KR20100014874A - 비섬유성 중합 표면 구조 및 국소적으로 적용되는 연화 조성물을 함유하는 티슈 제품 - Google Patents

비섬유성 중합 표면 구조 및 국소적으로 적용되는 연화 조성물을 함유하는 티슈 제품 Download PDF

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Abstract

비섬유성 중합 표면 구조를 갖는 티슈 시트를 형성한 다음, 폴리실록산, 지방 알킬 유도체 및 글리세린을 포함하는 연화 조성물을 국소적으로 적용함으로써 안면 티슈 및 화장실용 티슈와 같이 우수한 흡수율을 갖는 유연 티슈 제품이 제공된다. 상기 비섬유성 중합 표면 구조는 건조 전 또는 후에 티슈 시트의 표면에 첨가제 조성물을 적용함으로써 생성된다. 상기 첨가제 조성물은 알파-올레핀 중합체, 에틸렌-카르복시산 공중합체 또는 이의 혼합물을 함유하는 수성 분산물일 수 있다. 상기 알파-올레핀 중합체는 에틸렌과 옥텐의 인터폴리머를 포함할 수 있으며, 한편 에틸렌-카르복시산 공중합체는 에틸렌-아크릴산 공중합체를 포함할 수 있다.
티슈, 흡수율, 비섬유성, 연화 조성물, 중합체

Description

비섬유성 중합 표면 구조 및 국소적으로 적용되는 연화 조성물을 함유하는 티슈 제품{TISSUE PRODUCTS CONTAINING NON-FIBROUS POLYMERIC SURFACE STRUCTURES AND A TOPICALLY-APPLIED SOFTENING COMPOSITION}
본 발명은 페이퍼 타월, 안면 티슈, 화장실용 티슈 및 다른 유사 제품과 같은 흡수성 티슈 제품에 관한 것이다.
페이퍼 타월, 안면 티슈, 화장실용 티슈 및 다른 유사 제품과 같은 흡수성 티슈 제품은 여러 중요한 특성을 포함하도록 디자인된다. 특히, 이러한 제품은 우수한 유연성, 강도 및 고 흡수율을 가져야 한다. 불행히도, 부드러우면서 고 흡수성을 갖는 고강도 티슈 제품을 제조하는 것은 매우 어렵다. 일반적으로, 제품의 일 특성을 증가시키는 단계를 취할 경우, 제품의 다른 특성들이 악영향을 받는다. 결국, 다른 기능성 특성을 유지하면서 개선된 유연성을 갖는 티슈 제품을 제공하는 것이 항상 요구된다.
비섬유성 중합 표면 구조를 갖는 티슈 시트를 제공하고 이후 국소적으로 연화 조성물을 적용함으로써 우수한 흡수율을 갖는 부드러운 티슈 제품이 제조될 수 있음을 현재 발견하였다. 연화 조성물은 하나 이상의 폴리실록산, 지방 알킬 유도체 및 글리세린(이하 "활성 성분"이라 칭함)을 포함할 수 있다.
따라서 일 견지로, 본 발명은 비섬유성 중합 표면 구조(이하 설명됨) 및 국소적으로 적용되는 연화 조성물을 함유하며, 상기 연화 조성물은 조성물내 활성 성분의 양을 기준으로, 폴리실록산 약 5-40중량%, 지방 알킬 유도체 약 10-50중량%, 글리세린 약 20-80중량% 및 배합 보조제 및/또는 피부 유용제 0 - 약 10중량%를 포함하는 티슈 시트를 제공한다.
티슈내 연화 조성물 활성 성분의 양은 티슈의 건조 중량을 기준으로 약 0.2-20중량%, 보다 상세하게 약 0.2-10중량%, 보다 상세하게 약 0.5-5중량%, 그리고 보다 상세하게 약 1-3중량%일 수 있다.
본 명세서에 사용된, 조성물에 대한 또는 조성물을 함유하는 티슈 시트에 대한 용어 "건조" 중량 퍼센트는 조성물 또는 티슈 제품내에 프리 워터 또는 다른 휘발성 성분의 양이 무시된 것을 의미한다. 달리 언급되는 경우, "건조" 중량 퍼센트는 조성물내 "활성 성분"의 양을 나타내는 것으로 의도된다. 따라서, 티슈 시트에 있어서 모든 기재된 건조 중량 퍼센트 양은 적어도 3주가 지나 이에 따라 주위 조건으로 평형유지된 티슈 시트에 대한 것이다. 건조 중량 퍼센트는 화학적 추출 및 추출물의 분석에 의해 측정될 수 있으며, 또는 처리전 티슈 시트의 컨디셔닝된 근량이 알려진 경우에 처리된 티슈의 컨디셔닝된 근량으로부터 미처리된 티슈의 컨디셔닝된 근량을 공제하고 그 차이값을 처리된 티슈의 컨디셔닝된 근량으로 나누고 100을 곱하여 측정될 수 있다.
상기 연화 조성물은 니트 블렌드, 수용액 또는 수성 에멀젼의 형태로 티슈 시트에 적용될 수 있다. 수용액 또는 수성 에멀젼으로 적용되는 경우, 수용액 또는 수성 에멀젼내 연화 조성물의 농도는 약 35-80중량%, 보다 상세하게 약 40-70중량%, 그리고 보다 상세하게 약 45-70중량%일 수 있다. 상기 연화 조성물을 시트에 직접 또는 간접적으로 적용하는 적절한 방법은 인쇄 또는 분무를 포함한다.
상기 연화 조성물내 폴리실록산의 양은 상기 조성물내 활성 성분의 총 량을 기준으로, 약 5-40중량%, 보다 상세하게 약 5-30중량%, 보다 상세하게 약 5-20중량%, 그리고 보다 상세하게 약 5-10중량%일 수 있다.
본 발명의 목적상 유용한 폴리실록산은 아민, 쿼터늄, 알데히드, 에폭시, 히드록시, 알콕시, 폴리에테르 및 카르복시산 및 아미드와 에스테르와 같은 이의 유도체와 같은 하나 이상의 펜던트 작용기를 가질 수 있다. 특히 적절한 폴리실록산은 하기 일반 구조를 갖는다:
Figure 112009053030813-PCT00001
상기 식에서:
"m"은 10-100,000이며;
"n"은 1-10,000이며;
"p"는 0-1,000이며;
"A" 및 "B"는 독립적으로 히드록실, C1-C20 또는 R2이며;
R1, R2 및 R3는 랜덤 또는 블록 형태로 분포되며;
R1은 직쇄, 분지 또는 고리일 수 있는 C1-C8 라디칼이며;
R2는 직쇄, 분지 또는 고리일 수 있는 C1-C8 라디칼이거나 또는 하기 구조일 수 있으며:
Figure 112009053030813-PCT00002
상기 식에서
R4 및 R5는 독립적으로 C2-C8 알킬렌 디라디칼이며, 이는 치환되거나 비치환된 직쇄 또는 분지일 수 있으며;
X는 산소 또는 N-R8이며;
R6, R7 및 R8은 독립적으로 수소, 치환되거나 비치환된 C1 또는 C2, 치환되거나 비치환된 직쇄 또는 분지 또는 고리 C3-C20 알킬 라디칼이거나, 또는 아세틸 라디칼과 같은 아실 라디칼이며; 그리고 "s"는 0 또는 1이며;
R3는 구조: R9-Y-[C2H4O]r-[C3H6O]q-R10 이며
상기 식에서
Y는 산소 또는 N-R11이며;
R9는 치환되거나 비치환된 직쇄 또는 분지일 수 있는 C2-C8 알킬렌 디라디칼이며;
R10 및 R11은 독립적으로 수소, 치환되거나 비치환된 C1 또는 C2, 치환되거나 비치환된 직쇄 또는 분지 또는 고리 C3-C20 알킬 라디칼이며;
"r"은 1-100,000이며; 그리고
"q"는 0-100,000이다.
R2=R1인 경우에, "A" 및 "B"는 또한 질소 쿼터늄일 수 있다.
적절한 상업적으로 이용가능한 폴리실록산의 예는 Kelmar/Wacker의 AF-2340, AF-2130, AF-23, HAF-1130, EAF-3000, EAF-340, EAF-15, AF-2740, WR-1100, WR-1300 및 Wetsoft CTW; Dow Corning의 DC-8822, DC-8566, DC-8211, DC-SF8417, DC-2-8630, DC-NSF, DC-8413, DC-SSF, DC-8166; GE Silicones의 SF-69, SF-99, SF-1023 및 Goldschmidt/Degussa의 Tegopren 6924, Tegopren 7990, Tego IS4111을 포함한다.
연화 조성물내 지방 알킬 유도체의 양은 조성물내 활성 성분의 총 량을 기준으로 약 10-50중량%, 보다 상세하게 약 20-50중량%, 그리고 보다 상세하게 약 30-50중량%일 수 있다.
본 발명의 목적상 특히 적절한 지방 알킬 유도체는 하기 일반 구조를 가질 수 있다:
R14-G
상기 식에서:
R14는 C8-C40 알킬 라디칼이며, 이는 치환되거나 비치환된 일차, 이차 또는 삼차; 직쇄, 분지 또는 고리일 수 있으며; 그리고
"G"는 히드록시, 아민, 설포네이트, 설페이트, 포스페이트, 산 또는 산 유도체, 또는 -Q-[C2H4O]i-[C3H6O]j-[C1H2tO]v-R13 라디칼이며;
상기 식에서
"Q"는 산소 라디칼, NH 라디칼 또는 N-[C2H4O]i-[C3H6O]j-[CtH2tO]v-R13 라디칼이며;
R13은 수소, 치환되거나 비치환된 C1-C6 알킬 라디칼, 직쇄 또는 분지 C1-C6 알킬 라디칼, 또는 고리 C1-C6 알킬 라디칼이며;
"i", "j" 및 "v"는 독립적으로 0-100,000이며, 여기서 옥사이드부는 폴리머 백본와 함께 랜덤 또는 블록으로 분포되며;
"i+j+v"는 10이상이며; 그리고
"t"는 4-10이다.
상업적으로 이용가능한 적절한 지방 알킬 유도체의 예는 9-EO 에톡실레이티드 트리데실알코올; Ceteth-10; Ceteth-12(12-EO 에톡실레이티드 세틸 알코올); BASF의 Ceteth-20; Pluraface A-38, Macol CSA 20 및 Macol LA 12; Akzo Nobel의 Armeen 16D, Armeen 18D, Armeen HTD, Armeen 2C, Armeen 2C, Armeen M2HT, Armeen 380, Ethormeen 18/15 Armid O, Witconate 90, Witconate AOK 및 Witcolate C 및 Dow Chemical의 Tergitol 15-S-9, Tergitol 15-S-7, Tergitol 15-S-12, Tergitol TMN-6, Tergitol TMN-10, Tergitol XH, Tergitol XDLW 및 Tergitol RW-50이다.
