KR20040058276A - 페이퍼 제품 내 네스팅을 감소시키는 방법 및 그로부터제조된 페이퍼 제품 - Google Patents

페이퍼 제품 내 네스팅을 감소시키는 방법 및 그로부터제조된 페이퍼 제품 Download PDF

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Abstract

네스팅을 억제하기 위한 브리징 부(16)를 갖는 다층 페이퍼 제품이 제공된다. 예를 들어, 페이퍼 제품은 융기부(12) 및 골부(14)를 정의하는 제1층 및 제2층(60, 70)을 포함할 수 있다. 브리징 부는 상기 층들의 하나 이상의 외부 표면으로 형성된다. 특히, 브리징 부는 상기 융기부에 대해 약 0° 내지 약 180°의 각도로 배치되고, 두개 이상의 상기 융기부의 피크 사이에서 연장되기에 충분한 길이를 가진다. 상기 브리징 부는 엠보싱 부재들을 포함하는 엠보싱 롤(45)를 이용하는 등의 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 브리징 부는 다양한 모양, 크기, 배향 및(또는) 패턴을 가질 수 있다.

Description

페이퍼 제품 내 네스팅을 감소시키는 방법 및 그로부터 제조된 페이퍼 제품{Method for Reducing Nesting In Paper Products and Paper Products Formed Therefrom}
상기 융기부 및 골부는 생성된 페이퍼 웹에 여러 이점을 제공할 수 있지만, 페이퍼 웹이 페이퍼 제품 내부로 포함될 때 종종 문제가 발생한다. 예를 들어, 융기부 및 골부를 갖는 페이퍼 웹의 다층을 포함하는 감겨지거나 쌓여진 페이퍼 제품은 어느 정도의 "네스팅"을 포함할 수 있다. 구체적으로, 한 층의 융기부 및 골부가 다른 층의 대응되는 융기부 및 골부에 인접하게 위치할 때 "네스팅"이 발생하고, 상기 롤(또는 스택)을 더욱 단단하게 패킹시키고, 이에 의해 롤 벌크가 감소되고(밀도가 증가하고), 제품의 와인딩이 더욱 일정해지고 조절가능해진다. 예를 들어, 도 3에는 네스팅된 페이퍼 제품의 일례가 예시되어 있다.
따라서, 페이퍼 제품의 네스팅을 방지하는 방법에 대한 수요가 현재 존재한다.
페이퍼 제품은 통상적으로 펄프 섬유 단독 또는 펄프 섬유와 다른 종류의 섬유와 혼합되어 제조된다. 예를 들어, 페이퍼 웹을 형성하기 위해, 펄프 섬유의 묽은 수성 현탁액이 헤드박스를 사용하는 작은 구멍이 있는 표면상에 배치될 수 있다. 종종 웹 형성을 용이하게 하기 위해 웹으로부터 물을 제거하기 위해 작은 구멍이 있는 표면 아래에 진공 장치를 위치시킨다. 웹을 진공 장치 위를 통과시킨 후, 종래의 건조기, 예를 들어, 스루-에어 드라이어(through-air dryer)를 이용하여 건조시킨다.
상기한 바와 같이 페이퍼 제조 방법의 결과 페이퍼 웹은 다수의 융기부(ridge) 및 골부(valley)를 포함하는 굴곡이 있는 표면으로 형성된다. 예를 들어, 펄프 섬유 현탁액이 배치된 작은 구멍이 있는 표면은 진공 장치 위를 통과시킬 때 습윤 페이퍼 웹이 융기부 및 골부를 갖도록 형성되도록 특정 성질을 포함할 수 있다. 상기 융기부 및 골부는 습윤 웹이 압력을 이용하지 않는 건조기, 예를 들어 스루-에어 드라이어 위를 통과할 때 추가로 정의될 수 있다.
<발명의 요약>
본 발명의 일 실시태양에 따르면, 하나 이상의 페이퍼 웹으로부터 형성된 제1층 및 제2층을 포함하는 페이퍼 제품을 제공한다. 일부 실시태양에서는 페이퍼 제품의 층은 감겨진 롤을 형성하고, 다른 실시태양에서는 층들이 개별적으로 쌓여질 수 있다.
또한, 페이퍼 제품의 제1층 및 제2층은 융기부 및 골부를 정의하는 외부 표면을 갖는다. 제1층의 외부 표면은 제2층의 외부 표면에 인접하게 위치한다. 네스팅을 방지하기 위해 본 발명은 층들의 하나 이상의 외부 표면으로 형성된 브리징 부의 사용을 제공한다. 특히, 브리징 부분은 외부 표면에 의해 정의된 융기부에대해 약 0° 내지 약 180°의 각도로 배치된다. 일 실시태양에서, 예를 들면 브리징 부는 융기부에 대해 약 90°의 각도로 배치된다. 또한, 브리징 부는 외부 표면에 의해 정의되는 2개 이상의 융기부의 피크 사이로 연장되기에 충분한 길이를 갖는다.
본 발명의 또다른 실시태양에 따르면, 작은 구멍이 있는 표면 상에 셀룰로오스계 섬유를 함유하는 퍼니쉬(furnish)를 배치하고, 페이퍼 웹이 융기부 및 골부를 정의하는 표면을 갖도록 퍼니쉬로부터 페이퍼 웹을 형성시킨다.
또한, 상기 방법은 페이퍼 웹을 엠보싱하여 브리징 부가 페이퍼 웹의 하나 이상의 표면으로 형성되는 것을 포함한다. 예를 들어, 일 실시태양에서, 엠보싱 부재를 갖는 엠보싱 롤을 사용하여 브리징 부를 형성시킬 수 있다.
또한, 상기 방법은 페이퍼 웹의 표면이 층의 외부 표면 위에 배치되도록 페이퍼 웹을 다층 페이퍼 제품의 하나 이상의 층으로 포함시키는 것을 포함한다. 이어서, 외부 표면은 융기부 및 골부를 정의하는 페이퍼 제품의 또다른 층의 외부 표면과 인접하게 위치시킨다. 그 결과, 브리징 부는 한 층의 융기부 및 골부가 또다른 층의 융기부 및 골부와 겹쳐지는 것을 적어도 부분적으로 차단하여 네스팅을 억제할 수 있다.
본원 발명의 다른 특징 및 부분은 하기에서 더욱 상세하게 개시된다.
<도면의 간단한 설명>
당업자를 대상으로 최적 실시예를 포함한 본 발명의 전체 및 실시가능 개시는 명세서에 제시되어 있고 첨부된 도면을 참고로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시태양에 따른 브리징 부를 포함하는 페이퍼 웹의 투시도이다.
도 2는 선 2-2을 따라 절단된 도 1의 페이퍼 웹의 횡단면도이다.
도 3은 네스팅된 융기부 및 골부를 포함하는 선행기술 페이퍼 웹의 횡단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 페이퍼 웹을 형성하는 일 실시태양의 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따라 이용될 수 있는 컨버팅 단계의 일 실시태양의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시태양에서 이용될 수 있는 엠보싱 패턴을 예시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시태양에서 이용될 수 있는 또다른 엠보싱 패턴을 예시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시태양에서 이용될 수 있는 또다른 엠보싱 패턴을 예시한다.
도 9는 롤 견고도를 측정하기 위해 실시예에서 사용되는 장치를 예시한다.
도 10 및 도 11은 롤 중에 네스팅된 랩의 수를 측정하기 위한 실시예에서 사용되는 방법을 예시한다.
본 명세서 및 도면에서 도면 부호의 반복적 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징 또는 부재를 나타내고자 의도된 것이다.
<대표적인 실시태양의 상세한 설명>
본 발명의 다양한 실시태양을 참고로 하여 이들 중 하나 이상의 실시예가 하기에서 제시된다. 각 실시예는 설명을 위해 제공된 것이며 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위 또는 사상을 벗어남 없이 본 발명에 대한 다양한 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게는 자명할 것이다. 예를 들어, 일 실시태양의 일부로서 예시되거나 기재된 특징은 또다른 실시태양에서도 이용될 수 있어 추가의 실시태양을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은 본원의 청구범위 및 그의 균등범위 내에 속하는 변형 및 변경을 포함하도록 의도된 것이다.
