KR20150089038A - 평활하고 높은 벌크 티슈 - Google Patents

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마크 윌리암 사치스
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Abstract

본 발명은 높은 벌크 티슈 제품들 뿐만 아니라, 그를 제조하기 위한 장치 및 방법들을 제공한다. 본원에서 제공된 티슈 제품들은 특히 유사한 평량들의 티슈 제품들에 비해서, 높은 벌크를 가질 뿐만 아니라, 개선된 표면 평활도도 갖는다.

Description

평활하고 높은 벌크 티슈{SMOOTH AND BULKY TISSUE}
본 발명은 평활하고 높은 벌크 티슈에 관한 것이다.
욕실용 티슈 및 종이 타월과 같은 롤형 티슈 제품들에 대해, 소비자들은 일반적으로 큰 직경을 갖는 단단한 롤(firm roll)을 선호한다. 단단한 롤은 우수한 제품 품질을 의미하고 큰 직경은 소비자에게 가치를 제공하기에 충분한 물질을 의미한다. 그러나, 티슈 제조자의 관점으로부터, 큰 직경을 갖는 단단한 롤을 제공하는 것은 도전 과제이다. 큰 직경의 롤을 제공하기 위해서, 티슈 제조사는 수용 가능한 제조 비용을 유지하면서, 보다 높은 롤 벌크(roll bulk)를 갖는 완성된 티슈 롤을 생산하여야만 한다. 롤 벌크를 증가시키는 하나의 수단은 티슈 롤을 느슨하게 감는 것이다. 그러나, 느슨하게 감긴 롤들은 낮은 경도(firmness)를 가지며, 쉽게 변형되어, 소비자들에게 매력적이지 않다. 이와 같이, 높은 벌크 뿐만 아니라 양호한 경도를 갖는 티슈 롤들이 필요하다.
또한, 부드럽기도 한 고평량(high-basis-weight) 티슈 시트를 갖는 롤형 티슈 제품을 제공하는 것이 바람직하다. 부드럽다고 여겨지는 티슈 제품을 제공하기 위해서, 티슈 제조사는 사용자가 평활하다고 여기도록 티슈 제품의 표면 지형(surface topography)을 변경하는 것을 포함하는 무수한 선택에 직면하게 된다.
고평량, 벌크, 양호한 롤 경도, 및 부드러운 표면을 갖는 시트를 제공하는 것이 바람직하지만, 이들 특성 중의 하나를 개선하면 통상적으로 다른 것을 훼손시키게 된다. 예를 들면, 티슈 시트들의 평량이 증가됨에 따라, 특히 초기 티슈 웹(embryonic tissue web)의 제지 패브릭(paper-making fabric)으로의 몰딩에 의해 티슈 구조부의 상당한 벌크가 달성되고 시트의 평량을 증가시킴으로써 이 벌크가 감소되기 때문에 크레이프 가공되지 않은 통기 건조 웹(uncreped through-air dried web)들을 제조할 때에, 높은 롤 벌크를 달성하는 것이 더 큰 도전 과제가 된다. 따라서, 티슈 제조사는 큰 직경, 양호한 경도, 고품질 시트들 및 수용 가능한 비용의 이러한 자주 모순되는 매개 변수들을 충족시키는 티슈 롤을 경제적으로 생산하기 위해 노력하여야만 한다.
현재 3차원 디자인 요소를 갖는 통기 건조 패브릭을 사용하여 질감화 티슈 제품을 형성하면 높은 표면 평활도(smoothness), 낮은 강성(stiffness) 및 개선된 벌크를 갖는 티슈 제품을 초래하는 것을 놀랍게도 발견하였다. 따라서, 일 측면에서 본 발명은 약 35gsm(grams per square meter) 초과의 평량, 약 4 내지 약 8의 강성 지수(Stiffness Index) 및 약 700 내지 약 1200g/3""의 기하학적 평균 인장(geometric mean tensile(GMT))을 갖는 한겹 티슈 웹을 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은 약 40gsm 초과의 평량, 약 4 내지 약 8의 강성 지수 및 약 700 내지 약 1200g/3"의 GMT를 갖는 여러겹 티슈 웹을 제공한다.
다른 측면들에서, 본 발명은 티슈 롤들로 나선형으로 감긴 한겹 및 여러겹 티슈 웹을 제공하고, 이 티슈 웹들은 약 35gsm 초과의 평량, 약 8 미만의 강성 지수 및 약 700 내지 약 1200g/3"의 GMT를 가지며, 롤들은 약 14 내지 약 18cc/g의 롤 벌크 및 약 8 내지 약 10mm의 롤 경도(Roll Firmness)를 갖는다.
또 다른 측면들에서, 본 발명은 약 15cc/g 초과의 시트 벌크(sheet bulk)를 갖는 나선형으로 감긴 티슈를 포함하는 롤형 티슈 제품을 제공하고, 이 롤형 티슈 제품은 약 1.0 초과, 예를 들어 약 1.0 내지 약 2.0의 롤 구조(Roll Structure)를 가지며, 소정의 바람직한 실시예들에서는 약 1.2 내지 약 1.8의 롤 구조를 갖는다.
다른 측면들에서, 본 발명은 약 15cc/g 초과의 시트 벌크 및 약 105㎛ 미만의 표면 평활도 S90값을 갖는 한겹 티슈 웹을 제공한다.
또 다른 측면들에서, 본 발명은 약 600㎛ 초과의 캘리퍼(caliper) 및 약 95㎛ 미만의 표면 평활도 S90값을 갖는 여러겹 티슈 웹을 제공한다.
다른 측면들에서, 본 발명은 나선형으로 롤에 감겨진 여러겹 티슈 웹을 포함하는 롤형 티슈 제품을 제공하고, 이 티슈 웹은 약 15cc/g 초과의 시트 벌크, 약 95㎛ 미만의 표면 평활도 Sa값 및 약 30㎛ 미만의 표면 평활도 Sq값을 갖는다.
또 다른 측면들에서 본 발명은, 약 38gsm 초과의 평량, 약 15cc/g 초과의 시트 벌크 및 약 105㎛ 미만의 표면 평활도 S90값을 갖는 티슈 웹을 제공한다.
다른 측면들에서, 본 발명은 약 38gsm 초과의 평량, 약 15cc/g 초과의 시트 벌크, 약 25㎛ 미만의 표면 평활도 Sa값, 약 40㎛ 미만의 표면 평활도 Sq값 및 약 105㎛ 미만의 표면 평활도 S90값을 갖는 티슈 웹을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 티슈 웹들의 제조에 유용한 패브릭의 도시이고;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 티슈 웹들의 제조에 유용한 패브릭의 상부 사시도이고;
도 3은 도 2의 선 3-3을 따라 취해진 본 발명의 일 실시예에 따른 티슈 웹들의 제조에 유용한 패브릭의 단면도이고;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 티슈 웹들의 제조에 유용한 연속 패브릭을 도시하는 것이고;
도 5는 발명예 및 선행 기술의 티슈 제품들의 시트 벌크(x축) 및 강성 지수(y축)를 비교하는 그래프이고;
도 6은 발명예 및 선행 기술의 티슈 제품들의 시트 벌크(x축) 및 표면 평활도 S90 (y축)을 비교하는 그래프이고;
도 7은 발명예 및 선행 기술의 티슈 제품들의 캘리퍼(x축) 및 강성 지수(y축)를 비교하는 그래프이고;
도 8은 발명예 및 선행 기술의 티슈 제품들의 캘리퍼(x축) 및 표면 평활도 S90 (y축)을 비교하는 그래프이고;
도 9는 2개의 상이한 통기 건조 패브릭인, T-1205-2 패브릭(도 9a) 및 도 10에 도시된 패브릭(도 9b)을 사용하여 준비된 티슈 웹 단면의 나열(side-by-side) 비교도이고;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 티슈 제품들을 형성함에 있어서 유용한 통기 건조 패브릭의 사진이다.
