CN1262711C - 聚合物起皱粘合剂和使用该粘合剂的起皱方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种制造起皱纤维纸幅的方法，包括提供旋转的圆柱形表面、施涂紫罗烯粘合剂到旋转圆柱形烘缸表面上，以形成粘合剂烘缸表面，传输纤维纸幅到粘合剂烘缸表面上，在粘合剂烘缸表面上干燥纤维纸幅，形成干燥的作为纸幅，从粘合剂烘缸表面一侧使干燥的纤维纸幅起皱。紫罗烯聚合物可以是烷胺、卤代环氧烷和不同于烷胺的胺的交联聚合物，如二甲胺、表氯醇和乙二胺的三元共聚物。紫罗烯粘合剂可进一步包括磷酸单铵，优选是水溶性且是阳离子类型的。

Description

聚合物起皱粘合剂 和使用该粘合剂的起皱方法
发明背景
本发明涉及制造含柔软、吸收薄纸纸幅的绉纹纸(soft，absorbent tissuepaper web)，特别是涉及将这种纸幅起皱以使纸幅具有充足的柔软度和粘合特征同时使操作困难最小的模式(mode)。
本领域已知由水和纤维的料浆形成薄纸纸幅、使湿的纸幅脱水，然后至少部分干燥脱水的纸幅。然后将在织物上的该纸幅传送或携带到大蒸汽-加热的转鼓(本领域称它为杨克式烘缸)上。纸幅通常沿烘缸的切向位置进入烘缸，该位置是环绕烘缸的主要部分，是纸幅与转鼓分离(de-contact)的区域。分离区配有起皱刮刀，纸幅紧靠着该刮刀，从而纸幅自身因其背向推动，得到公知的薄页的皱纹纸结构。
起皱作用要求纸幅很好地粘合到烘缸上，以能够进行一致和均匀的起皱作用，并且能够例如在起皱刮刀附近，在出口区处或之前，防止纸幅在烘缸内着火(flare)。在一些情况下，在相当大的含湿量下，典型地在高至约60％的含湿量下，将纸幅导引到烘缸上。因此这种纸幅在与烘缸的接触点处具有约40％的纤维稠度。含湿量取决于纸幅表面以及杨克式烘缸表面的条件，在转鼓干燥作用的整个过程中，有使纸幅强力地粘合到烘缸上的趋势。在这种情况下，通常不要求使用追加的粘合剂，有时对烘缸的粘结非常紧密，而需要在烘缸与纸幅之间施涂脱模剂，以限制粘结程度。
在常称为透过式干燥(透过蒸发干燥)(through-drying)的一些操作模式中，纸幅与烘缸表面间的接触受到限制。在透过式干燥的操作中，在没有显著压制湿纸幅的情况下，使由水和纤维的料浆形成的纸幅脱水。接着在热空气气流(blast)下进行干燥。然后使用压节织物(knuckled fabric)，将所得纸幅压制到杨克式烘缸上，以便在紧密间隔(closely spaced)的区域内使纸幅粘结到烘缸上，填充各区域之间的纸幅。微细到每英寸具有4900和更多个开口的织物可用于此目的。当被导引到烘缸上时，这种纸幅的纤维稠度可以是约30％至约90％的纤维。为了完成干燥作用和起皱作用，较高纤维稠度的纸幅通常要求粘合剂把纸幅充分固定到烘缸上。
为了使纸幅保留在烘缸表面上，已使用了各种粘合剂。这些粘合剂包括聚醋酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液和含水聚乙烯醇溶液。已发现，聚醋酸乙烯酯-乙烯共聚物组合物(它可含有百分数小的聚乙烯醇如小于总固体重量的约5％)通常足以用于该目的，但会引起许多非所需的效果。聚乙烯醇粘合剂引起类似的问题。
更具体地，关于聚醋酸乙烯酯-乙烯共聚物，这些共聚物倾向于保留在绉纹纸纸幅附着于烘缸的一侧上。当辊压所得起皱纸幅或与另一纸幅一起辊压并叠加，形成片材(sheet)时，残留有粘合剂的一个或多个表面倾向于粘着在相邻辊压的相对表面上，从而引起辊压中断。这种中断会使轻质薄纸具有额外的有害效果如果出现任何微小的边缘缺陷或小孔情况的时候，努力分离中断的多层会导致纸幅撕裂、纸幅完全破裂，甚至会出现多层反转(ply reversal)，也就是说多层连接到相邻的片材上。
另外，已发现，将纸幅带到烘缸上的织物会被共聚物污染，而所述共聚物难以用常规的清洁作用除去，特别是因为该共聚物的耐水性所带来的时。
与聚醋酸乙烯酯-乙烯共聚物相反，具有显著水解度的聚乙烯醇倾向于变为水溶性，也倾向于不受大多数有机溶剂影响。聚乙烯醇(它可含有一些聚醋酸乙烯酯)倾向于以硬质且不均匀的膜形式涂布到烘缸上，这种膜随着干燥和起皱的进行会加厚，从而导致不均匀的起皱。另外，为了除去硬质膜，频繁地对着烘缸表面使用清洁刀片，会引起烘缸表面磨损(wear)。
通过本发明的起皱粘合剂、体系和方法，克服了前述体系、方法和粘合剂的这些和其它问题。
发明概述
本发明涉及绉纹纤维纸幅的制造方法，其中该方法包括；提供旋转的圆柱形烘缸表面，向旋转的圆柱形烘缸表面施涂紫罗烯粘合剂(ioneneadhesive)，以形成粘合剂烘缸表面，将纤维纸幅传送到粘合剂烘缸表面上，在粘合剂烘缸表面上干燥纤维纸幅，以形成干燥的纤维纸幅，并从烘缸表面(一侧)使干燥的纤维纸幅起皱。紫罗烯聚合物可以是烷胺、卤代环氧烷和不同于烷胺的胺的交联聚合物，如二甲胺、表氯醇和乙二胺的三元共聚物。紫罗烯粘合剂可进一步包括磷酸单铵，优选是水溶性且是阳离子类型的。
此处所提及的所有专利和出版物在此全文引入参考。
应当理解，前述一般说明和下述详细说明均仅仅是例举和例示，仅打算提供如权利要求所述的本发明的进一步解释。结合引入本文构成了本申请的一部分的附图，阐述了本发明的数种例举的实施方案，它们与说明书一起起到解释本发明原理的作用。
附图的简要说明
参考附图，可更全面地理解本发明。附图打算阐述本发明例举的实施方案，而不是显著本发明的范围。
图1是阐述本发明方法的流程图；
