KR20140114811A

KR20140114811A - 증강된 교차-방향 성질을 갖는 티슈 시트

Info

Publication number: KR20140114811A
Application number: KR1020147016635A
Authority: KR
Inventors: 마이클 앨런 허먼스; 레이첼 앨리슨 그라프; 사무엘 어거스트 넬슨
Original assignee: 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2014-09-29
Also published as: EP2794992B1; WO2013093676A1; AU2012356266A1; AU2012356266B2; US8500955B2; KR101496111B1; BR112014015393A2; EP2794992A4; MX345810B; BR112014015393B1; BR112014015393A8; US20130160960A1; EP2794992A1; CN104024524A; CN104024524B; MX2014007370A

Abstract

본 개시는 건조된 티슈 웹을 재습윤화하고, 재습윤화된 웹을 압축하고 웹을 재차 건조함으로써 제조된, 개선된 내구성을 갖는 티슈 웹을 제공한다. 이 개선된 내구성은 높은 교차-기계 방향(CD) 기울기로 나타난다.

Description

증강된 교차-방향 성질을 갖는 티슈 시트{TISSUE SHEETS HAVING ENHANCED CROSS-DIRECTION PROPERTIES}

일반적으로 제지업자, 특히 낮은 기본 중량 티슈 웹의 제조사들은 소정의 인장 강도에서 기계 및 교차 방향 기울기를 감소시키기 위해 시도해왔다. 예를 들어, 언더힐(Underhill)의 미국 특허 제7,972,474호는 상대적으로 높은 피크 강도, 상대적으로 낮은 기울기, 및 증가된 흡수 인장 에너지를 포함하는 증강된 교차-기계 방향 성질의 티슈를 개시하고 있다. 언더힐은 이 성질을 갖는 티슈 제품이 상대적으로 높은 강도 수준에서 증가된 연신성과 함께 상대적으로 낮은 강성도를 갖는다는 것을 보고했다. 일반적으로, 언더힐에서 제조된 제품은 약 2,000 내지 3,000 g/3 인치의 교차-기계 방향 기울기(CD 기울기)를 가졌다. 언더힐은 낮은 CD 기울기는 낮은 굽힘 강성도와 상관이 있고, 부드러운 티슈를 산출한다는 가설을 세웠다.

언더힐의 교시 외에, 제지업자들은 소정의 CD 인장에서 CD 인장 강도를 감소시킴으로써 또는 CD 신장율을 증가시킴으로써 CD 기울기를 감소시키기 위해 시도해왔다. 그러나, 증가된 CD 신장율 수준이 직물 기술에서의 진보에 의해 실용적이 됨에 따라, CD 기울기 값은 더욱 더 낮아졌고, 어떤 시점에서 낮은 CD 기울기는 약한 또는 "연약한" 티슈를 나타내는 것으로서 해석될 수 있다. 따라서, 몇몇 경우에서, 제지업자가 CD 기울기를 증가시키는 것이 바람직할 수 있다.

티슈 웹의 CD 기울기를 증가시키는 일 예가 멀렐리(Mullally)의 미국 특허 제7,300,543호에서 제공된다. 티슈 웹의 CD 기울기를 증가시키기 위해, 멀렐리는 크레이핑되지 않은 통기건조된 티슈 공정에서 깊은 불연속 포켓이 있는 제지 직물을 이용했다. 멀렐리의 웹은 증가된 CD 기울기를 갖지만, 이러한 CD 기울기는 원하는 수준의 속성을 가진 티슈, 예컨대 적절한 CD 인장 수준에서 수중의 물질을 제공하기에 충분하지 않을 수 있는 값을 가진다. 또한, 깊은 불연속 포켓이 있는 제품은 소비자가 원하지 않을 수 있다. 따라서, 본 기술 분야에는 증가된 CD 기울기를 갖는 티슈 웹 뿐만 아니라 그 제조 방법에 대한 필요가 남아있다.

건조된 티슈 웹을 재습윤화(rewetting)하고, 재습윤화된 웹을 압축하고 웹을 재차 건조함으로써 개선된 내구성 및 부드러움을 가진 티슈 웹을 제조할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이 개선된 내구성/부드러움 관계는 티슈에 대한 교차-기계 방향 하중 대 연신율 곡선의 기울기인, 높은 교차-방향 기울기(CD 기울기)에 의해 나타난다. 특히 소정의 CD 인장 및 CD 신장율 수준에서의, 높은 CD 기울기는 소비자에게 내구성이 있는 것으로서 인지되는 경향이 있는 제품을 야기한다. 또한, 높은 CD 기울기는 제품이 소비자에 의해 사용될 때 이로운 CD 신장율이 티슈로부터 쉽사리 없어지지 않는다는 것을 의미한다. 따라서, 높은 CD 기울기를 가진 티슈 제품은 CD에서 인장 하중을 받을 때, CD 신장율이 없어지는 것에 대해 저항할 것이다. 주로 기계 방향(MD)에서의 섬유 배향으로 인해 이 방향에서 티슈 웹이 통상적으로는 상대적으로 약하고 나쁘기 때문에 CD 성질이 특히 중요하다. 따라서 CD 기울기를 증가시키는 것은 매우 내구성이 있는 티슈를 제공한다는 면에서 매우 바람직하다. CD 인장 강도가 증가함으로써 CD 기울기가 단독으로 증가할 수 있지만, 이는 티슈를 딱딱하게 하여 소비자의 눈에는 덜 부드럽게 만드는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다. 그러므로 소비자-선호의 티슈 제품을 제공하는데 매우 바람직하도록 CD 인장 강도 및 CD 기울기의 적절한 조합이 결정된다.

따라서, 일 측면에서 본 개시는 약 1,500 g/3 인치 미만의 CD 인장, 약 12 % 초과의 CD 신장율 및 약 9,000 g/3 인치 초과의 CD 기울기를 갖는 티슈 웹을 제공한다.

다른 측면에서, 본 개시는 약 10 초과의 CD 기울기에 대한 CD 인장 비 및 약 10 % 초과의 CD 신장율을 갖는 티슈 웹을 제공한다.

또 다른 측면에서, 본 개시는 (a) 약 5 % 미만의 수분 함유량을 갖는 통기건조된 티슈 웹을 형성하는 것, (b) 웹을 재습윤화하는 것, (c) 재습윤화된 웹을 압축하는 것, 및 (d) 웹이 약 5 % 미만의 수분 함유량을 갖도록 압축된 웹을 건조하는 것을 포함하는 티슈 시트의 제조 방법을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 티슈 웹의 재습윤화, 압축 및 건조를 위한 일 실시양태의 도.
도 2a는 실시예에서 설명된 바와 같은 웹을 압축하는데 사용된 압축 플레이트의 정면도이고 도 2b는 그의 상세 단면도.
도 3은 보이스 패브릭스(Voith Fabrics)(위스콘신주, 애플톤 소재)가 제공하는 t-1205-2 TAD 직물의 사진.

