JP7034956B2 - ナノフィラメントを含むペーパー製品を製造するためのプロセス - Google Patents

Description

本出願は、２０１７年７月１日出願の米国仮特許出願第６２／３５７，４４８号の出願日の利益を主張する。

本発明は、セルロースナノフィラメントを含むティッシュまたはタオルペーパーウェブ製品を製造するためのプロセス、より詳細にはセルロースナノフィラメントをティッシュまたはタオルペーパーウェブ製品に組み込むためのプロセスに関する。

ティッシュペーパー、ペーパータオル、トイレットペーパー、ナプキンおよび他の同様の製品などのティッシュ／タオルペーパー製品は、いくつかの重要な特性を含むように設計されている。例えば、製品は、良好な嵩、良好な吸収性、柔らかい感触を有するものとし、かつ良好な紙力および耐久性を有するものとする。残念ながら、製品の１つの特性を向上させるためのステップを講じると、製品の他の特徴が多くの場合悪影響を受ける。

配合者は長年、ペーパー構造体中の針葉樹繊維のレベルのバランスを取り、これらの構造体の適切な紙力を確保するように試みると同時に、一般に高レベルの針葉樹繊維から生じる柔らかさ、耐久性または吸収性への負の影響を最小限に抑えるようにした。問題の一例は、トイレットペーパー製品の配合業者が、許容できる繊維状構造体、例えば、所望のレベルの紙力および／もしくは信頼性を達成するために（製造および／もしくは加工中のシート破損を回避するために）、針葉樹繊維の過度の叩解かつ／または過度の化学増強剤の添加を必要とせず、通気乾燥（「ＴＡＤ」）プロセスによって製造される、乾燥繊維を基準として、２０重量％未満の針葉樹繊維を有する多密度構造体を確実に製造することができなかったことである。

同様に、ペーパータオル製品の場合、配合業者は、より低いまたは等しい乾燥紙力でより高い使用紙力を有する新製品を開発するように努力している。しかし、配合業者が製品の使用紙力または湿潤紙力を増大させるために典型的な製紙プロセスの変数を使用する場合、吸収性および／または柔らかさなどの、消費者が所望する他の属性は典型的に低下する。配合業者が、ペーパータオルの加工のために取り組んでいる典型的な問題は、タオルの柔らかさおよび／もしくは吸収性を維持または改善しながらも、使用紙力もしくは湿潤紙力を向上させる方法、または製品全体の紙力および／もしくはシートの柔らかさを維持しながらも針葉樹の含有を減少させる方法である。紙力を増大させるために製紙業者が利用可能な通常の製紙プロセスの変数はすべて、通常、シートの感触および製品の吸収性に負の影響を及ぼす可能性がある。

したがって、柔らかさ、多くの吸収性および製紙の信頼性を犠牲にすることなく湿潤および乾燥紙力を増大させるティッシュおよびタオル製品の物理的製品性能をさらに最適化する新しい繊維紙構造体に対する必要性が依然として存在する。このような構造体は、多密度製紙構造体にとって特に有用であり、通気乾燥されたこのような構造体の非限定的な例がＦａｂｒｉｃ Ｃｒｅｐｅ．ＮＴＴ、ＡＴＭＯＳおよびＵＣＴＡＤプロセスである。

本発明は、吸収性タオルペーパーウェブを製造するためのプロセスであって、（ａ）製紙用完成紙料を提供するステップであって、ｉ）ティッシュタオルペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、約４５重量％～約９０重量％の叩解針葉樹パルプ繊維混合物であって、ｕ．）吸収性タオルペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、約２０重量％～約８９．９重量％の針葉樹パルプ繊維であって、混合物に添加される前に任意により叩解される、針葉樹パルプ繊維、ｖ．）吸収性タオルペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、約０．０５重量％～約２０重量％のセルロースナノフィラメント、ｘ．）吸収性タオルペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、約０．０５重量％～約５．０重量％の紙力増強添加剤を含む叩解針葉樹パルプ繊維混合物と、ｉｉ）吸収性タオルペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、約１０重量％～約５５重量％の広葉樹パルプ繊維混合物と、ｉｉｉ）任意により、吸収性タオルの乾燥繊維を基準として、最大で約２０重量％のフィブリル化人工セルロースと、ｉｖ）任意により、吸収性タオルの乾燥繊維を基準として、最大で約２０重量％の非木材天然繊維と、ｖ）任意により、吸収性タオルの乾燥繊維を基準として、最大で約２０重量％の非セルロース系繊維とを含む、製紙用完成紙料を提供するステップと、（ｂ）製紙用完成紙料から湿潤繊維ウェブを形成するステップと、（ｃ）ウェブが約１０重量％以下の水分を含むまでウェブを乾燥させるステップとを含む、プロセスに関する。

本発明はまた、柔らかい衛生ティッシュペーパーウェブを製造するためのプロセスであって、（ａ）製紙用完成紙料を提供するステップであって、ｉ）製紙用バージン完成紙料の約２重量％～約５６．５重量％の叩解針葉樹パルプ繊維混合物であって、ｕ．）ティッシュペーパーの乾燥繊維を基準として、約０重量％～約５６．４重量％の針葉樹パルプ繊維であって、混合物に添加される前に任意により叩解される、針葉樹パルプ繊維、ｖ．）ティッシュペーパーの乾燥繊維を基準として、約０．０５重量％～約２０．０重量％のセルロースナノフィラメント、ｗ．）ティッシュペーパーの乾燥繊維を基準として、約０．０５重量％～約３．０重量％の紙力増強添加剤を含む叩解針葉樹パルプ繊維混合物と、ｉｉ）ティッシュペーパーの乾燥繊維を基準として、約４３．５重量％～約９９．９重量％の広葉樹パルプ繊維混合物と、ｉｉｉ）任意により、吸収性タオルの乾燥繊維を基準として、最大で約２０重量％のフィブリル化人工セルロースと、ｉｖ）任意により、吸収性タオルの乾燥繊維を基準として、最大で約２０重量％の非木材天然繊維と、ｖ）任意により、吸収性タオルの乾燥繊維を基準として、最大で約２０重量％の非セルロース系繊維とを含む、製紙用完成紙料を提供するステップと、（ｂ）製紙用完成紙料から湿潤繊維ウェブを形成するステップと、（ｃ）ウェブが約１０重量％以下の水分を含むまでウェブを乾燥させるステップとを含む、プロセスに関する。

本開示において使用するための吸収性通気乾燥ティッシュウェブ製品を製造するためのプロセスの一実施形態の概略図である。

本発明は、吸収性ティッシュペーパーウェブまたはタオルペーパーウェブを製造するためのプロセスに関する。本発明のプロセスは、天然および／または人工繊維、ならびにセルロースナノフィラメントを含む、繊維構造体を製造し、これにより、抄紙機の運転性能、シートの紙力および／または他の所望のシート属性に負の影響を及ぼすことなく、向上された特性および／または針葉樹含有量を大幅に減少させる能力が可能になる。より具体的には、本発明は、長短の天然及び／又は人工（再生セルロース）繊維を含む繊維構造体を製造するプロセスに関し、これにより、セルロースナノフィラメントは、叩解前または後のいずれかに、シートの乾燥繊維を基準として、約０．０５重量％～約２０．０重量％の範囲で針葉樹ストリームに添加される。好ましい実施形態では、セルロースナノフィラメントは、ストリームが一時的または永久的紙力増強添加剤のいずれかと組み合わされて、混合水性針葉樹繊維ストリームを形成した後に、針葉樹ストリームに添加される。

非層状製品の場合、この混合水性針葉樹ストリームは、他の天然繊維ストリーム、合成繊維ストリームおよび他の人工（再生セルロース）繊維材料などの他の水性ストリームと混合され、ペーパーウェブを製造するために抄紙機に供給される。あるいは、層状製品の場合、針葉樹繊維／セルロースナノフィラメントストリームは、広葉樹またはシートの表面層から分離しているヘッドボックスの１つ以上の層に供給される。次いで、形成された水性繊維シートをペーパーウェブの製造のために抄紙機上で脱水し、乾燥させる。
本発明の詳細な説明－定義

本明細書で使用されるとき、「ペーパー製品」とは、伝統的には、セルロース繊維を含むが、必ずしもそうとは限らない、任意の形成された繊維構造体製品を指す。一実施形態では、本発明のペーパー製品は、吸収性タオル製品を含む。代替的実施形態では、本発明のペーパー製品は、柔らかい衛生ティッシュ製品を含む。

本開示のペーパー製品は、ペーパーティッシュ製品またはペーパータオル製品を含むペーパー製品を指す。開示されたペーパー技術は、一般に、限定されないが、従来のフェルトプレスティッシュペーパーまたは従来の湿式プレスティッシュペーパー、パターン高密度ティッシュペーパー、湿式クレープティッシュペーパー製品、クレープ加工または非クレープ加工の通気乾燥ティッシュペーパー製品が挙げられる。例えば、本開示の製紙プロセスは、接着剤クレーピング、湿式クレーピング、二重クレーピング、エンボス加工、湿式加圧、空気圧縮、通気乾燥、クレープ通気乾燥、非クレープ通気乾燥、ならびにペーパーウェブを形成するにあたっての他のステップも利用することができる。このような技術のいくつかの例は、米国特許第４，５２９，４８０号、同第５，０４８，５８９号、同第５，３９９，４１２号、同第５，１２９，９８８号、同第５，４９４，５５４号、同第５，６０７，５５１号、同第６，３９８，９１６号、同第７，７４４，７２６号、および同第８，３８８，８０３号に開示されている。多プライティッシュ製品を形成するとき、別々のプライは、所望により、同じプロセスからまたは異なるプロセスから製造することができる。例えば、一実施形態では、ティッシュウェブまたはタオルウェブは、当技術分野で公知のプロセスを使用して形成された通気乾燥ウェブをクレープ加工されてもよい。

このようなウェブを形成するために、ロールによって好適に支持され、かつ駆動されるエンドレスの走行成形布が、ヘッドボックスから出てくる層状または非層状のペーパー製造原料を受け取る。真空ボックスは、成形布の下に配置され、繊維完成紙料から水を除去して、ウェブの形成を補助するように適合されている。形成ウェブは、形成ワイヤ／布から、真空アシストを用いるか、または機械的手段によって、第２の布に移送され、この第２のテンプレートは、このテンプレートの構造において、所望のトポグラフィが形成される限り、ワイヤ、フェルト、または織布のいずれであってもよい。局所的な坪量がより高い複数の繊維富化領域が、局所的な坪量がより低い複数の領域と相互接続されている製紙構造体を作り出すシート形成テンプレートの使用。布は、複数のガイドロールによって連続経路の周りを移動するように支持されている。布間のウェブの移送を容易にするように設計されたピックアップロールが、ウェブを移送するために含まれてもよい。

好ましくは、形成されたウェブは、好ましくは形成されたウェブを通して加熱された空気を吹き付けることによって、次いでヤンキードライヤーなどの回転式加熱ドライヤードラムの表面に移送することによって乾燥される。乾燥シリンダは、任意により、樹脂接着剤コーティング組成物の下に樹脂保護コーティング層を備える。樹脂接着剤コーティング組成物は、好ましくは再湿潤性である。このプロセスは、乾燥中にウェブを固定するためにウェブを乾燥シリンダに移送する際に、十分な湿潤粘着力を提供するように接着剤コーティングが維持されるように操作される。接着剤樹脂コーティング組成物はまた、乾燥時に接着剤コーティング組成物がしなやかになるように維持され、乾燥が達成されたときにシートに大きな損傷を与えることなく、ウェブを乾燥シリンダから取り外すことができる。ウェブは、乾燥布がトポグラフィを有する場合、通気乾燥布から直接ヤンキーに移送されるか、または、好ましくは、その後ヤンキードライヤーにウェブを移送するために使用されるインプレッション布に移してもよい。その後、ウェブはクレーピングブレードによってドライヤードラムから取り除かれる。ウェブのクレーピングは、ウェブ内の内部結合をさらに減少させ、かつ柔らかさおよび吸収性を増加させる。

