KR100312394B1 - 고강도및고흡수성의비크레이프상통기건조타월및와이퍼 - Google Patents

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스티븐 존 서댈
스티븐 알렉산더 엥겔
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로날드 디. 맥크레이
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Abstract

본 발명은 기재 시트의 기본 중량과는 무관한 캘리퍼를 갖도록 제조할 수 있는 비크레이프상 통기 건조 기재 시트에 관한 것이다. 기본 중량이 비교적 낮은 상기 기재 시트 2개 이상을 서로 겹쳐서 제조한 다층 와이퍼 및 타월은 사용한 섬유의 강도 수준 및 양에 비하여 캘리퍼 및 흡수성이 증가된 제품을 제공할 수 있다.

Description

[발명의 명칭]
고강도 및 고흡수성의 비크레이프상 통기 건조 타월 및 와이퍼
[발명의 배경]
핸드 타월, 와이퍼 등과 같은 다수의 종이 제품을 제조할 때에는, 목적하는 제품 용도에 적합한 특성이 적절하게 배합된 최종 제품을 제공하기 위해서는 광범위한 제품 특성에 주의를 기울여야 한다. 이러한 다양한 특성 중에서도, 특히 서비스 및 산업 시중에서 시판되고 사용되는 제품에 있어서는 강도, 흡수성, 캘리퍼 및 신장율을 개선시키는 것이 주 목적이 되어왔다. 전통적으로, 다수의 이들 종이 제품은 웹의 수분을 압축 또는 압착함으로써, 습식 퇴적 웹(wet-laid web)으로부터 상당량의 수분을 제거한 후 최종 건조시키는 습식-압축 공정을 사용하여 제조해 왔다. 특히, 흡수성 제지용 펠트로 지지되면서, 웹이 양키(Yankee) 건조기의 표면으로의 이송시, 펠트 및 회전식 고온 실린더 (양키 건조기)의 표면 사이에서 압착롤을 사용하여 웹을 압착시킨다. 이어서 웹은 공정의 습식-압축 단계 동안 미리 형성되었던 다수의 결합을 파괴함으로써 웹을 부분적으로 탈결합시키기 위해 제공된 독터 블레이드에 의해 양키 건조기로부터 제거된다(크레이핑 가공). 웹은 건조 또는 습식 크레이핑할 수 있다. 일반적으로 크레이핑 가공에 의해 웹의 유연성을 개선시킬 수 있지만, 대신에 강도에 있어서 상당한 손실이 있다.
최근에는, 통기 건조가 제지용 웹을 건조시키는 보다 일반적인 수단이 되었다. 통기 건조는 웹이 건조될 때까지 웹에 고온의 공기를 통과시켜 웹으로부터 수분을 제거하는 비교적 비압착식 방법을 제공한다. 보다 구체적으로, 습식 퇴적 웹은 성형포로부터 조대하고 고도로 통기성인 통기 건조포로 이송되고, 건조될 때까지 통기 건조포 상에 보유된다. 생성된 건조 웹은 통상적으로 건조된 비크레이프상 시트보다 더 유연성이 있고 부피가 큰데, 이는 결합이 더 적게 형성되고 웹이 덜 압축되기 때문이다. 웹을 양키 건조기로 이송시켜 크레이핑하기 위한 가압 롤은 계속 사용되더라도, 습윤 웹으로부터 수분을 압착시키는 공정은 생략된다.
양키 건조기를 생략하여 비크레이프상의 통기 건조 제품을 제조하는 공정도 있으나, 비크레이프상 통기 건조 시트는 통상적으로 뺏뻣하고, 캘린더링하지 않으면 그의 크레이프상 대응품에 비하여 거친 감촉을 준다. 이는 부분적으로는 비크레이프상 시트의 본질적인 고도의 강성 및 강도에 기인하고, 또한 부분적으로는 그 위에 습윤 웹이 합치된 후 건조되는 통기 건조포의 조도에 기인한다. 결과적으로, 현재까지 비크레이프상 통기 건조 시트를 사용하는 것은 높은 강도가 가장 중요시되는 분야로만 제한되어 왔다. 이러한 제품은 보통의 흡수성을 갖는다.
따라서, 와이퍼 또는 종이 타월로 사용하기에 적합한 특성의 조합이 개선된, 비크레이프상 통기 건조 종이 제품에 대한 요구가 있다.
