KR100430946B1 - 소프트 저밀도 종이 제품 및 소프트 저밀도 종이 제품제조 방법 - Google Patents

소프트 저밀도 종이 제품 및 소프트 저밀도 종이 제품제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제지 섬유 및 양이온 순간 습윤 강도 수지를 이용하여 제조된 소프트 저밀도 종이 제품에 관한 것이다. 이러한 종이 제품은 약 0.6그램/㎤보다 작은 밀도와, 약 10그램/㎡ 내지 약 65그램/㎡의 기본 중량과, 약 500그램/인치(197그램/㎝)보다 작은 건조 강도와, 약 0.51:1보다 큰 초기 습윤 강도 대 상기 건조 강도의 비율과, 약 0.4보다 작은 30분 습윤 강도 대 상기 초기 습윤 강도의 비율을 가진다. 이러한 종이 제품을 제조하는 방법이 또한 개시되어 있다. 종이 제품은 동종 구조 또는 다중 층형 구조로서 제조될 수 있으며, 크레이프되거나 크레이프되지 않을 수 있다.

Description

소프트 저밀도 종이 제품 및 소프트 저밀도 종이 제품 제조 방법{SOFT TISSUE HAVING TEMPORARY WET STRENGTH}
티슈 또는 종이 티슈 웨브 또는 시트로 불리는 종이 웨브 또는 시트는 현대 사회에서 대단히 많이 이용되고 있다. 이들 웨브 또는 시트는 종이 타월, 고급화장지 및 위생(또는 화장실) 티슈와 같은 것의 주요 원료이다. 이들 종이 제품은 습윤 강도 및 건조 강도와, 유연성(softness) 및 실보무라지 저항성(lint resistance)과 같은 다양한 필요한 특성을 가질 수 있다.
강도는 제품과 그 구성요소 웨브가 물리적인 일체성을 유지하게 하고 그리고 사용 조건하에서, 특히 습윤시에 인열, 파열 및 분쇄에 견딜 수 있도록 하는 능력이다.
유연성은 남성/여성이 특정 제품을 잡거나, 이 제품을 남성/여성 피부에 마찰시키거나 또는 이 제품을 남성/여성 손으로 구길 때에 소비자에 의해 감지되는 촉감이다. 이러한 촉감은 몇몇 물리적인 특성을 조합하여 제공되는 것이다. 유연성과 관련된 중요한 물리적인 특성은 제품을 구성하는 종이 웨브의 강도, 표면 평활성 및 미끄러움이라고 당업자에 의해 간주된다. 다음에, 강도는 통상적으로 웨브의 건조 강도와, 웨브를 제조하는 섬유의 강도에 따라 직접적으로 좌우되는 것으로 간주된다. 특히, 건조 강도가 증가할 때, 유연성은 감소된다.
실보무라지 저항성은 섬유 제품 및 그 구성요소 웨브가 습윤되는 경우를 포함해서 사용 조건하에서 함께 결합하는 능력이다. 즉, 실보무라지 저항성을 보다 높게 하면 실보무라지화되는 웨브의 경향을 보다 감소시킬 것이다.
종이 제품의 건조 강도는 비교적 건조한 상태에서 제품의 제조 및 이용이 가능하게 하기에 충분해야 한다. 건조 강도를 증가시키는 것은 인접한 제지 섬유의 수산기 그룹 사이의 수소 결합의 적당한 형성을 보장하기 위한 기계적인 방법이나, 특정 건조 강도 첨가제를 함유시키는 것에 의해 성취될 수 있다. 이러한 건조 강도 첨가제는 전형적으로 천연 또는 합성 폴리머이다. 예시적인 건조 강도 첨가제는 전분 및 전분 유도체, 폴리비닐 알콜 및 폴리아크릴아미드를 포함한다.
습윤 강도는 냅킨, 종이 타월, 가정용 티슈, 일회용 병원복 등과 같이 사용시에 수성 유체와 접촉하게 되는 많은 일회용 종이 제품의 바람직한 특성이다. 특히, 이러한 종이 제품이 적셔진 또는 습윤 상태에서 사용할 수 있기에 충분한 습윤 강도를 갖는 것이 바람직하다, 예를 들면, 적셔진 티슈 또는 타월은 신체 또는 다른 세척을 위해서 이용될 수 있다. 불행하게도, 미처리된 셀룰로오스 섬유 집합체는 물에 잠겨질 때 그 강도의 95% 내지 97%의 강도를 상실하게 되어, 적셔진 또는 습윤 상태에서 통상적으로 사용할 수 없다.
역사적으로, 종이 제품에 습윤 강도를 제공하는 하나의 방법은 물에 파열되지 않는 또는 순간 습윤 강도를 위해서 물에 파열되는 것에 견딜 수 있는 섬유간 결합의 형성에 유효한 종이 제품에 첨가제를 추가하는 것이다. 일반적으로 종이 제품이 형성[웨트-엔드(wet-end)]되기 전에 수용성 습윤 강도 수지가 펄프에 첨가될 수 있다. 일반적으로, 수지는 본래 양이온성인 셀룰로오스 섬유에 의해 쉽게 유지될 수 있게 음이온성 기능제를 포함한다.
다수의 수지가 이용되거나, 종이 제품에 습윤 강도를 제공하는데 있어서 특히 유용한 것으로 개시되어 있다. 이들 습윤 강도 첨가제의 일부는 수성 매체에 위치되는 경우에 시간이 경과함에 따라 그 초기 습윤 강도의 실질적인 부분을 보유하게 되는 영구적인 습윤 강도를 가진 종이 제품, 즉 종이가 되게 한다. 이러한 형태의 예시적인 수지는 요소 포름 알데히드 수지, 멜라민 포름 알데히드 수지 및 폴리아미드 에피클로르히드린 수지를 포함한다. 이러한 수지는 한정된 습윤 강도 감쇠를 갖고 있다.
종이 제품에 있어서 영구적인 습윤 강도는 종종 불필요하고 바람직하지 못한 특성이다. 화장실 티슈 등과 같은 종이 제품은 일반적으로 짧은 사용 주기후에 하수 시스템 등내로 폐기된다. 종이 제품이 그 습윤 강도 특성을 영구적으로 유지한다면, 이들 시스템은 막히게 된다. 따라서, 최근에 제조자들은 순간 습윤 강도 첨가제를 종이 제품에 첨가하여, 습윤 강도가 그 의도하는 용도에 충분하지만, 물에 잠겨질 때 감쇠될 수 있게 하였다. 습윤 강도의 감쇠는 부패 시스템을 통해 종이 제품의 유동을 용이하게 한다. 시간이 경과함에 따라 상당히 감쇠되는 양호한 초기 습윤 강도를 가진 종이 제품을 제공하기 위한 많은 방법이 제안되었다.
순간 습윤 강도 첨가제의 하나의 형태는 미국 뉴저지주 블름필드에 소재하는 내셔날 스타치 앤드 케미칼 코포레이션(National Starch Chemical Corp.)으로부터 입수할 수 있는 알데히드 기능성화 양이온 전분인 COBOND 1000과, 미국 뉴저지주 웨스트 패터슨에 소재하는 사이텍 인더스트리즈 인크.(Cytec Industries, Inc.)로부터 입수할 수 있는 알데히드 기능성화 양이온 폴리아크릴아미드인 PAREZ 631 및 PREZ 750A에 의해 예시된 알데히드 함유 수지가 있다.
순간 습윤 강도를 가진 종이 제품을 개시하고 있는 예시적인 특허로는 1991년 1월 1일자로 브조르크퀴스트에게 허여된 미국 특허 제 4,981,557 호와, 1997년 11월 25일자로 헤드람 등에게 허여된 미국 특허 제 5,690,790 호와, 1998년 3월 3일자로 다우플라이스 등에게 허여된 미국 특허 제 5,723,022 호가 있다. 이들 모든 특허는 물 또는 수용액에 노출된 후에 시간을 두고 강도가 감쇠되는 종이 제품이 개시되어 있는데, 물에 노출된 후에 짧은 기간 동안 강도를 유지하는 것과, 물에 노출된 후에 시간을 두고 강도가 감쇠되는 것과, 타월, 위생 티슈 등에 사용되는 종이 제품에 특히 바람직한 유연성이 조화를 이룬 저밀도 종이 제품을 개시하고 있는 특허는 하나도 없다. 특히, 상술한 특허들에 개시된 종이 제품은 유연성의 개선에 대한 필요성이나, 또는 건조 인장 특성의 어떠한 개시없이 물에 노출시에 건조 강도 특성의 단기간 유지의 개선에 대한 필요성을 제안하는 건조 인장 특성을 갖고 있다.
따라서, 타월, 위생 티슈 등에 사용되는 종이 제품의 계속적인 개선 필요성이 있다. 특히, 종이 제품이 최초로 습윤될 때 그 건조 강도의 비율을 보다 크게 유지하는 동시에 물 또는 수용액에 더 노출될 때에 그 초기 습윤 강도로부터 실질적인 감쇠를 나타내는 종이 제품이 필요하다. 또한, 소프트하고 실보무라지 저항성이 있는 소망하는 습윤 강도 특성을 가진 종이 제품이 필요하다.
발명의 요약
본 발명의 소프트 저밀도 종이 제품은 제지 섬유와, 양이온 순간 습윤 강도 수지를 포함한다. 이러한 종이 제품은 약 0.6g/㎤보다 작은 밀도와, 약 10g/㎡ 내지 65g/㎡ 사이의 기본 중량과, 약 500g/인치(197g/㎝)보다 작은 건조 강도와, 약 0.15:1보다 큰 초기 습윤 강도 대 건조 강도의 비율과, 약 0.4 보다 작은 30분 습윤 강도 대 초기 습윤 강도의 비율을 갖고 있다. 본 발명의 종이 제품은 동종 구조체 또는 다중층 구조체로 제조될 수 있거나, 크레이프화되거나 크레이프화되지 않을 수 있다.
본 발명은 순간 습윤 강도(temporary wet strength)를 가진 종이 제품에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 바람직하게 소프트한 동시에 종래의 하수 시스템에 노출되는 경우에 신속하게 분산될 수 있는 능력을 가진 순간 습윤 강도를 가진 종이 제품에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 종이 제품을 제조하기에 적당한 제지 방법을 위한 수성 제지 완성지료(aqueous papermaking furnish)를 준비하기 위한 단계를 도시하는 개략도,
도 2는 제품이 건조후에 크레이프화된 본 발명의 종이 제품을 제조하기 위한 제지 방법을 도시하는 개략도,
도 3은 종이 제품이 크레이프화되지 않은 다른 건조 방법의 개략도.
본 명세서는 본 발명을 형성한다고 여겨지는 주제를 특별하게 지적하고 구분되게 청구하는 특허청구의 범위로 종결되지만, 첨부 도면과 관련하여 기술하는 하기의 설명으로부터 본 발명을 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에 있어서, 용어 "실보무라지 저항성(lint resistance)"은 섬유 제품 및 그 구성 웨브가 습윤될 때를 포함해서 사용 조건하에서 서로 결합하는 능력을 가리킨다. 환언하면, 실보무라지 저항성이 높을수록 웨브의 실보무라지화 경향이 낮아진다.
본 명세서에 있어서, 용어 "결합제(binder)"는 제지 기술 분야에 공지된 다양한 습윤 및 건조 강도 수지와 유지 보조 수지를 가리킨다.
본 명세서에 있어서, 용어 "수용성(water soluble)"은 25℃에서 적어도 3%까지 물에 용해될 수 있는 재료를 가리킨다.
본 명세서에 있어서, 용어 "티슈 종이 웨브, 종이 웨브, 웨브, 종이 시트 및 종이 제품" 모두는 수성 제지 완성지료를 형성하는 단계와, 포드라이너(Fourdrinier) 와이어와 같은 유공성 표면상에 상기 완성지료를 부착시키는 단계와, 가압하거나 가압하지 않고 중력 또는 진공 보조 배수에 의해 그리고 증발에 의해 완성지료로부터 물을 제거하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된 종이의 시트를 가리킨다.
본 명세서에 있어서, "수성 제지 완성지료(aqueous papermaking furnish)"는이후에 설명하는 제지 섬유 및 화학약품의 수성 슬러리이다.
본 명세서에 있어서, 용어 "다중층 티슈 종이 웨브, 다중층 종이 웨브, 다중층 웨브, 다중층 종이 시트 및 다중층 종이 제품"은 모두 바람직하게 상이한 섬유 형태로 구성되는 수성 제지 완성지료의 2개 이상의 층으로 제조된 종이의 시트를 가리키며, 섬유는 전형적으로 티슈 제지에서 사용되는 비교적 긴 연한 나무 및 비교적 짧은 단단한 나무 섬유이다. 바람직하게, 층은 하나 이상의 무단 유공성 스크린상에서 연한 섬유 슬러리의 별개의 스트림의 석출물로 형성된다. 개별 층이 별개의 와이어상에 최초로 형성된다면, 층은 연속적으로 (습윤 동안에) 조합되어 층형 복합 웨브를 형성한다.
본 명세서에 있어서, 용어 "다중플라이 티슈 종이 제품"이란 적어도 2개의 플라이로 구성되는 티슈 종이를 가리킨다. 다음에, 각각의 개별 플라이는 단일층 또는 다중층 티슈 종이 웨브로 구성될 수 있다. 다중층 구조체는 2개 이상의 티슈 웨브를 아교접착 또는 엠보싱과 같은 방법으로 함께 접착시킴으로써 형성된다.본 명세서에 있어서, 용어 "통기 공기 건조" 기술은 고온 공기에 의해 웨브를 건조시키는 기술을 가리킨다.
본 명세서에 있어서, 용어 "기계적 탈수" 기술은 탈수 펠트로 기계적 압축시킴으로써 웨브를 건조시키는 기술을 가리킨다.
본 발명의 종이의 일반적인 설명
본 발명에 따른 종이는 초기 습윤 강도, 습윤 강도 감쇠, 유연성 및 실보무라지 저항성의 바람직한 조합을 갖는다. 종래 기술은 제지 섬유의 강도 특성을 개선하기 위해서 화학적 강도 첨가제(건조 강도 첨가제, 습윤 강도 수지 등등)를 이용하는 것이 통상적이지만, 본 출원인은 제지 섬유 및 순간 습윤 강도 수지가 본 발명의 방법에 따라 종이 구조체로 형성되는 경우에, 결과적인 저밀도 티슈 종이는 건조 강도, 높은 초기 습윤 강도, 신속한 습윤 강도 감쇠, 유연성 및 실보무라지 저항성이 독특하게 조합되어 있다. 이들 특성은 각각 이하에 보다 상세하게 설명한다.
초기 습윤 강도
상술한 바와 같이, 종이 제품의 초기 습윤 강도는 많은 이용 상황에서 그 이용도를 최대화하는데 있어서 중요한 것이다. 예를 들면, 종이 타월로 와이핑을 실행하는 동안에 제품 일체성을 유지하고, 배뇨후 위생 티슈로 세정하는 동안에 손을 보호하며, 고급화장지에 있어서 점액으로부터 보호하는 작용을 한다. 즉, 종이 제품이 물 또는 수용액에 습윤된 후에 종이 제품의 건조 강도를 가능한한 최대로 유지하는 것이 대단히 바람직하다.
이러한 건조 강도 유지의 일반적 척도는 초기 습윤 강도(Wi)대 건조 강도(DS)의 비율이다. 본 명세서에 있어서, 이러한 비율은 습윤대 건조 강도 비율로서 규정된다. 습윤 강도 및 건조 강도는 하기의 시험 방법에 개시된 방법에 따라 측정될 수 있다. 종래 기술은 약 0.2:1 또는 심지어 이보다 다소 높은 습윤대 건도 강도 비율을 가진 종이 제품을 개시하고 있지만, 이러한 제품은 또한 종이 제품이 충분하게 부드럽지 못하여 타월, 위생 티슈 또는 고급화장지로서 사용하기에 부적당한 큰 건조 강도를 갖고 있다. 공지된 바와 같이 그리고 이후의 유연성 부분에서 설명하는 바와 같이, 건조 강도와 감지되는 유연성 사이에는 분명한 관계가 있는데, 즉 건도 강도를 증가시키면 감지되는 유연성은 감소된다. 즉, 지금까지는 실질적인 건조 강도 유지를 성취할 수 있는 기술중 단 하나의 방법은 타월, 위생 티슈 및 고급화장지와 같은 제품에 대해서 감지되는 유연성을 수용할 수 없게 악화시키는 수준으로 건조 강도가 이뤄지게 하는 것이다. 전형적으로, 이러한 기술은 0.1:1 또는 아마도 0.12:1 정도의 습윤대 건조 강도 비율을 성취하면서, 동시에 수용가능한 유연성 레벨을 유지할 수 있다.
