起皺粘合劑的製作方法

2023-10-19 12:45:47

專利名稱：起皺粘合劑的製作方法
背景技術：
1.發明領域本發明涉及起皺粘合劑以及所述粘合劑的製備方法和利用所述粘合劑對薄頁紙進行起皺的使用方法。本發明的起皺粘合劑包括聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)的混合物，並且可用於製備柔軟、吸收性的薄頁紙幅。
2.發明背景及相關信息為了改善薄頁紙和毛巾紙產品產品的質量並改善生產這些等級紙張的造紙機的生產率，在其生產過程中使用起皺粘合劑[J.R.Nelson，造紙中的化學處理助劑A Practical Guide161-165(K.J.Hipolit編輯，TAPPI Press，Atlanta，GA 1992]。
聚醯氨基胺-表氯醇樹脂已在下列專利中用作起皺粘合劑US5,388,807(Espy等人)，US5,786,429(Allen)，US5,902,862(Allen)和加拿大專利CA979,579(Giles等人)。
迄今為止，已進行了種種嘗試，以便將聚(乙烯醇)或PVOH用作起皺粘合劑配方的組分。
例如，US5,025,046(Soerens)披露了包含水和懸浮固體的起皺粘合劑，所述固體包含聚(乙烯醇)，聚氧化乙烯和木素磺酸鹽。在製備起皺薄頁紙產品時使用該粘合劑組合物，以便將紙幅粘附至旋轉的烘缸上，然後通過刮刀使紙幅起皺。
另外，US5,179,150(Furman，Jr.等人)也披露了包含醯胺聚合物和PVOH的起皺粘合劑。Furman，Jr.等人的聚合物具有造成熱固性的醯胺和乙二醛取代基。所披露的起皺粘合劑用於起皺纖維紙幅中。
業已將PVOH與熱固性、陽離子聚醯胺樹脂的複合物用作起皺粘合劑組合物。所述複合物披露於US4,501,640(Soerens)中，用作包含(1)PVOH的含水混合物；和(2)水溶性、熱固性陽離子聚醯胺樹脂起皺粘合劑。其中所述樹脂在製備起皺軟紙時提供增加的粘附力。
US4,528,316(Soerens)披露了一種包含水，PVOH和水溶性陽離子聚醯胺的含水粘合劑，所述聚醯胺是與PVOH相容的相。Soerens的聚合物是飽和脂族酸如己二酸和多亞烷基多胺如二亞乙基三胺的反應產物，所述產物另外與表氯醇反應，從而得到水溶性陽離子聚醯胺。此外，在起皺軟紙的製備過程中，Soerens的粘合劑用來將薄頁紙粘附至起皺烘缸上。
US4,684,439(Soerens)還披露了包含PVOH和水溶性、熱塑性聚醯胺樹脂含水混合物的、可溼潤的起皺粘合劑。所述樹脂是多亞烷基多胺、飽和脂族二元羧酸、和聚(氧乙烯)二胺的反應產物。
US4,788,243(Soerens)披露了包含PVOH和水溶性、熱塑性聚醯胺樹脂的起皺粘合劑。Soerens的樹脂是與PVOH相容的相併且包含多亞烷基多胺、飽和脂族二元羧酸、和聚(氧乙烯)二胺的反應產物。另外，US5,865,950(Vinson等人)披露了薄頁紙的幹起皺方法，包括將包含PVOH和水溶性、熱固性的陽離子聚醯胺樹脂的起皺粘合劑分至少兩個步驟添加。
此外，US5,490,903(Chen等人)披露了包含乙氧基化乙炔二醇的起皺粘合劑組合物。Chen等人的起皺粘合劑組合物據說可用於對穿透乾燥薄頁紙進行起皺。聚醯胺-表氯醇樹脂已廣泛用於紙張生產[H.H.Espy的「溼強度樹脂及其應用」，L.L.Chan編輯，第21-22頁，TAPPI Press，Atlantic GA(1994)]。由於沒有醯胺鍵，因此，聚胺-表滷代醇樹脂與聚醯氨基胺-表氯醇樹脂不同。沒有醯胺鍵將使聚胺-表滷代醇樹脂對於水解降解的敏感性低於聚醯胺-表氯醇樹脂。另一區別是支化程度。表滷代醇與聚胺的反應將導致帶有許多官能團的高支化的結構，所述官能團如仲醇、仲胺、叔胺、氯化氮雜環丁烷(azetidinium chloride)和氨基氯丙烷(aminochlorohydrin)。更高程度的支化對聚胺一表滷代醇樹脂的物理、機械和流變性能將有很大的影響。
用一步法製備聚胺-表滷代醇樹脂，其中，聚胺和表滷代醇在含水介質中反應，直至達到所希望的分子量為止。然後利用添加的酸，在酸性pH對反應進行稀釋和/或穩定化。
相反的是，聚醯氨基胺-表滷代醇樹脂用兩步法製備，該方法包括二元羧酸和聚胺的縮聚，從而形成聚醯氨基胺預聚物。聚醯氨基胺預聚物在骨架中包含醯胺鍵和仲胺基團。然後，在加熱下，在水溶液中，使預聚物與表滷代醇反應，從而建立分子量並給聚合物提供活性官能度。在達到所希望的分子量或粘度值之後，通過添加酸，在酸性pH對反應進行稀釋和/或穩定化。
聚胺-表滷代醇樹脂及其製備方法已描述於如下專利中US3,248,353(Coscia)和US3,567,659(Nagy)。前者披露了陽離子、水溶性聚胺-表滷代醇樹脂聚合物的製備方法。後者披露了甲胺-表氯醇聚合物的製備方法和所述聚合物作為汙水和採礦廢水中懸浮固體絮凝劑的用途，以及作為紙張幹強度劑的用途。