图2是可与本发明的紫罗烯聚合物起皱粘合剂配方结合使用的起皱体系示意图；
图3是显示当与已有的常规粘合剂配方(对比例1)相比，本发明所使用的粘合剂配方(实施例1)在较高含湿量下如何保持较高粘合力的图表；和
图4是显示当与仅在高于4％含湿量下提供柔软膜的已有常规粘合剂配方(对比例1)相比，本发明所使用的粘合剂配方(实施例1)如何具有较高的破碎和更长地保持更大韧度的图表。
发明详述
本发明提供了一种含柔软、吸收薄纸纸幅的绉纹纸的制造方法，特别是提供了使这种纸幅起皱，以获得充足的柔软度和粘合特征，同时使操作困难最小的方式。根据本发明，使用常规的纸幅形成技术，由水和纤维的料浆形成薄纸纸幅。然后使该纸幅脱水，并优选至少部分干燥。在织物上将该纸幅传送，例如携带到大型优选蒸汽-加热的转鼓烘缸(在此处和别处称它为杨克式烘缸)内。然后纸幅通常沿烘缸的切向位置进入烘缸，它优选至少约一半环绕(round)，更优选至少约75％环绕圆柱形烘缸，相对于纸幅与转鼓分离的区域而言。分离区配有起皱刮刀，纸幅紧靠着该刮刀，从而纸幅自身相对其背向推动，得到公知的薄页的皱纹纸结构。图1示出了阐述本发明方法的流程图。
通过确保纸幅很好地粘结到烘缸上来促进起皱作用，以能够进行一致和均匀的起皱作用，并且能够防止例如在起皱刮刀附近，在出口区处或之前，纸幅在烘缸处着火。在一些情况下，在达约90wt％(基于纸幅的重量)的相当大的含湿量下，将纸幅导引到烘缸上。可根据本发明的方法加工含湿量为约10wt％至约90wt％，更优选约40wt％至约60wt％的纸幅。这种纸幅因此将具有组成纸幅额外重量％的纤维含量。含湿量取决于纸幅表面以及杨克式烘缸表面的条件，在转鼓干燥作用的整个过程中，有使得纸幅强力地粘合到烘缸上的趋势。在这种情况下，通常不要求使用追加的粘合剂，有时纸幅与烘缸的粘结非常紧密，而需要在烘缸与纸幅之间施涂脱模剂如硅油、其它油、表面活性剂、肥皂、洗涤剂(shampoo)或起皱粘合剂用的常规添加剂或其它粘合剂，或例如将这些脱模剂与粘合剂混合，以限制粘结程度。
在此处常称为透过式干燥的一些操作模式中，纸幅与烘缸表面间的接触受到限制。在本发明的透过式干燥操作中，在没有显著压制湿纸幅的情况下，使由水和纤维的料浆形成的纸幅脱水。接着在包括热空气气流的干燥作用下进行干燥。然后使用压节织物将所得纸幅压制到杨克式烘缸上，以便在紧密间隔的区域内纸幅粘结到烘缸上，填充各区域之间的纸幅。微细到每英寸具有4900和更多个开口的织物可用于此目的。当被导引到烘缸上时，这种纸幅的纤维稠度可以是约10％至约90％的纤维。
本发明所使用的粘合剂可与透过式干燥干燥体系和起皱方法、可与杨克式烘缸体系和方法，以及可与湿式-起皱机、体系和方法一起使用。
根据本发明，用作起皱粘合剂的紫罗烯聚合物或聚合的季铵化合物(聚季铵(polyquat))，即在聚合物主链中含有季氮的阳离子聚合物(也称为聚合物季铵或聚季铵)属于被称为紫罗烯化合物的一类公知化合物。这类聚合物的实例是在Encyclopedia of Polymer Science and Engineering(11卷，John Wiley& Sons，499-500页)中所述的那些聚合物，在此引入其全文作为参考。这类聚合物的生物活性也是已知的，参见例如A.Rembaum的Biological Activityof Ionene Polymers，Applied Polymer Symposium(No.22，299-317(1973)和O.May，Polymeric Antimicrobial Agents in Disinfection，Sterilization，andPreservation，S.Block编辑，322-333(Lae & Febiger，Philadelphia，1991))，将它们全部引入参考。紫罗烯聚合物在含水体系中具有各种用途如杀微生物剂、杀菌剂和杀藻剂以及控制、甚至预防微生物膜(biofilm)和粘液形成(slimeformation)。美国专利3874870、3931319、4027020、4089977、4111679、4506081、4581058、4778813、4970211、5051124、5093078、5142002和5128100(在此引入其全部作为参考)给出了这些聚合物的各种实例、它们的制备以及它们的用途。
可使用任何紫罗烯聚合物或紫罗烯聚合物的混合物来实施本发明。可根据聚合物内出现的重复单元，对紫罗烯聚合物进行分类。重复单元来自于制造紫罗烯聚合物所使用的反应物。优选的紫罗烯聚合物包括美国专利5866016中所述的那些，在此引入其全文作为参考。
第一类优选的紫罗烯聚合物包括式I的重复单元：
在此式中，R1，R2，R3和R4可以相同或不同，且选自H、任选地被至少一个羟基取代的C1-C20烷基，在苯环部分任选地被至少一个C1-C20烷基取代的苄基。R1，R2，R3和R4优选全部为甲基或乙基。
基团“A”是选自C1-C10亚烷基、C2-C10亚烯基、C2-C10亚炔基、C1-C10羟基亚烷基、对称或不对称的二-C1-C10亚烷基醚、亚芳基、亚芳基-C1-C10亚烷基或C1-C10亚烷基芳基-C1-C10亚烷基中的二价基团。优选“A”是二价C1-C5亚烷基、C2-C5亚烯基、C2-C5羟基亚烷基或对称的二-C2-C5亚烷基醚，最优选“A”是-CH2CH2CH2-、-CH2CH(OH)CH2-或-CH2CH2OCH2CH2-。
