KR101069976B1 - 유익한 물질을 포함하는 부드러운 종이 제품 - Google Patents

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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

종이 웹 상에 화학적 첨가제를 함유하는 조성물의 국소 적용을 위한 방법이 개시된다. 본 발명은 또한 상기 방법으로부터 형성된 종이 제품에 관한 것이다. 일반적으로, 상기 방법은 화학적 첨가제를 함유하는 조성물을 멜트 블로운 다이를 통해 압출한 다음, 상기 조성물을 이동하는 종이 웹에 적용하는 단계를 포함한다. 특히, 상기 방법은 다이 첨단의 막힘을 방지하면서 멜트 블로운 다이를 통해 웹에 점착성 조성물을 적용하는 것을 제공한다. 하나의 구현예에서, 상기 화학적 조성물은 섬유로 압출되어 종이 웹에 적용된다. 상기 화학적 조성물은 예를 들면 폴리실록산 연화제 및 1종 이상의 유익한 물질과 같은 각종 첨가제를 함유할 수 있다.
Figure R1020057008292
종이, 웹, 멜트블로운 다이, 소수성, 흡수성, 폴리실록산, 티슈

Description

유익한 물질을 포함하는 부드러운 종이 제품{Soft Paper Product Including Beneficial Agents}
소비자들이 얼굴용 티슈 및 욕실용 티슈와 같은 광범하게 다양한 응용을 위한 종이-닦개 제품을 사용하고 있다. 얼굴용 티슈는 코를 닦는 데 사용될 뿐 아니라, 다른 용도로도 사용되며, 일반적인 닦는 제품으로서 사용될 수도 있다. 결과적으로, 현재 시판되는 많은 다양한 종류의 티슈 제품이 존재한다.
일부 응용에서, 티슈 제품은 티슈의 부드러움을 증가시키기 위해 폴리실록산 로션으로 처리된다. 티슈에 실리콘 조성물을 첨가하는 것은 티슈의 강도를 유지하고 사용 도중 티슈에 의해 생성되는 린트의 양을 감소시키면서 티슈에 향상된 부드러움을 부여할 수 있다.
일부 응용에서, 티슈 제품은 여타의 유익한 물질로 처리될 수도 있다. 예를 들면, 폴리실록산 로션과 같은 연화제 뿐만 아니라, 기타 바람직한 물질이 사용자에 유익을 제공하기 위해 티슈에 첨가될 수 있다. 예를 들면, 원하는 물질을 사용 시에 소비자에게 전달하기 위해 비타민, 식물 추출물, 의약, 항균 화합물 등도 웹에 첨가될 수 있다.
제지 산업에서는, 소비자가 선호하는 종이 제품을 제조하기 위해 다양한 제조 기술이 특별히 고안되어 왔다. 제조자는 실리콘 조성물 및 기타 유익한 물질과 같은 화학적 첨가제를 티슈 웹의 표면에 적용하기 위해 여러 가지 방법을 사용해 왔다. 현재, 티슈 웹의 표면에 화학 물질을 적용하는 하나의 방법은 윤전 그라비어 인쇄 공정이다. 윤전 그라비어 인쇄 공정은 화학 물질을 기질 상에 전이시키기 위해 인쇄 롤러를 사용한다. 윤전 그라비어 인쇄 공정을 사용하여 웹에 적용되는 화학 물질은, 기질 상에 인쇄될 에멀션을 제조하기 위해 물, 계면활성제 및/또는 용매의 첨가를 전형적으로 필요로 한다. 그러한 첨가는 비용이 추가될 뿐 아니라 습윤 시간, 건조 시간 및 첨가 공정의 복잡성을 증가시킨다.
티슈 웹의 표면에 화학적 첨가제를 적용하는 또하나의 방법은 스프레이 분무이다. 스프레이 분무는 화학 물질을 가압된 기체와 조합하여, 종이와 같은 기질 상으로 향하는 작은 미세방울을 형성하는 공정이다. 분무 공정에 의해 제기되는 문제점은 제조자가 종이 겹에 적용되는 화학 물질의 양을 조절하기가 어려움을 종종 발견한다는 것이다. 즉, 스프레이 분무 기술이 갖는 빈번한 문제점은 다량의 과-분무가 생성되어, 이것이 기기 뿐만 아니라 상기 스프레이 분무기 주변의 장치 및 제품의 표면에 바람직하지 못하게 축적된다는 것이다. 또한, 과-분무가 적용되는 화학 물질을 낭비하고, 티슈 웹에 첨가제를 적용하는 일반적으로 비효율적인 방법을 포함한다. 뿐만 아니라, 스프레이 분무 기술에 대한 조절의 부족 또한 티슈 웹에 대한 적용의 균일성에 영향을 준다.
상기한 사실로 볼 때, 종이 웹의 표면에 화학적 첨가제를 적용하기 위한 방법의 개선에 대한 요구가 산업에 존재한다.
또한, 종이 웹의 표면에 화학적 첨가제를 적용하는 데 있어서 상기-언급된 난점 이외에도, 연화제와 같은 일부 첨가제는 처리된 종이 웹에 소수성을 부여하는 경향을 가질 수도 있다. 소수성은 어떤 응용에서는 바람직할 수도 있지만, 다른 응용에서, 증가된 소수성은 제품에 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 욕실용 티슈에 증가된 소수성은 욕실용 티슈가 충분한 시간 내에 습윤되는 것을 방해하고 세면대나 화장실에 버려졌을 때 분해 및 분산되는 것을 방해할 수 있다. 따라서, 일부 응용에서는, 티슈, 특히 욕실용 티슈를 위해 둘 다 바람직한 성질인 부드러움과 흡수성 사이에 적절한 균형을 찾는 것이 어렵다.
따라서, 티슈의 소수성을 바람직한 한계 이상으로 증가시키지 않으면서 티슈에 유익을 제공하기 위해 소수성 조성물을 티슈에 적용하는 방법에 대한 요구가 또한 존재한다.
발명의 요약
일반적으로, 본 발명은 티슈 웹, 종이 타월 및 닦개와 같은 종이 웹에 조성물을 적용하기 위한 개선된 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 방법으로부터 제조된 개량된 종이 제품에 관한 것이다.
본 발명의 방법은 멜트블로운 다이를 통해 종이 웹의 표면 상에 조성물을 압출시키는 것을 포함한다. 예를 들면, 약 60 gsm 미만의 기본 중량을 갖는 종이 웹이 본 발명에 적합할 수 있다. 압출된 조성물은 매우 점성이 커서 압출될 때, 원하는 대로 연속적 섬유 또는 비연속적 섬유를 형성할 수 있다. 하나의 구현예에서, 상기 섬유는 가늘어진 섬유일 수 있다. 하나의 구현예에서, 상기 조성물은 약 0.01% 내지 약 30%의 유익한 물질 및 약 70% 내지 약 99%의 폴리실록산 연화제를 포함할 수 있다. 하나의 구현예에서, 상기 조성물은 무용매의(neat) 폴리실록산일 수도 있다.
하나의 구현예에서는, 전체 표면적의 일부를 덮도록 웹 표면 상에 섬유가 침착될 수도 있다. 예를 들면, 상기 섬유는 웹 표면의 약 20% 내지 약 80% 사이, 더욱 특별하게는 웹 표면의 약 30% 내지 약 50% 사이를 덮을 수 있다. 하나의 구현예에서, 섬유 분포는 웹의 표면에 걸쳐, 웹의 한 영역에서는 더 많은 섬유가 덮이고 다른 영역에서는 섬유가 적게 덮이거나 전혀 덮이지 않는 등, 불균질 할 수 있다.
웹에 첨가되는 유익한 물질은 예를 들면, 알로에 베라 추출물, 비타민 E, 바셀린, 또는 유익한 물질의 혼합물과 같은 임의의 유익한 물질일 수 있다. 웹에 첨가되는 폴리실록산 연화제는 친수성 또는 소수성 폴리실록산일 수 있다. 하나의 구현예에서는, 단지 폴리실록산 연화제 및 유익한 물질로 주로 이루어진 단일의 조성물이 웹에 적용될 수 있다. 일반적으로, 조합된 첨가제의 웹에 대한 총 부가율은 웹 중량의 약 0.05% 내지 약 5 중량% 사이일 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에 따라 웹에 적용되는 조성물은 약 1,000 cps 이상의 점도를 갖는 매우 점성의 것일 수 있다. 하나의 구현예에서, 상기 조성물은 약 1,000 cps 내지 약 100,000 cps의 점도를 가질 수 있다.
하나의 구현예에서는, 웹 상에 조성물을 침착시키기 전에 웹의 표면에서 느슨한 섬유 및 린트를 제거할 수 있다.
본 발명의 조성물은 멜트블로운 다이를 이용하여 웹 표면 상에 침착될 수 있 다. 하나의 구현예에서, 멜트블로운 다이의 다이 첨단(tip)은 공기 경계 차단 장치의 존재에 의해 먼지 및 린트의 축적으로부터 보호될 수 있다. 하나의 구현예에서, 상기 다이 첨단은 조성물이 웹 상에 침착될 때 웹 표면으로부터 약 0.5 인치 내지 약 3 인치 사이에 있을 수 있다. 또다른 구현예에서, 상기 다이 첨단은 조성물이 웹 상에 압출될 때 웹의 표면으로부터 약 1 내지 약 2 인치 사이에 있을 수 있다. 멜트블로운 다이는 일반적으로 1 인치 당 약 2 내지 약 30 개의 다이 첨단을, 더욱 특정하게는 1 인치 당 약 3 내지 약 20 개의 다이 첨단을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 조성물은 웹의 양쪽 표면 상에 침착될 수 있다. 공정에서 웹을 적절하게 정렬시키기 위해, 침착 공정 직후 웹의 표면을 포함하는 조성물을 접촉할 수 있는 가이드 롤을 이용하여 웹을 유도하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 구현예에서, 왕복하는 브러쉬나 진공 상자와 같은 것으로 상기 가이드 롤의 표면을 세정하여 조성물이 가이드 롤 상에 축적되는 것을 방지하는 것이 유익한 것으로 입증될 수 있다.
본 발명의 종이 제품은 셀룰로오스 섬유로 형성된 종이 웹을 포함할 수 있고, 1종 이상의 폴리실록산 연화제 및 1종 이상의 유익한 물질의 양자가 가늘어진 섬유의 형태로 상기 웹의 표면에 적용될 수 있다. 예를 들면, 상기 제품은 제품 중량의 약 0.001% 내지 약 2%의 유익한 물질(들), 및 제품 중량의 약 0.05% 내지 약 3%의 폴리실록산 연화제(들)를 함유할 수 있다. 본 발명의 첨가제들은, 필요에 따라 단일의 조성물로서 또는 따로따로 웹의 표면에 함께 적용될 수 있다.
상기 제품은 광범하게 다양한 각종 친수성 및/또는 소수성 폴리실록산 연화제 및 유익한 물질을 함유할 수 있다.
하나의 구현예에서, 상기 제품은 약 8 초 미만, 더욱 특별하게는 약 4 내지 약 6 초의 습윤 시간을 가질 수 있다.
