KR20120086694A - 코어리스 티슈 롤 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

코어리스 티슈 롤이 중공 중심부를 형성하는 데 접착제를 사용하지 않으면서 제조될 수 있다. 그 대신에, 습기가 중공 중심부를 라이닝하는 티슈 웹의 층들 사이의 약한 수소 결합을 촉진하는 데 사용될 수 있다. 수소 결합은 통로를 포위하는 티슈 웹을 사용 불가능하게 하지 않으면서 중공 중심부의 형상을 유지할 정도로 충분한 구조를 제공한다. 스핀들 상에서 용이하게 회전되도록 실질적으로 원형인 통로가 또한 본 발명에 따라 형성될 수 있다. 대체 실시예에서, 습기가 권취된 티슈 롤을 구성하는 데 사용되지 않는다.

Description

코어리스 티슈 롤 및 그의 제조 방법{CORELESS TISSUE ROLLS AND METHOD OF MAKING THE SAME}

본 발명은 코어리스 티슈 롤 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

욕실 티슈 및 종이 타월 등의 많은 티슈 롤 제품이 나선형 권취 롤로서 제조 및 판매된다. 전형적으로, 티슈 제품은 강성 판지 재료로부터 제조되는 튜브형 코어 상에 권취된다. 튜브형 코어는 제품이 튜브형 코어를 통해 삽입되는 홀더(holder)로부터 분배되게 하므로 유용하다. 욕실 티슈 홀더는 예컨대 전형적으로 중공 코어를 통해 연장되는 스핀들(spindle)을 포함한다. 스핀들 상에 위치되면, 욕실 티슈 롤은 소비자에 의해 용이하게 권출 및 사용될 수 있다.

그러나, 나선형 권취 롤 제품이 소모 또는 소비되면, 소비자에게는 대개 폐기되는 튜브형 코어가 남겨진다. 튜브형 코어는 이처럼 티슈 제품의 비용을 상승시키고, 또한 재생되지 않으면 환경에 악영향을 미치는 폐기물을 나타낸다.

과거에, 당업자가 "코어리스" 티슈 제품을 제조하는 것을 제안하였다. 예를 들어, 티슈 종이의 코어리스 롤이 양쪽 모두가 참조로 여기에 합체되어 있는 미국 특허 제4,487,378호 및 미국 특허 제5,722,608호에 기재되어 있고, 이 문헌은 모두 본원에 참조로 포함된다. 그러나, 과거에 제안된 코어리스 제품은 다양한 단점 및 결점을 갖는다.

예컨대, 과거에 제조된 많은 코어리스 제품은 접착제가 롤 내의 개구 주위의 다수개의 티슈 시트에 가해질 것을 요구한다. 접착제는 제품이 사용 중에 변형되는 것을 방지하도록 롤의 중심부 바로 근처의 티슈 시트를 강화하고자 의도된다. 그러나, 티슈 시트 상에 접착제를 위치시키는 것은 제품에 악영향을 미치고, 티슈 롤의 후행 단부를 사용 불가능하게 한다. 이와 같이, 제품의 일부가 전형적으로 폐기되고, 그에 의해 폐기물을 나타낸다.

과거의 코어리스 설계의 또 다른 단점에 따르면, 제품 내에 형성된 개구는 매우 작거나 존재하지 않거나 비-원형 중 어느 한쪽이다. 비-원형 개구는 예컨대 스핀들 상에서 용이하게 회전되지 않는다. 한편, 매우 작은 개구를 갖거나 개구를 전혀 갖지 않는 제품은 특별한 어댑터(adaptor)가 제품을 분배할 것을 요구한다.

위의 관점에서, 개선된 코어리스 티슈 제품 그리고 제품을 제조하는 공정에 대한 필요성이 지금도 존재한다.

일반적으로, 본 발명은 코어리스 티슈 제품 그리고 제품을 제조하는 공정에 관한 것이다. 본 발명의 코어리스 롤은 하나의 실시예에서 롤의 중심부를 통해 중공 통로를 형성하는 나선형으로 권취된 티슈 시트로부터 제조된다. 통로는 단지 티슈 시트 자체에 의해서만 라이닝된다. 통로는 실질적으로 원형일 수 있다. 여기에서 사용된 것과 같이, "실질적으로 원형"은 통로의 원주부가 코너 또는 원형 변형부를 갖지 않고 내향으로 팽창된 부분을 갖지 않는다는 것을 의미한다. 하나의 실시예에서, 예컨대, 통로의 원주부는 약 20% 이하, 약 15% 이하, 약 10% 이하 등의 약 25% 이하만큼 변화되는 반경을 가질 수 있다.

구체적인 장점에 따르면, 통로는 코어를 사용하지 않으면서 그리고 함께 내부 층을 접착하는 접착제를 사용하지 않으면서 나선형으로 권취된 롤로 형성될 수 있다. 과거에, 예컨대, 전분 접착제 등의 다양한 종류의 접착제가 코어를 사용하지 않으면서 중공 통로를 형성하는 데 사용되었다. 그러나, 불행하게도, 접착제는 롤의 단부를 사용 불가능하게 하였다. 이와 같이, 코어가 제품을 형성하는 데 사용되지 않았더라도, 폐기물이 여전히 생성되었다. 본 발명은 위의 문제점을 해결하는 방법을 발견하였다.

하나의 실시예에서, 본 발명은 롤을 형성하도록 나선형으로 권취되는 티슈 시트를 포함하는 티슈 제품에 관한 것이다. 롤은 티슈 시트의 길이에 직각인 방향으로 롤의 제1 단부로부터 롤의 제2 대향 단부까지 연장되는 축 방향 통로를 형성한다. 통로는 단지 티슈 시트에 의해 라이닝되고, 실질적으로 원형의 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 통로는 하나의 실시예에서 약 1.27 ㎝(0.5 인치) 내지 약 7.62 ㎝(3 인치) 등의 적어도 약 1.27 ㎝(0.5 인치)의 직경을 가질 수 있다. 본 발명에 따르면, 통로는 어떠한 티슈 시트의 층들도 접착제에 의해 함께 접착되지 않으면서 형성된다. 여기에서 사용된 것과 같이, 용어 "접착제"는 끈적거리거나 점성을 갖고 2개의 표면이 함께 부착되게 하는 페이스트(paste), 핫멜트 중합체(hotmelt polymer) 등의 물질을 말한다.

하나의 실시예에서, 통로를 라이닝하는 롤의 내부 층은 단지 수소 결합에 의해 함께 약하게 결합될 수 있다. 임의의 적절한 방법 또는 기술이 내부 층들 사이 내에 수소 결합을 생성하는 데 사용될 수 있다. 하나의 실시예에서, 예컨대, 습기가 수소 결합을 촉진하는 방식으로 내부 층들 사이 내에 유입될 수 있다. 여기에서 사용된 것과 같이, 습기는 접착제로서 간주되지 않는다.

