專利名稱：起皺剝離劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及濕抄紙產品的起皺。
在某些濕抄紙產品如搽面紙、浴巾紙或毛巾紙的制造過程中，通常要使紙幅進行起皺，以便使它具有希望的結構特性，如柔軟度和松厚度。該起皺過程通常涉及將紙幅粘著至旋轉的起皺烘缸如稱為揚克式烘缸的裝置上，然后用刮刀刀片將粘著的紙幅取出。紙幅相對于刮刀刀片的沖擊使紙幅內的一些纖維對纖維的鍵破裂，并使紙幅卷曲或起皺。
這種起皺作用的程度取決于許多因素，其中包括紙幅和起皺烘缸表面之間的粘著程度。較大的粘著力能產生增加的柔軟度，盡管通常要損失一些強度。為了增加粘著力，使用起皺粘合助劑，以增強該紙幅由于其水份而可能具有的自然產生的粘著作用，該水份將隨紙幅預干燥的程度而大大地變化。另外，起皺助劑還將防止對烘缸表面的磨損，提供刮刀刀片和烘缸表面之間的潤滑，并減少化學腐蝕，以及控制起皺度。使紙面正合適地粘著至輥筒上的涂層將給出良好的起皺，在能最少地損失紙強度下賦予紙以吸收性和柔軟性。如果粘著至干燥輥筒上的粘著作用太強，那么紙頁可能會掉毛或甚至于“堵塞”，即在刮刀刀片下重疊并沿干燥輥筒纏繞。如果沒有足夠的粘著力，那么紙頁將太容易剝離，并進行太少的起皺作用。
作為水溶液或水分散體的起皺粘合劑通常被噴淋至起皺烘缸例如揚克式烘缸的表面上。這等改善熱傳遞，并使紙頁能更有效的干燥。如果紙漿配料粘著至起皺烘缸太強的話，可將脫模劑噴淋至該烘缸上。通常脫摸劑為烴油。這些脫模劑將幫助薄頁紙紙幅在起皺刀片處均勻的剝離，另外還將潤滑和保護刀片免于過多的磨損。
在us5187219中公開了一種起皺粘合劑組合物，該組合物會有水溶性的、乙醛酸化的丙烯酰胺/二烯丙基二甲基氯化銨的聚合物，和作為該聚合物增塑劑、分子量低于3000的水溶性多元醇。us5246544公開了一種可以逆交聯的起皺粘合劑，該粘合劑含有非自交聯的材料和至少一種四價或更高價的金屬陽離子交聯劑；所述非自交聯材料是含有可通過離子交聯而交聯的官能團的聚合物或低聚物。該粘合劑還可含有改善交聯聚合物機械性能的添加劑，例如乙二醇，聚乙二醇，和其它的多無醇如單糖和低聚糖。例如在us5338807和加拿大專利(Ca)979579中披露的那些多酰氨基胺/表氯醇起皺粘合劑通常與烴油一起使用。這些烴油與起皺粘合劑是不相容的，并因此不能在干燥烘缸上形成均勻的涂層。
由于目前用作起皺剝離助劑的烴油與起皺粘合劑不相容，因此需要改進的起皺組合物，特別是供多酰氨基胺/表氯醇起皺粘合劑用的起皺組合物。
用于使纖維幅起皺的本發明的組合物含有(a)多胺/表鹵醇樹脂起皺粘合劑，和(b)作為多胺/表鹵醇樹脂的增塑劑、潤脹比至少0.10、溶解度參數大于20Mpa1/2的起皺剝離劑。這些剝離劑與起皺粘合劑相容，并可溶于其中。
另外，本發明還公開了一種纖維幅的起皺方法，在該方法中，將上述的起皺粘合劑和剝離劑或者一起或者分開地施加至纖維幅的干燥表面上。
結合使用上述的起皺粘合劑和剝離劑，能夠更好地控制起皺方法，即，在控制紙張粘著至干燥表面，和將紙張在起皺刀片處剝離時有更大的靈活性。
任何多胺/表鹵醇樹脂均可作為起皺粘合劑用于本發明的組合物中。這些起皺粘合劑是表氯醇和多胺樹脂的反應產物，多胺樹脂例如包括多亞烷基多胺樹脂和被稱為多酰氨基胺(pAA)樹脂的多胺樹脂的特殊種類。多亞烷基多胺包括例如二乙三胺和雙六亞甲基三胺。例如在us2595935；3248353和3655506中敘述了聚亞烷基多胺/表氯醇樹脂的制備。通過至少帶一個仲胺基的聚亞烷基多胺與飽和的脂族二羧酸或二羧酸酯反應，制得pAA樹脂。例如在us5338807和Ca979579中敘述了多酰氨基胺/表氯醇樹脂的制備。這些多胺/表鹵醇樹脂通常是水溶性的和可交聯的。合適的樹脂包括KYMENER557H濕強度樹脂和CrepetrolR73，80E和190陽離子聚合物，這些均得自Hercules Incorporated(WilMington，DE，usa)。優選多酰氨基胺/表鹵醇樹脂，特別是表氯醇和由己二酸和甲基雙(氨基丙胺)制得的多酰氨基胺及應產物的樹脂，表氯醇對聚酰胺中胺基的摩爾比為0.25。
