(57)【要約】  密度差を繊維ウェブ内に導入し、ペーパーウェブ製品の乾燥繊維ベースの０．０５重量パーセント〜２０．０重量パーセントのセルロースナノフィラメントを含む、抄紙プロセスにより生成される吸収性タオルペーパーウェブ製品。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密度差を繊維ウェブ内に導入し、ペーパーウェブ製品の乾燥繊維ベースの０．０５重量パーセント〜２０．０重量パーセントのセルロースナノフィラメントを含む、抄紙プロセスにより生成される、吸収性タオルペーパーウェブ製品。
【請求項２】
前記タオルペーパーウェブは、前記ティッシュペーパーウェブ製品の乾燥繊維ベースの０．５重量％〜５．０重量％のカチオン性強化ポリマを含む、請求項１に記載の吸収性タオルペーパーウェブ。
【請求項３】
前記抄紙プロセスはスルーエア乾燥プロセスである、請求項１に記載の吸収性タオルペーパーウェブ。
【請求項４】
前記抄紙プロセスはＮＴＴプロセスである、請求項１に記載の吸収性タオルペーパーウェブ。
【請求項５】
前記抄紙プロセスはＡＴＭＯＳプロセスである、請求項１に記載の吸収性タオルペーパーウェブ。
【請求項６】
前記抄紙プロセスはＵＣＴＡＤ乾燥プロセスである、請求項１に記載の吸収性タオルペーパーウェブ。
【請求項７】
密度差を繊維ウェブ内に導入し、ペーパーウェブ製品の乾燥繊維ベースの０．０５重量パーセント〜２０．０重量パーセントのセルロースナノフィラメントを含む、抄紙プロセスにより生成される、ソフトサニタリティッシュペーパーウェブ製品。
【請求項８】
前記ティッシュペーパーウェブは、前記ティッシュペーパーウェブ製品の乾燥繊維ベースの０重量％〜３０重量％の軟材繊維を含む、請求項７に記載のソフトサニタリティッシュペーパーウェブ製品。
【請求項９】
前記ティッシュペーパーウェブは、前記ティッシュペーパーウェブ製品の乾燥繊維ベースの０．５重量％〜３．０重量％の強化ポリマを含む、請求項７に記載のソフトサニタリティッシュペーパーウェブ。
【請求項１０】
前記抄紙プロセスはスルーエア乾燥プロセスである、請求項７に記載のソフトサニタリティッシュペーパーウェブ。
【請求項１１】
前記抄紙プロセスはＮＴＴプロセスである、請求項７に記載のソフトサニタリティッシュタオルペーパーウェブ。
【請求項１２】
前記抄紙プロセスはＡＴＭＯＳプロセスである、請求項７に記載のソフトサニタリティッシュタオルペーパーウェブ。
【請求項１３】
前記抄紙プロセスはＵＣＴＡＤ乾燥プロセスである、請求項７に記載のソフトサニタリティッシュタオルペーパーウェブ。
【請求項１４】
密度差を繊維ウェブ内に導入し、ペーパーウェブ製品の乾燥繊維ベースの０．０５重量パーセント〜２０．０重量パーセントの、ミクロおよびナノセルロースフィラメントのブレンドを含む、抄紙プロセスにより生成される、吸収性タオルペーパーウェブ製品であって、前記ブレンドは、
Ａ）少なくとも５０％の高アスペクト比セルロースナノフィラメント；
Ｂ）少なくとも２０％の無傷のフィブリル化繊維
を含む、吸収性タオルペーパーウェブ製品。
【請求項１５】
前記タオルペーパーウェブは、前記ティッシュペーパーウェブ製品の乾燥繊維ベースの０．５重量％〜５．０重量％のカチオン性強化ポリマを含む、請求項１４に記載の吸収性タオルペーパーウェブ。
【請求項１６】
前記抄紙プロセスはスルーエア乾燥プロセスである、請求項１４に記載の吸収性タオルペーパーウェブ。
【請求項１７】
前記抄紙プロセスはＮＴＴプロセスである、請求項１４に記載の吸収性タオルペーパーウェブ。
【請求項１８】
前記抄紙プロセスはＡＴＭＯＳプロセスである、請求項１４に記載の吸収性タオルペーパーウェブ。
【請求項１９】
前記抄紙プロセスはＵＣＴＡＤ乾燥プロセスである、請求項１４に記載の吸収性タオルペーパーウェブ。
【請求項２０】
密度差を繊維ウェブ内に導入し、ペーパーウェブ製品の乾燥繊維ベースの０．０５重量パーセント〜２０．０重量パーセントの、ミクロおよびナノセルロースフィラメントのブレンドを含む、抄紙プロセスにより生成される、ソフトサニタリティッシュペーパーウェブ製品であって、前記ブレンドは、
Ａ）少なくとも５０％の高アスペクト比セルロースナノフィラメント；
Ｂ）少なくとも２０％の無傷のフィブリル化繊維
を含む、ソフトサニタリティッシュペーパーウェブ製品。
【請求項２１】
前記ティッシュペーパーウェブは、前記ティッシュペーパーウェブ製品の乾燥繊維ベースの０重量％〜３０重量％の軟材繊維を含む、請求項２０に記載のソフトサニタリティッシュペーパーウェブ製品。
【請求項２２】
前記ティッシュペーパーウェブは、前記ティッシュペーパーウェブ製品の乾燥繊維ベースの０．５重量％〜３．０重量％の強化ポリマを含む、請求項２０に記載のソフトサニタリティッシュペーパーウェブ。
【請求項２３】
前記抄紙プロセスはスルーエア乾燥プロセスである、請求項２０に記載のソフトサニタリティッシュペーパーウェブ。
【請求項２４】
前記抄紙プロセスはＮＴＴプロセスである、請求項２０に記載のソフトサニタリティッシュタオルペーパーウェブ。
【請求項２５】
前記抄紙プロセスはＡＴＭＯＳプロセスである、請求項２０に記載のソフトサニタリティッシュタオルペーパーウェブ。
【請求項２６】
前記抄紙プロセスはＵＣＴＡＤ乾燥プロセスである、請求項２０に記載のソフトサニタリティッシュタオルペーパーウェブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１７年７月１日に出願された米国仮特許出願第６２／３５７，４５７号の出願日の恩典を主張する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、セルロースナノフィラメントを含むペーパーウェブ製品、より特定的には、セルロースナノフィラメントを含むマルチ密度タオルまたはティッシュペーパーウェブ構造物に関する。
【背景技術】
【０００３】
化粧紙、ペーパータオル、バスティッシュ、ナプキンおよび他の同様の製品などの紙製品は、いくつかの重要な特性を含むように設計されている。例えば、製品は良好な嵩、良好な吸収性、柔らかな手触りを有するべきであり、かつ、良好な強度および耐久性を有するべきである。不運なことに、製品の１つの特性を増加させる工程が取られる場合、製品の他の特性はしばしば悪影響を受ける。
【０００４】
フォーミュレータは、何年もの間、それらの構造物の十分な、または改善された強度を得るために、同時に、一般に、より高いレベルの軟材繊維に起因する柔らかさ、耐久性または吸収性への悪影響を最小に抑えようとしながら、それらの紙構造物中のより高いレベルの軟材繊維のバランスをとるように試みてきた。問題は、フォーミュレータが乾燥繊維ベースで２０重量％未満の軟材繊維を含む、所望のレベルの強度および／または信頼性を達成する（製造および／または加工中のシート破損を回避する）ために、軟材繊維を過度にリファイニングする、および／または過剰の化学強度剤を添加する必要がない、許容される繊維状構造物、とりわけスルーエア乾燥（「ＴＡＤ」）サニタリ繊維状ティッシュ構造物を確実に製造することができなかったことである。
【０００５】
例えば、特にペーパータオル地、ナプキンおよびハンカチのために使用される多用途繊維シートでは、増加した軟材含量、増加したリファイニングおよびカチオン性／アニオン性ポリマ添加が、耐久性要件に要求される強度標的を達成するのに必要とされる。しかしながら、これらの作用は全て、シート手触りおよび製品吸収性に悪影響を与える可能性がある。
【０００６】
したがって、柔らかさ、吸収性および抄紙信頼性を犠牲にせずに、湿潤および乾燥強度を増加させるティッシュ製品の物理的製品性能をさらに最適化する新規繊維紙構造物が必要とされ続けている。そのような構造物はとりわけ、マルチ密度抄紙構造物にとって価値があり、そのような構造物の非限定的な例はスルーエア乾燥、ＮＴＴ、ＡＴＭＯＳおよびＵＣＴＡＤプロセスである。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、密度差を繊維ウェブ内に導入し、ペーパーウェブ製品の乾燥繊維ベースの約０．０５重量パーセント〜約２０．０重量パーセントのセルロースナノフィラメントを含む、抄紙プロセスにより生成される吸収性ティッシュタオルペーパーウェブ製品に関する。
【０００８】
本発明はまた、密度差を繊維ウェブ内に導入し、ペーパーウェブ製品の乾燥繊維ベースの約０．０５重量パーセント〜約２０．０重量パーセントのセルロースナノフィラメントを含む、抄紙プロセスにより生成されるソフトサニタリティッシュペーパーウェブ製品に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示において使用するためのマルチ密度吸収性ティッシュまたはタオルウェブ製品を製造するための、スルーエア乾燥プロセスの概略図である。
【図２】本開示において使用するためのマルチ密度吸収性ティッシュまたはタオルウェブ製品を製造するための、別の「新ティッシュ技術」（「ＮＴＴ」）プロセスの概略図である。
【図３】本開示において使用するためのマルチ密度吸収性ティッシュまたはタオルウェブ製品を製造するための、先進ティッシュ成型システム「ＡＴＭＯＳ」プロセスの概略図である。
【図４】本開示において使用するためのマルチ密度吸収性ティッシュまたはタオルウェブ製品を製造するためのクレープ加工なしスルーエア乾燥技術「ＵＣＴＡＤ」プロセスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、吸収性タオルまたはティッシュペーパーウェブを製造するためのプロセスに関する。本発明のプロセスは、天然パルプ繊維および、増強された特性および／または抄紙機実行可能性、シート強度および／または他の所望のシート属性に悪影響を与えることなく、軟材含量を大幅に低減させる能力を可能にするセルロースフィラメントを含む繊維状構造物を生成させる。より特定的には、本発明は、長および短天然繊維を含む繊維状構造物を製造するプロセスに関し、これにより、セルロースナノフィラメントが、シートの約０．０５重量％〜２０．０重量％のパーセンテージで軟材流にリファイニング前後のいずれかで添加される。好ましい実施形態では、高アスペクト比セルロースナノフィラメントが軟材流に添加され、一時的または永久的湿潤強度ポリマのいずれかと組み合わされ、混合水性軟材繊維流が形成される。
【００１１】
非層状製品では、この混合水性軟材流は、他の天然繊維流を含む他の水性流と混合され、所望の繊維完成紙料を構成し、これが、ペーパーウェブの生成のために抄紙機に送られる。層状製品では、軟材繊維／セルロースフィラメント流が、シートの硬材または表面層とは分離されたヘッドボックスの１つまたは複数の層に送られる。層状水性繊維シートはその後、ペーパーウェブの生成のために抄紙機上で、脱水され、乾燥される。
【００１２】
定義
本明細書では、「紙製品」は、伝統的にセルロース繊維を含むが、必ずしもそうではない、任意の形成された、繊維状構造物製品を示す。１つの実施形態では、本発明の紙製品は吸収性タオル製品を含む。他の実施形態では、本発明の紙製品はソフトサニタリティッシュ製品を含む。
【００１３】
「ティッシュ」または「タオル」紙製品は、一般にペーパーティッシュまたはペーパータオル技術を含む製品を示し、従来のフェルトプレス、または従来のウェットプレスティッシュペーパー、パターン高密度化ティッシュペーパー、クレープ加工ありまたはクレープ加工なしに関係なくスルーエア乾燥ペーパーが挙げられるが、それらに限定はされない。例えば、本開示の抄紙プロセスは、接着剤クレーピング、ウェットクレーピング、ダブルクレーピング、エンボス加工、ウィ−プレス加工（ｗｅ−ｐｒｅｓｓｉｎｇ）、エアプレス加工、スルーエア乾燥、クレープ加工ありスルーエア乾燥、クレープ加工なしスルーエア乾燥、ならびにペーパーウェブの形成における他の工程を利用することができる。そのような技術のいくつかの例は、米国特許第４５２９４８０号、５，０４８，５８９号、５，３９９，４１２号、５，１２９，９８８号、５，４９４，５５４号、５，６０７，５１１号、６，３９８，９１６号、７，７４４，７２６号および８，３８８，８０３号で開示される。多層ティッシュ製品を形成する場合、別個のプライは、同じプロセスから、または異なるプロセスから要望通り製造することができる。
【００１４】
例えば、１つの実施形態では、ティッシュウェブは、当技術分野で知られたプロセスを用いて形成されたクレープ加工ありスルーエア乾燥ウェブとしてもよい。そのようなウェブを形成するために、ロールにより好適に支持され、駆動されるエンドレス移動フォーミングファブリックは、へッドボックスから流れてくる層状抄紙ストックを受理する。真空箱が、フォーミングファブリックの真下に配置され、ウェブの形成を助けるために、繊維完成紙料から水を除去するように適合される。フォーミングファブリックから、形成されたウェブは、第２のファブリックにトランスファーされ、それはワイヤーまたはフェルトのいずれかであってもよい。ファブリックは、複数のガイドロールにより、連続パス周りの移動のために支持される。ファブリックからファブリックへのウェブのトランスファーを促進するように設計されたピックアップロールが、ウェブをトランスファーさせるために含められてもよい。
【００１５】
好ましくは、形成されたウェブは、好ましくは加熱空気を形成されたウェブに通して吹き付けることにより、その後、回転可能な加熱ドライヤードラム、例えば、ヤンキードライヤーの表面にトランスファーすることにより、乾燥される。乾燥シリンダーには、樹脂製接着剤コーティング組成物の真下に樹脂製保護コーティング層が任意で提供される。樹脂製接着剤コーティング組成物は好ましくは再湿潤性である。プロセスは、乾燥中にウェブを固定するために、接着剤コーティングが、ウェブの乾燥サイクルへのトランスファー時に十分なウェットタック強度を提供するように維持されるように実行される。接着剤樹脂コーティング組成物はまた、乾燥された時に接着剤コーティング組成物が柔軟であるように維持され、そのため、ウェブは乾燥が達成された時に有意のシートダメージなしに乾燥シリンダーから除去され得る。ウェブは、直接スルー乾燥ファブリックからヤンキーにトランスファーされてもよく、または好ましくは、インプレッションファブリックにトランスファーされ、それはその後、ウェブをヤンキードライヤーにトランスファーさせるのに使用される。ウェブはその後、クレーピングブレードによりドライヤードラムから除去される。形成されたままのウェブのクレーピングはさらにウェブ内の内部ボンディングを低減させ、柔らかさおよび吸収性を増加させる。
【００１６】
他の実施形態では、ベースウェブはクレープ加工なしスルーエア乾燥プロセスにより形成される。関連するクレープ加工なしスルーエア乾燥ティッシュプロセスは、例えば、米国特許第５，６５６，１３２号および６，０１７，４１７号において記載される。
【００１７】
本発明による繊維状構造物はスルーエア乾燥繊維状構造物、密度差繊維状構造物、目付差繊維状構造物、湿式繊維状構造物、エアレイド繊維状構造物、クレープ加工ありもしくはクレープ加工なし繊維状構造物、パターン−高密度化もしくは非パターン−高密度化繊維状構造物、圧縮または非圧縮繊維状構造物、ダブル再クレープ加工繊維状構造物（当技術分野でよく知られており、米国特許第３，３０１，７４６号、３，９７４，０２５号、４，１９１，６０９号、４，６３７，８５９号、６３９８，９０６号および８３８８，８０３号において例示されている）の形態であってもよい。
【００１８】
本明細書では、「抄紙完成紙料」という句は、セルロースまたは非セルロース繊維のいずれか、抄紙機能助剤（強度、吸収性または柔らかさ改善）、フィラーおよび抄紙ウェブを形成するために使用される他の抄紙プロセス材料の水性混合物を示す。
【００１９】
本明細書では、「乾燥繊維ベースの重量パーセント（％）」という句は、全ての水および他の揮発性材料が抄紙ウェブから除去された、完全に乾燥された、「絶乾」繊維および他の材料を基準とするパーセンテージ関連材料を示す。
【００２０】
「繊維」は、本明細書では、見かけの長さがその見かけの直径を大きく超える、すなわち少なくとも約１０かつ２００未満の長さ対直径比を有する細長い物理的構造を意味する。非円形断面および／または管形状を有する繊維が一般的であり；この場合の「直径」は、繊維の断面積と等しい断面積を有する円の直径であると考えることができる。より特定的には、本明細書では、「繊維」は、繊維状構造物を作る繊維を示す。本発明は、様々な繊維状構造物を作る繊維、例えば、例として、天然繊維、例えばセルロースナノフィラメントおよび／または木材パルプ繊維、非木質繊維または任意の好適な繊維およびそれらの任意の組み合わせの使用を企図する。
