KR20100019529A - 부드러운 면과 텍스쳐드 면을 갖는 다중 플라이 종이 와이핑 제품 - Google Patents

Abstract

라미네이트 와이핑 제품을 개시한다. 와이핑 제품은 텍스쳐드 표면을 갖는 제1 외부 플라이를 포함한다. 예를 들어, 제1 외부 플라이는 3차원 형상을 갖는 비크레이핑된 통기건조 종이 웹일 수 있다. 한편, 제2 외부 플라이는 보다 평탄하고 보다 부드러운 웹일 수 있다. 플라이들은 임의의 적합한 공정으로 함께 라미네이팅된다. 한 실시태양에서, 플라이는 엠보싱되고 함께 중첩되어 최종 제품을 형성한다.

종이 와이핑 제품, 외부 플라이, 크레이핑, 통기건조, 라미네이팅

Description

부드러운 면과 텍스쳐드 면을 갖는 다중 플라이 종이 와이핑 제품{MULTIPLE PLY PAPER WIPING PRODUCT HAVING A SOFT SIDE AND A TEXTURED SIDE}

일반적으로, 본 발명은 적어도 2개의 플라이로 제조된 종이 와이핑 제품에 관한 것이다.

종이 웹으로부터 제조된 제품, 예를 들어 화장실 티슈, 안면 티슈, 종이 타월, 산업용 와이퍼, 외식 서비스 와이퍼, 냅킨, 의료용 패드 및 다른 유사한 제품은 몇몇 중요한 특성을 포함하도록 설계된다. 예를 들어, 상기 제품은 비교적 부드러움 촉감을 가져야 하고 대부분의 용도에서 흡수성이 커야 한다. 또한 상기 제품은 연신 특성을 가져야 하고, 사용시 환경에서 내파열성을 가져야 한다. 상기 특성은 통상의 직물 제품 대체품으로서 사용될 수 있는 1회용 종이 와이핑 제품 개발시에 특히 중요하다.

과거에 다양한 종이 와이핑 제품이 개발되어 왔다. 예를 들어, 다양한 특성을 최적화하기 위해 과거에 2 이상의 엠보싱된 통상의 종이 웹은 함께 라미네이팅되었다. 본 발명은 상기 라미네이팅된 와이핑 제품에 대한 추가의 개선에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 아래에서 보다 상세히 설명되는 제품의 각면 상에 상이한 표면 특징을 갖는 별개의 플라이로 제조된 와이핑 제품에 관한 것이다.

<발명의 개요>

일반적으로, 본 발명은 적어도 2개의 플라이로 제조된 종이 와이핑 제품에 관한 것이다. 상기 제품의 2개의 외부 플라이는 제품의 각면 상에 상이한 표면 특징을 갖는 라미네이트를 제조하기 위한 상이한 특성을 갖는다. 특히, 본 발명의 와이핑 제품은 거친 또는 텍스쳐드 (textured) 면 및 평탄하고 부드러운 면을 포함한다. 상기 제품은 다양한 용도, 특히 임의의 인접한 표면 또는 사물을 청소하거나 닦기 위해 사용될 수 있다.

한 실시태양에서, 종이 와이핑 제품은 비크레이핑된(uncreped) 통기건조 (throughdried) 종이 웹으로 제조된 제1 외부 플라이를 포함한다. 제1 외부 플라이의 기초 중량은 약 15 gsm 내지 약 80 gsm일 수 있고, 한 실시태양에서 약 20 gsm 내지 약 27 gsm일 수 있다. 제1 외부 플라이는 총 표면 깊이 (Overall Surface Depth)가 약 0.1 mm보다 큰, 특히 약 0.2 mm보다 큰 텍스쳐드 표면을 갖는 다. 제1 외부 플라이는 연목 섬유, 경목 섬유 및 고수율 섬유를 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 실시태양에서, 제1 외부 플라이는 연목 섬유와 함께 약 30 중량% 이하의 양의 고수율 섬유를 포함한다. 제1 외부 플라이의 밀도는 약 0.3 g/cm³ 미만일 수 있다.

종이 와이핑 제품은 제1 외부 플라이에 결합 또는 라미네이팅된 제2 외부 플라이를 포함한다. 제2 외부 플라이는 일반적으로 제1 외부 플라이보다 더 부드럽고 평탄하다. 제2 외부 플라이의 기초 중량은 제1 외부 플라이보다 작고, 연목 섬유, 경목 섬유 및 고수율 섬유로 제조될 수 있다. 한 실시태양에서, 제2 외부 플라이는 고수율 섬유 및 연목 섬유 및(또는) 경목 섬유의 조합물로 제조될 수 있다.

제2 외부 플라이는 상이한 제지 공정으로 제조할 수 있다. 예를 들어, 제2 외부 플라이는 크레이핑되거나 비크레이핑될 수 있다. 또한, 제2 외부 플라이는 통기건조되거나 가열된 실린더 또는 드럼, 예를 들어 펠티드 (felted) 양키 (Yankee) 드럼 건조기 상에서 건조될 수 있다. 제1 외부 플라이는 임의의 적합한 공정에 의해 제2 외부 플라이에 라미네이팅될 수 있다. 예를 들어, 한 실시태양에서 제1 외부 플라이 및 제2 외부 플라이는 엠보싱되어 함께 중첩될 수 있다. 별법으로, 플라이의 하나 또는 둘 모두는 엠보싱되어 핀-대-핀 (pin-to-pin) 또는 랜덤한 핀-대-핀 (중첩되지 않은) 배열로 함께 고정된다. 본원에서 사용되는 용어 "핀-대-핀" 배열은 각 플라이의 융기 또는 엠보싱된 영역이 서로 접촉하는, 2개의 엠보싱된 플라이를 함께 라미네이팅시키는 것을 의미한다.

다양한 바인더 물질, 예를 들어 접착제를 사용하여 층들을 함께 고정할 수 있다. 접착제는 예를 들어 폴리비닐 알코올, 아세테이트 또는 전분 접착제일 수 있다. 별법으로, 다른 바인더 물질, 예를 들어 바인더 섬유를 플라이 사이에 삽입하고, 가열하여 플라이를 서로 부착시킬 수 있다. 바인더 섬유는 예를 들어 임의의 적합한 열가소성 중합체, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로부터 제조될 수 있다. 한 실시태양에서, 바인더 섬유는 2성분 섬유일 수 있다. 일부 적용예에서, 제1 외부 플라이 및 제2 외부 플라이는 인접 플라이의 전체 표면 영역 상에서 함께 접착되어야 한다. 별법으로, 바인더 물질은 플라이를 함께 부착시키기 위해 선택된 영역에 도포되어야 한다. 예를 들어, 바인더 물질은 한 플라이 상의 융기 영역에 도포될 수 있다.

바인더 물질은 임의의 적합한 공정에 따라 플라이에 도포될 수 있다. 예를 들어, 접착제, 예를 들어 라텍스 접착제는 플라이 상에 분무 또는 프린트될 수 있다. 그러나, 바인더 섬유는 플라이에 분무되거나 다른 수단에 의해 도포될 수 있다. 예를 들어, 한 실시태양에서, 공기 형성 시스템을 사용하여 바인더 섬유를 인접 층 사이에 도포할 수 있다. 본 발명의 다른 특징 및 면은 이하에서 보다 상세하게 논의된다.

정의 및 시험 방법

본원에서 사용되는 "건조 용적 (dry bulk)"는 측정 전에 24시간 동안 50% 상대습도, 73℉에서 조건화되어야 하는 샘플에 0.05 psi의 압력이 인가되도록 직경 3 인치의 원형 압반 (platen)을 갖는 두께 게이지로 측정한다. 웹의 건조 용적은 3 cc/g 이상일 수 있다. 비크레이핑된 통기건조 웹의 건조 용적은 6 cc/g 이상, 특히 9 cc/g 이상, 보다 특히는 8 cc/g 내지 28 cc/g일 수 있다.

