KR0140222B1 - 폴리실록산으로 처리한 부드러운 티슈종이의 제조방법 - Google Patents

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Description

폴리실록산으로 처리한 부드러운 티슈종이의 제조방법

본 발명은 일반적으로 티슈종이의 제조방법 및 더욱 구체적으로는 향상된 부드럽고 실크같고, 플란넬 유사 감촉을 갖고, 만져서 감지할수 있는 부피감 및 생리학적 표면평활도가 강화된 부피 큰 티슈종이의 제조 방법에 관한 것이다.

부드러운 티슈종이는 일반적으로 일회용 종이 타월,및 미용 및 화장실용 티슈로 바람직하다. 그러나, 티슈 종이의 유연성을 향상시키기 위한 공지의 방법 및 수단은 통상적으로 인장강도에 불리한 영향을 미친다. 따라서, 티슈종이 제품 고안은 유연성과 인장강도의 균형을 이루게 하는 것이다.

사용자들이 만져서 부드러움을 감지할 수 있는 부드러운 티슈종이를 제조하기 위해 화학적 및 기계적 수단을 도입하게 되었다.

만져서 감지할수 있는 상기 유연성은, 이들에 한정 되는 것은 아니지만, 탄성, 가요성 및 평활성; 및 실크 또는 플란넬 유사 느낌과 같은 주관적인 묘사로 특징지울수 있다. 본 발명은 티슈종이를 포함하는 제품의 사용자에게 번질거리고 기름 같은 감촉을 주지않으면서, 티슈 종이에 실크 또는 플란넬같은 느낌을 부여하는 화학첨가제, 특히, 폴리실록산 물질을 혼입시킴으로써 티슈종이, 특히 부피가 큰 크레이프 티슈종이의 만져서 감지할 수 잇는 유연성을 개선하는 방법에 관한 것이다. 추가로, 계면 활성제 물질을 첨가하여 유연성 및/또는 표면평활성을 더욱 강화시키거나 및/또는 폴리실록산에 의해 야기된 습윤성의 어떠한 감소를 적어도 부분적으로 상쇄시킬 수도 있고;전분과 같은 결합제 물질을 첨가하여 폴리실록산 및, 사용 했다면, 계면활성제 첨가제로 부터 생긴 강도의 감소 및/또는 린트화 경향의 증가를 적어도 부분적으로 상쇄시킬수도 있다.

현재 기준으로 매우 부드럽고, 본 발명에 의한 유연성 강화를 받아들일수 있는 대표적인 부피큰 크레이프 티슈종이는 다음 미합중국 특허에 개시되어 있다: 1967년 1월 31일 로렌스 에이치 샌포드(Lawrence H. Sanford) 및 제임스 비. 시쏜(James B. Sisson)에게 허여된 3,301,746호; 1976년 8월 10일 피터 쥐. 에이어즈(Peter G. Ayers)에게 허여된 3,974,025호; 1976년 11월 30일 죠오지 모르간, 주니어 (George Morgan, Jr.) 및 토마스 에프. 리치(Thomes F. Rich)에게 허여된 3,994,771호; 1980년 3월 4일 폴 디. 트로칸(Paul D. Trokhan)에게 허여된 4,191,609호; 및 1987년 1월 20일 폴 디. 트로칸에게 허여된 4,637,859호. 이들 각각의 종이는 밀집부위, 즉 나머지 부분보다 더 밀집한 부위의 모양에 의해 특징지워지는데, 상기 밀집 부위는 제지도주에 날이 운반 직물의 교차너클에 의해 다져져서 생긴다. 다른 큰 부피의 부드러운 티슈종이가 1981년 11월 17일 제리 이. 카스텐스(Jerry E. Carstens)에게 허여된 미합중국 특허 제 4,300,981호 ; 및 1984년 4월 3일 에드워드 알. 웰즈(Edward R. Wells) 및 토마스 에이. 헨슬러(Thomas A. hensler)에게 허여된 미합중국 특허 제 4,440,597호에 개시되어 있다. 또한, 최종 건조전에 전체적인 다짐(compaction)을 피하므로서 부피 큰 티슈종이를 얻는 것이 1974년 6월 28일 디. 엘. 샤유(D. L. Shaw)에게 허여된 미합중국 특허 제 3,821,068 호에 개시 되어 있고; 제지재료에 탈접착체(debonder) 및 탄성 중합체성 접착제의 사용과 함께 전체적인 다짐을 피하는 것이 1974년 5월 21일 제이. 엘 살부씨, 주니어(J. L. Salvucci, Jr.)에게 허여된 미합중국 특허 제 3,812,000호에 개시되어 있다.

상기 언급된 살부시에 의해 예측된 것과 같은 화학적 탈접착제 및 그의 작동원리가 1973년 8월 28일 프리마르크(Friemark)등에게 허여된 미합중국 특허 제 3,755,200호; 1974년 10월 29일 마이셀(Meisel)등에게 허여된 미합중국 특허 제 3,844,880호; 및 1979년 1월 19일 벡커(Becker)등에게 허여된 미합중국 특허 제 4,158,594화와 같은 대표적인 미합중국 특허에 개시되어 있다. 티슈종이를 개선하기 위해 제안된 기타 화학처리에는, 예들들어, 겐지 하라(Kenji Hara)등의 독일연방공화국 특허 제 3,420,940호에 게시된 것 즉: 화장실용 티슈종이로 새척하고 닦는데 용이하도록 식물성, 동물성 또는 합성 탄화수소오일 및 디메틸시리콘오일과 같은 실리콘오일과 함께 화장실용 티슈종이를 함침시키는 것이 포함된다.

또한, 셀룰로즈 펄프로 만든 종이의 인장강도를 증가시키는 잘 알려진 기계적 방법은 제지전에 펄프를 기계적으로 정련하는 것이다. 일반적으로 보다 많이 정련하면 보다 큰 인장강도를 얻는다. 그러나, 티슈 인장강도 및 유연성에 대한 상기 거론과 일관되게, 셀룰로즈 펄프의 기계적 정련을 증가시키면 티슈종이의 유연성에 부정적인 영향을 주지만 제지재료 및 공정의 다른 모든점은 변화하지 않는다. 그러나, 본 발명을 이용하므로써 유연성에 부정적이 영향을 주지 않으면서 인장강도를 증가시킬수 있고; 또는 선택적으로 인장강도에 부정적인 영향을 주지 않으면서 유연성을 개선시킬수 있다.

본 발명의 목적은 강화된 부드러운 감촉을 갖는 티슈종이의 제조방법을 제공하는 것이다.

본발명의 다른 목적은 실크 또는 플란넬 유사 느낌을 갖는 티슈종이의, 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 종래의 기술에 위해 유연화된 티슈종이에 비해 특정수준의 인장강도에서 증가된 부드러운 감촉을 갖는 티슈종이의 제조방법을 제공하는 것이다.

하기 기술내용으로 부터 알수 있는 바와같이, 본 발명을 이용하여 상기 및 기타 목적들을 달성한다.

본 발명은 유연한 티슈종이의 제조방법을 포함 한다. 상기 방법에는 셀룰로즈 섬유를 습식으로 쌓아서 웹(web)을 형성하는 단계, 약 0.004% 내지 약 80%(웹의 총중량 기준)의 섬유점조도에서 상기 웹에 가하는 단계, 및 상기 웹을 건조시키고 크레이프화하는 단계를 포함한다. 바람직하게, 티슈종이에 잔류된 폴리실록산의 양은 티슈종이의 건조 섬유중량을 기준으로 0.004%내지 약0.3% 이다. 생성된 티슈종이는 바람직하게 약 10 내지 약 65g/m2의 기본 중량과 약 0.6g/cc미만의 섬유밀도를 갖는다.

폴리실록산은, 젖은 웹을 형성한후 건조시켜 완성하기 전에 가한다. 놀랍게도, 폴리실록산을 건조 웹에 가한것(예, 전환공정 도중에)과 비교해볼때 젖은웹에 가할때 훨씬 낮은 수준의 폴리실록산에 의해서도 상당한 티슈 유연화 잇점을 달성할수 있다는 것을 발견하였다.

시실, 본 명세서에서 개시된 방법의 중요한 특징은 실리콘 수준이 충분히 낮아 경제적이라는 점이다. 또한, 낮은 수준의 폴리실록산으로 처리한 티슈종이는 티슈제품에 있어서 중요한 특징인 고도의 습윤성을 지닌다.

