JPH11512036A - 多層ペーパー製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 多層ペーパー製品。１の又は両方の層は他の層に突き出ており、且つこれに接触しているエンボスを有する。層は好ましくはこのようなエンボスで接着剤により接合される。接着剤は最小の湿潤層間剥離強さ及び特に所望の範囲にある乾燥層間剥離強さを有利に提供する組成物から選択される。

Description

【発明の詳細な説明】 多層ペーパー製品 発明の分野 本発明は、ペーパー製品のようなセルロース繊維質構造体、特にお互いに接合 された多層を有するペーパー製品に関する。 発明の背景 ペーパー製品は、毎日の生活でよく知られているものである。ペーパー製品は 、しばしば、ティシューと呼ばれ、ペーパータオル、化粧紙、及び浴室用ティシ ューに使用される。 ティシューペーパー製品は、単一の層（ply）を含有しうるが、しばしば、２ 以上の層を含有しうる。本明細書中で使用する「層（ply）」は、形成された抄 紙網又はその等価体を切断し、追加の繊維をこれに添加することなく乾燥させた 単一シートをいう。 もちろん、層は、異なったセルロース繊維で層状に重ねられ得る。層状に重ね ることは、中心層にティシューペーパー製品に強度を付与する相対的に強い繊維 を含有させうるという利点を有する。中心層の外側は、使用者にソフトな触感を 与えるより短い繊維でありうる。層状に積み重ねることは、都合よくは、１９７ ６年１１月３０日にＭorgan,Ｊr.らに発行された、一緒に譲渡された３，９９４ ，７７１によって達成されうる。これは、参照文献として本明細書の一部をなす 。 しばしば、２以上の層をお互いに接合し、ペーパー製品を製造する。多数の層 をお互いに接合することは、得られた積層体が同等の厚さの単層よりも低い曲げ 弾性率を有するという利点をもたらす。これは、更にソフトな感覚を使用者が感 じ取るという利点をもたらす。吸収性とキャリパーもまた、典型的には改善され る。更に、３層をお互いに接合することで、ペーパー製品は積層体に異なった中 心と、外層を有することができ、それぞれ強度と柔軟性が付与される。 多層ティシュー製品は、典型的にはセルロース製である。本明細書で使用する 「セルロース製」は、コットン、リンター、レーヨン、バガス、より好ましくは 軟材（裸子植物材又は針葉樹材）又は硬材（被子植物材又は落葉樹材）（これら の繊維はリサイクルしうる。）のような木材パルプ（これらに限定されない。） を含有する少なくとも約５０重量パーセント、又は少なくとも約５０容量パーセ ントのセルロース繊維を含有するペーパー製品をいう。繊維のバランスはポリオ レフィン又はポリエステルのような合成品でありうる。 セルロース層は、しばしば、接着剤を使用してお互いに接合される。セルロー ス層の接着剤での接合は、１９９２年９月１日にＧivensに発行された、一緒に 譲渡された米国特許５，１４３，７７６に都合よく開示されている。これは、参 照文献として本明細書の一部をなす。 しかし、ペーパー製品内の多数のセルロース層の接着剤による接合は、不十分 な性能に導くことになりうる。特に、ペーパータオル、化粧紙、及び浴室用ティ シューとして使用されるペーパー製品は、適切な層間剥離強さを有していなけれ ばならない。本明細書で使用する「層間剥離強さ」は、以下に説明するように、 ２つの隣接する層を一方から分離するのに必要な力をいう。 しばしば、ティシューペーパー製品、特にペーパータオルは、使用の際に湿ら される。湿潤層間剥離強さが不十分であると、使用に際して層が分離し、ペーパ ー製品が破壊される。湿潤層間剥離強さを単純に増加することは容易なことであ るように思われるが、乾燥層間剥離強さは湿潤層間剥離強さと直接に対をなす。 従来技術では、湿潤層間剥離強さが適切なレベルに増加されるので、乾燥層間剥 離強さが大きくなり過ぎる。乾燥層間剥離強さが大きくなり過ぎると、典型的に は、柔軟性及び吸収性は低下する。 