披露聚胺-表滷代醇樹脂的其它專利包括US3,949,014(Maki等人)，其中，聚胺-表滷代醇樹脂通過表滷代醇與每個分子至少有2個氨基基團的聚胺樹脂的反應而得到，並且是兩性高分子量化合物。此外，US4,129,528(Petrovich等人)披露了其中聚胺的氫滷化物鹽與表滷代醇進行縮合的樹脂狀反應產物，從而給纖維素基材提供改善的溼和幹強度。
此外，將聚胺-表滷代醇樹脂用作起皺粘合劑的組合物和使用方法還披露於US5,660,687(Allen等人)中，其中，在起皺處理中，將包含聚胺-表滷代醇樹脂起皺粘合劑的組合物和起皺防粘劑一起施加或單獨施加。US5,833,806(Allen等人)還披露了對纖維紙幅的起皺方法，包括施用聚胺-表滷代醇起皺粘合劑。
除生產不同種類起皺粘合劑的許多嘗試以外，在本領域中，仍然需要能夠提供改善粘附力的起皺粘合劑。本發明提供了可以在起皺過程中使用的優良的起皺粘合劑。
發明概述本發明涉及起皺粘合劑及其製備方法以及將所述粘合劑用於對薄頁紙進行起皺的使用方法。本發明的起皺粘合劑包括聚胺-表滷代醇樹脂和PVOH，並且可用於製備柔軟、吸收性紙幅。
本發明涉及包含聚胺-表滷代醇樹脂和聚乙烯醇的起皺粘合劑，以及其生產方法和用於對紙幅進行起皺的用途。
特別是，在起皺過程中，在提供纖維素纖維紙幅與烘缸表面強粘附力方面，本發明是有利的，從而獲得柔軟、松厚的薄頁紙幅。
本發明提供包含聚胺-表滷代醇和聚乙烯醇的起皺組合物，其中，聚胺-表滷代醇樹脂是表滷代醇和聚胺的反應產物，所述聚胺具有如下結構式H2N-A-H其中A是[CHZ-(CH2)n-NR-]x或[CH2-(CHZ)m-(CH2)n-NR-]x當A是[CHZ-(CH2)n-NR-]x時，n＝1-7；x＝1-6；R＝H或CH2Y；Z＝H或CH3；並且Y＝CH2Z，H，NH2或CH3，和當A是[CH2-(CHZ)m-(CH2)n-NR-]x時，m＝1-6；n＝1-6；m+n＝2-7；R＝H或CH2Y；Z＝H或CH3；並且Y＝CH2Z，H，NH2或CH3。
聚胺-表滷代醇樹脂是在低於或等於60℃的溫度下形成的，優選在約25℃至約60℃的溫度下形成，最優選在約30℃至約45℃的溫度下形成。
此外，本發明的起皺粘合劑組合物可以聚胺-表滷代醇樹脂和聚乙烯醇反應產物的形式存在。
聚胺-表滷代醇樹脂與聚乙烯醇在本發明起皺粘合劑組合物中的重量比從約99∶1至1∶99，優選從約95∶5至5∶95，更優選從約90∶10至10∶90。
此外，存在於起皺紙幅中的聚胺-表滷代醇的含量，以紙張計從約0.0001％至約5％，優選從約0.0005％至約1％，最優選從約0.001％至約0.5％。
以紙張重量計，存在於起皺紙幅中的聚乙烯醇含量從約0.0001％至約5％，優選從約0.0005％至約1％，最優選從約0.001％至約0.5％。
此外，在添加形成粘合劑之前，添加至本發明起皺粘合劑中的聚胺-表滷代醇樹脂的分子量從約500至約1,000,000，優選從約2500至約500,000，最優選從約5,000至約250,000道爾頓。
此外，在添加形成粘合劑之前，添加至本發明起皺粘合劑中的聚乙烯醇的分子量從約10,000至約1,000,000，優選從約20,000至約500,000，最優選從約5,000至約250,000道爾頓。
在本發明起皺粘合劑中，聚乙烯醇的水解度從約80％至約90％，優選從約85％至約99％，最優選從約87％至約98％。
另外，在本發明水溶液中的固體濃度從約0.01％至約10％固體，優選從約0.2％至約5％，最優選從約0.1％至約2.5％。
存在於固體中的聚胺-表滷代醇樹脂部分的含量從約5％至約95％，優選從約7.5％至約92.5％，最優選從10％至約90％重量。
存在於固體中的聚乙烯醇部分的含量從約95％至約5％，優選從約92.5％至約7.5％，最優選從90％至約10％重量。
另外，本發明的聚胺包括聚亞烷基胺、聚芳亞烷基胺、聚烷亞芳基胺、或聚亞芳基胺類。聚芳亞烷基胺包括1-苯基-2，4-戊二胺，或2-苯基-1，3-丙二胺。聚亞芳基胺包含亞苯基二胺。聚亞烷基胺包含亞乙基二胺(EDA)，雙六亞甲基二胺(BHMT)，六亞甲基二胺(HMDA)，二亞乙基三胺(DETA)，三亞乙基四胺(TETA)，四亞乙基五胺(TEPA)，二亞丙基三胺(DPTA)，三亞丙基四胺(TPTA)，四亞丙基五胺(TPPA)，N-甲基-雙(氨基丙基)胺(MBAPA)，精胺或亞精胺。
另外，本發明包含表滷代醇如表氯醇，表溴醇或表碘醇。
另外，本發明的起皺組合物可以是至少一種如下的形式水溶液，固體，分散體，和氣溶膠。
另外，本發明的方法包括同時或獨立地將聚胺-表滷代醇樹脂和聚乙烯醇施加至乾燥表面上或紙幅上。
本發明提供一種對纖維素纖維紙幅進行起皺的方法，該方法包括將起皺粘合劑施加至乾燥表面上的步驟，所述起皺粘合劑包含聚胺-表滷代醇和聚乙烯醇。
根據本發明，纖維素纖維紙幅可以粘附至揚克式烘缸的乾燥表面上。然後，利用起皺設備如刮刀，由乾燥表面使纖維素纖維紙幅進行起皺。
另外，本發明提供一種對纖維素纖維紙幅進行起皺的方法，該方法包括施加起皺粘合劑，所述粘合劑包含聚胺-表滷代醇樹脂和聚乙烯醇的反應產物。
另一方面，本發明提供一種起皺粘合劑組合物的製備方法，該方法包括將聚胺-表滷代醇樹脂和聚乙烯醇複合的步驟。