본 발명의 제품은 매우 흡수성일 수도 있다. 예를 들어, 상기 제품은 건조 제품 중량의 약 5 내지 약 20 배의 흡수 용량을 가질 수 있다. 하나의 구현예에서, 상기 제품은 건조 제품 중량의 약 8 내지 약 12 배의 흡수 용량을 가질 수도 있다.
본 발명의 상세하고도 실시가능한 개시가 본 명세서에 기재된다. 이하의 도면이 본 발명을 설명한다:
도 1은 본 발명에 따라 종이 웹 상에 멜트블로운 다이 첨단을 통해 점성의 조성물을 적용하는 것을 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 멜트블로운 다이의 한 구현예의 측면도이고;
도 3은 본 구현예에서 조성물이 그를 통해 압출되는 노즐의 열을 나타내는, 도 2에 도시된 멜트블로운 다이의 부분의 저면도이며;
도 4는 본 발명에 따라 제조된 종이 웹의 한 구현예의 평면도이고;
도 5는 본 발명의 방법의 한 구현예를 도시하며;
도 6은 본 발명에 따라 사용될 수 있는 진공 상자 상의 공기 흡입구의 위에 서 본 도이다.
본 명세서 및 도면에서 참고 기호의 반복된 사용은 본 발명의 동일 또는 유사한 특징을 나타내고자 함이다.
이제 본 발명의 구현예를 참고하여, 그 하나 이상의 실시예를 이하에 기재한다. 각각의 실시예는 본 발명의 설명을 위한 것이며 본 발명의 제한으로서 주어지는 것이 아니다. 사실 상, 본 발명의 범위나 정신을 벗어나지 않고 본 발명에 다양한 수정 및 변화가 가해질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 하나의 구현예의 부분으로서 설명되거나 기재된 특징은 다른 구현예에 사용되어 또다른 구현예를 만들 수 있다. 즉, 본 발명은 첨부된 청구범위 및 그 동등물의 범위 내에 있는 그러한 수정 및 변화를 포함하도록 의도된다. 여기에 논의된 것은 단지 예시적 구현예를 기재한 것이며 본 발명의 예시적 구성에서 구현되는 보다 넓은 국면을 제한하고자 함이 아님이 당업자에 의해 이해되어야 한다.
일반적으로, 본 발명은 티슈 웹과 같은 종이 웹 상에 멜트블로운 다이 첨단을 통해 점성의 화학적 조성물을 적용하는 것에 관한 것이다. 윤전 그라비어 인쇄 공정 및 스프레이 분무 공정과 비교할 때, 멜트블로운 공정이 더욱 효율적임이 본 발명자들에 의해 밝혀졌다.
예를 들면, 윤전 그라비어 인쇄 공정과 비교하면, 조성물을 종이 웹에 적용하기 위한 본 발명의 방법은 더 단순하고 덜 복잡할 수 있다. 본 발명의 방법은 또한 작업 변수의 면에서 보다 나은 융통성을 제공한다. 예를 들면, 본 발명의 방법은 종이 웹에 적용되는 조성물의 유량 및 부가 수준(add on levels)에 대해 더 나은 제어를 제공한다. 일부 응용에서, 본 발명의 방법은 또한 많은 윤전 그라비어 인쇄 공정에 비하여 상기 조성물이 보다 높은 속도로 종이 웹에 적용될 수 있게 하기도 한다.
스프레이 분무 공정과 비교하면, 본 발명의 방법은 적용 속도에 더 나은 제어를 제공하며 종이 웹에 조성물을 더 균일하게 적용할 수 있다. 본 발명의 방법은 또한 조성물의 과적용을 더 잘 방지할 수 있으며 웹 상에 조성물의 배치에 대한 보다 나은 제어를 제공한다.
본 발명의 방법의 또하나의 장점은 본 방법이 비교적 높은 점성의 화학적 첨가제를 종이 웹에 적용하는 데 적합하다는 것이다. 즉, 예를 들면 용매, 계면활성제, 방부제, 기포방지제 등과 같은, 첨가제를 희석할 수 있는 임의의 물질과 첨가제를 먼저 조합하지 않고 상기 첨가제가 종이 웹에 적용될 수 있음이 발견되었다. 그 결과, 본 발명의 방법은 다수의 공지된 적용 시스템보다 더 경제적이고 덜 복잡할 수 있다.
하나의 구현예에서, 본 발명에 따르는 화학적 첨가제를 함유하는 조성물은 예를 들면 연속적 섬유의 형태와 같은 섬유의 형태로 종이 웹에 적용될 수 있다. 구체적으로, 특정 상황에서 본 발명에 따라 적용된 조성물은 멜트블로운 다이 첨단을 통해 압출될 때 섬유화될 것임이 발견되었다. 상기 조성물을 섬유화하는 능력은 여러가지 장점을 제공한다. 예를 들면, 섬유로 형성될 경우, 상기 조성물은 종이 웹에 의해 쉽게 포획된다. 상기 섬유는 특정 위치에서 상기 웹 상에 배치될 수도 있다. 또한, 바람직하다면, 섬유는 웹의 전체 두께를 통해 침투하지 않고, 대신 화학적 첨가제가 소비자에게 유익을 제공하고자 의도되는 웹의 표면에 머무를 것이다. 예를 들면 섬유의 형태로 웹에 적용된 조성물의 약 80%를 초과하는 양이 처리된 웹의 표면 상에 머무를 수 있다.
본 발명의 또하나의 장점은 일부 응용에서, 동등하거나 더 나은 결과를 여전히 수득하면서 통상의 윤전 그라비어 공정에서 필요하였던 것보다 적은 양의 화학적 첨가제가 웹에 적용될 수 있다는 것이다. 특히, 화학적 첨가제가 에멀션이나 용액으로 형성될 필요 없이 비교적 점성인 상태로 적용될 수 있고 화학적 첨가제가 웹의 표면에 걸쳐 균일하게 섬유로서 적용될 수 있기 때문에 많은 종래 기술의 공정에서 사용된 것만큼 많은 화학적 첨가제를 적용할 필요 없이 동일하거나 더 나은 결과가 수득될 수 있는 것으로 생각된다. 예를 들면, 윤전 그라비어 공정 및 분무 공정에 비하여 동일한 연화 효과를 여전히 수득하면서 연화제가 보다 적은 양으로 웹에 적용될 수 있다. 또한, 상기 제품은 습윤 시간에 의해 측정될 수 있듯이, 더 나은 습윤성을 가질 수도 있다. 또한, 보다 적은 화학적 첨가제가 필요하므로, 추가의 비용 절약이 실현된다.
일부 응용에서 본 발명에 따라 종이 웹을 처리하는 것이 웹의 습윤 강도를 상당히 증가시킬 수 있음이 또한 발견되었다. 예를 들면, 소수성 조성물과 같은 특정 조성물을 적용할 때, 상기 처리된 종이 웹이 향상된 횡단 방향 습윤:건조 비를 갖는 것으로 밝혀졌다. 여기에서 사용되는 "습윤:건조 비"는 습윤 인장강도를 건조 인장 강도로 나눈 비이다. 본 발명에 따라 처리된 종이 웹의 경우, 횡단 방향 습윤:건조 비는 25% 이상, 특별하게는 40% 이상, 더욱 특별하게는 50% 이상 증가될 수 있다.
예를 들면, 본 발명에 따라 폴리실록산 연화제와 같은 소수성 조성물로 처리된 티슈 웹은 0.45 이상, 특별하게는 0.48 이상, 더욱 특별하게는 0.50 이상의 횡단 방향 습윤:건조 비를 가질 수 있다. 티슈 웹의 표면에 연속적 필라멘트의 형태로 소수성 조성물을 적용함으로써, 조성물의 적용은, 티슈가 젖었을 때 상당한 강도를 제공할 수 있는 비-습윤성 티슈의 그물망이 형성되지만, 필라멘트들 사이에 다량의 피복되지 않은 티슈로 인하여 우수한 흡수성을 여전히 가능하게 하도록 웹 표면에 걸쳐 불균질할 수 있다.
본 발명의 하나의 국면에서는, 소수성 화학적 첨가제를 함유하는 조성물이 욕실용 티슈와 같은 티슈에 적용된다. 상기 화학적 첨가제는 예를 들면 연화제일 수 있다. 소수성 조성물을 불균질 방식으로 티슈 표면에 적용함으로써, 로션 같은 부드러운 느낌을 가질 뿐 아니라 소수성 조성물의 첨가에도 불구하고 양호한 습윤성을 갖는 티슈가 제조될 수 있다. 이러한 방식으로, 점성의 소수성 조성물이 티슈의 습윤성에 나쁜 영향을 주지 않고 티슈의 성질을 개선하기 위해 욕실용 티슈에 적용될 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에서는, 2종 이상의 화학적 첨가제가 조합되어 웹에 적용될 수 있다. 예를 들면, 폴리실록산 연화제와 같은 연화제가 소비자에게 바람직한 유익을 제공할 수 있는 1종 이상의 화학 물질과 조합된 후 상기 조합물이 본 발명에 따라 종이 웹에 적용될 수도 있다.
본 발명에 따라 종이 웹에 적용될 수 있는 가능한 유익한 물질은 여드름-방지 활성물질, 항균 활성물질, 항진균 활성물질, 살균 활성물질, 산화방지제, 화장품용 수렴제, 의약용 수렴제, 비생물학적 첨가제, 탈취제, 피부연화제, 외용 진통제, 필름 형성제, 향료, 보습제, 천연 보습제 및 라놀린과 같이 당 분야에 공지된 기타 피부 보습 첨가제, 불투명화제, 피부 컨디셔닝제, 피부 박리제, 피부 보호제, 용매, 햇빛차단제 및 계면활성제를 비제한적으로 포함한다. 더욱 특별하게는, 비타민 E 및 알로에 베라 추출물이 본 발명의 방법에 따라 웹의 표면에 적용될 수 있는 유익한 물질의 예이다.
상기 화학적 첨가제는 단독으로 적용되거나 본 발명에 따르는 기타 첨가제와 조합되어 적용될 수 있다. 예를 들면, 바람직한 폴리실록산 연화제가 바람직한 유익한 물질과 혼합되어 단일의 조성물로서 함께 적용될 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 연화제와 유익한 물질이 별도로 적용되어 종이 웹의 표면 상에 첨가제의 층을 형성할 수도 있다.
본 발명의 하나의 구현예에서, 상기 방법은 1종 이상의 연화제 및 1종 이상의 유익한 물질을 티슈 웹에 적용하는 것에 관한 것이다. 상기 연화제는 예를 들면 티슈 제품을 사용자의 피부에 더 부드럽게 느끼도록 하는 폴리실록산일 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 적합한 폴리실록산은 아민, 알데히드, 카르복실산, 히드록실, 알콕실, 폴리에테르, 폴리에틸렌 옥시드 및 아미노폴리디알킬실록산과 같은 폴리프로필렌 옥시드 유도화된 실리콘을 포함한다. 아미노폴리디알킬실록산을 사용할 경우, 두 알킬 기는 메틸 기, 에틸 기 및/또는 약 3 내지 약 8 개의 탄소 원자를 함유하는 직쇄 분지쇄 또는 고리형 탄소 사슬일 수 있다. 폴리실록산의 몇 가지 시판되는 예로서, 켈마 인더스트리즈(Kelmar Industries)의 웨트소프트(WETSOFT) CTW, AF-21, AF-23 및 EXP-2025G, 위트코 사(Witco Corporation)의 Y-14128, Y-14344, Y-14461 및 FTS-226, 및 다우 코닝 사(Dow Corning Corporation)의 다우 코닝 8620, 다우 코닝 2-8182 및 다우 코닝 2-8194를 들 수 있다.
