JP2000505157A - 機能物性を改善した層状ティシュ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 多層紙製品。紙製品は、柔軟な触覚感を使用者に与え、強さを与え、また嵩を与える個別層を有する。嵩を増大する適当な繊維は、合成繊維、剥離繊維、弱結合繊維、カール繊維、および粒状フィラーと結合した繊維がある。５つの層を有する典型的実施例が開示される。

Description

【発明の詳細な説明】 機能物性を改善した層状テイシュ 発明の分野 本発明は、ティシュ・ペーパー、特に複数層を有するティシュ・ペーパーに関 する。 発明の背景 ティシュ・ペーパーは日常生活の主要商品である。ティシュ・ペーパーは、バ ス・ティシュ、化粧紙、および紙タオルによく使用される。テイシュ・ペーパー は典型的に、セルロース系かつ繊維状であり、繊維は種々の形式のパルプ化処理 および、種々の種の落葉および針葉木材で作成される。リサイクルされたものお よび合成繊維も使用される。 ティシュ・ペーパーは、消費者に受け入れられるため３つの主基準に一致する 物性を持たねばならない：キャリパーと密度の逆関係物性を包含する大きさと、 強さと、柔らかさとである。典型的に、柔らかさと、強さとは紙からなる繊維を 積層することにより最適化されている。大きさは、トロカーンに１９８７年１月 ２０日に発行された米国特許第４，６３７，８５９号明細書による、湿潤初期ウ エブを感光性重合体ベルトへの成形等他の方法で得られる。 当該技術は、製紙において、このようなセルロース系繊維とこのような繊維の 層別層との両均質ブレンドを使用していた。特に、製紙中、種々形式の繊維の種 々層への分離が従来数回試みられている。 ここで使用される、用語“層”(layer)とは、抄紙機械のウエットエンドに形 成される繊維層を言い、隣接層とは異なる。この相違は繊維種の優勢を含む。こ の 相違はまた、繊維層の物性に影響する、化学処理、パルプ化またはその他要因を 含む。 層は典型的に、形成ワイヤに堆積される。特に、層は、典型的に１つ以上の異 なる層に重ねられ、他の層とともに共通形成ワイヤに堆積される、別個層の繊維 を言う。堆積は、スブリット・ヘッドボックスの別チャネルから各層を堆積する ことによって行われる。または、各層は別の各ヘッドボックスから共通形成ワイ ヤに堆積できる。 紙が積層されたかどうかを決定する他の方法は、種々領域の紙をその厚みにわ たり分析することである。好ましくは、この分析は、紙の両面に配設される領域 および、紙の両面間のいくつかの領域を含む。 紙の異なる領域はその厚みにわたり、周知のように、接着テープで一方または 両面で開始し、繊維を紙から除去することにより分析アクセスされる。テープに 付着する繊維はついで、種の内容、化学処理、パルプ化、または繊維の物性に影 響する他の要因が分析される。 もし、１）紙の一定領域で繊維の少なくとも２５パーセントが紙の厚み内の異 なる位置を有する紙の他の領域の繊維の優勢と異なれば、紙は積層されると認め られ、またはもし、２）紙がスプリット・ヘッドボックスまたは共通の形成ワイ ヤに排出する１つ以上のヘッドボックスを使用して上記のように抄紙されれば、 紙は積層されると認められる。 対照的に、“プライ”(ply)は、形成要素から取り去られるように、１つ以上 の層を有する単シートを言う。プライは、所望により、後で、他のプライと結合 され、エンボス加工等される。 トーマス他に１９５９年４月１４日に発行された米国特許第２，８８１，６６ ９号明細書は、３層を有する紙を開示する。これら３層は、短繊維の１中央層と 、長層の２外層とからなる。この配置は、強さを改善し、プライ分離を減ずると い われている。プライ分離される、すなわち、クレープ加工中剪断する層を有する 紙はダニング他に１９７９年８月２８日に発行された米国特許第４，１６６，０ ０１号明細書に開示されると言われる。ダニング他は、強力結合繊維の２外層間 に軟弱結合繊維の中央層を有する３層紙を開示する。プライ分離可能紙はまた、 ケアニイ他に１９８０年９月３０日に発行された米国特許第４，２２５，３８２ 号明細書に開示される。ケアニイ他は短繊維の内層により分離される良結合繊維 の２層を有する３−層構造を教示する。 モルガンＪｒ.