KR100344368B1

KR100344368B1 - 연질티슈제품의제조방법

Info

Publication number: KR100344368B1
Application number: KR1019950008352A
Authority: KR
Inventors: 그렉아더웬트; 카이에프.츄; 마크앨런부라진; 테오도르에드윈파링톤쥬니어; 데이비드앨런헤톤
Original assignee: 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 1994-04-12
Filing date: 1995-04-11
Publication date: 2003-02-07
Also published as: KR950032889A; CA2134594A1; ZA952942B; US5672248A

Abstract

직물 면 위에 양각된 종방향 각인 너클을 1 in²당 약 5 내지 약 300 개 갖는 통기 건조 직물을 사용하여 미용 티슈, 화장실용 티슈 및 종이 타월과 같은 통기 건조 티슈 제품을 제조한다. 이 각인 너클은 통기 건조된 시트중에 대응 돌출부를 형성하는데, 이는 시트에 횡방향 신장을 상당한 정도로 부여한다. 또한, 다른 특성, 예를 들면 벌크도, 흡수 용량, 흡수 속도 및 유연도 등이 또한 향상된다.

Description

연질 티슈 제품의 제조 방법

본 발명은 직물의 평면 위에 돌출된 종방향 각인 너클을 갖는 통기 건조용 직물을 사용하여 제조된 미용 티슈, 화장실용 티슈 및 종이 타월과 같은 통기 건조 티슈 제품 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

미용 티슈, 화장실용 티슈 및 종이 타월과 같은 통기 건조 티슈 제품의 제조시에는 최종 제품의 특성을 향상시킬 필요성이 항상 대두되게 된다.

부드러움이 항상 요구되는 반면, 특히 감지될 수 있는 제품의 내구성 및 인성과 관련하여 시트의 신축의 정도가 또한 중요한데, 신도가 증가함에 따라 티슈 시트는 찢어지지 않으면서 더욱 용이하게 인장 응력을 흡수할 수 있다. 또한, 횡방향 신도가 증가함에 따라 시트의 유연도가 증가하는데, 이는 시트의 부드러움에 직접적인 영향을 미친다.

크레이핑에 의해 시트 유연도가 개선되고 종방향 신도가 약 15% 수준으로 용이하게 얻어질 수 있으나, 티슈 제조 공정의 특성상 일반적으로 횡방향의 신도는 약 8% 또는 그 미만으로 한정된다.

따라서, 다른 목적하는 티슈 특성을 유지하거나 향상시키면서 티슈 제품의 유연도 및 횡방향 신도를 증가시킬 필요성이 대두되게 되었다.

본 발명에 이르러 특정의 통기 건조용 직물이 생성되는 티슈 제품의 횡방향 (CD) 신도를 현저히 증가시킬 수 있음과 동시에 높은 벌크도, 증가된 유연도, 빠른위킹 속도(Wicking Rate) 및 고 흡수능을 갖도록 할 수 있다는 사실을 발견하였다. 이 직물은 티슈 제조 공정의 기계 방향(MD)으로 연장되어 건조용 직물의 평면위로 상당히 돌출되어 있고, 직물을 횡방향에서 볼 때 겹쳐있는 것처럼 보이는, 본 명세서에서 직물 너클로서 정의되는 다수의 "각인 너클(impression knuckle)"을 갖는 것을 특징으로 한다. 이 각인 너클은 티슈 시트가 직물상에서 건조될 때 시트중에 이에 대응하는 돌출부를 부여한다. 시트에 생긴 돌출부의 높이, 배향 및 배열에 의해 벌크도, 횡방향 신도, 유연도, 흡수능 및 위킹 속도가 증가된다. 이들 특성은 모두 미용 티슈, 화장실용 티슈 및 종이 타월 등의 제품(여기서는 총칭적으로 티슈 제품이라 한다)에 있어 바람직한 특성들이다.

본 발명에 따라 제조되는 티슈 시트는 홑겹 또는 다수겹 티슈 제품으로 사용될 수 있다.

놀랍게도 고 벌크도의 직물을 사용하여 크레이프되지 않는 상태로 통기 건조시키고 또한 일시적 습윤 강도 증진 화학제를 함께 사용하여 부분적으로 적셔질 때 우수한 물리적 특성을 갖는 연질 티슈 제품을 제조할 수 있음을 또한 발견하였다. 특정의 특성으로는 습윤 압착 벌크도(Wet Compressed Bulk) 또는 WCB (이하 %로서 정의 및 표시함), 하중 에너지 비(Loading Energy Ratio) 또는 LER (이하 %로서 정의 및 표시함) 및 습윤 탄성(Wet Springback) 또는 WS (이하 %로서 정의 및 표시함)이 포함된다. 본 발명에 따라 제조된 티슈는 상기 3가지 테스트를 동시에 실시했을 때 유독 높은 수치를 나타냈다. 이들 우수한 특성들은 시트가 목적하는 3차원 배열로 존재하면서 티슈의 습윤 강도가 통기 건조 직물상에서 형성되기 때문이다.후속되는 파괴적 크레이핑을 제거함으로써 통기 건조시에 형성된 고 벌크도 구조가 일부 적셔진 후에도 그대로 유지되도록 한다. 본 발명에 따라 제조된 티슈는 사용시 우수한 보전성을 나타내며, 특히 수행능 및 기능성을 더욱 향상시키기 위한 후처리로서 각종 수성 및 비수성 기재 약품 첨가제를 혼입하기에도 매우 적절하다.

따라서, 본 발명의 일면은

(a) 콘시스턴시(consistency)가 약 1% 이하인 제지 섬유의 수성 현탁액을 성형 직물상에 퇴적시켜 습윤 웹(wet web)을 형성하고,

(b) 이 습윤 웹을 탈수하여 콘시스턴시가 약 20 내지 약 30%가 되도록 하고,

(c) 탈수된 웹을 성형 직물로부터 성형 직물보다 약 10 내지 약 80% 더 느린 속도에서 이동하는 이송 직물로 전달하고,

(d) 웹을 통기 건조용 직물(직물 1 in²(6.45 cm²)당 약 5 내지 약 300개, 구체적으로 약 10 내지 약 150개, 보다 구체적으로 약 25 내지 약 75개의 각인 너클이 직물의 평면 위 약 0.05 in(0.012cm) 이상으로 양각되어 있음)로 전달하고(이때 웹은 거시적으로 재배열되어 통기 건조 직물의 표면에 정합됨),

(e) 이 웹을 통기 건조시키는 단계를 포함하는 티슈 시트의 제조 방법을 제공한다. 건조된 웹은 크레이프 또는 크레이프되지 않은 상태로 유지될 수 있다. 또한 생성된 웹을 캘린더링할수 있다.

다른 측면에서 본 발명은 기초 중량이 약 10 내지 약 70 g/m²이고, 통기 건조 직물상의 각인 너클에 대응하는 돌출부가 1 in²(6.45 cm²) 당 약 5 내지 약 300개, 더욱 구체적으로 약 10 내지 약 150개, 더욱 더 구체적으로 약 25 내지 약 75개이고, 횡방향 신도가 약 9% 이상, 구체적으로 약 10 내지 약 25%, 보다 더 구체적으로 약 10 내지 약 20%인, 크레이프 또는 크레이프되지 않은 통기 건조 티슈 시트이다. 본 명세서에서 횡방향 "신도"는 인스트론(Instron) 인장 시험기를 사용할 때 횡방향에서의 파단점 신도를 의미한다. 티슈 시트의 평면에 대한 돌출부의 높이 또는 z-방향 치수는 크레이프 및 캘린더링되지 않은 상태에서 측정할 때, 약 0.005 in (0.13 cm) 내지 약 0.05 in(0.13 cm), 더 구체적으로 약 0.005 in(0.013 cm) 내지 약 0.03 in (0.076 cm), 보다 더 구체적으로 약 0.01 in (0.025 cm) 내지 약 0.02 in (0.051 cm)이다. 캘린더링은 돌출부의 높이를 감소시키나 이들을 제거하지는 않는다. 기계 방향으로의 돌출부의 길이는 약 0.03 in (0.025 cm) 내지 약 0.425 in (1 cm), 더 구체적으로 약 0.05 in (0.13 cm) 내지 약 0.25 in (0.6 cm), 보다 더 구체적으로 약 0.1 in (0.25 cm) 내지 약 0.2 in (0.5 cm)일 수 있다.

또 다른 일면으로, 본 발명은 WCB가 약 4.5 이상, 보다 구체적으로 약 5.0 이상이고, LER이 약 50 % 이상, 더 구체적으로 약 55% 이상이고, WS가 약 50% 이상, 보다 더 구체적으로 약 60% 이상인 연질 티슈 제품에 관한 것이다.

또 다른 일면으로, 본 발명은 WCB가 약 4.5 이상, 보다 구체적으로 약 5.0 이상이고, LER이 약 50 % 이상, 더 구체적으로 약 55% 이상이고, WS가 약 50% 이상, 보다 더 구체적으로 약 60% 이상인 연질의 크레이프되지 않은 통기 건조 티슈 제품에 관한 것이다.

또 다른 일면에서, 본 발명은

a) 콘시스턴시가 약 20% 이상인 제지 섬유의 수성 현탁액을 제조하고,

b) 건조 섬유 1톤당 약 1 마력-일의 동력을 갖는 외부 열원(예: 스팀)에 의해 공급되는 약 140 °F (60 ℃) 이상의 온도에서 수성 현탁액을 기계적으로 처리하고,

c) 기계적으로 처리된 섬유의 수성 현탁액을 콘시스턴시가 약 0.5% 이하가 되도록 희석하고, 희석된 현탁액을 2개 이상의 층을 제공하는 적층 티슈 제조 헤드박스(headbox)로 공급하고,

d) 상기 층중 하나 이상에 일시적 또는 영구적 습윤 강도 첨가제를 함유시키고,

e) 희석된 수성 현탁액을 성형 직물에 퇴적시켜 습윤 웹을 형성하고,

f) 습윤 웹을 콘시스턴시가 약 20 내지 약 30%가 되도록 탈수하고,

g) 탈수 웹을 성형 직물로부터 성형 직물 보다 약 10 내지 약 80% 더 느린 속도에서 이동하는 이송 직물로 전달하고,

h) 웹을 통기 건조 직물로 옮겨 웹이 거시적으로 재배열하여 통기 건조 직물의 표면에 정합되도록 하고,

i) 웹을 최종 건조도를 갖도록 통기 건조시키고,

j) 웹을 목적하는 최종 건조 시트 두께(caliper)로 캘린더링하는 단계를 포함하는, 연질 티슈 시트의 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 이와 같이 제조되는 티슈 시트는 위킹 속도가 약 2.5 cm/15초 이상, 더 구체적으로 약 2.5 내지 약 4 cm/15초, 보다 더 구체적으로 약 3 내지 약 3.5cm/15초이다. 위킹 속도는 ASTM D1776 (샘플 컨디셔닝) 및 TAPPI UM451 (종이의 모관 현상 시험)에 따라 측정한 표준 파라미터이다. 이 방법은 시험편을 수욕중으로 가장 자리로부터 침지시키고, 물이 15초 동안에 이동하는 수직 위킹 거리를 측정하는 것을 포함한다. 편의상 샘플은 종이 클립과 함께 칭량되며 초기에 수욕의 수면 1 in (2.54 cm) 아래로 잠기게 된다.

또한, 본 발명의 티슈 시트는 벌크도가 약 12 cm³/g이상, 더 구체적으로 12 내지 약 25 cm³/g, 보다 더 구체적으로 약 13 내지 약 20 cm³/g이다. 본 명세서에서 "시트 벌크도"란 제품의 단일겹의 두께를 그의 기초 중량으로 나눈 값이다.

두께는 TAPPI 시험법 T402 ["Standard Conditionong and testing Atmosphere For Paper, Board, Pulp Handsheets and Related Products"] 및 T411 om-89 ["Thickness (caliper) of Paper, Paperboard, and Combined Board"]에 따라 측정한다. T411 om-89를 수행하기 위해 사용되는 마이크로미터는 앤빌(anvil) 압력이 80 g/in²(6.45 cm²)인 벌크 마이크로미터(Bulk Micrometer: TMI 모델 49-72-00, 미합중국 뉴욕주 소재의 에미티빌(Amityville)사 제품)이다.

또한, 기초 중량이 약 10내지 70 g/m²인 상기 티슈 시트는 기하 평균 모듈러스를 기하 평균 인장 강도(이하, 제5도 및 6도와 관련하여 정의됨)로 나눈 몫으로 측정되는, 약 4.25 kg/kg 이하, 더 구체적으로 약 4 kg/kg 이하, 보다 더 구체적으로 약 2 내지 약 4.25 km/kg 이하의 유연도를 지닐 수 있다.

또한, 기초 중량이 약 10 내지 약 70 g/m²인 티슈 시트는 약 100 kg-μ^1/2이하, 더 구체적으로 75 kg-μ^1/2이하, 보다 더 구체적으로 50 kg-μ^1/2이하의 기계 방향 강성도치(이하에 정의됨)를 지닐 수 있다.

또한, 본 발명의 티슈 시트는 흡수 용량 (이하에서 정의)이 섬유 1g 당 물약 11 g 이상, 더 구체적으로 11 내지 14 g일 수 있다. 흡수 용량은 시험될 제품의 시트 20개를 4 in x 4 in (10 cm x 10 cm)의 치수로 절단하고 이를 함께 스테이플링하여 20개의 시트로 된 패드를 형성하여 측정한다. 패드를 스테이플 포인트를 아래로 하여 와이어 메쉬 바스킷에 담고 수욕(30 ℃)중으로 가라앉혔다. 패드가 완전히 적셔지면, 이를 꺼내어 와이어 바스킷중에서 30초 동안 배수시켰다. 30초 후 패드에 남아있는 물 중량이 흡수된 양이다. 이 값을 패드 중량으로 나누어 흡수 용량을 측정한다.