상기 연화 조성물내 글리세린의 양은 조성물내 활성 성분의 총 량을 기준으로, 약 20-80중량%, 보다 상세하게 약 25-80중량%, 보다 상세하게 약 30-80중량% 그리고 보다 상세하게 약 40-70중량%일 수 있다.
적절한 배합 보조제는 이에 한정하는 것은 아니나, 유화제, 공용매, 소포제 및 보존제를 포함한다. 적절한 피부 유용제는 이에 한정하는 것은 아니나 알로에, 비타민-E, 캐모마일 및 α-히드록시 산을 포함한다.
본 명세서에 사용된 "비섬유성 중합 표면 구조"는 섬유성 티슈 구조의 표면에 또는 근처에 단독으로 존재하며 500X 확대를 이용한 현미경 사진에 의해 시각적으로 검출될 수 있는 어느 종류의 국소적으로 적용되는 비연속성 중합 구조를 포함한다. 유리하게, 이러한 비섬유성 중합 표면 구조는 티슈 시트의 표면상에 필름 형성 중합체의 증착으로부터 생긴 단편 필름 물질, 플래이틀랫 또는 불규칙적으로 성형된 증착물이다. 비연속성 비섬유성 중합 표면 구조는 서로 연결되거나 분리된 표면 구조이거나, 또는 서로 연결된 표면 구조와 분리된 표면 구조의 조합일 수 있다. 비섬유성 표면 구조는 표면상에 존재하기때문에 티슈에 부드럽고 미끄러운 느낌을 제공하지만, 또한 비연속성이어서 티슈의 표면에 또는 표면상에 열린 또는 미처리된 영역을 남기기 때문에 티슈가 유체를 흡수하도록 한다. 그래서 본 발명의 티슈 제품은 우수한 흡수율을 나타낸다. 또한, 비섬유성 표면 구조와 연화 조성물의 부가적인 존재의 조합은 한층 더 우수한 정도의 유연성을 생성한다. 또한, 연화 조성물은 티슈의 흡수성이 예기치않게 매우 만족스럽도록 잔존한다.
본 명세서에 보다 전체적으로 기술되는 바와 같이, 티슈 시트 및 비섬유성 중합 표면 구조를 형성하는 적절한 방법들은 일반 양도된 동시계류중인 미국특허출원 시리얼 번호 11/635,385(2006. 12. 7, "Additive Compositions For Treating Various Basesheets")에 기술되어 있으며, 이는 본 명세서에 참고문헌으로 편입된다. 보다 상세하게, 상기 비섬유성 중합 표면 구조는 건조전, 건조도중 또는 건조후에 티슈 시트의 표면에 "첨가제 조성물"을 국소적으로 적용함으로써 생성될 수 있다. 상기 첨가제 조성물은 티슈 웹의 일 또는 양면에 국소적으로 적용될 수 있다.
비섬유성 중합 표면 구조를 생성하기에 특히 적절한 방법은 건조된 티슈 시트를 크레이핑하기전에 양키 드라이어의 표면상에서 첨가제 조성물을 분무하는 것이다. 그러나, 상기 첨가제 조성물은 웹의 일 또는 양면에 분무, 압출 또는 인쇄하는 것과 같이 웹에 직접적으로 적용될 수 있다. 웹상에 압출되는 경우, 슬롯-코트 압출기 또는 멜트블로운 다이 압출기와 같이 어느 적절한 압출 장치가 사용될 수 있다. 웹상에 인쇄되는 경우, 어느 적절한 인쇄 장치가 사용될 수 있다. 패턴은 예를 들어, 분산 형태의 패턴, 그물 모양의 패턴 또는 이 두 패턴의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 인쇄 방법은 각 면에 대한 별도의 그라비어 롤, 이중 인쇄(동시에 양면 인쇄)를 이용한 오프셋 그라비어 인쇄 또는 스테이션-투-스테이션 인쇄(일회 통과로 각 면의 연속적인 인쇄)를 포함할 수 있다. 다른 구현으로, 오프셋과 직접 그라비어 인쇄의 조합이 사용될 수 있다. 다른 구현으로, 이중 또는 스테이션-투-스테이션 인쇄를 이용한 플렉소그래픽 인쇄가 상기 첨가제 조성물을 적용하는데 이용될 수 있다. 일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 티슈 웹에 적용전 또는 도중에 가열될 수 있다. 상기 조성물 가열은 적용을 촉진시키기위해 점도를 낮출 수 있다. 예를 들어, 상기 첨가제 조성물은 약 50-150℃의 온도로 가열될 수 있다.
상기 티슈 웹이 크레이핑 드럼에 부착되는 경우, 필요에 따라 크레이핑 드럼이 가열될 수 있다. 예를 들어, 그레이핑 표면은 약 100-150℃와 같이 약 80-200℃의 온도로 가열될 수 있다. 상기 첨가제 조성물은 티슈 웹의 단면에만 적용될 수 있으며 또는 동일하거나 다른 패턴에 따라 웹의 양면에 적용될 수 있다. 일반적으로, 상기 첨가제 조성물은 웹의 일면에만 적용되고 웹의 일면만 크레이프되며, 상기 첨가제 조성물은 웹의 양면에 적용되고 웹의 일면만 크레이프되거나, 또는 상기 첨가제 조성물은 웹의 각 면에 적용되고 웹의 각면이 크레이프될 수 있다.
웹의 각면에 적용되는 첨가제 조성물의 총 량은 웹의 총 중량을 기준으로 약 0.5-30중량%, 보다 상세하게 약 1-20중량%, 보다 상세하게 약 1-10중량%, 보다 상세하게 1.5-5중량%, 그리고 보다 상세하게 약 2-4중량%의 범위내일 수 있다. 일부 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 첨가제 조성물이 상호 연결되는 네트워크를 형성하지 않지만, 그 대신 베이스시트상에 처리된 분리 영역으로서 나타나는 것과 같이 상대적으로 경량으로 적용될 수 있다. 그러나, 상대적으로 적은 양에서도 상기 첨가제 조성물은 베이스시트의 적어도 일 특성을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 베이스시트의 감촉은 약 2.5중량%이하, 보다 상세하게 약 2중량%이하, 보다 상세하게 약 1.5중량%이하, 보다 상세하게 약 1중량%이하, 보다 상세하게 약 0.5중량%이하, 그리고 보다 상세하게 약 0.5-2.5중량%의 양으로 향상될 수 있다. 상대적으로 낮은 첨가량 수준으로, 상기 첨가제 조성물은 또한 상대적으로 높은 첨가량 수준인 경우에 비해 베이스시트상에 다르게 증착될 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 낮은 첨가량 수준으로, 베이스시트상에 이산 처리된 영역을 형성할 뿐만 아니라 상기 첨가제 조성물은 베이스시트의 지형을 보다 좋게 할 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 베이스시트가 크레이프되는 경우에 베이스시트의 크레이프 패턴을 따르는 것이 발견되었다.
상술한 바와 같이, 비섬유성 중합 표면 구조는 티슈의 표면상에 또는 근처에 위치한다. 결국, 상기 첨가제 조성물은 적용시 본질적으로 티슈 웹내로 침투되지 않는다. 예를 들어, 상기 첨가제 조성물은 웹의 두께의 약 30%이하, 보다 상세하게 약 20%이하, 보다 상세하게 약 10%이하, 보다 상세하게 약 5%이하, 보다 상세하게 약 3%이하, 그리고 보다 상세하게 약 1%이하의 양으로 티슈 웹을 침투한다. 웹의 표면상에 일차적으로 잔존함으로써, 비섬유성 중합 표면 구조는 티슈의 부드러운 표면 감촉에 기여하며, 동시에 웹의 액체 흡수 성능 특성을 저해하지 않는다. 또한, 비섬유성 중합 표면 구조의 존재는 웹의 강성도를 실질적으로 증가시키지 않으며, 특히 비섬유성 중합 표면 구조가 상호 연결되지 않는 경우에 그러하다.
상기 첨가제 조성물은 웹 표면 영역의 약 15-75%를 덮도록 페이퍼 웹의 일면 또는 양면에 적용될 수 있다(평면도에서 상기 웹으로부터 보여지는 바와 같이). 보다 상세하게, 대부분의 적용시, 상기 첨가제 조성물은 이것이 적용되는 웹의 각 면의 표면 영역의 약 20-60%를 덮을 것이다.
그 결과로서 비섬유성 중합 표면 구조의 두께는 첨가제 조성물의 성분 및 적용되는 양에 따라 매우 달라질 수 있다. 일반적으로, 예를 들어, 그 두께는 약 0.01-10미크론일 수 있다. 보다 높은 첨가량 수준으로, 예를 들어, 상기 두께는 약 3-8미크론일 수 있다. 그러나, 보다 낮은 첨가량 수준으로, 상기 두께는 약 0.3-0.7미크론과 같이 약 0.1-1미크론일 수 있다.
상술한 바와 같이, 비섬유성 중합 표면 구조는 티슈에 로션과 같은 그리고 부드러운 감촉을 부여한다. 유연성의 일 견지를 측정하는 시험은 스틱-슬립 시험(이후 설명됨)이라 불린다. 스틱-슬립 시험도중, 슬레드는 베이스시트의 표면에 걸쳐 당겨지고, 저항력이 측정된다. 보다 높은 스틱-슬립수는 보다 낮은 드래그힘으로 보다 로션과 같은 표면을 나타낸다. 본 발명에 따라 처리된 티슈 웹은 일 면에 약 -0.01이상, 보다 상세하게 약 -0.006 - 0.1, 보다 상세하게 0 - 약 0.1, 그리고 보다 상세하게 0 - 약 0.07의 스틱-슬립 시험값을 가질 수 있다.
본 발명에 따라 처리된 베이스시트는 펄프 섬유와 같이 셀룰로오스성 섬유로부터 전적으로 제조될 수 있으며, 또는 섬유 혼합물로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스시트는 합성 섬유와 조합된 셀룰로오스성 섬유를 포함할 수 있다. 본 발명에 따라 처리될 수 있는 베이스시트는 웨트-프레스 크레이프 웹, 언크레이프 드로우드라이 웹 및 크레이프 드로우드라이 웹과 같은 웨트-레이드 티슈 웹, 에어-레이드 웹, 하이드로-엔탱글 웹, 코폼 웹 등을 포함한다.
