專利名稱：包括高分子量樹脂和低分子量樹脂的共混物的起皺粘合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使紙制品起皺的方法，其中使用包括高分子量和低分子量的乙醛 酸化聚丙烯酰胺、交聯(lián)的聚氨基酰胺或聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂或其混合物的共混物的 粘合劑組合物將紙幅粘附到起皺烘缸。
背景技術(shù)：
薄紙的期望性能(包括柔軟性、松厚性、拉伸性和吸收性)通過蒸汽加熱的楊克烘 缸和刮刀來實(shí)現(xiàn)。濕纖維網(wǎng)主要在壓輥輥隙處被脫水，此處，紙頁被轉(zhuǎn)移到楊克表面。此時(shí)， 紙幅具有35% -40%的稠度。紙頁被進(jìn)一步在熱楊克烘缸上干燥到90% -97%的稠度，然 后用刮刀取下。刀的機(jī)械作用會(huì)造成纖維-纖維結(jié)合的斷裂并形成紙頁內(nèi)的微折疊結(jié)構(gòu)。 此過程被稱為起皺。為了形成褶皺，紙幅必須粘合到楊克式烘缸的表面。雖然也可以發(fā)生由濕部配料 組分促進(jìn)粘合，但是主要通過將粘合劑噴涂到烘缸來提供粘合。最常用的楊克粘合劑是諸 如聚氨基酰胺-表氯醇樹脂、聚胺-表氯醇樹脂、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酰胺、聚 胺、聚酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮和聚醚的合成聚合物。還可以采用其他天然聚合物和衍生的 天然聚合物，包括淀粉、瓜爾膠、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素以及類似物。 各種低分子量的化合物、油和表面活性劑用于改變楊克涂層的特性。美國(guó)專利第6，277，242號(hào)中描述了一種起皺粘合劑，其包括聚氨基酰胺表鹵代醇 樹脂的混合物，其中第一樹脂具有范圍在約0.5 1到約1.8 1的表鹵代醇對(duì)聚胺的仲 氨基的摩爾比，且第二樹脂具有小于0.5 1的表鹵代醇對(duì)聚胺的仲氨基的摩爾比。薄紙行業(yè)關(guān)注制造要求在非常低的紙頁濕度水平(< 3% )下起皺的非常軟的薄 紙(特級(jí))。當(dāng)?shù)蜐穸绕鸢櫵蟠竺娣e的干燥時(shí)，常規(guī)的起皺粘合劑往往會(huì)變硬且可再濕 潤(rùn)性較弱。硬的涂層造成刀震顫和粘合損失，這會(huì)導(dǎo)致刀磨損和不均勻起皺。因而，存在對(duì) 在低濕度起皺條件下保持柔軟和可再潤(rùn)濕的起皺粘合劑的巨大需求。常規(guī)的熱固性粘合劑非常類似于永久性濕強(qiáng)度樹脂，它們形成非常脆的涂層且在 高濕度(> 6%)起皺條件下表現(xiàn)得更好。一些具有較低交聯(lián)水平的熱固性粘合劑要普遍 得多且可以用于在更寬范圍的紙頁濕度3% -7%內(nèi)進(jìn)行起皺。當(dāng)在較低濕度水平下起皺 時(shí)，非熱固性樹脂通常更易于掌控并提供更好的紙頁控制。改性劑，如，諸如丙三醇的多元 醇可以被進(jìn)一步用于調(diào)節(jié)粘合水平并改善涂層的柔軟度和可再潤(rùn)濕性。然而，即使添加改 性劑，常規(guī)的粘合劑也會(huì)變得太硬且它們的用途仍受限于> 3%的濕度水平。因此，存在對(duì) 改進(jìn)的起皺粘合劑組合物的持續(xù)需求。發(fā)明概述在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明是一種組合物，所述組合物包括基于聚合物活性物的 約1 99到約99 1的比的一種或多種高分子量樹脂和一種或多種低分子量樹脂，其中 所述高分子量樹脂選自由下述物質(zhì)組成的組具有約100，000道爾頓到約5，000，000道爾 頓的分子量的乙醛酸化聚丙烯酰胺、交聯(lián)的聚氨基酰胺和聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂，且 低分子量樹脂選自由下述物質(zhì)組成的組具有小于約100，000道爾頓的分子量的乙醛酸化聚丙烯酰胺、交聯(lián)的聚氨基酰胺和聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂，且其中高分子量的聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂和低分子量的聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂中的表鹵代醇對(duì)仲氮原子的 摩爾比小于約0. 5。