JP2016519223A - 低湿潤摩耗性および良好な耐久性を有する柔らかいトイレットペーパー - Google Patents

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Abstract

柔軟性もあり、耐久性もある多プライトイレットペーパー。多プライトイレットペーパーは、第1のプライおよび第2のプライを含むことができ、第1のプライおよび第2のプライはそれぞれ2つの層を含む。一時的湿潤強度樹脂は、前記トイレットペーパーの表面を形成する第1のプライおよび第2のプライの層に供給される。前記トイレットペーパーは、低湿潤摩耗性とCD湿潤引張強度との優れた組合せ、ならびに比較製品よりも明らかに良好な柔軟性を有する。

Description

本出願は、その全体が本願に引用して援用される2013年3月22日出願の米国仮特許出願第61/804,364号に基づくものである。
我々の発明はトイレットペーパーに関する。さらに詳細には、我々の発明は、非常に柔らかく、低湿潤摩耗性を有し、耐久性が高いトイレットペーパーに関する。
トイレットパーパーは、実現するのが難しい、特性の特定の組合せを有する必要がある。一方では、トイレットペーパーは客を引き付けるために柔らかくなくてはならない。他方では、トイレットペーパーは皮膚からの物質の洗浄および除去からなるトイレットペーパーの主な目的を満たすために非常に丈夫でなくてはならない。一般に、トイレットペーパーの特性を調整し、より柔らかい製品を製造することにより、耐久性の低い製品となり、逆もまた然りである。したがって、理想的な1組の特性を有するトイレットペーパーを製造することは難しい。
トイレットペーパーの耐久性に関連した1つの定量可能な特性は、トイレットペーパーの横方向(CD)湿潤強度である。一般にトイレットペーパーのCD湿潤強度は、低すぎても、高すぎてもならない。CD湿潤強度が高すぎる場合、トイレットペーパーを洗い流せる(flushable)ようにすることができない。CD湿潤強度が低すぎる場合、繊維が、表面から容易に削り落とされる。これは、トイレットペーパーが、過剰な量のリント(lint)を洗浄した表面に残すことを意味している。
トイレットペーパーの柔軟性を向上させるための1つの技術は、再生セルロースマイクロ繊維をトイレットペーパーの構造に取り込むことである。このような技術、および再生セルロースマイクロ繊維を含むトイレットペーパー製品の例は、米国特許出願第13/548,600号(公開番号第2013/0029105号)中に見出すことができ、その開示内容は、その全体が引用して援用される。残念なことに、再生セルロースマイクロ繊維は、他の抄紙用繊維よりもはるかに高価であるため、有意な量の再生マイクロ繊維を含むトイレットペーパー製品のコストが増大する。
トイレットペーパーの特性を向上させるための別の技術は、一時的湿潤強度樹脂をトイレットペーパーの構造に取り込むことである。一時的湿潤強度樹脂は、トイレットペーパーの湿潤強度を向上させるが、トイレットペーパーの洗い流せる性質には有意な影響を及ぼさない。しかしまた、一時的湿潤強度樹脂は、トイレットペーパーの柔軟性を低下させる。したがって、一時的湿潤強度樹脂を含む先行技術のトイレットペーパーは層状(または複層)構造を使用しており、一時的湿潤強度樹脂をトイレットペーパーの外側(ヤンキー)層から離して、一時的湿潤強度樹脂によるトイレットペーパーの柔軟性の低下をできるだけ防いでいた。
米国特許出願公開第2013/0029105号明細書 米国特許第5,233,092号明細書 米国特許第5,314,584号明細書 米国特許第4,675,394号明細書 米国特許第5,240,562号明細書 米国特許第5,138,002号明細書 米国特許第5,085,736号明細書 米国特許第4,981,557号明細書 米国特許第5,008,344号明細書 米国特許第4,603,176号明細書 米国特許第4,983,748号明細書 米国特許第4,866,151号明細書 米国特許第4,804,769号明細書 米国特許第5,217,576号明細書
1つの態様によれば、我々の発明は多プライトイレットペーパーを提供する。多プライトイレットペーパーは、前記トイレットペーパーの第1の表面を形成する第1のプライを含み、前記第1のプライは、第1の層および第2の層を含み、前記第1のプライの前記第1の層は、前記第1の表面を形成し、前記第1のプライの前記第1の層は、一時的湿潤強度樹脂を含み、前記第1のプライの前記第2の層は、一時的湿潤強度樹脂を実質的に含まない。第2のプライは、前記トイレットペーパーの第2の表面を形成し、前記第2のプライは、第1の層および第2の層を含み、前記第2のプライの前記第1の層は、前記第2の表面を形成し、前記第2のプライの前記第1の層は、一時的湿潤強度樹脂を含み、前記第2のプライの前記第2の層は、一時的湿潤強度樹脂を実質的に含まない。
別の態様によれば、我々の発明は、多プライトイレットペーパーを提供する。多プライトイレットペーパーは、前記トイレットペーパーの第1の表面を形成する第1のプライおよび前記トイレットペーパーの第2の表面を形成する第2のプライを含む。多プライトイレットペーパーは、約50g〜約90gの間のCD湿潤引張強度を有し、湿潤摩耗リント面積が、湿潤摩耗リント試験により決定されるとき、多プライトイレットペーパーは、約0.333mm/g未満の湿潤摩耗リント面積対CD湿潤引張強度の比を有する。
さらに別の態様によれば、我々の発明は、多プライトイレットペーパーを提供する。多プライトイレットペーパーは、前記トイレットペーパーの第1の表面を形成する第1のプライを含む。前記第1のプライは、第1の層および第2の層を含み、前記第1のプライの前記第1の層は、前記第1の表面を形成し、前記第1のプライの前記第1の層は、一時的湿潤強度樹脂を含み、前記第1のプライの前記第2の層は、一時的湿潤強度樹脂を含まない。第2のプライは、前記トイレットペーパーの第2の表面を形成し、前記第2のプライは、第1の層および第2の層を含み、前記第2のプライの前記第1の層は、前記第2の表面を形成し、前記第2のプライの前記第1の層は、一時的湿潤強度樹脂を含み、前記第2のプライの前記第2の層は、一時的湿潤強度樹脂を含まない。多プライトイレットペーパーは、約55g〜約75gの間のCD湿潤引張強度を有し、湿潤摩耗リント面積が、湿潤摩耗リント試験により決定されるとき、多プライトイレットペーパーは、約0.333mm/g未満の湿潤摩耗リント面積対CD湿潤引張強度の比を有する。