상기 첨가제 조성물은 일반적으로 적어도 하나의 열가소성수지, 물 및 임의로, 적어도 하나의 분산제를 포함하는 수성 분산물을 함유한다. 상기 열가소성수지는 분산물내에 상대적으로 소 입자 크기로 존재한다. 예를 들어, 상기 중합체의 평균 체적 입자 크기는 약 5미크론이하일 수 있다. 실제 입자 크기는 분산물에 존재하는 열가소성 중합체를 포함하는 여러 인자에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 평균 체적 입자 크기는 약 1미크론미만과 같이, 약 2미크론미만과 같이, 약 3미크론과 같이, 약 4미크론과 같이 약 0.05-5미크론일 수 있다. 입자 크기는 Coulter LS230 라이트-스캐터링 입자 크기 분석기에서 측정될 수 있다. 수성 분산물내에 존재하는 경우 및 티슈 웹내에 존재하는 경우에, 열가소성 수지는 전형적으로 비섬유성 형태로 발견된다.
분산물내 중합체 입자의 입자 크기 분포는 1.9, 1.7 또는 1.5미만과 같이 약 2.0이하일 수 있으며, 보다 상세하게 약 1.0-2.0일 수 있다.
본 발명의 첨가제 조성물에 편입될 수 있는 수성 분산물의 예는 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제 2005/0100754호, 미국 특허 출원 공개 제 2005/0192365호, PCT 공개 제 WO 2005/021638호, 및 PCT 공개 제 WO 2005/021622호에 기재되어 있으며, 이들은 모두 본 명세서에 참고문헌으로 편입된다.
상기 첨가제 조성물내에 함유되는 열가소성수지는 특정 적용 및 원하는 결과에 따라 달라질 수 있다. 일 구현으로, 예를 들어, 열가소성 수지는 올레핀 중합체이다. 본 명세서에 사용된, 올레핀 중합체는 일반식 CnH2n을 갖는 불포화 열린 사슬 탄화수소류를 칭한다. 올레핀 중합체는 인터폴리머와 같은 공중합체로서 존재할 수 있다. 본 명세서에 사용된, 실질적으로 올레핀 중합체는 약 1% 치환미만을 함유하는 중합체를 칭한다. 올레핀 중합체는 에틸렌과 1-옥텐과 같은 알켄을 포함하는 적어도 하나의 공단량체를 포함할 수 있다. 상기 첨가제 조성물은 또한 카르복시산과 같은 분산제를 함유할 수 있다. 특정 분산제의 예는 예를 들어, 올레산 또는 스테아르산과 같은 지방산을 포함한다.
일 특정 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 에틸렌-아크릴산 공중합체와 함께 에틸렌 및 옥텐 공중합체를 함유할 수 있다. 에틸렌-아크릴산 공중합체는 열가소성수지일 뿐만 아니라 분산제로서 제공될 수 있다. 에틸렌 및 옥텐 공중합체는 에틸렌-아크릴산 공중합체와 함께 약 2:3 내지 3:2와 같이 약 1:10 내지 10:1의 중량비로 존재할 수 있다.
상기 올레핀 중합체 조성물은 약 20%미만과 같이 약 50%미만의 결정도를 나타낼 수 있다. 상기 올레핀 중합체는 또한 약 700g/10min미만과 같이 약 1000g/10min미만의 용융 지수를 가질 수 있다. 상기 올레핀 중합체는 또한 수성 분산물내에 함유되는 경우 약 0.1-5미크론과 같이 상대적으로 작은 입자 크기를 가질 수 있다.
택일적인 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 에틸렌-아크릴산 공중합체를 함유할 수 있다. 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체는 지방산과 같은 분산제와 함께 첨가제 조성물내에 존재할 수 있다.
일 특정 구현으로, 예를 들어, 상기 올레핀 중합체는 C4-C20 선형, 분지형 또는 고리형 디엔, 또는 비닐 아세테이트와 같은 에틸렌 비닐 화합물, 및 화학식 H2C=CHR로 표현되는 화합물(여기서, R은 C1-C20 선형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 C6-C20 아릴기임)로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 공단량체와의 알파-올레핀 인터폴리머를 포함할 수 있다. 공단량체의 예는 프로필렌, 1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-디센 및 1-도데센을 포함한다. 일부 구현으로, 에틸렌의 인터폴리머는 약 0.92g/cc이하의 밀도를 갖는다.
다른 구현으로, 상기 열가소성수지는 에틸렌, C4-C20 선형, 분지형 또는 고리형 디엔, 및 화학식 H2C=CHR로 표현되는 화합물(여기서, R은 C1-C20 선형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 C6-C20 아릴기임)로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 공단량체와의 프로필렌 알파-올레핀 인터폴리머를 포함한다. 공단량체의 예는 에틸렌, 1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-디센 및 1-도디센을 포함한다. 일부 구현으로, 상기 공단량체는 상기 인터폴리머의 약 5-25중량%로 존재한다. 일 구현으로, 프로필렌-에틸렌 인터폴리머가 사용된다.
본 발명에 사용될 수 있는 열가소성수지의 다른 예는 전형적으로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리-3-메틸-1-부텐, 폴리-3-메틸-1-펜텐, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-1-부텐 공중합체 및 프로필렌-1-부텐 공중합체로 나타내어지는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-디센 및 1-도디센과 같은 올레핀의 호모중합체 및 공중합체(엘라스토머 포함); 전형적으로 에틸렌-부타디엔 공중합체 및 에틸렌-에틸리덴 노르보넨 공중합체로 나타내어지는 복합 또는 비복합 디엔과의 알파-올레핀 공중합체(엘라스토머 포함); 및 전형적으로 에틸렌-프로필렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌- 디시클로펜타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌-1,5-헥사디엔 공중합체, 및 에틸렌-프로필렌-에틸리덴 노르보넨 공중합체로 나타내어지는 복합 또는 비복합 디엔과의 둘 이상의 알파-올레핀의 공중합체와 같은 폴리올레핀(엘라스토머 포함); N-메틸올 작용성 공단량체와의 에틸렌-비닐 아세테이트 공단량체, N-메틸올 작용성 공단량체와의 에틸렌-비닐 알코올 공단량체, 에틸렌-비닐 클로라이드 공단량체, 에틸렌 아크릴산 또는 에틸렌-(메트)아크릴산 공단량체, 및 에틸렌-(메트)아크릴레이트 공단량체와 같은 에틸렌-비닐 화합물 공단량체; 폴리스티렌, ABS, 아크릴로니트릴-스티렌 공단량체, 메틸스티렌-스티렌 공중합체와 같은 스티렌 공단량체(엘라스토머 포함); 및 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이의 하이드레이트, 및 스티렌-이소프렌-스티렌 트리블록 공중합체와 같은 스티렌 블록 공중합체(엘라스토머 포함); 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 비닐 클로라이드-비닐리덴 클로라이드 공중합체, 폴리메틸 아크릴레이트, 및 폴리메틸 메타크릴레이트와 같은 폴리비닐 화합물; 나일론 6, 나일론 6,6 및 나일론 12와 같은 폴리아미드; 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 같은 열가소성 폴리에스테르; 폴리카보네이트, 폴리페닐렌 옥사이드, 등을 포함한다. 이러한 수지는 단독 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
특정 구현으로, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 및 이의 공중합체 및 이의 블렌드 뿐만 아니라 에틸렌-프로필렌-디엔 3량체와 같은 폴리올레핀이 사용된다. 일부 구현으로, 상기 올레핀 중합체는 미국 특허 제 3,645,992호(Elston)에 기재된 동종성 중합체; 미국 특허 제 4,076,698호(Anderson)에 기재된 고밀도 폴리에틸렌(HDPE); 이종 분지 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE); 이종 분지 초저 선형 밀도 폴리에틸렌(ULDPE); 동종 분지, 선형 에틸렌/알파-올레핀 공중합체; 예를 들어, 본 명세서에 참고문헌으로 편입된 미국 특허 제 5,272,236호 및 제 5,278,272호에 개시된 공정에 의해 제조될 수 있는 동종 분지, 실질적 선형 에틸렌/알파-올레핀 중합체; 및 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 같은 고압, 자유 라디칼 중합 에틸렌 중합체 및 공중합체를 포함한다. 본 발명의 다른 구현으로, 상기 열가소성 수지는 에틸렌-아크릴산(EAA)과 같은 에틸렌-카르복시산 공중합체 및 Dow Chemical Company의 상표명 PRIMACORTM, DuPont의 NUCRELTM, 및 ExxonMobil의 ESCORTM으로 이용가능한 것들 및 본 명세서에 참고문헌으로 편입된 미국 특허 제 4,599,392호, 제 4,988,781호, 및 제 59,384,373호에 기재된 것과 같은 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 및 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 공중합체를 포함한다. 또한, 본 명세서에 참고문헌으로 편입된 미국 특허 제 6,538,070호, 제 6,566,446호, 제 5,869,575호, 제 6,448,341호, 제 6,316,549호, 제 6,111,023호 또는 5,844,045호에 기재된 중합체 조성물이 일부 구현에 적합하다. 물론, 중합체 블렌드가 사용될 수 있다. 일부 구현으로, 상기 블렌드는 두개의 다른 지글러-나타(Ziegler-Natta) 중합체를 포함한다. 다른 구현으로, 상기 블렌드는 지글러-나타와 메탈로센 중합체의 블렌드를 포함할 수 있다. 다른 구현으로, 본 발명에 사용되는 열가소성 수지는 두개의 다른 메탈로센 중합체의 블렌드이다.
일 특정 구현으로, 상기 열가소성 수지는 에틸렌과 1-옥텐과 같은 알켄을 포함하는 공단량체와의 알파-올레핀 인터폴리머를 포함한다. 상기 에틸렌 및 옥텐 공중합체는 상기 첨가제 조성물내에 단독으로 존재하거나 또는 에틸렌-아크릴산 공중합체와 같은 다른 열가소성 수지와 함께 존재할 수 있다. 특히 유익하게, 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체는 열가소성 수지일 뿐만 아니라 분산제로도 제공된다. 일부 구현에 있어서, 상기 첨가제 조성물은 필름-형성 조성물을 포함해야 한다. 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체는 필름 혈성을 보조하며, 상기 에틸렌 및 옥텐 공중합체는 강성도를 낮추는 것으로 발견되었다. 티슈 웹에 적용시, 상기 조성물은 제품내에 필름을 형성하거나 형성하지 않을 수 있으며, 이는 상기 조성물이 어떻게 적용되는지 그리고 적용되는 상기 조성물의 양에 따라 달라진다. 티슈 웹상에 필름이 형성되는 경우에 상기 필름은 연속성이거나 비연속성일 수 있다. 함께 존재하는 경우, 에틸렌 및 옥텐 공중합체와 에틸렌-아크릴산 공중합체간의 중량비는 약 3:2 내지 약 2:3과 같이 약 1:10일 수 있다.
