KR20000016661A - 화학약품에 의해 물성이 향상된 복합-밀도 영역을 갖는 페이퍼구조물 및 이의 제조방법 - Google Patents

화학약품에 의해 물성이 향상된 복합-밀도 영역을 갖는 페이퍼구조물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 불연속적인 패턴의 화학적 조성물을 갖는 화학약품에 의해 물성이 향상된 페이퍼 구조물(20)에 관한 것이다. 페이퍼 구조물(20)은 티슈 페이퍼와 같은 셀룰로즈 기재(22)를 포함한다. 기재는 상대적으로 고밀도인 영역(34) 및 상대적으로 저밀도인 영역(38)을 갖는다. 화학적 조성물(24)은 화학적 유연화 조성물 또는 표면 활성 조성물을 포함하고 기재의 저밀도 영역(38)에 차별적으로 적용된다. 바람직하게는, 저밀도 영역(38)은 불연속(36)이어서, 필수적으로 연속적인 고밀도 망상구조(32)가 저밀도 영역들(36,38)간에 존재한다. 페이퍼 구조물은 목욕 티슈 또는 미용 티슈로서 사용하기에 적절하다. 바람직하게는, 페이퍼(22)가 통과할 때 갭(60), 및 선택적으로 닙(58)을 형성하는, 2개 이상의 축방향 회전가능한 롤[즉, 앤빌 롤(anvil roll)(56) 및 선택적으로 이동 롤(54)과 계량 그라비어 롤(52)]을 포함하는 장치(50) 안에서 용액(40)으로부터 첨가제(24)를 페이퍼(22)에 적용한다.

Description

화학약품에 의해 물성이 향상된 복합-밀도 영역을 갖는 페이퍼 구조물 및 이의 제조방법
셀룰로즈성 웹으로부터 제조된 화장실용 티슈, 타월 및 미용 티슈와 같은 소비자 상품은 현대 사회에서 큰 비중을 차지한다. 일반적으로, 이들 제품은 소비자들에게 허용가능하다고 고려되는 몇몇 중요한 물리적 성질을 가질 필요가 있다. 중요한 성질들의 정확한 혼합 및 개별적인 성질들의 절대치는 제품의 성질에 따라 변화하지만, 그중에서도 유연성 및 습윤 및 건조 강성, 흡수성 및 호감가는 심미적 성질은 보편적으로 바람직한 성질이다. 유연성은 유쾌한 촉감 반응을 유발해내고 사람의 피부 또는 그 밖의 깨지기 쉬운 표면을 접촉할 때, 제품이 전혀 거칠거나 마모성이 아닌, 섬유상 웹의 한 성질이다. 강성은 구조물이 사용중에 물리적 일체성을 보유하도록 하는 능력이다. 흡수성은 적절한 시간에 접촉된 유체를 포착 및 봉쇄할 수 있는 섬유상 구조물의 성질이다. 심미적 성질은 소비자가 제품을 포장한 상태로 또는 단독으로 바라볼 때 발생하는 정신-시각적 반응을 말한다.
대부분의 티슈 제품의 일반적인 제조방법은 습윤-적층(wet laid) 제지 공정이다. 이러한 공정에서, 개별적인 섬유는 첫째 물과 묽은 슬러리 상태로 현탁된다. 이러한 슬러리를 이어서 대부분의 물을 제거하기 위해 다공성 스크린상에 놓고 얇은 비교적 균일한 중량의 초기 웹(embryonic web)을 형성한다. 이어서 이러한 초기 웹을 성형하고/성형하거나 다수의 방법으로 건조시켜 최종 티슈 웹을 제조한다. 이러한 공정의 일부로서 성형된/성형되거나 건조된 웹은 통상적으로 건조 드럼에 접착되고 바람직한 성질을 부여하기 위해 건조기의 표면으로부터 연속적으로 크레이핑(creping)된다.
많은 현존하는 습윤 적층 공정에 의해 제조된 제품은 상기 내용에 해당한다. 부드럽고 질기고 흡수성이며 2개 이상의 마이크로 영역의 밀도를 함유하는 웹의 예는 1967년 1월 31일자로 샌포드(Lawrence H. Sanford) 및 시슨(James B. Sisson)에게 허여된 미국 특허 제 3,301,746 호; 1976년 8월 10일자로 에이어스(Peter G. Ayers)에게 허여된 미국 특허 제 3,974,025 호; 1976년 11월 30일자로 모간(George Morgan, Jr.) 및 리치(Thomas F. Rich)에게 허여된 미국 특허 제 3,994,771 호; 1980년 3월 4일자로 트로칸(Paul D. Trokhan)에게 허여된 미국 특허 제 4,191,609 호 및 1987년 1월 20일자로 폴에게 허여된 미국 특허 제 4,637,859 호에서 발견할 수 있다. 이들 각각의 페이퍼는 밀집된 영역과 덜 밀집된 영역의 반복되는 패턴을 특징으로 한다. 이러한 밀집된 영역은 불연속이거나 연속일 수 있다. 이들 밀집된 영역은 임프린팅 캐리어 패브릭 또는 벨트의 융기된 영역에 의한 제지과정중에 웹의 국소화된 압축으로부터 생성된다.
그 밖의 매우 부피가 크고 부드러운 티슈 페이퍼가 1981년 11월 17일자로 카스텐스(Jerry E. Carstens)에게 허여된 미국 특허 제 4,300,981 호; 및 웰즈(Edward R. Wells) 및 헨슬러(Thomas A. Hensler)에게 1984년 4월 3일자로 허여된 미국 특허 제 4,440,597 호에 개시되어 있다.
셀룰로즈 기재를 포함하고 화학약품에 의해 물성이 향상된 특징부가 적용되어 있는 화학약품에 의해 물성이 향상된 페이퍼 구조물이 당해 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들면, 제지 퍼니쉬중에서 해교제 및 탄성중합체상 결합제를 함께 사용하여 전반적인 압축을 피해 부피가 크고 부드러운 흡수성 티슈 페이퍼를 제조하는 방법이 1974년 5월 21일자로 살부치(J.L.Salvucci, Jr.)에게 허여된 미국 특허 제 3,812,000 호에 개시되어 있다.
상기 언급된 살부치에 의해 기대되는 것과 같은 화학적 해교제 및 이들의 작동 이론이 1973년 8월 28일자로 프리마크(Friemark) 등에게 허여된 미국 특허 제 3,755,220 호; 1974년 10월 29일자로 메이셀(Meisel) 등에게 허여된 미국 특허 제 3,844,880 호; 및 1979년 1월 19일자로 벡커(Becker) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,158,594 호에 개시되어 있다.
티슈 페이퍼는 또한 양이온성 계면활성제 뿐만 아니라 비양이온성 계면활성제로 처리하여 유연성을 향상시켜 왔다. 예를 들면 1990년 9월 25일자로 스펜델(Spendel)에게 허여된 미국 특허 제 4,959,125 호; 및 1990년 7월 10일자로 스펜델에게 허여된 미국 특허 제 4,940,513 호에는 비양이온성, 바람직하게는 비이온성 계면활성제로 티슈 페이퍼를 처리함으로써 그 유연성을 향상시키는 방법이 개시되어 있다.
티슈 페이퍼, 특히 매우 부피가 큰 패턴의 밀집된 티슈 페이퍼의 유연성이 가 이를 각종 제제(예: 식물성, 동물성 또는 합성 오일, 및 특히 일반적으로 실리콘 오일이라 불리는 폴리실록산 물질)로 처리함으로써 향상될 수 있다는 것을 발견하였다. 예를 들면 1991년 10월 22일자로 암풀스키(Ampulski) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,059,282 호를 참조한다. 암풀스키 특허에는 습윤 티슈 웹에 폴리실록산 화합물을 첨가하기 위한 방법이 개시되어 있다(바람직하게는 약 20 내지 약 35%의 섬유 경점도(consistency)에서). 이러한 폴리실록산 화합물은 티슈 페이퍼에 광택나는 부드러운 감촉을 부여한다.
상기 기술한 공정이 허용가능한 제품 성질을 만들어내지만, 제품 성질은 추가로 향상될 수 있다. 그러나, 종래의 제품 및 잠재적으로 향상된 제품을 제조하는 공정은 몇몇 단점을 갖는다. 예를 들면, 티슈 웹을 보강하기 위해 사용된 화학약품은 종종 성형 스크린상에서 초기에 놓이기 전에 물과 섬유의 묽은 슬러리에 첨가된다. 이는 첨가제를 도입하기 위한 비교적 편리하고 저렴한 방법이다. 그러나, 흡수성을 보조하거나 유연성을 향상시키기 위한 그 밖의 화학약품은 또한 소위 티슈 제조 공정의 습윤 말기에 통상적으로 첨가된다. 중요한 성질을 발생시키기 위해 사용된 개별적인 화학약품의 복잡한 성질 때문에, 이들 약품들은 종종 부정적인 방식으로 서로 상호작용한다. 셀룰로즈 섬유상에 목적하는 보유력을 위해 서로 경쟁할 수 있을 뿐만 아니라 섬유에서 고유한 성질을 파괴할 수 있다. 예를 들면 유연한 화학약품은 종종 섬유가 다른 섬유와 결합하려는 고유 경향을 감소시키고 따라서 생성된 웹의 작용적 강성을 감소시킨다. 화학적 제지 첨가제를 습윤 말기에 도입시키면 공정 및 제품의 장점 모두 최소로 유지된다.
화학약품이 작용적이어야 한다면, 공정의 습윤 말기에 도입된 첨가제는 셀룰로즈 섬유에 의해 보유되어야 한다. 이는 일반적으로 이온 전하를 갖는 화학약품을 사용함으로써 수행되고, 가장 바람직하게는 셀룰로즈의 고유의 음이온 전하에 끌리는 양 이온 전하이다. 웹의 성질을 향상시킬 수 있는 많은 첨가제가 전하를 띠지 않는다. 이러한 화학약품을 묽은 섬유 슬러리로 공정의 습윤 말기에 도입시키면 열등한 보유력을 초래하고 상기 설명한 간섭 문제를 한층 더 악화시킨다.
제지 공정의 습윤 말기에 강성 첨가제 및 유연성 첨가제를 첨가하기 위한 공정은 1993년 6월 29일자로 판(Phan) 및 트로칸에게 허여된 미국 특허 제 5,223,096 호, 및 1993년 6월 8일자로 판에게 허여된 미국 특허 제 5,217,576 호에 포함되어 있다. 이들 습윤 말기 공정은 일반적으로 티슈 페이퍼에 강성 첨가제 및 유연성 첨가제를 균일하게 첨가하고, 따라서 화학약품의 바람직하지 않은 어떠한 잠재적 상호작용도 방지하지 않을 것이다.
공정의 습윤 말기에 임의의 화학약품을 첨가하는데 있어서, 또 다른 단점은, 화학약품이 보유된다면 웹을 통해 분배된다는 것이다. 많은 경우, 활성 성분을 웹의 표면에만 적용하는 것이 바람직하다. 이는 예를 들면 매끄러운 유연성 물질에 바람직할 수 있다. 상기 물질을 표면에만 적용하면, 소비자들이 촉감적으로만 표면과 상호작용하기 때문에 효율적으로 사용할 수 있다. 표면에 적용하면 또한 그 밖의 물질, 예를 들면 시이트의 중심에 포함되는 것이 최선인 강성 첨가제와의 간섭을 피할 수 있다.
화학적 제지 첨가제는 또한 습윤 웹의 형성에 이어서 셀룰로즈 기재에 첨가될 수 있다. 예를 들면, 화학적 첨가제를 화학 수용액으로부터 셀룰로즈 기재에 적용한 다음, 건조시켜 화학약품에 의해 물성이 향상된 페이퍼 구조물을 형성할 수 있다. 불행하게도, 셀룰로즈 기재에 화학약품을 첨가하는 선행 방법은 기재상에 화학약품의 균일하거나 균질한 분배를 가능하게 한다. 화학약품의 이러한 균일하거나 균질한 분배는 2개 이상의 마이크로 영역의 밀도를 함유하는 셀룰로즈 기재에 의해 제공되는 많은 성능 장점을 무효화할 수 있다.
본 발명은 상기 언급한 단점 모두를 극복하고 바람직한 추가의 장점을 발생시킨다. 특히, 본 발명에 의해 셀룰로즈 기재의 마이크로 영역과 정확히 맞도록 작용적 화학약품을 첨가하면 다영역 페이퍼의 성능 장점을 최대화할 수 있다. 예를 들면, 이후 상술되는 바와 같이, 화학적 유연성 첨가제를 그 작용을 추가로 향상시키기 위해 웹의 저밀도 마이크로 영역에 첨가한다.
일반적으로, 화학적 조성물을 셀룰로즈 기재에 분사 또는 인쇄에 의해 적용한다. 불행하게도, 화학적 조성물을 기재상에 정확한 패턴으로 분사하기는 어렵다. 화학적 조성물을 기재상에 인쇄하면 분사에 의해 수득할 수 있는 것보다 더욱 한정적이고 정확한 패턴을 형성할 수 있으나, 융기된 돌기 또는 그라비어 셀을 갖는 인쇄 롤이 필요하다. 융기된 돌기를 갖는 인쇄 롤 및 그라비어 플레이트는, 어떤 패턴이 특히 모세관 기재에 바람직한가에 상관없이 적용된 화학적 조성물의 패턴을 인쇄 롤 또는 그라비어 플레이트의 돌기에 상응하는 패턴까지 한정한다. 또한, 인쇄된 패턴을 기재의 마이크로 영역에 정확히 맞추는 것은 매우 어렵다.
