JPH10506440A - 湿潤弾性ウェブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 フェイシャルティッシュ、バスティッシュ、ペーパタオル、ナプキン等に有効なペーパシートが、高い程度の湿潤弾性を表すように形成できる。この特性は、非クレープ加工通気乾燥法において、高収量パルプ繊維（漂白された化学熱機械処理パルプ繊維のような）と、湿潤強度剤との組合せを用いることによって達成される。この結果作られた製品は、濡れたとき、手の中で丸められた後にもスプリングバックできる。

Description

【発明の詳細な説明】 湿潤弾性ウェブ 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、ナプキン等の吸収 性ペーパ製品の製造において、様々な異なるシートの特性が、製造される特定の 製品の性能に影響を及ぼす。柔軟性、強度、吸収性、嵩等が、改良の課題である ことが多い。しかしながら、ティッシュ関連製品の特性は、濡れて、手の中で丸 くされると、ティッシュのほとんどの部分がつぶれてしまい、高密度の湿った固 まりになる。別の言い方をすれば、このようなティッシュ製品は、低湿潤圧縮係 数と低湿潤弾性とを有する。これらの特性は、製品が液体を拭き取るのに用いら れるときには好ましいものではない。何故ならば、製品がひとたび飽和されると 使用不可能になるからである。 従って、濡れたときに一体性をほぼ保持したままであり、従来のティッシュ製 品よりスポンジのように作用するような、ティッシュ、タオル等として有効な改 良されたペーパシートが必要とされる。本発明の概要 通常、非クレープ加工の通気乾燥法といわれる、所定の天然製紙繊維を湿潤強 度樹脂と適切に組み合わせることによって、著しい湿潤弾性を示す低密度の吸収 性ウェブを製造できる。これらのウェブは、耐水結合でともに結合された湿潤弾 性繊維を含み、構造的な崩壊に耐え、濡れたときにギャザー形成される、すなわ ち寸法が変化し、これにより、吸収性製品に有効な安定した毛管構造を表す構造 となる。これらの吸収性湿潤弾性構造が、ティッシュ、ペーパタオル、ナプキン 等として、また使い捨ておむつ、失禁用衣類、幼児訓練用パンツ、生理用パッド 、家禽用パッド等のような別の吸収性製品における成分としても有効である。こ のような別の吸収性製品の構造が、本分野において公知である。このような用途 において、あるいは流体が含まれて、閉じ込められたり移送されるような別の用 途において、本発明の湿潤弾性構造は、流体サージウェブ、流体分配ウェブ、吸 収性コアまたは吸収性組成物等として機能できる。 従って、１態様において、本発明は、乾燥引張強度に対する湿潤引張強度の比 率が約０．１か、それ以上、より詳細には、約０．２か、それ以上、さらにより 詳細には約０．３か、それ以上となる所定量の湿潤強度剤が添加され、少なくと も約１０乾燥重量％の高収量パルプ繊維からなる非クレープ加工の通気乾燥ペー パシートに関する。高収量パルプ繊維は、繊維に湿潤弾性を与えると考えられる 高レベルのリグニンを含む。湿潤強度樹脂が、湿潤弾性繊維を通気乾燥繊維の輪 郭に一致するシート構造に結合（固定）する。シートが乾燥すると、湿潤強度剤 によって形成された結合が硬化され、耐湿結合を形成し、シートが濡れたとき高 弾性であるシートをともに形成する。非クレープ加工の通気乾燥工程において、 クレープ加工の段階がないので、すなわち形成された結合を引き離すような次に 続く段階もないので、この特性が、シート内に保持されたままである。 別の態様において、本発明は、耐湿結合で固定された湿潤弾性天然繊維からな る湿潤弾性の低密度構造に関し、該吸収性構造は約０．３グラム／立方センチメ ートルか、それ以下の密度を有する。湿潤弾性天然繊維は、高収量パルプ繊維（ 以下にさらに記載する）、亜麻、トウワタ、マニラ麻、麻、綿、または天然的に 湿潤弾性であるようなもの、または例えば、架橋されたり、カール加工のような 、化学的または物理的に変性されるいずれかの木材パルプ繊維を含み、濡れた状 態で変形したままであり、変形後に回復できない非弾性繊維に対して、濡れた状 態における変形後に回復能力を有する。耐湿結合は、湿潤状態における分裂に耐 性のある繊維間の結合部位であり、湿潤引張強度と乾燥強度強度の割合が０．１ か、それ以上となる。 本明細書に用いる、「高収量パルプ繊維」とは、約６５％か、それ以上、より 詳細には７５％か、それ以上、さらにより詳細には約７５％から約９５％の収量 を与えるパルプ処理によって製造された製紙繊維である。このようなパルプ工程 は、脱色された化学熱機械処理パルプ（ＢＣＴＭＰ）、化学熱機械処理パルプ（ ＣＴＭＰ）圧力／圧力 熱機械処理パルプ（ＰＴＭＰ）、熱機械処理パルプ（Ｔ ＭＰ）、熱機械化学処理パルプ（ＴＭＣＰ）、高収量サルファイトパルプ、およ び結果的に生じる繊維に高レベルのリグニンが残されている高収量のクラフトパ ルプ、を含む。好ましい高収量パルプ繊維が、全体を比較して相対的に損傷を受 けない仮道管、高ろ水度（２５０ＣＳＦ以上）、微細繊維の低含有量（ブリット ジャーテストによって２５％未満）から構成されることで特徴付けられる。 シート内の高収量パルプ繊維の量が、少なくとも約１０乾燥重量％か、それ以 上であり、より詳細には、約３０乾燥重量％か、それ以上であり、より詳細には 約５０乾燥重量％か、それ以上であり、１００％までである。層状シートに関し ては、これらの同量が１つか２つ以上の個々の層に付与される。