정의
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "티슈 제품"은 티슈 웹들로 이루어진 제품들을 지칭하며, 욕실용 티슈, 세안 티슈, 종이 타월, 산업용 수건, 음식서비스용 수건, 냅킨, 의료용 패드, 및 기타 유사한 제품들을 포함한다. 티슈 제품들은 한겹, 2겹, 3겹 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "티슈 웹" 및 "티슈 시트"는 티슈 제품을 형성하기에 적합한 섬유성 시트 물질을 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "기하학적 평균 인장"(geometric mean tensile)(GMT)은 테스트 방법 란에서 설명되는 바와 같이 결정되는, 웹의 기계 방향 인장과 교차 기계 방향 인장의 곱의 제곱근을 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "캘리퍼"(caliper)는 EMVECO 200-A Microgage 자동화 마이크로미터(미국 오리건주 뉴버그의 EMVECO, Inc.)를 사용하여 TAPPI 테스트 방법 T402에 따라 측정된 단일 시트의 대표 두께이다(2겹 이상을 포함하는 티슈 제품들의 캘리퍼가 모든 겹을 포함하는 티슈 제품의 단일 시트의 두께임). 상기 마이크로미터는 2.22인치(56.4mm)의 모루(anvil) 직경 및 제곱인치 당(6.45 cm2 당) 132그램(2.0kPa)의 모루 압력을 갖는다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "평량"은 일반적으로 티슈의 단위 면적 당 완전 건조 중량(bone dry weight)을 지칭하며, 일반적으로 mm2 당 그램(grams per square meter(gsm))으로 표현된다. 평량은 TAPPI 테스트 방법 T-220을 사용하여 측정된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "시트 벌크"(sheet bulk)는 캘리퍼(㎛)를 완전 건조 평량(bone dry basis weight)(gsm)으로 나눈 것의 몫을 지칭한다. 산출된 시트 벌크는 그램 당 입방 센티미터(cubic centimeters per gram (cc/g))로 표현된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "롤 벌크"(roll bulk)는 감겨진 롤에서 종이의 부피를 그의 질량으로 나눈 것을 지칭한다. 롤 벌크는 제곱 롤 직경(cm2)과 제곱 외부 코어 직경(cm2)의 차를 4로 나누어서 계산하여 구해진 수량에 (3.142)를 곱하고, 이것을 시트의 완전 건조 평량(gsm)에 시트 총수를 곱한 것에 시트 길이(quantity sheet length)(cm)를 곱한 수량으로 나눔으로써 계산된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 기울기(slope)는 인장 대 신축(stretch)을 플롯팅하는 것으로부터 얻는 선의 기울기를 지칭하고, 본원에서의 테스트 방법 란에서 설명되는 바와 같이 인장 강도를 결정하는 동안의 MTS TestWorks™의 출력물이다. 기울기는 샘플 폭의 단위(인치) 당 그램(g)의 단위로 보고되고, 70 내지 157g을 표본 폭으로 나눈 표본 발생 힘(specimen-generated force)(0.687 내지 1.540N) 사이에 들어있는 하중 보정된 스트레인점(load-corrected strain point)들에 맞춰진 최소제곱 선의 경사도로서 측정된다. 기울기는 일반적으로 3인치 샘플 폭 당 그램 또는 g/3"의 단위를 갖는 것으로 본 명세서에 보고되어 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "기하학적 평균 기울기"(GMSlope)는 일반적으로 기계 방향 기울기와 교차 기계 방향 기울기의 곱의 제곱근을 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "신축"(stretch)은 일반적으로 최대 하중을 임의의 주어진 방위에서의 슬랙 보정된(slack-correctedgauge length) 게이지 길이로 나눈 것을 발생시키는 지점에서의 표본의 슬랙 보정된 신장(slack-corrected elongation)의 비율을 지칭한다. 신축은 본원에서의 테스트 방법 란에서 설명되는 바와 같이 인장 강도를 결정하는 동안의 MTS TestWorks™의 출력물이다. 신축은 백분율로 보고되고, 기계 방향 신축(MDS), 교차 기계 방향 신축(CDS) 또는 기계 방향 신축과 교차 기계 방향 신축의 곱의 제곱근인 기하학적 평균 신축(GMS)으로서 보고될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "롤 경도"(Roll Firmness)는 일반적으로 테스트 방법 란에서 설명되는 바와 같이 결정되는, 충격을 받았을 때에 편향에 견디도록 하는 롤형 티슈 제품의 능력을 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "롤 구조"(Roll Structure)는 일반적으로 롤형 티슈 제품의 전체 외관 및 품질을 지칭하며, 롤 벌크(cc/g로 표현됨)와, 캘리퍼(cm로 표현됨)를 경도(cm로 표현됨)로 나눈 것의 곱이다. 롤 구조는 일반적으로 본원에서는 단위를 참조하지 않고 지칭된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "강성 지수"(Stiffness Index)는 기하학적 평균 기울기(g/3"의 단위를 가짐)를 기하학적 평균 인장 강도(g/3"의 단위를 가짐)로 나눈 몫을 지칭한다.
본원에서 설명되는 바와 같이, 용어 "표면 평활도"(Surface Smoothness)는 테스트 방법 란에서 설명되는 바와 같이 측정된 필터링된 표면 화상 지형을 지칭한다. 표면 평활도는 3개의 상이한 값 Sa, Sq 및 S90 으로 표현되며, 밀리미터(mm) 또는 미크론(㎛)의 단위를 가질 수 있다.
발명의 상세한 설명
벌크는 티슈 웹들 및 제품들의 흡수 용량 및 촉감(hand-feel)이 매우 중요한 특성이다. 그러나, 티슈 웹들 및 제품들의 벌크를 증가시키면, 종종 표면 평활도와 같은 다른 특성을 훼손시키게 한다. 전통적으로, 티슈 제조사는 높은 벌크를 달성하기 위해서 높은 지형 제지 패브릭들에 의존할 필요가 있다. 주어진 평량으로 티슈 웹의 캘리퍼, 및 이에 따라 시트 벌크를 증가시킬 때에, 높은 지형 패브릭들의 사용은 종종 특히 부드럽지 않은 3차원 표면을 갖는 웹을 제공한다.
본 발명자들은 현재 놀랍게도 소정의 제지 패브릭들 및 특히 국소적으로 배치되는 패턴들을 갖는 통기 건조 패브릭들이 부드럽고 높은 벌크를 갖는 티슈 웹들 및 제품들을 생산하는 데에 사용될 수 있음을 발견하였다. 따라서, 소정의 실시예들에서, 본 발명은 약 12 cc/g 초과, 예를 들면 약 12 내지 약 20cc/g의 시트 벌크, 및 약 105㎛ 미만의 표면 평활도 S90값을 갖는 티슈 웹을 제공한다. 다른 실시예들에서, 본 발명은 롤형 티슈 제품들이 예를 들어 약 14cc/g 초과의 개선된 롤 벌크, 및 예를 들어 약 8 내지 약 10mm의 개선된 롤 경도를 갖는 티슈 웹들을 나선형으로 감음으로써 형성된 롤형 티슈 제품들을 제공한다.
소정의 실시예들에 따르면, 높은 벌크 티슈 웹들은 3차원 패턴이 배치된 무한 제지 벨트, 예를 들면 통기 건조(TAD) 패브릭를 사용하여 제조된다. 바람직하게는, 제조 동안에 습윤성 섬유 웹(wet fibrous web)과 협력하기 위해서 그리고 습윤성 섬유 웹으로 구성하기 위해서 3차원 패턴이 웹 접촉 표면 상에 배치된다. 특히 바람직한 실시예에서, 웹 접촉 3차원 구조는 벨트의 웹 접촉 표면을 가로질러서 분포되고, 약 15 내지 약 35%, 특히 바람직한 실시예에서는 약 18 내지 약 30%, 특히 바람직한 실시예에서는 약 20 내지 약 25%의 웹 접촉 표면을 함께 구성하는 복수의 융기부(elevation)를 포함한다.
융기부들에 추가로, 웹 접촉 표면은 바람직하게는 융기부들 사이에 복수의 연속하는 지면 구역(continuous landing area)을 포함한다. 지면 구역들은 융기부들에 의해 벨트의 최상부 표면 평면과 접경되고 벨트의 최상부 표면 평면과 동일 공간을 차지한다.
각 융기부는 최상부 표면 구역의 평면에서 제1 방향(x)으로의 제1 치수, 최상부 표면 구역의 평면에서 제2 방향(y)으로의 제2 치수 - 제1 및 제2 방향(x, y)은 서로 직각임 -, 최상부 표면 구역의 평면에서 측정했을 때에 평균 높이(h) 및 면적(a)을 가지며, 이들 치수들은 벨트가 미압축 상태에 있을 때에 규정된다.
본 발명에 따른 높은 벌크 티슈를 제조하기 위한 하나의 벨트가 도 1에 도시되어 있고, 일 실시예에서 무한 벨트(endless belt; 10)는 2개의 주요 요소, 즉 캐리어 구조부(30) 및 3차원 디자인 요소들(40)(본원에서 "융기부"이라고도 칭함)을 갖는다. 캐리어 구조부(30)는 2개의 대향 표면 - 티슈 접촉 표면(50) 및 기계 접촉 표면 -을 갖는다. 일반적으로 디자인 요소들(40)은 티슈 접촉 표면(50) 상에 배치된다. 벨트(10)가 통기 건조 패브릭을 포함할 때, 티슈 접촉 표면(50)은 초기 티슈 웹을 지지하는 반면에, 대향 표면, 기계 접촉 표면은 관통드라이어(throughdryer)와 접촉한다.
캐리어 구조부(30)는 2개의 주요 치수 - 제조 동안에 티슈 웹의 주행의 주요 방향에 평행한 벨트(10)의 평면 내의 방향인 기계 방향("MD") 및 기계 방향에 일반적으로 직교하는 교차 기계 방향("CD")- 을 갖는다.
캐리어 구조부는 바람직하게는 직포 패브릭, 및 특히 바람직한 실시예에서는 1x1 평직 패턴(plain weave pattern)으로 슈트 얀(shute yarn)들(34)과 섞여 짜여진 기본 날실(warp yarn)들(32)을 갖는 다층 평직 패브릭(30)과 같은 실질적으로 평면형 직포 패브릭이다. 예시적인 다층 패브릭은 미국 특허 제8,141,595에 개시되어 있고, 그 내용이 본 발명과 일치하는 방식으로 본 명세서에 포함된다. 패브릭(30)에서, 내하중(load-bearing) 슈트들(34) 및 내하중 날실(32) 모두의 최고점들이 평면(70)과 동일 평면이고 그와 일치하도록 평직 내하중층이 구성된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 디자인 요소들(40)은 캐리어 구조부(30)와 결합되고 Z 방향으로 그의 종이 접촉 측면(50)으로부터 바깥쪽으로 연장된다. 일반적으로, 디자인 요소들(40)은 국소적으로 캐리어 구조부(30)에 적용된다. 국소적인 적용의 특히 적합한 방법들은 표면 상에 고분자 물질을 인쇄하거나 압출하는 것이다. 대안적인 방법들은, 주조 또는 경화 필름들을 적용하는 것, 디자인 요소에 대한 표면 내에 고분자 섬유들을 직조하는 것(weaving), 자수하는 것(embroidering) 또는 바느질하는 것(stitching)을 포함한다. 특히 적합한 고분자 물질들은 캐리어 구조부에 강하게 부착될 수 있고 통상적인 기계 드라이어 동작 조건에서 열적 열화에 내성이 있고 실리콘, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 에폭시, 폴리페닐설파이드 및 폴리에테르케톤과 같은 상당히 유연한 물질들을 포함할 수 있다.
디자인 요소(40)는 캐리어 구조부(30)의 평면(70) 위에서 Z 방향(일반적으로 기계 방향 및 교차 기계 방향에 직교함)으로 연장된다. 디자인 요소들(40)은 곧은 측벽들 또는 테이퍼된(tapered) 측벽들을 가질 수 있고, 제지 공정 동안에 생기는 온도, 압력 및 변형을 견디기에 적합한 임의의 물질로 이루어질 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 디자인 요소들(40)은 마찬가지의 크기이고, 일반적으로 곧고 평행한 측벽들(42)을 가지며, 폭(w) 및 높이(h)를 갖는 요소들(40)을 제공한다. 본원에서 설명되는 실시예들에서, 바람직하게는 디자인 요소들(40)은 0.6과 3.0mm 사이, 바람직하게는 0.7과 1.4mm 사이, 특히 바람직한 실시예에서는 0.8과 1.0mm 사이의 높이를 갖는다. 높이(h)는 일반적으로 캐리어 구조부의 평면과 융기부들의 최상부 평면 간의 거리로서 측정된다.