하나의 구현예에서는, 하기 화학식의 일반적 구조(이하 구조 1이라 칭함)를 갖는 폴리실록산 연화제가 본 발명의 방법에 사용될 수 있다:
Figure 112005024412529-pct00001
상기 식에서,
A는 수소; 히드록실; 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C8 알킬 또는 알콕시 기이고;
R1-R8은 독립적으로 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C6 알킬 기이며;
m은 20 내지 100,000이고;
p는 1 내지 5,000이며;
q는 0 내지 5,000이고;
B는 화학식 -R9-[(OC2H5)r-(OC3H7)s]t-G-(R10)z-W 의 기이며;
[상기 식에서, t = 0 또는 1이고; z는 0 또는 1이며; r은 1 내지 50,000이고; s는 0 내지 50,000이며; R9는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C2-C8 알킬렌 이중라디칼이고; R10은 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C2-C8 알킬렌 이중라디칼 또는 알킬 고리형 에테르 기이며; G는 산소 또는 NR11이고 (여기에서 R11은 수소 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1 내지 C8 알킬 기임); z = 0일 때, W는 수소 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1 내지 C22 알킬 기이며; z = 1일 때, W는 수소, -NR12R13 기, 또는 -NR14 기(여기에서, R12 및 R13은 독립적으로 수소 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C8 알킬 기이고; R14는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된, 질소와 함께 시클릭 고리를 형성하는 C3 내지 C8 알킬렌 이중라디칼임)이다.]
D는 화학식 -R15-(OC2H5)x-(OC3H7)y-O-R16 의 기이다.
[상기 식에서, x는 1 내지 10,000이고; y는 0 내지 10,000이며; R15는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C2-C8 알킬렌 이중라디칼이고; R16은 수소 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C8 알킬 기이다.]
상기 일반적 구조 1의 대표적인 아미노-작용기화된 화학종으로서 다음 화학식의 것을 들 수 있다 ("EO" 및 "PO"라는 용어는 각각 "에틸렌 옥시드" 및 "프로필렌 옥시드" 잔기를 의미함):
Figure 112005024412529-pct00002
Figure 112005024412529-pct00003
또한, 어떤 구현예에서는, 하기 화학식의 일반적 구조(이후 구조 2라 칭함)를 갖는 폴리실록산이 본 발명에 사용될 수 있다:
Figure 112005024412529-pct00004
상기 식에서,
X는 수소; 히드록실; 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C8 알킬 또는 C1-C8 알콕시 기이고;
R1-R7은 독립적으로 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C6 알킬 기이며;
m은 10 내지 100,000이고;
n은 0 내지 100,000이며;
Y는 하기 화학식의 기이다;
Figure 112005024412529-pct00005
또는 -R11-(OC2H5)r-(OC3H7)s-O-Z
[상기 식에서,
t는 0 또는 1이고;
r은 10 내지 100,000이며;
s는 10 내지 100,000이고;
R8, R9 및 R11은 독립적으로 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C2-C8 알킬렌 이중라디칼이며;
R10은 수소 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C8 알킬 기이고;
W는 -NR12R13 또는 -NR14 이며 (여기에서, R12 및 R13은 독립적으로, 수소 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C8 알킬 기, 또는 아실 기이고, R14는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C3-C6 알킬렌 이중라디칼임);
Z는 수소 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C24 알킬 기이다.]
상기 일반적 구조 (2)의 대표적인 화학종으로서 다음 화학식의 것을 들 수 있다 ("EO" 및 "PO"라는 용어는 각각 "에틸렌 옥시드" 및 "프로필렌 옥시드" 잔기를 의미함):
Figure 112005024412529-pct00006
Figure 112005024412529-pct00007
Figure 112005024412529-pct00008
Figure 112005024412529-pct00009
Figure 112005024412529-pct00010
종래에는, 폴리실록산을 전형적으로 물, 방부제, 기포방지제 및 비이온성 에톡실화된 알코올과 같은 계면활성제와 조합하여 안정한 무균의 에멀션을 형성하여 티슈 웹에 적용하였다. 그러나 본 발명의 방법은 보다 높은 점도를 수용할 수 있기 때문에 폴리실록산을 물, 계면활성제 또는 임의의 다른 물질과 조합할 필요 없이 티슈 웹이나 다른 종이 제품에 직접 첨가할 수 있다. 예를 들면, 무용매의 폴리실록산 조성물 또는 무용매의 유익한 물질과 같은 무용매 조성물이 본 발명에 따라 임의의 바람직한 순서로 웹의 표면에 따로따로 적용될 수 있다. 다른 선택의 구현예에서는, 단지 폴리실록산 및 유익한 물질만을 포함하는 혼합된 조성물이 제조되어 단일 층으로 함께 적용될 수도 있다. 폴리실록산 및 유익한 물질은 임의의 다른 성분과 조합될 필요없이 웹에 적용될 수 있기 때문에, 본 발명의 방법은 다수의 종래 방법보다 더 경제적이고 덜 복잡할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 동등하거나 더 나은 결과를 여전히 수득하면서 보다 적은 양의 화학적 첨가제가 적용될 수 있으며, 이는 추가의 비용 절약을 제공할 수 있음이 발견되었다.
종래에는, 폴리실록산 및 여타 첨가제도 그들의 소수성으로 인하여 일부 응용에서 조금씩만 사용되었다. 예를 들면, 폴리실록산 연화제를 욕실용 티슈에 적용하는 데 있어서 티슈의 습윤성에 나쁜 영향을 미침으로 인한 문제점이 발견되었다. 그러나, 웹 상의 특정 영역에 폴리실록산을 섬유로서 적용함으로써, 소수성 조성물이 허용가능한 습윤 성질을 유지하면서 웹의 성질을 개선하기 위해 티슈 웹에 적용될 수 있음이 발견되었다. 특히, 이하에서 더 상세히 기재하는 바와 같이, 본 발명의 하나의 구현예에서는, 조성물을 사용함으로써 웹의 성질을 개선하는 것과 허용되는 흡수성 및 습윤 특성을 유지하는 것 사이의 적절한 균형을 유지하도록, 소수성 조성물이 분리된, 비연속의 또는 불균질한 방식으로 종이 웹에 적용될 수 있다. 예를 들면, 상이한 표면 위치에서 웹에 대하여 변동량의 조성물을 적용하는 방식으로 웹의 표면에 조성물이 적용될 수 있다. 예를 들면, 웹은 웹의 부분을 덮는 섬유의 형태로 조성물을 가질 수도 있고, 웹 표면 상에 압출되는 개개의 섬유들 사이와 같은 웹의 다른 부분에서는 조성물을 갖지 않을 수도 있다. 달리 말하면, 상기 조성물은 웹의 표면에 걸쳐 변동하는 조성물 포함범위를 가지고 불균질한 방식으로 웹을 덮을 수 있다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따르는 방법의 한 구현예가 도시된다. 도면에서 보는 바와 같이, 티슈 웹(21)은 우측에서 좌측으로 이동하며 위를 향하는 제1 면(45)과 아래를 향하는 제2 면(46)으로 구성된다. 티슈 웹(21)은 그 제1 면(45) 위에 점성 조성물 흐름(29)을 수용한다.
일반적으로, 상기 조성물 흐름(29)은 웹이 형성된 후 웹(21)에 적용된다. 상기 조성물은 예를 들면 웹이 형성된 후, 감기기 전에 웹에 적용될 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 조성물은 다시감기 시스템에서 후처리 공정으로 적용될 수도 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 웹(21)은 캘린더롤(25 및 26)을 이용하여 상기 조성물의 적용에 이어서 캘린더될 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 웹이 캘린더된 후, 조성물이 상기 웹에 적용될 수도 있다. 캘린더 롤은 제품이 소비자에게 더 부드러운 촉감을 느껴지게 하도록 매끈한 표면을 제공할 수 있다.
상기 구현예에서는, 1종 이상의 유익한 물질과 조합된 1종 이상의 폴리실록산 연화제를 함유하는 단일 조성물을 압출하여 조성물 흐름(29)을 형성하고, 이것이 웹(21) 상에 유도된다. 일반적으로, 본 발명에 따라 임의의 적합한 압출 장치가 사용될 수 있다. 예를 들면 하나의 구현예에서, 상기 압출기는 멜트블로운 다이(27)를 포함한다. 멜트블로운 다이는 섬유를 형성하기 위해 사용될 수 있는 복수의 미세한, 통상적으로 원형, 정사각 또는 직사각형의 다이 모세관 또는 노즐을 포함하는 압출기이다. 하나의 구현예에서, 멜트블로운 다이는 노즐을 빠져나오는 섬유를 가늘게 하는 데 사용될 수 있는 수렴하는 고속의 기류(예, 공기)를 포함할 수 있다. 멜트블로운 다이의 한 예는 예를 들면, 여기에 참고문헌으로 도입되는 미국 특허 제 3,849,241 호(Butin 등)에 개시되어 있다.
도 1에서 보는 바와 같이, 멜트블로운 다이(27)는 다이 첨단(28)으로부터 점성의 조성물 흐름(29)을 압출한다. 도시된 바와 같이, 멜트블로운 다이는 공기 커튼(30a-b)과 연결되어 위치할 수 있다. 공기 커튼(30a-b)은 압출된 조성물 흐름(29)를 완전히 둘러쌀 수 있지만, 다른 응용에서 상기 공기 커튼(30a-b)은 조성물 흐름(29)를 단지 부분적으로 둘러쌀 수도 있다. 존재한다면, 공기 커튼은 종이 웹에 대한 상기 조성물의 적용을 용이하게 하고, 압출되는 조성물로부터 섬유 형성을 돕고/또는 형성되는 임의의 섬유를 가늘게 할 수 있다. 특정 응용에 따라, 상기 공기 커튼은 주위 온도이거나 가열될 수 있다.
배기 팬(31)이 일반적으로 티슈 웹(21) 아래에 위치한다. 배기 팬(31)은 공기 유동을 개선하고, 조성물 흐름(29)을 티슈 웹(21)의 제1 면(45) 위로 잡아내리는 데 공기의 힘을 이용하도록 제공된다. 배기 팬(31)은 바로 인접한 부근에서 공기부유 입자 또는 다른 잔해를 배기 관(32)을 통해 제거하는 역할을 한다. 배기 팬(31)은 도 1에 점선의 상으로 나타낸 회전 프로펠러(33)를 이용하여 공기를 흡인함으로써 작동된다.
도 2에서는, 공기 흡입구(34a-b)가 공기를 멜트블로운 다이(27)로 끌어들이는 멜트블로운 다이(27)의 더욱 상세한 도면이 보여진다. 공기는 공기 흡입구(34a) 및 (34b)로부터 각각 공기 관(35) 및 (36) 내로 이동한다. 공기는 공기 경로(37) 및 공기 경로(38)을 따라, 다이 첨단(28)의 중심 근처의 지점까지 각각 진행되어, 거기에서 공기는 저장기(39)로부터 다이 첨단(28)으로 나오는 바람직한 폴리실록산 연화제 및 유익한 물질을 함유하는 점성의 조성물(40)과 조합된다. 다음, 상기 조성물은 공기 커튼(30a-b)에 의해 보호되어 점성의 조성물 흐름(29)으로서 아래로 이동한다.
