高性能织物剥离组合物及其用图
【专利说明】
[0001] 本发明要求于2013年4月18日提交的美国专利申请号61/813286的权益，其全 部内容在此通过援引加入本文中。
技术领域
[0002] 本申请提供用于在例如薄纸和毛巾的制造方法的应用中提高织物剥离的组合物 W及方法。所述方法包括在薄纸造纸机的结构化纸页的制造应用中使用包含疏水季胺与其 它疏水物和表面活性剂的组合物来处理织物的表面。
【背景技术】
[0003] 用于制造产品例如化妆纸、卫生纸和厨房纸巾的薄纸制造方法包括由含水纸浆和 化学添加剂形成湿薄纸幅，然后从湿薄纸中除去水。水的除去可通过将湿薄纸压棒到例如 Yankee烘缸或Yankee干燥机上，运两个术语在本文中可互换使用。直到最近，在干法起皱 新月形成形器值巧化巧e化escent化rmer)上W及热风穿透干燥（TAD)法制备薄纸。热 风穿透干燥（TAD)法包括将纸幅转移到TAD织物上，所述TAD织物具有3维特性并产生湿 纸幅结构和图案，从而当干燥时，所述图案留在薄纸中。运通过将热风穿透湿薄纸提供水除 去并干燥纸幅来完成。然后将结构化薄纸或图案化薄纸转移到Yankee烘缸中用于进一步 干燥和起皱。热风穿透干燥法（TAD)可产生具有提高体积和柔软度、更高强度和吸水性的 更高质量的薄纸。
[0004] 当降低水含量时，纤维彼此紧密接近，缔合度和粘合显著增长。纤维不仅彼此粘 附，而且还易于粘附到织物上。薄纸对织物表面增加的粘附是不希望的，因为运可能影响纸 幅结构，导致在织物表面上形成纤维沉积，并导致从织物剥离薄纸，并将其进一步转移到例 如Yankee烘缸中更复杂。为了避免运些不希望的影响，使用了很多处理，包括改进织物的 覆盖材料，和/或施用各种织物剥离剂W帮助薄纸与织物的分离。在将纸幅从成形织物转 移到剥离织物之前，通常将织物剥离剂施加到织物表面上。 阳〇化]最近在薄纸制造领域中的进展提供大规模的TAD法W及干法起皱薄纸值CT)的速 度和能耗效率。方法例如Metso'SNTT法和Voith公司的高级薄纸模塑系统（ΑΤΜΟ巧使用 纹理化或结构化的织物或带。
[0006] 疏水材料例如硅油、矿物油和植物油，W及聚α-締控已用于处理TAD织物。由于 是将疏水材料加入到含水体系中，运些化学品的应用并不是一直简单直接的。在许多情况 下，将运些疏水材料与表面活性剂混合。将表面活性剂例如非离子表面活性剂加入到疏水 材料中具有有益效果，因为所述表面活性剂有助于乳化所述疏水材料（例如矿物油）和促 进更有效的递送并在表面例如TAD织物或Yankee烘缸的表面上铺展疏水物，并可对金属、 织物和其它表面具有有益效果。
[0007] 美国专利8, 071，667教导将一种或多种聚Ce-C2。α-締控与一种或多种表面活性 剂组合用于在热风穿透干燥过程中将纸幅与织物剥离和/或用于将纸幅与Yankee烘缸剥 离。所要求保护的组合物包含99 % -60 %的α-締控和1 % -40 %的表面活性剂。
[0008] 美国专利申请2005/0241791公开了一种制造纤维素薄纸纸幅的方法，其通过用 化学脱粘剂来处理薄纸造纸机的网部表面。所述化学脱粘剂包含油締基咪挫鐵化合物。所 述组合物还包含润滑剂和表面活性剂。将所述组合物施加到薄纸网部上，并通过对网部进 行真空抽吸使化学脱粘剂分布到网部的整个厚度上。建议将所述组合物施加到快速转移和 热风穿透干燥操作之间的网部上或第一次和第二次热风穿透干燥操作之间的网部上。