이러한 문제점은 인쇄 롤 및 그라비어 플레이트의 각각의 목적하는 패턴중 하나를 과잉으로 제공함으로써 극복될 수 있다. 그러나, 이러한 제공은 짧은 생산 수행이 목적되기만 하면, 각각의 목적하는 패턴을 위한 인쇄 롤 또는 그라비어 플레이트를 제공하기 위한 경제적으로 가능한 정도까지 장치의 비용을 증가시킨다.
따라서, 티슈 페이퍼, 특히 부피가 큰 패턴 밀집된 티슈 페이퍼의 소정의 마이크로 영역을
(1) 기계 작업가능성에 상당한 영향을 미치지 않으면서 시판중인 제지 시스템으로 수행될 수 있고;
(2) 무독성이고 환경적으로 바람직한 화학적 조성물을 사용하고;
(3) 티슈 페이퍼의 바람직한 인장 강성, 흡수성 및 낮은 린트성을 유지할 수 있는 방식으로 수행될 수 있는
방법에 의해 화학적으로 향상시킬 수 있는 것을 바람직하다.
중요한 것은, 본 발명의 교시에 따라 목적하는 마이크로-영역에 맞추어 작용성 화학약품을 첨가함으로써, 목적하는 작용성 성질을 다른 성질에 악영향을 주지 않으면서 향상시킬 수 있다는 것이다. 예를 들면, 인장 강성을 유연성에 악영향을 미치지 않으면서 증가시키거나; 또는 유연성을 인장 강성에 악영향을 미치지 않으면서 향상시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 부드러운 흡수성 화장실 티슈 페이퍼 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 부드러운 흡수성 미용 티슈 페이퍼 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 부드러운 흡수성 페이퍼 타월 제품을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 화학적 제지 첨가제는 페이퍼 구조물의 마이크로 영역에 정확히 맞도록 도입된 2개 이상의 마이크로 영역의 밀도를 함유하는 셀룰로즈 기재를 포함하는 페이퍼 구조물, 예를 들면 티슈 웹을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 유연성, 화학적 제거 첨가제, 강성, 흡수성 및 심미성 또는 이들의 조합을 향상시킨 티슈 웹으로 도입시키기 위한 향상된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다영역 페이퍼의 성능 장점을 최대화하기 위해 티슈 웹의 마이크로-영역과 정확히 맞추어 화학적 제지 첨가제를 도입하기 위한 향상된 방법을 제공하는 것이다.
이들 및 그 밖의 목적이 본 발명을 사용하여 수득되며, 이는 다음의 더욱 상세한 내용으로부터 알 수 있다.
발명의 요약
본 발명은 상대적으로 고밀도인 제 1 영역 및 상대적으로 저밀도인 제 2 영역을 갖는 셀룰로즈 기재를 포함하는 화학약품에 의해 물성이 향상된 페이퍼 구조물이다. 상대적인 고밀도인 영역 및 상대적인 저밀도인 영역은 각각 불규칙적이지 않은 반복되는 패턴으로 배치된다. 부동화된 화학적 제지 첨가제는 상대적인 고밀도인 영역 또는 상대적인 저밀도인 영역상에 배치된다.
특히 바람직한 양태에서, 상대적인 고밀도인 영역은 필수적으로 연속적인 망상구조를 형성하고 상대적인 저밀도인 영역은 불연속이다. 이러한 실시양태에서, 부동화된 화학적 제지 첨가제는 만일 유연성 및/또는 흡수성을 향상시키기 위한 것이라면, 예를 들면 저밀도 영역상에 바람직하게 배치된다. 또한, 부동화된 화학적 제지 첨가제는 예를 들면 강성을 향상시키고자 한다면 연속적인 고밀도 영역에 첨가될 수 있다. 또한, 이후 상세히 논의되는 바와 같이, 본 발명의 화학약품에 의해 물성이 향상된 페이퍼 구조물은 바람직하게는 통기 건조시킨다(through-air dry).
본 발명이 본 발명을 구체적으로 지시하고 특징적으로 청구하는 청구의 범위로 결론을 맺지만, 본 발명은 첨부된 도면과 결부시켜 하기 발명의 상세한 설명을 참조로하여 더욱 잘 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 셀룰로즈 기재 및 화학적 제지 첨가제를 포함하는 화학약품에 의해 물성이 향상된 페이퍼 구조물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 화학적 제지 첨가제가 페이퍼 구조물의 마이크로-영역에 정확히 맞추어 도입된, 2개 이상의 마이크로-영역 밀도 또는 기초중량을 함유하는 셀룰로즈 기재를 포함하는 페이퍼 구조물에 관한 것이다.
도 1은 연속적인 셀룰로즈 망상구조 및 화학적 제지 첨가제의 불연속적인 자리를 갖는 본 발명에 따른 페이퍼 구조물의 단편적인 상면도이다.
도 2는 도 1의 라인 2-2를 따라 절취한 단편적인 측면 입면도이다.
도 3은 본 발명의 구조물을 제조하기 위해 사용할 수 있는 하나의 장치의 도식적인 수직 입면도이다.
도 1에 설명된 바와 같이, 본 발명에 따라 화학약품에 의해 물성이 향상된 페이퍼 구조물(20)은 일반적으로 평면상 셀룰로즈 기재(22) 및 화학적 제지 첨가제(24)를 포함한다. 화학적 제지 첨가제(24)를 일반적으로 도 3에 나타낸 수용액(40)의 형태로 셀룰로즈 기재(22)에 적용한다. 도 3에 있어서, 수용액(40)을 특정 패턴으로 셀룰로즈 기재(22)에 적용한다. 일단 수용액(40)을 셀룰로즈 기재(22)상에 배치시키면, 물을 건조시킴으로써 최종적으로 제거하면, 셀룰로즈 기재상에 화학적 제지 첨가제(24)가 남게 된다.
도 1로 다시 돌아가서, 셀룰로즈 기재(22)는 셀룰로즈 구조물, 바람직하게는 티슈 페이퍼 웹이다. 셀룰로즈 기재(22)는 상이한 기초중량 및/또는 밀도를 갖는 다수의 마이크로-영역(34 및 38)을 포함한다. 셀룰로즈 기재(22)중 임의의 배열의 영역(34 및 38)은 셀룰로즈 기재(22)가 거시적으로 평면상이고 화학적 제지 첨가제(24)가 마이크로-영역중 하나에 정확하게 맞게 부동화되는 한 허용가능하다.
본 발명에 따른 셀룰로즈 기재(22)는 2가지 상호 상이한 밀도를 한정하는 구별할 수 있는 마이크로-영역(34 및 38)을 갖는다. 바람직하게는, 영역(34) 및 영역(38)은 필수적으로 연속적인 망상구조 안에서 필수적으로 연속적인 망상구조 영역(32) 및 불연속적인 영역(36)을 포함하는 배열로 배치된다. 본원에서 사용된 바와 같이, 원칙적인 치수중 하나 또는 둘로 셀룰로즈 기재(22)를 실질적으로 완전히 통해 연장되는 영역(32)은 "필수적으로 연속적인 망상구조"로서 간주된다. 역으로, 근접하지 않은 영역(36)은 "불연속적인" 것으로 간주된다. 이러한 불연속적인 영역(36)은 필수적으로 연속적인 망상구조를 한정하는 영역(32)으로부터 원위 말단까지 바깥쪽으로 뻗어 나간다.
바람직하게는, 불연속적인 영역(36) 및 필수적으로 연속적인 망상구조 영역(32)은 불규칙적이지 않은 반복되는 패턴으로 배치된다. 본원에서 "불규칙적이지 않은"란 표현은 영역(32) 및 영역(36)이 예측가능한 것으로 고려되고 제작 공정의 공지되고 예정된 특징부의 결과로서 발생할 수 있다. "반복되는"이란 용어는, 패턴이 셀룰로즈 기재(22) 안에 1회 이상 형성됨을 의미한다. 그러나, 소비자들도 알다시피, 만일 셀룰로즈 기재(22)가 상대적으로 작고 패턴이 상대적으로 크거나 페이퍼 구조물(20)이 일체형 단위로서 소비자에게 알려진다면, 이러한 패턴은 셀룰로즈 기재(22)에 1회만 발생할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 셀룰로즈 기재(22)의 영역(34) 및 영역(38)은 필수적으로 연속적인 망상구조 영역(32), 및 불연속적인 저밀도 영역(36)을 필수적으로 연속적인 망상구조 영역(32)안에 갖는 배열로 배치된다. 바람직하게는, 불연속적인 저밀도 영역(36) 및 필수적으로 연속적인 망상구조 영역(32)은 이후 논의되는 바와 같이 상이한 위치를 차지할 것이다.
본원에서 논의되는 실시양태의 경우, ㎠당 약 2 내지 약 155개의 저밀도 불연속적인 영역(36)(바람직하게는 화학적 제지 첨가제(24)가 그 위에 배치된다)을 갖는 셀룰로즈 기재(22)(평방 인치당 10 내지 1000개의 불연속적인 영역(36)) 및 더욱 구체적으로는 ㎠당 약 16 내지 약 109개의 저밀도 불연속적인 영역(36)(평방 인치당 100 내지 700개의 불연속적인 영역(36))이 적절한 것으로 밝혀졌다.
추가로, 본 발명에 따른 셀룰로즈 기재(22)는 2개의 상이한 융기부(26)를 포함할 수 있다. 셀룰로즈 기재(22)의 "융기부"는 평면성에서 부분적으로 벗어난 부분이다. 기재의 융기부(26)는 기재를 평평하게 펼쳐서 그 수평면을 비교 평면으로서 사용하여 측정한다. 상기한 상이한 밀도의 영역(34 및 38)과 일치하거나 일치하지 않을 수 있는 셀룰로즈 기재(22)의 상이한 융기부(26)를 셀룰로즈 기재(22)의 비교 평면 및 원칙적인 치수를 수직으로 취하여 비교 평면 위로 올라온 높이와의 차이에 의해 결정한다.
바람직하게는, 상이한 밀도에 따라 한정되는 영역(34 및 38) 및 상이한 융기부(26)가 일치한다. 따라서, 불연속적인 저밀도 영역(36)은 또한 융기부(26)에서 필수적으로 연속적인 망상구조 영역(32)의 고밀도 영역(34)으로부터 융기부(26)에서 융기된다(또는 셀룰로즈 기재(22)가 뒤집히면 융기부(26)에서 하강한다). 그러나, 특정 밀도의 불연속적인 영역(36)이 특정 융기부(26)와 일치하지 않는 적절한 실시양태가 존재할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
본 발명에 따른 셀룰로즈 기재(22)는 다른 두 개의 비교적 작은 치수와 비교하여 하나의 매우 큰 치수를 갖는 셀룰로즈 섬유(섬유의 종방향 축을 따라)로 구성될 수 있어서(섬유의 종방향 축에 방사상 및 수직이어서 상호 수직이다), 직선성은 추정하는 것이다. 섬유를 미시적으로 검사해 보면 다른 두 개의 치수가 섬유의 원칙적인 치수와 비교하여 작고, 이러한 다른 두 개의 작은 치수는 섬유의 축방향 길이를 통해 실질적으로 동일하거나 일정할 필요는 없다. 섬유가 축 주위로 구부러질 수 있는지, 다른 섬유에 대해 구부러질 수 있는지 및 액체 캐리어에 의해 성형 와이어(또는 그의 등가물)상으로 분배될 수 있는지만 중요하다.
셀룰로즈 기재(22)는 목적하는 바에 따라 크레이핑될 수도 있고 안 될 수도 있다. 셀룰로즈 기재(22)를 크레이핑하면 필수적으로 연속적인 망상구조 영역(32)을 통해 Z-방향의 물결 모양을 단축할 수 있다. 이러한 물결모양은 횡기계방향 주름을 생성하는데 이는 하기 논의된 방법에 의해 수득할 수 있는 융기부(26)에서의 차이와 비교하여 너무 극소량이어서 융기부(26)와의 차이가 거의 없는 것으로 간주된다. 그러나, 크레이핑된 셀룰로즈 기재(22)가 통기 건조 등을 통해 엠보싱되어, 크레이핑 물결 및 주름에 비해 상대적으로 큰 융기부(26)에서의 차이를 생성할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 크레이핑되지 않은 통기 건조된 티슈 페이퍼 제품을 제조하는 방법은 1995년 10월 18일자로 공개된 킴벌리-클락 코포레이션(Kimberly-Clark Corporation)에게 양도된 유럽 특허원 제 0 677 612 A2 호에 기재되어 있고 이는 본원에서 참조로서 인용한다. 이러한 비크레이핑되고 통기 건조된 구조물은 본 발명의 실행을 위해 적절하다.
셀룰로즈 기재(22)를 포함하는 섬유는 합성섬유, 즉 예를 들면 폴리올레핀 또는 폴리에스테르이고 바람직하게는 셀룰로즈성 섬유, 예를 들면 코튼 린터, 레이온 또는 바가스이고, 더욱 바람직하게는 울 펄프, 예를 들면 연질 목재(나자 식물 또는 침엽수) 또는 경질 목재(피자 식물 또는 활엽수)가 가교결합될 수 있고, 합성 물질 및 셀룰로즈성 물질의 조합을 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 셀룰로즈 기재(22)는 셀룰로즈 기재(22)가 셀룰로즈성 섬유 약 50중량% 이상 또는 약 50체적% 이상을 포함한다면 "셀룰로즈성"으로서 간주되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 약 2.0 내지 약 4.5 mm의 길이 및 약 25 내지 약 50 ㎛의 직경을 갖는 연질 목재 섬유, 및 약 1 mm 미만의 길이 및 약 12 내지 약 25 ㎛의 직경을 갖는 경질 목재 섬유를 포함하는 목재 펄프 섬유의 셀룰로즈성 혼합물이 본원에서 기술한 셀룰로즈 기재(22)에 잘 맞는 것으로 밝혀졌다.
