JP3793572B2

JP3793572B2 - Flexible layered tissue with high wet strength

Info

Publication number: JP3793572B2
Application number: JP50807096A
Authority: JP
Inventors: ゲアリーリーシャンクリン; スティーヴンジョンマカラク; グレッグアーサーウェンド
Original assignee: キンバリークラークワールドワイドインコーポレイテッド
Priority date: 1994-08-22
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2015-07-21
Also published as: WO1996006223A1; CA2145554A1; AU3139795A; AU683579B2; KR970705671A; JPH10504615A; DE69515316D1; EP0777783A1; EP0777783B1; PL178164B1; PL319018A1; MX9701144A; ZA956979B; CO4440461A1; CA2145554C; TW305901B; DE69515316T2; BR9508808A

Description

本発明の背景
フェイシャルティッシュ、バスティッシュ、ペーパタオル等に有効なティッシュペーパーの製造において、製品の特性を高めるために様々な添加剤を用いることが知られている。このような添加剤は、永久的か、または一時的な湿潤強度剤と、剥離剤とを含む。その名が示す通り、湿潤強度剤は、水または水分の存在に耐性のある所定の繊維間結合を作り出したり、または保持することによって、ティッシュシートが濡れ始めるとティッシュシートに強度保持性を与え、殆どのティッシュシートの用途に特に有効である。一時的湿潤強度剤は、ティッシュが使用されている間には湿潤強度が必要とされるが、ティッシュが下水道システムに流された後は好ましいものではない、特にバスティッシュに有効である。繊維間における製紙結合の数を減らすことによってティッシュシートの柔軟性を高め、ティッシュの感触を向上させるために、剥離剤が望まれる。
しかしながら、剥離剤は、湿潤強度剤が所望の結合を形成することを妨げるために、剥離剤の作用は、本質的に湿潤強度剤の目的に相対するものである。従って、湿潤強度剤と剥離剤を組み合わせて、２つの類の化学物質の相互作用が逆効果になることを最小にし、柔軟性と湿潤強度の有効な特性を有するティッシュシートを製造できる手段が必要とされる。
本発明の概要
添加剤の相互作用を最小にしながら、各添加剤の有効性を最大にするように、剥離剤と湿潤強度剤を層状の形態でティッシュシートに添加できることが発見された。これにより、製紙業者は、ティッシュの様々な層における添加剤と繊維の最大限に利用し、柔軟であるが強度のあるティッシュを得ることができる。
従って、１態様において、本発明は、（１）主に広葉樹繊維から形成され、少なくとも第１の層が剥離剤を含むようになった、第１の外側層および第２の外側層と、湿潤強度剤を含み、主に針葉樹繊維からなる少なくとも１つの内側層と、を有する製紙繊維の層状湿潤ウェブを層状ヘッドボックスを用いて形成し、（ｂ）この層状湿潤ウェブを通気乾燥布地に移して、第２の外側層が通気乾燥布地と接触するようにし、（ｃ）ウェブを通気乾燥して柔軟なティッシュシートを形成する、段階からなる柔軟なティッシュシートを製造する方法に関する。この結果得られた通気乾燥ウェブはクレープ加工されたり、クレープ加工されなかったりする。別の実施例において、段階（ａ）の層状ウェブは、ウェブが製紙用フェルト上に支持され、ヤンキードライヤーの表面に対して圧縮され、乾燥されクレープ加工される従来の“ウェットプレス”工程に従って乾燥され、柔軟なティッシュシートを形成できる。
別の態様において、本発明は、主に広葉樹繊維を含み、空気面層（以下に記載する）のような少なくとも１つの層が剥離剤を含むようになっている２つの外側層と、主に針葉樹繊維と湿潤強度剤を含む少なくとも１つの内側層からなる柔軟な層状ティッシュに関する。このティッシュは、通気乾燥またはウェットプレスされて、クレープ加工が施されたりクレープ加工が施されなかったりする。
本明細書に用いられる、“剥離剤”とは、ティッシュペーパの柔軟性を高める添加剤である。剥離剤は、このことを（ａ）脂肪族第４アンモニウム化合物（剥離剤）のような水素結合の生成に干渉する、（ｂ）例えば、脂肪酸塩と誘導体（例えば、脂肪アミン誘導体）およびシリコンで、繊維の潤滑性を増大させてウェブの可撓性を増大させる、（ｃ）例えば界面活性剤で表面張力を減少させて、ウェブ形成の間のキャンベル力を減少させ、結合領域を減少させる、あるいは（ｄ）別の手段またはこれらの手段の組合せのような様々な手段によって、達成してもよい。適当な剥離剤は、アルキルトリメチル第４アンモニウム化合物、ジアルキルジメチル第４アンモニウム化合物、トリアルキルメチル第４アンモニウム化合物、ジアルコキシル基アルキル第４アンモニウム化合物、ジアルコキシル基アルキル第４アンモニウム化合物、ジアミドアミン第４化合物、イミダゾリン第４アンモニウム化合物、脂肪酸誘導体、非イオン界面活性剤、両性活性剤、シリコン、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルヒドロキシエチルセルロース、メチルヒドロキプロピルセルロース、メチルヒドロキシブチルセルロース、カルボキシエチルメチルセルロースおよびこれの混合物を含むが、これらに限定されない。
ウェブの形成前に、剥離剤を層完成紙料に添加することによって剥離剤が外側層に組み込まれるのが好ましい。しかしながら、ウェブ形成後、ウェブ乾燥前に剥離剤をウェブにスプレーすることによって湿潤ウェブに剥離剤を添加できる。このような場合、湿潤ウェブの濃度は、約４０パーセントか、それ以下であり、より詳細には約３０パーセントか、それ以下であり、さらにより詳細には約２０パーセントか、それ以下である。外側層に付与される剥離剤の量は、１層あたり約０．１２５キログラム／メートルトン（０．２５１ｂ／トン／層）から２５キログラム／メートルトン（５０１ｂ／トン／層）である。
本明細書に用いるように、“湿潤強度剤”は、ウェットティッシュペーパの強度を大きくする添加剤である。これは、永久的か、または一時的な湿潤強度をティッシュに与えることができる。適当な湿潤強度剤は、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、エポキシ化ポリアミド樹脂、ポリアミンポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂、グリオキサールポリアクリルアミド樹脂、ポリエチレンイミン樹脂、この記述を本明細書の記述の一部とする、１９９１年１月１日にブジョククイストに付与された米国特許第４、９８１、５７７号に記載されている一時湿潤強度樹脂、ジアルデヒドスターチ、陽イオン性アルデヒドスターチ、セルロースザントゲン酸塩、合成ラテックス、植物ゴム質、イミタゾール、アクリル乳濁液、および両性スターチシロキアンを含むが、これらに限定されない。
針葉樹繊維の内側層に添加される湿潤強度剤の量は、約０．２５ｋｇ／メートルトン／層（０．５１ｂ／トン）から２５ｋｇ／メートルトン／層（５０１ｂ／トン）である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の目的に有効なティッシュ製造工程の概略フロー線図である。
図面の詳細な説明
図１を参照すると、本発明の目的に適した多層構造ティッシュを製造する方法が記載されている。（簡潔にするために、いくつかの布地の移送を可能にするのに用いられるいくつかの引張ロールが概略的に示されているが、番号は付されていない。）図１に示した装置と方法から変更例が本発明の範囲から逸脱することなく行なうことができる。外側生成布地１１と内側生成布地１２との間に製紙繊維の水性浮遊物を噴射または堆積させる層状製紙ヘッドボックス１０を有するツインワイヤフォーマーが示されている。ウェブが約１０乾燥重量パーセントの濃度にまで部分的に脱水される間、内側成形布地１２は、新しく形成された湿潤ウェブ１３を支持し、工程における下流側に搬送するようになっている。湿潤ウェブが成形布地により支持されている間、真空サクション１４によって、さらに湿潤ウェブの脱水を行なうことができる。図示するように、乾燥中、最終的にドライヤー面に向くウェブの外側層である、湿潤ウェブのドライヤー面層が、成形布地１２と接触する。空気面層とは、ウェブの反対側の外側層であり、乾燥中にドライヤーから離れて面する。
次いで、湿潤ウェブが、内側成形布地から、この成形布地よりも遅い速度で進行する移送布地１７に移され、ウェブに高い伸縮性を与える。移送は、真空シュー１８とキストランスファーとの助けを得て行なわれるのが好ましく、湿潤ウェブの実質的な圧縮を避けるようになっている。任意的な真空ボックス１９がウェブをさらに脱水するのに用いることができ、スプレーアプリケータ２０は、剥離剤のような添加剤を制御して添加するのに用いることができる。
次いで、このウェブが、真空トランスファロール２６の助けをかりて、移送布地１７から通気乾燥布地２５に移される。通気乾燥布地は、移送布地に対して同じ速度か、異なる速度で進行できる。所望であれば、通気乾燥布地は、伸縮性をさらに高めるためにより遅い速度で進むことができる。移送が真空の助けによって行なわれるのが好ましく、シートを変形させて通気乾燥布地に一致させ、これにより所望の嵩と外観を作り出すことになる。任意的な真空ボックス２７とスプレーアプリケータ２８が上述のように用いることができる。
