專利名稱：組合物及其在造紙中的用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及提高紙產(chǎn)品柔軟度所使用的組合物。本發(fā)明還涉及造紙方法，其中將該組合物加入到纖維素懸浮液中或者施加到濕或干燥的紙幅上。該組合物包括油、蠟或脂肪；至少一種陽離子、兩性或非離子聚合物；選自陰離子表面活性劑和陰離子微粒中的陰離子化合物；和一種或更多種非離子表面活性劑。
背景技術：
紙幅或者紙頁(通常被稱為薄紙或薄紙幅)常用于紙巾、餐巾、面巾和盥洗室薄紙中。這種紙張的重要特征是柔軟度、吸水性和強度。繼續(xù)需要改進這些特征中的每一個且沒有嚴重影響其它特征。
常規(guī)的壓制(pressed)薄紙和這種紙張的制造方法是本領域公知的。典型地通過排水和在銅網(wǎng)上形成纖維素的懸浮液，從而制造這種紙張。纖維素懸浮液通常容納在流料箱內，之后沉積在Fourdrinier銅網(wǎng)上形成紙幅。然后典型地通過真空脫水，使紙幅脫水，并通過壓制操作進一步干燥，其中使網(wǎng)幅遭受通過使機械元件，例如圓柱輥或延長的輥隙壓機相對放置形成的壓力。然后通過本領域已知的蒸汽轉鼓裝置，例如揚基圓網(wǎng)造紙機，進一步壓制和干燥脫水的網(wǎng)幅。
常規(guī)的絨毛和制造這種紙張的方法是本領域公知的。典型地通過在Fourdrinier銅網(wǎng)上制造紙頁，隨后壓制并干燥紙頁成捆或卷，從而制造這種紙。然后使用錘磨機或針式纖維分離機，使干燥紙張脫纖維，形成絨毛。由這種絨毛制造的典型產(chǎn)品是紙尿布和婦女衛(wèi)生產(chǎn)品。絨毛也可用于生產(chǎn)氣流成網(wǎng)的紙產(chǎn)品。
柔軟度是通過手持特定產(chǎn)品，在皮膚上擦拭或者在手內起皺，消費者感覺到的觸感?？赏ㄟ^機械方式來實現(xiàn)紙頁的柔軟度。例如，可壓延紙頁，使當紙頁起皺時形成的脊線(crest)變平坦。也可摩擦處理紙頁，以便消除任何粗糙度。然而，這些方法常常是不足的。
使紙張變得比較柔軟的一種方法是添加柔軟化合物到纖維素懸浮液中。柔軟化合物干擾在造紙工藝中在紙頁形成過程中發(fā)生的天然纖維與纖維的粘結。粘結性的這種下降導致紙頁比較柔軟或者不那么生硬。
WO98/07927公開了使用柔軟劑生產(chǎn)柔軟的吸收劑紙產(chǎn)品。柔軟劑包括季銨表面活性劑、非離子表面活性劑，以及強度添加劑。將柔軟劑加入到纖維素懸浮液中，之后形成紙幅。
柔軟化合物也可例如通過噴灑施加到干燥或者濕的紙幅上。若紙幅干燥，則也可在紙張上印上柔軟化合物。
US5389204公開了采用官能聚硅氧烷柔軟劑制造柔軟薄紙的方法。柔軟劑包括官能聚硅氧烷、乳化劑表面活性劑和非陽離子的表面活性劑。將柔軟劑通過傳熱表面轉移到紙幅上。然后在干燥的紙幅上壓上柔軟劑。
WO97/30217公開了用作洗劑(lotion)的組合物以增加吸收性紙張的柔軟度。該組合物包括潤滑劑，所述潤滑劑優(yōu)選脂肪醇或蠟狀酯。該組合物還包括季銨表面活性劑以及一種或更多種非離子或者兩性乳化劑。
或者加入到纖維素懸浮液或者施加到紙幅上的最柔軟的化合物含有季銨表面活性劑。由于生產(chǎn)者和消費者經(jīng)歷了日益增加的環(huán)境擔心，因此季銨表面活性劑并不總是被大家接受。季銨表面活性劑通常對水生有機物有毒且通常被視為不理想的化學品。
本發(fā)明的目的是提供提高紙產(chǎn)品柔軟度的組合物。
本發(fā)明進一步的目的是提供基本上不含季銨表面活性劑的組合物。
本發(fā)明再一目的是提供一種適合于加入到纖維素懸浮液中并施加到濕或干燥紙幅上的單一組合物，而不是現(xiàn)有技術中所述的數(shù)種不同的組合物。
本發(fā)明進一步的目的是提供對來自前一生產(chǎn)階段的陰離子攜帶物(carryover)具有高的耐受度的組合物。因此當小量有害的物質從前一生產(chǎn)階段中釋放時，可在濕端中和標準的配方。
本發(fā)明還一個目的是提供當加入到纖維素懸浮液中時將賦予待生產(chǎn)的紙張低的耐破強度、高的潤濕速度以及低的分離纖維能的組合物。