목재 펄프 섬유가 셀룰로즈 기재(22)를 위해 선택되면, 이러한 섬유는 설파이트, 설페이트 및 소다 공정과 같은 화학적 공정 및 스톤 그라운드우드(stone groundwood)와 같은 기계적 공정을 비롯한 임의의 펄프 공정에 의해 생산될 수 있다. 선택적으로, 섬유는 화학적 및 기계적 공정의 조합에 의해 생성될 수 있거나 재생될 수 있다. 사용된 섬유의 유형, 조합 및 가공은 본 발명에 중요하지 않다.
본 발명에 따른 셀룰로즈 기재(22)는 거시적으로 2차원 평면상이고, 3차원적으로 약간의 두께를 갖는다. 그러나, 3차원적 두께는 일차적 2차원 치수 또는 일차적 2차원 치수에서 비교적 큰 측정값을 갖는 셀룰로즈 기재(22)를 제조하기 위한 능력에 비해서는 작은 것이다.
본 발명에 따른 셀룰로즈 기재(22)는 단일 적층물을 포함하고 섬유 유형으로서 적층되거나 층을 이룰 수 있다. 그러나, 본 발명에 따라 제조되는 2개 이상의 단일 적층물이 서로 마주보는 관계로 연결되어 일체형 적층물을 형성할 수도 있다는 것을 이해해야 한다.
물론, 제직물 또는 부직물도 만일 상기 구체화된 밀도 요구치를 만족시킨다면, 셀룰로즈 기재(22)로서 적절히 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
상이한 밀도의 영역(34) 및 영역(38)을 갖는 셀룰로즈 기재(22)는 당해 기술분야의 숙련인들에게 공지된 바와 같이 특정 영역을 엠보싱을 통해 국소적으로 밀집화함으로써, 또는 특정 영역을 적절한 금형 안으로 진공 또는 가압 편향하여 밀집화한 후 당해 기술분야의 숙련인들에게 잘 공지된 바와 같이 통기 건조시킴으로써 달성될 수 있다. 유사하게는, 셀룰로즈 기재(22)의 평면에 대해 일반적으로 직각 방향으로 상이한 융기부(26)를 갖는 셀룰로즈 기재(22)는 당해 기술분야의 숙련인들에게 잘 공지된 바와 같이 엠보싱에 의해 달성되거나, 또는 적절한 금형 안으로 진공 또는 가압 편향시킨 후 당해 기술분야의 숙련인들에게 잘 공지된 바와 같이 통기 건조시킴으로써 달성된다.
바람직하게는, 본 발명의 화학약품에 의해 물성이 향상된 페이퍼 구조물은 통기 건조된다. 특히 바람직한 통기 건조된 셀룰로즈 기재(22)를 1985년 7월 16일자로 트로칸에게 허여된 통상적으로 양도된 미국 특허 제 4,529,480 호에 따라서 제조하는데, 이러한 특허는 본원에서 불연속적인 영역(36) 및 필수적으로 연속적인 패턴 영역(32)을 갖는 통기 건조 셀룰로즈 기재(22)를 나타내고 상이한 융기부(26)를 갖는 본 발명에 따르는 특히 바람직한 셀룰로즈 기재(22)를 제조하는 방법을 나타낼 목적으로 참조로서 인용한다. 트로칸에게 허여된 미국 특허 제 4,529,480 호에 따라 제조된 셀룰로즈 기재(22)는 서로 부합하는 불연속적인 영역(36)을 갖는데, 이러한 영역(36)은 밀도가 비교적 낮고 융기부(26)에서 상승(또는 하강)한다.
셀룰로즈 기재(22)는 바람직하게는 약 0.13 mm(0.005 인치) 이상의 상이한 영역(34) 및 영역(38) 사이에 융기부(26)에서 차이를 갖는다. 융기부(26)는 당해 기술분야의 숙련인들에게 잘 공지된 바와 같이 마이크로토모스코피(microtomoscopy) 또는 입체적 3차원 스캐닝 전자 현미경 이미지를 사용하여 한정된 압력없이 측정된다.
화학적 제지 첨가제(24)를 수용액, 유화액, 현탁액 등에서 셀룰로즈 기재에 적용할 수 있다. 예를 들면, 화학적 제지 첨가제(24)를 함유하는 수용액(40)을 도 3에서 설명하는 바와 같이 셀룰로즈 기재(22)에 적용할 수 있다.
화학적 제지 첨가제(24)의 구체적인 유형은, 화학적 제지 첨가제(24)가 목저하는 패턴으로 적용되고 부동화되어, 셀룰로즈 기재(22)의 상이한 부분으로 유동하거나 이동하거나 수송되지 않고 화학적 제지 첨가제(24)의 덜 유용한 성질로 목적하는 패턴을 바꾸지 않는 한(예: 균일 피막) 본 발명에 중요하지 않다. 화학적 제지 첨가제(24)는 바람직하게는 사용중 건조 조건 및 습윤 조건에서도 부동화되는 것이 바람직하다.
도 2에 있어서, 화학적 제지 첨가제(24)를 함유하는 수용액(40)이 바람직하게는 셀룰로즈 기재(22)의 불연속적인 저밀도 영역(38)에 특히 소정의 패턴으로 배치되고 이와 정확히 맞춰지고 부동화된다. 비록 다른 패턴일지라도, 셀룰로즈 기재(22)의 실질적으로 하나만의 원칙적인 치수(즉, 기계방향, 횡기계 방향 또는 이의 대각선)를 통해 연장하는 라인을 형성하는 반연속성인 패턴이 가능하고, 불연속적인 저밀도 영역(38)에만 배치된 화학적 제지 첨가제(24)를 갖는 패턴이 바람직하다. 이러한 바람직한 실시양태에서, 비교적 고밀도 영역에는 부동화된 화학적 제지 첨가제(24)가 실질적으로 없다.
도 3에 있어서, 본 발명에 따르는 화학약품에 의해 물성이 향상된 페이퍼 구조물(20)은 도 3의 장치(50)에 따라 제조될 수 있다. 도 3의 장치(50)는 바람직하게는 상호 평행한 종방향 축, 계량 롤(52), 이동 롤(54), 및 앤빌 롤(56)을 갖는 3개의 축방향으로 회전가능한 롤(52, 54, 및 56)을 포함한다. 3개의 롤(52, 54 및 56)은 닙(58) 및 갭(60)을 형성한다. 닙(58)은 계량 롤(52)과 이동 롤(54) 사이에 있다. 갭(60)은 이동 롤(54)과 앤빌 롤(56) 사이에 있다.
계량 롤(52)은 액체 선구체(40)의 수용조(62) 안에 배치된 그라비어 롤이다. 축방향 회전시, 계량 롤(52)은 수용조(62)로부터의 액체 선구체(40)를 포착하고, 닥터 블레이드(doctor blade)(41)에 의해 계량 롤(52)의 각각의 셀 안에 충전 수위를 정확하게 맞추고 이어서 특정 양의 수용액(40)을 이동 롤(54)로 이동시킨다. 셀룰로즈 기재(22)는 그 위에 균일하게 배치된 수용액(40)을 갖는 이동 롤(54)과 앤빌 롤(56) 사이에 갭(60)을 통과한다. 중요하게, 셀룰로즈 기재(22)의 구조적으로 융기된 영역(36 및 38)(화학적 제지 첨가제(24)를 함유하는 수용액(40)을 적용하는 것이 바람직하다)은 전방을 향해 이동 롤(54)과 접촉하고, 이때 남아 있는 셀룰로즈 기재(22)의 나머지는 앤빌 롤(56)을 대향하고 있다. 이동 롤(54) 및 앤빌 롤(56) 사이의 갭(60)의 여유 공간을 증가시키거나 감소시킴으로써 수성 조성물(40)의 더 적은 양 및 더 많은 양이 서로 접촉시 셀룰로즈 기재(22)의 구조적으로 융기된 영역에 각각 인쇄되고 적용될 수 있다는 것이 당해 기술분야의 숙련인들에게는 명백할 것이다. 또한, 계량 롤(52)의 디자인을 변화시키면, 일정한 갭(60)에서 셀룰로즈 기재(22)에 적용된 수용액(40)의 양을 변화시킬 수 있다. 선택적으로, 수용액(40)을, 수성 조성물(40) 등의 안에 이동 롤(54)이 잠기게 하면서 분사하여, 계량 롤(52)에 대한 필요성을 제거하거나, 또는 계량 롤(52)과 앤빌 롤(56) 사이에 형성된 갭(60) 안에 계량 롤(52)로부터 기재(22)까지 직접 인쇄함으로써 이동 롤(54)에 적용할 수 있다.
셀룰로즈 기재(22)가 이동 롤(54) 및 앤빌 롤(56) 사이의 갭(60)을 통과함에 따라, 수용액(40)이 이동 롤(54)의 둘레를 접촉하기에 충분한 융기부(26)를 갖는 셀룰로즈 기재(22)의 영역에만 적용된다. 이동 롤(54)은 앤빌 롤(56)에 대향하여 남아 있는 셀룰로즈 기재(22)의 부분을 접촉하지 않는다. 따라서 어떠한 수용액(40)도 셀룰로즈 기재(22)의 이러한 부분에 적용되지 않는다.
갭(60)에서 여백 공간을 조절함으로써, 수용액(40)의 상이한 양 및 궁극적으로 건조된 화학적 제지 첨가제(24)의 양을 셀룰로즈 기재(22)의 융기된 영역에 적용할 수 있다. 일반적으로, 본원에 기재된 실시양태에 있어서, 불연속적인 영역(36)의 ㎠당 약 1 내지 약 500 mg의 범위로 적용된 수성 조성물(40)이 적절한 것으로 밝혀졌다.
일단, 페이퍼 구조물(20)에 사용된 셀룰로즈 기재(22)가 소비자의 취향에 맞게 선택되면, 일정한 장점이 명백해진다. 특히, 상이한 융기부(26)의 영역(34 및 38)을 갖는(하나의 영역(34)은 앤빌 롤(56)과 접촉하고 다른 영역(38)은 이동 롤(54)과 접촉한다) 본 발명에 따르는 셀룰로즈 기재(22)는 당해 기술분야의 숙련인들에게 밝혀지지 않은 몇몇 장점을 제공한다. 일단, 화학적 제지 첨가제(24)를 함유하는 수용액(40)의 특정 패턴이, 이동 롤(54)이 그라비어 패턴을 갖거나 방사상으로 연장된 돌기를 가질 필요없이, 셀룰로즈 기재(22)상에 침적될 수 있다. 일반적으로 패턴을 갖는 계량 롤(54)은 비패터닝된 계량 롤(54)보다 제작하기가 더욱 어렵고 비용이 든다.
청구된 본 발명의 두 번째 장점은 가요성인데, 이로써 패턴을 갖는 이동 롤(54)을 사용하길 원하지 않는 사람들이 화학적 제지 첨가제(24)를 적용하는 것이 바람직한 셀룰로즈 기재(22) 영역에 패턴을 정확히 맞출 수 있다. 이러한 맞춤은 셀룰로즈 기재(22)의 상이한 영역이 근접한 현미경 규모로 발생하기 때문에 더욱 이상적인 제작 조건하에서 달성되기가 극도로 어려울 수 있다. 실제 제조는 훨씬 복잡한데, 이는 셀룰로즈 기재(22)가 장치(50)를 통해 연신됨에 따라 장력, 셀룰로즈 기재(22)의 기초중량 및 그 밖의 제작 인자가 통상적으로 변화하기 때문에, 상이한 영역(32 및 36)의 피치 및 잘못 맞춰질 기회가 변화할 수 있기 때문이다. 도 3에 기재된 공정에 의한 본 발명을 생산 방법으로 셀룰로즈 기재(22)의 목적하는 영역과 함께 화학적 제지 첨가제(24)를 정확히 맞출 수 있다.
셋째, 셀룰로즈 기재(22)에 적용된 화학적 제지 첨가제(24)의 패턴을 변화시키고자 한다면, 부드러운 비패터닝된 둘레를 갖는 이동 롤(54)을 갖는 단일 장치(50)가 다중 패턴을 위해 사용될 수 있다. 상이한 구조를 갖는 셀룰로즈 기재(22)를 이동 롤(54) 및 앤빌 롤(56) 사이에 갭(60)중에 삽입시키고 갭(60)의 여백 공간을 적절하게 조절한다. 이동 롤(54)은 셀룰로즈 기재(22)를 단순히 변화시킴으로써 부드러운 표면과 임의의 목적하는 패턴을 계속 갖출 수 있다. 일단 특정 셀룰로즈 기재(22)가 선택되면, 이러한 제작중 가요성이 선행 기술분야에서 달성될 수 없었다.
