KR20020047163A - 다기능성 티슈지 제품 - Google Patents

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제이콥스 코르넬리스 라세르
더 프락타 앤드 갬블 컴파니
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Abstract

다기능성 티슈지 제품은 양호한 습윤 강도, 유연도 및 양호하게는 흡수도를 조합한 것이다. 이런 조합은 티슈지가 종이 타올로 사용하기에 충분히 강하고, 안면용 화장지로 사용하기에 충분히 유연하도록 한다.

Description

다기능성 티슈지 제품{MULTIFUNCTIONAL TISSUE PAPER PRODUCT}
안면용 화장지, 화장실용 화장지, 종이 타올 및 냅킨과 같은 티슈지 제품은 본 기술 분야에 공지되어 있다. 이런 제품은 흡수도, 용적, 강도 및 유연성에 비추어 광범위한 성질을 가지고 있다.
티슈지 제품의 각종 용도는 상술한 바와 같이 본 기술 분야에 공지되어 있다. 그러나, 티슈지 제품은 반듯이 교환할 수 없다. 예컨대, 종이 타올에 사용된 티슈지 제품은 코를 풀 시에 안면용 화장지로서 기분 좋게 사용하기에는 너무 딱딱하고 거칠다. 또한, 어떤 종이 타올은 얼굴을 딱기에는 너무 딱딱하다. 또한, 모든 종이 타올이 가구의 먼지를 떨기 위해 사용하기에는 충분히 부드럽지 못하다.
대조적으로, 코를 풀기에 편한 안면용 화장지는 통상적으로 종이 타올로서 역할을 다하는 필요한 강도를 갖지 않는다. 특히, 본 기술 분야에 공지된 바와 같은 안면용 화장지는 통상적으로 필요한 습윤 파열(burst) 강도를 갖지 않으며, 종이 타올로서 적당한 역할을 다하도록 과도한 린트(lint) 레벨을 가질 수 있다. 또한, 안면용 화장지는 통상적으로 종이 타올로서 역할을 다하는 필요한 흡수도를 갖지 않는다. 어느 제품도 다른 제품과 교환할 수 있게 역할을 다할 필요가 있는 캘리퍼 또는 평량(basis weight)을 가질 수 없다. 따라서, 본 기술 분야에서는 안면용 화장지로서도 역할을 다하기에 충분한 유연성을 종이 타올에 제공하는 이중 기능성을 충족할 수 있는 단일 제품에 대한 필요성이 있다.
게다가, 유체량이 사용 중에 티슈를 통과하지 못하게 하기 위하여, 소비자는 각종 보상 동작을 행한다. 예컨대, 많은 소비자는, 티슈를 사용하기 바로 전에 절반으로 접거나 여러 티슈를 선택하여, 유체가 손을 적시는 것을 방지하기 위해 절연 방벽(barrier)을 개선할 뿐만 아니라 흡수도 및 강도를 향상시키는 것으로 알려져 있다. 그러나, 이런 실행은 사용 중에 손을 적시는 것을 방지하는데 적당할 수 있지만, 제품 소비를 크게 증가시킨다.
따라서, 가정에서 다중 작업(work)에 유용한 충분한 습윤 강도, 가용성, 흡수도 및 유연성을 가진 티슈지 제품을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 티슈지 제품에 관한 것으로써, 특히, 양호한 습윤 강도, 유연도 및 흡수도를 조합한 다기능성 티슈지 제품에 관한 것이다.
개시된 것은 약 175 그램 내지 약 800 그램의 습윤 파열 강도 및, 약 0.02 gf*㎠/cm 내지 약 0.14 gf*㎠/cm의 유연도(flexibility)를 가진 티슈지 제품이다.
여기에 사용된 바와 같이, 다음의 용어는 다음의 의미를 갖는다:
습윤 파열 강도는 종이 웹이 젖어 웹의 평면에 수직으로 변형할 시에 종이 웹이 에너지를 흡수할 능력의 측정치이다.
평량은 1bs/3000 ft2로 보고된 샘플의 단위 면적 당 무게(제곱 미터 당 그램 또는 g/m2)이다.
캘리퍼는 샘플의 거시적 두께이다.
겉보기(apparent) 밀도는 여기에 포함된 적당한 유닛 가공(unit conversion)에 의해 캘리퍼로 분할된 샘플의 평량이다. 여기에 사용된 겉보기 밀도는 그램/입방 센티미터(g/㎤)의 단위를 갖는다.
초지기 방향(MD)은 제품 제조 장비를 통한 섬유 조직의 흐름과 평행한 방향이다.
초지기 폭방향(CD)은 티슈 제품의 동일면의 초지기 방향과 수직인 방향이다.
흡수도는 모세관, 삼투, 용매 또는 화학적 작용을 포함하는 각종 수단에 의해 유체를 흡수하여 그런 유체를 보유할 물질의 능력이다.
유연도는 파손되지 않고, 저절로 이전 형태로 복귀하거나 복귀하지 않고 물질을 변형시킨 측정치이다.
섬유는 2개의 직교축에 비해 비교적 긴 장축 및, 적어도 4/1, 양호하게는 적어도 10/1의 종횡비를 가진 가느다란 물체(slender object)이다.
용어 "층(ply)"은 다른 층과 실질적으로 인접한 정면 관계로 선택적으로 배치되는 개별 웹 구성 요소를 의미하고, 이는 본 발명의 다수 층 웹을 형성한다. 또한, 단일 웹 구성 요소는 예컨대 그 자체에 접혀져 2 "층"을 효과적으로 형성할 수 있다.
논의
티슈 제품은 여기서 안면용 화장지, 냅킨, 종이 타올 또는 화장지로 사용하기 위해 한장으로 준비될 수 있고, 이는 셀룰로오스 종이 웹에 이용된 종이 형태에 의존한다. 다수의 종이 웹은 또한 개별 웹 섹션을 한정할 천공을 가진 롤에 제공될 수 있는데, 여기서 각 섹션은 화장지(예컨대, 화장실용 화장지)에 공동으로 사용되는 바와 같이 사용을 위해 제거할 수 있다. 화장지로 준비될 경우, 롤 분배법(roll dispensing)은 양호한 사용법이다. 그러나, 양호한 실시예에서, 다수의 종이 웹은 절단되고, 접혀지며, 선택적으로 박스 또는 텁(tub)과 같은 용기로부터 분배하기에 적당한 한 더미(stack)의 티슈에 끼워질 수 있다.
셀룰로오스 종이 웹
셀룰로오스 종이 웹은 본래 셀룰로오스 제지용 섬유로 구성된 종이 웹일 수 있다. 선택적으로, 종이 웹은 축소(foreshorten)될 수 있고, 합성 섬유를 포함할 수 있다. 종이 웹은 평량 범위를 가질 수 있는데, 이런 범위의 하한치는 층 당 약 10 g/㎡, 층 당 약 13 g/㎡, 또는 층 당 약 15 g/㎡일 수 있다. 평량 범위의 상한치는 층 당 약 100 g/㎡, 층 당 약 40 g/㎡, 또는 층 당 약 25 g/㎡일 수 있다. 셀룰로오스 종이 웹은 안면용 화장지 또는 종이 타올로서 사용하기에 적당한 주름, 비주름 또는 습윤 마이크로컨트랙티드(wet microcontracted) 티슈 웹일 수 있다. 일반적으로, 종이 웹의 동일한 층은 실질적으로 평량, 두께, 성분 및 다른 성질 면에서 동일한 층으로 사용된다. 그러나, 상이한 성질을 가진 층을 사용함으로써 어떤 이점이 실현될 수 있다. 예컨대, 구성 요소 층은 평량, 두께, 성분 및 다른 성질 면에서 상이하여, 종이 웹의 한 측면에 비교적 부드러운 표면을 제공하고, 한 측면에는 비교적 거친 표면을 제공할 수 있다.
본 발명의 셀룰로오스 종이 웹은, 안면용 화장지, 화장실용 화장지, 종이 타올 또는 냅킨에 유용한 티슈지를 제조하기 위해 본 기술 분야에 공지된 종래의 공정으로 제조될 수 있다. 그러나, 본 발명의 셀룰로오스 종이 웹은, 패턴화된 제지용 벨트를 이용하여 열풍 건조 공정에 의해 제조될 수 있다. 패턴화된 수지 제지용 벨트는 2개의 주요 구성 요소, 즉 하부 구조(framework) 및 보강 구조를 포함할 수 있다. 이런 하부 구조는 경화 중합체 감광성 수지를 포함할 수 있다.
패턴화된 수지 제지용 벨트의 한 표면은 그 상에 운반된 셀룰로오스 종이 웹의 한 표면에 접촉한다. 제지 동안, 패턴화된 수지 제지용 벨트의 이런 표면은 한 패턴을 하부 구조의 패턴에 대응하는 셀룰로오스 종이 웹의 표면에 각인(imprint)할 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예를 행하기에 적당한 패턴화된 수지 제지용 벨트는, 1985년 4월 30일자로 존슨 등에 허여된 미국 특허 제4,514,345호, 1985년 7월 9일자로 트로칸에게 허여된 미국 특허 제4,528,239호, 1992년 3월 24일자로 허여된 미국 특허 제5,098,522호, 1993년 11월 9일자로 스머코스키 등에 허여된 미국 특허 제5,260,171호, 1994년 1월 4일자로 트로칸에 허여된 미국 특허 제5,275,700호, 1994년 7월 12일자로 라쉬 등에 허여된 미국 특허 제5,328,565호, 1994년 8월 2일자로 트로칸 등에게 허여된 미국 특허 제5,334,289호, 1995년 7월 11일자로 라쉬 등에 허여된 미국 특허 제5,431,786호, 1996년 3월 5일자로 스텔레스 2세 등에 허여된 미국 특허 제5,496,624호, 1996년 3월 19일자로 트로칸 등에 허여된 미국 특허 제5,500,277호, 1996년 5월 7일자로 트로칸 등에 허여된 미국 특허 제5,514,523호, 1996년 9월 10일자로 트로칸 등에 허여된 미국 특허 제5,554,467호, 1996년 10월 22일자로 트로칸 등에 허여된 미국 특허 제5,566,724호, 1997년 4월 29일자로 트로칸 등에 허여된 미국 특허 제5,624,790호, 및 1997년 5월 13일자로 아이어즈 등에 허여된 미국 특허 제5,628,876호에 따라 제조될 수 있는데, 이들은 여기서 참조로 포함된다.
