JP3135579B2

JP3135579B2 - フェルト層及び感光性樹脂層を備えたウェブパターン付け装置

Info

Publication number: JP3135579B2
Application number: JP08503167A
Authority: JP
Inventors: デニストロカーン，ポール; バンファン，ディーン
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 2001-02-19
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: US5837103A; AU704031B2; WO1996000812A1; CA2192317C; CN1070966C; JPH10502421A; ATE179473T1; BR9508192A; EP0767850A1; AU2660295A; DE69509389T2; KR100198370B1; MX9700023A; GR3030737T3; ES2130619T3; HK1013123A1; DE69509389D1; CA2192317A1; TW309558B; CN1155308A

Description

【発明の詳細な説明】発明の分野本発明は、フェルト層及び感光性樹脂層を備えたウェ
ブパターン付け装置、及びこのような装置の製造方法に
関する。

発明の背景トイレットティッシュ、ペーパータオル、及びフェイ
シャルティッシュ等の紙構造は、家庭及び産業において
広範に使用されている。このようなティッシュ製品を消
費者に更に喜ばれるようにつくるための多くの試みがな
されてきた。消費者にとって喜ばしい嵩があり且つ可撓
性のティッシュ製品を提供するための一つの方法が、19
76年11月30日にモーガン等に付与された米国特許第3,99
4,771号に記載されている。1980年３月４日にトローハ
ンに付与された米国特許第4,191,609号に示されている
ように、横方向に食い違った圧縮ゾーン及び未圧縮ゾー
ンによって改良された嵩及び可撓性が提供できる。

ティッシュ製品を消費者にとって更に喜ばれるものに
するための別の方法は、紙構造を乾燥し、ティッシュ製
品の嵩、引っ張り強度、及び破裂強度を更に大きくする
ことである。この方法で製造した紙構造の例は、1987年
１月20日にトローハンに付与された米国特許第4,637,85
9号に記載されている。変形例では、1985年４月30日に
付与された米国特許第4,514,345号に記載されているよ
うに、坪量の異なる領域を設けることによって、セルロ
ース繊維を増やさないで紙構造を強力にできる。

更に、ティッシュペーパーの製造者は、製品の美観を
改善することによって、消費者にとって魅力的なティッ
シュ製品を製造しようとした。例えば、ティッシュペー
パーの乾燥後にティッシュペーパー製品に形成したエン
ボスパターンが一般的である。プロクターエンドギャン
ブル社が販売しているセルロースペーパータオルにつけ
た一つのエンボスパターンが1976年３月９日にアップル
マンに付与された米国特許第Des.239,137号に示されて
いる。エンボス加工は、更に、1971年１月19日にナイス
トランドに付与された米国特許第3,556,907号、1975年
２月18日にナイストランドに付与された米国特許第3,86
7,225号、及び1968年12月３日にウェルズに付与された
米国特許第3,414,459号に例示されている。

しかしながら、エンボス加工プロセスは、代表的に
は、構造の他の性質を犠牲にして紙構造に特定の美観を
加える方法である。詳細には、乾燥状態の紙ウェブにエ
ンボス加工を加えると、セルロース構造の繊維間の結合
が切れてしまう。初期繊維質スラリーの乾燥時に結合が
形成され且つ定着するため、エンボス加工を施すと結合
がこのように切れてしまうのである。紙構造の乾燥後、
エンボス加工によって繊維を紙構造の平面に対して垂直
方向に移動すると、繊維間結合が壊れてしまう。結合が
壊されると、乾燥させた紙ウェブの引っ張り強度が低下
してしまう。更に、エンボス加工は、代表的には、乾燥
させた紙ウェブに乾燥ドラムでクレープ加工を行った後
に行われる。クレープ加工の後にエンボス加工を行う
と、ウェブに付けられたクレープパターンが壊れてしま
う。例えば、エンボス加工を施すと、クレープパターン
が圧密され又は延伸されるため、ウェブの幾つかの部分
でクレープパターンが消えてしまうのである。このよう
な結果は、乾燥ウェブがクレープパターンにより柔らか
さや可撓性が改善されるため、望ましくない。

更に、紙構造に乾燥状態でエンボス加工を施すと、エ
ンボスの周囲の紙構造が引っ張られてしまう。その結
果、エンボスの周囲の紙構造は、紙ウェブのエンボス加
工が施されていない部分と比べて薄くなってしまう。

製紙で使用するためのフェルトもまた周知である。ジ
ャスタスに付与された米国特許第3,537,954号には、外
面に沿って機械方向に対して横方向に延びる糸を有する
フェルトでウェブにクレープパターンを付与することが
開示されている。フリット等に付与された米国特許第4,
309,246号には、フェルトとインプリンティングファブ
リックとの間でウェブをプレスすることが開示されてい
る。ツルネン等に付与された米国特許第4,144,124号に
は、フェルトであるのがよい一対の無端ファブリックを
有するツインワイヤフォーマーを備えた製紙機が開示さ
れている。無端ファブリックの一方が紙ウェブをプレス
区分に搬送する。プレス区分には、紙ウェブをプレス区
分に搬送する無端ファブリック、別の無端ファブリッ
ク、及びウェブにパターンを付けるためのワイヤが設け
られている。1993年12月20日にアンプルスキー等の名で
出願された「紙シートをプレスし成形するための方法」
という課題の米国特許出願第08/170,140号には、脱水フ
ェルトを使用した、紙ウェブの成形−脱水プロセスが開
示されている。

エクランドに付与された米国特許第4,446,187号に
は、フォーミングファブリック、プレスファブリック、
及び乾燥ファブリック多孔質ベルトとして使用できるシ
ートアッセンブリが開示されており、これらは、プレス
フェルト及び乾燥フェルトとして含まれている。シート
アッセンブリは、互いに接合されたフォイル及び強化構
造を含む。フォイルは、プラスチック材料から形成で
き、通孔を備えて形成される。エクランドは、アッセン
ブリを均等に分布するため、及び完成した紙に粗い表面
構造が形成されないようにするため、できるだけ均等な
表面を有するベルトファブリックを製造するのが望まし
いと教示している。エクランドは、フォイルに設けた穴
の直径及び位置を操作することによって、非常に均等な
圧力分布を持つ脱水ベルトを得ることができると教示し
ている。

ルフコウィッツに付与された米国特許第4,740,409号
には、平行な機械方向糸、及びこれらの機械方向糸を包
囲する、相互連結した、機械方向に対して横方向のポリ
マー材料を有する不織布が開示されている。機械方向に
対して横方向のポリマー材料は、間隔が隔てられた小孔
を不織布に亘って有する。

ブキャナン等の名で1992年10月15日に公開された、ス
カパ（SCAPA）グループに譲渡されたPCT公開第WO92/176
43号には、製紙用ファブリックの製造で使用するための
ベースファブリックが開示されている。ベースファブリ
ックは、メッシュの形態の熱可塑性材料からなる重ねら
れた層を有する。ブギャナンは、ベースファブリックを
マーキングフェルトで具体化できると教示している。

セイアー等の名で1991年10月３日に公開された、スカ
パ（SCAPA）グループに譲渡されたPCT公開第WO91/14558
号には、放射線硬化性ポリマー材料を硬化させることに
よって製紙で使用される有孔ポリマー樹脂材料の製造方
法が開示されている。セイアー等は、有孔構造をテクス
タイルバットと組み合わせることによって製紙用脱水フ
ェルトを形成できると教示している。1985年４月30日に
ジョンソン等に付与された米国特許第4,514,345号に
は、感光性樹脂を備えた有孔部材の製造方法が教示され
ている。

1991年６月19日にラッシュ等の名で出願された「美的
に識別可能な大規模なパターンを有するティッシュペー
パー及びこれを製造するための装置」という標題の米国
特許出願第07/718,452号には、視覚的に識別可能な少な
くとも三つの領域を有する単層紙構造が開示されてい
る。ラッシュ等は、三つの領域は、クレープ頻度（crep
ing frequency）、高さ、不透明性といった光学的な明
暗を持つ性質によって視覚的に識別可能であると教示し
ている。ラッシュ等は、領域の密度を高めることによっ
て、不透明性を増すことができると教示している。更
に、ラッシュ等は、隣接した流れ要素の先端の高さの差
によって、隣接した領域間の高さの差を紙構造に与える
ことができると教示している。ラッシュ等の構造は、エ
ンボス加工を施した紙構造全体を改善するが、ラッシュ
等の教示を越えた視覚的に識別可能な改善されたパター
ンを有するティッシュ製品を提供する必要がある。従っ
て、製紙の分野では、紙ウェブの所望の性質を犠牲にす
ることなく、高度に識別可能な美的パターンを有する紙
構造を製造するための方法に対する探究が続けられてい
る。

従って、本発明の一つの目的は、視覚的に識別可能な
パターンを有する紙の製造に適したウェブパターン付け
装置を提供することである。

本発明の別の目的は、脱水フェルト層及び感光性樹脂
からなるウェブパターン付け層を有するウェブパターン
付け装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は、このようなウェブパターン
付け装置を製造するための方法を提供することである。

発明の概要本発明は、製紙繊維製のウェブの製造に使用するため
の装置を提供する。この装置は、ウェブに向いた第１高
さの第１フェルト面及び反対方向を向いた第２フェルト
面を有する脱水フェルト層、及び感光性樹脂からなるウ
ェブパターン付け層を備えている。パターン付け層は、
第１フェルト面に浸入しており、第１フェルト面から延
び、第１フェルト面の第１高さと異なる第２高さにウェ
ブ接触上面を形成する。

