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KR101448416B1 - 부드러운 크레이핑된 티슈 - Google Patents

부드러운 크레이핑된 티슈 Download PDF

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KR101448416B1
KR101448416B1 KR1020137025516A KR20137025516A KR101448416B1 KR 101448416 B1 KR101448416 B1 KR 101448416B1 KR 1020137025516 A KR1020137025516 A KR 1020137025516A KR 20137025516 A KR20137025516 A KR 20137025516A KR 101448416 B1 KR101448416 B1 KR 101448416B1
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벤자민 조셉 크루초스키
프레데릭 존 랭
크리스토퍼 리 사토리
존 알렉산더 4세 웨너
캐슬린 매 우테크트
믹키 조셉 2세 오테먼트
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킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Abstract

본 게재물은 일반적으로 제조 효율을 유지하거나 또는 개선하면서 물품의 부드러움을 증가시키는 적어도 하나의 표면 상에 배치된 크레이핑 조성물을 갖는 티슈 제품에 관한 것이다. 바람직하게는, 크레이핑 조성물은 양이온인 제1 성분 및 필름을 형성할 수 있는 제2 성분을 포함한다. 바람직하게는, 제1 성분 및 제2 성분이 둘 모두 수용성이다. 제1 성분은 티슈 웹의 음으로 하전된 섬유와 이온 결합을 형성할 수 있는 양전하를 띠고, 이렇게 함으로써 크레이핑 조성물이 보유되는 보유 메카니즘을 제공한다. 크레이핑 조성물의 전체적인 보유는 기계 공정수에서 조성물의 농도를 감소시켜 기계 작동성 및 운전성을 개선한다.

Description

부드러운 크레이핑된 티슈{SOFT CREPED TISSUE}
관련 출원 상호 참조
본 출원은 2011년 4월 8일에 출원된 미국 특허 가출원 제61/473,601호의 우선권을 주장하고, 이 가출원의 게재물은 본원에 포함된다.
흡수 속도, 부드러움 및 강도는 안면용 티슈의 핵심적인 성질이다. 안면용 티슈의 흡수 속도는 재채기 및 코를 푼 것을 포집(capture)하는 그의 성능에 영향을 미친다. 흡수 속도가 너무 느리면, 삼출물의 내용물을 얼굴 전체에 걸쳐서 닦을 수 있거나 또는 삼출물의 내용물이 다른 표면으로 전달될 수 있다. 일반적으로, 부드러움 및 강도는 정반대 관계이어서, 강도 감소는 부드러움 증가를 초래할 것이다. 티슈가 너무 약해져서 사용할 수 없기 전에 강도 감소로부터 부드러움을 개선하는 데에는 실용상 한계가 있다.
부드러움은 섬유 웹의 바깥 표면에 연화제, 예컨대 실리콘 수지 에멀전의 국소 첨가에 의해 향상될 수 있다. 그러나, 연화제 및 후처리 단계는 많은 비용이 들 수 있고, 제조 복잡성을 증가시키고, 티슈의 흡수 속도 및 강도를 감소시킬 수 있다.
표면 처리에 대한 대안은 티슈 부드러움을 증가시키는 크레이핑 및 크레이핑 조성물(chemistry)의 이용이다. 이러한 대안의 하나는 예를 들어 미국 특허 제7,883,604호에 기술되어 있고, 이 특허는 얇은 불연속 폴리올레핀 필름으로 티슈 웹의 표면을 개질하는 수불용성 분산액으로 크레이핑함으로써 티슈의 부드러움을 증가시키는 것을 게재한다. 불행하게도, 폴리올레핀 분산액의 수불용성 성질은 티슈 기계 운전성에 부정적인 영향을 미칠 수 있고, 밀(mill)의 폐수 시스템으로부터 제거를 요구할 수 있다.
수불용성 분산액에 대한 대안은 미국 공보 제2010/0155004호에 기술되어 있고, 이 공보는 필름 형성 성분 및 개질제 성분을 포함하는 수용성 크레이핑 조성물을 게재한다. 비록 이 수용성 크레이핑 조성물이 티슈 기계의 작동상의 문제들 중 많은 문제를 제거할지라도, 그의 이용은 밀의 물 시스템에 수용성 화학물질(chemical)의 축적을 방지하는 제거 단계를 여전히 필요로 한다.
이와 같이, 현재로서는, 부드러운 티슈를 제조하지만, 또한 제조 효율에 부정적인 영향을 미치지 않도록 또는 추가의 폐수 처리를 요구하지 않도록 시트 상에 보유되는 크레이핑 조성물이 필요하다.
요약
이제, 놀랍게도, 통상적인 티슈 제조의 크레이핑 단계 동안에 티슈 시트에 양이온 성분을 포함하는 크레이핑 조성물을 첨가하여 기계 운전성에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 부드러운 티슈 제품을 제공할 수 있다는 것을 발견하였다. 게다가, 본 게재물의 조성물은 높은 부가 수준으로 적용될 수 있고, 예를 들어 건조기 표면의 단위 면적(즉, ㎡) 당 질량(즉, ㎎)으로 측정되는, 건조기에 크레이핑 조성물 부가율이 바람직하게는 약 50 ㎎/㎡ 초과이다. 이 크레이핑 조성물은 시트에 높은 보유도라는 추가의 이익을 제공하므로, 시트가 약 1.0% 미만의 수용성 추출물을 가진다. 이와 같이, 이 크레이핑 조성물은 티슈 시트의 가공 및 제조에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 기초 시트에 시트의 부드러움을 증가시키는 충분한 양으로 적용될 수 있다.
따라서, 한 측면에서, 본 게재물은 시험 방법 부분에서 기술된 0.28 - 0.55 ㎜에서의 변동계수(COV)로 측정되는 약 20% 미만 COV의 섬세한 크레이프 구조, 약 0.95 ㎜/㎜ 초과의 가장자리 보풀(Fuzz on Edge) 및 티슈 웹의 약 0.60 중량% 미만의 수용성 추출물을 갖는 크레이핑된 티슈 웹을 포함하는 크레이핑된 티슈 제품을 제공한다.
여전히 다른 측면에서, 본 게재물은 제1 면 및 제2 면을 갖는 크레이핑된 티슈 웹, 및 적어도 제1 면에 배치된 양이온 성분을 포함하는 크레이핑 조성물을 포함하고, 티슈 웹이 약 25% 미만 COV의 섬세한 크레이프 구조 및 티슈 웹의 약 0.50 중량%의 수용성 추출물을 갖는 크레이핑된 티슈 제품을 제공한다.
여전히 다른 측면에서, 본 게재물은 양이온 성분을 포함하는 크레이핑 조성물을 움직이는 크레이핑 표면에 약 50 ㎎/㎡ 초과 수준으로 적용하고, 크레이핑 조성물이 적용된 후 기초 시트를 크레이핑 표면에 맞대어 누르고, 크레이핑 표면으로부터 기초 시트를 제거하는 것을 포함하는 시트 제품 제조 방법을 제공한다.
여전히 다른 측면에서, 본 게재물은 제1 면 및 제2 면을 갖는 티슈 웹을 포함하고, 티슈 웹이 크레이핑 조성물이 적용된 드럼 건조기로부터 크레이핑되고, 크레이핑 첨가제가 적어도 2 종의 상이한 양이온 성분 및 필름 형성 성분을 포함하는 크레이핑된 티슈 웹을 제공한다.
도 1은 본 게재물의 섬유 웹을 건조하는 데 이용되는 양키 건조기의 한 측면을 도시한 도면.
도 2는 본 게재물에 이용하기 위한 젖은 크레이핑된 섬유 웹을 형성하는 한 실시양태를 도시한 도면.
도 3은 다수의 층을 갖는 층화된 섬유 웹 형성의 한 측면을 도시한 섬유 웹 형성 기계의 일부를 도시한 도면.
상세한 설명
본 게재물은 일반적으로 제조 효율을 유지하거나 또는 개선하면서 물품의 부드러움을 증가시키는 적어도 한 표면에 배치된 크레이핑 조성물을 포함하는 티슈 제품에 관한 것이다. 바람직하게는, 크레이핑 조성물은 양이온 성분을 포함하고, 특히 바람직한 한 실시양태에서, 양이온 성분은 수용성 양이온 중합체이다. 양이온 성분은 티슈 웹의 음으로 하전된 섬유와 이온 결합을 형성할 수 있는 양전하를 띰으로써, 시트에 크레이핑 조성물이 보유되는 보유 메카니즘을 제공할 수 있다. 시트 상에 크레이핑 조성물의 전체적인 보유는 기계 공정수에서 조성물의 농축을 감소시켜 기계 작동성 및 운전성을 개선한다. 또한, 개선된 보유는 밀 폐수에 들어가는 크레이핑 조성물의 양을 감소시키고, 이것은 추가 처리 단계의 필요를 없앤다. 따라서, 본 게재물은 높은 첨가제 보유도를 갖는 부드러운 티슈 제품을 제공함으로써, 제품이 물에 놓일 때 극소량의 크레이핑 조성물, 예컨대 티슈 제품의 약 0.50 중량% 미만이 용해될 것이다. 크레이핑 조성물의 높은 보유도는 심지어 크레이핑 조성물이 양키 건조기에 상대적으로 높은 부가 수준으로, 예컨대 약 50 ㎎/㎡ 초과로 적용될 때도 달성된다.
임의의 특별한 이론에 얽매이지 않지만, 본 게재물의 양이온 크레이핑 조성물이 음으로 하전된 셀룰로오스 섬유 웹에 대해 높은 친화도를 가져서, 젖을 때 더 높은 백분율의 크레이핑 조성물을 보유하는 웹을 생성한다고 믿는다. 크레이핑 조성물의 증가된 보유도는 다른 웹 성질에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 달성된다. 사실상, 본 게재물에 따라서 제조되는 웹은 종래 기술의 방법을 이용해서 제조된 웹과 같거나 또는 그보다 큰 크레이프 구조, 가장자리 보풀 및 부드러움 값을 가진다. 따라서, 일단 본 게재물의 크레이핑 조성물이 시트 표면에 적용되면, 조성물이 주로 표면에 보유되고, 조성물의 극소량이 제조 공정수에 들어간다.
따라서, 본 게재물은 티슈 웹에 적용될 때 다량의 조성물을 표면에 보유하는 부드러운 웹을 생성하는 크레이핑 조성물을 제공하여 제조 공정수에 크레이핑 조성물의 도입 및 축적을 방지한다. 따라서, 본 발명의 티슈 제품은 중량%로 표현할 때 바람직하게는 약 1.0% 미만, 더 바람직하게는 약 0.60% 미만, 훨씬 더 바람직하게는 약 0.30% 미만의 수용성 추출물을 가진다. 특히 바람직한 한 실시양태에서, 본 게재물의 크레이핑된 티슈 웹은 티슈 웹의 약 0.35 중량% 내지 약 0.60 중량%의 수용성 추출물을 가진다. 훨씬 더 바람직하게는, 상기 수용성 추출물은 심지어 조성물이 크레이핑 표면, 예컨대 양키 건조기에 높은 수준으로, 예컨대 양키 건조기 표면 ㎡ 당 조성물 약 50 ㎎ 초과, 훨씬 더 바람직하게는 약 100 ㎎/㎡ 초과, 훨씬 더 바람직하게는 약 150 ㎎/㎡ 초과로 첨가될 때조차도 달성된다.