본 발명에 따른 몇몇 변형 실시양태가 가능하다. 예를 들면, 가능하다면 밀도 이외의 기초중량에 따라 상이한 필수적으로 연속적인 망상구조 영역(32) 및 불연속적인 영역(36)을 갖는 셀룰로즈 기재(22)를 구성할 수 있다. 이러한 셀룰로즈 기재(22)가 선택되면, 1985년 4월 30일자로 존슨(Johnson) 등에게 허여된 통상적으로 양도된 미국 특허 제 4,514,345 호, 또는 1993년 9월 14일자로 트로칸 등에게 허여된 통상적으로 양도된 미국 특허 제 5,245,025 호에 통상적으로 양도된 미국 특허 제 4,514,345 호의 도 4에 따라 성형 와이어를 사용하여 유리하게 제조될 수 있다(상기 특허들은 본원에서 기초중량을 달리하는 영역을 갖는 셀룰로즈 기재(22)를 제조하는 방법을 나타내기 위해 참조로서 인용한다). 선택적으로, 필수적으로 연속적인 망상구조 영역(32)의 위(또는 아래)의 다수의 상이한 융기부(26)를 갖는 불연속적인 영역(36)이 가능하다. 화학적 조성물(24)은 특정 최소 융기부(26)를 갖는 불연속적인 영역(36)에만 적용될 수 있거나, 융기-의존적 양으로 불연속적인 영역(36)의 각각에 적용될 수 있다.
화학적 제지 첨가제
본 발명의 복합-밀도 영역을 갖는 페이퍼 구조물에 사용하기 위한 화학적 제지 첨가제는 강성 첨가제, 흡수성 첨가제, 유연성 첨가제, 심미성 첨가제, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 이러한 각각의 유형의 첨가제가 이후 설명될 것이다.
A) 강성 첨가제
강성 첨가제는 영구 습윤 강성 수지, 일시적인 습윤 강성 수지, 건조 강성 첨가제, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
영구 습윤 강성이 요구된다면, 화학적 제지 첨가제는 폴리아미드 에피클로로하이드린, 폴리아크릴아미드, 불용성 폴리비닐 알콜; 우레아 포름알데하이드, 폴리에틸렌이민, 및 키토산 중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 폴리아미드 에피클로로하이드린 수지는 특히 유용한 것으로 밝혀진 양이온성 습윤 강성 수지이다. 이러한 수지의 적절한 유형은 본원에서 참조로서 인용된 1972년 10월 24일자로 케임(Keim)에게 허여된 미국 특허 제 3,700,623 호 및 1973년 11월 13일자로 케임에게 허여된 미국 특허 제 3,772,076 호에 기재되어 있다. 유용한 폴리아미드-에피클로로하이드린 수지의 상업적 공급원중 하나는 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 헤르큘레스 인코포레이티드(Hercules Incorporated)이고, 카이멤 557H(Kymeme 557H, 등록상표)가 시판중이다.
폴리아크릴아미드 수지는 또한 습윤 강성 수지로서 유용성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 이들 수지는 본원에서 참조로서 인용하는 1971년 1월 19일자로 코스시아(Coscia) 등에게 허여된 미국 특허 제 3,556,932 호 및 1971년 1월 19일자로 윌리암스(Williams) 등에게 허여된 미국 특허 제 3,556,933 호에 개시되어 있다. 폴리아크릴아미드 수지의 상업적 공급원중 하나는 미국 코넥티컷주 스탠포드 소재의 아메리칸 시안아미드 캄파니(American Cyanamid Company)이고, 파레즈 631NC(Parez 631NC, 등록상표)가 시판중이다.
본 발명에 유용한 그 밖의 수용성 양이온성 수지는 우레아 포름알데하이드 및 멜라민 포름알데하이드 수지이다. 이러한 다작용성 수지의 더욱 통상적인 작용기는 질소에 부착된 아미노기 및 메틸올기와 같은 기를 함유하는 질소이다. 폴리에틸렌이민 유형의 수지 또한 본 발명에 유용하다.
일시적인 습윤 강성이 요구된다면, 화학적 제지 첨가제는 양이온성 디알데하이드 전분계 수지[예: 재팬 칼렛(Japan Carlet)에 의해 생산된 칼다스(Caldas), 나셔날 스타치 앤드 케미칼 코포레이션(National Starch and Chemical Corporation)에 의해 생산되는 나셔날 스타치 78-0080(National Starch 78-0080) 또는 코본드 1000(Cobond 1000)]; 및 디알데하이드 전분으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 개질된 전분계 일시적인 습윤 강성 수지는 또한 본원에서 참조로서 인용된 1987년 6월 23일자로 소라렉(Solarek) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,675,394 호에 개시되어 있다. 바람직한 일시적인 습윤 강성 수지는 본원에서 참조로서 인용하는 1991년 1월 1일자로 뵤르크키스트(Bjorkquist)에게 허여된 미국 특허 제 4,981,557 호에 개시되어 있다. 바람직한 일시적인 습윤 강성 수지의 또 다른 예는 사이테크(CyTec)에 의해 시판되는 개질된 폴리아크릴아미드 수지, 즉 파레즈 750B이다.
건조 강성이 요구된다면, 화학적 제지 첨가제는 폴리아크릴아미드[예: 미국 뉴저지주 웨인 소재의 아메리칸 시안아미드에 의해 생산되는 사이프로 514(Cypro 514) 및 아코스트렝쓰 711(Accostrength 711)의 조합]; 전분(예: 옥수수 전분 또는 감자 전분); 폴리비닐 알콜[미국 펜실바니아주 알렌타운 소재의 에어 프로덕츠 인코포레이티드(Air Products Inc.)에 의해 생산된 애어볼 540(Airvol 540)]; 구아(guar) 또는 로커스트 빈 검(locust bean gum); 및/또는 카복시메틸 셀룰로즈(미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 아쿠알론 캄파니(Aqualon Co.)로부터 시판되는 아쿠알론 CMC-T로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일반적으로, 본 발명을 실행하기 위한 적절한 전분은 수용성 및 친수성을 특징으로 한다. 예시적인 전분 물질은 옥수수 전분 및 감자 전분을 포함하고, 이러한 예시가 적절한 전분 물질의 범주를 한정하는 것은 아니고; 산업적으로 아미오카 전분(amioca starch)으로서 공지된 왁스성 옥수수 전분이 특히 바람직하다. 아미오카 전분은 통상적인 옥수수 전분과는 구별되고 이는 전반적으로 아밀로펙틴인 반면, 통상적인 옥수수 전분은 암플로펙틴 및 아밀로즈이다. 각종 독특한 특성의 아미오카 전분은 다음 문헌에 상세히 기술되어 있다[참조: "Amioca - The Starch From Waxy Corn", H.H. Schopmeyer, Food Insudtries, December 1945, pp. 106-108(Vol. pp. 1476-1478)]. 전분은 입상 형태가 바람직하지만 입상이나 분산된 형태일 수 있다. 전분은 바람직하게는 입자의 팽윤을 유도하도록 충분히 조리된다. 더욱 바람직하게는, 전분 입자는 조리에 의해 전분 입자의 분산 직전까지 팽윤된다. 이러한 매우 팽윤된 전분 입자는 "완전히 조리된"으로 언급한다. 일반적인 분산 조건은 전분 입자의 크기, 입자의 결정도 및 존재하는 아밀로즈의 양에 따라 변화할 수 있다. 예를 들면, 완전히 조리된 아미오카 전분은 약 30 내지 약 40분 동안 약 190 ℉(약 88℃)에서 전분 입자의 약 4% 경점도의 수성 슬러리를 가열함으로서 제조할 수 있다. 사용될 수 있는 그 밖의 전분 물질은 미국 뉴저지주 브릿지워터 소재의 나셔날 스타치 앤드 케미칼 캄파니로부터 시판중인, 질소에 부착된 아미노 기 및 메틸올 기와 같은 기를 함유하는 질소를 갖도록 개질화된 것과 같은 개질화된 양이온성 전분을 포함한다. 이러한 개질화된 전분 물질은 습윤 및/또는 건조 강성을 증가시키기 위해 펄프 퍼니쉬 첨가제로서 일차적으로 사용되어 왔다. 그러나, 본 발명에 따라 티슈 페이퍼 웹에 도포에 의해 사용하면, 동일한 개질화 전분 물질의 습윤-말기 첨가에 비해 습윤 강성에 대한 영향이 감소한다. 이러한 개질화된 전분 물질이 비개질된 전분보다 더욱 경제적인 것을 고려하면, 후자가 일반적으로 바람직하다. 이들 습윤 및 건조 강성 수지는 펄프 퍼니쉬에 첨가될 수 있을 뿐만 아니라 본 발명에 기술된 공정에 의해 첨가된다. 펄프 퍼니쉬에 상기 논의된 습윤 강성 및 일시적인 습윤 강성 수지와 같은 화학적 화합물의 첨가가 선택적이고 본 발명의 개발의 실행에 필수적이지 않다는 것을 이해해야 한다.
강성 첨가제를 유연성 첨가제, 흡수성 및/또는 심미성 첨가제와 동시에, 사용 전에 또는 사용 후에 단독으로 티슈 페이퍼 웹에 적용할 수 있다. 건조시 비결합제에 비해 린트 제어 및 수반되는 강성 증가를 제공하기 위해 적어도 유효량의 강성 첨가제, 바람직하게는 전분을 처리하지만, 그렇지 않으면 등가의 시이트가 그 시이트에 적용되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 건조 섬유 중량 기준으로 계산하여 강성 첨가제 약 0.01 내지 약 2.0%가 건조된 시이트에 보유되고, 더욱 바람직하게는, 전분을 기준으로 강성 첨가제 약 0.1 내지 약 1.0중량%이 보유된다.
B) 유연성 첨가제
화학적 유연성 첨가제는 윤활제, 가소제, 양이온성 해교제, 비양이온성 해교제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본 발명에 유연성 첨가제로서 사용하기 위한 적절한 해교제는 양이온성 계면활성제 및 비양이온성 계면활성제를 포함하고 양이온성 계면활성제가 바람직하다. 비양이온성 계면활성제는 음이온성, 비이온성, 양쪽이온성 및 쌍극성 이온성 계면활성제를 포함한다. 바람직하게는, 계면활성제는 계면활성제를 포함으로써 야기될 수 있는 티슈 페이퍼의 성질에서 제작 후 변화를 실질적으로 피하기 위해 티슈 페이퍼가 제작된 후 동일계에서 실질적으로 비이동성이다. 이는 예를 들면 본 발명의 티슈 페이퍼 제품의 저장, 선적, 판매 및 사용중 통상적으로 마주치는 온도보다 높은 융점, 예를 들면, 약 50℃ 이상의 융점을 갖는 계면활성제를 사용함으로써 달성할 수 있다.
이러한 유연성/인장 강도 장점을 부여하기 위해 티슈 페이퍼 웹에 적용되는 비양이온성 계면활성제의 양은 최종 제품에 있어서 일정한 인장 강도를 기준으로, 상기 장점을 부여하기 위해 필요한 최소한의 효과량으로부터 약 2%이다. 바람직하게는, 약 0.01 내지 약 2% 비양이온성 계면활성제가 웹에 의해 보유되고, 더욱 바람직하게는 약 0.05 내지 약 1.0%, 및 가장 바람직하게는 약 0.05 내지 약 0.3%이다. 계면활성제는 바람직하게는 8개 이상의 탄소 원자를 갖는 알킬 쇄를 갖는다. 예시적인 음이온성 계면활성제는 직선형 알킬 설포네이트, 및 알킬벤젠 설포네이트이다. 예시적인 비이온성 계면활성제는 알킬글리코사이드 에스테르[예: 미국 뉴욕주 뉴욕 소재의 크로다 인코포레이티드(Croda Incorporated)로부터 시판중인 크로데스타 SL-40(Crodesta SL-40, 등록상표)]를 포함하는 알킬글리코사이드; 1977년 3월 8일자로 랑돈(W.K.Langdon) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,011,389 호에 기술된 바와 같은 알킬글리코사이드 에테르; 미국 코넥티컷주 그린위치 소재의 글리코 케미칼즈 인코포레이티드(Glyco Chemicals, Inc.)로부터 시판중인 페고스퍼스 200 ML(Pegosperse 200ML, 등록상표)와 같은 알킬 폴리에톡실화 에스테르; 쉘 케미칼 캄파니(Shell Chemical Company)로부터 시판중인 NeodoIR 25-12(등록상표)와 같은 알킬폴리에톡실레이트화 에테르 및 에스테르; ICI 아메리카 인코포레이티드(ICI America, Inc.)로부터 시판중인 스판 60(Span 60)과 같은 소르비탄 에스테르, 에톡실화 소르비탄 에스테르, 프로폭실화 소르비탄 에스테르, 혼합된 에톡실화/프로폭실화 소르비탄 에스테르, 및 폴리에톡실화 소르비탄 알콜(예: ICI 아메리카, 인코포레이티드로부터 시판중인 트윈 60(Tween 60))이다. 알킬폴리글리코사이드는 본 발명에 사용하기에 특히 바람직하다. 상기 열거된 예시적인 계면활성제는 단지 예시적인 것이지 본 발명의 범주를 한정하고자 하는 것은 아니다.
화학적 제지 첨가제 유화 계면활성제 물질 이외의 임의의 계면활성제는 이후 "계면활성제"로서 칭하며, 유화된 화학적 제지 첨가제의 유화 성분과 같은 임의의 존재하는 계면활성제는 이후 "유화제"로서 언급한다. 계면활성제는 티슈 페이퍼 단독, 또는 그 밖의 화학적 제지 첨가제와 동시, 또는 전후에 적용된다. 일반적인 공정에서, 다른 첨가제가 존재하면, 계면활성제가 다른 첨가제와 동시에 셀룰로즈 기재에 적용된다. 해교제 함유 티슈 페이퍼를 린트 제어 및/또는 인장 강도 증가를 위해 비교적 소량의 결합제로 처리하는 것이 바람직할 수 있다. 본원에서 사용하는 "결합제"란 당해 기술분야에 공지된 각종 습윤 및 건조 강성 첨가제를 말한다. 결합제를 사용한다면, 해교제 및 흡수 보조제와 동시에 또는 사용 전후에 티슈 페이퍼에 적용할 수 있다. 바람직하게는, 결합제를 해교제와 동시에 티슈 웹에 적용한다(예를 들면, 결합제가 티슈 웹에 적용된 묽은 수용액중 포함된다).