높이(h)를 갖는 것에 추가로, 융기부들(40)은 폭(w)을 갖는다. 폭은 일반적으로 주어진 장소에서 벨트(10)의 평면 내의 융기부(40)의 주요 치수에 대해 평균인 것으로 측정된다. 요소(40)가 일반적으로 정사각형 또는 직사각형 단면을 갖는 경우, 폭(w)은 요소(40)를 형성하는 2개의 평면형 측벽들(42, 44) 사이의 거리로서 측정된다. 요소가 평면형 측벽들을 갖지 않는 경우, 폭은 요소(40)가 캐리어(30)와 접촉하는 지점에서 측정된다.
일반적으로, 본원에서 설명되는 실시예들에서, 디자인 요소들(40)은 약 0.6 내지 3.1mm, 특히 바람직한 실시예에서 약 0.7 내지 약 1.5mm, 및 보다 더 바람직하게는 약 0.8 내지 약 1.1mm의 폭을 갖는다.
특히 바람직한 실시예에서, 디자인 요소들(40)은, 이 디자인 요소의 단면이 전체 정사각형 또는 직사각형 형상을 갖도록, 평면형 측벽들(42, 44)을 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 디자인 요소는, 본 발명에 따른 높은 벌크 티슈 제품들을 생산함에 있어서 유용할 수도 있는, 삼각형, 오목형 또는 볼록형과 같은 다른 단면 형상들을 가질 수 있다. 따라서, 특히 바람직한 실시예에서 디자인 요소들(40)은, 폭(w) 및 높이(h)가 같고 약 0.6 내지 약 3.0mm, 특히 바람직한 실시예에서 약 0.7 내지 약 1.4mm 및 보다 더 바람직하게는 약 0.8 내지 약 1.0mm의 가변하는 정사각형 단면 및 평면형 측벽들(42, 44)을 갖는 것이 바람직하다.
도 2를 추가로 참조하면, 융기부들(40)의 간격 및 배열을 도시하는 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 일반적으로, 융기부들(40)은 전혀 서로 교차하지 않고, 바람직하게는 서로 평행하게 배열된다. 이와 같이, 도시된 실시예에서, 개개의 디자인 요소들의 인접하는 측벽들은 서로로부터 동일하게 이격되어 있다.
본원에서 설명되는 실시예들에서, 디자인 요소들(본원에서 피치 또는 단순히 p라고 칭함)의 중심간(center-to-center) 간격은 일반적으로 이러한 표면들에 직교하는 방향으로, 약 1.7 내지 약 20mm 이격되고, 예를 들면 약 2.0 내지 약 10mm 이격되고, 특히 바람직한 실시예에서는 약 3.8 내지 약 4.4mm 이격된다. 이 간격은 통상적인 셀룰로오스 섬유들로 이루어졌을 때에 최대 캘리퍼를 생성하는 티슈 웹을 초래한다. 또한, 이 배열은 3차원 표면 지형, 또한 비교적 균일한 밀도를 갖는 티슈 웹을 제공한다.
도 2에 또한 도시된 바와 같이, 디자인 요소들(40)은 p가 대략 일정하도록 서로 동상(in-phase)으로 배열되는 파 형상(wave-like) 패턴으로서 생길 수 있다. 다른 실시예들에서, 디자인 요소들은 인접하는 디자인 요소들이 서로로부터 오프셋되는 파 형상 패턴을 형성할 수 있다. 특정 디자인 요소 패턴에 상관없이, 또는 인접하는 패턴들이 서로 동상 또는 이상(out-phase)인지의 여부에 상관없이, 디자인 요소는 약간의 최소 거리만큼 서로로부터 분리된다. 바람직하게는, 디자인 요소들(40) 간의 거리는 0.7mm를 초과하고, 특히 바람직한 실시예에서는 약 1.0mm를 초과하며, 보다 더 바람직하게는 약 2.0 내지 약 6.0mm 및 보다 더 바람직하게는 약 3.0 내지 약 4.5mm와 같이, 약 2.0mm를 초과한다.
디자인 요소들(40)이 도 1에 도시된 바와 같은 파 형상인 경우, 디자인 요소들은 진폭(A) 및 파장(L)을 갖는다. 진폭은 약 2.0 내지 약 200mm, 특히 바람직한 실시예에서는 약 10 내지 약 40mm 및 보다 더 바람직하게는 약 18 내지 약 22mm의 범위일 수 있다. 마찬가지로, 파장은 약 20 내지 약 500mm, 특히 바람직한 실시예에서는 약 50 내지 약 200mm 및 보다 더 바람직하게는 약 80 내지 약 120mm 의 범위일 수 있다.
바람직하게는, 복수의 디자인 요소들은 캐리어 구조부 상에 배치되고, 그의 하나의 치수 전반에 걸쳐서 실질적으로 연장되고, 복수의 요소들 내의 각 요소는 인접하는 요소들로부터 이격된다. 이와 같이, 요소들은 벨트의 전체 교차 기계 방향에 걸칠 수 있고 기계 방향으로 벨트를 무한하게 둘러쌀 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 요소들(40)은 벨트(10)의 기계 방향에 실질적으로 평행하게 배향된다.
디자인 요소들(40)을 형성하는 데에 사용된 고분자 물질, 또는 다른 물질은 임의의 적합한 방식으로 캐리어 구조부에 적용되고 결합될 수 있다. 캐리어 구조부 상에 디자인 요소를 부착 및 결합하는 하나의 방식이 미국 출원 제10/535,537에 설명되어 있고, 그 내용이 본 발명과 일치하는 방식으로 참조로 본 명세서에 포함된다. 따라서, 특히 바람직한 실시예에서, 디자인 요소는 캐리어 구조부 상에 고분자 물질을 압출 또는 인쇄함으로써 형성된다. 다른 실시예들에서, 디자인 요소는 2개 이상의 고분자 물질을 압출함으로써, 적어도 일부 영역에서 생성될 수 있다. 적합한 고분자 물질들은 실리콘, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 에폭시, 폴리페닐설파이드 및 폴리에테르케톤을 포함한다.
디자인 요소들(40)에 추가로, 벨트(10)는 디자인 요소들(40)에 의해 접경되는 지면 구역들(60)을 더 포함한다. 지면 구역들(60)은 상이한 유체 압력에 의해, 증발 기구(evaporative mechanism)들에 의해, 또는 건조 공기가 벨트 상의 웹을 통과할 때 또는 진공이 벨트(10)를 통해 인가되는 동안 양쪽에서, 물이 웹으로부터 제거될 수 있게 한다.
디자인 요소들(40) 및 지면 구역들(60)의 배열은, 티슈 웹을 형성하는 데에 사용되었을 때에 비교적 균일한 밀도, 또한 3차원 표면 지형을 갖는 웹을 생성하는, 3차원 표면 지형을 갖는 제지 패브릭을 생산한다. 산출된 웹은 또한 선행기술에 따라 제조된 웹들 및 제품들에 비해서 개선된 벌크, 보다 양호한 유연도, 및 개선된 표면 평활도를 갖는다. 마찬가지로, 본 발명에 따라 제조된 롤형 제품들은 개선된 롤 경도 및 벌크를 가질 수 있는 반면에, 여전히 표면 평활도 및 강도 특성들을 유지한다.
예를 들면, 본 발명은 상업적으로 입수 가능한 한겹 티슈 제품들에 비해 개선된 캘리퍼 및 벌크를 갖는 한겹 티슈 제품들을 제공하는 반면에, 또한 감소된 강성을 갖는다. 이러한 개선들은 아래의 표 1에 요약되어 있는 바와 같이, 개선된 롤형 제품들로 나타난다.
제품 평량 (gsm) 캘리퍼(㎛) 시트벌크 (cc/g) GMT (g/3"") GM 신축 (%) GM 기울기 (g/3"") 강성지수 롤벌크 (cc/g) 롤경도 (mm)
Cottonelle Clean Care 41.1 498 12.1 861 11.9 7974 9.26 10.9 7.8
Charmin Basic 29.9 348 11.6 913 12.5 8628 9.45 11 7.9
Scott Extra Soft 30.2 361 12.0 727 11.7 6998 9.63 9 3.9
발명예 샘플 41.6 752 18.1 805 11.1 5988 7.4 15.4 9.3
발명예 샘플 41.0 752 18.3 978 19.4 3826 3.91 15.3 9.2
발명예 샘플 43.9 782 17.8 927 12.1 5814 6.27 14.6 9.3
따라서, 소정의 실시예들에서, 롤형 티슈 제품들은 약 35gsm 초과, 예를 들면 약 35 내지 약 60gsm 및 특히 바람직한 실시예에서는 약 38 내지 약 50gsm의 평량을 갖는 나선형으로 감긴 1겹 또는 여러겹(2겹, 3겹 또는 4겹 등) 티슈 웹을 포함할 수 있다.
나선형으로 감겨진 1겹 티슈 웹을 포함하는 롤형 티슈 제품들은 일반적으로 약 10mm 미만, 예를 들면 약 7 내지 약 10mm 및 특히 바람직한 실시예에서는 약 8 내지 약 9mm의 롤 경도를 갖는다. 하나의 특정 실시예에서, 예를 들면, 본 발명은 약 35 내지 약 50gsm의 평량을 갖는 나선형으로 감긴 한겹 티슈 웹을 포함하는 롤형 티슈 제품을 제공하고, 여기서 롤은 약 8 내지 약 10mm의 롤 경도를 갖는다. 상기 롤 경도 범위 이내에서, 본 발명에 따라 이루어진 롤들은 일부 적용 동안 일부 소비자가 원하지 않을 수 있는 지나치게 유연하고 "물렁물렁(mushy)"한 것으로 보이지 않는다.