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明是一種使紙幅起皺的方法，所述方法包括a)向旋 轉(zhuǎn)式起皺烘缸應(yīng)用粘合劑組合物，所述粘合劑組合物包括基于聚合物活性物的約1 99到 約99 1的比的一種或多種高分子量樹脂和一種或多種低分子量樹脂，其中所述高分子量 樹脂選自由下述物質(zhì)組成的組具有約100，000道爾頓到約5，000，000道爾頓的分子量的 乙醛酸化聚丙烯酰胺、交聯(lián)的聚氨基酰胺和聚氨基酰胺-表商代醇樹脂，且低分子量樹脂 選自由下述物質(zhì)組成的組具有小于約100,000道爾頓的分子量的乙醛酸化聚丙烯酰胺、 交聯(lián)的聚氨基酰胺和聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂，且其中高分子量的聚氨基酰胺-表鹵代 醇樹脂和低分子量的聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂中的表鹵代醇對(duì)仲氮原子的摩爾比小于 約0. 5 ；b)將所述紙幅壓靠住所述起皺烘缸以實(shí)現(xiàn)將所述紙幅粘合到所述起皺烘缸；以及 c)用刮刀將所述紙幅從所述起皺烘缸移走。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明是一種含水的起皺組合物，所述含水的起皺組合物 包括50重量百分比到約99. 99重量百分比的水和約50重量百分比到約0. 01重量百分比 的組合物，該組合物包括基于聚合物活性物的約1 99到約99 1的比的一種或多種高 分子量樹脂和一種或多種低分子量樹脂，其中所述高分子量樹脂選自由下述物質(zhì)組成的 組具有約100，000道爾頓到約5，000，000道爾頓的分子量的乙醛酸化聚丙烯酰胺、交聯(lián)的 聚氨基酰胺和聚氨基酰胺-表商代醇樹脂，且低分子量樹脂選自由下述物質(zhì)組成的組具 有小于約100，000道爾頓的分子量的乙醛酸化聚丙烯酰胺、交聯(lián)的聚氨基酰胺和聚氨基酰 胺_表鹵代醇樹脂，且其中高分子量的聚氨基酰胺_表鹵代醇樹脂和低分子量的聚氨基酰 胺_表鹵代醇樹脂中的表鹵代醇對(duì)仲氮原子的摩爾比小于約0. 5。發(fā)明詳述本發(fā)明包括約1 99到約99 1的比的高分子量樹脂和低分子量樹脂的混合物， 其中高分子量樹脂和低分子量樹脂都選自乙醛酸化聚丙烯酰胺、交聯(lián)的聚氨基酰胺和聚氨 基酰胺-表鹵代醇樹脂，高分子量樹脂組分具有約100，000道爾頓到約5，000, 000道爾頓 的分子量，而低分子量樹脂組分具有小于約100，000道爾頓的分子量。在一個(gè)實(shí)施方案中，高分子量樹脂具有約300，000道爾頓到約800，000道爾頓的 分子量，且低分子量樹脂具有約20，000道爾頓到約50，000道爾頓的分子量。在一個(gè)實(shí)施方案中，組合物包括基于聚合物活性物的約10 90到約90 10的 比的高分子量樹脂與低分子量樹脂。在一個(gè)實(shí)施方案中，組合物包括基于聚合物活性物的約25 75到約75 25的 比的高分子量樹脂與低分子量樹脂。用在本發(fā)明組合物中的聚氨基酰胺_表鹵代醇樹脂是水溶性的陽離子熱固性樹 月旨，其通常是通過使一種或多種含有仲胺基的聚亞烷基聚胺(polyalkylene polyamine)與 一種或多種二羧酸衍生物反應(yīng)生成聚氨基酰胺，并然后使聚氨基酰胺與表鹵代醇反應(yīng)生成 聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂來制備的。聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂的制備描述在，例如美國(guó) 專利第6，277，242號(hào)和美國(guó)公布的專利申請(qǐng)第2005/0217817號(hào)和第2007/0151684號(hào)中。聚酰胺可以由一種或多種有機(jī)二羧酸衍生物和一種或多種聚亞烷基聚胺在適合形成長(zhǎng)鏈聚酰胺的條件下縮聚制得，該條件如在高于約130°C的溫度下維持若干小時(shí)且除 去水或醇副產(chǎn)物。所得到的聚酰胺通常具有約500道爾頓到約500，000道爾頓的重均分子 量(由凝膠滲透色譜法/多角度光散射(GPC/MALLS)確定)以及對(duì)于25°C時(shí)的50%的溶 液來說高于約lOOcps的聚合物Brookfield粘度。在聚合反應(yīng)快結(jié)束時(shí)可以添加水以形成 含水的聚合物溶液。通常來說，使用與聚亞烷基聚胺的基本上全部的伯氨基反應(yīng)，但不足以與聚亞烷 基聚胺的仲氨基反應(yīng)到任何顯著程度的足夠量的有機(jī)酸衍生物。在一個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī) 二羧酸衍生物與聚亞烷基聚胺是以約0.8 1到約1.4 1的摩爾比進(jìn)行反應(yīng)的。