KR19990008043A - 표지 수단을 갖는 일회용 종이제품 - Google Patents

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조페프레데릭마틴
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레이서제이코버스코넬리스
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Abstract

종이타월과 같은 일회용 종이제품은 불연속 패턴 또는 불연속/연속 패턴 조합으로 일회용 종이제품상에 배치된 표지 수단이 제공되어 있다. 이 표지 수단은 일회용 종이제품이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 후에도 상기 제품의 바람직한 특성이 유지되고 있다는, 가시적으로 인지가능한 신호를 사용자에게 제공한다. 일회용 종이제품이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 경우에 본 발명의 일회용 종이제품의 침윤 그레이 스케일 차이는 약 64 그레이 스케일 단위 이상이다.

Description

표지 수단을 갖는 일회용 종이제품
미용 티슈, 화장실용 티슈 및 종이타월 등과 같은 일회용 제품은 전형적으로 하나 이상의 종이웹으로 제조된다. 상기 제품이 목적 성능을 발휘하려면, 제품을 형성하는 종이웹이 특정한 물성을 나타내어야만 한다. 더욱 중요한 특징중에 강도, 유연성 및 흡수성이 있다. 강도는 사용중에 종이웹이 그 물리적 일체성을 유지할 수 있는 능력이다. 유연성은 사용자가 종이를 손으로 구긴후 종이웹을 사용자 신체의 여러 부위에 접촉시킬 때에 사용자가 감지하게 되는 기분좋은 촉감이다. 유연성은 일반적으로 강성이 감소할수록 증가한다. 흡수성은 유체를 흡수하여 보유하도록 하는 종이웹의 특징이다. 전형적으로, 종이웹의 유연성 및/또는 흡수성은 종이웹의 강도를 낮추어서 증가시킬 수 있다. 따라서, 제지법은 바람직한 강도 특성을 갖는 유연성 및 흡수성의 일회용 종이제품을 제공하기 위해 발전해왔다.
샌포드(Sanford) 등에게 허여된 미국 특허 제 3,301,746호는 공기 건조 시스템을 통해 예열 건조시킨 종이웹을 기재하고 있다. 그 다음에, 웹 부분을 건조기 드럼에서 직물 너클 패턴으로 눌러서 상이한 섬유 밀도로 구별되는 두 영역을 갖는 종이를 생성한다. 전형적으로, 공기 건조는 종이웹의 유연성과 흡수성을 향상시킨다. 상기한 종이를 기재로 사용하여 제조된 일회용 종이제품은 광범위하게 상업적으로 성공을 거두었다.
또한, 트로칸(Trokhan)에게 허여된 미국 특허 제 4,637,859호는 상이한 두 영역을 갖는 종이를 기술하고 있다. 망상구조 영역인 제 1 영역은 필수적으로 연속 패턴을 형성한다. 다른 영역은 다수의 불연속 돔(dome)을 포함한다. 망상구조 영역은 완전히 돔을 둘러싸므로 돔들이 서로 이격되어 있다. 망상구조 영역은 비교적 고밀도를 갖는 반면, 돔은 비교적 저밀도를 갖는다. 미국 특허 제 4,637,859호에 따라 제조된 종이는 흡수성, 유연성, 인장 강도, 파열 강도 및 팽창성이 양호하다. 또한, 망상구조 영역용으로 선택된 패턴에 따라, 크레이핑이 없는 경우에도 종이는 기계방향, 교차방향 및 중간 방향으로 신장될 수 있다. 이 형태의 종이는 종이타월과 화장실용 휴지의 기재로서 광범위하여 상업적 성공을 거두었다.
일회용 종이제품의 특성을 향상시키기 위한 또 다른 접근법은 비셀룰로즈 물질을 일회용 종이제품의 구조에 혼입시키는 것이다. 예를 들면, 일회용 종이제품에 강도를 부가하기 위한 면포(scrim)의 용도가 당해 기술 분야에서 충분히 공지되어 있다. 또한, 일회용 종이제품의 기재를 생산하기 위해 사용되는 제지 기계의 설비에 비셀룰로즈 섬유를 첨가하였다. 그러나, 이러한 형태의 접근법은 유연성의 감소 또는 흡수성의 감소와 같은 희생을 수반한다. 전형적으로, 당해 기술은 매우 특징적인 필요성을 충족시키기 위해 상기 접근법을 사용하였으며, 이 때의 이점은 감수된 희생을 능가한다.
종종, 일회용 종이제품, 특히 종이타월은 둘 이상의 층으로 이루어진 적층체를 포함한다. 하나 이상의 층을 포함하는 일회용 제품은 한층을 포함하는 제품과 비교할 때 제품 단위 영역당 부피 증가, 흡수성 증가 및 강도 증가라는 바람직한 특성을 갖는다.
웰즈(Wells)에게 허여된 미국 특허 제 3,414,459호는 2개의 종이 시이트상에 동일하게 융기된 돌기 패턴으로 엠보싱(embossing) 처리하고, 돌기에 대응하는 원위 표면을 점착적으로 연결시켜 적층체를 형성시키므로써 형성된 적층 종이제품을 기재하고 있다. 이러한 형태의 적층체는 특히 일회용 종이타월에서 상당한 상업적 성공을 거두었다.
피그널(Pigneul) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,978,565호는 돌출 요소에 의해 적어도 부분적으로 점착적으로 연결된 적층 종이제품을 기재하고 있다. 상기 요소는 이격된 동인을 재생하는 라인 또는 조합 라인에 따라 배치된다고 보인다. 이러한 형태의 적층체는 고밀도의 돌기로 엠보싱 처리하므로써 발생하는 기계적 강도의 감소없이 만족할만한 거대 직조물을 제공하는 것으로 보인다.
맥네일(McNeil)에게 허여된 미국 특허 제 5,294,475호는 한층의 각 엠보싱 부위가 다른 층의 비엠보싱 영역과 연결된 종이층 둘로 이루어진 엠보싱 종이 적층체를 기재하고 있다. 이러한 형태의 적층체는 유연성, 흡수성 및 층들간의 결합 강도와 같은 다른 바람직한 품질을 희생시키지 않으면서 고품질의 누빔 직물과 유사한 외관, 비교적 두꺼운 캘리퍼 및 미관상 보기좋은 패턴을 가질 수 있다.
기타 특성의 저하됨없이 일회용 종이제품의 특성을 향상시키기 위해 당해 기술 분야의 숙련자들이 계속 연구하였으나, 이러한 제품의 사용자들은 종종 상기 개선점의 인지가 어려움을 발견하였다. 예를 들면, 본 발명의 엠보싱 일회용 종이제품이 물로 포화된 경우, 상기 엠보싱으로부터 발생하는 패턴화 외관 전체가 사라진다. 이는, 비엠보싱 종이의 물성을 가능한한 많이 보존시키기 위하여 엠보싱 패턴을 선택하였음에도 불구하고, 상기 제품의 사용자는 제품이 상기 이점을 제공하였다는 인지할만한 신호를 갖지 못함을 의미한다.