[발명의 요약]
이제, 놀랍게도 특정 비크레이프상 통기 건조 기재 시트, 특히 비교적 기본 중량이 낮은 비크레이프상 통기 건조 기재 시트에 있어서, 기재 시트의 캘리퍼가 시트의 기본 중량과는 실질적으로 무관함을 발견하였다. (본 명세서에 사용되기로는, 기재 시트는 제지 기계로부터 유출된 후, 캘린더링, 엠보싱 등과 같은 임의의 후처리를 가하기 전의 건조 시트임) 예를 들어 기본 중량이 무거운 단일의 비크레이프상 시트로부터 제품을 제조하기 보다는 비교적 경량의 각 비크레이프상 통기 건조 기재 시트층으로부터 다층 타월 또는 와이퍼를 제조함으로써, 사용된 섬유의 양, 특히 소정의 강도 수준에 대한 흡수성 및 캘리퍼에 있어서 개선된 특성을 얻을 수 있다. 그 결과, 현재 시판되는 제품보다 습윤 및 건조 캘리퍼가 증가된 반면, 양호한 크레이프상의 다층 제품과 대등하거나 또는 이를 능가하고, 상기한 비크레이프상 통기 건조 제품을 능가하는 특성들이 조합된 다층 타월 및 와이퍼를 제조할 수 있다.
또한, 특정 비크레이프상 통기 건조 기재 시트의 수분 흡수능도 크레이핑, 엠보싱 또는 캘린더링과 같은 건조 후처리에 의해 부여된 시트의 캘리퍼와 무관함을 발견하였다. 수분 노출시 붕괴되는 통상의 습식-압축 크레이프상 종이 웹과는 달리, 본 발명의 몇몇의 실시태양의 비크레이프상 시트는 수분에 노출될 때 두께가 실질적으로 증가하여, 건조 캘리퍼에 대한 습윤 캘리퍼의 비율이 약 1.5 이상이 된다. 물 또는 유수를 닦아내는 것이 중요시 되는 제품의 용도를 위해서는, 시트의 제조에 사용되는 섬유 완성지료 중에 습윤 강력 수지가 존재하는 것이 바람직한데, 이는 습윤 강력 수지는 시트의 습윤 "메모리"를 증가시켜 시트가 젖었을 때 건조 후처리 전의 그의 상태로 되돌아갈 수 있도록 하기 때문이다. 그러나, 단지 오일 또는 그외 비극성 액체를 닦아내는데 사용되는 제품, 예를 들면 다소의 공업용 와이퍼에는 습윤 강력 수지가 존재할 필요가 없다.
따라서, 본 발명은 (a) 제지용 섬유의 수현탁액을, 섬유는 보유하고 수분은 통과시키는 유공성 성형포 상에 퇴적시켜 습윤 웹을 형성하는 단계, (b) 웹을 약 10 내지 약 30 %농도가 되도록 탈수시키는 단계, (c) 탈수시킨 웹을, 표면 윤곽의 z-방향 치수 또는 깊이가 실질적으로 습윤 웹의 두께보다 크게 되도록 3차원의 표면 윤곽을 갖는 통기 건조포로 이송시키고, 가압 및(또는) 감압에 의해 습윤 웹을 통기 건조포의 표면 윤곽에 일치시키는 단계, 및 (d) 건조된 웹의 건조 캘리퍼(본 명세서에 정의됨)가 웹의 기본 중량과는 실질적으로 무관한 웹을 통기 건조시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 비크레이프상 통기 건조 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 건조 캘리퍼가 약 0.4 mm 이상이고, 수분 흡수능이 약 500 % 이상이며, 종방향 신장율이 약 10 % 이상인 기재 시트의 기본 중량과는 무관한 건조 캘리퍼를 갖는 비크레이프상 통기 건조 기재 시트에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 층 당 기본 중량이 약 10 내지 약 30 g/m2이고, 습윤 강력 수지를 함유하는 2개 이상의 비크레이프상 통기 건조층을 포함하며, 건조 캘리퍼에 대한 습윤 캘리퍼의 비율이 약 1.5 이상인 것을 특징으로 하는, 와이퍼 또는 타월로 유용한 캘린더링된 다층 셀룰로오스 제품에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 층 당 기본 중량이 약 10 내지 약 30 g/m2이고, 층 당 종방향 인장 강도가 약 1000 g 이상이며, 캘린더링하지 않은 건조 캘리퍼 및(또는) 습윤 캘리퍼(본 명세서에 정의됨)가 층 당 약 0.4 mm 이상인 2개 이상의 비크레이프상 통기 건조 시트 또는 층을 포함함을 특징으로 하는, 와이퍼 또는 타월로 유용한 다층 셀룰로오스 제품에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 2개 이상의 비크레이프상 통기 건조층을 포함하며, 제품의 건조 캘리퍼와는 무관한 수분 흡수능을 갖는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 또는 타월로 유용한 다층 셀룰로오스 제품에 관한 것이다. 2층 제품에 있어서, 캘린더링된 건조 캘리퍼는 적합하게는 약 0.3 내지 약 0.6 mm일 수 있다. 3층 제품에 있어서, 캘린더링된 건조 캘리퍼는 적합하게는 약 0.5 내지 약 1 mm일 수 있다. 4층 제품에 있어서, 캘린더링된 건조 캘리퍼는 적합하게는 약 1 내지 약 1.3 mm일 수 있다. 상기 모든 제품의 수분 흡수능은 약 1000 %이상일 수 있다.