일반적으로, 본 발명은 페이퍼 제품에서 "네스팅"의 수준을 감소시키는 방법에 관한 것이다. 특히, "네스팅"은 한 층의 융기부 및 골부가 다른 층의 대응되는 융기부 및 골부에 인접하게 위치할 때 발생한다. 예를 들어, 융기부 및 골부를 갖는 하나 이상의 페이퍼 웹이 감겨지거나 스택으로 쌓여져서 페이퍼 제품을 형성할 때 페이퍼 웹의 한 층의 융기부 및 골부는 페이퍼 웹의 또다른 층의 융기부 및 골부와 겹쳐지고, 이에 의해 감겨지거나 쌓여진 페이퍼 제품이 보다 빡빡하게 팩킹되어 벌크가 감소된다. 일부 경우, 예를 들어, 페이퍼 제품이 감기는 동안에 공정을 더욱 일정하고 조절가능하게 되도록 이러한 벌크 감소를 제거하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명자들은 다양한 브리징 부를 페이퍼 웹의 표면으로 첨가함에 의해서 상기 네스팅이 억제될 수 있다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 본 발명에 따라 형성된 브리징 부는 특정 사이즈, 형태, 배향, 패턴 등을 가질 수 있으며, 이는 페이퍼 제품의 한 층과 그 페이퍼 제품의 다른 층의 융기부 및 골부가 마주치는 것을 적절하게 막을 수 있다.
페이퍼 제품, 예를 들어, 훼이셜 티슈, 욕실 티슈, 페이퍼 타월, 와이프, 내프킨 등은 일반적으로 하나 이상의 페이퍼 웹을 이용하여 본 발명에 따라 형성된다. 예를 들어, 일 실시태양에서 페이퍼 제품은 섬유의 블렌드로부터 형성된 단일 층 페이퍼 웹을 포함할 수 있다. 또다른 실시태양에서, 페이퍼 제품은 다층 페이퍼(즉, 층화된) 웹을 포함할 수 있다. 또한, 페이퍼 제품은 단층- 또는 다층-겹 제품(예를 들어, 하나 이상의 페이퍼 웹)일 수 있고, 한 층 이상의 겹이 본 발명을 따라 형성된 페이퍼 웹을 포함할 수 있다. 보통, 본 발명의 페이퍼 제품의 기본 중량은 제곱 미터당 약 10 내지 약 400 그램(gsm)의 범위이다. 예를 들어, 티슈 제품(예를 들어, 페이셜 티슈, 욕실 티슈 등)은 통상적으로 약 120 gsm 미만의 기본 중량을 가지며, 일부 실시태양에서는 10 내지 70 gsm의 범위의 기본 중량을 갖는다.
본 발명의 페이퍼 제품을 형성하기 위해 임의의 다양한 물질이 사용될 수 있다. 예를 들어, 페이퍼 제품을 제조하게 위해 사용되는 물질은 다양한 펄프 공정, 예를 들어, 크래프트 펄프, 설파이트 펄프, 열기계적 펄프 등에 의해 형성된 섬유를 함유할 수 있다.
일부 실시태양에서, 펄프 섬유는 1mm를 초과하는 평균 섬유 길이 및 특히 길이-중량 평균을 기준으로 2 내지 5 mm을 갖는 소프트우드 섬유를 포함할 수 있다. 이러한 소프트우드 섬유는 북부산 소프트우드, 남부산 소프트우드, 레드우드, 레디 체다, 헴로크, 파인(예를 들어, 남부산 파인), 스프루스(예를 들어, 블랙 스프루스), 이들의 조합 등을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 적절한 예시적인 상업적으로 이용가능한 펄프 섬유는 롱라크-19(Longlac-19)라는 상표로킴벌리 클라크 코포레이션에서 시판 중인 것들을 포함한다.
일부 실시태양에서, 하드우드 섬유, 예를 들어, 유칼립투스(eucalyptus), 메이플(maple), 버취(birch), 아스펜(aspen) 등도 또한 사용될 수 있다. 일부 경우에는 유칼립투스 섬유는 웹의 부드러움을 증가시키기 위해 특히 요망될 수 있다. 유칼립투스 섬유는 또한 광도를 강화시키고, 불투명도를 증가시키고, 페이퍼 웹의 위킹(wicking) 능력을 증가시키도록 페이퍼의 공극 구조를 변화시킬 수 있다. 또한, 요망되는 경우, 재생 물질로부터 얻은 2차 섬유, 예를 들어, 신문지, 재생 보드지 및 사무용 폐지와 같은 공급원으로부터 얻은 섬유 펄프가 사용될 수 있다. 또한, 다른 천연 섬유, 예를 들어, 아바카(abaca), 사바이 그라스(sabai grass), 밀크위드 플로스(milkweed floss), 파인애플 리프(pineapple leaf) 등이 또한 본 발명에서 사용될 수 있다. 또한, 재생 섬유를 포함하는 퍼니쉬가 이용될 수도 있다. 또한, 일부 적절한 합성 섬유, 예를 들어, 친수성 합성 섬유, 예를 들어, 레이온 섬유 및 에틸렌 비닐 알콜 공중합체 섬유 및 소수성 합성 섬유, 예를 들어, 폴리올레핀 섬유(이에 제한되는 것은 아님)이 사용될 수 있다.
일반적으로, 페이퍼 웹을 형성하기 위해 당업계에 공지된 다양한 페이퍼 제조기술이 사용될 수 있다. 예를 들어, 이에 제한되지 않으며, 페이퍼 제조기술, 예를 들어, 스루-드라이(through-drying), 크레프드 스루-드라이(creped through-drying), 언크레프드 스루-드라이(uncreped through-drying), 엠보싱, 부착 크레핑, 습윤 크레핑, 더블 크레핑, 습윤-프레싱, 에어 프레싱 및 다른 공정 등이 페이퍼 웹을 형성하는데 이용될 수 있다. 상기 기술의 일부 예는 미국특허제5,048,589호(Cook 등), 미국특허 제5,399,412호(Sudall 등), 미국 특허 제5,129,988호(Farrington, Jr.), 미국 특허 제5,494,554호(Edwards 등)에 개시되어 있고, 상기 문헌들은 그 전문이 본원에 참고문헌으로 포함된다.
본 발명의 하나의 특정 실시태양은 페이퍼 웹을 형성하는 언크레프드 스루-드라이(uncreped through-dry) 기술을 이용한다. 이러한 기술의 예시는 미국특허 제5,048,589호(Cook 등), 미국특허 제5,399,412호(Sudall 등), 미국특허 제5,510,001호(Hermans 등), 미국 특허 제5,591,309호(Rugowski 등) 및 미국특허 제6,017,417호(Wendt 등)에 개시되어 있고, 상기 문헌들은 그 전문이 본원에 참고문헌으로 포함된다. 언크레프드 스루-드라이는 일반적으로 (1)셀룰로오스 섬유, 물, 및, 임의로 다른 첨가제의 퍼니쉬를 형성하는 단계; (2) 운행중인 작은 구멍이 있는 벨트 위에 상기 퍼니쉬를 배치하여 움직이는 작은구멍이 있는 벨트의 상부 위에 섬유상 웹을 형성시키는 단계; (3) 섬유상 웹에 스루-드라이를 가하여 섬유상 웹으로부터 물을 제거하는 단계; (4) 운행중인 작은구멍이 있는 벨트로부터 건조된 섬유상 웹을 수거하는 단계를 포함한다.