한편, 본 발명의 종이 제품은 적어도 약 0.15:1 또는 바람직하게 적어도 약 0.2:1 또는 보다 바람직하게 0.25:1의 습윤대 건조 강도 비율을 이룰 수 있다. 이론적으로 제한함이 없이, 본 출원인은 이러한 비율이 성취가능한데, 그 이유는 본 출원인이 특정 완성지료 조성물, 제지 조건 및 통상적으로 저밀도 티슈 종이의 성분인 순간 습윤 강도 수지를 이용하는 완성된 종이 조성물을 제공하여 보다 큰 건조 강도를 제공하였기 때문이다. 공지된 바와 같이 순간 습윤 강도 수지의 레벨은 또한 건조 강도를 증가시킨다. 그러나, 과거에 본 기술은 건조 강도의 이러한 증가가 기회라기 보다는 유연성이 유지될 수 있다면 제한 요소인 것으로 인정했다. 예를 들면, 1973년 8월 28일자로 프레마크 등에게 허여된 미국 특허 제 3,755,220 호에 개시된 바와 같은 기술은 이러한 감지된 바람직하지 못한 건조 강도를 상쇄시키기 위한 화학적 접착분리제를 제공하여, 종이를 보다 부드럽게 하고 덜 거칠게 하였다. 본 출원인은 본 발명을 성취하기 위해서 중요한 것으로 간주되어 판명된 특정 완성지료, 제지 및 종이 조성 매개변수에 대해서 하기에 상세하게 설명한다.
순간 습윤 강도 수지
상술한 바와 같이, 순간 습윤 강도 수지는 순간 습윤 강도를 제공할 뿐만 아니라 건조 강도에도 기여한다. 본 발명의 주 요소는 순간 습윤 강도 수지의 레벨을 실질적으로 증가시키는 것이다. 예를 들면, 시중에서 성공한 위생용 티슈는 톤당 약 1파운드의 레벨(0.05%)의 순간 습윤 강도 수지를 이용한다. 순간 습윤 강도 수지가 적당한 조건하에서 제조된 저밀도 종이 제품에 대해서 건조 강도의 벌크를 제공하는 것으로 인식되어 있으며, 본 출원인은 본 발명의 저밀도 종이에 있어서 종이는 제지 섬유의 순간 습윤 강도 수지의 톤당 약 4파운드(0.2%)와 약 16파운드(0.8%) 사이를 포함해야 하는 것을 발견했다. 바람직하게, 종이는 톤당 약 6파운드(0.3%)와 약 12파운드(0.6%) 사이를 포함한다. 본 발명의 특히 바람직한 층형 종이 제품에 있어서, 순간 습윤 강도 수지는 내부 층이 톤당 약 3파운드(0.15%)와 약 12파운드(0.6%) 사이이고 외부 층이 톤당 약 1파운드(0.05%)와 약 4파운드(0.2%) 사이가 되도록 내부 층과 외부 층 사이에 분포되어 있다. 바람직하게, 바람직한 층형 종이 제품의 내부 층은 톤당 약 4파운드(0.2%) 내지 약 8파운드(0.4%)를 포함하며, 외부 층은 톤당 약 2파운드(0.1%) 내지 약 4파운드(0.2%)를 포함한다. 특히 바람직한 층형 종이 제품은 내부 층에서 제지 섬유의 순간 습윤 강도 수지를 톤당 약 8파운드(0.4%)와, 외부 층에서 약 3파운드(0.15%)를 포함한다. 모든 퍼센트는 제지 섬유의 전체 중량에 의거한 것이다(즉, 모든 짧은 제지 섬유 및 모든 긴 제지 섬유의 조합된 중량이 이용될 수 있다).
헤드박스 pH(Headbox pH)
본 출원인은 약 4.5 내지 약 5.5의 제어된 헤드박스 pH가 증가된 습윤대 건조 강도 비율에 기여하는 것을 발견하였다. 이론적으로 제한함이 없이, 본 출원인은 보다 많은 산성 pH가 순간 습윤 강도 수지에 의해 보다 효율적인 가교결합 형성을 개선하는 것으로 믿고 있다. 종래 기술의 티슈 제품에 대한 헤드박스 pH는 특정 완성지료 조성물에 따라서 약 4 내지 약 6까지 다양할 수 있는 반면에, 종래 기술은 pH가 감소될 때 불용성 물질(점착제)이 포드라이너 와이어상에 점착될 위험이 증가되는 것을 감지하여 6에 가까운 pH에서 작동하는 것이 바람직하다. 점착제는 포드라이너 와이어의 부분을 막히게 하여 적절한 형성을 방해한다. 그러나, 이후에 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 본 출원인은 상술한 바와 같이 pH의 조절과 조합하면 pH의 순차적인 감소로 인해서 보다 산성 범위에서 작동할 때 점착제의 부적절한 형성이 방지되는 것을 발견하였다. 제어된 pH를 이러한 새로운 경로에 제공하면, 본 출원인은 바람직한 습윤대 건조 강도 비율을 가진 저밀도 티슈를 제조하는 제지 방법을 성취할 수 있었다.
긴 섬유 축소
본 기술 분야에 공지된 바와 같이, 보다 긴 제지 섬유를 이용하여 제조된 종이는 보다 짧은 섬유를 이용하여 제조된 종이보다 큰 건조 강도를 갖고 있다. 예를 들면, 노던 설파이트 크라프트(Northern Sulfite Kraft ; NSK) 섬유를 이용하여 제조된 종이는 보다 짧은 유칼리툽스(Eucalyptus) 섬유로 제조된 종이 보다 큰 건조 강도를 갖고 있다. 반대로, 유칼리툽스(Eucalyptus) 섬유를 이용하여 제조된 종이는 NSK 섬유를 이용하여 제조된 종이보다 더 부드럽다. 층형 구조체를 이용하면, 이 기술은 건조 강도를 위해 보다 긴 섬유의 중심 층과 유연성을 위해서 보다 짧은 섬유의 외부 층을 구비하는 종이 구조체를 제조하기 위해서 이들 특성의 이점을 취한다.
본 출원인은 종이 구조체에 있어서 긴 섬유의 양을 감소시킴으로써 저밀도 종이의 건도 강도에 대한 순간 습윤 강도 수지의 기여를 이용할 수 있었다. 특히, 약 13% 내지 약 25%의 긴 섬유를 포함하는 제지 섬유 조성물을 구비하는 본 발명에 따른 종이 구조체는 습윤대 건조 강도 비율을 바람직하게 증가시킨다. 바람직하게, 제지 섬유 조성물은 약 14% 내지 약 16%의 긴 섬유를 포함한다. 보다 바람직하게, 이들 긴 섬유는 3개 층형 종이 구조체의 중심 층에 집중되며, 짧은 섬유는 구조체의 외부 층에 집중된다.
정제
또한 본 기술은 종이 제품의 건조 강도를 증가시키는 정제에 이용된다. 공지된 바와 같이, 정제는 제지 섬유를 가는 섬유로 분해하고 섬유간 수소 결합의 형성을 향상시키는 기계적인 방법이다. 정제의 하나의 수단은 하기의 시험 방법에 개시된 바와 같이 펄프 여과 저항(Pulp filtration Resistance ; PFR) 시험이다. 전형적으로, 긴 제지 섬유는 그들의 건조 강도 분포를 증가시키기 위해 정제된다. NSK와 같은 전형적인 긴 제지 섬유를 전형적으로 정제 단계를 통과시키면 약 1초 내지 약 3초, 전형적으로 약 2초 내지 약 3초의 PFR의 수정이 야기된다. 본 발명의 저밀도 티슈 제품은 실질적으로 정제를 덜 이용하여 필요한 소망하는 습윤대 건조 강도 비율을 성취할 수 있다. 적절하게, 본 발명의 종이 제품에 대한 PFR의 수정은 약 0.5초 내지 약 1.5초이다. 바람직하게, 이러한 수정은 약 0.5 내지 약 1초이다.
건조 강도 첨가제
상술한 바와 같이, 본 기술은 티슈 제품을 제조할 시에 건조 강도 첨가제와 하나 이상의 습윤 강도 수지 양자를 이용한다. 아마도, 접착제는 건조 강도 첨가제의 부정적인 유연성 효과의 일부를 극복하기 위해 또한 제공된다. 순간 습윤 강도 수지의 건조 강도 분포의 이점을 취함으로써, 본 발명의 저밀도 티슈 제품은 완성지료에 접착분리제를 첨가시킬 필요성을 실질적으로 제거하고, 건조 강도 첨가제의 필요성을 실질적으로 감소시킨다. 적당하게, 본 발명의 저밀도 종이 제품은 긴 제지 섬유의 건조 강도 첨가제를 톤당 약 0 내지 약 2파운드(0 내지 0.1%)를 포함하는 중앙 층을 구비한다. 보다 바람직하게, 본 발명의 저밀도 티슈 제품은 톤당 0 내지 약 1파운드(0 내지 0.05%)를 포함한다. 본 발명의 특히 바람직한 저밀도 티슈 제품은 건조 강도 첨가제가 없다.
습윤 강도 감쇠
본 명세서에 있어서, 용어 "습윤 강도 감쇠(wet strength decay)"라는 것은 30분 후의 습윤 강도(W30)대 초기 습윤 강도(Wi)의 비율로 규정된다. 상술한 바와 같이, 습윤 강도 감쇠는 하수 시스템 및 부패 탱크를 통해 통과할 수 있게 하는데 중요한 것이다. 특히, 습윤 강도 감쇠는 이러한 종이 제품이 충분한 작은 조각으로 파열되게 하여, 이러한 시스템에서의 파이프가 막히지 않게 할 수 있다. 습윤 강도 감쇠가 보다 신속하면 막힐 위험은 보다 적게 된다. 전형적으로, 종래 기술의 종이 제품은 물에 30분 노출된 후에 그 초기 습윤 강도의 약 30% 내지 50%의 순간 습윤 강도가 감소된다. 특정 고건조 강도 종이 제품은 그 초기 습윤 강도의 80%(W30/Wi∼0.2)까지 감소된다. 본 발명의 종이 제품은 그 초기 습윤 강도의 적어도 약 60%(W30/Wi<0.4)까지, 바람직하게 적어도 약 70%(W30/Wi<0.3)까지 감소된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 저밀도 티슈 제품은 증가된 레벨의 순간 습윤 강도 수지를 이용하여, 건조 강도 및 순간 습윤 강도 양자를 제공한다. 공지된 바와 같이, 순간 습윤 강도 수지는 제지 섬유 사이에 불안정한 가교결합제를 제공하는 기능을 한다. 물에 노출될 시에, 이들 가교결합제는 붕괴되기 시작하여 티슈의 폐기시의 문제점(예를 들면 하수 막힘)을 실질적으로 감소시킨다. 본 출원인은 W30동안은 약 35그램/인치(14그램/㎝) 이하로 감소되어 폐기 문제점이 감소되는 것을 발견하였다. 본 출원인은 본 발명의 제품이 습윤 강도가 상대적인 정수대 시간 비율에서 감쇠되기 때문에 실질적으로 증가된 초기 습윤 강도를 가질지라도, 본 발명의 제품은 이러한 수용가능한 레벨의 감쇠를 성취할 수 있다. 즉, 소정의 시간이 지난후에, 습윤 강도는 소정의 퍼센트로 감쇠되는 동시에, 보다 높은 초기 습윤 강도는 W30의 보다 높은 절대값으로 감쇠되며, 이러한 값은 폐기 문제의 실질적인 위험을 제기하지 않을 정도로 충분히 낮다.
유연성
본 발명의 종이 제품은 바람직하게 부드럽다. 특히, 본 발명의 종이 제품은 종래 기술의 종이 제품과 적어도 비교할만하다. 본 명세서에 있어서, 하나의 종이 제품의 유연성은, 2개의 제품이 하기의 시험 방법에서 개시된 패널 유연성 방법(Panel Softness Method)에 따라 비교될 때 상대적인 유연성 값이 약 -0.2PSU보다 크다면 다른 종이 제품의 유연성과도 적어도 비교할만하다. 이러한 소망하는 유연성을 성취하기 위해서, 본 출원인은 부드럽게 하는 공헌도의 일부를 관찰하였으며, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이러한 유연성을 제공하기 위한 제품 및 방법 조건을 규정하였다. 이러한 공헌도는 이후에 개별적으로 설명한다.
건조 강도
상술한 바와 같이, 유연성과 건조 강도 사이에는 반대 관계가 있다. 유연성은 시험 종이와 대조 표준 종이를 비교함으로써 통상 측정된다. 이러한 측정을 실행하기 위한 방법은 이후의 시험 방법 부분에 개시되어 있다. 타월, 위생용 티슈 또는 고급화장지와 같이 실용성을 가진 종이 제품에 있어서, 유연성은 높은 것이 바람직하다. 유연성과 건조 강도 사이의 관계가 주어지면, 이러한 필요한 유연성은 건조 강도의 상한 한계에 효율적으로 도달한다. 본 출원인은 약 500그램/인치(197그램/㎝)보다 작은 전체 건조 인장 강도를 가진 종이 제품이 종래 기술의 종이 제품과 적어도 비교할만한 유연성을 갖고 있는 것을 발견하였다. 바람직하게, 전체 건조 인장 강도는 약 450그램/인치(177그램/㎝)보다 작으며, 보다 바람직하게 425그램/인치(167그램/㎝)보다 작으며, 보다 바람직하게 375그램/인치(148그램/㎝)보다 작다.
본 기술은 건조 강도를 성취하기 위해 다양한 수단을 이용한다. 예시적인 수단은, 제지 섬유의 표면적이 제지 섬유 사이의 수소 결합을 증가시키도록 가는 섬유로 분해함으로써 증가되는 정제와; 상술한 건조 강도 첨가제와; 제공될 수 있는 모든 습윤 강도 수지(영구 습윤 강도 수지 또는 순간 습윤 강도 수지)의 건조 강도 증가가 있다. 상술한 바와 같이, 본 출원인은 건조 강도의 바람직한 레벨이 본 발명의 적당한 제품에 대해서 성취될 수 있는 동시에 정제나, 특별히 첨가된 건조 강도 첨가제와 같은 외부 수단을 이용하여 최소화되는 것을 발견하였다. 이론적으로 제한함이 없이, 본 출원인은 순간 습윤 강도 수지를 보다 효율적으로 이용하여 소망하는 레벨의 건조 강도를 성취할 수 있다는 것을 발견하였다. 즉, 본 발명의 섬유간 수소 결합 및 순간 습윤 강도 수지를 제공하면 부정적인 유연성 프로파일을 야기시킬 정도로 크게 하지 않고 종이 제품의 방법 및 성능 요구사항에 부합하기에 충분한 건조 강도를 제공한다.
모듈러스(Modulus)
공지된 바와 같이 보다 강한 제품은 덜 부드러운 것으로 감지된다. 부드럽게 하는 하나의 수단은 모듈러스(즉, 응력/변형 곡선의 경사도)이다. 이러한 모듈러스를 측정하는 방법은 하기의 시험 방법 부분에 개시되어 있다. 본 출원인은 본 발명의 유연성이 종래 기술의 유연성과 적어도 비교할만하고 보다 큰 순간 습윤 강도를 제공하는 하나의 이유가 종래 기술의 저밀도 종이의 모듈러스와 비교할만한, 바람직하게 모듈러스보다 작은 모듈러스를 갖고 있기 때문이라는 것을 발견하였다. 약 12그램/㎝%보다 작은 모듈러스를 가진 저밀도 티슈 종이가 만족스러운 유연성을 갖고 있다. 바람직하게, 모듈러스는 약 10그램/㎝%보다 작다. 본 발명의 특히 바람직한 실시예는 약 6그램/㎝% 내지 약 10그램/㎝%의 모듈러스를 갖고 있다.