본원에서 사용된 용어 "고수율 (high-yield) 펄프 섬유"는 약 65% 이상, 보다 구체적으로는 약 75% 이상, 보다 더 구체적으로 약 75 내지 약 95%의 수율을 제공하는 펄프 제조 방법에 의해 제조되는 제지 섬유이다. 수율은 초기 목재 질량의 백분율로서 표현되는 처리된 섬유의 생성량이다. 고수율 펄프의 예는 표백된 화학열기계적 펄프 (BCTMP), 화학열기계적 펄프 (CTMP), 압력/압력 열기계적 펄프 (PTMP), 열기계적 펄프 (TMP), 열기계적 화학적 펄프(TMCP), 고수율 술파이트 펄프 및 고수율 크라프트 (Kraft) 펄프를 포함하고, 이들 펄프는 모두 고수준의 리그닌을 포함한다. 고수율 섬유는 일반적인 화학적으로 펄프화된 섬유에 대한 그의 강성 (건식 및 습식 상태 모두에서)에 대해 잘 알려져 있다. 크라프트 및 다른 비-고수율 섬유의 세포벽은 세포벽 상에 및 세포벽의 일부 내의 "모르타르" 또는 "풀"인 리그닌이 대부분 제거되기 때문에 보다 가요성이 되는 경향이 있다. 리그닌은 또한 물중에서 비팽창성이고 소수성이고, 크라프트 섬유에 비해 습윤된 고수율 섬유의 세포벽의 강성을 유지하면서 섬유에 대한 물의 연화 효과를 방해한다. 또한, 바람직한 고수율 펄프 섬유는 또한 높은 여수도 (freeness) (250 Canadian Standard Freeness (CSF) 이상, 보다 구체적으로는 350 CSF 이상, 보다 더 구체적으로는 400 CSF 이상), 낮은 미세섬유 함량 (브리트 자 (Britt jar) 시험에 의해 25% 미만, 보다 구체적으로는 20% 미만, 보다 더 구체적으로는 15% 미만, 훨씬 더 구체적으로는 10% 미만)을 갖는, 비교적 통합적이고 비교적 손상되지 않은 섬유로 이루어진다는 사실로 특징지울 수 있다.

"비압축 건조"는 압축 닙 또는 건조 과정 동안 웹의 일부의 상당한 치밀화 또는 압축을 야기하는 다른 단계를 수반하지 않는, 셀룰로스계 웹의 건조 방법을 의미한다. 상기 방법은 통기 건조, 공기 제트 충돌 건조, 비접촉식 건조, 예를 들어 공기 부양 건조 (E. V. Bowden, E. V., Appita J., 44(1): 41 (1991)); 초가열 스팀의 유동 (through-flow) 또는 충돌, 마이크로파 건조 및 다른 무선 주파수 또는 유전체 건조 방법, 초임계 유체에 의한 물 추출, 비수성의 저표면장력 유체에 의한 물 추출, 적외선 건조, 용융 금속 필름과의 접촉에 의한 건조 및 다른 방법을 포함한다. 본 발명의 3차원 베이스시트는 웹의 상당한 치밀화 또는 3차원 구조 및 그의 탄성의 상당한 상실을 야기하지 않는 상기 임의의 비압축 건조 수단으로 건조되는 것이 바람직한 것으로 생각된다. 표준 건조 크레이핑 (creping) 기술은 웹이 건조 표면의 일부 상에 기계적으로 압축되어 가열된 양키 실린더 상에 압축되는 영역의 상당한 치밀화를 야기하여야 하기 때문에 압축 건조 방법으로서 판단된다.

"총 표면 깊이". 3차원 베이스시트 또는 웹은 시트 자체의 고유 구조에 의한 표면 높이의 유의한 변화를 갖는 시트이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 상기 높이 차이는 "총 표면 깊이"로서 표현된다. 본 발명에 사용하기 유용한 베이스시트는 3차원 구조를 갖고, 그의 총 표면 깊이는 약 0.1 mm 이상, 보다 구체적으로는 약 0.3 mm 이상, 보다 더 구체적으로는 약 0.4 mm 이상, 더욱 더 구체적으로는 약 0.5 mm 이상, 훨씬 더 구체적으로는 약 0.4 내지 약 0.8 mm이다.

큰 평면 시트의 3차원 구조는 그의 표면 형상 (topography) 측면에서 설명할 수 있다. 종래의 종이에 일반적인 거의 평면의 표면을 제시하기보다는 본 발명에 유용한 성형 시트는 한 실시태양에서 조각된 (sculptured) 통기건조 직물, 예를 들어 참고로 포함된 Chiu 등의 미국 특허 제5,429,686호에 교시된 것에서 부분적으로 유래할 수 있는 유의한 형상 구조를 갖는다. 생성되는 베이스시트 표면 형상은 일반적으로 길이가 2 내지 20 mm인 면을 갖는 평행사변형인 규칙적인 반복 단위 셀을 포함한다. 웨트레이드 (wetlaid) 물질의 경우, 상기 3차원 베이스시트 구조는 시트 건조 후에 크레이핑 또는 엠보싱 또는 다른 조작에 의해서보다는 습식 시트를 성형하여 제조하거나 건조 전에 제조하는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 3차원 베이스시트 구조는 습윤시에 잘 유지되어 높은 습식 탄성을 제공하고 우수한 평면내 (in-plane) 투과성을 제공하는데 도움을 줄 가능성이 보다 크다. 에어-레이드 (air-laid) 베이스시트의 경우, 구조는 섬유상 매트와 열에 의해 활성화되는 바인더 섬유의 열 엠보싱에 의해 부여될 수 있다. 예를 들어, 열가소성 또는 고온용융 바인더 섬유를 포함하는 에어-레이드 섬유 매트는 가열된 후 3차원 구조를 시트에 영구적으로 제공하기 위해 구조를 냉각시키기 전에 엠보싱될 수 있다.

베이스시트 제조에 사용된 조각된 직물 및 다른 직물에 의해 부여되는 규칙적인 기하구조 이외에, 평면내 길이 규모가 약 1 mm 미만인 추가의 미세 구조가 베이스시트에 존재할 수 있다. 상기 미세 구조는 건조 전에 한 직물 또는 와이어로부터 다른 직물 또는 와이어로의 웹의 차등 속도 전달 동안 생성되는 미세주름 (microfold)에서 유래할 수 있다. 본 발명의 일부 물질은 예를 들어 시판되는 모아 간섭계 (moire interferometer) 시스템을 사용한 높이 프로필 측정시에 미세 표 면 깊이가 0.1 mm 이상, 때로 0.2 mm 이상인 미세 구조를 갖는 것으로 보인다. 상기 미세 피크의 전형적인 1/2 폭은 1 mm 미만이다. 차등 속도 전달 및 다른 처리에 의한 미세 구조는 추가의 연화도 (softness), 가요성 및 용적성 제공에 유용할 수 있다. 표면 구조의 측정은 아래에서 설명된다.