本発明によるトイレットペーパーを製造するために使用できる抄紙機の構造の略図である。 本発明によるトイレットペーパーの構造の略図である。 本発明の実施形態によるトイレットペーパーおよび他のトイレットペーパー製品の湿潤摩耗リント面積対幾何平均(GM)破断係数の関係を示すグラフである。 本発明の実施形態によるトイレットペーパーおよび他のトイレットペーパー製品の湿潤摩耗リント面積対官能柔軟性の関係を示すグラフである。
我々の発明は、多プライトイレットペーパーを対象とする。本明細書で使用するとき、「多プライ」は、1つを超えるプライを有するトイレットペーパーを指す。本明細書に記載の実施形態の一部において、多プライトイレットペーパーは、3つのプライを有し、3つのプライの内1つは、他の2つのプライと異なる組成を有する。しかし、このように具体的に開示された実施形態が、我々の発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。例えば、本発明は、各プライが同じである、2プライトイレットペーパー製品も包含する。さらに、以下に詳細に記載するように、トイレットペーパーの個々のプライは、それら自体に別個の層をそれぞれ含み得る。
本発明によるトイレットペーパーは、従来の湿式プレス抄紙法で製造できる。このような従来の湿式プレス抄紙法は、トイレットペーパー製品の個々のプライを構成する単層ベースシートと多層ベースシートの両方を製造するために使用できる。当業者により認識されるように、層状ベースシートは、複層抄紙機を用いて形成され、そこでそれぞれに異なる層が、抄紙機に供給されたそれぞれに異なる完成紙料から形成される。図1は、複層ベースシートを製造できる従来の湿式プレス抄紙機PMの例を示している。抄紙機PMにおいて、完成紙料は、サイロ50から導管40および41、次いで形成セクション構造10のヘッドボックス室20および20’それぞれに供給される。完成紙料は、パルプ、水および他の化学薬品からなる液体スラリーである。ヘッドボックス20および20’は、完成紙料の噴流を、ロール18および19により支持される従来のワイヤフォーマー繊維12に供給する(図1に示す形成セクション構造10は、当技術分野において三日月形フォーマーと称される場合が多い。)。それぞれに異なる完成紙料がヘッドボックス室20および20’に供給されると、ヘッドボックス室20および20’からの完成紙料の2つの異なる噴流により、複層ウェブが繊維12に形成される。それにより、抄紙プロセスから得られたベースシートは、2つの別個の層を有し、2つの層は2つの完成紙料のそれぞれに異なる組成を概ね反映している。次いで、多層ベースシートは、トイレットペーパー製品において多層プライとして使用できる。我々の発明のいくつかの実施形態において、トイレットペーパーの各プライは、多層状である。他の実施形態において、トイレットペーパーのプライの一部は、多層状であるが、プライの少なくとも1つは、単層状である。これに関して、同じ完成紙料が、抄紙機PMのヘッドボックス室20および20’に供給される場合、またはヘッドボックス室20および20’の1つだけが、ウェブWを形成するために用いられる完成紙料を供給する場合、繊維12に形成されたウェブに別個の層は存在せず、得られたベースシート/プライも単層状となる。本発明のいくつかの実施形態において、プライはすべて単層状である。
原材料は、形成ゾーンにおいて繊維12を通ってウェブから除去され、ローラー15に隣接するセーブオール22から導管24を通ってサイロ50に移動させられる。次いでウェブWを乾燥させ、移動フェルトまたはロール11により支持される繊維14にプレスする。プレス中にウェブからまたはユールボックス29から除去された原材料をセーブオール44に集め、次いで白水導管45に供給する。次いでウェブWを、吸引プレスロール16により回転ヤンキードライヤーシリンダー26の表面にプレスし、これを加熱し、ウェブWをヤンキードライヤーシリンダー26の表面で実質的に乾燥させる。図1には図示していないが、シュープレスを吸引プレスロール16の代わりに使用して、ウェブWをヤンキードライヤーシリンダー26の表面にプレスしてもよい。ウェブW内の水分により、ウェブWをヤンキードライヤーシリンダー26の表面に移動させる。クレープ接着剤と称される場合が多い液体接着剤を、ヤンキードライヤーシリンダー26の表面に塗布し、ウェブWの十分な接着性をヤンキードライヤーシリンダー26の表面に与えてもよい。乾燥後、次いでウェブWを、クレープブレード27でまたは繊維を備えたローラーで、ヤンキードライヤーシリンダー26の表面からクレープする。ロールクレープの詳細は、米国特許第5,233,092号および第5,314,584号に概ね記載されており、その開示内容は、その全体が本願に引用して援用される。次いで、クレープしたウェブWを、エンボス加工などのさらなる変換作業の前に、カレンダローラー(図示せず)間を場合により通過させ、ロール28で巻き上げる。また、このようなさらなる変換作業により、抄紙機PMから形成した単一のプライと別のプライとが組み合わせられ、多プライトイレットペーパー製品が形成される。
当業者により必ず認識するように、図1に示す抄紙機PMは単なる例であり、抄紙機の多くの代替構造が存在する。例えば、図1に示す三日月形形成セクション10の代替としては、吸引ブレスト形成ロール形成セクションおよびツインワイヤ形成セクションが挙げられる。
本発明によるトイレットペーパーは、トイレットペーパーの構造を構成する様々なセルロース繊維を含むことができる。以下に示す特定の実施形態において、トイレットペーパーは、北部針葉樹クラフト(NSWK)繊維、南部広葉樹繊維(SHWF)、南部針葉樹クラフト(SSWK)繊維およびユーカリ繊維を含む。当然ながら、当業者は、ここに記載の特性を有するトイレットペーパー製品を製造するために使用できる、多くの代替繊維を認識するであろう。さらに、トイレットペーパーは、上記の繊維源のいずれかからの再生繊維も含むことができる。さらに、以下に示すように、多プライトイレットペーパーのそれぞれに異なるプライは、異なる種類のセルロース繊維を異なるパーセンテージで含有できる。
本発明の実施形態によるトイレットペーパーは、再生セルロースマイクロ繊維を通常含まない。当業者により認識されるように、再生セルロースマイクロ繊維の使用により、より柔らかいトイレットペーパー製品が提供できる。しかし、やはり当業者により認識されるように、再生セルロースマイクロ繊維は、他の種類のセルロース抄紙用繊維と比較して比較的高価である。本発明によるトイレットペーパーは、以下に示すようにその構造に再生セルロースマイクロ繊維を含まなくても非常に柔らかい。