따라서, 본 발명의 목적은 일회용 제품이 건조한 경우와 특히 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 경우의 모든 경우에 바람직한 물성을 갖는다는, 쉽게 인지할 수 있는 신호를 일회용 제품(예를 들면, 종이타월)에 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 적층 일회용 종이제품이 침윤될 때 층들을 포함하는 종이웹의 육안상 외관과 표지 수단의 육안상 외관의 차이가 충분히 커서 쉽게 인지할 수 있는 신호를 제공하는 적층 일회용 제품을 제공하는 것이다.
발명의 요약
본 발명은 비교적 저평량의 종이층을 하나 이상 포함하는 일회용 종이제품이다. 또한, 일회용 종이제품은 층위에 패턴으로 배치된 표지(indicator) 수단이 제공되어 있다. 표지 수단은 종이제품이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤될 때에도 상기 제품의 바람직한 특성이 유지되고 있다는 가시적 신호를 종이제품의 사용자에게 제공한다. 가시적 신호는 본 발명의 일회용 종이제품이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤될 때에만 실질적으로 인지가능하다. 또한, 상기 표지 수단은 이미지 분석법을 사용하여 측정되는, 표지 수단이 있는 종이제품의 외향 대향면 부분과 표지 수단이 없는 외향 대향면 부분 사이의 침윤 그레이 스케일 차이(wet gray scale difference)를 특징으로 할 수 있다. 이 차이는 본 발명의 적층 종이타월이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 경우에만 존재한다.
본 발명의 바람직한 태양은 두층을 포함하는 적층 종이타월이다. 바람직한 태양에서, 표지 수단은 적층용 접착제에 첨가되어서 불연속 요소, 또는 불연속 요소와 연속 요소를 결합시킨 패턴을 포함하는 패턴으로 층위에 배치되는 유백제를 포함한다.
본 발명의 또 다른 태양은 본원에서 기재된 표지 수단이 제공된 한층 또는 둘 이상의 층의 적층체를 포함하는 일회용 티슈제품을 포함한다. 상기 표지 수단은, 일회용 티슈제품이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤될 때에 필수적인 가시적 신호를 제공하는 임의의 물질을 포함할 수 있다. 표지 수단의 또 다른 비제한적인 예는 날염 표지 수단, 침윤시에 침윤 셀룰로즈 섬유의 굴절률과는 다른 굴절률을 갖는 섬유, 및 일회용 종이제품의 일부가 침윤되지 않도록 하는 수단을 포함한다.
본 발명은 일회용 종이제품에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 종이제품이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 경우에 바람직한 특성이 유지됨을 나타내는 수단을 일회용 종이제품에 제공하는 것에 관한 것이다.
본 명세서는 본 발명을 구체적으로 지적하고 명확하게 청구하는 청구항으로 결론지어지지만, 유사한 구성요소에 대해 동일한 참조번호가 제공된 관련 도면과 함께 다음 명세서에 의해 본 발명을 더욱 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 태양인 일회용 종이제품의 아래에 놓인 구조물을 나타내기 위해 부분적으로 절단한 부분 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일회용 종이제품의 선 2-2을 따라 취하여 확대시킨 단면도이다.
도 3은 건조한 상태인 본 발명의 일회용 종이제품의 평면 사진 이미지이다.
도 4는 침윤 상태인 도 3의 일회용 종이제품의 평면 사진 이미지이다.
도 5는 표지 수단을 포함하지 않는 것을 제외하고는 본 발명의 일회용 종이제품과 유사한 일회용 종이제품의 침윤 상태에서의 사진 이미지이다.
도 6은 본 발명의 일회용 종이제품을 평가하기 위해 사용되는 이미지 분석 장치의 배치를 나타낸 개략적인 사시도이다.
바람직한 태양에서, 본 발명은 종이층 둘 이상의 적층체인 일회용 종이제품을 포함한다. 이러한 제품은 타월, 화장실용 티슈 및 미용 티슈로서 그 용도가 알려져 있다. 바람직하게, 이러한 종이는 티슈지로 일반적으로 알려진 얇고 비교적 저평량인 종이이다. 가장 바람직하게, 상기 종이는 전술한 미국 특허 제 4,637,859호(본원에서 참고문헌으로 사용된다)에 개시된 바와 같이 두 영역, 즉 연속 망상구조 및 다수의 돔을 포함한다. 이러한 층들은 당해 기술 분야에서 공지된 방법을 사용하여 연결된다. 예를 들면, 상기 층들은 전술한 미국 특허 제 3,414,459호 또는 미국 특허 제 5,249,475호(둘다 본원에서 참고문헌으로 사용된다)에 기재된 공정에 의해 연결될 수 있다. 바람직하게, 상기 층들에는 엠보싱 부위가 제공되어 있고, 예를 들면 미국 특허 제 5,294,475호에 기재된 바와 같이 내포 엠보싱으로 일반적으로 알려진 방법을 사용하여 한층의 엠보싱 부위를 또 다른 층의 비엠보싱 영역과 점착적으로 연결시킨다. 또한, 본 발명의 적층체에는 불연속 요소의 패턴, 또는 불연속 요소와 연속 요소의 조합을 포함하는 패턴으로 하나 이상의 층 위에 배치된 표지 수단이 제공되어 있다. 이러한 표지 수단은, 적층체가 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤될 때에, 적층체가 침윤된 후에도 바람직한 특성을 유지한다는 신호를 제공한다.
일회용 종이 제품이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 후에도 바람직한 특성을 유지한다는 신호를 표지 수단이 제공하기 위해 적층 구조물이 필수적이지 않음을 유념해야 한다. 따라서, 본 발명은 하기에 기재되는 바와 같이 종이의 한층에만 표지 수단이 제공된 종이 구조물을 포함하는 것으로 간주한다.
도 1과 관련하여, 본 발명의 바람직한 태양은 적층 종이타월(20)을 포함한다. 이는, 본 발명을 종이타월 태양만으로 한정시키고자 하는 의도는 아니다. 티슈지층 하나 이상을 포함하는 일회용 종이제품(예를 들면, 화장실용 티슈와 미용 티슈) 또한 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주한다.
본 발명에 따른 적층 종이타월(20)은 서로 마주보는 두층(20T 및 20B)을 포함한다. 각 층(20T 및 20B)은 상이한 두 대역, 즉 연속의 비엠보싱 영역(24), 및 일반적으로 마주보는 층(20B 또는 20T)을 향해 각각 돌출하며 바람직하게는 직각 돌출하는 불연속 엠보싱 부위(22)를 갖는다. 적층용 접착제(27)는 한층(20T 및/또는 20B)중 엠보싱 부위(22)의 적어도 일부의 원위 말단(23)에 도포되어 층(20T 및 20B)의 대향면을 점착적으로 연결시킨다.
또한, 적층 종이타월(20)은 2개의 마주보는 외향 대향면(30, 32)을 갖는다. 본원에서 사용되는 외향 대향면이란 용어는 대향층(20B 또는 20T)에 점착적으로 연결된 층(20T 또는 20B) 표면의 반대방향에 있는 각 층(20T 또는 20B)의 표면을 의미한다. 외향 대향면(30, 32)은 사용자가 볼 수 있는 적층 종이타월(20)의 표면이다.
