KR20150066543A - 부드러운 크레이프 티슈 - Google Patents

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KR20150066543A
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미하엘 존 레코스키
데이브 알렌 소렌스
프랑크 제랄드 드룩키
제프리 제임스 팀
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 발명은 크레이프 티슈 웹, 및 그로부터 생산되는 제품에 관한 것이다. 크레이프 티슈 웹 및 그로부터 생산되는 티슈 제품은 약 8.0 미만의 TS7 값을 갖는 것과 같이 부드럽고 강하다. 더욱이, 본 발명의 티슈는 또한 바람직하게는 약 7.0 미만과 같이 낮은 TS750 값을 갖는다. 또한, 본 발명에 따라 제조한 웹은 낮은 TS7 값을 가지며, 특정 실시예들에서는 낮은 TS750 값을 갖는 한편, 그들은 또한 사용에 견딜만큼 충분히 강하다.

Description

부드러운 크레이프 티슈{SOFT CREPED TISSUE}
발명은 크레이프 티슈 웹(creped tissue web), 및 그로부터 제조된 제품에 관한 것이다.
미용 티슈, 목욕 티슈, 냅킨, 물수건(wipe), 종이 타월, 기타 등등 같은 종이 제품의 제조에 있어서, 제품의 다양한 성능을 최적화하는 것을 종종 원한다. 예를 들어, 상기 제품은 양호한 벌크, 부드러운 감촉을 가져야 하고, 양호한 강도를 가져야 한다. 하지만, 불행하게도, 상기 제품의 한 가지 성능을 증가시키려는 수단을 취하면, 상기 제품의 다른 특성들은 종종 불리하게 영향을 받는다.
예를 들어, 부드럽기도 한 고강도 종이 제품을 생산하는 것은 매우 어렵다. 구체적으로, 강도는 특정한 강도나 결합제를 상기 제품에 부가해서 증가되는 것이 통상적이다. 비록 상기 종이 제품의 강도는 증가하지만, 섬유 결합을 줄일 수 있는 제품을 연화시키는데 다양한 방법이 종종 사용된다. 예를 들면, 화학적 결합제거제(chemical debonder)는 섬유 결합을 감소시킴으로써 연성을 증가시키기 위해 이용될 수 있다. 또한, 크레이프 가공(creping) 또는 캘린더 가공(calendering) 같은 기계적 힘도 연성을 증가시키기 위해 이용될 수도 있다.
하지만, 화학적 결합제거제에 의하거나 기계적 힘을 통해 섬유 결합을 감소시키면 상기 종이 제품의 강도에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 인접하는 섬유들 간의 수소 결합은 상기 화학적 결합제거제에 의해서 뿐만 아니라 제지 공정의 기계적 힘에 의해 깨질 수 있다. 결과적으로, 그렇게 결합이 제거되면 상기 티슈 제품의 표면으로부터 뻗으며 느슨하게 결합된 섬유를 생성한다. 공정 및/또는 사용 중에, 느슨하게 결합된 이 섬유들은 상기 티슈 제품에서 자유롭게 될 수 있으며, 그 결과 개별적으로 공기중 섬유(airborne fiber) 및 섬유 단편으로 정의되는 보풀(lint)을 생성할 수 있다. 더욱이, 제지 공정은 서로 서로 약하게 결합되어 있지만 인접하는 섬유 구역들에는 그렇지 않은 섬유 구역을 형성할 수도 있다. 그 결과, 사용 중에, 특정한 전단력이 상기 약하게 결합된 구역을 나머지 섬유들로부터 해방시킬 수 있으며, 그에 따라 슬라우(slough), 즉, 스킨 또는 패브릭 같은 표면 상의 다발(bundle) 또는 필(pill)을 생성한다. 이와 같이, 상기 결합제거제를 사용하면 종종 상당량의 보풀과 슬라우를 나타내며 사용 도중 훨씬 약한 종이 제품을 초래할 수 있다. 이와 같이, 부드럽지만, 보풀 형성을 막기에 충분히 강한 종이 제품에 대한 요구가 현재 존재한다. 더욱이, 결합제거제를 과도하게 사용하지 않고 제조할 수 있는 제품에 대한 요구가 있다.
일반적으로 부드러운 티슈를 달성하기 위해서 웹(web)의 강도가 줄어들고 화학적 결합제거제로 처리한, 짧고 낮은 조도 섬유가 상기 웹의 피부 접촉면에 배치된다. 하지만 이러한 기술을 사용하여 달성할 수 있는 연성(softness) 수준은, 사용에 견디고 사용시 티슈 표면으로부터 다량의 섬유 보풀 형성을 피하기에 충분히 강한 티슈를 가지려는 사용자의 소망에 의해 제한된다. 하지만, 본 발명은 이러한 한계를 극복해서 충분한 강도를 유지하면서도 향상된 연성을 갖는 신규한 티슈 웹을 생산한다.
따라서, 일 측면에서 본 발명은 약 8.0 dB V2 rms 미만의 TS7 값을 갖는 크레이프 티슈(creped tissue) 웹을 제공한다.
다른 측면들에서 본 발명은 약 8.0 dB V2 rms 미만의 TS7 값 및 약 7.0 dB V2 rms 미만의 TS750 값을 갖는 크레이프 티슈 웹을 제공한다.
또 다른 측면들에서 본 발명은 하나 이상의 겹(ply)을 포함하는 크레이프 티슈 제품을 제공하는데, 상기 티슈 제품은 약 600 g/3'' 보다 큰 기하평균 인장(GMT) 및 약 8 dB V2 rms 미만의 TS7 값을 갖는다.
또 다른 측면들에서 본 발명은 약 300 내지 약 1000 g/3'' 의 GMT 및 약 8.0 dB V2 rms 미만의 TS7 값을 갖는 크레이프 티슈 웹을 제공한다.
다른 측면들에서 본 발명은 약 10 gsm 보다 큰 평량 및 약 4.0 내지 약 8.0 dB V2 rms의 TS7 값을 갖는 크레이프 티슈 웹을 제공한다.
또 다른 측면들에서, 본 발명은 두 개의 다층 구조 크레이프 티슈 웹을 포함하는 여러 겹 티슈 제품을 제공하는데, 상기 티슈 웹은 3개의 중첩 층, 실질적으로 연질목 섬유로 이루어진 1개의 내부 층 및 실질적으로 경질목 섬유로 이루어진 2개의 외부 층을 가지고, 상기 내부 층은 상기 2개의 외부 층 사이에 위치하고, 여기서 각각의 웹은 약 300 g/3'' 보다 큰 GMT 및 약 8.0 dB V2 rms 미만의 TS7 값을 갖는다.
본 발명의 이들 및 다른 특징들과 측면들은 이하에서 더욱 상세히 설명한다.
정의
본원에서 사용되는 용어 "TS7" 및 "TS7 값"은 시험 방법 섹션에서 설명하는 것과 같이 EMTEC 티슈 연성 분석기(Tissue Softness Analyzer)("TSA") (Emtec Electronic GmbH, 독일 라이프치히 소재)의 산출결과를 의미한다. 상기 TS7 값의 단위는 dB V2 rms이지만, 본 명세서에서 TS7 값은 종종 단위를 가리키지 않고 언급된다.
본원에서 사용되는 용어 "TS750" 및 "TS750 값"은 시험 방법 섹션에서 설명하는 것과 같이 TSA의 또 다른 산출결과를 의미한다. 상기 TS750 값의 단위는 dB V2 rms이지만, 본 명세서에서 TS750 값은 종종 단위를 가리키지 않고 언급된다.
본원에서 사용되는 용어 "기하 평균 인장"(GMT)은 웹의 기계 방향(machine direction; MD) 인장 및 기계 교차 방향(cross-machine direction; CD) 인장의 제품의 제곱근을 의미하는데, 시험 방법 섹션에서 설명된 바와 같이 결정된다.
본원에서 사용되는 용어 "티슈 제품"은 티슈 웹으로 만든 제품을 의미하며, 목욕 티슈, 미용 티슈, 종이 타월, 산업용 청소제품(wiper), 식품용 청소제품, 냅킨, 의료용 패드, 및 기타 유사한 제품들을 의미한다.
본원에서 사용되는 용어 "티슈 웹" 및 "티슈 시트"는 티슈 제품으로 사용하기에 적합한 섬유질 시트 재료를 의미한다.
본원에서 사용되는 용어 "캘리퍼(caliper)"는 TAPPI 시험 방법 T402 "종이, 보드, 펄프 핸드시트 및 관련 제품 용 표준 컨디셔닝 및 시험 환경" 및 T411 om-89 "종이, 판지, 및 결합 보드의 두께(캘리퍼)" (적층 시트용 주 3)에 따라 측정한 단일 시트의 대표적인 두께이다. T411 om-89을 수행하기 위해 사용되는 마이크로미터는 Emveco 200-A 티슈 캘리퍼 시험기(Emveco, Inc., 오리건주 뉴버그 소재)이다. 상기 마이크로미터는 2 kPa의 하중, 2500 mm2의 압력 피트 영역, 56.42 mm의 압력 피트 직경, 3 초의 체류 시간 및 0.8 mm/초의 저하 속도를 갖는다. 캘리퍼는 밀(0.001 인치) 또는 μm으로 표현될 수도 있다.
