KR20090080569A - 베이스 웹의 연도를 증가시키는 방법 및 그로부터 제조된 제품 - Google Patents

Abstract

웹의 강도에 역효과를 나타내지 않고 베이스 웹 (38)의 촉질성을 증가시키는 방법이 개시되어 있다. 한 실시양태에서, 그 방법은 크레이핑된 베이스 웹을 제1 이동 콘베이어 (60)와 제2 이동 콘베이어 사이에 놓는 단계를 포함한다. 콘베이어 (62)는 그후에 베이스 웹에 작용하는 전단력과 압축력을 형성하는 전단 유도 롤 (64) 주위에 감겨진다. 전단력은 웹을 파괴시켜 웹의 연도를 증가시키고 강성을 감소시킨다. 압축력은 직물 마디가 베이스 웹과 접촉하는 면에 국소화되어, 캘리퍼 감소를 제한하면서 독특한 직물-프린트 패턴을 웹에 부여하게 된다. 전단 유도 롤은 일반적으로 비교적 작은 직경을 갖는다. 일부 용도를 위하여, 1개를 넘는 전단 유도 롤이 시스템에 포함될 수 있다.

베이스 웹, 콘베이어, 전단 유도 요소, 전단력, 압축력, 직물-프린트 패턴

Description

베이스 웹의 연도를 증가시키는 방법 및 그로부터 제조된 제품{PROCESS FOR INCREASING THE SOFTNESS OF BASE WEBS AND PRODUCTS MADE THEREFROM}

본 일부 계속 출원은 2000년 5월 12일자로 출원된 미국 출원 제60/204,083호의 가출원을 기초로 하는 2001년 5월 11일자로 출원된 미국 출원 제09/854,145호의 실용 출원을 기초로 한다.

베이스 웹으로부터 제조된 제품, 예를 들면 배쓰 티슈, 페이샬 티슈, 종이 타월, 공업용 와이퍼, 외식업용 와이퍼, 냅킨, 의료용 패드 및 기타 유사한 제품은 몇가지 중요한 특성을 갖도록 설계된다. 예를 들면, 그러한 제품들은 부드러운 느낌을 주어야 하며, 대부분의 용도를 위하여 고흡수성이어야 한다. 제품들은 또한 우수한 신축성을 가져야 하고 내인열성을 가져야 한다. 또한, 제품들은 우수한 강도 특성을 가져야 하고, 내마모성을 가져야 하며 그들이 사용되는 환경에서 품질 저하되지 않아야 한다.

종래에, 그러한 제품의 특정 물리적 성질을 향상시키고 증가시키기 위한 많은 시도들이 행해져 왔다. 그러나, 불행히도 이들 제품의 한가지 성질을 증가시키는 조치가 취해질 때, 제품의 다른 특성들이 역효과를 받을 수가 있다. 예를 들 면, 각종 종이 제품과 같은 부직포 제품의 연도 (softness)는 몇가지 다른 방법에 의해, 예를 들어 특정 섬유 유형을 선택하거나, 캘린더링하거나 또는 제품 내의 셀룰로오스 섬유 결합을 감소시킴으로써 증가될 수 있다. 그러나, 상기 방법 중의 하나에 따른 연도 증가는 제품의 강도에 역효과를 나타낼 수 있다. 반대로, 일반적으로 섬유상 웹의 강도를 증가시키기 위한 조치들은 웹의 연도, 강성 또는 흡수성에 대해 나쁜 영향을 준다.

본 발명은 웹의 물리적 성질을 최적화하는 방식에 의한 베이스 웹의 개선 및 그 웹의 제조 방법의 개선에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 베이스 웹의 강도를 크게 저하시키지 않고 베이스 웹의 연도 및 강성과 같은 촉질성 (tactile property)을 개선시키는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 본 발명은 독특한 직물-프린트 패턴을 갖는 크레이핑된 웹 제품 및 그러한 제품의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 베이스 웹을 형성하고, 당해 분야에 공지된 방법으로 베이스 웹을 크레이핑하고, 다음에 전단 유도 공정을 통해 웹을 연화시키는 것과 동시에 독특한 직물-프린트 패턴을 웹의 적어도 한 표면 상에 형성하는 것을 포함한다.

베이스 웹의 표면 상에 직물-프린트 패턴을 형성하기 위해서는, 크레이핑된 웹을 먼저 2개의 이동 콘베이어 사이에 놓는다. 그렇게 형성된 콘베이어/웹 샌드위치는 다음에 1개 이상의 압축 유도 요소 주위에 안내된다. 콘베이어가 요소(들) 주위에 안내될 때, 전단력 및 압축력 둘다가 웹에 부여된다. 압축력은 직물-프린트 패턴이 베이스 웹의 표면 상에 형성되도록 할 수 있는 반면 전단력은 웹을 연화시킬 수 있다.

웹에 작용하는 압축력은 콘베이어의 직물 마디 (knuckle)가 웹의 표면과 접촉하는 면에서 최대일 수 있다. 이는 웹 표면 상에 형성된 직물-프린트 패턴이 이 미 형성된 웹의 크레이프 패턴 위에 겹쳐지는 일련의 고밀도 골 (trough)이 되도록 할 수 있다. 다른 실시양태에서, 직물-프린트 패턴은 웹의 양면에 형성될 수 있다.

압축 유도 요소는 필요한 전단 및 압축력을 웹에 부여할 수 있는 임의의 적합한 요소일 수 있다. 예를 들면, 한 실시양태에서 압축 유도 요소는 약 10 인치 미만의 작은 유효 직경을 갖는 롤을 포함할 수 있다. 특히, 압축 유도 요소는 약 7 인치 미만의 유효 직경을 가질 수 있다. 더욱 특히, 압축 유도 요소는 약 2 내지 약 5 인치의 유효 직경을 가질 수 있다.

웹은 본 발명의 압축 유도 요소 주위에 안내될 때 본질적으로 건조할 수 있다. 예를 들면, 웹은 약 10 중량% 미만의 함수량을 가질 수 있다.

웹 내의 패턴을 적당하게 연화시키고 형성하기 위해서, 콘베이어는 전단/압축 유도 요소 주위에 감겨질 때 장력 하에 있어야 한다. 예를 들면, 콘베이어는 요소 주위에 30° 이상 감겨질 수 있다. 더욱 특별하게는, 콘베이어는 요소 주위에 50° 이상 감겨질 수 있다. 콘베이어는 압축 유도 요소 주위에 안내될 때 선형 인치 당 5 파운드 이상의 장력 하에 있을 수 있다.

본 발명의 독특한 크레이핑된 웹 제품은 임의의 적합한 베이스 웹으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 베이스 웹은 약 5 내지 약 40 g/㎡의 기본 중량을 가질 수 있다. 종이 제품은 한겹 제품 또는 여러겹 제품일 수 있다. 추가로, 종이 제품의 어떠한 한겹은 균질하거나 또는 층화된 (stratified) 웹일 수 있다. 본 발명의 크레이핑된 종이 제품은 임의의 적당한 섬유 유형으로 형성될 수 있다.

본 발명의 종이 제품은 가공 중에 제한된 캘리퍼 감소를 나타낼 수 있는, 연질이며 강한 크레이핑 제품이다. 예를 들면, 본 발명의 종이 제품은 약 200 g/인치보다 큰 기하 평균 인장 강도를 나타낼 수 있다. 더욱 특별하게는, 종이 제품은 약 250 g/인치보다 큰 기하 평균 인장 강도를 나타낼 수 있다.

크레이핑된 웹 제품의 벌크는 다른 캘린더링된 티슈 제품의 벌크보다 더 클 수 있다. 예를 들면, 벌크는 약 7.5 ㏄/g보다 클 수 있다. 더욱 특별하게는, 벌크는 약 8.5 ㏄/g보다 클 수 있다.

