專利名稱：具有改善松厚柔軟度和表面柔軟度的、柔軟薄頁紙的制備方法
背景技術：
在薄頁紙的制造中，不斷改善薄頁紙的柔軟度是人們一直為之努力的目標。通常，先前的各種努力一直致力于減少薄頁紙結構內纖維之間的粘結，或者用改善表面手感的化學劑對薄頁紙進行涂布。然而，柔軟度是包括各種因素的薄頁紙的感覺性能，這些因素包括松厚柔軟度和表面平滑度。迄今為止，各種努力均致力于一個或另一個方面。因此，一直需要一種既能改善松厚柔軟度又能改善表面柔軟度的方法。
發(fā)明概要業(yè)已發(fā)現(xiàn)，通過組合添加一種或多種柔軟劑/去粘合劑(softener/debonder)(下面將定義)至制造薄頁紙的配料中，然后再次添加一種或多種柔軟劑/去粘合劑至干燥薄頁紙的表面中，能改善薄頁紙的柔軟度。一開始向配料中添加柔軟劑/去粘合劑給薄頁紙?zhí)峁┝烁玫乃珊袢彳浂?，而隨后局部的施加賦予了更為平滑或光澤的表面感覺。這種組合得到了手感十分柔軟的薄頁紙產品。
更具體地說，本發(fā)明涉及柔軟薄頁紙的制備方法，該方法包括(a)以干纖維重量計，形成包含約為0.01-約6％(重量)的一種或多種柔軟劑/去粘合劑的造紙纖維的水懸浮液；(b)通過將該造紙纖維的水懸浮液沉積至成形網上而形成薄頁紙幅；(c)對該紙幅進行脫水和干燥；以及(d)向該干燥的薄頁紙幅局部施加約為0.01-約10％(重量)的一種或多種柔軟劑/去粘合劑(以干纖維重量計)。局部施加至干燥紙幅中的柔軟劑/去粘合劑可與形成薄頁紙幅前添加至配料中的柔軟劑/去粘合劑相同或者不同。
本發(fā)明中所使用的“柔軟劑/去粘合劑”選自季銨化合物類，季銨化蛋白質化合物類，磷脂類，聚硅氧烷季銨類，季銨化、水解麥蛋白質/二甲聚硅氧烷磷酸共聚多醇(phosphocopolyol)的共聚物，有機活性的聚硅氧烷類，和聚硅氧烷二醇的化合物。
合適的季銨化合物包括具有下面結構式的那些物質
式中X＝氯，甲基硫酸根，或其它相容的抗衡離子；和R＝脂族、飽和或不飽和的C8-C22；和
式中X＝氯，甲基硫酸根，或其它相容的抗衡離子；R＝脂族、飽和或不飽和的C8-C22；和R1＝芐基或環(huán)氧基；和
式中X＝氯，甲基硫酸根，或其它相容的抗衡離子；和R＝脂族、飽和或不飽和的C8-C22；和
式中X＝甲基硫酸根，氯或其它相容的抗衡離子；R＝脂族、直鏈、飽和或不飽和的C8-C22；和R1＝2-羥乙基或2-羥丙基；和
式中R＝脂族、直鏈或支鏈、飽和或不飽和的C8-C22；X＝氯，甲基硫酸根，乙基硫酸根，或其它相容的抗衡離子；R’＝2-羥乙基或多乙氧基乙醇；和n＝1-50；和
式中R＝C8-C22；和X＝甲基硫酸根，氯或其它相容的抗衡離子；和
式中R＝直鏈或支鏈、飽和或不飽和的C8-C22脂族烷基；和X＝氯，甲基硫酸根，或其它相容的抗衡離子；和
式中R＝脂族、飽和或不飽和的C8-C22；或烯丙基-；或R’-O-CH2-CH2-CH2-，其中R’＝直鏈或支鏈的C4-C18；和X＝氯，硫酸根，或其它相容的抗衡離子。
合適的季銨化蛋白質化合物包括下面結構式的那些物質
式中R1＝飽和或不飽和的C12-C22脂肪酸基；R2＝水解的大豆蛋白質，水解的絲蛋白，膠原蛋白，角蛋白部分或水解的麥蛋白；和X＝氯，乳酸根，或其它相容的抗衡離子；和
式中R1＝飽和或不飽和的C12-C22脂肪酸基；R2＝水解的膠原蛋白或角蛋白部分；和X＝氯，乳酸根，或其它相容的抗衡離子。
合適的磷脂類包括但不局限于具有下面結構式的那些物質
式中x＝1-3；x+y＝3；a＝0-2；B＝O-或OM；A＝陰離子；M＝陽離子；和R、R1及R2可以相同或不同，并且是至多16個碳原子的烷基，取代的烷基，烷芳基或鏈烯基，而且R+R1+R2的總碳原子數(shù)目＝10-24；和
式中X＝1-3；x+y＝3；