従って、本発明の目的は、多層ペーパー製品を提供することである。更に本発 明の目的は、大きくなり過ぎた乾燥層間剥離強さを有することなく適切な湿潤層 間剥離強さを有する多層ペーパー製品を提供することである。最後に、本発明の 目的は、セルロース製であり、接着剤で接合された層を有するこのようなペーパ ー製品を提供することである。 発明の概要 本発明は、向かい合った関係で接合された、肉眼で見える少なくとも２つの単 平面層を含有する多層セルロース製ペーパー製品を包含する。該ペーパー製品は 、１インチあたり少なくとも４．５グラム、好ましくは１インチあたり少なくと も５．０の湿潤層間剥離強さを有する。該ペーパー製品は、更に、１インチあた り４．０から２０．０グラム、好ましくは１インチあたり５．０から１５．０グ ラムの乾燥層間剥離強さを有する。該ペーパー製品の１以上の層はエンボス加工 されうる。該ペーパー製品は、２、３、又はこれ以上の層を含有する。従って、 本発明に従ったペーパー製品は、従来技術とは逆に、湿潤層間剥離強さと乾燥層 間剥離強さが切り離されている。 発明の詳細な説明 本発明は、２以上の肉眼で見える単平面層積層体を包含する。該層は、上述の ようにセルロース製であり、同様の製造プロセス又は異なった製造プロセスに従 って製造されうる。 各層は、層の平面から隣接した層に対して外面に押し出した複数のエンボスを 有しうる。同様に、隣接層は第１の層に対して押し出された向かい合った突起を 有しうる。３層ペーパー製品を所望の場合には、中心層は両方向において外面に 広がるようにエンボスを有しうるが、エンボスを全く有しないか又は一方向にエ ンボスを有する中心層も可能でありうる。 これらの層は、Ｔrokhanに対して１９８７年１月２０日に発行された、一緒に 譲渡された米国特許第４，６３７，８５９、又はＴrokhanに対して１９８０年３ 月４日に発行された米国特許第４，１９１，６０９に従って製造されうる。これ らの特許は、参照文献として本明細書の一部をなす。このほかには、これらの層 は従来のようにフェルトを用いて乾燥されうる。 本発明に対しては、各層は、３，０００平方フィートあたり約８から３０、好 ましくは１１から１８ポンドの坪量を有しうる。好ましくは、各層は当分野で周 知の手段によって加工された硬材及び／又は軟材の組成物を有しうる。 層を形成する製紙加工が完了した後、各々の層又は両層がエンボス加工されう る。エンボス加工は、１９６８年１２月３日に発行された、一緒に譲渡された米 国特許第３，４１４，４５９に例示されたノブ・トゥ・ノブ（knob-to-knob）エ ンボス加工、Ｎystrandに対して１９７１年１月１９日に発行された米国特許第 ３，５５６，９０７に例示された入れ子型エンボス加工、又はＭcＮeilに対して １９９４年３月１５日に発行された、一緒に譲渡された米国特許第５，２９４， ４７５に例示された二重層加工に従って達成される。これらの特許は全て参照文 献として本明細書の一部をなす。 本明細書で開示され、特許請求された態様に対しては、予言すれば、エンボス は、０．０５から０．７０インチのピッチ間隔を有し、予言すれば、０．００１ から０．１００平方インチの範囲にある、遠位末端の領域を有する。各エンボス は、予言すれば、ロールの平面から、０から０．１２０インチ突き出たノブを有 するロール上に形成される。エンボスは、予言すれば、球形、卵形、又は不規則 な形でありうる。 層は、好ましくは接着剤でお互いに接合される。適切な接着剤は、完全に加水 分解されたポリビニルアルコール接着剤及び熱硬化性カチオン性樹脂を使用する 。樹脂はポリアミド樹脂でありうる。ポリビニルアルコール接着剤及びカチオン 性樹脂は、８９から９５パーセント水溶液、好ましくは約９２から９５パーセン ト水溶液（即ち９２から９５パーセント水）で提供される。先に特定した接着剤 組成物中の５から１１パーセントの全固体のうち、２から６パーセントの全固体 がポリビニルアルコール接着剤の固体を含有しうる。少なくとも１パーセントの 全固体が熱硬化性カチオン性樹脂固体を含有する。 