KR101444668B1 - 제어된 린트 특성을 갖는 티슈 제품 - Google Patents

Abstract

첨가제 조성물을 포함하는 티슈 제품과 같은 시트-유사 제품이 개시된다. 상기 첨가제 조성물을 예를 들어 알파-올레핀 폴리머, 에틸렌-카르복실산 공중합체 또는 이의 혼합물을 함유하는 수성 분산을 포함한다. 상기 알파-올레핀 폴리머는 에틸렌과 옥텐의 혼성 중합체를 함유할 수 있는 한편, 상기 에틸렌-카르복실산 공중합체는 에틸렌-아크릴산 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 첨가제 조성물은 또한 지방산과 같은 분산제를 함유할 수 있다. 상기 첨가제 조성물은 웹을 형성하는 데 사용되는 섬유와 조합으로 티슈 웹에 편입될 수 있다. 택일적으로, 상기 첨가제 조성물은 웹이 형성된 후 상기 웹에 국부적으로 도포될 수 있다. 상기 첨가제 조성물은 시트-유사 제품의 여러가지 특성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 린트를 감소시키고 부드러움을 증가시킬 수 있다.

티슈, 시트, 혼성 중합체, 중합체, 알파-올레핀 폴리머, 린트

Description

제어된 린트 특성을 갖는 티슈 제품{Tissue products with controlled lint properties}

본 발명은 2005.12.15일에 출원된 미국 특허 번호 11/303,002, 2005.12.15일에 출원된 미국 특허 번호 11/304,490, 2005.12.15일에 출원된 미국 특허 번호 11/303,036, 2005.12.15일에 출원된 미국 특허 번호 11/304,998, 2005.12.15일에 출원된 미국 특허 번호 11/304,063 및 2006.12.7일에 출원된 미국 특허 번호 11/635,385에 대하여 우선권을 주장하며,이에 대한 CIP(continuation-in-part)출원이다.

종이 타월, 훼이셜 티슈, 목욕 티슈 및 다른 유사한 제품과 같은 흡수 티슈가 몇몇 중요한 특성을 포함하도록 설계된다. 예를 들어, 상기 제품들은 우수한 부피(bulk), 부드러운 감촉을 가져야 하고 고도로 흡수성이어야 한다. 상기 제품은 또한 젖은 경우라도 우수한 강도 및 내인열성(resist tearing)을 가져야 한다. 불행하게, 부드럽고 고흡수성이면서 고강도인 티슈 제품을 생산하기가 매우 어렵다. 일반적으로, 상기 제품의 한가지 특성을 향상시키기 위한 단계가 취해지는 경우, 제품의 다른 특성이 불리하게 영향받는다.

예를 들어, 부드러움은 전형적으로 상기 티슈 제품 내 셀룰로스 섬유 결합을 축소 또는 감소시킴에 의해 증가된다. 예를 들어 과거에는 티슈 웹(web)을 여러 상이한 형태의 크레이핑(creping) 공정을 거치도록 하여 부드러움을 증가시켰다. 예를 들어, 일 구현으로, 젖은 티슈 웹을, 양키 드라이어(Yankee dryer)와 같은, 가열된 회전 드럼에 대해 가압하고, 충분하게 건조한 후 상기 드럼의 표면으로부터 크레이프(crepe)시킨다. 웹의 크레이핑은 웹을 치밀하게 하고 섬유 결합을 감소시켜 웹의 부드러움 및 부피를 증가시킨다.

다른 구현으로, 티슈 웹은 프린트 크레이핑(print creping) 공정을 거치며, 여기서 웹을 크레이핑 드럼에 부착시키기 위해 결합제가 건조 웹의 표면에 도포된다. 예를 들어, 프린트 크레이핑 공정이 젠타일 등(Gentile, et al.)의 미국 특허 번호 3,879,257에 개시되며, 이는 전체로서 본 명세서에 참고문헌으로 편입된다. 젠타일 등에는, 결합 물질이 미세하게, 한정된 패턴으로 섬유상 웹의 일 면에 도포되는 공정이 개시되어 있다. 상기 웹은 그 후 가열된 크레이핑 표면에 부착되고 상기 표면으로부터 크레이핑된다. 결합 물질이 상기 웹의 반대 편에 도포되고 상기 웹을 유사하게 크레이핑한다. 젠타일 등에 개시된 방법은 뛰어난 부피, 우수한 부드러움 및 좋은 흡수성을 갖는 와이퍼(wiper) 제품을 생산한다. 상기 웹의 표면 영역은 또한 우수한 강도, 마모 저항성, 및 와이핑-건조(wipe-dry) 특성을 제공한다.

상기 크레이핑 공정이 티슈 웹의 부드러움을 증가시키는데 매우 성공적이었으나, 몇몇 구현에서 크레이핑 웹은 사용하는 동안 생산되는 많은 양의 린트(lint) 및 탈피(slough)를 유발한다. 이러한 관점에서 사용하는 동안 감소된 수준의 린트를 생산하는 티슈 제품을 생산하는 방법에 대한 요구가 존재한다.

일반적으로, 본 발명은 첨가제 조성물의 존재에 기인하여 향상된 특성을 갖는 시트-유사 제품에 대한 것이다. 예를 들어, 첨가제 조성물을 상기 시트-유사 제품에 편입하는 것은 제품의 린트 특성을 현저하게 향상시킬 수 있다. 상기 시트-유사 제품은 예를 들어 목욕 티슈, 훼이셜 티슈, 종이 타월, 산업용 와이퍼, 미리 적신 와이퍼 등을 포함할 수 있다. 상기 제품은 한 겹 또는 복수의 겹을 포함할 수 있다. 상기 첨가제 조성물은 시트-유사 제품에 편입되어 부드러움 및/또는 제품의 블로킹(blocking) 거동에 대한 부정적인 방향으로의 중대한 영향 없이 제품의 강도를 향상시킬 수 있다. 실제로, 상기 첨가제 조성물은 강도의 향상과 함께 부드러움을 향상시킨다. 상기 첨가제 조성물은 예를 들어 열가소성 물질을 함유하는 수성 분산을 포함할 수 있다. 일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 예를 들어 크레이핑 작동 중 국부적으로 도포될 수 있다.

상기 첨가제 조성물은 비-섬유상 올레핀 폴리머를 포함할 수 있다. 상기 첨가제 조성물은 예를 들어 필름-형성 조성물을 포함할 수 있고, 상기 올레핀 폴리머는 에틸렌과, 1-옥텐과 같은 알켄을 포함하는 적어도 하나의 공단량체의 공중합체(interpolymer)를 포함할 수 있다. 상기 첨가제 조성물은 또한 카르복실산과 같은 분산제를 포함할 수 있다. 특정 분산제의 예는 예를 들어 올레산 또는 스테아르산과 같은 지방산을 포함한다.

일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 에틸렌 및 옥텐 공중합체를 에틸렌-아크릴산과의 조합으로 포함할 수 있다. 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체는 열가소성 수지일뿐만 아니라 또한 분산제로서도 작용한다. 상기 에틸렌 및 옥텐 공중합체는 에틸렌-아크릴산 공중합체와 예를 들어, 약 2:3 내지 약 3:2와 같이 약 1:10 내지 약 10:1의 비율의 중량비의 조합으로 존재할 수 있다.

상기 올레핀 폴리머 조성물은 약 20% 미만과 같이, 약 50% 미만의 결정도(crystallinity)를 나타낼 수 있다. 상기 올레핀 폴리머는 또한 약 700g/10min와 같이, 약 1000g/10min 미만의 용융지수(melt index)를 가질 수 있다. 상기 올레핀 폴리머는 또한 수성 분산에 함유되는 경우, 약 0.1 미크론 내지 약 5 미크론과 같이 비교적 작은 입자 크기를 갖는다.

택일적인 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 에틸렌-아크릴산 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체는 상기 첨가제 조성물 내에 지방산과 같은 분산제와 조합으로 존재할 수 있다.

일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 티슈 웹의 일면 또는 양면에 국부적으로 도포될 수 있다. 티슈 웹에 도포되면, 상기 첨가제 조성물은 상기 웹에 도포된 양에 따라 비연속적이지만 상호연결된 필름을 형성할 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 첨가제 조성물은 유체를 흡수하는 웹의 능력에 대한 중대한 방해없이 웹의 강도를 증가시킨다. 예를 들어, 형성된 상기 비연속적 필름은 상기 티슈 웹에 의해 흡수될 수 있는 유체를 수용하는 틈(opening)을 포함한다.

다른 구현으로 상기 첨가제 조성물은 비교적 적은 양으로 웹에 도포되어 상기 첨가제 조성물을 불연속의 처리된 영역으로 웹 표면 상에 형성할 수 있다. 그러나, 이렇게 낮은 양에서도 상기 첨가제 조성물은 여전히 웹의 하나 이상의 특성을 향상시킨다.

또한 이점으로서, 상기 첨가제 조성물은 도포되는 경우 상기 티슈 웹으로 실질적으로 침투하지 않는다. 예를 들어, 상기 첨가제 조성물은 상기 웹 두께의 약 20% 미만과 같이, 약 10% 미만과 같이, 상기 웹 두께의 약 30% 미만의 양으로 상기 티슈 웹으로 침투한다. 상기 웹 상에 주로 잔존함에 의해, 상기 첨가제 조성물은 상기 웹의 유체 흡수 능력 특성을 방해하지 않는다. 나아가, 상기 첨가제 조성물은 상술한 바와 같이 블로킹(blocking) 문제를 창출함 없이 상기 웹의 뻣뻣함(stiffness)를 실질적으로 증가시키지 않는다.

일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 크레이핑 드럼에 대한 티슈웹의 부착 및 상기 드럼 표면으로부터의 티슈 웹 크레이핑을 위해 티슈의 일면에 도포될 수 있다. 이러한 구현으로, 예를 들어 상기 첨가제 조성물은 패턴에 따라 상기 티슈 웹의 일면에 도포될 수 있다. 상기 패턴은 예를 들어 불연속적인 모양의 패턴, 망상 패턴 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 첨가제 조성물을 상기 티슈 웹에 도포하기 위해, 상기 첨가제 조성물은 상기 패턴에 따라 티슈 웹에 프린트될 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 로토그라비어(rotogravure) 프린터를 사용할 수 있다.

상기 첨가제 조성물은 상기 티슈 웹의 일면에 약 0.1중량% 내지 약 30중량%의 양으로 도포될 수 있다. 몇몇 구현으로, 상기 첨가제 조성물을 웹에 도포한 후, 상기 웹을 상기 첨가제 조성물의 베이스 폴리머의 용융점 온도 이상 범위의 온도에서 건조할 수 있다. 도포되면, 상기 첨가제 조성물은 상기 웹의 흡수 특성을 방해하지 않으면서 강도를 증가시키기 위해 실질적으로 상기 티슈 웹의 표면에 머문다. 예를 들어, 상기 티슈 웹에 도포되면, 상기 첨가제 조성물은 티슈 웹 두께의 약 5% 미만과 같이, 티슈 웹 두께의 약 10% 미만으로 상기 티슈 웹으로 침투한다. 상기 첨가제 조성물은 불연속 필름을 상기 티슈 웹의 표면 상에 형성하여 처리되지 않은 영역에서 액체가 신속하게 웹에 의해 흡수되면서 또한 강도를 제공할 수 있다.

상기 티슈 웹이 크레이핑 드럼에 부착되면, 바람직한 경우, 상기 크레이핑 드럼은 가열될 수 있다. 예를 들어, 상기 크레이핑 표면은 약 100℃ 내지 약 150℃까지와 같이, 약 80℃ 내지 약 200℃까지 가열될 수 있다. 상기 첨가제 조성물은 상기 티슈 웹의 단일 면에 도포될 수 있거나 또는 동일하거나 다른 패턴으로 상기 웹의 양면에 도포될 수 있다. 웹의 양면에 도포되는 경우, 크레이핑 드럼으로부터 상기 웹의 양면이 크레이핑되거나 또는 상기 웹의 일 면만 크레이핑될 수 있다.

상기 첨가제 조성물로 처리된 티슈 웹은, 일 구현으로 크레이핑되지 않은 통기(through-air)건조된 웹을 첨가제 조성물의 도포 앞에 포함할 수 있다. 상기 크레이핑 표면으로부터 크레이핑되면, 상기 웹은 약 10cc/g 이상과 같은 상대적으로 높은 부피(bulk)를 가질 수 있다. 상기 티슈 제품은 홑 겹 제품으로 사용되거나 또는 복수 겹 제품으로 편입될 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 첨가제 조성물은 베이스 시트의 다양한 특성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 첨가제 조성물은 로션같은(lotiony) 부드러운 감촉을 갖는 베이스 시트를 제공한다. 부드러움의 경향을 측정하는 하나의 시험은 스틱-슬립 시험(Stik-Slip Test)이다.상기 스틱-슬립 시험을 하는 동안, 베이스 시트의 표면 위로 슬레드(sled)가 당겨지고 저항력이 측정된다. 보다 높은 스틱-슬립 값은 낮은 끌림힘(drag force)을 갖는 더욱 로션같은 표면을 나타낸다. 본 명세서에 따라 처리된 티슈 웹은 예를 들어 일 면에 약 -0.006 내지 약 0.7과 같은, 약 0 내지 약 0.7과 같은, 약 -0.01을 초과하는 스틱-슬립을 가질 수 있다.

나아가, 상기 베이스 시트의 특성은 어떠한 중대한 블로킹 문제의 유발 없이 향상된다. 예를 들어, 본 발명에 따라 처리된 티슈 제품이 함께 적층되면 약 10gf미만과 같이, 15 gf 미만의 시트 블로킹을 가질 수 있다. 예를 들어, 특정 구현으로, 적층된 제품은 약 2gf 미만과 같이 약 5gf 미만의 블로킹을 가질 수 있다.

본 발명에 따라 처리된 베이스 웹은 또한 감소된 린트 특성을 나타낸다. 예를 들어, 상기 첨가제 조성물을 상기 베이스 시트의 일면에 도포하는 것은 사용하는 동안 베이스 시트에 의해 방출되는 린트 또는 탈피의 양을 상당히 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 셀룰로스 섬유를 포함하는 베이스 시트는 약 2.5mg 미만과 같이, 약 2mg 미만과 같이, 약 1.5mg 미만과 같이, 약 1mg 미만과 같이, 약 3m 미만의 린트 시험 값(Lint Test Value)을 가질 수 있다. 상기 린트 시험 값은 예를 들어 셀룰로스 섬유를 약 70 중량% 초과와 같이, 약 80 중량% 초과와 같이, 약 90 중량% 초과와 같이, 약 50중량% 내지 100중량%의 양으로 포함하는 베이스 시트에 대해 획득될 수 있다.

본 발명에 따라 처리된 상기 베이스 시트는 펄프 섬유와 같은 셀룰로스 섬유로부터 전체적으로 제조되거나, 또는 섬유의 혼합으로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 시트는 합성 섬유와의 조합으로 셀룰로스 섬유를 포함할 수 있다.

본 발명에 따라 처리된 베이스 시트는 습식(wet laid) 티슈 웹을 포함한다. 그러나 다른 구현으로, 상기 베이스 시트는 건식(airlaid) 웹, 수교락(hydroentangled) 웹, 코폼(coform) 웹 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 특징 및 경향이 하기에서 보다 상세하게 설명된다.

상세한 설명

본 명세서에서의 논의는 예시적인 구현을 기술하기 위한 것으로 본 발명의 보다 넓은 견지를 제한하는 것으로 의도된 것이 아님이 당해 기술 분야의 숙련자에게 이해되어야 한다.

일반적으로, 본 발명은 첨가제 조성물을 티슈 웹과 같은 시트-유사 제품에 편입하여 다양한 특성을 향상시키는데 관한 것이다. 예를 들어, 상기 첨가제 조성물을 티슈 웹에 편입시키는 것은 사용하는 동안 웹에 의해 생산되는 린트의 양을 감소시킬 수 있다. 웹의 지각된 부드러움 특성에 중대한 불리한 영향 없이 웹의 강도 또한 증가될 수 있다. 실제로, 상기 부드러움은 몇몇 적용에서 증가될 수 있다. 상기 첨가제 조성물은 폴리올레핀 분산을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리올레핀 분산은 티슈 웹으로 도포되거나 편입되는 경우 수성 매질 내에 약 5 미크론 미만과 같이 상대적으로 작은 크기를 갖는 중합성 입자를 포함할 수 있다. 그러나, 건조되면, 상기 중합성 입자는 일반적으로 구별할 수 없다. 예를 들어, 일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 베이스 시트 상에 단속적인 필름을 형성하는 및/또는 불연속적 처리된 영역을 형성하는 필름-형성 조성물을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 상기 폴리올레핀 분산은 또한 분산제를 포함할 수 있다.

하기에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 상기 첨가제 조성물은 다양한 기술을 이용하여 상기 티슈 제품 생산의 상이한 단계 동안 티슈 웹에 편입될 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 티슈 웹 형성에 사용되는 섬유의 수성 서스펜션과 조합될 수 있다. 택일적인 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 섬유의 수성 서스펜션의 형성에 사용되는 건조 펄프 시트 상에 도포될 수 있다. 또 다른 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 티슈 웹이 젖어있거나 또는 상기 티슈 웹이 건조된 후에 상기 티슈 웹에 국부적으로 도포될 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 상기 티슈 웹에 국부적으로 도포될 수 있다. 예를 들어, 상기 첨가제 조성물은 크레이핑을 시행하는 동안 티슈 웹에 도포될 수 있다. 특히, 상기 첨가제 조성물은 크레이핑 공정 동안 크레이핑 표면에 티슈웹을 부착시키는데 매우 적절한 것으로 나타났다.

폴리올레핀 분산을 포함하는 상기 첨가제 조성물의 사용이 특정 구현에 따라서 다양한 장점 및 이점을 제공하는 것으로 나타났다. 예를 들어, 상기 첨가제 조성물은 처리된 티슈 웹을 처리되지 않은 웹과 비교할 때 흡수된 기하평균(geometric mean) 인장강도 및 흡수된 기하평균 인장 에너지를 증가시키는 것으로 나타났다. 나아가, 상기 강도 특성은 과거에 일반적으로 이루어졌던 처리되지 않은 웹에 비해서 그리고 실리콘 조성물로 처리된 티슈 웹에 비해서 티슈 웹의 뻣뻣함에 대한 중대한 불리한 영향없이 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따라 제조된 티슈 웹은 실리콘 조성물로 처리된 티슈 웹과 동일 또는 유사한 지각된 부드러움을 가질 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 티슈웹은 그러나 동일한 지각된 부드러움 수준에서 매우 향상된 강도 특성을 가질 수 있다.

강도(strength) 특성의 향상은 또한 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체와 같은 결합 물질로 처리된 선행 기술의 티슈 웹과 필적할만하다. 그러나 인접 시트와 함께 달라붙으려 하는 경향인 시트 블로킹의 문제는 티슈 웹이 본 발명에 따라 제조되는 경우 과거에 이루어져왔던 바와 같이 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체로 처리된 것과 비교할 때 매우 감소된다.

나아가, 상기 첨가제 조성물이 셀룰로스 섬유를 포함하는 베이스 시트에 편입되는 경우 시트의 린트 특성이 극적으로 향상되는 것이 발견되었다. 특히, 상기 첨가제 조성물을 상기 베이스 시트에 편입하는 것은 제품을 사용하는 동안 린트 혹은 탈피 생산의 경향을 감소시킨다. 예를 들어, 본 발명에 따라 제조된 베이스 시트는 2.5mg 미만과 같이, 2mg 미만과 같이, 1.5mg 미만과 같이, 1mg 미만과 같이, 약 3mg 미만의 린트 시험 값을 가질 수 있다.

상기 장점 및 이점은 상기 첨가제 조성물을 웹의 제조 과정 중 사실상 어떠한 지점에서 티슈 웹에 편입하여 획득될 수 있다. 상기 첨가제 조성물은 일반적으로 적어도 하나의 열가소성 수지, 물, 및 임의로 적어도 하나의 분산제를 포함하는 수성 분산을 포함한다. 상기 열가소성 수지는 상기 분산에 비교적 작은 입자 크기로 존재한다. 예를 들어, 상기 폴리머의 평균 부피 입자 크기는 약 5미크론 미만일 수 있다. 상기 실제 입자 크기는 상기 분산에 존재하는 열가소성 폴리머를 포함하는 다양한 인자에 의존한다. 따라서, 상기 평균 부피 입자 크기는 약 4 미크론 미만과 같이, 약 3 미크론 미만과 같이, 약 2 미크론 미만과 같이, 약 1 미크론 미만과 같이, 약 0.05미크론 내지 약 5 미크론일 수 있다. 입자 크기는 쿨터(Coulter) LS230 빛-확산 입자 크기 분석기 또는 다른 적절한 장치 상에서 측정될 수 있다. 수성 분산에 존재하는 경우 및 티슈 웹에 존재하는 경우, 상기 열가소성 수지는 전형적으로 비-섬유상 형태로 발견된다.

상기 분산 내 폴리머 입자의 입자 크기 분포는 1.9, 1.7 또는 1.5 미만와 같이, 약 2.0 이하일 수 있다.

본 발명의 첨가제 조성물에 편입될 수 있는 수성 분산의 예가 예를 들어 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0100754, 미국 특허 출원 공개 번호 2005/0192365, PCT 공개 번호 WO2005/021638, 및 PCT 공개 번호 WO2005/021622에 개시되어 있으며, 이들은 모두 본 명세서에 참고 문헌으로 편입된다.

일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 티슈 웹 표면 상에 필름을 형성할 수 있는 필름 형성 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 더 웹에 국부적으로 도포되는 경우, 상기 첨가제 조성물은 단속적인 그러나 상호연결된 필름을 형성할 수 있다. 환언하면, 상기 첨가제 조성물은 상기 티슈웹 표면 위에 상호연결된 중합체 네트워크를 형성한다. 상기 필름 또는 중합체 네트워크는 그러나 다양한 틈이 상기 필름에 함유된 점에서 단속적이다. 틈의 크기는 상기 웹에 도포된 첨가제 조성물의 양 및 상기 첨가제 조성물이 도포된 방식에 따라 다양할 수 있다. 특정 이점으로, 상기 틈은 단속적인 필름을 통해 액체가 흡수되어 티슈 웹의 내부로 향하도록 한다. 이러한 관점에서, 상기 티슈웹의 위킹(wicking) 특성은 상기 첨가제 조성물의 존재에 의해 실질적으로 영향받지 않는다.

다른 구현으로, 상기 첨가제 조성물이 상대적으로 작은 양으로 상기 베이스 웹에 첨가되는 경우, 상기 첨가제 조성물은 상호연결된 네트워크를 형성하지 않지만, 대신 상기 베이스 시트 상에 처리된 불연속적 영역으로서 나타난다. 그러나, 상대적으로 작은 양의 경우에도, 상기 첨가제 조성물은 여전히 상기 베이스 시트의 적어도 하나의 특성을 향상시킨다. 예를 들어, 2 중량% 미만과 같이, 1.5 중량% 미만과 같이, 1 중량% 미만과 같이, 0.5 중량% 미만과 같이, 약 2.5 중량% 미만의 양에서도 베이스 시트의 감촉 및 린트 특성이 향상될 수 있다.

나아가, 일부 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 주로 티슈 웹의 표면에 잔존하고 도포되면 웹으로 스며들지 않는다. 이러한 방식으로, 상기 단속적인 필름은 상기 티슈웹이 표면에 접촉한 유체를 흡수하도록 할 뿐만 아니라 비교적 다량의 유체를 흡수하는 티슈웹의 능력을 크게 방해하지 않는다. 따라서, 상기 첨가제 조성물은 웹의 뻣뻣함(stiffness)에 대해 실질적으로 불리한 영향 없이 웹의 강도를 증가시키면서 웹의 액체 흡수 특성을 크게 방해하지 않는다.

