本發(fā)明涉及用于造紙工藝、特別是紙張起皺工藝的包含丁二酸酐衍生物的剝離助劑，一種新型的使紙幅起皺的方法以及丁二酸酐衍生物用于造紙工藝中使紙幅起皺的用途。
背景技術：
：在造紙工藝中，例如為了制造一些濕法紙產(chǎn)品如面巾紙、衛(wèi)生紙或紙巾等，通常要將紙幅進行起皺處理以獲得理想的性能如柔軟度、松散度、拉伸強度和吸收率等。起皺工藝包括將紙幅貼附到旋轉的起皺設備上，例如可以將紙張轉移到楊克式烘缸，隨后通過例如刮刀對貼附的紙幅進行起皺并從缸體上移除。為了有助于紙幅從烘缸上均勻脫離，需要將剝離助劑噴涂到烘缸上。這些剝離助劑能夠有助于薄紙張均勻脫離，同時還有潤滑和保護葉片免受過度的磨損的作用。因此，在造紙工藝中廣泛使用剝離助劑，尤其是油基的剝離助劑。傳統(tǒng)的油基剝離助劑包含烴油或天然油作為主要組分。烴油通常來自石油蒸餾工藝并具有不同的純度，而天然油則來源于植物油如大豆油、玉米油、橄欖油等。通過選擇不同等級和來源的油品并結合合適的表面活性劑組分，可以配制得到具有不同脫離性能的油基剝離助劑。但是近年來，隨著全球原油價格的不斷走高，油基剝離助劑的成本隨之大幅增加，這是目前油基剝離助劑的發(fā)展所面臨的最大挑戰(zhàn)之一。另外，由于石油基油類的疏水本性，在最終薄紙或紙巾產(chǎn)品中的油可能會引起其吸收率的下降，即最終紙產(chǎn)品的吸收水或水性溶液的能力下降。因此，目前的研發(fā)人員大力致力于對現(xiàn)有的油基剝離助劑進行配方優(yōu)化。一方面對于現(xiàn)有剝離助劑產(chǎn)品的主要組分如油和表面活性劑尋求更為合適的原材料。另一方面人們也試圖對現(xiàn)有配方進行調整以進一步降低成本。在CN101184799A中公開了包括一種或多種(聚)C5-C20α-烯烴和一種或多種表面活性劑的剝離助劑。該剝離助劑中使用合成油PAO來改善造紙應用的有效性和效率，并且通過其提供了薄紙張與空氣穿透干燥(TAD)織物的隔離。作為表面活性劑提到了脂肪酸、烷氧基化醇、烷氧基化脂肪酸、蔗糖和葡萄糖酯及衍生物、聚乙二醇及其混合物。另外，在造紙工藝中也通過改變剝離助劑的組成配方而開發(fā)有一些非油基的剝離助劑產(chǎn)品。例如，WO01/74581A1中提供了一種用于起皺過程的、將紙幅從楊克烘缸脫離的非油基剝離助劑。該剝離助劑是具有通式R-(OC3H6)y(OC2H4)zOH的非油基化合物，例如烷氧基化的烷基酚、烷氧基化的脂肪酸和烷氧基化的醇等。另外該剝離助劑還可任選地包含0至20％重量的乳化性表面活性劑。在CN1176655A中也公開了一種水基的基于卵磷脂的剝離助劑組合物，其含有由醇、脂肪酸或油、卵磷脂、水溶性或水分散性表面活性劑和水組成的穩(wěn)定乳液。在該組合物中使用脂肪酸和油等組分作為卵磷脂的溶劑，以實現(xiàn)卵磷脂的良好分散。此外，WO2011/058086中公開了一種造紙方法，其中向加熱的缸體表面施用包含C16-C20脂肪酸或其鹽的剝離助劑。該專利文獻中建議的剝離助劑包含約2至50％的C16-C20脂肪酸或其鹽，約5至50％的醇，0至75％的油，約1至5％的表面活性劑和約1至50％的水。發(fā)明概述本申請的發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，如果將至少一種丁二酸酐衍生物用于剝離助劑配方中，則所得剝離助劑不僅具有低廉的成本，而且甚至能夠帶來比傳統(tǒng)剝離助劑更好的脫離效果。