본 발명의 티슈지는 2개의 주요 영역을 가질 수 있다. 제 1 영역은 패턴화된 수지 제지용 벨트의 내부 구조에 각인되는 각인 영역을 포함한다. 각인 영역은 양호하게도 본래 연속적인 네트워크를 포함한다. 종이의 제 1 영역의 연속 네트워크는, 제지용 벨트의 본래 연속한 내부 구조 상에 형성되고, 일반적으로 기하학적인 면에서 거기에 대응하며, 제지 동안에 위치상 거기에 매우 근접하여 배치된다.
종이의 제 2 영역은 각인된 네트워크 영역 전체에 걸쳐 분산된 다수의 돔(dome)을 포함한다. 이런 돔은 일반적으로 기하학적인 면과, 제지 동안 위치 면에서 벨트내의 편향 도관에 대응한다. 이런 돔은, 제지 공정 동안에 편향 도관에 순응시킴으로써, 종이의 본래 연속한 네트워크 영역에서 외향으로 돌출하며, 돔의 섬유는 내부 구조의 종이 페이싱(facing) 표면과 보강 구조의 종이 페이싱 표면 사이에서 Z-방향으로 편향된다. 양호하게도, 이런 돔은 불연속형이다.
이론에 의해 바운드되지 않고, 돔 및, 종이의 본래 연속 네트워크 영역은 일반적으로 동등한 평량을 갖는다. 돔을 편향 도관으로 편향시킴으로써, 돔의 밀도는본래 연속 네트워크 영역의 밀도에 대해 감소된다. 더욱이, 본래 연속 네트워크 영역(또는 선택될 수 있는 다른 패턴)은 나중에 예컨대 양키 건조 드럼에 대해 각인될 수 있다. 그런 각인은 돔의 밀도에 대한 본래 연속 네트워크 영역의 밀도를 증가시킨다. 결과적인 종이의 단층은 나중에 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 엠보스(emboss)될 수 있다.
본 발명에 따른 종이는, 1985년 7월 16일자로 트로칸에게 허여된 미국 특허 제4,529,480호, 1987년 1월 20일자로 트로칸에게 허여된 미국 특허 제4,637,859호, 1994년 11월 15일자로 스머코스키 등에 허여된 미국 특허 제5,364,504호, 1996년 6월 25일자로 트로칸 등에 허여된 미국 특허 제5,529,664호, 1997년 10월 21일자로 라쉬 등에 허여된 미국 특허 제5,679,222호, 및 1998년 2월 3일자로 아이어즈 등에 허여된 미국 특허 제5,714,041호에 따라 제조될 수 있는데, 이들은 여기서 참조로 포함된다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 종이 웹은, 1985년 7월 16일자로 트로칸에게 허여된 미국 특허 제4,529,480호, 1987년 1월 20일자로 트로칸에게 허여된 미국 특허 제4,637,859호, 1994년 11월 15일자로 스머코스키 등에 허여된 미국 특허 제5,364,504호, 및 1996년 6월 25일자로 트로칸 등에 허여된 미국 특허 제5,529,664호에 따라 제조될 수 있다. 셀룰로오스 종이 웹은, 예컨대, 1984년 11월 6일자로 앨런에 허여된 미국 특허 제4,481,243호, 및 1985년 4월 23일자로 라바쉬에 허여된 미국 특허 제4,513,051호에 따라 첨가된 어떤 세정제(lotion) 또는 완화제(emollient)를 갖는다. 상술한 특허는 여기서 참조로 포함된다.
바람직하다면, 종이 웹이 건조되어, 패턴화된 내부 구조를 갖지 않은 열풍 건조 벨트에 의해 제조될 수 있다. 그런 종이 웹은 불연속성, 고밀도 영역 및 본래 연속한 저밀도 네트워크를 갖는다. 건조 중이거나 건조 후에, 셀룰로오스 종이 웹은 진공 상태를 구별되게 하여, 그의 캘리퍼를 증가시키고, 선택된 영역을 디센시파이(desensify)할 수 있다. 그런 종이 및 관련 벨트는, 1967년 1월 31일자로 샌포드 등에게 허여된 미국 특허 제3,301,746호, 1975년 9월 16일자로 아이어즈에게 허여된 미국 특허 제3,905,863호, 1976년 8월 10일자로 아이어즈에 허여된 미국 특허 제3,974,025호, 1980년 3월 4일자로 트로칸에 허여된 미국 특허 제4,191,609호, 1980년 12월 16일자로 트로칸에 허여된 미국 특허 제4,239,065호, 1994년 11월 22일자로 소다이에 허여된 미국 특허 제5,366,785호, 및 1996년 5월 28일자로 소다이에 허여된 미국 특허 제5,520,778호에 따라 제조될 수 있는데, 상술한 특허는 여기서 참조로 포함된다.
다른 실시예에서, 보강 구조는, 열풍 건조없이 종래의 제지에 사용된 바와 같은 프레스 펠트라 칭하는 펠트일 수 있다. 1996년 8월 27일자로 판에 허여된 미국 특허 제5,549,790호, 1996년 9월 17일자로 트로칸 등에게 허여된 미국 특허 제5,556,509호, 1996년 12월 3일자로 앰펄스키 등에게 허여된 미국 특허 제5,580,423호, 1997년 3월 11일자로 판에 허여된 미국 특허 제5,609,725호, 1997년 5월 13자로 트로칸 등에 허여된 미국 특허 제5,629,052호, 1997년 6월 10일자로 앰펄스키 등에 허여된 미국 특허 제5,637,194호, 1997년 10월 7일자로 맥파랜드 등에 허여된 미국 특허 제5,674,663호, 1997년 12월 2일자로 앰펄스키 등에 허여된미국 특허 제5,693,187호, 1998년 1월 20일자로 트로칸 등에 허여된 미국 특허 제5,709,775호, 1998년 7월 7일자로 앰펄스키 등에 허여된 미국 특허 제5,776,307호, 1998년 8월 18일자로 앰펄스키 등에 허여된 미국 특허 제5,795,440호, 1998년 9월 29일자로 판에 허여된 미국 특허 제5,814,190호, 1998년 10월 6일자로 트로칸 등에 허여된 미국 특허 제5,817,377호, 1998년 12월 8일자로 앰펄스키 등에 허여된 미국 특허 제5,846,379호, 1999년 1월 5일자로 앰펄스키 등에 허여된 미국 특허 제5,855,739호, 1999년 1월 19일자로 앰펄스키 등에 허여된 미국 특허 제5,861,082호, 1999년 2월 16일자로 트로칸 등에 허여된 미국 특허 제5,871,887호, 및 1999년 4월 27일자로 앰펄스키 등에 허여된 미국 특허 제5,897,745호에서 제시된 바와 같이, 내부 구조는 펠트 보강 구조에 적용될 수 있는데, 이런 특허는 여기서 참조로 포함된다.
바람직하다면, 티슈지는 다수의 평량을 가질 수 있다. 양호하게도, 다수의 평량의 종이는 2 이상의 구별 가능한 영역, 즉 비교적 고 평량을 가진 영역, 및 비교적 저 평량을 가진 영역을 갖는다. 양호하게도, 고 평량 영역은 본래 연속 네트워크를 포함한다. 저 평량 영역은 불연속형일 수 있다. 바람직하다면, 본 발명에 따른 종이는 또한 저 평량 영역내에 배치된 중간 평량의 영역을 포함한다. 그런 종이는 1993년 9월 14일자로 트로칸 등에 허여된 미국 특허 제5,245,025호에 따라 제조될 수 있는데, 이는 여기서 참조로 포함된다. 종이가 단지 2개의 상이한 평량 영역, 즉 본래 연속한 고 평량 영역 및, 본래 연속한 고 평량 영역을 통해 배치된 불연속한 저 평량 영역을 가질 경우, 그런 종이는, 1996년 6월 18일자로 트로칸 등에허여된 미국 특허 제5,527,428호, 1996년 7월 9일자로 트로칸 등에 허여된 미국 특허 제5,534,326호, 1997년 8월 5일자로 트로칸 등에 허여된 미국 특허 제5,654,076호, 및 1998년 10월 13일자로 판 등에 허여된 미국 특허 제5,820,730호에 따라 제조될 수 있는데, 이들은 여기서 참조로 포함된다.
더욱이, 다수의 평량 종이의 선택된 영역의 밀도를 높이기를 바랄 수 있다. 그런 종이는 다수의 밀도 영역 및 다수의 평량 영역 양자 모두를 가질 수 있다. 그런 종이는, 1994년 1월 11일자로 판 등에 허여된 미국 특허 제5,277,761호, 1995년 8월 22일자로 판 등에 허여된 미국 특허 제5,443,691호, 및 1998년 9월 8일자로 판 등에 허여된 미국 특허 제5,804,036호에 따라 제조될 수 있는데, 이들은 여기서 참조로 포함된다.
다수의 평량 종이를 제조하는데 이용된 습부(wet end) 제지 벨트는 다수의 돌출물(protuberances)을 포함할 수 있다. 이런 돌출물은 제지 벨트의 평면에서 직립하고, 양호하게는 불연속형이다. 돌출물은 제지 벨트의 선택된 영역을 통한 탈수(drainage)를 막고, 제각기 종이의 저 및 고 평량 영역을 생성시킨다. 본 발명에 이용하기 위한 제지 벨트는, 1996년 4월 2일자로 트로칸 등에 허여된 미국 특허 제5,503,715호, 1997년 3월 25일자로 판 등에 허여된 미국 특허 제5,614,061호, 및 1998년 9월 8일자로 판 등에 허여된 미국 특허 제5,804,281호에 따라 제조될 수 있는데, 이들은 여기서 참조로 포함된다.