에틸렌 및 옥텐 공중합체와 같은 열가소성 수지는 약 25%미만과 같이 약 50%미만의 결정도를 가질 수 있다. 상기 중합체는 단일 사이트 촉매를 이용하여 생성될 수 있으며, 약 20,000 내지 약 1백만과 같이 약 15,000 내지 약 5백만의 평균 중량비를 가질 수 있다. 상기 중합체의 분자량 분포는 약 1.8-10과 같이, 약 1.5-20과 같이, 약 1.01-40일 수 있다.
열가소성 중합체에 따라, 중합체의 용융 지수는 약 0.5g/10min 내지 약 800g/10min와 같이 약 0.001g/10min 범위일 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 상기 열가소성 수지의 용융 지수는 약 100g/min 내지 약 700g/10min일 수 있다.
상기 열가소성 수지는 또한 상대적으로 낮은 용융점을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 열가소성 수지의 용융점은 120℃미만과 같이, 130℃미만과 같이, 약 140℃미만일 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 상기 용융 지수는 약 90℃미만일 수 있다. 상기 열가소성 수지의 유리전이 온도는 또한 상대적으로 낮을 수 있다. 예를 들어, 상기 유리전이 온도는 약 40℃미만과 같이 약 50℃미만일 수 있다.
상기 하나 이상의 열가소성 수지는 약 1-96중량%의 양으로 상기 첨가제 조성물내에 함유될 수 있다. 예를 들어, 상기 열가소성 수지는 약 20-50중량%와 같이 약 10-70중량%의 양으로 수성 분산물내에 존재할 수 있다.
적어도 하나의 열가소성 수지에 부가적으로, 상기 수성 분산물은 또한 분산제를 함유할 수 있다. 분산제는 분산물의 형성 및/또는 안정화를 돕는 제제이다. 하나 이상의 분산제가 상기 첨가제 조성물에 편입될 수 있다.
일반적으로, 어느 적절한 분산제가 사용될 수 있다. 일 구현으로, 예를 들어, 상기 분산제는 적어도 하나의 카르복시산, 적어도 하나의 카르복시산의 염, 또는 카르복시산 에스테르 또는 상기 카르복시산 에스테르의 염을 포함한다. 분산제로서 유용한 카르복시산의 예는 몬탄산, 스테아르산, 올레산 등과 같이 지방산을 포함한다. 일부 구현으로, 상기 카르복시산, 상기 카르복시산의 염, 또는 상기 카르복시산 에스테르의 적어도 하나의 카르복시산 프레그먼트 또는 상기 카르복시산 에스테르의 염의 적어도 하나의 카르복시산 프레그먼트는 25탄소원자미만을 갖는다. 다른 구현으로, 상기 카르복시산, 상기 카르복시산의 염, 또는 상기 카르복시산 에스테르의 적어도 하나의 카르복시산 프레그먼트 또는 상기 카르복시산 에스테르의 염의 적어도 하나의 카르복시산 프레그먼트는 12-25탄소원자를 갖는다. 일부 구현으로, 카르복시산, 상기 카르복시산의 염, 상기 카르복시산 에스테르의 적어도 하나의 카르복시산 프레그먼트 또는 이의 염은 15-25탄소원자를 갖는 것이 바람직하다. 다른 구현으로, 탄소원자의 수는 25-60이다. 염의 일부 예는 알칼리 금속 양이온, 알칼리토 금속 양이온, 또는 암모늄 또는 알킬 암모늄 양이온으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 양이온을 포함한다.
다른 구현으로, 상기 분산제는 에틸렌-아크릴산 공중합체 또는 에틸렌-메타크릴산 공중합체와 같이 에틸렌-카르복시산 중합체 및 및 이의 염으로 구성되는 그룹으로부터 선택된다.
다른 구현으로, 상기 분산제는 알킬 에테르 카르복실레이트, 석유 설포네이트, 설포네이티드 폴리옥시에틸레네이티드 알코올, 설페이티드 또는 포스페이티드 폴리옥시에틸레네이티드 알코올, 중합 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드/에틸렌 옥사이드 분산제, 일차 및 이차 알코올 에톡실레이트, 알킬 글리코사이드 및 알킬 글리세라이드로부터 선택된다.
에틸렌-아크릴산 공중합체가 분산제로 사용되는 경우에, 상기 공중합체는 또한 열가소성 수지로서 제공될 수 있다.
일 특정 구현으로, 상기 수성 분산물은 에틸렌 및 옥텐 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 및 스테아르산 또는 올레산과 같은 지방산을 함유한다. 상기 카르복시산과 같은 분산제는 수성 분산물내에 약 0.1-10중량%의 양으로 존재할 수 있다.
상기 성분들에 부가적으로, 상기 수성 분산물은 또한 물을 함유한다. 물은 탈이온수로서 첨가될 수 있다. 상기 수성 분산물의 pH는 일반적으로 약 7-11과 같이, 약 5-11.5와 같이 약 12미만이다. 상기 수성 분산물은 약 70%미만과 같이, 약 75%미만의 고형 함량을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 수성 분산물의 고형 함량은 약 5-60% 범위일 수 있다. 일반적으로, 고형분 함량은 상기 첨가제 조성물이 티슈 웹에 적용되거나 편입되는 방식에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 섬유의 수성 분산물과 함께 첨가되는 것과 같이, 형성도중 티슈 웹내로 편입되는 경우에, 상대적으로 고 고형함량이 사용될 수 있다. 하지만, 분무 또는 인쇄에 의한 것과 같이 국소적으로 적용되는 경우에, 분무 또는 인쇄 장치를 통한 가공성을 향상시키기위해 보다 낮은 고형 함량이 사용될 수 있다.
상기 수성 분산물을 생성하기위해 어느 방법이 사용될 수 있으나, 일 구현으로, 상기 분산물은 용융-니딩 공정을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 니더는 Banbury 믹서, 단일-스크류 압출기 또는 다중-스크류 압출기를 포함할 수 있다. 상기 용융-니딩은 하나이상의 열가소성 수지를 용융 니딩하는데 전형적으로 사용되는 조건하에서 수행될 수 있다.
일 특정 구현으로, 상기 공정은 상기 분산물을 이루는 성분들을 용융-니딩하는 것을 포함한다. 용융-니딩 기계는 다양한 성분들에 대한 다중 주입구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 압출기는 연속하여 배치된 4개의 주입구를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 진공 배출구가 압출기의 임의 위치에 부가될 수 있다.
일부 구현으로, 상기 분산물은 물 약 1-3중량%를 함유하도록 일차 희석된 다음, 후속적으로 물 약 25중량%이상을 포함하도록 더 희석된다.
본 발명의 목적상, 용어 "티슈"는 그람당 약 2㎤이상, 보다 상세하게 그람당 약 5㎤이상, 보다 상세하게 그람당 약 3-25㎤, 보다 상세하게 그람당 약 5-20㎤, 그리고 보다 바람직하게 그람당 약 8-15㎤의 벌크(이하 정의됨)를 갖는 페이퍼 시트를 의미한다. 이러한 티슈 시트는 안면 티슈, 화장실용 티슈, 페이퍼 타월 등에 특히 유용하다.
본 발명의 목적상, 플라이 기준으로 티슈 시트 또는 제품의 근량(컨디셔닝된)은 제곱미터당 약 10그람(gsm) 내지 60gsm, 보다 상세하게 약 15-40gsm일 수 있다. 상기 티슈 제품은 단겹 티슈 제품 또는 다겹 티슈 제품일 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 상기 제품은 두겹 또는 세겹으로 구성될 수 있다.
물방울 흡수율 시험(이하 설명됨)으로 측정시 본 발명의 완성 제품의 흡수율은 약 40초이하, 보다 상세하게 약 0.5-30초, 보다 상세하게 약 0.5-20초, 보다 상세하게 약 0.5-10초, 그리고 보다 상세하게 약 2-10초일 수 있다.
HST(Hercules Size Test)(이하 설명됨)에 의한 측정시 본 발명의 완성 제품의 흡수율은 약 40초이하, 보다 상세하게 약 1-30초, 보다 상세하게 약 1-20초, 그리고 보다 상세하게 약 1-15초일 수 있다.
본 발명의 제품의 기하학적 평균 인장 강도는 이에 한정하는 것은 아니나, 3인치당 약 600-1300그램, 보다 상세하게 3인치당 약 700-1200그램, 그리고 보다 상세하게 3인치당 약 800-1100그램일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 사용되는 웨트-프레스 크레이프 티슈 웹을 형성하는 공정의 개요도이며;
도 2A는 비섬유성 중합 표면 구조를 갖지 않는 대조구 티슈 시트 시료의 현미경사진(500×배)이다.
도 2B는 크레이프 전에 양키 드라이어 표면에 첨가제 조성물의 2.5% 첨가량의 첨가로 형성된 비섬유성 중합 표면 구조를 갖는 연화 조성물을 적용하기 전에, 실시예 1에 기술된 본 발명에 따른 크레이프 티슈 시트의 현미경사진(500×배)이다.
도 2C는 크레이프 전에 양키 드라이어 표면에 첨가제 조성물의 5% 첨가량의 첨가로 형성된 비섬유성 중합 표면 구조를 갖는 연화 조성물을 적용하기 전에, 본 발명에 따른 크레이프 티슈 시트의 현미경사진(500×배)이다.
도 2D는 크레이프 전에 양키 드라이어 표면에 첨가제 조성물의 10% 첨가량의 첨가로 형성된 비섬유성 중합 표면 구조를 갖는 연화 조성물을 적용하기 전에, 본 발명에 따른 크레이프 티슈 시트의 현미경사진(500×배)이다.
도 3은 크레이프 전에 양키 드라이어 표면에 첨가제 조성물의 첨가로 형성된 비섬유성 중합 표면 구조를 갖는 연화 조성물을 적용하기 전에, 본 발명에 따른 크레이프 티슈 시트의 세그먼트의 확대 단면 사진이다. 보이는 바와 같이, 비섬유성 중합 표면 구조는 티슈 시트의 표면상에 또는 근처에 존재한다.