정의

용어 "인장 강도", "MD 인장" 및 "CD 인장"은 일반적으로 크로스헤드 속도 254 mm/분, 풀 스케일 하중 4,540 g, 조(jaw) 스판(게이지 길이) 50.8 mm 및 시편 폭 762 mm를 사용하여 측정된, 임의의 소정의 배향으로 신장되거나 당겨지는 동안 재료가 견딜 수 있는 최대 응력을 의미한다. MD 인장 강도는 샘플이 기계 방향으로 당겨져 파열될 때 샘플 폭 3 인치당 피크 하중이다. 마찬가지로, CD 인장 강도는 샘플이 교차-기계 방향으로 당겨져 파열될 때 샘플 폭 3 인치당 피크 하중을 나타낸다. 1-겹 제품에서 각 인장 강도 측정은 1-겹에 대해서 행한다. 다겹 제품에서 인장 시험은 완성된 제품에서 예상되는 겹 수에 대해서 행한다. 예를 들어, 2-겹 제품은 한 번에 두 겹으로 시험되고, 기록된 MD 및 CD 인장 강도는 양 겹 모두의 강도이다.

JDC 정밀 샘플 절단기(트윙-알버트 인스트러먼트 콤파니(Thwing-Albert Instrument Company), 펜실베니아주, 필라델피아 소재, 모델 번호 JDC 3-10, 일련 번호 37333)를 사용하여 기계 방향(MD) 또는 교차-기계 방향(CD) 배향으로 3 인치(76.2 mm) x 5 인치(127 mm)의 긴 스트립을 절단함으로써 인장 강도 시험용 샘플을 제조한다. 인장 강도 측정을 위해 사용한 기구는 MTS 시스템즈 신테크(Systems Sintech) 11S, 일련 번호 6233이다. 데이타 획득 소프트웨어는 윈도우즈 버전 3.10용 MTS 테스트웍스(TestWorks)™(MTS 시스템즈 코프.(Systems Corp.), 노스캐롤라이나주, 리써치 트라이앵글 파크 소재)이다. 하중 셀은 피크 하중의 대부분이 하중 셀의 풀 스케일 값의 10 내지 90 %가 되도록 값을 가지도록, 시험되는 샘플의 강도에 따라, 최대 50 N 또는 100 N으로 선택된다. 조 사이의 게이지 길이는 2±0.04 인치(50.8±1 mm)이다. 조는 공압-동작을 사용하여 작동하고 고무 코팅된다. 최소 그립 면 폭은 3 인치(76.2 mm)이고, 조의 대략적 높이는 0.5 인치(12.7 mm)이다. 크로스헤드 속도는 10±0.4 인치/분(254±1 mm/분)이고, 파단 감도는 65 %로 설정된다. 샘플을 수직으로 및 수평으로 모두 중심에 오게, 기구의 조에 놓는다. 이어 시험을 시작하고 시편이 파단될 때 종료한다. 피크 하중은 시험되는 시편에 따른 시편의 "MD 인장 강도" 또는 "CD 인장 강도"로서 기록된다. "있는 그대로" 취한, 각 제품에 대해, 여섯(6) 개 이상의 대표 시편을 시험하고, 모든 개별적 시편 시험의 산술 평균이 제품에 대한 MD 또는 CD 인장 강도이다.

용어 "흡수된 인장 에너지"(약칭하여 "TEA")는 일반적으로 상술한 바와 같은 동일 인장 시험 동안 응력-변형 곡선 아래의 면적을 의미한다. 면적은, 시트가 변형되어 파열되고 시트 상에 놓인 하중이 피크 인장 하중의 65 %로 떨어질 때 도달한 변형 값에 기초한다. 종이 시트의 두께가 일반적으로 알려지지 않았고 시험 중에 변하기 때문에, 시트의 단면적은 무시하고 단위 길이당 하중으로서 또는 통상적으로 폭 3 인치당 그램의 단위로 시트 상의 "응력"을 기록하는 것이 일반적인 관행이다. TEA 계산에서, 응력은 센티미터당 그램 및 적분으로 계산된 면적으로 환산된다. 변형의 단위는 센티미터당 센티미터이므로 최종 TEA 단위는 g-cm/cm²가 된다.

용어 "신장율", "MD 신장율", 및 "CD 신장율"은 일반적으로 임의의 소정의 배향에서 슬랙-보정(slack-corrected) 게이지 길이로 나눈, 그의 피크 하중을 발생시키는 점에서의 시편의 슬랙-보정 연신율의 비를 의미한다. 신장율은 상술한 바와 같이 인장 강도를 측정하는 중의 MTS 테스트웍스™의 출력이다. 신장율은 백분율로서 기록된다.

용어 "CD 기울기"는 일반적으로 CD 신장율에 대한 CD 인장을 플롯하여 얻은 선의 기울기를 의미하고 상술한 바와 같이 인장 강도를 측정하는 중의 MTS 테스트웍스™의 출력이다. 기울기는 샘플 폭(인치)의 단위당 그램(g)의 단위로 기록되고, 시편 폭으로 나눈 시편-발생력(specimen-generated force) 70 내지 157 g(0.687 내지 1.540 N)의, 하중-보정 변형 점에 피팅된 최소-제곱 직선의 경사로서 측정된다.

본원에서 사용된 바와 같은, 시트 "캘리퍼(caliper)"는 TAPPI 시험 방법 T402 "종이, 보드, 펄프 핸드시트 및 관련 제품을 위한 표준 조건 및 시험 환경" 및 쌓아진 시트를 위한 T411 om-89 "종이, 종이보드 및 조합된 보드의 두께(캘리퍼)"와 노트 3에 따라 측정된 단일 시트의 대표 두께이다. T411 om-89를 수행하는데 사용한 마이크로미터는 엠베코(Emveco) 200-A 티슈 캘리퍼 시험기(엠베코, 인크.(Emveco, Inc.), 오레곤주, 뉴버그 소재)이다. 마이크로미터는 2 k-Pa의 하중, 2500 mm²의 압력 풋(foot) 면적, 56.42 mm의 압력 풋 직경, 3 초의 체류 시간 및 초당 0.8 mm의 하강 속도를 갖는다.

본원에서 사용된 바와 같은, 시트 "벌크"는, 제곱 미터당 그램으로 표현된 건조 기본 중량으로 나눈, 마이크로미터로 표현된 "캘리퍼"의 계수로서 계산된다. 그로부터 얻은 시트 벌크는 그램당 세제곱 센티미터로 표현된다.

본원에서 사용된 바와 같은, 용어 "시트 수분"은 일반적으로 티슈 웹의 10 풋 시트 세그먼트에 대한 평균 시트 수분을 의미한다. 시트 수분은 수분-함유 시트를 칭량하고 이 시트의 중량을, 수분이 제거될 때까지 오븐에서 시트를 건조한 후의 시트 중량과 비교함으로써 측정된다. 시트 수분을 측정하기 위한 적합한 시험 방법은 TAPPI 시험 T-210 cm-93이다.

