JP2021045552A - ティッシュ製品の嵩を小さく、密度を大きくする方法 - Google Patents

ティッシュ製品の嵩を小さく、密度を大きくする方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複層紙製品の嵩を小さくする。【解決手段】好ましい製品特性の低下を最小限に抑えつつ、複層（ｍｕｌｔｉ−ｐｌｙ）紙製品の密度を大きく、嵩を小さくして、ロールサイズを小さく、またはロール内容量を多くする。このため１つのウェブの全表面積の少なくとも約２２パーセントを覆うエンボス模様を用い、１つのウェブをエンボス加工する工程を含み、そのエンボス模様は少なくとも約８０パーセントの線状エンボスを含むようにすることで、完成品のキャリパーが、エンボス加工していないベースシートのキャリパーよりも小さくできる。【選択図】図５Ａ

Description

本非仮出願は、２０１３年１０月１６日出願、米国仮特許出願第６１／８９１，７３４号に基づくものであり、その内容は全て本件に引用して援用する。
本発明は、高級紙製品、例えば、ティッシュおよびタオルのサイズが大きくなり、また同時に、その包装も大きくなるという点について、日用品産業における最近の要望に応えようとするものである。製紙技術が向上し、構造化ベースシートが本産業の主流となるにつれてティッシュおよびタオルの特性は向上した。なかでも、紙の柔軟性、嵩、吸収性などの特性に改善が見られる。しかし、これらの改善と共にティッシュの層は厚くなり、ペーパーロール、例えば、タオルおよびトイレットペーパーのロールも大きくなった。この大きなロールは保管や輸送に余分なスペースを必要とする。更に、ロール製品が大きくなっても、消費者の運送手段はそうではない。消費者は、トイレットペーパーやペーパータオルのホルダーのサイズを変えることも、枚数の少ない小さなロールを受け取ることも望まない。このため、製品の量を減らす必要や、紙製品の特性を低下させることなく、消費者の望む大きさが叶えられる、嵩を小さく密度を大きくした紙製品が求められている。
米国特許第８，２９３，０７２号明細書
本発明では、好ましい製品特性に対する影響を最小限に抑えながら、紙製品の密度を大きく、嵩を小さくして、この紙から作られる製品のロールサイズを小さく、またはロール内容量を多くする方法を開示する。より明確に述べるならば、本件に開示の方法では、強さや吸収性などの重要な消費者特性を妨げることなく製品の嵩を小さくする、実質的に線状のエンボス模様を使用する。本発明は更に、この方法で製造した、より密度が大きく、より嵩の小さい紙製品に関する。ある実施形態によれば、本発明では、複層（multi-ply）製品をエンボス加工および積層する方法を開示する。
ペーパータオル、トイレットペーパー、化粧紙、ナプキン、拭取り紙などの製品は一般に、１枚以上の不織紙のウェブから作られる。消費者の期待に応える製品とするため、これらの製品の材料となるウェブは一般に、好ましい強さ、柔軟性、吸収性を示す。強さは、使用の間にその物理的完全性を保つ、ペーパーウェブの性能である。柔軟性は、消費者が紙製品を使用する際に感じられる好ましい触感である。吸収性は、ペーパーウェブが液体を吸収して保持できる特性である。一般に、ペーパーウェブの柔軟性および／または吸収性は、ペーパーウェブの強さを犠牲にして大きくする。エンボス加工した表面を持つ製品の消費者試験は、キャリパー（厚さ）が相対的に大きく、見た目の美しい装飾模様のついた柔らかい製品が好まれることを示している。本発明の製品は、嵩を小さくしつつ、消費者の望む特性を全て備えている。
ウェットレイド（wet-laid）型の紙製品の製造工程は一般に、セルロース繊維の水性スラリーを調製し、次に、繊維を再配置しながらスラリーから水を除いてウェブを形成する工程を含む。脱水工程を促すには、様々な種類の装置が使用できる。典型的な製造工程では、例えば、長網抄紙機を使用し、この装置では、移動するエンドレスワイアの表面にペーパースラリーを供給して、最初の脱水を行う。従来のウェットプレス法では、この繊維を毛細管脱水ベルトに直接転送し、そこで更に脱水を行う。構造化ウェブ法では、繊維ウェブを、次に製紙ベルトに転送し、そこで繊維の再配置と乾燥を行う。
