CN1141658A

CN1141658A - 湿压榨纸幅及其制造方法

Info

Publication number: CN1141658A
Application number: CN94194831A
Authority: CN
Inventors: 罗伯特·S·安普尔斯基; 艾伯特·H·索戴
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1994-12-19
Publication date: 1997-01-29
Anticipated expiration: 2014-12-19
Also published as: CN1070964C; CZ183596A3; AU1374595A; AU1005099A; AU710051B2; JPH09506937A; BR9408381A; KR960706586A; EP0741820B1; GR3029721T3; DE69417068T2; DK0741820T3; JP3217372B2; US5580423A; NO308804B1; CA2178586C; US5637194A; ATE177490T1; NO962572L; WO1995017548A1

Abstract

本发明公开了一种湿压榨的纸幅(120B、120C)，该纸幅具有第一较高密度区(1083)，其第一厚度为K，第二较低密度区(1084)，其第二厚度为P，该厚度为局部最大值，一第三区(1074)在第一、二区间延伸，第三区(1074)包括一转移区(1073)，其第三厚度为T，它为局部最小值。本发明还提供了一种制造湿压纸幅的方法，由造纸纤维在一多孔成型元件(11)上形成一初始纸幅(120)，再将其转至一多孔压印元件(219)上，使初始纸幅(120)中的一部分纤维偏入压印元件(219)的偏转通道内(230)。将中间纸幅(120A)和压印元件(219)夹在第一、二脱水毛毯(320、360)之间送入压区(300)，使造纸纤维进一步偏入压印元件(219)的偏转通道(230)内，并从纸幅(120A)的二侧排水。压印元件(219)具有一连续的呈平面状的纸幅接触面(220)，以便模压湿纸幅(120A、120B)，使之具有连续的较高密度的网状区(1083)和若干较低密度的分散的穹面(1084)，它分布在整个较高密度网状区内。

Description

湿压榨纸幅及其制造方法

本专利申请是Ampulski等人于1993年12月20递交的美国专利申请08/170,140的部分继续。

本申请涉及造纸技术，具体说，涉及一种湿压榨纸幅以及制造该纸幅的方法。

一些可处置的产品例如面巾、卫生巾、纸巾以及类似物一般都是由一种或多种纸幅制成的。如果想让这些产品达到预期的效果，制作它们的纸幅必须具有某些物理特性。这些特性中比较重要的是强度、柔软性和吸收性。强度是纸幅在使用中保持其形态完整性的能力。柔软性是指当使用者将纸握在手中，以及用纸幅接触其身体各个部位时，使用者得到的舒服感受。随着纸幅硬挺度的减小，柔软性一般会增大，吸收性是指它能够吸取和保持流体的特性。一般说，当牺牲掉纸幅的一些强度时，其柔软性和/或吸收性可以得到提高。这样，就产生出一种造纸方法。即在使纸幅具有理想的强度特性的同时，尽量赋于它更好的柔软性和吸收性。

授予Sanford等人的美国专利3,301,746中公开了一种纸幅，它采用一种空气穿透干燥系统对纸幅进行热力预干燥。一部分纸幅在干燥鼓上被加上一种织物关节的花型，Sanford等人的处理方法的目的是改进其柔软性和吸收性，而又不牺牲拉伸强度，然而使用Sanford等人的这种空气穿透式干燥器来进行去水需要很高的能量，因此就很昂贵。

授予Justus的美国专利3,537,954公开了一种纸幅，这成形于一个上部织物和一个下部成形网之间。在一压区中，纸幅被夹在织物和较柔软且具弹性的造纸毛毯之间，从而使纸幅带有一种花型。授予Hulit等人的美国专利4,309,246中公开了将一种未压实的湿纸幅送至一个由织造元件构成的开网压印织物上，在第一压区中，将纸幅夹在造纸毛毯和压印织物之间进行压榨。然后，压印织物携带着纸幅从第一压区送往干燥鼓处的第二压区。授予Turunen等人的美国专利4,144,124公开了一种造纸机。它具有一双网成形器，该成形器具有一对环形织物，该织物可以是毛毯。一条环形织物将纸幅带往压榨部。压榨部可以包括将纸幅带到压榨部来的环形织物，还有一条另外的环形织物，它可以是一条毛毯，还包括一个对纸幅压花的丝网。

无论是Justus还是Hulit等人都存在着一个缺点，即他们在压区对湿纸幅进行压榨时，都仅仅使用一条毛毯。在对纸幅的压榨过程中，水是从纸幅的二侧被挤出的，这样，在压区的出口处，从不与毛毯相接触的纸面上排出的水就可能重新进入纸幅中。在压区出口处纸幅的这种再湿现象就降低了该压榨装置的脱水能力，影响了压榨过程中纤维与纤维之间的键合作用，并造成在压区中已致密化了的一部分纸幅的重新膨松。

Turunen等人公开了一种压区，它包括二条环形织物，该织物可以是毛毯，还包括一个压印网，但是，Turunen等人在纸幅进入压区进行压榨之前并未将纸幅从一成形网转移到一压印织物上，以便使湿纸幅产生一种伸入到压印织物内的初始偏转部。因此，Turunen方法制造的纸幅在压区的进口处基本上是平面状的，在压区中，纸幅全面压实。纸幅的这种全面压实是很不利的，因为它提高了纸幅中较低密度部分的密度，从而限制了纸幅不同部分之间的密度差异。

此外，Hulit等人和Turunen等人所采用的压榨装置中，其压印织物具有一些分散的压实关节，例如在织造纱线的经、纬向交叉处产生的复盖点。这种分散的压实点并不能使湿的模压纸具有一种连续的高密度区域，以便承受负荷，也不具有分散的低密度区，以便提供其吸收性能。

压花可以用来使纸幅产生膨松性，但是对于纸幅的压花有可能影响纸幅中纤维之间的键合作用，因为该键合形成后是要经过纸幅的干燥来确立的。纸幅干燥之后，沿垂直于纸幅平面的方向移动的纤维会影响纤维间的结合键，从而使纸幅的拉伸强度低于压花之前。

下列参考文献对压花进行了公开：欧洲专利申请0499942A2，美国专利3,556,907，3,867,225，3,414,459，以及4,759,967。

结果，造纸专家继续进行研究，以便对纸的结构进行改进，使之更为经济，而且在不牺牲柔软性和吸收性的同时又提高其强度。

本发明的目的就是提供一种对纸幅进行脱水和模压的方法。

本发明的第二个目的是提高一部分纸幅初步偏转到一压印元件中去，然后对生成的这种非平面状的纸幅和压印元件在二个可变形的吸水元件之间进行压榨。

本发明的第三个目的是提供一种压榨纸幅，对于一给定的纸幅柔软性而言，它具有更高的强度。

本发明的第四个目的是提供一种非压花的带有某种花型的纸幅，它具有一个高密度的连续网状区域，还具有一系列遍布于整个连续网状区中的低密度穹面，还有厚度较小的转移区，它至少部分地将每个低密度穹面圈住。

本发明提供了一种对纸幅进行模压和脱水的方法。根据本发明的一个实施例，一种由造纸纤维构成的初始纸幅成形于一多孔的成形元件上，然后将其转移到一压印元件上，使初始纸幅中的一部分造纸纤维偏转到压印元件的偏转通道中，而初始纸幅的密度并不增大。然后将纸幅和压印元件夹在第一、二脱水毛毯之间进入压区压榨，以便使造纸纤维进一步偏入压印元件的偏转通道内，并从纸幅的二侧将水分去除。通过防止压区中第一脱水毛毯对低幅的剪切作用，以及防止在压区出口处纸幅的再湿，可以使纸幅的这种模压结构得以保存。本发明还提供了一种对湿纸幅进行模压的方法，通过在一条脱水毛毯和一个具有连续网状纸幅压印面的多孔压印元件之间对湿纸幅进行压榨，而产生一个连续的致密的网状区。

本发明的方法可以包括下列步骤：制备一种造纸纤维的水分散液；准备一个多孔的成形元件；准备一条第一脱水毛毯；准备一条第二脱水毛毯；在第一、二对置表面之间形成一压区；准备一个多孔的压印元件，它具有第一纸幅接触面和第二毛毯接触面，第一面具有一纸幅压印表面和一偏转通道部分。该方法还包括：使造纸纤维在多孔成形元件上形成一种初始纸幅；将初始纸幅从多孔成形元件上转移到多孔压印元件上；使初始纸幅中的一部分造纸纤维偏入压印元件第一表面的偏转通道内，将初始纸幅中的水分通过偏转通道除去，以形成一种未致密化的非平面状的由造纸纤维构成的中间纸幅；使中间纸幅的一个面靠近多孔压印元件的第一表面；使第一脱水毛毯靠近中间纸幅的另一表面；使第二脱水毛毯与偏转通道部流体沟通；在压区中对中间纸幅、多孔压印元件以及第一、二脱水毛毯进行压榨，使造纸纤维进一步偏入偏转通道内。使一部分中间纸幅致密化，同时从中间纸幅的二侧去除水分，从而形成一模压纸幅。

本发明的纸结构包括一个非压花的纸幅，它具有一个第一较高密度区，其第一厚度为K，一个第二较低密度区，其第二厚度为P，它是局部最大值，要大于第一厚度K。该纸结构还包括一个第三区，它在第一、二区之间延伸。第三区包括一个靠近第一区的转移区。转移区的第三厚度为T。厚度T是局部最小值，要小于厚度K。该纸结构具有一测得的厚度比P/K，该值大于1.0，还有一测得的厚度比T/K，该值小于0.90。该纸幅对于一给定的柔软性来说，其强度有所改进。

在一优选的实施例中，厚度比T/K小于0.80，小于0.70更好，小于0.65最好。厚度比P/K至少为1.5，至少为1.7更好，至少为2.0最好。

在一个实施例中，低幅具有一个第一较高密度区，连续网状区，以及一个第二较低密度区，该区包括若干个分散的较低密度穹面，或垫板部，它们分布于整个连续网状区，其高度与连续网状区不同。较低密度穹面之间被连续网状区隔开，

第三区在连续网状区和每个较低密度穹面之间延伸，它包括一个转移区，转移区紧靠连续网状区而且至少将每个低密度穹面部分地圈起。

说明书是以权利要求书为结论的，而权利要求书则具体指出并划清本发明的保护范围。通过下述结合附图所作的说明，人们对本发明将会有更清楚的理解。在附图中，基本上相同的元件用同一标号标出。

附图1是可供本发明使用的一种连续式造纸机的实施例的示意图，它表示了纸幅从一多孔成形元件转向一多孔压印元件的过程，以及多孔压印元件携带纸幅进入压区，在压区中纸幅附在多孔压印元件上在第一、二脱水毛毯之间受到压榨。

图2是一多孔压印元件的平面示意图，该元件具有一个第一纸幅接触面，它包括一宏观上呈平面状的带有花型的连续网状纸幅压印表面，在多孔压印元件内有若干分散的、互不相连的、不沟通的偏转通道。