他に１９７６年１１月３０日に発行された米国特許第３，９９ ４，７７１号明細書は積層紙の概念を通し風乾に敷延している。 ジュウジョウ名で１９９３年３月１０日に公告された欧州特許出願第０５３１ １１２Ａ１号明細書は３−層トイレット・ペーパーを開示する。中間層は約１０ ０パーセント木材パルプである。外層は重量比が４０−８０：６０−２０で混合 した木材とレーヨンパルプよりなる。この配置は、水分散性でもある強力な吸収 性トイレット・ペーパーが得られると言われている。 エイオウフェソに１９９２年２月１１日に発行された米国特許第５，０８７， ３２４号明細書は、２外層と２内層とを有する２−プライ２−層紙タオルを開示 する。２外層はクラフト針葉樹とクラフト広葉樹材とのブレンドからなる。２内 層は高嵩繊維またはケミ・サーモメカニカル・パルプからなる。 典型的に、従来技術は２−プライ・ラミネートで一体に接合された２-層紙を 使用していた。しかし、２−層紙は、２つのパイルを持っていても、なお、嵩、 軟らかさ、および強さを最適にするのに必要な自由度を有しない。通し風乾紙で は、２プライ生産経済性は単プライ生産経済性より魅力が少ない。 従来技術は、また、単プライ３層紙を教示する。２外層は軟らかさを与える。 内層は強さを与える。 これら従来技術はいずれも、適切な強さを維持しながら、キャリパーを増大す る問題を解消していない。典型的に、紙のキャリパーが増すとともに、密度が減 少する。残念ながら、この密度の減少は、積層時になされる従来の試みでは解消 しない引張り強さを損失させる。キャリパーと引張強さ間の矛盾の解消に加え、 なお、層状紙の消費者が認める触覚柔軟さがなくてはならない。 従って、この発明の目的は、比較的高いキャリパーと、比較的高い引張強さと の両方を有する層状ティシュを提供することである。さらに、この発明の目的は 使用者に柔軟な触覚感を与える紙を提供することである。 発明の開示 本発明は層状紙よりなる。この紙は、比較的短い製紙繊維からなる少なくとも １つの外層を有する。外層は使用者に柔軟な触覚感を与える。層状紙はさらに、 比較的長い製紙繊維からなる少なくとも１つの内層からなる。比較的長い繊維は 使用者に強さを与える。この紙はさらに、低密度高嵩繊維を有する少なくとも１ つの内層からなる。低密度高嵩繊維は紙の嵩を増大する。これら各層は、すくな くとも他の１層と面対面関係に重ねられることによって、外層は使用者に露出す る。 好ましい実施例において、紙は、５層と、比較的短い製紙繊維の２外層からな り、外層は露出して、使用者に柔軟な触覚感を与える。紙はさらに、比較的長い 製紙繊維の２中間層からなり、中間層は他層と並置される。好ましい実施例の紙 はさらに、低密度高嵩繊維の中央層からなり、中央層は中間層を並置分離してい る。 図面の簡単な説明 図１は、５層を有する本発明により製造される紙の部分断面図である。 発明の詳細な説明 本発明は、多層を有するセルロース系繊維状紙２０からなる。ここで使用され る用語“層”は、ヘッドボックスから湿潤供給されて、ヘッドボックスから湿潤 供給される１つ以上の他の初期ウエブに重ねられる初期ウエブをいう。個別層を 構成する初期ウエブは、異なるヘッドボックスから、または葉により分割される 共通ヘッドボックスから供給される。適当な分割ヘッドボックスは、スエーデン 国、カールスタッドのヴァルメット社から、またはＳＴＲＡＴＡ−ＦＬＯ形ヘッ ドボックスとして、イリノイ州ロックトンのベロイト社から入手できる。異なる 層は、分割ヘッドボックス内の同じまたは異なる湿度、および同じまたは異なる ファイバ・マスまたは流量を有する。 本発明による適当な積層方法は、モルガンＪｒ.他に１９７６年１１月３０日 に発行された米国特許第３，９９４，７７１号明細書；ケアニイ他に１９８０年 ９月３０日に発行された米国特許第４，２２５，３８２号；およびカーステンス に１９８１年１１月１７日に発行された米国特許第４，３００，９８１号明細書 に開示され、これら特許の開示は適当な積層方法を示す目的でここに組み入れる 。 図１を参照すると、本発明による紙２０は複数の層よりなる。多少の層を有す る実施例は本発明にとって適するが、好ましい実施例において、紙２０は５層か らなる。 １つ以上の層はセルロース系繊維からなるので、紙２０は巨視的に単平面セル ロース系繊維構造である。