예를 들어, 도 4를 보면, 본 발명에서 사용될 수 있는 페이퍼 제조 공정의 일 실시태양이 예시된다. 간략하게 나타내기 위해, 수개의 패브릭 런을 정의하는데 개략적으로 사용되는 다양한 인장 롤을 나타내지만 번호를 매기지는 않았다. 페이퍼제조 헤드박스 10은 페이퍼제조 섬유의 수성 현탁액의 스트림을 포밍 패브릭 13 상에 주입 또는 적층시키기 위해 사용될 수 있고, 상기 패브릭 13은 공정 하류에서 새로 형성된 습윤 웹 11을 지지하고 운반하기 위해 사용되며, 상기 웹 11은약 10% 건조 중량의 고체 농도로 부분적으로 탈수된다. 습윤 웹 11의 추가적인 탈수는 예를 들어 진공 석션에 의해 수행될 수 있고, 습윤 웹 11은 포밍 패브릭 13에 의해 지지된다. 헤드박스 10은 종래의 헤드박스이거나 다층 단일 웹을 제조할 수 있는 적층된 헤드박스일 수 있다. 또한, 다층 헤드박스는 당업계에 공지된 바와 같이 층화된 구조를 생성하도록 사용될 수 있다.
포밍 패브릭 13은 일반적으로 임의의 적절한 다공성 물질, 예를 들어, 금속 와이어 또는 중합체 필라멘트로부터 제조될 수 있다. 적절한 패브릭은 알바니(Albany) 84M 및 94M (미국 뉴욕주 알바니 인터내쇼날로부터 공급); 아스텐(Asten) 856, 866, 892, 959, 937 및 아스텐 신웨베 디자인 274 (미국 위스콘신주 애플톤의 아스텐 포밍 패브릭, 인크.로부터 공급)을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다. 패브릭 13은 미국특허 제4,529,480호(Trokhan)에 교시되어 있는 직물 패브릭일 수 있고, 상기 특허는 본원에 그 전문이 참고문헌으로 포함된다. 압출된 폴리우레탄 폼, 예를 들어, 스펙트라 시리즈(Spectra Series)로 제조된 스카파 코포레이션(Scapa Corporation)의 것들을 포함하는 부직물 기재 층을 함유하는 포밍 패브릭 또는 펠트가 또한 이용될 수 있다. 상대적으로 평탄한 포밍 패브릭, 뿐만 아니라 웹에 질감 및 기본 중량 변화를 제공하기 위해 적절한 질감처리된 패브릭이 사용될 수 있다. 다른 적절한 패브릭은 아스텐 934 및 939, 또는 린드시 952-S05 및 2164 패브릭 (미국 위스콘신주 애플톤 밀스사 공급)를 포함할 수 있다.
이어서, 습윤 웹 11은 포밍 패브릭 13으로부터 트랜스퍼 패브릭 17으로 교체된다. 본원에 개시된 바와 같이, "트랜스퍼 패브릭"은 웹 제조 공정의 포밍 섹션및 건조 섹션 사이에 위치하는 패브릭이다. 트랜스퍼 패브릭 17은 통상적으로 증가된 스트레치를 웹내에 포함시키기 위해 포밍 패브릭 13보다 더 느린 속도로 진행된다. 상기 두 패브릭 13 및 17 사이의 상대적인 속도 차이는 0% 내지 약 80%, 특히, 약 10% 초과, 더욱 특히, 약 10% 내지 약 60%, 가장 특히, 약 10% 내지 약 40%일 수 있다. 이를 통상적으로 "러쉬(rush)" 트랜스퍼라고 부른다. 러쉬 트랜스퍼를 수행하는 하나의 유용한 방법은 미국 특허 제5,667,636호(Engel 등)에 교시되어 있고, 상기 특허는 그 전문이 본원에 참고문헌으로 포함된다.
트랜스퍼는 포밍 패브릭 13 및 트랜스퍼 패브릭 17이 진공 슬롯의 리딩 연부에서 동시에 수렴하고 발산하도록 진공 슈 18의 도움으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 진공 슈 18은 약 수은 10 내지 약 25인치 수준의 압력을 공급할 수 있다. 진공 트랜스퍼 슈 18(음압)은 후속 패브릭 상에서 웹 11을 블로잉시키는 웹 11의 반대편으로부터 양압의 사용에 의해 보충되거나 교환될 수 있다. 일부 실시태양에서, 다른 진공 슈, 예를 들어, 진공 슈 20은 또한 트랜스퍼 패브릭 17의 표면 상에 섬유상 웹 11을 잡아당기는 것을 돕기 위해 사용될 수 있다. 러쉬 트랜스퍼 중에, 섬유상 웹 11의 고체 농도가 변화될 수 있다. 예를 들어, 수은 약 10 내지 약 25인치의 진공 수준에서 진공 슈 18에 의해 보조되었을 때 웹 11의 고체 농도는 35% 건조 중량 특히, 약 15% 내지 약 30% 건조 중량일 수 있다.
필수적인 것은 아니지만, 일부 실시태양에서 트랜스퍼 패브릭 17은 예를 들어 미국 특허 제6,017,417호(Wendt 등)에 개시된 바와 같은 돌출부 또는 인쇄 돌기부를 갖는 패턴화된 패브릭이다. 예를 들어, 패턴화된 트랜스퍼 패브릭 17은 섬유상 웹 11을 압박하여 트랜스퍼 패브릭 17과 접촉시켜 섬유상 웹 11에 융기부 및 골부가 제공하도록 돌출부를 가질 수 있다. 따라서, 이러한 방식으로 섬유상 웹 11의 하나 이상의 표면은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 융기부 12 및 골부 14를 갖게된다.
예를 들어, 패턴화된 트랜스퍼 패브릭 17은 일반적으로 바람직한 임의의 패턴을 가질 수 있다. 예를 들어, 패브릭 17의 돌출부는 일부 실시태양에서는 약 0.010 mm를 초과하는 피치 깊이, 일부 실시태양에서는 약 0.025 내지 약 2mm의 범위, 일부 실시태양에서는 약 1 내지 약 1.8mm의 범위의 피치 깊이를 가지며; 약 0.001 mm를 초과하는 피치 너비, 일부 실시태양에서는 약 0.005 내지 약 5mm의 범위, 일부 실시태양에서는 약 0.25 내지 약 2.5mm 범위의 피치 너비를 갖는다. 일부 실시태양에서는, 트랜스퍼 패브릭 17은 당업계에서 공지된 바와 같은 와이어 메쉬 표면을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시태양에서 트랜스퍼 패브릭 17은 와이어가 1.14 밀리미터의 직경 및 8 x 13의 "메쉬-카운트"를 갖는 와이어 메쉬 표면을 갖는다. 본원에서 개시된 바와 같이, 메쉬-카운트는 특정 방향에서 와이어 메쉬에 의해 인치 마다 형성된 개방 구역의 수를 말한다. 따라서, 예를 들어, 8 x 13의 메쉬-카운트는 길이 방향에서 8개의 구역 및 너비 방향에서 13개의 구역을 갖는 와이어 메쉬를 말한다.
트랜스퍼 패브릭 17로부터 섬유상 웹 11은 이어서 임의로, 진공 트랜스퍼 슈 42 또는 롤의 도움으로 스루-에어 드라이어 21로 이동된다. 진공 트랜스퍼 슈 42(음압)은 후속 패브릭 상에 웹 11을 블로잉시키는 웹 11의 반대편 쪽으로부터 양압의 이용에 의해 보충되거나 치환될 수 있다. 상기 웹 11은 일반적으로 닙(nip) 40에서 약 60 중량% 미만 및 특히, 약 25% 내지 약 50% 건조 중량의 고체 농도에서 트랜스퍼 패브릭 17로부터 스루에어 드라이어 21로 이동된다.