ウェブの移送に用いられる真空のレベルは、約３から１５水銀柱インチ（約７５水銀柱ミリメートルから約３８０水銀柱ミリメートル）であり、好ましくは約５水銀柱インチ（１２５ミリメートル）である。真空シュー（負の圧力）は、ウェブの反対側からの正の圧力を用いることで取り替えられたり、置き換えられてウェブを次の布地に吹き込み、それに加えて、または真空を用いてウェブを次の布地上に吸い込むように置き換えることができる。また、真空ロールを真空シューの代わりに用いることができる。
通気乾燥布地２５により支持されながら、ウェブが、通気ドライヤー３０、３１によって約９４パーセントからそれ以上の濃度にまで乾燥される。乾燥したベースシート３５が、真空ロール３７の助けを得てキャリヤ布地３６に移送され、キャリヤ布地３６と任意的な別のキャリヤ布地３９とを用いてリール３８に転送される。任意的な加圧回転ロール４０が、ウェブをキャリヤ布地３６から取り除くのを容易にするのに用いることができる。この目的のための適当なキャリヤ布地は、アルバニインターナショナル８４Ｍまたは９４Ｍとアステン９５９または９３７である。リールカレンダー４５、または後にオフラインカレンダーがけを用いて、所望であればベースシートの平滑性と柔軟性を改善するのに用いることができる。
例
例１
図１に示すように、パイロットスケールのツインワイヤ製紙機が、本発明に従ってティッシュを製造するのに用いられた。より詳細には、製紙機は上部チャンバ、２つの中央チャンバ、および底部チャンバを備えた層状ヘッドボックスを有していた。ユーカリ広葉樹クラフト（ＥＨＷＫ）のような、主に短製紙繊維からなる第１の繊維スラリーが、上部と底部のヘッドボックスチャンバを通って押し出され、同時に、北洋針葉樹クラフト（ＮＳＷＫ）のような主に長製紙繊維からなる第２の繊維スラリーが、中央のヘッドボックスチャンバから押し出され、給送されて内側成形布地と外側成形布地との間で重なり合う関係になり、３層の初期の（ウェット）ウェブを形成する。内側および外側成形布地はアステン８６６ファブリックであった。層スプリットと言われる３層の乾燥重量比（外側層／内側層／外側層）は、３７．５％／２５％／３７．５％であった。
第１スラリーのＥＨＷＫ繊維は、温度が約１８４°Ｆ（約８４℃）、約３４％の濃度および８０キロワットの動力入力でモイレシャフトディスペンサー内で予め処理された。この結果得られたＥＨＷＫ繊維はベロセル（Ｂｅｒｏｃｅｌｌ）５９６剥離剤で、５キログラム／メートルトンの割合でマシンチェスト内で処理された。ベロセル５９６は、Ｅｋａ−Ｎｏｂｅｌによって得られるジメチルジアルキルアンモニア塩素剥離剤である。第１スラリーの繊維濃度は約０．１２％であった。
第２スラリーのＮＳＷＫ繊維が、５．４５キログラム／メートルトンの割合でパレス（Ｐｒｅｚ）６３１ＮＣ−時湿潤強度樹脂で処理された。（パレス６３１ＮＣは、ＣＹＴＥＣによって得られるグリオキサール陽イオンポリアクリルアミド樹脂である）。第２の繊維スラリーが、目標の引張強度を維持するように機械的に再精製された。第２のスラリーの繊維濃度は、約０．０４％であった。
真空ボックスが、成形布地を通る初期のウェブの部分的な脱水の役に立った。初期ウェブが、約２９％の濃度で、真空トランスファシューの助けを得て内側成形布地からリンドセイ３０８０−ＣＣＷ移送布地に移された。成形布地の速度は約２２８５フィート（６９４メートル）／分であり、移送布地の速度は、約１８００フィート（５４７メートル）／分であり、２７％の負のドロー（ラッシュトランスファ）を作り出した。
次いでウェブが移送布地から通気乾燥布地（アステンベロスタ８００）に約２９％の濃度で移された。ウェブが、通気ドライヤーによって約９４％の濃度にまで乾燥された。乾燥されたウェブが２つの移送布地（アステン８６６とリンドセイ３０７０）の間のリールに移されて、リール上でロール上に巻かれた。
この結果得られたティッシュペーパの基本重量が２９ｇ／ｍ²、幾何平均引張が７１０ｇ／３インチであり、ＣＤ引張力が１２３ｇ／３インチ（７．６２センチメートル）であり、湿潤／乾燥引張比が２０．３％であり、嵩は１２．５ｃｃ／ｇであった。ティッシュペーパはパネル評価によって求められたように高触質柔軟性を有した。
例２
３層のティッシュペーパシートが、第１の短繊維スラリーが剥離剤を含まなかったことを除けば、例１に従って作られた。替わりに、乾燥されていないウェブの外側ＥＨＷＫ層が、ベロセル５９６剥離剤の溶液でスプレーされた。剥離剤溶液が、図１に示すように、スプレーアプリケータ２０、２８とこれに対応する真空ボックス１９、２７とを用いて外側層に添加された。剥離剤が、５キログラム剥離剤／ＥＨＷＫ繊維１メートルトンの割合で外側層に付与された。スプレーの添加地点において、ウェブの繊維濃度が約２９％であった。この結果得られたティッシュペーパの基本重量が２８．６ｇ／ｍ²、幾何平均引張力が７２３ｇ／３インチ、湿潤ＣＤ引張が１１３ｇ／３インチ（７．６２センチメートル）、湿潤／乾燥引張比が１９．３％であり、嵩が１２．２ｃｃ／ｇであった。ティッシュパーパは、パネル評価によって求められたように高触質柔軟性を有した。
例３
３層のティッシュペーパシートが、１）第１の短繊維スラリー（ＥＨＷＫ）がベロセル５８４剥離剤７．５ｋｇ／メートルトンで（ベロセル５８４はＥｋａ−Ｎｏｂｅｌによって得られる非イオン、陽イオン界面活性ジステムである）で処理された、２）第２の長繊維スラリー（ＮＳＷＫ）が６．３６ｋｇ／メートルトンのバレズ６３１ＮＣ一時湿潤強度剤で処理された、３）成形布地と移送布地との間の負のドローが２９％であった、４）層スプリットが４０％／２０％／４０％でった、５）内側形成布地と外側形成布地はリンドセイ２１６４ファブリックであり、ウェットエンド移送布地はアルバニ９４−ＭＳＳであり、ＴＡＤ布地がリンドセイＴ２１６−３であり、ドライエンド移送布地はアルバニ９４−Ｍとリンドセイ３０７０であった、６）内側成形布地から移送成形布地までの移送は、約２６％の濃度で生じ、ＴＡＤ布地への移送は約２７％の濃度で発生した、ことを除けば、例１に従って作られた。
その結果得られたティッシュペーパの基本重量が２７．８ｇ／ｍ²、幾何平均引張力が６９６ｇ／３インチ、湿潤ＣＤ引張が１０２ｇ／３インチ（７．６２センチメートル）、湿潤／乾燥引張比が１８．１％であり、嵩が１１．３１ｃｃ／ｇであった。ティッシュパーパは、パネル評価によって求められたような高触質柔軟性を有した。
例４
３層のティッシュペーパシートは、１）第１の短繊維スラリーが南洋広葉樹クラフト繊維（ＳＨＷＫ）から構成された、２）第２の長繊維スラリー（ＮＳＷＫ）が、パレス６３１ＮＣ一時湿潤強度剤９．６６ｋｇ／メートルトンで処理された、３）層スプリットが４０％／２０％／４０％であった、４）内側成形布地から移送布地までの移送が、約２８％の濃度で始まり、ＴＡＤ布地への移送が約２９％の濃度で発生したことを除けば、例３に従って形成された。
その結果得られたティッシュペーパの基本重量が２９．４ｇ／ｍ²、幾何平均引張力が７２６ｇ／３インチ、湿潤ＣＤ引張が１０７ｇ／３インチ（７．６２センチメートル）、湿潤／乾燥引張比が１８．１％であり、嵩が９．９５ｃｃ／ｇであった。ティッシュパーパは、パネル評価によって求められたような高触質柔軟性を有した。
例５
３層のティッシュペーパシートが、１）乾燥されていないウェブの外側層がウクラシルＨＣＰ感触柔軟剤（剥離剤）で、１０ｋｇのウクラシルＨＣＰ／メートルトンＥＨＷＫ（ウクラシルＨＣＰはユニオンカーバイドから得られた有機シリコン柔軟剤である）の割合でスプレーされた、２）第２の長繊維スラリー（ＨＳＷＫ）が、４．３３ｋｇ／メートルトンのパレス６３１ＮＣ一時湿潤強度剤で処理された、３）成形布地と移送布地の負のドローは３０％であった、４）層スプリットは３５％／３０％／３５％であった、５）ウェットエンド移送布地はアルバニ９４−Ｍであり、ＴＡＤ布地は、リンドセイ２１６−４、ドライエンド移送布地は双方ともがリンドセイ３０７０ファブリックであった、６）乾燥されたウェブが、約３２ミリメートルのニップ幅に係合された２０インチ（５０センチメートル）のスチールロールおよび２０．５インチ（５２センチメートル）のラバーロール（１１０＆硬度、０．７５インチ（１．９センチメートル）のカバー厚さ）からなるリールカレンダーを用いてカレンダーがけされたことを除けば、例２に従って形成された。
その結果得られたティッシュペーパの基本重量が３０．１ｇ／ｍ²、幾何平均引張力が６７９ｇ／３インチ、湿潤ＣＤ引張が１００ｇ／３インチ（７．６２センチメートル）、湿潤／乾燥引張比が１８．１％であり、嵩が８．３５ｃｃ／ｇであった。ティッシュパーパは、パネル評価によって求められたような高触質柔軟性を有した。
例６
パイロットスケールツインワイヤ通気乾燥製紙機は、ロール４０とリール３８との間にヤンキードライヤーを有していること以外は、図１に記載した製紙機に類似しており、本発明に従って、クレープ加工され、通気乾燥されたティッシュを形成するのに用いられた。
この製紙機は、上部チャンバ、２つの中央チャンバ、および底部チャンバを備えた層状ヘッドボックスを有していた。南洋広葉樹クラフト（ＳＨＷＫ）繊維からなる第１の繊維スラリーが、上部と底部のヘッドボックスチャンバを通って押し出され、同時に、北洋針葉樹クラフト繊維（ＮＨＷＫ）からなる第２の繊維スラリーが、中央のヘッドボックスチャンバから押し出され、給送されて成形布地上で重なり合う関係になり、３層の初期のウェブを形成する。層スプリットは、３３．３％／３３．３％／３３．３％であった。
ヘッドボックスの上部チャンバを通って押し出されたＳＨＷＫ繊維が、２．５キログラム／メートルトンのベロセル５９６剥離剤で処理された。第２の長繊維スラリーのＮＳＷＫ繊維が、８．１５キログラム／メートルトンの割合で、パレス（Ｐｒｅｚ）６３１ＮＣ一時湿潤強度樹脂で処理された。第２の繊維スラリーは十分なスターチで処理され、目標の引張強度を維持した。ヘッドボックスの底部チャンバを通って押し出されたＳＨＷＫ繊維は処理されなかった。
初期ウェブの脱水が成形布地を通って行なわれ、真空ボックスが役に立った。初期ウェブが、約２９％の濃度で、真空トランスファロールの助けを得て成形布地から移送布地に移された。次いでウェブが移送布地から通気乾燥布地に約２９％の濃度で移された。ウェブが、通気ドライヤーによって約９４％の濃度にまで乾燥され、ヤンキードライヤーに付着され、ドクターブレードでヤンキードライヤーから取り除かれてクレープ加工され、リール上でロール状に巻かれた。