구체적인 장점에 따르면, 통로를 라이닝하는 본 발명에 따라 제조되는 티슈 롤 상의 마지막 시트 또는 패널이 소비자에 의해 사용 가능하다. 구체적으로, 롤은 마지막 시트의 물리적 성질이 롤의 잔여부 상의 티슈 시트와 실질적으로 동일하도록 구성된다. 예컨대, 티슈 롤 내의 마지막 5개의 시트, 마지막 2개의 시트 그리고 심지어 마지막 시트는 롤 내의 다른 시트에 비해 30% 미만, 약 20% 미만, 약 10% 훨씬 미만 등의 50% 미만만큼 변화되는 물리적 성질을 가질 수 있다. 실질적으로 변화되지 않은 상태로 남아 있는 물리적 성질은 강성도, 인장 강도(기하 평균 인장 강도), 흡수도 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

티슈 제품의 흡수 용량은 다음의 절차에 따라 결정될 수 있다. 적어도 5.08 ㎝(2 인치)의 깊이까지 물을 보유하기에 충분한 팬(pan)이 증류수로 충전된다. OHAUS GT480 밸런스(balance) 등의 밸런스가 스톱워치에 추가하여 이용된다. 미국 뉴욕주 아미티빌(Amityville)의 테스팅 머신, 인크.(Testing Machine, Inc.)에 의해 상표명 TMI DGD 하에서 판매되는 것 등의 절단 장치 그리고 10.16 ㎝ x 10.16 ㎝ +/- 0.25 cm(4 인치 x 4 인치 +/- 0.01 인치)의 치수를 갖는 다이가 또한 이용된다. 다이 크기의 시편이 절단되고, 건조 상태에서 거의 0.01 g의 중량을 갖는다. 스톱워치는 시편이 물(또는 오일)의 팬 내에 위치될 때에 시작되고, 3분 +/- 5초 동안 침지된다. 특정된 시간의 종료 시에, 시편은 집게에 의해 제거되고, 시편으로부터 적절한 유체의 유동을 보증하도록 "다이아몬드" 형상의 위치로 현수되도록 현수 클램프에 부착된다. 추가로, 시편은 3분 +/- 5초 동안 100% 상대 습도를 갖는 챔버 내에서 현수된다. 시편은 그 다음에 클램프를 해제시킬 때에 중량 측정 접시 내로 낙하되게 된다. 중량이 그 다음에 거의 0.01 g까지 기록된다. 각각의 시편의 흡수도 또는 흡수 용량이 그 다음에 다음과 같이 계산된다. 즉,

흡수 용량(g) = 습윤 중량(g) - 건조 중량(g)

이것은 종종 샘플의 중량당 기록되는 샘플에 대한 흡수 용량(단위: g)을 제공하고, 그에 의해 샘플의 중량당 흡수되는 g의 단위를 갖는 고유 흡수 용량을 제공한다.

티슈 제품의 강성도는 "컵 압착(cup crush)" 시험에 따라 측정될 수 있다. 컵 압착 시험은 4.5 ㎝ 직경의 반구형으로 성형된 푸트(foot)가 대략 6.5 ㎝ x 6.5 ㎝ 높이의 뒤집힌 컵으로 성형된 23 ㎝ x 23 ㎝ 피스의 직물을 압착하는 데 요구되는 피크 하중("컵 압착 하중" 또는 간단하게 "컵 압착")을 측정함으로써 직물 강성도를 평가하고, 한편 컵 형상의 직물은 컵 형상의 직물의 균일한 변형을 유지하도록 대략 6.5 ㎝ 직경의 실린더에 의해 포위된다. 평균 10개의 눈금이 사용된다. 푸트 및 컵은 눈금에 영향을 미칠 수 있는 컵 벽과 푸트 사이의 접촉을 피하도록 정렬된다. 피크 하중은 푸트가 약 380 ㎜/분(0.25 인치/초)의 속도로 하강되면서 측정되며, 그램 단위로 측정된다. 컵 압착 시험은 또한 시험의 시작으로부터 피크 하중 지점 즉 하나의 축 상에서 하중(단위: g)에 의해 형성되는 곡선 아래의 영역 그리고 다른 축 상에서 푸트가 이동되는 거리(단위: ㎜)까지의 에너지인 샘플을 압착하는 데 요구되는 총 에너지(컵 압착 에너지)에 대한 수치를 산출해낸다. 그러므로, 컵 압착 에너지는 g*㎜의 단위로 기록된다. 하부 컵 압착 수치는 더 부드러운 적층체를 나타낸다. 컵 압착을 측정하는 적절한 장치는 미국 뉴저지주 페사우켄의 샤에비츠 컴퍼니(Schaevitz Company)로부터 이용 가능한 모델 FTD-G-500 로드 셀(load cell)(500 g 범위)이다.

일반적으로, 임의의 적절한 티슈 시트가 본 발명에 따른 제품으로 형성될 수 있다. 티슈 시트는 예컨대 욕실 티슈, 종이 타월, 냅킨, 세안 티슈 등을 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 티슈 시트는 약 3 cc/g 내지 약 15 cc/g 등의 약 3 cc/g 초과의 벌크(bulk)를 갖고, 적어도 약 80 중량 % 등의 적어도 약 50 중량%의 양으로 펄프 섬유를 함유한다. 하나의 실시예에서, 예컨대 티슈 시트는 펄프 섬유로부터 전체적으로 제조될 수 있다.

티슈 시트의 기본 중량은 특정한 제품에 따라 변화될 수 있다. 티슈 시트의 기본 중량은 예컨대 약 8 gsm 내지 약 120 gsm의 범위 내에 있을 수 있다. 하나의 실시예에서, 예컨대, 티슈 시트는 약 8 gsm 내지 약 30 gsm의 기본 중량을 가질 수 있다. 대체 실시예에서, 티슈 시트의 기본 중량은 약 25 gsm 내지 약 80 gsm일 수 있다.

티슈 시트는 사용자가 롤의 잔여부로부터 티슈 시트의 일부를 분리하게 하는 천공 라인을 또한 포함할 수 있다. 예컨대, 하나의 실시예에서, 티슈 시트는 티슈 시트의 길이에 직각으로 연장되고 규칙적인 간격으로 이격되는 복수개의 천공 라인을 가질 수 있다.

티슈 시트는 1개의 층 또는 다수개의 층일 수 있고, 다수개의 층의 시트가 동일한 시트 또는 상이한 시트로부터 형성될 수 있다. 시트는 상이한 다수개의 층일 수 있는 2개의 표면을 가지므로, 시트는 1개 이상의 유사한 표면이 롤 상에서 서로와 접촉되도록 배향될 수 있다. 층은 실질적으로 느슨할 수 있거나, 서로에 기계적으로 또는 화학적으로 부착된다.

티슈 시트는 통로를 통해 롤의 외부측으로부터 티슈 시트를 권출함으로써 또는 롤의 내부측으로부터 티슈 시트를 권출함으로써 나선형으로 권취된 롤로부터 분배될 수 있다. 통로로부터 분배될 때에, 예컨대, 티슈 시트는 롤의 외부측 표면에 접착제로 고정되는 후행 단부를 포함할 수 있다. 그러나, 티슈 시트의 선행 단부는 통로 내에 위치되는 탭(tab)을 가질 수 있다. 사용자는 통로로부터 제품을 분배하도록 탭을 견인할 수 있다. 통로로부터 분배될 때에, 제품은 "중심 견인(center pull)" 제품으로서 언급된다.