本発明は、更に、フェルト層及びウェブパターン付け
層を有するウェブ支持装置を形成するための方法を提供
する。この方法は、第１面及び反対方向を向いた第２面
を有する脱水フェルトを提供する工程と、液状感光性樹
脂を提供する工程と、化学線源（source of actinic ra
diation）を提供する工程と、液状感光性樹脂を脱水フ
ェルトの第１面に付与する工程と、脱水フェルトの第１
面上の液状感光性樹脂の少なくとも幾分かに化学線を照
射する工程と、液状感光性樹脂の少なくとも幾分かを硬
化させ、所定のパターンを有し且つ脱水フェルトの第１
面から延びる樹脂層を提供する工程と、未硬化の液状樹
脂をフェルトから除去する工程とを有する。

図面の説明本明細書は、本発明を特定的に指摘し且つ明瞭に特許
請求する請求の範囲で終わるけれども、本発明は、同じ
要素に同じ参照番号を附した関連した図面を参照して以
下の説明を読むことによって更によく理解されるであろ
う。

第１図は、脱水フェルト層及びこの脱水フェルト層に
接合されており且つ連続ネットワークをなしたウェブ接
触上面を有するウェブパターン付け層を備えた、製紙で
使用するための装置の平面図である。

第２図は、ウェブに向いた第１フェルト面を第１高さ
に有し、反対方向を向いた第２フェルト面を有する脱水
フェルト層、及び第１フェルト面に浸入し、脱水フェル
ト層の全厚よりも小さな厚さに亘って、第１高さと異な
る第２高さにウェブ接触上面を形成するように第１フェ
ルト面から延びたウェブパターン付け層を示す第１図の
装置の断面図である。

第３図は、ウェブに向いた第１フェルト面、及びこの
第１フェルト面に浸入し、第１フェルト面から延び、不
連続のウェブ接触上面を有するウェブパターン付け層を
有する脱水フェルト層を備えた、製紙で使用するための
装置の変形例を示す平面図である。

第４図は、ウェブに向いた第１フェルト面及びこの第
１フェルト面に浸入した、複数の離散したウェブパター
ン付け要素を有するウェブパターン付け層を有する脱水
フェルト層を備えた、製紙で使用するための装置の一実
施例の写真平面図である。

第５図は、異なる高さに配置された第１及び第２の領
域を相互連結する、第２領域よりも厚く且つ第１領域と
同じかそれ以上の厚さを有する移行領域を備えた、本発
明による紙製造を示す断面図である。

第6A図は、本発明による紙構造の断面の顕微鏡写真で
ある。

第6B図は、高さ基準線を示す、第6A図の顕微鏡写真で
ある。

第７図は、本発明による紙構造の写真平面図である。

第８図は、可変クレープ頻度領域（variable creping
frequency region）を示す本発明による紙構造の、第
７図よりも拡大した写真平面図である。

第９図は、本発明による紙構造を製造するためのプロ
セスを示す概略図である。

第10図は、第１高さの全体に未圧密の第１ウェブ領域
及び第１高さと異なる第２高さの全体に未圧密の第２ウ
ェブ領域を形成するため、フェルト層及びウェブパター
ン付け層を備えたウェブ支持装置上に支持されている際
に、非モノプラナーの全体に未圧密の紙ウェブが変形す
ることを示す概略断面図である。

第11図は、ウェブ支持装置の第１フェルト面をウェブ
パターン付け層のウェブ接触面に対して変形させること
によって紙ウェブを乾燥ドラムの表面に対して圧密する
ことを示す図である。

第12図は、フェルト脱水層及び感光性樹脂から形成さ
れたウェブパターン付け層を有するウェブ支持装置を製
造するための機械の概略図である。

第13図は、ウェブパターン付け層が格子状ネットワー
ク及び格子状ネットワークの開口部内に配置された複数
の離散したウェブパターン付け要素を有する、ウェブ支
持装置の平面図である。

第14図は、第13図の装置で製造された紙構造の平面図
である。

発明の詳細な説明第１図乃至第４図、及び第13図は、脱水フェルト層22
0及びウェブパターン付け層250を有するウェブ支持装置
200の実施例を示す。第５図乃至第８図、及び第14図
は、本発明による紙構造20を示し、この紙構造は高さが
異なる第１及び第２の領域を相互連結する、第２領域よ
りも厚く且つ第１領域と同じかそれ以上の厚さを有する
移行領域を備えている。第９図乃至第11図は、第４図に
示す装置のような装置200を使用した、紙構造20の製造
方法を示す。第12図は、脱水フェルト層220上で硬化さ
せた感光性樹脂で形成されたウェブパターン付け層250
を有するウェブ支持構造200を製造するための方法の概
略図である。

ウェブ支持パターン第１図、第２図、第３図、及び第４図は、紙ウェブを
乾燥してこれに所定のパターンを付けるための連続した
乾燥ベルト（第９図参照）を構成するウェブ支持装置20
0の種々の実施例を示す。ウェブ支持装置200は、ウェブ
に向いた第１側202及び反対側に向いた第２側204を有す
る。ウェブ支持装置200は、第１図、第３図、及び第４
図では、ウェブに向いた第１側202が図面を見る人の方
を向いている。

ウェブ支持装置200は、ウェブに向いた第１高さ231に
配置された第１フェルト面230及び反対側に向いた第２
フェルト面232を有する脱水フェルト層220を備えてい
る。ウェブ支持装置200は、ウェブに向いた第１面230に
接合されたウェブパターン付け層250を更に有する。ウ
ェブパターン付け層250は、第２図に示すように、第１
フェルト面230から延びており、第１高さ231と異なる第
２高さ261にウェブ接触上面260を有する。第１高さ231
と第２高さ261との間の差262は、少なくとも約0.05mmで
あり、好ましくは約0.1mm乃至約2.0mmである。

脱水フェルト層220は、透水性があり、製紙繊維の湿
潤ウェブからプレスした水を受け入れて包含できる。ウ
ェブパターン付け層250は、防水性であり、製紙繊維の
ウェブからプレスした水を受け入れることも包含するこ
ともない。ウェブパターン付け層250は、第１図に示す
ように連続的であってもよいし、第３図及び第４図に示
すように不連続であってもよい。

ウェブパターン付け層250は、好ましくは、感光性樹
脂からなるのがよい。この樹脂は、ウェブパターン付け
層250の一部が第１フェルト面230に浸入し、これによっ
て第１フェルト層に固定的に結合されるように、第１面
230上に液体の状態で付着し、次いで放射線によって硬
化することができる。ウェブパターン付け層250は、好
ましくは、フェルト層220の全厚に亘って延びていない
が、ウェブ支持装置200の可撓性及び圧縮性を維持する
ため、特定的にはフェルト層220の可撓性及び圧縮性を
維持するため、フェルト層220の厚さの約半分よりも小
さな厚さに亘って延びている。硬化深さは、化学線の強
さ及び持続時間を変化させる方法、フェルト層220の厚
さを変化させる方法といった多くの種々の方法を単独で
又は組み合わせることによって制御できる。ウェブパタ
ーン付け層250が第１フェルト面に浸入するけれどもフ
ェルト層の全厚に亘って延びないように第１フェルト面
230の下の感光性樹脂を硬化させることができる。ウェ
ブパターン付け層250は、これによって、フェルト層220
に固定的に結合され、これと同時に、フェルト層220及
びウェブ支持装置200の可撓性を維持する。

適当な脱水フェルト層220は、天然繊維又は合成繊維
のバット240からなり、このバットは、不織フィラメン
ト244で形成された支持構造にニードリング（needlin
g）等で接合されている。バット240を形成する適当な材
料には、羊毛のような天然繊維及びポリエステルやナイ
ロンのような合成繊維が含まれるがこれらに限定されな
い。バット240を形成する繊維のデニール数は約３であ
り、9000mのフィラメント長さ当たり20gである。

フェルト層220は層状構造を有し、種々の種類及び大
きさの繊維の混合物からなる。フェルト層220は、ウェ
ブから受け取った水を第１フェルト面230から遠ざかる
方向に第２フェルト面232に向かって移送するのを促す
ように形成されている。フェルト層220には、更に微細
であり比較的高密度に充填された繊維が第１フェルト面
230と隣接して配置されている。第１フェルト面230と隣
接したフェルト層220は、好ましくは、第１面230に進入
した水が第１面230から遠ざかる方向に運ばれるよう
に、第２フェルト面232と隣接したフェルト層220の密度
及び孔径と比べて、密度が比較的高く、孔径が比較的小
さい。

脱水フェルト層220は、厚さが約2mm乃至約5mmであ
り、坪量が約800g/m²乃至約2000g/m²であり、平均密度
（坪量を厚さで除した値）が約0.35g/cm³乃至約0.45g/c
m³であり、通気性が0.14m³/分乃至1.42m³/分（毎分約５
立方フィート乃至50立方フィート、即ち5scfm乃至50scf
m）である。ここで、scfmで表した通気性は、0.0929m²
（１平方フィート）の面積のフェルト層220を、フェル
ト層220の前後での圧力降下が12.7kg/m²（約0.5インチ
水柱）に等しい状態で通過する空気の一分間当たりの容
積を立方フィートの単位で表した値である。通気性は、
フィンランド国パンシオのヴァルメット社から入手でき
るヴァルメット式通気性計測装置（型式：ウィゴタイフ
ーン型1000）を使用して計測される。ウェブ支持装置20
0の通気性は、フェルト層220の通気性と等しいかそれ以
下であり、フェルト層220の通気性にウェブパターン付
け層250によって覆われていない装置200の投影面積を乗
じた値とほぼ等しい。

