专利名称：具有改善松厚柔软度和表面柔软度的、柔软薄页纸的制备方法
背景技术：
在薄页纸的制造中，不断改善薄页纸的柔软度是人们一直为之努力的目标。通常，先前的各种努力一直致力于减少薄页纸结构内纤维之间的粘结，或者用改善表面手感的化学剂对薄页纸进行涂布。然而，柔软度是包括各种因素的薄页纸的感觉性能，这些因素包括松厚柔软度和表面平滑度。迄今为止，各种努力均致力于一个或另一个方面。因此，一直需要一种既能改善松厚柔软度又能改善表面柔软度的方法。
发明概要业已发现，通过组合添加一种或多种柔软剂/去粘合剂(softener/debonder)(下面将定义)至制造薄页纸的配料中，然后再次添加一种或多种柔软剂/去粘合剂至干燥薄页纸的表面中，能改善薄页纸的柔软度。一开始向配料中添加柔软剂/去粘合剂给薄页纸提供了更好的松厚柔软度，而随后局部的施加赋予了更为平滑或光泽的表面感觉。这种组合得到了手感十分柔软的薄页纸产品。
更具体地说，本发明涉及柔软薄页纸的制备方法，该方法包括(a)以干纤维重量计，形成包含约为0.01-约6％(重量)的一种或多种柔软剂/去粘合剂的造纸纤维的水悬浮液；(b)通过将该造纸纤维的水悬浮液沉积至成形网上而形成薄页纸幅；(c)对该纸幅进行脱水和干燥；以及(d)向该干燥的薄页纸幅局部施加约为0.01-约10％(重量)的一种或多种柔软剂/去粘合剂(以干纤维重量计)。局部施加至干燥纸幅中的柔软剂/去粘合剂可与形成薄页纸幅前添加至配料中的柔软剂/去粘合剂相同或者不同。
本发明中所使用的“柔软剂/去粘合剂”选自季铵化合物类，季铵化蛋白质化合物类，磷脂类，聚硅氧烷季铵类，季铵化、水解麦蛋白质/二甲聚硅氧烷磷酸共聚多醇(phosphocopolyol)的共聚物，有机活性的聚硅氧烷类，和聚硅氧烷二醇的化合物。
合适的季铵化合物包括具有下面结构式的那些物质
式中X＝氯，甲基硫酸根，或其它相容的抗衡离子；和R＝脂族、饱和或不饱和的C8-C22；和
式中X＝氯，甲基硫酸根，或其它相容的抗衡离子；R＝脂族、饱和或不饱和的C8-C22；和R1＝苄基或环氧基；和
式中X＝氯，甲基硫酸根，或其它相容的抗衡离子；和R＝脂族、饱和或不饱和的C8-C22；和
式中X＝甲基硫酸根，氯或其它相容的抗衡离子；R＝脂族、直链、饱和或不饱和的C8-C22；和R1＝2-羟乙基或2-羟丙基；和
式中R＝脂族、直链或支链、饱和或不饱和的C8-C22；X＝氯，甲基硫酸根，乙基硫酸根，或其它相容的抗衡离子；R’＝2-羟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离子；和
式中R＝直链或支链、饱和或不饱和的C8-C22脂族烷基；和X＝氯，甲基硫酸根，或其它相容的抗衡离子；和
式中R＝脂族、饱和或不饱和的C8-C22；或烯丙基-；或R’-O-CH2-CH2-CH2-，其中R’＝直链或支链的C4-C18；和X＝氯，硫酸根，或其它相容的抗衡离子。
合适的季铵化蛋白质化合物包括下面结构式的那些物质
式中R1＝饱和或不饱和的C12-C22脂肪酸基；R2＝水解的大豆蛋白质，水解的丝蛋白，胶原蛋白，角蛋白部分或水解的麦蛋白；和X＝氯，乳酸根，或其它相容的抗衡离子；和
式中R1＝饱和或不饱和的C12-C22脂肪酸基；R2＝水解的胶原蛋白或角蛋白部分；和X＝氯，乳酸根，或其它相容的抗衡离子。
合适的磷脂类包括但不局限于具有下面结构式的那些物质
式中x＝1-3；x+y＝3；a＝0-2；B＝O-或OM；A＝阴离子；M＝阳离子；和R、R1及R2可以相同或不同，并且是至多16个碳原子的烷基，取代的烷基，烷芳基或链烯基，而且R+R1+R2的总碳原子数目＝10-24；和
式中X＝1-3；x+y＝3；
