KR20050086530A - 큰 비체적, 부드러움, 및 견고성을 갖는 롤형 티슈 제품 - Google Patents

큰 비체적, 부드러움, 및 견고성을 갖는 롤형 티슈 제품 Download PDF

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클레이톤 씨. 트로엑셀
타미 엘. 바움
샤론 에스. 창
제임스 레오 배고트
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Abstract

바람직한 롤 견고성 특징 및 부드러움 특성을 갖는 나선형으로 권취된 종이 제품이 개시된다. 롤형 제품은 다양한 공정에 따라 형성된 1겹 티슈 웨브로부터 만들어질 수 있다. 티슈 웨브는 형성되면, 웨브의 모서리 보풀률을 증가시키고 권취되었을 때 웨브의 비체적을 보존하는 전단 캘린더링 장치를 거친다.

Description

큰 비체적, 부드러움, 및 견고성을 갖는 롤형 티슈 제품 {Rolled Tissue Products Having High Bulk, Softness and Firmness}
본 발명은 2002년 11월 27일자로 출원된 미국 특허 출원 제10/305,784호의 연속 출원이다.
화장실용 티슈와 같은 티슈 제품의 제조에서, 계획된 목적에 적합한 적절히 혼합된 속성들을 갖는 최종 제품을 제공하기 위해 매우 다양한 제품 특징에 주의가 기울여져야 한다. 티슈의 부드러움을 개선하는 것은 티슈 제조에서 특히 고급 제품에 대한 계속된 목적이다. 그러나, 부드러움은 두께, 평활성, 및 보풀률을 포함한 많은 인자를 포함하는 티슈의 감지되는 특성이다.
전통적으로, 티슈 제품은 상당량의 물이 최종 건조 이전에 웨브를 가압함으로써 습식 웨브로부터 제거되는 습식 가압 공정을 사용하여 만들어졌다. 일 실시예에서, 예를 들어, 웨브는 흡수성 제지 펠트에 의해 지지되면서, 웨브가 최종 건조를 위해 양키(Yankee) 건조기의 표면으로 전달될 때 가압 롤을 사용하여 펠트와 회전 가열식 실린더(양키 건조기)의 표면 사이에서 압착된다. 건조된 웨브는 그 후에 공정의 습식 가압 스테이지 중에 이전에 형성된 결합의 많은 부분을 파단시킴으로써 건조된 웨브를 부분적으로 분리시키는 역할을 하는 닥터 블레이드에 의해 양키 건조기로부터 제거된다 (크레핑(creping)). 크레핑은 통상 강도 손실의 비용에도 불구하고, 웨브의 부드러움을 개선시킨다.
최근에, 완전 건조가 티슈 웨브를 건조시키는 수단으로서 인기를 얻었다. 완전 건조는 웨브가 건조될 때까지 고온 공기를 웨브에 통과시킴으로써 웨브로부터 물을 제거하는 비교적 비압축적인 방법을 제공한다. 특히, 습윤 웨브가 성형 직물로부터 조질의 투과성이 높은 완전 건조 직물로 전달되어, 적어도 거의 완전히 건조될 때까지 완전 건조 직물 상에 보유된다. 결과적으로 건조된 웨브는 습식 가압된 시트보다 더 부드러우며 비체적이 더 크고, 이는 제지 결합이 거의 형성되지 않고 웨브가 덜 조밀하기 때문이다. 습윤 웨브로부터 물을 압착하는 것은 생략되지만, 이후에 크레핑을 위한 웨브의 양키 건조기로의 전달은 여전히 결과적인 티슈를 최종 건조 및/또는 연화시키는데 자주 사용된다.
더욱 최근에, 상당한 진보가 본원에서 전체적으로 참조된 미국 특허 제5,607,551호, 제5,772,845호, 제5,656,132호, 제5,932,068호, 및 제6,171,442호에 개시된 바와 같이 높은 비체적의 시트에 대해 이루어졌다. 이러한 특허는 양키 건조기를 사용하지 않고서 만들어진 부드러운 완전 건조 티슈를 개시한다. 전형적인 양키 기능인 기계 방향 및 횡단 기계 방향 신장성의 형성은 각각 습윤 단부 주행 전달 및 완전 건조 직물 설계에 의해 대체된다.
그러나, 티슈 제품이 롤형 제품으로 형성될 때, 기부 시트는 권취 및 변환 중에 시트 상에 가해지는 압축력으로 인해 상당량의 비체적을 손실하는 경향이 있다. 이와 같이, 롤로 나선형으로 권취될 때 부드러움 및 비체적을 갖는 티슈 제품을 제작하기 위한 공정에 대한 요구가 현재 존재한다. 특히, 제품이 사용자가 바라는 견고성을 갖는 롤을 제작하기 위해 장력 하에서 권취되더라도, 상당량의 롤 비체적 및 시트 부드러움을 유지할 수 있는 나선형으로 권취된 제품에 대한 요구가 존재한다.
정의
본 발명에서 설명되는 티슈 제품은 화장실용 티슈, 미용 티슈, 종이 타월, 산업용 와이어, 키친 타월, 냅킨, 의료용 패드, 및 다른 유사한 제품과 같은 기부 웨브로부터 만들어지는 종이 제품을 포함하는 것을 의미한다.
롤 비체적은 권취된 롤에 대해 종이의 질량에 의해 나누어진 종이의 체적이다. 롤 비체적은 π(3.142)를 평방 센티미터(cm2)인 롤 직경 제곱과 평방 센티미터(cm2)인 외측 코어 직경 제곱의 차이를 계산함으로써 얻어진 양으로 곱하고, 이를 4로 나누어 cm인 시트 길이의 양으로 나누고, 시트 카운트로 곱하여 평방 센티미터(cm2)당 그램인 시트의 완전 건조 평량에 의해 곱하여 계산된다.
롤 비체적(cc/g) = 3.142 × (롤 직경 제곱(cm2) - 외측 코어 직경 제곱(cm2))/(4 × 시트 길이(cm) × 시트 카운트 × 평량(g/cm2))이거나, 롤 비체적(cc/g) = 0.785 × (롤 직경 제곱(cm2) - 외측 코어 직경 제곱(cm2))/(시트 길이(cm) × 시트 카운트 × 평량(g/cm2))이다.
본 발명의 다양한 롤형 제품에 대해, 롤 상의 시트의 비체적은 그램당 약 11.5 입방 센티미터 이상, 양호하게는 그램당 약 12 입방 센티미터 이상, 더욱 양호하게는 그램당 약 13 입방 센티미터 이상, 훨씬 더 양호하게는 그램당 약 14 입방 센티미터 이상일 수 있다.
기하학적 평균 인장 강도(GMT)는 웨브의 기계 방향 인장 강도와 횡단 기계 방향 인장 강도의 곱의 제곱근이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 인장 강도는 당업자에게 명백한 인장 강도를 말한다. 기하학적 인장 강도는 시험 전에 4시간 동안 TAPPI 조건 하에서 샘플을 유지한 후에 3 인치 샘플 폭, 2 인치 조오(jaw) 스팬, 및 분당 10 인치의 크로스헤드 속도를 사용하여 엠티에스 시너지(MTS Synergy) 인장 시험기를 사용하여 측정된다. 50 뉴턴 최대 부하 셀이 인장 시험 기기에서 이용된다.
커샤우(Kershaw) 시험은 롤 견고성을 결정하기 위해 사용되는 시험이다. 커샤우 시험은 본원에서 전체적으로 참조된 아커 등에게 허여된 미국 특허 제6,077,590호에 상세하게 설명되어 있다. 도4는 롤 견고성을 결정하기 위해 사용되는 장치를 도시한다. 장치는 뉴저지주 스웨데스보로 소재의 커샤우 인스트루멘테이션, 인크.(Kershaw Instrumentation, Inc.)로부터 구입 가능하며, 모델 RDT02002 롤 덴시티 테스터(Roll Density Tester)로서 알려져 있다. 스핀들(202) 상에 지지되어 측정되는 타월 또는 화장실용 티슈 롤(200)이 도시되어 있다. 시험이 시작되면, 횡방향 테이블(204)이 롤을 향해 이동하기 시작한다. 감지 탐침(206)이 횡방향 테이블에 장착되어 있다. 횡방향 테이블의 이동은 감지 탐침이 타월 또는 화장실용 티슈 롤과 접촉하게 만든다. 감지 탐침이 롤과 접촉하면, 부하 셀 상에 가해지는 힘은 6 그램의 낮은 설정점을 초과할 것이고, 변위 표시는 0이 되어 탐침의 침투를 표시하기 시작할 것이다. 감지 탐침 상에 가해지는 힘이 687 그램의 높은 설정점을 초과할 때, 값이 기록된다. 값이 기록된 후에, 횡방향 테이블은 정지하여 시작 위치로 복귀할 것이다. 변위 표시는 변위/침투를 밀리미터로 표시한다. 시험기는 이러한 판독 값을 기록할 것이다. 다음으로, 시험기는 티슈 또는 타월 롤(90)을 스핀들 상에서 90° 회전시켜서 시험을 반복할 것이다. 롤 견고성 값은 두 개의 판독 값의 평균이다. 시험은 73.4±1.8℉ 및 50±2% 상대 습도의 제어된 환경에서 수행되어야 한다. 시험되는 롤은 적어도 시험 4시간 전에 이러한 환경으로 도입되어야 한다.
모서리 보풀률 시험은 부드러움을 결정하는 화상 분석 시험이다. 화상 분석 데이터는 하나의 고정구로 만들어진 두 개의 유리판으로부터 취해진다. 각각의 판은 모서리 위에 접힌 샘플을 가지며 샘플은 CD 방향으로 접혀서 유리판 위에 위치된다. 모서리는 1/16" 두께로 경사져 있다.
도5를 참조하면, 모서리 보풀률 시험을 수행하는데 사용될 수 있는 고정구의 일 실시예가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 구정구는 제1 유리판(300) 및 제2 유리판(302)을 포함한다. 각각의 유리판은 ¼ 인치의 두께를 갖는다. 더욱이, 유리판(300)은 경사진 모서리(304)를 포함하고, 유리판(302)은 경사진 모서리(306)를 포함한다. 각각의 경사진 모서리는 1/16 인치의 두께를 갖는다. 이러한 실시예에서, 유리판들은 한 쌍의 U형상 브래킷(308, 310)에 의해 제 위치에 유지된다. 브래킷(308, 310)은 예를 들어 ¾ 인치의 마무리된 합판으로부터 만들어질 수 있다.
시험 중에, 샘플은 경사진 모서리(304, 306) 위에 위치된다. 그 다음 접힌 모서리의 다중 화상이 312에 도시된 바와 같이 모서리를 따라 취해진다. 30개의 시계가 각각의 접힌 모서리 상에서 조사되어 총 60개의 시계를 제공한다. 각각의 시계는 돌출된 섬유의 제거 전후에 측정된 "PR/EL"을 갖는다. "PR/EL"은 각각의 시계 내에서 조사된 모서리 길이당 주연 길이이다. 도6은 이루어진 측정을 도시한다. 도시된 바와 같이, "PR"은 돌출한 섬유 둘레의 주연 길이이고, "EL"은 측정된 샘플의 길이이다. PR/EL값들은 평균화되어 출력 페이지로서 막대 그래프로 정리된다. 이러한 분석이 완료되고, 데이터는 일리노이주 디어필드 소재의 라이카 코프.(Leica Corp.)로부터 구입한 QUANTIMET 970 화상 분석 시스템을 사용하여 얻어진다. 이러한 작업을 수행하기 위한 QUIPS 루틴인 FUZZ10은 다음과 같다.
Cambridge Instruments QUANTIMET 970 QUIPS/MX: VO8.02 USER:
ROUTINE: FUZZ10 DATE: 8-MAY-81 RUN: 0 SPECIMEN:
NAME = FUZZB
DOSE = PR/EL ON TISSUES;GETS HISTOGRAM
AUTH = B.E. KRESSNER
DATE = 10 DEC 97
COND = MACROVIEWR; DCI 12×12; FOLLIES PINK FILTER; 3×3 MASK 60
MM MICRO-NIKKO, F/4; 20 MM EXTENSION TUBES; 2 PLATE
(GLASS) FIXTURE MICRO-NIKKOR AT FULL EXTENSION FOR
MAX MAG!
ROTATE CAM 90 deg SO THAT IMAGE ON RIGHT SIDE!
ALLOWS TYPICAL PHOTO
Enter specimen identity
Scanner (No. 1 Chalnicon LV= 0.00 SENS= 2.36 PAUSE)
Load Shading Corrector (pattern - FUZZ7)
Calibrate User Specified (Cal Value - 9.709 microns per pixel)
SUBRTN STANDARD
TOTPREL: = 0.
TOTFIELDS: = 0.
PHOTO: = 0.
MEAN: = 0.
If PHOTO = 1, then
Pause MESSAGE
WANT TYPICAL PHOTO (1 = YES; 0 = NO)?
Input PHOTO
Endif
If PHOTO = 1, then
Pause MESSAGE
INPUT MEAN VALUE FOR PR/EL
Input MEAN
Endif
For SAMPLE = 1to 2
If SAMPLE = 1, then
STADEX: = 36,000.
STAGEY: = 144,000.
Stage Move(STAGEX, STAGEY)
Pause Message
please position fixture
Pause
STAGEX: = 120,000.
STAGEY: = 144,000.
Stage Move(STAGEX, STAGEY)
Pause Message
please focus
Detect 2D (Darker than 54, Delin PAUSE)
STAGEX: = 36,000.
STAGEY: = 144,000.
Endif
If SAMPLE = 2, then
SATGEX: = 120,000.