도 4는 스틱-슬립 시험을 수행하기위한 장치의 도식적인 설명이다.
도면의 상세한 설명
도 1을 참조하면, 본 발명에 따라 사용되며, 실시예에 기재된 비섬유성 중합 표면 구조를 갖는 티슈 시트 제조방법이 설명된다. 상세하게, 다수의 가이드롤 64에 의해 지지되고 구동되는 성형 직물 62상에 섬유의 수성 분산물을 방출하는 헤드박스 60을 나타낸다. 진공 박스 66은 성형 직물 62 아래에 배치되고, 섬유 퍼니쉬로부터 물을 제거하기에 알맞도록 적용되어 웹 형성을 돕는다. 성형 직물 62로부터, 성형 웹 68은 제 2 직물 70으로 이송되며, 이는 와이어 또는 펠트일 수 있다. 직물 70은 다수의 가이드롤 72에 의해 연속 패쓰 주변에서의 이동을 위해 지지된다. 또한 직물 62로부터 직물 70으로의 이송을 촉진하도록 디자인된 픽업 롤 74가 포함된다.
직물 70으로부터, 웹 68은 양키 드라이어와 같이 회전가능한 가열 드라이어 드럼 76의 표면으로 이송된다. 본 발명에 따라, 상기 첨가제 조성물은 웹 형성후 티슈 제조 공정도중 어느 시간에 티슈 웹에 첨가제 조성물을 국소적으로 적용함으로써 티슈 웹 68내로 편입될 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 첨가제 조성물은 드라이어 드럼 76에 티슈 웹 68을 부착시키는데 사용된다. 이러한 구현에서, 웹 68이 드라이어 표면의 회전 패쓰의 일부를 통해 운반됨에 따라, 열이 상기 웹에 부여되어 웹내에 함유된 대부분의 수분을 증발시킨다. 그 다음 웹 68은 그레이프 블래이드 78에 의해 드라이어 드럼 76으로부터 제거된다. 크레이프 웹 78은 실제로 형성되면 웹내 내부 결합을 감소시키고 유연성을 증가시킨다. 다른 한편 크레이프도중에 웹에 첨가제 조성물을 적용하는 것은 웹의 강도를 증가시킬 수 있다.
시험 방법
티슈 시트 시편의 "근량"은 변형 TAPPI T410 방법을 이용하여 측정되었다. 프리-플라이 시료를 최소 4시간동안 23℃±1℃ 및 50±2% 상대습도에서 컨디셔닝하였다. 16-3"×3"의 스택을 컨디셔닝한 후 프리-플라이 시료를 다이 프레스 및 연결된 다이를 이용하여 컷팅하였다. 이는 144in2 또는 0.0929㎡의 티슈 시트 시료 면적을 나타낸다. 적절한 다이 프레스의 예는 Testing Machines, Inc.(Islandia, N.Y.)에 의해 제조된 TMI DGD 다이 프레스, 또는 USM Corporation(Wilminton, Mass)에 의해 제조된 Swing Beam 시험기이다. 다이 크기 허용오차는 양 방향으로 +/-0.008인치이다. 그 다음 시료 스택은 용기 중량 분석 발란스상에 0.001그람에 가장 근접하게 칭량된다. 제곱미터당 그람으로 근량(gsm)은 하기 식을 이용하여 계산된다:
근량(컨디셔닝된) = 그람으로 스택 wt./(0.0929㎡)
"캘리퍼"는 표준 로드하에서 티슈 제품의 두께이다. 본 발명의 목적상, "1 시트"는 전체의 다겹 또는 단겹 티슈 제품의 일 시트를 칭한다. 실시예를 위해 3겹 견본의 시료를 시험전에 23.0℃±1.0℃, 50.0±2.0% 상대습도에서 적어도 4시간동안 컨디셔닝하였다. 각 견본의 1시트 캘리퍼(두께)는 EMVECO 200-A 마이크로게이지 자동화 마이크로미터(EMVECO, Inc. Newburg, Oregon)를 이용하여 측정되었다. 상기 마이크로미터는 2.22인치(56.4밀리미터)의 앤빌 직경 및 제곱인치당(6.45제곱센티미터당)132그램의 앤빌 압력(2.0kPa)를 갖는다. 각 시편은 개별적으로 시트에서의 크림핑 및 어느 주름, 접힘 또는 결점을 피하여 측정되었다. 견본당 10 시편을 측정하고 평균 1시트 캘리퍼를 미크론(㎛)으로 기록하였다.
티슈 시트의 "벌크"는 제곱미터당 그람으로 표현되는 근량으로 나눈, 미크론으로 표현되는 캘리퍼의 지수로서 정의된다.
"기하학적 평균 인장 강도"(GMT)는 드라이 횡목(CD) 인장 강도에 드라이 종목(MD) 인장 강도의 제품의 제곱근을 곱한 것이며, 시료 폭의 3인치당 그램으로 표현된다. MD 인장 강도는 시료가 종목으로 당겨져 파열될 때 시료 폭의 3인치당 피 크 로드이다. 마찬가지로, CD 인장강도는 시료가 횡목으로 당겨져 파열될 때 시료 폭의 3인치당 피크 로드이다. 인장 곡선은 23.0℃±1.0℃, 50.0±2.0% 상대습도의 실험실 조건하에서, 그리고 티슈 시료가 4시간이상의 기간동안 시험 조건으로 평형된 후에 획득된다.
인장 강도 시험을 위한 시료를 3인치 폭 × 적어도 5인치(127mm) 길이로 JDC Precision Sample Cutter(Thwing-Albert Instrument Company, Philadelphia, PA, Model No. SC130)을 이용하여 종목(MD) 또는 횡목(CD) 배향으로 잘랐다. 인장 시험은 MTS Systems Synergie 100 런으로 TestWorks®4 소프트웨어 버전 4.08(MTS Systems Corp., Eden Prairie, MN)을 이용하여 측정된다.
로드 셀은 대부분의 피크 로드 값이 로드 셀의 전체 스케일 값의 10-90%에 들도록 시험되는 시료의 강도에 따라 50뉴튼 또는 100뉴튼 최대값으로 선택된다. 조(jaw) 사이의 게이지 길이는 4+/-0.04인치(102+/-1mm)이다. 조는 공기-작용을 이용하여 수행되고 고무 코팅된다. 최소 그립 페이스 폭은 3인치(76mm)이며, 조의 대략적인 높이는 0.5인치(13mm)이다. 크로스헤드 속도는 10+/-0.4인치/분(254+/-10mm/min)이며, 그리고 브레이크 감도는 65%로 설정된다.
시료를 기구의 조에 수직 및 수평적으로 모두 중앙에 배치한다. 그 다음 시험을 시작하고 시편이 파괴될 때 종료한다. 피크 로드를 시험되는 시료의 방향에 따라 시편의 "MD 인장강도" 또는 "CD 인장강도"로 기록한다. 시료당 10 시편을 제품에 대한 MD 또는 CD 인장 강도값으로 기록되는 산술 평균으로 각 방향에서 시험한다. 기하학적 평균 인장 강도는 하기 식으로 계산된다:
GMT = (MD 인장강도*CD 인장강도)1/2
"헤라클레스 사이즈 테스트(Hercules Size Test)"(HST)는 티슈 시트를 통해 액체가 이동하는데 걸리는 길이가 얼마인지 측정한다. 헤라클레스 사이즈 테스트는 일반적으로 잉크 저항성을 갖는 페이퍼에 대한 TAPPI법 T 530 PM-89, 사이즈 시험에 따라 수행되었다. 헤라클레스 사이즈 테스트 데이타는 제조자에 의해 제공된 화이트 및 그린 측정 타일 및 블랙 디스크를 이용하여 모델 HST 테스터상에서 수집되었다. 증류수로 1%로 희석된 2% 나프톨 그린 N 염료를 염료로 사용하였다. 모든 재료는 Hercules, Inc., Wilmington, Delaware로부터 구입가능하다.
시험전, 모든 최종 제품 시편들을 적어도 3주간 주위 조건에 두고, 그 다음 23.0℃±1.0℃, 50.0±2.0% 상대습도에서 적어도 4시간동안 컨디셔닝하였다. 시험은 염료 용액 온도에 민감하여 염료 용액이 시험전 최소 4시간동안 조절된 조건 온도에 또한 평형되어야 한다.
제조되거나 상업적으로 판매되는 6개의 티슈 시트(3겹 티슈 제품에 대해 18겹, 2겹 제품에 대해 12겹, 단겹 제품에 대해 6겹, 등)를 시험용 시편으로 형성한다. 시편들은 대략 2.5 × 2.5인치의 치수로 컷팅된다. 상기 기구는 제조자의 지시에 따라 화이트 및 그린 측정 타일로 표준화된다. 상기 시편(3겹 티슈에 대한 18겹 견본)을 외측과 접하는 플라이의 외부 표면을 가진 시료 홀더에 넣는다. 그 다음 시편을 시편 홀더내로 조인다. 그 다음 시편 홀더를 광학 본체의 상부에 있는 리테 이닝 링안에 배치한다. 블랙 디스크를 이용하여 기구 0점을 보정한다. 블랙 디스크를 제거하고 염료 용액의 10+/-0.5밀리미터를 리테이닝 링내로 분산시키고 시편에 걸쳐 블랙 디스크 뒷면을 둔채로 타이머를 가동한다. 시험 시간을 상기 기구로부터 초로 기록한다. 5회 시험의 평균이 HST이다.
"물방울 흡수율"은 티슈 제품 시편이 증류수 또는 탈이온수 0.1ml를 흡수하는데 필요한 시간(초)이다. 물방울 흡수율은 적어도 3주간 주위 조건에 시료를 둔 다음, 시료를 적어도 4주 기간동안 23.0℃±1.0℃, 50.0±2.0% 상대습도에서 컨디셔닝한 후 측정된다.