베이스 시트의 표면 상에 존재하는 상기 첨가제 조성물의 두께는 첨가제 조성물의 성분 및 도포된 양에 따라 다양할 수 있다. 일반적으로, 예를 들어, 상기 두께는 약 0.01 미크론 내지 약 10미크론으로 다양할 수 있다. 예를 들어, 높은 추가분 수준에서 상기 두께는 약 3 미크론 내지 8 미크론일 수 있다. 그러나, 낮은 추가분 수준에서 상기 두께는 약 0.3 미크론 내지 약 0.7 미크론과 같이 약 0.1 내지 약 1 미크론일 수 있다.

상대적으로 낮은 추가분(add-on) 수준에서, 상기 첨가제 조성물은 또한 베이스 시트 상에 상대적으로 높은 추가분인 경우와 상이하게 침적(deposit)될 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 낮은 추가분에서는 불연속적으로 처리된 영역이 베이스 시트에 형성될뿐만 아니라, 상기 첨가제 조성물은 상기 베이스 시트의 지형을 따를 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 베이스 시트가 크레이핑되는 경우, 상기 첨가제 조성물은 베이스 시트의 크레핑 패턴을 따르는 것이 발견되었다.

상기 첨가제 조성물 내의 열가소성 수지는 특정한 응용 및 바라는 결과에 따라 다양할 수 있다. 일 구현으로, 예를 들어, 열가소성 수지는 올레핀 중합체이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 올레핀 중합체는 일반식 C_nH_2n을 갖는 불포화 열린-사슬 탄화수소의 클래스를 나타낸다. 상기 올레핀 중합체는 혼성중합체(interpolymer)와 같은 공중합체로 존재할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 실질적으로 올레핀 폴리머는 약 1% 미만의 치환을 함유하는 폴리머를 나타낸다.

특정한 일 구현으로, 예를 들어, 상기 올레핀 폴리머는 C₄-C₂₀ 선형, 분지형 또는 고리형 디엔, 또는 비닐 아세테이트와 같은 에틸렌 비닐 화합물 및 H₂C=CHR 식(여기서 R은 C₁-C₂₀ 선형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 C₆-C₂₀ 아릴기)에 의해 표현되는 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 공단량체와 에틸렌의 알파-올레핀 혼성중합체를 포함할 수 있다. 공단량체의 예는 프로필렌, 1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데켄, 및 1-도데켄을 포함한다. 몇몇 구현으로, 상기 에틸렌의 혼성 중합체는 약 0.92g/cc 미만의 밀도를 갖는다.

다른 구현으로, 상기 열가소성 수지는 에틸렌, C₄-C₂₀ 선형, 분지형 또는 고리형 디엔, 및 식 H₂C=CHR(여기서 R은 C₁-C₂₀ 선형, 분지형 또는 고리형 알킬 기 또는 C₆-C₂₀ 아릴 기)에 의해 표현되는 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 공단량체와 프로필렌의 알파-올레핀 혼성 중합체를 포함한다. 공단량체의 예는 에틸렌, 1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데켄, 및 1-도데켄을 포함한다. 몇몇 구현에서, 상기 공단량체는 상기 혼성중합체 중량의 약 5% 내지 약 25%로 존재한다. 일 구현으로, 프로필렌-에틸렌 혼성 중합체가 사용된다.

본 발명에 사용될 수 있는 열가소성 수지의 다른 예는 전형적으로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리-3-메틸-1-부텐, 폴리-3-메틸-1-펜텐, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-1-부텐 공중합체, 및 프로필렌-1-부텐 공중합체로 나타나는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데켄, 및 1-도데켄과 같은 올레핀의 호모폴리머 및 공중합체(엘라스토머 포함); 에틸렌-부타디엔 공중합체 및 에틸렌-에틸리덴 노르보넨 공중합체로 전형적으로 나타나는 결합된(conjugated) 또는 비-결합된 다이엔과 알파-올레핀의 공중합체(엘라스토머 포함); 및 에틸렌-프로필렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디시클로펜타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌-1,5-헥사디엔 공중합체, 및 에틸렌-프로필렌-에틸리덴 노르보넨 공중합체로 전형적으로 나타나는, 둘 이상의 알파-올레핀과 결합(conjugated) 또는 비-결합된 다이엔의 공중합체와 같은 폴리올레핀(엘라스토머 포함); 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체와 N-메티롤 작용성 공단량체, 에틸렌-비닐 알콜 공중함체와 N-메티롤 작용성 공단량체, 에틸렌-비닐 클로라이드 공중합체, 에틸렌 아크릴산 또는 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체, 및 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체와 같은 에틸렌 비닐 화합물 공중합체; 폴리스티렌, ABS, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, 메틸스티렌-스티렌 공중합체와 같은 스티렌계 공중합체(엘라스토머 포함); 및 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이의 수화물, 및 스티렌-이소프렌-스티렌 트리블럭 공중합체와 같은 스티렌 블럭 공중합체(엘라스토머 포함); 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 비닐 클로라이드-비닐리덴 클로라이드 공중합체, 폴리메틸 아크릴레이트, 및 폴리메틸 메타크릴레이트와 같은 폴리비닐 화합물; 나일론 6, 나이론 6,6, 및 나일론 12와 같은 폴리아미드; 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 같은 열가소성 폴리에스테르; 폴리카보네이트, 폴리페닐렌 옥사이드 등 을 포함한다. 이러한 수지들은 단독으로 또는 두 개 이상의 조합으로 사용될 수 있다.

특정 구현으로, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 및 이의 공중합체 및 이의 혼합물과 같은 폴리올레핀 뿐만 아니라 에틸렌-프로필렌-디엔 터폴리머 또한 사용된다. 일부 구현으로, 상기 올레핀계 폴리머는 엘스톤(Elston)의 미국 특허 번호 3,645,992에 개시된 균질의 폴리머; 안데르센(Anderson)의 미국특허 번호 4,076,698에 기술된 HDPE(high density polyethylene); 이질적으로(heterogenous) 분지된 LLDPE(linear low density polyethylene); 이질적으로 분지된 ULDPE(ultra low linear density); 동질적으로 분지된 선형 에틸렌/알파-올레핀 공중합체; 예를 들어 본 명세서에 참고문헌으로 편입되는 미국 특허 번호 5,272,236 및 5,278,272에 개시된 방법 의해 제조될 수 있는 동질적으로 분지된, 실질적 선형 에틸렌/알파-올레핀 폴리머; 및 고압, 자유 라디칼 중합화된 에틸렌 폴리머 및 LDPE(low dwnsity polyethylene)와 같은 공중합체를 포함한다. 본 발명의 또 다른 구현으로, 상기 열가소성 수지는 에틸렌-아크릴산(EAA)과 같은 에틸렌-카르복실산 공중합체 및 예를 들어 다우 케미컬 콤패니(Dow Chemical Company)로부터 RIMACOR^TM의 상품명으로, 듀폰(DuPont)으로부터 NUCREL^TM의 상품명으로, 엑손모빌(ExxonMobil)로부터 ESCOR^TM의 상품명으로 입수가능하며, 본 명세서에 참고문헌으로 편입되는 미국 특허 번호 4,599,392, 4988,781 및 5,384,373에 기술된 것과 같은 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 및 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 공중합체를 포함한다. 본 명세서에 참고문헌으로 편입되는 미국 특허 번호 6,538,070, 6,566,446, 5,869,575, 6,448,341, 5,677,383, 6,316,549, 6,111,023 또는 5,844,045에 기재된 폴리머 조성물 또한 몇몇 구현에서 적합하다. 물론, 폴리머의 혼합 또한 사용될 수 있다. 몇몇 구현으로, 상기 혼합은 두 개의 상이한 찌이글러-나타(Ziegler-Natta) 폴리머를 포함한다. 다른 구현으로, 상기 혼합은 찌이글러-나타와 메탈로센 폴리머의 혼합을 포함할 수 있다. 또 다른 구현으로, 본 명세서에서 사용된 상기 열가소성 수지는 두 개의 상이한 메탈로센 폴리머의 혼합이다.

하나의 특정 구현으로, 상기 열가소성 수지는 에틸렌과 1-옥텐과 같은 알켄을 포함하는 공중합체의 알파-올레핀 혼성중합체를 포함한다. 상기 에틸렌과 옥텐의 공중합체는 상기 첨가제 조성물에 단독으로 또는 에틸렌-아크릴산 공중합체와 같은 다른 열가소성 수지와 조합으로 존재할 수 있다. 특정한 이점으로, 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체는 열가소성 수지일뿐만 아니라 분산제로서도 역할을 한다. 일부 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 필름-형성 조성물을 포함하여야 한다. 상기 에틸렌 및 옥텐 공중합체가 뻣뻣함을 낮추는 한편, 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체는 필름의 형성을 도울 수 있는 것을 발견하였다. 티슈 웹에 도포되는 경우, 상기 조성물은 조성물이 어떻게 도포되는지 그리고 도포된 조성물의 양에 따라 상기 제품 내에 필름을 형성하거나 형성하지 않을 수 있다. 상기 티슈 웹 상에 필름을 형성하는 경우, 상기 필름은 연속적이거나 혹은 비연속적일 수 있다. 함께 존재하는 경우, 상기 에틸렌과 옥텐 공중합체 및 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체 사이의 중량비는 약 3:2 내지 약 2:3과 같이 약 1:10 내지 약 10:1일 수 있다.

상기 에틸렌과 옥텐 공중합체와 같은 상기 열가소성 수지는 25% 미만과 같이 50%미만의 결정도를 가질 수 있다. 상기 폴리머는 단일 위치(single site) 촉매를 이용하여 제조할 수 있고 약 20,000 내지 약 1백만과 같이, 약 15,000 내지 약 5백만의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 상기 폴리머의 분자량 분포는 약 1.5 내지 약 20과 같이, 약 1.8 내지 약 10과 같이, 약 1.01 내지 약 40일 수 있다.

상기 열가소성 폴리머에 따라, 상기 폴리머의 용융지수는 약 0.5g/10 min 내지 약 800g/10 min와 같이, 약 0.001 g/10 min 내지 약 1,000 g/10 min의 범위일 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 상기 열가소성 수지의 용융지수는 약 100g/10 min 내지 약 700g/10 min일 수 있다.

상기 열가소성 수지는 또한 상대적으로 낮은 용융점을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 열가소성 수지의 용융점은 130℃ 미만과 같이, 120℃ 미만과 같이, 약 140℃미만일 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 상기 용융점은 90℃ 미만일 수 있다. 상기 열가소성 수지의 유리전이온도는 또한 상대적으로 낮을 수 있다. 예를 들어, 상기 유리전이온도는 약 40℃ 미만과 같이, 약 50℃ 미만일 수 있다.

상기 하나 이상의 열가소성 수지가 상기 첨가제 조성물에 약 1 중량% 내지 약 96 중량%의 양으로 함유될 수 있다. 예를 들어, 상기 열가소성 수지는 수성 분산 내에 약 20중량% 내지 약 50 중량%와 같이, 약 10 중량% 내지 약 70 중량%의 양으로 존재할 수 있다.

적어도 하나의 열가소성 수지에 추가로 상기 수성 분산은 분산제를 함유할 수 있다. 분산제는 분산의 형성 및/또는 안정화를 도와주는 제제이다. 하나 이상의 분산제가 상기 첨가제 조성물에 편입될 수 있다.

일반적으로, 어떠한 적절한 분산제가 사용될 수 있다. 일 구현으로, 예를 들어, 상기 분산제는 카르복실산, 적어도 하나의 카르복실산의 염, 또는 카르복실산 에스테르 또는 카르복실산에스테르의 염의 적어도 하나를 포함한다. 분산제로 유용한 카르복실산의 예는 몬탄산, 스테아르산, 올레산 등과 같은 지방산을 포함한다. 일부 구현으로, 상기 카르복실산, 상기 카르복실산의 염, 또는 상기 카르복실산 에스테르의 적어도 하나의 카르복실산 분획 또는 상기 카르복실산 에스테르의 염의 적어도 하나의 카르복실산 분획은 25 미만의 탄소 원자를 갖는다. 다른 구현으로, 상기 카르복실산, 상기카르복실산의 염, 또는 상기 카르복실산 에스테르의 적어도 하나의 카르복실산 분획 또는 상기 카르복실산 에스테르의 염의 적어도 하나의 카르복실산 분획은 12 내지 25의 탄소 원자를 갖는다. 일부 구현으로, 카르복실산, 카르복실산의 염, 상기 카르복실산 에스테르 또는 그 염의 적어도 하나의 카르복실산 분획은 15 내지 25의 탄소 원자가 바람직하다. 다른 구현으로, 상기 탄소 원자의 수는 25 내지 60이다. 염의 몇몇 예는 로부터 알카리 금속 양이온, 알카라인 토금속 양이온 또는 암모늄 혹은 알킬 암모늄 양이온으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 양이온을 포함한다.

또 다른 구현으로, 상기 분산제는 에틸렌-아크릴산 공중합체 또는 에틸렌-메타크릴산 공중합체와 같은 에틸렌-카르복실산 폴리머 및 그 염으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.다른 구현으로, 상기 분산제는 알킬 에테르 카르복실레이트, 페트롤륨 술포네이트, 술폰화 폴리옥시에틸렌화 알콜, 술페이트화 혹은 포스페이트화 폴리옥시에틸렌화 알콜, 중합성 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드/에틸렌 옥사이드 분산제, 1차 및 2차 알콜 에톡시레이트, 알킬 글라이코시드 및 알킬 글리세라이드로부터 선택된다.

에틸렌-아크릴산 공중합체가 분산제로 사용되는 경우, 상기 공중합체는 또한 열가소성 수지로 작용할 수 있다.

특정의 일 구현으로, 상기 수성 분산은 에틸렌 및 옥텐 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 및 스테아르산 또는 올레산과 같은 지방산을 포함한다. 카르복실산과 같은 상기 분산제는 상기 수성 분산에 약 0.1중량% 내지 약 10중량%의 양으로 존재할 수 있다.

상기 구성요소에 추가로, 수성 분산은 또한 물을 포함한다. 물은 수돗물(tap water) 또는 탈이온수로서 첨가될 수 있다. 상기 수성 분산의 pH는 약 5 내지 약 11.5와 같이, 약 7 내지 약 11과 같이, 일반적으로 약 12 미만이다. 상기 수성 분산은 약 70% 미만과 같이, 약 75% 미만의 고형분 함량을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 수성 분산의 고형분 함량은 약 5% 내지 약 60%의 범위일 수 있다. 일반적으로, 상기 고형분함량은 상기 첨가제 조성물이 티슈 웹에 도포되거나 편입되는 방식에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 섬유의 수성 서스펜션과 함께 추가되는 것과 같이 형성 단계 동안 티슈웹으로 편입되는 경우, 상대적으로 높은 고형분 함량이 사용될 수 있다. 그러나 스프레이 또는 프린트에 의한 것과 같이 국부적으로 도포되는 경우, 낮은 고형분 함량이 사용되어 상기 스프레이 또는 프린트 장치를 통한 가공성을 향상시킬 수 있다.

상기 수성 분산의 제조에 어떠한 방법이 사용될 수 있는 반면, 일 구현으로, 상기 분산은 용융-혼련을 통해 형성된다. 예를 들어, 상기 혼련기(kneader)는 밴버리(Banbury) 혼합기, 단일-스크류 압출기 또는 다-스크류 압출기를 포함할 수 있다. 상기 용융-혼련은 하나 이상의 열가소성 수지를 용융-혼련하는데 전형적으로 사용되는 조건 하에서 수행될 수 있다.

특정 일 구현으로, 상기 공정은 분산을 만드는 구성분의 용융-혼련 단계를 포함한다. 상기 용융-혼련 기계는 다양한 구성 요소를 위한 복수의 입구를 포함한다. 예를 들어, 상기 압출기는 일련의 4 개의 입구를 포함할 수 있다. 나아가, 바람직한 경우, 상기 압출기의 임의의 위치에 진공 벤트(vent)가 추가될 수 잇다.

일부 구현으로, 상기 분산은 먼저 희석되어 약 1 내지 약 3중량%의 물을 함유하고, 그 후 후속적으로 더욱 희석되어 약 25 중량% 이상의 물을 포함할 수 있다.

본 발명에 따라 티슈 웹을 처리하는 경우, 수성 폴리머 분산을 포함하는 상기 첨가제 조성물이 웹의 형성을 위해 사용되는 섬유와의 전혼합(premix)되어 티슈 웹에 국부적으로 도포되거나 또는 상기 티슈 웹으로 편입될 수 있다. 국부적으로 도포되는 경우, 상기 첨가제 조성물은 젖거나 건조된 때에 상기 티슈 웹에 도포될 수 있다. 일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 크레이핑 공정 중에 국부적으로 도포될 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 상기 웹 또는 가열된 건조 드럼 상으로 스프레이 되어 상기 웹을 건조 드럼에 부착할 수 있다. 상기 웹은 그 후 상기 건조 드럼으로부터 크레이핑될 수 잇다. 상기 첨가제 조성물이 상기 웹에 도포되고 상기 건조 드럼에 부착되면, 상기 조성물은 웹의 표면 위에 균일하게 도포되거나 도는 특정한 패턴에 따라 도포될 수 있다.

티슈 웹에 국부적으로 도포되는 경우, 상기 첨가제 조성물은 상기 웹에 스프레이되거나, 상기 웹 상에 압출되거나, 또는 상기 웹에 프린트될 수 있다. 상기 웹 위에 압출되는 경우, 슬럿-코트(slot-coat) 압출기 또는 멜트블로운 다이(meltblown dye) 압출기와 같은 어떠한 적절한 압출 장치가 사용될 수 있다. 상기 웹 상에 프린트되는 경우, 어떠한 적절한 프린트 장치가 사용될 수 있다. 예를 들어, 잉크젯 프린터 또는 로토그라비어 프린터 장치가 사용될 수 있다.

일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 티슈 웹에 도포 전에 또는 도포되는 동안 가열될 수 있다. 상기 조성물의 가열은 도포를 촉진하기 위해 점도를 낮출 수 있다. 예를 들어, 상기 첨가제 조성물은 약 50℃ 내지 150℃의 온도까지 가열될 수 있다.

본 발명에 따른 티슈 제품은 한 겹 티슈 제품 또는 복수의 겹 제품을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 상기 제품은 두 겹 또는 세 겹을 포함할 수 있다.

일반적으로, 어떠한 적절한 티슈웹이 본 발명에 따라 처리될 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 베이스 시트는 목욕 티슈, 훼이셜 티슈, 종이 타월, 산업용 와이퍼(wiper) 등과 같은 티슈 제품일 수 있다. 티슈 제품은 전형적으로 적어도 3cc/g의 부피를 갖는다. 상기 티슈 제품은 하나 이상의 겹을 포함하고 섬유의 어떠한 적절한 형태로 제조될 수 있다.

티슈 웹의 제조에 적절한 섬유는 어떠한 면, 아바카(abaca), 양마, 사바이 그래스(sabai grass), 아마, 에스파르토 그래스(Esparto grass), 밀짚, 황마 대마, 버개스, 밀크위드 플로스(milkweed floss) 섬유, 및 파인애플 잎 섬유와 같은 비-목질(non-woody)의 섬유; 및 노던(northern) 및 서던(southern) 소프트우드 크래프트(softwood kraft) 섬유와 같은 침엽수 재목(softwood)의 섬유를 포함하는 낙엽수 및 침엽수 나무로부터 획득된 것과 같은 목질 또는 펄프 섬유; 유칼립투스, 단풍나무, 자작나무, 및 포플러와 같은 활엽수(hardwood) 섬유를 포함하지만 이에 제한되지 않는 천연 또는 합성의 셀룰로스 섬유를 포함한다. 펄프 섬유는 고-수율 또는 저-수율 형태로 제조될 수 있고 크래프트(kraft), 설파이트(sulfite), 고-수율 펄프화 방법 및 다른 알려진 펄프화 방법을 포함하는 어떠한 공지의 방법으로 펄프화될 수 있다. 라마넨(Laamanen) 등에 대해 1988.12.27에 발행된 미국 특허 번호 4,793,898; 창(Chang) 등에 대해 1986.6.10에 발행된 미국 특허 번호 4,594,130; 및 미국 특허 번호 3,585,104에 개시된 섬유 및 방법을 포함하는 오르가노솔브(organosolv) 펄프화 방법로부터 제조된 섬유가 또한 사용될 수 있다. 유용한 섬유는 또한 고든(Gordon) 등에 대해 1997.1.21에 발행된 미국 특허 번호 5,595,628에 예시된 안트라퀴논 펄핑에 의해 제조될 수 있다.

건조 중량으로 50% 이하까지, 또는 건조 중량으로 약 5% 내지 약 30%까지의 상기 섬유 일부는 레이온, 폴리올레핀 섬유, 폴리에스테르 섬유, 이성분(bicomponent) 시스코어(sheath-core) 섬유, 다-성분 바인더 섬유 등과 같은 합성 섬유로 합성될 수 있다. 예시적인 폴리에틸렌 섬유는 미니파이버(Minifibers, Inc)(Jackson City, TN)로부터 입수가능한 Fybel^®이다. 어떠한 공지의 표백 방법이 사용될 수 있다. 합성 셀룰로스 섬유 타입은 모든 변종의 레이온 및 비스코스 또는 화학적으로 개질된 셀룰로스로부터 유래된 다른 섬유를 포함한다. 머서 가공된 펄프, 화학적으로 강화되거나 교차결합된 섬유, 또는 술폰화 섬유와 같이 화학적으로 처리된 천연 셀룰로스 섬유가 사용될 수 있다. 제지 섬유에 사용하기 위한 좋은 기계적 특성을 위해, 상기 섬유는 상대적으로 손상되지 않고 크게 정제되지 않거나 혹은 약하게 정제된 것이 바람직할 수 있다. 재생 섬유가 사용될 수 있는 반면, 최초(virgin) 섬유가 그 기계적 특성 및 오염의 결여에 관해 일반적으로 유용할 수 있다. 머서가공된(mercerized) 섬유, 재생된 셀룰로스 섬유, 미생물에 의해 생산된 셀룰로스, 레이온 및 다른 셀룰로스 물질 또는 셀룰로스 유도체가 사용될 수 있다. 적절한 제지 섬유는 또한 재생 섬유, 최초 섬유 또는 이의 혼합을 포함할 수 있다. 높은 부피 및 좋은 압축 특성이 가능한 특정 구현으로, 상기 섬유는 적어도 200, 보다 명확하게 적어도 300, 보다 명확하게 적어도 400, 및 가장 명확하게 적어도 500의 캐나다 표준 여수도(Canadian Standard Freeness)를 가질 수 있다.

본 발명에 사용될 수 있는 다른 제지 섬유는 종이 조각(paper broke) 또는 재생 섬유 및 고수율 섬유를 포함한다. 고수율 펄프 섬유는 약 65% 이상, 보다 명확하게 약 75% 이상, 그리고 보다 명확하게 약 75% 내지 약 95%의 수율을 제공하는 펄핑 공정에 의해 생산되는 제지섬유이다. 수율은 최초 목질 질량의 퍼센트로 표현된 가공된 섬유의 결과량이다. 이러한 펄핑 공정은 BCTMP(bleached chemithermomechanical pulp), CTMP(chemithermomechanical pulp), PTMP(pressure/pressure thermomechanical pulp), TMP(thermomechanical pulp), TMCP(thermomechanical chemical pulp), 고수율 설파이트(sulfite) 펄프, 및 고수율 크라프트(Kraft) 펄프를 포함하며, 이들 모두는 높은 수준의 리그닌을 갖는 결과 섬유를 남긴다. 고수율 섬유는 전형적인 화학적으로 펄프된 섬유에 상대적으로 건조 및 젖은 상태 모두에서 이들의 뻣뻣함에 대해 잘 알려져 있다.