도 3은 조성물 흐름(29)의 경로를 따라서 그것이 다이 첨단(28)으로부터 나오는 지점까지 티슈 웹(21)(도 1에 도시된 바와 같음)으로부터 상향으로 바라볼 경우에 나타나는 멜트블로운 다이(27)의 저면도를 나타낸다. 하나의 구현예에서, 멜트블로운 다이(27)는 오리피스(42)(그 중 몇 개는 도 3에 나타냄)로 구성되고, 상기 오리피스(42)는 도 3에서 보는 바와 같이 하나의 열로 제공될 수 있다. 다른 구현예에서는, 단지 몇 개의 흩어진 오리피스(42)가 존재하거나, 대신에 아마도 다수의 열 또는 심지어는 일련의 채널이 조성물 흐름(29)을 멜트블로운 다이(27)로부터 방출시키는 데 사용될 수 있다. 어떤 경우에는 채널과 오리피스(42)의 조합이 사용될 수 있다. 다른 경우에는, 여러 열의 구멍이 제공될 수 있고, 본 발명의 범위 내에서 조성물 흐름(29)을 압출하기 위한 멜트블로운 다이(27)에 제공될 수 있는 다양한 기하학적 배열 및 패턴에는 제한이 없다.
본 발명의 한 특정 구현예에서는, 압축된 탱크(도시되지 않음)가 공기와 같은 기체를 멜트블로운 다이(27)로 이동시켜 상기 조성물을 다이 첨단을 통해 밀어낸다. 조성물(40)을 멜트블로운 다이(27)를 통해 밀어내고, 예를 들면 다이 첨단의 길이를 따라 배치된 구멍 또는 노즐을 통해 압출한다. 일반적으로 노즐의 크기 및 멜트블로운 다이 첨단에 위치한 노즐의 수는 특정 응용에 따라 변할 수 있다.
예를 들면, 노즐은 약 5 mils 내지 약 25 mils, 특별하게는 약 5 mils 내지 약 10 mils의 직경을 가질 수 있다. 노즐은 1 인치 당 약 3 개 노즐 내지 1 인치 당 약 50 개 노즐, 특히 1 인치 당 약 3 개 노즐 내지 1 인치 당 약 20 개 노즐의 양으로 다이 첨단을 따라 배치될 수 있다.
조성물 흐름(29)이 멜트블로운 다이(27)를 빠져나온 후 조성물 흐름의 어느 면 위에 가압된 공기의 두 흐름이 수렴한다. 수득되는 공기 패턴이 조성물 흐름(29)의 얇은 층모양의 흐름을 방해하여 형성되는 섬유를 그들이 웹의 표면을 향할 때 가늘게 한다. 상이한 크기의 오리피스 또는 노즐은 상이한 직경을 갖는 섬유를 생성할 것이다.
일반적으로, 본 발명에 따라 형성될 수 있는 섬유는 비연속적 섬유 및 연속적 섬유를 포함한다. 섬유는 특정 응용에 따라 다양한 직경을 가질 수 있다. 예를 들면, 섬유의 직경은 약 5 미크론 내지 약 100 미크론에서 변할 수 있다. 하나의 구현예에서는, 약 25 미크론의 직경을 갖는 연속적 섬유가 형성된다.
본 발명의 방법의 한 구현예가 도 5에 도시된다. 상기 특별한 구현예에서, 조성물은 후처리 공정에서 웹(21)의 양쪽 표면(45,46)에 적용될 수 있다. 예를 들면, 웹(21)이 롤(22)에서 풀릴 수 있다. 상기 구현예에서, 웹은 조성물의 적용 전 캘린더 롤(25 및 26)을 이용하여 캘린더된다. 캘린더 후, 조성물을 수용할 웹 표면(45)을 조성물의 적용 전 시트 클리너(1)에 의해 헐렁한 섬유 및 린트를 제거하여 깨끗하게 할 수 있다.
본 발명에 따라 웹의 표면에 적용될 수 있는 조성물은 무용매 조성물이건 혼합물이건 점성일 뿐만 아니라 매우 점착성인 경향이 있다. 예를 들면, 본 발명의 한 구현예는 매우 점착성인 무용매 폴리실록산 조성물의 적용을 고려한다. 뿐만 아니라, 종이 웹은, 기재 시트와 결합된 수많은 린트와 헐렁한 섬유와 함께, 다량의 미립자 물질을 담지하는 경향이 있다. 점착성 조성물 및 멜트블로운 다이에서 종이 웹과 결합된 미립자의 조합은 다이 첨단을 막히게 할 수 있고 조성물의 웹에 대한 흐름을 방해할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 공정 및 시스템은 종이 웹과 결합된 미립자 물질과 멜트블로운 다이의 다이 첨단 사이의 접촉을 방지할 수 있고 따라서 막힌 다이 첨단으로 인한 제조의 지연 시간의 비용을 피할 수 있다.
조성물을 적용하기 전에 시트 클리너(1)에서와 같이 웹의 표면을 깨끗이하는 것이 멜트블로운 다이(27)의 다이 첨단에서 린트 및 섬유의 축적을 방지할 수 있다. 도 5에 나타낸 구현예에서, 시트 클리너(1)는 예를 들면 조성물(29)의 적용 전에 웹(21)의 표면(45)으로부터 린트 및 헐렁한 섬유를 제거할 수 있는 진공 시스템일 수도 있다.
웹(21)의 표면(45)이 시트 클리너(1)에서 깨끗하게 된 후, 폴리실록산 연화제를 포함하는 조성물 및, 한 구현예에서는, 유익한 물질이 웹의 표면(45)에 적용될 수 있다. 도시된 구현예에서, 조성물은 조성물 흐름을 압출시키고 그를 웹(21)의 표면으로 향하게 할 수 있는 멜트블로운 다이(27)의 사용에 의해 적용될 수 있다. 또다른 구현예에서는, 상이한 화학적 첨가제가 별도의 단계에서, 예를 들면, 상이한 층들이 상이한 첨가제 조성물을 포함하는 상이한 다수의 첨가제 층이 웹 상에 축적되도록 상이한 물질을 웹의 표면 상에 각각 압출하는 일련의 멜트블로운 다이를 이용하여, 웹의 표면에 적용될 수 있다.
린트 및 헐렁한 섬유의 축적으로부터 멜트블로운 다이(27)의 다이 첨단을 더욱 보호하기 위해서, 웹(21)을 멜트블로운 다이(27)에 도달하기 전에 경계 공기 차단 장치(3)로 통과시킬 수 있다. 경계 공기 차단 장치는 예를 들면, 웹과 함께 이동할 수 있는 경계 공기의 흐름을 편향시키고 상기 멜트블로운 다이 첨단을 막히게 할 수 있는 린트 및 섬유를 담지할 수 있는 고정적 차단 장치 또는 회전식 차단 장치일 수 있다.
상기 조성물은 멜트블로운 다이(27)를 사용하여 웹(21)에 적용될 수 있다. 조성물을 웹의 표면 상에 압출하기 위해 멜트블로운 다이가 사용되는 구현예에서, 다이 첨단과 웹 표면 사이의 거리는 원하는 피복 패턴을 얻기 위해서 뿐만 아니라 조성물 흐름의 방해를 방지하기 위해 다이 첨단으로부터 린트 및 먼지를 차단하기 위해서도 중요할 수 있음이 발견되었다. 예를 들면, 다이 첨단은 조성물이 웹에 적용될 때 웹 표면(45)으로부터 약 0.5 인치 내지 약 3 인치 사이일 수 있다. 하나의 구현예에서, 상기 다이 첨단은 적용 공정 도중 웹의 표면으로부터 약 1 인치 내지 약 2 인치 사이에 있을 수 있다.
본 발명의 시스템은 또한 진공 상자(7)를 포함할 수도 있다. 진공 상자(7)는 공기 흐름을 개선하고 조성물 흐름(29)을 티슈 웹(21)의 제1 면(45) 위로 끌어내리기 위해 기체의 힘을 사용하도록 제공된다.
도 6은 진공 상자(7)를 멜트블로운 다이(27)(도 5에 나타낸 바와 같은)에서 내려다 볼 때 보이는 진공 상자의 평면도이다. 본 구현예에서, 진공 상자(7)는 다수의 공기 흡입구(28)(그 중 몇 개는 도 6에 나타냄)를 포함한다. 도면에서 보는 바와 같이, 공기 흡입구(28)는 다수의 옵셋 열로 제공된다. 다른 구현예에서, 공기 흡입구(28)는, 조성물 흐름(29)을 멜트블로운 다이(27)로부터 웹(21)의 표면(45)으로 흡인하는 공기 흐름을 제공하기 위해 예를 들면 하나의 열로 또는 심지어는 이련의 채널과 같은 상이한 기하학으로 배열될 수 있다. 어떤 경우에는, 채널과 공기 흡입구(28)의 조합이 사용될 수도 있다. 원하는 공기 흐름을 제공하기 위한 진공 상자(7)의 공기 흡입구(28)에 제공될 수 있는 패턴에는 제한이 없다.
도 6에 도시된 구현예에서는, 다수의 공기 흡입구(28)가 진공 상자(7)의 상단에 시스템의 기계 방향에 대하여 각 θ에서 옵셋 열로 존재한다. 예를 들면, 상기 열은 약 5°내지 약 30°의 각 θ에서 존재할 수 있다. 하나의 구현예에서 공기 흡입구(28)의 열은 약 15°의 기계 방향으로부터의 각에서 고정될 수 있다.
공기 흡입구(28)는 다른 것보다도 시스템의 웹 속도에 의존할 수 있는 직경을 가질 수 있다. 예를 들면, 약 1,000 내지 약 3,000 피트/분의 웹 속도에서 공기 흡입구(28)는 약 1/4 인치 내지 약 1 인치의 직경을 가질 수 있다. 하나의 구현예에서, 공기 흡입구(28)는 약 1/2 인치 및 2/3 인치의 직경을 가질 수 있다.
일반적으로, 공기 흡입구(28)의 각을 가진 열이 10-인치 폭의 열 당 약 3 내지 약 30 개의 개별적인 흡입구를 포함할 경우, 적합한 진공 압력이 웹 상에 놓여질 수 있다. 하나의 구현예에서, 상기 열은 20-인치 폭의 열 당 약 6 내지 약 15 개의 개별적인 공기 흡입구를 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나의 열이 10 개의 개별적인 공기 흡입구(28)를 포함할 수 있다.
상기 조성물이 웹(21)의 표면(45)에 적용된 후, 상기 웹은 웹(21)의 제2 표면(46)에 조성물을 적용하기 위해 적절하게 정렬되도록 롤(11) 주위로 유도될 수 있다. 상기 웹(21)을 롤(11) 주위로 유도함에 있어서, 조성물(29)의 섬유를 이제 담지하는 표면(45)가 롤(11)과 접촉할 것이다. 조성물 일부는 웹(21)이 롤(11) 주위로 유도되면서 롤(11)에 들러붙을 것이다. 가이드 롤(11)의 표면 위에 조성물이 축적되는 것을 방지하기 위해, 롤(11)은 롤 클리너(9)로 세정될 수 있다. 예를 들면, 왕복 브러쉬 또는 진공 장치 같은 롤 클리너가 가이드 롤(11) 위에 조성물(29)의 축적을 방지하기 위해 사용될 수 있다.