本發(fā)明的剝離助劑組合物特別適合作為薄紙起皺應用中的剝離助劑，和作為織物剝離助劑以將薄紙幅從制造過程中所用的織物脫離。因此，本發(fā)明的第一個方面在于提供一種用于紙張起皺工藝的剝離助劑，其包含含有至少一種丁二酸酐衍生物的活性成分。本發(fā)明的第二個方面在于提供一種新型的使紙幅起皺的方法。本發(fā)明的第三個方面在于丁二酸酐衍生物用于造紙工藝中使紙幅起皺的用途。本申請的其他方面和變型形式以及其他優(yōu)點可以從以下說明書的詳細描述和后附的權利要求中一目了然。發(fā)明詳述在上下文中“薄紙幅、紙幅、紙張和紙制品”均指通過以下方法制造的紙張，所述方法包括以下步驟：形成含水的造紙配料；將該配料施涂至有孔的表面上，如施涂到長網(wǎng)造紙機的線網(wǎng)上，并通過重力或者通過真空輔助的排水操作從所述配料中除去水。在所述方法的最后步驟中，借助于TAD織物或起皺或其組合來賦予紙張合乎需求的紋理特征，并將紙張干燥。US5944954公開了可以結合本發(fā)明的教導使用的造紙機和造紙工藝的實例，在此將其全文引入作為參考。然而應當理解，可以將本發(fā)明的剝離助劑用于其它已知的造紙工藝和其它已知的造紙機，以制造薄紙和/或紙巾產(chǎn)品。薄紙幅可以包括各種類型的天然纖維和合成纖維，所述天然纖維包括化學和機械類型的木漿、植物纖維、再循環(huán)纖維，而所述合成纖維如聚丙烯。薄紙幅也可以包括顆粒填充劑，如高嶺土、二氧化鈦和/或碳酸鈣。在本申請上下文中，術語“組合物”由至少一種組分或成分構成，其特別包括本申請中所述的剝離助劑、濃縮液、溶液和乳液等。除非另有說明，否則上下文的所有百分比數(shù)值、比值和比例均以重量表示。在本申請的剝離助劑及其乳液或溶液中，包含活性成分作為主要的有效組分。所謂“活性成分”指的是在剝離助劑中決定性地承擔脫離效果的成分。在現(xiàn)有技術中，例如在CN1176655A、WO0174581、CN101184799、US6562194、US8071667和JP2005076141中還提到了在剝離助劑中除了活性成分之外，還可以通常包含表面活性物質以輔助所述活性成分形成穩(wěn)定的乳液或分散液。這樣的表面活性物質區(qū)別于上述的活性成分，并且通常是例如脂肪酸、烷氧基化的脂肪酸、烷氧基化的醇、烷氧基化的烷基酚、油和脂肪酸的硫酸酯和磺酸酯、蔗糖和葡萄糖酯及其衍生物以及脂肪族酯、乙氧基化的脂肪族酯和甘油酯等。原則上這些文獻中提到的表面活性劑及其中所提到的具體實例也適用于本發(fā)明，因此將這些文獻全文引入在此作為參考。根據(jù)本發(fā)明的第一個方面涉及一種用于紙張起皺工藝的剝離助劑，其包含含有至少一種丁二酸酐衍生物的活性成分。根據(jù)本發(fā)明的丁二酸酐衍生物選自具有如下結構式I或II的丁二酸酐衍生物及其對應的鹽：III其中，R表示具有8到25個、優(yōu)選10到22個、更優(yōu)選15-20個碳原子的烷基或烯基，尤其是烷基。優(yōu)選的丁二酸酐衍生物是丁二酸、丁二酸酐和丁二酸鹽。在一個具體的實施方式中，可以使用由如上所述的丁二酸酐衍生物與一價或二價陽離子形成的單鹽或二鹽，只要該鹽是水溶性的。作為合適的一價或二價的陽離子可以列舉諸如Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+，優(yōu)選Na+、K+和NH4+。