セルロース系繊維およびセルロース系繊維構造はパー ン他に１９９５年８月２２日に発行された米国特許第５，４４３，６９１号明細 書に完全に記載明記され、この特許の開示は文献としてここに組み入れる。さら に、１つ以上の層は、前記パーン他に発行された米国特許第５，４４３，６９１ 号明細書にまた記載されるよう合成繊維からなる。 紙２０は、つぎの５層を有する：２つの外層２４０，２つの中間層２４Ｉ，お よび１つの中央層２４Ｃ。中間層と中央層は集合的に内層２４ＩＮと称する。各 層は、１つ以上の他の層と面対面関係に配設され、非段階状インターフェースで 接合される。各層はこのインターフェースを画成する２つの対向面を有する。こ れら層は“内向きに面する”および“外向きに面する”と称し、これらはそれぞ れ、紙２０の中央平面の方および紙２０の露出面の方への配向と称する。 上記のように、図１に示す紙２０は２つの外層２４Ｏを有する。各外層２４Ｏ は外向き対面面と内向き対面面とを有する。外層の外向き対面面は、使用者に露 出され、主として、使用者に認められる紙２０の触覚感に帰責する。外層の内向 き対面面は、インターフェースでそれぞれ中間層２４１に並置される。 同様に、各中間層２４Ｉは外向き対面面と内向き対面面とを有する。外向き対 面面と内向き対面面とを有する。中間層２４Ｉのこれら外向き対面面は、インタ ーフェースで外層の内向き対面面に並置される。中間層２４Ｉのこれら内向き対 面面は、さらに他のインターフェースで中央層２４Ｃに並置される。 中央層２４Ｃは中間層２４Ｉを分離する。中央層２４Ｃは２つの外向き対面面 を有する。中央層２４Ｃの外向き対面面は中間層２４Ｉのそれぞれ内向き対面面 に並置される。 ２つの外層は、結合して、層状紙２０の全繊維の約２０ないし８０重量パーセ ント好ましくは約５０重量パーセントからなる。２つの中間層２４Ｉは、結合し て、層状紙２０の全繊維の約１０ないし５０重量パーセント好ましくは約３０重 量パーセントからなる。中央層２４Ｃは、層状紙２０の全繊維の約５ないし３５ 重量パーセント好ましくは約２０重量パーセントからなる。 各層をさらに詳細に吟味すると、２つの外層は使用者に触覚的な柔軟さを与え る。好ましくは、外層２４Ｏは比較的短い広葉樹繊維からなる。広葉樹繊維は一 般に他の繊維にあまり結合しないため、外層２４Ｏにとって好ましい。前述のカ ーステンスに発行された米国特許第４，４３０，９８１号明細書に記載されてい るように、これは、外層２４Ｏから直立し、使用者に柔軟なビロード状の触覚感 を与える自由繊維端を生ずる。好ましくは、外層２４Ｏの繊維の繊維長さは約１ ．５ｍｍ未満である。 外層２４Ｏは、ブラジル国、リオデジャネイロのアラクルス社から入手できる 繊維等ユーカリ繊維からなる。外層２４Ｏに１００パーセント未満のユーカリ繊 維を使用することが望ましければ、ユーカリと、広葉樹クラフトと、広葉樹亜硫 酸繊維とのブレンドが使用できる。 外層の柔軟な触覚感をさらに増大するために、化学的柔軟化剤か抄紙中紙２０ に添加される。適当な化学的柔軟化剤が、パーンに１９９３年６月８日に発行さ れた米国特許第５，２１７，５７６号と、パーン他に１９９３年１１月１６日に 発行された米国特許第５，２６２，００７号の教示により添加され、これら特許 の開示は文献としてここに組み入れられる。ニュージャジー州ブリッジオータの ナショナル・スターチ・アンド・ケミカル社から入手されるレディボンド５３２ ０が外層２４Ｏに使用されて、外層２４Ｏの広葉樹材に付加的化学的結合を与え ることによって得られる紙２０のリントを減少させる。 ２つの中間層２４１は、紙２０に強さを与える機能を付与する。紙２０のＸ− Ｙ面内に加えられる引張力はすべての層に平行に作用するので、強さを与える層 は外層の内側の任意位置に効果的に配設されて、使用者に柔軟な触覚感を与える 。 針葉樹繊維は一般に他の繊維に対し大きな結合を示すため、中間層２４Ｉにと って好ましく、この結合は強さを向上する。好ましくは、中間層２４Ｉの繊維の 繊維長さは約２.５ｍｍ以上である。 強さを与える中間層２４Ｉは、針葉樹、好ましくは、グランド・プレイリエ針 葉樹クラフト名でワシントン州タコマのウエイヤーハウサー社から一般に入手さ れるノーザーン針葉樹クラフト（ＮＳＫ）により製造される。