【００２１】
しばしば木材パルプと呼ばれる木質繊維は、クラフト（硫酸塩）、亜硫酸塩、ポリスルフィド、ソーダパルプ化、などを含む当技術分野における経験豊かなものによく知られた多くの化学パルプ化プロセスのいずれか一つにより、それらの起源から遊離される。さらに、繊維はメカニカルおよびセミケミカルプロセスを使用して、それらの起源から遊離させることができ、例えば、丸太、サーモメカニカルパルプ、ケモメカニカルパルプ（ＣＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、アルカリ性過酸化物機械パルプ（ＡＰＭＰ）、中性セミケミカル亜硫酸パルプ（ＮＳＣＳ）が、挙げられ、それらも企図される。パルプは、所望であれば、二酸化塩素、酸素、アルカリ性過酸化物、などの使用を含む、当技術分野における経験豊かなものによく知られたいずれか一つのプロセスまたはその組み合わせにより白化させることができる。しかしながら、化学パルプが好ましい可能性がある。というのも、それらは優れた手触りおよび／または所望のティッシュシート特性を付与するからである。落葉樹（以後、「硬材と呼ばれる」）および針葉樹（以後、「軟材」とも呼ばれる）の両方由来のパルプが使用されてもよく、および／または非木質植物由来の繊維が人工繊維と共に使用されてもよい。硬材、軟材、および／または非木質繊維はブレンドすることができ、またはその代わりに、堆積させて層とすることができ、重層化および／または層状ウェブが提供され得る。米国特許第４，３００，９８１号および３，９９４，７７１号は、軟材および硬材繊維の層化を開示する。再生紙由来の繊維、ならびに他の非繊維状材料、例えば元の抄紙および紙加工を促進するために使用される接着剤もまた本発明に適用可能である。
【００２２】
木材パルプ繊維は短く（硬材繊維に特有）または長くてもよい（軟材繊維およびいくらかの非木質繊維に特有）。クラフトプロセス由来の、およびより北の気候を起源とする軟材繊維が好ましい可能性がある。これらはしばしば北部軟材さらしクラフト（ＮＢＳＫ）パルプと呼ばれる。軟材は典型的にはペーパーウェブに、所望の製品および製品特徴に依存する様々なレベルで含められる。例えば、フォーミュレータは、軟材繊維を吸収性タオル製品中にタオル製品の乾燥繊維ベースの約２０重量％〜約８９．９重量％、好ましくは約３０重量％〜約７０重量％、より好ましくは約４０重量％〜約６０重量％のレベルで包含させる。さらに、フォーミュレータは軟材繊維をソフトサニタリティッシュ製品中に、ティッシュ製品の乾燥繊維ベースの５６．４重量％未満、好ましくは約２重量％〜約４５重量％、より好ましくは約１０重量％〜約３５重量％、さらにいっそう好ましくは約２０重量％〜約３０重量％のレベルで包含させる。
【００２３】
短い硬材繊維の非限定的な例としては、アカシア、ユーカリ、カエデ、オーク、ヤマナラシ、カバノキ、ヒロハハコヤナギ、ハンノキ、トネリコ、サクランボ、ニレ、ヒッコリー、ポプラ、ゴム、クルミ、ニセアカシア、アメリカスズカケノキ、ブナ、キササゲ、サッサフラス、グメリン（Ｇｍｅｌｉｎ）、ネムノキ属、およびモクレンからなる群より選択される繊維源由来の繊維が挙げられる。軟材繊維の非限定的な例としては、マツ、エゾマツ、モミ、カラマツ（Ｔａｍａｒａｋ）、ヘムロック、イトスギ、およびヒマラヤスギから取り出された繊維が挙げられる。フォーミュレータは硬材繊維を吸収性タオル製品中に、タオル製品の乾燥繊維ベースの約１０重量％〜約５５重量％、好ましくは約２０重量％〜約５０重量％、より好ましくは約３０重量％〜約４０重量％のレベルで包含させてもよい。さらに、フォーミュレータは硬材繊維をソフトサニタリティッシュ製品中に、ティッシュ製品の乾燥繊維ベースの約４３．５重量％〜約９９．９重量％、好ましくは約５０重量％〜約８０重量％、より好ましくは約６０重量％〜約７０重量％のレベルで包含させる。
【００２４】
この発明内で企図される別の抄紙材料は、特許ＵＳ８２９８３７４号で教示される微細藻類の包含物である。ティッシュおよびタオルでは、微細藻類は海洋または淡水微細藻類とすることができる。微細藻類は、非運動性単細胞藻類、鞭毛虫、珪藻およびラン藻から選択することができるが、それらに限定されない。微細藻類は、ドナリエラ、クロレラ、テトラセルミス、ボトリオコッカス、ヘマトコッカス、フェオダクチラム、スケルトネマ、キートケロス、イソクリシス（ｌｓｏｃｈｒｙｓｉｓ）、ナンノクロロプシス、ナノクロリス、パブロバ、ニッチア、プリュウロクリシス、クラミドマス（Ｃｈｌａｍｙｄｏｍａｓ）またはシネコシスティスのファミリーから選択することができるが、それらに限定されない。微細藻類は望ましくは、約５００μｍ未満、好ましくは３００μｍ未満、さらにいっそう好ましくは２００μｍ未満の最長寸法のサイズを有する。セルロースナノフィラメントの高保持特性と合体させた微細藻類の小さなサイズは特有の相乗効果および抄紙適用物／構造物を作り出す。
【００２５】
リサイクル繊維は完成紙料に任意の量で添加され得る。任意の好適なリサイクル繊維が使用され得るが、比較的低いレベルの砕木パルプを有するリサイクル繊維が多くの場合好ましく、例えば、１５重量％未満のリグニン含量、または１０重量％未満のリグニン含量を有するリサイクル繊維が、使用される完成紙料混合物および用途によって好ましい場合がある。
【００２６】
おそらく紙製品で使用され、この発明で企図される「フィブリル化人工非セルロース繊維」は、当業者により知られている複数の溶媒を介して調製されたセルロースドープを使用することにより形成される。このドープは繊維に紡糸され、それは使用され、またはさらにフィブリル化され、吸収性シートに組み込まれ得る。理論に限定されないが、リヨセルなどの合成セルロースが、リファイニングおよびより小さな繊維および繊維セグメントを作製するための他の方法によりサイズが低減された改良リヨセルと共に考えられる。米国特許７，７１８，０３６号は様々な考えられる溶媒ならびにティッシュおよびタオル構造物中のフィブリル化ローゼル（ｌｏｓｅｌ）の包含物を示す。フィブリル化人工非セルロース繊維は任意で、タオルまたはティッシュペーパーウェブ中に、約２０％までのレベルまで、好ましくは約１０％までのレベルまで、より好ましくは約５％までのレベルまで、より好ましくは約２．５％までのレベルまで包含させることができる。
【００２７】
「非木質、天然繊維状」構造物を作る繊維もまた、本発明において有用となり得、動物繊維、鉱物繊維、植物繊維、人工紡糸繊維、および加工繊維状要素、例えばセルロースナノフィラメントを含むことができる。動物繊維は、例えば、羊毛、絹、およびそれらの混合物からなる群より選択され得る。植物繊維は、例えば、木材、綿、コットンリンター、亜麻、サイザル麻、アバカ、ヘンプ、ヘスペラロエ、ジュート、竹、バガス、アフリカハネガヤ、わら、ジュート、ヘンプ、トウワタ綿毛、クズ、トウモロコシ、ソルガム、ヒョウタン、リュウゼツラン、トリコーム、ヘチマおよびそれらの混合物からなる群より選択される植物由来とすることができる。非木質、天然繊維は任意で、タオルまたはティッシュペーパーウェブ中に約２０％までのレベルまで、好ましくは約１０％までのレベルまで、より好ましくは約５％までのレベルまで、より好ましくは約２．５％までのレベルまで包含させることができる。
【００２８】
本開示はまた、より大きなレベルの非木質、天然繊維、例えば、ペーパーウェブの乾燥繊維ベースの約１０重量％超、好ましくは約２０重量％超、より好ましくは約５０重量％超、さらにいっそう好ましくは約７５重量％超の非木質繊維から構成される、本プロセスから製造されたペーパーウェブ製品を企図する。結果として、ペーパーウェブは、ウェブを効率的に生成させる、および消費者製品要件を満たすために、他の繊維成分および／または必要な化学製品と混合された、主として非木質繊維から構成することができる。企図される非木質繊維は短い９（すなわち約１．２ミリメートル未満の長さ）または長い（すなわち１．２ミリメートル超の長さ）のいずれかとすることができ、または、異なる長さの繊維の組み合わせで使用することができ、所望の製品が達成される。これらの構造物においては、セルロース非フィラメントは、要望通り長繊維または短繊維セグメントのいずれかに添加することができ、標的製品特性が達成される。
【００２９】
本明細書では、「非セルロース繊維」という句は、セルロース以外の材料から構成される天然または人工繊維のいずれかから構成される抄紙繊維の群を意味する。非セルロース繊維としては人工紡糸繊維、動物起源、および／または微細藻類由来の繊維が挙げられるが、それらに限定されない。加えて、本発明の製品を形成する繊維はポリマ溶融組成物から、好適な紡糸動作、例えばメルトブローイングおよび／またはスピンボンディングを介して紡糸されてもよく、および／またはそれらは天然源から入手してもよい。そのような繊維は単成分および／または多成分であってもよい。例えば、繊維状要素は複合繊維および／またはフィラメントを含んでもよい。複合繊維および／またはフィラメントは任意の形態、例えばサイドバイサイド、芯鞘、海島などであってもよい。フィラメントの非限定的な例としては、メルトブローおよび／またはスパンボンドフィラメントが挙げられる。フィラメントに紡糸することができるポリマの非限定的な例としては、天然ポリマ、例えばデンプン、デンプン誘導体、セルロース、例えばレーヨンおよび／またはリヨセル、およびセルロース誘導体、ヘミセルロース、ヘミセルロース誘導体、ならびに、合成ポリマ、例えば、限定はされないが熱可塑性ポリマフィラメント、例えばポリエステル、ナイロン、ポリオレフィン、例えばポリプロピレンフィラメント、ポリエチレンフィラメント、および生分解性熱可塑性繊維、例えばポリ乳酸フィラメント、ポリヒドロキシアルカノエートフィラメント、ポリエステルアミドフィラメントおよびポリカプロラクトンフィラメントが挙げられる。繊維の非限定的な例としては、パルプ繊維、例えば木材パルプ繊維、および合成ステープルファイバ、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、そのコポリマ、レーヨン、ガラス繊維およびポリビニルアルコール繊維が挙げられる。ステープルファイバは、フィラメントトウを紡糸し、次いでその２つを５．０８ｃｍ（２ｉｎ．）未満のセグメントに切断し、繊維を生成させることにより生成され得る。非セルロース繊維は任意で、タオルまたはティッシュペーパーウェブ中に約２０％までのレベルまで、好ましくは約１０％までのレベルまで、より好ましくは約５％までのレベルまで、より好ましくは約２．５％までのレベルまで包含させることができる。
【００３０】
「合成ポリマ繊維」および同様の専門用語はまた、合成ポリマ、例えばポリエステル、ナイロンおよびポリオレフィンなどから生成された非セルロース繊維を示す。ポリエステルは、一般に、公知の重合技術により脂肪族または芳香族ジカルボン酸と飽和脂肪族または芳香族ジオールから得られる。好ましい芳香族二酸モノマは、低級アルキルエステル、例えばテレフタル酸またはイソフタル酸のジメチルエステルである。典型的な脂肪族ジカルボン酸としては、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸または１，４−シクロヘキサンジカルボン酸が挙げられる。好ましい芳香族ジカルボン酸またはそのエステルもしくは無水物は、飽和脂肪族または芳香族ジオールにより、エステル化またはエステル交換され、および重縮合される。典型的な飽和脂肪族ジオールとしては、好ましくは低級アルカン−ジオール、例えばエチレングリコールが挙げられる。典型的な脂環式ジオールとしては、１，４−シクロヘキサンジオールおよび１，４−シクロヘキサンジメタノールが挙げられる。典型的な芳香族ジオールとしては、ヒドロキノン、レゾルシノールおよびナフタレンジオールの異性体（１，５−；２，６−；および２，７−）などの芳香族ジオールが挙げられる。脂肪族および芳香族ジカルボン酸ならびに飽和脂肪族および芳香族ジオールの様々な混合物もまた使用され得る。最も典型的には、芳香族ジカルボン酸は脂肪族ジオールと重合され、ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート（テレフタル酸＋エチレングリコール）が生成される。加えて、芳香族ジカルボン酸は、芳香族ジオールと重合させることができ、全芳香族ポリエステル、例えばポリフェニレンテレフタレート（テレフタル酸＋ヒドロキノン）が生成される。ポリエステルの例としては下記が挙げられる；ポリエチレンテレフタレート；ポリ（１，４−ブチレン）テレフタレート；および１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート／イソフタレートコポリマおよび、芳香族ジカルボン酸、例えばイソフタル酸、ビ安息香酸（ｂｉｂｅｎｚｏｉｃ  ａｃｉｄ）、ナフタレン−ジカルボン酸、例えば１，５−；２，６−；および２，７−ナフタレン−ジカルボン酸；４，４，−ジフェニレン−ジカルボン酸；ビス（ｐ−カルボキシフェニル）メタン酸；エチレン−ビス−ｐ−安息香酸；１，４−テトラメチレンビス（ｐ−オキシ安息香酸）；エチレンビス（ｐ−テトラメチレン酸；１，３−トリメチレンビス（ｐ−オキシ安息香酸）；および１，４−テトラメチレンビス（ｐ−オキシ安息香酸）、ならびに２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール；シクロヘキサンジメタノールおよび一般式ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨの脂肪族グリコール（ここで、ｎは２〜１０の整数である）、例えば、エチレングリコール；１，４−テトラメチレングリコール；１，６−ヘキサメチレングリコール；１，８−オクタメチレングリコール；１，１０−デカメチレングリコール；および１，３−プロピレングリコールからなる群より選択されるジオール；ならびに一般式ＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＨのポリエチレングリコール（ここで、ｎは２〜１０，０００の整数である）、および芳香族ジオール、例えばヒドロキノン、レゾルシノールおよび���フタレンジオールの異性体（１，５−；２，６−；および２，７）由来の他の直鎖ホモポリマエステル。１つ以上の脂肪族ジカルボン酸、例えばアジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸または１，４−シクロヘキサンジカルボン酸もまた存在することができる。
【００３１】
好適なポリオレフィン樹脂としては、エチレン、プロピレン、ブテン−１、ペンテン−１，４−メチルペント−１−エン、などのオレフィンを従来様式で重合することにより生成される材料が挙げられる。繊維に有用なポリオレフィンは高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）およびポリプロピレンである。他のポリオレフィンホモポリマおよびエチレンのコポリマはこの発明の実施において使用することができる。そのような他のポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）およびポリブチレン（ＰＢ）が挙げられる。しかしながら、これらの他のポリオレフィンは、他のポリオレフィン、例えばポリプロピレンまたは高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）とブレンドすることができる。
【００３２】
発明の実施において有用なナイロンまたはポリアミド樹脂は当技術分野でよく知られており、半結晶およびアモルファス樹脂を含み、それらは、例えば、等モル量の、４〜１２の炭素原子を含む飽和ジカルボン酸のジアミンとの縮合重合により、ラクタムの開環重合により、またはポリアミドの、例えば、ポリエーテルポリアミドブロックコポリマを形成するための他の成分との共重合により生成され得る。ポリアミドの例としては、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリヘキサメチレンアゼラアミド（ナイロン６９）、ポリヘキサメチレンセバカミド（ナイロン６１０）、ポリヘキサメチレンドデカノアミド（ナイロン６１２）、ポリドデカメチレンドデカノアミド（ナイロン１２１２）、ポリカプロラクタム（ナイロン６）、ポリラウリンラクタム、ポリ−１１−アミノウンデカン酸、ならびにアジピン酸、イソフタル酸、およびヘキサメチレンジアミンのコポリマが挙げられる。
