CN1222211A - 具有连续网格区域的多层薄纸 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多层薄纸结构。该纸结构包括具有分散在整个密度相对较高的连续网格上的分散且密度相对较低的区域的一个层片。该纸结构还包括不具有分散在整个密度相对较高的连续网格上的分散且密度相对较低的区域的一个层片。两种层片的不同结构使得其比均质多层层片结构的吸收性改进。

Description

具有连续网格区域的多层薄纸
本发明涉及一种薄纸结构，特别是涉及多层薄纸结构。
由纤维素纤维制造的纸幅一般用于消耗品如纸巾、卫生纸以及面巾纸中。在本领域中，多层纸结构是公知的。这种多层层片结构具有两层或多层层片，它们相互之间处于面对面位置并彼此连在一起。每一层片可以由一纸幅构成。正如本领域公知的那样，纸幅在造纸机器上被制造时可以有一层或多层。
可以采用多种适当的方法将多层纸结构的各个独立层片连在一起，包括粘接剂粘接或机械粘接，如压花等。通常层片出于美观原因而压花，从而在相邻层片之间提供空间，并且使相邻层片之间面对面连接。
多层纸结构的例子在下列参考文献中有公开：1972年3月授予Thomas的美国专利3,650,882、1984年9月授予Trokhan的美国专利4,469,735以及1976年4月授予Kemp的美国专利3,953,638。下列参考文献公开了压花工艺或压花产品或多层纸产品：1996年2月13日授予Shulz的美国专利5,490,902、1995年11月授予McNeil的美国专利5,468,323并共同转让。1981年11月授予Carstens的美国专利4,300,981、1968年12月3日授予Wells的美国专利3,414,459并共同转让、1970年12月15日授予Gresham的美国专利3,547,723、1971年1月19日授予Nystrand的美国专利3,556,907、1973年1月2日授予Donnelly的美国专利3,708,366、1973年6月12日授予Thomas的美国专利3,738,905、1975年2月18日授予Nystrand的美国专利3,867,225以及1984年11月20日授予Bauemfeind的美国专利4,483,728。共同转让的1976年3月9日授予Appleman的美国专利Des.239,137展示了一种在商业中取得成功的纸巾上的压花图案。
很显然，多层层片结构的吸收能力可以大于构成多层层片结构的独立的单个层片的吸收能力之和。上述参考文献授予Thomas的美国专利3,650,882公开了一种三层层片产品，据论述其吸水能力为简单构成的两层纸巾的两倍多，并且据论述其吸收能力大于在三层层片结构中材料数量增加的简单情况下的吸收能力。
但是，比较多层层片结构与单个层片纸结构，或其它具有较少层片的多层纸结构的吸收能力对判断多层片产品的性能并不十分有用。增加一层附加层片所获得的吸收能力一般大于附加层片的吸收能力。两者的不同是由于(至少是部分由于)增加了额外的层片而产生了层片之间的储存空间。
具有由不同物质类型的层片构成的非均质n层层片产品一般认为它的吸收能力不大于由不同物质构成的均质n层层片结构测量而得的吸收能力的算术平均值。例如，一种非均质两层薄纸产品的第一层由第一种类型的纸质物质构成，而该产品的第二层由第二种不同类型的纸质物质构成。这种非均质的两层层片产品的吸收能力一般认为小于或等于(1)由两层第一种物质构成的均质两层层片结构和(2)由两层第二种物质构成的均质两层层片结构测得的吸收能力的算术平均值。
上述参考文献美国专利4,469,735公开了可伸长的多层薄纸产品。美国专利4,469,735公开的产品据称具有叠加的高液体吸收力，这是由于它为至少两层具有相当不同的应力/应变特性的层片构成的产品。但是，有必要不需使不同的层片具有不同的应力/应变特性而改善吸收力。
因此，本发明的一个目的是提供一种具有改进的吸收特性的多层纸结构。
本发明的另一目的是提供一种多层纸结构，该结构相对于具有同样多层片的其它纸结构来说实现了具有高出预计的吸收能力和速率。
本发明的又一目的是提供一种具有不同质地结构值和厚度的层片的多层纸结构。
本发明的再一目的是提供一种具有一层或多层分散在连续网格区域上的分散的、密度相对较低的区域的层片的多层纸结构。
本发明提供一种具有n层的非均质多层薄纸产品，其中n为大于或等于2的整数。该非均质多层薄纸产品包括含一纸幅的第一层片，该纸幅具有连续的网格区域，该网格区域具有密度相对较高的区域和分散在整个连续网格区域上的、分散的、密度相对较低的区域。该纸产品还包括第二层片，其中第二层片不包括分散在整个连续网格区域上的密度相对较低的区域。
第一层片的厚度至少约为第二层片的1.25倍，优选地至少约为1.5倍，更优选地至少约为2.0倍。
层片的不同结构可使非均质多层薄纸产品具有的横向吸收能力大于均质n层层片的吸收能力，而且不需要如上述参考文献美国专利4,469,735那样使该层片具有不同的应力/应变特性。
非均质多层薄纸产品可包括至少一层层片，该层片的宏观密度为其它n层层片中至少一层的宏观密度的约1.5倍，优选地至少约为2.0倍，更优选地至少约为2.5倍，进一步优选地至少约为3.0倍。
图1A为具有相对较大的向内拱起的圆拱的两层纸结构的剖面图。
图1B为具有相对较大的向外拱起的圆拱的两层纸结构的剖面图。
图2A为在两层质地结构值相对较高、有图案的层片之间有一层质地结构值相对较低、无图案的层片的三层层片结构的剖面图。
图2B为在两层质地结构值相对较低、无图案的层片之间有一层质地结构值相对较高、有图案的层片的另一三层层片结构实施例的剖面图。
图3为造纸机器的示意图。
图4为具有连续的网格区域和分散的圆拱的纸幅的平面图。
图5为图4所示的纸幅沿图4的线5-5剖开的剖面图。
图6为按照本发明将两个分离的层片联结形成两层片产品的设备的示意图。
图7为将两个层片联结得到一半成品二层层片结构的设备的示意图。