일반적으로, 베이스 시트를 형성할 수 있는 어떠한 공정이 또한 본 발명에 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 제지 공정은 크레이핑, 더블 크레이핑, 엠보싱, 습식 프레싱(pressing), 건식(air) 프레싱, 통기(through-air) 건조, 크레이핑된 통기 건조, 비크레이(uncreped)핑 통기 건조, 수교락(hydroentangling), 에어 레잉(air laying), 코폼(coform) 방법뿐만 아니라 당해 기술분야에 알려진 다른 단계를 사용할 수 있다.

본 발명의 제품에 적절한 것은 하기의 어떠한 미국 특허 번호에 개시된 티슈 시트와 같은 패턴 치밀화되거나 인쇄된(imprinted) 티슈 시트이다: 1985.4.30일에 발행된 Johnson 등의 4,514,345; 1985.7.9일에 발행된 Trokhan의 4,528,239; 1992.3.24일에 발행된 5,098,522; 1993.11.9에 발행된 Smurkoski 등의 5,260,171; 1994.1.4일에 발행된 Trokhan의 5,275,700; 1994.7.12일에 발행된 Rasch 등의 5,328,565; 1994.8.2일에 발행된 Trokhan등의 5,334,289; 1995.7.11일에 발행된 Rasch등의 5,431,786; 1996.3.5일에 발행된 Steltjes 등의 5,496,624; 1996.3.19일에 발행된 Trokhan 등의 5,500,277; 1996.5.7일에 발행된 Trokhan 등의 5,514,523; 1996.9.10일에 발행된 Trokhan 등의 5,554,467; 1996.10.22일에 발행된 Trokhan 등의 5,566,724; 1997.4.29일에 발행된 Trokhan 등의 5,624,790; 및 1997.5.13일에 발행된 Ayers 등의 5,628,876. 이들은 모순되지 않는 한 본 명세서에 참고문헌으로 편입된다. 이러한 인쇄된 티슈 시트는 인쇄(imprinting) 직물에 의해 드럼 건조기에 대해 인쇄된(imprinted) 치밀화된 영역의 네트워크 및 상기 인쇄 직물 내 굴절 도관(deflection conduit)에 상응하는 상대적으로 덜 치밀화된 영역(예를 들어, 상기 티슈 조직 내 "돔(dome)")을 가질 수 있으며, 여기서 상기 굴절 도관 상에 포개어 진 상기 티슈 시트는 굴절 도관을 가로지르는 공기 압력 차이에 의해 휘어서 낮은-밀도의 필로우(pillow)-유사 영역 또는 돔을 상기 티슈 시트에 형성한다.

상기 티슈 웹은 또한 실질적인 양의 내부 섬유-대-섬유 결합력 없이 형성될 수 있다. 이러한 관점으로, 상기 베이스 웹을 형성하기 위해 사용된 섬유의 퍼니쉬(furnish)는 화학적 탈결합제로 처리될 있다. 상기 탈결합제는 펄핑 공정동안 상기 섬유 슬러리에 첨가되거나 또는 헤드박스(headbox)에 직접 첨가될 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 적절한 탈결합제(debonding agent)는 지방성(fatty) 디알킬 4차 아민 염, 모노 지방성 알킬 3차 아민 염, 1차 아민 염, 이미다졸 4차 염, 실리콘 4차 염 및 불포화 지방성 알킬 아민 염과 같은 양이온 탈결합제를을 포함한다. 다른 적절한 탈결합제가 Kaun의 미국 특허 번호 5,529,665에 개시되어 있으며, 이는 본 명세서에 참고 문헌으로 편입된다. 특히, Kaun은 탈결합제로서 양이온 실리콘 조성물의 사용을 개시한다.

일 구현으로, 본 발명의 방법에 사용된 상기 탈결합제는 유기 4차 암모늄 클로라이드이고, 특히 4차 암모늄 클로라이드의 실리콘계 아민 염이다. 예를 들어, 상기 탈결합제는 Hercules Corporation에 의해 제조되는 PROSOFT®TQ1003일 수 있다. 상기 탈결합제는 상기 섬유 슬러리에 상기 슬러리에 존재하는 섬유의 미터톤(metric tonne) 당 약 1kg 내지 미터톤 당 약 10kg 의 양으로 첨가될 수 있다.

택일적인 구현으로, 상기 탈결합제는 이미다졸계 제제일 수 있다. 상기 이미다졸계 탈결합제는 예를 들어 Witco Corporation으로부터 획득할 수 있다. 상기 이미다졸계 탈결합제는 미터톤 당 2.0 내지 약 15kg 사이의 양으로 첨가될 수 있다.

다른 구현으로, 상기 탈결합제는 국제공개번호 WO 99/34057을 갖는 1998.12.17일에 출원된 PCT 출원 또는 국제공개번호 WO 00/66835를 갖는 2000.4.28일에 출원된 PCT 출원에 개시된 바에 따라 상기 섬유 퍼니쉬에 첨가될 수 있으며, 이들은 모두 본 명세서에 참고문헌으로 편입된다. 상기 문헌에서, 탈결합제와 같은 화학적 첨가제가 설룰로스 제지 섬유 위로 높은 수준으로 흡수되는 방법이 개시된다. 상기 방법은 과량의 화학적 첨가제로 섬유 슬러리를 처리하는 단계, 흡수가 일어나기 위한 충분한 체류 시간을 제공하는 단계, 상기 슬러리를 여과하여 흡수되지 않은 화학적 첨가제를 제거하는 단계, 및 부직 웹을 형성하기에 앞서 상기 여과된 펄프를 물로 재분산하는 단계를 포함한다.

임의의 화학적 첨가제가 또한 상기 수성 제지 퍼니쉬 또는 상기 형성된 초기 웹 상에 첨가되어 상기 제품 및 방법에 본 발명의 의도된 이점에 반대되지 않는 추가의 이점을 부가할 수 있다. 하기의 물질들은 본 발명의 첨가제 조성물과 함께 상기 웹에 도포될 수 있는 첨가 화학물질의 예시로서 포함된다. 상기 화학물질은 예시를 위한 것으로 의도되며, 본 발명의 견지가 이에 의해 제한되는 것은 아니다. 이러한 화학물질은 제지 공정 내 상기 첨가제 조성물와 동시에 첨가되는 것을 포함한 상기 제지 공정의 어떠한 지점에서 첨가될 수 있으며, 상기 첨가제 또는 첨가제들은 상기 첨가제 조성물과 직접 혼합된다.

상기 종이 웹에 첨가될 수 있는 화합물질의 추가적인 유형은 일반적으로 양이온, 음이온, 또는 비 이온계 계면활성제, 휴멕턴트 및 저분자량 폴리에틸렌 글리콜 및 와 글리신 및 프로필렌 그리콜과 같은 폴리히드록시 화합물과 같은 가소제 형태의 흡수성 보조제를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 미네랄 오일, 알로에 추출물, 비타민 e, 실리콘, 일반적인 로션 등과 같이 피부 건강 이점을 제공하는 물질이 또한 상기 완료된 제품에 편입될 수 있다.

통상적으로, 본 발명의 제품은 의도된 사용에 적대되지 않는 어떠한 공지의 물질 및 화학물질과 함께 사용될 수 있다. 이러한 물질의 예는 향 흡수제와 같은 향 조절제, 활성화 탄소 섬유 및 입자, 베이비 파우더, 베이킹 소다, 킬레이팅제, 제올라이트, 향수 또는 다른 향-차폐제, 사이클로덱스트린 화합물, 산화제 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 고흡수성 입자, 합성 섬유, 또는 필름이 또한 사용될 수 있다. 추가의 옵션은 양이온 염료, 광학적 광택제, 휴멕턴트, 유연제(emollient) 등을 포함할 수 있다.

상기 베이스 시트에 편입될 수 있는 상이한 화학물질 및 성분이 제품의 최종 용도에 의존할 수 있다. 예를 들어, 다양한 습윤강도 증강제가 상기 제품에 편입될 수 있다. 목욕 티슈 제품용으로, 예를 들어, 일시적 습윤 강도 증강제가 사용될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이 습윤 강도 증강제(wet strength agent)는 습윤 상태에서 섬유 사이의 결합을 고정시키기 위해 사용되는 물질이다. 전형적으로 섬유들이 종이 및 티슈 제품에 함께 고정되는 수단은 수소 결합을 수반하며, 종종 수소 결합과 공유 결합 및/또는 이온 결합의 조합이다. 몇몇 적용으로, 상기 섬유-대-섬유 결합 지점을 고정하고 이들을 습윤 상태의 혼란에 저항하도록 하기 위한 방식으로 상기 섬유에 결합하도록 하는 물질을 제공하는 것이 유용할 수 있다.

종이 또는 티슈에 첨가되면 0.1을 초과하는 평균 습윤 기하인장강도(geometric tensile strength): 건조 기하인장강도 비를 갖는 시트를 제공하는 결과를 가져오는 어떠한 물질을 습윤 강도 증강제라고 지칭한다.

순간 습윤 강도 증강제(temporary wet strength agent)가 전형적으로 목욕 티슈에 편입되며, 종이 또는 티슈 제품에 편입되는 경우, 적어도 5 분의 기간 동안 물에 노출된 후 본래 습윤 강도의 50% 미만을 보유하는 제품을 제공하는 수지로 정의된다. 순간 습윤 강도 증강제는 당해 기술 분야에 잘 알려져 있다. 순간 습윤 강도 증강제의 예는 양이온성 글리코실화 폴리아크릴아미드 등과 같은 글리코실화 폴리아크릴아미드와 같은 중합성 알데히드-작용성 화합물을 포함한다.

이러한 화합물은 West Patterson, N.J.dml Cytec Industry로부터 입수가능한 PAREZ 631 NC 습윤 강도 수지, Wilmington, Del.의 Hercules, Inc,에 의해 제조된 클로르옥실레이트 폴리아크릴아미드 및 HERCOBOND 1366을 포함한다. 글리코실화 폴리아크릴아미드의 다른 예는 PAREZ 745이며, 이는 글리코실화 폴리(아크릴아미드-코-디알릴 디메틸 암모늄 클로라이드)이다.

한편, 훼이셜 티슈용으로, 영구 습윤 강도 증강제가 상기 베이스 시트로 편입될 수 있다. 영구 습윤 강도 증강제 또한 당해 기술 분야에 잘 알려져 있고 적어도 5분의 기간 동안 물에 노출된 후 본래 습윤 강도의 50% 이상을 보유하는 제품을 제공한다.

형성된 후, 상기 제품들은 상이한 방식으로 포장될 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 상기 시트-유사 제품은 개별적인 시트로 절단되고 포장 내에 배치되기 전에 적층될 수 있다. 택일적으로, 상기 시트-유사 제품은 나선형으로 감긴 것(spirally wound)일 수 있다. 함께 나선형으로 감긴 경우, 각각의 시트는 절취선과 같은 약한 선에 의해 인접 시트로부터 분리될 수 있다. 예를 들어 목욕 티슈 및 종이 타월은 전형적으로 나선형으로 감긴 형태로 소비자에게 제공된다.

본 발명에 따라 처리될 수 있는 티슈 웹은 섬유의 단일 균질 층을 포함하거나 또는 층상(stratified 또는 lauered)의 직물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 티슈 웹의 겹은 둘 또는 셋의 섬유를 포함할 수 있다. 각각의 층은 상이한 섬유 조성을 가질 수 있다. 예들 들어, 도 1을 참고하면, 다층 층상 펄프 퍼니쉬을 형성을 위한 장치의 일 구현이 도시되어 있다. 나타난 바와 같이, 3-층 헤드박스(10)는 일반적으로 상부 헤드박스 벽(12) 및 하부 헤드박스 벽(14)을 포함한다. 헤드박스(10)는 제 1 칸막이(16) 및 제 2 칸막이(18)를 추가로 포함하며, 이들은 3개의 섬유 적층 층을 분리한다.

각각의 섬유 층은 제지 섬유의 희석 수성 서스펜션을 포함한다. 각 층에 함유된 특정 섬유는 일반적으로 형성된 제품 및 바라는 결과에 의존한다. 예를 들어, 상기 각 층의 섬유 조성물은 목욕 티슈, 훼이셜 티슈 제품 또는 종이 타월이 제조되는 지에 따라 다양할 수 있다. 일 구현으로, 예를 들어 중간 층(20)은 서던 소프트우드 크래프트(softwood kraft) 섬유를 단독으로 또는 고수율 섬유와 같은 다른 섬유와의 조합으로 포함한다. 한편, 외부층(22) 및 (24)는 노던 소프트우드 트래프트와 같은 소프트우드 섬유를 포함한다.

택일적인 구현으로, 상기 중간 층은 강도를 위한 소프트우드 섬유를 포함할 수 있으며, 상기 외부층은 지각된 부드러움을 위해 유칼립투스 섬유와 같은 하드우드 섬유를 포함할 수 있다.

적절하게 지지하고 롤(28 및 30)에 의해 구동되는 순환 이동 형성 직물(26)은 헤드박스(10)로부터 유래되는 적층된 제지 원료를 수용한다. 직물(26) 상에 보유되는 경우, 상기 층상 섬유 서스펜션은 화살표(32)에 나타난 바와 같이 상기 직물을 지나 물을 통과시킨다. 형성 구성에 따라 중력, 원심력 및 진공 흡입의 조합에 의해 물의 제거가 획득된다.

다층 종이 웹의 형성이 또한 Farrington Jr.의 미국 특허 번호 5,129,988에 개시되어 있으며, 이는 본 명세서에서 참고 문헌으로 편입된다.

본 발명에 따라, 상기 첨가제 조성물의 일 구현은 상기 헤드박스(10)에 공급되는 섬유의 수성 서스펜션과 조합될 수 있다. 상기 첨가제 조성물은 예를 들어 층상 섬유 내의 단일 층 또는 모든 층에 도포될 수 있다. 상기 공정의 습윤 말단 동안 첨가되거나 한편 섬유의 수성 서스펜션과 조합되는 경우, 상기 첨가제 조성물은 상기 섬유 층 전체로 편입된다.

상기 습윤 말단에서 섬유의 수성 서스펜션과 조합되는 경우, 보류제(retention aid) 가 또한 첨가제 조성물에 존재할 수 있다. 예를 들어, 특정의 일 구현으로, 상기 보류제는 폴리디알릴 디메틸 암모늄 클로라이드 또는 어떠한 적절한 양이온 종을 포함할 수 있다. 상기 첨가제 조성물은 사이 티슈 웹에 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량%와 같이, 약 0.01중량% 내지 약 30중량%의 양으로 편입될 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 약 10중량%까지의 양으로 존재할 수 있다. 상기 퍼센트는 상기 티슈 웹에 첨가된 고형분에 기초한다.

본 발명에 따라 제조된 상기 티슈 웹의 평량(basis weight)은 최종 제품에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 상기 방법은 목욕 티슈, 훼이셜 티슈, 종이 타월, 산업용 와이퍼 등을 제조하는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 티슈의 평량은 약 20gsm 내지 약 90gsm과 같이 약 10 gsm 내지 약 110gsm까지 다양할 수 있다. 예를 들어 목욕 티슈 및 훼이셜 티슈를 위한 평량은 약 10gsm 내지 약 40gsm까지 다양할 수 있다. 한편, 종이 타월 용으로, 상기 평량은 약 25gsm 내지 약 80 gsm까지의 범위일 수 있다.

상기 티슈 웹 부피(bulk)는 또한 약 5cc/g 내지 15cc/g와 같이 약 3cc/g 내지 20 cc/g로 다양할 수 있다. 상기 시트 "부피(bulk)"는 미크론으로 표현되는 건조 티슈 시트의 두께(caliper)를 평방미터 당 그램으로 표현되는 건조 평량으로 나눈 몫으로 계산된다. 상기 결과 시트 부피는 그램 당 cc(cubic centimeters)로 표현된다. 더욱 상세하게, 상기 두께는 10 개의 표본 시트의 적층의 총 두께로서, 상기 적층의 총 두께를 10으로 나누어 측정되며, 상기 적층 내의 각각의 시트는 동일한 측면을 위로 하여 배치된다. 두께는 TAPPI 시험 방법 T411om-89"Thickness(caliper) of Paper, Paperboard, and Combined Board" with Note 3에 따라 적층된 시트에 대해 측정된다. T411-om-89의 실행에 사용된 상기 마이크로미터는 Emveco, Inc., Newberg, Oregon으로부터 입수가능한 Emveco 200-A Tissue Caliper Tester이다. 상기 마이크로미터는 2.00 킬로-파스칼(제곱 인치 당 132 그램)의 부하(load)를 갖고, 압력 풋(foot) 면적은 2500 평방 밀리미터이고, 압력 풋 직경은 56.42 밀리미터이고, 3초의 체류 시간(dwell time) 및 초당 0.8 밀리미터의 하강 속도를 갖는다.

복수 겹의 제품에서, 본 제품에 존재하는 각각의 티슈 웹의 평량 또한 다양하다. 일반적으로, 복수 겹 제품의 상기 총 평량은 약 20gsm 내지 약 110 gsm과 같이 일반적으로 상술한 바와 같다. 따라서, 상기 각각의 겹의 평량은 약 20gsm 내지 약 40 gsm과 같이, 약 10gam 내지 약 60gsm이다.

섬유의 수성 서스펜션이 티슈 웹으로 형성되면, 상기 티슈 웹은 다양한 기술 및 방법을 이용하여 가공된다. 예를 들어, 도 2를 참고하며, 통기건조된(throughdried) 티슈 시트 제조방법이 나타나있다. (단순화를 위해, 몇몇 직물 진행을 한정하기 위해 사용되는 다양한 인장 롤이 개략적으로 도시되지만 번호를 붙이지 않았다. 도 2에 나타난 장치 및 방법의 변형이 상기 일반적인 공정을 벗어나지 않고 이루어질 수 있음이 이해될 것이다.) 층상 헤드박스와 같은 제지 헤드박스(34)를 갖는 트윈 성형기(twin wire former)가 나타나며, 이는 제지 섬유의 수성 서스펜션의 스트림(36)을 형성 롤(39) 상에 배치된 형성 직물(38) 상에 주입 또는 침적한다. 상기 형성 직물은 공정에서 새롭게 형성된 습윤 웹을 지지하고 공정에서 하류로 운반하며, 이 동안 상기 웹이 약 10 건조 중량 퍼센트의 농도(consistency)로 부분적으로 탈수된다. 상기 습윤 웹이 상기 형성 직물에 의해 지지되는 동안 상기 습윤 웹의 추가의 탈수가, 진공 흡입과 같이, 이루어질 수 있다.

상기 습윤 웹은 그 후 상기 형성 직물로부터 이송 직물(40)으로 전달된다. 일 구현으로, 상기 이송 직물은 상기 형성 직물보다 느린 속도로 이동하여 상기 웹으로 증가된 신장(stretch)을 부여할 수 있다. 이는 일반적으로 "러시(rush)" 이송이라고 언급된다. 바람직하게 상기 이송 직물은 상기 형성 직물 이하의 공극(void) 체적을 가질 수 있다. 상기 두 직물의 상대적 속도 차이는 0-60 퍼센트, 보다 상세하게 약 15-45 퍼센트일 수 있다. 바람직하게 이송은 진공 슈(shoe)(42)의 보조로 수행되어 형성 직물 및 이동 직물이 동시에 진공 슬럿(slot)의 선단 모서리(leading edge)에서 모이고(coverage) 갈라진다(diverge).

상기 웹은 그 후 임의로 다시 상술한 바와 같이, 고정 갭(gap) 이송을 이용하여, 상기 이송 직물로부터 진공 이송 롤(46) 또는 진공 이송 슈의 도움으로 통기건조(throughdrying) 직물(44)로 이송된다. 통기건조 직물은 상기 이송 직물에 대해 대략 동일한 속도 또는 상이한 속도로 이동할 수 있다. 바람직한 경우, 상기 통기건조 직물은 신장의 향상을 위해 보다 느린 속도로 실행될 수 있다. 이송은 진공 도움으로 수행되어, 통기 건조 직물에 부합하도록 시트의 변형을 보장하여, 바라는 경우 목적하는 부피(bulk) 및 외형을 수득할 수 있다. 적절한 통기건조 직물은 Kai F. Chiu 등의 미국 특허 번호 5,429,686 및 Wendt 등의 미국 특허 번호 5,672,248에 기술되어 있으며, 이들은 모두 참고문헌으로 편입된다.

일 구현으로, 상기 통기 직물은 높고 긴 임프레션 너클(impression knuckle)을 포함한다. 예를 들어, 상기 통기건조 직물은 상기 직물의 평면 위로 적어도 약 0.005 인치로 융기한, 1 평방인치 당 약 5 내지 약 300의 임프레션 너클을 가질 수 있다. 건조하는 동안, 상기 웹은 상기 통기건조 직물의 표면에 부합하여 3차원 표면을 형성하도록 육안으로 배열될 수 있다. 그러나, 본 발명에서 편평 표면이 또한 사용될 수 있다.

상기 통기건조 직물과 접촉하는 웹의 측면은 전형적으로 상기 종이 웹의 "직물 측면(fabric side)"으로 지칭된다. 상술한 바와 같이, 상기 직물이 상기 통기건조기 내에서 건조된 후 상기 종이 웹의 직물 측면은 건조 직물의 표면에 부합하는 형태를 가질 수 있다. 한편, 상기 종이 웹의 그 반대편은 전형적으로 "공기 측면(air side)"으로 지칭될 수 있다. 상기 웹의 공기 측면은 일반적인 통기건조 과정동안 전형적으로 상기 직물 측면보다 더 평탄하다.

상기 웹 이송에 사용되는 진공의 수준은 약 3 내지 약 15 인치 수은(75 내지 약 380 밀리미터 수은), 바람직하게는 약 5 인치 수은(125 밀리미터 수은)이다. 상기 진공 슈(음압(negative pressure))는 진공을 이용하여 직물을 다음 직물 상에 흡인시키기 위해 추가로 또는 대체로서 웹을 다음 직물 상으로 불도록 웹의 반대편 측면으로부터 양압을 사용하여 보충되거나 대체될 수 있다. 또한, 진공 롤 또는 롤들이 상기 진공 슈(들)을 대체하여 사용될 수 있다.

통기 건조 직물에 의해 지지되는 동안, 상기 웹은 최종적으로 통기 건조기(48)에 의해 약 94 퍼센트 이상의 농도(consistency)로 건조되고, 그 후 캐리어(carrier) 직물(50)로 이송된다. 상기 건조된 베이스 시트(52)는 캐리어 직물 및 임의의 캐리어 직물(56)을 이용하여 릴(reel)(54)로 이송된다. 선택적인 가압된 회전 롤(58)이 사용되어 캐리어 직물(50)로부터 직물(56)로의 이송을 촉진할 수 있다. 이러한 목적을 위한 적절한 캐리어 직물은 Albany International 84M 또는 94M 및 Asten 959 또는 937이며, 이들은 모두 미세한 패텅을 갖는 비교적 평탄한 직물이다. 나타내지 않았으나, 릴 캘린더링(calendering) 또는 후속적인 오프라인 캘린더링이 사용되어 상기 베이스 시트의 평탄함(smoothness) 및 부드러움을 향상시킬 수 있다.

일 구현으로, 도 2에 나타난 상기 릴(54)은 상기 종이 웹(52)에 크레이프를 형성하기 위한 러시(rush) 이송 과정에서 상기 직물(56)보다 느린 속도로 진행될 수 있다. 예를 들어, 상기 릴과 상기 직물의 상대 속도 차이는 약 5% 내지 약 25%, 그리고 특히 약 12% 내지 약 14%일 수 있다. 릴에서의 러시 이송은 단독으로 또는 상류에서 예를 들어 형성 직물과 이송 직물 사이에서 러시 이송 공정과 함께 일어날 수 있다.

