专利名称：高压压花和用高压压花方法生产的纸的制作方法
方法生产的纸发明领域本发明涉及纸的压花，更具体地说，涉及单层薄纸的装饰性压花。
背景技术：
在技术上，压花是众所周知的。压花是用于将二层纸连接在一起，以形成一个多层的叠片的一种普通的技术。最后所得到的，其定量为每一个组成层定量二倍的叠片的一些性质(例如，纸的厚度，柔软性，和吸湿性)，是单层纸所得不到的。
现有技术是将二层纸压花连接在一起的。压花是利用几种已知的压花方法中的一种方法来完成的(例如球形突出物对球形突出物(Knob-to-Knob)压花，或双层的层压方法)。上述的压花方法在具有共同受让人的1968年12月3日授予Wells的美国专利3414459号，和1994年3月15日授予Mc Neil的美国专利5294475号中，作了说明。这里引入这些专利说明供参考。还有另一种将二层纸连接在一起的压花方法为嵌套式压花方法(nestedembossing)；这种方法也是在本领域公知的。
采用每一种上述的压花方法，压花花纹都偏离出纸平面之外。这种偏离可以增加该层纸的厚度，因而也增加了该叠片的厚度，这是所希望的。因为压花压力使纸的纤维变形，超出纸的平面之外，因此，通常的压花方法可使纸的厚度增加25～135％。
压花超出纸平面之外意味着，该压花花纹从没有压花的纸的原始厚度向外延伸。这样，变形超出纸平面之外的压花花纹，从纸的表面向外延伸，从而增加纸的厚度。压花花纹的从审美观点看的清晰度是直接与这些压花花纹的超出纸平面的变形量成比例的。
超出纸平面之外的压花花纹还会造成纸的拉伸强度损失。一种通常的靠空气流通通过而干燥的衬底(例如，俄亥俄州，辛辛那提市的Procter &Gamble公司出售的CHARMIN浴纸中的衬底)，在通常的压花过程中，拉伸强度损失20～40％。另外，现有技术的压花方法往往使纸的柔软性变坏。人们认为，这种柔软性变坏是由于超出纸平面之外的压花花纹引起的触觉感觉造成的。
典型的现有技术的压花方法是依靠一个通常的橡胶砧座辊子和一个钢制的花纹辊子来形成美学花纹的。当将多层纸压在可变形的砧座辊子上进行压花时，该美学花纹是由纸纤维变形而超出该纸平面之外形成的。
1995年7月25日授予Schulz的美国专利5436057号描述了企图在纸上进行一种美学花纹压花的一种现有技术。如Schulz的5436057号专利的
图13-14所示，这种压花方法要求将纸模压至其纸平面之外，以形成压花花纹。
1995年8月23日以Kamps等人的名字公开的欧洲专利申请0 668 152A1，公开了一种相似的技术方案。如该专利申请图10所示，该发明也具有纸张被模压至该纸平面之外的缺点。Schulz的5436057号美国专利和Kamps等人都没有提出要在纸平面以内，进行美学花纹的压花。
另一些技术方案使用较高的压花压力。然而，这些方案只限于将多层纸连接在一起。例如，1968年4月9日授予Gresham等人的美国专利3377224号，提出了不用粘接剂，将二层具有不同皱纹的纸模压在一起的压花方法。该方法需要1/32英寸的方形的凸台。
1967年6月6日授予Palmer等人的美国专利3323983号，提出了一个相似的方案。Palmer等人提出了一种将多层薄的皱纹纸固定在一起的压花方法。然而，Gresham和Palmer等人都没有提到单层纸的压花问题。相反，上述二种方案中的每一种方案，都只局限于将二层纸或多层纸连接在一起的压花方法。
1995年4月12日，以Reinheimer等人的名字提交的，具有共同受让人的欧洲专利申请WO 95/27429，提出了一种包括至少两个层的纤维素布。具有单个斑点形状的压痕的压花花纹将该两个层连接在一起，该压痕使该纤维素布的组织变形，并使该纤维素布的组织互相连接。这些压痕是由一些压花斑点形成的，该压花斑点起源自该纤维素布组织的外层，并向着内部弯曲而凹进去的。