특히 바람직한 저모듈러스 티슈 종이는 패턴 조밀화된 티슈 종이이다. 패턴 조밀화된 티슈 종이는 비교적 낮은 섬유 밀도의 비교적 큰 용적 필드와, 비교적 큰 섬유 밀도의 조밀화된 구역의 어레이를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다. 선택적으로, 큰 용적 필드는 필로우 영역의 필드로서 특징지어 진다. 선택적으로, 조밀화된 구역은 너클 영역이라고 한다. 조밀화된 구역은 고용적 필드내에 개별적으로 이격될 수 있거나, 고용적 필드내에 완전히 또는 부분적으로 상호연결될 수 있다. 그들의 보다 낮은 밀도로 인해서, 필로우 영역은 패턴 조밀화된 티슈가 실질적으로 균일한 밀도를 가진 웨브보다 전체적으로 낮은 모듈러스를 갖게 하는 상대적으로 보다 높은 신장을 제공하는 것으로 판단되는 영역을 제공한다.
패턴 조밀화된 티슈를 제조하기 위한 바람직한 방법은 1967년 1월 31일자로 샌포드와 시손에게 허여된 미국 특허 제 3,301,746 호와, 1976년 8월 10일자로 피터 지. 아이어스에게 허여된 미국 특허 제 3,974,025 호와, 1980년 3월 4일자로 폴 디. 트로칸에게 허여된 미국 특허 제 4,191,609 호와, 1987년 1월 20일자로 폴 디. 트로칸에게 허여된 미국 특허 제 4,637,859 호에 개시되어 있으며, 이들 특허는 참고로 본원에 인용한다.
일반적으로, 패턴 조밀화된 웨브는 습윤 웨브를 형성하도록 포드라이너 와이어와 같은 유공성 성형 와이어어상에 종이 제조 완성지료를 부착하고, 다음에 지지체의 어레이를 향해 웨브를 병렬배치함으로써 바람직하게 제조된다.
웨브는 지지체의 어레이를 향해 가압되며, 그 결과 지지체의 어레이와 습윤 웨브 사이의 접촉 지점에 지리적으로 대응하는 위치에서 웨브내의 조밀화된 구역이 되게 한다. 이러한 작동 동안에 압축되지 않는 웨브의 나머지는 고용적 필드라고 한다. 웨브는 탈수되고, 선택적으로 고용적 필드의 압축을 실질적으로 방지하는 방법으로 사전건조된다. 바람직하게, 이것은 진공형 장치 또는 송풍 관통 건조기와 같은 것의 유체 압력에 의해 또는 선택적으로 고용적 필드가 압축되지 않는 지지체의 어레이를 향해 웨브를 기계적으로 가압함으로써 성취된다. 탈수, 선택적인 사전 건조 및 조밀화된 구역의 형성의 작업은 전체 처리 단계의 공수를 감소시키도록 일체화되거나 또는 부분적으로 일체화될 수 있다. 조밀화된 구역의 형성, 탈수 및 선택적인 사전건조에 이어서, 웨브는 바람직한 기계적인 압축을 여전히 방지하면서 완성되도록 건조된다. 바람직하게, 다중층 티슈 종이 표면의 약 8% 내지 약 55%가 고용적 필드의 밀도의 적어도 125%의 상대적인 밀도를 가진 조밀화된 너클부를 포함한다.
바람직하게, 지지체의 어레이는 압력을 인가할 때 조밀화된 구역의 형성을 용이하게 하는 지지체의 어레이로서 작동하는 너클부의 패턴형 변위부를 구비하는 각인 캐리어 직물이다. 너클부의 패턴은 이전에 참고한 지지체의 어레이를 구성한다. 각인 캐리어 직물은 1967년 1월 31일자로 샌포드와 시손에게 허여된 미국 특허 제 3,301,746 호와, 1974년 5월 21일자로 살부치 2세 등에게 허여된 미국 특허 제 3,821,068 호와, 1976년 8월 10일자로 아이어스에게 허여된 미국 특허 제 3,974,025 호와, 1971년 3월 30일자로 프레드버그 등에게 허여된 미국 특허 제 3,573,164 호와, 1969년 10월 21일자로 암네어스에게 허여된 미국 특허 제 3,473,576 호와, 1980년 12월 16일자로 트로칸에게 허여된 미국 특허 제 4,239,065 호와, 1985년 7월 9일자로 트로칸에게 허여된 미국 특허 제 4,528,239 호에 개시되어 있으며, 이들 모든 특허는 참고로 본원에 인용한다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 패턴 조밀화된 저밀도 티슈는 미국 특허 제 4,528,239 호에 개시된 바와 같은 편향 부재를 이용하는 상술한 미국 특허 제 4,637,859 호에 따라 제조된다. 이러한 종이는 편향 부재의 너클부에 대응하는 보다 높은 밀도의 상호연결된 패턴을 갖고 있다. 조밀화된 구역은 규칙적인 반복 패턴으로 분포된 다수의 보다 낮은 밀도의 필로우를 둘러싸고 분리시킨다. 즉, 각 필로우는 원형, 타원형, 6변 이하의 다각형, 나비넥타이 형상 도형 및 직조형 패턴을 포함하는(이들로만 제한되지 않음) 형상(평면도에서)을 가진 폐쇄된 도형의 형태이며, 나비넥타이 형상 도형이 특히 바람직하다. 이러한 패턴은 1997년 10월 21일자로 라쉬 등에게 허여된 미국 특허 제 5,679,922 호에 보다 상세하게 개시되어 있으며, 그 내용은 참고로 본원에 인용한다.
또한, 미국 특허 제 5,679,922 호에 개시된 바와 같이, 과적재는 벨트를 이용하여 제조된 모든 종이의 특성에 상당히 영향을 미친다. 이러한 특성은 핀홀, 캘리퍼 생성 및 모듈러스의 정도를 포함한다. 미국 특허 제 5,679,222 호의 기술에 부가하여, 본 출원인은 약 2.0밀(0.05㎜) 내지 약 8밀(0.2㎜)의 과적재는 캘리퍼 생성, 모듈러스 및 핀홀의 방지 사이의 수용가능한 균형을 제공하는 것을 발견하였다. 특히 바람직한 과적재는 약 5.5밀(0.14㎜) 내지 약 6.5밀(0.17㎜)이다. 상술한 바와 같이, 본 출원인은 필로우 영역이 비교가능한 기본 중량을 가진 비패턴화된 조밀화 티슈와 비교할 때 패턴 조밀화된 티슈에 대한 전체적으로 보다 낮은 모듈러스로 되게 하는 비교적 보다 높은 신장을 제공하는 것으로 믿고 있다.
습윤 파열 강도
개선된 순간 습윤 강도 및 보다 낮은 모듈러스를 조합하면 종래 기술의 저밀도 티슈 제품과 비교할 때 개선된 순간 습윤 파열 강도를 제공한다. 습윤 파열 강도는 위생용 티슈 제품에 있어서 특히 중요한데, 그 이유는 습윤 파열 강도가 사용 동안에 이러한 제품에 보호 수단["찌름 관통" 저항("poke through" resistance)]을 제공하기 때문이다. 즉, 불충분한 습윤 파열 강도를 가진 종이 제품은 매우 만족스럽지 못하다. 본 발명의 저밀도 티슈 제품은 적어도 약 35그램의 초기 습윤 파열 강도를 가지며, 바람직하게, 습윤 파열 강도는 약 35그램 내지 약 70그램이다. 보다 바람직하게, 습윤 파열 강도는 약 45그램 내지 약 60그램이다. 습윤 파열 강도를 측정하는 방법은 하기의 시험 방법에 개시되어 있다.
실보무라지 저항성(Lint resistance)
실보무라지 저항성은 저밀도 티슈 제품의 많은 용도에 있어서 중요한 특성이다. 예를 들면, 실보무라지화되는 경향을 가진 위생용 티슈 제품은 제품이 풀릴 때 먼지를 야기시킬 수 있으며, 높은 실보무라지성 고급화장지 제품은 와이핑 후에 표면(예를 들면 유리)상에 눈에 거슬리는 실보무라지를 잔류시킬 수 있다. 본 출원인은 종이 제품이 하기의 시험 방법 부분에 개시된 실보무라지 시험에 따라 측정할 때 약 8 이하의 실보무라지 값을 가질 경우에, 부정적인 실보무라지 견해는 실질적으로 감소된다. 바람직하게, 실보무라지 값은 약 7 미만이다.
본 발명의 저밀도 티슈 제품은 순간 습윤 강도 수지의 증가된 레벨로 인해서 이러한 바람직한 낮은 실보무라지 값을 갖고 있다. 예를 들면, 저 레벨의 순간 습윤 강도 수지를 갖는 본 발명의 특히 바람직한 층형 제품을 제공함으로써(전형적으로 강도 첨가제는 유연성을 감소시키기 때문에 저밀도 티슈 제품의 외부층에 제공되지 않음), 실보무라지 저항성은 실질적으로 증가된다.
종이 제품의 조성
제지 섬유
모든 변형에서 목재 펄프는 본 발명에 사용된 제지 섬유를 통상 포함하는 것으로 예상된다. 그러나, 면 라이너, 버개스(bagasse), 레이온 등과 같은 다른 셀룰로오스 섬유성 펄프가 이용될 수 있으며, 이들로만 제한되지 않는다. 본 발명에 유용한 목재 펄프는 크라프트, 아황산염, 황산염 펄프와 같은 화학적 펄프 뿐만 아니라 예를 들면 지상 목재, 열기계적 펄프 및 케미서모메케니컬 펄프(ChemiThermoMechanical PulP ; CTMP)를 포함한 기계적인 펄프를 포함한다. 낙엽수 및 침엽수로 제조된 펄프가 이용될 수 있다.
레이온, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 섬유와 같은 합성 섬유가 또한 상술한 천연 셀룰로오스 섬유와 조합하여 이용될 수 있다. 이용할 수 있는 하나의 예시적인 폴리에틸렌 섬유는 미국 델라웨어주 윌밍톤에 소재하는 허큘레스, 인크.(Hercules, Inc.)로부터 입수가능한 Pulpex(등록상표)가 있다.
단단한 나무 펄프 및 연한 나무 펄프 모두 뿐만 아니라 2개의 혼련물이 이용될 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 단단한 나무 펄프는 낙엽수(피자식물)의 목재 물질로 제조된 섬유성 펄프를 가리키며; 연한 나무 펄프는 침엽수(나자식물)의 목재 물질로 제조된 섬유성 펄프이다. 유칼리툽스(Eucalyptus)와 같은 단단한 나무 펄프는 이후에 개시된 다중층 티슈 웨브의 외부 층용으로 특히 적당한 반면에, 북부 연한 나무 크라프트(Northern Softwood Kraft ; NSK) 펄프는 내부 층(들) 또는 플라이(들)용으로 바람직하다. 또한, 상술한 카테고리의 일부 또는 모두 뿐만 아니라 최초 종이 제조를 용이하게 하는데 사용된 충전제 및 접착제와 같은 다른 비섬유성 재료를 포함할 수 있는 재생 종이로 제조된 저렴한 종이가 또한 본 발명에 적용될 수 있다.
순간 습윤 강도 수지
또한, 본 발명의 종이 제품은 순간 습윤 강도 수지를 기본적인 성분으로서 함유한다. 바람직하게, 순간 습윤 강도 수지는 프리 알데히드족 세라믹의 폴리알데히드 폴리머이다. "프리 알데히드족(free aldehyde group)"이란 것은 알데히드족이 이들을 셀룰로오스 섬유와 반응하지 않게 하는 다른 기능성 족에 결합하지 않는 것을 의미한다. 예를 들면, 알데히드족은 종이 제품이 건조될 때(상이한 셀룰로오스 섬유를 결합하는 화학적 결합이 형성됨) 셀룰로오스 하이드로실 족과 섬유간 화학 결합, 전형적으로 공유결합을 형성할 수 있다. 바람직한 폴리알데히드는 비교가능한 종이 제품에 단독 강도 첨가제로서 첨가될 때 종이 제품에 영구적이 아닌 순간적인 습윤 강도를 부여하는 것들이다.
바람직한 알데히드는 물 기제 방법을 용이하게 하기 위해 수용성이다. 본 명세서에 있어서 "수용성(water soluble)"이란 물질이 물에 용해, 분산, 부풀거나, 수화되거나 또는 유사하게 혼합될 수 있는 능력을 가리킨다. 유사하게, 본 명세서에 있어서, 문구 "실질적으로 용해된", "실질적으로 용해하는" 등은 액체 매체(예를 들면, 물)내에 물질이 용해, 분산, 팽창, 수산화되거나 또는 혼합되는 것을 가리킨다. 전형적으로 혼합은 나안으로 하나의 물리적 상을 갖는 대체로 균일한 액체 혼합물을 형성한다.
적당한 폴리알데히드 폴리머는 특정 알데히드족으로 제조 또는 변형된 천연 및 합성 폴리머를 포함한다. 적당한 폴리알데히드 폴리머는 알데히드 변형된 전분 및 폴리아크릴아미드 및 아크롤레인 코폴리머를 포함하지만, 이들로만 제한되지 않는다.
폴리알데히드 폴리머는 전기적으로 중성이거나, 음이온 또는 양이온 폴리알데히드 폴리머와 같은 이온성 폴리머로 충전될 수 있다. 양이온 폴리알데히드 폴리머가 바람직하다. 이론적으로 제한하거나 한정함이 없이, 양이온 폴리알데히드는 본래 음이온인 셀룰로오스 섬유상에 유지되는 경향이 있다. 예시적인 양이온 폴리알데히드 폴리머는 양이온 알데히드 기능성 전분 및 양이온 알데히드 기능성 폴리아크릴아미드를 포함하며, 폴리아크릴아미드가 바람직하다. 본 명세서에 있어서 적당한 양이온 알데히드 기능성 전분은 미국 뉴저지주 블룸필드에 소재하는 내셔날 스타치 앤드 케미칼 코포레이션(National Starch Chemical Co.)으로부터 입수가능한 COBOND 1000(등록상표)이 있다. 본 발명에 이용하기에 적당한 양이온 알데히드 기능성 폴리아크릴아미드는 미국 뉴저지주 웨스트 패터슨에 소재하는 사이텍 인더스트리얼 인크.(Cytec Industrial Inc.)로부터 입수가능한 PAREZ(등록상표)가 있다. 이러한 형태의 적당한 수지는 631 NC 및 PAREZ 750A가 있다. 특히 바람직한 양이온 알데히드 기능성 폴리아크릴아미드는 PAREZ 750B 및 PAREZ EXPN 3683이 있다.
본 발명에 사용하기에 적당한 알데히드 기능성 폴리머는 1990년 9월에 다우플라이스 등에게 허여된 미국 특허 제 4,954,538 호와, 1991년 1월 1일자로 베조퀴스트에게 허여된 미국 특허 제 4,981,557 호와, 1994년 6월 14일자로 다우플라이즈 등에게 허여된 미국 특허 제 5,320,711 호와, 1998년 3월 3일자로 다우플라이즈 등에게 허여된 미국 특허 제 5,723,022 호에 개시된 다른 순간 습윤 강도 수지를 포함하며, 이들 각 특허의 개시 내용은 참고로 본원에 인용한다.
제지 방법
도 1 내지 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예를 구현하는 제지 방법의 다양한 부분을 개략적으로 도시한 것이다. 이들 바람직한 실시예는 하기에 설명되며, 본 발명의 종이 제품을 제조하기에 적당한 제지 방법에 대한 수성 제지 완성지료를 제조하는 단계를 도시하는 개략도인 도 1을 참조하며, 도 2 및 도 3은 본 발명의 저밀도 티슈를 제조하기에 적당한 제지기의 측면도이다.
제지 방법은 하나 또는 그 이상의 제지 완성지료의 제조로 개시된다. 완성된 종이 제품의 소망의 구조와, 특정 제지기의 디자인에 따라서, 하나 또는 그 이상의 완성지료가 제조된다. 동종 종이 구조체에 대해서는 단지 하나의 완성지료가 필요하다. 층형의 구조에 대해서는 2개 이상의 완성지료가 필요하다. 도 1을 참조하면, 특히 바람직한 층형 구조를 가진 본 발명에 따른 종이를 제조하는데 필요한 완성지료를 제조하는 방법은 후술된다.