일부 실시태양에서, 스루-에어 드라이어 21은 스루-에어 건조된 패브릭 19를 제공할 수 있다. 스루-에어 건조된 패브릭 19는 트랜스퍼 패브릭 17과 거의 동일한 속도 또는 상이한 속도로 이동할 수 있다. 예를 들어, 요망되는 경우, 스루-에어 건조된 패브릭 19는 스트레치를 추가로 강화하기 위해 더 느린 속도로 운행될 수 있다. 상기 언급한 바와 같이, 스루-에어 드라이 패브릭 19는 융기부 및 골부를 제공하는 섬유상 웹의 표면을 부여하는 다양한 돌출부 또는 인쇄 돌기부를 제공할 수 있다. 이러한 패브릭의 예는 미국 특허 제 6,017,417호(Wendt 등)에 개시되어 있다. 스루-에어 건조된 패브릭 19는 직물 또는 부직물일 수 있다.
이어서, 스루-에어 드라이어 21은 임의의 기계적 압력을 가하지 않고 공기가 웹 11을 통과함에 의해 웹 11로부터 습기를 제거할 수 있다. 스루-에어 드라이는 웹 11의 벌크 및 부드러움을 증가시킬 수 있다. 일 실시태양에서, 예를 들어, 스루-드라이어 21은 실린더의 천공을 통해 불어지는 고온의 공기를 받기 위한 후드 50 및 회전가능하고 천공된 실린더를 포함할 수 있고, 스루-에어 드라이어 패브릭 19는 실린더의 상부 위에서 섬유상 웹 11을 운반한다. 가열된 공기는 스루-에어 드리이어 21의 실린더에서 천공을 통해 들어가게 되고, 남아 있는 물은 섬유상 웹 11로부터 제거된다. 스루-에어 드라이어 21에 의해 섬유상 웹 11을 통해 가해지는 공기의 온도는 다양할 수 있지만, 통상적으로 약 250℉ 내지 약 500℉이다. 스루-에어 드라이어 21 이외에, 다른 스루-에어 드라이어가 웹의 건조를 보조하기 위해 사용될 수 있다. 다른 비-압축성 건조 방법, 예를 들어, 마이크로웨이브 또는 적외선 가열이 이용될 수 있다는 것이 이해된다. 또한, 바람직하다면 특정 압축성 가열 방법, 예를 들어, 양키(Yankee) 드라이어도 또한 사용될 수 있다.
스루-에어 드라이어 패브릭 19에 지지됨과 동시에, 웹은 이어서 스루-에어 드라이어 21에 의해 약 95% 이상의 고체 농도로 건조될 수 있고, 그 후 캐리어 패브릭 22로 이동될 수 있다. 융기부 및 골부를 갖는 하나 이상의 표면을 갖는 건조된 웹 11은 이어서 캐리어 패브릭 22로부터 릴 24로 이동되고, 그 곳에서 감겨지게 된다. 임의의 터닝 롤 26이 웹 11을 캐리어 패브릭 22로부터 릴 24로 전달되는 것을 용이하게 하도록 사용될 수 있다.
도 5를 보면, 릴 24 상에 감겨진 후, 이어서 웹 11은 컨버팅 단계로 이동될 수 있고, 그 단계에서 웹 11은 소비자 크기의 제품을 위한 더 작은 롤 또는 스택으로 이동된다. 예를 들어, 개시된 바와 같이 웹 11은 처음에는 롤 24로부터 풀려질 수 있다. 그후, 웹 11은 보다 작은 롤위로 되감아지는 되감기 시스템(나타내지는 않음)으로 이동될 수 있다.
다시 도 1을 보면, 상기한 바와 같은 페이퍼 제조 공정은 형성시 섬유상 웹 11의 하나 이상의 표면에 다양한 융기부 12 및 골부 14를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시태양에서, 패턴화된 트랜스퍼 패브릭 17은 특히 진공 슈 18 및(또는) 20 및 질감처리되고(질감처리되거나) 국소 스루-드라이 패브릭과 연결되어 사용될 때 융기부 12 및 골부 14의 형성을 유발할 수 있다. 그러나, 상기 제시된 기재는 본 발명의 일 실시태양일 뿐이고, 요망되는 방식으로 융기부 12 및 골부 14를 웹 11에 부여할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 융기부 12 및 골부 14을 웹 11의 표면에 형성하기 위한 임의의 특정 메커니즘으로 제한되는 것이 아니다. 또한, 본원에서는 하나 이상의 연속적인 열에 형성된 것이 개시되어 있기는 하지만, 상기 융기부 12 및 골부 14가 겹쳐짐에 의해 하나이상의 "네스팅"이 유발되는 한 융기부 12 및 골부 14는 임의의 형태, 크기 또는 패턴을 가질 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 융기부 12 및 골부 14를 웹 11의 표면에 형성시키는 데 이용되는 메커니즘에 관계없이, 하나 이상의 "브리징 부" 16이 웹 11의 하나 이상의 표면으로 포함되어 페이퍼 제품의 2층 이상의 사이에 융기부 12 및 골부 14의 겹쳐짐에 의해 유발되는 "네스팅"을 억제한다. 본원에서 개시된 바와 같이, "브리징 부"는 2개 이상의 융기부의 피크를 적어도 부분적으로 중첩되도록 페이퍼 웹의 부분으로 정의된다. 예를 들어, 도 2에 개시된 바와 같이, 각 브리징 부 16은 3개의 융기부 12의 피크와 중첩된다. 두 개 이상의 융기부 12의 피크를 중첩시킴으로서 브리징 부 16은 도 3에 개시된 방식으로 하나의 페이퍼 층의 융기부 12 및 골부 14의 적어도 일부가 또다른 페이퍼 층의 융기부 12 및 골부 14의 적어도 일부와 마주치는 것을 차단함에 의해 네스팅을 억제할 수 있다.
일반적으로, 브리징 부 16의 다양한 성질은 예를 들어, 브리징 부 16의 형태, 크기, 배향, 패턴 등(이에 제한되는 것은 아님)에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 브리징 부 16은 정사각형, 직사각형, 원형, 타원형, 점형, 삼각형, 장식적패턴 등을 포함할 수 있고, 또한 규칙적 또는 불규칙적 모양을 가질 수도 있다. 또한, 개시된 바와 같이, 브리징 부 16의 치수도 또한 다양할 수 있다. 예를 들어, 상기 기술된 바와 같이, 일반적으로 브리징 부 16은 상대적으로 길어서 2개 이상의 융기부 12의 피크를 가로질러 연장될 수 있다. 따라서, 일 실시태양에서 상기 긴 브리징 부 16은 약 0.125 인치 내지 약 3 인치의 길이를 가지며, 일부 실시태양에서는 0.25 인치 내지 약 3 인치의 범위, 일부 실시태양에서는 약 0.375 내지 약 1.5 인치의 범위를 갖는다. 또한, 브리징 부 16은 또한 상대적으로 적은 깊이를 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시태양에서는 브리징 부 16은 약 0.02 내지 약 0.12인치의 깊이를 가질 수 있고, 일부 실시태양에서는 약 0.045 내지 약 0.06 인치의 깊이를 가질 수 있다. 나아가, 브리징 부 16의 길이 대 두께의 비도 또한 달라질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시태양에서, 브리징 부 16은 길이 대 깊이의 비가 약 1:1 내지 약 150:1이고, 일부 실시태양에서는 약 5:1 내지 약 40:1을 갖는다. 또한, 일 실시태양에서, 브리징 부 16의 너비는 약 0.030 인치일 수 있다.
특정 크기 및(또는) 형태를 갖는 것 이외에, 융기부 12 및(또는) 골부 14에 대한 브리징 부 16의 배향은 다양할 수 있다. 예를 들어, 브리징 부 16은 융기부 12 및 골부 14에 대해 약 0° 내지 약 180°의 각으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 일 실시태양에서 도 1-2에 개시된 바와 같이 브리징 부 16은 네스팅이 보다 억제되도록 대략 90°의 각도로 배치된다.