图8为按照本发明将按图7所示制得的半成品二层层片结构与第三层片联结形成三层片产品的设备的示意图。
图9为一个干燥部件一通气干燥网的示意图，该干燥网有一个宏观单面的、有图案的、连续的网格表面，该表面限定了许多个分散的、分离的偏角导管，每个导管具有的机器方向上的长度大于相连导管的横切机器方向上的宽度。
图10为另一个干燥部件一通气干燥网的示意图，该干燥网有一个连续的网格表面和许多个分散的、分离的偏角导管。
图11为又一个干燥部件一通气干燥网的示意图，该干燥网有一个连续的网格表面和许多个分散的、分离的偏角导管。
图12为干燥网沿图9中的线12-12剖开的剖面示意图。
本发明包括具有n层的非均质多层薄纸产品20。图1A和图1B所示为两层层片结构(n=2)的剖面图。图1A中的单个层片分别标识为31和32。层片31和32通过压花35在分散的、有一定间隔的位置处相连。图2A和图2B为本发明三层层片结构实施例(n=3)的剖面图。图2A中的单个层分别标识为41A、42、41B。层片41A、42、41B通过压花45在分散的、有一定间隔的位置处相连。
“非均质多层薄纸产品”一词指的是多层薄纸产品20中的至少一层在下列性能中的至少一个方面与其它n层层片中的至少一层不同：厚度、宏观密度、基重或质地结构值(texture value)。厚度、宏观密度、基重和质地结构值按照后面提供的步骤测得。
均质多层纸结构为这样一多层层片结构，该结构的层片的纤维布置和造纸添加剂的组成成分基本相同，并且层片在上述性能方面彼此基本一致(即对上述任一性能来说，层片之间某一特定性能的最大差值小于较低性能值的10％)。
非均质多层薄纸产品20的吸收能力和吸收率按后面描述的步骤测量。本发明非均质多层薄纸产品20具有的吸收能力可大于通过对n层层片中的每一层测量而得的均质n层层片吸收能力的加权平均值。在一个实施例中，本发明非均质多层薄纸产品具有的吸收能力可大于对n层层片测量而得的均质n层层片吸收能力的最大值。本发明非均质多层薄纸产品具有的虹吸能力可大于通过对n层层片中的每一层测量而得的均质n层层片虹吸能力的加权平均值。本发明非均质多层薄纸产品具有的吸收率还可大于对n层层片中的每一层测量而得的均质n层层片吸收率的加权平均值。
特定层片的“均质n层层片吸收能力”和“均质n层层片吸收率”的定义如下。首先，该特定层片的“均质n层层片结构”由n层该特定层片连接在一起而构成。这种多层层片结构称为“均质n层层结构”，因为所有的层片基本上是一致的。采用与将n层层片联结而成非均质多层薄纸产品的工艺(例如相同的压花方法、相同的压花图案、相同的粘接剂)一样的工艺将n层特定层片连接在一起。一个均质n层层片结构是由构成非均质多层薄纸产品中的每个不同的层片构成的。
然后，测量每个均质n层层片结构的吸收能力和吸收率。采用与测量非均质多层薄纸产品的吸收能力和吸收率相同的步骤来测量每个均质n层层片结构的吸收能力和吸收率。这样，可以比较非均质多层薄纸产品与具有相同层数的那些均质多层层片结构的吸收能力和吸收率。然后可以计算出均质n层层片的吸收能力和吸收率的平均值。
举例来说，参见图1A，非均质多层薄纸产品20有两个层片31和32(n=2)，其中层片32与作为层片31的纸幅的类型不一样。例如，层片32的厚度、宏观密度和质地结构值与层片31明显不同。有关层片31的均质两层层片结构由构成层片31的纸幅类型的两个层片连接在一起而得。类似地，有关层片32的均质两层层片结构由构成层片32的纸幅类型的两个层片连接在一起而得。采用将层片31和32连接在一起而形成非均质两层纸产品20的相同方法(例如相同的粘接剂、相同的压花方法、相同的压花压力、相同的压花图案等)来形成均质两层层片纸结构。
然后可以测量层片31的均质两层层片结构的吸收能力和吸收率。类似地，可以测量层片32的均质两层层片结构的吸收能力和吸收率。对图1A的结构来说，均质n层层片吸收能力的平均值为层片31的均质两层层片结构与层片32的均质两层层片结构的吸收能力的平均值。类似地，均质n层层片吸收率的平均值为层片31的均质两层层片结构与层片32的均质两层层片结构的吸收率的平均值。
参见图2A，非均质多层薄纸产品20有3层层片41A、42和41B(n=3)。作为层片41A的纸幅的类型与作为层片41B的一样，而作为层片42的纸幅的类型不同于层片41A和41B。有关的由层片41A和41B构成的均质3层层片结构为构成层片41A的纸幅类型的3个层片连接在一起而得。类似地，有关的由层片42构成的均质3层层片结构为构成层片42的纸幅类型的3个层片连接在一起而得。采用将层片41A、42和41B混合连接在一起而形成非均质3层纸产品20的相同方法(例如相同的粘接剂、相同的压花方法、相同的压花压力、相同的压花图案等)来形成均质3层层片纸结构。
然后可以测量层片41A的均质3层层片结构的吸收能力和吸收率。类似地，可以测量层片42的均质3层层片结构的吸收能力和吸收率。对图2A的结构来说，构成层41A的纸幅的类型与构成层片41B的一样，该结构的均质层层片的吸收能力的平均值可作为均质n层层片吸收能力的加权平均值而计算得到：[(2)×(AC41 A)+(AC42)]/3其中AC41A为层片41A(或层片41B)的均质3层层片的吸收能力，而AC42为层片42的均质3层层片的吸收能力。
类似地，均质n层层片的吸收率的平均值可作为均质n层层片吸收率的加权平均值而计算得到：[(2)×(AR41A)+(AR42)]/3其中AR41A为层片41A(或层片41B)的均质3层层片的吸收率，而AR42为层片42的均质3层层片的吸收率。
不受上述分析的限制，可以相信本发明的多层层片产品可改善吸收能力和吸收率，这是由于(至少部分由于)它是由相对较高的质地结构值、较厚的厚度、相对较低的宏观密度层片和相对较低的质地结构值、较薄的厚度、相对较大的宏观密度层片联合而成的。这些不同的特性可通过在制造纸幅的整个过程中(至少是部分过程中)有选择地使用造纸纤维和方法而获得。特别是，质地结构值是在将层片与其它层片联结混合之前，对该层片表面的湿法成形、非机械压花的质地结构的测量。