他の実施形態では、ベースウェブは、非クレープ加工通気乾燥プロセスによって形成される。関連する非クレープ加工通気乾燥ティッシュプロセスは、例えば、米国特許第５，６５６，１３２号および同第６，０１７，４１７号に記載されている。

本発明による繊維構造体は、米国特許第３，３０１，７４６号、同第３，９７４，０２５号、同第４，１９１，６０９号、および同第４，６３７，８５９号、同第６，３９８，９０６号、および同第８，３８８，８０３号に例示されているように、当該技術分野において周知の通気乾燥繊維構造体、密度差のある繊維構造体、坪量差のある繊維構造体、ウェットレイド繊維構造体、エアレイド繊維構造体、クレープ加工または非クレープ加工繊維構造体、パターン緻密化または非パターン緻密化繊維構造体、圧縮または非圧縮繊維構造体、ダブルリクレープ繊維構造体の形態であり得る。

本明細書で使用されるとき、語句「製紙用完成紙料」は、セルロース系または非セルロース系繊維のいずれかの水性混合物、製紙機能助剤（紙力、吸収性または柔らかさの向上）、増量剤および製紙ウェブを形成するために使用される他の製紙プロセス材料を指す。

本明細書で使用されるとき、語句「乾燥繊維を基準とした重量パーセント（％）」は、製紙ウェブから全ての水および他の揮発性材料が除去された、完全に乾燥した「絶乾」繊維および他の材料に対して言及される関連材料の百分率を指す。

本明細書で使用されるとき、「繊維」は、見かけの直径を大きく超える見かけの長さ、すなわち少なくとも約１０～２００未満である長さ対直径の比を有する細長い物理的構造体を意味する。非円形断面および／または管状形状を有する繊維が一般的であり、この場合の「直径」は、繊維の断面積に等しい断面積を有する円の直径であると考えられ得る。より具体的には、本明細書で使用されるとき、「繊維」とは、繊維状構造体形成繊維を指す。本発明は、例えば、セルロースナノフィラメントおよび／または木材パルプ繊維などの天然繊維、非木材繊維または任意の好適な繊維、およびこれらの任意の組み合わせなどの様々な繊維状構造体形成繊維の使用を企図する。

多くの場合木材パルプと呼ばれる木材繊維は、クラフト（硫酸塩）、亜硫酸塩、ポリスルフィド、ソーダパルプ化などを含む、当業者が熟知している複数の化学パルプ化法のうちのいずれか１つによってそれらの源から遊離される。さらに、繊維は、機械的および半化学的プロセスを使用して、それらの供給源から遊離され得、例えば、ラウンドウッド、サーモメカニカルパルプ、ケモメカニカルパルプ（ＣＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、アルカリ性過酸化物メカニカルパルプ（ＡＰＭＰ）、中性セミケミカル亜硫酸パルプ（ＮＳＣＳ）なども企図される。パルプは、所望の場合、二酸化塩素、酸素、過酸化アルカリなどの使用など、当業者が熟知しているプロセスのうちのいずれか１つまたはそれらの組み合わせによって白色化することができる。しかし、化学パルプは、優れた触感および／または所望のティッシュシート特性を付与するため、好ましいと考えられる。落葉樹（以下、「広葉樹」と称する）および針葉樹（ｃｏｎｉｆｅｒｏｕｓ ｔｒｅｅ）（以下、「針葉樹（ｓｏｆｔｗｏｏｄ）」と称する）の両方に由来するパルプが利用されてもよく、かつ／または繊維は、非木質植物、ならびに人工繊維由来であってもよい。広葉樹、針葉樹、および／または非木材繊維をブレンドすることができ、代替的には積層および／または層状ウェブをもたらすために層状に堆積させることができる。米国特許第４，３００，９８１号および同第３，９９４，７７１号は、針葉樹および広葉樹繊維の層化について開示している。また、本発明に適用可能なのは、再生紙由来の繊維、ならびに元の製紙および紙加工を容易にするために使用される接着剤などの他の非繊維材料である。

木材パルプ繊維は、短くても（典型的には広葉樹繊維）、長くても（典型的には針葉樹繊維およびいくつかの非木材繊維）よい。クラフト法から誘導され、より北部の気候に由来する針葉樹繊維が好ましい場合がある。これらは、多くの場合北部漂白針葉樹クラフト（ＮＢＳＫ）パルプと称される。針葉樹は典型的には、所望の製品および製品の特徴に応じて様々なレベルでペーパーウェブに含まれる。例えば、配合業者は、タオル製品の乾燥繊維を基準として、約２０重量％～約８９．９重量％、好ましくは約３０重量％～約７０重量％、より好ましくは約４０重量％～約６０重量％の量で、針葉樹繊維を吸収性タオル製品に含む。さらに、配合業者は、ティッシュ製品の乾燥繊維を基準として、５６．４重量％未満、好ましくは約２重量％～約４５重量％、より好ましくは約１０重量％～約３５重量％、さらにより好ましくは約２０重量％～約３０重量％の量で、針葉樹繊維を柔らかい衛生ティッシュ製品に含む。

広葉樹短繊維の非限定的な例としては、アカシア、ユーカリ、カエデ、オーク、アスペン、カバノキ、ハコヤナギ、ハンノキ、アッシュ、チェリー、ニレ、ヒッコリー、ポプラ、ガム、クルミ、バッタ、スズカケノキ、ブナ、キササゲ、サッサフラス、グメリン、ネムノキ、およびモクレンからなる群から選択される繊維源に由来する繊維が挙げられる。針葉樹繊維の非限定的例としては、パイン、スプルース、モミ、タマラック、ヘムロック、サイプレス、およびシダーから取り出された繊維が挙げられる。配合業者は、タオル製品の乾燥繊維を基準として、約１０重量％～約５５重量％、好ましくは約２０重量％～約５０重量％、より好ましくは約３０重量％～約４０重量％の量で、広葉樹繊維を吸収性タオル製品に含むことができる。さらに、配合業者は、ティッシュ製品の乾燥繊維を基準として、約４３．５重量％～約９９．９重量％、好ましくは約５０重量％～約８０重量％、より好ましくは約６０重量％～約７０重量％の量で、広葉樹繊維を柔らかい衛生ティッシュ製品に含む。

本発明の範囲内で企図される別の製紙材料は、米国特許第８２９８３７４号に教示されているように微細藻類を含めることである。ティッシュおよびタオルの場合、微細藻類は、海洋または淡水の微細藻類であってもよい。微細藻類は、非運動性単細胞藻類、鞭毛藻類、珪藻類および藍藻類から選択され得るが、これらに限定されない。微細藻類は、シオヒゲムシ、クロレラ、テトラセルミス、ボトリコッカス、ヘマトコッカス、フェオダクチラム、スケレトネマ、キートセロス、イソクリシス、ナンノクロロプシス、ナンノクロリス、パブロバ、ニッチア、プレウロクリシス、クラミドーマ（Ｃｈｌａｍｙｄｏｍａｓ）、またはシネコシスティスのファミリーから選択され得るが、これらに限定されない。微細藻類は、望ましくは最長寸法で約５００μｍ未満、好ましくは３００μｍ未満、さらにより好ましくは２００μｍ未満のサイズを有する。セルロースナノフィラメントの高い保持特性に加えて、小さいサイズの微細藻類は、独特の相乗効果および製紙用途／構造体を作り出す。

再生繊維は、任意の量で完成紙料に加えてもよい。任意の好適な再生繊維を使用することができるが、多くの場合、比較的低量の砕木を有する再生繊維が好ましく、例えば、用いられる完成紙料混合物およびその用途に応じて、１５重量％未満のリグニン含有量、または１０重量％未満のリグニン含有量を有する再生繊維が好ましい場合がある。

おそらくペーパー製品に使用され、本発明で企図される「フィブリル化人工非セルロース系繊維」は、当業者に公知である複数の溶媒を介して調製されたセルロースドープを使用することによって形成される。このドープは、使用することができるか、またはさらにフィブリル化して吸収シートに組み込むことができる繊維に紡糸される。理論に限定されるものではないが、リヨセルなどの合成セルロースは、叩解および他の方法によってサイズが縮小された改質リヨセルと共に、より小さい繊維および繊維セグメントを作り出すために考慮される。米国特許第７，７１８，０３６号は、様々な検討されている溶媒と、ティッシュおよびタオル構造体中にフィブリル化されたルズル（ｌｏｓｅｌ）を含むこととを示している。フィブリル化された人工非セルロース系繊維は、タオルまたはティッシュペーパーウェブに、最大で約２０％の量まで、好ましくは最大で約１０％の量まで、より好ましくは最大で約５％の量まで、より好ましくは最大で約２．５％の量まで、任意により含まれてもよい。

「非木材、天然繊維」構造形成繊維もまた、本発明において有用であり得、かつ動物繊維、鉱物繊維、植物繊維、人工紡糸繊維、およびセルロースナノフィラメントなどの加工繊維要素を含んでもよい。動物繊維は、例えば、羊毛、絹、およびこれらの混合物からなる群から選択することができる。植物繊維は、例えば、木材、綿、コットンリンター、亜麻、サイザル麻、アバカ、大麻、ヘスペラロエ、黄麻、竹、バガス、エスパルトグラス、藁、黄麻、大麻、トウワタフロス、クズ、トウモロコシ、モロコシ、ヒョウタン、アガベ、毛状体、ヘチマおよびこれらの混合物からなる群から選択される植物に由来し得る。非木材天然繊維は、タオルまたはティッシュペーパーウェブに、最大で約２０％の量まで、好ましくは最大で約１０％の量まで、より好ましくは最大で約５％の量まで、より好ましくは最大で約２．５％の量まで、任意により含まれてもよい。

本開示はまた、ペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、より高量の、非木材天然繊維、例えば約１０％超、好ましくは約２０％超、より好ましくは約５０％超、さらにより好ましくは約７５重量％超の非木材繊維からなる本発明のプロセスから製造されるペーパーウェブ製品を企図する。結果として、ペーパーウェブは、ウェブを効率的に製造し、かつ消費者製品の要求を満たすために、他の繊維成分および／または必要な化学製品と混合された主に非木材繊維から構成することができる。企図された非木材繊維は、所望の製品を得るために、短い、すなわち約１．２ミリメートル未満の長さ）または長い（すなわち、１．２ミリメートル超の長さ）のいずれであってもよく、又は異なる長さの繊維を組み合わせて使用してもよい。これらの構造体では、セルロースナノフィラメントは、目的とする製品特性を達成するために所望のとおり長繊維または短繊維セグメントのいずれかに添加することができる。