본원에서 사용되는 용어 "평량"은 일반적으로 티슈의 단위 면적당 정량을 의미하며, 일반적으로 제곱미터 당 그램(gsm)으로 표현된다. 평량은 TAPPI 시험 방법 T-220을 이용하여 본원에서 측정된다.
도 1은 다양한 발명예 및 시판 티슈 샘플들에 대한 TS7 값 (x 축) 대 TS750 값 (y 축)의 그래프 구조이다;
도 2는 다양한 발명예 및 시판 티슈 샘플들에 대한 TS750 값 (x 축) 대 GMT (y 축)의 그래프 구조이다; 그리고
도 3은 다양한 발명예 및 시판 티슈 샘플들에 대한 TS7 값 (x 축) 대 GMT (y 축)의 그래프 구조이다.
일반적으로, 본 발명은 크레이프 티슈 웹(creped tissue web), 및 그로부터 제조된 제품에 관한 것이다. 상기 크레이프 티슈 웹 및 그로부터 만든 티슈 제품은 부드럽고 강하며 그에 따라 일반적으로 약 8.0 미만의 TS7 값 및 단일 겹 티슈 웹인 경우에는 약 300g/3'' 보다 크고 여러 겹 티슈 제품인 경우에는 약 500 g/3'' 보다 큰 기하 평균 인장 ("GMT")을 갖는다. 특히 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따라 제조한 티슈는 또한 약 7.0 미만과 같이 낮은 TS750 값을 갖는다. 또한 본 발명에 따라 제조한 티슈는 낮은 TS7을 가지며, 특정 실시예들에서 낮은 TS750를 가지는 한편, 또한 사용에 견딜 수 있을만큼 강하다. 이와 같이 본원에서 개시한 대로 제조한 단일 겹 티슈 웹은 바람직하게는 약 300 g/3'' 초과, 예컨대 약 400 내지 약 500 g/3''의 GMT를 갖는다.
낮은 TS7 및/또는 TS750 값을 갖는 티슈 웹과 제품은 종래의 습식 가압(conventional wet pressed)(본원에서는 "CTEC"로도 부름) 및 통기 건조(through-air dried)(본원에서는 "TAD"로도 부름) 같은 수많은 크레이프 티슈 제조 공정을 사용하여 제조될 수도 있다. 또한, 낮은 TS7 및/또는 TS750 값을 갖는 제품은 캘린더 가공하거나 티슈 제품을 사용자의 피부에 더 부드럽게 느끼게 하는 폴리실록산 같은 국소 첨가제를 적용함으로써 웹을 사후 처리해서 제조될 수도 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 적합한 폴리실록산에는 아민, 알데히드, 카르복실산, 하이드록실, 알콕실, 폴리에테르, 폴리에틸렌 옥사이드, 및 폴리프로필렌 옥사이드 유도체화 실리콘, 예컨대 아미노폴리디알킬실록산을 포함한다. 아미노폴리디알킬실록산을 사용할 때, 두 개의 알킬 라디칼은 메틸기, 에틸기, 및/또는 탄소수 약 3 내지 약 8 개를 함유하는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 탄소 사슬일 수 있다. 몇몇 시판 중인 폴리실록산의 예로는 Y-14128, Y-14344, Y-14461 및 FTS-226 (Momentive Performance Materials에서 시판중, 뉴욕주 알바니 소재), 및 Dow Corning 8620, 2-8182, 및 2-8194 (Dow Corning Corporation에서 시판중, 미시간주 미들랜드 소재)을 포함한다.
사용할 때, 폴리실록산은 물과 계면활성제, 예컨대 비이온성 에톡실화 알코올과 조합해서, 에멀젼을 형성하고, 티슈 웹에 적용될 수도 있다.하지만, 본 발명의 공정은 더 높은 점도를 수용할 수 있기 때문에, 상기 폴리실록산은 물, 계면활성제 또는 임의의 다른 희석제와 조합될 필요 없이 티슈 웹에 직접 첨가될 수 있다. 예를 들면, 순수한 폴리실록산 같은 순수한 조성물이 본 발명에 따라 웹에 적용될 수 있다.
또한, 낮은 TS7 및/또는 TS750 값을 갖는 티슈 웹과 제품은 양키 건조기(Yankee Dryer) 같이, 크레이프 가공 조성물(creping composition)을 높은 첨가 수준, 예컨대 크레이프 가공면의 약 30 mg/m2의 고형물 보다 많이 적용하여 제조할 수도 있다. 더욱 바람직하게는 상기 크레이프 가공 조성물은 약 50 mg/m2 초과, 심지어 더욱 바람직하게는 약 100 mg/m2 초과, 예컨대 약 50 내지 약 300 mg/m2인 고형물로 상기 크레이프 가공면에 첨가된다. 총 고형물 부가의 수준은 바람직하게는 전통적인 크레이프 가공 방법들 보다 몇배 높으며, 상기 방법들은 약 2 내지 약 30 mg/m2의 부가 수준을 일반적으로 채용했다. 심지어 증가된 부가 수준에서 본 발명은 크레이프 가공 효율에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 유기 및/또는 무기 성분의 침적물을 형성하지(build-up) 않고 양키 건조기로부터 웹의 부착과 제거의 균형을 맞추는 크레이프 가공 조성물을 제공한다.
높은 부가 수준으로 상기 양키 건조기에 적용하면서, 본 발명의 크레이프 가공 조성물은 적절한 코팅 평형 및 상기 건조기 표면에 상기 코팅의 상대적으로 일정한 Z-방향 두께를 발생시킨다. 상기 웹으로 이송되었을때, 상기 크레이프 가공 조성물은 상기 첨가제 조성물 및 상기 웹에 적용된 양에 따라 연속 또는 불연속 필름을 형성할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 상기 크레이프 가공 조성물이 웹에 적용됨으로써 상기 크레이프 가공 조성물은 상기 웹의 표면 상에 개별 처리된 영역을 형성할 수도 있다.
베이스 시트의 표면에 존재할때 상기 첨가제 조성물의 두께는 상기 첨가제 조성물의 원료성분 및 적용된 양에 따라 다양할 수 있다. 일반적으로, 예를 들면, 상기 두께는 약 0.01 μm 내지 약 10 μm로 다양할 수 있다. 좀더 높은 부가 수준에서는, 예를 들면, 상기 두께는 약 3 μm 내지 약 8 μm일 수도 있다. 좀더 낮은 부가 수준에서는, 예를 들면, 상기 두께는 약 0.1 μm 내지 약 1 μm, 예컨대 약 0.3 μm 내지 약 0.7 μm일 수도 있다.
상기 첨가제 조성물이 커버하는 베이스 시트의 면적은 상기 베이스 시트의 한쪽면의 표면적의 약 10 내지 약 100 %로 다양할 수도 있다. 예를 들면, 상기 첨가제 조성물은 상기 베이스 시트의 표면적의 약 20 내지 약 100 %, 예컨대 약 20 내지 약 90 %, 예컨대 약 20 내지 약 75 %를 커버할 수도 있다.
원하는 크레이프 가공 효율과 티슈 제품 성능을 달성하기 위해, 티슈 웹은 적어도 하나, 그리고 더욱 바람직하게는 적어도 두 가지의 수용성 고분자를 포함하는 크레이프 가공 조성물을 사용하여 크레이프 가공될 수도 있다. 본원의 목적상, "수용성"이란 상기 고분자가 물에 완전히 용해해서, 라텍스, 분산액, 또는 용해되지 않은 입자들의 현탁액과는 반대로, 용액을 수득하는 것을 의미한다.
일 실시예에서 상기 크레이프 가공면에 적용되는 수용성 고분자는 폴리에테르, 폴리아미드, 또는 또다른 수용성 고분자와 하나 또는 전부의 혼합물을 포함하는 수용액이다. 적합한 폴리에테르로는 (폴리)에틸렌 옥사이드, (폴리)프로필렌 옥사이드, 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 공중합체, (폴리)테트라 메틸렌 옥사이드, 폴리 비닐 메틸 에테르 등을 들 수 있다. 적합한 폴리아미드로는 (폴리)비닐피롤리돈, (폴리)에틸 옥사졸린, (폴리)아미도아민, (폴리)아크릴아미드, 폴리에틸렌 이민 등을 들 수 있다. 이 성분들의 수평균 분자량은 약 10,000 내지 약 500,000이어야 한다.
상기 크레이프 가공 조성물을 형성하는데 사용되는 수용성 고분자 성분들 중 하나와 혼합할 수 있는 기타 수용성 고분자로는 폴리비닐 알코올(PVOH), 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스 등을 들 수 있다.