质地结构值不包括机械压花特征。这种在纸幅干燥时赋予纸幅的压花特征在纸幅处于湿润状态时会至少部分丧失。当层片在造纸机器上时赋予层片的湿法成形的质地结构特征(如那些在造纸机器的干燥网上通过干燥空气或在干燥前湿法压花而赋予纸幅质地结构特征)包括在质地结构测量中。这种湿法成形的质地结构特征在湿润状态下，特别是当在形成纸幅的配料中添加湿强度添加剂，如KYMENE时能较好地保持其结构。
图3示出了用于制造纸幅的造纸机器。在这种造纸机器上制造出的纸幅可用作多层层片产品的单个层片。参见图3，网前箱118将造纸纤维的含水分散物传送到有孔部件111处。有孔部件111可以是一个无接头传送带，它被一系列的辊筒按图中所示方向输送。有孔部件111可以为长网。作为替换例，有孔部件可以包括多个与增强结构相连的分散的隆起，每个隆起有一个喷嘴。这种成形部件111适合于提供具有不同基重区域的纸幅。在1996年4月2日授予Trokhan等人的美国专利5,503,715中对此有描述。该专利作为参考被引证。
当分散的纤维沉积在成形部件111上之后，通过去除分散物中的部分水分而形成初始纸幅120。可以采用本领域公知的技术来实现去除水分，例如采用真空腔、成形板等。
初始纸幅120接着被传送到一干燥部件119处，该干燥部件为无接头传送带，它被一系列辊筒按图中所示方向输送。本发明的n层层片结构的层片可具有基本相同的湿缩水率(wet-foreshortening)(大约在5％以内)。为了制造本发明的纸结构，纸幅可湿缩水，缩水率约小于5％，传送至干燥部件119上的纸幅的湿缩水率约为3％。湿缩水率在美国专利4,469,735中有描述，该专利在此作为参考被引证。
初始纸幅在其被传送至干燥部件119时脱水。最终得到的半成品纸幅121在干燥部件119上按图3所示的方向被运送。然后当纸幅在干燥部件119上运送时被进一步干燥。例如，当干燥部件为一有孔传送带时(如授予Trokhan的美国专利4,529,480和授予Trokhan的美国专利4,191,609所述)，采用通气干燥设备125可对纸幅进行干燥而得到预干燥纸幅122。作为替换例，如果干燥部件119为一传统的造纸脱水传送带，则可通过当纸幅在传送带上被运送时将纸幅压入辊隙之间而对其进行进一步脱水。在另一个实施例中，可通过湿法挤压纸幅而对其进行脱水，正如1995年6月29日以Ampulski等人名义公开的WO95/17548，题目为“Wet Pressed Paper Web and Methodof Making Same”所描述的那样，该公开文献在此作为参考被引证。
然后预干燥纸幅被传送至加热干燥转筒116进行进一步干燥。接下来纸幅可从转筒116的表面例如采用刮片117被起绉，从而得到干燥的纸幅124。采用刮片117可得到干缩水(dry-foreshortened)的纸幅(即干法起绉)。为了制造本发明的纸结构，纸幅可干缩水，缩水率约小于16％。在一个实施例中，纸幅的干缩水率约小于10％。因此，按照本发明制造的纸具有相对较低的湿缩水率和干缩水率。
本发明的多层薄纸产品可包括至少一层层片，该层片为具有不同密度区域的纸幅。在一个实施例中，本发明的多层薄纸产品包括具有由一纸幅构成的一个层片，其中该纸幅具有分布在整个一个或多个密度相对较低的区域上的分散的密度相对较高的区域。例如，这种纸幅可在例如图3所示的造纸机器上形成。密度相对较高的分立区域可通过将初始纸幅传送至具有分散的压紧绞接点的编织网的干燥部件119而形成。压紧绞接点可分布在该编织网的经纬丝相交点处。当纸幅被传送至干燥转筒116时，压紧绞接点用于压实该纸幅分散的、有一定位置间隔的区域。下面的专利将作为参考被引证以展示用来制成具有不同密度区域的纸幅，特别是具有在整个一个或多个密度相对较低的区域上分布分散的、密度相对较高的区域质地结构型纸幅的干燥网和/或干燥方法：1967年1月授予Sanford等人的美国专利3,301,746、1976年8月授予Ayers的美国专利3,974,025、1976年11月授予Morgan等人的美国专利3,994,771、1980年3月授予Trokhan的美国专利4，191,609。美国专利4,191,609特别优选用于具有未压花的、密度相对较低的区域在机器方向和垂直于机器方向上交错排列的纸幅的制造。
在一个实施例中，非均质多层薄纸结构至少有一个层片包括按照以Wendt等人名义在1995年10月18日公开的欧洲专利EP0677612A2教导的方法制造的纸幅。该专利在此作为参考被引证。
在一个实施例中，非均质多层薄纸结构至少有一个层片包括具有基重相对较低，而密度相对较高的连续网格区域，并且在整个网格区域上分散有基重相对较高、密度相对较低的分散的区域的纸幅。在图4和5中示出了包括有纸幅180的一个层片，该纸幅具有基重相对较低、密度相对较高的连续网格区域183和基重相对较高、密度相对较低的分散圆拱184。该层片的厚度在图5中以T表示。
1985年7月16日授予Trokhan的美国专利4,529,480示出并公开了这种纸幅。Trokhan的美国专利4,529,480还公开了适于制造这种纸幅的干燥部件119-一种有孔传送带。Trokhan的美国专利4,529,480示出的干燥部件119有一个宏观单面的、有图案的、连续的网格表面，该表面限定了许多个分散的、分离的不相连的偏角导管。下面在此作为参考被引证的美国专利公开了这种有孔传送带：授予Johnson等人的美国专利4,514,345、授予Trokhan的美国专利4,529,480、授予Smurkoski等人的美国专利5,364,504、授予Trokhan等人的美国专利5,514,523。
再次参见图1A，非均质两层层片纸产品可有层片31和32，其中至少一个层片具有连续的网格区域183和许多个分散的圆拱184。图1A为两层片都为具有连续的网格区域183和多个分散的圆拱184的纸幅。层片31和32都具有图案，有向内延伸的圆拱184(即层片31的圆拱184朝向层片32的圆拱184)。层片31的圆拱184可以与层片32的圆拱184形状相同，或者层片31的圆拱184的形状不同于层片32的圆拱184。每个层片的圆拱可双向交错。