高収量パルプ繊 維は、一般的に別の製紙繊維よりも柔軟性が劣るので、これらを３層シートの中 央層に配置したり、２プライ製品の場合には、２プライのそれぞれの内側に向い た層内に配置するように、最終製品の中央に組み入れることが有効である。 本発明の製品は、低密度である（嵩高）。一般的に、本発明の製品の密度は、 約０．３グラム／立方センチメートルか、それ以下、より詳細には約０．１５グ ラムか、それ以下、さらにより詳細には、約０．１グラム／立方センチメートル か、それ以下である。吸収性構造が形成されると、湿潤弾性繊維間結合の数を実 質的に減少させることなく、乾燥されることが重要であると考えられる。ティッ シュとタオルを乾燥させるための通常の方法である通気乾燥が、この構造を保持 するのに好ましい方法である。湿式堆積続いて通気乾燥によって形成された吸収 性構造は、一般的に約０．１グラム／立方センチメートルの密度を有しており、 一方、一般的におむつフラフに用いられる乾式構造は、一般的に約０．０５グラ ム／立方センチメートルの密度を有する。このような構造の全てが本発明の範囲 内にある。 本発明の一体部分は、湿潤状態で繊維間の結合を固定するのに用いられる材料 である。一般的に、繊維がペーパとティッシュ製品に共に保持されるための手段 が、水素結合、および、場合によっては、水素結合と共有結合またはイオン結合 の組合せを含む。本発明において、繊維を繊維結合点に固定し、湿潤状態で分裂 に耐えられるような手段で繊維を結合できる材料を提供することが重要である。 このような場合、湿潤状態は、一般的に、製品が水または別の水溶液にされされ たときを示すが、尿、血液、粘液、月経分泌物、体液および別の身体からの排泄 物のような体液にさらされることも意味する。 本発明に適用できる紙と板紙に湿潤強度を与えるような、製紙産業において通 常用いられる複数の材料がある。これらの材料は、湿潤強度剤として、本分野に おいて知られており、広い範囲の製造業者から商業的に入手可能である。紙また はティッシュに添加されると、０．１を越える湿潤強度対乾燥強度比を与えるこ とになる材料が、本発明に目的における湿潤強度剤といわれる。一般的に、これ らの材料は、永久湿潤強度剤、または「一時的」湿潤強度剤といわれる。永久湿 潤強度剤と一時的湿潤強度剤とを識別するために、永久とは、紙またはティッシ ュに組み込まれたとき、少なくとも５分間水に曝された後、元の湿潤強度の５０ ％以上を保持する製品を形成する樹脂として定義される。一時的湿潤強度剤は、 ５分間水に曝された後に元の湿潤強度の５０％未満を示すものである。双方の分 類の材料を本発明の用途に見いだせる。パルプ繊維に添加される湿潤強度剤の量 は、繊維の乾燥重量に基づいて少なくとも約０．１乾燥重量％であり、より詳細 には約０．２乾燥重量％か、それ以上であり、より詳細には、約０．１から約３ 乾燥重量％である。 永久湿潤強度剤が幾らかの長期間の間、湿潤弾性を構造に与える。この種の構 造は、ペーパタオルおよび多くの吸収性消耗製品のような長期間湿潤弾性を必要 とする製品における用途に見られる。逆に一時的湿潤強度剤は、低密度と高弾性 を有する構造を形成するが、水または体液にさらされることに対して長期間の耐 性を有する構造は形成しない。構造は、最初に優れた一体性を有するが、時間が 経過するとその湿潤弾性を失い始める。この特性は、最初に濡れると、吸収性が 高いが、時間が経過すると一体性を失う材料を形成する際に有効に用いることが できる。この特性は、トイレで「流すことのできる」製品を形成する際に用いる ことができる。湿潤強度を発生させる機構は、繊維間の結合点において水抵抗結 合を発生させる主要な特性が得られるかぎりは、本発明の製品にほとんど影響を およぼさない。 本発明において使用できる永久湿潤強度剤は、一般的に水溶性、陽イオン低重 合体または、それ自体で架橋できる（同質架橋）か、またはセルロースあるいは 木材繊維の別の構成物と架橋できるポリマー樹脂である。この目的のために最も 広く用いられている材料は、ポリアミド―ポリアミン―エピクロロヒドリン（Ｐ ＡＥ）タイプの樹脂の種類である。これらの材料は、ケイムに付与され、デラウ ェア州ウィルミントン在住のハークルス社によりＫｙｍｅｎｅ５７７Ｈとして販 売されている特許（米国特許第３、７００、６２３号および３、７７２、０７６ 号）に記載された。関連材料が、ノースカロライナ州チャロット在住のヘンケル ケミカル社とジョージア州アトランタ在住のジョージパシフィック・レジン社に より販売されている。 ポリアミド―エピクロロヒドリン樹脂も、本発明において結合樹脂として有効 である。モンサントによって開発され、サントレスの商標で販売されている材料 が、本発明に用いることのできる基剤活性化ポリアミド―エピクロロヒドリン樹 脂である。これらの材料がペトロバッファに付与された特許（米国特許第３、８ ９９、３８８号、同第４、１２９、５２８号および同第４、１４７、５８６号） およびバンエナム（米国特許第４、２２２、９２１号）に付与された特許に記載 されている。これらは、消耗製品に一般的に用いられていないが、ポリエチレン イミン樹脂も、本発明の製品における結合点を固定するのに適している。別の種 類の永久湿潤強度剤としてホルムアルデヒドとメラミンすなわち尿との作用によ って得られるアミノプラスト樹脂を例として上げられる。 本発明に関して使用できる一時的湿潤強度樹脂が、アメリカン・カイナミドに よって開発され、Ｐａｒｅｚ ６３１ＮＣ（現在、ニュージャージ州のウェスト パターソン在住のキテック・インダストリーズから入手可能）として販売されて いる樹脂を含むが、これらに限定されない。