图3是沿图2中3-3线对多孔压印元件所作的局部剖视图。

图4对图1中压区所作的放大示意图，它表示出了一条靠近纸幅第一表面的第一脱水毛毯，靠近纸幅第二表面的多孔压印元件的纸幅接触面，以及靠近多孔压印元件第二毛毯接触面的第二脱水毛毯，其中，多孔压印元件，毛毯以及纸幅都相对于压区的压辊被放大了。

图5是多孔压印元件的平面示意图，该元件具有一个纸幅接触面，它包括一个连续的有花型的偏转通道，该通道限定出了若干个分散的相互隔离的纸幅压印表面。

图6是利用图2和3所示的多孔压印元件生产的模压纸幅的平面示意图。

图7是沿图6中7-7线所作的纸幅的剖面示意图。

图8是图7所示纸幅的放大剖面图。

图9是具有一半连续式纸幅压印表面的多孔压印元件的示意图。

图10是在不同纸幅速度下，纸幅脱水量与压区压力之间关系的曲线，此时纸幅和压印元件在压区受压，压区仅具有一条脱水毛毯，它紧靠纸幅，一个直空辊紧靠毛毯，一个实心辊紧靠压印元件。

图11是在不同纸幅速度下，纸幅中的脱水量与压区压力间的关系曲线，此时纸幅和压印元件夹在二脱水毛毯之间进入压区。

图12是本发明的造纸机的另一实施例，其中，当纸幅由压印元件携带从一压区送往一扬克式干燥鼓时，一脱水毛毯紧靠着压印元件。

图13A是本发明造纸机的另一个实施例，它具有一复合压印元件，该元件包括一个由光聚合物制成的多孔纸幅花型层，该层与一脱水毛毯层的表面相结合。

图13B是复合压印元件的放大剖面图，该元件具有一个光聚合物的纸幅花型层，该层与一毛毯层的表面相结合。

图14是一纸幅的部分剖面光学显微照片，它表示了对厚度的测量方法。

图15是采用图12所示的造纸机制造的纸幅的照片，它表明较低密度穹面被起皱所预缩，该穹面分布在较高密度的连续网状区内。

图16与图15所示的纸幅相对应的一部分经起皱纸幅的剖面光学显微照片，它采用图12的造纸机制取，该图显示了被预缩的较低的密度穹面和被预缩的较高密度连续续网状区。

图17是图13A所示造纸机制造的纸幅的照片，其较低密度穹面被预缩，穹面分布在较高密度的连续网状区内。

图18是与图17的纸幅相对应的经起皱的纸幅的剖面光学显微照片，它用图13的造纸机制取，它表示了经预缩的较低密度穹面和较高密度连续网状区。

图1表示出了一台可以用来实施本发明的连续造纸机的一个具体实施例。本发明的方法包括若干个连续进行的步骤或操作过程，尽管本发明的方法最好以连续的方式进行，但是应要明确本发明也可以包括分批操作的方式，例如一种手抄纸的工艺方法。以下所描述的是一种优选的步骤顺序，但应当理解，本发明的保护范围取决于所附的权利要求书的内容。

在本发明的一个实施例中，在一个多孔的成形元件11上，由一种造纸纤维的水分散体形成了一种由造纸纤维构成的初始纸幅120。该初始纸幅120随后即被送至一多孔的压印元件219，该元件具有一个第一纸幅接触面220，它包括一个纸幅压印表面和一个偏转通道部分。初生纸幅120中的一部分造纸纤维转向多孔压印元件219的偏转通道部内，而纸幅并不被增浓，由此形成了一种中间纸幅120A。

中间纸幅120A由多孔压印元件219携带着，从多孔成形元件11被送至一个压区300，该压区由第一和第二压送辊322和362的二个相对置的压榨表面构成。第一脱水毛毯320位于中间纸幅120A的附近，第二脱水毛毯360则位于多孔压印元件219的附近，中间纸幅120A和多孔压印元件219都被压入第一、二脱水毛毯320和360之间的压区300内，以便使一部分造纸纤维进一步偏向压印元件219的偏转通道部内，使一部分与纸幅压印表面相关的中间纸幅120A增浓，通过从纸幅的二侧排水而使纸幅进一步脱水，由此生成一种模压纸幅120B，它比中间纸幅120A更为干燥一些。

穿过压区300之后，模区纸幅120B就被携带在多孔压印元件219上。该模压纸幅120B可以在一空气干燥器400中进行预干燥，即让热空气首先穿过模压纸幅，然后再穿过多孔压印元件219，从而使模压纸幅120B得到进一步干燥，然后可以将多孔压印元件219的纸幅压印表面压入模压纸幅120B中，例如可以在压辊209与干燥鼓510之间所形成的压区内进行，从而生成一种压印纸幅120C。将纸幅压印表面压入模压纸幅时可以使与该纸幅压印表面相关的那部分纸幅进一步增浓。压印纸幅120C在干燥鼓510上被干燥，然后被一刮刀524起皱。

如果更详细地审视本发明的这些方法步骤，则在实施本发明的第一步骤中，首先提供了一种造纸纤维的水分散液，它是由木浆转化来的，以便制成初始纸幅120，用于本发明的造纸纤维通常包括那些由木浆转化来的纤维，其他一些纤维素纤维浆的纤维，例如棉纤维，蔗渣等也可以被使用，而且也被包括在本发明的范围之内。合成纤维，例如人造纤维，聚乙烯和聚丙烯纤维等，也可以与天然纤维素纤维一起使用。一种起示例作用的聚乙烯纤维可以使用由Hercules Inc(Wilmington，Delaware)提供的Pulpex^TM。可以使用的木浆包括化学浆，例如牛皮浆，亚硫酸盐浆及硫酸盐浆，还包括机械浆，例如磨木浆，热机械浆，还有经化学改性的热机械浆。也可以使用由阔页本(以下也称其为“硬木”)和针叶木(以下也称其为“软木”)制成的浆。由再生纸制成的纤维也可以用于本发明，其中可以含有上述任何的或所有类型的纤维，也可以含有其他一些非纤维类物质，例如在原始造纸中使用的填料和粘合剂。

除了造纸纤维外，用来形成卫生纸结构的造纸配料也可能采用其他的添加成份或物质，其中有些是本技术领域已知的，有些可能是以后将被认知的，这些添加剂的类型取决于所期待的薄纸片的特定的最终用途。例如，对于厕所用纸，纸巾，面巾纸及其他一些类似产品来说，具有较高的湿强度是人们所期望的一种性质，因此，人们总是希望填加一些本领域所熟知的造纸配料类的化学物质作为“湿强”树脂使用。

有关在纸张中使用的湿强树脂的类型的一般性论文可以查看TAPPI的专著单行本No.29，“纸和纸板的湿强度，纸浆和造纸工业的技术联系”(纽约，1965)。最有用的湿强树脂一般是阳离子型的。聚酰胺-环氧氯丙环(Polyamide-epichlorohydrin)树脂属于阳离子型的湿强树脂，人们发现它特别适用。这些适合树脂的类型在1972年10月24日及1973年11月13日的爱予Keim的美国专利3,700,623及3772,076中有所说明，本文引其为参考。适用的聚酰胺一表氯醇树脂的一个商业来源是Hercules，Inc，Wilmington，Delaware，其商品名为Kymeme^TM557H。

聚丙烯酰胺(Polyacrylamide)树脂也已被认作是一种有用的湿强树脂。这些树脂在1971年1月19日授予Coscia等人的美国专利3,556,932，以及1971年1月19日授予Williams等人的美国专利3,556,933中有所描述，它们在此被用作参考。聚丙烯酰胺树脂的一个商业来源是American Cyanamid Co.Stanford，Connecticut，其商品名称为Parez^TM631NC。

脲甲醛和三聚氰胺甲醛也是很适合于本发明使用的其他一些水溶性阳离子树脂。这种多功能树脂的更为普通的官能团是含氮官能团，例如氨基和与氮相连的羟甲基。聚乙烯亚胺类的树脂对本发明也是适用的。此外，暂时性的湿强树脂，例如Caldas 10(日本Carlit生产)及CoBond 1000(National Starch and Chemieal Company生产)也可以用于本发明。应当理解，将上述的湿强树脂和暂时性的湿强树脂之类的化合物添加到纸浆配料中去是任选的，对于本发明的实施来说并非必须。

初始纸幅120最好由造纸纤维的水分散液中制取，虽然将纤维分散在水之外的液体中也是可以使用的。纤维在水中所形成的分散液的浓度大约为0.1-0.3％。所谓分散液、纸浆、纸幅或其他系统的百分浓度是指在该系统中干纤维的重量除以该系统的总量，然后乘以100所得的数值。纤维的重量总是指绝干纤维的重量。

本发明的第二个步骤是形成一种造纸纤维的初始纸幅120。将一种造纸纤维的水分散液送至一个流浆箱18。该箱可以是任何一种具有方便形式的流浆箱。造纸纤维的水分散液由流浆箱18被送至一个多孔的成形元件11，以形成初始纸幅120。该成形元件11可以是一种连续长网。该多孔成形元件11也可以是一种由多个隆起聚合物连在一起所形成的连续增强结构，用它可以生成一种具有二个或更多个不同定量区域的初始纸幅120，例如1993年9月14日授予Trokhan等人的美国专利5,245,025中所描述的那样，该专利在此被用作参考。

在图1中虽然表示的是一种单成形元件11，但是无论单网或双网成形设备都是可以使用的。其他种类的成形网装置，例如S或C卷筒或结构都可以使用。

成形元件11由胸辊12和多个转向辊支承，在图1中仅示出了其中的二个转向辊13和14。在一驱动机构(未示出)的带动下，成形元件11沿箭头81所示的方向运行。将分散液排放到多孔成形元件11上，去除其中的一部分水分液介质，即可将造纸纤维的水分散液制成初始纸幅120。该初始纸幅120具有一个与多孔元件11相接触的第一纸幅表面122和一个位于另一侧的第二纸幅表面。

该初始纸幅120可以通过一个连续的造纸过程来制成，如图1所示，也可以分批分步进行，例如可以采用手抄纸制造工艺。当造纸纤维的水分散液沉积到多孔成形元件11上之后，采用该领域公知的技术即可将其中的一部分水分散液介质除去，从而形成初始纸幅120。真空箱，成形板，脱水板以及类似装置都可以将多孔成形元件11上水分散液中的水分去除。初始纸幅120随成形元件11一起绕转向辊13运行，被送至多孔压印元件219附近。