在图1A中，层片31不同于层片32，即层片31在单位面积内具有相对较多的较小圆拱184，而层片32在单位面积内具有相对较少的较大圆拱184。特别是，层片31在每平方英寸内有x个圆拱184，其中x值至少约为100。层片32在每平方英寸内可有y个分散的圆拱184，其中y值小于x值，并且y值约小于250。x与y的比值至少可约为1.5，至少约为2.0，并且在一个实施例中至少约为10。在一个实施例中，层片31每平方英寸可约有至少200个，更优选的是至少约有500个圆拱184，并且层片32每平方英寸约少于110个，更优选的是少于75个圆拱。另外，层片32的厚度大于层片31的厚度。层片32的厚度至少约为层片31厚度的1.25倍，优选的是至少约为1.5倍，更优选的是至少约为2.0倍，而在一个实施例中至少约为2.5倍。
层片31和32的每一层的基重可约为7-60磅/3000平方英尺。在一个实施例中，层片31和32的每一层的基重约为12-15磅/3000平方英尺。层片31的宏观密度至少约为层片32的宏观密度的1.5倍，优选的至少约为2.0倍，更优选的至少约为2.5倍。
层片32的质地结构值大于层片31。在一个实施例中，层片32的质地结构值至少约为层片31的质地结构值的1.5倍，优选的至少约为2.0倍，更优选的至少约为4倍。特别是，层片32的质地结构值至少为15密耳，而层片31的质地结构值约小于10密耳。在一个实施例中，层片32的质地结构值在约23至约25密耳之间，而层片31的质地结构值在约4.0至约6.0密耳之间。质地结构值是对由干燥部件119提供的湿法成形表面特性的测量。特别是，质地结构值可提供圆拱184和网格183之间高度不同的测量。
在图1B所示的另一个两层层片实施例中，层片32可与层片31相连，这样层片32的圆拱184朝向外，而层片31的圆拱184向内突向层片32。在这种两层层片结构中，层片31可具有相对较光滑的朝外表面，而层片32具有相对较高的质地结构值的朝外表面，该朝外的表面向外突起形成圆拱184。层片32的具有相对较高的质地结构值的朝外表面可用于洗涤或擦洗操作中，而层片31的相对较光滑的朝外表面可用来从一个表面上吸去液体。
作为替换例，两层层片结构20可以包括具有连续网格和分散的圆拱的一个层片和在整个连续网格上未分散有分散的圆拱的第二层片。例如，图1A或1B中的层片31可被图2A中所示类型的层片42替代。
参见图2A，本发明的一个实施例为具有层片41A、42和41B的三层薄纸产品。层片41A和41B可以具有基本相同的结构和成分。层片41A和41B中的每一层可加花样而具有连续网格区域183和多个分散的圆拱184。层片41A和41B每平方英寸可具有相同的圆拱184数Y。Y值可在约10至约600之间，特别是在约10至约200之间。层片42可由传统的毡干燥薄纸幅构成，其中该片具有基本无图案的、光滑的、无纹理的表面，并且具有基本均匀的密度和基重(无不同的微观密度或不同的微观基重的可分辨区域)。层片42的每个表面的质地结构值可小于约1.0。
在图2A所示的实施例中，层片41A和41B中每一层的厚度均大于层片42，并且层片41A和41B中每一层的宏观密度均小于层片42。层片41A和41B中每一层的厚度至少可约为层片42的2.5倍。层片42的宏观密度至少可约为层片41A和41B的2.5倍。层片42的质地结构值小于约1.0，而层片41A和41B中每一层的质地结构值至少约为10。
在一个实施例中，层片41A和41B中每一层的基重约为13.6磅/3000平方英尺，厚度至少约为20密耳，而宏观密度小于约1.0磅/密耳-3000平方英尺。层片41A和41B中每一层的质地结构值至少约为15密耳，并且每平方英寸中可有约75个圆拱184。层片42的基重约为12.5磅/3000平方英尺，厚度在约4至约6密耳之间，宏观密度至少约为2.0磅/密耳-3000平方英尺，并且质地结构值约为0。
在图2B所示的三层层片实施例的替换例中，一个有图案的、质地结构值相对较高的层片41可位于质地结构值相对较低的两层片42A和42B之间，其中层片42A和42B具有基本不可分辨的图案。在另一个三层层片实施例中，质地结构值相对较高的层片，如层片41可位于两个层片，如图1A所示的层片31之间。在这种3层层片结构中的每一层的整个高密度连续网格上分散有密度相对较低的圆拱。
相对于另一层具有预期特性的两层或多层纸幅131和132被联结混合形成本发明的多层薄纸产品。图6所示的设备可用于将相对于另一纸幅具有预期特性的两层纸幅联合起来以构成本发明的两层层片产品。两个单层纸幅131和132分别从辊210和220上退绕。纸幅131和132中的每一个可具有密度不同的区域，并且每个层片具有密度相对较高的连续网格区域和密度相对较低的分散圆拱。两纸幅131和132绕滚轮225所限定的方向被输送。纸幅131对应于图1中的层片31，纸幅132对应于图1中的层片32。
纸幅131被导向进入橡胶辊240和钢压花辊250之间的辊隙，同时纸幅132被导向进入橡胶辊260和钢压花辊270之间的辊隙。在图1A所示的实施例中，纸幅131的圆拱184朝向辊240，纸幅132的圆拱184朝向辊260，这样在最终的二层层片结构中圆拱184向内拱起。钢压花辊250和270有压花销的图案，该销分别与纸幅131和132的有选择的分散区域接触并使之变形。然后纸幅131被输送进入胶涂敷辊255和钢压花辊250之间的辊隙。具有不断地被胶充满的表面的胶涂敷辊255将胶涂敷到纸幅131的变形区域上。然后纸幅131和132通过钢压花辊250和270之间，其中纸幅131与辊250相邻，而纸幅132与辊270相邻。辊250上的压花销与辊270上的压花销套在一起以使纸幅131和132变形，并使纸幅131和132叠压在一起。