a＝0-2；B＝O-或OM；A＝阴离子；M＝阳离子；R5、R6可以相同或不同，并且是至多C6的烷基，羟烷基，羧烷基，或至多C10的聚氧乙烯；或者R5、R6和连接至它们之上的氮可以呈N-杂环；和R7＝如下结构式的酰氨基胺部分
式中n＝2-6；R3＝氢或至多6个碳原子的烷基，羟烷基或链烯基；或至多6个碳原子的环烷基，或至多10个碳原子的聚氧乙烯；或R4＝C5-C21的烷基，链烯基，烷氧基或羟烷基，或至多C20的芳基或烷芳基；和
式中A＝阴离子；M＝阳离子；R、R1及R2可以相同或不同，并且为至多16个碳原子的烷基，取代的烷基，烷芳基或链烯基，而且R+R1+R2的总碳原子数＝10-24；和R’为下面结构式的酰氨基胺部分
式中n＝2-6；R3＝氢或至多6个碳原子的烷基，羟烷基或链烯基；或至多6个碳原子的环烷基，或至多10个碳原子的聚氧乙烯；和R8的结构式如下
式中n＝3或更大；p＝1-1000；q＝1-25。
合适的聚硅氧烷季铵包括下面结构式的那些物质
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离子；n＝1-50。合适的有机活性聚硅氧烷包括具有下面结构式的那些物质
和
和
式中R＝胺，羧基，羟基，或环氧基；n＝3或更大；x＝1-1000；和y＝1-25。
合适的聚硅氧烷二醇包括下面结构式
式中R＝C1-C6烷基；R1＝乙酸酯或羟基；x＝1-1000；y＝1-50；m＝1-30；和n＝1-30。
当希望柔软剂/去粘合剂复合使用时，可将该复合物同时或分别地添加至浓浆中。所述复合物可包含一种或多种选自上述物质的化合物，并且以预混物形式或单独地计量加入到浆液中。
最终的薄页纸包含约为0.01-6％(以纤维重量计)以单独或混合物的形式添加至薄页纸制造过程湿部的柔软剂/去粘合剂。更为优选的是，最终薄页纸包含约为0.1-3％(以纤维重量计)在湿部添加的柔软剂/去粘合剂。
局部处理用的柔软剂/去粘合剂可以水溶液的形式提供，或将其溶解于合适的溶剂中；所述溶剂如丙二醇，乙二醇，聚乙二醇，异丙醇，甲醇，乙醇或其它的有机溶剂。可单独地或与其它物质混合物的形式将它们施用至原纸的表面上。优选用于局部处理的组合物包含约为1-100％(重量)的柔软剂/去粘合剂(单独地或以混合物的形式)，更优选包含约为35-80％(重量)。另外优选的是，以纤维重量的约0.01-10％(重量)、更优选约为0.1-2％(重量)的添加比例将柔软剂/去粘合剂局部地添加至薄页纸中。
合适的局部处理方法包括但不局限于喷涂，轮转凹版印刷，拖刀涂布，胶版印刷等。
实施例实施例1使用多层网前箱制备双层、湿压起皱的薄页纸。第一浆层(最终与扬克式烘缸表面接触的层)包含桉树阔叶木纤维并占薄页纸纤维重量的60％干重。薄页纸的余下的40％重量由第二浆层提供，所述第二浆层由北方针叶木硫酸盐浆粕组成。薄页纸的总定量为7.3磅/2880平方英尺风干薄页纸。将两种强度剂在网前箱之前添加至纤维浆层中。以纤维总重量的0.08-0.1％，将Parez 631NC(乙醛酸酯化的聚丙烯酰胺，得自CytecIndustries，Inc.)计量加入到针叶木浓浆中。以纤维总重量的0.05-0.1％，将另一种增强剂，即Kymene 557 LX(得自Hercules，Inc.)分别计量加入阔叶木和针叶木浓浆中。
以纤维总重量的0.17％的量，将季铵化合物柔软剂/去粘合剂(甲基-1-油基酰氨基乙基-2-油基咪唑啉甲基硫酸盐，商品名为Varisoft3690，得自Witco公司，含90％活性物质)计量加至阔叶木浓浆中。