총 표면 깊이 측정에 특히 유용한 방법은 표면의 변형없이 정확한 측정을 허용하는 모아 간섭법이다. 본 발명의 물질에 대해서, 표면 형상은 약 38 mm 시야각을 갖는 컴퓨터 제어된 백색광 필드 시프트 (shifted) 모아 간섭계를 사용하여 측정하여야 한다. 상기 시스템의 유용한 실행 원칙은 문헌 [Bieman et al., L. Bieman, K. Harding, and A. Boehnlein,"Absolute Measurement Using Field-Shifted Moire," SPIE Optical Conference Proceedings, Vol. 1614, pp. 259-264, 1991]에 기재되어 있다. 모아 간섭법에 적합한 시판되는 기구는 38-mm 시야각 (37 내지 39.5 mm의 시약각이 적합함)용으로 제조된 CADEYES(등록상표) 간섭계 (미국 미시간주 파밍톤 힐스 소재의 메다, 인크. (Medar, Inc.) 제품)이다. CADEYES(등록상표) 시스템은 미세한 흑색선을 샘플 표면에 투사하기 위해 그리드를 통해 투사되는 백색광을 이용한다. 표면은 CCD 카메라에 의해 관찰되는 모아 프린지(fringe)를 생성시키는 유사한 그리드를 통해 관찰된다. 적합한 렌즈 및 스테퍼 (stepper) 모터는 필드 시프트 (아래에서 설명되는 기술)를 위한 광학 배열을 조정한다. 비데오 프로세서는 프로세싱용 PC 컴퓨터에 캡쳐된 프린지 영상을 보내고, 이에 의해 표면 높이의 세부 내역은 비데오 카메라에 의해 관찰되는 프린지 패턴으로부터 역으로 계산할 수 있다.

CADEYES 모아 간섭법 시스템에서, CCD 비데오 영상의 각각의 픽셀은 특정 높이 영역과 관련된 모아 프린지에 속하는 것으로 언급된다. 문헌 [L. Bieman, K. Harding, and A. Boehnlein, "Absolute Measurement Using Field-Shifted Moire,"SPIE Optical Conference Proceedings, Vol. 1614, pp. 259-264, 1991]에 기재되고, 본원에 참고로 포함시킨 Boehnlein의 미국 특허 제5,069,548호에 기재된된 바와 같은 필드 시프트 방법은 비데오 영상의 각 점의 프린지 넘버 (점이 어느 프린지에 속하는지를 나타냄)를 확인하기 위해 사용된다. 프린지 넘버는 비교 평면에 대해 측정 점에서의 절대 높이를 결정하기 위해 필요하다. 필드 시프트 기술 (때로 당업계에서 페이스-시프팅으로 칭해짐)은 또한 서브-프린지 분석 (그의 프린지에 의해 점유되는 높이 범위 내의 측정 점의 높이의 정확한 측정)을 위해 사용된다. 카메라 기반 간섭법과 연결된 상기 필드 시프트 방법은 정확하고 신속한 절대 높이 측정을 가능하게 하여 표면의 가능한 높이 불연속에도 불구하고 측정을 가능하게 한다. 필드 시프트와 모아 간섭법의 원칙을 포함하는 상기 기술은 적합한 광학소자, 비데오 하드웨어, 데이타 획득 장치 및 소프트웨어가 사용될 경우 샘플 표면 상의 약 250,000개의 별개의 점 (픽셀) 각각의 절대 높이를 얻을 수 있다. 측정된 각각의 점은 그의 높이 측정에서 약 1.5 미크론의 해상도를 보인다.

컴퓨터 처리된 간섭계 시스템은 형상 데이타를 얻은 후 형상 데이타의 그레이스케일 (grayscale) 영상 (이하에서 "높이 지도"로 칭함)을 생성시키기 위해 사용된다. 높이 지도는 컴퓨터 모니터 상에 일반적으로 256 음영 색상 (shades of gray)으로 표시되고, 측정되는 샘플에 대해 얻은 형상 데이타를 기초로 하여 정량 화된다. 38-mm 정사각형 측정 영역에 대한 생성되는 높이 지도는 디스플레이되는 높이 지도의 수평 및 수직 방향 모두에서 약 500 픽셀에 대응하는 약 250,000 데이타 점을 포함하여야 한다. 높이 지도의 픽셀 치수는 컴퓨터 소프트웨어에 의해 분석될 수 있는 샘플에 대해 모아 패턴의 영상을 제공하는 512×512 CCD 카메라를 기초로 한 것이다. 높이 지도 내의 각각의 픽셀은 샘플 상의 대응하는 x-위치 및 y-위치에서의 높이 측정치를 나타낸다. 권장된 시스템에서, 각각의 픽셀의 폭은 약 70 미크론이고, 이것은 샘플 표면 상의 영역의 두 직교 평면 방향에서의 길이가 약 70 미크론임을 나타낸다. 이러한 해상도 수준은 표면 위로 투사되는 단일 섬유가 표면 높이 측정에 대해 유의한 효과를 보이지 않도록 한다. z-방향 높이 측정은 2 미크론 미만의 명목상 정확도 및 1.5 mm 이상의 z-방향 범위를 가져야 한다 (측정 방법에 대한 추가 정보는 문헌 [CADEYES Product Guide, Medar, Inc., Farmington Hills, MI, 1994] 또는 다른 CADEYES 매뉴얼 및 메다, 인크의 출판물 참조).

CADEYES 시스템은 8개 이하의 모아 프린지를 측정할 수 있고, 각각의 프린지는 256개의 깊이 카운트 (서브-프린지 높이 증가량, 가장 작은 해상가능한 높이 차이)로 분할된다. 측정 범위에 걸쳐 2048개의 높이 카운트가 존재할 것이다. 이것은 38-mm 시야각 도구에서 약 3 mm인 총 z-방향 범위를 결정한다. 시야각의 높이 변화가 8개를 초과하는 프린지를 커버할 경우, 9번째 프린지가 제1 프린지인 것처럼 표지되고 10번째 프린지가 제2 프린지로서 표지되는 등과 같은 현상이 발생하는 랩-어라운드 (wrap-around) 효과가 발생한다. 즉, 측정된 높이는 2048개의 깊이 카운트만큼 시프트될 것이다. 정확한 측정은 8개 프린지의 주요 필드로 제한된다.

상기 언급한 정확도 및 z-방향 범위를 제공하기 위해 설치되고 공정 조정 (factory calibration)된 모아 간섭계 시스템은 물질, 예를 들어 종이 타월에 대한 정확한 형상 데이타를 제공할 수 있다 (당업계의 숙련인은 공지의 치수를 사용하여 표면에 대한 측정을 수행함으로써 공정 조정의 정확도를 확인할 수 있다). 시험은 타피 (Tappi) 조건 (73 ℉, 50% 상대습도) 하에서 실내에서 수행된다. 샘플은 도구의 측정면과 정렬되거나 거의 정렬된 표면 상에 평탄하게 위치시켜야 하고, 목적하는 최저 및 최고 영역 모두가 도구의 측정 영역 내에 존재하도록 하는 높이에 존재하여야 한다.

적절하게 배치한 후, 메다 (Medar) PC 소프트웨어를 사용하여 데이타를 얻기 시작하고, 일반적으로 데이타 획득이 개시되는 시간으로부터 30초 내에 250,000 데이타 점의 높이 지도를 얻어 표시한다 (CADEYES (등록상표) 시스템 사용, 노이즈 거부에 대한 "콘트라스트 역치 수준"을 1로 설정하여 데이타 점의 과도한 거부없이 일부 노이즈 거부를 제공). 데이타 환산 및 표시는 인도우용 마이크로소프트 Visual Basic Professional (버젼 3.0)에 기반한 사용자 개인화 (customizable) 인터페이스가 도입된 PC용 CADEYES (등록상표) 소프트웨어를 사용하여 수행한다. Visual Basic 인터페이스는 사용자가 고객 분석 도구를 추가할 수 있도록 한다.