紙の製造が、従来のウェットプレス法から、通気乾燥法（ＴＡＤ）や、その他の構造化ベースシートの製造法、例えば、米国特許第８，２９３，０７２号に記載されているような穴開きポリマーベルトを使用する方法へ移行するにつれて、ティッシュベースシートの強さ、柔軟性、嵩、吸収性などの多くのシート特性に改善が見られた。これらの構造化ベースシートのキャリパーが大きくなるにつれて包装は大きくなり、あるいはシート枚数は少なくなった。品質を落とすことなく、サイズと枚数が現行の商品と同様であるような、嵩を小さくした高級紙製品が求められている。これまで、紙製品の嵩と吸収性を大きくし、改善するため、エンボス加工および積層が日常的に行われていた。エンボス加工を行うと製品の嵩が大きくなることが知られている。従って、エンボス加工、またはエンボス加工および積層に、実質的に線状の要素で構成されたエンボス模様を用いると、高級紙製品の品質を落とさずに、不織ウェブを材料としたものよりキャリパーの小さい最終製品ができるということは驚きである。
本発明のその他の目的および長所は、後の記述においてある程度述べることとするが、一部はこの記述から明らかとなり、あるいは、本発明を実践することで確認できよう。本発明の目的および長所は、添付請求項に詳しく示されている要素および組み合わせを用いて実現および達成されよう。
先の概要と後の詳細な説明はいずれも例示および説明のためだけであって、本発明を請求項のとおりに限定するものではないことは当然である。本明細書に含まれ、その一部を成している添付図は、本発明の様々な実施形態を示しており、また、記述と共に、本発明の原理を説明するものである。
本発明の方法で使用できるエンボス模様を示す図である。 図１Ａに類似した、非線状のドット模様を示す図である。 本発明の方法で使用できるエンボス模様を示す図である。 図２Ａに類似した、非線状のドット模様を示す図である。 本発明の方法で使用できるエンボス模様を示す図である。 図３Ａに類似した、非線状のドット模様を示す図である。 本発明の方法で使用できるエンボス模様を示す図である。 図４Ａに類似した、非線状のドット模様を示す図である。 本発明の方法で使用できるエンボス模様を示す図である。 図５Ａに類似した、非線状のドット模様を示す図である。 本発明の方法で使用できるエンボス模様を示す図である。 図６Ａに類似した、非線状のドット模様を示す図である。 本発明の方法で使用できるエンボス模様を示す図である。 図７Ａに類似した、非線状のドット模様を示す図である。 本発明の方法で使用できるエンボス模様を示す図である。 図８Ａに類似した、非線状のドット模様を示す図である。 本発明の方法で使用できるエンボス模様を示す図である。 実施例２に示したデータを表すグラフである。 実施例２に示したデータを表すグラフである。 実施例２に示したデータを表すグラフである。 実施例２に示したデータを表すグラフである。 実施例２に示したデータを表すグラフである。 実施例２に示したデータを表すグラフである。 実施例２に示したデータを表すグラフである。 実施例２に示したデータを表すグラフである。 実施例２に示したデータを表すグラフである。 実施例２に示したデータを表すグラフである。 実施例２に示したデータを表すグラフである。 実施例２に示したデータを表すグラフである。 実施例２に示したデータを表すグラフである。
文中で使用されている用語“ペーパーウェブ”、“ウェブ”、“ペーパーシート”、“繊維質構造体”、“不織ウェブ”、“紙製品”は全て、消費者の使用に適した紙製品、例えば、ペーパータオル、トイレットペーパー、ナプキン、化粧紙、拭取り紙などのシートを指すために互換的に使用される。本発明の製品は、製品の嵩および密度を変えることが有益で、柔軟性、吸収性、強さにあまり悪影響を与えないことが重要である、全ての紙製品である。本発明のエンボス加工法を用いた製造を想定している製品は、ティッシュおよびタオル、女性用衛生用品、成人失禁用品およびベビー用品、例えば、お尻拭きやおむつなどの分野のものである。記載されているような紙製品は、例えば、束またはロールの形をしていても良い。ある実施形態では、記載されているような紙製品を、芯有りまたは芯無しで巻いてロール状紙製品としている。ロール状製品は、隣接したシートから切り離して使える、複数の連なったミシン目の付いたシートから成るものでも良い。