STAGEY: = 44,000.
Stage Move (STAGEX, STAGEY)
Pause Message
please focus
Detect 2D (Darker than 54, Delin)
STAGEX: = 36,000.
STAGEY: = 44,000.
Endif
Stage Move (STAGEX, STAGEY)
Stage Scan (X Y)
scan origin STAGEX STAGEY
field size 6,410.0 78,000.0
no of fields 30 1)
For FIELD
If TOTFIELDS = 30, then
Scanner (No. 1 Chalnicon AUTO-SENSITIVITY LV= 0.01)
Endif
Live Frame is Standard Image Frame
Image Frame is Rectangle (X: 26, Y: 37, W: 823, H: 627)
Scanner(No. 1 Chalnicon AUTO-SENSITIVITY LV= 0.01)
Image Frame is Rectangle (X: 48, Y: 37, W: 803, H: 627)
Detect 2D (Darker than 54, Delin)
Amend (OPEN by 0)
Measure field - Parameters into array FIELD
BEFORPERI: = FIELD PERIMETER
Amend (OPEN by 10)
Measure field - Parameters into array FIELD
AFTPERIM: = FIELD PERIMETER
PROVEREL: = ((BEFORPERI - AFTPERIM)/(I.FRAME.H * CAL.CONST))
TOTPREL: = TOTPREL + PROVEREL
TOTFIELDS: = TOTFIELDS + 1.
If PHOTO = 1, then
If PROVEREL > (0.95000 * MEAN) then
If PROVEREL < (1.0500 * MEAN) then
Scanner (No. 1 Chalnicon AUTO-SENSITIVITY LV= 0.01 PAUSE)
Detect 2D (Darker than 53 and Lighter than 10, Delin PAUSE)
Endif
Endif
Endif
Distribute COUNT vs proverel (Units MM/MM)
into GRAPH from 0.00 to 5.00 into 20 bins, differential
Stage Step
Next FIELD
nEXT
Print " "
Print "AVE PR-OVER-EL (UM/UM) =", TOTPREL / TOTFIELDS
Print " "
Print "TOTAL NUMBER OF FIELDS =", TOTFIELDS
Print " "
Print "FIELD HEIGHT (MM) =", I.FRAME.H * CAL.CONST / 1000
Print " "
Print " "
Print Distribution (GRAPH, differential, bar chart, scale = 0.00)
For LOOPCOUNT = 1 to 26
Print " "
Next
END OF PROGRAM
제지 섬유는 본원에서 사용되는 바와 같이, 모든 공지된 셀룰로오스 섬유 또는 셀룰로오스 섬유를 포함하는 섬유 혼합물을 포함한다. 본 발명의 웨브를 만들기에 적합한 섬유는 목화, 삼, 양마(kenaf), 사바이(sabai) 풀, 아마, 에스파르토(esparto) 풀, 짚, 황마, 사탕수수, 밀크위드(milkweed) 화주 섬유, 및 파인애플 잎 섬유와 같은 비목재 섬유와, 남방 및 북방 연재 크라프트 섬유와 같은 연재 섬유와 유칼립투스, 단풍나무, 자작나무, 및 미루나무와 같은 경재 섬유를 포함하는 낙엽수 및 침엽수 나무로부터 얻어지는 것과 같은 목재 섬유를 포함하지만 그에 제한되지 않는 임의의 천연 또는 합성 셀룰로오스 섬유를 포함한다. 목재 섬유는 고수율 또는 저수율 형태로 준비될 수 있고, 크라프트, 아황산염, 고수율 펄프화 방법 및 다른 공지된 펄프화 방법을 포함하는 임의의 공지된 방법으로 펄프화될 수 있다. 1988년 12월 27일자로 라마넨 등에게 허여된 미국 특허 제4,793,898호, 1986년 6월 10일자로 창 등에게 허여된 미국 특허 제4,594,130호, 및 미국 특허 제3,585,104호에 개시된 섬유 및 방법을 포함한 유기 용제 펄프화 방법으로부터 준비된 섬유 또한 사용될 수 있다. 유용한 섬유는 1997년 1월 21일자로 고돈 등에게 허여된 미국 특허 제5,595,628호에 의해 예시된 안쓰라퀴논 펄프화에 의해 제작될 수도 있다. 건조 중량의 50%까지 또는 건조 중량의 약 5% 내지 약 30%의 섬유의 부분은 레이온, 폴리올레핀 섬유, 폴리에스터 섬유, 2성분 외피-코어 섬유, 다성분 결합제 섬유 등과 같은 합성 섬유일 수 있다. 예시적인 폴리에틸렌 섬유는 허큘레스, 인크.(Hercules, Inc.; 델라웨어주 윌밍톤)로부터 구입 가능한 Pulpex®이다. 임의의 공지된 표백 방법이 사용될 수 있다. 합성 셀룰로오스 섬유 유형은 모든 종류의 레이온과 비스코스 또는 화학적으로 변형된 셀룰로오스로부터 유도된 다른 섬유를 포함한다. 머서 가공된(mercerized) 펄프, 화학적으로 강화되거나 가교 결합된 섬유, 또는 술폰화된 섬유와 같은 화학적으로 처리된 천연 셀룰로오스 섬유가 사용될 수 있다. 제지 섬유를 사용하는데 있어서 양호한 기계적 특성을 위해, 섬유가 상대적으로 손상되지 않고 대부분 비정제되거나 단지 약간 정제되는 것이 바람직할 수 있다. 재활용 섬유가 사용될 수 있지만, 미사용 섬유가 통상 그의 기계적 특성에 대해 유용하며 오염이 없다. 머서 가공된 섬유, 재생 셀룰로오스 섬유, 미생물에 의해 생성된 셀룰로오스, 레이온, 및 다른 셀룰로오스 재료 또는 셀룰로오스 유도체가 사용될 수 있다. 적합한 제지 섬유는 또한 재활용 섬유, 미사용 섬유, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 높은 비체적 및 양호한 압축 특성이 가능한 특정 실시예에서, 섬유는 적어도 200, 특히 적어도 300, 특히 적어도 400, 가장 특별하게는 적어도 500의 캐나다 표준 자유도(Canadian Standard Freeness)를 가질 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 다른 제지 섬유는 파쇄 종이 또는 재활용 섬유 및 고수율 섬유를 포함한다. 고수율 펄프 섬유는 약 65% 이상, 특히 약 75% 이상, 특히 약 75% 내지 약 95%의 수율을 제공하는 펄프화 공정에 의해 제작되는 제지 섬유이다. 수율은 초기 목재 질량의 백분율로서 표현되는 처리된 섬유의 결과량이다. 그러한 펄프화 공정은 표백 화학, 열, 기계적 펄프(BCTMP), 화학, 열 기계적 펄프(CTMP), 압력/압력 열 기계적 펄프(PTMP), 열 기계적 펄프(TMP), 열 기계적 화학적 펄프(TMCP), 고수율 아황산 펄프, 및 고수율 크라프트 펄프를 포함하고, 이들은 모두 높은 수준의 리그닌을 갖는 최종 섬유를 남긴다. 고수율 섬유는 건조 및 습윤 상태에서 전형적인 화학적으로 펄프화된 섬유에 대한 그의 강도로 잘 알려져 있다.
기계 방향 기울기(A) 또는 횡단 기계 방향 기울기(A)는 시트 강성의 측정이며 탄성 계수로도 불린다. 기계 방향 또는 횡단 기계 방향으로의 샘플의 기울기는 인장 시험(상기 기하학적 평균 인장 강도 정의 참조)의 시험 중에 이루어진 시트의 응력-변형 곡선의 기울기의 측정이고, 그램 단위의 힘으로 표현된다. 특히, 기울기(A)는 70 그램의 힘과 150 그램의 힘의 응력 값들 사이에서 데이터의 최소 자승법으로서 취해진다. 기하학적 평균 기울기(A)는 그 다음 MD 기울기(A)를 CD 기울기(A)와 곱하여 도출된 양의 제곱근이다.
기계 방향 마찰 계수 및 횡단 기계 방향 마찰 계수는 가와바따 평가 시스템(Kawabata Evaluation System; KES)의 시험 기기 KES 모델 FB-4-S를 사용하여 얻어진다. KES 기기는 일본 6701-8447 도꾜도 미나또구 니시꾸로 가라또초 26 소재의 가또 테크 코, 엘티디.(Kato Tech Co, Ltd.)로부터 구입 가능하다.
샘플은 시편 트레이 상에 위치되고, 유지 프레임이 시편 위에 위치된다. 기계 방향 측정이 먼저 이루어진다. (MIU로 보고되는) 마찰 계수를 측정하는 것과 (SMD로 보고되는) 표면 조도를 측정하는 것의 두 개의 탐침이 샘플 상에 위치된다. 표면 조도 측정을 위한 탐침은 0.5 mm 직경의 강철 와이어로 만들어진다. 마찰 계수는 직경이 각각 0.5 mm인 강철 와이어의 10개의 조각을 갖는 탐침을 사용하여 측정되고, 사람의 손가락을 자극하도록 설계된다. 샘플은 0.1 cm/sec의 일정한 속도로 두 개의 탐침 아래에서 전방 및 후방으로 이동된다. 측정은 표면의 2 cm 위에서 이루어진다. 탐침의 거리 또는 변위가 전위차계에 의해 검출된다. 마찰 계수 탐침은 힘 트랜스듀서에 의해 검출된다. 표면 조도 탐침의 수직 이동은 트랜스듀서에 의해 검출된다. 샘플(L, cm)의 변위(거리) 대 마찰 계수(MIU, 단위 없음) 및 표면 조도(SMD, ㎛)가 플로팅된다. 그 다음 샘플은 90° 회전되고 다시 시험되어 횡단 기계 방향 측정을 제공한다. 다음의 설정이 사용되었다.
마찰 감도 = 2x5
조도 감도 = 2x5
정하중 = 25g
상기 설정에 의해, 기기로부터의 원수치가 그 다음 0.2에 의해 곱해져서 최종 마찰 계수 결과를 산출한다.
가와바따 굽힘 강성이 가또 테크 컴퍼니로부터 구입 가능한 KES 모델 FB-2를 사용하여 측정되었다. 굽힘을 측정하기 위해, 샘플은 두 개의 척 사이에서 직립 위치로 클램핑되고, 0.4 mm의 중심 조정판이 사용된다 (조정판의 크기는 샘플 두께에 따른다). 척들 중 하나는 고정되어 있고, 다른 하나는 2.5 cm-1 내지 -2.5 cm-1 사이의 곡률로 회전한다.
가동 척은 0.1 cm-1/sec의 속도로 이동한다. 재료를 굽히기 위해 취한 모멘트량(gf·cm/cm) 대 곡률이 플로팅된다. 시험되는 모든 재료에 대해, 다음의 기기 설정이 사용되었다.
측정 모드 = 1회 사이클
감도 = 2x1
K 스팬 제어 = SET
곡률 = +/- 2.5 cm-1
KES 시스템 알고리즘은 다음의 굽힘 특징 값을 계산한다.
B = 굽힘 강성(gf × cm2/cm)
2HB = 굽힘 이력(gf × cm/cm)
MD 및 CD 굽힘 강성이 각각의 샘플에 대해 시험되었고, 평균 굽힘 강성이 MD 및 CD 측정의 대수 평균을 취함으로써 계산되었다. 평균 굽힘 강성은 본원에서 "가와바따 굽힘 강성"으로 불린다.
강성/GM A 기울기는 기하학적 평균(GM) 기울기(A)에 의해 나누어진 가와바따 굽힘 강성이다.
압축 선형성은 가또 테크 컴퍼니로부터 구입 가능한 가와바따 평가 시스템 KES 모델 FB-3를 사용하여 측정된다.
기기는 두 개의 플런저들 사이에서 샘플을 압축시킴으로써 재료의 압축 특성을 측정하도록 설계되어 있다. 압축 특성을 측정하기 위해, 상부 플런저는 최대 설정력에 도달할 때까지 일정한 속도로 샘플 상으로 아래로 이동된다. 플런저의 변위가 전위차계에 의해 검출된다. 샘플을 압축하기 위해 가해진 압력량(P, gf/cm2) 대 재료의 두께(변위; T, mm)가 컴퓨터 스크린 상에 플로팅된다. 본 연구에서 모든 재료에 대해, 다음의 기기 설정이 사용되었다.
감도 = 2x5
기어(속도) = 1 mm/50 sec
Fm 설정 = 5.0
스트로크 선택 = 최대 5 mm
압축 면적 = 2 cm2
시간 지연 = 표준
최대 압축력 = 50 gf
KES 알고리즘은 다음의 압축 특징 값을 계산하여 이를 컴퓨터 스크린 상에 표시한다.
압축 선형성(LC).
압축 에너지(WC).
압축 탄성(RC).
0.5 gf/cm2의 최소 압력에서 측정된 두께 값(TO).
50 gf/cm2의 최대 압축력에서 측정된 두께 값(TM).
다음의 공식이 압축비(EMC)를 계산하는데 사용되었다.
EMC % = (TO - TM)/TO × 100
5회의 측정이 각각의 샘플에 대해 이루어졌다.
압축 선형성 값이 예에 보고되어 있다.
도1은 본 발명에서 사용되는, 종이 웨브를 만들기 위한 공정의 일 실시예의 단면도이다.
도2는 본 발명의 전단 캘린더링 장치의 일 실시예의 측면도이다.
도3은 본 발명에 따라 만들어진 전단 캘린더링 장치의 다른 실시예의 측면도이다.
도4는 롤 견고성을 결정하기 위한 장치의 사시도이다.