これと、これに類似する樹脂が、コ シア他に付与された米国特許第３、５５６、９３２号とウィリアム他に付与され た同第３、５５６、９３３号に記載されている。本発明における適用にみられる べき別の一時的湿潤強度剤は、ナショナル・スターチから入手可能であり、Ｃｏ −Ｂｏｎｄ １０００として販売されている変性スターチを含む。これらと、こ れらに関連するスターチがソラレク他に付与された米国特許第４、６７５、３９ ４号にカバーされていると考えられる。日本特許公開番号ＪＰ０３、１８５、１ ９７号に記載されているような誘導ジアルデハイドスターチも、一時的湿潤強度 を形成するのに有効な材料として適用例にみられる。ブジョーククイストに付与 された米国特許第４、９８１、５５７号、同第５、００８、３４４号および同第 ５、０８５、７３６号に記載されているような別の一時的湿潤強度材料も本発明 において使用する。列挙された湿潤強度樹脂の分類と種類に関して、このリスト は、単に例を示すものであり、湿潤強度樹脂の別の種類を含むことを意味するも のでもないし、本発明の範囲を制限することを意味するものでもない。 上述したような湿潤強度剤が、本発明に関連して使用するのに特に有効である ことがわかっているが、別の種類の結合剤も、必要な湿潤弾性を形成するのに用 いることができる。これらは、ウェットエンドにおいて付与されたり、ウェブが 形成された後または乾燥された後などに、スプレー法またはプリント法により付 与できる。 本発明の製品は、別の同種の製品よりも顕著に大きな湿潤弾性を表すことが発 見された。例えば、本発明の製品が、水で飽和され、手の中で丸められ、ほぼゴ ルフボールの大きさのボール状にされ、解放されると、すぐに開いてほとんど丸 まった状態ではなくなる。逆に、バスティッシュおよびペーパタオルのような現 在商業的に入手可能な製品は、湿ったボール状にほぼ丸まったままである。この 特性を客観的に計測するために、いくつかのパラメータが用いられる。これらの パラメータは、引張強度対乾燥引張強度の比（湿潤対乾燥比）、湿潤・リンクル ・回復・テストおよび湿潤圧縮弾性であり、これらの全てについて以下に記載す る。これらのパラメータは、本発明の吸収性構造またはこれらの組合せにおいて 定義するのに用いることができる。 湿潤：乾燥比は、湿潤引張強度を乾燥引張強度で割った割合である。機械方向 （ＭＤ）引張強度、機械横方向（ＣＤ）すなわち幾何平均引張強度（ＧＭＴ）を 用いて表すことができる。本発明の吸収性構造が、０．１か、それ以上のＧＭＴ 湿潤対乾燥比、より詳細には約０．２か、それ以上、さらにより詳細には、約０ ．３５か、それ以上さらに詳細には、約０，５か、それ以上である。 湿潤・リンクル・回復・テストは、織物ケミストおよびカラリストアメリカ協 会（１９９２年）のテクニカルマニュアルの頁９９で行なわれたＡＡＴＣＣテス ト方法６６―１９９０をわずかに変更したものである。この変更はこの方法を実 行する前にサンプルをまず濡らすことである。これは、サンプルを試験前に０． ０１パーセントのＴＲＩＴＯＮ Ｘ−１００を含む水に５分間浸すことによって なされる。サンプルの準備が、７３°Ｆ（２２°Ｃ）、５０％の相対湿度で行わ れる。サンプルがピンセットでそっと取り除かれ、３２５グラムのウエイトで、 ２枚の吸取紙の間を圧縮することによって引っ張られ、サンプルホルダー内に配 置されて、乾燥・リンクル・回復テスト法に関して試験される。試験では、試験 されるべきサンプルの最高の回復角度を計測し、（機械方向および機械横方向を 含む全ての方向に）１８０°が全回復を表す。湿潤・リンクル・回復のパーセン トは、計測された回復角を１８０で割り、これに１００をかけたものである。本 発明の吸収性構造は、約６０％か、それ以上、より詳細には、約７０％か、それ 以上、さらにより詳細には、約８０％か、それ以上の湿潤リンクル回復率を示す ことができる。 湿潤および乾燥特性の双方を達成する材料保持手順を用いて、新しい材料の湿 潤圧縮弾性を示すことができる。プログラム可能な強度計測装置が、圧縮モード で、最初に乾燥され、調整されたサンプルに特定の一連の圧縮サイクルをおこな い、その後にサンプルが特定の手段で十分に柔軟化され、圧縮サイクルの同じシ ーケンスが施される。湿潤および乾燥特性が一般的な問題であるが、この試験か らの最も重要な情報が、湿潤特性に関する。乾燥サンプルの初期の試験では調整 段階と見ることができる。 各試験見本が６．３５センチメートル（２．５インチ）に切断された２枚か、 それ以上の調整された（２４時間、５０％ＲＨ、２３°Ｃ（７３°Ｆ））乾燥サ ンプルシートのスタックから構成され、スタックの質量が０．２グラムから０． ６グラムであるのが好ましい。試験のシーケンスが、乾燥サンプルを０．０２５ ポンド／平方インチ（ＰＳＩ）に圧縮することで開始され、初期厚さ（サイクル Ａ）を得て、２ｐｓｉまでの荷重をかけ、荷重を取り除く（サイクルＢ、サイク ルＣ）２つが繰り返される。最後に、サンプルが、ふたたび０．０２５ｐｓｉに まで圧縮され、最終的な厚さ（サイクルＤ）を得ることができる。（圧縮速度を 含む手順の詳細は以下に述べる。）乾燥サンプルの処理につづいて、脱イオン化 された水の微細な噴霧を用いてサンプルに均一に付与され、約１対１の（ｇ水／ ｇ乾燥繊維）の湿分比になる。これは、調整されたサンプルの質量に基づいて、 ９５％―１１０％の湿分を付与することによってなされる。これは、一般的なセ ルロース材料を、物理的な特性が湿分含有に比較的影響を受けない場合の範囲内 にする（例えば、反応が７０％未満の混合比の場合よりも小さい）。