상세한 설명

건조된 티슈웹을 재습윤화시키고, 압축하고 재차 건조시킴으로써 증강된 교차 기계(CD) 성질, 예컨대 CD 기울기 및 CD 신장율을 갖는 티슈 웹을 제조할 수 있다는 것이 현재 놀랍게도 발견되었다. 예를 들어, 일 실시양태에서, 약 15 내지 약 60 g/m²(gsm)의 기본 중량 및 약 0.5 내지 약 5 %의 수분 함유량을 갖는 크레이핑되지 않은 통기 건조된("UCTAD") 티슈 웹을 얻기 위해, 본 기술 분야에서 알려진 방법, 예컨대 미국 특허 제5,772,845호에 개시된 것에 따라 티슈 웹을 제조할 수 있다. 이어 건조된 티슈 웹을 수분 함유량이 약 10 % 이상, 바람직하게는 약 15 내지 약 50 %로 증가하도록 재습윤화시킨다. 이어 재습윤화된 티슈 웹을 바람직하게는 제곱 인치당 약 1,000 파운드(psi) 이상, 예컨대 약 2000 내지 약 10,000 psi의 압력에서 압축시킨다. 압축 후, 재습윤화되고 압축된 티슈 웹을 재차 건조하여 수분 함유량 약 0.5 내지 약 5 %, 및 더 바람직하게는 약 1 내지 약 3 %를 갖는 티슈 웹을 얻는다. 그로부터 얻은 티슈 웹은 개선된 CD 성질을 갖는다.

따라서, 특정 실시양태에서, 재습윤화되고 압축된 티슈 웹은 약 10 % 초과, 더 구체적으로는 약 12 내지 약 25 %, 더 구체적으로는 약 12 내지 약 20 %, 더 구체적으로는 약 12 내지 약 18 %의 CD 신장율을 가질 수 있다.

시트의 부드러움 또는 강성도를 나타내는, 본 발명의 티슈 웹의 CD 기울기는 약 9,000 내지 약 18,000 g/3 인치, 더 구체적으로는 약 10,000 내지 약 16,000 g/3 인치 및 보다 더 구체적으로는 약 12,000 내지 약 14,000 g/3 인치일 수 있다. 바람직하게, CD 기울기는 CD 인장이 약 1,500 g/3 인치 미만, 및 더 바람직하게는 약 800 내지 약 1,000 g/3 인치인 티슈 웹에서 달성된다. 앞서 언급한 바와 같이, CD 기울기는 CD 인장의 증가에 의해 증가될 수 있지만, 강성도 및 부드러움에 부정적인 효과가 있다. 따라서, 본 발명의 목적 중 하나는 웹의 부드러움을 유지하지만, 증가된 CD 기울기의, 상대적으로 적당한 CD 인장을 갖는 티슈 웹을 제공하는 것이다.

티슈 시트의 전체적 내구성을 나타내는, 본 개시의 티슈 웹의 CD TEA는 제곱 센티미터당 약 8 그램-센티미터(g-cm/cm²) 이상, 더 구체적으로는 약 8 내지 약 16 g-cm/cm², 및 더 구체적으로는 약 10 내지 약 14 g-cm/cm²일 수 있다.

다른 실시양태에서, 본 개시의 티슈 웹은 소정의 CD 인장에서 CD 신장율 및 CD 기울기 양자 모두의 신규 조합을 갖는다. 예를 들어, 바람직하게 티슈 웹은 약 1,500 g/3 인치 미만의 CD 인장, 약 12 % 초과의 CD 신장율, 및 약 9,000 g/3 인치 초과의 CD 기울기를 갖는다.

특정 CD 인장 및 CD 신장율 수준에서 이러한 CD 기울기 증가는, 통상적으로 소정의 CD 인장에서 CD 기울기를 감소시키려는 시도를 하는, 선행 기술 티슈에 대한 개선이다. 본 개시에 따라 제조된 티슈 웹과 선행 기술 웹의 비교를 하기에 제공한다.

본 개시에 따라 만들어진 티슈 웹은 균일 섬유 지료로 만들어질 수 있고 또는 단일- 또는 다-겹 제품 내의 층을 제조하는 중층 섬유 지료로 형성될 수 있다. 중층 베이스 웹은 본 기술 분야에서 알려진 장비, 예컨대 다-층 헤드박스를 사용하여 형성될 수 있다. 베이스 웹의 강도 및 부드러움 모두는 층상 티슈, 예컨대 중층 헤드박스로부터 제조된 것을 통해 원하는 바와 같이 조정될 수 있다.

예를 들어, 상이한 섬유 지료는 원하는 특성을 갖는 층을 생성하기 위해 각 층에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 연질목재 섬유를 함유하는 층은 경질목재를 함유하는 층보다 높은 인장 강도를 갖는다. 한편, 경질목재 섬유는 웹의 부드러움을 증가시킬 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시의 단일 겹 베이스 웹은 주로 경질목재 섬유를 함유하는 제1 외부층 및 제2 외부층을 포함한다. 경질목재 섬유는 필요한 경우, 약 10 중량% 이하량의 파지 및/또는 약 10 중량% 이하량의 연질목재 섬유와 혼합될 수 있다. 베이스 웹은 제1 외부층과 제2 외부층 사이에 위치한 중간층을 더 포함한다. 중간층은 주로 연질목재 섬유를 함유할 수 있다. 필요한 경우, 다른 섬유, 예컨대 고-인장 섬유 또는 합성 섬유가 약 10 중량% 이하량으로 연질목재 섬유와 혼합될 수 있다.

중층 섬유 지료로부터 웹을 구성할 때, 각 층의 상대 중량은 특정 용도에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 일 실시양태에서, 3 층을 함유하는 웹을 구성할 때, 각 층은 웹의 총 중량의 약 15 내지 약 40 %, 예컨대 웹 중량의 약 25 내지 약 35 %일 수 있다.

최종 제품의 습윤 강도를 증가시키기를 원함에 따라 습윤 강도 수지를 지료에 첨가할 수 있다. 현재, 가장 통용되는 습윤 강도 수지는 폴리아미드-폴리아민 에피클로로히드린 수지로 칭하는 폴리머의 분류에 속한다. 허큘리스, 인크.(Hercules, Inc.)(키멘(Kymene)™), 헨켈 코프.(Henkel Corp.)(피브라본드(Fibrabond)™), 보르덴 케미칼(Borden Chemical)(카사미드(Cascamide)™), 조지아-퍼시픽 코프.(Georgia-Pacific Corp.) 등을 포함하는, 이 수지 유형의 많은 상업적 공급업체들이 있다. 이 폴리머는 주쇄를 따라 분포된 반응성 가교기를 함유하는 폴리아미드 주쇄를 갖는 것을 특징으로 한다. 다른 유용한 습윤 강도제는 아메리칸 시안아미드(American Cyanamid)가 파레즈(Parez)™ 상표명으로 판매한다.

마찬가지로, 최종 제품의 건조 강도를 증가시키기를 원함에 따라 건조 강도 수지를 지료에 첨가할 수 있다. 이러한 건조 강도 수지는 잘 알려진 바와 같은 카르복실메틸 셀룰로스(CMC), 임의의 유형의 전분, 전분 유도체, 검, 폴리아크릴아미드 수지 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 이러한 수지의 상업적 공급업체는 상술한 습윤 강도 수지를 공급하는 것과 동일하다.

지료에 첨가될 수 있는 또 다른 강도 화학약품은 케미라(Kemira)(조지아주, 아틀란타 소재)로부터 입수가능한 베이스트렝스(Baystrength) 3000이고, 이는 티슈 웹에 건조 및 일시적인 습윤 인장 강도를 부여하기 위해 사용되는 글리옥살레이티드 양이온성 폴리아크릴아미드이다.