본 발명에 따라 제조된 티슈 제품은 다양한 방법 및 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 하나의 실시예에서, 예컨대, 수용액으로써 티슈 시트의 선행 모서리 또는 선행 모서리 근처를 습윤시킴으로써 제조된다. 본 발명에 따르면, 용액은 접착제를 갖지 않을 수 있거나, 매우 약한 접착제를 함유할 수 있다.

티슈 시트의 선행 모서리는 롤로 티슈 시트를 권취하도록 회전되는 맨드럴과 접촉된다. 하나의 실시예에서, 맨드럴 상으로의 티슈 시트의 권취는 티슈 시트가 맨드럴을 향해 이동됨에 따라 맨드럴을 지연시키거나 티슈 시트를 지연시킬 필요 없이 일어날 수 있다. 추가로, 맨드럴 상으로의 권취는 먼저 맨드럴 주위에 시트를 권취할 필요 없이 일어날 수 있다. 롤이 형성되면, 티슈 시트는 롤을 완성하도록 절단되고, 롤은 맨드럴로부터 박리된다. 완성된 롤은 롤의 제1 단부로부터 롤의 제2 대향 단부까지 연장되는 축 방향 통로를 형성한다. 통로는 단지 티슈 시트에 의해 라이닝된다. 수용액으로 인해, 티슈 시트의 내부 층은 수소 결합에 의해 함께 약하게 접착된다. 수소 결합은 티슈 시트가 맨드럴로부터 제거되면 해제되지 않도록 통로에 구조를 제공한다.

하나의 실시예에서, 티슈 시트는 맨드럴과의 초기 접촉을 위해 벨트 상에서 운반된다. 맨드럴은 티슈 시트가 벨트 상에서 이동하는 속도와 동일하거나 그보다 높은 회전 속도로 가속된다. 티슈 시트는 회전 맨드럴과 접촉되기 전에 수용액과 접촉될 수 있다. 예컨대, 하나의 실시예에서, 수용액은 티슈 시트 상으로 분무될 수 있다.

권취 중에 티슈 시트가 찢어지는 것을 방지하기 위해, 매우 낮은 장력이 권취 공정 중에 티슈 시트에 가해질 수 있다. 예컨대, 하나의 실시예에서, 롤은 맨드럴을 회전시킴으로써 그리고 또한 권취 중에 이동 벨트와 롤의 외부 표면을 결합시킴으로써 권취될 수 있다. 이러한 방식으로, 롤은 중심 권취 및 표면 권취의 조합을 사용하여 권취된다. 중심 권취 및 표면 권취를 사용함으로써, 티슈 시트는 실질적으로 장력이 없는 상태로 롤로 권취될 수 있다. 예컨대, 롤의 형성 중에 티슈 시트 상에서 유지되는 장력은 약 0.1 파운드(0.045 ㎏)/선형 인치(2.54 ㎝) 미만 등의 약 0.2 파운드(0.045 ㎏)/선형 인치(2.54 ㎝) 미만일 수 있다. 사실상, 하나의 실시예에서, 롤은 실질적으로 장력이 없는 상태로 권취될 수 있다.

티슈 시트는 실질적으로 장력이 없는 상태로 권취될 수 있으므로, 비교적 약한 시트가 본 발명에 따른 롤을 제조하는 데 사용될 수 있다. 본 발명에 따라 비교적 약한 시트를 권취할 수 있는 능력을 갖는 것은 매우 부드러운 품질 및 성질을 갖는 티슈 제품의 제조를 가능케 한다. 일반적으로 말하면, 티슈 시트의 강도를 감소시키는 것은 부드러움의 증가를 초래한다. 예컨대, 하나의 실시예에서, 권취된 제품은 욕실 티슈 등의 1개의 층 또는 다수개의 층의 티슈를 포함할 수 있다. 티슈는 예컨대 약 1200 g/7.62 ㎝(3") 미만의 기하 평균 인장 강도(GMT: geometric mean tensile strength)를 가질 수 있다. 예컨대, 하나의 실시예에서, 티슈 시트는 약 10 gsm 내지 약 45 gsm의 기본 중량을 가질 수 있고, 약 500 내지 약 900 g/7.62 ㎝(3"), 약 550 g/7.62 ㎝(3") 내지 약 850 g/7.62 ㎝(3") 등의 약 500 g/7.62 ㎝(3") 내지 약 1000 g/7.62 ㎝(3")의 기본 중량을 가질 수 있다.

여기에서 사용된 것과 같이, GMT는 다음의 절차를 사용하여 측정된다. 즉,

인장 시험은 최소 4시간 동안 23℃ +/- 1℃ 그리고 50% +/- 2% 상대 습도 하에서 컨디셔닝된 티슈 샘플을 사용하여 수행된다. 샘플은 미국 펜실베이니아주 필라델피아에 소재한 사무소를 갖는 사업체인 트윙-알버트 인스트루먼트(Thwing-Albert Instruments)로부터 이용 가능한 모델 JDC 15M-10 등의 정밀 샘플 커터를 사용하여 기계 방향(MD: machine direction) 및 교차-기계 방향(cross-machine direction)으로 7.62 ㎝(3 인치) 폭의 스트립(strip)으로 절단된다.

인장 프레임의 게이지 길이(gauge length)는 10.16 ㎝(4 인치)로 설정된다. 인장 프레임은 테스트웍스(TestWorks) 4 소프트웨어 또는 등가물로써 운영되는 얼라이언스(Alliance) RT/1 프레임이다. 인장 프레임 및 소프트웨어는 미국 미네소타주 미네아폴리스에 소재한 사무소를 갖는 사업체인 MTS 시스템즈 코포레이션(MTS Systems Corporation)으로부터 이용 가능하다.

7.62 ㎝(3") 스트립이 그 다음에 인장 프레임의 죠(jaw) 내에 위치되고, 샘플 파괴의 지점까지 분당 25.4 ㎝의 속도로 가해지는 변형률(strain)이 적용된다. 티슈 스트립 상의 응력은 변형률의 함수로서 감시된다. 계산된 출력은 피크 하중[g-힘 단위로 측정되는, g-힘/7.62 ㎝(3")], 피크 신장량[샘플의 최초 길이에 의해 샘플의 신장량을 나눔으로써 계산되는, %], % 신장률 @ 500 g-힘, 파괴 시의 인장 에너지 흡수(TEA: tensile energy absorption)[하중이 그 피크 수치의 30%까지 떨어지는 파괴 지점 위의 응력-변형률 곡선 아래의 면적을 적분하거나 취함으로써 계산되는, g-힘*㎝/㎠] 그리고 경사 A[57-150 g-힘으로부터 응력-변형량 곡선의 경사로서 측정되는, ㎏-힘]을 포함한다.

각각의 티슈 코드(최소 5개의 복제물)가 기계 방향(MD) 및 교차-기계 방향(CD)으로 시험된다. 인장 강도 및 인장 에너지 흡수(TEA)의 기하 평균은 기계 방향(MD) 및 교차 방향(CD)의 곱의 제곱근이 g/7.62 ㎝(3")의 단위로 기록됨에 따라 계산된다. 이것은 시험 방향과 독립적인 평균 수치를 산출해낸다.