습윤 강도 증진제의 사용에 대하여, 종이 및 판지에 습윤 강도를 부여하기 위해 제지 산업에서 통상 사용되는 다수의 물질이 본 발명에 사용될 수 있다. 이들 물질들을 당업계에 습윤 강도 증진제로서 공지되어 있으며 다양한 공급처로부터 시판되고 있다. 종이 또는 티슈에 첨가할 경우 티슈 또는 종이의 습윤 강도 대 건조 강도의 비가 0.1을 초과하는 물질이 본 발명의 목적상 습윤 강도 증진제로서 불리운다. 전형적으로 이들 물질은 영구 습윤 강도 증진제 또는 "일시적" 습윤 강도 증진제로서 불리운다. 영구적 습윤 강도를 일시적 습윤 강도와 구별할 목적으로, 영구적이란 종이 또는 티슈 제품에 혼입시 제품을 5분 이상 물에 노출시킨 후에 그본래의 습윤 강도의 50% 이상을 유지하게 하는 수지로서 정의된다. 일시적 습윤 강도 증진제는 5분 이상 물에 노출시킨 후에 그 본래의 습윤 강도의 50% 미만을 나타내게 하는 물질이다. 이 두 부류의 물질을 본 발명에 사용할 수 있다. 펄프 섬유에 가해지는 습윤 강도 증진제의 양은 섬유 건조 중량을 기준으로 하여 약 0.1 건조 중량% 이상, 더 구체적으로 약 0.2 건조 중량% 이상, 보다 더 구체적으로 약 0.1 내지 약 3 건조 중량%일 수 있다.

영구적 습윤 강도 증진제는 구조물에 다소 장기간의 습윤 탄성(resilience)을 제공할 것이다. 이러한 유형의 구조물은 종이 타월 및 각종의 흡수성 소비 제품에서와 같이 장기간의 습윤 탄성을 필요로 하는 제품에 사용할 수 있다. 대조적으로, 일시적 습윤 강도 증진제는 저밀도 및 고탄성을 갖는 구조물을 제공할 것이나 물 또는 체액에 노출시 장기간의 내성을 갖는 구조를 제공하지는 않는다. 구조물이 초기에는 우수한 보전성을 지니나 일정 시간이 그의 습윤 탄성을 잃기 시작한다. 이 특성은 초기에 습윤될 때에는 매우 흡수성이 있으나 일정 시간이 지나면 그 보전성을 잃게 되는 재료를 제공하는데 어느 정도 장점으로 작용할 수 있다. 이 특성은 "수세식(flushable)" 제품에 사용될 수 있다. 습윤 강도가 형성되는 메카니즘은, 섬유/섬유 결합점에서 내수성 결합을 형성하는 본질적 특성이 얻어지는 한, 본 발명의 제품에 거의 영향을 미치지 않는다.

본 발명에서 유용한 영구적 습윤 강도 증진제는 전형적으로 수용성, 양이온성 올리고머 또는 폴리머 수지로서 자체적으로 가교 결합 (동종가교결합) 할 수 있거나 또는 셀룰로오스 또는 목질 섬유의 다른 성분과 가교 결합할 수 있다. 본 목적에 가장 널리 사용되는 물질은 폴리아미드-폴리아민-에피클로로히드린(PAE) 형 수지로서 공지된 폴리머류이다. 이 물질은 케임(keim)의 미합중국 특허 제 3,700,623호 및 제 3,772,076호에 기술되어 있으며 Kymene 557H로 시판( Hercules, Inc., Wilmington, DE)되고 있다. 관련된 물질이 헨켈 케미칼사 (Henkel Chemical Co., Chalotte, NC) 및 조지아-퍼시픽 레진스, 인코포레이티드(Georgia-Pacific Resins, Inc., Atlanta, GA)에서 시판하고 있다.

폴리아미드-에피클로로히드린 수지는 또한 본 발명에서 결합 수지로서 유용하다. 몬산토사(Monsanto)에 의해 개발되고 산토 레스(Santo Res)라는 라벨로 시판되는 물질이 본 발명에 사용될 수 있는 염기 활성화된 폴리아미드-에피클로로히드린 수지이다. 이들 물질들은 페트로비크(Petrovich)의 미합중국 특허 제 3,885,158호, 동 제3,899,388호, 동 제4129,528호 및 동 제4,147,586호 및 반 에남(Van Eenam)의 미합중국 특허 제4,222,921호에 기술되어 있다. 통상 소비제품으로서 사용되지 않지만, 폴리에틸렌이민 수지가 또한 본 발명의 제품에 결합점을 고정시키기에 적합하다. 다른 류의 영구적 유형의 습윤 강도 증진제로서 포름알데히드를 멜라민 또는 우레아와 반응시켜 얻은 아미노플라스트 수지가 예시된다.

본 발명과 관련하여 사용될 수 있는 일시적 습윤 강도 증진제로서는 이에 한정되는 것은 아니지만 아메리칸 시안아미드(American Cyanamid)에 의해 개발되었고 Parez 631 NC라는 이름으로 현재 사이텍 인터스트리즈(Cytec Industries, West Paterson, NJ 소재)에서 시판되는 수지이다. 이러한 수지 및 유사 수지가 코스시아(Coscia) 등의 미합중국 특허 제3,556,932호 및 윌리암즈(Williams) 등의미합중국 특허 제3,556,933호에 기술되어 있다. 본 발명에서 적용할 수 있는 다른 일시적 습윤 강도 증진제로서는 내쇼날 스타치사(National Starch)에서 구입가능하며 Co-Bond 1000로서 시판되는 것과 같은 개질된 전분이 있다. 상기 전분 및 관련된 전분이 솔라렉(Solarek) 등의 미합중국 제4,675,394호의 기술 내용에 포함된다. 일본국 특허 공개 제03/185,197호 공보에 기술된 바와 같은 디알데히드 전분 유도체들은 또한 일시적 습윤 강도를 제공하기 위한 유용한 물질로서 적용될 수 있다. 또한 브조퀴스트(Bjorkquist)의 미합중국 특허 제4,981,557호, 동 제5,008,344호 및 동 제5,085,736호에 기술된 바와 같은 다른 일시적 습윤 강도 물질도 본 발명에 사용할 수 있으리라 기대된다. 명시된 습윤 강도 증진용 수지류 및 그 유형에 대한 기재는 단순히 예시의 목적이며, 다른 유형의 습윤 강도 증진 수지를 배제하고자 하려는 것이 아닐뿐더러 본 발명의 영역을 제한하고자 하는 것도 아니라는 사실을 이해하여야 한다.

상술한 바와 같은 습윤 강도 증진제가 본 발명과 관련하여 사용하기 위해 특별한 이점을 제공하긴 하지만, 또한 다른 유형의 결합제를 사용하여 필요한 습윤 탄성을 제공할 수 있다. 이들은 습윤화가 끝났을 때 적용할 수 있거나 또는 웹이 형성된 후 또는 이들 형성된 웹을 건조시킨 후에도 스프레이 또는 프린팅법에 의해 적용될 수 있다.

본 발명의 목적에 유용한 적합한 제지 섬유는 특히 연목 및 경목 크라프트 섬유와 같은 저 수율 화학 펄프 섬유를 들 수 있다. 이들 섬유는 기계적 펄프와 같은 고 수율 펄프로부터 제조된 섬유와 비교하여 비교적 유연하다. 다른 섬유가 본발명의 여러가지 측면을 수행하는데 유익하게 사용될 수 있지만, 놀랍게도 특히 저 수율 섬유를 사용할 때 본 발명의 티슈의 탄성이 우수하다.

본 발명의 목적에 사용가능한 건조 직물은 높고 긴 기계 방향 각인 너클 또는 플로트에 의해 최상면이 주로 점유되는 것이 특징이다. 최상면에는 횡방향 너클이 존재하지 않는다. 평면차, 즉 긴 각인 너클의 가장 높은 위치에 의해 형성되는(두 평면중 더 높은 면)과 위사(shute) 너클의 가장 높은 위치에 의해 형성되는 평면간의 거리는 각인 너클을 형성하는 경사 가닥(들)의 직경의 약 30 내지 150%, 더 구체적으로 약 70 내지 약 110 %이다. 경사 가닥의 직경은 약 0.005 in (0.013 cm) 내지 약 0.05 in (0.13 cm), 더 구체적으로 약 0.005 in (0.013 cm) 내지 약 0.035 in (0.09 cm), 보다 더 구체적으로 약 0.010 in (0.025 cm) 내지 약 0.020 in (0.051 cm)일 수 있다.

각인 너클의 길이는 각인 너클을 형성하는 경사 가닥(들)이 횡단하는 위사(횡방향) 가닥의 수에 의해 결정된다. 이 수는 약 2 내지 15개, 더 구체적으로 약 3 내지 11개, 보다 더 구체적으로 약 3 내지 7개일 수 있다. 절대적 수치로, 각인 너클의 길이는 약 0.030 in (0.08 cm) 내지 약 0.425 in (1.08 cm), 더 구체적으로 약 0.05 in (0.13 cm) 내지 약 0.25 in (0.64 cm), 보다 더 구체적으로 약 0.1 in (0.25 cm) 내지 약 0.2 in (0.51 cm)일 수 있다.

높고 긴 각인 너클이 횡방향 및 기계 방향 너클의 자은 서브레벨 평면과 결합될 경우, 이는 위상학적 3차원 입체무늬를 형성시킨다. 따라서, 본 발명의 직물을 때때로 3차원 직물로 칭한다. 위상학적 입체무늬는 스티치 앤드 퍼프 퀼팅 효과의 역상(reverse image)을 갖는다. 직물을 사용하여 티슈 종이의 습윤 웹을 건조시킬 경우, 티슈 웹은 직물의 윤곽선에 따라 각인되어 새겨지기 시작하며 높은 각인 너클이 스티치처럼 나타나고, 서브레벨 평면의 상이 퍼프 영역 처럼 나타나는 퀼트형 외관을 나타낸다. 각인 너클은 다이아몬드 형태와 같은 패턴으로 배열될 수 있거나 또는 시각적 효과를 위해 보다 자유로이 구사된(free-flowing)(장식용) 모티프형, 이를테면 물고기, 나비 등의 형태로 배열될 수 있다.

제직 측면에서 보아, 이제까지 시판 가능했던 직물은 표면이 등고 평면(즉, 경사 및 위사 너클의 상단이 동일 높이로 존재함)이거나 또는 위사 너클이 높은 경우이다. 등고 평면은 표면 샌딩 또는 열 경화에 의해 달성될 수 있다, 후자의 경우, 경사는 일반적으로 직선으로 뻗어있어 열경화 단계시 직물 안쪽으로 밀려들어와 내신장성을 증가시키고 종이 건조 공정과 같은 고온에서 사용할 경우 방추성이 증가된다. 결과적으로, 위사 너클은 직물의 표면쪽으로 쏠리게 된다. 대조적으로, 본 발명의 유용한 직물의 각인 너클은 독특한 직포 구조 때문에 심지어 열경화후에도 직물 표면위에 남아 있게 된다.

본 발명에 따라 유용한 직물의 각종 실시 태양에서, 베이스 직물은 메쉬(mesh)형 또는 위브(weave)형 일 수 있다. 높은 최상면 각인 너클을 형성하는 경사는 단일 가닥 또는 일군의 가닥일 수 있다. 일군의 가닥은 동일하거나 상이한 직경으로 존재하여 입체무늬 효과를 창출해낸다. 종방향 가닥은 횡단면에서 보아 원형이거나 또는 비원형(이를 테면 타원형, 편평형, 직사각형 또는 리본형)일 수 있다. 이들 경사는 폴리머 또는 금속성 재료 또는 이의 혼합물로 제조될 수 있다.높은 각인 너클을 형성하는 경우, 경사의 수는 제직기(weaving loom)상 1 in (2.54 cm) 당 약 5 내지 100개 일 수 있다. 내하중충에 포함되는 경사의 수는 제직기상에서 1 in (2.54 cm) 당 약 5 내지 약 100개 일 수 있다.

경사 커버율은 직물 in 당 경사의 총 수 x 경사 가닥의 직경 x 100으로서 정의된다. 본원에서 유용한 직물의 경우, 총 경사 커버율은 65 %초과, 바람직하게는 약 80 내지 약 100%이다. 경사 커버율이 증가하면, 각 경사 가닥은 제직기 작동 조건하에서 보다 적은 하중을 견디게 된다. 따라서, 내하중층 경사는 신장 및 기계적 안정성을 얻기 위해 직물의 열경화 단계시 같은 정도로 뻗어있을 필요는 없다. 이러한 점은 높고 긴 각인 너클의 권축을 유지시키는데 도움을 준다.

제1도를 참조하여, 본 발명을 수행하기 위한 방법을 더 구체적으로 기술할 것이다. 성형 직물(12)상에 제지 섬유의 수성 현탁액 스트림(11)을 사출 또는 퇴적시키는 적층 제지 헤드박스(10)을 갖는 트윈 와이어 제지기가 도시되어 있다. 웹은 직물(13)로 전달되는데, 이 직물은 웹의 콘시스턴시가 약 10 건조 중량 %로 부분 탈수될 때 공정에서 새로이 형성된 습윤 웹을 지지하고 공정 하류로 운반하는 작용을 한다. 습윤 웹을 탈수시키는 추가의 공정은, 습윤 웹을 성형 직물에 의해 지지시키면서, 예를 들면 진공 흡인에 의해 수행한다.

이어서, 습윤 웹을 성형 직물보다 느린 속도에서 이동하는 이송 직물(17)로 전달하여 웹에 증가된 기계 방향 신도를 부여한다. 키스(kiss) 전달은 바람직하게는 진공 슈(shoe:18)의 보조하에 습윤 웹의 압착을 방지하기 위해 수행된다. 이송 직물은 본원의 제7-16도에 도시한 바와 같은 각인 너클을 갖는 직물일 수 있거나또는 아스텐(Asten) 934, 937, 939, 959 또는 알바니(Albany) 94M과 같은 평활직일 수 있다. 이송 직물이 본원에 기술된 각인 너클 유형의 것인 경우, 이는 통기 건조 직물과 동일한 특성을 부여하기 위해 사용될 수 있으며, 각인 너클을 갖는 통기 건조 직물과 결합할 경우 그 효과를 향상시킬 수 있다. 각인 너클을 갖는 이송 직물을 사용하여 목적하는 횡방향 신장 특성을 얻도록 할 경우, 이송 직물은 임의로 상이한 통기 건조 직물을 사용할 수 있는 유연성을 제공하여 장식용 물결 패턴과 같은, 달리는 얻을 수 없는 추가의 목적하는 특성을 제공한다.