도5는 본원에서 설명된 모서리 보풀률 시험을 수행하는데 사용되는 고정구의 사시도이다.
도6은 모서리 보풀률 시험 중에 이루어지는 측정을 도시하는 선도이다.
도7은 본 발명에 따른 다겹 티슈 제품을 형성하기 위한 공정의 일 실시예의 측면도이다.
본 발명은 양호한 시트 부드러움 및 강도 특징을 유지하면서, 소비자가 원하는 롤 비체적 및 견고성 값을 갖는 티슈 제품과 같은 나선형으로 권취된 종이 제품의 제작에 관한 것이다. 본 발명은 또한 전단 캘린더링 장치 및 장치를 사용하기 위한 공정에 관한 것이다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따라 만들어진 티슈 제품은 다양한 신규한 특징을 지닌다.
일 실시예에서, 예를 들어, 본 발명은 롤로 나선형으로 권취된 1겹 티슈 웨브로부터 만들어진 롤형 티슈 제품에 관한 것이다. 권취된 롤은 약 7.8 mm 미만, 특히 약 7.6 mm 미만, 특히 약 7.0 mm 미만의 커샤우 롤 견고성을 갖는다. 일 실시예에서, 예를 들어, 권취된 롤은 약 7.0 mm 내지 약 7.8 mm, 특히 약 7.2 mm 내지 약 7.5 mm의 커샤우 롤 견고성을 가질 수 있다.
권취된 후에, 티슈 웨브의 롤은 약 10.0 cc/g, 특히 약 11 cc/g, 특히 약 12 cc/g, 특히 약 13 cc/g을 초과하는 롤 비체적을 갖는다. 더욱이, 1겹 티슈 웨브는 웨브의 적어도 일 측면에서 약 1.7 mm/mm, 특히 약 2.0 mm/mm, 특히 약 3.0 mm/mm를 초과하는 모서리 보풀률을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 티슈 웨브의 적어도 일 측면 상의 모서리 보풀률은 약 3.5 mm/mm를 초과할 수 있다.
상기 부드러움 특성 이외에, 티슈 웨브는 또한 약 600 g/3" 초과와 같이, 약 550 g/3"를 초과하는 기하학적 평균 인장 강도를 유지할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에서, 티슈 웨브는 약 700 g/3" 초과, 특히 약 750 g/3"를 초과하는 기하학적 평균 인장 강도를 가질 수 있다.
본 발명에 따라 만들어진 기부 웨브는 또한 최고 모서리 보풀률을 갖는 웨브의 측면 상에서 시험될 때, 약 0.32를 초과하는 기계 방향 또는 횡단 기계 방향으로의 마찰 계수를 가질 수 있다. 기부 웨브의 굽힘 강성/GM 기울기(A)는 약 0.006 미만일 수 있고, 기부 웨브는 약 0.50 미만의 압축 선형성을 가질 수 있다.
1겹 티슈 제품의 평량은 제작되는 제품에 따라 변할 수 있다. 그러나, 대부분의 용도에 대해, 평량은 약 30 gsm 초과와 같이, 25 gsm을 초과한다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에서, 평량은 약 34 gsm 초과와 같이, 약 32 gsm을 초과할 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명은 롤로 나선형으로 권취된 다겹 티슈로부터 만들어진 롤형 티슈 제품에 관한 것이다. 티슈는 예를 들어 2겹, 3겹, 또는 그 이상의 겹을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 권취된 롤은 8.5 mm 미만, 8.0 mm 미만, 7.5 mm 미만, 그리고 몇몇 실시예에서는 약 7.0 mm 미만과 같이, 약 9.0 mm 미만의 커샤우 롤 견고성을 가질 수 있다. 예를 들어, 커샤우 롤 견고성은 약 6.0 mm 내지 약 9.0 mm의 범위일 수 있다.
권취된 후에, 티슈의 다겹 롤은 약 9.5 cc/g 초과, 약 10.0 cc/g 초과, 약 10.5 cc/g 초과, 약 11.0 cc/g 초과, 약 12.0 cc/g 초과, 그리고 일 실시예에서 약 13.0 cc/g 초과와 같이, 약 9 cc/g을 초과하는 롤 비체적을 가질 수 있다. 다겹 티슈는 약 2.0 mm/mm를 초과하는 모서리 보풀률을 갖는 외부 표면을 가질 수 있다. 예를 들어, 다겹 티슈의 적어도 하나의 외부 표면의 모서리 보풀률은 약 2.4 mm/mm 초과 및 약 2.6 mm/mm 초과와 같이, 약 2.2 mm/mm를 초과할 수 있다. 다겹 티슈가 어떻게 구성되었는지에 따라, 일 실시예에서, 티슈의 양쪽 외부 측면은 전술한 바와 같은 모서리 보풀률을 가질 수 있다.
다겹 티슈는 약 40 gsm 초과, 약 45 gsm 초과, 또는 약 50 gsm 초과와 같이, 약 35 gsm을 초과하는 완전 건조 평량을 가질 수 있다. 평량은 예를 들어 약 35 gsm의 완전 건조로부터 약 120 gsm의 완전 건조까지 변할 수 있다. 다겹 티슈의 기하학적 평균 인장 강도는 약 550 g/3" 초과, 약 600 g/3" 초과, 약 650 g/3" 초과, 그리고 몇몇 실시예에서 약 700 g/3" 초과와 같이, 500 g/3"를 초과할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 특징을 갖는 티슈 제품을 제작하기 위해, 제품은 전단 캘린더링 장치를 통합하는 전단 캘린더링 공정을 통해 공급된다. 이러한 실시예에서, 티슈 웨브는 먼저 펄프 섬유를 함유하여 형성된다. 티슈 웨브는 그 다음 회전 롤의 외측 표면과 대향 이동 표면 사이에 형성된 닙을 통해 이송된다. 회전 롤의 외측 표면과 대향 표면은 서로 접촉하여 티슈 웨브의 두께 미만의 높이를 갖는 갭을 형성할 수 있다. 롤의 외측 표면과 대향 표면은 닙 내에서 다른 속도로 이동한다. 이러한 방식으로, 닙은 티슈 웨브를 캘린더링할 뿐만 아니라 동시에 웨브가 웨브의 모서리 보풀률을 증가시키기에 충분한 증가된 전단력을 받게 한다. 전술한 바와 같이 전단 캘린더링 장치를 통해 공급되면, 웨브는 그 다음 충분한 장력 하에서 권취되어 원하는 견고성을 갖는 롤형 제품을 생성할 수 있다.
다른 실시예에서, 전단 캘린더링 장치를 빠져 나온 웨브는 다겹 티슈 제품을 제작하기 위해 하나 이상의 다른 웨브에 부착될 수 있다. 다른 웨브는 전단 캘린더링 장치를 통해 공급될 수도 있거나 다른 상이한 공정에 따라 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명의 공정에 사용되는 전단 캘린더링 장치는 서로 대향하여 위치된 두 개의 회전 롤을 포함한다. 그러나, 다른 실시예에서, 회전 롤이 이동 벨트에 대향하여 위치될 수 있다.
본 발명의 전단 캘린더링 장치에서 사용되는 회전 롤의 외부 표면은 금속 또는 폴리우레탄과 같은 중합체로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제1 회전 롤은 금속 표면을 가질 수 있고, 대향 롤은 압축 가능한 표면을 가질 수 있다. 선택적으로, 롤은 모두 중합체 재료로부터 만들어진 압축 가능한 표면을 구비하여 만들어질 수 있다. 유사하게, 전단 캘린더링 장치가 벨트를 포함하면, 벨트도 금속 또는 중합체 재료로부터 만들어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 전단 캘린더링 장치의 닙을 형성하는 두 개의 대향 표면들은 다른 속도로 이동한다. 예를 들어, 두 개의 대향 표면들은 약 5% 내지 약 100% 사이의 속도 차이, 특히 약 5% 내지 약 40% 사이의 속도 차이, 특히 약 15% 내지 약 25% 사이의 속도 차이로 이동할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 속도 차이는 라인 속도와 라인 속도로 나누어진 라인 속도로 주행하지 않는 벨트 또는 롤의 속도 사이의 백분율로서 표현되며, 롤 또는 벨트 중 어느 것이 더 큰 속도로 주행하는지에 관계없는 양수로서 표현되는 속도의 차이이다.
티슈 웨브가 그를 통해 공급되는 닙은 폐쇄된 닙일 수 있거나 갭을 포함할 수 있다. 예를 들어, 닙은 장치를 통해 공급되는 웨브의 두께의 약 2% 내지 약 25%인 갭을 가질 수 있다. 갭이 폐쇄되면, 닙은 두 개의 대향 롤들 사이의 닙 부하력으로 제어된다.
본 발명의 다른 특징 및 태양이 아래에서 상세하게 설명된다.
당업자에게 가장 양호한 모드를 포함하는 본 발명의 완전하고 가능한 개시 내용이 첨부된 도면을 참조하는 명세서에서 더욱 구체적으로 설명된다.
본 명세서 및 도면에서의 도면 부호의 반복적인 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징 또는 요소를 나타내기 위한 것이다.
본 설명은 단지 예시적인 실시예의 설명이고, 예시적인 구성에서 실시되는 본 발명의 더 넓은 태양을 제한하려는 것이 아니라는 것을 당업자는 이해해야 한다.
통상, 본 발명은 나선형으로 권취된 1겹 또는 다겹 티슈 제품을 제작하기 위한 공정에 관한 것이다. 본 발명의 공정을 통해, 나선형으로 권취된 제품은 종래 기술 구성에 대한 다양한 개선을 나타내는 특성들의 고유한 조합을 갖는다. 예를 들어, 본 발명에 따라 만들어진 1겹의 나선형으로 권취된 제품은 다겹으로부터 만들어진 권취된 티슈 제품과 유사한 특징을 갖는다. 다른 실시예에서, 다겹 티슈 제품도 개선된 특징을 가지고 형성될 수 있다. 특히, 본 발명에 따라 만들어진 권취된 제품은 여전히 큰 시트 부드러움 및 강도 특성을 유지하면서, 사용자가 원하는 양의 롤 견고성 및 비체적을 갖는다.
예를 들어, 본 발명에 따라 만들어진 1겹의 롤형 제품은 약 7.6 mm 미만과 같이, 약 7.8 mm 미만의 커샤우 롤 견고성을 가질 수 있다. 한 가지 특정 실시예에서, 예를 들어, 커샤우 롤 견고성은 약 7.0 mm 미만과 같이, 약 7.3 mm 미만일 수 있다. 상기 롤 견고성 범위 내에서, 본 발명에 따라 만들어진 롤은 일부 용도에서 일부 사용자가 바라지 않을 수 있는 바와 같이 지나치게 부드럽고 "연약"해 보이지 않는다.
과거에, 상기 롤 견고성 수준에서, 1겹 티슈 제품은 낮은 롤 비체적 및/또는 불량한 시트 부드러움 특성을 갖는 경향이 있었다. 그러나, 본 발명에 따라 만들어진 1겹 웨브는 장력 하에서 나선형으로 권취될 때에도, 적어도 12 cc/g과 같은 적어도 10.0 cc/g의 롤 비체적을 유지할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따라 만들어진 나선형으로 권취된 제품은 여전히 우수한 시트 부드러움을 유지하면서, 약 14 cc/g 초과와 같이, 약 13 cc/g을 초과하는 롤 비체적을 가질 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 나선형으로 권취된 기부 웨브는 권취될 때 비교적 높은 양의 모서리 보풀률 특성을 유지한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 모서리 보풀률 시험은 시트로부터 돌출한 기부 웨브의 표면 상에 존재하는 섬유의 양을 대략적으로 측정하는 시험이다. 기부 웨브의 모서리 보풀률이 클 수록, 기부 웨브는 부드럽게 느껴진다. 특히, 모서리 보풀률은 "보풀 같은" 부드러운 느낌을 제공하는 z-방향으로의 웨브의 표면 상의 섬유의 더 많은 개수에 대응한다. 예를 들어, 본 발명에 따라 만들어진 나선형으로 권취된 1겹 기부 웨브는 웨브의 적어도 일 측면 상에서 약 2.0 mm/mm 이상의 값과 같은, 1.7 mm/mm 이상의 모서리 보풀률 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 기부 웨브는 약 2.5 mm/mm를 초과하는 모서리 보풀률 값을 가질 수 있고, 또 다른 실시예에서, 기부 웨브는 웨브의 적어도 일 측면 상에서 3.0 mm/mm를 초과하는 모서리 보풀률을 가질 수 있다.
본 발명에 따라 만들어진 1겹 티슈 제품의 평량은 특정 용도에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 제품의 평량은 약 30 gsm 완전 건조 초과와 같이, 약 25 gsm 완전 건조를 초과할 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 기부 웨브의 평량은 약 32 gsm 완전 건조 또는 약 36 gsm 완전 건조를 초과할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따라 만들어진 1겹 티슈 제품은 또한 비교적 높은 강도 값을 갖는다. 예를 들어, 전술한 특성들의 조합에서, 1겹 웨브는 또한 약 600 g/3" 초과와 같은, 약 550 g/3" 이상의 기하학적 평균 인장 강도를 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 티슈 웨브의 강도는 약 700 g/3"를 초과하거나 약 750 g/3"를 초과할 수 있다.