각 층(20T 또는 20B)의 각 대역(22, 24)은 선형 요소에 근접한 섬유로 구성되어 있다. 적층 종이타월(20)의 성분인 셀룰로즈 섬유는 다른 2개의 비교적 매우 작은 치수(서로 수직이고, 둘다 섬유의 수직선상 축에 대해 방사상으로 수직이다)와 비교하여 하나의 비교적 큰 치수(섬유의 수직선상 축방향으로 있음)를 가지므로 선형과 비슷하다. 섬유를 현미경으로 조사하면 섬유의 주 치수와 비교하여 작은 2개의 다른 치수가 나타나며, 이러한 작은 2개의 다른 치수는 실질적으로 동일할 필요가 없고 또한 섬유의 축방향 길이 전체에서 일정할 필요도 없다. 단지, 섬유가 그 축 주위에서 구부러질 수 있고, 다른 섬유와 결합할 수 있으며, 액상 담체 또는 공기에 의해 분포될 수 있어야 하는 것이 중요하다.
적층 종이타월(20)을 구성하는 섬유는 폴리올레핀 또는 폴리에스테르와 같은 합성 섬유일 수 있으나, 조면, 레이온 또는 버개스(bagasse)와 같은 셀룰로즈가 바람직하고, 연목(나자식물 또는 구과식물) 또는 경목(피자식물 또는 낙엽성 식물)과 같은 목재 펄프가 가장 바람직하다. 본원에서 사용되는 적층 종이타월(20)은 약 50중량% 이상 또는 약 50부피% 이상의 셀룰로즈 섬유를 포함하는 경우에 셀룰로즈로 간주되며, 상기한 섬유가 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다. 약 2.0 내지 약 4.5㎜ 길이와 약 25 내지 약 50㎛ 직경을 갖는 연목 섬유 및 약 1.7㎜ 미만의 길이와 약 12 내지 약 25㎛ 직경을 갖는 경목 섬유를 포함하는 목재 펄프 섬유의 셀룰로즈 혼합물이 본원에 기재된 적층 종이타월(20)에 충분히 적합한 것으로 알려졌다.
목재 펄프 섬유를 적층 종이타월(20)용으로 선택한 경우, 섬유는 아황산 공정, 황산 공정 및 소다 공정과 같은 화학적 공정, 및 석 분쇄목과 같은 기계적 공정을 포함한 임의의 펄프 제조 공정에 의해 제조될 수 있다. 또는, 섬유는 화학적 공정과 기계적 공정을 조합하여 제조되거나 또는 재생될 수 있다. 사용되는 섬유의 형태, 조합 및 가공은 본 발명에 중요하지 않다. 경목과 연목 섬유를 적층 종이타월(20) 두께 전체에 적층시키거나 또는 두께내에 균질하게 블렌딩시킬 수 있다.
본 발명에 따른 적층 종이타월(20)은 육안으로 2차원이고 평면이나 반드시 평편한 것은 아니다. 적층 종이타월(20)은 제 3 치수에 약간의 두께를 갖는다. 그러나, 제 3 치수는 사실상 처음 2개의 치수와 비교할 때 비교적 적다.
본 발명에 따른 적층 종이타월(20)은 2개의 개별 층(20T 및 20B)의 적층체를 포함한다. 층은 건조전에 두께를 갖는 단일 시이트로서 제지 기계의 형성 요소에서 제조되며, 상기 두께는 섬유가 시이트에 첨가되거나 시이트로부터 제거되지 않는다면 변하지 않는다. 각 층(20T 및 20B)의 평량은 3000 ft2당 약 9 내지 약 30 lb, 바람직하게는 3000 ft2당 약 12 내지 약 20 lb 범위일 수 있다. 각 층(20T 또는 20B)은 다른 층(20B 또는 20T)에 연결된다. 각 층(20T 또는 20B)은 마주보는 층(20B 또는 20T)에 직접 연결되거나, 또는 3층 이상의 층을 포함하는 본 발명의 또 다른 태양에서 필요시에는 층(20T 및 20B) 사이에 끼인 중간층(들)을 통해 연결될 수 있음을 이해해야 한다.
도 2에서 가장 명확히 나타나는 바와 같이, 적층 종이타월(20)의 각 층(20T 및 20B)은 엠보싱 부위(22)에서 다른 층(20B 및 20T)에 연결된다. 특히, 각 엠보싱 부위(22)의 원위 말단(23)은 마주보는 층(20T 또는 20B)의 비엠보싱 영역(24)을 향해 돌출한다. 바람직하게, 층(20T 및 20B)은 엠보싱 부위(22)에서 점착적으로 연결된다. 가장 바람직하게, 도 2에 나타나는 바와 같이 하나의 층, 예를 들면 층(20B)의 원위 말단(23)은 마주보는 층(20T)의 비엠보싱 영역(24)에서 마주보는 층(20T)에 점착적으로 연결된다. 즉, 층(20T 및 20B)은 번갈아있는 엠보싱 부위(22)에서 점착적으로 연결된다.
도 2에 나타나는 바와 같이, 적층용 접착제(27)는 층(20B)의 각 엠보싱 부위(22)의 원위 말단(23)에 도포되어서 층(20B)의 각 엠보싱 부위(22)는 마주보는 층(20T)의 비엠보싱 영역(24)에서 점착적으로 연결된다. 이러한 배치로 인해 번갈아있는 엠보싱 부위(22)에서 연결된 두층(20T 및 20B)을 갖는 적층 종이타월(20)이 제공된다. 번갈아있는 엠보싱 부위(22)에서 층(20T 및 20B)을 연결시키므로써 층 결합 강도와 유연성이 충분한 균형을 갖게된다. 또는, 추가적인 층 결합 강도가 필요한 경우, 층들(20T 및 20B)은 더 많이 엠보싱된 부위에 점착적으로 연결되거나, 또는 추가적인 유연성이 필요한 경우에 층들(20T 및 20B)은 더 적게 엠보싱된 부위에 점착적으로 연결될 수 있다.
도 1과 관련하여, 제 1층(20T)의 엠보싱 부위(22)는 제 2층(20B)의 엠보싱 부위에 나타나지 않는다. 상기 배치로 인해 하나의 층(20T 또는 20B)의 엠보싱 부위(22)를 다른 층(20B 또는 20T)의 비엠보싱 영역(24)에 확실히 부착시킬 수 있는 이점이 제공된다. 도 2에 예시된 바와 같이, 상기 배치로 인해 엠보싱 부위(22) 사이의 한층(20T 또는 20B)의 비엠보싱 영역(24)의 간격이 대략 그 중심점(25)에서 다른 층의 엠보싱 부위(22)에 의해 지탱되는 이점이 제공된다. 또한, 상기 간격의 중심점(25)은 적층용 접착제(27)가 도포되는 임의의 엠보싱 부위(22)의 원위 말단(23)위에 존재하는 적층용 접착제(27)에 의해 경화된다.
물론, 당해 기술 분야의 숙련자들은 엠보싱 부위(22)가 다른 층(20T 또는 20B)의 비엠보싱 영역(24)의 간격의 중심점(25)을 차단하지 않도록 엠보싱 부위(22)와 비엠보싱 영역(24)이 패턴으로 배치될 수 있음을 인지해야 한다. 그러나, 상기 배치에서, 엠보싱 부위(22)의 원위 말단(23)은 접착제가 이에 도포되도록 할 수 있고, 두층(20T 및 20B)을 점착적으로 연결시킬 수 있다. 또한, 간격의 중심점(25)에 나타나지 않는 엠보싱 부위(22)는 다른 층(20T 또는 20B)의 비엠보싱 영역(24)의 간격을 지탱한다.