湿分が与え られたサンプルが試験装置内に配置され、圧縮サイクルが繰り返される。 スタック内に用いられるサンプル層の数に比較的影響を受けない３つの湿潤弾 性の計測が考慮される。第１の計測は、２ｐｓｉにおける湿潤サンプルの嵩であ る。これは、「圧縮された嵩」といわれる。第２の計測は、圧縮試験（サイクル Ｄ）の終了時に０．０２５ｐｓｉにおける湿分サンプルの厚さと、試験開始時（ サイクルＡ）に計測された０．０２５ｐｓｉにおける湿分サンプルの厚さの比で ある「スプリングバック比」といわれる。第３の計測は、湿潤サンプルにたいし て、上述したシーケンスの間、２ｐｓｉまでの第２の圧縮（サイクルＣ）におけ る荷重エネルギーと、２ｐｓｉまでの第１の圧縮（サイクルＢ）の荷重エネルギ ーの比である、「荷重エネルギー比」である。荷重が厚さの関数としてプロット されるとき、荷重エネンルギーは、そのサイクルの荷重のかけられていない状態 からピークの荷重にサンプルが進むときの曲線の面積である。純粋な弾性材料に たいして、スプリングバックと荷重エネルギー比は１である。本明細書に述べた ３つの計測値は、スタック内の層の数と相対的に独立しており、湿潤弾性の有効 な計測として用いる。本明細書において、圧縮比は２ｐｓｉまでの第１の圧縮サ イクルにおけるピークの荷重における湿分化されたサンプルの厚さと、０．０２ ５ｐｓｉにおける初期の湿分化された厚さとの比としても定義される。 本発明の吸収性構造は、１つか２つ以上の前述の特性を表すことができる。よ り詳細には、本発明の吸収性構造は、圧縮比が０．７か、それ以下、より詳細に は約０．６か、それ以下、さらにより詳細には約０．５か、それ以下である。ま た、スプリングバック比は約０．８か、それ以上、より詳細には約０．８５か、 それ以上、さらにより詳細には約０．９か、それ以上である。荷重エネルギー比 は、約０．７か、それ以上、より詳細には約０．８か、それ以上である。 湿潤圧縮回復の計測を実施する際に、ＴＡＰＰＩ状態（５０％ＲＨ、２３°Ｃ （７３°Ｆ））のもとで少なくとも２４時間の間調整されなければならない。見 本が、６．３５センチメートル×６．３５センチメートル（２．５インチ）平方 にダイスで切断される。調整されたサンプルの重量はほぼ０．４グラムであり、 可能であれば、有効に比較を行なうには、０．２５グラムから０．６グラムの範 囲内である。目標質量０．４グラムは、シートの基本重量が６５グラム／平方メ ートル（ｇｓｍ）未満である場合には、２枚か、３枚以上のシートからなるスタ ックを用いることによって達成される。例えば、通常の３０ｇｓｍのシートに対 し、３シートのスタックは、ほぼ０．４グラムの全質量にほぼ近い。 圧縮計測が、インストンシリーズＸＩＩソフトウェア（１９８９年発行）とバ ージョン２ファームウェアを作動する８２６ＰＣコンピュータと接続されたイン ストロン４５０２ユニバーサル・テスティング・マシンを用いて実行される。Ａ １００ＫＮロードセルが、サンプル圧縮に対し、５．７５センチメートル（２． ２５インチ）の直径の円形プラテンに使用される。低い方のプラテンがボールベ アリング組立体を有しており、プラテンを正確に配列できる。低い方のプラテン が、上方のプラテンによる荷重（３０―１００ １ｂｆ）がかけられながら、所 定の場所にロックされ、面を確実に平行にする。上方のプラテンが標準のリング ナットで所定の場所にロックされ、荷重がかけられるとき上方のプラテンにおけ る遊びを取り除く。 開始後に少なくとも１時間の暖機に続いて、器具制御パネルが、プラテンが接 触しながら（１０−３０ １ｂの荷重で）伸び計をゼロの距離に設定するように 用いられる。上方のプラテンが自由に下がっている状態で、較正された荷重セル のバランスがとられ、読み取り値がゼロになる。伸び計と荷重セルが周期的にチ ェックされ、ベースラインのドリフトを防ぐ（ゼロポイントのシャーティング） ように周期的にチェックされなければならない。計測は、ＴＡＰＰＩの仕様に従 って制御された湿度と温度環境（５０％±２％ｒｈおよび２３°Ｃ（７３°Ｆ） ）において実行されなければならない。次いで、上方プラテンが上げられ、０． ５センチメートル（０．２インチ）の高さにまで上げられ、インストロンの制御 がコンピュータに伝送される。 インストロンシリーズＸＩＩサイクリックテストソフトウェアを用いて、器具 のシーケンスが、次の順番で３つのサイクルブロック（インストラクションセッ ト）７個のマーカ（別個の事象）で形成される。 マーカ１：ブロック１ マーカ：ブロック２ マーカ３：ブロック３ マーカ４：ブロック２ マーカ５：ブロック３ マーカ６：ブロック１ マーカ７：ブロック３ ブロック１は、０．１ １ｂの荷重がかけられるまで（圧縮が負の力として定 められるのでインストロンの設定は−０．１ １ｂである）、１．５インチ／分 でクロスヘッドを減少するように指示を出す。制御が変位によってなされる。目 標にした荷重に達すると、加えられた荷重がゼロに減少する。 ブロック２は、印加荷重が０．０５ １ｂから８ １ｂのピークまでのクロス ヘッドの範囲が０．４インチ／分の速度で０．０５ １ｂｎに戻ることを指示す る。インストロンソフトウェアを用いると、制御モードが変位し、リミットタイ プが荷重、第１のレベルが−０．０５ １ｂであり、第２のレベルが−８ １ｂ であり、停止時間が０秒であり、遷移の数が２（圧縮、次いで弛緩）であり、「 作用しない」はブロックの終了に対し特定されない。 ブロック３は、停止時間がゼロでクロスヘッドを１０．１６センチメートル（ ４インチ）／分の速度で０．５センチメートル（０．