在所選擇的特定的多胺/表鹵醇起皺粘合劑中，用于本發明組合物中的剝離劑的潤脹比至少為0.10，溶解度參數大于20Mpa1/2。取決于所選擇的起皺粘合劑和剝離劑的特定組合，潤脹比可選擇高達18或更高，溶解度參數可選擇高達30或更高。通過下述方法測定潤脹比和溶解度參數。合適的剝離劑包括例如，數均分子量低于600的脂族多元醇或它們的低聚物，多鏈烷醇胺，芳族磺酰胺，吡咯烷酮，和它們的混合物。剝離劑的具體例子包括例如乙二醇，丙二醇，二甘醇，甘油，吡咯烷酮，三乙醇胺，二乙醇胺，聚乙二醇，二丙二醇，Uniplex108[得自Unitex Chemical Corporation(Greenville，NC，USA)]的芳族磺酰胺]，以及它們的混合物。優選乙二醇，丙二醇，二甘醇和甘油。最優選的是乙二醇。這些化合物與多胺/表氯醇起皺粘合劑是相容的，并能溶于其中，并且用作該粘合劑的增塑劑。
在實施本發明時所用的起皺粘合劑和剝離劑的相應用量取決于許多因素，例如所用多胺/表鹵醇樹脂的種類，所抄造的紙張種類，用來造紙的機器條件，所希望的紙張性能和操作條件(例如輕-重起皺，造紙機運行的快慢，以及用作增塑劑的剝離劑的有效性)之間的平衡。這些因素還將對特定造紙體系所選擇的起皺粘合劑和剝離劑的優選組合的選擇產生影響。以組合物總重量計，剝離劑用量通常在0.01-90％的范圍內。
用本發明的組合物通過(1)將上述組合物施加至纖維紙幅的干燥表面上，(2)將纖維紙幅緊壓至干燥表面上以使紙幅粘著至干燥表面上，和(3)利用起皺裝置，如使纖維紙幅起皺的刮刀刀片從干燥表面上取出紙幅，從而使纖維幅起皺。
另外，可首先施加多胺/表鹵醇樹脂起皺粘合劑，然后施加剝離劑。也可以在將紙幅緊壓至干燥表面上之前，將起皺粘合劑摻入纖維紙幅中。當利用這種方法時，單獨地將剝離劑施加至干燥表面上，或將剝離劑加上另外的起皺粘合劑一起施加至干燥表面上。為方便起見，組合物或兩種單獨的組分通常以水溶液的形式施加。
實施例為了定量候選增塑劑與起皺粘合劑的相容性，測量在許多增塑劑和溶劑中起皺粘合劑試樣的潤脹。在加或不加增塑劑的情況下，通過將起皺粘合劑的水溶液置于整個噴有脫模劑的鋁盤上而制備流延聚合物薄膜。根據下面的方式在強制熱風爐中加熱這些鋁盤35℃4小時40℃4小時45℃過夜第二天，50℃4小時60℃4小時80℃過夜在從鋁盤上取出試樣之前，通過ASTM法D2240-86測量肖氏A硬度。使用PTC儀(306L型A型硬度計)進行測量。刻度從零(液體的硬度)至100(如玻璃這樣的硬表面)。在從盤上取出后，將試樣儲存在干燥器中以防吸收水份。
稱取重量在0.4和0.6g之間的每個薄膜試樣，精確至0.0001g，并置于過量(30ml)的候選增塑劑中。使用每種起皺粘合劑/增塑劑組合的三個試樣進行這些試驗。只是除水以外，在一周內每天對三個試樣進行稱重。在水中的溶脹在24小時進行測量。在稱重前，用鑷子操作試樣并用薄頁紙進行輕拍干燥以除去表面上過量的增塑劑。試樣吸收的增塑劑量除以原始試樣重量來計算潤脹比{Q(t)]。
Q(t)＝[M(t)－M(o)]/M(o)式中M(o)為原始試樣重量，M(t)為時間t時潤脹試樣的重量。
在某些場合，如水和乙二醇的場合，潤脹試樣碎成許多小片。當發生這種情況時，在標出皮重的鋼制篩網漏斗(-50mm直徑×50mm高，100目，蒙及爾合金鋼)中收集潤脹的試樣。通過用薄頁紙輕拍漏斗底面，除去過量的增塑劑。然后稱重潤脹的試樣。
通過使用裝有2100型控制分析器的DuPont910遙控DSC的差示掃描量熱儀(DSC)在-100℃-120℃測量玻璃化轉變溫度(Tg)。在用氮吹洗的開口盤中，以20℃分的掃描頻率進行展示。所報告的Tg值為從第二加熱循環起呈現的溫度。
