JPH11503495A - 微細な粒状充填剤を含有するティッシュペーパー - Google Patents

微細な粒状充填剤を含有するティッシュペーパー

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JPH11503495A JP8530353A JP53035396A JPH11503495A JP H11503495 A JPH11503495 A JP H11503495A JP 8530353 A JP8530353 A JP 8530353A JP 53035396 A JP53035396 A JP 53035396A JP H11503495 A JPH11503495 A JP H11503495A
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Abstract

(57)【要約】 浴室用ティッシュ、顔面用ティッシュ、及び吸収タオルのようなソフトな吸収性衛生製品の製造に有用な、強く、ソフトで、ダストの発生の少ないティッシュペーパーが開示される。該ティッシュペーパーは、木材パルプ及び非セルロース繊維のような繊維、及びカオリンクレイのような非水溶性粒状フィラーを含有する。

Description

【発明の詳細な説明】 微細な粒状充填剤を含有するティッシュペーパー 技術分野 本発明は、一般に、クレープティッシュペーパー製品および製法に関する。さ らに詳しくは、本発明は、セルロースパルプおよび非セルロース性の非水溶性粒 状充填剤から作成されたクレープティッシュペーパーに関する。 発明の背景 衛生用の紙製ティッシュ製品は広く使用されている。かかる製品は顔面用ティ ッシュ、トイレ用ティッシュおよび吸収タオルのごとき種々の用途に作成された 様式で商業的に供給されている。これらの製品の体裁、すなわち、坪量、厚み、 強度、シートサイズ、分散媒体等はしばしばがなり異なるが、これらは、これら を生じる通常の製法、いわゆるクレープ製紙法によって関連づけられている。 クレーピング(creping)は機械加工方向に紙を機械的に圧縮する手段である。 その結果、坪量(単位面積当たりの質量)が増加し、特に機械加工方向で測定し た場合に、多くの物理的特性が劇的に変化する。クレーピングは、一般にオンマ シン操作においてヤンキー乾燥器に対して、柔軟なブレード、いわゆるドクター ブレードで達成される。 ヤンキー乾燥器は大きな直径、一般には8〜20フィートのドラムであり、こ れは水蒸気で加圧して、製紙プロセスの最後に製紙ウェブの乾燥を完了させるた めの熱い表面を供するように設計される。繊維状スラリーを分散させるのに必要 な豊富な水がない、長網抄紙機ワイアのごとき孔形成キャリア上でまず形成され る紙ウェブは一般にいわゆるプレスセクション中のフェルトまたはファブリック に移され、そこでは、乾燥を完了するためのヤンキーの表面に半乾燥状態で該ウ ェブが最後に移される前に、機械的に紙を圧縮することによって、あるいは熱風 を通した乾燥のごときいくつかの他の脱水方法によって、脱水が継続される。 種々のクレープティッシュペーパー製品は、一般に抵触する一連の物理的特性 に対する一般消費者の要求によって、更に関連づけられている。この要求は、心 地よい触感、即ち柔軟であるが、高強度を有し、毛羽立ちおよびダスティングに 対する耐性を同時に有することである。 柔軟性は、彼/彼女が個々の製品を握る、彼/彼女の皮膚を横切ってそれを擦 る、または彼/彼女の手の中でそれをクシャクシャにするときに消費者によって 感じられる触覚感である。この触覚感はいくつかの一連の物理的特性によっても たらされる。柔軟性に関連する最も重要な物理的特性の1つは、製品が作成され る紙ウェブの剛性であると一般に当業者によって考えられている。次に、剛性は ウェブの強度に直接的に依存すると通常考えられている。 強度は、物理的一体性を維持し、使用条件下で引裂き、破裂、および細断に抵 抗する製品およびその構成ウェブの能力である。 毛羽立ちおよびダスティングは、取扱いおよび使用の間における未結合または ゆるく結合した繊維を遊離させるウェブの傾向をいう。 クレープティッシュペーパーは一般には実質的に製紙繊維よりなる。湿潤強度 または乾燥強度バインダー、定着助剤、界面活性剤、サイズ、化学柔軟剤、クレ ープ促進組成物のごとき少量の化学的機能剤がしばしば含まれるが、これらは典 型的には微量で使用されるに過ぎない。クレープティッシュペーパーで最も頻繁 に使用される製紙繊維は新鮮な化学木材パルプである。 天然資源の世界的供給は増大した経済的および環境監視下にあるので、衛生用 ティッシュのごとき製品における新鮮な化学木材パルプのような木材製品の消費 を低下させるようとする圧力がかけられている。製品量を犠牲にすることなく木 材パルプの所与の供給を拡大する1つの方法は、新鮮な化学パルプ繊維を、機械 パルプまたはケミメカニカルパルプのごとき高収率繊維で置き換えること、また はリサイクルされた繊維を使用することである。あいにくとかかる変化には比較 的ひどい性能劣化が通常は伴う。そのような繊維はひどい粗さを有する傾向にあ り、これはその軟弱性のため選択された一次繊維によって付与される滑らかで柔 らかい感触の喪失に寄与する。機械またはケミメカニカル遊離繊維の場合には、 ひどい粗さは、リグニンおよびいわゆるヘミセルロースを含めた成分のごとき、 元の木材物質の非セルロース成分の保有に基づくものである。これは、その長さ を増大させることなく各繊維を重くする。リサイクルされた紙も高機械パルプ含 量を有する傾向にあるが、これを最小化するために古紙グレードを選択する際に 、必要な全注意を払った場合でさえ、ひどい粗さが依然しばしば起こる。これは 、多くの入手源からの紙をブレンドして再生パルプを作成する場合に当然起こる 繊維形態の不純混合物によるものと考えられる。例えば、ある種の古紙はそれが 、性質においては、主として北米広葉樹材であるゆえに選択されるであろう。し かしながら、合衆国南部の松の変種のごとき最も有害な種の、より粗い針葉樹材 繊維からのひどい汚染がしばしば見い出されるであろう。ここに出典明示して本 明細書の一部とみなす1981年11月17日にCarstensに対して発行された米 国特許第4,300,981号は、最良繊維によって付与されたテクスチャーおよ び表面品質を説明している、共に出典明示して本明細書の一部とみなす1993 年7月20日にVinsonに対して発行された米国特許第5,228,954号および 1995年4月11日にVinsonに対して発行された米国特許第5,405,499 号は、有害効果が低いが、依然として置換レベルが限定されていて、新しい繊維 入手源自体が限定された供給源におけるものであり、これはしばしばその用途を 限定するような繊維源の品質を向上させる方法を開示している。 出願人らは、衛生ティッシュペーパーにおける木材パルプの用途を限定するも う1つの方法は、その一部を、カオリン粘土または炭酸カルシウムのごとき低コ ストで容易に入手できる充填剤に置換えることであることを見出した。当業者は このプラクティスが長年紙工業のいくつかの部分において通常であったことを認 識するであろうが、衛生ティッシュペーパー製品へのこのアブローチの拡大は、 それが今日まで実施されるのを妨げてきた特定の困難性を伴うことも認識するで あろう。 1つの主要な制限は製紙プロセスの間における充填剤の保持である。紙製品の 中で、衛生ティッシュは極度に坪量が低い。それがヤンキー機からのリールに巻 かれたティッシュウェブの坪量は典型的には約15g/cm2に過ぎず、クレー ピングブレードにおいて導入されたクレープまたは短縮のため、該機械の成形、 プレスおよび乾燥セクションにおける乾燥繊維坪量は、現実には、約10%ない し約20%だけ仕上げた乾燥坪量よりも低い。低坪量によって引き起こされる保 持の困難性を更にひどくするのは、ティッシュウェブが極端に低い密度を占める ためである。この低密度は、しばしば、約0.1g/cm3以下に過ぎないリール 巻の見掛け密度となる。このロフトの一部はクレーピングブレードにおいて導入 されると認められるが、当業者ならば、ティッシュウェブは比較的に遊離状の原 質(これはそれを含有する繊維が叩解からたるまないことを意味する。)から一般 に形成されることを認識するであろう。ティッシュ機は現実的には非常に高速度 で操作される必要があり、従って、遊離状原質は過剰の成形圧および乾燥負荷を 防ぐ必要がある。遊離状原質を含有する比較的堅い繊維は、それが成形される初 期ウェブを支えるそれらの能力を保有する。当業者ならば、かかる軽い重量の低 密度構造体はウェブが成形される時に微細な粒状物を濾過する十分ないずれの機 会も与えないことを直ちに認識するであろう。繊維表面に実際に付着されない充 填剤粒子は高速アプローチフローシステムの急流によって引き離され、液相に投 入され、初期ウェブを通してフォーミングウェブから排出された水に導入される 。ウェブを成形するのに使用される反復リサイクリング水でのみ、粒子の濃縮物 は、充填剤が紙と共に出て行き始める点で形成される。流出水中の固形物のかか る濃縮物は非実用的である。 第2の主要な制限は、成形されたウェブが乾燥される時に製紙繊維が相互に結 合するような形式で、粒状充填剤が一般には製紙繊維に自然に結合しないことで ある。これは製品の強度を低下させる。充填剤の包含は、強度の低下を引き起こ し、これが修復されずに放置されると、すでにかなり弱くなった製品をひどく制 限する。増大した繊維ビーティングのごとき強度を回復するのに必要な工程また は化学強化剤の使用は同様にしばしば制限される。 また、シート一体性に対する充填剤の悪影響は、しばしば、プレスフェルトを 詰まらせることによって、あるいはプレスセクションからヤンキー乾燥機まで移 動させるのが貧弱なことによって、衛生問題を引き起こす。 最後に、充填剤を含有するティッシュ製品はほつれたりダストを発生する傾向 がある。これは、充填剤自体がウェブ内に十分に補足され得ないためだけでなく 、充填剤が、構造体につなぎ止められる繊維の局所的弱化を引き起こす前述の結 合阻害効果をも有するためである。この傾向は、紙を取り扱う場合に生じる過剰 のダストのため、クレープ製紙プロセスにおいて、および引き続いての変換操作 に おいて、操作上の困難性を引き起こしかねない。もう1つの考慮では、充填され たティッシュから作成された衛生ティッシュ製品の使用者は、それが比較的ほつ れたりダスト発生したりしないことを要求する。 結局、ヤンキー機で作成された紙における充填剤の使用はひどく制限されてき た。ここに出典明示して本明細書の一部とみなす1940年10月1日にThiele に対して発行された米国特許第2,216,143号は、ヤンキー機に対する充填 剤の制限を議論し、これらの制限を克服する配合方法を開示している。あいにく と、該方法は、それをヤンキー乾燥機と接触させつつ、接着剤によってシートの フェルト側に結合された粒子の層をコートする面倒なユニット操作を要する。こ の操作は、現代の高速ヤンキー機には現実的ではなく、当業者ならば、Thieleの 方法は充填されたティッシュ製品よりむしろコートされたティッシュ製品を製造 することを認識するであろう。「充填されたティッシュペーパー」は「コートされ たティッシュペーパー」から、それらを製造する実用化された方法によって実質 的に区別される。すなわち、「充填されたティッシュペーパー」はそれらがウェブ に作成されるに先立って繊維に添加された粒状物質を有するものであるのに対し 、「コートされたティッシュペーパー」は、ウェブが実質的に作成された後に添 加された粒状物質を有するものである。この差異の結果、充填されたティッシュ ペーパー製品は、多層ティッシュペーパーのうちの少なくとも1層の厚み全体に 、または単一層ティッシュペーパーの全厚みに渡って全体に分散された充填剤を 含有する、ヤンキー機によって作成された比較的軽重量の低密度クレープティッ シュペーパーとして記載できる。「全体に分散された」なる用語は、充填されたテ ィッシュ製品の特定の層の実質的に全ての部分が充填剤粒子を含有することを意 味するが、それはかかる分散が必ずしもその層において均一であることを特に意 味しない。事実、ある利点は、ティッシュの充填された層における厚みの関数と しての充填剤濃度の差異を達成することによって予測できる。 従って、本発明の目的は、先行技術の前記制限を克服する微細粒状充填剤を含 むティッシュペーパーを提供することにある。本発明のティッシュペーパーは柔 軟で、保持力のある充填剤を含有し、高レベルの引っ張り強度を有し、ダストは 少ない。 この目的および他の目的は、以下の開示で教示されるであろう本発明を用いて 達成される。 発明の概要 本発明は、毛羽立ちおよびダストが少なく、強力で柔軟な充填されたティッシ ュペーパーであり、製紙繊維および非セルロース粒状充填剤を含み、該充填剤は 前記ティッシュの少なくとも約5重量%ないし約50%重量まで、より好ましく は約8重量%ないし約20%重量含有される。これらのレベルの粒状充填剤をク レープティッシュペーパーに充填することによって、柔軟性、強度、およびダス ト発生に対する耐性の予期せぬ組合せが得られた。 その好ましい態様では、本発明の充填されたティッシュペーパーは、約10g /m2および約50g/m2の間、より好ましくは約10g/m2および約30g /m2の間の坪量を有する。それは、約0.03g/m3および約0.6g/m3の 間、より好ましくは約0.05g/m3および0.2g/m3の間の密度を有する。 好ましい態様は、さらに、広葉樹材および針葉樹材タイプ双方の製紙繊維を更 に含有する。この場合、該製紙繊維の少なくとも約50%は広葉樹材であり、少 なくとも約20%は針葉樹材である。広葉樹材および針葉樹材繊維は、最も好ま しくは、相互をレリゲイティング(relegating)して、層を分離することによって 単離される。ここに、ティッシュは内層および少なくとも1層の外層を包含する 本発明の好ましいティッシュペーパーは、比較的高密度のゾーンが高嵩領域内 に分散されるように緻密化されたパターンとなり、比較的高密度のゾーンが連続 的であり、高嵩領域が不連続であるパターンの緻密化されたティッシュを含む。 最も好ましくは、ティッシュペーパーは風乾されたものである。 本発明は、製紙繊維および粒状充填剤を含有するクレープティッシュペーパー を提供する。その好ましい態様では、粒状充填剤はクレイ、炭酸カルシウム、二 酸化チタン、タルク、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、アルミナ三水和 物、活性炭、パールスターチ、硫酸カルシウム、ガラスマイクロイスフィア、ケ イソウ土、およびそれらの混合物よりなる群から選択される。充填剤を前記群か ら選択する場合、いくつかの因子を評価する必要がある。これらは、コスト、入 手可能性、ティッシュペーパーへの保持の容易性、色彩、分散能力、屈折率、お よび選択された製紙環境との化学適合性を含む。 今回、特に適当な充填剤はカオリンクレイであることが判明した。最も好まし くは、焼成によってさらに加工されるカオリンとは対照的な、カオリンクレイの いわゆる「含水ケイ酸アルミニウム」形態が好ましい。 カオリンの形態は天然にはプレートまたはブロック状であるが、機械的層剥離 処理に付されていないクレイを使用するのが好ましい。というのは、層剥離は平 均粒子サイズを低下させる傾向にあるからである。同等の球直径で表した平均粒 子サイズをいうのが普通である。約0.2ミクロンを超える、より好ましくは約0. 5ミクロンを超える平均同等球直径が本発明の実施で好ましい。最も好ましくは 、約1.0ミクロンを超える同等球直径が好ましい。 特記しない限り、本明細書における全てのパーセント、比率および割合は重量 によるものである。 図面の簡単な説明 図1は、製紙繊維および粒状充填剤を含む強力で柔軟で毛羽立ちの低いクレー プティッシュペーパーを製造する本発明のクレープ製紙プロセスを示す模式図で ある。 図2は、カチオン凝集剤に基づく本発明の一態様による、クレープ製紙プロセ スの水性製紙構成物を調製する工程を示す模式図である。 図3は、アニオン凝集剤に基づく本発明の一態様による、クレープ製紙プロセ スの水性製紙構成物を調製する工程を示す模式図である。 発明の詳細な説明 本明細書は、本発明とみなされる主題を特に指摘し、それを明確に権利主張す る特許請求の範囲で、本発明は以下の詳細な記載および添付の実施例を読むこと によりよく理解できると信じる。 本明細書で使用する「を含有する(comprise)」なる用語は、種々の成分、構成 物、または工程を本発明を実施するにおいて一緒に使用できることを意味する。 従って、「を含有する」なる用語は、より限定的用語である「より実質的になる (consisting essentally of)」および「よりなる(Consisting of)」を包含する 。 本明細書で用いる「水溶性」なる用語は、25℃で少なくとも3重量%水に溶 解する物質をいう。 本明細書で用いる「ティッシュペーパーウェブ、ペーパーウェブ、ウェブ、ペ ーパーシートおよびペーパー製品」なる用語は、全て、水性製紙構成物を形成す ること、この構成物を長網抄紙機ワイアのごとき有孔表面に沈積させること、お よび、プレスしつつまたはプレスすることなく重力または真空助力排水によって 、および蒸発によって該構築物から水を除去することのステップを含有し、半乾 燥状態のシートをヤンキー乾燥機に接着させること、実質的に乾燥状態まで蒸発 させることにより水の除去を完了させること、フレキシブルなクレーピングブレ ードによりヤンキー乾燥機からウェブを取り出すこと、並びに、得られたシート をリールに巻き取ことの最終ステップを含有するプロセスにより作成された紙の シートをいう。 