(57)【要約】  パターンを形成する複数のモザイク式の単位セルを有する紙製品を開示する。各単位セルは、中心部と、中心部から少なくとも２方向に延びる、少なくとも２つの連続ランド範囲と、それぞれが連続ランド範囲の少なくとも１つにより包囲されている複数のピロー範囲と、を有する。連続ランド範囲のそれぞれは、少なくとも分岐して、分岐前に第１の幅を有する連続ランド範囲部分と、分岐後に第２の幅を有する少なくとも２つの連続ランド範囲部分とを形成する。第１の幅は、第２の幅よりも大きい。第１の幅を有する連続ランド範囲部分のそれぞれは、第１の数値の密度を有し、第２の幅を有する少なくとも２つの連続ランド範囲部分のそれぞれは、第２の数値の密度を有する。第１の数値の密度は、第２の数値の密度よりも低い。
2013538084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に形成されたパターンにより特徴付けられる紙製品であって、前記パターンが、
複数のモザイク式の単位セルからなり、
前記複数の単位セルの各セルが、中心部と、前記中心部から少なくとも２方向に延びる、緻密化されていない繊維性構造体により特徴付けられる少なくとも２つの連続ピロー範囲と、複数のランド範囲と、からなり、前記ランド範囲のそれぞれが前記連続ピロー範囲の少なくとも１つにより包囲されており、各ランド範囲が、緻密化された繊維性構造体を含み、
前記連続ピロー範囲の少なくとも１つが、少なくとも分岐して、分岐前に第１の幅を有する連続ピロー範囲部分と、分岐後に第２の幅を有する少なくとも２つの連続ピロー範囲部分とを形成し、前記第２の幅を有する前記少なくとも２つの連続ピロー範囲部分のそれぞれが、前記第１の幅を有する前記連続ピロー範囲部分と流体連通し、
前記第１の幅が前記第２の幅よりも大きく、
前記第１の幅を有する前記連続ピロー範囲部分のそれぞれが、前記セル内に第１の数値の密度を有し、
前記第２の幅を有する前記少なくとも２つの連続ピロー範囲部分のそれぞれが、前記セル内に第２の数値の密度を有し、
前記第１の数値の密度が前記第２の数値の密度よりも低いこと、を特徴とする、紙製品。
【請求項２】
前記紙製品が、０．１２ｇ未満の残留水の値、ＲWを有することを特徴とする、請求項１に記載の紙製品。
【請求項３】
前記紙製品が、１．３１ｇ／秒1/2を超えるＳＳＴ値比を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の紙製品。
【請求項４】
前記紙製品が、８．０８ｇ／ｇを超えるＶＦＳ値を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の紙製品。
【請求項５】
前記紙製品が、０．１０ｇ未満の残留水の値、ＲWを有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の紙製品。
【請求項６】
前記紙製品が、０．０８ｇ未満の残留水の値、ＲWを有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の紙製品。
【請求項７】
前記紙製品が、０．０４ｇ未満の残留水値、ＲWを有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の紙製品。
【請求項８】
前記紙製品が、１．３１ｇ／秒1/2を超えるＳＳＴ値比を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の紙製品。
【請求項９】
前記紙製品が、８．０８ｇ／ｇを超えるＦＶＳ値を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の紙製品。
【請求項１０】
前記紙製品が、８．０８ｇ／ｇを超えるＶＦＳ値を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の紙製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙製品に関する。より具体的には、本発明は、既定の物理的パラメーターを有する多プライ紙製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
化粧紙、衛生ティッシュ、ペーパータオル等の使い捨て製品は、一般に、１つ以上の紙のウェブから作製されている。製品がその意図される役割を実行する場合、製品を形成している紙ウェブは、所定の物理的特性を呈する必要がある。それらのうちの比較的重要な特定は、強度、柔軟性及び吸収性である。強度は、紙ウェブが使用中にその物理的一体性を維持する能力である。柔軟性は、ユーザーが紙を手でくしゃくしゃにして、ユーザーの解剖学的形態の様々な部分をその紙ウェブと接触させた際にユーザーが知覚する心地よい触感である。柔軟性は一般に、紙ウェブの剛性が低下するにつれて増大する。吸収性は、流体を取り込み、維持することが可能な、紙ウェブの特性である。典型的には、紙ウェブの柔軟性及び／又は吸収性は、紙ウェブの強度が低下すると増大する。したがって、製紙方法は、所望の強度特性を有する柔軟性かつ吸収性の紙ウェブを提供するように開発されてきた。
【０００３】
紙製品の製造プロセスは、一般に、セルロース繊維の水性スラリーを調製した後、繊維を再配置すると同時にスラリーから水を除去して初期ウェブを形成することを伴う。脱水プロセスを補助する様々なタイプの機械装置を使用することができる。典型的な製造プロセスは、紙スラリーが、初期脱水を行う移動エンドレスワイヤの表面上に供給される、前述のフードリニア（Fourdrinier）ワイヤ製紙機械を使用する。従来の湿式プレスプロセスでは、繊維は、追加の脱水を行う毛細管脱水ベルトに直接移動される。構造化ウェブプロセスでは、繊維ウェブは続いて、繊維の再配置が行われる製紙ベルトに移動される。
【０００４】
構造化プロセスにおける好ましい製紙ベルトは、硬化感光性樹脂構造で包囲された有孔（foraminous）織物部材を有する。樹脂構造には、偏向導管として既知の、複数の別個の隔離チャネルが提供されていてもよい。そのような製紙ベルトは、導管内に偏向された製紙繊維が液圧差異の付与により再配置されるため、偏向部材と称されることがある。製紙プロセスにおけるベルトの使用は、強度、吸収及び柔軟性の所定の所望の特性を有する紙を形成する可能性を提供する。代表的な製紙ベルトは、米国特許第４，５２９，４８０号に開示されている。
【０００５】
偏向導管は、水がセルロース繊維の水性スラリーから除去されるときに、繊維が偏向導管の周辺に沿って偏向することを可能にすることにより、Ｚ方向の繊維配向を生じさせる手段を提供することができる。総繊維偏向は、繊維の長さに対する偏向導管のサイズ及び形状に依存する。大きい導管は、より小さい繊維を導管の底部に蓄積させ、これは次に、導管内に堆積するその後の繊維の偏向を制限する。反対に、小さい導管は、最小の繊維偏向で、大きい繊維を導管開口部を横切って架橋させる。鋭利な角又は小さい半径を形成する周辺により画定されている偏向導管は、繊維架橋の可能性を増大させ、これは繊維偏向を最小限にする。代表的な導管の形状、及びそれらの繊維架橋に対する効果は、米国特許第５，６７９，２２２号に記載されている。
【０００６】
セルロース繊維ウェブが形成されると、繊維はウェブのＸ−Ｙ面内に優位に配向され、それによりごく僅かなＺ方向の構造的剛性が提供される。湿式プレスプロセスでは、Ｘ−Ｙ面内に配向された繊維が機械的圧力により圧縮されるにつれて、繊維は一緒にプレスされて、紙ウェブの密度が増大すると同時に、厚さが低減する。対照的に、構造化プロセスでは、ウェブのＺ方向における繊維の配向がウェブのＺ方向の構造的剛性、及びその対応する機械的圧力に対する抵抗を向上させる。したがって、Ｚ方向における繊維配向を最大にすることは、キャリパーを最大にする。
【０００７】
構造化ウェブプロセスにより製造された紙は、その表面全域に分布する、物理的に区別される２つの領域を有することにより特徴付けることができる。１つの領域は、比較的高い密度及び高い固有強度を有する連続網状組織領域である。他の領域は、網状組織領域により完全に取り囲まれている複数のドームからなる領域である。後者の領域内のドームは、網状組織領域と比較して低い密度及び低い固有強度を有する。
【０００８】
ドームは、製紙プロセス中に、製紙ベルトの偏向導管を満たす繊維として生成される。偏向導管は、乾燥プロセス中に紙ウェブが圧迫される際に、内部に堆積された繊維が圧縮されるのを防止する。その結果、ドームは、ウェブの圧縮領域と比較してより厚く、より低い密度及び固有強度を有する。結果として、紙ウェブのキャリパーは、ドームの固有強度により制限される。代表的な形成紙は、米国特許第４，６３７，８５９号に記載されている。
【０００９】
後にセルロース繊維性構造体となるウェブの初期形成後、製紙機械は、ウェブを機械の乾燥末端部に輸送する。従来の機械の乾燥末端部内では、最終的な乾燥の前に、プレスフェルトは、ウェブを均一の密度及び坪量を有するセルロース繊維性構造体の単一領域に圧縮する。最終的な乾燥は、ヤンキー乾燥ドラム等の加熱ドラムにより、又は従来の脱水プレスにより達成され得る。通気乾燥を介して、消費者製品の有意な改善を得ることができる。空気通過乾燥プロセスでは、形成ウェブは、通気性空気通過乾燥ベルトに移動される。この「湿潤移動」は、典型的には、ピックアップシューにおいて行われ、この地点でウェブは、最初に通気乾燥ベルトのトポグラフィーに成形されてよい。換言すれば、初期ウェブは、乾燥プロセス中に、セルロース繊維の配置及び偏向により生じた特定のパターン又は形状を獲得する。通気乾燥プロセスは、異なる密度の領域を有する構造化紙を提供することができる。このタイプの紙は、Ｂｏｕｎｔｙ（登録商標）ペーパータオル及びＣｈａｒｍｉｎ（登録商標）トイレットペーパー等の、商業的に成功している製品に使用されている。伝統的な従来からのフェルト乾燥は、これらの利点を有する構造化紙を生成しない。しかしながら、従来の乾燥を用いて、通気乾燥プロセスと同等以上の速度で、構造化紙を製造することが望ましいであろう。
【００１０】
製紙プロセスの乾燥段階が終了すると、繊維の配置及び偏向が完了する。しかしながら、完成製品のタイプに応じて、紙はカレンダー仕上げ、柔軟剤適用、及び変換等の追加のプロセスを経る場合がある。これらのプロセスは、紙のドーム領域を圧縮し、全体の厚さを低減させる傾向がある。したがって、物理的に区別される２つの領域を有する、高いキャリパーの完成紙製品を製造するには、ドーム内に、機械的圧力に抵抗するセルロース繊維性構造体を形成する必要がある。
【００１１】
増大された強度及びウィッキング能力を有する湿式プレスされた紙ウェブを提供することが有利であろう。比較的高い密度を有する連続網状組織と、連続網状組織全体に分散された複数の比較的低い密度のドームと、低い密度のドームのそれぞれを少なくとも部分的に取り囲む、厚さが低減された推移領域と、を有する、エンボスされていないパターン化紙ウェブを提供することも有利であろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第４，５２９，４８０号
【特許文献２】米国特許第５，６７９，２２２号