適当なフェルト層220は、ウィスコンシン州アップル
トンのアップルトンミルズ社が製造しているアムフレッ
クス２プレスフェルトである。このようなフェルト層22
0は、厚さが約3mmであり、坪量が約1400g/m²であり、通
気性が約30scfmであり、上下の３プライ多フィラメント
経糸及び機械方向に対して横方向の４プライケーブルド
モノフィラメント製織組織を有する二層支持構造を備え
ている。バット240は、約３デニールのポリエステル繊
維を第１面230に有し、約10デニール乃至15デニールの
ポリエステル繊維を第１面230の下のバット基材に有す
る。

ウェブパターン付け層250は、好ましくは、液状感光
性樹脂を第１フェルト面230に付着し、液状感光性樹脂
の少なくとも幾分かに化学線を照射し、樹脂の幾分かを
硬化させ、所定のパターンを有する固体ウェブパターン
付け層250を形成し、未硬化の樹脂を脱水フェルト層220
から除去することによって製作する。感光性樹脂は、化
学線、通常は紫外線（UV）、の作用で硬化し、又は架橋
するポリマーのような材料である。適当な樹脂は、1985
年４月30日にジョンソン等に付与された米国特許第4,51
5,345号に開示されている。同特許について触れたこと
により、その特許に開示されている内容は本明細書中に
組み入れたものとする。

樹脂の硬化時のショアーＤ硬度は、約60以下でなけれ
ばならない。硬度は、ウェブパターン付け層250と同じ
条件で硬化させた2.54mm×50.8mm×0.635（厚さ）のパ
ターンが付けてない感光性ポリマー樹脂クーポン上で計
測する。硬度の計測は、85℃で行われ、ショアーＤジュ
ロメータ硬度プローブが樹脂と最初に接触した後10秒で
読み取る。ウェブパターン付け層250が幾分可撓性であ
り且つ変形自在であるように、硬化時にこのような硬度
を有する樹脂が望ましい。ウェブパターン付け層250の
可撓性及び変形性は、以下に説明する紙構造20の製造に
とって望ましい。

樹脂は、好ましくは、耐酸化性であり、フェルト層22
0への樹脂の硬化前の浸入を容易にするため、21℃（70
゜F）で約5000cP乃至約15000cPの粘度を有する。適当な
液状感光性樹脂には、ウェブパターン付け層250の寿命
を改善するために酸化防止剤を含む、デラウェア州ウィ
ルミントンのヘラクレス社が製造しているメンフィスシ
リーズの樹脂が含まれる。

ウェブ支持装置200は、第12図に概略に示すプロセス
を使用して製造できる。第12図では、加工面1512を有す
るドラムの形態の付形ユニット1513が設けられている。
付形ユニット1513は、駆動ユニット（図示せず）によっ
て回転される。裏打ちフィルム1503は、駆動ユニット
（図示せず）によって回転される。裏打ちフィルム1503
は、ロール1531から提供され、ロール1532によって巻き
取られる。ロール1531と1532との間で裏打ちフィルム15
03が付形ユニット1513の加工面1512に付けられる。裏打
ちフィルムの機能は、付形ユニット1513の加工面を保護
し、部分的に完成したウェブ支持装置200の付形ユニッ
ト1513からの取り出しを容易にすることである。裏打ち
フィルム1503は、ポリプロピレンを含むがこれに限定さ
れない任意の適当な材料でできているのがよく、約0.01
mm乃至0.1mmの厚さを有する。

第12図に連続ベルトの形態で示すフェルト脱水層220
は、第１フェルト面230に対向して位置決めされた予コ
ーティングノズル1420を横切って搬送される。ノズル14
20は、液状感光性樹脂からなるフィルム1402を第１フェ
ルト層230上に押し出し、第１フェルト面を均等に覆
う。押し出したフィルム1402は面230を湿潤し、これに
続いて追加の樹脂を第１フェルト面230に付着するとき
に第１フェルト面230上に気泡が形成されないようにす
るのを助ける。

次いで、フェルト脱水層220を裏打ちフィルム1503と
隣接して位置決めする。この位置決めは、裏打ちフィル
ム1503がフェルト脱水層220と付形ユニット1513との間
に介在するように、及びフェルト脱水層220の第２フェ
ルト面232が裏打ちフィルム1503と隣接して位置決めさ
れるように行われる。第12図に示すように、連続ベルト
の形態のフェルト脱水層220は、転向ロール1511、付形
ユニット1513、転向ロール1514、及び1515の周りを搬送
される。

液状感光性樹脂コーティング1502をフィルム1402上に
付着する。液状感光性樹脂コーティング1502は、第１フ
ェルト面に任意の適当な方法で付着させることができ
る。第12図では、樹脂コーティング1502をノズル1520で
付着する。樹脂コーティング1502の厚さは、第１フェル
ト面230の高さ231とウェブパターン付け層250のウェブ
接触上面260の高さ261との間の所望の高さの差262と対
応する予め選択された値に制御される。第12図では、樹
脂1502のコーティングの厚さは、ニップロール1541と付
形ユニット1513との間の隙間を機械的に制御することに
よって制御される。ニップロール1541は、マスク1504及
びマスク案内ロール1542と関連し、樹脂1502の表面を平
滑にし、その厚さを制御し、液状樹脂をフェルト層220
の全厚に亘って分配する。

マスク1504は、不透明部分及び透明部分を備えた任意
の適当な材料で形成できる。透明部分は、ウェブパター
ン付け層250の所望のパターンと対応するパターンで配
置されている。可撓性写真フィルムの性質を持つ材料が
適している。不透明部分は、写真印刷、グラビア印刷、
フレキソ印刷、回転スクリーン印刷といった任意の適当
な方法で付けることができる。マスク1504は無端ベルト
であるのがよく、又は変形例では、一方の供給ロールか
ら供給され、巻取りロールによって巻き取られるのがよ
い。第12図に示すように、マスク1504は、ロール1541及
び1542の周りを搬送され、これらのロール間で樹脂1502
の表面と接触する。

マスク1504を通して付活波長の化学線を感光性樹脂15
02に照射し、これによって、マスク1504の透明部分と整
合した樹脂1502の層の部分の部分硬化させ、部分的に硬
化させた樹脂層1521を形成する。第12図では、付活波長
の放射線は第１照射ランプ1505によって供給される。付
活波長は、樹脂1502の性質であり、水銀灯、キセノンラ
ンプ、無電極ランプ、及び蛍光灯等の任意の適当な照射
源によって供給できる。樹脂の部分硬化は、マスク1504
の透明部分と整合した樹脂を硬化させ、マスク1504の不
透明部分と整合した樹脂1502の未照射の部分を液体のま
まにすることによって行われる。

これに続いて行われる装置200の形成工程は、未硬化
の液体樹脂のほぼ全てをフェルト脱水層220から除去す
る工程である。未硬化の液体樹脂は、界面活性剤と水の
混合物でフェルト層220を洗浄することによってフェル
ト層220から除去できる。ロール1542と隣接した箇所
で、マスク1504及び裏打ちフィルム1503がフェルト層22
0及び部分的に硬化させた樹脂層1521から分離する。複
合フェルト層220及び部分的に硬化させた樹脂層1521
は、第１樹脂除去真空シュー1523まで移動し、ここで第
２フェルト面232に真空を加え、未硬化の樹脂を除去す
る。次いで、複合フェルト層220及び部分的に硬化させ
た樹脂層1521は、上洗浄シャワー1524A及び下洗浄シャ
ワー1524Bを通って移動する。シャワー1524A、Ｂは、界
面活性剤濃度が約0.01％乃至約0.1％の水及び界面活性
剤の洗浄混合物を送出する。適当な界面活性剤は、オハ
イオ州シンシナチのプロクターエンドギャンブル社が製
造しているトップジョブ（TOP JOB）という商標の洗剤
である。シャワー1524A、Ｂは、約71.1℃（約160゜F）
の温度の洗浄混合物を、約1.57mm（0.062インチ）の直
径のオリフィスを有するスプレーシステムノズルSS2506
号のようなファンジェットノズルを使用して送出する。
シャワーの送出圧力は、上シャワー1524Aが約9.8kg/cm²
（約140psi.）であり、下シャワー1524Bが約7.03kg/cm²
（100psi.）である。シャワー1524A、Ｂ及びフェルト層
220は、縞ができないようにするため、及び液体樹脂を
フェルト層220に亘って均等に除去するため、互いに対
して横方向に移動できる。

次いで、複合フェルト層220及び樹脂層1521を、水浴1
620に通す。複合フェルト層220及び樹脂層1521を浴1600
に通すとき、浴1600上方に位置決めされた後硬化ランプ
1605を消勢する。浴1600を出た後、真空シュー1626で第
２フェルト面232に真空を加え、未硬化の液体樹脂及び
水をフェルト層220から除去する。