본 발명은 또한, 층 당 기본 중량이 약 10 내지 약 30 g/m2이고, 층 당 종방향 인장 강도가 약 1000 g 이상인 2개 이상의 비크레이프상 통기 건조 시트 또는 층을 포함하며, 약 800 % 이상의 수분 흡수능 및 약 1초 이하의 수분 흡수 속도를 갖는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 또는 타월로 유용한 다층 셀룰로오스 제품에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 층 당 기본 중량이 약 10 내지 약 30 g/m2이고, 층 당 종방향 인장 강도가 약 1000 g 이상인 2개 이상의 비크레이프상 통기 건조 시트 또는 층을 포함하며, 약 300 중량% 이상의 오일 흡수능 및 약 20초 이하의 오일 흡수 속도를 갖는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 또는 타월로 유용한 다층 셀룰로오스 제품에 관한 것이다.
상기 및 기타 본 발명의 특징은 하기에 보다 상세히 설명될 것이다.
본 발명에 연관하여 사용되기에 적합한 셀룰로오스 섬유에는 2차 (재생) 제지용 섬유 및 제지용 생섬유가 가능한 모든 비율로 포함된다. 이러한 섬유에는 활엽수 목재 섬유, 침엽수 목재 섬유 및 비목재성 섬유가 포함되지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 비셀룰로오스성 합성 섬유도 완성지료의 일부로 포함될 수 있다. 특성이 독특하게 조합된 고품질의 제품을 주로 2차 섬유를 사용하거나 또는 모두 2차 섬유를 사용하여 제조할 수 있는 것을 발견하였다.
본 발명의 목적을 위해 사용되는 각 통기 건조 시트 또는 층의 최종 기본 중량은 바람직하게는 약 10 내지 약 30 g/m2이고, 보다 구체적으로는 약 15 내지 약 25 g/m2이며, 더욱 구체적으로는 약 20 g/m2이다. 상기 통기 건조 시트는 서로 적층되어 2개, 3개 또는 4개 이상의 층을 갖는 다층 제품을 형성할 수 있다. 상기 다층 제품은 연관된 섬유의 양에 비하여 뜻밖에도 높은 캘리퍼 및 흡수 특성을 갖는다. 본 발명의 다층 제품의 기본 중량은 층수 및 각 층의 기본 중량에 따라 달라진다.
바람직하다면 최종 제품의 습윤 강도를 증가시키기 위해 습윤 강력 수지를 완성지료에 첨가할 수 있다. 현재, 가장 일반적으로 사용되는 습윤 강력 수지는 폴리아미드-폴리아민 에피클로로히드린 수지로 칭하는 중합체 군에 속하는 것이다. 이러한 유형의 수지의 공급사로는 헤르큘레스, 인코포레이션(Hercules, Inc.; Kymene), 헨켈 코포레이션(Henkel Corp.; Fibrabond), 보르덴 케미컬(Borden Chemical; Cascamide), 조지아-퍼시픽 코포레이션(Georgia-Pacific Corp. ) 등을 포함한 다수가 있다. 이들 중합체는 주쇄를 따라 분포된 반응성 가교결합기를 포함한 폴리아미드 주쇄를 갖는 것으로 특징지워진다. 본 발명에 유용한 것으로 발견된 기타 시약으로는 중합체 수지들을 가교결합시키는 포름알데히드를 주성분으로 하는 습윤 강도 중강제가 있다. 이들은 우레아-포름알데히드 및 멜라민 포름알데히드형 습윤 강력 수지로 대표된다. 이들은 폴리아미드-폴리아민 에피클로로히드린형 수지만큼 일반적으로 사용되지는 않지만, 본 발명에 유용하다. 본 발명에 유용한 것으로 밝혀진 습윤 강력 수지의 세번째 군은 폴리아미드 수지의 알데히드 유도체로 분류된 군이다. 이들은 상표명 파레즈(Parez) 하에 아메리칸 사이아나미드(American Cyanamid)에서 시판하는 물질 및 프록터 앤드 갬블(Procter & Gamble)의 미합중국 특허 제5,085,736호, 동특허 제5,088,344호 및 동특허 4,981,557호에 개시된 물질로 예를 들 수 있다.
본 발명의 목적에 적합한 수지의 유효 첨가량은 섬유 1톤 당 수지(건조 고형분) 약 1.82 kg(4 파운드) 내지 섬유 1톤 당 수지(건조 고형분) 약 13.62 kg(30 파운드)이다. 물질의 정확한 양은 사용되는 수지와 특정 형태, 사용되는 섬유의 유형, 사용되는 성형 장치의 유형 및 제품 요구량에 따라 달라질 것이다. 사용되는 수지의 바람직한 양은 통상적으로 섬유 1톤 당 수지 약 2.27 내지 약 9.08 kg(5 내지 20 파운드) 범위일 것이고, 특히 바람직하게는 섬유 1톤 당 약 3.63 내지 약 7.26 kg(8 내지 16 파운드) 범위이다. 상기 물질은 통상적으로 제지 기계의 습윤 말단부에 가깝게 첨가되어, 시트를 형성하기 전에 섬유 및 세립사의 표면 상에 흡수된다. 바람직한 효과를 얻기 위해 필요한 수지량은 수지 효율의 차이, 섬유 차이, 및 섬유 중에 또는 섬유와 함께 함유될 수 있는 혼성물의 유형(특히 2차 또는 재생 섬유의 사용시 중요함)에 따라 다르다.
