KR20140131348A

KR20140131348A - 높은 벌크 티슈 시트 및 제품

Info

Publication number: KR20140131348A
Application number: KR1020147024746A
Authority: KR
Inventors: 더글라스 웨인 스테이지; 제니퍼 리 제슈케; 리차드 조셉 벰; 도날드 존 슬레이톤; 제프리 딘 홀즈; 마크 윌리엄 샤슈스; 케빈 조셉 보그트; 마크 알란 부라진; 린다 엘렌 콜린스; 리처드 알렌 자논; 조셉 월터 부예스케
Original assignee: 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 2012-02-07
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2014-11-12
Also published as: EP2812488A4; EP2812488A1; BR112014019325A8; US9745702B2; US8940376B2; US20130199741A1; CN104093903A; AU2013217357A1; MX356915B; MX2014009286A; KR101573162B1; AU2013217357B2; EP2812488B1; US20150101774A1; WO2013118014A1

Abstract

바람직한 롤 벌크, 단단함 정도 및 부드러움 성질을 갖는 나선형으로 감긴 종이 제품이 게재된다. 롤형 제품은 다양한 방법에 따라서 형성된 1 겹 티슈 웹으로부터 제조될 수 있다.

Description

높은 벌크 티슈 시트 및 제품{HIGH BULK TISSUE SHEETS AND PRODUCTS}

관련 출원

본 출원은 2012년 2월 7일에 출원된 미국 가출원 제61/595,937호의 우선권을 주장하고, 이 가출원의 내용은 본원과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 포함된다.

배경

롤형 티슈 제품, 예컨대 욕실용 티슈 및 종이 타월의 경우, 소비자는 일반적으로 큰 직경을 갖는 단단한 롤을 선호한다. 단단한 롤은 우월한 제품 품질을 의미하고, 큰 직경은 소비자에게 가치를 제공하기에 충분한 물질을 의미한다. 그러나, 티슈 제조업체 관점에서, 큰 직경을 갖는 단단한 롤을 제공한다는 것은 도전이다. 큰 직경 롤을 제공하기 위해서는, 티슈 제조업체는 허용가능한 제조 비용을 유지하면서 더 높은 롤 벌크를 갖는 최종 티슈 롤을 제조해야 한다. 롤 벌크를 증가시키는 한가지 수단은 티슈 롤을 느슨하게 감는 것이다. 그러나, 느슨하게 감긴 롤은 낮은 단단함 정도를 가지고 쉽게 변형되며, 이 때문에 그것은 소비자에게 매력적이지 않다. 이러해서, 높은 벌크 뿐만 아니라 좋은 단단함 정도를 갖는 티슈 롤이 필요하다. 게다가, 사용시 더 큰 흡수성 및 손 보호를 제공하기 위해 충분한 기초중량을 갖는 티슈 시트를 갖는 롤형 티슈 제품을 제공하는 것이 바람직하다.

충분한 기초중량, 벌크 및 좋은 롤 단단함 정도(Roll Firmness)를 갖는 시트를 제공하는 것이 바람직하지만, 대표적으로 이 성질들 중 하나의 개선은 또 다른 하나를 희생시켜서 이루어진다. 예를 들어, 기초중량을 증가시키는 것은 동일한 롤 중량에서는 나선형으로 감긴 롤의 랩(wrap)의 수를 감소시키기 때문에, 티슈 시트의 기초중량이 증가할 때, 높은 롤 벌크를 달성하는 것은 더 도전적이다.

마지막으로, 높은 롤 벌크 및 좋은 롤 단단함 정도 외에 추가로, 다겹 티슈 구조에 고유한 부드러움 및 흡수성 특성 때문에 소비자는 종종 다겹 티슈를 선호한다. 이리하여, 1 겹 티슈 웹을 제조하는 제조업체는 부드러움 및 흡수성이 다겹 웹과 대등한 1 겹 웹을 제조해야 하는 추가의 도전에 직면하고, 한편으로는 큰 직경, 좋은 단단함 정도, 높은 품질 시트 및 허용가능한 비용이라는 이들 종종 모순되는 매개변수를 충족시키는 티슈 롤을 경제적으로 제조하려고 분투하고 있다.

요약

이제, 본 발명자들은 트랜스퍼 위치 및 쓰루-에어 건조 위치 둘 모두에서 높은 토포그래피 직물을 이용해서 쓰루-에어 건조된 티슈를 형성함으로써 1 겹 티슈에 큰 직경, 좋은 단단함 정도, 고품질 시트 및 허용가능한 비용이라는 종종 모순되는 매개변수가 제공될 수 있다는 것을 발견하였다. 이러한 방식으로, 본 발명자들은 개선된 성질, 예컨대 증가된 시트 및 롤 벌크, 감소된 시트 강성 및 개선된 롤 단단함 정도를 갖는 베이스시트 및 나선형으로 감긴 티슈 롤을 제조하였다.

따라서, 한 실시양태에서, 본 게재물은 1 겹 웹이 약 25 내지 약 35 gsm(gram per square meter)의 완전건조 기초중량 및 약 15 cc/g 초과의 시트 벌크를 가지고, 감긴 롤이 약 5 내지 약 10 ㎜의 롤 단단함 정도를 갖는, 롤로 나선형으로 감긴 1 겹 티슈 웹을 포함하는 롤형 티슈 제품을 제공한다.

또 다른 실시양태에서, 본 게재물은 약 1000 g/3" 미만의 기하 평균 인장(geometric mean tensile), 약 15 cc/g 초과의 시트 벌크 및 약 8 미만의 강성 지수(Stiffness Index)를 갖는 1 겹 티슈 웹을 제공한다. 바람직하게는, 1 겹 티슈 웹은 약 25 내지 약 35 gsm의 기초중량 및 약 1200 g/3" 미만, 예컨대 약 700 내지 약 1000 g/3"의 기하 평균 인장을 갖는다.

게다가 다른 실시양태에서, 본 게재물은 약 25 내지 약 35 gsm의 완전건조 기초중량, 약 16 내지 약 20 cc/g의 시트 벌크 및 약 6 내지 약 8의 강성 지수를 갖는 캘린더링된 1 겹 티슈 웹을 제공한다.

게다가 다른 실시양태에서, 본 게재물은 1 겹 티슈 웹이 텍스처화된 배경 표면 및 디자인 요소, 약 1000 g/3" 미만의 기하 평균 인장, 약 15 cc/g 초과의 시트 벌크 및 약 8 미만의 강성 지수를 가지고, 감긴 롤이 약 10 cc/g 초과의 롤 벌크를 갖는, 롤로 나선형으로 감긴 1 겹 티슈 웹을 포함하는 롤형 티슈 제품을 제공한다.

도 1은 본 게재물에서 이용하기 위한 비크레이핑된 쓰루 건조된 티슈 웹 형성 방법의 한 실시양태의 개략도.
도 2는 본 게재물에서 이용하기 위한 인쇄된 쓰루 건조 직물의 사진.
도 3은 본 게재물의 한 실시양태에 따라서 제조된 패턴을 갖는 쓰루-에어 건조된 티슈 웹의 사진.

정의

본원에서 사용되는 "티슈 제품"이라는 용어는 섬유를 포함하는 베이스 웹으로부터 제조된 제품을 의미하고, 욕실용 티슈, 미용 티슈, 종이 타월, 산업용 와이퍼, 음식서비스용 와이퍼, 냅킨, 의료용 패드 및 다른 유사 제품을 포함한다.

본원에서 사용되는 "티슈 웹" 또는 "티슈 시트"라는 용어는 미용 티슈, 욕실용 티슈, 종이 타월, 냅킨 등을 제조하거나 또는 미용 티슈, 욕실용 티슈, 종이 타월, 냅킨 등으로 사용하기에 적당한 셀룰로오스 웹을 의미한다. 그것은 층화 또는 비층화, 크레이핑 또는 비크레이핑될 수 있고, 1 겹 또는 다겹으로 이루어질 수 있다. 위에서 언급한 티슈 웹은 바람직하게는 천연 셀룰로오스 섬유 원천, 예컨대 경질목재, 연질목재 및 비목재 종으로부터 제조되지만, 또한 상당한 양의 재활용 섬유, 사이징된 또는 화학적으로 개질된 섬유, 또는 합성 섬유를 함유할 수 있다.