相反，根据本发明的压花方法只使用一张单层纸。由该单层纸压花产生的上述美学花纹处在该纸的平面内。
另外，根据本发明的压花方法，可减小连带产生的纸的拉伸强度损失。由根据本发明的压花方法连带产生的纸的拉伸强度损失，一般小于10％，在某些情况下，可小于5％。
另外，本发明使花纹的清晰度，与上述压花花纹超出纸平面之外的变形量大小没有关系。在本发明中，花纹的清晰度不是由上述压花花纹的深度决定的；而是由该压花花纹的反光性质决定的。特别是，这些压花花纹往往是贴有玻璃纸的(glassined)，因此，其反光性比纸的没有压花区域要大。
根据本发明的压花方法，可增加纸的模量。该模量(克/厘米)是当一张2英寸计量长度和4英寸宽度的试样纸，以1英寸/分的受限制的伸长量，在一台拉伸试验机上被加载时，该纸的应力/应变曲线的斜率。该斜率是在15克/厘米试样纸宽度的负载下测量的。
因此，本发明的一个目的是要提供一种没有超出纸平面之外的压花花纹的压花纸。本发明还有一个目的是要提供一种不会由于压花加工而造成纸的拉伸强度不适当的损失的压花纸。
本发明再有一个目的是，要提供一种具有肉眼可以区别开来的压花花纹的单层纸。本发明最后一个目的是，要使压花花纹的清晰度与压花花纹的深度没有联系。
发明概述本发明包括具有两个表面，即彼此相对的第一表面和第二表面的单层纸。该纸的第一表面和第二表面被该纸的厚度隔开。该纸经过压花加工，具有多个压花花纹。该压花花纹从该纸的第一表面向内朝着该纸的第二及与第一表面相对的表面延伸。该压花花纹不会从该纸的任何一个表面向外伸出。
该纸还可以具有从该纸的第二表面向内延伸的多个压花花纹。如果该纸具有从该第二表面向内延伸的多个压花花纹，则这些压花花纹同样不会从该纸向外伸出。在该纸的第二表面上的多个压花花纹，可以与在该纸第一表面上的多个压花花纹对齐，或彼此偏移。
最好，在该纸上的压花花纹包括一些贴了玻璃纸的区域。一般，贴了玻璃纸的区域的反光能力增大，因此，带来美学上的优点。
最好，与该压花花纹的尺寸比较，该纸上没有压花的区域的表面凹凸起伏较微小，以便保持该纸的压花花纹的从美学观点看的清晰度。
附图的简要说明图1为根据本发明的用于给纸压花的一种装置的示意性侧视图；图2为图1的一个放大的局部视图，示出处在该纸的平面内的压花花纹；图3为根据现有技术的用于给纸压花的一种装置的示意性侧视图；图4为图3的一个放大的局部视图，示出不处在该纸平面内的、超出该纸平面之外的压花花纹；图5为一个压花花纹的从顶部看的平面图，该压花花纹具有四种尺寸的重复单元，并且，尺寸最大的重复单元的中心在两个辊子之间辊隙中。
本发明的详细描述参见图1和图2可看出，本发明包括纸10，更具体地说，是包括单层的纸10。该单层纸10有两个相对的表面，即第一表面12和第二表面14。该纸10的厚度T，由该相对的第一和第二表面12，14之间的距离决定。
根据本发明的纸10通常被描述成并可用于作面巾纸，浴纸，纸巾，餐巾，湿抹布，手帕和各种各样的有关用途。本领域普通技术人员都可将本发明的纸10用于所希望的最终用途。
纸10的平面形成该张纸的X-Y方向尺寸。该纸10的Z-方向则与其X-Y方向的尺寸和该纸10的平面垂直。该纸10的厚度T是在Z-方向上测量的。
该纸10还具有压花花纹20。压花花纹20是指该纸10上经过压实或用其他方法受压的区域。最好，构成该压花花纹20区域的纸10的纤维是永久性地且比该各个压花花纹20中间的纸10的区域的纤维更紧密地粘接在一起的。该压花花纹20上可以贴上玻璃纸。虽然，如果希望的话，该压花花纹20可以形成一个基本上为连续的网络，但最好，该压花花纹20是彼此分散的。
与图3和图4所示的现有技术的压花方法相反，本发明的压花花纹20不向外延伸，超出由该纸10的两个相对表面形成的平面之外。如图1和图2所示，上述各个压花花纹20，可从该纸10的第一表面12和该纸10的第二表面14中的任何一个表面或从该两个表面向内延伸。如果该压花花纹20从该纸10的两个表面12，14向内延伸，则在一个表面12上的压花花纹20，可以与从该纸10的另一个相对的表面14向内延伸的压花花纹20，彼此对齐或偏移一段距离。