만일 일차적으로 매끄러운 감촉을 부여하는 작용을 하는 화학적 유연성 첨가제가 요구된다면, 다음의 화학약품 군으로부터 선택할 수 있다:
유기 물질(예: 무기 오일 또는 파라핀 또는 카누바, 또는 라놀린과 같은 왁스); 폴리실록산(예: 본원에서 참조로서 인용하는 암풀스키에게 허여된 미국 특허 제 5,059,282 호에 개시된 화합물). 본원에서 사용하기 위한 적절한 폴리실록산 화합물이 다음에 상술된다.
상기한 유연성/매끄러운 감촉 장점을 부여하기 위해 티슈 페이퍼에 적용되는 폴리실록산 화합물의 양은 최종 제품에 대해 일정한 인장 강도를 기준으로, 상기 장점을 부여하기 위해 필요한 최소한의 효과량으로부터 건조 섬유 기준으로 약 2 중량%이다. 바람직하게는 약 0.01 내지 약 2%의 폴리실록산 화합물이 웹에 의해 보유되고, 더욱 바람직하게는 약 0.02 내지 약 1.0%, 및 가장 바람직하게는 약 0.03 내지 약 0.3%이다. 폴리실록산 화합물은 바람직하게는 하기 화학식 1의 단량체상 실록산 단위를 갖는다:
상기 식에서,
각각 독립적인 실록산 단량체상 단위에 대해 R1및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 임의의 알킬, 아릴, 알케닐, 알크아릴, 아르알킬, 사이클로알킬, 할로겐화 탄화수소, 또는 그 밖의 라디칼일 수 있다.
이러한 임의의 라디칼은 치환되거나 비치환될 수 있다.
임의의 특정 단량체상 단위의 R1및 R2라디칼은 인접한 연결된 단량체상 단위의 상응하는 작용기와 상이할 수 있다. 또한, 폴리실록산은 직쇄, 분지쇄일 수 있고 사이클릭 구조를 가질 수 있다. 라디칼 R1및 R2는 독립적으로 실록산, 폴리실록산, 실란 및 폴리실란(여기에 한정되는 것은 아님)과 같은 그 밖의 규소성 작용기일 수 있다. 라디칼 R1및 R2는 예를 들면 알콜, 카복실산, 알데하이드, 케톤 및 아민, 아미드 작용기를 아미노 작용성 실리콘 화합물과 함께 포함하는 임의의 다양한 유기 작용기를 함유할 수 있다. 예시적인 알킬 라디칼은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 옥틸, 데실, 옥타데실 등이다. 예시적인 알케닐 라디칼은 비닐, 알릴 등이다. 예시적인 아릴 라디칼은 페닐, 디페닐, 나프틸 등이다. 예시적인 알크아릴 라디칼은 토일, 크실릴, 에틸페닐 등이다. 예시적인 아르알킬 라디칼은 벤질, 알파-페닐에틸, 베타-페닐에틸, 알파-페닐부틸 등이다. 예시적인 사이클로알킬 라디칼은 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 등이다. 예시적인 할로겐화 탄화수소 라디칼은 클로로메틸, 브로모에틸, 테트라플루오로에틸, 플루오로에틸, 트리플루오로에틸, 트리플루오로톨릴, 헥사플루오로크실릴 등이다. 폴리실록산을 개시하고 있는 참고 문헌은 1958년 3월 11일자로 긴(Geen)에게 허여된 미국 특허 제 2,826,551 호; 1976년 6월 22일자로 드라코프(Drakoff)에게 허여된 미국 특허 제 3,964,500 호; 1982년 12월 21일자로 파더(Pader)에게 허여된 미국 특허 제 4,364,837 호, 1991년 10월 22일자로 암풀스키 등에게 허여된 미국 특허 제 5,059,282 호; 및 1960년 9월 28일자로 공개된 울스톤(Woolston)의 영국 특허 제 849,433 호이다. 이러한 모든 특허는 본원에서 참조로서 인용된다. 또한, 본원에서 인용하는 그 밖의 참고문헌은 일반적인 폴리실록산의 그 밖의 예 및 내용을 함유하는 1984년 페트라슈 시스템 인코포레이티드(Petrarch Systems, Inc.)에 의해 발간된 다음 문헌이다(참고: Silicon Compounds, pp 181-217).
일차적으로 구조물을 가소화하는 작용을 하는 화학적 유연성 첨가제가 요구된다면, 폴리에틸렌 글리콜(예: PEG 400); 디메틸아민; 및/또는 글리세린으로 이루어진 화학약품의 군으로부터 선택될 수 있다.
일차적으로 해교작용하는 양이온성 화학적 유연성 첨가제가 요구되면, 양이온성 4급 암모늄 화합물[예: 모두 미국 코넥티컷주 그린위치 소재의 위츠코 코포레이션(Witco Corporation)에서 시판중인 디하이드로젠화 수지 디메틸 암모늄 메틸 설페이트(DTDMAMS) 또는 디하이드로젠화 수지 디메틸 암모늄 클로라이드(DTDMAC); 스웨덴 스텐늉선드 소재의 에카 노벨(Eka Nobel)에 의해 생산되는 베로셀 579(Berocel 579); 본원에서 참조로서 도입하는 오스본(Osborn)에게 허여된 미국 특허 제 4,351,699 호 및 제 4,447,294 호에 개시된 물질; 및/또는 DTDMAMS 또는 DTDMAC의 디에스테르 유도체]로부터 선택된다.
특히, 하기 화학식 2의 4급 암모늄 화합물이 본 발명에 사용하기에 적절하다:
(R1)4-m-N+-[R2]mX-
상기 식에서,
m은 1 내지 3이고;
각각의 R1은 C1-C8알킬기, 하이드록시알킬 기, 하이드로카빌 또는 치환된 하이드로카빌 기, 알콕실화 기, 벤질 기 또는 이들의 혼합물이고;
각각의 R2는 C9-C41알킬 기, 하이드록시알킬 기, 하이드로카빌 또는 치환된 하이드로카빌 기, 알콕실화기, 벤질 기 또는 이들의 혼합물이고;
X-는 임의의 유연화제-상용성 음이온이다.
바람직하게는, 각각의 R2는 C16-C18알킬, 가장 바람직하게는 각각의 R2는 직쇄 C18알킬이다. 바람직하게는, 각각의 R1은 메틸이고 X-는 클로라이드 또는 메틸 설페이트이다. 선택적으로, R2치환체는 식물성 오일 공급원으로부터 유도될 수 있다.
하기 화학식 3을 갖는 생분해성 에스테르-작용성 4급 암모늄 화합물이 본 발명에 또한 사용될 수 있다:
(R1)4-m-N+-[(CH2)n-Y-R2]mX-
상기 식에서,
각각의 Y는 -O-(O)C- 또는 -C(O)-O-이고;
m은 1 내지 3이고, 바람직하게는 2이고;
각각의 n은 1 내지 4이고, 바람직하게는 2이고;
각각의 R1치환체는 단쇄 C1-C6이고, 바람직하게는 C1-C3, 알킬기, 예를 들면 메틸(가장 바람직하게는), 에틸, 프로필, 등, 하이드록시알킬기, 하이드로카빌기, 벤질기 또는 이들의 혼합물이고;
각각의 R2는 장쇄, 적어도 부분적으로 불포화된(약 5 이상 내지 약 100 미만, 바람직하게는 약 10 내지 약 85 미만의 IV) C11-C23하이드로카빌, 또는 치환된 하이드로카빌 치환체이고, 상대 이온, X-은 임의의 유연화제-상용가능한 음이온일 수 있고, 예를 들면 아세테이트, 클로라이드, 브로마이드, 메틸설페이트, 포르메이트, 설페이트, 니트레이트 등이다.
바람직하게는, 대부분의 R2는 90% 이상의 C18-C24쇄 길이를 갖는 지방산이다. 더욱 바람직하게는, 대부분의 R2는 90% 이상의 C18, C22및 이들의 혼합물을 포함하는 지방산으로 구성된 군으로부터 선택된다.
그 밖의 유형의 적절한 4급 암모늄 화합물은 1995년 12월 12일자로 공개된 본원에서 참조로서 인용하는 킴벌리-클락 코포레이션에게 양도된 유럽 특허 제 0 688 901 A2 호에 개시되어 있다.
3급 아민 유연화 화합물 또한 본 발명에 사용될 수 있다. 적절한 3급 아민 유연성화제의 예는 1995년 3월 21일자로 제임즈 리버 코포레이션(James River Corporation)에게 양도된 미국 특허 제 5,399,241 호(본원에서 참조로서 인용함)에 개시되어 있다.
C) 흡수성 첨가제
흡수율을 증가시키는 흡수 보조제가 요구되면, 폴리에톡실레이트(예: PEG 400); 알킬 에톡실화 에스테르(예: 론자 인코포레이티드(Lonza Inc.)로부터 시판중인 페고스퍼스 200 ML(Pergosperse 200 ML)); 알킬 에톡실화 알콜(예: 네오돌(Neodol)); 알킬 폴리에톡실화 노닐페놀(예: 론-풀랑/GAF(Rhone-Poulenc/GAF)에 의해 생산되는 이게팔(Igepal) CO); 에톡실레이트 트리메틸 펜탄디올 및/또는 본원에서 참조로서 인용하는 스펜델에게 허여된 미국 특허 제 4,959,125 호 및 제 4,940,513 호에 개시된 물질로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 계면활성제 해교제 유연화제가 습윤화를 감소시키는 경우, 습윤제, 예를 들면 2차 계면활성제가 도포 용액에 첨가될 수 있다. 예를 들면, 소르비탄 스테아레이트 에스테르를 알킬 폴리에톡실화 알콜과 혼합하여 부드러운 습윤가능한 페이퍼를 제조할 수 있다.
수용성 폴리하이드록시 화합물은 또한 흡수 보조제 및/또는 습윤제로서 사용될 수도 있다. 본 발명에 사용하기 위해 적절한 수용성 폴리하이드록시 화합물의 예는 글리세롤, 약 150 내지 약 800의 평균 분자량을 갖는 폴리글리세롤 및 약 200 내지 약 4000, 바람직하게는 약 200 내지 약 1000, 가장 바람직하게는 약 200 내지 약 600의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌을 포함한다. 약 200 내지 약 600의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리옥시에틸렌이 특히 바람직하다. 상기 기술된 폴리하이드록시 화합물의 혼합물을 또한 사용할 수 있다. 예를 들면, 글리세롤 및 폴리글리세롤의 혼합물, 글리세롤 및 폴리옥시에틸렌의 혼합물, 폴리글리세롤 및 폴리옥시에틸렌 등의 혼합물이 본 발명에 유용하다. 특히 바람직한 폴리하이드록시 화합물은 약 400의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리옥시에틸렌이다. 이러한 물질은 미국 코넥티컷주 덴버리 소재의 유니온 카바이드 캄파니(Union Carbide Company)로부터 시판중이다.
흡수율을 감소시키는 흡수 보조제가 요구된다면, 이는 알킬케텐다이머(예: 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 헤르큘레스 인코포레이티드에 의해 제조된 AquapelR 360XC 에멀젼); 플루오로카본(미국 미네소타주 미네아폴리스 소재의 3M에 의해 시판중인 스코치 가드(Scotch Guard)), 소수성 실리콘(미국 미들랜드주 미들랜드 소재의 다우 코닝(Dow Corning)에 의해 생산되는 PDMS DC-200), 플루오로텔로머(미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 듀퐁(Dupont)에 의해 시판중인 조닐 7040(Zonyl 7040)) 등으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
흡수성 첨가제를 단독으로 또는 강성 첨가제와 함께 사용할 수 있다. 전분계 강성 첨가제가 본 발명에 사용하기에 바람직한 결합제라는 것이 밝혀졌다. 바람직하게는, 티슈 페이퍼를 전분 수용액으로 처리한다. 마무리가공된 티슈 페이퍼 제품의 감소된 린팅에 덧붙여, 소량의 전분은 또한 다량의 전분의 첨가로부터 생성된 딱딱함(즉, 강성)을 부여하지 않으면서 티슈 페이퍼의 인장 강성에서 정상적인 향상점을 부여한다. 또한 이는 인장 강성을 증가시키는 전통적인 방법에 의해 보강된 티슈 페이퍼, 예를 들면, 증가된 펄프의 정제에 기인하여 또는 건조 강성 첨가제의 추가를 통해 증가된 인장 강성을 갖는 시이트와 비교하여 향상된 강성/유연성을 갖는 티슈 페이퍼를 제공한다. 이러한 결과는 전분이, 특히 유연성이 중요한 특징이 아닌 분야, 예를 들면 판지 분야에서 유연성을 희생하면서 강성을 위해 전통적으로 사용되었기 때문에 놀라운 것이다. 또한, 전분은 표면 인쇄성을 향상시키기 위해 인쇄지 및 편지지용 충진제로서 사용되어 왔다.
D) 심미성 첨가제
심미성 첨가제가 요구된다면, 잉크, 염료, 향료, 불투명화제(opacifier)(예: TiO2또는 탄산칼슘), 형광 증백제, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
페이퍼의 심미성은 또한 본 발명에 기술된 방법을 사용하여 향상될 수 있다. 잉크, 염료 및/또는 향료는 바람직하게는 티슈 페이퍼 웹에 연속적으로 적용되는 수성 조성물에 첨가될 수 있다. 심미성 첨가제를 단독으로 또는 습윤성, 유연화 및/또는 강성 첨가제와 함께 사용할 수 있다.