強さを支持する層 に１００パーセントＮＳＫを使用することが望ましくなければ、ＮＳＫと、安価 な繊維またはＮＳＫと、再循環繊維とのブレンドがこの層に使用される。しかし 好ましくは、このようなブレンドは、少なくとも約５０パーセントＮＳＫよりな る。 所望により、乾燥強力バインダー、一時的湿潤強度バインダー、永久湿潤強度 バインダー、およびラテックス等再散乱または架橋不熔解性の他の結合剤が中間 層２４Ｉに添加される。このような結合材は、商標Ｋｙｍｅｎｅで、Ｐａｒｅｚ ７５０名でＣｙｔｅｃから、およびＣｏｂｏｎｄ名でナショナル・スターチ社か らの、デラウエア州ウイルミングトンのハーキュルス社により提供される。 中央層２４Ｃは低密度高嵩繊維からなる。低密度高嵩繊維は、同量の従来の広 葉樹または針葉樹繊維について密度を増しキャリパーを増す繊維である。 下記の４つの形式の低密度高嵩繊維は本発明にとって使用に適する：１）弱結 合繊維、２）剥離繊維、３）カール繊維、および４）フィラーと結合して堆積を 増す繊維。 適当な弱結合繊維は合成である。中央層２４Ｃの適当な合成繊維は、ナイロン 、ポリエステル、セルロースアセテート、および好ましくはレーヨンを含む。レ ーヨンは、合成セルロース系繊維でありかつ、他の層に推奨されるセルロース系 繊維と高く両立するため、一般に好ましい。適当なレーヨン繊維は、テンセル形 繊維として、アラバマ州、アクシスのコートールズ・ファイバーズ社から入手で きる。他の好ましい弱結合繊維はセルロースアセテート繊維である。セルロース アセテート繊維はまた合成セルロース系繊維でかつ、隣接セルロース系繊維間の 形成からの結合を抑制するため好ましい。適当なセルロースアセテート繊維はス コットランド、ロック・ヒルのホエシュ・セラニーズ社から入手できる。 第２実施例では中央層２４Ｃに剥離繊維をしようする。繊維は互いに化学的に 剥離されることによって、容易に分離されることにより嵩を発生する。剥離繊維 は抄紙中またはクレープ加工中に分離する。 適当な剥離剤は第四アンモニユウム化合物を含む。適当な剥離剤は第４アンモ ニュウム化合物は、パーン他に発行された米国特許第５，２４０，５６２号明細 書に見いだされ、この開示は文献としてここに組み入れる。他の適当な剥離剤は 技術上周知のように第三アミンおよび他の界面活性剤を含む。 第３実施例では中央層２４Ｃにカール繊維を使用する。好ましいカール繊維は 架橋セルロース系繊維を含む。架橋セルロース系繊維はユーカリ類等広葉樹材で 製造されるのが好ましい。短長広葉樹繊維は、カールしても、抄紙中より容易に 形成され成形できるという利益がある。 適当な架橋セルロース系繊維は、ヘロン他に１９９３年２月２日に発行された 米国特許第５，１８３，７０７号明細書およびヘロン他に１９９３年３月２日に 発行された米国特許第５，１９０，５６３号明細書により製造され、これら特許 は文献としてここに組み入れられる。別の態様で、カール繊維は架橋されなくと もよい。架橋されないカール繊維は、フラッシュ乾燥、乾燥繊維化、および湿潤 高湿度カーリングにより製造される。カール繊維を作成する適当な方法は、ファ リントンＪｒ．他により１９９４年６月２３日に出願された欧州特許公告ＧＢ第 ２，２７９，３７２Ａ号明細書に記載され、この明細書は文献としてここに組み 入れる。 第４実施例において、中央層２４Ｃの繊維は、中央層２４Ｃ、従って紙２０全 体の体積を増大するフィラーと結合される。このようなフィラーは隣接セルロー ス系繊維間を形成する結合を抑制し、このような層の体積を増大する。 好ましくは、フィラーは非セルロース系である。特に好ましくは、フィラーは 粒状である。適当な非セルロース系粒状フィラーは、粘土、炭酸カルシウム、二 酸化チタン、タルク、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウウム、アルミナ三水和物 、活性炭、パール・スターチ、硫酸カルシウム、グラス微小球、珪藻土、および それらの混合物を含む。非セルロース系粒状フィラーは、ティシュペーパ２０の 約 ８から約２０重量パーセントからなる。 別の実施例において、紙２０に湿潤強度における矛盾があっても、層状紙２０ の嵩を増大することが望まれる。