现在知道，两张单层纸10，其中的任何一张或两张都是根据发明制成的，可以面对面地连接在一起，形成一个叠片。这种连接和使用多张根据本发明的单层纸10，不会使该纸10脱离所附权利要求书的范围。
包括根据本发明的纸10的衬底，可以使用一块或多块压榨毛毯，用传统的方法进行干燥。如果包括根据本发明的纸10的衬底，是用传统的方法干燥的，则可以使用一块能将一个花纹加在该纸10上的毛毯，采用传统的方法进行干燥。这种干燥方法具有共同受让人的在1996年9月17日授予Trokhan等人的美国专利5556509号，和1996年1月11日用Trokhan等人的名字公开的PCT申请WO 96/00812号中作了说明，这里引入该两个专利的说明供参考。
最好，包括根据本发明的纸10的衬底，是利用穿透式空气来进行干燥的。利用穿透式空气进行干燥的一种适当的衬底，可以根据具有共同受让人的美国专利4191609号制造。这里引入该专利的说明供参考。
更理想的是，包括根据本发明的纸10的衬底，是在一条具有花纹的框架的皮带上，利用穿透式空气来进行干燥。最好，该框架将包括基本上为连续的网络的花纹，压印在该纸10上，并且，该框架的偏斜导管(deflectionconduit)分散在该花纹内。上述偏斜导管在该框架的彼此相对的第一表面和第二表面之间延伸。该偏斜导管可在根据本发明的纸10上形成多个圆丘。根据本发明的上述皮带，可以根据下述的具有共同受让人的美国专利中的任何一个专利制造。这些美国专利是1987年1月20日授予Trokhan的美国专利4637859号，1985年4月30日授予Johnson等人的美国专利4514345号，1994年7月12日授予Rasch等人的美国专利5328565号，和1994年8月2日授予Trokhan等人的美国专利5334289号。这里引入这些专利说明供参考。
根据上述专利制造的、利用穿透式空气进行干燥的纸10具有许多圆丘，分散在整个基本上为连续的网络区域内。一般，这些圆丘与该纸10垂直，并且增加该纸10的厚度。一般，这些圆丘的几何形状，与上述的皮带上的偏斜导管是相对应的，并且，在造纸过程中，这些圆丘的位置，与上述的偏斜导管也相对应。由于在造纸过程中，上述圆丘模制在上述框架的偏斜导管中，因此，使得这些圆丘从该纸10的基本上为连续的网络上，向外突出出来。通过在造纸过程中，模制在上述框架的偏斜导管中，该纸10上包括这些圆丘的区域，在上述Z-方向上产生偏移。对于这里所述的实施例，虽然上述圆丘的数目与上述压花花纹20的尺寸有关，然而，这样一纸张10，每平方英寸至少有300个圆丘。最好，如果该纸10具有多个圆丘，或其他外形突出的特征部分，则该纸10上的每一个压花花纹20的面积，应为该圆丘或其他外形突出的特征部分的面积的至少10倍，最好为至少100倍。
如果本发明选择具有这种圆丘的纸10，则这些圆丘可以从该纸10的第一表面12向外伸出；而该压花花纹20可以从该纸10的任何一个表面向内延伸。但是，最好是该压花花纹20从该纸10的第二表面14向内延伸。
根据本发明的，并具有上述多个圆丘的纸10，可根据下述具有共同受让人的美国专利制造。这些美国专利是1985年7月9日授予Trokhan的4528239号，1985年7月16日授予Trokhan的4529480号，1993年9月14日授予Trokhan等人的5245025号，1994年1月4日授予Trokhan的5275700号，1985年11月15日授予Smurkoski等人的5364504号，和1996年6月18日授予Trokhan等人的5527428号。这里引入这些专利说明供参考。