또한, 브리징 부 16이 웹 11에 대해 이격된 패턴(예를 들어, 밀도, 이격거리 등)은 또한 달라질 수 있다. 예를 들어, 브리징 부 16의 밀도가 변화함에 따라 웹11 상에 상대적으로 크거나 상대적으로 작은 수의 브리징 부 16를 제공할 수 있다. 또한, 브리징부 16의 이격 거리도 달라지 수 있다. 일 실시태양에서 예를 들어 브리징 부(들) 16은 이격된 열로 배열될 수 있다. 예를 들어, 일 실시태양에서 브리징 부 16의 열은 서로 이격되어 단일 아크(arc)를 형성할 수 있다. 또다른 실시태양에서는 도 1에서 개시된 바와 같이 브리징 부 16의 대각선 열 18이 융기부 12 및(또는) 골부 14에 대해 대략 45°로 배열될 수 있다. 또한, 서로 이격된 열들 사이의 거리 및(또는) 단일 열 중의 브리징 부들 16 사이의 거리도 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 1에 제시된 실시태양에서 대각선 열 28은 대략 1 인치 정도 이격되어 있다. 일 실시태양에서, 예를 들어, 브리징 부 16은 특정 밀도 및 이격 거리를 포함하여 이들은 웹 11의 표면 상의 2차원 사인파 형태를 형성할 수 있다.
하나의 브리징 부 16의 형태, 크기 또는 배향은 또다른 브리징 부 16과 동일하거나 상이하다는 것이 이해되어 질 것이다. 또한, 일부 브리징 부 16은 특정 패턴을 형성할 수 있거나 일정 거리 이격되어 있을 수 있고, 다른 브리징 부 16은 상이한 패턴을 형성하거나 상이한 거리로 이격될 수 있다.
일반적으로, 브리징 부 16은 다양한 상이한 기술을 이용하여 다양한 방식으로 페이퍼 웹 11의 표면에 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 4를 보면 웹 11의 표면에 브리징 부 16을 부여하기 위한 본 발명의 일 실시태양이 예시된다. 구체적으로, 상기 실시태양에서 2개의 회전가능 엠보싱 롤 45는 롤 24 상에 감겨지기 전에 건조된 웹 11을 엠보싱되도록 사용될 수 있다. 또한, 또다른 실시태양에서 도 5에 개시된 바와 같이 엠보싱 롤 45는 롤 24로부터 풀린 후 웹 11을 엠보싱하도록 사용될 수 있다. 엠보싱 롤 45는 다수 위치 및 본원에서 구체적으로 언급되지 않은 다른 추가적인 위치에서 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 나아가, 일부 실시태양에서는 단일 회전가능 엠보싱 롤 45가 움직이는 반향 또는 딱딱한 표면, 예를 들어, 이동중인 벨트 등 에 대해 사용될 수 있다. 사실, 당업계에 공지된 임의의 엠보싱 방법이 본 발명에서 사용될 수 있다.
엠보싱 롤 45는 임의의 다양한 물질, 예를 들어, 스틸, 알루미늄, 마그네슘, 놋쇠, 고무, 경질 우레탄 또는 이들의 조합으로부터 제조될 수 있다. 엠보싱 롤 45는 일반적으로 특정 압력에서 웹 11에 압력을 가한다. 예를 들어, 일부 실시태양에서 약 25 선형 인치 당 파운드(PLI) 내지 약 300 PLI의 롤 압력이 이용될 수 있다. 또한, 엠보싱 롤 45는 필요한 경우에는 가열되거나 냉각될 수 있다.
본 발명의 일 실시태양에 따라서, 엠보싱 롤 45의 표면은 섬유상 웹 11의 표면과 연결되어 배치되도록 배열된 특정 수의 엠보싱 부재(도시하지 않음)를 포함하여 브리징 부 16를 형성할 수 있다. 예를 들어, 엠보싱 롤 45이 패턴화된 표면이 웹 11의 표면에 대해 압착된 경우 이에 의해 엠보싱 부재의 형태, 크기, 배향 및 패턴이 섬유상 웹 11로 제공된다. 엠보싱 롤 45의 엠보싱 부재에 의해 제공된 생성되는 형태, 크기, 배향 및 패턴은 상기한 브리징 부 16을 정의한다. 따라서, 필수적인 것은 아니지만, 본 실시태양에서 엠보싱 부재의 형태, 크기, 배향 및 패턴은 일반적으로 상기 제시된 브리징 부 16의 형태, 크기, 배향 및 패턴과 동일하거나 적어도 실질적으로 유사하다.
상기 기재된 바와 같이, 페이퍼 웹 11은 다양한 방식으로 페이퍼 제품으로형성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시태양에서 페이퍼 웹 11 단독 또는 다른 페이퍼 웹과 연결되어 롤로 감겨지거나 (연속 또는 불연속 층으로) 쌓여질 수 있다. 도 1-2에 개시된 바와 같이, 일 실시태양에서 페이퍼 제품 50은 2개의 연속적인 쌓여진 층들 60 및 70을 포함한다. 상기 실시태양에서, 각 층 60 및 70은 섬유상 웹 11으로부터 형성되고, 도시된 바와 같이, 융기부 12 및 골부 14를 정의하는 외부 표면, 및 브리징 부 16을 포함한다. 다만, 층 60 및 70이 둘다 동일한 섬유상 웹 11을 포함할 필요는 없지만, 섬유상 웹 11과 동일한 방식으로 형성되거나 형성되지 않을 수 있는 상이한 섬유상 웹으로부터 형성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 층 60 및(또는) 70은 섬유상 웹 11과 연결된 다른 웹을 포함할 수 있다.
본 발명은 하기 실시예를 참고하면 더욱 이해될 것이다.
상기 기재되고 도 4 및 5에 개시되어 있는 바와 같이 가공된 제품 시트가 제조되었다. 구체적으로, 퍼니쉬가 LL-19 소프트우드 펄프 섬유 75% 및 표백 화학적 열기계적 (BCTMP) 소프트우드 펄프 섬유 25%로 구성된 층이 없는 베이스시트가 제조되었다. 상기 시트는 대략 0.125 인치로 이격된 융기부를 갖는 포밍 패브릭 상에 형성되었다. 이어서, 시트는 선형 인치 당 75 파운드의 엠보싱 롤을 이용하여 스틸-온-러버 횡측 바 엠보싱을 가하였다. 엠보싱된 후, 시트를 건조시키고 코어위에 감아 페이퍼 타월의 롤을 형성하였다.
사용된 엠보싱 패턴은 도 6에 개시되어 있고, 하기 치수를 갖는 엠보싱 부재가 포함된다.
길이: 0.40625"
너비: 0.030"
높이: 0.045"
부재 당 면적: 0.0121875 제곱인치
가로 방향 6.5 인치 내 9개의 부재
엠보싱 열 사이가 0.75 인치
엠보싱의 % 면적: 2.7%
상기 기재된 동일한 시트를 사용한 제품이 비교를 위해 제조되었으며, 엠보싱이 아니라 감기 전 0.005 인치 간격마다 스틸-온 스틸 캘린더(calender)를 가했다. 롤은 또한 제2 시트를 사용하여 형성되었다.
이어서 상이한 제품들의 다양한 성질들이 시험되었다. 구체적으로, 시트의 초기 칼리퍼(감기 전)를 시트의 최종 칼리퍼(감은 후)와 비교하였다. 또한, 평균 롤 직경 및 롤 견실도가 측정되었다.