바람직하다면, 상술한 패턴화된 내부 구조를 가진 벨트 대신에, 무늬 위브(jacquard weave)를 가진 벨트가 이용될 수 있다. 그런 벨트는 포밍와이어(forming wire), 건조용 패브릭(fabric), 각인 패브릭, 트랜스퍼 초지 용구(transfer clothing) 등으로서 이용될 수 있다. 무늬 위브는, 특히 양키 건조 드럼으로 트랜스퍼할 시에 일어나는 바와 같이 닙(nip)에 종이를 압축하거나 각인하기를 바라지 않을 경우에 유용한 것으로 문헌에 보고되어 있다. 무늬 위브를 가진 예시적인 벨트는 1995년 7월 4일자로 치우 등에게 허여된 미국 특허 제5,429,686호 및, 1997년 9월 30일자로 웬트 등에게 허여된 미국 특허 제5,672,248호에 기술되어 있다.
양호하게도, 본 발명에 따른 종이 웹은 혼합된다. 혼합된다는 것은, 종이 웹이 제지 섬유의 균질(homogeneous) 혼합물로 이루어진다는 것을 의미한다. 균질 혼합물은 양호하게도 침엽수 섬유 및 활엽수 섬유 양자 모두를 포함한다. 침엽수 섬유는 50% 내지 70%의 범위내에 제공될 수 있고, 균형(balance)은 활엽수 섬유이다. 이런 섬유는 어느 상업적으로 이용 가능한 공정을 이용하여 리파인(refine)될 수 있고, 재생(recycled) 섬유를 포함할 수 있다.
선택적으로, 본 발명에 따른 종이는 계층화(layered)될 수 있다. 종이가 계층화될 경우, 다채널 헤드박스는 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 이용될 수 있다. 그런 헤드박스는 2, 3, 또는 그 이상의 채널를 가질 수 있다. 각 채널에는 상이한 셀룰로오스 섬유 슬러리(slurry)가 제공될 수 있다. 선택적으로, 동일한 슬러리는 2 이상의 채널에 제공될 수 있다. 그러나, 당업자는 모든 채널이 동일한 완성 지료(furnish)를 포함할 경우에 종이가 혼합된다는 것을 알수 있다.
통상적으로, 종이를 계층화함으로써, 더욱 짧은 활엽수 섬유가 외면상 사용자에게 유연한 촉감을 제공할 수 있다. 더욱 긴 침엽수 섬유는 내면상 강도를 위한 것이다. 따라서, 3 채널 헤드박스는 단층 제품을 제조할 수 있고, 주로 활엽수 섬유를 포함한 2개의 외부층 및, 주로 침엽수 섬유를 포함한 중심층을 가진다.
선택적으로, 2 채널 헤드박스는 주로 침엽수 섬유의 한 층 및 주로 활엽수 섬유의 한 층을 가진 종이를 제조할 수 있다. 그런 종이를 다른 층의 동일한 종이와 결합함으로써, 결과적인 2-층 적층물의 침엽수 층이 서로 내향으로 지향되고, 활엽수 층은 외향으로 마주하도록 할 수 있다.
선택적인 제조 기술에서, 다수의 헤드박스는 다채널을 가진 단일 헤드박스 대신에 이용될 수 있다. 다수의 헤드박스 배치에서, 제 1 헤드박스는 셀룰로오스 섬유의 불연속 층을 포밍 와이어 상에 침착시킨다. 제 2 헤드박스는 셀룰로오스 섬유의 제 2 층을 상기 제 1 헤드박스 상에 침착시킨다. 물론, 층 간에 약간의 혼합이 이루어지지만, 주로 종이가 계층화된다.
일정한 평량의 계층화된 종이는, 1976년 11월 30일자로 모간 2세 등에 허여된 미국 특허 제3,994,771호, 1980년 9월 30일자로 커니 등에 허여된 미국 특허 제4,225,382호, 및 1981년 11월 17일자로 카스턴에 허여된 미국 특허 제4,300,981호에 따라 제조될 수 있는데, 이들은 여기서 참조로 포함된다.
바람직하다면, 본 발명에 따른 티슈 웹은 본 기술 분야에 공지되어 있는 바와 같이 화학적 디본딩(debonding) 기술을 이용하여 유연화(soften)될 수 있다. 적절한 디본더(debonder)는 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 4차(quaternary) 및 3차 아민((tertiary amine) 화합물을 포함한다. 게다가, 실리콘 소프트너(softener)가 이용될 수 있다. 실리콘 소프트너가 선택되면, 실리콘은, 1991년 10월 22일자로 앰펄스키 등에 허여된 미국 특허 제5,059,282호, 및 1995년 2월 4일자로 앰펄스키에 허여된 미국 특허 제5,389,204호의 교지에 따라 사용될 수 있는데, 이들은 여기서 참조로 포함된다. 적절한 화학적 디본더는, 1993년 8월 31일자로 판 등에 허여된 미국 특허 제5,240,562호, 및 1993년 6월 29자로 판 등에 허여된 미국 특허 제5,223,096호의 교지에 따라 포함될 수 있는데, 이들은 여기서 참조로 포함된다.
바람직하다면, 화학적 소프트너는 제지용 초지기의 습부에서 보다 표면에 사용될 수 있다. 화학적 소프트너가 표면에 사용된다면, 이들은 제지 동작이나 가공 동안에 사용될 수 있다. 화학적 소프트너가 완전한(integral) 웹내에 형성된 후에 화학적 소프트너를 종이의 표면에 적용하기 위한 적절한 공정은, 1998년 9월 29일자로 빈슨 등에 허여된 미국 특허 제5,814,188호에 기술되어 있다. 바람직하다면, 유연화제(softening agent)는, 유연화 활성 성분으로 이루어진 분산제(dispersion), 유연화 활성 성분이 분산되는 매질(vehicle), 및 이런 매질내에서 용해된 전해질로서 종이 웹의 표면에 적용됨으로써, 전해질은 조성물의 점도가 매질만의 분산제의 점도보다 낮도록 한다. 선택적으로, 유연화 조성물은 이중층 분쇄기(bilayer disrupter)를 포함하여, 유연화 조성물의 점도를 충분히 감소시킬 수 있다. 이런 매질은 또한 화학적 첨가물을 포함하여 첨가물을 전달하는데 도움을 주는 캐리어(carrier) 역할을 한다.
본 발명의 셀룰로오스 종이 웹은, 본 기술 분야에 공지된 바와 같이, 선택적으로 축소(foreshorten)될 수 있다. 축소화는 단단한 표면, 양호하게는원통면(cylinder)으로부터 셀룰로오스 종이 웹을 크레이핑(creping)함으로써 달성될 수 있다. 양키 건조용 드럼은 통상 이런 목적을 위해 사용된다. 크레이핑은, 본 기술 분야에 공지된 바와 같이, 닥터 블레이드(doctor blade)로 달성된다. 크레이핑은, 1992년 4월 24일자로 소다이에게 허여된 미국 특허 제4,919,756호에 따라 달성될 수 있는데, 이런 특허는 여기서 참조로 포함된다. 선택적으로 또는 부가적으로, 1984년 4월 3일자로 웰스 등에게 허여된 미국 특허 제4,440,597호에 제시된 바와 같이, 축소화는 습식 마이크로컨트랙션(wet microcontraction)을 통해 달성될 수 있으며, 이런 특허는 여기서 참조로 포함된다.
바람직하다면, 그리고 중요하게도, 종이의 유연도를 향상시키기 위하여, 종이 웹은 기계적으로 작업(work)될 수 있다. 종이를 기계적으로 작업함으로써, 유연도 및/또는 평활도를 종이에 제공하여 유연성을 개선하는데 도움을 줄 수 있다.
예컨대, 종이 웹은 표면 평활도를 제공하여 CD 변동(variations)을 감소시키도록 가볍게 칼렌더(calender)될 수 있다. 종이 웹이 가볍게 칼렌더될 경우, 칼렌더링(calendering)은 특히 열풍 건조된 기질이 종이 웹을 위해 선택될 경우에 종이 웹에 밀도를 상당히 증가시키지 않아야 한다.
바람직하다면, 본 발명에 따라 종이 웹의 적층물을 형성하는 개별 층 또는 2 이상의 층이 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 링 롤(ring roll)될 수 있다. 링 롤링 동안에, 종이 웹은 양호하게도 초지기 방향 및 초지기 폭방향의 링 롤링 활성화 유닛을 통해 실행된다. 링 롤링 활성화 유닛은 닙을 그 사이에 형성하도록 나란히 배치된 롤 세트이다. 이런 롤은, 제각기 활성화가 초지기 방향 또는 초지기 폭방향으로 바라든지 간의 여부에 따라, 웹 경로와 수직 또는 평행으로 실행하는 서로 낀 이(interdigitating teeth)를 갖는다. 여기에 기술된 실시예에 대해, 롤은 직경이 약 8 인치(20.3 cm)이다. 초지기 방향 활성화 유닛은 0.012 인치(0.03 cm)의 이 맞물림부(tooth engagement)를 갖는다. 초지기 폭방향 활성화 유닛은 0.045 인치(0.114 cm)의 이 맞물림부를 갖는다. 이런 링 롤링 동작은 그의 개별 층 또는적층물에 유연도 및 유연성을 제공한다. 개별 링 롤 층은 나중에 엠보스 가공 및 적층을 행하여 결합될 수 있다.
선택적으로 또는 부가적으로, 종이는 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 마이크로크레이프(microcrepe)될 수 있다. 마이크로크레이핑 공정 동안에, 종이는 러쉬 트랜스퍼(rush transfer)를 통해 동시에 축소되어, Z 방향으로 제한된다. 마이크로트레이핑은 매스 사우스 왈폴의 버드 머신 컴파니로부터 이용 가능한 장비를 이용하여 달성될 수 있다.
