(57)【要約】【課題】  ティッシュ製品のような螺旋状に巻いた紙製品、及び、せん断カレンダ加工装置及びこの装置を用いる方法を提供する。【解決手段】  望ましいロール堅さ特性及び柔らかさ特性を有する螺旋状に巻いた紙製品。このロール製品は、様々な工程によって形成された単一プライティッシュウェブから製造することができる。形成されると、ティッシュウェブは、せん断カレンダ加工装置の作用を受け、この装置は、ウェブのファズ・オン・エッジ特性を増大し、巻かれた時のウェブの嵩を保つ。
2006508279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状に巻いてロールにした単一プライのティッシュウェブ、
を含み、
前記巻きロールは、約７．８ｍｍよりも小さいＫｅｒｓｈａｗロール堅さ、及び約１０ｃｃ／ｇよりも大きいロール嵩を有し、
前記ティッシュウェブは、約２５ｇｓｍよりも大きい完全乾燥坪量を有し、
前記ティッシュウェブは、更に、該ウェブの少なくとも一方の側で約１．７ｍｍ／ｍｍよりも大きいファズ・オン・エッジ、及び約５５０グラム／３インチよりも大きい幾何平均引張強度を有する、
ことを特徴とするロールティッシュ製品。
【請求項２】
前記ベースウェブは、非しぼ寄せ通気乾燥ウェブを含むことを特徴とする請求項１に記載のティッシュ製品。
【請求項３】
前記ロール嵩は、約１１ｃｃ／ｇ又はそれ以上であることを特徴とする請求項１に記載のティッシュ製品。
【請求項４】
前記ロール嵩は、約１２ｃｃ／ｇ又はそれ以上であることを特徴とする請求項１に記載のティッシュ製品。
【請求項５】
前記Ｋｅｒｓｈａｗ堅さは、約７．０から約７．８ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のティッシュ製品。
【請求項６】
前記ティッシュウェブの完全乾燥坪量は、約３０ｇｓｍから約３８ｇｓｍであることを特徴とする請求項１に記載のティッシュ製品。
【請求項７】
前記ティッシュウェブの幾何平均引張強度は、約６００グラム／３インチ又はそれ以上であることを特徴とする請求項１に記載のティッシュ製品。
【請求項８】
前記ティッシュウェブの少なくとも一方の側のファズ・オン・エッジは、約２．０ｍｍ／ｍｍ又はそれ以上であることを特徴とする請求項１に記載のティッシュ製品。
【請求項９】
前記ティッシュウェブの少なくとも一方の側のファズ・オン・エッジは、約２．５ｍｍ／ｍｍ又はそれ以上であることを特徴とする請求項１に記載のティッシュ製品。
【請求項１０】
前記ティッシュウェブのファズ・オン・エッジが大きい方の側の機械方向摩擦係数は、約０．３２よりも大きく、
前記ティッシュウェブのファズ・オン・エッジが大きい方の側の機械横断方向摩擦係数は、約０．３２よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１に記載のティッシュ製品。
【請求項１１】
前記ティッシュウェブは、約０．００６よりも小さい曲げ剛性／ＧＭ勾配Ａを有することを特徴とする請求項１に記載のティッシュ製品。
【請求項１２】
前記ティッシュウェブには、実質的にピン穴がないことを特徴とする請求項１に記載のティッシュ製品。
【請求項１３】
パルプ繊維を含むティッシュウェブを準備する段階と、
回転ロールの外面と対向する移動表面との間に形成されたニップを通して前記ティッシュウェブを運ぶ段階と、
を含み、
前記ロールの外面及び前記対向する表面は、前記ニップ内を異なる速度で移動し、該ニップは、前記ティッシュウェブをカレンダ加工しながら、同時に該ウェブのファズ・オン・エッジ特性を増大させるのに十分なせん断力を該ウェブに及ぼす、
ことを特徴とするせん断−カレンダ加工方法。
【請求項１４】
前記ティッシュウェブが前記ニップを出た後にそれを螺旋状に巻いてロール製品にする段階を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記対向する表面は、回転ロールを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記対向する表面は、移動ベルトを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記回転ロールの一方は、ポリマー材料を含む外面を有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記回転ロールの両方は、ポリマー材料を含む外面を有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記ロールの前記外面及び前記対向する外面は、５％と１００％の間の速度差で移動することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記ロールの前記外面及び前記対向する外面は、１５％と２５％の間の速度差で移動することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
不織ウェブをカレンダ加工すると同時にせん断力を及ぼすせん断−カレンダ加工装置であって、
外面を有する回転可能ロールと、
前記回転ロールに対向する可動表面と、
を含み、
前記回転可能ロール及び前記対向する表面は、ティッシュウェブを受け取るためのニップを形成し、該対向する表面及び該回転可能ロールは、該ニップを通過するティッシュウェブにせん断力を及ぼすのに十分な速度差を形成するために、該ニップ内を異なる速度で移動するように構成された、
ことを特徴とする装置。
【請求項２２】
前記対向する表面は、第２の回転可能ロールを含むことを特徴とする請求項２１に記載のせん断−カレンダ加工装置。
【請求項２３】
前記対向する表面は、ベルトを含むことを特徴とする請求項２１に記載のせん断−カレンダ加工装置。
【請求項２４】
前記ニップは、装置を通して送られるように構成されたベースウェブの厚みの２％から約２５％の間隙を形成することを特徴とする請求項２１に記載のせん断−カレンダ加工装置。
【請求項２５】
前記回転可能ロールと前記対向する表面の間の前記速度差は、約５％から約１００％であることを特徴とする請求項２１に記載のせん断−カレンダ加工装置。
【請求項２６】
前記回転可能ロールの外面は、ポリマー材料を含むことを特徴とする請求項２１に記載のせん断−カレンダ加工装置。
【請求項２７】
螺旋状に巻いてロールにした少なくとも２つのプライを含む多重プライティッシュ、
を含み、
前記巻きロールは、約９．０ｍｍよりも小さいＫｅｒｓｈａｗロール堅さ、及び約９ｃｃ／ｇよりも大きいロール嵩を有し、
前記ティッシュは、約３５ｇｓｍよりも大きい完全乾燥坪量を有し、
前記ティッシュは、更に、該ティッシュの少なくとも一方の外部側面上で約２．０ｍｍ／ｍｍよりも大きいファズ・オン・エッジを有し、
前記ティッシュは、更に、約５００グラム／３インチよりも大きい幾何平均引張強度を有する、
ことを特徴とするロールティッシュ製品。
【請求項２８】
前記ティッシュは、２つのプライから成ることを特徴とする請求項２７に記載のティッシュ製品。
【請求項２９】
前記ティッシュは、３つのプライから成ることを特徴とする請求項２７に記載のティッシュ製品。
【請求項３０】
前記巻きロールは、約８．５ｍｍよりも小さいＫｅｒｓｈａｗロール堅さを有することを特徴とする請求項２７に記載のティッシュ製品。
【請求項３１】
前記巻きロールは、約８．０ｍｍよりも小さいＫｅｒｓｈａｗロール堅さを有することを特徴とする請求項２７に記載のティッシュ製品。
【請求項３２】
前記巻きロールは、約１０．０ｃｃ／ｇよりも大きいロール嵩を有することを特徴とする請求項２７に記載のティッシュ製品。
【請求項３３】
前記巻きロールは、約１１．０ｃｃ／ｇよりも大きいロール嵩を有することを特徴とする請求項２７に記載のティッシュ製品。
【請求項３４】
前記巻きロールは、約１２．０ｃｃ／ｇよりも大きいロール嵩を有することを特徴とする請求項２７に記載のティッシュ製品。
【請求項３５】
前記ティッシュは、約３５ｇｓｍから約８０ｇｓｍの完全乾燥坪量を有することを特徴とする請求項２７に記載のティッシュ製品。
【請求項３６】
前記ティッシュの前記外部側面は、約２．２ｍｍ／ｍｍよりも大きいファズ・オン・エッジを有することを特徴とする請求項２７に記載のティッシュ製品。
【請求項３７】
前記ティッシュの前記外部側面は、約２．４ｍｍ／ｍｍよりも大きいファズ・オン・エッジを有することを特徴とする請求項２７に記載のティッシュ製品。
【請求項３８】
前記ティッシュは、約２．０ｍｍ／ｍｍよりも大きいファズ・オン・エッジを各々備えた第１の外部側面及び第２の外部側面を有することを特徴とする請求項２７に記載のティッシュ製品。
【請求項３９】
前記ティッシュは、約２．２ｍｍ／ｍｍよりも大きいファズ・オン・エッジを各々備えた第１の外部側面及び第２の外部側面を有することを特徴とする請求項２７に記載のティッシュ製品。
【請求項４０】
前記多重プライティッシュには、実質的にピン穴がないことを特徴とする請求項２７に記載のティッシュ製品。
【請求項４１】
パルプ繊維を含む第１のティッシュウェブを準備する段階と、
回転ロールの外面と対向する移動表面との間に形成されたニップを通して前記第１のティッシュウェブを運ぶ段階と、
を含み、
前記ロールの外面及び前記対向する表面は、前記ニップ内を異なる速度で移動し、該ニップは、前記第１のティッシュウェブをカレンダ加工しながら、同時に該ウェブの一方の側面のファズ・オン・エッジ特性を増大させるのに十分なせん断力を該ウェブに及ぼすようにし、
前記第１のティッシュウェブに第２のティッシュウェブを組み合わせて多重プライティッシュ製品を形成する段階、
を更に含み、
増大したファズ・オン・エッジ特性を有する前記第１のティッシュウェブの前記一方の側面が、前記ティッシュ製品の外部側面を形成するようにする、
ことを特徴とするせん断−カレンダ加工方法。
【請求項４２】
前記多重プライティッシュ製品を螺旋状に巻いてロール製品にする段階を更に含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記対向する表面は、回転ロールを含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
前記対向する表面は、移動ベルトを含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
前記ティッシュ製品は、約３５ｇｓｍよりも大きい完全乾燥坪量を有し、
前記ロール製品は、約９ｃｃ／ｇよりも大きいロール嵩を有し、前記外部側面は、約２．０ｍｍ／ｍｍよりも大きいファズ・オン・エッジを有する、
ことを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
前記ロールの外面及び前記対向する外面は、５％と１００％の間の速度差で移動することを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４７】