在干燥和起皱后，将该纸巾纸幅与另一张同样的纸幅层合起来，形成一双层的薄页纸。利用40％的有机活性聚硅氧烷乳液(由OSiSpecialties，Inc.制造的FTS-226)以每层的1％(以纤维重量为准)的施涂量，对这两层的阔叶木层都进行轮转凹版印刷。最终的薄页纸产品具有增加的松厚性和改善的表面平滑度。实施例2如实施例1所述制备双层层合的薄页纸，所不同的是，不用有机活性聚硅氧烷对这两层进行凹版印刷，而是用下面结构式的聚硅氧烷磷脂(Mona Industries，Inc.，牌品54146，批号2426，25-30％活性物质)对这两层进行涂布
式中A＝氯离子；M＝钠离子；R1＝R2＝-CH3；R可以是至多16碳的烷基，取代的烷基，烷芳基，或链烯基，并且R+R1+R2的总碳原子数＝10-24；和R’是下面结构式的酰氨基胺部分
式中n＝3；R3＝氢；和R8具有下面的结构式
式中n＝3；p＝90；q＝1。
使用拖刀涂布机来涂布聚硅氧烷磷脂。刮刀的角度设置在30度，刮刀压力在20-40psi(磅/英寸2)之间变化，以提供不同的涂布量。最终的薄页纸产品具有增加的松厚性和光滑的表面感觉。实施例3如实施例2所述制备双层薄页纸，所不同的是，对两层涂布下面结构式的季铵化合物(olealkonium chloride，由McIntyre Group，LTD.制备的Mackernium KP，50％活性物质)
最终的薄页纸产品具有增加的松厚性和平滑的表面感觉。实施例4如实施例2制备双层层合的薄页纸，所不同的是，用下面结构式的聚硅氧烷季铵化合物(由Goldschmidt Chemical Corporation制造的Abilquat 3272，50％活性物质)对这两层进行涂布
式中R＝C12-C18的烷基；Z＝-CH2-CH2-CH2-O-(CH2)3-；和n＝1-50。
最终的薄页纸产品具有增加的松厚性和平滑的表面感觉。实施例5如实施例2所述制备双层层合的原纸，所不同的是，用含有50％有机聚二甲基硅氧烷(FTS-226)和50％季铵化合物(Mackernium KP)的含水组合物对这两层进行印刷。最终的薄页纸产品具有增加的松厚性和平滑的表面感觉。实施例6如实施例1所述制备双层层合的原纸，所不同的是，用包含40％季铵化合物(由McIntyre Group，LTD.制备的Mackernium NLE)、40％有机聚二甲基硅氧烷(FTS-226)和20％水的含水组合物对这两层进行涂布。Mackernium NLE是含100％活性物质的烷基酰氨基丙基环氧丙基二铵氯化物。
最终的薄页纸产品具有增加的松厚性和平滑的表面感觉。实施例7
如实施例2所述制备双层层合的原纸，所不同的是，用包含25％季铵化合物(Mackernium KP)、25％有机聚硅氧烷(FTS-226)和50％丙二醇的含水组合物对这两层进行涂布。最终的薄页纸产品具有增加的松厚性和平滑的表面感觉。实施例8使用多层网前箱制备单层、未起皱、穿透空气干燥的薄页纸。两个外层包含以约34％的浓度和约184°F的温度通过输入功率为80kw的Maule轴流式分散器的漂白的桉树阔叶木硫酸盐浆粕。两个外层占薄页纸纤维重量的70％。中间层构成了薄页纸剩下的30％重量，所述中间层由北方针叶木硫酸盐浆粕组成。该薄页纸的总定量为33.9克/平方米风干薄页纸。对内层浆进行精制，以便在最终产品中得到足够的干强度。以每吨纤维5千克或0.5％的比例将湿强度剂(Parez 631NC)计量加入内层中。以总纤维重量计每吨纤维5.25千克(0.525％)的比例将柔软剂/去粘合剂(季咪唑啉，脂肪酸烷氧基化物和分子量为200-800的聚醚，商品名为DPSC 5299-8，得自Witco公司)加入到两个外层中。在薄页纸幅的形成，脱水和干燥之前，将各层的浓浆稀释至约0.12％的浓度。
