将光敏树脂涂布于造纸中所用的纸页载体上的方法

专利名称：将光敏树脂涂布于造纸中所用的纸页载体上的方法
技术领域：
本发明的领域本发明提供一种将可固化的树脂涂布于纸页载体的方法，更具体地说，本发明涉及一种将可固化液体树脂涂布于纸页载体方法以制成造纸中所用的使纸幅产生图案的装置。
本发明的背景在现有造纸技术中，人们已经知道将涂料如树脂涂料和泡沫涂料涂布于纸页载体。例如，人们已知道以预选的图案将光敏树脂涂布于造纸作业中所用的多孔元件(foraminous member)上。人们还知道提供具有涂料，如泡沫涂料的造纸压榨毛毯从而取得可控的孔隙体积和渗透性。下列文献描述了树脂、填料、泡沫、层合结构或其它涂料在造纸设备制造过程中的应用1970年12月22日颁发给Benz的美国专利3,549,742；颁发给Eklund的美国专利4,446,187；1985年4月30日颁发给Johnson等人的美国专利4,514,345；1987年1月20日颁发给Trokhan的美国专利4,637,859；1989年1月3日颁发给Boyer等的美国专利4,795,480；1992年3月24日颁发给Smurkoski等人的美国专利5,098,522；1994年9月13日颁发给Barnewall的美国专利5,346,567；1994年8月2日颁发给Trokhan等人的美国专利5,334,289；和1991年10月3日以Sayers等的名字公开并转让给SCAPA集团的PCT公开号WO91/14558。
人们还知道用树脂和填料材料来浸渍织物如针状纤维织物和毛毯材料。下列文献描述了树脂和/或填料在织物中的应用颁发给Mutzeuber等人的美国专利4,250,172；颁发给Wood的美国专利4,390,574；颁发给Dost等人的美国专利4,464,432；颁发给Sumii等人的美国专利5,217,799；颁发给Landis等人的美国专利5,236,778；和1988年7月12日重新颁发给Woo的再颁发专利32,713。
为制成造纸装置，在纸页载体上的部分树脂固化之后，最好从载体上除去未固化的树脂。为使最终造纸装置在其特殊造纸用途方面具有所期望的特性，从载体上除去未固化的树脂是很重要的。这些特性包括，但不限于，装置的柔韧性、装置的可压缩性、空气通过该装置的渗透性和水通过该装置的渗透性。对于具有开口的图案装饰树脂表面的造纸装置(借助开口，在纸幅成形和干燥期间，空气和/或水得以输送)，除去未固化的树脂特别重要。保留在载体中的未固化的树脂会降低载体的渗透性，从而减少通过在图案装饰的树脂表面的开口的流动。
除去未固化的树脂的一种方法包括从载体上洗掉未固化的树脂。例如，上面提到的美国专利4,514,345公开了从由纤丝(woven filament)织成的多孔元件上洗掉未固化的树脂，接着借助真空从多孔元件上除去残余清洗液和未固化的液体的方法。然而，仅仅使用洗涤和真空法对除去所有未固化的树脂是无效的。
毛毯或开孔的泡沫载体会具有大量相对小的，能捕集未固化的树脂的内部孔洞。正如上面所描述的，捕集的未固化的树脂会降低造纸装置的性能。另外，这种捕集的树脂基本上是浪费，只会增加树脂流延工艺的成本。增加洗涤和真空循环的次数来除去所捕集的树脂也会增加该方法的成本。
此外，在某些涂布中，最好是能够控制树脂渗入载体的深度。例如，最好使固化的树脂层渗到载体的预定的厚度部分，从而使树脂与载体的结合合乎要求，同时保持载体的柔韧性和载体对空气和水的渗透性。
1970年12月22日颁发给Benz的美国专利3,549,742公开了一种将填充材料塞入滤水元件孔隙中的方法，这些孔隙最终是开孔的以用于滤水，然后将可固化的材料塞入预定区域中的滤水元件的剩余孔隙，在这一区域中，可以防止液体通过滤水元件的流动。可固化材料固定或固化后，从滤水元件中除去填充材料。Benz方法的缺点是填料在涂布于滤水元件之前，就以预定图案放置，并且填料必须被压入滤水元件，以使得滤水元件的预定区域不含填料。因此，其中可固化的材料可被固定到滤水元件的图案由不含填料的滤水元件的预定区域所限定。
而且，Benz采用压力来机械地迫使填料进入滤水元件。将填料压入载体会产生以下缺点如果载体具有许多小的内部孔隙，并且是相对可压缩的，那么将压力施加于载体会载体皱缩或关闭载体中的部分孔隙，从而使填料对载体的渗透变得困难。
另外，使填料压入毯层会导致填料由侧面流入毯区，这意味着这些区域对于可固化的材料是开孔的。因此，由Benz所公开的方法用于将可固化树脂于涂布毯层是不理想的。
因此，本发明的一个目的是提供一种将可固化的树脂涂布于载体以制成造纸装置的方法。
本发明的另一个目的是提供一种可减少未固化的光敏树脂量的方法，这些未固化的光敏树脂需要从使纸幅产生图案的装置上除去，这种装置适于制造具有肉眼清晰可见图案的纸页。
本发明的另一个目的是提供一种制成使纸幅产生图案的装置的方法，该装置具有一个脱水毯层和一个以图案装饰的光敏树脂层，该光敏树脂层可渗透到毯层的表面并从毯层的表面扩展开来。
本发明概要本发明包含一种将可固化树脂涂布于纸页载体的方法。特别是该方法可用于制成造纸装置，如纸幅成形毯或纸幅干燥毯。在一种实施方案中，本发明的方法可用于将光敏树脂涂布于脱水毯层以制成造纸装置，该装置可用于使纸幅产生图案和脱水。所得的造纸装置可包含脱水毯层和含光敏树脂的纸幅图案形成层(web patterning layer)，该脱水毯层具有在第一高度面对纸幅的第一毯面和以相反方向面对纸幅的第二毯面。图案形成层渗透到第一毯面，并从第一毯面扩展以在不同于第一毯面高度的第二高度形成与纸幅接触的顶面。
根据本发明，该方法使载体中产生了一个屏障，从而限定了可固化的液体树脂通过载体厚度渗透的深度。该方法包括下列步骤提供具有第一表面、第二表面和厚度的载体，该载体在第一和第二表面之间具有孔隙；提供可固化的液体树脂；提供不同于可固化的液体树脂的第二种材料；将第二种材料涂布于载体以占据载体中第一和第二表面之间的至少部分孔隙；将可固化的树脂涂布于载体；使至少部分树脂固化以在载体上形成树脂层；和从载体中除去至少部分第二种材料，其中在将可固化的树脂涂布于载体之后从载体中除去至少部分第二种材料。
除去至少部分第二种材料的步骤优选包括除去至少约50％的涂布于载体的第二种材料，并且更优选地，基本上除去所有涂布于载体的第二种材料。
在一种实施方案中，载体包含造纸脱水毛毯和树脂包括光敏树脂。
在一种实施方案中，该方法包括这一步骤，即在将树脂涂布于载体之前，减小涂布于载体的第二种材料的流动性。该方法还包括一个步骤，即在至少部分树脂固化之后，提高第二种材料的流动性，以便从载体中除去第二种材料。