a＝0-2；B＝O-或OM；A＝陰離子；M＝陽離子；R5、R6可以相同或不同，并且是至多C6的烷基，羥烷基，羧烷基，或至多C10的聚氧乙烯；或者R5、R6和連接至它們之上的氮可以呈N-雜環(huán)；和R7＝如下結構式的酰氨基胺部分
式中n＝2-6；R3＝氫或至多6個碳原子的烷基，羥烷基或鏈烯基；或至多6個碳原子的環(huán)烷基，或至多10個碳原子的聚氧乙烯；或R4＝C5-C21的烷基，鏈烯基，烷氧基或羥烷基，或至多C20的芳基或烷芳基；和
式中A＝陰離子；M＝陽離子；R、R1及R2可以相同或不同，并且為至多16個碳原子的烷基，取代的烷基，烷芳基或鏈烯基，而且R+R1+R2的總碳原子數(shù)＝10-24；和R’為下面結構式的酰氨基胺部分
式中n＝2-6；R3＝氫或至多6個碳原子的烷基，羥烷基或鏈烯基；或至多6個碳原子的環(huán)烷基，或至多10個碳原子的聚氧乙烯；和R8的結構式如下
式中n＝3或更大；p＝1-1000；q＝1-25。
合適的聚硅氧烷季銨包括下面結構式的那些物質
式中R＝C12-C18的烷基；Z＝-CH2-CH2-CH2-O-(CH2)3-；X＝烷氧基，氯或其它相容的抗衡離子；n＝1-50。合適的有機活性聚硅氧烷包括具有下面結構式的那些物質
和
和
式中R＝胺，羧基，羥基，或環(huán)氧基；n＝3或更大；x＝1-1000；和y＝1-25。
合適的聚硅氧烷二醇包括下面結構式
式中R＝C1-C6烷基；R1＝乙酸酯或羥基；x＝1-1000；y＝1-50；m＝1-30；和n＝1-30。
當希望柔軟劑/去粘合劑復合使用時，可將該復合物同時或分別地添加至濃漿中。所述復合物可包含一種或多種選自上述物質的化合物，并且以預混物形式或單獨地計量加入到漿液中。
最終的薄頁紙包含約為0.01-6％(以纖維重量計)以單獨或混合物的形式添加至薄頁紙制造過程濕部的柔軟劑/去粘合劑。更為優(yōu)選的是，最終薄頁紙包含約為0.1-3％(以纖維重量計)在濕部添加的柔軟劑/去粘合劑。
局部處理用的柔軟劑/去粘合劑可以水溶液的形式提供，或將其溶解于合適的溶劑中；所述溶劑如丙二醇，乙二醇，聚乙二醇，異丙醇，甲醇，乙醇或其它的有機溶劑。可單獨地或與其它物質混合物的形式將它們施用至原紙的表面上。優(yōu)選用于局部處理的組合物包含約為1-100％(重量)的柔軟劑/去粘合劑(單獨地或以混合物的形式)，更優(yōu)選包含約為35-80％(重量)。另外優(yōu)選的是，以纖維重量的約0.01-10％(重量)、更優(yōu)選約為0.1-2％(重量)的添加比例將柔軟劑/去粘合劑局部地添加至薄頁紙中。
合適的局部處理方法包括但不局限于噴涂，輪轉凹版印刷，拖刀涂布，膠版印刷等。
實施例實施例1使用多層網前箱制備雙層、濕壓起皺的薄頁紙。第一漿層(最終與揚克式烘缸表面接觸的層)包含桉樹闊葉木纖維并占薄頁紙纖維重量的60％干重。薄頁紙的余下的40％重量由第二漿層提供，所述第二漿層由北方針葉木硫酸鹽漿粕組成。薄頁紙的總定量為7.3磅/2880平方英尺風干薄頁紙。將兩種強度劑在網前箱之前添加至纖維漿層中。以纖維總重量的0.08-0.1％，將Parez 631NC(乙醛酸酯化的聚丙烯酰胺，得自CytecIndustries，Inc.)計量加入到針葉木濃漿中。以纖維總重量的0.05-0.1％，將另一種增強劑，即Kymene 557 LX(得自Hercules，Inc.)分別計量加入闊葉木和針葉木濃漿中。
以纖維總重量的0.17％的量，將季銨化合物柔軟劑/去粘合劑(甲基-1-油基酰氨基乙基-2-油基咪唑啉甲基硫酸鹽，商品名為Varisoft3690，得自Witco公司，含90％活性物質)計量加至闊葉木濃漿中。