本明細書で用いる「充填されたティッシュペーパー」なる用語は、多層ティッ シュペーパーの少なくとも1層の厚み全体に、または単一層ティッシュペーパー の全厚みにわたって全体に分散された充填剤を含有する、ヤンキー機で作成され た比較的軽量で低密度のクレープティッシュペーパーとして記載することができ るペーパー製品を意味する。「全体に分散された」なる用語は、充填されたティッ シュ製品の特定の層の実質的に全ての部分が充填剤粒子を含有することを意味す るが、かかる分散はその層で均一であることが必要であることは特に意味しない 。事実、ある利点はティッシュの充填された層における厚みの関数としての充填 剤濃度の差異を達成することによって予測できる。 「多層ティッシュペーパーウェブ、多層ペーパーウェブ、多層ウェブ、多層ペ ーパーシートおよび多層ペーパー製品」なる用語は、全て、当分野においては相 互に交換して使用され、好ましくは異なる繊維タイプ(該繊維は典型的にはティ ッシュペーパー製造で使用される比較的長い針葉樹材および比較的短い広葉樹材 繊維である)を含有する水性ペーパー作成構成物の2以上の層から調製された紙 のシートをいう。該層は、好ましくは、1以上のエンドレス有孔表面上に希薄な 繊維スラリーの別々の流れを沈積させることによって形成される。もし個々の層 が別々の有孔表面に最初に形成されるならば、引き続いて該層は湿っている時に 組み合わせて多層ティッシュペーパーウェブを形成することができる。 本明細書で用いる「単一層ティッシュ製品」なる用語は、それがクレープティ ッシュの1層よりなることを意味し;該層は性質が実質的に均一であり得るか、 あるいはそれは多層ティッシュペーパーウェブで有り得る。本明細書で用いる「 多層ティッシュ製品」なる用語は、それが1を超えるクレープティッシュの層よ りなることを意味する。多層ティッシュ製品の層は性質が実質的に均一であり得 るか、あるいはそれらは多層ティッシュペーパーウェブであり得る。 本発明の製法の第一ステップは、少なくとも1つの「水性製紙構成物」を形成 することであり、本明細書で用いるその用語は、通常、粒状充填剤の保持および 所望により後記する修飾化学剤を含有してもよいいずれかの他の機能的特性を供 与するのに必須の添加剤と共に、木材パルプおよび粒状充填剤を含有する製紙繊 維の懸濁液をいう。製紙構成物のいくつかの典型的な成分を以下の節に記載する 。 製紙構成物の成分 製紙繊維 全ての変形において、木材パルプは通常本発明で使用される製紙繊維を含有す るとが予期される。しかしながら、コットンリンター、バガス、レーヨン等のご とき他のセルロース繊維パルプを使用でき、いずれも放棄するものではない。こ こに有用な木材パルプは、亜硫酸塩および硫酸塩(しばしばクラフトと呼ばれる) パルプのごとき化学パルプならびに例えば砕木木材、サーモメカニカルパルプ(T MP)およびケミーサーモメカニカルパルプ(CTMP)を含めたメカニカルパ ルプを含む。落葉樹および針葉樹双方に由来するパルプを使用できる。 広葉樹材パルプおよび針葉樹材パルプ双方ならびにその2つの組合せを本発明 のティッシュペーパー用の製紙繊維として使用できる。本明細書で用いる「広葉 樹材パルプ」なる用語は落葉樹(被子植物)の木質物質に由来する繊維状パルプ をいい、他方、「針葉樹材パルプ」は針葉樹(裸子植物)の木質物質に由来する繊 維状パルプである。広葉樹材クラフトパルプ、特にユーカリ、および北部針葉樹 材クラフト(NSK)パルプのブレンドは本発明のティッシュウェブを製造する のに特に適する。本発明の好ましい態様は、層状ティッシュウェブを含有する。 この場合、最も好ましくは、ユーカリのごとき広葉樹材パルプを外層に使用し、 且つ、北部針葉樹材クラフトパルプを内層に使用する。また、古紙に由来する繊 維を本発明に適用することもでき、これは前記範疇の繊維のいずれかまたは全部 を含有することができる。 粒状充填剤 本発明は、製紙繊維および粒状充填剤を含有するクレープティッシュペーパー を提供する。その好ましい態様では、粒状充填剤はクレイ、炭酸カルシウム、二 酸化チタン、タルク、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、アルミナ三水和 物、活性炭、パールスターチ、硫酸カルシウム、ガラスマイクロイスフィア、ケ イソウ土、およびそれらの混合物よりなる群から選択される。充填剤を前記群か ら選択する場合、いくつかの因子を評価する必要がある。これらは、コスト、入 手可能性、ティッシュペーパーへの保持の容易性、色彩、分散能力、屈折率、お よび選択された製紙環境との化学適合性を含む。 今回、特に適当な充填剤はカオリンクレイであることが判明した。カオリンク レイは粒状物として利点がある天然に生じるケイ酸アルミニウム鉱物のクラスに ついての一般的名称である。 用語に関しては、産業界、ならびに特許文献の先行技術において、カオリン製 品または加工に言及する場合には、「含水」なる用語を使用して、焼成に付されて いないカオリンをいうのが普通である。焼成は450℃を超える温度にクレイを 付し、この温度はカオリンの基本的結晶構造を変化させるように働く。いわゆる 「含水」カオリンは粗成カオリンから製造することができ、これは、例えば、泡 沫浮選法、磁気分離、機械的層剥離、粉砕または同様の粉末化のごとき選鉱に付 されるが、加熱は結晶構造を損なうので前述の加熱は行わない。 技術的意味で正確を期せば、「含水」としてのこれらの物質の記載は不適当であ る。より具体的には、カオリン構造に現実に存在する分子水はない。かくして、 組成は2H2O・Al23・2SiO2の形式で書くことができ、またしばしばそ うされてきたが、カオリンは近似的組成Al2(OH)4Si25のケイ酸水酸化ア ルミニウムであることが長年知られており、これは丁度引用した水和形態に等し い。一旦カオリンを焼成(本明細書の目的では、カオリンを450℃を超える温 度にヒドロキシル基を除去するのに十分な時間付すことをいう)に付すと、カオ リンの元の結晶構造は破壊される。従って技術的にはかかる焼成粘土はもはや「 カオリン」ではないが、これらを焼成カオリンというのが産業界では普通であり 、本明細書の目的では、物質「カオリン」のクラスに言及する場合には焼成物質 が含まれる。従って、「含水ケイ酸アルミニウム」なる用語は焼成に付されていな い天然カオリンをいう。 含水ケイ酸アルミニウムは、本発明の実施で最も好ましいカオリン形態である 。従って、これは450℃を超える温度において、水蒸気として前述の約13重量 %を喪失することによって特徴付けられる。 カオリンの形態は天然ではプレート状またはブロック状である。何故ならば、 これは一緒に付着して「スタック」または「本状物」を形成する薄い小板の形態 で天然に生じるからである。スタックは加工の間に幾分分離して個々の小板とな るが、強い機械的層剥離処理は平均粒子サイズを低下させるので、それに付して いないクレイを使用するのが好ましい。平均粒子サイズは同等な球直径で表した 平均粒子サイズをいうのが普通である。約0.2ミクロンを超える、より好ましく は約0.5ミクロンを超える平均同等球直径が本発明の実施で好ましい。より好 ましくは、約1.0ミクロンを超える同等球直径が好ましい。 ほとんどの採取されたクレイを湿潤加工に付す。粗クレイの水性懸濁液は遠心 によって粗い不純物が除去されるのを可能とし、化学的漂白のために媒体を準備 する。ポリアクリレートポリマーまたはホスフェート塩を時々かかるスラリーに 添加して粘度を低下させ、固化を遅らせる。得られたクレイは、通常、約70% 固形物懸濁液において乾燥することなく積み出されるか、あるいはそれらは噴霧 乾燥されうる。 空気浮選法、泡沫浮選法、洗浄、漂白、噴霧乾燥のごときクレイの処理、スラ リー安定化剤および粘度調節剤のごとき薬品の添加は一般に許容され、それは個 々の状況において特定の商業的考慮に基づいて予め選択されるべきである。 各クレイ小板はそれ自体ポリケイ酸アルミニウムの多層構造である。酸素原子 の連続的配列が各基本層の1つの面を形成する。ポリシリケートのシート構造の エッジはこれらの酸素原子によって結合されている。接合した八面体アルミナ構 造のヒドロキシル基の連続的配列は他の面を形成し、これは二次元のポリ酸化ア ルミニウム構造を形成する。四面体および八面体構造を共用する酸素原子はアル ミニウム原子をケイ素原子に結合させる。 構築の際の欠陥は、主として、懸濁液中における負電荷を保有する天然クレイ 粒子に対して反応しうる。これは、他の二価、三価、および四価カチオンがアル ミニウムと置き換わるために起こる。その結果、表面の酸素原子のいくらかはア ニオンとなり、弱く解離したヒドロキシル基となる。 また、天然クレイは、それらのアニオンを好ましい他のものに交換することが できるカチオン特性を有する。これは、結合の完全な補足を欠くアルミニウム原 子が小板の周辺エッジ当たりである程度の頻度で生じるために起こる。それらは 、それらが占める水性懸濁液からアニオンを引き寄せることによってそれらの残 り原子価を満足しなければならない。これらのカチオン部位が溶液からのアニオ ンで満たされない場合、濃厚な分散液を形成する「カードハウス(cardhouse)」 構造を組み立てる面にそれ自体のエッジを向けることによって、クレイはそれ自 体の電荷バランスを満足することができる。ポリアクリレート分散剤はカチオン 部位とイオン交換し、クレイに対して排斥特性を生じ、これはこれらの会合を妨 げ、クレイの生成、積み出しおよび使用を簡便化する。 Branch,Georgiaによって市販されている噴霧乾燥カオリンであり、本発明のクレ ープティッシュペーパーウェブを製造するのに適する。 スターチ 本発明のいくつかの態様において、製紙構成物の成分の1つとしてスターチを 含ませるのは有用である。粒状充填剤および繊維の存在下で限定された水溶解度 を有するスターチは後記する本発明のある態様において特に有用である。これを 達成する通常の手段はいわゆる「カチオン性スターチ」を使用することである。 本明細書で用いる「カチオン性スターチ」なる用語は、天然に誘導されるスタ ーチであって、カチオン性構成部位を付与するためにさらに化学的に修飾された ものと定義される。好ましくは、スターチはトウモロコシまたはジャガイモから 得られるが、コメ、ムギ、またはタピオカのごとき他の源から得ることもできる 。アミオカスターチとしても工業的に知られている蝋状トウモロコシからのスタ ーチは特に好ましい。アミオカスターチは、それが全てアミロペクチンであり、 他方通常のコーンスターチがアミロペクチンおよびアミロースを含有する点で通 常のデントコーンスターチとは異なる。アミオカスターチの種々のユニークな特 性はさらに「Amioca-The Starch from Waxy Corn」,H.H.Schopmeyer,Food Industr ies,1945年12月,106-108頁に記載されている。該スターチは顆粒形態、予めゼ ラチン化した顆粒形態、または分散形態であり得る。分散形態が好ましい。もし 顆粒ゼラチン化形態において、その使用に先立って冷水に分散させることが必要 に過ぎないならば、唯一予め注意することは、分散液を形成する場合に、ゲル− ブロックのどのような傾向をも克服する器具を使用することである。エダクター として知られている適当な分散剤が産業界では普通である。もしスターチが顆粒 形態であって、予めゼラチン化されていないならば、スターチを煮沸して顆粒の 膨潤を誘導する必要がある。好ましくは、煮沸によって、スターチ顆粒の分散の 直前の時点まで、かかるスターチ顆粒を膨潤させる。かかる高度に膨潤させたス ターチ顆粒は「十分に煮沸された」といういうべきである。分散の条件は、一般 に、スターチ顆粒のサイズ、顆粒の結晶性の程度、および存在するアミロースの 量に応じて変化し得る。十分に煮沸したアミオカスターチは、例えば、約190° F(約88℃)にて約4%コンシステンシーのスターチ顆粒の水性スラリーを約 30分および約40分の間の時間加熱することによって調製できる。 カチオン性スターチは以下の一般的分類に分けられる:(1)ターシャリアミ ノアルキルエーテル、(2)第四級アミン、ホスホニウム、およびスルホニウム誘 導体を含めたオニウムスターチエーテル、(3)第一級および第二級アミノアルキ ルスターチ、および(4)その他(例えば、イミノスターチ)。新しいカチオン性 生成物が開発されつつあるが、ターシャリアミノアルキルエーテルおよび第四級 アンモニウムアルキルエーテルが主要な市販タイプである。好ましくは、カチオ ン性スターチはスターチのアンヒドログルコース単位当たり約0.01ないし約 0.1カチオン性置換基の範囲の置換度を有する。置換基は好ましくは前述のタイ National Starch and Chemical Company(Bridgewater,ニュージャージー)によ 理論に拘束されるつもりはないが、まず水に溶解させたカチオン性スターチは 充填剤表面のアニオン性サイトに対するその誘引のため充填剤の存在下で不溶性 となる。これは、充填剤が分岐スターチ分子で被覆されることを引き起こし、よ り多くの充填剤粒子に対して誘引性表面を供し、結局は充填剤の凝集が起こる。 このステップの必須の要素はスターチの荷電特性よりもむしろスターチ分子のサ イズおよび形状であると考えられる。例えば、カチオン性スターチ用の合成線状 高分子電解質のごとき電荷を偏らせる種で置き換えることによって劣った結果が 予期される。 本発明の一態様において、カチオン性スターチを好ましくは粒状充填剤に添加 する。この場合、カチオン性スターチの量は、粒状充填剤の重量に基づいて、約 0.1重量%ないし約2重量%、最も好ましくは約0.25重量%ないし約0.75 重量%である。本発明のこの態様において、保持助剤としてカチオン性凝集剤を 使用するのが好ましい。 本発明のもう1つの態様において、カチオン性スターチを、好ましくはファン ポンプにおいて最終希釈する前の時点で全水性製紙構成物に添加するのが好まし い。本発明のこの態様は保持助剤としてアニオン性凝集剤を利用する。本発明の この態様において、アニオン性凝集剤の割合の約5ないし約12倍の割合でカチ オン性スターチを添加するのが好ましい。 前記したカチオン性およびアニオン性凝集剤を以下の節に詳細に記載する。 保持助剤 多数の物質がいわゆる「保持助剤」として市販されており、本明細書で使用す るかかる用語は製紙プロセスの間に微細構成物固形物のウェブ中での保持を増大 させるために使用される添加剤をいう。微細固形物の適当な保持なくしては、そ れらはプロセス流出物に喪失されるか、あるいは再循環白水に過剰に高い濃度で 蓄積され、沈殿形成および損なわれた排出を含めた生産困難性を引き起こす、こ こに引用して本明細書の一部とみなすJ.E.UnbehendおよびK.W.Britt,A.Wiley In terscience Publicationによる「Pulp and Paper,Chemistry and Chemical Tech nology」,第3版,Vol.3の「Retention Chemistry」なる表題の第17章から、ポ リマー保持助剤が機能するタイプおよびメカニズムの本質的な理解が得られる。 凝集剤は一般に架橋メカニズムによって懸濁した粒子を凝集させる。ある種の多 価カチオンは通常の凝集剤と考えられるが、現実にはそれらは一般にポリマー鎖 に沿って多くの荷電部位を担持する優れた作用のポリマーによって置き換えられ つつある。 カチオン性凝集剤 本発明によるティッシュ製品は保持助剤として「カチオン性凝集剤」を使用し て効果的に製造することができ、本明細書で用いるかかる用語は高分子電解質の クラスをいう。これらのポリマーは、一般に、カチオン性モノマーよりなるかあ るいはそれを含む1種以上のエチレン性不飽和モノマー、一般にアクリルモノマ ーの共重合から得られる。 適当なカチオン性モノマーは、酸塩または第四級アンモニウム塩としてのジア ルキルアミノアルキル−(メタ)アクリレートまたは−(メタ)アクリルアミド である。適当なアルキル基はジアルキルアミノエチル(メア)アクリレート、ジ アルキルアミノエチル(メタ)アクリルアミドおよびジアルキルアミノメチル(メ タ)アクリルアミドおよびジアルキルアミノ−1,3−プロピル(メタ)アクリ ルアミドを含む。これらのカチオン性モノマーは、好ましくは、非イオン性モノ マー、好ましくはアクリルアミドと共重合させる。他の適当なポリマーはポリエ チレンイミン、ポリアミドエピクロルヒドリンポリマー、および塩化ジアリルジ メチルアンモニウムのごときモノマーのホモポリマーまたは一般にアクリルアミ ドとのコポリマーである。 保持助剤として紙で使用するのに適したいずれの通常のカチオン性合成ポリマ ー凝集剤も本発明の生成物を製造するのに有用に使用できる。 ポリマーは、好ましくは、カチオン化スターチの球状構造と比較して実質的に 線状である。 広範囲の電荷密度が有用であるが、中程度の密度が好ましい。本発明の生成物 を製造するのに有用なポリマーは、ポリマー1グラム当たり、約0.2程度の低 さから2.5程度の高さの範囲の頻度で、より好ましくは約1ないし約1.5ミリ 当量の範囲でカチオン性官能基を含有する。 