JPH10502140A - 少なくとも三つの領域を有する紙構造並びにこの紙構造を製造するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも三つの領域を有する紙構造を開示する。この紙構造は、第１領域、パターンをなした第２領域、及び第１及び第２の領域を連結する第３移行領域を有する。第１及び第２の領域は異なる高さに配置されており、これらの領域の各々の厚さは、移行領域の厚さよりも小さい。更に、このような紙構造を製造するための装置及び方法を開示する。

Description

【発明の詳細な説明】 少なくとも三つの領域を有する紙構造並びにこの紙構造を 製造するための装置及び方法 発明の分野 本発明は、異なる高さに配置された比較的薄い領域を相互連結する移行領域を 有するティッシュペーパーウェブのような紙構造に関する。ウェブ支持装置及び このような紙ウェブを製造するための方法もまた本発明の部分を形成する。 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、１９７６年１１月３０日にモーガン等に付与された米国特許第３，９ ９４，７７１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４，６３７，８５９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。プロクターア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３，５５ ６，９０７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 ３，８６７，２２５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」という標題の米国特許出願第０８／１ ７０，１４０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（ＳＣＡＰ Ａ）グループに譲渡されたＰＣＴ公開第ＷＯ９２／１７６４３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。ブキャナンは、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。１ ９８５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（creping 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構造 を、乾燥させた紙ウェブにエンボス加工を施す必要なしに提供することである。 本発明の別の目的は、視覚的に識別可能なパターンを有する紙構造を、引っ張 り強度やシートの可撓性といった紙ウェブの所望の性質を犠牲にすることなく提 供することである。 本発明の更に別の目的は、嵩キャリパ（bulk caliper）を高めた紙構造を提供 することである。 本発明の更に別の目的は、異なる高さに配置された第１及び第２の領域を相互 連結する移行領域を持ち、この移行領域の厚さが第２領域の厚さよりも大きく且 つ第１領域の厚さと等しいか或いはそれ以上の紙構造を提供することである。 本発明の更に別の目的は、異なる高さに配置された第１及び第２の領域を持ち 、これらの第１及び第２の領域がクレープ加工等で短縮されている紙構造を提供 することである。 本発明の更に別の目的は、このような紙構造を製造するための装置及び方法を 提供することである。 本発明の更に別の目的は、脱水フェルト層及びこのフェルト層の表面に浸入し た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、感光性樹脂からなるウェブパターン付け層を脱水フ ェルト層の表面上に成形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、ウェブ支持装置を構成し、ウェブに向いた第１面を第１高さに有し、反 対側を向いた第２フェルト面を有する脱水フェルト層と、脱水フェルト層のウェ ブに向いた第１面に接合されたウェブパターン付け層とを有する。 ウェブパターン付け層は、第１フェルト面から延び、パターン付け層は、第１ 高さと異なる第２高さにウェブ接触上面を有する。ウェブ接触上面は連続してい てもよいし不連続であってもよく、その投影面積は、装置の投影面積の約５％乃 至約７５％である。第１高さと第２高さとの間の差は、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。ウェブパターン付け層は 、脱水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のがよい。 一実施例では、ウェブパターン付け層は、複数の離散した開口部が設けられた 連続ネットワークをなしたウェブ接触上面を有する。連続ネットワークをなした ウェブ接触面の投影面積は、装置の投影面積の約２０％乃至約６０％であり、装 置の６．４５cm²（１平方インチ）の投影面積あたりの離散した開口部の数は約 ７００個以下であり、好ましくは約７０個乃至約７００個である。このようなウ ェブパターン付け層は、連続した比較的高密度のネットワーク領域及びこのネッ トワーク領域全体に亘って分散された複数の比較的低密度のドームを有する紙構 造の形成に適している。 別の実施例では、第１フェルト面は、指定荷重の作用でウェブパターン付け層 のウェブ接触上面に対して変形し、第１及び第２の高さの差を小さくでき、好ま しくは実質的になくすことができる。ウェブパターン付け層のウェブ接触面の投 影面積は、装置の投影面積の約５％乃至約２０％であり、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は、第１フェルト面の複数の内接円 形の部分を構成する。内接円形の部分の各々の投影面積は少なくとも約１０mm² であり、更に好ましくは約２０mm²であり、最も好ましくは少なくとも約１００m m²である。このような脱水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領域と同じ厚さであるか或いはこれよりも厚い移行領域 を有する紙構造の製造に適している。更に、このようなウェブ支持装置は、異な る高さの短縮領域を備えた大規模な視覚的に識別可能なパターンを有する紙構造 の製造に適している。 更に、本発明は、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領域と同じ厚さであるか或いはこれよりも厚い移 行領域を有する紙構造を提供する。第１及び第２領域は、クレープ加工等で短縮 してあり、第１及び第２の短縮領域間の高さの差は、少なくとも約０．０５mmで ある。