KR100547550B1 - 접혀진 흡수성 핸드 타월 - Google Patents

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웨슬리 제임스 맥코넬
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

타월의 중량을 기준으로 손 건조시의 효능이 개선된 접혀진 흡수성 핸드 타월이 개시되어 있다. 이 타월은 1) 약 500 ㎠ 미만의 총 면적, 2) 약 45 g/m2을 초과하는 기본 중량, 3) 약 3 g/g을 초과하는 TWA (총 흡수 용량), 및 4) 약 1300 m 미만의 단위 인장 강도를 함께 갖는 흡수성 섬유상 셀룰로오스계 웹을 포함하는데, 이 핸드 타월은 손 건조시 마다 약 5 g 미만의 핸드 타월 효용도를 제공한다.
섬유상 셀룰로오스계 웹, 손 건조용 핸드 타월, 흡수성, 탈결합, 접혀짐, 흡수용량, 단위 인장 강도, 기본 중량, 효용도

Description

접혀진 흡수성 핸드 타월{Absorbent Folded Hand Towel}
본 발명은 일반적으로 접혀진 흡수성 핸드 타월의 분야에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 손 건조시의 효능이 개선된 접혀진 흡수성 핸드 타월에 관한 것이다.
섬유상 셀룰로오스계 재료로 만들어진 접혀진 흡수성 핸드 타월은 상업, 단체 및 공공 시설에서 손 건조에 널리 이용된다. 그러한 접혀진 핸드 타월은 병원체의 만연을 방지하기 위해 일회 사용 용도로 디자인된다. 이 타월은 통상적으로 사용자에게 무료로 제공되기 때문에, 그의 사용 비용을 최소화하는 것이 바람직하다.
각각의 사용 또는 손 건조 동안에, 하나 이상의 접혀진 핸드 타월은 물을 흡수하기 위해 사용자의 손 위에서 비벼진다. 개개의 타월의 물 흡수 능력(또한, "흡수 용량"으로 불리움)은 섬유의 배열 및 타월 내의 흡수성 섬유상 셀룰로오스계 재료(이는 그러한 타월의 비용에서 큰 부분을 차지함)의 총 중량과 대체로 서로 관련이 있다. 일반적으로 타월의 흡수 용량이 증가할수록 타월의 중량이 증가되고 따라서 그의 비용이 증가된다.
접혀진 흡수성 타월의 사용 비용을 낮추기 위해 널리 채택되는 방법 중의 하나는 "고 용량" 및 충분히 큰 면적을 갖는 타월을 제공하여 전형적인 손 건조시에 하나 만의 타월이 필요하게 되도록 하는 것이다. 그러한 타월이 지나치게 많은 섬유를 사용하는 것을 방지하기 위하여, 그러한 큰 형태의 타월의 기본 중량은 종종 낮게 유지된다. 이 타월은 디스펜서로부터 분배되는 중에 인열되는 것을 감소시키거나 또는 방지하기 위하여 낮은 기본 중량에서 충분한 강도를 제공하는 제지 기술 또는 설비를 이용하여 제조될 수 있다. 또는, 이 타월은 두겹 이상이 접혀져 확실한 분배를 위한 충분한 강도를 갖는 전 연부를 형성하는 형태를 가질 수 있다. 연구 결과, 손 건조시에 이러한 "고 용량" 타월이 더 적게 사용되는 것으로 나타났다. 불행히도, 각각의 "고 용량" 타월의 중량이 클수록 손 건조 중에 사용되는 타월의 총 중량이 비교적 높다는 것을 의미한다. 전형적인 고 용량의 타월은 600 ㎠ 이상의 표면적 및 45 g/m2 이상의 기본 중량을 갖는다.
흡수성의 접혀진 종이 타월의 사용 비용을 낮추는 다른 방법은 값싼 "매우 낮은 용량"의 타월을 제공하는 것이다. 이들 "매우 낮은 용량" 타월의 기본 중량은 낮게 유지되므로 섬유가 적게 이용된다. 그러한 낮은 기본 중량의 타월도 또한 디스펜서로부터 분배되는 중에 인열되는 것을 감소시키거나 또는 방지하기 위하여 낮은 기본 중량에서 충분한 강도를 제공하는 제지 기술 또는 설비를 이용하여 제조될 수 있다. 이 방법의 문제점은 사용자가 통상적으로 손 건조시에 이 타월을 비효율적인 것으로 인식하고 사용시 마다 더 많은 타월을 취하여 손 건조 중에 사용되는 타월의 총 중량이 비교적 높아지도록 한다는 것이다. 전형적인 매우 낮은 용량의 타월은 600 ㎠ 미만의 표면적 및 45 g/m2 이하의 기본 중량을 갖는다.
따라서, 각각의 손 건조 중에 사용되는 타월의 총 중량을 최소화하면서 사용자의 손을 건조시키기 위하여 그들에게 적절한 양의 흡수 용량을 전달하는 흡수성 타월을 오랫동안 필요로 하고 있다.