본 발명의 티슈 제품으로부터 추출될 수 있는 수용성 물질의 양은 일반적으로 티슈 제품의 총 중량에 대한 백분율, 즉, % 수용성 추출물로 표현되지만, 그 양은 또한 티슈 제품 1겹의 면적에 대한 수용성 추출물의 질량으로 표현될 수 있다. 이와 같이, 일부 실시양태에서는, 본 게재물에 따라서 제조된 티슈 제품의 어느 1 겹의 수용성 추출물이 바람직하게는 약 150 ㎎/㎡ 미만, 훨씬 더 바람직하게는 약 100 ㎎/㎡ 미만, 예컨대 약 5 내지 약 50 ㎎/㎡이다.
요망되는 보유 수준을 달성하기 위해, 양이온 성분을 포함하는 크레이핑 조성물을 이용해서 티슈 웹을 크레이핑한다. 일부 실시양태에서, 양이온 성분은 양이온 중합체일 수 있다. 본원에서 이용되는 "양이온 중합체"라는 용어는 양이온기, 및 양이온기로 이온화될 수 있는 기로부터 선택되는 반복 단위를 함유하는 임의의 중합체를 의미하고, 중합체는 건조 중합체 g 당 약 0 meq 초과의 전하 밀도를 가진다. 중합체의 "양전하 밀도"라는 용어는 그 용어가 본원에서 이용될 때 중합체의 건조 중량에 대한 중합체의 양전하 수의 비를 의미한다. 전하 밀도는 예를 들어 뮤텍(Mutek) 입자 전하 검출기로 0.001 N 포타슘 폴리비닐 술페이트를 음이온 중합체로 이용하여 다가전해질 적정에 의해 측정할 수 있다. 전하 밀도는 대표적으로 건조 중합체 g 당 전하(4차 질소)의 밀리당량 수(mEq/g)로 표현된다. 특히 바람직한 한 실시양태에서, 양이온 중합체는 적어도 약 0.1 mEq/g, 더 바람직하게는 약 0.1 내지 약 2.0 mEq/g, 예컨대 약 0.2 내지 약 1.0 mEq/g의 전하 밀도를 가진다.
일부 실시양태에서, 양이온 성분은 양이온 전분을 포함할 수 있다. 본원에서 이용될 때 "양이온 전분"이라는 용어는 양이온 구성성분 모이어티를 부여하도록 화학적으로 개질된 전분으로 정의된다. 바람직하게는, 전분은 옥수수 또는 감자로부터 유래되지만, 다른 공급원, 예컨대 쌀, 밀 또는 타피오카로부터 유래될 수 있다. 양이온 전분은 다음 일반적인 분류로 나눌 수 있다: (1) 3차 아미노알킬 에테르, (2) 4차 아민, 포스포늄, 및 술포늄 유도체를 포함하는 오늄 전분 에테르, (3) 1차 및 2차 아미노알킬 전분, 및 (4) 기타(예를 들어, 이미노 전분). 적당한 양이온 중합체는 적어도 약 0.1 mEq/g의 전하 밀도를 갖는 양이온 전분, 예컨대 예를 들어 약 0.22 mEq/g의 전하 밀도를 갖는 레디본드(Redibond)™ 2038을 포함한다.
본 게재물의 크레이핑 첨가제에 이용하기 위한 특히 바람직한 양이온 전분은 3차 아미노알킬 에테르 및 4차 암모늄 알킬 에테르이고, 내셔날 스타치 앤드 케미칼 컴파니(National Starch and Chemical Company)(미국 뉴저지주 브릿지워터)에 의해 제조된 레디본드™ 및 옵티프로(Optipro)™라는 상표명의 상업용 양이온 전분을 포함한다. 양이온 모이어티만을 갖는 등급, 예컨대 레디본드 5327™, 레디본드 5330A™, 및 옵티프로™ 650이 적당하고, 추가의 음이온 관능기를 갖는 등급, 예컨대 레디본드 2038™도 적당하다.
다른 실시양태에서, 양이온 성분은 루비텍 쿼트(Luvitec Quat)™ 73 W라는 상표명으로 상업적으로 입수가능한 비닐피롤리돈/3-메틸-1-비닐이미다졸륨 메틸 술페이트, 루비쿼트™ 스타일(Luviquat™ Style) 또는 루비쿼트™ 엑셀런스(Luviquat™ Excellence)라는 상표명으로 상업적으로 입수가능한 비닐피롤리돈/3-메틸-1-비닐이미다졸륨 클로라이드를 포함할 수 있다. 다른 양이온 성분은 루어더(Luredur)™라는 상표명으로 상업적으로 입수가능한 폴리비닐 아민을 포함할 수 있다. 이들 물질은 모두 바스프(BASF)(미국 뉴저지주 플로햄 파크)에서 제조한다.
양이온 성분은 크레이핑 조성물에 임의의 작용적 양으로 존재할 수 있고, 선택되는 화학 성분, 뿐만 아니라 요망되는 최종 성질에 기초해서 다를 수 있다. 예를 들어, 레디본드 2038™의 예시적인 경우, 개선된 이익을 제공하기 위해 양이온 성분이 크레이핑 조성물에 크레이핑 조성물의 총 중량을 기준으로 약 10 - 90 중량%, 예컨대 20 - 80 중량% 또는 30 - 70 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
다른 적당한 양이온 성분은 양이온 탈결합제 및/또는 연화제를 포함한다. 양이온 탈결합제 및 연화제는 제지 분야에서 알려져 있고, 일반적으로 벌크 및 부드러움을 향상시키기 위해 습부 첨가제로 이용된다. 탈결합제는 일반적으로 양전하를 갖는 소수성 분자이다. 습부 첨가제로서 탈결합제는 대표적으로 섬유간 결합을 파괴함으로써 벌크를 증가시키고 인지되는 부드러움을 증가시키는 기능을 하지만, 시트 강도 감소라는 희생이 따른다. 연화제는 화학에서 탈결합제와 유사하고, 즉, 그것은 일반적으로 양전하를 갖는 소수성 분자이다. 대표적으로, 그것은 분사에 의해 종이 웹의 표면에 적용되어 표면에서 섬유에 결합하고 그것에 윤활감을 제공한다.
탈결합제 및 연화 조성물의 예는 하기 화학식을 갖는 간단한 4차 암모늄염을 포함할 수 있다:
Figure 112013087682010-pct00001
여기서, R1'은 C1 -6 알킬기이고, R1 "은 C14 -22 알킬기이고, b는 1 내지 3의 정수이고, X-는 임의의 적당한 반대 이온이다. 다른 유사한 화합물은 간단한 4차 암모늄염의 모노에스테르, 디에스테르, 모노아미드, 및 디아미드 유도체를 포함할 수 있다. 이들 4차 암모늄 화합물에 대한 많은 변화가 본 발명의 범위 내에 드는 것으로 여겨야 한다. 추가의 연화 조성물은 양이온 올레일 이미다졸린 물질, 예컨대 맥커늄(Mackernium) CD-183(맥킨타이어 엘티디.(McIntyre Ltd.), 미국 일리노이주 유니버시티 파크) 및 프로소프트(Prosoft) TQ-1003(애쉬랜드, 인크.(Ashland, Inc.), 미국 켄터기주 코빙턴)으로 상업적으로 입수가능한 메틸-1-올레일 아미도에틸-2-올레일 이미다졸리늄 메틸술페이트를 포함한다.
양이온 성분 외에 추가로, 본 발명의 크레이핑 첨가제는 건조할 때 필름을 형성할 수 있는 제2 성분(이하에서는 "필름 형성 성분"이라고 부름)을 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 필름 형성 성분은 수용성이지만, 특정 필름 형성 성분은 특정 응용 및 요망되는 결과에 의존해서 다를 수 있다. 한 측면에서, 예를 들어, 필름 형성 성분은 히드록실프로필 개질 전분, 예컨대 글루코솔(Glucosol)™ 800(켐스타(Chemstar), 미국 미네소타주 미네아폴리스)일 수 있다. 추가의 필름 형성 성분은 폴리(에틸렌 옥시드), 예컨대 적어도 폴리옥스(Polyox)™ N3000 또는 폴리옥스™ N80(다우 케미칼(Dow Chemical), 미국 미네소타주 미네아폴리스)을 포함하는 폴리옥스™ 라는 상표명으로 판매되는 것이다. 다른 적당한 필름 형성 성분은 셀룰로오스 에테르 및 에스테르 및 폴리(아크릴레이트 에스테르)를 포함한다. 다른 적당한 상업적으로 입수가능한 필름 형성 성분의 예는 베네셀(Benecel)™이라는 상표명으로 판매되는 메틸 셀룰로오스(MC), 클루셀(Klucel)™이라는 상표명으로 판매되는 히드록시프로필 셀룰로오스(HPC) 및 나트로솔(Natrosol)™이라는 상표명의 히드록시에틸 셀룰로오스(모두 애쉬랜드, 인크.(미국 켄터키주 코빙턴)로부터 입수가능함)를 포함한다. 다른 적당한 필름 형성 성분은 필름을 형성하기에 충분한 사슬 길이를 갖는 폴리사카라이드, 예컨대 풀룰란 및 펙틴을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 필름 형성 중합체는 또한 펜던트 산기를 가지지 않지만 산기를 갖는 단량체와 공중합할 수 있는 추가의 모노에틸렌성 불포화 단량체를 함유할 수 있다. 이러한 화합물은 예를 들어 폴리에틸렌 글리콜 또는 폴리프로필렌 글리콜의 모노아크릴산 에스테르 및 모노메타크릴산 에스테르를 포함하고, 폴리알킬렌 글리콜의 몰 질량(Mn)은 예를 들어 약 2000 이하이다.
필름 형성 성분은 크레이핑 조성물에 임의의 작용적 양으로 존재할 수 있고, 선택되는 화학 성분, 뿐만 아니라 요망되는 최종 성질에 기초해서 다를 수 있다. 예를 들어, 글루코솔™800의 예시적인 경우, 개선된 이익을 제공하기 위해 필름 형성 성분은 크레이핑 조성물에 크레이핑 조성물의 총 중량을 기준으로 약 10 - 90 중량%, 예컨대 20 - 80 중량% 또는 30 - 70 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 클루셀™의 예시적인 경우, 개선된 이익을 제공하기 위해 필름 형성 성분은 크레이핑 조성물에 크레이핑 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1 - 70 중량% 또는 적어도 약 1 중량%, 예컨대 적어도 약 5 중량%, 또는 적어도 약 10 중량%, 또는 약 30 중량% 이하, 예컨대 약 50 중량% 이하 또는 약 75 중량% 또는 그 초과 이하로 존재할 수 있다.
일부 측면에서는, 필름 형성 성분을 1 중량% 내지 약 10 중량% 수용액으로 용해하고, 건조기 표면 ㎡ 당 ㎎의 요망되는 용량을 제공하기 위해 요구되는 대로 더 희석한다. 용량은 필름 형성 용액의 부피에 필름 형성 농도를 곱하고 단위 시간 당 처리되는 티슈의 ㎡로 나눈 것을 기초로 하여 평가한다.