特に好ましいポリビニルアルコールは、ウィルミントン、デラウェアのデュポ ン社から供給されるエバノール７１−３０（Ｅvanol 71-30）である。特に好ま しい熱硬化性カチオン性樹脂は、ウィルミントン、デラウェアのヘラクレス社（ Ｈercules Ｃorporation）により供給されるキメン５５７Ｈ（Ｋymene 557Ｈ） であるが、キメンＬＸ並びに他の熱硬化性カチオン性樹脂も適切でありうる。 制限を意味する例ではないが、接着剤組成物は、１０パーセントの固体を含有 するポリビニルアルコール溶液、及び１２．５パーセントの固体を含有するキメ ン５５７Ｈ溶液を含有しうる。周囲温度で供給される生水も準備する。次に接着 剤を、４０部のポリビニルアルコール接着剤、８部のキメン５５７、及び５２部 の水のオーダーで作成する。これらの構築物を、このオーダーで適切な容器中で お互いに添加し、回転翼型の混合機を用いて粗く１０分間混合する。好ましくは 、混合物のｐＨは、適切な硬化速度を得るためには少なくとも７．０である。 この例は、５パーセントの全固体を有する接着剤組成物を提供する。該全固体 のうち、１パーセントがキメンであり、４パーセントがポリビニルアルコール接 着剤である。この接着剤は、３，０００平方フィートあたり３から８５グラム、 好ましくは３，０００平方フィートあたり４から４８グラム、より好ましくは３ ，０００平方フィートあたり６から２０グラムの全固体量で層に塗布されうる。 一定量の全固体を有する接着剤組成物に対しては、一定の全固体を作るのに熱硬 化性カチオン性樹脂の量を増加するので、一般により少ない量の接着剤組成物が 層に塗布される。このほかに述べるとすれば、ポリビニルアルコール接着剤に対 する一定のパーセンテージの熱硬化性カチオン性樹脂に対しては、接着剤組成物 中の全固体の量が増加するので、層に塗布される全固体の量は一般に増加する。 三本ロールの接着剤塗布システムを接着剤の塗布に使用することができる。こ のシステムを使用して、接着剤をピックアップロールの表面にフィルムとして取 り上げる。次に接着剤フィルムを、ピックアップロールと計量ロールの間のニッ プで裂く。次に、計測ロール上に残ったフィルム部分を、接着剤フィルムが再度 裂かれるアプリケーターロールに移す。アプリケーターロール上に残ったフィル ムは層のエンボスに塗布される。次にこの層のエンボスを他の層と接触させる。 これらの層は、従来の接合ロールのニップで接着剤によりお互いに接合される。 もちろん、接着剤は、当分野で周知であり、更に、入れ子型又はノブ・トゥ・ ノブエンボス加工に対して通常使用される他の何れの方法でもエンボスに塗布す ることができる。適切な塗布システムには、フレキソ印刷、スプレーシステム、 グラビア印刷システム、並びに上記の三本ロールシステムが含まれる。 突起のスペース及びサイズが減少するに従い、説明した態様に対してより大量 の接着剤が各突起に塗布される。接着剤の量は、接着剤組成物内の相対的により 多くの接着剤固体含有物を用いて、又は層により大量の接着剤組成物を塗布する ことによって増加されうる。 本発明に従って得られたペーパー製品は、２以上の層の積層体を包含する。本 発明に従ったペーパー製品は、１インチあたり少なくとも４．５グラム、より好 ましくは１インチあたり少なくとも５．０グラムの湿潤層間剥離強さを有する。 好ましくは、本発明に従ったペーパー製品は更に、１インチあたり４．５グラ ム、より好ましくは少なくとも５．０グラムのアルカリ性湿潤層間剥離強さを有 する。アルカリ性湿潤層間剥離強さは、本発明のペーパー製品が一定の市販のク リーニング製品と使用される場合に、層が単一の積層体としてお互いに接合され たままであるという利益を提供する。 得られたペーパー製品はまた、１インチあたり４．０から２０．０グラム、よ り好ましくは１インチあたり５．０から１５．０グラムの乾燥層間剥離強さを有 する。湿潤及び乾燥層間剥離強さは以下のようにして測定される。 乾燥層間剥離強さ ４つの仕上げたペーパー製品のサンプルを準備する。