多孔压印元件219具有一个第一纸幅接触面220和一个第二毛毯接触面240。纸幅接触面220具有一个纸幅压印表面222和一个偏转通道部230，如图2和3所示。该偏转通道230形成至少一部分连续通道，它们自第一表面220通向第二表面240，以便使水分穿过多孔成形元件219。这样，当水分沿多孔压印元件219的方向从造纸纤维的纸幅中排出时，这些水分就可以脱离纸幅而且不会再与之接触。该多孔压印元件219可以包括一种如图1所示的环形带，该带由多个辊筒201-217支承。借助于一个驱动装置(未示出)，可以使多孔压印元件219沿图1中281所示的方向运行。多孔压印元件219的第一纸幅接触面220可以喷涂一种乳液，该乳液含有约90％重量的水，8％的石油，1％的十六烷醇和大约1％的表面活性剂，例如Adogen TA-100。这种乳液有利于纸幅从压印元件219向干燥鼓510的转移。当然，应当明确，如果采用分批生产的工艺制造手抄纸时，多孔压印元件219不需要包括环形带。

作为多孔压印元件219的一个实施例，它可以包括一种由长丝织造而成的纤维带。该纸幅压印表面222可以由织造长丝的交叉点所形成的若干分散的关节而构成。作为多孔压印元件219使用的适宜的织造长丝纤维带，在1967年1月31日授予Sanford等人的美国专利3,301,746，1975年9月16日授予Ayers的美国专利3,905,863，1980年3月4日授予Trokhan的美国专利4,191,609以及1980年12月16日授予Trokhan的美国专利4,239,065中都有所披露，上述专利在此被用作参考。

在图2和3所示的另一实施例中，多孔压印元件219的第一纸幅接触面220包括一个宏观上呈单平面的具有一定花型的连续网状的纸幅压印表面222。该连续网状纸幅压印表面222在该多孔压印元件219上形成了若干分散的、相互不关联的、无连续关系的偏转通道230。这些偏转通道230具有开口239，其形状和分布都是随意的，但最好以一种统一的预先选定的形状和分布方式重复排列在第一纸幅接触表面220上。这种连续网状的纸幅压印表面222及分散的偏转通道230，对于形成一种具有连续的、较高密度网状区1083和分布于该高密网状区1083之内的若干较低密度的穹面1084的纸结构来说是很有用的，如图6和7所示。

开口239的合适的形状包括、但不局限于圆形，椭圆形及多边形，如图2所示的六边形开口239。该开口239可以是很规则的，在横竖方向具有均匀的间距。但也可以使开口239在机器方向(MD)和横穿机器方向(CD)上相互交错开，如图2所示，其中的机器方向与纸幅穿过设备运动的方向相平行，横穿机器方向是指与机器方向相垂直的方向。可以根据被引为参考的下列美国专利来制造一种多孔压印元件219，使之具有一个连续的网状纸幅压印表面222和若干分散的互不相连的偏转通道230，这些专利是：1985年4月30日授予Johnson等人的US,4,514,345，1985年7月16日授予Trokhan的US,4,529,480，以及1992年3月24日授予Smurkoski等人的US,5,098,522。

参照图2和3，该多孔压印元件219可以包括一个织造的增强元件243，用来对多孔压印元件219起增强作用。该增强元件243可以包括机器方向的增强纱线242和横穿机器方向的增强纱线241，当然，任何一种合适的织物花型都是可以使用的。这些由纱线241和242之间的空格形成的、存在于织造增强元件243中的开口，要比偏转通道230的开口239的尺寸小一些，织造的增强元件243中的开口与偏转通道230的开口239共同产生了一个从第一表面220伸向第二表面240的连续通道，以便使水穿过多孔压印元件219。该增强元件243还可以提供一个支承表面，以便限制纤维偏入偏转通道230，同时又防止与偏转通道230相关连的那部分纸幅产生破洞，例如较低密度的穹面1084。这样的洞眼或针眼可能是在当整个纸幅上压力不同时，水或空气流穿过偏转通道时造成的。

纸幅压印表面222的面积，占第一接触表面220总面积的15～65％左右，最好为20～50％左右，这样可以使图6和7所示的较高密度区1083与较低密度穹面1084的面积之比适中。在第一表面220所在平面内偏转通道230的开口的尺寸被视作有效自由开度。所谓有效自由开度是指第一表面220所在平面上开口239的面积除以开口239周长的四分之一所得的数值。该有效自由开度应当为形成初始纸幅120的造纸纤维平均长度的0.25～3.0倍，最好为其0.5～1.5倍。偏转通道230的深度(图3)约在0.1mm～1.0mm之间。

在图5所示的另一个实施例中，多孔压印元件219可以具有一个第一纸幅接触面220，它包括一个具有连续花型的偏转通道230，它环绕着若干分散、独立的纸幅压印表面222。图5所示的多孔压印元件219可以用来制造一种模压纸幅，它具有一个连续的较低密度的网状区，还有若干个分散的较高密度的区域，它们分布在整个连续的低密度的网状区内。如图5所示的多孔压印元件219可以根据1985年4月30日授予Johnson等人的美国专利4,514,345所描述的来制造，该文件在此被用作参考。

在图9所示的另一个实施例中，多孔压印元件219可以具有一个第一纸幅接触面220，它包括若干个半连续的纸幅压印面222。在此，只要有若干个压印面222沿着纸幅接触面220的任何一个方向基本上不间断的延伸，而每一个压印表面又通过一个偏转通道230与相邻的压印表面220相隔离，则纸幅压印表面222的花型就被看作是半连续的。图9所示的纸幅接触面220具有若干相邻的半连续压印表面222，它们被半连续的偏转通道230所间隔。这些半连续的压印表面222可以沿大致平行于机器方向或横穿机器的方向延伸，也可以沿着与机器方向或横穿机器方向呈一定角度的方向延伸，如图9所示。1992年8月26日由Ayers等人提交的申请号为07/936,954，名称为“具有半连续花型的造纸带以及由此所制造的纸“的美国专利申请在此被用作参考，以便对具有半连续花型的造纸带进行说明。

本发明的第三个步骤包括将初始纸幅120从多孔成形元件11转移到多孔压印元件219，将第二纸幅面124放置到多孔压印元件219的第一纸幅接触面220上。本发明的第四步包括使初始纸幅120中的一部分造纸纤维偏转进纸幅接触面220的偏转通道部230内，并通过偏转通道230将水分从初始纸幅120中排除掉，以形成一种造纸纤维的中间纸幅120A。初始纸幅在转移点处的浓度最好在10～20％左右，以便于造纸纤维向偏转通道部分230偏转。

初始纸幅120向压印元件219转移的阶段以及纸幅120中一部分造纸纤维向偏转通道部230的偏转阶段，可以至少部分地向初始纸幅120施加一个流体压力差来进行。例如，初始低幅120可以通过真空作用由成形元件11转向压印元件219，如图1中通过一个真空箱126，或者也可以通过一个旋转式拾纸真空辊(未示出)来进行。由真空源(例如真空箱126)提供的初始纸幅二侧的压差使纤维偏向偏转通道部230，而且最好通过该偏转通道部230将水分从纸幅中排出，以便将纸幅的浓度提高到18～30％左右。初始纸幅120二侧的压差可以在13.5kpa～40.6kpa之间(约为4～12英寸水银柱)。真空箱126所提供的真空可以使初始纸幅120转至多孔压印元件219，并使纤维偏向偏转通道部230，而又不将初始纸幅120压实。附加真空箱(未示出)也可以被包括在内，以便进一步脱除中间纸幅120A中的水分。

参照附图4，在压区300的上游处，一部分中间纸幅120A偏入偏转通道230内，从而使该中间纸幅120A成为非单平面性的。所示的中间纸幅120A在压面300的上游具有大致均匀的厚度(即第一、二纸幅面122，124间的距离)，这表明一部分中间纸幅120A已经转向压印元件219内，但又未使压区300上游的中间纸幅120A局部增浓或压实。初始纸幅120的转移以及初始幅中纤维向偏转通部230内的偏转可以基本上同时完成。上述被引用的US.4,529,480在此又被引用，以便说明如何将初始纸幅转移到多孔元件上，以及怎样使初始纸幅中的一部分造纸纤维偏转到多孔元件中去。

本发明的第五个步骤包括在压区300中对湿的中间纸幅120A进行压榨，以形成模压纸幅120B。参照图1和4，中间纸幅从多孔成形元件11被携带到多孔压印元件219上，并通过由压辊322和362二个对置压榨表面所形成的压区300。如图所示，第一脱水毛毯320由压辊322支承在压区内，并沿方向321环绕着若干个毛毯支承辊324运行。同样，所示的第二脱水毛毯360由压辊362支承在压区300内，并沿方向361环绕多个毛毯支承辊364运行。一种毛毯脱水设备370，例如Uhle真空箱可以与每个脱水毛毯320、360相配合，以便将从中间纸幅120A转入脱水毛毯中的水分排掉。

压辊322和362可以具有总体上很光滑的相互对置的压榨表面，但也可以使压辊322和362带有沟槽。在一个替换实施例中(未示出)，该压辊包括表面带孔眼的真空辊，以便于水分从中间纸幅120A中排出。压辊322和362可以具有涂有橡胶的对置压榨表面，也可以将一橡胶带设置在每个压辊和与之相接触的脱水毛毯之间。压辊322和362可以包括实心辊，它们具有一光滑的骨架坚硬(bonehard)的橡胶层，或者是压辊322及362中的一个或二个为一种带有一骨架坚硬的橡胶层的沟槽压辊。

为了对压区300的操作过程进行说明，在图4中压印元件219，脱水带320和360，以及纸幅都相对于压辊322和362而放大了。在图4中沿压区300的机器方向虽然仅仅画出了一个偏转通道230，但应当明确，在任何一个给定的时刻，在沿机器方向的压区中都将存在着若干个偏转通道。

在此所述的“脱水毛毯”是指一种元件，它具有吸水性，可压缩并具有弹性，所以它可以随压印元件219上的非平面状态的中间纸幅120A的轮廓而变形，而且可以接收和容纳从中间纸幅120A中压出的水分。脱水毛毯320和360可以由天然材料，含成材料或二者相结合制成。

脱水毛毯320和360的厚度约为2mm～5mm。其定量约为800～2000g/m²，平均密度(定量/厚度)约为0.35g/cm³～0.45g/cm³，透气性约为15～110英尺³/分·英尺²，脱水毛毯二侧压差为0.12KPa(0.5英寸水柱)时测得。脱水毛毯320最好具有一种第一表面325，其密度较大，孔隙尺寸较小，还具有一种第二表面327，其密度较小，孔隙尺寸较大。同样，脱水毛毯360最好具有一种密度较大而孔隙较小的第一表面365，和密度较小，孔隙较大的第二表面367。第一毛毯表面325、365的高密度、小孔隙可以在压区300中将水分从纸幅中迅速压出。而第二毛毯表面327、367的低密度、大孔隙可以在脱水毛毯中提供一些空间，以便储存在压区300中从纸幅中压出的水分。