본 발명에 따른 종이를 제조하기 위한 바람직한 제지기(80)의 측면도인 도 2를 참조하면, 완성지료(들)는 제지기(80)로 전달된다. 동종 종이 구조체를 제조하는 제지기는 하나 또는 그 이상의 챔버(82, 83)를 구비할 수 있다(본 기술 분야에 숙련된 자들은 동일한 완성지료가 둘 이상의 챔버로 배향될 수 있다는 것을 알 것이다). 층형 구조체를 제조하는 제지기는 적어도 2개의 챔버(82, 83)를 필요로 한다. 이러한 층형 제지기(80)는 예를 들면 상부 챔버(82), 중간 챔버(82b) 및 하부 챔버(83)를 구비하는 층형 헤드박스(81)와, 슬라이스 루프(84)와, 브레스트 롤(86), 편향기(90), 진공 흡입 박스(91), 코우치 롤(92) 및 다수의 회전 롤(94)상에 그리고 둘레에 걸려 있는 포드라이너 와이어(85)를 포함한다.
본 발명의 종이 제품은 동종 또는 층형 구조체를 가질 수 있는 반면에, 특히 바람직한 실시예는 3개 층을 가진 다중층이다. 2개의 외부 층은 도 2에 도시된 바와 같이 챔버(82, 83)로 펌핑된 제 1 완성지료(22)에 의해 제조되며, 중앙 층은 중앙 챔버(82b)로 펌핑된 제 2 완성지료(21)에 의해 제조된다. 하기에는 완성지료의 각각에 대한 특히 바람직한 조성물을 설명한다.
도 1을 더 참조하면, 저장 용기(1)는 비교적 긴 제지 섬유의 수성 슬러리를 저장하기 위해 제공된다. 슬러리는 종래의 재펄프기(도시하지 않음)를 이용하여 섬유를 물에 분산시킴으로써 제조된다. 가성 용액(예를 들면 물내의 가성소다)이 또한 재펄프화 동안에 첨가되어 펌프(2)에 유입될 때 pH가 약 5.0 내지 약 6.5가 되게 슬러리의 pH를 조정한다. 슬러리는 펌프(2)에 의해 그리고 선택적으로 정제기(3)를 통해서 혼합기(4)(조악품과 같은 섬유의 다른 공급원의 선택적인 추가를 위해 제공됨)로 운반된다. 제 1 긴 섬유 첨가제 파이프(5)는 소망하는 범위로 완성지료의 pH를 초기에 결정하기 위해 산성 용액을 첨가하도록 제공된다. 제 2 긴 섬유 첨가제 파이프(6)는 제지 섬유 슬러리에 순간 습윤 강도 수지의 수용액을 도입하도록 제공된다. 펌프(7)는 제지 섬유 슬러리, 산 및 순간 습윤 강도 수지를 혼합한다. 혼합한 후에 슬러리 pH는 약 4.8 내지 약 5.4가 되도록 제어된다. 또한, 펌프(7)는 초기에 조절되고 수지 처리된 긴 제지 섬유 슬러리를 제 3 긴 섬유 첨가제 파이프(8)로 운반하며, 상기 파이프(8)에서는 산성의 제 2 부분이 백색 물의 알칼리성을 보상하기 위해서 슬러리의 pH를 조절하도록 첨가된다. 팬 펌프(10)는 파이프(9)로부터의 희석수와 슬러리 및 추가 산을 혼합한다. 완전한 상태의 슬러리인 완성지료(21)(pH가 약 4.8 내지 약 5.4를 유지함)는 헤드박스(81)(도 2에 도시됨)의 중간 챔버(82b)로 운반된다.
도 1을 더 참조하면, 저장 용기(11)는 짧은 제지 섬유의 슬러리를 위한 것이다. 슬러리는 종래의 재펄프기(도시되지 않음)를 이용하여 물에 짧은 제지 섬유를 분산시켜서 제조된다. 또한, 가성 용액(예를 들면 물내의 가성소다)이 재펄프화 동안에 첨가되어 펌프(12)에 유입될 때 pH가 약 5.0 내지 약 6.5가 되게 슬러리의 pH를 조정한다. 슬러리는 펌프(12)에 의해 혼합기(14)(조악품과 같은 섬유의 다른 공급원의 선택적인 첨가를 위해 제공됨)로 운반된다. 제 1 짧은 섬유 첨가제 파이프(15)는 소망하는 범위로 완성지료의 pH를 초기에 결정하기 위해 산성 용액을 첨가하도록 제공된다. 제 2 짧은 섬유 첨가제 파이프(6)는 제지 섬유 슬러리에 순간 습윤 강도 수지의 수용액을 도입하도록 제공된다. 펌프(17)는 제지 섬유 슬러리, 산 및 순간 습윤 강도 수지를 혼합한다. 혼합한 후에 슬러리 pH는 약 4.8 내지 약 5.4가 되도록 제어된다. 또한, 펌프(17)는 초기에 조절되고 슬러리 처리된 짧은 제지 섬유 슬러리를 제 3 짧은 섬유 첨가제 파이프(18)로 운반하며, 상기 파이프(18)에서는 산의 제 2 부분이 백색 물의 알칼리성을 보상하기 위해서 슬러리의 pH를 조절하도록 첨가된다. 팬 펌프(20)는 파이프(19)로부터의 희석수와 슬러리 및 추가 산을 혼합한다. 완전한 상태의 슬러리인 완성지료(22)(pH가 약 4.8 내지 약 5.4를 유지함)는 헤드박스(81)(도 2에 도시됨)의 하부 챔버(83)로 운반된다.
다시, 도 2를 참조하면, 제 1 제지 완성지료(22)는 상부 챔버(82) 및 하부 챔버(83)를 통해 펌핑되며, 거기에서 포드라이너 와이어(85)상에서 상부 및 하부 관계로 슬라이스 루프(84)를 빠져나가서, 층(88a, 88b, 88c)을 포함하는 미형성 웨브(88)를 형성하게 된다. 탈수는 포드라이너 와이어(85)를 통해 이뤄지며, 편향기(90) 및 진공 박스(91)에 의해 도움을 받는다. 포드라이너 와이어가 화살표로 도시된 방향으로 리턴 이동할 때, 샤워(95)는 브레스트 롤(86)상을 다른 것이 통과 개시되기 전에 이것을 세정한다. 웨브 운반 구역(93)에서, 미형성 웨브(88)는 진공 운반 박스(97)의 작용에 의해 유공성 캐리어 직물(96)로 운반된다. 캐리어 직물(96)은 운반 구역(93)으로부터의 웨브를 진공 탈수 박스(98)를 지나, 송풍관통 사전건조기(100)를 통해 그리고 2개의 회전 롤(101)을 지나 운반하며, 유공성 캐리어 직물(96)에 의해 지지되는 반건조 미형성 티슈 종이 웨브(106)를 형성한다.
반건조 티슈 종이 웨브는 스프레이 붐(107, 108)에 의해 도포되는 접착제에 의해서 양키 건조기(109)의 원통형 표면에 고정된다. 웨브의 접착은 대향 원통형 강철 드럼(102)을 이용하여 증진된다. 건조는 증기 가열된 양키 건조기(109)상에서 그리고 도시하지 않은 수단에 의해 건조 후드(110)를 통해 가열 및 순환되는 고온 공기에 의해서 완료된다. 다음에, 웨브는 크레이핑 블레이드라고 하는 닥터 블레이드(111)에 의해 양키 건조기(109)로부터 건조 크레이프되어 양키측 층(71), 중심 층(77) 및 오프양키측 층(75)을 포함하는 종이 시트로 된다. 다음에, 종이 시트(70)는 릴(115)의 원주방향 부분 둘레에서 캘린더 롤(112, 113) 사이로 통과되고, 거기에서 샤프트(118)상에 배치된 코어(117)상의 롤(116)내로 권선된다.
웨브가 양키 건조기(109)로 전달된 후에, 캐리어 직물(96)은 추가적인 회전 롤(101), 샤워(103) 및 진공 탈수 박스(105)상 및 둘레를 통과함으로써 그 루프를 완성할 때 세정 및 탈수된다.
도 3에 도시된 다른 건조 방법에 있어서, 포드라이너 와이어(85)에 의해 지지되는 미형성 웨브(88)는 진공 운반 박스(187) 및 회전 롤(189)의 작용에 의해 유공성 운반(즉, 캐리어) 직물(186)로 운반된다. 캐리어 직물(186)은 포드라이너 와이어(85)보다 느린 속도로 운반한다. 따라서, 캐리어 직물(186)의 목적은 포드라이너 와이어(85)상에 지지되어 있는 동안에 그 길이에 대해서 미형성 웨브(88)를 축소시키는 것이다. 캐리어 직물(186)의 다른 목적은 송풍 관통 건조 직물(190)로 미형성 웨브를 운반하는 것이다. 이러한 이동 동안에, 미형성 웨브는 도시하지 않은 진공 박스에 의해 선택적으로 더 탈수된다. 캐리어 직물(186)의 경로는 간략성을 위해 참조 부호를 부여하지 않은 다수의 회전 롤에 의해 제어된다. 송풍 관통 건조 직물(190)로의 운반은 진공 박스(191)에 의해 실행된다. 바람직하게, 캐리어 직물(186)은 진공 박스(187)에 의해 증진되는 웨브 운반 구역으로 복귀하기 전에 도시되지 않은 수단에 의해 샤워된다. 송풍 관통 건조 직물(190)로 운반된 후에, 습윤 웨브는 송풍 관통 건조기(192)를 통해 운반되는 반면에, 도시되지 않은 수단에 의해 생성된 고온 공기는 건조 직물과 그 위에 잔류하는 미형성 웨브를 통해 추진된다. 건조된 웨브(193)는 사전건조기의 출구에서 건조 직물(190)로부터 방출된다. 이 지점에서, 건조된 웨브(193)는 2개의 비교적 평활한 건조 단부 운반 직물, 즉 상부 직물(196) 및 하부 직물(194) 사이로 선택적으로 지향될 수 있다. 직물(196, 194) 사이에 고정되어 있는 동안에, 건조된 웨브(193)는 대향 쌍의 롤러(195) 사이에 형성된 일련의 고정된 갭 캘린더링 닙에 의해 캘린더링될 수 있다. 이들 닙은 표면을 평활하게 하고, 티슈 종이의 두께를 제어한다. 도 3을 더 참조하면, 최종 캘린더링된 웨브(171)는 캐리어 직물(186)에 의해 지지된 대향 캐리어 직물(196, 194) 사이의 공간으로부터 빠져나와서 이후에 릴(198)상에 권선된다.
본 발명은 화장실 티슈와 같은 하수 시스템에 폐기될 수 있는 종이 제품에 특히 적합하다. 그러나, 본 발명은 가정, 신체 또는 다른 세정 작업에 이용되는 것들과, 오줌 및 월경액과 같은 신체 유출물의 흡수를 위해 사용되는 것들과 같은 일회용 흡수성 종이 제품을 포함한 다양한 종이 제품에 적용가능하지만, 이들로만 제한되지 않는다. 따라서, 예시적인 종이 제품은 화장실 티슈, 대변 티슈 및 고급화장지를 포함한 티슈 종이와, 종이 타월과, 기저귀용 흡수성 재료와, 생리대, 팬티라이너 및 탐폰을 포함한 여성 위생용 제품과, 성인용 실금 제품 등과, 필기 종이를 포함한다.
본 발명의 티슈 종이는 동종 또는 다중층 구조일 수 있으며, 이것으로 제조된 티슈 종이 제품은 단일 플라이 또는 다중 플라이 구조일 수 있다. 바람직하게, 티슈 종이는 약 10g/㎡ 내지 약 65g/㎡의 기본 중량과, 약 0.6g/㎤ 이하의 밀도를 갖고 있다. 보다 바람직하게, 기본 중량은 약 40g/㎡ 이하이며, 밀도는 약 0.3g/㎤ 이하이다. 가장 바람직하게, 밀도는 약 0.04g/㎤ 내지 약 0.2g/㎤이다. 티슈 종이의 밀도를 어떻게 측정하는 것에 대한 상세한 설명은 1991년 10월 22일자로 허여된 미국 특허 제 5,059,282 호(암펄스키 등)의 칼럼 13의 라인 61 내지 67에 개시되어 있다(다른 지정이 없는 한, 종이에 대한 모든 양 및 중량은 건조 기준이다). 티슈 종이는 패턴형 조밀화된 티슈 종이와, 비압축의 비패턴형 조밀화된 티슈 종이일 수 있다. 티슈 종이의 이러한 형태와 이러한 종이를 제조하는 방법은 본 기술 분야에 공지되어 있으며, 예를 들면 딘 브이. 판과 폴 디. 트로칸에게 1994년 8월 2일자로 허여된 미국 특허 제 5,334,286 호에 개시되어 있으며, 상기 특허는 참고로 본원에 인용한다.
시험 방법
A. 강도 시험
종이 제품은 인장 시험하기 전에 온도가 73℉±4℉(22.8℃±2.2℃)이고 상대 습도가 50%±10%인 조건의 실내에서 24시간의 최소 시간 동안 방치된다.
1. 전체 건조 인장 강도(DS)
이 시험은 온도가 73℉±4℉(약 28℃±2.2℃)이고 상대 습도가 50%±10%인 조건의 실내에서 종이(후술하는 핸드시트 뿐만 아니라 다른 종이 시트를 포함함)의 1인치×5인치(약 2.5㎝×12.7㎝) 스트립에 대해 실시된다. 전자 인장 시험기[미국 매사추세츠주 칸톤에 소재하는 인스트론 코포레이션(Instron Corp.)의 Model 1122]가 이용되며, 분당 2.0인치(약 5.1㎝/분)의 크로스헤드 속도와, 4.0인치(약 10.2㎝)의 게이지 길이에서 작동된다. 기계가공방향에 대한 기준은, 시험될 샘플이 5인치 치수가 그 방향에 대응되게 준비되는 것을 의미한다. 따라서, 기계가공방향(MD) 건조 인장 강도에 있어서, 스트립은 5인치 치수가 종이 제품의 제조의 기계가공방향에 평행하게 되도록 절단된다. 횡기계가공방향(CD) 건조 인장 강도에 있어서, 스트립은 5인치 치수가 종이 제품의 제조의 횡기계가공방향에 평행하게 되도록 절단된다. 제조시의 기계가공방향 및 횡기계가공방향은 제지 기술 분야에 잘 공지되어 있는 용어이다. MD 및 CD 인장 강도는 통상의 방법으로 상술한 기구 및 계산을 이용하여 결정된다. 보고된 값은 각 방향 강도에 대해서 시험되는 적어도 6개의 스트립의 산술 평균이다. DS는 MD 및 CD 인장 강도의 산술 합계이다.
2. 습윤 인장 강도
전자 인장 시험기(Instron Corp.의 Model 1122)가 이용되며, 분당 1.0인치(약 2.5㎝/분)의 크로스헤드 속도와, 1.0인치(약 2.5㎝)의 게이지 길이에서 건조 인장 강도에서와 동일한 크기의 스트립을 사용하여 작동된다. 스트립의 2개의 단부는 기계의 상부 죠오에 위치되며, 스트립의 중심은 스테인레스강 페그(peg) 둘레에 위치된다. 스트립은 소망의 침적 시간 동안 약 20℃에서 증류수에 침적되며, 다음에 인장 강도를 측정한다. 측정된 습윤 인장 강도의 절반을 단일 스트립 습윤 인장 강도로서 취한다. DS의 경우에서와 같이, 기계가공방향에 대한 기준은 시험될 샘플이 5인치 치수가 그 방향에 대응하도록 준비되는 것을 의미한다.
MD 및 CD 습윤 인장 강도는 통상의 방법으로 상술한 기구 및 계산을 이용하여 결정된다. 보고된 값은 각 방향 강도에 대해서 시험된 적어도 6개의 스트립의 산술 평균이다. 소정의 침적 시간에 대한 전체 습윤 인장 강도는 침적 시간에 대한 MD 및 CD 인장 강도의 산술 합계이다. 초기의 전체 습윤 인장 강도(Wi)는 종이가 5±0.5초 동안 적셔진 후에 측정된다. 30분 전체 습윤 인장 강도(W30)는 종이가 50±0.5분 동안 적셔진 후에 측정된다.
3. 인장 모듈러스
티슈 샘플의 인장 모듈러스는 샘플의 인장 강도가 결정됨과 동시에 구해진다. 이러한 방법에 있어서, 단일 플라이 10.16㎝ 폭 샘플이 5.08㎝의 게이지 길이를 가진 인장 시험기(LMS 데이터 시스템에 인터페이스 접속된 Thwing Albert QCII)에 위치된다. 샘플은 2.54㎝/분의 속도로 연신된다. 샘플 신율은 부하가 10g/㎝(F10), 15g/㎝(F15) 및 20g/㎝(F20)에 도달 할 경우 기록된다. 다음에, 접선방향 경사도는 15g/㎝(F15)로 신장된 중간점으로 계산된다.