이어서, 웹을 진공 전달 롤(20) 또는 진공 전달 슈(shoe)의 보조하에 이송 직물로부터 통기 건조 직물 (19)로 전달시킨다. 통기 건조 직물은 이송 직물과 거의 동일하거나 또는 상이한 속도에서 이동될 수 있다. 필요에 따라서, 기계 방향신도를 향상시키기 위해 통기 건조 직물을 더 느린 속도로 가동시킬 수 있다. 전달은 바람직하게는 시트가 통기 건조 직물의 모양에 따라 변형되도록 하기 위해 진공 보조하에 수행되어 목적하는 벌크도, 유연도, 횡방향 신도 및 외관을 얻을 수 있다. 통기 건조 직물은 바람직하게는 제7-16도에 도시된 각인 너클의 형태이다.

웹 전달에 사용되는 진공 수준은 약 3 내지 15 in 수은주 (75 내지 380 mm 수은주), 바람직하게는 약 10 in 수은주 (254mm 수은주)일 수 있다. 진공을 사용하여 웹을 다음 번 직물에 흡착시키는 방법에 더하여 또는 이를 대체하여 웹을 다음 번 직물상에 흡착시키도록 웹의 반대 방향으로부터 포지티브 압력을 사용함으로써 진공 슈(네가티브 압력)가 보충 또는 대체될 수 있다. 또한, 진공 롤(들)을 사용하여 진공 슈(들)를 대체할 수 있다.

통기 건조 직물에 의해 지지시키면서 웹을 통기 건조기(21)에 의해 콘시스턴시가 약 94% 이상이 되도록 최종적으로 건조시키고, 이어서 캐리어 직물(22)로 전달한다. 건조된 베이스 시트(23)를 캐리어 직물(22) 및 임의의 캐리어 직물(25)을 사용하여 릴(24)로 이송한다. 임의의 가압 회전 롤(26)을 사용하여 캐리어 직물(22)로부터 직물(25)로의 웹의 이송을 촉진시킬 수 있다. 본 발명의 목적에 적합한 캐리어 직물은 알바니 인터내셔널(Albany International) 84M 또는 94M 및 아스텐(Asten) 959 또는 937이며, 이들 모두는 미세 패턴을 갖는 비교적 평활한 직물이다. 도시되어 있지는 않지만, 릴 캘린더링 또는 잇따른 오프-라인 캘린더링을 이용하여 베이스 시트의 평활도 및 유연도를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 통기 건조 직물은 통기 건조기(21)와 면하는 배면 및 펄프 웹(23)을 지지하는 상면을 갖는다. 직물이 제지기의 통기 건조 구간을 통과 하는 동안 직물의 일체성을 유지시키기에 충분한 강도를 제공하면서 직물을 보전하며 또한 통기 건조 공기가 직물 및 그에 의해 운반되고 있는 펄프 웹을 통해 유동할 수 있도록 충분히 다공성인 내하중층을 배면에 인접하여 갖는다. 직물의 상면은 내하중충과 입체무늬층 사이의 서브-레벨 위로 돌출된 연장된 형태의 각인 너클로 주로 이루어진 입체무늬층을 갖는다. 각인 너클은 직물의 상면을 따라 종방향으로 걸쳐있는 각인 사(絲)의 노출된 세그먼트에 의해 형성되며, 이의 양쪽 끝은 내하중층 내에 얽혀져(interlocking)있다. 각인 너클은 직물을 가로질러 이격되어 있어서, 입체무늬층은 각인 사 세그먼트 사이에서 또한 개개층간의 서브-레벨 위에서 골을 나타낸다.

제2도는 문자 "C" 로 표시된, 대부분이 시판되고 있는 크레이프 티슈 제품인 각종의 통기 건조 화장실용 티슈 제품에 대한 횡방향 신도 대 벌크도의 플롯이다. 점 "E"는 본 명세서에 기술된 3 차원(각인 너클)의 이송 또는 통기 건조 직물을 사용하지 않고, 제1도에 기술한 바와 같은 공정으로 제조한 실험용 홑겹 비-크레이프 통기 건조 화장실용 티슈이다. 점 "I₁"은 72 × 40의 메쉬 카운트(mesh count)를 갖는 린제이 와이어(Lindsay Wire) T216-3 토폴로지칼 직물을 사용하여 제조된 본 발명의 통기 건조 화장실용 티슈 제품이다. 기계 방향 가닥 직경은 0.013 in (0.033cm)인 반면 횡방향 가닥 직경은 0.012 in (0.03cm)이다. 횡방향에서의 각인 너클은 1 in (2.54cm) 당 약 20개이고, 약 0.012 in (0.03cm)의 평면차에서 각인 너클은 평방인치당 약 100개이다. 점 "I₂"은 또한 71 × 64의 메쉬 카운트를 갖는 린제이 와이어 T116-3 토폴로지칼 직물을 사용하여 제조된 본 발명의 화장실용 티슈 제품이다. 기계 방향 가닥 직경은 0.013 in (0.033cm)인 반면 횡방향 가닥 직경은 0.014 in (0.035cm)이다. 기계 방향 가닥은 쌍을 이루고 있다. 횡방향에서의 각인 너클은 1 in (2.54 cm)당 약 10개이고, 약 0.012 in 의 평면차에서 평방 인치당 약 40개이다. 2개의 I₂제품간의 차이점은 벌크도가 낮은 것은 기계 방향/횡방향 강도비가 약 1.5가 되도록 하기 위해 더 빠른 헤드박스 젯(Jet) 속도를 사용하여 제조되었으며, 반면 벌크도가 높은 것은 더 느린 헤드박스 젯 속도를 사용하여 제조되었으며 기계 방향/횡방향 강도비는 약 3이라는 것이다. I₆및 I₇은 본 발명에 따라 제조되고 실시예 6 및 7에 상세히 기술된, 보다 강도높게 캘린더링된 화장실용티슈이다.

명시한 바와 같이, 본 발명의 제품은 고 벌크도 및 고 횡방향 신도를 겸비하며, 또한 매우 높은 횡방향 신도를 나타낼 수 있다.

제3도는 각종 홑겹 종이 타월에 대한 위킹(wicking) 속도 대 벌크도의 플롯이다. 제2도에서와 같이, 시판되는 제품은 문자 "C"로 표시하고, 본 명세서에 기술된 3차원 직물을 사용하여 제조하지 않은 실험용 홑겹 비-크레이프 통기 건조 화장실용 티슈는 문자 "E"로 표시하고, 3차원 통기 건조 직물을 사용하여 제조한 본 발명의 타월 제품은 문자 "I"로 표시하였다. 본 발명의 제품의 경우 3차원 통기 건조 직물을 사용한다는 것을 제외하고 동일한 공정을 사용하여 제조된 제품 E와 제품 I간의 위킹 속도의 차이점에 주목할 수 있다.

명시된 바와 같이, 본 발명의 제품은 대조용 실험 제품 또는 시판되는 타월 제품보다 위킹 속도가 크다.

제4도는 화장실용 티슈 제품에 대한 흡수 용량 대 벌크도의 플롯이다. 시판되는 제품은 문자 "C"로 표시하고, 본원에 기술된 3차원 직물을 사용하여 제조하지 않은 실험용 홑겹 비-크레이프 통기 건조 화장실용 티슈는 문자 "E"로 표시하고, 3차원 통기 건조 직물을 사용하여 제조한 본 발명의 제품은 문자 "I"로 표시하였다. I₁및 I₂는 제2도와 관련하여 기술된 바 있다. I₆및 I₇은 본 발명에 따라 제조되고 실시예 6 및 7에 상세히 기술된, 보다 강도높게 캘린더링된 화장실용 티슈이다. 명시한 바와 같이, 본 발명의 제품은 고 벌크도 및 고 흡수 용량을 겸비하고 있다.

제5도는 기계 방향 모듈러스 또는 횡방향 모듈러스의 측정을 도시하기 위한, 티슈 시트에 대한 일반화된 하중/신장 곡선을 나타낸 것이다. 기하 평균 모듈러스는 기계 방향 모듈러스와 횡방향 모듈러스의 곱의 제곱근이다. 도시된 바와 같이, 2개의 점 P1 및 P2는 3 in (7.6 cm) 너비의 샘플에 대해 걸린 70g 및 157g의 하중을 나타낸다. 인장 강도 테스터(General Applications Program, version 2.5, Systems Integration technology Inc., Stoughton MA 소재: MTS Systems Corporation, Research Triangle Park, NC 소재의 지사)는 샘플 너비 76.2mm 당 kg으로서 표시되는, P1 및 P2간의 기울기를 계산하도록 프로그래밍된다. 기본 중량(g/m²)에 0.0762을 곱한 값으로 기울기를 나눈 값이 시험되는 샘플의 기계 방향 또는 횡방향에 대한 모듈러스(km)이다.

제6도는 미용, 화장실용 및 키친 타월에 있어서, 기하 평균 모듈러스 (GMM)/기하 평균 인장(GMT) 강도 (유연도) 대 벌크도를 플로팅한것이다. 시판되는 미용 티슈는 문자 "F"로 표시하고, 시판되는 화장실용 티슈는 문자 "B"로 표시하며, 시판되는 타월은 문자 "T"로 표시하고, 본원에 기술된 3차원 직물을 사용하여 제조하지 않은 실험용 화장실용 티슈는 문자 "E"로 표시하고, 본 발명의 화장실용티슈는 문자 "I"로 표시하였다. 이전의 경우와 마찬가지로, I₁및 I₂는 동일한 직물을 사용하여 제조하였으나, 보다 낮은 벌크도를 갖는 I₂는 기계 방향/횡방향 강도비가 약 1.5이며, 보다 높은 벌크도를 갖는 I₁은 기계 방향/횡방향 강도비가 약 3이다. 명시한 바와 같이, 본 발명의 제품은 벌크도가 매우 높고 기하 평균 모듈러스/기하 평균 인장 강도의 값이 낮다. I₆및 I₇은 본 발명에 따라 제조되고 실시예 6 및 7에 상세히 기술된, 보다 강도높게 캘린더링된 화장실용 티슈이다. I₈및 I₉은 본 발명에 따라 제조되고 실시예 8 및 9에 상세히 기술된, 캘린더링된 2겹 미용 티슈이다.

제7-16도는 본 발명의 목적에 유용한 각종의 3차원 직물을 도시한 것이다. 식별을 용이하게 하기 위해, 돌출된 각인 너클을 검정 점이 찍힌 선으로 표시하였다.

제7도, 7A도 및 7B도는 추가의 경사 시스템을 간단한 1 × 1 기본 디자인상에 가하여 높은 각인 너클을 얻은, 본 발명의 목적에 유용한 통기 건조 직물의 첫번째 실시 태양을 도시한 것이다. 추가의 경사 시스템은 어떠한 기본 직물 구조에나 수 놓을(embroider)수 있다. 기본 구조는 내하중층이 되며, 서브 레벨 평면에서 입체 무늬층을 한정하는 작용을 한다. 베이스 직물의 가장 간단한 형태는 1 x 1 평직일 것이다. 물론, 기타 단층, 이층, 삼층 또는 다층 구조가 베이스로서 사용될 수 있다.

이들 도면에서, 통기 건조 직물은 번호 (40)으로 표시되며, 파쇄선(41)로 표시된 서브-레벨 평면 아래서 직물 (40)은 베이스 경사(43)가 위사(44)와 1 × 1평직으로 직조된 평직 구조로 이루어진 내하중층(42)을 포함한다. 서브레벨 평면(41)위에서, 일반적으로 번호 (45)로 표시되는 입체무늬층은 내하중층(42)의 평직 내로 수 놓아진 각인 가닥 세그멘트(46)에 의해 형성된다. 본 발명에 있어서, 각각의 각인 세그멘트(46)은 내하중층으로 수은 추가의 경사 시스템의 단일 경사에 의해 형성된다. 추가의 경사 시스템의 각 경사에 의해 제공되는 너클(46)은 기계 방향으로 좁은 간격으로 배열되어 있으며, 시스템의 경사는 제7도에 도시된 바와 같이 직물(40)의 폭을 따라 이격되어 있다. 추가의 경사 시스템은 본질적으로 기계 방향 너클 서브-레벨 평면(41)에서 내하중층의 상부 표면으로 구성된 3 차원적 입체무늬층을 형성한다. 이러한 직물 구조에서, 중간 평면은 서브-레벨 평면과 일치한다. 경사(46) 및 내하중층(42)의 직물 구조간의 관계는 각인 가닥 직경의 30-150%, 바람직하게는 70-100% 범위의 평면 차를 생성시킨다. 제7A도에서, 평면 차는 가닥(46)의 직경의 약 90%이다. 상기에서 명시한 바와 같이, 경사 가닥 직경은 약 0.005 내지 약 0.05 in (0.027 내지 0.127 cm) 일 수 있다. 예를 들면, 경사 가닥 직경이 0.012 in (0.03 cm)인 경우, 평면 차는 0.10 in (0.0254 cm)일 수 있다. 원형이 아닌 사의 경우, 가닥 직경은 직물에서 배향된 상태에서 수직 거리의 치수로 간주되며, 가닥은 통상 가장 큰 치수가 서브-레벨 평면에 평행하게 배치된다.

직물 (40)에서, 평직 내하중층은 내하중충 위사 및 경사 (42 및 43)의 최고점이 동일 평면상에 있고 서브-레벨 평면과 일치하며, 추가 경사 시스템(46)의 경사가 내하중층의 경사(44)들 사이에 위치하도록 구조된다.

제8도 및 8A도는 직물(40)을 본 발명의 목적에 맞게 변형시키는 것을 도시하고 있다. 변형된 직물(50)은 파쇄선으로 표시되는 서브-레벨 평면(51) 아래에 내하중층(52)을 가지며 그 위에 입체 무늬층(55)을 갖는다. 통기 건조 직물의 이러한 실시 태양에서, 입체 무늬층(55)은 전술한 양태의 입체무늬층(45)의 패턴과 매우 유사한 3 차원 패턴을 가지며, 일련의 각인 너클(54')이 직물의 기계 방향으로 배열되며 직물의 횡방향을 따라 이격되어 있는 구성이다. 직물(50)에서, 내하중층은 대부분 평직으로 직조된 위사(53) 및 경사(54)로 이루어진다.