本発明の一実施例では、可変クレープ頻度領域(variable creping freque ncy region)が、パターンを付けた第２領域の境界の少なくとも一部から延び、 第１領域で終端し、これによって、第２領域の視覚的識別性を高める。 本発明は、更に、紙ウェブの製造方法を提供する。この方法は、 製紙繊維からなる、全体に未圧密の全体にモノプラナーの湿潤ウェブを形成す る工程と、 約８％乃至約３０％の稠度(consistency)のウェブを第１変形工程で変形させ 、第１領域が第１高さにあり且つ第２領域が第１高さと異なる第２高さにある非 モノプラナーのウェブを形成する工程と、 第２変形工程において、約２０％乃至約８０％のウェブ稠度で第１領域を第２ 領域に対して変形させ、第１ウェブ領域と第２ウェブ領域との間の高さの差を第 ２変形工程で小さくする工程と、 約２０％乃至約８０％の稠度の第１ウェブ領域の少なくとも一部を圧密し、第 １圧密ウェブ領域を形成する工程と、 約２０％乃至約８０％の稠度の第２ウェブ領域の少なくとも一部を圧密し、第 ２圧密ウェブ領域を形成する工程と、 第１ウェブ領域と第２ウェブ領域との間の高さの差の少なくとも幾分かを復元 し、第１高さに配置された第１圧密ウェブ領域及び第１高さと異なる第２高さに 配置された第２圧密ウェブ領域を形成する工程とを有する。 本発明は、更に、脱水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含む。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面に付け、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を化学線(actinic radiation)に露呈する工程 と、 感光性樹脂の少なくとも幾分かを硬化させ、脱水フェルトの第１面から延びる 所定のパターンを有する樹脂層を形成する工程と、 未硬化の液状樹脂をフェルトから除去する工程とを含む。 図面の簡単な説明 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からなる、 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、及び脱水フェルト層の全厚よりも小 さな厚さに亘って第１フェルト面に浸入し、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備えたウェブパターン付 け層を有する脱水フェルト層を有する、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からな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 、本発明による紙構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 ブパターン付け層からなる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からなる、 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２２０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２００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２ ３１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（needling）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２３ ０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０．３５ g/cm³乃至約０．４５g/cm³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５０scfm）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２００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２２０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を化学線源に露呈し、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２５ ０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４，５１５，３４５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２２０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１５１ ３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１５０３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０．０１mm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１４２０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２３ ０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１５２ ０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２２ ０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有する材料が適してい 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１５ ０２の表面と接触する。 マスク１５０４を通して付活波長の化学線に感光性樹脂１５０２を露呈し、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露呈ランプ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１５０ ４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の未露呈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２２０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ア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１５ ２４Ａ、Ｂは、約７１．１℃（約１６０°Ｆ）の温度の洗浄混合物を、約１．