【特許文献３】米国特許第４，６３７，８５９号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本開示の一実施形態は、内部に形成されたパターンを含む紙製品を提供する。パターンは、複数のモザイク式の単位セルを含む。複数の単位セルの各セルは中心部を含み、少なくとも２つの連続ランド範囲は中心部から少なくとも２方向に延び、複数のピロー範囲は連続ランド範囲の少なくとも１つにより包囲されている。各ピロー範囲は、緻密化されていない繊維性構造体を含み、ランド範囲のそれぞれは、緻密化された繊維性構造体を含む。連続ランド範囲の少なくとも１つは、少なくとも分岐して、分岐前に第１の幅を有する連続ランド範囲部分と、分岐後に第２の幅を有する少なくとも２つの連続ランド範囲部分とを形成する。第２の幅を有する少なくとも２つの連続ランド範囲部分のそれぞれは、第１の幅を有する連続ランド範囲部分と流体連通している。第１の幅は、第２の幅よりも大きい。第１の幅を有する連続ランド範囲部分のそれぞれは、セル内に第１の数値の密度を有し、第２の幅を有する少なくとも２つの連続ランド範囲部分のそれぞれは、セル内に第２の数値の密度を有する。第１の数値の密度は、第２の数値の密度よりも低い。
【００１４】
本開示の別の実施形態は、内部に形成されたパターンを含む紙製品を提供する。パターンは、複数のモザイク式の単位セルを含む。複数の単位セルの各セルは中心部を含み、少なくとも２つの連続ピロー範囲は中心部から少なくとも２方向に延び、複数のランド範囲は連続ピロー範囲の少なくとも１つにより包囲されている。各ピロー範囲は、緻密化されていない繊維性構造体を含み、ランド範囲のそれぞれは、緻密化された繊維性構造体を含む。連続ピロー範囲の少なくとも１つは、少なくとも分岐して、分岐前に第１の幅を有する連続ピロー範囲部分と、分岐後に第２の幅を有する少なくとも２つの連続ピロー範囲部分とを形成する。第２の幅を有する少なくとも２つの連続ピロー範囲部分のそれぞれは、第１の幅を有する連続ピロー範囲部分と流体連通している。第１の幅は、第２の幅よりも大きい。第１の幅を有する連続ピロー範囲部分のそれぞれは、セル内に第１の数値の密度を有し、第２の幅を有する少なくとも２つの連続ピロー範囲部分のそれぞれは、セル内に第２の数値の密度を有する。第１の数値の密度は、第２の数値の密度よりも低い。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】複数の単位セルから形成された代表的な有孔圧痕形成部材の平面概略図。前記部材は、巨視的に単一平面状のパターン化連続網状組織ウェブ圧痕形成表面を含む第１のウェブ接触面を有し、前記表面は、有孔圧痕形成部材内で、複数の別個の、隔離された、非接続偏向導管を画定している。
【図２】複数の単位セルから形成された代替的な有孔圧痕形成部材の平面概略図。前記部材は、偏向導管の巨視的に単一平面状のパターン化連続網状組織を含む第１のウェブ接触面を有し、前記偏向導管は、有孔部材内で、複数の別個の、隔離された、ウェブ圧痕形成表面を画定している。
【図３】ランド範囲が常により小さいスケールにて繰り返される幾何学的パターンを呈する、代表的な単位セルの概略図。
【図４】ランド及びピロー範囲を示す、図１及び３の有孔圧痕形成部材を使用して形成された成形紙ウェブの写真。
【図５】クレープ加工により短縮されている比較的低い密度のドームを示す、図１の有孔圧痕形成部材を使用して作製された代表的な紙ウェブの写真。ドームは、比較的高い密度の連続網状組織領域全体に分散されている。
【図６】比較的高い密度の連続網状組織領域全体に分散されている比較的低い密度のドームを示す、図４の紙ウェブの反対側の写真。
【図７】連続網状組織ウェブ圧痕形成表面として使用するのに好適な、代表的なパターンの代表的な概略図。フラクタル幾何学的パターンを有する、比較的高い密度の連続網状組織領域全体に分散された比較的低い密度のドームの代表的なパターン。
【図８】連続網状組織ウェブ圧痕形成表面として使用するのに好適な、代表的なパターンの代表的な概略図。フラクタル幾何学的パターンを有する、比較的高い密度の連続網状組織領域全体に分散された比較的低い密度のドームの代表的なパターン。
【図９】連続網状組織ウェブ圧痕形成表面として使用するのに好適な、代表的なパターンの代表的な概略図。コンストラクタル幾何学的パターンを有する、比較的高い密度の連続網状組織領域全体に分散された比較的低い密度のドームの代表的なパターン。
【図１０】連続網状組織ウェブ圧痕形成表面として使用するのに好適な、代表的なパターンの代表的な概略図。フラクタル幾何学的パターンを有する、比較的低い密度の連続網状組織領域全体に分散された比較的高い密度の範囲の代表的なパターン。
【図１１】連続網状組織ウェブ圧痕形成表面として使用するのに好適な、代表的なパターンの代表的な概略図。コンストラクタル幾何学的パターンを有する、比較的低い密度の連続網状組織領域全体に分散された比較的高い密度の範囲の代表的なパターン。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本明細書で使用されるとき、用語「紙ウェブ」、「ウェブ」、「紙シート」、「繊維性構造体」及び「紙製品」は、全て交換可能に使用されて、ペーパータオル地、トイレットペーパー、及び化粧紙等の消費者使用に好適な紙製品のシートを指す。一実施例では、本発明の紙製品は、使い捨てである。例えば、本発明の繊維性構造体は、不織繊維性構造体である。本発明の主題であるウェブ製品は、排尿及び排便後の洗浄のための拭い手段（トイレットペーパー）、耳鼻咽喉科学的な分泌物のための拭い手段（化粧紙）、及び多機能吸収及び洗浄用途のための拭い手段（吸収性タオル）として有用であり得る。本発明の製品はフラッシャブル、即ち、トイレ用ペーパー等であることができる。好ましい実施形態では、紙製品は、コアの周囲に回旋状に巻回されるか、又はコアを有さずに巻かれた紙製品を形成してもよい。これらの巻かれた製品は、複数の接続及び穿孔されたシートを含んでもよく、前記シートは、隣接するシートから別々に分配できる。
【００１７】
繊維性構造体を作製するためのプロセスの非限定的な例としては、一般に不織布プロセスと称される、既知の湿式製紙プロセス、エアレイド製紙プロセス、並びに湿潤溶液及び乾燥フィラメント紡糸プロセスが挙げられる。繊維性構造体の更なる加工は、最終繊維性構造体が形成されるように実行され得る。例えば、典型的な製紙プロセスでは、最終的な繊維性構造体は、製紙の終わりにリールに巻回される。最終的な繊維性構造体は、その後、例えば衛生紙製品等の最終製品に変換され得る。単なる非限定的な例として、本発明と一致する繊維性構造体は、水性製紙完成紙料を形成する工程と、この完成紙料を、有孔表面を有する有孔圧痕形成部材上に堆積させる工程と、完成紙料から水を除去する工程と（例えば、重力排水又は真空補助排水により）、初期ウェブを形成する工程と、初期ウェブを形成表面から、形成表面よりも遅い速度で進む移動表面に移動させる工程と、を含むプロセスにより作製されることができる。次いで、ウェブを織物上に移動し、前記織物上でウェブを最終的な乾燥まで通気乾燥させ、その後、ウェブをリールに巻回する。
【００１８】
図１に示すように、代表的な有孔圧痕形成部材２１９は、第１のウェブ接触面２２０と第２のフェルト接触面２４０とを有する。ウェブ接触面２２０は、ウェブ圧痕形成表面２２２と偏向導管部分２３０とを有する。偏向導管部分２３０は、第１の面２２０から第２の面２４０へ延びる連続通路の少なくとも一部分を形成して、有孔圧痕形成部材２１９を通して水を運ぶ。したがって、水が製紙繊維のウェブから有孔圧痕形成部材２１９の方向に除去されると、水は製紙繊維のウェブに再度接触する必要なく処理されることができる。有孔圧痕形成部材２１９は、エンドレスベルトであってよい。有孔圧痕形成部材２１９の第１のウェブ接触面２２０は、約９０重量のパーセントの水と、約８重量パーセントの石油と、約１重量パーセントのセチルアルコールと、約１重量パーセントのＡｄｏｇｅｎ  ＴＡ−１００等の界面活性剤とを含むエマルションで噴霧されてもよい。そのようなエマルションは、圧痕形成部材２１９から乾燥ドラムへのウェブの移動を容易にし得る。勿論、手すき紙をバッチプロセスで作製するのに使用される場合、有孔圧痕形成部材２１９はエンドレスベルトを含む必要はないことを理解するであろう。
【００１９】
一実施形態において、有孔圧痕形成部材２１９は、織布フィラメントから形成されている織物ベルトを含んでもよい。有孔圧痕形成部材２１９は、織布を含んでもよい。当業者が認識するように、織布は通常、縦糸及び横糸フィラメントを含み、縦糸フィラメントは機械方向と平行であり、横糸フィラメントは機械横断方向と平行である。編み合わされた縦糸及び横糸フィラメントは、フィラメントが互いに相次いで乗り越える不連続ナックルを形成している。これらの不連続ナックルは、製紙プロセス中、成形ウェブ１２０Ｂに、別個の、圧痕形成された範囲を提供する。本明細書で使用される用語「長いナックル」は、縦糸及び横糸フィラメントがそれぞれ、２つ以上の縦糸又は横糸フィラメント乗り越えて形成された不連続ナックルを定義するように使用される。有孔圧痕形成部材２１９として使用されるのに好適な織布フィラメント織物ベルトは、米国特許第３，３０１，７４６号、同第３，９０５，８６３号、同第４，１９１，６０９号及び同第４，２３９，０６５号に記載されている。
【００２０】
織布のナックル圧痕形成範囲は、縦糸及び横糸が乗り越える地点のフィラメントの表面を紙やすりで磨くことにより向上され得る。紙やすりで磨いた代表的な織布は、米国特許第３，５７３，１６４号及び同第３，９０５，８６３号に開示されている。
【００２１】
織布の絶対間隙容積は、既知の面積の織布の試料のキャリパー及び重量を測定することにより決定することができる。キャリパーは、織布の試料を水平な平坦表面上に設置し、該試料を、平坦表面と、水平な搭載面を有するロードフットとの間に拘束することにより測定されることができ、ここでロードフット搭載面は約２０．３ｃｍ2（３．１４平方インチ）の円表面積を有し、約１４４７．９Ｐａ（１５ｇ／ｃｍ2（０．２１ｐｓｉ））の拘束圧力を試料に適用する。キャリパーは、平坦表面とロードフット搭載面との間に結果として生じる隔たりである。そのような測定値は、Ｔｈｗｉｎｇ−Ａｌｂｅｒｔ，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，Ｐａ．から入手可能なＶＩＲ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  Ｔｅｓｔｅｒ  Ｍｏｄｅｌ  ＩＩで得ることができる。
【００２２】
フィラメントの密度は、空隙の密度が０ｇｍ／ｃｃと仮定されるように決定されてもよい。例えば、ポリエステル（ＰＥＴ）フィラメントは、１．３８ｇ／ｃｍ3の密度を有する。既知の面積の試料を秤量することにより、試験試料の質量を得る。
【００２３】