다음, 웹(21)의 제1 면(45)에 조성물(29)을 적용하는 데 사용된 것과 유사한 방법으로 웹(21)의 제2 면(46)이 동일 또는 상이한 폴리실록산 조성물로 적용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 웹(46)의 제2 면은 멜트블로운 다이(27)를 이용하여 웹(21)의 표면(46)에 조성물(29)이 적용되기 전에 시트 클리너(1)에서 제거된 과도한 린트 및 섬유를 가질 수 있다. 멜트 블로운 다이 첨단은 공기 경계 차단 장치(3)에 의해 부유하여 실려온 린트 및 섬유로 인한 막힘으로부터 보호될 수 있다. 진공 상자(7)가 바람직한 공기 흐름을 제공하여 웹(21)의 표면(46) 위에 조성물 섬유의 침착을 지시하도록 도울 수 있다.
다시 도 2를 참고하면, 다이(27)를 통과하는 조성물(40)의 유량은 예를 들면 하나의 구현예에서 약 2 그램/인치 내지 약 9 그램/인치일 수 있다. 그러나 상기 유량은 종이 웹에 적용되는 조성물, 종이 웹의 이동 속도 및 다양한 기타 요인에 의존할 것이다. 일반적으로, 조성물의 총 부가율(양면이 처리될 경우 웹의 양면에 대한 부가를 포함)은 종이 웹의 중량을 기준으로 약 10%에 이를 수 있다.
폴리실록산 연화제는 종이 웹 중량의 약 0.05% 내지 약 3%의 총 부가율로 웹에 첨가될 수 있다. 폴리실록산 연화제는 전술한 구조 1에 따르는 1종 이상의 폴리실록산 연화제, 전술한 구조 2에 따르는 1종 이상의 폴리실록산 연화제, 또는 구조 1과 구조 2의 양자로된 폴리실록산의 조합을 포함할 수 있다. 2종 이상의 폴리실록산 연화제가 웹 표면에 적용될 경우, 이들은 필요에 따라, 한데 혼합되고 한꺼번에 적용되거나, 별도의 단계로 적용되어 웹 표면 상에 별도의 섬유성 층을 형성할 수 있다.
폴리실록산 연화제 외에, 본 발명의 제품은 1종 이상의 유익한 물질을 또한 포함할 수 있다. 상기 유익한 물질은 종이 웹 중량의 약 0.001% 내지 약 1%의 총 부가율로 웹에 첨가될 수 있다. 연화제의 경우와 마찬가지로, 상기 유익한 물질도 필요에 따라 한데 혼합되고/또는 조합된 적용을 위해 연화제와 혼합되거나, 따로따로 적용될 수 있다.
하나의 구현예에서, 1종 이상의 폴리실록산 연화제 및 1종 이상의 유익한 물질의 조합을 포함하는 단일의 조성물이 적용될 수 있다. 예를 들면, 단일의 조성물은 상기 구조 1에 따르는 폴리실록산 연화제, 알로에 베라 추출물 및 비타민 E를 포함하여 제조될 수 있다. 하나의 구현예에서, 상기 조성물은 폴리실록산의 경우 웹 중량의 약 0.1% 내지 약 1%의 부가율, 알로에의 경우 웹 중량의 약 0.01% 내지 약1%의 부가율, 및 비타민 E의 경우 웹 중량의 약 0.01% 내지 약 1%의 부가율로 상기 웹에 첨가될 수 있다.
하나의 구현예에서, 약 0.01% 내지 약 30 중량%의 유익한 물질 및 약 70% 내지 약 99.99 중량%의 1종 이상의 폴리실록산 연화제를 포함하는 단일의 조성물이 적용될 수 있다. 하나의 구현예에서, 상기 조성물은 다른 첨가제 없이 오직 연화제와 상기 유익한 물질만을 포함할 수 있다.
제품 웹은 여러가지 상이한 층의 배열 및 조합을 갖는 웹의 표면에 적용된 폴리실록산 연화제 및 상기 유익한 물질을 가질 수 있다. 예를 들면, 바람직한 국소 적용의 모든 것이 미리 혼합되어, 웹의 한쪽 면 위의 섬유성 첨가제의 전부가 근본적으로 동일하며 원하는 폴리실록산과 원하는 유익한 물질을 모두 함유하도록 웹의 표면에 한 번에 적용될 수 있다. 그렇지 않으면, 상이한 물질이 별도의 단계에서 적용되어 웹의 표면 상에 각 층이 상이한 첨가제를 포함하는 섬유의 층을 형성할 수도 있다. 또한, 일부 첨가제, 예를 들면 2 가지 상이한 유익한 물질이 미리 혼합되어 웹 표면에 함께 적용되는 한편, 다른 원하는 첨가제는 하나 이상의 별도 단계에서 적용되어, 필요에 따라 하나가 다른 것의 위에 또는 아래에 있도록 웹 상에 섬유의 별도 층을 형성할 수 있다. 첨가제의 임의의 가능한 조합은 본 발명에 따라 고려될 수 있다.
조성물의 점도 또한 특정 상황에 따라 변할 수 있다. 멜트블로운 다이를 통해 섬유를 생성하고자 할 경우, 조성물의 점도는 비교적 높아야 한다. 예를 들면, 조성물의 점도는 적어도 1000 cps, 특히 약 2000 cps를 초과, 더욱 특별하게는 약 3000 cps를 초과할 수 있다. 예를 들면, 조성물의 점도는 약 1000에서 100,000 cps 이상, 예를 들면 약 1000 cps 내지 약 50,000 cps, 특별하게는 약 2000 내지 약 10,000 cps일 수 있다.
상기 언급한 바와 같이, 조성물 흐름(29)(본 발명의 선택된 구현예에서)의 어느 면에 대한 공기 압력 또는 공기 커튼(30a-b)의 목적은 섬유의 형성을 돕고, 섬유를 가늘게 하며, 섬유를 티슈 웹 상으로 향하게 하는 것이다. 다양한 공기 압력이 사용될 수 있다.
상기 조성물이 본 발명에 따라 종이 웹에 적용될 때 조성물의 온도는 특정 응용에 따라 변할 수 있다. 예를 들면, 일부 응용에서, 상기 조성물은 주위 온도에서 적용될 수 있다. 그러나, 다른 응용에서, 상기 조성물은 압출 전 또는 압출 도중에 가열될 수도 있다. 조성물은 예를들면 조성물의 점도를 조절하기 위해 가열될 수 있다. 조성물은 멜트블로운 다이로 들어가기 전에 예열기에 의해 가열되거나, 그렇지 않으면 예를 들어 전기 저항 히터를 이용하여 멜트블로운 다이 그 자체 내에서 가열될 수 있다.
하나의 구현예에서, 화학적 첨가제를 함유하는 조성물은 주위 온도(약 20℃ 내지 약 23℃)에서 고체일 수 있다. 상기 구현예에서, 조성물은 멜트블로운 다이를 통해 압출될 수 있는 유동가능한 액체를 형성하기 충분한 정도로 가열될 수 있다. 예를 들면, 상기 조성물은 그 조성물이 멜트블로운 다이를 통해 압출되어 섬유를 형성하도록 충분한 정도로 가열될 수 있다. 일단 섬유가 형성되면, 이를 본 발명에 따라 웹에 적용한다. 상기 조성물은 냉각 후 다시 고체화될 수 있다.
종이 웹 상에 침착되기 전에 가열될 필요가 있는 첨가제의 예로서 베헤닐 알코올을 함유하는 조성물을 들 수 있다. 가열될 필요가 있는 기타 조성물로서 왁스를 함유하는, 주위 온도에서 고체인 중합체의 임의의 종류를 함유하는 및/또는 실리콘을 함유하는 조성물을 들 수 있다.
본 발명의 방법은 조성물 및 화학적 첨가제를 다수의 여러 가지 상이한 종류의 제품에 적용하기 위해 사용될 수 있다. 그러나 대부분의 응용의 경우, 본 발명은 화학적 첨가제를 종이 제품, 특히 닦는 제품에 적용하는 것에 관한 것이다. 그러한 제품은 약 60 gsm 미만, 특별하게는 약 20 gsm 내지 약 60 gsm, 더욱 특별하게는 약 25 gsm 내지 약 45 gsm의 기본 중량을 갖는 얼굴용 티슈 및 욕실용 티슈를 포함한다. 상기 티슈 웹은 펄프 섬유로만 구성될 수 있거나, 그렇지 않으면, 다른 섬유와 혼합된 펄프 섬유를 함유할 수 있다.
하나의 구현예에서, 소수성 조성물이, 웹의 습윤성 및 흡수 특성을 보존하면서 본 발명에 따르는 티슈 웹에 적용된다. 예를 들면, 티슈 제품에 적용될 수 있는 다수의 화학적 첨가제는 소수성이어서, 티슈의 표면에 걸쳐 욕실용 티슈에 적용될 경우 티슈가 습윤되어 사용 후 폐기될 때 분산되는 능력을 불리하게 방해할 수 있다. 예를 들면, 티슈에 적용될 경우 다양한 아미노폴리실록산 연화제는 티슈의 부드러움과 촉감을 향상시킴에도 불구하고 폴리실록산의 소수성으로 인하여 욕실용 티슈로서 사용이 허용되지 않는 티슈의 결과를 가져올 수 있다.
그러나 본 발명의 한 구현예에 따르면 아미노폴리실록산과 같은 소수성 조성물이 웹의 습윤성을 불리하게 방해하지 않고 티슈 웹 및 기타 종이 제품에 적용될 수 있다. 본 발명의 상기 구현예에서, 소수성 조성물은 조성물의 범위가 웹 표면에 걸쳐 불균질하도록 비연속적인 방식으로 웹에 적용된다. 예를 들어, 본 발명에 따르면, 소수성 조성물이 웹의 표면에 걸쳐 적용되지만, 웹이 물과 접촉할 때 습윤되도록 허용하기 위한 범위 내의 다양한 빈 자리를 함유하도록 적용될 수 있다. 예를 들면, 하나의 구현예에서, 상기 소수성 조성물은 웹의 표면을 가로질러 중첩되지만 처리되지 않고 남아있는 웹 상의 면적을 남기는 섬유로서 웹에 적용된다. 그렇지만 다른 응용에서는, 전체 표면적을 덮도록 점성의 조성물이 웹 상에 압출될 수 있음이 이해되어야 한다.
도 4를 참고하여, 본 발명에 따라 처리된 종이 웹(21)의 한 구현예를 나타낸다. 이 도면에서, 종이 웹은 어두운 색으로 도시되어 웹의 표면 상에 나타나는 섬유 또는 필라멘트(50)의 존재를 나타낸다. 도면에서 보는 바와 같이, 필라멘트(50)는 여러 점에서 교차되고 웹의 표면에 걸쳐 랜덤하게 분산되어 있다. 필라멘트(50)가 웹의 표면 상에 강도, 특히 웹의 습윤 강도 및 기하학적 평균 인장 강도를 증가시키는 그물망을 형성하는 것으로 생각된다.