本發(fā)明又一進一步的目的是提供當加入到纖維素懸浮液中時將賦予產(chǎn)品低的結頭含量的組合物。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及提高紙產(chǎn)品，優(yōu)選由薄紙或絨毛制備的產(chǎn)品柔軟度所使用的組合物。該組合物也可在造紙工藝的各個階段中施加。該組合物可例如在濕端添加到纖維素懸浮液中。加入到纖維素懸浮液中以提高產(chǎn)品柔軟度的組合物被稱為脫粘劑，也可將該組合物施加到紙幅上，以提高產(chǎn)品的表面觸感，例如柔軟度。若將組合物施加到濕的紙幅上，則該組合物被稱為柔軟劑。若將該組合物施加到干燥紙幅上，則該組合物被稱為洗劑。
本發(fā)明的組合物包括(i)油、脂肪或蠟(ii)至少一種非離子表面活性劑(iii)選自陰離子微粒和陰離子表面活性劑中的至少一種陰離子化合物(iv)至少一種陽離子、非離子或兩性的聚合物，其中以每100重量份聚合物計，添加用量為約60-約1000份的非離子表面活性劑。
根據(jù)一個實施方案，組合物基本上不含季銨表面活性劑?！盎旧喜缓笔侵感∮?wt％的組合物由季銨表面活性劑組成，例如小于1wt％，或者小于0.5wt％。
可根據(jù)本發(fā)明使用充當潤滑劑(emollient)的任何油、脂肪或蠟。合適的油是精煉和/或氫化等級油，例如植物油，例如葡萄油、橄欖油、椰油、油菜籽油、向日葵油和棕櫚油，最優(yōu)選椰油。可根據(jù)本發(fā)明使用的其它油是礦物油和硅油。
為了在所生產(chǎn)的紙張內保留油、脂肪或蠟，要求充當保留助劑的聚合物，用作保留劑或部分保留體系的合適的聚合物可高度荷電。根據(jù)一個實施方案，聚合物是陽離子聚合物。該聚合物可衍生于天然或合成來源，且它們可以是直鏈、支鏈或交聯(lián)的，例如為微粒形式。優(yōu)選地，該聚合物具有水溶性或者水可分散性。
合適的天然陽離子聚合物的實例包括陽離子多糖，例如淀粉、瓜耳膠、纖維素衍生物、甲殼素、殼聚糖、聚糖、半乳聚糖、葡聚糖、黃原膠、果膠、甘露聚糖、糊精，優(yōu)選淀粉和瓜耳膠。合適的淀粉包括土豆、玉米、小麥、木薯、大米、蠟狀玉米、大麥等。也可使用陽離子合成有機聚合物，例如陽離子鏈增長聚合物，例如陽離子乙烯基加聚物，例如丙烯酸酯-、丙烯酰胺-、乙烯基胺-、乙烯基酰胺-和烯丙基胺-基聚合物，例如基于二烯丙基二烷基鹵化銨，例如二烯丙基二甲基氯化銨，以及(甲基)丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸酯的均聚物和共聚物。進一步的聚合物包括陽離子逐步增長聚合物，例如陽離子聚酰胺基胺、聚乙烯亞胺、聚胺，例如二甲基胺-表氯醇共聚物；和聚氨酯。合適的陽離子有機聚合物的進一步的實例包括在WO 02/12626中公開的那些。
根據(jù)一個實施方案，聚合物選自聚二烯丙基二甲基氯化銨、聚胺、陽離子淀粉、兩性淀粉和聚酰胺基胺-表氯醇(PAAE)、聚乙烯亞胺和聚乙烯基胺。
此處所使用的術語“逐步增長聚合物”是指通過逐步增長聚合獲得的聚合物，分別也被稱為逐步反應聚合物和逐步反應聚合。此處所使用的術語“鏈增長聚合物”是指通過鏈增長聚合獲得的聚合物，分別也被稱為鏈反應聚合物和鏈反應聚合。
本發(fā)明的聚合物的分子量可以是約10000-約10000000，例如約15000-約5000000，或約40000-約1000000。
根據(jù)一個實施方案，陰離子微粒包括在組合物內。合適的陰離子微粒的實例包括陰離子二氧化硅微粒，例如陰離子膠態(tài)二氧化硅顆粒，和綠土，最優(yōu)選陰離子疏水改性的膠態(tài)二氧化硅顆粒。陰離子微粒優(yōu)選比表面積為約40-約900，例如約150-約600，或約250-約400m2/g。
膠態(tài)二氧化硅顆?？裳苌诶绯恋矶趸?、微二氧化硅(二氧化硅煙霧(silica fume))、熱解法二氧化硅(煅制二氧化硅)或具有充足純度的硅膠、常規(guī)的硅酸鈉及其混合物。