본 발명의 방법에 사용하기에 바람직한 폴리실록산에는 중합체상의 측쇄 약 10 몰% 미만이 아미노-작용성 그룹인 아미노-작용성 폴리디메틸폴리실록산이 포함된다. 폴리실록산의 분자량을 확인하기 어렵기 때문에 본 명세서에서는 폴리실록산의 점도를 분자량의 객관적으로 확인할 수 있는 표시로 사용한다. 따라서, 예를들면 약 2%치환은 약 125 센티스토크의 점도를 갖는 폴리실록산에 대해 매우 효과적인 것으로 밝혀졌고; 약5,00,000 센티스토크 이상의 점도는 치환이 있거나 없거나 유효하다. 아미노-작용성 그룹과의 상기 치환이외에 카복실, 하이드록실, 에테르, 폴리에테르, 알데히드, 케론, 아미드, 에스테르 및 티올그룹과도 효과적인 치환을 할수 있다. 이들 효과적인 치환제 그룹중에서 아미노, 카복실 및 하이드록실그룹을 함유하는 그룹족이 다른 것보다 더 바람직하고 아미노-작용성 그룹이 가장 바람직하다.

상업적으로 구입가능한 폴리실록산의 예에는 다우 코닝(Dow Corning)으로 부터 구입가능한 DOW 8075 및 Dow 200과, 유니온 카바이드(Union Carbide)로 부터 구입가능한 Lilwet720 및 Ucarsil EPS가 포함된다.

본 발명에 따라 폴리실록산으로 처리된 티슈종이의 제조 방법은, 티슈종이의 만져서 감지할수 있는 표면평활성을 강화시키고 및/또는 폴리실록산의 혼입때문에 생길지도 모르는 티슈종이의 습윤성의 어떠한 감소를 적어도 부분적으로 상쇄시키도록, 효과량의 계면활성제를 첨가하는 단계를 추가로 포함할수 있다. 계면활성제의 효과량이란, 바람직하게 티슈종이의 건조섬유 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 2%, 더욱 바람직하게는 약 0.05 내지 약 1.0%가 티슈종이에 잔류되도록 하는 양이다. 또한, 계면활성제는 비양이온성이 바람직하고, 계면활성제의 첨가 때문에 생길지도 모르는 티슈종이 특성의 제조후 변화를 실질적으로 제거하기 위하여 티슈종이를 제조한 후 그 자리에서 실질적으로 비이동성인 것이 바람직하다. 이는 예를들어 본 발명의 티슈종이 제품을 저장, 선적, 판매 및 사용할때 흔히 경험할 수 있는 온도보다 높은 융점(예, 약50°C 또는 그 이상의 융점)을 갖는 계면활성제를 사용하므로서 이룩할 수 있다.

또한, 본 발명에 따라 티슈종이를 제조하는 방법은 폴리시록산 및, 사용했다면, 계면활성제 물질의 혼입으로 인해 생길수 잇는 인장강도의 어떠한 감소 및/또는 린트화 경향의 증가를 적어도 부분적으로 상쇄 시키기 위해, 전분과 같은 결합제 물질을 효과량 첨가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 결합제 물질의 효과량은 티슈종이의 건조섬유 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 2%가 티슈종이에 잔류 하도록 하는 양이다.

달리 명시하지 않는한 모든 백분율, 비율 및 비례는 중량에 의한 것이다.

본 발명을 아래에 더 상세히 기술한다.

간단하게, 본 발명은 젖은 티슈웹에 폴리실록산 첨가제를 첨가함으로써 실크 또는 플란넬 유사 느낌 및 강화된 감지할수 있는 유연성을 갖는 티슈종이를 제공한다. 상기 방법은 젖은 웹에 효과량의 계면활성제 물질 및/또는 전분과 같은 결합제 물질을 첨가하는 것도 포함한다. 일반적으로 말해, 계면활성제는 만져서 감지할수 있는 생리적 표면평활성을 강화시키고 및/또는 티슈종이의 의도하는 목적(예, 화장실용 티슈)에 대해 충분한 습윤성을 확보하기 위해 포함될수 있다. 또한, 전분과 같은 결합제 물질은 폴리실록산 및, 사용했다면, 계면활성제의 첨가에 의해 생길수 있는 티슈종이 인장강도의 어떠한 감소 및/또는 린트화 경향의 증가를 적어도 부분적으로 상쇄시키기 위해 포함될수 있다. 놀랍게도, 폴리실록산을 건조 티슈 웹에 가했을때(예를들어, 전환공정에서)와 비교해볼때 폴리실록산을 본 발명에 따라서 젖은 티슈웹에 가했을때, 매우 낮은 수준의 폴리실록산이 상당히 티슈 유연화 효력을 나타낸다는 것을 알게되었다. 높은 잔류율을 보장하기 위하여, 젖은 웹을 형성하고, 폴리실록산 첨가제를 가하기 전에 젖은 웹을 탈수시켜 유리수의 배출로 인한 폴리실록산의 손실을 감소시킨다. 중요한 것은, 티슈종이를 부드럽게 하기 위해 사용된 폴리실록산의 수준이 티슈종이가 높은 습윤성을 보유하도록 충분히 낮다는 것이다.

본 발명은 종래의 펠트-압축된 티슈종이; 샌포드-시쏜에 의해 예시된 것과 같은 패턴 밀집된 티슈종이 및 그의 파생제품; 및 살부씨에 의해 예시된 것과 같은 큰 부피, 비압축 티슈종이(이에 한정하는 것이 아님)를 비롯한 일반적이 티슈종이에 적용할 수 있다. 티슈종이는 균질한 구조물 또는 다층구조물일수 있고, 이 티슈종이로 만든 티슈종이 제품은 단층 또는 다층구조물일수 있다. 티슈 종이는 약 10g/m2 내지 약 65g/m2 의 기본중량과 약 0.60g/cc 또는 그 미만의 밀도를 갖는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 기본중량이 약 35g/m2 또는 그 미만이고 밀도가 약 0.30g/cc 또는 그 미만일 것이다. 가장 바람직하게는 밀도가 0.04g/cc 내지 약 0.20g/cc 일 것이다.

종래의 압축된 티슈종이와 그러한 종이를 만드는 방법은 이 분야에 알려져 있다. 상기 종이는 전형적으로 유공(foraminous)성형 와이어상에 제지재료를 침착시켜 제조한다. 상기 성형 와이어는 이 분야에서 흔히 장망형 와이어(Fourdrinier Wire)라고 부른다. 일단 재료를 성형와이어상에 침착시킨 다음(이것을 웹(web)이라 부른다)이 웹을 압축시켜 탈수시키고 상승온도에서 건조시킨다. 방금 기술한 공정에 따라 웹을 제조하기 위한 특정기술 및 대표적 장치는 이 분야에 숙련된 자들에게 잘 알려져 있다. 전형적인 공정에서는, 낮은 점조도의 펄프재료를 가압 해드박스에 공급한다. 이 헤드박스는 젖은 웹을 형성하기 위해 장망형 와이어상에 펄프재료의 얇은 침착물을 운반하기 위한 개구부(opening)를 갖는다. 이 웹을 진공탈수 및 압축작동(여기에서, 웹은 예를 들어 실린더상 로울 같은 맞은편 기계부재에 의해 생긴 압력을 받는다)에 위한 추가의 건조에 의해 섬유점조도 약 7%내지 약25%(웹의 총중량을 기준으로)로 탈수시킨다. 탈수된 웹을 추가로 압축시키고 양키(Yankee) 건조기로 이 분야에 알려진 스트림 드럼장치에서 건조시킨다. 양키 건조기에서 웹을 누르는 맞은편 실린더상 드럼과 같은 기계적 수단에 의해 압력이 생길수 있다. 다중 양키 건조기 드럼을 사용하므로써 드럼사이에서 추가의 압축이 임의로 일어날수도 있다. 형성된 티슈종이 구조물을 이후부터는 종래의 압축된 티슈종이 구조물이라고 부른다. 상기 웹은 섬유들이 젖어있는 상태에서 실질적인 기계적 압축력을 받은 다음, 압축된 상태에서 건조되기 때문에 상기 시이트들은 치밀한 상태의 것으로 여겨진다.