本発明の紙には、広葉樹パルプと針葉樹パルプの両方の製紙用繊維を含むことができる。文中で用いられている“広葉樹パルプ”とは、落葉樹（被子植物）の木質物質から生成された繊維パルプをいう。“針葉樹パルプ”は、針葉樹（裸子植物）の木質物質から生成された繊維パルプである。広葉樹と針葉樹を混ぜ合わせたものも、記載の紙製品の製造に適している。ある実施形態において、紙製品の層は、成分の異なるウェブ層である。別の実施形態において、層は、均質な、または層を成したものである。上記の繊維分類のいずれかまたは全てを含む、再生紙から作った繊維も本発明に適用できる。更に別の実施形態によれば、繊維に、１つ以上の非木質系繊維が含まれていても良い。本発明で有用な木材パルプとしては、化学パルプ、例えば、亜硫酸パルプ、硫酸塩パルプ（クラフトパルプと呼ぶこともある）など、更に、機械パルプ、例えば、砕木パルプ、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）などが挙げられる。
本発明の紙製品は、技術的に認められているどのようなウェットレイド法またはエアレイド法で製造しても良い。ある実施形態によれば、記載されているような紙製品は、従来のウェットプレス（ＣＷＰ）ベースシート、構造化ベースシート（ＴＡＤとｅ−ＴＡＤの両方を含む）、エアレイドベースシート、およびこれらの組み合わせより選ばれる、１枚以上のベースシートから作られる。
ベースシートを製造するために技術的に認められているどのような方法も、本発明での使用に適している。典型的に、望みの最終用途に応じて、紙製品は一般に、製紙用繊維と、少量の化学的作用を持つ試剤（湿潤強度または乾燥強度剤、バインダ、保持助剤、界面活性剤、サイズ剤、化学柔軟剤、剥離剤など）とを含んでいる。更に、充填材をウェブ中に組み入れても良い。このようなベースシートは全て、本発明に開示の方法に使用できる。
本発明の紙製品は、約２０ｇ／ｍ２から約１２０ｇ／ｍ２、例えば、約３０ｇ／ｍ２から約６５ｇ／ｍ２、例えば、約３７ｇ／ｍ２から約５０ｇ／ｍ２の坪量を示す。
記載の紙製品はエンボス加工されている。繊維ウェブに関して、文中で用いられている“エンボス加工”とは、１つ以上のエンボスロールが成すニップに繊維ウェブを通し、表面の滑らかな繊維ウェブにエンボスロール上の模様を写して、装飾的な表面に変える処理を行った繊維ウェブを意味する。エンボス加工には、クレーピング、マイクロクレーピング、印刷、または、繊維質構造体にテクスチャおよび／または装飾模様を加える、その他の処理は含まれない。
典型的なエンボス加工工程の間、並列に並んだ、一般に軸方向の平行なロールが作るニップにウェブを通す。ロール上のエンボス加工要素をウェブに押し付け、および／または、ウェブを変形させる。複層製品を作る場合、２枚以上のウェブ、即ち、層をニップに通して、それぞれの層の部位が他の層と接触するようにする。層のエンボス加工部位には美しい模様が付き、これが層を繋ぎ合わせて対面接触関係を保つための手段となる。
一般的に、エンボス加工装置は、突起および／または窪みを持つ１つ以上のロールを含んでいる。エンボスロールと、対応するバックアップロールとの間にできたニップをウェブが通過する際にエンボス模様がウェブに付くよう、バックアップロールでウェブをエンボスロールに押し付ける。本発明の方法では、技術的に認められているどのようなエンボス加工の配置も使用できる。
繊維−鋼鉄、鋼鉄−鋼鉄、またはゴム−ゴムのエンボス加工操作が使用できるが、最も一般的なエンボス加工配置は、ゴム−鋼鉄である。ゴム−鋼鉄のエンボス加工では、鋼鉄製のエンボスロールに突起および／または窪みが設けられており、ゴム製ロールと鋼鉄製ロールとの間にできたニップをウェブが通過する際に、ゴム製バッキングロールでウェブをエンボスロールに押し付ける。ゴム製バッキングロールは、その弾力によって突起および／または窪みに順応し、力を加えると突起および／または窪みの周囲にゴムが移動してロールを密着させる。別のゴム−鋼鉄配置は、対となった配置である。この配置は、表面から複数の突起の出た鋼鉄製エンボスロールと、模様の付いたゴム製バッキングロールとが対になっている。ゴム製バッキングロールは、繊維ウェブ基材をエンボスロールに押し付け、ペーパータオル、ナプキン、またはティッシュを製造するための紙基材に非常にくっきりとしたエンボス模様を付ける。紙基材がロール間のニップを通過する際、鋼鉄製ロールの突起周囲と地の部分、更に、ゴム製ロールの窪みの中と外周面にウェブが押し付けられる。その結果、非常にくっきりとしたエンボス模様ができあがる。本発明のある実施形態によれば、エンボス加工操作はゴム−鋼鉄の配置である。
