室温固化的低异味粘结剂制造技术

本申请公开了用于赋予柔软的吸收性纸张以湿强度的局部施用的粘结剂材料，所述纸张例如家居纸巾等，该粘结剂材料包括环氧基反应性聚合物，例如羧基官能聚合物和环氧基官能聚合物。这些粘结剂材料在室温经历一段天数而固化并且不使潮湿后的最终产品产生令人厌恶的气味。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请是2003年9月2日提交的名称为“在室温下固化的低异味粘结剂”的共同未决的U.S.专利申请序列号10/654,556的部分继续申请。
技术介绍
在生产某些粘合的无纺布产品时，使用局部粘结剂赋予最终产品增加的强度是公知的。这种方法的例子公开于U.S.3,879,257，名称为“吸收性卫生用片状纤维网及其生产方法”并在1975年4月22日授权给Gentile等，在此引作参考。商业可获得的局部粘结剂的问题是它们需要高固化温度来赋予所需的强度，而高的温度则需要固化炉或等同的设备。这些要求增加了与该产品有关的资金和生产成本。此外，一些商业可获得的粘结剂会散发有害的气体污染物，例如甲醛，而获得的产品尤其是潮湿后会表现出令人不悦的气味。因此，向产品提供足够强度而不需要高温和用于固化的相关设备，在交联中不散发甲醛和当获得的纸产品潮湿后不产生令人厌恶的气味的粘结剂系统是有需要的。专利技术概述已经发现，当局部施用于纤维网例如纸巾底纸(basesheet)时，包含环氧基反应性聚合物和环氧基官能聚合物之间的反应的粘结剂系统能够在室温或低温固化，而不散发甲醛并且不赋予获得产物令人厌恶的气味。与本专利技术产品相关的低异味是由于没有已知导致异味的物质，或者只在接近或低于人鼻子检测阈值的低水平存在已知导致异味的物质。有时与粘结无纺布产品有关的导致异味的物质包括胺，甲基胺，二甲基胺，三甲基胺，有机酸，醛和可能在需要高温固化过程时产生的有恶臭的纤维素降解产物。当产品被水或其他流体，尤其是pH值高于7的流体潮湿后，通常提高异味的水平。不局限于理论，假设在固化时，环氧基官能聚合物的环氧基与环氧基反应性聚合物的环氧基反应性基团反应形成各种连接，例如当环氧基反应性基团是羧基时的酯连接，从而将环氧基反应性聚合物交联在一起形成具有湿抗张强度持久性的可固化的键合结构。湿抗张强度即使在与窗户清洁剂有关的高pH下也是显著的，这是家居纸巾的重要性质。同时，环氧基官能聚合物的环氧基还可以与网内纤维素纤维表面上的羧基反应以进一步强化得到的结构。在环氧基官能聚合物，环氧基反应性聚合物和网基质的纤维之间还可发生其他反应。令人惊讶的是，已经观察到粘结剂系统在室温固化需要经历数天，以使得得到的产品的湿强度基本随时间而增强。就本领域技术人员已经具有相似系统的经验而言，他们可能没有理解延长的固化反应以及假设得到的赋予网的强度性质不足。尽管最终湿强度的获得可以通过高固化温度而加速，如前所述高固化温度被发现是不必要的和不利的。因此，一方面本专利技术在于包含环氧基反应性聚合物和环氧基官能聚合物未反应混合物的含水粘结剂组合物，其中环氧基官能聚合物的量相对于环氧基反应性聚合物的量可以为从大约0.5到大约25固体重量百分数。另一方面，本专利技术在于提高纤维网强度的方法，包括对网的一个或两个外表面局部施用含水粘结剂组合物，其中粘结剂组合物包括环氧基反应性聚合物和环氧基官能聚合物未反应的混合物。在另一方面，本专利技术在于具有第一和第二外表面的纤维网或纤维板，其中至少一个外表面包括固化的粘结剂组合物的局部施用的网络，该网络来自环氧基反应性聚合物和环氧基官能聚合物交联反应。这里使用的术语“网络”用于描述将纤维板粘结在一起的任何粘结剂模式。该模式可以是规则的或不规则的，并可以是连续的或不连续的。掺入本专利技术纤维网的产品可以是单层或多层(二、三或更多层)。粘结剂组合物可以施用于产品内层的一个或多个表面。例如单层产品可以使一个表面或两个表面都用粘结剂组合物处理。两层产品可以使一个或两个外表面用粘结剂组合物处理和/或一个或两个内表面用粘结剂组合物处理。在两层产品的情况下，有利的是将一个或两个粘结剂处理的表面向内折叠以暴露该产品外侧层的未处理的表面用作手感或吸收的目的。当粘结剂被施用于多层产品的内表面，粘结剂还提供将层粘结在一起的方法。