本明細書で使用されるとき、語句「非セルロース系繊維」は、セルロース以外の材料から構成される天然繊維または人工繊維のいずれかから構成される製紙用繊維の群を意味する。非セルロース系繊維としては、人工紡糸繊維、動物源由来の繊維、および／または微細藻類が挙げられるが、これらに限定されない。さらに、本発明の製品を形成する繊維は、メルトブローおよび／または紡糸結合などの好適な紡糸操作によってポリマー溶融組成物から紡糸することができ、かつ／またはそれらは天然源から得ることができる。このような繊維は、一成分および／または多成分であり得る。例えば、繊維状要素は、二成分繊維および／またはフィラメントを含み得る。二成分繊維および／またはフィラメントは、並列、コアおよびシース、海島型などの任意の形態であり得る。フィラメントの非限定的な例としては、メルトブローフィラメントおよび／またはスパンボンドフィラメントが挙げられる。フィラメントに紡糸することができるポリマーの非限定的な例としては、デンプンなどの天然ポリマー、デンプン誘導体、レーヨンおよび／またはリヨセルなどのセルロース、ならびにセルロース誘導体、ヘミセルロース、ヘミセルロース誘導体、およびこれらに限定されないが、ポリエステル、ナイロンなどの熱可塑性ポリマーフィラメント、ポリプロピレンフィラメントなどのポリオレフィン、ポリエチレンフィラメント、および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およびポリカプロラクトンフィラメントなどの生分解性熱可塑性繊維などの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、木材パルプ繊維などのパルプ繊維、ならびにポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、それらのコポリマー、レーヨン、ガラス繊維およびポリビニルアルコール繊維などの合成ステープルファイバーが挙げられる。ステープルファイバーは、フィラメントトウを紡糸し、次いでその２つを５．０８ｃｍ（２インチ）未満のセグメントに切断して繊維を製造することによって製造することができる。非セルロース系繊維は、タオルまたはティッシュペーパーウェブに、最大で約２０％の量まで、好ましくは最大で約１０％の量まで、より好ましくは最大で約５％の量まで、より好ましくは最大で約２．５％の量まで、任意により含まれてもよい。

「合成ポリマー繊維」および同様の用語はまた、ポリエステル、ナイロンおよびポリオレフィンなどの合成ポリマーから作られた非セルロース系繊維も指す。ポリエステルは一般に、脂肪族または芳香族ジカルボン酸と、飽和脂肪族または芳香族ジオールとから、既知の重合技術によって得られる。好ましい芳香族二酸モノマーは、テレフタル酸またはイソフタル酸のジメチルエステルなどの低級アルキルエステルである。典型的な脂肪族ジカルボン酸としては、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、または１，４－シクロヘキサンジカルボン酸が挙げられる。好ましい芳香族ジカルボン酸もしくはそのエステルもしくは無水物は、エステル化されるか、またはエステル交換され、飽和脂肪族もしくは芳香族ジオールと重縮合される。典型的な飽和脂肪族ジオールとしては、好ましくは、エチレングリコールなどの低級アルカンジオールが挙げられる。典型的な脂環式ジオールとしては、１，４－シクロヘキサンジオールおよび１，４－シクロヘキサンジメタノールが挙げられる。典型的な芳香族ジオールとしては、ヒドロキノン、レゾルシノールおよびナフタレンジオールの異性体（１，５－、２，６－、および２，７－）などの芳香族ジオールが挙げられる。脂肪族および芳香族ジカルボン酸と飽和脂肪族および芳香族ジオールとの種々の混合物もまた使用してもよい。最も典型的には、芳香族ジカルボン酸を脂肪族ジオールと重合させて、ポリエチレンテレフタレート（テレフタル酸＋エチレングリコール）などのポリエステルを製造する。さらに、芳香族ジカルボン酸を芳香族ジオールと重合させて、ポリフェニレンテレフタレート（テレフタル酸＋ヒドロキノン）などの全芳香族ポリエステルを製造することができる。ポリエステルの例としては、ポリエチレンテレフタレート；ポリ（１，４－ブチレン）テレフタレート；１，４－シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート／イソフタレートコポリマー、およびイソフタル酸、ビ安息香酸などの、芳香族ジカルボン酸から誘導された他の直鎖ホモポリマーエステル（ナフタレンジカルボン酸（１，５－、２，６－、および２，７－ナフタレン－ジカルボン酸、４，４，－ジフェニレン－ジカルボン酸、ビス（ｐ－カルボキシフェニル）メタン酸、エチレン－ビス－ｐ－安息香酸、１，４－テトラメチレンビス（ｐ－オキシ安息香）酸、エチレンビス（ｐ－テトラメチレン酸；１，３－トリメチレンビス（ｐ－オキシ安息香）酸；および１，４－テトラメチレンビス（ｐ－オキシ安息香）酸など）、および一般式ＨＯ（ＣＨ２）_ｎＯＨ（式中、ｎは２から１０までの整数である）の２，２－ジメチル－１，３－プロパンジオール、シクロヘキサンジメタノールおよび脂肪族グリコールからなる群から選択されるジオール、例えば、エチレングリコール；１，４－テトラメチレングリコール；１，６－ヘキサメチレングリコール；１，８－オクタメチレングリコール；１，１０－デカメチレングリコール；および１，３－プロピレングリコール；一般式ＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）_ｎＨ（式中、ｎは２から１０，０００までの整数である）のポリエチレングリコール、およびハイドロキノンレゾルシノール、ナフタレンジオールの異性体（１，５－；２，６－；および２，７）などの芳香族ジオールが挙げられる。アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸または１，４－シクロヘキサンジカルボン酸などの１種以上の脂肪族ジカルボン酸も存在し得る。

好適なポリオレフィン樹脂としては、エチレン、プロピレン、ブテン－１、ペンテン－１，４－メチルペンタ－１－エンなどのオレフィンを従来の様式で重合することによって製造された材料が挙げられる。繊維用の有用なポリオレフィンは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）およびポリプロピレンである。他のポリオレフィンのホモポリマーおよびエチレンのコポリマーが、本発明の実施において利用することができる。このような他のポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）およびポリブチレン（ＰＢ）が挙げられる。しかし、これらの他のポリオレフィンは、ポリプロピレンまたは高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などの他のポリオレフィンとブレンドされてもよい。

本発明の実施に有用なナイロンまたはポリアミド樹脂は、当技術分野において周知であり、半結晶性および非晶性樹脂が挙げられる。これらは、例えば、４～１２個の炭素原子を含有する等モル量の飽和ジカルボン酸の、ジアミンとの縮合重合により、ラクタムの開環重合により、または他の成分とのポリアミドの共重合により、製造され得、例えばポリエーテルポリアミドブロックコポリマーを形成する。ポリアミドの例としては、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリヘキサメチレンアゼラアミド（ナイロン６９）、ポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６１０）、ポリヘキサメチレンドデカノアミド（ナイロン６１２）、ポリドデカメチレンドデカノアミド（ナイロン１２１２）、ポリカプロラクタム（ナイロン６）、ポリラウリンラクタム、ポリ－１１－アミノウンデカン酸、ならびにアジピン酸、イソフタル酸、およびヘキサメチレンジアミンのコポリマーが挙げられる。

合成ポリマー繊維は、セルロースと比較して一般的に疎水性であり、湿潤紙力増強樹脂に結合するためのアニオン部位、またはパルプ由来繊維に効果的に水素結合するのに十分なヒドロキシル基を欠いている。本発明に関連して使用される好適な繊維は、溶融紡糸繊維、メルトブロー繊維、複数のセグメントを有するスプリット繊維、特にディスクリファイナーで叩解することによってそれらのセグメントに分割可能な分割複合繊維を含む。Ｆｉｂｅｒ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙから入手可能な１つの好適な繊維は、後述する０．１２５デニールの特徴的繊度を有する１６セグメント、２デニールのナイロン／ポリエステル複合繊維である。

分割可能な繊維を製造するためのセグメント化繊維の調製は、熱可塑性繊維に関して一般に公知であり、繊維は異なるポリマーから形成されたセグメントを有する。例えば、米国特許第５，７５９，９２６号（Ｐｉｋｅら）、ならびに米国特許第５，８９５，７１０号（Ｓａｓｓｅら）、および米国特許出願公開第２００３／０２０３６９５号（Ｐｏｌａｎｃｏら）（米国特許出願第１０／１３５，６５０号）を参照されたい。

本発明に関連して製造され、かつ利用される分割可能な繊維は、セグメント化されたパイ形状、海島型の構成、並列の構成、中空の構成などを有してもよい。米国特許第４，７３５，８４９号（Ｍｕｒａｋａｍｉら）の図６Ａ～図６Ｄ、ならびに米国特許出願公開第２００２／０１６８９１２号（米国特許出願第０９／８５２，８８８号）図２～図９を参照されたい。分割可能な繊維は、後述するように完成紙料に組み込む前に好適に砕解される。

製紙操作のための繊維の調製中に、針葉樹繊維パルプおよびいくつかの広葉樹繊維パルプは、機械的または化学的処理を受け、これにより繊維は圧縮されるか、高剪断を受けるか、かつ／または化学的処理されるかのいずれかであり、繊維をより柔軟にし、かつ、繊維のフィブリル化、繊維の膨潤および繊維の柔軟性の向上により、増大した繊維対繊維の結合領域を作り出す。当業者は、パルプ繊維を叩解している、以下の３つの主な製品があることを認識するであろう。１）叩解強度および濃度に依存して、ある割合の繊維が全く影響を受けていない、２）かなりの割合の繊維がフィブリル化され、これによって繊維細胞壁が剥離し、依然として元の繊維に結合しているミクロフィブリルが露出されている、３）ある割合の繊維およびミクロフィブリルが、非常に小さい片（長さ＜２００ミクロン）に切断されるか、または機械的に破砕され、この画分は微粉画分と呼ばれる。これらの微粉は、一次的（天然木材源に存在するもの）または二次的（叩解の処置の間に作り出されたもの）のいずれかであり得る。発見されたことは、叩解強度、濃度および他の加工条件を変えることによって、本明細書で「セルロースナノフィラメント」と呼ばれる新しい繊維構成要素を作り出すことができることである。加工段階およびユニット操作を最適化することにより、４０％を超える個別化セルロースナノフィラメントを含む合成パルプ繊維ストリームを製造することができる。

本発明で使用される「セルロースナノフィラメント」は、針葉樹および／または広葉樹のいずれかから誘導することができ、そのため、針葉樹または広葉樹の繊維状要素を含み得る。セルロースナノフィラメントは、製紙用完成紙料の叩解パルプ繊維混合物に加えて、吸収性タオルまたは柔らかい衛生ティッシュを製造するプロセスにおいて使用される。セルロースナノフィラメントは、所望のペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、約０．０５重量％～約２０．０重量％、好ましくは約０．１重量％～約１０．０重量％、より好ましくは約０．２重量％～約５重量％、さらにより好ましくは約０．５～約２重量％の量で添加される。

本発明で企図されるプロセスでは、セルロースナノフィラメントは、好ましくは、針葉樹パルプ繊維および紙力増強添加剤と共に、叩解針葉樹パルプ繊維混合物に添加される。一実施形態では、セルロースナノフィラメントは、紙力増強添加剤の前に針葉樹パルプ繊維混合物に添加される。別の実施形態では、セルロースナノフィラメントは、紙力増強添加剤の後に針葉樹パルプ繊維混合物に添加される。