일 구현으로, 상기 종이 웹(52)은 웹이 편평한 평면 상태에 있지 않은 때 섬유를 연결하는 수소결합이 실질적으로 형성되도록 3 차원 상태에서 건조된 텍스쳐(textured) 웹일 수 있다. 예를 들어, 상기 웹은 고도로 텍스쳐된 통기건조 직물 또는 다른 3차원 기재 상에 있는 동안 형성될 수 있다. 크레이핑되지 않은 통기건조 직물의 제조 방법은 예를 들어 Wendt 등의 미국 특허 번호 5,672,248; Farrington 등의 미국 특허 번호 5,656,132; Lindsay 및 Burazin의 미국 특허 번호 6,120,642; Mermans 등의 미국 특허 번호 6,096,169; Chen 등의 미국 특허 번호 6,197,154; 및 Hada등의 미국 특허 번호 6,143,135에 개시되어 있으며, 이들은 모두 참고문헌으로 본 명세서에 편입된다.

상술한 바와 같이, 상기 첨가제 조성물은 티슈 웹(52)을 형성하기 위해 사용되는 섬유의 수성 서스펜션과 조합될 수 있다. 택일적으로, 상기 첨가제 조성물은 형성된 후 상기 티슈 웹에 국부적으로 도포될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 첨가제 조성물은 건조기(48) 전에 또는 건조기(48) 후에, 예를 들어 스프레이 장치(49A) 또는 스프레이 장치(49B)를 각각 이용하는 것과 같이, 상기 티슈 웹에 적용될 수 있다.

도 2에는 크레이핑되지 않은 통기 건조된 티슈 웹의 제조 공정을 나타내었다. 그러나, 상기 첨가제 조성물은 다른 티슈 제조 방법으로 티슈 웹에 도포될 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 도 3을 참고하면 습식 크레이핑된 티슈 웹을 형성하기 위한 공정의 일 예가 나타난다. 본 구현으로, 헤드박스(60)가 섬유의 수성 서스펜션을 복수의 가이드 롤(64)에 의해 지지되고 구동되는 형성 직물(62) 상에 방출한다. 진공 박스(66)가 형성 직물(62) 아래에 배치되고, 상기 섬유 퍼니쉬로부터 물을 제거하도록 개조되어 웹의 형성을 돕는다. 형성 직물(62)로부터 형성된 웹(68)이 제 2 직물(70)로 이송되며, 이는 와이어 혹은 펠트일 수 있다. 직물(70)은 복수의 가이드 롤에 의해 지지되어 연속 경로 둘레로 이동한다. 직물(2)로부터 직물(70)로의 웹(68) 이송을 촉진하도록 설계된 픽업롤(74)이 또한 포함된다.

이러한 구현에서, 직물(70)로부터 웹(68)은 양키(Yankee) 건조기와 같이 회전 가능한 가열 건조 드럼(76)의 표면으로 이송된다.

본 발명에 따라, 상기 첨가제 조성물은 헤드박스(60)에 함유된 섬유의 수성 서스펜션과의 조합에 의해 및/또는 상기 과정 중 첨가제 조성물의 국부적인 도포에 의해 상기 티슈 웹(68)로 편입될 수 있다. 특정의 일 구현으로, 본 발명의 상기 첨가제 조성물은 웹이 패브릭(70) 상에 이송되는 동안 상기 티슈 웹(68)에 국부적으로 도포되거나 또는 상기 티슈 웹(68)의 일면 상으로 이송하기 위해 건조기 드럼(76)의 표면에 도포될 수 있다. 이러한 방식에서, 상기 첨가제 조성물은 상기 티슈 웹(68)을 상기 건조 드럼(76)에 부착하는데 사용된다. 이러한 구현에서, 웹(68)이 건조기 표면의 회전식 경로의 일부를 통해 운반됨에 따라, 상기 웹에 열이 부여되어 웹에 함유된 대부분의 습기가 증발되도록 한다. 그 후 크레이핑 블레이드(78)에 의해 웹(68)이 건조기 드럼(76)으로부터 제거된다. 크레이핑 웹(78)이 형성되면 상기 웹 내의 내부 결합이 더욱 감소되고 부드러움을 증가시킨다. 한편, 크레이핑 하는 동안 상기 첨가제 조성물을 상기 웹에 도포하는 것은 웹의 강도를 증가시킬 수 있다.

도 35를 참고하면, 크레이핑 티슈 웹 형성을 위한 방법의 또 다른 택일적인 구현이 나타난다. 도 3에 설명된 공정과 관련하여 유사한 구성을 지시하기 위해 유사한 참조 번호가 사용되었다.

도 35에 나타난 바와 같이, 형성된 웹(68)은 회전식 가열된 건조기 드럼(76)의 표면으로 이송되고, 이는 Yankee 건조기일 수 있다. 상기 프레스 롤(72)은 일 구현으로 흡입 브레스트(breast) 롤을 포함할 수 있다. 상기 웹(68)을 건조기 드럼(76)에 부착하기 위해, 크레이핑 접착제가 상기 건조기 드럼의 표면에 스프레이 장치(69)에 의해 도포될 수 있다. 상기 스프레이 장치(69)는 본 발명에 따라 제조된 첨가제 조성물을 방출하거나 또는 전통적인 크레이핑 접착제를 방출할 수 있다.

도 35에 나타난 바와 같이 상기 웹은 상기 건조기 드럽(76)의 표면에 부착하고, 그 후 크레이핑 블레이드를 이용하여 상기 드럼으로부터 크레이핑된다. 필요한 경우, 상기 건조기 드럽(76)은 후드(71)와 연결될 수 있다. 상기 후드(71)는 공기를 웹(68)에 대해 또는 이를 통해 공기를 밀어넣기 위해 사용될 수 있다.

상기 건조기 드럼(76)으로부터 크레이핑되면, 그 후 상기 웹(68)은 제 2 건조기 드럼(73)에 부착된다. 상기 제 2 건조기 드럼(73)은 예를 들어 후드(77)에 의해 둘러쌓여진 가열된 드럼을 포함할 수 있다. 상기 드럼은 약 100 ℃ 내지 약 150℃와 같이 약 25℃ 내지 약 200까지℃ 가열될 수 있다.

상기 웹(68)을 상기 제 2 건조기 드럼(73)에 부착시키기 위해, 제 2 스프레이 장치(75)가 접착제를 상기 건조기 드럼 상에 방출할 수 있다. 본 발명에 따라, 예를 들어, 상기 제 2 스프레이 장치(75)가 첨가제 조성물을 상술한 바와 같이 방출할 수 있다. 상기 첨가제 조성물은 상기 티슈 웹(68)의 상기 건조기 드럼(73)에 대한 부착을 보조할 뿐만 아니라 웹이 상기 건조기 드럼(73)으로부터 상기 크레이핑 블레이드(79)에 의해 크레이핑될 때 웹의 표면으로 이송된다.

상기 제 2 건조기 드럼(73)으로부터 크레이핑되면, 상기 웹(69)은 임의로 냉각 릴(reel) 드럼(81) 주위로 공급되고 냉각된 후 릴(83)에 감긴다.

상기 첨가제 조성물은 또한 형성-후 공정에 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 프린트-크레이핑 공정 동안 사용되고 실행된 웹 상에 도포될 수 있다. 특히, 티슈 웹에 국부적으로 도포되면, 상기 첨가제 조성물은 프린트 크레이핑 작업에서와 같이 상기 티슈 웹을 크레이핑 표면에 부착시키기에 매우 적절한 것으로 나타난다.

예를 들어, 티슈 웹이 형성되고 건조되면, 일 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 상기 웹의 적어도 일면에 도포될 수 있고, 그 후 적어도 일면의 상기 웹은 크레이핑될 수 있다. 일반적으로, 상기 첨가제 조성물은 상기 웹의 오직 일 면에만 도포되고 상기 웹의 오직 일면만이 크레이핑되거나, 상기 첨가제 조성물이 상기 웹의 양면에 도포되고 상게 웹의 오직 일 면만 크레이핑되거나, 또는 상기 첨가제 조성물이 상기 웹의 각 면에 도포되고 웹의 각 면에 크레이핑될 수 있다.

도 4를 참고하면, 상기 첨가제 조성물을 상기 티슈 웹에 도포하고 웹의 일 면을 크레이핑하는데 사용될 수 있는 시스템의 일 구현이 도시되어 있다. 도 4에 나타난 구현은 인-라인 도는 오프-라인 공정일 수 있다. 나타난 바와 같이, 도 2 또는 도 3에 나타난 바에 따라 또는 유사한 공정에 따라 제조된 티슈 웹(80)이 일반적으로 제 1 첨가제 조성물 도포 위치를 지나간다(82). 위치(82)는 매끄러운 고무 프레스 롤(84) 및 패턴화된 로토그라비어 롤(86)에 의해 형성된 닙(nip)을 포함한다. 로토그라비어 롤(86)은 제 1 첨가제 조성물(90)을 함유하는 저장소(88)과 커뮤니케이션한다. 로토그라비어 롤(86)은 상기 첨가제 조성물(90)을 미리선택된 패턴으로 웹(80)의 일 면에 도포한다.

웹(80)은 그 후 롤(94)를 지난 후 가열된 롤(92)과 접촉한다. 상기 가열된 롤(92)은 예를 들어 200℃ 온도까지, 그리고 특리 약 100 ℃ 내지 약 150℃의 온도까지 가열될 수 있다. 일반적으로, 상기 웹은 상기 웹을 건조하고 임의의 물을 증발하기에 충분한 온도까지 가열될 수 있다.

상기 가열된 롤(92) 외에 어떠한 적절한 가열 장치가 웹의 건조를 위해 사용될 수 있는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 택일적인 구현으로, 상기 웹은 건조를 위해 적외선 가열기와 소총상태로 배치될 수 있다. 가열된 롤 또는 적외선 가열기를 사용하는 것 이외에, 예를 들어 다른 가열 장치는 예를 들어 어떠한 적절한 대류식 오븐 또는 마이크로파 오븐을 포함할 수 있다.

상기 가열된 롤(92)로부터 웹(80)은 풀 롤(96)에 의해 제 2 첨가제 조성물 도포 위치, 전체적으로 (98)로 전진할 수 있다. 위치(98)은 로토그라비어 롤(102)과 접촉하는 전달 롤(100)을 포함하며, 로토그라비어롤은 제 2 첨가제 조성물을 함유하는 저장소(104)와 연락한다. 위치(82)와 유사하게, 제 2 첨가제 조성물(106)이 상기 웹(80)의 반대편에 미리선택된 패턴으로 도포된다. 상기 제 2 첨가제 조성물이 도포되면, 웹(80)은 프레스 롤(110)에 의해 크레이핑 롤(108)에 부착된다. 웹(80)은 상기 크레이핑 드럼(108)의 표면 상에 일정 거리로 운반되고, 크레이핑 블레이드(112)의 작용에 의해 이로부터 제거된다. 상기 크레이핑 블레이드(112)는 상기 티슈 웹의 제 2 면 상에 조절된 패턴 크레이핑 작업을 수행한다.

크레이핑되면, 이러한 구현에서 티슈 웹(80)은 건조 위치(114)를 통해 당겨진다. 건조 위치(114)는 적외선 열, 마이크로파 에너지, 뜨거운 공기 등에 의해 작동하는 오븐과 같은 어떠한 형태의 가열 유닛을 포함할 수 있다. 건조 위치(114)는 일부 용도에서 상기 웹을 건조하기 위해 그리고/또는 상기 첨가제 조성물을 경화하기 위해 필요할 수 있다. 그러나, 상기 첨가제 조성물의 선택에 따라, 다른 구현에서는 건조 위치(114)가 불필요할 수 있다.

상기 건조 위치(114)에서 상기 티슈 웹이 가열되는 양은 상기 첨가제 조성물에 사용되는 특정 열가소성 수지, 상기 웹에 도포되는 조성물의 양, 및 사용된 웹의 유형에 따를 수 있다. 예를 들어, 일부 구현에서 상기 티슈 웹은 약 100℃ 내지 약 200℃의 온도에서의 공기와 같은 기체 스트림을 이용하여 가열될 수 있다.

도 4에 나타난 구현에서, 첨가제 조성물이 상기 티슈 웹의 각 측면에 도포되었더라도, 상기 웹의 오직 일 면만이 크레이핑 공정을 거친다. 그러나, 다른 구현으로 상기 웹의 양면이 모두 크레이핑될 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 상기 가열된 롤(92)은 도 4에 나타난 예를 들어 (108)과 같은 크레이핑 드럼으로 대체될 수 있다.

도 4에 나타난 바와 같은 티슈 웹의 크레이핑은 상기 티슈 웹 내에 함유된 섬유-대-섬유 결합을 끊어서 상기 웹의 부드러움을 증가시킨다. 한편, 상기 첨가제 조성물을 상기 종이 웹의 외부에 도포하는 것은 웹의 크레이핑을 도울 뿐만 아니라 상기 웹에 대한 건조 강도, 습윤 강도, 신장성 및 내인열성을 보조한다. 나아가, 상기 첨가제 조성물은 상기 티슈 웹으로부터의 린트 방출을 감소시킨다.

일반적으로, 도 4에 나타난 바와 같이 상기 티슈 웹에 도포된 제 1 첨가제 조성물 및 제 2 첨가제 조성물은 동일한 성분을 함유하거나 상이한 성분을 함유할 수 있다. 택일적으로, 상기 첨가제 조성물은 필요한 경우 동일한 성분을 상이한 양으로 포함할 수 있다.

상기 첨가제 조성물은 상술한 바와 같이 미리선택된 패턴으로 베이스 웹에 도포된다. 일 구현으로, 예를 들어, 상기 첨가제 조성물은 망상 패턴으로 도포되어 표면 상에 패턴이 서로 연결되어 그물-유사 디자인을 형성할 수 있다.

그러나, 택일적인 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 상기 웹에 단속적 모양의 연속을 나타내는 패턴으로 도포될 수 있다. 상기 첨가제 조성물을 점(dot)과 같이 단속적 형태로 도포하는 것은 상기 웹 표면의 상당한 부분을 커버하지 않으면서 웹에 충분한 강도를 제공한다.

본 발명에 따르면, 상기 첨가제 조성물은 상기 종이 웹의 각 면에 도포되어 상기 웹의 표면을 약 15% 내지 약 75%의 을 커버한다. 보다 상세하게, 상기 첨가제 조성물은 웹의 각 면의 표면의 약 20% 내지 약 60%를 커버한다. 상기 웹의 각 면에 도포된 첨가제 조성물의 총 량은 상기 웹의 총 질량을 기준으로 약 1 중량% 내지 약 20 중량%와 같이, 약 2중량% 내지 약 10 중량%와 같이, 약 1 중량% 내지 약 30 중량%의 범위이다.

상기 양에서, 상기 첨가제 조성물은 도포된 후 다양한 인자들에 따라 상기 웹의 총 두께의 약 30%까지의 양으로 상기 티슈 웹을 침투할 수 있다. 그러나, 첨가제 조성물의 대부분은 상게 웹에 도포된 후 주로 웹의 표면에 잔존하는 것이 발견되었다. 예를 들어, 일부 구현으로, 상기 첨가제 조성물은 상게 웹 두께의 3% 미만과 같이, 1% 미만과 같이, 5% 미만으로 침투한다.

도 5를 참고하면, 본 발명에 따라 종이 웹에 첨가제 조성물을 도포하기 위해 사용될 수 있는 패턴의 일 구현이 나타난다. 설명한 바와 같이, 도 5에 나타난 패턴은 단속적인 점(120)의 연속으로 나타낸다. 일 구현으로, 예를 들어, 상기 점은 기계 방향으로 또는 횡-기계 방향으로 1인치 당 대략 약 25 내지 약 35 개의 점이 존재하도록 이격될 수 있다. 상기 점은 예를 들어 약 0.01 인치 내지 약 0.03 인치의 직경을 가질 수 있다. 일 특정 구현으로, 상기 점은 약 0.02 인치의 직경을 가질 수 있고, 인치 당 대략 28 개의 점이 기계 방향 또는 상기 횡-기계 방향으로 연장되도록 하는 패턴으로 존재할 수 있다. 이러한 구현에서, 상기 점은 상기 종이 웹의 각 일면의 표면적의 약 20% 내지 약 30%를 커버할 수 있고, 보다 상세하게 상기 웹의 표면적의 약 25%를 커버할 수 있다.

점 이외에도, 다양한 다른 단속적인 형태가 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 나타난 바와 같이, 3개의 연장된 6각형으로 이루어지는 단속적인 형태로 만들어진 패턴이 기술된다. 일 구현으로, 상기 6각형은 약 0.02 인치의 길이일 수 있고 약 0.006 인치의 폭을 가질 수 있다. 1 인치 당 대략 35 내지 40 개의 6 각형이 기계 방향 및 횡(cross)-기계 방향으로 간격을 두고 배치될 수 있다. 도 7에 나타난 바와 같이 6각형을 사용하는 경우, 상기 패턴은 상기 웹의 일 면의 표면적의 약 40% 내지 약 60%를 커버할 수 있고, 보다 상세하게 상기 웹의 표면적의 약 50%를 커버할 수 있다.

도 6을 참고하면, 종이 웹에 첨가제 조성물을 도포하기 위한 다른 구현이 나타난다. 이 구현에서, 상기 패턴은 그물 격자이다. 보다 상세하게, 상기 그물화 패턴은 다이아몬드 모양이다. 사용되는 경우, 그물화 패턴은 단속적인 모양의 연속으로 만들어진 패턴과 비교할 때 웹에 보다 큰 강도를 제공할 수 있다.

본 발명에 따라 상기 첨가제 조성물은 상기 티슈 웹에 도포하기 위해 사용되는 방법은 다양할 수 있다. 예를 들어, 특정 적용에 따라 다양한 프린팅 방법이 사용되어 상기 첨가제 조성물을 베이스 시트 상에 프린트할 수 있다. 이러한 프린팅 방법은 각 면에 대해 2 개의 분리된 그라비어를 이용하는 직접 그라비어 프린팅, 듀플렉스(duplex) 프린팅을 이용하는 오프셋 그라비어 프린팅(두 측면이 동시에 프린트 됨), 또는 스테이션-대-스테이션(station-to-station) 프린팅(1회 총과로 각 면의 연속적인 프린팅)을 포함할 수 있다. 다른 구현으로, 오프셋 및 직접 그라비어 프린팅의 조합이 사용될 수 있다. 또 다른 구현으로, 듀플렉스 또는 스테이션-대-스테이션 프린팅을 이용하는 플렉소그래픽(flexographic) 프린팅이 또한 사용되어 상기 첨가제 조성물을 도포할 수 있다.

본 발명의 공정에 따라, 수많은 그리고 상이한 티슈 제품이 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 티슈 제품은 단일-겹 와이퍼 제품일 수 있다. 상기 제품은 예를 들어 훼이셜 티슈, 목욕 티슈, 종이 타월, 냅킨, 산업용 와이퍼 등일 수 있다. 상술한 바와 같이, 평량은 약 10 gsm 내지 약 110gsm의 어떠한 범위일 수 있다.

상술한 방법에 따라 제조된 티슈 제품은 상대적으로 좋은 부피(bulk) 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 티슈 웹은 약 10cc/g을 초과하는 것과 같은, 약 11cc/g초과와 같은, 약 8cc/g을 초과하는 부피를 가질 수 있다.

일 구현으로, 본 발명에 따라 제조된 티슈 웹은 복수-겹 제품에 편입될 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 본 발명에 따라 제조된 티슈 웹은 하나 이상의 다른 티슈 웹과 부착되어 바라는 특성을 갖는 와이핑(wiping) 제품을 형성할 수 있다. 상기 본 발명의 티슈 웹에 적층된 다른 웹은 예를 들어 습식-크레이핑(wet-creped) 웹, 캘린더(calendered) 웹, 엠보싱(embossed) 웹, 통기건조 웹, 크레이핑 통기 건조(creped through-air dried) 웹, 비크레이핑 통기 건조 웹, 수교락(hydroentangled) 웹, 코폼(coform), 건식(airlaid) 웹 등일 수 있다.

일 구현으로, 본 발명에 따라 제조된 티슈 웹을 복수-겹 제품에 편입하는 경우, 상기 티슈 웹의 일면에 상기 첨가제 조성물을 도포하고 그에따라 웹의 처리된 면을 크레이핑하는 것이 바람직하다. 상기 웹의 크레이핑된 면은 그 후 복수 겹 제품의 외부 표면을 형성하는 데 이용된다. 한편, 상기 처리되지 않고 크레이핑되지 않은 웹의 면은 어떠한 적절한 수단에 의해 하나 이상의 겹과 부착된다.

예를 들어 도 8을 참고하면, 상기 첨가제 조성물을 본 발명에 따른 티슈 웹의 일면에만 도포하는 방법의 일 구현이 나타난다. 도 8에 나타난 공정은 도 4에 나타난 공정과 유사하다. 이러한 관점에서, 유사한 참조 번호가 유사한 구성 요소를 지시하기 위해 사용되었다.

나타난 바와 같이, 웹(80)이 첨가제 조성물 도포 위치 일반적으로 (98)로 나아간다. 위치(98)는 첨가제 조성물을 함유하는 저장소(104)와 연락하는 로토그라비어 롤(102)와 접촉하고 있는 이송 롤(100)을 포함한다. 위치(98)에서, 상기 첨가제 조성물(106)이 미리선택된 패턴으로 상기 웹(80)의 일 면에 도포된다.

상기 첨가제 조성물이 도포되면, 웹(80)은 프레스 롤(110)에 의해 크레이핑 롤(108)에 부착된다. 웹(80)은 크레이핑 드럼(108)의 표면 상에서 일정 거리로 운반되고, 그 후 크레이핑 블레이드(112)의 작동에 의해 제거된다. 상기 크레이핑 블레이드(112)는 상기 웹의 처리된 면에서 조절된 패턴 크레이핑 작업을 수행한다.

상기 크레이핑 드럼(108)으로부터, 상기 티슈 웹(80)은 첨가제 조성물(106)을 건조 및/또는 경화하는 건조 위치(114)을 통해 공급된다. 상기 웹(80)은 그 후 복수 겹 제품 또는 단일 겹 제품으로의 사용을 위해 롤(116)로 감긴다.

도 36을 참고하면, 본 발명에 따른 첨가제 조성물을 티슈 웹의 일 면에만 도포하기 위한 공정의 다른 구현이 나타난다. 유사한 참조 번호가 유사한 구성요소를 지시하기 위해 사용되었다.

도 36에 도시된 공정은 도 8에 도시된 공정과 유사하다. 그러나, 도 36에 나타난 공정에서, 상기 첨가제 조성물은 오프셋 프린팅 설비에서 오프셋 프린팅 장치에 의해 상기 티슈 웹(80)에 간접적으로 도포된다.

예를 들어, 도 36에 나타난 바와 같이, 상기 첨가제 조성물(106)은 먼저 제 1 프린트 롤(102)로 이송된다. 상기 프린트 롤(102)로부터 상기 첨가제 조성물은 그 후 상기 티슈 웹(80)에 도포되기 전에 아날로그 롤(103)로 이송된다. 상기 아날로그 롤(103)로부터, 상기 첨가제 조성물이 고무 백킹롤(backing roll)의 보조를 통해 상기 티슈 웹(80) 상에 프레스된다.

도 8과 유사하게, 상기 티슈 웹(80)에 상기 첨가제 조성물이 도포되면, 상기 웹은 그 후 가열된 크레이핑 드럼(108)에 부착되고 롤(116)로 감기기 전에 크레이핑 블레이드(12)를 이용하여 상기 드럼으로부터 크레이핑된다.

도 37을 참고하면, 본 발명에 따른 티슈 웹의 일 면에만 첨가제 조성물을 도포하기 위한 공정의 또 다른 구현이 개시된다. 나타난 바와 같이, 이러한 구현에서, 형성된 티슈 웹(80)이 롤(85)로부터 풀리고 상기 공정으로 공급된다. 상기 도포 방법은 인-라인으로 설계될 수도 있으나, 이러한 공정은 오프-라인 공정으로 고려될 수 있다.