과거에, 상기 롤 경도 레벨에서, 나선형으로 감긴 티슈 제품들은 낮은 롤 벌크 및/또는 빈약한 시트 유연도 특성들을 갖는 경향이 있었다. 그러나, 현재 장력 하에서 나선형으로 감겨있을 때이더라도, 제품이 10cc/g 초과, 예를 들면 약 10 내지 약 20cc/g, 및 특히 바람직한 실시예에서는 약 14 내지 약 18cc/g의 롤 벌크를 갖도록, 약 7 내지 약 10mm의 경도를 가지며 약 35gsm 초과의 평량을 갖는 한겹 웹들을 포함하는 롤형 티슈 제품들이 생산될 수 있음을 발견하였다. 예를 들면, 약 35 내지 약 50gsm의 평량을 갖는 한겹 웹을 포함하는 나선형으로 감긴 제품들은 약 12cc/g 초과의 롤 벌크를 가질 수 있는 반면에 여전히 약 10mm 미만, 예를 들면 약 8 내지 약 10mm의 경도를 유지한다.
만족스러운 롤 벌크 및 경도를 갖는 롤형 제품들을 생산하기 위해서, 티슈 웹 그 자체는 바람직하게는 개선된 시트 벌크를 갖는다. 예를 들면, 본원에서 설명되는 바와 같이 준비된 한겹 기본 시트들은, 바람직하게는 약 12cc/g 초과, 예를 들면 약 12 내지 약 20cc/g 및 특히 바람직한 실시예에서는 약 14 내지 약 18cc/g인, 그들의 상당한 시트 벌크를 여전히 유지하면서 롤형 티슈 제품으로 변환될 수 있다. 이러한 방식으로, 여전히 충분한 양의 시트 벌크를 유지하면서 기본 시트들에 캘린더링(calendaring) 등을 실시해서 웹을 유연하게 할 수 있다.
개선된 특성들을 가지면서, 본 발명에 따라 준비된 티슈 웹들은 계속해서 소비자에 의한 사용에 견딜 만큼 충분히 강하게 된다. 예를 들면, 본 발명에 따라 준비된 티슈 웹들은 약 700g/3"초과, 예를 들면 약 800 내지 약 1500g/3", 및 특히 바람직한 실시예에서는 약 900 내지 약 1200g/3"의 기하학적 평균 인장(GMT)을 가질 수 있다. 본 발명의 티슈 웹들이 롤형 티슈 제품들로 변환되었을 때, 그들은 상당한 양의 그들의 인장 강도를 유지해서, 웹의 완성된 제품으로의 변환 동안에 기하학적 평균 인장이 약 30% 미만 및 특히 바람직한 실시예에서는 약 25% 미만, 예를 들면 약 10 내지 약 30% 감소된다. 이와 같이, 완성된 제품들은 바람직하게는 700g/3" 초과, 예를 들면 약 800 내지 약 1200g/3", 및 특히 바람직한 실시예에서는 약 900 내지 약 1100g/3"의 기하학적 평균 인장 강도를 갖는다.
또 다른 실시예들에서, 본 발명은 향상된 벌크, 유연도 및 지속성을 갖는 티슈 웹들을 제공한다. 개선된 지속성, 예를 들면 증가된 기계 및 교차 기계 방향 신축(MDS 및 CDS), 및 개선된 유연도가 인장 변형 곡선(tensile-strain curve)의 기울기 또는 강성 지수의 감소로서 측정될 수 있다. 예를 들면, 본원에서 설명되는 바와 같이 준비된 티슈 웹들은 일반적으로 약 6,000g/3" 미만, 예를 들면 약 4,000 내지 약 6,000g/3", 및 특히 바람직한 실시예에서는 약 4,200 내지 약 5,000g/3"의 기하학적 평균 기울기를 갖는다. 롤형 제품들로 나선형으로 감긴 한겹 웹들은 일반적으로 약 10,000g/3" 미만, 예를 들면 약 3,000 내지 약 9,000g/3" 및 특히 바람직한 실시예에서는 약 4,000 내지 약 8,000g/3"의 기하학적 평균 기울기를 갖는다. 롤형 제품들로 나선형으로 감긴 2겹 웹들은 일반적으로 약 9,000g/3" 미만, 예를 들면 약 4,000 내지 약 8,000g/3"의 기하학적 평균 기울기를 갖는다.
본 발명의 티슈 웹들이 일반적으로 선행기술의 웹들에 비해 보다 낮은 기하학적 평균 기울기를 갖지만, 웹들은 충분한 양의 인장 강도를 유지해서 소비자에게 유용하게 남는다. 이러한 방식으로, 본 발명은 낮은 강성 지수를 갖는 기본 시트 및 티슈 제품들을 제공한다. 예를 들면, 티슈 웹들은 바람직하게는 약 8.0 미만, 예를 들면 약 5.0 내지 약 7.0 및 특히 바람직한 실시예에서는 약 4.0 내지 약 6.5의 강성 지수를 갖는다. 롤형 제품들로 변환되었을 때, 티슈 웹은 종종 약간 경직된다. 그러나, 변환 동안에 본 발명의 웹들에 도입된 강성의 양은 한겹 티슈 제품들이 약 8.0 미만, 예를 들면 약 4.0 내지 약 7.0 및 특히 바람직한 실시예에서는 약 5.0 내지 약 6.5의 강성 지수를 갖도록 최소화된다. 특히 바람직한 실시예에서, 본 발명은 약 35gsm 초과의 완전 건조 평량, 약 4 내지 약 8의 강성 지수 및 약 700 내지 약 1000g/3"의 GMT를 갖는 한겹 티슈 웹을 제공한다.
마찬가지로, 예를 들어 캘린더링 등에 의해 완성된 제품으로 변환되는 티슈 웹들은 일반적으로 기본 시트에 대하여 감소된 기계 및 교차 기계 방향 신축(각각 MDS 및 CDS)을 갖는다. 그러나, CDS 및 MDS의 감소는 본 발명에 따라 준비된 제품에 대해 상대적으로 최소화된다. 예를 들면, 소정의 실시예들에서 기본 시트들은 약 12% 초과, 예를 들면 약 12 내지 약 30% 및 특히 바람직한 실시예에서는 약 16 내지 약 25%의 기하학적 평균 신축(GMS)을 가질 수 있다. 대응하는 완성된 한겹 제품은 바람직하게는 약 10% 초과, 예를 들면 약 10 내지 약 20% 및 특히 바람직한 실시예에서는 약 14 내지 약 18%의 GMS를 갖는다.
앞서 기재한 바와 같이, 본원에서 설명되는 바와 같이 준비된 웹들은 선행기술 이상의 개선된 특성들을 갖는 한겹 또는 여러겹 롤형 티슈 제품들로 변환될 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명은 나선형으로 감긴 2겹 티슈 웹을 포함하는 롤형 티슈 제품을 제공하고, 여기서 티슈 웹은 약 35gsm 초과의 완전 건조 평량, 약 15cc/g 초과의 시트 벌크 및 약 7 미만의 강성 지수를 갖는다. 특히 바람직한 실시예에서, 롤형 제품은 약 15cc/g 초과의 롤 벌크 및 약 10mm 미만, 예를 들면 약 8 내지 약 10mm의 롤 경도를 갖는다. 비교를 위해서, 여러겹 티슈 제품들의 개선된 특성들이 아래의 표 2에 제시되어 있다.
제품 평량 (gsm) 캘리퍼(㎛) 시트벌크 (cc/g) GMT (g/3") GM 신축 (%) GM 기울기 (kg/3") 강성지수 롤벌크 (cc/g) 롤경도 (mm)
Cottonelle Ultra Comfort Care 42 597 14.2 916 13.1 6702 7.32 13.9 8.7
Charmin
Ultra Soft		 45.6 528 11.6 751 15.0 6609 8.80 10.9 4.9
Quilted Northern
Ultra Plush		 55.4 546 9.86 730 13.5 6567 9.00 9.4 7.6
Great Value Ultra-Strong 35.4 475 13.4 1206 8.1 11447 9.49 13.6 9.4
발명예 샘플 42.1 704 16.7 922 11.9 6229 6.76 16.4 8.8
개선된 벌크, 강성, 경도 등을 갖는 것에 추가로, 본원에서 제시된 방법들에 따라 생산된 티슈 웹들 및 제품들은 개선된 표면 평활도와 같은 개선된 촉감 특성들을 또한 갖는다. 사람의 손가락 끝에 있는 수용기들의 파치니 시스템(Pacinian system)이 250Hz에서 또는 그 근처에서의 진동이 거칠게 되는 약 250Hz의 주파수에서 가장 민감한 것임이 당 기술분야에 알려져 있다. 따라서, 티슈 제품의 표면이 거칠거나 또는 부드러운지의 여부의 감지는 사용자가 그들의 손가락을 표면 위로 지나가게 하는 속도 및 티슈 상의 임의의 표면 지형의 파장에 의존한다. 예를 들면, 사용자가 그들의 손가락을 4cm/sec의 속도로 티슈 제품의 표면 위로 지나가게 하면, 약 0.16mm의 파장을 갖는 표면 지형이 파치니 시스템에 의해 거칠다고 경험하게 될 것이다.
표면 지형과 감지된 평활도 또는 거칠기 간의 관계 때문에, 티슈의 상대적인 느낌이 그의 표면 지형에 기초하여 예측될 수 있다. 프로필로메트리(profilometry)를 사용하여, 예를 들면 아래에 제시된 평활도 테스트 방법에 의해 표면 지형을 측정할 수 있다. 프로필로메트리는 티슈 제품 표면의 디지털 화상을 생성하는 데에 사용된다. 그런 다음, 사람의 손가락 끝에 의해 가장 거칠게 된 공간 주파수를 강조하도록 0.095mm와 0.5mm의 컷 오프 공간 주파수를 갖는 밴드 패스 필터를 사용하여 디지털 화상을 필터링한다. 그런 다음, 필터링된 표면 화상을 분석해서 보다 낮은 값을 갖는 표면들이 일반적으로 보다 부드럽게 감지되는 표면 평활도 값 Sa, Sq 및 S90을 산출한다.