【００３３】
合成ポリマ繊維は、セルロースと比べて一般に疎水性を有し、湿潤強力樹脂にボンディングするためのアニオン性部位またはパルプ由来繊維に効果的に水素結合するために十分なヒドロキシル基を欠く。この発明と関連して使用される好適な繊維としては、溶融紡糸繊維、メルトブロー繊維、複数のセグメントを有する分割性繊維およびとりわけ、ディスクリファイナーにおけるリファイニングによりそれらのセグメントに分割可能である分割型複合繊維が挙げられる。Ｆｉｂｅｒ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙから入手可能な１つの好適な繊維は、以下で記載される、０．１２５デニールの特性繊度を有する、１６−セグメント、２−デニールナイロン／ポリエステル複合繊維である。
【００３４】
分割性繊維を製造するための分割型繊維調製は熱可塑性繊維との関連で一般に知られおり、ここで、繊維は、異なるポリマで形成されたセグメントを有する。例えば、Ｐｉｋｅらの米国特許第５，７５９，９２６号、ならびにＳａｓｓｅらの米国特許第５，８９５，７１０号、およびＰｏｌａｎｃｏらの米国特許出願公開第２００３／０２０３６９５号（米国特許出願第１０／１３５，６５０号）を参照されたい。
【００３５】
この発明と関連して生成され、利用される分割性繊維は、分割型パイ形状、海島配置、サイドバイサイド配置、中空配置などを有し得る。Ｍｕｒａｋａｍｉらの米国特許第４，７３５，８４９号、図６Ａ−６Ｄ、ならびに米国特許出願公開第ＵＳ２００２／０１６８９１２号（米国特許出願第０９／８５２，８８８号）、図２−９を参照されたい。分割性繊維は、以下で記載されるように完成紙料中への組み込み前に、好適に崩壊させられる。
【００３６】
抄紙動作のための繊維の調製中、軟材繊維およびいくらかの硬材繊維パルプは機械的または化学的加工に供せられ、これにより繊維は、圧縮され、高せん断に供せられ、および／または化学的に処理され、繊維はより柔軟なものされ、繊維フィブリル化、繊維膨潤および増加した繊維柔軟性により繊維対繊維ボンディング面積が増加される。当業者であれば、パルプ繊維をリファイニングする３つの優位な製品は下記であることを認識するであろう；１）あるパーセンテージの繊維は、リファイニング強度および濃度によって、全く影響されない、２）かなりのパーセンテージの繊維がフィブリル化され、これにより、繊維細胞壁が層剥離され、元の繊維に結合されたままのミクロフィブリルが露出し、ならびに３）あるパーセンテージの繊維およびミクロフィブリルは切断され、または非常に小さな小片（＜２００ミクロンの長さ）に機械的に破壊され、この画分は極細繊維画分と呼ばれる。これらの極細繊維は一次的（天然木材源中に存在するもの）または二次的（リファイニングの作用中に作製されるもの）であり得る。発見されたものは、リファイニング強度、濃度および他の加工条件を変更することにより、本明細書で「セルロースナノフィラメント」と呼ばれる新しい繊維構成要素を作製することができること、加工段階および単位動作を最適化することにより、４０％超の個別化セルロースナノフィラメントを含む終局パルプ繊維流が生成され得ることである。
【００３７】
本発明で使用される「セルロースナノフィラメント」は軟材および／または硬材由来とすることができ、そのようなものとして、軟材または硬材の繊維状要素を含み得る。セルロースナノフィラメントは、抄紙完成紙料のリファイニングされたパルプ繊維混合物に加えて、吸収性タオルまたはソフトサニタリティッシュを製造するプロセスにおいて使用される。セルロースナノフィラメントは、所望のペーパーウェブの乾燥繊維ベースの約０．０５重量％〜約２０．０重量％、好ましくは約０．１重量％〜約１０．０重量％、より好ましくは約０．２重量％〜約５重量％、さらにいっそう好ましくは約０．５〜約２重量％のレベルで添加される。
【００３８】
本発明で企図されるプロセスでは、セルロースナノフィラメントは、好ましくはリファイニングされた軟材パルプ繊維混合物に軟材パルプ繊維および強化添加物と共に添加される。１つの実施形態では、セルロースナノフィラメントは軟材パルプ繊維混合物に、強化添加物前に添加される。別の実施形態では、セルロースナノフィラメントは軟材パルプ繊維混合物に、強化添加物後に添加される。
【００３９】
セルロースナノフィラメントサイズおよび高アスペクト比により、この材料は特有の繊維クラスのものとして区別され、軟材または硬材材料のいずれかとして特徴づけられない。高アスペクト比により、繊維幅で割った繊維長さが少なくとも２００〜約５０００、好ましくは約６００超〜約１０００であることが意味される。セルロースナノフィラメントはナノメートル範囲の平均幅、例えば約３０ｎｍ〜約５００ｎｍの平均幅、およびマイクロメートル範囲またはそれ以上の平均長、例えば、約１００μｍ、好ましくは約２００μｍ〜約２ｍｍの平均長を有する。セルロースナノフィラメントは約２０ｎｍ〜約６０ｎｍ、好ましくは約３０ｎｍ〜約５０ｎｍ、より好ましくは約３５ｎｍ〜約４５ｎｍの平均厚さを有する。そのようなセルロースナノフィラメントは、例えば、機械的手段のみを使用するプロセス、例えば、２０１２年１月１９日に出願された米国特許出願公開第２０１３／００１７３９４号において開示される方法から得ることができる。加えて、セルロースナノフィラメントは、特定の幾何学的形状が維持される限り、様々なプロセスから製造することができる。セルロースナノフィラメントを作製するために使用されるプロセスとしては改良リファイニング機器、ホモジナイザー、超音波繊維処理、および酵素繊維改質を含む化学繊維処理が挙げられるが、それらに限定されない。
【００４０】
論文“Ｎａｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  Ｐａｔｅｎｔ  Ｔｒｅｎｄｓ：  Ａ  Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ｒｅｖｉｅｗ  ｏｎ  Ｐａｔｅｎｔｓ  ｏｎ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  Ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ，  Ｍｉｃｒｏｆｉｂｒｉｌｌａｔｅｄ  ａｎｄ  Ｂａｃｔｅｒｉａｌ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ”，  Ｃｈａｒｒｅａｕ  ｅｔ  ａｌ，  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  ２０１３  ７，  ５６−８０において、著者は長年にわたってミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）に言及するために様々な用語についてレビューしており、「セルロースナノフィラメント」はこれらの一般用語に当てはまり得る。本開示の「セルロースナノフィラメント」材料は特定的には、“Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  ｎａｎｏｆｉｌａｍｅｎｔｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｔｈｅｉｒ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ”と題する、Ｈｕａ，  Ｘ．らの公開ＵＳ２０１３００１７３９４Ａ１号において開示されるプロセスの結果物である。このプロセスにより生成される材料は、開示されるプロセスが、前に開示された材料よりも著しく高いアスペクト比（長さ／幅）を有するセルロースナノフィラメントを生成するという点で独特である。
【００４１】
この発明の基礎となるセルロースナノフィラメントは、木材パルプ繊維の機械的分解のための他の方法を使用して調製したミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）またはナノフィブリル化セルロース（ＮＦＣ）などの他のセルロース繊維とは、それらがフィブリル化セルロース材料のフィラメントの少なくとも４０重量％、好ましくは７５重量％、より好ましくは９０重量％を有し、３００−３５０μｍまでのフィラメント長さおよびおよそ１００−５００ｎｍの直径を有するという点で、構造的に非常に異なっている。ＭＦＣ中のフィブリル化セルロース材料は典型的には１００μｍより短い長さを有し、一方、ＮＦＣ中のフィブリル化セルロース材料は典型的には１μｍより短い長さを有する。しかしながら、セルロースナノフィラメント材料の生成では、機械的手段を用いて生成される他のフィブリル化セルロース材料ように、１つの一次元値を有する均質材料ではないことが、当業者により認識されるべきである。好ましい実施形態におけるセルロースナノフィラメントは３００−３５０μｍまでの長さおよびおよそ１００−５００ｎｍの直径を有し、木材または植物繊維の多段階、高濃度リファイニングにより生成され、そのセルロースナノフィラメントの５０重量％以上が３００−３５０μｍまでの長さおよびおよそ１００−５００ｎｍの直径を有する。３００−３５０μｍまでの長さおよびおよそ１００−５００ｎｍの直径を有するセルロースナノフィラメント材料の正確なパーセンテージは、総エネルギー入力、リファイニングパスの数、リファイニング強度および他のリファイニング動作条件に依存する。上記で記載されるセルロースナノフィラメント材料およびリファイニングされたパルプ流中に＞５０％セルロースナノフィラメントを含むリファイニングされたパルプ流の好ましいブレンドがこの発明の基礎である。
【００４２】
この発明で企図されるセルロースナノフィラメントの別の想定される適用は、抄紙場所に輸送される前での、少パーセンテージの純粋セルロースナノフィラメントおよび／またはセルロースナノフィラメントおよび他のリファイニング製品の混合物のいずれかのバージンまたは再生パルプ流への包含である。このように、バージン繊維源はセルロースナノフィラメント添加により増強させることができ、それから、セルロースナノフィラメントは新規繊維投与流を導入することなしに、抄紙プロセスに添加することができる。セルロースにセルロースナノフィラメントをパルプ生成施設で投与することにより、セルロースナノフィラメント包含によってのみ可能になる特性を有する「スーパーパルプ」と呼ばれるものを生成させることができるであろう。そのため、セルロースモノフィラメント添加のための多くの異なる方法が本発明では考慮され、これらとしては、セルロースナノフィラメントおよび他のリファイニング副産物（＞５０％の好ましいナノセルロース含量を有する）の混合物を含む、直接純粋セルロースナノフィラメント包含が挙げられるが、それに限定されず、セルロースナノフィラメントは、製紙工場での包含前でのバージンまたはサイクル繊維中の包含により添加される。
【００４３】
本明細書で記載される抄紙プロセス、およびそれらのプロセスにより製造される紙製品の他の実施形態では、ナノフィラメントは、プロセスに、これにより紙に、ミクロおよびナノサイズのセルロースフィラメントのドライブレンドで供給される。ブレンドはセルロースナノフィラメント、無傷のフィブリル化繊維およびセルロース極細繊維のブレンドを含んでもよい。
【００４４】
「無傷のフィブリル化セルロース繊維」または「無傷のフィブリル化繊維」という句は、本明細書では、機械的または化学的処理を受けたセルロース繊維であり、その処理中、個々のセルロースフィラメントまたはその束は、繊維本体から遊離されるが、繊維に一端で接合したままであり、より大きなボンディング面積および増加した繊維−繊維接触を生成させる。処理の程度は繊維から放出されたセルロースナノフィラメントの数を決定する。
【００４５】
本明細書では、「セルロース極細繊維」という句は、２００ミクロン超の長さを有する繊維材料のクラスを意味する。これらの材料は木中の一次、または天然起源の材料を含むことができ、またはそれらは二次物、パルプ化および／またはパルプ繊維のハンドリングのいずれかにより作製されるものとして分類することができ、そのため、繊維セクションおよび／またはセルロースナノフィラメントセクションを含むことができる。極細繊維は均質材料ではなく、規定された長さ制限を有する材料のクラスを表すために使用されるにすぎない。
【００４６】
ミクロおよびナノサイズのセルロースフィラメントのブレンドが使用される場合、ブレンドは少なくとも約４０重量％、好ましくは少なくとも約６０重量％、より好ましくは少なくとも約７５重量％のセルロースナノフィラメントのブレンド；少なくとも約１０重量％、好ましくは少なくとも約２０重量％、より好ましくは少なくとも約３０重量％の無傷のフィブリル化繊維のブレンド；および少なくとも約５重量％、好ましくは少なくとも約１０重量％、より好ましくは少なくとも約２０重量％のセルロース極細繊維のブレンドを含み得る。
【００４７】
本発明の繊維状構造物は均質であっても、または層状であってもよい。層状である場合、繊維状構造物は、少なくとも２および／または少なくとも３および／または少なくとも４および／または少なくとも５つの層を含み得る。
【００４８】
「目付」は、本明細書では、ｌｂｓ／３０００ｆｔ２またはｇ／ｍ２で報告される試料の単位面積あたりの重量である。本発明の繊維状タオル構造物および／またはサニタリティッシュ製品は１０ｇ／ｍ２〜約１２０ｇ／ｍ２および／または約１４ｇ／ｍ２〜約８０ｇ／ｍ２および／または約２０ｇ／ｍ２〜約６０ｇ／ｍ２の目付を表してもよい。
【００４９】
目付は、ある一定の面積（ｍ２）の１つ以上の試料を調製し、本発明による繊維状構造物および／またはそのような繊維状構造物を含む紙製品の試料（複数可）を０．０１ｇの最小分解能を有するトップローディングはかり上で量ることにより測定される。はかりは気流および他の障害からドラフトシールドを用いて防護される。はかりの読取り値が一定になった時に重量を記録する。平均重量（ｇ）および試料の平均面積（ｍ２）が計算される。目付（ｇ／ｍ２）は平均重量（ｇ）を試料の平均面積（ｍ２）で割ることにより計算される。
【００５０】
「ソフトサニタリティッシュ製品」は、本明細書では、排尿および排便後クリーニング（トイレットペーパー）、耳鼻咽喉科学的放出（化粧紙）、および多機能吸収性およびクリーニング用途（吸収性タオル）のための拭き道具として有用なソフト低密度（すなわち＜約０．１５ｇ／ｃｍ３）ウェブを意味する。本開示により調製されるサニタリティッシュ製品は、任意の好適な後処理、例えば、限定はされないが印刷、エンボス加工、カレンダー仕上げ、スリッティング、折り畳み、他の繊維状構造物との組み合わせおよび／または巻取、などに供せられ得る。
【００５１】
本発明のソフトティッシュ製品の１つの例では、繊維状構造物は、約２％〜５６．５％（重量パーセント）のリファイニングされた軟材パルプ繊維混合物を含む。リファイニングされた軟材繊維混合物は、ソフトティッシュ製品の乾燥繊維ベースの約０％〜約５６．４重量％の軟材パルプを含む。軟材パルプは、強化添加物と合わせる前に、任意でリファイニングされ、またはリファイニングされない。強化添加物は水性流に、ティッシュ製品の乾燥繊維ベースの約０．０５重量％〜約１．５重量％の強化添加物が抄紙完成紙料に添加されることが可能になるように、添加される。長繊維木材パルプおよびカチオン性ポリマを合わせた後、ティッシュペーパーウェブの乾燥繊維ベースの約０．０５重量％〜約２０．０重量％のセルロースナノフィラメントが、流れ中にブレンドされる。発明の１つの実施形態では、この流れはその後、ティッシュ製品の乾燥繊維ベースの約４３．５重量％〜約９９．９重量％の、硬材繊維およびセルロースナノフィラメントの両方を含む硬材パルプ繊維混合物とブレンドされ、以上で記載される任意のプロセスにより繊維シートに形成される。本発明の別の実施形態では、長繊維流は、抄紙系の１つまたは複数の別個の層中に送り込まれ、硬材パルプ繊維流から分離される。このプロセス実施形態によりソフトサニタリティッシュ製品が生成される。
【００５２】