基团“B”是选自C1-C10亚烷基、C2-C10亚烯基、C2-C10亚炔基、C1-C10羟基亚烷基、亚芳基、亚芳基-C1-C10亚烷基或C1-C10亚烷基芳基-C1-C10亚烷基。优选“B”是二价C1-C5亚烷基、C2-C5亚烯基、C2-C5羟基亚烷基、亚芳基、亚芳基-C1-C5亚烷基或C1-C5亚烷基芳基-C1-C5亚烷基。最优选“B”是-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2-或-CH2(CH2)4CH2-。
反离子X2-是足以平衡重复单元内阳离子电荷的二价反离子、两个单价反离子或一部分的多价反离子，其中所述重复单元形成紫罗烯聚合物主链。优选X2-是选自氯化物阴离子和三卤化物阴离子和更优选氯化物或溴化物中的两个单价阴离子。在美国专利No.3778476中公开了具有三卤化物反离子的紫罗烯聚合物，在此引入其全文作为参考。
可通过许多已知的方法制备具有式I重复单元的紫罗烯聚合物。一种方法是使式R1R2N-B-NR3R4的二胺与式X-A-X的二卤化物反应。在例如美国专利3874870、3931319、4025627、4027020、4506081和5093078中公开了具有该重复单元的紫罗烯聚合物及其制备方法，在此引入其全文作为参考。在这些专利中也公开了具有式I重复单元的紫罗烯聚合物的生物活性。
在具有式I重复单元的紫罗烯聚合物当中，尤其优选的紫罗烯聚合物是聚氧乙烯-(二甲基亚氨基)亚乙基(二甲基亚氨基)亚乙基二氯化物。在式I的这种紫罗烯聚合物中，R1，R2，R3和R4各自为甲基，A是-CH2CH2OCH2CH2-，B是-CH2CH2-，X2-是2Cl-，平均分子量为1000-5000。这种紫罗烯聚合物以BUSAN77产品或WSCP产品形式获自Memphis，Tenn的BuckmanLaboratories，Inc.，它们各自是60％的聚合物含水分散液。BUSAN77和WSCP是主要在含水体系中使用的杀微生物剂，用于微生物控制，所述含水体系包括金属加工流体。
具有式I重复单元的另一特别优选的紫罗烯聚合物是其中R1，R2，R3和R4各自为甲基，A是-CH2CH(OH)CH2-，B是-CH2CH2-，X2-是2Cl-的紫罗烯聚合物。这种紫罗烯聚合物是N，N，N`，N`-四甲基-1，2-乙二胺与(氯代甲基)-环氧乙烷的反应产物，平均分子量为1000-5000。该聚合物以BUSAN79产品和WSCPII产品形式获自Buckman Laboratories，Inc.，它们各自是60％的聚合物水溶液。
第二类紫罗烯聚合物包括式II的重复单元：
Figure C0281100900091
在式II中，R1、R2的定义与以上式I所定义的相同。X-是足以平衡重复单元内阳离子电荷的单价反离子、一半的二价反离子或一部分的多价反离子，其中所述重复单元形成紫罗烯聚合物主链。X-可以是例如卤化物或三卤化物阴离子，X-优选氯化物或溴化物。
可通过许多已知的方法制备具有式II重复单元的紫罗烯聚合物。一种方法是使式R1R2NH的胺与卤代环氧化物如表氯醇反应。在例如美国专利4111679和5051124中公开了具有式II重复单元的紫罗烯聚合物及其制备方法，在此引入其公开内容的全文作为参考。在这些专利中也公开了具有式II重复单元的紫罗烯聚合物的生物活性。
具有式II重复单元的优选紫罗烯聚合物是其中R1和R2各自为甲基，A是-CH2CH(OH)CH2-和X-是Cl-的那些。以N-二甲基胺与(氯代甲基)环氧乙烷的反应产物形式获得该聚合物，平均分子量为2000-10000。该聚合物以BUSANO1055产品(50％聚合物的含水分散液)形式获自BuckmanLaboratories，Inc.。
以二甲基胺与表氯醇的反应产物，其中R1和R2各自为甲基，A是-CH2CH(OH)CH2-和X-是Cl-的形式获得具有式II重复单元的另一优选紫罗烯聚合物。该紫罗烯聚合物的平均分子量为5000-10000，以50％的水溶液，以BUSANO1055产品形式获自Buckman Laboratories，Inc.。
第三类紫罗烯聚合物包括式III的重复单元：
Figure C0281100900101
其中R是
                     或
Figure C0281100900112
基团Q是-(CHR`)p-，-CH2-CH＝CH-CH2-，-CH2-CH2-O-CH2-CH2-，-CH2CH(OH)CH2-或-(CHR`)n-NH-C(O)-NHCHR`)n-。基团B`是{-[CH2-CH(OH)-CH2-N+R`2-(CHR`)n-NH-C(O)-NH]，X-}或{-[(CHR`)n-N+R`2-CH2CH(OH)CH2]，X-}。变量n和p独立地从2变化到12。各R`独立地为H或C1-C20烷基。X2-是足以平衡基团B`内阳离子电荷的二价反离子、两个单价反离子或一部分的多价反离子。优选R`是H或C1-C4烷基，n是2-6，p是2-6。最优选，R`是氢或甲基，n是3且p是2。对于X2-和X-，优选的反离子与以上式I和II中所述的那些相同。
通过已知的方法，由双(二烷基氨基烷基)脲(也称为脲二胺)衍生式III的聚合物。在美国专利4506081中公开了式III的紫罗烯聚合物、它们的制备方法和它们的生物活性，其公开内容在此全部引入参考。