本発明によるトイレットペーパーは、一時的湿潤強度樹脂も含むことができる。多くの種類の一時的湿潤強度樹脂が当技術分野で知られており、公知の一時的湿潤強度樹脂のいずれも、本発明によるトイレットペーパーで使用できる。いくつかの例として、一時的湿潤強度樹脂は、トイレットペーパーの乾燥および湿潤引張強度を高めるために用いられる、アルデヒド単位およびカチオン単位を含む、様々な水溶性有機ポリマーのいずれか1つであってよい。このような樹脂は、米国特許第4,675,394号、第5,240,562号、第5,138,002号、第5,085,736号、第4,981,557号、第5,008,344号、第4,603,176号、第4,983,748号、第4,866,151号、第4,804,769号および第5,217,576号に記載されており、その開示内容はその全体が本願で援用される。National Starch and Chemical Company(ニュージャージー州ブリッジウォーター)によりCO-BOND(登録商標)1000およびCO-BOND(登録商標)1000プラスの商標で販売されている加工デンプンも使用できる。本発明の実施形態で使用できる他の一時的湿潤強度樹脂は、National Starch and Chemical CompanyによりCO-BOND(登録商標)1600およびCO-BOND(登録商標)2300の商標で販売されている。一時的湿潤強度剤の特定の例は、製品の具体的に示す例と共に以下に示されている。
本発明によるトイレットペーパーの特性および機能性は、様々な方法で試験し、特徴付けることができる。本発明によるトイレットペーパー、ならびに比較市販トイレットペーパーに関して、湿潤摩耗性、CD湿潤引張強度、幾何平均(GM)破断係数および官能柔軟性を測定した。次に、これらのパラメーターをそれぞれ測定するために使用した試験について説明する。
湿潤摩耗リント試験
紙製品を特徴付ける1つの方法は、湿潤摩耗によるリントの除去について紙製品試料を評価する湿潤摩耗リント試験である。トイレットペーパーに関して、満足のいく製品にするためには、トイレットペーパーが、低湿潤摩耗性を必ず有していなければならず、そのため、洗浄過程でかなりの量のリントを残してはならない。
湿潤摩耗リント試験において、まず、試料は、ここに記載するように変更されるクロックメーター摩擦試験機による標準合成黒色フェルトの試料に対する模擬湿潤使用に曝される。次いで、フェルトに残ったリントの面積mmを、Seiko Epson Coporation(日本国長野県諏訪市)によるPerfection(登録商標)シリーズ4490フラットベッドスキャナおよびApogee Systems, Inc.(ジョージア州パウダースプリングス)によるスペック*スキャンソフトウェアを使用して測定する。
ここで行われた湿潤摩耗試験に使用するクロックメーター摩擦試験機は、SDL Atlas, LLC(サウスカロライナ州ロックヒル)により製造されている。クロックメーターは、ここで湿潤リント摩耗を評価するために用いられた際、クロックメーターは、360gのアームおよび1インチ×2インチのフットが試料に0.435psiの圧力をかけるのを受け入れるように変更された。摩擦ブロックの重量は、一端で支持される荷重アームに対しては355g、摩擦フットに対しては36gであった。これらの重量は、30.3g/cmの圧力になるように1インチ×2インチの面積にかけられる。黒色フェルトは、厚さ3/16インチであり、Aetna Felt Corporation(ペンシルバニア州アレンタウン)により製造された。
試料トイレットペーパーを試験するために、トイレットペーパーの外側3層をトイレットペーパーのロールから除去した。トイレットペーパーの3枚のシートを、ペーパーカッターを使用して、ミシン目で切断し、積み重ねに配置し、トイレットペーパーのシートが、ロールの方向および側面に対して同じ配向に確実に配置されるようにした。積み重ねから、2インチ×2.5インチの試料を切断し、長手寸法を流れ方向とした。十分な試料を、4つの複製用に切断した。トイレットペーパーの短い(2インチ)側面に小さな点で印を付け、ロール上にある際、外側に面するトイレットペーパーの面を示した。フットをクロックメーターのアームに取り付け、短手寸法をクロックメーターのストロークに対して平行にし、ストローク距離を4インチ±1/8インチで設定し、ストローク速度を、毎分10ストロークに設定した。黒色フェルトを3インチ×6インチ片に切断し、内側表面は短手縁に沿って印を付けた。この試験において、試験されるトイレットペーパー試料を、印から始まるフェルトの内側に擦り付けた。黒色アクリルの12インチ×12インチのシート、2インチ×3インチのスライドガラス、テープ、ピペットおよび蒸留水のビーカーを任意の隣接する好都合な平面に配置した。クロックメーターをオンにし、次いでオフにして、アームを最も遠い後位置に配置した。スペーサーをアームの下に配置し、摩擦面より上で保持した。黒色フェルトのきれいな片を、摩擦面より上のクロックメーターの底部にテープで貼り付け、印を付けた面を上向きに配向し、印を付けた面をフットのストロークの開始地点に隣接して終わらせた。試料を1つの短手縁に沿ってフットにテープで貼り付け、トイレットペーパーの上面が上を向くようにし、トイレットペーパーの長手をフットに巻き付け、クロックメーターのアームに取り付け、トイレットペーパー試料のテープで貼り付けた側面および印を付けた位置がクロックメーターの前方部分でオペレーターに面するようにした。スペーサーを、アームの下から除去し、取り付けたフットと共にアームを、黒色フェルトの上に降ろし、フットの長手寸法を摩擦方向に垂直にし、フットを所定の位置に固定した。ガラスマイクロスコープスライドを、フットの前方のフェルトに配置し、200μLの蒸留水3容量をそれぞれピペットからスライドガラスのバツ印に分配した。試料、フットおよびアームを静かに持ち上げ、スライドガラスを試料の下に置き、試料を沈めて、水で試料を5秒間湿らせた。次いで、アームを持ち上げ、スライドガラスを除去し、クロックメーターを作動させ、試料にフェルト上で3回の前方ストロークを行わせた。その際、アームを各リターンストロークの開始時に手動で持ち上げ、試料が、リターンストローク中にフェルトと接触するのを防いだ。