상술한 바와 같이, 본 개시의 티슈 제품은 일반적으로 본 기술 분야에서 알려진 임의의 다양한 제지 공정에 의해 형성될 수 있다. 바람직하게 티슈 웹은 통기 건조에 의해 형성되고 크레이핑되거나 크레이핑되지 않을 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 제지 공정은 접착 크레이핑, 습윤 크레이핑, 이중 크레이핑, 엠보싱, 습식 압축, 공기 압축, 통기 건조, 크레이핑된 통기 건조, 크레이핑되지 않은 통기 건조, 뿐만 아니라 종이 웹을 형성하는 다른 단계를 이용할 수 있다. 이러한 기술의 몇몇 예가 미국 특허 제5,048,589호, 제5,399,412호, 제5,129,988호 및 제5,494,554호에 개시되어 있고, 이 모두는 본 개시와 일치하는 방식으로 본원에 포함된다. 다-겹 티슈 제품을 형성할 때, 별도의 겹들은 원하는 바에 따라 동일한 공정으로 또는 상이한 공정으로 만들 수 있다.

예를 들어, 일 실시양태에서, 티슈 웹은 본 기술 분야에서 알려진 공정을 사용하여 형성된, 크레이핑되고 통기 건조된 웹일 수 있다. 이러한 웹을 형성하기 위해, 롤에 의해 적합하게 지지되고 구동되는 무단(endless) 이동 형성 직물(forming fabric)은 헤드박스로부터 나오는 층상 제지 원료를 수용한다. 진공 박스는 형성 직물 아래에 배치되고 섬유 지료로부터 물을 제거하도록 구성되어 웹을 형성하는 것을 돕는다. 형성 직물로부터, 형성된 웹이 와이어 또는 펠트일 수 있는 제2 직물로 이송된다. 직물은 복수의 안내 롤에 의해 연속 경로 주위의 움직임에 대해 지지된다. 웹을 이송하기 위해, 웹이 직물에서 직물로 이송되는 것을 촉진하도록 설계된 픽업 롤을 포함할 수 있다.

바람직하게, 형성된 웹은 회전가능한 가열된 건조기 드럼, 예컨대 양키 건조기의 표면으로 이송함으로써 건조된다. 웹은 통기건조 직물로부터 직접 양키로 이송될 수 있고, 또는 바람직하게는, 이어 웹을 양키 건조기로 이송하는데 사용되는 각인 직물로 이송될 수 있다. 본 개시에 따라, 본 개시의 크레이핑 조성물은 웹이 직물 상에서 이동할 때 티슈 웹에 국부적으로 도포될 수 있고, 또는 티슈 웹의 일면 상에 이송하기 위한 건조기 드럼의 표면에 도포될 수 있다. 이 방식에서, 크레이핑 조성물은 티슈 웹을 건조기 드럼에 부착하는데 사용된다. 이 실시양태에서, 웹이 건조기 표면의 회전 경로의 일부를 통해 이송됨에 따라, 열은 웹에 전달되어 웹 내에 함유된 수분 대부분이 증발되도록 야기한다. 이어 웹은 크레이핑 블레이드에 의해 건조기 드럼으로부터 제거된다. 형성된 바와 같은 크레이핑 웹은 더욱 웹 내의 내부 결합을 감소시키고 부드러움을 증가시킨다. 한편, 크레이핑 중에 웹으로 크레이핑 조성물을 도포하는 것은 웹의 강도를 증가시킬 수 있다.

또 다른 실시양태에서, 형성된 웹은 양키 건조기일 수 있는, 회전가능한 가열된 건조기 드럼의 표면으로 이송된다. 일 실시양태에서, 프레스 롤은 흡입 압력 롤을 포함한다. 웹을 건조기 드럼의 표면에 부착하기 위하여, 크레이핑 접착제를 분사 장치에 의해 건조기 드럼의 표면으로 도포할 수 있다. 분사 장치는 본 개시에 따라 만들어진 크레이핑 조성물을 방출할 수 있거나 또는 종래의 크레이핑 접착제를 방출할 수 있다. 웹은 건조기 드럼의 표면에 부착되고 이어 크레이핑 블레이드를 사용하여 드럼으로부터 크레이핑된다. 필요한 경우, 건조기 드럼은 후드와 결합될 수 있다. 후드는 웹에 대하여 또는 웹을 통하여 공기를 강제 이동시키는데 사용될 수 있다. 건조기 드럼으로부터 크레이핑되면, 웹은 릴에 감기기 전에 냉각 릴 드럼 주위로 임의적으로 공급되고 냉각될 수 있다.

섬유상 웹의 형성 중에 크레이핑 조성물을 도포하는 외에도, 크레이핑 조성물은 후-형성 공정에서 또한 사용될 수 있다. 예를 들면, 일 측면에서, 크레이핑 조성물은 인쇄-크레이핑 공정 중에 사용될 수 있다. 구체적으로, 섬유상 웹에 국부적으로 도포되면, 크레이핑 조성물은 예컨대 인쇄-크레이핑 작동에서 섬유상 웹을 크레이핑 표면에 부착하는 것에 아주 적합하다는 것이 밝혀졌다.

예를 들어, 섬유상 웹이 형성되고 건조되면, 크레이핑 조성물은 웹의 한 면 이상에 도포될 수 있고 이어 웹의 한 면 이상이 크레이핑될 수 있다. 일반적으로, 크레이핑 조성물은 단지 웹의 한 면에만 도포될 수 있고, 단지 웹의 한 면만이 크레이핑될 수 있고, 크레이핑 조성물은 웹의 양 면에 도포될 수 있고 웹의 단지 한 면은 크레이핑되고, 또는 크레이핑 조성물은 웹의 각 면에 도포될 수 있고 웹의 각 면이 크레이핑될 수 있다.

크레이핑되면, 티슈 웹은 건조 스테이션을 통해 당겨질 수 있다. 건조 스테이션은 임의의 형태의 가열 유닛, 예컨대 적외선 열, 마이크로웨이브 에너지, 열풍 등으로 동력이 공급되는 오븐을 포함할 수 있다. 건조 스테이션은 웹을 건조하고/하거나 크레이핑 조성물을 경화하기 위해 몇몇 용도에서 필요할 수 있다. 그러나, 선택된 크레이핑 조성물에 따라, 건조 스테이션이 필요하지 않을 수 있다.

다른 실시양태에서, 베이스 웹은 예를 들어, 미국 특허 제5,656,132호 및 제6,017,417호(이에 의해 양자 모두 본 개시와 일치하는 방식으로 본원에 참조로 포함됨)에서 설명된 바와 같이 크레이핑되지 않은 통기건조 공정에 의해 형성된다. 제지 헤드박스를 갖는 트윈 와이어 형성기는 제지 섬유의 수성 현탁액의 지료를 복수의 형성 직물, 예컨대 외부 형성 직물 및 내부 형성 직물 상에 주입 또는 증착하고, 그에 의해 습윤 티슈 웹을 형성한다. 본 개시의 형성 공정은 제지 산업에서 알려진 임의의 종래 형성 공정일 수 있다. 이러한 형성 공정은 초지기(Fourdriniers), 지붕 형성기, 예컨대 흡입 브레스트 롤 형성기 및 간극 형성기, 예컨대 트윈 와이어 형성기 및 크리센트 형성기를 포함하나, 이에 제한되지 않는다.