フェルト層220を真空シュー1523上を通過させ、フェ
ルト層をシャワー1524A、Ｂのところで洗浄混合物で洗
浄し、フェルト層220を真空シュー1600を通して搬送
し、フェルト層220を水が入った浴1600に通し、フェル
ト層220を真空シュー1626を通して搬送する洗浄手順
は、未硬化の液体樹脂のほぼ全てがフェルト層220から
除去されるまで少なくとも約４回乃至６回繰り返され
る。この洗浄手順は、ローラー1514、1515、1511、及び
1513が構成する回路を通して、複合フェルト層220及び
樹脂層1521を４回乃至６回搬送することによって繰り返
すことができる。第１硬化ランプ1505及び後硬化ランプ
1605は、洗浄手順の各繰り返し中、消勢されている。

未硬化の液体樹脂をひとたびフェルト層220から除去
した後、フェルト層220を水で濯ぎ、洗浄混合物をフェ
ルト層220から除去する。残留洗浄混合物をフェルト層
から除去した後、部分的に硬化させた樹脂層1521の硬化
を後硬化ランプ1605によって完了する。

洗浄混合物をフェルト層220から除去するため、先ず
最初に複合フェルト層220及び樹脂層1521を真空シュー1
523を通して搬送し、洗浄混合物を除去する。次いで、
複合フェルト層220及び樹脂層1521をシャワー1524A、Ｂ
及び第２濯ぎシャワー1525を通して搬送する。第２濯ぎ
シャワー1525は、余分な洗浄混合物を除去するため、フ
ェルト層220を水だけで濯ぐ。樹脂層1521の硬化を完了
するため、複合フェルト層220及び樹脂層1521を、予め
空にして水だけを満たした浴1620に浸漬する。後硬化ラ
ンプ1605を付勢した状態で、複合フェルト層220及び樹
脂層1521を浴1620に通す。浴1620内の水は、後硬化ラン
プ1605からの化学線を樹脂層1521まで通すことができ、
酸素を除外し、ラジカル重合反応を急冷できる。後硬化
作業の直前及び作業中、シャワー1524A、Ｂからスプレ
ーされた水及び浴1620内の水は、界面活性剤を含んでは
ならない。これは、界面活性剤の存在が浴1620を通した
樹脂層1521への化学線の通過を制限するためである。浴
1620を出た後、複合フェルト層220及び樹脂層1521を真
空シュー1626上に搬送し、フェルト層220から水を除去
する。

複合フェルト層及び樹脂層1521を真空シュー1523上を
通し、シャワー1524A、Ｂ及び1525に通し、1605を点灯
した状態で浴600に通し、真空シュー1626上を通す後硬
化手順は、樹脂層1521がべたつかなくなるまで約１回乃
至３回繰り返すのがよい。この時点で、フェルト層20及
び硬化させた樹脂は、硬化させた樹脂で形成されたウェ
ブパターン付け層250を有するウェブ支持装置200を形成
する。後硬化手順は、複合フェルト層220及び樹脂層152
1を、ローラー1514、1515、1511、及び1513が構成する
回路に、ランプ1505を消勢した状態で１回乃至３回通す
ことによって繰り返すことができる。

一実施例では、連続ネットワークの形態の透明部分を
マスク1504に形成できる。このようなマスクは、第１図
に示すように複数の離散した開口部270が設けられた。
連続ネットワークをなしたウェブ接触上面260を備えた
ウェブパターン付け層250を有するウェブ支持装置200を
提供するために使用できる。各離散した開口部270は、
ウェブパターン付け層250に形成された導管を通して第
１フェルト面230と連通している。開口部270についての
適当な形状には、円、機械方向（第１図のMD方向）に延
長した楕円、多角形、不等辺形状、又はこれらの形状の
組み合わせが含まれるが、これらの形状に限定されな
い。連続ネットワークをなした上面260の投影面積は、
第１図で見て、ウェブ支持装置200の投影面積の約５％
乃至約75％であるのがよく、好ましくは、第１図で見
て、ウェブ支持装置200の投影面積の約20％乃至約60％
である。

第１図に示す実施例では、連続ネットワークをなした
上面260は、ウェブ支持装置200の6.45cm²（１平方イン
チ）の投影面積当たりの離散した開口部270の数は約700
個であり、好ましくは、第１図で見て、ウェブ支持装置
の6.45cm²（１平方インチ）の投影面積当たりの離散し
た開口部270の数は、約70個乃至約700個である。連続ネ
ットワークをなした上面の各離散した開口部270の有効
自由スパンは約0.5mm乃至約3.5mmである。ここで、有効
自由スパンは、開口部270の面積を開口部270の周囲の1/
4で除した値であると定義される。有効自由スパンは高
さの差262の約0.6倍乃至約6.6倍であるのがよい。開口
部270を有するこのようなパターンを備えた装置は、ウ
ェブ接触面260と対応する圧縮された比較的高密度の領
域である連続ネットワーク領域、及び連続ネットワーク
領域に亘って面260の開口部270と対応する位置に分散さ
れた全体に圧縮されていない複数のドームを有するパタ
ーンが付いた紙構造を製造するために製紙機に設けられ
る乾燥ベルト即ちプレスファブリックとして使用でき
る。離散した開口部270は、好ましくは、1987年１月20
日付けの米国特許第4,637,859号に記載されているよう
に、機械方向（MD）及び機械方向に対して横方向（CD）
の二方向で横方向に食い違っている。同特許について触
れたことにより、その特許に開示されている内容は本明
細書中に組み入れたものとする。第１図に示す実施例で
は、開口部270は、重なっており且つ二方向で横方向に
食い違っており、開口部の大きさ及び形状は、機械方向
及び機械方向に対して横方向の両方向で開口部270の縁
部が互いに重なり機械方向又は機械方向に対して横方向
のいずれかと平行に引いた線が少なくとも幾つかの開口
部270を通過するようになっている。

第３図に示す実施例では、ウェブパターン付け層250
は不連続のウェブ接触上面260を有する。ウェブパター
ン付け層250は、複数の離散した突出部275を有する。突
出部275は、円、楕円、多角形、不等辺形状、及びこれ
らの形状の組み合わせを含むがこれらに限定されない任
意の適当な形状を有するのがよい。装置200は、装置200
の6.45cm²（１平方インチ）の投影面積当たりの突出部2
75の数が約50個乃至約500個であるのがよく、各突出部2
75は、第１フェルト面230によって取り囲まれている。
上面260の表面積は、第３図で見て、装置200の投影面積
の約20％乃至約60％であるのがよく、各突出部275の最
大幅は、約0.6mm乃至約3.0mmであり、隣接した突出部27
5間の最大間隔は、約2.0mm以下である。突出部275がこ
のような構成で設けられた装置200は、各突出部275の離
散した表面260と対応する離散した圧縮領域を有するパ
ターンが付いた紙構造を製造するために製紙機に設けら
れる乾燥ベルト即ちプレスファブリックとして使用でき
る。このような構造では、比較的高密度の領域である離
散した圧縮領域が、比較的低密度のネットワーク領域で
ある比較的圧縮されていない連続ネットワークに亘って
分配されている。随意であるが、各離散した突出部275
には、突出部275を貫通した導管277が設けられているの
がよい。導管は、第１フェルト面230によって境界付け
られる。

別の実施例では、ウェブ接触上面260の投影表面積
は、ウェブ支持装置200の投影面積の約５％乃至約20
％、更に好ましくは、約５％乃至約14％である。ウェブ
パターン付け層250は、第１フェルト面230の複数の内接
円形の部分を形成し、各内接円形部分の投影面積は、少
なくとも約10mm²、好ましくは約20mm²、更に好ましくは
少なくとも約100mm²である。

上述の範囲の投影面積を有するウェブ接触上面260を
備え、第１フェルト面230の比較的大きな部分を上述の
ように形成したウェブ支持装置200は、異なる高さに配
置された第１及び第２の領域を相互連結する、第２領域
よりも厚く且つ第１領域と同じかそれ以上の厚さを有す
る移行領域を備えた紙構造20の製造に使用できる。

第４図に示す実施例では、ウェブパターン付け層250
は、フェルト層220に接合された複数の離散したウェブ
パターン付け要素280を有する。各離散したウェブパタ
ーン付け要素280は、第１フェルト面230から延びてお
り、離散したウェブ接触上面260を形成する。少なくと
も幾つかの隣接した要素280間の間隔（第１図のDA）
は、少なくとも約8mm²であるのがよく、好ましくは、第
１フェルト面230の第１高さ231とウェブ接触上面260の
第２高さ261との間の差の少なくとも約10倍である。要
素280は、二つの要素間で引いた最も短い直線が第３要
素と交差しない場合、隣接しているものと考えられる。

第４図を参照すると、少なくとも幾つかの隣接したウ
ェブパターン付け要素280は、好ましくは、投影面積が
少なくとも約10mm²、好ましくは約20mm²、更に好ましく
は約100mm²の複数の内接円形の部分CAを第１フェルト面
230に形成する。第４図に示す実施例では、複数の離散
したウェブパターン付け要素280は、第１フェルト面230
によって取り囲まれている。複数のウェブパターン付け
要素280の各々は、離散した開口部285を包囲する。各離
散した包囲された開口部285は、表面260と異なる高さを
有する表面と連通している。好ましくは、各包囲された
開口部285は、第１フェルト面230と連通している。第４
図に示す離散したウェブパターン付け要素280のうちの
幾つかは、花の形状のパターン付け要素を構成する。

