Tissue dengan Lotion
Latar Belakang
Tisu wajah termasuk dalam kelas produk kertas yang digunakan secara luas untuk kebersihan pribadi dalam masyarakat modern. Produk lain dari jenis ini termasuk handuk kertas, serbet, dan tisu sanitasi (atau toilet). Produk-produk ini dirancang agar memiliki daya serap tinggi, lembut, dan fleksibel. Sifat sentuhan yang menyenangkan ini sangat penting untuk jaringan wajah dan kamar mandi, mengingat penggunaannya. Untuk mengoptimalkan rasa kulit yang menyenangkan, jaringan telah dikembangkan dengan bahan pelembut atau bahan jenis lotion untuk mengurangi efek gesekan pada bagian tubuh yang halus.
Tisu jenis ini dibuat dengan proses dimana kain bukan tenunan dibuat dari larutan serat selulosa dan air, dibentuk menjadi lembaran, kemudian dilapisi dengan bahan pelembut. Akhirnya, kain yang dilapisi dipotong menjadi jaringan individu, dilipat, dan dikemas untuk dijual.
Kelembutan jaringan adalah persepsi taktil yang dicirikan oleh sifat fisik lembaran, seperti fleksibilitas atau kekakuan, tekstur, dan sifat gesekan. Secara historis sulit untuk melunakkan permukaan jaringan tanpa mengganggu sifat lain dari kain. Misalnya, kelembutan dapat ditingkatkan dengan menambahkan zat yang mengganggu cara serat di dalam jaringan berinteraksi, membuatnya kurang terikat satu sama lain. Ini dikenal sebagai agen debonding. Namun, bahan-bahan ini cenderung menurunkan kekuatan tarik kain dan dapat mengiritasi kulit saat bersentuhan. Kelembutan yang ditingkatkan juga dapat dicapai dengan melapisi kain dengan bahan berminyak. Namun, ini membatasi jumlah kelembapan yang dapat diserap oleh jaringan. Bahkan, pelapisan juga bisa membuat kain jadi hidrofobik (tidak suka air) sehingga tidak bisa diproses dengan baik di pabrik limbah. Masalah lain adalah bahwa beberapa bahan pelapis dapat menurunkan kekuatan kain sampai pada titik di mana jaringan tidak dapat digunakan. Untuk mengatasi masalah ini, kekuatan kain dapat ditingkatkan dengan menambahkan resin tertentu atau dengan proses mekanis yang memastikan ikatan serat lebih baik. Namun, peningkatan kekuatan cenderung membuat kain lebih kaku dan lebih keras saat disentuh. Menjawab tantangan ini, produsen tisu telah merancang metode yang berhasil menyeimbangkan kelembutan dengan daya serap dan kekuatan untuk menciptakan produk yang dapat diterima konsumen.
Bahan Baku
Kertas tisu bukan tenunan
Kertas tisu adalah kain bukan tenunan yang terbuat dari pulp serat selulosa. Serat umum yang digunakan dalam pulp kertas tisu termasuk kayu (baik dari pohon gugur atau pohon jenis konifera), rayon, ampas tebu (sejenis batang tebu), dan kertas daur ulang. Serat-serat ini dimaserasi dalam mesin yang dikenal sebagai hydropulper, yang merupakan tangki silindris dengan rotor yang berputar cepat di bagian bawah yang memecah bundel serat. Dalam proses ini serat dicampur dalam cairan masak dengan air dan kalsium, magnesium, amonia, atau natrium bisulfit. Campuran ini dimasak menjadi bubur kental yang mengandung sekitar 0,5% padatan berdasarkan beratnya. Agen pemutih ditambahkan ke campuran ini untuk memutihkan dan mencerahkan pulp. Bahan pemutih yang umum termasuk klorin, peroksida, atau hidrosulfit. Pulp kemudian dicuci dan disaring beberapa kali sampai serat benar-benar bebas dari kontaminan. Campuran bubur kertas dan air ini, yang dikenal sebagai "perlengkapan", kemudian siap untuk proses pembuatan kertas.