「吸収性タオル製品」は本明細書では、ソフトな手触りと共に、液体吸収および湿式洗浄に対する消費者の要求を満たすように設計され、製造された抄紙製品のクラスである。吸収性製品はサニタリティッシュおよび化粧紙と同じ抄紙技術で製造されるが、原料、抄紙プロセス設定、目付および他の原料は所望の消費者属性を与えるように最適化される。
【００５３】
別の例、本発明の吸収性タオル製品を製造するためのプロセスでは、繊維状構造物は、約４５％〜９０％（重量パーセント）の、リファイニングされた軟材パルプ繊維混合物を含む。長繊維軟材パルプ繊維混合物は、タオル製品の乾燥繊維ベースの約２０重量％〜約８９．９重量％の長繊維軟材パルプを含み、ここで、長繊維軟材パルプは、強化添加物と合わせる前に、任意でリファイニングされ、またはリファイニングされない。強化添加物は水性流に、吸収性タオルの乾燥繊維ベースの約０．０５重量％〜約５．０重量％の強化添加物が抄紙完成紙料に添加されることが可能になるように添加される。軟材パルプおよびカチオン性ポリマが合わされた後、ティッシュペーパーウェブの乾燥繊維ベースの約０．０５重量％〜約２０重量％のセルロースナノフィラメントが、流れ中にブレンドされる。発明のこの実施形態では、軟材繊維、セルロースナノフィラメントおよびカチオン流がそれから、タオル製品の乾燥繊維ベースの１０重量％〜５５重量％の硬材パルプ繊維混合物とブレンドされ、以上で記載されるプロセスのいずれかにより繊維シートに形成される。本発明の別の実施形態では、長繊維流は抄紙系の１つまたは複数の別個の層中に送り込まれ、１０〜５５重量％の硬材パルプ繊維流から分離される。このプロセス実施形態により、より高い強度の吸収性ティッシュウェブ製品が生成される。
【００５４】
任意的な材料成分−化学抄紙添加物：
所望であれば、様々な化学添加組成物が、消費者所望の利点、例えば柔らかさ、少ない糸くず、吸収性、シート柔軟性、および一時的および／または永久的湿潤強化添加物をさらに増強させるために任意で使用され得る。化学添加物は剥離剤（ｄｅｂｏｎｄｅｒ）、ケイ素軟化添加物、非ケイ素軟化添加物、強化添加物、吸収性添加物および美的添加物からなる群より選択される。
【００５５】
剥離剤
化学剥離剤はまた、ウェブを軟化させるために適用することができる。特定的には、化学剥離剤はウェブの１つ以上の層内の水素結合の量を低減させることができ、これによりよりソフトな製品が得られる。得られるティッシュ製品の所望の特性によって、剥離剤は、ペーパーウェブの乾燥繊維ベースの０重量％〜約３．０重量％、好ましくは約０．１〜約２．０重量％、より好ましくは約０．５〜約１．０重量％の量で適用することができる。剥離剤は単層または多層ティッシュウェブの任意の層に組み入れることができる。
【００５６】
本発明において軟化剤添加物として使用するのに好適な剥離剤はカチオン性および非カチオン性界面活性剤の両方を含み、カチオン性界面活性剤が好ましい。非カチオン性界面活性剤としては、アニオン性、非イオン性、両性、および双性イオン性界面活性剤が挙げられる。好ましくは、界面活性剤は、ティッシュペーパーが製造された後、ティッシュペーパーの特性の製造後変化（そうでなければ界面活性剤の包含により起こり得る）を実質的に除去するために、インサイチューで実質的に非移動性である。これは、例えば、発明のティッシュペーパー製品実施形態の貯蔵、輸送、販売、および使用中に普通に遭遇する温度を超える溶融温度を有する界面活性剤の使用により達成され得る：例えば、約５０℃以上の溶融温度。
【００５７】
前記柔らかさ／引張利点を提供するためにティッシュペーパーウェブに適用される非カチオン性界面活性剤のレベルは、最終生成物についての一定引張ベースでそのような利点を付与するのに必要とされる最小有効レベルから約２％の範囲であり：好ましくは約０．０１％〜約２％の非カチオン性界面活性剤がウェブにより保持され；より好ましくは、約０．０５％〜約１．０％；最も好ましくは、約０．０５％〜約０．３％である。界面活性剤は好ましくは、８以上の炭素原子を有するアルキル鎖を有する。例示的なアニオン性界面活性剤は直鎖スルホン酸アルキル、およびアルキルベンゼンスルホン酸塩である。例示的な非イオン性界面活性剤は、アルキルグリコシドであり、例えば、アルキルグリコシドエステル、例えばＣＲＯＤＥＳＴＡ（登録商標）ＳＬ−４０（Ｃｒｏｄａ，  Ｉｎｃ．  （Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，  Ｎ．Ｙ．）から入手可能である）；１９７７年３月８日にＷ．  Ｋ．  Ｌａｎｇｄｏｎに発行された米国特許第４，０１１，３８９号に記載されるアルキルグリコシドエーテル；アルキルポリエトキシル化エステル、例えばＧｌｙｃｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，  Ｉｎｃ．  （Ｇｒｅｅｎｗｉｃｈ，  Ｃｏｎｎ．）から入手可能なＰＥＧＯＳＰＥＲＳＥ（登録商標）２００ＭＬ；アルキルポリエトキシル化エーテルおよびエステル、例えばＳｈｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏから入手可能なＮＥＯＤＯＬＲ２５−１２；ソルビタンエステル、例えばＩＣＩ  Ａｍｅｒｉｃａ，  Ｉｎｃ製のＳＰＡＮ６０、エトキシル化ソルビタンエステル、プロポキシル化ソルビタンエステル、混合エトキシル化プロポキシル化ソルビタンエステル、およびポリエトキシル化ソルビタンアルコール、例えばＴＷＥＥＮ６０（これもＩＣＩ  Ａｍｅｒｉｃａ，  Ｉｎｃ．製）である。アルキルポリグリコシドが、本発明における使用には特に好ましい。例示的な界面活性剤の上記リストは本質的に例示的なものにすぎないことが意図され、本発明の範囲を制限することを意味しない。
【００５８】
ケイ素
主として滑らかな手触りを付与することにより機能する化学軟化剤が所望である場合、ポリシロキサンまたは「ケイ素」が使用され得る。得られるティッシュ製品の所望の特性によって、ケイ素はペーパーウェブの乾燥繊維ベースの０重量％〜約３．０重量％、好ましくは約０．１〜約２．０重量％、より好ましくは約０．５〜約１．０重量％の量で適用することができる。ケイ素は、単層または多層ティッシュウェブの任意の層に組み入れることができる。本発明において使用するのに好適なケイ素化合物は下記で詳細に記載される。
【００５９】
ポリシロキサン化合物は好ましくは、下記構造のモノマシロキサン単位を有し：
【化１】
2019532187.tif 000003
式中、Ｒ１およびＲ２は、各独立したシロキサンモノマ単位について、それぞれ独立して、水素または任意のアルキル、アリール、アルケニル、アルカリル、アラキル（ａｒａｋｙｌ）、シクロアルキル、ハロゲン化炭化水素、または他のラジカルとすることができる。そのようなラジカルのいずれも置換することができ、または非置換とすることができる。任意の特定のモノマ単位のＲ１およびＲ２ラジカルは、次の隣接しているモノマ単位の対応する官能基と異なっていてもよい。加えて、ポリシロキサンは直鎖、分枝鎖であってもよく、環状構造をとることもできる。ラジカルＲ１およびＲ２は、加えて独立して、他のケイ素（ｓｉｌａｃｅｏｕｓ）官能基、例えば、限定はされないがシロキサン、ポリシロキサン、シラン、およびポリシランとすることができる。ラジカルＲ１およびＲ２は、例えば、アルコール、カルボン酸、アルデヒド、ケトンおよびアミン、アミド官能基を含む、様々な有機官能基のいずれかを包含してもよく、アミノ官能性シリコーン化合物が好ましい。例示的なアルキルラジカルはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、オクタデシル、などである。例示的なアルケニルラジカルはビニル、アリル、などである。例示的なアリールラジカルはフェニル、ジフェニル、ナフチル、などである。例示的なアルカリルラジカルはトイル（ｔｏｙｌ）、キシリル、エチルフェニル、などである。例示的なアラキル（ａｒａｋｙｌ）ラジカルはベンジル、α−フェニルエチル、β−フェニルエチル、α−フェニルブチル、などである。例示的なシクロアルキルラジカルはシクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、などである。例示的なハロゲン化炭化水素ラジカルはクロロメチル、ブロモエチル、テトラフルオロエチル、フルオロエチル、トリフルロエチル、トリフルオロトイル、ヘキサフルオロキシリル、などである。ポリシロキサンを開示する参考文献としては、１９５８年３月１１にＧｅｅｎに発行された米国特許第２，８２６，５５１号；１９７６年６月２２日にＤｒａｋｏｆｆに発行された米国特許第３，９６４，５００号；１９８２年１２月２１日に、Ｐａｄｅｒに発行された米国特許第４，３６４，８３７号、１９９１年１０月２２日にＡｍｐｕｌｓｋｉらに発行された米国特許第５，０５９，２８２号；および１９６０年９月２８日に公開されたＷｏｏｌｓｔｏｎの英国特許第８４９，４３３号が挙げられる。また、Ｐｅｔｒａｒｃｈ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  Ｉｎｃ．により１９８４年に分配されたＳｉｌｉｃｏｎ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，ｐｐ１８１−２１７は、一般にポリシロキサンの広範なリストおよび記載を含む。
【００６０】
強化添加物−本出願のプロセスはまた、強化添加物の抄紙完成紙料への添加を含む。一般に、強化添加物は、ウェブの所望の特性によって、様々な量で適用されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、添加される総湿潤強度剤は約０．５〜５０ｋｇ／Ｔ、いくつかの実施形態では、２〜約１５ｋｇ／Ｔ、いくつかの実施形態では、約３〜約５ｋｇ／Ｔとすることができる。強度ポリマは、多層ティッシュウェブの任意の層に組み入れることができる。
【００６１】
この発明で有用な強化添加物としては、限定はされないがカチオン性水溶性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は湿潤強度を紙シートに付与し、抄紙技術分野ではよく知られている。そのような樹脂としては、ポリアミドエピクロロヒドリン（ＰＡＥ）、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ジアルデヒドデンプン、およびそれらの混合物が挙げられる。
【００６２】
いくつかの実施形態では、ティッシュ製品の強度をさらに増強させるために他の強度剤を使用することができる。本明細書では、「湿潤強度剤」は、パルプ繊維に添加されると、約０．１を超える湿潤幾何学的引張強さ対乾燥幾何学的引張強さ比（ｒａｔｉｏｎ）を有する、結果として得られるウェブまたはシートを提供することができる任意の材料である。典型的には、これらは「永久的」湿潤強度剤または「一時的」湿潤強度剤と呼ばれる。当技術分野でよく知られているように、一時的および永久的湿潤強度剤はまた、時として、乾燥時のティッシュ製品の強度を増強させる乾燥強度剤として機能し得る。任意的な化学材料成分のリストは本質的にほとんど例示的にすぎないことが意図され、本発明の範囲を制限することを意味しない。他の材料もまた、本発明の利点を妨害せず、または弱めない限り包含され得る。
【００６３】
湿潤強度剤は、ウェブの所望の特性によって、様々な量で適用され得る。例えば、いくつかの実施形態では、添加される総湿潤強度剤は約０．５〜５０ｋｇ／Ｔ、いくつかの実施形態では、２〜約１５ｋｇ／Ｔとすることができ、いくつかの実施形態では、約３〜約５ｋｇ／Ｔの強度剤は、多層ティッシュウェブの任意の層に組み入れることができる。この発明で有用なカチオン性湿潤強力樹脂としては、限定はされないがカチオン性水溶性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は紙シートに湿潤強度を付与し、抄紙技術分野においてよく知られている。この樹脂は、一時的または永久的湿潤強度のいずれかを繊維シートに付与することができる。そのような樹脂としては、ポリアミドエピクロロヒドリン（ＰＡＥ）、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ジアルデヒドデンプン、およびそれらの混合物が挙げられる。
【００６４】
強度添加物は永久的湿潤強力樹脂、一時的湿潤強力樹脂、乾燥強度添加物、およびそれらの混合物からなる群より選択され得る。永久的湿潤強度が所望である場合、化学抄紙添加物は下記化学薬品の群から選択することができる：ポリアミドピクロロヒドリン、ポリアクリルアミド、不溶化ポリビニルアルコール；ウレアロムアルデヒド（ｕｒｅａｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ）；ポリエチレンイミン；およびキトサンポリマ。ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂はカチオン性湿潤強力樹脂であり、特に有用性があることが見出されている。そのような樹脂の好適な型は、１９７２年１０月２４日に発行された米国特許第３，７００，６２３号、および１９７３年１１月１３日に発行された３，７７２，０７６号（どちらもＫｅｉｍに発行された）において記載される。有用なポリアミドエピクロロヒドリン樹脂の１つの商業的供給源は、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  Ｄｅｌ．のＨｅｒｃｕｌｅｓ，  Ｉｎｃ．であり、これはそのような樹脂を商標名ＫＹＭＥＮＥ（登録商標）５５７Ｈ下で市場に出している。
【００６５】
ポリアクリルアミド樹脂もまた、湿潤強力樹脂として有用性があることが見出されている。これらの樹脂は、１９７１年１月１９日に、Ｃｏｓｃｉａらに発行された米国特許第３，５５６，９３２号および１９７１年１月１９日に、Ｗｉｌｌｉａｍｓらに発行された３，５５６，９３３号において記載される。ポリアクリルアミド樹脂の１つの商業的供給源は、Ｓｔａｎｆｏｒｄ，  Ｃｏｎｎ．のＡｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｙａｎａｍｉｄ  Ｃｏ．であり、これは１つのそのような樹脂をマークＰＡＲＥＺ（登録商標）６３１ＮＣ下で市場に出している。
【００６６】
この発明において有用性を見出すさらに他の水溶性カチオン性樹脂は尿素ホルムアルデヒドおよびメラミンホルムアルデヒド樹脂である。これらの多官能性樹脂のより一般的な官能基は窒素含有基、例えばアミノ基および窒素に付着されたメチロール基である。ポリエチレンイミン型樹脂もまた、本発明において有用性を見出すことができる。
【００６７】
