로션 티슈

<시간 />

배경

화장지는 현대 사회에서 개인 위생을 위해 광범위하게 사용되는 종이 제품의 한 종류에 속합니다. 이 유형의 다른 제품에는 종이 타월, 냅킨 및 생리대(또는 화장실) 티슈가 포함됩니다. 이 제품은 고흡수성, 부드러움 및 유연성을 갖도록 설계되었습니다. 이러한 쾌적한 촉각 특성은 사용을 고려할 때 페이셜 및 욕실 티슈에 특히 중요합니다. 쾌적한 피부 느낌을 최적화하기 위해 연화제 또는 로션 유형의 성분으로 조직을 개발하여 신체의 섬세한 부분에 마찰 효과를 줄입니다.

이러한 유형의 조직은 셀룰로오스 섬유와 물의 용액으로 부직포를 만들고 시트로 만든 다음 유연제로 코팅하는 공정으로 만들어집니다. 마지막으로 코팅된 천을 개별 티슈로 자르고 접고 포장하여 판매합니다.

조직 부드러움은 유연성이나 강성, 질감 및 마찰 속성과 같은 시트의 물리적 속성을 특징으로 하는 촉각적 지각입니다. 역사적으로 직물의 다른 특성을 방해하지 않고 조직 표면을 부드럽게 하는 것은 어려웠습니다. 예를 들어, 조직 내의 섬유가 상호 작용하는 방식을 방해하여 서로 덜 밀접하게 결합되도록 하는 제제를 추가하여 부드러움을 증가시킬 수 있습니다. 이들은 디본딩 에이전트로 알려져 있습니다. 그러나 이러한 재료는 직물의 인장 강도를 감소시키는 경향이 있으며 접촉 시 피부를 자극할 수 있습니다. 또한 원단을 유성 소재로 코팅하여 부드러움을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 이것은 조직이 흡수할 수 있는 수분의 양을 제한합니다. 사실, 코팅은 직물을 소수성(물을 싫어함)으로 만들어 하수 처리장에서 제대로 처리할 수 없게 만들 수도 있습니다. 또 다른 문제는 일부 코팅재는 티슈를 사용할 수 없을 정도로 직물의 강도를 감소시킬 수 있다는 것입니다. 이 문제를 극복하기 위해 특정 수지를 추가하거나 섬유가 더 잘 결합되도록 하는 기계적 공정을 통해 직물 강도를 높일 수 있습니다. 그러나 강도가 증가하면 직물이 더 뻣뻣해지고 촉감이 거칠어지는 경향이 있습니다. 이러한 문제에 직면하여 조직 제조업체는 소비자가 수용할 수 있는 제품을 만들기 위해 부드러움과 흡수성 및 강도의 균형을 성공적으로 유지하는 방법을 설계했습니다.

원자재

부직포 티슈 페이퍼

티슈 페이퍼는 셀룰로오스 섬유 펄프로 만든 부직포입니다. 티슈 페이퍼 펄프에 사용되는 일반적인 섬유에는 목재(낙엽수 또는 침엽수), 레이온, 사탕수수 줄기(사탕수수 줄기의 일종), 재생종이 등이 있습니다. 이 섬유는 바닥에 빠르게 회전하는 로터가 있는 원통형 탱크인 하이드로펄퍼(hydropulper)로 알려진 기계에서 분쇄되어 섬유 다발을 분해합니다. 이 과정에서 섬유는 물과 칼슘, 마그네슘, 암모니아 또는 아황산수소나트륨과 함께 조리액에서 혼합됩니다. 이 혼합물은 중량 기준으로 약 0.5% 고형분을 함유하는 점성 슬러리로 조리됩니다. 이 혼합물에 표백제를 첨가하여 펄프를 희게 하고 밝게 합니다. 일반적인 표백제는 염소, 과산화물 또는 하이드로설파이트를 포함합니다. 그런 다음 펄프는 섬유에 오염 물질이 완전히 없을 때까지 여러 번 세척되고 여과됩니다. 이 펄프와 물의 혼합물은 "가구"로 알려져 있으며 제지 공정을 위해 준비됩니다.