다른 실시양태에서, 크레이핑 조성물은 또한 건조기 표면에 웹을 접착할 수 있는 적어도 하나의 접착제 성분을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 접착제 성분은 비가교이고 수용성이다. 크레이핑 조성물 내에 함유된 첨가제 성분은 특별한 응용 및 요망되는 결과에 의존해서 달라질 수 있다. 한 바람직한 실시양태에서, 접착제 성분은 양이온 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 및 하나 이상의 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트의 중합 생성물이다. 바람직한 접착제 성분은 미국 특허 제7,157,389호에 게재된 L7170이라고도 불리는, 96 mol% 메틸 아크릴레이트 및 4 mol% [2-(아크릴로일옥시)에틸]트리메틸 암모늄 클로라이드의 중합 생성물인 양이온 폴리아크릴레이트이고, 이 특허는 본원과 일치하는 방식으로 본원에 포함된다.
본 게재물의 접착제 성분은 중합체의 최종 용도에 의존해서 달라지는 평균 분자량을 가질 수 있다. 본 게재물의 접착제 성분은 약 5,000 내지 약 500,000 g/mol의 범위의 중량 평균 분자량을 가진다. 더 구체적으로, 본 게재물의 접착제 성분은 약 8,000 내지 약 500,000 g/mol의 범위의 중량 평균 분자량을 가진다.
접착제 성분은 크레이핑 조성물에 임의의 작용적 양으로 존재할 수 있고, 선택되는 화학 성분, 뿐만 아니라 요망되는 최종 성질에 기초해서 달라질 수 있다. 예를 들어, L7170의 예시적인 경우, 개선된 이익을 제공하기 위해 접착제 성분은 크레이핑 조성물에 크레이핑 조성물의 총 중량을 기준으로 약 10 - 90 중량%, 예컨대 20 - 80 중량% 또는 30 - 70 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
일부 측면에서는, 접착제 성분을 1 중량% 내지 약 10 중량% 수용액으로 용해하고, 티슈 표면 ㎡ 당 ㎎의 요망되는 용량을 제공하기 위해 요구되는 대로 더 희석한다. 용량은 접착제 용액의 부피에 접착제 농도를 곱하고 단위 시간 당 처리되는 티슈의 ㎡로 나눈 것을 기초로 하여 평가한다. 예를 들어, L7170의 예시적인 예의 경우, 개선된 이익을 제공하기 위해 접착제 성분은 크레이핑 조성물에 크레이핑 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1 - 70 중량%, 또는 적어도 약 1 중량%, 예컨대 적어도 약 5 중량%, 또는 적어도 약 10 중량%, 또는 약 30 중량% 이하, 예컨대 약 50 중량% 이하 또는 약 75 중량% 또는 그 초과 이하의 양으로 존재할 수 있다. 이들 조성물 중 임의의 것이, 일단 물에 희석되고 나서 양키 건조기 표면에 분사 붐으로 배치되어 궁극적으로 웹 표면으로 전달된다.
한 실시양태에서, 크레이핑 조성물은 크레이핑 공정 동안 웹에 국소 적용될 수 있다. 예를 들어, 웹을 건조기 드럼에 접착시키기 위해 크레이핑 조성물을 가열된 건조기 드럼에 분사할 수 있다. 이어서, 웹을 건조기 드럼으로부터 크레이핑할 수 있다. 크레이핑 조성물이 웹에 적용된 후 건조기 드럼에 접착할 때, 조성물이 웹 표면에 균일하게 적용될 수 있거나 또는 특정 패턴에 따라서 적용될 수 있다. 한 예시적인 크레이핑 방법이 미국 특허 제7,883,604호에 게재되어 있고, 이 특허는 본원과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 포함된다. 한 바람직한 크레이핑 방법을 도 1에 도시한다. 도 1에 도시된 실시양태에서는, 크레이핑 조성물을 분사 붐 (22)을 이용해서 건조기 표면 (20)(예를 들어, 양키 건조기)에 직접 적용하지만, 다른 적용 수단, 예컨대 인쇄, 포말 생성 및 와이핑(wiping)이 고려된다. 섬유 웹 (13)을 조성물과 접촉하게 누를 때 섬유 웹 (13)이 양키 건조기 표면에 접착한다. 이어서, 섬유 웹 및 조성물을 크레이핑 블레이드 (24)로 건조기 표면으로부터 긁어낸다.
크레이핑 조성물은 매우 섬세한 크레이프 구조를 가지는 티슈를 제공하고, 여기서 크레이프 주름은 진동수 및 진폭 둘 모두 작다. 이 때문에 더 평활하고 더 부드러운 티슈 시트를 얻는다. 섬세한 크레이프 구조를 갖는 것 외에 추가로, 여전히 부착되어 있는 동안에 티슈 표면으로부터 개개의 섬유가 돌출한다. 표면으로부터 돌출하는 이들 개개의 섬유를 자유 섬유 말단이라 부르고, 티슈 표면에 보풀이 생길 뿐만 아니라 크레이핑 조성물의 코팅으로부터 섬유가 부드러워지기 때문에 향상된 부드러움을 제공한다. 자유 섬유 말단의 증거는 SEM 및 시험 방법 부분에 기술된 "가장자리 보풀" 시험으로 생성된 시각적 영상에 의해 제공된다. 따라서, 일부 실시양태에서, 본 게재물은 0.28 - 0.55 ㎜에서 % COV로 측정되는 약 25% 미만, 예컨대 약 15 내지 약 25%, 더 바람직하게는 약 18 내지 약 25%의 섬세한 크레이프 구조를 갖는 티슈 웹을 제공한다. 다른 실시양태에서, 티슈 웹은 약 0.90 ㎜/㎜ 초과, 예컨대 약 0.90 내지 약 1.2 ㎜/㎜, 및 더 바람직하게는 약 0.95 내지 약 1.1 ㎜/㎜의 가장자리 보풀을 가진다.
개선된 표면 성질을 갖는 것 외에 추가로, 본 게재물에 따라서 제조된 티슈는 또한 상대적으로 낮은 수용성 추출물을 가진다. 크레이핑 조성물의 양이온 성분이 양으로 하전된 섬유 표면에 크레이핑 조성물의 보유도를 개선하여, 제조 공정수에 크레이핑 조성물의 도입 및 축적을 방지한다고 믿는다. 따라서, 본 발명의 티슈 제품은 바람직하게는 중량%로 표현되는 수용성 추출물을 약 1.0 % 미만, 더 바람직하게는 약 0.60 % 미만, 훨씬 더 바람직하게는 약 0.30 % 미만 가진다. 특히 바람직한 한 실시양태에서, 본 게재물의 크레이핑된 티슈 웹은 티슈 웹의 약 0.35 중량% 내지 약 0.60 중량%의 수용성 추출물을 가진다.
다른 실시양태에서, 본 게재물에 따라서 제조된 티슈 시트는 바람직한 물 흡수 속도를 가질 수 있다. 셀룰로오스 기반 티슈 제품의 물 흡수 속도는 기능적 성능에 영향을 미친다. 한 예에서, 안면용 티슈는 사용 중에 충분히 강해야 하고 또는 액체, 예컨대 콧물을 흡수하기 위해서는 매우 빠르게 습윤되어야 한다. 일반적으로, 미국 특허 제7,883,604호에 게재된 방법에 따라서 제조된 티슈는 아마도 티슈 표면에 전달된 수불용성 크레이핑 조성물 때문에 느린 습윤 시간(wet out time)을 가진다. 통상적인 크레이핑 조성물 및 다른 경쟁적인 상업적으로 입수가능한 티슈에 비해, 미국 특허 제7,883,604호에 게재된 방법에 따라서 제조된 티슈는 적어도 2배 더 느린(시험 방법 부분에서 기술된 바와 같이 측정함), 예컨대 약 10초 초과, 일부 경우에는 약 30초 초과의 습윤 시간을 가진다. 대조적으로, 본 게재물의 일부 실시양태에 따라서 제조된 티슈의 습윤 시간은 일반적으로 약 6초 미만이다. 따라서, 일부 실시양태에서, 습윤 시간은 약 6초 이하, 더 특히 약 5초 이하, 더 특히 약 2.5초 이하일 수 있다.
별법으로, 물 흡수 속도는 헤르큘레스 크기 시험(Hercules Size Test; HST)을 이용해서 측정할 수 있다. 일부 실시양태에서는, 사용자 관점에서 부드럽고 사용 중 충분히 강하고 또한 액체, 예컨대 콧물을 흡수하기 위해 매우 빠르게 습윤되는 티슈 제품을 가지는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 게재물은 또한 약 1.5초 미만, 예컨대 약 1초 미만, 예를 들어 약 0.5초 내지 약 1초의 HST 값을 가지고 좋은 강도를 갖는 부드러운 티슈 제품을 제공한다.
하기 표에 요약한 바와 같이, 상업적으로 입수가능한 티슈에 비해 본 게재물에 따라서 제조된 티슈는 일반적으로 더 섬세한 크레이프 구조, 증가된 가장자리 보풀 및 더 빠른 습윤 시간을 가지지만, 모두 상대적으로 낮은 수용성 추출물을 가진다.
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일반적으로, 임의의 적당한 섬유 웹을 본 게재물에 따라 처리할 수 있다. 예를 들어, 한 측면에서, 기초 시트는 티슈 제품, 예컨대 욕실용 티슈, 안면용 티슈, 종이 타월, 냅킨, 마른 와이프, 젖은 와이프 등일 수 있다. 섬유 제품은 임의의 적당한 유형의 섬유로부터 제조될 수 있다. 본 게재물에 따라 제조된 섬유 제품은 1겹 섬유 제품 또는 다겹 섬유 제품을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 측면에서, 제품은 2겹, 3겹 또는 그 초과를 포함할 수 있다.
섬유 웹을 제조하는 데 적당한 섬유는 비목재 섬유 및 목재 또는 펄프 섬유 둘 모두를 포함하는 임의의 천연 또는 합성 섬유를 포함한다. 펄프 섬유는 고수율 또는 저수율 형태로 제조될 수 있고, 크라프트, 술파이트, 고수율 펄프화 방법 및 다른 공지 펄프화 방법을 포함해서 임의의 공지 방법으로 펄프화할 수 있다. 또한, 미국 특허 제4,793,898호, 제4,594,130호, 제3,585,104호에 게재된 섬유 및 방법을 포함해서 유기용매 펄프화 방법으로부터 제조된 섬유도 이용될 수 있다. 또한, 유용한 섬유는 미국 특허 제5,595,628호에서 예시한 안트라퀴논 펄프화에 의해서도 제조할 수 있다.
또한, 본 게재물의 섬유 웹은 합성 섬유를 포함할 수 있다. 예를 들어, 개선된 이익을 제공하기 위해 섬유 웹은 건조 중량으로 약 10% 이하, 예컨대 약 30% 이하, 또는 약 50% 이하 또는 약 70% 또는 그 초과 이하를 포함할 수 있다. 적당한 합성 섬유는 레이온, 폴리올레핀 섬유, 폴리에스테르 섬유, 이성분 쉬드-코어 섬유, 다성분 결합제 섬유 등을 포함한다. 합성 셀룰로오스 섬유 유형은 모든 변형의 레이온, 및 비스코스 또는 화학적으로 개질된 셀룰로오스로부터 유래된 다른 섬유를 포함한다.
화학적으로 처리된 천연 셀룰로오스 섬유, 예를 들어 머서법으로 처리된 펄프, 화학적으로 강성화된 또는 가교된 섬유, 또는 술폰화된 섬유가 이용될 수 있다. 웹 형성 섬유를 이용함에 있어서 좋은 기계적 성질을 위해, 섬유가 상대적으로 손상되지 않고 대부분 정제되지 않거나 또는 약하게만 정제되는 것이 바람직할 수 있다. 재생 섬유가 이용될 수 있지만, 버진 섬유가 그의 기계적 성질 및 오염물 부재 때문에 일반적으로 유용하다. 머서법으로 처리된 섬유, 재생 셀룰로오스 섬유, 미생물에 의해 생성된 셀룰로오스, 레이온, 및 다른 셀룰로오스 물질 또는 셀룰로오스 유도체가 이용될 수 있다. 적당한 웹 형성 섬유는 또한 재생 섬유, 버진 섬유, 또는 그의 혼합물을 포함할 수 있다.