在另一 個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī)二羧酸衍生物與聚亞烷基聚胺是以約0.9 1到約1.0 0.9的摩爾 比進(jìn)行反應(yīng)的。“有機(jī)二羧酸衍生物”包括脂族二羧酸和芳族二羧酸以及其相應(yīng)的?；?acid chloride)、酸酐和酯以及其混合物。酯優(yōu)選是C1-CJg族酯。選擇有機(jī)二羧酸衍生物以使 所得到的聚酰胺是水溶性的或水可分散的。代表性的有機(jī)二羧酸和其衍生物包括馬來酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、 辛二酸、壬二酸、癸二酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、萘二甲酸、馬來酸二甲酯、 丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、琥珀酸二甲酯、琥珀酸二異丙酯、戊二酸二甲酯、戊二酸二乙 酯、己二酸二甲酯、己二酸甲基乙酯、癸二酸二甲酯、鄰苯二甲酸二甲酯、間苯二甲酸二甲 酯、對(duì)苯二甲酸二甲酯、萘二甲酸二甲酯、二價(jià)酸酯(DBE)、聚(乙二醇)二(羧甲基)醚、琥 珀酰氯、二氯戊二酰(glutaryl dichloride)、己二酰二氯、癸二酰二氯、癸二酸鹽、鄰苯二 甲酰氯、間苯二甲酰氯、對(duì)苯二甲酰氯、萘二甲酸酯、馬來酸酐、琥珀酸酐、戊二酸酐、鄰苯二 甲酸酐、1，8_萘酸酐以及類似物?！熬蹃喭榛郯贰币庵妇哂袃蓚€(gè)伯胺基(-NH2)和至少一個(gè)仲胺基的那些有機(jī)化合 物，其中氨基氮原子通過亞烷基連接在一起，條件是兩個(gè)氮原子并不連接到同一個(gè)碳原子 上。代表性的聚亞烷基聚胺包括二亞乙基三胺(DETA)、三亞乙基四胺(TETA)、四亞乙基五 胺(TEPA)、二亞丙基三胺以及類似物。聚氨基酰胺隨后在受控的條件下與表氯醇反應(yīng)以形成聚氨基酰胺_表氯醇(PAE) 樹脂。優(yōu)選地，用水稀釋聚氨基酰胺至約10重量百分比到約50重量百分比的濃度，且在低 于約25°C下冷卻溶液。隨后，將足以與聚氨基酰胺中的期望量的仲氨基反應(yīng)的量的表氯醇 緩慢地添加在溶液中。接著，在約40°C到約100°C的溫度下加熱混合物，直至達(dá)到期望的粘 度，通常約2到約8小時(shí)。合適的聚氨基酰胺-表氯醇樹脂的制備描述在專利第6，277，242 號(hào)中，該專利在此以引用方式并入。在一個(gè)實(shí)施方案中，表鹵代醇是表氯醇。在一個(gè)實(shí)施方案中，表氯醇對(duì)聚氨基酰胺中的仲氮原子的摩爾比小于約0. 5。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚氨基酰胺是二亞乙基三胺與二羧酸衍生物的反應(yīng)產(chǎn)物，二 羧酸衍生物選自己二酸、戊二酸、DBE-2 二價(jià)酸酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯或其混合 物。使用在本發(fā)明的組合物中的乙醛酸化聚丙烯酰胺樹脂可以通過使包括酰氨基的 聚合物與一種或多種醛在4到12之間的pH下進(jìn)行反應(yīng)來制備。乙醛酸化聚丙烯酰胺的制 備描述在，如美國(guó)專利申請(qǐng)公布第2005/0161181號(hào)中。
合適的醛包括含有具有足夠的反應(yīng)性以與聚合物的氨基或酰氨基反應(yīng)的至少一 個(gè)醛(-CH0)官能團(tuán)的任何化合物。代表性的醛包括甲醛、多聚甲醛、戊二醛、乙二醛以及 類似物。乙二醛是優(yōu)選的。聚合物主鏈加上醛的總濃度是在約5重量百分比到約35重量 百分比之間。通常來說，制備聚合物主鏈的水溶液，以便更好地控制反應(yīng)速率并增大產(chǎn)物 穩(wěn)定性。反應(yīng)溫度通常是約20°C到約80°C，優(yōu)選約20°C到約40°C。向聚合物主鏈水溶液 中添加醛的水溶液，且良好地混合以防止凝膠形成。在添加醛之后，將PH調(diào)節(jié)至約4到約 12以獲得期望的反應(yīng)速率。在調(diào)節(jié)PH之后，對(duì)給定的醛對(duì)酰胺的比來說，通常單反應(yīng)酰胺 (monoreacted amide)的量是最佳的，且二元反應(yīng)的酰胺(direacted amide)的量是低的。 在反應(yīng)過程中，使用Brookfield粘度計(jì)來監(jiān)測(cè)粘度增加的速率。0. 5cps的粘度增加表明 聚合物分子量的增大和二元反應(yīng)的酰胺的量 增大。在粘度增加過程中，通常維持單反應(yīng)酰 胺的量，但二元反應(yīng)的酰胺的量隨粘度增大。