시편(실시예를 위한 3겹 시편)을 600ml 비이커의 상부에 걸치고, 주형으로 덮어 상기 시편을 고정한다. 상기 주형은 중심에 2인치 직경 구멍을 갖는 5인치×5인치 제곱의 Plexiglas®이다. 상기 주형의 목적은 상기 시료를 비이커의 상부에 놓을때 고정하는 것이다. 램프는 티슈 표면을 비추도록 설정된다. 100마이크로리터(0.1ml)의 증류수 또는 탈이온수(23.0℃±2.0℃)를 Eppendorf 스타일 파이펫으로 분산시켰다. 파이펫 팁을 시편의 중심 부근에 시편 표면에 대해 우측 각으로 시험 시편의 표면 위 1인치에 둔다. 물이 시험 시편상에 분산된 후, 즉시 스톱워치를 가동한다. 시료에 의해 완전히 흡수되는 워터 드롭 시간(초)은 0.1초에 가장 근접하게 측정된다. 빛이 물의 표면으로부터 반사되지 않는 지점으로 물이 흡수될 때 종료 시점에 이른다. 만일 180초후에 시료가 완전히 흡수되지 않는 경우, 시험을 멈추고 시간을 180초이상으로 기록한다. 상기 방법을 시편의 동일면상의 새로운, 드라이 영역에서 반복한다. 그 다음 시편을 전환하고 2회 이상의 시험을 시편당 총 4 회 수행한다. 총 5 시편을 시험하고 모든 20회 측정값의 평균을 물방울 흡수율로 기록한다. 물방울 흡수율 값은 표 1 및 2로 기록된다.
"스틱-슬립 시험"은 유연성의 측정이다. 스트링에 의해 표면에 걸쳐 당겨진 슬래드는 스트링내 힘이 일반 로드의 시간을 조절하는 정적 마찰계수(COF)를 극복하기에 매우 충분할 때까지 이동하지 않을 것이다. 그러나, 슬래드가 이동하기 시작하자마자 COF는 보다 낮은 동적 COF를 위한 길을 제공하여, 스트링내 당기는 힘은 불균형되고, 슬래드는 스트링내 장력이 풀어지고 슬래드가 정지할 때까지(스틱) 슬래드가 촉진된다. 그 다음 정적 COF를 극복하기에 매우 충분할 때까지 다시 장력이 형성되고, 이것이 계속된다. 진동의 빈도 및 정도는 정적 COF와 동적 COF 사이의 차이에 따라 달라지지만, 스트링의 길이 및 강성도에 따라 달라지며(딱딱하고 짧은 스트링은 정적 COF가 극복될 때 거의 즉시 힘이 떨어져 슬래드 저크는 작은 거리로만 전진할 것이다.), 그리고 이동 속도에 따라 달라진다. 보다 높은 속도는 스틱-슬립 작용을 저하시키는 경향이 있다.
정적 COF는 동적 COF보다 높으며, 그 이유는 로드하에 접촉되는 두 표면이 크리프되고 서로 컴플라이되고 이들 사이에 접촉 면적이 증가하는 경향이 있기때문이다. COF는 접촉 면적에 비례하여 접촉시간이 보다 많으면 보다 높은 COF를 제공한다. 이는 보다 높은 속도가 보다 낮은 스틱-슬립을 제공하는 이유를 설명하는데 도움이 된다. 즉, 각 슬립 이벤트 이후에 표면이 컴플라이되고 정적 COF가 일어나는데 보다 적은 시간이 걸린다. 다수의 물질에 대해 COF는 보다 높은 속도 슬라이딩으로 감소하며, 그 이유는 이러한 감소된 컴플라이언스 시간때문이다. 그러나, 일부 물질(전형적으로 유연하고 매끄러운 표면)은 실제로 증가된 속도에서 COF의 증가를 나타내며, 그 이유는 접촉되는 표면이 가소적으로 또는 점탄성적으로 흐르고 이들이 공유되는 비율에 비례하는 비율로 에너지를 방산하는 경향이 있기때문이다. 속도와 함께 증가된 COF를 갖는 물질은 스틱-슬립을 나타내지 않으며, 그 이유는 일정한 보다 낮은 속도로 계속되는 것에 비해 슬래드 저크 전진이 일어나는데 보다 많은 힘이 들기 때문이다. 이러한 물질은 또한 이들의 동적 COF와 동일한 정적 COF를 갖는다. 따라서, 속도에 대한 COF의 슬로프 곡선을 측정하는 것은 물질이 스틱-슬립을 나타내기 쉬운지 예측하는 좋은 수단이다. 즉, 보다 음적인 슬로프는 쉽게 스틱-슬리핑될 것이며, 보다 양적인 슬로프는 매우 낮은 슬라이딩 속도에서도 스틱-슬리핑되지 않을 것이다.
스틱-슬립 시험에 따라, 슬라이딩 속도에 따른 COF의 변화는 MTS TestWorks 4 소프트웨어가 장착된 Alliance RT/1 인장 프래임을 이용하여 측정된다. 시험 장치의 부분도를 도 4에 나타내었다. 보이는 바와 같이, 플래이트는 프래임의 보다 낮은 부분에 고정되고, 티슈 시트(시료)는 이 플래이트에 클램핑된다. 리딩 및 트레일링 엣지상에 ½" 반경의 1.5" × 1.5" 평평한 표면을 갖는 알루미늄 슬래드가 거의 마찰이 없는 도르래임에도 불구하고 최대 50N 로드 셀까지 리딩하는 슬렌더 피싱 라인(30 lb, 스트렌 클리어 모노필라멘트(Reminton Arms Inc, Madison, NC))를 통해 프래임의 상부(이동부)에 부착된다. 50.8mm 폭 시트의 콜라겐 필름이 상기 슬래드의 앞 및 뒤에 32mm 바인더 클립을 통해 슬래드의 하부에 평평하게 클램핑된다. 슬래드, 필름 및 클립의 총 질량은 81.1g이다. 상기 필름은 슬래드보다 커 이 는 접촉 표면을 완전히 덮는다. 콜라겐 필름은 28gsm의 근량을 갖는 COFFI(콜라겐 식품 필름)의 명칭으로 판매되는 NATURIN GmbH(Weinhein, Germany)으로부터 획득될 수 있다. 다른 적절한 필름은 Viscofan USA Inc, 50 County Court, Montgomery AL 36105로부터 획득될 수 있다. 상기 필름은 작은 도트 패턴으로 엠보싱처리된다. (도트가 움푹 들어간) 필름의 보다 평평한 면은 티슈와 콜라겐 사이의 접촉 면적을 최대화하기위해 슬래드상의 티슈에 대해 아래로 향해야 한다. 상기 시료 및 콜라겐 필름은 시험전 적어도 6시간동안 72 ℉ 및 50% RH에서 컨디셔닝되어야 한다.
인장 프래임은 1cm의 거리에 대해 일정한 속도(V)로 슬래드를 드래그하도록 프로그래밍되며, 한편 드래그 힘은 100hz의 주파수에서 측정된다. 0.2cm와 0.9cm 사이에서 측정된 평균 드래그 힘을 계산하고, 다음과 같이 동적 COF를 계산한다:
Figure 112009053030813-PCT00003
상기 식에서, f는 그람으로 평균 드래그이며, 81.1g은 슬래드, 클립 및 필름의 질량이다.
각 시료에 대해 COF는 5, 10, 25, 50 및 100cm/min에서 측정된다. 새로운 조각의 콜라겐 필름이 각 시료에 대해 사용된다.
COF는 속도에 대수적으로 변하여, 이에 따라 데이타는 다음과 같이 기술된다:
COF = α + SSP ln(V)
상기 식에서, "a"는 1cm/min에서 가장 적합한 COF이며, "SSP"는 속도에 따라 COF가 얼마나 변하는지 나타내는 스틱-슬립 파라미터이다. SSP의 값이 높을 수록 시트에 대해 보다 많은 로셔니(lotiony) 및 보다 적은 스틱-슬립성을 나타낸다. SSP는 각 코드에 대해 4 티슈 시트 시료를 측정하고, 평균을 기록한다.
간명하고 간결하게 하기위해 본 명세서에 언급된 어느 범위의 값은 문제의 특정 범위내에 전체 수치인 종점을 갖는 어느 하부범위를 기술하는 청구범위에 대해 상세한 설명에 뒷받침되는 것으로 해석되어야 한다. 가정적인 실예로, 본 명세서에서 1-5 범위의 기재는 하기 하부 범위의 어느 것에 대해 청구범위를 뒷받침하는 것으로 해석될 것이다: 1-4; 1-3; 1-2; 2-5; 2-4; 2-3; 3-5; 3-4 및 4-5.
실시예 1
비섬유 중합 표면 구조를 갖는 티슈 베이스시트 웹을 도 1에 나타낸 방법에 따라 일반적으로 제조하였다. 이러한 구현에서 양키(Yankee) 드라이어를 포함하는데, 티슈 웹을 크레이프 표면에 부착시키기위해서 상기 드라이어를 웹에 접촉시키기 전에 본 발명에 따라 제조된 첨가제 조성물을 상기 드라이어상에 분무하였다.
우선, 노던 소프트우드 크래프트(NSWK) 펄프를 약 100℉에서 4% 농도로 30분간 펄퍼에 분산시켰다. 그 다음, 상기 NSWK 펄프를 덤프 체스트로 이송하고 실질적으로 약 3% 농도로 희석하였다. 그 다음, NSWK 펄프는 강도 표적상에 따라 달라지는 0.6-4.5hp-days/metric ton으로 정제되었다. 상기 소프트우드 섬유를 3겹 티슈 구조내에 내부 강도 층으로 사용되었다. NSWK 층은 최종 시트 중량의 약 35%를 차 지한다. 목재 섬유 미터톤당 2kg의 KYMENE®6500(Hercules, Incorporated.(Wilmington, Delaware, U.S.A.)을 헤드박스앞 퍼니쉬에 첨가하였다.
Aracruz(Rio de Janeiro, RJ, Brazil)로부처 구입가능한 Aracruz ECF, 유칼리나무 활엽수 크래프트(EHWK) 펄프를 약 100℉에서 약 4% 농도로 30분간 펄퍼내에 분산시켰다. 그 다음 EHWK 펄프를 덤프 체스트로 이송하고, 후속적으로 약 3% 농도로 희석하였다. EHWK 펄프 섬유는 3겹 티슈 구조의 두 외부층을 나타낸다. EHWK층은 최종 시트 중량의 약 65%를 차지하였다. 목재 섬유 미터톤당 KYMENE® 6500 2kg을 헤드박스전의 퍼니쉬에 첨가하였다.
머신 체스트의 펄프 섬유를 약 0.1%의 농도로 헤드박스로 펌핑하였다. 각 머신 체스트의 펄프 섬유는 헤드박스내 별도의 매니폴드를 통해 이송되어 3겹 티슈 구조를 생성하였다. 상기 섬유는 도 1에 나타낸 공정과 유사한 초승달 모양의 포머내 펠트상에 놓여졌다.