이어서, 당업계의 숙련인은 형상 데이타의 높이 지도를 사용하여 특징적인 단위 셀 구조를 확인하고 (직물 패턴에 의해 생성되는 구조의 경우; 이들은 일반적으로 보다 큰 2차원 영역을 커버하기 위해 타일과 유사하게 배열된 평행사변형임), 상기 구조의 전형적인 피크 대 골 깊이를 측정할 수 있다. 이를 수행하는 간단한 방법은 단위 셀의 가장 높은 영역과 가장 낮은 영역을 통과하는 형상 높이 지도 위에 그려진 선들로부터 2차원 높이 프로필을 유도하는 것이다. 이어서, 이들 높이 프로필은 측정시에 비교적 평평하게 놓인 시트 또는 시트의 일부로부터 프로필이 취해질 경우 피크 대 골 거리에 대해 분석될 수 있다. 부차적인 광학 노이즈 및 가능한 이상치 (outlier)의 효과를 제거하기 위해서, 프로필의 최고치 10% 및 최저치 10%를 배제하고, 나머지 점의 높이 범위를 표면 깊이로서 취한다. 기술적으로, 상기 과정은 10%와 90% 물질선 (material line) 사이의 높이 차이에서 정의된, 본원에서 "P10"으로 칭해지는 변수의 계산을 필요로 하고, 상기 물질선의 개념은 문헌 [L. Mummery, Surface Texture Analysis: The Handbook, Hommelwerke GmbH, Muhlhausen, Germany, 1990]에 설명된 바와 같이 당업계에 잘 알려져 있다. 도 7에 대해 예시되는 상기 방법에서, 표면 (31)은 공기 (32)로부터 물질 (33)으로의 중간 단계로서 도시된다. 평평하게 놓인 시트에 대해 제시된 프로필 (30)에서, 표면이 시작되는 가장 높은 높이 (가장 높은 피크의 높이)는 그 높이에서 수평선의 길이의 0%가 물질에 의해 점유됨을 의미하는 "0% 참조선" (34) 또는 "0% 물질선"의 높이이다. 프로필의 가장 낮은 점을 통과하는 수평선을 따라, 100%의 선은 물질에 의해 점유되고, 상기 선을 "100% 물질선" (35)으로 만든다. 0% 및 100% 물질선 사이에서 (프로필의 최대 및 최소점 사이에서), 물질에 의해 점유되는 수평선 길이의 비율은 선 높이가 감소하면서 단조롭게 증가할 것이다. 물질 비율 곡선 (36)은 프로필을 통과하는 수평선을 따른 물질 비율과 수평선 높이 사이의 관계를 제시한다. 또한, 물질 비율 곡선은 프로필의 누적 높이 분포이다 (보다 정확한 용어는 "물질 비율 곡선"일 수 있음).

물질 비율 곡선이 확립된 후에는, 이를 사용하여 프로필의 특징적인 피크 높이를 규정할 수 있다. P10 "전형적인 피크 대 골 높이" 파라미터는 10% 물질선 (38)과 90% 물질선 (39)의 높이 사이의 차이 (37)로서 정의된다. 상기 파라미터는전형적인 프로필 구조로부터의 이상치 또는 통상적이지 않은 이탈이 P10 높이에 대해 거의 영향을 주지 않는다는 점에서 비교적 신뢰성이 좋다. P10의 단위는 mm이다. 물질의 총 표면 깊이는 표면의 전형적인 단위 셀의 높이 극단치를 포함하는 프로필 선에 대한 P10 표면 깊이값으로서 보고된다. "미세 표면 깊이"는 단위 셀의 최대 및 최소를 포함하는 프로필에 대해 높이가 비교적 균일한 표면의 평탄 영역을 따라 취한 프로필에 대한 P10값이다. 측정치는 일반적으로 공기가 통기 건조기를 향해 유동할 때 통기건조 직물과 접촉하는 면인 본 발명의 베이스시트의 대부분의 텍스쳐드 면에 대해 보고된다. 도 8은 아래에서 논의되는 본 발명의 실시예 13의 총 표면 깊이가 약 0.5인 프로필을 보여준다.

총 표면 깊이는 티슈 웹에 생성된 형상, 특히 건조 공정 전 및 동안에 시트에 생성된 특징을 조사하고자 한 것이지만, 건조 전환 처리, 예를 들어 엠보싱, 천공, 주름 형성 등으로부터 "인공적으로" 생성된 대규모 형상을 배제하는 것을 의도한다. 따라서, 조사된 프로필은 티슈 웹이 엠보싱된 것이면 엠보싱되지 않은 영역에서 취해야 하거나, 엠보싱되지 않은 티슈 웹 상에서 측정하여야 한다. 총 표면 깊이 측정치는 대규모 구조, 예를 들어 본래의 베이스시트 자체의 3차원 특성을 반영하지 않는 주름 또는 폴딩 (folding)을 배제하여야 한다. 시트 형상은 전체 베 이스시트에 영향을 주는 칼렌더링 및 다른 조작에 의해 저하시킬 수 있다. 총 표면 깊이 측정치는 칼렌더링된 베이스시트에 대해 적절하게 수행될 수 있음을 알 수 있다.

하나 이상의 실시예가 아래에 제시되는 본 발명의 실시태양을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 각각의 실시예는 본 발명을 설명하고자 제시된 것으로서, 본 발명을 제한하고자 한 것이 아니다. 사실상, 당업계의 숙련인은 본 발명의 범위 또는 사상을 벗어나지 않으면서 본 발명의 상이한 변이 및 변형을 쉽게 이해할 것이다. 예를 들어, 한 실시태양의 일부로서 예시되거나 설명되는 특징은 다른 실시태양에 대해 사용되어 다른 실시태양을 형성시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부되는 특허 청구항의 범위 및 그의 균등물 내에 존재하는 상기 변이 및 변형을 포함하는 것이다.

일반적으로, 본 발명은 라미네이팅된 와이핑 제품에 관한 것이다. 와이핑 제품은 종이 타월, 산업용 와이퍼, 또는 다른 유사한 용도로서 사용될 수 있다. 와이핑 제품은 적어도 2개의 상이한 종이 웹을 함께 조합하여 제조된다. 종이 웹은 와이핑 제품이 와이퍼 각면 상에 상이한 표면 특징을 갖도록 함께 부착된다. 특히, 와이핑 제품은 라미네이트의 한면 상의 비교적 거친 또는 텍스쳐드 표면 및 라미네이트의 다른 면 상의 보다 부드럽고 평탄한 표면을 포함한다.

도 1을 참조하면, 단지 설명의 목적을 위해 본 발명에 따라 일반적으로 제조된 라미네이트 와이핑 제품 (30)의 일 실시태양의 단면도가 도시되어 있다. 도시 되어 있는 바와 같이, 와이핑 제품 (30)은 제2 종이 웹 (34)에 부착된 제1 종이 웹 (32)를 포함한다. 종이 웹 (32)는 일반적으로 종이 웹 (34)보다 무겁고, 보다 텍스쳐드한 외부 표면을 포함한다. 다른 한편으로, 종이 웹 (34)는 일반적으로 종이 웹 (32)보다 작은 기초 중량을 갖고, 보다 평탄한 표면을 갖는다. 종이 웹 (34)는 또한 종이 웹 (32)보다 부드러운 촉감을 가질 수 있다.

종이 웹 (34)는 적합한 수단에 의해 종이 웹 (32)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 접착제를 사용하여 2개의 웹을 함께 부착시킬 수 있다. 웹은 한 웹의 엠보싱 후에 또는 두 웹의 엠보싱 후에 함께 부착시킬 수 있다. 웹은 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 중첩 (nested) 배열로 또는 비중첩 배열로 결합될 수 있다.

제1 종이 웹 (32)는 보다 큰 수준의 용적을 포함하는 웹이다. 또한, 상기 웹은 습식 환경에 사용하기 위한 상당한 수준의 습식 강도 및 습식 탄성을 가져야 한다. 상기한 바와 같이, 또한 종이 웹은 3차원 구조를 갖는 텍스쳐드 상태이어야 한다. 예를 들어, 종이 웹의 총 표면 깊이는 약 0.2 mm 초과, 특히 약 0.4 mm를 초과한다.

