纸幅的高度差。该恢复步骤提供了第一高度32的第一区30和第二高度52的第二区50，其中，第一高度32和第二高度52之间的高度差62大于由第二挠曲步骤所提供的第一和第二未压实纸幅区547和549之间的减小的高度差。
恢复一些在第二挠曲步骤中丧失的纸幅高度差的步骤优选包括从压实表面675上剥离部分压实的纸幅560。在优选的实施方案中，恢复一些纸幅高度差的步骤包括在从压实表面675上剥离部分压实纸幅560的同时(或之后)，使部分压实纸幅560按透视法缩小。剥离和按透视法缩小部分压实纸幅的步骤最好包括，用刮刀700从表面675上使部分压实纸幅560起皱以提供纸张结构20。
在此所用的按透视法缩小指的是纸幅长度的减小，当将能量以纸幅长度在纵向缩小的方式施加至干纸幅上时将产生这种作用。可用若干方法之一来完成按透视法缩小。最常用和优选的使纸幅按透视法缩小的方法是起皱。借助刮刀700，将粘结至压实表面675上的部分压实的纸幅560从其上取下。通常，刮刀的斜角约为25度，并相对于扬克式烘缸排列以提供约81度的冲击角(impact angle)。
分析方法厚度和高度的测量根据纸张结构20的横截面制成的切片，测量纤维结构20试样各区30-90的厚度和高度。提供约2.54×5.1厘米2(1×2英寸2)的试样，并固定在刚性纸架上。将该纸板架置于硅模具中。将纸样浸于树脂如由Hercules，Inc.制造的Merigraph光聚合物中。
固化该试样以使树脂混合物变硬。从硅模具中取出试样。在将试样浸入光聚合物中前，对试样标记参考点以便精确测量制作切片的位置。在纤维结构20试样的平面图和各个截面图中，优选使用相同的参考点。
将试样置于由American Optical Company(Buffalo，New York)出售的860型切片机中并放平。借助切片机，从片状试样中除去试样的边缘，直至出现平滑表面为止。
从试样中取出足够数量的切片，以致使各区30-90可精确再现。对于在此所述的实施方案而言，从平滑表面取每片约60微米厚的切片。需要多片切片，以致可确定厚度31、51、71和91。
用油和盖板将样片固定在显微镜滑板上。将滑板和试样固定在透光式显微镜中并以约40倍的放大倍数进行观察。测取切片的显微照片，并将各显微照片依次排列以再现切片的断面。如图2A和2B所示，根据再现的断面可确定厚度和高度。通过识别各区的相对定量以及各区相应的厚度，可确定各区的密度。为了描述纸张结构的各区的微定量，在此将US5,277,761(1994年1月11日授权予Phan等人)引入作为参考。
通过使用Hewlett Packard ScanJet IIc彩色平床扫描仪可确定31-91的厚度。Hewlett Packard Scanning软件是DeskScan II版本1.6。扫描仪设定类型为黑白照片。路径为Laser Writer NT，NTX。亮度和对比度设定为125。比例为100％。在Macintosh IICi计算机上用图象文件格式对文件进行扫描和保存。用合适的光成象软件包或CAD程序，如PowerDraw版本5.0打开图象文件。
参考图2A和2B，借助画被区内切的圆可测定每个区的厚度。在该处的区的厚度为可在该区(在切片试样中)中画的最小圆的直径乘以适当的比例系数。比例系数为显微照片的放大率乘以扫描图象的放大率。使用任何合适的绘图软件包，如得自Engineered Software(North Carolina)的PowerDraw，版本5.0，可绘制圆。
如图2A和2B所示，借助绘制被区50(在切片试样中)内切的最小的圆和借助绘制两个被区30内切的圆测量高度差62。第一线L1画成与被区30内切的两个圆相切。第二线L2画成与第一线L1平行并与被区50内切的圆相切。第一线和第二线间的距离乘以适当的比例系数即为高度差62。
投影面积的测量纸幅接触表面260的投影面积是根据下述步骤测量的。首先，用标识器(Sanford Sharpie)将纸幅接触表面260涂黑以提高对比度。接着，使用HewlettPackard ScanJet IIc平床扫描仪得到三个纸幅构图装置200的数字图象。扫描仪的选项设定如下亮度198，对比度211，黑白照片分辩率100DPI，比例100％。第三步是，使用合适的图象分析软件系统如得自Bioscan，Incorporated(Edmonds，WA)的Optimas测定包含纸幅接触表面260的纸幅支承装置200投影面积的百分数。将灰度值在0-62(相应于纸幅接触表面260)的象素除以扫描图象中的象素总数的比值乘以100，以确定包含纸幅接触表面260的纸幅支承装置200投影面积的百分数。