ウェブパターン付け層250が上述の投影面積を有し、
第１フェルト面230の部分が上述の投影面積で取り囲ま
れるように配置されたベルト装置200は、同じ下側フェ
ルト層から製作したベルトと比べて比較的に可撓性であ
るが、その表面の大部分がウェブパターン付け層によっ
て覆われている。このような可撓性は、以下に説明する
ように、短縮領域を種々の高さに有する紙構造20を形成
するために、第１フェルト面230がウェブパターン付け
層250のウェブ接触上面260に対して変形できるようにす
る一つの要因である。

第13図は、ウェブ支持装置200の変形例を示す。第13
図は、ウェブパターン付け層250が、格子状ネットワー
ク290及び格子状ネットワーク290が形成する複数のセル
292の少なくとも幾つかの中に配置された複数の離散し
たウェブパターン付け要素280を有する、ウェブ支持装
置200を示す平面図である。第13図の格子290は、間隔が
隔てられた帯296と交差してセル292を形成する間隔が隔
てられた帯294からなる。帯294及び／又は帯296は断続
していないのがよく、変形例では、間隔が隔てられた複
数の短いセグメントによって形成されているのがよい。
第13図では、帯294は断続しれおらず、全体に機械方向
に延びており、帯296は断続しておらず、全体に機械方
向に対して横方向に延びている。ウェブパターン付け層
250は、交差する帯294及び296によって形成された連続
ネットワークをなしたウェブ接触上面、及び離散した要
素280によって形成された不連続のウェブ接触上面から
なるウェブ接触上面260を有する。

紙構造本発明による紙構造は、一つ又はそれ以上の繊維構成
層（fiber constituentlayer）を有する単一のプライと
してウェブ支持装置200から取り出される。必ずしも必
要ではないけれども、本発明の二つ又はそれ以上の紙構
造を、乾燥後に互いに接合して多プライ紙製品を形成し
てもよい。「ゾーン」という用語は、本明細書中で使用
されているように、紙構造の隣接した部分に関する。紙
構造の「領域」という用語は、本明細書中で使用されて
いるように、密度、厚さ、高さ、又はクレープパターン
といった性質が共通の紙構造の一つの又は複数の部分に
関する。領域は、一つ又はそれ以上のゾーンからなり、
連続していてもよいし、不連続であってもよい。

第５図乃至第８図を参照すると、本発明による紙構造
20は、第１高さ32に配置された第１厚さ31を有する第１
無エンボス領域30、第１高さ32と異なる第２高さ52に配
置された第２厚さ51を有する第２無エンボスパターン領
域50、及び第１及び第２の無エンボス領域30及び50を相
互連結する第３移行領域70を有するティッシュペーパー
ウェブを備えている。移行領域70の厚さは71である。厚
さ71は、第２厚さ51よりも大きく、第１厚さ31と等しい
か或いはそれ以上である。第５図及び第6A図及び第6B図
に示す実施例では、厚さ71は厚さ31及び51の各々よりも
大きい。厚さ71は、好ましくは、厚さ311及び51の各々
よりも少なくとも1.5倍大きい。

第１及び第２の高さ32及び52の間の差には、第５図で
参照番号62が附してある。差62は、好ましくは、少なく
とも約0.05mmである。このような高さの差は、第１及び
第２の領域30及び50の視覚的相違を際立たせる上で望ま
しい。厚さ31、51、及び71、及び高さの差62は、以下に
第6A図及び第6B図を参照して説明する方法を使用して計
測できる。

第１及び第２の領域30及び50は、製紙繊維の湿潤ウェ
ブを以下に説明するように選択的に変形させ且つ圧縮す
ることによって形成できる。厚さ31及び51が厚さ71より
も小さい、全体に一定の坪量を有するウェブについて
は、第１及び第２の領域30及び50は、比較的高密度の領
域と特徴付けられ、これに対し、移行領域70は比較的低
密度の領域である。

第１及び第２の領域30及び50は、短縮してある。短縮
は、以下に説明するように、ドクターブレードで紙ウェ
ブにクレープ加工を施すことによって形成できる。紙構
造20の短縮部分は、所定のクレープ頻度を有するクレー
プパターンを設けることによって特徴付けられる。第１
領域30のクレープパターンには参照番号35が附してあ
り、全体に機械方向に対して横方向に延びる一連の山及
び谷によって特徴付けられる。添付図面において、機械
方向及び機械方向に対して横方向には、MD及びCDが夫々
附してある。第２領域50のクレープパターンには、参照
番号55が附してあり、一連の山及び谷によって特徴付け
られる。クレープパターンのクレープ頻度は、機械方向
で計測した所定の直線距離についての紙構造の表面上の
山の数であると定義される。

第１及び第２の領域30及び50は、異なる高さに配置さ
れた短縮部分を有し、クレープパターン35の少なくとも
一部は、クレープパターン55が配置された高さと異なる
ように種々の高さに配置されている。第２パターン領域
50の少なくとも一部は、クレープ加工が施されていない
ゾーン、又はクレープ頻度が第２領域50と異なるゾーン
によって境界付けることができる。第５図では、第２領
域を第１領域30と相互連結する移行領域70にはクレープ
加工が施されておらず、又は、移行領域のクレープ頻度
が第２領域50と異なる。

第７図及び第８図を参照すると、第２パターン領域50
の少なくとも一部を可変クレープ頻度領域によって境界
付けることができる。可変クレープ頻度領域のクレープ
頻度は、クレープパターン35及び55のうちの少なくとも
一つ方のクレープ頻度に対して小さい。可変クレープ頻
度領域は、第７図及び第８図において、機械方向に対し
て横方向に延びる皺92として示してある。可変クレープ
頻度領域の皺92は、第２領域50の境界の一部から延びて
おり、第１領域30で終端する。クレープパターン35及び
55のクレープ頻度は、皺92の頻度の少なくとも約1.5倍
である。

皺92及び移行領域70は、第２領域50の一部を境界付
け、これによって、第２領域50を第１領域30から視覚的
にオフセットするのを助ける。

第７図及び第８図を参照すると、第２領域50は、複数
の離散したゾーン54を有するのがよく（第８図には、単
一の離散したゾーン54が示してある）、各離散したゾー
ン54は、第４図に示してあるようなウェブパターン付け
要素280と対応する。第１領域30は連続ネットワークを
構成し、複数の離散したゾーン54が第１領域30によって
取り囲まれている。各離散したゾーン54は、移行領域70
によって第１領域30に相互連結されており、その離散し
た部分が離散したゾーン54を包囲できる。

隣接した離散したゾーン54は、第１領域30の複数の内
接円形ゾーンＣを形成する。形成された一つのゾーンを
第７図に示す。同じ内接円形ゾーンＣの投影面積は、少
なくとも約10mm²であり、好ましくは約20mm²であり、更
に好ましくは少なくとも約100mm²である。第２領域50の
少なくとも幾つかの隣接した離散したゾーン54間の間隔
Ｄは、少なくとも約8mmであるのがよく、好ましくは、
第１高さ32と第２高さ52との間の差62よりも少なくとも
約十倍大きい。

第７図及び第８図を参照すると、複数の離散したゾー
ン54は、ウェブパターン付け要素280の開口部285と対応
する一つ又はそれ以上の離散したゾーン130を包囲でき
る。各離散した包囲されたゾーン130の高さ131は、第２
領域50の第２高さ51と異なっている。包囲されたゾーン
130の各々は、第５図及び第８図に示すクレープパター
ン135を有する。

第14図は、本発明による紙構造20の変形例を示す。第
14図に示すように、第２領域50は、セル1052を構成する
格子状ネットワーク1050、及び複数の離散したゾーン54
を有する。離散したゾーン54は、格子状ネットワーク10
50のセル1052のうちの少なくとも幾つかの中に配置でき
る。

第14図に示す格子状ネットワーク1050は、間隔が隔て
られた帯1054を有し、この帯は、間隔が隔てられた帯10
56と交差してセル1052を形成する。帯1054及び／又は帯
1056は、断続していないのがよいが、変形例では、間隔
が隔てられた複数の短いセグメントによって形成されて
いてもよい。第14図では、帯1054及び1056は断続してい
ない。帯1054は、全体に機械方向に延びており、帯1056
は全体に機械方向に対して横方向に延びている。交差し
た断続していない帯1054及び1056は、これによって、連
続ネットワークをなした格子1050を形成する。

本発明による紙構造20の坪量は、好ましくは、11g/m²
（3000平方フィートあたり約７ポンド）乃至57g/m²（30
00平方フィートあたり約35ポンド）であり、この範囲の
坪量は、トイレットペーパーやフェイシャルティッシュ
として使用するのに適した紙構造20を提供するのに望ま
しい。紙構造20の坪量の計測は、22.78℃（73゜F）の温
度及び50％の相対湿度で調節した紙構造20を切断して1
0.16cm×10.16cm（４インチ×４インチ）（0.0103m²）
の８枚の単プライ試料を形成することによって行われ
る。８枚の10.16cm×10.16cm（４インチ×４インチ）の
試料を互いの上に重ね、0.0001gの単位で計量する。８
枚の試料の坪量は、ｇの単位で計量した８枚の試料の総
重量を0.0103m²の試料の面積で除した値である。紙構造
20の坪量は、８枚の試料の総坪量を８で除すことによっ
て得られる。