한 실시태양에서, 제1 종이 웹 (32)는 웹이 평평한 평면 상태가 아니지만 섬유를 결합시키는 수소 결합이 실질적으로 형성되도록 3차원 상태로 건조된 텍스쳐드 웹이다. 예를 들어, 웹은 고도로 텍스쳐드한 통기건조 직물 또는 다른 3차원 기재 상에 존재하면서 형성될 수 있다. 비크레이핑된 통기건조 직물의 제조 방법은 예를 들어 그 전부가 본원에 참고로 포함된 1997년 8월 15일 출원된 첸 (Chen) 등의 공동 소유의 미국 특허 출원 제08/912,906호 ("Web Resilient Webs and Disposable Articles Made Therewith") 및 미국 특허 제5,672,248호 (Wendt 등); 미국 특허 제5,656,132호 (Farrington 등); 미국 특허 제6,120,642호 (Lindsay 및 Burazin); 미국 특허 제6,096,169호 (Hermans 등); 미국 특허 제6,197,154호 (Chen 등); 및 미국 특허 제6,143,135호 (Hada 등)에 기재되어 있다.

비크레이핑된 통기건조 종이 웹의 밀도는 약 0.3 g/cms³ 이하이고, 3차원 표면의 총 표면 깊이는 약 0.1 mm 이상일 수 있다. 상기 웹은 습식 강도 강화제 (wet strength agent) 및 적어도 약 5 중량%의 고수율 펄프 섬유, 예를 들어 열기계적 펄프를 포함할 수 있다. 고수율 펄프 섬유 이외에, 웹은 제지 섬유, 예를 들어 연목 섬유 및(또는) 경목 섬유를 포함할 수 있다. 한 실시태양에서, 웹은 고수율 펄프 섬유 및 연목 섬유로만 제조된다. 연목 섬유는 약 95% 내지 약 70 중량%의 양으로 존재할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 통기건조 종이 시트의 제조 방법이 도시되어 있다 (단순화를 위해, 수종의 직물을 규정하기 위해 도식적으로 사용되는 상이한 압착 (tensioning) 롤이 도시되었으나 부호는 매기지 않았다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 도 2에 도시한 장치 및 방법의 변형이 가능함을 이해할 것이다). 웹이 약 10 건조 중량%의 컨시스턴시 (consistency)로 부분적으로 탈수되면서 상기 공정에서 새로 형성되는 습식 웹을 지지하고 하류로 운반하는 기능을 수행하는 형성 직물 (13) 상에 제지 섬유의 수성 현탁액의 스트림 (11)을 주입 또는 퇴 적시키는 적층 제지 헤드박스 (10)을 갖는 2축 와이어 형성기가 도시된다. 습식 웹을 형성 직물에 지지시키면서 예를 들어 진공 흡입에 의해 습식 웹을 추가로 탈수시킬 수 있다.

이어서, 습식 웹은 형성 직물로부터, 웹에 증가된 연신도를 부여하기 위해 형성 직물보다 낮은 속도로 이동하는 이송 직물 (17)로 이송된다. 이것은 "러시 (rush)" 이송으로 통상 언급된다. 바람직하게는, 이송 직물은 형성 직물의 공극 부피와 같거나 작은 공극 부피를 가질 수 있다. 두 직물 사이의 상대적인 속도 차이는 0-60%, 보다 구체적으로는 약 10-40%일 수 있다. 이송은 형성 직물 및 이송 직물이 동시에 수렴되어 진공 슬롯의 선단에서 분기하도록 진공 슈 (shoe) (18)의 도움을 받아 수행하는 것이 바람직하다.

이어서, 웹은 진공 이송 롤 (20) 또는 진공 이송 슈를 사용하여, 임의로 앞에서 설명한 고정된 갭 이송을 다시 사용하여 이송 직물로부터 통기건조 직물 (19)로 이송된다. 통기건조 직물은 이송 직물에 대해 거의 동일한 속도 또는 상이한 속도로 이동할 수 있다. 필요한 경우, 통기건조 직물은 연신성을 추가로 개선시키기 위해 보다 느린 속도로 이동할 수 있다. 이송은 통기건조 직물에 일치하도록 시트의 변형을 보장하고 이에 의해 요구되는 용적 및 외관을 생성시키기 위해 진공을 사용하여 수행하는 것이 바람직하다. 적합한 통기건조 직물은 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제5,429,686호 (Kai F. Chiu 등) 및 미국 특허 제5,672,248호 (Wendt 등)에 기재되어 있다.

한 실시태양에서, 통기건조 직물은 높고 긴 임프레션 너클 (impression knuckle)을 포함한다. 예를 들어, 통기건조 직물은 제곱인치당 약 5 내지 약 300개의 임프레션 너클을 가질 수 있고, 상기 너클은 직물 평면보다 적어도 약 0.005 인치 위로 융기한다. 건조 동안, 웹은 통기건조 직물의 표면에 일치하도록 거시적으로 배열한다.

웹 전달을 위해 사용되는 진공 수준은 약 3 내지 약 15 인치의 수은 (75 내지 약 380 밀리미터의 수은), 바람직하게는 약 5 인치 (125 밀리미터)의 수은일 수 있다. 진공 슈 (음압)는 진공을 사용하여 다음 직물 상에 흡입하기 위해 추가로 또는 대체물로서 다음 직물 상에 웹을 불기 위해 웹의 반대쪽으로부터 양압의 사용에 의해 보충 또는 대체될 수 있다. 또한, 진공 롤(들)을 사용하여 진공 슈(들)을 대체할 수 있다.

통기건조 직물에 의해 지지되면서, 웹은 통기 건조기 (21)에 의해 약 94% 이상의 컨시스턴시로 최종 건조되고, 이어서 캐리어 직물 (22)로 이송된다. 건조된 베이스시트 (23)은 캐리어 직물 (22) 및 임의의 캐리어 직물 (25)를 사용하여 릴 (reel) (24)로 수송된다. 임의의 가압 회전 롤 (26)을 사용하여 캐리어 직물 (22)로부터 직물 (25)로의 웹의 전달을 용이하게 할 수 있다. 상기 목적에 적합한 캐리어 직물은 Albany International 84M 또는 94M 및 Asten 959 또는 937이고, 이들은 모두 미세 패턴을 갖는 비교적 평탄한 직물이다. 도시하지 않았지만, 릴 칼렌더링 또는 후속 오프-라인 (off-line) 칼렌더링을 사용하여 베이스시트의 평탄도 및 연화도를 개선시킬 수 있다.

도 3 및 4를 참조하면, 도 2에 도시된 공정에 따라 제조된 비크레이핑된 통 기건조 티슈 시트의 한 실시태양을 예시한다. 특히, 도 3은 종이 웹의 건조기 측면을 보여주는 한편, 도 4는 종이 웹의 공기 측면을 보여준다.

습식 탄성을 개선시키기 위해, 종이 웹은 습식 탄성 섬유, 예를 들어 상기한 바와 같은 고수율 섬유를 함유할 수 있다. 고수율 섬유는 예를 들어, 열기계적 펄프, 예를 들어 표백된 화학열기계적 펄프 (BCT&P)를 포함한다. 시트 내에 존재하는 고수율 펄프 섬유의 양은 특정 용도에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 고수율 펄프 섬유는 약 5 건조 중량% 이상, 구체적으로 약 15 건조 중량% 이상, 보다 구체적으로 약 15 내지 약 30%의 양으로 존재할 수 있다.

한 실시태양에서, 비크레이핑된 통기건조 웹은 다층의 섬유 퍼니시 (furnish)로부터 형성될 수 있다. 강도 및 연화도는 모두 적층 (layered) 웹, 예를 들어 층상 (stratified) 헤드박스로부터 제조된 것들을 통해 달성되며, 여기서 헤드박스에 의해 운반된 적어도 한층은 연목 섬유를 포함하는 한편 다른 층은 경목 또는 다른 섬유 종류를 포함한다. 본원에 참고로 포함시킨 Edwards 등의 미국 특허 제5,494,554호에 개시된 것들을 포함하여, 당업계에 공지된 임의의 수단에 의해 생산된 적층 구조체는 본 발명의 범위 내에 있다.