本発明のティッシュ製品を製造するのに有用なポリマーは、少なくとも約50 0,000の分子量、好ましくは少なくとも約1,000,000を超える分子量を 有するべきであり、有利には、5,000,000を超える分子量を有しうる。 Wilmington,デラウェア州のHercules,Inc.の製品である。もう1つの許容され るカチオン性凝集剤はStamford,コネチカット州のCytec,Inc.の製品であるAc curac91である。 当業者ならば、これらのポリマーの所望の使用率は広く変化するであろうこと を認識するであろう。ポリマーの乾燥重量およびティッシュペーパーの乾燥仕上 げ重量に基づいて、約0.005重量%ポリマー程度の低い量が有用な結果を与え るが、通常、使用率はより高いものと予測され;これらの物質の適用として通常 実行されているものよりも本発明の目的に対しては、いっそう高い。約0.5% 程度の高い量を使用することができるが、通常は約0.1%が最適である。 アニオン性凝集剤 本発明のもう1つの態様において、「アニオン性凝集剤」が有用な成分である。 本明細書で使用する「アニオン性凝集剤」なる用語は、ペンダントアニオン基を 有する高分子量ポリマーをいう。 アニオン性ポリマーは、しばしば、カルボン酸(−COOH)部位を有する。 これらはポリマー骨格にじかにぶら下がっているか、あるいは典型的にはアルカ レン基、特に数個の炭素のアルカレン基を介してぶら下がっている。低pH以外 の水性媒体中では、かかるカルボン酸基はイオン化してポリマーに対して負の電 荷を与える。 アニオン性凝集剤に適するアニオン性ポリマーは、全体として、または本質的 に、重合に際してカルボン酸基を生じる傾向にあるモノマー単位よりなるのでは なく、代わりに、それらは非イオン性およびアニオン性官能基を共に生じるモノ マーの組合せよりなる。非イオン性官能基を生じるモノマーは、特に極性の特性 を有する場合には、イオン性官能基と同一の凝集傾向をしばしば呈する。かかる モノマーの取り込みは、しばしば、この理由で実施される。しばしば使用される 非イオン性単位は(メタ)アクリルアミドである。 比較的高分子量を有するアニオン性ポリアクリルアミドは満足すべき凝集剤で ある。かかるアニオン性ポリアクリルアミドは(メタ)アクリルアミドおよび(メ タ)アクリル酸の組合せを含み、後者は重合ステップの間の(メタ)アクリル酸 モノマーの取り込みから、あるいは重合後におけるいくらかの(メタ)アクリル アミド単位の加水分解によって、あるいは組み合わせた方法によって誘導できる 。 該ポリマーは、好ましくは、アニオン性スターチの球状構造と比較して、実質 的に線状である。 広範囲の電荷密度が有用であるが、中程度の密度が好ましい。本発明の製品を 製造するのに有用なポリマーは、ポリマー1グラム当たり約0.2程度の低さから 約7程度の高さ、もしくはそれ以上の範囲の頻度、より好ましくは約2ないし約 4ミリ当量の範囲でカチオン性官能基を含有する。 本発明のティッシュ製品を製造するのに有用なポリマーは、少なくとも約50 0,000の分子量、好ましくは約1,000,000を超える分子量を有しなけれ ばならず、有利には、約5,000,000を超える分子量を有する。 され、Wilmington,デラウェア州のHercules,Inc.の製品である。もう1つの許 ネチカット州のCytec,Inc.の製品である。 当業者ならば、これらのポリマーの所望の使用率は広く変化するであろうこと を認識するであろう。ティッシュペーパーの乾燥仕上げ重量に基づいて、約0. 005重量%ポリマー程度の低さの量が有用な結果を与えるが、通常、使用率は より高いものと予測され;これらの物質の適用として通常実行されているものよ りも本発明の目的に対してはいっそう高い。約0.5%程度の高さの量を使用する ことができるが、通常は約0.1%が最適である。 その他の添加剤 選択された粒状充填剤の化学に適合し、かつ本発明の柔軟性、強度、または低 ダスト特性に有意に悪影響を与えることがない限り、他の物質を水性製紙構成物 または初期ウェブに添加して、他の特性を製品に付与し、あるいは製紙プロセス を改良することができる。以下の物質が明示的に含まれるが、それらの包含は全 ての包含を意味しない。本発明の利点に干渉し、または反対に作用しない限り、 他の物質を同様に含ませることができる。 カチオン電荷を偏らせる種を製紙プロセスに添加して、製紙プロセスに供給さ れる水性製紙構成物のゼータ電子を制御することができる。これらの物質が用い られるのは、性質上、固体のほとんどが負の表面電荷(セルロース繊維および微 細物及びほとんどの無機充填剤の表面を含む。)を有するからである。当該分野 の多くの専門家は、カチオン電荷を偏らせる種は、それがこれらの固体を部分的 に中和し、それらを前記カチオン性スターチおよびカチオン性高分子電解質のご ときカチオン性凝集剤によってより容易に凝集されるようにするから望ましいと 考えている。1つの伝統的に使用されるカチオン電荷を偏らせる種はミョウバン である。より最近では、当該分野において、電荷の偏りは、好ましくは約500 ,000以下、より好ましくは約200,000以下または約100,000さえ の分子量を有する比較的低分子量のカチオン性合成ポリマーの使用によってなさ れる。かかる低分子量カチオン性合成ポリマーの電荷密度は比較的高い。これら の電荷密度はポリマー1kg当たりカチオン性窒素の約4ないし約8当量の範囲 で ット州のCytec,Inc.の製品である。かかる物質は、本発明の実施の範囲内で明白 に使用することができる。その適用では注意を払うべきであるが、少量のかかる 薬剤がより大きな凝集剤分子に接近できないアニオン中心を中和し、それにより 粒子の反発を低下させることによって現実に保持を助力できるが、かかる物質は アニオン性つなぎ止め部位に対してはカチオン性凝集剤と競合するので、それら はアニオン性部位が制限される場合には負の悪影響を保持に与えることによって 意図したものとは反対の効果を現実には有し得ることが知られている。 成形、排水、強度および保持を改良する本発明の目的で高表面積、高アニオン 電荷ミクロ粒子を使用することは当該分野で教示された。ここに引用して本明細 書の一部とみなす1993年6月22日にSmithに対して発行された米国特許第 5,221,435号参照。この目的のための通常の物質はシリカコロイド、また はベントナイトクレイである。かかる物質の配合は本発明の範囲に明示的に含ま れる。 もし永久的湿潤強度が望まれるのであれば、ポリアミド−エピクロルヒドリン 、ポリアクリルアミド、スチレン−ブタジエンラテックス;不溶性ポリビニルア ルコール;尿素−ホルムアルデヒド:ポリエチレンイミン;キトサンポリマー類 およびその混合物を含めた化学物質群を製紙構成物または初期ウェブに添加する ことができる。ポリアミド−エピクロルヒドリン樹脂は、特に有用であることが 判明したカチオン性湿潤強度樹脂である。適当なタイプのかかる樹脂は、共に引 用して本明細書の一部とみなす、共にKeimに対して発行された、1972年10 月24日に発行された米国特許第3,700,623号および1973年11月1 3日に発行された米国特許第3,772,076号に記載されている。有用なポリ アミド−エピクロルヒドリン樹脂の1の商業的入手源はWilmington,デラウェア 州 を市販している。 多くのクレープ紙製品はそれらをトイレを介して腐敗および下水管系に廃棄す る必要性のため、湿潤時に限定的強度を有しなければならない。もし湿潤強度が これらの製品に付与されれば、水の存在下で放置した際に、その能力の全てまた は一部の低下によって特徴付けられる一時的湿潤強度であることが好ましい。も し一時的湿潤強度が望ましければ、バインダー物質は、ジアルデヒドスターチま たはNational Starch and Chemical Company によって供給されているCo−B o て本明細書の一部とみなす1991年1月1日にBjorkquistに対して発行された 米国特許第4,981,557号に記載されている樹脂よりなる群から選択するこ とができる。 増強された吸収性が必要であれば、界面活性剤を用いて本発明のクレープティ ッシュペーパーウェブを処理することができる。もし使用すれば、界面活性剤の レベルは好ましくはティッシュペーパーの乾燥繊維重量に基づいて約0.01重 量%ないし約2.0重量%である。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。アニオン性界面活性剤の例は直鎖アルキルス 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。非イオン性界面活性 剤の例は、Croda,Inc.(New York,NY)から入手可能なCrodesta SL − らに対して発行された米国特許第4,011,389号に記載されているアルキル グリコシドエーテル;およびGlyco Chemicals,Inc.(Greenwich,コネチカット 州)から入手可能なPegosperse 200MLおよびRhone Poulenc Co rporation(Cranbury,ニュージャージー州)から入手可能なIGEPAL R シドである。 化学柔軟剤は任意の成分として明示的に含まれる。許容される化学柔軟剤は塩 化ジタロウジメチルアンモニウム、硫酸ジタロウジメチルアンモニウムメチル、 塩化ジ(水素化)タロウジメチルアンモニウムのごときよく知られた公知のジア ルキルジメチルアンモニウム塩を包含するが、硫酸ジ(水素化)タロウジメチル アンモニウムメチルが好ましい。この特別の物質は、商品名Varisoft 1 入手可能である。第四級アンモニウム化合物の生分解性モノおよびジ−エステル 変形体も使用でき、本発明の範囲内のものである。 また、本発明は、ウェブの表面に噴霧され、あるいはヤンキー乾燥機に噴霧さ れるように設計された接着剤およびコーティング剤と組み合わせることができ、 かかる製品はヤンキー乾燥機への接着を制御するように設計されている。例えば 、ここに出典明示して本明細書の一部とみなすBatesの米国特許第3,926,7 16号は、ヤンキー乾燥機に対するペーパーウェブの接着を改良するための、あ る程度の加水分解および粘度のポリビニルアルコールの水性分散液を使用するプ ロセスを開示している。Allentown,ペンシルベニア州のAir Products and Chemic als, コールは本発明と組み合わせて使用できる。ヤンキーまたはシートの表面に直接 使用されることが同様に推奨される他のヤンキーコーティング剤は、Valley For ge,ペンシルベニア州のHoughton Internationalによって商品名Rezos のごときカチオン性ポリアミドまたはポリアミン樹脂である。また、これらを本 発明と組み合わせて使用することもできる。好ましくは、部分的に加水分解され たポリビニルアルコール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミン樹脂、ミネラル油、 およびそれらの混合物よりなる群から選択される接着剤によって該ウェブをヤン キー乾燥機に固定する。より好ましくは、該接着剤はポリアミドエピクロルヒド リン樹脂、ミネラル油、およびそれらの混合物よりなる群から選択される。 任意の化学添加剤の上述の列記は、本来、単に例示を意図するものであって、 本発明の範囲を限定することを意味しない。 水性製紙構成物の調製 当業者ならば、製紙構成物の定性的化学組成がクレープ製紙プロセスに対して 重要であるのみならず、とりわけ、各成分の相対量、および添加の順序およびタ イミングも重要であることを認識するであろう。今回、以下の技術が水性製紙構 成物の製造に適することが判明したが、その評価は、本明細書の最後に記載した 請求の範囲によって定義される本発明の範囲を限定するものとみなされるべきで はない。 適当な先行技術に記載されている通常のパルプ化方法のいずれかにより個々の 繊維を水性スラリー中に遊離させることによって、製紙繊維をまず調製する。次 いで、必要であれば、製紙構成物の選択された部分に対して精製を行う。粒状充 填剤を吸着させるのに使用されるであろう水性スラリーが約600ml、好まし くは550ml以下のカナダ標準濾水度と少なくとも同等まで精製されたならば 、保持において利点があることが判明した。希釈は、一般に、ポリマーおよび保 持助剤の吸収に好都合であり;結局、調製のこの時点における製紙繊維のスラリ ーまたは複数のスラリーは好ましくは約3〜5重量%以下の固形分である。 選択された粒状充填剤を、まず、それも水性スラリーに分散させることによっ て調製する。希釈は、一般に、ポリマーおよび保持助剤の固体表面への吸収に有 利であり;結局、調製におけるこの時点での特定の充填剤のスラリーまたは複数 のスラリーは好ましくは約1〜5重量%以下の固形分である。 本発明の一側面は、カチオン性凝集剤保持化学に基づく。それは、まず、粒状 充填剤の存在下、限定された水溶解度を持つスターチの添加を含む。好ましくは 、スターチはカチオン性であり、それを、スターチの乾燥重量および粒状充填剤 の乾燥重量に基づいて約0.3重量%ないし1.0重量%の範囲の量で水性分散液 として、厳密に、粒状充填剤の希釈水性スラリーに添加する。 理論に拘束されるつもりはないが、スターチは充填剤に対して凝集剤として使 用し、その結果粒子が凝集すると考えられる。このようにして充填剤を凝集させ ると、それは製紙繊維の表面により効率的に吸収されるようになる。充填剤の繊 維表面への吸収は、凝集スラリーを少なくとも1つの製紙構成物のスラリーと混 合し、カチオン性凝集剤を得られた混合物に添加することによって達成できる。 再度、理論に拘束されるつもりはないが、凝集剤の作用は、製紙繊維上のアニオ ン性部位および充填剤凝集上のアニオン性部位の間を架橋することによってこの 時点で効果的であると考えられる。 製紙プロセスのストック調製系のアプローチフローのずれかの適当な時点でカ チオン性凝集剤を添加することができる。プロセスから戻ったリサイクル機械水 での最終希釈がなされるファンポンプ後にカチオン性凝集剤を添加するのが特に 好ましい。製紙分野では、凝集剤によって形成された架橋を剪断段階が破壊し、 従って、水性製紙スラリーが遭遇するできる限り多くの剪断段階の後に凝集剤を 添加するのが一般的なプラクティスであることがよく知られている。 本発明の第二の側面は、アニオン性凝集剤に基づく。この側面では、アニオン 性凝集剤が水性製紙構成物の残りから実質的に単離されるが、アニオン性凝集剤 を少なくとも粒状充填材の水性スラリーに添加することが好ましい。次いで、ア ニオン性凝集剤および粒状充填剤の組合せを、製紙繊維の少なくとも一部と混合 し、カチオン性スターチを混合物に添加する。該組合せおよびスターチの添加は 、好ましくは、プロセスの最終希釈に先立って達成される。該プロセスにおいて 、リサイクル機械水は、水性構成物と混合され、ファンポンプによりヘッドボッ クスに運ばれる。 有利には、スターチを添加した後にさらに凝集剤を投入する。本発明のこの側 面では凝集剤の最初の投与はアニオン性タイプのものであることが必須であるが 、ファンポンプ後に添加する凝集剤の一部はアニオン性タイプまたはカチオン性 タイプいずれであってもよい。より好ましくは、凝集剤のこの第2の投与は、リ サイクル機械水での最終希釈の後、すなわち、ファンポンプ後に行う。製紙分野 では、剪断段階が凝集剤によって形成されたフロックを破壊し、従って、水性製 紙スラリーが遭遇するできる限り多くの剪断段階後に凝集剤を添加するのが一般 的プラクティスであることがよく知られている。 当業者ならば、前記推奨した粒状充填剤への凝集剤の直接的添加は剪断段階の アプローチを最小化する例外であることを認識するであろう。かくして、本発明 のこの側面は、アニオン性凝集剤の少なくとも一部を、水性製紙構成物の他の成 分を実質的に含まない間に粒状充填剤に添加し、凝集剤処理された粒状充填剤を 最終希釈段階に先立って製紙繊維に添加する場合に予期せぬ利点を生じる。アニ オン性凝集剤の添加の時点で適した比率は約4:1である。すなわち、ファンポ ンプの後に添加される全凝集剤投与量の1部に対して、約4部を有利には粒状充 填剤に直接添加する。この比率はがなり変化し得、約0.5:1ないし10:1 の比率が、環境の変化に依存して適切であろうことが予測される。 本発明のいずれかの態様を表す製品を調製する上で、もし製紙繊維の複数スラ リーを調製するならば、1以上のスラリーを用いて、本発明における粒状繊維を 吸着させることができる。たとえ製紙プロセスにおける製紙繊維の1以上の水性 スラリーをそのファンポンプに到達するに先立って粒状充填剤が比較的ない状態 に維持しても、かかるスラリーのファンポンプ後にカチオン性またはアニオン性 凝集剤を添加するのが好ましい。これは、そのファンポンプで用いるリサイクル 水が、有孔スクリーン上の従前の通過で保持されない充填剤凝集を含有するから である。複数の希釈繊維スラリーをクレープ製紙プロセスで使用する場合、カチ オン性またはアニオン性凝集剤の流れを、好ましくはすべての希釈繊維スラリー に添加し、各希釈繊維スラリーの水性製紙構成物の固形物の流れに対してそれを ほぼ比例させるように添加すべきである。 好ましい構成において、広葉樹材パルプを含有する比較的短い製紙繊維のスラ リーを調製し、微細粒状繊維を吸着するのに使用する。他方、針葉樹材パルプを 含有する比較的長い製紙繊維のスラリーを調製し、微細粒状物を実質的に含まな いようにする。