可改性本發(fā)明的膠態(tài)二氧化硅顆粒，且可含有其它元素，例如胺、鋁和/或硼，這些其它元素可以以顆粒和/或連續(xù)相存在。在例如US2630410中公開了硼改性的硅膠。鋁改性的二氧化硅顆粒合適地具有約0.05-約3wt％，例如約0.1-約2wt％的Al2O3含量。在例如IIer，K.Ralph的“The Chemistry of Silica”第407-409頁，JohnWiley&Sons(1979)中和在US5368833中進一步公開了制備鋁改性的硅膠的工序。
膠態(tài)二氧化硅顆粒的平均粒徑范圍合適地為約2-約150，例如約3-約50，或者約5-約40nm。合適地膠態(tài)二氧化硅顆粒的比表面積為約20-約1500，例如約50-約900，或約70-約600m2/g。
可根據(jù)本發(fā)明使用的陰離子表面活性劑通常是具有含約6-約30個碳原子的疏水“尾”的陰離子表面活性劑。優(yōu)選的陰離子表面活性劑的實例是皂化脂肪酸、烷基(芳基)磺酸酯、硫酸酯、磷酸酯、烷基(芳基)磷酸酯、烷基(芳基)膦酸酯、脂肪酸、萘磺酸酯(NAS)、甲醛縮聚物、聚苯乙烯磺酸鹽、疏水改性的NAS。最優(yōu)選皂化脂肪酸、烷基(芳基)磺酸酯、硫酸酯、磷酸酯、烷基(芳基)磷酸酯、烷基(芳基)膦酸酯及其混合物。
根據(jù)一個實施方案，陰離子化合物是陰離子表面活性劑。
可根據(jù)本發(fā)明使用的非離子表面活性劑一般地包括乙氧化或丙氧化脂肪酸或者脂肪醇。乙氧化脂肪酸和脂肪醇優(yōu)選被約1-約30個環(huán)氧乙烷(EO)或約4-約25個EO乙氧化。乙氧化脂肪酸和脂肪醇可具有約6-約30個碳原子，或約6-約22個碳原子。丙氧化脂肪酸和脂肪醇可被約1-約30個環(huán)氧丙烷(PO)或約1-約8個PO丙氧化。丙氧化脂肪酸和脂肪醇優(yōu)選具有約6-約30個碳原子，例如約6-約22個碳原子。還可使用二氧化碳而不是環(huán)氧丙烷。
基于組合物的干重，聚合物以約1-約50，例如約5-約40，或約10-約30wt％的用量存在于組合物內。
基于組合物的干重，油、脂肪或蠟合適地以約1-約95，例如約30-約80，或約35-約75wt％的用量存在于組合物內。
基于組合物的干重，陰離子化合物合適地以約0.1-約10，例如約0.5-約4，或約0.6-約2wt％的用量存在于組合物內。
根據(jù)一個實施方案，以每100重量份聚合物計，非離子表面活性劑以約70-約800，或約80-約600，或約100-約500，或約150-約400重量份的用量存在。
可通過首先混合油、脂肪或蠟與陰離子和非離子表面活性劑，制備組合物，以提供潤滑劑-表面活性劑共混物?？杉訜嵩摑櫥瑒?表面活性劑共混物到約25-約70℃。合適地制備含有該聚合物的水溶液，在所述溶液內，聚合物含量占約0.1-約50wt％，例如約0.5-約25wt％?？杉訜嵩撍芤旱郊s25-約70℃。然后可通過靜態(tài)混合器、ultra-turrax高剪切器件或均化器，在含有該聚合物的水溶液內乳化該潤滑劑-表面活性劑共混物。然后可冷卻該產(chǎn)品乳液到室溫?？赏ㄟ^例如使用換熱器進行冷卻。
根據(jù)一個實施方案，借助靜態(tài)混合器，在含有該聚合物的水溶液內乳化該潤滑劑表面活性劑混合物。
可事先生產(chǎn)組合物，然后以一種產(chǎn)品形式輸送到紙張粉碎機內。也可在紙張粉碎機處由不同組分就地制備組合物。
還可添加額外的組分到組合物中。為了避免組合物劣化，可添加防腐劑。也可包括數(shù)種化妝品添加劑，例如抗氧化劑，例如生育酚和蘆薈。
本發(fā)明還涉及生產(chǎn)紙張的方法，該方法包括添加此處所述的組合物到纖維素懸浮液中，其中所述方法進一步包括在銅網(wǎng)上使纖維素懸浮液排水，形成紙幅。
根據(jù)一個實施方案，可添加用量為約0.1-約15kg/t干燥纖維素纖維的組合物。
當使用脫粘劑制造絨毛時，通常將用量為約0.1-約15kg/t，例如約0.3-約10kg/t干燥纖維素纖維的組合物加入到纖維素懸浮液中。
當使用脫粘劑制造薄紙時，通常將用量為約0.1-約15kg/t，例如約0.5-約4kg/t干燥纖維素纖維的組合物加入到纖維素懸浮液中。