3回の前方ストローク後、クロックメーターを停止し、スペーサーをアームの下に配置し、それにより摩耗したリントを荒らすことなく黒色フェルトを除去できた。フェルトを摩擦表面から除去してから3分後、Apogeeスペック*スキャンソフトウェアを使用してフラットベッドスキャナでスキャンし、ソフトウェアを「Scanner Settings」ウインドで「lint」に設定し、「5」を「Defaults Panel」の「Process Groups of」ウインドで設定し、「Resolution」を「600dots/inch」に設定し、「Scanner Mode」を「256-Grayscale」に設定し、「Area Setting」を「Special」に設定し、「Scan Image」を「Reverse Image」に設定し、「Dirt Histogram」パネルの「Upper Limit」ウインドを「>=5.000」に設定し、前記パネルの「Lower Limit」ウインドを「0.013-0.020」に設定し、「X Scale」ウインドを「25」に設定し、「Bad Handsheet」パネルの「PPM」ウインドを「2500.0」に設定した。「Printout Settings」パネルで、「Gray-Summary」、「Sheet Summary」および「Gray Histogram」ボックスをチェックし、「Copies」ウインドを「1」に設定したのに対して、前記パネルの「Dirt Histogram」、「Categories」および「XY Location」ボックスのチェックを外した。Display Modeパネルで「Enable Display」と「Enable Zoom」両方のボックスをチェックした。「Scanner Setup」パネルで、「White」ボックスを「225」に設定したのに対して、「Black」ボックスを「0」に設定し、「Contrast Filter」ボックスを「0.000」に設定し、上限「Threshold=」ボックスを80.0[% percent of background plus]に設定したのに対して、下限「Threshold=」ボックスを「0.0」[grayscale value]に設定した。「Scanner Setup」パネルの「Percent of Background, plus offset」ボックスはチェックしたのに対して、「Manual Threshold Setting」および「Function of StdDev of Background」ボックスはチェックを外した。「Special Area Definition」パネルで、「Inches」は「Dimensions:」領域でチェックしたのに対して、「Rectangular」は「Shape」領域でチェックした。「Border at top and left」領域で、「0.15」[in.]を「At the left side:(X)」ボックスに入れ、「0.625」[in.]を、「At the top:(Y)」ボックスに入れた。「Area to scan」領域で、「2.7」[in.]を、「Width(X)」ボックスに入れ、「5.2」[in.]を、「Height(Y)」ボックスに入れた。スキャン後、黒色フェルトに残った摩耗したリントの面積mmを、「Sheet & Category Summary」画面の「Sample Sheet(s)」タイトル下の「Total Area」欄の「SHEETS」表に出力した。結果は、ここではmmの単位を有する湿潤摩耗リント面積として称される。
他の場合では、除去した繊維を洗い流し、その溶液についてOpTest Equipment Inc.(カナダ、ホークスベリー)製の繊維品質分析器での試験を行い、40μmを超える長さを有する除去した繊維の数を決定した。OpTest繊維品質分析器は、一定の最小長さを超える繊維長さ分布および繊維数を決定するための製紙産業における基準となっている。
CD湿潤引張強度
本発明のトイレットペーパーのCD湿潤引張強度は、紙パルプ技術協会(TAPPI)の方法T 576 pm 7に従って一般に測定され、3インチ(76.2mm)幅の細片のトイレットペーパーを使用して、それを輪に折り重ね、フィンチカップ(Finch Cup)と称される特別な固定具で固定し、次いで水に浸漬する。3インチグリップをはめ込むための底部を有する適切な3インチのフィンチカップは、High-Tech Manufacturing Services, Inc.(ワシントン州バンクーバー)から入手できる。
新鮮なベースシート(即ち、抄紙作業の1プライ製品)および最終製品に関して、試験片を、105℃(221°F)に加熱した強制換気オーブンに5分間配置した。フィンチカップを、2.0ポンドのロードセルを備えた引張試験機に置き、フィンチカップのフランジを、試験機の下顎に固定し、トイレットペーパーループの端を引張試験機の上顎に固定した。試料を、pH7.0±0.1に調整した水中に浸漬し、5秒間の浸漬後に、引張強度を、2インチ/分のクロスヘッド速度を用いて試験した。結果は、g/インチで示されており、ループであることを考慮して読み取り値を2で割っている。
GM破断係数
試料のGM破断係数を、Instron Corporation(マサチューセッツ州ノーウッド)により製造された標準試験装置で、または別の適切な伸張引張試験装置を使用して試験した。このような装置は、様々な方法で構成されていてよいが、23℃±1℃(73.4°F±0.1°F)、相対湿度50%の雰囲気中で2時間の条件下で調整された3インチまたは1インチ幅の細片のトイレットペーパーを通常使用する。引張試験は、2インチ/分のクロスヘッド速度で行われた。GM破断係数は、g/インチ/%歪みまたはそのSI換算のg/mm/%歪みで表された。歪み率は、無次元であり、規定する必要はない。「GM」破断係数が、MD値とCD値の積の平方根を指すことに留意されたい。
官能柔軟性
試料の官能柔軟性を、TAPPI基準(温度71.2°F〜74.8°F、相対湿度48%〜52%)の条件下で調整された試験領域において訓練を受けたヒト対象の集団を使用して決定した。柔軟性評価は、各訓練を受けた対象が試験を行っているとき、彼らが常に入手できる所定の柔軟性値を有する一連の物理的基準に依存した。訓練を受けた対象は、試験試料と物理的基準を直接比較して、試験試料の柔軟性レベルを決定した。訓練を受けた対象は、特定の紙製品に数を割り当てた。そこで、より高い官能柔軟性の数は、より高い知覚された柔軟性を示していた。