기하학적 평균 인장 강도(GMT)는 웹의 기계 방향 인장 강도 및 횡단-기계 방향 인장 강도의 곱의 제곱근이다. 인장 강도는 시료를 시험 전 4 시간 동안 TAPPI 조건 하에 유지시킨 후, 3-인치 집게 폭 (시료 폭), 2 인치의 집게 지름(게이지 길이) 및 25.4 cm/분의 크로스헤드 속도를 사용하는 인스트론(Instron) 인장 시험기를 이용하여 측정될 수 있다. 본 발명의 제품 웹은 약 500 g 내지 약 1,000 g의 기하학적 평균 인장 강도를 가질 수 있다. 하나의 구현예에서, 본 발명의 웹은 약 650 g 내지 약 800 g의 기하학적 평균 인장 강도를 가질 수 있다.
도 4에 나타낸 구현예에서, 필라멘트(50)는 웹(21)의 표면적의 일부만을 덮는다. 이와 관련하여, 필라멘트를 형성하기 위해 사용된 조성물은 웹 표면적의 약 20% 내지 약 80%, 특히 웹 표면적의 약 30% 내지 약 60%를 덮도록 웹에 적용될 수 있다. 웹 상에 처리되지 않은 면적을 남김으로써, 웹은 쉽게 습윤가능하도록 남는다. 이러한 방식으로, 극히 소수성인 물질이 웹의 성질을 개선하는 한편 물과 접촉할 때 허용되는 시간 범위 내에 습윤되고 높은 수준의 흡수성을 유지하도록 웹에 적용될 수 있다.
여기에서 사용되는 바, 재료는 그 건조 중량의 적어도 100%와 동등한 양의 물을 보유할 수 있을 경우 "흡수제"라고 일컬어진다. 흡수제 용량은 포화된 시료가 시료 건조 중량에 비하여 보유할 수 있는 물의 양을 의미하며 무차원의 수(질량/질량)로 보고된다.
흡수제 용량에 대한 시험은 연방 정부 명세(Federal Government Specification) UU-T-595b에 준하여 수행될 수 있다. 이는 10.16 cm 길이 x 10.16 cm 폭(4 인치 길이 x 4 인치 폭)의 시험 시료를 절단하고, 칭량한 다음 그를 물에 담그어 3 분 동안 포화시킴으로써 수행된다. 그 후 시료를 물에서 꺼내어 한 모서리에서 30 초 동안 매달아 과도한 물을 배출시킨다. 다음, 시료를 다시 칭량하고, 습윤 및 건조 중량 사이의 차이가 10.16 cm 길이 x 10.16 cm 폭 시료 당 그램으로 표현된 시료의 수분 획득이다. 흡수제 용량 값은 총 물 획득을 시료의 건조 중량으로 나누어 수득된다. 일반적으로, 본 발명의 제품은 건조 종이 제품 중량의 약 5 내지 약 20 배의 흡수제 용량을 가질 수 있다.
본 발명의 하나의 구현예에서는, 소수성 연화제가 욕실용 티슈에 적용되고 상기 욕실용 티슈가 폐기될 경우 물에 분산을 가능케 할 수 있다. 예를 들면, 상기 연화제는 아미노폴리디알킬실록산일 수 있다. 과거에는, 연화제를 욕실용 티슈에 적용하고자 시도했을 경우, 전형적으로 친수성으로 개질된 폴리실록산이 사용되었다. 그러나 아미노폴리디알킬실록산과 같은 소수성 폴리실록산은 보다 나은 연화 성질을 가질 뿐 아니라 가격도 저렴하다. 또한, 전술한 바와 같이, 본 발명의 방법은 다수의 종래 방법과 동일 또는 그보다 더 나은 결과를 여전히 수득하면서 티슈 제품에 보다 적은 양의 첨가제가 적용되도록 한다.
웹의 습윤성을 측정하는 하나의 시험은 "습윤 시간(Wet Out Time)" 시험이라 불리운다. 본 발명에 따라 처리된 종이 웹의 습윤 시간은 약 10 초 이하, 더욱 특정하게는 약 8 초 이하일 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따라 처리된 종이 웹은 약 6 초 이하, 더욱 특정하게는 약 5 초 이하, 더 더욱 특정하게는 약 4 내지 약 6 초의 습윤 시간을 가질 수 있다.
여기에서 사용된 "습윤 시간"은 흡수성과 관련 있으며, 주어진 시료의 경우 물에 넣었을 때 완전히 젖기까지 걸리는 시간이다. 더욱 특정하게는, 상기 습윤 시간은 티슈 시료 20 장을 2.5-인치 사방으로 절단하여 측정된다. 이 시험에 사용된 시트의 수는 제품 1 장 당 겹의 수에 무관하다. 20 장의 정사각 시트를 한데 쌓고 각 모서리에서 스테플러로 고정시켜 패드를 형성한다. 상기 패드를, 포화된 견본이 용기의 바닥 및 물의 수면과 동시에 접촉하지 않는 것을 보장하도록 하는 적절한 크기 및 깊이를 갖는 일정한 온도의 증류수 욕(23 +/- 2℃)의 표면 가까이에 고정시키고, 수면 위에 스테이플이 아래를 향하도록 편평하게 떨어뜨린다. 상기 패드가 완전히 포화되는 데 걸린 시간을 초 단위로 측정한 것이 시료의 습윤 시간이고 티슈의 흡수 속도를 나타낸다. 습윤 시간의 증가는 흡수 속도의 감소를 나타낸다.
임의의 적합한 티슈가 본 발명에 따라 처리될 수 있다. 또한, 본 발명의 티슈 제품은 당 분야에 공지된 다양한 제지 공정 중 임의의 것에 의해 일반적으로 형성될 수 있다. 사실 상, 종이 웹을 형성할 수 있는 임의의 방법이 본 발명에 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 제지 공정은 접착제 크레이프, 습윤 크레이프, 이중 크레이프, 엠보싱, 습윤-압축, 공기 압축, 통기 건조, 크레이프 통기 건조, 비크레이프 통기 건조, 뿐만 아니라 종이 웹을 형성하는 기타 단계를 사용할 수 있다.
그러나, 티슈 제품 외에도, 본 발명의 방법은 종이 타월 및 공업용 닦개에도 적용될 수 있다. 그러한 제품은 약 200 gsm 이하, 특별하게는 약 150 gsm 이하의 기본 중량을 가질 수 있다. 그러한 제품은 펄프 섬유로만 만들어지거나 합성 섬유와 같은 여타 섬유와의 조합으로 만들어질 수 있다.
하나의 구현예에서는, 여러가지 첨가제가 조성물의 점도를 조절하기 위해 상기 조성물에 첨가될 수 있다. 예를 들면, 하나의 구현예에서는, 조성물의 점도를 증가시키기 위해 증점제가 상기 조성물에 첨가될 수 있다. 일반적으로, 임의의 적합한 증점제가 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 예를 들면, 하나의 구현예에서는, 폴리에틸렌 옥시드가 점도 증가를 위해 상기 조성물과 조합될 수 있다. 예를 들면, 조성물의 점도를 조절하기 위해 폴리에틸렌 옥시드가 폴리실록산 연화제 및 유익한 물질과 조합되어, 조성물이 멜트블로운 다이를 통해 압출될 경우 섬유를 생성하는 것을 보장할 수 있다.
본 발명을 더 설명하기 위해, 통상의 폴리실록산 조성물을 윤전 그라비어 피복기를 이용하여 통기-건조된 티슈 웹에 적용하였다. 비교의 목적을 위해, 몇 가지 상이한 폴리실록산 조성물을 본 발명에 따라 동일한 욕실용 티슈에 적용하였다. 특히, ITW 다이나텍(Dynatec)에 의해 시판되는 균일한 섬유 침착기를 이용하여 무용매의 폴리실록산 조성물을 섬유화하고 상기 티슈 웹에 비연속적 방식으로 적용하였다.
더욱 특별하게는, 단일-겹의 3-층의 크레이프가 없는 통기 건조된 욕실용 티슈를 외부 층으로는 유칼립투스 섬유를 내부 층으로는 연질목 섬유를 사용하여 제조하였다. 펄프화 전에, 사차암모늄 연화제(Goldschmidt Corp.의 제품인 C-6027)를 섬유 1 미터법 톤 당 4.1 kg/미터법 톤의 활성 화학 물질의 투여량에서 상기 유칼립투스 공급물에 첨가하였다. 20 분 동안의 혼합 시간을 허용한 후, 벨트 프레스를 이용하여 슬러리를 약 32% 농도까지 탈수하였다. 탈수 공정으로부터의 여액을 하수처리하거나 이어지는 섬유 배치를 위해 펄프 제조수로 사용할 수 있지만 저장액 제조나 티슈 제조 공정으로 보내지는 않았다. 탈접착제(debonder)를 함유하는 두꺼워진 펄프를 그 후 물에 재분산시키고 상기 티슈 제조 공정에서 외부 층 공급물로서 사용하였다.
연질목 섬유를 4% 농도에서 30 분 동안 펄프화하고, 펄프화 후 3.2% 농도로 희석하는 한편, 상기 탈접착된 유칼립투스 섬유는 2% 농도로 희석하였다. 전체의 층을 가진 시트 중량은 유칼립투스/정제된 연질목/유칼립투스 층 간에 30%/40%/30%로 분할된다. 가운데 층은 목적하는 강도 값을 수득하기 위해 요구되는 수준까지 정제된 한편, 외부 층은 표면 부드러움 및 두께를 제공하였다. 파레즈(Parez) 631NC가 가운데 층을 기준으로 펄프 1 톤 당 2-4 킬로그램에서 가운데 층에 첨가되 었다.
3층의 헤드박스를 사용하여 두 가운데 층의 헤드박스에 정제된 북부 연질목 크라프트 저장액을 갖는 웹을 형성함으로써 기재된 3-층 제품을 위한 단일의 가운데 층을 제조하였다. 슬라이스로부터 약 3 인치(75 밀리미터) 우묵하게 들어간 교란-생성 삽입물 및 상기 슬라이스 위로 약 1 인치(25.4 밀리미터) 연장된 층 분리기가 사용되었다. 총 슬라이스 구멍은 약 0.9 인치(23 밀리미터)였고, 4 개의 모든 헤드박스 층에서 물의 유량은 필적할 만하였다. 상기 헤드박스에 공급되는 저장액의 농도는 약 0.09 중량%였다.
수득되는 3-층의 시트를 트윈-와이어, 흡인 형태 롤 위에 형성시키고, 전자는 각각 린세이(Lindsay) 2164 및 아스텐(Asten) 867a 직물인 직물을 형성하였다. 직물 형성의 속도는 11.9 미터/초였다. 새로-형성된 웹을 그 후, 9.1 미터/초(30% 급한 이동)로 이동하는 이동 직물로 전이되기 전에 형성 직물 아래로부터의 진공 흡인을 이용하여 약 20-27 %의 농도까지 탈수하였다. 이동 직물은 애플톤 와이어 (Appleton Wire) T807-1이었다. 약 6-15 인치(150-380 밀리미터)의 수은 진공을 흡인하는 진공 편자를 이용하여 웹을 상기 이동 직물로 전이시키는 데 사용하였다.