脱水毛毯320和360应当具有20～80％的可压缩性，最好为30～70％，在40～60％之间更好。在此所述的“可压缩性”是指在一给定的负荷(下面将定义之)下，脱水毛毯厚度变化的百分率。脱水毛毯320和360的压缩模量应小于10000psi，小于7000psi较好，小于5000psi更好，而位于1000～4000psi之间最好，在此所述的“压缩模量”是指负荷的变化与脱水毛毯厚度改变之比。可压缩性及压缩模量的测量方法如下。将脱水毛毯放置在一造纸织物上，该织物由聚酯单丝织造而成，单丝直径约为0.40mm，在第一方向上，每英寸有约36根纤维而在与第一方向垂直的第二方向上，每英寸有大约30根纤维。它们组成一种方形的织造花型。在不存在压力负荷的情况下，造纸织物的厚度约为0.68mm(0.027英寸)。这种造纸织物可以从Appleton Wire Company ofAppleton，Wisconsin购得。将脱水毛毯定位，使其通常与纸幅相接触的一面靠近造纸织物。然后通过一种具有衡定变化的张力/压缩测试仪，例如可以由Instron Engineering Corporation of Canton，Mass购得的Instron Model 4502对该毛毯一织物对进行压缩。该仪器具有一个圆形的压脚，其表面积约为13cm²(2.0英寸²)，它与一十字头相连，该十字头以5.08cm²/分(2.0英寸/分)的速度运动。在0psi，300psi，450psi及600psi负荷下测量毛毯一织物对的厚度，其中的负荷以psi计算。将由仪器的负荷传感器读出的负荷磅值，除以压脚的表面积而得到。同时分别测量在0，300，450，和600psi负荷下织物本身的厚度。利用以下的等式来计算以psi为单位的可压缩性及压缩模量：

可压缩性＝100×(TFP0－TP0)－(TFP450－TP450)/(TFP0－TP0)

压缩模量＝(300psi)×(TFP300－TP300)/(TFP300－TP300)－(TFP600－TP600)

其中，TFP0，TFP300，TFP450，TFP600分别是毛毯一织物对在0psi，300psi，450psi以及600psi负荷下的厚度，TP0，TP300，TP450以及TP600分别是织物本身在0psi，300psi，450psi以及600psi负荷下的厚度。适合使用的脱水毛毯320和360可以Albany International Company of Albany，New York购得，其名称为SUPERFINE DURAMESH Style XY31620。

在压区300内，中间纸幅120A和纸幅压印表面位于第一和第二毛毯层320和360之间。第一毛毯层320紧靠中间纸幅120A的第一表面122，纸幅压印表面222则紧靠纸幅120A的第二表面124。第二毛毯层360位于压区300内时可使第二毛毯层360与偏转通道部230实现流体沟通。

参照图1和4，当第一脱水毛320绕压辊322运行时，第一脱水毛毯320的第一表面325位于中间纸幅120A的第一表面122附近。同样，当第二脱水毛毯360绕压辊362运行时，第二脱水毛毯360的第一表面365位于多孔压印元件219的第二毛毯接触面240附近。这样，当中间纸幅120A被带在多孔压印织物219上穿过压区300时，中间纸幅120A，压印织物219以及第一、二脱水毛毯320、360被压在一起，位于压辊322和362的二个相对辊面之间。在压区300对中间纸幅120A的压榨，使造纸纤维进一步向压印元件219的偏转通道部230内偏转，而且使水分进一步从中间纸幅120A中脱出，形成模压纸幅120B。从纸幅中排出的水分被接收和储存在脱水毛毯320和360中。水分是通过压印元件219的偏转通道部230被脱水毛毯360接收的。

在压区300的进口端，中间纸幅120A的浓度应在14～80％左右，在15～35％左右更好，具有这样一种合适浓度的中间纸幅120A中的造纸纤维，纤维与纤维的键合作用较小，比较容易进行重新排布，在第一脱水毛毯320的作用下，很容易偏入偏转通道部230之内。

中间纸幅120A通过压区300时，其压区压力最好至少为100磅/英寸²(psi)，至少为200psi则更好。在一个优选实施例中，中间纸幅120A在压区300内的压力为200～1000psi之间。人们希望用磅/英寸²来确定压区压力，而不采用磅/英寸这种线压力来表示，这是因为当沿机器方向(图4中MD)进行测量时，线压力无法将压区300的宽度考虑在内。压区300的宽度可以根据脱水毛毯320、360以及压印元件219的性质以及压辊322和362的表面硬挺度而改变。所以，用单位长度的磅值压力来测量压区压力并不能体现对压区压力的测定，实事上，二种不同的压区，当用线压力测量时，可能具有相同的压力，但其每平方英寸的磅压力值都不同。

以psi为单位的压区压力是将压辊322和362施加在纸幅上的径向力(压辊322和326对纸幅施加的径向力大小相等，方向相反)，除以压区300的面积而计算出来的。可以利用本领域人们熟知的各种不同的力或压力传感器来对压辊322和362施加的径向压力进行计算。例如，当压辊322和326是液压驱动的时，当压辊322和326相结合时压辊液压系统的压力可以被用来计算由压辊322和362施加给纸幅的径向力。可以利用一张复写纸和一张白纸来测量压区300的面积，其长度应大于或等于压辊322和362的长度。将复写纸放在白纸之上。借助于第一、二脱水毛毯320、360及压印元件219将复写纸和白纸置于压区300内。使复写纸靠近第一脱水毛毯320，而白纸靠近压印元件219。压辊322和362相压合，产生一个理想的径向力，通过复写纸施加给自纸的压印痕迹，即可测出压区300中经受上述径向力的面积。

模压纸幅120B被压榨后，在压区300出口处其浓度最好为30％左右。如图1所示，当对中间纸幅120A进行压榨时，在模压作用下，纸幅具有一个与纸幅压印表面222相连系的第一较高密度区1083，还有一个与偏转通道部230相连系的纸幅第二较低密度区1084。压印织物219具有一个宏观上是呈平面状、但带有呈某种花型的连续网状的纸幅压印表面222，在压印织物219上压榨中间纸幅120A如图2-4所示，使模压纸幅120B具有了一个宏观上呈平面状，但带有呈某种花型的连续网状区域1083，该区域的密度较高，还具有若干分散的、密度较低的穹面1084，它们分布在整个连续的、较高密度的网状区1083内。这种模压纸幅120B如图6和7所示。这种模压纸幅的优点是，其连续的、密度较高的网状区1083对于承受的张力负荷来说，提供了一种连续的负荷通路。

该模压纸幅120B的特点还在于：它具有一个第三中密度区1074，它位于第一、二区域1083和1084之间，该第三区域1074包括一个位于第一高密度区1083附近的转移区1073。该中密度区1074是在第一脱水毛毯320将造纸纤维吸入偏转通道部230内时形成的，其横截面呈渐缩的梯形。该转移区1073是由于中间纸幅120A在偏转通道部230的周边上的压实作用而形成的，它将中密度区1074包围起来，至少部分地将每个低密度穹面1084环绕起来。该转移区1073的特点是它具有一个呈局部最小值的厚度T，该厚度小于较高密度区1083的厚度K，还具有一个局部密度，该密度大于较高密度区1083的密度。较低密度的穹面1084厚度为P，它是局部最大值，该厚度要大于较高密度的连续网状区1083的厚度K。

脱离具体的理论不谈，应当承认，该转移区1073的作用相当于一个折页，提高了纸幅的柔性。

在图6-7中，每个中密度区1074都位于高密度网状区1083和低密度穹面1084之间，而且每个中密度区1074都包围着一个低密度穹面1084。在另一个实施例中，如图5所示的压印织物219对纸幅施压，使之具有一个连续的低密度的区域1084，若干个分散的、遍布整个低密度区1084的高密度区1083，还有若干中密度区1074。每个中密度区1074都位于连续的低密度区1084和高密度区1083之间，并将高密度区1083围住，而转移区1073则将每个中密度区1074围住。

由图1所示的工艺方法制得的模压纸幅120B的特点是：当纸幅的定量和厚度H(图8)相同时，它具有较高的拉伸强度和柔性。它之所以具有上述性能，其原因是，至少部分原因是其高密度区1083与低密度区1084之间所存在的密度差。由于在第一脱水电毛毯320与纸幅压纸表面220之间，对一部分中间纸幅120A进行了压榨而形成了高密度区1083，从而使纸幅的强度得以加强。同时进行的对部分纸幅的压实和脱水作用使高密度区的纤维形成纤维束，从而可以承受外来的负荷。压榨时还形成了转移区1073，它为纸幅提供了柔性。低密度区1084偏入压印元件219的偏转通道部230内，为纸幅提供了膨松性，可以增强其吸收性能。此外，压榨中间纸幅120A时将造纸纤维吸入偏转通道部230，形成了中密度区1074，从而增大了纸幅的宏观厚度H(图8)。纸幅厚度H的增加使纸幅的表观密度减小(纸幅的定量除以纸幅厚度H)。随着纸幅硬挺度的减小其柔性便增大了。

本发明制造的纸幅其总拉伸强度TT(被定量标准化的最大强度)至少比与之相应的但未经压榨的基础纸幅(用相同的配料和压印元件219，但未在二毛毯层间的压区300内进行压榨而制得的纸幅)提高约15％。根据本发明制得的纸幅的总拉伸强度至少可以达到300米左右。本发明制得的纸幅具有标准的硬挺度指数，它至少比相应的未压榨的基础纸幅低15％左右。本发明的纸幅的标准硬挺度指数TS/TT小于10。在一个实施例中，由本发明制得的纸幅其总拉伸强度TT至少为1600米，标准硬度指数TS/TT则小于5.5。根据本发明制得的纸幅，其宏观厚度H至少约为0.10mm。在一个实施例中，根据本发明制造的纸幅其宏观厚度为0.20mm，而且最好能达到0.30mm以上。标准挺度指数TS/TT表示的是纸幅的硬挺度被纸幅的总拉伸强度进行标准后的值。下面将对标准拉伸强度，标准硬挺度指数以及宏观厚度H的测量方法进行说明。

高密度区1083与低密度区1084之间的密度差是部分由于一部分初始纸幅120偏进了压印元件219的偏转通道部230内造成的，在压区300的上游处它造成了一种非平面状态的中间纸幅120A。一种平面状的纸幅被穿过压区300时将受到某些均匀的压实力，从而提高了模压纸幅120B的最小密度。在偏转通道部230内的非平面状的中间纸幅120A避免了这种均匀的压实作用，因此维持了一种较低的密度。

高密度区与低密度区的密度差的形成，部分原因是通过第一、二脱水毛毯320、360的压榨，将水分从纸幅的二个表面排除掉，并防止了纸幅的再次变湿。当中间纸幅120A在压区300内受压时，水分从第一、二纸幅表面122，124上排走。将纸幅二面挤出的水分从其表面上排掉是十分重要的。否则，挤出的水分有可能重新进入压区300出口处的模压纸幅120B中。例如，如果取消脱水毛毯360，从第二纸幅表面124排入偏转通道部230中的水，通过压印元件219的偏转通道部230，在压区300的出口处就会重新进入模压纸幅120B中。