當丁二酸酐衍生物形成二鹽時，兩個羧基可以分別與相同或不同的陽離子結合，也可以與二價的陽離子結合；當丁二酸酐衍生物形成單鹽時，另一個游離的羧基也可以進一步與適宜的烴基如烷基形成酯鍵，只要其滿足水溶性的要求。例如在應用溫度下，溶解度達到1g及以上。在一個具體的實施方式中，所述丁二酸酐衍生物是丁二酸酐的鹽，更優(yōu)選是式II的丁二酸酐衍生物與一價陽離子如Na+、K+和NH4+形成的單鹽或二鹽，特別是二鹽。優(yōu)選的丁二酸酐衍生物例如有月桂基丁二酸或丁二酸酐、十五烷基丁二酸或丁二酸酐、十六烷基丁二酸或丁二酸酐、十六碳烯基丁二酸或丁二酸酐、十八烷基丁二酸或丁二酸酐、十八碳烯基丁二酸或丁二酸酐、十六烷基丁二酸二鈉鹽或二鉀鹽、十八烷基丁二酸二鈉鹽或二鉀鹽、十六碳烯基丁二酸二鈉鹽或二鉀鹽以及十八碳烯基丁二酸二鈉鹽或二鉀鹽。根據(jù)本發(fā)明的丁二酸酐衍生物可以單獨或以兩種或更多種組合的方式作為活性成分用于剝離助劑中。根據(jù)本發(fā)明的丁二酸酐衍生物可以通過本領域技術人員已知的方法和技術制備，例如可以參考《工業(yè)催化》2014年9月第22卷第9期，“CeO2改性Ni/γ-Al2O3催化劑上順酐加氫制備丁二酸酐”中記載的制備方法。在一個實施方式中，所述剝離助劑是一種穩(wěn)定的水基組合物，其包含含有如上所述的至少一種丁二酸酐衍生物的活性成分、水溶性或水分散性表面活性劑和水。優(yōu)選地，該水基組合物由含有如上所述的至少一種丁二酸酐衍生物的活性成分、水溶性或水分散性表面活性劑和水組成。所述的水基組合物可以是穩(wěn)定的水基乳液或者穩(wěn)定的水基溶液。在穩(wěn)定的水基溶液的情況下，除了含有至少一種丁二酸酐衍生物的活性成分、水溶性或水分散性表面活性劑和水之外，還可以向組合物中加入適量的pH調節(jié)劑如NaOH等。在另一個實施方式中，根據(jù)需要，所述剝離助劑也可以是一種穩(wěn)定的濃縮液組合物，其包含含有如上所述的至少一種丁二酸酐衍生物的活性成分和水溶性或水分散性表面活性劑。優(yōu)選地，該濃縮液組合物由含有如上所述的至少一種丁二酸酐衍生物的活性成分和水溶性或水分散性表面活性劑組成。因此，在一個實施方式中，所述剝離助劑由所述至少一種丁二酸酐衍生物、水溶性或水分散性表面活性劑和水以及任選地pH調節(jié)劑組成。原則上，根據(jù)本發(fā)明的剝離助劑組合物也可以根據(jù)實際需要而包含其他一些活性成分，例如白油，脂肪酸、卵磷脂、烷氧基化的烷基酚、烷氧基化的脂肪酸以及聚C5-C20的α-烯烴。應當理解，所述這些其他的活性成分是任選添加的，只要它們不影響產(chǎn)品的均勻性和穩(wěn)定性。因此，所述丁二酸酐衍生物可以占全部活性成分重量的1-100重量％，例如1-99重量％、1-95重量％、10-95重量％、20-95重量％、35-95重量％、50-95重量％或者60-95重量％。適用于本申請的表面活性劑是水溶性或水可分散性表面活性劑，其可以是非離子、陽離子、陰離子、兩性或兩性離子型的表面活性劑?？梢允褂玫谋砻婊钚詣├缑撍嚼娲贾舅狨ト缑撍嚼娲加退狨セ蛎撍嚼娲紗卧鹿鹚狨?，聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯如脂肪酸酯和月桂酸酯、烷氧基化的醇、其他的脂肪酸、烷氧基化的脂肪酸、烷氧基化的烷基酚、油和脂肪酸的硫酸酯和磺酸酯、蔗糖和葡萄糖酯及其衍生物以及脂肪族酯、乙氧基化的脂肪族酯和甘油酯等等。