따라서, 소정의 실시예들에서, 본 발명의 티슈 제품들은 낮은 Sa, Sq 및/또는 S90값과 같은 개선된 평활도를 가지면서, 또한 개선된 시트 캘리퍼 및 벌크를 갖는다. 예를 들면, 일 실시예에서 본 발명은 약 25㎛ 미만의 표면 평활도 Sa값, 약 35㎛ 미만의 Sq값 및 약 105㎛ 미만의 S90값 및 15cc/g 초과의 시트 벌크를 갖는 티슈 제품을 제공한다. 다른 실시예들에서, 본 발명은 약 15 내지 약 25㎛의 표면 평활도 Sa값을 갖는 티슈 제품을 제공한다. 다른 실시예에서, 본 발명은 약 25 내지 약 40㎛의 표면 평활도 Sq를 갖는 티슈 제품을 제공한다. 또 다른 실시예들에서, 본 발명은 약 70 내지 약 120㎛의 표면 평활도 S90값을 갖는 티슈 제품을 제공한다. 표면 평활도 특성들 뿐만 아니라, 다른 제품 특성들의 비교가 아래의 표 3에 제시되어 있다.
제품 겹 시트벌크 (cc/g) 캘리퍼 (㎛) Sa (㎛) Sq (㎛) S90 (㎛)
Cottonelle Ultra Comfort Care 2 14.2 597 18.5 31.2 84.0
Charmin Ultra Soft 2 11.6 528 23.7 39.5 113
Quilted Northern Ultra Plush 3 9.86 546 14.7 20.3 61.6
Charmin Basic 1 11.6 348 17.0 27.4 78.7
Cottonelle Clean Care 1 12.1 498 16.0 23.6 71.3
발명예 샘플 1 17.8 782 21.1 33.7 95.1
발명예 샘플 2 16.7 922 19.5 30.7 90.8
특히 바람직한 실시예에서, 본 발명은 약 600㎛ 초과, 예를 들면 약 600㎛ 내지 약 1000㎛의 캘리퍼 및 약 95㎛ 미만, 예를 들면 약 70 내지 약 95㎛의 표면 평활도 S90값을 갖는 여러겹 티슈 제품을 제공한다. 또 다른 실시예들에서, 본 발명은 약 15cc/g 초과, 예를 들면 약 15 내지 약 20cc/g의 시트 벌크 및 Sa가 약 22㎛ 미만이고, Sq가 약 35㎛ 미만이며 S90이 약 100㎛ 미만인 부드러운 표면을 갖는 한겹 티슈 제품을 제공한다.
다른 실시예들에서, 본 발명은 약 15cc/g 초과, 예를 들면 약 15 내지 약 20cc/g의 시트 벌크, 및 약 105㎛ 미만, 예를 들면 약 70 내지 약 105의 표면 활성도 S90값을 갖는 한겹 티슈 제품을 제공한다.
상기한 이점들을 제공하는 것에 더해서, 캐리어 구조부 및 적절하게 선택된 디자인 요소를 갖는 벨트를 사용하여 티슈 웹을 형성함으로써 웹들이 롤형 제품 형태로 변환되었을 때에 네스팅(nesting)이 감소될 수 있다고 또한 여겨진다. 감소된 네스팅은 결국 롤형 제품의 소정의 특성들, 예를 들면 벌크 및 경도를 개선시킨다. 통상적으로, 네스팅은 골부(valley)들 및 능선부(ridge)들을 갖는 티슈 웹을 제공하는 질감화된 통기 건조 패브릭들을 사용하는 결과로서 생긴다. 이들 능선부들 및 골부들이 산출된 웹에 많은 이점을 제공할 수 있는 반면에, 때로는 웹이 최종 제품 형태로 변환되었을 때에 문제점들이 생긴다. 예를 들면, 웹들이 롤형 제품들로 변환되었을 때, 하나의 와인딩의 능선부들 및 골부들은, 롤이 더욱 치밀하게 패킹되게 하는, 다음 와인딩의 대응하는 융기부들 및 골부들의 최상부 상에 배치되어, 롤 벌크를 감소시키고(밀도를 증가시키고) 제품의 와인딩이 일관성 및 제어성을 적게 한다. 따라서, 소정의 실시예들에서, 본 발명은 3차원 디자인 요소를 갖는 티슈 웹을 포함하는 티슈 제품을 제공하고, 여기서 디자인 요소들은 티슈 웹이 롤형 제품으로 변환되었을 때에 웹의 네스팅을 감소시킨다.
본 발명에 따라 형성된 롤들은 일반적으로 주어진 롤 경도에서 보다 높은 롤 벌크를 갖는다. 또한, 롤들은 일반적으로 나선형으로 감긴 웹의 연속하는 랩(wrap)들 사이에 놀라울 정도의 교합(interlocking)을 가지며, 주어진 롤 경도에서 롤 구조를 개선하며, 보다 구체적으로 랩들 사이에서 슬리피지(slippage)없이 덜 단단한 롤들이 만들어질 수 있게 한다. 예를 들면, 오프셋 이음매(offset seam)를 갖는 통기 건조 패브릭을 사용하여 생산된 티슈 제품들에 비해서, 본 발명의 롤형 티슈 제품들은 감소된 네스팅 및 개선된 롤 구조를 갖는다. 본원에서 롤 구조라고 칭하는, 감소된 네스팅 및 개선된 롤 구조의 하나의 측정은, 롤 벌크(cc/g로 표현됨)와 캘리퍼(cm로 표현됨)의 곱을 경도(cm로 표현됨)로 나눈 것이다. 일반적으로, 본 발명의 롤형 티슈 제품들은 1.0 초과 및 특히 바람직한 실시예에서는 약 1.25초과 및 특히 바람직한 실시예에서는 약 1.5 미만, 예를 들면 약 1.0 내지 약 2.0 및 특히 바람직한 실시예에서는 약 1.2 내지 약 1.8의 롤 구조를 갖는다. 본 발명의 샘플들과 상업적으로 입수 가능한 롤형 제품들의 롤 구조의 비교가 아래의 표 4에 제공되어 있다.
제품 겹 캘리퍼 (cm) 롤벌크 (cc/g) 경도 (cm) 롤 구조
Cottonelle Ultra Comfort Care 2 0.0597 13.9 0.87 0.95
Charmin Ultra Soft 2 0.0528 10.9 0.49 1.17
Quilted Northern Ultra Plush 3 0.0546 9.4 0.76 0.68
Cottonelle Clean Care 1 0.0498 10.9 0.78 0.70
Charmin Basic 1 0.0348 11 0.79 0.48
Scott Extra Soft 1 0.0361 9 0.39 0.83
발명예 1 0.0752 15.4 0.64 1.81
발명예 2 0.704 16.4 0.88 1.31
본 발명에 따른 나선형으로 감긴 티슈 제품들을 준비함에 있어서 유용한 웹들은 특정 응용예에 따라 가변될 수 있다. 일반적으로, 웹들은 임의의 적합한 타입의 섬유로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 기본 웹은 펄프 섬유, 다른 천연 섬유, 합성 섬유 등으로 이루어질 수 있다. 본 발명과 관련하여 사용하기 위한 적합한 셀룰로오스 섬유들은 모든 부분에서 2차(재생) 제지 섬유들 및 버진(virgin) 제지 섬유들을 포함한다. 이러한 섬유들은, 제한 없이, 경질 목질계 및 연질 목질계 섬유들 뿐만 아니라 비목질계 섬유들을 포함한다. 비셀룰로오스 합성 섬유들이 퍼니시(furnish)의 일부분으로서 또한 포함될 수 있다.
본 발명에 따라 이루어진 티슈 웹들은 균질한 섬유 퍼니시로 이루어질 수 있거나, 또는 한겹 또는 여러겹 제품 내에 층들을 생성하는 층상(stratified) 섬유 퍼니시로 형성될 수 있다. 층상 기본 웹들은 다층 헤드박스(multi-layered headbox)와 같은 당 기술분야에서 알려진 장비를 사용하여 형성될 수 있다. 기본 웹의 강도 및 유연도는 층상 헤드박스들로부터 생성된 것들과 같은, 층상 티슈들을 통해 원하는 대로 조절될 수 있다.
예를 들면, 상이한 섬유 퍼니시들을 각 층에서 사용하여 원하는 특징들을 갖는 층을 생성할 수 있다. 예를 들면, 연질 목질계 섬유들을 포함하는 층들은 경질 목질계 섬유들을 포함하는 층들보다도 높은 인장 강도를 갖는다. 한편, 경질 목질계 섬유들은 웹의 유연도를 증가시킬 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명의 한겹 기본 웹은 주로 경질 목질계 섬유들을 포함하는 제1 외부층 및 제2 외부층을 포함한다. 경질 목질계 섬유들은, 원하는 경우, 약 10 중량%까지의 양의 파지 및/또는 약 10 중량%까지의 양의 연질 목질계 섬유들과 혼합될 수 있다. 기본 웹은 또한 제1 외부층과 제2 외부층 사이에 위치된 중간층을 포함한다. 중간층은 주로 연질 목질계 섬유들을 포함할 수 있다. 원하는 경우, 고수율 섬유들 또는 합성 섬유들과 같은 다른 섬유들이 약 10 중량%까지의 양으로 연질 목질계 섬유들과 혼합될 수 있다.
층상 섬유 퍼니시로부터 웹을 구성할 때, 각 층의 상대적인 중량은 특정 응용예에 따라 가변될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 3개의 층을 포함하는 웹을 구성할 때, 각 층은 웹의 총 중량의 약 15 내지 약 40%, 예를 들면 웹의 중량의약 25 내지 약 35%일 수 있다.