다음, 상기 웹을 통기 건조되는 직물(Lindsay wire T1205-1)에 전이시켰다. 상기 통기 건조되는 직물은 약 9.1 미터/초의 속도로 이동하였다. 상기 웹을 약 350°F(175℃)의 온도에서 작동하는 하니컴(Honeycomb) 통기건조기 위로 옮기고, 약 94-98% 농도의 최종 건조도까지 건조시켰다. 그 후 수득되는 크레이프되지 않은 티슈 시트를 모체 롤에 감았다.
다음 모체 롤을 풀고 웹을 두 번 캘린더하였다. 제1 스테이션에서 웹은 강철 롤과 4 P&J 경도를 갖는 고무 덮인 롤의 사이에서 캘린더되었다. 캘린더 부하는 직선 1 인치 당 (pli) 약 90 파운드였다. 제2 캘린더 스테이션에서, 상기 웹은 강철 롤과 40 P&J 경도를 갖는 고무 덮인 롤의 사이에서 캘린더되었다. 캘린더 부하는 약 140 pli였다. 고무 덮개의 두께는 약 0.725 인치(1.84 센티미터)였다.
다음, 웹의 부분을 윤전 그라비어 피복기의 고무-고무 니프 내로 공급하여 폴리디메틸실록산 에멀션을 상기 웹의 양쪽 면에 적용하였다. 상기 수성 에멀션은 25% 폴리디메틸실록산(Kelmar Industries의 Wetsoft CTW); 8.3%의 계면활성제; 0.75%의 기포방지제 및 0.5%의 방부제를 함유하였다.
그라비어 롤은 전기적으로 새겨진, 스페셜티 시스템즈 사(Specialty Systems, Inc., Louisville, Kentucky)에 의해 공급된 구리 위 크롬 롤이었다. 상기 롤은 직선 1 인치 당 200 셀의 라인 스크린을 가졌고 롤 표면 1 평방 인치 당 6.0 빌리언 입방 미크론(BCM)의 부피를 가졌다. 상기 롤의 전형적인 셀 디멘션은 130 도 새김 첨필을 이용하여 폭 140 미크론 및 깊이 33 미크론이었다. 고무 안감 옵셋 적용기 롤은 아메리메이 롤러 사(Amerimay Roller company, Union Grove, Wisconsin)에 의해 공급된 75 쇼어 A 듀로미터(durometer) 성형 폴리우레탄이었다. 상기 방법은 그라비어 롤과 고무 안감 롤 사이에 0.375 인치 간섭을 가지며 마주보는 고무 안감 롤들 사이에 0.003 인치의 틈새를 갖는 조건으로 설정되었다. 동시 옵셋/옵셋 그라비어 인쇄기는 원하는 첨가 속도를 수득하기 위해 폴리실록산 에멀션을 계량하기 위해 그라비어 롤 속도 조절(시차)을 이용하여 2000 피트/분의 속도 로 진행되었다. 본 실시예에 사용된 그라비어 롤 속도 시차는 1000 피트/분이었다. 상기 공정은 티슈의 중량을 기준으로 2.5 중량% 총 부가의 부가 수준을 생성하였다 (각 면 1.25%).
다음 형성된 티슈 웹의 또다른 부위 또는 부분을 전술한 바와 같이 균일한 섬유 침착기(UFD - 멜트블로운 다이의 종류)를 통해 공급하였다. 균일한 섬유 침착기는 1 인치 당 17 개 노즐을 가졌고 20 psi의 공기 압력에서 작동되었다. 상기 다이가 웹 상에 섬유화된 무용매 폴리실록산 조성물을 적용하였다. 본 실시예에 사용된 폴리실록산은
켈마 인더스트리즈(Kelmar Industries)의 폴리디메틸실록산인 웨트소프트(Wetsoft) CTW,
켈마 인더스트리즈의 반응성 아미노에틸아미노프로필 폴리실록산인 AF-23,
켈마 인더스트리즈의 알콕시 작용성 폴리(디알킬)실록산인 EXP-2076,
켈마 인더스트리즈의 직쇄 비-반응 폴리(디알킬)실록산인 SWS-5000을 포함하였다. 폴리실록산을 상기 웹에 가하여 하기 표 1에 나타낸 부가 수준을 생성하였다.
웹이 형성된 후, 각각의 웹을 전술한 바와 같이 습윤 시간 및 기하학적 평균 인장 강도(GMT)에 대하여 시험하였다. 또한, 웹을 감각적 윤곽(Sensory Profile) 패널 시험법을 통해 수득된 부드러움 및 경성(Stiffness) 값에 대하여도 시험하였다. 12 인의 훈련된 패널리스트의 군에게 일련의 티슈 기본형을 한 번에 하나의 시료씩 주었다. 각각의 시료에 대하여 패널리스트들은 가장 높은 순위를 A로 하여 문자 등급 체계로 부드러움과 경성에 대하여 등급을 매겼다. 결과는 패널 순위의 평균으로 보고한다. 다음의 결과가 수득되었다:
폴리실록산 공정 %Si 습윤 시간 GMT 경성 부드러움
웨트소프트(Wetsoft) CTW 윤전 그라비어 1.9 7.8 598 B B
AF-23 UFD 1.5 5.3 699 A+ A
웨트소프트 CTW UFD 2.5 5.5 743 A A
웨트소프트 CTW UFD 2 6.2 757 A A
웨트소프트 TW UFD 1.5 5.9 802 A B
EXP-2076 UFD 2.5 7.2 659 A B
EXP-2076 UFD 2 9.2 698 A B+
EXP-2076 UFD 1.5 5.8 728 A A
SWS-5000 UFD 2.5 5.2 662 A B
SWS-5000 UFD 2 5.8 741 B B
SWS-5000 UFD 1.5 4.3 727 A A
SWS-5000 UFD 1 3.8 774 A B
상기에 나타난 바와 같이, 균일한 섬유 침착 방법으로 처리된 티슈 시료는 일반적으로 보다 강한 기하학적 평균 인장 강도 및 우수한 경성 및 부드러움 특성과 함께 보다 짧은 습윤 시간을 가졌다.
당업자는 이러한 논의가 단지 예시적인 구현예의 기재일 뿐이며 본 발명의 보다 넓은 국면을 제한하고자 함이 아니며, 그러한 보다 넓은 국면이 예시적 구성에서 구현됨을 이해할 것이다. 본 발명을 그 예로써 첨부된 청구범위에서 나타낸다.

Claims (70)

  1. 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 종이 웹을 제공하고,
    멜트블로운 다이로부터 상기 제1 표면 상에 조성물을 압출하는 것을 포함하며,
    상기 조성물은 상기 멜트블로운 다이를 통해서 및 상기 제1 표면 상에 압출될 때 상기 조성물이 가늘어진 섬유를 형성하도록 충분한 점도를 가지며, 상기 조성물은 알로에 베라 추출물, 비타민 E, 바셀린, 및 이들의 혼합물로부터 선택된 0.001 내지 30 중량%의 유익한 물질 및 70 내지 99.99 중량%의 1종 이상의 폴리실록산 연화제를 포함하고, 여기서 섬유는 상기 제1 표면 상에 침착되기 전에 가늘어지는 것인,
    종이 웹에 유익한 물질을 적용하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물이 상기 웹의 0.05 내지 5 중량%의 양으로 웹에 적용되는 것인 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리실록산 연화제가 1종 이상의 친수성 폴리실록산 연화제 및 1종 이상의 소수성 폴리실록산 연화제의 혼합물을 포함하는 것인 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리실록산 연화제가 1종 이상의 친수성 폴리실록산 연화제를 포함하는 것인 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리실록산 연화제가 1종 이상의 소수성 폴리실록산 연화제를 포함하는 것인 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물이 1,000 cps 내지 100,000 cps의 점도를 갖는 것인 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물이 1,000 cps 이상의 점도를 갖는 것인 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물이 2,000 cps 내지 10,000의 점도를 갖는 것인 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물이 상기 유익한 물질 및 상기 1종 이상의 폴리실록산 연화제로 구성되는 것인 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 조성물이 다이 첨단(die tip)을 통해 압출될 때 상기 멜트블로운 다이 첨단이 웹 표면으로부터 0.5 인치 내지 3 인치의 거리에 있는 것인 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 조성물이 다이 첨단을 통해 압출될 때 상기 다이 첨단이 웹 표면으로부터 1 인치 내지 2 인치 사이에 있는 것인 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유가 연속적 섬유를 포함하는 것인 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 종이 웹이 60 gsm 미만의 기본 중량을 갖는 티슈 웹을 포함하는 것인 방법.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 멜트블로운 다이로부터 방사되는 섬유가 5 내지 100 μm의 단면 직경을 갖는 것인 방법.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 멜트블로운 다이가 1 인치 당 2 내지 30 개의 다이 첨단을 포함하는 것인 방법.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 멜트블로운 다이가 1 인치 당 3 내지 20 개의 다이 첨단을 포함하는 것인 방법.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 조성물이 웹의 제1 표면을 가로질러 불균질하게 압 출되는 것인 방법.
  19. 삭제
  20. 제1 면과 제2 면을 가지며 60 gsm 미만의 기본 중량을 갖는 티슈 웹을 형성하고,
    상기 티슈 웹의 제1 면에서 헐렁한 섬유 및 린트의 적어도 일부를 제거하고,
    제1 조성물을 상기 티슈 웹의 제1 면 위에 압출하는 것을 포함하며,
    상기 제1 조성물은 제1 멜트블로운 다이를 통해서 웹 상에 불균질한 방식으로 압출되고, 상기 제1 멜트블로운 다이는 공기 경계 차단 장치에 의해 다이 첨단에 먼지나 린트가 축적되는 것으로부터 보호되며, 상기 제1 조성물은 상기 멜트블로운 다이를 통해서 및 상기 웹 상에 압출될 때 상기 제1 조성물이 섬유를 형성하도록 충분한 점도를 가지며, 상기 섬유는 상기 티슈 웹 상에 침착되기 전에 가늘어지고, 상기 제1 조성물은 1종 이상의 폴리실록산 연화제를 포함하는 것인,
    티슈 웹의 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 티슈 웹의 제2 면으로부터 헐렁한 섬유 및 린트의 적어도 일부를 제거하고 제2 조성물을 상기 티슈 웹의 제2 면 위에 압출하는 것을 포함하며, 상기 제2 조성물은 제2 멜트블로운 다이를 통해서 웹 상에 불균질한 방식으로 압출되고, 상기 제2 멜트블로운 다이는 공기 경계 차단 장치에 의해 다이 첨단에 먼지나 린트가 축적되는 것으로부터 보호되며, 상기 제2 조성물은 상기 멜트블로운 다이를 통해서 및 상기 웹 상에 압출될 때 제2 조성물이 섬유를 형성하도록 충분한 점도를 가지며, 상기 섬유는 상기 티슈 웹 상에 침착되기 전에 가늘어지는 것인 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 제2 조성물이 0.001 내지 30 중량%의 유익한 물질 및 70 내지 99.99 중량%의 1종 이상의 폴리실록산 연화제를 포함하는 것인 방법.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 제1 조성물과 제2 조성물이 동일한 것인 방법.