마찬가지로, 개시된 종이 제품의 캘리퍼는 유사한 캘린더링된 크레이핑 웹 제품의 것보다 클 수 있다. 한 실시양태에서, 캘리퍼는 약 250 미크론보다 클 수 있다. 더욱 특별하게는, 캘리퍼는 약 275 미크론보다 클 수 있다.

본 발명의 논의가 단지 예시적인 실시양태의 설명이며 예시적인 구성에 구체화되어 있는 본 발명의 더 광범위한 면을 제한하는 것으로 의도되어서는 안됨을 당해 분야의 숙련자는 이해하여야 한다.

일반적으로, 본 발명은 이후의 인장 강도의 실질적인 손실 없이 베이스 웹의 촉질성을 개선시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그 방법으로부터 제조된 웹에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 방법은 펄프 섬유를 함유하는 웹과 같은 베이스 웹의 연도를 증가시키고 강성을 감소시키기에 아주 적합하다. 또한, 습식 압축된 크레이핑 제품을 생산할 때와 같은 일부 용도에서는, 본 발명은 이후의 연 화 공정의 필요 없이 연질의 벌키한 티슈 제품을 제공할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 크레이핑된 티슈 제품은 추가의 캘린더링 공정 없이 적당한 연질의 제품일 수 있다. 결과적으로, 종이 제품은 유사한 캘린더링 제품에 비해 증가된 캘리퍼 및 벌크를 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 크레이핑된 티슈 제품은 웹의 적어도 한 표면 상에 겹쳐진 독특한 직물-프린트 패턴을 가질 수 있다.

일반적으로 말하면, 본 발명의 방법은 미리 형성된 베이스 웹을, 웹의 연도를 개선시키기에 충분한 양의 전단력을 받게 하는 단계를 포함한다. 예를 들면, 미리 크레이핑된 베이스 웹은 연질이며 강한 티슈를 얻는데 이후의 캘린더링 공정이 필요하지 않도록 연도를 증가시키기에 충분한 양의 전단력을 받을 수 있다.

본 발명에 따라서, 전단력은 한쌍의 이동 콘베이어 사이에 웹을 놓음으로써 웹에 가해질 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은, 콘베이어는 와이어, 직물, 펠트 등과 같은 연질 시트를 나타내기 위한 것이다. 일단 베이스 웹이 이동 콘베이어 사이에 놓여지면, 두 콘베이어 사이에 속도차가 형성된다. 이러한 속도차는 웹에 전단력을 부여할 수 있다. 예를 들면, 한 실시양태에서는 웹이 두 콘베이어 사이에 끼워져 있는 동안 콘베이어가 롤과 같은 1개 이상의 전단 유도 요소 주위에 안내될 수 있다. 전단 유도 요소는 회전하거나 정지할 수 있고, 일반적으로 약 10 인치 미만과 같은 작은 유효 직경을 갖는다.

이동 콘베이어는 베이스 웹에 작용하는 전단력을 형성하기에 충분하게 전단 유도 요소 주위에 감겨지며 충분한 장력 하에 놓여진다. 특별하게는, 전단 유도 요소 위에 콘베이어가 통과함으로써 웹의 가장 약한 곳의 웹 내의 결합을 분해시키 거나 또는 웹 내의 섬유 얽힘을 파괴시키는 전단력을 형성하는 콘베이어 속도차가 형성된다. 이 공정을 통해, 웹의 연도가 증가되면서 웹의 강성이 감소된다. 놀랍게도, 본 발명자는 얻어진 연도 수준에서 예상되는 것보다 실질적으로 인장 강도가 덜 손실되면서 연화가 이루어짐을 발견하였다.

이 방법은 웹 상에 전단력을 유도하는 것 외에 또한 웹에 작용하는 압축력을 유도할 수도 있다. 콘베이어가 전단 유도 요소 상에 통과할 때, 전단력이 웹의 표면에 접선 방향으로 부여될 수 있을 뿐만 아니라 압축력이 웹의 표면에 수직인 방향으로 부여될 수 있다. 따라서, 전단 유도 요소는 또한 압축 유도 요소로서 칭해질 수도 있다.

본 발명의 방법에 사용될 수 있는 베이스 웹은 특정 용도에 따라 변화될 수 있다. 일반적으로, 임의의 적합한 베이스 웹이 웹의 촉질성을 개선시키기 위해 공정에 사용될 수 있다. 또한, 웹은 임의의 적합한 섬유 유형으로부터 제조될 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 베이스 웹이 형성되는 방식이 특정 용도에 따라서 변화될 수 있다. 한 실시양태에서, 웹은 펄프 섬유를 함유할 수 있고, 통상의 제지 기술에 따라 습식-레잉법으로 형성될 수 있다. 습식 레잉법에서, 섬유 공급물을 물과 배합되어 수성 현탁액을 형성한다. 수성 현탁액을 와이어 또는 펠트 상에 분포시키고 건조시켜 웹을 형성한다.

도 2를 참조하자면, 본 발명에 따라서 사용될 수 있는 베이스 웹의 제조 방법의 한 실시양태가 예시되어 있다. 이 도면에 예시된 방법은 습식-레잉법을 나타 내지만, 상기한 바와 같이 본 발명의 베이스 웹을 형성하는 다른 기술이 사용될 수도 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 웹-형성 시스템은 섬유의 수성 현탁액을 수용하기 위한 헤드박스 (10)를 포함한다. 헤드박스 (10)는 다수의 안내 롤 (34)에 의해 지지되고 구동되는 성형 직물 (26) 상에 섬유의 수성 현탁액을 도포시킨다. 진공 박스 (36)는 성형 직물 (26) 아래에 배치되며 웹의 형성을 돕기 위해 섬유 공급물로부터 물을 제거하는데 적합하다.

형성된 웹 (38)은 성형 직물 (26)로부터 와이어 또는 펠트일 수 있는 제2 직물 (40)로 전달된다. 직물 (40)은 다수의 안내 롤 (42)에 의한 연속 경로 주위의 이동을 위해 지지된다. 또한, 직물 (26)로부터 직물 (40)로의 웹 (38)의 전달을 용이하게 하도록 설계된 픽업 롤 (44)이 포함된다. 직물 (40)이 구동될 수 있는 속도는 직물 (26)이 구동되는 속도와 대략 동일하므로 시스템을 통한 웹 (38)의 이동은 일정하게 된다. 다르게는, 두 직물은 웹의 벌크를 증가시키거나 또는 일부 다른 목적을 위해, 러쉬 트랜스퍼 방법에서와 같이 다른 속도로 전개될 수 있다.

이 실시양태에서, 직물 (40)로부터 나온 웹 (38)은 양키 (Yankee) 건조기와 같은 회전가능한 가열된 건조기 드럼 (46)의 표면 상에 압착 롤 (43)에 의해 압착된다. 웹 (38)은 건조기 드럼 (46)의 표면과 얽히도록 가볍게 가압되어, 그의 수분 및 두 표면 중 더 매끄러운 것을 선호하는 그의 특성으로 인해 건조기 드럼 (46) 표면에 부착된다. 웹 (38)이 건조기 표면의 회전 경로의 일부분을 통해 운반될 때, 열이 웹에 가해져서 웹 내에 함유된 수분의 대부분이 증발하게 한다.

웹 (38)은 그후에 크레이핑 블레이드 (47)에 의해 건조기 드럼 (46)으로부터 제거된다. 크레이핑 웹 (38)은 형성되면서 웹 내의 내부 결합을 감소시키고 연도를 증가시킨다. 크레이핑은 또한 웹의 표면이 인식가능한 크레이프 패턴을 갖는 통상의 크레이프 구조를 갖도록 한다.