최종 제품의 습윤 강도를 증가시키기 위해서 습윤 강도 증강용 수지(wet strength resin)들이 원하는 대로 퍼니시에 첨가될 수 있다. 유용한 습윤 강도 증강용 수지들은 디에틸렌트리아민(DETA), 트리에틸렌테트라아민(TETA), 테트라에틸렌펜타민(TEPA), 에피클로로히드린 수지(들), 폴리아미드-에피클로로히드린(PAE), 또는 그들의 임의의 조합, 또는 이들 군(family)들의 수지들에서 고려되는 임의의 수지들을 포함한다. 특히 바람직한 습윤 강도 증강용 수지들은 폴리아미드-에피클로로히드린(PAE) 수지들이다. 일반적으로 PAE 수지들은 폴리알킬렌 폴리아민 및 지방족 디카르복실산 또는 디카르복실산 유도체를 처음에 반응시킴으로써 형성된다. 디에틸렌트리아민 및 아디프산 또는 디카르복실산 유도체들의 에스테르들로 이루어진 폴리아미노아미드가 가장 일반적이다. 그런 다음, 산출된 폴리아미노아미드가 에피클로로히드린과 반응한다. 유용한 PAE 수지들은 상표명 Kymene®(캔터키주 커빙턴의 Ashland, Inc.로부터 상업적으로 입수 가능함)로 판매되고 있다.
마찬가지로, 최종 제품의 건조 강도를 증가시키기 위해서 건조 강도 증강용 수지(dry strength resin)들이 원하는 대로 퍼니시에 첨가될 수 있다. 이러한 건조 강도 증강용 수지들은 카르복시메틸 셀룰로오스들(CMC), 임의의 타입의 전분(starch), 전분 유도체들, 검들, 폴리아크릴아미드 수지들, 및 잘 알려진 기타의 것들을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 이러한 수지들의 상업적 공급사들은 상기에서 논의된 습윤 강도 증강용 수지들을 공급하는 곳들과 동일하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 티슈 제품들은 일반적으로 당 기술분야에서 알려진 다양한 제지 공정 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 티슈 웹은 통기 건조에 의해 형성되고 크레이프 가공될 수도 있고 또는 크레이프 가공되지 않을 수도 있다. 예를 들면, 본 발명의 제지 공정은 부착 크레이프 가공, 습식 크레이프 가공, 이중 크레이프 가공, 양각화(embossing), 습식 가압(wet-pressing), 공기 가압(air-pressing), 통기 건조, 크레이프 가공된 통기 건조, 크레이프 가공 되지 않은 통기 건조 뿐만 아니라, 종이 웹을 형성함에 있어서 기타 단계들을 이용할 수 있다. 이러한 기술들의 일부 예가 미국 특허 제5,048,589호, 제5,399,412호, 제5,129,988호 및제5,494,554호에 개시되어 있고, 그들 모두가 본 발명과 일치하는 방식으로 본 명세서에 포함되어 있다. 여러겹 티슈 제품들을 형성할 때, 개별 겹들이 동일한 공정 또는 원하는 대로 상이한 공정들로 만들어질 수 있다.
바람직하게는, 기본 웹은, 예를 들면 본 발명과 일치하는 방식으로 참조로 본 명세서에 포함되는, 미국 특허 제5,656,132호 및 제6,017,417호에 설명된 공정들과 같은 크레이프 가공 되지 않은 통기 건조 공정에 의해 형성된다.
일 실시예에서, 웹은 외부 형성 패브릭 및 내부 형성 패브릭과 같은 복수의 형성 패브릭 상에 제지 섬유들의 수용성 현탄액(aqueous suspension)의 퍼니시를 주입 또는 피착하는 제지 헤드박스를 갖는 트윈 와이어를 사용하여 형성해서, 습윤성 티슈 웹을 형성한다. 본 발명의 형성 공정은 제지 산업 분야에서 알려진 임의의 통상적인 형성 공정일 수 있다. 이러한 형성 공정들은, 초지기(Fourdrinier), 흡입 브레스트 롤 형성기(suction breast roll former)들과 같은 루프 형성기, 및 트윈 와이어 형성기 및 크레센트 형성기(crescent former)와 같은 갭 형성기를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
습윤성 티슈 웹은 내부 형성 패브릭이 형성 롤에 대하여 회전함에 따라 내부 형성 패브릭 상에 형성된다. 내부 형성 패브릭은 습윤성 티슈 웹이 섬유들의 건조 중량에 기초한 약 10%의 농도로 부분적으로 탈수됨에 따라 공정 하류에 있는 새롭게 형성된 습윤성 티슈 웹을 지지하고 운반하도록 기능한다. 내부 형성 패브릭이 습윤성 티슈 웹을 지지하면서, 습윤성 티슈 웹의 추가 탈수가 진공 흡입 박스들과 같은 알려진 제지 기술들에 의해 수행될 수 있다. 습윤성 티슈 웹은 약 20% 초과, 보다 구체적으로 약 20 내지 약 40% 사이, 및 보다 구체적으로 약 20 내지 약 30%의 농도로 추가로 탈수될 수 있다.
형성 패브릭은 일반적으로 금속 와이어 또는 고분자 필라멘트와 같은 임의의 적합한 다공성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 일부의 적합한 패브릭은, Albany International(뉴욕주 올버니)로부터 입수 가능한 Albany 84M 및 94M; Asten Forming Fabrics, Inc.(위스콘신주 애플턴)로부터 모두 입수 가능한 Asten 856, 866, 867, 892, 934, 939, 959, 또는 937; Asten Synweve Design 274; 및 Voith Fabrics(위스콘신주 애플턴)로부터 입수 가능한 Voith 2164를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
그런 다음, 습윤성 웹은 약 10 내지 약 35% 사이, 및 특히 약 20 내지 약 30% 사이의 고체 농도에서 형성 패브릭으로부터 "전사 패브릭"(transfer fabric)으로 전사된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 전사 패브릭은 웹 제조 공정의 형성부와 건조부 사이에 위치되는 패브릭이다.
전사 패브릭으로의 전사는 정압 및/또는 부압의 도움으로 실행될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 진공 슈(vacuum shoe)는 형성 패브릭 및 전사 패브릭이 진공 슬롯의 선단 에지에서 동시에 모이고 나눠지도록 부압을 인가할 수 있다. 통상적으로, 진공 슈는 수은(mercury)의 약 10 내지 25인치 사이의 레벨로 압력을 공급한다. 상기한 바와 같이, 진공 전사 슈(부압)는 웹의 대향 측면으로부터 정압의 사용으로 보충되거나 대체될 수 있어 웹을 다음 패브릭 상에 분출한다. 일부 실시예에서, 다른 진공 슈들이 또한 사용될 수 있어 섬유성 웹을 전사 패브릭의 표면 상에 분출하는 것을 돕는다.
통상적으로, 전사 패브릭은 형성 패브릭보다 느린 속도로 주행해서 일반적으로 웹의 교차 기계 방향(CD) 또는 기계 방향(MD)으로의 웹의 신축(샘플 파괴에서 퍼센트 신장률로 표현됨)이라고 칭하는, 웹의 MD 및 CD 신축을 향상시킨다. 예를 들면, 2개의 패브릭 간의 상대 속도 차는 약 1 내지 약 45%, 일부 실시예에서는 약 5 내지 약 30%, 및 일부 실시예에서는 약 15 내지 약 28%일 수 있다. 이는 일반적으로 급속 전사(rush transfer)라고 칭한다. 급속 전사동안, 웹의 많은 접합이 파손될 것으로 여겨지고, 이에 따라 시트를 강제해서 휘게 하고 전사 패브릭의 표면 상의 오목부들 내에 절첩시킨다. 전사 패브릭의 표면의 윤곽들로의 이러한 몰딩은 웹의 MD 및 CD 신축을 증가시킬 수 있다. 하나의 패브릭으로부터 다른 하나로의 급속 전사는 다음의 특허들, 미국 특허 제5,667,636호, 제5,830,321호, 제4,440,597호, 제4,551,199호, 제4,849,054호 중 어느 하나에 교시된 원리들을 수반할 수 있고, 이들 전부가 본 발명과 일치하는 방식으로 본 명세서에 참조로 포함된다.
그런 다음, 습윤성 티슈 웹이 전사 패브릭으로부터 통기 건조 패브릭으로 전사된다. 통상적으로, 전사 패브릭은 통기 건조 패브릭과 거의 동일한 속도로 주행한다. 그러나, 웹이 전사 패브릭으로부터 통기 건조 패브릭으로 전사될 때에 제2 급속 전사가 수행될 수 있다. 이 급속 전사가 제2 위치에서 생기는 것이라고 지칭되며, 전사 패브릭보다 느린 속도로 통기 건조 패브릭을 동작시킴으로써 달성된다.
습윤성 티슈 웹을 전사 패브릭으로부터 통기 건조 패브릭으로 급속 전사하는 것에 추가로, 습윤성 티슈 웹은 진공 전사 롤 또는 진공 전사 슈의 도움으로 통기 건조 패브릭의 표면에 합치하도록 거시적으로 재배열될 수 있다. 원하는 경우, 통기 건조 패브릭은 전사 패브릭의 속도보다 느린 속도로 진행할 수 있어 산출된 흡수성 티슈 제품의 MD 신축을 더욱 향상시킨다. 통기 건조 패브릭의 지형에 습윤성 티슈 웹의 합치를 보장하도록 진공 보조로 전사가 실행될 수 있다.
통기 건조 패브릭에 의해 지지되는 동안, 습윤성 티슈 웹이 통기 드라이어에 의해 약 94% 이상의 최종 농도 건조된다. 그런 다음, 웹이 릴 드럼(reel drum)과 릴 사이의 와인딩 닙(winding nip)을 통과하고 후속하는 변환을 위해 티슈의 롤에 감긴다.
다음의 예들은 첨부된 청구항들의 범주를 제한하지 않고서 본 발명의 특정 실시예들을 도시하려는 것이다.
시험 방법
표면 평활도(Surface Smoothness)
처음에 FRT MicroSpy® Profile 조면계(profilometer)(캘리포니아주 산호세의 FRT of America, LLC)를 사용하여 샘플의 패브릭 접촉 표면의 디지털 화상을 생성하고, 그런 다음 Nanovea® Ultra 소프트웨어 버전 6.2(캘리포니아주 어바인의 Nanovea Inc.)를 사용하여 그 화상을 분석함으로써 표면 평활도를 측정하였다. 샘플들(기본 시트 또는 완성된 제품)을 145 x 145 mm의 측정할 정사각형으로 절단하였다. 그런 다음, 상향으로 대향하는 샘플의 패브릭 접촉 표면을 갖는 테이프를 사용하여 조면계의 x-y 스테이지에 샘플들을 고정하였고, 샘플들은 확실히 스테이지 상에 평평하게 놓였고 조면계의 시야 내에는 왜곡이 없었다.