이러한 필요의 충족은 상업, 단체 및 공공 시설의 운영자에게 핸드 타월의 비용 부담을 줄여줌으로써 중요한 경제적인 잇점을 가질 것이다. 이러한 필요의 충족은 또한 각각의 손 건조 중에 사용되는 타월(즉, 섬유상 셀룰로오스계 재료)의 총 중량을 감소시킴으로써 중요한 환경적인 잇점을 가질 것이다. 즉, 사용되는 접혀진 타월의 총 중량 및 폐기되는 접혀진 타월의 총 중량을 감소시키는 것이 바람직하다.
<발명의 요약>
상기한 문제점 및 필요는 타월의 중량 및 면적을 기준으로 손 건조시의 효능이 개선된 접혀진 흡수성 핸드 타월을 제공하는 본 발명에 의해 해결된다. 그 접혀진 타월은 1) 약 500 ㎠ 미만의 총 면적, 2) 약 45 g/m2을 초과하는 기본 중량, 3) 약 3 g/g을 초과하는 TWA(총 흡수 용량), 및 4) 약 1300 m 미만의 단위 인장 강도를 함께 갖는 흡수성 섬유상 셀룰로오스계 웹으로 이루어져서, 그 핸드 타월은 손 건조시 마다 약 5 g 미만의 핸드 타월 효용도(utility)를 제공하게 된다.
본 발명에 따르면, 타월은 바람직하게는 약 450 ㎠ 미만의 총 면적을 갖는다. 예를 들면, 핸드 타월은 약 425 ㎠ 미만의 총 면적을 가질 수 있다.
타월은 바람직하게는 약 50 g/m2을 초과하는 기본 중량을 갖는다. 예를 들면, 타월은 약 60 g/m2을 초과하는 기본 중량을 가질 수 있다. 또한, 타월은 3.5 이상의 TWA를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 타월은 5.0 이상의 TWA를 가질 수 있다. 다른 예로서, 타월은 7.5 이상의 TWA를 가질 수 있다. 또다른 예로서, 타월은 10 이상의 TWA를 가질 수 있다.
타월은 바람직하게는 약 1000 m 미만의 단위 인장 강도를 갖는다. 예를 들면, 타월은 약 900 m 미만의 단위 인장 강도를 가질 수 있다. 다른 예로서, 타월은 약 725 m 미만의 단위 인장 강도를 가질 수 있다. 또다른 예로서, 타월은 약 500 m 미만의 단위 인장 강도를 가질 수 있다.
또한, 타월은 손 건조시 마다 약 4.8 g 미만의 핸드 타월 효용도를 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 타월은 손 건조시 마다 약 4.5 g 미만의 핸드 타월 효용도를 제공할 수 있다. 또다른 예로서, 타월은 손 건조시 마다 약 4.0 g 미만의 핸드 타월 효용도를 제공할 수 있다.
본 발명을 특징화하는 이들 및 각종의 다른 잇점 및 새로운 특징이 본 명세서에 첨부되어 그의 일부를 구성하는 청구의 범위에 특별하게 나타나 있다. 그러나, 본 발명, 그의 잇점, 및 그의 이용에 의해 얻어지는 목적을 더 잘 이해하기 위해서는, 본 명세서의 또다른 일부를 구성하는 도면 및 본 발명의 수반되는 설명을 참고로 하여야 한다.
도 1A 및 1B는 비교적 큰 면적 및 비교적 낮은 기본 중량을 갖는 통상의 흡수성의 C형-접힘 타월의 예시도.
도 2A 및 2B는 비교적 큰 면적 및 비교적 낮은 기본 중량을 갖는 통상의 흡 수성의 M형-접힘 타월의 예시도.
도 3A 및 3B는 손 건조시의 효능이 증가된 전형적인 개선된 접혀진 흡수성 핸드 타월의 예시도.
도 4는 타월 중량 및 품질 사이의 관계 뿐만 아니라 타월 중량 및 타월 효용도의 역수 사이의 관계를 나타내는 그래프.