此外，本發明提供一種起皺粘合劑組合物的製備方法，所述組合物包含聚胺-表滷代醇樹脂和聚乙烯醇的反應產物。
另一方面，本發明提供一種纖維素纖維產品，所述產品包含聚胺-表滷代醇樹脂和聚乙烯醇，和/或它們的反應產物。
所述纖維素纖維產品可以包含其它添加劑，包括化學官能劑如溼強度或幹強度粘結劑、助留劑、表面活性劑、施膠劑、化學柔軟劑、填料、絮凝劑和其它起皺促進成分。
附圖簡要說明如附圖中所顯示的那樣，根據優選實施方案如下更具體的說明，本發明的前述和其它的目的、特徵和優點將變得顯而易見，其中

圖1是Crepetrol 73聚胺-表滷代醇樹脂的製備和化學結構的簡圖。
圖2是顯示了Crepetrol 73-PVOH(Crepetrol 73，得自HerculesInc.，Wilmington，DE)和Kymene 557LX-PVOH(Kymene 557LX，得自Hercules Inc.，Wilmington，DE)的複合物的起皺粘附力的表格。
圖3描述了濃度從20％-100％的聚胺-表滷代醇樹脂和濃度從80％-0％的各種等級PVOH的摻混物和起皺粘附力之間的關係。
發明詳述本發明涉及具有優異粘附性能的起皺粘合劑。本發明的起皺粘合劑組合物由聚胺-表滷代醇樹脂和PVOH的複合物得到。含有所述複合物的起皺粘合劑，在生產紙幅時，特別是用於穿透乾燥過程中時，能夠改善起皺過程的性能。另外，本發明的起皺粘合劑組合物能夠增強纖維素纖維紙幅粘結至乾燥表面上，並提供更為柔軟的紙幅。
本發明的起皺粘合劑給纖維素纖維紙幅提供了優異的粘附力，並且與利用聚醯氨基胺-表氯醇樹脂的現有技術的粘結組合物相比是有利的。在聚合物骨架中沒有醯胺鍵將使得聚胺-表滷代醇樹脂與聚醯氨基胺-表氯醇樹脂相比對水解降解更不敏感。另外，與聚醯氨基胺-表氯醇樹脂相比，在聚胺-表滷代醇中觀察到的更高程度的支化，將對聚合物的物理、機械和流變性能產生很大的影響。
在此使用的術語「紙幅」指的是包括薄頁紙或毛巾紙的紙產品。
在此使用的術語「纖維素纖維紙幅、纖維紙幅、薄頁紙幅、紙幅和纖維素纖維產品」均指由如下方法製得的紙頁，所述方法包括形成造紙配料；將配料沉積至多孔表面上；從紙幅中除去水分；以及如下步驟將紙頁粘附至乾燥表面如揚克式烘缸上並通過起皺刮刀如刮刀刀片取下紙頁。
本發明的起皺方法包括如下步驟將本發明要求保護的起皺粘合劑施加至乾燥表面上以提供纖維紙幅；通過將纖維紙幅對著所述表面進行壓榨而將紙幅粘附至乾燥表面上；和利用起皺裝置使纖維紙幅起皺，以便使之與乾燥表面錯位。在該起皺方法中，本發明的起皺粘合劑也能夠施加至纖維紙幅上。
另外，本發明還涉及紙張的起皺方法。本發明的起皺方法可包括如下步驟提供纖維紙幅；和對該紙幅進行起皺。所述趨發方法可通過將起皺粘合劑施加至紙幅上、和/或將起皺粘合劑施加至紙幅起皺用的裝置上而得以完成。
常規地經受起皺過程的纖維紙幅、特別是紙幅，將賦予希望的結構特性，如柔軟度和松厚度。起皺過程通常包括將水溶液、固體、分散體或氣溶膠形式的起皺粘合劑施加至乾燥表面或紙幅上。優選的是趨粘合劑為水溶液或分散體。優選的是，所述表面為旋轉起皺圓筒、如揚克式烘缸的表面。將紙幅粘附至所述的表面上，由此利用起皺裝置，優選刮刀刀片使之錯位。紙幅對起皺裝置的衝擊將破壞紙幅內某些纖維-纖維鍵，使紙幅收縮或折皺。
如現有技術中已知的任一方法，本發明的起皺粘合劑均能夠使用。所述方法可包括US5,786,429和5,902,862，以及CA979,579中描述的步驟，在此將其引入作為參考。
起皺粘合劑組合物還可與防粘劑和揚克式烘缸塗層用的其它改性劑一起使用。所述防粘劑可包括描述於US5,660,687和5,833,806中的熟知的油基防粘劑或增塑劑基防粘劑，在此將其引入作為參考。改性劑可包括US08/891,199的增粘劑樹脂，或US09/135,428中描述的穩定劑，在此將其引入作為參考。此外，起皺粘合劑組合物可包含表面活性劑、調節水硬度的鹽、和/或調節起皺粘合劑組合物pH的酸或鹼、或其它有用的添加劑。
起皺薄頁紙幅包含造紙纖維。少量其它的紙張添加劑可存在於本發明的起皺薄頁紙幅中，它們包括化學官能劑、如溼強度或幹強度粘結劑、留著助劑、表面活性劑、施膠劑、化學柔軟劑、填料、絮凝劑和其它起皺促進組分。此外，其它材料也能夠存在於起皺薄頁紙幅中，只要其不影響或阻礙本發明的優點。
以紙張重量計，存在於起皺薄頁紙幅中聚胺-表滷代醇樹脂的含量從約0.0001％至約5％，優選從約0.0005％至約1％，最優選從約0.001％至0.5％重量。
以紙張重量計，存在於起皺薄頁紙幅中PVOH的含量從約0.0001％至約5％，優選從約0.0005％至約1％，最優選從約0.001％至0.5％重量。
本發明的起皺粘合劑能夠用現有技術中已知的任何方式和如下的形式施用水溶液、固體、分散體或氣溶膠。一種優選的施用方式是在引紙之前，通過一噴杆直接噴至乾燥表面的表面上。起皺粘合劑也能夠在紙機的溼部添加或能夠在其與乾燥表面接觸之前施加至溼紙幅上。噴塗起皺粘合劑可根據現有技術中已知的任一常規的方法進行或根據各施用步驟任何希望的組合來進行。包含聚胺-表滷代醇樹脂和PVOH的起皺粘合劑的添加順序可以改變。施用方法包括同時或單獨將聚胺-表滷代醇樹脂和PVOH施用至乾燥表面上或紙幅上，從而形成起皺粘合劑。