특정 실시예들에서, 상기 크레이프 가공 조성물은 양이온성 고분자, 그리고 더욱 구체적으로는 양이온성 전분 같이, 상기 웹을 구성하는 섬유에 대해 친화성을 갖는 고분자 성분을 더 포함할 수도 있다. 본원에서 사용되는 용어 "양이온성 전분은" 화학적으로 개질되어 양이온 성분의 부분을 부여하는 전분을 의미한다. 적합한 양이온성 고분자로는 예를 들면 약 0.22 mEq/g의 전하 밀도를 갖는 Redibond™ 2038 (Ingredion Incorporated, 일리노이주 웨스트체스터 소재) 같은, 적어도 약 0.1 mEq/g의 전하 밀도를 갖는 양이온성 전분을 포함한다.
본 발명의 크레이프 가공 조성물에 사용하기에 특히 바람직한 양이온성 전분은 3차 아미노알킬 에테르 및 4차 암모늄 알킬 에테르로, 상표명 Redibond™ 및 Optipro™ 하에 Ingredion Incorporated (일리노이주 웨스트체스터 소재)에 의해 제조되는 상업용 양이온성 전분을 포함한다. Redibond 5327™, Redibond 5330A™, 및 Optipro 650™ 같은 양이온성 부분 만을 갖는 등급들이 적합한데, 추가적인 음이온성 작용기를 갖는 등급, 예컨대 Redibond 2038™도 마찬가지이다.
상기 양이온성 성분은 임의의 유효량으로 상기 크레이프 가공 조성물에 존재할 수 있고, 원하는 최종 성능 뿐만 아니라 선택된 화학 성분에 기반하여 달라질 것이다. 예를 들어, Redibond 2038™에 대한 예시적인 경우에, 상기 양이온성 성분은 상기 크레이프 가공 조성물의 총 중량 기준 약 10 내지 90 wt%, 예컨대 20 내지 80 wt% 또는 30 내지 70 wt%의 양으로 크레이프 가공 조성물에 존재해서, 개선된 이점을 제공할 수 있다.
다른 적합한 양이온성 성분으로는 양이온성 결합제거제 및/또는 연화제를 포함한다. 양이온성 결합제거제 및 연화제는 제지 기술 분야에 공지되어 있으며, 일반적으로 벌크 및 연성을 향상시키기 위해 습부 첨가제(wet-end additive)로서 사용된다. 결합제거제는 일반적으로 양이온 전하를 갖는 소수성 분자이다. 습부 첨가제 결합제거제는 섬유 간 결합을 방해해서 벌크를 증가시키고 인식되는 부드러움을 증가시키는 작용을 하는 것이 통상적이지만, 시트 강도의 저하를 가져온다. 연화제는 결합제거제와 화학적으로 유사한데, 즉, 일반적으로 양이온 전하를 갖는 소수성 분자이다. 결합제거제 및 연화 화학물질의 예로는 하기 일반식을 갖는 단순한 4차 암모늄 염을 포함할 수도 있다:
(R1')4-b - N+ - (R1'')b X-
여기서 R1'는 C1-6 알킬기이고, R1''는 C14-22 알킬기이고, b는 1 내지 3의 정수이며, X-는 임의의 적합한 반대이온(counterion)이다. 다른 유사한 화합물로는 상기 단순한 4차 암모늄 염의 모노에스테르, 디에스테르, 모노아미드, 및 디아미드 유도체를 포함할 수도 있다. 상기 4차 암모늄 화합물에 대한 많은 변형이 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 간주하여야 한다. 추가적인 연화 조성물로는 양이온성 올레일 이미다졸린 물질들, 예컨대 Mackernium CD-183 (McIntyre Ltd., 일리노이주 유니버시티 파크 소재) 및 Prosoft TQ-1003 (Ashland, Inc., 켄터키주 코빙톤 소재)로 시판되는 메틸-1-올레일 아미도에틸-2-올레일 이미다졸리늄 메틸설페이트를 포함한다.
또 다른 실시예들에서, 상기 크레이프 가공 조성물은 에피할로히드린과 2차 아민기 또는 3차 아민기를 함유하는 폴리아미드의 반응 생성물인, 수용성 양이온 폴리아미드-에피할로히드린을 포함한다. 시판 중인 바람직한 폴리아미드-에피할로히드린은 Kymene™, Crepetrol™ 및 Rezosol™ (Ashland Water Technologies, 델라웨어주 윌밍턴 소재)를 비롯하여 상표명들로 판매되고 있다.
시판되는 티슈에 비해, 본 발명에 따라 제조한 티슈 제품은 일반적으로 낮은 TS7 값, 예컨대 약 8.0 미만 그리고 더 바람직하게는 약 7.5 미만, 심지어 더 바람직하게는 약 7.0 미만, 그리고 가장 바람직하게는 약 6.5 미만, 예컨대 약 4.0 내지 약 7.0를 가진다. 다른 실시예들에서, 티슈 제품은 낮은 TS750 값, 예컨대 약 7.0 미만, 더 바람직하게는 약 6.0 미만, 그리고 심지어 더 바람직하게는 약 5.5 미만, 예컨대 약 4.0 내지 약 6.0를 가진다. 다른 실시예들에서, 티슈 제품은 낮은 TS7 값, 예컨대 약 8.0 미만 및 낮은 TS750 값, 예컨대 약 7.0 미만 전부를 가질 수도 있는데, 이들 모두 사용에 견딜 수 있기에 충분한 강도, 예컨대 약 400/3'' 초과 GMT, 예컨대 약 400 내지 약 1000 g/3''를 유지한다.
이론에 구애되지 않고, 티슈 웹 및 그로부터 생산되는 제품은 개선된 티슈 제조 방법들 및 재료들, 예컨대, 높은 수준의 저-조도 경질목 섬유 같은 재료들의 유리한 조합, 높은 부가 수준에서 신규한 크레이프 가공 조성물을 첨가, 상기 크레이프 티슈 웹에 미세한 크레이프 구조의 도입, 및 캘린더 가공 및/또는 국소 처리로 상기 티슈 웹의 사후 처리를 통해서, 낮은 TS7 및/또는 낮은 TS750 값을 달성할 것으로 추정된다.
시판되는 티슈에 대한 개선을 예시하기 위해, 하기 표는 본원에서 기술된 대로 제조된 발명예 샘플들을 시판 티슈와 비교한다.
BW (gsm) TS7 TS750 E (mm/N) D (mm/N)
Kleenex® 울트라 미용 티슈 25.7 9.4 6.8 3.58 3.67
Kleenex® 로션 미용 티슈 27.9 9.0 7.1 3.54 3.69
Kleenex® 항바이러스 미용 티슈 45.5 9.1 6.8 3.09 3.27
Puffs Ultra Strong and Soft® 미용 티슈 36.9 8.8 7.7 3.05 3.18
Puffs Plus® 미용 티슈 46.4 8.6 5.4 3.18 3.33
Puffs Plus Lotion® 미용 티슈 46.5 9.8 8.1 3.28 3.44
Von's Ultra® 미용 티슈 44.8 8.6 6.7 2.82 2.98
크로거 나이스 & 소프트 위드 로션(Kroger Nice & Soft with Lotion) 46.2 9.3 7.0 3.11 3.32
숍라이트 울트라(ShopRite Ultra) 미용 티슈 46.6 9.4 9.4 3.08 3.27
Up&Up® 울트라 미용 티슈 46.4 8.2 7.0 3.45 3.65
Up&Up® 미용 티슈 31.2 11.4 9.2 3.22 3.32
Scotties® 미용 티슈 31.2 12.0 12.1 2.84 2.92
Publix® 미용 티슈 32.2 12.9 7.5 3.38 3.47
Walgreens® 미용 티슈 27.8 10.2 8.5 3.23 3.36
Puffs® 미용 티슈 29.6 10.6 6.2 3.43 3.53
Kleenex® 미용 티슈 28.4 9.8 8.3 3.27 3.40
발명예 CTEC 샘플 29.6 7.6 6.0 2.7 3.2
발명예 CTAD 샘플 29.8 4.1 5.3 2.68 3.36
본 발명에 따라 제조된 티슈 웹의 평량은 완제품에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 공정은 목욕 티슈, 미용 티슈, 종이 타월 기타 등등을 제조하는 데 사용될 수도 있다. 일반적으로, 섬유질 제품의 평량은 5g/m2(gsm) 내지 약 110 gsm, 예컨대 약 10 gsm 내지 약 90 gsm로 다양할 수도 있다. 목욕 티슈 및 미용 티슈 제품의 경우에는, 예를 들어, 제품의 평량은 약 10 gsm 내지 약 40 gsm의 범위일 수도 있다.
마찬가지로, 티슈 웹의 평량은 또한 약 5 gsm 내지 약 50 gsm, 더욱 바람직하게는 약 10 gsm 내지 약 30 gsm, 및 또한 더욱 바람직하게는 약 14 gsm 내지 약 20 gsm로 다양할 수도 있다.
여러 겹 제품에서는, 상기 제품에 있는 각각의 웹의 평량 또한 다양할 수 있다.일반적으로, 여러 겹 제품의 총 평량은 약 10 gsm 내지 약 100 gsm인 것이 일반적일 것이다. 따라서, 각각의 겹의 평량은 약 10 gsm 내지 약 60gsm, 예컨대 약 20 gsm 내지 약 40 gsm일 수 있다.