본 명세서에 사용된 바와 같은 "총 면적"이란 용어는 예를 들면 종이 타월과 같은 편평한, 일반적으로 직사각형 또는 정사각형 재료의 2차원적 표면적을 의미한다. 총 면적은 재료의 길이 치수에 재료의 폭 치수를 곱하여 결정된다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 "기본 중량"이란 용어는 표면적의 특정 단위 마다 재료의 중량을 의미한다. 이러한 측정은 일반적으로 비교적 얇은, 편평한, 시트 유사 재료, 예를 들면 종이, 웹 등과 관련이 있다. 본 명세서에 논의된 재료의 기본 중량은 본질적으로 TAPPI 시험 방법 T410om-88호에 따라서 결정되었다. 기본 중량은 단위 면적 마다 중량 단위(예를 들면, g/㎡ 또는 ounce/yd2)로 표시된다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 "단위 인장"이란 용어는 샘플의 기본 중량에 대해 정규화된 종방향 인장 강도 및 횡방향 인장 강도의 기하학적 평균 값을 의미한다. 인장 강도 값은 5.08 ㎝의 샘플 스팬 및 5.08 ㎝/분의 크로스헤드 속도를 이용하는 파괴 길이 시험(TAPPI 시험 방법 T494om-88호)에 의해 측정된다. 전형적 으로, 타월 강도는 시트의 종방향 대 횡방향에서 다르다. 또한, 인장 강도에 영향을 주는 타월 샘플의 기본 중량은 다양하다. 각종 샘플의 인장 강도를 더 잘 비교하기 위하여, 샘플의 기본 중량의 차이 및 인장 강도의 종방향의 차이를 보정하는 것이 중요하다. 보정은 기본 중량 및 방향성있게 정규화된 인장 강도(이후에는 "단위 인장 강도" 또는 "단위 인장")를 계산함으로써 이루어진다. 단위 인장은 기본 중량을 종방향 및 횡방향 인장 강도의 곱의 제곱근으로 나누어 얻어진 몫으로서 계산된다. 기본 중량 및 종방향의 차이에 대해 정규화된 인장 강도 계산은 샘플의 더 양호한 비교를 위해 안출되었다. 측정치의 영국 단위가 이용될 때, 인장 강도는 gram/cm (ounce/inch)로 표시되고 기본 중량은 gram/㎡ (pound/ream(2880 ft2))으로 측정된다. 미터 단위로 계산될 때, 인장 강도는 g/2.54 ㎝로 표시되고 기본 중량은 g/㎡으로 측정된다. 인장을 시험하기 위해 사용된 시험 장치가 샘플을 인치 단위로 절단하도록 셋팅되고 따라서 미터 단위가 g/2.54 ㎝로 나오기 때문에 그 미터 단위는 순수한 미터 단위가 아니라는 것에 유의하여야 한다. 종방향 인장에 대해 약자 MDT를, 횡방향 인장에 대해 약자 CDT를, 기본 중량에 대해 BW를 사용하여, 단위 인장 강도의 수학적 계산이 하기 수학식 1과 같이 이루어진다:
단위 인장 강도 = (MDT x CDT)½/BW
영국 단위의 단위 인장 강도 = 0.060 x 상기 정의된 미터 단위의 단위 인장 강도.
본 명세서에 사용된 바와 같은 "핸드 타월 효용도" 또는 "효용도"란 용어는 손 건조 중에 사용되는 핸드 타월의 중량을 의미한다. 이 값은 타월 사용량(즉, 손 건조시 마다 사용되는 타월의 수)에 타월 중량을 곱함으로써 결정된다. 핸드 타월 효용도는 "중량/손 건조" 또는 "Wt/HD"의 단위로 표시된다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 "총 흡수 용량" 또는 "TWA" 또는 "흡수도"라는 용어는 흡수성 종이 제품의 단위 중량 마다 흡수된 물의 측정치를 의미한다. 본 발명의 목적을 위하여, 종이 제품의 TWA는 종이 제품을 약 23 ℃에서 액체 조에 침수시켜 완전히 습윤되도록 한 후에 종이 제품에 의해 흡수된 액체의 양을 측정함으로써 결정된다.
더욱 상세하게는, 흡수도는 먼저 평가될 재료의 7.62 ㎝ x 7.62 ㎝ 시험 표본을 절단하고, 시험 표본을 23 ℃ 및 50% 상대 습도로 상태 컨디셔닝시키고 시험 표본을 칭량함으로써 결정된다. 이것은 W1로서 g 단위로 기록된다. 2개의 배수 스트립은 또한 동일한 재료로부터 절단되어야 한다.
표준 등급의 강화 스테인레스 강철 망으로 구성된 철망은 액체 조로 내려진다. 시험 표본은 무딘 연부의 핀셋을 이용하여 철망 위의 액체 조에 위치되고 2분 동안 침수된다. 2분 후에, 시험 표본은 철망 위에 위치되어 철망의 하부 코너와 일렬이 된다. 철망이 끌어올려지고 배수 스트립이 부착되기 전에 수초 동안 시험 표본이 배수되도록 한다. 시험 표본은 부착된 배수 스트립과 함께 시험 표본 홀더에 고정되고, 배수 탱크 상의 막대 위에 매달리고 30분 동안 배수되도록 한다. 다 음에, 시험 표본은 배수 고정쇠를 풀어놓음으로써 시험 표본 홀더로부터 분리되고 평형 칭량 접시에 놓인다. 습윤 샘플은 칭량되고 이 중량은 W2로서 g 단위로 기록된다.