Lotion (Bahan tambahan pelembut)
Bahan pelembut adalah bahan berminyak atau berlilin yang dilapisi pada kain tisu untuk meningkatkan sifat taktilnya. Bahan-bahan ini terlalu pekat untuk melapisi langsung di atas kertas, sehingga harus diencerkan dengan air terlebih dahulu. Namun, minyak ini tidak larut dalam air, mereka harus terdispersi dalam air dengan bantuan bahan kimia yang dikenal sebagai zat aktif permukaan, atau surfaktan. Campuran air, minyak, dan surfaktan dikenal sebagai emulsi. Mayones adalah contoh emulsi produk makanan.
Bahan berminyak yang digunakan dalam lotion biasanya termasuk minyak nabati dan mineral, lilin nabati atau hewani, bahan berlemak, dan minyak berbasis silikon. Sementara secara teoritis semua bahan ini akan menjadi bahan pelunak kertas tisu yang sesuai, pengalaman telah menunjukkan bahwa banyak dari mereka tidak berfungsi dengan baik karena mengganggu sifat kertas yang diinginkan lainnya, seperti daya serapnya. Industri tisu harus mengembangkan kombinasi bahan losion yang dipatenkan sendiri, yang bila dicampur dan diterapkan dalam rasio yang benar, memberikan pelunakan yang sesuai tanpa mempengaruhi jaringan secara negatif. Bahan-bahan ini termasuk senyawa polihidroksi dengan beberapa kelompok oksigen-hidrogen yang memungkinkan mereka berinteraksi dengan air. Oleh karena itu, senyawa ini mampu melembutkan permukaan kertas tanpa menghalangi terlalu banyak air. Contoh senyawa polihidroksi termasuk gliserin, propilen glikol, polioksietlin glikol, dan polioksipropilen glikol. Mereka digunakan pada konsentrasi antara 0,1 dan 1% berdasarkan berat jaringan kering. Bahan berguna lainnya termasuk campuran minyak berbasis minyak bumi dan silikon, yang ditambahkan dengan bijaksana untuk lebih melunakkan kertas. Minyak ini harus digunakan pada tingkat rendah untuk menghindari membuat jaring kedap air dan mengurangi daya serapnya. Surfaktan ditambahkan untuk membubarkan minyak dalam air. Surfaktan khas yang digunakan dalam emulsi perawatan kertas adalah setil alkohol, bahan berlemak yang struktur kimianya memungkinkannya menggabungkan minyak dan air.
Manufaktur
Proses
Persiapan nonwoven
Berbagai peralatan khusus digunakan untuk menekan campuran pulp, atau furnish, menjadi selembar kertas seperti kain bukan tenunan. Kain bukan tenunan berbeda dari kain tradisional karena cara pembuatannya. Kain tradisional dibuat dengan menenun serat bersama-sama untuk menciptakan jaringan loop serat yang saling terkait. Kain bukan tenunan dirakit dengan cara mengikat serat secara mekanis, kimiawi, atau termal. Ada dua metode utama untuk merakit tenunan, proses peletakan basah dan proses peletakan kering. Proses peletakan basah digunakan untuk membuat jenis nonwoven yang digunakan dalam produksi jaringan.
- 1 Slurry mengalir ke perangkat yang dikenal sebagai headbox, yang kemudian menyebarkannya pada wire mesh bergerak yang dikenal sebagai Fourdrinier. Fourdrinier adalah sabuk kawat kontinu, kira-kira panjangnya 50 kaki (15 m) atau lebih, yang direntangkan seperti meja. Saat serat berjalan ke bawah sabuk ini, banyak air mengalir melalui lubang di wire mesh. Lembaran serat basah dibawa oleh serangkaian selimut wol, yang disebut kain kempa, di antara beberapa set gulungan, yang selanjutnya memampatkannya dan menghilangkan lebih banyak air. Pada titik ini lembaran tersebut cukup kuat untuk dipindahkan ke mesin pengering yang secara khusus disesuaikan untuk membuat kertas tisu.