도 37에 설명된 바와 같이, 건조 티슈 웹(80)이 프레스 롤(110)에 의해 건조기 드럼(108)에 대해 프레스된다. 스프레이 장치(109)는 본 발명의 상기 첨가제 조성물을 상기 건조기 드럼의 표면에 도포한다. 상기 첨가제 조성물은 따라서 상기 티슈 웹(80)을 건조기 드럼(108)의 표면에도 부착할뿐만 아니라, 상기 웹이 크레이핑 블레이드(112)를 이용하여 상기 드럼으로부터 크레이핑됨에 따라 상기 티슈 웹으로 이동된다. 상기 건조기 드럼(108)으로부터 크레이핑되면, 상기 티슈 웹(80)은 롤(116)로 감겨진다.

도 37에 도시된 구현은 스프레이 크레이핑 공정으로 생각될 수 있다. 공정 동안에, 상기 건조기 드럼(108)은 도면에 도시된 다른 구현에 관하여 상술한 온도까지 가열될 수 있다.

첨가제 조성물로 티슈 웹(80)의 일 면만을 처리하는 경우, 일 구현으로, 상기 웹의 표면적의 약 40% 이상을 커버하는 패턴에 따라 첨가제 조성물을 도포하는 것이 바람직하다. 예를들어, 상기 패턴은 상기 웹의 일면의 표면적의 약 40% 내지 약 60%와 같이, 약 40% 내지 약 90%를 커버할 수 있다. 특정의 일 예시에서, 예를 들어, 상기 첨가제 조성물은 도 7에 나타난 패턴에 따라 도포될 수 있다.

본 발명의 특정 구현으로, 2 겹 제품이 제 1 종이 웹 및 제 2 종이 웹으로부터 형성되며, 상기 두 종이 웹은 일반적으로 도 8에 나타난 공정에 따라 제조된다. 예를 들어, 본 발명에 따라 제조된 제 1 종이 웹은 본 발명에 따라 제조된 제 2 종이 웹에 상기 웹의 크레이핑된 면이 결과 제품의 외부 표면을 형성하는 방식으로 부착될 수 있다. 상기 크레이핑된 표면은 일반적으로 부드럽고 매끄러우며 전체적인 특성이 향상된 2 겹 제품을 제조한다.

상기 제 1 종이 웹이 상기 제 2 종이 웹에 적층되는 방식은 특정한 적용 및 바라는 특성에 따라 다를 수 있다. 몇몇 구현에서, 본 발명의 알파-올레핀 혼성 중합체가 겹-결합제로서 역할할 수 있다. 다른 적용에서, 접착제 또는 결합 섬유와 같은 결합 재료가 하나 또는 두 웹에 도포되어 상기 웹들을 함께 결합한다. 상기 접착제는 예를 들어 라텍스 접착제, 전분계 접착제, 에틸렌-비닐 아세테이트 접착제와 같은 아세테이트, 폴리비닐 알콜 접착제 등일 수 있다. 그러나, 열가소성 필름 및 섬유와 같은 다른 결합 재료가 또한 웹의 결합을 위해 사용될 수 있는 것이 이해되어야 한다. 상기 결합 재료가 상기 웹의 표면 위에 균일하게 스프레이되어 웹이 함께 결합되는 것을 보장할 수 있으며, 또는 선택된 영역에 도포될 수 있다.

도 2 및 3에 나타난 바와 같은 습식(wt lay) 공정에 더하여 본 발명에 따라 다양한 다른 베이스 시트가 처리될 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명에 따라 처리될 수 있는 다른 베이스 시트는 건식(airlaid) 웹, 코폼(coform) 웹, 수교락(hydroentangled) 웹을 포함한다. 이러한 유형의 베이스 시트가 처리되는 경우, 상기 첨가제 조성물은 일반적으로 상기 베이스 시트에 국부적으로 도포된다. 예를 들어, 상기 첨가제 조성물은 상기 베이스 시트의 표면 상에 스프레이 혹은 프린트될 수 있다.

건식 웹은 섬유상 부직포 층이 제조되는 에어 성형(air forming)공정에서 제조된다. 상기 건식 공정에서, 약 3 내지 약 52 밀리미터(mm) 범위의 전형적인 길이를 갖는 소섬유 다발이 분리되고 송기 공급 장치(air supply)에 비말동반(entarin)된그 후, 일반적으로 진공 공급장치의 도움으로 형성 스크린 상에 침적된다. 랜덤으로 침적된 섬유는 그 후 예를 들어 핫 에어(hot air) 또는 스프레이 접착제를 이용하여 서로 결합된다. 상기 건식 부직포 조성물의 제조는 당해 기술 분야의 문헌 및 보고서에 잘 정의되어 있다. 예시는 Lauesen 등의 North America Inc의 Scan Web에 양도된 미국 특허 4,640,810에 기술된 바와 같은 DanWeb 공정 및 Kroyer 등의 미국 특허 4,494,278에 기술된 바와 같은 Kroyer 공정 및 Soerense의 Niro Separation a/s에 양도된 미국 특허 5,527,171, Appel 등의 Kimberly-Clark Corporation에 양도된 미국 특허 4,375,448, 또는 다른 유사한 방법을 포함한다.

셀룰로스 섬유를 함유하는 다른 재료는 코폼 웹 및 수교락 웹을 포함한다. 상기 코폼 공정에서, 적어도 하나의 멜트블로운 다이헤드(meltblown diehead)가 슈트(chute) 가까이에 배치되며, 이를 통해 다른 재료들이 멜트 블로운 웹이 형성되는 동안 첨가된다. 이러한 다른 재료는 천연 섬유, 고흡수성 입자, 천연 폴리머 섬유(예를 들어, 레이온) 및/또는 합성 폴리머 섬유(예를 들어, 폴리프로필렌 또는 폴리에스터)일 수 있으며, 예를 들어 상기 섬유는 스테이플(staple) 길이일 수 있다.

코폼 공정이 Lau의 양도된 미국 특허 4,818,464 및 Anderson 등의 4,100,324에 나타나 있으며, 이들은 본 명세서에 참고문헌으로 편입된다. 상기 코폼 공정에 의해 제조된 웹은 일반적으로 코폼 재료라고 불린다. 보다 상세하게, 코폼 부직웹의 제조 공정은 용융 중합성 재료를 다이 헤드(die head)를 통해 미세한 스트림으로 압출하는 단계 및 노즐로부터 제공된 고속의, 가열된 기체(일반적으로 공기) 흐름을 수렴하여 상기 폴리머 스트림을 불연속의 작은 직경을 갖는 미세섬유로 분할하여 상기 스트림을 가늘게 하는 단계를 포함한다. 상기 다이 헤드는 예를 들어 적어도 하나의 직렬의 압출 구멍을 포함할 수 있다. 일반적으로, 상기 미세섬유는 약 10 미크론까지의 평균 섬유 직경을 가질 수 있다. 상기 미세섬유의 평균 직경은 일반적으로 약 2 미크론 내지 약 5 미크론과 같이, 약 1 미크론 이상일 수 있다. 상기 미세섬유가 현저하게 단속적인 한편, 이들은 일반적으로 스테이플(staple) 섬유와 관련하여 초과하는 길이를 갖는다.

용융 폴리머 섬유와 펄프와 같은 다른 재료를 조합하기 위해, 1차 기체 스트림이 특성화된 우드 펄프 섬유를 함유하는 2차 기체 스트림과 융합된다. 따라서, 상기 펄프 섬유는 상기 폴리머 섬유와 단일의 단계로 통합된다. 상기 우드 펄프 섬유는 약 0.5 밀리미터 내지 약 10 밀리미터의 길이를 가질 수 있다. 상기 통합된 기체 스트림은 그 후 성형 표면 상으로 지시되어 에어 성형(air form)된다. 상기 부직물은, 바람직한 경우, 한쌍의 진공 롤의 닙을 통과하여 두 개의 상이한 재료를 더욱 통합할 수 있다.

상기 멜트블로운 섬유와 조합될 수 있는 천연 섬유는 울(wool), 면, 아마, 대마 및 울 펄프를 포함한다. 울 펄프는 CR-1654(US Alliance Pulp Mills, Coosa, Alabama)와 같은 표준 소프트유드 플러핑(fluffing) 등급을 포함한다. 펄프는 섬유의 본질적인 특성 및 가공성을 향상시키기 위해 변형될 수 있다. 화학적 처리 도는 기계적 꼬임을 포함하는 방법에 의해 컬(curl)이 상기 섬유에 부여될 수 있다. 전형적으로 컬은 교차결합(crosslinking) 또는 경화(stiffening) 전에 부여된다. 펄프는 포름알데히드 또는 그 유도체, 글루타알데히드, 에피클로로하이드린, 요소 또는 요소 유도체와 같은 메틸로레이트(methylolated) 화합물, 말레산 무수물, 비-메틸로레이트(non-methylolated) 요소 유도체와 같은 디알데히드, 시트르산 도는 다른 폴리카복실산과 같은 교차결합제를 이용하여 경화될 수 있다. 펄프는 또한 열 또는 머서화(mercerization)와 같은 가성(caustic) 처리를 이용하여 경화될 수 있다. 이러한 유형의 섬유의 예시는 화학적으로 교차결합된 서던 소프드우드 펄프 섬유로 습윤탄성율(wet modulus)이 향상시키는 NHB416을 포함하며, Weyerhaeuser Corporation of Tacoma, WA로부터 입수가능하다. 다른 유용한 펄프는 탈결합 펄프(NF405) 및 비-탈결합(non-debonded) 펄프(NB416)로 역시 Weyerhaeuser로부터 입수가능하다. Memphis, TN의 Buckeye Technologies, Inc로부터의 HPZ3은 상기 섬유에 대해 건조 및습윤 강도 및 탄성를 부가하고 나아가 컬 및 꼬임을 설정하는 화학적 처리를 갖는다. 다른 적절한 펄프는 Buckeye HP2 펄프이고 또 다른 것은 International Paper Corporation으로부터의 IP Supersoft이다. 적절한 레이온 섬유는 Axis, Alabama의 Acordis Cellulose Fibers Incorporated로부터의 1.5 데니어(denier) Merge 18453 섬유이다.

펄프 섬유와 같은 셀룰로스 재료를 함유하는 경우, 코폼 재료는 상기 셀룰로스 재료를 약 30 중량% 내지 약 70 중량%와 같이, 약 10 중량% 내지 약 80 중량%의 양으로 함유할 수 있다. 예를 들어, 일 구현으로, 코폼 재료는 펄프 섬유를 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 양으로 함유하여 제조될 수 있다.

코폼 웹에 추가하여, 수교락 웹이 또한 합성 및 펄프 섬유를 함유할 수 있다. 수교락 웹은 상게 웹 내의 섬유를 얽히게 하는 유체의 컬럼 젯(columnar jet) 처리한 웹을 의미한다. 웹의 수교락은 전형적으로 웹의 강도를 증가시킨다. 일 구현으로, 펄프 섬유는 스펀본드(spunbond) 웹과 같은 연속적인 필라멘트 재료로 수교락될 수 있다. 상기 수교락된 결과 부직포 복합물은 펄프 섬유를 약 70 중량%의 양과 같이, 약 50 중량% 내지 약 80 중량%의 양으로 함유할 수 있다. 상술한 바와 같은 상업적으로 입수가능한 수교락 복합물은 Kimberly-Clark Corporation으로부터 HYDROKNIT의 상품명으로 상업적으로 입수가능하다. 수력 교락(hydraulic entangling)은 예를 들어 Everhart의 미국 특허 번호 5,389,202에 개시되어 있으며, 이는 본 명세서에서 참고문헌으로 편입된다.

본 명세서는 상기 실시예를 통해 보다 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 복수 층을 갖는 층상 티슈 웹의 형성을 설명하는, 티슈 웹 형성 장치를 도식적으로 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명에 사용하기 위한 통기-건조된(through-dried) 크레이핑되지 않은 티슈 웹을 형성하기 위한 공정의 일 구현을 도식적으로 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명에 사용하기 위한 습식(wet pressed) 크레이핑된 티슈 웹을 형성하기 위한 공정의 일 구현을 도식적으로 나타낸 것이다.

도 4는 본 발명에 따라 첨가제 조성물을 티슈 웹의 각 면에 도포하고 웹의 일 면에 크레이핑하기 위한 공정의 일 구현을 도식적으로 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명에 따라 제조된 티슈 웹에 첨가제 조성물을 도포하는데 사용되는 패턴의 일 구현의 평면도이다.

도 6은 본 발명에 따라 티슈 웹에 첨가제 조성물을 도포하는데 사용되는 패턴의 다른 구현이다.

도 7은 본 발명에 따라 티슈 웹에 첨가제 조성물을 도포하는데 사용되는 패턴의 다른 택일적인 구현이다.

도 8은 본 발명에 따라 첨가제 조성물을 티슈 웹의 일 면에 도포하고 웹의 일 면에 크레이핑하기 위한 공정의 택일적인 구현을 도식적으로 나타낸 것이다.

도 9-26 및 28-34는 하기에서 기술되는 실시예에서 획득된 결과이다.

도 27은 스틱-슬립 시험을 수향하는데 사용되는 장치를 도식적으로 나타낸 것이다.

도 35는 본 발명에 따라 크레이핑된 키슈 웹을 형성하는 방법의 다른 구현을 도식적으로 나타낸 것이다.

도 36은 본 발명에 따라 첨가제 조성물을 티슈 웹의 일 면에 도포하고 웹의 일 면에 크레이핑하기 위한 공정의 또 다른 구현을 도식적으로 나타낸 것이다.

도 37은 본 발명에 따라 첨가제 조성물을 티슈 웹의 일 면에 도포하고 웹의 일 면에 크레이핑하기 위한 공정의 또 다른 구현을 도식적으로 나타낸 것이다.

도 38은 블로킹 시험을 수행하는데 사용되는 샘플 표본의 절단면도이다.

도 42는 본 발명에 따라 린트 시험을 수행하는데 사용될 수 있는 장치의 사시도이다.

본 명세서 및 도면에서의 참고 부호의 반복 사용은 본 발명의 동일 혹은 유사한 특성 또는 요소를 나타내기 위한 것으로 의도된다.

실시예 1

본 발명에 따라 제조된 티슈 제품의 특성을 설명하기 위해, 다양한 티슈 샘플에 첨가제 조성물을 처리하고 표준화된 시험을 하였다. 비교의 목적으로, 미처리된 티슈 샘플, 실시콘 조성물로 처리된 티슈 샘플, 및 에틸렌 비닐 아세테이트 바인더(binder)로 처리된 티슈 샘플이 또한 시험되었다.

보다 상세하게, 상기 티슈 샘플은 3 겹을 함유하는 티슈 시트를 포함한다. 상기 3겹 티슈 샘플의 각 겹은 도 3에 나타난 공정과 유사한 공정에서 형성된다. 각 겹은 약 13.5gsm의 평량(basis weight)을 갖는다. 보다 상세하게, 각 겹은 층상 섬유 퍼니쉬(furnish)로부터 제조하며, 2 개의 섬유의 외부 층 사이에 배치된 섬유의 중앙 층을 함유한다. 각 겹의 상기 외부층은 Miami, FL, USA의 오피스의 Aracruz로부터 획득한 유칼립투스 크래프트 펄프를 함유한다. 도 개의 외부 층 각각은 상기 시트의 총 섬유 중량의 대략 33%이다. 상기 중앙 층은 상기 시트의 총 섬유 중량의 대략 34%이며, Alpharetta, GA, USA의 오피스의 Neenah Paper Inc.로부터 획득한 노던 소프트우드 크래프트 펄프 100%로 구성된다. 상기 3 겹을 함께 부착하여 상기 티슈 측면을 3-겹 티슈 샘플의 외부 표면을 향하는 건조기 상에 프레스한다.

상기 3-겹 티슈 시트를 본 발명에 따라 제조된 첨가제 조성물로 코팅한다. 샘플의 제 2 세트를 실리콘 조성물로 코팅하고, 샘플의 제 3 세트는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체로 코팅한다.

로토그라비어 프린터를 이용하여 상기 티슈 시트를 상기 조성물로 코팅한다. 상기 티슈 웹을 상기 로토그라비어 프린터의 고무-고무 닙으로 공급하여 상기 조성물을 상기 웹의 양면에 도포한다. 상기 그라비어 롤은 전자적으로 조각된 구리 상 크롬 롤로 Specialty Systems, Inc., Louisville, Ky에 의해 공급된다. 상기 롤은 길이 인치(linear inch) 당 200 셀의 라인 스크린(line screen) 및 평방 인치 당 8.0 BCM(Billion Cubic Microns)의 롤 표면의 부피를 갖는다. 상기 롤에 대한 전형적인 셀의 치수는 130 정도의 조각 돌기(engraving stylus)를 이용하는 140 미크론의 폭 및 33 미크론의 깊이이다. 상기 고무 백킹 오프셋 어플리케이터 롤은 Amerimay Roller Company, Union Grove, Wisconsin에 의해 공급된 75 슈(shore) A 듀로미터 캐스트(durometer cast) 폴리우레탄이다. 상기 공정은 상기 그라비어 롤과 상기 고무 백킹 롤 사이에 0.375 인치 저촉 및 0.003 인치의 마주보는 고무 백킹 롤 사이의 틈(clearance)을 갖는 조건으로 설정되었다. 상술한 조성물을 계량하여 바라는 첨가 속도를 획득하기 위해 그라비어 롤 속도 조정(차동(differential))을 이용하여 상기 동시 오프셋/오프셋 그라비어 프린터가 분 당 150 피트(feet)의 속도로 실행되었다. 상기 공정은 상기 티슈 중량 기준으로 하는 6.0 중량 퍼센트의 추가분(add-on) 수준의 추가분 수준을 산출하였다(각 면에 3.0%).

본 발명에 따른 첨가제 조성물로 처리된 샘플에 대해, 하기의 표는 각 샘플의 첨가제 조성물의 구성분을 제공한다. 하기의 표에서, AFFINITY^TM EG8200 플라스토머(plastomer)는 The Dow Chemical Compnay of Midland, Michigan, U.S.A.로 부터 획득한 에틸렌 및 옥텐 공중합체를 포함하는 알파-올레핀 혼성 중합체다. PRIMACOR^TM 5980i 공중합체는 역시 The Dow Chemical Compnay로 부터 획득되는 에틸렌-아크릴 산 공중합체이다. 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체는 열가소성 폴리머로 작용할 뿐만 아니라 분산제로서 작용한다. INDUSTRENE®106은 Chemtura Corporation, Middlebury, Connecticut에 의해 상품화되는 올레산을 포함한다. "PBPE"로 지시되는 상기 폴리머는 ASTM D792에 의해 측정되는 0.867 grams/cm²의 밀도, 230℃ 2.16kg에서 ASTM D1238에 측정되는 25g/10min의 용융 흐름 지수(Melt Flow Rate), 및 PBPE의 12 중량%의 에틸렌 함량을 갖는 시험용 프로필렌-계 플리스 토머 또는 엘라스토머("PBPE")이다. 이러한 PBPE 재료는 WO03/040442 및 미국 출원 60/709688(2005.8.19일 출원)에서 가르치고 있으며, 이들은 각각 전체로서 본 명세서에 참고문헌으로 편입된다. AFFINITY^TM PL 플라스토머는 에틸렌과 옥텐 공중합체를 포함하며 The Dow Chemical Compnay로 부터 획득되는 알파-올레핀 혼성 중합체이다. UNICID®350 분산제는 Baker-Petrolite Inc., Sugar Land, Texas, U.S.A.로부터 획득되는 평균 26-탄소 사슬을 포함하는 소수성 물질(hydrophobe)을 갖는 선형의, 1차 카르복실산-작용화된 계면활성제이다. AEROSOL®OT-100 분산제는 West Paterson, New Jersey, U.S.A.의 Cytec Industries, Inc.로부터 획득되는 디옥틸 소듐 술포숙시네이트이다. PRIMACOR^TM5980i 공중합체는 20.5 중량%의 아크릴산을 함유하고 ASTM D1238에 의해 측정하는 경우 125℃ 및 2.16kg에서 13.75g/10min의 용융흐름지수를 갖는다. AFFINITY^TM EG8200G 플라스토머는 ASTM D792로 측정하는 경우 0.87 g/cc의 밀도를 가지며, ASTM D1238에 의해 측정하는 경우 190℃ 및 2.16kg에서 5g/10min의 용융흐름지수를 갖는다. 한편, AFFINITY^TM PL1280G 플라스토머는 ASTM D792로 측정하는 경우 0.90 g/cc의 밀도를 가지며, ASTM D1238에 의해 측정하는 경우 190℃ 및 2.16kg에서 6g/10min의 용융흐름지수를 갖는다.

상기 각 샘플에서 첨가제 조성물은 또한 The Dow Chemical Compnay로 부터 획득한 DOWICIL^TM200 항균제를 함유하며, 이는 96% 시스 1-(3-클로로알릴)-3,5,7-트리아자-1-아조니아아다만탄(azoniaadamantane) 클로라이드(쿼터늄(quaternium)로도 아려짐)의 상기 활성 조성물과 보존력이 있다.

비교를 위해, 하기 샘플도 제조하였다:

샘플 ID 샘플에 도포된 조성물

비-발명 샘플 1. 미처리

비-발명 샘플 2. G.E. Silicones로 부터 획득한 제품 번호 Y-14868 Emulsified Silicon

비-발명 샘플 3. Air Products, Inc.로부터 획득한 카르복실화 비닐 아세테이트-

에틸렌 터폴리머 에멀젼을 포함하는 AIRFLEX®426 Binder

비-발명 샘플 4. 28% 비닐아세테이트 함량을 가지며 Wilmington, Delaware의E.I. DuPont de Nemours로부터 획득한 에틸렌 비닐 아세이트 공중합체 를 포함하는 ELVAX®3175 Binder. 상기 에틸렌 비닐아세테이트 공 중합체는 UNICID425와 조합되며, 이는 Sugar Land, Texas의 Baker -Petrolite Inc.로부터 획득되는 평균 32-탄소 사슬을 포함하는 소수성 물질(hydrophobe)을 갖는 카르복실산-작용화 계면활성제다.

상기 샘플에 대해 하기의 시험을 수행하였다:

인장강도, GMT(Geometric Mean Tensile Strength), 및 GMTEA(Geometric Mean Tensile Energy Absorbed):

상기 인장 강도 시험은 23℃ +/- 1℃ 및 50% +/-2% 상대습도의 조건에서 최소 4 시간동안 티슈 샘플에 수행되었다. 상기 2-겹 샘플을 미국의 펜실베니아의 필라델피아에 위치한 오피스를 갖는 기업인 Thwing-Albert Instruments로부터 입수가능한 정밀한 샘플 절단 모델 JDC 15M-10을 이용하여 기계방향(machine direction, MD) 및 횡-기계 방향(cross-machine direction, CD)에서 3 인치 폭의 스트립으로 절단한다.

상기 인장 프레임(frame)의 게이지 길이는 4 인치로 설정하였다. 상기 인장 프레임은 Alliance RT/1 프레임이고 TestWorks 4 소프트웨어로 실행된다. 상기 인장 프레임 및 상기 소프트웨어는 미국의 미네아폴리스, 미네소타에 오피스를 갖는 기업인 MTS Systems Corporation으로부터 입수가능하다.

그 후 3" 스트립을 상기 인장 프레임의 죠에 배치하고 샘플이 피손될때까지 분 당 25.4cm의 속도로 응력(strain)을 적용한다. 상기 티슈 스트립 상의 응력은 변형율의 함수로서 모니터된다. 상기 계산된 출력은 피크 부하(grams-force/3", 그 램-힘(grams-force)으로 측정됨), 피크 신장(stretch)(%, 상기 샘플의 연신을 원래 샘플의 길이로 나눈 후 100%를 곱하여 계산됨), % 신장 @500 그램-힘, 파손에서의 TEA(tensile energy absorbtion)(그램-힘*cm/cm², 부하가 그 피크 값의 30%로 떨어지는 파손 지점위에서의 응력-변형 곡선의 하부 면적을 적분하거나 또는 취하여 계산됨), 및 기울기 A(kilograms-force, 57-150 그램-힘으로부터 상기 응력-변형 곡선의 기울기로서 측정됨)를 포함한다.