접선방향 경사도는 하기의 방법으로 계산된다.
15g/㎝에서 접선방향 경사도를 구하기 위한 다른 예시적인 방법은 Thwing Albert STD 인장 시험기를 이용하고, 접선방향 경사도 계산 프로그램에서 152.4그램으로 부하 트랩을 설정한다. 이것은 10.16㎝ 폭 샘플을 이용하는 경우에 15g/㎝와 동등하다.
전체 인장 모듈러스는 15g/㎝에서 기계가공방향으로 그리고 15g/㎝에서 횡기계가공방향으로 인장 모듈러스를 측정함하여, 기하학적 평균을 계산한다. 수학적으로, 이것은 기계가공방향 인장 모듈러스(TenMod15MD)와 횡기계가공방향 인장 모듈러스(TenMod15CD)의 곱의 제곱근이다.
전체 인장 모듈러스가 높은 값이면, 샘플이 단단하고 강성인 것을 나타낸다.
4. 파열 강도
개관
환형 클램프 사이에 유지되는 시험 시료는 0.625인치 직경의 연마된 스테인레스강철 볼에 의해 가해지는 증가된 힘이 가해진다. 파열 강도는 샘플이 파손되게 하는 힘이다. 파열 강도는 습윤 또는 건조 샘플에서 측정될 수 있다.
장치
① 파열 시험기 : Intelect-II-STD 인장 시험 장치(Tensile Test Instrument), Cat. No. 1451-24PGB 또는 Thwing-Albert 파열 시험기가 모두 적합하다. 이들 장비는 미국 펜실바니아주 필라델피아 소재의 드윙-알버트 인스투르먼트 캄파니(Thwing-Albert Instrument Co.)로부터 입수가능하다. 장비는 2000g 로드 셀을 구비하여야 하며, 습윤 파열 측정이 행해지는 경우 장비는 로드 셀 차폐물과 전방 패널 물 차폐물을 구비하여야 한다.
② 실내 조건 : 온도 및 습도는 다음의 한계내에 있도록 제어되어야 한다.
온도: 73±3。F(23℃±2℃)
습도: 50±2% 상대습도
③ 종이 커터 : 가위 또는 기타 균등한 것이 사용될 수 있다.
④ 팬 : 샘플 크기에 적합한 습윤 파열 샘플을 침적(soaking)하기 위함
⑤ 용액 : 습윤 파열 샘플을 침적하기 위한 물이 조절된 실내 온도와 평형이 되어야 한다.
⑥ 타이머 : 침적 시간을 측정하기에 적합한 것
샘플 준비
1) 샘플을 시험에 적절한 크기로 절단한다(최소 샘플 크기 4.5인치 X 4.5인치). 시험될 각 조건에 대한 샘플을 최소 5개 준비한다.
2) 습윤 파열 측정이 행해지는 경우, 적절한 수의 절단된 샘플을 온도-평형된 물로 채워진 팬내에 설치한다.
장비 셋업
1) 제조자의 설명서에 따라 파열 시험기를 셋업한다. Intelect-II-STD 인장 시험 장치가 사용된다면, 다음의 사항이 적절하다.
속도: 12.7㎝/분
파단 감도: 20g
피크 하중: 2000g
2) 예상되는 파열 강도에 따라 로드 셀을 교정한다.
측정 및 기록
1) 제조자의 설명서에 따라 파열 시험기를 작동시켜 각 샘플에 대해 파열 강도 측정값을 얻는다.
2) 각 샘플에 대한 파열 강도를 기록하고 각 조건에 대해 파열 강도에 대한 평균 및 표준 편차를 계산한다.
3) 각 조건에 대한 평균 및 표준 편차를 가장 근접한 그램으로 기록한다.
B. 밀도
본 명세서에 있어서 사용한 용어 다중층 티슈 종이의 밀도라는 것은 캘리퍼로 나눈 그 종이의 기본 중량으로서 계산된 평균 밀도를 가리키며, 적당한 단위로 전환된다. 본 명세서에서 사용한 다중층 티슈 종이의 캘리퍼는 95g/in2(15.5g/㎠)의 압축 부하가 가해지는 경우 종이의 두께이다.
C. 티슈 종이의 패널 유연성의 측정
이상적으로, 유연성 시험에 앞서, 시험할 종이 샘플은 TAPPI Method #T4020M-88에 따라 조절되어야 한다. 여기에서, 샘플은 22℃ 내지 40℃의 온도 범위내에서 그리고 10% 내지 35%의 상대 습도 레벨에서 24시간 동안 사전 조절된다. 이러한 사전조절된 단계후에, 샘플은 22℃ 내지 24℃의 온도 범위내에서 그리고 48% 내지 52%의 상대 습도에서 24시간 동안 조절되어야 한다.
이상적으로, 유연성 패널 시험은 일정한 온도 및 습도의 실내의 범위내에서 설정되어야 한다. 이것이 적당하지 않다면, 제어를 포함한 모든 샘플은 동일한 환경 노출 조건을 경험해야 한다.
유연성 시험은 1968년 "American Society For Testing and Materials"에 의해 출판된 것으로 "ASTM Special Technical Publication 434"에서의 "Manual on Sensory Testing Methods"에 개시된 것과 유사한 형태로 쌍 비교로서 수행되며, 이것은 참고로 본원에 인용한다. 유연성은 쌍 차이 시험이라고 하는 것을 이용하는 실질적인 시험에 의해 평가된다. 이 방법은 시험 재료 자체에 대한 외부 표준을 이용한다. 촉감으로 감지되는 유연성에 대해서는, 시험자가 샘플을 볼 수 없도록 2개의 샘플을 제시하고 시험 대상자는 촉감 유연성에 의거하여 이들중 하나를 선택할 필요가 있다. 시험 결과는 패널 스코어 유닛(Panel Score Unit ; PSU)이라고 하는 것으로 보고된다. PSU에서 보고된 유연성 데이터를 구하기 위한 유연성 시험에 대해서, 다수의 유연성 패널 시험이 실행된다. 각각의 시험에서, 10개의 실시된 유연성 판단이 3개 세트의 쌍형 샘플의 상대 유연성을 평가하게 된다. 쌍형 샘플은 각 판단자에 의해 한번에 한쌍씩 판단되며, 각 쌍의 하나의 샘플은 X 및 Y로 표시된다. 간단하게, 각 X 샘플은 하기와 같이 그 쌍형 Y 샘플에 대해서 등급을 매긴다.
1. X가 Y보다 약간 유연하다고 판단되면 플러스 1의 등급이 주어지며, Y가 X보다 약간 유연하다고 판단되면 마이너스 1의 등급이 주어진다.
2. X가 Y보다 확실히 약간 유연하다고 판단되면 플러스 2의 등급이 주어지며, Y가 X보다 확실히 약간 유연하다고 판단되면 마이너스 2의 등급이 주어진다.
3. X가 Y보다 많이 유연하다고 판단되면 플러스 3의 등급이 주어지며, Y가 X보다 많이 유연하다고 판단되면 마이너스 3의 등급이 주어진다.
4. X가 Y보다 전체적으로 많이 유연하다고 판단되면 플러스 4의 등급이 주어지며, Y가 X보다 전체적으로 많이 유연하다고 판단되면 마이너스 4의 등급이 주어진다.
등급은 평균을 구하고, 결과적인 값은 PSU의 단위이다. 결과 데이터는 하나의 패널 시험의 결과로 고려된다. 2 이상의 샘플 쌍이 평가된다면, 모든 샘플 쌍은 쌍형 통계 분석에 의해서 그 등급에 따라 랭크 부여된다. 다음에, 랭크는 로 베이스 표준이 되도록 선택된 시료에 대한 제로 PSU 값을 부여하는데 필요한 값으로 상하로 이동된다. 다음에, 다른 샘플은 제로 베이스 표준에 대해서 그 상대적인 등급으로 결정될 때 플러스 또는 마이너스 값을 갖고 있다. 실행되고 평균을 구한 패널 시험의 횟수가 많으면, 약 0.2 PSU가 주관적으로 감지된 유연성에 있어서 의미있는 차이를 표시한다.
D. 티슈 종이 실보무라지의 측정
티슈 제품으로부터 발생된 실보무라지의 양은 서더랜드 마찰 시험기(Sutherland Rub Tester)로 측정된다. 이러한 시험기는 고정 화장실 티슈를 중량을 갖는 펠트로 5회 마찰하도록 모터를 이용한다. 훈터 칼라(Hunter Color) L 값은 마찰 시험 전후에 측정된다. 이들 2개의 훈터 칼라 L 값 사이의 차이가 실보무라지로서 계산된다.
샘플 준비:
실보무라지 마찰 시험에 앞서, 시험할 종이 샘플은 TAPPI Method #T4020M-88에 따라 조절되어야 한다. 여기에서, 샘플은 22℃ 내지 40℃의 온도 범위내에서 그리고 10% 내지 35%의 상대 습도에서 24시간 동안 사전조절된다. 이러한 사전조절 단계후에, 샘플은 22℃ 내지 24℃의 온도 범위내에서 그리고 48% 내지 52%의 상대 습도에서 24시간 동안 조절되어야 한다. 또한, 이러한 마찰 시험은 일정한 온도 및 습도의 실내의 범위내에 실행되어야 한다.
서더랜드 마찰 시험기는 Testing Machines, Inc.(미국 뉴욕주 11701 아미티빌에 소재함)로부터 입수할 수 있다. 우선, 티슈는 취급시에 마모될 수 있는 모든 제품, 즉 롤의 외측상의 모든 제품을 제거 및 폐기하여 준비된다. 다중 플라이 최종 제품을 대하여, 다중 플라이 제품의 2개 시트를 각각 포함하는 3개의 섹션이 제거되고, 벤치-상부상에 설정된다. 단일 플라이 제품을 대하여, 단일 플라이 제품의 2개 시트를 각각 포함하는 6개 섹션이 제거되고, 벤치-상부상에 설정된다. 다음에, 각 샘플은 반으로 접혀져, 티슈 샘플의 횡방향(CD)을 따라 주름이 형성된다. 다중 플라이 제품에 대하여, 외측을 향한 측면중 하나가 샘플이 접혀진 후에 동일한 측면이 향하게 된다. 즉, 플라이를 서로 인열시키지 않고, 서로 제품의 내측을 향하는 측면을 마찰 시험한다. 단일 플라이 제품에 대하여, 와이어 측면을 가진 3개 샘플과 와이어가 없는 측면을 가진 3개 샘플을 제조한다. 샘플이 와이어 측면에 있는가 그리고 비와이어 측면에 있는가의 트랙을 유지한다.
Cordage Inc.(미국 오하이오주 45217 신시네티 이스트 로스 로드 800에 소재함)로부터 30인치 ×40인치의 Creacent #300 판지를 구한다. 종이 커터를 이용하여, 2.5인치×6인치의 치수의 판지로 6조각으로 절단한다. 판지를 서더랜드 마찰 시험기의 홀드 다운 핀상으로 가압함으로써 6개의 카드의 각각에 2개의 구멍을 뚫는다.
단일 플라이 최종 제품에서 작업이 이뤄지면, 이전에 접혀진 6개의 샘플의 상부에 2.5인치×6인치 판지 조각의 각각을 중심설정하고 조심스럽게 위치시킨다. 판지의 6인치 치수가 티슈 샘플의 각각의 기계가공방향(MD)에 평행하게 이동하는 가를 확인한다. 다중 플라이 최종 제품에 대해서 작업이 이뤄지면, 2.5인치×6인치 판지가 단지 3개 조각이 필요하다. 이전에 접혀진 3개의 샘플의 상부에 판지 조각의 각각을 중심설정하고 조심스럽게 위치시킨다. 다시 한번, 판지의 6인치 치수가 티슈 샘플의 각각의 기계가공방향(MD)에 평행하게 이동하는 가를 확인한다.
티슈 샘플의 노출된 부분의 하나의 에지를 판지의 배면상으로 접는다. 3M Inc.(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 3/4인치 wide Scotch Brand)로부터 입수하는 접착 테이프로 이러한 에지를 판지에 고정한다. 다른 오버행 티슈 에지를 조심스럽게 파지하고, 판지의 배면상으로 이것을 확실하게 접는다. 종이를 판지상으로 꼭맞게 끼워맞춰 유지하면서 이러한 제 2 에지를 판지의 배면에 테이프 고정한다. 각 샘플에 대해서 이러한 절차를 반복한다.
각 샘플을 반전시키고, 티슈 종이의 횡방향 에지를 판지에 테이프 고정한다. 접착 테이프의 절반은 티슈 종이에 접촉되며, 다른 반부는 판지에 고정된다. 이러한 절차를 샘플의 각각에 대해서 반복한다. 티슈 샘플이 이러한 샘플 준비 과정 동안에 항상 파단, 인열 또는 풀리게 된다면, 폐기되고, 새로운 티슈 샘플 스트립을 구비한 새로운 샘플을 제조한다.
다중 플라이 전환된 제품을 작업한다면, 판지상에 3개 샘플이 있을 것이다. 단일 플라이 최종 제품에 대해서, 판지상에 3개 와이어 측면 샘플과 판지상에 3개의 비와이어 측면 샘플이 존재한다.
펠트 준비
Cordage Inc.(미국 오하이오주 45217 신시네티 이스트 로스 로드 800에 소재함)로부터 30인치 ×40인치의 Creacent #300 판지를 구한다. 종이 커터를 이용하여, 2.25인치×7.25인치의 치수의 판지로 6조각으로 절단한다. 짧은 치수에 평행하고 판지의 백색측상의 상부 및 바닥 에지로부터 1.125인치 아래로 2개의 라인을 그린다. 가이드로서 직선 에지를 이용하여 면도칼 블레이드로 라인의 길이부를 조심스럽게 새김선을 낸다. 시트의 두께를 통해 약 절반 깊이까지 이것에 새김선을 낸다. 이러한 새김선은 서더랜드 마찰 시험기의 웨이트 둘레에 단단히 끼워맞춰지도록 판지/펠트가 조합되게 한다. 판지의 이러한 새김선 측면상의 판지의 긴 치수에 평행하게 나아가는 화살표를 그린다.
검정색 펠트(저밀도 티슈 종이를 향해 0.5 내지 0.58의 마찰 모듈러스를 가진 F-55 또는 동등한 것, 적당한 펠트는 미국 코넥티컷주 브리스톨에 소재하는 New England Gasket으로부터 입수할 수 있음)의 6개 조각을 2.25인치×8.5인치×0.0625인치의 치수로 절단한다. 판지의 새김선이 없는 그린 측면의 상부에 펠트를 위치시키고, 양 펠트 및 판지의 긴 에지를 평행하게 정렬되게 한다. 펠트의 솜털같은 측면이 상부로 향하게 한다. 판지의 상부 및 바닥 최대 에지를 약 0.5인치 돌출되게 한다. Scotch 상표의 테이프와 함께 양 돌출 펠트 에지를 판지의 배면상으로 단단히 접는다. 이들 펠트/판지 조합체를 전체 6개 준비한다.
양호한 재생성을 위해서, 모든 샘플은 동일한 로트 펠트로 작동되어야 한다. 분명하게, 단일의 로트 펠트가 완전히 소모된 경우가 있다. 신 로트 펠트가 준비되어야 하는 이들 경우에, 신 로트 펠트에 대해서 교정 인자가 결정되어야 한다. 교정 인자를 결정하기 위해서, 관심있는 대표적 단일 티슈 샘플과 충분한 샘플을 구해서 신 로트 및 구 로트에 대해 24개 판지/펠트 샘플을 제조한다.
후술하는 바와 같이, 모든 마찰이 이뤄지기 전에, 펠트의 신 로트 및 구 로트의 24개 판지/펠트 샘플의 각각에 대해서 훈터 칼라 L을 판독한다. 구 로트의 24개 판지/펠트 샘플과, 신 로트의 24개 판지/펠트 양자에 대해서 평균을 계산한다.