각 층(20T 또는 20B)의 엠보싱 부위(22)는 엠보싱 처리중에 발생하는 섬유의 압밀화로 인해 비교적 고밀도의 불연속 영역을 나타낸다. 본원에서 사용되는 엠보싱 처리란 용어는 각 층(20T 및 20B)의 비교적 소부분을 그 평면에 직각으로 편향시키고 상기 층의 돌출부를 비교적 강성인 표면을 향해 충돌시켜서 섬유 대 섬유 결합을 영구적으로 붕괴시키는 공정을 지칭한다. 엠보싱 처리로 인해 엠보싱 부위(22)가 영구적으로 국소 변형되어 편향된다. 엠보싱 부위(22)는 마주보는 층(20B 또는 20T)을 향해 층(20T 또는 20B)의 평면에 대해 직각으로 돌출한다.
적층 종이타월(20)의 엠보싱 부위(22)는 이들을 발생시키기 위해 사용되는 장치 유형에 상응하는 작위적 반복 패턴으로 배치된다. 바람직하게, 작위적 반복 패턴은 격자형이며, 따라서 인접한 엠보싱 부위(22)는 협동적으로 또한 유리하게 병치된다. 작위적이란, 엠보싱 부위(22)가 예상가능한 배치일 것으로 간주되며 적층 종이타월(20)을 제조하기 위해 사용되는 제조공정의 공지된 및 예정된 특징의 결과로 발생할 수 있음을 의미한다. 본원에서 사용되는 반복이란 용어는 패턴이 적층 종이타월(20)에서 1회 이상 형성됨을 의미한다. 불연속이란, 인접한 엠보싱 부위(2)가 연속이지 않음을 의미한다.
본원에서 사용되는 필수적으로 연속인 비엠보싱 영역(24)은 실질적으로 섬유상 구조 전체에서 그 주방향중 한 방향 또는 두 방향으로 연장한다. 필수적으로 연속인 비엠보싱 영역(24)은 엠보싱 영역(22)보다 더 적은 밀도를 가지는데, 이는 필수적으로 연속인 비엠보싱 영역(24)이 엠보싱 공정에서 압밀화되지 않기 때문이다. 필수적으로 연속인 비엠보싱 영역(24)의 밀도는 엠보싱되기 전의 불연속 엠보싱 부위(22)의 밀도와 비슷하다.
도 1과 도 2에 예시된 적층 종이타월(20)의 경우, 적층 종이타월(20)의 비엠보싱 영역(24)은 바람직하게는 적층 종이타월(20)의 평면내에서 두 방향으로 필수적으로 연속이다. 상기 방향은 가공된 제품의 가장자리에 평행하고 수직일 필요가 없고 제품의 제조방향에 평행하고 수직일 필요가 없다. 단지, 인장 강도가 적층 종이타월(20)에 두 방향으로 부여되어서, 인장 하중으로 인한 제품의 이른 실패없이 임의의 부여된 인장 하중이 더 쉽게 수용될 수 있음이 중요하다. 바람직하게는, 하나 이상의 연속 방향이 본 발명의 실시에 따른 가공된 제품의 예상된 인장 하중의 방향에 평행하다.
필수적으로 연속인 비엠보싱 영역(24)의 예가 도 2에 예시되어 있다. 필수적으로 연속인 영역을 갖는 종이 구조물의 다른 예가 1987년 1월 20일자로 트로칸에게 허여되어 동시 계류중인 미국 특허 제 4,637,859호(본원에서 참고문헌으로 사용됨)에 기재되어 있다. 필수적으로 연속인 비엠보싱 영역(24)의 차단물은 적층 종이타월(20)의 상기 대역의 물질 특성에 실질적으로 역영향을 미치지 않는 경우에 한해 허용가능하나 바람직하지는 않다.
물론, 제조시에 적층 종이타월(20)이 비교적 크고, 제조시에 엠보싱 부위(22)가 적층 종이타월(20)의 크기와 비교하여 비교적 작은 경우(즉, 몇 차수로 다양할 수 있다)에는 엠보싱 부위(22)와 연속 비엠보싱 부위(24)중에서 정확한 분산과 패턴의 절대적인 예측을 확인하는 것이 어렵거나 또는 심지어 불가능할 수 있고, 패턴은 여전히 작위적으로 간주한다.
이와 반대로, 소비자에게 공급될 때에 적층 종이타월(20)이 비교적 적고 엠보싱 부위(22)가 비교적 큰 경우에는, 패턴이 반복되지 않더라도 사실상 제조시에 대규모 적층 종이타월(20)에 반복 패턴이 존재하는 것처럼 보일 수 있다. 단지, 엠보싱 부위(22)와 필수적으로 연속인 비엠보싱 영역(24)이 실질적으로 원하는 패턴으로 분산되어서 그 의도 목적에 적절한 적층 종이타월(20)이 되도록 하는 성능 특성을 초래하는 것이 중요하다.
당해 기술 분야의 숙련자들에게는 엠보싱 부위(22)와 비엠보싱 영역(24) 밀도의 중간 밀도를 가지며 엠보싱 부위(22)를 둘러싸거나 그 경계를 이루는 작은 전이 영역이 있을 수 있음이 명백하다. 이러한 전이 영역은 제조공정의 일반적으로 인위적인 결과이며 엠보싱 부위(22) 또는 비엠보싱 영역(24)과 혼동되지 않아야 한다.
도 1과 관련하여, 적층 종이타월(20)내의 엠보싱 부위(22)의 패턴 크기는 ㎠당 엠보싱 부위(22) 약 2 내지 약 11개(in2당 엠보싱 부위(22) 10 내지 70개)로 다양할 수 있고, 바람직하게는 ㎠당 엠보싱 부위(22) 약 5 내지 약 8개(in2당 엠보싱 부위(22) 30 내지 50개)이다. 엠보싱 부위(22)는 제조 기계 방향으로부터 45°주축을 갖는 패턴으로 좌우대칭으로 엇갈릴 수 있거나, 일방향으로 엇갈릴 수 있거나, 또는 인접한 엠보싱 부위(22)와 함께 적절한 위치에 일치될 수 있다.
계속적으로 도 1과 관련하여, 제 1 층(20T)의 엠보싱 부위(22)는 제 2 층(20B)의 엠보싱 부위(22)와 일치하지 않는다. 상기 배치로 인해 한층(20T 또는 20B)의 엠보싱 부위(22)를 다른 층(20B 또는 20T)의 비엠보싱 영역(24)에 확실히 부착시킬 수 있는 이점이 제공된다.
또한, 도 2에 예시된 바와 같이 상기 배치로 인해 엠보싱 부위(22) 사이의 한층(20T 또는 20B)의 비엠보싱 영역(24)의 간격이 그 중심점(25)에서 다른 층(20B 또는 20T)의 엠보싱 부위(22)에 의해 지탱된다. 또한, 이러한 간격의 중심점(25)은 적층용 접착제(27)가 엠보싱 부위(22)의 원위 말단(23)위에 존재하는 경우에 경화된다.