패턴 밀집된 티슈종이는 비교적 낮은 섬유밀도의 비교적 큰 부피영역과 비교적 높은 섬유밀도의 밀집된 지역의 배열을 갖는점에 특징이 있다. 큰 부피영역은 선택적으로 필로우(pillow)부위 영역으로 묘사된다. 밀집된 지역은 선택적으로 너클부위로 불리운다. 밀집된 지역은 큰 부피 영역내에서 분리되어 이격되어 있거나 또는 큰 부피 영역내에서 전부 또는 부분적으로 서로서로 연결될수도 있다. 패턴 밀집된 티슈웹을 제조하기 위한 바람직한 공정은 1967년 1월 31일 샌포드 및 시쏜에게 허여된 미합중국 특허 제 3,301,746호 ; 1976년 8월 10일 피터 쥐. 에이어즈에게 허여된 미합중국 특허 제 3,974,025호 ; 및 1980년 3월 4일 폴 디. 트로칸에게 허여된 미합중국 특허 제 4,191,609호(이들 특허는 모두 단지 참고로 본 명세서에 언급되었음)에 개시되어 있다.

일반적으로, 패턴 밀집된 웹은 제지재료를 장망형 와이어와 같은 유공 성형 와이어상에 침착시켜 젖은 웹을 형성한 다음, 이 웹을 지지체 배열에 맞대어 나란히 놓아서 제조하는 것이 바람직하다. 이 웹을 지지체 배열에 대고 압축시킴으로써 지지체 배열과 젖은 웹사이의 접촉점에 지리적으로 상응하는 위치에 웹내의 밀집된 지역이 생기게 되다. 이러한 작동중에 압축되지 않은 웹의 나머지 부분을 큰 부피 영역이라고 부른다. 밀집된 지역의 형성은 예를들어 진고형 장치 또는 송풍건조기(blow-through dryer)로 유압(fluid pressure)을 가하거나, 또는 지지체 배열에 대고 웹을 기계적으로 압축시켜 이룩할 수도 있다. 이 웹을 탈수시키고, 큰 부피 영역의 압축을 실질적으로 피하도록 하는 식으로 임의로 예비 건조시킨다. 이는 진공형 장치 또는 송풍건조기와 같은 것으로 유압을 가하거나 또는 선택적으로 웹을 지지체 배열(여기에서 큰 부피 영역은 압축되지 않음)에 대고 기계적으로 압축시켜 수행하는 것이 바람직하다. 탈수, 임의의 예비건조 및 밀집된 지역 형성시 조작은, 수행될 공정단계의 총 수를 감소시키기 위해 통합하거나 부분적으로 통합할 수 있다. 밀집된 지역의 형서으 찰수 및 임의의 예비건조에 이어서, 웹을 건조시켜 완성시키는데, 이때도 기계적 압축을 피하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 약 8%내지 약55%의 티슈종이 표면이 큰 부피 영역의 밀도의 적어도 120%라는 상대밀도를 갖는 밀집된 너클을 포함한다.

지지체 배열은, 압력을 가한후 밀집된 지역의 형성을 용이하게 해주는 지지체 배열로서 작동하는 너클의 패턴화된 치환을 갖는 날인 운반 직물이 바람직하다.

너클의 패턴이 전술한 지지체 배열을 구성한다. 날인 운반 직물을 1967년 1월 31일자로 혀여된 샌포드 및 시쏜의 미합중국 특히 제 3,301,746호, 1974년 5월 21일자로 허여된 살부씨, 주니어 등의 미합중국 특허 제 3,821,068호, 1976년 8월 10일자로 허여된 에이어즈의 미합중국 특허 제 3,974,025호, 1971년 3월 30일자로 허여된 프리드버어그(Friedberg)등의 미합중국 특허 제 3,573,164호, 1969년 10월 21일자로 허여된 암누스(Amneus)의 미합중국 특허 제 3,473,576호, 1980년 12월 16일자로 허여된 트로칸의 미합중국 특허 제 4,239,065호 및 1985년 7월 9일자로 허여된 트로칸의 미합중국 특허 제 4,528,239호(이들 특허는 모두 참고로 본 명세서에 언급했음)에 개시되어 있다.

바람직하게는 장망형 와이어와 같은 유공 성형 운반체상에서 재료를 젖은 웹으로 먼저 만든다. 이 웹을 탈수시키고 날인 직물로 이송시킨다. 선택적으로는, 날인 직물로도 작용하는 유공 지지체상에 재료를 처음에 침착 시킬수도 있다. 일단 웹이 형성되면 이 젖은 웹을 탈수 시키고, 바람직하게는 열로 예비건조시켜 약 40%와 약 08%사이에서 선택된 섬유점조도로 만든다. 탈수는 흡입박스 또는 다른 진공장치나 송풍거조기로 수행하는 것이 바람직하다. 웹을 건조시켜 완성하기 전에 날이 ㄴ직물의 너클 날인을 상기한 바와같이 웹에 누른다. 이것을 수행하는 한가지 방법은 기계적 압력을 가하는 것이다. 이는 예를 들어 양키 건조기와 같은 건조용 드럼의 면에 대해 날이 직물을 지지해주는 닙 로울(nip roll)을 압축시켜 실시할 수 있는데, 이때 웹은 닙 로울과 건조 드럼사이에 배치된다. 또한, 바람직하게는 흡입박스와 같은 진공장치 또는 송풍 건조키로 유압을 가하여 건조를 완결시키기 전에 웹을 날인 직물에 대고 성형한다. 우압은 초기 탈수도중에 밀집된 지역의 날인을 유도하기 위해 별개의 공정, 후속 공정으로 또는 이들의 배합으로 적용시킬수 있다.

비압축된, 비패턴-밀집된 티수종이 구조물은 1974년 5월 21일에 조셉 엘. 살부씨, 주니어 및 피터 엔. 이아노스(Peter N. Yiannos)에게 허여된 미합주국 특허 제 3,812,000호 및 1980년 6월 17일 헨리 이. 백커(Henry E. Becker), 알버트 엘. 맥코넬(Albert L. McConnell) 및 리챠드 슈테(Richard Schutte)에게 허여된 미합중구구 특허 제 4,208,456호(이들 두 특허는 단지 참고로 본 명세서에 기술함)에 기술되어 있다. 일반적으로, 비압축된, 비패턴-밀집된 티슈종이 구조물은 장망형 와이어와 같은 유공성형 와이어 상에 제지 재료를 침착시켜 젖은 웹을 형성하고, 이 웹을 배수시키고, 웹이 적어도 80%의 섬유점조도를 가질때가지 기계적 압축없이 추가의 물을 제거한 다음 웹을 크레이프화하여 제조한다. 진공 탈수 및 열 건조에 의해 물을 웹으로 부터 제거한다.. 생성된 구조물은 비교적 치밀하지 않은 섬유로 된, 부드럽지만 약한 큰 부피 시이트이다. 접착물질은 크레이프화 하기전에 웹의 부부에 가하는 것이 바람직하다.

본 발명에 이용되는 제지 섬유는 보통, 목재펄프로 만든 섬유를 포함한다. 무명린터, 사탕수수 등과 같은 기타 셀룰로즈 섬유상 펄프 섬유를 이용할수 있으며 이들은 본 발명의 범위내에 속하는 것으로 한다. 레이욘, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 섬유와 같은 합성섬유도 천연 셀룰로즈 섬유와 함께 이용할수 있다. 이용할수 있는 폴리에틸렌 섬유의 한가지 예는 헤르큘레스 인코포레이티드(델라웨어, 월밍톤)로 부터 구입가능한 PulpexTM 이다.

저절한 목재펄프에는 예를들어, 쇄목 펄프, 열기계적 펄프 및 화학적으로 변형된 열기계적 펄프를 비롯한 기계적 펄프 뿐만아니라 크래프트, 설파이트 및 설페이트 펄프와 같은 화학적 펄프를 포함한다. 그러나 화학적 펄프가 이들로 만든 티슈 시이트에 탁월한 부드러운 감촉을 부여하기 때문에 바람직하다. 활엽수(때로는 경질목재라고도 칭함) 및 침엽수(때로는 연질목재라고도 칭함)모두로 부터 나온 펄프를 이용할수 있다.

이 분야에 알려져 있거나 또는 후에 알게되는 바와 같이, 티슈종이 구조물을 만드는데 사용되는 제지재료는 제지 섬유이외에 다른 성분 또는 물질들을 포함할수 있다. 바람직한 첨가제의 형태는 생각하고 있는 티슈 시이트의 특정 최종용도에 따라 좌우될 것이다. 예를들어, 화장실용 종이, 종이 타월, 미용티슈 및 기타 유사제품과 같은 경우에는 높은 습윤강도가 바람직한 특질이다. 그러므로 이 분야에서 습윤강력 수지로 알려진 화학물질을 제지재료에 첨가하는 것이 흔히 바람직하다.