當在這一方法中用作脫粘劑時，在形成紙幅之前，將此處所述的組合物加入到纖維素懸浮液中。當制造絨毛和薄紙時，使用脫粘劑是非常普遍的。脫粘劑將干擾天然纖維與纖維的粘結，結果降低強度。通過降低強度，將增加絨毛和薄紙產(chǎn)品的柔軟度。根據(jù)一個實施方案，可獨立地將組合物中的各組分加入到纖維素懸浮液中。優(yōu)選地，油、脂肪或蠟和陰離子與非離子表面活性劑的乳液可作為預混物添加到纖維素懸浮液中，和聚合物，例如水溶液內的聚合物可作為獨立的組分添加到纖維素懸浮液中。
根據(jù)一個實施方案，當獨立地添加各組分時，加入到纖維素懸浮液中的每一組分的用量相應于在此處所述的組合物內每一組分的用量。
根據(jù)一個實施方案，當制造絨毛時，可將用量為約0.01-約6kg/t干燥纖維素纖維的聚合物加入到纖維素懸浮液中。根據(jù)一個實施方案，當制造絨毛時，可將用量為約0.025-約3.5kg/t干燥纖維素纖維的聚合物加入到纖維素懸浮液中。根據(jù)一個實施方案，當制造絨毛時，可將用量為約0.05-約2.5kg/t干燥纖維素纖維的聚合物加入到纖維素懸浮液中。
根據(jù)一個實施方案，當制造絨毛時，可將用量為約0.001-約14kg/t干燥纖維素纖維的油、脂肪或蠟加入到纖維素懸浮液中。根據(jù)一個實施方案，當制造絨毛時，可將用量為約0.03-約12kg/t干燥纖維素纖維的油、脂肪或蠟加入到纖維素懸浮液中。根據(jù)一個實施方案，當制造絨毛時，可將用量為約0.035-約11kg/t干燥纖維素纖維的油、脂肪或蠟加入到纖維素懸浮液中。
根據(jù)一個實施方案，當制造絨毛時，可將用量為約0.001-約1.5kg/t干燥纖維素纖維的陰離子化合物加入到纖維素懸浮液中。根據(jù)一個實施方案，當制造絨毛時，可將用量為約0.003-約0.6kg/t干燥纖維素纖維的陰離子化合物加入到纖維素懸浮液中。根據(jù)一個實施方案，當制造絨毛時，可將用量為約0.004-約0.3kg/t干燥纖維素纖維的陰離子化合物加入到纖維素懸浮液中。
根據(jù)一個實施方案，當制造絨毛時，以每100重量份聚合物計，合適地可將用量為約70-約800，例如約80-約600，或約100-約500，或約150-約400重量份的非離子表面活性劑加入到纖維素懸浮液中。
根據(jù)一個實施方案，當制造絨毛時，添加用量為約0.001-約14kg/t干燥纖維素纖維的油、脂肪或蠟，添加用量為約0.001-約1.5kg/t干燥纖維素纖維的陰離子化合物，和添加用量為約0.01-約6kg/t干燥纖維素纖維的聚合物。
根據(jù)一個實施方案，當制造薄紙時，可將用量為約0.01-約8kg/t干燥纖維素纖維的聚合物加入到纖維素懸浮液中。根據(jù)一個實施方案，當制造薄紙時，可將用量為約0.03-約6kg/t干燥纖維素纖維的聚合物加入到纖維素懸浮液中。根據(jù)一個實施方案，當制造薄紙時，可將用量為約0.035-約5.5kg/t干燥纖維素纖維的聚合物加入到纖維素懸浮液中。
根據(jù)一個實施方案，當制造薄紙時，可將用量為約0.001-約10kg/t干燥纖維素纖維的油、脂肪或蠟加入到纖維素懸浮液中。根據(jù)一個實施方案，當制造薄紙時，可將用量為約0.03-約8kg/t干燥纖維素纖維的油、脂肪或蠟加入到纖維素懸浮液中。根據(jù)一個實施方案，當制造薄紙時，可將用量為約0.035-約7.5kg/t干燥纖維素纖維的油、脂肪或蠟加入到纖維素懸浮液中。
根據(jù)一個實施方案，當制造薄紙時，可將用量為約0.001-約1kg/t干燥纖維素纖維的陰離子化合物加入到纖維素懸浮液中。根據(jù)一個實施方案，當制造薄紙時，可將用量為約0.003-約0.4kg/t干燥纖維素纖維的陰離子化合物加入到纖維素懸浮液中。根據(jù)一個實施方案，當制造薄紙時，可將用量為約0.004-約0.2kg/t干燥纖維素纖維的陰離子化合物加入到纖維素懸浮液中。
根據(jù)一個實施方案，當制造薄紙時，以每100重量份聚合物計，合適地可將用量為約70-約800，例如約80-約600，或約100-約500，或約150-約400重量份的非離子表面活性劑加入到纖維素懸浮液中。
為了評價脫粘劑的性能，可測量耐破強度、分離纖維能和潤濕速度。低的耐破強度和低的分離纖維能表明纖維與纖維的粘結弱，這反過來將促進生產(chǎn)柔軟度提高的薄紙。潤濕速度表明最終的產(chǎn)品具有良好的吸收性能。