도 7은 웹 (738)의 표면 상에 형성된 전형적인 크레이프 패턴을 예시한다. 크레이핑 공정을 거친 웹 (738)의 크레이프 패턴은 베이스 웹 (738)의 표면 상에 크레이프 정점 (710) 또는 폴드를 포함한 파동 패턴을 포함할 수 있다. 크레이프 패턴은 일반적으로 웹의 양면에서 보이지만, 그것은 크레이핑 블레이드와 접촉하는 웹의 면에서 더욱 분명하게 식별될 수 있다. 일반적으로, 크레이프 패턴을 형성하는 크레이프 정점 (710)의 주파수 및 높이는, 예를 들어 라인 속도 및 웹 장력을 포함한 각종 인자에 따라서 변화될 수 있다. 일반적으로, 크레이프 패턴은 기계 방향으로 ㎜ 당 약 1 내지 4개의 크레이프 정점을 포함할 수 있다.

베이스 웹 (38)이 예를 들어, 도 2에 예시된 방법 또는 임의의 다른 적합한 방법을 통해 형성된 후에, 웹은 한쌍의 이동 콘베이어 사이에 놓여지고 본 발명에 따라서 전단 유도 요소 주위에 가압된다. 예를 들면, 본 발명에 따른 베이스 웹의 촉질성을 개선시키는 방법의 한 실시양태는 도 3에 예시되어 있다. 도시된 바와 같이, 베이스 웹 (38)은 제1 이동 콘베이어 (60)와 제2 이동 콘베이어 (62) 사이에 공급된다. 콘베이어 (60 및 62)가 이동하는 속도는 일반적으로 본 발명에 중요하지 않다. 대부분의 상업적 용도를 위해, 콘베이어는 약 1,000 ft/분 내지 약 6,000 ft/분의 속도로 이동할 수 있다.

일단 제1 콘베이어 (60)와 제2 콘베이어 (62) 사이에 위치되면, 베이스 웹 및 콘베이어는 한쌍의 지지 롤 (66 및 68)에 의해 전단 유도 요소 (64) 주위에 안내된다. 본 발명에 따라서, 콘베이어 (60 및 62)는 베이스 웹 (38)에 작용하는 전단력을 형성하기에 충분한 장력 하에 놓여지고 전단 유도 롤 (64) 주위에 충분히 감겨진다. 특히, 콘베이어가 전단 유도 롤 위에 통과됨으로써 콘베이어에 속도차가 발생한다. 콘베이어의 표면과 웹의 접촉 표면 사이의 상호작용으로 인해, 콘베이어의 속도차가 두 웹 표면 사이의 속도차로 변환될 수 있다. 웹 표면/콘베이어 표면 상호작용에 영향을 미칠 수 있는 인자는, 예를 들어 콘베이어 표면에서의 마찰 계수, 콘베이어의 장력 및 웹의 함수량을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 두 웹 표면 사이의 속도차는 베이스 웹에 작용하는 전단력을 발생시킬 수 있다. 전단력은 웹의 가장 약한 곳의 웹 내의 결합을 분해시킬 수 있고, 그것은 이후에 웹의 연도를 증가시키고 웹의 강성을 감소시킨다.

또한, 본 발명자는 연도를 증가시키도록 계획된 다른 방법에서 통상적으로 일어나는 바와 같은 인장 강도의 상당한 감소 없이 이러한 개선이 이루어짐을 발견하였다.

본 발명자는 또한 놀랍게도 본 발명의 방법에 의해 탁월한 특성을 가진 웹을 생산할 수 있음을 발견하였다. 특별하게는, 본 발명에 의해 생산된 웹은 물리적 성질 뿐만 아니라 심미적 특성 면에서도 개선된 특징을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 방법이 적당한 강도 및 연도를 유지하고, 다른 크레이핑되고 캘링더링된 제품에 비해 티슈 벌크를 실제로 증가시키면서 크레이핑된 베이스 웹에 독특 한 패턴화된 구조를 제공할 수 있음이 발견되었다.

일반적으로, 통상적으로 생산된 티슈 제품은 가열된 건조기 상에 습식 압축되고 그후에 크레이핑 블레이드에 의해 드럼으로부터 제거될 수 있다. 웹이 건조기 드럼으로부터 크레이핑될 때, 웹 내의 내부 결합이 감소되고 연도가 증가된다. 크레이핑된 웹은 또한 웹 표면 상에 통상적으로 알려진 크레이프 패턴을 가질 수도 있다. 도 7은 전형적인 크레이핑된 티슈 (738)의 미세한 크레이프 구조를 예시한다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 크레이핑된 티슈의 표면은 ㎜ 당 약 1 내지 4개의 크레이프 정점 (710) 또는 폴드의 파동 패턴을 포함할 수 있다. 웹이 가열된 건조기의 드럼으로부터 크레이핑되면서 블레이드와 충돌하는 동안 섬유 기질의 변형으로 인해 이러한 전형적인 크레이프 구조가 형성된다.

종래에는, 크레이핑 공정 이후에 제품의 연도 및 평활성을 증가시키기 위해 웹을 캘린더링하였다. 예를 들면, 웹은 웹에 더 부드럽고 매끄러운 느낌을 주기 위해 높은 PLI 하중으로 스틸 온 스틸 (steel on steel) 캘린더링 배치로 캘린더링될 수 있었다. 그러나, 캘린더링 공정의 바람직하지 못한 결과 중의 하나는 티슈 제품의 캘리퍼가 비교적 크게 감소되는 것이다.

본 발명에 따라서, 도 7에 예시된 것과 같은 습식 압축된 크레이핑 웹은 두 이동 콘베이어 사이에 공급되고 1개 이상의 전단 유도 롤 주위에 안내된다. 본 발명의 방법을 통해 웹에 부여된 전단력은 이후의 캘린더링 공정의 필요 없이 연질이며 강한 티슈 제품을 제공할 수 있다.

웹이 전단 유도 롤 주위에 안내될 때, 웹 상에 전단력 뿐만 아니라 압축력이 부여될 수 있다. 따라서, 전단 유도 롤은 동시에 압축 유도 롤로서 칭해질 수도 있다.

본 발명의 방법을 통해 웹에 부여된 압축력의 성질은 크레이핑된 웹에 독특한 특성을 부여할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 방법을 통해 웹에 부여된 압축력은 연질 티슈의 총 캘리퍼 감소량을 제한하면서 웹을 연화시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 압축력은 크레이핑 웹에 독특한 가시적인 패턴을 제공할 수 있다.

이미 논의된 바와 같이, 크레이핑 공정 이후의 어떠한 지점에서, 본 발명의 티슈 제품은 한쌍의 이동 콘베이어 사이에 공급될 수 있다. 콘베이어는 임의의 적합한 제지 직물, 예를 들면 와이어, 직물, 펠트 등으로 형성될 수 있다. 또한, 콘베이어는 서로 다른 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 콘베이어 중 하나 또는 둘다는 고도로 텍스쳐링된 성형 직물이거나 또는 직물 마디가 직물체의 주평면 위에 내밀어질 수 있는 입체적 구조를 포함한 다른 지지체일 수 있다. 그러한 입체적 직물로는, 예를 들면 본원에 전문이 참고로 포함된, 첸 (Chen) 등에 의해 공유된 1997년 8월 15일자 미국 특허 출원 제08/912,906호 (발명의 명칭: "Web Resilient Webs and Disposable Articles Made Therewith"); 웬트 (Wendt) 등의 미국 특허 제5,672,248호; 패링톤 (Farrington) 등의 미국 특허 제5,656,132호; 린드세이 (Lindsay)와 부라진 (Burazin)의 미국 특허 제6,120,642호; 허만스 (Hermans) 등의 미국 특허 제6,096,169호; 첸 (Chen) 등의 미국 특허 제6,197,154호; 하다 (Hada) 등의 미국 특허 제6,143,135호; 및 부라진 (Burazin) 등에 의해 공유된 미국 특허 출원 제09/166,863호에 개시된 것이 있다.