通常來說，期望的粘度增加對(duì)應(yīng)于單反應(yīng)酰 胺、二元反應(yīng)的酰胺和分子量的期望水平。反應(yīng)速率取決于溫度、聚合物和醛的總濃度、醛 對(duì)酰胺官能團(tuán)的比以及PH。當(dāng)溫度、聚合物和醛的總濃度、醛對(duì)酰胺官能團(tuán)的比或pH增大 時(shí)，期望乙醛酸化的速率較高。通過降低聚合物和醛的總濃度、溫度、醛對(duì)酰胺官能團(tuán)的比 或PH(至約2到約3. 5之間)，可以減慢反應(yīng)速率。反應(yīng)結(jié)束時(shí)，未反應(yīng)的醛的量增加，因?yàn)?醛對(duì)酰胺官能團(tuán)的比增大。然而，單反應(yīng)酰胺和二元反應(yīng)的酰胺的總量變得更大。乙醛酸化聚丙烯酰胺的穩(wěn)定性取決于存儲(chǔ)溫度、產(chǎn)物粘度、反應(yīng)的酰胺胺的總量、 聚合物和醛的總濃度、醛對(duì)酰胺/胺官能團(tuán)的比以及pH。通常來說，產(chǎn)物的pH維持在低 PH(2到3. 5)下，且聚合物和醛的總濃度被優(yōu)化以延長(zhǎng)貯藏穩(wěn)定性。選擇反應(yīng)條件，使得聚合物中至少約5mol%，優(yōu)選約IOmol %的酰氨基與醛反應(yīng) 以形成乙醛酸化聚丙烯酰胺。 在一個(gè)實(shí)施方案中，乙醛酸化聚丙烯酰胺樹脂選自二烯丙基二甲基氯化銨_丙烯 酰胺共聚物與一種或多種醛的反應(yīng)產(chǎn)物，所述醛選自甲醛、多聚甲醛、乙二醛和戊二醛。乙醛酸化聚丙烯酰胺可以包括約50mo 1 %到約99mo 1 %，優(yōu)選約70mo 1 %到約 99mol %的丙烯酰胺單體和Imol %到約50mol %，優(yōu)選Imol %到約30mol %的N，N- 二烯丙 基二甲基氯化銨，其中共聚物的約2mol %到約50mol %，優(yōu)選約5mol %到約15mol %的酰胺 基已經(jīng)與乙二醛反應(yīng)。適于使用在本發(fā)明組合物中的交聯(lián)的聚氨基酰胺樹脂可以是通過使如本文描述 的聚氨基酰胺與式HOC(CH2)xCHO(其中χ是0-6)的雙官能醛反應(yīng)來制備的。代表性的雙官 能醛包括戊二醛、乙二醛以及類似物。合適的交聯(lián)的聚氨基酰胺樹脂的制備描述在美國(guó)專 利第5，382，323號(hào)中。在典型的制備中，在高達(dá)約52°C的溫度下加熱聚氨基酰胺的溶液。接著，以 0. 1-1. Imol/聚合物重復(fù)單元的水平，使聚氨基酰胺溶液與二醛反應(yīng)。持續(xù)進(jìn)行聚氨基酰胺 與二醛之間的反應(yīng)，直到獲得期望的分子量，此時(shí)，將反應(yīng)混合物稀釋至2% -20%活性物 并酸化至約2. 5到約5. O的pH。用于調(diào)節(jié)產(chǎn)物的pH的酸的特性不是關(guān)鍵所在。代表性的 酸包括硫酸、乙酸、檸檬酸、磷酸、鹽酸以及類似物。在一個(gè)實(shí)施方案中，交聯(lián)的聚氨基酰胺樹脂選自一種或多種醛與聚氨基酰胺的反 應(yīng)產(chǎn)物，所述醛選自乙二醛和戊二醛，所述聚氨基酰胺是二亞乙基三胺與一種或多種二羧 酸衍生物的共聚物，二羧酸衍生物選自DBE-2 二價(jià)酸酯、己二酸、戊二酸、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯。構(gòu)成本發(fā)明組合物的高分子量組分和低分子量組分的樹脂各自獨(dú)立地選自乙醛 酸化聚丙烯酰胺、交聯(lián)的聚氨基酰胺和聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂。在一些實(shí)施方案中，高分子量樹脂和低分子量樹脂選自聚氨基酰胺表鹵代醇樹 月旨，聚氨基酰胺表鹵代醇樹脂選自表氯醇與聚氨基酰胺的反應(yīng)產(chǎn)物，聚氨基酰胺是二亞乙 基三胺與一種或多種二羧酸衍生物的共聚物，二羧酸衍生物選自DBE-2 二價(jià)酸酯、己二酸、 戊二酸、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯。在其他實(shí)施方案中，低分子量樹脂是交聯(lián)的聚氨基酰胺樹脂，交聯(lián)的聚氨基酰胺 樹脂選自一種或多種醛與聚氨基酰胺的反應(yīng)產(chǎn)物，醛選自乙二醛和戊二醛，聚氨基酰胺是 二亞乙基三胺與一種或多種二羧酸衍生物的共聚物，二羧酸衍生物選自DBE-2 二價(jià)酸酯、 己二酸、戊二酸、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯。