纸幅支承装置高度的测量使用下述步骤，测量第一纸幅接触表面230的高度231和第二纸幅接触表面260的高度261之间的高度差262。将纸幅支承装置支承在水平表面上，使纸幅构图层面朝上。将具有约1.3平方毫米圆形接触表面和约3毫米垂直长度的探头安装在Federal Products Company(Providence，Rhode Island)制造的Federal Products dimensioning gauge(432B-81型放大器改性的、以与EMD-4320W1断开探头一起用)上。通过测定提供已知高度差的已知厚度的两片精确垫片间的电压差来校正该仪器。在稍低于第一纸幅接触表面230的高度处将仪器调零，以保证探头的自由移动。将探头放在所考虑高度以上并放低以进行测量。在测量位置，探头的压力约为0.24克/平方毫米。在每个高度处至少进行三次测量。将各个高度231和261的平均测量值之差作为高度差262。
P&J硬度的测量使用Dominion Engineering Works LTD(Lachine，Quebec，Ontario)制造的2000型P&J塑性计，测量辊900的表面硬度。硬度试验压头的轴有3.17毫米的球。在三个不同的位置测取硬度一处是在辊的中间，一处是离辊一端6英寸处，一处是离辊另一端6英寸处。P&J硬度是这三个读数的平均值。这些读数是在将辊调节在21℃按照塑性计制造者提供的方法读取的。
实施例提供下述实施例来说明本发明的造纸过程。
实施例1使用常规的碎浆机制备3％重量的NSK含水浆。轻柔地精磨该NSK浆液并以干纤维重量0.02％的速率将2％的暂时湿强度树脂液(即由NationalStarch and Chemical Corporation of New-York(NY))出售的National Starch78-0080)加至NSK浆管中。在混合浆泵中，将NSK浆稀释到0.2％的浓度。第二步是，使用常规的碎浆机制备3％重量的桉树属纤维的含水浆。在混合浆泵中，将桉树属浆稀释至约0.2％的浓度。
将三种分别处理过的料液(料液1＝100％NSK，料液2＝100％桉树属浆，料液3＝100％桉树属浆)单独通过网前箱并沉积在长网上，以形成包含两外层为桉树属层和中间层为NSK层的三层胚纸。通过长网并在挡板和真空箱的帮助下进行脱水。该长网是在纵向和横向每英寸分别有110和95根单丝的5-梭道缎纹组织构形。
在纤维浓度约8％的递纸位置，将湿胚纸从长网转移至具有带孔基础元件220和由光敏树脂制得的纸幅构图层250的纸幅支承装置200上。将纸幅递至纸幅支承装置200上的压差约为16英寸汞柱。带孔基础元件是在纵向和横向每英寸分别有59和44根单丝的5-梭道、缎纹组织构形，其中，沿纵向丝的直径为约0.25毫米，横向丝的直径为约0.33毫米。这种带孔基础元件是由Appleton Wire Company(Appleton，Wisconsin)制造的。
纸幅构图层250的纸幅接触顶表面的投影面积约等于纸幅支承装置200投影面积的10-12％。高度差262约为0.10英寸(0.254毫米)。如图5所示，纸幅构图层含有不连续的纸幅构图元素。纸幅支承装置200的透气度约为600scfm。
在真空递纸位置形成多高度纸幅。进一步的脱水是通过真空辅助的脱水和通过如由装置600、620和650表示的穿透干燥来完成，直至纤维浓度约65％为止。利用表面硬度约40P&J的柔软压辊900将纸幅递至扬克式烘缸上。然后，在约40磅/平方英寸压力下通过将柔软压辊对着扬克式烘缸的表面进行压榨而将纸幅545粘结至扬克式烘缸680的表面675上。聚乙烯醇基的起皱粘结剂用来增强纸幅对扬克式烘缸表面675的粘结作用。在用刮刀从表面675对纸幅进行干起皱之前，将纤维浓度增加到约90-100％。该刮刀具有约25度的斜角并相对于扬克式烘缸布置以提供约81度的冲击角；扬克式烘缸以约800英尺/分(约244米/分)的速度运行。干燥纸幅的卷取速度为650英尺/分(200米/分)。
将根据上述步骤制得的纸幅变成三层的单层卫生纸。该单层卫生纸的定量约为18磅/3000英尺，并含有约0.02％的暂时湿强度树脂。得到的单层薄页纸是柔软、吸水的，并适于用作卫生纸。
实施例2