적합한 형성 방법은 장망 초지기(Fourdrinier) 및 그외 제지 산업에 널리 공지된 통상적인 형성 방법이 있다. 본 발명의 타월 및 와이퍼에 관련된 비교적 낮은 기본 중량을 위해서는 쌍와이어 성형기가 특히 적합하다. 또한 성형 와이어 또는 성형포가 통상적인 것일 수 있고, 보다 평탄한 시트 또는 웹을 제조하기 위해서는 더 많은 섬유로 지지된 보다 미세한 천이 바람직하다. 적합한 성형포로는 미합중국 위스콘신주 애플톤에 소재한 아스텐 포밍 패브릭스 인코포레이션(Asten Forming Fabrics Inc. )에서 제조한 856A 또는 866A가 있다. 또한 100 메쉬 스테인레스강 또는 모노필라멘트 와이어 또는 직물이 적합하다.
건조 방법은 습윤 웹의 캘리퍼 또는 두께를 증가시키는 경향이 있는 임의의 비압착식 건조법, 예를 들면 통기 건조, 적외선 조사, 마이크로웨이브 건조 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 그의 상업적인 유용성 및 실용성으로 인해, 통기 건조는 웹을 비압착식으로 건조시키기 위한 공지되고 바람직한 수단이다. 통기 건조 방법 및 태클은 제지 산업에 널리 공지된 바의 통상적인 것일 수 있다. 적합한 통기 건조 방법이 본 명세서에 참고로 기재한 쿡(Cook) 등의 발명의 명칭이 "비크레이프상 핸드 또는 와이퍼 타월(Non-Crepred Hand or Wiper Towel)"인 미합중국 특허 제5,048,589호(1991) 및 웰스(Wells) 등의 발명의 명칭이 "습식-마이크로수축 종이 및 그의 제조 방법(Wet-Microcontracted Paper and Concomitant Process)"인 미합중국 특허 4,440,497호(1984)에 개시되어 있다.
시트에 있어서 신장율이 높은 것이 바람직한데, 이는 상기 웰스 등의 특허에 개시된 바와 같이 성형포와 통기 건조포간에, 또는 공정의 습윤 말단부에 사용되는 임의의 다른 직물들간에 상이한 속도 또는 돌진 이송을 사용함으로써 달성할 수 있다. 또한 스티븐 에이. 엔젤(Steven A. Engel) 등의 명의로 1993년 3월 24일자 출원된 발명의 명칭 "평탄한 비크레이프상 통기 건조 시트의 제조 방법(Method For Making Smooth Uncreped Throughdried Sheets)"의 일반 양도된 동시 계류중인 미국 특허 출원 번호 제08/036,649호에 개시된 바와 같이, 성형포와 통기 건조포간에 1개 이상의 이송포를 사용함으로써, 증가된 신장율을 제공하고 더 평탄한 시트를 제조할 수 있다. 건조된 비크레이프상 시트 중의 신장율은 약 5 내지 약 40 %, 바람직하게는 약 15 내지 약 30 %인 것이 바람직하다. 또한 적합한 통기 건조포로는 역시 아스텐에서 제조한 아스텐 920A 및 937A, 및 벨로스타(Velostar) P8OO 및 103A가 포함되지만 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 직물은 웹의 기본 중량과는 무관한 캘리퍼를 제공하기에 충분한 3차원성을 나타낸다. 직물의 3차원성은 직물의 날실 너클 및 씨실 너클 간의 z방향 거리에 의해 정량화할 수 있다. 상기 직물은 약 0.17 mm 내지 약 0.38 mm 범위의 거리를 갖는다. 다층 직물은 더 큰 3차원성을 가질 수 있는 것으로 예상된다. 예를 들어, 본 발명에 따라 아스텐 벨로스타 P8OO 통기 건조포를 사용하는 경우, 기본 중량 약 14, 18, 21, 27, 30 및 32 g/m2의 비크레이프상 통기 건조 시트 모두는 상이하지만 유사한 캘리퍼 측정법으로 결정하여 약 0.5 mm의 실질적으로 동일한 건조 캘리퍼를 나타낸다.