-
2 Pengering kertas tisu disebut Yankee Dryer dan terdiri dari roller yang dipanaskan dengan uap dan sangat dipoles dengan diameter 10-12 kaki (3-4 m). Lembaran basah dibawa oleh kain kempa kanvas yang berat, yang dijalin di atas dan di sekitar rol. Dengan setiap lintasan berturut-turut, rol menghilangkan lebih banyak air sampai kertas cukup kering. Jika diinginkan, suatu pola dapat dicetak dalam jaringan dengan menyandingkan jaring pada susunan penyangga selama proses pengeringan. (Atau, jaring dapat dikeringkan dan dipindahkan ke jalur pencetakan terpisah.) Penyangga yang ditinggikan pada jalur menciptakan tonjolan dan lembah pada kain. Ini adalah daerah dengan kepadatan serat yang bervariasi dan terlihat sebagai "bantal" berpola kecil pada lembar terakhir. Jika perlu, area curah tinggi ini dapat dipadatkan lebih jauh dengan menerapkan vakum ke bagian lembaran yang dipilih.
Setelah kain dikompresi dengan ketebalan yang diinginkan, ini disebut sebagai "jaring". Web sekarang siap untuk pemrosesan tambahan. Ini mungkin dilapisi atau disimpan pada rol vertikal besar, yang dikenal sebagai tumpukan kalender, untuk menunggu operasi lebih lanjut.
Persiapan dan aplikasi lotion
- 3 Lotion disiapkan dalam tangki batch berpemanas uap yang dilengkapi dengan bilah pencampur berkecepatan tinggi. Minyak dan air dapat dipanaskan terlebih dahulu dan dicampur bersama dengan geseran tinggi untuk membentuk emulsi. Lotion yang telah selesai siap untuk diaplikasikan ke permukaan kertas dan dipompa dari tangki batch ke bejana penahan yang terhubung ke peralatan pelapis.
- 4 Jaring bukan tenunan dimasukkan ke serangkaian sabuk pembuatan kertas. Saat melewati sabuk, jaring bersentuhan dengan rol pendistribusi emulsi, yang menarik losion keluar dari tangki penampung dan melapisi film tipis ke jaring. Idealnya jumlah lotion yang rendah diterapkan (0,3% atau kurang) untuk mencegah jaring dilapisi. Namun, tingkat yang lebih tinggi dapat digunakan jika lapisan dirancang dengan surfaktan tambahan yang akan bertindak sebagai zat pembasah untuk membantu jaringan menyerap kelembaban melalui lapisan hidrofobiknya. Setelah melewati rol pelapis, jaring berlanjut di sepanjang sabuk ke rol lain, yang menghilangkan kelebihan losion dari kain. Di sela-sela proses, belt tetap bersih dengan shower pembersih belt yang menghilangkan serat kertas, perekat, dan aditif lainnya.
Operasi pembentukan dan pengemasan
- 5 Jaring melewati serangkaian pisau berputar yang memotongnya dengan lebar yang diinginkan. Jaringan yang dilapisi kemudian diiris pada interval seukuran jaringan, dilipat, dan dikemas dalam kotak atau bungkus plastik.
Produk Sampingan/Limbah
Proses pembuatan dan pelapisan jaringan menghasilkan sejumlah besar bahan limbah, tetapi sebagian besar dari ini dapat didaur ulang. Serat limbah dari proses pulping dapat dicuci dan digunakan kembali. Air yang digunakan dalam bubur dan dalam operasi selanjutnya dapat didaur ulang. Sayangnya, ada sedikit atau tidak ada pemulihan bahan kimia yang digunakan dalam pelapisan dan perawatan lainnya, dan pembuangan berbagai solusi bekas merupakan masalah bagi industri.