這些試驗的結果列于表1-6中。在表中EG＝乙二醇，PG＝丙二醇，DEG＝二甘醇，GLY＝甘油，PEG-200＝聚乙二醇、數均分子量200，PEG-300＝聚乙二醇、數均分子量300，K-557H＝KymeneR557H濕強度樹脂，U-108＝Uniplex 108[得自Unitex Chemical Corporation(Greenville NC，USA)的一種芳族磺酰胺]。起皺粘合劑A是Hercules Incorporated(Wilmington，DE)以商品名CrepetrolR190出售的多酰氨基胺/表氯醇樹脂。起皺粘合劑B是HerculesIncorporated以商品名CrepetrolR80E出售的多酰氨基胺/表氯醇樹脂。在表3-6中，所添加的增塑劑和最終增塑劑的濃度的百分數均是以起皺粘合劑為準的重量百分數。在試樣加熱期間損失掉水和一些增塑劑。
這些增塑劑添加至起皺粘合劑中將導致玻璃化轉變溫度(Tg)的明顯下降，這種下降與所加的增塑劑量成正比。當增加所添加的增塑劑用量時，還將降低這些材料的硬度。這些數據表明，作為增塑劑而進行試驗的化合物對于起皺粘合劑是有效的。業已知道，這些增塑劑能降低增塑劑添加至其中的材料的Tg和硬度。
在此，并不打算將這里所給出的例子構成對本發明的限定，這些例子只是用來闡明本發明的某些具體的實施方案。在不脫離所附權利要求范圍下，可對本發明作出各種改進和變更。
權利要求
1.一種對纖維紙幅進行起皺的組合物，包括(a)多胺/表鹵醇樹脂起皺粘合劑，和(b)用作多胺/表鹵醇樹脂增塑劑，潤脹比至少0.10，溶解度參數大于20MPa1/2的至少一種起皺剝離劑。
2.權利要求1的組合物，其中剝離劑選自由數均分子量小于600的脂族多元醇或它們的低聚物，多鏈烷醇胺，芳族磺酰胺和吡咯烷酮組成的組。
3.前述任一項權利要求的組合物，其中剝離劑選自由乙二醇，丙二醇，二甘醇，甘油，吡咯烷酮，三乙醇胺，二乙醇胺，聚乙二醇，二丙二醇，芳族磺酰胺，以及它們的混合物組成的組。
4.前述任一項權利要求的組合物，其中剝離劑選自由乙二醇，丙二醇，二甘醇和甘油組成的組。
5.前述任一項權利要求的組合物，其中剝離劑為乙二醇。
6.前述任一項權利要求的組合物，其中起皺粘合劑為聚亞烷基多胺/表鹵醇樹脂。
7.前述任一項權利要求的組合物，其中起皺粘合劑為多酰氨基胺/表鹵醇樹脂。
8.權利要求7的組合物，其中多酰氨基胺為聚亞烷基多胺和飽和脂族二羧酸或酸的衍生物的反應產物。
9.權利要求7和8的組合物，其中多酰氨基胺是己二酸和甲基雙(氨基丙胺)的反應產物，起皺粘合劑含有每摩爾多酰氨基胺中的胺基0.25摩爾的表氯醇。
10.前述任一項權利要求的組合物，其中表鹵醇為表氯醇。
11.前述任一項權利要求的組合物，其中，以剝離劑和起皺粘合劑總重量計，剝離劑用量為0.01-90％重量。
12.一種使纖維紙幅進行起皺的方法，包括(1)將前述任一項權利要求的組合物施加至纖維紙幅用的干燥表面上，(2)將該纖維紙幅緊壓至干燥表面，以使紙幅粘著至干燥表面上，和(3)利用起皺裝置，從干燥表面移位紙幅使纖維紙幅起皺。
13.權利要求12的方法，其中起皺粘合劑和起皺剝離劑以水溶液的形式施加。
14.權利要求12和13的方法，其中起皺粘合劑在剝離劑施加之前施加至干燥表面上。
15.權利要求12和13的方法，其中起皺粘合劑作為纖維紙幅的組分施加至干燥表面上。
16.權利要求12-15的方法，其中纖維紙幅為纖維素纖維紙幅。
17.一種由權利要求12-16的方法制得的皺紋紙。
全文摘要
一種使纖維紙幅起皺的組合物，包括(1)多胺/表鹵醇樹脂起皺粘合劑，和(2)作為多胺/表鹵醇樹脂增塑劑、潤脹比至少0.10、溶解度參數大于20MPa
文檔編號D21H17/00GK1141984SQ96108
公開日1997年2月5日 申請日期1996年4月25日 優先權日1995年4月25日
發明者A·J·艾倫, G·A·洛克 申請人:赫爾克里斯有限公司