본 발명의 제품을 형성하기 위한 각종 비크레이프상 통기 건조층의 층부착은 제지 산업에 널리 공지된 임의의 층부착 수단에 의해 행할 수 있다. 크림핑이 바람직한 층부착 수단이다. 이하 실시예에 기재된 본 발명의 다층 제품은 윤곽층의 더 평탄한 면이 바깥쪽을 향하도록 서로 적층한다. 층의 더 평탄한 면은 건조 동안 통기 건조포와 접촉하지 않는 면이며, 종종 시트의 "공기면"으로 칭한다. 건조 동안 통기 건조포와 접촉하는 시트의 면은 종종 시트의 "건조기 면"으로 칭한다. 인접한 층의 공기면을 서로 겹침으로써, 캘리퍼가 훨씬 큰 다층 제품을 얻을 수 있는 것으로 믿어진다.
본 발명의 제품은 제품 형태에 따라 종방향 인장 강도가 층 당 약 1000 g 이상, 바람직하게는 층 당 약 2000 g 이상이고, 종방향 신장율이 약 10 % 이상, 바람직하게는 약 15 내지 약 25 %이다. 보다 구체적으로, 핸드 타월에 대한 바람직한 종방향 인장 강도는 약 1500 g 이상인 반면, 와이퍼에 대한 바람직한 종방향 인장 강도는 약 2000 g 이상이다. 본 발명의 2층 제품의 종방향 인장 강도는 약 4000 g이상이고, 본 발명의 3층 제품의 종방향 인장 강도는 약 5500 g 이상이며, 본 발명의 4층 제품의 종방향 인장 강도는 약 7500 g 이상일 수 있고, 다층 제품에서는 보다 높다. 인장 강도 및 신장율은 ASTM D1117-6 및 D1682에 따라 측정한다. 본 명세서는, 인장 강도는 샘플폭 7.62 센티미터(3 인치) 당 g힘으로 기록하지만, 편의상 단순히 "g"으로 표시한다.
본 발명의 제품의 수분 흡수능은 약 500 중량% 이상이고, 보다 바람직하게는 약 800 중량% 이상이며, 더 바람직하게는 약 1000 중량% 이상이다. 이는 제품이 일정한 시간 동안 수분을 흡수하는 능력을 말하며, 그의 포화점에서 제품에 의해 보유된 총 수분량과 연관된다. "수분 흡수능"을 측정하는데 사용되는 특정 방법은 미국 연방 규격 제UU-T595C호에 개시되어 있으며, 이는 흡수된 수분의 중량을 샘플 제품의 중량으로 나눈 것으로서, %로 표시한다.
또한 본 발명의 제품은 수분 흡수 속도가 약 1초 이하일 수 있다. "수분 흡수 속도"란 미국 연방 규격 제UU-P-31b에 따르면 1방울의 물이 타월 또는 와이퍼의 표면을 침투하는데 걸리는 시간이다.
본 발명 제품의 오일 흡수능은 약 300 중량% 이상, 바람직하게는 약 400 중량 % 이상, 적당하게는 약 400 내지 약 550 중량%일 수 있다. "오일 흡수능"을 측정하는데 사용된 방법은 미국 연방 규격 제UUT 595B호에 따라 측정하는 것이다.
본 발명의 제품은 약 20초 이하, 바람직하게는 약 10초 이하, 보다 바람직하게는 약 5초 이하의 오일 흡수 속도를 나타낸다. 오일 흡수 속도는 미국 연방 규격 제UU-P-31b호에 따라 측정한다.
본 발명의 다층 제품의 건조 캘리퍼는 약 0.6 mm 이상, 바람직하게는 약 0.9 mm 이상, 적당하게는 약 0.8 내지 약 1.3 mm이다. 본 발명의 다층 제품의 비캘린더링된 각 기재 시트 또는 층의 건조 캘리퍼는 층 당 약 0.4 mm 이상, 바람직하게는 층 당 약 0.6 mm 이상, 적당하게는 층 당 약 0.4 내지 약 0.8 mm이다. 건조 캘리퍼는 조절된 하중 하에서 측정한 건조 제품 또는 층의 두께이다. 건조 캘리퍼의 측정 방법으로는 스타레트 다이얼 게이지(Starrett dial gauge; 일본국 108 도꾜시 미나또꾸 5쪼메 31-19 시바 란딕 미타 빌딩 소재 미쯔또요 코포레이션 제품인 Model 2320) 및 100 mm × 100 mm를 측정하는 플라스틱 블록(LUCITE)을 사용한다. 게이지점이 블록의 중앙에 올 수 있도록 LUCITE 블록의 중앙에 표시한다. 블록의 두께는 블록의 중량 및 225 g의 게이지 스프링에 의해 샘플 상에 총 힘이 발휘되도록 제공된다. 측정할 재료의 샘플은 100 mm × 100 mm의 크기로 절단한다. 샘플에는 접힌 부분, 주름 또는 잔주름이 없어야 한다. 샘플을 LUCITE 블록 하에 위치시키고, 블록 및 샘플을 게이지점을 블록 중앙에 오도록 한 게이지점 아래에 위치시킨다. 게이지점이 서서히 이탈되어 15 내지 20초 후에 0.01 mm까지 건조 캘리퍼를 측정한다. 이 방법을 4개의 추가 대표 샘플에 대해 반복하고, 5개 샘플의 결과를 평균한다.