５ ７mm（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９．８４kg/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１ ５２４Ａ、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１６２０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１５２ １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２ ２０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１５２３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１５２ ４Ａ、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１ ５２５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１５ ２１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１ ６０５を付勢した状態で、複合フェルト層２２０及び樹脂層１５２１を浴１６２ ０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１ ５２１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１５２１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からなるこのようなパターンを有する装 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、１９８ ７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２７ ０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２ ７５からなる。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２７５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２７５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 境界付けられている。 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２０ ０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、形成された各内接円形の部分の投影面積は、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２８ ０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２ ８０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２３ ０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持ち、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からなる、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２ ９２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２９ ６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は断続して 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 constituent layer）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からなる。移行領域７０の厚さは７ １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３ １１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５ １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 からなるのがよく（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２８ ０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１０５０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１０５６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（３０００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１０．１６cm×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 ラリーをヘッドボックス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５４ ２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、連続した長網からなるのがよく、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５，２ ７９，７６７号に開示されている。適当な生分解性化学軟化配合物は、１９９４ 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５４ ３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２ ００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８％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６３５mmHg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からなるのがよい。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、変形自在の圧縮面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８８０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に付けること 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０．９１ｍ（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５．４９ ｍ（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よりも小さい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、７６．２ mmHg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１００psi.）、好ましくは少なくとも約１４．０６kg/c m²（約２００psi.）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２０ ０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２６ ０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２３ ０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５４７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を形成する工程からなる。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５４ ９をウェブパターン付け層２５０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２２０の可撓性及びウ ェブパターン付け層２５０によって装置２００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８９ ０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％よりも大きくす 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５ ４７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からなる。 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を第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１ ０００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８６ ０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IIＣ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IIＣi 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）領域に描くこ 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IIＣ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２６１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の内接円 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２６ １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。 例 以下の例は、本発明による製紙を例示するための例である。 例１ 北方針葉樹材クラフト（ＮＳＫ）繊維の３重量％の適当な水性スラリーを従来 のリパルパーを使用して製造する。ＮＳＫスラリーを穏やかに（荷重を加えずに ）改質し、一時湿潤強力樹脂（即ち、ニューヨーク州ニューヨークのナショナル スターチアンドケミカル社が販売しているナショナルスターチ７８−００８０） の２％溶液をＮＳＫストックパイプに乾燥繊維０．０２％の量で加える。ＮＳＫ スラリーをファンポンプで約０．２％の稠度に希釈する。ユーカリ類の繊維の第 ２の３重量％の水性スラリーを従来のリパルパーを使用して製造する。ユーカリ 類のスラリーをファンポンプで約０．２％の稠度に希釈する。 個々に処理した三つの完成紙料の流れ（流れ１＝１００％ＮＳＫ、流れ２＝１ ００％ユーカリ類、流れ３＝１００％ユーカリ類）をヘッドボックスを通して分 離した状態に保ち、長網の上に堆積し、外ユーカリ層及び中央ＮＳＫ層を有す る三層初期ウェブを形成する。脱水は長網を通して行われ、デフレクタ及び真空 ボックスによって補助される。長網は、２．５４cm（１インチ）当たりのモノフ ィラメントの数が機械方向で１１０本で機械方向に対して横方向で９５本の５杼 口の繻子織の形体である。 初期湿潤ウェブは、長網から、脱水フェルト層２２０及び感光性樹脂ウェブパ ターン付け層２５０を有するウェブ支持装置２００に移送される。移送の時点で の繊維稠度は約８％である。 脱水フェルト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。フェルト２２０は、 ポリエステル繊維のバットからなる。バットは、表面デニールが３であり、基材 が１０乃至１５である。フェルト層２２０は、坪量が１４３６g/m²であり、キャ リパが３mmであり、通気性が約３０scfm乃至約４０scfmである。 ウェブパターン付け層２５０は、第４図に示すように花状形状の離散したウェ ブパターン付け要素２８０を有する。ウェブパターン付け層２５０の投影面積は 、ウェブ支持装置２００の投影面積の約１０％に等しい。ウェブ接触上面２６０ と第１フェルト面２３０との間の高さの差２６２は、約０．６３３mm（約０．０ ２５インチ）である。 初期ウェブをウェブ支持装置２００に移送し、第１変形工程で変形させて全体 に未圧密の非モノプラナーのウェブ５４５を形成する。移送及び変形は、約５０ ８mmHgの圧力差で、真空移送点で行われる。ウェブの繊維稠度が約２５％になる まで真空補助ドレンを行うことによって更に脱水する。ウェブ５４５をニップ８ ００まで搬送する。ロール９００は、硬度が約４０Ｐ＆Ｊの圧縮面９１０を有す る。次いで、ウェブ５４５を変形させ、ウェブ５４５及びウェブ支持装置２００ を圧縮面９１０とヤンキードライヤードラム８８０との間で約１４．０６kg/cm² （約２００psi.）の圧縮圧力でヤンキードライヤードラム８８０の圧密面 ８７５に対して圧密する。ポリビニルアルコールを基剤としたクレープ接着剤を 使用し、圧密ウェブをヤンキードライヤーに接着する。