在一种实施方案中，该方法包括在涂布液体光敏树脂之前，改变涂布于载体的第二种材料的状态。在一种实施方案中，第二种材料以水和皂胶凝剂的液体混合物涂布到载体的整个厚度。冷却第二种材料以使其凝固成凝胶状。使邻近载体第一表面的一薄层凝胶化第二种材料液化或溶解，然后通过喷水除去，以提供邻近第一表面的部分载体厚度基本上不含第二种材料。
然后，将液体光敏树脂涂布于载体的第一表面以使其从第一表面渗入载体，并向载体外扩展到载体距第一表面的一预定距离。准备光化辐射源和具有不透明和透明区的遮蔽物。使树脂暴露于通过遮蔽物的光化辐射从而使这种液体光敏树脂按预定的图案固化。然后借助水喷淋从载体的第一表面洗掉未固化的液体树脂。然后通过加热、热水喷淋和抽真空使保留在载体中的凝胶化的第二种材料液化并从载体上排除。
附图描述虽然本说明书是以特别指出和明确要求本发明的权利要求书结束，但结合附图，下列描述将使本发明得到更好地理解，附图中类似部分是由相同参考数字表示，并且

图1是根据本发明的方法制成的装置的平面图，该装置包含脱水毯层和与脱水毯层相连的固化的光敏树脂纸幅图案形成层，并具有与顶面接触的连续网状纸幅。
图2是图1所示装置的横截面图。
图3是用纸幅图案形成装置造纸的方法示意图，该装置是根据本发明的方法制成的。
图4A-4H是根据本发明的方法制造纸幅图案形成装置的各步的示意图。
图5是根据本发明的方法制成纸幅图案形成装置的示意图，该装置具有毛毯脱水层和由光敏树脂制成的纸幅图案形成层。
图6是根据本发明的方法制成的装置的显微放大照片。
图7是图6所示装置的横截面显微放大照片。
本发明的详细描述图1和图2是造纸纸幅支承装置200的示意图，该装置是用本发明的方法制成的。装置200包含载体如脱水毯层220，和与毯层220表面相连的固化的树脂纸幅图案形成层250。图3说明了用图1和2的装置200制造纸幅的方法。图4A-4H说明根据本发明通过将光敏树脂固化在载体表面上来制造纸幅图案形成装置200的各个步骤。图5是本发明的方法一个实施方案的示意图。图6和7是用本发明的方法制成的装置200的显微放大照片。
纸幅支承装置(the web support apparatus)图1，2和4H显示了纸幅支承装置200，它包含干燥并赋予纸幅图案的连续干燥毯。纸幅支承装置200具有面对纸幅的第一面202和以相反方向面对纸幅的第二面204。在图1中，从面对纸幅的第一面202向着观察者的角度来观察纸幅支承装置200。
纸幅支承装置200包括载体，在载体的第一和第二表面之间具有孔隙。优选地，至少部分孔隙与载体的至少一面是流体相通的。例如，载体包含脱水毯层220，它具有处在第一高度231(图2)的面对纸幅的第一毯面230，和以相反方向面对纸幅的第二毯面232。毯层220在第一表面230和第二表面232间有大量孔隙。纸幅支承装置200还包含与面对纸幅的第一表面230相连的纸幅图案形成层250。如图2所示，纸幅图案形成层250从第一毯面230扩展以在与第一高度231不同的第二高度261具有纸幅接触的顶面260。第一高度231和第二高度261之间的高度差262(图4H)至少约为0.05毫米，并且在一个实施方案中的高度差是在约0.1和0.2毫米之间。
脱水毯层220是可透水的并能够接收和保留从造纸纤维湿纸幅压出的水。纸幅图案形成层250是不透水的，并且不接收或保留从造纸纤维纸幅压出的水。纸幅图案形成层250其中可具有许多不连续的开口270，并在第一毯面230上形成了连续的网状结构，如图1所示。另外，纸幅图案形成层可是不连续的，或半连续的。
纸幅图案形成层250包含可固化的树脂，它可以以液体沉积在载体的表面上，并且随后固化以使部分纸幅图案形成层渗透载体的表面。特别地，纸幅图案形成层250可包含光敏树脂，它可以以液体沉积在第一表面230上的，并随后借助辐射固化以使部分纸幅图案形成层250渗透，从而牢固地结合到第一毯面230。优选地，纸幅图案形成层250不扩展到毯层220的整个厚度，而是扩展到约毯层220的一半以下的厚度，以保持纸幅支承装置200的柔韧性和压缩性，并且特别是毯层220的柔韧性和压缩性。
适合的脱水毯层220包含天然或合成纤维的纤维层(batt)240，它是通过针刺连接到由织成的纤丝244形成的支承结构。如图4A所示。形成纤维层240的适合材料包括(但不限于)天然纤维如羊毛和合成纤维如聚酯和尼龙。形成纤维层240的纤维具有的1-20旦(每9000米纤线长度约1～20克)。
毯层220可具有多层结构，并可含有不同类型和尺寸的纤维。毯层220可具有较细的、相对紧密填充的纤维，它处在与第一毯面230邻近的位置。在一种实施方案中，与邻近第二毯面232的毯层220的紧度和孔隙尺寸相比，毯层220邻近第一毯面230可具有相对高的紧度和相对小的孔隙尺寸。
脱水毯层220可具有约2～5毫米的厚度，约800～2000克/米2的定量，约0.16～1.0克/厘米3的平均紧度(由定量除以厚度而得)，约5～300标准英尺3/分(scfm)的透气度，这里以scfm表示的透气度是每分钟通过一平方英尺区的毯层220的立方英尺空气的量的量度，此时毯层220厚度间的压降约等于0.5英寸的水。这种透气度是用Valmet透气性测量仪(model wigoTaifun Type 1000)测定的，它可从芬兰Pansio的Valmet公司买到。纸幅支承装置200的透气度小于或等于毯层220的透气度，并约等于毯层220的透气度乘以未被纸幅图案形成层250覆盖的装置200的投影面积的系数。
适合的毯层220是由威斯康星州Appleton的Appleton造纸机械公司制造的Amplex2压榨毯。这种毯层220具有约3毫米的厚度，约1400克/米2的定量，约20～30标准英尺3/分(scfm)的透气度，并具有双层支承结构。这种双层支承结构具有一个3层多纤丝顶部和底部经线和一个4层绞花的单纤丝横向织纹。纤维层240包含尼龙纤维，它在第一表面230具有约3旦的细度，并在第一表面230之下的纤维层载体具有约10～15旦的细度。
适合的光敏树脂公开在1985年4月30日颁发给Johnson等人的美国专利4,514,345和1994年8月2日颁发给Trokhan等人的美国专利5,334,289中，这些专利的收编于此供参考。固化的树脂具有小于或等于约60ShoreD的硬度。该硬度是在1×2×0.025英寸未装饰图案的光聚合树脂试样块上测定的五个值的平均值，该试样是在与纸幅图案形成层250相同的条件下固化的。这种硬度测量是在25℃下进行的，并在shoreD硬度计探头与树脂接触10秒后读数。通过固化而获得这样一个硬度的树脂是所期望的，目的是使纸幅图案形成层250有一些柔韧性和可变形性。固化的树脂优选抗氧化。未固化的树脂在70°F具有约5000～25000厘泊的粘度，这便于树脂在固化之前渗透入毯层220。适合的液体光敏树脂包含在特拉华州Wilmington的Hercules公司制造的Merigraph系列树脂中，这些树脂还包括抗氧化剂，它公开在上面提到的美国专利5,334,289中。适合的液体光敏树脂是MEH-1000树脂，它可从Hercules公司买到。