내부 형성 직물이 형성 롤을 중심으로 회전함에 따라 습윤 티슈 웹이 내부 형성 직물 상에 형성된다. 습윤 티슈 웹이 부분적으로 탈수됨에 따라, 내부 형성 직물은 신규하게-형성된 습윤 티슈 웹을 지지하고 공정의 하류로 이송하는 역할을 한다. 습윤 티슈 웹의 추가적 탈수는 내부 형성 직물이 습윤 티슈 웹을 지지하는 동안, 공지된 제지 기술, 예컨대 진공 흡입 박스에 의해 수행될 수 있다. 습윤 티슈 웹은 약 20 % 이상, 더 구체적으로는 약 20 내지 약 40 %, 및 더 구체적으로는 약 20 내지 약 30 %의 콘시스텐시로 추가적으로 탈수될 수 있다.

형성 직물은 일반적으로 임의의 적합한 다공성 재료, 예컨대 금속 와이어 또는 중합체 필라멘트로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 적합한 직물은 알바니 인터네셔날(Albany International)(뉴욕주, 알바니 소재)로부터 입수가능한 알바니 84M 및 94M, 모두 아스텐 포밍 패브릭스, 인크.(Asten Forming Fabrics, Inc.)(위스콘신주, 애플톤 소재)로부터 입수가능한 아스텐 856, 866, 867, 892, 934, 939, 959, 또는 937; 아스텐 신위브 디자인(Synweve Design) 274; 및 보이스 패브릭스(위스콘신주, 애플톤 소재)로부터 입수가능한 보이스 2164를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 또한 부직 베이스층을 구성하는 형성 직물 또는 펠트가 유용할 수 있고, 압출된 폴리우레탄 발포체, 예컨데 스펙트라 시리즈(Spectra Series)로 만들어진 스카파 코포레이션(Scapa Corporation)의 것을 포함한다.

이어 습윤 웹은 고체 콘시스텐시가 약 10 내지 약 35 %, 및 구체적으로 약 20 내지 약 30 %일 동안 형성 직물로부터 이송 직물(transfer fabric)로 이송된다. 본원에서 사용된 바와 같은, "이송 직물"은 웹 제조 공정의 형성 섹션과 건조 섹션 사이에 위치한 직물이다.

이송 직물로의 이송은 양의 및/또는 음의 압력의 도움으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 일 실시양태에서, 진공 슈(shoe)는 형성 직물 및 이송 직물은 진공 슬롯의 선단 에지에서 동시에 집적되고 발산하도록 음의 압력을 적용할 수 있다. 통상적으로, 진공 슈는 수은 약 10 내지 약 25 인치의 수준으로 압력을 공급한다. 상기 언급한 바와 같이, 진공 이송 슈(음의 압력)는 웹의 반대면으로부터의 양의 압력의 사용으로 보충되거나 대체되어 다음 직물 상으로 웹을 날려보낼 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 다른 진공 슈 또한 섬유상 웹을 이송 직물의 표면 상으로 당기는 것을 돕기 위해 사용될 수 있다.

통상적으로, 이송 직물은, 일반적으로 웹의 그의 교차 또는 기계 방향으로의 신장율을 의미하는 웹의 MD 및 CD 신장율(샘플 파손에서의 퍼센트 연신율으로 표현됨)을 증강시키기 위해 형성 직물보다 느린 속도로 이동한다. 예를 들어, 두 직물 간 상대적인 속도 차이는 약 1 내지 약 30 %, 몇몇 실시양태에서는 약 5 내지 약 20 %, 및 몇몇 실시양태에서는 약 10 내지 약 15 %일 수 있다. 이는 일반적으로 "러쉬 이송"으로 칭해진다. "러쉬 이송" 중, 웹의 많은 결합은 끊어지는 것으로 믿어지고, 이에 의해 시트를 굽히고 이송 직물의 표면 상의 함몰부로 접혀지게 한다. 이송 직물의 표면의 윤곽에 대한 이러한 몰딩은 웹의 MD 및 CD 신장율을 증가시킬 수 있다. 한 직물로부터 다른 것으로의 러쉬 이송은 다음의 특허, 미국 특허 제5,667,636호, 제5,830,321호, 제4,440,597호, 제4,551,199호, 제4,849,054호 중 임의의 하나에서 교시된 원리를 따를 수 있고, 이에 의해 이 모두는 본 개시와 일치하는 방식으로 본원에 참조로 포함된다.

이어 습윤 티슈 웹은 이송 직물로부터 통기건조 직물로 이송된다. 통상적으로, 이송 직물은 통기건조 직물과 대략적으로 동일한 속도로 이동한다. 그러나, 특정 실시양태에서, 제2 러쉬 이송은 웹이 이송 직물로부터 통기 직물로 이송함에 따라 수행될 수 있다. 이 러쉬 이송은 본원에서 제2 위치에서 발생하는 것으로서 칭해지고 이송 직물보다 낮은 속도에서 통기건조 직물을 작동시킴으로써 달성된다. 두 구별되는 위치, 즉 제1 및 제2 위치에서 러쉬 이송을 수행함으로써, 증가된 CD 신장율을 갖는 티슈 제품이 제조될 수 있다.

습윤 티슈 웹을 이송 직물로부터 통기건조 직물로 러쉬 이송하는 것 외에, 습윤 티슈 웹은 진공 이송 롤 또는 진공 슈 같은 진공 이송 슈의 도움으로 통기 건조 직물의 표면에 일치하도록 거시적으로 재배열될 수 있다. 필요한 경우, 통기건조 직물은 그로부터 얻은 티슈 제품의 신장율을 더 증강시키기 위해 이송 직물의 속도보다 느린 속도에서 진행할 수 있다. 이송은 습윤 티슈 웹이 통기건조 직물의 표면형상에 일치하는 것을 보장하기 위해 진공 도움으로 수행될 수 있다.

특히 바람직한 실시양태에서, 웹의 거시적인 재배열을 보장하여 원하는 벌크 및 외관을 제공하기 위해, 바람직하게는 진공의 도움으로 최종 건조를 위한 통기건조 직물로 웹을 이송한다. 별도의 이송 및 통기건조 직물의 사용은, 두 직물이 독립적으로 주요 제품 요건을 다루도록 구체적으로 설계될 수 있게 하기 때문에, 다양한 장점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 이송 직물은 일반적으로 높은 러쉬 이송 수준에서 높은 MD 신장율으로의 효과적 변환을 하도록 최적화되지만, 통기건조 직물은 벌크 및 CD 신장율을 전달하도록 설계된다. 그러므로 최적화된 구성에서 적당히 거칠고 적당히 3-차원인 이송 직물 및 완전히 거칠고 3-차원인 통기건조 직물을 갖는 것이 유용하다. 결과는, 상대적으로 평활한 시트는 이송 섹션을 떠나고 이어 거시적으로 재배열되어(진공 도움으로) 통기건조 직물의 높은 벌크, 높은 CD 신장율 표면 형상을 제공하는 것이다. 시트 표면형상은 이송에서 통기건조 직물로 완전히 변하고 섬유는 거시적으로 재배열되고, 이는 현저한 섬유-섬유 움직임을 포함한다.