액체 중량은 하기 수학식 2로부터 얻어진다:
액체 중량 = W2 - W1
수 밀도가 1 g/㎖인 것으로 가정할 때, 샘플의 시험 용량은 액체 중량을 샘플의 면적으로 나눔으로써 계산될 수 있다. 시험 용량은 ㎖/㎠ 단위로 표시된다. g/g 단위의 총 흡수 용량(TWA)은 하기 수학식 3으로부터 얻어진다:
TWA(g/g) = 액체 중량/W1
증류수 또는 탈이온수를 이용하여 시험을 실시하여 총 물 흡수도를 측정하였다. 액체 조 중의 액체는 시험 표본 상에 존재할 수 있는 처리에 의해 가능한 오염을 피하기 위하여 각 샘플 후에 변화되었다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 "흡수 용량" 또는 "용량"이란 용어는 개개의 타월에 의해 흡수될 수 있는 물의 양을 의미한다. 흡수 용량은 시험 용량(상기함)에 타월 면적(상기함)을 곱함으로써 결정된다. 흡수 용량을 타월 마다 물 ㎖ 단위 (mL/타월)로 표시된다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 "품질" 또는 "핸드 타월 품질"이란 용어는 사 용되는 타월의 전체 품질의 인지의 측정치이다. 이 인지된 품질은 연도, 총 물 흡수도, 흡수 용량, 건조 중의 편안함, 강도 및 보다 적은 정도이긴 하지만 외관을 비롯한 많은 변수와 관련이 있다. 본 발명의 목적을 위하여, 핸드 타월 품질의 인지는 하기 방법을 이용하여 개개의 핸드 타월 시험 참여자에 대해 측정된다. 이 시험 결과가 기록되고 모든 시험의 평균 값은 1에서 10까지(1은 최저 점수이고 10은 최고 점수임)의 등급을 기준으로 "품질" 또는 "핸드 타월 품질"로서 기록된다.
본 발명은 손 건조시에 타월의 효능이 개선될 수 있으므로 각각의 손 건조 동안 보다 낮은 총 중량의 타월(즉, 섬유상 셀룰로오스계 재료)이 사용되거나 또는 동일 중량의 타월에서 보다 우수한 품질 인지가 이루어질 수 있게 된다는 발견에 기초한 것이다. 일반적으로 말하면, 임의의 복합적인 특성을 갖는 더 작은 타월을 이용하여 개선이 이루어진다. 이 방법은 보다 작은 타월의 사용이 각각의 손 건조 중에 사용되는 타월의 양(즉, 타월 또는 섬유상 셀룰로오스계 재료의 총 중량)의 감소 또는 증가 및 동반되는 품질 인지의 저하를 일으키지 않는다는 통상적인 생각과 상반된다.
도 1A는 비교적 큰 면적 및 비교적 낮은 기본 중량을 갖는 통상의 흡수성의 C형-접힘 핸드 타월의 예시도(일정 비율이 아님)이다. C형-접힘 핸드 타월은 접혀진 상태로 나타내어진다. 도 1B는 도 1A에 나타낸 타월의 접혀지지 않은 상태의 도면이다. 그 타월은 폭 "x" 및 비교적 긴 길이를 가짐에 주목할 수 있다. 타월의 연부에 따른 쉐이딩은 일반적으로 그 타월이 비교적 조밀한 구조를 가짐을 나타내기 위한 것이다. 타월의 총 흡수 용량이 높다면 타월이 매우 큰 면적을 가질 때 손 건조시 마다 흡수성 핸드 타월이 더 적게 사용된다는 것이 통상적인 생각이다.
도 2A는 비교적 큰 면적 및 비교적 낮은 기본 중량을 갖는 통상의 흡수성의 M형-접힘 핸드 타월의 예시도(일정 비율이 아님)이다. M형-접힘 핸드 타월은 접혀진 상태로 나타내어진다. 도 2B는 도 2A에 나타낸 타월의 접혀지지 않은 상태의 도면이다. 그 타월은 일반적으로 C형-접힘 타월의 것과 동일한 폭 "x"를 갖지만 더 짧은 길이를 가짐에 주목할 수 있다. 타월의 연부에 따른 쉐이딩은 일반적으로 그 타월이 비교적 조밀한 구조를 가짐을 나타내기 위한 것이다.
도 3A는 손 건조시의 효능이 증가된 전형적인 개선된 접혀진 흡수성 핸드 타월의 예시도(일정 비율이 아님)이다. 이 핸드 타월은 M형-접힘 형태로 나타내어진다. 개선된 타월은 면적이 훨씬 더 작고 기본 중량이 더 크며 비교적 고도의 흡수도(즉, TWA)를 갖는다. 대쉬 선으로부터 알 수 있는 바와 같이, 개선된 접혀진 핸드 타월은 도 2A에 나타낸 타월 보다 더 작은 폭을 갖는다. 도 3B는 도 3A에 나타낸 타월의 접혀지지 않은 상태의 도면이다. 그 타월은 도 1B 및 2B에 나타낸 폭 "x" 보다 더 작은 폭 "y"를 가짐에 주목할 수 있다. 타월의 연부에 따른 쉐이딩은 일반적으로 그 타월이 도 1 및 2에 나타낸 타월 보다 비교적 더 낮은 밀도를 갖는 구조를 가짐을 나타내기 위한 것이다.
개선된 핸드 타월은 1) 약 500 ㎠ 미만의 총 면적, 2) 약 45 g/m2을 초과하는 기본 중량, 3) 약 3 g/g을 초과하는 TWA, 및 4) 약 1300 m 미만의 단위 인장 강도를 함께 갖는 흡수성 섬유상 셀룰로오스계 웹으로 이루어지므로, 그 핸드 타월은 손 건조시 마다 약 5 g 미만의 핸드 타월 효용도를 제공하게 된다.
본 발명에 따르면, 타월의 면적 및 기본 중량은 바람직하게는 약 1.87 g 내지 약 3.36 g 사이의 타월 중량을 유지하도록 조정된다. 중요하게는, 타월의 총 면적은 약 500 ㎠ 미만이며 기본 중량은 약 45 g/m2을 초과한다.