로션(연화제)

연화제는 촉각 특성을 향상시키기 위해 티슈 패브릭에 코팅되는 유성 또는 왁스성 재료입니다. 이러한 물질은 종이에 직접 코팅하기에는 너무 농축되어 있으므로 먼저 물로 희석해야 합니다. 그러나 이러한 오일은 물에 용해되지 않으며 표면 활성제 또는 계면활성제로 알려진 화학 물질의 도움으로 물에 분산되어야 합니다. 물, 기름 및 계면 활성제의 혼합물은 에멀젼으로 알려져 있습니다. 마요네즈는 식품 유제의 예입니다.

로션에 사용되는 유성 물질에는 일반적으로 식물성 및 광유, 식물 또는 동물 유래 왁스, 지방 물질 및 실리콘계 오일이 포함됩니다. 이론적으로 이러한 재료는 모두 적절한 티슈 페이퍼 연화제이지만 경험에 따르면 흡수성과 같은 종이의 다른 바람직한 특성을 방해하기 때문에 많은 재료가 제대로 기능하지 않습니다. 조직 산업은 올바른 비율로 혼합 및 적용했을 때 조직에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 적절한 연화를 제공하는 특허 받은 로션 재료 조합을 개발해야 했습니다. 이러한 물질에는 물과 상호작용할 수 있는 다중 산소-수소 기가 있는 폴리하이드록시 화합물이 포함됩니다. 따라서 이러한 화합물은 너무 많은 물을 차단하지 않으면서 종이 표면을 부드럽게 할 수 있습니다. 폴리히드록시 화합물의 예는 글리세린, 프로필렌 글리콜, 폴리옥시에틸렌 글리콜 및 폴리옥시프로필렌 글리콜을 포함한다. 그들은 건조 조직 중량을 기준으로 0.1 ~ 1%의 농도로 사용됩니다. 다른 유용한 물질에는 석유 및 실리콘 기반 오일의 혼합물이 포함되며, 이는 종이를 더욱 부드럽게 하기 위해 적절하게 첨가됩니다. 이러한 오일은 웹을 방수 처리하고 흡수력을 잃는 것을 방지하기 위해 낮은 수준으로 사용해야 합니다. 물에 기름을 분산시키기 위해 계면 활성제가 첨가됩니다. 종이 처리 에멀젼에 사용되는 전형적인 계면활성제는 화학 구조가 기름과 물을 결합할 수 있는 지방 물질인 세틸 알코올입니다.

제조
프로세스

부직포의 준비

다양한 특수 장비를 사용하여 펄프 혼합물 또는 공급물을 직물과 같은 종이의 부직포 시트로 압축합니다. 부직포는 만드는 방식 때문에 기존 직물과 다릅니다. 전통적인 직물은 섬유 루프의 연동 네트워크를 만들기 위해 섬유를 함께 짜서 만들어집니다. 부직포는 기계적, 화학적 또는 열적으로 섬유를 맞물림으로써 조립됩니다. 부직포를 조립하는 주요 방법에는 습식 공정과 건식 공정의 두 가지가 있습니다. 웨트 레이드 공정은 티슈 생산에 사용되는 부직포 유형을 만드는 데 사용됩니다.

<울>

1 슬러리는 헤드박스로 알려진 장치로 흘러 들어가고, 이 장치는 차례로 Fourdrinier로 알려진 움직이는 철망에 퍼집니다. Fourdrinier는 길이가 약 50피트(15m) 이상인 연속 와이어 벨트로, 테이블처럼 뻗어 있습니다. 섬유가 이 벨트를 따라 이동함에 따라 많은 양의 물이 철망의 구멍을 통해 배출됩니다. 젖은 섬유 시트는 여러 세트의 롤 사이에 펠트라고 하는 일련의 모직 담요에 의해 운반되어 더 압축되고 더 많은 물을 제거합니다. 이 시점에서 시트는 특히 티슈 페이퍼를 만들기에 적합한 건조기로 옮길 만큼 충분히 강합니다.