製紙方法の説明本発明による紙構造20は、第９図乃至第11図に示す製
紙方法によって製造できる。第９図を参照すると、本発
明の紙構造20の製造方法は、製紙繊維のスラリーをベッ
ドボックス500からフォーミングベルト542のような液体
透過性有孔フォーミング部材上に付着させ、これに続い
て、フォーミングベルト542によって支持された製紙繊
維からなる初期ウェブ543を形成する。フォーミングベ
ルト542は、連続した長網を有するのがよく、変形例で
は、当該技術分野で周知の種々のツインワイヤフォーマ
ーのうちの任意の装置の形態であるのがよい。

全ての種類の木材パルプが、通常は、本発明で使用す
る製紙繊維を構成するということが予想される。しかし
ながら、綿ライナー、バガス、レーヨン等の他のセルロ
ース繊維パルプを問題なく使用できる。本願で有用な木
材パルプには、クラフトパルプ、亜硫酸パルプ、及び硫
酸塩パルプ等の化学パルプ、並びに砕木パルプ、サーモ
メカニカルパルプを含む機械パルプ、及びケミサーモメ
カニカルパルプ（CTMP）が含まれる。落葉樹及び針葉樹
の両方から得られたパルプを使用できる。

広葉樹材パルプ及び針葉樹材パルプの両方並びにこれ
らの混合物を使用できる。本明細書中で使用した広葉樹
材パルプという用語は、落葉樹の木材から得られた繊維
質パルプに関し、これに対し、針葉樹材パルプという用
語は、針葉樹の木材から得られた繊維質パルプに関す
る。平均繊維長が約1.00mmのユーカリ類のような広葉樹
材パルプは、以下に説明する柔らかさが重要なティッシ
ュウェブに特に適しており、これに対し、平均繊維長が
約2.5mmの北方針葉樹材クラフトパルプは、強度が所望
の場合に好ましい。本発明には、上述の分類のうちの任
意の繊維又は全ての繊維、並びに元の製紙を容易にする
ために使用された填料や接着剤のような他の非繊維質材
料を含むリサイクルペーパーから得られた繊維も適用で
きる。

完成紙料は、湿潤強力バインダー材料、乾燥強力バイ
ンダー材料、及び化学軟化配合物のような繊維バインダ
ー材料を含むがこれらに限定されない種々の添加剤を含
むのがよい。適当な湿潤強力バインダーには、デラウェ
ア州ウィルミントンのヘラクレス社がキメメ557Hの商標
で販売しているポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂が
含まれるが、これに限定されない。適当な一時湿潤強力
バインダーには、ニューヨーク州ニューヨークのナショ
ナルスターチケミカル社が販売しているナショナルスタ
ーチ78−0080のような改質スターチバインダーが含まれ
るが、これに限定されない。適当な乾燥強力バインダー
には、アッコ（アッコ（ACCO）は登録商標である）711
のような、カルボキシメチルセルロース及び陽イオンポ
リマー等の材料が含まれる。アッコ系乾燥強力材料は、
ニュージャージー州ウェインのアメリカンシアナミド社
から入手できる。適当な化学軟化配合物は、1994年１月
18日にファン等に付与された米国特許第5,279,767号に
開示されている。適当な生分解性化学軟化配合物は、19
94年５月17日にファン等に付与された米国特許第5,312,
522号に開示されている。

初期ウェブ543は、好ましくは、製紙繊維の水性分散
液から製造できるが、水以外の液体の分散液を使用でき
る。繊維は、約0.1％乃至約0.3％の稠度で液体分散媒に
分散している。分散液、スラリー、ウェブ、又は他の系
の稠度のパーセンテージは、問題の系中の乾燥繊維の重
量を系の総重量で除して得られた商の100倍であると定
義される。繊維の重量は、常に、絶乾繊維をベースに表
現される。

初期ウェブ543は、第９図に示すように、連続製紙プ
ロセスで形成でき、変形例では、手漉きプロセスのよう
なバッチプロセスを使用できる。製紙繊維の分散液をフ
ォーミングベルト542上に堆積させた後、当該技術分野
で周知の技術で水性分散媒の一部を除去することによっ
て初期ウェブ543を形成する。初期ウェブは、全体にモ
ノプラナーである。分散液からの水の除去を行う上で、
真空ボックス、地合い構成板、ハイドロフォイル、等が
有用である。初期ウェブ543は、フォーミングベルト542
とともに転向ロール502の周りを移動し、ウェブ支持装
置200の近くに運ばれる。

紙構造20の次の製造工程は、初期ウェブ543をフォー
ミングベルト542からウェブ支持装置200に移送する工
程、及び初期ウェブ543をウェブ支持装置の第１側202上
に支持する工程を含む。ウェブ支持装置200への移送時
の初期ウェブの稠度は、好ましくは、少なくとも８％で
ある。初期ウェブ543の移送工程には、ウェブ543の一部
を変形させる工程が含まれる。変形例では、ウェブ543
の変形工程は、ウェブ移送工程に続いて行われる。

ウェブ支持装置200への初期ウェブ543の移送工程及び
初期ウェブ543の変形工程は、初期ウェブ543に流体差圧
を加えることによって行うことができる。例えば、初期
ウェブ543を、真空ロール又は真空シューのような第９
図に示す真空源600によって、フォーミングベルト542か
らウェブ支持装置200へ真空で移送することができる。
更に、初期ウェブ移送箇所の下流に一つ又はそれ以上の
追加の真空源620を設けることができる。

第９図及び第10図を参照すると、ウェブ543の変形工
程は、第１変形工程で第１フェルト面230と重なったウ
ェブ543の一部を変形させ、第１未圧密ウェブ領域547が
第１ウェブ接触面230上に支持され且つ第２未圧密ウェ
ブ領域549がウェブ接触面260上に支持された非モノプラ
ナーのウェブ545を形成する工程を含む。第１変形工程
は、ウェブ543の繊維が比較的動き易いときにウェブの
変形が行われるように、及び変形によって繊維−繊維結
合の大部分が壊れることが起こらないように、好ましく
は、約８％乃至約30％のウェブ稠度で行われ、更に好ま
しくは、例えば80％乃至約20％のウェブ稠度で行われ
る。真空源600が提供する圧力差は、約254mmHg乃至635m
mHgであるのがよい。1985年７月16日にトローハンに付
与された米国特許第4,529,480号について触れたことに
より、その特許に開示されている内容は、流体圧力差を
加えることによる初期ウェブの移送及び変形を教示する
目的で、本明細書中に組み入れたものとする。

初期ウェブ543を移送し、変形させて非モノプラナー
のウェブ545を形成した後、ウェブ545をウェブ支持装置
200上で、圧密面875と第11図に示す圧縮部材の変形可能
な圧縮面910との間に形成されたニップ800を通して搬送
する。圧縮部材は、ローラー900を有するのがよい。ウ
ェブ545は、ウェブ545を圧密面875と隣接して位置決め
するため、及びウェブ支持装置200の第２側202を変形可
能な圧縮面910と隣接して位置決めするため、ニップ800
を通して搬送される。ウェブ545は、好ましくは、約20
％乃至約50％の稠度でニップ800に進入する。

圧密面875は、好ましくは、変形自在な圧縮面910と比
べて、比較的高硬度であり且つ比較的非圧縮性である。
適当な面875は、鋼製又は鉄製の加熱ドライヤードラム8
80の表面である。面875は、ニップ800の下流に配置され
たスプレーノズル890から送出されたクレーピング接着
剤でコーティングされているのがよく、変形例では、イ
ンプレッションロール（図示せず）でクレーピング接着
剤をコーティングするのがよい。変形例では、クレーピ
ング接着剤は、任意の適当な糊付けシューによって、プ
レスされたウェブ546に付与することができる。適当な
クレーピング接着剤は、1975年12月16日にベートに付与
された米国特許第3,926,716号に示されている。同特許
について触れたことにより、その特許に開示されている
内容は本明細書中に組み入れたものとする。

第11図を参照すると、ローラー900は、内コア902及び
外層906を有する。ローラー900の直径は約0.30m乃至0.9
1m（１フィート乃至３フィート）であり、ドライヤード
ラム880の直径は約3.66m乃至5.49m（12フィート乃至18
フィート）である。変形自在の圧縮面910は、好ましく
は、Ｐ＆Ｊ硬度が約120P＆Ｊ以下の材料から形成されて
おり、この材料のＰ＆Ｊ硬度は、好ましくは、約30乃至
約100P＆Ｊである。一実施例では、内コア902は鋼のよ
うな材料から形成でき、面910を構成する外層906は天然
ゴム又は他の全体にエラストマー性の材料から形成でき
る。

ローラー900は、真空圧力ロールを構成できる。適当
な真空圧力ロールは、穿孔された又は溝が設けられた表
面910を有し、これを通して真空をウェブ支持装置200の
後側202に適用し、ニップ800で紙ウェブの脱水を行う。
適用される真空の範囲は、約0mmHg乃至381mmHgであり、
好ましくは、76.2mmHg乃至304.8mmHgである。