본원에서 사용되는 "롤 벌크"라는 용어는 감긴 롤에서 종이의 부피를 그의 질량으로 나눈 것을 의미한다. 롤 벌크는 롤 직경의 제곱(㎠)과 코어 외경의 제곱(㎠)의 차를 4로 나누어서 계산하여 얻은 양에 π(3.142)를 곱하고, 이것을 시트 길이(㎝)에 시트 카운트를 곱하고 시트의 완전건조 기초중량(gsm)을 곱한 양으로 나눔으로써 계산된다.

본원에서 사용되는 "시트 캘리퍼"라는 용어는 스택으로 쌓인 시트에 대한 TAPPI 시험 방법 T402 ("Standard Conditioning and Testing Atmosphere For Paper, Board, Pulp Handsheets and Related Products") 및 T411 om-89("Thickness(caliper) of Paper, Paperboard, and Combined Board", 주 3)에 따라서 측정한 단일 시트의 대표 두께이다. T411 om-89를 수행하는 데 이용되는 마이크로미터는 엠베코(Emveco) 200-A 티슈 캘리퍼 테스터(엠베코, 인크.(Emveco, Inc.), 미국 오레곤주 뉴버그)이다. 마이크로미터는 2 킬로파스칼의 하중, 2500 ㎟의 압력 풋 면적, 56.42 ㎜의 압력 풋 직경, 3 초의 유지 시간, 및 0.8 ㎜/초의 하강 속도를 갖는다. 캘리퍼는 mil(0.001 인치) 또는 ㎛로 표현할 수 있다.

본원에서 사용되는 "시트 벌크"라는 용어는 캘리퍼(㎛)를 완전건조 기초중량(gsm)으로 나눈 몫을 의미한다. 이 결과로 얻은 시트 벌크는 cc/g(cubic centimeter per gram)으로 표현한다.

본원에서 사용되는 "인장 강도", "MD 인장" 및 "CD 인장"이라는 용어는 일반적으로 254 ㎜/분의 크로스헤드 속도, 4540 g의 실규모 하중, 50.8 ㎜의 조오 간격(게이지 길이) 및 762 ㎜의 시편 폭을 이용해서 측정되는, 물질이 주어진 어떠한 배향으로든 신장되고 있거나 또는 당겨지고 있을 때 견딜 수 있는 최대 응력을 의미한다. MD 인장 강도는 샘플을 기계 방향으로 파열될 때까지 당길 때 샘플 폭 3 인치 당 피크 하중이다. 마찬가지로, CD 인장 강도는 샘플을 교차기계 방향으로 파열될 때까지 당길 때 샘플 3 인치 당 피크 하중을 나타낸다.

인장 강도 시험을 위한 샘플은 JDC 프리시전 샘플 컷터(Precision Sample Cutter)(쓰윙-알버트 인스트루먼트 컴퍼니(Thwing-Albert Instrument Company, 미국 펜실바니아주 필라델피아), 모델 번호 JDC 3-10, 시리얼 번호 37333)를 이용해서 기계 방향(MD) 또는 교차기계 방향(CD) 배향으로 3 인치(76.2 ㎜) x 5 인치(127 ㎜) 긴 스트립을 잘라서 제조한다. 인장 강도 측정에 이용되는 기기는 엠티에스 시스템즈 신텍 11S, 시리얼 번호 6233(MTS Systems Sintech 11S, Serial No. 6233)이다. 데이터 획득 소프트웨어는 윈도우 버전 3.10용 엠티에스 테스트웍스™(MTS TestWorks™)(엠티에스 시스템즈 코프.(MTS Systems Corp.), 미국 노쓰캐롤라이나주 리써치 트라이앵글 파크)이다. 하중 셀은 시험되는 샘플의 강도에 의존해서 피크 하중 값의 대부분이 하중 셀의 실규모 값의 10 내지 90 %에 있도록 최대 50 N 또는 100 N으로부터 선택된다. 조오 사이의 게이지 길이는 2±0.04 인치(50.8±1 ㎜)이다. 조오는 공기압 작용을 이용해서 작동되고, 고무 코팅된다. 최소 그립면 폭은 3 인치(76.2 ㎜)이고, 조오의 대략 높이는 0.5 인치(12.7 ㎜)이다. 크로스헤드 속도는 10±0.4 인치/분(254±1 ㎜/분)이고, 파괴 감도는 65%로 설정된다. 샘플을 기기의 조오에 수직 방향 및 수평 방향 둘 모두에서 중앙에 있도록 놓는다. 이어서, 시험을 시작하고, 시편이 파괴될 때 끝낸다. 피크 하중은 시험되는 샘플에 의존해서 시편의 "MD 인장" 또는 "CD 인장"으로 기록한다. 각 제품에 대해 적어도 5 개의 대표 시편을 "있는 그대로" 얻어서 시험하고, 모든 개개의 시편 시험의 산술평균이 제품의 MD 또는 CD 인장강도이다.

본원에서 사용되는 "기하 평균 인장"(GMT)이라는 용어는 상기한 바와 같이 결정되는 웹의 기계 방향 인장 및 교차기계 방향 인장의 곱의 제곱근을 의미한다.

본원에서 사용되는 "기울기"라는 용어는 인장 대 신장을 플롯팅함으로써 얻는 선의 기울기를 의미하고, 상기한 바와 같이 인장 강도를 결정하는 동안의 엠티에스 테스트웍스™의 출력이다. 기울기는 단위 샘플 폭(inch) 당 그램(g)의 단위로 보고하고, 시편 폭으로 나눈 70 내지 157 g(0.687 내지 1.540 N)의 시편에 의해 발생된 힘 사이에 있는 하중에 의해 보정된 변형점에 핏팅한 최소 제곱 직선의 경사로 측정한다.

본원에서 사용되는 "기하 평균 기울기(geometric mean slope)"(GM 기울기)라는 용어는 일반적으로 상기한 바와 같이 결정되는 웹의 기계 방향 기울기 및 교차기계 방향 기울기의 곱의 제곱근을 의미한다.

본원에서 사용되는 "강성 지수"라는 용어는 기하 평균 기울기를 기하 평균 인장 강도로 나눈 몫을 의미한다.

본원에서 사용되는 "롤 단단함 정도"라는 용어는 일반적으로 미국 특허 제6,077,590호에 상세히 기술된 커쇼 테스트(Kershaw Test)를 이용해서 측정하는 커쇼 단단함 정도(Kershaw Firmness)를 의미하고, 이 특허는 본 게재물과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 포함된다. 이 장치는 커쇼 인스트루먼테이션, 인크.(Kershaw Instrumentation, Inc., 미국 뉴저지주 스웨데스보로)로부터 입수가능하고, 모델 RDT-2002 롤 밀도 시험기로 알려져 있다.

본원에서 사용되는 "롤 구조성(Roll Structure)"이라는 용어는 일반적으로 주어진 시트 벌크에서 롤형 티슈 제품의 단단함 정도 및 벌크를 의미하고, 롤 벌크(cc/g로 표현됨)를 롤 단단함 정도(㎝로 표현됨)로 나누고 단일 시트 캘리퍼(㎝로 표현됨)로 나눈 몫이다.

상세한 설명

일반적으로, 본 게재물은 1 겹 티슈 웹 및 그로부터 제조된 나선형으로 감긴 티슈 제품, 뿐만 아니라 그의 제조 방법에 관한 것이다. 티슈 웹은 바람직하게는 쓰루-에어 건조 방법, 및 더 바람직하게는, 트랜스퍼 직물 및 쓰루 건조 직물 둘 모두에 높은 토포그래피 제지 직물을 이용하는 비크레이핑된 쓰루-에어 건조된 방법("UCTAD")에 의해 형성된다. 더 바람직하게는, 본 게재물에 따라서 제조된 티슈 웹은 적어도 한 면에 배치된 패턴 또는 디자인 요소를 갖는다. 바람직하게는 디자인 요소는 티슈 웹 제조에 이용되는 쓰루 건조 직물 상에 배치된 패턴에 의해 부여된다.