1겹 제품 이외에, 본 발명은 또한 롤로 나선형으로 권취된 다겹 티슈 제품의 형성에 관한 것이다. 다겹 티슈 제품은 전술한 것 이상의 기하학적 평균 인장 강도를 가질 수 있다. 다겹 티슈 롤은 약 8.5 mm 미만, 약 8.0 mm 미만, 약 7.5 mm 미만, 또는 약 7.0 mm 미만과 같이, 약 9.0 mm 미만의 커샤우 롤 견고성을 가질 수 있다. 다겹 제품의 롤 비체적은 약 9.5 cc/g 초과, 약 10.0 cc/g 초과, 약 10.5 cc/g 초과, 약 11.0 cc/g 초과, 약 12.0 cc/g 초과, 또는 약 13.0 cc/g 초과와 같이, 약 9 cc/g을 초과할 수 있다. 다겹 티슈는 약 2.2 mm/mm 초과, 약 2.4 mm/mm 초과, 또는 약 2.6 mm/mm 초과와 같이, 약 2.0 mm/mm를 초과하는 모서리 보풀률을 갖는 적어도 하나의 외부 측면을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 티슈의 양쪽 외부 측면은 상기 모서리 보풀률 특성을 가질 수 있다.
본 발명에 따라 만들어진 다겹 티슈의 평량은 대체로 약 35 gsm 완전 건조를 초과할 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시예에서, 평량은 약 40 gsm 내지 약 80 gsm와 같은, 약 35 gsm으로부터 약 120 gsm까지 변할 수 있다. 다른 실시예에서, 다겹 티슈의 평량은 약 50 gsm 완전 건조 초과와 같이, 약 45 gsm 완전 건조를 초과할 수 있다.
본 발명의 공정에 사용될 수 있는 기부 웨브는 특정 용도에 따라 변할 수 있다. 통상, 임의의 적합하게 만들어진 기부 웨브가 본 발명의 공정에 사용될 수 있다. 더욱이, 웨브는 임의의 적합한 유형의 섬유로부터 만들어질 수 있다. 예를 들어, 기부 웨브는 펄프 섬유, 다른 천연 섬유, 합성 섬유 등으로부터 만들어질 수 있다.
본 발명의 목적에 유용한 제지 섬유는 제지에 유용한 것으로 알려진 임의의 셀룰로오스 섬유, 특히 미용 티슈, 화장실용 티슈, 종이 타월, 테이블 냅킨 등과 같은 비교적 밀도가 낮은 종이를 만들기에 유용한 섬유를 포함한다. 적합한 섬유는 미사용 연재 및 경재 섬유, 2차 또는 재활용 셀룰로오스 섬유, 및 이들의 조합을 포함한다. 특히 적합한 경재 섬유는 유칼립투스 및 단풍나무 섬유를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 2차 섬유는 물리적, 화학적, 또는 기계적 수단에 의해 그의 원래의 기질로부터 이전에 분리되어, 섬유 웨브로 형성되고 약 10 중량% 이하의 수분 함량으로 건조되고 그 후에 몇몇의 물리적, 화학적, 또는 기계적 수단에 의해 그의 웨브 기질로부터 분리된 임의의 셀룰로오스 섬유를 의미한다.
본 발명에 따라 만들어진 종이 웨브는 균질한 섬유 지료로 만들어질 수 있거나, 성층 섬유 지료로부터 형성되어 1겹 또는 다겹 제품 내에서 층을 생성할 수 있다. 성층 기부 웨브는 다층 헤드박스와 같이 기술 분야에 공지된 장비를 사용하여 형성될 수 있다. 기부 웨브의 강도 및 강성은 성층 헤드박스로부터 생성된 것과 같은, 층상 티슈를 통해 원하는 대로 조정될 수 있다.
예를 들어, 상이한 섬유 지료가 원하는 특징을 갖는 층을 생성하기 위해 각각의 층 내에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 연재 섬유를 함유하는 층은 경재 섬유를 함유하는 층보다 더 높은 인장 강도를 갖는다. 다른 한편으로, 경재 섬유는 웨브의 부드러움을 증가시킬 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명의 1겹 기부 웨브는 제1 외층 및 주로 경재 섬유를 함유하는 제2 외층을 포함한다. 경재 섬유는 필요하다면, 약 10 중량%까지의 양의 파쇄 종이 및/또는 약 10 중량%까지의 양의 연재 섬유와 혼합될 수 있다. 기부 웨브는 제1 외층과 제2 외층 사이에 위치된 중간 층을 더 포함한다. 중간 층은 주로 연재 섬유를 함유할 수 있다. 필요하다면, 고수율 섬유 또는 합성 섬유와 같은 다른 섬유가 약 10 중량%까지의 양의 연재 섬유와 혼합될 수 있다.
성층 섬유 지료로부터 웨브를 구성할 때, 각각의 섬유의 상대 중량은 특정 용도에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 세 개의 층을 포함하는 웨브를 구성할 때, 각각의 층은 웨브 중량의 약 25% 내지 약 35%와 같이, 웨브 중량의 약 15% 내지 약 40%일 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 티슈 제품은 대체로 기술 분야에 공지된 다양한 제지 공정들 중 하나에 의해 형성될 수 있다. 사실, 종이 웨브를 형성할 수 있는 임의의 공정이 본 발명에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 제지 공정은 종이 웨브를 형성하는데 있어서, 접착 크레핑, 습윤 크레핑, 이중 크레핑, 엠보싱, 습윤 프레싱, 공기 프레싱, 통기 건조, 크레핑 통기 건조, 비크레핑 통기 건조, 및 다른 단계를 이용할 수 있다. 그러한 기술의 몇몇의 예가 쿡 등에게 허여된 미국 특허 제5,048,589호, 수달 등에게 허여된 미국 특허 제5,399,412호, 패링톤 등에게 허여된 미국 특허 제5,129,988호, 및 에드워즈 등에게 허여된 미국 특허 제5,494,554호에 개시되어 있고, 이들은 모든 목적에서 본원에서 전체적으로 참조되었다. 다겹 티슈 제품을 형성할 때, 별개의 겹은 동일한 공정 또는 필요하다면 상이한 공정들로부터 만들어질 수 있다.
예를 들어, 웨브는 펄프 섬유를 함유할 수 있고, 종래의 제지 기술에 따른 습윤 층 공정으로 형성될 수 있다. 습윤 층 공정에서, 섬유 지료는 물과 혼합되어 수용성 현탁액을 형성한다. 수용성 현탁액은 와이어 또는 펠트 상으로 분산되고 건조되어 웨브를 형성한다.
일 실시예에서, 기부 웨브는 비크레핑 통기 건조 공정에 의해 형성된다. 도1을 참조하면, 본 발명에 따라 비크레핑 통기 건조 시트를 만드는 방법을 도시하는 개략적인 공정 흐름도가 도시되어 있다. 웨브가 부분적으로 약 10 건조 중량%의 견실도로 탈수됨에 따라 공정에서 새롭게 형성된 습윤 웨브를 지지하여 하류측으로 운반하도록 역할하는 성형 직물(13) 상으로 제지 섬유의 수용성 현탁액의 스트림(11)을 주입하거나 침착시키는 제지 헤드박스(10)를 갖는 이중 와이어 성형기가 도시되어 있다. 특히, 섬유의 현탁액은 성형 롤(14)과 다른 탈수 직물(12) 사이에서 성형 직물(12) 상에 침착된다. 습윤 웨브의 추가의 탈수는 습윤 웨브가 성형 직물에 의해 지지될 때 진공 흡입에 의해 수행될 수 있다.
습윤 웨브는 그 다음 웨브 내로 증가된 신장성을 부가하기 위해, 성형 직물로부터 성형 직물보다 더 느린 속도로 이동하는 전달 직물(17)로 전달된다. 전달은 양호하게는 습윤 웨브의 압축을 피하기 위해 진공 슈(18) 및 미압 전달의 도움으로 수행된다.
웨브는 그 다음 진공 전달 롤(20) 또는 진공 전달 슈의 도움으로 전달 직물로부터 통기 건조 직물(19)로 전달된다. 통기 건조 직물은 전달 직물과 대체로 동일한 속도 또는 다른 속도로 이동될 수 있다. 필요하다면, 통기 건조 직물은 더 느린 속도로 주행되어 신장성을 더욱 향상시킬 수 있다. 전달은 양호하게는 시트의 변형이 통기 건조 직물에 일치하도록 보장하기 위해 진공의 도움으로 수행되어, 원하는 비체적 및 외형을 산출한다.
웨브 전달을 위해 사용되는 진공의 수준은 예를 들어 약 5 인치 수은주(125 mm)와 같은, 약 3 내지 약 15 인치 수은주(75 내지 약 380 mm 수은주)일 수 있다. 진공 슈(부압)는 웨브를 진공에 의해 다음의 직물 상으로 흡입하는 것에 추가로 또는 그 대신에, 웨브를 다음의 직물 상으로 불어내기 위해 웨브의 대향 측면으로부터의 정압의 사용에 의해 보충되거나 대체될 수 있다. 또한, 진공 롤(들)이 진공 슈(들)을 대체하도록 사용될 수 있다.
전달 중에 웨브에 인가되는 진공량은 시트 내의 기공의 변형을 최소화하거나 완전히 피하기 위한 양이어야 한다. 특히, 진공 수준은 종이 웨브 내로 과도한 기공을 끌어당기지 않기에 충분히 낮은 수준으로 유지될 수 있다. 비체적이 높은 티슈를 제작하기 위해 시도할 때, 더 높은 진공 수준이 전형적으로 양호하다. 그러나, 진공 수준은 여전히 비체적을 최대화하면서 기공의 형성을 피하기 위해 조정되어야 한다. 이와 관련하여, 본 발명에 따라 만들어진 티슈 웨브는 기공의 형성이 없이 형성될 수 있다.
통기 건조 직물에 의해 지지되면서, 웨브는 통기 건조기(21)에 의해 약 94% 이상의 견실도로 건조되고, 그 후에 운반 직물(22)로 전달된다. 건조된 기부 시트(23)는 운반 직물(22) 및 선택적인 운반 직물(25)을 사용하여 릴(24)로 운송된다. 선택적인 가압식 회전 롤(26)이 웨브의 운반 직물(22)로부터 직물(25)로의 전달을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 목적에 적합한 운반 직물은 알바니 인터내셔널(Albany International) 84M 또는 94M 및 아스텐(Asten) 959 또는 937이고, 이들은 모두 미세 패턴을 갖는 비교적 매끄러운 직물이다.
때때로 결합 제거제로 불리는 연화제가 티슈 제품의 부드러움을 향상시키기 위해 사용될 수 있고, 그러한 연화제는 섬유의 수용성 현탁액의 형성 전에, 그 동안에, 또는 그 후에 섬유와 통합될 수 있다. 그러한 연화제는 또한 습윤되었을 때 형성 후에 웨브 상으로 분사되거나 인쇄될 수 있다. 적합한 연화제는 지방산, 왁스, 4급 암모늄 염, 디메틸 디하이드로젠화 우지 염화암모늄, 4급 암모늄 메틸 설페이트, 카르복실화 폴리에틸렌, 코카마이드 디에탄올 아민, 코코 베타인, 소디움 라우릴 사르코시네이트, 부분적으로 에톡실화된 4급 암모늄 염, 디스테아릴 디메틸 암모늄 클로라이드, 폴리실록세인 등을 제한적이지 않게 포함한다. 적합한 상업적으로 구입 가능한 화학적 연화제의 예는 에카 노벨 인크.(Eka Nobel Inc.)에 의해 제조되는 베로셀(Berocell) 596 및 584(4급 암모늄 화합물), 쉐렉스 케미컬 컴퍼니(Sherex Chemical Company)에 의해 제조되는 아도겐(Adogen) 442(디메틸 디하이드로젠화 우지 염화암모늄), 퀘이커 케미컬 컴퍼니(Quaker Chemical Company)에 의해 제조되는 콰소프트(Quasoft) 203(4급 암모늄 염), 및 아크조 케미컬 컴퍼니(Akzo Chemical Company)에 의해 제조되는 아르콰드(Arquad) 2HT-75(디하이드로젠화 우지 디메틸 염화암모늄)을 제한적이지 않게 포함한다. 연화제의 적합한 양은 선택된 시편 및 원하는 결과에 따라 크게 변할 것이다. 그러한 양은 제한적이지 않게, 섬유의 중량에 기초하여 약 0.05 내지 약 1 중량%, 특히 약 0.25 내지 약 0.75 중량%, 특히 약 0.5 중량%일 수 있다.
본 발명의 티슈를 제조하는데 있어서, 시트의 평활성을 개선하고 그리고/또는 충분한 신장성을 부가하기 위해 전달 직물을 포함하는 것이 양호하다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "전달 직물"은 웨브 제조 공정의 성형 섹션과 건조 섹션 사이에 위치되는 직물이다. 직물은 웨브에 평활성을 부가하기 위해 비교적 매끄러운 표면 윤곽을 가질 수 있지만, 주행 전달 중에 웨브를 파지하여 접촉을 유지하기에 충분한 조직을 가져야 한다. 웨브의 성형 직물로부터 전달 직물로의 전달은 티슈의 두께 또는 비체적을 보존하고 그리고/또는 직물 마모를 최소화하기 위해 두 개의 직물들 사이에서 대체 압축되지 않는 "고정 갭" 전달 또는 "미압" 전달에 의해 수행되는 것이 양호하다.