在其他實(shí)施方案中，高分子量樹脂和低分子量樹脂選自聚氨基酰胺表鹵代醇樹 月旨，聚氨基酰胺表鹵代醇樹脂選自表氯醇與聚氨基酰胺的反應(yīng)產(chǎn)物，聚氨基酰胺是二亞乙 基三胺與己二酸的共聚物。在其他實(shí)施方案中，高分子量樹脂是乙醛酸化聚氨基酰胺，乙醛酸化聚氨基酰胺 選自二烯丙基二甲基氯化銨_丙烯酰胺共聚物與一種或多種醛的反應(yīng)產(chǎn)物，醛選自甲醛、 多聚甲醛、乙二醛和戊二醛，且低分子量樹脂選自由乙醛酸化聚丙烯酰胺、交聯(lián)的聚氨基酰 胺和聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂組成的組。在其他實(shí)施方案中，高分子量樹脂是交聯(lián)的聚氨基酰胺樹脂，交聯(lián)的聚氨基酰胺 樹脂選自一種或多種醛與聚氨基酰胺的反應(yīng)產(chǎn)物，醛選自乙二醛和戊二醛，聚氨基酰胺是 二亞乙基三胺與一種或多種二羧酸衍生物的共聚物，二羧酸衍生物選自DBE-2 二價(jià)酸酯、 己二酸、戊二酸、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯。本發(fā)明的組合物可以以稀水溶液的形式被應(yīng)用到起皺烘缸的表面。在一個(gè)實(shí)施方 案中，水溶液包括約0. 01重量百分比到約50重量百分比的高分子量樹脂與低分子量樹脂 的混合物和約99. 99重量百分比到約50重量百分比的水。起皺粘合劑領(lǐng)域的技術(shù)人員將 理解，混合物中的這種較大百分比的水的原因部分是基于只需要在起皺烘缸上沉積非常薄 的粘合劑層，在一個(gè)實(shí)施方案中，這用噴桿最容易實(shí)現(xiàn)?？梢哉{(diào)節(jié)水溶液的pH以便進(jìn)一步穩(wěn)定組合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，將pH調(diào)節(jié)到 約2-7。在另一個(gè)實(shí)施方案中，將pH調(diào)節(jié)到約4-6。可以使用任何有機(jī)酸或無機(jī)酸來實(shí)現(xiàn) PH調(diào)節(jié)。代表性的酸包括甲酸、乙酸、硫酸、鹽酸、磷酸以及類似物。在一個(gè)實(shí)施方案中，使 用硫酸或磷酸或其混合物來調(diào)節(jié)PH。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的粘合劑組合物還包括一種或多種多元醇、一種或多 種磷酸鹽或其混合物。正如這里使用的，“多元醇”指簡(jiǎn)單的水溶性多元醇，其包括亞烷基以及高達(dá)約6個(gè) 羥基，其中亞烷基任選地被一個(gè)或多個(gè)0或NH基團(tuán)隔斷。代表性的多元醇包括丙三醇、乙
二醇、1，4_ 丁二醇、二乙醇胺、三乙醇胺、山梨糖醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、 聚乙二醇以及類似物。在一個(gè)實(shí)施方案中，多元醇選自丙三醇、乙二醇、山梨糖醇、二乙二醇、丙二醇、聚 乙二醇和二乙醇胺。
在一個(gè)實(shí)施方案中，多元醇是丙三醇。代表性的磷酸鹽包括正磷酸鹽、焦磷酸鹽、偏磷酸鹽、多磷酸鹽、亞磷酸鹽和次磷 酸鹽的鈉鹽、鉀鹽和銨鹽。磷酸鹽還包括通過用磷酸調(diào)節(jié)起皺組合物的PH而原位形成的磷 酸鹽。在一個(gè)實(shí)施方案中，磷酸鹽選自磷酸一銨、磷酸二銨、通過用磷酸調(diào)節(jié)起皺組合物的 PH而原位形成的磷酸鹽及其混合物。以干聚合物計(jì)，多元醇和/或磷酸鹽與樹脂組合物相比的量通常在約0. 5重量百 分比到約100重量百分比的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，期望使用約0. 5重量百分比到約 20重量百分比的多元醇和/或磷酸鹽。應(yīng)理解，并不是所有多元醇都產(chǎn)生類似的結(jié)果。在 某些情形中，取決于所采用的溫度、所使用的特定樹脂組合物和其他變量，常規(guī)的試驗(yàn)將是 必須的，以便確定要使用的最佳多元醇或磷酸鹽，以及與特定的樹脂組合物結(jié)合使用的特 定的量。在一個(gè)實(shí)施方案中，將也被稀釋、乳化或分散成含水形式的脫模助劑(release aid)與聚合物粘合劑一起應(yīng)用到楊克烘缸。脫膜助劑與楊克烘缸表面上的粘合劑材料相互 作用以避免過多的涂層聚積，以掌控紙頁粘合并減少刮刀磨損。代表性的脫模助劑包括脫 模油和乳化表面活性劑，脫膜油包括環(huán)烷油、石蠟油、植物油、礦物油或合成油。為了形成穩(wěn) 定的含水分散體，脫模助劑通常使用諸如脂肪酸、烷氧基化醇、烷氧基化脂肪酸以及類似物 的一種或多種表面活性劑來配制。脫模助劑可以在粘合劑組合物之前或之后被應(yīng)用到起皺 烘缸上，或可以與應(yīng)用到起皺烘缸的粘合劑一起配制。本發(fā)明的粘合劑組合物還可以與本領(lǐng)域中使用的功能添加劑一起使用以改善薄 紙或紙巾的柔軟性。