한 실시태양에서, 예를 들어, 중앙에 고수율 펄프 섬유를 함유하는 적층 또는 층상 웹이 형성된다. 고수율 펄프 섬유는 일반적으로 다른 제지 섬유보다 덜 부드럽기 때문에, 일부 용도에서 예를 들어 3층 시트의 중앙에 배치시킴으로써 종이 웹의 중간에 포함시키는 것이 유리하다. 따라서, 시트의 외부층은 연목 섬유 및(또는) 경목 섬유로 제조될 수 있다.

고수율 섬유를 함유하는 이외에, 종이 웹은 습식 탄성을 개선시키기 위해 습식 강도 강화제를 또한 함유할 수 있다. 실제로, 습식 강도 첨가제와 커플링된 3차원 종이 웹을 성형하기 위해 비압축 건조시키고 습식 탄성 섬유를 적용하는 것을 조합하면 심지어 압축된 후에도 습윤시 비정상적으로 높은 용적을 유지하는 웹을 생산한다.

"습식 강도제"는 습식 상태에서 섬유들간의 결합을 고정시키기 위해 사용되는 물질이다. 종이 웹 또는 시트에 첨가될 때 0.1을 초과하는 습식 기학적 인장 강도 대 건조 기하적 인장 강도비를 갖는 시트를 제공하는 임의의 물질은 본 발명의 목적에서 습식 강도제로 불린다. 전형적으로 상기 물질은 영구적 습식 강도제 또는 "일시적" 습식 강도제로서 불린다. 일시적 습식 강도제로부터 영구적 습식 강도제를 구별하기 위한 목적으로, 영구적 습식 강도제는 종이 또는 티슈 제품에 포함될 때 적어도 5분 동안 물에 노출된 후 그의 원래의 습식 강도의 50% 이상을 유지하는 제품을 제공할 수지로서 정의될 것이다. 일시적 습식 강도제는 5분 동안 물로 포화된 후 그의 원래의 습식 강도의 50% 미만을 보이는 것들이다. 두 종류의 물질이 모두 본 발명에서 사용되지만, 본 발명의 패드가 재사용되거나 습윤 상태에서 장기간 동안 사용되어야 할 때 영구적 습식 강도제가 잇점을 제공하는 것으로 생각된다.

펄프 섬유에 첨가된 습식 강도제의 양은 섬유의 건조 중량을 기준으로 적어도 약 0.1 건조 중량%, 보다 구체적으로 약 0.2 건조 중량% 이상, 보다 더 구체적으로 약 0.1 내지 약 3 건조 중량%일 수 있다.

영구적 습식 강도제는 구조체에 다소간의 장기간 습식 탄성을 제공할 것이다. 반대로, 일시적 습식 강도제는 저밀도 및 고탄성을 갖는 구조체를 제공할 것이지만, 물 또는 체액에의 노출에 대해 장기간의 내성을 갖는 구조체를 제공하지 않을 것이다. 습식 강도가 생성되는 메카니즘은 섬유/섬유 결합점에서 내수성 결합을 생성시키는 본질적인 특성이 얻어지는 한, 본 발명의 제품에 대해 거의 영향을 끼치지 않는다. 적합한 영구적 습식 강도제는 전형적으로 스스로 (단독가교결합) 또는 셀룰로즈나 목재 섬유의 다른 성분과 가교결합할 수 있는 수용성의 양이온성 올리고머성 또는 중합성 수지이다. 상기 목적으로 가장 널리 사용되는 물질은 폴리아미드-폴리아민-에피클로로히드린 (PAE)형 수지로서 알려진 중합체의 종류이다. 이들 물질은 Keim의 특허 (미국 특허 제3,700,623호와 제3,772,076호)에 기재되어 있으며 허큘레스 인크 (Hercules, Inc., 미국 델라웨어주 윌밍턴)에서 KYMENE 557H로서 시판된다. 관련 물질은 헨켈 케미칼 캄파니 (Henkel Chemical Co., 미국 노쓰캐롤라이나주 샬롯테) 및 조지아-퍼시픽 레진스, 인크. (Georgia-Pacific Resins, Inc., 미국 조지아주 애틀란타)에서 시판된다.

폴리아미드-에피클로로히드린 수지는 본 발명에서 결합 수지로서 또한 유용하다. 몬산토 (Monsanto)에 의해 개발되어 SANTO RES 라벨로 시판되는 물질이 본 발명에서 사용될 수 있는 염기 활성화 폴리아미드-에피클로로히드린 수지이다. 상기 물질은 Petrovich (미국 특허 제3,885,158호; 미국 특허 제3,899,388호; 미국 특허 제4,129,528호와 미국 특허 제4,147,586호) 및 van Eenam (미국 특허 제4,222,921호)의 특허에 기재되어 있다. 소비자 제품으로 일반적으로 사용되지는 않지만, 폴리에틸렌이민 수지가 본 발명의 제품에서 결합점을 고정시키기 위해 또한 적합하다. 영구형 습식 강도제의 또다른 종류의 예로는 포름알데히드를 멜라민 또는 우레아와 반응시켜 얻는 아미노플라스트 수지가 있다.

적합한 일시적 습식 강도 수지는 아메리칸 사이아나미드 (American Cyanamid)에 의해 개발되어 상품명 PAREZ 631 NC (현재 미국 뉴저지주 웨스트 패터슨 소재의 사이텍 인더스트리즈 (Cytec Industries)로부터 입수가능함)으로 시판되는 수지를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 상기 수지 및 유사한 수지는 미국 특허 제3,556,932호 (Coscia 등) 및 제3,556,933호 (Williams 등)에 기재되어 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 다른 일시적 습식 강도제는 개질 전분, 예를 들어 내셔날 스타치 (National Starch)로부터 CO-BOND 1000으로서 시판되는 것을 포함한다. 상기 전분 및 관련 전분은 미국 특허 제4,675,394호 (Solarek 등)에 개시되어 있는 것으로 생각된다. 또한, 예를 들어 일본 Kokai Tokkyo Koho 제JP 03,185,197호에 기재된 유도체화 디알데히드 전분도 일시적 습식 강도를 제공할 수 있다. 또한, 다른 일시적 습식 강도 물질, 예를 들어 미국 특허 제4,981,557호; 미국 특허 제5,008,344호 및 미국 특허 제5,085,736호 (Bjorkquist)에 기재된 것들이 본 발명에 사용될 것으로 기대된다. 나열된 습식 강도 수지의 종류와 유형에 관하여, 상기 목록은 단순히 예를 제공하기 위한 것이며, 다른 유형의 습식 강도 수지를 배제하거나 본 발명의 범위를 제한하려는 의미는 없음을 이해해야 한다.

상기한 바와 같은 습식 강도제가 본 발명에서 사용하면 특히 유리하지만, 다른 유형의 결합제가 또한 필요한 습식 탄성을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이 들은 베이스시트 제조 공정의 습식 종결부에서 도포되거나 베이스시트가 형성된 후 또는 건조된 후 분무 또는 인쇄 등에 의해 도포될 수 있다.

상기하고 도 1에 도시된 바와 같이, 고도로 텍스쳐드된 종이 웹 (32)는 제2 종이 웹 (34)에 부착된다. 제2 종이 웹 (34)는 종이 웹 (32)보다 더 평탄하고 부드러운 표면을 갖는다. 또한, 제2 종이 웹은 일반적으로 보다 낮은 기초 중량을 갖는다. 한 실시태양에서, 제2 종이 웹은 티슈 웹이다.