開示されている紙製品には、線状のエンボスを含むエンボス模様が付いている。線状エンボスの特徴は、エンボスの全幅に対する全長（またはアスペクト比）が少なくとも約５であることである。アスペクト比が５未満の小さなエンボスを、本件では、ドット状エンボスと呼ぶが、エンボスはどのような形であっても良い。ある実施形態では、線状エンボスが、紙製品のエンボスの少なくとも約８０％、例えば、少なくとも約９０％、例えば少なくとも約９５％を構成している。ある実施形態によれば、エンボス模様は、線状のエンボス要素のみ（１００％）で構成されている。
ある実施形態によれば、線状エンボス要素のアスペクト比は、少なくとも約５、例えば、少なくとも約１０、例えば、少なくとも約２０、例えば、少なくとも約３０、例えば、少なくとも約４０、例えば、少なくとも約５０である。
別の実施形態によれば、エンボスの深さは、エンボス加工されていないベースシートのキャリパーの約１．２５から約３．５倍、例えば、約１．５から約２．５倍、例えば、約１．５から約２．０倍である。２層を使用する実施形態では、このようにすると、消費者の好む外見を備えた良好な層の重なりを保ちつつ、最終製品のキャリパーを、エンボス加工していない層を２枚合わせた場合に予想されるキャリパーより若干小さくすることができる。これによって、完成品密度の高い高性能の構造化ベースシート製品の製造が可能となる。本発明で使用するエンボス加工深さは、一般に、少なくとも約３０ミル（７６２μｍ）、例えば、少なくとも約３５ミル（８８９μｍ）、例えば、少なくとも約４０ミル（１０１６μｍ）、少なくとも約４５ミル（１１４３μｍ）、例えば、少なくとも約５０ミル（１２７０μｍ）である。文中に示されているように、エンボス加工深さは、エンボスロール上の大部分の要素の高さに相当する。
理論によって束縛しようとするものではないが、線状要素は、指定されたエンボス深さと相まって、表面積を更に広げ、これにより、シート特性に対する影響を最小限に抑えつつ、枚数を犠牲にすることなく、所望の大きさに包装可能な、例えば、所望のロールサイズに巻ける、見栄えの良い製品が得られると考えられる。
ある実施形態によれば、エンボスは、完成品の総面積の約２２％超、例えば、約２２から約５０％、例えば、約２５から約５０％、例えば、約２２から約３０％を覆っている。
当業者には、エンボス被覆率、エンボス深さ、エンボスのアスペクト比、線状エンボスの割合の、数多くの組み合わせが明らかであろう。後に述べる組み合わせは単なる例である。
ある実施形態によれば、線状エンボス模様の付いた紙製品のキャリパーは、ベースシートよりも少なくとも約１％、例えば、少なくとも約１．５％、例えば、少なくとも約２％、例えば、少なくとも約２．５％、例えば、少なくとも約３％、例えば、少なくとも約３．５％、例えば、少なくとも約４％、例えば、少なくとも約４．５％、例えば、少なくとも約５％小さい。
Figure 2021045552
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Figure 2021045552
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上の表１から分かるように、エンボス構成は変えることができる。従って、表１に示す第１の実施形態では、紙製品表面の２２から５０％が少なくとも３５ミルの高さのエンボスで覆われており、全エンボスの少なくとも８０％が線状エンボスで構成され、線状エンボスの１００％は、少なくとも５のアスペクト比を持っている。また、表１に示す最後の実施形態では、紙製品表面の２２から３０％が少なくとも５５ミルの高さのエンボスで覆われており、全エンボスの１００％が線状エンボスで構成され、線状エンボスの少なくとも５０％は、少なくとも４０のアスペクト比を持っている。
ある実施形態によれば、線状のエンボス模様の付いた紙製品のキャリパーは、ドットから成る同じ模様のものより、少なくとも約５％小さい（図１Ａと図１Ｂの対比を参照）。別の実施形態によれば、線状のエンボス模様の付いた紙製品のキャリパーは、ドットから成る同じ模様のものより、少なくとも約６％、例えば、少なくとも約８％、例えば、少なくとも約１０％、例えば、少なくとも約１２％小さい。