트랜스퍼 위치 및 쓰루 건조 위치 둘 모두에 높은 토포그래피 직물의 이용은 종래 제품에 비해 다양한 개선을 나타내는 독특한 조합의 성질들을 갖는 티슈 웹 및 나선형으로 감긴 제품 둘 모두를 생성한다. 예를 들어, 티슈 웹은 종래 웹에 비해 증가된 벌크 및 감소된 강성을 가질 수 있다. 마찬가지로, 본 게재물에 따라서 제조된 롤형 제품은 시트 부드러움 및 강도 성질을 여전히 유지하면서 개선된 롤 단단함 정도 및 벌크를 가질 수 있다.

예를 들어, 본 게재물은 종래 웹에 비해 개선된 캘리퍼 및 벌크를 가지면서 또한 감소된 강성을 갖는 티슈 웹을 제공한다. 하기 표에 요약한 바와 같이 이들 개선은 결과적으로는 개선된 롤형 제품이 된다.

샘플	기초중량 (gsm)	롤 단단함 정도 (mm)	캘리퍼 (mil)	롤 벌크 (cc/g)	강성 지수
본 발명	29.8	9.0	21.8	13.1	7.23
본 발명	33.7	10.2	21.7	13.0	6.83
차민 베이직(Charmin Basic)	32.4	11.5	13.0	11.0	9.38
코튼넬(Cottonelle)	46.4	7.6	19.9	10.0	7.50
스콧트 엑스트라 소프트(Scott Extra Soft)	32.9	3.2	12.8	7.4	10.71

따라서, 일부 실시양태에서, 본 게재물에 따라서 제조되는 롤형 제품은 약 25 gsm 초과, 예컨대 약 28 내지 약 35 gsm, 및 더 바람직하게는 약 30 내지 약 33 gsm의 기초중량을 갖는 나선형으로 감긴 1 겹 티슈 웹을 포함할 수 있다. 일반적으로, 본원에서 언급할 때, 기초중량은 완전건조 기초중량(gsm(gram per square meter))이다. 나선형으로 감긴 롤형 제품은 바람직하게는 약 12 ㎜ 미만, 예컨대 약 7 내지 약 12 ㎜, 및 더 바람직하게는 약 8 내지 약 10 ㎜의 롤 단단함 정도를 갖는다. 한 특별한 실시양태에서, 예를 들어, 게재물은 약 26 내지 약 34 gsm의 기초중량을 갖는 나선형으로 감긴 1 겹 티슈 웹을 포함하는 롤형 티슈 제품을 제공하고, 여기서 롤은 약 8 내지 약 10 ㎜의 롤 단단함 정도를 갖는다. 상기 롤 단단함 정도 범위 내에서는, 본 게재물에 따라서 제조되는 롤은 일부 응용시 일부 소비자에게 바람직하지 않을 수 있는 지나치게 부드럽고 "물렁물렁"하다고 여겨지지 않는다.

과거에는, 상기 롤 단단함 정도 수준에서는, 나선형으로 감긴 티슈 제품이 낮은 롤 벌크 및/또는 불량한 시트 부드러움 성질을 갖는 성향을 가졌다. 그러나, 이제, 약 25 gsm 초과, 바람직하게는 약 30 gsm 이상, 예컨대 약 30 내지 약 35 gsm의 기초중량을 갖는 1 겹 웹은 웹이 롤로 나선형으로 감길 때 심지어 장력 하에서 나선형으로 감길 때조차도 그 결과로 얻는 롤이 적어도 약 12 cc/g, 예컨대 약 12 내지 약 18 cc/g 및 더 바람직하게는 약 12 내지 약 15 cc/g의 롤 벌크를 갖도록 제조될 수 있다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 약 28 내지 약 34 gsm의 기초중량을 갖는 1 겹 웹을 포함하는 나선형으로 감긴 제품은 약 8 ㎜ 초과, 예컨대 약 9 내지 약 10 ㎜의 롤 단단함 정도를 여전히 유지하면서 약 13 cc/g의 롤 벌크를 가질 수 있다.

게다가 다른 실시양태에서, 본 게재물은 증진된 벌크, 부드러움 및 내구성을 갖는 티슈 웹을 제공한다. 개선된 내구성은 증가된 기계 방향 및 교차기계 방향 신장(MDS 및 CDS)을 포함하고, 한편으로, 개선된 부드러움은 인장-변형률 곡선의 기울기 감소로 측정될 수 있다. 예를 들어, 본 게재물에 따라서 제조되는 티슈 웹은 약 700 g/3" 초과, 예컨대 약 750 내지 약 1200 g/3", 및 더 바람직하게는 약 800 내지 약 1000 g/3"의 기하 평균 인장(GMT)을 가질 수 있고, 한편으로 동시에 약 7500 g/3" 미만, 예컨대 약 4000 내지 약 7000 g/3", 및 더 바람직하게는 약 5000 내지 약 6000 g/3"의 기하 평균 기울기를 가질 수 있다.

본 게재물의 티슈 웹은 일반적으로 종래 기술의 웹에 비해 더 낮은 기하 평균 기울기를 가지고, 한편으로 이 웹은 소비자에게 여전히 유용한 충분한 양의 인장 강도를 유지한다. 예를 들어, 일부 경우에서, 본 게재물은 약 7500 g/3" 미만, 예컨대 약 4000 내지 약 6500 g/3"의 기하 평균 기울기, 및 약 1200 g/3" 미만 및 더 바람직하게는 약 1100 g/3" 미만, 예컨대 약 700 내지 약 1000 g/3"의 GMT를 갖는 1 겹 티슈 웹을 제공한다. 따라서, 본 발명의 티슈 웹은 바람직하게는 약 10 미만, 훨씬 더 바람직하게는 약 9 미만, 예컨대 약 4 내지 약 8, 및 더 바람직하게는 약 5 내지 약 7의 강성 지수를 갖는다.

캘린더링에 의해 최종 제품으로 전환되는 티슈 웹은 일반적으로 베이스시트에 비해 증가된 강성을 가지고, 따라서, 일부 실시양태에서는 본 발명에 따라서 제조되는 베이스시트는 약 7 미만, 예컨대 약 4 내지 약 7의 강성 지수를 가질 수 있고, 한편, 상응하는 최종 제품은 약 9 미만, 예컨대 약 6 내지 약 8의 강성 지수를 가질 수 있다. 이러해서, 웹은 부드러울 뿐만 아니라 사용에 견디기에 충분할 정도로 강하다.

다른 실시양태에서, 본 게재물에 따라서 제조되는 티슈 웹은 적어도 약 8%, 예컨대 약 10 내지 약 15% 및 더 바람직하게는 약 10 내지 약 12%의 교차기계 방향 신장(CDS)을 가질 수 있다.

본 게재물에 따라서 나선형으로 감긴 티슈 제품을 제조함에 있어서 유용한 웹은 특별한 응용에 의존해서 다양할 수 있다. 일반적으로, 웹은 어떠한 적당한 유형의 섬유로도 제조될 수 있다. 예를 들어, 베이스 웹은 펄프 섬유, 다른 천연 섬유, 합성 섬유 등으로부터 제조될 수 있다. 본 발명과 관련해서 이용하기 위한 적당한 셀룰로오스 섬유는 이차(재활용) 제지 섬유 및 버진 제지 섬유를 모든 비율로 포함한다. 이러한 섬유는 경질목재 섬유 및 연질목재 섬유 뿐만 아니라 비목재 섬유를 비제한적으로 포함한다. 또한, 비셀룰로오스 합성 섬유도 퍼니쉬의 일부로 포함될 수 있다.

본 게재물에 따라서 제조되는 티슈 웹은 균질한 섬유 퍼니쉬로 제조될 수 있거나 또는 1 겹 제품 내의 층들을 생성하는 층상 섬유 퍼니쉬로부터 형성될 수 있다. 층상 베이스 웹은 당 업계에 알려진 장비, 예컨대 다층 헤드박스를 이용해서 형성될 수 있다.