サンプルの全長方向で３ インチの１つの小片を、各サンプルの中心から切り取る。この小片の２つを機械 の方向に切断し、他の２つを機械の方向と交差するように（即ち、機械方向での ミシン目間、又は機械に交差する方向でのエッジ間）切断する。これらの小片を 、３インチのエッジの何れかに沿ってわずかに分離する。これによって各層が他 の層と独立して利用しうる。サンプルが２インチの範囲の長さを有するまで、層 を手で分離する。 各層を引張機のジョウ（jaw）に置く。適切な張力テスターは、フィラデルフ ィア、ペンシルバニアのスイング／アルバート社（Ｔhwing/Ａlbert Ｃorporati on）から供給されたＭodel 1451-24である。クロスヘッドの分離速度は１分あた り２０インチにセットし、２．０インチの初期分離から７．５インチ移動する。 データは、クロスヘッドの移動の最後の６インチに対してのみ記録した。４つの サンプル全てを張力について試験した。次に、４つの数値を平均し、４つのサン プルの全てを採取した製品を代表する単層間剥離強さを得る。 引張機によって、今なお分離されているサンプルの部分が、引張機の底部ジョ ウ又は底部クロスヘッドに接触しないことに注意しなければならない。このよう な接触が起こると、これがロードセルに記録され、誤った高い読みを与える。同 様に、今なお分離されているサンプルの部分が引張機によってすでに分離されて いる層を有するサンプルの部分に接触しないことに注意しなければならない。こ のような接触が起こると、誤って見かけの層間剥離強さが増加する。上記の接触 の何れかが起こった場合、このデータポイントを捨て、新たなサンプルを試験す る。 湿潤層間剥離強さ ペーパー製品の単一サンプルを準備する。このサンプルを、接着剤組成物に対 して十分な硬化時間を割り当てるために加工の後少なくとも２週間エージングす る。 ３インチの小片を機械の方向でサンプルの中心から切断する。この小片はサン プルの機械方向の全長さ（例えばミシン目の間）にわたっている。 層をサンプルの３インチのエッジの１つに沿って分離する。分離されていない サンプルの部分、即ち引張機のジョウに置かれていない部分を、蒸留水に浸した 。浸した後、サンプルを迅速に水から除き、ドレーン用ラックで６０秒間水気を 切った。ドレーン用ラックは、ナイロンワイヤーの四角いメッシュで提供される 。メッシュを形成するワイヤーは、０．２５インチのピッチで、０．０１５イン チの直径である。乾燥ラックは、水平に対して４５度の角度に向けられている。 乾燥ラック上で乾燥する間、サンプルの長い方のエッジが乾燥ラックの傾斜で下 方に整列されるようにサンプルを方向付ける。この方法で調製した後、サンプル を引張機で乾燥層間剥離強さ対して先に説明したように試験する。 本発明に従った１のペーパー製品の、制限を意味しない例を以下に例示する。 ペーパー製品は、シンシナチ、オハイオのプロクター・アンド・ギャンブル社、 及び本発明の譲受人によって販売されているバウンティ（Ｂounty）ブランドの ペーパータオルに一般に使用される２層のセルロース繊維で作成される。各層は 、６５パーセントの北部軟材クラフト、３５パーセントのＣＴＭＰより作成され 、３，０００平方フィートあたり１４ポンドの坪量を有する。各層は、遠位末端 で０．０７６インチの長軸、０．０３８インチの短軸及び０．０７インチの突起 高さを有する楕円形の突起によって、入れ子型エンボス加工法でエンボス加工さ れる。突起は、約０．１１８インチの４５度のピッチで、２／３の相補的な同心 ダ イヤモンドパターンの間隔を有する。突起は各層の領域の約１０パーセントを占 める。２つの相補的な層を作成し、ゼロクリアランスの接合ニップでお互いに接 合され、これによって、１層につき、１平方インチあたり４２±３の突起を有す る一の積層体が形成される。 上述のようにして調製される接着剤組成物は、一層の突起に塗布される。接着 剤組成物の全固体は、３本ロールシステムを用いて、３，０００平方フィートあ たり約８グラムの量でペーパー製品に塗布される。