図１Ａに、紙製品の嵩を小さくするため、本件に開示の方法で使用される１つの模様を図示する。この模様は、渦巻き模様に湾曲して互いの周囲を流れる線状セグメントで構成されている。図１Ｂに、ドット状のエンボスで示した図１Ａの模様を図示する。図２Ａ、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａに、紙製品の嵩を小さくするため、本件に開示の方法で使用される、その他の模様を図示する。図２Ｂ、図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６Ｂ、図７Ｂ、図８Ｂに、ドット状のエンボスで示した、図２Ａ、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ、図７Ａ、図８Ａと同じ模様をそれぞれ図示する。図９に、大きさの異なる線状セグメントで構成されている、本発明で使用するための模様を図示する。
文中で使用されている“約”は、実験誤差による変動を説明することを意図している。全ての測定値は、別途具体的に述べられない限り、“約”が明確に示されていなくても、用語“約”で修飾されているものとする。つまり、例えば、“少なくとも３０ミルのエンボス深さ”という記述は、“少なくとも約３０ミルのエンボス深さ”を意味するものとする。
次の実施例では、本発明の１つ以上の非制限的な実施形態を詳細に述べる。本発明の開示内容を検討した後、当業者には、本発明のその他の実施形態が明らかとなろう。
以下の実施例で測定した製品特性は、次の方法に従って測定した。本明細書および請求項全てにおいて、別途指定のない限り、物理的特性は、パルプ製紙業界技術協会（ＴＡＰＰＩ）基準に従ってウェブに状態調節を行った後に測定するものとする。文中で言及されているいずれかの数量の測定について試験法が明確に述べられていない場合は、ＴＡＰＰＩ基準を適用するものとする。
［坪量］
別途指定のない限り、“坪量”、ＢＷＴ、ｂｗｔ、ＢＷなどは、３０００平方フィートリームの製品の重さを指す（坪量は、ｇ／ｍ２またはｇｓｍでも表される）。同様に、“リーム”は、別途指定のない限り、３０００平方フィートリームを意味する。同様に“パーセント”または同様の用語は、乾燥ベース、即ち、遊離水がない（繊維中の湿度が５％に等しい）状態での質量パーセントを指す。
［キャリパー］
文中に示されているキャリパーおよび／または嵩は、指定されているように、８または１６枚のシートのキャリパーとして測定する。シートを積み重ね、積層の中央部付近のキャリパーを測る。望ましくは、供試試料を、２３±１．０℃（７３．４±１．８°Ｆ）、相対湿度５０％の雰囲気中で少なくとも約２時間状態調節後、Thwing-Albert Model 89-II-JR または Progage Electronic Thickness Tester を用い、アンビル直径２インチ、静荷重５３９±１０ｇ、降下速度０．２３１インチ／秒で測定する。完成品試験の場合、供試する製品の各シートは、市販されている製品と同じ数の層を含んでいなければならない。一般的な試験では、８枚のシートを選んで積み重ねる。ナプキンの試験では、折る前のナプキンを積み重ねる。巻き取り機からのベースシートの試験では、試験するそれぞれのシートは、巻き取り機から外してできたものと同じ数の層を含んでいなければならない。製紙用リールからのベースシートの試験では、１層のものを使用しなければならない。シートは、流れ方向（ＭＤ）に揃えて積み重ねる。嵩は、キャリパーを坪量で割った、体積／質量の単位でも表される。
［ＭＤおよびＣＤ伸張強さ、伸び、破断係数（Break Modulus）、ＴＥＡ］
乾燥引張強さ（ＭＤおよびＣＤ）、伸び、その比、弾性率（modulus）、破断係数、応力およびひずみは、標準インストロン試験機や、その他適当な伸長引張試験機で測定する。これらの装置は様々な構成とすることができるが、一般に、２３±１．０℃（７３．４±１．８°Ｆ）、相対湿度５０％で２時間状態調節した、幅３インチまたは１インチの、ティッシュまたはタオルの細長片を使用する。引張試験は、２インチ／分のクロスヘッド速度で行う。破断係数は、グラム／３インチ／％ひずみまたはそのＳＩ相当（ｇ／ｍｍ／％ひずみ）で表す。％ひずみは無次元で、規定する必要はない。別途指示のない限り、値は破断値である。ＧＭは、特定の製品のＭＤ値とＣＤ値の積の平方根を指す。引張強さを測定する間に、引張エネルギー吸収（Tensile energy absorption：ＴＥＡ）（荷重／伸長（応力／ひずみ）曲線の下側面積と定義する）も測定する。引張エネルギー吸収は、製品を使用する際に感じられる強さに関連する。ＴＥＡの高い製品は、ＴＥＡ値の低いものよりも、ふたつの製品の実際の引張強さが同じであっても使用者には丈夫に感じられるようである。実際、引張エネルギー吸収の高い製品は、ＴＥＡの高い製品の引張強さがＴＥＡの低い製品より小さくても、ＴＥＡの低いものより丈夫に感じさせることができる。引張強さに関連して、用語“規格化した”を用いる場合、これは、その引張強さを坪量で割って坪量の影響を除いた、適正（appropriate）引張強さを単に指している。多くの場合、同じ情報を、用語“破断長”で示す。