干燥之后，仿照实施例4，用聚硅氧烷二季铵化合物(Abilquat3272)对该薄页纸进行涂布。与不进行涂布的薄页纸相比，最终的薄页纸具有更为平滑的表面感觉。
应该明白的是，前述的实施例只是用来进行说明，而并不是对本发明的范围进行限定，本发明的范围将由下面的权利要求及其所有的等同物来限定。
权利要求
1.一种柔软薄页纸的制备方法，该方法包括(a)以干纤维重量计，形成包含约为0.01-约6％(重量)一种或多种柔软剂/去粘合剂的造纸纤维的水悬浮液；(b)通过将该造纸纤维的水悬浮液沉积至成形网上而形成薄页纸幅；(c)对该纸幅进行脱水和干燥；以及(d)向该干燥的薄页纸幅局部施加以干纤维重量计约为0.01-约10％(重量)一种或多种柔软剂/去粘合剂。
2.权利要求1的方法，其中柔软剂/去粘合剂选自季铵化合物类、季铵化蛋白质化合物类、磷脂类、聚硅氧烷季铵类、有机活性的聚硅氧烷类和聚硅氧烷二醇类。
3.权利要求1的方法，其中添加至纤维悬浮液中的柔软剂/去粘合剂的量以纤维重量计约为0.1-约3％干重。
4.权利要求1的方法，其中施加至干燥纸幅中的柔软剂/去粘合剂的量以纤维重量计约为0.1-约10％(干重)。
5.权利要求1的方法，其中柔软剂/去粘合剂至少一种是具有下面结构式的季铵化合物
式中X＝氯、甲基硫酸根或其它相容的抗衡离子；和R＝脂族、饱和或不饱和的C8-C22。
6.权利要求1的方法，其中柔软剂/去粘合剂至少一种是具有下面结构式的季铵化合物
式中X＝氯、甲基硫酸根或其它相容的抗衡离子；R＝脂族、饱和或不饱和的C8-C22；和R1＝苄基或环氧基。
7.权利要求1的方法，其中柔软剂/去粘合剂至少一种是具有下面结构式的季铵化合物
式中X＝氯、甲基硫酸根或其它相容的抗衡离子；和R＝脂族、饱和或不饱和的C8-C22。
8.权利要求1的薄页纸，其中至少一种柔软剂/去粘合剂是下面结构式的季铵化合物
式中X＝甲基硫酸根、氯或其它相容的抗衡离子；R＝脂族、直链、饱和或不饱和的C8-C22；R1＝2-羟乙基或2-羟丙基。
9.权利要求1的薄页纸，其中柔软剂/去粘合剂至少一种是具有下面结构式的季铵化合物
式中R＝脂族、直链或支链、饱和或不饱和的C8-C22；X＝氯、甲基硫酸根、乙基硫酸根或其它相容的抗衡离子；R’＝2-羟乙基或多乙氧基乙醇；和n＝1-50。
10.权利要求1的薄页纸，其中柔软剂/去粘合剂至少一种是具有下面结构式的季铵化合物
式中R＝C8-C22；和X＝甲基硫酸根、氯或其它相容的抗衡离子。
11.权利要求1的薄页纸，其中至少一种柔软剂/去粘合剂是下面结构式的季铵化合物
式中R＝脂族、饱和或不饱和的C8-C22；或烯丙基-；或R’-O-CH2-CH2-CH2-，其中R’＝直链或支链的C4-C18；和X＝氯、硫酸根、或任何其它相容的抗衡离子。
12.权利要求1的薄页纸，其中柔软剂/去粘合剂至少一种是具有下面结构式的季铵化合物
式中R＝直链或支链、饱和或不饱和的C8-C22脂族烷基；和X＝氯，甲基硫酸根或其它相容的抗衡离子。
13.如权利要求1的方法，其中柔软剂/去粘合剂至少一种是下面结构式的季铵化蛋白质化合物
式中R1＝饱和或不饱和的C12-C22脂肪酸基；R2＝水解的大豆蛋白质，水解的丝蛋白、水解的麦蛋白、胶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离子。
14.权利要求1的方法，其中柔软剂/去粘合剂至少一种是具有下面结构式的季铵化蛋白质化合物
式中R1＝饱和或不饱和的C12-C22脂肪酸基；R2＝水解的胶原蛋白或角蛋白部分；和X＝氯、乳酸根、或其它相容的抗衡离子。
15.权利要求1的薄页纸，其中柔软剂/去粘合剂至少一种是具有下面结构式的磷脂