在这种情况下，可以不需要机械结合。在三层产品的情况下，也可以进行相同的操作。此外，例如，合用的是提供不用粘结剂处理的中心层，而用粘结剂如上述处理两个外层。这里使用的“聚合物”是由至少五个单体单位组成的大分子。更尤其的，聚合的程度，其是给定样品中平均聚合物单位的单体单位数目，可以是大约10或更多，更尤其大约30或更多，更尤其大约50或更多，以及更尤其从大约10到大约10,000。适合用于本专利技术的环氧基反应性聚合物是那些含有与环氧基官能分子反应的官能侧基的聚合物。这样的反应性官能团包括羧基，酐，胺，聚酰胺，酚醛树脂，异氰酸酯，聚硫醇，醇等。特别合适的环氧基反应性聚合物包括羧基官能胶乳乳液聚合物。更尤其地，有效用于本专利技术的羧基官能胶乳乳剂聚合物可以包括含水乳剂加成共聚合的不饱和单体，例如在存在表面活性剂和引发剂的情况下聚合生产乳剂聚合的聚合物颗粒的乙烯单体。不饱和单体含有碳碳双键的不饱和状态并通常包括乙烯基单体，苯乙烯单体，丙烯酸单体，烯丙基单体，丙烯酰胺单体，以及羧基官能单体。乙烯基单体包括乙烯基酯例如乙酸乙烯酯，丙酸乙烯酯和类似的乙烯基低级烷基酯，乙烯基卤化物，乙烯基芳香烃例如苯乙烯和取代的苯乙烯，乙烯基脂肪族单体例如α烯烃和共轭二烯烃，和乙烯基烷基醚例如甲基乙烯醚和类似的乙烯基低级烷基醚。丙烯酸单体包括具有1到12个碳原子的烷基酯链的丙烯酸或甲基丙烯酸的低级烷基酯以及丙烯酸和甲基丙烯酸的芳香族衍生物。有用的丙烯酸单体包括例如丙烯酸和甲基丙烯酸的甲酯、乙酯、丁酯和丙酯，丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸2-乙基己酯，丙烯酸和甲基丙烯酸的环己酯、癸酯和异癸酯，和类似的各种丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。根据本专利技术，羧基官能胶乳乳剂聚合物可以包括共聚合的羧基官能单体例如丙烯酸和甲基丙烯酸，反丁烯二酸或顺丁烯二酸或类似的不饱和二羧酸，其中优选的羧基单体是丙烯酸和甲基丙烯酸。羧基官能胶乳聚合物包括重量为大约1％到大约50％的共聚合的羧基单体而其余的是其他共聚合的乙烯单体。优选的羧基官能聚合物包括羧基化的乙烯乙酸乙烯酯三元共聚物乳剂例如可从Air Products Polymers，LP购得的Airflexe426乳剂。合适的环氧基官能聚合物包括水溶的聚官能环氧树脂。水溶的聚官能环氧树脂包括但不限于通常用作纸产品的碱性固化湿强度树脂聚合的胺-表氯醇缩合产物。许多这些树脂在“湿强度树脂和它们的应用(Wet Strength Resins and Their Applications)”，第2章，第14-44页，TAPPI出版社(1994)中描述，在此引为参考。其他类型的环氧基官能聚合物也是有用的，包括环氧基-改性的有机反应性硅酮，缩水甘油基环氧基树脂包括缩水甘油基醚，缩水甘油基酯和缩水甘油基胺树脂，以及脂肪族或环脂肪族非缩水甘油基环氧基树脂。通常用作碱性固化湿强度树脂的环氧基官能聚合物通过将聚胺或含胺的聚合物与具有第二官能团(通常为表卤醇例如表氯醇，表溴醇，表氟醇或表碘醇，最优选表氯醇)的环氧化物在水溶液中反应而制备。表卤醇将聚胺烷基化和交联到中等分子量。然后通过稀释，和/或通过将pH降低以使胺基团转换为它们的酸式盐而终止交联反应。得到的聚合物含有的多官能团可以参与交联反应并在水中页具有正电荷，这有助于使该分子在水中溶解并从而能够容易地配制成含有环氧基反应性官能团的聚合物的含水乳剂或分散体。在选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含水粘结剂组合物，包括环氧基反应性聚合物和环氧基官能聚合物未反应的混合物，其中环氧基官能聚合物的量相对于环氧基反应性聚合物的量以固体计为从大约０．５到大约２５重量百分数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克托马斯古莱，特蕾西霍马修斯，斯泰西林恩波默罗伊，毛里齐奥蒂里马可，
申请(专利权)人：金伯利克拉克环球公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]