使用常规的碎浆机制备3％重量的NSK含水浆。轻柔地精磨该NSK浆液并以干纤维重量0.02％的速率，将2％的永久湿强度树脂液(即由HerculesIncorporated(Wilmington，Delaware)出售的KymeneR557H)加至NSK浆管中，然后在混合浆泵前以干纤维重量的0.08％的速率将1％浓度的干强度树脂溶液(即由Hercules Incorporated(Wilmington，Delaware)出售的CMC)加至NSK浆中。在混合浆泵中，将NSK浆稀释至约0.2％的浓度。第二步是，使用常规的碎浆机制备3％重量的桉树属纤维的含水浆。在混合浆泵中，将桉树属浆稀释至约0.2％的浓度。
将分别二种处理过的料液(料液1＝100％NSK，料液2＝100％桉树属浆)单独通过网前箱并沉积在长网上，以形成包含等量桉树属层和NSK的成双层的胚纸。通过长网并在挡板和真空箱的帮助下进行脱水。该长网是在纵向和横向每英寸分别有110和95根单丝的5-梭道缎纹组织构形。
在纤维浓度约8％的递纸位置，将湿胚纸从长网转移至具有带孔基础元件220和由光敏树脂制得的纸幅构图层250的纸幅支承装置200上。使用约16英寸汞柱的压差将纸幅转移至纸幅支承装置200上。带孔基础元件是在纵向和横向每英寸分别有79和67根单丝的3-梭道、缎纹组织构形，纵向丝的直径约为0.18毫米，横向丝的直径约为0.21毫米。这种带孔基础元件是由Appleton Wire Company(Appleton，Wisconsin)制造的。
纸幅构图层250有纸幅接触顶表面，该表面的投影面积约等于纸幅支承装置200投影面积的10-12％。高度差262约为0.10英寸(0.254毫米)。如图5所示，纸幅构图层含有不连续的纸幅构图元素。纸幅支承装置200的透气度约为500scfm。
在真空递纸位置形成多高度纸幅。进一步的脱水是通过真空辅助的脱水和通过如由装置600、620和650表示的穿透干燥来完成，直至纤维浓度约65％为止。利用表面硬度约40P&J的柔软压辊900将纸幅递至扬克式烘缸上。然后，在至少约40磅/平方英寸压力下通过将柔软压辊对着扬克式烘缸的表面进行压榨而将纸幅粘结至扬克式烘缸680的表面675上。聚乙烯醇基的起皱粘结剂用来增强纸幅对扬克式烘缸表面675的粘结作用。在用刮刀从表面675对纸幅进行干起皱之前，将纸幅浓度增加到约90-100％。该刮刀具有约25度的斜角并相对于扬克式烘缸布置，以提供约81度的冲击角；扬克式烘缸以约800英尺/分(约244米/分)的速度运行。干燥纸幅的卷取速度为650英尺/分(200米/分)。
将纸幅转变成每层含两层的双层搽面纸。该双层搽面纸的每一层的定量约为10磅/3000英尺，并含有约0.02％的永久湿强度树脂和约0.08％重量的干强度树脂。得到的两层薄页纸是柔软、吸水的，并适于用作搽面纸。
权利要求
1.一种纸张结构，包含以第一高度排列并具有第一厚度的第一区；以不同于第一高度的第二高度排列的第二区，第二区具有第二厚度；与第一区连接的第三区，第三区具有第三厚度，并且第三区具有第三高度；和具有第四厚度的第四过渡区，过渡区将第二区与第一和第三区至少之一连接；其特征在于第四厚度大于第一厚度并大于第二厚度，第三厚度大于第一厚度。
2.根据权利要求1的纸张结构，其特征在于第一高度与第三高度不同。
3.根据权利要求2的纸张结构，其特征在于第一区含有许多在第三区中分散的不连续的凸出部分。
4.根据权利要求1-3的纸张结构，其特征在于第一高度和第二高度间的差至少为0.05毫米。
5.根据权利要求1-4的纸张结构，其特征在于第四厚度至少为第二厚度的1.5倍。
6.根据权利要求1-5的纸张结构，其特征在于第四厚度至少为第一厚度的1.5倍。
7.根据权利要求1-6的纸张结构，其特征在于纸张结构具有含至少部分第一和第三区之一的背景矩阵，第二区内切投影面积至少为50平方毫米的背景矩阵的圆形部分。
8.根据权利要求1-7的纸张结构，其特征在于纸张结构以两个不同的高度按透视法缩小。
9.根据权利要求1-8的纸张结构，其特征在于至少部分第二区与不同频率的起皱区邻接。
10.一种纸张，包含第一区；第二构图区；包含至少部分第一区和第三区的背景矩阵，第一区含有许多在背景矩阵中的第三区中分散的不连续的凸出部分；将第二区和背景矩阵连接的过渡区；和不同起皱频率区，该不同起皱频率区邻接至少部分第二构图区，并且不同起皱频率区从构图的第二区的边界伸出并在背景矩阵中结束。