임의의 적합한 성형 직물이 본 발명의 방법에 사용될 수 있다. 예를 들면, 한 실시양태에서 상부 및 하부 성형 직물은 유사한 직물일 수 있고 약 30 x 36의 메쉬 수 및 약 25.8%의 개구 면적을 갖는다. 그러한 직물의 한가지 예는 아스텐 죤슨 코포레이션 (Asten Johnson Corporation)에 의해 공급되는 직물 스타일 넘버 937이다.

본 발명의 한 실시양태에서, 웹 및 외측 직물이 전단 유도 롤 주위에 공급될 때, 압축력이 웹에 전해질 수 있다. 그러나, 압축력은 부직 웹에 동일하게 분포되지 않을 수 있다. 예를 들면, 압축력은 웹에 대해 직물 마디에 상응하는 지점에서 증가할 수 있으며, 직물 마디가 직물 면 위에 최대량으로 내밀어진 곳에서 최대의 압축력이 발생되고, 직물 평면의 최저점에서 최저 압축력이 발생된다.

전단/압축 유도 요소에서 웹에 작용하는 힘을 합하면 크레이핑된 제품에 몇가지 독특한 이점을 부여할 수 있다. 예를 들면, 전단력은 더 연질의 웹 제품을 제공할 수 있다. 또한, 압축력은 웹의 적어도 한 표면 상에 독특한 직물-프린트 패턴을 부여할 수 있다. 또한, 압축력으로 인한 웹의 총 캘리퍼 감소는 전통적인 캘린더링 공정을 거친 베이스 웹에서 일어난 것보다 훨씬 더 작을 수 있다. 그와 같이, 본 발명에 따라서 제조된 웹은 많은 비교되는 종래의 제품보다 더 큰 벌크를 가질 수 있다.

도 8은 본 발명의 방법을 거친 습식 압축된, 크레이핑 부직 웹 (838)을 예시한다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 웹은 도 7에 예시된 베이스 웹과 유사한, 통상의 크레이핑 제품의 전형적인 크레이프 폴드 구조 (710) 뿐만 아니라, 일련의 더 큰 골 (810, 820, 830)로 만들어진 티슈 표면 상에 프린트된 겹쳐진 파동 패턴을 포함한다. 일반적으로, 골의 위치는 웹이 전단 유도 롤(들) 주위에 이동할 때 웹에 인접한 성형 직물의 높은 마디 면에 상응할 수 있다. 직물 마디에서 웹에 작용하는 압축력은 웹 섬유 밀도가 직물 마디의 증가 높이에 비례하여 증가되도록 하며, 골의 중심 (810)에서 발생하는 최고 섬유 밀도는 상응하는 직물 마디의 최대 높이에 해당한다. 즉, 제품 웹 내의 단일 골 (810)은 골에 대해 밀도 구배를 가질 수 있으며, 최대 섬유 밀도는 깊은 곳에서 또는 골의 중심에서 일어나고, 섬유 밀도는 웹의 더 높은 면을 향해 외측으로 감소한다. 그렇게 형성된 직물-프린트 패턴은 웹에 작용하는 압축력의 총량에 따라서 웹의 한면 또는 양면 상에서 보일 수 있다.

도 8에 예시된 웹 (838)에서, 직물-프린트 패턴은 고밀도 골 (810, 820, 830)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 골 (810 및 820)은 기계 방향으로 정렬되며, 골 (810 및 830), 또는 다르게는 골 (820 및 830)은 웹의 대각선 방향으로 정렬된다. 기계 방향으로 정렬된 골 (810 및 820)은 약 3 내지 약 4 ㎜의 간격으로 분리될 수 있다. 더욱 특별하게는, 고밀도 골 (810 및 820)은 웹의 기계 방향으로 정렬되고 약 3.6 ㎜의 간격으로 분리될 수 있다. 골 (810 및 830), 또는 다르게는 골 (820 및 830)은 직물-프린트 패턴에서 대각선 방향으로 정렬되고 약 2 내지 약 3 ㎜의 간격으로 분리될 수 있다. 더욱 특별하게는, 골 (810 및 830)과 같은, 직물-프린트 패턴의 대각선 상에 위치된 고밀도 골은 약 2.3 ㎜의 간격으로 분리될 수 있다.

도 8에 예시된 것과 같은 웹 상에 부여된 패턴은 임의의 목적하는 패턴일 수 있으며, 공정에 사용된 성형 직물의 형성 및 선택을 통해 조절될 수 있다. 예를 들면, 샌드위치 직물의 하나 만이 적당하게 높은 마디를 포함하고 제2 성형 직물이 비교적 매끄러운 직물일 때, 웹의 한 면에만 패턴이 새겨질 수 있다. 다르게는, 두 성형 직물 모두가 높은 마디 제직물로 형성될 수 있으며, 그 경우에 베이스 웹의 양면은 표면 상에 고밀도 골의 직물-프린트 패턴을 가질 수 있다. 패턴의 전체 형태는 도 8에 나타낸 바와 같이 단지 성형 직물 상에 이용된 규칙적인 직조 패턴의 반복일 수 있거나, 다르게는 높은 마디가 인식가능한 형태를 형성하도록 성형 직물이 형성될 수 있다. 그러한 실시양태에서, 고밀도 골은 함께 관찰될 때 형태, 문자, 또는 일부 다른 목적하는 패턴을 형성할 수 있다. 추가로, 패턴은 티슈 제품 상에 추가의 강도를 부여하도록 선택될 수 있다.

웹의 하나 또는 둘다의 표면 상에 가시적 패턴을 형성하는 것 외에, 본 발명의 방법의 국소화된 압축력은 종래에 사용된 다른 연화 방법에 비해 연화된 웹의 총 캘리퍼 감소량을 제한할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 전단 유도 공정은 다른 연화 공정, 예를 들어 캘린더링 공정을 더 이상 필요로 하지 않고 독특한 연화 웹을 생산할 수 있다.

또한, 웹에 작용하는 압축력은, 직물 마디에서 독특한 패턴을 프린트하기에 충분히 크지만, 웹의 전체 표면에 대해서는 캘린더링 공정에서보다 더 작을 수 있다. 그 결과, 본 발명의 웹은 제한된 전체 캘리퍼 감소를 나타낼 수 있으며, 그것은 캘린더링된 유사한 베이스 웹에서보다 더 작을 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 전단 유도 공정은 연질의 크레이핑 티슈 제품을 생산할 수 있으며, 티슈 시트의 캘리퍼를 약 20% 미만 감소시킬 수 있다. 더욱 특별하게는, 본 발명의 전단 유도 공정은 습식 압축된, 크레이핑 티슈 시트의 캘리퍼를 약 10% 미만 감소시킬 수 있다.

본 발명의 연질 티슈 제품을 생산하는데 얻어지는 제한된 양의 캘리퍼 감소 면에서, 티슈 제품은 캘린더링된 페이샬 티슈 제품에 대해 일반적으로 가능한 것보다 더 높은 벌크 값 (캘리퍼/기본 중량으로서 정의됨)을 얻을 수도 있다.

도 3을 다시 참조하자면, 전단 유도 롤 (64) 주위에 공급될 때, 베이스 웹 (38)은 일반적으로 낮은 함수량을 갖는다. 예를 들면, 베이스 웹 (38)은 약 10 중량% 미만, 특히 약 5 중량% 미만의 함수량을 가져야 한다. 베이스 웹은 본질적으로 건조한 상태로 전단 유도 롤 주위에 공급될 수 있으므로, 이 가공 단계가 수행되는 시기와 장소는 필요에 따라 변화될 수 있다. 예를 들면, 전단 유도 공정은, 전단 유도 롤이 크레이핑 블레이드와 권취 릴 사이에 위치되도록 웹 형성 직후에 수행될 수 있다. 다르게는, 웹은 원 티슈 형성 및 권취 작업 후에 어떤 시점에서 가공 작업 중에 본 발명의 전단 유도 공정을 거칠 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 전단 유도 롤 (64)은 비교적 작은 직경을 갖는 회전 롤일 수 있다. 그러나, 다른 실시양태에서 전단 유도 롤은 정지 롤일 수 있다. 전단 유도 롤의 유효 직경은, 대부분의 용도를 위하여 약 10 인치 미만, 특히 약 7 인치 미만, 더욱 특히는 약 2 인치 내지 약 6 인치이어야 한다.