종이분야에서 이용되는 습윤강력 수지의 형태에 대한 일반논문들은 문헌[TAPPI monograph series No. 29, Wet Strength in Paper and Paperboard, Technical Association of the Pulp and Paper Industry(New York, 1965)]에서 볼수 있다. 가장 유용한 습윤강력 수지는 일반적으로 성질상 양이온성인 것이였다. 폴리아미드-에피클로로히드린이, 특히 유용한 것으로 밝혀진 양이온성 습윤강력수지이다. 적절한 형태의 상기 수지가 1972년 10월 24일자 미합중국 특허 제 3,700,623호 및 1973년 11월 13일자 미합중국 특허 제 3,772,076호(두 특허 모두 케임(Keim)에게 허여된 것으로 본 명세서에 참고로 언급하였음)에 기술되어 있다. 유용한 폴리아미드-에피클로로히드린 수지의 구입처중 하나는 상기 수지를 상표 KymemeTM 557H로 판매 하고 있는 델라웨어주 월밍톤의 헬르큘레스 인코포레이티드이다.

폴리아크릴아미드 수지도 습윤 강력수지로서 유용한 것으로 밝혀졌다. 이들 수지는 1971년 1월 19일 코스시아(Coscia)등에게 허여된 미합중국 특허 제 3,556,932호 및 1971년 1월 19일 윌리암즈(Williams)등에게 허여된 미합중국 특허 제 3,556,933호(두 특허 모두 본 명세서 에 참고로 언급하였음)에 기술되어 있다. 폴리아크릴아미드 수지의 구입처는 상기 수지를 상표 ParezTM 631 NC로 판매하고 있는 콘넥티컷트주 스탠포드의 아메리칸 시아나미드 캄파니(American Cyanamid Co.)이다.

본 발명에 유용한 기타 다른 수용성 양이온 수지는 우레아 포름알데히드 수지 및 멜라민 포름알데히드 수지이다. 이들 다작용성 수지의 보다 흔한 작용성 그룹은 아미노그룹 및 질소에 부착된 메틸을 그룹과 같은 질소함유 그룹이다. 폴리에틸렌이민 수지도 본 발명에 이용할 수 있다. 상기한 바와같이 습윤 강력수지와 같은 화학물질을 펄프재료에 첨가하는 것은 임의로 행하는 것이며 본 발명의 실시에 반드시 필요한 것이 아님을 알아야 하다.

본 발명에 사용하기에 적절한 형태의 폴리실록산 물질은 중합체성, 올리고머성, 공중합체성 및 기타 다중-모노머성 실록산 물질을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 폴리실록산이라는 용어에는 상기 중합체성, 올리고머성, 공중합체성 및 기타 다중-모노머성 실록산 물질 모두가 포함되다. 또한, 폴리실록산은 직쇄, 측쇄이거나 환상 구조를 가질수도 있다. 바람직한 폴리실록산 물질에는 하기 일반식(1)의 단량체성 실록산 단위를 갖는 것들이 포함된다.

상기식에서,

각 실록산 단량체 단위에 대한 R₁및 R₂는 독립적으로 알킬, 아릴, 알케닐, 알크아릴, 아르알킬, 시클로알킬, 할로켄화 탄화수소 또는 다른 라디칼일 수 있다. 상기 라디칼중 어느것도 치환되거나 비치환될 수 있다. 어떤 특정 단량체 단위의 R₁및 R₂라디칼은 다음에 결합하는 단량제 단위의상응하는 작용성에 따라 달라질수 있다. 또한, 이 라디칼들은 적쇄, 측쇄이거나 환상구조를 가질수 있다. 라디칼 R₁및 R₂는, 추가로 그리고 독립적으로, 실록산, 폴리실록산 및 폴리실란(여기에 한정하고자 하는 것이 아님)과 같은 다른 실리콘 작용기일 수 있다.

라디칼 R₁및 R₂는 또한, 예를 들어 알콜, 카복실산 및 아민 작용기를 비롯한 다양한 유기작용기를 어느것이라도 함유할 수 있다.

치환정도 및 치환체의 종류는 티슈종이 구조물에 부여된 부드럽고 실크같은 느낌과 친수도의 상대적인 정도에 영향을 주는 것으로 밝혀졌다. 일반적으로, 치환된 폴리실록산의 친수도가 감소함에 따라 폴리실록산에 의해 부여된 부드럽고 실크같은 느낌의 정도가 증가한다. 아미노 작용서 폴리실록산이 본 발명에 특히 바람직하다.

바람직한 폴리실록산에는 하기 일반식(2)의 직쇄 유기 폴리실록산 물질을 포함한다.

상기식에서,

R₂내지 R₉라디칼 각각은 독립적으로 C₁내지 C₁₀비치환된 알킬 또는 아릴 라디칼일수 있고, R₁₀은 치환된 C₁내지 C₁₀알킬 또는 아릴 라디칼이다.

바람직하게는 각 R₁내지 R₉라디칼이 독립적으로 C₁내지 C₄비치환된 알킬 그룹이다. 이 분야에 숙련된자들은 예를들어 R₉또는 R₁₀이 지환된 라디칼이건 아니건 간에 기술적으로 별차이가 없음을 인지할 것이다. (a+b)에 대한 b의 몰비는 0 내지 약 205가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0 내지 약 10%이고 가장 바람직하게는 약 1% 내지 약 5%이다.

특히 바람직한 한가지 태양에서는 R₁내지 R₉가 메릴그룹들이고 R₁₀이 치환된 또는 비치환된 알킬, 아릴 또는 알케닐 그룹이다. 상기 물질은 특정경우에 적합할 수 있는 특정 작용기를 갖는 폴리디메틸실록산으로 본 명세서에서 일반적으로 기술한다. 폴리디메틸실록산의 에로는 폴리디메틸실록산, 및 하나이상의 아미노, 카복실, 하이드복실, 에테르, 폴리에테르, 알테히드, 케톤, 아미드, 에스테르, 티올 및/또는 기타 R₁₀작용기(상기 작용기의 알킬 및 알케닐 동조체 포함)를 갖는 폴리 디메틸실록산이 있다. 예를들어, R₁₀으로서 아미노 작용성 알킬그룹이면 아미노-작용성 또는 아미노 알킬-작용성 폴리디메틸실록산이 될 것이다. 상기 폴리디메틸실록산의 열거한 예는 특별히 언급되지 아니한 것들을 제외시키고자 하는 것이 아니다.

본 발명에 유용한 폴리실록산의 점도는, 폴리실록산을 티슈종이에 적용할수 있도록 유동성(flowable)이거나 유동성이 될수 있는한, 일반적으로 다양한 폴리실록산의 점도만큼 광범위하게 변할수 있다. 이는 약 25 센티스토크만큼 낮은 점도로 부터 20,000,000 센티스토크 또는 그 이상 까지의 점도(여기에 제한받는 것이 아님)를 포함한다. 그 자체가 유동에 저향성인 고점도 폴리실록산은 예를들어, 그 폴리실록산을 계면활성제에 유화시키거나 또는 헥산(단지 예시 목적으로 열거함)과 같은 용매의 도움으로 폴리실록산을 용액으로 만드는 것과 같은 방법으로 티슈 종이 웹상에 효과적으로 침착시킬수 있다. 폴리실록산을 티슈종이 웹에 가한 특정방법을 아래에 상세히 기술한다.

삽입구로서, 작동원리에 의해 속박되고 싶지는 않지만, 폴리실록산의 감촉에 유리한 효능은 그의 평균 분자량과 직접 관련이 있고; 점도는 분자량과 직접 관련이 있는 것으로 생각된다. 다라서, 폴리실록산의 점도를 측정하는 것에 비하여 폴리실록산의 분자량을 직접 측정하는 것이 상대적으로 어렵기 때문에, 티슈종이에 강화된 감촉반응, 즉, 유연성, 실크같은 느낌 및 플란넬 같은 느낌을 부여하는 것과 관련한 외관상 작동변수로서 본 명세서에서는 점조를 사용한다.

폴리실록산을 개시한 문헌에는 1958년 3월 11일, 지인(Geen)에게 허여된 미합중국 특허 제 2,826,551호; 1976년 6월 22일, 드라코프(Drakoff)에게 허여된 미합중국 특허 제 3,964,500호; 1982년 12월 21일, 패더(Pader)에게 허여된 미합중국 특허 제 4,364,837호; 및 1960년 9월 28일자 공고된 울스톤(Woolston)의 영국 특허 제 849,433호가 포함된다. 또한, 문헌[Silicon Compounds, pp 181-217, Petrarch Systems, Inc. 에서 1984년에 배포함]에는 폴리실록산의 많은 목록과 일반적인 설명이 들어있다.