본 발명의 다층 제품의 습윤 캘리퍼는 약 0.60 mm 이상일 수 있다. 3층 제품에 대해서는, 습윤 캘리퍼가 적합하게는 약 0.70 내지 약 1.2 mm일 수 있다. 4층 제품은 캘리퍼가 더 높을 것이다. 각 층의 습윤 캘리퍼는 약 0.4 mm 이상, 바람직하게는 약 0.6 mm 이상, 적합하게는 약 0.4 내지 약 0.8 mm일 수 있다. 습윤 캘리퍼는 상기 건조 캘리퍼에 설명된 방법과 유사하게 측정하되, 샘플을 완전 포화될 때까지 수조 중에서 침지시킨다. 샘플은 샘플의 두개의 인접한 모서리를 조심스럽게 잡고, 샘플을 꺼낼 때 수조 용기의 가장자리에 걸쳐지게 끌어냄으로써 과량의 수분을 제거한다. 샘플을 한 가장자리(한 모서리가 아님)로부터 LUCITE 블록의 하면으로 낮추어서 기포, 주름 및 잔주름의 형성을 방지한다. 이어서 건조 캘리퍼에 대하여 상기된 바와 같이 습윤 캘리퍼의 측정을 행한다.
본 발명의 상기 및 기타 특징이 하기 실시예에 매우 상세히 설명될 것이다.
[실시예]
[실시예 1]
0.2 중량%의 섬유를 함유하는 100% 2차 제지용 섬유의 수현탁액을 제조하였다. 섬유 현탁액을 쌍와이어 헤드박스(유동 박스)에 유입하고, 성형포 상에 퇴적시켰다. 성형포는 아스텐 포밍 패브릭스 인코포레이션에서 제조된 공간 용적 64.5%의 아스텐 866이었다. 형성포의 속도는 분 당 680.92 미터(2234 피트)였다. 새롭게 성형된 웹을 성형포 아래로부터 진공 흡인을 사용하여 20 중량%의 농도로 탈수시킨 후, 분 당 567.54 미터(1862 피트)의 속도(20% 차동 속도)로 이동하는 이송포로 이송시켰다. 이송포는 아스텐 포밍 패브릭스 인코포레이션에서 제조된 공간 용적 61.6%의 아스텐 937이었다. 성형포가 이송포와 거의 근접하도록 직물을 위치시켰다. 이송 슈우(shoe)를 이송포의 후부에 위치시키고, 성형포로 이동시켜, 성형포가 아니라 이송포를 대체하도록 하였다. 이러한 배치는 제지 업계에서 직물간의 접선 접촉 또는 키스(kiss) 접촉으로 칭한다. 진공 슈우로 수은 12.7 cm(5 인치)의 진공으로 잡아당겨 웹을 압착시키지 않고 이송시켰다. 이어서 웹을 분 당 567.54 미터(1862 피트)의 속도로 이동하는 아스텐 포밍 패브릭스 인코포레이션에서 제조된 아스텐 벨로스타 800 통기 건조포로 이송시켰다. 웹을 177 ℃(350 °F)의 온도에서 구동하는 하니컴(Honeycomb) 통기 건조기에 걸어서, 최종 건도(2 수분%)로 건조시켰다. 생성된 기재 시트를 연성 롤로 감아들이고, 이어서 가장자리를 크림핑하여 기재 시트와 유사하게 서로 적층시킴으로써 2층 타월을 제조하였다.
[실시예 2]
생성된 2층 제품을 직선 2.54 cm(인치) 당 0.454 kg(1 파운드)의 압력에서 약하게 캘린더링한 것을 제외하고는 실시예 1에 기재된 바와 같이 2층 타월을 제조하였다.
[실시예 3]
캘린더링 압력을 직선 2.54 cm(인치) 당 26.31 kg(58 파운드)로 한 것을 제외하고는 실시예 2에 기재된 바와 같이 2층 타월을 제조하였다.
[실시예 4]
캘린더링 압력을 직선 2.54 cm(인치) 당 50.80 kg(112 파운드)로 한 것을 제외하고는 실시예 2에 기재된 바와 같이 2층 타월을 제조하였다.
[실시예 5]
실시예 1에 기재된 바와 같이 제조한 기재 시트 3층을 함께 크림핑하고, 3층 제품을 약하게 캘린더링하여 3층 타월을 제조하였다.
[실시예 6]
실시예 1에 기재된 바와 같이 제조한 기재 시트 4층을 함께 크림핑하고, 4층 제품을 약하게 캘린더링하여 4층 타월을 제조하였다.