또한, 비엠보싱 영역(24)은 불연속 엠보싱 부위(22)에서와 달리 제조 공정에 의해 압착되지 않는다. 상기 대역 사이에서의 압착 차이로 인해 적층 종이타월(20)에서 미적으로 구별되는 패턴이 발생한다. 특히, 상기 패턴은 도 3에 도시된 적층 종이타월(20)에 직물과 유사한 누빔 외관을 발생시킨다. 이러한 직물과 유사한 누빔 외관은, 소비자에게 이러한 외관을 갖는 종이타월이 제지 기술자들이 연구하여 제공하고자 한 강도와 유연성 특성의 바람직한 조합을 갖는다는 명백한 신호가 되는 것으로 밝혀졌다.
층(20T 및 20B)은 번갈아있는 엠보싱 부위(22)에서 적층용 접착제(27)를 사용하여 연결된다. 도 1에 나타난 적층 종이타월(20)의 바람직한 태양에서, 적층용 접착제(27)는 단지 한층(20T 또는 20B)의 엠보싱 부위(22)의 원위말단(23)에 도포된다. 상기한 바와 같이 더 유연한 타월(20)이 필요하다면, 적층용 접착제(27)는 더 소수의 원위 말단(23)에 도포될 수 있다. 역으로, 더욱 큰 층 결합 강도가 필요하다면, 적층용 접착제(27)는 또 다른 층(20B 또는 20T)의 엠보싱 부위(22)의 원위 말단(23)에도 또한 도포될 수 있다. 적층용 접착제(27)는 당해 기술 분야의 숙련자들에게 충분히 공지된 방법에 의해 도포될 수 있다. 이러한 방법은 미국 특허 제 3,414,459호와 미국 특허 제 5,294,475호에 기재되어 있으며, 상기 문헌 둘다 본원에서 참고문헌으로 사용되었다.
적층용 접착제(27)는 종이층을 결합시키기 위해 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 접착 물질을 포함할 수 있다. 이러한 물질에는 고온 용융 접착제, 바람직하게는 감압성 고온 용융 접착제; 라텍스 유화액 접착제; 및 수용성 접착제를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 적층용 접착제(27)는 수용성 접착제를 포함한다. 더욱 바람직하게는 적층용 접착제(27)는 실질적으로 완전히 가수분해된 폴리비닐 알코올 수지를 포함한다. 적절한 수지는 델라웨어주 윌밍톤 소재의 이.아이.듀퐁 드네모아 앤드 캄파니(E. I. DuPont DeNemours Co.)에서 제조한 Evanol 71-30 상품명으로 시판된다. 바람직하게, 적층용 접착제(27)는 약 2 내지 약 8%의 수지 고체를 갖는 수용액으로부터 응용된다. 더욱 바람직하게, 상기 수용액은 약 3 내지 약 6%의 수지 고체를 갖는다.
또한, 적층 종이타월(20)은 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 후에도 타월 구조가 바람직한 특성을 유지하고 있다는 가시적 신호를 종이 구조물의 사용자에게 제공하기 위하여 표지 수단(29)이 제공되어 있다. 도 1과 도 2에 도시된 바람직한 태양에서, 표지 수단(29)은 적층용 접착제(27)와 병치되거나, 또는 바람직하게는 적층용 접착제(27)내에 배치된다. 또는, 표지 수단(29)은 적층용 접착제(27)로부터 이격되어 있을 수 있다.
표지 수단(29)은 적층 종이타월(20)이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 경우에도 바람직한 특성을 유지하고 있다는 가시적 신호를 제공한다. 또한, 가시적 신호는 적층 종이타월(20)이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤될 때에 표지 수단(29)이 제공된 외향 대향면(30 또는 32)의 부분(34)과 상기 수단이 제공되지 않은 외향 대향면(30, 32)의 부분(36)의 그레이 스케일 정도 차이를 이미지 분석법을 사용하여 정량적으로 측정할 수 있다. 표지 수단(29)은 적층 종이타월(20)이 건조한 경우에는 사용자에게 명백하게 인지되지 않으므로, 적층 종이타월(20)에 적용되거나 또는 각 층에 혼입될 수 있는 임의의 장식 요소와는 다르다. 즉, 표지 수단(29)이 제공된 외향 대향면(30 또는 32)의 부분(34)과 상기 수단이 제공되지 않은 외향 대향면(30, 32)의 부분(36)간의 그레이 스케일 정도 차이는 매우 작아서 적층 종이 타월(20)이 건조한 경우에는 사용자가 표지 수단(29)의 존재를 인지하지 못하기가 쉽다. 상기한 바와 같이, 표지 수단(29)은 종이타월(20)이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 경우에만 명백하게 볼 수 있다.
표지 수단(29)을 층(20T 및/또는 20B)에 적용할 때에, 적층 종이타월(20)이 건조하면 명백하게 인지할 수 없으나 적층 종이타월(20)이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤되면 가시적으로 인지가능하게 되는 임의의 물질을 포함할 수 있다. 이러한 표지 수단의 비제한적인 예에는,
1) 불투명 백색 잉크(이 잉크를 층(20T 및/또는 20B)에 적용시키면 섬유가 건조한 경우에는 층을 구성하는 섬유의 색상과 밀접하게 매치되나, 상기 섬유가 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 경우에는 잉크의 불투명성으로 인해 가시적으로 구별가능하게 된다);
(2) 침윤시에, 층(20T 및 20B)을 제공하기 위해 사용된 제지 기계의 설비 일부에 혼입될 수 있는 셀룰로즈 섬유와는 상이한 굴절률을 갖는 섬유(상기 층이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤될 때에 광학적으로 구별되는 섬유를 갖는 상기 층의 부분(34)은 상기 섬유를 갖지 않는 부분(36)과 가시적으로 구별된다);
(3) 상기 층(20T, 20B)의 부분(34)의 침윤을 방지하는 수단(상기 층(20T 및 20B)의 나머지가 침윤되는 경우에 일부(34)가 침윤되지 않도록 하며 가시적으로 구별된다); 및
(4) 유백제 물질(바람직하게는, 적층 종이타월(20)이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤될 때에 개질된 적층용 접착제가 가시적으로 구별되도록 적층용 접착제에 첨가될 수 있다)를 포함한다.
도 1과 도 2에 도시된 적층 종이타월(20)의 바람직한 태양에서, 유백제를 적층용 접착제(27)에 첨가하여서 표지 수단(29)을 제공할 수 있다. 유백제는 당해 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 임의의 물질, 예를 들면 안료 등을 포함할 수 있다. 그러나, 건조시에는 표지 수단(29)이 제공된 외향 대향면(30, 32)의 부분(34)이 표지 수단(29)이 제공되지 않은 외향 대향면(30, 32) 부분과 실질적으로 가시적으로 구별되지 않아야 함을 인지해야 한다. 바람직하게, 본 발명에 적절한 유백제는 약 1.55 이상의 굴절률을 갖는다. 표지 수단(29)이 개질된 적층용 접착제(27)를 구성해야 하는 경우에 적절한 물질은 퀘벡주 바레네스 소재의 크로노스 캐나다 인코포레이티드(KRONOS Canada, Inc.)에서 시판하는 KRONOS 1050과 같은, 물중 이산화티탄 안료의 75% 현탁액이다. 기타 백색 무기 안료, 예를 들면, 산화 아연, 탄산 칼슘 및 카올린 등이 또한 적절하다. 또는, 무기 착색 수단, 예를 들면, 펜실베니아주 필라델피아 소재의 롬 앤드 하쓰 코포레이션(Rohm Haas Corp.)에서 시판하는 Ropaque HP91을 사용하여 이산화티탄 또는 기타 무기 안료의 일부 또는 전부를 대체할 수 있다.
