含有聚硅氧烷和酯官能的季铵化合物的化学柔软的薄页纸产品制造技术

技术编号:1899287 阅读:136 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种薄页纸产品,其特征在于包括: (a)造纸纤维; (b)0.01%-3.0%的酯官能的季铵化合物; (c)0.01%-3.0%的聚硅氧烷化合物;和 (d)0.01%-3.0%的粘合材料,其为湿强度粘结剂和/或干强度粘结剂,优选为湿强度粘结剂和干强度粘结剂。(*该技术在2016年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄页纸产品。更准确地说,本专利技术涉及含有双组分化学柔软剂成分(酯官能的铵化合物和聚硅氧烷化合物)的薄页纸产品。也可以使用粘合剂材料(永久或暂时湿强度粘结剂和/或干强度粘结剂)。经处理的薄页纸幅能用来制造柔软的、吸水性的和抗掉毛的纸产品,如面巾纸产品或卫生纸产品。在现代社会中,纸幅或纸页,有时被称为薄页纸或薄页纸幅或纸页,找到了广泛的用途。这样的产品如面巾纸和卫生纸是商业的主要产品。长期以来,人们一直认为这些产品的四个重要物理特性是它们的强度、它们的柔软度、它们的吸收能力(包括它们对水系的吸收能力)以及它们的抗掉毛性(包括湿态时的抗掉毛性)。在不严重影响其它特性下,对这些特性每一个的改善已作出了研究开发工作,并对同时改善两个或三个特性也作了研究开发工作。强度是产物以及其构成纸幅在使用条件下,特别是湿态时保持物理完整性以及抗撕裂、破裂和撕破的能力。柔软度是当消费者持一特定的产品,将它在他的/她的皮肤上擦,或在他的/她的手中揉皱时,他/她感觉到的触觉。该触觉是由若干物理性能共同提供的。通常,本领域熟练技术人员认为,与柔软度有关的这些重要物理性能是由它制得产品的纸幅的挺度、表面平滑度和润滑性。反过来,挺度本身通常被认为直接依赖于纸幅的干抗张强度和制造纸幅的纤维的挺度。吸收能力是产物以及其构成纸幅吸收液体量、特别是吸收水溶液或分散液能力的量。被消费者感觉到的总吸收能力通常被认为是定量的薄页纸在饱和时吸收的液体总量以及该薄页纸吸收液体的速率的组合。抗掉毛性是纤维产物以及其构成的纸幅在使用条件下、包括在湿态时结合在一起的能力。换句话说,抗掉毛性越高,纸幅掉毛的倾向就越低。使用湿强度树脂以增强纸幅的强度是众所周知的,例如,Westfelt在纤维素化学性(Cellulose Chemistry and Technology),第13卷,813-825页(1979)中描述了许多这样的材料,并讨论了它们的化学性质。Freimark等人在1973年8月28日颁发的US 3755220中提到,某些称作脱胶剂(debonding agent)的化学添加剂将妨碍造纸过程中成纸期间天然纤维-纤维的结合。这种结合的降低将导致较软或几乎没有刚性的纸页。Freimark等人还继续提到了与脱胶剂一起使用湿强树脂以弥补脱胶剂不希望的作用。这些脱胶剂确实降低了干抗张强度,而且还降低了湿抗张强度。Shaw在1974年6月28日颁发的US 3,821,068中也曾教导,化学脱胶剂能用来降低薄页纸幅的挺度,并因此增加它们的柔软性。在各种参考文献中,如1971年1月12日授权给Hervey等人的US3,554,862中已披露了化学脱胶剂。这些材料包括季铵盐类,如椰油烷基三甲基氯化铵、油基三甲基氯化铵、二(氢化)动物脂二甲基氯化铵和硬脂基三甲基氯化铵。Emanuelsson等人(1979年3月13日颁发的US4,144,122)和Hellsten等人(1984年10月9日颁发的US4,476,323)教导,使用复合的酯官能的季铵化合物,如二(烷氧基(2-羟基)亚丙基)酯官能季铵氯化物以柔软纸幅。这些作者还试图通过使用非离子表面活性剂如脂肪醇的环氧乙烷和环氧丙烷加合物来克服由脱胶剂引起的任何吸收能力的下降。伊利诺斯州芝加哥的Armak公司在他们的公报76-17(1977)中披露了将二甲基二(氢化)动物脂氯化铵和聚乙二醇的脂肪酸酯一起使用以赋予薄页纸页柔软性和吸收能力。