具有式III重复单元的优选紫罗烯聚合物是其中R是脲二胺，B`是CH2CH(OH)CH2和X-是Cl-的那些。获自Buckman Laboratories，Inc.的ASTAT产品和BL1090产品是50％紫罗烯聚合物的含水分散液。以N，N`-双[1-(3-(二甲基氨基)丙基)]脲和表氯醇的反应产物形式获得该紫罗烯聚合物，这种紫罗烯聚合物的平均分子量为2000-15000，优选3000-7000。
也可使用本领域已知的方式，用伯、仲或其它多官能团胺交联含式I、II和III的重复单元的紫罗烯聚合物。可通过季氮原子或通过连接到聚合物主链或侧链上的另一官能团交联紫罗烯聚合物。
在美国专利3738945和再授权(Reissue)的美国专利28808中公开了使用交联的共-反应物而制备的交联紫罗烯聚合物，其公开内容在此全部引入参考。这一再授权的专利描述了通过二甲基胺和表氯醇的反应制备的紫罗烯聚合物的交联。所列出的交联共-反应物是氨、伯胺、亚烷基二胺、聚(乙)二醇胺、哌嗪、杂芳二胺和芳族二胺。
美国专利5051124(其公开内容在此引入参考)描述了由二甲基胺、多官能团胺和表氯醇反应而制备的交联紫罗烯聚合物。美国专利5051124也描述了使用这种交联紫罗烯聚合物，抑制微生物生长的方法。在美国专利Nos.3894946、3894947、3930877、4104161、4164521、4147627、4166041、4606773和4769155中提供了各种交联紫罗烯聚合物及其性能的其它实例。这些专利的公开内容全部在此引入参考。
优选的交联紫罗烯聚合物具有式II的重复单元，其中R1和R2各自为甲基，A是-CH2CH(OH)CH2-和X-是Cl-。该紫罗烯聚合物与氨交联。这种紫罗烯聚合物的分子量为约100000-500000，获自Buckman Laboratories，Inc.，它是以50％含水分散液销售的BL1155产品。
Buckman Laboratories，Inc.的产品BUSAN1099或BUBOND65是25％具有式II重复单元(其中R1和R2各自为甲基，A是-CH2CH(OH)CH2-和X-是Cl-)的交联紫罗烯聚合物的含水分散液，交联剂是单甲胺。这一优选的紫罗烯聚合物的分子量为约10000-100000。
也可封端含式I、II或III的重复单元的紫罗烯聚合物，即具有特定的封端基。可通过本领域已知的方式实现封端。例如，可使用过量的任何一种用于制造紫罗烯聚合物的反应物以提供封端基。或者，可使计算量的单官能团叔胺或单官能团取代或未取代的卤代烷与紫罗烯聚合物反应，获得封端的紫罗烯聚合物。可在一端或两端上使紫罗烯聚合物封端。在美国专利3931319和5093078中公开了封端的紫罗烯聚合物及其杀微生物性能，其公开内容全部在此引入参考。
根据本发明的实施方案，紫罗烯聚合物粘合剂可包括至少约20wt％和最多(up to)约40wt％的多烷胺单元，至少约55wt％和最多约75wt％的卤代环氧烷单元，至少约1wt％和最多约10wt％的亚烷基多胺单元。优选使用这些重量百分数，并且多烷胺是二甲基胺，卤代环氧烷是表氯醇，亚烷基多胺是乙二胺。
根据本发明的优选实施方案，紫罗烯聚合物是二甲基胺(DMA)、表氯醇(EPI)和乙二胺(EDA)的轻度交联的三元共聚物。该三元共聚物优选具有约1∶1至约1∶3，更优选约1∶2至约1∶2.2的DMA∶EPI。该三元共聚物优选具有约1∶20至约1∶40，更优选约1∶28至约1∶34。三元聚合物的EDA∶DMA比优选为约1∶10至约1∶20，更优选约1∶13至约1∶16。可通过分阶段的工艺制造该三元共聚物。在该工艺的第一阶段之中，将EPI引入到DMA和EDA的含水混合物中。反应放热很大，应当使用外部热交换器和夹套进行冷却，以维持工艺容器温度低于150°F。在接近第一阶段的最后时，间断冷却，以使温度升高到170-180°F。然后，引入50％的氢氧化钠(NaOH)，调节pH到所需范围内。在第2a阶段中，同时使用EPI和水物料继续聚合。在第2a阶段之后，引入大于50％的NaOH，调节pH。在第2b阶段，分多次(in shots)引入EPI。在每次中EPI的用量随粘度增加而下降。当粘度达到450-500cP时，引入硫酸，调节pH在约5-约6的范围内。然后，引入稀释水，调节坯料(batch)到50％的固含量，并冷却产品。在泵送出后，引入小量水，和通过泵循环水。
作为制造三元共聚物的例示方法，向6000加仑的不锈钢工艺容器引入10100磅(lbs)水。然后，优选使用真空装料技术，向该容器中引入500lbs的EDA。然后，在约200lbs/min的最大速度下，向容器中引入7300lbs的无水DMA，但若温度超过140°F或若压力超过20psig，则应当终止引入速度。接着，以40lbs/min或25lbs/min的速度向容器中引入14300lbs的EPI。若温度超过150°F，则应当终止EPI的引入。对于最后部分的1000lbs EPI，应当使容器温度达到约170°F-约180°F。在下一阶段，以20lbs/min的速度向容器中引入1000lbs的50％氢氧化钠溶液。然后，同时引入1200lbs的EPI和10000lbs的水，各自的速度为13.5lbs/min和100lbs/min。然后，以20lbs/min的速度向容器中引入200lbs的50％NaOH。然后，最多约150lbs的额外EPI可引入到容器内，以调节粘度到约450-500cP的所需水平。然后，以100lbs/min的速度加入530lbs的硫酸(H2SO4)，接着加入稀释水，以实现50000lbs(约4600-5100lbs的稀释水)的标度(scale)重量。然后，视需要调节pH，以实现在约3-约9范围内的水平，更优选约5-约6。然后所得三元共聚物产品可在水内稀释到所需浓度。