接下来两个纸幅131和132通过具有预定辊隙负载的辊隙之间，该辊隙位于钢压花辊250和结合辊280之间。结合辊280有一个坚硬的橡胶外罩，该辊用于将纸幅131和132压在一起，以便使纸幅131和纸幅132在粘接剂从辊255被输送到层片131的那些地方粘接在一起。最终的两层纸结构20可再绕，以便后来转变成较小的卷。
图7和8所示为将三个独立的纸幅联合而成例如图2A所示的三层纸结构。纸幅141A对应于图2A的层片41A，纸幅142对应于图2A的层片42，纸幅141B对应于图2A的层片41B。纸幅141A和141B具有密度相对较高的连续网格区域和密度相对较低的分散圆拱。纸幅142可为传统的毛毡压烫纸幅。
纸幅142和141A可分别从辊211和221上退绕，并在所示方向上输送。纸幅142被导向进入胶涂敷辊255和钢压花辊250之间的辊隙中(在该操作中，橡胶压花辊240和260被拆去)，以便将粘接剂层从辊255传送到纸幅142上。接下来纸幅142和141A穿过钢压花辊250和270之间，其中纸幅142与辊250相邻，而纸幅141A与辊270相邻。辊250上的压花销与辊270上的压花销套在一起。然后两个纸幅穿过钢压花辊250和结合辊280之间的辊隙，以确保纸幅141A粘接到纸幅142上，从而得到图7和8中所标识的半成品二层层片结构。
如图8所示，然后可将纸幅141B与半成品二层层片结构143连接在一起。中间产品结构143被导向进入橡胶辊260和钢压花辊270之间的辊隙中，这样它的构成纸幅141A贴着辊270，而它的构成纸幅142贴着辊260。因此，当三个纸幅穿过结合辊280和压花辊250之间的辊隙时，纸幅142即粘接到纸幅141B上。
例1：二层层片
该例的目的是为了展示可用于制作本发明二层层片实施例的方法。层片31和32中的每一层均是在如图3所示的半工业规模的造纸机器上制成的。稠度为0.1％的造纸纤维含水纸浆、水和添加剂用于在有孔部件111上沉积形成上述层片。含水纸浆为NSK(北soffwook牛皮纸)和CTMP(热化学机械纸浆)纸纤维以75∶25混合(重量比)。添加剂包括湿态强度添加剂、干态强度添加剂、吸湿试剂和柔软添加剂。湿态强度添加剂为每吨干态纤维重量约22磅KYMENE 557H的一定有效数量的表氯醇加合物。KYMENE 557H由Hercules Corp of Wilmington，Delaware供应。干态强度添加剂为每吨干态纤维重量约5磅CMC 7MT的一定有效数量的羧基甲基纤维素。CMC 7MT由Hercules公司供应。吸湿试剂为每吨干态纤维重量约2磅IGEPAL的一定有效数量的十二烷基苯氧基聚(亚乙氧基)乙醇。IGEPAL由Rhone Poulence ofCranbury,NJ供应。柔软添加剂包括每吨干态纤维重量约2磅DTDMAMS的一定有效数量的季铵盐化合物。DTDMAMS(二氢化牛脂二甲基甲酯硫酸铵)由Sherex of Dublin，Ohio供应。
当制作用于制造层片31的纸幅时，纸浆被沉积在有孔部件111上(具有每英寸在机器方向上为87根纤丝，在垂直机器方向上为76根纤丝的5个梭口、缎纹织法构形的长网造纸机)，并且在传送至干燥部件119之前脱水成稠度约为17％。最终得到的初始纸幅然后传送至干燥部件119处，使得湿缩水率达到约3％。干燥部件119为如图9和12所示的通气干燥网形式，例如上述参考的美国专利4,529,480所总体描述的那样。通气干燥网有一个连续的网格表面423，该表面限定了偏角导管422的开口。如图12所示，连续网格表面423在具有编织增强股线441和442的编织增强部件443上延伸一个距离D。
用来制作层片31的干燥网119如图9所示每平方英寸具有约562个偏角导管422(每平方英寸562个单元)。偏角导管422具有细长的形状，在机器方向上的长度约为48密耳(0.048英寸)，在垂直机器方向上的长度约为35密耳。如图9所示，绞节面积(连续网格423的面积)约为干燥网119表面面积的36.6％。距离D约为22密耳。
纸幅通过脱水和采用通气干燥设备125的预干燥而部分干燥，使稠度达到约57％。然后纸幅粘接到单烘缸116上，并通过刮片117从单烘缸116的表面上除去，使稠度达到约97％。单烘缸以每分钟约800英尺的表面速度运行。干燥纸幅124以每分钟716英尺的速度卷绕到一个辊上而得到纸幅131，得到的干缩水率约为10％。最终得到的纸幅每平方英寸具有密度相对较低的圆拱184约562至约620个(纸幅中的圆拱184的数量大于干燥部件119的单元数量约0至10％，这取决于纸幅的干缩水)。
层片32由采用如图3所示的造纸机器制造出的纸幅132构成。用于制造纸幅132的装备和步骤与上述关于层片31的一样，只是干燥部件119的形式如图10所示。参见图10，干燥部件119每平方英寸约有45个偏角导管422，绞节面积约为30％，D的值约为30密耳。偏角导管422具有准四边形的形状，具有弯曲的边。偏角导管的长度约为191密耳，宽度约为94密耳。纸幅132每平方英寸具有约45至约50个圆拱184。当如图6所示联结得到二层层片结构20时，最终得到的纸幅131和132具有下列特性：
层片31：            均质二层层片(31-31)
厚度：      12.0    厚度：       24.7
基重：      13.6    吸收能力：   19.6
宏观密度：  1.13    虹吸能力：   13.8
质地结构值：5.5     吸收率0.35
层片32：            均质二层层片(32-32)
厚度：      35.0    厚度：42.8
基重：      13.6    吸收能力：    32.8
宏观密度：  0.39    虹吸能力：    27.0
质地结构值：24.0    吸收率0.68
                    非均质二层层片(31-32)
                    厚度：        34.6
                    吸收能力：    28.1
                    虹吸能力：    23.2