"롤 견실도"는 모델 RDT-101 롤 밀도 시험기(미국 뉴저지주 스웨데스보로 소재의 커샤우 인스트루먼테이션 인크.(Kershaw Instrumentation Inc.)사 공급)를 이용하여 측정되었다. 예를 들어, 롤 견실도를 측정하기 위해 이용된 장치는 도 9에 예시된다. 나타낸 바와 같이, 측정된 타월 롤 80 은 스핀들 81 상에 지지되었다. 시험이 시작되자 횡단 테이블 82이 롤 방향으로 이동하기 시작했다. 감지 프로브 83은 횡단 테이블에 적재되었다. 횡단 테이블의 이동은 감지 프로브가 타월 롤과 접촉되도록 유발한다. 감지 프로브와 롤이 접촉하는 순간, 로드 셀 상에 가해지는힘은 낮은 세트 포인트 6그램을 초과할 것이고, 배치 디스플레이는 영점화될 것이고, 프로브의 침투를 나타내기 시작할 것이다. 감지 프로브 상에 가해지는 힘이 높은 세트 포인트 687 그램을 초과할 때, 횡단 테이블은 정지할 것이고, 배치 디스플레이는 밀리미터 단위로 침투를 나타낼 것이다. 테스터기가 상기 기록을 기록할 것이다. 다음, 테스터기를 스핀들 상에서 타윌 롤을 90°회전시킬 것이고, 테스트를 반복할 것이다. 롤 견실도 값은 2개의 기록의 평균이다. 테스트는 73.4℉±1.8℉ 및 50%±2% 상대습도의 조절된 환경에서 수행된다. 테스트된 롤은 테스트 적어도 4시간 전에 상기 환경에 도입시킨다. 롤 견실도를 측정하는 방법은 미국 특허 6,077,590호(아처(Archer) 등)에 기재되어 있고, 이 문헌은 그 전문이 본원에 인용 문헌으로 포함된다.
그 결과는 하기 표 1로 요약된다:
샘플 특성
샘플 초기 칼리퍼 최종 칼리퍼 롤 견실도(mm) 평균 롤 직경(mm)
엠보싱 0.033 0.0269 7.2 5.08
캘린더 0.033 0.0267 7.8 5.11
또한, 각 제품으로부터의 페이퍼 타월의 랜덤한 5개 롤을 롤 내에 네스팅된 랩의 퍼센트를 측정하기 위해 분석하였다. "네스팅된 랩의 %"는 하기 식에 따라 측정된다.
네스팅된 랩의 %={[1-(롤 중의 전체 랩의 수- 네스팅된 전체 랩의 수)/롤 중의 전체 랩의 수]×100}
네스팅된 랩의 수는 도 10에서 나타내는 바와 같이 롤을 공지된 수의 랩을 이용하여 방사상으로 횡단면 절단함에 의해 측정되었다. 절단 전, 롤을 한 겹 이상의 마스킹 테이프를 이용하여 롤의 1/4 길이로 둘러싸서 절단 중에 및 절단 후에 롤을 함께 유지하도록 한다. 절단 후, 기술자는 롤을 검사하여 네스팅된 랩의 개수를 측정한다. 랩은 도 11에 나타내는 바와 같이 해당 골부가 다음 랩의 골부 속에 놓여져 있다면, 랩은 네스팅된 것으로 생각된다.
결과를 하기 표 2에 제시한다.
샘플 특성
엠보싱 캘린더
샘플 번호 네스팅된 랩의 % 롤 번호 네스팅된 랩의 %
1 38% 6 62%
2 19% 7 51%
3 19% 8 48%
4 29% 9 61%
5 29% 10 61%
평균 27% 평균 57%
표 3은 각 롤의 처음 15개의 랩이 랩의 전체 수로부터 제거된 것 외에는 표2에 요약된 동일한 샘플의 결과를 나타내었다.
샘플 특성
엠보싱 캘린더
샘플 번호 네스팅된 랩의 % 샘플 번호 네스팅된 랩의 %
1 15% 6 60%
2 7% 7 43%
3 6% 8 46%
4 17% 9 54%
5 22% 10 57%
평균 13% 평균 52%
표 1-3에 지적된 바와 같이, 비-엠보싱(캘린더) 롤은 일반적으로 엠보싱 롤에 비해 더 많은 수의 네스팅을 나타내었다. 또한, 표 3의 결과에 의해 지적되는 바와 같이 더 많은 수의 네스팅이 와인드의 끝 부근에서 발생한 것으로 나타났다. 따라서, 롤로부터 처음 15개의 랩을 제거함에 의해 네스팅의 수준을 감소시킬 수 있다.
실시예 2
3 세트의 페이퍼 타월 롤이 형성되었다. 처음 2 세트의 롤은 실시예 1에 개시된 바에 따라 형성되었고, 엠보싱되고 캘린더링된 롤 둘다를 포함하였다.
세번째 세트의 롤은 LL-19 소프트우드 펄프 섬유 75% 및 표백된 화학적 열기계적 (BCTMP) 소프트우드 펄프 섬유 25%로 구성된 퍼니쉬로부터 제조된 층이 없는 한 겹의 타월이었다. 시트는 대략 0.2인치 간격의 융기부를 갖는 포밍 패브릭 상에 형성되었다. 시트는 실시예 1에서 형성된 시트 보다 상당히 많은 양의 횡측 융기부를 갖었다. 엠보싱 후, 웹을 건조시키고, 기준 롤 상에 감아서 최종 제품을 형성하였다. 세번째 세트의 롤은 감기 전에 0.003 인치의 갭으로 스틸-온-스틸 캘린더링되었다. 각 조건에 대해 5개의 롤의 비교가 하기 표 4에 요약된다. 롤 견실도 및 네스팅된 랩의 %는 실시예 1에 제시된 바와 같이 측정하였다.
샘플 특성
네스팅된 랩의 % 롤 견실도(mm) 롤의 직경
엠보싱 19 6.4 5.04
19 6.9 5.15
29 6.9 5.08
29 7.2 5.10
38 7.3 5.15
비-엠보싱(제1 세트) 48 7.2 5.13
51 8.0 5.10
61 8.2 5.10
61 9.5 5.10
62 8.8 5.10
비-엠보싱(제2 세트) 14 5.9 5.07
19 7.1 5.10
35 6.9 5.10
35 7.3 5.09
17 6.4 5.10
실시예 3
제1 베이스시트는 상기 기재되고 도 4에 개시된 바와 같이 제조되었다. 구체적으로, 퍼니쉬가 LL-19 소프트우드 펄프 섬유 75% 및 표백 화학적 열기계적 (BCTMP) 침엽수 펄프 섬유 25%로 구성된 층이 없는 베이스시트가 제조되었다. 상기 베이스시트는 대략 0.125 인치로 이격된 융기부를 갖는 포밍 패브릭 상에 형성되었다. 이어서, 상기 베이스시트를 다양한 압력으로 엠보싱 롤을 이용하여 횡측 바 엠보싱을 가하였다. 사용된 엠보싱 패턴은 도 7에 개시되어 있고, 하기 치수를 갖는 엠보싱 부재를 포함하였다.
길이: 0.4375"
너비: 0.030"
높이: 0.060"
부재 당 면적: 0.118125 제곱인치
가로 방향 6.5 인치 내 9개의 부재
엠보싱 부재의 열 사이의 0.75 인치
엠보싱의 % 면적: 2.4%
제2 베이스시트(샘플 B)는 또한 상기 기재 및 도 4 및 5에 제시된 바와 같이 제조되었다. 구체적으로, 층이 없는 베이스시트가 제조되었고, 여기서, 퍼니쉬는 LL-19 소프트우드 펄프 섬유 75% 및 표백된 화학 열기계적(BCTMP) 소프트우드 펄프 섬유 25%로 이루어졌다. 베이스시트는 대략 0.2 인치 이격된 융기부를 갖는 포밍 패브릭 상에 형성되었다. 이어서, 베이스시트를 다양한 압력으로 엠보싱 롤을 이용하여 횡측 바 엠보싱을 가하였다. 엠보싱 후, 베이스시트를 그 위에 감아서 페이퍼 타월의 롤을 형성하였다. 비교를 위해, 감겨지기 전, 상기 베이스시트의 다양한 샘플이 또한 다양한 간격으로 스틸-온-스틸 캘린더링되었다.