샘플이 스테이지에 고정되면, 조면계를 사용하여 샘플 표면의 3차원 높이 맵을 생성하였다. 세로 해상도 100nm 및 가로 해상도 6m를 갖는 48 mm MD x 48 mm CD 시야를 초래하는 30㎛ 간격으로 1602 x 1602 어레이의 높이 값들을 구하였다. 산출된 높이 맵을 .sdf (surface data file) 포맷으로 내보냈다.
다음의 기능들을 수행함으로써 Nanovea® Ultra version 6.2를 사용하여 개개의 샘플 .sdf 파일들을 분석하였다:
(1) Nanovea® Ultra 소프트웨어의 (임계화) 기능을 사용하여, 임계화가 0.5 백분위 높이(percentile height)와 99.5 백분위 높이 사이로 측정 높이를 줄이도록, 0.5 내지 99.5%로 물질 비율 값을 설정함으로써 원 화상(필드라고도 칭함)에 임계화 처리를 하고;
(2) Nanovea® Ultra 소프트웨어의 In Non-Measured Points기능을 사용하여, 이웃점들로부터 계산된 부드러운 형상으로 비측정점들을 채우고;
(3) Nanovea® Ultra 소프트웨어의 Wavyness + Roughness기능을 사용하여, 0.095mm의 컷오프 파장을 갖는 로버스트 가우시안 필터(Robust Gaussian Filter)를 적용하고 end effects를 선택함으로써 필드를 공간적으로 로우 패스 필터링(표면파형(waviness))하고;
(4) Nanovea® Ultra 소프트웨어의 Wavyness + Roughness기능을 사용하여, 0.5mm의 컷오프 파장을 갖는 로버스트 가우시안 필터를 사용하고 end effects를 선택해서 필드를 공간적으로 하이 패스 필터링(거칠기)하고;
(5) Nanovea® Ultra 소프트웨어의 Tables스터디 기능을 사용하여, ISO 25178 값들 Sq(mm 단위로 표현된, 평균 제곱근 높이(root mean square height)) 및 Sa(mm 단위로 표현된, 산술 평균 높이(arithmetic mean height))를 계산 및 보고하고;
(6) Nanovea® Ultra 소프트웨어의 Curve스터디 기능을 사용하여, mode를 선택하고 측정 높이의 히스토그램을 생성하고, 그 히스토그램으로부터 S90값(mm 단위로 표현된, 95 백분위 높이(c2) - 5 백분위 높이(c1))을 계산하는, Abbott-Firestone 곡선을 생성한다.
상기한 것에 기초하여, 표면 평활도를 표시하는 3개의 값 - 모두 mm 단위를 갖는 Sq, Sa 및 S90 -이 보고된다. 본원에서 사용을 위해 단위들을 미크론으로 변환한다.
인장
JDC Precision Sample Cutter(미국 펜실베니아주 필라델피아의 Thwing-Albert Instrument Company, Model No. JDC 3-10, Ser. No. 37333)를 사용하여, 인장 강도 테스트를 위한 샘플들을 기계 방향(MD) 또는 교차 기계 방향(CD)으로 3" (76.2 mm) x 5" (127 mm)의 긴 스트립을 절단함으로써 준비하였다. 인장 강도를 측정하기 위해 사용된 기구는 MTS Systems Sintech 11S, Serial No. 6233이다. 데이터 획득 소프트웨어는 윈도우즈 버전 4용 TestWorksTM (노스캐롤라이나주 리서치 트라이앵글 파크의 MTS Systems Corp.)이다. 테스트될 샘플의 강도에 따라, 최대 50 또는 100 뉴튼으로부터 로드 셀(load cell)을 선택해서, 대부분의 최대 하중값이 로드 셀의 풀 스케일 값의 10과 90% 사이로 들어가게 한다. 조(jaw)들 간의 게이지 길이는 2 ± 0.04인치(50.8 ± 1 mm)이다. 조들은 공압 작용(pneumatic-action)을 이용해서 동작되고 코팅된 고무이다. 최소 그립 페이스 폭(minimum grip face width)은 3" (76.2 mm)이고, 조의 근사 높이는 0.5인치(12.7mm)이다. 크로스헤드 속도(crosshead speed)는 10 ± 0.4인치/min (254 ± 1 mm/min)이고, 파단 감도(break sensitivity)는 65%로 설정된다. 수직 및 수평 양쪽으로 중심이 맞춰진 기구의 조들에 샘플들을 배치한다. 그런 다음, 테스트를 시작해서 표본이 파단될 때에 종료한다. 테스트될 샘플에 따라 표본의 "MD 신장 강도" 또는 "CD 신장 강도"로서 최대 하중을 기록한다. 적어도 6개(6)의 대표적인 표본을 있는 "그대로" 취한 각 제품마다 테스트하였고, 모든 개개의 표본 테스트의 산술 평균은 제품의 MD 또는 CD 인장 강도이다.
롤 경도(Roll Firmness)
본 발명과 일치하는 방식으로 참조로 본 명세서에 포함되는, 미국 특허 제6,077,590호에 상세히 설명된 바와 같이 Kershaw Test를 사용하여 롤 경도를 측정하였다. 장치는 Kershaw Instrumentation, Inc.(뉴저지주 스웨데스버러)로부터 입수 가능하고, Model RDT-2002 Roll Density Tester로 알려져 있다.
실시예
일반적으로 크레이프 가공되지 않은 통기 건조("UCTAD")라 불리며 본 발명과 일치하는 방식으로 본 명세서에 그 내용이 포함되는, 미국 특허 제5,607,551호에 일반적으로 설명되어 있는 통기 건조 제지 공정을 사용하여 기본 시트들을 만들었다. 약 44gsm의 타깃 완전 건조 평량을 갖는 기본 시트들을 생성하였다. 그런 다음, 기본 시트들을 변환하고 롤형 티슈 제품들로 나선형으로 감았다.
모든 경우에서, 3개의 스톡 체스트(stock chest)로 공급된 층상 헤드박스를 사용하여 남반구 연질 목질계 크래프트 및 유칼립투스 크래프트를 포함하는 퍼니시로 기본 시트들을 생성해서, 3개의 층(2개의 외부층과 중간층)을 갖는 웹들이 형성하였다. 2개의 외부층을 유칼립투스로 구성하였고(각 층이 웹의 총 중량에 의한 30 중량%를 포함함), 중간층을 연질 목질계 및 유칼립투스로 구성하였다. 중간층 내의 연질 목질계 및 유칼립투스의 양을 본 발명의 모든 샘플 - 중간층이 29%(웹의 총 중량에 의한) 연질 목질계 및 11%(웹의 총 중량에 의한) 유칼립투스를 포함함 - 에 대해 유지하였다. 아래의 표 6에 제시되어 있는 바와 같이 전분의 첨가를 통해 그리고/또는 퍼니시를 리파이닝(refining)해서 강도를 제어하였다.
대략 25% 농도로 진공 탈수된, 패브릭을 형성하는 Voith Fabrics TissueForm V 상에 티슈 웹을 형성하였고, 그런 다음 전사 패브릭으로 전사되었을 때에 급속 전사를 실시하였다. 전사 패브릭은 미국 특허 제7,611,607호에 로서 설명된 패브릭(위스콘신주 애플턴의 Voith Fabrics로부터 상업적으로 입수 가능함)이었다.
그런 다음, 웹을 시트 접촉 측면 상에 배치된 인쇄된 실리콘 패턴을 포함하는 통기 건조 패브릭(이하 "Fozzie"라 칭함)으로 전사하였다. 실리콘은 패브릭의 시트 접촉 측면 상에 파 형상 패턴을 형성하였다. 실리콘 패턴이 도 8에 도시되어 있다. 패턴 특성들이 아래의 표 5에 요약되어 있다.
패턴 높이
(mm)		 패턴 피치
(mm)		 패턴 파장(mm) 패턴 진폭(mm)
0.9 4.1 100 20
전사에서 10인치 초과의 수은의 진공 레벨을 사용하여 통기 패브릭으로의 전사를 행하였다. 그런 다음, 와인딩 전에 웹을 대략 98% 고체로 건조하였다.
표 6은 본 예에 따라 준비된 각각의 샘플마다의 공정 조건들을 나타낸다. 표 7은 기본 시트 웹들의 물리 특성들을 요약하고 있다.
샘플 리파이닝 (hpt/일) 전분 (lbs/MT) TAD 패브릭 급속 이송 (%) 기본 시트
평량 (gsm)		 기본 시트 GMT
(g/3")
1 0 0 FOZZIE 28 44.7 1041
2 3.4 0 FOZZIE 28 44.9 1374
3 5.5 0 FOZZIE 45 45.3 1032
4 2.4 0 FOZZIE 45 44.3 1296
샘플 단일 시트 캘리퍼 (㎛) 기본 시트 벌크
(cc/g)		 기본 시트 MD 신축 (%) 기본 시트 CD 신축 (%) 기본 시트 GM 경사 (g/3") 기본 시트
강성 지수
1 1163 26.0 19.5 10.8 5940 5.70
2 1138 25.4 20.5 12.1 7168 5.22
3 1156 25.5 36.2 14.9 4376 4.24
4 1186 26.8 40.2 16.3 5734 4.42
기본 시트들을 다양한 욕실용 티슈 롤들로 변환하였다. 특히, 시트의 공기측 상에 4 또는 40 P&J 폴리우레탄 롤 및 패브릭측 상에 표준 스틸 롤을 포함하는 하나 또는 2개의 통상적인 폴리우레탄/스틸 캘린더(calendar)를 사용하여 기본 시트를 캘린더링하였다. 각 샘플마다의 공정 조건들이 아래의 표 8에 제공되어 있다. 롤형 제품 샘플 롤 1이 한겹의 기본 시트 샘플 1을 포함하고, 롤 2가 한겹의 기본 시트 샘플 2 등을 포함하도록 모든 롤형 제품은 한겹의 기본 시트를 포함하였다.