この結果得られたティッシュペーパの基本重量が２７．１ｇ／ｍ²、幾何平均引張が７６８ｇ／３インチであり、湿潤ＣＤ引張力が１０７ｇ／３インチ（７．６２センチメートル）であり、湿潤／乾燥引張比が２０．０％であり、嵩は７．８８ｃｃ／ｇであった。ティッシュペーパはパネル評価によって求められたように高触質柔軟性を有した。
例７
パイロットスケールクレセントフォーマウェットプレス製紙機が、本発明に従って、クレープ加工されたティッシュを形成するのに用いられた。
この製紙機は、上部チャンバ、中央チャンバ、および底部チャンバを備えた層状ヘッドボックスを有していた。ユーカリ広葉樹クラフト（ＥＨＷＫ）繊維からなる第１の繊維スラリーが、上部と底部のヘッドボックスチャンバを通って押し出され、同時に、北洋針葉樹クラフト繊維（ＮＳＷＫ）からなる第２の繊維スラリーが、中央のヘッドボックスチャンバから押し出され、給送されてフェルト上に重なり合う関係になり、３層の初期ウェブを形成する。初期ウェブの層スプリットは、３０％／４０％／３０％であった。
第１スラリーのＥＨＷＫ繊維が、温度が約１７８°Ｆ（８１℃）、約３４％の濃度および動力入力が５５キロワットでモイラシャフトディスペンサー内において、１キログラム／メートルトンのベロセル５８４剥離剤で処理された。
第２スラリーのＮＳＷＫ繊維が、２．２７キログラム／メートルトンの割合でキメン（Ｋｙｍｅｎｅ）５７７ＬＸ永久湿潤強度樹脂で処理された。（キメン５５７ＬＸは、ハーカルズ社から入手した陽イオンポリアミドエピクロロヒドリン樹脂である。）第２の繊維スラリーの４０％が機械的に再精製されて目的の引張強度を維持した。
ウェブが、フェルトによってヤンキドライヤーに運ばれ、ウェブがヤンキードライヤーに接着され、ドクターブレードでヤンキードライヤーから除かれてクレープ加工され、リール上でロール状に巻かれた。
この結果得られたティッシュペーパの基本重量が３０ｇ／ｍ²（１８．１１ｂ／２８８０平方フィート）、幾何平均引張が１０９１ｇ／３インチ（７．６２センチメートル）であり、湿潤ＣＤ引張力が１０９ｇ／３インチ（７．６２センチメートル）であり、湿潤／乾燥引張比が１３．０％であり、嵩は６．４ｃｃ／ｇであった。ティッシュペーパはパネル評価によって求められたように高触質柔軟性を有した。
前述の全ての例が、良好な湿潤強度を有する柔軟なティッシュが、本発明の方法によって作ることができることを示している。わかりやすくするために挙げた前述の例は本発明の範囲を制限するものとして構成されるものでなく、添付の請求の範囲によって定義される。 Background of the invention It is known to use various additives to enhance product properties in the production of tissue paper useful for facial tissue, bath tissue, paper towels and the like. Such additives include permanent or temporary wet strength agents and release agents. As the name suggests, wet strength agents provide strength retention to tissue sheets as they begin to wet, by creating or retaining predetermined fiber-to-fiber bonds that are resistant to the presence of water or moisture. It is particularly effective for most tissue sheet applications. Temporary wet strength agents are particularly effective for bath tissue, which requires wet strength while the tissue is in use but is not preferred after the tissue has been run through a sewer system. A release agent is desired to increase the softness of the tissue sheet by reducing the number of papermaking bonds between the fibers and improve the feel of the tissue.
However, the release agent prevents the wet strength agent from forming the desired bond, so the action of the release agent is essentially relative to the purpose of the wet strength agent. Therefore, there is a need for a means by which wet strength agents and release agents can be combined to minimize the adverse effects of the interaction of the two types of chemicals and to produce tissue sheets with effective properties of flexibility and wet strength. It is said.
Summary of the invention It has been discovered that release agents and wet strength agents can be added to tissue sheets in layered form to maximize the effectiveness of each additive while minimizing the interaction of the additives. It was. This allows papermakers to make the best use of the additives and fibers in the various layers of the tissue to obtain a soft but strong tissue.
Accordingly, in one aspect, the present invention provides: (1) a first outer layer and a second outer layer formed from primarily hardwood fibers, wherein at least the first layer comprises a release agent; Forming a layered wet web of papermaking fibers having a strength agent and comprising at least one inner layer mainly composed of softwood fibers using a layered headbox; (b) transferring the layered wet web to a ventilated dry fabric; A method for producing a flexible tissue sheet comprising: a second outer layer in contact with a through-drying fabric; and (c) a web is air-dried to form a flexible tissue sheet. The resulting air-dried web may be creped or not creped. In another embodiment, the layered web of step (a) is dried according to a conventional “wet press” process in which the web is supported on a papermaking felt, compressed against the surface of a Yankee dryer, dried and creped. And can form a flexible tissue sheet.
In another aspect, the present invention comprises two outer layers comprising primarily hardwood fibers, wherein at least one layer such as an air surface layer (described below) comprises a release agent, The invention relates to a flexible layered tissue comprising at least one inner layer comprising softwood fibers and a wet strength agent. This tissue may be air-dried or wet pressed to be creped or not creped.