２インチ）にまで単に上げ るのに、変位制御とリミットタイプを用いる。別のインストロンソフトウェア設 定値は、第１レベル内で０であり、第２レベルにおいて０．２であり、１遷移お よびブロックの終了において「作用しない」である。 上述の順番（マーカ１−７）を遂行するとき、インストロンシーケンスが、サ ンプルを０．０２５ｐｓｉ（０．１ １ｂｆ）にまで圧縮し、弛緩し、次いで２ ｐｓｉ（８ １ｂｓ）にまで圧縮し、圧縮を解除してクロスヘッドを０．５セン チメートル（０．２インチ）にまで上昇させて、再びサンプルを２ｐｓｉにまで 圧縮、弛緩、クロスヘッドを０．５センチメートルにまで持ち上げ、再び０．０ ２５ｐｓｉ（０．１ １ｂｆ）に圧縮してクロスヘッドを上昇させる。データの ログは、ブロック２に関して０．０５センチメートル（０．０２インチ）すなわ ち０．４ １ｂ（最初に発生するいずれか）以下ごとの間隔で実行されなければ ならず、ブロック１に関しては０．０１ １ｂ以下ごとの間隔で実行されなけれ ばならない。好ましくは、データのログは、ブロック１において０．００４ １ ｂ毎に実行され、ブロック２においては０．０５１ｂ毎、すなわち０．０１２セ ンチメートル（０．００５インチ）（先に発生するいずれか）ごとに実行される のが好ましい。 Ｓｅｒｉｅｘ Ｘ１１ソフトウェアの出力が、（各０．０２５および２．０ｐ ｓｉピーク荷重において）マーカ１、２、４、および６に関するピーク荷重での 伸び（厚さ）、マーカ２と４に関する（先に述べたサイクルＢとＣの２回の２． ０ｐｓｉまでの圧縮それぞれ）荷重エネルギー、２つの荷重エネルギー（第２サ イクル／第１サイクル）の比、最終の厚さと最初の厚さの比（最後の厚さと最初 の０．０２５ｐｓｉの圧縮との比）を与えるように設定される。荷重対厚さの結 果が、ブロック１および２の実行の間、スクリーン上にプロットされる。 計測を実行する際に、乾燥、調整されたサンプルが下側のプラトン上に中央に 配置され、試験が開始される。続いてシーケンスが完了すると、サンプルが直ち に取り除かれ、湿分（２２°Ｃから２３°Ｃの脱イオン化された水）が加えられ る。初期のサンプル質量（調整されたサンプル質量に基づいて９５％−１１０％ の添加湿分が加えられ、好ましくは１００％の添加湿分が加えられる。このレベ ルの湿分は、１０５°Ｃのオーブンにおいて少なくとも３０分間乾燥させること をいう１．１から１．３グラム水／グラムのオーブン乾燥繊維の絶対湿分比を作 り出さなければならない）のほぼ２倍の湿分サンプル質量に達するように、湿分 が細かい噴霧状態で均一に加えられる。噴霧は、分離したシート（２シート以上 のスタックに対して）に均一に加えられ、スプレーが各シートの前後双方に加え られ、均一な湿分を与えることができるようになっている。このことは、従来の プラスチックスプレーボトルを用いて達成でき、コンテナまたは別のバリヤが殆 どのスプレーをブロックし、スプレー容器の上側１０−２０％、細霧のみがサン プルに達することができるようになる。スプレー源は、スプレー付与する間、サ ンプルから少なくとも２５．４センチメートル（１０インチ）離れていなければ ならない。一般的に細かい噴霧によって均一に湿分を与えるように注意を払わな ければならない。サンプルは目標とする湿分含有量に達するように、湿分を与え る工程の間何回か重量を測らなければならない。乾燥サンプル上の圧縮の終了か ら湿分付与の終了までの間は３分以上経過してはならない。スプレー付与の最終 から次の圧縮試験開始までの４５秒から６０秒が、内部の吸い上げとスプレーを 吸収できる時間である。乾燥圧縮シーケンスと湿潤圧縮シーケンスとの間は３分 から４分である。 ディジタルバランスによって示されているように、所望の質量範囲に達すると 、サンプルが下側インストロンプラテンの中央に配置され、試験シーケンスが開 始される。計測に続いて、サンプルが乾燥の間１０５°Ｃのオーブン内に配置さ れており、オーブン乾燥重量が、後に記録される（サンプルが３０−６０分の間 乾燥できなければならず、その後に乾燥重量が計測される）。 クリープの回復は、２ｐｓｉまでの２つの圧縮サイクル間で発生でき、サイク ル間の時間が重要である。これらのインストロン試験において用いられた器具の 設定値に関し、２ｐｓｉまでの２サイクルの間の圧縮の開始の間、３０秒の長さ （±４秒）がある。圧縮の開始が、ロードセルの読み取り値が０．０３ １ｂを 越える地点として定義される。同様に、第１回の厚さ計測（０．０２５ｐｓｉま でのランプ）における圧縮の開始と２ｐｓｉまでの第２回の圧縮サイクルの開始 までの間には５から８秒の間隔がある。２ｐｓｉまでの第２の圧縮サイクルの開 始と最終的な厚さの計測の圧縮の開始との間隔は、ほぼ２０秒である。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の湿潤弾性吸収構造に有効なクレープ加工されていない通気乾 燥製紙工程の概略図である。 図面の詳細な説明 図１を参照すると、本発明に従って、通気乾燥ペーパシートを製造する方法が 示されている。（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。製紙繊維の水性浮遊物の流れ１１を成形布地１３上に噴射 または堆積させる層上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 が示されており、成形布地１３は、ウェブが約１０乾燥重量％の密度にまで部分 的に脱水される間、新しく形成された湿潤ウェブを支持し、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。 