본 발명에 따라 제조되는 티슈 웹과 제품은 양호한 벌크 특성을 갖는다. 예를 들면, 벌크는 약 4 내지 약 15 cm3/g, 예컨대 약 5 내지 약 12 cm3/g 또는 약 6 내지 약 10 cm3/g으로 다양할 수도 있다
양호한 벌크를 갖는 것과 더불어, 본 발명에 따라 제조된 티슈 웹과 제품은 연성 및 표면 평활성을 향상시켰다. 예를 들면, 본 발명에 따라 제조된 티슈 웹은 약 8.0 미만, 예컨대 약 5.0 내지 약 7.0의 TS7 값 및 특정 실시예들에서는 약 7.0 미만, 예컨대 약 4.0 내지 약 6.0 의 TS750 값을 갖는다. 특히 바람직한 실시예에서, 본 발명은 적어도 약 12 gsm의 평량, 적어도 약 300 g/3''의 GMT 및 약 5.0 내지 약 8.0의 TS7 값을 갖는 적어도 하나의 크레이프 티슈 웹을 포함하는 티슈 제품을 제공한다.
또한, 상기 낮은 TS7 및/또는 TS750 값은 상대적으로 보통 정도인 기하 평균 인장 강도에서 달성된다. 예를 들면, 본 발명에 따라 제조된 티슈 제품은 약 1000 g/3'' 미만, 더욱 바람직하게는 약 900 g/3'' 미만, 예컨대 약 400 내지 약 1000 g/3''의 기하 평균 인장 강도를 갖는다.
일반적으로, 임의의 적합한 티슈 웹은 본 발명에 따라 처리될 수도 있다.그런 다음 상기 티슈 웹은 목욕 티슈, 미용 티슈, 종이 타월, 냅킨 기타 등등 같은 각종 티슈 제품으로 전환될 수도 있다. 본 발명에 따라 제조한 티슈 제품은 한 겹 또는 여러 겹 티슈 제품을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 몇몇 측면에서, 상기 제품은 2 겹, 3 겹, 또는 그 이상을 포함할 수도 있다.
티슈 웹을 만들기에 적합한 섬유는 비목질계 섬유와 목질계 또는 펄프 섬유 모두를 비롯한 천연 또는 합성 섬유를 포함한다. 펄프 섬유는 고-수율 또는 저-수율 형태로 제조될 수 있으며, 크라프트, 아황산, 고-수율 펄프화 방법 및 기타 공지된 펄프화 방법을 비롯하여 임의의 공지된 방법으로 펄프화 될 수 있다. 미국특허 제4,793,898호, 4,594,130호 및 3,585,104호에 개시된 섬유 및 방법을 비롯하여 유기용매(organosolv) 펄프화 방법으로부터 제조된 섬유 또한 사용할 수 있다. 유용한 섬유는 미국특허 제5,595,628로 예시한 안트라퀴논 펄프화에 의해서도 제조될 수 있다.
화학적으로 처리된 천연 셀룰로오스 섬유가 사용될 수 있는데, 예를 들면, 머서화 펄프(mercerized pulp), 화학적으로 보강 또는 가교결합 섬유, 또는 술폰화 섬유이다.웹 성형 섬유를 사용하는데 있어서 양호한 기계적 성능의 경우, 섬유가 상대적으로 손상되지 않고 대체로 정제되지 않거나 약간 정제되도록 하는 것이 바람직할 수 있다.재활용급 섬유(recycled fiber)가 사용될 수도 있지만, 일반적으로 기계적 성능과 오염물 부재를 위해서는 버진급 섬유(virgin fiber)가 유용하다. 머서화 섬유, 재생 셀룰로오스 섬유, 미생물, 레이온에 의해 생성된 셀룰로오스, 및 기타 셀룰로오스 물질 또는 셀룰로오스 유도체가 사용될 수 있다. 적합한 웹 성형 섬유로는 재활용급 섬유, 버진급 섬유, 또는 이들의 혼합물도 포함할 수 있다.
일반적으로, 웹을 성형할 수 있는 임의의 공정 또한 본 명세서에서 활용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 웹 성형 공정은, 크레이프 가공, 습식 크레이프 가공, 이중 크레이프 가공, 재-크레이프 가공, 이중 재-크레이프 가공, 엠보싱, 습식 가압, 공기 가압, 통기 건조, 수압 직조(hydroentangling), 크레이프 통기 건조, 공동 형성(coforming), 에어레이(airlaying) 뿐만 아니라 당업계에 공지된 기타 공정을 이용할 수 있다. 수압 직조 재료의 경우, 펄프의 비율은 약 70 내지 85 %이고 섬유 균형은 합성이다.
또한, 본 발명의 물품에 적합한 것은 패턴이 치밀하거나 각인된 섬유질 시트, 예컨대 다음과 같은 미국특허 제4,514,345호, 제4,528,239호, 제5,098,522호, 제5,260,171호, 및 제5,624,790호 중 어느 하나에 개시된 섬유질 시트이며, 이 개시물들은 본원과 모순되지 않는 정도까지 본원에서 참고 문헌으로 원용된다. 이러한 각인된 섬유질 시트는 각인 직물에 의해 드럼 건조기에 대해 각인된 치밀한 영역들, 및 상기 각인 직물의 편향 도관에 해당하는 상대적으로 덜 치밀한(예, 섬유질 시트의 "돔(dome)") 영역들의 네트워크를 가질 수도 있는데, 상기 편향 도관 위에 중첩된 섬유질 시트는 상기 편향 도관에 걸친 공기 압력 차에 의해 편향되어서 상기 섬유질 시트의 저밀도 베개 유사 영역 또는 돔을 형성한다.
또한, 소망하는 연성 및 강도를 갖는 웹은 웹 내부의 섬유-섬유 결합의 양을 줄이기 위한 화학적 결합제거제를 사용하지 않고 제조할 수도 있지만, 특정 실시예들에서는, 베이스 웹을 성형하는데 사용되는 섬유 지료(fiber furnish)를 화학적 결합제거제로 처리할 수도 있다. 상기 결합제거제는 상기 펄프화 공정 중에 섬유 슬러리에 첨가될 수 있거나 또는 헤드박스에 직접 첨가될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 수도 있는 적합한 결합제거제로는 지방산 디알킬 4차 아민 염, 모노 지방산 알킬 3차 아민 염, 1차 아민 염, 이미다졸린 4차 염, 실리콘, 4차 염 및 불포화 지방산 알킬 아민 염 같은 양이온성 결합제거제를 포함한다. 기타 적합한 결합제거제는 이것과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 인용되는 미국특허 제5,529,665호에 개시되어 있다.
본 발명의 크레이프 웹은 사후 처리없이 낮은 TS7 값 및/또는 TS750 값을 달성하지만, 상기 웹은, 특정 실시예들에서는, 사후 처리해서 부가적인 이점을 제공할 수도 있다. 상기 웹에 첨가될 수 있는 화학 물질의 종류로는 티슈 제품을 사용자의 피부에 더욱 부드러운 감촉을 얻을 수 있게 하는 폴리실록산 같은 국소 첨가제를 포함할 수도 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 적합한 폴리실록산은 아민, 알데히드, 카르복실산, 히드록실, 알콕실, 폴리에테르, 폴리에틸렌 옥사이드, 및 폴리프로필렌 옥사이드 유도체화 실리콘, 예컨대 아미노폴리디알킬실록산을 포함한다. 기타 적당한 첨가제로는 미네랄 오일, 알로에 추출물, 비타민 E, 실리콘, 일반 화장 로션, 기타 등등 같은 피부 건강 이점을 제공하는 조성물을 포함할 수도 있다. 이러한 화학 물질은 상기 웹 성형 공정에서의 임의의 지점에서 첨가될 수도 있다.
본 발명에 따라 처리될 수도 있는 티슈 웹은 단일한 균질 섬유 층을 포함할 수도 있고 또는 성층(stratified) 혹은 다층(layered) 구조를 포함할 수도 있다.예를 들면, 상기 티슈 웹 겹은 두 개 또는 세 개의 섬유 층을 포함할 수도있다. 각 층은 상이한 섬유 조성을 가질 수도 있다. 예를 들면 3 층 구조 헤드박스(headbox)는 일반적으로 상부 헤드박스 벽면 및 하부 헤드박스 벽면을 포함한다. 헤드박스는 세 개의 섬유 원료 층을 분리하는, 제 1 분리부 및 제 2 분리부를 더 포함한다.
상기 섬유 층 각각은 제지 섬유의 묽은 수성 현탁액을 포함한다. 각 층에 함유되는 구체적인 섬유는 일반적으로 형성 중인 제품과 소망하는 결과에 따라 달라진다. 예를 들면, 각 층의 섬유 조성은 욕실 티슈 제품, 미용 티슈 제품 또는 종이 타월이 생성되고 있는지 여부에 따라 달라질 수도 있다. 일 측면에서, 예를 들면, 중간 층은 단독으로든지 고 수율 섬유 같은 기타 섬유와 조합하여 남부 연질목 크라프트 섬유를 함유한다. 반면에, 외부 층은, 북부 연질목 크라프트 같은 연질목 섬유를 함유한다.대안적 측면에서, 상기 외부층은 유칼립투스 섬유와 같은 경질목 섬유를 포함할 수도 있지만, 상기 중간층은 강도를 위해 연질목 섬유를 함유할 수도 있다.