得られた短い繊維のスラリーは、最終的に、三層のヘッドボック スの外側のチャンバーに向けられ、三層ティシューの表面層を形成することにな る。この場合において、長い繊維の内層はヘッドボックス内の内側のチャンバー (これには、比較的長い製紙繊維が向けられる。)の外側で形成されることになる 。得られた充填されたティッシュウェブは単一層ティッシュ製品に変換するのに 特に適する。 別の好ましい構成において、広葉樹材パルプを含有する比較的短い製紙繊維の スラリーを調製し、微細粒状繊維を吸着させるのに使用する。他方、針葉樹材パ ルプを含有する比較的長い製紙繊維のスラリーを調製し、粒状物を実質的に含ま ない状態にする。得られた短い繊維のスラリーは、最終的に、2室のヘッドボッ クスの1つのチャンバーに向けられ、二層ティシューの一層を形成する。この場 合において、長い繊維質よりなる他方の層は、ヘッドボックスの第二のチャンバ ー(これには、相対的に長い製紙繊維のスラリーが向けられる。)の外側で形成さ れる。得られた充填ティッシュウェブは、比較的短い製紙繊維を含有する層が2 層ティッシュ製品の表面上になるように各層を配置する2パイルを含有する多層 ティッシュ製品に変換するのに特に適する。 また、当業者ならば、同一タイプの水性製紙構成物を隣接するチャンバーに向 けることによって、ヘッドボックスのチャンバーの見掛けの数を減少させること ができるのを認識するであろう。例えば、単に実質的に同一の水性製紙構成物を 2つの隣接チャンバーのいずれかに向けることによって、前記の3室のヘッドボ ックスは、2室のヘッドボックスとして使用できる。 カチオン性凝集剤に基づいて本発明の態様に従った製品を得るクレープ製紙操 作用の水性製紙構成物の調製を示す模式図である図2、および、アニオン性凝集 剤に基づいて本発明のもう1つの態様に従って製品を得るクレープ製紙操作用の 水性製紙構成物の調製を示す模式図である図3を参照することによって、水性製 紙構成物に関する製法についてのさらなる洞察を得ることができる。以下の議論 は図2を参照する。 比較的長い製紙繊維の水性スラリーを処理するための貯蔵容器1が設けられて いる。ポンプ2によって、スラリーは、所望によりリファイナー3を通って運ば れ、長い製紙繊維の強度ポテンシャルを十分に生じさせる。添加パイプ4は樹脂 を運び、仕上げられた製品で望まれる湿潤または乾燥強度を供する。次いで、ス ラリーをさらにミキサー5中でコンディショニングして、樹脂の吸収を助ける。 次いで、適切にコンディショニングされたスラリーをファンポンプ6中の白水7 で希釈し、希薄な長製紙繊維スラリー15を形成する。パイプ20はカチオン性 凝集剤をスラリー15に添加し、凝集した長繊維スラリー22を生じる。 引き続き図2を参照すれば、貯蔵容器8は微細粒状充填剤スラリーのための貯 蔵器である。添加パイプ9はカチオンスターチ添加剤の水性分散液を運ぶ。ポン プ10は、微細スラリーを運ぶように作用し、更にスターチの分散を供する。ス ラリーをミキサー12中でコンディショニングして、添加剤の吸収を助ける。得 られたスラリー13は、それが精製短繊維製紙繊維の水性分散液と混合される地 点まで運ばれる。 引き続き図2を参照すれば、短い製紙繊維スラリーは貯蔵器11から由来し、 これからそれがポンプ14によってパイプ49を通ってリファイナー15に通さ れ、そこで、それは短い製紙繊維16の精製スラリーとなる。微細粒状繊維13 のコンディショニングしたスラリーと混合した後、それは短い繊維をベースとし た水性製紙スラリー17となる。白水7をファンポンプ18でスラリー17と混 合し、その時点で、スラリーは希薄な水性製紙スラリー19となる。パイプ21 はカチオン性凝集剤をスラリー19に向け、その後、スラリーは凝集した水性製 紙スラリー23となる。 好ましくは、凝集した短繊維ベースの水性製紙スラリー23を図1に示すクレ ープ製紙プロセスに向け、2つのほぼ等しい流れに分け、次いで、これをヘッド ボックスチャンバー82および83に向け、最後に、各々、強力で、柔軟で、ダ スト発生の低い充填されたクレープティッシュペーパーのオフ−ヤンキー側の層 75およびヤンキー側の層71に進める。同様に、図2を参照し、水性の凝集し た長製紙繊維スラリー22を好ましくはヘッドボックスチャンバー82bに向け 、強力で、柔軟で、ダスト発生の低い充填されたクレープティッシュペーパーの 中心層73に最終的に進める。 以下の議論は図3を参照する。 比較的長い製紙繊維の水性スラリーを処理するために貯蔵容器24が設けられ ている。ポンプ25によってスラリーを所望によりリファイナー26を通して運 び、長い製紙繊維の強度ポテンシャルを十分に生じさせる。添加パイプ27は樹 脂を運び、仕上げられた製品で望まれる湿潤または乾燥強度を供する。次いで、 スラリーをさらにミキサー28中でコンディショニングして、樹脂の吸収を助け る。次いで、適切にコンディショニングされたスラリーをファンポンプ30で白 水29により希釈し、希薄な長製紙繊維スラリー31を形成する。所望により、 パイプ32は凝集剤を運び、スラリー31と混合し、水性の凝集した長繊維製紙 スラリー33を形成する。 引き続き図3を参照すれば、貯蔵容器34は微細粒状充填剤スラリーのための 貯蔵器である。添加パイプ35はアニオン凝集剤の水性分散液を運ぶ。ポンプ3 6は微細粒状スラリーを運び、更に添加剤の吸収を助けるように作動する。スラ リーをミキサー37中でコンディショニングして、添加剤の吸収を助ける。得ら れたスラリー38は、それが短い製紙繊維の水性分散液と混合される地点まで運 ばれる。 引き続き図3を参照すれば、短い製紙繊維スラリーは貯蔵器39から由来する 。該貯蔵器から該スラリーは、ポンプ40によってパイプ48を通して、これが 、コンディショニングした微細粒状充填剤スラリー38と混合される地点まで運 ばれ、短繊維ベースの水性製紙スラリー41となる。パイプ46は、スラリー4 1 と混合するカチオン性スターチの水性分散液を運び、イン・ラインミキサー50 に助けられて凝集したスラリー47を形成する。白水29を、ファンポンプ42 で混合する凝集したスラリーに向けられ、希薄な凝集した短繊維ベースの水性製 紙スラリー43となる。所望により、パイプ44はさらなる凝集剤を運んで、希 薄なスラリー43の凝集のレベルを上げてスラリー45を形成する。 好ましくは、図3からの短い製紙繊維スラリー45を図1に示す好ましい製紙 プロセスに向け、2つのほぼ等しい流れに分け、次いで、これをヘッドボックス チャンバー82および83に向け、各々、強力で、柔軟で、ダスト発生の低い充 填されたクレープティッシュペーパーのオフ−ヤンキー側の層75およびヤンキ ー側の層71に最終的に進める。同様に、図3を参照し、長製紙繊維スラリー3 3を好ましくはヘッドボックスチャンバー82bに向け、最後に、強力で、柔軟 で、低ダスト発生の充填されたクレープティッシュペーパーの中心層73に進め る。 クレープ製紙プロセス 図1は強力、柔軟、かつ低ダストの充填されたクレープティッシュペーパーを 製造するためのクレープ製紙プロセスを示す模式図である。これらの好ましい態 様は以下の議論で説明される。ここでは、図1を参照する。 図1は本発明による紙を製造するための好ましい製紙機80の側立面図である 。図1を参照すれば、製紙機80は、頂部チャンバー82、中央チャンバー82 b、および底部チャンバー83を有する層状ヘッドボックス81、スライスルー フ84、および、ブレストロール86、ディフレクター90、真空吸引ボックス 91、クーチロール92、および複数のターニングロール94上及びこれらの周 りでループを形成した長網抄紙機ワイア85を具備する。操作においては、1の 製紙構成物を、頂部チャンバー82を通してポンプ送液し、第2の製紙構成物を 、中心チャンバー82bを通してポンプ送液し、他方、第3の構成物を、底部チ ャンバー83を通し、これによって、スライスルーフ84から上下の関係で長網 抄紙機ワイア85上に送液し、88a及び88b及び88cの層を具備した初期 ウェブをその上に形成させる。長網抄紙機ワイア85を通して脱水が起こり、こ れはデ ィフレクター90および真空ボックス91によって補助される。長網抄紙機ワイ アは矢印で示される方向で循環走行をするので、シャワー95はブレストロール 86上を新たに通過する前にこれをクリーニングする。ウェブ転写ゾーン93に おいて、真空移動ボックス97の作用によって、初期ウェブ88を有孔性輸送用 ファブリック96に転写する。輸送用ファブリック96は転写ゾーン93からの ウェブを、真空脱水ボックス98を通し、ブロー−スルー予備乾燥機100を通 し、2つのターニングロール101を通して運ぶ。その後、ウェブはプレスロー ル102の作用によってヤンキー乾燥機108に転写される。次いで、輸送用フ ァブリック96は、さらなるターニングロール101、シャワー103、および 真空脱水ボックス105の上方およびその回りを通過させることによってそのル ープが、終了するにつれて掃除され、脱水される。スプレイアプリケーター10 9によって塗布された接着剤により、ヤンキー乾燥機108の円筒状表面に、予 備乾燥されたペーパーウェブを接着剤でしっかりと固定する。乾燥は、蒸気加熱 されたヤンキー乾燥機108上にて、図示されていない手段によって乾燥フード 110を通って加熱され循環される熱風によって完了する。次いで、ウェブをド クターブレード111によってヤンキー乾燥機108から乾式でチリメン状とし 、その後、それはペーパーシート70と称され、これはヤンキー側層71、中央 層73、およびオフ−ヤンキー側層75を具備する。次いで、ペーパーシート7 0をカレンダーロール112および113の間を通し、リール115の周囲部分 を回って通過させ、これによってシャフト118上に設けられたコア117上の ロール116に巻き取る。 引き続き図1を参照すれば、ペーパーシート70のヤンキー側層71の起源は 、ヘッドボックス81の底部チャンバー83を通ってポンプ送液された構成物で あり、その構成物は長網抄紙機ワイヤ85に直接塗布され、その際、これは初期 ウェブ88の層88cとなる。ペーパーシート70の中央層73の起源はヘッド ボックス81のチャンバー82.5を通って供給された構成物であり、この構成 物は層88cの頂部上に層88bを形成する。ペーパーシート70のオフ−ヤン キー側層75の起源は、ヘッドボックス81の頂部チャンバー82を通って供給 された構成物であり、この構成物は初期ウェブ88の層88bの頂部上に層88 aを 形成する。図1は三層ウェブを作成するために応用されたヘッドボックス81を 有する抄紙機80を示すが、別法として、非層状、二層または他の多層ウェブを 作成するために、ヘッドボックス81を適用することもできる。 さらに、抄紙機80(図1)で本発明を具体化するペーパーシート70の作成 に関しては、長網抄紙機ワイヤ85は良好な形成が起こるように、短繊維構成物 を構成する繊維の平均長さに関して比較的小さいスパンを有する微細メッシュの ものでなければならず、有孔性輸送用ファブリック96は長繊維構成物を構成す る繊維の平均長さに関して比較的小さい開口スパンを有する微細メッシュを有し 、ファブリック96のフィラメント間スペースに初期ウェブのファブリック側を かさばらせることを実質的に軽減すべきである。また、例示的なペーパーシート 70を作成するプロセス条件に関しては、クレーピングに先立って、好ましくは 、ペーパーウェブを約80%の繊維コンシステンシー(consistency)まで、より 好ましくは約95%の繊維コンシステンシーまで乾燥する。 本発明は、限定されるものではないが、一般に、普通にフェルト−プレスした クレープティッシュペーパー、高嵩パターンの強化クレープティッシュペーパー 、および高嵩非圧縮クレープティッシュペーパーを含めたクレープティッシュペ ーパーに適用できる。 本発明の充填したクレープティッシュペーパーウェブは10g/m2および約 100g/m2の間の坪量を有する。その好ましい態様において、本発明の充填 されたティッシュペーパーは約10g/m2および約50g/m2の間、より好ま しくは約10g/m2および約30g/m2の間の坪量を有する。本発明に適した クレープティッシュペーパーウェブは、約0.60g/cm3以下の密度を有する 。この好ましい態様において、本発明の充填されたティッシュペーパーは約0. 03g/m3および約0.6/m3の間、より好ましくは約0.05/m3および0. 2g/m3の間の密度を有する。 本発明は、さらに、多層ティッシュペーパーウェブに適用できる。層状ペーパ ーウェブから形成されたティッシュ構造は、その全てを出典明示して本明細書の 一部とみなす1976年11月30日にMorgan,Jr.らに発行された米国特許第 3,994,771号、1981年11月17日にCasrtensに発行された米国特許 第4,300,981号、1979年8月28日にDunningらに発行された米国特許 第4,166,001号、および1994年9月7日に公開されたEdwardsらの欧州 特許公開第0 613 979 A1号に記載されている。層は好ましくは異な る繊維タイプのものを具備し、繊維は典型的には多層ティッシュペーパー製造で 使用される比較的長い針葉樹材および比較的短い広葉樹材繊維である。本発明に 適した多層ティッシュペーパーウェブは、少なくとも2つの重ね合わせた層、内 層および内層に隣接する少なくとも1つの外層よりなる。好ましくは、多層ティ ッシュペーパーは3つの重ね合わせた層、内層または中心層、および2つの外層 よりなり、内層は2つの外層の間に位置する。2つの外層は、好ましくは、約0 .5および約1.5mmの間、好ましくは約1.0mm未満の平均繊維長を有する 比較的短い製紙繊維の一次フィラメント構成成分よりなる。これらの短い製紙繊 維は、典型的には、広葉樹材繊維、好ましくは広葉樹材クラフト繊維、最も好ま しくはユーカリに由来するものよりなる。内層は、好ましくは、少なくとも約2 .0mmの平均繊維長を有する比較的長い製紙繊維の一次フィラメント構成成分 よりなる。これらの長い製紙繊維は、典型的には、針葉樹材繊維、好ましくは北 方針葉樹材クラフト繊維よりなる。好ましくは、本発明の具体的充填剤の大部分 は本発明の多層ティッシュペーパーウェブの少なくとも1つの外層に含有される 。より好ましくは、本発明の粒状充填剤の大部分は外層の双方に含有される。 単一層または多層クレープティッシュペーパーウェブから作成されたクレープ ティッシュペーパー製品は単一層ティッシュ製品または多層ティッシュ製品であ り得る。 器具および方法は当業者によく知られている。典型的なプロセスにおいて、低 コンシステンシーパルプ構成物は加圧されたヘッドボックス中に供される。ヘッ ドボックスは、パルプ構成物の薄い沈積を長網抄紙機に供給して湿潤ウェブを形 成するための開口を有する。次いで、典型的には、真空脱水によってウェブを脱 水して約7%および約25%の間の繊維コンシステンシーとする(全ウェブ重量 ベース)。 本発明で開示されたものにより、充填されたティッシュペーパー製品を調製す るには、水性製紙構成物を有孔表面に沈積させて初期ウェブを形成させる。また 、 本発明の範囲には、複数ペーパー層の形成で生じるティシューペーパー製品が含 まれる。該製品では、2以上の層の構成物が、例えば、マルチチャンネルヘッド ボックス中で希薄繊維スラリーの別々の流れの沈積から形成されることが好まし い。層は好ましくは異なる繊維タイプよりなり、繊維は典型的には多層ティッシ ュペーパー製造で使用した比較的長い針葉樹材および比較的短い広葉樹材繊維で ある。個々の層が最初に別々のワイヤ上で形成される場合、湿潤時に層を引き続 いて合わせて多層ティッシュペーパーウェブを形成させる。製紙繊維は、好まし くは、異なる繊維タイプよりなり、繊維は典型的には比較的長い針葉樹材および 比較的短い広葉樹材繊維である。より好ましくは、広葉樹材繊維は該製紙繊維の 少なくとも50%を構成し、該針葉樹材繊維は該製紙繊維の少なくとも約10% を構成する。 本発明による充填されたティッシュ製品を製造する製紙プロセスにおいて、ウ ェブをフェルトまたはファブリック、例えば、慣用的には、当該分野でよく知ら れたフェルトプレスティッシュペーパーに転写させることを具備したステップは 明らかに本発明の範囲内に含まれる。このプロセスステップにおいて、ウェブは 、脱水フェルトに転写され、プレス操作によって水がウェブからフェルトへと除 去されるようにウェブをプレスすることによって脱水される。この場合、ウェブ には、対向する機械的部材、例えばシリンダーロールによって発生した圧力がか けられる。この方法では、ウェブを脱水するのに実質的圧力が必要であるため、 常法のフェルト加圧によって作成された得られたウェブは比較的密度が高く、ウ ェブ構造全体に均一な密度を有することによって特徴付けられる。 本発明に従った充填されたティッシュ製品を作成するのに使用される製紙プロ セス、即ち半乾燥ウェブをヤンキー乾燥機に転写する事を具備したステップでは 、ウェブは、ヤンキー乾燥機として当該分野で知られた円筒状スチームドラム装 置に転写する間にプレスされる。該転写はウェブをプレスに対向する円筒状ドラ ムのごとき機械的手段によって行う。また、ヤンキー表面に対してそれがプレス されるように、真空をウェブに適用することもできる。複数のヤンキー乾燥機ド ラムを使用することができる。 充填されたティッシュペーパーを製造するための製紙プロセスのより好ましい 変形は、いわゆるパターンを緻密かする方法を含む。