次いで、湿潤ウェブが成形布地から、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、成形布地と移送布地との間の一定のギャップすなわち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、湿潤ウェブの圧縮を避けるようになって いる。 次いで、このウェブが真空トランスファロール２０、すなわち真空移送シュー の助けをかりて、移送布地から通気乾燥布地１９に移され、先に記載したように 任意的に一定のギャップを用いて再び移送する。通気乾燥布地は、移送布地に対 して同速度か、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。 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７ ５から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（１２ ５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。 通気乾燥布地により支持されながら、ウェブが、通気ドライヤー２１により約 ９４％か、それ以上の密度にまで乾燥され、キャリヤ布地２２に移送される。乾 燥されたベースシート２３がキャリヤ布地２２と任意的な別のキャリヤ布地２５ とを用いてリール２４に転送される。任意的な加圧回転ロール２６が、ウェブを キャリヤ布地２２から布地２５にまで移すのを容易にするように用いることがで 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８ ４Ｍまたは９４Ｍとアステン９５９または９３７であり、これらの全ては、細か いパターンを有する比較的滑らかな布地である。図示していないがリールカレン ダーが、または後にオフラインカレンダーがけを用いて、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１−４ 本発明の吸収性構造を製造するための方法を示すために、図１に示したような 非クレープ加工の通気乾燥工程を用いて、湿潤強度剤（２０ １ｂｓ／トン Ｋ ｙｍｅｎｅ）を有するか有さない、非湿潤性弾性北洋針葉樹クラフト繊維（ＮＳ ＷＫ）と、湿潤強度剤（２０ １ｂｓ／トン Ｋｙｍｅｎｅ）を有するか、有さ ない湿潤弾性繊維（トウヒＢＣＴＭＰ）とを用いて製造された。 繊維は、水力パルパー内で３０分の間４％の濃度にまでパルプ化された。繊維 が紙料のチェストに押し出され、１．０％の濃度にまで希釈された。Ｋｙｍｅｎ ｅ５５７ＬＸの２０／トンが紙料チェストに加えられ、３０分の間混合できた。 ３０ｇｓｍの乾燥重量の単一層の混合されたシートがアルバニ９４Ｍ成形布地上 に形成され１２７真空水銀柱ミリメートル真空（５インチ）で脱水された。シー トが１５％のラッシュトランスファで、６０ｆｐｍ（０．３０メートル／秒）の 速度で進むＬｉｎｄｓａｙ９５２―Ｓ０５の移送布地に移送された。成形布地と 移送布地との間の移送における真空は、２５４水銀柱ミリメートル（１０インチ ）であった。 シートは３０５水銀柱ミリメートル（１２インチ）で、移送布地と同じ速度の ６０ｆｐｍ（０．３０メートル／秒）で進む通気乾燥布地（ｌｉｎｄｓａｙ Ｔ １１６−１）に真空移送された。２００°Ｆ（９３°Ｃ）で作動するハニカム通 気ドライヤーに入る直前に、１０５水銀柱ミリメートル（１２インチ）で第４の 真空上をシートと通気乾燥布地が進行し、最終的９４−９８％の濃度にまで乾燥 された。 シートは、５０％未満の湿度で２１°Ｃ（７０°Ｆ）で５日間にわたって、熟 成された。シートが、５０％±２０％の湿度で２３°Ｃ±１°の制御された環境 で物理的特性に対して試験された。湿潤および乾燥強度が、２５．４センチメー トル／分（１０インチ／分）のクロスヘッド速度において１０．１６センチメー トル（４インチ）のジョースパンで７．６２センチメートル（３インチ）のサン プル幅でインストロン試験された。厚さがＴＭＩテスタで０．２８９ｐｓｉにお いて計測された。 上記からわかるように、湿潤・リンクル・回復・試験によって計測されたよう に、例４（本発明）が他の３つのサンプルよりも実質的により大きな湿潤弾性を 示した。さらに、例４が大きい湿潤：乾燥比も表した。例５−８ 別の例が、嵩、吸収性、湿潤弾性構造に影響を及ぼす基本重量を調べることを 目的にすることを除いては、例１−４に記載したのと同じように実行された。２ ０＃／トンＫｙｍｅｎｅを有する１００％のトウヒＢＣＴＭＰの３０、２４、１ ８および１３ｇｓｍのレベルの４つの基本重量が作られた。 繊維が３０分の間、水力パルパーで４％の濃度にまでパルプ化された。繊維が 紙料のチェストに押し出され、１．０％の濃度にまで希釈された。Ｋｙｍｅｎｅ ５５７ＬＸの２０／トンが紙料チェストに加えられ、３０分の間混合できた。単 一層の混合されたシートがアルバニ９４Ｍ成形布地上に形成され１０２真空水銀 柱ミリメートル（４インチ）で脱水された。成形布地は０．３５メートル／秒（ ６９ｆｐｍで進んだ。シートが１５％のラッシュトランスファで、６０ｆｐｍ（ ０．３０メートル／秒）の速度で進むＬｉｎｄｓａｙ９５２―Ｓ０５の移送布地 に移送される。成形布地と移送布地との間の移送における真空は、１７８水銀柱 ミリメートル（７インチ）であった。１３ｇｓｍのサンプルが、ラッシュトラン スファなしで形成されて、形成布地が、移送布地と通気乾燥布地と同じように０ ．