可根据这一方法制造的例示三元共聚物与CAS号45751-79-1等同。
优选相对于烘缸表面的旋转速度，以提供足量粘合剂的速度，将紫罗烯粘合剂施涂到烘缸表面上，其中粘合剂的量足以在干燥过程中保持纸幅，但当干燥完成时释放出干燥纸幅。可使用的常规粘合剂覆盖速度(coveragerate)和重量对本领域的技术人员来说是公知的。在烘缸表面上粘合剂的例举施涂速度范围可以是约10mg/m2到多至500mg/m2，或者例如是约50mg/m2-约200mg/m2，或约85mg/m2-约100mg/m2，基于粘合剂组合物的固体重量。优选持续施涂粘合剂到旋转烘缸上，以便足量粘合剂总保留在烘缸表面上。
在下述美国专利中公开了起皱体系、方法和粘合剂的其它教导：3640841、4304625、4440898、4788243、4994146、5025046、5187219、5326434、5246544、5370773、5487813、5490903、5633309、5660687、5846380、4300981、4063995、4501640、4528316、4886579、5179150、5234547、5374334、5382323、5468796、5902862、5942085、5944954、3879257、4684439、3926716、4883564、5437766，在此全部引入其作为参考。
现参考附图，图1是流程图，它显示了用于形成薄纸纸幅的本发明可使用的一系列步骤，所述薄纸纸幅适于用作面巾纸、盥洗用纸、卫生尿布包装等。这种纸幅具有在约7-约40磅/3000英尺2的最终定量，且由含水纤维料浆形成。在具体的应用中，这一料浆可具有约0.3wt％或更高的纤维含量。料浆被导引到常规的长网造纸机排水管线中，形成纤维纸幅。以常规的方式，通过该管线发生纤维的脱水，排出的纸幅被导引到透过式干燥设备中，所述排出纸幅具有优选约20％-约60％的纤维稠度。纸幅以约80wt％的纤维含量或稠度从透过式干燥烘缸中出来，并经过转印和压印织物，该织物携带纸幅到起皱烘缸上。这一转印织物的特征可以是每英寸上机器方向上的目数(mesh)为约78，每英寸交叉方向上的目数为72，并且可提供压印织物压节(impression fabric knuckles)，以在起皱或杨克式烘缸上压缩约20％的纸幅表面。纸幅在烘缸上起皱，形成纤维含量或稠度为约95％的干燥纸幅，然后缠绕到辊上。
参考图2，表示为参考标记1的转印和压印织物携带所形成的脱水和部分干燥的纸幅2经转向辊(turn roll)3到压制辊(press roll)4与杨克式烘缸5之间的压区(nip)。也可使用在S处所表示的补充下部载体(supplemental lowercarrier)，以三明治方式运行纸幅，在较高纸幅干燥度的条件下它会是特别有用的。织物、纸幅和烘缸以箭头所示方向运动。进至烘缸的纸幅在起皱刀片6处之前与辊很好地贴合，正如图所示，所述起皱刀片6使来自烘缸的途径纸幅起皱，如7所示。从烘缸出来的起皱纸幅7经过校正辊(guide roll)和张紧辊(tension)8、9，缠绕到柔软的起皱薄纸辊10上。
为了使进至烘缸的相对干燥的纸幅2(在例如80％纤维稠度下)粘结到烘缸表面上，粘合剂喷雾11被施涂到压制辊4和杨克式烘缸5之间的压区前面的表面上。这一喷雾可直接施涂到运行纸幅2上，但优选直接喷涂到烘缸上，以限制粘合剂被纸幅聚集(pickup)并限制粘合剂经纸幅渗透到承载织物上。
喷雾优选含水，适当地具有约0.5wt％到多至约70wt％或更高的固含量，优选约1％-约20％的固体。对于喷雾，更优选在约0.75％-约15wt％的固含量范围内，但可使用任何合适的固含量。为了将粘合剂辊涂或刮刀式涂布到烘缸表面上，可使用较高的固含量，如约1wt％-约70wt％，例如约3wt％-约50wt％。
本发明可使用的紫罗烯粘合剂在较高湿度和较低温度下具有更好的粘附作用(adhesion)，当与常规的起皱粘合剂，尤其在通风烘缸上使用的那些相比时。紫罗烯粘合剂在刀片处以独特的方式断裂(fracture)，从而制得优异的起皱结构，甚至在高片材湿度含量下。紫罗烯粘合剂也是可再润湿的，与常规的树脂粘合剂相反，常规的树脂粘合剂是不可再润湿的。
通过在粘合剂内包括少量的磷酸单铵(MAP)，使得粘合剂配方使腐蚀最小化，否则会因在紫罗烯聚合物中或来自它的氯化物而产生腐蚀。
实验证明紫罗烯相对于常规标准的通风烘缸起皱粘合剂具有优越性，尤其是相对于在通风缸体系上起皱所使用的目前的粘合剂具有优越性，而目前的粘合剂包括聚乙烯醇、山梨醇(或蔗糖)和脱模剂(表面活性剂或油-基表面活性剂配方)的结合。
本发明所使用的粘合剂提供优异的起皱，紫罗烯如以上所述的DMA、EPI和EDA三元共聚物在起皱刀片处很好地断裂，使片材破裂(explode)并增加起皱质量。该粘合剂在高含湿量下也提供优异的粘附作用，紫罗烯如所述三元共聚物在较高的片材含湿量下具有更好粘性，如图3的图表所示。
本发明所使用的粘合剂也提供提高的灵活性(runnability)。用紫罗烯粘合剂起皱提高了操作的灵活性，这是因为紫罗烯树脂在宽的湿度和温度范围内保持它们的粘结。在片材表面上湿度的变化可能是常见的，但当根据本发明使用紫罗烯粘合剂时，湿度变化不改变起皱有效性，从而产生更均匀和更高质量的薄纸/面巾纸产品。共混紫罗烯和聚乙烯醇化学几乎不或根本不导致seulching和刀片振动，同时维持刮浆刀寿命和刀片amps。