一个有关改善纸幅的研究的举例性结果描述于1967年1月31日授权于Sanford和Sisson的US 3,301,746中。尽管该专利描述的方法制得了高质量纸幅,并且尽管由这些纸幅形成的产品在商业上取得了成功,但旨在找到改善的产品的研究工作还在继续进行。例如,Beeker等人在1979年1月19日颁发的US4,158,594中描述了他们坚决主张的形成高强的、柔软的纤维纸页的方法。更准确地说,他们教导,在加工期间,通过用粘接材料(如丙烯酸类胶乳橡胶乳液、水溶性树脂或弹性粘接材料)将该纸幅的一面粘接至具有精细构图排列的起皱表面(粘接材料被粘接至纸幅的一面和精细构图排列的起皱表面上),并由起皱表面起皱该纸幅以形成一纸页,能增加薄页纸幅(它们可以已通过添加化学脱胶剂而被柔软)的强度。本专利技术双组份化学柔软组合物包括酯官能的季铵化合物和聚硅氧烷化合物。出人意料的是,现发现,与单独使用任一组分所获得的柔软益处相比,该双组份化学柔软组合物改进了经处理的薄页纸的柔软度。另外,经处理的薄页纸的掉毛/柔软度关系也得到极大的改善。不幸的是,使用含酯官能的季铵化合物和聚硅氧烷化合物的化学柔软组合物将降低经处理过纸幅的强度和抗掉毛性。申请人发现,通过使用合适的粘结剂材料如湿强度树脂和干强度树脂以及造纸行业中已知的助留树脂,能同时改善强度和抗掉毛性。通常,本专利技术可用于薄页纸,但特别是可用于如US 3994771(1976年11月30日授权于Morgan等人)和US4300981(1981年11月17日授权于Carstens)中所述的多片、成多层的薄页纸产品,该两篇专利在此引入作为参考。本专利技术的薄页纸产品含有有效量的粘结剂物质(永久或暂时的湿强度粘结剂和/或干强度粘结剂),以便控制掉毛和/或补偿抗张强度的损失。掉毛和抗张强度损失即使有也是由使用双组分化学柔软组分而产生的。本专利技术的目的是提供柔软的、吸收性的和抗掉毛的薄页纸产品。本专利技术的另一目的是提供制造柔软的、吸收性的和抗掉毛的薄页纸产品的方法。正如通过阅读下面的内容将容易明白的那样,利用本专利技术实现了这些和其它的目的。本专利技术提供柔软的、吸收性的、抗掉毛的薄页纸产品,该产品包括(a)造纸纤维;(b)约0.01%-约3.0%的酯官能的季铵化合物;(c)约0.01%-约3.0%的聚硅氧烷化合物;和(d)约0.01%-约3.0%的粘结剂物质,其为湿强度粘结剂和/或干强度粘结剂。适用于本专利技术的优选酯官能的季铵化合物的例子包括下式的化合物 和 和 和 其中每个R1取代基为C12-C22烃基或取代的烃基或其混合物;每个R2取代基为C1-C6烷基或烃基、苄基或其混合物;每个R3取代基为C11-C21烃基或取代的烃基或其混合物这些化合物认为是熟知的二烷基二甲基铵盐的单或二酯的变体,如二酯二(牛脂)二甲基氯化铵、二酯二(硬脂基)二甲基氯化铵、单酯二(牛脂)二甲基氯化铵、二酯二(氢化)牛脂二甲基、硫酸甲酯铵、二酯二(氢化)牛脂二甲基氯化铵、单酯二(氢化)牛脂二甲基氯化铵及其混合物,其中优选二(非氢化)牛脂二甲基氯化铵、二(轻度氢化)牛脂二甲基氯化铵(DEDTHTDMAC)和二(氢化)牛脂二甲基氯化铵(DEDHTDMAC)及其混合物的二酯的变体。根据产品的性能要求,二牛脂的饱和度可以从非氢化(软)到轻度氢化、部分或完全氢化(硬)。不受理论的约束,据信酯部分使这些化合物具有生物降解性。重要的是,本专利技术所用的酯官能的季铵化合物比常规二烷基二甲基铵盐化学软化剂降解的速度更快。用于本专利技术的聚硅氧烷的例子包括氨基官能的聚二甲基硅氧烷,其中聚合物上小于10%(摩尔)的侧链含有氨基官能团。因为聚硅氧烷的分子量难以确定,所以聚硅氧烷的粘度在此作为分子量的客观判断标准。因此,例如,对于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:保罗·D·特罗克汉迪安·V·费恩沃德·W·奥斯滕多夫乔尔·K·蒙蒂思巴特·S·赫斯科罗伯特·S·安普斯基
申请(专利权)人:普罗克特和甘保尔公司
类型:发明
国别省市:

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