代表的であるが非限定的な別の実施形態において、有孔圧痕形成部材２１９の第１のウェブ接触面２２０は、巨視的に単一平面状のパターン化連続網状組織ウェブ圧痕形成表面２２２を含む。有孔圧痕形成部材２１９の面は、そのＭＤ／ＣＤ（Ｘ−Ｙ）方向を画定する。ＭＤ／ＣＤ方向及び圧痕形成織物の面に直交するのは、圧痕形成織物のＺ方向である。連続網状組織ウェブ圧痕形成表面２２２は、有孔圧痕形成部材２１９内で複数の別個の、隔離された非接続偏向導管２３０を画定している。偏向導管２３０は開口部２３９を有し、開口部２３９は、均一の形状を有することが好ましく、第１のウェブ接触面２２０上に繰り返される事前に選択したパターンにて分布している。そのような連続網状組織ウェブ圧痕形成表面２２２及び別個の偏向導管２３０は、図３〜５に示すように、連続する比較的高い密度の網状組織領域１０８３と、連続する比較的高い密度の網状組織領域１０８３全体に分散された複数の比較的低い密度のドーム１０８４とを有する紙構造体を形成するのに有用である。
【００２４】
本発明での使用に好適な連続網状組織ウェブ圧痕形成表面２２２と、別個の隔離された偏向導管２３０とを有する代表的な有孔圧痕形成部材２１９は、米国特許第４，５１４，３４５号、同第４，５２８，２３９号、同第４，５２９，４８０号、同第５，０９８，５２２号、同第５，２６０，１７１号、同第５，２７５，７００号、同第５，３２８，５６５号、同第５，３３４，２８９号、同第５，４３１，７８６号、同第５，４９６，６２４号、同第５，５００，２７７号、同第５，５１４，５２３号、同第５，５５４，４６７号、同第５，５６６，７２４号、同第５，６２４，７９０号、同第５，７１４，０４１号及び同第５，６２８，８７６号の教示に従って製造されることができる。
【００２５】
あるいは、図２に示すように、有孔圧痕形成部材２１９ａの第１のウェブ接触面２２０ａは、巨視的に単一平面状のパターン化連続偏向導管２３０ａを含む。有孔圧痕形成部材２１９ａの面は、そのＭＤ／ＣＤ（Ｘ−Ｙ）方向を画定する。ＭＤ／ＣＤ方向及び圧痕形成織物の面に直交するのは、圧痕形成織物のＺ方向である。連続偏向導管２３０ａは、有孔圧痕形成部材２１９ａ内で複数の別個の、隔離された非接続ウェブ圧痕形成表面２２２ａを画定している。偏向導管２３０ａは、ウェブ圧痕形成表面２２２ａの形状を画定する連続開口部２３９ａを有する。ウェブ圧痕形成表面２２２ａは、第１のウェブ接触面２２０ａ上に繰り返される事前に選択したパターンにて分布していることが好ましい。
【００２６】
再び図１及び３を参照すると、連続網状組織ウェブ圧痕形成表面２２２（及び図２の代替的な連続偏向導管２３０ａ及びその物理的かつ数的に対応する構成要素）は、部分に分裂し得る幾何学的形状を有し、前記部分のそれぞれは、（少なくともほぼ）全体の縮小サイズの複製である。このことは、自己相似性の性質として当業者に既知である。これらの形状は、１．任意の小さいスケールで微細構造を有する、２．伝統的なユークリッド幾何学的言語で容易に記載するには、通常不規則過ぎる、３．自己相似（少なくともほぼ又は確率的に）である、４．その位相次元よりも大きいＨａｕｓｄｏｒｆｆ次元を有する（この必要条件は、Ｈｉｌｂｅｒｔ曲線等の空間充填曲線では満たされないが）、及び５．単純かつ再帰的な定義を有する。幾何学的形状は、正確な自己相似性（異なるスケールで同一に見える）又は準−自己相似性（異なるスケールでほぼ同一に見える）のいずれかを有することが好ましい。
【００２７】
本発明での使用、及び連続網状組織ウェブ圧痕形成表面２２２の形成に好適な幾何学的形状との例としては、フラクタル及びコンストラクタルが挙げられる。それらは全レベルの拡大で類似して見えるため、フラクタルは、多くの場合、無限に複雑である（infinitely complex）（非公式な用語で）と考慮される。本発明での使用に好適な、また所望の連続網状組織ウェブ圧痕形成表面２２２を提供することができるフラクタルの像は、フラクタル生成ソフトウェアの使用により作製することができる。そのようなソフトウェアにより生成される像は、通常、上記の特徴を有さない場合であっても、例えば任意のフラクタル特性を呈さないフラクタル領域にズームすることが可能な場合等でもフラクタルであると称される。また、これらは、真のフラクタルの特徴ではない計算又はディスプレイ人工産物を含み得る。フラクタルを生成する、代表的であるが非限定的な技術は、１．エスケープ−時間フラクタル（「軌道」フラクタルとしても既知であり、式又は空間内の各地点における再出現関係により画定される、例えばマンデルブロ集合、ジュリア集合、バーニングシップフラクタル、ノバフラクタル及びリアプノフフラクタル）、２．反復関数システム（固定した幾何学的置換規則を有する、例えばカントール集合、シェルピンスキーのカーペット、シェルピンスキーのガスケット、ペアノ曲線、コッホ雪片、ハーターハイウェイドラゴン曲線、Ｔ正方形、メンガーのスポンジ）、３．ランダムフラクタル（決定論的プロセスではなく、確率論的プロセスにより生成される、例えば、ブラウン運動の軌跡、Ｌｅｖｙフライト、フラクタル地形及びブラウンの木）、並びに４．ストレンジアトラクター（Strange attractor）（マップの反復又はカオスを呈する初期値微分方程式のシステムの解により生成される）。
【００２８】
代表的であるが非限定的なフラクタル、マンデルブロ集合は、複素数の乗算に基づく。複素数ｚ0から開始する。ｚ0から、ｚ1＝（ｚ0）2＋ｚ0を定義する。既知数であると仮定して、ｚx+1は、（ｚx）2＋ｚxとして定義される。マンデルブロ集合内の点は、点０＋０ｉの比較的近傍に留まる全ての点である（このプロセスを繰り返す際、それらが常に特定の固定距離（０＋０ｉ）内に存在するという意味で）。結局のところ、ｚxが特定のｎに関する起源の周囲にて半径２の円の外部になる場合は、マンデルブロ集合内に存在しないであろう。
【００２９】
現象のフラクタルモデルとは対照的に、コンストラクタル法則は予測的であり、したがって、実験的に試験することができる。コンストラクタル理論は、天然のデザイン（構成、パターン、形状）の生成が、全ての生命及び無生命系を結合する物理現象であるという考えを提示する。例えば、点−範囲及び点−容積のフローにおいて、コンストラクタル理論は、樹木アーキテクチャを予測し、そのようなフローは、１つの高度に抵抗性なものと、比較的抵抗性が低いものの、少なくとも２つの型（regimes）を表示する。コンストラクタル理論は、巨視的システムから微視的システムまでの任意のスケールで適用することができる。任意のシステムの不完全性を分配するコンストラクタル法は、より抵抗性の高い型をシステムの最小スケールにて加えることである。コンストラクタル法則は、可能な限り不完全性を低くした形態である完全形態を生成する原理である。
【００３０】
コンストラクタル法則を数式化するために、熱力学システムを、構成を有さない静的（平衡、流れるものがない）システムと区別する、熱力学システムに関する新しい特性を定義した。フローシステムの特性は、
（１）全体的な外部サイズ、例えば、ツリーフローにより覆われる本体の長さスケールＬ、
（２）全体的な内部サイズ、例えばダクトの総容積Ｖ、
（３）少なくとも１つの全体的な性能の尺度、例えば、ツリーの全体的なフロー抵抗Ｒ、
（４）構成、図形、アーキテクチャ、及び
（５）変形の自由、即ち、構成を変化させる自由である。
【００３１】
全体的な外部及び内部サイズ（Ｌ、Ｖ）は、フローシステムが少なくとも２つの長さスケールＬ及びＶ1/3を有することを意味する。これらは、無次元比−しなやかさ（svelteness）Ｓv−を形成し、これはフロー構成の新しい全体的な特性である（Ｌｏｒｅｎｔｅ  ａｎｄ  Ｂｅｊａｎ，２００５）。
【００３２】
【数１】
2013538084.tif 000003
【００３３】
コンストラクタル法則は、残存するフロー構造が時間内に一方向において変形する（発達する）、即ち流動をより容易に流れるようにする構成に向かって変形する（発達する）ものであるという、通常の観察結果を集約する主張である。この主張は、有限サイズの制約の下での構造的変化を厳密に指す。フロー構造が自由に変化する場合、時間内でフロー構造は定数Ｌ及び定数Ｖにおいて徐々に小さくなるＲの方向へ移動する。コンストラクタル法則は、
Ｒ2≦Ｒ1（定数Ｌ、Ｖ）
を必要とする。
【００３４】
形態の自由が持続する場合、フロー構造はより小さいＲ値へ向かって継続する。そのような変化はいずれも、
ｄＲ≦０（定数Ｌ、Ｖ）
により特徴付けられる。
【００３５】
この移行の終わりが「平衡フロー構造」であり、ここでフローの形状は完全な自由を有する。平衡は、定数Ｌ及びＶにおける最小のＲにより特徴付けられる。平衡フロー構造の付近では、
ｄＲ＝０及びｄ2Ｒ＞０（定数Ｌ、Ｖ）
を有する。
【００３６】
生成された曲線Ｒ（Ｖ）は、同一の全体的なサイズＬを有する、可能なフローアーキテクチャのクラウドの縁である。曲線は、フローの物理的現象により負の勾配を有し、抵抗はフローチャネルが開放した際に低下する。
【００３７】
【数２】
2013538084.tif 000004
【００３８】
定数−Ｖカット（また定数Ｌ）における構成の発達は、性能増大による残存−適者生存（survival of fittest）を表す。コンストラクタル法則が形態の自由であるという考えは、性能に好適である。
【００３９】
同一の時間の矢は、代替的に、３次元空間を通した定数−Ｒカットを参照して記述することができる。同一の全体的な性能（Ｒ）及び全体的なサイズ（Ｌ）を有するフローアーキテクチャは、圧縮性及びしなやかさに関して発達し−より小さい容積は内部ダクトに割り当てられ、即ちより大きい容積は、作業「組織」（隙間）のために確保される。全体的な外部及び内部サイズ（Ｌ、Ｖ）は、フローシステムがスケールＬ及びＶ1/3を有するという意味である。これらは、フロー構成の特性である無次元比（しなやかさ、Ｓv）を形成する。固定された全体的なサイズ及び全体的な性能を有するシステムが時間内で持続する（生存する）ためには、そのフロー構造が、利用可能な空間のより小さい部分を占めるように発達する必要がある。これは、利用可能な空間の使用の最大化に基づく残存である。Ｓv（圧縮性）を増大させることによる残存は、性能の増大による残存と等価である。
【００４０】
コンストラクタル法則の第３の等価な主張は、定数−Ｌデザインが定数−Ｖデザイン空間内で作り直された場合、明かとなる。非平衡フロー構造のハイパー表面の形状及び配向の寄与は、底面における曲線の勾配（∂Ｒ／∂Ｌ）Vを正にする。これは、流れが進んだ距離が増大するとフロー抵抗が増大するためである。所定の性能レベル（Ｒ）及び内部フロー容積（Ｖ）のフロー構造は、徐々に大きくなる区域を占める新しいフロー構造に変形する。再び、フロー構成は、より大きいＳvに向かって発達する。
【００４１】
図２に示す連続網状組織ウェブ圧痕形成表面２２２の形状は、複数のモザイク式の単位セル（図３に典型的に図示）を提供する。各単位セルには重心があり、連続網状組織ウェブ圧痕形成表面２２２を形成する幅（Ｗ1）を有する第１のランド範囲のそれぞれは、重心から広がる。各ランド範囲は、優先的に追加のランド範囲（例えば、第２のランド範囲、第３のランド範囲等）に少なくとも分岐し、これらのそれぞれは、第１のランド範囲の幅（Ｗ1）とは異なる幅（例えば、Ｗ2、Ｗ3等）を有する。次いで、追加のランド範囲（例えば、第２のランド範囲、第３のランド範囲等）のそれぞれは、追加のランド範囲の幅とは異なる幅を有する更なる追加のランド範囲に少なくとも分岐してもよい。
【００４２】