폴리실록산은 젖은 웹을 형성한 다음, 그리고 건조 시켜 완성시키기 전에 가하다. 종이기계의 젖은 말단(즉, 종이재료)에 폴리실록산을 첨가하는 것은 폴리실록산의 낮은 잔류수준 때문에 실시불가능하다. 그러므로 대표적인 공정에서는, 웹을 형성하고, 폴리실록산을 가하기 전에 탈수 시켜 유리수의 배출로 인한 폴리실록산의 손실을 감소시킨다. 종래의 압축된 티슈종이의 제조에 있어서, 바람직하게는 약 10%내지 약 80%(저은 웹의 중량을 기준으로)의 섬유 점조도 수준, 보다 바람직하게는 약 15% 내지 약 35%의 섬유 점조도 수준에서 폴리실록산을 젖은 웹에 적용시키고; 새로 형성된 웹을 미세한 장망형 메쉬로 부터 비교적 결이 거친 날인/운반 직물로 이송시키는 제지기계에서 티슈종이를 제조할 경우에는, 약 20 내지 약 35%의 섬유 점조도를 갖는 젖은 웹에 폴리실록산을 적용하는 것이 바람직하다. 와냐하면 상기 이송도중에 섬유가 실질적인 이동성을 갖도록 충분히 낮은 섬유 점조도에서 사이 이송을 시키는 것이 바람직하고; 제지기계를 통해 물 제거가 진행됨에 따라 섬유의 이동성이 실질적으로 사라진 후에 폴리실록산을 적용하는 것이 바람직하기 때문이다. 또한, 보다 높은 섬유 점조도에서 폴리실록산을 첨가하면 종이내 및 종이상에 보다 큰 잔류를 얻는다.: 즉, 웹으로 부터 빠져나온 물에 폴리실록산이 덜 손실되어 그의 섬유 점조도를 증가시킨다. 놀랍게도, 화학적 잔류 보조제를 사용하지 않고서도 바람직한 섬유 점조도에서 약 90% 이상의 잔류율이 예상된다.

폴리실록산을 수용액, 유화액 또는 현탁액으로 젖은 웹에 적용하는 것이 바람직하다. 또한, 폴리실록산을 적절한 비수성용매(여기에 폴리실록산이 용해하거나 폴리실록산이 이 용매와 혼화할수 있다), 예를들어, 헥산을 함유하는 용액으로 가할수 있다. 폴리실록산을 물을 섞지 않은 순수형태로 공급하거나 또는, 바람직하게, 적절한 계면활성재 유화제로 유화시켜 공급할 수 있다. 순수한 폴리실록산 수용액은 물과 폴리실록산 상의 분리를 막기 위해 교반시켜야 하기 때문에 적용의 편이를 위해 유화된 폴리실록산을 사용하는 것이 바람직하다.

폴리실록산은 실질적으로 시이트 전체가 폴리실록산의 감촉효과의 잇점을 누릴수 있도록 젖은 티슈종이 웹에 균일 하게 적용시켜야 한다. 연속적 분포로 및 패턴화된 분포로 폴리실록산을 젖은 티슈종이 웹에 적용하는 것은 둘다 모두 본 발명의 범위에 속하면 상기 기준에 맞는다.

폴리실록산을 웹에 균일하게 적용시키는 방법에는 분산 및 그라비야 날염(gravure printing)이 포함된다.

분산 방법이 경제적이고, 폴리실록산의 양과 분포를 정확하게 조절할 수 있는 것으로 밝혀졌고 따라서 이 방법이 가장 바람직하다. 바람직하게는 원하는 섬유 점조도 수준에 따라 예비건조 전에 또는 예비건조 후에, 제지기계, 예를들어, 샌포드-시쏜(상기 인용했음)에 개시된 일반 배열의 제지기계(이로 인해 제한하고자 하는 것이 아님)로 부터 젖은 티슈웹이 나옴에 따라, 유화된 폴리실록산을 함유하는 수성 혼합물을 젖은 티슈웹상에 분산시킨다. 보다 덜 바람직한 방법에는 폴리실록산을 성형와이어 또는 직물에 침착시킨 다음 이를 티슈웹에 접촉시키는 방법이 포함된다. 폴리실록산 함유 액체를 젖은 웹상에 분산시키는데 적합한 장비에는 외부 믹스, 공기 분부 노즐(예, 조지아주 터커의 V.I.B. 시스템즈 인코포레이티드로 부터 구입가는한 2mm 노즐)이 포함된다. 폴리실록산 함유 액체를 젖은 웹상에 날염시키는데 적합한 장비에는 윤전그라비야(rotogravure) 날염기가 포함된다.

놀랍게도, 젖은 티슈종이 웹에 적용된 낮은 수준의 폴리실록산이 오일이나 로션같은 부가물질의 도움없이도, 티슈종이에 유연하고 실크같고, 플란넬같으며, 또한 번질거리지 않는 촉감을 제공할수 있다는 것을 발견하였다. 중요한 것은 본 발명의 많은 태양에서 이러한 장점을 화장실용 종이용도에 적합한 범위의 높은 습윤성과 함께 얻을수 있다는 것이다. 바람직하게, 본 발명에 따라 폴리실록산으로 처리된 티슈종이는 약 0.75% 또는 그 미만의 폴리실록산을 포함한다. 약0.75% 또는 그 미만의 폴리실록산으로 처리된 티슈종이가 그렇게 낮은 수준의 폴리실록산으로 실질적인 유연성과 실크같은 느낌을 부여할 수 있다는 것은 본 발명의 예기치 못한 장점이다. 일반적으로, 약 0.3% 미만, 바람직하게는 약 0.2%미만의 폴리실록산을 갖는 티슈종이는 유연성의 실질적인 증가 및 실크성과 플란넬 유사질을 제공하면서, 폴리실록산의 사용으로 인해 생기는 습윤성의 상실을 상쇄하기 위하여 계면활성제를 첨가하지 않고서도 화장실용 종이로 사용하기에 충분할 정도의 습윤상태로 남아있다.

티슈종이에 잔류될 폴리실록산의 최소수준은, 유연성 또는 실크성 또는 플란넬 유사질에 있어서 감촉의 차이를 종이에게 부여하는 최소한의 효과수준이다. 최소 효과수준은 시이트의 특정형태, 적용방법, 폴리실록산의 특정형태, 및 폴리실록산에 전분, 계면활성제 또는 다른 첨가제를 보충하거나 처리를 했느냐에 따라 달라질 수 있다. 티슈종이에 의한, 적합한 폴리실록산 잔류 법위를 제한하지 않지만 바람직하게는, 적어도 약 0.004%, 보다 바람직하게는, 적어도 약0.02%의 폴리실록산이 티슈종이에 잔류된다.

바람직하게는 부드러운 감촉을 줄수 있는 충분량의 폴리실록산을 티슈종이의 양쪽표면, 즉 표면이 평탄한 섬유의 외부쪽으로 나온 표면상에 배치한다. 폴리실록산을 티슈 종이의 한 쪽 표면에 적용하면 일반적으로 폴리실록산 일부가 최소한 부분적으로 티슈종이 내부로 침투할 것이다. 바람직한 태양에서는, 촉감반응을 실행하기에 충분한 폴리실록산이 티슈종이의 전체두께를 뚫고 침투하여 양쪽 표면에 폴리실록산의 잇점을 부여한다. 폴리실록산을 젖은 티슈종이 웹의 한쪽 표면에 적용할때 맞은편 표면으로 폴리실록산이 침투하는 것을 용이하게 하는데 유용한 것으로 밝혀진 한가지 방법은, 폴리실록산을 적용한 지점에서 젖은 티슈종이의 다른쪽 표면으로 부터 티슈종이를 진공탈수시키는 것이다.

상기한 바와같이 티슈종이를 폴리실록산으로 처리 하는 이외에, 상기 티슈종이를 계면활성제 물질로 처리하는 것도 바람직한 것으로 밝혀졌다. 이는 폴리실록산에 대한 유화제로서 존재할 수 있는 계면활성제 물질 이외의 것이다.