내하중층 직조에 있어서, 특정 위사 너클은 서브-레벨 평면(51)위로 돌출되며, 이들 위사 너클의 최상면을 중간 평면(58)으로서 정의한다. 최상면(55) 및 중간 평면(58)간의 평면차는 경사 직경의 30%이상이다. 한편, 입체 무늬층(55)은 내하중층(52)로부터 나온 경사(54')로 부터의 경사 세그멘트에 의해 형성된다. 입체 무늬층(55) 중 각인 사 세그멘트(54')은 경사(54)를 포함하는 경사 시스템중에서 선택된다. 본 발명에서, 경사(54 및 54')을 포함하는 경사 시스템에서, 매 4개의 경사중 최초 3개의 경사는 내하중층(52)의 성분이며 중간 평면(58)위로 돌출하지 않는다. 네번째 경사(54')는 서브-레벨 평면(51) 및 중간 평면(58)위로 돌출되어 직물의 기계 방향에서 입체 무늬층에 연장되어 있는 플로트(float)로 구성된다. 각인 경사(54')는 각 플로트의 양쪽 말단에서 내하중층의 위사(53) 아래로 통과되어 내하중층(52)에 연결된다.

직물(50)에서, 베이스 경사 가닥(54)중 하나가 경사 가닥(54')으로 대체된다. 이 직물을 통기 건조 직물로서 사용할 경우, 서브-레벨 평면(51)에서 내하중층의 편평하지 않은 상단면은 제7도에 도시한 직물(40)의 입체 무늬층에 의해 생성되는 것과는 다른 짜임새를 웹의 퍼프(puff) 영역에 부여한다. 양자의 경우, 각인 너클에 의해 생성되는 골에 의해 제공되는 스티치 외관은, 각인 너클이 7개의 위사 위에 플로팅하며 조밀한 간격으로 배열되어 있기 때문에 거의 동일하다.

제9도 및 제9A도는 본 발명과 관련하여 유용한 직물의 또다른 실시 태양을도시한 것이다. 이 실시 태양에서, 통기 건조 직물(60)은 서브-레벨 평면(61) 및 중간 평면(68)을 갖는다. 서브-레벨 평면(61) 아래에 내하중층(62)은 위사(63) 및 경사(64)로 직조된 직포로 구성되어 있다. 서브-레벨 평면(61)은 부호(63-L)로 표시된 바와 같은, 내하중층(62) 중 가장 낮은 위치 위사 너클의 높이에 의해 한정된다. 중간 평면(68)은 부호(63-H)로 표시된 바와 같은, 내하중층(62)중 가장 높은 위치 위사 너클의 높이에 의해 한정된다. 도면에서, 경사(64)는 제9도의 상단에 순서대로 번호 매겨져 있으며, 이들 번호는 제9A도에서 접두사 64와 함께 표시되어 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 짝수로 번호 매겨진 경사들을 1 × 1의 평직 패턴을 따른다. 홀수로 번호 매겨진 경사들중 매 4번째 경사, 이를테면 경사 (1, 5 및 9 등)은 1 × 7 구조로 직조되어, 각인 너클이 7 개의 위사 위로 연장되어 있는 입체무늬층을 제공한다. 나머지 홀수로 번호 매겨진 경사, 이를테면 3, 7 및 11 등은 3 × 1의 구조로 직조되어 위사 아래의 3개의 경사 플로트를 제공한다. 이러한 직조 배열은 제7도의 직물의 특징인, 서브-레벨 평면에서 횡방향 및 기계 방향 너클이 동일 평면상에 존재하는 배열과는 상이한 것으로, 내하중층와 상단면에서 보다 큰 변형을 제공한다.

내하중층중 기계 방향 및 횡방향 너클의 최상면은 중간 평면(68) 및 서브-레벨 평면(61) 사이에 존재한다. 이 조직 구조는 입체무늬층중 각인 너클이 보다 덜 급속적으로 단계적으로 상승하도록 한다. 이 실시 태양에서의 평면이(65), 즉, 입체무늬층의 유효 두께를 나타내는 내하중층의 상면에서 중간 평면과 경사(64-1, 64-5, 64-9등)의 최고점간의 거리는 입체 무늬층에서의 3차원 효과를 형성하는 이들 경사의 각인 가닥 세그멘트 두께의 약 65 %이다. 제9도의 경사 패턴에 있어서, 위사(63)는 횡 방향으로 다수의 경사 위에 플로팅된다. 그러나, 그러한 횡방향 플로트는 중간 평면(68) 아래의 내하중층 부분에 한정되며, 입체무늬층을 통해 연장되어 직물(60)의 상부 표면까지 이르지는 않는다. 직물(40) 및 (50)과 같이 직물(60)은, 베이스층을 넘어 돌출되어 직물의 최상면에 도달하는 횡방향 너클을 갖지 않는 직조 구조를 갖는 내하중층을 제공한다. 각각의 실시 양태에서 입체무늬층에 의해 제공된 3차원 입체 무늬는 본질적으로 서브-레벨 평면 위에 평행 배열로 배치된 연장된 길이의 상승된 각인 너클로 구성되어 각인 너클간의 골을 제공한다. 각각의 경우, 골은 직물의 길이 전체에 걸쳐 기계 방향으로 뻗어 있으며 서브-레벨에서 내하중층의 상면에 의해 흐르는 듯한 윤곽이 형성된다.

본 발명의 목적에 유용한 직물은 위와 같은 입체무늬층을 갖는 직물로 한정되는 것은 아니며, 보다 복잡한 패턴, 이를테면 크리스마스 트리, 물고기, 나비등의 보다 복잡한 배열로 너클을 도입하여 얻을 수 있다. 훨씬 더 복잡한 패턴은 제16도에 예시한 바와 같이 표준 장망식 직조기와 함께 자카드 메카니즘을 이용하여 달성될 수 있다. 추가의 경사 시스템을 조절하는 쟈카드식 메카니즘을 이용하여 내하중층에 의해 얻어지는 직물의 보전성을 해하지 않고 패턴을 얻을 수 있다. 보조적 쟈카드 메카니즘이 없는 경우에도, 다수의 헤들 프레임(heddle frame)을 갖는 직조기에서 더욱 복잡한 직조 패턴을 얻을 수 있다. 다이아몬드, 십자 또는 물고기와 같은 패턴은 24개 까지의 헤들 프레임을 갖는 직조기에서 얻을 수 있다.

예를 들면, 제10도, 10A도 및 10B도는 서브-레벨 평면 (71) 아래의내하중층(72) 및 그 평면 위의 입체무늬층(75)을 갖는 통기 건조 직물(70)을 도시한 것이다. 예시된 직조 구조에서, 내하중층(72)의 경사(74)는 위사(73)와 함께 쌍을 이루어 직조되어 있다. 매 다섯번째 위사가 (73')로 표시되는 보다 큰 직경을 갖도록 위사를 직조한다. 층(72)의 직조 구조 및 그에 잠긴(locked-in) 경사 너클의 구조는 선택된 취사 너클을 서브-레벨 평면위로 상승시켜 중간 평면(78)을 형성한다. 제10도에 도시한 바와 같은 다이아몬드 형을 얻기 위해, 경사 쌍을 내하중층(72)로부터 올려 서브-레벨 평면(71)에서 내하중층(72)의 상부 표면을 가로질러 직물의 기계 방향으로 연장되는 각인 너클(74')로서 패턴층(75)내에 플로팅시킨다. 경사 너클(74')은 내하중층에 포함된 동일한 경사 세그멘트에 의해 형성되며, 도시된 바와 같은 실질적으로 사선인 십자형 패턴으로 배열되어 있다. 입체무늬층(75)중 각인 너클의 이러한 패턴은 횡방향 너클을 침입하지 않고 본질적으로 경사 너클로만 구성되어 있다.

직물(70)에서, 경사(74)는 동일한 텐트(dent)내에서는 쌍으로 다루어지나 목적하는 효과를 얻기 위해 각각의 쌍중 개개의 경사를 상이한 패턴으로 조작하는 것이 바람직할 수도 있다. 이 실시 태양에서 각인 너클은 5개의 위사 위로 연장되어 목적하는 다이아몬드 패턴을 제공한다. 각인 너클의 길이는 패턴을 연장하기 위해 증가될 수 있거나 또는 다이아몬드 패턴을 압축시키기 위해 3개의 위사 정도로 작게 감소시킬 수도 있다. 직물 디자이너는 직물이 직조되는 특정 직조기의 총 패턴 용량을 활용하여 각종의 복잡한 패턴을 고안할 수 있다.

예시된 실시 양태에서, 경사 및 위사는 모두 실질적으로 동일한 직경을 갖고모노필라멘트로서 도시되어 있다. 이들 요소중 하나 이상을 다른 가닥으로 대체할 수 있다. 예를 들면, 경사 너클을 형성하기 위해 사용되는 각인 가닥 세그멘트를 동일하거나 또는 상이한 직경의 가닥으로 된 군으로 하여 입체무늬 효과를 창출할 수 있다. 이들은 원형이거나 비원형, 예를 들면, 절단부가 타원형, 편평형, 직사각형 또는 리본형일 수 있다. 또한, 가닥은 폴리머 또는 금속성 물질 또는 이의 배합물로 제조될 수 있다.

제11도는 입체무늬층이 군 상태로 밀집된 각인 경사 너클(84')을 제공하며, 밀집된 군 사이에 그리고 그 내에 골이 형성된 통기 건조 직물(80)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 경사 너클(84')은 길이가 3 내지 7개의 위사로 다양하다. 이전의 실시 양태에서와 같이, 위사(83) 및 경사(84)를 포함하는 내하중층은 서브-레벨 평면에서 입체무늬 면으로 부터 분화되어 나오며, 위사 너클의 상단은 경사 너클을 형성하는 각인 가닥의 직경의 30%이상 만큼 입체 무늬층의 상부 표면 아래에 위치하는 중간 평면을 한정한다. 도시된 직조에 있어서, 평면은 경사 너클 직경의 85 내지 100% 사이이다.

제12도는 하중 보유층의 위사 (93) 및 경사 (94) 위의 입체무늬층중에 각인 가닥 세그멘트(94')를 갖는 직물(90)을 도시한 것이다. 경사 너클(94')은 합하여 물고기 모양의 보다 복잡한 패턴을 제공한다.

제13도는 본 발명의 경우에 각인 가닥이 횡단면이 타원형인 편평사이고, 내하중층중의 경사 가닥(104)이 리본형 가닥인 직물(100)을 예시한 것이다. 본 발명에서 위사(103)는 원형이다. 제14도에 도시된 직물(100)은 강도 저하없이 두께가감소된 통기 건조 직물을 제공한다.

제14도는 입체무늬층을 제공하기 위해 각인 가닥(116)이 원형인 통기 건조 직물(110)을 도시하고 있다. 내하중층에서 직물은 원형 위사(113)와 함께 직조된 편평한 경사(114)를 포함한다.

제15도는 내하중층에서 위사(123)와 함께 직조된 편평한 경사(124)를 도시하고 있다. 패턴층에서, 경사 너클은 편평 경사(126) 및 원형 경사(126')가 조합되어 형성된다.

편평형, 리본형 및 원형 사를 직물의 경사로 하여 여러 상이한 형태를 얻을 수 있다는 것이 당 분야 숙련가에게 명백할 것이다.

제16도는 베이스 직물 구조에 각인사를 수 놓아 내하중층위에 입체 무늬층을 형성하는 쟈카드 메카니즘을 갖는 장망식 직조기를 도시하고 있다. 도면은 다수의 경사 시스템으로부터 경사를 직조기에 제공하기 위한 백 빔(back beam)(150)을 도시하고 있다. 당업계에 공지된 바와 같이 추가의 백 빔을 사용할 수 있다. 경사는 랙(rack), 캠(cam) 및/또는 레버(lever)에 의해 조절되는 다수의 헤들 프레임(151)을 통해 앞쪽으로 유인되어 통기 건조 직물의 내하중층에 목적하는 직조 패턴을 제공한다. 헤들 프레임(151)의 앞에 헤들(151)에 의해 제어되지 않는 추가의 경사를 제어하기 위해 쟈카드 메카니즘(152)이 제공된다. 쟈카드식 헤들을 통해 유인되는 경사는 백빔(150)으로부터 또는 직조기의 후면에서 크릴(도시되어 있지 않음)로부터 유인될 수 있다. 경사는 (154)로 표시된 직물의 펠(fell)에 대해 위사를 비트-엎(beat-up)하기 위해 슬레이(sley) 상에 왕복 운동하는 리드(reed)(153)를 통해끼워진다. 직물은 전면부로부터 브레스트 롤(breast roll:155)을 거쳐 직물 권취 롤(156)로 빼내어진다. 쟈카드 메카니즘(152)의 헤들은 바람직하게는 전자식으로 제어되어 제조되는 통기 건조 직물의 입체무늬층에 목적하는 어떤 직조 패턴이라도 제공한다. 쟈카드식 제어에 의해 직물의 입체 무늬층에 어떠한 직물 패턴이라도 사용할 수 있다. 쟈카드식 메카니즘은 입체 무늬층의 각인 경사를 헤들(151)에 의해 형성되는 내하중 층과 목적하거나 또는 직조기의 경사 공급 메카니즘에 의해 허용되는 어떠한 순서로나 짜여질 수 있도록 제어할 수 있다.

본 명세서에 교시된 직포의 주된 특징이 크레이프되지 않은 통기 건조 시트에 횡방향 신도를 부여하기 위해 기계 방향으로 길게 형성된 너클을 갖는다는 것이지만, 건조 직물의 평면 위로 상당히 양각된 대등한 기계 방향 신장 영역을 형성할 수 있는 다른 직조 기술을 사용하여 유사한 시트 특성이 제공될 수 있음을 이해하여야 할 것이다. 예로서, 죤슨(Johnson) 등의 미합중국 특허 제4,514,345호에 교시되거나 또는 "고속 프로토타이핑(rapid prototyping)"[(Mechanical Engineering (1991년 4월) 제34-43면 참조] 기술에 의해 제시된 바와 같이, 자외선 경화 중합체를 종래 직물의 표면에 도포하는 방법을 포함한다.