건조 공정은 제한 없이, 통기건조, 적외선 방사, 마이크로웨이브 건조 등을 포함하는, 습윤 웹의 벌크 또는 두께를 보존하려는 경향이 있는 임의의 비압축적 건조 방법일 수 있다. 그의 상업적 이용가능성 및 실용성 때문에, 통기건조는 잘 알려져 있으며 본 발명의 목적을 위하여 비압축적으로 웹을 건조하기 위한 하나의 통용되는 수단이다. 적합한 통기건조 직물은 미국 특허 제6,998,024호에 개시된 것과 같이, 실질적으로 연속인 기계 방향 리지(ridges)가 있는 직물을 제한 없이 포함하고, 리지는 함께 분류된 다수의 경사(warp) 스트랜드로 만들어진다. 다른 적합한 통기건조 직물은, 본 개시와 일치하는 방식으로 본원에 포함된 미국 특허 제7,611,607호에 개시된 것, 특히 프레드(Fred)(t1207-7), 젯슨(Jetson)(t1207-6) 및 잭(Jack)(t1207-12)으로 나타낸 직물을 포함한다. 웹은 바람직하게는 양키 건조기의 표면에 대해 압축됨 없이 및 후속의 크레이핑 없이, 통기건조 직물 상에서 최종 건조로 건조된다.

웹의 CD 성질, 구체적으로는 CD 기울기를 더 증가시키기 위하여, 건조된 티슈 웹을 도 1에 도시된 바와 같이, 재습윤화하고, 압축하고, 재차 건조할 수 있다. 도 1에서 보여지는 바와 같이, 건조된 티슈 웹(10)(화살표(15)로 나타낸 방향으로 이동함)은 웹의 하나의 또는 양(도시되지 않음)면 상의 하나 이상의 가습 샤워(20)를 사용하여 재습윤화된다(본원에서 가습된으로서 또한 칭해짐). 가습 샤워는 물 샤워(예를 들면, 수압, 공기 무화된 또는 초음파 샤워) 또는 증기 샤워 또는 물 샤워 및 증기 샤워의 조합을 포함할 수 있다. 웹의 이 재습윤화는 액체, 물 에멀젼, 액체 혼합물, 분산액, 물 분무, 증기, 또는 본 기술 분야에서 알려진 다른 수단으로 수행될 수 있고, 따라서 웹의 수분 함유량은 약 10 내지 50 %, 가장 바람직하게는 약 15 내지 약 40 %의 수준으로 상승된다(재습윤화 장치(20) 후 및 압축 기구(52),(54) 전 측정함). 이 실시양태에 따라, 재습윤화 장치(20)는, 압축 기구 유형 및 원하는 용도에 따라, 압축 기구(54),(56)의 닙(nip)(58) 전에 매우 근접하게 놓인다. 재습윤화 장치(20)의 위치는 원하는 진행 속도로 재습윤화 후, 닙(58)전의 임비션(imbition) 시간이 약 2 초 미만이 되도록 조정된다. 이 설명에서, 임비션 시간까지란 닙에서의 압축의 효과 전 재습윤화가 효과가 있기 위한 시간 동안의 시간을 의미하고, 이러한 이유로, 임비션 시간은 압축 닙에서 압착된 표면의 접촉이 종료할 때, 즉, 닙 효과 중에 압착 압력이 작용하는 것이 중단될 때 종료한다.

특히 바람직한 실시양태에서 가습 샤워는 선단(24) 및 후단 에지(26)를 정의하는 하우징(22)을 갖는 증기 샤워(20)를 포함한다. 하우징(22) 내에는 교차 방향에서 일정한 간격으로 이격되고 증기 챔버(30)로 증기를 분배하는, 독립적으로 제어되는 노즐(31)의 뱅크가 있다. 증기의 공급은 증기 공급 헤더(29)에 의해 제공되고 각 노즐(31)에 대한 증기의 공급은, 수분 검출기(도시되지 않음), 예를 들어 가습 샤워의 하류에 위치한 감마 게이지로부터 수분 수준 피드백을 받고 그에 따라 증기 제어 밸브(32)를 조정하는, 컴퓨터(도시되지 않음)에 의해 제어된다. 수분 첨가의 양은 시트의 수분을 약 10 내지 약 50 %로 증가시키도록 제어할 수 있다. 수분 첨가는 프로파일링을 완수한 후 균일한 수분 수준이 적용될 수 있도록 행해질 수 있다. 프로파일링 및 수분 첨가는 하나 이상의 샤워의 조합으로 행해질 수 있다. 증기 샤워가 물 샤워와 함께 사용될 경우, 바람직한 구성은 물 샤워 다음에 증기 샤워를 가질 수 있다.

특히 바람직한 실시양태에서, 샤워(20)는 후속적으로 시트를 공기로 냉각하기 위한 제2 챔버(34)로 설계될 수 있다. 따라서, 증기가 웹에 도포된 후, 웹은 밸브(42)로 제어되는 헤더(39) 및 노즐(41)을 통해 냉각된 공기를 냉각 챔버(34)로 공급함으로써 냉각될 수 있다. 따라서, 바람직한 실시양태에서, 샤워 기구는 수분 수준을 증가시키고, 불균일성을 고치고 이어 시트를 180 ℉ 미만의 온도로 냉각시킨다. 웹의 냉각은 압축 동안 증기 응축 및 캘리퍼 보존을 촉진하도록 의도된다. 증기 샤워는 바람직하게는 압축 기구 닙에 매우 근접하게 위치하여 스팀 도포와 압축 사이의 시간이 최소화된다. 이 시간을 최소화하는 것은 웹의 두께를 가로지르는 수분의 구배를 보존할 수 있다. 이 바람직한 실시양태에 따라, 압축 전에 가습 샤워를 사용하여 윤활제를 첨가하는 것이 바람직할 수 있다. 분무된 윤활제는 상업적으로 알려진 분산액/에멀젼, 예컨대 칼슘 스테아레이트, 폴리에틸렌 에멀젼, 폴리글리세라이드 등일 수 있다. 윤활제 용액은 정상 작동 중에 가열된 롤의 냉각을 방지 또는 감소시키기 위하여 가열될 수 있다.

가습 후, 재습윤화된 웹(50)은 압축 기구, 예컨대 화살표(56)으로 나타낸 방향으로 회전하는 이격되어 떨어진 롤(52),(54) 쌍을 통해 통과한다. 도 1에서 나타낸 압축 기구가 대향하는 롤(52),(54) 쌍을 포함하지만, 재습윤화된 웹이 통과하여 이동하고 압축을 받는 닙 점을 제공하기 위해 다양한 프레스가 이용될 수 있음을 이해해야 한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 압축 기구는, 그 사이에 닙(58)을 형성하는 롤(52) 및 (54)의 쌍을 포함할 수 있다. 롤은 가열되거나 가열되지 않을 수 있고 닙 압력 약 1,000 내지 약 10,000 psi, 예컨대 약 1,500 내지 약 5,000 psi 및 더 바람직하게는 약 2,000 내지 약 4,000 psi를 가질 수 있다. 롤이 가열되는 경우에, 롤으로의 투입은 웹의 압축 동안 약 75 내지 약 200 ℉의 롤 표면 온도를 유지하기에 충분해야 한다.