一時的湿潤強度が所望である場合、化学抄紙添加物は下記化学薬品の群から選択することができる：カチオン性ジアルデヒドデンプン系樹脂（例えば、Ｊａｐａｎ  Ｃａｒｌｅｔにより生成されるＣａｌｄａｓ、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｒｃｈ７８−００８０またはＣｏｂｏｎｄ１０００、どちらもＮａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより生成）；およびジアルデヒドデンプン。加工デンプン一時的湿潤強力樹脂はまた、１９８７年６月２３日に発行された、米国特許第４，６７５，３９４号、Ｓｏｌａｒｅｋらに記載される。好ましい一時的湿潤強力樹脂としては、１９９１年１月１日にＢｊｏｒｋｑｕｉｓｔに発行された米国特許第４，９８１，５５７号に記載されるものが挙げられる。好ましい一時的湿潤強力樹脂の別の例はＰＡＲＥＺ（登録商標）７５０Ｂ、ＣｙＴｅｃにより製造された市販の改良ポリアクリルアミド樹脂である。乾燥強度が所望である場合、化学抄紙添加物は下記化学薬品の群から選択することができる。ポリアクリルアミド（例えば、Ｗａｙｎｅ，  Ｎ．Ｊ．のＡｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｙａｎａｍｉｄにより生成されるＣｙｐｒｏ５１４およびＡＣＣＯＳＴＲＥＮＧＴＨ７１１の組み合わせ）；デンプン（例えば、コーンスターチまたはジャガイモデンプン）；ポリビニルアルコール（例えば、Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，  Ｐａ．のＡｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｉｎｃにより生成されるＡＩＲＶＯＬ  ５４０）；グアーまたはローカストビーンガム；および／またはカルボキシメチルセルロース（例えば、Ａｑｕａｌｏｎ  Ｃｏ．，  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  Ｄｅｌ．製のＡＱＵＡＬＯＮ  ＣＭＣ−Ｔ）。一般に、本発明を実施するのに好適なデンプンは、水溶性、および親水性により特徴付けられる。例示的なデンプン材料としては、コーンスターチおよびジャガイモデンプンが挙げられるが、にもかかわらず、これにより、好適なデンプン材料の範囲を制限することは意図されず；および工業的にアミオカ（ａｍｉｏｃａ）デンプンとして知られているワキシーコーンスターチが特に好ましい。アミオカデンプンは一般的なコーンスターチと、それが完全にアミロペクチンであるという点で異なり、一方、一般的なコーンスターチはアミロペクチンおよびアミロースの両方を含む。アミオカデンプンの様々な特有の特性は、“Ａｍｉｏｃａ  −  Ｔｈｅ  Ｓｔａｒｃｈ  Ｆｒｏｍ  Ｗａｘｙ  Ｃｏｒｎ”，  Ｈ．  Ｈ．  Ｓｃｈｏｐｍｅｙｅｒ，  Ｆｏｏｄ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  １９４５，  ｐｐ．  １０６−１０８  （Ｖｏｌ．  ｐｐ．  １４７６−１４７８）においてさらに記載される。デンプンは顆粒または分散形態とすることができ、にもかかわらず顆粒形態が好ましい。デンプンは好ましくは十分調理されており、顆粒の膨潤が誘導される。より好ましくは、デンプン顆粒は、デンプン顆粒の分散の直前にある程度加熱調理により膨潤される。そのような高膨潤デンプン顆粒は、「完全調理された」と呼ばれる。分散のための条件は、一般には、デンプン顆粒のサイズ、顆粒の結晶化度、および存在するアミロースの量によって変動し得る。例えば、完全調理されたアミオカデンプンは、約４％濃度のデンプン顆粒の水性スラリーを���１９０°Ｆ（約８８℃）で約３０〜約４０分間加熱することにより調製することができる。使用することができる他の例示的なデンプン材料としては、加工カチオン性デンプン、例えば、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｂｒｉｄｇｅｗａｔｅｒ，  Ｎ．Ｊ．）から入手可能な、窒素含有基例えばアミノ基および窒素に付着されたメチロール基を有するように加工されたものが挙げられる。そのような加工デンプン材料は今まで、湿潤および／または乾燥強度を増加させるために、主としてパルプ完成紙料添加物として使用されてきた。しかしながら、ティッシュペーパーウェブへの適用によりこの発明により適用される場合、それらは同じ加工デンプン材料のウェットエンド添加に比べて、湿潤強度への低減された効果を有し得る。そのような加工デンプン材料は未加工デンプンよりも高価であることを考慮すると、後者が一般には好ましいものであった。これらの湿潤および乾燥強力樹脂は、この発明で記載されるプロセスにより添加させるのに加えて、パルプ完成紙料に添加され得る。化学化合物、例えば上記で記載される湿潤強力および一時的湿潤強力樹脂のパルプ完成紙料への添加は任意的であり、本開発の実施に必要ではないことが理解されるべきである。
【００６８】
本発明のプロセスの好ましい実施形態では、強化添加物は、完成紙料に、生成される吸収性タオルまたはサニタリティッシュ製品の乾燥繊維ベースの約０．０５％〜約５．０％、好ましくは約０．０５重量％〜約３．０重量％、より好ましくは約０．１重量％〜約１．５重量％、さらにいっそう好ましくは約０．５重量％〜約１．５重量％の範囲の量で添加される。一般に、吸収性タオル製品を製造するためのプロセスはより高いレベルのポリマを添加し、この場合、ポリマは約５．０％まで、好ましくは約３．０％まで、より好ましくは約１．５％まで添加される。反対に、サニタリティッシュ製品を生成するためのプロセスはわずかに低いレベルの強化ポリマを添加し、この場合、ポリマは、約３．０％まで、好ましくは約１．５％まで添加される。
【００６９】
軟化添加物
化学抄紙添加物乳化界面活性剤材料以外の任意の界面活性剤は以後「界面活性剤」と呼ばれ、乳化された化学抄紙添加物の乳化成分として存在する任意の界面活性剤は以後「乳化剤」と呼ばれる。界面活性剤はティッシュペーパーに単独で、または他の化学抄紙添加物と同時に、その後に、もしくはその前に適用され得る。典型的なプロセスでは、別の添加物が存在する場合、界面活性剤はセルロース基材に他の添加物（複数可）と同時に適用される。糸くず制御のために、および／または引張強さを増加させるために、剥離剤含有ティッシュペーパーを比較的低いレベルのバインダで処理することもまた、望ましい可能性がある。
【００７０】
主として滑らかな手触りを付与することにより機能する化学軟化剤が所望である場合、それは下記化学薬品の群から選択することができる。有機材料（例えば、鉱物油またはワックス、例えばパラフィン（ｐａｒａｆｉｎ）もしくはカルナバ（ｃａｒｎｕｂａ）、またはラノリン）；およびポリシロキサン（例えば、Ａｍｐｕｌｓｋｉに発行された米国特許第５，０５９，２８２号に記載される化合物）。本発明での使用に好適なポリシロキサン化合物は下記で詳細に記載される。
【００７１】
主として構造を可塑化することにより機能する化学軟化剤が所望である場合、それは下記化学薬品の群から選択することができる：ポリエチレングリコール（例えばＰＥＧ４００）；ジメチルアミン；および／またはグリセリン。
【００７２】
主として剥離することにより機能するカチオン性化学軟化剤が所望である場合、それは下記化学薬品の群から選択することができる。カチオン性四級アンモニウム化合物（例えば、二水素化獣脂ジメチルアンモニウムメチルスルフェート（ＤＴＤＭＡＭＳ）または二水素化獣脂ジメチルアンモニウムクロリド（ＤＴＤＭＡＣ）、どちらもＧｒｅｅｎｗｉｃｈ，  Ｃｏｎｎ．のＷｉｔｃｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより生成される；Ｂｅｒｏｃｅｌ５７９（Ｓｔｅｎｎｕｎｇｓｕｎｄ，  ＳｗｅｄｅｎのＥｋａ  Ｎｏｂｅｌ製）；Ｏｓｂｏｒｎに発行された米国特許第４，３５１，６９９号および４，４４７，２９４号において記載される材料；および／またはＤＴＤＭＡＭＳまたはＤＴＤＭＡＣのジエステル誘導体）。特に、下記式を有する四級アンモニウム化合物は本発明での使用に好適であり：
（Ｒ１）４−ｍ−Ｎ＋−［Ｒ２］ｍＸ−
ｍは１〜３であり；
各Ｒ１はＣ１−Ｃ８アルキル基、ヒドロキシアルキル基、ヒドロカルビルもしくは置換ヒドロカルビル基、アルコキシル化基、ベンジル基、またはそれらの混合物であり；各Ｒ２はＣ９−Ｃ４１アルキル基、ヒドロキシアルキル基、ヒドロカルビルもしくは置換ヒドロカルビル基、アルコキシル化基、ベンジル基、またはそれらの混合物であり；ならびにＸ−は任意の軟化剤−適合性アニオンである。好ましくは、各Ｒ２はＣ１６−Ｃ１８アルキルであり、最も好ましくは各Ｒ２は直鎖Ｃ１８アルキルである。好ましくは、各Ｒ１はメチルであり、Ｘ−は塩化物またはメチルスルフェートである。任意で、Ｒ２置換基は植物油源由来とすることができる。下記式を有する生分解性エステル−官能性四級アンモニウム化合物もまた、本発明で使用することができる：
（Ｒ１）４−ｍ−Ｎ＋−［（ＣＨ２）ｎ−Ｙ−Ｒ２］ｍＸ−
各Ｙ＝−Ｏ−（Ｏ）Ｃ−、または−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−；
ｍ＝１〜３；好ましくは、ｍ＝２；
各ｎ＝１〜４；好ましくは、ｎ＝２；
各Ｒ１置換基は短鎖Ｃ１−Ｃ６、好ましくはＣ１−Ｃ３、アルキル基、例えば、メチル（最も好ましい）、エチル、プロピル、など、ヒドロキシアルキル基、ヒドロカルビル基、ベンジル基またはそれらの混合物であり；各Ｒ２は長鎖、少なくとも部分不飽和（約５超〜約１００未満、好ましくは約１０〜約８５のＩＶ）、Ｃ１１−Ｃ２３ヒドロカルビル、もしくは置換ヒドロカルビル置換基であり、対イオン、Ｘ−は任意の軟化剤適合性アニオン、例えば、酢酸、塩化物、臭化物、メチル硫酸、ギ酸、硫酸、硝酸などである。好ましくは、Ｒ２の大半は、少なくとも９０％のＣ１８−Ｃ２４鎖長を含有する脂肪アシルを含む。より好ましくは、Ｒ２の大半は、少なくとも９０％のＣ１８、Ｃ２２およびそれらの混合物を含有する脂肪アシルからなる群より選択される。
【００７３】
他の型の好適な四級アンモニウム化合物は、Ｋｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡され、１９９５年１２月１２日に公開された欧州特許第０６８８９０１Ａ２号において記載される。
【００７４】
三級アミン軟化化合物もまた本発明で使用される。好適な三級アミン軟化剤の例は、Ｊａｍｅｓ  Ｒｉｖｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡され、１９９５年３月２１日に発行された米国特許第５，３９９，２４１号において記載される。
【００７５】
吸収性添加物
増強された吸収性が所望である場合、界面活性剤が、本発明のペーパーウェブを処理するために使用され得る。界面活性剤のレベルは、使用される場合、１つの実施形態では、ティッシュウェブの乾燥繊維重量ベースにより約０．０１％〜約２％とすることができる。１つの実施形態では、界面活性剤は８以上の炭素原子を有するアルキル鎖を有する。あるいは、高度の不飽和（モノおよび／またはポリ）および／または分枝鎖アルキル基を有するカチオン性軟化剤活性材料成分は著しく吸収性を増強させることができる。
【００７６】
吸収率を増強させる吸収性助剤が所望である場合、それは下記化学薬品の群から選択することができる：ポリエトキシレート（例えばＰＥＧ４００）；アルキルエトキシル化エステル（例えばＬｏｎｚａ  Ｉｎｃ．製のＰＥＧＯＳＰＥＲＳＥ２００ＭＬ）；アルキルエトキシル化アルコール（例えばＮｅｏｄｏｌ）；アルキルポリエトキシル化ノニルフェノール（例えば、Ｒｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃ／ＧＡＦにより生成されるＩＧＥＰＡＬ  ＣＯ）、エトキシレートトリメチルペンタンジオール、および／またはＳｐｅｎｄｅｌに発行された米国特許第４，９５９，１２５号および４，９４０，５１３号において記載される材料。界面活性剤剥離剤軟化剤が湿潤を減少させるそれらの場合には、湿潤剤、例えば、第２の界面活性剤が適用溶液に添加され得る。例えば、ソルビタンステアレートエステルは、アルキルポリエトキシル化アルコールと混合することができ、ソフト湿潤性紙が生成される。
【００７７】
水溶性ポリヒドロキシ化合物もまた、吸収性助剤および／または湿潤剤として使用することができる。本発明での使用に好適な水溶性ポリヒドロキシ化合物の例としては、グリセロール、約１５０〜約８００の重量平均分子量を有するポリグリセロールならびに約２００〜約４０００、好ましくは約２００〜約１０００、最も好ましくは約２００〜約６００の重量平均分子量を有するポリオキシエチレンおよびポリオキシプロピレンが挙げられる。約２００〜約６００の重量平均分子量を有するポリオキシエチレンがとりわけ好ましい。上記ポリヒドロキシ化合物の混合物もまた使用され得る。例えば、グリセロールおよびポリグリセロールの混合物、グリセロールおよびポリオキシエチレンの混合物、ポリグリセロールおよびポリオキシエチレンの混合物、などが本発明で有用である。特に好ましいポリヒドロキシ化合物は約４００の重量平均分子量を有するポリオキシエチレンである。この材料は、Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ  ｏｆ  Ｄａｎｂｕｒｙ，  Ｃｏｎｎ．から商標名「ＰＥＧ−４００」で市販されている。
【００７８】
吸収率を減少させる吸収性助剤が所望である場合、それは下記化学薬品の群から選択することができる。アルキルケテン二量体（例えば、Ｈｅｒｃｕｌｅｓ  Ｉｎｃ．，  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  Ｄｅｌ．により製造されたＡＱＵＡＰＥＬＲ  ３６０ＸＣ  Ｅｍｕｌｓｉｏｎ）；フルオロカーボン（例えば、Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，  Ｍｉｎｎ．の３ＭによるＳｃｏｔｃｈ  Ｇｕａｒｄ）疎水性シリコーン（例えば、Ｍｉｄｌａｎｄ，  Ｍｉｃｈ．のＤｏｗ  ＣｏｉｒｎｉｎｇによるＰＤＭＳ  ＤＣ−２００）、フルオロテロマー（例えば、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  Ｄｅｌ．のＤｕｐｏｎｔによるＺＯＮＹＬ７０４０）、など。
【００７９】
吸収性添加物は単独で、または強度添加物と組み合わせて使用することができる。デンプン系強度添加物は、本発明での使用に好ましいバインダであることが見出されている。好ましくは、ティッシュペーパーはデンプンの水溶液で処理される。完成ティッシュペーパー製品の糸くずを低減させることに加えて、低レベルのデンプンはまた、板性（ｂｏａｒｄｉｎｅｓｓ）（すなわち、剛性）（高レベルのデンプンの添加に起因するであろう）を付与するすることなく、ティッシュペーパーの引張強さに適度の改善を付与する。また、これにより、引張強さを増加させる従来の方法により強化されたティッシュペーパー：例えば、パルプの増加したリファイニングにより；または他の乾燥強度添加物の添加により増加した引張強さを有するシートに比べて改善された強度／柔らかさ関係を有するティッシュペーパーが提供される。この結果はとりわけ驚きに値する。というのも、デンプンは伝統的に、柔らかさが重要な特徴ではない用途：例えば、板紙において、柔らかさを犠牲にして、強度を増加させるために使用されてきたからである。加えて、挿入句的に、デンプンは印刷用紙および筆記用紙のためのフィラーとして、表面印刷適性を改善するために使用されてきた。
【００８０】
美的添加物
美的添加物が所望である場合、それは下記化学薬品の群から選択することができる：インク；染料；芳香剤；乳白剤（例えばＴｉＯ２または炭酸カルシウム）、光学的増白剤、およびそれらの混合物。紙の美学もまた、この発明で記載されるプロセスを使用して、改善することができる。インク、染料、および／または芳香剤は好ましくは、水性組成物に添加され、その後、それはティッシュペーパーウェブに適用される。美学添加物は単独で、または湿潤、軟化、および／または強度添加物と組み合わせて適用され得る。
【００８１】
抄紙プロセスの詳細な説明
本発明を以下、発明の全ての実施形態ではないが、いくつかが示される添付の図面を参照して、以後より詳しく記載する。実際、これらの発明は多くの異なる形態で具体化され得、本明細書で明記される実施形態に限定されるものと解釈されるべきではなく；むしろ、これらの実施形態は、この開示が適用可能な法的必要条件を満たすように提供される。同様の数字は全体を通して同様の要素を示す。
【００８２】
スルーエア乾燥
図１では、抄紙へッドボックス１を有するツインワイヤフォーマーは、抄紙繊維の水性懸濁液の完成紙料を複数のフォーミングファブリック、例えば外側フォーミングファブリック５および内側フォーミングファブリック３上に注入または堆積させ、これにより、ウェットティッシュウェブ６が形成される。本開示の形成プロセスは、抄紙業界で知られている任意の従来の形成プロセスであってもよい。そのような形成プロセスとしては、長網、ルーフフォーマー、例えばサクションブレストロールフォーマー、およびギャップフォーマー、例えばツインワイヤフォーマーおよびクレセントフォーマーが挙げられるが、それらに限定されない。
【００８３】
内側フォーミングファブリック３がフォーミングロール４周りに回転するにつれ、ウェットティッシュウェブ６が内側フォーミングファブリック３上に形成する。内側フォーミングファブリック３は、新たに形成されたウェットティッシュウェブ６をプロセスにおいて支持し、下流に運搬するように機能し、それにつれ、ウェットティッシュウェブ６が繊維の乾燥重量に基づき約１０パーセントの濃度まで、部分的に脱水される。ウェットティッシュウェブ６の追加の脱水は公知の抄紙技術、例えば真空サクションボックスにより実施され得、その間、内側フォーミングファブリック３はウェットティッシュウェブ６を支持する。ウェットティッシュウェブ６は、少なくとも約２０パーセント、より特定的には約２０〜約４０パーセント、より特定的には約２０〜約３０パーセントの濃度までさらに脱水され得る。