[0009] 在本申请中所引用的每个参考文献包括书籍、专利、公布申请、期刊文章和其它出 版物，在此通过援引将它们全部并入本文。
【发明内容】
[0010] 本发明设及用于降低薄纸纸幅和表面例如在薄纸制造过程中所使用的结构化或 纹理化的织物、带、盘或漉之间的粘附力的组合物和方法，从而提高薄纸纸幅与例如TAD织 物表面的剥离。所述方法包括将组合物施加到例如TAD织物表面、结构化织物表面、造纸带 表面、纹理化或结构化的带表面、印版滚筒或漉表面，或Yankee烘缸表面上，所述组合物包 含疏水氨基酷胺季锭盐，W及a)不同于氨基酷胺的至少一种疏水组分，C) 一种或多种表面 活性剂和/或它们的混合物。
[0011] 在一个实施方案中，本发明还设及一种降低纸张与织物表面的粘附力的方法，其 通过将包含环状或直链的季锭化疏水氨基酷胺或它们的混合物、矿物油W及表面活性剂的 组合物施加到织物表面。所提出的配制物可通过喷雾器或漉式涂敷器施用到所感兴趣的表 面上。
【具体实施方式】
[0012] 本发明设及可用于降低所形成的薄纸纸幅和织物表面之间的粘附力的组合物和 方法。所述组合物包含疏水胺例如低分子量的疏水咪挫嘟和非环状疏水氨基酷胺季锭盐 和/或它们的混合物，与至少一种a)另一种疏水组分例如矿物油和植物油，和/或b)表面 活性剂例如线型聚乙二醇醋、各种脂肪酸例如油酸、硬脂酸和栋桐酸的单醋和二醋，W及C) 它们的混合物。
[0013] 本发明还设及将疏水组合物或含水乳液施加到薄纸造纸机的表面上，从而降低薄 纸对织物的粘附力并提高薄纸剥离。
[0014] 还预期本发明的组合物可用到其它薄纸应用的表面上，例如结构化织物、纹理化/ 结构化的带、盘或漉的处理。例如，在Metso'SNTT方法中的纹理化带或在Voith公司的高 级薄纸模塑系统（ΑΤΜΟ巧方法中所使用的结构化或纹理化的漉。
[0015] 术语"疏水胺"定义为任意低分子量的胺或含锭化合物，其中胺或锭基的氮键合到 疏水基团或脂肪基团上，例如控链或氣碳链上。所述胺可W是直链或支链脂肪烷基胺、锭化 合物、环状咪挫嘟、直链氨基酷胺等。
[0016] 发现本发明的低分子量疏水胺在降低薄纸对例如TAD织物的粘附力中非常有效， W及在TAD织物剥离应用中非常有效。疏水胺包括，例如季锭化氨基酷胺和/或连接一个 或两个疏水基团的季锭化咪挫嘟环状结构W及它们的混合物。所述组合物可包含季锭化线 性氨基酷胺、季锭化环状咪挫嘟和/或它们的混合物。
[0017] W下式I和式II代表可用于本发明的季锭化氨基酷胺：
[0018]
[0019] 其中
[0020] R河W是饱和或不饱和的、直链或支链的C12-C22脂族基团，W及可W是C16-Cis月旨 族基团； 阳owR2可W是甲基或乙基拟及
[0022] X可W是抗衡离子，例如乙基硫酸根或甲基硫酸根。
[0023] 本发明的胺通过脂肪酸（例如油酸、栋桐酸或硬脂酸）与二亚乙基Ξ胺或氨基乙 基乙醇胺之间反应，然后通过硫酸二乙醋、硫酸二甲醋或乙酸对所得氨基酷胺进行季锭化 来制备。疏水链的数量取决于脂肪酸与胺的比例，可W是约1:1的比例，可W是约2:1的比 例。