代表性的功能添加劑包括具有約12到約22個(gè)碳原子的脂肪鏈的有機(jī) 季鹽,其包括二烷基咪唑啉季鹽(dialkylimidazolinium quaternary salt)、二烷基二酰 氨基胺季鹽、單烷基三甲基銨季鹽、二烷基二甲基銨季鹽、三烷基單甲基銨季鹽、環(huán)氧基化 季鹽、二烷基酯季鹽和三烷基酯季鹽以及類似物。另外合適的功能添加劑包括聚硅氧烷、季 硅氧烷、有機(jī)反應(yīng)性聚硅氧烷、氨基官能的聚二甲基硅氧烷以及類似物。在一個(gè)實(shí)施方案 中，功能添加劑選自二烷基咪唑啉季鹽和季硅氧烷。在一個(gè)實(shí)施方案中，功能添加劑是與應(yīng)用到起皺烘缸上的本發(fā)明的粘合劑組合物 一起配制的。上述噴涂應(yīng)用可以進(jìn)一步通過各種方式來改進(jìn)，如通過使用專門為雙重或三重覆 蓋而設(shè)計(jì)的噴桿，通過振蕩噴桿以及通過從噴桿的出口再循環(huán)稀釋的起皺助劑組合物以增 強(qiáng)混合并降低析出(separation)的可能性。采用PCT 2004031475中描述的方法和裝置也 可以實(shí)現(xiàn)樹脂組合物的靶向應(yīng)用?？蛇x擇地，可以通過使用空氣(或氣體)噴霧而不是水溶液將組合物、功能添加劑 和/或脫模助劑應(yīng)用到起皺烘缸。通過參考下面的實(shí)施例可以更好地理解前述內(nèi)容，提供下面的實(shí)施例是為了闡述 的目的而不是為了限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1
代表性的粘合劑組合物的制備向150ml燒杯中加裝35重量百分比的己二酸、二亞乙基三胺以及表氯醇的三元共 聚物的水溶液(17. 97g)，該三元共聚物具有約0. 04的表氯醇對(duì)仲胺的摩爾比和約25，000的平均分子量；15重量百分比的戊二酸、二亞乙基三胺以及表氯醇的三元共聚物的水溶液 (22. 73g)，該三元共聚物具有約0. 20的表氯醇對(duì)仲胺的摩爾比和約600，000的平均分子 量；以及水(29. 31g)?；旌显摶旌衔镏敝辆鶆虿⒂脻饬蛩釋H調(diào)節(jié)到5. 0。實(shí)施例2膜溶解度 代表性的粘合劑組合物(ImL)被調(diào)節(jié)至pH 7并被應(yīng)用到從紙巾切割的預(yù)稱重的 1”χ2”帶。將該帶置于105°C的爐中1小時(shí)并稱重以確定該帶中的聚合物的質(zhì)量。接著，將 該帶置于含有已經(jīng)在恒溫振動(dòng)器中被加熱至50°C的150mL的自來水的玻璃瓶中。以150rpm 且在50°C下振動(dòng)用蓋密封的瓶1小時(shí)。此時(shí)間之后，從瓶中取出該帶并置于105°C的爐中 直到干燥。一旦干燥，再次稱重該帶，并計(jì)算已經(jīng)溶解的聚合物的量。結(jié)果顯示在表1中。在下面的實(shí)施例中，PAE-I是戊二酸、二亞乙基三胺以及表氯醇的三元共聚物， 該三元共聚物具有約0. 20的表氯醇對(duì)仲胺的摩爾比和約600，000的平均分子量；PAE-II 是己二酸、二亞乙基三胺以及表氯醇的三元共聚物，該三元共聚物具有約0. 90的表氯醇 對(duì)仲胺的摩爾比和約400，000的平均分子量，其制備描述在專利第6，277，242號(hào)中；以及 PAE-III是己二酸、二亞乙基三胺以及表氯醇的三元共聚物，該三元共聚物具有約0. 04的 表氯醇對(duì)仲胺的摩爾比和約25，000的平均分子量。表 1
如表1所示，非常軟的粘合劑膜的膜溶解度(完全水溶性的)隨著添加本發(fā)明的 PAE-III粘合劑和現(xiàn)有技術(shù)的樹脂而降低。膜溶解度的降低表明涂層耐久性的改善(改善 的對(duì)水的抵抗性)。實(shí)施例3剝離力粘合由本發(fā)明的制劑提供的粘合通過剝離粘合測(cè)試來測(cè)量。此測(cè)試測(cè)量了從加熱的金 屬板剝離棉帶所需的力。首先，通過#40涂覆棒將粘合劑組合物應(yīng)用到金屬板。以15%的 活性物將粘合劑應(yīng)用到該板。將金屬板加熱至100°C且在此溫度下通過1. 9kg的圓柱輥?zhàn)?將濕(濕粘性)或干(干粘性)的棉帶壓成膜。在應(yīng)用到該帶之后，將金屬板置于105°C的 爐中15分鐘以干燥該帶。然后，將金屬板夾到張力試驗(yàn)儀上。將棉布的一端夾到測(cè)試機(jī)的 氣動(dòng)夾具上且以180°的角度和恒定的速度從板上剝離該布。在剝離過程中，將金屬板控制 至IJ100°C的溫度。結(jié)果顯示在表2中。表 2
25/75154表2中所示的數(shù)據(jù)證明，相比于現(xiàn)有技術(shù)的共混物，用本發(fā)明的最佳的PAE-I/ PAE-III的比的共混物獲得的剝離粘合要高得多。用基于聚合物活性物的25/75的比的戊 二酸、二亞乙基三胺和表氯醇的三元共聚物(PAE-I)與己二酸、二亞乙基三胺和表氯醇的 三元共聚物(PAE-III)的共混物獲得了最佳結(jié)果?？梢詫?duì)本文描述的本發(fā)明的組合物、方法的操作和排列進(jìn)行改變而并不背離權(quán)利 要求所界定的本發(fā)明的概念和范圍。