일반적으로, 베이스 시트를 성형할 수 있는 임의의 공정이 본 발명에서 이용될 수도 있다. 예를 들면, 롤에 의해 적절하게 지지되고 구동되고, 무한 주행하는 성형 직물은, 상기 헤드박스에서 발행하는 다층 구조 제지 원료를 수신는다. 일단 직물에 보유되면, 상기 다층 구조 섬유 현탁액은 상기 직물을 통해 물을 전달한다. 물 제거는 상기 성형 중인 구성에 따라서 중력, 원심력 및 진공 흡입의 조합에 의해 달성된다. 다층 구조 종이 웹을 성형하는 것은 본원과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 인용되는 미국특허 제5,129,988호에서도 설명되어 있다.
바람직하게 상기 성형된 웹은 양키 건조기 같은 회전 가능한 가열식 건조기 드럼의 표면에 이송되어 건조된다. 본 발명에 따르면, 상기 크레이프 가공 조성물은 상기 웹이 상기 직물에 주행하는 동안 상기 티슈 웹에 국소적으로 적용될 수도 있고, 혹은 상기 티슈 웹의 일측 상에 이송하기 위한 상기 건조기 드럼의 표면에 적용될 수도 있다. 이와 같이, 상기 크레이프 가공 조성물은 상기 건조기 드럼에 상기 티슈 웹을 부착하기 위해 사용된다. 본 실시예에서는, 상기 웹이 상기 건조기 표면의 회전 경로의 일부분을 통해 운반될 때, 상기 웹 속에 함유된 대부분의 수분이 증발되게 하는 열이 웹에 부여된다. 그런 다음 상기 웹은 크레이프 가공 블레이드에 의해 상기 건조기 드럼으로부터 제거된다. 상기 웹을 크레이프 가공하면, 그것이 형성됨에 따라, 상기 웹 내의 내부 결합을 더욱 감소시키고 연성을 증가시킨다. 한편, 크레이프 가공 중에 상기 웹에 상기 크레이프 가공 조성물을 적용해서, 상기 웹의 강도를 증가시킬 수도 있다.
또 다른 실시예에서 상기 성형된 웹은 양키 건조기일 수도 있는 회전 가능한 가열식 건조기 드럼의 표면으로 이송된다. 가압 롤은, 일 실시예에서, 흡입 압력 롤을 포함할 수도 있다. 상기 건조기 드럼의 표면에 상기 웹을 부착하기 위해서, 크레이프 가공 접착제가 분무 장치에 의해 상기 건조기 드럼의 표면에 도포될 수도 있다. 상기 분무 장치는 본 발명에 따라 제조된 크레이프 가공 조성물을 방출할 수도 있고, 혹은 종래의 크레이프 가공 접착제를 방출할 수도 있다. 상기 웹은 상기 건조기 드럼의 표면에 부착되고 나서 상기 크레이프 가공 블레이드를 사용하여 상기 드럼으로부터 크레이프 가공된다. 원하는 경우, 상기 건조기 드럼은 후드와 연결될 수도 있다. 상기 후드는 공기를 강제로 상기 웹에 맞서거나 통과시키는데 사용될 수도 있다.
상기 티슈 웹의 성형 도중에 상기 크레이프 가공 조성물을 적용하는 것과 더불어, 상기 크레이프 가공 조성물은 또한 성형 후 공정에서도 사용될 수도 있다. 예를 들면, 일 측면에서, 상기 크레이프 가공 조성물은 인쇄 크레이프 가공 공정 동안 사용될 수도 있다. 구체적으로, 일단 티슈 웹에 국소적으로 적용되면, 상기 크레이프 가공 조성물은 인쇄 크레이프 가공 동작에서와 같이 크레이프 가공 표면에 상기 티슈 웹을 접착시키는 데 매우 적합한 것으로 밝혀졌다.
본 발명에 따라 제조된 티슈 웹은 여러 겹 제품에 혼입될 수 있다. 예를 들면, 일 측면에서, 본 발명에 따라 제조된 티슈 웹은 원하는 특성을 갖는 청소 제품(wiping product)을 형성하기 위해 하나 이상의 다른 티슈 웹에 부착될 수 있다. 본 발명의 티슈 웹에 적층된 다른 웹은 예컨대, 습식 크레이프 가공 웹, 캘린더 가공 웹, 엠보싱 웹, 통기 건조 웹, 크레이프 통기 건조 웹, 비-크레이프 통기 건조 웹, 에어레이드 웹, 기타 등등일 수 있다.
특정 실시예에서, 본 발명에 따라 제조된 티슈 웹을 여러 겹 제품에 혼입시키는 경우에, 상기 티슈 웹의 한쪽에만 상기 크레이프 가공 조성물을 적용한 후, 상기 웹의 처리된 면을 크레이프 가공하는 것이 바람직할 수도 있다. 그런 다음 상기 웹의 크레이프 가공면은 여러 겹 제품의 외부 표면을 형성하기 위해 사용된다. 한편, 상기 웹 중의 미처리되고 크레이프 가공되지 않은 면은, 임의의 적절한 수단에 의해 하나 이상의 겹에 부착된다.
시험 방법
TS7 및 TS750 값
TS7 및 TS750 값은 EMTEC 티슈 연성 분석기 ("TSA") (Emtec Electronic GmbH, 독일 라이프치히 소재)를 사용하여 측정하였다. 상기 TSA는 정의된 접촉 압력을 가하여 시험편에서 회전하는 수직 블레이드를 갖는 로터(rotor)를 포함하고 있다. 상기 수직 블레이드 및 상기 시험편 간의 접촉으로 인해 진동 센서에 의해 감지되는 진동을 생성한다. 그런 다음 상기 센서는 공정 및 디스플레이를 위해 PC에 신호를 전송한다. 상기 신호는 주파수 스펙트럼으로 표시된다. TS7 및 TS750 값을 측정하기 위해 상기 블레이드를 100 mN 하중으로 샘플에 대해 누르고, 블레이드의 회전 속도는 초당 2 회전이다.
TS7 및 TS750 값을 측정하기 위해 두 가지 다른 주파수 분석을 수행한다. 첫번째 주파수 분석은 TS750 값으로 기록되고 있는 750 Hz에서 발생하는 피크의 진폭을 가지고, 약 200 Hz 내지 1000 Hz의 범위에서 수행한다. TS750 값은 샘플의 표면 평활성을 나타낸다. 높은 진폭 피크는 거친 표면과 연관성이 있다. 두번째 주파수 분석은 TS7 값으로 기록되고 있는 7 kHz에서 발생하는 피크의 진폭을 가지고, 1 내지 10 kHz의 범위에서 수행한다. TS7 값은 샘플의 연성을 나타낸다. 더 낮은 진폭은 더 부드러운 샘플과 연관성이 있다. TS750과 TS7 값 모두 dB V2 rms 단위를 가진다.
시험 샘플의 강성 특성을 측정하기 위해, 로터를 상기 샘플에 대해 100 mN의 하중으로 처음 로딩한다. 그런 다음 하중이 600 mN에 도달할 때까지, 로터를 점진적으로 더 로딩한다. 샘플을 로딩하면, 기기는 샘플 변위(㎛) 대 하중(mN)을 기록하고 100 내지 600 mN 범위로 곡선을 형성한다. 계수 값 "E"는 mm 변위/N의 하중 힘 단위을 가지고, 이 첫번째 로딩 사이클에 대한 변위 대 로딩 곡선의 기울기로 기록된다. 100 내지 600 mN의 첫번째 로딩 사이클을 완료한 후, 기기는 다시 100 mN까지 하중을 감소시키고 나서 두번째 로딩 사이클을 위해 600 mN까지 다시 하중을 증가시킨다. 상기 두번째 로딩 사이클로부터의 변위 대 로딩 곡선의 기울기를 "D" 계수 값이라고 한다.
시험 샘플을 112.8 mm의 직경을 가지는 원형의 샘플을 절단하여 제조하였다. TSA 시험을 완료하기 전에 적어도 24시간 동안 TAPPI 표준 온도 및 습도 조건에서 모든 샘플이 평형이 되도록 했다. 티슈의 단지 한 겹만 시험한다. 여러 겹 샘플은 시험을 위해 개별 겹으로 분리한다. 샘플의 더 부드러운 (건조기 혹은 양키) 면이 위로 향하게 하면서 샘플을 TSA에 배치한다. 샘플을 고정시키고, PC를 통해 측정을 시작한다. PC는 표준 TSA 프로토콜에 따라 모든 데이터를 기록, 가공, 저장한다. 기록한 값은 다섯번 반복의 평균으로, 새로운 샘플마다 각각 한번이다.