콘베이어 (60 및 62)가 전단 유도 롤 (64) 주위에 감겨지는 양은 특정 용도 및 웹에 가해져야 할 전단량에 따라서 변화될 수 있다. 그러나, 대부분의 용도를 위하여, 콘베이어는 약 30 °내지 약 270 °, 특히 약 50 °내지 약 200 °, 더욱 특히는 약 80 °내지 약 180 °의 양으로 전단 유도 롤 주위에 감겨져야 한다. 도 3에 예시된 실시양태에서, 전단 유도 롤 주위에 감겨지는 양은 전단 유도 롤 (64) 또는 지지 롤 (66 및 68)의 위치를 조정함으로써 조정될 수 있다. 예를 들면, 전단 유도 롤 (64)을 아래로 지지 롤 (66 및 68)에 더 가깝게 이동시킴으로써, 콘베이어는 전단 유도 롤 (64) 주위에 더 적은 정도로 감겨질 것이다.

상기한 바와 같이, 전단 유도 롤 주위에 감겨지는 양 이외에, 콘베이어 (60 및 62) 상의 장력의 양은 또한 베이스 웹 (38)에 가해지는 전단량 및 압축량에 영향을 줄 수도 있다. 콘베이어 상에 놓여지는 장력의 양은 특정 용도에 좌우될 것이다. 그러나, 대부분의 용도를 위하여 콘베이어 (60 및 62)는 선형 인치 당 약 5 파운드 내지 선형 인치 당 약 90 파운드, 특히 선형 인치 당 약 10 파운드 내지 선형 인치 당 약 50 파운드, 더욱 특히는 선형 인치 당 약 30 파운드 내지 선형 인치 당 약 40 파운드의 양의 장력 하에 놓여져야 한다.

콘베이어 (60 및 62)가 충분량의 장력 하에 전단 유도 롤 (64) 주위에 감겨질 때, 전단력을 형성하는 웹의 두 표면 사이에서 표면 속도차가 발생한다. 대부분의 용도를 위하여, 속도차는 외측의 콘베이어가 롤과 접촉하는 콘베이어보다 더 빨리 이동하도록, 약 0.5% 내지 약 5%, 특히 약 1% 내지 약 3%이어야 한다.

이러한 공정 중에, 베이스 웹의 촉질성은 웹의 강도에 심각한 영향을 미치지 않고 크게 향상될 수 있다. 일부 용도를 위하여, 웹이 전단 유도 롤 주위에 공급 될 때 연화제를 가함으로써 추가의 연도가 웹에 부여될 수 있다. 예를 들면, 특정 연화제, 예를 들면 폴리실록산 화학 첨가제가 제품에 추가의 연도를 부여하기 위하여 웹에 가해질 수 있다. 본 발명에 따라서, 연화제는 공정 중에 웹 위에 놓이는 성형 직물 중의 하나 또는 둘다에 가해질 수 있다. 연화제는 임의의 적합한 방법에 의해 성형 직물에 가해질 수 있다. 예를 들면, 직물은 웹과 접촉하기 전 또는 후에 첨가제로 분무 또는 브러슁될 수 있다. 다르게는, 직물은 웹과 접촉하기 전에 연화제에 침적될 수 있다. 연화제는 그후에 전단 유도 공정이 행해지는 동안 직물로부터 웹에 전달될 수 있다.

마무리 공정에서, 예를 들어 제품 표면 마무리를 더 매끄럽게 하기 위해 제품에 약한 캘린더링을 부여하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 임의의 캘린더링은 본 발명의 방법을 통해 얻어진 독특한 제품 특성이 이후에 캘린더링 공정에 의해 파괴되지 않도록 약한 충분한 압력에서 전달되어야 할 것이다.

도 3에 예시된 실시양태에서, 시스템은 단일 전단 유도 롤 (64)을 포함한다. 그러나, 다른 실시양태에서는 더 많은 전단 유도 롤이 사용될 수 있다. 예를 들면, 다른 실시양태에서 콘베이어는 2개의 전단 유도 롤, 3개의 전단 유도 롤, 및 심지어는 10개까지의 전단 유도 롤 주위에 감겨질 수 있다. 도 4를 참조하자면, 5개의 전단 유도 롤을 포함하는 본 발명의 다른 실시양태가 예시된다.

도시된 바와 같이, 베이스 웹 (38)은 제1 콘베이어 (60)와 제2 콘베이어 (62) 사이에 공급되며, 그후에 지지 롤 (70 및 72) 및 전단 유도 롤 (74, 76, 78, 80 및 82) 주위에 감겨진다. 일반적으로, 더 많은 전단 유도 롤을 사용함으로써 베이스 웹 상에 더 많은 전단력이 발휘될 수 있다. 전단 유도 롤이 거의 동일한 직경을 갖는 것으로 예시되어 있지만, 전단 유도 롤의 일부 또는 전부가 다른 것과 다른 직경을 갖는 다른 실시양태가 바람직할 수도 있다.

1개를 넘는 전단 유도 롤을 사용할 때, 콘베이어가 모든 전단 유도 롤 주위에 감겨지는 총량은 대부분의 실시양태의 경우 90° 이상이어야 한다. 더욱 특히, 2개를 넘는 전단 유도 롤을 사용할 때, 감겨지는 총량은 100°보다 크고, 특히는 120°보다 커야 한다. 그러나, 감겨지는 총량은 전단 유도 롤 수의 증가 또는 감소에 따라서 각각 증가 또는 감소될 수 있다.

본 발명에 따라서 제조된 시스템의 또다른 실시양태가 도 5 및 6에 예시되어 있다. 도 5에 예시된 시스템은 단일 전단 유도 롤 (100)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 콘베이어 (60 및 62)는 지지 롤 (102, 104, 106 및 108)에 의해 전단 유도 롤 (100) 주위에 안내된다.

도 6에 예시된 시스템은 또한 단일 전단 유도 롤 (110)을 포함한다. 그러나, 더 많은 전단 유도 롤은 예시된 시스템에 포함될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전단 유도 롤 (110)은 백킹 롤 (112)에 의해 지지된다. 전단 유도 롤 (110) 주위에 감겨지는 양을 촉진시키기 위해, 시스템은 지지 롤 (114) 및 (116)을 추가로 포함한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따라서 가공된 베이스 웹은 각종 재료 및 섬유로 제조될 수 있다. 예를 들면, 베이스 웹은 펄프 섬유, 다른 천연 섬유, 합성 섬유 등으로 제조될 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 한 실시양태에서 베이스 웹은 펄프 섬유를 단독으로 또는 다른 유형의 섬유와 함께 함유한다. 웹을 형성하는데 사용된 펄프 섬유는 예를 들면 길이 가중 평균을 기준으로 1 ㎜보다 큰, 특히 약 2 내지 5 ㎜의 평균 섬유 길이를 갖는 연재 섬유일 수 있다. 그러한 섬유는 노던 연재 크래프트 섬유를 포함할 수 있다. 재활용 재료로부터 얻어진 2차 섬유가 사용될 수도 있다.

한 실시양태에서, 스테이플 섬유 (및 필라멘트)는 웹의 강도, 벌크, 연도 및 평활성을 증가시키기 위해 웹에 첨가될 수 있다. 스테이플 섬유는 예를 들면 폴리올레핀 섬유, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유, 폴리비닐 아세테이트 섬유, 면 섬유, 레이온 섬유, 비-목질 식물성 섬유, 및 그의 혼합물을 포함할 수 있다. 일반적으로, 스테이플 섬유는 펄프 섬유보다 더 길다. 예를 들면, 스테이플 섬유는 일반적으로 5 ㎜ 이상의 섬유 길이를 갖는다.