제17도는 본 발명에 따라 제조된 티슈의 단면 사진(50배율)이다. 위의 단면은 횡방향에서 본 것이고, 아래의 단면은 종방향에서 본 것으로서, 모두 통기 건조 직물중 양각된 경사 너클에 의해 티슈에 형성된 수직형 돌출부를 나타내고 있다. 도시된 바와 같이, 돌출부의 높이는 특정 범위에서 다양하며 모두 동일한 높이로 존재할 필요는 없다. 사진에서, 동일 티슈 시트상에서 횡단면들은 서로 밀접하게인접해 있는 2개의 상이한 돌출부로 이루어져 있다. 본 발명의 제품의 특징은 시트의 밀도가 균일하거나 또는 실질적으로 균일하다는 것이다. 돌출부는 시트의 나머지 부분과 밀도가 상이하지 않다.

제18도는 다양한 종류의 티슈 제품에 대해 기계 방향 강성도 대 벌크도를 플로팅한 것이다. 몇몇의 경우, 두께 및 다수겹의 효과가 고려된다는 점에서 기계 방향 강성도 값은 강도를 정량화함에 있어 GMM/GMT 보다 개선된 것이다. 기계 방향 강성도 값은 광범위한 제품에 있어서 사람의 강성도 인지와 상관이 있는 것으로 나타났으며, 기계 방향 강성도는, 시트 캘리퍼 계수(㎛)를 겹의 수로 나눈 값의 제곱근에 기계 방향 기울기(kg으로 표시됨)를 곱한 값으로 표시될 수 있다 [MD 강성도= (MD 기울기) (시트 두께/겹수)^1/2]. 본 발명의 시트는 기계 방향 강성도가 100 kg·μ^1/2또는 그 미만인 것이 특징이다. 상기 시트는 낮은 기계 방향 강성도와 고벌크도를 겸비하는 능력에 있어서 독특하다.

제19도는 본 발명에 의해 제조된 제품과 다수개의 경쟁적 제품의 WCB, LER 및 WS를 비교한 것이다. U₁, U₂, U₃및 U₄는 본 발명에 의해 제조된 제품이며 각각 실시예 10 내지 13에 상세히 기술되어 있다. C₁내지 C₆은 시판되는 화장실용 티슈 제품이다. 더욱 구체적으로, C₁내지 C₃은 샤민 (CHARMIN;등록 상표)의 3종류 샘플이며, C₄내지 C₆은 각각 코토넬(COTTONELLE; 등록상표), 퀼티드 노썬 (QUILTED NORTHERN; 등록상표) 및 울트라샤민(ULTRACHARMIN; 등록상표)이다. 본 발명의 티슈는 WCB, LER 및 WS에 대해 동시에 높은 값을 얻을 수 있다는 점에서 우수하다. WCB, LER 및 WS를 측정하기 위한 시험 방법은 하기와 같다.

장치 설정

본 시험용으로 인스트론 4502 유니버설 시험기(Instron 4502 Universal testing Machine)를 사용한다. 1 kN의 하중 셀을 크로스 범(그의 기저측) 아래에 장착한다. 직경이 2.25 in (5.7cm)인 인스트론 압축 압반들을 단단히 장착시킨다. 상부 압반에 대해 이상적으로 정렬되도록 하기 위해 하부 압반을 볼 베어링(ball bearing)상에 지지시킨다. 하부 압반에 대한 3개의 지지 볼트를 느슨하게 하여 상부 압반을 대략 50 lb (110 kg )의 하중으로 하부 압반에 접촉시키고 그 다음 지지 볼트를 죄어 하부 압반을 그 장소에 고정시킨다. 상부 압반이 8 lb (17.6 kg) 및 50 lb (110 kg )의 하중에서 하부 압반과 접촉될 때 표준 평면에 대한 상부 압반의 거리로 측정되는 연장을 0으로 한다. 하중 셀은 자유롭게 걸려있는 상태에서 0이 되어야 한다. 인스트론 및 하중 셀은 측정이 행해지기 1시간 전에 가온되어야 한다.

인스트론 단위를 데이타 취득 및 컴퓨터 조절용 IEEE 보드가 있는 퍼스널 컴퓨터에 부착시킨다. 컴퓨터에 인스트론 시리즈 XII 소프트웨어(Instron Series XII Software: 1986년) 및 버젼 2 하드웨어를 설치한다. 가열하고 신장 및 하중셀을 0으로 한 다음, 상부 압반을 약 0.2 in(0.5 cm)높이로 올려 압축 압반간에 샘플이 삽입되도록 한다. 그 다음 인스트론의 제어를 컴퓨터로 옮긴다.

인스트론 시리즈 XII 사이클릭 테스트 소프트웨어(버젼 1.11)를 사용하여,인스트루먼트 시퀸스를 확립힌다. 프로그램된 시퀀스를 파라미터 파일로서 저장한다. 파라미터 파일은 하기와 같은 3개의 사이클릭 블록(cyclic blocks)"(지시 세트)로 구성된 7개의 "마커(Marker)"(개별 상황)를 갖는다.

마커 1 : 블럭 1

마커 2 : 블럭 2

마커 3 : 블럭 3

마커 4 : 블럭 2

마커 5 : 블럭 3

마커 6 ; 블럭 1

마커 7 : 블럭 3

블럭1은 0.1lb (22 kg )의 하중이 가해질 때까지 크로스헤드(crosshead)가 0.75 in/분 (1.9cm/분)의 속도로 하강하도록 지시한다(압착이 음의 압력으로 정의되기 때문에, 인스트론 세팅은 -0.1 lb (-0.22 kg)이다). 목표 하중에 도달하게 되면, 인가 하중을 0으로 감소시킨다.

블럭 2는 크로스헤드가 0.2 in/분 (0.5 cm/분)에서 0.05 lb (0.11 kg)의 인가 하중에서 8 lb (17.6 kg )의 피크 및 이어서 0.05 lb (0.11 kg)의 하중이 되도록 지시한다. 인스트론 소프트웨어를 사용하여, 콘트롤 모드를 디스플레이스먼트(displacement)로 하고, 리미트 타입(limit type)이 하중이고, 제1 수준을 -0.05 lb (-0.11 kg), 제2 수준을 -8 lb (-17.6 kg)로, 정지 시간을 0초로 하고, 트랜지션(transition)을 2 (압착 후 이완됨)로 하고, 블럭의 말단에 "노 액션(no action)"을 명시한다.

블럭 3은 4 in/분의 속도에서 크로스헤드를 간단히 0.15 in (0.38 cm)로 상승시키기 위해 디스플레이스먼트 콘트롤 및 리미트 타입을 사용하며 정지 시간은 0이다. 다른 인스트론 소프트웨어 세팅은 제1 수준에서 0이고, 제2 수준에서 0.15 in(0.38 cm) 이고, 트랜지션은 1이며 블럭의 말단에 "노 액션"을 명시한다. 샘플의 비압착 두께가 0.15 in (0.38 cm) 초과일 경우, 블럭 3은 크로스헤드 수준을 적절한 높이로 상승시키도록 변형시켜야 하고, 변경된 수준을 기록 및 주시한다.

상기 명시한 순서(마커 1-7)로 실행할 경우, 인스트론 시퀀스는 샘플을 0.025 lb (0.06 kg)/in²(0.1 파운드 포스)으로 압착시키고, 이완시키고, 2 psi(8 파운드 포스)로 압착시킨 다음 탈압착시키고, 크로스헤드를 0.15 in (0.38 cm)로 상승시킨 후 샘플을 다시 2 psi로 압착시키고 이완시키고, 크로스헤드를 다시 0.15 in (0.38 cm)로 들어올리고 다시 0.025 psi(0.1 파운드 포스)로 압착시킨 다음 크로스헤드를 상승시킨다. 데이타 로깅(logging)은 블럭2에 대해서는 매 0.004 in (0.01 cm) 또는 0.03 파운드 포스(먼저 나오는 것으로)을 초과하지 않는 간격에서, 블럭 1에 대해서는 0.003 파운드 포스를 초과하지 않는 간격으로 수행되어야 한다. 일단 시험이 개시되면, 인스트론 시퀀스 종결시까지 2분에 약간 못미치는 시간이 경과된다.

시리즈 XII 소프트웨어의 결과를 취하여 각각 0.025 및 2.0 psi 피크 하중에서 마커 1, 2, 4 및 6에 대한 피크 하중에서의 연장(두께), 마커 2 및 4(2.0 psi로 각각 압착)에 대해서는 하중 에너지, 2개의 하중 에너지의 비(제2 psi 주기/제1 2 psi 주기), 및 최종 두께 대 초기 두께 (제1 0.025 psi 압착에 대한 최종 두께의 비)를 제공한다. 하중 대 두께로 부터 취한 결과를 블럭 1 및 2를 실행하는 동안 스크린상에 플로팅한다.

샘플 제조

컨버티드(converted) 티슈 샘플을 타피(Tappi) 콘디셔닝 룸(73 °F (22.8℃)에서 50%의 상대 습도)에서 적어도 24시간 동안 콘티셔닝하였다. 3개 또는 4개길이의 천공된 시트를 롤에서 풀어 천공된 부분에서 접어서 Z-또는 W-형으로 겹쳐지도록 한다. 그 다음 겹쳐진 시트의 중심부에서 2.5 in²(16cm²)의 사각형으로 다이 커팅한다. 커팅된 사각형의 겹쳐진 시트의 질량을 10 mg 또는 그 이상의 정밀도로 측정한다. 커팅한 샘플 질량은 바람직하게는 0.5 g 정도이어야 하며, 0.4 내지 0.6 g이어야한다. 그렇지 않을 경우, 시트의 수를 조정하여야 한다. 적층물 당 3개 또는 4개의 시트가 본 연구에서 적절한 것으로 판명되었으며, 3겹 및 4겹으로 하여 습윤 탄성 시험한 결과 그 차이는 현저하지 않았다.

수분을 70-73 °F (21-22.8 ℃)에서 탈이온수를 미세 분무하여 균일하게 가하였다. 이는 스프레이의 대부분을 차단하는 용기 또는 기타 배리어(barrier)를 사용하여 스프레이 엔벨롭(미세 연무형태)의 바깥 쪽 20% 정도만이 샘플에 닿도록 통상의 플라스틱 스프레이 병을 사용하여 달성할 수 있다. 적절히 행해지면, 분무시 샘플에 큰 액적으로부터 습윤되는 부분이 나타나지 않아 샘플이 균일하게 습윤될것이다. 스프레이 공급원은 스프레이하는 동안 샘플로부터 6 in (15.2 cm) 이상 떨어져 있어야 한다. 이는 샘플을 0.9 내지 1.6의 습윤비 (물의 g/섬유 g)로 부분적으로 포화시키기 위한 것이다.

분무시 편평한 다공성 지지체를 사용하며, 이때 지지 표면상에 큰 액적이 형성되어 샘플 테두리로 흡수되어 습윤 반점을 제공하지 않도록 한다. 본 연구에서는 망상조직화 독립 기포형 발포체를 사용하였으나 흡수 스폰지와 같은 다른 물질을 사용할 수도 있다.

3개 시트의 적층물을 사용하는 경우, 3개의 시트를 분리하여 다공성 지지체 상에 서로서로 인접하게 놓아야 한다. 두 개 이상의 방향에서 정해진 횟수(스프레이 병을 정해진 횟수로 펌핑함)로 분리되어 있는 시트에 계속 스프레이하여 연무가 균일하게 가해지도록 하며, 분무 회수는 목적하는 습윤도를 얻도록 트라이얼 앤드 에러 방식으로 결정한다. 샘플을 신속히 뒤짚고 정해진 횟수 만큼 다시 분무하여 Z-방향 습윤 구배를 감소시킨다. 적층물을 원래의 순서와 방향으로 다시 배열하고, 합해진 적층물을 정밀도 약 10 mg 이상으로 신속히 질량을 측정한 다음 인스트론 시험기 하부 압착 압반의 중앙에 놓은 후, 컴퓨터를 사용하여 인스트론 테스트 시퀀스를 개시한다. 샘플에 스프레이한 시각과 시험 개시 시각의 차이는 60초 이하이어야 하며, 45초가 통상적이다.

적층물 당 4개의 시트가 목적 범위내에 필요한 경우, 시트는 3개 시트의 적층물의 경우보다 얇아지는 경향이 있으며 습윤될 경우 취급의 문제가 증대된다. 습윤시킬 때 4개의 시트를 각각 분리하여 다루기 보다는, 적층물을 각각 2개의 시트로 된 2겹 시트 적층물로 분리하고 층들을 나란히 다공성 지지체위에 놓는다. 상기한 바와 같이 분무하여 층의 최상부의 시트를 습윤한다. 그 다음 2겹 시트층을 뒤집은 다음 대략 동량의 수분을 다시 적용시킨다. 이 방법에서 비록 각 시트는 한 쪽으로부터 습윤되지만, 3개의 시트층과 비교하여 4개의 시트충의 시트 두께가 일반적으로 감소되므로 각 시트에서의 Z-방향 습윤 구배 가능성은 부분적으로 완화된다. 동일 티슈로 된 3개 및 4개의 시트로 구성된 층을 사용한 한정 시험에서 유의적인 차이가 없음을 보여주었으며, 이러한 사실은 시트에서의 Z-방향 습윤 구배가 존재하는 경우라도 압착 습윤 탄성 측정에 있어 중요한 인자는 아니라는 것을 나타낸다. 3층 시트의 경우에 대해 전술한 바와 같이, 수분을 가한 후 다시 적층시켜 중량을 측정하여 테스트를 위해 인스트론 시험기에 놓는다.