纸幅支承装置在造纸中的应用图3说明了装置200在纸幅20制造过程的应用。将造纸纤维如纤维素的木浆纤维的悬浮液(slurry)从流浆箱(headbox)500沉积到多孔的、液体可渗透成形网(forming belt)542上，以形成由成形网542支承的造纸纤维的初始纸幅543。成形网542包含连续的长网，或替换地，可以是现有技术中已知的各种的双网成形器(twin wire former)的任一形状。然后，纸幅543由成形网542转移到纸幅支承装置200，同时使初始纸幅543固定在纸幅支承装置200的第一面202上。
使初始纸幅543转移到纸幅支承装置200的步骤可同时包括使部分纸幅543偏转入纸幅图案形成层250的开口270中以形成非单平面纸幅545的步骤。使初始纸幅543转移到纸幅支承装置200并使部分初始纸幅543偏转的步骤至少部分地可借助真空源600对初始纸幅543施加差示的流体压力来达到。在初始纸幅转移点的后面也可设置一个或更多的附加真空源620。
使初始纸幅543转移并偏转以形成非单平面纸幅545之后，纸幅545由纸幅支承装置200承载通过在杨克干燥烘缸880和辊子900间形成的压区(nip)800。纸幅被转移到烘缸880表面875上，并在其上干燥，然后借助刮刀1000从表面875使纸幅起皱以形成皱纹纸幅20。在纸幅545转移到干燥烘缸880之前，可使纸幅进一步脱水，如借助压榨或热风穿透干燥。例如，纸幅可在纸幅支承装置200和分开的脱水毯712之间的压区700受到压榨，这公开在美国专利申请号为08/358,661，发明名称为“湿压榨的纸幅及其制造方法”专利中(Ampulski于1994年12月19日提交申请)。为了公开如何制造以图案装饰的纸幅20，下列专利文献全部收编于此供参考1985年7月16日颁发给Trokhan的美国专利4,529,480；Trokhan于1994年6月29日提交的美国专利申请号08/268,154，其发明名称为“包含毯层和光敏树脂层的纸幅图案形成装置”；Trokhan等人于1994年6月29日提交的美国专利申请号08/268,213，发明名称为“具有至少三个区域的纸页结构，这些区域包括与处在不同高度的相对较薄区相互连接的过渡区，和制造该纸页的装置和方法”；和Ampulski于1994年12月19日提交的美国专利申请号08/358,661，其发明名称为“湿压榨纸幅和制造相同纸幅的方法”。
用在毯层上固化的光敏树脂制造纸幅支承装置根据本发明，纸幅支承装置200可用图4A-4H所示的步骤来制造。提供具有第一表面、第二表面和厚度的载体，且该载体在第一和第二表面之间具有孔隙。在图4A中，所提供的载体是脱毯层220。还要提供液体光敏树脂和不同于光敏树脂的第二种材料。
参看图4B，本发明包括这一步骤，即将第二种材料(标记为2000)涂布于毯层220。毯层220以图4B中箭头所示的方向运行。在一种实施方案中，在将第二种材料涂布于毯层220之前，毯层220运行到邻近红外加热灯2310，它处在邻近毯层220的第一毯面230的位置。加热灯2310可用于加热毯层220。使用加热灯2310是可选的，并不是必需的。
然后，毯层220运行到邻近联管箱(header pipe)2410，它固定在邻近毯层220的第二表面232的位置。联管箱2410有一个开口，借此，第二种材料2000可直接涂布到毯层220的第二表面232上。第二种材料是以液体状态涂布到毯层220的，以占据表面230和232之间毯层的至少部分孔隙。在图4B中，将第二种材料涂布到毯层200以渗透表面230和232之间的整个毯层厚度。将沉积有第二种材料2000的毯层220直接通过辊子2472之间的压区2470以确保第二种材料分布到表面230和232之间的整个毯层220厚度。另外，第二种材料2000可以涂布到毯层220的第一表面230。
第二种材料2000填充了毯层220的孔隙，从而阻止了液体光敏树脂向整个毯层220的渗透。第二种材料2000的作用是避免可固化的树脂进入含孔隙毯层220的特定部分。优选地，第二种材料易于涂布于载体，并且不会被可固化树脂从毯层220置换。在涂布于毯层220的树脂固化之后，第二种材料还优选易于从毯层220排除。
在一种实施方案中，第二种材料2000(1)可以相对流动状态涂布于毯层220以使第二种材料2000渗透到整个毯层220；(2)在其涂布到毯层之后和光敏树脂涂布于毯层220之前，可对其改变使其具有降低的流动性，从而阻止了第二种材料2000被光敏树脂置换；和(3)在至少部分树脂固化之后，可对其改变使其具有增加的流动性，从而便于第二种材料从毯层220孔隙的排除。
在一种实施方案中，当首先涂布到载体时，第二种材料是相对可流动的。例如，当首先涂布到载体时，第二种材料可包含液体，溶解在液体溶剂中的溶质，分散在第二种材料的液体组分中的固体粒子，或液体反应组分的混合物。在第二种材料已涂布于载体之后，并在可固化树脂涂布于载体之前，与首先涂布于载体时相比，对第二种材料进行改变使其具有相对较小的流动性，从而提供一个阻挡层以防止可固化树脂渗入载体的预定部分。
在可固化树脂涂布于载体之前，优选地，涂布于载体的第二种材料通过下列方法变成相对不流动的，例如提高第二种材料的粘度；至少使部分第二种材料由液态变成固态；蒸发第二种材料的流体组分以在载体中形成阻塞膜或封闭的微孔泡沫阻挡层；或产生化学反应使第二种材料的液体反应组分转变成高粘度的或固体的反应产品。尽管图4B到4H将就形成凝胶的第二种材料进行讨论，但适合的第二种材料的其它例子也提供如下。
在一种实施方案中，本发明包括这一步骤，即改变涂布于毯层220的第二种材料2000的状态。词组“改变第二种材料的状态”指在一定的温度和压力时，第二种材料的某种性能的不连续变化。改变第二种材料的状态包括使第二种材料由气相变成液相或固相，使第二种材料由液相变成气相或固相，和使第二种材料由固相变成气或液相。第二种材料的状态变化的例子包括，但不限于，使第二种材料液化，使第二种材料升华，和通过使第二种材料凝固或凝胶化而使使第二种材料固化。在一种实施方案中，第二种材料经受了从固相到液相的相变，这是在低于固化的树脂降解的温度(即小于固化的树脂熔化或分解的温度)下进行的，并且更优选在约50～150°F时进行。