                    吸收率        0.59
单位：除非特别说明，厚度的单位为密耳，基重的单位为磅/3000平方英尺，宏观密度的单位为磅/3000平方英尺-密耳，质地结构值的单位为密耳，吸收能力的单位为克/克，虹吸能力的单位为克/克，吸收率的单位为克/秒。
例2：二层层片
该例的目的是为了展示可用于制作本发明二层层片实施例的另一种方法。
层片31如下制成：采用稠度为0.1％的造纸纤维含水纸浆、水和添加剂在有孔部件111上沉积形成上述层片。含水纸浆为NSK、CTMP和废纸以63∶20∶17混合(重量比)。添加剂包括湿态强度添加剂、干态强度添加剂、吸湿试剂和柔软添加剂。湿态强度添加剂包括每吨干态纤维重量约24磅KYMENE 557H的一定有效数量的表氯醇加合物。干态强度添加剂包括每吨干态纤维重量约5磅CMC 7MT的一定有效数量的羧基甲基纤维素。吸湿试剂为每吨干态纤维重量约1.5磅IGEPAL的一定有效数量的十二烷基苯氧基聚(亚乙氧基)乙醇。柔软添加剂为每吨干态纤维重量约1.3磅DTDMAMS的一定有效数量的季铵盐化合物。
当制作用于制造层片31的纸幅时，纸浆被沉积在有孔部件111上(具有每英寸在机器方向上为87根纤丝，在垂直机器方向上为76根纤丝的5个梭口、缎纹织法构形的长网造纸机)，并且在传送至干燥部件119之前脱水成稠度约为17％。最终得到的初始纸幅然后传送至干燥部件119处，使得湿缩水率达到约3％。干燥部件119为如图9和12所示的通气干燥网形式，例如上述参考的美国专利4,529,480所总体描述的那样。
用来制作层片31的干燥网119如图9所示每平方英寸具有约240个偏角导管422(每平方英寸240个单元)。如图9所示，绞节面积(连续网格423的面积)约为干燥网119表面面积的25％。距离D约为22密耳。
纸幅通过脱水和采用通气干燥设备125的预干燥而部分干燥，使稠度达到约63％。然后纸幅粘接到单烘缸116上，并通过刮片117从单烘缸116的表面上除去，使稠度达到约97％，并且得到的干缩水率约为10％。最终得到的纸幅的基重约为13.1磅/3000平方英尺。最终得到的纸幅每平方英寸具有密度相对较低的圆拱184约240至约262个(纸幅中的圆拱184的数量大于干燥部件119的单元数量约0至10％，这取决于纸幅的干缩水)。
层片32如下制成：采用稠度为0.1％的造纸纤维含水纸浆、水和添加剂在有孔部件111上沉积形成上述层片。含水纸浆为NSK、CTMP和废纸以65.6∶23.1∶11.3混合(重量比)。添加剂包括湿态强度添加剂、干态强度添加剂、吸湿试剂和柔软添加剂。湿态强度添加剂包括每吨干态纤维重量约19.5磅KYMENE 557H的一定有效数量的表氯醇加合物。干态强度添加剂包括每吨干态纤维重量约3.8磅CMC 7MT的一定有效数量的羧基甲基纤维素。吸湿试剂包括每吨干态纤维重量约1.4磅IGEPAL的一定有效数量的十二烷基苯氧基聚(亚乙氧基)乙醇。柔软添加剂包括每吨干态纤维重量约1.08磅DTDMAMS的一定有效数量的季铵盐化合物。
当制作用于制造层片32的纸幅时，纸浆被沉积在有孔部件111上(具有每英寸在机器方向上为87根纤丝，在垂直机器方向上为76根纤丝的5个梭口、缎纹织法构形的长网造纸机)，并且在传送至干燥部件119之前脱水成稠度约为17％。最终得到的初始纸幅然后传送至干燥部件119处，使得湿缩水率达到约2.5％。干燥部件119为如图11和12所示的通气干燥网形式，例如上述参考的美国专利4,529,480所总体描述的那样。
用来制作层片31的干燥网119如图11所示每平方英寸具有约97个偏角导管422(每平方英寸97个单元)。如图11所示，绞节面积(连续网格423的面积)约为干燥网119表面面积的20％。距离D约为15.9密耳。
纸幅通过脱水和采用通过空气干燥设备125的预干燥而部分干燥，使稠度达到约63％。然后纸幅粘接到单烘116上，并通过刮片117从单烘缸116的表面上除去，使稠度达到约97％，并且得到的干缩水率约为4.5％。最终得到的纸幅的基重约为16.1磅/3000平方英尺。最终得到的纸幅每平方英寸具有密度相对较低的圆拱184约97至约102个。
当如图6所示混合得到二层层片结构20时，最终得到的纸幅131和132具有下列特性：
层片31：            均质二层层片(31-31)
厚度：      16.0      厚度：       27.0
基重：      13.1      吸收能力：   25.9
宏观密度：  0.82      虹吸能力：   17.2
质地结构值：15.3      吸收率0.48
层片32：              均质二层层片(32-32)
厚度：      22.0      厚度：       30.0
基重：      16.1      吸收能力：   24.7
宏观密度：  0.73      虹吸能力：   14.5
质地结构值：26.8      吸收率       0.64
                 非均质二层层片(31-32)
                 厚度：        27.9
                 吸收能力：    26.7
                 虹吸能力：    22.0
                 吸收率        0.65
例3：三层层片
该例的目的是用来展示可用于制造本发明三层层片实施例的一种方法。参见图2A，构成层片41A和41B的纸幅是在如图3所示的造纸机器上制造的，该机器有一个通过空气干燥网形式的干燥部件119。构成层片42的纸幅是在如图3所示的造纸机器上制造的，该机器有一个传统造纸脱水毡形式的干燥部件119。