[0024] 咪挫嘟季锭化产物的环化或闭环的程度取决于反应条件。在特定条件下，可W是 最多约90%环化。在其它情况下，可W低至10%环化，产生环状咪挫嘟季锭盐和线性氨基 酷胺季锭盐的混合物。咪挫嘟和非环状氨基酷胺季锭盐强烈吸附到带负电荷的材料例如织 物、金属和纤维的表面上，使它们疏水化。
[0025] 术语"矿物油"定义为意指来自矿物源的油，并且可W是直链、支链和芳族的控、石 蜡和蜡类的混合物。术语"表面活性剂或非离子表面活性剂"用于定义包括但不限于二醇 和各种脂肪酸的单醋和二醋的组合物。非离子表面活性剂的其它实例可包括，例如直链或 支链脂肪醇乙氧基化物、脂肪醇烷氧基化物、聚氧乙締-聚氧丙締嵌段共聚物、脂族聚酸、 乙氧基化聚甲基烷基硅氧烷、烷基聚葡萄糖巧、乙氧基化山梨聚糖衍生物、脱水山梨糖醇脂 肪酸醋、烷基苯基乙氧基化物，W及烷氧基化胺。
[00%] 通过深入研究，我们已经发现，季锭化咪挫嘟和氨基酷胺的混合物，比TAD织物剥 离应用中通常所使用的矿物油、聚α-締控和其它疏水材料，在降低薄纸纸幅和TAD织物表 面之间的粘附力上更有效。我们还发现，季锭化咪挫嘟和氨基酷胺与其它疏水材料例如矿 物油或植物油的组合，与包含单个组分的组合物相比较，在TAD织物剥离应用中更有效。
[0027] 通过运样的工作，我们发现，咪挫嘟和氨基酷胺季锭盐比α-締控和矿物油，在织 物剥离应用中更有效。因此，人们会认为在具有咪挫嘟季锭盐的配制物中增加α-締控或 矿物油的含量，会降低咪挫嘟季锭盐-矿物油混合物的效力。然而，我们发现，当使用包 含季锭化氨基酷胺和不同于氨基酷胺的至少一种其它疏水组分例如矿物油的组合物来处 理织物的表面时，提高了织物剥离，其中所述其它疏水组分占整个组合物的至多约60重 量％，可W占整个组合物的约5重量％ -约40重量％。在季锭化氨基酷胺的混合物中加入 矿物油提高了TAD织物剥离，运是完全出乎意料的。此外，还发现，季锭化氨基酷胺与不同 于氨基酷胺的至少一种其它疏水活性物W及非离子表面活性剂的组合导致薄纸纸幅和TAD 织物之间的粘附力的降低。
[0028] 在一个实施方案中，穿透热风干燥灯AD)织物剥离组合物包含一种或多种季锭 化氨基酷胺、不同于氨基酷胺的至少一种疏水组分、W及任选存在的一种或多种非离子表 面活性剂，其中所述季锭化氨基酷胺是低分子量的咪挫嘟和非环状氨基酷胺季锭盐和/ 或它们的混合物，并且占整个组合物的20重量％ -99重量％，可占整个组合物的约40重 量％ -约75重量％ ;其中所述至少一种疏水组分是矿物油、植物油、硅油、聚α-締控和/ 或它们的混合物，占整个组合物的至多60重量％，可W占整个组合物的约5重量％ -约40 重量％ ;其中所述表面活性剂是二醇和/或其醋，脂肪酸的单醋和二醋，和/或它们的混合 物；并且其中所述非离子表面活性剂占整个组合物的0% -约40重量％，可W占整个组合 物的约10重量％ -约30重量％。
[0029] 在另一个实施方案中，将包含a)疏水咪挫嘟和疏水非环状氨基酷胺的混合物，b) 矿物油和C)聚乙二醇二醋例如油酸、硬脂酸和栋桐酸的配制物用于