参见图4B，在一种实施方案中，第二种材料是在升高的温度下，以水和胶凝剂的液体混合物的形式涂布于毯层220。然后使水和胶凝剂的液体混合物在毯层220上冷却以形成固体凝胶相的第二种材料，来填充毯层220中的孔隙。
在将光敏树脂涂布于毯层220之前，最好从4毯层220除去一些(但不是全部)第二种材料。参见图4C，本发明包括从邻近毯层220的第一表面230排除第二种材料的步骤，从而提供毯层220的部分厚度基本上无第二种材料。若第二种材料包括凝胶，邻近毯层220的第一表面230的一层第二种材料可使用喷水装置2510除去。另外，可借助机械刷洗从毯层220除去第二种材料层。除去邻近第一表面230的一层第二种材料提供了预定部分厚度的毯层220，光敏树脂可涂布于这部分并最后固定于此。
参见图4D，本发明包括将可固化树脂涂布于载体的步骤。在所示的实施方案中，在部分第二种材料从表面230排除之后，一层液体光敏树脂2010被涂布到毯层220的暴露的第一表面230。一种遮蔽物3010固定在邻近该液体树脂层2010。遮蔽物3010具有不透明区3012和透明区3014。压辊3100控制沉积在毯层220上的树脂层2010的深度d。选择深度d使其约等于固化的树脂层250的表面260和毯面230(图4G)之间的期望高度差262加上从图4C中的毯层排除的那层第二种材料2000的厚度。
参见图4E，本发明包括将涂布于载体的树脂至少部分固化的步骤。在本发明的一种实施方案中，对树脂选择性地固化以在载体上形成以图案装饰的树脂层。在图4E中，树脂固化灯3150在第一固化步骤中提供光化辐射源，以至少部分固化沉积在毯层220上的液体光敏树脂层2010。遮蔽物3010位于灯3150和液体光敏树脂层2010中间。借助遮蔽物3010，液体光敏树脂有选择地暴露于光化辐射之下，从而使光敏树脂的固化并与遮蔽3010中的透明区3014对齐。第一固化步骤提供了在毯层220的第一表面230上至少部分地固化的以图案装饰的树脂层250。
参见图4F，本发明可包括这一步骤，即在图4E所示的第一固化步骤之后，从载体中排除未固化的树脂。在图4F中，未固化的树脂由2010A表示。遮蔽物3010可从以图案装饰的树脂层250上移开。然后使用喷水装置2530排除未固化的树脂2010A。使喷水装置成一定的角度，这样可从以图案装饰的树脂层250的开口270中除去未固化的树脂2010A。固体化的第二种材料2000可避免未固化的树脂渗透毯层220的整个厚度，并保持未固化的树脂邻近毯层220的第一表面230。因此，未固化的树脂2010A相对易于使用喷水装置2530从树脂层250的开口270中排除。参见图4G，本发明包括这一步骤，即在树脂涂布于载体之后，从载体上至少排除部分第二种材料2000。在实施方案中，若第二种材料2000如通过凝胶固化，可通过将第二种材料加热到其凝胶温度以上的一个温度，从而使凝胶的第二种材料液化来除去第二种材料2000。在图4G中，毯层220运行到邻近红外加热灯3170，它位于邻近毯层220的第一表面230的位置。第二种材料2000可用红外加热灯3170加热以使第二种材料液体化。然后，可用热水喷淋装置2550冲洗毯层220，并直接放在真空箱2570上以排除液体化的第二种材料及任何留下的未固化的光敏树脂。在图4G中，热水喷淋装置2550直接对着毯层220的第一表面230冲洗。真空箱2570在毯层220的第二表面232产生了一个真空，以从第二表面232排除液体化的第二种材料。如必要，可重复喷淋和抽真空，以从毯层220排除液体化的第二种材料。
优选地，排除至少50％的涂布于载体的第二种材料2000，并且最优选地，从载体上基本上排除所有涂布于载体的第二种材料2000。如图4C和4G所示，在液体树脂涂布于载体前和后，都可从载体排除第二种材料。在所示实施方案中，在液体树脂涂布于载体后排除的第二种材料要比该树脂涂布于载体前排除的多。
在图4F和4G中，未固化的液体树脂是在留在毯层220上的第二种材料排除之前洗掉的。另外，可从毯层220排除所有第二种材料2200，接着从毯层220洗掉未固化的液体树脂。
参见图4H，根据本发明的方法可包括从毯层220基本上排除所有未固化的液体树脂2010A和所有第二种材料2000后所进行的后固化步骤。一个光化辐射源，如树脂后固化灯3180位于树脂层250之上以使树脂层250的完全固化。最好是在树脂层250借助灯3180最后固化之前从载体排除所有第二种材料和所有未固化的液体树脂，这可避免部分毯层220中的树脂的偶然固化，这一部分毯层220最好是可渗透空气和水的。如下所述，后固化步骤可通过将树脂层250置于水浴1620中来进行，从而促进光敏树脂完全反应。
所得的纸幅支承装置200具有固化的树脂层250，它渗透毯层220的第一表面230，从而扩展到第一表面230和第二表面232中间。固化的树脂层250也可从第一表面230扩展以在不同于第一表面230的高度的第二高度具有一个与纸幅接触的顶面260。
用于填充载体中孔隙的第二种材料的实例许多材料都适于用作填充载体中孔隙的第二种材料2000以避免液体树脂渗透载体的整个厚度。优选地，第二种材料是在液体树脂涂布于载体之前涂布于载体。然而，在另一实施方案中，第二种材料可涂布于载体，以置换前面已涂布于载体的液体树脂。下列实例只是说明性的，但不限于这些。
在一种实施方案中，第二种材料可包含水。若水是用作第二种材料2000，优选使用蒸馏水，以避免硬水沉积在载体上。例如，水可以液体涂布到毯层220，并且在加入和固化液体光敏树脂的整个步骤保持液体。在将液体可固化树脂涂布于载体时保持水为液体具有的缺点是如果在树脂固化前，部分水(若不是大部分)会被液体树脂所置换。
在另一实施方案中，水可作为液体涂布于毯层220，并且然后在液体光敏树脂涂布之前凝固。通过使水凝固来改变水的状态可在毯层中形成一层冰，这可避免液体树脂渗透到毯层220的整个厚度。
在另一实施方案中，与最先涂布于毯层220的粘度相比，第二种材料可被转变成具有大幅度增加的粘度。大幅度增加第二种材料的粘度是指第二种材料的粘度至少增加10倍，并优选增加100倍。例如，第二种材料可包含溶剂和溶质，如水和溶在水中的溶质组分的混合物。水溶组分可包含水溶树脂如聚乙烯醇，其以升高的温度和低固含量涂布于毯层。“溶在水中”是指这种组分可在25℃至少约1.0％的量溶在去离子水中。
具体来讲，第二种材料可包含8％(以重量计)的Elvanol HV(可从DL州，Wilmington市的Dupont公司买到)的水溶液。第二种材料可在约160°F的温度涂布于载体。这种溶液具有约250厘泊的粘度并易于填充毯层220中的孔隙。可通过蒸发水而使溶液的浓度提高到约14％，并且溶液的温度可降低到约70°F，以使第二种材料的粘度增加到约35,000厘泊。在光敏树脂涂布并固化之后，可优选使用热水使Elvanol再溶解。