종이 웹은 수동적으로 본드된 섬유를 포함할 수 있다. 수동적으로 본드된 친수성 섬유는 부직포 웹내에 형성된 면 포장지(cotton batting)를 포함함으로써, 제지 공정 시에 사용하기 위한 롤 지료(stock)로 저장될 수 있다. 선택적으로, 수동적으로 본드된 친수성 섬유는 면 섬유 및 에어 블로운(air blown) 펄프와 같은 천연 섬유, 또는 친수성을 제공하기 위하여 계면 활성제(surfactant)로 처리된 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 구성된 바이컴포넌트(bicomponent) 섬유와 같은 합성 섬유를 포함할 수 있다. 그런 천연 또는 합성 섬유는 공기 포밍 프로세스(air forming process)를 통해 외부 셀룰로오스 층 사이에 도입될 수 있다. 합성 섬유는특히 여기서 기술된 습윤 파열 범위의 상한치를 획득하는데 유용할 수 있다.
공기 포밍 프로세스에서, 제 1 종이 웹은 공기 침투 가능 포밍 와이어(wire)에 제공된다. 이런 포밍 와이어 및 웹은 진공 섹션을 통과하는데, 여기서 건조 면 또는 펄프 섬유는 이동 공기(moving air) 시스템에 공급되어, 제 1 종이 웹으로 진공을 이루게 된다. 포밍 와이어, 제 1 종이 웹 및 건조 섬유의 층은 진공 섹션에서 나가, 제 2 종이 웹에 의해 커버(cover)된다.
종이 웹은 능동적으로 본드된 섬유를 포함할 수 있다. 능동적으로 본드된 친수성 섬유는 습식 레이드(wet laid) 셀룰로오스 웹 및 부직포를 포함할 수 있다. 고 캘리퍼, 저밀도, 흡수층을 제공하는 습식 레이드 셀룰로오스 웹은 패턴화된 수지 제지용 벨트를 이용하여 전술된 열풍 건조 공정으로 제조될 수 있다. 습식 레이드 웹은 단일 또는 다수의 라미나(lamina) 셀룰로오스 구조로 이루어질 수 있다. 각 웹은, 여기서 참조로 포함되는, 1998년 12월 1일자로 판 등에게 허여된 미국 특허 제5,843,279호에 제시된 바와 같이, 세기(intensive) 성질에 의해 서로 구별될 수 있는 3 이상의 식별 가능 영역을 가질 수 있다. 섬유상 구조의 상이한 영역을 식별 및 구별하는데 이용될 수 있는 세기 성질은 평량, 두께, 밀도 및 돌출된 평균 관공(pore) 사이즈이다.
다층 티슈 제품
본 발명의 티슈 제품의 층은 수동적으로 본드될 수 있거나, 소정량의 접착제 또는 다른 능동 본딩 수단은 부가적인 접착물을 구성 요소 층의 부분에 제공하도록 첨가될 수 있다. 예컨대, 니드링(needling), 엠보스 가공, 다른 열 또는 기계적인본딩 수단은 종이 웹을 종이 웹의 몇몇 또는 모든 에지 근처에 능동적으로 본드하는데 사용될 수 있음으로써, 구성 요소 층의 바람직하지 않은 층간 접착 강도를 높일 수 있다.
1990년 4월 24일자로 볼 등에게 허여된 미국 특허 제4,919,738호, 또는 본 기술 분야에 공지된 다른 본딩법에 기술되어 있는 바와 같이, 접합은 또한 초음파 본딩 또는 유사한 본딩에 의한 것일 수 있다. 예컨대, 층의 에지가 외부층의 에지와 동일 범위에 있다면, 접착 본딩은 사용된 접착 정도에 따라 능동 본딩 및 층의 표면 에너지 특성을 제공할 수 없다. 이런 경우에, 기계적인 본딩은 예컨대 다수층 웹을 형성한 후에 기계적인 본딩 스테이션(station)에서 기계적인 본딩에 의해 더욱 바람직할 수 있다.
바람직하다면, 여기에 기술되고 청구된 티슈 제품의 다층은 접합되고 엠보스될 수 있다. 바람직하다면, 층은, 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 노브 대 노브(knob-to-knob) 엠보스 가공을 이용하여 함께 접합될 수 있고, 1968년 12월 3일자로 웰즈에 허여된 미국 특허 제3,414,459호 및, 1976년 3월 9일자로 애플맨에 허여된 미국 특허 제239,137호에 기술되어 있는데, 양자 모두 여기서 참조로 포함된다. 선택적으로, 다층은, 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 내포된(nested) 엠보스 가공을 이용하여 엠보스될 수 있고, 1976년 2월 24일자로 헵포드에 허여된 미국 특허 제3,940,529호 및, 1982년 4월 20일자로 슐즈에 허여된 미국 특허 제4,325,773호에 기술되어 있는데, 이들은 여기서 참조로 포함된다. 양호하게도, 엠보스 가공이 선택되면, 엠보스 가공은, 제각기 1995년 11월 21자로 허여되고, 양자 모두 여기서 참조로 포함되는 미국 특허 제5,294,475호 및 미국 특허 제5,468,232호에 기술되어 있는 바와 같이, 이중층 적층 공정을 통해 수행된다.
물질 성질
처분 가능한(disposable) 타올, 화장실용 화장지, 안면용 화장지, 냅킨 및 습윤 닦기 종이와 같은 티슈 제품은 앞서 정의된 평량 및 겉보기 밀도를 포함하는 각종 물리적 특성을 나타낸다. 평량 및 겉보기 밀도는 티슈 제품의 부피(bulkiness)에 관한 것으로, 이는 보상 동작을 행하지 않고 사용 중에 손이 건조해지는 소비자 신뢰성(confidence)을 제공한다. 본 발명에 대해, 전체 티슈 제품은 약 18 lbs/3000 ft2(30 g/㎡) 내지 약 80 lbs/3000 ft2(130 g/㎡) 범위의 평량을 가질 수 있다. 양호하게도, 전체 티슈 제품은 25 lbs/3000 ft2(29 g/㎡) 내지 약 32 lbs/3000 ft2(36 g/㎡) 범위의 평량을 가질 수 있다. 더욱 양호하게는, 티슈 제품은 약 30 lbs/3000 ft2(49 g/㎡)의 평량을 가질 수 있다. 더욱이, 본 발명의 티슈 제품은 약 0.04 g/㎤ 또는 약 0.06 g/㎤의 하한치를 가진 겉보기 밀도 범위를 가질 수 있다. 또한, 겉보기 밀도 범위는 약 0.15 g/㎤ 또는 약 0.08 g/㎤의 상한치를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 티슈 제품은 양호하게도 의도된 타스크(task)를 수행하기에 충분한 강도를 갖는다. 양호하게도, 본 발명에 따른 티슈 제품은 젖을 시에 타스크를 수행함으로써, 얼룩(spills)을 닦을 수 있고, 단단한 표면의 클리닝을 달성할수 있다. 여기에 기술된 발명에 대해, 제품은 양호하게도 175 g의 하한치, 양호하게는 200 g의 하한치 내지 800 g의 상한치, 양호하게는 600 g의 상한치, 더욱 양호하게는 400 g의 상한치의 범위의 습윤 파열 강도를 갖는다.
본 발명에 따른 종이 웹이 비교적 평활 표면을 갖는 것이 바람직하다. 비교적 평활 표면은 상술한 바와 같이 사용자에게 유연한 촉감을 제공한다. 여기에 기술된 제품에 대해, 제품의 적어도 한 면, 양호하게는 제품의 양 면은 약 170의 하한치 내지 약 1000의 상한치, 양호하게는 약 850의 상한치의 범위의 표면 평활도를 갖는다.
양호하게도, 본 발명에 따른 종이 제품은 사용 중에 제한량의 린트(lint)만을 배포(distribute)하고 방출(release)한다. 과도한 량의 린트가 사용 중에 제품으로부터 방출되면, 클린(clean)되고자하는 표면과 사용자의 얼굴 상에 남을 수 있다. 여기에 기술된 실시예에 대해, 린트는 양호하게도 약 0.5 내지 약 1의 하한치를 갖는다. 여기에 기술된 실시예에 대해, 린트는 양호하게도 약 7 이하, 더욱 양호하게는 약 5 이하, 가장 양호하게는 약 3 이하의 상한치를 갖는다.
양호하게도, 본 발명에 따른 제품은 적절한 마찰 계수를 갖는다. 마찰 계수가 너무 높으면, 종이 제품은 안면용 화장지로서 사용하기에는 불쾌하다. 여기에 기술된 실시예에 대해, 슬립/스틱(slip/stick) 마찰 계수은 양호하게도 약 0.01의 하한치, 더욱 양호하게는 약 0.025의 하한치 내지 약 0.05의 상한치, 더욱 양호하게는 약 0.030의 상한치의 범위에 있다.
본 발명에 대해, 티슈 제품은 약 0.008 인치(0.02 cm) 또는 양호하게도 약0.013 인치(0.03 cm)의 하한치 내지 약 0.044 인치(0.011 cm)의 상한치, 양호하게는 약 0.026 인치(0.07 cm)의 상한치의 범위의 캘리퍼를 가질 수 있다.
유연성은 일반적으로 전문(expert) 또는 비전문 판넬 평가에 의해 측정되는 생리학적으로 감지된 속성(attribute)으로서 기술되었다. 감지된 유연성은 2개의 구성 요소, 부피 유연성 및 표면 유연성으로 분류된다. 표면 유연성은 표면 조직 및 평활도에 관계되지만, 부피 유연성은 압축율 및 탄성과 유연도와 같은 기계적인 성질과 상관된다.
고 유연성은 유연도를 필요로 한다. 유연도는 물질의 휨 강도의 함수이다. 본 발명에 대해, 티슈 제품의 유연도는 CD 및 MD 방향에서 측정된다. 유연도를 측정하기 위해 사용된 방법은 아래에 기술된다. 본 발명에 대해, 티슈 제품은 특정 CD 휨 강도 및 특정 MD 휨 강도를 가질 수 있다. CD 휨 강도 및 MD 휨 강도는 상술한 2개의 구성 요소의 휨 강도의 제곱의 합의 제곱근으로서 함께 가산된다. 2개의 구성 요소의 휨 강도의 제곱의 합의 제곱근은 제품의 유연도를 제공한다. 양호하게도, 여기에 기술되고 청구된 제품은, 어떤 다른 보상 인자가 제공되지 않을 경우, 약 0.02 gf*㎠/cm, 양호하게는 약 0.03 gf*㎠/cm의 하한치 내지 약 0.14 gf*㎠/cm, 양호하게는 약 0.11 gf*㎠/cm의 상한치의 범위의 유연도를 가진다.