【００８４】
フォーミングファブリック３は一般に、任意の好適な多孔性材料、例えば金属ワイヤーまたはポリマフィラメントから製造することができる。例えば、いくつかの好適なファブリックとしては下記が挙げられるが、それらに限定されない：Ａｌｂａｎｙ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（Ａｌｂａｎｙ，  Ｎ．Ｙ．）から入手可能なＡｌｂａｎｙ８４Ｍおよび９４Ｍ、Ａｓｔｅｎ８５６、８６６、８６７、８９２、９３４、９３９、９５９、または９３７；Ａｓｔｅｎ  Ｓｙｎｗｅｖｅ  Ｄｅｓｉｇｎ２７４、それらは全て、Ａｓｔｅｎ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｆａｂｒｉｃｓ，  Ｉｎｃ．（Ａｐｐｌｅｔｏｎ，  Ｗｉｓ．）から入手可能；ならびにＶｏｉｔｈ  Ｆａｂｒｉｃｓ（Ａｐｐｌｅｔｏｎ，  Ｗｉｓ．）から入手可能なＶｏｉｔｈ２１６４。不織ベース層を含むフォーミングファブリックまたはフェルトはまた、有用となり得、押出ポリウレタンフォ一ム、例えばＳｐｅｃｔｒａ  Ｓｅｒｉｅｓを用いて製造されたＳｃａｐａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのものが挙げられる。
【００８５】
ウェットウェブ６はその後、フォーミングファブリック３からトランスファーファブリック８にトランスファーされ、その間、固体濃度は約１０〜約４０パーセント、特に、約２０〜約３０パーセントである。本明細書では、「トランスファーファブリック」はウェブ製造プロセスの形成セクションと乾燥セクションの間に配置されるファブリックである。
【００８６】
トランスファーファブリック８へのトランスファーは、正および／または負圧の助けにより実施され得る。例えば、１つの実施形態では、真空シュー９は、フォーミングファブリック３およびトランスファーファブリック８が、真空スロットの先端で同時に合流し、分岐するように、負圧を適用することができる。典型的には、真空シュー９は約１０〜約２５水銀柱インチのレベルで圧力を供給する。上記のように、真空トランスファーシュー９（負圧）は、ウェブを次のファブリック上に吹き飛ばすウェブの反対側からの正圧の使用により補充または置き換えることができる。いくつかの実施形態では、他の真空シューもまた、繊維ウェブ６をトランスファーファブリック８の表面上に引き出すのを助けるために使用することができる。
【００８７】
典型的には、トランスファーファブリック８は、ウェブのＭＤおよびＣＤストレッチを増強させるために、フォーミングファブリック３より遅い速度で進み、それは一般に、その横（ＣＤ）または縦方向（ＭＤ）のウェブのストレッチを示す（試料破損時のパーセント伸長として表される）。例えば、２つのファブリック間の相対速度差は約１〜約３０パーセント、いくつかの実施形態では約５〜約２０パーセント、いくつかの実施形態では、約１０〜約１５パーセントとすることができる。これは一般に「ラッシュトランスファー」と呼ばれる。「ラッシュトランスファー」中、ウェブのボンドの多くは破壊されると考えられ、これにより、シートは曲がって畳まれ、トランスファーファブリック８の表面上で凹みとなる。トランスファーファブリック８の表面の外形へのそのような成型は、ウェブのＭＤおよびＣＤストレッチを増加させる。１つのファブリックから別のものへのラッシュトランスファーは下記特許、米国特許第５，６６７，６３６号、５，８３０，３２１号、４，４４０，５９７号、４，５５１，１９９号、および４，８４９，０５４号のいずれか一つで教示される原理に従うことができる。
【００８８】
ウェットティッシュウェブ６はその後、トランスファーファブリック８からスルーエア乾燥ファブリック１１にトランスファーされる。典型的には、トランスファーファブリック８は、スルーエア乾燥ファブリック１１とおよそ同じ速度で進む。しかしながら、今では、第２のラッシュトランスファーが、ウェブがトランスファーファブリック８からスルーエア乾燥ファブリック１１にトランスファーされる時に実施され得ることが発見されている。このラッシュトランスファーは本明細書では、第２の位置で起こるものとして言及され、スルーエア乾燥ファブリック１１を、トランスファーファブリック８より遅い速度で動作させることにより達成される。２つの別個の位置で、すなわち、第１および第２の位置でラッシュトランスファーを実施することにより、増加したＣＤストレッチを有するティッシュ製品が生成され得る。
【００８９】
ウェットティッシュウェブをトランスファーファブリック８からスルーエア乾燥ファブリック１１にラッシュトランスファーすることに加えて、ウェットティッシュウェブ６は、真空トランスファーロール１２または真空シュー９のような真空トランスファーシューの助けにより、スルーエア乾燥ファブリック１１の表面に従うように、肉眼的に再配列され得る。所望であれば、スルーエア乾燥ファブリック１１は、トランスファーファブリック８の速度より遅い速度で移動することができ、さらに、得られた吸収性ティッシュ製品のＭＤストレッチが増強される。トランスファーは真空補助で実施され得、スルーエア乾燥ファブリック１１のトポグラフィーへのウェットティッシュウェブ６の適合が確保される。
【００９０】
スルーエア乾燥ファブリック１１により支持される間、ウェットティッシュウェブ６は、スルーエアードライヤー１３により約９４パーセント以上の最終濃度まで乾燥される。ウェブ１５はその後、リールドラム２２とリール２３の間の巻取ニップを通過し、その後の変換、例えばスリッティング、切断、折り畳み、およびパッケージングのためのティッシュのロール２５に巻き取られる。
【００９１】
ウェブは、最終乾燥のためのスルーエア乾燥ファブリックに、好ましくは真空の助けによりトランスファーされ、所望の嵩および外観を与えるためのウェブの肉眼的再配列が確保される。別々のトランスファーおよびスルーエア乾燥ファブリックの使用は様々な利点を与えることができる。というのも、それにより２つのファブリックを、独立して重要な製品要件に対処するように特定的に設計させることができるからである。例えば、トランスファーファブリックは一般に、高ラッシュトランスファーレベルの高ＭＤストレッチへの効率的な変換を可能にするように最適化され、一方、スルーエア乾燥ファブリックは、嵩およびＣＤストレッチを届けるように設計される。そのため、中程度に粗く、中程度に３次元のトランスファーファブリックおよびスルーエア乾燥ファブリック（最適化配置ではかなり粗くおよび三次元である）を有することが有用である。結果は、比較的滑らかなシートがトランスファーセクションを出て行き、その後、肉眼的に再配列され（真空援助により）、スルーエア乾燥ファブリックの高い嵩、高いＣＤストレッチ表面トポロジーが与えられるというものである。シートトポロジーは完全にトランスファーからスルーエア乾燥ファブリックに変化し、繊維は肉眼的に再配列され、著しい繊維−繊維移動が含まれる。
【００９２】
乾燥プロセスは、ウェットウェブの嵩または厚さを保存する傾向のある任意の非圧縮または圧縮乾燥方法とすることができ、限定はされないが、スルーエア乾燥、赤外放射、マイクロ波乾燥、プレス脱水、ヤンキー乾燥、などが挙げられる。その商業的入手性および実用性のために、スルーエア乾燥がよく知られており、この発明の目的のためのウェブを非圧縮で乾燥するための１つの一般的に使用される手段となっている。好適なスルーエア乾燥ファブリックとしては、実質的に連続な縦方向リッジを有するファブリックが挙げられるが、それらに限定されず、ここで、リッジは複数の縦糸がまとめられて形成されており、例えば米国特許第６，９９８，０２４号において開示されるものである。他の好適なスルーエア乾燥ファブリックとしては、米国特許第７，６１１，６０７号において開示されるもの、特にＦｒｅｄ（ｔ１２０７−７７）、Ｊｅｓｔｏｎ（ｔ１２０７−６）およびＪａｃｋ（ｔ１２０７−１２）と呼ばれるファブリックが挙げられる。ウェブは好ましくは、スルーエア乾燥ファブリック上で最終乾燥度まで乾燥され、ヤンキードライヤーの表面にプレスされず、その後のクレープ加工はない。発明の他の実施形態は、高アスペクト比ナノフィラメントを繊維と共に使用し、マルチ密度）テクスチャード加工ティッシュ）ウェブが、限定はされないが従来の抄紙機と同様の抄紙プロセスを介して、テクスチャード加工ベルトを使用して形成され、密度差繊維ウェブが作製される。これらの技術としては、Ｖａｌｍｅｔ  ＬＴＤ’ｓ  Ａｄｖａｎｃｅ  ＮＴＴプロセス、Ｖｏｉｔｈ  ＡＴＭＯＳおよび他の同様の技術として記載されるものが挙げられるが、それに限定されない。
【００９３】
ウェットティッシュウェブ６が非圧縮または圧縮乾燥されるとすぐに、これにより乾燥ティッシュウェブ１５が形成され、巻き取り前に乾燥ティッシュウェブ１５を最終製品乾燥のためのヤンキードライヤーにトランスファーする、または代替短縮法、例えば米国特許第４，９１９，８７７号で開示されるマイクロクレープ加工を使用することにより、乾燥ティッシュウェブ１５をクレープ加工することが可能になる。
【００９４】
巻取製品では、製品を最も柔らかい側が消費者に面するように巻き取ることがしばしば有利となり、よって、この側の柔らかさを増加させるせん断プロセスが好ましい。しかしながら、ファブリック側ではなくウェブのエア側を処理することもまた可能であり、これらの実施形態では、エア側の柔らかさを、ファブリック側よりも高いレベルまで増加させることが可能であろう。
【００９５】
本開示のプロセスは多層ティッシュ製品を形成させるのによく適している。多層ティッシュ製品は２プライ、３プライ、またはそれより大きな数のプライを含むことができる。１つの特定の実施形態では、２プライロールティッシュ製品が本開示により形成され、この場合、どちらのプライも同じ抄紙プロセス、例えば、例として、クレープ加工なしスルーエア乾燥により形成される。しかしながら、他の実施形態では、プライは２つの異なるプロセスにより形成されてもよい。一般に、ロールで巻取される前に、第１のプライおよび第２のプライが共に付着される。ウェブを一緒に積層させる任意の好適な方法が使用され得る。例えば、プロセスはクリンピング装置を含み、これはプライを繊維交絡により機械的に共に付着させる。しかしながら、他の実施形態では、プライを共に付着させるのに接着剤が使用され得る。
【００９６】
加えて、本開示により調製されるウェブは任意の好適な後処理、例えば、限定はされないが、印刷、エンボス加工、カレンダー仕上げ、スリッティング、折り畳み、他の繊維状構造物との組み合わせ、などに供してもよい。
【００９７】
新ティッシュ技術ＮＴＴ
抄紙機１０が図２に示される。抄紙機はウェットセクションまたは形成セクション２０、プレスセクション３０および乾燥セクション５０を含む。ウェットセクション２０はへッドボックス２２、フォーミングロール２３、エンドレス内側布２４、およびフォーミングワイヤーからなるエンドレス外側布２５を含む。内側および外側布２４および２５は、それぞれ、いくつかのガイドロール２６および２７周りの別個のループで動く。
【００９８】
乾燥セクション５０は加熱乾燥シリンダー５２を含み、これはフード５４により覆われている。乾燥シリンダーおよびフードは集合的にヤンキードライヤーを構成することができる。乾燥セクションの出口側には、クレーピングドクター５６が配列され、乾燥シリンダー５２から出る繊維ウェブがクレープ加工される。適用装置５８が、乾燥シリンダー５２の外皮表面上で好適な接着剤または他の組成物を適用するために提供される。得られたクレープウェブはその後、要望通りの最終製品形態へのその後の変換のためにペアレントロール（図示せず）にローリングされる。
【００９９】
プレスセクション３０は少なくとも１つのプレスを含み、これは２つの協同する第１および第２のプレス部材３１および３２を有し、そのプレス部材は一緒に、プレスニップを規定する。さらに、プレスセクションは、第１のプレス部材３１およびガイドロール３４周りのループで動くエンドレスプレスフェルト３３、ならびにエンドレス不透過性トランスファーベルト３５を含む。トランスファーベルト３５は、第２のプレス部材３２および複数のガイドロール３６周りのループで動く。サクションロール（番号付けされていない）はまた、図１において、フェルト３３のループ内で、フェルト３３が内側布２４と、プレスニップの上流で重なる位置で示されている。このサクションロールは、プレスニップ前に、フェルト３３およびペーパーウェブを脱水する。例えば、サクションロールは約４０ｋＰａの真空で動作することができ、これにより、プレスニップに入るペーパーウェブは約１５％〜２０％の乾燥固体含量を有することができる。
【０１００】
図２で示される実施形態では、プレスはシュープレスであり、この場合、第１のプレス部材はシュープレスロール３１を含み、第２のプレス部材は対向ロール３２を含む。シュープレスロールおよび対向ロールはそれらの間に延びるプレスニップを規定する。他の型のプレスをシュープレスの代わりに使用することができる。
【０１０１】
抄紙機は、トランスファーベルト３５から最終ファブリック３７へのペーパーウェブのトランスファーのための、トランスファーポイント４０を規定するための、トランスファーベルト３５に隣接して配置されたサクショントランスファー装置３８周りのロープで動くように配列された透過性最終ファブリック３７をさらに含む。トランスファーポイント４０は、トランスファーベルト３５により横断される経路に沿って測定される、プレスニップから距離Ｄに配置される。サクショントランスファー装置３８は、最終ファブリック３７を通して吸引を実行し、ペーパーウェブをトランスファーベルト３５から最終ファブリック３７上にトランスファーさせるように動作することができる、サクションゾーン４１を形成する。構造化ティッシュウェブを製造する場合、最終ファブリックは、構造化表面を有する構造化ファブリック（または「テクスチャライジングファブリック」）を含み、サクショントランスファー装置３８により実行される吸引は、さらに、湿ティッシュウェブをファブリックの構造化表面に成型するように機能する。「構造化ファブリック」は約２５以下の縦方向−配向ナックルまたは他の隆起表面特徴／平方センチメートルを有することができる。ファブリック３７は、ティッシュウェブのファブリック３７から乾燥シリンダー５２上へのトランスファーのための、非圧縮ニップを乾燥シリンダー５２と共に規定するトランスファーロール３９周りに動く。
【０１０２】
図１で示される実施形態では、サクショントランスファー装置３８は、あらかじめ決められたセクター角度を包含するサクションゾーン４１を有するサクションロールである。トランスファーベルト３５は、吸引装置３８の湾曲外面を部分的に覆うように配列される。ロールの代わりとして、サクショントランスファー装置は別の型の吸引装置、例えば湾曲外面を有するサクションシュー、または規定された長さＬの非湾曲吸引表面を有するサクションボックスとすることができる。
【０１０３】
トランスファーベルト３５の特性および構造化ファブリック３７およびサクショントランスファー装置３８との関連でのトランスファーベルト３５の配列は、低目付ティッシュウェブ、例えば約２０グラム／平方メートル（ｇｓｍ）以下、より特定的には約１０〜約２０ｇｓｍ、さらにより特定的には約１０〜約１５ｇｓｍの目付を有するティッシュウェブの製造の場合、特に重要である。本明細書では、「目付」は、ティッシュ製造プロセス中に乾燥シリンダー５２上に配置されている間での、ウェブ中の絶乾繊維の量を示す。これは、ウェブを縦方向に短縮させるクレープひだの存在により影響を受ける可能性がある「完成」目付とは区別されるべきである。しかしながら、ドライヤー上のティッシュウェブの目付は、完成目付から、縦方向短縮の全てを取り出した後にティッシュウェブの目付を測定することにより、厳密に推定することができる。そのような低目付を有するティッシュウェブは、抄紙機で取り扱うのが特に困難である。というのも、ウェットティッシュウェブは事実上引張強さを有さないからである。結果として、ティッシュウェブをトランスファーベルト３５から分離し、それを構造化ファブリック３７上にトランスファーするプロセスは、ウェブの非常に低い強度により複雑になる。