在另一实施方案中，第二种材料可包含溶解在水中的水溶胶。优选的胶显示假塑性特性(剪切稀化)。“剪切稀化”是指这种材料受到剪切力时，它的粘度降低。在一种实施方案中，将1-3％的高粘度瓜耳胶水溶液加入含孔隙的载体，同时该胶和水溶液受到剪切速率和升高的温度。在高于约1/10分钟的剪切速率和至少约60℃的温度下，该胶和水溶液的粘度可降低到足以使胶和水溶液容易地填充毯层220的孔隙。然后消除胶和水溶液的剪切速率，并使该溶液冷却到约70°F，以形成粘度大于或等于约50,000厘泊的胶和水溶液。胶和水溶液的粘度避免了可固化的液体树脂从毯层220中置换胶和水溶液。1980年R.L.Davidson，McGraw-Hill编辑的“水溶胶和树脂手册”(handbook of water soluble gums and resins)，第6-1到6-8页收编于此供参考，目的是公开适合的水溶胶和应用并测定剪切速率。
在另一实施方案中，第二种材料可包含水和第二种组分的混合物，其中水如通过干燥或蒸发可从混合物中除去。例如，第二种材料可涂布到毯层220，并且水可以如通过蒸发从第二种材料中排除从而提供一个阻挡层防止光敏树脂渗透该载体。然后，使用喷水装置从载体中洗去阻挡层，从而从载体排除阻挡层。例如，第二种材料可包含用甘油塑化的水和高分子量聚乙烯醇的溶液。这种溶液在70°F时可以是液体，并当溶液中的水蒸发时，它可转变成膜。适合的聚乙烯醇包括Elvanol 90-50和Elavanol 71-30(可从DL州，Wilmington市的Dupont公司买到)。适合的水溶液包含的6-8％(以重量计)的聚乙烯醇。在聚乙烯醇混入水中之前，可通过制成约90～95％聚乙烯醇和约5～10％(以重量计)甘油的混合物而使聚乙烯醇塑化。然后将聚乙烯醇和甘油的混合物加到水中，以形成含约6-8％(以重量计)聚乙烯醇的水溶液。
在另一实施方案中，第二种材料可包含分散在液体中的固体。例如，第二种材料可包含分散在水中的低玻璃化温度的胶乳橡胶。这种分散液在水中可包含约40％(以重量计)的聚丙烯酸胶乳树脂。聚丙烯酸胶乳树脂可包含Roplex TR-520聚丙烯酸胶乳树脂，它可从Robm和Haas公司买到。一旦分散液中水的蒸发，固体胶乳球体凝结成橡胶状膜，如果膜的温度保持在胶乳橡胶的交联温度以下，那么它易于用水再分散。另外，可在分散液中加入发泡剂，它可借助加热来产生气体。例如，可将重氮尿素加到胶乳树脂和水分散体中，以借助加热来产生氮气，从而一旦分散体中水蒸发形成胶乳泡沫。
在一种实施例方案中，第二种材料可包含水溶性的蜡状材料，如聚乙二醇(PEG)。PEG具有低于可固化的光敏树脂的降解温度的熔点，这使得第二种材料在或近于约70°F时是固体，并且可在可固化光敏树脂的降解温度以下液化。例如，具有高于约600的分子量的PEG是适合的。更是具体地说，第二种材料可包含熔点约为46℃的PEG1500，熔点约为56℃的PEG4000，熔点约为60℃的PEG6000，和其混合物。另外，第二种材料可包含相对低分子量的PEG，如PEG400，它可在光敏树脂涂布和固化期间保持液体状态。
第二种材料2000也可包含水溶性表面活性剂和水可分散的表面活性剂系统。例如，第二种材料可包含液体洗涤剂溶液，如包含阴离子和非离子表面活性剂的洗涤剂溶液，一种乙醇分配剂和水。这种洗涤剂溶液可在树脂涂布于载体之前涂布于载体。这种洗涤剂溶液可从俄亥佛州辛辛那提市的Procter§Gamble公司以Joy Brand Diswashing Liquid购买。
第二种材料2000也可包含在70°F以下为固体的水溶性表面活性剂或水可分散的表面活性剂体系。水溶性表面活性剂的实例包括磺基琥珀酸的衍生物。这些材料作为水溶液涂布，会干燥形成柔韧的阻塞膜(occlusivefilm)，这种膜适于形成阻挡层以防止液体光敏树脂渗透该载体。阴离子表面活性剂的一个实例是Aerosl OT-75(可从美国的Cyanimid公司买到)。Aerosol OT表面活性剂是磺基琥珀酸钠的二辛酯。
适合的水可分散系统的实例包括长链烷基四元表面活性剂与聚乙二醇400或甘油的混合物。更具体地说，约70％(以重量计)二(轻度硬化的牛油)二甲基氯化铵与约30％(以重量计)PEG400(在约70°F为浆糊状蜡，在约150°F为液体)的混合物可用于制备第二种材料2000。
在另一实施方案中，第二种材料可包含反应组合，它在室温为液体，或是水溶的并可聚合成较高分子量的水溶性固体或高粘度浆糊。例如，第二种材料可包含以重量计约10％的丙烯酸，约20％的丙烯酸钠，约70％的水，和自由基引发剂的混合物。这种自由基引发剂可借助加热引发。自由基引发剂的实例是V-50，一种2，2′-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐，可从得克萨斯州Dallas市的Wako化学品公司购买。
在另一实施方案中，第二种材料可包含胶凝剂。适合的胶凝剂包括，但不限于，植物胶凝剂，例如果胶，角叉菜胶，琼脂，动物蛋白质明胶，水凝胶聚合胶凝剂，和皂胶凝剂。可溶于水以形成第二种材料2000的胶凝剂的实例是JELLO牌明胶，可从纽约州White Plains市的通用食品公司买到。
适合的水凝胶聚合胶凝剂包含至少部分交联的聚合物，它是由可聚合的未饱和的含酸单体制备的，这种单体是水溶的或通过水解变成水溶的。这些单体包含具有至少一个亲水基的烯属的不饱和化合物，这包括包含至少一个碳-碳烯双键的烯属不饱和酸和酸酐。Trandai等人于1994年9月16日提交的美国专利申请号08/307,951，名为“包含皂、聚合水凝胶聚合物和高量水的中度凝胶芳香剂组成”的发明专利申请在此供参考，目的是公开胶凝剂。
适合的皂胶凝剂包含具有12～40个碳原子(C12-C40)脂肪酸的一元金属盐，并且更优选C12-C22的脂肪酸盐。用在这些胶凝剂中的适合的成盐阳离子包括金属盐如碱金属，如钠和钾。在一种实施方案中，第二种材料包含选自脂肪酸钠盐，脂肪酸钾盐和其它组合物的脂肪酸盐。
用于合成皂胶凝剂的脂肪酸的实例包括十四烷酸，十六烷酸，十八烷酸，油酸，亚油酸，亚麻酸，十七烷酸和这些酸的混合物。上述脂肪酸的来源包括，但不限于，椰子油，牛油，羊毛脂，鱼油，蜂蜡，棕榈油，花生油，橄榄油，棉籽油，豆油，玉米油，菜籽油，松香酸，润滑脂，蓖麻子油，亚麻子油，奥气油(Oiticica)，牛蹄油，红花油，芝麻油，高粱油，葵花油，妥尺油，桐油，黄油，家禽油，鲸油和米糠油。