당업자를 위한 최상의 또는 바람직한 형태를 포함하는 본 발명의 완전하고 합법적인 개시 내용은 첨부된 도면을 참조하는 명세서의 잔여부 내에 더 구체적으로 기재되어 있다.
도 1은 본 발명에 따라 제조되는 티슈 제품의 하나의 실시예의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조되는 티슈 제품의 또 다른 실시예의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따라 티슈 제품을 제조하는 데 사용될 수 있는 권취 시스템의 하나의 실시예의 사시도이다.
도 4는 다양한 프레임 부재가 존재하지 않는 상태의 도 3에 도시된 권취 시스템의 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 권취 시스템의 평면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 권취 시스템의 측면도이다.
도 7은 맨드럴에 근접하게 웹 운반 장치에 의해 운반되는 티슈 시트의 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 롤로 티슈 웹을 권취하는 회전 맨드럴의 사시도이다.
본 명세서 및 도면에서의 도면 부호의 반복적인 사용은 본 발명의 동일 또는 유사한 특징 또는 요소를 나타내고자 의도된다.

본 논의는 단지 예시 실시예의 설명이고 본 발명의 더 넓은 태양을 제한하는 것으로서 의도되지 않는다는 것이 당업자에 의해 이해되어야 한다.

일반적으로, 본 발명은 판지 등의 상이한 재료로부터 제조되는 개별 코어를 포함하지 않는 티슈 롤을 의미하는 "코어리스" 티슈 롤의 제조에 관한 것이다. 코어를 제거하는 것은 다양한 장점 및 이익을 제공한다. 예컨대, 코어 그리고 코어와 사용되는 접착제는 티슈 제품이 소모될 때에 전형적으로 폐기되는 제품의 비용의 상당한 부분을 나타낼 수 있다. 이처럼 코어 없는 티슈 제품을 형성할 수 있는 것은 제품의 비용을 감소시키고 또한 제품을 더 환경 친화적으로 만든다.

구체적인 장점에 따르면, 코어리스 티슈 제품은 티슈 시트 자체로부터 유사-코어를 형성하는 데 접착제를 사용할 필요 없이 본 발명에 따라 제조될 수 있다. 아래에서 더 상세하게 설명되는 것과 같이, 티슈 롤은 유사-코어(pseudo-core)를 형성하기 데 그리고 제품의 사용 중에 스핀들을 수용하는 통로를 유지하는 데 미세한 물 분사물 등의 습기를 사용하여 장력이 낮거나 없는 상태로 제조된다. 접착제 대신에 유사-코어를 형성하는 데 물을 사용하는 것은 티슈 시트의 질감을 상당히 악화시키지 않고, 마지막 시트를 롤 상에서 사용할 수 있게 보존한다. 물은 티슈 시트의 강도에 영향을 미칠 수 있지만, 시트는 티슈 시트에 가해진 미세한 물 분사물에 의해 시트가 찢어지거나 파괴되지 않게 하도록 매우 낮은 장력 하에서 권취된다. 결국, 물은 롤로 형성되는 통로를 라이닝하는 데 사용되는 티슈 시트의 인접한 층들을 함께 약하게 결합시킨다.

본 발명에 따라 제조된 티슈 제품의 하나의 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 구체적으로, 도 1에서, 욕실 티슈 롤(11)은 롤로 나선형으로 권취된 티슈 시트(13)를 포함한다. 도시된 것과 같이, 롤은 롤의 원주 방향 중심부를 형성하는 통로(15)를 형성한다. 통로(15)는 롤의 축에 대해 대칭일 수 있다.

본 발명에 따르면, 도 1에 도시된 것과 같이, 티슈 롤(11)은 통로가 단지 티슈 시트 자체에 의해 라이닝된다는 점에서 코어리스이다. 통로(15)를 형성하기 위해, 통로를 라이닝하는 티슈 시트의 층은 수소 결합을 통해 함께 약하게 결합된다. 수소 결합은 티슈 시트의 특성을 파괴하지 않으면서 통로(15)의 구조를 유지할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따라 제조된 티슈 롤은 폐기물을 생성하지 않으면서 사용자에 의해 완전히 소비될 수 있다.

구체적인 장점에 따르면, 충분한 수소 결합이 롤이 권취됨에 따라 단지 습기를 사용하여 그리고 롤에 상당량의 압축을 가할 필요 없이 생성될 수 있다는 것이 예상외로 밝혀졌다. 이러한 관점에서, 수소 결합은 비교적 낮은 견고도를 갖는 롤을 제조할 때에도 롤의 일체성을 유지하는 데 사용될 수 있다.

필요하다면, 욕실 티슈 롤(11)의 티슈 시트(13)는 천공 라인을 포함할 수 있다. 천공 라인은 예컨대 티슈 시트의 길이에 직각인 방향으로 연장될 수 있다. 천공 라인은 규칙적인 간격으로 존재할 수 있다. 천공 라인은 티슈 시트가 롤로부터 분배될 때에 사용자가 티슈 시트의 요구된 피스 또는 패널을 찢는 것을 용이하게 한다.

욕실 티슈 롤에 추가하여, 본 발명은 다양한 다른 티슈 제품을 구성하는 데 또한 사용될 수 있다. 예컨대, 도 2를 참조하면, 종이 타월 또는 냅킨의 롤(111)이 도시되어 있다. 롤(111)은 함께 나선형으로 권취된 티슈 시트(113)를 포함한다. 롤은 단지 티슈 시트 자체에 의해 라이닝되는 축 방향 통로(115)를 형성한다. 위에서 설명된 것과 같이, 수소 결합이 티슈 시트의 성질에 악영향을 미치지 않으면서 제품 내에 통로를 형성하는 데 사용된다.

통로를 포함할 때에, 본 발명에 따라 제조된 티슈 롤로 형성된 통로의 직경은 특정한 적용 분야 그리고 요구된 결과에 따라 변화될 수 있다. 일반적으로, 통로는 약 1.27 ㎝(0.5 인치) 내지 약 7.62 ㎝(3 인치), 약 2.54 ㎝(1 인치) 내지 약 7.62 ㎝(3 인치) 등의 적어도 약 1.27 ㎝(0.5 인치)의 직경을 갖는다. 통로는 실질적으로 원형의 형상을 갖도록 형성될 수 있고, 스핀들을 수용하는 데 적절한 크기를 가질 수 있다.

그러나, 대체 실시예에서, 티슈 롤은 실질적으로 통로를 갖지 않도록 형성될 수 있다. 예컨대, 티슈 시트가 롤의 중심부로부터 분배되어야 하거나 롤이 스핀들로부터 분배되지 않아야 하면, 통로가 필요하지 않을 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 티슈 시트는 일반적으로 상당량의 펄프 섬유를 함유한다. 예컨대, 티슈 시트는 적어도 80 중량%의 양 등의 적어도 약 50 중량%의 양으로 펄프 섬유를 함유한다. 하나의 실시예에서, 예컨대, 티슈 시트는 기본적으로 펄프 섬유로 구성될 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 티슈 롤은 일반적으로 단지 주변 습기량을 함유하는 건조 제품을 분배한다. 티슈 시트는 일반적으로 약 5 cc/g 내지 약 15 cc/g 등의 적어도 3 cc/g의 벌크를 갖는다. 티슈 시트는 특정한 적용 분야에 따라 약 8 gsm 내지 약 80 gsm의 기본 중량을 가질 수 있다. 예컨대, 욕실 티슈는 일반적으로 약 8 gsm 내지 약 45 gsm의 기본 중량을 갖는다. 한편, 종이 타월, 냅킨, 산업용 와이퍼 등은 약 25 gsm 내지 약 80 gsm의 기본 중량을 가질 수 있다.