在此使用的術語「固體」指的是本發明活性組分或活性成分的材料。本發明的起皺粘合劑以水溶液的形式存在，其中固含物為聚胺-表滷代醇樹脂和PVOH。
水溶液中固體的濃度從約0.01％至約10.0％固體，優選從約0.2％至約5.0％固體，最優選從約0.1％至約2.5％固體。
存在於固體中聚胺-表滷代醇部分的含量從約5.0％至約95.0％，優選從約7.5％至約92.5％，最優選從約10％至約90％重量。
固體中PVOH部分的含量從約95％至約5.0％，優選從約92.5％至約7.5％，最優選從約90.0％至約10.0％重量。
本發明的PVOH可包括現有技術中已知的任何PVOH並且能夠形成粘合劑薄膜。能夠用於本發明的PVOH包括Airvol PVOH產品(得自Air Products and Chemicals Inc.，)，以及得自DuPont Co.(Wilmington DE)的Allentown PA和Elvanol PVOH產品。
本發明的PVOH的分子量從約10,000至約1,000,000道爾頓，優選從約20,000至約500,000道爾頓，最優選從約50,000至約250,000道爾頓。
本發明PVOH的水解度從約80％至約99％，優選從約85％至約99％，最優選從約87％至約98％。
造紙用陽離子、水溶性聚胺-表滷代醇樹脂的合成和應用在本領域中是熟知的。所述聚胺-表滷代醇樹脂詳細披露於US3,248,353和US3,567,659中，在此將其引入作為參考。本發明的聚胺-表滷代醇樹脂是由聚胺和表滷代醇的反應而得到的。
本發明的聚胺包括聚亞烷基胺、聚芳亞烷基胺、聚烷亞芳基胺或聚亞芳基胺。聚芳亞烷基聚胺包括1-苯基-2，4-戊二胺，或2-苯基-1，3-丙二胺。聚亞芳基聚胺包括亞苯基二胺。
優選的是，本發明的起皺粘合劑包含聚亞烷基聚胺。本發明的聚亞烷基聚胺包括亞乙基二胺(EDA)，雙六亞甲基二胺(BHMT)，六亞甲基二胺(HMDA)，二亞乙基三胺(DETA)，三亞乙基四胺(TETA)，四亞乙基五胺(TEPA)，二亞丙基三胺(DPTA)，三亞丙基四胺(TPTA)，四亞丙基五胺(TPPA)，N-甲基-雙(氨基丙基)胺(MBAPA)，精胺或亞精胺。聚亞烷基聚胺-表滷代醇樹脂描述於如下專利中US3,655,506；US3,248,353和US2,595,935。在此將這些專利的內容引入作為參考。
用於本發明的聚亞烷基聚胺優選選自如下結構的聚亞烷基聚胺或它們的混合物H2N-A-H其中A是[CHZ-(CH2)n-NR-]x或[CH2-(CHZ)m-(CH2)n-NR-]x當A是[CHZ-(CH2)n-NR-]x時，n＝1-7；x＝1-6；R＝H或CH2Y；Z＝H或CH3；並且Y＝CH2Z，H，NH2或CH3，和當A是[CH2-(CHZ)m-(CH2)n-NR-]x時，m＝1-6；n＝1-6；m+n＝2-7；R＝H或CH2Y；Z＝H或CH3；並且Y＝CH2Z，H，NH2或CH3。
優選的聚亞烷基聚胺包括雙六亞甲基三胺，六亞甲基二胺，及其混合物。
本發明的表滷代醇包括表氯醇、表溴醇或表碘醇。優選的表滷代醇包括表氯醇。
本發明的聚胺-表滷代醇樹脂包括表滷代醇和聚胺的水溶性聚合反應產物。在製備Daniel′s樹脂中，將聚胺添加至表滷代醇的含水混合物中，以致使在添加期間，反應溫度低於或等於60℃。優選的是，反應溫度從約25℃至約60℃。最優選的是，該溫度範圍從約30℃至約45℃。更低的溫度將導致進一步的改進，然而，太低的溫度將在體系內危險地產生潛在的活性。
取決於表滷代醇和聚胺的相對用量，聚胺的烷基化將迅速地進行，從而形成仲胺和叔胺。表滷代醇和聚胺的用量以有效胺氮位置的約50-100％被烷基化成叔胺為準。超出使所有胺位置完全烷基化成叔胺所需量的過量表滷代醇不優選，這是因為這將增加表滷代醇副產物。
在聚胺添加完成之後，允許混合物的溫度升高和/或對混合物進行加熱，以便進行交聯和形成氮雜環丁烷翁(azetidinium)。交聯速率隨聚胺的濃度、溫度、攪拌速度、和添加條件而變化，所述這些本領域普通技術人員能夠容易地確定。通過在交聯溫度附近添加本發明的聚胺小球或其它聚胺，或添加各種鹼，能夠使交聯速率加快。通過添加酸、用水稀釋、或兩者的結合，能夠使樹脂穩定而防止進一步交聯至凝膠化。通常，酸化至pH5.0或更低較為合適。
聚胺-表滷代醇樹脂的分子量範圍從約500至約1,000,000道爾頓，優選從約2,500至約500,000道爾頓，最優選從約5,000至約250,000道爾頓。
本發明的聚胺-表滷代醇樹脂包括熱固性或非熱固性樹脂。
聚胺-表滷代醇樹脂與PVOH的重量比從約99∶1至1∶99，優選從約95∶5至約5∶95，最優選從約90∶10至10∶90。
不需進一步的詳細描述，據信，本領域普通技術人員利用前述說明將能夠最大程度地使用本發明。