しかし、このような実施例において、嵩と強度 は相当する従来技術で得られるもの以上に改善される。 このような実施例において、層状紙２０は、再び、使用者に柔軟な触覚感を与 える繊維の２つの外層により製造される。しかし、２つの中間層２４Ｉは各低密 度嵩繊維により製造される。最後に、層状紙２０に強度を与える中央層２４Ｃは 、比較的大きな結合を与える長い繊維で製造される。 別の実施例において、４層紙２０が提供される。４層構造は、ユーカリ類等比 較的短い繊維の２つの外層２４Ｏを有する。このような紙２０はさらに次のよう な２つの中間層２４ＩＮを有する：嵩繊維の１つの内層と、強さのため長く、好 ましくは、針葉樹繊維の１つの内層とである。 別の態様では、紙２０は、上記のように、比較的短繊維の１つだけの外層２４ Ｏと中間層２４ＩＮとで製造される。このような紙２０は、ラミネート状に他の このような紙２０と結合されて、使用者に柔軟さを与える比較的短い抄紙繊維か らなる両外向き対面面を有する２層紙２０を形成する。 本発明による紙２０は、通し風乾、または従来のようにプレス・フェルトで乾 燥される。紙２０が通し風乾される場合、たとえば、ヴェント他名で１９９５年 １０月１８日に公告された欧州特許出願第０６７７６１２Ａ２号明細書に開示さ れる、紋織機で織られた衣料で製造される。さらに、また、本発明による紙２０ は周知のようにクレープ加工されるか、またはクレープ加工されない。また、紙 ２０は前記ヴェント他名で公告された出願に例示されているように、マイクロ収 縮されるか、またはマイクロ収縮しなくてよい。 すべて本発明の範囲内にある、多くの他の変形および置換がなし得ることは容 易に明らかとなる。 参照符号： ２０ 紙 ２４Ｏ 外層 ２４Ｉ 中間層 ２４Ｃ 中央層 ２４ＩＮ 内層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．短い製紙繊維からなる少なくとも１つの外層であって、前記少なくとも１つ の外層は使用者に柔軟な触覚感度を与え； 長い製紙繊維からなる少なくとも１つの内層であって、前記繊維は紙に強度を 与え；および 低密度高嵩繊維からなる少なくとも１つの第２内層であって、前記繊維は紙の 嵩を増大し、前記各層は少なくとも１つの他の層と面対面関係で重ねられること によって前記外層は使用者に露出される層状紙。 ２．前記少なくとも１つの第１内層は、２つの中間層と、前記外層に並置される １つの前記内層と、前記第２内層に並置される１つの前記内層とからなる請求項 １記載の紙。 ３．前記第２内層が、前記中間層に並置、分離される中央層からなる請求項１記 載の紙。 ４．短い製紙繊維の２つの外層であって、前記外層は露出され使用者に柔軟な蝕 覚感を与え、長い製紙繊維の第１内層であって、前記長い製紙繊維は前記使用者 に強度を与え、前記第１内層は前記外層の１つに並置され、および低密度高嵩繊 維の第２内層であって、前記第２内層は前記第１内層と前記外層の他方に並置さ れ、両前記内層は、両前記外層間にある、４つの層からなる紙。 ５．短い製紙繊維の２つ外層であって、前記外層は露出され使用者に柔軟な触覚 感を与え、長い製紙繊維の２つ中間層であって、前記中間層は前記外層に並置さ れ、前記長い繊維は紙に強度を与え、および低密度高嵩繊維の中央層であって、 前記中央層は、前記中間層に並置、分離される、５つの層からなる紙。 ６．前記中央層が弱結合繊維からなり、好ましくは前記弱結合繊維は合成繊維で あり、さらに好ましくは前記合成繊維はセルロース系アセテートからなる、請求 項３あるいは５記載の紙。 ７．前記中央層が、剥離繊維と剥離剤とからなる請求項３あるいは５記載の紙。 ８．前記第２内層が、さらに非セルロース系粒状フィラーからなり、好ましくは 前記非セルロース系粒状フィラーは前記紙の約８から約２０重量パーセントから なり、さらに好ましくは前記粒状フィラーが、粘土、炭酸カルシウム、および二 酸化チタンからなる群から選択される請求項１、２、３あるいは４記載の紙。 ９．前記中央層はカール繊維からなり、好ましくは前記カール繊維が架橋セルロ ース系繊維からなり、さらに好ましくは前記架橋セルロース系繊維が広葉樹繊維 から製造される請求項８記載の紙。 １０．クレープ加工されない請求項１、２、３、４、５、６、７、８あるいは９ 記載の紙。