根据应用场合的不同，对根据本发明的纸10所用的衬底作几种变化是可行的，并且是所希望的。包括本发明的纸10的衬底，根据所希望的要求，可以是有皱纹的或没有皱纹的。根据本发明的纸10可以是做成多层的。作成多层的方法在下述具有共同受让人的美国专利中作了说明。这些美国专利是1976年11月30日授予Morgan等人的3994771号，1980年9月30日授予Kearney等人的4225382号，和1981年11月17日授予Carsfens的4300981号。这里引入这些专利说明供参考。
为了进一步增加该纸10的柔软的触觉感觉，可以在该纸10中加入化学软化剂。适当的化学软化剂可以根据下述具有共同受让人的美国专利的说明加入。这些美国专利是1993年6月8日授予Phan的5217576号，和1993年11月16日授予Phan等人的5262007号。这里引入这些专利说明供参考。另外，如下述具有共同受让人的美国专利所说明的那样，在根据本发明的纸10中，可以加入硅酮。这些美国专利是1993年6月1日授予Ampulski等人的5215626号，和1995年2月14日授予Ampulski的5389204号。这里引入这些专利说明供参考。还可以如授予1994年7月26日Muckenfuhs的，具有共同受让人的美国专利5332118号所述的那样，将该纸10浸湿。这里引入该专利说明供参考。
再参见图2，根据本发明的压花加工，可以利用两个圆筒形的，在轴向互相平行并列，以便在该两个辊子之间形成一个辊隙的辊子30，32来完成。第一个辊子是一个花纹辊子30。该辊子30具有从其圆周上沿径向方向向外伸出的多个突出部分34。第二个辊子是一个砧座辊子32。该辊子32的表面用裸眼看是很光滑的。最好，该砧座辊子32的加工表面的粗糙度达到32微英寸/英寸或更小。
在根据本发明的压花过程中，该花纹辊子30和该砧座辊子32都不变形。虽然，根据所加的负载，理论上可以预测该两个辊子会有一些变形，但实际上，该花纹辊子30和砧座辊子32足以认为是不变形的，其刚性足够大，可以消除能在该纸10上形成超出该纸平面的压花花纹20的变形。该砧座辊子32可以是一个凸面辊子。
虽然，可以使用任何相对来说不变形的且刚性较大的材料，但辊子30，32中的每一个辊子，最好由钢制成，并最好经过淬硬。如果辊子30、32是钢制的，则每一个辊子30、32的Rockwell C硬度应达到20～25。最好，为了使寿命达到最长，该辊子30、32的Rockwell C硬度至少应为50，更理想是至少为58。
一般，不应该使用如图4所示的，现有技术的橡胶砧座辊子32。可以预言，在一个不太优选的实施例中，对于某些应用场合，一种由非常硬的橡胶制成的辊子(例如，用1/8英寸直径的球测量的硬度小于10 P & J的一种橡胶辊子)也可以适用。
不论用什么材料制造，该砧座辊子32在压花过程中必需不变形。如果该砧座辊子32产生变形，则在该纸10上会形成超出该纸平面之外的压花花纹，并且该纸的拉伸强度会损失。
该砧座辊子32和花纹辊子30中的一个或两个辊子，可从内部加热。可以预言，加热该砧座辊子32和花纹辊子30，有助于在所得到的纸10上，形成一个贴有玻璃纸的压花花纹20。
继续参见图2，上述辊子30、32的直径可以为8～30英寸，最好为18～24英寸；直径为10英寸的辊子也可以适用。该辊子30，32在轴向方向的长度为8英寸。为了适应商业制造，最好，该辊子30、32比8英寸宽。可以预言，辊子30、32的宽度为80英寸或更大也是可行的。
该花纹辊子30和砧座辊子32，是沿着连接该辊子30，32的中心的平面在直径方向上被加载压在一起的。该辊子30，32可以用气动加载气缸，或最好用液压加载油缸加载而压在一起。最好，在上述辊子的每一端有一个加载缸，或者，该辊子30，32都用气动加载。最好，该花纹辊子30是静止不动的，而对该砧座辊子32加载；虽然，如果希望的话，可以采用相反的方案。另一种方法是，每一个辊子30，32都可以用气动方法加载，并向着另一个辊子30，32偏压。测力计可以放置在每一个辊子30，32下面，以便使该两个辊子之间的辊隙中的加载均衡，并可监视在压花过程中的压力波动。