本发明所使用的粘合剂也提供优异的膜性能，当与常规的粘合剂相比时。变化紫罗烯如DMA∶EPI∶EDA三元共聚物对聚乙烯醇之比使得可以控制膜性能，如膜的韧度和破碎，如图4的图表所示。
使用本发明方法和本发明粘合剂，以及使用透过式干燥烘缸而生产的起皱产品得到优异的起皱薄纸和面巾纸产品，当与使用常规粘合剂的体系和方法制造的产品相比时。
当紫罗烯没有交联时，本发明所使用的粘合剂也是可再润湿的。这些粘合剂的完全再润湿使不可逆的毛毡填料(felt filling)最小、使沉积物的形成最小，并使清洁时间和努力最小。
另外，本发明所使用的紫罗烯粘合剂可用于提高的通风烘缸体系上、用于杨克式烘缸体系上，并且可与起皱体系一起使用。在任何类型的薄纸和面巾纸加工(包括通风烘缸加工、杨克式烘缸加工和湿式起皱薄纸机加工)中，紫罗烯都可以提高起皱性能。此外，可在高片材湿度下进行起皱，而使用硬树脂(如湿强度树脂)和软树脂的现有技术体系在此情况下都不行。本发明的紫罗烯粘合剂单独或与已有的起皱粘合剂产品结合填充这一间隙，从而在较高湿度含量下提供优异的粘结。
实施例
在下述内容和图3与4中所述的实施例和所示的结果表明本发明所使用的紫罗烯粘合剂配方相对于常规的粘合剂配方具有优越性。下表1和图3与4中的图表示出了对比试验的结果。在实施例中，实施例I的配方包括表示为“M”的三元共聚物紫罗烯粘合剂、表示为2076的水-基聚乙烯醇配方(它获自Buckman Laboratories International，Inc.)和Busperse 2098(一种油-基脱模剂，也获自Buckman Laboratories International，Inc.)。对比例I的配方含有聚乙烯醇(PVA)、山梨醇和Triton X-100(烷基酚乙氧化物，100％活性)。所使用的机器包括通风烘缸，它在园块(cob)侧上具有毛毡(felt)、在桌板(table)上具有debunizer、40-50％的湿分入含量(moisture in content)、10％的湿分出含量(moisture out content)，16英尺的直径。还使用杨克式烘缸，它具有真空辊、没有debunizer、在喷嘴上的压力为80psi，2000-3500ft/min的运行速度、3％-3.5％的离开湿度(moisture out)、在刀片处的温度为280°F-350°F，同时片材处于约200°F-约250°F的温度范围内。使PVA的固含量下降到约3.5wt％，并以约3400mL/min的供料速度给料。使山梨醇的固含量下降到约5.0wt％，并以约1400mL/min的供料速度给料。使Triton X-100的固含量下降到约1.5wt％，并以约400mL/min的供料速度给料。
表I示出了粘合剂配方内各组分的总量，第1栏为各试验编号，然后在相邻栏内各行示出了各组分的固体重量。结果表明对于通风的烘缸体系来说，组分“M”、组分2076和组分2098的三组分涂布体系提供杰出的起皱粘结。这显示组分“M”对2076的最佳比为3∶1，以固体为基础，示出了改变该比例的效果，因为当“M”的用量增加时，提供了更易破碎的膜，而当增加2076的用量时，膜更柔软。
表1
  测试次数.   运行次数   0.0PVA   5.00％山梨醇   0.75％Triton   5％2098   5％M   PVA   山梨醇   Triton   2098   M   共g   评述
  1   0   34.0   14   8   0   0.0   1.19   0.70   0.06   0.00   0.00   1.950       形成膜-中等 容易用刮板剥离 在辊中完全剥离(peels up)
  2   1   34.0   14   0   1.2   1.19   0.70   0.00   0.06   0.00   1.950       形成膜-中等 容易用刮板剥离 在辊中完全剥离
  3   6   54   7   0   1.2   20.0   0.54   0.35   0.00   0.06   1.00   1.950       更薄的膜，比上述更容易撕离
  4   10   13.7   0   0   1.2   28.2   0.48   0.00   0.00   0.06   14.1   1.950       非常硬的膜-没有剥离-很好地粘附(wel1 stuck on)
  5   0   34.0   14   0   1.2   0.0   1.19   0.70   0.00   0.06   0.00   1.950       与上述相同
  6   22.9   9.8   0   1.2   12.0   0.80   0.49   0.00   0.06   0.60   1.952       微小膜(Minor film)-有些破碎(shattering)
  7   19.1   8.4   0   1.2   16.0   0.67   0.42   0.00   0.06   0.80   1.950       微小膜-有些破碎
  8   27.0   0   0   1.2   18.9   0.95   0.00   0.00   0.06   0.95   1.950       硬膜-破碎-很好地粘附-