优选的脂肪酸皂胶凝剂包括月桂酸钠，十四烷酸钠，十六烷酸钠，硬脂酸钠，月桂酸钾，十四烷酸钾，十六烷酸钾，和硬脂酸钾。在一种实施方案中，第二种材料2000包含溶于水的十四烷酸钠溶液。适合的溶液包含以重量计约5～30％，并且更优选约5～20％的十四烷酸钠溶在水中。这种溶液具有约90～120°F的胶凝温度。十四烷酸钠可通过使十四烷酸(C13H27COOH)与NaOH的水溶液反应而形成。为使反应完全，碱和酸是通过化学计量加入的。将NaOH加到水中并加热到约180°F。然后将十四烷酸渐渐地加到水/NaOH溶液。该反应要继续约1小时。然后在涂布到毯层220之前使所形成的十四烷酸钠溶液冷却到约140～160°F。
这种皂胶凝剂和水的溶液的优点是，在将树脂涂布于载体之前，它可在50°F～150°F固化成凝胶相。因此，这种凝胶相可阻止液体光敏树脂在室温(约70°F)的置换，而不需要冷冻装置来进行固化。另外，这种溶液主要是水(涂布到毯层220时，至少有70％的水(以重量计))。因此，从毯层220除去的第二种材料的排除和处理就变得简单化了，并且环境影响最小。
形成具有毯层和图案装饰的树脂层的连续运行带的方法图5示意地说明根据本发明的一个实施方案制造纸幅支承装置220的方法，该装置呈连续运行带的形状，它包含具有固化的树脂层250的毯层220。在图5所示的实施方案中，毯层220可包含Amflex2毯，它可从威斯康新州Appeton市的Appleton造纸机械厂购买，并且光敏树脂可包含MEH-1000树脂，它可从Hercules化学品公司购买。
提供具有工作表面1512的辊筒形状的成形装置1513。借助一驱动设备(图中未示出)使成形装置1513旋转。由辊1531提供底膜1503，并被辊1532所接收。在辊1531和1532之间，底膜1503铺到成形装置1513的工作表面1512。底膜的作用是保护成形装置1513的工作表面并便于部分完成的纸幅支承装置200脱离成形装置1513。底膜1503可由任何适合的材料制成，包括(但不限于)厚度为0.01～0.1毫米的聚丙烯膜。
正如图5所示，呈连续运行带状的脱水毯层220以封闭路径绕着成形辊筒1513和许多转向辊1511运行。在将第二种材料和液体树脂涂布于毯层220之前，脱水毯层220可运行通过红外加热灯2310以使毯层220预热。
然后毯层220沿水平方向以约1～10英尺/分的速度运行到邻近联管箱2410，联管箱2410装有第二种材料并有一个开口，借此，第二种材料可沉积在毯层220的第二表面232上。联管箱2410的开口是位于与毯层220的第二表面232相对的位置。直接来自联管箱2410的第二种材料是以重量计约为10％的十四烷酸钠的水溶液，温度约为120-150°F。
在毯层220上每平方英寸毯层220表面区，涂布约0.9克的第二种材料。然后，将涂布在毯层220上的第二种材料运送通过两辊2472间压区2470。两辊2472间形成的间距产生了一个压区，它比毯层220的厚度小于约0.010英寸。压区2470确保第二种材料分布到整个毯层220，并可从毯层220挤压出过多的第二种材料。
涂布到毯层220上的第二种材料可冷却到90°F以下以使第二种材料固化，冷却第二种材料会使毯层220孔隙中的十四烷酸钠变成稳定的凝胶相。在第二种材料稳定的凝胶相形成之后，毯层220以约2～4英尺/分的速度运行到邻近于喷水装置2510。这种喷水装置有一个喷嘴，它位于距毯层220的第一表面230约3英寸的位置，用于从毯层220除去部分(但不是全部)凝胶化的第二种材料。喷嘴产生了许多以交错形成排列的扇形喷洒图案。喷水装置2510在每平方英尺毯层220的表面区约喷洒1.5加仑的水。这种喷嘴为Tee Jet牌喷嘴喷洒系统50015型(Spray Systems Tee Jet brand)，其孔径为0.031英寸。所喷的水是由喷水装置2510输送的，温度约为90°F，并以约500磅/英寸2的压力输送到喷嘴。
操作喷水装置2510以除去邻近第一表面230的第二种材料，从而提供毯层220的部分厚度基本上无第二种材料。喷水装置2510可用于排除厚度为0.002～0.2英寸的一层凝胶的第二种材料。所排除的那层凝胶的第二种材料的厚度小于毯层220的厚度，这使得约75％-98％的毯层220的厚度仍保持被凝胶的第二种材料浸渍，并且最优选约85％-95％的毯层220的厚度在用喷水装置2510冲洗之后仍保持用凝胶的第二种材料浸渍。在毯层220的第一表面230，真空头2520产生约1-4磅/英寸2的真空，以排除液体化的第二种材料和喷洒的水。
一旦从毯层220排除部分(不是全部)第二种材料制备得到毯层220的第一表面230后，就可将光敏树脂涂布到第一表面230。脱水毯层220位于邻近底膜1503的位置，这使得底膜1503介于脱水毯层220和成形装置1513之间，并使得脱水毯层220的第二毯面232位于邻近底膜1503的位置。将液体光敏树脂涂料涂布在第一毯面230。液体光敏树脂涂料1502可以任何适合的方式涂布第一毯面。在图5中，树脂涂料是借助喷嘴1520来涂布的，以在压辊3100形成的压区的上游在毯层220上形成一滩树脂。
涂布于毯层220的树脂涂层厚度可控制到预定值，该值对应于第一毯面230和纸幅图案形成层250的与纸幅接触顶面260间的理想的高度差262。在图5中，树脂涂层的厚度可通过机械地控制压辊3100和成形装置1513之间的间距来控制。压辊3100连同遮蔽物3010和遮蔽物导向辊1542往往会平滑树脂表面并控制其厚度。凝胶的第二种材料防止液体光敏树脂渗透由凝胶的第二种材料占据的部分毯层220厚度。
遮蔽物3010可由任何能形成不透明和透明区的适合材料制成。透明区的图案与所期望的纸幅图案形成层250的图案一致。具有柔韧的胶片薄膜性质的材料是适合。不透明区可以任何适合方法涂布于遮蔽物3010，如照相印刷，凹版印刷，苯胺印刷，或轮转式丝网印刷。遮蔽物3010可以是一个无端带，或者，如图5所示，是由供应辊3012供给并由接收辊3016接收的无端带。正如图5所示，遮蔽物3010是围绕辊3100，1542，3014和3016运行的。在辊3100和1542之间，遮蔽物3010是随着毯层220绕成形装置1513运行，并位于邻近液体树脂的位置，而且遮蔽物位于树脂和适于来固化液体树脂的光化辐射源之间。
透过遮蔽物3010，光敏树脂暴露于辐射波长的光化辐射之下，从而引起与遮蔽物3010的透明区对齐的那部分树脂层中的树脂至少部分固化。在图5中，具有辐射波长的紫外辐射是由第一固化灯3150提供的。辐射波长是树脂的一个特性，它可由任何适合的照明源提供，如汞弧灯，脉冲氙灯，无极灯和荧光灯。对于MEH-1000树脂，适合的固化灯3150是装有“D”或“H”灯泡的F450 Fusion lamp，并可从Md州Rockville市的Fusion lamp系统公司购买。在流延期间，毯层220以约1-3英尺/分的速度运行到邻近固化灯3150。