여기에 기술된 종이 웹에 대해, 모든 층을 고려한 전체 적층물(laminate)은 약 0.02 gf*㎠/cm, 양호하게는 약 0.03 gf*㎠/cm의 하한치 내지 약 0.14 gf*㎠/cm, 양호하게는 약 0.11 gf*㎠/cm의 상한치의 범위의 유연도를 가질 수 있다. 그러나, 평량을 통해 적절한 보상이 행해진다면, 상한치는 약 0.16 gf*㎠/cm으로 연장될 수있음을 알수 있다. 유연도가 0.14 gf*㎠/cm 보다 큰 상한치로 연장된다면, 양호하게도 평량은 약 25 lbs/3000ft2이하로 되어, 과도한 강도가 생기지 않는다.
처분 가능한 타올, 화장실용 화장지, 안면용 화장지, 냅킨 및 습윤 닦기 종이와 같은 제품은 소정량의 흡수도를 필요로 한다. 흡수도는 율 및 용량 양자 모두를 포함한다. 흡수 용량은 조직에 의해 흡수 및 보유된 증류수의 량의 측정치이다. 티슈 제품의 흡수도를 결정하는데 이용된 방법은 아래에 기술된다. 본 발명에 대해, 티슈 제품은 약 15 g(물)/g(종이) 또는 약 19 g(물)/g(종이)의 하한치를 가진 흡수도 범위를 가질 수 있다. 흡수도 범위의 상한치는 약 30 g(물)/g(종이) 또는 약 25 g(물)/g(종이)일 수 있다.
흡수도의 흡수율 구성 요소는, 본 발명의 종이 제품으로 닦은 후에 잔여 액체가 남겨지지 않도록 픽업(pick-up)의 율이 적당하게 하는 것이 중요하다. 흡수율이 충분히 빠르지 않을 경우, 종이 제품은 클리닝을 위해 사용 중에 만족하지 않을 수 있다. 여기에 기술된 발명에 대해, 티슈 제품은 약 0.09 g/초, 양호하게는 약 0.18 g/초의 하한치 내지 약 0.60 g/초, 양호하게는 약 0.35 g/초의 상한치의 범위의 흡수율을 가질 수 있다.
특히, 습부(wet end)에서 10 lbs./ton 내지 30 lbs./ton, 양호하게는 15 lbs./ton 내지 25 lbs./ton의 범위내에 첨가된 양이온 폴리아미드 수지 및, 습부에서 1 lbs./ton 내지 10 lbs./ton, 양호하게는 3 lbs./ton 내지 8 lbs./ton, 더욱 양호하게는 3 lbs./ton 내지 6 lbs./ton의 범위내에 첨가된 4차 암모늄 소프트너에의해 혼합된 완성지료를 이용할 시에 본 발명에 따른 종이 웹은 적어도 200 g 및 250 g 이하의 습윤 파열 강도를 가진 종이 웹을 생산할 수 있다는 것을 우연히 발견하였다. 본 발명에 따른 종이 제품은 의외로 린트가 없다. 24 lbs./ton의 량으로 첨가된 카이민(kymene) LX 및, 4차 암모늄 화합물, 특히 3 lbs./ton의 량으로 첨가되는 유니온 카바이드로부터 이용 가능한 디(수소화) 탈로 디메틸 암모늄 메틸 황산염(DTDMAMS) 및 폴리에틸렌 글리콜 (PEG-400)의 50/50 혼합물은 이런 목적을 위해 적절한 것으로 발견되었다. 카이민 557H는, 시스템에 대한 전체 카이민 첨가물의 량을 증가시키기를 원한다면, 카이민 LX 대신에 예언적으로 첨가될 수 있다. 카이민은 델라웨어 윌밍튼의 허컬스 케미칼 컴퍼니로부터 이용 가능하다.
분석법
(a) 샘플 전처리(conditioning) 및 준비
테스트하기 전에, 적어도 2 시간 동안에 샘플은 온도 및 상대 습도 제어 위치에 놓여진다. 온도는 73°(23°C.) ±2°F.(±1℃)로 유지된다. 상대 습도는 50% ±2%로 유지된다. 모든 테스팅은 이런 조건하에 행해진다.
(b)습윤 파열 강도
습윤 파열 강도는 전자 파열 테스터 및 다음의 테스트 조건을 이용하여 측정된다. 파열 테스터는 2000 g 로드 셀(load cell)이 장착된 Thwing-Albert Burst Tester Cat. No. 177이다. 이런 파열 테스터는 미국 펜실베니아 필라델피아 Thwing-Albert 인스트루먼트사에 의해 공급된다.
8 종이 티슈를 취해 제각기 2 티슈의 4 쌍으로 스택(stack)한다.시저(scissors)를 이용하여, 샘플이 제각기 2개의 마무리된 제품 단위로 두께를 초지기 방향으로 대략 228 mm 및, 초지기 폭방향으로 대략 114 mm이도록 샘플을 절단한다.
먼저, 작은 종이 클립과 함께 샘플 스택을 부착하여 2 시간 동안 샘플을 노화(age)시켜, 샘플 스택의 다른 단부(end)를 "팬(fan)"하여, 5 분 (±10 초) 동안 107℃ (±3℃) 드래프트 오븐(draft oven)시킨 클램프에 의해 스택을 분리하도록 한다. 가열 주기 후에, 오븐으로부터 샘플 스택을 제거하여, 테스트하기 전에 최소 3 분 동안 냉각시킨다.
한 샘플 스트립(strip)을 취해, 좁은 폭방향 에지(edges)에 의해 샘플을 홀드(hold)하여, 약 25mm의 증류수로 채워진 팬에 샘플의 중심을 침지(dip)시킨다. 4 (4.0 ±0.5)초 동안 샘플을 물에 놓아 둔다. 3 (3.0 ±0.5) 초 동안 제거 및 배수하여 샘플을 홀드함으로써, 물이 폭방향으로 방출한다. 배수 단계 직후에 테스트를 진행한다. 제품 페이싱 업(facing up)의 외부면을 가진 샘플 홀드 소자의 하부 링 상에 습윤 샘플을 위치시킴으로써, 샘플의 습윤부는 샘플 홀드 링의 개방면을 완전히 덮는다. 주름(wrinkles)이 있다면, 샘플을 버리고, 새로운 샘플로 반복한다. 샘플이 하부 링상의 적소에 있다면, 상부 링을 낮추는 스위치를 턴(turn)한다. 테스트될 샘플은 샘플 홀드 유닛내에 안전하게 그립(grip)된다. 개시 버튼을 누름으로써 이런 포인트에서 파열 테스트를 즉시 개시시킨다. 플런저(plunger)는 상승하기 시작한다. 샘플이 찢어지거나 파열하는 시점에, 최대 판독(reading)을 보고한다. 플런저는 자동으로 전환하여 원래의 개시 위치로 복귀한다. 이런 과정을 전체 4번테스트, 즉 4번 반복 동안 3 이상의 샘플 상에서 반복한다. 결과를 4번의 반복의 평균으로서 가장 근접한 그램으로 보고한다.
본 발명에 대해, 습윤 파열 강도는 약 175 g의 하한치, 양호하게는 200 g의 하한치 내지 800 g의 상한치, 양호하게는 600 g의 상한치, 더욱 양호하게는 400 g의 상한치의 범위이다.
(c) 평량
8 층의 한 스택은 전처리된 샘플로부터 형성된다. 8 층의 스택은 4 인치 ×4 제곱 인치로 절단된다. Acme Steel Rule Die Corp. (5 Stevens St. Waterbury Conn., 06714)로부터의 룰 다이(rule die)는 이런 절단을 달성하는데 이용된다.
샘플의 중량(weight)을 실제 측정하기 위하여, 0.01 g의 최소 분해능(resolution)에 따른 톱 로딩 밸런스(top loading balance)가 이용된다. 8 층의 스택은 톱 로딩 밸런스의 팬에 위치된다. 이런 밸런스는 드래프트 차폐물(draft shield)을 이용하여 통풍(air drafts) 및 다른 교란으로부터 보호된다. 밸런스 상의 판독이 일정하게 될 시에 중량이 기록된다. 중량은 그램으로 측정된다.
중량 판독은 테스트된 층의 수로 분할된다. 중량 판독은 또한 보통 16 in2인 샘플의 면적으로 분할되며, 이는 거의 0.0103 m2와 동일하다.
여기에 이용된 바와 같은 평량을 위한 측정 단위는 그램/제곱 미터이다. 이는 상술한 0.0103 m2을 이용하여 계산된다.
여기에 기술된 실시예에 대해, 종이 웹은 양호하게도 18 lbs/3000 ft2, 양호하게는 25 lbs/3000 ft2의 하한치 내지 80 lbs/3000 ft2, 양호하게는 32 lbs/3000 ft2의 상한치 범위의 평량을 가진다.
(d) 캘리퍼
샘플은 캘리퍼를 측정하는데 사용된 푸트(foot)의 사이즈 보다 큰 사이즈로 절단된다. 사용되는 푸트는 3.14 in2의 면적을 가진 원형이다.
이런 샘플은 수평 평면상에 배치되고, 평면과, 수평 로딩 표면을 가진 로드 푸트 사이로 제한(confine)되는데, 로드 푸트 로딩 표면은 약 3.14 제곱 인치의 원형 표면 면적을 가지고, 약 15 g/㎠ (0.21 psi)의 제한 압력을 샘플에 가한다. 캘리퍼는 평면과 로드 푸트 로딩 표면 사이의 결과적인 갭이다. 그런 측정은 펜실베니아 필라델피아 Thwing-Albert로부터 이용 가능한 VIR Electronic Thickness Tester Model Ⅱ에 의해 획득될 수 있다. 캘리퍼 측정은 적어도 5번 반복 및 기록된다. 결과치는 밀리미터로 보고된다.