此外，當在氣流成網(wǎng)的應用中使用絨毛時，重要的是最小化結頭數(shù)量。結頭可描述為纖維簇。高數(shù)量的結頭可導致在氣流成網(wǎng)工藝中差的成形性和運轉性。
當將組合物施加到或者濕或者干燥的紙幅上時，可改進表面觸感。表面觸感可描述為那些表面性能即消費者所感覺到的觸感?？赏ㄟ^專家小組成員試驗(panel test)中的人們來評價表面觸感。這種性能的實例是柔軟度、爽滑度和光滑度。根據(jù)一個實施方案，將組合物以單一的一次添加方式加入到紙頁上。根據(jù)另一個實施方案，可將聚合物加入到纖維素懸浮液中，之后形成網(wǎng)幅，而油、脂肪或蠟；陰離子化合物；和非離子表面活性劑加入到濕或干燥的紙幅上。
本發(fā)明還涉及生產(chǎn)紙張的方法，該方法包括噴灑此處所述的組合物到濕的紙幅上。當該組合物在造紙工藝中用作柔軟劑時，通常在壓制部件之后，但在揚基圓網(wǎng)造紙機之前，將組合物噴灑在濕的紙幅上。通過使用該組合物作為柔軟劑，可獲得表面柔軟度高且強度降低最小的紙張。
根據(jù)一個實施方案，當組合物在制造薄紙中用作柔軟劑時，可通常添加用量為約0.1-約10，優(yōu)選約0.3-約4kg/t干燥纖維素纖維的組合物。
本發(fā)明還涉及生產(chǎn)紙張的方法，該方法包括施加此處所述的組合物到干燥的紙幅上。
當該組合物在上述工藝中用作洗劑時，通常將它或者噴灑或者印刷在干燥的紙幅上。這通常在其中形成最終的薄紙產(chǎn)品的轉化工藝中進行。洗劑適合地為在紙幅表面上的液滴形式存在且沒有以與柔軟劑相同的方式粘結到纖維上。洗劑改性薄紙的表面性能，但由于化妝原因，也添加洗劑，這是因為洗劑可從紙張中釋放并輸送給消費者。
根據(jù)一個實施方案，干燥的紙幅具有至少約50wt％，例如至少約65wt％，或者至少約80wt％的干燥含量。
根據(jù)一個實施方案，當組合物用作制造薄紙的洗劑時，通常添加用量為約0.1-約70kg/t，例如約5-約50kg/t干燥纖維素纖維的組合物。
通過本發(fā)明利用的纖維素纖維通常包括由木漿衍生的纖維，所述木漿包括化學紙漿，例如牛皮紙漿、亞硫酸鹽和硫酸鹽紙漿，以及機械紙漿，例如碎木、熱機械紙漿和化學改性的熱機械紙漿。也可使用循環(huán)纖維。循環(huán)纖維除了含有填料、印刷油墨等以外，還可含有所有以上提及的紙漿。然而，優(yōu)選化學紙漿，這是因為它們賦予由其制造的薄紙頁優(yōu)異的柔軟度觸感。利用循環(huán)纖維制造薄紙常常包括稱為脫墨的工藝步驟，以便盡可能多地從纖維淤漿中除去印刷油墨和大多數(shù)填料材料，得到可接受的亮度和循環(huán)纖維淤漿的造紙機運轉性。脫墨工藝常常包括添加陰離子物質，例如皂化脂肪酸和水玻璃到纖維淤漿中。這些物質有時被攜帶到造紙機中，且由于這些物質是陰離子的，因此它們可使加入到紙料中的陽離子化學品失活。這些物質被稱為陰離子有害物質或者“陰離子廢料”。
根據(jù)一個實施方案，可將進一步的組分加入到制造薄紙或絨毛所使用的纖維素懸浮液中。這種添加劑例如可以是濕強劑、干強劑和潤濕劑，以及通常在生產(chǎn)工藝中使用的其它組分。根據(jù)一個實施方案，額外的聚合物(它或者是陽離子、非離子或者是兩性的)可加入到纖維素懸浮液中。聚合物合適地為或者天然聚合物，例如淀粉，或者合成聚合物。
根據(jù)一個實施方案，可將陰離子聚合物加入到纖維素懸浮液中，這種陰離子聚合物可包括陰離子逐步增長聚合物、鏈增長聚合物、多糖、天然存在的芳族聚合物及其改性物。
通過下述實施例進一步闡述本發(fā)明，但本發(fā)明不打算限制至此。
實施例1通過首先混合椰油與對取代的烷基芐磺酸(～C12)(陰離子表面活性劑)和用5個EO乙氧化的具有16-18個碳原子的不飽和脂肪醇(非離子表面活性劑)，從而制備本發(fā)明的組合物。各組分的含量為50wt％的油、25wt％的陰離子表面活性劑和25wt％的非離子表面活性劑。然后加熱油-表面活性劑的共混物到50℃。制備聚合物水溶液。在該水溶液內聚合物的濃度為1-4wt％。以下規(guī)定了對于每一組合物來說的聚合物濃度。獨立地加熱聚合物水溶液到50℃。然后，在高剪切的ultra-turrax中，在聚合物的水溶液內乳化油-表面活性劑的共混物。然后在水浴中冷卻該組合物到室溫。油-表面活性劑共混物與該水溶液的重量比為15∶85。