본 발명의 티슈 제품은 일반적으로 당업계에 공지된 다양한 티슈 제조 공정들 중 임의의 공정으로 형성될 수 있다. 예컨대, 공기-관통 건조(through-air drying), 접착제 크레이프 가공(adhesive creping), 습식 크레이프 가공(wet creping), 더블 크레이프 가공(double creping), 엠보싱(embossing), 습식 프레싱(wet pressing), 공기 프레싱(air pressing) 등의 공정이 티슈 시트를 형성하는 데 사용될 수 있다.

일반적으로, 비교적 장력이 없는 상태로 시트를 권취할 수 있는 임의의 적절한 권취 시스템 및 공정이 본 발명에 따른 티슈 롤을 형성하는 데 사용될 수 있다. 하나의 실시예에서, 예컨대, 도 3 내지 도 8에 도시된 권취 시스템이 사용된다.

권취 시스템은 예컨대 이동 웹(web)의 선행 모서리와 결합되는 회전 맨드럴(rotating mandrel)을 갖는 복수개의 권취 모듈을 포함할 수 있다. 도면에 도시된 권취 시스템은 재료의 페어런트 롤(parent roll)을 권출하여 페어런트 롤을 복수개의 중간 롤(intermediate roll) 또는 로그 롤(log roll)로 변환하도록 구성될 수 있고, 중간 또는 로그 롤은 나중에 복수개의 완성된 롤을 형성하도록 직각 방식으로 절단되고, 완성된 롤은 그 다음에 포장되어 소비자에게 판매되거나 유통된다. 페어런트 롤은 예컨대 티슈 제조 공정으로부터 직접적으로 제조될 수 있다. 중간 또는 로그 롤은 복수개의 개별 롤로 임의의 적절한 절단 장치를 사용하여 절단될 수 있다.

도 3 내지 도 8에 도시된 것과 같이, 권취 시스템은 권출되는 페어런트 롤의 선행 모서리를 수용하도록 위치되는 복수개의 맨드럴을 포함한다. 맨드럴로의 웹의 선행 모서리의 전달 시에, 웹은 맨드럴을 중심 구동함으로써 권취될 수 있다. 추가로, 롤이 형성됨에 따라, 웹을 운반하는 이동 컨베이어 또는 벨트가 롤의 외부측 표면으로 회전 속도를 가할 수 있다. 이러한 방식으로, 롤 또는 로그는 중심 권취 및 표면 권취의 조합을 통해 형성된다. 중심 권취 및 표면 권취의 양쪽 모두의 조합을 사용하는 것은 실질적으로 장력이 없는 상태에서 티슈 시트가 롤로 권취되게 한다. 추가로, 롤이 롤을 통한 다양한 부드러움 또는 딱딱함에 따라 형성될 수 있다. 예컨대, 하나의 실시예에서, 통로에 대한 지지를 제공하도록 롤의 외부측에 비해 통로에서 더 밀집된 권취부를 갖는 로그 또는 롤이 형성될 수 있다.

티슈 시트가 비교적 낮은 장력 하에서 권취될 수 있기 때문에, 롤이 비교적 약한 재료로부터 본 발명에 따라 제조될 수 있다. 예컨대, 티슈는 약 1000 g/7.62 ㎝(3") 미만, 약 900 g/7.62 ㎝(3") 미만, 약 850 g/7.62 ㎝(3") 등의 약 1200 g/7.62 ㎝(3") 미만의 기하 평균 인장 강도를 가질 수 있다. 예컨대, 하나의 실시예에서, 티슈 시트는 약 500 g/7.62 ㎝(3") 내지 약 1000 g/7.62 ㎝(3")의 기하 평균 인장 강도를 가질 수 있다. 이러한 시트는 시트가 접촉에 대해 매우 부드러워지게 하는 성질 및 특성을 가질 수 있다.

본 발명에 따라 사용될 수 있는 권취 시스템은 모두가 참조로 본원에 포함되는 미국 특허 출원 공개 제US2003-0160127호, 미국 특허 출원 공개 제US2008-0061182호 및 미국 특허 출원 공개 제US2008-0105776호에 개시된 권취기를 포함한다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 예컨대, 페어런트 롤을 권출하여 중간 롤 또는 로그의 제조를 통해 상업적 및 소비자용을 위한 다수개의 더 작은 롤을 형성하는 데 특히 양호하게 적합하기 때문에 "재권취기(rewinder)"로 고려될 수 있는 권취 시스템(10)이 도시되어 있다. 도시된 것과 같이, 권취 시스템(10)은 서로에 대해 선형 방식으로 배열되는 복수개의 독립 권취 모듈(12)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 시스템은 6개의 권취 모듈(1, 2, 3, 4, 5, 6)을 포함한다. 그러나, 시스템은 요구에 따라 더 많거나 더 적은 권취 모듈을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 프레임(14)이 복수개의 독립 권취 모듈(12)을 지지한다.

복수개의 독립 권취 모듈(12)과 최종적으로 접촉되는 티슈 시트 또는 웹(36)을 운반하는 벨트 또는 컨베이어 등의 웹 운반 장치(34)가 존재한다. 프레임은 복수개의 독립 권취 모듈(12)이 결합 및 지지되는 복수개의 포스트(16)를 포함한다. 예컨대, 도면에서, 권취 모듈은 프레임(14) 상으로 활주 가능하게 장착된다. 프레임(14)은 강성 구조를 형성하도록 서로와 결합되는 모듈형 프레임 섹션을 또한 포함할 수 있다. 모듈형 프레임 섹션의 개수는 이용되는 권취 모듈의 개수와 일치할 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 것과 같지만 프레임(14)을 갖고 다른 부품이 명료화를 위해 제거된 권취 시스템(10)을 도시하고 있다. 상이한 기능을 각각 수행하는 6개의 권취 모듈(1-6)이 도시되어 있다. 권취 모듈(1)은 티슈 웹을 수용할 준비를 하는 도중의 상태로 도시되어 있다. 권취 모듈(2)에서, 완성된 티슈 롤(22) 또는 로그가 맨드럴(26)로부터 방금 방출되었다. 롤 제품(22) 또는 로그는 롤링된 제품 운반 장치(20) 상에 위치된다.