각각의 티슈 코드(최소 5 반복)를 기계 방향(MD) 및 횡 기계 방향(CD)으로 시험하였다. 인장 강도의 및 인장 에너지 흡수(TEA)의 기하 평균을 기계 방향(MD) 및 상기 횡-기계 방향(CD)의 곱의 제곱근으로서 계산한다. 이는 시험 방향과 독립적인 평균 값을 산출한다. 사용된 상기 샘플을 하기에 나타낸다.

시트의 강성 측정치로서의 탄성 계수(elastic modulus)(최대 기울기) 및 기하 평균 계수(geometric mean modulus, GMM)

탄성 계수(최대 기울기) E(kg)은 건조 상태에서 결정되는 탄성계수이고 킬로그램 힘(kilogram of force)의 단위로 표현된다. 폭 3인치의 TAPPI 조건화된 샘플을 게이지 길이(죠(jaw) 사이의 거리) 4 인치인 인장 시험 죠에 배치하였다. 상기 죠를 25.4 cm/분의 크로스헤드 속도로 이동시켰고, 기울기는 응력 값 57 그램 힘 내지 150 그램 힘의 데이타의 최소 제곱 피트(fit)로서 취하였다. 샘플 파손 없이 적어도 200 그램 힘의 응력을 지탱하기에 너무 약하면, 복수 겹 샘플이 파손없이 적어도 200 그램 힘을 견딜 수 있을 때까지 추가의 겹을 반복적으로 추가한다. 기 하 평균 계수 또는 기하 평균 기울기는 기계 방향(MD) 및 횡 방향(CD) 탄성 계수(최대 기울기)의 곱의 제곱근으로서 계산하여, 시험 방향에 무관한 평균 값을 얻었다.

시험 결과를 도 9 내지 도 14에 그래프로 도시한다. 결과가 보여주는 바와 같이, 본 발명의 첨가제 조성물은 처리되지 않은 샘플 및 실리콘 조성물로 처리된 샘플에 비해 시트 강성에 유의하게 영향을 미치지 않으면서 샘플의 기하 평균 인장 강도 및 샘플의 흡수된 기하 평균 총 에너지를 향상시켰다. 도한, 본 발명에 따라 제조된 첨가제 조성물로 처리된 샘플에 대한 기하 평균 계수 대 기하 평균 인장의 비는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 바인더로 처리된 샘플에 대해 유사한 특징을 보였다. 그러나, 첨가제 조성물로 처리된 샘플의 시트 블로킹 특징은 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체로 처리된 샘플에 비하여 훨씬 양호한 것을 알 수 있었다.

도면에 도시된 결과에 추가로, 주관적인 부드러움 시험을 또한 샘플에 대해 수행하였다. 본 발명의 첨가제 조성물로 초리된 셈플의 지각된 부드러움은 실리콘 조성물로 처리된 샘플의 지각된 부드러움과 동등하였다.

실시예 2

본 실시예에서, 본 발명에 따라 제조된 첨가제 조성물을 크레이핑되지 않은 통기건조된(UCTAD) 베이스 웹 상에 패턴에 따라 인쇄하고, 크레이핑 드럼으로부터 크레이핑하였다. 첨가제 조성물은 사용하여 베이스 웹을 드럼에 부착하였다. 이어서, 샘플을 시험하고, 프린트 크레이핑 공정으로 처리하지 않은 크레이핑 되지 않 은 통기 건조된 베이스 웹(비-발명 샘플 1), 및 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 사용하여 유사한 프린트 크레이프 공정으로 처리한 크레이핑되지 않은 통기건조된 베이스 웹(비-발명 샘플 2)에 비교하였다.

크레이핑되지 않은 통기건조된 베이스 웹은 도 2에 도시된 공정과 유사한 공정으로 형성하였다. 베이스 시트는 평량이 약 50gsm이었다. 보다 구체적으로, 베이스 시트는 섬유의 2 외부 층 사이에 배치된 섬유의 중앙 층을 함유하는 층상 섬유 퍼니시로부터 제조하였다. 베이스 시트의 두 외부층은 100% 노던 소프트우드 크라프트 펄프를 함유하였다. 하나의 외부 층은 약 10.0 킬로그램(kg)/미터 톤(Mton)의 탈결합제(ProSoft®TQ1003, Hercules, Inc.)의 건조 섬유를 함유하였다. 다른 외부층은 약 5.0 킬로그램(kg)/미터톤(Mton)의 건조 및 습윤 증강제(KYMENE®65000, 미국 윌밍턴, 델라웨어에 위치한 Hercules, Incorporated로부터 입수 가능)의 건조 섬유를 함유하였다. 각각의 외부층은 시트의 총 섬유 중량의 약 30%를 구성하였다. 시트의 총 섬유 중량의 약 40%를 구성하는 중앙 층은 100 중량%의 노던 소프트우드 펄프로 이루어졌다. 상기 층 내의 섬유를 또한 3.75 kg/Mton의 ProSoft® TQ1003 탈결합제로 처리하였다.

이어서, 베이스 시트의 다양한 샘플을 프린트 크레이핑 공정으로 처리하였다. 프린트 크레이핑 공정은 도 8에 일반적으로 예시된다. 시트를 그라비어 프링팅 라인에 공급하고, 여기서 첨가제 조성물을 시트의 표면 상에 프린트하였다. 직접 로토그라비어 프린팅을 이용하여 시트의 일 면을 프린트하였다. 시트를 도 5에 도시된 바와 같이 0.020 직경의 "도트" 패턴으로 프린트하였고, 여기서 1 인치 당 28 개의 도트가 기계 및 횡-기계 방향 모두에서 시트 상에 프린트되었다. 결과 표면적 도포율(coverage)은 약 25%였다. 이어서, 시트를 회전 드럼에 대해 프레싱하고 닥터링(doctoring)하여, 시트 온도를 약 180F° 내지 390F°, 예를 들어 약 200F° 내지 약 250F°의 범위가 되도록 하였다. 마지막으로, 시트를 롤에 감는다. 이후, 결과 프린트/프린트/크레이핑된 시트를 통상적인 방식으로 단일 겹 종이 타월의 롤로 변환하였다. 완성된 제품은 공기 건조 평량이 약 55.8gsm이었다.

비교 목적으로, 상기 설명된 바와 같이, 하나의 샘플을 Allentown, Pennsylvania의 Air Products, Inc.로부터 입수한 AIRFLEX®426 바인더를 사용하여 유사한 프린트 크레이핑 공정으로 처리하였다. AIRFLEX®426은 유연성(flexible), 비-가교결합 카르복실화 비닐 아세테이트-에틸렌 터폴리머 에멀젼이다.

상이한 샘플에 도포되는 첨가제 조성물을 하기 표에 나열한다. 표에서, AFFINITY^TM EG8200 플라스토머는 에틸렌과 옥틸 공중합체의 혼성 중합체를 포함하며, PRIMACOR^TM 5980i는 에틸렌 아크릴산 공중합체를 포함한다. INDUSTRENE®106은 롱에산을 포함한다. 3 가지 성분을 모두 The Dow Chemical Company로부터 입수하였다.

또한 The Dow Chemical Company로 부터 입수된 96% 시스 1(3-클로로알릴)-3,5,7-트리아자-1-아조니아아다만탄 클로라이드(콰테르늄-15로도 알려짐)의 활성 조성물을 갖는 보존제인 DOWICIL^TM200 항균제가 또한 상기 각 첨가제 조성물 내에 존재한다.

샘플을 실시예 1에 설명된 시험으로 시험하였다. 추가로, 샘플에 대해 하기 시험도 수행하였다.

습윤/건조 인장 시험(%, 횡 기계 방향으로)

건조 인장 시험은 실시예 1에 설명된 바와 같고, 게이지 길이(죠 사이의 길이)는 2 인치였다. 습윤 인장 강도를 시험 전에 샘플을 적시는 것을 제외하고는 건조 강도와 동일한 방식으로 측정하였다. 구체적으로, 샘플을 적시기 위해, 3"×5" 트레이를 23±2℃의 온도에서 증류수 또는 탈이온수로 채웠다. 물을 트레이에 대략 1cm 깊이로 첨가한다.

이어서, 3M "Scotch-Brite" 다목적 스크럽(scrubbing) 패드를 2.5"×4"의 치수로 절단한다. 약 5" 길이의 마스킹 테이프 조각을 패드의 4" 모서리 중 하나를 따라 배치한다. 마스킹 테이프는 스크럽 패드를 잡기 위해 사용된다.

이어서, 스크럽 패드를 테이프를 붙인 단부가 위를 향하도록 물에 넣었다. 패드를 시험이 완료될 때까지 계속 물 속에 유지한다. 시험할 샘플을 TAPPI T205에 부합하는 압지(blotter paper) 상에 놓는다. 스크럽 패드를 수조로부터 꺼내어 습윤 팬과 연결된 스크린 상에 가볍게 3회 두드린다. 이어서, 스크럽 패드를 샘플 위으ㅔ 샘플의 폭에 평행하게 대략 중앙에 가볍게 놓는다. 스크럽 패드를 약 1초 동안 제자리에 유지한다. 이어서, 샘플을 인장 시험기 내에 즉시 넣고 시험하였다.

습윤/건조 인장 강도 비를 계산하기 위해, 습윤 인장 강도 값을 건조 인장 강도 값으로 나누었다.

얻어진 결과를 도 15-19에 도시한다. 도면에 도시된 바와 같이, 첨가제 조성물은 처리되지 않은 샘플에 비해 시트 강성에 유의하게 영향을 미치지 않으면서 티슈 샘플의 기하 평균 인장 및 흡수된 기하 평균 총 에너지를 개선시켰다. 시험 동안, 첨가제 조성물이 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체로 처리된 샘플에 비해 시트 블로킹 문제를 일으키지 않는 것이 또한 관찰되었다.

실시예 3

본 실시예에서, 티슈 웹을 일반적으로 도 3에 예시된 공정에 따라 제조하였다. 티슈 웹을 크레이핑 표면(본 구현에서 Yankee 건조기를 포함)에 부착사카기 위해, 건조기를 웹과 접촉시키기 전에 본 발명에 따라 제조된 첨가제 조성물을 건조기 상에 스프레이하였다. 이어서, 샘플을 다양한 표준화 시험으로 시험하였다.

비교를 위해 표준 PVOH/KYMENE 크레이프 패키지를 사용하여 샘플을 또한 제조하였다.

본 실시예에서 2 겹 티슈 제품을 제조하고 실시예 1 및 실시예 2에 기재된 동일한 시험에 따라 시험하였다. 샘플을 제조하기 위해 다음의 방법을 사용하였다.

먼저, 80 파운드의 공기-건조된 소프트우드 크라프트(NSWK) 펄프를 펄퍼(pulper)에 넣고, 120°F 에서 4% 농도(consistency)에서 15분 동안 분해하였다. 이어서, NSWK 펄프를 15분 동안 정제하고, 드럼 체스트(ches)로 이송하고, 약 3% 농도로 후속적으로 희석하였다. (주: 소섬유성(fibrillate) 섬유를 정제하면 결합 잠재력을 증가시킴) 이어서, NSWK 펄프를 약 2% 농도로 희석하고, 기계 체스트로 펌핑하여 기계 체스트가 20 파운드의 공기-건조된 NSWK를 약 0.2-0.3%의 농도에서 함유하도록 하였다. 상기 수프트우드 섬유는 3층 티슈 구조에서 내부 강도 층으로 사용되었다.

목재 섬유 1 미터톤 당 2 킬로그램의 KTMENE®6500(Wilmington, Delaware, U.S.A에 위치한 Hercules, Incorporated에 의해 입수 가능) 및 목재 섬유 1 미터톤 당 2 킬로그램의 PAREZ®631NC(Trenton, New Jersey, U.S.A에 위치한 LANXESS Corporation으로부터 입수 가능)를 첨가하고 펄프 섬유와 적어도 10분 동안 혼합시킨 후, 펄프 슬러리를 헤드박스를 통해 펌핑하였다.

40 파운드의 공기-건조된 Aracruz ECF(Rio de Janeiro, RJ, Brazil에 위치한 Aracruz로부터 입수가능한 유칼립쿠스 하드우드 크라프트(EHWK) 펄프)를 펄퍼 내에 넣고, 120°F에서 약 4% 농도에서 30분 동안 분해하였다. 이어서, EHWK 펄프를 드럼 체스트에 이송하고, 약 2% 농도로 후속적으로 희석하였다.

이어서, EHWK 펄프 슬러리를 희석하고, 2개의 동일한 양으로 나누고, 약 1%의 농도에서 2개의 별개의 기계 체스트로 펌핑하여, 각각의 기계 체스트가 20 파운 드의 공기-건조된 EHWK를 함유하도록 하였다. 상기 펄프 슬러리를 약 0.1% 농도로 후속적으로 희석하였다. 2개의 EHWK 펄프 섬유는 3층 티슈 수조의 2개의 외부층을 나타낸다.

목재 섬유 1 미터톤 당 2 킬로그램의 KYMENE®6500을 첨가하고, 하드우드 펄프 섬유와 적어도 10분 동안 혼합시킨 후, 펄프 슬러리를 헤드박스를 통해 펌핑하였다.

3개의 모든 기계 체스트로부터 펄프 섬유를 헤드 박스로 약 0,1%의 농도에서 펌핑하였다. 각 기계 체스트로부터의 펄프 섬유를 헤드박스 내의 별개의 매니폴드(manifold)를 통해 보내어 3층 티슈 구조를 형성하였다. 상기 섬유를 형성 직물 상에 침적하였다. 물을 진공에 의해 후속적으로 제거하였다.

습윤 시트(약 10-20% 농도)를 프레스 펠트 또는 프레스 직물로 이송하고, 여기서 더욱 탈수시켰다. 이어서, 시트를 압력(pressure) 롤을 거쳐 닙을 통해 양키 건조기로 이송하였다. 압력 롤 닙 후의 습윤 시트 농도(후-압력 롤 농도 또는 PPRC)는 약 40%였다. 습윤 시트는 건조기 표면에 도포된 접착제로 인해 양키 건조기에 부착된다. 양키 건조기 아래에 놓인 스프레이 붐(spray boom)이 접착제 패키지(폴리비닐알콜/KYMENE®/Rezosol 2008M의 혼합물) 또는 본 발명에 따른 첨가제 조성물을 건조기 표며녀 상으로 스프레이하였다. Rezosol 2008M은 Wilmington, Delaware, U.S.A에 위치한 Hercules, Incorporated에 의해 입수 가능하다.

연속 핸드시트 성형기(CHF) 상의 전형적인 접착제 패키지의 하나의 배치(batch)는 일반적으로 25 갤론의 물, 5000mL의 6% 고형분 폴리비닐알콜 용액, 75mL의 12.5% 고형분 KYMENE® 용액, 및 20mL의 7.5% 고형분 Rezosol 2008M 용액으로 이루어진다.

본 발명에 따른 첨가제 조성물은 고형분 함량이 2,5% 내지 10%로 다양하다.

시트를 양키 건조기 상에서 크레이핑 블레이드로 이동함에 따라 약 95% 농도로 건조시켰다. 크레이핑 브레이드를 후속적으로 티슈 시트 및 소량의 건조기 코팅을 양키 건조기로부터 크레이핑하였다. 이어서, 크레이핑된 티슈 베이스 시트를 부드러운 롤로 3" 코어 상에 감아서 변환하였다. 이어서, 크레이핑된 티슈의 2 개의 롤을 다시 감고 함께 겹쳐서 크레이핑된 두 면이 2겹 구조의 바깥족에 배치되도록 하였다. 구조체의 보서리 상에서 기계적 크림핑(crimping)이 상기 겹들을 함께 유지한다. 이어서, 겹쳐진 시트를 보서리에서 약 8.5 인치의 표준 폭으로 슬릿팅하고 접었다. 티슈 샘플을 조건화하고 시험하였다.

본 실시예에서 샘플에 도포되고 시험된 본 발명의 첨가제 조성물은 다음과 같다:

또한 The Dow Chemical Company로 부터 입수된 96% 시스 1(3-클로로알릴)-3,5,7-트리아자-1-아조니아아다만탄 클로라이드(콰테르늄-15로도 알려짐)의 활성 조성물을 갖는 보존제인 DOWICIL^TM200 항균제가 또한 상기 각 첨가제 조성물 내에 존재한다.

상기 나타낸 바와 같이, 상이한 첨가제 조성물에 대한 용액 중 % 고형분은 다양하다. 용액 중 고형분 함량을 변화시키면 도한 베이스 웹 내로 포함되는 고형분의 양이 변화된다. 예를 들어, 2.5% 용액 고형분에서, 약 35kg/MT 내지 약 60kg/MT 고형분이 티슈 웹 내로 포함되는 것으로 추정된다. 5% 용액 고형분에서, 약 70kg/MT 내지 약 130kg/MT 고형분이 티슈 웹 내로 포함되는 것으로 추정된다. 10% 용액 고형분에서, 약 140kg/MT 내지 약 260kg/MT 고형분이 티슈 웹 내로 포함되는 것으로 추정된다.

본 실시예의 결과를 도 20-24에 제시한다. 예를 들어, 도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 샘플의 기하 평균 인장 강도는 통상적인 결합물질로 처리된 비-발명 샘플보다 더 컸다. 흡수된 기하 평균 총 에너지에 대해서도 유사한 결과를 얻었다.

샘플의 특성을 시험하는 것에 추가로, 일부 샘플의 사진도 찍었다. 예를 들어 도 25A, 25B, 25C 및 25D를 살펴보면, 샘플 중 4개가 500배의 배율로 도시된다. 특히, 도 25A는 비-발명 샘플 사진을 나타내고, 도 25B는 샘플 1의 사진이고, 도 25C는 샘플 3의 사진이고, 도 25D는 샘플 5의 사진이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 첨가제 조성물은 티슈 웹의 표면 상에 불연속 필름을 형성하는 경향이 있다. 또한, 용액 고형분이 더 많으면, 필름이 더 많이 형성된다. 상기 도면은 첨가제 조성물이 일반적으로 티슈 웹의 표면에 남아있음을 나타낸다.

도 26을 살펴보면, 도 25D에 예시된 것과 동일한 샘플의 단면 사진이 도시된다. 사진에서 볼 수 있는 바와 같이, 10% 용액 고형분에서도, 대부분의 첨가제 조성물이 티슈 웹의 표면에 남아있다. 이와 관련하여, 첨가제 조성물은 웹 두께의 약 25% 미만, 예를 들어 웹 두께의 약 15% 미만, 예를 들어 웹 두께의 약 5% 미만으로 웹에 침투한다.

상기 방식으로, 첨가제 조성물은 티슈 웹에 유의한 양의 강도를 제공하는 것으로 생각된다. 또하느 필름이 불연속이므로, 웹의 위킹(wicking) 특성은 실질적으로 불리한 영향을 받지 않는다. 특히, 유리하게, 상기 결과는 또한 티슈 웹의 강성의 실질적인 증가 없이 그리고 지각된 부드러움의 실질적인 감소 없이 얻어진다.

실시예 4

본 실시예에서, 본 발명에 따라 제조된 티슈웹을 상업적으로 입수가능한 제품과 비교하였다. 샘플을 다양한 시험으로 처리하였다. 특히, 모조 피부를 샘플 표면 위로 끌어당길 때 항력의 공간적 및 일시적 변동을 측정하여 제품의 지각된 부 드러움을 측정하는 "스틱-슬립 파라미터 시험"으로 샘플을 처리하였다.

보다 구체적으로, 다음 시험을 본 실시예에서 수행하였다.

스틱-슬립 시험

스틱-슬립은 정적 마찰 계수("COF")가 동적 COF보다 유의하게 더 클 때 발생한다. 스트링(string)에 의해 표면 위로 당겨진 슬레드(sled)는 스트링 내의 힘이 정적 COF와 상용하중의 곱을 극복할 정도로 충분히 클 때까지 움직이지 않는다. 그러나, 슬레드가 웁직이기 시작하자마자, 정적 COF는 보다 낮은 동적 COF보다 작아져서, 스트링 내의 당기는 힘이 불균형하게 되고 슬레드는 스트링 내의 장력이 해제되고 슬레드가 멀출 때(stick)까지 가속된다. 이어서 장력이, 정적 COF를 극복하기에 충분히 높을 때까지 다시 높아지고, 이러한 방식이 계속된다. 진도의 주파수 및 진폭의 크기는 정적 COF와 동적 COF 사이의 차에 의존하지만, 스트링의 길이 및 강성(딱딱하고 짧은 끈은 정적 COF가 극복될 때 거의 즉시 힘을 강하시켜서, 슬레드가 짧은 거리만 앞으로 갑자기 움직이게 된다) 및 이동 속도에 또한 의존한다. 보다 빠른 속도는 스틱-슬립 거동을 감소시키는 경향이 있다.

부하(load) 하에서 접촉하는 두 개의 표면은 변형되어 서로 부합하여 그 사이의 접촉 면적을 증가시키는 경향이 있으므로, 정적 COF는 동적 COF보다 더 크다. COF는 접촉 면적에 비례하므로, 보다 오래 접촉하면 보다 높은 COF를 제공한다. 이는 속도가 보다 빠르면 보다 적은 스틱-슬립을 제공하는 이유에 대한 설명을 돕는다: 표면들이 부합하고 정적 COF가 증가하기 위한 각각의 슬립 사건 후의 시간이 더 짧다. 많은 물질에 대해, 부합을 위한 산기 감소된 시간 때문에 보다 빠른 속도 로 슬라이딩에 따라 COF가 감소한다. 그러나, 일부 물질(대개 부드럽거나 매끄러운 표면)은 증가하는 속도에 따라 실제로 COF의 증가를 보이고, 이는 접촉하는 표면이 가소성으로 또는 점탄성으로 유동하고 그들이 전단되는 속도에 비례하는 속도로 에너지를 소모하는 경향이 있기 때문이다. 속력에 따라 증가하는 COF를 갖는 물질은 스틱-슬립을 보이지않고, 이는 일정한 보다 느린 속도로 계속되는 것 보다 슬레드를 앞으로 갑자기 움직이기 위해 더 많은 힘이 필요하기 때문이다. 상기 물질은 또한 그들의 동적 COF와 동일한 정적 COF를 갖는다. 따라서, COF 대 속력 곡선의 기울기를 측정하는 것은 물질이 스틱-슬립을 보일 것인지를 예측하는 우수한 수단이다; 더욱 음의 기울기일수록 쉽게 스틱-슬립하는 한편, 양의 기울기가 클수록 매우 느린 슬라이딩 속도에서도 스틱-슬립하지 않는다.

스틱-슬립 시험에 따라, MTS TestWorks 4 소프트웨어가 장착된 Alliance RT/1인장 프레임을 사용하여 슬라이딩 속력에 따른 COF에서의 변동을 측정한다. 시험 장치 일부의 도면을 도 27에 도시한다. 도시된 바와 같이, 플레이트를 프레임 하부 부분에 고정시키고, 티슈 시트(샘플)를 이 플레이트에 클램핑한다. 선단 모서리 및 후미 모서리 상의 반경이 1/2"인, 1.5"×1.5"의 평평한 표면을 갖는 알루미늄 슬레드를 50N 부하 셀까지 거의 마찰이 없는 도르래를 통해 이끄는 가느다란 낚시줄(301b, Stren 투명 모노필라멘트, Remington Arms Inc., Madison, NC)로 프레임의 상부(이동하는 부분)에 부착한다. 50.8mm 폭 시트의 콜라겐 필름을 슬레드의 전방 및 후방에서 32mm 바인더 클립으로 슬레드의 밑면에 평행하게 클램핑한다. 슬레드, 필름 및 클립의 총 질량은 81.1g이다. 필름은 슬레드보다 더 커서 접촉하는 표면을 완전히 덮는다. 평량이 28gsm인 콜라겐 필름은 NATURIN Gmbh, Weinhein, Germany로부터 상품명 COFFI(Collagen Food Film)으로 입수할 수 있다. 다른 적합한 필름은 Viscofan USA Inc, 50 County Court, Montgomery AL 36105로부터 입수가능하다. 필름은 작은 도트 패턴으로 엠보싱되었다. 티슈와 콜라겐 사이의 접촉 영역을 최대화하기 위해, 필름의 보다 평평한 측면(아래로 옴폭한 도트를 갖는)은 슬레드 상에서 티슈를 향하여 아래로 향해야 한다. 샘플 및 콜라겐 필름은 시험하기 전에 72F 및 50% RH에서 적어도 6 시간 동안 조건화되어야 한다.