인장
JDC 정밀 샘플 절단기 (Thwing-Albert Instrument Company, 펜실베니아주 필라델피아 소재, 모델번호 JDC 3-10, 시리얼번호 37333)을 사용하여 기계 방향(MD)으로든지 기계 교차 방향(CD) 배향으로 3 인치 (76.2 mm) x 5 인치 (127 mm) 길이 스트립을 절단하여 인장 강도 시험용 샘플들을 준비한다. 인장 강도 측정을 위해 사용한 기기는 MTS Systems Sintech 11S, 시리얼 번호 6233이다. 데이터 획득 소프트웨어는 윈도우즈 버전 4 (MTS Systems Corp., 노스캐롤라이나주 리서치 트라이앵글 파크 소재) 용 MTS 테스트웍스TM이다. 시험 중인 샘플의 강도에 따라, 50 뉴튼 또는 100 뉴튼 최대값 중 어느 하나로부터 로드 셀을 선택함으로써, 피크 하중 값의 대부분은 로드 셀의 풀 스케일 값의 10 및 90 퍼센트 범위 내로 된다. 죠(jaw)들 사이의 게이지 길이는 4±0.04 인치 (50.8±1 mm)이다. 죠들은 공압 액션(pneumatic-action)을 사용하여 작동하고 고무 코팅시킨다. 최소 그립 이폭(face width)은 3 인치 (76.2 mm)이고, 죠의 대략적인 높이는 0.5 인치 (12.7 mm)이다. 크로스헤드 속도는 10±0.04 인치/분 (254±1 mm/분)이며, 파단 감도는 65 %로 설정한다. 수직 및 수평 방향 모두 중심으로 모이게 하고, 샘플을 기기의 죠들에 배치한다. 그런 다음 테스트를 시작하고 시편이 파단될때 종료한다. 시험 중인 샘플에 따라 피크 하중을 시험편의 "MD 인장 강도" 또는 "CD 인장 강도" 중 하나로 기록한다. "있는 그대로" 상태인 각 제품에 대해 적어도 여섯(6) 개의 대표적인 시편을 시험하고, 모든 개별 시편 시험의 산술 평균은 상기 제품의 MD 또는 CD 인장 강도 중 하나이다.
여러 겹 제품의 경우 최종 제품에 기대하는 겹의 개수에 인장 시험을 한다. 예를 들면, 2 겹 제품은 한번에 두개의 겹을 시험하고, 기록한 MD 및 CD 인장 강도는 두 겹 모두의 강도이다.
실시예
실시예 1: 부드러운 크레이프 습식 가압 티슈
샘플은 파일럿 규모의 티슈 기계에서 종래의 습식 가압 티슈 제조 공정을 사용하여 제조하였다. 먼저, 북부 연질목 크라프트(NSWK) 펄프(Pictou Harmony Pulp, Northern Pulp, Nova Scotia, 캐나다)를 약 100℉에서 약 1.6 % 농도로 30 분 동안 펄퍼(pulper)에 분산시켰다. NSWK 펄프를 약 500 ml의 캐나다 표준 여수도(CSF) 값으로 약 4 분 동안 배치 정제기에서 정제하였다. NSWK 펄프를 덤프 체스트로 이송시키고 후속해서 약 0.6 % 농도로 물에 희석하였다. 그런 다음 연질목 섬유를 기계 체스트로 펌핑하였는데, 거기서 약 0.3 퍼센트의 농도로 물로 추가 희석하고 헤드박스 전에 건조 고형물 기준 2 kg/MT의 Kymene® 920A (Ashland Water Technologies, 델라웨어주 윌밍턴 소재)와 혼합하였다. 상기 연질목 섬유를 3 층 티슈 구조의 중간층에 첨가하였다. NSWK 함량은 최종 시트 중량의 약 10 내지 20 %로 부여하였다. 상기 특정한 층 분할(건조기 층 / 중간층 / 펠트 층)은 표 2에서와 같이 나타낸다.
유칼립투스 경질목 크라프트(EHWK) 펄프(Fibria Veracel pulp, Fibria, 브라질 상파울로 소재)를 약 100에서 약 1.6 % 농도로 30 분 동안 펄퍼(pulper)에 분산시켰다. 그런 다음 EHWK 펄프를 덤프 체스트로 이송시키고 약 0.6 % 농도로 희석하였다. 그런 다음 EHWK 펄프를 기계 체스트로 펌핑하였는데, 거기서 약 0.15 퍼센트의 농도로 물로 추가 희석하고 2 kg/MT의 Kymene® 920A와 혼합하였다. 이 섬유들을 3 층 시트 구조의 건조기 층과 펠트 층에 첨가하고, 최종 시트 중량의 약 80 내지 90 %로 부여하였다. 상기 특정한 층 분할(건조기 층 / 중간층 / 펠트 층)은 표 2에서와 같이 나타낸다.
결합제거제 (ProSoft™ TQ-1003, Ashland, Inc., 켄터키주 코빙턴 소재)를 상기 기계 체스트로 첨가했는데 이때 EHWK 펄프를 상기 3 층 티슈 구조 중 건조기 측에 공급하였다. 첨가한 결합제거제의 양은, 샘플에 따라, 섬유 톤 당 4 파운드에서 EHWK 펄프 톤당 결합제거제 12 파운드로 다양했다(자세한 내용은 표 2 참조).
기계 체스트로부터 펄프 섬유를 약 0.02 %의 농도로 헤드박스로 펌핑하였다. 각각의 기계 체스트로부터의 펄프 섬유를 헤드박스에 별도의 매니폴드를 통해 전송하여 3 층 티슈 구조를 생성하였다. 경사면 장망형(fourdrinier) 제지기에서 TissueForm V 제지 직물 (VoithPaper Fabrics, 노스캐롤라이나주 윌슨 소재) 상에 상기 섬유를 증착시켰다.
제지 직물로부터 습윤 시트를 약 10 내지 20 %의 농도로 진공 탈수한 후 Superfine Duramesh 프레스 펠트 (Albany International Corp., 뉴햄프셔주 로체스터 소재)로 이송하였다. 약 40 %의 농도로 시트를 부분적으로 탈수하기 위해서, 상기 프레스 펠트에 의해 지지되는 습윤 티슈 시트를 압력 롤의 닙(nip)을 통과시켰다. 그런 다음 건조기 밑에 위치한 분무 붐을 이용하여 크레이프 가공 조성물을 건조기 표면 상에 분무하여 상기 습윤 시트를 양키 건조기에 부착하였다.
샘플 결합제거제 첨가
(lb/MT)		 층 분할
(%HW/%SW/%HW)
1 0 50 / 20 / 30
2 4 50 / 20 / 30
3 0 50 / 20 / 30
4 0 50 / 20 / 30
5 4 50 / 20 / 30
6 6 50 / 20 / 30
7 12 50 / 20 / 30
8 0 60 / 10 / 30
9 8 60 / 10 / 30
10 0 60 / 10 / 30
11 12 60 / 10 / 30
12 12 60 / 10 / 30
상기 크레이프 가공 조성물은 일반적으로 PerFormPC® 1279 (Ashland, Inc., 켄터키주 코빙턴 소재), ProSoft™ TQ-1003 (Ashland, Inc., 켄터키주 코빙턴 소재) 및 Redibond® 2038A (Ingredion Incorporated, 일리노이주 웨스트체스터 소재)의 혼합물 또는 폴리(에틸렌 옥사이드) (미시간주 미들랜드 소재 Dow Chemical에서 Polyox™ N80로 시판중)과 폴리비닐 알코올(텍사스주 휴스턴 소재 Celanese의 Celvol523)의 혼합물을 포함했다. 각 샘플을 생산하기 위해 사용되는 크레이프 가공 조성물은 표 3에 설명한다.
용액이 균질해질 때까지 교반한 후 물에 고체 고분자들을 용해시켜 크레이프 가공 조성물을 제조하였다. 원하는 분무 범위에 따라 양키 건조기에서 개별 고분자들을 희석하였다. 대안적으로, 고분자 용액의 흐름 속도를 다르게 해서 베이스 웹에 원하는 고체 양을 제공하였다. 시트가 양키 건조기와 크레이프 가공 블레이드에 진행할때 그것을 약 98 내지 99 % 농도로 건조시켰다. 양키 건조기를 30 내지 35 psi의 증기 압력으로 가열해서 크레이프 가공 블레이드 전에 상기 시트를 240℉의 목표 시트 온도까지 건조시켰다. 달리 언급이 없는 한 양키 건조기는, 약 60 FPM에서 진행하고 있었다. 크레이프 가공 블레이드인, 80-Proto-HY02 Durablade® (BTG, Eclepens, 스위스)를 10도 내지 15도 연마각으로, 30 psig의 압력에서 로딩했다. 크레이프 가공 블레이드는 이어서 양키 건조기의 티슈 시트를 벗겨냈다. 그런 다음 크레이프 티슈 베이스 시트를 전환용 소프트 롤으로 약 47 내지 약 52 FPM으로 진행하는 중심부 상에 감았다. 얻어진 티슈의 평량은 약 14 gsm이었고 GMT는 약 300 내지 약 450 g/3''이었다.