타월의 크기를 감소시키고 기본 중량을 증가시킴으로써, 타월의 단위 인장 강도는 타월의 실제 강도를 손상시키지 않고 상당히 감소될 수 있다. 즉, 섬유상 셀룰로오스계 웹 또는 타월에 사용된 베이스시트는 흡수도를 향상시키는 제지 기술, 후 처리 및(또는) 섬유를 이용하여 제조될 수 있다.
예를 들면, 핸드 타월과 같은 흡수성 종이 제품은 거친, 고 항복 섬유, 전형적으로 석쇄목(SGW), 열기계적 펄프(TMP), 및(또는) 화학열기계적 펄프(CTMP) 섬유를 주로 포함할 수 있다. 그러한 거친 섬유는 일반적으로 생산된 종이 제품에 강도를 부여하는 것을 돕는 파단 및 피브릴화를 일으키기 위해 고도로 정제되므로 그것은 인열 없이 분배되기에 충분한 강도를 갖게 된다. 그러한 정제는 거친 섬유의 자유도를 "높은" 자유도 섬유에서부터 "낮은" 자유도 섬유까지 변화시킨다. 이러한 고도로 정제된, 고 항복의, 거친, 기계적으로 펄프화된 섬유가 종이 제품으로 형성될 때, 생성된 시트는 보다 낮은 흡수도(예를 들면, 타월의 단위 중량에 대해 결정된 바와 같은 흡수된 총 물)를 갖는다.
본 발명의 한면에서, 흡수성 핸드 타월의 증가된 기본 중량은 예를 들면 북방 침엽수 크래프트(NSWK) 펄프 섬유, 재생 섬유(RC), 활엽수 크래프트(HWK) 펄프 섬유 또는 석쇄목(SGW) 펄프 섬유와 같은 비교적 거친 섬유가 보다 약하지만 보다 흡수성인 제품을 생산하기 위해 덜 정제되게 가공되도록 한다. 별법으로 및(또는) 추가로, 타월은 화학열기계적 펄프(CTMP) 섬유 또는 각종 유형의 변형된 섬유와 같은 탄성 섬유로 이루어지거나 또는 그것을 포함할 수 있다.
또한, 흡수성 핸드 타월은 통상의 푸르드리니어(Fourdrinier) 제지기의 프레스 단면에 적은 압력이 가해지는 제지 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 제지 공정시 이 지점에 가해진 압력을 감소시킴으로써, 형성된 시트 중에 더 많은 개방 섬유 구조 또는 섬유의 망상 구조를 형성한다고 생각된다. 그러한 개방 섬유 구조 또는 섬유의 망상 구조는 전형적으로 폐쇄된, 밀착된 또는 붕괴된 섬유 구조 또는 망상 구조에 비해 더 높은 흡수도를 제공한다.
제지 방법은 개방 섬유 구조 또는 섬유의 망상구조를 형성 또는 향상시키기 위하여 차속 전달 등과 같은 단계를 포함한다. 별법으로 및(또는) 추가로, 예를 들면 통기 건조 작업과 같은 비압축식 건조 작업은 개방 섬유 구조 또는 섬유의 망상 구조는 향상시키는데 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 면에서, 흡수성 핸드 타월의 증가된 기본 중량은 더 많은 정도의 기계적 탈결합 (debonding) (예를 들면, 크레이핑 (creping) , 액압 니들링, 브러슁, 엠보싱 등)에 의해 섬유 구조 또는 망상구조가 개방되도록 한다. 기계적 탈결합은 전형적으로 흡수도를 향상시키지만 강도를 감소시킨다. 단위 인장 강도가 보다 낮을수록 보다 유연하고 보다 가요성인 시트를 제공한다. 발명자가 작업의 임의의 특별한 이론에 얽매이지 않아야 하지만, 타월의 보다 작은 면적이 분배 중에 보다 적은 마찰력 또는 저항성을 발생시키기 때문에 본 발명의 흡수성 핸드 타월에는 통상의 핸드 타월 보다 더 낮은 인장 강도가 요구되는 것으로 여겨진다. 따라서, 이들 타월은 통상의 타월 보다 더 흡수성이지만 여전히 더 낮은 전체 강도를 가질 수 있으며, 이는 보다 양호한 성능 및 보다 양호한 품질 인지를 제공한다.
섬유의 탈결합은 또한 화학적 탈결합제를 첨가하여 화학적으로 이루어질 수도 있다. 그러한 화학적 탈결합제가 생성된 종이 제품의 강도를 감소시키고 연도를 증가시키긴 하지만, 이것은 전형적으로 흡수도에 극미한 영향을 준다. 일반적으로 말하면, 화학 탈결합제는 제지 방법에 대한 다른 변형 없이는 섬유 구조 또는 망상구조를 거의 개방시키지 않는 것으로 나타났다.
따라서, 본 발명의 한 특징은 바람직한 흡수도(예를 들면, 약 3 g/g을 초과하는 TWA)와 약 1300 m 미만의 단위 인장 강도의 수준이 동시에 가능하다.