약 10-20% 농도의 웨트 시트를 압력 롤을 통해 닙을 거쳐 분당 약 2500피트(fpm)(분당 750미터(mpm))로 이동하는 양키 드라이어에 부착하였다. 압력 롤 닙 다음의 웨트 시트의 농도(포스트-압력 롤 농도 또는 "PPRC")는 약 40%이었다.
드라이어 표면에 적용되는 첨가제 조성물에 기인하여 웨트 시트는 양키 드라이어에 부착되었다. 양키 드라이어 하부에 위치한 스프레이 붐은 본 발명의 첨가제 조성물을 제곱미터당 200 또는 400밀리그램(mg/㎡)의 첨가 수준으로 드라이어 표면상에 분무하였다. 펠트가 첨가제 조성물에 의해 오염되는 것을 방지하기위해서, 그리고 원하는 시트 특성을 유지하기위해서 스프레이 붐과 압력 롤 사이에 보호물을 놓았다.
웹에 적용된 첨가제 조성물은 AFFINITYTM EG8200/PRIMACORTM 5980i의 60/40 분산물이었으며; PRIMACORTM 5980i는 분산제이었다. 이 분산물은 약 40%의 고형 함량, 1-2미크론의 입자 크기, pH 9-11, 및 200-500cP의 점도를 갖는다. 96% 시스 1-(3-클로로알릴)-3,5,7-트리아자-1-아조니아아다만탄 클로라이드(Quaternium-15로도 알려짐)의 활성 조성물을 갖는 방부적인 DOWICILTM 200 항미생물제(Dow Chemical Company)가 또한 상기 첨가제 조성물에 존재하였다.
다른 첨가제 조성물에 대한 용액내 고형분 함량은 양키 드라이어에 200 또는 400mg/㎡ 분무 적용범위를 운반하도록 달리하였다. 용액내 고형분 함량을 변화시키면 베이스 웹내로 편입되는 고형분의 양이 달라진다. 예를 들어, 양키 드라이어상에 200mg/㎡ 분무 적용범위에서 약 2% 첨가제 조성물 고형분이 티슈 웹내로 편입되는 것으로 추정된다. 양키 드라이어상에 400mg/㎡ 분무 적용범위에서, 약 4% 첨가제 조성물 고형분이 티슈 웹내로 편입되는 것으로 추정된다.
상기 시트는 양키 드라이어상에서 크레핑 블레이드로 이동함에 따라 약 95-98% 농도로 건조되었다. 상기 크레핑 블레이드는 후속적으로 티슈 시트를 스크래핑하고 첨가제 조성물의 일부가 양키 드라이어로부터 떨어져 나갔다. 그 다음 크레핑된 티슈 베이스시트를 전환용 소프트롤내로 약 1970fpm(600mpm)으로 이동하는 코어상에 감았다. 그 결과 티슈 베이스시트는 약 14.2gsm의 공기-건조 근량을 가졌다.
크레핑된 티슈의 3 소프트 롤을 플라이, 칼렌더, 크림프, 슬리트 및 리와인 드하여 크레핑된 양 면이 3-겹 구조의 외면상에 존재하도록 하였다. 3-겹 시트를 두 스틸 롤 사이에서 280미크론의 3-겹 표적 캘리퍼로 칼렌더하였다. 그 구조의 엣지상에 기계적 크림핑은 플라이들을 함께 고정하였다. 그 다음 겹쳐진 시트를 약 8.5인치 표준 폭으로 엣지상에 슬리트하고, 후처리 및 포개어진 티슈로 전환하기위해 준비된 하드 롤로 리와인딩하였다. 택일적으로, 후처리는 크림핑과 슬리팅 작업사이에 수행되어 포개어진 티슈로 전환하기위해 준비된 후처리 티슈, 하드 롤을 생성하였다.
아래 기술된 베이스시트 및 하드 롤이 생성되었다.
코드 근량 (1-플라이, gsm) HW:SW 비* 첨가량(mg/㎡) 하드 롤 GMT (3-플라이, g/3")
302 14.2 66:34 200 1200
US-2 14.1 64:36 400 1248
US-3 14.3 62:38 400 1448
*활엽수:침엽수 비
비교예 1
실시예 1의 코드 302의 3겹 하드 롤을 풀고, 포개고 각 티슈로 컷팅하였다. 포개어진 티슈, 코드 302는 다양한 표준화 시험에 적용되었다. 그 결과를 실시예 2의 표 1에 나타내었다.
비교예 2
실시예 1의 코드 302의 3겹 하드 롤을 GE 실리콘 에멀젼 Y-14866으로 후처리하였다. Y-14868 에멀젼을 동시 오프셋 로토그라비어 인쇄 공정을 통해 3겹 티슈 웹의 양쪽 외부 면에 인쇄하였다. 그라비어 롤은 Southern Graphics Systems(Louisville, Ky)에 의해 제공된 전자적으로 새겨진 크롬-오버-구리 롤이었다. 상기 롤은 선형 인치당 360 셀의 라인 스크린 및 롤 표면의 제곱 인치당 1.25 빌리온 큐빅 미크론의 체적을 가졌다. 고무 배킹 오프셋 어플리케이터 롤은 75 Shore A 듀로미터 캐스트 폴리우레탄 표면을 가졌으며 American Roller Company(Union Grove, Wis)에 의해 제공되었다. 공정은 그라비어 롤과 고무 배킹 롤 사이에 0.25인치 인터피어런스를 가지며, 그리고 페이싱 고무 배킹 롤 사이에 0.003인치 클리어런스를 갖는 조건으로 설정되었다. 동시 오프셋/오프셋 프린터가 분당 138피트로 런닝되었다. 그 다음 처리된 3겹 시트를 포개고 개별적인 티슈 시트(길이 8.5인치)로 컷팅하였다. 이 공정은 처리된 티슈의 중량 기준으로 1.4중량%의 처리 수준을 수득하였다. Y-14868 처리 티슈, 코드 321을 다양한 표준화 시험에 적용하였다. 그 결과를 실시예 2의 표 1에 나타내었다.
비교예 3
상업적으로 제조된, 웨트-프레스 3겹 티슈 하드 롤을 GE 실리콘 에멀젼 Y-14866으로 후처리하였다. 3겹, 하드 롤의 설명을 아래에 나타내었다.
코드 근량(3겹, gsm) HW:SW 비 첨가량(mg/㎡) 하드롤 GMT (3겹, g/3")
314 43.8 70:30 무 1060
Y-14868 에멀젼을 동시 오프셋 로토그라비어 인쇄 공정을 통해 3-겹 티슈 웹의 양 외부면에 인쇄하였다. 그라비어 롤은 Southern Graphics Systems(Louisville, Ky)에 의해 제공된 전자적으로 새겨진 크롬-오버-구리 롤이었다. 상기 롤은 선형 인치당 360 셀의 라인 스크린 및 롤 표면의 제곱 인치당 1.25 빌리온 큐빅 미크론의 체적을 가졌다. 고무 배킹 오프셋 어플리케이터 롤은 75 Shore A 듀로미터 캐스트 폴리우레탄 표면을 가졌으며 American Roller Company(Union Grove, Wis)에 의해 제공되었다. 공정은 그라비어 롤과 고무 배킹 롤 사이에 0.25인치 인터피어런스를 가지며, 그리고 페이싱 고무 배킹 롤 사이에 0.003인치 클리어런스를 갖는 조건으로 설정되었다. 동시 오프셋/오프셋 프린터가 분당 146피트로 런닝되었다. 그 다음 처리된 3겹 시트를 포개고 개별적인 티슈 시트(길이 8.5인치)로 컷팅하였다. 이 공정은 처리된 티슈의 중량 기준으로 0.5중량%의 처리 수준을 수득하였다. Y-14868 처리 티슈, 코드 314를 다양한 표준화 시험에 적용하였다. 그 결과를 실시예 2의 표 1에 나타내었다.
실시예 2
실시예 1의 코드 302의 3겹 하드 롤을 실리콘 에멀젼 블렌드 6014A로 확인된 본 발명에 따른 연화 조성물로 후처리하였다. 실리콘 에멀젼 블렌드 6014A는 다음과 같은 조성을 가졌다:
폴리실록산(AF-23) 6중량%
글리세린 20중량%
지방 알킬 유도체(Tergitol 15S9) 18중량%
소포제 0.5중량%
보존제 0.07중량%
물 100중량%로 맞춤
라틱산을 이용하여 pH ~7로 조정하였다.
6014A 배합물은 동시 오프셋 로토그라비어 인쇄 공정을 통해 3겹 티슈 웹의 양 외부면에 인쇄되었다. 그라비어 롤은 Southern Graphics Systems(Louisville, Ky)에 의해 제공된 전자적으로 새겨진 크롬-오버-구리 롤이었다. 상기 롤은 선형 인치당 360 셀의 라인 스크린 및 롤 표면의 제곱 인치당 1.25 빌리온 큐빅 미크론의 체적을 가졌다. 고무 배킹 오프셋 어플리케이터 롤은 75 Shore A 듀로미터 캐스트 폴리우레탄 표면을 가졌으며 American Roller Company(Union Grove, Wis)에 의해 제공되었다. 공정은 그라비어 롤과 고무 배킹 롤 사이에 0.25인치 인터피어런스를 가지며, 그리고 페이싱 고무 배킹 롤 사이에 0.003인치 클리어런스를 갖는 조건으로 설정되었다. 동시 오프셋/오프셋 프린터가 분당 146피트로 런닝되었다. 그 다음 처리된 3겹 시트를 포개고 개별적인 티슈 시트(길이 8.5인치)로 컷팅하였다. 이 공정은 처리된 티슈의 중량 기준으로 2.0중량%의 처리 수준을 수득하였다. 6014A 처리 티슈 시료, 코드 322를 다양한 표준화 시험에 적용하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.