図３に提供される実施例では、デザインは、脈管分枝のデザインと類似している。Ｒｏｓｅｎにより記載された分析方法（Ｃｈ．３  ｉｎ  Ｏｐｔｉｍａｌｉｔｙ  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｉｎ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｒｏｂｅｒｔ  Ｒｏｓｅｎ，Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９６７）を使用して、枝の幅及び長さと、並びに枝間の角度を決定することができる。毛細管圧及びＨａｇｅｎ−Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅ抗力を考慮することによる毛細管チャネルの半径（ｒ）並びにそれらの長さ（Ｌ）の最適化により、図３に示すようなＬn、ｒn、Ｌn+1、ｒn+1及びθの間の関係がもたらされる。
【００４３】
Ｌn、ｒn、Ｌn+1及びｒn+1は、典型的には、３次元を有する天然に存在する毛細管様システムにおける関係を説明するのに使用されるため、当業者には、本明細書に記載する連続網状組織領域のランド範囲は、本開示の構造体が機械方向及び機械横断方向において本質的に巨視的に単一平面状であるため、幅（Ｗ）を参照するであろうことが容易に明かとなる筈である。当業者は、そのような状況では、２ｒ＝Ｗであることを理解するであろう。当業者はまた、デザイン選択（例えば直線状、テーパ形状、曲線状等）について説明し、及び／又は製造の微妙な差異に対処するためには、本開示に基づいて示され使用される幅（Ｗ）は、領域の平均幅であることが好ましいことを理解する筈である。更に、当業者は、本明細書に示される代表的な典型的な毛細管様システムが直線状の特徴を有するとして示されていても、本開示の毛細管様システムが曲線状又は更には直線状と曲線状との組み合わせのデザインではあり得ない理由はないことを理解する筈である。
【００４４】
加えて、図３に提供される例では、幅（Ｗ1）を有する第１のランド範囲は、対応する幅（Ｗ2及びＷ3）をそれぞれ有する２つの追加のランド範囲に分岐する。幅（Ｗ1）を有する第１のランド範囲の、対応する幅（Ｗ2及びＷ3）をそれぞれ有する２つの追加のランド範囲への、結果として生じる分岐には、４つの筋書きが出現し得る。これらの筋書きは、
１．Ｗ1＝Ｗ2＋Ｗ3、式中、Ｗ2及びＷ3≠０、
２．Ｗ1＜Ｗ2＋Ｗ3、式中、Ｗ2及びＷ3≠０、
３．Ｗ1＝Ｗ2＋Ｗ3、式中、Ｗ2≠Ｗ3、また式中、Ｗ2、Ｗ3＞０、及び
４．Ｗ1＜Ｗ2＋Ｗ3、式中、Ｗ2≠Ｗ3、また式中、Ｗ2、Ｗ3＞０である。
【００４５】
Ｌ、Ｗ及びθの値は、繰り返されるモザイク式の単位セルの間に最良の相関をもたらすよう選択することが有利であると見出された。当業者は、必要性に合わせて任意のＬ、Ｗ、及びθの値を提供してよいが、Ｌ1（分岐前）及びＬ2、Ｌ3（分岐後）は、約０．１３ｍｍ（０．００５インチ）〜約１９．０５ｍｍ（０．７５０インチ）及び／又は約０．２５ｍｍ（０．０１０インチ）〜約１０．１６ｍｍ（０．４００インチ）及び／又は約０．５１ｍｍ（０．０２０インチ）〜約５．０８ｍｍ（０．２００インチ）及び／又は約０．７６ｍｍ（０．０３インチ）〜約２．５４ｍｍ（０．１００インチ）及び／又は約１．２７ｍｍ（０．０５インチ）〜約１．９１ｍｍ（０．０７５インチ）の範囲であってよいことが見出された。Ｗ1（分岐前）及びＷ2、Ｗ3（分岐後）は、約０．１３ｍｍ（０．００５インチ）〜約５．０８ｍｍ（０．２００インチ）及び／又は約０．２５ｍｍ（０．０１０インチ）〜約２．５４ｍｍ（０．１００インチ）及び／又は約０．３８ｍｍ（０．０１５インチ）〜約１．９１ｍｍ（０．０７５インチ）及び／又は約０．５１ｍｍ（０．０２０インチ）〜約１．２７ｍｍ（０．０５０インチ）の範囲であってよいことも見出された。またθは、約１度〜約１８０度及び／又は約３０度〜約１４０度及び／又は約３０度〜約１２０度及び／又は約４０度〜約８５度及び／又は約４５度〜約７５度及び／又は約５０度〜約７０度の範囲であってもよいことが見出された。
【００４６】
驚くべきことに、等式２（上記）、並びに上述したＬ、Ｗ、及びθの値で示される形状を有する連続網状組織ウェブ圧痕形成表面２２２を有するウェブ圧痕形成表面２２２を使用して形成したウェブ製品が、いくつかの著しい性能向上を示すことがわかった。これは、試験した他の商業的製品と比較した際の、観察されたＶＦＳ及びＳＳＴ値の驚くべき増大と、観察された残留水の値（ＲW）の驚くべき低下とを含む。
【００４７】
等式２（上記）で示される形状を有する連続網状組織ウェブ圧痕形成表面２２２を有するウェブ圧痕形成表面２２２を使用して形成したウェブ製品が、いくつかの著しい性能向上を示すことがわかった。これは、試験した他の商業的製品と比較した際の、観察されたＶＦＳ及びＳＳＴ値の驚くべき増大と、観察された残留水の値（ＲW）の驚くべき低下とを含む。
【００４８】
本発明の紙製品はクレープ加工され、即ち、ヤンキードライヤーで完結されている製紙機械上で製造されることが好ましく、前記ドライヤーに部分的に乾燥した製紙ウェブが接着され、かつ前記ドライヤー上で前記ウェブが乾燥され、前記ドライヤーから前記ウェブが可撓性クレープ加工ブレードの作用により除去される。クレープ加工は、紙を機械方向に機械的に圧縮する手段である。その結果、坪量（質量／単位面積）の増大、並びに特に機械方向に測定した際の多くの物理的特性の劇的な変化がもたらされる。クレープ加工は、一般に、機械作動中のヤンキードライヤーに接触する可撓性ブレード、いわゆるドクターブレードにより達成される。
【００４９】
ヤンキードライヤーは、大きい直径、一般に２．４〜６．１メートル（８〜２０フィート）のドラムであり、これは、蒸気で加圧されて熱い表面を提供し、製紙プロセスの終わりに製紙ウェブの乾燥を完了させるように設計されている。繊維性スラリーを分散させるのに必要であった多量の水から紙ウェブが解放される、フードリニアワイヤ等の有孔形成キャリア上で最初に形成される紙ウェブは、一般に、いわゆるプレス区画内のフェルト又は織物に移動され、ここでは、最終的に半乾燥状態でヤンキーの表面に移動されて乾燥が完了する前に、ここで紙を機械的に圧縮することにより、又は熱い空気による通気乾燥等のいくつかの他の脱水方法により、脱水が継続される。
【００５０】
特にクレープ加工プロセスの前にパターン緻密化の方法が行われる場合、クレープ加工された紙ウェブの特徴は本発明の実践に好ましいが、クレープ加工されていない紙製品も本発明の範囲内に含まれる。本明細書で使用される用語、クレープ加工されていない紙製品とは、最も好ましくは通気乾燥により、非圧迫的に乾燥された紙製品を指す。通気乾燥されたウェブは、比較的高い密度のゾーンが高い嵩の領域内に分散されるように、パターンが緻密化されていてもよい。これは、比較的高い密度のゾーンが連続し、高い嵩の領域が離散している、パターン緻密化製品を含む。
【００５１】
クレープ加工されていない紙製品ウェブを製造するためには、初期ウェブを、上部に前記ウェブが置かれている有孔形成キャリアから、よりゆっくりと移動する高繊維支持（high fiber support）移動織物キャリアへ移動させる。次いで、ウェブを乾燥織物へ移動させ、前記織物上で最終的な乾燥状態までウェブが乾燥される。そのようなウェブは、クレープ加工された紙ウェブと比較して、表面の滑らかさにおけるいくつかの利点を提供することができる。
【００５２】
本発明の紙は、広葉樹及び針葉樹タイプの両方の製紙繊維を含んでもよく、ここでは少なくとも約６５％の製紙繊維が広葉樹であり、少なくとも約３５％が針葉樹である。広葉樹及び針葉樹繊維の任意の組み合わせを使用できることを理解すべきである。広葉樹及び針葉樹繊維は、不均質な構造に組み合わされることが好ましい。あるいは、広葉樹及び針葉樹繊維は、それぞれを別個の層に分類することにより分離されてもよく、その場合、紙製品は、内側層と、少なくとも１つの外側層とを含む。いずれにしても、全ての種類の木材パルプは、本明細書で検討される紙製品を生成することができる。綿リンター、バガス、レーヨン等の他のセルロース繊維性パルプも使用することができる。本明細書で有用な木材パルプには、亜硫酸塩及び硫酸塩（クラフトと称されることもある）パルプ等の化学的パルプ、並びに、例えば、砕木パルプ、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）及びケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）等の機械的パルプが挙げられる。落葉樹及び針葉樹の両方に由来するパルプを使用することができる。
【００５３】
本明細書で使用される「広葉樹パルプ」は、落葉樹（被子植物）の木質物質由来の繊維性パルプを指す。「針葉樹パルプ」は、針葉樹（裸子植物）の木質物質由来の繊維性パルプである。広葉樹クラフトパルプ、特にユーカリと、北部針葉樹クラフト（northern softwood Kraft）（ＮＳＫ）パルプとのブレンドは、本発明の紙製品ウェブの作製に特に好適である。本発明の第１の実施形態は、最も好ましくは、ユーカリ等の広葉樹パルプが北部針葉樹クラフトパルプと組み合わされた、不均質ウェブ層を提供することができる。本発明の別の実施形態は、最も好ましくは、ユーカリ等の広葉樹パルプが外側層（１つ又は複数）に使用され、北部針葉樹クラフトパルプが内側層（１つ又は複数）に使用されている、層状紙製品ウェブを提供することができる。上記の繊維のいずれか又は全てのカテゴリーを含み得るリサイクル紙に由来する繊維も、本発明に適用可能である。更に、任意の微粒子充填剤と接触されるであろう製紙繊維を含む含有する多数の製紙完成紙料は、圧倒的に広葉樹タイプのものであり、少なくとも約８０％の広葉樹含有量であることが好ましい。
【００５４】
加えて、本発明の製品を形成する繊維は、ポリマー溶融組成物から、メルトブロー法及び／若しくはスピンボンディング（spinbonding）等の好適な紡糸操作によって紡いでもよく、並びに／又は植物源、例えば樹木等の天然源から得てもよい。そのような繊維は、単一構成成分及び／又は多構成成分であってよい。例えば、繊維要素は、２成分の繊維及び／又はフィラメントを含み得る。２成分の繊維及び／又はフィラメントは、並列、芯と外装、海島型等の任意の形態であってよい。フィラメントの非限定的な例としては、メルトブローン及び／又はスパンボンドフィラメントが挙げられる。フィラメントに紡績することができるポリマーの非限定的な例としては、例えば、デンプン、デンプン誘導体、セルロース（例えば、レーヨン及び／又はリヨセル）、セルロース誘導体、ヘミセルロース、及びヘミセルロース誘導体等の天然ポリマー、並びに熱可塑性ポリマーフィラメント、例えば、ポリエステル、ナイロン、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレンフィラメント、及びポリエチレンフィラメント）、及び生分解性熱可塑性繊維、例えば、ポリ乳酸フィラメント、ポリヒドロキシアルカノエートフィラメント、ポリエステルアミドフィラメント、及びポリカプロラクトンフィラメントが挙げられるがこれらに限定されない合成ポリマーが挙げられる。繊維の非限定的な例としては、パルプ繊維、例えば、木材パルプ繊維、並びに合成ステープルファイバー、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、これらのコポリマー、レーヨン、ガラス繊維、及びポリビニルアルコール繊維が挙げられる。ステープルファイバーは、フィラメントトウを紡績した後、トウを５．０８ｃｍ（２インチ）未満の部分に切断して繊維を製造することにより製造することができる。