ＧＭＴは、ＣＤおよびＭＤ引張強さの幾何平均を指す。引張エネルギー吸収（ＴＥＡ）は、ＴＡＰＰＩ試験法Ｔ４９４ ｏｍ−０１に従って測定する。
引張強さ比（Tensile ratios）は単に、前述の方法で求めたＭＤ値を、対応するＣＤ値で割った比である。別途指定のない限り、引張特性は乾燥シートの特性である。
［ミシン目の引張強さ］
ミシン目引張強さ（１枚を破り取るために必要な単位幅当たりの力）は一般に、３インチ幅のジョーラインコンタクトグリップ（jaw line contact grips）を備えた伸長引張試験機を用い、一定速度で測定する。典型的に、この試験は、２３±１．０℃（７３．４±１．８°Ｆ）、相対湿度５０％の雰囲気中で２時間状態調節した、ティッシュまたはタオルの、幅３インチ×長さ５インチの細長片を用いて行う。引張試験機のクロスヘッド速度は、通常、２．０インチ／分に設定する。挟み具の全長は３インチである。試験片を上側グリップに固定してぶら下げる。次に、下側グリップを用いて、試料を保持するには十分であるが損傷しない程度の圧力で、試験片の自由端をしっかりと掴む。試料が破れるまで引き延ばして、ミシン目の引張強さを記録する。
［湿潤引張強さ］
本発明のティッシュの湿潤引張強さは、通常、ＴＡＰＰＩ法Ｔ５７６ｐｍ７に従って測定する。この方法では、幅３インチ（７６．２ｍｍ）のティッシュの細長片を輪にし、フィンチカップと呼ばれる特殊な固定具に挟んで水に浸す。３インチのグリップに合うベースを備えた、適当な３インチのフィンチカップは、次の所から入手できる。
High-Tech Manufacturing Services, Inc.
3105-B NE 65th Street
Vancouver, Wash. 98663
360-696-1611
360-696-9887(FAX)
湿潤強度添加剤を含む製造直後のベースシートおよび完成品（タオル製品では３０日以内、ティッシュ製品では２４時間以内）では、試験片を、１０５℃（２２１°Ｆ）に加熱した強制換気オーブン中に５分間置く。その他の試料ではオーブンエージングをする必要はない。２．０ポンドのロードセルを取り付けた引張試験機にフィンチカップを載せ、試験機の下側挟み具でフィンチカップのフランジを固定し、引張試験機の上側挟み具にティッシュの輪の端を固定する。ｐＨを７．０±０．１に調整した水に試料を浸し、５秒間浸した後に、２インチ／分のクロスヘッド速度で引張強さを測定する。ループであるため、必要に応じて計測値を２で割り、結果をｇ／３インチで表す。
［ロールの圧縮］
ロール圧縮は、試験装置の１５００ｇの平板プラテン下でロールを圧縮して測定する。試料ロールは、２３．０±１．０℃（７３．４±１．８°Ｆ）の雰囲気中で状態調節および試験する。可動性の１５００ｇのプラテン（ハイトゲージと呼ばれる）を備えた適当な試験装置は、次の所から入手できる。
Research Dimensions
1720 Oakridge Road
Neenah, Wis. 54956
920-722-2289
920-725-6874 (FAX)
一般に試験手順は次のとおりである。
（ａ）プラテンを上げ、供試ロールを横に、テイルシールを測定器の前側に、巻芯を測定器の背部に対して平行にして、プラテンの中央下に置く。
（ｂ）プラテンをロールに載るまでゆっくりと下げる。
（ｃ）圧縮したロールの直径またはスリーブ高さを、直近の０．０１インチ（０．２５４ｍｍ）までゲージ指針から読み取る。
（ｄ）プラテンを上げ、ロールを取り出す。
（ｅ）試験する各ロールまたはスリーブについて繰り返す。
ロール圧縮（ＲＣ）をパーセントで計算するには、次の式を用いる。
ＲＣ（％）＝１００×（最初のロール直径−圧縮したロール直径）／最初のロール直径
［ＳＡＴ容量］