優(yōu)選的，所述水溶性或水可分散性表面活性劑是非離子型表面活性劑，例如脫水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯和烷氧基化的醇等。更優(yōu)選地，所述聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯可以是Tween20、Tween40、Tween60和Tween80，而脫水山梨醇脂肪酸酯可以是例如Span20、Span40、Span60和Span80。此外，還可以有利地使用烷氧基化的醇，具有平均EO基團在3到15的乙氧基化的醇。例如還有脂肪醇聚氧乙烯醚。對于根據(jù)本發(fā)明的水基剝離助劑組合物，包括乳液或溶液組合物，所述至少一種丁二酸酐衍生物與所述表面活性劑的總比例可以在按重量計1％-99％的范圍內，而水則可以相應地以1％-99％的量加入。優(yōu)選地，水的加入量可以為按重量計50-90％。在剝離助劑濃縮液組合物中，含有低于1％的水，優(yōu)選不含水。此外，在水基剝離助劑組合物以及剝離助劑濃縮液組合物中，所述的至少一種丁二酸酐衍生物與表面活性劑的比例為按重量計1:(0.05-20)，優(yōu)選1:(0.5-10)、更優(yōu)選1:(0.5-5)。水基組合物通過將水按比例加入到經(jīng)預混合的含有丁二酸酐衍生物的活性成分和表面活性劑體系的混合物，如如上所述的剝離助劑濃縮液組合物中而制得，通過調整水和表面活性劑的比例可以以這樣的水基組合物制得具有一定粒度范圍的乳液。通常，該水基組合物會帶來更好的在熱板上的涂膜質量。此外，本發(fā)明的第二個方面在于提供一種新型的使紙幅起皺的方法,所述方法包括以下步驟：a)將如上所述的包含含有至少一種丁二酸酐衍生物的活性成分的剝離助劑施用于旋轉起皺烘缸；b)相對于所述起皺滾筒壓制所述紙幅以將所述紙幅有效地粘合于所述起皺烘缸；和c)使用刮刀從所述起皺烘缸取出所述紙幅。在根據(jù)本發(fā)明的使紙幅起皺的方法中，一般可以在常規(guī)的濕壓機(wetpressmachines)中將剝離助劑施用于起起皺烘缸。通常將根據(jù)本發(fā)明的剝離助劑以約1mg/m2至約40mg/m2施用于起皺烘缸。在此，mg/m2指與剝離助劑施用到的滾筒表面有關的、以毫克計量的丁二酸酐衍生物/表面活性劑混合物的量。可以通過任何適合實現(xiàn)該制劑均勻地施用于烘缸的方式(如噴涂)來將剝離助劑組合物施用于起皺烘缸。為了在常規(guī)的起皺過程中施用于楊克式烘缸，例如可以于濕紙幅恰好接觸烘缸之前將例如含水形式的剝離助劑噴涂到楊克式烘缸上。在一個具體的實施方案中，連同剝離助劑一起將也為含水形式的粘合劑施用于楊克式烘缸。適合的起皺粘合劑(也稱為貼缸劑)的一個實例是水溶性的、陽離子的聚酰胺表鹵代醇(PAE)樹脂。PAE樹脂包括表鹵代醇與含有仲胺基團的長鏈聚酰胺的反應產(chǎn)物。有關PAE樹脂的其他內容和另外一些可用的起皺粘合劑可以參考CN101184799A的說明書第7頁第1行到第8頁第10行中的內容以及其中所引用的專利文獻。在此通過參考將CN101184799A以及其中所引用的專利文獻的全文引入本申請中。本發(fā)明的剝離助劑組合物還可以結合本領域施用的功能添加劑來施用，以改善薄紙或紙巾的柔軟度。