일반적으로, 웹을 형성할 수 있는 임의의 방법이 본 게재물에 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 게재물의 웹 형성 방법은 크레이핑, 습식 크레이핑, 이중 크레이핑, 리크레이핑, 이중 리크레이핑, 엠보싱, 습식 프레싱, 공기 프레싱, 쓰루-에어 건조, 수력학적 얽힘, 크레이핑된 쓰루-에어 건조, 코포밍(co-forming), 에어 레잉, 뿐만 아니라 당 업계에 알려진 다른 방법도 이용할 수 있다. 수력학적으로 얽힌 물질의 경우, 펄프의 백분율은 약 70 - 85 %이다.
또한, 패턴 고밀도화된 또는 임프린팅된 섬유 시트, 예컨대 다음 미국 특허 제4,514,345호, 제4,528,239호, 제5,098,522호, 제5,260,171호 및 제5,624,790호 중 어느 것에 게재된 섬유 시트가 본 게재물의 물품에 적당하고, 그들의 게재물은 그들이 본원과 모순되지 않는 한에서 본원에 참고로 포함된다. 이러한 임프린팅된 섬유 시트는 임프린팅 직물에 의해 드럼 건조기에 맞대어 임프린팅된 고밀도화된 영역 및 임프린팅 직물에서의 편향 도관에 상응하는 상대적으로 덜 고밀도화된 영역(예를 들어, 섬유 시트에서 "돔")의 망상구조를 가질 수 있고, 여기서, 편향 도관 위에 포개진 섬유 시트는 편향 도관을 가로질러서 생기는 공기압 편차에 의해 편향되어 섬유 시트에 저밀도 베개 모양 영역 또는 돔을 형성한다.
또한, 섬유 웹은 실질적인 양의 내부 섬유-섬유 결합 강도 없이 형성될 수 있다. 이와 관련해서, 기초 웹을 형성하는 데 이용되는 섬유 퍼니쉬(furnish)가 화학적 탈결합제로 처리될 수 있다. 탈결합제는 펄프화 공정 동안에 섬유 슬러리에 첨가될 수 있거나 또는 헤드박스에 직접 첨가될 수 있다. 본 게재물에 이용될 수 있는 적당한 탈결합제는 양이온 탈결합제, 예컨대 지방 디알킬 4차 아민염, 모노 지방 알킬 3차 아민염, 1차 아민염, 이미다졸린 4차염, 실리콘 수지, 4차 염 및 불포화 지방 알킬 아민염을 포함한다. 다른 적당한 탈결합제는 미국 특허 제5,529,665호에 게재되어 있고, 이 특허는 본원과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 포함된다.
또한, 생성물 및 공정에 추가의 이익을 부여하기 위해 임의의 화학적 첨가제를 수성 웹 형성 퍼니쉬에 또는 형성된 초기 웹에 첨가할 수 있고, 본 발명의 의도된 이익에 대립하지 않는다. 다음 화학물질이 예로서 포함되고, 본 발명의 범위를 제한하는 것을 의도하지 않는다.
종이 웹에 첨가될 수 있는 화학물질의 유형은 보통 양이온 또는 비이온 계면활성제, 습윤제 및 가소제, 예컨대 저분자량 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리히드록시 화합물, 예컨대 글리세린 및 프로필렌 글리콜 형태의 흡수 보조제를 포함한다. 피부 건강 이익을 공급하는 물질, 예컨대 광물 오일, 알로에 추출물, 비타민 E, 실리콘 수지, 일반적인 로션 등도 완성된 제품에 포함될 수 있다. 이러한 화학물질은 웹 형성 공정에서 어느 시점에서도 첨가할 수 있다.
일반적으로, 본 게재물의 생성물은 의도된 용도에 대립하지 않는 임의의 공지된 물질 및 화학물질과 함께 이용될 수 있다. 이러한 물질의 예는 냄새 제어제, 예컨대 냄새 흡수제, 활성탄 섬유 및 입자, 베이비 파우더, 베이킹 소다, 킬레이트화제, 제올라이트, 향수 또는 다른 냄새 차폐제, 시클로덱스트린 화합물, 산화제 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 초흡수 입자, 합성 섬유 또는 필름도 이용될 수 있다. 추가의 선택은 양이온 염료, 광학 증백제, 습윤제, 피부연화제 등을 포함한다.
본 게재물에 따라서 처리될 수 있는 섬유 웹은 단일의 균질한 섬유층을 포함할 수 있거나 또는 층화된 또는 층을 이룬 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 섬유 웹 겹은 2개 또는 3개의 섬유층을 포함할 수 있다. 각 층은 상이한 섬유 조성을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3에 대해 설명하면, 다층 층화된 펄프 퍼니쉬를 형성하는 장치의 한 측면을 도시한다. 나타낸 바와 같이, 3층 헤드박스 (10)는 일반적으로 상부 헤드박스 벽 (12) 및 하부 헤드박스 벽 (14)을 포함한다. 헤드박스 (10)는 3 개의 섬유 스톡 층을 분리하는 제1 분할기 (16) 및 제2 분할기 (19)를 추가로 포함한다.
각 섬유층은 제지 섬유의 묽은 수성 현탁액을 포함한다. 각 층에 함유된 특정 섬유는 일반적으로 형성되는 제품 및 요망되는 결과에 의존한다. 예를 들어, 각 층의 섬유 조성은 욕실용 티슈 제품을 제조하는지, 안면용 티슈 제품을 제조하는지 또는 종이 타월을 제조하는지에 의존해서 달라질 수 있다. 한 측면에서, 예를 들어, 중간층 (21)은 남부 연목 크라프트 섬유를 단독으로 또는 다른 섬유, 예컨대 고수율 섬유와 함께 함유한다. 다른 한편, 외부 층 (23) 및 (25)은 연목 섬유, 예컨대 북부 연목 크라프트를 함유한다.
한 대안적 측면에서, 중간층은 강도를 위해 연목 섬유를 함유할 수 있고, 한편, 외부층들은 인지된 부드러움을 위해 경목 섬유, 예컨대 유칼립투스 섬유를 포함할 수 있다.
일반적으로, 기초 시트를 형성할 수 있는 임의의 방법이 본 게재물에 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 롤 (28) 및 (30)에 의해 적당히 지지되고 구동되는 무단(endless) 이동 형성 직물 (26)이 헤드박스 (10)로부터 나오는 층을 이룬 제지 스톡을 받는다. 일단 직물 (26) 상에 보유되면, 층을 이룬 섬유 현탁액이 화살표 (32)로 나타낸 바와 같이 직물을 통해 물을 통과시킨다. 물 제거는 형성 구성에 의존해서 중력, 원심력 및 진공 흡인의 조합으로 달성된다. 또한, 다층 종이 웹을 형성하는 것이 미국 특허 제5,129,988호에서 기술되고 게재되어 있으며, 이 특허는 본원과 일치하는 방식으로 본원에 참고로 포함된다.
본 게재물에 따라서 제조되는 섬유 웹의 기초중량은 최종 제품에 의존해서 달라질 수 있다. 예를 들어, 이 방법은 욕실용 티슈, 안면용 티슈, 종이 타월 등의 제조에 이용될 수 있다. 일반적으로, 이러한 섬유 제품의 기초중량은 약 5 gsm 내지 약 110 gsm, 예컨대 약 10 gsm 내지 약 90 gsm으로 다양할 수 있다. 욕실용 티슈 및 안면용 티슈의 경우, 예를 들어 기초중량은 약 10 gsm 내지 약 40 gsm의 범위일 수 있다. 다른 한편, 종이 타월의 경우, 기초중량은 약 25 gsm 내지 약 80 gsm 또는 그 초과의 범위일 수 있다.
상기 방법에 따라 제조된 웹은 상대적으로 좋은 벌크 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 섬유 웹 벌크는 약 1 내지 약 20 cc/g, 예컨대 약 3 내지 약 15 cc/g 또는 약 5 내지 약 12 cc/g으로 다양할 수 있다. 놀랍게도, 본 게재물의 크레이핑 조성물로 티슈 제품을 처리함으로써 종래 기술에 따라 제조된 크레이핑된 티슈 제품에 비해 큰 벌크를 갖는 티슈 제품을 얻는다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 본 발명의 티슈 제품은 약 8 cc/g 내지 약 10 cc/g의 벌크를 가진다. 달성된 벌크는 종래의 통상적인 습식 프레싱되는 크레이핑 기술에 따라서 제조된 크레이핑된 티슈 제품보다 약 10% 내지 약 40% 더 크다. 본 게재물의 크레이핑 조성물을 적용함으로써 달성된 증가된 벌크는 전환하는 동안에 요구되는 캘린더링의 양을 감소시킬 수 있고, 티슈 제품의 벌크가 약 8 cc/g 내지 약 10 cc/g인 개선된 티슈 벌크를 가능하게 한다.
다겹 제품에서는, 또한, 제품에 존재하는 각 섬유 웹의 기초중량이 다를 수 있다. 일반적으로, 다겹 제품의 총 기초중량은 일반적으로 상기한 것과 동일할 것이다. 특히 바람직한 실시양태에서, 티슈 제품은 각 겹이 약 10 gsm 내지 약 20 gsm 및 더 특히, 약 12 gsm 내지 약 15 gsm의 기초중량을 갖는 다겹 안면용 티슈이다.
이제, 도 2에 대해 설명하면, 헤드박스 (60)가 섬유의 수성 현탁액을 다수의 가이드 롤 (64)에 의해 지지되고 구동되는 형성 직물 (62) 상에 내뿜는다. 진공 박스 (66)가 형성 직물 (62) 아래에 배치되어 섬유 퍼니쉬로부터 물을 제거하도록 구성되어 웹 형성을 돕는다. 형성 직물 (62)로부터, 형성된 웹 (68)을 제2 직물 (70)로 이송하고, 제2 직물은 와이어 또는 펠트일 수 있다. 직물 (70)은 다수의 가이드 롤 (72)에 의해 연속 경로를 돌아서 움직이도록 지지된다. 또한, 직물 (62)로부터 직물 (70)로의 웹 (68) 이송을 촉진하도록 설계된 픽업 롤 (74)도 포함된다.
바람직하게는, 형성된 웹은 회전가능한 가열된 건조기 드럼, 예컨대 양키 건조기 표면으로 이송됨으로써 건조된다. 본 게재물에 따라서, 본 게재물의 크레이핑 조성물은 웹이 직물 상에서 이동하는 동안에 티슈 웹에 국소 적용할 수 있거나, 또는 티슈 웹의 한 면에 전달하기 위해 건조기 드럼 표면에 적용할 수 있다. 이 방식으로, 크레이핑 조성물을 이용해서 티슈 웹을 건조기 드럼에 접착시킨다. 이 실시양태에서는, 웹이 건조기 표면의 회전 경로의 일부를 통해서 운반될 때, 웹에 열이 부여되어 웹 내에 함유된 수분의 대부분을 증발시킨다. 이어서, 크레이핑 블레이드에 의해 건조기 드럼으로부터 웹을 제거한다. 크레이핑 웹은 그것이 형성될 때 웹 내의 내부 결합을 더 감소시켜 부드러움을 증가시킨다. 다른 한편, 크레이핑 동안에 웹에 크레이핑 조성물 적용은 웹의 강도를 증가시킬 수 있다.