  测试次数   运行次数   0.0PVA   5.00％山梨醇   075％Triton   5％2098   5％M   PVA   山梨醇   Triton   2098   M   共g   评述：将每个样品用20ml自来水稀释&只进行10次(stroke)
  9   19.0   7.9   0   1.8   16.0   0.67   0.40   0.00   0.09   0.80   1.950       类似11.5和2，但稍微有些粘-无破碎，有少许成膜
  10   15.5   7   0   1.2   20.0   0.54   0.35   0.00   0.06   1.00   1.953       类似11.5和2，但稍微有些粘-无破碎，有少许成膜
  11   34.0   14   0   1.2   0.0   1.19   0.70   0.00   0.06   0.00   1.950       与5和2相同
  12   15.5   7   0   1.2   20.0   0.54   0.35   0.00   0.06   1.00   1.953       类似于10
              评述：捋每个样品用20ml自来水稀释&只进行10次       光滑
  13   17.4   0   0   1.8   25.0   0.61   0.00   0.00   0.09   1.25   1.949       中等膜-喜欢该产品-不如涂层硬，膜在干时开始破碎    中等
  14   26.6   0   0   1.8   18.5   0.93   0.00   0.00   0.09   0.93   1.946       中等膜如13但对金属更具进攻性                      中-低
  15   34.0   14   0   1.2   0.0   1.19   0.70   0.00   0.06   0.00   1.950       同11                                              非常
  16   27.0   0   0   1.2   18.9   0.95   0.00   0.00   0.06   0.95   1.950       同14                                              中-低
  测试次数   运行次数   0.0PVA   5.00％山梨醇   0.75％Triton   5％2098   5％M   PVA   山梨醇   Triton   2098   M   共g   评述：将每个样品用20ml自来水稀释&只进行10次 光滑
  17   18.0   0   0   1.2   25.2   0.63   0.00   0.00   0.06   1.26   1.950       类似于18，但有些韧
  18   17.4   0   0   1.8   25.0   0.61   0.00   0.00   0.09   1.25   1.949       同13，                                            中等
  19   34.0   14   0   1.2   0.0   1.19   0.70   0.00   0.06   0.00   1.950       同11
  20   13.2   0   0   1.8   27.9   0.46   0.00   0.00   0.09   1.40   1.947       容易10次剪切掉-低膜(low film)-更易破碎            中等也喜欢这-个
        评述：将每个样品用20ml自来水稀释&只进行10次             光滑
  21   14.5   7   0   1.8   20.0   0.51   0.35   0.00   0.09   1.00   1.948       容易剪切掉-低膜(low film)更易破碎                 中等也喜欢这一个
  22   26.6   0   0   1.8   18.5   0.93   0.00   0.00   0.09   0.93   1.946       容易剪切掉-中/低膜-更易破碎                       中等也喜欢这一个
  23   34.0   14   0   1.2   0.0   1.19   0.70   0.00   0.06   0.00   1.950       同11 非常
  24   13.1   5   0   1.8   23.0   0.46   0.25   0.00   0.09   1.15   1.949       容易剪切掉-中/低膜-更易破碎                       中等
  测试次数   运行次数   0.0PVA   5.00％山梨醇   0.75％Triton   5％2098   5％M   PVA   山梨醇   Triton   2098   M   共g   评述：将每个样品用20ml自来水稀释&只进行10次 光滑
  25   0.0   14   0   1.2   23.8   0.00   0.70   0.00   0.06   1.19   1.950       涂层看来已被蒸发掉，无涂层来刮                    低