본 발명자들은 다음 조성물이 적층용 접착제 역할에서 만족할만한 층 결합 강도를 제공하고 표지 수단 역할에서 만족할만한 주위 섬유와의 침윤 그레이 스케일 차이를 제공함을 발견하였다:
이산화티탄(KRONOS 1050) 15부
가수분해된 폴리비닐 알코올 수지(Evanol 71-30) 5부
물80부
100부
상기한 개질된 적층용 접착제(27)를 제조하기 위해 다음 단계를 이용할 수 있다.
폴리비닐 알코올 수지 농축액
1) 실온의 물 약 50부를 측정하여 용기에 넣는다.
2) 가수분해된 폴리비닐 알코올 수지 8부를 혼합하에 물에 천천히 첨가하여 수지가 균일하게 분산되도록 한다.
3) 나머지 실온의 물 42부를 수지 분산액에 첨가한다.
4) 수지 분산액을 45분 이상동안 혼합하면서 185℉까지 가열시킨다.
5) 수지 용액을 실온까지 냉각시킨다.
개질된 적층용 접착제의 제조
1) 폴리비닐 알코올 농축액 62.5부를 측정하여 용기에 넣는다.
2) 75% 이산화티탄 슬러리 15부를 혼합하에 첨가한다.
3) 계속 혼합하면서 실온의 물 22.5부를 첨가하고, 일부의 물을 사용하여 이산화티탄 슬러리에 사용된 용기를 헹군다.
4) 균질한 혼합물이 수득될 때까지 계속하여 혼합한다.
이러한 개질된 적층용 접착제(27)는 하기에 기재되는 바와 같이 적층 종이타월(20)의 제조에 사용될 수 있다. 상기한 방법은 개질된 적층용 접착제(27)용으로 바람직한 조성물을 제공하나, 본 발명자들은 약 7% 이상의 이산화티탄 고체, 바람직하게는 약 7 내지 약 12%의 이산화티탄 고체를 포함하는 적층용 접착제(27)가 만족할만한 침윤 그레이 스케일 차이를 갖는 표지 수단을 제공함을 발견하였다.
본 발명의 바람직한 태양의 적층 종이타월(20)을 제조하기 위하여, 상기에서 언급한 미국 특허 제 5,294,475호에 기재된 내포 엠보싱 공정을 사용할 수 있다. 기재(20T, 20B)용으로 바람직한 셀룰로즈 섬유 웹이 미국 특허 제 4,637,859호에 기재되어 있고, 바람직한 적층용 접착제(27)와 표지 수단(29)이 상기에 기재되어 있다. 생성된 적층 종이타월(20)은 건조시에 느낌이 좋은 누빔 외관을 갖는다.
또는, 표지 수단(29)을 하나 이상의 층(20T 또는 20B)위에 날염시키는 것과 같이 표지 수단(29)을 별도의 공정 단계에서 하나 이상의 층에 적용시킬 수 있다. 이러한 대체 공정은 표지 수단(29)이 불연속 엠보싱 부위(22)로부터 이격되도록 하는 이점이 추가된다.
도 3과 도 4는 건조 상태(도 3)와 침윤 상태(도 4)의 적층 종이타월(20)의 본 발명에 따른 바람직한 태양을 나타낸 사진이다. 도 3은 건조된 적층 종이타월(20)의 누빔 외관을 명백하게 나타낸다. 사용자는 이러한 외관이 강도와 유연성 둘다를 표시함을 알 수 있다. 또한, 표지 수단(29)은 적층 종이타월(20)이 건조 상태일 때에는 명백하게 인지할 수 없음을 주목해야 한다. 도 4에 나타난 바와 같이 적층 종이타월(20)이 침윤될 때에 표지 수단(29)은 명백하게 인지할 수 있다. 비교하기 위해 도 5는 침윤 상태에서, 건조할 때에는 표지 수단(29)이 없는 도 5에 도시된 타월과 같은 도 3에 도시된 타월과 외관이 유사한 엠보싱된 적층 종이타월(20)을 나타낸다. 도 4와 도 5의 외관 차이는 명백하다. 소비자는, 이러한 가시적 신호가 적층 종이타월(20)이 침윤시에 바람직한 강도, 유연성 및 흡수성을 유지한다는 확신을 더한다는 것을 인지할 수 있다(하기 표 3 참조).
또한, 본 발명의 적층 종이타월(20)이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 경우에 표지 수단(29)이 명백해지는 방법을 나타내기 위해 그레이 스케일 차이를 사용할 수 있다. 본원에서 사용되는 그레이 스케일 차이란 용어는 이미지 분석법을 사용하여 측정되는 일회용 종이제품의 부분(34, 36) 사이의 그레이 스케일 정도 차이, 예를 들면 일회용 종이제품(20)의 층(24)의 표지 수단(29)과 비엠보싱 영역 사이의 그레이 스케일 정도 차이를 의미한다. 그레이 스케일 차이는 관심있는 제품이 침윤 상태로 있거나 또는 건조 상태로 있을 때에 측정할 수 있다. 그레이 스케일 차이를 측정하기에 적절한 방법이 하기에 기재되어 있다.
또한, 표 1은 표지 수단(29)에 바람직한 유백제인 이산화티탄의 여러 함량을 포함하는 개질된 적층용 접착제(27)의 침윤 그레이 스케일 차이 자료를 나타낸다.
유백제 유백제 고체 침윤 그레이 스케일 차*(그레이 스케일 단위)
없음 0 0
이산화티탄 3.75% 34
이산화티탄 7.5% 64
이산화티탄 11.25% 75
*본 발명의 적층 종이타월(20)이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 경우에 표지 수단(29)을 함유한 영역과 비엠보싱 영역(24)간의 그레이 스케일 정도 차이
표 1에 명백하게 도시된 바와 같이, 유백제의 양을 증가시키면 표지 수단(29)과 층들(20T 또는 20B) 사이의 침윤 그레이 스케일 차이를 상응하게 증가시킨다. 이러한 차이로 인해, 적층 종이타월(20)이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 후에도 바람직한 특성을 유지한다는 가시적 신호가 사용자에게 제공된다. 본 발명자들은 본 발명의 적층 종이타월(20)이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤될 때에도 상기 타월(20)에 의해 바람직한 특성이 유지된다는 확실한 가시적 신호로서 상기 표지 수단(29)이 작용하기 전에, 64 이상의 그레이 스케일 단위, 바람직하게는 67 이상의 그레이 스케일 단위, 더욱 바람직하게는 70 이상의 그레이 스케일 단위의 침윤 그레이 스케일 차이가 필요하다는 것을 발견하였다.