紙構造20を形成する上での次の工程は、ウェブ支持装
置200及び非モノプラナーウェブ545を圧縮面910と圧密
面875との間でプレスし、少なくとも約7.03kg/cm²（約1
00psi.）、好ましくは少なくとも約14.06kg/cm²（約200
psi.）の平均ニップ圧縮圧力を加える。ニップ圧力は、
ニップに加えられた全部の力をニップの面積で除した値
である。ニップに加えられた全部の力は、装置の形状に
基づいた力の均衡についての分析を油圧ゲージの読みと
組み合わせることによって決定できる。ニップ幅は、白
紙及びカーボン紙を装置200と表面875との間に挟んでニ
ップ800に荷重を加え、カーボン紙で白紙にニップ幅の
インプレッションを付けることによって決定される。

ウェブ支持装置200及びウェブ545をニップ800のとこ
ろでプレスすることによって、第２変形工程を行う。第
２変形工程は、第１フェルト面230をウェブ接触上面260
に対して変形させる工程を含む。詳細に述べると、第１
ウェブ接触面230を変形自在の圧縮面910によって、第11
図に示すように圧密面875に向かって変形させ、これに
よって第１フェルト面230と表面260との間の高さ262の
差を一時的に減少し、好ましくは一時的に実質的になく
す。

ウェブ接触面230を第２ウェブ接触面260に対して変形
することによって、第１未圧密ウェブ領域547を第２未
圧密ウェブ領域549に対して変形し、これによって第１
及び第２のウェブ領域547と549との間の高さの差を一時
的に小さくする。詳細には、第１ウェブ領域547の一部
を第１フェルト面230によって圧密面875に向かって変形
し、これによって、第１及び第２の未圧密ウェブ領域54
7と549との間の高さの差を一時的に実質的になくす。第
２変形工程は、好ましくは、約20％乃至約80％のウェブ
稠度で、更に好ましくは約30％乃至約70％のウェブ稠度
で行われる。

更に、ウェブ支持装置200及びウェブ545をニップ800
内でプレスすることによって、ウェブ圧密工程を行う。
ウェブの所定の領域を圧密し、ウェブのこの領域の厚さ
を減少する。ウェブ圧密工程は、全体に未圧密の第１ウ
ェブ領域547の一部を圧密面875に対して圧密し、第１圧
密ウェブ領域530を形成し、第２未圧密ウェブ領域549の
少なくとも一部を圧密面875に対して圧密し、第２圧密
ウェブ領域550を形成する工程を備えている。詳細に
は、ウェブ領域547を第１フェルト面230と圧密面875と
の間で圧密し、ウェブ領域549をウェブパターン付け層2
50のウェブ接触上面260と圧密面875との間で圧密する。
第１及び第２の圧密ウェブ領域530と550との間の高さの
差は、圧密工程の終わりには、領域530及び550の両方
が、第11図に示すように、ドライヤードラム880の圧密
面875に押し付けられてこれと係合するため、本質的に
ゼロである。

第２変形工程における第１フェルト面230及びウェブ
インプリンティング層250のウェブ接触上面260の相対的
な変形は、所望の特徴の組み合わせを有するウェブ支持
装置200及び圧縮面910を用いて行われる。このような相
対的な変形を可能にする一つの特徴は、ウェブ支持装置
200の曲げ可撓性である。

ウェブ支持装置200の曲げ可撓性は、脱水フェルト層2
20の可撓性及びウェブパターン付け層250によって装置2
00に与えられた剛性の関数である。フェルト層230の大
部分を覆うように配置された、上述の投影面積を有する
上面260を有するウェブパターン付け層250を備えたウェ
ブ支持装置200は、表面の大部分が樹脂で覆われた構造
と比べて比較的可撓性である。このような可撓性によ
り、第１フェルト面230は面260に対して変形できる。更
に、隣接したウェブパターン付け要素280間の間隔が、
高さの差262に対して大きいため、要素280間のフェルト
層220の曲げ剛性が小さくなり、要素280間のフェルト層
を、第１未圧密ウェブ領域547を圧密面875に押し付けて
これと係合させるように変形させることができる。

面230及び260の相対的な変形に影響を及ぼす別の要因
は、ウェブパターン付け層250の硬度である。硬化時の
硬度が低い樹脂は、ニップ800のところで或る程度圧縮
され、これによって、面260と230との間の高さの差を小
さくする。面230及び260の相対的な変形は、圧縮面910
の硬度を小さくすることによっても大きくなる。硬度が
比較的低い圧縮面910は、第２フェルト面232の形態と一
致でき、これによって、ウェブパターン付け要素280間
に圧縮荷重を加え、第１フェルト面230及び第１未圧密
ウェブ領域547を圧密面875に向かってプレスする。

面230及び260の相対的な変形に影響を及ぼす更に別の
要因は、ウェブパターン付け層250がフェルト層220の厚
さにどれ程浸入しているかの程度である。一般的には、
フェルト層220の厚さの約半分よりも小さな厚さまで浸
入したウェブパターン付け層250が、面230及び260の相
対的な変形を高める上で望ましい。

第１及び第２の未圧縮ウェブ領域547及び549を圧密
し、圧密ウェブ領域530及び550を形成する工程は、好ま
しくは、第１及び第２の圧密ウェブ領域530及び550の少
なくとも一部を、第11図に示すように、圧密面875に接
着する工程を更に有する。圧密ウェブ領域530及び550
は、ノズル890で面875に付けられたクレーピング接着剤
で面875に接着できる。圧密工程の後、ウェブを加熱し
た面875上で乾燥させ稠度を約85％以上にする。

紙構造20の形成における最終工程は、第２変形工程で
失われたウェブ領域547と549との間の高さの差の少なく
とも幾分かを取戻す復元工程を有する。復元工程は、第
１領域30を第１高さ32（第１圧密ウェブ領域530に対応
する）に置き、第２領域50の第２高さ52（第２圧密ウェ
ブ領域550に対応する）に置く。

第２変形工程で失われたウェブの高さの差の幾分かを
取戻す復元工程は、ウェブを圧密面875から外す工程を
含む。好ましい実施例では、ウェブの高さの差の幾分か
を取戻す工程は、ウェブを圧密面875から外す工程と同
時にウェブを短縮する工程を有する。好ましくは、ウェ
ブを外して短縮する行程は、面875から外したウェブに
第９図に示すようにドクターブレード1000でクレープを
付ける工程を有する。

本明細書中で使用されているように、短縮という用語
は、ウェブの長さを短くすることに関し、これは、ウェ
ブの長さを機械方向で短縮するように乾燥ウェブにエネ
ルギを加えたときに起こる。短縮は、幾つかの方法のう
ちの任意の方法で行うことができる。ウェブを短縮する
ための最も一般的であり且つ好ましい方法は、クレープ
付けによる。圧密面875に接着したウェブをドクターブ
レード1000で面875から取り外す。一般的には、ドクタ
ーブレードは、約25゜のベベル角度を有し、約81゜の衝
撃角度を構成するようにヤンキードライヤーに関して位
置決めされている。

分析方法厚さ及び高さの計測繊維質構造20の試料の種々の領域30−70の厚さ及び高
さを紙構造20の断面から製作したミクロトームから計測
する。2.54cm×5.1cm（１インチ×２インチ）の試料を
提供し、剛性の板紙ホルダ上にステープル止めする。板
紙ホルダをシリコン型に置く。紙試料を、ヘラクレス社
が製造しているメリグラフフォトポリマーのような樹脂
に浸漬する。

試料を硬化させて樹脂混合物を硬化する。試料をシリ
コン型から取り出す。ミクロトーム切片を製作する場所
を正確に決定するため、フォトポリマーに浸漬する前に
試料に基準点を付ける。好ましくは、繊維質構造20の平
面図及び種々の断面図の両方で同じ基準点を使用する。

ニューヨーク州バッファローのアメリカンオプティカ
ル社が販売している860型ミクロトームに試料を置き、
平らに拡げる。平滑な表面が現れるまで、試料から試料
の縁部をミクロトームで切片をなして除去する。

種々の領域30−70を正確に再構成するのに十分な数の
切片を試料から取り出す。本明細書中に説明した実施例
については、約60μｍの厚さを有する切片を平滑な表面
から取り出す。厚さ31、51、及び71を確認するため、多
数の切片を必要とする。

試料の切片をオイル及びカバースリップを使用してス
ライドに取り付ける。スライド及び試料を光学顕微鏡に
取り付け、約40倍の倍率で観察する。切片に沿って顕微
鏡写真を撮影し、個々の顕微鏡写真を一列に並べ、切片
の輪郭を再構成する。厚さ及び高さは、第6A図及び第6B
図に示す輪郭から確認できる。個々の領域の相対的な坪
量並びに個々の領域の対応する厚さを知ることによっ
て、個々の領域の密度を確認できる。紙構造の個々の領
域の微小な坪量を説明するため、1994年１月11日にファ
ン等に付与された米国特許第5,277,761号を本明細書中
に組み込む。

領域31−71間の厚さは、ヒューレットパッカードスキ
ャンジェットII Cカラーフラットベッドスキャナを使用
して確認できる。ヒューレットパッカード走査ソフトウ
ェアは、デスクスキャンII、第1.6版である。スキャナ
の設定の形式は、白黒写真である。行路は、レーザーラ
イターNT、NTXである。明るさ及びコントラストの設定
は125である。スケーリングは100％である。ファイルを
走査し、画像ファイルフォーマットでマッキントッシュ
II Ciコンピューターにセーブする。画像ファイルをパ
ワードロー第5.0版のような適当な写真画像ソフトウェ
アパッケージ又はCADプログラムで開く。