다음에, 후술하는 바와 같이 구 로트의 24개 판지/펠트 샘플과, 신 로트의 24개 판지/펠트를 마찰 시험한다. 동일한 티슈 로트 번호가 구 로트 및 신 로트에 대해서 24개 샘플의 각각을 이용한다. 또한, 판지/티슈 샘플의 준비시의 종이의 샘플링이 수행되어야 하며, 신 로트의 펠트 및 구 로트의 펠트는 티슈 샘플을 가능한한 대표하도록 노출된다. 1 플라이 티슈 제품의 경우에 대하여, 손상되거나 마모될 수 있는 모든 제품을 폐기한다. 다음에, 긴 각각 2개의 이용가능한 유닛(또는 시트라고 함)으로 티슈 48 스트립을 제조한다. 2개의 유용한 제 1 유닛 스트립을 랩 벤치의 먼 좌측에 위치시키고, 48 샘플중 최종 샘플을 벤치의 먼 우측에 위치시킨다. 샘플의 코너의 1㎝×1㎝ 영역에서 먼 좌측의 샘플을 번호 "1"로 표시한다. 48개까지 연속적으로 샘플에 계속 표시하며, 먼 우측까지의 최종 샘플이 48로 표시된다.
신 펠트에 대해서 24개 홀수 번호 샘플을 이용하고, 구 펠트에 대해서 24개 짝수 번호 샘플을 이용한다. 가장 작은 것부터 가장 큰 것까지 홀수 번호 샘플을 정렬한다. 가장 작은 것부터 가장 큰 것까지 짝수 번호 샘플을 정렬한다. 각 세트에 대해서 가장 작은 번호를 문자 "W"로 표시한다. 다음 가장 큰 번호에 문자 "N"을 표시한다. 계속해서 이러한 교호하는 패턴 "W"/"N" 패턴으로 샘플을 표시한다. 와이어 측면 실보무라지 분석을 위해 "W" 샘플을 그리고 비와이어 측면 실보무라지 분석을 위해서 "N" 샘플을 이용한다. 1플라이 제품에 대해서, 펠트의 신 로트 및 펠트의 구 로트를 위한 총 24개의 샘플이 있다. 24개중, 12개는 와이어 측면 실보무라지 분석을 위한 것이며, 12개는 비와이어 측면 실보무라지 분석을 위한 것이다.
후술하는 바와 같이 구 펠트의 모든 24개 샘플에 대해서 마찰하여 훈터 칼라 L 값을 측정한다. 구 펠트에 대해서 12개 와이어 측면 훈터 칼라 L 값을 기록한다. 12개 값의 평균을 구한다. 구 펠트에 대해서 12개 비와이어 측면 훈터 칼라 L 값을 기록한다. 12개 값의 평균을 구한다. 와이어 측면 마찰 샘플에 대한 평균 훈터 칼라 L 판독값에서 초기의 비마찰 샘플의 평균 훈터 칼라 L 펠트 판독값을 뺀다. 이것은 와이어 측면 샘플에 대한 델타 평균 차이다. 비와이어 측면 마찰 샘플에 대한 평균 훈터 칼라 L 판독값에서 초기의 비마찰 샘플의 평균 훈터 칼라 L 펠트 판독값을 뺀다. 이것은 비와이어 측면 샘플에 대한 델타 평균 차이다. 와이어 측면에 대한 델타 평균 차와, 비와이어 측면에 대한 델타 평균 차의 합을 계산하고, 이 합을 2로 나눈다. 이것은 구 펠트에 대한 비교정된 실보무라지 값이다. 구 펠트에 대한 현재 펠트 교정 인자가 있다면, 이것을 구 펠트에 대한 비교정된 실보무라지 값에 합산한다. 이 값이 구 펠트에 대한 교정된 실보무라지 값이다.
후술하는 바와 같이 신 펠트의 모든 24개 샘플에 대해서 마찰하여 훈터 칼라 L 값을 측정한다. 신 펠트에 대한 12개 와이어 측면 훈터 칼라 L 값을 기록한다. 12개 값의 평균을 구한다. 신 펠트에 대한 12개의 비와이어 측면 훈터 칼라 L 값을 기록한다. 12개 값의 평균을 구한다. 와이어 측면 마찰 샘플에 대한 평균 훈터 칼라 L 판독값에서 초기의 비마찰 샘플의 평균 훈터 칼라 L 펠트 판독값을 뺀다. 이것은 와이어 측면 샘플에 대한 델타 평균 차이다. 비와이어 측면 마찰 샘플에 대한 평균 훈터 칼라 L 판독값에서 초기의 비마찰 샘플의 평균 훈터 칼라 L 펠트 판독값을 뺀다. 이것은 비와이어 측면 샘플에 대한 델타 평균 차이다. 와이어 측면에 대한 델타 평균 차와, 비와이어 측면에 대한 델타 평균 차의 합을 계산하고, 이 합을 2로 나눈다. 이것은 신 펠트에 대한 비교정된 실보무라지 값이다.
구 펠트로부터의 교정된 실보무라지 값과 신 펠트에 대한 비교정된 실보무라지 값 사이의 차이를 구한다. 이러한 차이는 펠트의 신 로트에 대한 펠트 교정 인자이다.
신 펠트에 대한 비교정된 실보무라지 값에 이러한 펠트 교정 인자를 합산하는 것은 구 펠트에 대한 교정된 실보무라지 값과 동일해야 한다.
동일한 형태의 절차는 구 펠트에 대한 24개 샘플 런과, 신 펠트에 대한 24개 런을 구비한 2플라이 티슈 제품에 적용된다. 하지만, 소비자가 이용하는 플라이의 외측층만이 마찰 시험된다. 상술한 바와 같이, 대표적 샘플이 구 펠트 및 신 펠트에 대해서 얻어지도록 샘플이 준비된 것을 확인한다.
4 파운드 웨이트에 대한 주의
4 파운드 웨이트는 제곱인치당 1 파운드의 접촉 압력을 제공하는 4in2의 유효 접촉 면적을 갖고 있다. 접촉 압력이 웨이트의 면상에 장착된 고무 패드를 변경함으로써 수정될 수 있기 때문에, 제조자(미국 미시간주 칼라마주에 소재하는 "Brown Inc."의 기계서비스부)에 의해 공급되는 고무 패드만을 사용하는 것이 중요하다. 이들 패드는 이들이 단단해지거나, 마모되거나 부서지면 교체해야 한다.
사용되지 않을 경우에, 웨이트는 패드가 웨이트의 전체 중량을 지지하지 않게 위치설정되어야 한다. 웨이트를 그 측면상에 보관하는 것이 가장 좋다.
마찰 시험기 기구 교정
서더랜드 마찰 시험기는 사용전에 우선 교정되어야 한다. 우선, 시험기 스위치를 "cont" 위치로 이동시킴으로써 서더랜드 마찰 시험기를 켠다. 시험기 아암이 사용자에게 가장 근접한 위치에 있는 경우에, 시험기 스위치를 "auto" 위치로 회전한다. 큰 다이얼상의 지침(pointer arm)을 "five" 위치 세팅으로 이동시킴으로써 5스트로크를 작동하도록 시험기를 세팅한다. 1 스트로크는 1회의, 웨이트의 완전한 전진 및 후진 운동이다. 마찰 블록의 단부는 각 시험의 개시 및 종료시에 조작자에게 가장 근접한 위치에 있어야 한다.
상술한 바와 같이 판지 샘플상에 티슈 종이를 준비한다. 또한, 상술한 바와 같이 판지 샘플상에 펠트를 준비한다. 이들 양 샘플은 기구의 교정을 위해 사용될 것이며, 실제 샘플에 대한 데이터의 수집에는 사용되지 않을 것이다.
판지의 구멍을 고정 핀(hold-down pin)상으로 미끄러트림으로써 이러한 교정 티슈 샘플을 베이스 플레이트상에 위치시킨다. 고정 핀은 시험하는 동안에 샘플이 이동하는 것을 방지한다. 판지측을 웨이트의 패드와 접촉시켜서 조정 펠트/판지 샘플을 4 파운드 웨이트상에 클립고정한다. 판지/펠트 조합체가 웨이트에 대해 평평하게 위치되는 가를 확인한다. 이러한 웨이트를 시험기 아암상에 후크시키고, 웨이트/펠트 조합체의 하부에 티슈 샘플을 부드럽게 위치시킨다. 조작자에 가장 근접한 웨이트의 단부는 티슈 샘플 자체가 아닌 티슈 샘플의 판지상에 있어야 한다. 펠트는 티슈 샘플상에 평평하게 위치되어야 하며, 티슈 표면과 100% 접촉되어 있어야 한다. "push" 버튼을 누름으로써 시험기를 작동시킨다.
스트로크의 횟수의 카운트를 계속하고, 샘플에 관련된 펠트 커버된 웨이트의 시동 및 정지 위치를 관찰하여 기억한다. 스트로크의 총 횟수가 5회라면 그리고 조작자에 가장 근접한 펠트 커버된 웨이트의 단부가 이러한 시험의 개시 및 종료시에 티슈 샘플의 판지상에 있다면, 시험기는 교정되어 사용을 대기한다. 스트로크의 총 횟수가 5회가 아니거나 또는 조작자에 가장 근접한 펠트 커버된 웨이트의 단부가 시험의 개시 또는 종료시에 실제 종이 티슈 샘플상에 있다면, 5 스트로크가 카운트될 때까지 그리고 조작자에게 가장 근접한 펠트 커버된 웨이트의 단부가 시험의 개시 및 종료시에 판지상에 위치되게 될 때까지 이러한 교정 절차를 반복한다.
샘플의 실제 시험 동안에, 스트로크 카운트와, 펠트 커버된 웨이트의 시동 및 정지 지점을 모니터 및 관찰한다. 필요한 경우에 재교정한다.
훈터 칼라 미터 교정
기구의 작동 매뉴얼에 제시된 절차에 따라 검정 및 백색 표준 플레이트에 대한 훈터 칼라 차이 미터를 조정한다. 또한, 표준화를 위한 안정한 체크 뿐만 아니라 이것이 지난 8시간 동안 실행되지 않았다면 매일 칼라 안정성 체크를 실행한다. 또한, 제로 반사를 체크하여, 필요하다면 재조정되어야 한다.
기구 포트 하부의 샘플 스테이지상에 백색 표준 플레이트를 위치시킨다. 샘플 스테이지를 해제하고, 샘플 플레이트를 샘플 포트 하부로 상승시킨다.
"L-Y", "a-X" 및 "b-Z" 표준화 노브를 이용하여, "L", "a" 및 "b" 푸시 버튼이 눌려질 때 "L", "a" 및 "b"의 표준 백색 플레이트 값이 판독되도록 기구를 조정한다.
샘플의 측정
실보무라지의 측정시의 제 1 단계는 티슈상에 마찰하기 전에 블랙 펠트/판지 샘플의 훈터 칼라 값을 측정하는 것이다. 이러한 측정의 제 1 단계는 훈터 칼라 기구의 기구 포트 하부로부터 표준 백색 플레이트를 낮추는 것이다. 칼라 미터의 이면측을 표시하는 화살표와 함께 펠트 커버된 판지를 표준 플레이트의 상부에 중심설정한다. 샘플 스테이지를 해제하여, 펠트 커버된 판지를 샘플 포트 하부로 상승시킨다.
펠트 폭이 보이는 영역 직경보다 단지 약간 크기 때문에, 펠트가 보이는 영역을 완전히 커버하는 가를 확인한다. 완성된 커버를 확인한 후에, L 푸시 버튼을 누루고, 판독이 안정화되도록 기다린다. 이러한 L 값을 0.1 유닛의 근사값으로 판독 및 기록한다.
D25D2A 헤드가 사용되고 있다면, 펠트 커버된 판지 및 플레이트를 낮추고, 펠트 커버된 판지를 90도 회전시켜, 화살표가 미터의 우측을 가리키게 한다. 다음에, 샘플 스테이지를 해제하고, 관찰 영역이 펠트로 완전히 커버되었는 가를 확인하도록 한번 더 체크한다. L 푸시 버튼을 누른다. 이러한 값을 0.1 유닛의 근사값으로 판독 및 기록한다. D25D2A 유닛에 대해서는, 기록된 값은 훈터 칼라 L 값이다. 회전된 샘플 판독이 또한 기록된 D25D2A 헤드에 있어서, 훈터 칼라 L 값은 2개의 기록된 값의 평균이다.
이러한 기술을 이용하여 펠트 커버된 판지 모두에 대해서 훈터 칼라 L 값을 측정한다. 훈터 칼라 L 값이 서로 0.3 유닛내에 모두 있다면, 초기 L 판독을 구하기 위해 평균을 취한다. 훈터 칼라 L 값이 0.3 유닛내에 있지 않다면, 한계값을 벗어난 이들 펠트/판지 조합체를 폐기한다. 새로운 샘플을 준비하여, 모든 샘플이 서로 0.3 유닛내에 있을 때까지 훈터 칼라 L 측정을 반복한다.
실제 티슈 종이/판지 조합체의 측정을 위해서, 판지내의 구멍을 고정 핀상으로 미끄러트림으로써 이러한 교정 티슈 샘플/판지 조합체를 시험기의 베이스 플레이트상에 위치시킨다. 고정 핀은 시험하는 동안에 샘플이 이동하는 것을 방지한다. 판지측을 웨이트의 패드와 접촉시켜서 교정 펠트/판지 샘플을 4 파운드 웨이트상에 클립고정한다. 판지/펠트 조합체가 웨이트에 대해 평평하게 위치되는 가를 확인한다. 이러한 웨이트를 시험기 아암상에 후크시키고, 웨이트/펠트 조합체의 하부에 티슈 샘플을 부드럽게 위치시킨다. 조작자에 가장 근접한 웨이트의 단부는 티슈 샘플 자체가 아닌 티슈 샘플의 판지상에 있어야 한다. 펠트는 티슈 샘플상에 평평하게 위치되어야 하며, 티슈 표면과 100% 접촉되어 있어야 한다.
다음에, "push" 버튼을 누름으로써 시험기를 작동시킨다. 5 스트로크의 종료시에, 시험기는 자동적으로 정지한다. 샘플에 대한 펠트 커버된 웨이트의 정지 위치를 주목한다. 조작자측의 펠트 커버된 웨이트의 단부가 판지상에 있다면, 시험기는 적절하게 작동하고 있다. 조작측의 펠트 커버된 웨이트의 단부가 샘플상에 있다면, 이러한 측정은 무시하고, 상술한 서더랜드 마찰 시험기 교정 부분에서 상술한 바와 같이 재교정한다.
펠트 커버된 판지와 함께 웨이트를 제거한다. 티슈 샘플을 검사한다. 찢어졌다면, 펠트 및 티슈를 폐기하고 다시 시작한다. 티슈 샘플이 완전하다면, 웨이트로부터 펠트 커버된 판지를 제거한다. 블랭크 펠트에 대해서 상술한 바와 같이 펠트 커버된 판지상의 훈터 칼라 L 값을 측정한다. 마찰후에 펠트에 대한 훈터 칼라 L 판독값을 기록한다. 나머지 모든 샘플에 대해서 마찰하여, 훈터 칼라 L 값을 측정 및 기록한다.
모든 티슈가 측정된 후에, 모든 펠트를 제거 및 폐기한다. 펠트 스트립은 다시 이용하지 않는다. 판지는 이들이 굽혀지고, 찢어지고, 얇게 되거나 더 이상 평활한 표면이 없을 때까지 사용된다.
계산
미사용된 펠트에 대해 알려진 평균 초기 L 판독값을, 샘플의 와이어 측면 및 비와이어 측면에 대한 각각의 측정 값으로부터 빼어, 델타 L 값을 결정한다. 다중-플라이-플라이 제품은 종이의 한 측면만을 마찰한다는 것을 생각한다. 따라서, 3개의 델타 L 값이 다중-플라이 제품에 대해서 구해진다. 3개의 델타 L 값의 평균을 구하고, 이러한 최종 평균으로부터 펠트 인자를 뺀다. 이러한 최종 결과는 2플라이 제품에 대한 실보무라지라고 한다.
와이어 측면 및 비와이어 측면 측정값 모두가 얻어진 단일-플라이 제품에 있어서, 미사용된 펠트에 대해 알려진 평균 초기 L 판독값을, 3개의 와이어 측면 L 판독값의 각각 그리고 3개의 비와이어 측면 L 판독값의 각각으로부터 뺀다. 3개의 와이어 측면 값에 대한 평균 델타를 계산한다. 3개의 비와이어 측면 값에 대한 평균 델타를 계산한다. 펠트 인자를 이들 평균의 각각으로부터 뺀다. 최종 결과는 단일 플라이 제품의 비와이어 측면에 대한 실보무라지와, 단일 플라이 제품의 와이어 측면에 대한 실보무라지라고 한다. 이들 2개 값의 평균을 취함으로써, 궁극적인 실보무라지는 전체 단일 플라이 제품에 대해서 구해진다.