그런 다음 상기 소프트 롤을 되감고 겹을 만들어서 티슈 제품으로 직접 전환시켜서 크레이프 가공된 양쪽 면 전부가 2 겹 티슈 제품의 외측에 있게 하든지, 또는 사후 처리를 받게 했다. 소프트 롤이 사후 처리를 받는 경우, 그들을 캘린더 가공하든지 실리콘으로 처리하였다 (자세한 내용은 표 3 및 4 참조). 캘린더 가공은 50 psi의 닙 로딩으로 두 개의 스틸 롤 사이에서였다. 실리콘 처리는 두 겹 중의 각각의 외측 표면 상에 로토그라비어(rotogravure) 인쇄를 이용하여 Momentive Y-14868 실리콘 에멀젼(뉴욕주 알바니 소재의 Momentive Performance Materials로부터 시판 중)의 1 %(건조 중량 기준)를 인가함으로써 완성하였다.
크레이프 가공 조성물
샘플 성분 1
(wt %)		 성분 2
(wt %)		 성분 3
(wt %)		 크레이프 가공 조성물 부가 (mg/m2) 사후 처리
1C Redibond 2038A (65%) TQ-1003 (35%) - 300 캘린더 가공
1S Redibond 2038A (65%) TQ-1003 (35%) - 300 실리콘
2C Redibond 2038A (65%) TQ-1003 (35%) - 300 캘린더 가공
2S Redibond 2038A (65%) TQ-1003 (35%) - 300 실리콘
3S Redibond 2038A (75%) TQ-1003 (25%) - 300 실리콘
4S Redibond 2038A (75%) TQ-1003 (25%) - 300 실리콘
5S PVOH (80%) Polyox (20%) - 300 실리콘
6S PVOH (80%) Polyox (20%) - 300 실리콘
7S PVOH (80%) Polyox (20%) - 300 실리콘
8S PVOH (90%) Polyox (10%) - 300 실리콘
9C Redibond (30%) PC1279 (40%) TQ-1003 (30%) 300 캘린더 가공
9S Redibond (30%) PC1279 (40%) TQ-1003 (30%) 300 실리콘
10C Redibond (40%) PC1279 (40%) TQ-1003 (20%) 300 캘린더 가공
10S Redibond (40%) PC1279 (40%) TQ-1003 (20%) 300 실리콘
11C Redibond (40%) PC1279 (40%) TQ-1003 (20%) 300 캘린더 가공
11 Redibond (40%) PC1279 (40%) TQ-1003 (20%) 300 -
12 Redibond (40%) PC1279 (40%) TQ-1003 (20%) 300 -
12S Redibond (40%) PC1279 (40%) TQ-1003 (20%) 300 실리콘
샘플 TS7 TS750 E (mm/N) D (mm/N) 단일 시트 캘리퍼 (㎛) 2-겹 BW (gsm) 벌크 (cm3/g)
1C 7.2 6.6 3.0 3.8 143 26.9 5.32
1S 7.0 7.4 3.1 3.9 132 27.3 4.83
2C 7.1 7.2 3.0 3.8 134 26.5 5.05
2S 6.9 7.7 3.0 3.9 138 27.0 5.10
3S 7.5 7.0 3.0 3.7 143 27.5 5.21
4S 7.5 6.4 2.9 3.5 133 27.2 4.88
5S 7.3 6.0 2.7 3.2 125 29.1 4.29
6S 7.6 4.2 2.7 3.3 128 29.6 4.33
7S 7.6 5.6 3.2 4.0 140 28.6 4.90
8S 6.8 4.8 3.0 4.2 121 25.6 4.72
9C 7.0 8.1 3.1 4.0 199 35.6 5.59
9S 6.8 6.2 3.0 4.3 191 36.6 5.21
10C 7.5 9.2 2.9 3.4 156 27.5 5.68
10S 7.1 11.0 2.9 3.3 152 27.1 5.62
11C 6.7 11.3 3.7 4.2 159 27.3 5.82
11 6.6 12.1 3.0 3.8 220 27.5 8.00
12 6.5 12.2 3.5 4.1 227 40.5 5.60
12S 6.9 11.5 2.9 3.8 194 38.4 5.05
실시예 2: 부드러운 크레이프 통기 건조 티슈
웹을 통기 건조 티슈 제조 공정을 이용하여 형성하고 최종 건조 후 크레이프 가공하는 통상 크레이프 통기 건조("CTAD")로 지칭하는 제지 공정을 사용하여 추가적인 발명예 샘플을 제조하였다.
먼저, 북부 연질목 크라프트(NSWK) 펄프(Pictou Harmony Pulp, Northern Pulp, Nova Scotia, 캐나다)를 약 100℉에서 약 1.6 % 농도로 30 분 동안 펄퍼(pulper)에 분산시켰다. NSWK 펄프를 약 500 ml의 캐나다 표준 여수도(CSF) 값으로 약 4 분 동안 배치 정제기에서 정제하였다. 그런 다음 NSWK 펄프를 덤프 체스트로 이송시키고 후속해서 약 0.6 % 농도로 물에 희석하였다. 그런 다음 연질목 섬유를 기계 체스트로 펌핑하였는데, 거기서 약 0.3 퍼센트의 농도로 물로 추가 희석하고 헤드박스 전에 건조 고형물 기준 2 kg/MT의 Kymene® 920A (Ashland Water Technologies, 델라웨어주 윌밍턴 소재) 및 1 kg/MT의 Baystrength 3000 (Kemira, 조지아주 아틀랜타 소재)와 혼합하였다. 상기 연질목 섬유를 3 층 티슈 구조의 중간층에 첨가하였다. NSWK 함량은 최종 시트 중량의 약 30 %로 부여하였다. 상기 특정한 층 분할(건조기 층 / 중간층 / 펠트 층)은 표 5에서와 같이 나타낸다.
유칼립투스 경질목 크라프트(EHWK) 펄프(Fibria Veracel pulp, Fibria, 브라질 상파울로 소재)를 약 100℉에서 약 2.3 % 농도로 30 분 동안 펄퍼(pulper)에 분산시켰다. 그런 다음 EHWK 펄프를 덤프 체스트로 이송시키고 약 1.0 % 농도로 희석하였다. 그런 다음 EHWK 펄프를 기계 체스트로 펌핑하였는데, 거기서 약 0.22 퍼센트의 농도로 물로 추가 희석하고 2 kg/MT의 Kymene® 920A와 혼합하였다. 이 섬유들을 3 층 시트 구조의 건조기 층과 펠트 층에 첨가하고, 최종 시트 중량의 약 70 %로 부여하였다. 상기 특정한 층 분할(건조기 층 / 중간층 / 펠트 층)은 표 5에서와 같이 나타낸다.
결합제거제 (ProSoft™ TQ-1003, Ashland, Inc., 켄터키주 코빙턴 소재)를 상기 기계 체스트로 첨가했는데 이때 EHWK 펄프를 상기 3 층 티슈 구조 중 건조기 측에 공급하였다. 첨가한 결합제거제의 양은, 샘플에 따라, 섬유 톤 당 4 파운드에서 EHWK 펄프 톤당 결합제거제 12 파운드로 다양했다(자세한 내용은 표 5 참조).
기계 체스트로부터 펄프 섬유를 약 0.02 %의 농도로 헤드박스로 펌핑하였다. 각각의 기계 체스트로부터의 펄프 섬유를 헤드박스에 별도의 매니폴드를 통해 전송하여 3 층 티슈 구조를 생성하였다. 웹을 TissueForm V 제지 직물 (VoithPaper Fabrics, 노스캐롤라이나주 윌슨 소재)에 형성하고, Voith 2164 fabric (Voith Paper fabrics, 노스캐롤라이나주 윌슨 소재)로 이송하고, 대략 25 % 농도로 진공 탈수했다. 그런 다음 TAD 직물용으로 웹을 Voith Saturn 852 직물 (Voith Paper fabrics, 노스캐롤라이나주 윌슨 소재)로 이송했다. 급속 이송을 TAD 직물에 이송하는 데에 사용하지는 않았다. 웹을 TAD 직물에 이송한 후, 웹은 건조되지만, 고-진공을 사용하여 인상 직물(impression fabric)로 이송되었을 때 상당한 몰딩을 허용하기에 충분히 낮게 농도를 유지하였다. 웹을 가능한 많이 직물에 성형하기 위해서 상기 인상 직물에 이송하는 데에 적어도 10 inHg의 진공 준위를 사용했다. 표 5에서 보이는 것처럼 두 가지의 상이한 인상 직물을 사용하였다 - 시트 쪽으로 긴 위사(long shute; LS) 너클이 있는 Voith Saturn 852 직물 (Voith Paper fabrics, 노스캐롤라이나주 윌슨 소재), 혹은 시트 쪽으로 긴 경사(long warp; LW) 너클이 있는 Voith Saturn 952 직물 (Voith Paper fabrics, 노스캐롤라이나주 윌슨 소재).그런 다음 웹을 양키 건조기로 옮기고 크레이프 처리했다. 양키 건조기로 이송 중에 웹의 압축을 최소화하기 위해 웹 이송에 최소 압력을 사용함으로써, 최대 웹 캘리퍼를 유지하였다.