약 0.3% 이상의 폴리실록산을 갖는 티슈종이는, 높은 습윤성이 요구되는 용도에 사용하려할 경유 계면활성제로 처리하는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 전술한 바와같이 일정한 인장을 기준으로 추가의 유연성을 얻기 위해서, 비양이온성 계면활성제를 젖은 티슈종이 웹에 적용하다. 친수성을 원하는 수준으로 증가시키는데 필요한 계면활성제의 양은 폴리실록산의 종류 및 수준과 계면활성제의 종류에 따라 달라질 것이다. 그러나, 일반적인 기준으로서, 티슈종이에 잔류하는 약0.01%내지 약 2%의 계면활성제, 바람직하게는 약 0.05% 내지 약 1.0%의 계면활성제가 약 0.75% 또는 그 미만의 폴리실록산 수준에서 화장실용 종이를 비롯한 대부분의 용도를 위해 충분히 높은 습윤성을 제공하기에 충분한 것으로 여겨진다.

본 발명에 사용하기에 적합한 게면활성제는 비양이온성이고, 더욱 바람직하게는 비이온성이다. 그러나, 양이온성 계면활성제를 사용할수도 있다. 비양이온성 계면활성제에는 음이온성, 비이온성, 양성 및 양성이온성 계면활성제가 포함된다. 상기한 바와같이 계면활성제의 포함으로 인해 생길지 모르는 티슈종이 특성의 제조후 변화를 실질적으로 제거하기 위하여, 계면활성제는 티슈 종이가 제조된 후에 그 자리에서 실질적으로 비이동성인 것이 바람직하다. 이는 예를들어, 본 발명의 티슈종이제품의 저장, 선적, 판매 및 사용도중에 흔히 경험하는 온도보다 높은 용접(예를들어 약 50°C 또는 그 이상)을 갖는 계면 활성제를 사용하므로써 달성될 수 있다. 또한, 계면활성제는 젖은 웹에 가할경우 수용성인 것이 바람직하다.

전술한 유연성/인장 잇점을 제공하기 위해 젖은 티슈종이 웹에 적용한 비양이온성 계면활성제의 수준은 상기 잇점을 부여하는데 필요한 최소효과 수준으로 부터 최종제품에 대해 일정한 인장을 기준으로 약 2% 까지의 범위에 있으며, 바람직하게는 약 0.001%내지 약 1%의 비양이온성 계면활성제가 웹에 잔류하는 것이고, 보다 바람직하게는 약 0.05% 내지 약 1.0%이며 가장 바람직하게는 약 0.05% 내지 약 0.3%이다.

계면활성제는 8개 또는 그 이상의 탄소원자를 갖는 알킬쇄를 갖는 것이 바람직하다. 음이온성 계면활성제의 예는 선상 일킬설포네이트 및 알킬벤겐 설포네이트이다. 비이온성 계면활성제의 예는 크로다, 인코포레이티드(뉴욕주 뉴욕)로 부터 구입가능한 Crodesta^TMSL-40과 같은 알킬글리코시드 에스테르; 1977년 3월 8일 더블유. 케이. 랭던(W. K. Langdon)등의 미합중국 특허 제 4,011,389호에 기술된 바와같은 알킬글리코시드 에테르; 및 글리코 케미칼즈, 인코포레이티드(컨넥티컷트주 그린위치)로 부터 구입가능한 Pegosperse^TM200 ML과 같은 알킬폴리에록실화 에스테르를 비롯한 알킬글리코시드이다. 알킬폴리글리코시드가 본 발명에 사용하기 특히 바람직하다. 상기 예시한 계면활성제의 목록은 단지 설명하기 위한것이고, 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다.

폴리실록산상에 존재할수 있는 유화용 계면활성제 이외의 계면활성제를, 폴리실록산에 적용시키는데 사용한 것과 동일한 방법 및 장치로 적용시킬 수 있다. 이들 방법에는 분산 및 그라비야 날염이 포함된다. 바람직하게는, 젖은 티슈웹이 제지기계를 통해 나옴에 따라 계면활성제를 함유하는 수성혼합물을 젖은 티슈웹상에 분산 시킨다. 다른 방법으로는 웹과 접촉하기 전에 성형와이어 또는 성형직물에 적용하는 것이 있다. 폴리실록산 유화용 계면활성제 물질이 아닌 계면활성제는 모두 본 명세서에서 계면활성제라고 부르면 유화된 폴리실록산의 유화용 성분으로서 존재한는 계면활성제는 모두 본 명세서에서 유화제라고 부른다.

계면활성제를 폴리실록산과 동시에, 후에 또는 전에 티슈종이에 적용할수 있다. 대표적인 공정에서는 젖은 웹을 형성하고나서 최종건조 이전에 계면활성제를 적용 시킨다. 바람직하게는 약 10% 내지 약 80%, 보다 바람직하게는 약 15% 내지 약 35%의 섬유 점조도 수준에서 계면 활성제를 젖은 티슈웹에 적용시킨다. 놀랍게도, 계면활성제가 섬유에 대해 이온적으로 독립적이지 않은 조건하에서 계면활성제를 적용하여도, 젖은 웹에 적용된 비양이온성 계면활성제의 잔류비율이 높다. 바람직한 섬유 점조도에서 화학적 잔류보조제를 사용하지 않고서도 약 90%이상의 잔류비율이 예상된다.

상기에서 언급한 바와 같이, 또한 린트화를 조절 하고/하거나 인장 강도를 증가시키기 위해 폴리실록산 함유 티슈종이를 비교적 소량의 결합제로 처리하는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용된 바와 같이 결합제란 용어는 이 분야에 공지된 여러가지 습윤 및 건조 강도 첨가제를 말한다.

결합제는 폴리실록산 및 계면활성제(사용했다면)와 동시에, 전에 또는 후에 티슈종이에 적용할수 있다.

바람직하게는 약 10% 내지 약 80%, 보다 바람직하게는 약 15% 내지 약 35%의 섬유점조도 수준에서 결합제를 젖은 티슈 웹에 가한다.

전분이 본 발명에 사용하기에 바람직한 결합제로 밝혀졌다. 티수종이를 전분의 수용액으로 처리하는 것이 바람직하며, 또한 적용시 시이트는 습윤 상태인 것이 바람직하다. 소량의 전분은 완성된 티슈 종이 제품의 린트화를 감소시키는 외에도, 많은 양의 전분을 첨가할 경우 야기될수 있는 판같은 성질(boardiness, 즉, 강성도)을 부여하지 않으면서 티슈종이의 인장강도를 알맞게 개선 시킨다. 또한, 이는 인장강도를 증가시키는 종래의 방법에 의해 강화된 티슈종이에 비하여 개선된 강도/유연성 관계를 갖는 티슈종이 예를 들어, 펄프의 증가된 정련 또는 다른 건조강도 첨가제의 첨가로 인해 증가된 인장강도를 갖는 시이트를 제공한다. 이러한 결과는 유연성이 중요한 특징이 아닌 용도(예를들면, 판지)에서 유연성을 희생시키면서 강도를 얻는데 전분을 전통적으로 사용해왔기 때문에 특히 놀랍다. 삽입구로서, 전분은 표면 인쇄성을 증가시키기 위해 인쇄지 및 원소 용지에 충진제로서 사용 되어 왔다.

일반적으로, 본 발명을 실행하는데 적합한 전분은 수용성과 친수성을 특징으로 한다. 전분물질은 예를들면 옥수수 전분 및 감자 전분을 포함하지만, 이는 적절한 전분물질의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니며, 아미오카 전분으로 산업적으로 알려진 왁스성 옥수수 전분이 특히 바람직하다. 아미오카 전분은 전부 아밀로팩틴으로 이루어진 점에서, 아밀로팩틴과 아밀로즈를 모두 함유하는 통상적인 옥수수 전분과는 다르다. 아미오카 전분의 여러가지 독특한 특징은 에이취. 에이취. 소프메이어(H. H. Schopmeyer)의 문헌[Amioca-The Starch From Waxy Corn,Food Industries,1945년 12월, pp 106-108(Vol. pp. 1476-1478)]에 더욱 기술되어 있다.

전분은 과립형 또는 분산형일 수 있다(과립형이 바람직하다). 전분은 과립의 팽창을 유도하도록 충분히 열처리(cook)하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 전분과립을, 예를들어 열처리에 의해서, 전분 과립이 분산 되기 바로전 정도까지 팽창시킨다. 굉장히 팽창된 이러한 전분 과립을 충분히 열처리한것이라 부른다. 분산 조건은 일반적으로 전분 과립의 크기, 과립의 결정도 및 존재하는 아밀로즈의 양에 따라 변할 수 있다. 충분히 열처리한 아미오카 전분은 예를들면 약 4% 의 점조도를 갖는 전분 과립의 수성 슬러리를 약 190°F(약 880°C)에서 약 30 내지 약 40분간 가열하므로로써 제조할 수 있다.