또 다른 실시양태에서는, 형성된 웹이 회전가능한 가열된 건조기 드럼의 표면에 이송되고, 이 건조기는 양키 건조기일 수 있다. 한 실시양태에서는, 프레스 롤이 흡인 가압 롤을 포함할 수 있다. 웹을 건조기 드럼의 표면에 접착시키기 위해, 크레이핑 접착제를 분사 장치에 의해 건조기 드럼의 표면에 적용할 수 있다. 분사 장치는 본 게재물에 따라서 제조된 크레이핑 조성물을 내뿜을 수 있거나, 또는 통상적인 크레이핑 접착제를 내뿜을 수 있다. 웹을 건조기 드럼의 표면에 접착한 후 크레이핑 블레이드를 이용해서 드럼으로부터 크레이핑한다. 요망되면, 건조기 드럼은 후드와 결합될 수 있다. 후드는 강제로 공기를 웹과 부딪쳐서 또는 웹을 통해서 흐르게 하는 데 이용될 수 있다.
다른 실시양태에서, 일단 웹이 건조기 드럼으로부터 크레이핑되면, 웹은 제2 건조기 드럼에 접착될 수 있다. 제2 건조기 드럼은 예를 들어 후드로 둘러싸인 가열된 드럼을 포함할 수 있다. 드럼은 약 25 ℃ 내지 약 200 ℃, 예컨대 약 100 ℃ 내지 약 150 ℃로 가열될 수 있다.
웹을 제2 건조기 드럼에 접착시키기 위해, 제2 분사 장치가 접착제를 건조기 드럼의 표면에 내뿜을 수 있다. 본 게재물에 따르면, 예를 들어, 제2 분사 장치가 상기한 크레이핑 조성물을 내뿜을 수 있다. 크레이핑 조성물은 티슈 웹을 건조기 드럼에 접착시키는 것을 도울 뿐만 아니라, 크레이핑 블레이드로 건조기 드럼으로부터 웹을 크레이핑할 때 웹 표면에 전달된다. 일단 웹이 제2 건조기 드럼으로부터 크레이핑되면, 임의로, 릴에 권취되기 전에 웹을 냉각 릴 드럼 둘레로 공급해서 냉각시킬 수 있다.
섬유 웹 형성 동안 크레이핑 조성물을 적용하는 것 외에 추가로, 크레이핑 조성물은 또한 후형성 방법으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 한 측면에서는, 크레이핑 조성물을 인쇄-크레이핑 공정 동안에 이용할 수 있다. 특히, 일단 크레이핑 조성물이 섬유 웹에 국소 적용되면, 크레이핑 조성물이 예컨대 인쇄-크레이핑 작업에서 섬유 웹을 크레이핑 표면에 접착시키는 데 매우 적합하다는 것을 발견하였다.
예를 들어, 일단 섬유 웹이 형성되어 건조되면, 크레이핑 조성물이 웹의 적어도 한 면에 적용될 수 있고, 그 다음, 웹의 적어도 한 면이 크레이핑될 수 있다. 일반적으로, 크레이핑 조성물이 웹의 한 면에만 적용될 수 있고 웹의 한 면만 크레이핑될 수 있거나, 크레이핑 조성물이 웹의 양면에 적용될 수 있고 웹의 한 면만 크레이핑되거나, 또는 크레이핑 조성물이 웹의 각 면에 적용될 수 있고 웹의 각 면이 크레이핑될 수 있다.
한 실시양태에서, 크레이핑 조성물은 인라인 또는 오프라인 방법을 이용해서 크레이핑에 의해 웹의 한 면에 첨가될 수 있다. 도 2 또는 도 3에 도시된 방법에 따라서 또는 유사한 방법에 따라서 제조된 티슈 웹은 매끈한 고무 프레스 롤 및 패턴화된 로토그라비아 롤에 의해 형성된 닙을 포함하는 제1 크레이핑 조성물 적용 스테이션을 통과한다. 로토그라비아 롤은 제1 크레이핑 조성물을 함유하는 저장기와 소통한다. 로토그라비아 롤은 크레이핑 조성물을 미리 선택된 패턴으로 웹의 한 면에 적용한다. 그 다음, 웹이 가열된 롤과 접촉하고, 가열된 롤은 예를 들어 약 200 ℃ 이하, 및 더 바람직하게는 약 100 ℃ 내지 약 150 ℃의 온도로 가열될 수 있다. 일반적으로, 웹은 웹을 건조시켜서 물을 증발시키는 데 충분한 온도로 가열될 수 있다. 가열된 롤 외에 임의의 적당한 가열 장치가 웹을 건조하는 데 이용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 한 대안적 실시양태에서는, 웹을 건조하기 위해 웹을 적외선 가열기와 소통하게 놓을 수 있다. 가열된 롤 또는 적외선 가열기를 이용하는 것 외에, 다른 가열 장치는 예를 들어 임의의 적당한 대류 오븐 또는 마이크로파 오븐을 포함할 수 있다.
가열된 롤로부터, 웹이 당김 롤에 의해 제2 크레이핑 조성물 적용 스테이션으로 전진할 수 있고, 제2 크레이핑 조성물 적용 스테이션은 로토그라비아 롤과 접촉하는 트랜스퍼 롤을 포함하고, 로토그라비아 롤은 제2 크레이핑 조성물을 함유하는 저장기와 소통한다. 제2 크레이핑 조성물은 미리 선택된 패턴으로 웹의 반대쪽 면에 적용될 수 있다. 제1 및 제2 크레이핑 조성물은 동일한 성분을 함유할 수 있거나 또는 상이한 성분을 함유할 수 있다. 별법으로, 크레이핑 조성물은 요망되는 대로 동일한 성분을 상이한 양으로 함유할 수 있다. 일단 제2 크레이핑 조성물이 적용되면, 프레스 롤에 의해 웹이 크레이핑 롤에 접착되고 어느 거리 동안 크레이핑 드럼의 표면에서 운반된 후 크레이핑 블레이드의 작용에 의해 그로부터 제거된다. 크레이핑 블레이드는 티슈 웹의 제2 면에서 조절된 패턴 크레이핑 작업을 수행한다. 비록 크레이핑 조성물이 티슈 웹의 각 면에 적용될지라도, 웹의 한 면만 크레이핑 공정을 거친다. 그러나, 다른 실시양태에서는 웹의 양면이 크레이핑될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
일단 크레이핑되면, 티슈 웹을 당겨서 건조 스테이션을 통과시킬 수 있다. 건조 스테이션은 임의의 형태의 가열 유닛을 포함할 수 있고, 예컨대 적외선 열, 마이크로파 에너지, 뜨거운 공기 등에 의해 동력이 공급되는 오븐을 포함할 수 있다. 일부 응용에서는 웹을 건조하고/건조하거나 크레이핑 조성물을 경화하기 위해 건조 스테이션이 필요할 수 있다. 그러나, 선택된 크레이핑 조성물에 의존해서, 다른 응용에서는 건조 스테이션을 필요로 하지 않을 수 있다.
본 게재물의 크레이핑 조성물은 대표적으로 높은 수준으로 웹에 전달되고, 양키에 적용된 크레이핑 조성물의 적어도 약 30%가 웹에 전달되고, 더 바람직하게는 적어도 약 45%가 전달되고, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 약 60%가 전달된다. 일반적으로, 양키 건조기에 적용된 크레이핑 조성물의 약 45% 내지 약 65%가 웹에 전달된다. 따라서, 시트에 전달되는 크레이핑 첨가제의 양은 양키 건조기에 적용되는 크레이핑 첨가제의 양의 함수이다. 예를 들어, 양키 건조기 상의 100 ㎎/㎡ 분사 덮음률(spray coverage)에서는, 약 0.5% 크레이핑 조성물 고상물이 티슈 웹에 포함되는 것으로 평가된다. 양키 건조기 상의 200 ㎎/㎡ 분사 덮음률에서는, 약 1.0% 크레이핑 조성물 고상물이 티슈 웹에 포함되는 것으로 평가된다.
웹의 각 면에 적용되는 크레이핑 조성물의 총량은 웹의 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 예컨대 약 0.3 중량% 내지 약 5 중량%, 예컨대 약 0.5 중량% 내지 약 3 중량%의 범위일 수 있다. 요망되는 첨가제 적용 수준을 달성하기 위해, 건조기 표면 단위 면적(즉, ㎡) 당 질량(즉, ㎎)으로 측정되는 건조기에 대한 크레이핑 조성물의 부가율은 약 50 ㎎/㎡ 내지 약 300 ㎎/㎡, 및 훨씬 더 바람직하게는 약 150 ㎎/㎡ 내지 약 250 ㎎/㎡의 범위일 수 있다.
추가로, 크레이핑 조성물은 종이 웹에 웹의 표면적의 약 15% 내지 약 100%를 덮도록 적용된다. 더 특히, 대부분의 응용에서, 크레이핑 조성물은 웹의 각 면의 표면적의 약 20% 내지 약 60%를 덮을 것이다.
한 측면에서, 본 게재물에 따라서 제조된 섬유 웹은 다겹 제품에 포함될 수 있다. 예를 들어, 한 측면에서는, 요망되는 특성을 갖는 닦개 제품을 형성하기 위해 본 게재물에 따라서 제조된 섬유 웹을 하나 이상의 다른 섬유 웹에 부착할 수 있다. 본 게재물의 섬유 웹에 적층되는 다른 웹들은 예를 들어 습식 크레이핑된 웹, 캘린더링된 웹, 엠보싱된 웹, 쓰루에어 건조된 웹, 크레이핑된 쓰루에어 건조된 웹, 크레이핑되지 않은 쓰루에어 건조된 웹, 에어레이드 웹 등일 수 있다.
한 측면에서, 본 게재물에 따라서 제조된 섬유 웹을 다겹 제품에 포함시킬 때, 크레이핑 조성물을 섬유 웹의 한 면에만 적용하고, 이어서 웹의 처리된 면을 크레이핑하는 것이 바람직할 수 있다. 이어서, 웹의 크레이핑된 면을 이용해서 다겹 제품의 바깥쪽 표면을 형성한다. 한편, 웹의 처리되지 않고 크레이핑되지 않은 면은 임의의 적당한 수단에 의해 한 겹 이상에 부착된다.
시험 방법
수용성 추출물
"수용성 추출물"이라는 용어는 티슈 시트에 대한 중량% 또는 티슈 시트의 단위 면적 당 중량(㎎/㎡ 또는 g/㎡)으로 표현할 수 있는, 물에 용해될 수 있는 티슈 시트로부터의 물질의 양을 의미한다. 다겹 티슈는 개개의 겹으로 분리해서 각 겹에 대해 수용성 추출물을 결정할 수 있다. 겹들이 동일 조성을 갖는다면, 다겹 티슈 시트를 이용해서 측정한 수용성 추출물을 동등한 겹들의 수로 나눌 수 있다.