분석 방법
본원에서 티슈 페이퍼 웹상에 보유된 화학 약품의 처리량의 분석은 도포 기술분야에 사용되는 임의의 방법에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 티슈 페이퍼에 의해 보유된 폴리실록산의 양은 폴리실록산을 유기 용매로 용매 추출한 후 원자 흡수 분광법을 수행하여 추출물중에서 실리콘의 양을 결정함으로써 측정할 수 있고; 비이온성 계면활성제의 양, 예를 들면 알킬글리코사이드의 양은 유기 용매중에 추출한 후 기체 크로마토그래피에 의해 추출물중 계면활성제의 양을 측정함으로써 측정할 수 있고; 선형 알킬 설포네이트와 같은 음이온성 계면활성제의 양은 물 추출에 의해 결정한 후 추출물의 색도 분석에 의해 측정할 수 있고; 전분의 양은 전분을 글루코즈로 아밀라제 분해 후 색도계 분석에 의해 글루코즈 양을 분석함으로써 측정할 수 있다. 이러한 방법은 예시적이며, 티슈 페이퍼에 의해 보유된 특정 성분의 양을 결정하기에 유용할 수 있는 그 밖의 방법을 배제하고자 함은 아니다.
티슈 페이퍼의 친수성은 일반적으로 물로 습윤되는 티슈 페이퍼의 경향을 말한다. 티슈 페이퍼의 친수성은 물로 완전히 습윤화되는데 건조 티슈 페이퍼에 요구되는 기간을 결정함으로써 다소 정량화될 수 있다. 이러한 기간은 "습윤 시간"으로서 칭한다. 습윤 시간에 일관적이고 반복가능한 시험을 제공하기 위해, 다음 절차를 습윤 시간 결정을 위해 사용할 수 있다;
첫째, 조건화된 시료 단위 시이트(페이퍼 샘플의 시험을 위한 환경적 조건은 TAPPI 방법 T 402에 구체화된 바와 같이 23 ± 1℃ 및 50 ± 2% RH이다), 대략 4-3/8 인치 × 티슈 페이퍼의 4-3/4 인치(약 11.1 ㎝ × 12 ㎝)의 티슈 페이퍼 구조물을 제공한다;
둘째, 시이트를 네등분으로 나란히 접은 다음, 직경이 약 0.75 인치(약 1.9 ㎝) 내지 약 1 인치(약 2.5 ㎝)인 볼(ball) 모양으로 구긴다;
셋째, 볼 모양의 든 시이트를 23 ± 1℃에서 증류수의 몸체 표면상에 높고 타이머를 동시에 작동시킨다;
넷째, 볼 모양의 시이트가 완전히 습윤화되면 타이머를 정지시키고 읽는다. 완전한 습윤은 육안으로 관찰한다.
티슈 페이퍼의 바람직한 친수성은 그의 의도되는 최종 용도에 달려 있다. 다양한 응용, 예를 들면 화장실용 페이퍼에 사용되는 티슈 페이퍼는 화장실 물이 일단 쏟아져 나오면 파이프가 막히지 않도록 하는 비교적 짧은 시간 동안 완전히 젖는 것이 바람직하다. 바람직하게는 습윤 시간은 2분 미만이다. 더욱 바람직하게는, 습윤 시간은 30초 미만이다. 가장 바람직하게는, 습윤 시간은 10초 미만이다.
본 발명의 실시양태에서, 티슈 페이퍼의 친수성 특성은 물론 제작 직후에 측정할 수 있다. 그러나, 소수성에서의 실질적인 증가가 티슈 페이퍼가 제조된지 2주 동안, 즉, 페이퍼가 제조된 후 2주가 경과된 후 발생할 수 있다. 따라서, 상기 언급된 습윤 시간은 바람직하게는 이러한 2주 기간의 말기에 측정한다. 따라서, 실온에서 2주 시효 경과 말기에 측정된 습윤 시간은 "2주 습윤 시간"으로서 언급된다.
본원에서 사용된 "티슈 페이퍼의 밀도"는, 페이퍼의 기초중량(질량/단위 면적)을 캘리퍼로 나누어 단위를 적절히 전환하여 계산한, 평균 밀도이다. 본원에서 사용한 바와 같이, 티슈 페이퍼의 캘리퍼는 95 g/인치2(15.5 g/㎠)의 가압 하중에 도입될 때, 페이퍼의 두께이다. 적절한 측정 기구는 미국 펜실베니아주 19154 필라델피아 소재의 트윙-알버트 인스트루먼트 캄파니(Twing-Albert Instrument Co.)에 의해 제조된 두께 시험 모델 89-100이다.
하기 실시예는 본 발명의 실행을 설명하지만 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
소규모 푸드리니어(Fourdrinier) 제지기를 본 발명의 실행에 사용한다. NSK(Northern Softwood Kraft)[미국 워싱톤주 타코마 소재의 웨이어해우저 코포레이션(Weyerhaeuser Corporation)으로부터 그랜드 프래리(Grand Prairie)로서 시판중]의 3중량% 수성 슬러리를 통상적인 재생 펄프 제조기(re-pulper)에서 제조한다. 일시적인 습윤 강성 수지의 2% 용액(미국 뉴욕주 뉴욕 소재의 나셔날 스타치 앤드 케미칼 코포레이션에 의해 시판중인 나셔날 스타치 78-0080)을 건조 섬유의 중량을 기준으로 0.75%의 비율로 NSK 스톡 파이프에 첨가한다. 일시적인 습윤 강성 수지를 NSK 섬유상에 흡착시키는 과정은 인-라인 혼합기(in-line mixer)에 의해 향상된다. NSK 슬러리를 팬 펌프(fan pump)에서 약 0.2% 경점도까지 희석시킨다. 유칼립투스(Eucalyptus)(예: 브라질의 아라크루즈(Aracruz))의 3중량% 수성 슬러리 섬유를 통상적인 재생 펄프 제조기로 제조한다. 유칼립투스 슬러리를 팬 펌프에서 약 0.2% 경점도까지 희석시킨다. 개별적인 퍼니쉬 성분을 헤드 박스 안의 별도의 층(즉, 중심층에 NSK가 있고 외층에 유칼립투스가 있다)으로 보내고 푸드리니어 와이어상에 침착시키고 3층 초기 웹을 형성한다. 푸드리니어 와이어를 통해 탈수시키고 편향기 및 진공 박스에 도입된다. 푸드리니어 와이어는 ㎝당 33개의 기계방향 모노필라멘트 및 30개의 횡기계 방향 모노필라멘트를 각각 갖는 5-쉐드 매끈한 제직 구성을 이루어진다. 초기 습윤 웹은 전이 지점에서 약 18%의 섬유 경점도에서 푸드리니어 와이어로부터 제 2 제지 벨트까지 이동된다. 제 2 제지 벨트는 바람직한 망상구조 표면 및 편향 도관을 갖는 엔들레스(endless) 벨트이다. 제지 벨트는 폴리에스테르로 이루어지고 본원에서 참조로서 인용하는 트로칸에게 허여된 미국 특허 제 5,334,289 호에 개시된 바와 같은, 4쉐드 이중층 디자인으로 ㎝당 20(MD) × 18(CD) 필라멘트를 갖는 다공성 제직 요소상에 광중합체상 망상구조를 형성함으로써 구성된다. 필라멘트는 기계방향으로 약 22 mm의 직경 및 횡기계방향으로 28 mm의 직경이다. 광중합체 직물은 약 35% 너클 영역(knuckle)을 갖고 평방인치당 562개의 리니어 아이다호 셀(Linear Idaho Cell)(㎠당 87개의 셀)을 갖고, 이러한 리니어 아이다호 셀 패턴은 본원에서 참조로서 인용하는 1996년 5월 7일자로 트로칸에게 허여된 미국 특허 제 5,514,523 호의 도 19에 상세히 기술되어 있다. 이러한 방법에 사용된 감광성 수지는 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 맥데르미드 이미징 테크놀로지 인코포레이티드(MacDermid Imaging Technology Inc.)에 의해 시판중인 MEH-1000, 즉 메타크릴레이트-우레탄 수지이다. 제지 벨트는 상기 제직 발포성 부재 위로 연장하는 광중합체 패턴 0.2 mm와 함께 약 1.2 mm의 총 두께를 갖는다.
초기 웹을 제지 벨트상으로 운반하여 진공 탈수 박스를 빠져나와 완전 취입-완전 예비건조기(through blow-through predryer)를 통과한 후 웹을 얀키 건조기(Yankee dryer)상으로 옮긴다. 다른 방법 및 기계 조건을 다음에 열거한다. 섬유 경점도는 진공 탈수 박스 도입 후 약 27%이고 예비 건조기의작용에 의해 얀키 건조기상으로 이동되기 전에 약 65%이다. 폴리비닐 알콜의 0.25% 수용액을 포함하는 크레이핑 접착제를 도포기에 의해 분사 도포한다. 섬유 경점도를 증가시켜 웹을 닥터 블레이드로 건조 크레이핑하기 전에 98%의 측정치가 되도록 한다. 닥터 블레이드를 약 25도의 사선 각도를 갖고 얀키 건조기에 대해 약 81도의 충격각을 제공하도록 위치하고, 얀키 건조기는 약 350 ℉(177℃)에서 작동한다. 얀키 건조기를 약 800 fpm으로 작동한다(분당 피이트)(분당 약 244 m). 이어서 건조 크레이핑 웹을 두 개의 카렌더 롤 사이를 통과시킨다. 두 개의 카렌더 롤을 함께 롤 중량으로 바이어싱하고 660 fpm의 표면 속도(분당 약 201 m)에서 작동시킨다. 카렌더 웹을 릴 상에 감은 후(이 또한 660 fpm의 표면 속도로 작동된다) 사용할 준비를 한다.
화학적 첨가제 조성물을 함유하는 수용액을 유화액 분배 롤을 통해 제지 벨트가 초기 웹과 접촉하기 전에, 제지 벨트의 페이퍼-접촉 표면상으로 연속적으로 도포한다. 분배 롤에 의해 편향 부재상으로 도포된 수성 화학적 첨가제 조성물은 5가지 성분을 함유한다. 즉, 물, 리갈 오일(Regal Oil)(텍사코 오일 캄파니(Texaco Oil Company)에 의해 시판중인 고속 터빈 오일), 아도젠 TA 100(ADOGEN TA 100)(위츠코 코포레이션에 의해 시판중인 디스테아릴디메틸 암모늄 클로라이드 계면활성제), 세틸 알콜(더 프록터 앤드 갬블 캄파니(The Procter ＆ Gamble Company)에 의해 시판중인 C16선형 지방 알콜) 및 글리세롤이 그것이다. 5가지 성분의 상대적인 비율은 리갈 오일 6.1중량%, 아도젠 0.3 중량%, 세틸 알콜 0.2 중량%, 글리세롤 31.1중량% 및 나머지의 물이다. 제지 벨트에 도포된 수성 화학적 첨가제 조성물의 체적 유속은 약 0.50 갤론/시간/횡방향 편향 ft(약 6.21 ℓ/시간/m)이다. 습윤 웹은, 수성 화학적 첨가제 조성물과 접촉되었을 때, 총 웹 중량 기준으로 약 25%의 섬유 경점도를 갖는다.
웹을 단겹 티슈 페이퍼 제품으로 전환시킨다. 티슈 페이퍼는 3000 ft2의 면적당 약 18 파운드의 기초중량을 갖고, 약 1%의 글리세롤 및 약 1%의 리갈 오일을 티슈 페이퍼의 너클 영역상에 일차적으로 함유하고, 티슈 페이퍼를 통해 분배된 약 0.2%의 일시적인 습윤 강성 수지를 포함한다. 중요하게는, 생성된 티슈 페이퍼는 부드럽고 흡수성이고, 미용 티슈 및/또는 화장실용 티슈로서 사용하기에 적절하다.