항력을 100hz의 주파수에서 측정하면서, 인장 프레님을 일정한 속력(v)에서 1cm의 거리로 슬레드를 끌어당기도록 프로그래밍한다. 0.2cm 내지 0.9cm에서 측정된 평균 항력을 계산하고, 동적 COF는 다음과 같이 계산된다:

COF_v=f/81.1 (1)

여기서, f는 평균 항력(그램)이고, 81.1g은 슬레드, 클립 및 필름의 질량이다.

각각의 샘플에 대해, COF는 5, 10, 25, 50 및 100cm/분에서 측정된다. 각각이 샘플에 대해 새로운 조건의 콜라겐 필름을 사용한다.

COF는 속력에 따라 대수적으로 변화하므로, 데이타는 하기 등식으로 설명된다:

COF=a+SSP ln(V)

여기서 a는 1cm/분에서 최적합(best fit) COF이고, SSP는 COF가 속력에 따라 변화하는 방식을 보여주는 스틱-슬립 파라미터이다. 보다 높은 값의 SSP는 보다 로션같은, 스틱-슬립 경향이 낮은 시트를 나타낸다. SSP는 각각의 코드에 대해 4개의 티슈 샘플에서 측정하고, 평균을 기록한다.

허큘레스(Hercules) 크기 시험

"허큘레스(Hercules) 크기 시험"(HST)는 일반적으로 액체가 티슈 시트를 통해 이동하기 위해 소요되는 시간을 측정하는 시험이다. 허큘레스 크기 시험을 일반적으로 TAPPI 방법 T530 PM-89, Size Test for Pater with Ink Resistance에 따라 수행하였다. 허큘레스 크기 시험 데이타를 제조사가 제공하는 백색 및 녹색 검정(calibration) 타일 및 흑색 디스크를 이용하여 Model HST 시험기 상에서 수행하였다. 물로 1%로 희석한 2% Napthol Green N 염료를 염료로서 사용하였다. 모든 물질은 Hercules, Inc., Wilmington으로부터 입수가능하다.

모든 시료를 시험하기 전에 적어도 4시간동안 23+/-1℃ 및 50+/-2% 상대 습도에서 조건화하였다. 시험은 염료 용액 온도에 민감하고, 따라서 염료 용액을 또한 시험 전 최소 4시간동안 제어된 조건 온도로 평형화시켜야 한다.

상업적으로 시판되는 6 개의 티슈 시트(3겹 티슈 제품에 대해 18개의 겹, 2겹 제품에 대해 12개의 겹, 단일겹 티슈 제품에 대해 6개의 겹 등)가 시험하기 위한 시료를 형성한다. 시료를 2.5×2.5 인치의 대략적인 치수로 절단한다. 장비를 제조사의 지시에 따라 백색 및 녹색 검정 타일로 표준화한다. 시료(2겹 제품에 대해 12개의 겹)를 겹의 외부 표면이 바깥쪽으로 향하도록 샘플 홀더에 놓는다. 이어서, 시료를 시료 홀더 내에 클램핑한다. 이어서, 시료 홀더를 광학 하우징의 상단 부의 리테이닝 고리(retaining ring)에 배치한다. 흑색 디스크를 사용하여, 계기 제로(instrument zero)를 검정한다. 흑색 디스크를 제거하고, 10+/-0.5 밀리미터의 염료 용액을 리테이닝 고리 내로 분배하고, 흑색 디스크를 다시 시료 위에 놓으면서 타이머를 재기 시작하였다. 시험 시간(초 단위)을 장비로부터 기록한다.

티슈 내의 첨가제 함량 결정을 위한 추출방법

티슈 샘플 내의 첨가제 조성물의 양을 측정하기 위한 한 방법은 적절한 용매 내에서 첨가제 조성물을 제거하는 것이다. 티슈 내에 존재하는 적어도 대부분의 첨가제를 용해시킬 수 있는 임의의 적합한 용매가 선택될 수 있다. 하나의 적합한 용매는 자일렌이다.

시작을 위해, 첨가제 조성물을 함유하는 티슈 샘플(시험 당 최소 3 그램의 티슈)을 모든 물을 제거하기 위해 105℃로 설정된 오븐에 밤새 넣었다. 이어서, 건조된 티슈를 덮개가 있는 금속 캔 내에 밀종하고, 공기로부터 물의 흡수를 방지하기 위해 황산칼슘 건조제를 함유하는 데시케이터(dessicator) 내에서 냉각시켰다. 샘플을 10분동안 냉각시킨 후, 정확도가 ±0.0001g인 저울에서 티슈 중량을 측정하고, 중량을 기록하였다(W₁).

석슬렛(soxhlet) 추출 장치를 사용하여 추출을 수행하였다. 석슬렛 추출 장치는 석슬렛 추출관에 연결된 250 ml 유리 둥근 바닥 플라스크 (Corning® no. 3740-M, 사이폰(siphon) 상단까지의 용적이 85 ml임) 및 Allihn 응축기 (Corning® no. 3840-MCO)로 이루어졌다. 응축기는 신선한 냉수 공급장치에 연결되었다. 상기 둥근 바닥 플라스크를 가변자동변압기(variable auto transformer)(Superior Electric Co., 미국 커넥티컷주 브리스톨)로 제어되는 전기적으로 가열된 맨틀 (mantle)(Glas Col, 미국 인디애나주 테레 호테)을 사용하여 아래로부터 가열하였다.

추출을 수행하기 위해, 첨가제 조성물을 함유하는 예비-칭량된 티슈를 33 mm x 80mm 셀룰로스 추출 심블(thimble)(Whatman International Ltd, 영국 메이드스톤) 내에 놓았다. 이어서, 심블을 석슬렛 추출관 내로 넣고, 추출관을 둥근 바닥 플라스크 및 응축기에 연결하였다. 둥근 바닥 플라스크 내에 150 ml의 자일렌 용매가 있었다. 가열 맨틀을 가동하고, 응축기를 통한 물 유동을 개시하였다. 가변 단권 변압기 열 제어는 15분마다 석슬렛관이 자일렌으로 채워지고 다시 둥근 바닥 플라스크로 순환하도록 조정하였다. 추출은 총 5시간 동안 수행하였다(석슬렛관을 통한 자일렌의 약 20회 사이클). 완료 시에, 티슈를 포함하는 심블를 석슬렛관으로부터 제거하여 후드 내에서 건조시켰다. 이어서, 티슈를 150℃에 설정된 오븐에 옮기고 1시간 동안 건조하여 과잉의 자일렌 용매를 제거하였다. 상기 오븐은 후드로 배기되었다. 이어서, 건조 티슈를 105℃에 설정된 오븐 내에 밤새 넣었다. 다음날, 티슈를 제거하고, 덮개가 있는 금속 캔에 넣고, 황산칼슘 건조제를 함유하는 건조기 내에서 10분 동안 냉각시켰다. 이어서, 건조한 냉각된 추출된 티슈 중량을 정확도가 ±0.0001 g인 저울에서 측정하고, 중량을 기록하였다 (W₂).

%자일렌 추출분을 하기 식을 이용하여 계산하였다:

% 자일렌 추출분 = 100 x (W₁ - W₂) ÷ W₁

모든 첨가제 조성물이 선택된 용매 내에 추출되지 않으므로, 미지의 샘플 내의 첨가제 조성물의 양을 결정하기 위해 검정 곡선을 작성하는 것이 필요하다. 검정 곡선은 먼저 공지의 양의 첨가제를 에어 브러시를 사용하여 예비-칭량된 티슈 (T₁)의 표면에 도포함으로써 전개하였다. 첨가제 조성물을 티슈 위에 균등하게 도포하고, 105℃에서 오븐 내에서 밤새 건조시켰다. 이어서, 처리된 티슈의 중량 (T₂)을 측정하고 첨가제의 중량%를 하기 식을 이용하여 계산하였다:

% 첨가제 = 100 x (T₂ - T₁) ÷ T₁

0% 내지 13%의 첨가제 조성물 수준의 범위에 걸쳐 처리된 티슈를 제조하고 앞서 설명된 석슬렛 추출 과정을 이용하여 시험하였다. % 자일렌 추출물(Y 변수) 대 % 첨가제(X 변수)의 직선 회귀를 검정 곡선으로서 사용하였다.

검정 곡선: % 자일렌 추출물 = m (% 첨가제) + b

또는: % 첨가제 = (% 자일렌 추출물 - b) / m

여기서, m = 직선 회귀식의 기울기

b = 직선 회귀식의 y-절편.

검정 곡선이 확립된 후, 티슈 샘플의 첨가제 조성물을 결정할 수 있다. 티슈 샘플의 자일렌 추출분 함량을 앞서 설명된 석슬렛 추출 과정을 이용하여 측정하였다. 이어서, 티슈 내의 % 첨가제를 직선 회귀식을 이용하여 계산하였다:

% 첨가제 = (% 자일렌 추출물 - b) / m

여기서, m = 직선 회귀식의 기울기

b = 직선 회귀식의 y-절편.

최소 2회의 측정을 각각의 티슈 샘플에 대해 수행하고, 산술 평균을 % 첨가제 함량으로서 기록하였다.

분산성 - 슬로시 박스 (Slosh Box) 측정

샘플의 동적 붕괴(break-up)를 위해 사용된 슬로시(slosh) 박스는 꼭 맞는 덮개를 갖는 0.5" 두께 Plexiglas로 제작된 14"W x 18"D x 12"H 플라스틱 박스로 이루어진다. 박스를 한 단부를 힌지(hinge)에 부착하고 다른 단부를 왕복 캠(cam)에 부착하여 플랫폼 위에 놓는다. 슬로시 박스의 앞뒤로 흔드는(rocking) 동작의 진폭은 ±2" (4" 범위)이다. 슬로싱 작용의 속도는 가변적이지만, 캠의 20 회전/분, 또는 40 슬로시/분의 일정 속도로 설정하였다. 시험하기 전에 2000 ml의 부피의 "수돗물" 또는 "연수" 침액(soak) 용액을 슬로시 박스에 첨가하였다. 수돗물 용액은 약 112 ppm HCO₃-, 66 ppm Ca²⁺, 20 ppm Mg²⁺, 65 ppm Na⁺, 137 ppm Cl^-, 100 ppm SO₄ ^2-를 함유할 수 있고, 총 용해된 고형분은 500 ppm이고, 계산된 물 경도는 약 248 ppm 당량 CaCO₃이었다. 반면에, 연수 용액은 약 6.7 ppm Ca²⁺, 3.3 ppm Mg²⁺ 및 21.5 ppm Cl^-을 함유하고. 총 용해된 고형분은 31.5 ppm이고, 계산된 물 경도는 약 30 ppm 당량 CaCO₃이었다. 샘플을 펴서 슬로시 박스에 넣었다. 슬로시 박스를 개 시하고, 일단 샘플이 침액(soak) 용액에 첨가되면 시간 측정을 시작하였다. 슬로시 박스 내에서 샘플의 붕괴를 시각적으로 관찰하였고, 약 1" 정사각형 면적 미만의 조각으로 붕괴하는데 요구되는 시간을 기록하였다. 샘플의 3개 이상의 복제물에 대해 기록하고 평균하여 기록 값을 얻었다. 특정 침액 용액 내에서 24 h 이내에 약 1" 정사각형 면적 미만의 조각으로 붕괴하지 않는 샘플은 본 시험 방법에 의한 침액 용액에 비-분산성인 것으로 간주한다.

본 실시예에서, 14개의 티슈 샘플을 본 발명에 따라 제조하고, 상기 시험 중 적어도 하나로 처리하고 다양한 상업적으로 입수가능한 티슈 제품에 비교하였다.

본 발명에 따라 제조된 처음 3개의 샘플 (하기 표에서 샘플 1, 2 및 3)은 일반적으로 상기 실시예 3에 기재된 공정에 따라 제조하였다.

반면에, 티슈 웹 샘플 4 내지 7은 일반적으로 도 3에 예시된 공정에 따라 제조하였다. 티슈 웹을 본 실시태양에서 양키 건조기를 포함하는 크레이핑 표면에 부착시키기 위해, 본원에 따라 제조된 첨가제 조성물을 건조기 상으로 분무한 후, 건조기를 웹과 접촉시켰다. 2겹 또는 3겹 티슈 제품을 제조하였다. 이어서, 샘플을 다양한 표준화 시험으로 처리하였다.

처음에, 소프트우드 크라프트(NSWK) 펄프를 펄퍼 내에 30분 동안 4% 농도로 약 100℉에서 분산시켰다. 이어서, NSWK 펄프를 덤프 체스트로 이송하고, 후속적으로 약 3% 농도로 희석하였다. 이어서, NSWK 펄프를 4.5 hp-days/미터톤에서 정제(refine)하였다. 상기 소프트우드 섬유를 3층 티슈 구조에서 내부 강도층으로서 사용하였다. NSWK층은 최종 시트 중량의 약 34%를 구성하였다.

목재 섬유 1 미터톤 당 2 킬로그람의 KYMENE® 6500 (미국의 윌링턴, 델라웨어에 위치한 허큘레스, 인크.로부터 입수가능함)을 헤드박스에 앞서 퍼니시에 첨가하였다.

브라질의 Rio de Janeiro, RJ에 위치한 아라크루즈로부터 입수가능한 유칼립투스 하드우드 크라프트(EHWK)인 Aracruz ECF 펄프를 펄퍼 내에 30분 동안 약 4% 농도에서 약 100℉에서 분산시켰다. 이어서, EHWK 펄프를 덤프 체스트에 이송하고, 후속적으로 약 3% 농도로 희석하였다. EHWK 펄프 섬유는 3층 티슈 구조의 2개의 외부층을 나타낸다. EHWK층은 최종 시트 중량의 약 66%를 구성하였다.

목재 섬유 1 미터톤 당 2 킬로그람의 KYMENE® 6500을 헤드박스에 앞서 퍼니시에 첨가하였다.

기계 체스트로부터 펄프 섬유를 헤드박스에 약 0.1%의 농도에서 펌핑하였다. 각 기계 체스트로부터의 펄프 섬유를 헤드박스 내의 별개의 매니폴드를 통해 보내어 3층 티슈 구조를 형성하였다. 섬유를 도 3에 예시된 공정과 유사하게 크레센트 형성기(Crescent Former) 내의 펠트 상에 침적시켰다.

약 10-20% 농도의 습윤 시트를 압력 롤을 거쳐 닙을 통해 약 2500 fpm (750 mpm)에서 이동하는 양키 건조기에 부착시켰다. 압력 롤 닙 후 습윤 시트의 농도(후-압력 롤 농도 또는 PPRC)는 약 40%이었다. 습윤 시트는 건조기 표면에 도포된 첨가제 조성물로 인해 양키 건조기에 부착되었다. 양키 건조기 아래에 놓인 스프레이 붐이 본 방멸에 기재된 첨가제 조성물을 건조기 표면 상으로 100 내지 600 mg/m²의 첨가 수준에서 분무하였다.

펠트가 첨가제 조성물로 오염되는 것을 방지하고, 목적하는 시트 특성을 유지하기 위해, 스프레이 붐과 압력 롤 사이에 차폐물(shield)을 배치하였다.

시트는 양키 건조기 상에서 크레이핑 블레이드로 이동하는 동안 약 95% - 98% 농도로 건조되었다. 크레이핑 블레이드는 후속적으로 티슈 시트 및 첨가제 조성물의 일부를 양키 건조기로부터 크레이핑하였다. 이어서, 크레이핑된 티슈 베이스시트를 부드러운 롤로 약 1970 fpm(600 mpm)로 이동하는 3" 코어 상에 감아서 변환하였다. 결과 티슈 베이스 시트는 공기-건조된 평량이 14.2 g/m²이었다. 이어서, 크레이핑된 티슈의 2 또는 3개의 부드러운 롤을 다시 감아서 함께 겹쳐, 크레이핑된 두 면이 2겹 또는 3겹 구조의 바깥쪽에 놓이도록 하였다. 구조체의 모서리 상에서 기계적 크림핑은 겹들을 함께 유지시킨다. 이어서, 겹쳐진 시트를 가장자리에서 약 8.5 인치의 표준 폭으로 슬릿팅하고 접었다. 티슈 샘플을 조건화하고 시험하였다.

샘플 4 내지 7에 도포되고 시험된 첨가제 조성물은 다음과 같다:

더 다우 케미칼 컴퍼니로부터 입수된 96% 시스 1-(3-클로로알릴)-3,5,7-트리 아자-1-아조니아아다만탄 클로라이드(콰테르늄-15로도 알려짐)의 활성 조성물을 갖는 보존제인 DOWICIL™ 75 항균제가 또한 각각의 첨가제 조성물 내에 존재하였다.

상이한 첨가제 조성물에 대한 용액 중의 % 고형분은 양키 건조기 상에 100 내지 600 mg/m² 스프레이 도포율(coverage)을 전달하도록 변화시켰다. 용액 중의 고형분 함량을 변화시키면 베이스 웹 내로 포함되는 고형분의 양 또한 변화시킨다. 예를 들어, 양키 건조기 상에서 100 mg/m² 스프레이 도포율에서, 약 1% 첨가제 조성물 고형분이 티슈 웹 내로 포함되는 것으로 추정된다. 양키 건조기 상에서 200 mg/m² 스프레이 도포율에서, 약 2% 첨가제 조성물 고형분이 티슈 웹 내로 포함되는 것으로 추정된다. 양키 건조기 상에서 400 mg/m² 스프레이 도포율에서, 약 4% 첨가제 조성물 고형분이 티슈 웹 내로 포함되는 것으로 추정된다.

한편, 샘플 8 내지 13은 상기 실시예 2에 기재된 공정에 따라 제조하였다.

한편, 티슈 샘플 14는 2겹 제품을 포함하였다. 티슈 샘플 14는 실시예 3에 기재된 공정과 유사하게 제조하였다. 그러나, 티슈 웹은 첨가제 조성물을 사용하여 건조기 드럼에 부착되기 전에 실질적으로 건조하였다.

시험하기 전에, 모든 샘플을 TAPPI 표준에 따라 조건화하였다. 특히, 샘플을 대기 중에 50% 상대 습도 및 72℉에서 적어도 4시간 동안 놓았다.

다음 결과를 얻었다:

상기 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 샘플은 허큘레스 크기 시험으로 나타난 바와 같이 우수한 물 흡수율을 가졌다. 특히, 본 발명에 따라 제조된 샘플은 HST가 60초 미만, 예를 들어 30초 미만, 예를 들어 20초 미만, 예를 들어 10초 미만이었다. 사실상, 많은 샘플은 HST가 약 2초 미만이었다.

물 흡수성이 크다는 특성에 추가로, 첨가제 조성물을 함유하는 본 발명에 따라 제조된 목욕 티슈 샘플은 우수한 분산성 특징을 가졌다. 예를 들어, 제시된 바와 같이, 샘플은 분산성이 약 2분 미만, 예를 들어 약 1-1/2분 미만, 예를 들어 약 1분 미만이었다.

상기 표에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 샘플은 뛰어난 스틱-슬립 특징을 가졌다. 스틱-슬립 데이타를 또한 도 28에 그래프로 예시한다. 보이는 바와 같이, 본원에 따라 제조된 샘플은 스틱-슬립이 약 -0.007 내지 약 0.1이었다. 보다 특히, 본 발명에 따라 제조된 샘플은 스틱-슬립이 약 -0.006 초과, 예를 들어 약 0 초과였다. 반면에, 모든 비교예는 더 낮은 스틱-슬립 수를 가졌다.

실시예 5

본 발명에 따라 제조된 티슈 샘플을 상기 실시예 4에 설명된 공정과 유사하게 제조하였다. 본 실시예에서, 첨가제 조성물은 제1 샘플에 비교적 중량으로 및 제2 샘플에 비교적 경량으로 도포되었다. 특히, 샘플 1은 첨가제 조성물을 23.8 중량%의 양으로 함유하였다. 샘플 1은 상기 실시예 4에서 샘플 1이 제조된 방식과 유사하게 제조하였다. 반면에, 샘플 2는 첨가제 조성물을 약 1.2 중량%의 양으로 함유하였다. 샘플 2는 일반적으로 상기 실시예 4에서 샘플 4가 제조된 것과 동일한 방식으로 제조하였다.

샘플이 제조된 후, 각각의 샘플의 한 표면을 주사 전자 현미경을 사용하여 사진을 찍었다.

첨가제 조성물을 23.8 중량%의 양으로 함유하는 제1 샘플을 도 29 및 30에 예시한다. 도시된 바와 같이, 상기 샘플에서, 첨가제 조성물은 제품의 표면 위에 불연속 필름을 형성한다.

한편, 도 31-34는 첨가제 조성물을 약 1.2 중량%의 양으로 함유하는 샘플의 사진이다. 도시된 바와 같이, 비교적 적은 양에서, 첨가제 조성물은 상호연결된 네트워크를 형성하지 않는다. 대신, 첨가제 조성물은 제품의 표면 상에 별개의 분리된 영역에 존재한다. 그러나, 비교적 적은 양에서도, 티슈 제품은 여전히 로션을 바른 것 같은 부드러운 느낌을 갖는다.

실시예 6

본 실시예에서, 다양한 조성물이 크레이핑되지 않은 통기건조된(UCTAD) 베이스 웹 상에 패턴에 따라 프린트되고 크레이핑 드럼으로부터 크레이핑되었다. 상기 조성물은 상기 베이스 웹을 드럽에 붙이는데 사용하였다. 상기 샘플들을 그 후 두 개의 인접 시트가 서로 달라붙는 경향을 의미하는 블로킹(blocking)에 대해 시험하였다.

더욱 상세하게, 본 실시예에서 수행되는 상기 블로킹 시험은 하기와 같다:

블로킹(bloking) 시험

1. 시험할 베이스 시트의 샘플을 획득한다. 샘플을 3인치 폭 및 6 내지 7 인치 길리로 절단한다. 상기 샘플의 폭은 베이스 시트의 횡-기계 방향이며, 길이는 기계방향이다.

2. 두 개의 동일한 샘플을 취하여 하나를 다른 것의 위에 놓는다. 크레이핑된 티슈 시트를 시험하는 경우, 각 시트의 크레이핑되지 않은 면이 위를 향하게한다. 따라서, 하부 시트의 상기 크레이핑되지 않은 면이 상부 시트의 크레이핑된 면과 접촉한다.

3. 상기 2. 단계를 5개의 샘플 또는 스택(stack)이 제조될 때까지 반복한다.

4. LEXAN PLEXIGLAS의 조각을 평평한 표면 위에 배치한다. 상기 LEXAN PLEXIGLAS는 1/4 인치의 두께를 갖는다. 8.5 인치 × 11 인치 치수의 98 휘도(brightness)의 12 파운드 프린팅 및 카핑(copying) 종이의 조각을 상기 LEXAN PLEXIGLAS의 상부에 배치한다.

5. 상기 적층된 샘플을 PLEXIGLAS 상부에 서로 상부에 배치한다. 각각의 적층 샘플을 도 38에 나타난 바와 같이 카피(copy) 종이에 의해 분리된다.

6. 그 후, 도 38에 나타난 바와 같이 8.5 인치 × 11 인치 치수의 98 휘도(brightness)의 12 파운드 프린팅 및 카핑(copying) 종이의 조각을 샘플의 상부에 배치하고 그 결과 적층을 또 다른 LEXAN PLEXIGLAS의 조각으로 덮는다.