시험할 티슈 시트의 1 - 2 g 샘플의 면적을 측정하고, 이어서, 분석 저울로 중량을 0.0001 g까지 재고, 마지막으로, 100 ㎖ 검체 컵에 넣는다. 실온의 탈이온수 50 ㎖를 검체 컵(VWR Specimen Container, 카탈로그 번호 25384-148)에 첨가한다. 검체 컵을 마개로 막고 평상형 진탕기 상에서 150 rpm으로 1 시간 동안 진탕한다. 추출 후, 샘플을 와트만 934-AH 유리 마이크로섬유 필터(와트만 카탈로그 번호 1827-042, 와트만 인크.(Whatman Inc.), 지이 헬스케어(GE Healthcare), www.whatman.com)를 함유하는 도자기 쿠어스 부흐너(Coors Buchner) 깔때기(87 mL 용량) 및 125 mL 필터 플라스크를 이용해서 진공 여과한다. 컵의 모든 내용물을 집게로 필터 위로 옮긴다. 검체 컵을 약 10 mL의 탈이온수로 2 회 헹구고, 깔때기 안의 티슈 시트 위에 붓는다. 이어서, 깔때기 안의 티슈 시트를 5 mL의 탈이온수로 세척하고, 집게로 뒤집어서 추가로 5 mL의 탈이온수로 세척한다. 이어서, 깔때기 안의 티슈 시트를 일회용 주사기로부터의 플런저를 이용해서 압축하여 흡수된 물을 배출시킨다. 추출물(여액)을 용기 중량을 잰 100 mL 비이커에 옮긴다. 필터 플라스크를 10 mL 탈이온수로 2회 헹구고, 비이커 안의 추출물과 합한다. 비이커 안의 총 부피는 거의 100 mL이다. 비이커를 오븐에서 105 ℃에서 18 시간 동안 건조하고, 냉각하고, 중량을 잰다.
티슈 중량 및 비이커의 무부하 중량 및 최종 중량으로부터 % 물 추출물(%WSE)을 계산한다.
Figure 112013087682010-pct00003
% 수용성 추출물 및 시험 티슈 시트의 기초중량을 이용해서 물 추출물(㎎/㎡)을 계산한다.
Figure 112013087682010-pct00004
샘플 당 3 회의 시험을 완료한다. 각 샘플에 대해 평균 % 수용성 추출물 및 평균 수용성 추출물(㎎/㎡)을 보고한다.
흡수 속도 시험
"흡수 속도(습윤 시간) 시험"을 이용해서 흡수 습윤 시간("습윤 시간")을 결정한다. 이 시험을 수행하기 위해, 먼저, 23±3.0 ℃ 및 50±5 % 상대 습도에서 적어도 4 시간 동안 시험 제품을 주변 조건으로 평형화시킨다. 20 장의 시트를 스택으로 쌓고 명시된 치수로 절단할 수 있는 장치, 예컨대 허드슨 머시너리(Hudson Machinery)를 이용해서 60 x 60 ㎜(±3 ㎜) 정사각형으로 절단한다. 이어서, 상업적으로 입수가능한 표준 수동 사무용 스테이플러에 의해 전달되는 스테이플로 정사각형의 각 귀퉁이를 고정한다. 스테이플이 티슈 시트와 완전히 접촉하도록 시트 안으로 충분히 깊숙하게 각 귀퉁이를 가로질러서 대각선으로 스테이플을 놓고, 스테이플이 샘플의 귀퉁이를 감싸지 않아야 한다. 이어서, 샘플을 23.0±3.0 ℃의 증류수 또는 탈이온수를 함유하는 용기 위 약 25 ㎜(1 인치)에서 수평으로 유지시킨다. 용기는 침윤된 검체가 용기의 옆면, 바닥, 및 물의 윗표면과 동시에 접촉하지 않도록 하는 것을 보장하는 충분한 크기 및 깊이를 가져야 한다. 용기는 시험 검체의 완전한 침윤을 보장하는 최소 깊이 51 ㎜의 물을 함유해야 하고, 이 깊이는 시험 전반에 걸쳐서 유지되어야 한다. 이어서, 검체를 물 표면으로 평평하게 떨어뜨리고, 검체가 물 표면과 접촉할 때 시간 측정 장치를 작동 개시한다. 검체가 완전히 침윤되자마자, 시간 측정 장치를 멈추고, 흡수 습윤 시간을 초 단위로 기록한다.
가장자리 보풀
가장자리 보풀 방법은 섬유 물질의 표면으로부터 돌출한 섬유의 양을 측정한다. 이 측정은 영상 분석을 이용해서 수행하여 문제의 물질을 "가장자리"를 덮어 감싸서 투과된 빛을 이용해서 옆으로부터 섬유를 불 수 있게 할 때 관찰되는 돌출 표면 섬유의 총 둘레를 측정한다. 물질의 가장자리 길이(㎜) 당 섬유의 둘레 길이(㎜)를 탐지하고 측정하는 영상 분석 알고리즘을 개발하였고, 여기서 둘레 길이는 돌출한 섬유 전부의 경계의 총 길이로 정의된다(즉, 둘레/가장자리 길이 또는 간단히 PR/EL). 예를 들어, 다수의 인접한 시야를 획득하여 분석함으로써 섬유 물질(예를 들어, 안면용 티슈)의 길이 대부분을 따르는 가장자리를 측정하여 하나의 PR/EL 값을 얻을 수 있다. 대표적으로, 한 샘플에 대해 수 개의 이러한 물질 검체를 분석하여 평균 PR/EL 값을 얻는다.
가장자리 보풀은 다음과 같이 변형한 미국 공보 제2010/0155004호에 기술된 방법을 이용하여 결정하였다. 레이카(Leica) DFX-300 카메라(레이카 마이크로시스템즈 엘티디(Leica Microsystems Ltd), 스위스 히어부르크)를 폴라로이드 MP-4 랜드 카메라(Polaroid MP-4 Land Camera)(폴라로이드 리소스 센터(Polaroid Resource Center), 미국 매사추세츠주 캠브리지) 표준 지지대에 탑재한다. 지지대를 크레오나이트(Kreonite) 마크로-뷰어(크레오나이트, 인크.(Kreonite, Inc.), 미국 캔자스주 위치타)에 부착한다. 오토-스테이지 DCI 모델 HM-1212를 크레오나이트 마크로-뷰어의 윗표면에 놓고, 오토-스테이지(디자인 컴포넌츠 인코포레이티드(Design Components Incorporated), 미국 매사추세츠주 프랭클린) 위에 샘플 탑재 장치를 놓는다. 검체로부터 15 개의 개별적인 뚜렷이 다른 겹치지 않는 영상을 얻기 위해 오토-스테이지를 이용해서 샘플을 이동시킨다. 샘플 탑재 장치를 20 ㎜ 연장 튜브가 설비된 60 ㎜ AF 마이크로 니콘(Micro Nikon) 렌즈(니콘 코프.(Nikon Corp.), 일본)의 광축 하에서 레이카 마이크로시스템즈 퀸 프로(Leica Microsystems QWIN Pro) 소프트웨어로 조절되는 영상 분석 시스템의 오토 마크로-스테이지(DCI 12 x 12 인치)에 놓는다. 렌즈 초점을 조정하여 최대 배율을 제공하고, 폴라로이드 MP-4 지지대의 카메라 위치를 조정하여 티슈 가장자리에 최적의 초점을 제공한다. 크로마 프로 45(Chroma Pro 45)(써클 2, 인크.(Circle 2, Inc.), 미국 애리조나주 템프)를 이용해서 오토-스테이지 아래로부터 샘플을 조사한다. 크로마 프로 설정값은 빛이 '백색'이고 전혀 여과되지 않아서 빛의 분광 출력을 한쪽으로 치우치게 하도록 하는 것이다. 크로마 프로는 슈퍼리어 일렉트릭, 코.(Superior Electric, Co., 미국 코넥티컷주 브리스톨에 사무실을 가짐)로부터 구입할 수 있는 파워스타트(POWERSTAT) 가변 오토-트랜스포머, 타입 3PN117C에 연결할 수 있다. 오토-트랜스포머를 이용해서 크로마 프로의 조사 수준을 조정한다.
크레이프 구조 분석
크레이핑 후 티슈 시트의 구조를 결정하기 위해, 다음과 같이 변형한 미국 특허 공보 제2010/0155004호에 기술된 STFI 모틀링(mottling) 프로그램 및 티슈 영상을 이용해서 크레이프 구조를 특성화하였다. STFI 모틀링 프로그램은 컴퓨터 조작 및 프로그래밍을 위한 매트랩(Matlab) 컴퓨터 소프트웨어로 실행하도록 작성되었다. 조절된 로우-앵글(low-angle) 조명 조건 하에서 비디오 카메라, 프레임 그래버 및 영상 획득 알고리즘으로 문제의 티슈의 영상을 생성한 프로그램에 그레이스케일 영상을 업로드한다.
레이카 DFX-300 카메라(레이카 마이크로시스템즈 엘티디, 스위스 히어브루그) (420)를 폴라로이드 MP-4 랜드 카메라(폴라로이드 리소스 센터, 미국 매사추세츠주 캠브리지) 표준 지지대 (422)에 탑재한다. 지지대를 크레오나이트, 인크.(Kreonite, Inc., 미국 캔자스주 위치타에 사무소를 가짐)로부터 얻을 수 있는 크레오나이트 마크로-뷰어에 부착한다. 오토-스테이지 DCI 모델 HM-1212를 크레오나이트 마크로-뷰어의 윗표면에 놓고, 샘플 탑재 장치를 오토-스테이지 위에 놓는다. 오토-스테이지는 디자인 컴포넌츠 인코포레이티드(Design Components Incorporated(DCI), 미국 매사추세츠주 프랭클린에 사무소를 가짐)로부터 구입한 분석 분야 숙련자에게 알려진 모터를 갖춘 장치이다. 검체로부터 15 개의 개별적인 뚜렷이 다른 겹치지 않은 영상을 얻기 위해 오토-스테이지를 이용해서 샘플을 이동시킨다. 샘플 탑재 장치 (424)를 20 ㎜ 연장 튜브가 설비된 60 ㎜ AF 마이크로 니콘 렌즈(니콘 코프.(Nikon Corp.), 일본)의 광축 하에서 레이카 마이크로시스템즈 퀸 프로 소프트웨어로 조절되는 영상 분석 시스템의 오토 마크로-스테이지(DCI 12 x 12 인치)에 놓는다. 렌즈 초점을 조정하여 최대 배율을 제공하고, 폴라로이드 MP-4 지지대의 카메라 위치를 조정하여 티슈 가장자리에 최적의 초점을 제공한다. 크로마 프로 45(써클 2, 인크., 미국 애리조나주 템프)를 이용해서 오토-스테이지 아래로부터 샘플을 조사한다. 크로마 프로 설정값은 빛이 '백색'이고 전혀 여과되지 않아서 빛의 분광 출력을 한쪽으로 치우치게 하도록 하는 것이다. 크로마 프로는 슈퍼리어 일렉트릭, 코.(미국 코넥티컷주 브리스톨에 사무실을 가짐)로부터 구입할 수 있는 파워스타트 가변 오토-트랜스포머, 타입 3PN117C에 연결할 수 있다. 오토-트랜스포머를 이용해서 크로마 프로의 조사 수준을 조정한다. 얻은 영상은 1024 x 1024의 화소 해상도를 가지고, 12.5 ㎜ x 12.5 ㎜ 시야를 나타낸다.