E. 펄프 여과 저항(PFR)
PFR은 캐나다 표준 프리네스(Canadian Standard Freeness ; CSF)와 유사하게 펄프 슬러리의 배수 속도를 측정하는 방법이다. PFR은 그들 배수 특성에 대해서 섬유를 특징화하기 위한 우수한 방법인 것으로 여겨진다. 평가를 위해서, CSF는 하기의 식으로 PFR에 관련될 수 있다.
여기에서, PFR의 단위는 초이며, CSF는 초/1,000의 단위이다. 이러한 관계는 에러가 있기 때문에, 단지 평가 목적을 위해서만 이용되어야 한다. PFR을 측정하는 보다 정확한 방법은 하기와 같다.
PFR은 비례기로부터의 0.1% 농도 슬러리의 3개의 연속적인 분취량을 배출하고 그리고 비례기 배출부에 연결된 스크린을 통해 여과함으로써 측정된다. 각 분취량을 수집하는데 필요한 시간이 기록되고, 스크린은 제거되지 않거나 여과 사이에 세정된다.
비례기(미국 오하이오주 45232 신시네티 이스테 애비뉴 546에 소재하는 Special Machinery Corporation이 Drawing #C-PP-318로 판매함)는 PFR 부속물(또한 Special Machinery Corporation이 Drawing #4A-PP-103, 파트 #8로 판매함)을 구비한다. PFR 부속물은 깨끗한 스크린[핸드시팅을 위해 사용되는 동일한 형태의 스크린의 1⅛인치(2.9㎝) 다이 컷 원인 Appleton Wire 84X76M이 이용되며, 시험기에서 시트측이 상부가 되게 장전된다]이 장전된다.
비일체형 슬러리의 0.10% 농도는 PFR 부착기를 제 위치에 구비하고 19리터의 체적을 가진 비례기에서 준비된다. 100㎖ 체적의 플라스크가 PFR 부속물의 출구 아래에 위치된다. 비례기 출구 밸브는 개방되고, 타이머가 시작되면 밸브는 폐쇄되고, 타이머가 정지되면 일정한 100㎖가 체적 플라스크에 수집된다(밸브가 폐쇄된 후에 추가 액체는 플라스크내로 적절히 배수된다). 시간은 0.10초의 근사값으로 "A"로서 기록된다.
여과액은 폐기되고, 플라스크가 재위치되며, 다른 100㎖의 분취량이 여과 사이의 스크린을 제거 또는 세정함이 없이 동일한 절차에 의해 수집된다. 이러한 시간 간격은 "B"로서 기록된다. 다시, 여과액은 폐기되고, 플라스크가 재위치되며, 또다른 100㎖의 분취량이 여과 사이의 스크린을 제거 또는 세정함이 없이 동일한 절차에 의해 수집된다. 이러한 시간 간격은 "C"로서 기록된다.
다음에, PFR은 하기의 식을 이용하여 계산된다.
여기에서 A, B 및 C는 기록된 시간 간격이며, E는 75℉(24℃)에서 관찰되는 값에 대해서 PFR을 교정하기 위해 사용되는 온도의 함수이며, 하기와 같이 표시된다.
E=1+(0.013×(T-75))
여기에서, T는 최종 분취량을 취한 후의 비례기에서 가장 근접한 온도(℉)로 측정된 슬러리 온도이다.
실시예
하기의 비제한적인 실시예는 본 발명에 따라 종이 제품을 제조하는 것을 설명하기 위한 것이다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해서만 제한된다.
실시예 1
본 실시예 1은 종래 기술에 따른 순간 습윤 강도를 가진 저밀도 티슈의 제조를 설명하고자 하는 것이다.
시중의 포드라이너 제지기가 본 발명의 실시시에 이용된다.
약 3.5% 농도의 북부 연한 나무 크라프트(Northern Softwood Kraft ; NSK)의 수성 슬러리가 종래의 재펄프기를 이용하여 제조된다. 약 6으로 pH를 조정하도록 재펄프화하는 동안에 충분한 가성 소다가 첨가되며, 슬러리는 포드라이너의 헤드박스쪽으로 저장 파이프를 통해 통과된다.
슬러리는 NSK가 펄프 여과 저항이 약 2.5초까지 증가하게 하는 정제기를 통해 통과된다.
최종 제품에 건조 강도를 부여하기 위해서, RediBOND 5330(등록상표)(미국 뉴저지주 브릿지워터에 소재하는 National Starch Chemical Company로부터 입수가능한 양이온 전분)의 1.5% 분산제가 준비되고, NSK 섬유의 건조 중량에 의거하여 0.17% RediBOND 5330(등록상표)을 분배하기에 충분한 속도로 NSK 저장 파이프로 첨가된다. 건조 강도 수지의 흡수는 직렬형 혼합기를 통해서 처리된 슬러리를 통과시킴으로써 개선된다.
최종 제품에 순간 습윤 강도를 부여하기 위해서, Parez 750B(등록상표)의 1.5% 분산제가 준비되고, NSK 섬유의 건조 중량에 의거하여 0.42% Parez 750B(등록상표)를 분배하기에 충분한 속도로 NSK 저장 파이프에 첨가된다. 순간 습윤 강도 수지의 흡수는 직렬형 혼합기를 통해 처리된 슬러리를 통과시킴으로서 향상된다.
약 3.5% 농도의 유칼리툽스 하드우드 크라프트(Eucalyptus Hardwood Kraft) 섬유의 수성 슬러리가 종래의 재펄프기를 이용하여 제조된다. 약 6으로 pH를 조정하도록 재펄프화하는 동안에 충분한 가성 소다가 첨가되며, 슬러리는 포드라이너의 헤드박스쪽으로 저장 파이프를 통해 통과된다.
NSK 섬유는 NSK 섬유 슬러리의 전체 중량에 의거하여 약 0.15%의 농도로 팬 펌프의 입구에서 백색 물로 희석된다. 유사하게, 유칼리툽스 섬유는 유칼리툽스 섬유 슬러리의 전체 중량에 의거하여 약 0.15%의 농도로 팬 펌프의 입구에서 백색 물로 희석된다. 유칼리툽스 슬러리 및 NSK 슬러리는 이들이 포드라이너상의 성형 직물상에 부착될 때까지 개별 스트림으로서 슬러리를 유지할 수 있는 층형 헤드박스로 배향된다.
제지기는 상부 챔버, 중앙 챔버 및 하부 챔버를 구비하는 층형 헤드박스를 구비한다. 유칼리툽스 섬유 슬러리는 상부 및 하부 헤드박스 챔버를 통해 펌핑되고, 동시에 NSK 섬유 슬러리는 중앙 헤드박스 챔버를 통해 펌핑되고, 포드라이너 와이어상으로 중첩 관계로 전달되어 3층 미형성 웨브를 그 위에 형성하며, 상기 웨브는 약 70%가 유칼리툽스 섬유로 제조되고 그리고 30%가 NSK 섬유로 제조된다. 탈수는 포드라이너 와이어를 통해 이뤄지며, 편향기 및 진공 박스의 도움을 받는다. 포드라이너 와이어는 각기 인치당 87개의 기계가공방향 및 76개의 횡기계가공방향 모노필라멘트를 구비하는 5개구 견직물 구조이다. 미형성 웨브는 운반 지점에서 약 22%의 섬유 농도로 포드라이너 와이어로부터 패턴형 건조 직물로 운반된다.
건조 직물은 패턴 조밀화된 티슈에 견디도록 설계되며, 인치당 44개의 기계가공방향 및 33개의 횡기계가공방향 모노필라멘트를 구비하는 5개구 견직물 구조를 갖고 있다. 필라멘트 크로스오버는 약 3%의 너클 영역을 형성하도록 모래로 덮여진다.
웨브는 송풍 관통 사전건조기를 통해서 진공 탈수 박스를 지나 건조 직물상으로 운반되며, 그 후에 웨브는 양키 건조기상으로 운반된다. 섬유 농도는 진공 탈수 박스후에 약 27% 그리고 사전건조기의 작용에 의해 양키 건조기상으로 운반하기 전에 약 65%이며; 폴리비닐 알콜의 0.25% 수용액을 포함하는 크레이핑 접착제는 양키 건조기 표면에 스프레이 도포되며; 섬유 농도는 닥터 블레이드로 웨브를 건조 크레이핑하기 전에 평가된 98%로 증가된다. 닥터 블레이드는 26도의 경사각을 가지며, 약 81도의 충돌각을 형성하도록 양키 건조기에 대해 위치되며; 양키 건조기는 약 340℉(171℃)에서 작동되며; 양키 건조기는 분당 약 3800피트(180m/분)로 작동된다. 다음에, 웨브는 2개의 캘린더 롤 사이로 통과되고, 릴상에 권선된다.
결과적인 종이는 본 명세서에 개시된 방법에 따라 계산되며, 그 결과가 표 1에 제공되어 있다.
시험 변수 결과
밀도 0.26그램/㎤
기본 중량 11그램/㎡
전체 건조 중량 411그램/인치(162그램/㎝)
전체 초기 습윤 강도 44그램/인치(17그램/㎝)
전체 30분 습윤 강도 15.2그램/인치(6그램/㎝)
강도 13.0그램/㎝%
전체 건조 인장 모듈러스 21그램
습윤 파열 7
실보무라지 저항성
실시예 1에 따라 제조된 종이에 대한 초기 습윤 강도 대 건조 강도의 비율은 0.11:1이며, 실시예 1에 따라 제조된 종이에 대한 30분 습윤 강도 대 초기 습윤 강도의 비율은 0.35:1이다.
실시예 2
본 실시예 2는 본 발명의 일 형태에 따른 순간 습윤 강도를 가진 저밀도 티슈의 제조를 설명하고자 하는 것이다.
시중의 포드라이너 제지기가 본 발명의 실시시에 이용된다.
약 3.5% 농도의 북부 연한 나무 크라프트(Northern Softwood Kraft ; NSK)의 수성 슬러리가 종래의 재펄프기를 이용하여 제조된다. 약 6으로 pH를 조정하도록 재펄프화하는 동안에 충분한 가성 소다가 첨가되며, 슬러리는 포드라이너의 헤드박스쪽으로 저장 파이프를 통해 통과된다.
1% 농도의 황산이 제어된 방법으로 NSK 저장 파이프에 첨가되어 슬러리의 pH를 약 5.1±0.2로 조절한다.
최종 제품에 순간 습윤 강도를 부여하기 위해서, Parez 750B(등록상표)의 1.5% 분산제가 준비되고, NSK 섬유의 건조 중량에 의거하여 1.4% Parez 750B(등록상표)를 분배하기에 충분한 속도로 NSK 저장 파이프에 첨가된다. 순간 습윤 강도 수지의 흡수는 직렬형 혼합기를 통해 처리된 슬러리를 통과시킴으로서 향상된다.
1%의 농도의 추가 황산이 처리된 NSK 슬러리에 첨가되어 헤드박스 pH를 5.1±0.2로 조절한다.
약 3.5% 농도의 유칼리툽스 하드우드 크라프트(Eucalyptus Hardwood Kraft) 섬유의 수성 슬러리가 종래의 재펄프기를 이용하여 제조된다. 약 5.7로 pH를 조정하도록 재펄프화하는 동안에 충분한 가성 소다가 첨가되며, 슬러리는 포드라이너의 헤드박스쪽으로 저장 파이프를 통해 통과된다.
1%의 농도의 추가 황산이 제어된 방법으로 유칼리툽스 저장 파이프에 첨가되어 유칼리툽스 슬러리의 pH를 5.1±0.2로 조절한다.
최종 제품에 순간 습윤 강도를 부여하기 위해서, Parez 750B(등록상표)의 1.5% 분산제가 준비되고, 유칼리툽스 섬유의 건조 중량에 의거하여 0.12% Parez 750B(등록상표)를 분배하기에 충분한 속도로 유칼리툽스 저장 파이프에 첨가된다. 순간 습윤 강도 수지의 흡수는 직렬형 혼합기를 통해 처리된 슬러리를 통과시킴으로서 향상된다.
1%의 농도의 추가 황산이 처리된 유칼리툽스 슬러리에 첨가되어 헤드박스 pH를 5.1±0.2로 조절한다.
NSK 섬유는 헤드박스 완성지료의 일부분을 형성하는 NSK 섬유 슬러리의 전체 중량에 의거하여 약 0.15%의 농도로 팬 펌프의 입구에서 백색 물로 희석된다. 유사하게, 유칼리툽스 섬유는 헤드박스 완성지료의 제 2 부분을 형성하는 유칼리툽스 섬유 슬러리의 전체 중량에 의거하여 약 0.15%의 농도로 팬 펌프의 입구에서 백색 물로 희석된다. 유칼리툽스 슬러리 및 NSK 슬러리는 이들이 포드라이너상의 성형 직물상에 부착될 때까지 별도 스트림으로서 슬러리를 유지할 수 있는 층형 헤드박스로 배향된다.
제지기는 상부 챔버, 중앙 챔버 및 하부 챔버를 구비하는 층형 헤드박스를 구비한다. 유칼리툽스 섬유 슬러리는 상부 및 하부 헤드박스 챔버를 통해 펌핑되고, 동시에 NSK 섬유 슬러리는 중앙 헤드박스 챔버를 통해 펌핑되고, 포드라이너 와이어상으로 중첩 관계로 전달되어 3층 미형성 웨브를 그 위에 형성하며, 상기 웨브는 약 78%가 유칼리툽스 섬유로 제조되고 그리고 22%가 NSK 섬유로 제조된다. 탈수는 포드라이너 와이어를 통해 이뤄지며, 편향기 및 진공 박스의 도움을 받는다. 포드라이너 와이어는 각기 인치당 87개의 기계가공방향 및 76개의 횡기계가공방향 모노필라멘트를 구비하는 5개구 견직물 구조이다. 미형성 웨브는 운반 지점에서 약 22%의 섬유 농도로 포드라이너 와이어로부터 패턴형 건조 직물로 운반된다.
건조 직물은 고밀도(너클) 영역의 연속적인 망상그물내에 배열된 불연속적인 저밀도 편향된 영역을 가진 패턴 조밀화된 티슈에 견디도록 설계된다. 이러한 건조 직물은 섬유 메시 지지 직물상에 불투과성 수지 표면을 유입시킴으로써 형성된다. 지지 직물은 48×52필라멘트 이중 층 메시이다. 2차적으로 표면상의 수지 캐스트의 두께는 약 5.5밀이다. 너클 영역은 약 36%이며, 개방 셀은 제곱인치당 약 575의 빈도수로 존재한다.
웨브는 송풍 관통 사전건조기를 통해서 진공 탈수 박스를 지나 건조 직물상으로 운반되며, 그 후에 웨브는 양키 건조기상으로 운반된다. 섬유 농도는 진공 탈수 박스후에 약 27% 그리고 사전건조기의 작용에 의해 양키 건조기상으로 운반하기 전에 약 65%이며; 폴리비닐 알콜의 0.25% 수용액을 포함하는 크레이핑 접착제는 어플리케이터에 의해 양키 건조기 표면에 스프레이 도포되며; 섬유 농도는 닥터 블레이드로 웨브를 건조 크레이핑하기 전에 평가된 98%로 증가된다. 닥터 블레이드는 26도의 경사각을 가지며, 약 81도의 충돌각을 형성하도록 양키 건조기에 대해 위치되며; 양키 건조기는 약 340℉(171℃)에서 작동되며; 양키 건조기는 분당 약 3400피트(161m/분)로 작동된다. 다음에, 웨브는 2개의 캘린더 롤 사이로 통과되고, 릴상에 권선된다.
결과적인 종이는 본 명세서에 개시된 방법에 따라 평가되며, 그 결과가 표 2에 제공되어 있다.
시험 변수 결과
밀도 0.21그램/㎤
기본 중량 13.5그램/㎡
전체 건조 중량 380그램/인치(150그램/㎝)
전체 초기 습윤 강도 85그램/인치(33그램/㎝)
전체 30분 습윤 강도 32그램/인치(13그램/㎝)
강도 7.9그램/㎝%
전체 건조 인장 모듈러스 46그램
습윤 파열 7
실보무라지 저항성
실시예 2에 따라 제조된 종이에 대한 초기 습윤 강도 대 건조 강도의 비율은 0.22:1이며, 실시예 2에 따라 제조된 종이에 대한 30분 습윤 강도 대 초기 습윤 강도의 비율은 0.38:1이다.