티슈에 신장성을 제공하기 위해, 습윤 웨브의 하나 이상의 전달 지점에서 직물들 사이에 속도 차이가 제공된다. 이러한 공정은 주행 전달로 알려져 있다. 성형 직물과 전달 직물 사이의 속도 차이는 약 10 내지 약 35%와 같은, 약 5 내지 약 75% 이상일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 속도 차이는 더 느린 전달 직물의 속도에 기초하여, 약 15 내지 약 25%일 수 있다. 최적 속도 차이는 만들어지는 제품의 특정 유형을 포함하는 다양한 인자에 따를 것이다. 전술한 바와 같이, 웨브에 부가되는 신장성의 증가는 속도 차이에 비례한다. 평방 미터당 약 30 그램의 평량을 갖는 1겹 비크레핑 통기 건조 화장실용 티슈에 대해, 예를 들어, 성형 직물과 전달 직물 사이의 약 20 내지 약 30%의 속도 차이가 약 15 내지 약 25%의 최종 제품 내의 신장성을 생성한다. 신장성은 건조 이전에 웨브의 단일 속도차 전달 또는 둘 이상의 속도차 전달을 사용하여 웨브에 부가될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 전달 직물이 있을 수 있다. 따라서, 웨브에 부가되는 신장성의 양은 하나, 둘, 셋, 또는 그 이상의 속도차 전달 중에서 분할될 수 있다.
웨브는 양호하게는 웨브의 거시적인 재배열이 원하는 비체적 및 외형을 주도록 보장하기 위해 진공의 도움으로 최종 건조를 위해 통기 건조 직물로 전달된다. 분리된 전달 및 통기 건조 직물의 사용은 두 직물들이 특히 주요 제품 요구 조건을 독립적으로 처리하도록 설계되는 것을 허용하므로, 다양한 장점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 전달 직물은 대체로 통기 건조 직물이 비체적 및 CD 신장성을 전달하도록 설계되면서, 높은 주행 전달 수준의 MD 신장성으로의 효율적인 변환을 허용하도록 최적화된다. 그러므로, 최적화된 구성에서 적당히 조질이며 적당히 3차원인 전달 직물과, 상당히 조질이며 3차원인 구성의 통기 건조 직물을 갖는 것이 유용하다. 결과는 비교적 매끄러운 시트가 전달 섹션을 떠나고 그 다음 (진공의 도움으로) 거시적으로 재배열되어 통기 건조 직물의 높은 비체적, 높은 CD 신장성 표면 지형을 주는 것이다. 시트 지형은 전달 직물로부터 통기 건조 직물로 완전히 변경되고, 직물들은 현저한 직물-직물 이동을 포함하여 거시적으로 재배열된다.
건조 공정은 통기 건조, 적외선 복사, 마이크로파 건조 등을 제한적이지 않게 포함하는 습윤 웨브의 비체적 또는 두께를 보존하는 경향이 있는 임의의 비압축성 건조 방법일 수 있다. 통기 건조는 그의 상업적인 구입 가능성 및 실용성 때문에, 잘 알려져 있으며 본 발명의 목적으로 웨브를 비압축적으로 건조시키기 위해 일반적으로 사용되는 한 가지 수단이다. 적합한 통기 건조 직물은 아스텐 920A 및 937A 및 벨로스타(Velostar) P800 및 103A를 제한적이지 않게 포함한다. 추가적인 적합한 통기 건조 직물은 본원과 반대되지 않는 범위까지 본원에서 전체적으로 참조된 미국 특허 제5,429,686호에 개시된 것과 같은 조각(sculpture) 층 및 부하 보유 층을 갖는 직물을 포함한다. 웨브는 양호하게는 양키 건조기의 표면에 대해 가압되지 않고 이후에 크레핑이 없이, 통기 건조 직물 상에서 최종 건조도로 건조된다.
웨브가 형성되어 건조된 후에, 본 발명의 티슈 제품은 형성된 기부 웨브가 최종 포장을 위해 롤로 권취되는 변환 공정을 거친다. 이러한 변환 공정 이전에 또는 그 동안에, 본 발명에 따르면, 티슈 제품의 기부 웨브는 충분한 인장 강도를 유지하면서 높은 보풀률 값(모서리 보풀률 값)을 발생시키기 위해, 전단 캘린더링 공정을 거친다. 이러한 전단 캘린더링 공정은 웨브를 동시에 압축 및 전단시켜서, 기부 웨브의 섬유들 사이에 형성된 결합의 일부를 효과적으로 파단시킨다. 기부 웨브의 모서리 보풀률과 티슈 제품의 감지되는 부드러움은 인장 강도 또는 티슈 제품의 임의의 다른 특징을 현저하게 희생하지 않고서 증가된다. 몇몇 용도에서, 티슈 웨브의 비체적이 대체로 유지될 수 있다. 적어도, 이러한 공정을 통해, 전통적이 캘린더링에서보다 더 많은 양의 비체적이 시트가 권취된 후에 시트 내에 남는다. 이러한 더 높은 시트 비체적은 요구되는 시트 부드러움을 유지하면서, 고정된 견고성에서 더 높은 제품 롤 비체적으로서 나타난다.
본 발명에서 사용하기 위한 전단 캘린더링 장치의 두 가지 예는 롤-갭 캘린더링 및 롤-벨트 전단이다. 이러한 예는 모두 아래에서 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 이러한 두 가지 유형의 전단 캘린더링 공정 또는 장치로 제한되지 않으며, 티슈 제품의 부드러움을 증가시키는 변환 단계 이전에 또는 그 동안에 다른 방법을 포함하도록 계획된다.
롤-갭 캘린더링은 종래의 캘린더링보다 더 높은 보풀률 및 더 높은 두께를 달성하기 위해 캘린더 닙 내에서 비교적 낮은 압축 수준에서 평면내 전단을 기부 웨브에 부가하여, 더 높은 비체적을 생성한다. 도2를 참조하면, 롤-갭 장치(50)의 일 실시예가 도시되어 있다. 통상, 롤-갭 캘린더링은 기부 웨브(56)를 압축 및 전단시키는 두 개의 캘린더링 롤(52, 54)을 포함한다. 기부 웨브(56)와 접촉하는 캘린더링 롤(52, 54)의 표면(58, 60)은 종이, 직물, 강철 또는 주철과 같은 금속, 또는 폴리우레탄과 같은 중합체 재료, 천연 고무(경질 또는 연질), 합성 고무, 탄성중합체 재료 등을 포함하는 많은 재료를 포함할 수 있다. 또한, 롤 표면은 매끄럽거나 거칠거나 에칭될 수 있다. 일 실시예에서, 캘린더링 롤(52, 54)은 중합체 재료를 포함하는 표면(58, 60)을 갖는다. 다른 실시예에서, 캘린더링 롤들 중 하나는 강철 표면을 갖고, 다른 표면은 중합체 재료를 포함한다.
캘린더링은 기부 웨브(56)의 압축을 통해 달성된다. 두 개의 캘린더링 롤(52, 54)은 기부 웨브의 두께의 약 2% 내지 약 25% 사이의 범위로 닙 내에 갭을 형성한다. 그러나, 전단 캘린더링은 두 개의 캘린더링 롤들 사이의 갭을 사용하지 않고서 달성될 수 있다. 대신에, 두 롤의 표면들은 서로 가압되어 갭보다 더 높은 압력으로 기부 웨브를 압축시키는 표면들 사이의 압력을 형성한다. 그러나, 웨브의 부하 설정 및 z-방향 특성에 따라, 갭 모드와 동일하거나 낮은 압력에서 닙 모드를 실행하는 것이 가능하다.
캘린더링 롤(52, 54)들은 그들 각각의 표면(58, 60)이 기부 웨브(56)와 동일한 방향으로 이동하도록 회전한다. 예를 들어, 도2에 도시된 실시예에서, 기부 웨브(56)는 풀림 롤(52)로부터 롤-갭 캘린더링 장치(50)를 통해 이동하여 롤(64) 상으로 재권취된다. 따라서, 이러한 실시예에서, 캘린더링 롤(52)은 반시계 방향으로 회전하고, 캘린더링 롤(54)은 시계 방향으로 회전한다.
더 높은 정도의 전단은 각각 캘린더링 롤(52, 54)의 접촉 표면(58, 60)들 사이에 더 큰 속도 차이를 생성함으로써 달성된다. 웨브와 접촉하는 표면들 사이의 속도 차이는 임의의 수단에 의해 얻어질 수 있다. 예를 들어, 롤들은 동일한 직경을 가지고 다른 속도로 회전할 수 있다. 선택적으로, 롤들은 다른 직경을 가지고 동일한 회전 속도로 회전할 수 있어서, 롤들의 표면 속도는 롤 직경의 차이 때문에 다르다.
캘린더링 롤(52, 54)의 하나의 표면(58 또는 60)은 다른 표면보다 더 빠르게 회전할 수 있다. 표면들 중 하나는 웨브와 동일한 속도로 이동하고, 따라서 웨브를 파지 또는 운반하는 것으로 불린다. 어느 롤이 기부 웨브를 운반하는 지에 따라, 다른 속도로 이동하는 다른 롤은 웨브 상에 전단력을 발생시킨다. 운반 표면은 동일한 속도로 기부 웨브(56)와 함께 이동하고, 다른 표면은 약 5% 내지 약 100% 사이에서 운반 표면 보다 더 빠르거나 더 느리게 이동한다. 도2의 특정 실시예는 캘린더링 롤(52)이 기부 웨브를 운반하는 것을 도시한다. 따라서, 이러한 실시예에서, 롤(52)의 표면(58)은 기부 웨브(56)와 동일한 속도로 이동하고, 롤(54)의 표면(60)은 설명한 바와 같이 기부 웨브(56)보다 더 빠르거나 더 느린 다른 속도로 이동한다. 바람직하게는, 웨브의 속도는 롤을 운반하거나 파지하는 속도와 맞춰진다. 전단 지점에서 운반 롤을 웨브로 감싸거나 접촉시키는 것은 전단 롤에 의해 전단될 때 웨브의 슬립을 피하는 것을 도울 것이다. 양호하게는, 닙을 빠져 나갈 때의 감싸는 각도는 10 내지 45°사이이다.
표면(58, 60)들 사이의 속도 차이는 약 5% 내지 약 100% 사이일 수 있다. 양쪽 표면(58, 60)들이 탄성중합체를 포함할 때, 두 캘린더링 롤들 사이의 속도 차이는 약 7% 내지 약 15% 사이와 같은, 약 7% 내지 약 40% 사이일 수 있다. 선택적으로, 표면(58)이 탄성중합체를 포함하고 표면(60)이 강철을 포함할 때, 표면들 사이의 속도 차이는 약 15% 내지 약 25% 사이와 같은, 7% 내지 약 40% 사이일 수 있다.
더 빠르거나 더 느리게 이동하는 전단 캘린더링 표면과 접촉하는 기부 웨브(56)의 측면은 일반적으로 웨브의 직물 측면으로 불리고, 운반 표면과 접촉하는 기부 웨브(56)의 측면은 일반적으로 웨브의 공기 측면으로 불린다. 따라서, 도2에 도시된 실시예에서, 기부 웨브(56)의 상부 측면은 공기 측면이고, 하부 측면은 직물 측면이다. 웨브의 일 측면 상에서 더욱 바람직한 모서리 보풀률 특징을 달성하기 위해, 기부 웨브(56)는 선택적으로 웨브의 목표 측면을 전단시키기 위한 전단 캘린더링 공정을 거칠 수 있다. 예를 들어, 전단을 목표로 하는 웨브의 측면은 운반 롤 측면과 접촉하는 대향 측면을 가질 수 있다.
비크레핑 통기 건조 기부 웨브에 대해, 직물 측면(건조기 직물과 접촉하는 웨브의 측면)은 통상 전단 공정에 의해 처리 이전에도 공기 측면보다 더 부드럽다. 전단 공정은 전술한 바와 같이, 직물 측면을 훨씬 더 부드럽게 만드는 경향이 있고, 공기 측면은 비교적 변하지 않고 유지된다. 이러한 이유로, 모서리 보풀률 값은 본원에서 보고된 바와 같이, 웨브의 더 부드러운 측면에 대한 것이고, 이는 이러한 경우에 직물 측면이다.
권취된 제품에서, 가장 부드러운 측면이 소비자를 향하도록 제품을 권취하는 것이 종종 유리하고, 따라서 이러한 측면의 부드러움을 증가시키는 전단 공정이 양호하다. 그러나, 직물 측면이 아닌 웨브의 공기 측면을 처리하는 것도 가능하고, 이러한 실시예에서, 공기 측면 부드러움을 직물 측면의 부드러움보다 더 높은 수준으로 증가시키는 것이 가능할 것이다.
롤-벨트 전단은 전단 공정의 다른 유형이다. 롤-벨트 전단은 공격적인 전단을 통해 기부 웨브의 표면을 가공하고, 벨트 장력 및 벨트 유형의 조정을 통한 두께 및 비체적 제어의 능력을 갖는다. 평면내 전단은 벨트와 롤 사이의 속도 차이에 의해 달성된다. 벨트 장력은 시트 상에서 기부 웨브를 캘린더링할 뿐만 아니라 기부 웨브를 전단시키도록 역할할 수 있는 압력을 발생시킨다.
도3에 도시된 롤-벨트 장치(70)의 일 실시예를 참조하여, 롤-벨트 전단 공정이 전반적으로 설명된다. 통상, 기부 웨브(72)는 롤(74) 및 벨트(76)에 의해 압축 및 전단된다. 롤(74) 및 벨트(76)의 표면(78)은 기부 웨브(72)와 동일한 방향으로 이동한다. 따라서, 도3에 도시된 실시예에서, 기부 웨브는 A로부터 B로 (좌측에서 우측 방향으로) 이동하고, 그러므로 롤(74)은 시계 방향으로 회전하고, 벨트(76)는 롤러(80) 둘레에서 반시계 방향으로 회전한다.