本発明の製品の吸収性は、簡易吸収性試験機で測定する。簡易吸収性試験機は、ティッシュ、ナプキン、またはタオル試料の親水性および吸収性の測定に特に有用な装置である。この試験では、直径２．０インチのティッシュ、ナプキン、またはタオル試料を、頂部の平らなプラスチックカバーと底部の溝付試料板との間に載せる。ティッシュ、ナプキン、またはタオルの円盤状試料を、幅１／８インチの外周フランジ領域付近の場所に固定する。試料をホルダーで圧縮しないようにする。７３°Ｆの脱イオン水を、底部の試料板の中心から、直径１ｍｍの導管で試料に注入する。この水の静水頭はマイナス５ｍｍである。機器の機構で水流を脈動させながら注入して測定を開始する。このように、水は、毛細管作用によって、この中央の注入点から外へ向けて放射状にティッシュ、ナプキン、またはタオル試料に吸収される。吸水速度が０．００５ｇ／５秒以下に下がったら試験を終了する。タンクを出て試料に吸収された水の重量を量り、試料１平方メートル当たりの水のグラム数、または、シート１グラム当たりの水のグラム数として記録する。実際には、M／K Systems Inc. 製の重量測定型吸収性試験装置を用いる。これは、０１９２３、マサチューセッツ州ダンバーズ、ガーデンストリート１２、M／K Systems Inc.より市販されている装置である。ＳＡＴとも呼ばれるＷＡＣ（water absorbent capacity：吸水容量）は、実際には機器自体で測定される。ＷＡＣは、時間に対する重量のグラフの傾きが“ゼロ”、即ち、試料による吸収が止まった点と定義される。試験終了の基準は、一定時間に吸収された水の重量の最大変化で表される。これは基本的に、時間に対する重量のグラフの傾きゼロの推定である。停止基準が、２０秒間で１ｍｇである“低速ＳＡＴ”と指定されない限り、プログラムでは、終了基準として５秒間で０．００５ｇの変化を使用する。
吸水速度は、自動シリンジを用いて試料表面に置いた０．１ｇの水滴を試料が吸収するのにかかる時間を秒で測定する。望ましくは、試験片を、２３±１．０℃（７３．４±１．８°Ｆ）、相対湿度５０％で状態調節する。それぞれの試料について４個の３×３インチの試験片を作る。試験片に高輝度ランプが当たるよう、各試験片を試料ホルダー内に置く。試験片の表面に０．１ｍｌの水を置き、ストップウォッチをスタートさせる。水が吸収されたら（水滴からの光の反射が無くなることで示される）、ストップウォッチを止め、直近の０．１秒までの時間を記録する。各試験片についてこの手順を繰り返し、試料毎に結果を平均する。試料が吸収した水の重さ（グラム）と、時間（秒）の平方根とのグラフから、ＳＡＴ速度を求める。ＳＡＴ速度は、両端（吸収された水のグラム数）の１０と６０％との間で最適の傾きである。
［感覚的柔軟性］
試料の感覚的柔軟性は、訓練を受けた被験者の一団を用い、ＴＡＰＰＩ基準（７１．２から７４．８°Ｆの温度、４８から５２％の相対湿度）に調節した試験区域内で求めた。柔軟性評価では、訓練を受けた各被験者が試験を行う際に常に使用できる、所定の柔軟度を持つ一連の物理的参照物を利用する。訓練を受けた被験者は、供試試料と物理的参照物とを直接比較して、供試試料の柔軟度を決めた。訓練を受けた被験者は特定の紙製品に、感じられた柔軟性が高いことを示す、高い知覚的柔軟性番号を割り当てた。
［実施例１］
一貫した方法でペーパータオルベースシートを製造し、図５Ｂの、現行のBrawny（登録商標）非線状エンボス模様、または、本発明の線状模様、即ち、図５Ａの模様とそのバリエーションの、いずれかでエンボス加工を行った。あるいは、エンボス加工を行わなかった。エンボス加工していないベースシートと２層の製品の特性を、次の表２に示す。
表３に、現在市販されている非線状エンボス模様を、市販品のエンボス深さと４５ミルの深さの両方で付けた、エンボス加工ペーパータオル製品の製品特性を示す。表３の第３列目では、４５ミルのエンボス加工を行った製品と、表２に示した、エンボス加工していないベースシートとを比較する。表３、第３列目から分かるように、製品のキャリパーは、エンボス加工により６．２２％大きくなった。湿潤引張強さは殆ど影響を受けないままであった。
表４に、本法に従って線状模様でエンボス加工した４種のペーパータオル製品の完成品の特性を示す。表５では、これらのエンボス加工製品の特性を、表２のエンボス加工していないベースシートと比較する。表５から分かるように、ペーパータオルを、本件に述べられているような実質的に線状の模様でエンボス加工すると、２層の製品のキャリパーは、２枚のベースシートのキャリパーよりも小さくなった。表５から更に分かるように、シート強さに対する影響は、悪影響であったとしてもごく僅かであった。２つの例でＣＤ湿潤引張強さが大きくなった。最終的に、最終製品の吸収性は低下しなかったが、ＳＡＴ容量に反映される吸収性の変化は、常に１０％未満であり、一部の例では５％未満であった。従って、この実施形態において、エンボス加工紙製品は、元のベースシートよりもキャリパーが小さく、密度が高くなり、従来の非線状模様でエンボス加工した紙製品よりもキャリパーが著しく小さくなる。更に、キャリパーが小さく、密度が高くなっても、強さや感覚的柔軟性は変わらず、吸収性の僅かな低下が見られるだけである。