예기치 않게도, 작은 타월 크기, 높은 기본 중량, 비교적 높은 흡수도 및 보다 낮은 단위 인장 강도의 조합에 의해 손 건조시 마다 약 5 g 미만의 효용도를 제공하는 핸드 타월이 형성되는 것으로 밝혀졌다. 또한, 예기치 않게도 사용자에 의해 인지된 이러한 핸드 타월의 품질은 측정된 보다 낮은 수준의 효용도를 갖는 훨씬 더 큰 면적의 "고용량" 핸드 타월의 비교적 높은 범위내에 속하는 것으로 밝혀졌다.
흡수성 타월은 전형적으로 예를 들면 접혀진 종이 웹과 같은 접혀진 웹이다. 본 발명의 타월은 비교적 높은 기본 중량, 작은 면적 및 확실한 분배를 위한 충분한 강도를 갖기 때문에, 타월은 한겹일 수 있고 비교적 단순한 접힘 패턴을 가질 수 있다. 예를 들면, 타월은 디스펜서로부터 빠져나오는 타월 전 연부를 형성하기 위한 강도를 위해 접혀진 타월의 2개 이상의 층을 제공하는 보다 복잡한 패턴 대신에, 단순한 오버폴드(overfold) 패턴 또는 단순한 인터폴드(interfold) 패턴을 가질 수 있다. 별법으로 및(또는) 추가로, 접혀진 흡수성 타월은 개개의 낮은 기본 중량을 갖는 몇겹으로부터 비교적 높은 총 기본 중량을 가진 타월을 생산하기 위하여 크림프-본딩, 라미네이팅 또는 다른 기술에 의해 연결되는 여러 겹으로 이루어질 수 있다. 그러한 실시태양에서, 접혀진 타월(즉, 개개의 겹으로 구성된 타월)에 대한 단위 인장 강도는 약 1300 m 미만이어야 한다.
일반적으로 말하면, 접혀진 흡수성 타월은 통상의 제지 기술에 의해 제조된 흡수성 종이 타월일 수 있고, 흡수성 타월에 사용된 통상의 섬유를 함유할 수 있다. 별법으로 및(또는) 추가로, 접혀진 흡수성 타월은 예를 들면 본 명세서에 참고로 인용되는 미국 특허 제5,048,589호 및 동 제5,137,600호에 기재된 바와 같은 방법을 이용하여 제조될 수 있다.
<접혀진 핸드 타월 시험>
<장치>
시험 방법은 특별한 장치를 필요로 하지 않는다. 시험 방법은 시험 참여자를 이용하여 접혀진 흡수성 타월 샘플을 평가하기 위하여 하기 절차 및 재료를 이용한다. 이 시험 참여자는 특정 정보를 확인하기 위하여 샘플 사용 중에 관찰된다. 샘플을 사용한 후에, 시험 참여자는 표준 문제에 답하여 샘플을 평가하도록 요청받는다.
<방법>
비누 시험에 참여하도록 사람들을 모집하여, 접혀진 타월이 연구 대상이라는 사실을 인식하지 못하게 한다. 그들의 손을 3회 씻도록 요청하고, 매 번 사용된 타월의 수를 면접자가 기록하였다. 이 단계에서 시험 참여자의 행동 및 타월 성능의 다른 면을 적어둔다.
각 시험 참여자가 여러 번 손을 씻으면(즉, 그들의 손을 3회 세척 및 건조하면) 각 제품에 관해 알게 되어, 필요에 따라 행동이 변화될 수 있다. 분석은 사용자가 타월 및 분배 장치에 익숙하게 될 때인 3번째 세척 결과에 주로 기초하며, 가장 철저하게 손을 건조시키는 참여자가 가장 자연스러운 상황을 나타내는 것으로 여겨진다.
타월은 단일 시험되고 가능한 어디든 적당한 디스펜서를 통해 분배된다. 디스펜서는 테이블 위에 위치하거나 또는 문에 걸려지고 바닥 위의 1.3 m의 높이에 셋팅된 걸이에 장착된다.
사용된 비누는 모든 시험에서 일치하고 각각의 응답자에 의해 사용되는 양을 가능한 한 조절하기 위하여 펌프 디스펜서에 제공된다. 사용된 모든 비누, 타월 및 디스펜서는 상표가 없다.
각 제품의 하나의 슬리브는 베이스시트의 시험을 위해 실험실로 회수된다. 물 샘플은 각 위치로부터 취해지며, 또한 비누 헹굼의 용이함에 영향을 미치고 그에 따라 사용되는 타월의 수에 영향을 미칠 수 있는 연도/경도에 대해 시험된다.
<시험 참여자의 관찰>
시험 중에, 참여자는 다음에 답하도록 관찰된다:
"응답자가 종이 타월을 제거하기 위하여 얼마나 많이 손을 사용하였는가?"
"손 건조하는데 사용된 타월의 수는?"
"타월을 하나 이상 사용한 경우, 이것을 개별적으로 또는 함께 사용하였는가?"