權(quán)利要求
一種組合物，所述組合物包括基于聚合物活性物的約1∶99到約99∶1的比的一種或多種高分子量樹脂和一種或多種低分子量樹脂，其中所述高分子量樹脂選自由下述物質(zhì)組成的組具有約100,000道爾頓到約5,000,000道爾頓的分子量的乙醛酸化聚丙烯酰胺、交聯(lián)的聚氨基酰胺和聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂，且所述低分子量樹脂選自由下述物質(zhì)組成的組具有小于約100,000道爾頓的分子量的乙醛酸化聚丙烯酰胺、交聯(lián)的聚氨基酰胺和聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂，且其中高分子量的聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂和低分子量的聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂中的表鹵代醇對(duì)仲氮原子的摩爾比小于約0.5。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述聚氨基酰胺表鹵代醇樹脂選自表氯醇與聚 氨基酰胺的反應(yīng)產(chǎn)物，所述聚氨基酰胺是二亞乙基三胺與一種或多種二羧酸衍生物的共聚 物，所述二羧酸衍生物選自DBE-2 二價(jià)酸酯、己二酸、戊二酸、戊二酸二甲酯和己二酸二甲 酯。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述乙醛酸化聚丙烯酰胺樹脂選自二烯丙基二甲 基氯化銨-丙烯酰胺共聚物與一種或多種醛的反應(yīng)產(chǎn)物，所述醛選自甲醛、多聚甲醛、乙二 醛和戊二醛。
4.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述交聯(lián)的聚氨基酰胺樹脂選自一種或多種醛與 聚氨基酰胺的反應(yīng)產(chǎn)物，所述醛選自乙二醛和戊二醛，所述聚氨基酰胺是二亞乙基三胺與 一種或多種二羧酸衍生物的共聚物，所述二羧酸衍生物選自DBE-2 二價(jià)酸酯、己二酸、戊二 酸、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯。
5.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述高分子量樹脂和所述低分子量樹脂選自聚 氨基酰胺表鹵代醇樹脂，所述聚氨基酰胺表鹵代醇樹脂選自表氯醇與聚氨基酰胺的反應(yīng)產(chǎn) 物，所述聚氨基酰胺是二亞乙基三胺與一種或多種二羧酸衍生物的共聚物，所述二羧酸衍 生物選自DBE-2 二價(jià)酸酯、己二酸、戊二酸、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯。
6.如權(quán)利要求4所述的組合物，其中所述高分子量樹脂具有約300，000道爾頓到約 800，000道爾頓的分子量，且所述低分子量樹脂具有約20，000道爾頓到約50，000道爾頓的 分子量。
7.如權(quán)利要求6所述的組合物，所述組合物包括基于聚合物活性物的約10 90到約 90 10的比的所述高分子量樹脂與所述低分子量樹脂。
8.如權(quán)利要求7所述的組合物，其中所述高分子量樹脂和所述低分子量樹脂選自聚 氨基酰胺表鹵代醇樹脂，所述聚氨基酰胺表鹵代醇樹脂選自表氯醇與聚氨基酰胺的反應(yīng)產(chǎn) 物，所述聚氨基酰胺是二亞乙基三胺與己二酸的共聚物。
9.如權(quán)利要求8所述的組合物，所述組合物包括基于聚合物活性物的約25 75到約 75 25的比的所述高分子量樹脂與所述低分子量樹脂。
10.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述高分子量樹脂是乙醛酸化聚氨基酰胺，所述 乙醛酸化聚氨基酰胺選自二烯丙基二甲基氯化銨-丙烯酰胺共聚物與一種或多種醛的反 應(yīng)產(chǎn)物，所述醛選自甲醛、多聚甲醛、乙二醛和戊二醛，且所述低分子量樹脂選自由乙醛酸 化聚丙烯酰胺、交聯(lián)的聚氨基酰胺和聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂組成的組。
11.如權(quán)利要求10所述的組合物，其中所述高分子量樹脂具有約300，000道爾頓到約 800，000道爾頓的分子量，且所述低分子量樹脂具有約20，000道爾頓到約50，000道爾頓的 分子量。