예를 들어, 요망되는 특성을 갖는 층을 생성하기 위해 각 층에 상이한 섬유 퍼니쉬가 이용될 수 있다. 예를 들어, 연질목재 섬유를 함유하는 층은 경질목재 섬유를 함유하는 층보다 더 높은 인장 강도를 갖는다. 한편, 경질목재 섬유는 웹의 부드러움을 증가시킬 수 있다. 한 실시양태에서, 본 게재물의 1 겹 베이스 웹은 주로 경질목재 섬유를 함유하는 적어도 하나의 층을 포함한다. 경질목재 섬유는 요망된다면 약 40 중량% 이하 및 더 바람직하게는 약 15 내지 약 25 중량%의 양의 연질목재 섬유 및/또는 파쇄 섬유와 혼합될 수 있다. 베이스 웹은 제1 외층과 제2 외층 사이에 위치하는 중간층을 추가로 포함한다. 중간층은 주로 연질목재 섬유를 함유할 수 있다. 요망된다면, 다른 섬유, 예컨대 고수율 섬유 또는 합성 섬유가 약 10 중량% 이하의 양의 연질목재 섬유와 혼합될 수 있다.

층상 섬유 퍼니쉬로부터 웹을 제작할 때, 각 층의 상대 중량은 특별한 응용에 의존해서 다양할 수 있다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 3 개의 층을 함유하는 웹을 제작할 때, 각 층은 웹의 총 중량의 약 15 내지 약 40%, 예컨대 웹의 총 중량의 약 25 내지 약 35%일 수 있다.

최종 제품의 습윤강도를 증가시키기 위해 요망된다면 퍼니쉬에 습윤강도 증강 수지가 첨가될 수 있다. 현재, 가장 흔히 이용되는 습윤강도 증강 수지는 폴리아미드-폴리아민 에피클로로히드린 수지라고 불리는 중합체 부류에 속한다. 헤르큘레스, 인크.(Hercules, Inc.)(카이멘(Kymene)™), 헨켈 코프.(Henkel Corp.)(파이브라본드(Fibrabond)™), 보덴 케미칼(Borden Chemical)(카스카미드(Cascamide)™), 조지아-퍼시픽 코프.(Georgia-Pacific Corp.)™ 등을 포함하는 이러한 유형의 수지의 많은 상업적 공급처가 있다. 이들 중합체는 폴리아미드 골격을 따라서 분포된 반응성 가교기를 함유하는 폴리아미드 골격을 갖는 특징이 있다. 다른 유용한 습윤강도 증강제는 어메리칸 시아나미드(American Cyanamide)에서 파레즈(Parez)™라는 상표명으로 판매한다.

마찬가지로, 최종 제품의 건조강도를 증가시키기 위해 요망된다면 퍼니쉬에 건조강도 증강 수지가 첨가될 수 있다. 이러한 건조강도 증강 수지는 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 모든 유형의 전분, 전분 유도체, 검, 폴리아크릴아미드 수지 및 잘 알려진 다른 물질을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 이러한 수지의 상업적 공급처는 위에서 논의한 습윤강도 증강 수지를 공급하는 공급처와 동일하다.

퍼니쉬에 첨가될 수 있는 또 다른 강도 증강 화학물질은 케미라(Kemira)(미국 조오지아주 아틀란타)로부터 입수가능한 베이스트렝스(Baystrength) 3000이고, 이것은 티슈 웹에 건조 및 일시적 습윤 인장강도를 부여하기 위해 이용되는 글리옥살화된 양이온성 폴리아크릴아미드이다.

상기한 바와 같이, 본 게재물의 티슈 제품은 일반적으로 당 업계에 알려진 다양한 제지 방법 중 어느 것으로도 형성될 수 있다. 한 실시양태에서, 베이스 웹은 비크레이핑된 쓰루-에어 건조 방법으로 형성된다. 도 1에 대해 설명하면, 본 게재물에 이용하기 위한 티슈 웹 형성 방법을 더 상세히 기술할 것이다. 나타낸 방법은 비크레이핑된 쓰루 건조 방법을 도시하지만, 어떠한 공지된 제지 방법 또는 티슈 제조 방법도 본 게재물의 직물을 제조하는 부직 티슈와 함께 이용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 관련된 비크레이핑된 쓰루-에어 건조된 티슈 방법은 예를 들어 미국 특허 제5,656,132호 및 제6,017,417호에서 기술되고, 이 두 특허는 본 게재물과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 포함된다.

도 1에서, 제지 헤드박스 (10)를 갖는 트윈 와이어 형성기는 다수의 형성 직물, 예컨대 외측 형성 직물 (5) 및 내측 형성 직물 (3) 상에 제지 섬유의 수성 현탁액의 퍼니쉬를 사출하거나 또는 침착시키고, 이렇게 하여 젖은 티슈 웹 (6)을 형성한다. 본 게재물의 형성 방법은 제지 산업에서 알려진 어떠한 통상의 형성 방법도 될 수 있다. 이러한 형성 방법은 푸르드리니어(Fourdrinier), 루프(roof) 형성기, 예컨대 흡인 브레스트(breast) 롤 형성기, 및 갭 형성기, 예컨대 트윈 와이어 형성기 및 크레센트 형성기를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

내측 형성 직물 (3)이 형성 롤 (4) 둘레를 돌 때 내측 형성 직물 (3) 상에 젖은 티슈 웹 (6)이 형성된다. 젖은 티슈 웹 (6)을 섬유의 건조 중량을 기준으로 약 10%의 컨시스턴시로 부분 탈수하면서, 내측 형성 직물 (3)은 금방 형성된 젖은 티슈 웹 (6)을 지지하고 그것을 방법의 하류로 운반하는 역할을 한다. 젖은 티슈 웹 (6)의 추가의 탈수는 내측 형성 직물 (3)이 젖은 티슈 웹 (6)을 지지하는 동안에 공지된 제지 기술, 예컨대 진공 흡인 박스에 의해 수행될 수 있다. 젖은 티슈 웹 (6)은 추가로 적어도 약 20%, 더 특히 약 20 내지 약 40%, 및 더 특히, 약 20 내지 약 30%의 컨시스턴시로 탈수될 수 있다.

형성 직물 (3)은 일반적으로 어떠한 적당한 다공성 물질로도 제조될 수 있고, 예컨대 금속 와이어 또는 중합체 필라멘트로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일부 적당한 직물은 알바니 인터내셔날(Albany International, 미국 뉴욕주 알바니)로부터의 알바니(Albany) 84M 및 94M, 아스텐 포밍 패브릭스, 인크.(Asten Forming Fabrics, Inc., 미국 위스콘신주 애플톤)로부터 입수가능한 아스텐(Asten) 856, 866, 867, 892, 934, 939, 959 또는 937, 및 아스텐 신위브 디자인(Asten Synweve Design) 274, 및 보이쓰 패브릭스(Voith Fabrics, 미국 위스콘신주 애플톤)로부터 입수가능한 보이쓰(Voith) 2164를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 또한, 압출된 폴리우레탄 발포체로 제조된 스카파 코포레이션(Scapa Corporation)의 것, 예컨대 스펙트라 시리즈(Spectra Series)를 포함해서 부직 베이스 층을 포함하는 형성 직물 또는 펠트도 유용할 수 있다.

이어서, 젖은 웹 (6)은 약 10 내지 약 35%, 및 특히 약 20 내지 약 30%의 고상물 컨시스턴시로 있는 동안에 형성 직물 (3)로부터 트랜스퍼 직물 (8)로 이송된다. 본원에서 이용되는 "트랜스퍼 직물"은 웹 제조 공정의 형성 구역과 건조 구역 사이에 위치하는 직물이다.

바람직하게는, 트랜스퍼 직물, 예컨대 미국 특허 제7,611,607호의 직물은 3 차원 표면 토포그래피를 가지고, 이 3 차원 표면 토포그래피는 이랑이 함께 모인 다수의 날실 스트랜드로 구성된 실질적으로 연속 기계방향 이랑에 의해 제공될 수 있고, 이 특허는 본 게재물과 일치하는 방식으로 본원에 포함된다. 트랜스퍼 직물로 유용할 수 있는 3 차원 표면 토포그래피를 갖는 특히 바람직한 직물은 미국 특허 제7,611,607호에서 프레드(Fred)(tl207-77), 제트슨(Jetson)(tl207-6) 및 잭(Jack)(tl207-12)으로 기술된 직물을 포함한다.