인스트론 시험 후, 샘플을 건조시키기 위해 105 ℃의 대류 오븐에 넣는다. 샘플을 완전히 건조(20분 이상)시킨 후 건조 중량을 기록한다. (가열된 천칭을 사용하지 않을 경우, 수분이 샘플에 의해 즉시 흡수되기 때문에 샘플 중량을 오븐에서 꺼낸지 수초 내에 측정해야 한다). 0.9 내지 1.6의 범위의 습윤도를 갖는 샘플에 대하여 데이타를 보유한다. WCB, LER 및 WS의 값이 이 범위에서는 비교적 일정하다는 사실이 경험상 입증되었다.

이웃풋 파리미터

습윤 탄성의 3가지 측정이 고려된다. 첫번째 측정은 제1 압착 주기상 2 psi로의 피크 하중에서의 샘플 벌크도이며, 이후 "습윤 압착 벌크도 (Wet Compresive Bulk)" 또는 WCB로 칭한다. 이 벌크도는 동력학적으로 얻은 값으로 2 psi에서의 정적 벌크도와는 상이할 수 있다. 두번째 측정은 "왯 스프링백(wet springback)" 또는 WS로 불리우며, 테스트 시퀀스 개시시에 측정된 0.25 psi에서의 샘플의 두께에 대한 테스트 종결시에 측정된 0.025 psi에서의 샘플의 두께의 비이다. 3번째 측정은 "하중 에너지비" 또는 LER이며, 이는 1회의 테스트 시퀀스중 2 psi로의 제1 압착의 하중 에너지에 대한 2 psi로의 제2 압착의 하중 에너지의 비이다. 하중 에너지는 하중이 없는 상태로부터 2 psi의 피크 하중이 적용되는 샘플에 대하여 인가된 하중 대 두께를 플로팅한 곡선 아랫 부분의 면적이다. 하중 에너지는 인치·파운드 포스의 단위를 갖는다. 물질이 압착후 붕괴되어 벌크도를 잃게 되는 경우, 그 후의 압착시에는 에너지를 훨씬 덜 필요로 할 것이며, 따라서 LER이 낮아지게 된다. 순수하게 탄성인 물질의 경우, 스프링백 및 LER은 동일할 것이다. 본 명세서에 기술된 3가지 척도는 적층물중 층의 수와는 비교적 무관하며, 습윤 탄성의 유용한 척도로서 작용한다. LER 및 WS 둘다 %로 표시될 수 있다.

통상의 화장실용 티슈 및 미용 티슈 재료는 35 % 내지 50 %정도의 LER값을 나타낸다. 제19도에서 크레이프되지 않은 통기 건조 화장실용 티슈에 의한 것과 같은, 50%를 넘는 값은 영구적 습윤 강도 수지를 함유하지 않은 습윤된 벌크 재료에 매우 유용하다. 통상의 티슈의 및 스프링백은 40 내지 50%이며, 50%를 초과하는 값은 우수한 습윤 탄성을 나타낸다. 크레이프되지 않은 통기 건조 티슈에 의해 달성되는 바와 같은, 60%를 초과하는 웹 스프링백 값은 영구적 습윤 강도 수지를 함유하지 않는 벌크성 티슈에 있어서는 극히 이례적인 것이다. 재료가 처음부터 조밀하거나 초기에 벌키한 재료가 기계적으로 압착시키기 전 습윤시에 붕괴하는 경우,LER 및 왯 스프링백은 높을 수 있으나, 초기 벌크도 및 WCB는 낮을 것이다. 벌키 구조가 우수한 습윤 탄성을 지닐 경우, 높은 LER, 높은 왯 스프링백, 및 높은 WCB를 달성하는 것이 단지 가능하다. 벌크도는 있으나 압착될 수 없는 재료가 또한 높은 습윤 탄성을 나타낼 것이나, 미용 티슈나 화장실용 티슈로 사용하기에는 너무 강성일 것이다.

실시예

실시예 1

본 발명을 구체적으로 예시하기 위하여, 크레이프되지 않은 통기 건조 티슈를 제1도에 도시한 바와 거의 동일한 방법을 사용하여 제조하였다. 보다 구체적으로, 3층 홑겹 화장실용 티슈를 제조하였는데, 외부층은 분산되고 탈결합된 세니브라 유칼립투스(Cenibra eucalyptus) 섬유로 이루어지며, 중간층은 정련된 북방 연목 크라프트(northern softwood kraft) 섬유로 이루어졌다.

성형에 앞서, 유칼립투스 섬유를 약 10%의 콘시스턴시에서 15분 동안 펄핑하고 콘시스턴시가 30%가 되도록 탈수시켰다. 그 다음 펄프를 톤당 3.2 마력-일(2.6 kw-일/톤)의 동력을 사용하여 160 °F(70 ℃)에서 작동되는 마울 샤프트(Maule shaft) 분산기에 공급하였다. 분산시킨 후, 연화제(Berocell 596)를 건조 섬유 톤당 15 lb (33kg)(0.7 중량%)의 양으로 펄프에 가하였다.

연목(softwood) 섬유를 콘시스턴시 4 %에서 30분 동안 펄핑한 다음 콘시스턴시가 3.2 %가 되도록 희석하고 분산되고 탈결합된 유칼립투스 섬유를 콘시스턴시 2 %로 희석시켰다. 적층된 시트의 총 중량은 분산된 유칼립투스/정련 연목/분산된 유칼립투스 층으로서 35%/30%/35%였다. 중간층을 필요한 정도로 정련하여 목적하는 강도값을 얻고, 반면 외부층은 표면 강도 및 벌크도를 제공하도록하였다. 중간층을 기본으로 하여 Parez 631NC를 펄프 톤 당 10-13 lb(4.5-5.9 kg)로 중간층에 가하였다.

4층 헤드박스를 사용하여, 헤드박스의 2개의 중간층에 있는 연목 크라프트 스톡이 기술된 3층 제품의 단일 중간층을 형성하도록 습윤 웹을 형성하였다. 슬라이스로부터 3인치(75 mm) 들어가 있는 교류 발생 인서트 및 슬라이스를 지나 약 6 in (150 mm) 뻗어있는 층 분할기(divider)를 사용하였다. 본 명세서에 참조 문헌으로서 인용된 패링턴 쥬니어(Farrington, jr.)의 미합중국 특허 제5,129,998호 ("Extended Flexible headbox Slice With Parrllel Flexible Lip Extensions and Extended Internal Dividers")에 교시된 바와 같이, 슬라이스를 지나 약 6 in (150 mm) 뻗어있는 가요성 립 연장부를 사용할 수도 있다. 네트 슬라이스 개구는 0.9 in (23 mm)이며 네개의 모든 헤드박스 층에서의 물의 흐름은 유사하다. 헤드박스에 공급된 스톡의 콘시스턴시는 약 0.09 중량%이다.

생성된 3층의 적층 시트를 각각 린제이(Lindsay) 2164 및 아스텐(Asten) 866 직물인 성형 직물(제1도의 12 및 13)이 있는 트윈-와이어의 흡인 롤 성형기상에서 성형하였다. 성형 직물의 속도는 11.9m/초였다. 새로 성형된 웹을 9.1m/초에서 구동(30% 러쉬 전달)하는 이송 직물로 전달되기 전에 성형 직물아래로 부터의 진공 흡인에 의해 콘시스턴시가 약 20-27%가 되도록 탈수시켰다. 이송 직물은 애플턴 와이어(Appleton Wire) 94M 이었다. 수은 진공이 약 6-15 in (150-380 mm)가 되게하는 진공 슈를 사용하여 웹을 이송 직물에 옳겼다.

그 다음 웹을 통기 건조 직물(Lindsay Wire T216-3, 제2도와 관련하여 전술한 바 있으며 제9도에 도시됨)로 전달하였다. 통기 건조 직물은 약 9.1 m/초의 속도에서 이동하였다. 웹을 약 350 °F(175 ℃)에서 작동하는 허니코움 통기 건조기 상으로 운반하고 최종 건조도가 약 94-98% 콘시스턴시가 되도록 건조시켰다. 그 다음 생성된 크레이프되지 않은 티슈 시트를 20 in(51 cm) 직경의 강철 롤 및 20.5 in (52.1 cm) 직경의 110 P&J 경도 고무 피복 롤 사이의 0.04 in (0.10 cm)의 고정된 갭에서 캘린더링하였다. 고무 피복층의 두께는 0.725 in (1.84 cm)이었다.

생성된 캘린더링된 티슈 시트는 하기 특성을 가졌다.

기초 중량 : 16.98 lb/2880 ft²(37.4 kg/30998m²),

횡방향 신도 : 8.6%,

벌크도 : 13.18 cm³/g,

기하 평균 모듈러스/기하 평균 인장 강도: 3.86 kg/kg,

흡수 용량 ; 11.01 g(물)/g(섬유),

기계 방향 강성도 : 68.5 kg-μ^1/2,

기계 방향 인장 강도 : 714 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비, 및

횡방향 인장 강도 : 460 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비.

실시예 2

크레이프되지 않은 통기 건조 화장실용 티슈를 실시예1에서와 같이 제조하되, 단 통기 건조 직물을 제2도와 관련하여 기술된 바와 같은 린제이 와이어 T116-3으로 대체시켰다.

생성된 시트는 하기 특성을 가졌다.

기초 중량 : 17.99 lb/2880 ft²(39.57 kg/30998m²),

횡방향 신도 : 8.5%,

벌크도 : 7.57 cm³/g,

기하 평균 모듈러스/기하 평균 인장 강도: 3.15 kg/kg,

흡수 용량 : 11.29 g (물)/g (섬유),

기계 방향 강성도 : 89.6 kg-μ^1/2,

기계 방향 인장 강도 : 753 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비, 및

횡방향 인장 강도 : 545 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비,

실시예 3

홑겹의 크레이프되지 않은 통기 건조 화장실용 티슈를 실시예 1에 기술한 바와 같이 제조하되, 단 티슈는 유칼립투스/연목 비가 25/75였다. 연질 목재층을 정련하여 목적하는 강도를 얻었다. 키멘(Kymene) 557LX를 전체 공급물에 25 lb/톤 (55kg/톤)의 농도로 가하였다.

최종 제품의 특성은 하기와 같았다:

기초 중량 : 13.55 lb/2880 ft²(37.4 kg/30998m²),

횡방향 신도 : 20.1%,

벌크도 : 24.89 cm³/g,

기하 평균 모듈러스/기하 평균 인장 강도: 3.13 kg/kg,

기계 방향 강성도 : 74.5 kg-μ^1/2,

기계 방향 인장 강도 : 777 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비, 및

횡방향 인장 강도 : 275 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비.

실시예 4

홑겹의 크레이프되지 않은 통기 건조 화장실용 티슈를 실시예 2에 기술한 바와 같이 제조하되, 단 캘린더링은 하지 않았다. 생성된 시트는 하기 특성을 가졌다.:

기초 중량 : 16.98 lb/2880 ft²(37.4 kg/30998m²),

횡방향 신도 : 13.2%,

벌크도 : 22.80 cm³/g,

기계 방향 강성도 : 120.1 kg-μ^1/2,

기하 평균 모듈러스/기하 평균 인장 강도: 3.35 kg/kg,

흡수 용량 : 12.96 g (물)/g (섬유),

기계 방향 인장 강도 : 951 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비, 및

횡방향 인장 강도 : 751 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비.

실시예 5

본 발명을 더욱 설명하기 위해, 홑겹의 크레이프되지 않은 통기 건조 타월을 제1도에 도시한 바와 동일한 방법을 사용하여 제조하되, 단 상이한 성형기를 사용하였다. 보다 구체적으로, 성형 전에 13 %의 백색 및 착색 발판 횡목(ledger), 37.5 %의 분류된 사무소 폐기물, 19.5 %의 매니폴드형(manifoled) 백색 발판 횡목 및 30%의 피복된 백색 아황산염의 원료 믹스를 부유(floatation) 및 세척 단계를 사용하여 잉크 제거하였다. 시트를 성형하기 전, 키멘 557LX 및 쿠아소프트(QuaSoft) 206을 각각 11 lb/톤 (24.2 kg/톤) 및 3.5 lb/톤 (7.7 kg/톤)의 비율로 섬유 슬러리에 혼합하였다.

단일 채널 헤드박스를 사용하여 편평한 망상조직 테이블상에서 습윤 웹을 성형하였으며, 이때 사용된 성형 직물는 린제이 와이어 Pro 57B (제1도 중 직물 13)이다. 성형기의 속도는 6.0 m/초이다. 새로 성형된 웹을 5.5 m/초에서 구동(80 % 러쉬 전달)하는 이송 직물로 전달하기전에 성형 직물 아래로 부터의 진공 흡인에 의하여 콘시스턴시가 약 20-27 %가 되도록 탈수시켰다. 이송 직물은 아스텐(Asten) 920이었다. 수은 진공이 약 6-15 in (150-380 mm)가 되게 하는 진공 슈를 사용하여 웹을 이송 직물에 옮겼다.

웹을 제10도에 도시한 바와 같은, 메쉬 카운트가 72 × 32이고, 기계 방향 가닥 직경이 0.013 in (0.033 cm)(쌍을 이룬 경사), 및 횡방향 가닥 직경이 0.014 in (0.036 cm)(매 7번째 횡방향 가닥 직경은 0.02 in (0.05 cm)이다)인 통기 건조 직물(Lindsay Wire T-34)에 전달시켰다. 직물의 평면 차는 약 0.012 in (0.03 cm)이며, 종 방향으로의 직선 in (2.54 cm) 당 10개의 각인 너클이 있으며, in²(6.54cm²) 당 약 45개의 각인 너클이 있다. 통기 건조 직물을 약 5.5 m/초의 속도에서 이동시켰다. 웹을 약 350 °F(175 ℃)에서 작동하는 허니코움 통기 건조기에 운반하고 최종 건조도가 약 94-98 %의 콘시스턴시가 되도록 건조시켰다.

크레이프되지 않은 티슈 시트를 직선 in (2.54 cm) 당 약 12-20 lb(26.4-44kg)로 하중된 2 개의 20 in (50.8cm) 강철 롤사이에서 캘린더링하였다. 생성된 캘린더링된 티슈 시트는 하기 특성을 가졌다.