실시예 2
소규모 푸드리니어 제지기를 본 발명의 실행에 사용한다. NSK[미국 워싱톤주 타코마 소재의 웨이어해우저 코포레이션으로부터 그랜드 프래리로서 시판중]의 3중량% 수성 슬러리를 통상적인 재생 펄프 제조기에서 제조한다. 일시적인 습윤 강성 수지의 2% 용액(미국 뉴욕주 뉴욕 소재의 나셔날 스타치 앤드 케미칼 코포레이션에 의해 시판중인 나셔날 스타치 78-0080)을 건조 섬유의 중량을 기준으로 0.75%의 비율로 NSK 스톡 파이프에 첨가한다. 일시적인 습윤 강성 수지를 NSK 섬유상에 흡착시키는 과정은 인-라인 혼합기에 의해 향상된다. NSK 슬러리를 팬 펌프에서 약 0.2% 경점도까지 희석시킨다. 유칼립투스(예: 브라질의 아라크루즈)의 3중량% 수성 슬러리 섬유를 통상적인 재생 펄프 제조기로 제조한다. 유칼립투스 슬러리를 팬 펌프에서 약 0.2% 경점도까지 희석시킨다. 개별적인 퍼니쉬 성분을 헤드 박스 안의 별도의 층(즉, 중심층에 NSK가 있고 외층에 유칼립투스가 있다)으로 보내고 푸드리니어 와이어상에 침착시키고 3층 초기 웹을 형성한다. 푸드리니어 와이어를 통해 탈수시키고 편향기 및 진공 박스에 도입된다. 푸드리니어 와이어는 ㎝당 33개의 기계방향 모노필라멘트 및 30개의 횡기계 방향 모노필라멘트를 각각 갖는 5-쉐드 매끈한 제직 구성을 이루어진다. 초기 습윤 웹은 전이 지점에서 약 18%의 섬유 경점도에서 푸드리니어 와이어로부터 제 2 제지 벨트까지 이동된다. 제 2 제지 벨트는 바람직한 망상구조 표면 및 편향 도관을 갖는 엔들레스 벨트이다. 제지 벨트는 폴리에스테르로 이루어지고 본원에서 참조로서 인용하는 트로칸에게 허여된 미국 특허 제 5,334,289 호에 개시된 바와 같은, 4쉐드 이중층 디자인으로 ㎝당 20(MD) × 18(CD) 필라멘트를 갖는 다공성 제직 요소상에 광중합체상 망상구조를 형성함으로써 구성된다. 필라멘트는 기계방향으로 약 22 mm의 직경 및 횡기계방향으로 28 mm의 직경이다. 광중합체 직물은 약 35% 너클 면적을 갖고 평방인치당 562개의 리니어 아이다호 셀(㎠당 87개의 셀)을 갖고, 이러한 리니어 아이다호 셀 패턴은 본원에서 참조로서 인용하는 1996년 5월 7일자로 트로칸에게 허여된 미국 특허 제 5,514,523 호의 도 19에 상세히 기술되어 있다. 이러한 방법에 사용된 감광성 수지는 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 맥데르미드 이미징 테크놀로지 인코포레이티드에 의해 시판중인 MEH-1000, 즉 메타크릴레이트-우레탄 수지이다. 제지 벨트는 상기 제직 발포성 부재 위로 연장하는 광중합체 패턴 0.2 mm와 함께 약 1.2 mm의 총 두께를 갖는다.
초기 웹을 제지 벨트상으로 운반하여 진공 탈수 박스를 빠져나와 완전 취입-완전 예비건조기를 통과한 후 웹을 얀키 건조기상으로 옮긴다. 다른 방법 및 기계 조건을 다음에 열거한다. 섬유 경점도는 진공 탈수 박스 도입 후 약 27%이고 예비 건조기의 작용에 의해 얀키 건조기상으로 이동되기 전에 약 65%이다. 폴리비닐 알콜의 0.25% 수용액을 포함하는 크레이핑 접착제를 도포기에 의해 분사 도포한다. 섬유 경점도를 증가시켜 웹을 닥터 블레이드로 건조 크레이핑하기 전에 98%의 측정치가 되도록 한다. 닥터 블레이드를 약 25도의 사선 각도를 갖고 얀키 건조기에 대해 약 81도의 충격각을 제공하도록 위치하고, 얀키 건조기는 약 350 ℉(177℃)에서 작동한다. 얀키 건조기를 약 800 fpm으로 작동한다(분당 피이트)(분당 약 244 m). 이어서 건조 크레이핑 웹을 두 개의 카렌더 롤 사이를 통과시킨다. 두 개의 카렌더 롤을 함께 롤 중량으로 바이어싱하고 660 fpm의 표면 속도(분당 약 201 m)에서 작동시킨다. 카렌더 웹을 릴 상에 감은 후(이 또한 660 fpm의 표면 속도로 작동된다) 사용할 준비를 한다.
화학적 첨가제 조성물을 함유하는 수용액을 카렌더 롤의 상부상으로 연속적으로 도포한다. 카렌더 롤에 의해 도포된 수성 화학적 첨가제 조성물은 3가지 성분을 함유한다. 즉, 물, 4급 암모늄 화합물(예: 위츠코 코포레이션에 의해 바리소프트 137(Varisoft 137)이란 상표명으로 시판되는 디(하이드로젠화) 수지 디메틸 암모늄 메틸 설페이트) 및 글리세롤이 있다. 3가지 성분의 상대적인 비율은 바리소프트 137 10중량%, 글리세롤 40중량% 및 나머지의 물이다. 웹은 수성 화학적 첨가제 조성물과 접촉할 때, 총 웹 중량 기준으로 약 98%의 섬유 경점도를 갖는다.
웹을 단겹 티슈 페이퍼 제품으로 전환시킨다. 티슈 페이퍼는 3000 ft2의 면적당 약 18 파운드의 기초중량을 갖고, 약 1%의 글리세롤 및 약 1%의 리갈 오일을 티슈 페이퍼의 너클 영역상에 일차적으로 함유하고, 티슈 페이퍼를 통해 분배된 약 0.2%의 일시적인 습윤 강성 수지를 포함한다. 중요하게는, 생성된 티슈 페이퍼는 부드럽고 흡수성이고, 미용 티슈 및/또는 화장실용 티슈로서 적절하다.
실시예 3
소규모 푸드리니어 제지기를 본 발명의 실행에 사용한다. NSK[미국 워싱톤주 타코마 소재의 웨이어해우저 코포레이션으로부터 그랜드 프래리로서 시판중]의 3중량% 수성 슬러리를 통상적인 재생 펄프 제조기에서 제조한다. 일시적인 습윤 강성 수지의 2% 용액(미국 뉴욕주 뉴욕 소재의 나셔날 스타치 앤드 케미칼 코포레이션에 의해 시판중인 나셔날 스타치 78-0080)을 건조 섬유의 중량을 기준으로 0.75%의 비율로 NSK 스톡 파이프에 첨가한다. 일시적인 습윤 강성 수지를 NSK 섬유상에 흡착시키는 과정은 인-라인 혼합기에 의해 향상된다. NSK 슬러리를 팬 펌프에서 약 0.2% 경점도까지 희석시킨다. 유칼립투스(예: 브라질의 아라크루즈)의 3중량% 수성 슬러리 섬유를 통상적인 재생 펄프 제조기로 제조한다. 유칼립투스 슬러리를 팬 펌프에서 약 0.2% 경점도까지 희석시킨다. 개별적인 퍼니쉬 성분을 헤드 박스 안의 별도의 층(즉, 중심층에 NSK가 있고 외층에 유칼립투스가 있다)으로 보내고 푸드리니어 와이어상에 침착시키고 3층 초기 웹을 형성한다. 푸드리니어 와이어를 통해 탈수시키고 편향기 및 진공 박스에 도입된다. 푸드리니어 와이어는 ㎝당 33개의 기계방향 모노필라멘트 및 30개의 횡기계 방향 모노필라멘트를 각각 갖는 5-쉐드 매끈한 제직 구성을 이루어진다. 초기 습윤 웹은 전이 지점에서 약 18%의 섬유 경점도에서 푸드리니어 와이어로부터 제 2 제지 벨트까지 이동된다. 제 2 제지 벨트는 바람직한 망상구조 표면 및 편향 도관을 갖는 엔들레스 벨트이다. 제지 벨트는 폴리에스테르로 이루어지고 본원에서 참조로서 인용하는 트로칸에게 허여된 미국 특허 제 5,334,289 호에 개시된 바와 같은, 4쉐드 이중층 디자인으로 ㎝당 20(MD) × 18(CD) 필라멘트를 갖는 다공성 제직 요소상에 광중합체상 망상구조를 형성함으로써 구성된다. 필라멘트는 기계방향으로 약 22 mm의 직경 및 횡기계방향으로 28 mm의 직경이다. 광중합체 직물은 약 35% 너클 면적을 갖고 평방인치당 562개의 리니어 아이다호 셀(㎠당 87개의 셀)을 갖고, 이러한 리니어 아이다호 셀 패턴은 본원에서 참조로서 인용하는 1996년 5월 7일자로 트로칸에게 허여된 미국 특허 제 5,514,523 호의 도 19에 상세히 기술되어 있다. 이러한 방법에 사용된 감광성 수지는 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 맥데르미드 이미징 테크놀로지 인코포레이티드에 의해 시판중인 MEH-1000, 즉 메타크릴레이트-우레탄 수지이다. 제지 벨트는 상기 제직 발포성 부재 위로 연장하는 광중합체 패턴 0.2 mm와 함께 약 1.2 mm의 총 두께를 갖는다.
초기 웹을 제지 벨트상으로 운반하여 진공 탈수 박스를 빠져나와 완전 취입-완전 예비건조기를 통과한 후 웹을 얀키 건조기상으로 옮긴다. 다른 방법 및 기계 조건을 다음에 열거한다. 섬유 경점도는 진공 탈수 박스 도입 후 약 27%이고 예비 건조기의 작용에 의해 얀키 건조기상으로 이동되기 전에 약 65%이다. 폴리비닐 알콜의 0.25% 수용액을 포함하는 크레이핑 접착제를 도포기에 의해 분사 도포한다. 섬유 경점도를 증가시켜 웹을 닥터 블레이드로 건조 크레이핑하기 전에 98%의 측정치가 되도록 한다. 닥터 블레이드를 약 25도의 사선 각도를 갖고 얀키 건조기에 대해 약 81도의 충격각을 제공하도록 위치하고, 얀키 건조기는 약 350 ℉(177℃)에서 작동한다. 얀키 건조기를 약 800 fpm으로 작동한다(분당 피이트)(분당 약 244 m). 이어서 건조 크레이핑 웹을 두 개의 카렌더 롤 사이를 통과시킨다. 두 개의 카렌더 롤을 함께 롤 중량으로 바이어싱하고 660 fpm의 표면 속도(분당 약 201 m)에서 작동시킨다. 카렌더 웹을 릴 상에 감은 후(이 또한 660 fpm의 표면 속도로 작동된다) 사용할 준비를 한다.
화학적 첨가제 조성물을 함유하는 수용액을 유화액 분배 롤을 통해 제지 벨트가 초기 웹과 접촉하기 전에, 제지 벨트의 너클 영역상으로 연속적으로 도포한다. 분배 롤에 의해 너클 영역상으로 도포된 수성 화학적 첨가제 조성물은 5가지 성분을 함유한다. 즉, 물, 리갈 오일(텍사코 오일 캄파니에 의해 시판중인 고속 터빈 오일), 아도젠 TA 100(위츠코 코포레이션에 의해 시판중인 디스테아릴디메틸 암모늄 클로라이드 계면활성제), 세틸 알콜(더 프록터 앤드 갬블 캄파니에 의해 시판중인 C16선형 지방 알콜) 및 수용성 염료 조성물이 그것이다. 5가지 성분의 상대적인 비율은 리갈 오일 6.1중량%, 아도젠 0.3 중량%, 세틸 알콜 0.2 중량%, 수용성 염료 조성물 0.2중량% 및 나머지의 물이다. 제지 벨트에 도포된 수성 화학적 첨가제 조성물의 체적 유속은 약 0.50 갤론/시간/횡방향 편향 ft(약 6.21 ℓ/시간/m)이다. 습윤 웹은, 수성 화학적 첨가제 조성물과 접촉되었을 때, 총 웹 중량 기준으로 약 25%의 섬유 경점도를 갖는다.
웹을 단겹 티슈 페이퍼 제품으로 전환시킨다. 티슈 페이퍼는 3000 ft2의 면적당 약 18 파운드의 기초중량을 갖고, 약 0.2%의 일시적 습윤 강성 수지를 포함한다. 중요하게는, 생성된 티슈 페이퍼는 부드럽고, 흡수성이고, 향상된 미관을 갖고 미용 티슈 및/또는 화장실용 티슈로서 사용하기에 적절하다.
실시예 4
소규모 푸드리니어 제지기를 본 발명의 실행에 사용한다. NSK[미국 워싱톤주 타코마 소재의 웨이어해우저 코포레이션으로부터 그랜드 프래리로서 시판중]의 3중량% 수성 슬러리를 통상적인 재생 펄프 제조기에서 제조한다. 일시적인 습윤 강성 수지의 2% 용액(미국 뉴욕주 뉴욕 소재의 나셔날 스타치 앤드 케미칼 코포레이션에 의해 시판중인 나셔날 스타치 78-0080)을 건조 섬유의 중량을 기준으로 0.75%의 비율로 NSK 스톡 파이프에 첨가한다. 일시적인 습윤 강성 수지를 NSK 섬유상에 흡착시키는 과정은 인-라인 혼합기에 의해 향상된다. NSK 슬러리를 팬 펌프에서 약 0.2% 경점도까지 희석시킨다. 유칼립투스(예: 브라질의 아라크루즈)의 3중량% 수성 슬러리 섬유를 통상적인 재생 펄프 제조기로 제조한다. 유칼립투스 슬러리를 팬 펌프에서 약 0.2% 경점도까지 희석시킨다. 개별적인 퍼니쉬 성분을 헤드 박스 안의 별도의 층(즉, 중심층에 NSK가 있고 외층에 유칼립투스가 있다)으로 보내고 푸드리니어 와이어상에 침착시키고 3층 초기 웹을 형성한다. 푸드리니어 와이어를 통해 탈수시키고 편향기 및 진공 박스에 도입된다. 푸드리니어 와이어는 ㎝당 33개의 기계방향 모노필라멘트 및 30개의 횡기계 방향 모노필라멘트를 각각 갖는 5-쉐드 매끈한 제직 구성을 이루어진다. 초기 습윤 웹은 전이 지점에서 약 18%의 섬유 경점도에서 푸드리니어 와이어로부터 제 2 제지 벨트까지 이동된다. 제 2 제지 벨트는 바람직한 망상구조 표면 및 편향 도관을 갖는 엔들레스 벨트이다. 제지 벨트는 폴리에스테르로 이루어지고 본원에서 참조로서 인용하는 트로칸에게 허여된 미국 특허 제 5,334,289 호에 개시된 바와 같은, 4쉐드 이중층 디자인으로 ㎝당 20(MD) × 18(CD) 필라멘트를 갖는 다공성 제직 요소상에 광중합체상 망상구조를 형성함으로써 구성된다. 필라멘트는 기계방향으로 약 22 mm의 직경 및 횡기계방향으로 28 mm의 직경이다. 광중합체 직물은 약 35% 너클 면적을 갖고 평방인치당 562개의 리니어 아이다호 셀(㎠당 87개의 셀)을 갖고, 이러한 리니어 아이다호 셀 패턴은 본원에서 참조로서 인용하는 1996년 5월 7일자로 트로칸에게 허여된 미국 특허 제 5,514,523 호의 도 19에 상세히 기술되어 있다. 이러한 방법에 사용된 감광성 수지는 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 맥데르미드 이미징 테크놀로지 인코포레이티드에 의해 시판중인 MEH-1000, 즉 메타크릴레이트-우레탄 수지이다. 제지 벨트는 상기 제직 발포성 부재 위로 연장하는 광중합체 패턴 0.2 mm와 함께 약 1.2 mm의 총 두께를 갖는다.