As used herein, a “release agent” is an additive that increases the flexibility of tissue paper. The stripping agent interferes with this by (a) the formation of hydrogen bonds such as aliphatic quaternary ammonium compounds (stripping agents), (b) for example with fatty acid salts and derivatives (eg fatty amine derivatives) and silicon. Increasing the lubricity of the fibers to increase the flexibility of the web, (c) reducing the surface tension with, for example, a surfactant, reducing the Campbell force during web formation and reducing the bonding area, Alternatively (d) may be achieved by various means such as another means or a combination of these means. Suitable release agents include alkyltrimethyl quaternary ammonium compounds, dialkyldimethyl quaternary ammonium compounds, trialkylmethyl quaternary ammonium compounds, dialkoxyl group alkyl quaternary ammonium compounds, dialkoxyl group alkyl quaternary ammonium compounds, diamidoamine quaternary compounds. Compound, imidazoline quaternary ammonium compound, fatty acid derivative, nonionic surfactant, amphoteric surfactant, silicon , methylcellulose, hydroxypropylcellulose, methylhydroxyethylcellulose, methylhydroxypropylcellulose, methylhydroxybutylcellulose, carboxyethylmethylcellulose and mixtures thereof Including, but not limited to.
Prior to web formation, it is preferred that the release agent be incorporated into the outer layer by adding the release agent to the layer furnish. However, after web formation, the release agent can be added to the wet web by spraying the release agent onto the web prior to web drying. In such cases, the concentration of the wet web is about 40 percent or less, more specifically about 30 percent or less, and even more specifically about 20 percent or less. The amount of release agent applied to the outer layer is from about 0.125 kilogram / metric ton (0.251 b / ton / layer) to 25 kilogram / metric ton (501 b / ton / layer) per layer.
As used herein, a “wet strength agent” is an additive that increases the strength of wet tissue paper. This can give the tissue a permanent or temporary wet strength. Suitable wet strength agents include urea formaldehyde resin, melamine formaldehyde resin, epoxidized polyamide resin, polyamine polyamide-epichlorohydrin resin, glyoxal polyacrylamide resin, polyethyleneimine resin, and this description is part of the description herein. A temporary wet strength resin, dialdehyde starch, cationic aldehyde starch, cellulose xanthate described in US Pat. No. 4,981,577 issued to Bujokuquist on Jan. 1, 1991, synthesis Including, but not limited to, latex, vegetable gums, imitazole, acrylic emulsion, and amphoteric starch siloxane.
The amount of wet strength agent added to the inner layer of coniferous fibers is about 0.25 kg / metric ton / layer (0.51 b / ton) to 25 kg / metric ton / layer (501 b / ton).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic flow diagram of a tissue manufacturing process effective for the purposes of the present invention.
Detailed description of the drawings Referring to Fig. 1, a method for producing a multilayered tissue suitable for the purposes of the present invention is described. (For the sake of brevity, several tension rolls used to allow the transfer of several fabrics are shown schematically but not numbered.) The apparatus shown in FIG. Variations from the method can be made without departing from the scope of the invention. A twin wire former having a layered papermaking headbox 10 that sprays or deposits an aqueous suspension of papermaking fibers between an outer product fabric 11 and an inner product fabric 12 is shown. While the web is partially dewatered to a concentration of about 10 dry weight percent, the inner molded fabric 12 supports the newly formed wet web 13 and conveys it downstream in the process. While the wet web is supported by the molding fabric, the vacuum web 14 can further dehydrate the wet web. As shown, during drying, a drier surface layer of the wet web, which is the outer layer of the web that ultimately faces the dryer surface, contacts the molded fabric 12. The air surface layer is the outer layer on the opposite side of the web and faces away from the dryer during drying.