この場合、得られた構造は 、比較的低い繊維密度の比較的高い嵩の領域および高嵩領域内に分散した比較的 高い繊維密度の緻密化された領域の配列を有することによって特徴付けられる。 別法として、高い嵩の領域はピロー領域の範囲として特徴付けられる。緻密化さ れた領域はこの他にはナックル領域という。緻密化された領域は高嵩範囲内に不 連続的に分離されるか、または高嵩範囲内に完全にまたは部分的に分断されてい る。好ましくは、比較的高い密度領域は連続的であって、高嵩範囲は不連続であ る。パターンを緻密化したティッシュウェブの好ましい製造プロセスは、その全 てを引用して本明細書の一部とみなす1967年1月31日にSanfordおよびSis sonに対して発行された米国特許第3,301,746号、1976年8月10日 にPeter G.Ayersに対して発行された米国特許第3,974,025号、および19 80年3月4日にPaul D.Trokhanに対して発行された米国特許第4,191,60 9号、1987年1月20日にPaul D.Trokhanに対して発行された米国特許第 4,637,859号、1990年7月17日にWendtらに対して発行された米国 特許第4,942,077号、1994年9月28日に公開されたHylandらの欧州 特許公開第0 617 164 A1号、1994年9月21日に公開されたHer mansらの欧州特許公開第0 616 074 A1号に開示されている。 パターンを緻密化したウェブを形成するには、ウェブを形成した直後のウェブ 転写ステップはフェルトではなくむしろフォーミングファブリックに対するもの である。フォーミングファブリックを含有する支持体の配列に対してウェブを並 置する。ウェブを支持体の配列に対してプレスし、これにより、支持体の配列と 湿潤ウェブの間の接触点に幾何学的に対応する位置で、ウェブ内に緻密化された 領域が得られる。この操作の間に圧縮されなかったウェブの残りを高嵩領域と呼 ぶ。高嵩領域は、真空タイプのデバイスまたはブロー−スルー乾燥機を用いるよ うな流体圧の適用によってさらに脱緻密化できる。ウェブを脱水し、所望により 、高嵩領域の圧縮を実質的に避けるようにして予備乾燥する。これは、好ましく は、真空タイプのデバイスまたはブロー−スルー乾燥機を用いるような流体圧に よって、あるいは支持体の配列に対してウェブを機械的にプレスすることによっ て達成されるが、この場合、高嵩領域は圧縮されない。脱水、任意の予備乾燥お よび 緻密化された領域の形成の操作を統合するか、または部分的に統合して、実行さ れる加工ステップの全数を減少させることができる。ヤンキー表面への転写時点 で、半乾燥ウェブの水分含有量は約40%未満であり、該半乾燥ウェブを該フォ ーミングファブリック上に置いて低密度構造を形成しつつ、半乾燥ウェブに熱風 を通す。 パターンを緻密化したウェブをヤンキー乾燥機に転写し、乾燥を完了させ、好 ましくは、依然、機械的加圧を回避する。本発明においては、好ましくは、クレ ープティッシュペーパー表面の約8%ないし約55%は、高嵩領域の密度の少な くとも125%の相対密度を有する緻密化されたナックルよりなる。 支持体の配列は、好ましくは、ナックルのパターン化された置換を有する刻印 した移動用ファブリックである。これは、圧力の適用に際して、緻密化ゾーンの 形成を促進する支持体の配列として働く。ナックルのパターンは先に言及した支 持体の配列を構成する。刻印した移動用ファブリックは、その全てを出典明示し て本明細書の一部とみなす1967年1月31日にStanfordおよびSissonに対し て発行された米国特許第3,301,746号、1974年5月21日にSalvucci らに対して発行された米国特許第3,821,068号、1976年8月10日に Ayersに対して発行された米国特許第3,974,025号、1971年3月30日 にFriedbergに対して発行された米国特許第3,573,164号、1969年10 月21日にAmneusに対して発行された米国特許第3,473,576号、1980 年12月16日にTrokhanに対して発行された米国特許第4,239,065号、お よび1985年7月9日にTrokhanに対して発行された米国特許第4,528,2 39号に開示されている。 最も好ましくは、初期ウェブは、ウェブに流体力をかけることよってオープン メッシュの乾燥した/刻印したファブリックの表面に適合させられ、その後、低 密度製紙プロセスの一部として該ファブリック上で加熱により予備乾燥される。 本発明に含まれる加工ステップのもう1つの変形は、共に出典明示して本明細 書の一部とみなす、1974年5月21日にJoseph L.Salvucci,Jr.およびPeter N.Yiannosに対して発行された米国特許第3,812,000号、および198 0年6月17日にHenry E.Becker,Albert L.McConnellおよびRichard Schutt e に対して発行された米国特許第4,208,459号に記載されているいわゆる非 圧縮、非パターン緻密化多層ティッシュペーパー構造の形成を含む。一般に、非 圧縮、非パターン緻密化多層ティッシュペーパー構造は、製紙構成物を長網抄紙 機ワイアのごとき有孔性フォーミングワイア上に沈積させて、湿潤ウェブを形成 し、ウェブを排水し、ウェブが少なくとも80%の繊維コンシステンシーを有す るまで機械的圧縮をすることなくさらなる水を除去し、次いで、ウェブをクシャ クシャにすることによって調製される。真空脱水および加熱乾燥によって水をウ ェブから除去する。得られた構造は柔軟ではあるが、相対的に目の詰まっていな い繊維よりなる弱い高嵩シートである。好ましくは、クレーピングに先立って、 結合物質をウェブの一部に適用する。 本発明の実施に関連する利点は、所与の量のティッシュペーパー製品を生成す るのに必要な製紙繊維の量を低下させる能力を含む。さらに、ティッシュ製品の 光学的特性、特に不透明度が改良される。これらの利点は高レベルの強度を有し 、ダスト発生の低いティッシュペーパーウェブにおいて認識される。 本明細書で用いる「不透明度」なる用語は、電磁波スペクトルの可視部分に対 応する波長の光の透過からのティッシュペーパーの耐性をいう。「比不透明度」は 、ティッシュペーパーウェブの坪量の各1g/m2について付与された不透明度 の尺度である。不透明度を測定し、比不透明度を計算する方法は本明細書の後半 の節に詳細に記載する。本発明のティッシュペーパーウェブは、好ましくは、約5 %を超える、より好ましくは約5.5%を超える、最も好ましくは約6%を超える 比不透明度を有する。 本明細書で用いる「強度」なる用語は、特定の全引っ張り強度をいい、この尺 度の測定方法は本明細書の後の節に含まれる。本発明のティッシュペーパーウェ ブは強力である。これは一般にそれらの特定の全引っ張り強度が少なくとも約0 .25メートル、より好ましくは約0.40メートルを超えることを意味する。 「毛羽立ち」および「ダスト」は本明細書では相互交換的に使用され、制御さ れた摩耗テストで測定して、繊維または粒状充填剤を遊離するティッシュペーパ ーウェブの傾向をいい、そのための方法は本明細書の後の節で記載する。毛羽立 ちおよびダストは強度に関連する。というのは、繊維および粒子を遊離する傾向 は、かかる繊維および粒子が構造につなぎ止められる程度に直接関係するからで ある。つなぎ止めの総じてのレベルが増大するにつれて、強度は増大する。しか しながら、許容されると認められる強度のレベルを有するが、許容されないレベ ルの毛羽立ちまたはダストの発生を有することは可能である。これは、毛羽立ち またはダストの発生が局在化され得るからである。例えば、ティッシュペーパー ウェブの表面は毛羽立ちおよびダストの発生の傾向を有する一方で、表面直下の 結合の程度は、強度の全レベルをかなり許容されるレベルまで上昇させるのに十 分であり得る。もう1つの場合において、強度は比較的長い製紙繊維の骨格に由 来し得るが、微細繊維または粒状充填剤は構造内に不十分に結合し得る。本発明 の充填されたティッシュペーパーウェブは毛羽立ちが比較的低い。約12未満の 毛羽立ちレベルが好ましく、約10未満のレベルがより好ましく、8未満のレベ ルが最も好ましい。 本発明の多層ティッシュペーパーウェブは、柔軟で吸収性の多層ティッシュペ ーパーウェブが求められるいずれの応用においても使用できる。本発明の多層テ ィッシュペーパーウェブの特に有利な使用はトイレットティッシュおよび顔面用 ティッシュ製品である。単一層および多層ティッシュペーパー製品は共に本発明 のウェブから製造できる。 分析およびテスト手法 A.密度 当該用語を本明細書で用いる場合、多層ティッシュペーパーの密度は、これに 取り込まれた適切な単位変換を施して、その紙の坪量を厚みで除して計算した平 均密度である。本明細書で用いる多層ティッシュペーパーの厚みは、95g/in2 (15.5g/cm2)の圧縮負荷に付した場合の紙の厚みである。 B.分子量測定 ポリマー物質の本質的な識別特性はそれらの分子サイズである。ポリマーを種 々の適用で使用できるようにする特性は、ほとんど全部がマクロ分子の性質に由 来する。これらの物質を十分に特徴付けるためには、それらの分子量および分 子量分布を定義し、それを測定するなんらかの手段を有することが必須である。 分子量よりも相対的分子質量なる用語を使用するのがより正確であるが、分子量 はポリマー技術ではより一般的に使用される。分子量分布を測定するのは常には 現実的ではない。しかしながら、これはクロマトグラフィー技術を用いてより通 常のプラクティスとなりつつある。むしろ、分子量平均によって分子サイズを表 現することに頼っている。 分子量平均 もし我々が相対的分子質量(Mi)を有する分子の重量画分(weight fraction) (wi)を表す単純な分子量分布を考慮するならば、いくつかの有用な平均値を 定義することができる。特定サイズ(Mi)の分子の数(Ni)に基づいて行っ た平均は、数平均分子量を与える。 この定義の重要な結果は、グラム単位の数平均分子量がアボカドロ数の分子を 含有することである。分子量のこの定義は単分散分子種、すなわち、同一分子量 を有する分子のそれに一致する。より重要なことは、もし所与の質量の多分散ポ とである。これは束一性測定の基礎である。 所与の質量(Mi)の分子の重量画分(Wi)に基づいた平均は重量平均分子 量の定義に導く。 は、これがポリマーの溶融粘度および機械的特性のごとき特性をより正確に反映 するからであり、従って、本発明で使用される。 C.充填剤粒子サイズ測定 粒子サイズは、特にそれがペーパーシートにそれを保持する能力に関連するの で、充填剤の性能の重要な決定要素である。特に、クレイ粒子はプレートまたは ブロック状であり球形ではないが、「同等球直径」と呼ばれる尺度を不揃いの形状 の粒子の相対的尺度として使用でき、これは産業界がクレイおよび他の粒状充填 剤の粒子サイズを測定するのに用いる主要な方法の1つである。充填剤の同等球 わちNorcross,ジョージア州のMicromeritics Instrument Coprporationから入 手できるタイプの装置によって行うことができる。該装置は軟X−線を用いて粒 状充填剤の分散スラリーの重力沈降速度を測定し、ストークスの法則を用いて同 等球半径を計算する。 D.紙における充填剤定量分析 当業者ならば、紙中の非セルロース充填剤物質の定量的分析のための多くの方 法があることを認識するであろう。本発明を実施するのを助けるために、最も好 ましい無機タイプの充填剤に適用できる2つの方法を詳述する。最初の方法、即 ち灰化は一般に無機充填剤に適用可能である。第2の方法、即ちXRFによるカ オリンの測定は本発明の実施に特に適することが判明した充填剤、すなわちカオ リンに特異的に設計されている。 灰化 灰化はマッフル炉の使用によって行われる。この方法では、4桁天秤をまず清 掃し、較正し、タリングする(tarred)。次に、4桁天秤のパン上で、清掃した空 の白金皿を秤量する。10/1000桁までグラム単位で空の白金皿の重量を記 録する。天秤を再度タリング(re-tarring)することなく、充填したティッシュ ペーパー試料のほぼ10グラムを注意深く白金皿中に畳む。白金ボートおよび紙 の重量を10/1000桁までグラム単位で記録する。 次いで、ブンゼンバーナーの火炎を用い、白金皿中の紙を低温で予備灰化する 。空気中に浮遊される灰の形成を回避するために、これをゆっくりと行うことに 注 意を払わなければならない。もし空気中に浮遊される灰が観察されれば、新しい 試料を調製しなければならない。この予備灰化ステップからの火炎がおさまった 後、試料をマッフル炉に入れる。マッフル炉は575℃の温度であるべきである 。試料をマッフル炉中でほぼ4時間で完全に灰化させる。この時点の後、革ひも で試料を取り出し、清掃した難燃性表面に置く。試料を30分間で冷却させる。 冷却後、10/1000の桁までグラム単位で白金皿/灰の組合せを秤量する。 この重量を記録する。 充填されたティッシュペーパー中の灰分含有量は、白金皿/灰の組合せから清 掃した空の白金皿の重量を差し引くことによって計算される。この灰分含有量重 量を10/1000の桁までグラム単位で記録する。 (例えば、カオリン中の水蒸気喪失による)灰化に際しての充填剤喪失の情報 によって、灰分含有量を充填剤重量に変換することができる。これを決定するた めに、4桁天秤のパン上の清掃された空の白金皿をまず秤量する。10/100 0の桁までグラム単位で表した空の白金皿の重量を記録する。天秤を再度タリン グすることなく、ほぼ3グラムの充填剤を注意深く白金皿に注ぐ。白金皿/充填 剤の組合せの重量を10/1000の桁までグラム単位で記録する。 次いで、この試料を注意深く575℃のマッフル炉に入れる。マッフル炉中、 ほぼ4時間で試料を完全に灰化させる。この時点の後、革ひもで試料を取り出し 、清掃された難燃性表面に置く。試料を30分間冷却させる。冷却後、白金皿/ 灰組合せの重量を10/1000の桁までグラム単位で秤量する。この重量を記 録する。 以下の式を用い、元の充填剤試料中における灰化に際してのパーセント喪失を 計算する。 灰化の際の%喪失=[(元の充填剤試料および白金皿の重量)−(充填剤灰およ び白金皿の重量)]×100/[(元の充填剤試料および白金皿の重量)−(白金皿 の重量)] カオリンにおける灰化に際しての%喪失は10ないし15%である。次いで、 以下の式で、グラム単位で表した元の灰重量をグラム単位で表した充填剤重量に 変換することができる。 充填剤の重量(g)=[灰の重量(g)]/[1−(灰化の際の%喪失)/100] 次いで、元の充填したティッシュペーパー中のパーセント充填剤は以下のごと く計算できる。 ティッシュペーパー中の%充填剤=[充填剤の重量(g)×100]/[(白 金皿および紙の重量)−(白金皿の重量)] XRFによるカオリンクレイの測定 マッフル炉灰化よりも優れたXRF技術の主要な利点は速度なことであるが、 それが普遍的に適用されるのではない。XRFスペクトロメーターは、マッフル 炉灰化方法で要した時間と比較して、5分内に紙試料中のカオリンクレイのレベ ルを定量できる。 蛍光X−線技術はX−線管線源からのX−線フォトンで、注目する試料に衝撃 を与えることに基づく。高エネルギーフォトンによるこの衝撃は、試料中に存在 する元素毎に、コアーレベルの電子に光電放出を起こさせる。次いで、これらの 空のコアーレベルは外殻電子によって満たされる。外殻電子により満たされると 、その結果、さらなるX−線フォトンが試料中に存在する元素毎に放射されると いうように蛍光プロセスが起こる。各元素はこれらのX−線蛍光遷移で区別され る「指紋」エネルギーを有する。エネルギー、従って、これらの放射されたX− 線蛍光フォトンの注目の元素の同一性はリチウムをドープしたシリコン半導体検 出器で測定される。この検出器は衝突フォトンのエネルギーを測定すること、従 って、試料に存在する元素を同定することが可能である。ナトリウムからウラン にいたる元素がほとんどの試料マトリックスで同定できる。 クレイ充填剤の場合には、検出された元素はケイ素およびアルミニウム双方で ある。このクレイ分析で使用された具体的X−線蛍光装置はMountain View,カ リフォルニア州のBaker-Hughes Inc.によって作成されたSpectrace5000である。 ク レイの定量分析における最初のステップは、例えば8%ないし20%の範囲のク レイ顔料を用い、既知の一組のクレイ充填ティッシュ標準で装置を較正する。 これらの標準紙試料中の正確なクレイレベルは前記したマッフル炉灰化技術で 測定される。また、ブランク紙試料も標準の1つとして含まれる。所望の標的ク レイレベルをひとまとめに扱うための少なくとも5つの標準を使用して装置を較 正すべきである。 現実のプロセスの前に、X−線管に電源を入れて、13キロボルトおよび0. 20ミリアンペアに設定する。また、装置をセットして、クレイに含有されるア ルミニウムおよびケイ素について検出されたシグナルを積分する。まず、2”× 4”の小片に切断することによって紙試料を調製する。次いで、この切片を、オ フ−ヤンキー側の面を外側に向けて2”×2”になるように折り畳む。この試料 を試料カップの頂部に入れ、保持リングにて所定の位置に保持する。試料調製の 間、試料カップの頂部上に試料を平坦に維持するように注意を払わなければなら ない。次いで、この組の既知標準を用い、装置を較正する。 既知標準の組で装置を較正した後、直線検量線をコンピューターのメモリに貯 える。