12.如權(quán)利要求6所述的組合物，所述組合物包括基于聚合物活性物的約10 90到約 90 10的比的所述高分子量樹脂與所述低分子量樹脂。
13.如權(quán)利要求12所述的組合物，其中低分子量樹脂選自聚氨基酰胺表鹵代醇樹脂， 所述聚氨基酰胺表商代醇樹脂選自表氯醇與聚氨基酰胺的反應(yīng)產(chǎn)物，所述聚氨基酰胺是二 亞乙基三胺與己二酸的共聚物。
14.如權(quán)利要求13所述的組合物，所述組合物包括基于聚合物活性物的約25 75到 約75 25的比的所述高分子量樹脂與所述低分子量樹脂。
15.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述高分子量樹脂是交聯(lián)的聚氨基酰胺樹脂，所 述交聯(lián)的聚氨基酰胺樹脂選自一種或多種醛與聚氨基酰胺的反應(yīng)產(chǎn)物，所述醛選自乙二醛 和戊二醛，所述聚氨基酰胺是二亞乙基三胺與一種或多種二羧酸衍生物的共聚物，所述二 羧酸衍生物選自DBE-2 二價(jià)酸酯、己二酸、戊二酸、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯。
16.如權(quán)利要求15所述的組合物，其中所述高分子量樹脂具有約300，000道爾頓到約 800，000道爾頓的分子量，且所述低分子量樹脂具有約20，000道爾頓到約50，000道爾頓的 分子量。
17.如權(quán)利要求16所述的組合物，所述組合物包括基于聚合物活性物的約10 90到 約90 10的比的所述高分子量樹脂與所述低分子量樹脂。
18.如權(quán)利要求17所述的組合物，其中低分子量樹脂選自聚氨基酰胺表鹵代醇樹脂， 所述聚氨基酰胺表商代醇樹脂選自表氯醇與聚氨基酰胺的反應(yīng)產(chǎn)物，所述聚氨基酰胺是二 亞乙基三胺與己二酸的共聚物。
19.如權(quán)利要求18所述的組合物，所述組合物包括基于聚合物活性物的約25 75到 約75 25的比的所述高分子量樹脂與所述低分子量樹脂。
20.如權(quán)利要求17所述的組合物，其中所述低分子量樹脂是交聯(lián)的聚氨基酰胺樹脂， 所述交聯(lián)的聚氨基酰胺樹脂選自一種或多種醛與聚氨基酰胺的反應(yīng)產(chǎn)物，所述醛選自乙二 醛和戊二醛，所述聚氨基酰胺是二亞乙基三胺與一種或多種二羧酸衍生物的共聚物，所述 二羧酸衍生物選自DBE-2 二價(jià)酸酯、己二酸、戊二酸、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯。
21.如權(quán)利要求13所述的組合物，所述組合物包括基于聚合物活性物的約25 75到 約75 25的比的所述高分子量樹脂與所述低分子量樹脂。
22.—種含水的起皺粘合劑組合物，所述含水的起皺粘合劑組合物包括約0. 01重量百 分比到約50重量百分比的權(quán)利要求1所述的組合物和約99. 99重量百分比到約50重量百 分比的水。
23.如權(quán)利要求22所述的含水的起皺組合物，所述含水的起皺組合物還包括一種或多 種磷酸鹽、一種或多種多元醇或其混合物。
24.一種使紙幅起皺的方法，所述方法包括a)向旋轉(zhuǎn)式起皺烘缸應(yīng)用粘合劑組合物，所述粘合劑組合物包括基于聚合物活性物的 約1 99到約99 1的比的一種或多種聚氨基酰胺表鹵代醇樹脂與一種或多種聚酰胺；b)將所述紙幅壓靠住所述起皺烘缸以實(shí)現(xiàn)將所述紙幅粘合到所述起皺烘缸；以及c)用刮刀將所述紙幅從所述起皺烘缸移走。
全文摘要
一種組合物以及該組合物用于使紙幅起皺的用途，所述組合物包括基于聚合物活性物的約1∶99到約99∶1的比的一種或多種高分子量樹脂和一種或多種低分子量樹脂，其中所述高分子量樹脂選自由下述物質(zhì)組成的組具有約100,000道爾頓到約5,000,000道爾頓的分子量的乙醛酸化聚丙烯酰胺、交聯(lián)的聚氨基酰胺和聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂，且低分子量樹脂選自由下述物質(zhì)組成的組具有小于約100,000道爾頓的分子量的乙醛酸化聚丙烯酰胺、交聯(lián)的聚氨基酰胺和聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂，且其中高分子量的聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂和低分子量的聚氨基酰胺-表鹵代醇樹脂中的表鹵代醇對(duì)仲氮原子的摩爾比小于約0.5。
文檔編號(hào)C09J179/02GK101874090SQ200880117816
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日
發(fā)明者加里·S·福爾曼, 弗拉德米爾·A·格里高立葉夫 申請(qǐng)人:納爾科公司