前記ロールの外面及び前記対向する外面は、１０％と２５％の間の速度差で移動することを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４８】
前記第２のティッシュウェブはまた、回転ロールの外面と対向する移動表面との間に形成されたニップを通って運ばれ、
前記ロールの外面及び前記対向する表面は、前記ニップ内を異なる速度で移動し、該ニップは、前記第２のティッシュウェブをカレンダ加工しながら、同時に該第２のウェブの一方の側面のファズ・オン・エッジ特性を増大させるのに十分なせん断力を該ウェブに及ぼし、増大したファズ・オン・エッジ特性を有する該ウェブの該側面はまた、前記ティッシュ製品の外面を形成するようにする、
ことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４９】
前記第１のティッシュウェブ及び前記第２のティッシュウェブは、接着剤を用いて互いに付着されることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項５０】
前記第１のティッシュウェブ及び前記第２のティッシュウェブは、機械的に互いに付着されることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２００２年１１月２７日出願の米国特許出願出願番号第１０／３０５，７８４号の一部継続出願である。
本発明は、一般的に、ティッシュ製品のような螺旋状に巻いた紙製品に関し、また、せん断カレンダ加工装置及びこの装置を用いる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トイレットペーパーのようなティッシュ製品の製造では、製品の意図する目的に適する適切に調合された属性を最終製品に付与するために広範な製品特性に注意を払うべきである。ティッシュの柔らかさを改善することは、特に高級な製品に対しては、ティッシュ製造における普遍的な目的である。しかし、柔らかさは、厚み、滑らかさ、及び毛羽立ちを含む多くの因子を有するティッシュの知覚的特性である。
【０００３】
伝統的に、ティッシュ製品は、最終乾燥の前にウェブをプレスすることにより、湿式堆積ウェブから大量の水を除去する湿式プレス工程を用いて作られている。例えば、一実施形態では、ウェブは、吸収性製紙フェルトで支持されながら、最終乾燥のためにヤンキー乾燥機の表面に移送される時に、フェルトと回転加熱シリンダ（ヤンキー乾燥機）の表面との間で圧力ロールを用いて絞られる。乾燥したウェブは、その後、工程の湿式プレス段階の間に先に形成された結合の多くを破壊することにより、乾燥ウェブを部分的に剥離する働きをするドクターブレード（しぼ寄せ）を用いてヤンキー乾燥機から除去される。一般的に、しぼ寄せすると強度は犠牲になるが、ウェブの柔らかさは改善される。
【０００４】
近年、ティッシュウェブを乾燥するための手段として、通気乾燥がますます一般的になっている。通気乾燥は、乾燥するまで熱風をウェブに通過させることにより、ウェブから水を除去する比較的非圧縮性の方法である。より詳細には、湿式堆積ウェブを形成布から粗くて透過性の高い通気乾燥布へ移送し、少なくともほとんど完全に乾燥するまで通気乾燥布上に保持する。得られる乾燥ウェブは、形成される製紙結合が少なく、ウェブの密度が小さいために、湿式プレスシートよりも柔らかくて嵩高である。湿潤ウェブから水を絞る段階は排除されたが、しぼ寄せのためのヤンキー乾燥機へのウェブのその後の移送は、依然として得られるティッシュを最終的に乾燥及び／又は軟化するのに用いられることが多い。
【０００５】
更に近年になると、本明細書において引用により組み込まれている、米国特許第５，６０７，５５１号、第５，７７２，８４５号、第５，６５６，１３２号、第５，９３２，０６８号、及び第６，１７１，４４２号に開示されているような嵩高さに優れたシートにかなりの進歩が見られる。これらの特許は、ヤンキー乾燥機を用いることなく作られた柔らかな通気乾燥ティッシュを開示している。機械方向及び機械横断方向に引き伸ばす典型的なヤンキーの機能は、ウェットエンド急速移送及び通気乾燥布設計によりそれぞれ置き換えられる。
【０００６】
しかし、ティッシュ製品がロール製品に形成される時に、ベースシートは、巻取り及び変換の間にシートに及ぼされる圧縮力のために顕著な量の嵩が失われる傾向がある。従って、現在、螺旋状に巻いてロールにした時に柔らかさ及び嵩の両方を有するティッシュ製品を生成する工程が必要とされている。より具体的には、消費者が望む固さを有するロールを生成するために製品を張力下で巻く場合でさえも、相当な量のロール嵩及びシートの柔らかさを維持することができる螺旋状に巻いた製品に対する必要性が存在する。
【０００７】
定義
本発明で説明するティッシュ製品は、トイレットペーパー、ティッシュペーパー、ペーパータオル、工業用ワイプ、給食用ワイプ、ナプキン、医療用パッド、及び他の同様の製品のようなベースウェブで作られた紙製品を含むことを意味する。
ロール嵩は、巻いたロール上の紙の容積をその質量で割ったものである。ロール嵩は、π（３．１４２）に平方ｃｍ（ｃｍ2）で測ったロール直径の平方と平方ｃｍ（ｃｍ2）で測った外側コア直径の平方との差を計算して得られる量を掛け、それを４で割り、ｃｍで測ったシート長さにシート数を掛けてグラム（ｇ）／平方ｃｍ（ｃｍ2）で測ったシートの骨格乾燥坪量を掛けた量で割ることにより計算される。
すなわち、ロール嵩（ｃｃ／ｇ）＝３．１４２×（ロール直径の平方（ｃｍ2）−外側コア直径の平方（ｃｍ2））／（４×シート長さ（ｃｍ）×シート数×坪量（ｇ／ｃｍ2））、又は、ロール嵩（ｃｃ／ｇ）＝０．７８５×（ロール直径の平方（ｃｍ2）−外側コア直径の平方（ｃｍ2））／（シート長さ（ｃｍ）×シート数×坪量（ｇ／ｃｍ2））である。
本発明の様々なロール製品では、ロール上のシートの嵩は、約１１．５立方センチメートル／グラム又はそれ以上、好ましくは、約１２立方センチメートル／グラム又はそれ以上、より好ましくは、約１３立方センチメートル／グラム又はそれ以上、更に好ましくは、約１４立方センチメートル／グラム又はそれ以上とすることができる。
【０００８】
幾何平均引張強度（ＧＭＴ）は、ウェブの機械方向引張強度及び機械横断方向引張強度の積の平方根である。本明細書で用いる場合、引張強度は、当業者には明らかであるような平均引張強度を意味する。幾何学的引張強度は、試驗前にサンプルをＴＡＰＰＩ条件下に４時間維持した後に、サンプル幅３インチ、ジョースパン２インチ、及びクロスヘッド速度１０インチ／分を用いて「ＭＴＳ  Ｓｙｎｅｒｇｙ」引張試験機により測定する。引張試験計器には、５０ニュートン最大ロードセルを用いる。
【０００９】
Ｋｅｒｓｈａｗ試験は、ロール堅さを判断するために用いる試験である。Ｋｅｒｓｈａｗ試験は、本明細書において引用により組み込まれている、Ａｒｃｈｅｒ他に付与された米国特許第６，０７７，５９０号に詳細に説明されている。図４は、ロール堅さを判断するのに用いる装置を示す。この装置は、米国ニュージャージー州スウェーデスボロ所在のカーショー・インストルメンテーション・インコーポレーテッドから入手可能であり、「型番ＲＤＴ−２００２ロール密度試験器」として公知である。図示されているのは、スピンドル２０２上に支持された測定されているタオル又はトイレットペーパーロール２００である。試験が始まると、横移動テーブル２０４がロールに向けて移動し始める。検知プローブ２０６が横移動テーブルに装着されている。横移動テーブルの運動により、検知プローブがタオル又はトイレットペーパーロールに接触させられる。検知プローブがロールに接触した瞬間に、ロードセルに及ぼされる力が低設定値の６グラムを超えることになり、変位表示がゼロになってプローブの侵入を指示し始める。検知プローブに及ぼされる力が高設定値である６８７グラムを超えると、その値を記録する。値を記録した後に、横移動テーブルは停止し、開始位置に戻ることになる。変位表示は、変位／侵入をミリメートルで示す。試験器は、この読取値を記録することになる。次に、試験器は、ティッシュ又はタオルロールをスピンドル上で９０度回転させ、試験を繰り返す。ロール堅さの値は、２つの読取値の平均である。試験は、７３．４±１．８°Ｆ、５０±２％相対湿度に制御した環境内で行う必要がある。試験するロールは、試驗の少なくとも４時間前にこの環境に導入する必要がある。
【００１０】
ファズ・オン・エッジ（縁部の毛羽測定）試験は、柔らかさを判断する画像解析試験である。画像解析データは、２つのガラスプレートを１つの固定具に構成したものから取られる。各プレートは、そのエッジ部上に折り畳まれたサンプルを有し、サンプルは、ＣＤ方向に折り曲げられてガラスプレートの上に置かれている。エッジ部は、１／１６”厚まで面取りされる。
図５を参照すると、ファズ・オン・エッジ試験を行うのに用いることができる固定具の一実施形態が示されている。図示のように、固定具には、第１のガラスプレート３００及び第２のガラスプレート３０２が含まれる。各ガラスプレートの厚みは１／４インチである。更に、ガラスプレート３００には、面取りしたエッジ部３０４が含まれ、ガラスプレート３０２には、面取りエッジ部３０６が含まれる。各面取りエッジ部の厚みは１／１６インチである。この実施形態では、ガラスプレートは、一対のＵ字形ブラケット３０８及び３１０により定位置に維持される。ブラケット３０８及び３１０は、例えば、３／４インチの仕上げ寸法を有するべニヤ板で作ることができる。
【００１１】
試験中、サンプルは、面取りエッジ部３０４及び３０６の上に置かれる。次に、３１２に示すように、折り畳まれた縁部の複数の画像がエッジ部に沿って取られる。各折り畳まれた縁部に対して３０個の視野を調べ、合計６０個の視野を得る。各視像は、突出繊維を除去する前と後に測定した「ＰＲ／ＥＬ」を有する。「ＰＲ／ＥＬ」は、各視野で調べたエッジ長さ当りの周長である。図６は、得られた測定結果を示す。図示のように、「ＰＲ」は、突出繊維回りの周長さであり、「ＥＬ」は、測定されたサンプルの長さである。ＰＲ／ＥＬ値は平均され、出力ページとしてヒストグラムに組み立てられる。この解析を終了すると、米国イリノイ州ディアフィールド所在のレイカ・コーポレーションから入手される「ＱＵＡＮＴＩＭＥＴ９７０画像解析システム」を用いてデータが得られる。この作業を実行するための「ＱＵＩＰＳ」ルーチンである「ＦＵＺＺ１０」は、以下の通りである。
【００１２】
2006508279.tif 000003
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2006508279.tif 000005
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【００１３】