以下列出了當制備組合物C1-C6時所使用的水溶液內的聚合物及其濃度C11wt％Poly-DADMAC(SNF No.FL45DL)C23.4wt％Poly-DADMAC(SNF No.FL45DL)C34wt％Poly-DADMAC(SNF No.FL45DL)C41wt％Poly-DADMAC(SNF No.FL45C)C54wt％Poly-DADMAC(SNF No.FL45C)C61wt％聚胺為了比較，使用以名稱Berocell市售的脫粘劑組合物。以下示出了兩種脫粘劑組合物Ref.1和Ref.2的含量。
Ref.1Berocell-589，氫化牛油芐基二甲基氯化銨；用5個EO乙氧化的不飽和C16-C18脂肪醇，Ref.2Berocell-509，二氫化牛油二甲基氯化銨；用6個EO乙氧化的不飽和C16-C20脂肪醇；用6個PO丙氧化的C12-C18脂肪酸。
通過混合15g化學松木硫酸鹽紙漿與最多750ml或者水或者污染的白水，從而制備干燥紙頁。將該組合物加入到紙漿懸浮液中，接著攪拌10分鐘。之后，在標準的PFI-紙頁成形機(A4紙頁)內制備紙頁。然后根據(jù)標準方法SCAN C2676擠壓紙頁，干燥并調理。
實施例2將實施例1的組合物C2和C5與實施例1所述的Ref.1(Berocell-589)相比較?；诟稍锢w維素纖維，將該組合物以3.0kg/t的用量加入到纖維素懸浮液中。
然后如實施例1所述制備干燥紙頁。將紙頁切割成長條，然后在針式纖維分離機的輔助下分離纖維。將針式纖維分離機與能量計量儀相連，所述能量計量儀使得可測量每kg紙張的能耗，即纖維分離能。表1中示出了結果。
表1

較低的纖維分離能將賦予產(chǎn)品較高的柔軟度。在表1中，清楚地表明本發(fā)明的組合物C3和C5賦予較低的纖維分離能，這表明與現(xiàn)有技術的組合物Ref.1相比，提高的柔軟度。
實施例3將實施例1的組合物C1、C3、C4、C5和C6與實施例1的Ref.1相比較?；诟稍锢w維素纖維，將該組合物以3.0kg/t的用量加入到纖維素懸浮液中然后根據(jù)實施例1制備干燥紙頁。根據(jù)標準方法SCAN-C3380，在干燥紙頁上測量潤濕速度。表2中可看到結果。
表2

對于薄紙和絨毛產(chǎn)品來說，低的潤濕速度是有利的。在表2中，清楚地表明，與現(xiàn)有技術的組合物Ref.1相比，本發(fā)明的組合物C1、C3、C4、C5和C6賦予所生產(chǎn)的紙張較低的潤濕速度。
實施例4將實施例1的組合物C2與實施例1的Ref.2相比較?；诟稍锢w維素纖維，加入到纖維素組合物中的組合物用量在0.5-4.0kg/t之間變化。
由實施例1所述的纖維素懸浮液制備干燥紙頁。根據(jù)標準方法ISO2758-2001，測量耐破強度。表3中可看到結果。
表3

低的耐破強度將賦予產(chǎn)品柔軟度。在表3中，清楚地表明，對于各種添加量的組合物來說，與現(xiàn)有技術的組合物Ref.2相比，本發(fā)明的組合物C2具有較低的耐破強度。
實施例5將實施例1的組合物C2與實施例1的Ref.2相比較?；诟稍锢w維素纖維，加入到纖維素懸浮液中的組合物用量在1-2kg/t之間變化。
使用標準方法SCAN-CM 37，測量結頭含量。表4中可看到結果。
表4

高數(shù)量的結頭可導致差的運轉性和成形性。因此低的結頭含量是有利的。在表4中，清楚地表明與Ref.1相比，本發(fā)明的組合物C2具有較低數(shù)量的結頭。
實施例6通過首先混合椰油與陰離子表面活性劑烷基芐基磺酸(～C12)，和兩種非離子表面活性劑(1)用15個EO乙氧化的蓖麻油和(2)用5個EO乙氧化的不飽和C16-C18脂肪醇，制備油-表面活性劑的共混物。然后在水中乳化該油-表面活性劑的共混物，形成油乳液。相對于100ml水，使用0.3g油-表面活性劑的共混物。采用0.08wt％的聚合物濃度，制備含有聚DADMAC的聚合物水溶液。