권취 모듈(3)을 참조하면, 완성된 티슈 롤 또는 로그(22)가 맨드럴(26)로부터 방출 또는 박리되는 도중의 상태로 도시되어 있다. 형성된 롤을 방출하기 위해, 각각의 권취 모듈(12)은 제품 박리 장치(28)를 포함할 수 있다. 제품 박리 장치(28)는 예컨대 맨드럴(26)을 안정화하고 롤링된 제품(22)의 단부와 접촉되어 맨드럴(26)로부터 분리되게 로그(22)를 압박하는 플랜지를 포함할 수 있다. 롤링된 제품 박리 장치(28)는 예컨대 롤링된 제품 운반 장치(20)의 방향으로 이동되는 기계 장치를 포함할 수 있다. 그러나, 제품 박리 장치(28)는 다른 예시 실시예에서 상이하게 구성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

도 4에 도시된 것과 같은 권취 모듈(4)은 로그 롤(22)을 형성하도록 웹(36)을 권취하는 도중의 상태로 도시되어 있다. 위에서 설명된 것과 같이, 티슈 롤은 중심 권취 및 표면 권취의 조합을 사용하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 맨드럴(26)은 벨트(34)가 롤의 외부측을 권취하는 것과 동시에 구동될 수 있다.

권취 모듈(5)은 권취 모듈(4)이 롤링된 제품(22)을 제조하도록 티슈 웹(36)을 권취하는 것을 종료하면 티슈 웹을 권취할 준비를 하는 위치에 도시되어 있다. 한편, 권취 모듈(6)은 "랙 이탈(racked out)" 위치에 도시되어 있다. 도시된 것과 같이, 각각의 권취 모듈은 권취 모듈을 정비하거나 통상 검사를 제공하도록 이동 컨베이어(34)로부터 활주 또는 결합 해제될 수 있다. 이와 같이, 권취 모듈(6)은 롤링된 제품을 제조하도록 웹(36)을 권취하는 위치에 있지 않다. 그러나, 다른 5개의 권취 모듈은 권취 모듈(6)이 정비되는 동안에 롤링된 제품을 제조하도록 중단 없이 여전히 기능할 수 있다. 구체적인 장점에 따르면, 권취 모듈들 중 하나가 불능화되거나 권취 별개 롤들 사이에 웹 파열이 있더라도, 중단 없이 도 4에 도시된 권취 시스템을 사용하여 티슈 롤 또는 로그가 형성될 수 있다.

재료의 롤 또는 로그의 권취가 도 6 내지 도 8을 참조하여 이제부터 설명될 것이다. 도 6을 참조하면, 웹 운반 장치(34)에 의해 운반되는 티슈 웹(36)이 도시되어 있다. 티슈 롤이 형성된 후에, 웹이 임의의 적절한 절단 모듈(60)의 사용에 의해 절단된다. 하나의 실시예에서, 예컨대, 절단 모듈(60)은 미국 특허 제6,056,229호에 개시된 것과 같은 핀치 바(pinch bar)를 포함할 수 있다. 그러나, 요구된 길이로 웹(36)을 절단하는 임의의 다른 적절한 방식이 채용될 수 있다. 예컨대, 사용될 수 있는 절단 모듈(60)의 또 다른 실시예가 참조로 본원에 포함되는 미국 특허 출원 공개 제US2008-0061182호에 기재되어 있다.

도 6에 도시된 것과 같이, 권취 시스템(10)은 이동 티슈 시트(36) 내에 천공 라인을 생성할 수 있는 천공 모듈(64)을 또한 포함할 수 있다. 천공 라인은 예컨대 티슈 시트의 길이에 직각인 방향으로 형성될 수 있고, 티슈 시트가 나중에 소비자 선호도에 따라 찢어질 수 있도록 규칙적인 간격의 티슈 시트 상에서 이격될 수 있다.

나아가, 권취 시스템(10)은 접착제 도포 모듈(62)을 포함할 수 있다. 접착제 도포 모듈은 티슈 롤을 완성하도록 티슈 시트의 후행 모서리 상에 비교적 소량의 접착제를 도포하도록 구성될 수 있다. 접착제는 예컨대 종래로부터 롤이 나중에 절단 및/또는 포장됨에 따라 롤이 권취된 상태로 남아 있도록 티슈 롤의 후행 모서리를 향해 도포된다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 선행 모서리(19)를 형성하도록 절단된 후의 티슈 웹(36)이 도시되어 있다. 도시된 것과 같이, 티슈 웹(36)은 웹 운반 장치(34) 상에서 운반 중이다.

본 발명에 따르면, 권취 시스템(10)은 티슈 웹(36)의 선행 모서리(19) 상으로 수용액을 방출하는 분무 장치(24)를 추가로 포함한다. 수용액은 예컨대 물을 단독으로 도는 다른 부수 성분과 조합하여 포함할 수 있다. 수용액은 하나의 실시예에서 접착제를 함유하지 않는다. 또 다른 실시예에서, 용액은 비교적 소량의 전분을 함유할 수 있다.

본 발명에 따르면, 티슈 웹(36)의 선행 모서리(19)는 맨드럴(26)과 접촉되기 전에 약하게 습윤된다. 티슈 웹(36)을 약하게 습윤시키는 것은 수소 결합이 맨드럴(26)에 바로 인접한 티슈 웹(36)의 층들 사이에 형성되게 한다. 약한 수소 결합은 티슈 웹을 손상시키지 않으면서 통로가 재료의 롤 또는 로그 내로 형성되게 한다. 티슈 웹의 층들은 층들이 후속의 사용 중에 분리될 수 있도록 약하게 결합된다.

티슈 웹에 가해지는 습기량은 특정한 적용 분야 그리고 권취되는 티슈 웹의 종류에 따라 변화될 수 있다. 하나의 실시예에서, 예컨대, 습기는 시트의 총 섬유 중량과 관련하여 적어도 약 20 중량%의 습기량으로 티슈 웹에 가해진다. 예컨대, 습기는 약 20 중량% 내지 약 400 중량%, 약 30 중량% 내지 약 300 중량% 등의 약 20 중량% 내지 약 800 중량%의 섬유의 양으로 티슈 시트에 가해진다.

습윤되는 티슈 시트의 영역 또는 습윤되는 티슈 시트의 길이는 또한 많은 인자에 따라 변화될 수 있다. 단지 예시의 목적을 위해, 하나의 실시예에서, 습기는 약 40.64 ㎝(16") 내지 약 127 ㎝(50") 등의 약 25.4 ㎝(10") 내지 약 203.2 ㎝(80")의 티슈 시트의 길이를 따라 가해질 수 있다. 수용액은 시트의 전체 폭을 습윤시키도록 가해질 수 있거나, 단지 시트의 폭의 일부를 습윤시키도록 가해질 수 있다. 예컨대, 시트의 폭의 약 20% 내지 약 80% 등의 시트의 폭의 약 20% 내지 약 100%가 습윤될 수 있다.

수용액은 티슈 웹의 선행 모서리(19)에 직접적으로 가해질 수 있거나, 선행 모서리로부터 짧은 거리만큼 가해질 수 있다. 선행 모서리로부터 [약 10.16 ㎝(4") 내지 약 50.8 ㎝(20") 등의] 짧은 거리만큼 가해질 때에, 탭이 롤의 중심부로부터 티슈 시트를 분배할 것이 요구되면 용이하게 파지될 수 있는 롤의 통로 내에 형성될 수 있다. 하나의 실시예에서, 수용액은 탭의 형성 없이 선행 모서리로부터 짧은 거리만큼 가해질 수 있다.