この直線検量線を用いて、未知物中のクレイレベルを計算する。X−線蛍 光システムを安定にし、適切に作動させることを確実とするために、既知クレイ 含有量のチェック試料を未知物の各組と共に実行する。もしチェック試料の分析 の結果、不正確な結果(この既知クレイ含有量から10ないし15%はずれる) が得られば、装置をトラブルシューティングおよび/または再較正にかける。 各製紙条件につき、少なくとも3つの未知試料中のクレイ含有量を測定する。 平均および偏差をこれらの3つの試料に対して採る。もしクレイ適用手法が疑わ しいか、あるいは紙の断面方向(CD)または機械加工方向(MD)いずれかで クレイ含有量が変動するように意図的に設定したのなら、もっと多くの試料をこ れらのCDおよびMD方向で測定すべきである。 E.ティッシュペーパーの毛羽立ちの測定 ティッシュ製品から生じた毛羽立ちの量はSutherland Rub Testerで測定する 。このテスターは固定トイレティッシュに対して5倍重量をかけてフェルトを擦 る ためのモーターを使用する。Hunter Color L値を擦過テストの前 後で測定する。これらの2つのHunter Color L値の間の差異を毛 羽立ちとして計算する。 試料調製 毛羽立ち擦過テストに先立って、テストすべき紙試料をTappi Method #T4020 M-88に従ってコンディショニングすべきである。ここに、10ないし35%の相 対湿度レベルにて22ないし40℃の範囲範囲内で試料を24時間予備コンディ ショニングする。この予備コンディショニングステップの後に、試料を48ない し52%の相対湿度および22ないし24℃の温度範囲内でコンディショニング すべきである。また、この擦過テストも一定の温度および湿度の部屋の制限内で 行うべきである。 Sutherland Rub Testerは、Testing Machines,Inc.(Amityville,NY,11701 )から得ることができる。例えば、ロールの外側上で、操作中に摩耗されている いずれの製品も除去し、捨てることによってティッシュをまず調製する。多層仕 上げ製品については、各々が多層製品の2つのシートを含有する3つの切片を取 り出し、ベンチ−トップに設定する。単一層製品については、各々が単一製品の 2つのシートを含有する6つの切片を取り出し、ベンチ−トップに設定する。次 いで、各試料を、皺がティッシュ試料の断面方向(CD)に走るように半分に折 る。多層製品については、表にした面の1つが試料を折った後に表に出たのと同 一面であることを確認する。換言すれば、層を相互から引き離さず、製品の内側 の相互に面した面を擦過テストする。単一層製品については、3つの試料でオフ −ヤンキー側を外側とし、3つの試料でヤンキー側を外側とする。いずれの試料 がヤンキー側を外側とし、オフ−ヤンキー側を外側としたかを追跡する。 Cordage Inc.(800 E.Ross Road,シンシナティ,オハイオ州,45217)からCr escent#300 厚紙の30”×40”小片を入手する。ペーパーカッターを用い、 2.5”×6”の寸法の6片の厚紙に切断する。Sutherland Rubテスターのホー ルダウンピン上に厚紙を押し付けることによって、6つの厚紙の各々に2つの穴 を開ける。 もし単一層仕上げ製品を用いて作製するならば、2.5”×6”の紙片の各々 を、 6つの先に折り畳んだ試料の頂部に、中心にて、注意深く置く。厚紙の6”の寸 法方向がティッシュ試料の各々の機械加工方向(MD)と平行となっていること を確認する。もし多層仕上げ製品をを用いて作製するならば、2.5”×6”の 厚紙の3つの切片のみが必要であろう。3つの先に折り畳んだ試料の頂部に、中 心にて、注意深く厚紙小片の各々を置く。再度、厚紙の6”の寸法方向がティッ シュ試料の各々の機械加工方向(MD)と平行となっていることを確認する。 ティッシュ試料の露出部分の1つのエッジを厚紙の裏面上に折り畳む。このエ ッジを、3M Inc.から得た接着テープ(3/4″幅 Scotch Brand,St.Paul,MN )で厚紙にしっかりと固定する。注意深く他の突き出たティッシュエッジを掴み 、それを厚紙の裏面上に軽く折り畳む。紙の厚紙への滑り嵌めを維持しつつ、こ の第2のエッジを厚紙の裏面にテープ止めする。この手法を各試料につき反復す る。 各試料を引っ繰り返し、ティッシュペーパーの断面方向のエッジを厚紙にテー プ止めする。接着テープの半分はテープペーパーと接触しなければならず、他方 、他の半分は厚紙に接着している。この手法を各試料につき反復する。もしこの 試料調製手法の間のいずれかの時点で、ティッシュ試料が破壊し、裂け、あるい は擦り切れ状態となれば、それを捨て、新しいティッシュ試料片で新しい試料を 作成する。 もし多層変換製品を用いて作製するならば、今度は、厚紙上に3つの試料があ るであろう。単一層仕上げ製品については、今度は、厚紙上にオフ−ヤンキー側 を外側にした3つの試料および厚紙上にヤンキー側を外側にした3つの試料があ るでろう。 フェルト調製 Cordage Inc.(800 E.Ross Road,シンシナティ,オハイオ州,45217)からCr escent # 300厚紙の30”×40”の小片を入手する。ペーパーカッターを用い 、2.25”×7.25”の寸法の厚紙の6つの切片に切断する。厚紙の余白上の 最頂部および最底部エッジから1.125”下部に、短寸法方向に対して平行に2 本の線を引く。ガイドとして真っすぐなエッジを用い、カミソリ刃で線の長さに 注意深く刻み目を入れる。シートの厚みの半分当たりの深さでこれに刻み目を 入れる。この刻み目は厚紙/フェルトの組合せがSutherland Rub testerの分銅 の回りにしっかりとフィットすることを可能とする。厚紙のこの刻み目を付けた 側に、厚紙の長寸法方向に平行に走る矢印を引く。 黒色フェルト(New England Gasket,550 Broad Street,Bristol,コネチカ ット州 06010からのF−55または同等物)の6片を2.25”×8.5”×0. 0625”の寸法に切断する。フェルトおよび厚紙双方の長いエッジが平行に整 列するように、該フェルトを厚紙の非刻み未処理面の頂部上に置く。フェルトの フワフワした側が表となっていることを確認する。また、厚紙の最頂部および底 部エッジを約0.5”引き出させる。突出する両フェルトエッジ上で丁寧に折り 畳んで、Scotch brandテープで厚紙の裏側に固定する。合計6つのこれらのフェ ルト/厚紙の組合せを調製する。 良好な再現性のためには、同一ロットのフェルトで全ての試料を実行すべきで ある。明らかなごとく、単一ロットのフェルトが完全に空になる場合がある。新 しいロットのフェルトを入手しなければならない場合は、新しいロットのフェル トのために補正係数を決定すべきである。補正係数を決定するには、注目の代表 的な単一ティッシュ試料、および新しいロットおよび古いロット用に24の厚紙 /フェルト試料を作成するための十分なフェルトを得る。 前記したごとく、擦過を行う前後に、新しいロットおよび古いロットのフェル トの、24の厚紙/フェルト試料の各々につきHunter Lを読みとる。古いロット の24の厚紙/フェルト試料および新しいロットの24の厚紙/フェルト試料の 双方につき平均値を計算する。 次に、後記するごとく新しいロットの24の厚紙/フェルト板および古いロッ トの24厚紙/フェルト板を擦過テストする。古いロットおよび新しいロットに ついての24の試料の各々で、同一ティッシュロット番号を使用していることを 確認する。加えて、厚紙/ティッシュ試料の調製で紙をサンプリングするには、 フェルトの新しいロットおよびフェルトの古いロットがティッシュ試料の出来る 限り代表的なものにさらられるように行われなければならない。1層ティッシュ 製品の場合には、損傷または摩耗しているかも知れないいずれの製品も捨てる。 次に、各々2つの使用可能な単位(シートという)長さのティッシュの48片を 得る。最初の2つの使用可能な単位片をラブベンチのかなり左上に置き、48試 料の最後のものを該ベンチのかなり右上に置く。試料のコーナーの1cm×1c m領域に、かなり左の試料に番号「1」をマークする。次々と試料にマークする のを48まで継続して、かなり右の最後の試料に番号48をマークする。 新しいフェルトについて、奇数の番号を付した24の試料および古いフェルト について偶数の番号を付した24の試料を使用する。奇数番号試料を最低の番号 から最高番号の順に並べる。偶数番号試料を最低の番号から最高の番号の順に並 べる。さて、各組についての最低の番号に文字「Y」をマークする。次の最高の 番号に文字「O」をマークする。この交互の「Y」/「O」のパターンで試料の マーキングを続ける。ヤンキー側を外側に向けたものの毛羽立ち分析について「 Y」試料を使用し、オフ−ヤンキー側の毛羽立ち分析について「O」試料を使用 する。1層製品については、いまや、フェルトの新しいロットおよびフェルトの 古いロットについて合計24の試料がある。この24のうち、12は、ヤンキー 側を外側に向けたものの毛羽立ち分析用であり、12はオフ−ヤンキー側の毛羽 立ち分析用である。 後記するごとく、古いフェルトの全ての24試料につき擦過し、Hunter Color L値を測定する。古いフェルトについて12のヤンキー側のHunter Color L値を 記録する。12の値を平均する。古いフェルトについて12のオフ−ヤンキー側 のHunter Color L値を記録する。12の値を平均する。ヤンキー側の擦過試料に ついての平均のHunter Color L読み値から平均の最初の未擦過のHunter Color L フェルト読み値を差し引く。これは、ヤンキー側試料についてのデルタ平均差で ある。オフ−ヤンキー側擦過試料についての平均Hunter Color L読み値から平均 の最初の未擦過Hunter Colr Lフェルト読み値を差し引く。これは、オフ−ヤン キー側試料についてのデルタ平均差である。ヤンキー側のデルタ平均差およびオ フ−ヤンキー側のデルタ平均差の合計を計算し、この合計を2で割る。これは、 古いフェルトについての未修正毛羽立ち値である。もし古いフェルトについての 現在のフェルト修正係数があれば、それを、古いフェルトについての未修正毛羽 立ち値に加える。この値は古いフェルトについての修正した毛羽立ち値である。 後記するごとく、新しいフェルトの24試料全てにつき擦過し、Hunter Color L 値を測定する。新しいフェルトについて12のヤンキー側のHunter Color L値を 記録する。12の値を平均する。新しいフェルトについての12のオフ−ヤンキ ー側Hunter Color L 値を記録する。12の値を平均する。ヤンキー側の擦過試 料についての平均Hunter Color L読み値から平均の最初の未擦過Hunter Color L フェルト読み値を差し引く。これは、ヤンキー側試料についてのデルタ平均差で ある。オフ−ヤンキー側擦過試料についての平均Hunter Color L読み値から平均 の最初の未擦過Hunter Color Lフェルト読み値を差し引く。これは、オフ−ヤン キー側試料についてのデルタ平均差である。ヤンキー側についてのデルタ平均差 およびオフ−ヤンキー側についてのデルタ平均差の合計を計算し、この合計を2 で割る。これは、新しいフェルトについての未修正毛羽立ち値である。 古いフェルトからの修正毛羽立ち値および新しいフェルトについての未修正毛 羽立ち値の間の差を採る。この差はフェルトの新しいロットについてのフェルト 修正係数である。 このフェルト修正係数を新しいフェルトについての未修正毛羽立ち値に加えた ものは、古いフェルトについての修正毛羽立ち値と同一であるはずである。 同一タイプの手法を2層ティッシュ製品に適用し、古いフェルトにつき24試 料を実行し、新しいフェルトにつき24実行する。しかし、パイルの外側の層を 使用した消費材のみを擦過テストする。前記したごとく、代表的な試料が古いフ ェルトおよび新しいフェルトで得られるように試料が調製されたことを確認する 。 4ポンド分銅の注意 4ポンド分銅は4平方インチの有効接触領域を有し、これは1平方インチ当た り1ポンドの接触圧を供する。接触圧は、該分銅の表面に取り付けたゴム製パッ ドの変更によって変化させることができるので、製造業者(Brown Inc.,Mechan ical Services Department,Kalamazoo,ミシガン州)によって供給されたゴム製 パッドのみを使用することが重要である。これらのパッドは、硬くなり、摩耗し 、または砕けた場合には、取り替えるべきである。 使用していない場合には、分銅は、パッドが分銅の全重量を支えないように位 置させるべきである。分銅はその脇に貯蔵するのが最良である。 擦過テスター装置の較正 Sutherland Rub Testerはまず使用に先立って較正しなければならない。まず 、テスタースイッチを「cont」位置に動かすことによってSutherland Rub Tes terのスイッチを入れる。テスターアームが使用者の最も近い位置となれば、テ スターのスイッチを「auto」位置に入れる。大きなダイアル上の指針アームを 「five」位置セッティングに動かすことによって、テスターを5ストローク で作動するように設定する。1ストロークは分銅の単一で完全な順方向および逆 方向の運動である。擦過ブロックの末端は、各テストの最初および最後で、操作 者に最も近い位置にあるべきである。 前記したごとく厚紙サンプル上にティッシュペーパーを調製する。加えて、前 記したごとく厚紙試料上のフェルトを調製する。これらの試料の双方を装置の較 正で使用し、現実の試料についてのデータの獲得には使用しない。 厚紙中の穴をホールド−ダウンピン上にスリップさせることによって、この較 正ティッシュ試料をテスターのベースプレート上に置く。該ホールド−ダウンピ ンはテストの間に試料が動くのを妨げる。較正フェルト/厚紙試料を4ポンド分 銅上に止め、厚紙の側は分銅のパッドと接触させる。厚紙/フェルトの組合せが 分銅に対して平坦となって静止していることを確認する。この分銅をテスターア ームにフック止めし、ティッシュ試料を分銅/フェルトの組合せの直下にそっと 置く。操作者に最も近い分銅の末端はティッシュ試料それ自体ではなくティッシ ュ試料の厚紙上方になければならない。該フェルトはティッシュ試料上に平坦に 静止しなければならず、ティッシュ表面と100%接触していなければならない 。「push」ボタンを降下させることによって、テスターを作動させる。 ストローク数の計数を保持し、試料との関係において、フェルト被覆分銅の開 始および停止位置を観察し、記憶する。もしストロークの合計数が5となり、か つ操作者に最も近いフェルト被覆分銅の末端が、このテストの最初および最後の テスト試料の厚紙上方にくれば、テスターを較正し、使用準備を完了する。もし ストロークの合計数が5でないか、あるいはもし操作者に最も近いフェルト被覆 分銅の末端が、テストの最初または最後のいずれかで現実のペーパーティッシュ 試料の上方にあれば、5ストロークがカウントされ、操作者に最も近いフェルト 被覆分銅がテストの開始および最後双方で厚紙上方に位置するまでこの較正手順 を繰り返す。 試料の現実のテストの間に、ストロークのカウントならびにフェルト被覆分銅 の開始および停止点をモニターし、観察する。 必要であれば、再度較正する。 HUNTER COLOR METER の較正 装置の操作マニュアルに概略が示されている手順に従って、黒色および白色標 準プレートについてのHunter Color Difference Meterを調整する。また、標準 化のための安定性チェックならびに毎日の色彩安定性チェックをもしそれが過去 8時間の間になされていなければ実行する。加えて、ゼロ反射率をチェックし、 必要であれば再度調整しなければならない。 装置ポート下方の試料ステージ上に白色標準プレートを載せる。試料ステージ を解放し、試料プレートを試料ポート直下まで上昇させる。 「L−Y」、「a−X」および「b−Z」標準化ノブを用い、「L」、「a」および 「b」押しボタンが下降している場合、装置を調整して「L」、「a」および「b」 の標準白色プレート値を読ませる。 試料の測定 毛羽立ちの測定における最初のステップは、トイレティッシュ上で擦られるに 先立って、黒色フェルト/厚紙試料のHunter Color値を測定することである。こ の測定における最初のステップは標準白色プレートをHunter Color装置の装置ポ ート下方から下げることである。標準プレートの頂部上に、色彩メーターの裏面 を指示する矢印に従い、フェルト被覆厚紙を中心に置く。試料ステージを解放し 、フェルト被覆厚紙を試料ポートの下方に上昇させる。 フェルト幅は観察領域直径よりもわずかに大きいに過ぎないので、フェルトが 観察領域を完全にカバーしていることを確認する。完全に覆っていることを確認 した後、L押しボタンを降下させ、読みが安定するまで待つ。このL値を最も近 い0.1単位まで読み、記録する。 もしD25D2Aヘッドを使用するならば、フェルト被覆厚紙およびプレート を下げ、矢印がメーターの右側を示すように、フェルト被覆厚紙を90度回転さ せる。次に、試料ステージを解放し、1回以上チェックして、観察領域がフェル トで完全に被覆されていることを確認する。L押しボタンを押し下げる。この値 を最も近い0.1単位まで読み、記録する。