在干燥和起皺后，將該紙巾紙幅與另一張同樣的紙幅層合起來，形成一雙層的薄頁紙。利用40％的有機活性聚硅氧烷乳液(由OSiSpecialties，Inc.制造的FTS-226)以每層的1％(以纖維重量為準)的施涂量，對這兩層的闊葉木層都進行輪轉凹版印刷。最終的薄頁紙產品具有增加的松厚性和改善的表面平滑度。實施例2如實施例1所述制備雙層層合的薄頁紙，所不同的是，不用有機活性聚硅氧烷對這兩層進行凹版印刷，而是用下面結構式的聚硅氧烷磷脂(Mona Industries，Inc.，牌品54146，批號2426，25-30％活性物質)對這兩層進行涂布
式中A＝氯離子；M＝鈉離子；R1＝R2＝-CH3；R可以是至多16碳的烷基，取代的烷基，烷芳基，或鏈烯基，并且R+R1+R2的總碳原子數(shù)＝10-24；和R’是下面結構式的酰氨基胺部分
式中n＝3；R3＝氫；和R8具有下面的結構式
式中n＝3；p＝90；q＝1。
使用拖刀涂布機來涂布聚硅氧烷磷脂。刮刀的角度設置在30度，刮刀壓力在20-40psi(磅/英寸2)之間變化，以提供不同的涂布量。最終的薄頁紙產品具有增加的松厚性和光滑的表面感覺。實施例3如實施例2所述制備雙層薄頁紙，所不同的是，對兩層涂布下面結構式的季銨化合物(olealkonium chloride，由McIntyre Group，LTD.制備的Mackernium KP，50％活性物質)
最終的薄頁紙產品具有增加的松厚性和平滑的表面感覺。實施例4如實施例2制備雙層層合的薄頁紙，所不同的是，用下面結構式的聚硅氧烷季銨化合物(由Goldschmidt Chemical Corporation制造的Abilquat 3272，50％活性物質)對這兩層進行涂布
式中R＝C12-C18的烷基；Z＝-CH2-CH2-CH2-O-(CH2)3-；和n＝1-50。
最終的薄頁紙產品具有增加的松厚性和平滑的表面感覺。實施例5如實施例2所述制備雙層層合的原紙，所不同的是，用含有50％有機聚二甲基硅氧烷(FTS-226)和50％季銨化合物(Mackernium KP)的含水組合物對這兩層進行印刷。最終的薄頁紙產品具有增加的松厚性和平滑的表面感覺。實施例6如實施例1所述制備雙層層合的原紙，所不同的是，用包含40％季銨化合物(由McIntyre Group，LTD.制備的Mackernium NLE)、40％有機聚二甲基硅氧烷(FTS-226)和20％水的含水組合物對這兩層進行涂布。Mackernium NLE是含100％活性物質的烷基酰氨基丙基環(huán)氧丙基二銨氯化物。
最終的薄頁紙產品具有增加的松厚性和平滑的表面感覺。實施例7
如實施例2所述制備雙層層合的原紙，所不同的是，用包含25％季銨化合物(Mackernium KP)、25％有機聚硅氧烷(FTS-226)和50％丙二醇的含水組合物對這兩層進行涂布。最終的薄頁紙產品具有增加的松厚性和平滑的表面感覺。實施例8使用多層網前箱制備單層、未起皺、穿透空氣干燥的薄頁紙。兩個外層包含以約34％的濃度和約184°F的溫度通過輸入功率為80kw的Maule軸流式分散器的漂白的桉樹闊葉木硫酸鹽漿粕。兩個外層占薄頁紙纖維重量的70％。中間層構成了薄頁紙剩下的30％重量，所述中間層由北方針葉木硫酸鹽漿粕組成。該薄頁紙的總定量為33.9克/平方米風干薄頁紙。對內層漿進行精制，以便在最終產品中得到足夠的干強度。以每噸纖維5千克或0.5％的比例將濕強度劑(Parez 631NC)計量加入內層中。以總纖維重量計每噸纖維5.25千克(0.525％)的比例將柔軟劑/去粘合劑(季咪唑啉，脂肪酸烷氧基化物和分子量為200-800的聚醚，商品名為DPSC 5299-8，得自Witco公司)加入到兩個外層中。在薄頁紙幅的形成，脫水和干燥之前，將各層的濃漿稀釋至約0.12％的濃度。