因而，下面優選的特定實施方案僅僅是說明性的，無論如何都不構成對本發明的限定。
實施例實施例1 聚胺-表滷代醇樹脂的製備根據現有技術已知的方法製備本發明的聚胺-表滷代醇樹脂。所述樹脂用一步法製備，其中，在含水介質中使聚胺和表滷代醇反應至達到希望的分子量為止。然後利用添加的酸，在酸性pH下對反應進行稀釋和/或穩定化。
向燒瓶中添加92.53克(1.00摩爾)表氯醇，其中帶有約相同質量的水；並將溫度調至約24℃。在30分鐘時間內向該混合物中添加0.433摩爾的聚亞烷基聚胺，同時將反應混合物的溫度維持在約40℃以下。然後添加水以稀釋該反應，以便使總的固含量約為54％，並利用反應的放熱，使反應混合物的溫度升至約50℃。然後將混合物加熱至約85℃，直至達到「S」至「T」的Gardner-Holt粘度為止。這時，添加水以使固體含量約為46％，並將溫度調節至約76℃。保持該溫度，直至達到「T」至「U」的Gardner-Holt粘度為止。停止加熱並將濃硫酸和水添加至反應中，以使固體含量約為38％。在冷卻至約35℃之後，利用濃硫酸將pH調節至約2.75。
本發明的其它聚胺-表滷代醇樹脂也可以如上所述進行製備。
本發明的、包含聚胺-表滷代醇樹脂和PVOH的、圖2的一系列試樣(試樣8-11，16-19和21-24)，如實施例1所述進行製備。
此外，用兩步法製備包含聚醯氨基胺-表滷代醇樹脂和PVOH的對比試樣(試樣4-7和13-15)。第一步是二元羧酸和聚胺縮聚形成聚醯氨基胺預聚物。然後，在加熱下，在水溶液中使該預聚物與表滷代醇進行反應。當達到所希望的分子量或粘度值時，通過添加酸對反應進行稀釋和/或穩定化。
根據本發明的聚胺-表滷代醇試樣(試樣8-11，16-19和21-24)和對比試樣(試樣4-7和13-15)進行粘附力測試。如下所述進行粘附力測試。
構造可能的起皺粘合劑的粘合性能的評估裝置。該裝置由安裝在MTS測試儀驅動器上的加熱鑄鐵塊組成。將該板加熱至約120℃。利用在紙張試樣和載荷傳感器之間粘結的、帶有0.057-0.058英寸FlexCushion的雙面膠帶(Nensco；Milbury，Mass.)，將紙張試樣附在該測試儀載荷傳感器的面板上。為了進行測試，將已知濃度、已知質量的起皺粘合劑水溶液噴至加熱塊上。所述噴塗利用帶有計量噴霧瓶的噴霧器來完成。計量噴霧瓶能夠精確確定施加至測試板上的溶液量。對於本發明，對於各測試條件，2.4毫升2％固體的水溶液將是足夠的。在將樹脂噴至加熱塊上之後，驅動器上升至使加熱塊與紙張試樣接觸，其接觸力為10kg。然後使驅動器下降，並測量由紙張試樣向下拉板的力。該力為所測試的、特定樹脂的粘附力值。由於施加的力不總是10kg，因此，對粘附力進行標準化，以便計算所施加力的小的偏差。通過將粘附力乘以[10/施加的力(kg)]，而進行該標準化。用於測試的紙張是由70/30闊葉木/針葉木漂白硫酸鹽配料製備的、定量為40磅的紙頁。
粘合測試的結果列於圖2中。
圖2示出了包含聚胺-表滷代醇的本發明起皺粘合劑的粘附能力與包含聚醯氨基胺-表滷代醇的對比試樣粘附能力的對比。不同等級的PVOH與本發明的試樣和對比試樣結合。本發明的試樣8-11與Airvol 540相結合顯示出了比對比試樣4-7更高的粘附力。同樣地，與Airvol 425相結合的本發明的試樣16-19顯示出了比對比試樣13-15更高的粘附力。另外，與Airvol 523相結合的本發明的試樣21-24顯示出了比與Airvol 540相結合的試樣8-11類似的粘附力。
圖2的數據示出了與對比起皺粘合劑相比，本發明的起皺粘合劑顯示出更強的粘附力。
在圖3中進一步描述了Crepetrol 73-PVOH配方的粘附測試。如實施例1所述製備Crepetrol 73-PVOH的試樣，並且如上所述進行起皺粘附力測試。其中示出了從0-100％不同濃度的PVOH。Crepetrol 73的濃度也根據存在的PVOH量而改變，以使得在混合物中兩者的量為100％。Crepetrol 73-Airvol 523，Crepetrol 73-Airvol 540和Crepetrol73-Airvol425的起皺粘合劑複合物在很寬的組分範圍內均顯示出很高的粘附力。
儘管本發明已參考特定的措施、材料和實施方案進行了描述，但應當理解的是，本發明並不局限於所披露的內容，而是延伸至權利要求書範圍內的所有等同物。
通過替代前述實施例中使用的、本發明的一般性或特定描述的組分和/或操作條件，同樣能夠成功地重複前述實施例。根據前述說明，本領域普通技術人員能夠容易地確定本發明的基本特徵，並且在不違背本發明的精神和範圍的情況下，能夠對本發明作出各種改變和改進，以便適應不同的用途和條件。
權利要求
1.一種纖維素纖維紙幅的起皺方法，該方法包括將起皺粘合劑施加至一表面上的步驟，所述起皺粘合劑包含聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)。
2.權利要求1的方法，其中，起皺粘合劑包含聚胺-表滷代醇和聚(乙烯醇)的反應產物。