표 1
실시예 # 비교예 3 비교예 1 비교예 2 실시예 2
코드 314 302 321 322
베이스시트 첨가량 무 200mg/㎡ 200mg/㎡ 200mg/㎡
후처리 Y-14868 무 Y-14868 6014A
플라이 3 3 3 3
평균 표준 평균 표준 평균 표준 평균 표준
근량-컨디션(g/㎡) 44.01 0.51 40.80 0.16 41.37 0.07 41.65 0.19
캘리퍼, 1시트(㎛) 234 4 225 16 240 2 245 5
GMT(g/3in) 823 31 1145 33 938 35 978 23
MD 인장강도(g/3in) 1111 66 1597 55 1273 62 1340 29
CD 인장강도(g/3in) 610 9 820 18 692 18 713 18
HST(초) 8.9 0.2 2.5 0.4 41.1 5.5 3.2 0.2
물방울 흡수율(초) 2.6 0.2 2.8 0.5 40.6 5.6 2.0 0.2
표 1은 Y-14868 실리콘 후처리, 6014A 후처리(본 발명) 및 무-후처리 견본의 근량, 캘리퍼, 기하학적 평균 인장강도(GMT) 및 흡수율 특성을 나타낸다. 후처리된 비섬유성 중합 표면 구조를 함유하는 베이스시트 견본(코드 321 및 322)은 코드 302 및 314보다 부드럽다.
통상의 베이스시트(비섬유성 중합 표면이 존재하지 않음)의 후처리는 상기 나타낸 흡수율 특성을 갖는 제품을 생성한다(코드 314). 예기치않게, 흡수율 특성은 비섬유 중합 표면을 함유하는 베이스시트(코드 321)가 Y-14868로 후처리되는 경우 현저히 악화된다(흡수하는데 보다 오랜 시간이 걸림). 이에 상응하는 무-후처리 비섬유 중합 표면 구조를 함유하는 베이스시트(코드 302)에 비하여, Y-14868 후처리 흡수율은 약 15배 느리다. 비섬유 중합 표면을 함유하는 베이스시트와 혼합된 Y-14868 실리콘 에멀젼은 매우 소수성인 티슈를 생성한다.
비섬유 중합 표면 구조를 함유하는 3겹 티슈(코드 302)의 후처리는 부드러움 을 보다 향상시키고 촉감을 보다 특수화시키는 것이 요구된다. 부드러움 향상 및 촉감 특수화는 Y-14868 후처리로 수행될 수 있으나, Y-14868 후처리는 예기치않게 그리고 현저히 시트의 흡수성을 손상시킨다. 그러나, 비섬유 중합 표면 구조를 갖는 베이스시트에 6014A 배합물(연화 조성물)의 적용은 이러한 문제를 해결하고 3가지 모든 특성들(부드러움, 촉감 및 흡수율)이 향상되도록 한다(코드 322).
비교예 4
실시예 1의 코드 US-2의 3겹 하드 롤을 풀고, 포개고 개별적인 티슈로 컷팅하였다. 포개어진 티슈, 코드 US-2를 다양한 표준화 시험에 적용하였다. 그 결과를 실시예 3의 표 2에 나타내었다.
비교예 5
단겹, 크레이프 티슈 코드 US-3의 3 소프트 롤을 플라이, 칼렌더, 크림프하고 GE 실리콘 Y-14868로 후처리하고, 슬리트하고, 리와인드하여 크레이핑된 양 면이 3겹 구조의 외부면에 존재하도록 하였다. 3-겹 시트를 두 스틸 롤 사이에서 280미크론의 3-겹 표적 캘리퍼로 칼렌더하였다. 그 구조의 엣지상에 기계적 크림핑은 플라이들을 함께 고정하였다. Y-14868 에멀젼을 동시 오프셋 로토그라비어 인쇄 공정을 통해 3겹 티슈 웹의 양쪽 외부 면에 인쇄하였다. 그라비어 롤은 Southern Graphics Systems(Louisville, Ky)에 의해 제공된 전자적으로 새겨진 크롬-오버-구리 롤이었다. 상기 롤은 선형 인치당 360 셀의 라인 스크린 및 일면상의 롤 표면의 제곱 인치당 1.47 빌리온 큐빅 미크론(BCM) 그리고 다른 면상의 롤 표면의 제곱 인치당 1.6 빌리온 큐빅 미크론(BCM)의 체적을 가졌다. 고무 배킹 오프셋 어플리케이터 롤은 75 Shore A 듀로미터 캐스트 폴리우레탄 표면을 가졌으며 American Roller Company(Union Grove, Wis)에 의해 제공되었다. 공정은 그라비어 롤과 고무 배킹 롤 사이에 0.375인치 인터피어런스를 가지며, 그리고 페이싱 고무 배킹 롤 사이에 0.003인치 클리어런스를 갖는 조건으로 설정되었다. 동시 오프셋/오프셋 그라비어 프린터가 분당 500피트로 런닝되었다. 그 다음 처리된 3겹 시트를 포개고 개별적인 티슈 시트(길이 8.5인치)로 컷팅하였다. 이 공정은 처리된 티슈의 중량 기준으로 2.9중량%의 처리 수준을 수득하였다. 처리전 특정 US-3 롤의 평균 3겹 근량은 43.02gsm이었다. Y-14868 처리 티슈, 코드 US-3-Y를 다양한 표준화 시험에 적용하였다. 그 결과를 실시예 3의 표 2에 나타내었다.
실시예 3
단겹, 크레이프 티슈 코드 US-3의 3 소프트 롤을 플라이, 칼렌더, 크림프하고 실리콘 에멀젼 블렌드 6014A(연화 조성물)로 후처리하고, 슬리트하고, 리와인드하여 크레이핑된 양 면이 3겹 구조의 외부면에 존재하도록 하였다. 6014A 배합물의 조성을 실시예 2에 나타내었다. 3-겹 시트를 두 스틸 롤 사이에서 280미크론의 3-겹 표적 캘리퍼로 칼렌더하였다. 그 구조의 엣지상에 기계적 크림핑은 플라이들을 함께 고정하였다. 6014A 배합물을 동시 오프셋 로토그라비어 인쇄 공정을 통해 3겹 티슈 웹의 양쪽 외부 면에 인쇄하였다. 그라비어 롤은 Southern Graphics Systems(Louisville, Ky)에 의해 제공된 전자적으로 새겨진 크롬-오버-구리 롤이었다. 상기 롤은 선형 인치당 360 셀의 라인 스크린 및 일면상의 롤 표면의 제곱 인치당 1.47 빌리온 큐빅 미크론(BCM) 그리고 다른 면상의 롤 표면의 제곱 인치당 1.6 빌리온 큐빅 미크론(BCM)의 체적을 가졌다. 고무 배킹 오프셋 어플리케이터 롤은 75 Shore A 듀로미터 캐스트 폴리우레탄 표면을 가졌으며 American Roller Company(Union Grove, Wis)에 의해 제공되었다. 공정은 그라비어 롤과 고무 배킹 롤 사이에 0.375인치 인터피어런스를 가지며, 그리고 페이싱 고무 배킹 롤 사이에 0.003인치 클리어런스를 갖는 조건으로 설정되었다. 동시 오프셋/오프셋 그라비어 프린터가 분당 500피트로 런닝되었다. 그 다음 처리된 3겹 시트를 포개고 개별적인 티슈 시트(길이 8.5인치)로 컷팅하였다. 이 공정은 처리된 티슈의 중량 기준으로 2.5중량%의 처리 수준을 수득하였다. 처리전 특정 US-3 롤의 평균 3겹 근량은 42.75gsm이었다. 6014A 처리 티슈, 코드 US-3-K를 다양한 표준화 시험에 적용하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
표 2
실시예 # 비교예 4 비교예 5 비교예 3
코드 US-2 US-3-Y US-3-K
베이스시트 첨가량 400mg/㎡ 400mg/㎡ 400mg/㎡
후처리 무 Y-14868 6014A
플라이 3 3 3
평균 표준 평균 표준 평균 표준
근량-컨디션(g/㎡) 43.29 0.14 44.31 0.24 43.83 0.51
캘리퍼, 1시트(㎛) 272 2 266 2 266 2
GMT(g/3in) 1200 42 1235 25 1284 39
MD 인장강도(g/3in) 1681 70 1582 50 1671 47
CD 인장강도(g/3in) 857 25 964 9 986 32
HST(초) 12.4 1.2 717 145 13.1 0.6
물방울 흡수율(초) 1.9 0.1 124.8 72.3 5.6 0.5
표 2에 나타낸 3개의 3겹 티슈 견본은 대등한 기하학적 평균 인장 강도 및 캘리퍼를 갖는다. 후처리된 코드 US-3-K는 코드 US-3-Y보다 부드럽다. US-3-K 및 US-3-Y 모두 코드 US-2와 다른 촉감을 갖는다. 그러나, 비섬유 중합 표면 구조(코드 US-3-Y)를 갖는 Y-14868 후처리된 3겹 티슈 견본은 무-후처리된 코드 US-2보다 약 60초 느린 흡수율을 갖는다. 이와 대조적으로, 6014A 배합물(본 발명)을 이용한 후처리는 무-후처리된 코드 US-2의 흡수율을 가지며 코드 US-3-Y와 다른 촉감 및 보다 부드러운 티슈를 생성한다.
상기 실시예 및 상세한 설명은 예시 목적으로 제공되는 것이며 하기 청구범위 및 이의 모든 등가로 정의되는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 비섬유성 중합 표면 구조을 포함하며, 또한 국소적으로 적용되는 연화 조성물 약 0.2-20건조 중량%를 함유하며, 상기 연화 조성물은 조성물내 활성 성분의 총 양을 기준으로, 폴리실록산 약 5-40중량%, 지방 알킬 유도체 약 10-50중량%, 글리세린 약 20-80중량%를 포함하는 티슈 시트.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 연화 조성물의 양은 약 0.5-10건조 중량%인 것을 특징으로 하는 티슈 시트.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 연화 조성물의 양은 약 0.5-5건조 중량%인 것을 특징으로 하는 티슈 시트.
  4. 제 1항에 있어서, 물방울 흡수율(Water Drop Absorbency Rate) 측정시 약 40초이하의 흡수율을 갖는 것을 특징으로 하는 티슈 시트.
  5. 제 1항에 있어서, 헤라클레스 사이즈 테스트(Hercules Size Test) 측정시 약 40초이하의 흡수율을 갖는 것을 특징으로 하는 티슈 시트.
  6. 제 1항에 있어서, 3인치당 약 600-1300그램의 기하학적 평균 인장 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 티슈 시트.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 비섬유성 중합 표면 구조는 에틸렌 알파-올레핀 공중합체와 에틸렌-카르복시산 공중합체의 중합 블렌드를 포함하는 것을 특징으로 하는 티슈 시트.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 에틸렌 알파-올레핀 공중합체는 에틸렌과 옥텐 공중합체인 것을 특징으로 하는 티슈 시트.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 에틸렌-카르복시산 공중합체는 에틸렌-아크릴산 공중합체인 것을 특징으로 하는 티슈 시트.
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