기초 중량 : 39.8 g/m²,

횡방향 신도 : 9.1%,

벌크도 : 11.72 cm³/g,

위킹 속도 : 2.94 cm/15초

실시예 6

홑겹 통기 건조 화장실용 티슈를 실시예 1의 것과 유사하게 제조하되, 단 하기 변형 조건을 사용하였다: 린제이 T-124-1 통기 건조 직물: 연화제로서 베로셀(Berocell) 596 대신에 배리소프트(Varisoft) 3690PG90 (Witco Corporation사에서 제조)를 사용, 약 35%의 러쉬 전달. 시트는 분산된 유칼립투스/분산된 유칼립투스/북방 연목 크라프트/분산된 유칼립투스(통기 건조 직물면) 27%/16%/30%/27%의 4층으로 구성되어 있다. 시트를 고무(110 P&J) 캘린더 롤상의 강철로 릴 캘린더링하여 최종 제품을 얻었다.

최종 제품은 하기 특성을 가졌다.

기초 중량 : 24.1 lb/2880 ft²(53 kg/30998 m²),

횡방향 신도 : 4.9%,

벌크도 : 8.9 cc/g,

기하 평균 모듈러스/기하 평균 인장 강도: 4.04 kg/kg,

흡수 용량 : 8.94 g (물)/g (섬유),

기계 방향 인장 강도 : 731 g/ 3 in (7.6cm)의 샘플 너비,및

횡방향 인장 강도 : 493 g/ 3 in (7.6cm)의 샘플 너비, 및

기계 방향 강성도 : 106 kg-μ^1/2.

실시예 7

두 겹의 크레이프되지 않은 통기 건조 화장실용 티슈를 실시예 1의 것과 유사하게 제조하되, 단 하기 변형 조건을 사용하였다: 린제이 T-124-1 통기 건조 직물: 연화제로서 베로셀 596 대신에 배리소프트 3690 PG90 (Witco Corporation사에서 제조), 약 35%의 러쉬 전달. 시트는 분산된 유칼립투스/북방 연목 크라프트/북방 연목 크라프트(통기 건조 직물면) 40%/40%/20%의 3층으로 구성되어 있다. 시트를 고무(110 P&J) 캘린더 롤상에서 강철로 릴 캘린더링하여 최종 제품을 얻었다.

최종 제품은 하기 특성을 가졌다.

기초 중량 : 23.5 lb/2880 ft²(51.7 kg/30998m²),

횡방향 신도 : 6.8%,

벌크도 : 8.55 cc/g,

기하 평균 모듈러스/기하 평균 인장 강도 : 3.84 kg/kg,

흡수 용량 : 11.1 g(물)/g(섬유),

기계 방향 인장 강도 : 678 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비,

횡방향 인장 강도 : 541 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비, 및

기계 방향 강성도 : 70.4 kg-μ^1/2.

실시예 8

두겹의 크레이프되지 않은 통기 건조 미용 티슈를 실시예 1의 것과 유사하게 제조하되, 단 하기 변형 조건을 사용하였다. 린제이 T-216-4 통기 건조 직물을 사용하였다. 각 층을 A/B/C로 표시되는 3개의 층(여기서, 총 B 및 C는 북방 경목, 북방 연목 및 유칼립투스의 블렌드이고, 충 A는 순수하게 분산된 유칼립투스이다)에 40%/40%/20%로 나누었다. 총 시트를 기초로 하여, 시트는 분산된 유칼립투스 40%, 유칼립투스 10%, 북방 경목 15% 및 북방 연목 35%이다. 충 B & C는 5 kg/톤의 파레즈(Parez) 631NC 및 2 kg/톤의 키멘 557LX를 함유하였다. 통기 건조 직물 상에 위치하는 층 A는 7.5 kg/톤의 테고프렌(Tegopren)-6920 (Goldschmidt Chemical Company에서 제조) 및 7.5 kg/톤의 키멘 557LX를 포함하였다. 시트를 고무(50 P&J) 캘린더 롤상에서 강철로 릴 캘린더링하여 최종층을 얻었다. 이들을 분산된 유칼립투스 면이 외부가 되도록 함께 적층하고 2회 캘린더링(한번은 50 pli에서 강철롤상의 강철로, 또 한번은 30 pli에서 고무 롤 상의 강철로 행함)하여 두께를 감소시켰다.

최종 제품은 하기 특성을 가졌다.

기초 중량 : 23.0 lb/2880 ft²(50.6 kg/30998m²),

횡방향 신도 : 7.3%,

벌크도 : 7.49 cc/g,

기하 평균 모듈러스/기하 평균 인장 강도 : 3.45 kg/kg,

흡수 용량 : 12.0 g(물)/g(섬유),

기계 방향 인장 강도 : 915 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비,

횡방향 인장 강도 : 725 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비, 및

기계 방향 강성도 : 79.5 kg-μ^1/2.

실시예 9

두겹의 크레이프되지 않은 통기 건조 미용 티슈를 실시예 8에서와 유사한 방법으로 제조하되, 단 생성된 층을 분산된 유칼립투스면을 외부층으로하여 함께 적층하여 다시 캘린더링 (50 pli에서 강철롤 상의 강철)하여 두께를 감소시켰다.

최종 제품은 하기 특성을 가졌다.

기초 중량 : 19.3 lb/2880 ft²(424.6 kg/30998m²),

횡방향 신도 : 7.5%,

벌크도 : 8.93 cc/g,

기하 평균 모듈러스/기하 평균 인장 강도 : 3.99 kg/kg,

흡수 용량 : 13.5 g(물)/g(섬유),

기계 방향 인장 강도 : 867 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비,

횡방향 인장 강도 : 706 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비, 및

기계 방향 강성도 : 75.6 kg-μ^1/2.

실시예 10

본 발명의 우수한 습윤 보전성을 예시하기 위하여, 크레이프되지 않은 통기 건조 티슈를 제1도에 예시한 바와 거의 동일한 방법을 사용하여 제조하였다. 더 구체적으로, 3층 홑겹 화장실용 티슈를 제조하는데, 이때 외부층은 분산되고 탈 결합된 세니브라(Cenihra) 유칼립투스 섬유를 포함하고, 중간층은 정련된 북방 연목 크라프트 섬유를 포함한다.

성형하기 전, 유칼립투스 섬유를 콘시스턴시 10%에서 15분 동안 펌핑하고 30% 콘시스턴시를 갖도록 탈수시켰다. 그 다음 펄프를 톤당 3.2 마력-일(2.6 kw-일/톤)의 동력을 사용하여 160 °F(70 ℃)에서 작동되는 몰 샤프트(Maule shaft) 분산기에 공급하였다. 분산시킨 후, 연화제 (Varisoft 3090PG90)를 건조 섬유 톤당 7kg의 양으로 펄프에 가하였다.

연목 섬유를 콘시스턴시 4 %에서 30분 동안 펄핑한 다음 콘시스턴시 3.2 % 로 희석하고 분산시키면서 탈결합 유칼립투스 섬유를 콘시스턴시 2%로 희석시켰다. 총 적층된 시트 중량은 분산된 유칼립투스/정련 연목/분산된 유칼립투스 층에27%/46%/27%로 나누어졌다. 중간층을 필요한 정도로 정련하여 목적하는 강도값을 얻고, 반면 외부층은 표면 강도 및 벌크도를 제공하였다. 파레즈(Parez) G31NC를 중간층을 기준으로하여 펄프의 톤 당 4.0 kg으로 중간충에 가하였다.

4층 헤드박스를 사용하여 헤드박스의 2개의 중간층에 정련된 북방 연목 크라프트 원료를 넣어 습윤 웹을 형성하여 상술한 3층 제품의 단일 중간층을 제조하였다. 슬라이스를 지나 약 6 in (150 mm) 연장되어 있는 슬라이스 및 층 분할기로 부터 약 3 in (75 mm) 들어간 위치에 혼탁류 발생 인서트를 사용하였다. 순 슬라이스 개구는 0.9 in (23 mm)이며, 네 개의 모든 헤드박스 층에서의 물 흐름은 유사하였다. 헤드박스에 공급된 원료의 콘시스턴시는 약 0.09 중량%였다.

생성된 3층의 시트를 성형 직물이 각각 린제이 2164 및 아스텐 866인 트윈-와이어 흡인 롤 성형기상에서 성형하였다. 성형 직물의 속도는 약 12m/초였다. 새로 성형된 웹을 9.1m/초에서 구동(30% 러쉬 전달)하는 이송 직물로 전달하기 전에 성형 직물 아래로 부터의 진공 흡인에 의해 콘시스턴시가 약 20-27%가 되도록 탈수시켰다. 이송 직물은 애플턴 와이어 94M이었다. 수은 진공이 약 6-15 in(150-380 mm)가 되게하는 진공 슈를 사용하여 웹을 이송 직물에 옮겼다.

그 다음 웹을 본원에 기술된 3차원 통기 건조 직물(Lindsay Wire T-124-1)로 전달하였다. 통기 건조직물은 약 9.1 m/초의 속도에서 이동하였다. 웹을 약 350 °F (175 ℃)에서 작동하는 허니코움 통기 건조기 상으로 운반하고 최종 건조도가 약 94-98% 콘시스턴시가 되도록 건조시켰다. 그 다음 생성된 크레이프되지 않은 티슈 시트를 20 in(51 cm) 직경의 강철 롤 및 20.5 in (52.1 cm) 직경의 110 P&J 경도 고무 피복 롤 사이의 0.040 in (0.10 cm)의 고정 갭에서 캘린더링하였다. 고무 피복 두께는 0.752 in (1.84cm)였다.

생성된 크레이프되지 않은 통기 건조 티슈 시트는 하기 특성을 가졌다.

기초 중량 : 20.8 lb/2880 ft²(45.8 kg/3O998 m²),

기계 방향 인장 강도 : 714 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비,

횡방향 인장 강도 : 460 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비,

횡방향 신도 : 4.9%,

WCB : 5.6 cc/g

LER : 55.6 %, 및

WS : 62.9 %.

실시예 11

크레이프되지 않은 통기 건조 티슈를 실시예 10에 기술한 바와 거의 동일한 방법을 사용하여 제조하되, 단 기초 중량을 24 lb/2,880 ft²(52.8kg/30998 m²)으로 하였다.

기초 중량 : 24.1 lb/2880 ft²(53.0 kg/30998 m²),

기계 방향 인장 강도 : 731 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비,

기계 방향 신도 : 17.1%,

횡방향 인장 강도 : 493 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비,

횡방향 신도 : 4.9%,

WCB : 5.3 cc/g

LER : 55.8 %, 및

WS : 64.4 %.

실시예 12

크레이프되지 않은 통기 건조 티슈를 실시예 10에 기술한 바와 거의 동일한 방법을 사용하여 제조하되, 단 분산되고 탈결합된 유칼립투스를 분산되고 탈결합된 남방 경목으로 대체시켰다. 생성된 캘린더링된 티슈 시트는 하기 특성을 가졌다.

기초 중량 : 20.3 lb/2880 ft²(44.7 kg/30998 m²),

기계 방향 인장 강도 : 747 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비,

기계 방향 신도 : 17.5%,

횡방향 인장 강도 : 507 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비,

횡방향 신도 : 5.5%,

WCB : 5.4 cc/g

LER : 53.6 %, 및

WS : 60.8 %,

실시예 13

크레이프되지 않은 통기 건조 티슈를 실시예 10에 기술한 바와 거의 동일한 방법을 사용하여 제조하되, 단 기초 중량은 18 lb/2,880 ft²(39.5 kg/30998 m²)로하고 린제이 T-216-3A 통기 건조 직물을 사용하고 베로셀 596을 탈결합제로서 사용하였다. 시트를 전환시에 더욱 캘린더링하였다. 생성된 크레이프되지 않은 통기 건조 티슈 시트는 하기 특성을 가졌다.

기초 중량 : 17.5 lb/2880 ft²(38.5 kg/30998 m²),

기계 방향 인장 강도 : 1139 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비,

기계 방향 신도 : 21.2%,

횡방향 인장 강도 : 1062 g/3 in (7.6cm)의 샘플 너비,

횡방향 신도 : 6.8%,

WCB : 5.23 cc/g

LER : 53.4 %, 및

WS : 64.2 %.

예시의 목적으로 주어진 상술한 실시예가 본 발명의 범주를 제한하는 것으로서 간주되어서는 아니되며, 본원 발명의 범위는 특허청구의 범위 및 이에 균등한 범위로 한정된다.

제1도는 본 발명에 따른 크레이프되지 않은 티슈를 제조하는 방법의 공정도이다.

제2도는 각종 통기 건조 화장실용 티슈 제품의 횡방향 신도 대 벌크도를 플롯팅한 그래프로서, 본 발명에 따른 크레이프되지 않은 제품에서 얻은 횡방향 신도를 나타내고 있다.

제3도는 다수의 홑겹 종이 타월의 횡방향 신도 대 벌크도를 플롯팅한 그래프로서, 본 발명에 따른 제품에서 얻어지는 위킹 속도의 증가를 도시하고 있다.

제4도는 화장실용 티슈 제품의 흡수 용량 대 벌크도를 플롯팅한 그래프로서 본 발명의 제품의 높은 흡수 용량을 예시한 것이다.

제5도는 티슈 시트에 대해 일반화된 하중/신도 곡선을 나타낸 것으로서 기하 평균 모듈러스의 측정을 예시한 것이다.

제6도는 미용, 화장실용 및 키친 타월에 대한 기하 평균 모듈러스/기하 평균 인장 모듈러스(유연도) 대 벌크도를 플롯팅한 것으로서, 본 발명의 제품이 높은 정도의 유연도를 가짐을 나타내고 있다.

제7도는 본 발명에 따라 유용한 통기 건조 또는 이송 직물의 평면도이다.

제7A도는 제7도의 직물의 단면도로서 높고 긴 각인 너클(impressionknuckle) 및 평면차(plane difference)를 도시한 것이다.

제7B도는 제7도의 직물의 다른 단면도로서 직조 패턴 및 평면차를 추가로 도시한 것이다.

제8도는 본 발명에 따라 유용한 다른 직물의 평면도이다.

제8A도는 제8도의 직물의 단면도이다.

제9도는 본 발명에 따라 유용한 다른 직물의 평면도이다.