3.權利要求1的方法，其中，聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)的重量比從約99∶1至1∶99。
4.權利要求3的方法，其中，聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)的重量比從約95∶5至5∶95。
5.權利要求4的方法，其中，聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)的重量比從約90∶10至10∶90。
6.權利要求1的方法，其中，以紙張重量計，聚胺-表滷代醇樹脂的含量從約0.0001％至約5％重量。
7.權利要求6的方法，其中，以紙張重量計，聚胺-表滷代醇樹脂的含量從約0.0005％至約1％重量。
8.權利要求7的方法，其中，以紙張重量計，聚胺-表滷代醇樹脂的含量從約0.001％至約0.5％重量。
9.權利要求1的方法，其中，以紙張重量計，聚(乙烯醇)的含量從約0.0001％至約5％重量。
10.權利要求9的方法，其中，以紙張重量計，聚(乙烯醇)的含量從約0.0005％至約1％重量。
11.權利要求10的方法，其中，以紙張重量計，聚(乙烯醇)的含量從約0.001％至約0.5％重量。
12.權利要求1的方法，其中，在添加形成粘合劑之前，添加至起皺粘合劑中的聚胺-表滷代醇樹脂的分子量範圍從約500至約1,000,000道爾頓。
13.權利要求12的方法，其中，在添加形成粘合劑之前，添加至起皺粘合劑中的聚胺-表滷代醇樹脂的分子量範圍從約2,500至約500,000道爾頓。
14.權利要求13的方法，其中，在添加形成粘合劑之前，添加至起皺粘合劑中的聚胺-表滷代醇樹脂的分子量範圍從約5000至約250,000道爾頓。
15.權利要求1的方法，其中，在添加形成粘合劑之前，添加至起皺粘合劑中的聚(乙烯醇)的分子量範圍從約10,000至約1,000,000道爾頓。
16.權利要求15的方法，其中，在添加形成粘合劑之前，添加至起皺粘合劑中的聚(乙烯醇)的分子量範圍從約20,000至約500,000道爾頓。
17.權利要求16的方法，其中，在添加形成粘合劑之前，添加至起皺粘合劑中的聚(乙烯醇)的分子量範圍從約50,000至約250,000。
18.權利要求1的方法，其中，起皺粘合劑為固體水溶液。
19.權利要求18的方法，其中，起皺粘合劑在水溶液中的濃度從約0.01％至約10％固體。
20.權利要求18的方法，其中，起皺粘合劑在水溶液中的濃度從約0.2％至約5％固體。
21.權利要求18的方法，其中，起皺粘合劑在水溶液中的濃度從約0.1％至約2.5％固體。
22.權利要求18的方法，其中，固體包含聚胺-表滷代醇樹脂部分，其含量從約5％至約95％。
23.權利要求22的方法，其中，固體包含聚胺-表滷代醇樹脂部分，其含量從約7.5％至約92.5％。
24.權利要求23的方法，其中，固體包含聚胺-表滷代醇樹脂部分，其含量從約10％至約90％。
25.權利要求18的方法，其中，固體包含聚(乙烯醇)部分，其含量從約95％至約5％。
26.權利要求25的方法，其中，固體包含聚(乙烯醇)部分，其含量從約92.5％至約7.5％。
27.權利要求26的方法，其中，固體包含聚(乙烯醇)部分，其含量從約90％至約10％。
28.權利要求1的方法，其中，聚乙烯醇的水解度從約80％至約99％。
29.權利要求28的方法，其中，聚乙烯醇的水解度從約85％至約99％。
30.權利要求29的方法，其中，聚乙烯醇的水解度從約87％至約98％。
31.權利要求1的方法，其中，施加步驟包括同時將聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)施加至一乾燥表面上。
32.權利要求1的方法，其中，施加步驟包括單獨地將聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)施加至乾燥表面上。
33.權利要求1的方法，其中，聚胺-表滷代醇樹脂是表滷代醇和聚胺的反應產物，所述聚胺具有如下結構式H2N-A-H其中A是[CHZ-(CH2)n-NR-]x或[CH2-(CHZ)m-(CH2)n-NR-]x當A是[CHZ-(CH2)n-NR-]x時，n＝1-7；x＝1-6；R＝H或CH2Y；Z＝H或CH3；並且Y＝CH2Z，H，NH2或CH3，和當A是[CH2-(CHZ)m-(CH2)n-NR-]x時，m＝1-6；n＝1-6；m+n＝2-7；R＝H或CH2Y；Z＝H或CH3；並且Y＝CH2Z，H，NH2或CH3。
34.權利要求33的方法，其中，表滷代醇和聚胺的反應產物在低於或等於60℃的溫度下形成。
35.權利要求33的方法，其中，表滷代醇和聚胺的反應產物在約25℃至約60℃的溫度下形成。
36.權利要求33的方法，其中，表滷代醇和聚胺的反應產物在約30℃至約45℃的溫度下形成。
37.權利要求1的方法，其中，聚胺-表滷代醇樹脂中的聚胺包含聚亞烷基胺，聚芳亞烷基胺，聚烷亞芳基胺或聚亞芳基胺。