예를 들어, 제2 종이 웹은 기초 중량이 약 10 gsm 내지 약 60 gsm, 특히 약 12 gsm 내지 약 30 gsm, 한 실시태양에서 약 19 gsm 내지 약 23 gsm일 수 있다.

제2 베이스 웹을 형성하기 위해 사용되는 섬유 퍼니시는 일반적으로 제1 종이 웹 (32)에 관하여 상기한 것과 동일한 섬유를 함유할 수 있다. 예를 들어, 제2 종이 웹은 연목 섬유, 경목 섬유 및 고수율 섬유를 함유하도록 제조될 수 있다. 존재하는 경우, 고수율 섬유는 상기한 바와 동일한 양으로 첨가될 수 있다.

연화도를 증가시키기 위해, 제2 베이스 웹은 경목 섬유, 예를 들어 유칼립투스 (Eucalyptus) 섬유를 함유할 수 있다. 경목 섬유는 연목 섬유 및(또는) 고수율 섬유와 조합하여 존재할 수 있다. 일반적으로, 경목 섬유는 제2 종이 웹 내에 적어도 10 중량%, 특히 약 20 내지 약 60 중량%, 보다 특히 약 30 내지 약 40 중량%의 양으로 존재할 수 있다.

한 실시태양에서, 제2 종이 웹은 적어도 2개의 주요층, 특히 3개의 주요층을 갖는 층상 섬유 퍼니시를 가질 수 있다. 예를 들어, 한 실시태양에서, 웹은 경목 섬유 및(또는) 연목 섬유를 함유하는 외부층 및 고수율 섬유를 단독으로 또는 연목 섬유 및(또는) 경목 섬유와 조합하여 함유하는 중간층을 갖는다. 웹의 총 중량에 대한 층상 베이스 웹의 각 층의 중량은 일반적으로 중요하지 않다. 예를 들어, 각 외부층의 중량은 웹의 총 중량의 약 15% 내지 약 40%, 특히 웹의 중량의 약 25% 내지 약 35%일 수 있다.

본 발명의 제2 베이스 웹 (34)이 형성되는 방식은 특정 용도에 따라 변할 수 있다. 한 실시태양에서, 예를 들어, 제2 종이 웹은 에어레이드 웹 또는 탈수되기 이전에 폼 (foam) 내에 비말동반되거나 현탁되는 폼 형성 공정에 의해 형성된 웹일 수 있다.

다른 환경에서, 웹은 웨트레이드될 수 있으며, 예를 들어 웹은 희석 수성 섬유 슬러리가 섬유를 여과하여 초기 (embryonic) 웹을 형성하도록 이동 와이어 상에 배치되는 공지의 제지 기술로 형성된다. 상기 웹은 습식 크레이핑된 웹, 접착제를 사용하여 크레이핑된 약한 건식 크레이핑된 웹, 크레이핑된 통기건조 웹 및 비크레이핑된 통기건조 웹을 포함할 수 있다. 도 5을 참조하면, 약하게 크레이핑된 웹을 생산하기 위한 방법의 한 실시태양을 예시한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 웹 형성 시스템은 섬유의 수성 현탁액을 수용하기 위한 헤드박스 (50)을 포함한다. 헤드박스 (50)은 섬유의 수성 현탁액을 다수의 가이드 롤 (54)에 의해 지지되고 구동되는 성형 직물 (52) 상에 전개시킨다. 진공 박스 (56)이 성형 직물 (52) 아래에 배치되고, 웹을 형성하는 것을 돕기 위해 섬유 퍼니시로부터 물을 제거하도록 채택된다.

형성 직물 (52)로부터, 형성된 웹 (58)은 와이어 또는 펠트일 수 있는 제2 직물 (60)으로 이송된다. 직물 (60)은 다수의 가이드 롤 (62)에 의해 연속상 경로 주위로의 이동을 위해 지지된다. 웹 (58)의 직물 (52)로부터 직물 (60)으로의 전달을 촉진시키기 위해 고안된 픽업 (pick up) 롤 (64)이 또한 포함된다. 직물 (60)이 구동될 수 있는 속도는 시스템을 통한 웹 (58)의 이동이 일정하도록 직물 (52)이 구동되는 속도와 거의 동일하다. 별법으로, 2개의 직물은 웹의 용적을 증가시키도록 또는 몇몇 다른 목적으로 예를 들어 러시 이송 공정으로 상이한 속도로 진행될 수 있다.

상기 실시태양에서 직물 (60)으로부터 웹 (58)이 프레스 롤 (68)에 의해 회전식 가열된 건조기 드럼 (66), 예를 들어 양키 건조기의 표면 상으로 압착된다. 웹 (58)은 그의 습기 함량 및 2개의 표면 중 보다 평탄한 것을 선호하는 경향 때문에 웹이 부착하는 건조기 드럼 (66)의 표면과 맞물리도록 가볍게 압착된다. 별법으로, 웹을 건조기 드럼에 부착시키기 위해 접착제가 사용될 수 있다. 웹 (58)이 건조기 표면의 회전 경로의 일부를 통해 운반될 때, 웹에 열이 인가되어 웹 내에 함유된 습기의 대부분을 증발시킨다.

이어서 웹 (58)은 크레이핑 블레이드 (70)에 의해 건조기 드럼 (66)으로부터 제거된다. 웹 (58)이 형성되는 동안 웹을 크레이핑시키면 웹 내의 내부 결합을 감소시키고 연화도를 증가시킨다.

일부 실시태양에서, 내부 섬유 대 섬유 결합 강도의 양을 제한하는 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 제2 베이스 웹을 형성하기 위해 사용된 섬유 퍼니시는 화학 탈결합제 (debonding agent)로 처리될 수 있다. 탈결합제는 펄프화 공정 동 안 섬유 슬러리에 첨가될 수 있거나 헤드박스 내로 직접 첨가될 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 적합한 탈결합제는 양이온성 탈결합제, 예를 들어 지방 디알킬 4급 아민염, 모노 지방 알킬 3급 아민염, 1급 아민염, 이미다졸린 4급염 및 불포화 지방 알킬 아민염을 포함한다. 다른 적합한 탈결합제는 본원에 참고로 포함시킨 미국 특허 제5,529,665호 (Kaun)에 개시되어 있다.

한 실시태양에서, 본 발명의 방법에 사용되는 탈결합제는 유기 4급 암모늄 클로라이드일 수 있다. 본 실시태양에서, 탈결합제는 슬러리 내에 존재하는 섬유의 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 섬유 슬러리에 첨가될 수 있다.

그러나, 도 5에서 생산된 크레이핑된 웹은 본 발명에 포함시킬 수 있는 기초 중량이 보다 작은 부드러운 종이 웹의 단지 하나의 실시태양임을 이해해야 한다. 크레이핑된 및 비크레이핑된 통기건조 웹들은 도 5에 도시된 방법에 따라 제조된 웹의 적합한 대체물이다. 그러나, 본 실시태양에서, 통기건조기를 사용할 때, 웹 상에 평탄한 표면을 형성시키도록 비교적 낮은 형상의 직물이 사용되어야 한다.

제1 종이 웹 (32)가 제2 종이 웹 (34)에 라미네이팅되는 방식은 웹의 구조 및 특정 용도에 따를 것이다. 대부분의 용도에서, 바인더 물질, 예를 들어 접착제 또는 바인더 섬유는 웹들을 함께 연결시키기 위해 웹들 중 하나 또는 둘 모두에 도포된다. 접착제는 예를 들어, 라텍스 접착제, 전분계 접착제, 아세테이트, 예를 들어 에틸렌 비닐 아세테이트 접착제, 폴리비닐 알코올 접착제 등일 수 있다. 그러나, 다른 바인더 물질, 예를 들어 열가소성 필름 및 섬유가 웹들을 연결시키기 위해 또한 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 많은 용도에 있어서, 바인더 물질은 웹들을 함께 확실하게 부착시키도록 웹의 표면 전체에 균등하게 펼쳐져야 한다.