D25D2M単位については、記録 された値はHunter Color L値である。回転した試料の読みも記録するD25D2 Aヘッドについては、Hunter Color L値は2つの記録値の平均である。 この技術を用い、フェルト被覆厚紙の全てについてHunter Color L値を測定す る。もしHunter Color L値が全て相互に0.3単位内にあれば、平均をとって、 初期のL読み値を得る。もしHunter Color L値が0.3単位内になければ、限界 外のこれらのフェルト/厚紙の組合せを捨てる。新しい試料を調製し、全ての試 料が相互に0.3単位内になるまでHunter Color L測定を反復する。現実のティ ッシュペーパー/厚紙の組合せの測定については、厚紙中の穴をホールド−ダウ ンピン上方でスリップさせることによって、ティッシュ試料/厚紙の組合せをテ スターのベースプレート上に置く。ホールド−ダウンピンはテストの間に試料が 動くのを妨ぐ。較正フェルト/厚紙の試料を4ポンド分銅上に止め、厚紙の側を 分銅のパッドと接触させる。厚紙/フェルトの組合せが分銅に対して平坦に静止 していることを確認する。この分銅をテスターアーム上にフック止めし、分銅/ フェルトの組合せの直下にティッシュ試料を穏やかに置く。操作者に最も近い分 銅の末端は、ティッシュ試料自体ではなくティッシュ試料の厚紙の上方になけれ ばならない。該フェルトはティッシュ試料上に平坦に静止していなければならず 、ティッシュ表面と100%接触していなければならない。 次に、「push」ボタンを降下させることによって、テスターを作動させる。 5ストロークの最後に、テスターは自動的に停止するであろう。試料に対するフ ェルト被覆分銅の停止位置に注意する。もし操作者に向けてフェルト被覆分銅の 末端が厚紙の上方にくれば、テスターは適切に作動している。もし操作者に向け てフェルト被覆分銅の末端が試料の上方にくれば、この測定を捨て、Sutherland Rub Tester のCalibration section(較正の節)に指示されているごとく再度 較 正する。 フェルト被覆厚紙と共に分銅を取り出す。ティッシュ試料を観察する。もし破 けていれば、フェルトおよびティッシュを捨て、再度開始する。もしティッシュ 試料が無傷であれば、フェルト被覆厚紙を分銅から除去する。ブランクフェルト につき前記したごとくにフェルト被覆厚紙につきHunter Color L値を測定する。 擦過後のフェルトにつきHunter Color L値を記録する。全ての残りの試料につき 、擦過し、測定し、Hunter Color L値を記録する。 全てのティッシュを測定した後、全てのフェルトを取り出し、捨てる。フェル ト片は再度使用しない。厚紙はそれが折れ曲がり、破れ、腰がなくなり、あるい はもはや平滑な表面を有しなくなるまで使用する。 計算 試料のオフ−ヤンキー側およびおよびヤンキー側についての測定値の各々から 未使用フェルトについて見い出された平均初期Lの読み値を差し引くことによっ て、デルタL値を決定する。多層製品は紙の一方側のみを擦ることを思い出すこ と。かくして、3つのデルタL値が多層製品につき得られるであろう。3つのデ ルタL値を平均し、この最終平均からフェルト係数を差し引く。この最終結果を 2層製品のファブリック側についての毛羽立ちという。 ヤンキー側およびオフ−ヤンキー側測定双方が得られる単一製品については、 3つのヤンキー側のL読み値の各々および3つのオフ−ヤンキー側のL読み値の 各々から未使用フェルトで見い出された平均初期L読み値を差し引く。3つのヤ ンキー側の値につき平均デルタを計算する。3つのファブリック側の値について 平均デルタを計算する。これらの平均の各々からフェルト係数を差し引く。最終 結果を単一層製品のファブリック側についての毛羽立ちおよびヤンキー側につい ての毛羽立ちという。これらの2つの値の平均をとることによって、全単一層製 品について最終の毛羽立ちが得られる。 F.ティッシュペーパーのパネル柔軟性の測定 理想的には、柔軟性テストに先立って、テストすべきペーパー試料はTappi Method #T4020M-88に従って、コンディショニングしなければならない。これは 、10ないし35%の相対湿度にて22ないし40℃の温度範囲内で試料を24 時間プレコンディショニングする。このプレコンディショニングステップの後、 試料は48ないし52%の相対湿度にて22ないし24℃の温度範囲内で24時 間コンディショニングしなければならない。 理想的には、柔軟性パネルテストは一定の温度および湿度の部屋の制限内で行 うべきである。もしこれが可能でなければ、対照を含めた全ての試料は同一の環 境暴露条件を経験させるべきである。 柔軟性テストは出典明示して本明細書の一部とみなすAmerican Society For T esting and Materials 1968によって公表された「Manual on Sensory Testing Me thods」,ASTM Special Technical Publication 434に記載されているのと同様の 形態で対比較として行う。柔軟性は、Paired Difference Testとして言及されて いるものを用い、主観的なテストによって評価される。該方法はテスト材料自体 とは無関係な標準を使用する。触覚で認識される柔軟性については、2つの試料 を、対象が試料を見えないように提示し、対象には触覚柔軟性に基づきそれらの うち1つを選択させる必要がある。テストの結果は、何がPanel Score Unit(PSU )に言及されているかで報告する。PSUで、ここに報告する柔軟性のデータを 得る柔軟性テストに関しては、多数の柔軟性パネルテストを行う。各テストにお いて、10人の熟練した柔軟性の判断者に要求して、対試料の3組の相対的柔軟 性を標記する。試料の対に対しては、各判断者によってある時点での1対が判断 される。各対のうちの1の試料はXと、他はYと名付けられる。略言すれば、各 X試料は、以下のごとくに、その対のY試料に対して等級付けされる。 1.もしXがYよりも少し柔軟であろうと判断されればプラス1の評価点が与 えられ、もしYがXよりも少し柔軟であろうと判断されればマイナス1の評価点 が与えられる。 2.もしXがYよりも確かに少し柔軟であると判断されれば、プラス2の評価 点が与えられ、もしYが確かにXよりも少し柔軟であると判断されれば、マイナ ス2の評価点が与えられる。 3.もしXが十分Yよりも柔軟であると判断されれば、プラス3の評価点が与 えられ、もしYが十分Xよりも柔軟である判断されれば、マイナス3の評価点が 与えられる。 4.もしXがYよりも全く柔軟であると判断されれば、プラス4の評価点が与 えられ、もしYが全くXよりも柔軟であると判断されれば、マイナス4の評価点 が与えられる。 評価点を平均し、得られた値をPSU単位とする。得られたデータは1のパネ ルテストの結果と考えられる。もし1を超える試料対を評価する場合、対統計分 析によるそれらの評価点に従った順序で、全ての試料対をランク付けする。次い で、ランクは、ゼロPSUを与えるのに要求される値でシフトアップまたはダウ ンされる。各試料はゼロー−ベース標準となるようにゼロPSUに対して選択さ れる。次いで、他の試料はプラスまたはマイナスの値を有する。これは、ゼロベ ース標準に関するそれらの相対的評価点によって決定される。実行し平均したパ ネルテストの数は、約0.2PSUが主観的に認識された柔軟性の有意な差を表す ようなものである。 G.ティッシュペーパーの不透明度の測定 Colorquest DP-9000 Spectrocolorimeter(スペクシル色彩計)を用いてパー セント不透明度を測定する。オン/オフスイッチをプロセッサの裏面に位置させ 、そのスイッチを入れる。装置を2時間ウォーミングアップさせる。もし系がス タンバイモードとなれば、キイパッド上のいずれかのキイを押し、装置に30分 間の追加のウォーミングアップ時間をとる。 黒色ガラスおよび白色タイルを用い、装置を標準化する。DP9000装置マニュア ルの標準化の節に与えられた指示に従って、標準化がリードモードでなされたこ とを確認する。DP-9000を標準化するために、プロセッサ上のCALキイを押し 、スクリーン上に示された指示メッセージに従う。次いで、黒色ガラスおよび白 色タイルを読むように促される。 また、DP-9000はDP-9000マニュアルに与えられた指示に従ってゼロ点規正され なければならない。セットアップキイを押してセットアップモードとする。以下 のパラメーターを規定する。 UF フィルター:OUT ティスプレイ:ABSOLUTE 読み取り間隔:SINGLE 試料 ID: ONまたはOFF 平均: OFF 統計:SKIP 色スケール:XYZ 色インデックス:SKIP 色差スケール:SKIP 色差インデックス:SKIP CMC 比:SKIP CMC 化学的ファクター:SKIP 観察:10 段階 光源: D M1 2nd 光源:SKIP 標準: WORKING 標的値:SKIP 許容差:SKIP 色スケール(color scale)がXYZに設定されており、観察者(observer) が10段階に設定されており、光源(illuminant)がDに設定されていることを 確認する。1層試料のみを白色未較正タイル上に置く。白色較正済みタイルも使 用できる。試料およびタイルを試料ポート下の場所に上昇させ、Y値を測定する 。 試料およびタイルを下げる。試料自体を回転させることなく、白色タイルを除 去し、黒色ガラスで置き換える。再度、試料および黒色ガラスを上昇させ、Y値 を測定する。1層試料が白色タイルおよび黒色ガラス読み取りの間で回転してい ないことを確認する。 パーセント不透明度は、白色タイルについてのY読みに対する黒色ガラスにつ いてのY読みの比をとることによって計算される。次いで、この値を100倍し てパーセント不透明度値を得る。 本明細書の目的では、不透明度の測定を「比不透明度」に変換し、これは、事 実、坪量における変動に対して不透明度を補正する。不透明度%を比不透明度% に変換するための式は以下の通りである。 比不透明度=(1−(不透明度/100)(1/ 坪量))×100 ここに、比不透明度単位は各g/m2についてのパーセントであり、不透明度 はパーセントの単位であり、坪量はg/m2の単位である。 比不透明度は0.01%まで報告すべきである。 G.ティッシュペーパーの強度の測定 乾燥引張強度 引張強度は、Thwing-Albert Intelect II Standard Tensile tester(Thwing-A lbert Instrument Co.,10960 Dutton Rd.,フィラデルフィア,ペンシルベニア 州,19154)を用い、1インチ幅の切片の試料で測定する。この方法は仕上げ紙製 品、リール試料、および非変換ストックで使用されることが予定されている。 試料のコンディショニングおよび調製 引張試験に先立って、試験すべき紙試料はTappi Method #T4020M-88に従って コンディショニングすべきである。全てのプラスチックおよび紙の広い包装材料 は試験に先立って紙試料から注意深く取り除かなければならない。紙試料は48 ないし52%の相対湿度にて22ないし24℃の温度の範囲内で少なくとも2時 間コンディショニングすべきである。試料調製および引張試験の全ての態様も一 定の温度および湿度の部屋の制限内で行うべきである。 仕上げ製品については、すべての損傷製品を捨てる。次に、4つの使用可能な ユニットの5つの切片(シートともいう)を取り、さらにスタックを他のものの 頂部上に積重ねて、シート間で穿孔を一致させた長いスタックを形成させる。シ ート1および3を機械方向の引っ張り測定で一致させ、シート2および4を断面 方向の引張測定で一致させる。次に、ペーパーカッター(Thwing-Albert Instrument Co.,10960 Dutton Road,フィラデルフィア,ペンシルベニア州,191 54からの安全シールド付きのJDC-1-10およびJDC-1-12)を用い、穿孔線を通って切 断して、4つの別々のストックを得る。スタック1および3は機械加工方向の試 験で以前と一致し、スタック2および4は断面方向の試験で一致することを確認 する。 2つの1”の幅の切片をスタック1および3から機械加工方向で切断する。2 つの1”幅の切片をスタック2および4から断面方向で切片する。機械加工方向 の引張試験で4つの1”幅の切片および断面方向の引張試験で4つの1”の幅の 切片がある。これらの仕上げ製品試料については、全ての8つの1”の幅の切片 は5つの使用可能なユニット(シートともいう)厚みである。 未被覆ストックおよび/またはリール試料については、ペーパーカッター(Thw ing-Albert Instrument Co.,10960 Dutton Road,フィラデルフィア,ペンシル ベニア州,19154からの安全シールド付きのJDC-1-10およびJDC-1-12)を用い、試 料の注目する領域から8パイルの厚みである15”×15”のサンプルを切断す る。1の15”の切断が機械加工方向に平行に行われ、他方、他のものは断面方 向に平行に行われることを確認する。試料は48ないし52%の相対湿度にて2 2ないし24℃の温度範囲内で少なくとも2時間コンディショニングすることを 確認する。試料調製および引張試験の全ての態様も一定の温度および湿度の部屋 の制限内で行うべきである。 8パイルの厚みであるこの予備コンディショニングした15”×15”サンプ ルから、機械加工方向に平行に走る長さ7”の寸法を有する1”×7”の4つの 切片を切断する。これらの試料は機械加工方向のリールまたは未変換ストック試 料であることに注意する。断面方向に平行に走る長さ7”の寸法を持つ1”×7 ”のさらに4つの切片を切断する。これらの試料は断面方向のリールまたは未変 換ストック試料であることに注意する。全ての従前の切断物は、ペーパーカッタ ー(Thwing-Albert Instrument Co.,10960 Dutton Road,フィラデルフィア,ペ ンシルベニア州,19154からの安全シールド付きのJDC-1-10およびJDC-1-12)を用 いて作成したことを確認する。いまや、8つの試料、即ち、機械加工方向に平行 に走る7”の寸法の、8パイルの厚みである4つの1”×7”の切片、および断 面 方向に平行に走る7”の寸法の、8パイルの厚みの4つの1”×7”の切片があ る。 引張り試験機の操作 引張強度の現実の測定については、Thwing-Albert Intelect II Standard Ten sile Tester(Thwing-Albert Instrument Co.,10960 Dutton Rd.,フィラデルフ ィア,ペンシルボニア州,19154)を用いる。Thwing-Albert Intelect IIの操作 マニュアルで与えられた指示に従って、平坦面クランプをユニットに挿入し、テ スターを較正する。装置クロスヘッドスピードを4.00in/分に、および第1 および第2ゲージ長さを2.00インチに設定する。破断感度は20.0グラムに 設定し、試料幅は1.00"、および試料厚みは0.025"に設定すべきである。 ロードセルは、試験すべき試料について予測される引っ張り結果が使用する範 囲の25%および75%の範囲にあるように選択する。例えば、予測される引張 範囲が1250グラム(5000グラムの25%)および3750グラム(50 00グラムの75%)である試料については、5000グラムロードセルを使用 することができる。また、引張試験機は、予測される引張が125グラムないし 375グラムである試料を試験できるように5000グラムロードセルの10% 範囲に設定することもできる。 引張試験片の1つを取り、その一端を引張試験機の1つのクランプ中に入れる 。紙片の他端を他のクランプに入れる。切片の長方向寸法が引張試験機の側方に 平行に走ることを確認する。また、切片が2つのクランプのいずれかの側に突出 していないことも確認する。加えて、各クランプの圧力は紙試料と十分に接触す るものでなければならない。 紙試験片を2つのクランプに入れた後、装置張力をモニターできる。もしそれ が5グラム以上を示せば、試料は余りにもピンと張られている。逆に、もし試験 開始後でいずれかの値が記録されるまでに2−3秒の時間が経過すれば、引張試 験片は余りにも緩い。 引張試験装置マニュアルに記載されているごとくに引張試験機を始動させる。 クロスヘッドがその最初の開始位置に自動的に戻った後にテストは完了する。装 置スケールまたはデジタルバネルメーターから最も近いユニットでのグラム単位 の引っ張り荷重を読み、記録する。 もしリセットが装置によって自動的に行われなければ、必要な調整を行って、 装置クランプをそれらの最初の開始位置に設定する。次の紙片を前記したごとく に2つのクランプ中に挿入し、引っ張り読みをグラム単位で得る。全ての紙テス ト片から引張読み取りを得る。もしテストを行っている間に切片がスリップしま たはクランプ中もしくはクランプのエッジで破断すれば、読みを放棄する。 計算 4つの機械加工方向1”の幅の仕上げ製品片については、4つの個々の記録さ れた引っ張り読み値を合計する。この合計値をテストした切片の数で割る。この 数は通常4であるべきである。また、記録された引っ張りの合計値を引っ張り片 当たりの使用可能なユニットの数で割る。 これは1層および2層両製品については通常5である。 断面方向仕上げ製品切片についてこの計算を反復する。 