３０メートル／秒（６０ｆｐｍ）で進んだ。 シートは２５４水銀柱ミリメートル（１０インチ）で、移送布地と同じ速度の ６０ｆｐｍ（０．３０メートル／秒）で進む通気乾燥布地（ｌｉｎｄｓａｙ Ｔ １１６−１）に真空移送された。２６０°Ｆ（１２７°Ｃ）で作動するハニカム 通気ドライヤーに入る直前に、２７９水銀柱ミリメートル（１１インチ）におけ る第４の真空上をシートと通気乾燥布地が進行し、最終的に９４−９８％の濃度 にまで乾燥された。 シートは、５０％未満の湿度で２１°Ｃ（７０°Ｆ）で５日間にわたって、熟 成された。シートが、５０％±２０％の湿度で２３°Ｃ±１°の制御された環境 で物理的特性に対して試験された。湿潤および乾燥強度が、２５．４センチメー トル／分（１０インチ／分）のクロスヘッド速度において１０．１６センチメー トル（４インチ）のジョースパンで７．６２センチメートル（３インチ）のサン プル幅でインストロン試験された。厚さがＴＭＩテスタで０．２８９ｐｓｉで計 測された。（この例と前述の例との違いは、真空レベルとドライヤ温度だけであ る。） 上記からわかるように、全ての例は湿潤・リンクル・回復・テストによって求 められるような高湿潤弾性を示した。例９−１２ 本発明をさらに記載するために、非クレープ加工通気乾燥ティッシュが図１に 示したような方法を用いて作られた。より詳細には、単一層、単一プライのティ ッシュが形成され、全ての層が、非精製北洋針葉樹の漂白された化学熱機械的パ ルプ（ＢＣＴＭＰ）繊維から構成された。生成の前に、ＢＣＴＭＰ繊維が２０分 の間４．６％の濃度でパルプ化され、パルプ化の後に２．８％の濃度にまで希釈 された。Ｋｙｍｅｎｅ５５７ＬＸが、１０．１８キログラム／メートルトンのパ ルプで添加された。 ４層のヘッドボックスが非精製の北洋針葉樹ＢＣＴＭＰ紙料で湿潤ウェブを全 ての４層において形成するように用いられた。スライスおよび該スライスを約１ ５０ミリメートル（６インチ）延長した層分割器から約７５ミリメートル（３イ ンチ）に配置された乱流発生インサートが用いられた。名称“平行な可動性リッ プ伸延部と伸張した内部デバイダとを有する伸延した可撓性オヘッドボックスス ライス”の１９９２年７月１４日に発行された米国特許第５、１２９、９８８号 に教唆されているように、スライスを越えて１５０ミリメートル（６インチ）延 長している可撓性リップが用いられた。ネットスライスの開口が約１９ミリメー トル（０．７５インチ）であり、全ての４つのヘッドボックスの層内の水の流れ が比較可能である。ヘッドボックスに送られたストックの濃度の範囲が約０．３ 重量％から約０．５重量％であった。 この結果、得られた単一の層状シートがツインワイヤサクション成形ロールフ ォーマ上に形成され、双方の形成布（図１における１２と１３）がＡｓｔｅｎ８ ６６布地であった。成形布地の速度の範囲が、５．３から６．６メートル／秒で あった。次いで新しく生成されたウェブが、３．６から５．１メートル／秒で進 行する移送布地に移送される前に、成形布地の下側から真空クションを用いて約 ２０から２７％の濃度にまで脱水された。この結果得られたラッシュトランスフ ァの範囲は約３０％から５０％の範囲であった。移送布地はＬｉｎｄｓａｙ ２ １６４布であった。約１５０ないし３８０水銀柱ミリメートル（約６から１５イ ンチ）で引っ張る真空シューがウェブを搬送布地に移送するのに用いられた。 次いで、ウェブが通気乾燥布地（Ｌｉｎｄｓａｙ Ｗｉｒｅ Ｔ１１６−３） に移送された。通気乾燥布地が移送布地とほぼ同じ速度で進んだ。ウェブが約２ ０４°Ｃ（４００°Ｆ）の温度で作動するハニカム通気ドライヤ上で支持され、 約９４−９８％の濃度の最終乾燥にまで乾燥された。この結果得られた非クレー プ加工通気乾燥ティッシュシートが以下の特性を有した。 上記からわかるように、湿潤・リンクル・回復・テストに関する全ての３つの 例が、テストによって計測れた高湿潤弾性を計測した。 本発明の吸収性構造の特性をさらに示すために、前述のいくつかのサンプルの 湿潤圧縮弾性特性が以下のように計測された。 湿潤圧縮弾性 例 上記からわかるように、本発明の例（例４―１２）の全てが、標準（例１―３ ）と比較して高いスプリングバック比と高荷重エネルギー比を示した。さらに、 本発明のいくつかの例が、約７．５ｃｃ／ｇか、それ以上（例９、１０、１２） の高圧縮嵩を表した。本発明の例が、約０．８か、それ以上のスプリングバック 比と、約０．７か、それ以上の荷重エネルギー比とを組合せて、約０．７か、そ れ以下の圧縮比を示し、この結果、低い湿潤係数と、高湿潤弾性を有するウェブ を形成することになった。 例示することを目的に述べられた前述の例は、以下の請求の範囲およびこれに 均等例によって定義される、本発明の範囲を制限するものではないことが明白で ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ， ＶＮ (72)発明者 カンプス リチャード ジョセフ アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54180 ライツタウン ローラ コート 375 (72)発明者 ブラジン マーク アレン アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54915 アップルトン サウス デイブレ イキ ドライヴ 817 (72)発明者 ホーレンバーグ ディヴィッド ヘンリー アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 54956 ニーナ イーグル ドライヴ 1821