사용할수 있는 기타 전분물질은 질소함유 그룹(예를들면, 아미노그룹 및 질소에 부착된 메틸올그룹)을 갖도록 개질시킨 전분과 같은 개질 양이온성 전분[뉴저지주 브릿지워터 소재의 내셔날 스타취 앤드 케미칼 캄파니(National Starch and Chemical Company)에서 시판]을 포함 한다. 상기의 개질된 전분 물질은 이제까지 주로 습윤및/또는 건조 강도를 증가시키기 위한 펄프재료 첨가재로 사용되어 왔다. 그러나, 본 발명에 따라 젖은 티슈종이 웹에 적용하는 경우, 개질된 전분 물질은 동일한 개질된 전분 물질을 습윤-말단에 첨가하는 것에 비해 습윤 강도에 대해 감소된 효과를 가질수 있다. 상기 개질된 전분물질이 비개질된 전분물질 보다 비싸다는 점을 고려해 볼때 비개질된 전분이 일반적으로 바람직하였다.

전분은 티슈종이가 습윤 상태일때 티슈종이에 적용 해야 한다. 전분 기제 물질은 바람직하게는 티슈 종이웹이 약 80%이하의 섬유 점조도를 가질때 상기 웹에 첨가한다. 비양이온성, 전분물질은 정련 증가와 관련된 특정 강도수준에서, 유연성에 대해 현저한 효과를 제공하기에 충분량을 웹에 잔류시키고, 비양이온성 잔류물질을 바람직하게는 약 10%내지 약 80%, 더욱 바람직하게는 약 15% 내지 35%의 섬유 점조도를 갖는 습윤 티슈 웹에 적용한다.

전분은 수용액 형태로 티슈 종이 웹에 적용하는 것이 바람직하다. 적용방법은 폴리실록산의 적용에 관하여 상기에서 기술한 방법과 같으며, 분무적용이 바람직하고, 날염에 의한 적용은 보다 덜 바람직하다. 전분은 폴리실록산 및/또는 계면활성제의 첨가와 동시에 또는 첨가전이나 후에 티슈 종이 웹에 적용할 수 있다.

결합제 없이 처리한 것을 제외하고 다른면에서는 동일한 시이트에 비해, 린트를 조정하고 동시에 건조시 강도를 증가시키는데 적어도 효과 있는 결합제(바람직하게는 전분)을 상기 시이트에 적용하는 것이 바람직하다. 건조 섬유 중량을 기준으로 계산하여, 바람직하게는 결합제 약 0.01% 내지 약 2.0%, 및 더욱 바람직하게는 결합제 물질(바람직하게는 전분 기제 결합제)약 0.1% 내지 약 1.0% 를 건조된 시이트에 잔류시킨다.

티슈 종이에 잔류된 처리 화학물질의 함량은 적용될수 있는 분야에서 허용되는 방법이라면 어떠한 방법에 의해서도 분석할 수 있다. 예를들면, 티슈종이에 잔류된 폴리실록산의 양은 유기용매로 폴리실록산을 용매추출한 다음, 추출물에서의 실리콘 양을 측정하기 위해 원자흡수 분광법을 실시하여 측정할수 있고; 알킬글리코사이드와 같은 비이온성 계면활성제의 양은 유기용매중에서 추출시킨 뒤 추출물증의 계면활성제의 양을 측정하기 위한 가스 크로마토그라피에 의해 측정할 수 있고; 선형 알킬 설포네이트와 같은 음이온성 계면활성제의 양은 물로 추출한 뒤 추출물의 비색법 분석에 의해 측정할 수 있고; 전분의 양은 전분을 글루코즈로 아밀라제 소화(digestion)시킨 뒤 글루코즈의 양을 측정하기 위한 비색법 분석에 의해 측정할 수 있다. 상기 방법은 예시적인 것이며, 티슈 종이에 잔류된 특정 성분의 양을 측정하는데 유용할 수 있는 다른 방법을 배제하는 것은 아니다.

티슈 종이의 친수성은 일반적으로 티슈 종이가 물에 의해 젖는 경향을 말한다. 티슈종이가 물에 의해 완전히 젖는데 필요한 시간을 측정하므로써 어느정도 정량화 할 수 있다. 이 시간을 습윤시간이라고 부른다. 일관성 및 반복성이 있는 습윤시간 측정 시험을 제공하기 위해, 습윤시간 측정법으로 하기 과정을 사용한다 : 첫번째로, 약

(약 11.1cm 12cm)의 티슈 종이 구조물인 건조(90% 이상의 섬유 점조도 수준) 샘플 단위 시이트를 준비한다; 두번째로, 이 시이트를 4개로 나란히 4분의 1로 접은 후 직경이 약 0.75 in (약 1.9cm) 내지 약 1in(약 2.5cm)의 구형으로 꾸깃꾸깃 접는다; 세번째로, 75 F(약 22 C)에서 구형의 시이트에 증류수를 시트 표면위에 놓고 동시에 기계를 작동시킨다; 네번째로, 구형 시이트의 습윤이 끝날때 시계를 정지시킨 후 읽는다. 습윤이 완결되는 것은 육안으로 관찰된다.

티슈 종이의 바람직한 친수성 정도는 종이의 예정된 최종 용도에 따라 변하다. 다양한 용도에 사용된 티슈 종이, 예를들면 화장실용 종이는 화장실에 물을 씻어내릴때 막히는 것을 방지하기 위해, 비교적 짧은 시간내에 완전히 젖는 것이 바람직하다. 바람직하게, 습윤시간은 2분 이하 이다. 더욱 바람직하게는 습윤시간이 30초 이하이며, 가장 바람직한 습윤 시간은 10초 이하이다.

본 발명의 티슈 종이 태양의 친수성 특징은, 물론 제조한 직후에 측정할 수 있다. 그러나, 티슈 종이를 제조한 후 처음 2주 동안, 즉 티슈 종이를 제조하여 2주가 지나면 친수성이 상당히 증가할 수 있다. 그러므로, 상기에서 언급한 습윤 시간은 상기 2주 기간의 마지막에 측정하는 것이 바람직하다. 따라서, 실온에서 2주의 숙성 기간의 마지막에 측정한 습윤 시간의 2주 습윤 시간이라고 부른다.

본 발명에서 사용한 바와 같이 , 티슈종이의 밀도는 상기 종이의기본 중량을 캘리퍼(caliper)로 나눈 평균 밀도이며, 적절한 단위 환산을 포함시킨 것이다. 본 발명에서 사용한 바와 같은 티슈종이의 캘리퍼는 95g/in2(15.5g/cm2)의 압축 하중을 적용할때 종이의 두께이다.

[실시예1]

이 실시예의 목적은 본 발명에 따라 폴리실록산으로 처리한 부드러운 티슈 종이 시이트를 제조하는데 사용할 수 있는 한가지 방법을 설명하는 것이다.