트랜스퍼 직물 (8)로의 이송은 양압 및/또는 음압의 도움으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 진공 슈 (9)는 진공 슬롯의 선두 가장자리에서 형성 직물 (3) 및 트랜스퍼 직물 (8)이 동시에 수렴하고 발산하도록 음압을 적용할 수 있다. 대표적으로, 진공 슈 (9)는 약 10 내지 약 25 인치 수은 수준의 압력을 공급한다. 위에서 언급한 바와 같이, 진공 트랜스퍼 슈 (9)(음압)는 웹을 불어서 그 다음 직물 상에 놓기 위해 웹의 반대쪽으로부터 양압을 이용함으로써 보충될 수 있거나 또는 대체될 수 있다. 일부 실시양태에서는, 또한 트랜스퍼 직물 (8)의 표면 상에 섬유 웹 (6)을 끌어들이는 것을 돕기 위해 다른 진공 슈도 이용될 수 있다.

대표적으로, 일반적으로 웹의 교차 방향(CD) 또는 기계 방향(MD)에서 웹의 신장(샘플 파괴시 %늘임으로 표현함)을 의미하는 웹의 MD 및 CD 신장을 증진시키기 위해 트랜스퍼 직물 (8)은 형성 직물 (3)보다 느린 속도로 이동한다. 예를 들어, 두 직물 사이의 상대 속도 차이는 약 10 내지 약 35%, 일부 실시양태에서는 약 15 내지 약 30%, 및 일부 실시양태에서는 약 20 내지 약 28%일 수 있다. 이것은 흔히 "러쉬 이송"이라고 불린다. "러쉬 이송" 동안, 웹의 결합 중 많은 결합이 파괴된다고 믿어지고, 이렇게 해서 시트가 강제로 구부려져서 트랜스퍼 직물 (8)의 표면의 함몰부 안으로 접혀지게 한다. 트랜스퍼 직물 (8)의 표면의 윤곽에 맞춘 이러한 몰딩은 웹의 MD 및 CD 신장을 증가시킬 수 있다. 한 직물로부터 또 다른 직물로의 러쉬 이송은 다음 특허, 즉, 미국 특허 제5,667,636호, 제5,830,321호 제4,440,597호, 제4,551,199호, 제4,849,054호 중 어느 것에서도 가르치는 원리를 따를 수 있고, 이들 특허는 모두 본 게재물과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 포함된다.

이어서, 젖은 티슈 웹 (6)은 트랜스퍼 직물 (8)로부터 쓰루 건조 직물 (11)로 이송된다. 대표적으로, 트랜스퍼 직물 (8)은 쓰루 건조 직물 (11)과 대략 동일한 속도로 이동한다. 그러나, 이제, 웹이 트랜스퍼 직물 (8)로부터 쓰루 건조 직물 (11)로 이송될 때 제2 러쉬 이송이 수행될 수 있다는 것을 발견하였다. 이 러쉬 이송은 본원에서는 제2 위치에서 일어난다고 언급되며, 쓰루 건조 직물 (11)이 트랜스퍼 직물 (8)보다 더 느린 속도로 작동함으로써 달성된다. 뚜렷이 다른 두 위치, 즉, 제1 위치 및 제2 위치에서 러쉬 이송을 수행함으로써, 증가된 CD 신장을 갖는 티슈 제품이 제조될 수 있다.

젖은 티슈 웹을 트랜스퍼 직물 (8)로부터 쓰루 건조 직물 (11)로 러쉬 이송하는 것 외에도 추가로, 젖은 티슈 웹 (6)은 진공 트랜스퍼 롤 (12) 또는 진공 트랜스퍼 슈 (9)의 도움으로 거시적으로 재배열되어 쓰루 건조 직물 (11)의 표면과 합치할 수 있다. 요망된다면, 결과적으로 얻는 흡수 티슈 제품의 MD 신장을 더 증진시키기 위해서는 쓰루 건조 직물 (11)이 트랜스퍼 직물 (8)의 속도보다 더 느린 속도로 이동할 수 있다. 쓰루 건조 직물 (11)의 토포그래피에 젖은 티슈 웹 (6)의 합치를 보장하기 위해 이송은 진공 도움으로 수행될 수 있다.

젖은 티슈 웹 (6)이 쓰루 건조 직물 (11)에 의해 지지되는 동안에, 젖은 티슈 웹 (6)은 쓰루 건조기 (13)에 의해 약 94% 이상의 최종 컨시스턴시로 건조된다. 이어서, 웹 (15)은 릴 드럼 (22)과 릴 (26) 사이의 감기 닙을 통과하여, 차후의 전환, 예컨대 슬릿팅, 컷팅, 접기 및 포장을 위해 티슈의 롤 (25)로 감긴다.

웹은 웹의 거시적 재배열을 보장하여 요망되는 벌크 및 외관을 제공하기 위해 바람직하게는 진공 도움으로 최종 건조를 위한 쓰루 건조 직물로 이송된다. 바람직하게는, 쓰루 건조 직물은 티슈 웹에 벌크 및 CD 신장을 전달하도록 설계된다. 따라서, 최적화된 구성에서 상당히 성기고 3 차원인 쓰루 건조 직물을 갖는 것이 유용하다. 그 결과는 상대적으로 매끈한 시트가 트랜스퍼 구역을 떠나고 그 다음 (진공 도움으로) 거시적으로 재배열되어 쓰루 건조 직물의 높은 벌크, 높은 CD 신장 표면 토폴로지를 제공하는 것이다. 시트 토폴로지가 트랜스퍼 직물에서 쓰루 건조 직물로 완전히 바뀌고, 상당한 섬유-섬유 이동을 포함해서 섬유가 거시적으로 재배열된다.

적당한 쓰루 건조 직물은 이랑이 함께 모인 다수의 날실 스트랜드로 구성된 실질적으로 연속 기계방향 이랑을 갖는 직물, 예컨대 미국 특허 제6,998,024호 및 제7,611,607호에 게재된 것을 비제한적으로 포함한다. 특히 바람직한 직물은 미국 특허 제7,611,607호에서 프레드(tl207-77), 제트슨(tl207-6) 및 잭(tl207-12)으로 나타내는 직물이다. 웹은 바람직하게는 쓰루 건조 직물 상에서 최종 건조도로 건조되며, 양키 건조기의 표면에 맞대어 프레싱되지도 않고 후속 크레이핑도 없다.

더 바람직하게는, 위에 배치된 디자인 요소를 갖는 쓰루 건조 직물, 예컨대 도 2에 도시된 직물을 이용하는 것이 유용하다. 이러한 방식으로, 제조 동안에 초기 웹 상에 디자인 요소(또한, 본원에서는 패턴이라고 부름)가 각인되고 이로 인해 디자인이 그 위에 부여된다. 따라서, 한 실시양태에서는, 장식 디자인 요소를 적용함으로써 개질된 쓰루 건조 직물을 이용해서 웹이 형성된다. 장식 디자인 요소는 장식 문양, 아이콘 또는 모양, 예컨대 꽃, 하트, 강아지, 로고, 상표, 단어(들) 등일 수 있다. 장식 디자인은 그것을 주변 쓰루 건조 직물 표면과 구별시키는 토포그래피를 장식 디자인에 제공하는 융기된 영역(요소)에 의해 형성될 수 있다. 적당하게는, 이들 요소는 하나 이상의 선, 세그먼트, 점 또는 다른 모양일 수 있다.

바람직하게는, 디자인 요소들은 웹에서 이격되고, 균일하게 이격될 수 있거나 또는 디자인 요소들 간에 밀도 및 간격 거리가 달라질 수 있도록 달라질 수 있다. 예를 들어, 디자인 요소의 밀도가 달라서 웹 상에 상대적으로 많은 또는 상대적으로 적은 수의 디자인 요소를 제공할 수 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, 디자인 요소에 의해 덮인 배경 표면의 백분율로 측정되는 디자인 요소 밀도는 약 10 내지 약 35% 및 더 바람직하게는 약 20 내지 약 30%이다. 마찬가지로, 또한 디자인 요소의 간격도 달라질 수 있고, 예를 들어, 디자인 요소는 이격된 줄로 배열될 수 있다. 추가로, 또한, 이격된 줄 사이 및/또는 한 줄 내의 디자인 요소들 사이 거리도 달라질 수 있다.