상기와 같이 제조한 제품의 물성을 측정하고 하기 표 1에 제시하였다. 비교용으로, 몇몇의 시판되는 타월 및 와이퍼의 특성을 하기 표 2에 제시하였다. 표 1 및 2에 사용된 "기술"은 제품의 제조 방법을 뜻하고, "UCTAD"는 비크레이프상 통기 건조되었음을 뜻하고, "CTAD"는 크레이프상 통기 건조되었음을 뜻하고, "CWP"는 크레이프상 습식 압축되었음을 뜻한다. 표에 사용된 기타 용어 및 그의 의미는 다음과 같다. "기본 중량"이란 평방 미터 당 g으로 표시한 제품의 기본 중량이고, "층"은 제품 중의 층 수이고, "MD 신장"은 7.62 센티미터(3인치) 당 g으로 표시한 종방향 인장 강도이고, "CD 신장"은 7.62 센티미터(3인치) 당 g으로 표시한 횡방향 인장 강도이고, "수분 흡수능"은 중량%로 표시한 수분 흡수능이고, "수분 흡수 속도"는 초로 표시한 수분 흡수 속도이고, "오일 흡수능"은 중량%로 표시한 오일 흡수능이고, "오일 흡수 속도"는 초로 표시한 오일 흡수 속도이고, "건조 캘리퍼"는 mm로 표시한 건조 캘리퍼이고, "습윤 캘리퍼"는 mm로 표시한 습윤 캘리퍼이고, "신장율"은 연장율로 표시한 종방향 신장율이다.
상기 결과는 기본 중량과는 무관한 캘리퍼를 갖는 본 발명의 다층 비크레이프상 통기 건조 제품이 표 2의 임의의 시판 제품보다 캘리퍼가 높고(캘린더링하지 않음), 강도 및 흡수성을 포함한 특성이 보다 양호하게 조화되었음을 나타내었다.
설명의 목적으로 제공된 상기 실시예는 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니며, 이는 하기 청구 범위 및 모든 그에 대한 모든 등가물로 규정됨을 이해해야 한다.

Claims (46)

  1. 건조 캘리퍼가 0.4 mm 이상이고, 수분 흡수능이 500 % 이상이며, 종방향 신장율이 10 % 이상이며, 기본 중량과는 무관한 건조 캘리퍼를 갖는 비크레이프상 통기 건조 기재 시트.
  2. 층 당 기본 중량이 10 내지 30 g/m2이고, 습윤 강력 수지를 함유하는 2개 이상의 비크레이프상 통기 건조층을 포함하며, 건조 캘리퍼에 대한 습윤 캘리퍼의 비율이 1.5 이상인 것을 특징으로 하는, 와이퍼 또는 타월로 유용한 캘린더링된 다층 셀룰로오스 제품.
  3. 층 당 기본 중량이 10 내지 30 g/m2이고, 층 당 종방향 인장 강도가 1000 g 이상이며, 층 당 비캘린더링된 건조 캘리퍼가 0.4 mm 이상인 2개 이상의 비크레이프상 통기 건조층을 포함함을 특징으로 하는, 와이퍼 또는 타월로 유용한 다층 셀룰로오스 제품.
  4. 제3항에 있어서, 2개의 비크레이프상 통기 건조층을 포함하며, 합한 건조 캘리퍼가 0.9 mm 이상인 것을 특징으로 하는 제품.
  5. 제3항에 있어서, 3개의 비크레이프상 통기 건조층을 포함하며, 합한 건조 캘리퍼가 1 mm 이상인 것을 특징으로 하는 제품.
  6. 제3항에 있어서, 4개의 비크레이프상 통기 건조층을 포함하며, 합한 건조 캘리퍼가 1.2 mm 이상인 것을 특징으로 하는 제품.
  7. 제3항에 있어서, 건조 캘리퍼가 층 당 0.6 mm 이상인 제품.
  8. 제3항에 있어서, 건조 캘리퍼가 층 당 0.4 내지 0,8 mm인 제품.
  9. 제3항에 있어서, 습윤 캘리퍼가 층 당 0.4 mm 이상인 제품.
  10. 제3항에 있어서, 습윤 캘리퍼가 층 당 0.6 mm 이상인 제품.
  11. 제3항에 있어서, 습윤 캘리퍼가 층 당 0.4 내지 0.8 mm인 제품.
  12. 제3항에 있어서, 종방향 신장율이 10% 이상인 제품.
  13. 제3항에 있어서, 종방향 신장율이 15 내지 30%인 제품.
  14. 제3항에 있어서, 종방향 신장율이 20 %인 제품.
  15. 제3항에 있어서, 수분 흡수능이 800 % 이상인 제품.
  16. 제3항에 있어서, 수분 흡수능이 1000 % 이상인 제품.
  17. 제3항에 있어서, 오일 흡수능이 300 % 이상인 제품.
  18. 제3항에 있어서, 오일 흡수능이 400 % 이상인 제품.
  19. 제3항에 있어서, 오일 흡수능이 400 내지 550 %인 제품.