벨트(76)는 많은 다양한 재료로부터 만들어질 수 있고, 예를 들어 벨트는 직조 또는 부직포 직물, 고무 벨트, 펠트와 같이 천과 유사한 벨트, 금속 와이어 벨트 등일 수 있다. 또한, 벨트(76)의 표면은 매끄럽거나 조직화되거나 거칠거나 에칭될 수 있다. 유사하게, 롤(74)은 강철과 같은 금속, 강철 상에 코팅된 텅스텐 카바이드와 같은 물질로 코팅된 금속, 또는 폴리우레탄과 같은 중합체 재료, 천연 고무(연질 또는 경질), 합성 고무, 탄성중합체 재료 등을 포함하는 많은 재료를 포함할 수 있다. 또한, 롤의 표면은 매끄럽거나 거칠거나 에칭될 수 있다.
벨트(76)는 롤러(80) 둘레에서 장력을 갖는다. 벨트(76)의 장력은 휴이크(Huyck) 장력계에 의해 측정되어 휴이크 단위로 보고될 수 있으며, 이는 기술 분야에 잘 알려져 있다. 롤-벨트 전단의 목적으로, 벨트(76)의 장력은 약 50 휴이크 내지 약 80 휴이크 사이와 같은, 약 45 휴이크 내지 약 95 휴이크 사이일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 장력은 약 60 휴이크 내지 약 70 휴이크 사이일 수 있다. 롤러(80)의 개수 및 배치는 롤-벨트 전단 장치가 적절하게 기능하도록 허용하는 임의의 구성일 수 있다.
롤(74)과 벨트(76) 사이의 닙 내에서, 약 0.0 - 0.005 인치의 갭이 있을 수 있거나, 롤 및 벨트가 서로 가압할 수 있다. 그러나, 갭 거리는 전단되는 웨브에 따른다. 또한, 롤(74) 또는 벨트(76) 중 하나가 다른 하나보다 더 빠르게 이동될 수 있다. 롤(74)과 벨트(76) 사이의 속도 차이는 약 7% 내지 약 50% 사이와 같은, 약 5% 내지 약 100% 사이일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 속도 차이는 약 10% 내지 약 20% 사이이다. 그러나, 닙 내의 마찰량에 따라, 속도 차이가 원하는 결과를 달성하도록 변화될 수 있다.
벨트(76) 또는 롤(74)과 기부 웨브(72) 사이의 마찰 계수와, 웨브가 벨트에 의해 유지되는 정도에 따라, 롤(74) 또는 벨트(76) 중 하나가 다른 하나보다 더 빠르게 이동할 수 있다. 어느 측면이 시트를 파지하는지에 따라, 전단은 주로 시트의 대향 측면에 보풀을 일게 할 것이다. 전단 측면은 파지 측면보다 더 빠르거나 더 느리게 이동될 수 있다. 따라서, 롤-벨트 전단의 네 가지 다른 가능한 실시예가 있다. 1) 롤이 시트를 파지하고, 롤이 더 빠르게 이동함, 2) 롤이 시트를 파지하고, 벨트가 더 빠르게 이동함, 3) 벨트가 시트를 파지하고, 롤이 더 빠르게 이동함, 4) 벨트가 시트를 파지하고, 벨트가 더 빠르게 이동함.
바람직하게는, 웨브의 속도는 운반 또는 파지 표면의 속도와 맞춰진다. 닙 이후에 웨브와 운반 표면 사이의 접촉을 연장시키는 것은 웨브가 전단 롤 또는 벨트에 의해 전단될 때 웨브의 슬립을 피할 것이다. 양호하게는, 닙을 빠져 나갈 때의 감싸는 각도는 10 내지 45°사이이다.
도3에 도시된 바와 같이 롤-벨트 전단 장치(70)를 거친 후에, 일 실시예에서, 기부 웨브는 원하는 견고성 수준을 갖는 롤을 제작하기에 충분한 장력 하에서 재권취될 수 있다. 재권취되기 전에, 기부 웨브는 또한 필요 시에 다양한 다른 마무리 공정을 거칠 수 있다.
1겹 용도에 대해, 기부 웨브가 도2 및 도3에 도시된 롤-갭 전단 장치 또는 롤-벨트 전단 장치와 같은 전단 캘린더링 장치와 접촉한 후에, 기부 웨브는 약 7.8 mm 미만, 특히 약 7.6 mm 미만, 특히 약 7.3 mm 미만의 커샤우 견고성을 갖는 롤로 권취된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 커샤우 견고성은 7.0 mm 미만일 수 있다. 본 발명자는 상기 견고성 수준에서도, 전술한 바와 같은 전단 캘린더링 장치를 사용하여 제작된 권취된 제품이 여전히 우수한 부드러움 수준을 유지한다는 것을 발견하였다. 특히, 본 발명에 따라 만들어진 기부 웨브는 약 1.7 mm/mm 초과, 특히 약 2.0 mm/mm 초과, 특히 약 2.5 mm/mm 초과의 모서리 보풀률을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 본 발명에 따라 만들어진 기부 웨브의 모서리 보풀률은 3.5 mm/mm 초과와 같이, 약 3.0 mm/mm를 초과할 수 있다. 이러한 모서리 보풀률 값은 웨브가 포장을 위해 최종 롤로 권취된 후에 기부 웨브 상에 존재할 수 있다.
증가된 모서리 보풀률 값 이외에, 본 발명의 전단 캘린더링 장치는 권취된 후에도 웨브의 비체적을 보존할 수 있다고 믿어진다. 예를 들어, 본 발명에 따라 만들어진 1겹의 롤형 제품은 약 11.5 cc/g 초과, 특히 약 12 cc/g 초과, 특히 약 13 cc/g 초과의 롤 비체적을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 약 14 cc/g을 초과하는 비체적을 갖는 롤이 양호한 시트 부드러움 및 높은 롤 견고성을 달성하면서 형성될 수 있다고 믿어진다.
본 발명에 따라 만들어진 롤형 제품은 다양한 평량 및 강도 값에서 상기 특성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 1겹 기부 웨브는 약 25 gsm 완전 건조 초과, 특히 약 32 gsm 완전 건조 초과, 특히 약 34 gsm 완전 건조 초과의 평량을 가질 수 있다. 통상, 평량은 제작되는 특정 제품에 따라 변할 것이다. 예를 들어, 화장실용 티슈는 통상 종이 타월보다 훨씬 더 낮은 평량을 갖는다. 예를 들어, 1겹 화장실용 티슈는 약 25 gsm 완전 건조 내지 약 45 gsm 완전 건조의 평량을 가질 수 있고, 1겹 종이 타월은 약 32 내지 약 70 gsm 완전 건조의 평량을 가질 수 있다.
본 발명에 따라 형성된 기부 웨브의 기하학적 평균 인장 강도는 약 600 g/3" 초과, 특히 약 650 g/3" 초과, 특히 약 700 g/3"를 초과할 수 있다.
기하학적 평균 인장 강도는 웨브의 평량, 웨브가 제작되는 방식, 및 웨브를 형성하는데 사용되는 섬유 지료에 따라 변할 것이다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 웨브의 기하학적 평균 인장 강도는 750 g/3"를 초과할 수 있다.
1겹 제품 이외에, 본 발명의 공정은 또한 다겹 티슈 제품을 형성하는데 매우 적합하다. 다겹 티슈 제품은 2겹, 3겹, 또는 그 이상의 겹을 포함할 수 있다. 다겹 티슈를 형성할 때, 적어도 1겹은 예를 들어 도2 및 도3에 도시된 바와 같은 전단 갭 캘린더링 공정을 거친다.
한 가지 특정 실시예에서, 2겹 롤형 티슈 제품이 본 발명에 따라 형성되고, 두 개의 겹은 전단 갭 캘린더링 공정을 거친다. 예를 들어, 도7을 참조하면, 본 발명에 따라 다겹 티슈를 형성하기 위한 공정의 일 실시예가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 제1 겹(400)은 제1 공급 롤(402)로부터 풀린다. 도시된 바와 같이, 제1 겹(400)은 그 다음 도2에 도시된 것과 유사한 롤-갭 캘린더링 장치(404)로 공급된다. 그러나, 롤-벨트 전단 장치가 사용될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 도7에 도시된 바와 같이, 롤-갭 캘린더링 장치(404)는 캘린더링 롤(406, 408)을 포함한다. 도2에 도시된 실시예에 대해 전술한 바와 같이, 캘린더링 롤(406, 408)들은 다른 속도로 회전한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 롤(408)은 롤(406)이 회전하는 속도보다 약 10% 더 빠른 속도로 주행할 수 있다. 웨브는 양호하게는 웨브의 직물 측면(티슈 기계 상에서의 제조 중에 통기 건조 직물과 접촉하는 측면)이 더 빨리 이동하는 롤과 접촉하도록 배향된다.
도7에 도시된 바와 같이, 제2 겹(410)이 또한 공급 롤(412)로부터 풀린다. 제2 겹(410)은 유사하게 캘린더링 롤(416, 418)을 포함하는 롤-갭 캘린더링 장치(414)를 통해 공급된다. 다시, 캘린더링 롤(414, 416)들은 다른 속도로 회전한다. 겹(410)은 롤-갭 캘린더링 장치를 통해 공급될 때, 웨브의 부드러움 특성을 증가시키는 전단력을 받는다. 다시, 웨브는 양호하게는 웨브의 직물 측면이 더 빨리 이동하는 롤과 접촉하도록 배향된다.
롤-갭 캘린더링 장치(404, 414)를 빠져 나갈 때, 제1 겹(400) 및 제2 겹(410)은 조합되어 롤형 제품으로 권취된다. 전단 캘린더링 공정 중에, 각각의 겹의 적어도 일 측면의 모서리 보풀률 특성이 개선된다. 일 실시예에서, 최대 모서리 보풀률 값을 갖는 겹의 측면이 다겹 제품의 외부 표면을 형성한다.
롤로 권취되기 전에, 제1 겹(400) 및 제2 겹(410)은 서로 부착된다. 통상, 웨브들을 서로 라미네이팅하기에 적합한 임의의 수단이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도7에 도시된 바와 같이, 공정은 겹들이 섬유 엉킴을 통해 서로 기계적으로 부착되게 하는 권축 장치(420)를 포함한다.
그러나, 다른 실시예에서, 접착제가 겹들을 서로 부착시키기 위해 사용될 수 있다. 통상, 임의의 종래의 접착제가 본 발명에서 사용될 수 있다.
본 발명에 따라 만들어진 다겹 제품은 또한 많은 종래의 제품에 비해 개선된 특성을 지니는 것으로 밝혀졌다. 특히, 본 발명에 따라 만들어진 다겹 티슈 제품은 다양한 다른 특징과 조합하여 증가된 롤 비체적 특성 및 증가된 모서리 보풀률 특성을 지닌다.
다음의 예는 첨부된 청구범위의 범주를 제한하지 않으며 본 발명의 특정 실시예를 예시하기 위한 것이다.
예
예1
비크레핑 통기 건조 화장실용 티슈가 보이쓰 패브릭스 인크.(Voith Fabrics Inc.)에 의해 공급되는 t1203-8 통기 건조 직물 및 t-807-1 전달 직물을 사용하여, 미국 특허 제5,932,068호에 설명된 방법에 의해 제작되었다. 기부 웨브는 33 중량% 유칼립투스/34 중량% NSWK/33 중량% 유칼립투스와 같이 층상화된 34% 북방계 연재 크라프트(NSWK) 및 66% 크라프트 유칼립투스로 만들어졌다.
유칼립투스는 4.1 kg/mt의 활성 결합 제거제로 처리되었고, NSWK는 2 - 3 kg/mt의 PAREZ 습윤 강도 수지가 첨가되어 0 내지 2.5 HPD/T 사이로 정제되었다. 인장 강도가 변하는 이러한 샘플들은 정제화 및 PAREZ 습윤 강도 추가를 변화시킴으로써 제작되었다.
티슈는 두 개의 통기 건조기로 진입하기 전에 대략 26 - 28%의 견실성으로 진공 탈수된 다음, 기초 롤의 권취 이전에 통기 건조기 내에서 대략 1%의 최종 수준으로 건조되었다.
티슈의 일부는 그 다음 표준 기술, 특히 종래의 단일 폴리우레탄/강철 캘린더를 사용하여 변환되었다. 캘린더는 시트의 공기 측면 상에 40 P&J 폴리우레탄 롤과, 직물 측면 상에 표준 강철 롤을 포함했다. 캘린더는 표준 고정 부하 모드로 작동되어 대조구 티슈 롤을 제작했다. 마무리된 제품 직경은 118 mm로 고정되었고, 캘린더링은 210 시트 카운트 및 104 mm 시트 길이에서 7.5 mm의 커샤우 롤 견고성을 생성하도록 설정되었다. 결과적인 제품의 롤 중량은 대략 78 그램을 목표로 하여, 대략 11.8 cc/g의 롤 비체적을 산출했다.
인장 강도만 다른 세 개의 샘플이 변환되었다. 초기 인장 강도는 각각 914, 1052, 및 1131 g/3"의 기하학적 평균 인장이었다. 변환 후에, 샘플 기부 시트는 물리적인 특성에 대해 시험되었고, 결과가 표1에 도시되어 있다. 706, 843, 및 1019 g/3"의 최종 기하학적 평균 인장 강도를 갖는 샘플은 시트의 더 부드러운 직물 측면 상에서 1.6, 1.5, 및 1.3 mm/mm의 결과적인 모서리 보풀률 값을 가졌다. 따라서, 이러한 티슈 롤은 몇몇의 원하는 롤 파라미터(높은 비체적 및 견고한 롤)을 만족시켰지만, 롤을 구성하는 시트는 실제로 부드럽지 않았다.