세번째 손 건조 후에, 참여자는 세면기로부터 물러나 짧은 인터뷰를 하였고 여기서 참여자는
- 사용된 타월에 대한 자발적인 의견을 말하고,
- 타월의 품질, 효능, 강도 및 편안함에 대해 등급을 매기고,
- 타월의 크기에 대한 의견을 말하고,
- 작업시에 사용된 손 건조 방법들의 유형, 및 시험된 타월은 이 방법들과 비교하여 어떠한 가
를 설명하라는 요청을 받았다.
<표준 질문>
세번째 손 건조 후, 각각의 참여자는 접혀진 종이 타월과 관련된 특징의 목록에 관해 질문받았다. 그들은 10점 등급(1은 매우 불량하고 10은 우수함을 의미함)을 이용하여 타월을 평가하도록 요청받았다. 특히, 참여자는 다음을 평가하도록 요청받았다:
"... 당신이 사용한 종이 타월의 전체 품질",
"건조 중의 타월의 편안함",
"타월의 색 및 외관",
"타월의 강도", 및
"당신의 손 건조에 대한 타월의 전체 효능".
시험 참여자는 또한 6점 등급(1은 "매우 지나치게 큼", 2는 "약간 지나치게 큼", 3은 "거의 적당한 크기", 4는 "약간 지나치게 작음", 5는 "매우 지나치게 작음")을 이용하여 타월의 크기를 평가하도록 요청받았다.
<실시예 1>
상술한 방법에 의해 다음 샘플을 이용하여 각종 위치에서 약 1600 시험을 실시하였다:
- 미국 조지아주 로스웰 소재의 킴벌리 클라크 코포레이션(Kimberly-Clark Corporation)으로부터 입수가능한 한겹 C형-접힘 흡수성 종이 타월,
- 미국 조지아주 로스웰 소재의 킴벌리 클라크 코포레이션으로부터 입수가능한 한겹 M형-접힘 흡수성 종이 타월, 및
- 상술한 시판 입수가능한 제품과 사실상 동일한 설비 및 제지 기술을 이용하여 제조된 5개의 실험용 M형-접힘 흡수성 종이 타월. 각각의 실험용 타월은 면적 및 전체 종방향 및 횡방향 인장 강도는 동일하였으나, 기본 중량 및 단위 인장 강도는 상이하였다.
각각의 시험 동안, 손 건조시 마다 사용된 타월의 수를 상기한 바와 같이 관찰하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 핸드 타월 효용도를 그 데이타로부터 계산하고 하기 표 1에 나타내었다. 각각의 시험 후에, 참여자는 표준 질문에 대해 응답하고 핸드 타월 "품질" 값을 결정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
시험 동안, 각종 타월 샘플의 길이 및 폭을 측정하고 면적을 계산하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
타월 중량은 통상의 기술에 의해 가장 근사치인 1/100 g으로 결정되었다. 타월의 기본 중량을 상술한 바와 같이 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
샘플에 대한 종방향 인장 강도 및 횡방향 인장 강도를 상술한 방법에 따라 측정하고, 컬럼 표제를 "MD 인장" 및 "CD 인장"으로 하여 하기 표 1에 나타내었다. 단위 인장 강도를 상술한 바와 같이 계산하고 컬럼 표제를 "단위 인장"으로 하여 나타내었다.
샘플에 대한 흡수된 총 물을 상기 수순에 따라 결정하고 컬럼 표제를 "TWA"로 하여 나타내었다. TWA 값을 이용하여 상술한 바와 같이, 흡수 용량을 계산하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
하기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 큰 면적의 C형-접힘 타월은 가장 큰 흡수 용량 및 타월 중량을 갖는다. 그것은 최저 수준의 효용도 및 높은 수준의 품질을 갖는다. 이 타월은 또한 비교적 높은 TWA에 상응하는 비교적 낮은 단위 인장을 갖는다.
M형-접힘 타월의 면적은 C형-접힘 타월 보다 더 작고, 타월 중량 및 흡수 용량은 보통이다. 보다 작은 면적의 M형-접힘 타월에 의해, 기본 중량이 보다 크더라도 보다 큰 타월 사용량이 초래되었다 (즉, 손 건조시 마다 더 많은 타월이 사용 됨).
샘플 1 타월은 작은 면적(425 ㎠), 최저 타월 중량, 타월 품질, 흡수 용량 및 TWA, 최대 단위 인장 강도 및 최적 수준의 효용도를 갖는다. 훨씬 더 작은 타월 면적(C형-접힘 타월에 비해) 및 유사한 기본 중량에 의해, 훨씬 더 큰 타월 사용량이 초래되었다..
샘플 1-5에 대한 하기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 총 면적, MD 인장 및 CD 인장이 일정하게 남아있고 기본 중량 및 TWA가 증가될 때, 양호한 수준의 타월 효용도(즉, 손 건조 마다 약 5 g 미만의 타월 효용도 값)을 제공하는 예기치 않은 타월 사용량의 감소 및 인지된 타월 품질의 예기치 않은 증가가 일어난다.