11.一种用来制备造纸纤维纸幅的装置，该装置包括具有以第一高度排列的第一纸幅接触表面的带孔基础元件；和与该带孔基础元件相连的纸幅构图层，所述构图层从带孔基础元件的第一纸幅接触表面伸出，以形成以不同于第一高度的第二高度的第二纸幅接触表面；其特征在于纸幅构图层内切许多带孔基础元件的圆形部分，每个圆形部分的投影面积至少为50平方毫米。
12.根据权利要求11的装置，其特征在于每个圆形部分的投影面积至少为100平方毫米。
13.根据权利要求11和12的装置，其特征在于第二纸幅接触表面的投影面积为装置投影面积的5-20％。
14.根据权利要求13的装置，其特征在于第二纸幅接触表面的投影面积为装置投影面积的5-14％。
15.根据权利要求11-14的装置，其特征在于带孔基础元件含有纺丝；带孔基础元件的第一纸幅接触表面含有在纺丝交叉点上的、不连续的纸幅接触压节。
16.根据权利要求11-15的装置，其特征在于第一高度和第二高度间的差至少为0.05毫米。
17.根据权利要求11-16的装置，其特征在于纸幅构图层包含不连续的纸幅构图元素。
18.根据权利要求11-17的装置，其特征在于纸幅构图层包含连续的、网状第二纸幅接触表面。
19.一种纸张结构的成形方法，该方法包括如下步骤提供造纸纤维的湿纸幅；在第一挠曲步骤中使浓度为约8-30％的纸幅发生挠曲，从而提供具有第一高度的第一未压实纸幅区和具有第二高度(不同于第一高度)的第二未压实纸幅区的非单平面纸幅；在第二挠曲步骤中，将第一未压实纸幅区相对于第二未压实纸幅区挠曲，以暂时减少第一未压实纸幅区和第二未压实纸幅之间的高度差；压实预定部分的、约40-80％浓度的第一未压实纸幅区，以提供压实的第一区和未压实的第三区；压实约40-80％浓度的、未压实的第二纸幅区的至少一部分，以提供压实的第二纸幅区；至少恢复在第一挠曲步骤中损失的一些高度差，从而提供其高度不同于第二压实区高度的压实的第一区。
20.根据权利要求19的方法，还包括在压实纸幅后对纸幅进行按透视法缩小的步骤。
21.根据权利要求20的方法，包括将不同频率的起皱图案赋予邻接至少部分第二压实的纸幅区的纸幅部分。
22.根据权利要求19-21的方法，其特征在于第一未压实纸幅区的压实步骤包括形成第一压实的纸幅区，该区包含许多在第三未压实区中分散的、不连续的压实的凸出部分。
23.根据权利要求17-22的方法，其特征在于在第一挠曲步骤中对纸幅的挠曲步骤包括在横跨纸幅的厚度上提供不同的液压。
24.一种纸张结构的成形方法，包括下列步骤提供未压实的、通常是单平面的造纸纤维纸幅；提供包含带孔基础元件的纸幅支承装置，所述基础元件具有第一纸幅接触表面和与带孔基础元件相连的纸幅构图层，纸幅构图层从第一纸幅接触表面伸出，以形成具有不同于第一纸幅接触表面高度的高度的第二纸幅接触表面，纸幅构图层内切许多带孔基础元件的圆形部分，每个带孔基础元件的内切圆形部分的投影面积至少为50平方毫米；将纸幅支承在纸幅支承装置上；将浓度为8-30％的纸幅的一部分进行挠曲，以形成非单平面的纸幅，所述纸幅具有支承在第一纸幅接触表面上的未压实的第一纸幅区，第一纸幅区的高度不同于支承在第二纸幅接触表面上的未压实的第二纸幅区的高度；提供压实表面；将纸幅放在纸幅支承装置和压实表面之间；在第二挠曲步骤中，将第一纸幅接触表面相对于第二纸幅接触表面挠曲，以减少未压实的第一纸幅区和未压实的第二纸幅区之间的高度差；在第一纸幅接触表面和压实表面间压实预定部分的、未压实的第一纸幅区，以形成压实的第一区，该区包含许多在相对未压实的区中分散的不连续的压实的凸出部分；在第二纸幅接触表面和压实表面间对至少部分未压实的第二纸幅区进行压实，以形成压实的第二区；将纸幅干燥到至少90％的浓度；和从压缩表面对纸幅进行起皱。
全文摘要
本发明公开了具有与相对较薄区相连的过渡区的多区纸张结构。该纸张结构包含第一区、构图的第二区、第三区和过渡区。过渡区将构图的第二区和背景矩阵相连。背景矩阵包含第一区和第三区。第一区包含许多在第三区中分散的不连续的凸出部分。第一和第二区以不同的高度排列，并且每个区的厚度均小于过渡区的厚度。本发明还公开了制备该纸张结构的装置和方法。
文档编号D21F1/10GK1151772SQ95193843
公开日1997年6月11日 申请日期1995年6月19日 优先权日1994年6月29日
发明者迪安·V·费恩 申请人:普罗克特和甘保尔公司