The wet web is then transferred from the inner molded fabric to a transfer fabric 17 that travels at a slower rate than the molded fabric, giving the web a high stretch. The transfer is preferably performed with the help of vacuum shoe 18 and kiss transfer so as to avoid substantial compression of the wet web. An optional vacuum box 19 can be used to further dewater the web, and the spray applicator 20 can be used to control and add additives such as release agents.
The web is then transferred from the transfer fabric 17 to the ventilated dry fabric 25 with the help of the vacuum transfer roll 26. The air-dried fabric can proceed at the same speed or different speed relative to the transfer fabric. If desired, the air-dried fabric can proceed at a slower rate to further enhance stretchability. The transfer is preferably done with the aid of a vacuum, which will deform the sheet to conform to the aerated and dried fabric, thereby creating the desired bulk and appearance. An optional vacuum box 27 and spray applicator 28 can be used as described above.
The level of vacuum used to transfer the web is from about 3 to 15 inches of mercury (about 75 millimeters to about 380 millimeters of mercury), and preferably about 5 inches of mercury (125 millimeters). The vacuum shoe (negative pressure) can be replaced by using positive pressure from the opposite side of the web, and the web can be blown into the next fabric in addition to, or in addition to It can be replaced by sucking into the fabric. A vacuum roll can be used instead of the vacuum shoe.
While supported by the air-drying fabric 25, the web is dried to a concentration of about 94 percent or more by the air-drying dryers 30,31. The dried base sheet 35 is transferred to the carrier fabric 36 with the help of a vacuum roll 37 and transferred to the reel 38 using the carrier fabric 36 and optionally another carrier fabric 39. An optional pressure roll 40 can be used to facilitate removal of the web from the carrier fabric 36. Suitable carrier fabrics for this purpose are Albany International 84M or 94M and Asten 959 or 937. A reel calender 45 or later off-line calendering can be used to improve the smoothness and flexibility of the base sheet if desired.
Example
Example 1
As shown in FIG. 1, a pilot scale twin wire paper machine was used to produce tissue in accordance with the present invention. More specifically, the paper machine had a layered headbox with a top chamber, two central chambers, and a bottom chamber. A first fiber slurry, mainly consisting of short papermaking fibers, such as Eucalyptus hardwood craft (EHWK), is extruded through the top and bottom headbox chambers, while at the same time, mainly from North Sea coniferous craft (NSWK). A second fiber slurry of long papermaking fibers is extruded from the central headbox chamber and fed into an overlapping relationship between the inner and outer molded fabrics, resulting in a three layer initial (wet) web Form. The inner and outer molded fabrics were Asten 866 fabric. The dry weight ratio (outer layer / inner layer / outer layer) of the three layers, referred to as layer split, was 37.5% / 25% / 37.5%.
The first slurry of EHWK fibers was pre-treated in a Moire shaft dispenser at a temperature of about 184 ° F. (about 84 ° C.), a concentration of about 34% and a power input of 80 kilowatts. The resulting EHWK fiber was treated with a Berocell 596 stripper in a machine chest at a rate of 5 kilograms / metric tons. Verocel 596 is a dimethyldialkylammonia chlorine stripper obtained by Eka-Nobel. The fiber concentration of the first slurry was about 0.12%.
A second slurry of NSWK fiber was treated with Prez 631 NC-hour wet strength resin at a rate of 5.45 kilograms / metric ton. (Palace 631NC is a glyoxal cationic polyacrylamide resin obtained by CYTEC). The second fiber slurry was mechanically rerefined to maintain the target tensile strength. The fiber concentration of the second slurry was about 0.04%.
A vacuum box helped partial dewatering of the initial web through the forming fabric. The initial web was transferred from the inner molded fabric to the Lindsay 3080-CCW transfer fabric with the help of a vacuum transfer shoe at a concentration of about 29%. The speed of the molded fabric was about 2285 feet (694 meters) / minute, and the speed of the transfer fabric was about 1800 feet (547 meters) / minute, producing a 27% negative draw (rush transfer).