根据本发明的压花加工，是在压花压力至少大约为1000磅/平方英寸，最好为1000磅/平方英寸大约10000磅/平方英寸，或更理想是大约3000磅/平方英寸至大约5000磅/平方英寸下进行的。所希望的压花压力取决于该要压花的纸10的衬底，特别是要压花的该纸10的纸厚度，纸表面的凹凸起伏大小和该纸的配料。一般，当该纸的表面凹凸起伏结构较大时，则根据本发明的压花，要求较大的压花压力。
压花压力压花压力由下式决定EP＝AL/(NA×PLA)式中EP-压花压力；AL-所加负载；NA-两个辊子之间的辊隙面积；和PLA-花纹接触面积。
所加负载为上部的压花辊子(根据情况不同，可以是花纹辊子30或砧座辊子32)的重量，和通过用于将该花纹辊子30和砧座辊子32压紧在一起的加载气(油)缸所施加的压力之和。如果连接该砧座辊子32和花纹辊子30的中心的加载平面不是垂直的，则在决定上述所加负载时，只考虑该上部压花辊子30，32(即压在该纸10上的辊子)的重量的垂直分量。
上述两个辊子之间的辊隙面积是该辊隙的宽度NW与该花纹辊子30或砧座辊子32的宽度的乘积。该纸10的宽度与该花纹辊子30和砧座辊子32的轴线平行。辊隙宽度NW与机器的运动方向平行，如图5所示。
该两个辊子之间的辊隙宽度NW取决于用来将该两个辊子30，32加载压在一起的压力，该纸10的厚度T，辊子30，32的任何一个平整部分或在该辊隙中的突出部分34，及辊子30，32的直径。如本领域公知的那样，可以根据经验，通过将一张复写纸插入该辊子30、32之间的辊隙中，来确定该辊隙的宽度NW。然后，将该两个辊子30，32加载至所希望的压力。然后，从该复写纸上测量该辊隙宽度NW。适当的复写纸可从威斯康星州(WI)，Beloit市场的Beloit公司的Manhattan分部的“辊隙压印成套工具”(NipImpression Kit)中获得。
该辊隙宽度NW是在没有将要压花的纸10放在该辊子30，32之间的情况下确定的。在确定该辊隙宽度NW时，只使用适当的复写纸。
为了确定该辊隙宽度NW，要如下所述那样，将该两个辊子30，32转动至所希望的位置，以便测量该辊隙宽度NW。一旦该两个辊子30，32处在所希望的位置时，利用用于本发明的压花过程的压力，对该两个辊子加载，使它们压在一起。这种加载会在该复写纸上产生一个辊隙的压痕。利用任何适当的刻度尺在机器运动方向上测量该压痕，就可得出该两个辊子之间的辊隙宽度NW。可从马塞诸塞州的Starrett Company of Athol公司购买分辨率为1/32英寸的适当的刻度尺。
参见图5，当确定该两个辊子之间的辊隙宽度NW时，该两个辊子30、32转动至所希望的位置，使该花纹辊子30的一个重复单元40的中心位于该辊隙上。虽然，根据本发明可以使用任何所希望形状的重复单元40，而图5的例子却表示了几组作成菱形和圆形形状的重复单元40。
如果该花纹辊子30具有多于一个尺寸的重复单元40，则具有最大尺寸的最大的重复单元40的中心位于该两个辊子之间的辊隙中，以便确定该辊隙的宽度NW。当确定该辊隙宽度NW时，只考虑在机器运动方向上的该重复单元40的尺寸。如果两个(或多个)重复单元40在机器运动方向上具有相同的最大尺寸，则可以利用在机器运动方向的横向，尺寸较大的重复单元40，来决定该辊隙宽度NW。如果使用两个花纹辊子30，则要使用具有最大的重复单元40的花纹辊子30来确定该辊隙宽度。
如上所述，该花纹辊子30具有一个相应的花纹接触面积。该花纹接触面积由上述花纹辊子30的突出部分34的远端36的面积决定。该花纹接触面积为在压花过程中，实际上与该纸10接触的该花纹辊子30的表面积的百分之几。这个百分数与沿着径向方向伸出的该多个突出部分34的多个远端36的累积表面积相对应，而该累积表面积则为上述花纹辊子30的剩余部分的表面积的一个百分数。