그러나, 침윤 그레이 스케일 차이 단독으로는 일회용 종이제품이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 경우에 모든 범위의 바람직한 특성이 유지된다는 명백한 가시적 신호를 제공하기에 충분하지가 않다. 또한, 본 발명자들은 일회용 종이제품이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤될 때에 상기 바람직한 특성이 유지됨을 나타내는 패턴으로 상기 표지 수단(29)이 적용되어야 함을 발견하였다. 다음 실시예는 이러한 점을 나타내기 위한 것이다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, WALK'N ROLL™은 시험을 실시한 종래 기술에 따른 기타 시판되는 적층 종이타월보다 더 큰 침윤 그레이 스케일 차이를 갖는다. WALK'N ROLL™은 두층 사이에 면포가 있는 2층 적층체를 포함한다.
종래 기술의 제품 그레이 스케일 차이(그레이 스케일 단위)
WALK'N ROLL™ 1 65
SCOTTOWELS(등록상표)2 -1
BRAWNY(등록상표) 타월3 -2
BOUNTY(등록상표) 타월4 -6
1텍사스주 달라스 소재의 킴벌리 클라크 코포레이션(Kimberly Clark Corp.)2펜실베니아주 필라델피아 소재의 스콧트 페이퍼 캄파니(Scott Paper Co.)3코넥티컷주 노르웍 소재의 제임스 리버 코포레이션(James River Corp.)4오하이오주 신시네티 소재의 프록터 앤드 갬블 캄파니(Procter Gamble Co.)
본 발명자들이 실시한 소비자 시험은 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤시에 단독의 연속된 교락 요소를 포함하는 패턴으로 제공되는 가시적 신호가 사용자에게 균형적으로 혼합된 바람직한 특성을 전달하지 못함을 나타내었다. 당해 기술 분야의 숙련자들은 WALK'N ROLL™제품에 사용되는 것과 같은 면포 형태가 불연속 요소가 아닌 연속 요소로 이루어짐을 인지해야 한다. 본원에서 사용되는 연속 요소 또는 연속된 교락 요소란 용어는 일회용 종이제품이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 경우에 명백하게 되며 차단되지 않는 방식으로 연장되는 패턴 요소를 기재하기 위한 것이다. 불연속 요소란 용어는 일회용 종이제품이 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 경우에 명백하게 되며 차단물을 갖는 요소를 기재하기 위한 것이고, 각 요소는 조합하여 배치될 때에 패턴을 형성한다.
제품 코드:표지 수단 패턴 패턴을 나타내는 패널의 외관상 가장 바람직한 % 열거 제품 코드와의 통계상 차이(90% 신뢰도)
A: 불연속 요소(도 4에 도시됨) 53 BCDEF
B: 연속적인 사선 메시(Mesh)* 18 DEF
C: 결합된 시누소이드 이중 위브* 11 F
D: 결합된 원* 8
E: 연속적인 사각 메시(면포와 유사함)* 6
F: 표지 수단이 없음(도 5에 도시됨) 4
*표지 수단(29)은 연속 요소의 패턴을 포함한다.
표 3은, 1) 일련의 각 타월이 표 3에 기재된 패턴중 하나의 패턴으로 배치된 표지 수단을 갖고 물로 침윤된 일련의 적층 종이타월(20)을 관찰하고, 2) 외관상 바람직한 순으로 상기 시험 타월을 분류한 후에, 3) 가시적 외관만을 기준으로하여 강도, 흡수성 및 유연성 등과 같은 일련의 특성에 대해 시험 타월의 등급을 매길 것을 85명의 소비자에게 요청한 소비자 시험 결과를 나타낸다.
표 3에서 명확히 알 수 있는 바와 같이, 불연속 요소의 패턴은 임의의 연속의 교락된 시험 패턴보다 훨씬 더 바람직하다. 각종 패턴에 대한 특성 등급의 평가는 표지 수단(29)이 불연속 요소 패턴으로 배치된 경우에 바람직한 특성이 더욱 균형적으로 유지되는 것을 소비자가 보았음을 나타난다. 또한, 유사한 시험은 실질적으로 투명한 수성액으로 침지되는 경우에 볼 수 있고 불연속 요소와 연속 요소의 조합을 포함하는 패턴이 강도와 유연성의 바람직한 균형이 유지됨을 소비자에게 제공함을 나타낸다.
그레이 스케일 차이 시험 방법
기본 샘플의 제조: 1) 시험할 샘플(120)을 2인치 길이와 1인치 폭의 스트립으로 절단하고, 2) 작은 결합 클립(#BC-02, 0.375인치 수용능, 뉴욕주 11385 글렌데일 소재의 찰스 레오나르드 인코포레이티드(Charles Leonard, Inc.)을 사용하여 각 샘플 스트립을 샘플 고정기(약 0.69인치의 곡률 직경을 갖는 U자형으로 구부러진 0.31인치 직경의 알루미늄 봉)를 가로질러 노출된 샘플면 상면에 부착시키는 방식으로 분석용 샘플을 제조한다.
이미지 분석 그래프 시스템과 그래프 시스템 설치: 도 6에 도시된 이미지 분석 그래프 시스템(100)이 그레이 스케일 정도 차이에 적절한 것으로 알려졌다. 이미지 분석 시스템(100)을 본원에 기재된 대로 설치하여 대표적인 그레이 스케일 차이 자료가 수집될 수 있어야 한다:
1) 카메라(110) : Panasonic Black and White Video Camera (모델 WV-BD400)
2) 렌즈(112) : Tamron SP 35-80㎜ 줌 렌즈
3) 필터(114) : 0.9 Neutral Density Wratten 젤라틴 필터(Kodak Cat 149 6397)
3) 렌즈 설치 : 렌즈의 f-스탑이 f-11에 설치되어야 한다.
4) 이미지 분석 시스템 설치 : 카메라와 렌즈를 복사 스탠드(120, Polaroid MP-4)에 부착시킨다. 샘플 스트립(122)과 샘플 고정기(124)를 샘플 배경판(126, 오하이오주 웨스트 체스터 소재의 0.125인치 흑색 PVC-Queen City Polymers)의 상면에 놓는다. 상기 샘플 배경판(126)을 직사각형 플랫폼(128, 25인치 길이 x 8인치 깊이 x 3인치 높이)의 상면에 놓는다. 샘플 표면으로부터 렌즈면까지의 거리(h)는 샘플 고정기와 카메라가 적절히 설치되었다면 약 17인치이어야 한다. 샘플 스트립과 고정기는 수직상으로부터 약 50°의 각에서 샘플에 비춰지는 투과 조명등(130, 150W)을 사용하여 좌측과 우측으로부터 조명을 비춘다.
5) 보정 : 14인치 Kodak Gray Scale(뉴욕주 로체스터 소재의 이스트만 코닥 캄파니(Eastman Kodak Co.))으로 상기 시스템을 매시간 확인하고 유지해야 한다. 구체적으로, Kodak Gray Scale의 1.0 밀도 단계 웨지(wedge)에서 영역의 평균 그레이 정도 값을 41 그레이 스케일 값으로 조정해야 하고, 그레이 스케일 값이 ±2 이상 차이나지 않도록 해야 한다. Kodak Gray Scale의 0.3 밀도 단계 웨지중 영역의 평균 그레이 정도 값은 153 그레이 스케일 값으로 조정되어야 하고, 그레이 스케일 값 이 ±2 이상 차이나지 않아야 한다. 필요시에는, 프레임 그래브판의 명도와 대비를 조정하여 보정을 재설정할 수 있다. 평균 그레이 스케일 정도를 측정하기 위해 배경 영역은 6㎟ 이상이어야 한다.