トイレットペーパー
図2は、本発明の実施形態による多プライトイレットペーパー500の構造の略図である。図に示すように、多プライトイレットペーパー500は、第1のプライ100および第2のプライ200を含み、第3のプライ300は、第1のプライ100と第2のプライ200との間に挟まれている。第1のプライ100は、第1の層104および第2の層106を含み、第1の層104は、トイレットペーパー500の第1の表面102を形成する。第2のプライ200は、第1の層204および第2の層206を含み、第1の層204は、トイレットペーパー500の第2の表面202を形成する。個別の層104、106、204および206は、図1に関して上に記載した抄紙機PMなどの複層抄紙機を使用して形成される。第1の表面102および第2の表面202を形成する第1の層104および204は、ヤンキー側層である。すなわち、抄紙プロセスにおいてヤンキードライヤー26と接触するウェブの側面から形成される。
3プライトイレットペーパー500を図2に示すが、我々の発明は3プライ製品に制限されないことを理解されたい。他の実施形態において、トイレットペーパー500は、図2に示す第1のプライ100および第2のプライ200などの2つのプライ製品を含むことができる。さらに他の実施形態において、トイレットペーパー500は、3つ以上のプライを含むことができる。例えば、第3のプライ300の構造を有する追加のプライを、図2に示す構造に設けることができ、追加のプライは、第1のプライ100と第2のプライ200との間の領域に設けられる。
第1のプライ100および第2のプライ200は、紙製品を形成するために用いられる様々な種類のセルロース繊維で構成されていてもよい。しかし、本発明の特定の実施形態において、第1のプライ100および第2のプライ200は、NSWKおよびユーカリ繊維を含む。しかし、上で考察されたように、第1のプライ100および第2のプライ200は、再生セルロースマイクロ繊維を含まない場合もある。以下に示す本発明によるトイレットペーパーの例により実証されるように、トイレットペーパー500製品の表面を形成する第1のプライ100および第2のプライ200は、その構造に再生セルロースマイクロ繊維を備えていなくても非常に柔らかい。
第1のプライ100および第2のプライ200とは異なり、本発明のいくつかの実施形態において、トイレットペーパー500の第3のプライ300だけが単層を含む。また、第3のプライ300は、繊維組成に関して第1のプライ100および第2のプライ200と異なり得る。本発明の実施形態において、第3のプライ300は、南部広葉樹繊維、南部針葉樹繊維および再生繊維を含む。とりわけ、第3のプライ300は、第1のプライ100と第2のプライ200との間に挟まれているため、第3のプライ300の柔軟性は、使用者により知覚されるものにとって不可欠ではない。従って、第3のプライ300を形成するために用いられる繊維にはより広範な選択肢がある。また、当業者により認識されるように、南部広葉樹繊維、南部針葉樹繊維および再生繊維は、このようなプライを形成するのに比較的安価な選択肢である。
全体として、本発明によるトイレットペーパー500は、NSWK繊維を少なくとも約14%、より具体的にはNSWK繊維を少なくとも約25%含み得る。特定の実施形態において、トイレットペーパー500は、NSWK繊維を約14%〜約40%およびユーカリ繊維を約60%〜約86%含む。
トイレットペーパー500は、上記の樹脂の1つなどの、一時的湿潤強度樹脂を含む。本発明のいくつかの実施形態において、一時的湿潤強度樹脂は、トイレットペーパー500製品全体に供給される。例えば、一時的湿潤強度樹脂は、第1のプライ100の第1の層104と第2の層106との間に均一に分布され得、第2のプライ200の第1の層204と第2の層206との間に均一に分布され得る。しかし、本発明の他の実施形態において、一時的湿潤強度樹脂は、第1のプライ100および第2のプライ200それぞれの第1の層104および204に供給されるが、第2の層106および206に供給されない。したがって、第2の層106および206は、一時的湿潤強度樹脂を実質的に含まない。一時的湿潤強度樹脂が層を形成するための完成紙料を供給するパルプに加えられずに、層が形成されるとき、層は、ここでは「湿潤強度樹脂を実質的に含まない」ことに留意されたい。当業者により認識されるように、高効率の複層抄紙法においても、一定量の混合は、抄紙プロセス中にウェブの層間で起こるであろう。それにもかかわらず、一時的湿潤強度樹脂が、層を形成するために用いられる完成紙料のパルプに加えられない場合、層は、一時的湿潤強度樹脂を依然として実質的に含まない。
いくつかの実施形態において、第3のプライ300も一時的湿潤強度樹脂を含む。トイレットペーパー500の第3のプライ300だけが単層を含む場合、一時的湿潤強度樹脂は、第3のプライ全体に分布している。第3のプライ300に供給された一時的湿潤強度樹脂の量は、第1のプライ100および第2のプライ200に供給された一時的湿潤強度樹脂の量と同じであってもよく、または一時的湿潤強度樹脂は、第1のプライ100および第2のプライ200に供給されたものに満たなくてもよい。
本発明によるトイレットペーパーは、摩耗強度と柔軟性との驚くべき組合せを有する。トイレットペーパーのこれらの顕著な特性は、CD湿潤引張強度、湿潤摩耗リント試験の結果、GM破断係数、厚さ、坪量および官能柔軟性を含む、本発明によるトイレットペーパーのいくつかの異なる態様を考慮した際、定量的に理解できる。本発明によるトイレットペーパーの具体例を以下に示すことに留意されたい。
本発明の実施形態において、トイレットペーパーのCD湿潤引張強度は、約50g〜約90g(上記の手順に従って決定した場合)の範囲であり得る。より特定の実施形態において、CD湿潤引張強度は、約55g〜約85gの範囲であり得、さらにより特定の実施形態において、CD湿潤引張強度は、約65g〜約75gの範囲であり得る。当業者により認識されるように、CD湿潤引張強度がこれらの範囲内であると、トイレットペーパーは、依然として洗い流せると同時に、十分な量の強度および耐久性を依然として有する。