セルロースナノフィラメントのサイズおよび高アスペクト比により、この材料は独特の繊維クラスとして区別されており、針葉樹または広葉樹材料のいずれとしても特徴付けられていない。高アスペクト比とは、少なくとも２００～約５０００、好ましくは約６００～約１０００より大きい繊維長を繊維幅で割った値を意味する。セルロースナノフィラメントは、ナノメートル範囲の平均幅、例えば約３０ｎｍ～約５００ｎｍの平均幅、およびマイクロメートル範囲以上の平均長、例えば約１００μｍ、好ましくは約２００μｍ～約２ｍｍの平均長さを有する。セルロースナノフィラメントは、約２０ｎｍ～約６０ｎｍ、好ましくは約３０ｎｍ～約５０ｎｍ、より好ましくは約３５ｎｍ～約４５ｎｍの平均厚さを有する。このようなセルロースナノフィラメントは、例えば、機械的手段のみを使用するプロセス、例えば、２０１２年１月１９日出願の米国特許出願公開第２０１３／００１７３９４号に開示されている方法から得ることができる。さらに、セルロースナノフィラメントは、特定の幾何学的形状が維持される限り、様々なプロセスから製造することができる。セルロースナノフィラメントを作り出すために使用されるプロセスには、これに限定されるものではないが、改良叩解装置、ホモジナイザー、音波繊維処理、および酵素繊維修飾などの化学繊維処理が挙げられる。

論文「Ｎａｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｐａｔｅｎｔ Ｔｒｅｎｄｓ：Ａ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｒｅｖｉｅｗ ｏｎ Ｐａｔｅｎｔｓ ｏｎ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ，Ｍｉｃｒｏｆｉｂｒｉｌｌａｔｅｄ ａｎｄ Ｂａｃｔｅｒｉａｌ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ」（Ｃｈａｒｒｅａｕ ｅｔ ａｌ，Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１３ ７，５６－８０）では、著者は、長年にわたり、ミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）に言及するために様々な用語を検討し、「セルロースナノフィラメント」がこれらの一般的な用語に適合するものとした。本開示の「セルロースナノフィラメント」材料は、具体的には、「Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｎａｎｏｆｉｌａｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅｉｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ」と題する国際特許出願公開第２０１３００１７３９４（Ａ１）号（Ｈｕａ，Ｘ．，ら）に開示されているプロセスの結果である。このプロセスによって製造された材料は、開示されたプロセスが先に開示された材料よりも著しく高いアスペクト比（長さ／幅）を有するセルロースナノフィラメントを製造するという点で独特である。

本発明の基礎となるセルロースナノフィラメントは、木材パルプ繊維を機械的に崩壊するための他の方法を用いて調製されるミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）またはナノフィブリル化セルロース（ＮＦＣ）などの他のセルロースフィブリルとは、フィラメントの、少なくとも４０重量％、好ましくは７５重量％、より好ましくは９０重量％のフィブリル化セルロース材料を有し、また、最大で３００～３５０μｍのフィラメントの長さ、約１００～５００ｎｍの直径を有するという点で、構造的に非常に異なる。ＭＦＣ中のフィブリル化セルロース材料は、典型的には、１００μｍより短い長さを有するが、ＮＦＣ中のフィブリル化セルロース材料は、典型的には、１μｍより短い長さを有する。しかし、機械的手段を使用して製造される他のフィブリル化セルロース材料などのセルロースナノフィラメント材料の製造においては、単一の寸法値を有する均質材料ではないことが当業者によって認識されているものとする。好ましい実施形態におけるセルロースナノフィラメントは、最大で３００～３５０μｍの長さおよび約１００～５００ｎｍの直径を有し、複数の木材または植物繊維の高濃度叩解によって製造され、そのセルロースナノフィラメントは、５０重量％以上であり、最大で３００～３５０μｍの長さ、および約１００～５００ｎｍの直径を有する。最大で３００～３５０μｍの長さおよび約１００～５００ｎｍの直径を有するセルロースナノフィラメント材料の正確な割合は、総エネルギー入力、叩解パス数、叩解強度および他の叩解操作条件に依存する。上記のセルロースナノフィラメント材料、および叩解パルプストリーム中に５０％を超えるセルロースナノフィラメントを含む叩解パルプストリームの好ましいブレンドが、本発明の基礎である。

本発明において企図されるセルロースナノフィラメントの他の想定される用途は、製紙現場に出荷される前に、純粋なセルロースナノフィラメントおよび／またはセルロースナノフィラメントと他の叩解製品との混合物のいずれかをわずかな割合で、バージンまたは再生パルプストリームに含めることである。このようにしてセルロースナノフィラメントを添加することによって、バージン繊維源を増強することができ、次いで、新しい繊維投入ストリームを導入することなく、セルロースナノフィラメントを製紙プロセスに添加することができる。パルプ生産施設でセルロースナノフィラメントを有するセルロースを投入することによって、セルロースナノフィラメントを含めることによってのみ可能な特徴を有する「スーパーパルプ」と称され得るもの製造することができる。従って、セルロースモノフィラメントを添加するための多くの異なる方法が本発明において考慮され、これらの方法としては、セルロースナノフィラメントと５０％超の好ましいナノセルロース含有量を有する他の叩解副産物の混合物を含む、直接的な純粋セルロースナノフィラメントを含めることが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、セルロースナノフィラメントは、製紙工場で含まれる前に、バージン繊維または再生繊維へ含めることにより添加される。

本明細書に記載の製紙プロセス、およびそれらのプロセスによって製造されたペーパー製品の代替的実施形態では、ナノフィラメントは、ミクロサイズおよびナノサイズのセルロースフィラメントの乾燥ブレンドにおいて、プロセス、およびこれによりペーパーに渡される。ブレンドは、セルロースナノフィラメント、未処置のフィブリル化繊維およびセルロース系微粉のブレンドを含んでもよい。

本明細書で使用されるとき、語句「未処置フィブリル化セルロース繊維」または「未処置フィブリル化繊維」は、個々のまたは束のセルロースフィラメントが繊維本体から遊離されるが、依然として繊維に接合されており、一方の端部では、より多くの結合領域を作り出し、繊維同士の接触を増大させている間に、機械的または化学処理を受けるセルロース繊維である。処理の程度により、繊維から放出されたセルロースナノフィラメントの数を決定する。

本明細書で使用されるとき、語句「セルロース微粉」は、２００ミクロン未満の長さを有する繊維材料の分類を意味する。これらの材料は、木の中の一次材料、または天然材料を含むことができるか、またはパルプ繊維のパルプ化および／もしくは処置のいずれかによって作り出される二次材料として分類することができ、したがって繊維部分および／またはセルロースナノフィラメント部分を含み得る。微粉は、均質材料ではなく、定義された長さ制限を有する材料の分類を表すためにのみ使用される。

ミクロサイズおよびナノサイズのセルロースフィラメントのブレンドが使用される場合、ブレンドは、ブレンドの少なくとも約４０重量％、好ましくは少なくとも約６０重量％、より好ましくは少なくとも約７５重量％のセルロースナノフィラメント、ブレンドの少なくとも約１０重量％、好ましくは少なくとも約２０重量％、より好ましくは少なくとも約３０重量％の未処置のフィブリル化繊維、ブレンドの少なくとも約５重量％、好ましくは少なくとも約１０重量％、より好ましくは少なくとも約２０重量％のセルロース微粉を含んでもよい。

本発明の繊維構造体は、均質であってもよいし、または層状であってもよい。層状である場合、繊維構造体は少なくとも２層および／または少なくとも３層および／または少なくとも４層および／または少なくとも５層を含み得る。

本明細書で使用されるとき、「坪量はｌｂｓ／３０００ｆｔ^２またはｇ／ｍ^２で報告されたサンプルの単位面積当たりの重量である。本発明の繊維状タオル構造体および／または衛生ティッシュ製品は、１０ｇ／ｍ２～約１２０ｇ／ｍ２、および／または約１４ｇ／ｍ２～約８０ｇ／ｍ２、および／または約２０ｇ／ｍ２～約６０ｇ／ｍ２の坪量を呈してもよい。

坪量は、ある面積（ｍ^２）の１つ以上のサンプルを調製し、本発明による繊維構造体のサンプル（複数可）、および／またはそのような繊維構造体を含むペーパー製品を、最小分解能０．０１ｇを有するトップローディング天びんで秤量することによって測定される。天びんは、風防を用いて、気流および他の妨害から保護する。重量は、天びんの読み取り値が一定になったときに、記録される。平均重量（ｇ）およびサンプルの平均面積（ｍ^２）を算出する。坪量（ｇ／ｍ^２）は、サンプルの平均重量（ｇ）を平均面積（ｍ^２）で割ることによって算出される。

本明細書で使用されるとき、「柔らかい衛生ティッシュ製品」は、柔らかい低密度（すなわち、約０．１５ｇ／ｃｍ３未満）ウェブを意味し、これらは、排尿後及び排便後の洗浄用（トイレットペーパー）、耳鼻咽喉科での排泄物用（ティッシュペーパー）の拭き取り用具、ならびに多機能の吸収剤および洗浄剤（吸収性タオル）としての使用に有用である。本開示に従って調製された衛生ティッシュ製品は、これらに限定されないが、印刷、エンボス加工、カレンダー加工、スリット加工、折り畳み、他の繊維構造体との組み合わせ、および／または巻き取りなど、任意の好適な後処理に供してもよい。

本発明の柔らかいティッシュ製品の一例では、繊維構造体は、約２重量％～５６．５重量％の叩解針葉樹パルプ繊維混合物を含む。叩解針葉樹繊維混合物は、柔らかいティッシュ製品の乾燥繊維を基準として、約０重量％～約５６．４重量％の柔らかい木材パルプを含む。針葉樹パルプは、紙力増強添加剤と組み合わせる前に、任意により叩解されるか、または叩解されない。紙力増強添加剤は、ティッシュ製品の乾燥繊維を基準として、約０．０５重量％～約１．５重量％の紙力増強添加剤を製紙用完成紙料に追加することができる様式で、水性ストリームに添加される。長繊維木材パルプとカチオン性ポリマーとを組み合わせた後、ティッシュペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、約０．０５重量％～約２０．０重量％のセルロースナノフィラメントをストリーム内にブレンドさせる。本発明の一実施形態では、次いでこのストリームを、ティッシュ製品の乾燥繊維を基準として、約４３．５重量％～約９９．９重量％の広葉樹繊維およびセルロースナノフィラメントの両方を含む広葉樹パルプ繊維混合物とブレンドし、上記のプロセスのいずれかによって繊維シートに形成する。本発明の別の実施形態では、長繊維ストリームは、製紙システムの別々の層（複数）に供給され、広葉樹パルプ繊維ストリームから分離させる。このプロセス実施形態では、柔らかい衛生ティッシュ製品を製造する。

本明細書で使用されるとき、「吸収性タオル製品」は、柔らかい手触りと共に液体吸収および湿式スクラビングに対する消費者のニーズを満たすように設計され、製造されている製紙製品の分類である。吸収性製品は、衛生ティッシュおよびティッシュペーパーと同じ製紙技術で作られているが、原材料、製紙プロセスの設定、坪量、および他の原材料は、所望する消費者属性となるように最適化される。