製紙繊維は、本明細書で用いる場合、全ての公知のセルロース繊維又はセルロース繊維を含む繊維混合物を含む。本発明のウェブを作るのに適する繊維は、以下に限定されるものではないが、綿、マニラ麻、ケナフ、サバイグラス、亜麻、エスパルトグラス、ストロー、ジュート麻、バガス、トウワタ繭毛羽繊維、及びパイナップル葉繊維のような非木材繊維と、北方及び南方軟材クラフト繊維のような軟材繊維、及びユーカリ、カエデ、カバノキ、及びポプラのような硬材繊維を含む落葉樹及び針葉樹から得られるような木材繊維とを含む任意の天然又は合成セルロース繊維を含む。木材繊維は、高収量又は低収量の形態として調製することができ、クラフト、亜硫酸、高収量パルプ化法、及び他の公知のパルプ化法を含む任意の公知の方法でパルプ化することができる。また、１９８８年１２月２７日にＬａａｍａｎｅｎ他に付与された米国特許第４，７９３，８９８号、１９８６年６月１０日にＣｈａｎｇ他に付与された米国特許第４，５９４，１３０号、及び米国特許第３，５８５，１０４号に開示された繊維及び方法を含むオルガノソルブパルプ化法で調製した繊維を用いることもできる。また、有用な繊維は、１９９７年１月２１日にＧｏｒｄｏｎ他に付与された米国特許第５，５９５，６２８号に例示されているアントラキノンパルプ化により生成することができる。乾燥重量で５０％又はそれ以下まで、又は乾燥重量で約５％から約３０％までのような繊維の一部分は、レーヨン、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維、二成分芯鞘繊維、及び多成分結合材繊維などのような合成繊維とすることができる。例示的なポリエチレン繊維は、ヘラクレス・インコーポレーテッド（米国デラウェア州ウィルミントン所在）から入手可能な「Ｐｕｌｐｅｘ（登録商標）」である。任意の公知の漂白法を用いることができる。合成セルロース繊維の種類には、あらゆる種類のレーヨン、及びビスコース又は化学的修飾セルロースから得られる他の繊維が含まれる。シルケットパルプ、化学硬化又は架橋繊維、又はスルホン化繊維のような化学処理天然セルロース繊維を用いることができる。製紙繊維に用いるのに良好な機械特性としては、繊維が比較的損傷を受けておらず、大部分が未精製であるか又は軽く精製されているだけであることが望ましいとすることができる。再利用繊維を用いることもできるが、バージン繊維は、その機械的特性、及び不純物がないことにより一般的に有用である。シルケット繊維、再生セルロース繊維、微生物により生成されたセルロース、レーヨン、及び他のセルロース材料又はセルロース誘導体を用いることができる。また、適切な製紙繊維には、再利用パルプ、バージン繊維、又はその混合物を含むこともできる。嵩高で圧縮特性に優れる機能を有するいくつかの実施形態では、繊維の「カナダ標準濾水度」を少なくとも２００、より詳細には、少なくとも３００、更に詳細には、少なくとも４００、最も詳細には、少なくとも５００とすることができる。
【００１４】
本発明に用いることができる他の製紙繊維には、紙粉砕物又は再利用繊維及び高収量繊維が含まれる。高収量パルプ繊維は、パルプ化工程により生成され、収量が約６５％又はそれ以上、より詳細には、約７５％又はそれ以上、更に詳細には、約７５％から約９５％の製紙繊維である。収量は、得られる処理繊維の量であり、最初の木材質量の百分率比で表される。このようなパルプ化工程には、漂白ケミサーモメカニカルパルプ（ＢＣＴＭＰ）、ケミサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）、圧力／圧力サーモメカニカルパルプ（ＰＴＭＰ）、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）、サーモメカニカルケミカルパルプ（ＴＭＣＰ）、高収量亜硫酸パルプ、及び高収量クラフトパルプが含まれ、これらの全ては、得られる繊維に高レベルのリグニンを残す。高収量繊維は、典型的な化学パルプ化繊維に比較して乾燥及び湿潤の両方の状態で剛性が高いことで公知である。
【００１５】
機械方向勾配Ａ又は機械横断方向勾配Ａは、シートの剛性の尺度であり、弾性係数とも呼ばれる。サンプルの機械方向又は機械横断方向の勾配は、引張試験の試験中に取ったシートの応力−歪曲線の勾配の尺度であり（上述の幾何平均引張強度の定義参照）、グラム重の単位で表される。特に、勾配Ａは、応力値７０グラム重と１５７グラム重の間のデータの最小二乗値として取られる。次に、幾何平均勾配Ａは、ＭＤ勾配ＡにＣＤ勾配Ａを掛けて得られる量の平方根である。
【００１６】
機械方向摩擦係数及び機械横断方向摩擦係数は、カワバタ評価システム（ＫＥＳ）の試験器具「ＫＥＳ型番ＦＢ−４−Ｓ」を用いて得られる。ＫＥＳ計器は、日本、６７０１−８４４７、京都南区、西九条、唐戸町２６所在のカトー・テック・カンパニー・リミテッドから入手可能である。
サンプルを試料トレイに入れ、試料の上に保持フレームを置く。最初に、機械方向測定を行う。１つは摩擦係数を測定し（ＭＩＵと記録）、１つは表面粗度（ＳＭＤと記録）を測定するための２つのプローブをサンプルの上に置く。表面粗度を測定するためのプローブは、直径０．５ｍｍの鋼製ワイヤで作られる。摩擦係数は、各々の直径が０．５ｍｍで人間の指を模擬するように設計された１０個の鋼製ワイヤを備えたプローブを用いて測定される。サンプルは、２つのプローブの下を一定速度０．１センチメートル／秒で前後に移動される。測定は、表面上の２ｃｍに対して行われる。プローブの距離又は変位は、電位差計で検出される。摩擦係数プローブは、力変換器で検出される。表面粗度プローブの垂直方向移動は、変換器で検出される。サンプルの変位（距離）（Ｌ、ｃｍ）に対して、摩擦係数（ＭＩＵ−単位なし）及び表面粗度（ＳＭＤ−ミクロン）をプロットする。次に、サンプルを９０度回転して再び試験し、機械横断方向測定値を得る。以下の設定が用いられた。
摩擦感度＝２×５
粗度感度＝２×５
静的荷重＝２５ｇ
上述の設定では、器具から得た生の数値に次に０．２を掛けて最終的な摩擦係数の結果が得られる。
【００１７】
カワバタ曲げ剛性は、同じくカトー・テック・カンパニーから入手可能な「ＫＥＳ型番ＦＢ−２」を用いて測定された。曲げを測定するために、サンプルは、２つのチャックの間の直立位置にクランプ締めされ、０．４ｍｍの中心調節プレートを用いる（調節プレートの大きさは、サンプルの厚みによって決まる）。チャックの一方は静止しているが、他方は、２．５ｃｍ-1と−２．５ｃｍ-1の間の曲率で回転する。
移動可能なチャックは、速度０．５センチメートル／秒で移動する。材料を曲げるのに用いられるモーメント量（グラム重*ｃｍ／ｃｍ）に対する曲率をプロットする。試験する全ての材料に対して、以下の計器設定を用いた。
測定モード＝１サイクル
感度＝２×１
Ｋスパン制御＝ＳＥＴ
曲率＝±２．５ｃｍ-1
ＫＥＳシステムアルゴリズムは、以下の曲げ特性値を計算する。
Ｂ＝曲げ剛性（グラム重×ｃｍ2／ｃｍ）
２ＨＢ＝曲げヒステリシス（グラム重×ｃｍ／ｃｍ）
各サンプルに対してＭＤ及びＣＤ曲げ剛性の両方を試験し、ＭＤ及びＣＤ測定値の算術平均を取ることにより平均曲げ剛性を計算した。平均曲げ剛性は、本明細書では「カワバタ曲げ剛性」と呼ぶ。
【００１８】
剛性／ＧＡ勾配Ａは、カワバタ曲げ剛性を幾何学平均（ＧＭ）勾配Ａで割ったものである。
圧縮線形性は、同じくカトー・テック・カンパニーから入手可能な「カワバタ評価システムＫＥＳ型番ＦＢ−３」を用いて測定する。
この計器は、２つのプランジャ間でサンプルを圧縮することにより材料の圧縮特性を測定するように設計される。圧縮特性を測定するために、最大の予め設定した力になるまで上部プランジャを一定速度でサンプル上に降ろす。プランジャの変位は、電位差計で検出される。サンプルを圧縮する圧力の量（Ｐ、ｇf／ｃｍ2）に対する材料の厚み（変位）（Ｔ、ｍｍ）をコンピュータスクリーン上にプロットする。この試験では、全ての材料に対して以下の計器設定を用いた。
感度＝２×５
ギア（速度）＝１ミリメートル／５０秒
Ｆｍ設定＝５．０
ストローク選択＝最大５ｍｍ
圧縮面積＝２ｃｍ2
時間遅延＝標準
最大圧縮力＝５０ｇf
【００１９】
ＫＥＳアルゴリズムは、以下の圧縮特性値を計算し、これをコンピュータスクリーン上に表示する。
圧縮線形性（ＬＣ）
圧縮エネルギ（ＷＣ）
圧縮弾性（ＲＣ）
最小圧力０．５ｇf／ｃｍ2で測定した厚み値（ＴＯ）
完全圧縮圧力５０ｇf／ｃｍ2で測定した厚み値（ＴＭ）
以下の式を用いて圧縮率（ＥＭＣ）を計算した。
ＥＭＣ％＝（（ＴＯ−ＴＭ）／ＴＯ）×１００
各サンプルに対して５回の測定が行われた。
実施例で圧縮線形性の値を説明する。
【００２０】
【特許文献１】米国特許出願出願番号第１０／３０５，７８４号
【特許文献２】米国特許第５，６０７，５５１号
【特許文献３】米国特許第５，７７２，８４５号
【特許文献４】米国特許第５，６５６，１３２号
【特許文献５】米国特許第５，９３２，０６８号
【特許文献６】米国特許第６，１７１，４４２号
【特許文献７】米国特許第６，０７７，５９０号
【特許文献８】米国特許第４，７９３，８９８号
【特許文献９】米国特許第４，５９４，１３０号
【特許文献１０】米国特許第３，５８５，１０４号
【特許文献１１】米国特許第５，５９５，６２８号
【特許文献１２】米国特許第５，０４８，５８９号
【特許文献１３】米国特許第５，３９９，４１２号
【特許文献１４】米国特許第５，１２９，９８８号
【特許文献１５】米国特許第５，４９４，５５４号
【特許文献１６】米国特許第５，４２９，６８６号
【発明の開示】
【００２１】
本発明は、一般的に、消費者の好むロール嵩及び堅さ値を有するが、同時に良好なシート柔らかさ及び強度特性を維持するティッシュ製品のような螺旋状に巻いた紙製品の生成に関する。本発明はまた、せん断カレンダ加工装置及びこの装置を用いる工程にも関する。上述のように、本発明により作られるティッシュ製品は、様々な新しい特性を有する。
例えば、一実施形態では、本発明は、螺旋状に巻いてロールにした単一プライティッシュウェブで作られたロールティッシュ製品に関する。巻きロールのＫｅｒｓｈａｗロール堅さは、約７．８ｍｍよりも小さく、詳細には、約７．６ｍｍよりも小さく、より詳細には、約７．０ｍｍよりも小さい。例えば、一実施形態では、巻きロールのＫｅｒｓｈａｗロール堅さは、約７．０ｍｍから約７．８ｍｍ、詳細には、約７．２ｍｍから約７．５ｍｍとすることができる。
【００２２】
ティッシュウェブのロールのロール嵩は、巻いた後に、約１０．０ｃｃ／ｇより大きく、詳細には、約１１ｃｃ／ｇより大きく、より詳細には、約１２ｃｃ／ｇより大きく、より詳細には、約１３ｃｃ／ｇよりも大きい。更に、単一プライティッシュウェブの少なくとも一方の側のファズ・オン・エッジは、約１．７ｍｍ／ｍｍより大きく、詳細には、約２．０ｍｍ／ｍｍより大きく、より詳細には、約３．０ｍｍ／ｍｍよりも大きいとすることができる。例えば、一実施形態では、ティッシュウェブの少なくとも一方の側のファズ・オン・エッジは、約３．５ｍｍ／ｍｍよりも大きいとすることができる。
【００２３】
上述の柔らかさ特性以外に、ティッシュウェブは、幾何平均引張強度を約５５０グラム／３インチより大きく、例えば、約６００グラム／３インチよりも大きく維持することができる。例えば、本発明の異なる実施形態では、ティッシュウェブの幾何平均引張強度は、約７００グラム／３インチより大きく、詳細には、約７５０グラム／３インチよりも大きいとすることができる。