CD湿潤引張強度に関してはかなりの程度の強度および耐久性があるが、それにもかかわらず本発明によるトイレットペーパーは、低湿潤摩耗性を有する。これは、上記手順の湿潤摩耗リント試験でトイレットペーパーを試験したときに実証できる。本発明の実施形態において、トイレットペーパーは、湿潤摩耗リント試験により試験したとき、約3mm〜約30mmの湿潤摩耗リント面積を有する。当業者により認識されるように、この範囲は、トイレットペーパーの湿潤摩耗が非常に少ないことを示している。該範囲は、トイレットペーパーのCD湿潤引張強度と組み合わせて考慮したとき、よりいっそう顕著である。低湿潤摩耗性とCD湿潤引張強度とのこの組合せは、これらの2つの特性の比として定量できる。本発明の実施形態において、トイレットペーパーは、約0.333mm/g未満の湿潤摩耗リント面積のCD湿潤引張強度に対する比を有し得る。より具体的には、トイレットペーパーは、約0.06mm/g〜約0.333mm/gの湿潤摩耗リント面積対CD湿潤引張強度を有し得る。より具体的な実施形態において、トイレットペーパーは、約0.15mm/g〜約0.25mm/gの湿潤摩耗リント面積対CD湿潤引張強度を有し得る。本発明の特定の実施形態において、トイレットペーパーは、約0.20mm/gの湿潤摩耗リント面積対CD湿潤引張強度を有する。以下の実施例に示すように、本発明によるトイレットペーパーの湿潤摩耗性のCD湿潤引張強度に対するこれらの比は、市販のトイレットペーパーでは見出せない。
本発明によるトイレットペーパーの他の特性は、市販のトイレットペーパーの特性と等しいか、またはそれよりも良好である。例えば、本発明の実施形態において、トイレットペーパーは、約60g/%歪み未満のGM破断係数、約130mils/8プライ超の厚さおよび約30lbs/連(ream)〜約40lbs/連の坪量を有する。これらの特性を有するトイレットペーパーの具体例を以下の実施例に示す。
4つのトイレットペーパー製品を、本発明の実施形態に従って製造した。トイレットペーパー製品は、上に概ね記載したように3つのプライを含む。トイレットペーパー製品の2つの外側プライを、表1A〜4Aにおいて以下に詳細に記載する4つの実験条件の1つに従って製造した。中央の(挟まれた)プライは、表1B〜4Bに記載する組成および構造を有していた。
トイレットペーパーAを製造するための実験条件を、外側プライについては表1Aおよび中央プライについては表1Bに示す。この実験に関して、抄紙機での従来の湿式プレス法を使用した。抄紙機は、図1に示す抄紙機の方式で全般的に構成されていた。
トイレットペーパーBを製造するための実験条件を、外側プライについては表2Aおよび中央プライについては表2Bに示す。この実験に関して、抄紙機での従来の湿式プレス法を使用した。抄紙機が、ツインワイヤ形成部分、次いでフェルト部分を有すること以外は、抄紙機は、図1に示す抄紙機の方式で全般的に構成されていた。
トイレットペーパーCを製造するための実験条件を、外側プライについては表3Aおよび中央プライについては表3Bに示す。この実験に関して、従来の湿式プレス法による抄紙機を使用した。抄紙機が、ツインワイヤ形成部分、次いでフェルト部分を有すること以外は、抄紙機は、図1に示す抄紙機の方式で全般的に構成されていた。
トイレットペーパーDを製造するための実験条件を、外側プライについては表4Aおよび中央プライについては表4Bに示す。この実験に関して、従来の湿式プレス法による抄紙機を使用した。抄紙機が、吸引ブレストロール形成部分、次いでフェルト部分を有すること以外は、抄紙機は、図1に示す抄紙機の方式で全般的に構成されていた。
表1A〜4Bに示した特定の組成に関して、PA-A柔軟剤は、RCI Technology, Inc.(ノースカロライナ州シャーロッテ)から入手できる。HERCOBOND(商標)1194、CREPETROL(商標)1145、CREPETROL(商標)3557、PROSOFT(登録商標)TR 8630、Ashland PPD 1117、Ashland 4609、Ashland TQ 236およびSPECTRUM(商標)XD 3899は、Ashland Chemical Company(メリーランド州ヘールソープ)から入手できる。Buckman 2620、Buckman 2675およびBUSPERSE(登録商標)2097は、Buckman Laboratories International, Inc.(テネシー州メンフィス)から入手できる。VARISOFT(登録商標)GP B100は、Evonik Industries(ドイツ、エッセン)から入手できる。Nalco PP 07-3811は、Nalco Company(イリノイ州ネイパービル)から入手できる。PAREZ(登録商標)FJ98は、Kemira Chemicals, Inc.(ジョージア州ケネソー)から入手できる。クリアウォーターCS124、CS206およびCS329は、Clearwater Specialties LLC(ワシントン州クラークストン)から入手できる。
トイレットペーパーA〜Dの測定された特性を表5−1および表5−2に示す。比較トイレットペーパー1〜10について同様に測定された特性も表5−1および表5−2に示す。比較トイレットペーパー1〜3は、本出願の譲受人により販売されている市販品であった。比較トイレットペーパー4〜10は他の製造業者により販売されている市販品であった。したがって、表5−1および表5−2のデータは、本発明によるトイレットペーパーと他のトイレットペーパー製品との良好な比較を示している。表5−1および表5−2に示すCD湿潤引張強度、GM破断係数、官能柔軟性および湿潤摩耗リント面積の値は、上記の試験により測定されたことに留意されたい。
湿潤摩耗リント試験により試験したとき、比較トイレットペーパー10は崩壊したため、この試料の湿潤摩耗リント面積、および湿潤摩耗リント面積のCD湿潤引張強度に対する比を決定することが不可能であったことに留意されたい。