쓰루 건조 직물 상에 디자인 요소를 배치함으로써, 그 결과로 얻는 티슈 웹은 디자인 요소에 의해 부여된 가시적으로 인식할 수 있는 디자인 및 쓰루 건조 직물에 의해 부여된 텍스처화된 배경 표면을 갖는다. 바람직하게는, 텍스처화된 배경 표면은 약 0.2 ㎜ 이상의 z 방향 고도 차이를 갖는 3 차원 토포그래피를 갖는 전체 배경 표면을 갖는다. 토포그래피는 규칙적 또는 불규칙적일 수 있다. 배경 표면은 장식 디자인 요소가 차지하는 표면의 부분을 배제한 웹의 전체 주표면이다. 적당한 텍스처화된 배경 표면은 일반적으로 교번하는 이랑 및 골 또는 돌출부 및 함몰부를 갖는 표면을 포함한다. 장식 디자인과 구별하기 위해, 텍스처화된 배경 패턴에서 교번하는 이랑 및 골의 빈도는 약 20 개/10 ㎝ 이상일 수 있다. 마찬가지로, 텍스처화된 배경 패턴의 돌출부 및 함몰부의 밀도는 약 0.6 개/㎠ 이상, 더 바람직하게는 3 개/㎠ 이상일 수 있다.

일반적으로, 디자인 요소는 쓰루 건조 직물에 국소(topically) 적용된다. 특히 적당한 국소 적용 방법은 표면에 인쇄하거나 또는 중합체 물질을 압출하는 것이다. 대안적 방법은 캐스트 또는 경화된 필름을 적용하거나, 직조하거나, 수를 놓거나 또는 중합체 섬유를 표면 상에 스티칭하여 패턴 또는 엠보싱을 생성하는 것을 포함한다. 특히 적당한 중합체 물질은 쓰루 건조 직물에 강하게 접착할 수 있고 대표적인 티슈 기계 건조기 작업 조건에서 열 열화에 내성이 있고 합리적으로 유연성인 물질, 예컨대 실리콘(silicone), 폴리에스테르, 폴리우레탄, 에폭시, 폴리페닐술피드 및 폴리에테르케톤을 포함한다.

또 다른 실시양태, 예컨대 본 게재물과 일치하는 방식으로 본원에 포함되는 미국 특허 제6,398,910호에 기술된 것에서, 장식 디자인은 텍스처화된 쓰루-에어 건조 직물 상에 중합체 스트랜드를 압출함으로써 형성될 수 있다. 중합체 스트랜드는 텍스처 쓰루-에어 건조 직물의 평면 위에 융기된 패턴을 형성하도록 적용된다.

상기한 바와 같은 디자인 요소를 갖는 쓰루 건조 직물을 이용해서 티슈 웹을 형성함으로써, 웹이 롤형 제품 형태로 전환될 때 네스팅(nesting)이 감소될 수 있다고 믿어진다. 감소된 네스팅이 결국에는 롤형 제품의 일부 성질, 예컨대 벌크 및 단단함 정도를 개선할 수 있다. 대표적으로, 네스팅은 텍스처화된 쓰루 건조 직물을 이용한 결과로 생기고, 그것은 티슈 웹에 골 및 이랑을 부여한다. 이 이랑 및 골은 결과적으로 얻는 웹에 많은 이익을 제공할 수 있지만, 웹이 최종 제품 형태로 전환될 때는 때때로 문제가 생긴다. 예를 들어, 웹이 롤형 제품으로 전환될 때, 한 번 감긴 것의 이랑 및 골이 그 다음 감긴 것의 상응하는 이랑 및 골 위에 놓이고, 이 때문에 롤이 더 빽빽하게 차고, 이렇게 하여 롤 벌크를 감소시키고, 밀도를 증가시키고, 제품의 감김이 덜 일관되고 조절가능하게 된다. 따라서, 일부 실시양태에서, 본 게재물은 텍스처화된 배경 표면 및 디자인 요소를 갖는 티슈 웹을 포함하는 티슈 제품을 제공하고, 여기서 디자인 요소는 웹이 롤형 제품으로 전환될 때 웹의 네스팅을 감소시킨다. 결과적으로 얻는 롤은 일반적으로 주어진 롤 단단함 정도에서 더 높은 롤 벌크를 갖는다. 게다가, 롤은 일반적으로 나선형으로 감긴 웹의 연속하는 날실 사이에 놀라울 정도의 교락을 가지고, 주어진 롤 단단함 정도에서 롤 구조를 개선하고, 더 특히, 날실 사이에 미끄럼 없이 덜 단단한 롤을 제조하는 것을 허용한다.

연속하는 날실 사이의 교락을 개선하는 것은 날실 사이에 미끄럼 없이 덜 단단한 롤이 제조되는 것을 허용한다. 예를 들어, 오프셋 이음매를 갖는 쓰루 건조기 직물을 이용해서 제조되는 티슈 제품, 예컨대 본 게재물과 일치하는 방식으로 본원에 내용이 포함되는 미국 특허 제7,611,605호에 게재된 것에 비해서, 본 게재물의 롤형 티슈 제품은 유사하게 개선된 롤 구조 및 감소된 네스팅을 갖는다. 본원에서 롤 구조성이라고 부르는, 감소된 네스팅 및 개선된 롤 구조의 한 측정값은 롤 벌크(cc/g로 표현함)를 롤 단단함 정도(㎝로 표현함)로 나누고 단일 시트 캘리퍼(㎝로 표현함)로 나눈 몫이다. 일반적으로, 롤형 티슈 제품은 약 500 ㎝/g 미만 및 더 바람직하게는 약 450 ㎝/g 미만 및 훨씬 더 바람직하게는 약 350 ㎝/g 미만, 예컨대 약 200 내지 약 500 ㎝/g 및 더 바람직하게는 약 250 내지 약 450 ㎝/g의 롤 구조성을 갖는다.

게다가, 인쇄된 쓰루 건조 직물의 이용 때문에 개선된 패턴 명료성을 갖는 웹이 얻어진다고 믿어진다. 개선된 이미지 명료성을 갖는 웹의 한 실시양태가 도 3에 도시되어 있다. 놀랍게도, 텍스처화된 배경에 패턴을 배치함으로써, 패턴과 배경 사이의 시각적 대비가 개선되고, 그 결과로 더 또렷하고 더 선명한 패턴을 얻는다. 또한, 텍스처화된 배경은 상대적으로 연한 또는 부서지기 쉬운 인쇄 물질의 이용을 허용한다.

패턴 명료성은 제품이 선반에 진열될 때 소비자가 알아볼 수 있는 정도로 개선된다. 이러한 방식으로, 소비자가 패턴이 얼마나 명확한지에 대한 질적 평가를 제공할 수 있다. 소비자는 0부터 10까지의 등급으로 명료성을 평가할 수 있고, 이렇게 하여 명료성 등급 0은 분간할 수 있는 패턴이 없다는 것을 나타내고, 명료성 등급 10은 뚜렷한 가장자리, 패턴의 지정된 높이 및 깊이를 갖는 명확한 패턴이고, 디자인 패턴의 완벽한 각인 복제인 것으로 보인다. 위에서 논의한 본 발명의 방법에 앞서, 이전에 이용된 방법으로 제조된 물질은 질적 패턴 명료성 등급 약 5를 가졌다. 이제, 상기한 본 발명의 방법을 이용함으로써, 본 발명자들은 소비자들이 약 8 초과의 질적 등급을 제공하는 잘 보이고 명확한 패턴을 갖는 웹을 제조할 수 있었다.

고도로 텍스처화된 쓰루 건조 직물 상에 패턴을 배치함으로써 이미지 명료성이 개선될 뿐만 아니라 또한 제조 과정 전체에 걸쳐서 그 이미지의 명료성도 개선된다. 즉, 결과적으로 얻는 웹 상의 이미지의 명료성은 쓰루 건조 직물의 수명의 처음부터 끝까지 그다지 감소되지 않는다. 이전에는, 상대적으로 편평한 쓰루 건조 직물 상에 패턴이 배치되었고, 인쇄된 패턴이 쓰루 건조 직물로부터 닳았을 것이고, 그 결과로 직물의 수명 동안에 이미지 품질이 열화된다. 이제, 텍스처화된 배경 표면 상에 패턴을 배치함으로써, 일단 패턴이 배경 텍스처의 상부 표면까지 닳게 되면 패턴의 닳음이 효과적으로 중단되어, 쓰루 건조 직물의 사용가능한 수명 전체에 걸쳐서 우수한 패턴 명료성을 허용한다.