また、本発明に従って製造されたベースウェブの機械方向又は機械横断方向の摩擦係数は、最も高いファズ・オン・エッジ値を有するウェブの側を試験すると約０．３２よりも大きい。ベースウェブの曲げ剛性／ＧＭ勾配Ａは、約０．００６よりも小さいとすることができ、ベースウェブの圧縮線形性は、約０．５０よりも小さいとすることができる。
【００２４】
単一プライティッシュ製品の坪量は、生産される製品により変えることができる。しかし、ほとんどの用途では、坪量は約２５ｇｓｍより大きく、例えば、約３０ｇｓｍよりも大きい。例えば、本発明の異なる実施形態では、坪量は、約３２ｇｓｍより大きく、例えば、約３４ｇｓｍよりも大きいとすることができる。
代替実施形態では、本発明は、螺旋状に巻いてロールにした多重プライティッシュで作られたロールティッシュ製品に関する。このティッシュには、例えば、２プライ、３プライ、又は更にそれ以上の数のプライを含むことができる。この実施形態では、巻きロールのＫｅｒｓｈａｗロール堅さは、約９．０ｍｍよりも小さく、例えば、８．５ｍｍよりも小さく、８．０ｍｍよりも小さく、７．５ｍｍよりも小さく、実施形態によっては、約７．０ｍｍよりも小さいとすることができる。例えば、Ｋｅｒｓｈａｗロール堅さは、約６．０ｍｍから約９．０ｍｍの範囲とすることができる。
【００２５】
ティッシュの多重プライロールのロール嵩は、巻いた後に、約９ｃｃ／ｇより大きく、例えば、約９．５ｃｃ／ｇよりも大きく、約１０．０ｃｃ／ｇよりも大きく、約１０．５ｃｃ／ｇよりも大きく、約１１．０ｃｃ／ｇよりも大きく、約１２．０ｃｃ／ｇよりも大きいものとすることができ、一実施形態では、更に約１３．０ｃｃ／ｇよりも大きいものとすることができる。多重プライティッシュは、ファズ・オン・エッジが約２．０ｍｍ／ｍｍよりも大きい外面を有することができる。例えば、多重プライティッシュの少なくとも１つの外面のファズ・オン・エッジは、約２．２ｍｍ／ｍｍより大きく、例えば、約２．４ｍｍ／ｍｍよりも大きく、更に約２．６ｍｍ／ｍｍよりも大きいとすることができる。多重プライティッシュが構成される方法により、一実施形態では、ティッシュの両外部側面に上述のようなファズ・オン・エッジ特性を有することができる。
【００２６】
多重プライティッシュの完全乾燥坪量は、約３５ｇｓｍより大きく、例えば、約４０ｇｓｍ（完全乾燥）よりも大きく、約４５ｇｓｍ（完全乾燥）よりも大きく、又は更に約５０ｇｓｍ（完全乾燥）よりも大きくすることができる。完全乾燥坪量は、例えば、約３５ｇｓｍから約１２０ｇｓｍ（完全乾燥）まで変動することができる。多重プライティッシュの幾何学平均引張強度は、約５００グラム／３インチより大きく、例えば、約５５０グラム／３インチよりも大きく、約６００グラム／３インチよりも大きく、約６５０グラム／３インチより大きく、実施形態によっては、約７００グラム／３インチよりも大きいとすることができる。
【００２７】
一実施形態では、上述の特性を有するティッシュ製品を生成するために、せん断−カレンダ加工装置を組み込んだせん断−カレンダ加工工程を通して製品が送られる。この実施形態では、ティッシュウェブは、まずパルプ繊維を含有するように形成される。次に、ティッシュウェブは、回転ロールの外面と対向する移動表面との間に形成されるニップを通して運ばれる。回転ロールの外面及び対向表面は、互いに接触することができ、又は、ティッシュウェブの厚みよりも小さい高さの間隙を形成することができる。ロールの外面及び対向表面は、ニップ内で異なる速度で移動する。このようにして、ニップは、ティッシュウェブをカレンダ加工するだけでなく、同時に、ウェブのファズ・オン・エッジ特性を増大させるのに十分なせん断力をウェブに及ぼす。上述のようにせん断−カレンダ加工装置を通って送られると、次に、望ましい硬さを有するロール製品を生成するために、ウェブを十分な張力下で巻くことができる。
【００２８】
代替実施形態では、せん断−カレンダ加工装置を出るウェブを１つ又はそれ以上の他のウェブに付着させ、多重プライティッシュ製品を生成することができる。これらの他のウェブも、せん断−カレンダ加工装置を通して送ることができ、又は他の異なる工程により形成することができる。
一実施形態では、本発明の工程に用いられるせん断−カレンダ加工装置は、互いに対向するように位置決めされた２つの回転ロールを含むことができる。しかし、別の実施形態では、回転ロールは、移動ベルトに対向するように位置決めすることができる。
【００２９】
本発明のせん断−カレンダ加工装置に用いられる回転ロールの外面は、金属から又はポリウレタンのようなポリマー材料から形成することができる。例えば、一実施形態では、第１の回転ロールは、金属表面を有することができ、対向するロールは、圧縮可能な表面を有することができる。代替的に、両方のロールをポリマー材料で作られた圧縮可能表面で作ることもできる。同様に、せん断−カレンダ加工装置がベルトを含む時は、ベルトも金属又はポリマー材料から作ることができる。
【００３０】
上述のように、せん断−カレンダ加工装置のニップを形成する２つの対向する表面は、異なる速度で移動する。例えば、２つの対向する表面は、約５％と約１００％の間の速度差、詳細には、約５％と４０％の間の速度差、より詳細には、約１５％と約２５％の間の速度差で移動することができる。本明細書で用いる場合、速度差とは、ライン速度とライン速度で走らないベルト又はロール速度との間の速度差をライン速度で割って百分率比で表し、どちらのロール又はベルトが速い速度で走っているか否かに関係なく正の数で表したものである。
【００３１】
ティッシュウェブが通って送られるニップは、閉じたニップとすることができ、又は間隙を含むことができる。例えば、ニップは、装置を通して供給されるウェブの厚みの約２％から約２５％の間隙を有することができる。間隙が閉じている場合は、ニップは、２つの対向するロール間のニップ負荷力になるように制御される。
本発明の他の特徴及び態様をより詳細に以下に示す。
当業者に対する本発明の最良の態様を含む完全で実行可能な本発明の開示は、添付図面の参照を含む本明細書においてより具体的に説明される。
本明細書及び図面の参照符号の反復使用は、本発明の同じか又は類似の特徴又は要素を表すものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
ここで論ずるのは単に例示的な実施形態の説明であり、本発明の広範囲な態様を限定するものではなく、この広範囲な態様は、例示的な構成に組み込まれていることを当業者は理解するものとする。
一般的に、本発明は、螺旋状に巻いた単一プライ又は多重プライティッシュ製品を生成するための工程に関する。本発明の工程を通して、螺旋状に巻いた製品は、従来技術の構成よりも種々に改善された独特の組合せの特性を有する。例えば、本発明に従って作られた単一プライの螺旋状の巻き製品は、多重プライで作られた巻きティッシュ製品に類似の特性を有する。一実施形態では、改善された特性を有する多重プライティッシュ製品を形成することができる。より詳細には、本発明による巻き製品は、消費者が望む量のロール堅さ及び嵩を有するが、依然として優れたシート柔らかさ及び強度特性を維持する。
【００３３】
例えば、本発明に従って作られた単一プライロール製品のＫｅｒｓｈａｗロール堅さは、約７．８ｍｍよりも小さく、例えば、約７．６ｍｍとすることができる。１つの特定実施形態では、例えば、Ｋｅｒｓｈａｗロール堅さは、約７．３ｍｍよりも小さく、例えば、約７．０ｍｍよりも小さいものとすることができる。上述のロール堅さの範囲においては、本発明に従って作られたロールは、用途によっては消費者に望まれない場合がある過度の柔らかさ及び「弱々しさ」を示さない。
【００３４】
過去においては、上述のロール堅さのレベルでは、単一プライティッシュ製品には、ロール嵩が小さく及び／又はシート柔らかさ特性が不良である傾向があった。しかし、本発明に従って作られた単一プライウェブは、張力下で螺旋状に巻く場合でも、ウェブのロール嵩を少なくとも１０．０ｃｃ／ｇ、例えば、少なくとも１２ｃｃ／ｇに維持することができるように生成することができる。例えば、本発明に従って作られた螺旋状に巻いた製品のロール嵩は、依然として優れたシート柔らかさを維持しながら、約１３ｃｃ／ｇより大きく、例えば、約１４ｃｃ／ｇよりも大きいとすることができる。
【００３５】
例えば、本発明の螺旋状に巻いたベースウェブは、巻いた時に比較的高度のファズ・オン・エッジ特性を維持することが見出された。本明細書で用いる場合、ファズ・オン・エッジ試験は、一般的に、シートから突出するベースウェブの表面に存在する繊維の量を測定する試験である。ベースウェブのファズ・オン・エッジが大きければ、ベースウェブの感触が柔らかくなる。より詳細には、ファズ・オン・エッジは、ウェブの表面のｚ方向のより多くの数の繊維に対応し、これは、「毛羽立った」柔らかい感触をもたらす。例えば、本発明に従って作られた螺旋状に巻いた単一プライベースウェブのファズ・オン・エッジ値は、ウェブの少なくとも片側で１．７ｍｍ／ｍｍ又はそれ以上、例えば、約２．０ｍｍ／ｍｍ又はそれ以上とすることができる。例えば、一実施形態では、ベースウェブのファズ・オン・エッジ値は、約２．５ｍｍ／ｍｍよりも大きいとすることができ、別の実施形態では、ベースウェブのファズ・オン・エッジ値は、ウェブの少なくとも片側で３．０ｍｍ／ｍｍよりも大きいとすることができる。
【００３６】
本発明に従って作られた単一プライティッシュ製品の坪量は、特定的な用途により様々とすることができる。例えば、製品の坪量は、約２５ｇｓｍ（完全乾燥）より大きく、例えば、約３０ｇｓｍ（完全乾燥）よりも大きいものとすることができる。一実施形態では、例えば、ベースウェブの坪量は、約３２ｇｓｍ（完全乾燥）又は約３６ｇｓｍ（完全乾燥）よりも大きいものとすることができる。
上述のように、本発明に従って作られた単一プライティッシュ製品は、強度値も比較的高い。例えば、上述の特性と組み合わせて、単一プライウェブの幾何平均引張強度は、約５５０グラム／３インチ又はそれ以上、例えば、約６００グラム／３インチよりも大きいとすることができる。特定的な実施形態では、ティッシュウェブの強度は、約７００グラム／３インチより大きく、又は約７５０グラム／３インチよりも大きいとすることができる。
【００３７】
単一プライ製品に加え、本発明は、螺旋状に巻いてロールにした多重プライティッシュ製品の形成にも関する。多重プライティッシュ製品の幾何平均引張強度は、上述したものと同じか又はそれ以上とすることができる。多重プライティッシュロールのＫｅｒｓｈａｗロール堅さは、約９．０ｍｍよりも小さく、例えば、約８．５ｍｍよりも小さく、約８．０ｍｍよりも小さく、約７．５ｍｍよりも小さく、又は約７．０ｍｍよりも小さいとすることができる。多重プライ製品のロール嵩は、約９ｃｃ／ｇより大きく、例えば、約９．５ｃｃ／ｇより大きく、約１０．０ｃｃ／ｇより大きく、約１０．５ｃｃ／ｇより大きく、約１１．０ｃｃ／ｇより大きく、約１２．０ｃｃ／ｇより大きく、又は約１３．０ｃｃ／ｇよりも大きいとすることができる。多重プライティッシュは、ファズ・オン・エッジが約２．０ｍｍ／ｍｍより大きく、例えば、約２．２ｍｍ／ｍｍより大きく、約２．４ｍｍ／ｍｍより大きく、又は約２．６ｍｍ／ｍｍよりも大きい少なくとも１つの外部側面を有することができる。一実施形態では、ティッシュの外部側面の両方は、上述のファズ・オン・エッジ特性を有することができる。