도면에 도시된 실시예에서, 분무 장치가 티슈 웹에 수용액을 가하는 데 사용된다. 그러나, 웹에 습기를 가할 수 있는 임의의 적절한 장치가 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 대체 실시예에서, 습기는 증기로서 티슈 웹에 가해질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 수용액은 티슈 웹 상으로 적하될 수 있거나, 잉크 제트 프린터 또는 플렉소그래픽 프린터 등의 임의의 적절한 프린터를 사용하여 웹에 가해질 수 있다. 나아가, 습기는 티슈 웹의 폭을 횡단하여 연속적으로 가해질 수 있거나, 불연속 위치에 가해질 수 있다.

습기가 티슈 웹(36)에 가해지면, 티슈 웹은 그 다음에 맨드럴 상에 권취되도록 맨드럴(26)과 결합된다. 하나의 실시예에서, 맨드럴(26)은 티슈 웹(36)과 접촉되기 전에 가속된다. 맨드럴(26)은 예컨대 웹(36)의 속도와 실질적으로 정합되는 속도까지 가속될 수 있다. 예컨대, 맨드럴은 이동 웹의 속도와 동일하거나 그보다 약간 높거나 그보다 약간 낮은 속도로 회전될 수 있다. 여기에서 사용된 것과 같이, 예컨대, 티슈 시트가 이동 중인 속도와 "실질적으로" 동일한 속도까지 맨드럴이 가속된다는 것은 맨드럴 속도가 티슈 시트 속도의 약 10% 내에 있다는 사실을 말한다. 그러나, 다른 실시예에서, 맨드럴 속도는 티슈 시트 속도의 약 2% 내에 등의 약 5% 내에 있을 수 있다. 또 다른 실시예에서, 맨드럴은 티슈 웹의 속도와 동일한 속도로 또는 그보다 약간 높은 속도이도록 가속될 수 있다.

맨드럴 상에 티슈 웹을 위치시키는 것을 돕기 위해, 하나의 실시예에서, 맨드럴은 복수개의 개구를 포함할 수 있고, 진공원과 연통 상태에 있을 수 있다. 이러한 방식으로, 맨드럴은 적어도 권취를 개시하도록 티슈 웹에 대한 흡인력을 형성한다.

불필요할 수 있지만, 하나의 실시예에서, 가스 유동이 그 다음에 맨드럴로부터 완성된 로그 또는 롤을 박리하는 것을 돕도록 역전될 수 있다. 예컨대, 가스는 롤이 맨드럴로부터 용이하게 박리될 수 있도록 완성된 롤에 대해 맨드럴로부터 외부로 압박될 수 있다. 대체예에서 또는 추가예에서, 윤활제가 맨드럴 및/또는 롤에 가해질 수 있다.

도 8을 참조하면, 맨드럴(26) 상으로 권취되는 티슈 웹(36)이 도시되어 있다. 맨드럴 상으로의 웹(36)의 권취는 맨드럴을 중심 구동함으로써 그리고 또한 닙(nip)을 형성하도록 웹 운반 장치(34)와 접촉되게 롤을 가압함으로써 제어될 수 있다.

롤이 웹 운반 장치(34)와 접촉되도록 가압되는 크기는 웹이 권취됨에 따라 웹 내의 장력을 제어하는 데 사용될 수 있는 닙 압력을 생성한다. 장력은 또한 구동되는 맨드럴(36)의 토크(torque)를 제어함으로써 제어될 수 있다. 이와 같이, 닙 거리 및 토크 차이가 낮은 장력으로 웹을 권취하는 데 채용될 수 있다.

낮은 장력으로 웹을 권취하는 것은 예컨대 일부 실시예에서 유리할 수 있다. 예컨대, 권취되는 티슈 웹에 따라, 습기와 웹을 접촉시키는 것은 웹이 습윤되는 위치에서 웹을 약화시킬 수 있다. 그러나, 장력이 실질적으로 없는 상태 하에서 웹을 권취하는 것은 코어리스 롤의 형성 중에 웹이 찢어지는 것을 방지한다. 티슈 웹(36)은 예컨대 웹 내의 모든 장력이 0.1 파운드(0.045 ㎏)/선형 인치(2.54 ㎝) 이하 등의 0.2 파운드(0.045 ㎏)/선형 인치(2.54 ㎝) 이하에 도달된 상태에서 롤로 권취될 수 있다. 예컨대, 하나의 실시예에서, 티슈 웹은 기본적으로 장력이 없는 상태에서 권취될 수 있다.

습기가 코어를 형성하도록 함께 티슈 시트를 약하게 결합시키는 데 사용될 수 있지만, 다른 실시예에서, 습기 또는 접착제 중 어느 한쪽으로도 처리되지 않는 롤링된 티슈 제품이 제조될 수 있다. 이러한 실시예에서, 예컨대, 롤은 외래 물질로써 롤을 처리하지 않으면서 제조된다. 이와 같이, 티슈 시트는 건조 상태에서 롤로 권취된다.

습기로써 티슈 시트를 처리하지 않으면서 롤을 형성하는 것은 예컨대 명확하게 형성된 중공 통로를 포함하지 않는 재료의 중실 롤을 제조하는 데 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 티슈 시트는 습기가 가해지지 않으므로 더 높은 장력으로 권취될 수 있다.

티슈 롤(22)이 맨드럴 상에 형성되면, 웹은 그 다음에 임의의 적절한 장치를 사용하여 절단된다. 예컨대 또한 웹 내에 장력을 생성하지 않는 절단 기구가 사용될 수 있다. 예컨대, 웹은 0.1 파운드(0.045 ㎏)/선형 인치(2.54 ㎝) 미만 등의 약 0.2 파운드(0.045 ㎏)/선형 인치(2.54 ㎝) 미만의 장력으로 절단될 수 있다. 티슈 웹의 후행 단부는 롤을 완성하도록 소량의 접착제와 접촉될 수 있다. 롤은 그 다음에 맨드럴로부터 박리되고, 요구된 폭으로 롤 또는 로그를 절단하는 절단 공정으로 보내지고, 그 다음에 포장된다.

도면에 도시된 것과 같은 권취 시스템(10)을 사용함으로써, 다양한 특성을 갖는 다양한 상이한 롤링된 제품이 형성될 수 있다. 예컨대, 형성된 롤의 특성은 권취 중에 웹 상의 장력을 변화시킴으로서 변화될 수 있다. 예컨대, 낮은 밀도의 더 부드러운 롤링된 제품이 제조될 수 있거나, 더 높은 밀도의 더 딱딱한 권취된 제품이 제조될 수 있다. 일반적으로, 더 낮은 밀도의 더 부드러운 롤링된 제품이 더 부드러운 더 고급 품질의 제품의 인상을 제공한다.

부드러운 제품을 형성할 때에, 예컨대, 약 2 내지 약 14 등의 약 2 초과의 커쇼 롤 견고도(Kershaw roll firmness)를 갖는 티슈 롤이 제조될 수 있다. 커쇼 롤 견고도는 미국 특허 제6,077,590호 및 미국 특허 제6,896,767호에 개시된 것과 같이 결정될 수 있다. 더 낮은 롤 견고도를 갖는 롤을 형성할 때에, 예컨대, 티슈 롤은 약 3 내지 약 14 등의 약 3 초과의 커쇼 롤 견고도를 가질 수 있다.