일단 웹이 쓰루 건조 직물로 이송되면, 그것은 쓰루 건조, 적외선 복사, 마이크로파 건조 등을 비제한적으로 포함하는 젖은 웹의 벌크 또는 두께를 보존하는 경향이 있는 어떠한 비압축 건조 방법을 이용해서도 건조될 수 있다. 상업적 입수가능성 및 실용성 때문에, 쓰루 건조는 잘 알려져 있고, 본 발명의 목적을 위해 웹을 비압축 건조하기 위한 흔히 이용되는 한 수단이다.

웹이 형성되고 건조된 후, 본 발명의 티슈 제품은 전환 공정을 거치고, 여기서, 형성된 베이스 웹이 최종 포장을 위해 롤로 감긴다. 이 전환 공정 전에 또는 그 동안에, 충분한 인장 강도를 유지하면서 시트 캘리퍼를 감소시키고 부드러움을 개선하기 위해 티슈 제품의 베이스 웹이 캘린더링 공정을 거친다. 캘린더링 공정은 웹을 압축하고, 베이스 웹의 섬유들 사이에 형성된 일부 결합을 효과적으로 파괴한다. 이러한 방식으로, 캘린더링은 티슈 제품의 인지된 부드러움을 증가시킬 수 있다. 일부 응용에서는, 티슈 웹의 벌크가 대체로 유지될 수 있다. 적어도, 이 방법을 통해, 시트가 감긴 후 시트에 더 많은 양의 벌크가 남는다. 이 높은 시트 벌크는 요구되는 시트 부드러움을 유지하면서 일정한 단단함 정도에서 더 높은 제품 롤 벌크로 나타난다.

다음 실시예는 첨부된 특허청구범위의 범위를 제한하지 않고 본 게재물의 특별한 실싱양태를 예시하는 것을 의도한다.

실시예

실시예 1

미국 특허 제5,607,551호에 일반적으로 기술된 흔히 "비크레이핑된 쓰루-에어 건조된"(UCTAD)이라고 불리는 쓰루 건조 제지 방법을 이용해서 베이스시트를 제조하였다. 약 26 내지 약 34 gsm(gram per square meter)의 범위의 표적 완전건조 기초중량을 갖는 베이스시트를 제조하였다. 이어서, 베이스시트를 전환하여 롤형 티슈 제품으로 나선형으로 감았다.

모든 경우에서, 베이스시트는 3 개의 스톡 체스트에 의해 공급되는 층화된 헤드박스를 이용하여 북부 연질목재 크라프트 및 유칼립투스 크라프트를 포함하는 퍼니쉬로부터 제조하였고, 이렇게 하여 3 개의 층(2 개의 외층 및 1 개의 중간층)을 갖는 웹이 형성되었다. 2 개의 외층은 유칼립투스를 포함하였고(각 층은 웹의 총 중량의 30 중량%를 차지함), 중간층은 연질목재 및 유칼립투스를 포함하였다. 대조 샘플 및 본 발명 샘플의 중간층의 연질목재 및 유칼립투스 크라프트의 양이 달랐다. 대조군의 경우, 중간층은 웹의 총 중량의 29%의 연질목재 및 웹의 11 중량%의 유칼립투스를 포함하였다. 본 발명 샘플의 경우, 중간층은 웹의 25 중량%의 연질목재 및 웹의 15 중량%의 유칼립투스를 포함하였다. 강도는 전분 첨가에 의해 및/또는 퍼니쉬를 정제함으로써 조절하였다.

티슈 웹을 티슈폼(TissueForm) V 형성 직물 상에 형성하였고, 약 25% 컨시스턴시로 진공 탈수한 후, 트랜스퍼 직물로 이송될 때 러쉬 이송하였다. 트랜스퍼 직물은 미국 특허 제7,611,607호(보이쓰 패브릭스(미국 위스콘신주 애플톤)로부터 상업적으로 입수가능함)에서 "프레드"라고 기술된 직물이었다.

이어서, 웹을 제2 "프레드" 직물에 이송하였고, 이 직물은 쓰루 건조에 이용되었다. 제2 "프레드" 직물은 도 3에 도시된 바와 같이 실리콘을 이용해서 웹 상에 인쇄된 그래픽을 포함하였다. 쓰루 건조 직물에의 이송은 이송시 적어도 약 10 인치 수은의 진공 수준을 이용해서 행하였다. 이어서, 웹을 감기 전에 약 98% 고상물이 되도록 건조시켰다.

대조 코드는 미국 특허 제7,611,607호에서 44MST라고 지칭되는 상대적으로 편평한 쓰루 건조 직물(보이쓰 패브릭스(미국 위스콘신주 애플톤)로부터 상업적으로 입수가능함)을 이용하는 것 외에는 상기한 바와 같이 제조하였다. 표 2는 본 실시예에 따라서 제조된 각 샘플에 대해서 방법 조건을 나타낸다.

샘플 번호	기초중량 (gsm)	정제 (hpt/일)	전분(lbs/MT)	러쉬 이송(%)
1 (대조군)	32.7	-	4	24
2 (본 발명)	33.4	2.6	2.4	28
3 (본 발명)	28.8	2	2	28
4 (본 발명)	33.0	2	1.8	28
5 (본 발명)	36.8	2	1.8	28
6 (본 발명)	33.4	2.6	2.4	28
7 (본 발명)	30.5	-	4	28
8 (본 발명)	33.4	-	4	28

표 3 및 4는 베이스시트 웹의 물리적 성질을 요약한다.

샘플 번호	BW (gsm)	캘리퍼 (mil)	시트 벌크 (cc/g)	GMT (g/3")	MD 기울기 (g/3")	CD 기울기 (g/3")	CDS (%)
1 (대조군)	32.7	27.1	21.1	1114	8183	9673	9.1
2 (본 발명)	33.4	41.5	31.6	1069	5152	6346	10.1
3 (본 발명)	28.8	39.2	34.6	886	4074	4226	12.7
4 (본 발명)	33.0	40.7	31.3	1081	4960	5417	12.0
5 (본 발명)	36.8	44.0	30.4	1262	5549	6710	11.2
6 (본 발명)	33.4	41.5	31.6	1071	5160	6405	9.9
7 (본 발명)	30.5	38.6	32.1	1069	4906	5503	11.7
8 (본 발명)	33.4	40.7	31.0	1062	5474	5731	11.5

샘플 번호	GM 기울기 (g/3")	강성 지수	델타 강성 지수	델타 벌크
1 (대조군)	8897	7.99	-	-
2 (본 발명)	5718	5.38	-33%	49.8%
3 (본 발명)	4149	4.68	-41%	64.0%
4 (본 발명)	5183	4.79	-40%	48.3%
5 (본 발명)	6102	4.83	-39%	44.1%
6 (본 발명)	5749	5.37	-33%	49.8%
7 (본 발명)	5196	4.86	-39%	52.1%
8 (본 발명)	5601	5.27	-34%	46.9%

베이스시트 웹을 다양한 욕실용 티슈 롤로 전환하였다. 구체적으로, 베이스시트를 시트의 공기측에는 4 또는 40 피 앤드 제이(P & J) 폴리우레탄 롤 및 직물측에는 표준 스틸 롤을 포함하는 1 개 또는 2 개의 통상적인 폴리우레탄/스틸 캘린더를 이용해서 캘린더링하였다. 각 샘플의 방법 조건을 하기 표 5에 제공하였다. 모든 롤형 제품은 1 겹의 베이스시트를 포함하였고, 이렇게 하여 롤형 제품 샘플 롤 1은 1 겹의 베이스시트 샘플 1을 포함하였고, 롤 2는 1 겹의 베이스시트 샘플 2를 포함하였고, 나머지 롤도 상응하게 포함하였다. 캘린더링은 약 19 내지 약 22 mil의 캘리퍼 및 약 16 내지 약 19.0 cc/g의 시트 벌크를 갖는 웹을 제조하였다.

샘플 번호	4 피 앤드 제이 캘린더 하중 (pli)	40 피 앤드 제이 캘린더 하중 (pli)	롤 직경 (mm)	시트 캘리퍼 (mil)	시트 벌크 (cc/g)
롤 1	-	160	120	15.5	12.9
롤 2	-	100	126	20.1	16.6
롤 3	-	100	126	19.8	18.8
롤 4	-	100	126	21.8	18.6
롤 5	30	100	126	21.7	16.4

하기 표 6은 상기한 베이스시트 웹으로부터 제조된 롤형 티슈 제품의 물리적 성질을 나타낸다.