【００５５】
様々な木材パルプ繊維に加え、その他のセルロース繊維、例えば、綿リンター、レーヨン、リヨセル、及びバガス繊維が、本発明の繊維性構造体中で使用され得る。本発明の主題であるウェブ製品の繊維性構造体又は材料は、通気乾燥された穿孔製品に変換されるのに好適な、単一プライ又は多プライ繊維性構造体であってよい。水性製紙完成紙料又は初期ウェブに他の材料を加えて、製品に他の特徴を付与、又は製紙プロセスを改善してもよい。例えば、湿潤強度又は乾燥強度結合剤、歩留り改良剤、界面活性剤、サイズ、化学柔軟化剤、クレープ促進組成物等の少量の化学機能性薬剤が度々含まれるが、これらは一般に少量でしか使用されない。
【００５６】
製紙プロセスにカチオン性電荷付勢種（charge biasing species）を加えて、水性製紙完成紙料のゼータ電位を制御してもよい。これらの材料は、殆どの固体が本来、負の表面電荷を有するため使用され、前記表面には、セルロース繊維及び微粉、並びに殆どの無機充填剤の表面が含まれる。伝統的に使用されている１つのカチオン性電荷付勢種は、ミョウバンである。好ましくは、約５００，０００以下、より好ましくは約２００，０００以下の分子量を有し、又は更には約１００，０００の分子量を有する、比較的低い分子量のカチオン性合成ポリマーを、電荷付勢に使用することができる。そのような低分子量のカチオン性合成ポリマーの電荷密度は、比較的高い。これらの電荷密度は、ポリマー１キログラム当たり約４〜約８当量の範囲のカチオン性窒素である。１つの例示的材料は、Ｓｔａｍｆｏｒｄ，Ｃｏｎｎ．のＣｙｔｅｃ，Ｉｎｃ．の製品であるＣｙｐｒｏ  ５１４．ＲＴＭである。このような材料の使用は、発明の実践の範囲内で明白に可能である。
【００５７】
加えて、高い表面積、高いアニオン電荷の微小粒子を使用して、形成、排水、強度、及び保持を改善することができる。この目的のための一般的な材料は、シリカコロイド又はベントナイト粘土である。
【００５８】
永続的な湿潤強度が所望される場合、ポリアミド−エピクロロヒドリン、ポリアクリルアミド、スチレン−ブタジエンラテックス；不溶化ポリビニルアルコール；尿素−ホルムアルデヒド；ポリエチレンイミン；キトサンポリマー及びこれらの混合物等の化学物質の群を、製紙完成紙料又は初期ウェブに加えてもよい。ポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂は、特に有用であると見出されたカチオン性湿潤強度樹脂である。そのような樹脂の好適なタイプは、米国特許第３，７００，６２３号及び同第３，７７２，０７６号に記載されている。ポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂は、そのような樹脂を商標Ｋｙｍｅｎｅ（登録商標）５５７Ｈ．ＲＴＭで販売しているＷｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤｅｌのＨｅｒｃｕｌｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能である。
【００５９】
多くの紙製品は、それらをトイレを介して浄化槽又は下水管内に廃棄する必要があるため、限られた湿潤強度を有していなければならない。これらの製品に湿潤強度が付与される場合、それは水の存在下でその効力の一部又は全部が減弱することにより特徴付けられる一過性の湿潤強度であることが好ましい。一過性の湿潤強度が所望される場合、結合剤材料は、ジアルデヒドデンプン、又はＮａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙにより提供されているＣｏ−Ｂｏｎｄ  １０００．ＲＴＭ、Ｓｔａｍｆｏｒｄ，Ｃｏｎｎ．のＣｙｔｅｃにより提供されているＰａｒｅｚ（登録商標）７５０．ＲＴＭ、及び米国特許第４，９８１，５５７号に記載されている樹脂等のアルデヒド官能基を有するその他の樹脂からなる群から選択することができる。
【００６０】
紙製品ウェブを処理するのに界面活性剤を使用して、吸収性を向上させることができる。界面活性剤の濃度は、紙製品の乾燥繊維重量に基づいて約０．０１重量％〜約２．０重量％の範囲であることが好ましい。界面活性剤は、８個以上の炭素原子を含むアルキル鎖を有することが好ましい。代表的なアニオン性界面活性剤は、直鎖アルキルスルホネート、及びアルキルベンゼンスルホネートである。代表的な非イオン性界面活性剤は、Ｃｒｏｄａ，Ｉｎｃ．（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，Ｎ．Ｙ．）から入手可能なＣｒｏｄｅｓｔａ（登録商標）ＳＬ−４０．ＲＴＭ等のアルキルグリコシドエステル；１９７７年３月８日にＷ．Ｋ．Ｌａｎｇｄｏｎらに発行された米国特許第４，０１１，３８９号に記載されているアルキルグリコシドエーテル；並びにＧｌｙｃｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．（Ｇｒｅｅｎｗｉｃｈ，Ｃｏｎｎ．）から入手可能なＰｅｇｏｓｐｅｒｓｅ（登録商標）２００  ＭＬ、及びＲｈｏｎｅ  Ｐｏｕｌｅｎｃ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｃｒａｎｂｕｒｙ，Ｎ．Ｊ．）から入手可能なＩＧＥＰＡＬ（登録商標）ＲＣ−５２０．ＲＴＭ等のアルキルポリエトキシル化エステルを含むアルキルグリコシドである。
【００６１】
本発明は更に、多層紙製品ウェブの製造に適用することが可能である。多層紙製品構造体及び多層紙製品構造体の形成方法は、米国特許第３，９９４，７７１号、同第４，３００，９８１号、同第４，１６６，００１号、及び欧州特許公開第０  ６１３  ９７９  Ａ１号に記載されている。層は、異なる繊維タイプを含むことが好ましく、繊維は、典型的には、多層紙製品の作製に使用されている比較的長い針葉樹及び比較的短い広葉樹繊維である。本発明により得られる多層紙製品ウェブは、重ねておかれる少なくとも２つの層、内側層と、内側層と連続する少なくとも１つの外側層とを含む。多層紙製品は、重ねておかれる３つの層、内側層又は中心層及び２つの外側層を含むことが好ましく、内側層は、２つの外側層の間に位置する。２つの外側層は、約０．５〜約１．５ｍｍ、好ましくは約１．０ｍｍ未満の平均繊維長を有する、比較的短い製紙繊維からなる一次フィラメント状構成成分を含むことが好ましい。これらの短い製紙繊維は、典型的には広葉樹繊維、好ましくは広葉樹クラフト繊維、最も好ましくはユーカリ由来のものを含む。内側層は、少なくとも約２．０ｍｍの平均繊維長を有する比較的長い製紙繊維の一次フィラメント状構成成分を含むことが好ましい。これらの長い製紙繊維は、典型的には針葉樹繊維、好ましくは北部針葉樹クラフト繊維である。本発明の微粒子充填剤の大部分は、本発明の多層紙製品ウェブの外側層のうちの少なくとも一つに含まれることが好ましい。本発明の微粒子充填剤の大部分は、両方の外側層中に含まれることが、より好ましい。いずれにしても、本発明のウェブから単一プライ及び多プライ紙製品の両方を製造することができる。
【００６２】
第４級アンモニウム化合物等の柔軟化剤を、製紙スラリーに添加してもよい。上記に詳述した構造を有し、本発明に使用するのに好適なエステル官能化第４級アンモニウム化合物の具体的な例としては、ジエステルジタロージメチルアンモニウムクロリド等のジエステルジアルキルジメチルアンモニウム塩類、モノエステルジタロージメチルアンモニウムクロリド、ジエステルジタロージメチルアンモニウムメチルサルフェート、ジエステルジ（水素添加）タロージメチルアンモニウムメチルサルフェート、ジエステルジ（水素添加）タロージメチルアンモニウムクロリド、又はこれらの混合物を挙げることができる。ジエステルジタロージメチルアンモニウムクロリド及びジエステルジ（水素添加）タロージメチルアンモニウムクロリドが特に好ましい。これらの特定の材料は、Ｄｕｂｌｉｎ，ＯｈｉｏのＷｉｔｃｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｉｎｃ．から、商標名「ＡＤＯＧＥＮ（登録商標）ＳＤＭＣ」で入手可能である。本発明にて使用するのに好適な他のタイプの第４級アンモニウム化合物は、米国特許第５，５４３，０６７号、同第５，５３８，５９５号、同第５，５１０，０００号、同第５，４１５，７３７号及び欧州特許出願第０  ６８８  ９０１  Ａ２号に記載されている。加えて、エステル官能化第４級アンモニウム化合物のジ第四級変形物も使用することができ、本発明の範囲内に含まれることが意図される。理論に束縛されるものではないが、第４級化合物のエステル部分は、生分解性の尺度を提供すると考えられている。本明細書で使用されるエステル官能化第４級アンモニウム化合物は、従来のジアルキルジメチルアンモニウム化学柔軟化剤よりも急速に生分解すると考えられている。
【００６３】
製紙スラリーに添加するのに好適な更なる化学柔軟化剤は、アミノ官能化ポリジメチルシロキサン等の有機反応性ポリジメチルシロキサン成分を含む。好ましい化学柔軟化剤は、有機反応性シリコーンを、好適な第４級アンモニウム化合物と組み合わせる。アミノポリジメチルシロキサン等の有機反応性シリコーンは、全柔軟化剤に対するポリシロキサンの重量に基づいて約０重量％〜約５０重量％、好ましくは約５重量％〜約１５重量％の範囲の量で適用される。好適な脂肪酸は、Ｃ6〜Ｃ23の直鎖、分岐鎖、飽和又は不飽和類似体を含む。好ましい脂肪酸は、イソステアリン酸である。特に好ましい化学柔軟化剤の１つは、約０．１％〜約７０％のポリシロキサン化合物を含有する。
【００６４】
ポリシロキサンは、ポリマーの、オリゴマーの、コポリマーの及びその他の多重モノマーのシロキサン材料も含み得る。本明細書で使用される用語ポリシロキサンは、そのようなポリマーの、オリゴマーの、コポリマーの及びその他の多重モノマーの材料の全てを含むものとする。加えて、ポリシロキサンは、直鎖、分岐鎖であってよく、又は環状構造を有してもよい。ポリシロキサンを開示している参考文献には、米国特許第２，８２６，５５１号、同第３，９６４，５００号、同第４，３６４，８３７号、同第５，０５９，２８２号、同第５，５２９，６６５号、同第５，５５２，０２０号及び英国特許第８４９，４３３号が挙げられる。
【００６５】
本発明の製品は、エンボスされていてもよい。本明細書で使用される、繊維性構造体に関連した「エンボスされている」は、繊維性構造体が内部を通過するニップを形成する１つ以上のエンボスロール上のデザインを複製することにより、滑らかな表面の繊維性構造体を装飾表面に変換するプロセスに供された繊維性構造体を意味する。エンボスされている、とは、繊維性構造体に質感及び／又は装飾パターンを付与し得るクレープ加工、マイクロクレープ加工、印刷又はその他のプロセスを含まない。一実施例では、エンボスされている繊維性構造体は、ＭｉｃｒｏＣＡＤを使用して測定して、６００μｍ超、及び／又は７００μｍ超、及び／又は８００μｍ超、及び／又は９００μｍ超の、エンボス加工の頂点と、エンボス加工の谷との差の平均を有する、深く入れ子になったエンボス加工を含む。