이어서, 상이한 베이스시트의 다양한 성질이 테스트되었다. 구체적으로, 베이스시트의 초기 칼리퍼 및 견실도(감기 전)은 30-60 분 후의 베이스시트의 칼리퍼 및 견실도와 비교되었다. 또한, 롤 견실도는 실시예 1에 제시된 바와 같이 측정되었다.
그 결과를 하기 표 5에 나타내었다:
샘플 특성
베이스 시트 시작 견실도 시작 후 30 내지 60 분의 견실도 초기 칼리퍼 시작 후 30 내지 60 분 최종 칼리퍼
샘플 A(엠보싱, 150 겹) 10-11 mm 9.5mm 0.024"-0.026" 0.025"
샘플 A(엠보싱, 50 겹) 7.5-8.5 mm 6.5mm 0.0275" 0.0283"
샘플 A(S/S 캘린더 0.055" 간격) 7.5-8.5 mm 5.8mm 0.0275" 0.0292"
샘플 B(엠보싱, 200 겹) 8.5-9.0mm 7.59mm 0.027" 0.028"
샘플 B(S/S 캘린더, 0.004" 간격) 8.0mm 6.0mm 0.027" 0.029"
실시예 4
다수의 베이스시트가 제조되고, 롤 형태로 만들어졌다. 구체적으로, 제1 베이스시트(샘플 A)의 5개의 샘플을 상기 기재 및 도 4 및 5에 나타낸 바에 따라 제조하였다. 구체적으로, 층이 없는 베이스시트를 제조하였고, 상기 퍼니쉬는 LL-19 소프트우드 펄프 섬유 75% 및 표백 화학 열기계(BCTMP) 소프트우드 펄프 섬유 25%로 이루어졌다. 상기 베이스시트를 대략 0.125 인치로 이격된 융기부를 갖는 포밍 패브릭상에 형성시켰다. 이어서, 베이스시트에 다양한 압력하에 엠보싱 롤을 이용하여 가로 방향 바 엠보싱을 가하였다.
제1 베이스시트로서 사용된 엠보싱 패턴을 도 6-8에 나타내었고, 하기 치수를 갖는다:
엠보싱 패턴 #1 (도 6)
길이: 0.4375"
너비: 0.030"
높이: 0.060"
부재 당 면적: 0.018125 제곱인치
가로 방향 6.5 인치 내 9개의 부재
엠보싱 부재의 열 사이가 0.75 인치
엠보싱의 % 면적: 2.4%
엠보싱 패턴 #2 (도 7)
길이: 0.40625"
너비: 0.030"
높이: 0.045"
부재 당 면적: 0.0121875 제곱인치
가로 방향 6.5 인치 내 9개의 부재
엠보싱 부재의 열 사이가 0.75 인치
엠보싱의 % 면적: 2.7%
엠보싱 패턴 #3 (도 8)
길이: 0.25"
너비: 0.030"
높이: 0.060"
부재 당 면적: 0.0075 제곱인치
가로 방향 6.5 인치 내 11개의 부재
엠보싱의 열 사이가 0.75 인치
엠보싱의 % 면적: 1.7%
상기 기재 및 도 4 및 5에 따라 제2 베이스시트(샘플 B)을 제조하였다. 구체적으로, 층이 없는 베이스시트를 제조하고, 상기 퍼니쉬는 LL-19 소프트우드 펄프 섬유 75% 및 표백된 화학 열기계(BCRMP) 소프트우드 펄프 섬유 25%로 구성되었다. 상기 베이스시트를 대략 0.2 인치 간격으로 융기부를 갖는 포밍 패브릭상에 형성시켰다. 이어서, 상기 베이스시트에 상기 제시된 엠보싱 패턴을 갖도록 다양한 압력으로 엠보싱 롤을 이용하여 가로 방향 바 엠보싱을 가하였다. 엠보싱 후, 베이스시트를 감아 페이퍼 타월의 롤을 만들었다.
비교를 위해, 베이스시트의 다양한 샘플(샘플 A 및 B)를 감기 전 다양한 갭으로 스틸-온-스틸 캘린더링하였다.
이어서, 상이한 베이스시트의 다양한 성질을 시험하였다. 구체적으로, (감기전) 베이스시트의 초기 칼리퍼 및 견실도를 최종 베이스시트의 칼리퍼 및 견실도와 비교하였다. 롤 견실도는 실시예 1에 제시된 바를 따라 측정하였다.
그 결과를 하기 표 6에 요약하였다.
샘플 특성
샘플
샘플 A패턴 #1150 겹 0.0323 0.025 9.5 5.18
샘플 A패턴 #150 겹 0.0323 0.0283 6.5 5.05
샘플 A패턴 #2100 겹 0.0306 0.0259 8.6 5.10
샘플 A패턴 #250 겹 0.0323 0.0298 6.7 5.10
샘플 A패턴 #275 겹 0.0330 0.0269 7.2 5.08
샘플 A패턴 #3200 겹 0.0323 0.0268 9.2 5.10
샘플 A비-엠보싱S/S 0.0055" 0.0323 0.0292 5.8 5.05
샘플 A비-엠보싱S/S 0.0050" 0.0330 0.0267 7.8 5.11
샘플 B패턴 #1200 겹 0.0374 0.028 7.6 5.09
샘플 B패턴 #1200 겹 0.0376 0.028 7.1 -
샘플 B패턴 #2200 겹 0.0376 0.0269 7.9 5.10
샘플 B패턴 #2200 겹 0.0376 0.0266 10.5 5.10
샘플 B패턴 #3200 겹 0.0383 0.0277 7.5 5.08
샘플 B비-엠보싱S/S 0.004" 0.0374 0.029 6.0 5.11
샘플 B비-엠보싱S/S 0.003" 0.0376 0.0283 6.6 5.08
본 발명은 구체적인 실시태양에 관해 상세하게 기재하였지만, 당업자라면 상기 사항의 이해를 통해 하기 상기 실시태양에 대한 변경, 변형 및 균등물을 쉽게생각해낼 수 있을 것이라고 예상된다. 따라서, 본 발명의 범위는 하기 청구의 범위 및 그에 대한 임의의 균등 범위로서 고려되어야 한다.

Claims (37)

  1. 하나 이상의 페이퍼 웹으로부터 형성된 제1층 및 제2층; 및 상기 층들의 하나 이상의 외부 표면 내로 형성된 브리징 부를 포함하는 페이퍼 제품으로서,
    상기 제1층 및 상기 제2층은 융기부 및 골부를 정의하는 외부 표면을 가지며, 상기 제1층의 외부 표면은 상기 제2층의 외부 표면과 인접하게 배치되고;
    상기 브리징 부는 상기 외부 표면에 의해 정의되는 상기 융기부에 대해 약 0° 내지 약 180°의 각도로 배치되고, 상기 브리징 부는 상기 외부 표면에 의해 정의되는 두개 이상의 상기 융기부의 피크 사이에서 연장되기에 충분한 길이를 가지며, 상기 브리징 부는 상기 제1층의 상기 융기부 및 상기 골부가 상기 제2층의 상기 융기부 및 골부와 겹치는 것을 적어도 부분적으로 차단하여 네스팅을 방지하는 것인
    페이퍼 제품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 브리징 부가 서로 이격된 열들로 배열된 것인 페이퍼 제품.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이격된 열들이 상기 외부 표면에 의해 정의되는 상기 융기부에 대해 약 45°의 각도로 배열된 것인 페이퍼 제품.
  4. 제1항에 있어서, 상기 브리징 부의 길이가 상기 브리징 부의 폭을 실질적으로 초과하는 것인 페이퍼 제품.
  5. 제1항에 있어서, 상기 브리징 부의 길이가 약 0.125 인치 내지 약 3 인치인 페이퍼 제품.
  6. 제1항에 있어서, 상기 브리징 부의 길이가 약 0.375 인치 내지 약 1.5 인치 인 페이퍼 제품.
  7. 제1항에 있어서, 상기 브리징 부가 약 0.02 인치 내지 약 0.12 인치의 깊이를 갖는 것인 페이퍼 제품.