The web was then transferred from the transfer fabric to a ventilated dry fabric (Asten Velaster 800) at a concentration of about 29%. The web was dried to a concentration of about 94% with an aerated dryer. The dried web was transferred to a reel between two transfer fabrics (Asten 866 and Lindsay 3070) and wound on a roll on a reel.
The resulting tissue paper has a basis weight of 29 g / m ² , a geometric mean tension of 710 g / 3 inches, a CD tensile force of 123 g / 3 inches (7.62 centimeters), and a wet / dry tensile ratio. Was 20.3% and the bulk was 12.5 cc / g. The tissue paper had high tactile flexibility as required by panel evaluation.
Example 2
A three-layer tissue paper sheet was made according to Example 1 except that the first short fiber slurry did not contain a release agent. Instead, the outer EHWK layer of the undried web was sprayed with a solution of Verocel 596 stripper. The stripper solution was added to the outer layer using spray applicators 20, 28 and corresponding vacuum boxes 19, 27 as shown in FIG. Release agent was applied to the outer layer at a rate of 5 kilograms of release agent / one metric ton of EHWK fiber. At the point of spray addition, the fiber concentration of the web was about 29%. The resulting tissue paper has a basis weight of 28.6 g / m ² , a geometric mean tensile force of 723 g / 3 inches, a wet CD tension of 113 g / 3 inches (7.62 cm), and a wet / dry tensile ratio of It was 19.3% and the bulk was 12.2 cc / g. The tissue paper was highly tactile and flexible as required by panel evaluation.
Example 3
Three layers of tissue paper sheets are: 1) First short fiber slurry (EHWK) is 7.5 kg / metric ton of Verocel 584 stripper (Verocel 584 is a non-ionic, cationic surfactant system obtained by Eka-Nobel 2) the second long fiber slurry (NSWK) was treated with 6.36 kg / metric ton of Varez 631NC temporary wet strength agent 3) negative between the forming fabric and the transfer fabric The draw was 29%, 4) the layer split was 40% / 20% / 40%, 5) the inner and outer forming fabrics were Lindsay 2164 fabric, and the wet end transfer fabric was Albany 94-MSS. TAD fabric is Lindsay T216-3, dry-end transfer fabric is Albany 94-M and Lindsay 3070 And, the transfer of 6) from the inner forming fabric to the transfer molding fabric, resulting in a concentration of about 26%, transfer to TAD fabric occurred at a concentration of about 27%, except that, made according to Example 1 .
The resulting tissue paper has a basis weight of 27.8 g / m ² , a geometric mean tensile force of 696 g / 3 inches, a wet CD tension of 102 g / 3 inches (7.62 centimeters), and a wet / dry tensile ratio of It was 18.1% and the bulk was 11.31 cc / g. The tissue paper has high tactile flexibility as required by panel evaluation.
Example 4
The three-layer tissue paper sheet is composed of 1) a first short fiber slurry composed of Southern hardwood kraft fiber (SHWK), 2) a second long fiber slurry (NSWK), Palace 631NC temporary wet strength agent. Treated at 66 kg / metric ton 3) Layer split was 40% / 20% / 40% 4) Transfer from inner molded fabric to transfer fabric started at about 28% concentration and into TAD fabric Was formed in accordance with Example 3 except that the transfer occurred at a concentration of about 29%.
The resulting tissue paper has a basis weight of 29.4 g / m ² , a geometric mean tensile force of 726 g / 3 inches, a wet CD tension of 107 g / 3 inches (7.62 cm), and a wet / dry tensile ratio of It was 18.1% and the bulk was 9.95 cc / g. The tissue paper has high tactile flexibility as required by panel evaluation.
Example 5
Three layers of tissue paper sheet: 1) The outer layer of the undried web is ukracyl HCP feel softener (release agent) and 10 kg ukracyl HCP / metric ton EHWK (ukracil HCP is organic silicon obtained from Union Carbide) 2) second long fiber slurry (HSWK) treated with 4.33 kg / metric ton of Palace 631NC temporary wet strength agent 3) molded fabric and transfer fabric Negative draw was 30%, 4) layer split was 35% / 30% / 35%, 5) wet end transfer fabric was Albany 94-M, TAD fabric was Lindsay 216-4 The dry-end transfer fabrics were both Lindsay 3070 fabrics. 6) The dried web was about 32 millimeters. 20 inch (50 cm) steel roll and 20.5 inch (52 cm) rubber roll (110 & hardness, 0.75 inch (1.9 cm) cover thickness engaged to the nip width of the torr It was formed according to Example 2 except that the calendar was made using a reel calendar consisting of