得られたペーパー製品は、１ インチあたり５．４グラムの湿潤層間剥離強さ及び１インチあたり９．１グラム の乾燥層間剥離強さを有する。 表Ｉに、本発明に従ったペーパー製品を他の商業的に利用しうるペーパータオ ルと比較した。 本発明に従ったこのサンプルを、５パーセントの全固体接着剤組成物を使用し て作成し、加工の後２週間エージングした。本発明に従った第二のサンプルは、 ６パーセントの全固体組成物を使用し、加工の後３週間エージングした。 表Ｉで、湿潤及び乾燥層間剥離強さの各々は、５つのサンプルの平均を表す。 もちろん、乾燥層間剥離強さに対しては、各５つのサンプルは４つの試験試料の 平均である。 開示した構造には変更が可能である。例えば、予言としては、層の１つをエン ボス加工し、他の層をエンボス加工しなくてもよい。この他には、予言としては 、何れの層もエンボス加工しなくてもよい。この態様では、２つの層が、不連続 に又は連続して接着剤を塗布することによってお互いに接合される。各層の接着 剤で接合される領域及び接着剤で接合されていない領域の両方がその層の平面の 範囲内にある。 他の態様及び実行が可能であり、その全てが、添付の請求の範囲の範囲内にあ ることは当業者には明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 多層セルロースペーパー製品であって、前記多層ペーパー製品が、向か い合わせの関係でお互いに接合された少なくとも２つの肉眼で見える単平面層を 含有し、前記層の少なくとも１つがこれら上にエンボスを有し、前記エンボスが 前記向かい合った層に対して及び前記向かい合った層に接触して前記層の面から 外側に広がっており、前記層が前記エンボスで一方に接合され、前記ペーパー製 品が１インチあたり少なくとも４．５グラムの湿潤層間剥離強さ、及び１インチ あたり４．０から２０．０グラムの乾燥層間剥離強さを有し、好ましくは１イン チあたり少なくとも５．０グラムの湿潤層間剥離強さを有し、より好ましくは１ インチあたり５．０から１５．０グラムの乾燥層間剥離強さを有するペーパー製 品。 ２． 請求の範囲第１項に記載のペーパー製品であって、前記層が８９から９ ５パーセント水性接着剤組成物を用いて接合され、好ましくは前記接着剤組成物 が、熱硬化性樹脂を更に含有し、より好ましくは前記接着剤組成物が３，０００ 平方インチあたり２０グラムの全固体量を含有することを特徴とするペーパー製 品。 ３． 請求の範囲第１項又は第２項に記載のペーパー製品であって、前記各層 が前記他の層に対して突き出ており、前記他の層に接触しているエンボスを有す ることを特徴とするペーパー製品。 ４． １の層のエンボスに塗布された接着剤を有する請求の範囲第１項、第２ 項及び第３項に記載のペーパー製品。 ５． 請求の範囲第１項、第２項、第３項及び第４項に記載のペーパー製品で あって、前記各層が前記各層に相補的に製造されることを特徴とするペーパー製 品。 ６． 向かい合った関係で接合された２層を含有する請求の範囲第１項、第２ 項、第３項、第４項及び第５項に記載のペーパー製品。 ７． 多層セルロースペーパー製品であって、前記多層製品が向かい合った関 係で接合された少なくとも２つの肉眼で見える単平面層を含有し、前記ペーパー 製品が１インチあたり少なくとも４．５グラムの湿潤層間剥離強さ、及び１イン チあたり４．０から２０．０グラムの乾燥層間剥離強さを有し、好ましくは１平 方インチあたり少なくとも５．０グラムの湿潤層間剥離強さ、より好ましくは１ インチあたり５．０から１５．０グラムの乾燥層間剥離強さを有するペーパー製 品。 ８． 向かい合った関係で接合された３層を含有する請求の範囲第１項、第２ 項、第３項、第４項、第５項、第６項及び第７項に記載のペーパー製品。 ９． 請求の範囲第８項に記載のペーパー製品であって、前記３層が中心層及 び２つの外層を含有し、前記各外層が前記中心層に対して突き出ており、且つ前 記中心層に対して接触しているエンボスを有することを特徴とするペーパー製品 。