  8. 제1항에 있어서, 상기 브리징 부가 약 0.045 인치 내지 약 0.06 인치의 깊이를 갖는 것인 페이퍼 제품.
  9. 제1항에 있어서, 상기 브리징 부가 상기 외부 표면에 의해 정의되는 상기 융기부에 대해 약 90°의 각도로 배치된 것인 페이퍼 제품.
  10. 제1항에 있어서, 상기 페이퍼 제품의 층들이 감겨진 롤을 형성하는 것인 페이퍼 제품.
  11. 제1항에 있어서, 상기 페이퍼 제품의 층들이 개별적으로 쌓여진 것인 페이퍼 제품.
  12. 제1항에 있어서, 상기 각 층의 페이퍼 웹이 언크레프드(uncreped) 스루-에어 건조된 페이퍼 웹인 페이퍼 제품.
  13. 제1항에 있어서, 상기 페이퍼 제품의 기본 중량이 제곱 미터 당 140 그램 미만인 페이퍼 제품.
  14. 제1항에 있어서, 상기 페이퍼 제품의 기본 중량이 제곱 미터 당 약 10 그램 내지 제곱 미터 당 약 70 그램의 범위인 페이퍼 제품.
  15. 제1항에 있어서, 상기 브리징 부가 상기 제1층 및 제2층 모두의 외부 표면내로 형성된 것인 페이퍼 제품.
  16. 제1항에 있어서, 상기 융기부 및 골부가 연속적인 열에 있는 것인 페이퍼 제품.
  17. 제1항에 있어서, 상기 브리징 부의 길이 대 깊이의 비는 약 1:1 이상 약150:1 이하인 것인 페이퍼 제품.
  18. 제1항에 있어서, 상기 브리징 부의 길이 대 깊이의 비는 약 5:1 이상 약 40:1 이하인 것인 페이퍼 제품.
  19. 제1항에 있어서, 상기 브리징 부가 2차원 사인곡선 패턴을 형성하는 것인 페이퍼 제품.
  20. 셀룰로오스계 섬유를 함유하는 퍼니쉬(furnish)를 작은 구멍이 있는 표면상에 배치시키고;
    상기 퍼니쉬로부터 융기부 및 골부를 정의하는 표면을 갖는 페이퍼 웹을 형성하고;
    하나 이상의 상기 페이퍼 웹의 표면내로 브리징부를 형성하도록 상기 페이퍼 웹을 엠보싱하고, 상기 브리징부는 상기 페이퍼 웹의 상기 표면에 의해 정의된 상기 융기부에 대해 약 0°내지 약 180°의 각도로 배치되며, 상기 페이퍼 웹의 상기 표면에 의해 정의된 두개 이상의 상기 융기부의 피크 사이에 연장되기에 충분한 길이를 가지며;
    상기 페이퍼 웹을 다층 페이퍼 제품의 하나 이상의 층으로 포함시켜 상기 페이퍼 웹의 상기 표면을 상기 하나 이상의 층의 외부 표면 상에 배치시키고, 상기 하나 이상의 층의 상기 외부 표면은 페이퍼 제품의 또다른 층의 외부 표면과 인접하게 배치시키고, 상기 또다른 층의 상기 외부 표면도 융기부 및 골부를 정의하며, 상기 브리징부는 상기 한 층의 상기 융기부 및 골부가 다른 층의 융기부 및 골부와 겹치는 것을 적어도 부분적으로 차단하여 네스팅을 방지하는 것인 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 브리징 부의 형성 전에 상기 페이퍼 웹을 건조시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 건조를 스루-에어(through-air) 드라이어를 사용하여 수행하는 방법.
  23. 제20항에 있어서, 상기 엠보싱은 소정의 패턴으로 엠보싱 부재를 갖는 롤을 이용하여 수행하고, 상기 브리징부는 상기 엠보싱 부재의 패턴에 대응되는 패턴을 갖는 것인 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 엠보싱 롤은 상기 페이퍼 웹에 선형 1인치 당 약 25 파운드 이상 선형 1인치 당 약 300 파운드이하의 압력을 가하는 것인 방법.
  25. 제20항에 있어서, 상기 브리징 부는 서로 이격된 열들로 배열된 것인 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 이격된 열들이 상기 하나 이상의 층의 상기 융기부에대해 약 45°의 각도로 배열된 것인 방법.
  27. 제20항에 있어서, 상기 브리징 부의 길이가 상기 브리징 부의 너비를 실질적으로 초과하는 것인 방법.
  28. 제20항에 있어서, 상기 브리징 부의 길이가 약 0.125 인치 내지 약 3 인치 인 것인 방법.
  29. 제20항에 있어서, 상기 브리징 부의 길이가 약 0.375 인치 내지 약 1.5 인치인 것인 방법.
  30. 제20항에 있어서, 상기 브리징 부의 길이 대 깊이의 비는 약 1:1 이상 약 150:1 이하인 것인 방법.
  31. 제20항에 있어서, 상기 브리징 부의 길이 대 깊이의 비는 약 5:1 이상 약 40:1 이하인 것인 방법.
  32. 제20항에 있어서, 상기 브리징 부는 상기 페이퍼 웹의 상기 표면에 의해 정의되는 상기 융기부에 대해 약 90°의 각도로 배치되는 것인 방법.
  33. 제20항에 있어서, 상기 페이퍼 제품의 층이 감겨진 롤을 형성하는 것인 방법.
  34. 제20항에 있어서, 상기 페이퍼 제품의 층이 개별적으로 쌓여진 것인 방법.
  35. 셀룰로오스계 섬유를 함유하는 퍼니쉬(furnish)를 작은 구멍이 있는 표면 상에 배치시키고;
    상기 퍼니쉬로부터 융기부 및 골부를 정의하는 표면을 갖는 페이퍼 웹을 형성하고;
    상기 페이퍼 웹을 건조시키고;
    상기 페이퍼 웹의 상기 표면내로 브리징부를 형성하도록 상기 건조된 페이퍼 웹을 소정의 패턴으로 엠보싱 부재를 갖는 롤을 이용하여 엠보싱시키고, 상기 브리징 부는 상기 엠보싱 부재의 상기 패턴에 대응되는 패턴을 가지며, 상기 브리징 부는 상기 표면에 의해 정의되는 상기 융기부에 대해 약 90°의 각도로 배치되고, 상기 표면에 의해 정의되는 상기 두 개 이상의 융기부의 피크 사이에서 연장되기에 충분한 길이를 가지며;
    다층 롤을 형성하도록 상기 페이퍼 웹을 감아서 상기 페이퍼 웹이 롤의 하나 이상의 층의 외부 표면 상에 배치시키고, 상기 하나 이상의 층의 상기 외부 표면은 롤의 또다른 층의 외부 표면과 인접하게 배치시키고, 상기 또다른 층의 상기 외부 표면도 융기부 및 골부를 정의하며, 상기 브리징부는 상기 한 층의 상기 융기부 및골부가 다른 층의 융기부 및 골부와 겹치는 것을 적어도 부분적으로 차단하여 네스팅을 방지하는 것인 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 브리징 부의 길이는 상기 브리징 부의 너비를 실질적으로 초과하는 것인 방법.
  37. 제35항에 있어서, 상기 건조는 스루-에어 드라이어에 의해 수행되는 것인 방법.
KR1020047007167A 2001-11-27 2002-09-09 페이퍼 제품 내 네스팅을 감소시키는 방법 및 그로부터제조된 페이퍼 제품 KR100912980B1 (ko)

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US09/995,416 2001-11-27
US09/995,416 US7235156B2 (en) 2001-11-27 2001-11-27 Method for reducing nesting in paper products and paper products formed therefrom
PCT/US2002/028757 WO2003045681A1 (en) 2001-11-27 2002-09-09 Method for reducing nesting in paper products and paper products formed therefrom

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KR100912980B1 KR100912980B1 (ko) 2009-08-20

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