水重新进入模压纸幅是很不利的，因为这会降低模压纸幅120B的浓度，从而降低干燥的效率。此外，水分重新进入模压纸幅120B，将会影响到在中间纸幅120A受压过程中所形成的纤维结合键，并使纸幅变稀。尤其是水分返回到模压纸幅120B中将会影响高密度区1083中的结合键，从而减小该区域的密度和抗负荷能力。水分重返模压纸幅120B还能影响构成转移区1073的纤维结合键。

脱水毛毯320和360防止了通过纸幅表面122和124而使模压纸幅的重新变湿，从而维持住了高密度区1083和转移区1073。在一些实施例中，人们希望在压区300的出口处将第一脱水毛毯320撤离模压纸幅120B的第一表面122，以防脱水毛毯320中的水分重新弄湿纸幅的第一表面122。同样，人们也希望在压区出口处将第二脱水毛毯360撤离压印元件219，以防脱水毛毯360中的水分通过偏转通道部230重新进入纸幅。在图1和4所示的实施例中，第一、二脱水毛毯320、360可以由辊筒324和364支承，以便使之分别紧随着压辊322和362的对置压榨表面，这样，脱水毛毯就不能在压区300出口的下游处再与模压纸幅120B或压印元件219相接触。

申请人业已发现，当压区中包括二条脱水毛毯320和360进行压榨时有许多优点，要优于压区中仅有一条脱水毛毯，例如脱水毛毯320的情况，也要优于压区中仅有一条脱水毛毯320，同时压辊322又包括一个带孔眼表面的真空辊的情况。直空辊的结构要比实心辊弱一些，在高压区压力下它的压榨能力有限。真空辊的多孔表面还可能对纸幅产生不规则的压力(例如在真空辊表面孔眼区的部位的纸幅压力会减小)，并造成纸幅中与孔眼相间隔处的局部再湿。更重要的是，通过真空辊的脱水量取决于纸幅在压区的停留时间。增加纸幅的速度可以使造纸机更经济地进行生产，但在压区抽真空的时间缩短了，从而减小了真空辊对纸幅有效的脱水。尤其是本申请人已发现当仅用一条脱水毛毯与一具有真空辊的压区相配合时，随着纸幅速度的增加，纸幅的脱水量降低，而且在较高的纸幅速度下，随着压区压力的增大，脱水量将实际减少。相反，当采用二条脱水毛毯时，无论增大压区压力还是采用高纸幅速度，纸幅的脱水量都会增加，而且不需要使用真空辊。

图10和11中的曲线表示了通过在二条脱水毛毯之间压榨纸幅和压印元件而使脱水量增加的情况。图10表明当纸幅的恒定速度为400～2000fpm(每分钟英尺)时纸幅的脱水量(纸幅中每磅干纤维中脱出的水分磅重)与压区压力psi之间的函数关系。图10和11中的曲线是在纸幅速度为400、800和2000fpm的情况下获得的。在图10和11中的1000和1500fpm的直线是从纸幅速度为400、800和2000fpm的数据中插入的。纸幅的速度是指图4所示的沿机器方向MD的纸幅速度。图10中的数据是在下述情况下获得的：压区中有一纸幅，它位于一条脱水毛毯和一压印元件之间，一实心压辊位于压印元件附近，真空辊靠近脱水毛毯，从图10可以看出，随着纸速的增大，从纸幅中脱出的水量减少，具体说，当纸速高于800fpm左右时，纸幅的脱水量随压区压力的增大而减少，随着压区压力的增大纸幅的脱水率减小。

因此，对于能使纸幅脱水达到一个理想的水平来说，采用单一脱水毛毯压区的形式来模压纸幅，无论对纸幅速度还是压区压力都受到限制。

图11中的数据来自于图4所示的压区排布方式，其纸幅及压印元件都置于二条脱水毛毯之间，其中一个压辊362是实心的，另一个压辊322是带沟槽的。用来获得图11数据的脱水毛毯及压印元件与获得图10数据时所用的是一样的。图11表明随着速度的加大，从纸幅中脱出的水量也增大。图11还表明，当压区压力增大时，如果纸幅速度不变，纸幅中的脱水量也增大，因此，采用二条毛毯进行压榨来模压纸幅时，勿须在脱水量、纸幅速度和压区压力之间进行平衡。脱水量增大了，纸幅的再湿减轻，从而维持住了纤维与纤维之间的结合键，造纸机的干燥效率也提高了，提高纸幅速度可以更经济地制造纸幅。增大压榨压力可以进一步提高图4中所示的高密度区1083的密度，从而改进模压纸幅的拉伸强度。

离开理论问题不谈可以认为：在高速下，单一脱水毛毯的压区使脱水能力下降，这是因为在高纸速下，在该压区内其出口处纸幅的再湿情况加重了。如现有技术所揭示的那样，在压区的出口处存在着一种真空。产生该真空的原因，至少其部分原因是在压区出口处二压辊表面的迅速分离。这种由于压辊表面的分离而产生的真空度将随压辊表面的速度的平方而增加，正如下述文献所讨论的那样，这些文献在此被用作参考：Drainage at a Table Roll，Taylor，Pulp and Paper Magazine ofCanada，Convention Issue 1956，pp 267-176；以及Drainage at a Table Roll and a Foil，Taylor.pulp and Paper Magazine of Canada，Convention Issue 1958，pp172-176。

参照图4，这种真空现象产生于模压纸幅120B与压辊322之间，以及模压纸幅120B与压辊362之间。模压纸幅120B与压辊322间的真空度也可能在脱水毛毯320离开压区时由于该毛毯320的膨胀而得到强化。如果取消脱水毛毯360，从毛毯压入偏转通道部230中的水分，由于位于模压纸幅120B的表面122附近的真空作用，有可能被拉回到模压纸120B的表面124中。产生这个真空的一部分原因是由于压辊322在压区300的出口处从纸幅上移开而造成的，而部分原因则是脱水毛毯320在压区300出口处的膨胀所造成的。与之相反，如果包含脱水毛毯360，则可以提供一种较低毛细管尺寸的流通路径，用以接收从压印元件219的偏转通道部230中排出的水分。水流之所以能从偏转通道部230进入脱水毛毯360，至少一部分原因是由于在压区300出口处，脱水毛毯360从压印元件219上分离开来时所产生的真空而造成的。这样，当脱水毛毯360存在时，在压区的出口处将有很少量的水分存在于偏转通道部230中。同样，脱水毛毯360在压区出口处的膨胀，增加了模压纸幅120B的表面124附近的总真空度，这样，就有助于平衡压区出口处模压纸幅120B二侧的压力。

除了可以防止模压纸幅在压区300中的再湿，申请人还发现，它有助于减小作用在压区300件纸幅上的剪切力。通过一个合适的马达，可以使干燥鼓510以一预定的速度绕其旋转轴线转动，从而带动纸幅和压印元件219以一预定的速度穿过压区。作用在纸幅上的剪切力可能来自于压区300中脱水毛毯320与纸幅与压印元件219之间的速度差异。这种剪切力是很不利的，因为它们会影响纤维之间的结合键以及压榨时所形成的模压纸幅的结构。纸幅相对脱水毛毯320之间的剪切作用还可能在压区300脱水毛毯320与纸幅之间产生一真空，由此引起从偏转通道部230中排出的水将纸幅再湿。

申请人发现，对压辊322和362进行单独驱动，以便使脱水毛毯320、360、纸幅、以及压印元件219的大致相同的速度沿机器方面穿过压区300，这就可以最大程度减小纸幅的剪切力。单独驱动压辊就意味着压辊322和362的转矩分别由一个驱动机构提供，而不是靠压区300中所产生的摩擦力。这样，无论压辊322还是362都不是空转辊。压辊322和362可以被同一台马达驱动，也可以由不同马达驱动。在一个优选实施例中，一台马达提供转矩使干燥鼓510旋转，并且调整纸幅和压印元件219穿过压区300时的速度。二台不同的马达，每台分别与压辊322和362相连，从而使压辊旋转。每台马达都提供必须的转矩以使相关的压辊克服摩擦负荷和作用在压辊上的压区工作负荷。压辊马达的独立转矩控制可以通过控制一台直流马达的电枢电流来完成，例如一种并联绕组直流马达，该马达可从RelianceElectric Company ofCleveland，Ohio购得。或者是，也可以通过控制一台交流调速马达的转矩输出来向压辊传送必须的转矩。传送给每个压辊的必须的转矩将取决于多种因素，其中包括但不局限于：作用在压辊上的摩擦负荷的类型和压榨压力。可以通过计算粗估必须的转矩。也可以通过实验和修正的方法来确定压辊的转矩，即改变压辊的转矩，然后测量模压纸幅的拉伸强度，或者测量压区中从纸幅中排出的水量。如果其他因素不变，当纸幅的剪切力最小时，模压纸幅的拉伸强度一般最大。

本发明的第六步可以包括对模压纸幅120B的予干燥，例如通过图1所示的空气穿透干燥机400来进行。可以使一种干燥空气，例如热空气穿过模压纸幅120B，从而对之进行予干燥。在一个实施例中，热空气首先穿过模压纸幅120B从第一纸面122到达第二纸面124，进而穿过载有模压纸幅的压印元件219的偏转通道部230。穿过模压纸幅120B的空气使模压纸幅120B部分干燥。此外，离开理论问题不谈，已发现穿过与偏转通道部230相连的纸幅部分的空气，可以使纸幅进一步偏入偏转通道部230内，并减小低密度区1084的密度，从而提高模压纸幅120B的膨松性和直观柔软性。在一个实施例中，模压纸幅120B在进入空气穿透干燥机400时其浓度为30～65％左右，而离开空气穿透干燥机400时，其浓度为40～80％左右。

参照附图1，空气穿透干燥机400可以包括一个空心的旋转鼓410。模压纸幅120B被载在压印元件219上绕空心鼓410旋转，热空气从空心鼓410中沿径向向外流动，穿过纸幅120B和压印元件219。也可以让热空气沿径向向内吹(未示出)。适合本发明使用的空气穿透干燥机在1965年5月26日授予Sisson的美国专利3,303,576，以及1994年1月4日授予Ensign等人的美国专利5,274,930中有所记载，这些专利在此被用作参考。也可以将一个或多个空气穿透干燥机400或其他适合的干燥设备放置在压区300的上游处，在纸幅穿过压区300之前对之进行部分干燥。