【００６６】
図４〜６に示すように、本発明により製造された代表的な紙製品は、目視的に単一平面状であり、紙の面がそのＸ−Ｙ方向を画定し、その方向に直交するＺ方向を有する。図１に示す有孔圧痕形成部材により形成された成形ウェブ１２０Ｂは、所定のレベルのウェブ坪量及びウェブキャリパーＨに関して比較的高い引張り強度及び可撓性を有することにより特徴付けられる。この比較的高い引張り強度及び可撓性は、少なくともある程度、比較的高い密度の領域１０８３と比較的低い密度の領域１０８４との密度の差によるものと考えられる。ウェブ強度は、第１の脱水フェルト３２０とウェブ圧痕形成表面２２０との間の中間ウェブ１２０Ａの一部分をプレスして、比較的高い密度の領域１０８３を形成することにより向上される。同時に、ウェブの一部分を圧縮及び脱水することにより、比較的高い密度の領域内に、負荷を支える繊維同士の結合がもたらされる。
【００６７】
本発明の装置及びプロセス（図１に図示）に従って製造される代表的な紙製品は、少なくとも２つの領域を有する。第１の領域は、有孔印刷部材２１９のウェブ圧痕形成表面２２０に対して圧痕形成された圧痕形成領域を含む。圧痕形成された領域は、本質的に連続する網状組織であることが好ましい。圧痕形成部材２１９の偏向導管部分２３０内に偏向された比較的低い密度の領域１０８４は、吸収性を向上させるための嵩を提供する。加えて、中間ウェブ１２０Ａのプレスにより製紙繊維が偏向導管部分２３０内に引き込まれて中間密度領域を形成し、それによりウェブのマクロキャリパーＨが増大される。増大されたウェブキャリパーＨは、ウェブの見掛け密度（ウェブキャリパーＨで除算したウェブ坪量）を低下させる。ウェブの可撓性は、ウェブの剛性が低下するにつれて増大する。あるいは、本発明の装置及びプロセス（図２に図示）に従って製造される代表的な紙製品は、少なくとも２つの領域を有する。第１の領域は、有孔印刷部材２１９ａのウェブ圧痕形成表面２２０ａに対して圧痕形成された複数の圧痕形成領域を含む。圧痕形成領域は、本質的に不連続の網状組織であることが好ましい。圧痕形成部材２１９の連続偏向導管部分２３０ａ内に偏向された比較的低い密度の領域は、吸収性を向上させるための嵩を提供する。
【００６８】
再び図１の圧痕形成部材２１０に従って製造された製品を参照すると、ある程度は、初期ウェブ１２０の一部分を圧痕形成部材２１９の偏向導管部分２３０内に偏向して、圧迫ニップ３００の上流に非単一平面状の中間ウェブ１２０Ａを提供することによって、比較的高い密度の領域１０８３と比較的低い密度の領域１０８４との間に密度の差がもたらされている。圧迫ニップ３００を通して運ばれる単一平面状のウェブは、いくらかの均一な圧縮に供され、それによって、成形ウェブ１２０Ｂ内の最小密度が増大する。偏向導管部分２３０内の非単一平面状の中間ウェブ１２０Ａの一部分は、そのような均一の圧縮を避け、その結果、比較的低い密度を維持する。しかしながら、理論に束縛されるものではないが、比較的低い密度の領域１０８４及び比較的高い密度の領域１０８３は、一般的に等価な坪量を有し得ると考えられる。いずれにしても、比較的低い密度の領域１０８４及び比較的高い密度の領域１０８３の密度は、米国特許第５，２７７，７６１号及び同第５，４４３，６９１号に従って測定することができる。
【００６９】
成形ウェブ１２０Ｂはまた、当技術分野にて既知のように短縮されてもよい。短縮は、例えば乾燥シリンダー等の剛性表面から成形ウェブ１２０Ｂをクレープ加工することにより達成させることができる。この目的には、ヤンキー乾燥ドラムを使用することができる。短縮中、成形ウェブ１２０Ｂの比較的低い密度の領域１０８４内に、少なくとも１つの短縮隆起部が生成され得る）。そのような少なくとも１つの短縮隆起部は、成形ウェブ１２０ＢのＭＤ／ＣＤ平面からＺ方向に離間されている。クレープ加工は、米国特許第４，９１９，７５６号によるドクターブレードを用いて達成することができる。代替的に、又はこれに加えて、短縮は、米国特許第４，４４０，５９７号に教示されている湿式マイクロ収縮により、及び／又は当業者に既知であろう織物クレープ加工により達成することができる。
【００７０】
本明細書で使用される「坪量」は、ポンド／３０００ｆｔ2又はｇ／ｍ2と報告される試料の単位面積当たりの重量である。本発明の製品は、１５ｇ／ｍ2（９．２ポンド／３０００ｆｔ2）超〜約１２０ｇ／ｍ2（７３．８ポンド／３０００ｆｔ2）及び／又は約１５ｇ／ｍ2（９．２ポンド／３０００ｆｔ2）〜約１１０ｇ／ｍ2（６７．７ポンド／３０００ｆｔ2）及び／又は約２０ｇ／ｍ2（１２．３ポンド／３０００ｆｔ2）〜約１００ｇ／ｍ2（６１．５ポンド／３０００ｆｔ2）及び／又は約３０（１８．５ポンド／３０００ｆｔ2）〜９０ｇ／ｍ2（５５．４ポンド／３０００ｆｔ2）の坪量を有し得る。加えて、本発明の製品は、約４０ｇ／ｍ2（２４．６ポンド／３０００ｆｔ2）〜約１２０ｇ／ｍ2（７３．８ポンド／３０００ｆｔ2）及び／又は約５０ｇ／ｍ2（３０．８ポンド／３０００ｆｔ2）〜約１１０ｇ／ｍ2（６７．７ポンド／３０００ｆｔ2）及び／又は約５５ｇ／ｍ2（３３．８ポンド／３０００ｆｔ2）〜約１０５ｇ／ｍ2（６４．６ポンド／３０００ｆｔ2）及び／又は約６０（３６．９ポンド／３０００ｆｔ2）〜１００ｇ／ｍ2（６１．５ポンド／３０００ｆｔ2）の坪量を有し得る。
【００７１】
本発明の製品は、約３０００ｇ／２５．４ｍｍ未満、及び／又は２０００ｇ／２５．４ｍｍ未満、及び／又は１８７５ｇ／２５．４ｍｍ未満、及び／又は１８５０ｇ／２５．４ｍｍ未満、及び／又は１８００ｇ／２５．４ｍｍ未満、及び／又は１７００ｇ／２５．４ｍｍ未満、及び／又は１６００ｇ／２５．４ｍｍ未満、及び／又は１５６０ｇ／２５．４ｍｍ未満、及び／又は１５００ｇ／２５．４ｍｍ〜約４００ｇ／２５．４ｍｍ、及び／又は〜約６００ｇ／２５．４ｍｍ、及び／又は〜約８００ｇ／２５．４ｍｍ、及び／又は〜約１０００ｇ／２５．４ｍｍの総乾燥引張り試験値を有し得る。更に別の実施例では、単一プライ製品は、約１５６０ｇ／２５．４ｍｍ未満、及び／又は１５００ｇ／２５．４ｍｍ未満、及び／又は１４００ｇ／２５．４ｍｍ未満、及び／又は１３００ｇ／２５．４ｍｍ未満〜約３００ｇ／２５．４ｍｍ、及び／又は４００ｇ／２５．４ｍｍ、及び／又は〜約６００ｇ／２５．４ｍｍ、及び／又は〜約８００ｇ／２５．４ｍｍ、及び／又は〜約１０００ｇ／２５．４ｍｍの総乾燥引張り試験値を有し得る。
【００７２】
本発明の製品は、８００ｇ／２５．４ｍｍ未満、及び／又は６００ｇ／２５．４ｍｍ未満、及び／又は４５０ｇ／２５．４ｍｍ未満、及び／又は３００ｇ／２５．４ｍｍ未満、及び／又は約２２５ｇ／２５．４ｍｍ未満の初期の総湿潤引張り強度値を有し得る。
【００７３】
本発明の製品は、（１５．５ｇ／ｃｍ2（９５ｇ／ｉｎ2）で測定して）約０．６０ｇ／ｃｍ3未満、及び／又は約０．３０ｇ／ｃｍ3未満、及び／又は約０．２０ｇ／ｃｍ3未満、及び／又は約０．１０ｇ／ｃｍ3未満、及び／又は約０．０７ｇ／ｃｍ3未満、及び／又は約０．０５ｇ／ｃｍ3未満、及び／又は約０．０１ｇ／ｃｍ3〜約０．２０ｇ／ｃｍ3、及び／又は約０．０２ｇ／ｃｍ3〜約０．１０ｇ／ｃｍ3の密度を有し得る。
【００７４】
本明細書で使用される「密度」は、グラム／平方メートルで表される坪量を、マイクロメートルで表されるキャリパーで除算した商として計算される。得られた密度は、グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｍ3又はｇ／ｃｃ）として表される。本発明の紙製品は、０．０４ｇ／ｃｍ3超、及び／又は０．０５ｇ／ｃｍ3超、及び／又は０．０６ｇ／ｃｍ3超、及び／又は０．０７ｇ／ｃｍ3超、並びに／あるいは０．１０ｇ／ｃｍ3未満、及び／又は０．０９ｇ／ｃｍ3未満、及び／又は０．０８ｇ／ｃｍ3未満の密度を有し得る。本発明の紙製品は、約０．０４５ｇ／ｃｍ3〜約０．０９５ｇ／ｃｍ3の範囲の密度を有し得る。
【００７５】
分析手順
以下の試験方法は、関連する多プライ紙製品の物理的特徴を決定するのに使用される代表的技術である。
【００７６】
１．試料のコンディショニング及び準備
別途記載のない限り、試料はＴａｐｐｉ法＃Ｔ４０２ＯＭ−８８に従ってコンディショニングされる。紙試料は、４８〜５２％の相対湿度及び２２°〜２４℃の範囲の温度で少なくとも２時間コンディショニングされる。試料の準備及び以下の方法を使用した試験の全態様は、一定温度及び湿度の室内に制限される。
【００７７】
２．坪量
坪量は、所定の面積（ｍ2）を有する１つ以上の試料を準備し、本発明による繊維性構造体、及び／又はそのような繊維性構造体を含む紙製品の試料を、０．０１ｇの最小分解能を有する上皿計りで秤量することにより測定される。計りは、ドラフトシールドを使用して、気流及び他の障害から保護される。
【００７８】
計りの表示が一定になった時に、重量を記録する。平均重量（ｇ）を計算し、試料の平均面積（ｍ2）を計算する。坪量（ｇ／ｍ2）は、平均重量（ｇ）を試料の平均面積（ｍ2）で除算して計算される。
【００７９】
３．嵩及びキャリパー
多層紙製品の密度は、その用語が本明細書で使用されるとき、キャリパーで除算したその紙の坪量として計算された平均密度であり、適切な単位換算が組み込まれている。本明細書で使用されるとき、多層紙製品のキャリパーは、１５．５ｇ／ｃｍ2（９５ｇ／ｉｎ2）の圧迫負荷に供された際の紙の厚さである。嵩密度は、測定密度の逆数である。
【００８０】
本明細書で使用されるとき、マクロキャリパーは、試料の巨視的な厚さである。試料を水平な平坦表面上に設置し、該試料を、平坦表面と、水平な搭載面を有するロードフットとの間に拘束し、ロードフット搭載面は約２０．３ｃｍ2（３．１４平方インチ）の円表面積を有し、約１４４７．９Ｐａ（１５ｇ／ｃｍ2（０．２１ｐｓｉ））の拘束圧力を試料に適用する。マクロキャリパーは、平坦表面とロードフット搭載面との間に結果として生じる隔たりである。そのような測定値は、Ｔｈｗｉｎｇ−Ａｌｂｅｒｔ，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，Ｐａ．から入手可能なＶＩＲ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  Ｔｅｓｔｅｒ  Ｍｏｄｅｌ  ＩＩで得ることができる。マクロキャリパーは、少なくとも５個の測定値の平均である。
【００８１】
４．総引張り強度
本明細書で使用されるとき、総引張り強度（ＴＴ）は、機械方向の最大強度及び機械横断方向の最大強度（ｉｎ  ｇ／ｉｎ）の合計を意味する。ＴＴの値は、ｇ／ｉｎで報告される。最大強度は、Ｔｈｗｉｎｇ−Ａｌｂｅｒｔ，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，Ｐａ．から入手可能なＩｎｔｅｌｅｃｔ  ＩＩ  ＳＴＤ等の引張試験機を使用して測定される。最大強度は、クレープ加工された試料の場合、２．５４ｃｍ／分（１インチ／分）、及びクレープ加工されていない手すき紙試料の場合、０．２５４ｃｍ／分（０．１インチ／分）のクロスヘッド速度で測定される。手すき紙の場合、機械方向の最大強度のみ測定し、ＴＴの値は、この機械方向の最大強度の２倍を坪量で除算したものに等しい。ＴＴの値は、少なくとも５個の測定値の平均として報告される。