【０１０４】
より特定的には、その上にティッシュウェブを有するトランスファーベルト３５が、プレス部材３１、３２から形成されるプレスニップから出て行く時、薄い水膜がティッシュウェブとトランスファーベルト３５の表面の間に存在する。この水膜が無傷である限り、ティッシュウェブは、トランスファーベルトからウェブ破壊の著しい危険なしに分離することはできないことが理論化されている。異なる特性を有するトランスファーベルトの複数回試験から、トランスファーベルトの表面特性が、ティッシュウェブがトランスファーベルトから分離することができるかどうかを決定するのに重要な役割を果たすことが見出されている。特定的には、いくつかの型のトランスファーベルトはティッシュウェブを分離することを困難または本質的に不可能にしているが、一方、他の型のトランスファーベルトはティッシュウェブを分離させることができる（以下でさらに説明されるように、他の判断基準もまた満たされている限り）ことが見出されている。これらの試験に基づき、ウェブの分離を可能にするトランスファーベルトは、ウェブがプレスニップを出て行った後ある一定の期間が経過した後、幾分、薄い水膜を消散または破壊させることができ、一方、ウェブを破壊なしに分離させることができないトランスファーベルトは水膜を消散させることができないことが理論化されている。
【０１０５】
試験結果を考慮すると、低目付（先述のとおり）のティッシュウェブを製造するための抄紙機、例えば図１で図示されるものは、トランスファーベルト３５が水膜を消散させる適正な表面特性を有する限り、水膜が消散するのに十分な期間（本明細書では、「滞在時間」ｔｄと呼ばれる）が存在する限り、使用することができることが見出されている。滞在時間は、ウェブがプレスニップからトランスファーポイント４０まで距離Ｄを進むのにかかる期間である。滞在時間（秒）は、トランスファーベルト３５の速度Ｖ（ｍ／分）に、式ｔｄ＝（Ｄ／Ｖ）＊６０により関連する。このように、例えば、Ｖ＝１０００ｍ／ｍｉｎおよびＤ＝４ｍである場合、ｔｄは０．２４秒に等しい。
【０１０６】
トランスファーベルト３５の表面特性に関しては、そのウェブ接触表面が実質的に無孔のポリマコーティングで形成されており、その表面粗さを約Ｒａ＝２〜５μｍの算術平均粗さまで増加させるために研磨された、またはサンディングされた表面を有し得るトランスファーベルトでは一般に、距離Ｄを少なくとも０．５秒の滞在時間ｔｄを提供するように十分長くしても、ティッシュウェブはトランスファーベルトから分離されないことが見出されている。機械小型化の理由で、距離Ｄをできるだけ小さく維持しながら、依然としてティッシュウェブトランスファーがウェブを破壊せずに確実に実施されるようにすることが通常、望まれることに注意すべきである。このように、実施された試験に基づくと、実質的に無孔のポリマコーティングを有するトランスファーベルトは、たとえ、それらの表面粗さを増加させるためにサンディングされても使用することができないことが決定された。
【０１０７】
先進ティッシュ成型システムＡＴＭＯＳ
本明細書で示される事項は例示であり、本発明の実施形態の事例的説明目的のものにすぎず、最も有用であると考えられるものならびに本発明の原理および概念的見地の容易に理解される説明を提供するために提示される。この関連で、本発明の基本的理解に必要なもの以上により詳細に、本発明の構造的細部を示す試みはなにもなされず、本発明の形態が実際にはどのように具体化され得るかについて当業者にあきらかにする説明が図面と共に記載される。
【０１０８】
以下、図３について説明すると、繊維ウェブＷ、例えば、ティッシュ、衛生ペーパーウェブ（ｐａｐｅｒ  ｗｅｄ）、などを製造するための機械ＴＷＡが示されおり、例えば、繊維ウェブＷを加工するためのツインワイヤーＡＴＭＯＳシステムとすることができる。システムＴＷＡは、懸濁液を、外側ワイヤー３ａ、内側ワイヤー３ｂおよびフォーミングロール２により形成されるツインワイヤフォーマーに送るへッドボックス１を含む。ツインワイヤフォーマーは任意の従来の公知の型とすることができ、好ましくは、例えば、２００５年７月２７日に出願された米国特許出願第１１／１８９，８８４号で開示される型とすることができる。ウェブＷがツインワイヤフォーマーにより形成されるとすぐに、ウェブＷは内側ワイヤー３ｂにより構造化ファブリック４に搬送される。ウェブＷは、構造化ファブリック４に内側ワイヤー３ｂから、ピックアップエリアに配置されたサクションボックス５を用いてトランスファーされる。ウェブＷは構造化ファブリック４により、透過性引っ張りベルト１２および真空ロール９から構成されるベルトプレスアセンブリ１８により形成されるプレス配列へ、およびこれを通って搬送される。脱水ファブリック７もまた、真空ロール９上を、ベルトプレスアセンブリ１８を通って通過する。ウェブＷは、ベルトプレスアセンブリ１８と真空ロール９により形成される延在ベルトプレスニップにおいて脱水され、その後、構造化ベルト４により、ヤンキーシリンダ１５およびフード１６配列に運搬され、プレスロール１４を使用してヤンキー１５にトランスファーされる。スチームボックスおよび熱風送風機配列１１が透過性引っ張りベルト１２内に配列され、真空ロール９のサクションゾーンＺ上に配列される。１つ以上のセーブオール１０が、真空ロール９から収集された水分を収集するために使用される。システムはまた、ベルト／ファブリックの各々のための多くのガイドロール、脱水ベルト７のための調整ロール１９、多くのＵｈｌｅボックス６ａおよび６ｂ、多くのシャワーユニット８ａ、８ｂ、８ｃおよび８ｄ、ならびに追加のサクションボックスまたはピックアップ１３を使用する。
【０１０９】
非限定的例として、外側ワイヤー３ａは従来のエンドレス循環ワイヤーとすることができ、および／またはＤＳＰベルト（例えば、米国特許第６，２３７，６４４号で開示される型）とすることができる。外側ワイヤー３ａはまた、任意の好適な従来のワイヤーとすることができる。
【０１１０】
非限定的例として、内側ワイヤー３ｂはエンドレス循環ベルトとすることができる。内側ワイヤー３ｂはまた、任意の好適な従来のワイヤーとすることができる。
【０１１１】
非限定的例として、フォーミングロール２は中実ロールまたはオープンロールとすることができる。ロール２はまた、任意の好適な従来のフォーミングロールとすることができる。
【０１１２】
非限定的例として、ベルトプレスベルト１２は、例えば、２００６年３月１４日に出願された米国特許出願第１１／２７６，７８９号で開示される型のベルトとすることができる。例として、透過性ベルト１２はペーパーウェブに面する側を有することができ、ロール９の支持表面上でガイドすることができ、下記特性を有することができる：およそ２０ｋＮ／ｍ〜およそ１００ＫＮ／ｍの張力、およそ１００ｃｆｍ〜およそ１２００ｃｆｍの透過性値、張力下にない時でのおよそ０．５％〜およそ９０％であるペーパーウェブ側の表面接触エリアおよびおよそ１．０％〜およそ８５％のオープンエリア。
【０１１３】
例えば、透過性ベルト１２は好ましくは下記特性を有することができる：ベルト１２は高いＭＤ（縦方向）張力に、長期間にわたって伸張なしで、モノフィラメントの歪みなしで抵抗しなければならない；ベルト１２は、ＡＴＭＯＳ配置であるスチームボックスからの蒸気（および超熱水蒸気）の影響に抵抗しなければならない、すなわち、それは加水分解に抵抗しなければならない；ベルト１２は、紙シートに十分な体積の空気を通すことができなければならず、そのため、ベルトプレス後に十分な乾燥度（およそ３２″〜およそ３５％またはそれ以上）が達成され、ウェブがヤンキー乾燥およびクレーピング段階で最終乾燥に移る；ベルト１２は好ましくは、本明細書で記載される好適な透過性および表面接触エリア、材料、および織目を有さなければならない；ならびに、ベルト１２は、ティッシュを乾燥させる効率的で経済的な様式であるシステムまたはプロセスの一部でなければならない。ベルト１２はまた、２００４年１０月２６日に出願された米国出願第１０／９７２，４０８号および／または２００４年１０月２６日に出願された米国出願第１０／９７２，４３１号および／または２００４年１月３０日に出願された米国出願第１０／７６８，４８５号で開示される型のベルトプレスベルトとすることができる。
【０１１４】
非限定的例として、脱水ファブリック７は、例えば、２００６年４月２８日に出願された米国特許出願第１１／３８０，８３５号で開示される型の脱水ファブリックとすることができ、下記特徴および特性を有することができる。例として、脱水ファブリック７はペーパーウェブに面する側を有することができ、支持表面、例えば、ロール９のそれ上でガイドすることができ、下記特性を有することができる：およそ０．１ｍｍ〜およそ１５ｍｍのキャリパー、およそ１ｃｆｍ〜およそ５００ｃｆｍの透過性値、およそ０．２ｇ／ｃｍ３〜およそ１．１０ｇ／ｃｍ３の総合密度、ならびにおよそ３５０ｇ／ｍ２〜およそ３０００ｇ／ｍ２の重量。キャリパーはまた、好ましくはおよそ２ｍｍ〜およそ４ｍｍとすることができ、透過性値は好ましくはおよそ１０ｃｆｍ〜およそ５０ｃｆｍとすることができ、総合密度は好ましくはおよそ０．２ｇ／ｃｍ３〜およそ１．１０ｇ／ｃｍ３とすることができ、重量は好ましくはおよそ９００ｇ／ｍ２〜およそ１３００ｇ／ｍ２とすることができる。脱水ファブリック７はまた、好ましくは良好な圧縮性を有するべきである。
【０１１５】
発明の１つの非限定的実施形態によれば、形成されたウェブＷは、構造化ファブリック４に、サクションボックス５を使用してトランスファーされる。これは、構造化ファブリック４および内側ワイヤー３ｂが異なる速度で進む間に起こり、すなわち、ベルト３ｂと４の間の速度差が使用される。好ましくは、構造化ベルト４は内側ワイヤー３ｂより遅い速度で進む。ウェブＷは縦方向Ｍで第１のサクションボックス５ａおよび第２のサクションボックス５ｂを過ぎて移動する。真空箱５ａおよび５ｂを使用して、十分な水分がウェブＷから除去され得、典型的なまたは名目の２０グラム／平方メートル（ｇｓｍ）ウェブ移動でおよそ７％〜およそ２５％の固体レベルが達成される。ボックス５での真空はおよそ−０．２〜およそ−０．８ｂａｒ真空を提供することができ、好ましい動作レベルはおよそ−０．４〜およそ−０．６ｂａｒである。繊維ウェブＷが縦方向Ｍに沿って進行するにつれ、それは脱水ファブリック７と接触する。脱水ファブリック７はエンドレス循環ベルトとすることができ、それは、複数のガイドロールによりガイドされる。ファブリック７の張力はガイドロール１９を調整することにより調整することができる。脱水ベルト７は脱水ファブリックまたはフェルトとすることができる。ウェブＷはその後、構造化ファブリック４と脱水ファブリック７の間の真空ロール９に向かって進む。真空ロール９は縦方向Ｍに沿って回転し、およそ−０．２〜およそ−０．８ｂａｒの真空レベルで動作させることができ、好ましい動作レベルは少なくともおよそ−０．４ｂａｒであり、最も好ましくは、およそ−０．６ｂａｒである。非限定的例として、ロール９の真空ロールシェルの厚さはおよそ２５ｍｍ〜およそ７５ｍｍの範囲にあってもよい。サクションゾーンＺのエリアにおけるウェブＷを通る平均気流は、大気圧および周囲温度でおよそ１５０ｍ３／分／メートル機械幅とすることができる。構造化ファブリック４、ウェブＷおよび脱水ファブリック７は、真空ロール９および透過性ベルト１２により形成されるベルトプレス１８を通してガイドされる。図に示されるように、透過性ベルト１２は単一のエンドレス循環ベルトであり、これは複数のガイドロールによりガイドされ、真空ロール９にプレスし、ベルトプレス１８が形成される。
【０１１６】
上方または構造化ファブリック４はエンドレスファブリックであり、これはウェブＷを、ベルトプレスシステム１８へ、およびこれから、ツインワイヤフォーマー２／３ａ／３ｂから、最終乾燥のためのヤンキーシリンダ１５へ輸送する。ツインワイヤフォーマーからトランスファーされた後、ウェブＷは上方ファブリック４の３次元構造で存在し、そのため、それは平坦ではなく、３次元構造を有し、これにより嵩高いウェブが生成される。下方ファブリック７もまた透過性である。下方ファブリック７のデザインは水を貯蔵することができるようになされる。下方ファブリック７はまた滑らかな表面を有することができる。下方ファブリック７は、好ましくは、バット層を有するフェルトとすることができる。下方ファブリック７のバット繊維の直径はおよそ１１ｄｔｅｘに等しいか、それ未満であり、好ましくはおよそ４．２ｄｔｅｘに等しいか、それ未満、より好ましくはおよそ３．３ｄｔｅｘに等しいか、それ未満とすることができる。バット繊維（ｂａｆｔ  ｆｉｂｅｒ）はまた、繊維のブレンドとすることができる。下方ファブリック７はまた、およそ６７ｄｔｅｘからの繊維を含むベクタ層を包含することができ、また、さらに粗い繊維、例えば、例として、およそ１００ｄｔｅｘ、およそ１４０ｄｔｅｘ、またはさらにより高いｄｔｅｘ数を含むことができる。これは水の良好な吸収にとって重要である。下方ファブリック７のバット層および／または下方ファブリック自体の湿潤表面は、およそ３５ｍ２／ｍ２フェルト面積以上とすることができ、好ましくはおよそ６５ｍ２／ｍ２フェルト面積以上とすることができ、最も好ましくはおよそ１００ｍ２／ｍ２フェルト面積以上とすることができる。下方ファブリック７の比表面は、およそ０．０４ｍ２／ｇフェルト重量以上とすることができ、好ましくはおよそ０．０６５ｍ２／ｇフェルト重量以上とすることができ、最も好ましくはおよそ０．０７５ｍ２／ｇフェルト重量以上とすることができる。これもまた、水の良好な吸収には重要である。圧縮性に対する値としての動剛性Ｋ＊［Ｎ／ｍｍ］は１００，０００Ｎ／ｍｍ以下であれば許容することができ、好ましい圧縮性は９０，０００Ｎ／ｍｍ以下であり、最も好ましくは、圧縮性は７０，０００Ｎ／ｍｍ以下である。下方ファブリック７の圧縮性（ｍｍ／Ｎで表される力による厚さ変化）は考慮されるべきである。これはウェブを効率的に高い乾燥度レベルまで脱水するために重要である。硬表面はウェブＷを上方ファブリック４の構造化表面の突出点間でプレスしないであろう。他方、フェルトは３次元構造内まで深くプレスされるべきではなく、嵩、そのため品質、例えば、水保持能力の損失が回避される。
【０１１７】
また、非限定的例として、透過性ベルト１２は、高い走行張力、高圧、熱、水分濃度に耐え、抄紙プロセスにより要求される高レベルの水除去を達成することができる、単または多層織布とすることができる。ファブリック１２は好ましくは高い幅安定性を有し、高い走行張力、例えば、およそ２０ｋＮ／ｍ〜およそ１００ｋＮ／ｍ、好ましくはおよそ２０ｋＮ／ｍ以上かつおよそ６０ｋＮ／ｍ以下で動作することができなければならない。ファブリック１２はまた好ましくは、好適な高い透過性を有さなければならず、耐加水分解および／または耐熱材料で製造することができる。透過性高張力ベルト１２は、構造化ベルト４および脱水ベルト７を含む「サンドイッチ」構造の一部を形成する。これらのベルト４および７は、その間に配置されたウェブＷと共に、回転ロール９上に配列された高張力ベルト１２を含むプレス装置１８内で圧力に供せられる。他の実施形態では、ベルトプレス１８は、回転ロール９の代わりに静的延在脱水ニップを利用する装置内で使用することができる。
【０１１８】
図面に戻って、ベルトプレス１８およびロール９により形成されるニップは、およそ３０°〜１８０°、好ましくはおよそ５０°〜およそ１４０°の接触角を有することができる。非限定的例として、ニップ長さは、およそ８００ｍｍ〜およそ２５００ｍｍとすることができ、好ましくはおよそ１２００ｍｍ〜およそ１５００ｍｍとすることができる。また、非限定的例として、サクションロール４１８の直径は、およそ１０００ｍｍ〜およそ２５００ｍｍ以上とすることができ、好ましくはおよそ１４００ｍｍ〜およそ１７００ｍｍとすることができる。
【０１１９】