제9A도는 제9도의 직물의 확대 종단면도로서 직물의 최상면, 중간면 및 하단면의 위치를 도시한 것이다.

제10도는 본 발명에 따라 유용한 다른 직물의 평면도이다.

제10A도는 라인 10A-10A에 따라 절취한 제10도의 직물의 횡단면도이다.

제10B도는 제10도의 직물의 종단면도이다.

제11도 및 제12도는 본 발명의 목적에 유용한 추가 직물의 평면도이다.

제13도 내지 제15도는 본 발명의 목적에 유용한 비원형 경사(경사) 가닥을 구체화한, 또다른 직물을 나타내는 제7A도와 유사한 횡단면도이다.

제16도는 종래의 제지기 직물에 추가의 경사로 각인 경사 세그먼트를 "수놓는" 것을 조절하기 위한 자카드식(jacquard) 메카니즘을 포함하도록 변형된 표준 장망식 제직기를 나타낸 도면이다.

제17도는 본 발명에 따라서 제조된 티슈의 횡단면 사진이다.

제18도는 시판되는 각종 미용, 화장실용 및 타월 제품에 대한 벌크도 대 기계 방향 강성도를 플롯팅한것으로서, 본 발명의 제품이 벌크도가 높고 강도가 낮음을 예시한 것이다.

제19도는 본 발명의 제품 다수개 및 경쟁적 제품 다수개에 대한 WCB, LER 및 WS를 나타낸 막대 그래프이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 티슈 시트 3 : 시험 샘플

10 : 적층 제지 헤드 박스 12 : 성형 직물

13 : 직물 17 : 이송 직물

18 : 진공 슈

19, 40, 50, 60, 70, 90 : 통기 건조 직물

20 : 전달 롤 21 : 통기 건조기

22, 25 : 캐리어 직물 23 : 시트

24 : 릴 26 : 회전 롤

22, 25 : 캐리어 직물

42, 44, 53, 63, 73', 83, 93, 103 : 위사

43, 46, 54, 64, 74, 84, 94, 124, 126' : 경사

42, 52, 62, 72 : 내하중층 51 : 입체무늬층

54', 74', 84', 94' : 각인 너클 55 :상단면

58, 68, 78 : 중간면 41, 51, 61, 71 : 하단면

150 : 백빔 151 : 헤들 프레임

153 : 리드 155 : 브리스톨 롤

Claims

(a) 콘시스턴시(consistency)가 약 1% 이하인 제지 섬유의 수성 현탁액을 성형 직물상에 퇴적시켜 습윤 왯(wet web)을 형성하는 단계,

(b) 습윤 웹을 탈수하여 콘시스턴시가 약 20 내지 약 30%가 되도록하는 단계,

(c) 탈수 웹을 성형 직물로부터 성형 직물보다 약 10 내지 약 80% 더 느린 속도로 이동하는 이송 직물로 전달하는 단계,

(d) 웹을 직물의 면위로 약 0.005 in (0.0127 cm)이상 양각된 각인 너클을 1 in²당 약 5 내지 약 300개 갖는 통기 건조 직물로 전달하여 웹이 거시적으로 재배열되어 통기 건조 직물의 표면에 정합(整合)되도록하는 단계, 및

(e) 웹을 통기 건조시키는 단계

를 포함하로 티슈 시트의 제조 방법.
제1항에 있어서, 각인 너클의 수가 약 10 내지 150개/in²인 방법.
제1항에 있어서, 각인 너클의 수가 약 10 내지 75개/in²인 방법.
제1항에 있어서, 이송 직물이 직물의 면위로 약 0.005 in (0.0127 cm) 이상양각된 각인 너클을 약 5 내지 약 300개/in²를 갖는 것인 방법.
제4항에 있어서, 각인 너클의 수가 약 10 내지 150개/in²인 방법.
제4항에 있어서, 각인 너클의 수가 약 10 내지 75개/in²인 방법.
제1항 또는 4항에 있어서, 통기 건조된 웹을 캘린더링시키는 것인 방법.
제1항 또는 4항에 있어서, 통기 건조된 웹을 크레이프하는 것인 방법.
제1항 또는 4항에 있어서, 통기 건조 웹을 크레이프하지 않는 것인 방법.
(a) 콘시스턴시가 약 1% 이하인 제지 섬유의 수성 현탁액을 성형 직물상에 퇴적시켜 습윤 웹(wet web)를 형성하는 단계,

(b) 습윤 웹을 탈수하여 콘시스턴시가 약 20 내지 약 30%가 되도록 하는 단계,

(c) 탈수 웹을 성형 직물로부터 성형 직물보다 약 10 내지 약 80% 더 느린 속도로 이동하며, 직물의 면위로 약 0.005 in (0.0127 cm)이상 양각된 각인 너클을약 5 내지 약 300개/in²갖는 이송 직물로 전달하여, 웹이 거시적으로 재배열되어 이송 직물의 표면에 정합되도록 하는 단계, 및

(d) 웹을 통기 건조 직물로 전달하여 건조시키는 단계

를 포함하는, 티슈 시트의 제조 방법.
제10항에 있어서, 각인 너클의 수가 약 10 내지 150개/in²인 방법.
제10항에 있어서, 각인 너클의 수가 약 10 내지 75개/in²인 방법.
기초 중량이 약 10 내지 70 g/m²이고, 통기 건조 직물상의 각인 너클에 대응하며 그 높이가 약 0.005 in (0.0127cm)이상인 돌출부를 시트 1 in²당 약 5 내지 약 300개 가지며, 횡방향 신도가 약 9% 이상인 크레이프되지 않는 통기 건조 티슈 시트.
제13항에 있어서, 돌출부를 1 in²당 약 10 내지 약 150개 갖는 티슈 시트.
제13항에 있어서, 돌출부를 1 in²약 10 내지 약 75개 갖는 티슈 시트.
제13항에 있어서, 돌출부의 높이가 약 0.005 내지 약 0.05 in (0.0127 내지 0.127cm)인 것인 티슈 시트.
제13항에 있어서, 돌출부의 높이가 약 0.005 내지 약 0.03 in (0.0127 내지 0.0762 cm)인 것인 티슈 시트.
제13항에 있어서, 돌출부의 높이가 약 0.01 내지 약 0.02 in (0.0254 내지 0.0508 cm)인 것인 티슈 시트.
제13항에 있어서, 횡방향 신도가 약 10 내지 25%인 티슈 시트.
제13항에 있어서, 횡방향 신도가 약 10 내지 20%인 티슈 시트.
제13항에 있어서, 약 12cm³/g 이상의 벌크도를 갖는 티슈 시트.
제13항에 있어서, 약 12 내지 약 25 cm³/g의 벌크도를 갖는 티슈 시트.
제13항에 있어서, 약 15 내지 약 20 cm³/g의 벌크도를 갖는 티슈 시트.
제13항에 있어서, 기하 평균 모듈러스/기하 평균 인장 강도의 비로 측정되는 유연도가 4.25 km/kg 이하인 것인 티슈 시트.
제13항에 있어서, 기하 평균 모듈러스/기하 평균 인장 강도로 측정되는 유연도가 약 2 내지 약 4.25 km/kg인 것인 티슈 시트.
제13항에 있어서, 위킹 속도(Wicking Rate)가 약 2.5 in(6.35 cm)/15초 이상인 것인 티슈 시트.
제13항에 있어서, 위킹 속도가 약 2.5 내지 약 4 in(6.35 내지 10.16 cm)/15초인 것인 티슈 시트.
제13항에 있어서, 위킹 속도가 약 3 내지 약 3.5 in(7.62 내지 8.89 cm)/15초인 것인 티슈 시트.
제13항에 있어서, 흡수 용량이 약 12g/g 이상인 것인 티슈 시트.
기초 중량이 약 10 내지 70 g/m²이고, 통기 건조 직물상의 각인 너클에 대응하는 돌출부를 1 in²당 약 10 내지 약 50개 가지며, 횡방향 신도가 약 9% 이상이고, 벌크도가 약 12 cm³/g 이상이며, 기하-평균 모듈러스/기하 평균 인장 강도의 비로 측정되는 유연도가 4.25 이하이며, 흡수 용량이 약 12 g/g 이상인 크레이프되지 않은 통기 건조 티슈 시트.
기초 중량이 약 10 내지 70 g/m²이고, 통기 건조 직물상의 각인 너클에 대응하는 돌출부를 1 in²당 약 5 내지 약 300개 가지며, 벌크도가 약12 cm³/g 이상인 통기 건조 티슈 시트.
제31항에 있어서, 약 12 내지 약 25 cm³/g의 벌크도를 갖는 티슈 시트.
제31항에 있어서, 약 15 내지 약 20 cm³/g의 벌크도를 갖는 티슈 시트.
제31항에 있어서, 흡수 용량이 약 11 g/g 이상인 티슈 시트.
제31항에 있어서, 횡방향 신도가 약 9% 이상인 티슈 시트.
제31항에 있어서, 기하-평균 모듈러스/기하 평균 인장 강도의 비로 측정되는 유연도가 약 4.25 이하인 티슈 시트.
기초 중량이 약 10 내지 70 g/m²이고, 통기 건조 직물상의 각인 너클에 대응하는 돌출부를 1 in²약 5 내지 약 300개 가지며, 횡방향 신도가 약 9% 이상이며, 벌크도가 약 12 cm³/g 이상이며, 기하-평균 모듈러스/기하 평균 인장 강도의 비로 측정되는 유연도가 약 4.25 이하인 통기 건조 티슈 시트.
기초 중량이 약 10 내지 70 g/m²이고, 통기 건조 직물상의 각인 너클에 대응하는 돌출부를 1 in²약 5 내지 약 300개 가지며, 벌크도가 약 12 cm³/g 이상이며, 기하-평균 모듈러스/기하 평균 인장 강도의 비로 측정되는 유연도가 약 4.25 이하인 티슈 시트.
기초 중량이 약 10 내지 70 g/m²이고, 통기 건조 직물상의 각인 너클에 대응하며 그 높이가 약 0.005 in (0.0127cm) 이상인 돌출부를 1 in²당 약 5 내지 약 300개 가지며, 기계 방향 강성도가 약 100 kg-μ^1/2이하이며, 벌크도가 약 12 cm³/g 이상인 통기 건조 티슈 시트.
제39항에 있어서, 티슈가 크레이프되지 않은 것인 티슈.
제39항에 있어서, 기계 방향 강성도가 약 75 kg-μ^1/2이하인 티슈.
제39항에 있어서, 기계 방향 강성도가 약 50 kg-μ^1/2이하인 티슈.
기초 중량이 약 10 내지 70 g/m²이고, 통기 건조 직물상의 각인 너클에 대응하는 돌출부를 1 in²당 약 5 내지 약 300개 가지며, 벌크도가 약 7.0 cm³/g 이상인 캘린더링된 크레이프되지 않고 통기 건조 티슈 시트.
제43항에 있어서, 횡방향 신도가 약 4% 이상인 티슈.
제43항에 있어서, 흡수 용량이 약 9.0 g/g 이상인 티슈.
제43항에 있어서, 기계 방향 강성도가 약 100 kg-μ^1/2이하인 티슈.
제43항에 있어서, 시계 방향 강성도가 약 75 kg-μ^1/2이하인 티슈.
제43항에 있어서, 기계 방향 강성도가 약 50 kg-μ^1/2이하인 티슈.
한 겹 또는 그 이상의 겹으로 되고, 습윤 압착 벌크도(Wet Compressed Bulk: WCB)가 약 4.5이상이며, 하중 에너지 비(Loading Energy Ratio; LER)가 약 50% 이상이며, 습윤 탄성(Wet Springback; WS)이 약 50% 이상인 연질 티슈 제품.
제49항에 있어서, WCB가 약 5.0 이상인 티슈 제품.
제49항에 있어서, LER이 약 55% 이상인 티슈 제품.
제49항에 있어서, WS가 약 60% 이상인 티슈 제품.
제49항에 있어서, WCB가 약 5.0 이상이며, LER이 약 55% 이상이며, WS가 약 60% 이상인 티슈 제품.
제49항에 있어서, 겹들이 통기 건조된 겹인 티슈 제품.
제49항에 있어서, 겹조이 크레이프되지 않고 통기 건조된 겹인 티슈 제품.
제55항에 있어서, WCB가 약 5.0 이상이며, LER이 약 50% 이상이며, WS가 약 50% 이상인 티슈 제품.
제55항에 있어서, WCB가 약 4.5 이상이며, LER이 약 50% 이상이며, WS가 약 60% 이상인 티슈 제품.
제55항에 있어서, WCB가 약 5.0 이상이며, LER이 약 55% 이상이며, WS가 약 60% 이상인 티슈 제품.
(a) 콘시턴스가 약 20 % 이상인 제지 섬유의수성 현탁액을 형성하는 단계,

(b) 수성 현탁액을 외부 열원에 의해 제공되는 약 60 ℃(140 °F) 이상의 온도에서 건조 섬유 톤 당 약 1 마력-일 이상의 동력을 투입하여 기계적으로 가공하로 단계,

(c) 기계적으로 가공된 섬유의 수성 현탁액을 콘시스턴시 약 0.5% 이하로 희석하고, 희석된 현탁액을 2개 이상의 층을 제공하는 적층된 티슈 제조 헤드박스에 공급하는 단계,

(d) 상기 층들중 하나 이상에 일시적 또는 영구적 습윤 강도 첨가제를 포함 시키는 단계,

(e) 희석된 수성 현탁액을 성형 직물에 퇴적시켜 습윤 웹을 형성하는 단계,

(f) 습윤 웹을 콘시스턴시가 약 20 내지 약 30 %가 되도록 탈수하는 단계,

(g) 탈수된 웹을 성형 직물로부터 이 성형 직물보다 약 10 내지 약 80 % 더 느린 속도로 이동하는 이송 직물로 전달하는 단계,

(h) 웹을 통기 건조 직물로 전달하여 웹이 거시적으로 재배열되어 통기 건조 직물의 표면에 정합되도록 하는 단계,

(i) 웹을 최종 건조도로 통기 건조시키는 단계, 및

(j) 웹을 캘린더링시키는 단계

를 포함하는, 연질의 크레이프되지 않은 통기 건조 티슈의 제조 방법.