다음으로, 1131 g/3"의 기하학적 평균 인장 강도를 갖는 티슈의 샘플이 단일 롤-갭 캘린더를 사용하여 변환되었다. 캘린더 닙은 고정 갭 모드에서, 공기 측면 상에서 40 P&J 폴리우레탄 롤과, 직물 측면 상에서 40 P&J 폴리우레탄 롤로 구성되었다. 하부 롤은 600 fpm의 전체 라인 속도로 주행되는 상부 폴리우레탄 롤보다 10% 더 빠른 속도로 주행되었다. 이러한 티슈는 또한 7.5 mm의 목표 견고성을 갖는 210 시트 카운트 화장실용 티슈 롤로 변환되었다. 결과적인 롤 중량은 76.4 그램이었고, 따라서 12.0 cc/g의 롤 비체적이 얻어졌다. 이러한 티슈는 757 그램 GMT의 최종 인장 강도와, 시트의 직물 측면 상에서 3.5 mm/mm의 모서리 보풀률을 가졌다.
이러한 제품은 롤 비체적이 높고 (12 cc/g), 롤이 견고하고 (7.6 mm/mm 견고성), 롤을 포함하는 1겹 시트가 강하고 (GMT 757 g/3") 부드러운 (FOE 3.5 mm/mm) 점에서 본 발명의 대표한다. 본 발명의 롤 및 대조구 샘플의 특성들이 아래의 표1에 도시되어 있다.
샘플 대조구1 대조구2 대조구3 예1
롤 견고성(mm) 7.8 7.5 7.8 7.6
완전 건조롤 중량(g) 78.9 77.5 78.5 76.3
시트 완전건조 평량(g/m2) 36.7 36.5 36.7 35.8
롤 비체적(cc/g) 11.7 11.9 11.7 12.0
시트 기하학적평균 인장강도(g/3") 706 843 1019 757
모서리보풀률(mm/mm) 1.6 1.5 1.3 3.5
MD 마찰 계수 0.32 NM NM 0.33
CD 마찰 계수 0.31 NM NM 0.32
MD 기울기(A, kg) 6.46 NM NM 5.38
CD 기울기(A, kg) 8.52 NM NM 9.81
가와바따굽힘 강성 .068 NM NM .043
강성/GM 기울기(A) .00917 NM NM .00592
압축 선형성 .524 NM NM .472
NM = 측정되지 않음.
예2
상기 예1의 기부 티슈는 또한 화장실용 티슈 롤을 제작하기 위해 롤-벨트 전단을 사용하여 변환되었다. 이는 (보이쓰 패브릭스, 인크.에 의해 공급되는) 2054 직물, 롤이 직물보다 더 빨리 이동하는 롤과 직물 사이의 15% 속도 차이, 및 65 휴이크 직물 장력으로 달성되었다. 공정에서, 시트의 직물 측면은 직물과 접촉했고, 시트의 공기 측면은 롤과 접촉했다.
제품은 다시 116 mm 직경, 76 g의 목표 롤 중량, 210 시트의 시트 카운트, 7.5 mm의 커샤우 견고성, 및 104 mm의 시트 길이의 마무리된 롤 제품 사양을 만족시키도록 변환되었다. 요구되는 롤 중량이 75.8 g이었으므로, 결과적인 롤 비체적은 12.2 cc/g이었다.
이러한 경우에, 마무리된 시트 기하학적 평균 인장 강도는 644 그램이었고, 모서리 보풀률 값은 시트의 직물 측면 상에서 1.93 mm/mm였다. 이러한 제품은 아래의 표에서 예2로 표시되어 있으며, 이는 다시 표1의 대조구 제품과 비교되어 있다.
샘플 대조구1 대조구2 대조구3 예2
롤 견고성(mm) 7.8 7.5 7.8 7.5
완전 건조롤 중량(g) 78.9 77.5 78.5 75.8
시트 완전건조 평량(g/m2) 36.7 36.5 36.7 35.7
롤 비체적(cc/g) 11.7 11.9 11.7 12.2
시트 기하학적평균 인장강도(g/3") 706 843 1019 644
모서리보풀률(mm/mm) 1.6 1.5 1.3 1.9
예3
마지막으로, 본 발명의 제품은 아래의 표에서 현재의 상업적인 제품과 비교되었다. 표로부터 명확한 바와 같이, 상업적인 1겹 화장실용 티슈 제품은 본 발명의 샘플의 특성을 갖지 않는다. 제1 대조구 샘플은 또한 종래의 캘린더링 기술과의 비교를 용이하기 위해 포함되었다.
샘플 예1 Charmin® 표준 롤 Kleenex Cottonelle® 표준 롤 대조구1(표준 캘린더링)
롤 견고성(mm) 7.6 7.1 7.9 7.8
완전 건조롤 중량(g) 76.3 NM NM 78.9
시트 완전건조 평량(g/m2) 35.8 32.6 30.5 36.7
롤 비체적(cc/g) 12 10.7 12.5 12.1
시트 기하학적평균 인장강도(g/3") 757 619 656 706
모서리보풀률(mm/mm) 3.49 1.33 1.33 1.56
MD 마찰 계수 0.33 0.293 0.296 0.32
CD 마찰 계수 0.32 0.314 0.285 0.31
MD 기울기(A, kg) 5.38 2.71 4.98 6.46
CD 기울기(A, kg) 9.81 6.01 4.36 8.52
가와바따굽힘 강성 0.043 0.025 0.032 0.068
강성/GM 기울기(A) 0.00592 0.00619 0.00687 0.00917
압축 선형성 0.472 0.598 0.52 0.524
예4
다음의 예는 본 발명에 따라 다겹 티슈를 만들 때 생성되는 개선된 특성을 나타낸다.
비크레핑 통기 건조 화장실용 티슈는 보이쓰 패브릭스 인크.에 의해 공급되는 t-1204-8 통기 건조 직물 및 t-807-1 전달 직물을 사용하여, 미국 특허 제5,932,068호에 설명된 방법에 의해 제작되었다. 기부 웨브는 북방 연재 크라프트(NSWK)와 크라프트 유칼립투스 펄프의 혼합물로 만들어졌다. 각각의 기부 웨브는 세 개의 층으로 만들어졌고, 중심 층은 100%의 NSWK이고, 양쪽 외층은 75%의 유칼립투스 및 25%의 전체 티슈와 동일한 조성을 갖는 파쇄물이다.
제1 샘플이 38.5 중량%의 외층, 23 중량%의 중심 층, 및 다른 38.5 중량%의 외층을 구비하여 만들어졌다. 따라서, 전체 조성은 유칼립투스 71%, NSWK 29%였다. 유칼립투스/파쇄물 층은 2.1 kg/mt의 활성 결합 제거제로 처리되었고, NSWK 층은 첨가된 2.5 kg/mt의 PAREZ 습윤 강도 수지를 가졌다.
인장 강도가 더 높은 제2 샘플은 먼저 100% NSWK 층의 상대 중량을 티슈 중량의 34%로 증가시킴으로써 제작되었다. 따라서, 섬유 분할은 33%, 34%, 33%이고, 외층은 여전히 75%의 유칼립투스 및 25%의 파쇄물이며, 중심 층은 여전히 100%의 NSWK이고, 60.6%의 유칼립투스 및 39.4%의 NSWK의 전체 섬유 조성을 제공한다. 다시, 2.1 kg/mt의 활성 결합 제거제가 유칼립투스 층에 첨가되었고, 2.5 kg/mt의 PAREZ 습윤 강도 수지가 NSWK 층에 첨가되었다.
마지막으로, 제3 샘플에 대해, 섬유 혼합물은 제2 예에서와 같이 유지되었지만, 0.5 HPD/T(펄프의 톤당 마력 일수)의 정제화가 중심 층에 추가되어 인장 강도를 증가시켰다. 화학 약품 첨가 및 섬유 분할은 제2 샘플에서와 같이 유지되었다.
따라서, 최저 장력 샘플은 29% NSWK 및 71% 유칼립투스로 제작되었고, 중간 장력 샘플은 39.4% NSWK 및 60.6% 유칼립투스로 제작되었고, 최고 장력 샘플은 39.4%의 정제된 NSWK 및 60.6% 유칼립투스로 제작되었다.
모든 세 가지 경우에, 티슈는 두 개의 통기 건조기로 진입하기 전에 대략 26 - 28%의 견실성으로 진공 탈수된 다음, 기초 롤의 권취 이전에 통기 건조기 내에서 대략 1%의 최종 수분으로 건조되었다.
세 개의 티슈 샘플 각각의 일부는 그 다음 표준 기술, 특히 종래의 단일 폴리우레탄/강철 캘린더를 사용하여 변환되었다. 두 개의 웨브는 서로 하나의 2겹 웨브로 된 다음 캘린더링되었다. 캘린더는 내겹의 직물 측면 상에 40 P&J 폴리우레탄 롤과, 외겹의 직물 측면 상에 표준 강철 롤을 포함했다. 캘린더는 표준 고정 부하 모드로 작동되어 대조구 티슈 샘플을 제작하였다. 캘린더링 후에, 두 개의 웨브는 표준 기계식 권축에 의해 조합되어 2겹 티슈를 형성하고, 그 다음 티슈 롤로 권취되었다.
마무리된 제품 직경은 128 mm였고, 캘린더링은 190 시트 카운트 및 104 mm 시트 길이를 갖는 8.0 mm의 커샤우 롤 견고성을 생성하도록 설정되었다. 결과적인 제품의 롤 중량은 대략 88 그램을 목표로 하여, 대략 13.0 cc/g의 롤 비체적을 산출했다.
초기에, 기부 시트 인장 강도(시험된 2겹)는 각각 1140, 1382, 및 1595 g/3" 기하학적 평균 장력이었다. 변환 후에, 샘플 기부 시트는 물리적 특성에 대해 시험되었고, 결과가 표1(대조구 샘플로 표시됨)에 도시되어 있다. 918, 1061, 및 1158 g/3"의 (변환 후의) 최종 기하학적 평균 인장 강도를 갖는 샘플은 각각 마무리된 제품의 2겹의 외부 상에서 1.71 및 1.31, 1.60 및 1.54, 1.75 및 1.45 mm/mm의 결과적인 모서리 보풀률 값을 가졌다.
다음으로, 티슈 기부 시트 각각의 샘플은 도7에 도시된 장치와 유사한 이중 롤-갭 캘린더를 사용하여 본 발명의 공정에 따라 변환되었다. 각각의 경우에, 결과적인 2겹 제품의 양쪽 겹은 고정 갭 모드로 주행되는 공기 측면 상의 40 P&J 폴리우레탄 롤 및 직물 측면 상의 40 P&J 폴리우레탄 롤로 구성된 닙 내에서 분리되어 캘린더링되었다. 모든 경우에, 직물 측면 롤은 500 fpm의 전체 라인 속도로 주행되는 공기 측면 폴리우레탄 롤보다 10% 더 빠른 속도로 주행되었다. 캘린더링 후에, 두 웨브는 표준 기계식 크림핑에 의해 조합되어 2겹 티슈를 형성하고, 그 다음 티슈 롤로 권취되었다.
이러한 티슈는 또한 8.0 mm의 목표 견고성을 갖는 190 시트 카운트 화장실용 티슈 롤로 변환되었다. 결과적인 롤 중량은 87 그램이었고, 따라서 13.0 cc/g의 롤 비체적이 얻어졌다. 이러한 티슈는 조합된 2겹 웨브의 외측 측면들 중 적어도 하나 상에서, 적어도 700 g GMT의 최종 인장 강도 및 2.0 mm/mm를 초과하는 모서리 보풀률을 가졌다. 몇몇의 경우에, 외겹 및 내겹은 2.0 mm/mm를 초과하는 모서리 보풀률 값을 가졌다.
상기 샘플은 아래의 표에서 예1 내지 예6으로 표시된다.
상업적으로 구입 가능한 2겹 화장실용 티슈 제품이 얻어져서 시험되었다. 특히, 프락터 & 갬블 컴퍼니(Procter & Gamble Company)의 샤르민 울트라(CHARMIN ULTRA), 킴벌리-클라크 코포레이션(Kimberly-Clark Corporation)의 카토넬 울트라(COTTONELLE ULTRA), 및 조지아 퍼시픽 컴퍼니(Georgia Pacific Company)의 노던 울트라(NORTHERN ULTRA)가 시험되었다. 결과는 아래의 표에 조합되어 있다.