베이스 웹에 첨가된 스테이플 섬유는 또한 이성분 섬유를 포함할 수 있다. 이성분 섬유는 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 병렬식 배열 또는 코어/쉬쓰 배열로 두 재료를 함유할 수 있는 섬유이다. 코어 및 쉬쓰 섬유에서, 일반적으로 쉬쓰 중합체는 코어 중합체보다 더 낮은 용융 온도를 갖는다. 예를 들면, 한 실시양태에서 코어 중합체는 나일론 또는 폴리에스테르일 수 있으며, 쉬쓰 중합체는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀일 수 있다. 그러한 시판되는 이성분 섬유로는 훽스트 셀라니스 캄파니 (Hoechst Celanese Company)에 의해 판매되는 CELBOND 섬유가 있다.

본 발명의 베이스 웹에 사용되는 스테이플 섬유는 컬링되거나 권축될 수 있 다. 섬유는 예를 들어, 섬유에 화학 약제를 첨가하거나 섬유를 기계적 공정 하에 둠으로써 컬링되거나 권축될 수 있다. 컬링되거나 권축된 섬유는 웹 내에 더 많은 얽힘 및 공극율을 형성할 수 있으며, 추가로 Z 방향으로 배향된 섬유의 양을 증가시키고 웹 강도 특성을 증가시킨다.

한 실시양태에서, 펄프 섬유를 함유하는 종이 제품을 형성할 때, 스테이플 섬유는 약 5 내지 약 30 중량%, 특히 약 5 내지 약 20 중량%의 양으로 웹에 첨가될 수 있다.

본 발명의 베이스 웹이 종이 제품을 제조하는데 사용되지 않고, 대신에 기저귀, 여성 위생 용품, 가먼트, 개인 위생 용품 및 다양한 기타 제품에 포함된다면, 베이스 웹은 더 많은 양의 스테이플 섬유로부터 제조될 수 있다.

펄프 섬유 및 스테이플 섬유 이외에, 열기계적 펄프가 또한 베이스 웹에 첨가될 수 있다. 열기계적 펄프는 당해 분야에 공지된 바와 같이 통상의 펄프와 같은 정도로 펄프화 공정 중에 증해되지 않는 섬유를 의미한다. 열기계적 펄프는 단단한 섬유를 함유하는 경향이 있으며 더 많은 수준의 리그닌을 갖는다. 개공 구조를 형성하기 위해 열기계적 펄프를 본 발명의 베이스 웹에 첨가하여, 벌크 및 흡수성을 증가시키고 습식 붕괴에 대한 저항성을 개선시킬 수 있다.

존재한다면, 열기계적 펄프는 약 10 내지 약 30 중량%의 양으로 베이스 웹에 첨가될 수 있다. 열기계적 펄프를 사용할 때, 습윤제가 또한 웹 형성 중에 첨가되는 것이 바람직하다. 습윤제는 약 1% 미만의 양으로 첨가될 수 있으며, 한 실시양태에서 그것은 술폰화 글리콜일 수 있다.

일부 실시양태에서는, 내부 섬유 대 섬유 결합 강도의 양을 제한하는 것이 바람직하다. 이러한 면에서, 베이스 웹을 형성하는데 사용되는 섬유 공급물은 화학 박리제로 처리될 수 있다. 박리제는 펄프화 공정 중에 섬유 슬러리에 첨가되거나 헤드박스 내에 직접 첨가되거나 본 발명의 공정에서 웹 위에 놓이는 콘베이어 중의 하나 또는 둘다에 가해질 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 적합한 박리제는 양이온성 박리제, 예를 들면 지방 디알킬 제4 아민염, 모노 지방 알킬 제3 아민염, 제1 아민염, 이미다졸린 제4 염 및 불포화 지방 알킬 아민염을 포함한다. 다른 적합한 박리제는 본원에 참고로 포함된, 카운 (Kaun)의 미국 특허 제5,529,665호에 개시되어 있다.

한 실시양태에서, 본 발명의 방법에 사용된 박리제는 유기 제4 암모늄 클로라이드일 수 있다. 이 실시양태에서, 박리제는 슬러리 내에 존재하는 섬유의 총량을 기준으로 약 0.1 내지 약 1 중량%의 양으로 섬유 슬러리에 첨가될 수 있다.

본 발명의 베이스 웹은 다층 구조를 가질 수도 있다. 예를 들면, 웹은 3개 이상의 주요 층을 갖는 층화된 섬유 공급물로부터 제조될 수 있다.

본 발명에 따라 층화된 베이스 웹을 가공할 때 각종 특정 제품이 형성될 수 있음이 본 발명자에 의해 발견되었다. 예를 들면, 상기한 바와 같이 본 발명의 방법은 가장 약한 웹 면에서 웹 파괴를 일으킨다. 결과적으로, 본 발명의 특별한 한 실시양태는 약한 외층 및 강한 중심층을 함유하는 층화 베이스 웹을 사용하는 것에 관한 것이다. 본 발명의 방법을 통해 형성된 전단력에 노출될 시에, 시트 외표면 상의 결합은 분해되는 반면, 중심층의 강도는 유지된다. 순수 효과는 강도가 최소 로 손실되며 개선된 연도 및 강성을 갖는 베이스 웹을 생산하는 것이다.

다른 실시양태에서, 중간층보다 더 큰 인장 강도를 갖는 외층을 갖는 층화 베이스 웹이 사용될 수 있다. 이 실시양태에서, 본 발명의 방법에 의해 형성되는 전단력에 노출 시에, 중간층 내의 결합은 파괴되지만, 외층의 일체성은 유지된다. 결과 시트는 어떤 면에서 두겹 시트의 특성과 유사하다.

층화 베이스 웹을 형성하는데 각종 방법이 이용될 수 있다. 예를 들면, 도 1을 참조하자면, 다층화 섬유 공급물을 형성하기 위한 장치의 한 실시양태가 예시되어 있다. 도시된 바와 같이, 3층화된 헤드박스 (10)는 일반적으로 상부 헤드박스 벽 (12) 및 하부 헤드박스 벽 (14)을 포함할 수 있다. 헤드박스 (10)는 3개의 섬유 원료 층을 분리하는, 제1 분할기 (16) 및 제2 분할기 (18)를 추가로 포함할 수 있다. 섬유층 (24, 20 및 22) 각각은 섬유의 묽은 수성 현탁액을 포함한다.

적합하게는 롤 (28 및 30)에 의해 지지되고 구동되는 엔드레스 이동 성형 직물 (26)은 헤드박스 (10)로부터 유출되는 층화된 원료를 받게 된다. 일단 직물 (26) 상에 고정되면, 층화 섬유 현탁액은 화살표 (32)로 표시된 바와 같이 직물에 물을 통과시킨다. 물 제거는 형성 구조에 따라서 중력, 원심력 및 진공 흡입의 조합에 의해 이루어진다.

다층화 웹을 형성하는 것은 본원에 참고로 포함된, 패링톤, 쥬니어. (Farrington, Jr.)의 미국 특허 제5,129,988호 및 에드워즈 (Edwards) 등의 미국 특허 제5,494,554호에 기재되고 개시되어 있다.

층화 베이스 웹의 형성시에, 다른 인장 강도를 갖는 층을 형성하기 위한 각 종 방법 및 기술이 이용될 수 있다. 예를 들면, 박리제는 특정 층의 강도를 변화시키기 위해 상기한 바와 같이 사용될 수 있다.

다르게는, 목적하는 특성을 가진 층을 형성하기 위해 각 층에 대해 다른 섬유 공급물이 사용될 수 있다. 예를 들면, 한 실시양태에서 연재 섬유는 인장 강도를 제공하기 위해 층에 포함될 수 있는 반면, 경재 섬유는 더 약한 인장 강도층을 형성하기 위해 인접 층에 포함될 수 있다.