이제 도 4를 참고로 하면, 타월 효용도, 타월 품질 및 타월 중량 및 면적 사이의 관계는 그래프 형태로 표시된다. 더욱 상세하게는, 도 4는 X-축에 타월 중량을 나타내고, 하나의 Y-축에 타월 효용도의 역수(즉, 1/(타월 효용도))를 나타내고 또다른 Y-축에 타월 품질을 나타낸 그래프이다. 하기 표 1로부터의 샘플 1-5에 대한 데이타는 각각 S1 내지 S5로 식별되는 지점에서 플롯팅된다. 하기 표 1로부터의 M형-접힘 및 C형-접힘 타월에 대한 데이타는 각각 M형-접힘 및 C형-접힘 타월로서 식별되는 지점에서 플롯팅된다. 타월 품질에 대한 데이타는 부호 "●"로 표시되고 타월 효용도의 역수에 대한 데이타는 부호 "■"로 표시된다.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 큰 C형-접힘 타월은 품질이 매우 높고, 효용도가 매우 낮다. 보다 작은 면적의 M형-접힘 타월은 보다 양호한 수준의 효용도를 나타내지만 보다 낮은 품질을 나타낸다. 샘플 1-5는 증가 수준의 품질을 나타낸다. 샘플 3은 M형-접힘 타월과 동일한 품질을 가지며 보다 큰 효용도를 갖는다. 샘플 5는 C형-접힘 타월과 동일한 고품질을 가지며 M형-접힘 타월과 동일한 수준의 효용도를 갖는다.
그러나, 본 발명의 수많은 특징 및 잇점이 본 발명의 구조 및 기능의 상세한 설명과 함께 상기 설명란에 기재되어 있긴 하지만, 그 설명은 단지 예시를 위함이며, 변화는 첨부된 청구의 범위에서 표현되는 용어의 광범위한 일반적인 의미에 의해 표시되는 충분한 정도로 본 발명의 원리 내에서 상세하게, 특히 요소의 형태, 크기 및 배열에 관해서 행해질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
제품 길이 폭 면적 기본 중량 타월 중량 MD 인장 CD 인장 단위 인장 TWA 흡수 용량 사용량 효용도 품질
단위 ㎜ ㎜ ㎠ g/m2 g g/cm (oz/in) g/cm (oz/in) m g/g mL/타월 타월수/손건조 중량/ 손건조 (1-10)
C형-접힘 (150) 340 264 898 44.3 3.98 468.7 (42) 223.2 (20) 731 3.84 15.3 1.58 6.3 6.81
M형-접힘 (180) 2.39 2.36 564 48 2.71 837 (75) 390.6 (35) 1192 3.04 8.2 1.97 5.3 6.01
샘플 1 2.39 1.78 425 44 1.87 837 (75) 390.6 (35) 1301 2.90 5.4 2.33 4.4 5.61
샘플 2 2.39 1.78 425 48 2.04 837 (75) 390.6 (35) 1192 3.04 6.2 2.20 4.5 5.76
샘플 3 2.39 1.78 425 55 2.34 837 (75) 390.6 (35) 1041 3.26 7.6 2.01 4.7 6.01
샘플 4 2.39 1.78 425 65 2.77 837 (75) 390.6 (35) 881 3.54 9.8 1.79 5.0 6.35
샘플 5 2.39 1.78 425 79 3.36 837 (75) 390.6 (35) 725 3.85 12.9 1.57 5.3 6.81

Claims (20)

  1. 500 ㎠ 미만의 총 면적,
    45 g/m2을 초과하는 기본 중량,
    3 g/g을 초과하는 TWA (총 흡수 용량), 및
    1300 m 미만의 단위 인장 강도
    를 함께 갖는 흡수성 섬유상 셀룰로오스계 웹을 포함하며, 손 건조시 마다 5 g 미만의 핸드 타월 효용도(utility)를 제공하는 것을 특징으로 하는 접혀진 흡수성 핸드 타월.
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  10. 제1항에 있어서, 1.9 내지 3.4 g의 타월 중량을 갖는 핸드 타월.
  11. 제1항 또는 제10항에 있어서, 총 면적이 400 ㎠ 미만인 핸드 타월.
  12. 제1항 또는 제10항에 있어서, 총 면적이 325 ㎠ 미만인 핸드 타월.
  13. 제1항 또는 제10항에 있어서, 기본 중량이 50 g/m2을 초과하는 핸드 타월.
  14. 제1항 또는 제10항에 있어서, 기본 중량이 60 g/m2을 초과하는 핸드 타월.
  15. 제1항 또는 제10항에 있어서, 단위 인장 강도가 900 m 미만인 핸드 타월.
  16. 제1항 또는 제10항에 있어서, 단위 인장 강도가 725 m 미만인 핸드 타월.
  17. 제1항 또는 제10항에 있어서, 손 건조시 마다 4.5 g 미만의 핸드 타월 효용도를 제공하는 핸드 타월.
  18. 제1항 또는 제10항에 있어서, 손 건조시 마다 4.0 g 미만의 핸드 타월 효용도를 제공하는 핸드 타월.
  19. 제1항 또는 제10항에 있어서, 중량이 2.0 내지 3.0 g인 핸드 타월.
  20. 제1항 또는 제10항에 있어서, 중량이 2.25 내지 2.75 g인 핸드 타월.
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