<리>

2 티슈 페이퍼 건조기는 양키 건조기(Yankee Dryer)라고 하며 직경 10-12피트(3-4m)의 고광택 증기 가열 롤러로 구성되어 있습니다. 젖은 시트는 무거운 캔버스 펠트로 운반되며, 이 펠트는 롤러와 그 주위에 꿰어져 있습니다. 각 연속 패스에서 롤러는 용지가 적절하게 건조될 때까지 더 많은 물을 제거합니다. 원하는 경우 탈수 과정 동안 지지체 어레이에 웹을 병치하여 조직에 패턴을 각인할 수 있습니다. (또는 웹을 탈수하여 별도의 각인 라인으로 전송할 수 있습니다.) 라인의 융기된 지지대가 직물에 범프와 골을 만듭니다. 이들은 다양한 섬유 밀도의 영역이며 최종 시트에서 작은 패턴의 "베개"로 볼 수 있습니다. 필요한 경우 시트의 선택된 부분에 진공을 적용하여 이러한 높은 벌크 영역을 더욱 조밀화할 수 있습니다.

직물을 원하는 두께로 압축한 후 이를 "웹"이라고 합니다. 이제 웹을 추가 처리할 준비가 되었습니다. 추가 작업을 기다리기 위해 캘린더 스택으로 알려진 대형 수직 롤러에 코팅하거나 보관할 수 있습니다.

로션 준비 및 도포

<울>

3 로션은 고속 혼합 블레이드가 장착된 증기 가열 배치 탱크에서 제조됩니다. 오일과 물은 예열될 수 있고 고전단력으로 함께 혼합되어 에멀젼을 형성할 수 있습니다. 완성된 로션은 종이 표면에 도포할 준비가 되어 있고 배치 탱크에서 코팅 장비에 연결된 보관 용기로 펌핑됩니다.

4 부직포 웹은 일련의 제지 벨트에 공급됩니다. 벨트 위를 이동할 때 웹은 유제 분배 롤러와 접촉하게 되며, 이 롤러는 유지 탱크에서 로션을 꺼내어 웹에 얇은 필름을 코팅합니다. 웹이 오버코팅되는 것을 방지하기 위해 이상적으로 적은 양(0.3% 이하)의 로션이 적용됩니다. 그러나 코팅이 습윤제 역할을 하여 조직이 소수성 층을 통해 수분을 흡수하는 데 도움이 되는 추가 계면활성제로 코팅이 설계된 경우 더 높은 수준을 사용할 수 있습니다. 코팅 롤러를 통과한 후 웹은 벨트를 따라 다른 롤러로 계속 이동하여 직물에서 과도한 로션을 제거합니다. 공정 사이에 종이 섬유, 접착제 및 기타 첨가제를 제거하는 벨트 청소 샤워로 벨트를 깨끗하게 유지합니다.

성형 작업 및 포장

<울>

5 웹은 원하는 너비로 절단하는 일련의 회전 칼을 통과합니다. 그런 다음 코팅된 조직을 조직 크기 간격으로 슬라이스하고 접고 상자나 셀로판 랩에 포장합니다.

부산물/폐기물

티슈 제조 및 코팅 공정은 상당한 양의 폐기물을 생성하지만 이 중 대부분은 재활용 가능합니다. 펄프화 공정에서 나오는 폐섬유는 세척하여 재사용할 수 있습니다. 슬러리 및 후속 작업에 사용된 물은 재활용할 수 있습니다. 불행히도 코팅 및 기타 처리에 사용된 화학 물질의 회수는 거의 또는 전혀 없으며 다양한 사용된 용액의 처리는 업계의 문제입니다.