上で考察されているように、トイレットペーパーの耐久性および摩耗性を高めるために、強度を著しく高める必要があり、これにより、紙のGM係数(または剛性)が上昇し、トイレットペーパーの柔軟性が低下することは当技術分野で周知である。そのため、本発明のトイレットペーパーA〜Dにおける、所定のCD湿潤引張強度での低湿潤摩耗性、比較的低いGM係数、および、非常に高い柔軟性の組合せは、商業的に製造された比較トイレットペーパー1〜10より比類なく優れている。これは、表5−1および表5−2に例示されており、図3および図4に示されている。特に、トイレットペーパーA〜Dの湿潤摩耗リント面積対CD湿潤引張強度の比は、比較トイレットペーパー1〜10のこれらの比のいずれをもはるかに下回った。これに関して、トイレットペーパーA〜Dの湿潤摩耗リント面積は、比較トイレットペーパー1〜10のいずれをも下回った。CD湿潤引張強度を個別に考察すると、トイレットペーパーA〜DのCD湿潤引張強度は、比較トイレットペーパー1〜10のCD湿潤引張強度に匹敵するか、またはそれを有意に上回るものではなく、トイレットペーパーA〜DのGM破断係数(剛性)も、比較トイレットペーパー1〜10の内3つの比較製品と同等であり、7つの比較製品を下回るものであった。それに加えてさらに、トイレットペーパーA〜Dの官能柔軟性は、比較トイレットペーパー1〜10の内8つよりも上回るものであった。したがって、表5−1および表5−2のデータは、トイレットペーパーA〜Dが、比較トイレットペーパー1〜10のいずれよりも低湿潤摩耗性、耐久性および柔軟性の明らかに良好な組合せを有していたことを示している。
比較トイレットペーパー1〜9と比較して本発明によるトイレットペーパーA〜Dの優位性をさらに理解するために、前記トイレットペーパーに関して湿潤摩耗リント面積対GM破断係数のグラフを図3に示す。図3に示すように、トイレットペーパーA〜Dは、Aで記された区域内に特性の範囲を有していたが、比較トイレットペーパー1〜9は、Bで記された区域内に特性の範囲を有していた。トイレットペーパーA〜Dの区域Aは、低湿潤摩耗リント面積の範囲を包含しているが、比較的低いGM係数を依然として有しており、一方で比較トイレットペーパー1〜9の区域Bはより高い湿潤摩耗リント面積の範囲と、同様またははるかに高いGM係数とを包含していることに留意されたい。
図4は、トイレットペーパーA〜Dおよび比較トイレットペーパー1〜9の湿潤摩耗リント面積対官能柔軟性のグラフである。図4に示すように、トイレットペーパーA〜Dの湿潤摩耗リント面積と官能柔軟性との組合せは、Aで記された範囲内にあり、比較トイレットペーパー1〜9の特性のBで記された範囲を上回っている。したがって、図4は、トイレットペーパーA〜Dが、比較製品1〜9よりも湿潤摩耗性と柔軟性との良好な組合せを有していたことを実証している。
理論によって拘束されるものではないが、本発明によるトイレットペーパーの優れた特性は、表1A、表2A、表3Aおよび表4Aに列挙された各抄紙機での外側プライの製造のための、すべての繊維、化学薬品および抄紙機の操作条件の巧みな組合せ、ならびに前記外側プライと、非常に柔らかいトイレットペーパーを製造するのに適当なGM係数を有する各中央プライとの組合せによるものであることが考えられる。
本発明をある種の特定の例示的実施形態において説明してきたが、多くの追加の変形および変更は、当業者には本開示内容に照らして明らかであろう。それゆえ、本発明は、具体的に説明したのとは別のやり方で実施され得ることを理解されたい。したがって、本発明の例示的実施形態は、あらゆる点で例示であり、限定するものではないと考えられるべきであり、本発明の範囲は、先の説明によってではなく、本出願で支持できる任意の特許請求の範囲および等価物によって規定されるべきである。
本発明は、望ましいトイレットペーパー製品を製造するために使用できる。したがって、本発明は紙製品産業に適している。

Claims (47)

  1. 多プライトイレットペーパーであって、
    前記トイレットペーパーの第1の表面を形成する第1のプライであって、前記第1のプライは、第1の層および第2の層を含み、前記第1のプライの前記第1の層は、前記第1の表面を形成し、前記第1のプライの前記第1の層は、一時的湿潤強度樹脂を含み、前記第1のプライの前記第2の層は、一時的湿潤強度樹脂を実質的に含まない、第1のプライと、
    前記トイレットペーパーの第2の表面を形成する第2のプライであって、前記第2のプライは、第1の層および第2の層を含み、前記第2のプライの前記第1の層は、前記第2の表面を形成し、前記第2のプライの前記第1の層は、一時的湿潤強度樹脂を含み、前記第2のプライの前記第2の層は、一時的湿潤強度樹脂を実質的に含まない、第2のプライと、
    を含む、多プライトイレットペーパー。
  2. 前記トイレットペーパーが北部針葉樹クラフト繊維およびユーカリ繊維を含む、請求項1に記載の多プライトイレットペーパー。
  3. 前記トイレットペーパーが北部針葉樹クラフト繊維を少なくとも約15%含む、請求項1に記載の多プライトイレットペーパー。
  4. 前記トイレットペーパーが北部針葉樹クラフト繊維を少なくとも約25%含む、請求項2に記載の多プライトイレットペーパー。
  5. 前記トイレットペーパーが北部針葉樹クラフト繊維を約14%〜約40%およびユーカリ繊維を約60%〜約86%含む、請求項1に記載の多プライトイレットペーパー。
  6. 前記トイレットペーパーが前記第1のプライと前記第2のプライとの間に挟まれた第3のプライをさらに含む、請求項1に記載の多プライトイレットペーパー。
  7. 前記第3のプライが南部広葉樹繊維、南部針葉樹繊維および再生繊維を含む、請求項6に記載の多プライトイレットペーパー。
  8. 前記第3のプライが1層だけを含み、前記1層全体に一時的湿潤強度樹脂を有する、請求項6に記載の多プライトイレットペーパー。
  9. 前記第3のプライが前記第1のプライおよび前記第2のプライのそれぞれよりも低いCD湿潤引張強度を有する、請求項6に記載の多プライトイレットペーパー。
  10. 前記トイレットペーパーがセルロースマイクロ繊維を含まない、請求項1に記載の多プライトイレットペーパー。
  11. 前記トイレットペーパーが約130mils/8プライ超の厚さを有する、請求項1に記載の多プライトイレットペーパー。
  12. 前記トイレットペーパーが約30lbs/連〜約40lbs/連の坪量を有する、請求項1に記載の多プライトイレットペーパー。
  13. 多プライトイレットペーパーであって、
    前記トイレットペーパーの第1の表面を形成する第1のプライと、
    前記トイレットペーパーの第2の表面を形成する第2のプライと、
    を含み、
    前記トイレットペーパーが、約50g〜約90gの間のCD湿潤引張強度を有し、
    湿潤摩耗リント面積が、湿潤摩耗リント試験により決定されるとき、前記トイレットペーパーが、約0.333mm/g未満の湿潤摩耗リント面積対CD湿潤引張強度の比を有する、多プライトイレットペーパー。
  14. 前記トイレットペーパーが約55g〜約85gの間のCD湿潤引張強度を有する、請求項13に記載の多プライトイレットペーパー。