最好，该花纹接触面积为该花纹辊子30的表面积的大约2％～大约20％，更理想的是大约3％～大约10％。如果知道该两个辊子30，32和该突出部分34的远端36的几何形状，则可用数学方法确定该花纹接触面积。
最好，由该多个突出部分34形成的压花花纹，包括一系列离散的突出部分34，而不是包括一条连续的线。多个离散的突出部分34，比构成一条连续线的多个突出部分34更不大可能切割该纸10。
该花纹接触面积具有一个相应的花纹接触宽度。该花纹接触宽度为该突出部分34的远端36的最窄的尺寸。最好，该花纹接触宽度至少为大约0.020英寸，更理想是，至少为大约0.030英寸。如果该花纹接触宽度小于上述规定的宽度，则该花纹辊子30会切割该纸10。特别是，当所制造的纸10为一种薄纸产品时，如果上述花纹辊子的花纹接触宽度比上述规定的宽度窄，则甚至在较低的压花压力(例如2000磅/平方英寸)下，也会产生切割纸的现象。该突出部分34可以从该花纹辊子30的圆周上沿径向方向向外伸出0.010～0.070英寸，最好为大约0.025英寸。
在工作中，根据本发明的压花过程可以通过提供两个轴向方向互相平行的、并列在一起且在其间形成辊隙的辊子30、32来完成。每一个辊子30、32都有一条轴线。每一个辊子30、32围绕其轴线回转。该辊子30、32的轴线形成了连接该两个辊子30、32的中心的一个加载平面。
每一个辊子30、32都是比较不易压缩的，并且最好是钢制的。至少有一个辊子30具有许多沿径向方向向外伸出的突出部分34。每一个突出部分34有一个远端36。另一个辊子32可以是比较光滑的。
该两个辊子30、32沿着连接它们的中心的加载平面，在直径方向上被加载压在一起。该两个辊子30、32由在该突出部分34的远端36上测量的、至少为大约1000磅/平方英寸的压花压力加载被压在一起。
另外还备有一张单层纸10。一般最好是，该单层纸10的纸厚度较大，且其定量较大，这样，可使上述压花花纹20的从美学观点来看的清晰度最大。另外，最好是，与所希望的压花花纹20的花纹比较，该单层纸的表面凹凸起伏较细小。最好，该纸的表面凹凸起伏大小，由用在用来制造该纸10的一个由穿透式空气进行干燥的造纸皮带上的偏斜导管的尺寸决定。
该纸10具有彼此相对的第一和第二表面12，14。该第一和第二表面12，14在Z-方向被该纸10的厚度T分隔开来。该纸10放在上述两个辊子30、32之间的辊隙中。每一个辊子30、32可围绕其相应的轴线回转，因此该纸10可以通过该辊隙相对于该两个辊子30、32进行输送。
在该辊隙中，该纸10被压花，形成许多与上述花纹辊子的突出部分34的远端36相对应的压花花纹20。该压花花纹20的底部位于该纸10的第一和第二表面12，14之间。该压花花纹20不会从该纸10的平面上向外伸出。最好，在该压花花纹20上贴上玻璃纸。
例I根据本发明的压花过程，在采用一个光滑的砧座辊子32，和一个带有每平方英寸28个离散的突出部分34的花纹辊子30情况下，工作得很好。每一个突出部分34是椭圆形的，其椭圆长轴和短轴分别为0.080英寸和0.040英寸。上述各个突出部分34彼此隔开45°，其间隔节距为0.117英寸。上述两个辊子30、32的直径为10英寸，一个花纹接触面积为该花纹辊子表面积的8％，并且在5300磅/平方英寸的压花压力作用下，被加载至该两个辊子之间的辊隙宽度NW为0.18英寸。
上述单层纸10是根据授予Trokhan的，具有共同受让人的美国专利4191609号制造的。这里引入该专利供参考。该纸10的两面每平方英寸具有大约1450个交错排列的圆丘。该纸10的定量为每3000平方英尺18磅；而该纸作成三层形式时的配料，在两个外层中为含有35％标称值的桉树类物质，其中心层的配料则含有30％标称值的桉树类物质。所得出的压花花纹20贴上玻璃纸，使它相对于该纸10的背景，具有令人愉快的和醒目的从美学观点看的清晰度。