  26   7.8   10   0   1.2   22.3   0.27   0.50   0.00   0.06   1.12   1.948       涂层非常簿且是粘性的-有趣，无涂层来刮             低
  27   34.0   14   0   1.2   0.0   1.19   0.70   0.00   0.06   0.00   1.950       同11                                              非常
  28   3.6   12   0   1.2   23.3   0.13   0.60   0.00   0.06   1.17   1.951       涂层看来已被蒸发掉，无涂层来刮，                  低
  29   13.2   0   0   1.8   27.9   0.45   0.00   0.00   0.09   1.40   1.947       薄膜-喜欢该产品-不如涂层硬，膜在干时开始破碎      中等
  30   17.4   0   0   1.8   25.0   0.61   0.00   0.00   0.09   1.25   1.949       薄/中等膜-喜欢该产品-不如涂层硬，膜在干时开始破碎 中等
  31   34.0   14   0   1.2   0.0   1.19   0.70   0.00   0.06   0.00   1.950       同11                                              非常
  32   26.6   0   0   1.8   18.5   0.93   0.00   0.00   0.09   0.93   1.946       中等膜-喜欢该产品-不如涂层硬，膜在干时开始破碎    中等
然后，我们在热板上用目前的研磨涂层(mill coating)粘上一片双折毛巾料(toweling)-32测试样品。将其(incumbent)与类似于测试样品的方式反应-将该纸用柔软的线状粘合方式松松地粘附到金属上。我们的32号程序将片材更均匀并且更硬地粘合到烘缸上并且很难刮擦掉一些片材。
本领域的技术人员应当理解，可在不脱离本发明的精神与范围的情况下，对本发明的实施方案作出各种改性和改变。因此，本发明所希望涵盖的是在权利要求范围和它们的等价范围内的本发明的其它改性和改变。

Claims (19)

1.一种起皱纤维纸幅的制造方法，该方法包括；
提供含粘合剂烘缸表面的旋转圆柱形烘缸，所述粘合剂烘缸表面包括紫罗烯聚合物粘合剂；其中所述紫罗烯聚合物粘合剂包括烷基胺、卤代环氧烷烃和与所述烷基胺不同的胺的交联聚合物；
向所述粘合剂烘缸表面传输纤维纸幅；
在所述粘合剂烘缸表面上干燥纤维纸幅，形成干燥的纤维纸幅；和由所述粘合剂烘缸表面使干燥的纤维纸幅起皱。
2.权利要求1的方法，其中所述紫罗烯聚合物粘合剂包括二甲胺、表氯醇和乙二胺的三元共聚物。
3.权利要求2的方法，其中所述粘合剂进一步包括磷酸单铵。
4.权利要求3的方法，其中所述磷酸单铵的存在量高至10wt％，基于所述粘合剂的固体重量。
5.权利要求3的方法，其中所述磷酸单铵的存在量为1wt％，基于所述紫罗烯聚合物的固体重量。
6.权利要求1的方法，其中所述粘合剂包括至少30wt％的所述紫罗烯聚合物以及高至60wt％的所述紫罗烯聚合物，至少40wt％的水以及高至70wt％的水。
7.权利要求6的方法，其中所述粘合剂包括至少40wt％的所述紫罗烯聚合物以及高至50wt％的所述紫罗烯聚合物，至少50wt％的水以及高至60wt％的水。
8.权利要求1的方法，其中所述聚合物包括至少20wt％且高至40wt％的多烷胺单元，至少55wt％且高至75wt％的卤代环氧烷单元以及至少1wt％且高至10wt％的亚烷基多胺单元。
9.权利要求1的方法，其中所述多烷胺包括二甲基胺。
10.权利要求1的方法，其中所述卤代环氧烷包括表氯醇。
11.权利要求1的方法，其中所述亚烷基多胺包括乙二胺。
12.权利要求1的方法，进一步包括：
在传输所述纤维纸幅到所述粘合剂烘缸表面上之前，干燥所述纤维纸幅到至少10％和高至90％的纤维稠度。
13.权利要求1的方法，进一步包括：
在传输所述纤维纸幅到所述粘合剂烘缸表面上之前，干燥所述纤维纸幅到至少40％和高至50％的纤维稠度。
14.权利要求1的方法，其中所述干燥形成干燥的纤维纸幅包括在由所述粘合剂烘缸表面使干燥的纤维纸幅起皱之前，干燥纤维纸幅到至少95wt％的纤维稠度。
15.权利要求1的方法，其中所述传输包括携带在织物上的纤维纸幅到所述旋转的圆柱形烘缸表面上，并将纤维纸幅从织物转移到烘缸表面上。
16.权利要求15的方法，其中携带纸幅到旋转的圆柱形烘缸表面上的织物是具有压节的转印和压印织物，它在起皱烘缸上压缩小百分数部分的纸幅表面，粘合剂使压节织物保留在烘缸表面上，一直到纸幅的纤维稠度为至少95％。
17.权利要求16的方法，其中压印织物压节在所述烘缸表面上压缩20％的纸幅表面积。
18.由权利要求1的方法制造的起皱纤维产品。
19.由权利要求2的方法制造的起皱纤维产品。
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