【００３８】
本発明に従って作られた多重プライティッシュの坪量は、一般的に、約３５ｇｓｍ（完全乾燥）よりも大きくすることができる。例えば、様々な実施形態では、坪量は、約３５ｇｓｍから約１２０ｇｓｍ、例えば、約４０ｇｓｍから約８０ｇｓｍの間で変えることができる。他の実施形態では、多重プライティッシュの坪量は、約４５ｇｓｍ（完全乾燥）より大きく、例えば、約５０ｇｓｍ（完全乾燥）よりも大きいものとすることができる。
本発明の工程で用いることができるベースウェブは、特定的な用途により変えることができる。一般的に、本発明の工程には、適切に作られた任意のベースウェブを用いることができる。更に、ウェブは、任意の適切な種類の繊維で作ることができる。例えば、ベースウェブは、パルプ繊維、他の天然繊維、合成繊維などで作ることができる。
【００３９】
本発明の目的に有用な製紙繊維には、製紙に有用であることが公知の任意のセルロース繊維、特にティッシュペーパー、トイレットペーパー、ペーパータオル、食事用ナプキンなどのような比較的低密度の紙を作るのに有用な繊維が含まれる。適切な繊維には、バージン軟材及び硬材繊維、及び、二次又は再利用セルロース繊維、及びその混合物が含まれる。特に適切な硬材繊維には、ユーカリ及びカエデ繊維が含まれる。本明細書で用いる場合、二次繊維とは、物理的、化学的、又は機械的手段を通じてその本来のマトリックスから予め単離され、更に、繊維ウェブに形成され、水分含量が約１０重量パーセント又はそれ以下になるまで乾燥させ、続いて何らかの物理的、化学的、又は機械的手段でそのウェブマトリックスから再び単離された任意のセルロース繊維を意味する。
【００４０】
本発明に従って作られる紙ウェブは、均質な繊維供給物から作ることができ、又は、単一又は多重プライ製品内に層を生成する層状繊維供給物から形成することができる。層状ベースウェブは、多層ヘッドボックスのような当業技術で公知の機器を用いて形成することができる。ベースウェブの強度及び柔らかさの両方は、層状ヘッドボックスから生成されたもののような層状ティッシュを通じて望むように調節することができる。
【００４１】
例えば、望ましい特性を有する層を生成するために、各層に異なる繊維供給物を用いることができる。例えば、軟材繊維を含む層は、硬材繊維を含む層よりも引張強度が大きい。一方、硬材繊維は、ウェブの柔らかさを増大させることができる。一実施形態では、本発明の単一プライベースウェブは、第１の外側層及び主に硬材繊維を含む第２の外側層を含む。硬材繊維は、必要に応じて約１０重量％までの量の紙破砕物及び／又は約１０重量％までの量の軟材繊維と混合することができる。ベースウェブは、第１の外側層と第２の外側層の間に位置決めされた中間層を更に含む。中間層は、主に軟材繊維を含むことができる。必要に応じて、高収量繊維又は合成繊維のような他の繊維に約１０重量％までの量の軟材繊維を混合することができる。
層状繊維供給物でウェブを構成する場合には、各層の相対重量は、特定的な用途によって様々とすることができる。例えば、一実施形態では、３層を含むウェブを構成する場合には、各層は、ウェブの総重量の約１５％から約４０％、例えば、ウェブの重量の約２５％から約３５％とすることができる。
【００４２】
上述のように、本発明のティッシュ製品は、一般的に、当業技術で公知の様々な製紙工程の何れかにより形成することができる。実際、本発明には、紙ウェブを形成することができるあらゆる工程を用いることができる。例えば、本発明の製紙工程には、接着剤しぼ寄せ、湿潤しぼ寄せ、二重しぼ寄せ、エンボス加工、湿式プレス、空気プレス、通気乾燥、しぼ寄せ通気乾燥、非しぼ寄せ通気乾燥、及び、紙ウェブを形成する他の段階を用いることができる。このような技術のいくつかの例は、Ｃｏｏｋ他に付与された米国特許第５，０４８，５８９号、Ｓｕｄａｌｌ他に付与された第５，３９９，４１２号、Ｆａｒｒｉｎｇｔｏｎ，Ｊｒ．に付与された第５，１２９，９８８号、及びＥｄｗａｒｄｓ他に付与された第５，４９４，５５４号に開示されており、これらの特許は、本明細書においてその全ての目的に対して全内容が引用により組み込まれている。多重プライティッシュ製品を形成する場合には、必要に応じて、同一の工程又は異なる工程で別々のプライを形成することができる。
例えば、ウェブはパルプ繊維を含むことができ、従来の製紙技術により湿式堆積工程で形成することができる。湿式堆積工程では、繊維供給物を水と組み合わせて水性懸濁液を形成する。水性懸濁液をワイヤ又はフェルト上に広げて乾燥し、ウェブを形成する。
【００４３】
一実施形態では、ベースウェブは非しぼ寄せ通気乾燥工程で形成される。図１を参照すると、この実施形態による非しぼ寄せ通気乾燥シートを作る方法を示す概略工程流れ図が示されている。ここに示すのは、形成布１３上に製紙繊維の水性懸濁液の流れ１１を注入又は堆積する製紙ヘッドボックス１０を有する対を成すワイヤ形成装置であり、この形成布１３は、稠度が約１０乾燥重量パーセントになるまでウェブが部分的に脱水される時の工程の下流に新しく形成される湿潤ウェブを支持して運ぶ働きをする。より詳細には、繊維の懸濁液は、形成ロール１４と別の脱水布１２との間の形成布１３上に堆積される。湿潤ウェブは、形成布で支持しながら真空吸引等により更に脱水することができる。
【００４４】
次に、ウェブの延伸性を増大させるために、湿潤ウェブを形成布から形成布よりも遅い速度で進行する移送布１７に移送する。移送は、湿潤ウェブが圧縮されないように真空シュー１８及びキス移送の助けを借りて行うことが好ましい。
次に、真空移送ロール２０又は真空移送シューの助けを用いて、ウェブを移送布から通気乾燥布１９まで移送する。通気乾燥布は、移送布とほぼ同じか又は異なる速度で進行することができる。必要に応じて、通気乾燥布を遅い速度で移動させ、更に延伸性を促進することができる。移送は、好ましくは真空の助けを借りて行い、シートを確実に通気乾燥布の外形に適合させることにより望ましい嵩及び外観をもたらす。
【００４５】
ウェブ移送に用いる真空のレベルは、例えば、約３から約１５インチ水銀（７５から約３８０ミリメートル水銀）、例えば、約５インチ（１２５ミリメートル）水銀とすることができる。真空シュー（負の圧力）は、ウェブの反対側からの正の圧力を用いて補うか又は置き換えられ、真空で次の布上に吸い付けることに追加するか又はその代替としてウェブを次の布上に吹き付けることができる。また、真空ロール又は複数のロールを用いて、真空シューを置き換えることができる。
【００４６】
移送の間にウェブに印加される真空の量は、シートにピン穴が形成されることを最小限にするか又は完全に避ける量とすべきである。より詳細には、真空レベルは、過剰なピン穴を紙ウェブに引き抜かないように十分に低レベルに維持することができる。嵩高いティッシュを生成しようとする間は、一般的に高レベルの真空が好ましい。しかし、真空レベルは、依然として嵩を最大にする一方でピン穴の形成を避けるように調節すべきである。この点に関して、本発明に従って作られたティッシュウェブは、ピン穴を形成することなく形成することができる。
【００４７】
通気乾燥布に支持されながら、ウェブは、スルードライヤ２１により稠度約９４パーセント又はそれ以上まで乾燥させ、その後キャリア布２２に移送される。乾燥ベースシート２３は、キャリア布２２及び任意的にキャリア布２５を用いてリール２４に運ばれる。任意的な加圧回転ロール２６を用いて、ウェブのキャリア布２２から布２５への移送を容易にすることができる。この目的に適切なキャリア布は、アルバニー・インターナショナル８４Ｍ又は９４Ｍ、及びアステン９５９又は９３７であり、これらは全て、細かい模様を有する比較的滑らかな布である。
【００４８】
時にデボンダと呼ばれる柔軟剤を用いてティッシュ製品の柔らかさを向上させることができ、このような柔軟剤は、繊維の水性懸濁液の形成の前、途中、又は後に組み込むことができる。また、このような薬剤は、形成後の濡れている間に噴霧又は印刷することができる。適切な薬剤には、以下に限定されるものではないが、脂肪酸、ろう、第４アンモニウム塩、ジメチル（水素化牛脂）アンモニウムクロリド、第４アンモニウムメチルスルフェート、カルボキシル化ポリエチレン、コカミドジエタノールアミン、ココベタイン、ラウリル硫酸ナトリウム、部分エトキシル化第４アンモニウム塩、ジステアリルジメチルアンモニウムクロリド、ポリシロキサン等が含まれる。適切な市販の化学柔軟剤の例には、以下に限定されるものではないが、エカ・ノーベル・インコーポレーテッド製のベロセル５９６及び５８４（第４アンモニウム化合物）、シェレックス・ケミカル・カンパニー製のアドゲン４４２（ジメチル水素化牛脂アンモニウムクロリド）、クウェーカー・ケミカル・カンパニー製のクウェソフト２０３（第４アンモニウム塩）、及びアクゾ・ケミカル・カンパニー製のアークウァド２ＨＴ−７５（ジ（水素化牛脂）ジメチルアンモニウムクロリド）が含まれる。柔軟剤の適切な量は、選択した化学種及び目標とする結果で大きく変動する。このような量は、繊維の重量に基づいて、以下に限定されるものではないが、約０．０５から約１重量パーセント、より詳細には、約０．２５から約０．７５重量パーセント、より詳細には、約０．５重量パーセントとすることができる。
【００４９】
本発明のティッシュを製造する際には、シートの滑らかさを改善するため及び／又は十分な延伸性を付与するために移送布を含むことが好ましい。本明細書で用いる場合、「移送布」とは、ウェブ製造工程の形成区域と乾燥区域の間に位置決めされた布である。布は、ウェブを滑らかにするために比較的滑らかな表面外形を有することができるが、急速移送の間にウェブを捕捉して接触を維持するのに十分なきめを有するべきである。ウェブの形成布から移送布までの移送は、ウェブがティッシュのキャリパー又は嵩を保ち及び／又は布の損耗を最小にするために、２つの布の間に実質的に圧縮されない「固定間隙」移送、つまり「キス」移送で行うことが好ましい。
【００５０】