第6Bを参照すると、各領域の厚さを、領域が構成する
円を描くことによって決定できる。前記箇所での領域の
厚さは、（ミクロトーム試料の）領域を描くことができ
た最も小さい円の直径に適当な縮尺率を乗じた値であ
る。縮尺率の値は、顕微鏡写真の倍率に、走査した画像
の倍率を乗じた値である。円は、ノースカロライナ州の
エンジニアードソフトウェア社から入手できるパワード
ロー第5.0版のような任意の適当なソフトウェアドロー
イングパッケージを使用して描くことができる。

高さの差62は、（ミクロトーム試料の）領域50に内接
する最も小さな円を描き、領域30に内接する二つの円を
描くことによって、第6B図に示すように計測する。第１
線L1を領域30に内接する二つの円に接するように引く。
第１線L1と平行な第２線L2を領域50に内接する円に接す
るように引く。第１線L1と第２線L2との間の距離に適当
な縮尺率を乗じた値が高さの差62である。

投影面積の計測ウェブ接触面260の投影面積は、以下の手順に従って
計測される。先ず最初に、ウェブ接触面260を黒色のマ
ーカー（スタンフォードシャーピー）で黒く塗り、コン
トラストを高める。第２に、ヒューレットパッカードス
キャンジェットII Cフラットベッドスキャナを使用し、
ウェブパターン付け装置200の三つのデジタル化した画
像を出す。スキャナのオプションを以下の通りに設定す
る。即ち、明るさが198、コントラストが211、黒白写真
解像度が100DPI、スケーリングが100％に設定する。第
３に、ウェブ接触面260を構成するウェブ支持装置200の
投影面積の割合を、ワシントン州エドモンズのバイオス
キャン社から入手できるオプションのような適当な画像
分析ソフトウェアシステムを使用してパーセンテージで
決定する。グレースケール値が０乃至62のピクセルの数
の比を、走査した画像のピクセルの総数で除し、ウェブ
接触面260を構成するウェブ支持装置200の投影面積のパ
ーセンテージを決定する。

ウェブ支持装置の高さの計測第１フェルト面の高さ231とウェブ接触面260の高さ26
1との間の高さの差262を以下の手順を使用して計測す
る。ウェブ支持装置は、平らな水平面上にウェブパター
ン付け層を上に向けて支持されている。約1.3mm²の円形
の接触面を有する垂直方向長さが約3mmのスタイラス
を、ロードアイランド州プロビデンスのフェデラルプロ
ダクツ社が製造しているフェデラルプロダクツ寸法ゲー
ジ（EMD−4320 W1ブレーカウェイプローブで使用する
ために改造した432B−81増幅器）に取り付ける。周知の
高さの差を構成する周知の厚さの二つの精密シム間の電
圧の差を決定することによって器具を較正する。第１フ
ェルト面230よりも僅かに小さい所定の高さで器具のゼ
ロ調節を行い、スタイラスの移動が障害なく行われるよ
うにする。スタイラスを問題の高さの上に配置し、これ
を下げて計測を行う。スタイラスは、約0.24g/mm²の圧
力を計測点に加える。各高さで計測を少なくとも三回行
う。個々の高さ231及び261の平均計測値の差が高さの差
262である。

Ｐ＆Ｊ硬度の計測ロール900の表面硬度は、オンタリオ州ケベックのラ
シーンのドミニオンエンジニアリングワークス社が製造
しているＰ＆Ｊプラストメーター2000型を使用して計測
される。インデンターシャフトは、3.17mmのボールを有
する。硬度を、ロールの中央の位置、ロールの一端から
15.24cm（６インチ）の位置、及びロールの他端から15.
24cm（６インチ）の三つの異なる位置で計測する。Ｐ＆
Ｊ硬度は、これらの三つの読みの平均値である。読み取
りは、21℃の温度のロールについて、プラストメーター
の製造者の手順に従って行われる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭55−16913（ＪＰ，Ａ) 国際公開91／14558（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21F 1/10 D21F 1/44 - 1/46 D21F 7/08 D21H 27/02 A47K 10/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ウェブに向いた第１高さの第１フェルト面
及び反対方向を向いた第２フェルト面を有する脱水フェ
ルト層、及び感光性樹脂を有するウェブパターン付け層を備えた、製
紙繊維製ウェブの製造に使用するための装置において、前記パターン付け層が前記第１フェルト面に浸入してい
ることを特徴とし、前記パターン付け層が前記第１フェ
ルト面から延び、前記第１フェルト面の前記第１高さと
異なる第２高さにウェブ接触上面を形成することを特徴
とする、製紙繊維製ウェブの製造に使用するための装
置。
【請求項２】前記装置は連続ベルトを構成する、ことを
特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】前記ウェブ接触上面の投影面積は、前記装
置の投影面積の約５％乃至約75％である、ことを特徴と
する請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】前記ウェブ接触上面の投影面積は、前記装
置の投影面積の約20％乃至約60％である、ことを特徴と
する請求項３に記載の装置。
【請求項５】前記ウェブ接触上面の投影面積は、前記装
置の投影面積の約５％乃至約20％である、ことを特徴と
する請求項３に記載の装置。
【請求項６】前記ウェブ接触上面の投影面積は、前記装
置の投影面積の約５％乃至約14％である、ことを特徴と
する請求項５に記載の装置。
【請求項７】前記第１高さと前記第２高さとの間の差
は、約0.05mm乃至約2.0mmである、ことを特徴とする請
求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】前記ウェブパターン付け層の前記ウェブ接
触上面は、連続ネットワークを構成する、ことを特徴と
する請求項１に記載の装置。
【請求項９】前記ウェブパターン付け層の前記ウェブ接
触上面は、不連続である、ことを特徴とする請求項１に
記載の装置。
【請求項１０】前記ウェブパターン付け層は、第１フェ
ルト面の複数の内接円形部分を構成し、前記第１フェル
ト面の前記内接円形部分の各々は、少なくとも約10mm²
の面積を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の装
置。
【請求項１１】前記ウェブパターン付け層は、前記第１
フェルト面と前記第２フェルト面との間を延びているこ
とを特徴とし、前記ウェブパターン付け層は、前記フェ
ルト層の全厚よりも小さな厚さに亘って延びている、こ
とを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】前記ウェブパターン付け層は、前記フェ
ルト層の全厚の約半分よりも小さな厚さに亘って延びて
いる、ことを特徴とする請求項11に記載の装置。
【請求項１３】ウェブパターン付け層を有する脱水フェ
ルトの形成方法において、第１面及び反対方向を向いた第２面を有する脱水フェル
トを提供する工程と、液状感光性樹脂を提供する工程と、化学線源を提供する工程と、液状感光性樹脂を前記脱水フェルトの前記第１面に付与
する工程と、前記脱水フェルトの前記第１面上の前記液状感光性樹脂
の少なくとも幾分かに前記化学線を照射する工程と、前記液状感光性樹脂の少なくとも幾分かを硬化させ、所
定のパターンを有し且つ前記脱水フェルトの前記第１面
から延びる樹脂層を提供する工程と、未硬化の液状樹脂を前記フェルトから除去する工程とを
有する、形成方法。
【請求項１４】前記感光性樹脂の少なくとも幾分かを硬
化させる前記工程は、感光性樹脂を前記第１フェルト面
と前記第２フェルト面との間で硬化させ、前記第１フェ
ルト面に浸入した硬化済みの樹脂層を形成する工程を含
む、ことを特徴とする請求項13に記載の脱水フェルトの
形成方法。
【請求項１５】前記感光性樹脂を硬化させる前記工程
は、前記樹脂を第１フェルト面と第２フェルト面との間
で硬化し、前記フェルト層の厚さの約半分よりも小さな
厚さに亘って延びる硬化済みの樹脂層を形成する工程を
有する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】前記化学線に対して不透過性の領域及び
放射線に対して透過性の領域を有するマスクを提供する
工程と、液状感光性樹脂コーティングを前記脱水フェルトの前記
第１面に付与する工程と、前記マスクを前記線源と前記液状感光性樹脂コーティン
グとの間に配置する工程と、前記液状感光性樹脂コーティングに前記マスクを通して
前記化学線を照射し、前記マスクの前記透過性領域と整
合した前記感光性樹脂の硬化を引き起こす工程と、未硬化の感光性樹脂を前記脱水フェルトから除去する工
程とを更に有する、ことを特徴とする請求項13、14、又
は15に記載の方法。
【請求項１７】未硬化の感光性樹脂を除去する前記工程
は、前記脱水フェルトを水と界面活性剤を含む混合物で
洗浄する工程を有する、ことを特徴とする請求項16に記
載の方法。
【請求項１８】前記液状感光性樹脂に前記化学線を照射
する前記工程は、前記脱水フェルトを水と界面活性剤を
含む混合物で洗浄する前に、前記液状感光性樹脂に前記
化学線を照射し、樹脂を部分的に硬化する工程と、前記
脱水フェルトを水と界面活性剤の混合物で洗浄した後、
硬化後工程で前記液状感光性樹脂に前記化学線を照射す
る工程とを有する、ことを特徴とする請求項17に記載の
方法。
【請求項１９】硬化後工程前に、前記脱水フェルトを濯
いで前記界面活性剤を除去する工程を更に有する、こと
を特徴とする請求項18に記載の方法。