38.權利要求37的方法，其中，聚亞烷基胺包含亞乙基二胺(EDA)，雙六亞甲基二胺(BHMT)，六亞甲基二胺(HMDA)，二亞乙基三胺(DETA)，三亞乙基四胺(TETA)，四亞乙基五胺(TEPA)，二亞丙基三胺(DPTA)，三亞丙基四胺(TPTA)，四亞丙基五胺(TPPA)，N-甲基-雙(氨基丙基)胺(MBAPA)，精胺或亞精胺。
39.權利要求37的方法，其中，聚芳亞烷基胺包括1-苯基-2，4-戊二胺，或2-苯基-1，3-丙二胺。
40.權利要求37的方法，其中，聚亞芳基胺包含亞苯基二胺。
41.權利要求1的方法，其中，聚胺-表滷代醇樹脂的表滷代醇包含表氯醇，表溴醇或表碘醇。
42.權利要求1的方法，其中，所述表面包含纖維素纖維紙幅。
43.權利要求1的方法，其中，所述表面包含揚克式烘缸的乾燥表面。
44.權利要求43的方法，其中，纖維素纖維紙幅粘附至乾燥表面上。
45.權利要求44的方法，其中，利用起皺設備，由所述乾燥表面使乾燥的纖維素纖維紙幅起皺。
46.權利要求45的方法，其中，起皺設備包含刮刀刀片。
47.權利要求1的方法，其中，起皺組合物呈水溶液，固體，分散體或氣溶膠的形式。
48.一種包含聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)的起皺粘合劑組合物。
49.權利要求48的組合物，其中，起皺粘合劑包含聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)的反應產物。
50.權利要求48的組合物，其中，聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)的重量比從約99∶1至1∶99。
51.權利要求50的組合物，其中，聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)的重量比從約95∶5至5∶95。
52.權利要求51的組合物，其中，聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)的重量比從約90∶10至10∶90。
53.權利要求48的組合物，其中，以紙張重量計，聚胺-表滷代醇樹脂的含量從約0.0001％至約5％重量。
54.權利要求53的組合物，其中，以紙張重量計，聚胺-表滷代醇樹脂的含量從約0.0005％至約1％重量。
55.權利要求54的組合物，其中，以紙張重量計，聚胺-表滷代醇樹脂的含量從約0.001％至約0.5％重量。
56.權利要求48的組合物，其中，以紙張重量計，聚(乙烯醇)的含量從約0.0001％至約5％重量。
57.權利要求56的組合物，其中，以紙張重量計，聚(乙烯醇)的含量從約0.0005％至約1％重量。
58.權利要求57的組合物，其中，以紙張重量計，聚(乙烯醇)的含量從約0.001％至約0.5％重量。
59.權利要求48的組合物，其中，在添加形成粘合劑之前，添加至起皺粘合劑中的聚胺-表滷代醇樹脂的分子量範圍從約500至約1,000,000道爾頓。
60.權利要求59的組合物，其中，在添加形成粘合劑之前，添加至起皺粘合劑中的聚胺-表滷代醇樹脂的分子量範圍從約2,500至約500,000道爾頓。
61.權利要求60的組合物，其中，在添加形成粘合劑之前，添加至起皺粘合劑中的聚胺-表滷代醇樹脂的分子量範圍從約5000至約250,000道爾頓。
62.權利要求48的組合物，其中，在添加形成粘合劑之前，添加至起皺粘合劑中的聚(乙烯醇)的分子量範圍從約10,000至約1,000,000道爾頓。
63.權利要求62的組合物，其中，在添加形成粘合劑之前，添加至起皺粘合劑中的聚(乙烯醇)的分子量範圍從約20,000至約500,000道爾頓。
64.權利要求63的組合物，其中，在添加形成粘合劑之前，添加至起皺粘合劑中的聚(乙烯醇)的分子量範圍從約50,000至約250,000。
65.權利要求48的組合物，其中，起皺粘合劑為固體水溶液。
66.權利要求65的組合物，其中，起皺粘合劑在水溶液中的濃度從約0.01％至約10％固體。
67.權利要求66的組合物，其中，起皺粘合劑在水溶液中的濃度從約0.2％至約5％固體。
68.權利要求67的組合物，其中，起皺粘合劑在水溶液中的濃度從約0.1％至約2.5％固體。
69.權利要求65的組合物，其中，固體包含聚胺-表滷代醇樹脂部分，其含量從約5％至約95％。
70.權利要求69的組合物，其中，固體包含聚胺-表滷代醇樹脂部分，其含量從約7.5％至約92.5％。
71.權利要求70的組合物，其中，固體包含聚胺-表滷代醇樹脂部分，其含量從約10％至約90％。
72.權利要求65的組合物，其中，固體包含聚(乙烯醇)部分，其含量從約95％至約5％。
73.權利要求72的組合物，其中，固體包含聚(乙烯醇)部分，其含量從約92.5％至約7.5％。
74.權利要求73的組合物，其中，固體包含聚(乙烯醇)部分，其含量從約90％至約10％。
75.權利要求48的組合物，其中，聚乙烯醇的水解度從約80％至約99％。