下面的步骤用来制造构成层片41A和41B的纸幅。采用稠度为0.1％的造纸纤维含水纸浆、水和添加剂在有孔部件111上沉积形成上述层片。含水纸浆包括NSK(北softwook牛皮纸)和SSK(南softwood牛皮纸)纸纤维以75∶25混合(重量比)。添加剂包括湿态强度添加剂和干态强度添加剂。湿态强度添加剂为每吨干态纤维重量约22磅KYMENE 557H的一定有效数量的表氯醇加合物。干态强度添加剂为每吨干态纤维重量约5磅CMC 7MT的一定有效数量的羧基甲基纤维素。
纸浆被沉积在有孔部件111上(具有每英寸在机器方向上为87根纤丝，在垂直机器方向上为76根纤丝的5个梭口、缎纹织法构形的长网造纸机)，并且脱水成稠度约为17％。最终得到的初始纸幅然后传送至如图11所示的通过空气干燥网形式的干燥部件119处。用于制作层片141A和141B的如图11所示干燥网119的每平方英寸具有约75个偏角导管422。如图11所示，绞节面积(连续网格423的面积)约为干燥网119表面面积的39％。距离D约为16密耳。
纸幅通过脱水和采用通过空气干燥设备125的预干燥而部分干燥，使稠度达到约57％。然后纸幅粘接到单烘缸116上，并通过刮片117从单烘缸116的表面上除去，使稠度达到约97％。单烘缸以每分钟约800英尺的速度运行。干燥的纸幅124以每分钟716英尺的速度重绕到一个辊上而得到纸幅141A(或141B)，并且干缩水率约为10％。纸幅141A(或141B)每平方英寸具有约75至约85个圆拱184。
下面的步骤用来制造构成层片42的纸幅。采用稠度为0.1％的造纸纤维含水纸浆、水和添加剂在有孔部件111上沉积形成上述层片。含水纸浆包括NSK和CTMP以60∶40混合(重量比)。添加剂包括湿态强度添加剂、干态强度添加剂、吸湿试剂和柔软添加剂。湿态强度添加剂包括每吨干态纤维重量约22磅KYMENE 557H的一定有效数量的表氯醇加合物。干态强度添加剂包括每吨干态纤维重量约3.7磅CMC 7MT的一定有效数量的羧基甲基纤维素。吸湿试剂包括每吨干态纤维重量约2磅IGEPAL的一定有效数量的十二烷基苯氧基聚(亚乙氧基)乙醇。柔软添加剂包括每吨干态纤维重量约5磅DTDMAMS的一定有效数量的季铵盐化合物。
纸浆被沉积在有孔部件111上(具有每英寸在机器方向上为87根纤丝，在垂直机器方向上为76根纤丝的5个梭口、缎纹织法构形的长网造纸机)，并且脱水成稠度约为14％。最终得到的初始纸幅然后传送至传统的具有相对光滑的纸幅支撑表面的造纸脱水毡形式的干燥部件119处。毡为由AlbanyInternational Corporation供应的Albany XYJ 1605-7毡(预压缩的)。
纸幅通过脱水和压紧纸幅和毡而形成中间纸幅，使稠度达到约39％。然后纸幅粘接到单烘缸116上，并通过刮片117从单烘缸116的表面上除去，使稠度达到约96％。单烘缸以每分钟3200英尺的速度运行。干燥纸幅124以每分种2712英尺的速度重绕至一个辊上而得到纸幅142。纸幅142的干缩水率约为15％。
当如图7和8所示混合得到三层层片结构20时，最终得到的纸幅141A、142和141B具有下列特性：
层片41A(或41B)：   均质三层层片(41A-41A-41A)
厚度：      25.4   厚度：        38.3
基重：      136    吸收能力：    23.5
宏观密度：  0.535  虹吸能力：    16.8
质地结构值：17.7   吸收率        0.96
层片42：           均质三层层片(42-42-42)
厚度：      6.0    厚度：        26.6
基重：      12.5   吸收能力：    15.4
宏观密度：  2.08   虹吸能力：    8.27
质地结构值：＜1.0  吸收率        0.24
           非均质三层层片(41A-42-41B)
           厚度：        40.8
           吸收能力：    26.5
           虹吸能力：    17.7
           吸收率        0.86
例4：三层层片
该例的目的是用来展示如图2B所示另一种三层层片实施例。该例的三层层片实施例包括一个有图案的、相对来说具有纹理结构的层片41，该层片41位于两层基本上无图案、相对来说无纹理的层片42A和42B之间。层片41是由与在例3中构成层片41A和41B的纸幅类型相同的纸幅构成的。层片42A和42B是由与在例3中构成层片42的纸幅类型相同的纸幅构成的。最终得到的非均质三层纸产品具有如下性能：
非均质三层层片42A-41-42B：
厚度：        27.8
吸收能力：    22.6
虹吸能力：    13.4
吸收率：      0.6
在例3和例4的另一实施例中，在例3中的层片42和例4中的层片42A和42B可由具有多种基重区域的纸幅制作，其中该纸幅的高基重区域包括如授予Trokhan的美国专利5,503,715中所描述的基本连续的网格。制成层片42、42A和42B的纸幅可通过在一有孔部件111上沉积含水纸浆而形成，其中有孔部件具有多个与增强结构相连的分散隆起，每个隆起有一个孔(如美国专利5,503,715总体描述的那样)。一种适用的成形部件111包括每平方英寸约200个隆起，每个隆起在增强结构上延伸的距离D约为5.5密耳。隆起的顶表面面积包括干燥部件表面面积的约28％(隆起的绞节面积约为28％)。增强结构可为由Appleton Wire Company供应的90×72三层结构丝编织网。
试验步骤：
试验前将样品放置在温度为73±2°F、相对湿度为50±2％的受控位置处至少2小时。试验在这些条件下进行。
吸收能力
吸收能力是用来计量一种纸结构在水平支撑的情况下保持液体的能力。吸收能力采用下述步骤来测量：将一个全尺寸(11英寸×11英寸)的层片水平支撑在一个称皮重的纤丝线型篮中并称重，得到干态层片的重量。纤丝线型篮具有交错的纤丝，以便用来水平支撑层片。交错的纤丝允许水不受约束地运动，进入纸层片中或从其中出来。支撑在篮中的层片被降低放入温度为73±2°F的蒸馏水池中1分钟。然后，从池中提起篮，这样允许层片排水1分钟。接下来对篮和层片再次进行称重，得到层片吸收的水的重量。用层片吸收的水的重量除以干态层片的重量计算出吸收能力，单位为克/克。取至少8次测量的平均值作为吸收能力值。