通過混合15g化學松木硫酸鹽紙漿與最多750ml的水，制備干燥的紙頁。將油乳液加入到該紙漿懸浮液中。然后攪拌懸浮液8分鐘。然后添加聚合物溶液，隨后攪拌該懸浮液2分鐘。之后，在標準的PFI-紙頁成形機(A4紙頁)內制備紙頁。然后根據(jù)標準方法SCAN C2676，擠壓、干燥并調理紙頁。表5中給出了在每一試驗中添加的每一組分以重量計的用量。
表5

以每100重量份聚合物計，非離子表面活性劑的重量份數(shù)來計算非離子表面活性劑與聚合物之比。根據(jù)實施例2測量纖維分離能。組合物的添加量為1kg/t和3kg/t干燥纖維素纖維。表6中給出了結果。
表6

較低的纖維分離能將賦予產(chǎn)品較高的柔軟度。在表6中，可清楚地看出，當非離子表面活性劑與聚合物的重量比增加時，纖維分離能下降。
實施例7通過混合椰油與兩種非離子表面活性劑，(1)用15個EO乙氧化的蓖麻油和(2)用5個EO乙氧化的C16-C18不飽和脂肪醇，從而制備兩種油乳液E1和E2。在乳液E1中，椰油；非離子表面活性劑(1)和非離子表面活性劑(2)的重量比為5∶2.5∶2.5。在乳液E2中，相應的比值為7∶1.5∶1.5。借助ultra-turrax，通過在85g 0.353wt％比表面積為525m2/g的硅溶膠分散液內乳化15g油-表面活性劑共混物，形成油乳液。還制備濃度為0.08wt％的含有聚DADMAC的聚合物水溶液。
通過混合15g化學松木硫酸鹽紙漿與最多750ml的水，制備干燥的紙頁。將油乳液加入到該紙漿懸浮液中。然后攪拌懸浮液8分鐘。然后添加聚合物溶液，隨后攪拌該懸浮液2分鐘。之后，在標準的PFI-紙頁成形機(A4紙頁)內制備紙頁。然后根據(jù)標準方法SCAN C2676，擠壓、干燥并調理紙頁。在試驗3中，為了比較，使用常規(guī)的脫粘劑Berocell 589(在實施例1中稱為Ref.1)。當制造紙頁時，添加常規(guī)的脫粘劑，然后攪拌該懸浮液10分鐘。根據(jù)實施例2測量纖維分離能。表7中給出了結果。
表7

較低的纖維分離能將賦予產(chǎn)品較高的柔軟度。在表7中，可清楚地看出，本發(fā)明的組合物E1和E2得到比常規(guī)的脫粘劑Ref.1低的纖維分離能。
實施例8根據(jù)實施例6制備與表5的no.5一樣的相同的油-表面活性劑共混物和聚合物溶液。在試驗1中，在聚合物溶液內乳化油-表面活性劑的共混物，形成單一的一種組合物。
通過混合15g化學松木硫酸鹽紙漿與最多750ml的水，制備紙頁。然后攪拌該紙漿懸浮液10分鐘。在試驗2中，在攪拌8分鐘之后添加聚合物。在試驗1和3中，沒有添加到紙漿懸浮液中。之后，在標準的PFI-紙頁成形機(A4紙頁)內制備紙頁。然后在4.85Bar下擠壓紙頁5分鐘，從而導致約50wt％的干燥物含量。
在試驗1中，將組合物以1和3kg/t干燥纖維素纖維的用量噴灑在紙頁上。在試驗2中，含油-表面活性劑共混物的油乳液噴灑在紙頁上，以便總的添加量連同在紙漿懸浮液內的聚合物為1和3kg/t干燥纖維素纖維。
在試驗3中，為了比較使用常規(guī)的脫粘劑Berocell 589(在實施例1中稱為Ref.1)。也將常規(guī)的脫粘劑以1和3kg/t干燥纖維素纖維的用量噴灑在紙頁上。
然后在4.85Bar下擠壓紙頁2分鐘，接著在轉鼓上，在80℃下干燥2小時。在干燥紙頁之后，在測試之前，在23℃和50％相對濕度下調理紙頁至少24小時。
然后根據(jù)實施例2測量纖維分離能，根據(jù)標準方法SCAN-CM37測量結頭含量，和根據(jù)標準方法SCAN-C 3380，測量潤濕速度。表8中給出了結果。
表8

與其中使用常規(guī)脫粘劑的試驗3相比，試驗1和試驗2所使用的組合物顯示出纖維分離能、結頭含量和潤濕速度的顯著改進。
實施例9通過首先混合油與陰離子表面活性劑烷基芐基磺酸(～C12)和兩種非離子表面活性劑(1)用15個EO乙氧化的蓖麻油和(2)用5個EO乙氧化的C16-C18不飽和脂肪醇，從而制備油-表面活性劑的共混物。然后在水內乳化油-表面活性劑的共混物，形成油乳液。相對于100ml水，使用0.3g油-表面活性劑的共混物。制備濃度為0.08wt％的含陽離子淀粉Amylofax PW的水溶液。