ウェブをドクターブレー ドで乾燥クレープ加工する前に繊維稠度を少なくとも約９０％まで増大する。ド クターブレードはベベル角度が約２５°であり、約８１°の衝撃角度を提供する ようにヤンキードライヤーに関して位置決めされる。ヤンキードライヤーは、約 ２４２m/分（毎分８００フィート）で作動する。乾燥ウェブを２００m/分（毎分 ６５０フィート）でロールにする。 ウェブを３層１プライトイレットティッシュペーパーにする。１プライトイレ ットティッシュペーパーの坪量は、約０．０２９３kg/m²（３０００平方フィー ト当たり約１８ポンド）であり、一時湿潤強力樹脂を約０．０２％含む。結果的 に得られた１プライティッシュペーパーは、柔らかで、吸収性があり、トイレッ トティッシュとして使用するのに適している。 例２ 北方針葉樹材クラフトの３重量％の水性スラリーを従来のリパルパーを使用し て製造する。ＮＳＫスラリーを穏やかに（荷重を加えずに）改質し、一時湿潤強 力樹脂（即ち、デラウェア州ウィルミントンのヘラクレス社が販売しているキメ メ５５７Ｈ）の２％溶液をＮＳＫストックパイプに乾燥繊維０．０２％の量で加 え、これに続いて、乾燥強力樹脂（即ち、デラウェア州ウィルミントンのヘラク レス社から入手できるＣＭＣ）の１％溶液をファンポンプの前でＮＳＫストック に乾燥繊維０．０８％の量で加える。ＮＳＫスラリーをファンポンプで約０．２ ％の稠度に希釈する。ユーカリ類の繊維の第２の３重量％の水性スラリーを従来 のリパルパーを使用して製造する。ユーカリ類のスラリーをファンポンプで約０ ．２％の稠度に希釈する。 個々に処理した二つの完成紙料の流れ（流れ１＝１００％ＮＳＫ、流れ２＝１ ００％ユーカリ類）をヘッドボックスを通して分離した状態に保ち、長網の上 に堆積し、ＮＳＫ層及びユーカリ層を形成する。脱水は長網を通して行われ、デ フレクタ及び真空ボックスによって補助される。長網は、２．５４cm（１インチ ）当たりのモノフィラメントの数が機械方向で１１０本で機械方向に対して横方 向で９５本の５杼口の繻子織の形体である。 初期湿潤ウェブは、長網から、脱水フェルト層２２０及び感光性樹脂ウェブパ ターン付け層２５０を有するウェブ支持装置２００に移送される。移送の時点で の繊維稠度は約８％である。 脱水フェルト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。ウェブパターン付け 層２５０は、第４図に示すように花状形状の離散したウェブパターン付け要素２ ８０を有する。ウェブパターン付け層２５０の投影面積は、ウェブ支持装置２０ ０の投影面積の約１０％に等しい。ウェブ接触上面２６０と第１フェルト面２３ ０との間の高さの差２６２は、約０．６３３mm（約０．０２５インチ）である。 初期ウェブをウェブ支持装置２００に移送し、第１変形工程で変形させて全体 に未圧密の非モノプラナーのウェブ５４５を形成する。移送及び変形は、約５０ ８mmHgの圧力差で真空移送点で行われる。ウェブの繊維稠度が約２５％になるま で真空補助ドレンを行うことによって更に脱水する。ウェブ５４５をウェブ支持 装置２００でニップ８００まで搬送する。ロール９００は、硬度が約４０Ｐ＆Ｊ の圧縮面９１０を有する。次いで、ウェブ５４５を変形させ、ウェブ５４５及び ウェブ支持装置２００を圧縮面９１０とヤンキードライヤードラム８８０との間 で少なくとも約１４．０６kg/cm²（約２００psi.）の圧縮圧力でヤンキードライ ヤードラム８８０の圧密面８７５に対して圧密する。ポリビニルアルコールを基 剤としたクレープ接着剤を使用し、圧密ウェブをヤンキードライヤーに接着する 。ウェブをドライヤードラム８８０の表面からドクターブレードで乾燥クレ ープ加工する前に繊維稠度を少なくとも約９０％まで増大する。ドクターブレー ドはベベル角度が約２５°であり、約８１°の衝撃角度を提供するようにヤンキ ードライヤーに関して位置決めされる。ヤンキードライヤーは、約２４２m/分（ 毎分８００フィート）で作動する。乾燥ウェブを２００m/分（毎分６５０フィー ト）でロールにする。 ウェブを２層２プライフェイシャルティッシュペーパーにする。２プライフェ イシャルティッシュペーパーの坪量は、約０．０１６３kg/m²（３０００平方フ ィート当たり約１０ポンド）であり、永久湿潤強力樹脂を約０．０２重量％、及 び乾燥強力樹脂を約０．０８重量％含む。結果的に得られた２プライティッシュ ペーパーは、柔らかで、吸収性があり、フェイシャルティッシュとして使用する のに適している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ウェブに向いた第１フェルト面を第１高さに有し、反対側に向いた第２ フェルト面を有する脱水フェルト層、及び 前記脱水フェルト層の前記ウェブに向いた第１面に接合されたウェブパターン 付け層を備えた、製紙繊維製のウェブの製造に使用するための装置において、 前記ウェブパターン付け層は、前記第１フェルト面から延び、前記パターン付 け層は、前記第１高さと異なる第２高さにウェブ接触上面を有することを特徴と し、前記ウェブ接触上面の表面積が、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、製紙繊維製のウェブの製造に使用するための装置。 ２． 前記ウェブ接触上面の前記第２高さと前記第１フェルト面の前記第１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に記載の装置。 ３． 前記ウェブ接触上面の表面積が、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１又は２に記載の装置。 ４． 前記ウェブ接触上面の表面積が、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１又は２に記載の装置。 ５． 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 面との間に延びていることを特徴とし、前記ウェブパターン付け層がフェルト層 の全厚よりも小さく延びている、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちのいず れか一項に記載の装置。 ６． 前記ウェブパターン付け層は、フェルト層の全厚の約半分よりも小さな 厚さ亘って延びている、ことを特徴とする請求項５に記載の装置。 ７． 前記ウェブパターン付け層は、前記第１フェルト面の複数の内接円形の 部分を構成することを特徴とし、前記第１フェルト面の内接円形部分の各々の投 影面積が少なくとも約１０mm²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。 ８． 前記第１フェルト面の内接円形部分の各々の投影面積は、少なくとも約 １００mm²である、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。 ９． 前記ウェブパターン付け層は、離散したウェブパターン付け要素を有す る、ことを特徴とする請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載の装置。 １０． 前記ウェブパターン付け層は、連続ネットワークをなしたウェブ接触 上面を有する、ことを特徴とする請求項１乃至９のうちのいずれか一項に記載の 装置。 １１． 第１高さに配置され、第１厚さを有する第１領域、 前記第１高さと異なる第２高さに配置され、第２厚さを有する第２領域、及び 前記第１領域と前記第２領域とを相互連結する第３移行領域を有し、 前記第３領域は、前記第２厚さよりも大きく且つ前記第１厚さよりも大きい第 ３厚さを有する、紙構造。 １２． 前記第３厚さは、前記第２厚さの少なくとも約１．５倍である、こと を特徴とする請求項１１に記載の紙構造。 １３． 前記第３厚さは、前記第１厚さの少なくとも約１．５倍である、こと を特徴とする請求項１２に記載の紙構造。 １４． 第１及び第２の領域の少なくとも一方を短縮する、ことを特徴とする 請求項１１、１２、又は１３に記載の紙構造。 １５． 第１及び第２の領域の両方を短縮する、ことを特徴とする請求項１４ に記載の紙構造。 １６． 前記第２領域の少なくとも一部が、可変クレープ頻度領域によって境 界付けられている、ことを特徴とする請求項１５に記載の紙構造。 １７． 約１１g/m²乃至約５７g/m²の坪量を有する、ことを特徴とする請求項 １１乃至１６のうちのいずれか一項に記載の紙構造。 １８． 前記第１高さと前記第２高さとの間の差が少なくとも約０．０５mmで ある、ことを特徴とする請求項１１乃至１７のうちのいずれか一項に記載の紙構 造。 １９． 第１及び第２の領域の一方が連続ネットワークを構成する、ことを特 徴とする請求項１１乃至１８のうちのいずれか一項に記載の紙構造。 ２０． 第１領域、 パターンをなした第２領域、 前記第１領域と前記第２領域とを相互連結する移行領域、及び 可変クレープ頻度領域を有し、前記可変クレープ頻度領域は、前記パターンを なした第２領域の少なくとも一部を境界付け、前記可変クレープ頻度領域は、前 記パターンをなした第２領域の境界から延び、前記第１領域で終端する、紙構造 。 ２１． 紙ウェブの形成方法において、 製紙繊維からなる、全体に未圧密の全体にモノプラナーの湿潤ウェブを形成す る工程と、 約８％乃至約３０％の稠度の前記ウェブを第１変形工程で変形させ、第１領域 が第１高さにあり且つ第２領域が前記第１高さと異なる第２高さにある非モノプ ラナーのウェブを形成する工程と、 第２変形工程において、約２０％乃至約８０％のウェブ稠度で前記第１領域を 第２領域に対して変形させ、前記第１ウェブ領域と前記第２ウェブ領域との間の 高さの差を第２変形工程で小さくする工程と、 約２０％乃至約８０％の稠度で前記第１ウェブ領域の少なくとも一部を圧密し 、第１圧密ウェブ領域を形成する工程と、 約２０％乃至約８０％の稠度で前記第２ウェブ領域の少なくとも一部を圧密し 、第２圧密ウェブ領域を形成する工程と、 前記第１ウェブ領域と前記第２ウェブ領域との間の高さの差の少なくとも幾分 かを復元し、第１高さに配置された第１圧密ウェブ領域及び前記第１高さと異な る第２高さに配置された第２圧密ウェブ領域を形成する工程とを有する、紙ウェ ブの形成方法。 ２２． 前記復元工程は、前記ウェブの圧密後に前記第１及び第２の圧密領域 を短縮する工程を含む、ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。 ２３． 前記第２圧密ウェブ領域の少なくとも一部を境界付ける前記ウェブの 一部に可変頻度クレープパターンを付ける工程を有する、ことを特徴とする請求 項２１又は２２に記載の方法。 ２４． 前記第１変形工程で前記ウェブを変形させる前記工程は、前記ウェブ の厚さにわたって流体差圧を加える工程を有する、ことを特徴とする請求項２１ 、２２、又は２３に記載の方法。 ２５． 前記ウェブを約８５％乃至１００％の稠度にまで乾燥させる工程を、 前記圧密工程後、及び前記復元工程前に更に有する、ことを特徴とする請求項２ １乃至２４のうちのいずれか一項に記載の方法。 ２６． 前記第１及び第２のウェブ領域の少なくとも一部を圧密する前記工程 は、 圧密面を提供する工程、 前記第１ウェブ領域の少なくとも一部を前記圧密面に対して圧密する工程、及 び 前記第２ウェブ領域の少なくとも一部を前記圧密面に対して圧密する工程を含 む、ことを特徴とする請求項２１乃至２５のうちのいずれか一項に記載の方法。 ２７． 前記第１圧密ウェブ領域の少なくとも一部を前記圧密面に接着する工 程及び前記第２圧密ウェブ領域の少なくとも一部を前記圧密面に接着する工程を 更に有する、ことを特徴とする請求項２６に記載の方法。 ２８． 所定の高さの、ウェブに向いた第１フェルト面と、前記第１フェルト 面の高さと異なる所定の高さにウェブ接触上面を有するウェブパターン付け層と を有する脱水フェルト層を備えたウェブ支持装置を提供する工程と、 圧密面を提供する工程と、 流体差圧源を提供する工程と、 流体差圧を加え、前記全体にモノプラナーのウェブを前記ウェブ支持装置に移 送する工程と、 製紙繊維のウェブを前記ウェブ支持装置上で支持する工程と、 約８％乃至約３０％の稠度の前記ウェブを第１変形工程で変形させ、前記第１ フェルト面上に支持された第１高さの第１領域、及び前記ウェブ接触上面上に支 持された、前記第１高さと異なる第２高さの第２領域を有する非モノプラナーな ウェブを形成する工程と、 前記第１フェルト面を前記ウェブパターン付け層の前記ウェブ接触面に対して 変形させ、前記第１ウェブ領域と前記第２ウェブ領域との間の高さの差を第２変 形工程で小さくする工程と、 前記第１ウェブ領域の少なくとも一部を約２０％乃至約８０％の稠度で前記圧 密面に対して圧密し、第１圧密ウェブ領域を形成する工程と、 前記第２ウェブ領域の少なくとも一部を約２０％乃至約８０％の稠度で前記圧 密面に対して圧密し、第２圧密ウェブ領域を形成する工程とを有する、ことを特 徴とする請求項２１に記載の方法。 ２９． 前記第１及び第２のウェブ領域の圧密後にウェブを約８５％乃至約１ ００％の稠度にまで乾燥する工程、及び 前記第１及び第２の圧密ウェブ領域を短縮する工程を更に有する、ことを特徴 とする請求項２８に記載の方法。 ３０． 前記第２変形工程及び第１及び第２のウェブ領域を圧密する前記工程 は、 前記圧密面よりも硬度が低い変形自在の圧縮面を提供する工程、 前記変形自在の圧縮面と前記圧密面との間にニップを形成する工程と、 前記ウェブを前記ウェブ支持装置と前記圧密面との間の前記ニップに位置決め する工程と、 前記ウェブ支持装置を前記ウェブと前記変形自在の圧縮面との間に位置決めす る工程と、 前記ウェブ支持装置及び前記ウェブを前記変形自在の圧縮面と前記圧密面との 間でプレスする工程とを有する、ことを特徴とする請求項２９に記載の方法。