本発明の吸収性タオル製品を製造するためのプロセスの別の例では、繊維構造体は、約４５重量％～９０重量％の叩解針葉樹パルプ繊維混合物を含む。長繊維針葉樹パルプ繊維混合物は、タオル製品の乾燥繊維を基準として、約２０重量％～約８９．９重量％の長繊維針葉樹パルプを含み、長繊維針葉樹パルプは、紙力増強添加剤と組み合わせる前に、任意により叩解されるか、または叩解されない。紙力増強添加剤は、吸収性タオルの乾燥繊維を基準として、約０．０５重量％～約５．０重量％の紙力増強添加剤を製紙用完成紙料に追加することができる様式で、水性ストリームに添加される。針葉樹パルプとカチオン性ポリマーとを組み合わせた後、ティッシュペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、約０．０５重量％～約２０重量％のセルロースナノフィラメントをストリーム内にブレンドさせる。本発明のこの実施形態では、次に、針葉樹繊維、セルロースナノフィラメントおよびカチオンストリームを、タオル製品の乾燥繊維を基準として、１０重量％～５５重量％の広葉樹パルプ繊維混合物とブレンドし、上記のプロセスのいずれかによって繊維シートに形成する。本発明の別の実施形態では、長繊維ストリームは、製紙システムの別々の層（複数）に供給され、１０重量％～５５重量％の広葉樹パルプ繊維ストリームから分離させる。このプロセス実施形態では、より高い紙力の吸収性ティッシュウェブ製品を製造する。

増強添加剤－本願のプロセスは、紙力増強添加剤を製紙用完成紙料に添加することも含む。一般に、紙力増強添加剤は、ウェブの所望の特徴に応じて、様々な量で適用され得る。例えば、いくつかの実施形態では、添加される全湿潤紙力増強剤は、約０．５～５０ｋｇ／Ｔであり得、いくつかの実施形態では、２～約１５ｋｇ／Ｔ、いくつかの実施形態では、約３～約５ｋｇ／Ｔであり得る。紙力ポリマーは、多層ティッシュウェブの任意の層に組み込むことができる。

本発明において有用な紙力増強添加剤としては、これらに限定されないが、カチオン性水溶性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、ペーパーシートに湿潤紙力を付与するものであり、これらは、製紙技術において周知である。こうした樹脂としては、ポリアミドエピクロロヒドリン（ＰＡＥ）、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、ポリアクリルアミド樹脂、ジアルデヒドデンプン、およびこれらの混合物が挙げられる。

いくつかの実施形態では、ティッシュ製品の紙力をさらに向上させるために、他の紙力増強剤を利用してもよい。本明細書で使用されるとき、「湿潤紙力増強剤」は、パルプ繊維に添加されたときに、結果として、約０．１を超える湿潤幾何学的引張紙力対乾燥幾何学的引張紙力の比を有するウェブまたはシートをもたらすことができる任意の材料である。典型的には、これらは「永久的」湿潤紙力増強剤または「一時的」湿潤紙力増強剤のいずれかと呼ばれる。当技術分野において周知であるように、一時的および永久的湿潤紙力増強剤はまた、乾燥時のティッシュ製品の紙力を向上するための乾燥紙力増強剤としても機能し得る場合がある。任意の化学成分の列挙は、本質的に例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を限定することを意味するものではない。他の材料も、それらが本発明の利点を妨げないまたは打ち消さない限り含まれてもよい。

湿潤紙力増強剤は、ウェブの所望の特徴に応じて様々な量で塗布することができる。例えば、いくつかの実施形態では、添加される全湿潤紙力増強剤は、約０．５～５０ｋｇ／Ｔ、いくつかの実施形態では２～約１５ｋｇ／Ｔ、およびいくつかの実施形態では、約３～約５ｋｇ／Ｔの紙力増強剤を、多層ティッシュウェブの任意の層に組み込むことができる。本発明において有用なカチオン性湿潤紙力増強樹脂としては、これらに限定されないが、カチオン性水溶性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、ペーパーシートに湿潤紙力を付与するものであり、これらは、製紙技術において周知である。この樹脂は、繊維シートに対して、一時的であるか、または永久的である、いずれかの湿潤紙力を付与し得る。こうした樹脂としては、ポリアミドエピクロロヒドリン（ＰＡＥ）、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、ポリアクリルアミド樹脂、ジアルデヒドデンプン、およびこれらの混合物が挙げられる。

紙力増強添加剤は、永久的湿潤紙力増強樹脂、一時的湿潤紙力増強樹脂、乾燥紙力増強添加剤、およびこれらの混合物からなる群から選択され得る。永久的湿潤紙力が望まれる場合、化学的製紙添加剤は、次の群の化学物質から選択され得る：ポリアミドピクロロヒドリン（ｐｏｌｙａｍｉｄｐｉｃｈｌｏｒｏｈｙｄｒｉｎ）、ポリアクリルアミド、不溶化ポリビニルアルコール、尿素ホルムアルデヒド（ｕｒｅａｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ）、ポリエチレンイミン、およびキトサンポリマー。ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂は、特に有用であることが分かっているカチオン性湿潤紙力増強樹脂である。このような樹脂の好適な種類は、１９７２年１０月２４日発行の米国特許第３，７００，６２３号、および１９７３年１１月１３日発行の米国特許第３，７７２，０７６号（両方ともＫｅｉｍ）に記載されている。有用なポリアミドエピクロロヒドリン樹脂の１つの商業的供給源は、Ｈｅｒｃｕｌｅｓ，Ｉｎｃ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌ．）であり、このような樹脂をＫＹＭＥＮＥ（登録商標）５５７Ｈの商標で販売している。

また、ポリアクリルアミド樹脂も、湿潤紙力増強樹脂として有用であることがわかった。これらの樹脂は、１９７１年１月１９日にＣｏｓｃｉａらに発行された米国特許第３，５５６，９３２号、および１９７１年１月１９日にＷｉｌｌｉａｍｓらに発行された米国特許第３，５５６，９３３号に記載されている。ポリアクリルアミド樹脂の１つの商業的供給源は、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｙａｎａｍｉｄ Ｃｏ．（Ｓｔａｎｆｏｒｄ，Ｃｏｎｎ．）であり、このような樹脂をＰＡＲＥＺ（登録商標）６３１ＮＣの商標で販売している。

本発明において有用性が見出されているさらに他の水溶性カチオン樹脂は、尿素ホルムアルデヒド樹脂およびメラミンホルムアルデヒド樹脂である。これらの多官能樹脂のより一般的な官能基は、窒素に付着したアミノ基およびメチロール基などの窒素含有基である。ポリエチレンイミン型樹脂も、本発明において有用性を見出すことができる。

一時的な湿潤紙力が所望される場合、化学的製紙添加剤は、以下の化学物質群から選択され得る：カチオン性ジアルデヒドデンプン系樹脂（Ｃａｌｄａｓ（Ｊａｐａｎ Ｃａｒｌｅｔ製）、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｒｃｈ ７８－００８０またはＣｏｂｏｎｄ １０００（いずれもＮａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｒｃｈ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製））およびジアルデヒドデンプン。修飾デンプン一時的湿潤紙力増強樹脂もまた、１９８７年６月２３日発行の米国特許第４，６７５，３９４号（Ｓｏｌａｒｅｋら）に記載されている。好ましい一時的湿潤紙力増強樹脂としては、１９９１年１月１日発行の米国特許第４，９８１，５５７号（Ｂｊｏｒｋｑｕｉｓｔ）に記載されているものが挙げられる。好ましい一時的湿潤紙力増強樹脂の別の例は、ＣｙＴｅｃによって製造されている市販の変性ポリアクリルアミド樹脂であるＰＡＲＥＺ（登録商標）７５０Ｂである。乾燥紙力が所望される場合、化学的製紙添加剤は、以下の群の化学物質から選択することができる。ポリアクリルアミド（例えば、Ｃｙｐｒｏ５１４とＡＣＣＯＳＴＲＥＮＧＴＨ７１１との組み合わせ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｙａｎａｍｉｄ ｏｆ Ｗａｙｎｅ（Ｎ．Ｊ．）製）、デンプン（コーンデンプン、バレイショデンプンなど）、ポリビニルアルコール（例えば、ＡＩＲＶＯＬ５４０（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，Ｐａ．）製）など）、グアーまたはローカストビーンガム、および／またはカルボキシメチルセルロース（ＡＱＵＡＬＯＮ ＣＭＣ－Ｔなど（Ａｑｕａｌｏｎ Ｃｏ．，（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌ．））。一般に、本発明を実施するのに好適であるデンプンは、水溶性および親水性によって特徴付けられる。例示的デンプン材料としては、コーンデンプンおよびバレイショデンプンが挙げられるが、これによって好適なデンプン材料の範囲を限定することを意図するものではない。工業的にはアミオカデンプンとして公知であるワキシーコーンスターチが特に好ましい。アミオカデンプンは、それが完全にアミロペクチンであるという点で一般的なコーンデンプンとは異なるが、一般的なコーンデンプンは、アンプロペクチン（ａｍｐｌｏｐｅｃｔｉｎ）およびアミロースの両方を含む。アミオカデンプンの様々な独特の特徴は、「Ａｍｉｏｃａ－Ｔｈｅ Ｓｔａｒｃｈ Ｆｒｏｍ Ｗａｘｙ Ｃｏｒｎ」１９４５年１２月、１０６－１０８頁（Ｖｏｌ．ｐｐ．１４７６－１４７８）にさらに記載されている。デンプンは、粒状または分散形態であり得るが、粒状形態が好ましい。デンプンは、顆粒の膨潤を引き起こすのに十分に蒸解されていることが好ましい。より好ましくは、デンプン顆粒は、蒸解などによって、デンプン顆粒の分散直前のある時点まで膨潤する。このような高度に膨潤したデンプン顆粒は、「完全に蒸解された」と称されるものとする。分散のための条件は一般に、デンプン顆粒の大きさ、顆粒の結晶化度、および存在するアミロースの量に応じて変化し得る。例えば、完全に蒸解されたアミオカデンプンは、約４％濃度のデンプン顆粒の水性スラリーを約１９０°Ｆ（約８８℃）で約３０～約４０分間加熱することによって調製され得る。使用され得る他の例示的なデンプン材料としては、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｒｃｈ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｂｒｉｄｇｅｗａｔｅｒ、ＮＪ）から入手可能な、窒素に付着したアミノ基およびメチロール基などの窒素含有基を有するように修飾されたものなどの修飾カチオンデンプンが挙げられる。このような修飾デンプン材料は、これまで、湿潤紙力および／または乾燥紙力を増大するためのパルプ完成紙料添加剤として主に使用されてきた。しかし、ティッシュペーパーウェブへ適用することにより本発明に従って適用される場合、同じ修飾デンプン材料のウェットエンド添加と比較して、湿潤紙力への影響が減少しているとも考えられる。このような修飾デンプン材料が非修飾デンプンよりも高価であることを考慮すると、非修飾デンプンが一般的に好まれてきた。これらの湿潤および乾燥紙力増強樹脂は、本発明に記載されたプロセスによって添加されることに加えて、パルプ完成紙料に添加されてもよい。パルプ完成紙料への上述の湿潤紙力および一時的湿潤紙力増強樹脂などの化合物の添加は任意であり、本開発の実施には必要ではないことを理解すべきである。

本発明のプロセスの好ましい実施態様では、紙力増強添加剤は、製造される吸収性タオルまたは衛生ティッシュ製品の乾燥繊維を基準として、約０．０５重量％～約５．０重量％、好ましくは約０．０５重量％～約３．０重量％、より好ましくは約０．１重量％～約１．５重量％、さらにより好ましくは約０．５重量％～約１．５重量％の範囲の量で、完成紙料に添加される。一般に、吸収性タオル製品を製造するプロセスでは、ポリマーが最大で約５．０％まで、好ましくは最大で約３．０％まで、さらに好ましくは最大で約１．５％まで添加される、より高量のポリマーが添加される。逆に、衛生ティッシュ製品を製造するためのプロセスでは、ポリマーが最大で約３．０％まで、好ましくは最大で約１．５％まで添加される場合、わずかに低量の紙力増強ポリマーが添加される。
任意成分－化学製紙用添加剤：