5) 이미지 디지탈화와 포착 : 데스크탑 개인 컴퓨터(Windows Ver. 3.1의 Compaq 386/33L)에 설치한 프레임 그래브판(MVP-AT-Matrox Electronic Systems LTD, 캐나다 퀘벡주 H9P 2T4 도발 소재)을 사용하여 샘플 이미지를 디지탈화할 수 있다. 각 샘플 이미지를 저장하여 분석을 위해 컴퓨터상에 보관해야 한다.
6) 이미지 분석 소프트웨어 : 샘플 이미지중 임의의 원하는 부분의 평균 그레이 정도 값을 Optimas Image Analysis Software Version 4.02(바이오스캔 인코포레이티드(Bioscan Incorporated), 워싱톤주 98020 에드먼즈 소재)를 이용하여 측정할 수 있다. 이미지의 최종 확대는 약 6배이다.
이미지 포착과 디지탈화: 하기에 침윤 상태와 건조 상태의 일회용 종이제품의 샘플의 이미지를 포착하여 분석하기에 적절한 방법을 기재하였다:
1) 상기에 기재한 이미지 분석 장치와 설치를 이용하여 건조 상태의 샘플 스트립의 이미지를 포착한다.
2) 1㎖ 주사기로 증류수 0.35㎖를 상면의 중간까지 적용시켜서 샘플을 침윤시킨다.
3) 샘플을 90초동안 평형화시킨 후에 침윤 샘플의 이미지를 포착한다.
4) 그 다음에, 샘플의 선택 부분중 그레이 스케일 정도를 이미지 분석 소프트웨어를 사용하여 측정할 수 있다.
그레이 스케일 차이 측정: 그레이 스케일 차이는 다음과 같이 측정한다.
1) 비엠보싱 영역(24)(또는 층이 개질되지 않은 샘플의 다른 부분)의 그레이 스케일 정도와 개질된 적층용 접착제를 적용시킨 다중 엠보싱 부위(22)의 그레이 스케일 정도를 상기한 각 샘플에 대해 측정하고 기록한다. 각각의 4개 샘플 위에 5개의 엠보싱 부위의 그레이 스케일 정도를 측정하여 각 관심 제품의 20개의 자료값을 얻는다.
2) 디지탈화 이미지에서 명확히 볼 수 있는 바와 같이, 엠보싱 부위 또는 기타 관심 영역이 비엠보싱 영역의 그레이 스케일 정도와 실질적으로 다르지 않은 샘플의 경우에, 그레이 스케일 정도의 차이를 강조한 예비 이미지를 이용하여 실제 그레이 스케일 정도를 측정하기 전에 관심 영역을 확인할 수 있다. 예비 이미지의 경우, 0.125인치 두께의 흑색 PVC 판 조각을 조명등(한 쪽에서의 조명이 엠보싱 패턴을 강조시킨다)중 하나의 앞에 고정시킨다. Optimas 이미지 분석 소프트웨어를 사용하여 한점(약 0.1㎟)을 관심있는 각 엠보싱 부위상에 놓을 수 있으며, 엠보싱 패턴이 없는 배경 영역 또한 윤곽을 그릴 수 있다. 현재, 상기 위치는 샘플 스트립의 연속 이미지의 경우에 확인된다. 이미지 배치를 확인하기 위하여, 예비 이미지, 건조 스트립의 이미지 및 1회 침윤시킨 이미지에서 볼 수 있는 등록 마크를 스트립위에 놓는다.
3) 각 엠보싱 부위(22, 또는 표지 수단(29)을 포함할 수 있는 샘플의 다른 부분)의 측정된 그레이 스케일 정도로부터 비엠보싱 영역(24, 층이 개질되지 않은 샘플의 다른 부분)의 그레이 스케일 정도를 감하여서 그레이 스케일 차이를 계산한다. 그 다음에, 계산된 관심 제품의 각 자료값에 대한 각 그레이 스케일 차이를 20개의 자료값의 평균값으로 기록한다.
4) 그레이 스케일 차이는 침윤 샘플 또는 건조 샘플에 대해 측정할 수 있다.
본 발명의 특정한 태양을 예시하여 기재하였으나, 본 발명의 정신과 범위를 벗어남없이 다양한 기타 변화와 변형이 이루어질 수 있음이 해당 기술 분야의 숙련자에게 명백해진다.

Claims (10)

  1. 적층용 접착제에 의해 연결된 비교적 저평량의 종이층 하나 이상, 바람직하게는 둘 이상; 및 상기 비교적 저평량의 종이가 실질적으로 투명한 수성액으로 침윤된 경우에 상기 종이의 바람직한 특성이 유지된다는 가시적 신호를 제공하기 위해 하나 이상의 층의 일부위에 배치된 표지(indicator) 수단을 포함하고, 이 때
    상기 표지 수단이 불연속 요소의 패턴을 포함하고, 일회용 종이제품이 건조 상태인 경우에는 실질적으로 가시적으로 구별되지 않고, 일회용 종이제품이 건조 상태에서 침윤 상태로 변화된 경우에는 가시적으로 구별가능하게 되며,
    바람직하게는 가시적 구별가능성이 64 그레이 스케일(gray scale) 단위 이상의 침윤 상태와 건조 상태간의 그레이 스케일 차이로 측정되는
    일회용 종이제품.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적층용 접착제가 이 적층용 접착제를 표지 수단으로 작용하게 하는 유백제, 바람직하게는 약 1.55보다 큰 굴절률을 갖는 유백제를 또한 포함하는 일회용 종이제품.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 유백제가 유기 안료 물질과 무기 안료 물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 일회용 종이제품.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 표지 수단이 잉크를 포함하는 일회용 종이제품.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 층이 섬유 형태의 혼합물을 포함하는 상이한 섬유 조성물을 갖는 둘 이상의 영역을 추가로 포함하고, 이 때
    상기 제품이 수성액으로 침윤된 경우에 하나 이상의 상기 영역의 섬유 조성물이 나머지 영역을 구성하는 섬유 형태의 굴절률과 실질적으로 상이한 굴절률을 갖는 하나 이상의 섬유 형태를 포함하고, 상기 굴절률의 차이가 표지 수단을 제공하는
    일회용 종이제품.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 층이 둘 이상의 영역을 추가로 포함하고, 이들 영역중 하나가 수성액을 인지가능한 양으로 흡수하지 않아서 표지 수단을 제공하는 일회용 종이제품.
  7. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패턴이 연속 요소를 추가로 포함하는 일회용 종이제품.
  8. 제 1항 내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표지 수단이 일반적으로 상기 두층 사이에 배치되는 일회용 종이제품.
  9. 제 1항 내지 제 8항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표지 수단의 일부 이상이 적층용 접착제로부터 이격되어 배치된 일회용 종이제품.
  10. 제 1항 내지 제 9항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층체가, 원위 말단을 갖는 엠보싱을 포함하는 엠보싱 영역이 있는 제 1층과 제 2층을 포함하며; 상기 엠보싱의 적어도 일부의 원위 말단에 적층용 접착제가 도포되는 일회용 종이제품.
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