本发明的第七步可以包括将多孔压印元件219的纸幅压印面222压进模压纸幅内，以形成一种压印纸幅120C。将纸幅压印表面222压入模压纸幅120B中还可以进一步提高模压纸幅较高密度区1083的密度，从而使区域1083和1084之间的密度差加大。参照图1，模压纸幅120B被携带在压印元件219上，且在压区490中位于压印元件219与一压榨表面之间。该压榨表面可以包括热干燥鼓510的表面512，压区490可以在压辊209和干燥鼓510之间形成。在起皱粘合剂的帮助下，压印后的纸幅120C被粘附在干燥鼓510的表面512上，进行最后的干燥。当干燥的压印纸幅120C从干燥鼓510上被除下时，它可以被予缩，例如用一把刮切524将压印纸幅120C从干燥鼓上起皱刮下。

本发明的方法特别适合于用来制造定量为10～65％m²左右的纸幅。该纸幅适合于用来制造单层及多层薄纸及纸巾产品。

图12和13A表示的是本发明的另一台造纸机的实施例，其中去除了空气穿透干燥机400，在图12中，当模压纸幅120B被携带在压印元件219上从压区300通向压区490时，第二毛毯360位于压印元件219的第二表面240附近。图12中的压区490形成于压辊299和扬克式干燥鼓510之间。压辊299可以是一个真空压辊，在压区490它将水分从第二毛毯360中排除。压辊299也可以是一个实心辊，借助于压印元件219的第二表面240附近的第二毛毯360，模压纸幅120B被携带在压印元件219上送往压区490，以便将模压纸幅120B送往扬克式干燥鼓510。

图15和16表示的是采用图12所示的造纸机实施例制得的纸幅。图15是一个纸幅表面124的平面图，该面是在压区300中靠近压印元件219的那个纸幅表面。图15所示的纸幅是采用一种具有一个连续网状纸幅压印面222和多个分散的偏转通道230的压印元件219制造的，图15中的纸幅具有许多低密度的穹面1084，它们遍布整个高密度的连续网状区1083之内。图15中的至少一部分穹面1084被起皱过程预缩了。这可以从图15中一些穹面的折皱和弯曲得到证明。穹面1084的收缩情况在图16中可以看得更为清楚，其中也显示出了连续网状区1083的收缩情况。图16的断面是沿平行于机器方向截取的，它表示了由于起皱而造成的收缩。在图16中，穹面1084的收缩的特点在于所刮起的皱纹2084，而连续网状区1083的收缩的特点在于所刮起的皱纹2083。穹面1084具有一定的起皱频率(沿机器方向单位长度上的皱纹2084数)，它不同于连续网状区1083的起皱频率(沿机器方向单位长度上的皱纹2083数)。

参照图13A和13B，该造纸机带有一种组合式压印元件219，该元件具有一个与脱水毛毯360的表面结合在一起的纸幅花型光聚合层221。该层221宏观上看呈平面状，实为一个具有一定花型的连续网状纸幅压印表面222。这种组合压印元件219可以包括一种模铸在脱水毛毯表面上的光聚合树脂层。Trokhan等人于1994年6月28日提交的美国专利申请No.08/268,154，其发明名称为“带有毛毯层和一光敏树脂层的纸幅花型设备“在此被用作参考，以便对这种组合压印元件的构造进行说明。光聚合层221的偏转通道230与毛毯360形成流体沟通，如图13B所示。

在图13A中，初始纸幅120被转移到组合压印元件219的光聚合纸幅压印表面222。在压区300，纸幅被压在第一毛毯320与组合压印元件219之间，后者包括光聚合纸幅压印表面222和第二毛毯360。随后，模压纸幅120B被放置在组合纸幅压印元件的压印表面222上送至压区490。图13A中的压区490成形于压辊299与扬克式干燥鼓510之间。压辊299可以是一种真空压辊，在压区490，它将水分从第二毛毯360中挤出。虽然，该压辊299也可以是一实心辊。组合压印元件219紧靠模压纸幅120B的表面124，纸幅被放置在组合压印元件219上被送进压区490，以便将模区纸幅120B送往扬克式干燥鼓510。

图17和18表示了采用图13A所示的造纸机制造的纸幅。图17是纸幅面124的平面视图，该表面是在压区300中紧靠压印元件219的那个纸幅表面。图17的纸幅是用一种具有连续网状纸幅压印表面222和若干个分散的偏转通部230的压印元件219制成。图17所示的纸幅具有许多低密度的穹面1084，它们分散于整个高密度连续网状区1083内。在起皱过程中，至少一部分图17所示的穹面1084产生了收缩，这可以从图17中一些穹面的弯曲和折皱得到证明。在图18中穹面1084的收缩更为清楚，其中也表示出了连续网状区1083的收缩。图18的横截面是沿平行于机器的方向截取的，它表示出了由于起皱而形成的收缩。在图18中，穹面1084的收缩特征在于皱纹2084，而连续网状区1083的收缩特征在于皱纹2083。穹面1084的起皱频率(沿机器方向单位长度上的皱纹2084数)与连续网状区1083的起皱频率(沿机器方向单位长度的皱纹2083数)不同。

纤维结构样品的各种部分的厚度及正面视图是通过对纸结构的横断面切片的光学显微图片中测得的。在图14中表示了这种横断面切片的一幅光学显微图片。该横断面切片是从一个2.54cm×5.1cm(1英寸×2英寸)的纸样中制得的。该样品用一些参照点进行了标注，以便确定切片是在何处制作的。将该样品钉在二硬纸板框的中间。该板框是从文件折叠卡片材料上切下的，每个纸板框都是2.54cm×5.1cm左右。框的宽度大约0.25cm。将带有样品的纸板框放入硅模中，该模具有一个2.54×5.1×0.5cm的凹坑。将一种树脂，例如由Hercules，Inc.制造的Merigrph光聚物注入含有样品的硅模中。使纸样完全浸没在树脂内，利用一种紫外线样品固化成一种树脂混合物，将含有样品的加固树脂取出来，将框架从树脂块中切除，并对样品进行修剪以便可以用专门刀片进行剖割。

将样品放在由American Optical Company of Buffalo，New York出售的860型切片机上进行切割，用切片机将样品的边缘从样品中去除，使之成为片状，直至呈现出一个光滑的表面。

从样品中切下足够数量的切片，以便能精确地重建各种不同的区域。对于所述的实施例来说，这些切片的厚度约为100微米/片，都取自于光滑的表面。需要制取若干个切片，这样便可查明各不同区域的厚度。当测量起皱后样品的厚度时，应沿横跨机器的方向来截取切片。这样就可以避免由于皱纹而造成的干扰(为了表示出皱纹，图16和18中的横断是沿机器方向截取的)。

利用油和盖片将样品切片放置在显微镜滑架上。滑架和样品都被放置在一种光传送显微镜上。例如由Nikon Instruments，Melville，NY提供的Nikon 63004^#型显微镜，配置有高清晰度摄像机，用10倍物镜对样品进行观察。从切片中获取的摄像显微照片采用的是高清晰度摄像机(例如由Javlin Electronics，Los Angeles CA制造的Javelin JE 3662HR型)，框架夹板可用由Data Transition，Marlboro，MA制造的Data Translations Frame Grabber Boad，图像软件可用NTIS，of Springfield，Virginia提供的NIH Image Version 1.41，数据系统可采用Macintosh Quadra 840 AV。沿切片获取摄像显微照片，然后将各摄像显微照片排列成序。以便将切片的形状重新构筑起来。摄像显微照片放大到6.75英寸×9英寸，硬拷贝约为400倍。

可以借助一种适合的计算机辅助设计(CAD)绘图软件，例如由EngineeredSoftware of North Carolina提供的Power Draw版本4.0，来将感兴趣区域的厚度建立起来。对从图像1.4中获得的摄像显微照片进行选择，复制，然后用Power Draw进行粘贴，将各光学显微照片按顺序排列好，以便重建切片的图形。通过获取一个具有一校准尺度，例如1/100mm Objective Stage Micrometer N36121(可从EdmundScientific，Barrington，NJ获得)的摄像显微照片，然后进行复制和在CAD软件中进行粘贴即可以对该系统进行适当的校准。

感兴趣区域的任何特定点的厚度可以通过所画出的最大的圆圈来确定，该圆圈可以被放在该区域内的那个特定点上，而不超出图像的边界，如图14所示。在该点处该区域的厚度就是圆圈的直径。在图14中，高密度区1083包括一个连续网状区，而低密度区1084则包括低密度的穹面。

参照图14，转移区1073的厚度T，高密度区1083的厚度K，以及低密度区1084的厚度P都是根据下述程序测得的。首先，局限到一个横断面上，它具有一个高密度区1083，该区在低密度区1084，以及一个位于高密度区1083的每个端部附近的转移区1073之间延伸。靠近高密度区1083的每个端部的转移区1073厚度最小，颈缩点位于高密度区1083与低密度区1084之间。在图14中，靠近高密度区1083每个端部的转移区被标作1073A和1073B。

对多达20个显微切片断面进行扫描，以便固定五个具有高密度区1083和靠近该高密度区每个端部的转移区1073的切片断面，其中：1)在区域1083部分的每一处的厚度都要大于该区域1083每个端部附近的1073区域的厚度；2)在区域1083部分的每一处的厚度都要小于低密度区1084的最大厚度，区域1083在区域1084之间延伸。如果在对20个显微切片横面进行描述之后，找到的这种横断面不足5个，这就说明该样品不含有转移区1073。

区域1083的每一端的转移区1073A，1073B的厚度被测作最大圆环2011和2012的直径，该圆环适合于转移区1073A和1073B。厚度T是这二个测量值的平均数。在图14中，圆环2011和2012的直径分别是0.043mm和0.030mm，这样，图14中横断面的T值为0.036mm。在区域1073A和1073B之间延伸的高密度区1083的厚度K在下一步进行确定。对二圆环2011和2012之间的距离L进行测量(图14中约为0.336mm)。圆环2017的中位于圆环2011和2012中心距的一半处。圆环2018和2019的中心位于圆环2017中心的右侧和左侧的L/8处，区域1083的厚度K为三个圆环2017～2019的平均直径。在图14中，这些圆环的直径分别为0.050mm，0.050mm和0.048mm，这样，厚度K就约为0.049mm。厚度P被视为低密度区1084中到区域1073A的左侧为止的局部最大厚度，以及到区域1073B的右侧为止的局部最大厚度。对于图14所示的横断面来说，厚度P等于圆环2020的直径，约为0.091mm。对于图14所示的断面，此值T/K为0.036/0.049＝0.74。对于图14所示的断面。此值P/K为0.091/0.049＝1.8，上述厚度此值T/K是5个断面的T/K比值的平均值。而厚度比值P/K则是同样的5个断面的P/K的平均值。

在此，总拉伸强度(TT)是指沿机器方向和横跨机器方向最大强度之和(g/m)除以样品的定量(g/m²)所得的值。TT的数值用米表示。采用一种张力测试机，例如由Thwing-Albert，Philadelphia，Pa提供的Intelect II STD可以对其最大强度进行测量。对于起皱过的样品，测量最大强度时，其十字头速度(cross head speed)为1英寸/分，而对未起皱的手抄纸样品则为0.1英寸/分。对于手抄纸来说，仅测其机器方向的最大强度，TT的值等于其机器方向的最大强度的二倍除以其定量。所报出的数值TT为至少5个测量数据的平均值。