機械加工方向に切断された未変換ストックまたはリール試料については、4つ の個々の記録された引っ張り読み値を合計する。この合計値をテストした切片の 数で割る。この数は通常4であるべきである。また、記録された引っ張りの合計 値を引っ張り片当たりの使用可能なユニットの数で割る。これは通常8である。 断面未変換またはリール試料紙片についてこの計算を反復する。 全ての結果をグラム/インチの単位とする。 本明細書の目的では、引っ張り強度は、機械加工方向および断面機械方向で測 定された引っ張り強度の合計値を坪量で割り、単位をメートルで表した値に修正 したものと定義される「比合計引っ張り強度」に変換すべきである。 実施例 以下の実施例は本発明の実施を説明するために供する。これらの実施例は本発 明の記載を助ける意図のものであるが、断じてその範囲を限定するものと解釈さ れるべきではない。本発明は添付の請求の範囲のみによって境界を決定される。 実施例1 この比較実施例は本発明の特徴を取り込んでいない参考プロセスを説明する。 本プロセスは以下のステップで説明される。 まず、通常のパルパーを用い、約3%コンシステンシーのNSKの水性スラリ ーを作成し、長網抄紙機のヘッドボックスに向けてストックパイプを通す。 一時的湿潤強度を仕上げ製品に付与するために、National Starch Co-BOND を供給するのに十分な速度でNSKストックパイプに添加する。処理したスラリ ーをインラインミキサーに通すことによって、一時的湿潤強化樹脂の吸収を増強 させる。 ファンポンプにおいて、NSLスラリーを約0.2%コンシステンシーまで白水 で希釈する。 約3重量%のユーカリ繊維の水性スラリーを通常の再パルパー(repulper)を 用いて作成する。 ユーカリをストックパイプを通してもう1つのファンポンプまで移動させ、そ こでそれを約0.2%のコンシステンシーまで白水で希釈する。 NSKおよびユーカリのスラリーを、層形成用リーフ(layering leaves)を適 当に備えた多層チャンネルヘッドボックスに向け、移送用長網抄紙機ワイヤ上に 排出されるまで別々の層として流れを維持する。3室のヘッドボックスを使用す る。最終紙の乾燥重量の80%を含有するユーカリスラリーを複数のチャンバー に向け、2つの外層の各々に導き、他方、最終紙の乾燥重量の20%を含有する NSKスラリーをチャンバーに向け、2つのユーカリ層の間の層に導く。NSK およびユーカリスラリーをヘッドボックスの排出時に併せてスラリー複合体とす る。 複合材スラリーを移送用長網抄紙機ワイヤ上に排出し、ディフレクターおよび 真空ボックスの助けによって脱水する。 初期湿潤ウェブを長網抄機ワイヤから、転写の時点において約15%の繊維コ ンシステンシーにて、インチ当たり84の機械加工方向および76の断面機械方 向のモノフィラメントをそれぞれ有し、約36%ナックル領域を有する5−ヒロ のサテン織形状のパターン化されたフォーミングファブリックに転写させる。 ウェブが約28%の繊維コンシステンシーを有するまで、真空助力排水によっ てさらなる脱水を達成する。 パターン化されたフォーミングファブリックと接触させつつ、パターン化ウェ ブを空気ブロー−スルーによって予備乾燥して約62重量%の繊維コンシステン シーとする。 次いで、ポリビニルアルコールの0.125%水性溶液を含有するスプレーされ たクレーピング用接着剤で、半乾燥ウェブをヤンキー乾燥機の表面に接着させる 。クレーピング用接着剤は、ウェブの乾燥重量に基づいて0.1%の接着剤固形分 の割合でヤンキー表面に供給される。 ウェブをドクターブレードでヤンキーから乾式でクレーピングする前に繊維コ ンシステンシーを約96%まで増大させる。 ドクターブレードは約25度の開先角度を有し、約81度の衝撃角度を供する ようにヤンキー乾燥機に対して位置させる。 乾燥ウェブを656fpm(分当たり201メートル)のスピードでロールに 形成しつつ、約800fpm(分当たりのフィート)(分当たり約244メートル) でヤンキー乾燥機を操作することによって、クレープ率を約18%に調整する。 ウェブを3000ft2坪量当たり約18lbの三層、単一層クレープパターン 化緻密化ティッシュペーパー製品に変換する。 実施例2 本実施例はカチオン性凝集剤の使用に基づく本発明の1具体例を示す充填した ティッシュペーパーの調製を示す。 通常のリパルパーを用い、約3重量%のユーカリ繊維の水性スラリーを作成す る。ユーカリをリファイナーに通し、そこで、その濾水度を約640CSFから 約600CSFに低下させる。次いで、それをストックパイプを通して抄紙機に 運ぶ。 粒状充填剤は、Dry Branch Kaolin of Dry Branch,GAによって作成されたカ オ シーまでそれを水と混合することによって、それをまず水性スラリーとする。次 いで、それをストックパイプを通して運び、そこで、カチオン性スターチRed づいて約0.5%と同等の割合の、蝋状トウモロコシスターチのプレ分散液形態で ある。カチオン性スターチの吸着は、混合物をインラインミキサーに通すことに よって促進される。これは、充填剤粒子の凝集した懸濁液を形成する。 次いで、充填剤粒子の凝集した懸濁液を精製ユーカリ繊維を担持するストック パイプに混合し、ファンポンプの流入口にて、最終混合物を、固体充填剤粒子お よびユーカリ繊維の重量に基づいて約0.2%のコンシステンシーまで、白水で希 釈する。凝集した充填剤粒子およびユーカリ繊維Reten1232の組合せを 担持するファンポンプの後で、カチオン性凝集剤を、充填剤およびユーカリ繊維 の固体重量に基づいて0.067%に対応する速度で混合物に添加する。 通常のパルパーを用い、約3%のコンシステンシーのNSKの水性スラリーを 作成し、長網抄紙機のヘッドボックスに向けてストックパイプを通す。 一時的湿潤強度を仕上げ製品に付与するために、National Starch Co-BOND を供給するのに十分な速度でNSKストックパイプに添加する。一時的湿潤強度 樹脂の吸着は、処理したスラリーをインラインミキサーに通すことによって増強 される。 ファンポンプにて、NSKスラリーを約0.2%コンシステンシーまで白水で希 K繊維の乾燥重量に基づいて0.067%に対応する速度で添加する。 NSKおよびユーカリのスラリーは、層形成用リーフを適当に備えたマルチチ ャンネルヘッドボックスに向けて、移送用長網抄紙ワイヤ上への排出まで別々の 層として流れが維持される。3室のヘッドボックスを用いる。合わせたユーカリ および粒状充填剤スラリーは、最終紙の乾燥重量の80%を達成するのに十分な 固形分流を含有する。この合わせたスラリーは、2つの外層の各々を導くチャン バーに向けられるが、他方、最終紙の乾燥重量の20%を達成するのに十分な固 形分流よりなるNSKスラリーは、2つのユーカリ層の間の層を導くチャンバー に向ける。NSKおよびユーカリスラリーは、ヘッドボックスの排出時に合わせ て複合体スラリーとなる。 複合体スラリーを移送用長網抄紙ワイヤ上に排出し、ディフレクターおよび真 空ボックスの助けによって脱水する。 初期湿潤ウェブを、移動の時点で約15%の繊維コンシステンシーにて、長網 抄紙から、各々、インチ当たり84の機械加工方向および76の断面機械方向の モノフィラメントを有し、約36%ナックル領域を有する5−ヒロのサテン織形 状のパターン化されたフォーミングファブリックに転写させる。 ウェブが約28%の繊維コンシステンシーを有するまで、真空助力排水によっ てさらなる脱水を達成する。 パターン化されたフォーミングファブリックと接触させつつ、パターン化され たウェブを空気ブロー−スルーによって予備乾燥して約62重量%の繊維コンシ ステンシーとする。 次いで、ポリビニルアルコールの0.125%水性溶液を含有するスプレーされ たクレーピング用接着剤で、半乾燥ウェブをヤンキー乾燥機の表面に接着させる 。クレーピング用接着剤は、ウェブの乾燥重量に基づいて0.1%の接着剤固形分 の割合でヤンキー表面に供給される。 ウェブをドクターブレードでヤンキーから乾式でクレーピングする前に繊維コ ンシステンシーを約96%まで増大させる。 ドクターブレードは約20度の開先角度を有し、約76度の衝撃角度を供する ようにヤンキー乾燥機に対して位置させる。 乾燥ウェブを656fpm(分当たり200メートル)のスピードでロールに 形成しつつ、約800fpm(分当たりのフィート)(分当たり約244メートル) でヤンキー乾燥機を操作することによって、クレープ率を約18%に調整する。 ウェブを3000ft2坪量当たり約18lbの三層、単一層クレープパターン 化緻密化ティッシュペーパー製品に変換する。 実施例3 本実施例はアニオン性凝集剤の使用に基づく本発明の第2の具体例を示す充填 したティッシュペーパーの調製を示す。 通常のリパルパーを用い、約3重量%のユーカリ繊維の水性スラリーを作成す る。次いで、それをストックパイプを通して抄紙機に運ぶ。 粒状充填剤は、Dry Branch Kaolin of Dry Branch,GAによって作成されたカ オ シーまでそれを水と混合することによって、それをまず水性スラリーとする。次 いで、それをストックパイプを通して運び、そこで、アニオン性凝集剤RETE 燥重量に基づいて約0.05%と同等の割合で運ばれる。凝集剤の吸着は、混合 物をインラインミキサーに通すことによって促進される。これは、充填剤粒子の 凝集した懸濁液を形成する。 次いで、充填剤粒子の凝集した懸濁液を精製ユーカリ繊維を担持するストック で処理し、これをスターチの乾燥重量および得られたクレープティッシュ製品の 仕上げ乾燥重量に基づいて0.5%の割合で、水中の約1%分散液として供給する 。カチオン性スターチの吸着は、得られた混合物をインラインミキサーに通すこ とによって改良される。次いで、得られたスラリーを、ファンポンプの流入口に て、固体充填剤粒子およびユーカリ繊維の重量に基づいて約0.2%のコンシス テンシーまで白水で希釈する。凝集した充填剤粒子およびユーカリ繊維の組合せ を担持するファンポンプの後で、Microform2321カチオン性凝集剤 を、充填剤およびユーカリ繊維の固体重量に基づいて0.05%に対応する割合 で混合物に添加する。 通常のパルパーを用い、約3%のコンシステンシーのNSKの水性スラリーを 作成し、長網抄紙機のヘッドボックスに向けてストックパイプに通す。 一時的湿潤強度を仕上げ製品に付与するために、National Starch Co-BOND を供給するのに十分な速度でNSKストックパイプに添加する。一時的湿潤強度 樹脂の吸着は、処理したスラリーをインラインミキサーに通すことによって増強 される。 ファンポンプにて、NSKスラリーを約0.2%コンシステンシーまで白水で希 釈する。ファンポンプの後で、Microform2321カチオン性凝集剤を 、NSK繊維の乾燥重量に基づいて0.05%に対応する割合で添加する。 NSKおよびユーカリのスラリーは、層形成用リーフを適切に備えたマルチチ ャンネルヘッドボックスに向けて、移送用長網抄紙ワイヤ上への排出まで別々の 層として流れが維持される。3室のヘッドボックスを用いる。最終紙の乾燥重量 の80%を達成するのに十分な固形分流を含有する合わせたユーカリおよび粒状 充填剤スラリーは、2つの外層の各々を導くチャンバーに向けられ、他方、最終 紙の乾燥重量の20%を達成するのに十分な固形分流よりなるNSKスラリーは 、2つのユーカリ層の間の層を導くチャンバーに向けられる。NSKおよびユー カリスラリーは、ヘッドボックスの排出時に合わせて複合材スラリーとなる。 複合材スラリーを移送用長網抄紙ワイヤ上に排出し、ディフレクターおよび真 空ボックスの助けによって脱水する。 初期湿潤ウェブを、移動の時点で約15%の繊維コンシステンシーにて、長網 抄紙から、各々、インチ当たり84の機械加工方向および76の断面機械方向の モノフィラメントを有し、約36%ナックル領域を有する5−ヒロのサテン織形 状のパターン化されたフォーミングファブリックに転写させる。 ウェブが約28%の繊維コンシステンシーを有するまで、真空助力排水によっ てさらなる脱水を達成する。 パターン化されたフォーミングファブリックと接触させつつ、パターン化ウェ ブを空気ブロー−スルーによって予備乾燥して約62重量%の繊維コンシステン シーとする。 次いで、ポリビニルアルコールの0.125%水性溶液を含有するスプレーされ たクレーピング用接着剤で、半乾燥ウェブをヤンキー乾燥機の表面に接着させる 。クレーピング用接着剤は、ウェブの乾燥重量に基づいて0.1%接着剤固形分の 割合でヤンキー表面に供給される。 ウェブをドクターブレードでヤンキーから乾式でクレーピングする前に繊維コ ンシステンシーを約96%まで増大させる。 ドクターブレードは約20度の開先角度を有し、約76度の衝撃角度を供する ようにヤンキー乾燥機に対して位置させる。 乾燥ウェブを656fpm(分当たり200メートル)のスピードでロールに 形成しつつ、約800fpm(分当たりのフィート)(分当たり約244メートル) でヤンキー乾燥機を操作することによって、クレープ率を約18%に調整する。 ウェブを3000ft2坪量当たり約18lbの三層、単一層クレープパターン 化緻密化ティッシュペーパー製品に変換する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I S,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN, MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,S D,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR,TT ,UA,UG,UZ,VN (72)発明者 エアスパーマー、ジョン・ポール アメリカ合衆国、オハイオ州 45241、シ ンシナチ、レックスフォード・ドライブ 9666 (72)発明者 ニール、チャールズ・ウイリアム アメリカ合衆国、オハイオ州 45240、シ ンシナチ、フォーレスター・ドライブ 1826 (72)発明者 ハルター、ジェフレス・ポール アメリカ合衆国、テネシー州 38305、ジ ャクソン、グリーンスバーラ・ドライブ 64

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.強力で、柔軟でダスト発生の低い充填されたティッシュペーパーであって 、これが、製紙繊維および非セルロース粒状充填剤を含有し、該充填剤が該ティ ッシュの約5重量%ないし50重量%、より好ましくは8重量%ないし20重量 %を含有することを特徴とするもの。 2.請求の範囲第1項に記載の充填されたティッシュペーパーであって、前記 粒状充填剤がクレイ、炭酸カルシウム、二酸化チタン、タルク、ケイ酸アルミニ ウム、ケイ酸カルシウム、アルミナ三水和物、活性炭、パールスターチ、硫酸カ ルシウム、ガラスマイクロスフィア、ケイソウ土、およびそれらの混合物から選 択されるティッシュペーパー。 3.請求の範囲第1項又は第2項に記載の充填されたティッシュペーパーであ って、前記ティッシュペーパーが10g/m2および50g/m2の間、より好ま しくは10g/m2および30g/m2の間の坪量、および0.03g/m3および 0.6g/m3の間、より好ましくは0.05g/m3および0.2g/m3の間の密 度を有するティッシュペーパー。 4.請求の範囲第1項から第3項の何れかに記載の充填されたティッシュペー パーであって、前記製紙繊維が広葉樹材繊維および針葉樹材繊維のブレンドを含 有し、前記広葉樹材繊維が前記製紙繊維の少なくとも50%含有され、前記針葉 樹材繊維が前記製紙繊維の少なくとも10%含有されるティッシュペーパー。 5.請求の範囲第1項から第4項の何れかに記載の充填されたティッシュペー パーであって、前記ティッシュペーパーが少なくとも2つの重ね合わされた層、 内層および前記内層に隣接する少なくとも1つの外層を含み、より好ましくは、 該ティッシュペーパーが3つの上層、内層および2つの外層を含有し、前記内層 が2つの前記外層の間に位置されるティッシュペーパー。 6.請求の範囲第5項に記載の充填されたティッシュペーパーであって、前記 内層が少なくとも2.0mmより大きい平均長さを有する針葉樹材繊維を含有し 、前記外層が1.0mm未満の平均長さを有する広葉樹材繊維を含有するティッ シュペーパー。 7.請求の範囲第4項から第6項の何れかに記載の充填されたティッシュペー パーであって、前記針葉樹材繊維が北方針葉樹材クラフト繊維を含有し、前記広 葉樹材繊維がユーカリクラフト繊維を含有するティッシュペーパー。 8.請求の範囲第1項から第7項の何れかに記載の充填されたティッシュペー パーであって、前記粒状充填剤がカオリンクレイであるティッシュペーパー。 9.請求の範囲第8項に記載の充填されたティッシュペーパーであって、前記 カオリンクレイが0.5ミクロンを超える、より好ましくは1.0ミクロンを超え る平均同等球直径を有する含水ケイ酸アルミニウムを含有するティッシュペーパ ー。 10.請求の範囲第1項から第9項の何れかに記載の充填されたティッシュペ ーパーであって、前記クレープティッシュペーパーが、比較的高密度の領域が高 嵩密度範囲内に分散し、好ましくは、比較的高密度の前記領域が連続的であり、 高嵩範囲が不連続であるようなパターンを緻密化した紙であるティッシュペーパ ー。
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