실시예 3
본 실시예 3은 본 발명의 제 2 형태에 따른 순간 습윤 강도를 가진 저밀도 티슈의 제조를 설명하고자 하는 것이다.
시중의 포드라이너 제지기가 본 발명의 실시시에 이용된다.
약 3.5% 농도의 북부 연한 나무 크라프트(Northern Softwood Kraft ; NSK)의 수성 슬러리가 종래의 재펄프기를 이용하여 제조된다. 약 6으로 pH를 조정하도록 재펄프화하는 동안에 충분한 가성 소다가 첨가되며, 슬러리는 포드라이너의 헤드박스쪽으로 저장 파이프를 통해 통과된다.
1% 농도의 황산이 제어된 방법으로 NSK 저장 파이프에 첨가되어 슬러리의 pH를 5.1±0.2로 조절한다.
최종 제품에 순간 습윤 강도를 부여하기 위해서, Parez EXPN 3683(등록상표)의 1.5% 분산제가 준비되고, NSK 섬유의 건조 중량에 의거하여 0.91% Parez EXPN 3683(등록상표)을 분배하기에 충분한 속도로 NSK 저장 파이프에 첨가된다. 순간 습윤 강도 수지의 흡수는 직렬형 혼합기를 통해 처리된 슬러리를 통과시킴으로서 향상된다.
1%의 농도의 추가 황산이 처리된 NSK 슬러리에 첨가되어 헤드박스 pH를 약5.1±0.2로 조절한다.
약 3.5% 농도의 유칼리툽스 하드우드 크라프트(Eucalyptus Hardwood Kraft) 섬유의 수성 슬러리가 종래의 재펄프기를 이용하여 제조된다. 약 6으로 pH를 조정하도록 재펄프화하는 동안에 충분한 가성 소다가 첨가되며, 슬러리는 포드라이너의 헤드박스쪽으로 저장 파이프를 통해 통과된다.
1%의 농도의 추가 황산이 제어된 방법으로 유칼리툽스 저장 파이프에 첨가되어 유칼리툽스 슬러리의 pH를 5.1±0.2로 조절한다.
최종 제품에 순간 습윤 강도를 부여하기 위해서, Parez EXPN 3683(등록상표)의 1.5% 분산제가 제조되고, 유칼리툽스 섬유의 건조 중량에 의거하여 0.12% Parez EXPN 3683(등록상표)을 분배하기에 충분한 속도로 유칼리툽스 저장 파이프에 첨가된다. 순간 습윤 강도 수지의 흡수는 직렬형 혼합기를 통해 처리된 슬러리를 통과시킴으로서 향상된다.
1%의 농도의 추가 황산이 처리된 유칼리툽스 슬러리에 첨가되어 헤드박스 pH를 5.1±0.2로 조절한다.
NSK 섬유는 헤드박스 완성지료의 일부분을 형성하는 NSK 섬유 슬러리의 전체 중량에 의거하여 약 0.15%의 농도로 팬 펌프의 입구에서 백색 물로 희석된다. 유사하게, 유칼리툽스 섬유는 헤드박스 완성지료의 제 2 부분을 형성하는 유칼리툽스 섬유 슬러리의 전체 중량에 의거하여 약 0.15%의 농도로 팬 펌프의 입구에서 백색 물로 희석된다. 유칼리툽스 슬러리 및 NSK 슬러리는 이들이 포드라이너상의 성형 직물상에 부착될 때까지 별도 스트림으로서 슬러리를 유지할 수 있는 층형 헤드박스로 배향된다.
제지기는 상부 챔버, 중앙 챔버 및 하부 챔버를 구비하는 층형 헤드박스를 구비한다. 유칼리툽스 섬유 슬러리는 상부 및 하부 헤드박스 챔버를 통해 펌핑되고, 동시에 NSK 섬유 슬러리는 중앙 헤드박스 챔버를 통해 펌핑되고, 포드라이너 와이어상으로 중첩 관계로 전달되어 3층 미형성 웨브를 그 위에 형성하며, 상기 웨브는 약 78%가 유칼리툽스 섬유로 제조되고 그리고 22%가 NSK 섬유로 제조된다. 탈수는 포드라이너를 통해 이뤄지며, 편향기 및 진공 박스의 도움을 받는다. 포드라이너 와이어는 각기 인치당 87개의 기계가공방향 및 76개의 횡기계가공방향 모노필라멘트를 구비하는 5개구 견직물 구조이다. 미형성 웨브는 운반 지점에서 약 22%의 섬유 농도로 포드라이너 와이어로부터 패턴형 건조 직물로 운반된다.
건조 직물은 고밀도(너클) 영역의 연속적인 망상그물내에 배열된 불연속적인 저밀도 편향된 영역을 가진 패턴 조밀화된 티슈에 견디도록 설계된다. 이러한 건조 직물은 섬유 메시 지지 직물상에 불투과성 수지 표면을 유입시킴으로써 형성된다. 지지 직물은 48×52필라멘트 이중 층 메시이다. 2차적으로 표면상의 수지 캐스트의 두께는 약 5.5밀이다. 너클 영역은 약 36%이며, 개방 셀은 제곱인치당 약 562의 빈도수로 존재한다.
웨브는 송풍 관통 사전건조기를 통해서 진공 탈수 박스를 지나 건조 직물상으로 운반되며, 그 후에 웨브는 양키 건조기상으로 운반된다. 섬유 농도는 진공 탈수 박스후에 약 27% 그리고 사전건조기의 작용에 의해 양키 건조기상으로 운반하기 전에 약 65%이며; 폴리비닐 알콜의 0.25% 수용액을 포함하는 크레이핑 접착제는 어플리케이터에 의해 양키 건조기 표면에 스프레이 도포되며; 섬유 농도는 닥터 블레이드로 웨브를 건조 크레이핑하기 전에 평가된 98%로 증가된다. 닥터 블레이드는 26도의 경사각을 가지며, 약 81도의 충돌각을 형성하도록 양키 건조기에 대해 위치되며; 양키 건조기는 약 340℉(171℃)에서 작동되며; 양키 건조기는 분당 약 3400피트(161m/분)로 작동된다. 다음에, 웨브는 2개의 캘린더 롤 사이로 통과되고, 릴상에 권선된다.
결과적인 종이는 본 명세서에 개시된 방법에 따라 계산되며, 그 결과가 표 3에 제공되어 있다.
시험 변수 결과
밀도 0.20그램/㎤
기본 중량 13.5그램/㎡
전체 건조 중량 407그램/인치(160그램/㎝)
전체 초기 습윤 강도 89그램/인치(35그램/㎝)
전체 30분 습윤 강도 29그램/인치(11그램/㎝)
강도 7.7그램/㎝%
전체 건조 인장 모듈러스 46그램
습윤 파열 7
실보무라지 저항성
실시예 3에 따라 제조된 종이에 대한 초기 습윤 강도 대 건조 강도의 비율은 0.22:1이며, 실시예 3에 따라 제조된 종이에 대한 30분 습윤 강도 대 초기 습윤 강도의 비율은 0.33:1이다.
실시예 4
실시예 4는 본 발명에 따라 제조된 저밀도 티슈가 종래 기술에 따라 제조된 저밀도 티슈와 필적하는 유연성을 갖는 것을 설명하는 것이다.
실시예 2 및 3에 따라 제조된 티슈는 시험 방법 부분에 개시된 방법에 따라 패널 유연성에 대해 평가된다. 실시예 1에 따라 제조된 티슈는 대조 표준 티슈로서 이용된다. 이러한 평가의 결과가 표 4에 주어져 있다.
샘플 유연성(PSU)
실시예 2에 따른 티슈 -0.09
실시예 3에 따른 티슈 +0.02
알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 티슈는 종래 기술에 따라 제조된 티슈와 필적할만한 유연성을 갖고 있다.
본 설명을 통해서 언급한 모든 특허, 특허 출원(허여된 모든 특허 뿐만 아니라 모든 대응하는 공개된 외국 특허 출원) 및 문헌은 참고로 본원에 인용한 것이다. 그러나, 참고로 인용하는 모든 서류는 본 발명을 개시하고 있는 것은 아니다.
이상에서는 본 발명의 특정 실시예에 관하여 예시하고 설명하였으나, 당업자라면 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경실시할 수도 있을 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 범위내에 해당되는 모든 변형예를 포괄하는 것이다.

Claims (10)

  1. 순간 습윤 강도(temporary wet strength)를 가진 소프트 저밀도 종이 제품으로서, 상기 종이 제품은 밀도, 기본 중량, 습윤 파열 강도, 초기 습윤 강도, 30분 습윤 강도 및 건조 강도를 가지며, 상기 종이 제품은 제지 섬유와, 기본적으로 순간 습윤 강도 수지로 구성된 화학적 강도 첨가제를 포함하며, 상기 밀도는 0.6그램/㎤보다 작으며, 상기 기본 중량이 10그램/㎡ 내지 65그램/㎡이며, 상기 건조 강도가 500그램/인치(197그램/㎝)보다 작으며, 상기 습윤 파열 강도가 적어도 35그램인, 소프트 저밀도 종이 제품에 있어서,
    상기 초기 습윤 강도 대 상기 건조 강도의 비율이 0.15:1보다 크며, 상기 30분 습윤 강도 대 상기 초기 습윤 강도의 비율이 0.4보다 작은 것을 특징으로 하는
    소프트 저밀도 종이 제품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 초기 습윤 강도 대 상기 건조 강도의 상기 비율이 0.2:1보다 큰
    소프트 저밀도 종이 제품.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 종이 제품이 2개의 외부 층과, 상기 외부 층 사이의 중앙 층을 가지는 층형이며, 상기 제지 섬유가 상대적으로 긴 섬유 및 짧은 섬유 모두를 포함하며, 상기 중앙 층이 상대적으로 긴 제지 점유를 포함하며, 상기 외부 층이 짧은 제지 섬유를 포함하는
    소프트 저밀도 종이 제품.
  5. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 종이 제품이 전체 인장 모듈러스를 가지며, 상기 전체 인장 모듈러스가 12그램/㎝%보다 작은
    소프트 저밀도 종이 제품.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 습윤 파열 강도가 35그램 내지 70그램인
    소프트 저밀도 종이 제품.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 종이 제품이 비교적 낮은 섬유 밀도의 상대적으로 높은 용적 필드와, 비교적 높은 섬유 밀도의 조밀화된 구역의 어레이를 구비하여 조밀화된 패턴이며, 상기 조밀화된 구역이 상호연결되어 있는
    소프트 저밀도 종이 제품.
  8. 순간 습윤 강도를 가진 소프트 저밀도 종이 제품을 제조하는 방법으로서,
    ⓐ 상대적으로 긴 제지 섬유를 포함하며, 제 1 pH를 가진 제 1 수성 슬러리를 제공하는 단계와, ⓑ 상기 제 1 pH를 조정하는 수단을 제공하고, 상기 제 1 pH를 5.0 내지 6.5인 제 1 조절된 pH 범위로 조정하는 단계와, ⓒ 상기 제 1 조절된 pH 범위를 4.8과 5.4 사이의 보다 좁게 조절된 제 2 pH 범위로 조절하도록 제 1 산성 수단(first acid means)을 제공하는 단계와, ⓓ 순간 습윤 강도 수지 용액을 제공하는 단계와, ⓔ 상기 슬러리, 상기 제 1 산성 수단 및 상기 순간 습윤 강도 수지 용액을 혼합하여, 제 1 의 초기에 조절되고 수지 처리된 긴 제지 섬유 슬러리를 제공하는 단계를 포함하는, 소프트 저밀도 종이 제품 제조 방법에 있어서,
    ⓕ 제지 완성지료의 pH를 4.8과 5.4 사이의 범위로 조절하기 위해 상기 제 2 조절된 pH 범위를 조정하도록 제 2 산성 수단을 제공하는 단계와,
    ⓖ 희석수를 제공하는 단계와,
    ⓗ 상기 초기에 조절되고 수지 처리된 긴 제지 섬유 슬러리, 상기 제 2 산성 수단 및 상기 희석수를 혼합하여 제지 완성지료를 형성하는 단계와,
    ⓘ 상기 제지 완성지료를 헤드박스로 배향하는 단계를 포함하는
    소프트 저밀도 종이 제품 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 종이 제품이 2개의 외부 층과, 상기 외부 층 사이의 중앙 층을 구비한 층으로 형성되며, 상기 헤드박스가 한쌍의 외부 챔버와, 이들 외부 챔버 사이의 중앙 챔버를 구비하는 3개의 챔버를 갖고 있으며,
    ⓐ 제 8 항에 따라 제 1 제지 완성지료를 제조하고, 상기 제 1 제지 완성지료를 상기 중앙 챔버로 배향하는 단계와;
    ⓑ 제 2 제지 완성지료를 준비하는 단계로서, ① 짧은 제지 섬유를 포함하며, 제 4 pH를 가진 제 2 수성 슬러리를 제공하는 단계와, ② 상기 제 4 pH를 조정하는 수단을 제공하고, 상기 제 4 pH를 5.0 내지 6.5 사이의 제 3 조절된 pH 범위로 조정하는 단계와, ③ 상기 제 3 조절된 pH 범위를 4.8과 5.4 사이의 보다 좁게 조절된 제 4 pH 범위로 조정하도록 제 3 산성 수단을 제공하는 단계와, ④ 순간 습윤 강도 수지 용액을 제공하는 단계와, ⑤ 상기 슬러리, 상기 제 3 산성 수단 및 상기 순간 습윤 강도 수지 용액을 혼합하여, 제 2 의 초기에 조절되고 수지 처리된 짧은 제지 섬유 슬러리를 제공하는 단계와, ⑥ 상기 제 2 제지 완성지료의 pH를 4.8과 5.4 사이의 범위로 조절하기 위해 상기 제 4 조절된 pH 범위를 조절하도록 제 4 산성 수단을 제공하는 단계와, ⑦ 희석수를 제공하는 단계와, ⑧ 상기 제 2의 초기에 조절되고 수지 처리된 짧은 제지 섬유 슬러리, 상기 제 4 산성 수단 및 상기 희석수를 혼합하여 상기 제 2 제지 완성지료의 제조를 완성하는 단계에 의한, 상기 제 2 제지 완성지료의 준비 단계와;
    ⓒ 상기 제 2 제지 완성지료를 제 1 및 제 2 부분으로 분할하는 단계와,
    ⓓ 상기 제 1 부분을 상기 외부 챔버중 하나로 배향하고, 상기 제 2 부분을 다른 외부 챔버로 배향하는 단계를 더 포함하는
    소프트 저밀도 종이 제품 제조 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    ⓐ 상기 헤드박스로부터의 상기 완성지료를 미형성 웨브를 형성하는 유공성 기재상에 부착시키는 단계와;
    ⓑ 상기 미형성 웨브를 건조시키는 단계로서, ① 상기 유공성 기재로부터의 상기 미형성 웨브를 캐리어 직물로 운반하는 단계와, ② 상기 미형성 웨브와, 너클부의 상호연결된 패턴을 가진 각인 캐리어 직물인 상기 캐리어 직물을 통해서 가열된 공기를 송풍시켜서 반건조 미형성 티슈 종이 웨브를 형성하는 단계와, ③ 상기 반건조 미형성 티슈 종이 웨브를 양키 건조기(Yankee drier)로 운반하는 단계와, ④ 상기 양키 건조기상에서 상기 반건조 미형성 티슈 종이 웨브를 건조시키고, 그로부터 상기 건조된 웨브를 크레이핑하여 건조된 웨브를 형성하는 단계에 의한, 상기 미형성 웨브의 건조 단계와;
    ⓒ 상기 건조된 웨브를 릴상에 권선하여 소프트 저밀도 종이 제품을 형성하는 단계로서, 상기 제품은 0.6그램/㎤보다 작은 밀도와, 10그램/㎡ 내지 65그램/㎡의 기본 중량과, 500그램/인치(197그램/㎝)보다 작은 건조 강도와, 0.51:1보다 큰 초기 습윤 강도 대 상기 건조 강도의 비율과, 0.4보다 작은 30분 습윤 강도 대 상기 초기 습윤 강도의 비율을 가지는, 상기 소프트 저밀도 종이 제품 형성 단계를 더 포함하는
    소프트 저밀도 종이 제품 제조 방법.
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