吸收率和虹吸能力
吸收率是用来计量纸结构通过虹吸采集液体的速率。虹吸能力是用来计量每克干态样品通过虹吸进入样品的水的重量。吸收率和虹吸能力采用下列步骤测量：将切成直径为3英寸的圆形层片水平支撑在一称皮重的纤丝盘上。测量干态样品的重量。
提供一个直径为0.312英寸，其中盛有蒸馏水柱的竖直试管。试管由一蓄水池注水，使邻近试管口处产生一凸形弯液面。试管内的液面高度例如可通过一个泵来调节，这样弯液面可升高至接触到放置在试管口上的样品层片。
将支撑在纤丝盘上的样品层片放置在竖直试管上，即纤丝盘在位于试管口上方约1/8英寸处。然后试管中的液面产生变化，使弯液面接触到样品，继而用于升高弯液面的压力(约为2psi)减至0。在水被样品吸收时监视样品层片的重量。将样品第一次吸收水(干态时的重量平衡第一次改变)的时间设定为0。当时间为2秒(0时刻后2秒)时，弯液面和样品层片之间的接触状态被试管中作用于水的抽吸力(约为2psi)破坏，然后记录样品湿态重量。在弯液面和样品的接触破坏之后对湿态的样品进行称重，在称重测量中不包括表面张力。
吸湿率为湿态样品的重量减去样品的干重再除以2秒。施加至试管中水上的小的正压(约为2psi)引起弯液面与样品再次接触。再次监视样品的重量，直到时间等于180秒。当时间为180秒时，弯液面与样品之间的接触状态被施加在试管中水上的抽吸力(约为2psi)破坏，然后再次记录湿态样品的重量。在弯液面和样品的接触破坏之后对湿态的样品进行称重，在称重测量中不包括表面张力。虹吸能力通过用180秒时湿态样品的重量减去干态样品的重量再除以干态样品重量计算得出。吸收能力和虹吸能力的每一个均至少通过4次测量取平均值。
质地结构值
质地结构值用来计量薄纸幅表面无压花、湿法成形的质地结构。层片的每个表面均可用质地结构值测量并标注。一般来说，如果仅提供一个质地结构值，则它是指层片的两个表面中较高的那个质地结构值。机械压花的质地结构，如当层片被联结混合时赋予层片的质地结构不进行测量。一个表面的质地结构值是通过使用透射光显微镜对层片的表面进行扫描，确定在一特定视野内一局部高点(峰)和相邻低点(谷)之间的高度差来测定的。最好是在该层片与其它层片联结混合形成一多层层片产品之前对该层片的质地结构值进行测量。但是，质地结构值也可通过从一多层层片样品中切割一个样品而得到，而所得到的通过联结混合层片(例如压花)产生的任何质地结构特性不包括在测量范围内。
采用显微镜的焦距的变化而确定高度差，并记录在视野内峰与相邻的谷之间焦距位置差。测量是对一个样品在约2英寸×1.5英寸范围内进行的。测量相邻的15个峰和谷并取平均值，从而获得表面的质地结构值。采用目镜为10×、物镜为10×(数值孔径=0.30)来对每平方英寸具有约多于150个峰的样品进行测量，而采用目镜为10×、物镜为5×(数值孔径=0.15)来对每平方英寸具有约小于150个峰的样品进行测量。适用的具有读出器，指示在两个焦距设定之间的高度差的显微镜为具有MicrocodeⅡAccessory的Zeis Axioplan Transmitted Light Microscope。Microcode附件以厘米为单位记录下焦距设定的范围，然后可换算成密耳。
例如，在样品包括湿法成形的圆拱184和网格183时，显微镜的焦距可变化对焦于一个圆拱184的顶部。然后，显微镜的焦距可变化对焦于网格183的相邻区域的表面。圆拱和相邻网格之间的高度差被记录下来。这个步骤可重复进行而得到15个圆拱/网格高度差。然后对15个高度差取平均值而得到该表面的质地结构值。圆拱和相邻网格面之间的高度差在图5中用E代表。
厚度
单层层片或多层层片样品的厚度是用来计量在指定负荷下的厚度。一个层片的厚度按下述步骤测量：采用一个刻度盘指示器来对压缩负荷为每平方英寸95克的样品进行厚度的测量，该力由直径为2英寸的底部提供。厚度通过至少8次这样的测量取平均值得出。
基重
基重用来计量样品单位面积的重量。样品基重的测量通过下述步骤进行：对八层面积为4英寸×4英寸的样品进行总称重，获得该物质总面积为128平方英寸(4×4×8)的重量。然后将面积128平方英寸的重量换算成单位为每3000平方英尺磅。基重通过4次这样的测量取平均值得到。
宏观密度
宏观密度为样品的基重除以它的厚度。

Claims (7)

1．一种多层薄纸产品，包括：
一个包括一纸幅的第一层片，该纸幅具有密度相对较高的连续网格和分散在整个连续网格区域上的分散区域，该分散区域密度相对较低，以及
一个第二层片，其中第二层片不包括分散在整个连续的、密度相对较高的网格区域上的分散的、密度相对较低的区域。
2．如权利要求1所述的多层薄纸产品，其特征在于，第一层片的厚度至少约为第二层片厚度的1.25倍，优选的至少约为1.5倍，更优选的至少约为2.0倍。
3．如权利要求1或2所述的多层薄纸产品，其特征在于，第二层片的宏观密度至少约为第一层片宏观密度的1.5倍，优选的至少约为2.5倍。
4．如权利要求1、2或3所述的多层薄纸产品，其特征在于，第一层包括分散在整个连续网格区域上X个分散的密度相对较低的区域，X值在约10至约600之间。
5．如权利要求4所述的多层薄纸产品，其特征在于，X值约小于200。
6．如权利要求1、2、3、4或5所述的多层薄纸产品，其特征在于，还包括一个第三层片，该第三层片为一种纸幅，该纸幅具有密度相对较高的连续网格区域和分散在整个连续网格区域上的分散的、密度相对较低的区域，其中第二层片位于第一和第三层片之间。
7．如权利要求1、2、3、4或5所述的多层薄纸产品，其特征在于，还包括一个第三层片，其中第三层片不包括分散在整个连续的、密度相对较高的网格区域上的分散的、密度相对较低的区域，以及第一层片位于第二和第三层片之间。
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