  24. 제 20 항에 있어서, 상기 제1 조성물이 0.001 내지 30 중량%의 유익한 물질 및 70 내지 99.99 중량%의 1종 이상의 폴리실록산 연화제를 포함하는 것인 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 유익한 물질이 알로에 베라 추출물, 비타민 E, 바셀린, 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것인 방법.
  26. 제 24 항에 있어서, 상기 제1 조성물이 유익한 물질 및 1종 이상의 폴리실록산 연화제로 구성되는 것인 방법.
  27. 제 20 항에 있어서, 상기 제1 조성물이 티슈 웹의 제1 면의 표면의 20% 내지 80%를 덮도록 압출되는 것인 방법.
  28. 제 20 항에 있어서, 상기 제1 조성물이 티슈 웹의 제1 면의 표면의 30% 내지 50%를 덮도록 압출되는 것인 방법.
  29. 제 20 항에 있어서, 상기 제1 조성물이 상기 웹의 0.18 내지 5 중량%의 양으로 상기 웹에 적용되는 것인 방법.
  30. 제 20 항에 있어서, 상기 폴리실록산 연화제가 1종 이상의 친수성 폴리실록산 연화제 및 1종 이상의 소수성 폴리실록산 연화제의 혼합물을 포함하는 것인 방법.
  31. 제 20 항에 있어서, 상기 폴리실록산 연화제가 1종 이상의 친수성 폴리실록산 연화제를 포함하는 것인 방법.
  32. 제 20 항에 있어서, 상기 폴리실록산 연화제가 1종 이상의 소수성 폴리실록산 연화제를 포함하는 것인 방법.
  33. 제 20 항에 있어서, 상기 제1 조성물이 1,000 cps 내지 100,000 cps의 점도를 갖는 것인 방법.
  34. 제 20 항에 있어서, 상기 제1 조성물이 2,000 cps 내지 10,000 cps의 점도를 갖는 것인 방법.
  35. 제 20 항에 있어서, 상기 멜트블로운 다이 첨단은 조성물이 상기 다이 첨단을 통해 압출될 때 웹 표면으로부터 0.5 인치 내지 3 인치의 거리에 있는 것인 방법.
  36. 제 20 항에 있어서, 상기 멜트블로운 다이 첨단은 조성물이 상기 다이 첨단을 통해 압출될 때 웹 표면으로부터 1 인치 내지 2 인치 사이에 있는 것인 방법.
  37. 제 20 항에 있어서, 상기 티슈 웹이 25 gsm 내지 45 gsm의 기본 중량을 갖는 것인 방법.
  38. 제 20 항에 있어서, 다이 첨단으로부터 나오는 섬유가 5 내지 100 μm의 직경을 갖는 것인 방법.
  39. 제 20 항에 있어서, 상기 멜트블로운 다이가 1 인치 당 3 내지 20 개의 다이 첨단을 포함하는 것인 방법.
  40. 제 20 항에 있어서, 상기 멜트블로운 다이가 1 인치 당 4 내지 10 개의 다이 첨단을 포함하는 것인 방법.
  41. 제 20 항에 있어서, 상기 제1 조성물을 웹의 제1 면 위에 압출한 후 상기 웹을 가이드 롤 주위로 유도하는 것을 더 포함하며, 상기 웹의 제1 면은 가이드 롤과 접촉하고, 상기 가이드 롤은 가이드롤에서 과도한 제1 조성물을 제거하는 롤 클리너를 포함하는 것인 방법.
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 롤 클리너가 왕복하는 브러쉬를 포함하는 것인 방법.
  43. 제 41 항에 있어서, 상기 롤 클리너가 진공 상자를 포함하는 것인 방법.
  44. 제 20 항에 있어서, 헐렁한 섬유 및 린트의 적어도 일부가 진공 상자를 이용 하여 웹의 제1 면으로부터 제거되는 것인 방법.
  45. 셀룰로오스 섬유를 포함하는 종이 웹,
    종이 웹의 적어도 한쪽 면에 적용되고 가늘어진 섬유의 형태로 웹의 표면에 존재하고 종이 제품의 중량을 기준으로 0.001 내지 2 중량%를 차지하는, 알로에 베라 추출물, 비타민 E, 바셀린, 및 이들의 혼합물로부터 선택된 1종 이상의 유익한 물질, 및
    종이 웹의 적어도 한쪽 면에 적용되고 가늘어진 섬유의 형태로 웹의 표면에 존재하며 종이 제품의 0.05 내지 3 중량%를 차지하는 1종 이상의 폴리실록산 연화제를 포함하고,
    여기서 섬유는 웹의 상기 표면 상에 침착되기 전에 가늘어지는 것인 종이 제품.
  46. 제 45 항에 있어서, 1종 이상의 폴리실록산 연화제가 하기 화학식을 갖는 폴리실록산을 포함하는 것인 종이 제품:
    Figure 112005024412529-pct00011
    상기 식에서,
    A는 수소; 히드록실; 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C8 알킬 또는 알콕시 기이고;
    R1-R8은 독립적으로 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C6 알킬 기이며;
    m은 20 내지 100,000이고;
    p는 1 내지 5,000이며;
    q는 0 내지 5,000이고;
    B는 화학식 -R9-[(OC2H5)r-(OC3H7)s]t-G-(R10)z-W 의 기이며;
    [상기 식에서, t = 0 또는 1이고; z는 0 또는 1이며; r은 1 내지 50,000이고; s는 0 내지 50,000이며; R9는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C2-C8 알킬렌 이중라디칼이고; R10은 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C2-C8 알킬렌 이중라디칼 또는 알킬 고리형 에테르 기이며; G는 산소 또는 NR11이고 (여기에서 R11은 수소 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1 내지 C8 알킬 기임); z = 0일 때, W는 수소 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1 내지 C22 알킬 기이며; z = 1일 때, W는 수소, -NR12R13 기, 또는 -NR14 기(여기에서, R12 및 R13은 독립적으로 수소 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C8 알킬 기이고; R14는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된, 질소와 함께 시클릭 고리를 형성하는 C3 내 지 C8 알킬렌 이중라디칼임)이다.]
    D는 화학식 -R15-(OC2H5)x-(OC3H7)y-O-R16 의 기이다.
    [상기 식에서, x는 1 내지 10,000이고; y는 0 내지 10,000이며; R15는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C2-C8 알킬렌 이중라디칼이고; R16은 수소 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C8 알킬 기임].
  47. 제 46 항에 있어서, 1종 이상의 폴리실록산이 하기 화학식의 일반적 구조를 갖는 것인 종이 제품:
    Figure 112005024412529-pct00012
  48. 제 46 항에 있어서, 1종 이상의 폴리실록산이 하기 화학식의 일반적 구조를 갖는 것인 종이 제품.
    Figure 112005024412529-pct00013
  49. 제 46 항에 있어서, 1종 이상의 폴리실록산이 하기 화학식의 일반적 구조를 갖는 것인 종이 제품.
    Figure 112005024412529-pct00014
  50. 제 45 항에 있어서, 1종 이상의 폴리실록산 연화제가 하기 화학식을 갖는 폴 리실록산 중합체를 포함하는 것인 종이 제품:
    Figure 112005024412529-pct00015
    상기 식에서,
    X는 수소; 히드록실; 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C8 알킬 또는 C1-C8 알콕시 기이고;
    R1-R7은 독립적으로 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C6 알킬 기이며;
    m은 10 내지 100,000이고;
    n은 0 내지 100,000이며;
    Y는 하기 화학식의 기이다;
    Figure 112005024412529-pct00016
    또는 -R11-(OC2H5)r-(OC3H7)s-O-Z
    [상기 식에서,
    t는 0 또는 1이고;
    r은 10 내지 100,000이며;
    s는 10 내지 100,000이고;
    R8, R9 및 R11은 독립적으로 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치 환된 C2-C8 알킬렌 이중라디칼이며;
    R10은 수소 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C8 알킬 기이고;
    W는 -NR12R13 또는 -NR14 이며 (여기에서, R12 및 R13은 독립적으로, 수소 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C8 알킬 기, 또는 아실 기이고, R14는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C3-C6 알킬렌 이중라디칼임);
    Z는 수소 또는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 치환되지 않거나 치환된 C1-C24 알킬 기이다.].
  51. 제 50 항에 있어서, 1종 이상의 폴리실록산이 하기 화학식의 일반적 구조를 갖는 것인 종이 제품:
    Figure 112005024412529-pct00017
  52. 제 50 항에 있어서, 1종 이상의 폴리실록산이 하기 화학식의 일반적 구조를 갖는 것인 종이 제품:
    Figure 112005024412529-pct00018
  53. 제 50 항에 있어서, 1종 이상의 폴리실록산이 하기 화학식의 일반적 구조를 갖는 것인 종이 제품:
    Figure 112005024412529-pct00019
  54. 제 50 항에 있어서, 1종 이상의 폴리실록산이 하기 화학식을 갖는 것인 종이 제품:
    Figure 112005024412529-pct00020
  55. 제 50 항에 있어서, 1종 이상의 폴리실록산이 하기 화학식을 갖는 것인 종이 제품:
    Figure 112010068738614-pct00021
  56. 삭제
  57. 제 45 항에 있어서, 상기 유익한 물질 및 폴리실록산 연화제가 조성물의 형태로 종이 웹에 적용되며, 상기 조성물은 0.01% 내지 30%의 유익한 물질 및 70% 내지 99.99%의 폴리실록산 연화제를 포함하는 것인 종이 제품.
  58. 제 57 항에 있어서, 상기 조성물이 계면활성제를 함유하지 않는 것인 종이 제품.
  59. 제 57 항에 있어서, 상기 조성물이 1종 이상의 유익한 물질 및 1종 이상의 폴리실록산 연화제로 구성되는 것인 종이 제품.
  60. 제 57 항에 있어서, 상기 조성물이 0.01% 내지 30%의 알로에 추출물 및 70% 내지 99.99%의 폴리실록산 연화제를 포함하는 것인 종이 제품.
  61. 제 57 항에 있어서, 상기 조성물이 0.01% 내지 30%의 알로에 추출물, 0.01%의 비타민 E, 및 70% 내지 99.99%의 폴리실록산 연화제를 포함하는 것인 종이 제품.
  62. 제 45 항에 있어서, 60 gsm 미만의 기본 중량을 갖는 종이 제품.
  63. 제 45 항에 있어서, 25 gsm 내지 45 gsm의 기본 중량을 갖는 종이 제품.
  64. 제 45 항에 있어서, 8 초 미만의 습윤 시간을 갖는 종이 제품.
  65. 제 45 항에 있어서, 4 내지 6 초의 습윤 시간을 갖는 종이 제품.
  66. 제 45 항에 있어서, 건조 종이 제품 중량의 5 내지 20 배의 흡수 용량을 갖는 종이 제품.
  67. 제 45 항에 있어서, 건조 종이 제품 중량의 8 내지 12 배의 흡수 용량을 갖는 종이 제품.
  68. 제 45 항에 있어서, 500 g 내지 1,000 g의 기하학적 평균 인장 강도를 갖는 종이 제품.
  69. 제 45 항에 있어서, 650 g 내지 800 g의 기하학적 평균 인장 강도를 갖는 종이 제품.
  70. 제 45 항에 있어서, 상기 유익한 물질 및 폴리실록산 연화제가 상기 종이 제품의 양쪽 면에 가늘어진 섬유의 형태로 적용된 종이 제품.
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