한 실시태양에서, 웹의 하나 또는 둘 모두는 웹을 함께 접착 부착시키기 이전에 엠보싱될 수 있다. 일단 엠보싱되면, 웹은 중첩되거나 핀-대-핀 배열로 존재할 수 있다.

도 6을 참조하면, 제1 종이 웹 (32)를 제2 종이 웹 (34)에 라미네이팅하는 방법의 한 실시태양이 도시된다. 본 실시태양에서, 제2 종이 웹 (34)는 엠보싱 롤 (80)에 의해 엠보싱되어 접착제 도포 스테이션 (82)를 통해 공급된다. 본 실시태양에서, 접착제 도포 스테이션은 제1 롤러 (84)가 접착제 내로 침지되는 오프셋 (offset) 프린터이다. 접착제는 제2 롤러 (86)으로 이송된 다음 제3 롤러 (88)로 이송된 후 종이 웹 (34)에 도포된다. 그러나, 접착제는 다른 방식으로, 예를 들어 분무에 의해 웹에 도포될 수 있음을 이해해야 한다.

일단 접착제가 제2 종이 웹 (34)에 도포되면, 제2 종이 웹 (34)는 한쌍의 프레스 롤러 (90 및 92)에 의해 제1 종이 웹 (32)에 연결된다. 일단 함께 연결되면, 라미네이트 (30)이 형성된다.

도 7을 참조하면, 2개의 웹들을 함께 부착시키기 위한 방법의 대안적인 실시태양을 도시한다. 본 실시태양에서, 종이 웹 (32 및 34)은 모두 함께 라미네이팅되기 이전에 엠보싱된다. 예를 들어 도시된 바와 같이, 제1 종이 웹 (32)는 엠보싱 롤 (100)을 통해 공급된다. 도 6과 유사하게, 본 실시태양에서 제2 종이 웹 (34)는 또한 엠보싱 롤 (80)에 의해 엠보싱되고 접착제 스테이션 (82)에서 접착제로 코 팅된다. 일단 접착제가 도포되면, 제2 웹 (34)는 프레스 롤러 (90 및 92)에 의해 제1 웹 (32)와 메이팅된다. 웹 내로 엠보싱된 패턴 및 웹들의 상대적 위치에 따라, 웹들 (32 및 34)는 중첩된 관계 또는 핀-대-핀 관계로 연결될 수 있다.

2개의 웹들을 비중첩된 핀-대-핀 또는 랜덤한 핀-대-핀 관계로 함께 연결시키기 위한 방법의 한 실시태양을 도 8에 도시한다. 예시된 바와 같이, 제1 종이 웹 (32) 및 제2 종이 웹 (34)는 엠보싱 롤 (80 및 100)에 의해 엠보싱된다. 종이 웹은 프레스 롤 (102 및 104)에 의해 엠보싱 롤과 접촉하게 된다. 엠보싱 롤 (80 및 100)은 원형 외주로부터 바깥쪽으로 신장하는 엠보싱 너클을 갖고, 프레스 롤 (102 및 104)는 각각 엘라스토머 원통형 커버를 갖는다. 본 실시태양에서, 엠보싱 롤 (80 및 100)은 상부 엠보싱 롤 (80) 상의 너클을 하부 엠보싱 롤 (100) 상의 너클과 맞물리도록 서로에 대해 배치된다.

도시된 바와 같이, 종이 웹 (32 및 34)는 2개의 엠보싱 롤에 의해 형성된 닙 내로 공급된다. 일단 닙 내로 공급되면, 웹은 엠보싱 롤 상의 너클로 보내진다. 상기한 바와 같이, 너클들은 맞물리도록 서로에 대해 배치되어, 엠보싱 롤 상의 너클들은 오프셋된다. 너클은 2개의 웹들을 함께 기계적으로 처리하여 이들을 연결시키기에 충분한 힘을 갖도록 접촉된다. 필수적이지는 않지만, 웹들 중 하나는 접착제 스테이션 (82)에서 접착제와 접촉할 수 있다. 본 실시태양에서, 접착제는 분무를 통해 도포된다.

웹들을 연결시키기 위한 상기 방법 이외에, 2개의 웹들을 함께 라미네이팅시키기 위한 임의의 적합한 방법이 본 발명에 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 예 를 들어, 2개의 웹들을 함께 부착시키는 각종 방법이 본원에 참고로 포함된 미국 특허 제3,940,529호 (Hepford 등), 미국 특허 제4,100,017호 (Flautt) 및 미국 특허 제6,136,422호 (Lichtenberg 등)에 개시되어 있다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같은 접착제를 사용할 때, 접착제는 플라이의 하나 이상의 표면 위에 균등하게 도포될 수 있거나 또는 선택된 위치에서 도포될 수 있다. 추가로, 접착제를 사용하는 이외에, 다른 바인더 물질이 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 바인더 섬유가 플라이들을 함께 결합시키기 위해 플라이들 사이에 도포될 수 있다. 바인더 섬유를 사용할 때, 2개의 플라이들은 바인더 섬유의 적어도 일부를 용융시킴으로써 가열되어 함께 열 결합된다.

당업계의 일반적인 기술자는 첨부된 청구의 범위에 보다 구체적으로 설명되어 있는 본 발명의 취지와 범위로부터 벗어나지 않으면서 본 발명에 대한 상기 및 다른 변형 및 변동을 실시할 수 있다. 또한, 다양한 실시태양의 측면들은 전체적으로 또는 부분적으로 상호교환될 수 있음을 이해해야 한다. 더욱이, 당업계의 일반적인 기술자는 상기한 설명이 단지 일례이며, 본 발명을 제한하고자 한 것이 아니고, 첨부된 청구의 범위에서 보다 설명될 것임을 이해할 것이다.

당업계의 숙련인에게 본 발명의 최량의 실시 방식을 포함하여 본 발명의 전체적인 실시가능한 개시내용은 하기 첨부하는 도면을 포함하여 명세서의 나머지에 보다 구체적으로 제시된다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 와이핑 제품의 한 실시태양의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 사용하기 위한 비크레이핑된 통기건조 종이 웹의 형성 방법의 한 실시태양의 평면도이다.

도 3은 본 발명의 제품에 포함될 수 있는 비크레이핑된 통기건조 종이 웹의 일실시태양의 건조기측 표면의 상면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 종이 웹의 반대쪽 상면도이다.

도 5는 본 발명에 사용하기 위한 크레이핑된 종이 웹의 형성을 위한 일실시태양의 평면도이다.

도 6은 본 발명에 따라 종이 웹을 함께 라미네이팅시키는 방법의 일실시태양의 평면도이다.

도 7은 본 발명에 따라 종이 웹을 함께 라미네이팅시키는 방법의 다른 실시태양의 평면도이다.

도 8은 본 발명에 따라 종이 웹을 함께 라미네이팅시키는 방법의 또다른 실시태양의 평면도이다.

본원 명세서 및 도면에서 참조부호의 반복 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 구조 또는 부재를 제시하기 위한 것이다.

Claims (1)

1. 기초 중량이 15 gsm 내지 80 gsm이고, 0.1 mm보다 큰 총 표면 깊이를 갖는 텍스쳐드 표면을 갖고, 비크레이핑된 통기건조 종이 웹을 포함하는 제1 외부 플라이; 및

   종이 웹을 포함하고, 기초 중량이 상기 제1 외부 플라이보다 작으며, 연목 섬유 및 경목 섬유를 포함하고, 제1 외부 플라이의 텍스쳐드 표면보다 덜 텍스쳐드한 표면을 갖고, 상기 제1 외부 플라이에 결합된 제2 외부 플라이

   를 포함하는 종이 와이핑 제품.

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