ティッシュに延伸性を付与するために、湿潤ウェブの移送の１つ又はそれ以上の地点で布間に速度差が生じる。この工程は、急速移送として公知である。形成布と移送布の間の速度差は、約５から約７５パーセント又はそれ以上、例えば、約１０から約３５パーセントとすることができる。例えば、一実施形態では、速度差は、遅い方の移送布の速度に基づき約１５から約２５パーセントとすることができる。最適な速度差は、製造する製品の特定的な種類を含む様々な因子に基づくことになる。上述のように、ウェブに付与される延伸性の増加は、速度差に比例する。例えば、坪量が約３０グラム／平方メートルの単一プライの非しぼ寄せ通気乾燥トイレットペーパーでは、形成布と移送布の間に約２０から約３０パーセントの速度差があれば、最終的な製品に約１５から約２５パーセントの延伸性を生じる。延伸性は、乾燥前に、湿潤ウェブの単一速度差移送又は２つ又はそれ以上の速度差移送を用いてウェブに付与することができる。従って、１つ又はそれ以上の移送布が存在することができる。従って、ウェブに付与される延伸性の量は、１つ、２つ、３つ、又はそれ以上の速度差移送に分割することができる。
【００５１】
ウェブは、好ましくは、確実に肉眼的に再配列して望ましい嵩及び外観にするために、真空の助けを借りて最終的に乾燥するための通気乾燥布に移送される。別々の移送及び通気乾燥布を用いると、２つの布を重要な製品要件に独立に対処するように特に設計することができるので、様々な利点を得ることができる。例えば、移送布は、一般的に、高度急速移送レベルを高度ＭＤ引き伸ばしに効率的に変換することができるように最適化され、通気乾燥布は、嵩及びＣＤ延伸性を与えるように設計される。従って、中程度に粗く、中程度に三次元の移送布及び最適な構成では、かなり粗くて三次元の通気乾燥布を有することが有用である。その結果、比較的滑らかなシートに移送区域が残され、次に、それが（真空の助けを借りて）肉眼的に再配列され、通気乾燥布に嵩高く高度ＣＤ延伸表面形態を生じる。シート表面形態は、移送から通気乾燥布に完全に変化し、繊維が肉眼的に再配列され、これには、かなりの繊維−繊維移動が含まれる。
【００５２】
乾燥工程は、湿潤ウェブの嵩又は厚みを保つ傾向がある任意の非圧縮性乾燥法とすることができ、これには、以下に限定されるものではないが、通気乾燥、赤外線照射、マイクロ波乾燥などを含む。市販されており実用的であることにより、通気乾燥が公知であり、本発明の目的で非圧縮的にウェブを乾燥するのに最も良く用いられる手段の１つである。適切な通気乾燥布には、以下に限定されるものではないが、アステン９２０Ａ及び９３７Ａ、及び、ベロスターＰ８００及び１０３Ａが含まれる。付加的な適切な通気乾燥布には、本明細書において本明細書と矛盾しない範囲で引用により組み込まれている米国特許第５，４２９，６８６号に開示されているもののような彫刻層及び耐荷重層を有する布が含まれる。ウェブは、ヤンキー乾燥機の表面に押し付けられることなく、その後、しぼ寄せされることもなく通気乾燥布上で最終的な乾燥度まで乾燥させることが好ましい。
【００５３】
ウェブを形成して乾燥した後、本発明のティッシュ製品は、形成したベースウェブを最終的な包装にするために巻いてロールにする変換工程を受ける。この変換工程の前又は途中に、本発明によれば、ティッシュ製品のベースウェブには、十分な引張強度を維持しながら毛羽立ちの量（ファズ・オン・エッジ値）を高度にするためにせん断−カレンダ加工工程を行う。このせん断−カレンダ加工工程では、ウェブに同時に圧縮及びせん断を行い、ベースウェブの繊維間に形成された結合のいくつかを実質的に破壊する。ベースウェブのファズ・オン・エッジ特性、従って、ティッシュ製品の感知される柔らかさは、引張強度又はティッシュ製品の他の特性を何ら大きく犠牲にすることなく増大する。用途によっては、ティッシュウェブの嵩をほとんど維持することができる。最低限でも、この工程を通して、シートが巻かれた後に従来のカレンダ加工よりも多くの量の嵩がシートに残る。このようにシート嵩が高いことは、必要なシート柔らかさを維持しながら固定堅さで製品ロール嵩が高いということで示される。
【００５４】
本発明に用いるためのせん断−カレンダ加工装置の２つの例は、ロール−ギャップカレンダ加工及びロール−ベルトせん断である。これらの両例を以下により詳細に説明する。しかし、本発明は、これらの２種のせん断−カレンダ加工工程又は装置に限定されるものではなく、ティッシュ製品の柔らかさを増大させる変換段階の前又はその途中に他の方法を含むことが想定されている。
ロール−ギャップカレンダ加工により、カレンダニップは、比較的低度の圧縮レベルで平面内せん断をベースウェブに付与し、従来のカレンダ加工よりも高度な毛羽立ち及び高度なキャリパーを達成することによって嵩高をもたらす。図２を参照すると、ロール−ギャップ装置５０の一実施形態が示されている。一般的に、ロール−ギャップカレンダ加工には、ベースウェブ５６を圧縮してせん断する２つのカレンダ加工ロール５２及び５４が用いられる。ベースウェブ５６に接触するカレンダ加工ロール５２及び５４の表面５８及び６０には、紙、布、鋼鉄又は鋳鉄のような金属、又はポリウレタン、天然ゴム（硬質又は軟質）、合成ゴム、エラストマー材料などのようなポリマー材料を含む多くの材料を含むことができる。更に、ロール表面は、滑らかとすることも、粗面とすることも、エッチングされることも可能である。一実施形態では、カレンダ加工ロール５２及び５４の両方の表面５８及び６０は、ポリマー材料を含む。別の実施形態では、カレンダ加工ロールの一方の表面は鋼鉄であり、他方の表面はポリマー材料を含む。
【００５５】
カレンダ加工は、ベースウェブ５６を圧縮することにより達成される。２つのカレンダ加工ロール５２及び５４は、ベースウェブの厚みの約２％と約２５％の間の範囲でニップに間隙を形成する。しかし、せん断−カレンダ加工は、２つのカレンダ加工ロール間の間隙を用いることなく達成することができる。代替的に、２つのロールの表面を互いに押し付けて、間隙よりも高圧でベースウェブを圧縮する圧力を表面間に形成することができる。しかし、ウェブの負荷設定及びｚ方向特性によっては、間隙態様と同じか又はそれよりも小さい圧力でニップ態様を行うことが可能である。
【００５６】
両カレンダ加工ロール５２及び５４は、各表面５８及び６０がベースウェブ５６と同じ方向に移動するように回転する。例えば、図２に示す実施形態では、ベースウェブ５６は、巻き戻しロール６２からロール−ギャップカレンダ加工装置５０を通って移動し、ロール６４に再度巻き付けられる。従って、この実施形態では、カレンダ加工ロール５２が反時計回りに回転し、カレンダ加工ロール５４が時計回りに回転する。
【００５７】
カレンダロール５２及び５４の各接触表面５８及び６０間の速度差を大きくすることにより、高度のせん断が達成される。ウェブに接触する表面間の速度差は、任意の手段で入手することができる。例えば、ロールは、同じ直径を有して異なる速度で回転することができる。代替的に、ロールは、異なる直径を有して同じ速度で回転することができ、すなわち、ロールの表面速度は、ロール直径の差のために異なっている。
【００５８】
カレンダ加工ロール５２及び５４の何れかの表面５８又は６０は、他方の表面よりも速く移動することができる。表面の一方は、ウェブと同じ速度で移動し、従って、ウェブを捕捉又は運んでいるといわれる。どちらのロールがベースウェブを運んでいるかにより、異なる速度で移動する他方のロールは、ウェブに対してせん断力を発生する。運搬表面は、ベースウェブ５６と共に同じ速度で移動し、他方の表面は、運搬表面よりも約５％と約１００％の間だけ速く又は遅く移動する。図２の特定的な実施形態は、カレンダ加工ロール５２がベースウェブを運んでいるところを示す。従って、この実施形態では、ロール５２の表面５８は、ベースウェブ５６と同じ速度で移動し、ロール５４の表面６０は、説明した速度差だけベースウェブ５６よりも速いか又は遅い速度で移動する。望ましくは、ウェブの速度は、運搬又は捕捉ロールの速度に符合する。せん断点で運搬ロールにウェブを巻き付けるか又は接触させると、ウェブがせん断ロールによりせん断される時に、ウェブが滑らないようにするのを助けることになる。好ましくは、ニップ出口での巻き付け角度は、１０と４５度の間である。
【００５９】
表面５８及び６０間の速度差は、約５％と約１００％の間とすることができる。両表面５８及び６０がエラストマーを含む場合には、２つのカレンダ加工ロール間の速度差は、約７％と約４０％の間、例えば、約７％と約１５％の間とすることができる。代替的に、表面５８がエラストマーを含み、表面６０が鋼鉄を含む場合には、表面間の速度差は、７％と約４０％の間、例えば、約１５％と約２５％の間とすることができる。
【００６０】
これよりも速く又は遅く移動するせん断−カレンダ加工表面に接触するベースウェブ５６の側面は、一般的にウェブの布側といわれ、運搬表面に接触するベースウェブ５６の側面は、一般的にウェブの空気側といわれる。従って、図２に示す実施形態では、ベースウェブ５６の上側が空気側であり、下側が布側である。ウェブの両側に更に望ましいファズ・オン・エッジ特性を達成するために、ベースウェブ５６は、任意的に、ウェブの目標とする側のせん断に向けられたせん断−カレンダ加工工程を受けることができる。例えば、せん断を受けるウェブの目標とする側の反対側は、運搬ロール表面に接触するであろう。
【００６１】
非しぼ寄せの通気乾燥ベースウェブでは、布側（ドライヤ布に接触するウェブの側）は、せん断工程で処理する前でも一般的に空気側よりも柔らかい。せん断工程は、上述のように、空気側を比較的変化させずに布側を更に柔らかくする傾向がある。この理由で、ファズ・オン・エッジ値は、本明細書に説明するようにウェブの柔らかい側に対するものであり、これは、この場合は布側である。
巻いた製品では、消費者に向く最も柔らかい側で製品を巻くと有利であることが多く、従って、この側面の柔らかさを増大させるせん断工程が好ましい。しかし、布側ではなくウェブの空気側を処理することも可能であり、この実施形態では、空気側の柔らかさを布側の柔らかさよりも高いレベルまで増大させることも可能であろう。
【００６２】
ロール−ベルトせん断は、別の種類のせん断工程である。ロール−ベルトせん断は、積極的せん断を通してベースウェブの表面に働き、ベルト張力とベルトの種類とを調節することで、キャリパー及び従って嵩を制御する機能を有する。ベルトとロールの間の速度差により平面内せん断が達成される。ベルト張力は、ベースウェブをカレンダ加工し、並びにベースウェブをせん断するのに役立つことができる圧力をシート上に発生する。
【００６３】
図３に示すロール−ベルト装置７０の一実施形態を全体的に参照して、ロール−ベルトせん断工程を一般的に説明する。一般的に、ベースウェブ７２は、ロール７４及びベルト７６により圧縮されてせん断される。ロール７４及びベルト７６の両表面７８は、ベースウェブ７２と同じ方向に移動する。従って、図３に示した実施形態では、ベースウェブは、ＡからＢ（左から右方向）に進行し、従って、ロール７４は時計方向に回転し、ベルト７６は、反時計回りにローラ８０の周りを回転する。
【００６４】
ベルト７６は、多くの様々な材料で作ることができる。例えば、ベルトは、織又は不織布、ゴムベルト、フェルトのような布様ベルト、金属ワイヤベルト等とすることができる。また、ベルト７６の表面は、滑らかとすることも、きめを有することも、粗面とすることも、エッチングすることもできる。同様に、ロール７４は、鋼のような金属、鋼鉄上にコーティングしたタングステンカーバイドのような、物質でコーティングした金属、又はポリウレタン、天然ゴム（軟質又は硬質）、合成ゴム、エラストマー材料などのようなポリマー材料を有する多くの材料を含むことができる。また、ロールの表面は、滑らかとすることも、粗面とすることも、エッチングすることもできる。