Figure 2021045552
Figure 2021045552
Figure 2021045552
Figure 2021045552
［実施例２］
５５ミルのエンボス深さを用いて、実施例１と同様に実施例２を行った。結果を、次の表６〜表８に示す。
Figure 2021045552
Figure 2021045552
Figure 2021045552
図１０から図２２に示すグラフは、現行の製品と直接比較した、実施例２の結果を表している。
本発明のその他の実施形態は、文中に開示されている本発明の明細書および実施例を検討することで、当業者には明らかとなろう。本明細書および実施例は例を示しているだけであり、本発明の真の範囲および趣旨は、添付の請求項に示されているものとする。
＜付記＞
［１］エンボス加工された表面を備えた少なくとも１枚のペーパーウェブを含む紙製品であって、エンボス模様の少なくとも約８０％が線状要素で構成されており、エンボスの深さが、エンボス加工していないベースシートのキャリパーの約１．２５から約３．０倍であり、
完成品は、ドットから形成される同じエンボス模様に比べ、キャリパーが少なくとも５％小さく、引張強さ乾燥比が０．９５以上、１．１５以下であり、ＣＤ引張強さが当該紙製品と同枚数のエンボス加工されていないペーパーウェブのＣＤ引張強さより１６％低い値よりも大きい、紙製品。
［２］
完成品は、引張強さ乾燥比が１．００以上、１．１５以下である上記［１］項に記載の紙製品。
［３］
前記エンボス模様が、前記紙表面の２２から５０％を覆っていることを特徴とする、上記［１］項または［２］項に記載の紙製品。

Claims (10)

  1. ロール状紙製品の製造法であって、
    前記製造法は、
    少なくとも１つのペーパーウェブを準備する工程と、
    少なくとも１つのウェブの全表面積の少なくとも約２２％を覆うエンボス模様を用いて、前記の少なくとも１つのウェブをエンボス加工する工程と、
    を含み、
    前記模様は、少なくとも約８０％の線状エンボスを含み、
    完成品のキャリパーが、エンボス加工していないベースシートのキャリパーよりも小さい、
    ことを特徴とする、ロール状紙製品の製造法。
  2. 前記エンボス模様が、前記ペーパーウェブの２２から５０％を覆っていることを特徴とする、請求項１に記載の製造法。
  3. 前記エンボス模様が、前記ペーパーウェブの２５から３０％を覆っていることを特徴とする、請求項１に記載の製造法。
  4. 前記エンボス模様が、少なくとも約９０％の線状エンボスを含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の製造法。
  5. 前記エンボス模様が、少なくとも約９５％の線状エンボスを含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の製造法。
  6. 前記エンボス模様が、１００％の線状エンボスを含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の製造法。
  7. 前記エンボスの深さが、エンボス加工していないベースシートのキャリパーの約１．２５から約３．５倍であることを特徴とする、請求項１に記載の製造法。
  8. 前記エンボスの深さが、エンボス加工していないベースシートのキャリパーの約１．５から約２．５倍であることを特徴とする、請求項１に記載の製造法。
  9. 前記エンボスの深さが、エンボス加工していないベースシートのキャリパーの約１．５から約２．０倍であることを特徴とする、請求項１に記載の製造法。
  10. 前記紙製品が２枚以上のウェブを含み、前記エンボス加工工程では、前記ウェブのエンボス加工および積層の両方を行うことを特徴とする、請求項１に記載の製造法。
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