압축 기구의 표면은 평활하거나 패턴화될 수 있다. 압축의 표면이 패턴화된 경우에 패턴은, 홈이 닙에서 다른 하나와 수직하게 배향되도록 각 롤 상에 배치된 일련의 홈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상부 롤(52)은 롤(52)의 원주방향으로 연장된, 이격되어 떨어진 홈을 가질 수 있고, 홈은 실질적으로 평행한 면 및 평평한 상부를 가지고 폭이 약 1 내지 약 3 mm로 측정되고 약 1 내지 약 5 mm로 이격되어 떨어져 있다. 하부 롤(54)은 롤(52)의 축 방향으로 연장된 떨어진 홈을 가질 수 있고, 홈은 실질적으로 평행한 면 및 평평한 상부를 가지고 폭이 약 1 내지 약 3 mm로 측정되고 약 1 내지 약 5 mm로 이격되어 떨어져 있다. 상부 롤(52)의 원주방향으로 이격되어 떨어진 홈 및 하부 롤(54)의 축 방향으로 이격되어 떨어진 홈이 재습윤화된 웹(50)을 압축하기 위해 닙(58)에 거의 근접하게 이동할 때, 홈들은 서로 실질적으로 수직하게 배향된다.

압축 후에, 웹(60)은 바람직하게 약 10 내지 약 50 %, 더 바람직하게는 약 20 내지 약 40 %, 예컨대 약 25 내지 약 35 %의 수분 함유량을 갖는다. 재습윤화되고 압축된 웹(60)은 웹의 최종 건조를 위한 건조 장치로 이송된다. 건조 장치는 제1 보조 건조 장치를 포함할 수 있다. 이러한 보조 건조기는 적외선 건조기, 마이크로웨이브 건조기, 라디오 주파수 건조기, 음파 건조기, 유전체 건조기, 자외선 건조기 및 그 조합을 포함할 수 있다. 마이크로웨이브 건조기는 셀 벽 내의 물을 선택적으로 가열하고, 그에 의해 물을 증발시키고, 셀룰로스에 현저하게 영향을 미치지 않고 섬유로부터 물을 더 급속하게 제거할 수 있게 하기 때문에, 이 저-수분 상황에서 마이크로웨이브 건조기를 사용하는 것은 이상적이다. 대안으로서 보조 건조기 쌍, 예컨대 적외선 건조기 쌍이 재습윤화되고 압축된 웹을 건조하기 위해 직렬로 사용될 수 있다.(3, 4 개 이상의 일차 건조기들이 직렬로 사용될 수 있음이 이해된다.) 보조 건조기는 재습윤화되고 압축된 티슈 웹을 최종 수분 함유량이 약 5 % 이하, 예컨대 약 0.5 내지 약 3 %가 되도록 건조한다.

티슈 웹이 건조되고, 재습윤화되고 다시 건조되면, 릴링 전에 건조된 티슈 웹을 건조기로 이송하는 것 또는 대안적인 단축된 방법, 예컨대 마이크로크레이핑에 의해 건조된 티슈 웹을 크레이핑하는 것이 가능하다.

본 개시의 공정은 다-겹 티슈 제품을 형성하는데 아주 적합하다. 다-겹 티슈 제품은 2 겹, 3 겹, 또는 그 이상의 겹을 함유할 수 있다. 일 특정 실시양태에서, 두-겹으로 말린 티슈 제품은, 양 겹 모두가 예를 들면 크레이핑되지 않은 통기건조와 같은 동일한 제지 공정을 사용하여 제조되는, 본 개시에 따라 형성된다. 하지만, 다른 실시양태에서, 겹들은 상이한 두 공정에 의해 형성될 수 있다. 일반적으로 롤로 감기기 전에, 제1 겹 및 제2 겹이 함께 부착된다. 웹을 함께 적층하기 위한 임의의 적합한 방식이 사용될 수 있다. 예를 들어, 공정은 섬유 엉킴을 통해 겹들이 기계적으로 함께 부착되게 하는 크림핑 장치를 포함한다. 그러나, 대안적인 실시양태에서, 겹들을 함께 부착하기 위하여 접착제를 사용할 수 있다.

실시예

크레이핑되지 않은 통기 건조된 티슈 샘플을 미국 특허 제5,772,845호에서 설명된 바와 같이 형성 직물, 이송 직물 및 통기건조 직물을 갖는 티슈 기계 상에 제조했고, 이로써 그 개시는 본 개시와 일치하는 방식으로 본원에 참조로 포함된다. 단일-층 티슈를 50 중량% 노던 연질목재와 50 % 유칼립투스 섬유의 블렌딩된 지료를 사용하여 목표 기본 중량 40 gsm으로 제조했다. 지료는 정제하지 않았고 화학약품을 첨가하지 않았다.

총 러쉬 이송 수준은 28 내지 60 %로 변화되었고, 즉, TAD 직물은 형성 직물보다 낮은 28 내지 60 %의 속도에서 진행하도록 설정했다. 형성 직물은 보이스 2164였고, TAD 직물은, 본 개시와 일치하는 방식으로 본원에 포함된, 미국 특허 제7,611,607호에서 "잭"으로 설명된 직물, 또는 보이스 t-1205-2(보이스 패브릭스, 위스콘신주, 애플톤 소재, 도 3에서 도시됨)였고, 이송 직물은 보이스 2164 또는 미국 특허 제7,611,607호에 "젯슨"으로 설명된 직물이었다. 각각의 코드에서, 특정 러쉬 이송 속도 및 직물 조합은 표 2에 제시되어 있다.

각 샘플에 대해서, 기계 조건 및 화학약품 첨가를 일정하게 유지했고 러쉬-이송 변화에 의한 변화를 보상하기 위한 노력은 하지 않았다. 마찬가지로, 명시되지 않는 한, 다른 변수, 예컨대 진공 수준, TAD 및 릴 설정, 및 펄프화기 조건을 일정하게 두었다.

습윤화, 압축, 또는 습윤화 및 압축을 모두 하기 위한 샘플을 3 인치 x 6 인치 샘플 크기로 절단했다. 이어 샘플을 하기 표 3에 제시된 바와 같이, 압축, 습윤화, 또는 습윤화 및 압축시켰다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 샘플을 두 개의 전-습윤화된 압축 플레이트 사이에 삽입함으로써 습윤화시켰다(위스콘신주, 니아 소재, 킴테크(Kimtech)로부터 입수가능함, 모델 # 195X1-M-1163). 압축 플레이트는 직경이 약 10 인치로 측정되었고, 도 2에 도시된 바와 같이, 9 인치의 직경을 갖는, 양각된 홈이 있는 표면을 가졌다. 더 구체적으로, 물 약 10 g을 11.5 인치 x 11.5 인치 종이 타월에 첨가하여 타월을 적셨다. 이어 적셔진 종이 타월을 압축 플레이트 상의 양각 홈(도 2b에 상세하게 나타남, 약 2 mm 높이 및 약 1 mm로 이격되어 떨어져 있음이 측정됨)에 걸쳐 닦았다. 약 0.3 g의 물을 각 압축 플레이트의 표면에 도포했다. 이어 샘플을 하부 압축 플레이트 위에 놓고 상부 압축 플레이트를 샘플까지 낮추어 하부 및 상부 플레이트 모두의 가습된 홈을 샘플에 접촉시켰다. 샘플을 습윤화된 압축 플레이트 사이에 30 초간 유지시키고 이어 제거하고 주위 조건에서 공기 건조시켰다.