【００６５】
ベルト７６は、ローラ８０の周りに張力を有する。ベルト７６の張力は、Ｈｕｙｃｋ張力測定装置で測定し、当業技術で公知のＨｕｙｃｋ単位で記録することができる。ロール−ベルトせん断の目的においては、ベルト７６の張力は、約４５Ｈｕｙｃｋと約９５Ｈｕｙｃｋの間、例えば、約５０Ｈｕｙｃｋと約８０Ｈｕｙｃｋの間とすることができる。例えば、一実施形態では、張力は、約６０Ｈｕｙｃｋと約７０Ｈｕｙｃｋの間とすることができる。ローラ８０の数及び配置は、ロール−ベルトせん断装置が相応に機能することができる任意の構成とすることができる。
【００６６】
ロール７４とベルト７６の間のニップでは、約０．０から０．００５インチの間隙が存在することができ、ロール及びベルトを互いに押し付けることができる。しかし、間隙距離は、せん断するウェブによって決まる。また、ロール７４又はベルト７６の何れかが他方よりも速く移動することができる。ロール７４とベルト７６の間の速度差は、約５％と約１００％の間、例えば、約７％と約５０％の間とすることができる。例えば、一実施形態では、速度差は、約１０％と約２０％の間とすることができる。しかし、ニップの摩擦の量によっては、望ましい結果を得るために速度差を様々にすることができる。
【００６７】
ベルト７６又はロール７４とベースウェブ７２の間の摩擦係数、及びベルトによりウェブが保持される程度によっては、ロール７４又はベルト７６の何れかが他方よりも速く移動することができる。何れの側がシートを捕捉するかによっては、せん断は、主にシートの反対側を毛羽立たせることになる。せん断する側は、捕捉側よりも速いか又は遅く移動することができる。従って、ロール−ベルトせん断には、１）ロールがシートを捕捉し、ロールの方が速く進む、２）ロールがシートを捕捉し、ベルトの方が速く進む、３）ベルトがシートを捕捉し、ロールの方が速く進む、及び４）ベルトがシートを捕捉し、ベルトの方が速く進む、という４つの異なる可能性のある実施形態が存在する。
望ましくは、ウェブの速度は、表面を運搬又は捕捉する速度に符合する。ニップ後のウェブと運搬表面の間の接触を延長すると、せん断ロール又はベルトによりせん断される時にウェブが滑らないようになる。好ましくは、ニップが出る時の全巻き角は、１０と４５度の間である。
【００６８】
図３に示すようなロール−ベルトせん断装置７０を作用させた後に、一実施形態では、十分な張力下でベースウェブを再び巻き、望ましい堅さレベルのロールを生成することができる。再び巻く前に、ベースウェブには、必要に応じて様々な他の仕上げ工程を受けさせることができる。
単一プライの用途では、図２及び図３に示すロール−ギャップせん断装置又はロール−ベルトせん断装置のようなベースウェブがせん断−カレンダ加工装置と接触した後に、ベースウェブは、Ｋｅｒｓｈａｗ堅さが約７．８ｍｍよりも小さく、詳細には、約７．６ｍｍよりも小さく、より詳細には、約７．３ｍｍよりも小さいロールに巻かれる。例えば、一実施形態では、Ｋｅｒｓｈａｗ堅さは、７．０ｍｍよりも小さいとすることができる。本発明人は、上述の堅さレベルでも、上述のせん断−カレンダ加工装置を用いて生成した巻き製品は、依然として優れた柔らかさレベルを維持することを発見した。より詳細には、本発明に従って作られたベースウェブのファズ・オン・エッジは、約１．７ｍｍ／ｍｍより大きく、詳細には、約２．０ｍｍ／ｍｍより大きく、より詳細には、約２．５ｍｍ／ｍｍよりも大きいとすることができる。例えば、一実施形態では、本発明に従って作られたベースウェブのファズ・オン・エッジは、約３．０ｍｍ／ｍｍより大きく、例えば、３．５ｍｍ／ｍｍよりも大きいとすることができる。これらのファズ・オン・エッジ値は、包装のためにウェブが最終的なロールに巻かれた後のベースウェブに存在することができる。
【００６９】
ファズ・オン・エッジ値を増大させることに加え、本発明のせん断−カレンダ加工装置では、巻いた後でもウェブの嵩を保つことができると考えられる。例えば、本発明に従って作られた単一プライロール製品のロール嵩は、約１１．５ｃｃ／ｇより大きく、詳細には、約１２ｃｃ／ｇより大きく、より詳細には、約１３ｃｃ／ｇよりも大きいとすることができる。一実施形態では、例えば、ロールは、シート柔らかさが良好でロール堅さが高度であるようにしながら、嵩が約１４ｃｃ／ｇよりも大きくなるように形成することができると考えられる。
【００７０】
本発明に従って作られたロール製品は、様々な坪量及び強度値で上述の特性を示すことができる。例えば、単一プライベースウェブの坪量は、約２５ｇｓｍ完全乾燥より大きく、詳細には、約３２ｇｓｍ完全乾燥より大きく、より詳細には、約３４ｇｓｍ完全乾燥よりも大きいとすることができる。一般的に、坪量は、生成する特定的な製品に応じて様々とされることになる。例えば、トイレットペーパーは、一般的に、ペーパータオルよりも遥かに低い坪量を有する。例えば、単一プライトイレットペーパーの坪量は、約２５ｇｓｍ完全乾燥から約４５ｇｓｍ完全乾燥とすることができ、１プライペーパータオルの坪量は、約３２から約７０ｇｓｍ完全乾燥とすることができる。
【００７１】
本発明により形成されたベースウェブの幾何平均引張強度は、約６００グラム／３インチより大きく、詳細には、約６５０グラム／３インチより大きく、より詳細には、約７００グラム／３インチよりも大きいとすることができる。
幾何平均引張強度は、ウェブの坪量、ウェブが生成される方法、及びウェブを形成するのに用いる繊維供給物により様々とされることになる。例えば、いくつかの実施形態では、ウェブの幾何平均引張強度は、７５０グラム／３インチよりも大きいとすることができる。
【００７２】
単一プライ製品に加え、本発明の工程は、多重プライティッシュ製品を形成するのにもよく適するものである。多重プライティッシュ製品は、２プライ、３プライ、又はそれ以上の数のプライを含むことができる。多重プライティッシュを形成する場合には、少なくとも１プライに対して、例えば図２及び図３に示すようなせん断間隙カレンダ加工工程を行う。
１つの特定実施形態では、２プライロールティッシュ製品が本発明により形成され、この場合、両方のプライにせん断間隙カレンダ加工工程が行われる。例えば、図７を参照すると、本発明により多重プライティッシュを形成する工程の一実施形態が示されている。図示のように、第１のプライ４００は、第１の供給ロール４０２から巻き戻される。図示のように、第１のプライ４００は、次に、図２に示すものと同様の全体的に４０４で示されるロール−ギャップカレンダ加工装置に送られる。しかし、ロール−ベルトせん断装置を用いることもできることは理解されるものとする。図７に示すように、ロール−ギャップカレンダ加工装置４０４には、カレンダ加工ロール４０６及び４０８が含まれる。図２に示す実施形態を参照して上述したように、カレンダ加工ロール４０６及び４０８は、異なる速度で回転する。例えば、一実施形態では、ロール４０８は、ロール４０６が回転する速度よりも約１０％速い速度で動くことができる。ウェブは、ウェブの布側（ティッシュ機械で製造される間に通気乾燥布に接触する側）が速く移動する方のロールに接触するような向きに配置されることが好ましい。
【００７３】
図７に示すように、第２のプライ４１０も供給ロール４１２から巻き戻される。同様に、カレンダ加工ロール４１６及び４１８を含む全体的に４１４で示すロール−ギャップカレンダ加工装置を通して第２のプライ４１０を送る。ここでもまた、カレンダ加工ロール４１４及び４１６は異なる速度で回転する。ロール−ギャップカレンダ加工装置４１４に送られる時に、プライ４１０は、ウェブの柔らかさ特性を増大させるせん断力を受ける。ここでもまた、ウェブは、ウェブの布側が速く移動する方のロールに接触するような向きに配置されることが好ましい。
【００７４】
ロール−ギャップカレンダ加工装置４０４及び４１４を出た状態で、第１のプライ４００及び第２のプライ４１０は組み合わされ、巻いてロール製品にされる。せん断−カレンダ加工工程の間に、各プライの少なくとも一方の側のファズ・オン・エッジ特性が改善される。一実施形態では、ファズ・オン・エッジ値が大きい方のプライの側面は、多重プライ製品の外面を形成する。
巻いてロールにする前に、第１のプライ４００及び第２のプライ４１０は互いに付着される。一般的に、ウェブを互いに積層する任意の適切な方法を用いることができる。例えば、図７に示すように、工程には、繊維交絡を通してプライを機械的に互いに付着させるしぼ寄せ装置４２０が含まれる。
しかし、別の実施形態では、プライを互いに付着させるために接着剤を用いることができる。一般的に、本発明には、任意の従来の接着剤を用いることができる。
【００７５】
本発明に従って作られた多重プライ製品はまた、多くの従来の製品に比較して特性が改善されていることも見出されている。特に、本発明に従って作られた多重プライティッシュ製品は、様々な他の特性を有すると共に、ロール嵩特性が改善され、ファズ・オン・エッジ特性が増大する。
以下の実施例は、特許請求の範囲を限定することなく本発明の特定的な実施形態を示すことを意図している。
【実施例１】
【００７６】
米国特許第５，９３２，０６８号に記載の方法により、共にボイス・ファブリクス・インコーポレーテッドから供給された「ｔ１２０３−８」通気乾燥布及び「ｔ−８０７−１」移送布を用いて非しぼ寄せ通気乾燥トイレットペーパーを生成した。ベースウェブは、３４％北方軟材クラフト（ＮＳＷＫ）及び６６％クラフトユーカリで作られており、これは、次のような層を有した。すなわち、重量で３３％ユーカリ／３４％ＮＳＷＫ／３３％ユーカリであった。
【００７７】
ユーカリを４．１ｋｇ／ｍｔ活性デボンダで処理し、０と２．５ＨＰＤ／Ｔとの間でＮＳＷＫを精製し、２〜３ｋｇ／ｍｔのＰＡＲＥＺ湿潤強度樹脂を加えた。精製及びＰＡＲＥＺ湿潤強度の付加を変えることにより、様々な引張強度の３つのサンプルを生成した。
２つのスルードライヤに入れる前に、ティッシュをほぼ２６から２８％稠度まで真空脱水し、その後、親ロールの巻き付けの前に、ほぼ１％最終水分までスルードライヤで乾燥した。
次に、標準技術を用いて、詳細には、単一の従来型ポリウレタン／鋼鉄カレンダを用いてティッシュの一部を変換した。カレンダは、シートの空気側に「４０  Ｐ＆Ｊ」ポリウレタンロール、布側に標準鋼鉄ロールを含む。カレンダを標準固定荷重モードで運転し、対照ティッシュロールを生成した。完成製品の直径は１１８ｍｍに固定し、カレンダ加工は、シート数２１０及びシート長さ１０４ｍｍで７．５ｍｍのＫｅｒｓｈａｗロール堅さを生成するように設定した。得られる製品のロール重量がほぼ７８グラムになり、ロール嵩がほぼ１１．８ｃｃ／ｇｒａｍになることを目標とした。
【００７８】