더욱 특히, 경재 섬유를 함유하는 층들이 일반적으로 연재 섬유를 함유하는 층보다 더 낮은 인장 강도를 갖는 것으로 알려져 있다. 경재 섬유는 비교적 짧은 섬유 길이를 갖는다. 예를 들면, 경재 섬유는 약 2 ㎜ 미만, 특히 약 1.5 ㎜ 미만의 길이를 가질 수 있다.

한 실시양태에서, 베이스 웹의 층에 포함된 경재 섬유는 유칼립투스 섬유를 포함한다. 유칼립투스 섬유는 일반적으로 약 0.8 ㎜ 내지 약 1.2 ㎜의 길이를 갖는다. 웹에 첨가될 때, 유칼립투스 섬유는 웹의 연도를 증가시키고, 휘도를 증강시키고, 불투명도를 증가시키고 흡상력을 증가시킨다.

유칼립투스 섬유 이외에, 다른 경재 섬유가 본 발명의 베이스 웹에 포함될 수도 있다. 그러한 섬유는 예를 들면, 단풍나무 섬유, 자작나무 섬유 및 가능하게는 재활용 경재 섬유를 포함한다.

일반적으로, 상기한 경재 섬유는 임의의 적합한 양으로 베이스 웹에 존재할 수 있다. 예를 들면, 그 섬유는 웹의 한층의 약 5 내지 약 100 중량%를 구성할 수 있다.

경재 섬유는 단독으로 또는 기타 셀룰로오스 섬유와 같은 다른 섬유와 함께 웹의 더 낮은 인장 강도 층 내에 존재할 수 있다. 예를 들면, 경재 섬유는 연재 섬유와, 초흡수성 재료와 또한 열기계적 펄프와 배합될 수 있다.

상기한 바와 같이, 더 강한 인장 강도 층은 특히 인접한 더 약한 인장 강도 층이 경재 섬유로 제조될 때 연재 섬유를 사용하여 형성될 수 있다. 연재 섬유는 단독으로 또는 다른 섬유와 함께 존재할 수 있다. 예를 들면, 일부 실시양태에서, 합성 섬유와 같은 스테이플 섬유는 연재 섬유와 배합될 수 있다.

웹의 총 중량에 대한 층화 베이스 웹의 각 층의 중량은 일반적으로 중요하지 않다. 그러나, 대부분의 실시양태에서, 각 외층의 중량은 웹의 총 중량의 약 15% 내지 약 40%, 특히 웹 중량의 약 25% 내지 약 35%일 것이다.

본 발명에 따라 제조된 베이스 웹의 기본 중량은 특정 용도에 따라 변화될 수 있다. 일반적으로, 대부분의 용도를 위하여 기본 중량은 약 5 파운드/2,880 ft² (ream) (8.5 gsm) 내지 약 80 파운드/ream (136 gsm), 특히 약 6 파운드/ream (10.2 gsm) 내지 약 30 파운드/ream (51 gsm)일 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 크레이핑된 웹 제품은 약 35 gsm 미만의 기본 중량을 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 본 발명은 약 5 gsm 내지 약 40 gsm의 기본 중량을 갖는 한겹 배쓰 티슈를 제조하는데 이용될 수 있다. 베이스 웹의 일부의 다른 용도는 와이핑 제품으로서, 냅킨으로서, 의료용 패드로서, 라미네이트 제품 내의 흡수층으로서, 식탁 매트 (placemat)로서, 드롭 클로스 (drop cloth)로서, 커버 재료로서, 페이샬 티슈로서, 또는 액체 흡수성을 필요로 하는 임의의 제품을 위한 용도를 포함한다.

본 발명은 다음 실시예를 참고로 하여 더 잘 이해될 수 있다.

<실시예>

실시예 1

이 실시예에서, 베이스시트는 통상의 습식 압축된 티슈 제조 방법에 따라서 생산하였다. 생산된 베이스시트 중의 하나는 두 직물 사이에 공급되고, 일련의 3개의 전단 유도 롤 주위에 안내된다. 전단 유도 롤은 모두 2.5 인치의 롤 직경을 가졌다. 티슈는 두 직물 사이에서 전단 유도 롤 주위에 500 ft/분의 속도로 공급된다. 베이스시트는 어느 것도 캘린더링되지 않았다.

기하 평균 인장 강도 시험 (GMT)을 이용하여 강도를 측정하였다. 특히, 샘플의 인장 강도는 기계 방향으로 또한 횡기계 방향으로 측정하였다. 시험된 샘플의 크기는 그와 달리 나타내지 않으면 폭이 3 인치였다. 시험 중에, 샘플의 각 단부는 대향 클램프에 놓여졌다. 클램프로 동일한 면 내의 재료를 붙잡게 하고 클램프를 분 당 10 인치의 연장 속도로 떨어지게 이동시켰다. 샘플의 인장 강도를 측정하기 위하여 파손될 때까지 클램프를 떨어지게 이동시켰다. 기하 평균 인장 강도는 그후에 샘플의 기계 방향 인장 강도와 샘플의 횡방향 인장 강도의 곱의 제곱근으로 계산하였다.

인장 강도 시험은, 예를 들면 신테크 코포레이션 (Sintech Corporation; Cary, North Carolina)에서 시판되는 신테크 2 시험기, 인스트론 코포레이션 (Instron Corporation; Canton, Massachusetts)에서 시판되는 인스트론 모델 TM, 트윙-알버트 인스트루먼트 캄파니 (Twing-Albert Instrument Company; Philadelphia, Pennsylvania)에서 시판되는 트윙-알버트 모델 INTELLECT II 또는 MTS 시스템스, 코포레이션 (MTS Systems, Corp.; Eden Prairie, Minnesota)에서 시판되는 SYNERGY 100으로 수행될 수 있다. 결과는 g으로 또는 샘플 인치 폭 당 g으로서 보고하였다.

웹의 캘리퍼는 EMVECO 200A 티슈 캘리퍼 시험기를 사용하여 측정하였다. 실험 절차를 통해, 캘리퍼를 약 2500 ㎟의 면적에 대해 약 2.00 kPa의 하중으로 측정하였다.

기하 평균 모듈러스는 웹의 기계 방향 모듈러스 (㎏)와 횡방향의 모듈러스 (㎏)의 곱의 제곱근이다.

퍼지성 (Fuzziness), 조립성 (Grittiness) 및 강성 값은 관능 프로파일 패널 검사법을 통해 얻어졌다. 12명의 훈련된 패널리스트 군에게 일련의 티슈 원형을, 한 샘플을 동시에 제공하였다. 샘플은 각 샘플에 대해 2개의 연속 시트 형태였다. 각 샘플의 경우, 패널리스트는 순차적인 단일체 평가 방식 (monadic fashion)으로 티슈의 퍼지성, 조립성 및 강성에 대해 1 (낮음)에서 16 (높음)까지 의 등급을 매겼다. 결과는 패널에 의해 매겨진 등급의 평균으로 보고하였다.

결과의 제품을 하기 표 1에서 비교하였다.

	표준 베이스시트	전단 유도 가공 후의 베이스시트
기본 중량 (gsm)	32.3	29.7
캘리퍼 (미크론)	310	287
기하 평균 인장 강도 (g/인치)	350	291
벌크 (㏄/g)	9.61	9.67
기하 평균 모듈러스 (㎏)	9.85	7.39
퍼지	6.45	7.43
그리티	2.34	2.15
강성	4.79	3.94

상기 표에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 전단 유도 공정을 거친 후에, 티슈 제품은 스틸 온 스틸 캘린더링 중에 일어나는 것으로 예상되었던 것보다 덜 치밀화되며 상당한 연화를 나타낸다.