샘플을 압축하기 위해, 샘플을, 윗면 플레이트가 바닥 플레이트에 맞춰진 압축 플레이트(도 2에 도시됨) 사이에 놓아 바닥 플레이트 상의 홈이 윗면 플레이트 상의 홈과 수직하게 했다. 이어 압축 플레이트를 카버 프레스(Carver Press)(인디애나주, 와바쉬 소재, 카버 인크.(Carver Inc.)로부터 입수가능함, 모델 번호 2518, S/N 2518-366) 내로 로딩하고 카버 프레스에 의해 30,000 파운드의 압력을 30 초간 가했다. 샘플이 받은 하중은 약 3,333 psi로 계산되었다.

"습윤화되고 압축된" 코드를 상술한 바와 같이 우선 습윤화시키고 이어 상술한 바와 같이 압축했다. 이어 습윤화되고 압축된 샘플을 주위 조건에서 건조시켰다.

물리적 성질을 하기 표 3에 요약했다. 대조용 코드를 -C로 표시했고 발명 코드를 -7로 표시했다. 압축만을 가한 코드를 -3으로 표시했고 습윤화만을 가한 코드를 -5로 표시했다.

웹의 CD 성질에 대한 처리의 효과는 발명 효과를 나타낸다. 우선, 습윤화 없는 압축 단계는 일반적으로 CD 인장 및 CD 신장율 모두를 감소시킨다; 그러나 감소는 약간이었고 CD 기울기의 단지 약간의 변화만을 야기했다. 예를 들어, 웹이 압축됐을 때 코드 616에 대한 CD 인장은 752 g/3 인치에서 코드 616에 대한 658 g/3 인치로 감소했다.

한편, 단독의 습윤화(압축 없이)는 CD 신장율 및 CD 인장 모두를, 단지 약간의 정도로만 증가시켰고, 이는 CD 기울기의 약간의 증가를 반영한다. 실시예로서 코드 616을 다시 사용한 경우, 습윤화 단독에 의해 CD 인장이 752 g/3 인치에서 819 g/3 인치로 증가했다.

그러나, 웹이 습윤화 및 압축 모두를 받았을 때, CD 기울기 증가는 습윤화 또는 압축 단독의 경우보다 훨씬 더 컸다. 예를 들어, 코드 616의 CD 기울기는 대조용 코드 616-C에 대한 3,795 g/3 인치부터 코드 616-7의 습윤화되고 압축된 샘플에 대한 9,328 g/3 인치로, 습윤화 및 압축의 결과로 145 %의 증가량이 증가했다.

이 높은 기울기를 시트의 현저한 CD 신장율, 약 10 % 신장율 이상을 유지하면서 얻었다. CD 기울기 증가의 일부가 CD 인장의 증가를 원인으로 하지만(대조물보다 높은 CD 인장을 갖는 단지 습윤화만 된 샘플의 CD 기울기가 대조용 코드 616-C에 대한 3,795 g/ 3 인치에 대해 4,128 g/ 3 인치로 증가했음을 숙지할 것) 증가는 인장 변화 단독에 의한 것은 아닐 수 있다.

비교용의 인장 강도 변화의 영향을 제거하는 한 방법은 CD 기울기를 CD 인장으로 나누어 기울기/인장 비를 얻는 것이다. 이 경우, 습윤화와 압축이 모두 된 샘플의 CD 인장에 대한 CD 기울기 비는 다른 샘플의 그것보다 약 100 %가 더 크다. 예를 들어, 코드 616에 대해, CD 인장에 대한 CD 기울기 비는 대조용, 단지 압축된 및 단지 습윤화된 샘플(각각 616-C, 616-3 및 616-5로 표시됨)에 대해 약 5이다. 그러나 습윤화되고 압축된 발명 샘플 616-7의 CD 인장에 대한 CD 기울기 비는 10.75로 훨씬 더-사실상 약 100 % 더 크다. 이는 CD 기울기의 증가가 단지 CD 인장의 증가에 의한 것만은 아니라는 것을 증명한다. 또한, 코드 616-7의 CD 신장율이 다른 압축된 코드 616-3의 그것과 유사하기 때문에, CD 신장율에 대한 공정의 영향 또한 더 높은 CD 기울기의 유일한 원인은 아니다.

출발 UCTAD 베이스 시트에 대한 직물 유형 및 신장율 수준에 상관 없이, 모든 다른 실시예에 대해 유사한 결과가 분명하게 나타난다. 모든 경우에서, 시트의 습윤화 및 압축을 포함하는 발명 처리는 높은 CD 신장율 수준을 유지하면서 CD 기울기의 큰 증가를 낳는다.

상기 실시예는 첨부한 특허청구범위의 범위를 제한하지 않고 본 개시의 특정 실시양태를 도시하기 위한 의도이다.

Claims

약 1,500 g/3 인치 미만의 CD 인장, 약 12 % 초과의 CD 신장율 및 약 9,000 g/3 인치 초과의 CD 기울기를 갖는 티슈 웹.
제1항에 있어서, CD 인장이 약 1,000 내지 약 1,300 g/3 인치인 티슈.
제1항 또는 제2항에 있어서, CD 신장율이 약 15 % 초과인 티슈.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, CD 신장율이 약 12 내지 약 20 %인 티슈.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, CD 기울기가 약 11,000 내지 약 15,000 g/3 인치인 티슈.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, CD 인장이 약 800 내지 약 1,500 g/3 인치이고 CD 기울기가 약 9,000 내지 약 15,000 g/3 인치인 티슈.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 웹이 통기건조된 웹인 티슈.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 웹이 크레이핑되지 않은 통기건조된 웹인 티슈.
약 10 초과의 CD 인장에 대한 CD 기울기의 비 및 약 10 % 초과의 CD 신장율을 갖는 티슈 웹.
제9항에 있어서, 약 12 % 초과의 CD 신장율을 갖는 티슈 웹.
제9항 또는 제10항에 있어서, CD 신장율이 약 15 % 초과인 티슈.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, CD 인장이 약 1,000 내지 약 1,300 g/3 인치인 티슈.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, CD 신장율이 약 10 내지 약 20 %인 티슈.
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, CD 기울기가 약 11,000 내지 약 15,000 g/3 인치인 티슈.
제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, CD 인장이 약 1,000 내지 약 1,500 g/3 인치이고 CD 기울기가 약 10,000 내지 약 15,000 g/3 인치인 티슈.
(a) 약 5 % 미만의 수분 함유량을 갖는 통기건조된 티슈 웹을 형성하는 단계, (b) 통기건조된 웹을 재습윤화하는 단계, (c) 재습윤화된 웹을 압축하는 단계, 및 (d) 압축된 웹을 약 5 % 미만의 수분 함유량으로 건조하는 단계를 포함하는, 티슈 웹의 제조 방법.
제16항에 있어서, 재습윤화된 통기건조된 웹의 수분 함유량이 약 10 내지 약 50 %인 방법.
제16항 또는 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 재습윤화된 통기건조된 웹이 약 1,000 내지 약 5,000 psi의 압력으로 압축되는 방법.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 재습윤화 단계가 통기건조된 웹을 스티밍(steaming)하는 것을 포함하는, 티슈.
제19항에 있어서, 재습윤화된 통기건조된 웹을 약 180 ℉ 미만의 온도로 냉각하는 단계를 더 포함하는 방법.