例II这个实验利用根据具有共同受让人的美国专利4637859号制造的一张单层纸10进行重复。该纸10具有每平方英寸大约78个圆丘的一种弓形线形状的花纹。根据本发明对这张单层纸10进行压花是不合格的。在上一个例子中工作得很好的同样的压花花纹，在这个例子中，既不能与该纸的背景相区别，又不能给人以一种美学上的愉快感觉。
上述压花过程的另外一些选择方案也是属于本发明的范围内的。例如，如果要生产具有从该纸10的第一表面12和第二表面14两个表面向内延伸的多个压花花纹20，并且这些压花花纹20是彼此偏移的，根据本发明的纸10则可以用授予McNeil的上面提到的美国专利5294475号中所述的双层层叠辊子30代替上述的辊子30，32中的一个。McNeil的5294475号专利中的每一个辊子30都具有沿着径向方向伸出的多个突出部分34。该每一个辊子的沿径向方向伸出的多个突出部分34，都与另一个辊子32、30的圆周接触。
如果希望生产具有从该纸的第一表面12和第二表面14向内延伸的多个压花花纹20，并且这些压花花纹20是彼此互相对齐的纸10；则可以使用Wells的，上面提到的美国专利3414459号中所述的球形突出物对球形突出物的压花方法。Wells的3414459号专利中的每一个辊子30，也具有沿径向方向伸出的多个突出部分34。一个辊子30的该沿径向伸出的多个突出部分34，与另一个辊子30的沿径向方向伸出的多个突出部分34接触。
另外，如果想避免一起使用两个辊子30、32进行根据本发明的压花加工，则可以使用平板进行压花加工。一块平板用作砧座平板，另一块平板可以如上述那样作出花纹。如上面相对于辊子30、32所讨论的那样，该二块平板也应该是刚性好和不变形的。最好，该二块平板保持互相平行，并且在与至少一块平板垂直的方向上，被加载压在一起。平板压花加工的缺点是，它要求分批加工，而不是上述的连续加工。但是，可以预言，平板压花方法的优点是，压花平板与该纸10的接触时间较长，因此，可使该压花花纹20美学上更加醒目清楚。
权利要求
1.一种用于单层纸压花的方法，所述方法包括下列步骤提供两个轴向方向平行的并列的且在它们之间形成辊隙的辊子，每一个所述辊子有一轴线，所述辊子的所述轴线形成连接所述辊子中心的一个加载平面，至少所述辊子中的一个辊子，具有多个沿着径向方向从该辊子向外伸出至同样多个远端处的突出部分，每一个所述的辊子都是相对地不可压缩的；利用在所述突出部分的远端上的至少为1000磅/平方英寸的压花压力，在所述加载平面上对所述两个辊子加载，将该两个辊子压在一起；提供一张具有被厚度隔开的、彼此相对的第一表面和第二表面的单层纸；将所述纸放置在所述两个辊子之间的所述辊隙中；使每一个所述辊子围绕其相应的轴线转动，从而使所述纸相对于所述辊子进行输送；和对所述纸进行压花加工，以形成许多向内延伸的与所述多个突出部分的所述多个远端相对应的压花花纹；所述压花花纹处在所述纸的所述第一表面和所述第二表面的中间，因此，所述压花花纹不会向外伸出，超出所述纸的任何一个所述表面之外。
2.如权利要求1所述的压花方法，其特征在于，所述两个辊子中的一个辊子，具有从该辊子伸出出来的多个突出部分，而所述两个辊子中的另一个辊子，具有较光滑的表面；并且，最好，所述纸的所述压花工序，可生产出具有从所述纸的一个所述表面上，向内单方向延伸的多个压花花纹的纸。
3.如权利要求1所述的压花方法，其特征在于，所述纸是利用穿透式空气进行干燥的，并且，该纸具有从所述纸的所述第一表面，向外伸出的多个圆丘；最好，所述纸放置在所述两个辊子之间的所述辊隙中，同时，所述多个圆丘的指向是远离所述突出部分的，这样，当进行压花时，所述压花花纹从所述纸的所述第二表面，向内延伸。