  15. 前記トイレットペーパーが約65g〜約75gの間のCD湿潤引張強度を有する、請求項14に記載の多プライトイレットペーパー。
  16. 湿潤摩耗リント面積対CD湿潤引張強度の比が、約0.333mm/g〜約0.06mm/gである、請求項13に記載の多プライトイレットペーパー。
  17. 前記トイレットペーパーが約60g/%歪み未満のGM破断係数を有する、請求項13に記載の多プライトイレットペーパー。
  18. 前記トイレットペーパーが北部針葉樹クラフト繊維およびユーカリ繊維を含む、請求項13に記載の多プライトイレットペーパー。
  19. 前記トイレットペーパーが北部針葉樹クラフト繊維を少なくとも約15%含む、請求項18に記載の多プライトイレットペーパー。
  20. 前記トイレットペーパーが北部針葉樹クラフト繊維を少なくとも約25%含む、請求項19に記載の多プライトイレットペーパー。
  21. 前記トイレットペーパーが北部針葉樹クラフト繊維を約14%〜約40%およびユーカリ繊維を約60%〜約86%含む、請求項20に記載の多プライトイレットペーパー。
  22. 前記第1のプライと前記第2のプライとの間に挟まれた第3のプライをさらに含む、請求項13に記載の多プライトイレットペーパー。
  23. 前記第3のプライが南部広葉樹繊維、南部針葉樹繊維および再生繊維を含む、請求項22に記載の多プライトイレットペーパー。
  24. 前記第3のプライが1層だけを含み、前記1層全体に一時的湿潤強度樹脂を有する、請求項23に記載の多プライトイレットペーパー。
  25. 前記第3のプライが前記第1のプライおよび前記第2のプライのそれぞれよりも低いCD湿潤引張強度を有する、請求項22に記載の多プライトイレットペーパー。
  26. 前記トイレットペーパーがセルロースマイクロ繊維を含まない、請求項13に記載の多プライトイレットペーパー。
  27. 前記トイレットペーパーが約130mils/8プライ超の厚さを有する、請求項13に記載の多プライトイレットペーパー。
  28. 前記トイレットペーパーが約30lbs/連〜約40lbs/連の坪量を有する、請求項13に記載の多プライトイレットペーパー。
  29. 前記トイレットペーパーが約0.15mm/g〜約0.25mm/gの湿潤摩耗リント面積対CD湿潤引張強度の比を有する、請求項13に記載の多プライトイレットペーパー。
  30. 前記トイレットペーパーが約0.20mm/gの湿潤摩耗リント面積対CD湿潤引張強度の比を有する、請求項13に記載の多プライトイレットペーパー。
  31. 多プライトイレットペーパーであって、
    前記トイレットペーパーの第1の表面を形成する第1のプライであって、前記第1のプライは、第1の層および第2の層を含み、前記第1のプライの前記第1の層は、前記第1の表面を形成し、前記第1のプライの前記第1の層は、一時的湿潤強度樹脂を含み、前記第1のプライの前記第2の層は、一時的湿潤強度樹脂を含まない、第1のプライと、
    前記トイレットペーパーの第2の表面を形成する第2のプライであって、前記第2のプライは、第1の層および第2の層を含み、前記第2のプライの前記第1の層は、前記第2の表面を形成し、前記第2のプライの前記第1の層は、一時的湿潤強度樹脂を含み、前記第2のプライの前記第2の層は、一時的湿潤強度樹脂を含まない、第2のプライとを含み、
    前記トイレットペーパーは、約55g〜約75gの間のCD湿潤引張強度を有し、
    湿潤摩耗リント面積が、湿潤摩耗リント試験により決定されるとき、前記トイレットペーパーは、約0.333mm/g未満の湿潤摩耗リント面積対CD湿潤引張強度の比を有する、多プライトイレットペーパー。
  32. 前記トイレットペーパーが約65g〜約75gの間のCD湿潤引張強度を有する、請求項31に記載の多プライトイレットペーパー。
  33. 湿潤摩耗リント面積対CD湿潤引張強度の比が、約0.333mm/g〜約0.06mm/gである、請求項31に記載の多プライトイレットペーパー。
  34. 前記トイレットペーパーが約60g/%歪み未満のGM破断係数を有する、請求項31に記載の多プライトイレットペーパー。
  35. 前記トイレットペーパーが北部針葉樹クラフト繊維およびユーカリ繊維を含む、請求項31に記載の多プライトイレットペーパー。
  36. 前記トイレットペーパーが北部針葉樹クラフト繊維を少なくとも約15%含む、請求項35に記載の多プライトイレットペーパー。
  37. 前記トイレットペーパーが北部針葉樹クラフト繊維を少なくとも約25%含む、請求項35に記載の多プライトイレットペーパー。
  38. 前記トイレットペーパーが北部針葉樹クラフト繊維を約14%〜約40%およびユーカリ繊維を約60%〜約86%含む、請求項37に記載の多プライトイレットペーパー。
  39. 前記第1のプライと前記第2のプライとの間に挟まれた第3のプライをさらに含む、請求項31に記載の多プライトイレットペーパー。
  40. 前記第3のプライが南部広葉樹繊維、南部針葉樹繊維および再生繊維を含む、請求項31に記載の多プライトイレットペーパー。
  41. 前記第3のプライが1層だけを含み、前記1層全体に一時的湿潤強度樹脂を有する、請求項40に記載の多プライトイレットペーパー。
  42. 前記第3のプライが前記第1のプライおよび前記第2のプライのそれぞれよりも低いCD湿潤引張強度を有する、請求項40に記載の多プライトイレットペーパー。
  43. 前記トイレットペーパーがセルロースマイクロ繊維を含まない、請求項31に記載の多プライトイレットペーパー。
  44. 前記トイレットペーパーが約130mils/8プライ超の厚さを有する、請求項31に記載の多プライトイレットペーパー。
  45. 前記トイレットペーパーが約30lbs/連〜約40lbs/連の間の坪量を有する、請求項31に記載の多プライトイレットペーパー。
  46. 前記トイレットペーパーが約0.15mm/g〜約0.25mm/gの湿潤摩耗リント面積対CD湿潤引張強度の比を有する、請求項31に記載の多プライトイレットペーパー。
  47. 前記トイレットペーパーが約0.20mm/gの湿潤摩耗リント面積対CD湿潤引張強度の比を有する、請求項31に記載の多プライトイレットペーパー。
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