【００８２】
５．残留水（Ｒw）の試験方法
この方法は、紙製品により吸収された蒸留水の量を測定する。一般的には、限定量の蒸留水を標準的な表面上に置く。次いで、ペーパータオルを所定の時間、水の上に置く。経過時間後、タオルを除去し、残留した水の量及び吸収された水の量を計算する。
【００８３】
温度及び湿度は、
○温度：２３℃±１℃（７３°Ｆ±２°Ｆ）
○相対湿度：５０％±２％
の限界内で制御される。
【００８４】
この試験方法には、以下の備品を使用する。グラム最小値（grams minimum）の容量を有する、±０．０１グラム、又はそれ以上の感度の上皿計りを使用する。５ｍＬの容量及び感度±１ｍＬを有するピペットを使用する。Ｆｏｒｍｉｃａ（商標）Ｔｉｌｅ  １５．２ｃｍ（６ｉｎ）×１７．８ｃｍ（７ｉｎ）を使用する。０．１秒の桁までの秒の測定が可能なストップウォッチ又はデジタルタイマーも使用する。
【００８５】
試料及び溶液の準備
この試験方法では、蒸留水を使用し、温度を２３℃±１℃（７３°Ｆ±２°Ｆ）に制御する。この方法では、使用可能なユニットは、プライの数に係わらず、１つの最終製品ユニットとして記載されている。包み紙又は包装材料を除去した製品のロール又は使用可能なユニットを、５０％±２％の相対湿度、２３℃±１℃（７３°Ｆ±２°Ｆ）でコンディショニングした室内で最小２時間コンディショニングする。しわ、破れ、穴等の欠陥を有する使用可能なユニットを試験してはならない。
【００８６】
紙試料
ロールから少なくとも４つの最も外側の使用可能なユニットを除去及び廃棄する。試験のために、以下に示すように、提出された製品の各ロールから使用可能なユニットを除去する。ペーパータオル製品の場合、ロールから５個の使用可能なユニットを選択する。折り畳まれ、切られ、及び積層された紙ナプキンの場合、試験に提出された試料スタックから、５個の使用可能なユニットを選択する。二重又は三重のいずれかに折り畳まれた全ナプキンに関しては、使用可能なユニットをそれらの最大正方形状態に広げる。１プライナプキンは１つの１プライ層を有し、２プライナプキンは１つの２プライ層を有する。２プライナプキンでは、プライは、一緒にエンボスされ（単にプレスされ）てもよいし、又はエンボス及び一緒に積層され（プレス及び糊付けされ）てもよい。２プライの使用可能なユニットを広げる際、プライを一緒に保つように注意する必要がある。広げられた使用可能なユニットの寸法が、いずれかの方向にて２７９ｍｍ（１１インチ）を超える場合、使用可能なユニットを２７９ｍｍ（１１インチ）に切る。２７９ｍｍ（１１インチ）を超える場合、元の使用可能なユニットのサイズを記録する。広げられた使用可能なユニットの寸法が、いずれかの方向にて２７９ｍｍ（１１インチ）未満の場合、使用可能なユニットの寸法を記録する。
【００８７】
Ｆｏｒｍｉｃａ  Ｔｉｌｅ（標準的な表面）を、清浄にした計り表面の中心に設置する。Ｆｏｒｍｉｃａ  Ｔｉｌｅを拭って、これが乾燥しており、いかなるくずも有さないことを確実にする。風袋を計って、計りのゼロ読み取り値を得る。ピペットを使用して、２．５ｍＬの蒸留水を標準的な表面の中心にゆっくり分注する。水の重量を０．００１ｇの桁まで記録する。ペーパータオルの１つの使用可能なユニットを、外側のプライを下向きにして、水の染み上に落下させる。直ちに、ストップウォッチを開始させる。試料は、試料が落下したら試料の中心に染みが存在するように、染み上に落下させる必要がある。ストップウォッチを押した後、蒸留水をペーパータオルに３０秒間吸収させる。３０秒が経過した後、染みから紙を除去する。タオルは、ストップウォッチが３０秒±０．１秒を読んだ際に、除去されなければならない。ペーパータオルは、急速な垂直動作により除去される必要がある。表面上に残留する水の重量を０．００１ｇの桁まで記録する。
【００８８】
【数３】
2013538084.tif 000005
【００８９】
６．時間の平方根の勾配（ＳＳＴ）の試験方法
ＳＳＴ方法は、有用寿命時間にわたる製品の吸い上げ（pick-up）速度の概要を捕らえるために、広範な時間にわたる速度を測定する。より具体的には、本方法は、２〜１５秒間の時間に対する質量の平方根の勾配により、吸収速度を測定する。
【００９０】
概論
繊維性試料による水の吸収（ウィッキング）を、ある時間にわたり測定する。試料を器具内に水平に設置し、計り上に静置された開放織物ネット構造体で支持する。水リザーバに接続されているチューブを上昇させ、メニスカスが小さい負圧で下方から試料の中心と接触したときに、試験が開始する。吸収は、試料が水を器具から吸引する能力によりおよそ２０秒間制御される。速度は、２〜１５秒間のｓｑｒｔ（時間）に対する出力された重量の回帰線の勾配として決定される。
【００９１】
装置
コンディショニングされた室−温度は２３℃±１℃（７３°Ｆ±２°Ｆ）から制御される。相対湿度は５０％±２％から制御される。
【００９２】
試料の準備−製品試料を水圧／空気圧式精密カッターを使用して、直径８．５７３ｃｍ（３．３７５インチ）の円に切る  
容量速度試験器（ＣＲＴ）−ＣＲＴは、容量及び速度を測定することが可能な吸収性試験器である。ＣＲＴは計り（０．００１ｇ）からなり、この計りの上に、中心に供給チューブを有する小さいリザーバ上に設置された織物格子（直径０．０３６ｃｍ（０．０１４”）のナイロンモノフィラメントを使用）が静置している。試料供給リザーバを中間リザーバに接続するのを助けるソレノイド弁の作用により、このリザーバを満たし、リザーバの水レベルは、光センサにより監視される。−２ｍｍの水柱でＣＲＴを動作させ、供給リザーバ内の水の高さを調整することにより制御する  
ソフトウェア−ＣＲＴ  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ４．２又はその後に特有のＬａｂＶｉｅｗベースのカスタムソフトウェア
水−＜１０μＳ／ｃｍ（目標＜５μＳ／ｃｍ）＠  ２５℃の伝導率を有する蒸留水。
【００９３】
試料の準備
この方法では、使用可能なユニットは、プライの数に係わらず１つの最終製品ユニットとして記載されている。試験前に、包装材料を除去した全試料を最小２時間コンディショニングする。少なくとも最初の１０個の使用可能なユニットをロールから廃棄する。２つの使用可能なユニットを除去し、各使用可能なユニットの中心から１つの８．５７３ｃｍ（３．３７５インチ）の円形試料を切り、各試験結果に関して合計２つの複製を切る。しわ、破れ、穴等の欠陥を有する試料を試験してはならない。そのような欠陥が存在しない別の使用可能なユニットと交換すること。
【００９４】
試料の試験
試験前設定
１）リザーバタンク内の水の高さを、（タオル試料が設置されるであろう）支持ラックの頂部から−２．０ｍｍ下方に設定する。
【００９５】
２）供給チューブ（８ｍｍ  Ｉ．Ｄ．）を支持ネットに関連して中心に配置する。
【００９６】
３）試験試料を直径０．８７ｃｍ（３−３／８”）の円に切り、Ｔａｐｐｉ環境条件にて最小２時間平衡化する。
【００９７】
試験の説明
１）ソフトウェアアプリケーションのスタートボタンを押した後、供給チューブは、リザーブ（reserve）タンク内の水の高さの０．３３ｍｍ下方に移動する。これは供給チューブ上に水の小さいメニスカスを形成して、試験開始を確実にする。タンクと供給チューブとの間の弁が閉鎖され、目盛りがゼロに設定される。
【００９８】
２）ソフトウェアが、「試料を載せる」ことを促す。試料が、供給チューブを中心に支持ネット上に設置され、ロールの外側に向いた面を下向きに配置する。
【００９９】
３）計りのウィンドウを閉鎖し、「ＯＫ」ボタンを押す−−ソフトウェアは、円の乾燥重量を記録する。
【０１００】
４）ソフトウェアは、「試料上にカバーを設置する」ことを促す。プラスチックカバーを、試料の上部、支持ネットの上部に設置する。プラスチックカバーは中心ピン（外側縁と同一平面上）を有して、試料が適切な位置にあり水圧接続（hydraulic connection）を確立することを確実にする。深さが１ｍｍ短い他の４つのピンが、中心ピンから３．１８〜３．８１ｃｍ（１．２５〜１．５インチ）半径方向外側に配置されて、試験中に試料が平坦であることを確実にする。試料カバーの縁は、シートと接触してはならない。上部計りウィンドウを閉鎖し、「ＯＫ」をクリックする。
【０１０１】
５）ソフトウェアが目盛りを再びゼロに設定した後、供給チューブを試料に向かって移動させる。供給チューブが支持ネットよりも０．３３ｍｍ下方のその目的位置に到達すると、弁が開放され（即ち、リザーブタンクと供給チューブとの間の弁）、供給チューブと試料との間の水圧接続が確立される。データ取得は５Ｈｚの率で行われ、水が試料と接触する約０．４秒前に開始される。
【０１０２】
６）試験は、少なくとも２０秒間行われる。この後、供給チューブを試料から引き離して、水圧接続を断つ。
【０１０３】
７）湿潤試料を支持ネットから除去する。支持ネット及びカバー上の残留水をペーパータオルで乾燥させる。
【０１０４】
８）全試料が試験されるまで繰り返す。
【０１０５】
９）各試験を行った後、試験の開始時にタイプしたファイル名で、*．ｔｘｔファイルを作成（典型的にはＣＲＴ／データ／速度ディレクトリ内に格納）する。ファイルは、全ての試験設定パラメーター、乾燥試料重量、及び試験から収集した、時間（秒）に対する吸収された水の累積（ｇ）データを含む。
【０１０６】
取り込み速度の計算
時間及び重量データを含む生データファイルを取得する。
【０１０７】
第１に、生時間データから０．４秒を減算して新しい時間カラムを作成して、生時間データを、開始が実際に行われたとき（データ収集開始後、約０．４秒）に対応するよう調整する。
【０１０８】
第２に、調整された時間データを、時間データの平方根に変換するデータのカラムを作成する（例えば、ＥｘｃｅｌのＳＱＲＴ（）等の式を使用）。
【０１０９】
第３に、時間データの平方根に対する重量データの勾配を計算する（例えば、Ｅｘｃｅｌの勾配（）関数を使用する、重量データをｙ−データとして使用し、ｓｑｒｔ（時間）データをｘ−データとして使用する等）。勾配は、２〜１５秒のデータ点（上限及び下限を含む）（又は３．５８〜９．８３ｃｍ（１．４１〜３．８７ｉｎ）ｓｑｒｔ（時間）データカラム）に関して計算する必要がある。
【０１１０】
時間の平方根の勾配（ＳＳＴ）の計算
水と試料との接触の開始時間は、供給チューブと試料との間に水圧接続の開始が確立された（ＣＲＴ時間）０．４秒後であると推定される。これは、チューブがなお試料に向かって移動している間にデータ取得が開始され、スケール応答において僅かな遅延が組み込まれるためである。したがって、「時間ゼロ」は、実際には、*．ｔｘｔファイルに記録されたＣＲＴ時間における０．４秒である。
【０１１１】
２〜１５秒の時間の平方根の勾配（ＳＳＴ）は、吸収された水のグラムの累積に対する２〜１５秒（２秒及び１５秒を含む）間の時間の平方根（ｘ−軸）からの線形回帰線の勾配により計算される。単位は、ｇ／秒0.5である。
【０１１２】
報告する結果
平均勾配を０．０１ｇ／ｓ0.5の桁まで報告する。
【０１１３】
７．垂直完全シート（ＶＦＳ）及び水平完全シート（ＨＦＳ）の試験方法