所望であれば、柔らかさ、低リント、吸収性、シートの柔軟性、ならびに一時的および／または永久的な湿潤紙力など、消費者の所望の利点をさらに向上するために、様々な化学添加剤組成物が任意により使用されてもよい。化学添加剤は、デボンダ、シリコーン軟化添加剤、非シリコーン軟化添加剤、吸収性添加剤、および審美的添加剤からなる群から選択される。
デボンダ

化学的デボンダも、ウェブを柔らかくするために適用することができる。具体的には、化学的デボンダは、ウェブの１つ以上の層内の水素結合の量を減らすことができ、これにより、さらに柔らかい製品となる。得られたティッシュ製品の所望の特徴に応じて、ペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、０重量％～約３．０重量％、好ましくは約０．１～約２．０重量％、より好ましくは約０．５～約１．０重量％の量のデボンダが適用され得る。デボンダは、単層または多層ティッシュウェブの任意の層に組み込むことができる。

本発明において柔軟剤添加剤として使用するのに好適であるデボンダとしては、カチオン性界面活性剤および非カチオン性界面活性剤の両方が挙げられ、カチオン性界面活性剤が好ましい。非カチオン性界面活性剤としては、アニオン性、非イオン性、両性、および双性イオン性界面活性剤が挙げられる。好ましくは、そうでなければ界面活性剤を含めることから生じ得るティッシュペーパーの特性における製造後の変化を実質的に回避するために、ティッシュペーパーが製造された後、界面活性剤はその場で実質的に非移動性である。これは、例えば、本発明のティッシュペーパー製品の実施形態の保管中、出荷中、商品化中、および使用中によく遭遇する温度よりも高い溶融温度、例えば約５０℃またはそれ以上の溶融温度を有する界面活性剤を使用することにより、達成することができる。

前述の柔らかさ／引張り利益をもたらすために、ティッシュペーパーウェブに適用される非カチオン性界面活性剤の量は、最終製品に対する一定の引張り基準でこうした利益を付与するのに必要な最小有効レベルから、約２％、好ましくは約０．０１％～約２％の範囲であり、非カチオン性界面活性剤は、より好ましくは、約０．０５％～約１．０％、最も好ましくは、約０．０５％～約０．３％の範囲で、ウェブによって保持されている。界面活性剤は、好ましくは８個以上の炭素原子を有するアルキル鎖を有する。例示的なアニオン性界面活性剤は、線状アルキルスルホネートおよびアルキルベンゼンスルホネートである。例示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、などのアルキルグリコシドエステル、１９７７年３月８日発行の米国特許第４，０１１，３８９号（Ｗ．Ｋ．Ｌａｎｇｄｏｎら）に記載のアルキルグリコシドエステル、などのアルキルグリコシド、ＰＥＧＯＳＰＥＲＳＥ（登録商標）２００ＭＬなどのアルキルポリエトキシル化エステル（Ｇｌｙｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．（Ｇｒｅｅｎｗｉｃｈ，Ｃｏｎｎ．））、ＮＥＯＤＯＬＲ２５－１２（Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏより入手可能）などのアルキルポリエトキシル化エーテルおよびエステル、ＳＰＡＮ６０（ＩＣＩ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ）などのソルビタンエステル、エトキシル化ソルビタンエステル、プロポキシル化ソルビタンエステル、混合エトキシル化プロポキシル化ソルビタンエステル、およびＴＷＥＥＮ６０（ＩＣＩ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．）などのポリエトキシ化ソルビタンアルコールである。アルキルポリグリコシドが、本発明での使用に特に好ましい。例示的な界面活性剤の上記の列挙は、本質的に単に例示的であることを意図しており、本発明の範囲を限定することを意味するものではない。
シリコーン

滑らかな感触を付与することによって主に機能する化学的柔軟剤が望まれる場合、ポリシロキサンまたは「シリコーン」を使用することができる。得られるティッシュ製品の所望の特徴に応じて、ペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、シリコーンは、０重量％～約３．０重量％、好ましくは約０．１～約２．０重量％、より好ましくは約０．５～約１．０重量％の量で、適用され得る。シリコーンは、単層または多層ティッシュウェブの任意の層に組み込むことができる。本発明での使用に好適であるシリコーン化合物は、以下に詳細に記載する。

ポリシロキサン化合物は、好ましくは、以下の構造：

（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立したシロキサンモノマー単位について、それぞれ独立して水素または任意のアルキル、アリール、アルケニル、アルカリール、アラキル（ａｒａｋｙｌ）、シクロアルキル、ハロゲン化炭化水素、または他の基であり得る）のモノマーシロキサン単位を有する。このような基のいずれも、置換または非置換であり得る。任意の特定のモノマー単位のＲ１およびＲ２基は、隣接する次のモノマー単位の対応する官能基とは異なってもよい。また、ポリシロキサンは、直鎖状、分岐鎖状のいずれかであるか、または環状構造を有してもよい。基Ｒ１およびＲ２は、さらに独立して、これに限定するものではないが、シロキサン、ポリシロキサン、シランおよびポリシランなどの他のシラン官能基であってもよい。基Ｒ１およびＲ２は、例えばアルコール、カルボン酸、アルデヒド、ケトンおよびアミン、アミド官能基など、種々の有機官能基のいずれかを含むことができ、アミノ官能性シリコーン化合物が好ましい。例示的なアルキル基は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、オクタデシルなどである。例示的なアルケニル基は、ビニル、アリルなどである。例示的なアリール基は、フェニル、ジフェニル、ナフチルなどである。例示的なアルカリール基は、トイル、キシリル、エチルフェニルなどである。例示的なアラキル基は、ベンジル、アルファ－フェニルエチル、ベータ－フェニルエチル、アルファ－フェニルブチルなどである。例示的なシクロアルキル基は、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどである。例示的なハロゲン化炭化水素基は、クロロメチル、ブロモエチル、テトラフルオロエチル、フルオロエチル、トリフルオロエチル、トリフルオロトリル、ヘキサフルオロオキシイルなどである。ポリシロキサンを開示している参考文献としては、１９５８年３月１１日発行の米国特許第２，８２６，５５１号（Ｇｅｅｎ）、１９７６年６月２２日発行の米国特許第３，９６４，５００号（Ｄｒａｋｏｆｆ）、１９８２年１２月２１日発行の米国特許第４，３６４，８３７号（Ｐａｄｅｒ）、１９９１年１０月２２日発行の米国特許第５，０５９，２８２号（Ａｍｐｕｌｓｋｉら）、および１９６０年９月２８日に公開の英国特許第８４９，４３３号（Ｗｏｏｌｓｔｏｎ）が挙げられる。また、１９８４年にＰｅｔｒａｒｃｈ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．によって配布されているＳｉｌｉｃｏｎ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ、１８１～２１７頁には、一般にポリシロキサンの広範なリストおよび説明が含まれている。
柔軟剤

化学的製紙添加剤である乳化界面活性剤材料以外の任意の界面活性剤を、以下「界面活性剤」と呼び、乳化化学製紙添加剤の乳化成分として存在する任意の界面活性剤を以下「乳化剤」と呼ぶ。界面活性剤は、単独で、または他の化学製紙用添加剤と同時に、後に、または前にティッシュペーパーに適用されてもよい。典型的なプロセスでは、別の添加剤が存在する場合、界面活性剤は、他の添加剤（複数可）と同時にセルロース基材に適用される。リントを制御するために、および／または引張紙力を増大するために、デボンダ含有ティッシュペーパーを比較的低量のバインダーで処理することも望ましい場合がある。

滑らかな感触を付与することによって主に機能する化学的柔軟剤が望まれる場合、これらは、以下の群の化学物質から選択することができる。有機材料（鉱物油、パラフィンもしくはカルヌバなどのワックス、またはラノリンなど）、およびポリシロキサン（米国特許第５，０５９，２８２号（Ａｍｐｕｌｓｋｉに発行）に記載されている化合物など）。本発明での使用に好適であるポリシロキサン化合物は、以下に詳細に記載する。

構造体を可塑化することによって主に機能する化学的柔軟剤が望まれる場合、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００など）、ジメチルアミン、および／またはグリセリンの化学物質群から選択することができる。

剥離によって主に機能するカチオン性化学柔軟剤が望まれる場合、これらは以下の化学物質群から選択することができる。カチオン性四級アンモニウム化合物（ジヒドロ添加獣脂ジメチルアンモニウムメチルサルフェート（ＤＴＤＭＡＭＳ）またはジヒドロ添加獣脂ジメチルアンモニウムクロリド（ＤＴＤＭＡＣ）（双方とも、Ｗｉｔｃｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｇｒｅｅｎｗｉｃｈ，Ｃｏｎｎ．）製））、Ｂｅｒｏｃｅｌ ５７９（Ｅｋａ Ｎｏｂｅｌ（Ｓｔｅｎｎｕｎｇｓｕｎｄ，Ｓｗｅｄｅｎ））、米国特許第４，３５１，６９９号および同第４，４４７，２９４号（Ｏｓｂｏｒｎに発行）に記載の材料；および／またはＤＴＤＭＡＭＳまたはＤＴＤＭＡＣのジエステル誘導体。
特に、式：
（Ｒ_１）_４－ｍ－Ｎ^＋－［Ｒ２］_ｍＸ^－
（式中、ｍは１～３であり、
各Ｒ_１は、Ｃ_１－Ｃ_８アルキル基、ヒドロキシアルキル基、ヒドロカルビル基もしくは置換ヒドロカルビル基、アルコキシル化基、ベンジル基、またはこれらの混合物であり、各Ｒ_２は、Ｃ_９～Ｃ_４１アルキル基、ヒドロキシアルキル基、ヒドロカルビル基もしくは置換ヒドロカルビル基、アルコキシル基、ベンジル基、またはこれらの混合物であり、Ｘ^－は、本発明における使用に好適である任意の柔軟剤適合性アニオンである）を有する四級アンモニウム化合物である。好ましくは、各Ｒ_２は、Ｃ_１６－Ｃ_１８アルキルであり、最も好ましくは各Ｒ_２は、直鎖Ｃ_１８アルキルである。好ましくは、各Ｒ_１は、メチルであり、Ｘ^－は、塩化物または硫酸メチルである。任意により、Ｒ_２置換基は、植物油源由来であってもよい。
式：
（Ｒ_１）_４－ｍ－Ｎ^＋－［（ＣＨ_２）_ｎ－Ｙ－Ｒ_２］_ｍＸ^－
各Ｙ＝－Ｏ－（Ｏ）Ｃ－、または－Ｃ（Ｏ）－Ｏ－、
ｍ＝１～３であり、好ましくは、ｍ＝２であり、
各ｎ＝１～４であり、好ましくは、ｎ＝２であり、
各Ｒ_１置換基は、短鎖Ｃ_１－Ｃ_６、好ましくはＣ_１－Ｃ_３アルキル基、例えば、メチル（最も好ましい）、エチル、プロピルなど、ヒドロキシアルキル基、ヒドロカルビル基、ベンジル基またはこれらの混合物であり、各Ｒ_２は、長鎖、少なくとも部分的に不飽和である（約５超～約１００未満、好ましくは約１０～約８５のＩＶ）、Ｃ_１１～Ｃ_２３ヒドロカルビル、または置換ヒドロカルビル置換基であり、対イオン、Ｘ^－は、任意の柔軟剤適合性アニオンであり得、例えば、酢酸塩、塩化物、臭化物、メチル硫酸塩、ギ酸塩、硫酸塩、硝酸塩なども本発明において使用され得る）を有する生分解性エステル官能性四級アンモニウム化合物。好ましくは、Ｒ_２の大部分は、少なくとも９０％のＣ_１８－Ｃ_２４鎖長を有する脂肪アシルを含む。より好ましくは、Ｒ_２の大部分は、少なくとも９０％のＣ_１８、Ｃ_２２およびこれらの混合物を含む脂肪アシルからなる群から選択される。