품질 관리

티슈 페이퍼 산업에서 사용되는 많은 품질 관리 조치가 있습니다. 로션 적용과 관련된 것은 분석적 테스트와 주관적인 패널 평가가 있습니다. 조직에 침착된 물질의 양이 중요하기 때문에 업계에서는 조직 표면에 실제로 존재하는 물질의 양을 측정하기 위해 다양한 테스트를 설정했습니다. 예를 들어, 존재하는 폴리하이드록시 화합물의 양은 Webul 용매 추출로 알려진 방법을 사용하여 조직 샘플에서 화합물을 제거하여 결정할 수 있습니다. 그런 다음 분광기 또는 크로마토그래프에서 화합물의 양을 측정합니다. 계면활성제의 농도도 유사한 방식으로 설정할 수 있습니다.

이러한 분석 기술은 특정 화학 물질의 수준을 정확하게 결정할 수 있지만 직물의 부드러움을 평가할 수는 없습니다. 이 촉각 속성은 훈련된 패널리스트의 주관적인 평가에 의해 평가됩니다. 이러한 평가에 앞서, 티슈 직물은 72-111°F(22-44°C)의 일정한 온도와 10-35%의 상대 습도로 평형을 이룹니다. 그런 다음 직물을 50% 습도에서 24시간 더 조절합니다. 그런 다음 패널리스트는 견본을 느끼고 부드러움, 유연성 및 부드러움의 정도를 평가하도록 요청받습니다. 평가는 ASTM(American Society for Testing Materials)에서 설명한 대로 쌍 비교로 수행됩니다. 피험자들은 맹목적으로 샘플을 제공받았고 촉각적 부드러움을 기준으로 샘플을 선택해야 합니다. 결과는 "Much Softer", "Slightly Softer", "Equally Soft", "Less Soft" 등의 척도로 패브릭의 등급을 매기는 패널 점수 단위로 보고됩니다.

조직이 물에 젖을 수 있는 능력인 흡수성은 건조한 조직이 물로 완전히 포화되는 데 필요한 시간을 측정하여 정량화됩니다. 이 측정을 습윤 시간이라고 합니다. 다시 한번, 직물은 지정된 온도 및 습도로 평형을 이룹니다. 그런 다음 작은 정사각형으로 자르고 공으로 구겨서 3-qt(3-1) 물이 담긴 비커 표면에 놓습니다. 볼이 물에 닿으면 타이머가 시작되고 볼이 물에 완전히 젖을 때까지의 시간을 측정합니다. 평균 측정값을 얻기 위해 5개의 볼을 5세트로 테스트합니다. 흡수율은 제조 직후의 신선한 조직 샘플과 최소 2주 동안 숙성된 샘플에서 측정됩니다. 이는 코팅제가 조직 표면에서 경화됨에 따라 시간이 지남에 따라 흡수도가 감소하기 때문에 중요합니다.

조직의 밀도도 두께 측정기로 측정하여 천의 두께를 평가한 다음 질량, 부피 및 면적을 계산합니다. 보풀(조직에서 분리되는 느슨한 보푸라기의 양)은 Sutherland Rub Tester로 알려진 모터 구동 장치로 검은 양모 조각에 샘플을 연마하여 측정합니다. 그런 다음 비색 분석을 사용하여 양모로 옮겨진 보푸라기의 양을 결정할 수 있습니다.

미래

폐기물 화학물질에 대한 환경적 관심이 증가함에 따라 향후 생분해성 또는 재활용 가능한 원료를 사용하는 개선된 로션 제형이 나올 수 있습니다. 업계는 제조 공정을 더 빠르고 에너지 효율적으로 만드는 방법을 지속적으로 연구하고 있습니다. 마지막으로, 로션이 코팅된 조직을 매우 바람직하게 만드는 쾌적한 촉감 특성을 희생하지 않으면서 부직포의 강도를 향상시키는 방법이 개발될 수 있습니다.