对着遮蔽物3010的透明区的树脂的固化表明了树脂的部分固化，而对着遮蔽物3010的不透明区的未暴露部分树脂仍保持液体。为使毯层220上的树脂取得均匀的初始固化，由紫外灯对光敏树脂提供的能量应在整个毯层220的宽度上是均匀的。从每一个固化灯3150输出的能量应是相互匹配的，并且为相互的至少约5％以内。固化灯3150可沿纸机横向(与图5的平面垂直)并排放置。例如，三个固化灯3150可在纸机方向并排放置。一对通光孔板置于灯3150和毯层220中间，并在纸机方向上有一定间隔，以形成通光孔间隙，借助该通光孔间隙，紫外光可以从灯3150直接辐射到涂在毯层220上的树脂上。
直接辐射到毯层220的总能量可通过“光动标”(lightbug)来测定，如由位于Sfirling Virginia的电子仪器技术公司(Electronic InstrumentationTechnologies)制造的型号为UR 365CH1的EIT UV积分辐射计。光动标可固定在流延辊1513上，以测定应用于毯层220的全部能量(毫焦耳/厘米2)。在辊筒1513的整个宽度上，每1/2英寸重复测定一次，这样就可确定由灯3150给予光敏树脂的能量分布。即使沿辊筒1513的宽度方向的通光孔板间距是均匀的，但能量分布通常也是不均匀的。通光孔板间的间距可随纸机横向上位置而变化，从而提供均匀的能量分布，这是由灯3150输送到毯层220上的树脂上。
在涂布于第一表面230的树脂层部分固化之后，可从脱水毯层220排除基本上所有未固化的液体树脂。可用水或表面活性剂和水的混合物来高压喷洗毯层220，从而从毯层220排除未固化的液体树脂。在临近辊1542的位置，遮蔽物3010和底膜1503与毯层220和部分固化的树脂层分开。复合毯层220和部分固化的树脂层运行到临近喷水装置2530。调整喷水装置2530的角度从图案装饰的树脂层的开口除去未固化的树脂2010A。
喷水装置2530通过喷嘴喷出水温约为60-80°F的水。喷嘴可用SpraySystems的Tee Jet牌喷嘴，型号为50015，孔径约为0.031英寸。喷水装置的喷水压力约为500磅/英寸2。喷水装置2530和毯层220可相互相对地横向(垂直于图5的平面)移动，以消除条纹并均匀地排除整个毯层220宽度上的液体树脂。
然后，复合毯层220和树脂层通过蒸馏水或去离子水的水浴槽1620。这时，凝胶的第二种材料还在第二毯层220中。在复合毯层220和树脂层第一次通过水浴槽1620，关闭位于水浴槽1620之上的后固化灯3180。后固化灯是在下面描述的最后固化步骤打开。
离开水浴槽1620后，复合毯层和树脂层以约1-3英尺/分的速度运行到红外加热灯3170和真空头2560中间。加热灯3170将凝胶的第二种材料加热到约140°F，该温度高于第二种材料的凝胶温度，从而基本上所有第二种材料被液化以便于从毯层220排除。加热灯3170位于邻近第一毯面230的位置，并且真空头2560是位于邻近第二毯面232的位置。加热灯3170也可位于距毯层220约3英寸的位置。适合的红外加热灯3170是由ProcessThermal公司制造的Prothern加热灯，并具有约20安培的额定功率。在第二毯面232，真空头2560产生了的1-5磅/英寸2的真空。
然后，复合毯层和树脂层运行到喷热水的装置2550和真空头2570中间，喷热水的装置2550直接喷向毯层220的第一表面230。喷热水装置2550用Tee Jet牌喷嘴喷洒约140°F的蒸馏水。喷水装置产生的压力约为50～200磅/英寸2。真空头2570在毯层220的第二表面232产生了约1-5磅/英寸2的真空，以从第二表面232排除液化的第二种材料和任何留下的未固化的液体树脂。
优选地，借助加热灯3170、喷水装置2550和真空头2560和2570，基本上从毯层220排除了所有第二种材料。若需要，复合毯层220和树脂层可绕着由辊1513和1511限定的封闭路径运行，从而可重复通过加热灯3170、喷水装置2550和真空头2560和2570。应当理解，如果为从毯层220排除第二种材料，组复毯层220和树脂层绕封闭路径运行了多次，那么这种多次通过是在未涂布更多的第二种材料或液体树脂于毯层220，且紫外灯3150和3180是关闭的情况下进行的。
纸幅支承装置220可用显微镜来检查，以证实所有未固化的液体树脂和第二种材料已从毯层220排除。另外，毯层220的清洁度可用下面所述的滤水试验来测定。纸幅支承装置200可位于具有3.25英寸开口的Plexiglas上孔板和下孔板之间。上孔板与内径约为4英寸的直立圆筒相连。将蒸馏水加入圆筒中以使圆筒内保持约4英寸高的水柱。测定1分钟滤水时间通过装置200的水量。当在纸幅支承装置200上的不同位置测定时，纸幅支承装置200的滤水速率(厘米3/秒/英尺2)通常应是均匀的，并应至少约等于毯层220的滤水速率乘以未被纸幅图案形成层250覆盖的装置200的投影面积的百分数。
实施本发明的最后步骤包括第二后固化步骤，目的是使毯层220的第一表面上的树脂层完全固化。一旦基本上所有第二种材料和所有未固化的液体树脂已从毯层220排除，复合毯层220和树脂层就可通过水浴槽1620。位于水浴槽1620上的后固化灯3180对树脂层进行了最后的固化。复合毯层220和树脂层浸没在水浴槽1620中(优选地，水浴槽1620包含水和还原剂，如亚硫酸钠)，目的是为了排除水中的溶解氧，否则它将使水浴槽1620中的自由基固化反应停止。
在后固化灯3180打开时，复合毯层220和树脂层250以约1-3英尺/分的速度通过水浴槽1620。适合的后固化灯3180是上面所列的F450灯。水浴槽1620中的水可使来自后固化灯1605的光化辐射通过，从而辐射到树脂层1521，同时排除了使自由基聚合反应停止的氧。水浴槽1620中的水深约为1-4英寸。从水浴槽1620出来之后，复合毯层220和树脂层250(图4H)在真空头之上运行以从毯层220除去水。
在后固化为灯1605打开时，使复合毯层220和树脂层通过水浴槽1620的后固化步骤可重复约1-3次直到树脂层250不再粘为止。这时，毯层220和固化的树脂一起形成了纸幅支承装置200，它具有完全固化的纸幅图案层250。在灯3150关闭时，通过使复合毯层220和树脂层绕辊1513和1511形成的回路运行1-3次，就可重复后固化步骤。