通過混合15g化學松木硫酸鹽紙漿與最多750ml的水，制備干燥的紙頁。在時間0處將油乳液加入到該紙漿懸浮液中，接著攪拌10分鐘。在8分鐘后添加陽離子淀粉。之后，在標準的PFI-紙頁成形機(A4紙頁)內制備紙頁。然后根據(jù)標準方法SCAN C2676，擠壓、干燥并調理紙頁。添加用量為2.5kg/t干燥纖維素纖維的陽離子淀粉。油乳液的添加在0至3kg/t干燥纖維素纖維之間變化。根據(jù)實施例2測量纖維分離能。表9中給出了結果。
表9

較低的纖維分離能將賦予產(chǎn)品較高的柔軟度。在表9中，可看出隨著油乳液的添加量增加，纖維分離能下降。
權利要求
1.一種組合物，它包括(i)油、脂肪或蠟(ii)至少一種非離子表面活性劑(iii)選自陰離子微粒和陰離子表面活性劑中的至少一種陰離子化合物(iv)至少一種陽離子、非離子或兩性的聚合物，其中以每100重量份聚合物計，添加用量為約60-約1000重量份的非離子表面活性劑。
2.權利要求1的組合物，其中組合物基本上不含季銨表面活性劑。
3.權利要求1或2的組合物，其中聚合物是陽離子聚合物。
4.權利要求3的組合物，其中陽離子聚合物是鏈增長聚合物。
5.權利要求3的聚合物，其中陽離子聚合物是逐步增長聚合物。
6.前述任何一項權利要求的組合物，其中油是植物油。
7.前述任何一項權利要求的組合物，其中油是椰油。
8.前述任何一項權利要求的組合物，其中以每100重量份聚合物計，添加用量為約70-約800重量份的非離子表面活性劑。
9.前述任何一項權利要求的組合物，其中非離子表面活性劑是乙氧化或丙氧化的脂肪酸或者脂肪醇。
10.前述任何一項權利要求的組合物，其中陰離子表面活性劑選自皂化脂肪酸、烷基(芳基)磺酸酯、硫酸酯、磷酸酯、烷基(芳基)磷酸酯、烷基(芳基)膦酸酯及其混合物。
11.生產(chǎn)紙張的方法，該方法包括添加權利要求1-10任何一項的組合物到纖維素懸浮液中，其中所述方法進一步包括在銅網(wǎng)上使纖維素懸浮液排水，形成紙幅。
12.權利要求11的生產(chǎn)紙張的方法，其中添加用量為約0.1-約15kg/t干燥纖維素纖維的組合物。
13.生產(chǎn)紙張的方法，該方法包括添加(i)油、脂肪或蠟(ii)至少一種非離子表面活性劑(iii)選自陰離子微粒和陰離子表面活性劑中的至少一種陰離子化合物(iv)至少一種陽離子、非離子或兩性的聚合物，到纖維素懸浮液中，其中所述方法進一步包括在銅網(wǎng)上使纖維素懸浮液排水，形成紙幅，其中以每100重量份聚合物計，添加用量為約60-約1000重量份的非離子表面活性劑。
14.權利要求13的生產(chǎn)紙張的方法，其中添加用量為約0.001-約14kg/t干燥纖維素纖維的油、蠟或脂肪，添加用量為約0.001-約1.5kgt干燥纖維素纖維的陰離子表面活性劑，和添加用量為約0.01-約6kg/t干燥纖維素纖維的聚合物。
15.生產(chǎn)紙張的方法，該方法包括施加權利要求1-10任何一項的組合物到濕的紙幅上。
16.權利要求15的方法，其中施加用量為約0.1-約10kg/t干燥纖維素纖維的組合物。
17.生產(chǎn)紙張的方法，該方法包括施加權利要求1-10任何一項的組合物到干燥的紙幅上。
18.權利要求17的方法，其中添加用量為約0.1-約70kg/t干燥纖維素纖維的組合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及提高紙產(chǎn)品柔軟度所使用的組合物。該組合物包括(i)油、脂肪或蠟，(ii)至少一種非離子表面活性劑，(iii)選自陰離子微粒和陰離子表面活性劑中的至少一種陰離子化合物，(iv)至少一種陽離子、非離子或兩性的聚合物，其中以每100重量份聚合物計，添加用量為約60－約1000重量份的非離子表面活性劑。本發(fā)明還涉及生產(chǎn)紙張的方法，該方法包括添加所述組合物到纖維素懸浮液或者濕或者干燥的紙幅上。
文檔編號D21H23/26GK101094956SQ200580045475
公開日2007年12月26日 申請日期2005年12月15日 優(yōu)先權日2004年12月30日
發(fā)明者J·里森, A·安德森, K·馬姆博格-奈斯特龍 申請人:阿克佐諾貝爾公司