4.一种用于单层纸压花的方法，所述方法包括下列步骤提供两个在轴向方向互相平行并列的且在它们之间形成辊隙的辊子，每一个所述辊子有一轴线，所述辊子的所述轴线形成一个连接所述两个辊子中心的加载平面，每一个所述辊子具有多个沿径向方向向外伸出的突出部分，每一个所述突出部分的终端为远端；在所述加载平面上对所述两个辊子加载，使它们压在一起，以便在所述突出部分的远端形成一个至少为1000磅/平方英寸的压花压力；提供一张具有两个彼此相对的表面，即第一表面和第二表面，的单层纸，所述第一表面和所述第二表面由所述纸的厚度隔开；将所述纸放在所述两个辊子之间的所述辊隙中；使每一个所述辊子围绕其相应的轴线回转，从而使所述纸相对于所述辊子进行输送；和对所述纸进行压花加工，以形成第一组多个从所述纸的所述第一表面向内朝着所述纸的所述第二表面延伸的所述压花花纹；和第二组多个从所述纸的所述第二表面，向内朝着所述纸的所述第一表面延伸的所述压花花纹。
5.如权利要求4所述的压花方法，其特征在于，每一个所述辊子的所述突出部分在所述两个辊子之间的所述辊隙处，与另一个所述辊子的圆周接触；并且其中，当对所述纸进行压花加工时，所述第一组多个液化花纹和所述第二组多个液化花纹，彼此相互偏移一段距离，最好是所述压花压力至少为3000磅/平方英寸。
6.如权利要求4所述的压花方法，其特征在于，每一个所述辊子上的所述突出部分的所述远端在所述辊隙处，与另一个所述辊子上的所述突出部分的所述远端接触，所述第一组多个压花花纹与所述第二组多个压花花纹互相对齐；最好，所述两个辊子由至少为3000磅/平方英寸的压力加载，使它们压在一起。
7.一种具有两个彼此相对的表面，即第一表面和第二表面的单层纸，所述纸经过压花加工，其压花花纹从所述纸的一个所述表面向内朝着所述纸的另一个所述表面延伸，因此，所述压花花纹不会从所述纸的任一个所述表面向外伸出；最好，在所述纸上的所述压花花纹包括一些贴了玻璃纸的区域，更优选的是，所述纸具有从所述纸的所述第一表面向外伸出的多个圆丘，且进一步优选的是，所述压花花纹从所述纸的所述第二表面向内朝着所述纸的所述第一表面延伸，最优选的是，每一个所述压花花纹的面积比每一个所述圆丘的面积大。
8.一种具有两个彼此相对的表面，即第一表面和第二表面的单层纸，所述单层纸具有从所述第一表面和所述第二表面中的每一个表面向内延伸的多个压花花纹，所述纸没有从任何一个所述表面向外延伸的压花花纹，在所述多个压花花纹中间的区域，相对来说是保持不压花的。
9.如权利要求8所述的纸，其特征在于，所述多个压花花纹是对齐的，从所述纸的所述第一表面向内延伸的所述多个压花花纹的位置，与从所述纸的所述第二表面向内延伸的所述多个压花花纹是相对应的。
10.如权利要求8所述的纸，该纸的所述多个压花花纹是彼此偏移的，其中，从所述纸的所述第一表面，向内延伸的所述多个压花花纹的位置，与从所述纸的所述第二表面向内延伸的所述多个压花花纹不相对应。
全文摘要
本发明公开了一种用于对单层纸进行高压压花的方法,和利用这种方法生产的纸。该压花方法需要两个辊子－花纹辊子(30)和砧座辊子(32)。在辊隙处,该两个辊子在至少为1000磅/平方英寸的压力下,被加载而压在一起。在该辊隙中,该张单层纸被压花加工。该纸的压花花纹不会向外伸出超出该纸的厚度之外,而产生有任何超出该纸平面之外的变形。这些压花花纹上一般可贴上玻璃纸。所得到的纸具有美学上令人愉快的外观,不会由于压花加工造成不适当的该纸的拉伸强度损失。
文档编号B31F1/00GK1252756SQ98804410
公开日2000年5月10日 申请日期1998年4月2日 优先权日1997年4月23日
发明者凯文·B·麦克尼尔, 琳达·R·谢津格, 托马斯·A·汉斯勒, 丽贝卡·A·米勒, 巴巴拉·A·路德维格 申请人:普罗克特和甘保尔公司