在一种实施方案中，可提供具有连续网状透明区的遮蔽物1504。这种遮蔽物可用于制造纸幅支承装置200，该装置具有纸幅图案层250，该层具有连续的网状纸幅接触顶面260，该表面中具有大量不连续开口270，如图1所示。借助纸幅图案形成层250中形成的导管，每一个不连续开口270可与第一毯面230相通。对于开口270，适合的形状包括，但不限于，圆形、在纸机方向(图5所示的MD)伸长的椭圆形、多边形、不规则形状或其组合形状。连续网状顶面260的投影表面积约为纸幅支承装置200的投影表面积(由图1可见)的的5～75％。并优选为纸幅支承装置200(由图1可见)的投影表面积的20～60％。
在图1所示的实施方案中，连续网络状顶面260可在每平方英寸纸幅支承装置200的投影表面积具有约小于700个不连续开口270，并优选在每平方英寸纸幅支承装置(由图1可见)的投影表面积具有约70～700个不连续开口270。连续网络状顶面中的每一个连续开口270具有约0.5～3.5毫米的有效自由间距(free span)，其中的有效自由间距定义为开口270的面积除以开口270的1/4周长。有效自由间距可为高度差262的0.6～6.6倍。有这种形状开口270的装置可用作纸机上的干燥毯或压榨毯，用于制造以图案装饰的纸页结构，这种纸页结构具有连续的网络区(该连续的网络区可以为与纸幅接触顶面260相对应的压紧的、相对高紧度区)，和分散在整个连续网络区的许多通常是未压紧的凸起(这些凸起与表面260中开口270的位置相对应。优选地，在纸机方向(MD)和横过纸机方向(CD)，不连续开口270是双向交错排列的，正如1987年1月20日颁发的美国专利4,637,859中所描述的，该专利收编于此供参考。在图1所示的实施方案中，开口270是部分搭接和双向交错排列的，并且开口具有一定尺寸和间隔，这使得开口270的边缘在纸机方向和横向会相互扩展，并且使得平行于纸机方向或横向所画的任一条线都会至少通过部分开口270。
纸幅支承装置高度的测定用下列方法测定第一毯面230的高度231(图2)和纸幅接触表面260的高度261之间的高度差。将纸幅支承装置放在平的水平表面上，并使纸幅图案形成层面向上。把圆形接触表面约为1.3平方毫米和垂直长度约为3毫米的记录针安装在由联邦产品公司(Federal Products Company of Providence，Rhode Ialand)制造联邦产品尺寸测定仪(Federal Products dimensiongauge)上(调节432B-81型放大器以与EMD-4320 W1断开探头一起使用)。该仪器可通过确定两个精密隔片间的电压差来校正，这两个隔片具有已知厚度并可提供已知的高度差。为确保记录针的自由运行，该仪器是在略低于第一毯面230的高度调零。把记录针放在所测定的高度并降低以进行测定。记录针对测定点施加了0.24克/毫米2的压力。在每一个高度处，至少要测定三次，每一个高度231和261平均测定的差值作为高度差262。
图6和7是根据本发明制造的纸幅支承装置200的显微放大照片。图6和7中的纸幅支承装置200包含在脱水毯层220上固化的树脂层250。固化的树脂层250渗透毯层220的表面230，以致于固化的树脂层扩展到临近表面230的部分毯层厚度。这种固化的树脂层250还会从230扩展，以致于树脂层的表面260与表面230间产生一定间隔。
在上述所描述的实施方案中，载体包含脱水毯层220。然而，本发明的方法可用于在其它载体上形成图案装饰的树脂层。例如，载体可包含造纸成形或干燥毯，它包含织成的纤丝，这种毯具有约300～1500标准英尺3/分的透气度。可替换的载体的一个非限定性的实例是描述在颁发给Trokhan并收编于此供参考的下列美国专利中的纸机用毯1980年3月4日颁发的美国专利4,191,609和1980年12月16日颁发的美国专利4,239,065。
权利要求
1.一种将光敏树脂涂布于载体上的方法，该方法包括下列步骤提供具有第一表面、第二表面和厚度的载体，该载体在第一和第二表面之间具有孔隙；提供液体光敏树脂；提供不同于液体光敏树脂的第二种材料；提供光化辐射源；将第二种材料涂布于载体以至少占据载体第一和第二表面之间的部分载体的孔隙；将液体光敏树脂涂布于载体；将至少部分光敏树脂暴露于光化辐射；将至少部分光敏树脂固化以在载体上提供树脂层。
2.根据权利要求1的方法，还包括在将树脂固化的步骤之前，极大地改变至少部分涂布于载体的第二种材料粘度的步骤。
3.根据权利要求1或2的方法，还包括在将树脂涂布于载体之后，从载体除去至少部分第二种材料。
4.根据权利要求1、2或3的方法，还包括在将树脂涂布于载体之前，从载体除去部分而不是全部第二种材料。
5.根据权利要求1、3或4的方法，还包括在将树脂固化的步骤之前，至少改变部分第二种材料的状态的步骤。
6.根据权利要求1、3、4或5的方法，还包括在将树脂涂布于载体之前，在50-150°F将涂布于载体上的至少部分第二种材料固化的步骤。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6的方法，还包括在将树脂固化的步骤之前，将至少部分涂布于载体的第二种材料冷却的步骤，和在从载体中除去第二种材料的步骤之前，将至少部分涂布于载体的第二种材料加热的步骤。
8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7的方法，其特征在于第二种材料包含水。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8的方法，其特征在于第二种材料包含选自甘油、聚乙二醇、聚丙二醇及其混合物的组分。
10.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9的方法，其特征在于第二种材料包含选自月桂酸钠、十四烷酸钠、十六烷酸钠、硬脂酸钠、月桂酸钾、十四烷酸钾、十六烷酸钾、硬脂酸钾及其混合物的胶凝剂。
全文摘要
本发明包括将可固化的树脂如光敏树脂涂布于纸页载体如造纸脱水毛毯的方法。该方法包括下列步骤:提供载体;提供可固化液体树脂;提供不同于可固化的液体树脂的第二种材料;将第二种材料涂布于载体以至少占据载体的第一和第二表面之间的部分载体孔隙;将可固化的树脂涂布于载体;将至少部分树脂固化以在载体上形成树脂层;和从载体上除去至少部分第二种材料,其中至少部分第二种材料是在可固化的树脂涂布于载体之后从载体中除去的。
文档编号D06N3/00GK1180391SQ96192983
公开日1998年4月29日 申请日期1996年1月24日 优先权日1995年2月15日
发明者保罗·D·特罗克汉, 约翰·R·鲍尔斯, 詹姆斯·D·米勒二世, 格伦·D·布提莱尔, 詹姆斯·R·麦克法兰 申请人:普罗克特和甘保尔公司