캘리퍼 테스트로부터 기록된 판독의 합은 기록된 판독수로 분할된다. 결과치는 밀리미터(mm)로 보고된다.
본 발명에 대해, 티슈 제품은 약 0.008 인치, 양호하게는 약 0.013 인치의 하한치 내지 약 0.044 인치, 양호하게는 약 0.026 인치의 상한치의 범위의 캘리퍼를 가질 수 있다.
(e)(1) 흡수 용량
흡수 용량은 수평으로 지지되면서 액체를 수용할 종이 구조의 능력의 측정치이다. 흡수 용량은 다음을 절차를 이용하여 측정된다. 양호하게는 적어도 4 인치(10.2 cm) 제곱의 전체 사이즈 시트는 포장 무게 방직 섬유 라인 바스켓 (tared filament lined basket)에 수평으로 지지되어, 건조 시트의 중량을 제공하도록 무게가 재어진다. 방직 섬유는 0.012 인치(0.3 mm)의 직경을 가진 스트렌 브랜드 모노필라멘트(Stren brand monofilament) 섬유이고, 한 방향으로는 1.75 인치(4.45 cm)의 직각 피치 및, 수직 방향으로는 2 인치(5.1 cm)의 피치로 일정한 공간을 이룬다. 이런 직각 피치는 1.3 인치(3.3 cm)의 피치로 일정한 공간을 이룬 방직 섬유의 좌우 대각선 어레이로 중복된다. 방직 섬유 라인 바스켓은 시트를 수평으로 지지하는 교차된 방직 섬유를 가진다. 교차된 방직 섬유는 종이 시트로와 그에서 물의 이동을 제한하지 않는다. 이런 바스켓에 지지된 시트는 1 분 동안 73±2°F. (23°C.)의 온도를 가진 증류수 배스(bath)로 낮추어진다. 그 후, 바스켓은 1 분 동안 드레인하게 되도록 배스로부터 상승된다. 그 후, 바스켓 및 시트는 시트에 의해 흡수된 물의 중량을 획득하도록 다시 무게가 재어진다. g(물)/g(종이)의 흡수 용량은 시트에 의해 흡수된 물의 중량을 건조 시트의 중량으로 분할함으로써 계산된다. 흡수 용량은 적어도 8 측정치의 평균으로 보고된다.
여기에 기술된 제품에 대해, 티슈 제품은 약 15 g(물)/g(종이), 양호하게는 약 19 g(물)/g(종이)의 하한치 내지 약 30 g(물)/g(종이), 양호하게는 약 25 g(물)/g(종이)의 상한치 범위의 흡수도를 가질 수 있다.
(e)(2) 흡수율
흡수율은 종이 구조가 위킹(wicking)에 의해 액체를 획득하는 율의 측정치이다. 흡수율은 다음의 과정을 이용하여 측정된다. 3 인치 직경을 가진 원형으로 절단되는 샘플 시트는 포장 무게 방직 섬유 트레이(tray) 상에 수평으로 지지된다. 포장 무게 방직 섬유 트레이 Berkeley사로부터 이용 가능하고, 0.069 인치(1.75 mm)의 직경을 가진 나일론 모노필라멘트 섬유를 이용한다. 이런 방직 섬유는 0.5 인치(1.3 cm)의 제곱 피치로 일정한 공간을 이루게 된다. 게다가, 2개의 직각 중심 방직 섬유가 제공되어, 0.25 인치 피치(1.75 mm)로 일정한 공간을 이루게 된다. 건조 샘플의 중량이 결정된다.
0.313 인치(0.80 cm)의 직경을 가지고, 증류수 기둥(column)을 홀드하는 수직관이 제공된다. 이런 관에는 관의 립(lip)에 인접한 볼록 메니스커스(convex meniscus)를 제공할 저장조로부터 물이 제공된다. 관내의 물 레벨은 펌프에 의해서와 같이 조정 가능함으로써, 메니스커스는 관의 립 위에 위치된 샘플 시트와 접촉하도록 상승될 수 있다.
방직 섬유 트레이에 지지된 샘플 시트는 수직관 위에 위치됨으로써, 방직 섬유 트레이는 관의 립 위의 약 1/8 인치(0.32 cm)에 있도록 한다. 그 후, 관내의 물 레벨은 메니스커스가 샘플에 접촉하도록 변화된 후, 메니스커스를 상승시키는데 사용된 압력(약 2 psi)은 0으로 감소된다. 샘플 시트의 중량은 물이 샘플에 의해 흡수될 시에 모니터된다. 시간 0은 샘플이 먼저 물을 흡수하는 시점에(건조 중량으로부터 판독하는 밸런스의 변화) 설정된다. 시간이 2 초(시간 0 후의 2 초)와 동일할시에, 메니스커스와 샘플 시트간의 접촉은 관내의 물에 가해진 흡입력(약 2 psi)에 의해 분리되고, 젖은 샘플 중량은 기록된다. 젖은 샘플은, 중량 측정 시의 표면 장력을 포함하지 않도록 메니스커스와 샘플 간의 접촉을 분리한 수에 무게가 재어진다.
흡수율은 젖은 샘플의 중량 마이너스 샘플 건조 중량인데, 이는 2초로 분할된다. 흡수 용량은 적어도 4번 측정치의 평균치로 보고된다.
흡수율은, 본 발명에 따른 종이 웹이 잔여 액체를 남기지 않고 단단한 표면을 클리닝하는데 유용할 정도로 액체를 고속으로 흡수하도록 하기 위해 중요하다. 여기에 기술된 실시예에 대해, 종이 웹은 양호하게도 적어도 약 0.09 g/초, 양호하게는 적어도 약 0.18 g/초의 흡수율을 갖는다. 본 발명에 따른 실시예는 약 0.60 g/초의 흡수율의 상한치, 양호하게는 약 0.35 g/초의 상한치를 가질 수 있다.
(f) 유연도
유연도를 측정하기 위한 장비:
티슈 제품의 유연도는 순수 휨 테스트(pure bending test)를 이용하여, KES-FB2 순수 휨 테스터를 이용하여 휨 강도를 결정하도록 측정된다. 순수 휨 테스터는 가와바다의 평가 시스템의 KES-FB 시리즈의 기구이다. 이런 유닛은 섬유, 부직포, 종이 및 다른 막형 물질의 기본 기계저인 성질을 측정하도록 설계되고, 일본 쿄토 카토 테꼬사로부터 이용 가능하다.
휨 성질은 강도를 결정하는 유용한 방법 중 하나이다. 과거에는 성질을 측정하기 위해 단편지지보(cantilever) 방식이 이용되었다. KES-FB2 테스터는 순수 휨테스트에 이용된 기구이다. 단편지지보 방식과는 달리, 이런 기구는 특정 형태를 가짐으로써, 전체 티슈 제품 샘플이 일정한 반경의 아크로 정확히 휘어지고, 곡선의 각도는 연속적으로 변화된다.
유연도를 측정하는 방법:
티슈 제품 샘플은 제각기 초지기 방향 및 초지기 폭 방향에서 거의 15.2 ×20.3 cm로 절단된다. 각 샘플은 KES-FB2의 조(jaw)에 배치됨으로써, 샘플은 먼저 휘어지고, 제 1 표면은 팽팽하게 되며, 제 2 표면은 압축된다. KES-FB2의 방향에서, 제 1 표면은 우측으로 직면하고, 제 2 표면은 좌측으로 직면한다. 전면 이동 조 및 뒷면 정지 조 간의 간격은 1 cm이다. 이런 샘플은 다음의 방식으로 기구에 고정된다.
먼저, 전면 이동 척(chuck) 및 뒷면 정지 척은 샘플을 수용하도록 개방된다. 샘플은 조의 상부 및 하부 사이의 중간에 삽입된다. 그 후, 샘플이 편리하지만, 과도하게 타이트(tight)하지 않을 때까지 뒷면 정지 척은 상위 및 하위 나비 나사를 균일하게 죔으로써 폐쇄된다. 그 후, 전면 정지 척 상의 조는 유사한 형식으로 폐쇄된다. 샘플은 척의 네모짐을 위해 조정되고 나서, 전면 조는 죄어져 샘플이 안전하게 유지되도록 한다. 전면 척과 뒷면 척 간의 간격(d)는 1 cm이다.
기구의 출력은 로드 셀 전압(Vy) 및 곡선 전압(Vx)이다. 로드 셀 전압은 아래의 방식으로 샘플 폭을 위해 표준화된 휨 모멘트로 변환된다.
모멘트(M, gf*㎠/cm)= (Vy*Sy*d)/W
여기서 Vy는 로드 셀 전압이고,
Sy는 gf*cm/V의 기구 감도이며,
d는 척 간의 간격이고,
W는 센티미터의 샘플 폭이다.
기구의 스위치 감도는 5 ×1로 설정된다. 이런 세팅을 이용하여, 기구는 2개의 50 그램 중량을 이용하여 교정된다. 각 중량은 스레드(thread)에서 걸려진다. 이런 스레드는 뒷면 정지 척의 하부 단부 상의 바(bar)에 감겨지고, 샤프트(shaft)의 중심의 전면 및 배면에서 연장하는 핀에 훅(hook)된다. 한 중량 스레드는 전면에 감겨지고, 배면 핀에 훅된다. 다른 중량 스레드는 샤프트의 배면에 감겨지고, 전면 핀에 훅된다. 2개의 풀리(pulley)는 우측 및 좌측 상의 기구에 고정된다. 풀리의 상부는 중심 핀과 수평으로 된다. 그 후, 중량 양자 모두는 동시에 풀리 위에 걸려진다(하나는 좌측에, 다른 하나는 우측에 걸려진다). 최대(full scale) 전압은 10 V로 설정된다. 중심 샤프트의 반경은 0.5 cm이다. 따라서, 모멘트 축에 대한 결과적인 최대 감도(Sy)는 100gf*0.5cm/10V (5gf*cm/V)이다.
곡선 축에 대한 출력은, 측정 모터를 시동시켜, 지시기 다이얼이 1.0cm-1에 도달할 시에 이동 척을 수동으로 정지시킴으로써 교정된다. 출력 전압(Vx)은 0.5 볼트로 조정된다. 곡선 축에 대한 결과적인 감도(Sx)는 2/(volts*cm)이다. 곡률(K)은 아래 방식으로 획득된다.