PR/EL 측정을 수행하는 데 이용되는 영상 분석 시스템은 퀸 프로(레이카 마이크로시스템즈, 스위스 히어부르크)일 수 있다. 이 시스템은 조절되고, 퀸 프로 소프트웨어의 3.2.1. 버전으로 실행된다. 영상 분석 알고리즘 'FOE3a'를 이용해서 그레이스케일 단색 영상을 획득하고 QUIPS(Quantimet User Interactive Programming System) 언어를 이용해서 처리한다. 별법으로, FOE3a 프로그램은 소프트웨어의 더 새로운 버전(예를 들어, 퀸 프로 버전 3.5.1)을 실행하는 더 새로운 퀸 프로 플랫폼과 함께 이용할 수 있을 것이다. 영상 분석 프로그램은 미국 공보 제2010/0155004호에서 앞서 기술되었다.
STFI 모틀링 소프트웨어는 FFT(Fast Fourier Transform)을 이용함으로써 MD 및 CD 양방향에서 영상의 그레이스케일 변화를 분석한다. FFT를 이용해서 FFT 내에 존재하는 진동수 정보에 기초하여 상이한 파장 범위에서 그레이스케일 영상을 개발한다. 이어서, STFI 소프트웨어에 의해 미리 결정한 파장에 상응하는 각 영상(예를 들어, 역 FFT)으로부터 그레이스케일 변동계수(% COV)를 계산한다. 이들 영상은 로우-앵글 조명으로 생성되기 때문에, 쉐도윙(shadowing)으로 인해 티슈 표면 구조가 밝은 영역 및 어두운 영역으로 나타나고, 따라서 그레이스케일 변화가 티슈 표면 구조와 관련 있을 수 있다. 각 코드에 대해, 3 개의 티슈를 각 티슈로부터 6 개 영상을 얻어 분석함으로써 코드 당 총 18 개 영상을 분석한다.
HST
"헤르큘레스 크기 시험"(HST)은 일반적으로 액체가 티슈 시트를 통해 이동하는 데 얼마나 걸리는지를 측정하는 시험이다. 헤르큘레스 크기 시험은 일반적으로 TAPPI 방법 T 530 PM-89, 잉크 저항성을 갖는 종이의 크기 시험에 따라서 행한다. 헤르큘레스 크기 시험 데이터를 제조업체에서 제공한 블랙 디스크 및 백색 및 녹색 보정 타일을 이용해서 모델 HST 시험기에 수집한다. 증류수로 1%로 희석한 2% 나프톨 그린 N 염료를 염료로 이용한다. 모든 물질은 애쉬랜드, 인크.(Ashland, Inc.; 미국 켄터키주 코빙턴)로부터 입수가능하다.
6 개의 티슈 시트(3겹 티슈 제품의 경우 18 겹, 2겹 제품의 경우 12 겹, 1겹 제품의 경우 6 겹 등)가 시험을 위한 검체를 형성한다. 모든 검체는 시험 전에 23±1 ℃ 및 50±2 % 상대습도에서 적어도 4 시간 동안 컨디셔닝한다. 검체를 약 2.5 x 2.5 인치의 치수로 절단한다. 검체(2겹 티슈 제품의 경우 12 겹)를 샘플 홀더에 겹의 바깥 표면이 바깥쪽으로 향하게 놓는다. 이어서, 검체를 검체 홀더에 클램핑한다. 이어서, 검체 홀더를 광학 하우징 위의 유지 링에 위치시킨다. 블랙 디스크를 이용해서, 기기 영점을 보정한다. 블랙 디스크를 제거하고, 유지 링에 10±0.5 ㎜의 염료 용액을 분주하고, 블랙 디스크를 다시 검체 위에 놓은 동안에 타이머를 작동 개시한다. 기기로부터 시험 시간을 초 단위(초)로 기록한다.
실시예
실시예 1
크레센트 포머(Crescent Former)를 이용하는 습식 프레싱 방법을 이용해서 본 발명의 샘플 코드를 제조하였다. 처음에, 북부 연목 크라프트(NSWK) 펄프를 펄퍼에서 30 분 동안 4% 컨시스턴시로 약 100 ℉에서 분산시켰다. 이어서, NSWK 펄프를 덤프 체스트에 옮기고, 이어서 약 3% 컨시스턴시로 희석하였다. NSWK 펄프를 5.2 hp-일/미터톤으로 정제하였다. 연목 섬유의 양을 균등하게 분할하고, 3층 티슈 구조의 중간층 및 펠트측 층에 첨가하였다. 버진 NSWK 섬유 함량은 최종 시트 중량의 약 30 - 40%를 기여하였다. 목재 섬유 미터톤 당 1.8 - 2 ㎏ 카이멘(Kymene)® 920A 및 0.9-1.1 ㎏ 베이스트렝스(Baystrength) 3000(케미라(Kemira), 미국 조지아주 케네소)을 헤드 박스 전에 NSWK 펄프에 첨가하였다.
아라크루즈(Aracruz) ECF, 유칼립투스 경목 크라프트(EHWK) 펄프(아라크루즈(Aracruz), 브라질 리오데자네이로주 리오데자네이로)를 펄퍼에서 30 분 동안 약 4% 컨시스턴시로 약 100 ℉에서 분산시켰다. 이어서, EHWK 펄프를 덤프 체스트에 옮기고, 이어서 약 3% 컨시스턴시로 희석하였다. EHWK 펄프 섬유를 3층 티슈 구조의 3개 층 모두에 첨가하였다. 3층 구조의 건조기 층에는 EHWK 펄프 섬유만 첨가하였고, 건조기 층은 최종 시트 중량의 40%를 나타내었다. EHWK 펄프 섬유의 나머지를 중간층과 펠트층 사이에 균등하게 분할하였다. EHWK 층은 최중 시트 중량의 약 60 - 70 %를 기여하였다. 목재 섬유 미터톤 당 1.8 - 2 ㎏ 카이멘® 920A를 헤드박스 전에 EHWK 펄프에 첨가하였다.
기계 체스트로부터의 펄프 섬유를 약 0.1% 컨시스턴시로 헤드박스에 펌핑하였다. 각 기계 체스트로부터의 펄프 섬유를 헤드박스의 개별적인 매니폴드를 통해 보내서 3층 티슈 구조를 생성하였다. 섬유를 크레센트 포머를 이용해서 펠트에 침착시켰다.
젖은 시트가 약 10 - 20 % 컨시스턴시로 양키 건조기에 접착하였고, 가압 롤에 의해 닙을 통해 약 4600 fpm(1400 mpm)으로 이동하였다. 가압 롤 닙 후의 젖은 시트의 컨시스턴시(가압 롤 후 컨시스턴시 또는 PPRC)는 약 40 %였다. 젖은 시트는 건조기 표면에 적용된 첨가제 조성물 때문에 양키 건조기에 접착하였다. 양키 건조기 아래에 위치하는 분사 붐이 본 게재물에 기술된 크레이핑/첨가제 조성물을 건조기 표면에 150 내지 200 ㎎/㎡의 범위의 부가 수준으로 분사하였다.
양키 건조기에 적용되는 글루코솔™ 800, 레디본드™ 2038A, 및 프로소프트(Prosoft)™ TQ1003의 크레이핑 조성물은 중합체 용액을 물에 희석한 후 용액이 균질할 때까지 교반함으로써 제조하였다. 각 중합체를 용해하거나 또는 희석하고, 개별적으로 공정으로 펌핑하였다. 글루코솔™ 800 및 프로소프트™ TQ1003은 약 6% 고상물로 제조하였다. 레디본드™ 2038A는 15% 고상물로 제조하였다. 글루코솔™ 800, 레디본드™ 2038A, 및 프로소프트™ TQ1003 용액의 유속을 변화시켜서 양키 건조기에 요망되는 성분비로 150 내지 200 ㎎/㎡ 분사 덮음률의 총 부가량을 전달하였다.
시트가 양키 건조기에서 크레이핑 블레이드까지 이동할 때 시트는 약 98 - 99% 컨시스턴시로 건조하였다. 이어서, 크레이핑 블레이드가 티슈 시트 및 첨가제 조성물 일부를 양키 건조기로부터 긁어내었다. 이어서, 크레이핑된 티슈 기초시트를 전환을 위해 약 3600 fpm(1100 mpm)으로 이동하는 코어 위에 소프트롤로 권취하였다. 생성된 티슈 기초시트는 약 14.2 g/㎡의 공기 건조된 기초 중량을 가졌다. 이어서, 크레이핑된 티슈의 소프트 롤 2개를 다시 권취하고 캘린더링하고, 크레이핑된 면이 둘 모두 2겹 구조의 외부에 있도록 함께 접었다. 구조의 가장자리에서 기계적 크림핑은 겹들을 결합시켰다. 이어서, 접힌 시트를 가장자리에서 약 8.5 인치의 표준 폭으로 길게 자르고 안면용 티슈 길이로 절단하였다. 티슈 샘플을 컨디셔닝하고 시험하였다.
Figure 112013087682010-pct00005
실시예 2
다른 경우에서는 크레센트 포머를 이용해서 습식 프레싱 방법을 이용하여 본 발명의 샘플 코드를 제조하였다. 처음에, 북부 연목 크라프트(NSWK) 펄프를 펄퍼에서 30 분 동안 4% 컨시스턴시로 약 100 ℉에서 분산시켰다. 이어서, NSWK 펄프를 드럼 체스트에 옮기고, 이어서 약 3% 컨시스턴시로 희석하였다. NSWK 펄프를 1.5 - 5.0 hp-일/미터톤으로 정제하였다. 연목 섬유를 3층 티슈 구조에서 안쪽 강도 층으로 이용하였다. NSWK 층은 최종 시트 중량의 약 34 - 38%를 기여하였다. 목재 섬유 미터톤 당 2 ㎏ 카이멘® 920A 및 1 - 5 ㎏ 허코본드(Hercobond)® 1366(애쉬랜드, 인코포레이티드, 미국 켄터키주 코빙턴)을 헤드박스 전에 NSWK 펄프에 첨가하였다.
아라크루즈 ECF, 유칼립투스 경목 크라프트(EHWK) 펄프(아라크루즈, 브라질 리오데자네이로주 리오데자네이로)를 펄퍼에서 30 분 동안 약 4% 컨시스턴시로 약 100 ℉에서 분산시켰다. 이어서, EHWK 펄프를 덤프 체스트에 옮기고, 이어서 약 3% 컨시스턴시로 희석하였다. EHWK 펄프 섬유를 3층 티슈 구조의 바깥층 2 개에 이용하였다. EHWK 층은 최종 시트 중량의 약 62 - 66 %를 기여하였다. 목재 섬유 미터톤 당 2 ㎏ 카이멘® 920A를 헤드박스 전에 EHWK 펄프에 첨가하였다.
기계 체스트로부터 펄프 섬유를 개개의 팬 펌프에 펌핑하고, 팬 펌프는 스톡 스트림을 약 0.1% 컨시스턴시로 희석하는 동안에 헤드박스에 섬유를 추가로 펌핑하였다. 각 기계 체스트로부터의 펄프 섬유를 개별적인 팬 펌프 및 이어서, 헤드박스의 개별적인 매니폴드를 통해 보내서 3층 티슈 구조를 생성하였다.