초기 웹을 제지 벨트상으로 운반하여 진공 탈수 박스를 빠져나와 완전 취입-완전 예비건조기를 통과한 후 웹을 얀키 건조기상으로 옮긴다. 다른 방법 및 기계 조건을 다음에 열거한다. 섬유 경점도는 진공 탈수 박스 도입 후 약 27%이고 예비 건조기의 작용에 의해 얀키 건조기상으로 이동되기 전에 약 65%이다. 폴리비닐 알콜의 0.25% 수용액을 포함하는 크레이핑 접착제를 도포기에 의해 분사 도포한다. 섬유 경점도를 증가시켜 웹을 닥터 블레이드로 건조 크레이핑하기 전에 98%의 측정치가 되도록 한다. 닥터 블레이드를 약 25도의 사선 각도를 갖고 얀키 건조기에 대해 약 81도의 충격각을 제공하도록 위치하고, 얀키 건조기는 약 350 ℉(177℃)에서 작동한다. 얀키 건조기를 약 800 fpm으로 작동한다(분당 피이트)(분당 약 244 m). 이어서 건조 크레이핑 웹을 두 개의 카렌더 롤 사이를 통과시킨다. 두 개의 카렌더 롤을 함께 롤 중량으로 바이어싱하고 660 fpm의 표면 속도(분당 약 201 m)에서 작동시킨다. 카렌더 웹을 릴 상에 감은 후(이 또한 660 fpm의 표면 속도로 작동된다) 사용할 준비를 한다.
화학적 첨가제 조성물을 함유하는 수용액을 초기 웹의 이동 전에, 분사 시스템에 의해 얀키 건조기의 표면상으로 연속적으로 도포한다. 분사 시스템에 의해 얀키 건조기의 표면상으로 도포된 수성 화학적 첨가제 조성물은 3가지 성분을 함유한다. 즉, 물, 에어볼 540(미국 펜실바니아주 알렌타운 소재의 에어 프로덕츠 인코포레이티드에 의해 시판되는 폴리비닐 알콜) 및 사이프로 711(미국 뉴저지주 웨인 소재의 아메리칸 시안아미드에 의해 공급되는 폴리아크릴아미드 건조 강성 수지)이 그것이다. 3가지 성분의 상대적인 비율은 폴리비닐 알콜 0.125중량%, 폴리아크릴아미드 건조 강성 수지 0.125중량% 및 나머지의 물이다. 얀키 건조기의 표면상에 도포된 수성 화학적 첨가제 조성물의 체적 유속은 약 0.11 갤론/분/횡방향 ft이다. 습윤 초기 웹은, 섬유의 파운드당 물 약 0.67 파운드의 전반적인 평균 물 함량을 갖는다.
웹을 단겹 티슈 페이퍼 제품으로 전환시킨다. 티슈 페이퍼는 3000 ft2의 면적당 약 18 파운드의 섬유의 기초중량을 갖고, 티슈 제품의 고밀도 영역상에 일차적으로 분배된 약 0.01%의 건조 강성 수지를 함유한다. 중요하게는, 생성된 티슈 페이퍼는 부드럽고 흡수성이고, 향상된 미관을 갖고 미용 티슈 및/또는 화장실용 티슈로서 사용하기에 적절하다.

Claims (29)

  1. 각각 불규칙적이지 않은 반복되는 패턴으로 배치된, 상대적으로 고밀도인 제 1 영역 및 상대적으로 저밀도인 제 2 영역을 갖는 셀룰로즈 기재; 및
    상기 상대적으로 고밀도인 제 1 영역중 하나 및 상기 상대적으로 저밀도인 제 2 영역중 하나상에 배치된 부동화된 화학적 제지 첨가제
    를 포함하는 화학약품에 의해 물성이 향상된 페이퍼 구조물.
  2. 필수적으로 연속적인 고밀도 망상구조를 포함하는 제 1 영역 및 저밀도의 불연속적인 제 2 영역을 포함하는 셀룰로즈 기재; 및
    상기 저밀도 영역상에 배치된 부동화된 화학적 제지 첨가제
    를 포함하는 화학약품에 의해 물성이 향상된 페이퍼 구조물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    불연속적인 저밀도 영역 및 필수적으로 연속적인 망상구조가 두가지 상이한 평면에 놓여 있는 페이퍼 구조물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    화학적 제지 첨가제가 강성 첨가제, 흡수성 첨가제, 유연성 첨가제, 심미성 첨가제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 페이퍼 구조물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    화학적 제지 첨가제가 유연성 첨가제인 페이퍼 구조물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    유연성 첨가제가 윤활제, 가소제, 양이온성 해교제, 비양이온성 해교제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 페이퍼 구조물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    유연성 첨가제가 비양이온성 해교제인 페이퍼 구조물.
  8. 제 7 항에 있어서,
    비양이온성 해교제가 소르비탄 에스테르, 에톡실화 소르비탄 에스테르, 프로폭실화 소르비탄 에스테르, 혼합된 에톡실화/프로폭실화 소르비탄 에스테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 페이퍼 구조물.
  9. 제 6 항에 있어서,
    유연성 첨가제가 양이온성 유연화제인 페이퍼 구조물.
  10. 제 9 항에 있어서,
    양이온성 유연화제가 4급 암모늄 화합물인 페이퍼 구조물.
  11. 제 9 항에 있어서,
    양이온성 유연화제가 디에스테르 4급 암모늄 화합물인 페이퍼 구조물.
  12. 제 4 항에 있어서,
    화학적 제지 첨가제가 강성 첨가제인 페이퍼 구조물.
  13. 제 12 항에 있어서,
    강성 첨가제가 영구 습윤 강성 수지, 일시적 습윤 강성 수지, 건조 강성 첨가제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 페이퍼 구조물.
  14. 제 13 항에 있어서,
    강성 첨가제가 폴리아미드-에피클로로하이드린 수지, 폴리아크릴아미드 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 영구 습윤 강성 수지인 페이퍼 구조물.
  15. 제 14 항에 있어서,
    강성 첨가제가 전분계 일시적 습윤 강성 수지인 페이퍼 구조물.
  16. 제 4 항에 있어서,
    화학적 제지 첨가제가 흡수성 첨가제인 페이퍼 구조물.
  17. 제 16 항에 있어서,
    흡수성 첨가제가 폴리하이드록시 화합물, 폴리에톡실레이트, 알킬에톡실화 에스테르, 알킬에톡실화 알콜, 알킬폴리에톡실화 노닐페놀, 에톡실레이트 트리메틸 펜탄디올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 페이퍼 구조물.
  18. 제 17 항에 있어서,
    흡수성 첨가제가 알킬 에톡실화 알콜인 페이퍼 구조물.
  19. 제 17 항에 있어서,
    흡수성 첨가제가 폴리하이드록시 화합물인 페이퍼 구조물.
  20. 제 19 항에 있어서,
    폴리하이드록시 화합물이 글리세롤, 폴리글리세롤, 폴리옥시에틸렌, 폴리옥시프로필렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 페이퍼 구조물.
  21. 제 4 항에 있어서,
    화학적 제지 첨가제가 심미성 첨가제인 페이퍼 구조물.
  22. 제 21 항에 있어서,
    심미성 첨가제가 잉크, 염료, 향료, 불투명화제(opacifier), 형광 증백제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 페이퍼 구조물.
  23. 제 22 항에 있어서,
    심미성 첨가제가 염료인 페이퍼 구조물.
  24. 제 6 항에 있어서,
    윤활성 첨가제가 실리콘 화합물을 포함하는 페이퍼 구조물.
  25. 제 24 항에 있어서,
    실리콘 화합물이 아미노 작용성 실리콘인 페이퍼 구조물.
  26. 각각 불규칙적이지 않은 반복되는 패턴으로 배치된, 필수적으로 연속적인 상대적으로 고밀도인 망상구조 영역 및 그 안에 배치된 불연속적인 상대적으로 저밀도인 영역을 갖는 셀룰로즈 기재; 및
    상기 상대적으로 고밀도인 영역중 하나 및 상기 상대적으로 저밀도인 영역중 하나상에 배치된 부동화된 화학적 제지 첨가제를 포함하고;
    상기 필수적으로 연속적인 상대적으로 고밀도인 망상구조 영역이 제 1 융기부를 한정하고, 상기 불연속적인 상대적으로 저밀도인 영역이 제 2 융기부를 한정하는
    통기 건조된(through-air-dried) 화학약품에 의해 물성이 향상된 페이퍼 구조물.
  27. 제 1 항에 있어서,
    화학적 제지 첨가제를 롤과의 접촉에 의해, 제 1 영역중 하나 및 제 2 영역중 하나상에 인쇄하는 단계를 포함하는 방법에 따라 제조된 페이퍼 구조물.
  28. 제 2 항에 있어서,
    화학적 제지 첨가제를 롤과의 접촉에 의해, 저밀도 영역상에 인쇄하는 단계를 포함하는 방법에 따라 제조된 페이퍼 구조물.
  29. 제 26 항에 있어서,
    화학적 제지 첨가제를 롤과의 접촉에 의해, 상대적으로 고밀도인 영역중 하나 및 상대적으로 저밀도인 영역중 하나상에 인쇄하는 단계를 포함하는 방법에 따라 제조된 페이퍼 구조물.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6420013B1 (en) 1996-06-14 2002-07-16 The Procter & Gamble Company Multiply tissue paper
US6007627A (en) * 1997-11-13 1999-12-28 The Proceter & Gamble Company Method and apparatus for processing a discontinuous coating on a substrate
US6180214B1 (en) 1998-01-26 2001-01-30 The Procter & Gamble Company Wiping article which exhibits differential wet extensibility characteristics
ATE254214T1 (de) * 1998-09-11 2003-11-15 Procter & Gamble Mehrschichtiges seidenpapier
US6210528B1 (en) 1998-12-21 2001-04-03 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Process of making web-creped imprinted paper
US7850821B2 (en) 2004-08-25 2010-12-14 Daio Paper Corporation Household thin paper
US7294230B2 (en) * 2004-12-20 2007-11-13 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Flexible multi-ply tissue products
CN102080346B (zh) * 2010-11-25 2011-12-28 山东轻工业学院 阳离子纳米微晶纤维素作为纸张增强剂的应用
CN102975550B (zh) * 2012-11-23 2015-11-25 金红叶纸业集团有限公司 加香片材及其加香工艺
US10724173B2 (en) * 2016-07-01 2020-07-28 Mercer International, Inc. Multi-density tissue towel products comprising high-aspect-ratio cellulose filaments
US10463205B2 (en) * 2016-07-01 2019-11-05 Mercer International Inc. Process for making tissue or towel products comprising nanofilaments
US10570261B2 (en) * 2016-07-01 2020-02-25 Mercer International Inc. Process for making tissue or towel products comprising nanofilaments
JP7123321B2 (ja) * 2019-02-04 2022-08-23 大王製紙株式会社 ティシューペーパー

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4000237A (en) * 1973-04-30 1976-12-28 Scott Paper Company Method for producing a soft, absorbent, unitary, laminate-like fibrous web with delaminating strength
DE3174791D1 (en) * 1980-02-04 1986-07-17 Procter & Gamble Method of making a pattern densified fibrous web having spaced, binder impregnated high density zones
US4637859A (en) * 1983-08-23 1987-01-20 The Procter & Gamble Company Tissue paper
US5245025A (en) * 1991-06-28 1993-09-14 The Procter & Gamble Company Method and apparatus for making cellulosic fibrous structures by selectively obturated drainage and cellulosic fibrous structures produced thereby
US5246545A (en) * 1992-08-27 1993-09-21 Procter & Gamble Company Process for applying chemical papermaking additives from a thin film to tissue paper
ATE152793T1 (de) * 1992-08-27 1997-05-15 Procter & Gamble Seidenpapier mit biologisch abbaubaren nichtionischen weichmachern
CA2142805C (en) * 1994-04-12 1999-06-01 Greg Arthur Wendt Method of making soft tissue products
KR100237521B1 (ko) * 1994-06-17 2000-04-01 데이비드 엠 모이어 로션 처리된 티슈 페이퍼
US5573637A (en) * 1994-12-19 1996-11-12 The Procter & Gamble Company Tissue paper product comprising a quaternary ammonium compound, a polysiloxane compound and binder materials

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DE69716431D1 (de) 2002-11-21
HK1019625A1 (en) 2000-02-18
ES2185950T3 (es) 2003-05-01
EP0910698B1 (en) 2002-10-16
WO1997047809A1 (en) 1997-12-18
CA2257691C (en) 2004-09-21
CA2257691A1 (en) 1997-12-18

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