샘플 4 P&J 캘린더 하중 (pli) 40 P&J 캘린더 하중 (pli) 제품평량 (gsm) 제품시트 캘리퍼 (㎛) 제품시트 벌크 (cc/g) 롤 직경 (mm) 롤 벌크 (cc/g) 롤 경도 (mm)
롤 1 0 100 41.6 752 18.1 127.8 15.4 9.3
롤 2 0 120 42.0 742 17.7 127.4 15.1 8.8
롤 3 0 120 41.5 745 18.0 126.4 15.0 9.6
롤 4 0 120 41.0 752 18.3 126.6 15.3 9.2
샘플 제품
GMT
(g/3")		 제품
MD 신축
(%)		 제품
CD 신축
(%)		 제품
GM 기울기
(g/3")		 제품
강성 지수
롤 1 805 16.2 8.6 5988 7.4
롤 2 996 17.4 9.5 6385 6.41
롤 3 793 30.3 11.4 3391 4.28
롤 4 978 31.0 12.2 3826 3.91
상기 테스트 방법 란에서 설명한 바와 같이, 완성된 제품들에 표면 평활도 분석을 실시하였다. 표면 평활도 분석의 결과가 아래의 표 10에 요약되어 있다.
샘플 시트 벌크 (cc/g) GMT
(g/3")		 Sa
(㎛)		 Sq
(㎛)		 S90
(㎛)
2 17.7 996 18.5 29.2 83.4
3 18.0 793 21.7 35.0 100.0
한겹 티슈 제품의 평량을 증가시키고 또한 2겹 티슈 제품을 생산할 목적으로 실질적으로 예 1에 설명된 바와 같이 본 발명의 추가 티슈 기본 시트를 준비하였다. 구체적으로, 아래의 표 11에 제시된 공정 조건들을 사용하여 상술한 바와 같이 기본 시트를 준비하였다. 시트의 공기측 상에 4 또는 40 P&G 폴리우레탄 롤 또는 패브릭측 상에 표준 스틸 롤을 포함하는 하나 또는 2개의 통상적인 폴리우레탄/스틸 캘린더를 사용하여 캘린더링함으로써 기본 시트를 한겹 또는 2겹 롤형 제품들로 변환하였다. 각 샘플마다의 공정 조건들이 아래의 표 11에 제공되어 있다. 캘린더링된 기본 시트를 한겹 또는 2겹 롤형 티슈 제품들로 변환하였다. 웹들을 결합하도록 2개의 티슈 웹을 서로 대향 정렬하게 하고 스프레이 적층함으로써 2겹 롤형 티슈 제품들을 형성하였다. 웹들을 양각화하지 않거나 다른 처리가 실시되지 않았다. 롤 5이 2겹의 샘플 웹 5 등을 포함하도록 롤형 제품들을 형성하였다.
표 11은 본 예에 따라 준비된 각각의 샘플마다의 공정 조건을 나타낸다. 표 12는 산출된 티슈 제품의 물리 특성들을 요약하고 있다.
샘플 리파이닝 (hpt/일) 전분 (lbs/MT) TAD 패브릭 급속 전사 (%) 4 P&J 캘린더 하중 (pli) 40 P&J 캘린더 하중 (pli) 겹
5 0 4 FOZZIE 28 0 0 1
6 0 4 FOZZIE 28 0 10 1
7 0 4 FOZZIE 28 0 20 1
8 0 8 FOZZIE 28 30 90 2
9 0 8 FOZZIE 28 0 50 2
10 0 7 FOZZIE 28 30 90 2
샘플 제품평량 (gsm) 제품 Sheet 캘리퍼 (㎛) 제품시트 벌크 (cc/g) 제품 GMT (g/3") 제품 GM 신축 (%) 제품 GM 기울기 (g/3") 제품 강성 지수 롤 벌크 (cc/g) 롤 경도 (mm)
롤 5 43.9 782 17.8 927 12.1 5814 6.3 14.6 9.3
롤 6 45.3 946 20.9 934 13.4 6063 6.5 16.4 5.1
롤 7 44.1 841 19.1 913 12.5 5923 6.5 15.3 7.6
롤 8 41.5 583 14.1 850 11.1 6429 7.6 14.5 9.7
롤 9 42.1 703 16.7 922 12.0 6229 6.8 16.4 8.8
롤 10 42.0 841 20.0 976 9.9 8973 9.2 14.0 9.1
상기 테스트 방법 란에 설명된 바와 같이, 완성된 제품에 표면 평활도 분석을 실시하였다. 표면 평활도 분석의 결과가 아래의 표 13에 요약되어 있다.
샘플 시트 벌크(cc/g) GMT
(g/3")		 Sa
(㎛)		 Sq
(㎛)		 S90
(㎛)
5 17.8 927 20.7 33.6 94.8
6 20.9 934 23.0 37.9 105.0
7 19.1 913 21.9 34.9 100.0
8 14.1 850 16.7 25.8 76.0
9 16.7 922 19.5 30.7 90.8
10 20.0 976 17.8 28.1 83.2
한겹 티슈 제품의 평량을 증가시킬 목적으로 실질적으로 예 1에 설명된 바와 같이 본 발명의 추가 티슈 기본 시트를 준비하였다. 구체적으로, 아래의 표 14에 제시된 공정 조건들을 사용하여 상술한 바와 같이 기본 시트를 준비하였다. 아래의 표에 표시되고 한겹 롤형 티슈 제품들로 변환된 바와 같이 시트의 공기측 상에 4 또는 40 P&G 폴리우레탄 롤 및 패브릭측 상에 표준 스틸 롤을 포함하는 하나 또는 2개의 통상적인 폴리우레탄/스틸 캘린더를 사용하여 캘린더링함으로써 기본 시트를 한겹 롤형 제품들로 변환하였다.
샘플 리파이닝 (hpt/일) 전분 (lbs/MT) TAD 패브릭 급속 전사 (%) 4 P&J 캘린더 하중 (pli) 40 P&J 캘린더 하중 (pli) 겹
11 2.25 1.06 FOZZIE 28 0 75 1
샘플 기본시트 평량(gsm) 기본시트 GMT
(g/3")		 기본시트 캘리퍼 (㎛) 기본시트 MD 신축 (%) 기본시트 CD 신축 (%) 기본시트 GM 기울기 (gf)
11 52.33 1108 1161 23.07 13.2 7387
샘플 제품평량 (gsm) 제품시트 캘리퍼 (㎛) 제품시트 벌크 (cc/g) 제품 GMT (g/3") 제품 GM 신축 (%) 제품 GM 기울기 (g/3") 제품 강성 지수 롤 벌크 (cc/g) 롤 경도 (mm)
롤 11 49.2 700 14.2 857 11.4 6631 7.7 12.96 8.4
상기 테스트 방법 란에 설명된 바와 같이 완성된 제품들에 표면 평활도 분석을 실시하였다. 표면 평활도 분석의 결과가 아래의 표 17에 요약되어 있다.
샘플 시트 벌크 (cc/g) GMT
(g/3")		 Sa
(㎛)		 Sq
(㎛)		 S90
(㎛)
11 14.2 857 19.4 30.6 85.7
본 발명은 그 특정 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만, 이 기술 분야에 숙련 된 자라면 이들을 이해하였을때, 이들 실시예에 대한 변경, 변형 및 등가물을 쉽게 이해할 것으로 이해할 수 있음이 자명할 것이다. 이에 따라, 본 발명 내용의 범위는 청구범위 및 그 균등물의 범위로서 평가되어야 한다.

Claims (20)

  1. 약 15cc/g 초과의 시트 벌크(sheet bulk) 및 약 105㎛ 미만의 표면 평활도(Surface Smoothness) S90값을 갖는 한겹 티슈 웹(single-ply tissue web).
  2. 제1항에 있어서, 약 4 내지 약 8의 강성 지수(Stiffness Index)를 갖는 한겹 티슈 웹.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 약 10,000g/3" 미만의 기하학적 평균 기울기(geometric mean slope)를 갖는 한겹 티슈 웹.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 약 10% 초과의 기하학적 평균 신축(geometric mean stretch)을 갖는 한겹 티슈 웹.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 약 35 내지 약 50gsm의 평량(basis weight) 및 약 700 내지 약 1400g/3"의 GMT(geometric mean tensile)를 갖는 한겹 티슈 웹.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 약 25㎛ 미만의 표면 평활도 Sa값 및 약 40㎛ 미만의 표면 평활도 Sq값을 갖는 한겹 티슈 웹.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한겹 티슈 웹은 통기 건조 웹(through-air dried web)을 포함하는 한겹 티슈 웹.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한겹 티슈 웹은 크레이프 가공되지 않은 통기 건조 웹을 포함하는 한겹 티슈 웹.
  9. 약 600㎛ 초과의 캘리퍼(caliper) 및 약 95㎛ 미만의 표면 평활도 S90값을 갖는 여러겹 티슈 제품.
  10. 제9항에 있어서, 약 4 내지 약 8의 강성 지수를 갖는 여러겹 티슈 제품.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 약 10,000g/3" 미만의 기하학적 평균 기울기를 갖는 여러겹 티슈 제품.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 약 10% 초과의 기하학적 평균 신축을 갖는 여러겹 티슈 제품.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 약 35 내지 약 45gsm의 평량 및 약 700 내지 약 1400g/3"의 GMT를 갖는 여러겹 티슈 제품.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약 25㎛ 미만의 표면 평활도 Sa값 및 약 40㎛ 미만의 표면 평활도 Sq값을 갖는 여러겹 티슈 제품.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 한겹은 통기 건조 웹을 포함하는 여러겹 티슈 제품.
  16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 한겹은 크레이프 가공되지 않은 통기 건조 웹을 포함하는 여러겹 티슈 제품.
  17. 약 600㎛ 초과의 캘리퍼 및 약 95㎛ 미만의 표면 평활도 S90값을 갖는 여러겹 티슈 제품.
  18. 제17항에 있어서, 약 4 내지 약 8의 강성 지수를 갖는 여러겹 티슈 제품.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 약 10,000g/3" 미만의 기하학적 평균 기울기를 갖는 여러겹 티슈 제품.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 약 10% 초과의 기하학적 평균 신축을 갖는 여러겹 티슈 제품.
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