76.權利要求75的組合物，其中，聚乙烯醇的水解度從約85％至約99％。
77.權利要求76的組合物，其中，聚乙烯醇的水解度從約87％至約98％。
78.權利要求48的組合物，其中，聚胺-表滷代醇樹脂是表滷代醇和聚胺的反應產物，所述聚胺具有如下結構式H2N-A-H其中A是[CHZ-(CH2)n-NR-]x或[CH2-(CHZ)m-(CH2)n-NR-]x當A是[CHZ-(CH2)n-NR-]x時，n＝1-7；x＝1-6；R＝H或CH2Y；Z＝H或CH3；並且Y＝CH2Z，H，NH2或CH3，和當A是[CH2-(CHZ)m-(CH2)n-NR-]x時，m＝1-6；n＝1-6；m+n＝2-7；R＝H或CH2Y；Z＝H或CH3；並且Y＝CH2Z，H，NH2或CH3。
79.權利要求78的組合物，其中，表滷代醇和聚胺的反應產物在低於或等於60℃的溫度下形成。
80.權利要求78的組合物，其中，表滷代醇和聚胺的反應產物在約25℃至約60℃的溫度下形成。
81.權利要求78的組合物，其中，表滷代醇和聚胺的反應產物在約30℃至約45℃的溫度下形成。
82.權利要求48的組合物，其中，聚胺-表滷代醇的聚胺包含聚亞烷基胺，聚芳亞烷基胺，聚烷亞芳基胺或聚亞芳基胺。
83.權利要求82的組合物，其中，聚亞烷基胺包含亞乙基二胺(EDA)，雙六亞甲基二胺(BHMT)，六亞甲基二胺(HMDA)，二亞乙基三胺(DETA)，三亞乙基四胺(TETA)，四亞乙基五胺(TEPA)，二亞丙基三胺(DPTA)，三亞丙基四胺(TPTA)，四亞丙基五胺(TPPA)，N-甲基-雙(氨基丙基)胺(MBAPA)，精胺或亞精胺。
84.權利要求82的組合物，其中，聚芳亞烷基胺包括1-苯基-2，4-戊二胺，或2-苯基-1，3-丙二胺。
85.權利要求82的組合物，其中，聚亞芳基胺包含亞苯基二胺。
86.權利要求48的組合物，其中，聚胺-表滷代醇樹脂的表滷代醇包含表氯醇，表溴醇或表碘醇。
87.一種起皺粘合劑組合物的製備方法，該方法包括將聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)複合的步驟。
88.權利要求87的方法，其中，起皺粘合劑包含聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)的反應產物。
89.權利要求87的方法，其中，聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)的重量比從約99∶1至1∶99。
90.權利要求89的方法，其中，聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)的重量比從約95∶5至5∶95。
91.權利要求90的方法，其中，聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)的重量比從約90∶10至10∶90。
92.權利要求87的方法，其中，起皺粘合劑為固體水溶液。
93.權利要求92的方法，其中，起皺粘合劑在水溶液中的濃度從約0.01％至約10％固體。
94.權利要求93的方法，其中，起皺粘合劑在水溶液中的濃度從約0.2％至約5％固體。
95.權利要求94的方法，其中，起皺粘合劑在水溶液中的濃度從約0.1％至約2.5％固體。
96.權利要求92的方法，其中，固體包含聚胺-表滷代醇樹脂部分，其含量從約5％至約95％。
97.權利要求96的方法，其中，固體包含聚胺-表滷代醇樹脂部分，其含量從約7.5％至約92.5％。
98.權利要求97的方法，其中，固體包含聚胺-表滷代醇樹脂部分，其含量從約10％至約90％。
99.權利要求92的方法，其中，固體包含聚(乙烯醇)部分，其含量從約95％至約5％。
100.權利要求99的方法，其中，固體包含聚(乙烯醇)部分，其含量從約92.5％至約7.5％。
101.權利要求100的方法，其中，固體包含聚(乙烯醇)部分，其含量從約90％至約10％。
102.一種纖維素纖維產品，它包含聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)。
103.權利要求102的纖維素纖維產品，其中，起皺粘合劑包含聚胺-表滷代醇樹脂和聚(乙烯醇)的反應產物。
104.權利要求103的纖維素纖維產品，其中，所述纖維產品包含至少一種添加劑，所述添加劑包含溼強度粘結劑或幹強度粘結劑，助留劑，表面活性劑，施膠劑，化學柔軟劑，填料，絮凝劑或其它起皺促進組分。
全文摘要
本發明披露了起皺粘合劑的製備方法以及其在對纖維素纖維紙幅進行起皺時的使用方法。所述起皺粘合劑是聚胺－表滷代醇和聚(乙烯醇)的複合物。所述方法包括製備並施加所述起皺粘合劑，從而使纖維紙幅很好地粘附至乾燥表面上，並使纖維紙幅起皺，以得到柔軟、松厚的薄頁紙幅。
文檔編號C08L79/02GK1399698SQ00816279
公開日2003年2月26日 申請日期2000年11月9日 優先權日1999年11月24日
發明者安東尼·J·阿倫 申請人:赫爾克裡士公司