본 발명의 실시에서는 실험 규모의 장망식(Four-drinier)제지기를 사용한다. 상기 제지기에는 상부 챔버, 중앙 챔버 및 하부 챔버를 갖는 층으로된 헤드박스(headbox)가 있다. 하기 실시예에서 나타낸 바와 같이 적용할 수 있다면, 아래에 기술된 과정도 후술하는 실시예에 적용한다. 간단히 말하면, 주로 길이가 짧은 제지 섬유로 이루어진 첫번째 섬유 슬러리를 상부 및 하부 헤드박스 챔버에 펌프하고, 동시에 주로 길이가 긴 제지 섬유로 이루어진 두번째 섬유 슬러리르 중앙의 헤드박스 챔버로 펌프하여 장망식 와이어위에 겹쳐지게 운반하여 그후에 3층의 초기(embryonic) 웹을 형성한다. 첫번째 슬러리는 약 0.11%의 섬유 점조도를 가지며 슬러리의 섬유 함량은 유칼립투스 하드우드 크래프트(Eucalyptus Hardwood Kraft)이다. 두번째 슬러리는 약 0.15%의 섬유 점조도를 갖고 슬러리의 섬유 함량은 노턴 소프트우드 크래프드(Northern Softwood Kraft)이다. 탈수는 장망식 와이어를 통해 행하면 또한 편향기 및 진공 박스가 탈수를 돕는다. 장망식 와이어는 인치당 각각 87개의 기계방향 모노 필라멘트와 76개의 횡 기계방향 모노칠하멘트르 갖는 5-쉐드(shed), 사틴 조직 형태이다. 전달지점에서 섬유 점조도 약 22% 의 초기 습윤 웹을 장망식 와이어로부터 인치당 각각 35개의 기계방향 모노 필라멘트 및 33개의 횡기계 방향 모노필라멘트를 갖는 5-쉐드 사틴 조직의 운반 직물로 운반한다. 웹의 비-직물면에, 아래에서 또한 기술한, 유화된 폴리실록산 조성물을 함유하는 수용액을 진공 탈수 박스 바로 맞은편에 위치한 2mm 분무 노즐로 분무한다. 습윤웹은 수용액으로 분무하였을때 약 22%(웹의 총중량 기준)의 섬유점조도를 갖는다. 분무된 웹을 송풍 건조기를 통해 진공 탈수 박스를 지나 운반 직물위로 옮긴후 이 웹을 양키(Yankee)건조기위로 운반한다. 다른 방법 및 기 조건을 아래에서 열거한다. 섬유 점조도는 진공탈수 박스를 지난 후 약 27%이고 예비 건조기의 작용에 의해 양키 건조기위로 운반되기 전의 섬유 점조도는 약 65%이며, 폴리비닐 알콜 0.25% 수용액을 함유하는 크레이프 접착제를 도포기에 의해 분무도포하고, 웹을 닥터 블레이드(doctor blade)로 건조 크레이프하기 전에 섬유의 점조도를 추정치인 99%로 증가시킨다. 닥터 블레이드는 약 24 의 경사각을 갖고 양키 건조기에 대해 약 83 의 충격각도를 제공하도록 위치한다. 양키 건조기는 약 350 F(177 C)에서 작동시키며 또한 약 800fpm(분당피트)(약 244m/분)로 작동시킨다. 이어서 건조 크레이프 웹을 2개의 캘리더 로울 사이로 통과시킨다. 2개의 캘린더 로울은 로울 중량에 의해 기울어졌으며 660fpm(약 201m/분)의 표면 속도로 작동시킨다.

분무 노즐을 통해 습윤 웹에 분무되 수용액은 다우 코닝 Q2-7224(다우 코닝 코포레이션에서 시판하고 있는 아미노-작용성 폴리디메틸폴리실록산의 35%비이온성 유화액)0.71 중량%를 함유한다. 노즐을 통한 수용액의 용량 흐름속도는 약 3gal/hr-회방향 ft (약 37 /hr-미터)이다. 웹에 적용된 폴리실록산의 잔류율은 일반적으로 약 90%이다.

생성된 티슈 종이는 기본 중량 30g/m2, 밀도 0.10g/cc 를 갖고 아미노-작용성 폴리디메틸폴리실록산 화합물 0.025 중량%를 함유한다.

생성된 티슈종이는 실크같고 플란넬 같은 느낌과 강화된 유연성을 가진다.

[실시예2]

이 실시예의 목적은 티슈 종이를 폴리실록산, 계면 활성제 및 전분으로 처리한, 유연한 티슈 종이 시이트를 제조하는데 사용할 수 있는 하가지 방법을 설명하는 것이다. 3-층 종이 시이트는 이제까지 기술한 실시예1의 방법에 따라 제조한다. 상기에서 기술한 바와 같이 폴리실록산 화합물로 처리하는것 이외에 Crodesta^TMSl-40(크로다 니코포레이티드에서 시판하고 있는 알킬글리코사이드 폴리에스테르 비이온성 계면활성제) 및 본 명세서에서 기술한 바와 같이 제조한, 충분히 열처리한 아미오카 전분으로 티슈웹을 처리한다. 계면활성제와 전분을 제지기 분무 노즐을 통해 분무된 수용액의 일부로 유화된 폴리실록산 조성물과 동시에 적용한다. 수용액 중의 CrodestaTM SL-40 비이온성 계면활성제의 농도는 잔류된 계면활성제의 양이 건조섬유 중량을 기준으로 약0.15%가 되도록 조절한다. 마찬가지로 수용액중의 전분의 농도는 잔류된 아미오카 전분의 양이 건조섬유 중량을 기준으로 약 0.2 중량% 가 되도록 조절한다.

생성된 티슈종이는 기본중량 30g/m2, 밀도 0.10g/cc 를 가지며 0.025 중량%의 Dow Q2-7224 폴리디메틸-폴리실록산, 0.15중량%의 크로데스타^TMSL-40 비이온성 계면활성제 및 0.2중량% 의 열처리한 아미오카 전분을 함유한다. 중요한 것은 생성된 티슈종이가 실크같고 플란넬 같은 느낌 및 강화된 유연성을 가지면 폴리실록산 조성물로만 처리한 티슈종이에 비해 보다 높은 습윤성 및 보다 낮은 린트화 경향을 나타낸다는 것이다.

Claims (19)

1. a) 셀루롤즈 섬유를 습식으로 쌓아서 웹을 형성하는 단계;

   b) 부드러운 티슈종이의 건조섬유 중량을 기준으로 0.004% 내지 0.75%의 폴리실록산이 상기 웹에 잔류하도록 충분량의 폴리실록산 화합물을, 웹의 총중량을 기준으로 10% 내지 80% 의 섬유 점조도에서, 수성 담체중의 상기 웹에 적용시키는 단계; 및

   c) 상기 웹을 건조시키고 크레이프화하는 단계를 포함하는 부드러운 티슈종이(이때 이 티슈종이는 10 내지 65g/m2 의 기본 중량과 0.60g/cc 미만의 밀도를 갖고, 상기 폴리실록산이 상기 티슈 종이의 외부쪽으로 나온 표면상에 균일하게 배치되고, 상기 티슈 종이를 제조하여 2주간 숙성시킨 후 상기 티슈 종이가 물로 완전히 습윤되도록 2분 이하의 습윤 시간을 갖는다)의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 0.004% 내지 0.3% 의 상기 폴리실록산이 상기 웹에 잔류하고, 상기 티슈 종이를 제조하여 2주간 숙성시킨 후 상기 티슈 종이가 30초 이하의 습윤시간을 갖는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 폴리실록산이 아미노, 카복실, 하이드록실, 에테르, 폴리에테르, 알테히드, 케톤, 아미드, 에스테르 및 티올 그룹으로 구성된 그룹으로 부터 선택된 수소 결합 작용성 그룹을 갖는 폴리디메틸폴리실록산이고, 상기 수소결합 작용성 그룹이 20% 이하의 치환몰%로 존재하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 폴리실록산이 10% 이하의 치환몰%와 25센티스토크 이상의 점도를 갖는 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 폴리실록산 1.0% 내지 5% 의 치환몰%와 25 센티스토크내지 20,000,000 샌티스토크의 점도를 갖는 방법.
6. 제3항에 있어서, 상기 치환몰%가 2%이고, 상기 점도가 125 센티스토크인 방법.
7. 제3항에 있어서, 상기 수소결합 작용성 그룹이 아미노작용성 그룹인 방법
8. 제1항에 있어서, 상기 웹이 15% 내지 35%의 섬유 점조도를 가질때 상기 폴리실록산을 상기 웹에 적용하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 티슈종이의 건조섬유 중량을 기준으로 0.01%내지 2.0%의 수용성 계면활성제가 상기 웹에 잔류하도록 충분량의 수용성 계면활성제를, 웹의 총중량을 기준으로 10% 내지 80%의 섬유 점조도에서, 상기 웹에 적용시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 계면활성제의 상기 양이 상기 티슈종이의 건조섬유 중량을 기준으로 0.05% 내지 1.0%인 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 계면활성제가 비양이온성인 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 비양이온성 계면활성제가 비이온성 계면활성제인 방법.
13. 제9항에 있어서, 상기 계면활성제가 적어도 50 C의 융점을 갖는 방법.
14. 제1항에 있어서, 상기 티슈종이의 건조섬유 중량을 기준으로 0.01% 내지 2.0%의 결합제가 상기 웹에 잔류하도록 충분량의 결합제를, 웹의 총중량을 기준으로 10% 내지 80%의 섬유 점조도에서, 상기 웹에 적용시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 결합제가 전분인 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 티슈종이의 건조섬유 중량을 기준으로 0.1% 내지 1.0%의 상기 전분이 상기 웹에 잔류하는 방법.
17. 제15항에 있어서, 상기 전분이 아미오카 전분인 방법.
18. 제9항에 있어서, 상기 티슈종이의 건조섬유 중량을 기준으로 0.01% 내지 2.0%의 결합제가 상기 웹에 잔류하도록 충분량의 결합제를, 웹의 충중량를 기준으로 10% 내지 80% 섬유 점조도에서, 상기 웹에 적용시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 계면활성제가 비양이온성이고, 상기 결합제가 전분인 방법.