他の種類の好適な四級アンモニウム化合物は、１９９５年１２月１２日に公開された、Ｋｉｍｂｅｒｌｙ－Ｃｌａｒｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された欧州特許第０６８８９０１（Ａ２）号に記載されている。

第三級アミン軟化化合物もまた、本発明において使用することができる。好適な第三級アミン柔軟剤の例は、１９９５年３月２１日発行のＪａｍｅｓ Ｒｉｖｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された米国特許第５，３９９，２４１号に記載されている。
吸収性添加剤

吸収性の向上が望まれる場合には、界面活性剤を使用して本発明のペーパーウェブを処理することができる。使用される場合、一実施形態では、界面活性剤の量は、ティッシュウェブの乾燥繊維重量を基準として、約０．０１％～約２％であり得る。一実施形態では、界面活性剤は、８個以上の炭素原子を有するアルキル鎖を有する。代替的には、高度の不飽和（モノおよび／もしくはポリ）ならびに／または分岐鎖アルキル基を有するカチオン性柔軟剤活性成分は、吸収性を大幅に向上することができる。

吸収速度を向上する吸収助剤が望まれる場合、以下の群の化学物質から選択することができる。ポリエトキシレート（ＥＧ ４００など）、アルキルエトキシル化エステル（ＰＥＧＯＳＰＥＲＳＥ ２００ＭＬ（Ｌｏｎｚａ Ｉｎｃ．）など）、アルキルエトキシル化アルコール（Ｎｅｏｄｏｌなど）、アルキルポリエトキシル化ノニルフェノール（ＩＧＥＰＡＬ ＣＯ（Ｒｈｏｎｅ－Ｐｏｕｌｅｎｃ／ＧＡＦ製））、エトキシル化トリメチルペンタンジオール、および／または米国特許第４，９５９，１２５号および同第４，９４０，５１３号（Ｓｐｅｎｄｅｌに発行）に記載の材料。界面活性剤デボンダ柔軟剤が濡れ性を低下させる場合には、湿潤剤、例えば第２の界面活性剤を塗布溶液に添加してもよい。例えば、ソルビタンステアレートエステルをアルキルポリエトキシル化アルコールと混合して、柔らかい湿潤ペーパーを製造することができる。

水溶性ポリヒドロキシ化合物も、吸収性助剤および／または湿潤剤として使用することができる。本発明での使用に好適である水溶性ポリヒドロキシ化合物の例としては、グリセロール、約１５０～約８００の重量平均分子量を有するポリグリセロール、ならびに約２００～約４０００、好ましくは約２００～約１０００、最も好ましくは約２００～約６００の重量平均分子量を有するポリオキシエチレンおよびポリオキシプロピレンが挙げられる。約２００～約６００の重量平均分子量を有するポリオキシエチレンが特に好ましい。上記のポリヒドロキシ化合物の混合物も使用することができる。例えば、グリセロールおよびポリグリセロールの混合物、グリセロールおよびポリオキシエチレンの混合物、ポリグリセロールおよびポリオキシエチレンの混合物などが本発明において有用である。特に好ましいポリヒドロキシ化合物は、約４００の重量平均分子量を有するポリオキシエチレンである。この材料は、Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎ．）から「ＰＥＧ－４００」の商品名で市販されている。

吸収速度を低下させる吸収助剤が望ましい場合、これらは以下の群の化学物質から選択することができる。アルキルケテンダイマー（ＡＱＵＡＰＥＬＲ ３６０ＸＣエマルジョン（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ Ｉｎｃ．，製（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌ．））、フルオロカーボン（Ｓｃｏｔｃｈ Ｇｕａｒｄなど（３Ｍ（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，Ｍｉｎｎ．））、疎水性シリコーン（ＰＤＭＳ ＤＣ－２００など（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈ．）））、フルオロテロマー（ＺＯＮＹＬ ７０４０など（Ｄｕｐｏｎｔ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌ．）））など。

吸収性添加剤は、単独でまたは紙力増強添加剤と組み合わせて使用することができる。デンプンベースの紙力増強添加剤が本発明における使用のための好ましいバインダーであることが見出された。好ましくは、ティッシュペーパーはデンプン水溶液で処理される。完成したティッシュペーパー製品のリントを減少させることに加えて、低量のデンプンはまた、高量のデンプンの添加によりもたらされるボーディネス（ｂｏａｒｄｉｎｅｓｓ）（すなわち、剛性）を付与することなく、ティッシュペーパーの引張強度におけるわずかな改善を付与する。また、これは、引張紙力を増大させる従来の方法によって紙力増強されたティッシュペーパーと比較して、改善された紙力／柔らかさの関係を有するティッシュペーパー、例えば、パルプの叩解の増加により、または他の乾燥紙力増強添加剤を添加することにより、増大した引張紙力を有するシートを提供する。柔らかさが重要な特徴ではない用途、例えば板紙において柔らかさを犠牲にして強度を構築するためにデンプンが伝統的に使用されてきたので、この結果は特に驚異的である。また、さらに、デンプンは、表面の印刷適性を改善するために、印刷用紙および筆記用紙の充填剤として使用されてきた。
審美的添加剤

審美的添加剤が所望される場合、これらは以下の群の化学物質から選択することができる：インキ、染料、香料、乳白剤（ＴｉＯ２または炭酸カルシウムなど）、蛍光増白剤、およびこれらの混合物。本発明に記載のプロセスを利用して、ペーパーの審美性も改善することができる。インキ、染料、および／または香料は、好ましくは、ティッシュペーパーウェブに引き続き適用される水性組成物に添加される。審美用添加剤は、単独で、または湿潤剤、軟化剤、および／または紙力増強添加剤と組み合わせて適用することができる。
製造するためのプロセス

図１では、製紙用ヘッドボックス１を有するツインワイヤ形成機は、製紙用繊維の水性懸濁液の完成紙料を外側成形布５および内側成形布３などの複数の成形布に注入または堆積し、これによってウェットティッシュウェブ６を形成する。本開示の形成プロセスは、製紙業界で公知の任意の従来の形成方法であり得る。このような形成プロセスとしては、長網抄紙機、サクションブレストロールフォーマなどのルーフフォーマー、ならびにツインワイヤーフォーマーおよびクレセントフォーマーなどのギャップフォーマーが挙げられるが、これらに限定されない。

内側成形布３がフォーミングロール４の周りを回転すると、ウェットティッシュウェブ６が内側成形布３上に形成される。ウェットティッシュウェブ６が繊維の乾燥重量に基づいて約１０重量％の濃度になるまで部分的に脱水されるので、内側成形布３は、新たに形成されたウェットティッシュウェブ６をプロセス内の下流で支持して運ぶのに役立つ。ウェットティッシュウェブ６のさらなる脱水は、真空吸引ボックスなどの既知の製紙技術によって実施されてもよく、その間、内側成形布３はウェットティッシュウェブ６を支持する。ウェットティッシュウェブ６は、少なくとも約２０パーセント、より具体的には約２０～約４０パーセント、より具体的には約２０～約３０パーセントの濃度までさらに脱水されてもよい。

成形布３は、一般に、金属ワイヤまたはポリマーフィラメントなどの任意の好適な多孔質材料から製造することができる。例えば、いくつかの好適な布としては、Ａｌｂａｎｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（Ａｌｂａｎｙ，Ｎ．Ｙ．）から入手可能なＡｌｂａｎｙ ８４Ｍおよび９４Ｍ、Ａｓｔｅｎ ８５６、８６６、８６７、８９２、９３４、９３９，９５９、または９３７；Ａｓｔｅｎ Ｓｙｎｗｅｖｅ Ｄｅｓｉｇｎ ２７４（これらのすべては、Ａｓｔｅｎ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｆａｂｒｉｃｓ，Ｉｎｃ．（Ａｐｐｌｅｔｏｎ，Ｗｉｓ．）から入手可能である）；およびＶｏｉｔｈ ２１６４（Ｖｏｉｔｈ Ｆａｂｒｉｃｓ（Ａｐｐｌｅｔｏｎ，Ｗｉｓ．）から入手可能である）を挙げることができるが、これらに限定されない。Ｓｐｅｃｔｒａシリーズなど、押出ポリウレタンフォームで製造されたＳｃａｐａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのものなど、不織ベース層を含む布またはフェルトを形成することも有用であり得る。

次いで、ウェットウェブ６は、約１０～約４０パーセント、特に約２０～約３０パーセントの固形分濃度で、成形布３から移送布８に移送される。本明細書で使用されるとき、「移送布」は、ウェブ製造プロセスの形成部と乾燥部との間に位置決めされる布である。

移送布８への移送は、正圧および／または負圧の補助を用いて実施してもよい。例えば、一実施形態では、真空シュー９は、成形布３および移送布８が真空スロットの前縁で同時に収束および発散するように負圧を加えることができる。典型的には、真空シュー９は、約１０～約２５水銀柱インチのレベルで圧力を供給する。上述のように、真空移送シュー９（負圧）は、ウェブの反対側からの正圧を使用して、次の布にウェブを吹き付けることによって補完または置換することができる。いくつかの実施形態では、他の真空シューを使用して、繊維ウェブ６を移送布８の表面上に引っ張るのを補助することもできる。

典型的には、移送布８は成形布３よりも遅い速度で移動し、ウェブのＭＤおよびＣＤの延伸を向上させる。これは一般にウェブの横方向（ＣＤ）または機械方向（ＭＤ）方向の延伸を指す（サンプルの欠損時には伸び率として表す）。例えば、２つの布の相対速度差は、約１～約３０パーセント、いくつかの実施形態では約５～約２０パーセント、いくつかの実施形態では約１０～約１５パーセントであり得る。これは一般に、「急速移送」と呼ばれる。「急速移送」の間、ウェブの結合の多くは破壊され、これによってシートが移送布８の表面上のくぼみ内に曲げられ、かつ折り畳まれるようになると考えられる。移送布８の表面の輪郭へのこうした成形により、ウェブのＭＤおよびＣＤの延伸を増大させてもよい。ある布から別の布への急速移送は、以下の特許のいずれか１つに教示されている原理に従うことができる。米国特許第５，６６７，６３６号、同第５，８３０，３２１号、同第４，４４０，５９７号、同第４，５５１，１９９号、同第４，８４９，０５４号。

ウェットティッシュウェブ６は、その後、移送布８から通気乾燥布１１に移送される。典型的には、移送布８は通気乾燥布１１とほぼ同じ速度で移動する。しかし、ウェブが移送布８から通気乾燥布１１に移送されるときに、第２の急速移送が行われ得ることが現在発見されている。この急速移送は、本明細書では第２の位置で起こると言及されており、移送布８よりも遅い速度で通気乾燥布１１を操作することによって達成される。２つの異なる位置、すなわち第１および第２の位置で急速移送を実行することによって、増大したＣＤの延伸を有するティッシュ製品を製造することができる。