또 다른 실시예에서, 반경 방향 위치에 따라 다양한 견고도를 갖는 티슈 롤이 제조될 수 있다. 예컨대, 하나의 실시예에서, 중심부 근처의 롤의 내부 부분이 롤의 외부 부분보다 단단하게 권취되는 코어리스 제품이 제조될 수 있다. 이러한 방식으로, 양호하게 형성된 변형-불가능한 중심부를 갖고 동시에 외부 층의 압축성으로 인해 소비자에게 감지된 부드러움을 갖는 티슈 롤이 제조될 수 있다.

하나의 구체적인 실시예에서, 예컨대, 롤의 내부 부분은 약 1 내지 약 4의 롤 견고도를 가질 수 있고, 한편 롤의 외부 부분은 약 4 내지 약 14의 롤 견고도를 가질 수 있다. 롤의 내부 부분은 예컨대 약 10% 내지 약 30% 등의 롤의 반경의 약 10% 내지 약 50%를 포함할 수 있다. 한편, 롤의 외부 부분은 롤의 잔여부를 포함할 수 있다.

궁극적으로, 티슈 웹의 전체 길이가 소비자에 의해 완벽하게 사용 가능한 방식으로 통로를 포위하는 티슈 층이 함께 약하게 결합되는 코어리스 티슈 제품이 제조된다.

본 발명에 따른 이들 및 다른 변형예 및 변화예가 첨부된 특허청구범위에 더 구체적으로 기재되어 있는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 당업자에 의해 실시될 수 있다. 추가로, 다양한 실시예의 특징은 전체적으로 또는 부분적으로 중 어느 한쪽으로 상호 교환될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 나아가, 당업자라면 위의 설명은 단지 예이고 이러한 첨부된 특허청구범위 내에 이렇게 추가로 기재된 개시 내용을 제한하고자 의도되지 않는다는 것을 이해할 것이다.

Claims (17)

1. 롤을 형성하도록 나선형으로 권취된 티슈 시트를 포함하는 티슈 제품으로서, 티슈 시트는 길이 및 폭을 갖고, 롤은 티슈 시트의 길이에 직각인 방향으로 롤의 제1 단부로부터 롤의 제2 대향 단부까지 연장되는 축 방향 통로를 형성하고, 통로는 단지 티슈 시트에 의해 라이닝되고, 통로는 실질적으로 원형의 단면 형상을 갖고 적어도 약 0.5 인치의 직경을 갖고, 티슈 시트는 제1 단부, 중간부 및 제2 단부를 포함하고, 제2 단부는 통로를 라이닝하고, 티슈 시트의 제2 단부는 티슈 시트의 중간부의 기하 평균 인장 강도, 흡수도 및 강성도의 50% 내에 있는 기하 평균 인장 강도, 흡수도 및 강성도를 갖는 티슈 제품.
2. 제1항에 있어서, 티슈 시트의 제2 단부는 티슈 시트의 중간부의 기하 평균 인장 강도, 흡수도 및 강성도의 10% 이내와 같이 30% 내에 있는 기하 평균 인장 강도, 흡수도 및 강성도를 갖는 티슈 제품.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 티슈 시트는 약 8 gsm 내지 약 45 gsm의 기본 중량(basis weight)을 갖고, 티슈 시트는 약 500 g/3" 내지 약 1000 g/3"의 기하 평균 인장 강도를 갖고, 나선형으로 권취된 롤은 약 2 내지 약 14의 커쇼 롤 견고도(Kershaw roll firmness)를 갖는 티슈 제품.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 축 방향 통로는 약 0.5 인치 내지 약 3 인치의 직경을 갖는 티슈 제품.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 통로를 라이닝하는 티슈 시트의 부분은 단지 수소 결합을 통해 티슈 시트의 인접한 층들에 결합되는 티슈 제품.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 티슈 시트는 티슈 시트의 길이에 직각으로 연장되고 규칙적인 간격으로 이격된 복수개의 천공 라인을 갖고, 천공 라인은 티슈 시트를 따라 개별 패널을 형성하는 티슈 제품.
7. 제6항에 있어서, 티슈 시트의 제2 단부는 마지막 5개의 패널 또는 마지막 2개의 패널 또는 단지 마지막 패널을 포함하는 티슈 제품.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 통로는 티슈 시트의 어떠한 층들도 접착제에 의해 함께 접착되지 않는 상태로 형성되는 티슈 제품.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 롤은 내부 부분 및 외부 부분을 포함하고, 내부 부분은 외부 부분의 커쇼 롤 견고도보다 낮은 커쇼 롤 견고도를 갖는 티슈 제품.
10. 제9항에 있어서, 내부 부분은 약 4 미만의 커쇼 롤 견고도를 갖고, 외부 부분은 약 5 초과의 커쇼 롤 견고도를 갖는 티슈 제품.
11. 제10항에 있어서, 롤은 반경을 갖고, 롤의 내부 부분은 반경의 약 10% 내지 약 30%를 포함하는 티슈 제품.
12. 코어리스 티슈 롤의 제조 방법으로,
    접착제를 갖지 않는 수용액으로 티슈 시트의 선행 모서리 또는 그 선행 모서리 근처를 습윤시키는 단계와;
    맨드럴과 티슈 시트의 선행 모서리를 접촉시키는 단계와;
    맨드럴을 회전시켜 티슈 시트를 롤로 권취하며, 롤은 롤이 권취됨에 따라 외부 표면을 갖는 단계와;
    티슈 시트를 절단하여 롤을 완성하는 단계와;
    티슈 시트의 길이에 직각인 방향으로 롤의 제1 단부로부터 롤의 제2 대향 단부까지 연장되는 축 방향 통로를 형성하고 통로는 단지 티슈 시트에 의해 라이닝되는 완성된 롤을 맨드럴로부터 박리하는 단계
    를 포함하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 장력이 0.1 파운드/선형 인치 미만과 같이 약 0.2 파운드/선형 인치 미만의 크기로 롤의 형성 중에 티슈 시트에 대해 유지되는 방법.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 맨드럴을 회전시키는 단계에 추가하여, 롤이 중심 권취 및 표면 권취의 조합을 사용하여 권취되도록 이동 벨트가 권취 중에 롤의 외부 표면과 결합되고, 티슈 시트는 맨드럴과의 초기 접촉을 위해 벨트 상에서 운반되고, 맨드럴은 티슈 시트와 접촉되기 전에 티슈 시트가 벨트 상에서 이동하는 속도와 실질적으로 동일한 회전 속도로 가속되는 방법.
15. 제12항, 제13항 또는 제14항에 있어서, 티슈 시트를 약 0.2 파운드/선형 인치 이하의 장력에서 절단하여 롤을 완성하는 방법.
16. 제12항, 제13항, 제14항 또는 제15항에 있어서, 맨드럴은 권취 중에 티슈 시트에 대해 흡인력을 가하는 방법.
17. 제16항에 있어서, 맨드럴은 복수개의 가스 통로를 형성하는 홈이 있는(fluted) 맨드럴을 포함하고, 흡인력이 티슈 시트의 선행 모서리와 접촉 중인 동안에 맨드럴에 가해지는 방법.

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