The resulting tissue paper has a basis weight of 30.1 g / m ² , a geometric mean tensile force of 679 g / 3 inches, a wet CD tension of 100 g / 3 inches (7.62 cm), and a wet / dry tensile ratio of It was 18.1% and the bulk was 8.35 cc / g. The tissue paper has high tactile flexibility as required by panel evaluation.
Example 6
The pilot scale twin wire through-drying paper machine is similar to the paper machine shown in FIG. 1 except that it has a Yankee dryer between the roll 40 and the reel 38 and is creped according to the present invention. Used to form aerated tissue.
The paper machine had a layered headbox with a top chamber, two central chambers, and a bottom chamber. A first fiber slurry consisting of Southern hardwood kraft (SHWK) fibers is extruded through the top and bottom headbox chambers, while a second fiber slurry consisting of Northern coniferous craft fibers (NHWK) is placed in the middle head. Extruded from the box chamber, fed and overlapped on the forming fabric to form a three layer initial web. The layer split was 33.3% / 33.3% / 33.3%.
SHWK fibers extruded through the upper chamber of the headbox were treated with 2.5 kilogram / metric ton of Verocel 596 stripper. The NSWK fibers of the second long fiber slurry were treated with Prez 631NC temporary wet strength resin at a rate of 8.15 kilograms / metric tons. The second fiber slurry was treated with sufficient starch to maintain the target tensile strength. The SHWK fibers extruded through the bottom chamber of the headbox were not processed.
The initial web was dewatered through the forming fabric and a vacuum box was helpful. The initial web was transferred from the molded fabric to the transfer fabric with the help of a vacuum transfer roll at a concentration of about 29%. The web was then transferred from the transfer fabric to a ventilated dry fabric at a concentration of about 29%. The web was dried to a concentration of about 94% with an aerated dryer, attached to the Yankee dryer, removed from the Yankee dryer with a doctor blade, creped and wound on a reel.
The resulting tissue paper has a basis weight of 27.1 g / m ² , a geometric mean tension of 768 g / 3 inches, a wet CD tensile force of 107 g / 3 inches (7.62 cm), The dry tensile ratio was 20.0% and the bulk was 7.88 cc / g. The tissue paper had high tactile flexibility as required by panel evaluation.
Example 7
A pilot scale crescent former wet press paper machine was used to form creped tissue in accordance with the present invention.
The paper machine had a layered headbox with a top chamber, a center chamber, and a bottom chamber. A first fiber slurry consisting of Eucalyptus hardwood kraft (EHWK) fibers is extruded through the top and bottom headbox chambers, while a second fiber slurry consisting of North American coniferous craft fibers (NSWK) is placed in the middle head. Extruded from the box chamber and fed into an overlying relationship on the felt to form a three layer initial web. The initial web layer split was 30% / 40% / 30%.
The first slurry of EHWK fibers is treated with 1 kilogram / metric ton of Verocel 584 stripper in a moire shaft dispenser at a temperature of about 178 ° F. (81 ° C.), a concentration of about 34% and a power input of 55 kilowatts. It was.
A second slurry of NSWK fiber was treated with Kymene 577LX permanent wet strength resin at a rate of 2.27 kilograms / metric ton. (Kimen 557LX is a cationic polyamide epichlorohydrin resin obtained from Hercules.) 40% of the second fiber slurry was mechanically rerefined to maintain the desired tensile strength.
The web was transported to the Yankee dryer by felt, the web was glued to the Yankee dryer, removed from the Yankee dryer with a doctor blade, creped, and wound on a reel.
The resulting tissue paper has a basis weight of 30 g / m ² (18.11b / 2880 square feet), a geometric mean tension of 1091 g / 3 inches (7.62 cm), and a wet CD tensile force of 109 g / m ^2. It was 3 inches (7.62 centimeters), the wet / dry tensile ratio was 13.0%, and the bulk was 6.4 cc / g. The tissue paper had high tactile flexibility as required by panel evaluation.
All the previous examples show that flexible tissue with good wet strength can be made by the method of the present invention. The foregoing examples given for purposes of clarity are not to be construed as limiting the scope of the invention, but are defined by the appended claims.