干燥之后，仿照實施例4，用聚硅氧烷二季銨化合物(Abilquat3272)對該薄頁紙進行涂布。與不進行涂布的薄頁紙相比，最終的薄頁紙具有更為平滑的表面感覺。
應該明白的是，前述的實施例只是用來進行說明，而并不是對本發(fā)明的范圍進行限定，本發(fā)明的范圍將由下面的權利要求及其所有的等同物來限定。
權利要求
1.一種柔軟薄頁紙的制備方法，該方法包括(a)以干纖維重量計，形成包含約為0.01-約6％(重量)一種或多種柔軟劑/去粘合劑的造紙纖維的水懸浮液；(b)通過將該造紙纖維的水懸浮液沉積至成形網上而形成薄頁紙幅；(c)對該紙幅進行脫水和干燥；以及(d)向該干燥的薄頁紙幅局部施加以干纖維重量計約為0.01-約10％(重量)一種或多種柔軟劑/去粘合劑。
2.權利要求1的方法，其中柔軟劑/去粘合劑選自季銨化合物類、季銨化蛋白質化合物類、磷脂類、聚硅氧烷季銨類、有機活性的聚硅氧烷類和聚硅氧烷二醇類。
3.權利要求1的方法，其中添加至纖維懸浮液中的柔軟劑/去粘合劑的量以纖維重量計約為0.1-約3％干重。
4.權利要求1的方法，其中施加至干燥紙幅中的柔軟劑/去粘合劑的量以纖維重量計約為0.1-約10％(干重)。
5.權利要求1的方法，其中柔軟劑/去粘合劑至少一種是具有下面結構式的季銨化合物
式中X＝氯、甲基硫酸根或其它相容的抗衡離子；和R＝脂族、飽和或不飽和的C8-C22。
6.權利要求1的方法，其中柔軟劑/去粘合劑至少一種是具有下面結構式的季銨化合物
式中X＝氯、甲基硫酸根或其它相容的抗衡離子；R＝脂族、飽和或不飽和的C8-C22；和R1＝芐基或環(huán)氧基。
7.權利要求1的方法，其中柔軟劑/去粘合劑至少一種是具有下面結構式的季銨化合物
式中X＝氯、甲基硫酸根或其它相容的抗衡離子；和R＝脂族、飽和或不飽和的C8-C22。
8.權利要求1的薄頁紙，其中至少一種柔軟劑/去粘合劑是下面結構式的季銨化合物
式中X＝甲基硫酸根、氯或其它相容的抗衡離子；R＝脂族、直鏈、飽和或不飽和的C8-C22；R1＝2-羥乙基或2-羥丙基。
9.權利要求1的薄頁紙，其中柔軟劑/去粘合劑至少一種是具有下面結構式的季銨化合物
式中R＝脂族、直鏈或支鏈、飽和或不飽和的C8-C22；X＝氯、甲基硫酸根、乙基硫酸根或其它相容的抗衡離子；R’＝2-羥乙基或多乙氧基乙醇；和n＝1-50。
10.權利要求1的薄頁紙，其中柔軟劑/去粘合劑至少一種是具有下面結構式的季銨化合物
式中R＝C8-C22；和X＝甲基硫酸根、氯或其它相容的抗衡離子。
11.權利要求1的薄頁紙，其中至少一種柔軟劑/去粘合劑是下面結構式的季銨化合物
式中R＝脂族、飽和或不飽和的C8-C22；或烯丙基-；或R’-O-CH2-CH2-CH2-，其中R’＝直鏈或支鏈的C4-C18；和X＝氯、硫酸根、或任何其它相容的抗衡離子。
12.權利要求1的薄頁紙，其中柔軟劑/去粘合劑至少一種是具有下面結構式的季銨化合物
式中R＝直鏈或支鏈、飽和或不飽和的C8-C22脂族烷基；和X＝氯，甲基硫酸根或其它相容的抗衡離子。
13.如權利要求1的方法，其中柔軟劑/去粘合劑至少一種是下面結構式的季銨化蛋白質化合物
式中R1＝飽和或不飽和的C12-C22脂肪酸基；R2＝水解的大豆蛋白質，水解的絲蛋白、水解的麥蛋白、膠原蛋白部分或角蛋白部分，和X＝氯、乳酸根或其它相容的抗衡離子。
14.權利要求1的方法，其中柔軟劑/去粘合劑至少一種是具有下面結構式的季銨化蛋白質化合物
式中R1＝飽和或不飽和的C12-C22脂肪酸基；R2＝水解的膠原蛋白或角蛋白部分；和X＝氯、乳酸根、或其它相容的抗衡離子。
15.權利要求1的薄頁紙，其中柔軟劑/去粘合劑至少一種是具有下面結構式的磷脂
式中x＝1-3；x+y＝3；a＝0-2；B＝O-或OM；A＝陰離子；M＝陽離子；和R、R1及R2可以相同或不同，并且是至多16個碳原子的烷基，取代的烷基，烷芳基或鏈烯基，而且R+R1+R2的總碳原子數(shù)目＝10-24。