7. 도 38에 나타난 바와 같이 26 파운드 무게가 PLEXIGLAS 조각의 상부에 배치된다. 상기 전체 구조는 그 후 40℃ 및 75% 상대 습도로 조절되는 숙성 챔버에 5일간 배치된다.

8. 숙성 후, 각 샘플을 도 38에 나타난 구조로부터 제거한다. 그 후 각 샘플을 평균 박리강도를 그램 힘으로 계산할 수 있는 컴퓨터화된 데이타-획득 시스템이 장착된 인장 시험장치 내에 배치한다. 상기 인장 시험장치는 TESTWORKRS 소프트웨 어가 로딩된 Sintech Tensile Tester이다. 상기 TESTWORKRS 소프트웨어 내에서, 죠 간격이 1 인치로 성정된 640-W 박리(peel) 방법이 사용된다.

9. 제 1 샘플을 취하여 두 개의 티슈 시트를 상부 모서리를 따라 조심스럽게 분리한다. 샘플의 하나의 시트를 인장 시헌 장치의 하부 죠에 배치하고 샘플의 다른 시트를 상부 죠에 배치한다. 크레이핑도니 티슈 시트를 사용하는 경우, 상기 샘플의 크레이핑된 면이 육안으로 보이고 외부를 향한다.

10. 블로킹 힘 측정 시험을 개시한다. 특히, 상기 인장 시험 장치는 두 시트를 박리하여 분리한다. 박리는 샘플의 길이를 따라(기계 방향) 일어난다.상기 시험은 5개의 모든 샘플이 제조될 때까지 반복되고 블로킹 힘을 측정하고 5개의 샘플에 대해 평균을 낸다.

본 실시예에서, 크레이핑되지 않은 통기 건조된 베이스 웹이 도 2에 나타난 공정과 유사한 공정으로 제조된다. 상기 베이스 시트는 42.7 gms 내지 44.5gsm의 평량을 갖는다. 상기 베이스 시트는 100% 노던 소프트우드 크래프트 펄프로 제조된다.

상술한 바와 같이, 상기 베이스 시트는 형성된 후 프린트 크레이핑 공정 처리한다. 프린트 크레이핑 공정은 일반적으로 도 8에 설명된다. 상기 시트를 그라미어 프린팅 라인으로 공급하고 여기서 크레이핑 조성물이 상기 실시예 2에 설명되 공정과 유사하게 시트의 표면 위로 프린트된다.

샘플의 제 1 세트에서 크레이핑 접착제를 베이스 시트에 도포한다. 본 발명에 따른 접착 조성물에 상이한 양의 크레이핑 접착제를 첨가한다. 최종적으로, 본 발명에 따른 첨가제 조성물만을 함유하는 샘플이 제조된다.

상기 사용된 크레이핑 접착제는 Allentown, Pennsylvania의 Air Products, Inc로부터 획득한 AIRFLEX426 바인더이다. AIRFLEX426은 플렉서블(flexible), 비-가교결함 카르복실화 비닐 아세테이트-에틸렌 터폴리머 에멀젼이다.

본 발명에 따라 제조된 상기 접착 조성물은 하기와 같다:

하기 샘플은 크레이핑 접착제 및 접착 조성물을 하기의 포센트로 함유하여 제조하였다:

샘플 번호 % 크레이핑 접착제 % 첨가제 조성물

1 100 0

2 98 2

3 90 10

4 75 25

5 0 100

시트 블로킹을 상기 각각의 샘플에 대해 상술한 공정에 따라 시험하였다. 블로킹 결과는 도 39에 도시하였다. 샘플을 또한 GMT, GMTEA, GMM/GMT 및 횡 방향에 서의 습윤/건조 인장에 대해 시험하였다. 하기의 결과가 획득되었다.

도 39에 나타난 바와 같이, 크레이핑 조성물에 첨가제 조성물의 양이 증가함에 따라 시트 블로킹이 현저하게 감소되었다. 실제로, 어떠한 크레이핑 접착제를 포함하지 않는 샘플 번호 5에서 시트 블로킹은 실질적으로 존재하지 않았다.

상기 표에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 첨가제 조성물은 또한 실질적으로 동일하지만 처리되지 않은 샘플과 비교할 대 베이스 시트의 기하 평균 인장 강도를 현저하게 증가시킨다. 예를 들어, 상기 처리되지 않은 샘플과 첨가제 조성물만을 함유하는 샘플 번호 5 사이에서 기하 평균 인장 강도가 두배가 되었다.

이러한 관점에서, 다양한 인자에 기인하여, 본 발명에 따라 처리된 상기 베이스 시트의 기하 평균 인장 강도는 실질적으로 동일한 미처리 샘플과 비교할 때 10% 이상, 25% 이상, 50% 이상, 75% 이상, 100% 이상, 125% 이상, 150% 이상, 175% 이상, 그리고 200% 이상 증가할 수 있다.

상기 표에서 또한 나타난 바와 같이, 베이스 시트가 본 발며에 따른 상기 첨가제 조성물로 처리되는 경우 처리되지 않은 샘플과 비교할 때 베이스 시트의 여러 다른 특성이 향상되었다.

다음 샘플의 세트에서, 여러 다른 접착제가 크레이핑 접착제와 조합되었다. 특히, 상기 크레이핑 접착제 혼합물은 AIRFLEX 426 바인더에 추가로 Hercules, Incorporate로부터 입수가능한 KYMENE 6500을 함유하였다. 상기 크레이핑 접착제 혼합물을 또한 Hercules, Incorporate로부터 입수가능한 HERCOBOND, Hercules, Incorporate로부터 입수가능한 PROTOCOL CB2008 소포제 및 수산화나트륨을 포함하였다.

화학적 성질	조성물의 %
AIRFLEX 426	43.3
Protocol CB2008	0.2
물	32
Kymene 6500	13.6
Hercobond 1366	9.1
NaOH(10%)	1.8

상기 크레이핑 접착제 조성물 및 본 발명에 따라 제조된 첨가제 조성물의 조합을 함유하는 하기 샘플을 제조하였다:

샘플 번호 % 크레이핑 접착제 혼합물 % 첨가제 조성물

6 100 0

7 97.5 2.5

8 95 5

9 25 75

상기 샘플들은 하기의 결과를 나타냈다.

블로킹 결과가 도 40에 도시되어 있다. 나타난 바와 같이, 크레이핑 접착제내에 첨가제 조성물의 양이 더 많을 수록 블로킹이 현저하게 감소하였다.

이러한 시험을 수행하는 동안 KYMENE 6500을 함유하는 크레이핑 혼합물은 첨가제 조성물이 용액으로부터 떨어짐(fall out of)을 유발하는 경향을 갖는 것이 인지되었다.

그 결과로, 크레이핑 접착제 혼합물이 KYMENE 6500 제품을 함유하지 않는 추가의 샘플을 제조하였다. 특히, 하기의 샘플을 제조하였다:

샘플 번호 % 크레이핑 접착제 % 첨가제 조성물

10 100 0

11 98 2

12 90 10

13 75 25

14 25 75

15 0 100

상기 샘플이 하기의 결과를 나타냈다.

블로킹 결과가 도 41에 도시되어 있다. 나타난 바와 같이, 블로킹은 첨가제 조성물이 더 많이 존재할수록 감소하였다.

상술한 바와 같이, 크레이핑 접착제가 상기 본 발명에 따라 제조된 접착 조성물을 포함하는 경우, 시트 블로킹은 15gf미만, 예를 들어 10gf 미만, 예를 들어 5gf 미만일 수 있다.

실시예 7

본 실시예에서, 본 발명에 따른 티슈 시트를 처리되지 않은 시트 및 상업적으로 입수가능한 여러 제품과 비교하였다. 보다 상세하게, 상기 샘플을 샘플에 의해 야기되는 린트의 양을 측정하는 린트 시험을 하였다.

린트(lint) 시험

"린트(lint) 시험" 값은 재료가 평행하게 왕복하는 표면 연마기로 처리하는 경우 연마 작용에 대한 티슈 재료의 저항성을 측정하는 시험이다. 보다 상세하게, 도 42는 린트 시험에 따라 시트를 연마하는데 사용될 수 있는 시험 장치를 나타낸 것이다. 나타난 바와 같이, 주축(mandrel)(203)을 갖는 기계(201)는 티슈 샘 플(202)을 수용한다. 가이드 핀(나타내지 않음)을 갖는 슬라이딩 자기 클램프(208)가 고정 자기 클램프(209)의 반대편에 배치되고, 도한 가이드 핀(210) 및 (211)을 갖는다. 회전 속도 조절(207) 및 개시/정지 조절(205)이 제공된다. 카운터(206)는 총수 또는 회전 수를 표시한다. 연마에 사용되는 주축은 18-22 다이아몬드 입자 미크론 코팅으로 구성된 연마 부분을 가지며(SuperAbrasives, Inc., 28047 Grand Oaks Conn., Wixom, Mich. 48393에 의해 공급됨) 상기 로드 전체 원주 주변에 4.25 인치의 길이로 연장된 0.5 인치 직경의 스테인리스 스틸 로드(rod)로 구성된다. 상기 주축은 기계 앞면에 대해 수직으로 탑재되어 주축 연마 부분이 기계의 앞면으로부터 밖으로 연장되도록 한다. 주축의 각 면에는 가이드 핀(210) 및 (211)이 배치되고 이들은 슬라이등 자기 클램프(208) 및 정지 자기 클램프(209)와 각각 상호작용하는데 사용된다. 슬라이딩 자기 클램프 및 정지 자기 클램프는 약 4 인치의 간격을 가지며 주축이 대략 중앙에 위치한다. 슬라이딩 자기 클램프 및 정지 자기 클램프는 수직 방향으로 자유롭게 슬라이딩하도록 구성된다.

샘플 표본을 종지 커터 및 정밀 커터를 이용하여 3 인치의 폭과 7인치 길이의 샘플로 절단한다. 각 표본은 표본들이 린트 시험기에 탑재되는 경우, 상기 주축이 어떠한 천공(만약 존재하는 경우) 위를 연마하지 않도록 절단되어야 한다. 오직 롤의 외부를 향하는 티슈의 면이 시험된다. 일 면만이 첨가제 조성물로 처리된 티슈 시트에 대해, 상기 첨가제 조성물로 도포된 면이 시험된다. 티슈 샘플에 대해, 기계 방향(ND)은 보다 긴 차원에 상응한다. 각 시험 스트립은 0.1mg 가까이로 칭량된다. 샘플(202)이 가이드 핀에 대항하여(against, 위(over) 가 아님)배치되고 슬 라이딩 자기 클램프(208)로 위치에 고정된다. 주축 위로 표본을 걸치고 가이드 핀에 대항하여 배치하고 고정 자기 클램프(209)를 적용한다. 샘플이 배치되면, 슬라이딩 자기 클램프를 해제하여 샘플을 팽팽하고 매끄럽게 당긴다.

주축(203)은 그 후 앞뒤로 반경 4.968인치 및 대략 2.68 인치의 길이의 호형 경로로 시험 스트립에 대항하여 40회(각 회는 앞 및 뒤의 스트로크(stroke)로 구성된) 약 분당 80 회의 속도로 움직이고, 그에 따라 웹 표면으로부터 느슨한 섬유를 제거한다. 슬라이딩 자기 클램프 및 고정 자기 클램프를 그 후 샘플로부터 제거한다. 모든 느슨한 잔해는 표본의 한 모퉁이를 고정하여 제거되며, 손가락 끝을 이용하여 압축 공기(대략 5-10psi)로 표본의양면을 블로우한다. 샘플은 0.1mg에 가깝게 칭량되고 중량 손실을 계산한다. 티슈 샘플 당 10회 반복 시험 샘플이 시험되고 밀리그램의 평균 중량 손실 값이 샘플의 린트 시험 값이다. 시험이 실행되는 상이, 압축 공기가 탈피(slough) 및 린트 잔해를 주축 및 시험 영역으로부터 멀리 날리기 위해 사용된다.

본 실시예에서, 티슈 웹 샘플을 일반적으로 도 3에 도시된 공정에 따라 제조된다. 티슈웹을 본 구현에서는 양키 건조기를 포함하는 크레이핑 표면에 부착하기 위해, 건조기와 웹을 접촉하기 전에 본 발명에 따라 제조된 첨가제 조성물을 건조기 위해 스프레이 한다. 2겹 티슈 제품을 제조하였다. 샘플을 그 후 여러 표준화 시험을 거친다.

처음에, 소프트우드 크라프트(NSWK) 펄프를 펄퍼(pulper) 내에 30분 동안 4% 농도로 약 100℉에서 분산시켰다. 이어서, NSWK 펄프를 덤프 체스트로 이송하고, 후속적으로 약 3% 농도로 희석하였다. 이어서, NSWK 펄프를 4.5 hp-days/미터톤에서 정제(refine)하였다. 상기 소프트우드 섬유를 3층 티슈 구조에서 내부 강도층으로서 사용하였다. NSWK층은 최종 시트 중량의 약 34%를 구성하였다.

목재 섬유 1 미터톤 당 습윤 강도(wet strength) 수지인 2 킬로그람의 KYMENE® 6500 (미국의 윌링턴, 델라웨어에 위치한 허큘레스, 인크.로부터 입수가능함)을 헤드박스에 앞서 퍼니시에 첨가하였다.

브라질의 Rio de Janeiro, RJ에 위치한 아라크루즈로부터 입수가능한 유칼립투스 하드우드 크라프트(EHWK)인 Aracruz ECF 펄프를 펄퍼 내에 30분 동안 약 4% 농도에서 약 100℉에서 분산시켰다. 이어서, EHWK 펄프를 덤프 체스트에 이송하고, 후속적으로 약 3% 농도로 희석하였다. EHWK 펄프 섬유는 3층 티슈 구조의 2개의 외부층을 나타낸다. EHWK층은 최종 시트 중량의 약 66%를 구성하였다.

목재 섬유 1 미터톤 당 2 킬로그람의 KYMENE® 6500을 헤드박스에 앞서 퍼니시에 첨가하였다.

기계 체스트로부터 펄프 섬유를 헤드박스에 약 0.1%의 농도에서 펌핑하였다. 각 기계 체스트로부터의 펄프 섬유를 헤드박스 내의 별개의 매니폴드를 통해 보내어 3층 티슈 구조를 형성하였다. 섬유를 크레센트 형성기(Crescent Former) 내의 펠트 상에 침적시킨 후 양키 건조기에 공급하였다.

약 10-20% 농도의 습윤 시트를 압력 롤을 거쳐 닙을 통해 약 2500 fpm (750 mpm)에서 이동하는 양키 건조기에 부착시켰다. 압력 롤 닙 후 습윤 시트의 농도(후-압력 롤 농도 또는 PPRC)는 약 40%이었다. 습윤 시트는 건조기 표면에 도포된 첨 가제 조성물로 인해 양키 건조기에 부착되었다. 양키 건조기 아래에 놓인 스프레이 붐이 본 방멸에 기재된 첨가제 조성물을 건조기 표면 상으로 100 내지 600 mg/m²의 첨가 수준에서 분무하였다.

펠트가 첨가제 조성물로 오염되는 것을 방지하고, 목적하는 시트 특성을 유지하기 위해, 스프레이 붐과 압력 롤 사이에 차폐물(shield)을 배치하였다.

시트는 양키 건조기 상에서 크레이핑 블레이드로 이동하는 동안 약 95% - 98% 농도로 건조되었다. 크레이핑 블레이드는 후속적으로 티슈 시트 및 첨가제 조성물의 일부를 양키 건조기로부터 크레이핑하였다. 이어서, 크레이핑된 티슈 베이스시트를 부드러운 롤로 약 1970 fpm(600 mpm)로 이동하는 3" 코어 상에 감아서 변환하였다. 이어서, 크레이핑된 티슈의 2 개의 부드러운 롤을 다시 감아서 함께 겹쳐, 크레이핑된 두 면이 2겹 구조의 바깥쪽에 놓이도록 하였다. 구조체의 모서리 상에서 기계적 크림핑은 겹들을 함께 유지시킨다. 이어서, 겹쳐진 시트를 가장자리에서 약 8.5 인치의 표준 폭으로 슬릿팅하고 접었다. 티슈 샘플을 조건화하고 시험하였다.

샘플에 도포된 첨가제 조성물은 다음과 같다:

더 다우 케미칼 컴퍼니로부터 입수된 96% 시스 1-(3-클로로알릴)-3,5,7-트리아자-1-아조니아아다만탄 클로라이드(콰테르늄-15로도 알려짐)의 활성 조성물을 갖는 보존제인 DOWICIL™ 75 항균제가 또한 각각의 첨가제 조성물 내에 존재하였다.

상이한 첨가제 조성물에 대한 용액 중의 % 고형분은 양키 건조기 상에 200 내지 400 mg/m² 스프레이 도포율(coverage)을 전달하도록 변화시켰다. 용액 중의 고형분 함량을 변화시키면 베이스 웹 내로 포함되는 고형분의 양 또한 변화시킨다. 양키 건조기 상 200 mg/m² 스프레이 도포율에서, 약 2 중량%의 첨가제 조성물이 티슈 웹 내로 포함된다. 양키 건조기 상 400 mg/m² 스프레이 도포율에서, 약 4 중량%의 첨가제 조성물이 티슈 웹 내로 편입되는 것으로 추정된다.

비교의 목적으로, 동일한 공정에 따라 2-겹 샘플 또한 제조하였다. 본 발명에 따른 첨가제 조성물을 사용하는 대신, 표준 크레이핑 접착제를 양키 건조기에 도포하였다. 따라서, 시험된 샘플은 첨가제 조성물을 2 중량%의 양으로 포함하는 샘플 1, 첨가제 조성물을 4 중량%의 양으로 포함하는 샘플 2, 및 첨가제 조성물을 포함하지 않는 대조군을 포함한다. 나아가, 상업적으로 입수가능한 훼이셜 티슈를 또한 시험하였다. 특히, 표준 KLEENEX 티슈, KLEENEX ULTRASOFT 티슈, 및 PUFFS 티슈를 또한 시험하였다. KLEENEX 티슈 및 PUFFS 티슈는 2겹을 포함한다. 한편, KLEENEX ULTRASOFT 티슈는 3겹을 포함하도 실리콘으로 처리된다.

시험하기 전, 모든 샘플을 TAPPI 표쥰에 따라 조건화하였다. 특히, 샘플을 50% 상대 습도 및 72°F의 분위기에 적어도 4시간 동안 배치한다.

하기의 결과가 도출되었다:

	샘플 #1	샘플 #2	대조군	KLEENEX 티슈	KLEENEX ULTRASOFT 티슈	PUFFS 티슈
	평균	평균	평균	평균	평균	평균
평량-완전 건조(g/m2)	26.30	27.00	27.66	29.47	38.77	27.39
GMT(g)	768.7	802.3	833.1	728.6	853.1	669.8
두께, 1 시트(um)	177	165	202	171	192	248
린트 시험 값(mg)	2.32	1.04	5.18	3.82	3.96	5.56

상기 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 샘플을 다른 샘플에 지해 현저하게 우수한 린트 시험 값을 갖는다.

당업자는 보다 특히 첨부된 청구의 범위에 기재된 본 발명의 취지와 범위로부터 벗어나지 않으면서 본 발명에 대한 상기 및 다른 변형과 변경을 실시할 수 있다. 또한, 각종 실시태양의 측면들은 전적으로 또는 부분적으로 상호교환될 수 있음을 이해해야 한다. 추가로, 당업자는 상기 설명이 단지 예시적이고, 본 발명을 첨부된 청구의 범위에 더욱 설명되는 것으로 제한하는 의도는 없음을 이해할 것이다.

Claims (20)

1. 셀룰로스 섬유를 적어도 50중량%의 양으로 포함하며, 제 1면 및 제 2면을 갖는 티슈 시트; 및

   상기 티슈 시트의 적어도 제 1면에 존재하며, 폴리머를 포함하는 첨가제 조성물

   을 포함하며,

   3cc/g를 초과하는 부피(bulk), 3mg 미만의 린트 시험 값(Lint Test Value)을 가지며, 상기 티슈 시트의 제 1면은 -0.01을 초과하는 스틱-슬립(Stick-Slip)을 갖는, 티슈 제품.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제품은 2.5mg 미만의 린트 시험 값을 갖는 티슈 제품.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제품은 2mg 미만의 린트 시험 값을 갖는 티슈 제품.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 티슈 시트의 제 1면은 -0.006 내지 0.7의 스틱-슬립을 갖는 티슈 제품.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제품은 적어도 600g/3 인치의 기하 평균 인장 강도를 가지며, 적어도 25%의 습윤/건조 인장(tensile)을 갖는 티슈 제품.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 첨가제 조성물은 비-섬유상 올레핀 폴리머, 에틸렌-카르복실산 공중합체, 또는 이의 혼합물을 포함하는 티슈 제품.
7. 제 6항에 있어서, 상기 첨가제 조성물은 비-섬유상 올레핀 폴리머를 포함하며, 상기 올레핀 폴리머는 에틸렌과, C₄ 내지 C₂₀ 선형, 분지형 또는 고리형 디엔(diene), 비닐 아세테이트 및 식 H₂C=CHR(여기서 R은 C₁-C₂₀ 선형, 분지형 또는 고리형 알킬 기 또는 C₆-C₂₀ 아릴 기)로 표현되는 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 공모노머(comonomer)의 알파-올레핀 혼성 중합체(interpolymer)를 포함하거나, 또는 상기 알파-올레핀 폴리머는 프로필렌과, 에틸렌, C₄ 내지 C₂₀ 선형, 분지형 또는 고리형 디엔(diene) 및 식 H₂C=CHR(여기서 R은 C₁-C₂₀ 선형, 분지형 또는 고리형 알킬기 또는 C₆-C₂₀ 아릴 기)로 표현되는 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 공모노머의 공중합체를 포함하는 티슈 제품.
8. 제 6항에 있어서, 상기 첨가제 조성물은 올레핀 폴리머 및 에틸렌-카르복실산 공중합체의 혼합물을 포함하며, 상기 올레핀 폴리머는 에틸렌과 알켄의 혼성 중합체를 포함하는 티슈 제품.
9. 제 8항에 있어서, 상기 첨가제 조성물은 카르복실산, 카르복실산의 염, 카르복실산 에스테르, 또는 카르복실산 에스테르의 염을 포함하는 티슈제품.
10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 티슈 시트는 제 1면을 정의하는 적어도 하나의 티슈 웹을 함유하며, 상기 티슈 웹의 제 1면에 상기 첨가제 조성물이 도포되고, 첨가제 조성물이 도포된 후 티슈 웹이 크레이핑되는(creped) 티슈제품.
11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 첨가제 조성물은 먼저 크레이핑 표면에 도포되고, 그 후 상기 티슈 웹의 제 1면이 상기 크레이핑 표면과 접촉하여, 티슈 웹을 크레이핑하기 전에 상기 첨가제 조성물을 웹의 제 1면에 도포되도록 하는 티슈제품.
12. 제 10항에 있어서, 상기 첨가제 조성물은 크레이핑되기 전 패턴에 따라 상기 티슈 웹의 제 1면에 도포되는 티슈제품.
13. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 티슈 시트는 순간(temporary) 습윤 증강제(strength agent)를 포함하는 티슈제품.
14. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 티슈 시트는 영구 습윤 증강제를 포함하는 티슈제품.
15. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 티슈 시트는 셀룰로스 섬유를 함유하는 티슈 웹의 단일 겹으로 구성되는 티슈제품.
16. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 티슈 시트는 복수의 겹을 함유하는 티슈제품.
17. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 티슈 제품은 적층된 배치의 복수의 개별적인 티슈 시트를 포함하는 티슈제품.
18. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 티슈 제품은 나선형으로 감긴 제품인 티슈제품.
19. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제품은 건조된 티슈제품.
20. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 처리되지 않은 동일한 티슈 시트와 비교할 때, 상기 첨가제 조성물의 존재는 티슈 시트의 기하 평균 인장 강도를 적어도 10% 증가시키는 티슈제품.

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