샘플 예1 예2 예3 예4 예5 예6
갭 폭(in) .035 .035 .020 .035 .020 .020
롤 견고성(mm) 7.2 7.0\1 8.9 8.2 8.5 8.9
완전 건조롤 중량(g) 86.6 86.5 87.8 88.4 87.2 85.9
시트 완전건조 평량(g/m2) 44.7 44.6 45.3 45.2 45.0 44.3
롤 비체적(cc/g) 13.0 13.1 12.9 13.1 12.7 13.2
시트 기하학적평균 인장강도(g/3") 988 1122 711 780 975 828
모서리 보풀률, 외겹(mm/mm) 1.81 2.41 2.48 2.20 2.34 2.50
모서리 보풀률, 내겹(mm/mm) 1.58 1.83 2.05 1.63 2.09 2.31
MD 마찰 계수, 외겹 1.09 0.92 1.06 .91 0.96 .85
MD 마찰 계수, 내겹 1.10 1.11 1.04 .78 0.98 1.06
CD 마찰 계수, 외겹 1.11 0.94 .89 .90 1.00 1.02
CD 마찰 계수, 내겹 1.08 1.03 .98 .83 0.84 1.01
MD 기울기(A, kg) 8.15 8.47 6.38 7.61 7.48 6.83
CD 기울기(A, kg) 10.11 10.85 8.31 8.84 9.87 9.12
평균 가와바따굽힘 강성 .124 .114 .097 .135 .115 .087
강성/GM 기울기(A) .014 .012 .0053 .0055 .013 .011
압축 선형성 .444 .427 .455 .483 .489 .451
샘플 대조구1 대조구2 대조구3
갭 폭(in) None None None
롤 견고성(mm) 7.3 8.6 8.4
완전 건조 롤 중량(g) 87.5 86.6 86.3
시트 완전건조 평량(g/m2) 45.6 44.7 44.5
롤 비체적(cc/g) 13.0 13.0 13.1
시트 기하학적평균 인장 강도(g/3") 918 1061 1158
모서리 보풀률, 외겹(mm/mm) 1.71 1.60 1.75
모서리 보풀률, 내겹(mm/mm) 1.31 1.54 1.45
MD 마찰 계수, 외겹 .98 1.01 .83
MD 마찰 계수, 내겹 .96 1.07 .87
CD 마찰 계수, 외겹 1.02 .90 .94
CD 마찰 계수, 내겹 1.02 .97 .85
MD 기울기(A, kg) 8.46 7.99 9.28
CD 기울기(A, kg) 9.99 11.47 11.94
평균 가와바따 굽힘 강성 0.141 .116 .129
강성/GM 기울기(A) .0153 .012 .012
압축 선형성 .488 .478 .460
샘플 샤르민 울트라 카토넬 울트라 노던 울트라
갭 폭(in) None None None
롤 견고성(mm) 7.0 5.7 8.1
완전 건조 롤 중량(g) 140.9 145.2 146.8
시트 완전 건조 평량(g/m2) 43.0 44.4 41.0
롤 비체적(cc/g) 9.5 9.1 8.8
시트 기하학적 평균 인장 강도(g/3 inches) 626 916 626
모서리 보풀률, 외겹(mm/mm) 1.95 1.30 0.89
모서리 보풀률, 내겹(mm/mm) 1.96 0.92 0.51
MD 마찰 계수, 외겹 .60 .67 .66
MD 마찰 계수, 내겹 .72 .72 .72
CD 마찰 계수, 외겹 .57 .91 .83
CD 마찰 계수, 내겹 .56 .78 .67
MD 기울기(A, kg) 5.59 11.47 5.79
CD 기울기(A, kg) 6.49 4.18 10.42
평균 가와바따 굽힘 강성 .039 .086 .035
강성/GM 기울기(A) .0025 .0061 .0014
압축 선형성 .514 .459 .529
상기 표에서, "갭 폭"은 샘플의 캘린더링 중의 캘린더 롤의 분리를 말한다. 전술한 바와 같이, 롤-갭 캘린더가 본 발명에 따른 샘플을 제작하는데 사용되었다. 이러한 실시예에서, 캘린더 롤들은 상기 표에서 표시된 바와 같이 일정 거리로 이격되었다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 변형 및 변경은 첨부된 청구범위에서 더욱 구체적으로 설명되는 본 발명의 취지 및 범주를 벗어나지 않고서, 당업자에 의해 실시될 수 있다. 또한, 다양한 실시예의 태양이 전반적으로 또는 부분적으로 상호 교환될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 당업자는 상기 설명이 단지 예시적이며 첨부된 청구범위에서 설명되는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라는 것을 이해할 것이다.

Claims (50)

  1. 롤로 나선형으로 권취된 1겹 티슈 웨브를 포함하고,
    권취된 롤은 약 7.8 mm 미만의 커샤우 롤 견고성과, 약 10 cc/g을 초과하는 롤 비체적을 갖고, 티슈 웨브는 약 25 gsm 완전 건조를 초과하는 평량을 갖고, 티슈 웨브는 웨브의 적어도 일 측면 상에서 약 1.7 mm/mm를 초과하는 모서리 보풀률과 약 550 g/3"를 초과하는 기하학적 평균 인장 강도를 더 갖는 롤형 티슈 제품.
  2. 제1항에 있어서, 기부 웨브는 비크레핑 통기 건조 웨브를 포함하는 티슈 제품.
  3. 제1항에 있어서, 롤 비체적은 약 11 cc/g인 티슈 제품.
  4. 제1항에 있어서, 롤 비체적은 약 12 cc/g인 티슈 제품.
  5. 제1항에 있어서, 커샤우 견고성은 약 7.0 내지 약 7.8 mm인 티슈 제품.
  6. 제1항에 있어서, 티슈 웨브의 평량은 약 30 gsm 내지 약 38 gsm 완전 건조인 티슈 제품.
  7. 제1항에 있어서, 티슈 제품의 기하학적 평균 인장 강도는 약 600 g/3" 이상인 티슈 제품.
  8. 제1항에 있어서, 티슈 웨브의 적어도 일 측면의 모서리 보풀률은 약 2.0 mm/mm 이상인 티슈 제품.
  9. 제1항에 있어서, 티슈 웨브의 적어도 일 측면의 모서리 보풀률은 약 2.5 mm/mm 이상인 티슈 제품.
  10. 제1항에 있어서, 티슈 웨브의 모서리 보풀률이 더 높은 측면의 기계 방향 마찰 계수는 약 0.32를 초과하고, 티슈 웨브의 모서리 보풀률이 더 높은 측면의 횡단 기계 방향 마찰 계수는 약 0.32를 초과하는 티슈 제품.
  11. 제1항에 있어서, 티슈 웨브는 약 0.006 미만의 굽힘 강성/GM 기울기(A)를 갖는 티슈 제품.
  12. 제1항에 있어서, 티슈 웨브는 대체로 기공이 없는 티슈 제품.
  13. 펄프 섬유를 포함하는 티슈 웨브를 제공하는 단계와,
    티슈 웨브를 회전 롤의 외측 표면과 대향 이동 표면 사이에 형성된 닙을 통해 이송하는 단계를 포함하고,
    롤의 외측 표면과 대향 표면은 닙 내에서 다른 속도로 이동하고, 닙은 티슈 웨브를 캘린더링 하면서 동시에 웨브를 웨브의 모서리 보풀률 특성을 증가시키기에 충분한 전단력을 받게 하는 전단 캘린더링 공정.
  14. 제13항에 있어서, 닙을 빠져 나온 후에 티슈 웨브를 롤형 제품으로 나선형으로 권취하는 단계를 더 포함하는 공정.
  15. 제13항에 있어서, 대향 표면은 회전 롤을 포함하는 공정.
  16. 제13항에 있어서, 대향 표면은 이동 벨트를 포함하는 공정.
  17. 제15항에 있어서, 회전 롤들 중 하나는 중합체 재료를 포함하는 외부 표면을 갖는 공정.
  18. 제15항에 있어서, 회전 롤은 모두 중합체 재료를 포함하는 외부 표면을 갖는 공정.
  19. 제13항에 있어서, 롤의 외측 표면과 외측 대향 표면은 5% 내지 100% 사이의 속도 차이로 이동하는 공정.
  20. 제13항에 있어서, 롤의 외측 표면과 외측 대향 표면은 15% 내지 25% 사이의 속도 차이로 이동하는 공정.
  21. 부직포 웨브를 캘린더링하고 전단력을 동시에 받게 하는 전단 캘린더링 장치이며,
    외부 표면을 갖는 회전 가능 롤과,
    회전 롤에 대향한 이동 표면을 포함하고,
    회전 가능 롤과 대향 표면은 티슈 웨브를 수납하기 위한 닙을 형성하고, 대향 표면과 회전 가능 롤은 닙을 통과하는 티슈 웨브를 전단력을 받게 하기에 충분한 속도 차이를 형성하도록 닙 내에서 다른 속도로 이동하는 전단 캘린더링 장치.
  22. 제21항에 있어서, 대향 표면은 제2 회전 가능 롤을 포함하는 전단 캘린더링 장치.
  23. 제21항에 있어서, 대향 표면은 벨트를 포함하는 전단 캘린더링 장치.
  24. 제21항에 있어서, 닙은 장치를 통해 공급되도록 구성된 기부 웨브의 두께의 2% 내지 약 25%인 갭을 형성하는 전단 캘린더링 장치.
  25. 제21항에 있어서, 회전 가능 롤과 대향 표면 사이의 속도 차이는 약 5% 내지 약 100%인 전단 캘린더링 장치.
  26. 제21항에 있어서, 회전 가능 롤의 외부 표면은 중합체 재료를 포함하는 전단 캘린더링 장치.
  27. 롤로 나선형으로 권취된 적어도 2겹을 포함하는 다겹 티슈를 포함하고,
    권취된 롤은 약 9.0 mm 미만의 커샤우 롤 견고성 및 약 9 cc/g을 초과하는 롤 비체적을 갖고, 티슈는 약 35 gsm 완전 건조를 초과하는 평량을 갖고, 티슈는 티슈의 적어도 하나의 외부 측면 상에서 약 2.0 mm/mm를 초과하는 모서리 보풀률을 더 갖고, 티슈는 약 500 g/3"를 초과하는 기하학적 평균 인장 강도를 더 갖는 롤형 티슈 제품.
  28. 제27항에 있어서, 티슈는 2겹으로 구성된 티슈 제품.
  29. 제27항에 있어서, 티슈는 3겹으로 구성된 티슈 제품.
  30. 제27항에 있어서, 권취된 롤은 약 8.5 mm 미만의 커샤우 롤 견고성을 갖는 티슈 제품.
  31. 제27항에 있어서, 권취된 롤은 약 8.0 mm 미만의 커샤우 롤 견고성을 갖는 티슈 제품.
  32. 제27항에 있어서, 권취된 롤은 약 10.0 cc/g을 초과하는 롤 비체적을 갖는 티슈 제품.
  33. 제27항에 있어서, 권취된 롤은 약 11.0 cc/g을 초과하는 롤 비체적을 갖는 티슈 제품.
  34. 제27항에 있어서, 권취된 롤은 약 12.0 cc/g을 초과하는 롤 비체적을 갖는 티슈 제품.
  35. 제27항에 있어서, 티슈는 약 35 gsm 내지 약 80 gsm 완전 건조의 평량을 갖는 티슈 제품.
  36. 제27항에 있어서, 티슈의 외부 측면은 약 2.2 mm/mm를 초과하는 모서리 보풀률을 갖는 티슈 제품.
  37. 제27항에 있어서, 티슈의 외부 측면은 약 2.4 mm/mm를 초과하는 모서리 보풀률을 갖는 티슈 제품.
  38. 제27항에 있어서, 티슈는 제1 외부 측면 및 제2 외부 측면을 갖고, 각각의 외부 측면은 약 2.0 mm/mm를 초과하는 모서리 보풀률을 갖는 티슈 제품.
  39. 제27항에 있어서, 티슈는 제1 외부 측면 및 제2 외부 측면을 갖고, 각각의 외부 측면은 약 2.2 mm/mm를 초과하는 모서리 보풀률을 갖는 티슈 제품.
  40. 제27항에 있어서, 다겹 티슈는 대체로 기공이 없는 티슈 제품.
  41. 펄프 섬유를 포함하는 제1 티슈 웨브를 제공하는 단계와,
    제1 티슈 웨브를 회전 롤의 외측 표면과 대향 이동 표면 사이에 형성된 닙을 통해 이송하는 단계와,
    제1 티슈 웨브를 제2 티슈 웨브와 조합하여 다겹 티슈 제품을 형성하는 단계를 포함하고,
    롤의 외측 표면과 대향 표면은 닙 내에서 다른 속도로 이동하고, 닙은 제1 티슈 웨브를 캘린더링하면서 동시에 웨브를 웨브의 일 측면의 모서리 보풀률 특성을 증가시키기에 충분한 전단력을 받게 하고,
    모서리 보풀률 특성이 증가된 제1 티슈 웨브의 일 측면은 티슈 제품의 외부 측면을 형성하는 전단 캘린더링 공정.
  42. 제41항에 있어서, 다겹 티슈 제품을 롤형 제품으로 나선형으로 권취하는 단계를 더 포함하는 공정.
  43. 제41항에 있어서, 대향 표면은 회전 롤을 포함하는 공정.
  44. 제41항에 있어서, 대향 표면은 이동 벨트를 포함하는 공정.
  45. 제42항에 있어서, 티슈 제품은 약 35 gsm을 초과하는 완전 건조 평량을 갖고, 롤형 제품은 약 9 cc/g을 초과하는 롤 비체적을 갖고, 외부 측면은 약 2.0 mm/mm를 초과하는 모서리 보풀률을 갖는 공정.
  46. 제41항에 있어서, 롤의 외측 표면과 외측 대향 표면은 5% 내지 100% 사이의 속도 차이로 이동하는 공정.
  47. 제41항에 있어서, 롤의 외측 표면과 외측 대향 표면은 10% 내지 25% 사이의 속도 차이로 이동하는 공정.
  48. 제41항에 있어서, 제2 티슈 웨브도 회전 롤의 외측 표면과 대향 이동 표면 사이에 형성된 닙을 통해 이송되고, 롤의 외측 표면과 대향 표면은 닙 내에서 다른 속도로 이동하고, 닙은 제2 티슈 웨브를 캘린더링하면서 동시에 웨브를 제2 웨브의 일 측면의 모서리 보풀률 특성을 증가시키기에 충분한 전단력을 받게 하고, 모서리 보풀률 특성이 증가된 웨브의 측면은 또한 티슈 제품의 외부 표면을 형성하는 공정.
  49. 제41항에 있어서, 제1 티슈 웨브와 제2 티슈 웨브는 접착제를 사용하여 서로 부착되는 공정.
  50. 제41항에 있어서, 제1 티슈 웨브와 제2 티슈 웨브는 서로 기계적으로 부착되는 공정.
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