16.權利要求1的薄頁紙，其中柔軟劑/去粘合劑至少一種是具有下面結構式的磷脂
式中X＝1-3；x+y＝3；a＝0-2；B＝O-或OM；A＝陰離子；M＝陽離子；R5，R6可以相同或不同，并且是至多C6的烷基，羥烷基，羧烷基；或至多C10的聚氧乙烯；或者R5、R6和連接至它們之上的氮可以呈N-雜環(huán)；和R7＝如下結構式的酰氨基胺部分
式中n＝2-6；R3＝氫或至多6個碳原子的烷基、羥烷基或鏈烯基；或至多6個碳原子的環(huán)烷基，或至多10個碳原子的聚氧乙烯；和R4＝C5-C21的烷基，鏈烯基，烷氧基或羥烷基，或至多C20的芳基或烷芳基。
17.權利要求1的薄頁紙，其中至少一種柔軟劑/去粘合劑是下面結構式的磷脂
式中A＝陰離子；M＝陽離子；R、R1及R2可以相同或不同，并且為至多16個碳原子的烷基、取代的烷基、烷芳基或鏈烯基，而且R+R1+R2的總碳原子數(shù)＝10-24；和R’為下面結構式的酰氨基胺部分
式中n＝2-6；R3＝氫或至多6個碳原子的烷基、羥烷基或鏈烯基；或至多6個碳原子的環(huán)烷基，或至多10個碳原子的聚氧乙烯；和R8的結構式如下
式中n＝3或更大；p＝1-1000；和q＝1-25。
18.權利要求1的方法，其中柔軟劑/去粘合劑至少一種是具有下面結構式的聚硅氧烷季銨
式中R＝C12-C18的烷基；Z＝-CH2-CH2-CH2-O-(CH2)3-；X＝烷氧基、氯或其它相容的抗衡離子；和n＝1-50。
19.權利要求1的方法，其中柔軟劑/去粘合劑至少一種是具有下面結構式的有機活性聚硅氧烷
式中R＝胺、羧基、羥基或環(huán)氧基；n＝3或更大；x＝1-1000；和y＝1-25。
20.權利要求1的方法，其中柔軟劑/去粘合劑至少一種是具有下面結構式的有機活性聚硅氧烷
式中R＝胺、羧基、羥基或環(huán)氧基；n＝3或更大；和x＝1-1000；和y＝1-25。
21.權利要求1的方法，其中柔軟劑/去粘合劑至少一種是具有下面結構式的有機活性聚硅氧烷
式中R＝胺、羧基、羥基或環(huán)氧基；n＝3或更大；x＝1-1000；和y＝1-25。
22.權利要求1的方法，其中柔軟劑/去粘合劑至少一種是具有下面結構式的聚硅氧烷二醇
式中R＝C1-C6烷基；R1＝乙酸酯或羥基；x＝1-1000；y＝1-50；m＝1-30；和n＝1-30。
23.權利要求1的方法，其中柔軟劑/去粘合劑至少一種是季銨化、水解麥蛋白質/二甲聚硅氧烷磷酸共聚多醇的共聚物。
24.權利要求1的方法，其中添加至干燥紙幅上的柔軟劑/去粘合劑是通過選自水、丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、異丙醇、甲醇和乙醇的溶劑載帶的。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有改善柔軟性的薄頁紙產品及其制備方法。具體地說,柔軟性的改善是通過成型之前在薄頁紙機的濕部將一種或多種柔軟劑/去粘合劑摻入纖維配料中,然后在薄頁紙幅干燥之后用一種或多種柔軟劑/去粘合劑進行局部處理而實現(xiàn)的。結果是,所得到的薄頁紙具有增加的松厚性和平滑的表面感覺,這兩個性能均有利于改善柔軟性特性。
文檔編號D21H17/22GK1196767SQ96196864
公開日1998年10月21日 申請日期1996年7月16日 優(yōu)先權日1995年7月21日
發(fā)明者W·Z·施羅德爾, G·V·安德森, D·G·克茲思克, G·L·?？肆? M·J·史密斯 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司