곡률(K, cm-1)=Sx*Vx
여기서, Sx는 곡선 축의 감도이고,
Vx는 출력 전압이다.
휨 강도를 결정하기 위하여, 이동 척은 0.5 cm-1/sec의 율로 0cm-1- +1 cm-1의 곡률에서 -1cm-1- 0 cm-1의 곡률로 순환된다. 각 샘플은 4개의 완전 사이클이 획득될 때까지 연속적으로 순환된다. 기구의 출력 전압은 개인용 컴퓨터를 이용하여 디지털 포맷으로 기록된다. 휨 강도 테스트를 위한 통상적인 출력은 도 4에 도시된다. 테스트 시점에는 샘플 상에 평창력이 없다. 테스트가 개시함에 따라, 로드 셀은 샘플이 휘어질 시에 로드를 경험하기 시작한다. 초기 회전은 기구 상에서 상부로부터 아래로 관찰될 시에 시계 방향으로 이루어진다.
전방 휨에서, 섬유의 제 1 표면은 평창하듯이 나타나고, 제 2 표면은 압축된다. 휨 곡률이 대략 +1cm-1에 도달될 때까지 로드는 계속 증가한다(이는 전방 휨(FB)이다). 대략 +1cm-1에서, 회전 방향은 역전된다. 복귀 시에, 로드 셀 판독은 감소한다. 이는 전방 휨 복귀(FR) 방식이다. 회전 척이 0을 통과할 시에, 곡선은 대향 방향으로 개시한다. 즉, 시트 측면은 이제 압축하고, 비시트 측면은 연장한다. 후방 휨(BB)은 대략 -1 cm-1연장되며, 여기서 회전 방향이 역전되어, 후방 휨 복귀(BR)가 획득된다.
데이터는 아래 방식으로 분석된다. 선형 회귀 라인(linear regression line)은 전방 휨(FB) 및 전방 휨 복귀(FR)에 대한 대략 0.2cm-1및 0.7cm-1사이에서 획득된다. 선형 회귀 라인은 후방 휨(BB) 및 후방 휨 복귀(BR)에 대한 대략 0.2cm-1및0.7cm-1사이에서 획득된다. 이런 라인의 기울기가 휨 강도(B)이다. 그것은 gf*cm2/cm의 단위를 가진다.
이는 4개의 세그먼트의 각각에 대한 4 사이클의 각각 동안에 획득된다. 각 라인의 기울기는 휨 강도(B)로 보고된다. 그것은 gf*cm2/cm의 단위를 가진다. 전방 휨의 휨 강도는 BFB로서 주지된다. 4 사이클의 개별적인 세그먼트 값은 평균되어, 평균 BFB, BFR, BBF, BBR로서 보고된다. MD 및 CD의 2개의 분리 샘플이 실행된다. 2개의 샘플의 값은 제곱의 합의 제곱근을 이용하여 함께 평균된다.
(g) 표면 평활도
종이 웹의 한 측면의 표면 평활도는 1991년 국제 종이 물리학 회의에서 설명된 생리적 표면 평활도(PSS)를 측정하는 방법에 따라 측정된다. 앰펄스키 등에 의한 명칭이 "티슈지의 기계적인 성질의 측정 방법"(페이지 19)인 TAPPI Book 1 기사는 여기서 참조로 포함된다. 여기에 이용된 바와 같은 PSS 측정은 상기 기사에 기술된 바와 같이 진폭(amplitude) 값의 포인트씩 합(point by point sum)이다. 상기 기사에서 설명된 측정 과정은 또한 일반적으로 앰펄스키 등에 허여된 미국 특허 제5,059,282호에 기술되어 있는데, 이는 여기서 참조로 포함된다.
본 발명의 종이 샘플을 테스트하기 위해, 상기 기사에서의 PSS 측정 방법은 다음의 과정 수정에 따라 표면 평활도를 측정하는데 이용된다:
상기 기사에서 기술된 바와 같이, 10 샘플에 대해 디지털화된 데이터 쌍(진폭 및 시간)을 SAS 소프트웨어로 가져오기 전에, 표면 평활도 측정은, 텍사스 오스틴의 내셔널 인스트루먼로부터 이용 가능한 LABVIEW 브랜드 소프트웨어를 이용하여 10 샘플에 대한 데이터를 획득하고, 디지타이즈하며, 통계상 처리함으로써 행해진다. 각 진폭 스펙트럼은 "Amplitude and Phase Spectrum.vi" 모듈을 이용하여 LABVIEW 소프트웨어 패키지내에서 생성되며, "Amp Spectrum Mag Vrms"는 출력 스펙트럼으로 선택된다. 출력 스펙트럼은 각 10 샘플에 대해 획득된다.
그 후, 각 출력 스펙트럼은 LABVIEW의 아래 중량 인수(weight factors), 즉 0.000246, 0.000485, 0.00756, 0.062997을 이용하여 평활된다. 이런 중량 인수를 선택하여, SAS 프로그램에 대해 상기 기사에서 열거된 인수 0.0039, 0.0077, 0.120, 1.0에 의해 제공된 평활을 모방(imitate)한다.
평활 후에, 각 스펙트럼은 상기 기사에 기술된 주파수 필터를 이용하여 필터된다. 그 후 PSS의 값(미크론)은, 상술한 기사에서 기술된 바와 같이, 각 개별 필터된 스펙트럼에 대해 계산된다. 종이 웹의 측면의 표면 평활도는 종이 웹의 동일 측면에서 취해진 10 샘플로부터 측정된 10 PSS 값의 평균치이다. 마찬가지로, 종이 웹의 대향 측면의 표면 평활도가 측정될 수 있다. 본 발명에 따른 티슈 제품의 어느 한 외부면의 표면 평활도가 여기에 지정된 한계치내에 있다면, 전체 제품은 그런 한계치내에 있는 것으로 간주된다.
여기에 기술된 제품에 대해, 제품의 적어도 한면, 양호하게는 양면은 약 700의 하한치 내지 약 1000의 상한치, 양호하게는 약 850의 상한치의 범위의 표면 평활도를 갖는다.
(h) 린트(lint)
린트는, 1998년 9월 29일자로 빈슨 등에게 허여된 미국 특허 제5,814,188호에 설명된 과정에 따라 측정되는데, 이는 여기서 참조로 포함된다. 여기에 기술된 실시예에 대해, 린트가 특히 낮게 유지될 경우에 처리하기가 곤란할 수 있지만, 린트는 양호하게도 매우 낮게 유지된다. 여기에 기술된 실시예에 대해, 린트는 양호하게도 0.5 내지 1의 하한치를 갖는다. 여기에 기술된 실시예에 대해, 린트는 양호하게도 7 이하, 더욱 양호하게는 5 이하, 가장 양호하게는 3 이하의 상한치를 갖는다.
(i) 슬립/스틱 마찰 계수
슬립 및 스틱 마찰 계수(S&S COF)는 마찰 계수의 평균 편차로 정의된다. 이런 마찰 계수와 같이, 그것은 또한 무단위(dimensionless)이다. 이런 테스트는 수정된 마찰 프로브(probe)를 가진 KES-4BF 표면 분석기에 의해 행해진다. 표면 테스터는 일본 고요다 미나미구 니시기요 가라도조 KATO TECH CO. LTD로부터 획득된다. 이런 기구는 힘(force) 변환기에 부착된 표면 프로브로 구성되는데, 이런 변환기는 티슈가 검출 표면 아래로 이동될 시에 프로브 상의 수평력을 검출한다. 티슈는 1 mm/초의 정속(constant rate)으로 이동한다. 표준 마찰 표면 프로브, 일련의 금속 와이어가 티슈 샘플의 차 검출에 민감하지 않음을 발견하게 되었다. 그래서, 감도는, 이런 와이어르 2 센티미터 직경의 40 내지 60 미크론 유리 프릿(frit)으로 대체함으로써 상승된다. 미시적으로 거친 표면은, 핑거(finger)와 같이 티슈 표면과 상호 작용하므로, 바람직할 수 있음을 발견하게 되었다. 유리 프릿은 적당한 신호를 획득하고 티슈를 찢지 않는 실행 가능한 절충물(workable compromise)임을 알게된다. 프로브의 수직력은 12.5 그램이다. 통상적인 마찰 트레이싱(tracing)은 종래의 티슈 샘플을 위해 도 2에 도시되어 있다.
분석에서, 샘플이 스캔(scan)될 시에, 티슈가 프로브 아래로 이동함에 따라, 기구는 프로브상의 횡력을 감지하여, 횡력을 통합한다(integrate). 이런 횡력은 마찰력이라 한다. 마찰력 대 스타일러스(stylus) 중량의 비는 마찰 계수 u이다. KES 기구는 또한 아래식을 이용하여 각 샘플의 각 스캔에 대한 S&S COF를 결정한다.
S&S COF =
여기서, u는 마찰력 대 프로브 로딩의 비이고,
는 u의 평균값이며,
X는 20 mm이다.
샘플은 순방향 및 역방향 양자 모두로 스캔된다. 다수의 샘플의 순방향 및 역방향 스캔으로부터의 평균값이 획득되어 보고된다.
여기에 기술된 실시예에 대해, 슬립/스틱 마찰 계수는 양호하게도 약 0.01의 하한치, 더욱 양호하게는 0.025의 하한치 내지 약 0.05 이하의 상한치, 더욱 양호하게는 0.030의 상한치의 범위에 있다.
(j) 밀도
밀도는 평량 대 캘리퍼의 비이며, 양자 모두 상술한 바와 같이 측정된다.
예 Ⅰ
본 발명의 티슈지 시트는 파일럿 스케일(pilot scale) 장망식 초지기에 의해다음의 공정에 따라 제조된다.