Claims

Using a layered headbox to form a layered wet web of papermaking fibers;
A method of producing a flexible tissue sheet comprising the step of drying the web,
The layered wet web has two outer layers mainly composed of hardwood fibers and at least one inner layer mainly composed of softwood fibers,
The two outer layers contain a release agent to which no wet strength agent is added, and the release agent comprises an alkyltrimethyl quaternary ammonium compound, a dialkyldimethyl quaternary ammonium compound, a trialkylmethyl quaternary ammonium compound, a dialkyl Selected from the group consisting of alkoxyl group alkyl quaternary ammonium compounds, dialkoxyl group alkyl quaternary ammonium compounds, diamidoamine quaternary compounds, imidazoline quaternary ammonium compounds, silicon, and mixtures thereof, wherein at least one of the above The method wherein the inner layer comprises a wet strength agent to which no release agent is added.

The method of claim 1, wherein the layered wet web is transferred to a through-drying fabric and the web is air-dried.

The method of claim 1, wherein the web has only one inner layer.

The method of claim 1, wherein the web has two inner layers, one of the inner layers substantially comprising secondary fibers.

The method of claim 1, wherein the dried web is creped.

The method of claim 1, wherein the dried web is not creped.

The method of claim 1, wherein the release agent is added to the papermaking fibers of the outer layer prior to forming the wet web.

The method of claim 1, wherein the release agent is sprayed onto the wet web prior to drying the web.

9. The method of claim 8 , wherein the concentration of the wet web is 40% or less.

9. The method of claim 8 , wherein the concentration of the wet web is 30% or less.

9. The method of claim 8 , wherein the concentration of the wet web is 20% or less.

A layered tissue comprising two outer layers and at least one inner layer,
The two outer layers are mainly composed of hardwood fibers and a release agent, which release agent is an alkyltrimethyl quaternary ammonium compound, a dialkyldimethyl quaternary ammonium compound, a trialkylmethyl quaternary ammonium compound, a dialkoxyl group alkyl group. 4 ammonium compound, dialkoxyl group alkyl quaternary ammonium compound, diamidoamine quaternary compound, imidazoline quaternary ammonium compound, silicon, and a mixture thereof,
The layered tissue is characterized in that the inner layer mainly comprises softwood fibers and a wet strength agent.

The layered tissue according to claim 12, which is air-dried.

The layered tissue according to claim 12 or 13, which is creped.