  20. 제3항에 있어서, 오일 흡수 속도가 20초 이하인 제품.
  21. 제3항에 있어서, 오일 흡수 속도가 5초 이하인 제품.
  22. 제3항에 있어서, 층이 주로 2차 섬유를 함유하는 제품.
  23. 제3항에 있어서, 2개의 층을 갖고, 종방향 인장 강도가 4000 g 이상인 제품.
  24. 제3항에 있어서, 3개의 층을 갖고, 종방향 인장 강도가 5500 g 이상인 제품.
  25. 제3항에 있어서, 4개의 층을 갖고, 종방향 인장 강도가 7500 g 이상인 제품.
  26. 2개 이상의 비크레이프상 통기 건조층을 포함하며, 수분 흡수능이 건조 캘리퍼와는 무관한 것을 특징으로 하는, 와이퍼 또는 타월로 유용한 캘린더링된 다층 셀룰로오스 제품.
  27. 제26항에 있어서, 수분 흡수능이 800% 이상인 제품.
  28. 제26항에 있어서, 2개의 층을 갖고, 건조 캘리퍼가 0.3 내지 0.6 mm인 제품.
  29. 제26항에 있어서, 3개의 층을 갖고, 건조 캘리퍼가 0.5 내지 1 mm인 제품.
  30. 제26항에 있어서, 4개의 층을 갖고, 건조 캘리퍼가 1 내지 1.3 mm인 제품.
  31. 제26항에 있어서, 주로 2차 섬유를 함유하는 제품.
  32. 층 당 기본 중량이 10 내지 30 g/m2이고, 층 당 종방향 인장 강도가 1000 g 이상인 2개 이상의 비크레이프상 통기 건조층을 포함하며, 800 % 이상의 수분 흡수능 및 1초 이하의 수분 흡수 속도를 갖는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 또는 타월로 유용한 다층 셀룰로오스 제품.
  33. 제32항에 있어서, 주로 2차 섬유를 함유하는 제품.
  34. 층 당 기본 중량이 10 내지 30 g/m2이고, 층 당 종방향 인장 강도가 1000 g 이상인 2개 이상의 비크레이프상 통기 건조층을 포함하며, 300 중량% 이상의 오일 흡수능 및 20초 이하의 오일 흡수 속도를 갖는 것을 특징으로 하는, 와이퍼 또는 타월로 유용한 다층 셀룰로오스 제품.
  35. 제34항에 있어서, 주로 2차 섬유를 함유하는 제품.
  36. 층 당 기본 중량이 10 내지 30 g/m2이고, 층 당 종방향 인장 강도가 2000 g 이상이고, 층 당 건조 캘리퍼가 0.4 mm 이상이고, 층 당 습윤 캘리퍼가 0.4 mm 이상인 2개 이상의 비크레이프상 통기 건조층을 포함하며, 오일 흡수능이 300% 이상이고, 수분 흡수능이 800 % 이상이고, 오일 흡수 속도가 20초 이하이고, 종방향 신장율이 10 % 이상인 것을 특징으로 하는 와이퍼 또는 타월로 유용한 다층 셀룰로오스 제품.
  37. 제36항에 있어서, 2개의 비크레이프상 통기 건조층을 갖는 제품.
  38. 제36항에 있어서, 3개의 비크레이프상 통기 건조층을 갖는 제품.
  39. 제36항에 있어서, 4개의 비크레이프상 통기 건조층을 갖는 제품.
  40. 제36항에 있어서, 주로 2차 섬유를 함유하는 제품.
  41. (a) 제지용 섬유의 수현탁액을, 섬유는 보유하고 수분은 통과시키는 유공성 성형포 상으로 퇴적시켜 습윤 웹을 형성하는 단계,
    (b) 웹을 10 내지 30 %의 농도가 되도록 탈수시키는 단계,
    (c) 탈수시킨 웹을, 표면 윤곽의 깊이가 실질적으로 습윤 웹의 두께보다 크도록 3차원의 표면 윤곽을 갖는 통기 건조포로 이송시켜서, 습윤 웹을 통기 건조포의 표면 윤곽에 일치시키는 단계, 및
    (d) 웹을 통기 건조시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 웹의 건조 캘리퍼가 웹의 기본 중량과는 실질적으로 무관한 비크레이프상 통기 건조 시트의 제조 방법.
  42. 제41항에 있어서, 웹의 건조 캘리퍼가 0.4 mm 이상인 방법.
  43. 제41항에 있어서, 웹의 종방향 인장 강도가 1000 g 이상인 방법.
  44. 제41항에 있어서, 웹의 기본 중량이 10 내지 50 g/m2인 방법.
  45. 제41항에 있어서, 웹의 습윤 캘리퍼가 0.4 mm 이상이며, 또한 실질적으로 웹의 기본 중량과는 무관한 것인 방법.
  46. 제41항에 있어서, 웹의 기본 중량이 10 내지 30 g/m2인 방법.
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