첫째로, 화학적 소프트너의 1% 용액은 다음의 과정에 따라 준비된다: 1. 디수소화 탈로 디메틸 암모늄 메틸 황산염(DTDMAMS) 및 폴리하이드록시 가소제, 약 400 (PEG-400)의 분자량을 가진 폴리에틸렌 글리콜의 당량 몰 농도는 측정된다. 2. PEG는 약 150°F 로 가열된다. 3. DTDMAMS는 PEG로 분해되어 용해액을 형성한다. 4. 전단(shear) 응력은 PEG 내에 DTDMAMS의 균일 혼합물을 형성하기 위해 가해진다. 5. 희석수는 약 150°F까지 가열된다. 6. DTDMAMS/PEG-400의 용해 혼합물은 1% 용액으로 희석된다. 7. 전단 응력은, DTDMAMS/PEG-400 혼합물의 막소포 현탁물을 함유한 수용액을 형성하기 위해 가해진다.
둘째로, NSK의 3 중량% 수용 슬러리(3% by weight aqueous slurry)가 종래의 리펄퍼(repulper)로 형성된다. NSK 슬러리는 리파인(refine)되고, Kymene LX의 2% 용액은 건식 섬유의 1.2 중량%의 율로 NSK 지료(stock) 파이프에 첨가된다. NSK에 대한 Kymene LX의 흡수력은 인-라인 믹서를 통해 증진된다. 카르복시 메틸 셀루로오스(CMC)는, 건식 섬유의 0.325 중량%의 율로 인-라인 믹서 후에 첨가되어, 섬유 기질(substrate)의 건조 강도를 향상시키도록 한다. NSK에 대한 CMC의 흡수력은 인-라인 믹서를 통해 선택적으로 증진되어 왔다. 그 후, 화학적 소프트너 혼합물(DTDMAMS/PEG)의 1% 용액은 건식 섬유의 0.15 중량%의 율로 NSK 슬러리에 첨가된다. NSK에 대한 화학적 소프트너 혼합물의 흡수력은 인-라인 믹서를 통해 선택적으로 증진되어 왔다. NSK 슬러리는 팬 펌프를 통해 0.2%로 희석된다.
셋째로, 유카리속의 3 중량% 수용 슬러리는 종래의 리펄퍼로 형성된다. 화학적 소프트너의 1% 용액은 건식 섬유의 0.15 중량%의 율로 EUC 지료 파이프에 첨가된다. EUC에 대한 화학적 소프트너의 흡수력은 인-라인 믹서를 통해 선택적으로 증진되어 왔다. EUC 슬러리는 팬 펌프를 통해 0.2%로 희석된다.
처리된 완성지료 혼합물(NSK의 60%/EUC의 40%)는 헤드박스내로 혼합되어, 초기(embryonic) 웹을 형성하도록 장망식 와이어상에 침착된다. 탈수는 장망식 와이어를 통해 일어나고, 편향기 및 진공 박스에 의해 도움을 받는다. 장망식 와이어는 제각기 인치당 84 초지기 방향 및 76 초지기 폭방향 모노필라멘트를 가진 5-셰드(5-shed) 새틴 위브(satin weave)로 구성된다. 초기 습식 웹은 전달 포인트에서 약 22%의 섬유 농도로 장망식 와이어에서, 제곱 인치당 562 셀, 44 퍼센트 너클 면적 및 12.3 밀(mils)의 감광성 수지폭을 가진 감광성 수지 패브릭으로 전달된다. 더욱이, 웹이 약 28%의 섬유 농도를 가질 때까지 진공 지원 탈수로 배수가 달성된다. 패턴화된 웹은 열풍 건조로 미리 건조된다. 그 후, 웹은 폴리비닐 알코올(PVA)로 구성된 분무식 크레이핑 접착물로 양키 건조기의 표면에 부착된다. 닥터 블레이드(doctor blade)로 웹을 건조 크레이핑하기 전에 섬유 농도는 추정치 99%로 증가된다. 건식 웹은 약 660 fpm (분당 201 미터)의 속도로 롤내에 형성된다. 건식 웹은, DTDMAMS의 0.075 중량%, PEG-400의 0.075 중량%, Kymene LX의 0.5 중량% 및 CMC의 0.1 중량%를 포함한다.
유연화 배합법은, 골드슈미트사로부터 이용 가능한 40% 에스테르화 탈로 기본 생분해성 4차 아민 소프트너, 39% 물, 유니온 카바이드사로부터 이용 가능한 폴리에틸렌 글리콜 PEG-400, 쉘 케미칼사로부터 이용 가능한 1% Neodol 91-8 계면활성제(surfactant), 및 제지 시에 이용된 거의 1% 다른 처리 첨가물을 포함한다. 이런 유연화 배합법은 압출을 통해 25 lbs/ton의 율로 마무리된 웹의 각 층의 와이어측에 적용된다.
각 층이 가볍게 칼렌더(calender)되고 나서, 초지기 방향 및 초지기 폭방향 동작을 이용하여 링 롤(ring roll)된다. 링 롤링 유닛에는 제각기 함께 나란히 놓인 한 쌍의 8-인치 롤이 포함되어, 그 사이에 닙을 형성한다. 초지기 방향 동작 유닛은 0.012 인치(0.03 cm)의 맞물림부를 갖는다. 초지기 폭방향 동작 유닛은 0.045 인치(0.11 cm)의 맞물림부를 갖는다.
그 후, 2 층은 노브 대 노브 엠보스 가공에 의해 단일한 종이 제품에 와이어면이 결합되고, 엠보스 가공 롤 상의 PVA 접착물을 이용하여 함께 적층된다. 결과적인 제품은 유연하고, 흡수력이 있고, 고 습윤 파열 강도를 갖는다.
예 Ⅱ
2개의 종이 웹은 예 Ⅰ에 기술된 프로세스에 따라 제조된다. 그 후, 종이 웹의 각 층은 마무리된 제품의 35 lbs./ton의 량의 슬롯 압출(slot extrusion)에 의해 인가된 화학적 소프트너를 갖는다. 그 후, 접촉 시멘트(cement) 접착제는 한 층의 내부면 상에 분무된다. 3M 분무 마운트 회화용(mount artist) 접착제(NJ Trade Secret Registry No. TSRN 04499600-6201P)는 이런 목적을 위해 적절히 이용된다. 그 후, 층은 가벼운 압력으로 접합된다. 그 후, 결과적인 적층물은 예 Ⅰ의 장치를 이용하여 링 롤된다.
결과적인 제품은 상기 예 Ⅰ의 제품보다 더 유연하다. 표면 유연성이 거의동일하지만, 예 Ⅱ의 제품이 더 유연하다. 또한, 예 Ⅱ의 제품은 더 강하지만, 약 더 높은 린트 특성을 갖고 있다. 예 Ⅰ및 예 Ⅱ의 제품의 유연도의 차는 링 롤링 동작의 타이밍 및 접착제의 차에 기인하는 것으로 믿어진다.
아래 표 1은 열 A에서 다양하게 상업적으로 이용 가능한 종이 타올, 안면용 화장지 및 화장실용 화장지 제품의 명칭을 제공한다. 열 A는 또한 본 발명에 따라 제조된 제품, 특히 제각기 최종 2 행의 상기 예 Ⅰ및 예 Ⅱ를 제공한다. 열 B는 상기 방법 B에 따라 습윤 파열 강도를 제공한다. 열 C 내지 H는 평량, 캘리퍼, 흡수 용량, 흡수율, 유연도, 평활도, 린트 및 슬립/스틱 마찰 계수를 제공하는데, 이들 모두는 상술한 바와 같이 분석 테스트 방법 C 내지 H에 따라 측정된다.
통상적인 화장실용 화장지 제품의 습윤 파열 강도는 너무 낮아 측정할 수 없다. 대부분의 티슈 제품의 유연도는 통상적으로 0.1 gf*㎠/cm 이하일 정도로 낮다. 대부분의 안면용 화장지 제품 및 화장실용 화장지 제품의 평활도는 통상적으로 1000 이하이다.
본 발명의 특정 실시예가 여기서 기술되었지만, 당업자는 본 발명의 정신 및 범주내에서 다양하게 변형 및 수정을 명백히 행할 수 있다. 그래서, 첨부한 청구 범위내에서 본 발명의 범주내에 있는 그런 모든 변형 및 수정을 커버하는 것으로 의도된다.
표 1

Claims (10)

  1. 티슈지에 있어서,
    상기 티슈지는 175 g 내지 800 g의 습윤 파열 강도 및, 0.02 gf*㎠/cm 내지 0.14 gf*㎠/cm의 유연도를 가지는 것을 특징으로 하는 티슈지.
  2. 25 lbs/3000ft2이하의 평량을 가진 티슈지에 있어서,
    상기 티슈는 175 g 내지 800 g의 습윤 파열 강도 및, 0.02 gf*㎠/cm 내지 0.16 gf*㎠/cm의 유연도를 가지는 것을 특징으로 하는 티슈지.
  3. 제 1 및 2 항에 있어서,
    200 g 내지 600 g의 습윤 파열 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 티슈지.
  4. 제 1, 2 및 3 항에 있어서,
    15 g 내지 30 g의 흡수 용량을 가지는 것을 특징으로 하는 티슈지.
  5. 제 1, 2, 3 및 4 항에 있어서,
    0.010 내지 0.050의 슬립/스틱 마찰 계수를 가지는 것을 특징으로 하는 티슈지.
  6. 제 1, 2, 3, 4 및 5 항에 있어서,
    0.5 내지 7의 범위의 린트율을 가지는 것을 특징으로 하는 티슈지.
  7. 제 1, 2, 3, 4, 5 및 6 항에 있어서,
    0.09 g/초 내지 0.6 g/초의 흡수율을 가지는 것을 특징으로 하는 티슈지.
  8. 제 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7 항에 있어서,
    혼합된 완성지료를 가지는 것을 특징으로 하는 티슈지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    티슈지의 톤당 수지의 15 lbs. 내지 25 lbs.의 량의 양이온 폴리아미드 수지 및, 티슈지의 톤당 3 lbs. 내지 8 lbs.의 량의 아민 소프트너를 포함하는 것을 특징으로 하는 티슈지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 아민 소프트너는 4차 아민 소프트너인 것을 특징으로 하는 티슈지.
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