垂直完全シート（ＶＦＳ）及び水平完全シート（ＨＦＳ）の試験方法は両方とも、本発明の繊維性構造体により吸収及び保持される蒸留水の量を決定する。この方法は、最初に、試験される繊維性構造体の試料を秤量し（本明細書では「試料の乾燥重量」と称する）、その後、試料を十分に湿潤させ、湿潤した試料を垂直位置で排水した後、再秤量する（本明細書では「試料の湿潤重量」と称する）ことにより行われる。次いで、試料の吸収能力を、保持されている水の量として、試料により吸収された水のグラムの単位で算出する。異なる繊維性構造体試料を評価する際、試験される全試料に関して同じサイズの繊維性構造体を使用する。
【０１１４】
繊維性構造体のＶＦＳ容量を決定するための装置は、以下を含む。
【０１１５】
１）少なくとも±０．０１ｇの感度及び１２００ｇの最小容量を有する電子計り。計りは、計りテーブル及びスラブ上に配置して、床／卓上秤量の振動効果を最低限にする必要がある。計りはまた、試験される試料のサイズ（即ち、約２７．９ｃｍ（１１ｉｎ．）×２７．９ｃｍ（１１ｉｎ．）の繊維性構造体試料）を取り扱うことができるように、特別な計りの受け皿を有する必要がある。計りの受け皿は、様々な材料から作製されることができる。プレキシガラスが、通常使用される材料である。
【０１１６】
２）試料支持ラック及び試料支持ラックカバーも必要である。ラック及びカバーは両方とも、直径０．３０５ｃｍ（０．０１２ｉｎ．）のモノフィラメントを張って格子を形成する軽量金属枠からなる。支持ラック及びカバーのサイズは、試料サイズが都合よく２つの間に設置できるサイズである。
【０１１７】
ＶＦＳ試験は、２３℃±１℃、及び５０％±２％の相対湿度に維持された環境内で行われる。水リザーバ又はタブに２３℃±１℃の蒸留水を７．６ｃｍ（３ｉｎ）の深さまで満たす。
【０１１８】
試験される繊維性構造体の８つの１９．０５ｃｍ（７．５インチ）×１９．０５ｃｍ（７．５インチ）〜２７．９４ｃｍ（１１インチ）×２７．９４ｃｍ（１１ｉｎ）の試料を、計り上で注意深く秤量する。空の試料支持ラックを、上述した特別な計りの受け皿を有する計り上に設置する。次いで、計りをゼロに設定する（即ち、風袋を計る）。１つの試料を試料支持ラック上に注意深く設置する。試料の重量は、試料の乾燥重量として０．０１ｇの桁まで記録される。支持ラックカバーを支持ラックの上部に設置する。試料（現在、ラックとカバーとの間に挟まれている）を水リザーバ内に沈める。試料を３０秒間沈めた後、試料支持ラック及びカバーを、リザーバから穏やかに引き上げる。
【０１１９】
試料及び支持ラックを、試料を過剰に振盪又は振動させないように注意しながら、水平方向に１２０秒±５秒間排水させる。試料を排水させる間、ラックカバーを注意深く除去し、全ての過剰な水を支持ラックから拭う。湿潤試料及び支持ラックを、以前に風袋を計った計り上で秤量する。重量を０．０１ｇの桁まで記録する。これは、水平方向に排水した後の試料の湿潤重量である。
【０１２０】
次いで、試料及びカバーを、試料を過剰に振盪又は振動させないように注意しながら、垂直方向に６０秒±５秒間排水させる。試料を排水させる間、全ての過剰な水を支持ラックから拭う。湿潤試料及び支持ラックを、以前に風袋を計った計り上で秤量する。重量を０．０１ｇの桁まで記録する。これは、垂直方向に排水した後の試料の湿潤重量である。
【０１２１】
この手順を、繊維性構造体の別の試料を用いて繰り返すが、試料は、支持ラック上の第１の試料の位置と比較して、試料を９０°回転させるように支持ラック上に配置される。
【０１２２】
グラム／グラムでの繊維性構造体試料の吸収能力は、（試料の湿潤重量−試料の乾燥重量）／試料の乾燥重量として定義される。したがって、ＨＦＳ  ｇ／ｇは、（水平方向での排水後の試料の湿潤重量−試料の乾燥重量）／試料の乾燥重量である。ＶＦＳ  ｇ／ｇは、（垂直方向での排水後の試料の湿潤重量−試料の乾燥重量）／試料の乾燥重量である。計算されたＶＦＳは、繊維性構造体の２つの試料の２つの異なる配向における吸収能力の平均である。
【実施例】
【０１２３】
（実施例１）
本実施例では、パイロットスケールのフードリニア製紙機械を使用する。北部針葉樹クラフト（ＮＳＫ）パルプの３重量％の水性スラリーを、従来のリパルパ内で作製する。ＮＳＫスラリーを穏やかに精製し、永続的な湿潤強度樹脂（即ち、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌ．の法人組織であるＨｅｒｃｕｌｅｓにより販売されているＫｙｍｅｎｅ  ５２２１）の２％溶液を、乾燥繊維の１重量％の割合でＮＳＫストックパイプに加える。Ｋｙｍｅｎｅ  ５２２１のＮＳＫへの吸収は、インラインミキサーにより向上される。カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）（即ち、Ａｔｌａｎｔａ，ＧＡのＣ．Ｐ．Ｋｅｌｃｏ  Ｕ．Ｓ．Ｉｎｃ．により販売されているＦｉｎｎＦｉｘ  ７００）の１％溶液を、インラインミキサーの後に、乾燥繊維の０．２重量％の割合で加えて、繊維性基材の乾燥強度を向上させる。ユーカリ繊維の３重量％水性スラリーを、従来のリパルパ内で作製する。泡消剤の１％溶液（即ち、Ｍｅｍｐｈｉｓ  ＴＳのＢｕｃｋｍａｎ  Ｌａｂｓにより販売されているＢｕＢｒｅａｋ  ４３３０）を、乾燥繊維の０．２５重量％の割合でユーカリストックパイプに加え、その吸収をインラインミキサーにより向上させる。
【０１２４】
ＮＳＫ完成紙料及びユーカリ繊維をヘッドボックス内で組み合わせ、フードリニアワイヤ上に均質に堆積して初期ウェブを形成する。フードリニアワイヤ脱水は、フードリニアワイヤを通して起こり、偏向板及び真空ボックスにより補助される。フードリニアワイヤは、それぞれ１センチメートル当たり３３個の機械方向及び３０個の機械横断方向のモノフィラメント（１インチ当たり８４個の機械方向及び７６個の機械横断方向のモノフィラメント）を有する５−シェッドの繻子織構成を有する。初期湿潤ウェブは、移動の地点で約１５％〜約２５％の繊維稠度で、フードリニアワイヤから、フラクタルパターンセル、約２５のパーセントナックル範囲、及び２２ｍｉｌｓのフォトポリマー深さを有するフォトポリマー織物へ移動される。フードリニアワイヤとパターン化移動／圧痕形成織物との間の速度差異は、約−３％〜約＋３％である。更なる脱水は、ウェブが約２０％〜約３０％の繊維稠度を有するまで、真空補助排水により達成される。パターン化ウェブは、通気により約６５重量％の繊維稠度まで予め乾燥される。次いで、ウェブは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の０．２５％水溶液を含む噴霧クレープ加工接着剤により、ヤンキードライヤーの表面に接着される。繊維稠度は、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、推定９６％まで増大される。ドクターブレードは約２５度のベベル角度を有し、約８１度の衝突角度を提供するようにヤンキードライヤーに対して配置され、ヤンキードライヤーは、約１８３メートル／分（約６００ｆｐｍ（フィート／分））で作動される。乾燥ウェブは、１７１メートル／分（５６０ｆｐｍ）の速度でロールに形成される。
【０１２５】
ウェブの２つのプライを、ＰＶＡ粘着剤を使用してそれらを一緒にエンボス及び積層することにより、ペーパータオル製品へと形成する。ペーパータオルは、約５３ｇ／ｍ2の坪量を有し、６５重量％の北部針葉樹クラフト及び３５重量％のユーカリ完成紙料を含有する。
【０１２６】
（実施例２）
ＮＳＫ完成紙料及びユーカリ繊維を、実施例１と同様の方法により調製し、ヘッドボックス内で組み合わせ、速度Ｖ1で動作するフードリニアワイヤ上に均質に堆積して、初期ウェブを形成する。
【０１２７】
次いで、ウェブの相当の緻密化を引き起こすことなく、ウェブを移動ゾーン内のパターン化移動／圧痕形成織物に移動させる。次いで、ウェブを第２の速度、Ｖ2で、移動ゾーンに配置されている移動ヘッドと接触させた状態で環状路に沿って移動／圧痕形成織物に転送し、第２の速度は、第１の速度よりも約５％〜約４０％遅い。ワイヤ速度は移動／圧痕形成織物よりも速いため、ウェブの湿式短縮が移動地点で生じる。したがって、湿潤ウェブの短縮は、約３％〜約１５％であり得る。
【０１２８】
次いで、ウェブを第３の速度、Ｖ3を有するヤンキードライヤーの表面に、実施例１の方法と同様の方法で接着させる。繊維稠度が推定９６％に増大した後、ウェブは乾燥シリンダーからドクターブレードを用いてクレープ加工され、ドクターブレードは、約９０度〜約１３０度の衝突角度を有する。その後、乾燥ウェブを、乾燥シリンダーの第３の速度、Ｖ3よりも速い第４の速度、Ｖ4でリールする。
【０１２９】
ウェブの２つのプライを、ＰＶＡ粘着剤を使用してそれらを一緒にエンボス及び積層することにより、ペーパータオル製品へと形成してもよい。ペーパータオルは、約５３ｇ／ｍ2の坪量を有し、６５重量％の北部針葉樹クラフト及び３５重量％のユーカリ完成紙料を含有する。
【０１３０】
実施例１に従って作製された、プレスされた紙ウェブの特性を表１に列挙する。同一の完成紙料、ウェブ移動、及びウェブ圧痕形成部材２１９を用いて作製したクレープ加工された、及び湿式成形ベースの紙ウェブの対応する特性も、比較のために表１に列挙する。
【０１３１】
【表１−１】
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【０１３２】
【表１−２】
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【０１３３】
本明細書に開示されている寸法及び値は、列挙した正確な数値に厳しく制限されるものとして理解すべきではない。むしろ、別段の指定のない限り、このような寸法及び／又は値のそれぞれは、列挙した寸法及び／若しくは値、並びに／又はその寸法及び／若しくは値の近辺の機能的に同等の範囲の両方を意味することを意図している。例えば、「４０ｍｍ」として開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味するものとする。
【０１３４】
本発明の「発明を実施するための形態」で引用した全ての文献は、関連部分において本明細書に援用するが、いずれの文献の引用もそうした文献が本発明に対する先行技術であることを容認するものとして解釈されるべきではない。本書における用語の任意の意味又は定義が、参照により組み込まれた文献における同一の用語の任意の意味又は定義と相反する限りにおいては、本書においてその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。
【０１３５】
以上、本発明の特定の実施形態を例示、記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び改変を行い得る点は、当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲に含まれるそのような全ての変更及び改変を添付の特許請求の範囲において網羅するものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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