Kontrol Kualitas
Ada banyak tindakan pengendalian kualitas yang digunakan dalam industri kertas tisu. Yang terkait dengan aplikasi lotion meliputi pengujian analitik dan evaluasi panel subjektif. Karena jumlah bahan yang disimpan pada jaringan sangat penting, industri telah menetapkan berbagai tes untuk mengukur berapa banyak yang sebenarnya ada di permukaan jaringan. Misalnya, jumlah senyawa polihidroksi yang ada dapat ditentukan dengan memisahkan senyawa dari sampel jaringan menggunakan metode yang dikenal sebagai ekstraksi pelarut Webul. Jumlah senyawa kemudian diukur pada spektroskop atau kromatografi. Konsentrasi surfaktan dapat ditentukan dengan cara yang sama.
Meskipun teknik analitik ini dapat secara tepat menentukan tingkat bahan kimia tertentu, teknik tersebut tidak dapat mengevaluasi kelembutan kain. Properti taktil ini dinilai dengan evaluasi subjektif oleh panelis terlatih. Sebelum evaluasi ini, kain jaringan diseimbangkan ke suhu konstan 72-111°F (22-44°C) dan kelembaban relatif 10-35%. Kain kemudian dikondisikan selama 24 jam pada kelembaban 50%. Panelis kemudian diminta untuk merasakan swatch dan menilai tingkat kelembutan, kelenturan, dan kehalusan. Evaluasi dilakukan dengan perbandingan berpasangan, seperti yang dijelaskan oleh American Society for Testing Materials (ASTM). Subyek disajikan dengan sampel secara buta dan diminta untuk memilih satu berdasarkan kelembutan taktil. Hasilnya dilaporkan dalam Unit Skor Panel yang menilai kain pada skala "Jauh Lebih Lembut", "Sedikit Lebih Lembut", "Sama Lembut", "Kurang Lembut", dll.
Penyerapan, kemampuan jaringan untuk dibasahi dengan air, diukur dengan mengukur periode waktu yang dibutuhkan jaringan kering untuk menjadi benar-benar jenuh dengan air. Pengukuran ini dikenal sebagai waktu pembasahan. Sekali lagi, kain diseimbangkan dengan suhu dan kelembaban tertentu. Kemudian dipotong menjadi kotak-kotak kecil, diremas-remas menjadi bola, dan diletakkan di atas permukaan gelas kimia berukuran 3 qt (3-1) berisi air. Penghitung waktu dimulai ketika bola menyentuh air dan jumlah waktu untuk bola dibasahi sepenuhnya oleh air diukur. Lima set lima bola diuji untuk mendapatkan pengukuran rata-rata. Daya serap diukur pada sampel jaringan segar segera setelah pembuatan dan pada sampel yang berumur setidaknya dua minggu. Ini penting karena daya serap akan berkurang seiring waktu, karena bahan pelapis mengering di permukaan jaringan.
Kepadatan jaringan juga diukur dengan tester ketebalan untuk mengevaluasi seberapa tebal kain, kemudian dihitung massa, volume, dan luasnya. Linting (jumlah serat lepas yang terlepas dari jaringan) diukur dengan menggores sampel pada sepotong wol hitam dengan perangkat yang digerakkan motor yang dikenal sebagai Sutherland Rub Tester. Analisis colormetric kemudian dapat digunakan untuk menentukan jumlah serat yang ditransfer ke wol.
Masa Depan
Kekhawatiran lingkungan yang meningkat tentang bahan kimia limbah dapat mengarah pada formulasi lotion yang lebih baik yang menggunakan bahan baku yang dapat terurai secara hayati atau dapat didaur ulang di masa depan. Industri ini terus mencari cara untuk membuat proses manufaktur lebih cepat dan lebih hemat energi. Akhirnya, metode dapat dikembangkan untuk meningkatkan kekuatan kain bukan tenunan tanpa mengorbankan karakteristik sentuhan yang menyenangkan yang membuat jaringan berlapis lotion sangat diinginkan.