양키 건조기에 적용되는 글루코솔™ 800, 레디본드™ 2038A, 프로소프트™ TQ1003, 및 폴리옥스(Polyox)™ N80의 크레이핑 조성물은 고체 중합체를 물에 용해한 후 용액이 균질할 때까지 교반함으로써 제조하였다. 각 중합체를 용해하고 개별적으로 공정으로 펌핑하였다. 글루코솔™ 800 및 프로소프트™ TQ1003은 5% 고상물로 제조하였다. 폴리옥스™ N80은 2% 고상물로 제조하였다. 레디본드™ 2038A는 2 - 6% 고상물로 제조하였다. 글루코솔™ 800, 레디본드™ 2038A, 및 프로소프트™ TQ1003 또는 폴리옥스™ N80 용액의 유속을 변화시켜서 양키 건조기에 요망되는 성분비로 50 내지 1000 ㎎/㎡ 분사 덮음률의 총 부가량을 전달하였다.
시트가 양키 건조기에서 크레이핑 블레이드까지 이동할 때 시트를 약 98 - 99% 컨시스턴시로 건조하였다. 이어서, 크레이핑 블레이드가 티슈 시트 및 크레이핑 조성물 일부를 양키 건조기로부터 긁어내었다. 이어서, 크레이핑된 티슈 기초시트를 전환을 위해 약 1570 내지 약 3925 fpm(480 mpm 내지 1200 mpm)으로 이동하는 코어 위에 소프트 롤로 권취하였다. 생성된 티슈 기초시트는 약 14.2 g/㎡의 공기 건조된 기초 중량을 가졌다. 이어서, 크레이핑된 티슈의 소프트 롤 2개를 다시 권취하고 캘린더링하고, 크레이핑된 면이 둘 모두 2겹 구조의 외부에 있도록 함께 접었다. 구조의 가장자리에서 기계적 크림핑은 겹들을 함께 뭉쳤다. 이어서, 접힌 시트를 가장자리에서 약 8.5 인치의 표준 폭으로 길게 자르고 접어서 안면용 티슈 길이로 절단하였다. 티슈 샘플을 컨디셔닝하고 시험하였다.
Figure 112013087682010-pct00006
실시예 3
추가의 본 발명의 코드 및 대조 코드를 도 2에 도시된 방법에 따라 제조하였다. 처음에, 북부 연목 크라프트(NSWK) 펄프를 펄퍼에서 30분 동안 1.6% 컨시스턴시로 약 100 ℉에서 분산시켰다. NSWK 펄프를 펄퍼 안에 설치된 정제기로 3분 내지 15분 동안 정제하였다. 이어서, NSWK 펄프를 기계 체스트에 옮기고, 이어서 약 0.27% 컨시스턴시로 희석하였다. 연목 섬유를 3층 티슈 구조의 안쪽 강도 층으로 이용하였다. NSWK 층은 최종 시트 중량의 약 30 - 32%를 기여하였다. 목재 섬유 미터톤 당 2 ㎏ 카이멘™ 920A(12.5% 고상물)을 기계 체스트에서 헤드박스 전에 NSWK 펄프에 첨가하였다.
아라크루즈 ECF, 유칼립투스 경목 크라프트(EHWK) 펄프(아라크루즈, 브라질 리오데자네이로주 리오데자네이로)를 펄퍼에서 30 분 동안 약 1.6% 컨시스턴시로 약 100 ℉에서 분산시켰다. 이어서, EHWK 펄프를 기계 체스트에 옮기고, 이어서 약 0.14% 컨시스턴시로 희석하였다. EHWK 펄프 섬유를 3층 티슈 구조의 바깥층 2 개에 이용하였다. EHWK 층은 최종 시트 중량의 약 68 - 70 %를 기여하였다.
기계 체스트로부터의 펄프 섬유를 약 0.02%의 컨시스턴시로 헤드박스에 펌핑하였다. 각 기계 체스트로부터의 펄프 섬유를 헤드박스의 개별적인 매니폴드를 통해 보내어 3층 티슈 구조를 생성하였다. 도 2에 나타낸 것 같이 포어드레니어 유형의 형성기에서 펠트 위에 섬유를 침착시켰다.
약 10 - 20% 컨시스턴시의 젖은 시트를 가압 롤의 닙을 통해 통과시키고, 시트를 약 40%의 컨시스턴시로 부분 탈수시켰다. 이어서, 건조기 아래에 위치하는 붐을 이용해서 건조기 표면에 크레이핑 조성물을 분사함으로써 젖은 시트를 양키 건조기에 접착시켰다.
고체 중합체를 물에 용해한 후 용액이 균질할 때까지 교반함으로써 크레이핑 첨가제를 제조하였다. 상기한 바와 같이, 양키 건조기에 요망되는 성분비로 요망되는 분사 덮음률을 제공하도록 중합체를 희석하였다. 또한, 중합체 용액의 유속을 변화시켜 기초 웹에 포함되는 요망되는 고체의 양을 변화시킨다. 시트가 양키 건조기에서 크레이핑 블레이드까지 이동할 때, 시트를 약 98 - 99% 컨시스턴시로 건조하였다. 이어서, 크레이핑 블레이드가 티슈 시트 및 크레이핑 조성물 일부를 양키 건조기로부터 긁어내었다. 이어서, 크레이핑된 티슈 기초시트를 전환을 위해 약 47 내지 약 52 fpm(15 mpm 내지 17 mpm)으로 이동하는 코어 위에 소프트 롤로 권취하였다. 생성된 티슈 기초시트는 약 14 g/㎡(gsm)의 공기 건조된 기초 중량을 가졌다. 이어서, 소프트 롤을 다시 권취하여 캘린더링하고, 크레이핑된 면이 둘 모두 2겹 구조의 외부에 있도록 함께 접었다.
Figure 112013087682010-pct00007
또한, 이전에 미국 공보 제2010/0155004호에 기술된 바와 같이 수용성 크레이핑 조성물을 이용해서 추가의 샘플을 제조하였다. 종래 기술의 수용성 크레이핑 조성물을 이용해서 제조된 샘플 코드를 아래에 요약하였다.
Figure 112013087682010-pct00008
상기한 바와 같이 제조한 티슈 샘플의 물리적 시험을 행하였고, 그 결과를 하기 표에 요약하였다.
Figure 112013087682010-pct00009
Figure 112013087682010-pct00010
당 업계 숙련자들은 첨부된 특허청구범위에 더 구체적으로 나타낸 본 게재물의 정신 및 범위에서 벗어남이 없이 본 게재물에 대한 이러한 변경 및 변화 및 다른 변경 및 변화를 실시할 수 있다. 추가로, 다양한 실시양태의 측면들을 전부 또는 일부 상호교환할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 게다가, 당 업계 통상의 기술을 가진 자는 상기 설명이 예를 들기 위한 것에 지나지 않으며 첨부된 특허청구범위에 더 기술된 본 발명을 제한하는 것을 의도하지 않는다는 점을 인식할 것이다.

Claims (20)

  1. 0.28 내지 0.55 ㎜의 STFI 파장에서 % COV로 측정된, 20% 미만 COV의 섬세한 크레이프 구조, 0.95 ㎜/㎜ 초과의 가장자리 보풀 및 티슈 웹의 0.60 중량% 미만의 수용성 추출물을 갖는 크레이핑된 티슈 웹을 포함하는 크레이핑된 티슈 제품.
  2. 제1항에 있어서, 크레이핑된 티슈 웹이 24 내지 28 gsm의 완전 건조 기초 중량(bone dry basis weight) 및 10 내지 12 cc/g의 벌크를 갖는 크레이핑된 티슈 제품.
  3. 제1항에 있어서, 1 초 미만의 HST(Hercules Size Test) 값을 갖는 크레이핑된 티슈 제품.
  4. 제1항에 있어서, 3 초 미만의 습윤 시간(wet out time)을 갖는 크레이핑된 티슈 제품.
  5. 제1항에 있어서, 스택으로 쌓인 배열의 다수의 개개의 티슈 시트를 함유하는 크레이핑된 티슈 제품.
  6. 제1항에 있어서, 나선 모양으로 함께 권취된 다수의 티슈 시트를 함유하고, 각 티슈 시트가 약화선(line of weakness)으로 분리된 크레이핑된 티슈 제품.
  7. 제1항에 있어서, 크레이핑된 티슈 웹이 티슈 웹의 0.35 내지 0.60 중량% 수용성 추출물을 갖는 크레이핑된 티슈 제품.
  8. 제1항에 있어서, 크레이핑된 티슈 웹이 0.28 내지 0.55 ㎜의 STFI 파장에서 % COV로 측정된, 18 내지 20% COV의 섬세한 크레이프 구조, 0.95 내지 1.2 ㎜/㎜의 가장자리 보풀 및 티슈 웹의 0.2 내지 0.5 중량%의 수용성 추출물을 갖는 제품.
  9. 0.28 내지 0.55 ㎜의 STFI 파장에서 % COV로 측정된, 25% 미만 COV의 섬세한 크레이프 구조, 0.90 ㎜/㎜ 초과의 가장자리 보풀 및 티슈 웹의 1.0 중량% 미만의 수용성 추출물을 갖는, 제1 면, 제2 면, 및 적어도 제1 면에 배치된 적어도 하나의 양이온 성분을 포함하는 크레이핑 조성물을 갖는 크레이핑된 티슈 웹.
  10. 제9항에 있어서, 크레이핑 조성물이 수용성인 크레이핑된 티슈 웹.
  11. 제9항에 있어서, 적어도 하나의 양이온 성분이 적어도 0.1 mEq/g의 전하 밀도를 갖는 양이온 전분 또는 양쪽성 전분을 포함하는 크레이핑된 티슈 웹.
  12. 제9항에 있어서, 적어도 하나의 양이온 성분이 하기 화학식을 갖는 4차 암모늄염을 포함하는 크레이핑된 티슈 웹.
    (R1')4-b - N+ - (R1 ")b X-
    (여기서, R1'은 C1 -6 알킬기이고, R1 "은 C14 -22 알킬기이고, b는 1 내지 3의 정수이고, X-는 임의의 적당한 반대 이온이다.)
  13. 제9항에 있어서, 적어도 하나의 양이온 성분이 양이온 올레일 이미다졸린을 포함하는 크레이핑된 티슈 웹.
  14. 제9항에 있어서, 크레이핑 조성물이 히드록실프로필 개질 전분, 폴리(에틸렌) 옥시드, 셀룰로오스 에테르 및 에스테르, 및 폴리(아크릴레이트 에스테르)로 이루어진 군으로부터 선택된 필름 형성 성분을 더 포함하는 크레이핑된 티슈 웹.
  15. 제9항에 있어서, 크레이핑 조성물이 폴리에틸렌 글리콜, 아민 말단 에틸렌 글리콜, 및 에틸렌 글리콜-프로필렌 글리콜 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 접착제 성분을 더 포함하는 크레이핑된 티슈 웹.
  16. 제9항에 있어서, 크레이핑 조성물이 적어도 제1 면에 배치되는 필름 형성 성분 및 적어도 2 종의 상이한 양이온 성분을 포함하는 크레이핑된 티슈 웹.
  17. 제16항에 있어서, 제1 양이온 성분이 양이온 전분이고, 제2 양이온 중합체가 하기 화학식을 가지고, 필름 형성 성분이 히드록실프로필 개질 전분, 폴리(에틸렌) 옥시드, 셀룰로오스 에테르 및 에스테르, 및 폴리(아크릴레이트 에스테르)로 이루어진 군으로부터 선택되는 크레이핑된 티슈 웹.
    (R1')4-b - N+ - (R1 ")b X-
    (여기서, R1'은 C1 -6 알킬기이고, R1 "은 C14 -22 알킬기이고, b는 1 내지 3의 정수이고, X-는 임의의 적당한 반대 이온이다.)
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