代表性的功能添加劑的實例包括所引入的CN101184799A的說明書第8頁第3段中所列舉的那些。本發(fā)明的第三個方面在于丁二酸酐衍生物用于造紙工藝中使紙幅起皺的用途。附圖說明圖1根據(jù)本發(fā)明對比例1的不同剝離助劑在相同測試條件下的剝離效果比較。實施例以下通過實施例來更詳細地闡述本發(fā)明，但是本發(fā)明并非局限于以下所示的實施例。實施例中所用的試劑：A：具有18個碳原子的烷基鏈的烷基丁二酸酐，十八烷基丁二酸酐B:具有18個碳原子的烷基鏈的烷基丁二酸，十八烷基丁二酸C:具有16個碳原子的烷基鏈的烷基丁二酸鈉，十八烷基丁二酸二鈉鹽D:白油E：妥爾油脂肪酸F：水G：吐溫-80，聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯H:脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-5I：48％NaOH溶液剝離力的測試方法剝離助劑和貼缸劑按一定比例混合后，取3-5ml鋪于10cm*20cm尺寸且表面打磨光滑的鐵板上。加熱到100度使之成膜。把寬度為5cm長的全棉布條浸沒在水中，然后將布條鋪于鐵板上并壓實使之粘合。放置于105度烘箱15分鐘后用拉力儀測試將布條以180度的角度從鐵板上剝離的力度。力度降低的程度就體現(xiàn)了剝離助劑的效果大小。實施例1乳液形式的剝離助劑組合物原料組成重量％A5％E5％G10％F80％將約5gA,5gE和10gG加入容器中。然后將混合物在300RPM的速度下進行攪拌直至形成均勻的液相。在攪拌條件下向混合物中緩慢加入約80g的F,最后形成均勻、穩(wěn)定的淺黃色分散乳液。實施例2溶液形式的剝離助劑組合物原料組成重量％B3％C2％H15％F79.9％I0.1％采用約3g的B,2g的C以及約15g的H和約80g的F，在將其攪拌均勻后加入少量I，調節(jié)混合物的pH值至7.5-9.0。在攪拌一段時間后，形成為透明的淺黃色溶液。實施例3濃縮液形式的剝離助劑組合物原料組成重量％B40％D5％E5％G50％將40gB,5gD,5gE和50gG加入容器中。然后將混合物在300RPM的速度下進行攪拌直至形成均勻的液相。對比例1不同剝離助劑的對比：剝離助劑Nalco64575：市售可得的常規(guī)油基剝離助劑類似于實施例1制備20％乳液型的剝離助劑(X1)，其中A與G的比例為約1：2(5％:10％)類似于實施例2制備20％溶液型的剝離助劑(X2)，其中(B+C)與H的比例為約1：3(5％:15％)類似于實施例3制備的濃縮型剝離助劑(X3),其中B與(E+G)的比例為約1:1.4(40％:55％),使用前用水稀釋至20％的濃度。貼缸劑(起皺粘合劑)：Nalco64094：PAE型粘合劑按照98％貼缸劑和2％上述四種剝離助劑的比例分別配制成四種混合液，用上述剝離力測試方法測得不同剝離助劑在相同測試條件下的剝離力。剝離效果顯示于圖1中，其中空白樣是只含有貼缸劑而不含任何剝離助劑，貼缸劑的濃度與其他對比樣相同，而其他對比樣中的剝離助劑的比例在此用水代替。從中可以看出，在相同的測試條件下，根據(jù)本發(fā)明的包含丁二酸酐衍生物的隔離助劑能夠使得剝離力有很大程度的降低，效果更優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品N64575。當前第1頁1 2 3