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも約10乾燥重量％の高収量パルプ繊維からなり、湿潤対乾燥幾何平 均引張比が約0.1 か、それ以上である非クレープ加工通気乾燥ウェブ。 ２．少なくとも約30乾燥重量％の高収量パルプ繊維を含むことを特徴とする請求 項１に記載のウェブ。 ３．少なくとも約50乾燥重量％の高収量パルプ繊維を含むことを特徴とする請求 項１に記載のウェブ。 ４．約100 乾燥重量％の高収量パルプ繊維を含むことを特徴とする請求項１に記 載のウェブ。 ５．前記高収量パルプ繊維は、脱色された化学熱機械処理パルプ繊維であること を特徴とする請求項１に記載のウェブ。 ６．少なくとも約0.2 乾燥重量％の湿潤強度剤を含むことを特徴とする請求項１ に記載のウェブ。 ７．約0.1 から3 の乾燥重量％の湿潤強度剤を含むことを特徴とする請求項１に 記載のウェブ。 ８．約0.1 グラム/ 立方センチメートルか、それ以下の密度を有することを特徴 とする請求項１に記載のウェブ。 ９．湿潤リンクル回復が約60パーセントか、それ以上であることを特徴とする請 求項１に記載のウェブ。 10．湿潤リンクル回復が約70パーセントか、それ以上であることを特徴とする請 求項１に記載のウェブ。 11．湿潤リンクル回復が約80パーセントか、それ以上であることを特徴とする請 求項１に記載のウェブ。 12．湿潤対乾燥幾何平均引張強度比が0.1 か、それ以上であることを特徴とする 請求項１に記載のウェブ。 13．湿潤対乾燥幾何平均引張強度比が約0.2 か、それ以上であることを特徴とす る請求項１に記載のウェブ。 14．湿潤対乾燥幾何平均引張強度比が約0.35か、それ以上であることを特徴とす る請求項１に記載のウェブ。 15．湿潤対乾燥幾何平均引張強度比が約0.5 か、それ以上であることを特徴とす る請求項１に記載のウェブ。 16．圧縮比が約0.7 か、それ以下であり、スプリングバック比が約0.75か、それ 以上であることを特徴とする請求項１に記載のウェブ。 17．圧縮比が約0.6 か、それ以下であり、スプリングバック比が約0.75か、それ 以上であることを特徴とする請求項１に記載のウェブ。 18．圧縮比が約0.5 か、それ以下であり、スプリングバック比が約0.75か、それ 以上であることを特徴とする請求項１に記載のウェブ。 19．スプリングバック比が約0.8 か、それ以上であることを特徴とする請求項１ に記載のウェブ。 20．スプリングバック比が約0.9 か、それ以上であることを特徴とする請求項１ に記載のウェブ。 21．荷重エネルギー比が約0.7 か、それ以上であることを特徴とする請求項１に 記載のウェブ。 22．荷重エネルギー比が約0.8 か、それ以上であることを特徴とする請求項１に 記載のウェブ。 23．圧縮嵩が約7.0 立法センチメートル/ グラムか、それ以上であることを特徴 とする請求項１に記載のウェブ。 24．圧縮嵩が約8.0 立法センチメートル/ グラムか、それ以上であることを特徴 とする請求項１に記載のウェブ。 25．耐湿結合で安定化された湿潤弾性天然繊維からなり、約0.3 グラム/ 立法セ ンチメートルか、それ以下の密度を有する湿潤弾性低密度吸収性構造。 26．湿潤リンクル回復が約60パーセントか、それ以上であることを特徴とする請 求項２５に記載の吸収性構造。 27．湿潤リンクル回復が約70パーセントか、それ以上であることを特徴とする請 求項２５に記載の吸収性構造。 28．湿潤リンクル回復が約80パーセントか、それ以上であることを特徴とする請 求項２５に記載の吸収性構造。 29．湿潤対乾燥幾何平均引張強度比が0.1 か、それ以上であることを特徴とする 請求項２５に記載の吸収性構造。 30．湿潤対乾燥幾何平均引張強度比が約0.2 か、それ以上であることを特徴とす る請求項２５に記載の吸収性構造。 31．湿潤対乾燥幾何平均引張強度比が約0.35か、それ以上であることを特徴とす る請求項２５に記載の吸収性構造。 32．湿潤対乾燥幾何平均引張強度比が約0.5 か、それ以上であることを特徴とす る請求項２５に記載の吸収性構造。 33．圧縮比が約0.5 か、それ以上であることを特徴とする請求項２５に記載の吸 収性構造。 34．圧縮比が約0.6 か、それ以上であることを特徴とする請求項２５に記載の吸 収性構造。 35．圧縮比が約0.7 か、それ以上であることを特徴とする請求項２５に記載の吸 収性構造。 36．スプリングバック比が約0.8 か、それ以上であることを特徴とする請求項２ ５に記載の吸収性構造。 37．スプリングバック比が約0.9 か、それ以上であることを特徴とする請求項２ ５に記載の吸収性構造。 38．荷重エネルギー比が約0.7 か、それ以上であることを特徴とする請求項２５ に記載の吸収性構造。 39．荷重エネルギー比が約0.8 か、それ以上であることを特徴とする請求項２５ に記載の吸収性構造。 40．請求項１に記載の前記ウェブからなる吸収性物品。 41．請求項２５に記載の前記吸収性構造からなる吸収性物品。 42．請求項２５に記載の前記吸収性構造からなる使い捨ておむつ。 43．請求項１に記載の前記ウェブからなる使い捨ておむつ。 44．請求項２５に記載の前記吸収性構造からなる生理用パッド。 45．請求項１に記載の前記ウェブからなる生理用パッド。 46．請求項２５に記載の前記吸収性構造からなる肉および家禽用パッド。 47．請求項１に記載の前記ウェブからなる肉および家禽用パッド。