引張強度のみが異なる３つのサンプルを変換した。初期引張強度は、各々、９１４、１０５２、及び１３１１グラム／３インチ幾何平均張力であった。変換後、サンプルのベースシートの物理的特性を試験し、表１に示す結果を得た。最終的な幾何平均引張強度が７０６、８４３、及び１０１９グラム／３インチであるサンプルでは、ファズ・オン・エッジ値は、シートの柔らかい方の布側では、１．６、１．５、及び１．３ｍｍ／ｍｍであった。従って、これらのティッシュロールは、望ましいロールパラメータ（嵩が高く硬いロール）のいくつかは満たすが、このロールで作られたシートは特に柔らかいわけではなかった。
【００７９】
次に、単一ロール−ギャップカレンダを用いて、１３１１グラム／３”幾何平均引張強度のティッシュのサンプルを変換した。カレンダニップは、空気側の「４０  Ｐ＆Ｊ」ポリウレタンロール、及び布側の「４０  Ｐ＆Ｊ」ポリウレタンロールで構成され、固定−間隙モードで運転した。全体的ライン速度６００ｆｐｍで運転される上側ポリウレタンロールよりも１０％速い速度で下側ロールを運転した。また、このティッシュは、目標堅さ７．５ｍｍを用いてシート数２１０のトイレ用ティッシュロールに変換された。得られるロール重量は７６．４グラムであり、従って、ロール嵩は１２．０ｃｃ／ｇｒａｍとなった。このティッシュの最終引張強度は、７５７グラムＧＭＴ、シートの布側のファズ・オン・エッジは、３．５ｍｍ／ｍｍであった。
【００８０】
この製品は、ロール嵩が高く（１２ｃｃ／ｇｒａｍ）、ロールが硬く（７．６ｍｍ堅さ）、ロールを含む１−プライシートが強力である（ＧＭＴ７５７グラム／３インチ）と共に柔らかい（ＦＯＥ３．５ｍｍ／ｍｍ）という点で本発明を代表するものである。本発明のロール及び対照サンプルの特性を以下の表１に示す。
【００８１】
【表１】
2006508279.tif 000007
【実施例２】
【００８２】
上述の実施例１のベースティッシュはまた、ロール−ベルトせん断を用いて変換され、トイレ用ティッシュロールを生成した。これは、「２０５４」布（ボイス・ファブリクス・インコーポレーテッドから供給）を用い、ロールが布よりも速く進行してロールと布の間の速度差が１５％であり、Ｈｕｙｃｋ布張力６５で達成された。この工程では、シートの布側が布に接触し、シートの空気側がロールに接触した。
【００８３】
この製品は、完成ロール製品の規格である直径１１６ｍｍ、目標ロール重量７６ｇ、シート数２１０シート、Ｋｅｒｓｈａｗ堅さ７．５ｍｍ、及びシート長さ１０４ｍｍを満たすように再び変換された。要求されるロール重量が７５．８グラムであるために、得られるロール嵩は、１２．２ｃｃ／ｇであった。
この場合、完成シート幾何平均引張強度は６４４グラムであり、シートの布側のファズ・オン・エッジ値は、１．９３ｍｍ／ｍｍロールであった。この製品は、以下の表２で実施例２と表されるものであり、これも、表１の対照製品に比較される。
【００８４】
【表２】
2006508279.tif 000008
【実施例３】
【００８５】
最後に、以下の表で本発明の製品を現在の市販製品と比較する。表から明らかなように、市販の１−プライトイレットペーパー製品の何れも本発明のサンプル１の特性を持たない。また、従来のカレンダ加工技術との比較を容易にするために第１の対照サンプルも含めている。
【００８６】
【表３】
2006508279.tif 000009
【実施例４】
【００８７】
以下の実施例は、本発明により多重プライティッシュを作る時に生じる改良特性を明らかにする。
米国特許第５，９３２，０６８号に記載の方法により、共にボイス・ファブリクス・インコーポレーテッドから供給された「ｔ−１２０３−８」通気乾燥布及び「ｔ−８０７−１」移送布を用いて非しぼ寄せ通気乾燥トイレットペーパーを生成した。ベースウェブは、北方軟材クラフト（ＮＳＷＫ）及びクラフトユーカリパルプの混合物で作った。各ベースウェブは、中心層が１００％ＮＳＷＫ、両外側層が７５％ユーカリ及び２５％破砕物であり、この破砕物が全体的なティッシュと同じ組成である３層で作られた。
【００８８】
第１のサンプルは、３８．５重量パーセント外側層、２３重量パーセント中心層、及び別の３８．５重量パーセント外側層で作られた。従って、全体的組成は、７１％ユーカリ及び２９％ＮＳＷＫであった。ユーカリ／破砕物層を２．１ｋｇ／ｍｔ活性デボンダで処理し、ＮＳＷＫ層に２．５ｋｇ／ｍｔのＰＡＲＥＺ湿潤強度樹脂を加えた。
最初に、１００％ＮＳＷＫ層の相対重量をティッシュ重量の３４％まで増加させることにより、高度な引張強度を有する第２のサンプルを生成した。従って、繊維スプリットは、３３％、３４％、３３％であり、外側層が、依然として７５％ユーカリ及び２５％破砕物であり、中心層が、依然として１００％ＮＳＷＫであることにより、全体的繊維組成物は、６０．６％ユーカリ及び３９．４％ＮＳＷＫとなった。再び、２．１ｋｇ／ｍｔ活性デボンダをユーカリ層に加え、２．５ｋｇ／ｍｔのＰＡＲＥＺ湿潤強度樹脂をＮＳＷＫ層に加えた。
【００８９】
最後に、第３のサンプルでは、繊維混合物は第２の実施例のまま維持されるが、中心層に０．５ＨＰＤ／Ｔ（馬力日／パルプトン）のこう解を加えて引張強度を増大させた。化学材料添加及び繊維スプリットは、第２の実施例の通りに維持した。
従って、最も張力が小さいサンプルは、２９％ＮＳＷＫ及び７１％ユーカリで生成され、張力が中間のサンプルは、３９．４％ＮＷＳＫ及び６０．６％ユーカリで生成され、張力が最も強いサンプルは、３９．４％精製ＮＳＷＫ及び６０．６％ユーカリで生成された。
３つの場合の全てにおいて、ティッシュは、２つのスルードライヤに入る前にほぼ２６から２８％稠度まで真空脱水し、その後、親ロールに巻く前にスルードライヤでほぼ１％最終水分まで乾燥させた。
【００９０】
次に、標準技術を用い、詳細には、単一の従来型ポリウレタン／鋼鉄カレンダを用いて各３つのティッシュサンプルの一部分を変換した。２つのウェブを１つの２プライウェブにした後にカレンダ加工した。カレンダは、内側プライの布側に「４０  Ｐ＆Ｊ」ポリウレタンロール、外側プライの布側に標準鋼鉄ロールを含む。カレンダは、標準固定荷重モードで運転され、対照ティッシュサンプルを生成した。カレンダ加工の後に、２つのウェブを標準機械的しぼ寄せにより組合せて２プライティッシュを形成し、次に、これを巻いてティッシュロールにした。
完成製品の直径は１２８ｍｍに固定し、カレンダ加工は、Ｋｅｒｓｈａｗロール堅さが８．０ｍｍで、シート数１９０及びシート長さ１０４ｍｍとなるように設定した。得られる製品のロール重量は、ほぼ８８グラムを目標とし、ほぼ１３．０ｃｃ／ｇｒａｍのロール嵩をもたらした。
【００９１】
最初は、ベースシート引張強度（試験した２−プライ）は、各々、１１４０、１３８２、及び１５９５グラム／３インチ幾何平均張力であった。変換後にサンプルベースシートの物理的特性を試験し、表１に示す結果を得た（対照サンプルとラベル付けされている）。最終（変換後）幾何平均引張強度が９１８、１０６１、及び１１５８グラム／３インチであるサンプルで得られるファズ・オン・エッジ値は、完成製品の２プライの外側で、各々、１．７１及び１．３１、１．６０及び１．５４、１．７５及び１．４５ｍｍ／ｍｍであった。
【００９２】
次に、図７に示す配列に類似する二重ロール−ギャップカレンダを用い、各ティッシュベースシートのサンプルを本発明の工程により変換した。各場合において、得られる２−プライ製品の両プライは、別々に、固定間隙モードで運転される空気側の「４０  Ｐ＆Ｊ」ポリウレタンロール及び布側の「４０  Ｐ＆Ｊ」ポリウレタンロールで構成されたニップでカレンダ加工された。両方の場合において、布側ロールは、全体的なライン速度５００ｆｐｍで運転される空気側ポリウレタンロールよりも１０％速い速度で運転した。カレンダ加工後に、標準機械的しぼ寄せで２つのウェブを組み合わせて２−プライティッシュを形成し、次に、これを巻いてティッシュロールにした。
【００９３】
このティッシュはまた、目標堅さ８．０ｍｍでシート数１９０のトイレ用ティッシュロールに変換された。得られるロール重量は８７グラムであり、従って、ロール嵩１３．０ｃｃ／ｇｒａｍが得られた。このティッシュの最終的引張強度は、少なくとも７００グラムＧＭＴであり、ファズ・オン・エッジは、組み合わせた２−プライウェブの外側の少なくとも１つでは２．０ｍｍ／ｍｍよりも大きかった。いくつかの場合では、外側及び内側プライの両方のファズ・オン・エッジ値が、２．０ｍｍ／ｍｍよりも大きかった。
【００９４】
上述のサンプルは、例１から例６として以下の表に示されている。
市販の２−プライトイレットペーパー製品を入手してこれも試験した。特に、プロクター・アンド・ギャンブル・カンパニーの「ＣＨＡＲＭＩＮ  ＵＬＴＲＡ」、キンバリー・クラーク・コーポレーションの「ＣＯＴＴＯＮＥＬＬＥ  ＵＬＴＲＡ」、及びジョージア・パシフィック・カンパニーの「ＮＯＲＴＨＥＲＮ  ＵＬＴＲＡ」が試験された。結果は以下の表に含まれる。
【００９５】
【表４】
2006508279.tif 000010
【００９６】
【表５】
2006508279.tif 000011
【００９７】
【表６】
2006508279.tif 000012
【００９８】
上の表において、「間隙幅」とは、サンプルのカレンダ加工中のカレンダロールの分離を意味する。上述のように、ロール−ギャップカレンダを用いて本発明によるサンプルが生成された。この実施形態では、カレンダロールは、上の表に示すように特定の距離を置いて配置された。
【００９９】
当業者は、特許請求の範囲でより具体的に示す本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明に対する上記及び他の修正及び変形を実施することができる。更に、様々な実施形態の態様は、全体的又は部分的に入れ替えることができることは理解されるべきである。更に、当業者は、以上の説明が単に例示的であり、特許請求の範囲に更に説明されている本発明を制限することは意図していないことを認めるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明に用いる紙ウェブを作る工程の一実施形態の断面図である。
【図２】本発明のせん断−カレンダ加工装置の一実施形態の側面図である。
【図３】本発明に従って作られたせん断−カレンダ加工装置の別の実施形態の側面図である。
【図４】ロール堅さを判断するための装置の斜視図である。
【図５】本明細書に説明するようにファズ・オン・エッジ試験を行うのに用いられる固定具の斜視図である。
【図６】ファズ・オン・エッジ試驗中に行う測定を図式的に示す図である。
【図７】本発明による多重プライティッシュ製品を形成するための工程の一実施形態の側面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
５０  ロール−ギャップ装置
５２、５４  カレンダ加工ロール
５６  ベースウェブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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