好適な脱水を可能にするために、単層または多層ファブリック１２は好ましくはおよそ１００ｃｆｍ〜およそ１２００ｃｆｍの透過性値を有しなければならず、最も好ましくはおよそ３００ｃｆｍ〜およそ８００ｃｆｍである。ニップはまた、好ましくは５０°〜１３０°である接触角を有することができる。単または多層ファブリックまたは透過性ベルト１２はまた、すでに形成されたエンドレス織ベルト（すなわち、予め連結された、または縫い合わされたベルト）とすることができる。あるいは、ベルト１２は、ピン−シームを介して一緒に連結されたその端を有し、またはその代わりに、機械上で縫い合わせることができる、織ベルトとすることができる。単または多層ファブリックあるいは透過性ベルト１２はまた、好ましくは、加圧または張力下にない時でのおよそ０．５％〜およそ９０％の紙表面接触エリアを有することができる。ベルトの接触表面はベルトをサンディングまたは研磨に供することにより変化されるべきではない。非限定的例として、ベルト１２はおよそ１．０％〜およそ８５％のオープンエリアを有するべきである。単または多層ファブリックまたは透過性ベルト１２はまた、およそ５ヤーン／ｃｍ〜およそ６０ヤーン／ｃｍの紙表面縦糸番手を有する織ベルトとすることができ、好ましくはおよそ８ヤーン／ｃｍ〜およそ２０ヤーン／ｃｍ、最も好ましくはおよそ１０ヤーン／ｃｍ〜およそ１５ヤーン／ｃｍである。さらに、織ベルト１２は、およそ５ヤーン／ｃｍ〜およそ６０ヤーン／ｃｍの紙表面横糸番手を有することができ、好ましくはおよそ５ヤーン／ｃｍ〜およそ２０ヤーン／ｃｍ、最も好ましくはおよそ８ヤーン／ｃｍ〜およそ１７ヤーン／ｃｍである。
【０１２０】
ＡＴＭＯＳ抄紙プロセスにおいて生成される可能性がある高い水分および熱のために、織られた単または多層ファブリックまたは透過性ベルト１２は１つ以上の耐加水分解および／または耐熱材料から製造することができる。１つ以上の耐加水分解材料は好ましくはＰＥＴモノフィラメントとすることができ、理想的には、通常、ドライヤーおよびＴＡＤファブリックと関連する、すなわち、０．７２ＩＶ〜１．０ＩＶの範囲の固有粘度値を有することができる。これらの材料はまた、カルボキシル末端基等価物などを含む、好適な「安定化パッケージ」を有することができる。耐加水分解性を考慮すると、カルボキシル末端基等価物（酸基は加水分解を触媒するからである）、および残留ＤＥＧまたはジエチレングリコール（これもまた、加水分解の速度を増加させる可能性がある）を考慮しなければならない。これらの因子は典型的なＰＥＴボトル樹脂から使用されるべき樹脂を分離する。加水分解では、カルボキシル等価物は、まず始めに可能な限り低くあるべきであり、１２未満であるべきであることが見出されている。ＤＥＧレベルについては、０．７５％未満が好ましくは使用されるべきである。この低レベルのカルボキシル末端基であったとしても、エンドキャッピング剤が添加されることが必須である。プロセスの終わりに、遊離カルボキシル基が存在しないことを確保するために、押出加工中カルボジイミドが使用されるべきである。末端基をキャップするために使用することができるいくつかのクラスの化学が存在し、例えばエポキシ、オルト−エステルおよびイソシアネートであるが、実際には、モノマカルボジイミドおよびモノマのポリマカルボジイミド（ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｎｄｅ）との組み合わせが最良であり、最も使用される。好ましくは、全ての末端基は、上記クラスから選択され得るエンドキャッピング剤によりキャップされ、そのため、遊離カルボキシル末端基は存在しない。
【０１２１】
ＰＰＳは耐熱材料用に使用することができる。他の単一ポリマ材料、例えばＰＥＮ、ＰＢＴ、ＰＥＥＫおよびＰＡもまた、安定性、清浄度および寿命などの特性を改善するために使用することができる。単一ポリマ糸ならびにコポリマ糸はどちらも使用することができる。
【０１２２】
高張力ベルト１２のために使用される材料は必ずしもモノフィラメントから製造されなくてもよく、また、マルチフィラメントから製造することができ、芯鞘が挙げられる。他の材料、例えば非塑性材料もまた、使用することができ、例えば、金属材料である。
【０１２３】
透過性ベルト１２は単一材料から製造される必要はなく、これはまた、２、３またはそれ以上の異なる材料から製造することができ、すなわち、ベルトは複合ベルトとすることができる。透過性ベルト１２はまた、堆積により適用される、および／または加工中に架橋させることができるポリマ材料である外層、コーティング、および／または処理を用いて形成することができる。好ましくは、コーティングはファブリック安定性、耐汚染性、濾水、摩耗性、改善された耐熱および／または耐加水分解性を増強させる。コーティングが、シート離型を補助し、または駆動負荷を低減させるように、ファブリック表面張力を低減させても好ましい。処理またはコーティングはこれらの特性の１つ以上を付与するおよび／または改善するように適用することができる。
【０１２４】
透過性ベルト１２は、優れた接触エリアを必ずしも必要とせず、すなわち、ＡＴＭＯＳシステムにおいて上手く動作しているベルト１２の１つの非限定的例は１０％未満の接触エリアを含む。理想的に、透過性ベルト１２は好適な透過性および表面接触エリアを有する。ベルトの材料および織り方はそのような検討事項よりも重要ではない。
【０１２５】
非限定的例として、構造化ファブリック４は、例えば、２００６年４月２８日に出願された米国特許出願第１１／３８０，８２６号で開示される型の構造化ファブリックとすることができる。例として、構造化ファブリック４はペーパーウェブに面する側を有することができ、ロール９の支持表面上でガイドすることができ、下記特性を有することができる：およそ１００ｃｆｍ〜およそ１２００ｃｆｍの透過性値、加圧および張力下にない時でのおよそ５％〜およそ７０％の紙表面接触エリア、およびおよそ１０％〜およそ９０％のオープンエリア。
【０１２６】
また、非限定的例として、構造化ファブリック４は単または多層織布とすることができ、これは高圧、熱、水分濃度に耐えることができ、高レベルの水除去を達成することができ、また、Ｖｏｉｔｈ  ＡＴＭＯＳ抄紙プロセスにより必要とされるペーパーウェブの成型、もしくはエンボス加工が可能になる。ファブリック４はまた、幅安定性、好適な高透過性を有するべきである。ファブリック４はまた、好ましくは耐加水分解および／または耐熱材料耐を使用するべきである。
【０１２７】
ファブリック４は、少なくとも２つの他のベルトおよび／またはファブリックを含むサンドイッチ構造の一部として使用される。これらの追加のベルトは高張力ベルト１２および脱水ベルト７を含む。サンドイッチ構造は回転ロール９または静的支持表面により形成される延在ニップ上で圧力および張力に供せられる。延在ニップは、およそ３０°〜およそ１８０°の接触角を有することができ、好ましくはおよそ５０°〜およそ１３０°である。ニップ長さはおよそ８００ｍｍ〜およそ２５００ｍｍとすることができ、好ましくはおよそ１２００ｍｍ〜およそ１５００ｍｍである。ニップはおよそ１０００ｍｍ〜およそ２５００ｍｍである、好ましくはおよそ１４００ｍｍ〜およそ１７００ｍｍである直径を有する回転サクションロールにより形成させることができる。
【０１２８】
構造化ファブリック４は紙シートまたはウェブにトポグラフィカルパターンを付与する。これを達成するために、高圧が成型ファブリック４に高張力ベルト１２を介して与えられる。シートパターンのトポグラフィーは、成型ベルト４の仕様を変化させることにより、すなわち、糸直径、糸形状、糸密度、および糸タイプなどのパラメータを調節することにより操作することができる。異なるトポグラフィカルパターンをシート中で、異なる表面織りにより付与することができる。同様に、シートパターンの強度は、高張力ベルト１２により付与される圧力を変化させることにより、成型ベルト４の仕様を変化させることにより変化させることができる。シートのトポグラフィカルパターンの性質および強度に影響を与えることができる他の因子としては、空気温度、空気速度、空気圧力、延在ニップにおけるベルト滞在時間、およびニップ長さが挙げられる。
【０１２９】
下記は構造化ファブリック４の非限定的特徴および／または特性である：好適な脱水を可能にするために、単または多層ファブリックはおよそ１００ｃｆｍ〜およそ１２００ｃｆｍの透過性値を有するべきであり、好ましくはおよそ２００ｃｆｍ〜およそ９００ｃｆｍである；２つの他のベルト、例えば、高張力ベルト１２および脱水ベルト７とのサンドイッチ構造の一部であるファブリック４は圧力および張力に、回転または静的支持表面上、およそ３０°〜およそ１８０°、好ましくはおよそ５０°〜およそ１３０°の接触角で供せられる；ファブリック４は、加圧または張力下にない時でのおよそ５％〜およそ７０％の紙表面接触エリアを有するべきである；フォーミングファブリックはおよそ１０％〜およそ９０％のオープンエリアを有するべきである。
【０１３０】
ファブリック４は好ましくは、予め連結されたおよび／または縫い合わされた連続および／またはエンドレスベルトとして、ＡＴＭＯＳ機械上に設置することができる織布である。あるいは、フォーミングファブリック４はＡＴＭＯＳ機械において、例えば、ピン−シーム配列を使用して連結させることができ、または、そうでなければ、機械上で縫い合わせることができる。ＡＴＭＯＳ抄紙プロセスにより発生する高い水分および熱に抵抗するために、織られた単または多層ベルト４は、耐加水分解および／または耐熱材料のいずれかを利用し得る。耐加水分解材料は、好ましくは、０．７２ＩＶ〜およそ１．０ＩＶの範囲の、通常、ドライヤーおよびＴＡＤファブリックと関連する固有粘度値を有するＰＥＴモノフィラメントを含むべきであり、また、カルボキシル末端基等価物を含む、好適な「安定化パッケージ」（というのも、酸基は加水分解を触媒するからである）および残留ＤＥＧまたはジエチレングリコール（というのも、これもまた加水分解速度を増加させるからである）を有するべきである。これらの２つの因子は典型的なＰＥＴボトル樹脂から使用することができる樹脂を分離する。加水分解では、カルボキシル等価物は、まず始めに可能な限り低くあるべきであり、およそ１２未満であるべきであることが見出されている。ＤＥＧレベルはおよそ０．７５％未満であるべきである。この低レベルのカルボキシル末端基であったとしても、エンドキャッピング剤が添加されることが必須であり、プロセスの終わりに、遊離カルボキシル基が存在しないことを確保するために、押出加工中カルボジイミドが使用されるべきである。末端基をキャップするために使用することができるいくつかのクラスの化学が存在し、例えばエポキシ、オルト−エステルおよびイソシアネートであるが、実際には、モノマカルボジイミドおよびモノマのポリマカルボジイミド（ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｎｄｅ）との組み合わせが最良であり、最も使用される。
【０１３１】
ＰＰＳなどの耐熱材料は、構造化ファブリック４において使用することができる。ＰＥＮ、ＰＢＴ、ＰＥＥＫおよびＰＡなどの他の材料もまた、安定性、清浄度および寿命などのファブリック４の特性を改善するために使用することができる。単一ポリマ糸およびコポリマ糸のどちらも使用することができる。ベルト４のための材料は、必ずしも、モノフィラメントから製造される必要はなく、マルチフィラメント、芯鞘とすることができ、非塑性材料、すなわち、金属材料とすることもできる。同様に、ファブリック４は必ずしも、単一材料から製造されなくてもよく、２、３またはそれ以上の異なる材料から製造され得る。成形糸、すなわち、非円形糸の使用もまた、紙シートのトポグラフィーまたは特性を増強または制御するために可能である。成形糸はまた、ファブリック特徴または特性、例えば安定性、キャリパー、表面接触エリア、表面平坦性、透過性および摩耗性を改善または制御するために使用することができる。
【０１３２】
構造化ファブリック４はまた、例えば、堆積により適用される追加のポリマ材料で、処理および／またはコートすることができる。材料は、ファブリック安定性、耐汚染性、濾水、摩耗性を増強する、耐熱および／または耐加水分解性を改善するために、ならびに、ファブリック表面張力を低減させるために、添加し、加工中に架橋させることができる。これはシート離型を助け、および／または駆動負荷を低減させる。処理／コーティングはファブリック４のこれらの特性の１つまたはいくつかを付与する／改善するために適用することができる。前に示されるように、ペーパーウェブＷ中のトポグラフィカルパターンは、異なる単および多層織りの使用により変化させ、操作することができる。パターンのさらなる増強は、糸直径、糸番手、糸タイプ、糸形状、透過性、キャリパーに対する変更および処理またはコーティングの付加などによる、特定のファブリック織りへの調整により、さらに得ることができる。最後に、ファブリックまたは成型ベルト４の１つ以上の表面は、表面特性を増強させるために、サンディングおよび／または研磨に供することができる。
【０１３３】
前記実施例は説明の目的のために提供されたものにすぎず、決して、本発明を限定するものとして解釈されるものではないことが示されている。本発明について、例示的な実施形態を参照して記載してきたが、使用されている用語は、制限する用語ではなく、説明および例示の用語であることが理解される。ここで言明された、および補正された添付の特許請求の範囲内で、本発明の範囲および精神から逸脱せずに、その観点において、変更が可能である。発明を、特定の配列、材料および実施形態を参照して本明細書で記載してきたが、発明は本明細書で開示される事項に制限されることは意図されない。代わりに、発明は、添付の特許請求の範囲内にあるような、全ての機能的に等価な構造、方法および使用にまで拡大される。
【０１３４】
クレープ加工なしスルーエア乾燥ＵＣＴＡＤ
図４を参照して、この発明を実施する方法を詳細に記載する。図４は、加熱組成物のオフライン適用に好適なクレープ加工なしスルーエア乾燥ベースシートを製造するためのプロセスを示す。抄紙繊維の水性懸濁液流をフォーミングファブリック２上に注入または堆積させる層状抄紙へッドボックス１を有するツインワイヤフォーマーが示される。ウェブはその後、ファブリック４にトランスファーされ、これは新たに形成されたウェットウェブを支持し、プロセスの下流に運搬するように機能し、その間、ウェブは約１０乾燥重量パーセントの濃度まで部分的に脱水される。ウェットウェブの追加の脱水は、例えば真空吸引により実施することができ、その間、ウェットウェブはフォーミングファブリックにより支持される。
【０１３５】
ウェットウェブはその後、増加したＭＤストレッチをウェブに付与するために、フォーミングファブリックから、フォーミングファブリックより遅い速度で進むトランスファーファブリック６にトランスファーされる。ウェットウェブの圧縮を回避するために、好ましくは真空シュー５の助けにより、キストランスファーが実施される。ウェブはその後、真空トランスファーロール７または真空トランスファーシューの助けにより、トランスファーファブリックからスルーエア乾燥ファブリック８へトランスファーされる。スルーエア乾燥ファブリックは、トランスファーファブリックと比べておよそ同じ速度で、または異なる速度で進むことができる。所望であれば、スルーエア乾燥ファブリックはより遅い速度で動くことができ、ＭＤストレッチがさらにされる。トランスファーは好ましくは真空補助で実施され、スルーエア乾燥ファブリックに従うシートの変形が確保され、これにより、所望の嵩、柔軟性、ＣＤストレッチおよび外観が得られる。
【０１３６】
ウェブトランスファーのために使用される真空のレベルは約３〜約１５水銀柱インチ（７５〜約３８０水銀柱ミリメートル）、好ましくは約１０水銀柱インチ（２５４ミリメートル）とすることができる。真空シュー（負圧）は、ウェブの反対側からの正圧の使用により補充し、またはこれにより置き換えることができ、それを次のファブリック上に真空により吸引することに加えてまたはその代わりとして、ウェブが次のファブリック上に吹き飛ばされる。また、１つまたは複数の真空ロールまたはロールは使用することができ、真空シュー（複数可）にとって代わる。
【０１３７】
スルーエア乾燥ファブリックにより支持される間、ウェブは、スルーエアードライヤー９により約９４パーセント以上の濃度まで最終乾燥され、その後、上方キャリヤファブリック１１にトランスファーされる。
【０１３８】
乾燥ベースシート１３は上方と下方トランスファーファブリック、それぞれ１１と１２の間でリール１４まで輸送され、そこで、ロール１５に、加熱組成物のその後の印刷およびさらなる加工のために巻き取られる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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