移送布８から通気乾燥布１１にウェットティッシュウェブを急速移送することに加えて、ウェットティッシュウェブ６は、真空移送ロール１２または真空シュー９などの真空移送シューの補助により、肉眼で通気乾燥布１１の表面に適合するように再配置されてもよい。所望であれば、通気乾燥布１１を移送布８の速度よりも遅い速度で走行させることで、得られる吸収性ティッシュ製品のＭＤの延伸をさらに大きくことができる。移送は、ウェットティッシュウェブ６を通気乾燥布１１のトポグラフィに確実に一致させるために真空アシストを用いて実行されてもよい。

本開示のプロセスは、ウェブが約１０重量％以下、好ましくは約８重量％以下、より好ましくは約６重量％以下の水分を含むまで、それぞれのウェブを乾燥するステップを含む。

ウェットティッシュウェブ６は、通気乾燥布１１によって支持されている間、通気乾燥機１３によって約９４パーセント以上の最終濃度まで乾燥される。次に、ウェブ１５は、リールドラム２２とリール２３との間の巻き取りニップを通過し、スリット加工カッティング、折り畳み、および包装などのその後の加工のためにティッシュロール２５に巻き取られる。

ウェブは、所望の嵩および外観となるように、肉眼によるウェブの再配置を確実に行うため、好ましくは真空の補助を用いて、最終乾燥のために通気乾燥布に移送される。別々の移送布および通気乾燥布を使用することで、重要な製品要件に独立して対処するように２つの布を特に設計できるようにするため、様々な利点を提供することができる。例えば、移送布は一般に、超急速移送レベルの高ＭＤ延伸への効率的な加工を可能にするように最適化され、通気乾燥布は、バルクおよびＣＤの延伸をもたらすように設計されている。したがって、適度に粗く、かつ適度に立体的な移送布および通気乾燥布を有することが有用であり、最適な構成ではかなり粗く立体的である。その結果、比較的滑らかなシートが移送部を離れ、次いで肉眼により（真空アシストを用いて）再配置されて、通気乾燥布の高バルク、高ＣＤ延伸表面トポロジーが得られる。シートトポロジーは、移送布から通気乾燥布において、完全に変更され、繊維は肉眼により再配置される。これには、著しい繊維間の移動を含む。

乾燥プロセスは、ウェットウェブの嵩または厚さを保存する傾向がある任意の非圧縮または圧縮乾燥方法であり得、これに限定するものではないが、通気乾燥、赤外線放射、マイクロ波乾燥、Ｖａｌｍｅｔ ＮＴＴ、Ｖｏｉｔｈ ＡＴＭＯＳなどが挙げられる。通気乾燥は、その商業的入手可能性および実用性の理由から、周知であり、本発明の目的のためにウェブを非圧縮乾燥するために一般的に使用される手段の一つである。好適な通気乾燥布としては、これに限定されるものではないが、実質的に連続した機械方向隆起部を有する布が挙げられ、これによって隆起部は、米国特許第６，９９８，０２４号に開示されているものなど、まとめられた複数の縦糸ストランドで構成されている。他の好適な通気乾燥布としては、米国特許第７，６１１，６０７号に開示されているもの、特にＦｒｅｄ（ｔ１２０７－７７）、Ｊｅｓｔｏｎ（ｔ１２０７－６）およびＪａｃｋ（ｔ１２０７－１２）として示される布が挙げられる。ウェブは、好ましくは、ヤンキードライヤーの表面に押し付けられることなく、引き続いてクレーピングすることなく、通気乾燥布上で最終乾き度まで乾燥される。

ウェットティッシュウェブ６が非圧縮乾燥され、これによって乾燥されたティッシュウェブ１５が形成されると、巻き取りの前に乾燥ティッシュウェブ１５をヤンキードライヤーに移送することによって、または米国特許第４，９１９，８７７号に開示されている、マイクロクレーピングなどの代替的短縮化方法を用いて、乾燥ティッシュウェブ１５をクレープ加工することができる。

巻き製品では、最も柔らかい側を消費者に向けて製品を巻くことが多くの場合有利であり、したがってこの側の柔らかさを増すような剪断プロセスが好ましい。しかし、布側ではなくウェブの空気側を処理することも可能であり、これらの実施形態では、布側よりも高いレベルまで空気側の柔らかさを増大させることが可能である。

本開示のプロセスは、多プライティッシュ製品を形成するのに非常に適している。多プライティッシュ製品は、２プライ、３プライ、またはより多くの数のプライを含むことができる。１つの特定の実施形態では、本開示に従って２プライロールティッシュ製品が形成され、両方のプライは、例えば、クレープ加工されておらず、通気乾燥させるなどの同一の製紙プロセスを使用して製造される。しかし、他の実施形態では、プライは２つの異なるプロセスによって形成されてもよい。一般に、ロールに巻き取られる前に、第１のプライと第２のプライとが一緒に付着される。ウェブを一緒に積層するための任意の好適な様式を使用することができる。例えば、このプロセスは、プライを繊維の絡み合いによって一緒に機械的に接着させる圧着装置を含む。しかし、代替的実施形態では、プライを一緒に接着させるために接着剤を使用してもよい。

さらに、本開示に従って調製されたウェブは、印刷、エンボス加工、カレンダー加工、スリット加工、折り畳み、他の繊維構造体との組み合わせなどを含むがこれらに限定されない、任意の好適な後処理に供されてもよい。

Claims (15)

1. 吸収性タオルペーパーウェブを製造するためのプロセスであって、
   ａ）製紙用完成紙料を提供するステップであって、
   ｉ）前記吸収性タオルペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、４５重量％～９０重量％の叩解針葉樹パルプ繊維混合物であって、
   ｗ）前記吸収性タオルペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、２０重量％～８９．９重量％の針葉樹パルプ繊維、
   ｘ）前記吸収性タオルペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、０．０５重量％～２０．０重量％のセルロースナノフィラメントであって、３０ｎｍ～５００ｎｍの平均幅および２００～５０００のアスペクト比を有する、セルロースナノフィラメント、および
   ｙ）前記吸収性タオルペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、０．０５重量％～５．０重量％の紙力増強添加剤
   を含むことを特徴とする叩解針葉樹パルプ繊維混合物と、
   ｉｉ）前記吸収性タオルペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、１０重量％～５５重量％の広葉樹パルプ繊維混合物と、
   を含むことを特徴とする製紙用完成紙料を提供するステップと、
   ｂ）前記製紙用完成紙料から密度差のある湿潤繊維ウェブを形成するステップと、
   ｃ）前記湿潤繊維ウェブが１０重量％以下の水分を含むまで前記湿潤繊維ウェブを乾燥させるステップとを含むことを特徴とする、プロセス。
2. 柔らかい衛生ティッシュペーパーウェブを製造するためのプロセスであって、
   ａ）製紙用完成紙料を提供するステップであって、
   ｉ）前記柔らかい衛生ティッシュペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、２重量％～５６．５重量％の叩解針葉樹パルプ繊維混合物であって、
   ｗ）前記柔らかい衛生ティッシュペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、０重量％～５６．４重量％の針葉樹パルプ繊維、
   ｘ）前記柔らかい衛生ティッシュペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、０．０５重量％～２０．０重量％のセルロースナノフィラメントであって、３０ｎｍ～５００ｎｍの平均幅および２００～５０００のアスペクト比を有する、セルロースナノフィラメント、および
   ｙ）前記柔らかい衛生ティッシュペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、０．０５重量％～３．０重量％の紙力増強添加剤
   を含むことを特徴とする叩解針葉樹パルプ繊維混合物と、
   ｉｉ）前記柔らかい衛生ティッシュペーパーウェブの乾燥繊維を基準として、４３．５重量％～９９．９重量％の広葉樹パルプ繊維混合物と、
   を含むことを特徴とする製紙用完成紙料を提供するステップと、
   ｂ）前記製紙用完成紙料から密度差のある湿潤繊維ウェブを形成するステップと、
   ｃ）前記湿潤繊維ウェブが１０重量％以下の水分を含むまで前記湿潤繊維ウェブを乾燥させるステップとを含むことを特徴とする、プロセス。
3. ブレンドであって、
   Ａ）前記ブレンドの少なくとも４０重量％の前記セルロースナノフィラメントと、
   Ｂ）前記ブレンドの少なくとも１０重量％の未処理のフィブリル化繊維と、
   Ｃ）前記ブレンドの少なくとも１０重量％の２００μｍ未満の長さを有するセルロース系微粉と、
   のブレンドとしての前記セルロースナノフィラメントを提供するステップを含むことをさらに特徴とする、請求項１～２のいずれか１項に記載のプロセス。
4. ブレンドであって、
   Ａ）前記ブレンドの少なくとも５０重量％の前記セルロースナノフィラメントと、
   Ｂ）前記ブレンドの少なくとも２０重量％の未処理のフィブリル化繊維と、
   Ｃ）前記ブレンドの少なくとも２０重量％の２００μｍ未満の長さを有するセルロース系微粉と、
   のブレンドとしての前記セルロースナノフィラメントを提供するステップを含むことをさらに特徴とする、請求項３に記載のプロセス。
5. 前記針葉樹パルプ繊維を、前記混合物に添加される前に叩解するステップを含むことをさらに特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載のプロセス。
6. 前記ステップｉ）が、
   ｚ）デボンダ、シリコーン、柔軟化添加剤、吸収性添加剤、および審美的添加剤からなる群から選択される１．０重量％超の化学的製紙添加剤を前記製紙用完成紙料に提供するステップ
   を含むことをさらに特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載のプロセス。
7. 前記ステップｉ）が、０％超３．０％以下のデボンダ、または、０％超３．０％以下のシリコーンを、前記製紙用完成紙料に提供するステップを含むことをさらに特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載のプロセス。
8. 前記プロセスが、前記吸収性タオルペーパーウェブまたは前記柔らかい衛生ティッシュペーパーウェブに密度差を提供するステップを含むことをさらに特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載のプロセス。
9. 前記ステップａ）が、最大で２０重量％のフィブリル化人工セルロースを提供するステップを含むことをさらに特徴とする、請求項１～８のいずれか１項に記載のプロセス。
10. 前記ステップａ）が、最大で２０重量％の非木材天然繊維を提供するステップを含むことをさらに特徴とする、請求項１～９のいずれか１項に記載のプロセス。
11. 前記ステップａ）が、最大で２０重量％の非セルロース系繊維を提供するステップを含むことをさらに特徴とする、請求項１～１０のいずれか１項に記載のプロセス。
12. 前記セルロースナノフィラメントが、前記紙力増強添加剤の前に前記針葉樹パルプ繊維混合物にブレンドされるステップを含むことをさらに特徴とする、請求項１～１１のいずれか１項に記載のプロセス。
13. 前記セルロースナノフィラメントが、前記紙力増強添加剤の後に前記針葉樹パルプ繊維混合物にブレンドされるステップを含むことをさらに特徴とする、請求項１～１１のいずれか１項に記載のプロセス。
14. 前記ステップｃ）の後に、前記吸収性タオルペーパーウェブから吸収性タオルペーパー製品を形成し、前記吸収性タオルペーパー製品が１、２、３、４、または５プライであることを特徴とする、ステップを含むことをさらに特徴とする、請求項１および３～１３のいずれか１項に記載のプロセス。
15. 前記ステップｃ）の後に、前記柔らかい衛生ティッシュペーパーウェブから柔らかい衛生ティッシュペーパー製品を形成し、前記柔らかい衛生ティッシュペーパー製品が１、２、３、４、または５プライであることを特徴とする、ステップを含むことをさらに特徴とする、請求項２および５～１３のいずれか１項に記載のプロセス。

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