式中x＝1-3；x+y＝3；a＝0-2；B＝O-或OM；A＝阴离子；M＝阳离子；和R、R1及R2可以相同或不同，并且是至多16个碳原子的烷基，取代的烷基，烷芳基或链烯基，而且R+R1+R2的总碳原子数目＝10-24。
16.权利要求1的薄页纸，其中柔软剂/去粘合剂至少一种是具有下面结构式的磷脂
式中X＝1-3；x+y＝3；a＝0-2；B＝O-或OM；A＝阴离子；M＝阳离子；R5，R6可以相同或不同，并且是至多C6的烷基，羟烷基，羧烷基；或至多C10的聚氧乙烯；或者R5、R6和连接至它们之上的氮可以呈N-杂环；和R7＝如下结构式的酰氨基胺部分
式中n＝2-6；R3＝氢或至多6个碳原子的烷基、羟烷基或链烯基；或至多6个碳原子的环烷基，或至多10个碳原子的聚氧乙烯；和R4＝C5-C21的烷基，链烯基，烷氧基或羟烷基，或至多C20的芳基或烷芳基。
17.权利要求1的薄页纸，其中至少一种柔软剂/去粘合剂是下面结构式的磷脂
式中A＝阴离子；M＝阳离子；R、R1及R2可以相同或不同，并且为至多16个碳原子的烷基、取代的烷基、烷芳基或链烯基，而且R+R1+R2的总碳原子数＝10-24；和R’为下面结构式的酰氨基胺部分
式中n＝2-6；R3＝氢或至多6个碳原子的烷基、羟烷基或链烯基；或至多6个碳原子的环烷基，或至多10个碳原子的聚氧乙烯；和R8的结构式如下
式中n＝3或更大；p＝1-1000；和q＝1-25。
18.权利要求1的方法，其中柔软剂/去粘合剂至少一种是具有下面结构式的聚硅氧烷季铵
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离子；和n＝1-50。
19.权利要求1的方法，其中柔软剂/去粘合剂至少一种是具有下面结构式的有机活性聚硅氧烷
式中R＝胺、羧基、羟基或环氧基；n＝3或更大；x＝1-1000；和y＝1-25。
20.权利要求1的方法，其中柔软剂/去粘合剂至少一种是具有下面结构式的有机活性聚硅氧烷
式中R＝胺、羧基、羟基或环氧基；n＝3或更大；和x＝1-1000；和y＝1-25。
21.权利要求1的方法，其中柔软剂/去粘合剂至少一种是具有下面结构式的有机活性聚硅氧烷
式中R＝胺、羧基、羟基或环氧基；n＝3或更大；x＝1-1000；和y＝1-25。
22.权利要求1的方法，其中柔软剂/去粘合剂至少一种是具有下面结构式的聚硅氧烷二醇
式中R＝C1-C6烷基；R1＝乙酸酯或羟基；x＝1-1000；y＝1-50；m＝1-30；和n＝1-30。
23.权利要求1的方法，其中柔软剂/去粘合剂至少一种是季铵化、水解麦蛋白质/二甲聚硅氧烷磷酸共聚多醇的共聚物。
24.权利要求1的方法，其中添加至干燥纸幅上的柔软剂/去粘合剂是通过选自水、丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、异丙醇、甲醇和乙醇的溶剂载带的。
全文摘要
本发明涉及具有改善柔软性的薄页纸产品及其制备方法。具体地说,柔软性的改善是通过成型之前在薄页纸机的湿部将一种或多种柔软剂/去粘合剂掺入纤维配料中,然后在薄页纸幅干燥之后用一种或多种柔软剂/去粘合剂进行局部处理而实现的。结果是,所得到的薄页纸具有增加的松厚性和平滑的表面感觉,这两个性能均有利于改善柔软性特性。
文档编号D21H17/22GK1196767SQ96196864
公开日1998年10月21日 申请日期1996年7月16日 优先权日1995年7月21日
发明者W·Z·施罗德尔, G·V·安德森, D·G·克兹思克, G·L·桑克林, M·J·史密斯 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司