실시예 2

베이스시트는 통상의 습식 압축된 티슈 제조법에 따라서 생산하였다. 제조 후에, 베이스시트는 두 직물 사이에 공급되고, 그후에 전단 유도 롤 주위에 안내되었다. 다우 코닝 2-1938 실리콘 에멀젼의 기류 분무식 도포는 전단 유도 공정 중에 직물/베이스시트 "샌드위치"의 더 낮은 직물 상에 분무되었다. 결과 티슈 시트의 샘플을 x-선 형광법을 이용하여 실리콘의 존재에 대해 분석하였다. 순 x-선 형광 실리콘 수는 티슈 샘플에 대해 3213이었다. 비교를 위하여, 약 0.2% 내지 0.3%의 실리콘을 첨가한 표준 티슈 제품은 약 2142의 x-선 형광 실리콘 수를 가질 수 있다. 그러므로, 개시된 전단 유도 공정에서 연화제를 직물을 거쳐 티슈 제품에 전달하는 것은 분명히 실행가능하다.

본 발명에 대한 이들 및 다른 변형 및 변화는 첨부된 특허 청구의 범위에 더욱 상세히 기재되는 본 발명의 취지 및 영역에서 벗어나지 않고 당해 분야의 숙련자에 의해 실행될 수 있다. 또한, 각종 실시양태의 면은 전체적으로 또는 부분적으로 상호교환될 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 당해 분야의 숙련자는 상기 설명이 단지 예시적인 것이며, 첨부된 청구의 범위에 추가로 기재된 것처럼 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않음을 이해할 것이다.

당해 분야의 숙련자에 대한 최상의 양태를 비롯한 본 발명의 충분하고 실시가능한 개시는 첨부 도면에 대한 참조를 포함한 명세서의 나머지 부분에서 더욱 상세하게 기재된다.

도 1은 본 발명에 따라 다층을 갖는 베이스 웹의 형성에 대한 한 실시양태를 예시하는 섬유상 웹 성형기의 개략도이다.

도 2는 웹의 한 면을 크레이핑하는 섬유상 웹 성형기의 개략도이다.

도 3은 본 발명에 따라 형성된 베이스 웹의 촉질성을 개선시키는 방법에 대한 한 실시양태의 개략도이다.

도 4는 본 발명에 따라 제조된 형성된 베이스 웹의 촉질성을 개선시키는 방법의 다른 실시양태의 개략도이다.

도 5는 본 발명에 따라 제조된 형성된 베이스 웹의 촉질성을 개선시키는 방법의 또 다른 실시양태의 개략도이다.

도 6은 본 발명에 따라 제조된 형성된 베이스 웹의 촉질성을 개선시키는 방법의 또 다른 실시양태의 개략도이다.

도 7은 크레이핑된 전형적인 시판 페이샬 티슈의 표면 특징을 예시하는 도면이다.

도 8은 본 발명에 따른 가공을 뒤에 추가한 크레이핑된 티슈의 표면 특징을 예시하는 도면이다.

본 명세서 및 도면에서의 참조 부호의 반복 사용은 본 발명의 동일한 또는 유사한 특징 또는 요소를 나타내기 위한 것이다.

Claims (22)

1. 제1 면 및 제2 면을 포함하는, 펄프 섬유를 함유하는 크레이핑된 부직 베이스 웹;

   상기 베이스 웹 상에 형성된 크레이프 패턴; 및

   제1 직물-프린트 패턴

   을 포함하며, 상기 제1 직물-프린트 패턴이 상기 베이스 웹의 상기 제1 면 상의 상기 크레이프 패턴 위에 겹쳐지고, 상기 제1 직물-프린트 패턴이, 기계 방향으로 연장되고 3 mm 내지 4 mm로 분리된 고밀도 골 (trough)을 포함하는 것인 종이 제품.
2. 제1항에 있어서, 상기 베이스 웹이 상기 베이스 웹의 상기 제2 면 상의 상기 크레이프 패턴 위에 겹쳐지는 제2 직물-프린트 패턴을 가지며, 상기 제2 직물-프린트 패턴이 고밀도 골을 포함하는 것인 종이 제품.
3. 제1항에 있어서, 상기 베이스 웹이 20 gsm보다 큰 기본 중량을 갖는 것인 종이 제품.
4. 제1항에 있어서, 한겹 제품을 포함하는 종이 제품.
5. 제1항에 있어서, 층화된 (stratified) 웹을 포함하는 종이 제품.
6. 제1항에 있어서, 상기 베이스 웹이 200 g/in보다 큰 기하 평균 인장 강도를 갖는 것인 종이 제품.
7. 제1항에 있어서, 상기 베이스 웹이 250 g/in보다 큰 기하 평균 인장 강도를 갖는 것인 종이 제품.
8. 제1항에 있어서, 상기 베이스 웹이 7.5 ㏄/g보다 큰 벌크를 갖는 것인 종이 제품.
9. 제1항에 있어서, 상기 베이스 웹이 8.5 ㏄/g보다 큰 벌크를 갖는 것인 종이 제품.
10. 제1항에 있어서, 상기 베이스 웹이 250 미크론보다 큰 캘리퍼를 갖는 것인 종이 제품.
11. 제1항에 있어서, 상기 베이스 웹이 275 미크론보다 큰 캘리퍼를 갖는 것인 종이 제품.
12. 제1 면 및 제2 면을 포함하는, 펄프 섬유를 함유하는 크레이핑된 부직 베이스 웹;

    상기 베이스 웹 상에 형성된 크레이프 패턴; 및

    제1 직물-프린트 패턴

    을 포함하고, 250 미크론보다 큰 캘리퍼를 가지며, 상기 제1 직물-프린트 패턴이 상기 베이스 웹의 상기 제1 면 상의 상기 크레이프 패턴 위에 겹쳐지고, 상기 제1 직물-프린트 패턴이, 기계 방향 또는 대각선 방향으로 연장되고 기계 방향으로 3 mm 내지 4 mm 분리되고 대각선 방향으로 2 mm 내지 3 mm로 분리된 고밀도 골을 포함하는 것인 연질 티슈.
13. 제12항에 있어서, 상기 베이스 웹이 상기 베이스 웹의 상기 제2 면 상의 상기 크레이프 패턴 위에 겹쳐지는 제2 직물-프린트 패턴을 가지며, 상기 제2 직물-프린트 패턴이 고밀도 골을 포함하는 것인 연질 티슈.
14. 제12항에 있어서, 상기 베이스 웹이 5 gsm 내지 40 gsm의 기본 중량을 갖는 것인 연질 티슈.
15. 제12항에 있어서, 한겹 티슈를 포함하는 연질 티슈.
16. 제12항에 있어서, 상기 베이스 웹이 층화된 웹을 포함하는 것인 연질 티슈.
17. 제12항에 있어서, 200 g/in보다 큰 기하 평균 인장 강도를 갖는 연질 티슈.
18. 제12항에 있어서, 250 g/in보다 큰 기하 평균 인장 강도를 갖는 연질 티슈.
19. 제12항에 있어서, 7.5 ㏄/g보다 큰 벌크를 갖는 연질 티슈.
20. 제12항에 있어서, 8.5 ㏄/g보다 큰 벌크를 갖는 연질 티슈.
21. 제12항에 있어서, 275 미크론보다 큰 캘리퍼를 갖는 연질 티슈.
22. 제1 면 및 제2 면을 포함하는, 펄프 섬유를 함유하는 크레이핑된 부직 베이스 웹;

    상기 베이스 웹 상에 형성된 크레이프 패턴; 및

    제1 직물-프린트 패턴

    을 포함하며, 상기 제1 직물-프린트 패턴이 상기 베이스 웹의 상기 제1 면 상의 상기 크레이프 패턴 위에 겹쳐지고, 상기 제1 직물-프린트 패턴이, 기계 방향 및 대각선 방향으로 연장된 고밀도 골 (trough)을 포함하며, 상기 베이스 웹이 8.5 cc/g보다 큰 벌크, 250 미크론보다 큰 캘리퍼 및 250 g/in보다 큰 기하 평균 인장 강도를 갖는 것인 종이 제품.

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