在此所述的纸幅硬挺度是指力(以g/cm样品宽度表示)的曲线的切线斜率与其应变(每厘米测量长度的伸长厘米数)之比。随着斜率的减小，纸幅的柔性提高而硬挺度下降。对于起皱过的样品来说，其斜率为在15g/cm的力时获得的，而对未经起皱的样品，其斜率则在40g/cm力的条件下获得的。这些数据可以利用Thwing-Albert，Philadelphia，Pa提供的Intelect II STD强力测试机来测得，对于起皱过的样品，其十字头速度为1英寸/分，样品宽度约为4英寸，而对于未经起皱的手抄纸来说，则分别为0.1英寸/分和1英寸的样宽，在此所述的总硬挺度指数(TS)是指其机器方向的切线斜率与横穿机器方向的切线斜率的几何平均数。从数学定义上讲，它是机器方向的切线斜率与横穿机器方向的切线斜率乘积的平方根，用g/cm表示。对于手抄纸来说，仅仅测量其沿机器方向的斜率，TS的值取为其机器方向的斜率，所报出的TS值为至少5个测量值的平均值。在表1和2中，TS被总张力(Total Tensile)标准化，以便提供一种标准的挺度指数TS/TT。

在此所述的宏观厚度是指样品的宏观观测厚度。将样品放置在一水平的平面上，并将其置于该平坦平面与一负荷压脚之间，压脚具有一个水平的负荷表面，该负荷压脚的负荷表面具有一个面积约为3.14英寸²的圆形表面区，并对样品施加一个大约15g/cm²(0.21psi)的限制压力。该宏观厚度产生于所述的平坦表面和负荷压脚负荷表面之间的间隙。该数据可以采用由Thwing-Albert，Philadelphia，Pa提供的VIR Electronie Thikness Tester Model II来获取，该宏观厚度为至少5个数值的平均值。

在此所述的定量是指一薄纸样品单位面积的重量，其单位是g/m²。

在此所述的表观密度是指用样品的定量除以宏观厚度所得的值。

实施例1：

本实施例的目的在于对一种采用空气穿透干燥法来制取柔软的、吸水性强的纸巾的方法进行说明，该纸幅采用一种含有Di(氢化的)Tallow Dimethyl AmmoniumChloride(DTDMAC)、Polyethylene glycol 400(PEG-400)和一种长效湿态增强树脂的混合物的化学增柔剂进行处理，然后采用本发明的方法进行压榨。

本发明采用一台试验规模的长网造纸机，如图1所示。首先，根据1994年1月18日授予Phan等人的美国专利5,279,767中实例3的方法配制一种1％浓度的化学增柔剂。第二步，利用传统的碎浆机制取重量浓度为3％的NSK水浆。将NSK浆进行精制，并将一种浓度为2％的长效湿态增强树脂(即由Hercules in corporatedofWilmington，DE出售的Kymene 557H)按纤维干重1％的比例加入到NSK浆液管中。Kymene 557H对NSK的表面吸收作用是通过一种在线混合器得以加强的。在以干纤维重量0.2％的比例进行在线混合之后，再加入浓度为1％的Carboxy MethylCellulose(CMC)，以便提高纤维基质的干强度。CMC对NSK的表面吸收作用也可以通过一种在线混合器得到强化。然后，以干纤维重量0.1％的比例将一种浓度为1％的化学柔软混合物(DTDMAC/PEG)加入NSK浆液中。该化学软柔混合物对NSK的表面吸附作用可以通过一在线混合器得到强化。借助于一台扇页泵将NSK将稀释到0.2％。第三步，在传统的碎浆机中制取重量浓度为3％的CTMP水浆。按照干纤维重量0.2％的比例将一种非离子型表面活性剂(Pegosperse)加入碎浆机中。再在纸浆泵前的CTMP浆液管道中按纤维干重0.1％的比例加入浓度为1％的化学柔软混合物。化学柔软混合物对CTMP的表面吸附作用可以通过在线混合器得到强化。借助扇页泵将CTMP浆稀释到0.2％。将处理过的配料混合物(NSK/CTMP)混入流浆箱，并使之分布在长网11上，从而形成初始纸幅120。在挡水板和真空箱的协作下，通过长网进行脱水。该长网为5梭口(shed)的缎面构形的织物，在沿机器方向和横穿机器方向上，其单纱密度分别为84根/英寸和76根/英寸。将初始纸幅由长网转至压印元件219，在转移点处纤维的浓度约为22％，压印元件219的纸幅接触面220上，每平方英寸具有大约240个相互交错的椭圆形的偏转通道230。随圆形偏转通道的长轴大致平行于机器方向。偏转通道230的深度大约为14密耳。压印元件219具有一连续网状的光聚合物纸幅压印表面222。连续网状的纸幅压印表面222的表面积约为纸幅接触面220表面积的34％左右(即34％关节区域)。

借助于一真空辅助脱水装置对纸幅进一步脱水，直至其纤维浓度达到28％左右，在压区300，非单平面形的带有一定花型的纸幅120A被以大约250 PSI的压力压在二条毛毯之间。生成的模压纸幅120B的纤维浓度约为34％。借助于空气穿透干燥器400将纸幅预干燥至65％左右的重量浓度。然后借助一种含有0.25％聚乙烯醇(PVA)水溶液的喷洒起皱粘合剂将纸幅粘附到扬克式干燥鼓510的表面上。在用刮刀片对纸幅进行干态起皱之前，纤维的浓度被提高至96％左右。刮刀的斜角约为25度，相对于扬克式干燥器定位，从而构成一个81度左右的冲击角度。扬克式干燥器的转速约为800fpm(英尺/分)(约合244米/分)。将干纸幅的700fpm(214米/分)的速度卷成一个纸辊。

根据实施例1(压力为250psi)制得的压榨纸幅的性质列于表1中。采用相同的配料，相同的纸幅传送装置以及纸幅压印元件219，但未经压榨的基础纸幅的相对应的性质也在表1中列出，以便进行比较。具体说，经压榨后的纸幅的标准硬挺度指数要小于未经压榨的纸幅，而其总拉伸强度前者要高于后者。

将二层或更多层的压榨纸幅结合在一起可形成一种多层产品。例如，可以通过PVA粘合剂对纸幅进行压花和层压，从而使实施例1所制得的二层压榨纸幅合为一种双层纸巾。制得的纸巾中，含有大约0.2％重量的化学柔软混合物以及1.0％重量的长效湿态增强树脂。该纸巾柔软，其吸收性如同由二层未经压榨的基础纸幅制得的双层纸巾，而其强度却要高于之。

实施例2：

该实施例的目的在于描述一种采用空气穿透干燥法造纸的技术，来制取柔软的、吸收性能好的、可供制造纸巾使用的纸幅的方法。用一种包含有Di(氢化的)Tallow Dimethyl Ammonium Chloride(DTDMAC)、一种Polyethylene glycol400(PEG-400)、一种长效湿态增强树脂混合物的化学柔软组合物对纸幅进行处理，然后以大于实施例1的高压榨力进行压榨，空气穿透式造纸机如图1所示。

除了压区压力为300PSI之外，纸幅的成形过程与实施例1相同。根据实施例2制得的压榨纸幅的性质列于表1中。利用PVA粘合剂可将纸幅压花及层压在一起，从而使二层或更多层的压榨纸幅结合成一种多层产品。将二层由实施例2制得的压榨纸幅结合在一起而制成的双层纸幅很柔软，其吸收性如同将二层按实施例1的方法制得的压榨纸幅结合在一起制得的双层纸巾，而其强度却要高于之。

表1 起皱纸巾幅的性质

性质未压榨的基础纸幅压榨纸幅压榨纸幅

250PSI(例1) 300PSI(例2)

TT(m) 1532 2165 2200

TS/TT 6.41 4.81 5.07

定量g/m² 22.0 21.8 21.9

表观密度kg/m³ 51.0 49.3 50.2

转移区厚度(mm) 0.061 0.037 0.032

关节厚度(mm) 0.067 0.056 0.052

垫板厚度(mm) 0.131 0.117 0.143

T/K 0.91 0.67 0.63

P/K 1.91 2.26 2.78

宏观厚度(mm) 0.43 0.44 0.44

实施例3：

本实施例所描述的薄纸生产过程中，未使用空气穿透式干燥机。本发明采用了一种实验规模的长网造纸机，该造纸机如图12所示。简单说，一种第一纤维浆主要包含有造纸短纤维，它与主要包含有造纸长纤维的第二纤维浆相混合，利用泵将它们送入流浆箱腔内，然后使之分布在长网上，形成一种初始纸幅，第一纤维浆的纤维浓度约为0.11％，其纤维成分为桉树硬木牛皮浆。第二纤维浆的纤维浓度约为0.11％，其纤维成分为北方软木牛皮浆。桉树与北方软木的比例大约为60/40。用长网进行脱水并用挡水板和真空箱进行帮助。该长网为5梭口的缎面构形织物，沿机器方向和横穿机器方向每英寸单纱的根数分为87根/英寸和76根/英寸。

将初始的湿纸幅从长网转至纸幅压印元件219，在转移点处的纤维浓度约为22％。压印元件219在其纸幅接触面220上，每平方英寸有大约240个纵横交错的椭圆形偏转通道230，椭圆形偏转通道的长轴大致平行于机器方向，偏转通道230的深度232约为14密耳。该压印元件219具有一连续网状的光聚合物的纸幅压印面222。该连续网状纸幅压印面222的表面积约为纸幅接触表面220表面积的34％(34％的关节区)。

用真空脱水装置对纸幅作进一步脱水，使之纤维浓度达到28％左右。将该非平面状的带有花型的纸幅120A夹在第一、二脱水毛毯320和360之间，对之施加约250 PSI压力。生成的模压纸幅120B的纤维浓度约为34％。借助于靠近压印元件219的第二表面240的第二毛毯360，模压纸幅120B由压印元件219携带着进入压区490，以便将之送往扬克式干燥鼓510。

通过喷涂的，其中含有0.25％聚乙烯醇(PVA)水溶液的起皱粘合剂将纸幅粘在扬克式干燥器的表面上。在用刮刀对纸幅进行干态起皱之前，其纤维浓度高至96％左右、刮刀片的倾角约为25度，相对扬克式干燥器放置，以便使冲击角度达到81度左右。扬克式干燥器的速度为800fpm(英尺/分)(约为244米/分)。以700fpm(214米/分)的速度将干纸幅卷成辊。

经压榨起皱的薄纸产品其定量为16g/m²，其拉伸强度要大于用相同的配料和压印元件219制取的，所形成的起皱纸幅的低密度穹面区1084被预缩了，其起皱频率与连续网状的高密度区1083的不同。它的最终结构如图15的平面视图照片所示，该结构的横断面的光学显微照片如图16所示。