샘플 결합제거제
(lb/MT)		 층 분할
(%HW/%SW/%HW)		 정제 (min) 인상 직물
13 0 35 / 30 /35 5 Saturn 852 - LS
14 0 35 / 30 /35 4 Saturn 852 - LS
15 6 35 / 30 /35 4 Saturn 852 - LS
16 0 35 / 30 /35 4 Saturn 852 - LS
17 0 35 / 30 /35 4 Saturn 852 - LS
18 0 35 / 30 /35 3 Saturn 852 - LS
19 0 35 / 30 /35 3 Saturn 852 - LS
20 0 35 / 30 /35 3 Saturn 852 - LS
21 12 35 / 30 /35 3 Saturn 852 - LS
22 4 35 / 30 /35 3 Saturn 952 - LW
23 4 35 / 30 /35 3 Saturn 952 - LW
하기 표 6에서 특정한 크레이프 가공 조성물 중 하나를 사용하여 웹을 양키 건조기에 부착시켰다. 용액이 균질해질 때까지 교반한 후 물에 고체 고분자들을 용해시켜 크레이프 가공 조성물을 제조하였다. 개별 고분자들을 양키 건조기에서 원하는 분무 범위에 따라 희석하였다. 대안적으로, 고분자 용액의 흐름 속도를 다르게 해서 베이스 웹에 원하는 고체 양을 제공하였다. 시트가 양키 건조기와 크레이프 가공 블레이드에서 진행할때 그것을 약 98 내지 99 % 농도로 건조시켰다. 양키 건조기를 30 내지 35 psi의 증기 압력으로 가열해서 크레이프 가공 블레이드 전에 상기 시트를 240℉의 목표 시트 온도까지 건조시켰다. 달리 언급이 없는 한 양키 건조기는, 약 60 FPM에서 진행하고 있었다. 크레이프 가공 블레이드인, 80-Proto-HY02 Durablade® (BTG, Eclepens, 스위스)를 10도 내지 15도 연마각으로, 30 psig의 압력에서 로딩했다. 크레이프 가공 블레이드는 이어서 양키 건조기의 티슈 시트를 벗겨냈다. 그런 다음 크레이프 티슈 베이스 시트를 전환용 소프트 롤으로 약 47 내지 약 52 FPM으로 진행하는 중심부 상에 감았다. 얻어진 티슈의 평량은 약 14 gsm이었고 GMT는 약 300 내지 약 450 g/3''이었다.
샘플 성분 1
(wt %)		 성분 2
(wt %)		 성분 3
(wt %)		 크레이프 가공 조성물 부가 (mg/m2) 사후 처리
13C PVOH (91.7%) Kymene 920A (7.6%) Rezesol 2008M (0.7%) 40 캘린더 가공
14C PVOH (91.7%) Kymene 920A (7.6%) Rezesol 2008M (0.7%) 40 캘린더 가공
14S PVOH (91.7%) Kymene 920A (7.6%) Rezesol 2008M (0.7%) 40 실리콘
15C PVOH (91.7%) Kymene 920A (7.6%) Rezesol 2008M (0.7%) 40 캘린더 가공
16C PVOH (91.7%) Kymene 920A (7.6%) Rezesol 2008M (0.7%) 60 캘린더 가공
17C Redibond 2038A (40%) PC1279 (40%) TQ-1003 (20%) 300 캘린더 가공
17S Redibond 2038A (40%) PC1279 (40%) TQ-1003 (20%) 300 실리콘
18C Redibond 2038A (40%) PC1279 (40%) TQ-1003 (20%) 300 캘린더 가공
19C Redibond 2038A (40%) PC1279 (40%) TQ-1003 (20%) 300 캘린더 가공
20C PVOH (80%) N80 Polyox (20%) - 200 캘린더 가공
20S PVOH (80%) N80 Polyox (20%) - 200 실리콘
21C PVOH (80%) N80 Polyox (20%) - 200 캘린더 가공
21S PVOH (80%) N80 Polyox (20%) - 200 실리콘
22C PVOH (91.7%) Kymene 920A (7.6%) Rezesol 2008M (0.7%) 40 캘린더 가공
23C PVOH (80%) N80 Polyox (20%) - 200 캘린더 가공
그런 다음 상기 소프트 롤을 되감고 겹을 만들어서 티슈 제품으로 직접 전환시켜서 크레이프 가공된 양쪽 면 전부가 2 겹 티슈 제품의 외측에 있게 하든지, 또는 사후 처리를 받게 했다. 소프트 롤이 사후 처리를 받는 경우, 그들을 캘린더 가공하든지 실리콘으로 처리하였다 (자세한 내용은 표 3 및 4 참조). 캘린더 가공은 50 psi의 닙 로딩으로 두 개의 스틸 롤 사이에서였다. 실리콘 처리는 두 겹 중의 각각의 외측 표면 상에 로토그라비어(rotogravure) 인쇄를 이용하여 Momentive Y-14868 실리콘 에멀젼(뉴욕주 알바니 소재의 Momentive Performance Materials로부터 시판 중)의 1 %(건조 중량 기준)를 인가함으로써 완성하였다.
샘플 GMT (g/3'') TS7 TS750 E (mm/N) D (mm/N)
13C 894 5.7 6.5 2.71 3.07
14C 735 5.3 5.7 2.74 3.10
14S 735 5.2 5.6 2.98 3.38
15C 651 4.1 5.3 2.68 3.36
16C 777 6.2 6.7 2.31 2.75
17C 851 4.9 6.4 2.25 2.61
17S 851 5.4 5.7 2.43 2.87
18C 916 4.6 5.7 2.18 2.71
19C 936 5.9 5.9 2.15 2.48
20C 999 6.4 6.3 2.02 2.35
20S 999 5.4 5.5 2.21 2.54
21C 530 4.4 5.7 2.31 2.88
21S 530 4.3 5.5 2.62 3.31
22C 680 6.6 6.4 2.42 2.76
23C 587 6.0 5.3 2.65 3.08
본 발명에 대한 이들 및 다른 변형 및 변화는 당업계 통상의 기술을 가진 자들에 의해 실시될 수도 있다. 또한, 다양한 실시예들의 측면들은 전체적으로 또는 부분적으로 상호 교환될 수도 있음을 이해해야 한다. 또한, 당업계 통상의 기술을 가진 자들이라면 상술한 설명이 단지 예시에 의해서만이며, 상기 첨부된 청구범위들에서 추가 설명된 본 발명을 한정하기 위한 것이 아님을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 약 8.0 dB V2 rms 미만의 TS7 값을 갖는 크레이프 티슈 웹.
  2. 제 1 항에 있어서, 약 8.0 dB V2 rms 미만의 TS750 값을 갖는 크레이프 티슈 웹.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 약 4.0 내지 약 7.0 dB V2 rms의 TS750 값을 갖는 크레이프 티슈 웹.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 TS7 값은 약 7 dB V2 rms 미만인 크레이프 티슈 웹.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 TS7 값은 약 4 내지 약 8 dB V2 rms인 크레이프 티슈 웹.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웹의 평량은 적어도 약 10 gsm인 크레이프 티슈 웹.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평량은 약 10 내지 약 16 gsm인 크레이프 티슈 웹.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웹은 적어도 약 300 g/3''의 GMT를 갖는 크레이프 티슈 웹.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웹은 약 300 내지 약 500 g/3''의 GMT를 갖는 크레이프 티슈 웹.
  10. 약 8.0 dB V2 rms 미만의 TS7 값을 갖는 여러 겹 크레이프 티슈 제품.
  11. 제 10 항에 있어서, 약 8.0 dB V2 rms 미만의 TS750 값을 갖는 여러 겹 크레이프 티슈 제품.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 약 4.0 내지 약 7.0 dB V2 rms의 TS750 값을 갖는 여러 겹 크레이프 티슈 제품.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 TS7 값은 약 7 dB V2 rms 미만인 여러 겹 크레이프 티슈 제품.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 TS7 값은 약 4 내지 약 8 dB V2 rms인 여러 겹 크레이프 티슈 제품.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제품의 평량은 적어도 약 25 gsm인 여러 겹 크레이프 티슈 제품.
  16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제품의 평량은 약 25 내지 약 32 gsm인 여러 겹 크레이프 티슈 제품.
  17. 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제품은 적어도 약 600 g/3''의 GMT를 갖는 여러 겹 크레이프 티슈 제품.
  18. 제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제품은 약 600 내지 약 1000 g/3''의 GMT를 갖는 여러 겹 크레이프 티슈 제품.
  19. 제 1 면 및 제 2 면을 가지는 크레이프 티슈 웹을 포함하는 적어도 한 겹을 포함하되, 폴리에테르, 폴리아미드, 폴리비닐 알코올, 양이온성 전분, 및 양이온성 폴리아미드-에피할로히드린으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 수용성 크레이프 가공 조성물은 적어도 상기 제 1 면 또는 제 2 면에 배치되고 상기 적어도 한 겹은 약 8.0 dB V2 rms 미만의 TS7 값 및 약 7.0 dB V2 rms 미만의 TS750 값을 갖는 여러 겹 크레이프 티슈 제품.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 제품은 적어도 약 20 gsm의 평량 및 적어도 약 600 g/3''의 GMT를 갖는 여러 겹 크레이프 티슈 제품.
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