샘플 번호	BW (gsm)	롤 벌크 (cc/g)	롤 단단함 정도 (mm)	GMT (g/3")	MD 기울기 (g/3")	CD 기울기 (g/3")	CDS (%)	GM 기울기 (g/3")	강성 지수
롤 1	30.6	9.6	4.7	858	9000	7500	8.4	8215	9.57
롤 2	30.8	13.1	9.1	834	6800	5600	9.0	6171	7.40
롤 3	26.7	13.5	9.5	646	6000	3900	10.2	4837	7.49
롤 4	29.8	13.1	9.0	742	6000	4800	9.8	5367	7.20
롤 5	33.7	13.0	10.2	899	6400	5900	9.4	6145	6.83

실시예 2

베이스시트는 실질적으로 상기한 UCTAD 방법을 이용해서 제조하였다. 약 32 gsm(gram per square meter)의 표적 완전건조 기초중량 및 약 1000 g/3"의 GMT를 갖는 베이스시트를 제조하였다. 이어서, 베이스시트를 전환하여 롤형 티슈 제품으로 나선형으로 감았다. 표 7은 본 실시예에 따라서 제조된 각 샘플에 대해 방법 조건을 나타낸다.

샘플 번호	기초중량 (gsm)	정제 (hpt/일)	전분 (lb/MT)	러쉬 이송 (%)
9 (대조군)	30.8	2.0	8.0	24
10 (본 발명)	28.1	2.0	11.0	28
11 (본 발명)	30.8	-	-	24
12 (본 발명)	28.4	-	-	24

표 8 및 9는 베이스시트 웹의 물리적 성질을 요약한다.

샘플 번호	기초중량 (gsm)	캘리퍼 (mil)	시트 벌크 (cc/g)	GMT (g/3")	MD 기울기 (g/3")	CD 기울기 (g/3")	CD 신장 (%)
9 (대조군)	30.8	14.2	11.7	736	9640	3180	14.7
10 (본 발명)	28.1	20.1	18.2	757	5650	2800	13.9
11 (본 발명)	30.8	20.0	16.5	755	9550	2870	14.4
12 (본 발명)	28.4	20.4	18.2	740	5353	3320	11.8

샘플 번호	GM 기울기 (g/3")	강성 지수	델타 강성 지수	델타 시트 벌크
9 (대조군)	5536.7	7.52	-	-
10 (본 발명)	3977.4	5.25	-30%	55%
11 (본 발명)	5235.3	6.94	-8%	41%
12 (본 발명)	4215.7	5.70	-24%	56%

베이스시트 웹을 다양한 욕실용 티슈 롤로 전환하였다. 구체적으로, 베이스시트를 시트의 공기측에는 15 또는 40 피 앤드 제이 폴리우레탄 롤 및 직물측에는 표준 스틸 롤을 포함하는 1 개 또는 2 개의 통상적인 폴리우레탄/스틸 캘린더를 이용해서 캘린더링하였다. 각 샘플의 방법 조건을 하기 표 10에 제공하였다. 모든 롤형 제품은 1 겹의 베이스시트를 포함하였고, 이렇게 하여 롤형 제품 샘플 롤 9는 1 겹의 베이스시트 샘플 9를 포함하였고, 롤 10은 1 겹의 베이스시트 샘플 10 등을 포함하였다.

샘플 번호	15 피 앤드 제이 캘린더 하중 (pli)	40 피 앤드 제이 캘린더 하중 (pli)	롤 직경 (mm)	시트 캘리퍼 (mil)	시트 벌크 (cc/g)
롤 9	95	-	116.5	14.2	11.7
롤 10	-	100	124.0	20.1	18.2
롤 11	-	52	123.0	20.0	16.5
롤 12	-	100	124.0	20.4	18.2

하기 표 11은 상기한 베이스시트 웹으로부터 제조된 롤형 티슈 제품의 물리적 성질을 나타낸다.

샘플 번호	기초중량 (gsm)	롤 벌크 (cc/g)	롤 단단함 정도 (mm)	GMT (g/3")	MD 기울기 (g/3")	CD 기울기 (g/3")	CD 신장 (%)	GM 기울기 (g/3")	강성지수
롤 9	30.8	9.6	4.6	736	9640	3180	14.7	5536.7	7.52
롤 10	28.1	14.1	6.2	757	5650	2800	13.9	3977.4	5.25
롤 11	30.8	12.6	7.1	755	9550	2870	14.4	5235.3	6.94
롤 12	28.4	13.9	8.2	740	5353	3320	11.8	4215.7	5.70

본 발명을 그의 특정 실시양태에 관해서 상세히 기술하였지만, 당 업계 숙련자는 상기 내용의 이해에 도달할 때 이들 실시양태에 대한 변경, 그의 변화 및 그의 동등물을 쉽게 생각해낼 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 본 게재물의 범위는 첨부된 특허청구범위 및 그의 동등물의 범위로 평가해야 한다.

Claims

1 겹 웹이 약 25 내지 약 35 gsm(gram per square meter)의 완전건조 기초중량 및 약 15 cc/g 초과의 시트 벌크를 가지고, 감긴 롤이 약 5 내지 약 10 ㎜의 롤 단단함 정도(Roll Firmness)를 갖는, 롤로 나선형으로 감긴 1 겹 티슈 웹을 포함하는 롤형 티슈 제품.

제1항에 있어서, 감긴 롤이 약 12 cc/g 이상의 롤 벌크를 갖는 티슈 제품.

제1항 또는 제2항에 있어서, 1 겹 웹이 약 650 내지 약 1000 g/3 인치의 기하 평균 인장(geometric mean tensile)을 갖는 티슈 제품.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 1 겹 웹이 약 4.5 내지 약 8의 강성 지수(Stiffness Index)를 갖는 티슈 제품.

제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 1 겹 웹이 약 8000 g/3 인치 미만의 기하 평균 기울기(geometric mean slope)를 갖는 티슈 제품.

제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 1 겹 웹이 약 4000 내지 약 6500 g/3 인치의 기하 평균 기울기를 갖는 티슈 제품.

제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 1 겹 웹이 약 9% 이상의 % CD 신장(percent CD stretch)을 갖는 티슈 제품.

제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 감긴 롤이 약 500 ㎝/g 미만의 롤 구조성(Roll Structure)을 갖는 티슈 제품.

제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 1 겹 티슈 웹이 쓰루-에어 건조된 웹을 포함하는 티슈 제품.

제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 1 겹 티슈 웹이 비크레이핑된 쓰루-에어 건조된 웹을 포함하는 티슈 제품.

약 1000 g/3" 미만의 기하 평균 인장, 약 15 cc/g 초과의 시트 벌크 및 약 8 미만의 강성 지수를 갖는 1 겹 티슈 웹.

제11항에 있어서, 시트 벌크가 약 15 내지 약 20 cc/g인 웹.

제11항 또는 제12항에 있어서, 약 28 내지 약 32 gsm의 완전건조 기초중량을 갖는 웹.

제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 강성 지수가 약 4.5 내지 약 7인 웹.

제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 쓰루-에어 건조된 웹을 포함하는 웹.

제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 비크레이핑된 쓰루-에어 건조된 웹을 포함하는 웹.

1 겹 티슈 웹이 텍스처화된 배경 표면 및 디자인 요소, 약 1000 g/3" 미만의 기하 평균 인장, 약 15 cc/g 초과의 시트 벌크 및 약 8 미만의 강성 지수를 가지고, 감긴 롤이 약 10 cc/g 초과의 롤 벌크를 갖는, 롤로 나선형으로 감긴 1 겹 티슈 웹을 포함하는 롤형 티슈 제품.

제17항에 있어서, 약 5 내지 약 10 ㎜의 롤 단단함 정도를 갖는 티슈 제품.

제17항 또는 제18항에 있어서, 1 겹 웹이 약 28 내지 약 32 g/㎡의 완전건조 기초중량을 갖는 티슈 제품.

제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 감긴 롤이 약 250 내지 약 500 ㎝/g의 롤을 갖는 티슈 제품.