实施例4：

该实施例描述的是不使用空气穿透干燥机来生产双层薄纸产品的过程。在实施本发明时采用的是一种实验规模的长网造纸机。图13A所示的造纸机具有一个叠置的流浆箱，它具有一个上腔室和一个下腔室。概括地说，一种以造纸短纤维为主的第一纤维浆液被泵送过下流浆腔室，同时，一种以造纸长纤维为主要成分的第二纤维浆液被泵送过上流浆腔室，它们以叠置的形式被送至长网上，从而形成一种双层的初始纸幅。第一浆液的纤维浓度约为0.11％，其纤维成分是桉树硬木牛皮浆。第二浆液的纤维浓度约为0.15％，其纤维成分为北方软木牛皮浆。一脱水板和真空箱对穿过长网进行的脱水起到辅助作用。该长网为5梭口的缎面构形织物，在机器方向和横穿机器方向上每英寸的纱线数分别为87和76。

初始湿纸幅从长网被送至一复合压印元件219，在转移点处纤维浓度为10％左右，压印元件具有一个与脱水毛毯360的表面相连的光聚合物层，该光聚物层具有一个呈宏观平面状，带花型的连续网状的纸幅压印表面222。纸幅从长网转向复合压印元件219的过程由一真空引纸案板(pick up shoe)126进行协作。光聚合物层的连续网状纸幅压印表面222具有若干个分散、孤立的互不连接的偏转通道。该偏转通道的花型与实施例1的相同，光聚合物层的厚度自毛毯360的表面算起约为14密耳。

被真空传递的纸幅为非平面状的，它具有一种与纸幅压印表面222相对应的花型。该纸幅的纤维浓度为24％。该非平面状的带有花型的纸幅由复合纸幅压印元件219带至压区300，被压在第一毛毯320与复合压印元件219之间，该压印元件还包括第二毛毯360在内。纸幅通过压区时的压力大约为250 PSI。

所生成的模压纸幅120B的纤维浓度约为34％。借助于所喷涂的含有0.25％聚乙烯醇(PVA)的水溶液的起皱粘合剂而粘附在一扬克式干燥器的表面上。在用一刮刀片对纸幅进行干态起皱之前，纤维的浓度增至96％左右。刮刀片的倾角约为25度，相对扬克式干燥器放置，以形成一个约为81度的冲击角。扬克式干燥器的速度约为800fpm(英寸/分)(约为244米/分)。干纸幅以700fpm(214米/分)的速度成辊。

这种经压榨的起皱薄纸产品的定量约为16g/m²，其拉伸强度要大于用相同配料和压印元件制成的，但是却未在二条毛毯之间进行过压榨的基础薄纸。所生成的起皱纸幅的低密度穹面1084被预缩，其起皱频率与呈连续网状的高密度区1083的不同。图17所示的是所生成的结构的一平面图片。而图18则是该结构的一幅光学显微横断面图片。

实施例5：

该实施例描述的是不使用空气穿透干燥机制造的未起皱的纸产品的生产过程。将30克北方软木浆离解在2000ml水中。然后将该离解后的纸浆在一20,000ml的给料器中进行稀释，使其干纤维的重量为0.1％。将体积约为2543ml的稀浆加至含有20升水的定边箱中。该定边箱的底部带有一块13.0英寸×13.0英寸的聚酯单丝塑性长网，该材料由Appleton Wire Co.Appleton Wisconsin提供。该网为5梭口缎面构形的织物，沿机器方向和横穿机器方向上每英寸的单纱数分别为84和76。将一多孔的金属定边箱柱塞从纸浆的顶部附近移向纸浆的底部，并来回完成三个上下循环，使纤维浆均匀地进行分布。上述上下运动的循环时间大约为2秒钟。然后将柱塞慢慢抽出，纸浆便通过网子进行过滤。在纸浆通过网子被去水之后，将定边箱打开并将网子和纤维垫取出。包括湿纸幅在内的网子被拖过真空槽口以去掉水分。真空度的峰值约为4个汞柱。将初始湿纸幅从网上转移至一压印元件上，在转移点处的纤维浓度约为15％，压印元件的长和宽与丝网的长宽大致相等。

压印元件具有一个呈连续网状的光聚合物纸幅压印表面222。该压印元件的纸幅接触面220上，每平方英寸大约有300个纵横交错的惰圆形偏转通道230。该椭圆形偏转通道的长轴大致平行于机器方向。偏转通道230的深度大约为14密耳。连续网状纸幅压印表面222的表面积约为纸幅接触面220的表面积的34％(34％的关节区)。

在转移时，压印元件、纸幅和长网形成一种“三明治”式的结构，该“三明治”被拉着穿过一真空槽口，从而完成转移过程。真空度的峰值约为10个水银柱高。将长网从“三明治”中取下，将非平面状的带有花型的纸幅支承在压印元件上，纸幅的纤维浓度约为20％。然后将纸幅和压印元件夹在二条毛毯之间，以250 PSI的压力对之加压。生成的模压纸幅的纤维浓度约为40％。通过与一蒸汽干燥鼓的接触而使压榨纸幅得以干燥。

生成的干纸幅的定量为26.4g/m²。经压榨的纸片的拉伸强度要大于采用相同的配料、丝网、压印元件和转移条件，但未在二条毛毯之间对基础纸片进行压榨的基础纸片的拉伸强度。该实施例的比较数据列于表2中。

表2 未起皱的手抄纸幅的性质

性质基础纸 250 PSI压榨(实施例5)

TT(m) 2414 3774

TS/TT 50 33

定量(g/m²) 26.8 26.8

表观密度kg/m³ 165 133

转移区厚度(mm) 未观测 0.033

关节区厚度(mm) 0.069 0.056

垫板厚度(mm) 0.108 0.097

T/K na 0.59

P/K 1.56 1.73

宏观厚度(mm) 0.16 0.20

现已对本发明的一些具体实例进行了解释和说明，但是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理范围的前提下，对之可以作出种种的改变和变形，这一点是很明显的。

Claims

1、一种纸幅，它包括：

一个具有第一厚度K的第一较高密度区；

一个具有第二厚度P的第二较低密度区；以及

一个在第一、二区延伸的第三区，第三区包括一个靠近第一区的转移区，该转移区具有第三厚度T；

其特征在于其厚度比P/K大于1.0，而且厚度比T/K小于0.90。

2、如权利要求1所述的纸幅，其特征在于其厚度比T/K小于0.80。

3、如权利要求2所述的纸幅，其特征在于其厚度比T/K小于0.70，最好小于0.65。

4、如权利要求1、2或3所述的纸幅，其特片在于其厚度比P/K至少为1.5。

5、如权利要求4所述的纸幅，其特征在于其厚度之比P/K至少为1.7，最好至少为2.0。

6、如权利要求1、2、3、4或5所述的纸幅，其特征在于该纸幅的定量为10～65克/平方米之间，其宏观厚度至少为0.10mm，至少为0.20mm更好，至少为0.30mm最好。

7、如权利要求1、2、3、4、5或6所述的纸幅，其特征在于第一、二区域中至少有一个是被预缩的。

8、如权利要求7所述的纸幅，其特征在于第二区是被预缩的。

9、如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的纸幅，其特征在于其第一较高密度区包括一连续网状区；而且其第二较低密度区包括若干分散的较低密度穹面，它们分散在连续网状区内，被连续网状区相互分开。

10、如权利要求9所述的纸幅，其特征在于较低密度穹面被预缩了。

11、一种形成纸幅的方法，它包括如下步骤：

提供一种造纸纤维的水分散液；

提供一种多孔成形元件；

提供一种第一脱水毛毯；

提供一种第二脱水毛毯；

提供一个压区，它位于第一、二对置的压榨表面之间；

提供一种多孔压印元件，它具有包括一纸幅压印表面的纸幅接触面，还有一偏转通道部；

使造纸纤维在多孔成形网上形成初始纸幅，该初始纸幅具第有第一、二表面；

将初始纸幅从多孔成形元件转移到多孔压印元件上，使初始纸幅的第二表面靠近多孔压印元件的纸幅接触表面；

使初始纸幅的一部分造纸纤维偏入偏转通道内，并通过偏转通道从初始纸幅中去除水分，以形成未压榨的非平面状的造纸纤维中间纸幅；

将纸幅夹在第一、二毛毯之间送入压区，其特征在于第一毛毯靠近中间纸幅的第一表面，纸幅压印表面靠近中间纸幅的第二表面，偏转通道与第二毛毯层流体沟通；以及

在压区中压榨中间纸幅，使造纸纤维进一步偏入偏转通道内，使一部分中间纸幅增浓，并从中间纸幅的第一、二表面脱水，形成模压纸幅。

12、如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：

在模压纸幅通过压区之后，将第一脱水毛毯从模压纸幅的第一表面分开；

在模压纸幅通过压区之后，将模压纸幅支撑在纸幅压印表面上；

提供一压榨表面；

将模压纸幅夹在纸幅压印表面与一压榨表面中间，从而将纸幅压印表面压入模压纸幅内，以形成一种压印纸幅；以及

将压印纸幅干燥。

13、如权利要求12所述的方法，其特征在于将纸幅压印表面压入模压纸幅时，应使纸幅压印表面位于模压纸幅与第二毛毯之间。

14、如权利要求11、12或13所述的方法，其特征在于压印元件包括复合压印元件，它具有与第二毛毯层相结合的纸幅压印表面。

15、如权利要求11、12、13或14所述的方法，其特征在于在压区中对中间纸幅的压区压力至少为100psi，在200～1000psi之间更好。

16、如权利要求11、12、13、14或15所述的方法，其特征在于还包括在浓度10～20％的情况下将初始纸幅转移至多孔压印元件。

17、如权利要求11、12、13、14、15或16所述的方法，其特征在于压榨中间纸幅时，在压区的人口处，其浓度在14～80％之间，15～35％更好。

18、如权利要求11、12、13、14、15、16或17所述的方法，其特征在于压印元件具有一纸幅接触面，它包括一个宏观呈平面状的带花型的连续网状纸幅压印面，纸幅压印面在多孔压印元件内限定出若干分散的，相互隔离的，不连通的偏转通道，该方法还包括以下步骤：在压区中对中间纸幅进行压榨，以形成一模压纸幅，它具有一宏观呈平面状的带花型的连续网状纸幅压印区，该区密度较高，还有若干分散的穹面，其密度较低，穹面分布在整个连续的较高密度的网状区内，相互之间被较高密度网状区隔离开来。

19、如权利要求11、12、13、14、15、16、17、18或19所述的方法，其特征在于还包括对纸幅进行预缩的步骤。

20、如权利要求18所述的方法，其特征在于还包括对连续网状区和若干分布在连续网状区内的分散穹面进行预缩的步骤。