CN1083919C - 包含可生物降解的植物油基化学柔软组合物的纸制品 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了可用于制备柔软、吸收性纸产品如纸巾，搽面纸，和卫生纸的纤维素纤维材料。该纸产品含有可生物降解的植物油基的酯官能季铵化学柔软化合物。优选的植物油基酯官能季铵化学柔软化合物的例子包括，二酯二酰油基二甲基氯化铵(DEDODMAC)(即二(十八-z-9-烯酰乙氧基)二甲基氯化铵)和二酯二瓢儿菜基二甲基氯化铵(DEDEDMAC)(即二(二十二-z-13-烯酰乙氧基)二甲基氯化铵)。取决于纸产品的性能要求，植物油中脂肪酰基的饱和度可进行调整。需要进行调整以最大程度利用不饱和植物油基酰基益处的变量包括，脂肪酰基的碘值(IV)；和脂肪酰基的顺/反异构体的重量比。

Description

包含可生物降解的植物油基化学柔软组合物的纸制品
              发明领域
本发明涉及薄页纸幅。更准确地说，本发明涉及可用于纸巾，餐巾纸，搽面纸和卫生纸等产品的柔软的、吸收性薄页纸幅。
              发明背景
纸幅或纸页，有时称之为薄页纸或薄页纸幅或纸页，在现代社会中已找到了极其广泛的用途。这些制品如纸巾，餐巾纸，搽面纸和卫生纸是商业上的主要产品。长期以来，人们一直认为，这些产品的三个重要的物理特征是它们的柔软性；吸收性，特别是它们对含水体系的吸收性；和它们的强度，特别是当它们处于湿状时的强度。迄今为止已进行的研究和开发工作一直是致力于改善这三个特征之一而不严重影响其它特征，以及同时改善这三个特征中的二个或三个。
柔软性是消费者握住特定产品，并在其皮肤上擦试或在其手中揉皱时所感觉到的触觉。这种触觉是若干物理性能的组合。通常，本领域熟练技术人员认为，涉及柔软度的一个更为重要的物理性能是制备产品的纸幅的挺度。通常还认为，挺度直接与纸幅的干抗张强度以及制备纸幅的纤维的挺度有关。
强度是产品以及其组成的纸幅在使用条件下，特别是在湿润状态下保持物理完整性和耐撕，耐破，和耐剪的能力。
吸收性是产品以及其组成的纸幅吸收液体特别是水溶液或分散体能力的量度。通常，使用者所察觉到的总的吸收性被认为是给定质量的薄页纸在饱和状态时所吸收的液体总量以及吸收液体速率的组合。
业已熟知的是，使用湿强度树脂来增加纸幅的强度。例如，Westfelt在纤维素化学和工艺(第13卷，第813-825页(1979))中描述了许多这种材料并详述了它们的化学性能。Freimark等人在US3,755,220(1973年8月28日出版)中指出，某些被称之为去键剂(debonding agent)的化学添加剂将干扰在造纸过程中形成纸页期间所产生的纤维与纤维之间的键。这种键的减少将形成更为柔软的、或刚性更差的纸页。Freimark等人还指出，将增加纸页湿强度的湿强度树脂与去键剂一起使用，可弥补湿强度树脂不希望的作用。这些去键剂确实降低了干抗张强度，但通常也会使湿抗张强度降低。
Shaw在US3,821,068(1974年6月28日出版)中还指出，可用化学去键剂来降低薄页纸幅的挺度，并因此增加柔软度。
在各种参考资料如US3,554,862(1971年1月12日授权于Hervey等人)中已披露了各种化学去键剂。这些物质包括，季铵盐类如，三甲基可可基氯化铵，三甲基油酰基氯化铵，二(氢化)牛脂二甲基氯化铵和三甲基硬脂酰基氯化铵。
Emanuelsson等人在US4,144,122(1979年3月13日出版)中指出，可使用复合的季铵化合物如二(烷氧基(2-烃基)亚丙基)季铵氯化物而使纸幅柔软。他们还试图通过使用非离子表面活性剂如脂肪醇的环氧乙烷和环氧丙烷加合物来克服由去键剂所造成的吸收性的下降。
Armak Company(Chicago，Illinois)在其公报76-17(1977)中披露了，将二甲基二(氢化)牛脂氯化铵与聚乙二醇的脂肪酸酯结合使用，不仅可赋予薄页纸幅以柔软度，而且可赋予其吸收性。
涉及改善纸幅的实验性研究结果披露于US3,301,746(1967年1月31日授权于Sanford和Sisson)中。尽管通过该专利的方法制得的纸幅质量很高，并且由这些纸幅制得的产品在商业上获得了巨大的成功，但旨在发现改善产品的各种努力仍在继续进行。
例如，Becker等人在US4,158,594(1979年1月19日出版)中描述了他们主张的形成强韧和柔软的纤维纸页的方法。更具体地说，他们指出，在制造过程中，通过(1)将纸幅的一面由已粘接至纸幅的一面上和精细构图的起皱表面上的粘接材料(如丙烯酸胶乳橡胶乳液，水溶性树脂，或弹性粘接材料)粘接至精细构图排列的起皱表面上，和(2)由起皱表面使纸幅进行起皱以形成纸页可增加薄页纸幅(该纸幅可能已通过添加化学去键剂而软化)的强度。
常规的季铵盐化合物如熟知的二烷基二甲基铵盐(例如，二牛脂二甲基氯化铵，二牛脂二甲基甲基硫酸铵，二(氢化)牛脂二甲基氯化铵等)是有效的化学柔软剂。业已证明，这些季铵盐的单酯和二酯的变体对环境有益，并且仍能起增加纤维素纤维材料柔软度的化学柔软剂的作用。不幸的是，这些季铵化合物有臭味，并且还很难分散。申请人已发现，季铵盐的植物油基的单酯和二酯也起增加纤维素纤维材料柔软度的化学柔软剂的作用。由植物油基的单酯和二酯季铵柔软剂制得的薄页纸，与由动物油基的单酯和二酯季铵柔软剂制得的薄页纸相比，显示出良好的柔软度和吸收性并具有改善的气味。此外，由于植物油基单酯和二酯的季铵柔软剂良好的流动性(低熔点)，因此，在很少或不用稀释时，可实现良好的分散。
本发明的目的是提供一种柔软、吸收性的卫生纸产品。
本发明的目的是提供一种柔软、吸收性的搽面纸产品。
本发明的目的是提供一种柔软、吸收性的纸巾产品。
本发明的另一目的是提供一种柔软、吸收性薄页纸(即搽面纸和/或卫生纸)和纸巾产品的制备方法。
使用本发明，可实现这些和其它的目的，当阅读下面内容时这将变得更为清楚。
                 发明概要
本发明提供一种柔软、吸收性的纸产品。简单地说，该柔软的纸产品包含：
(a)纤维素造纸纤维；和
(b)以所述纤维素造纸纤维重量为准从约0.005％至5.0％重量可生物降解的、酯官能的季铵柔软化合物，结构式如下：
        (R)4-m-N+-[(CH2)n-Y-R2]mX-式中每个Y均是-O-(O)-C-，或-C(O)-O-；m为1-3；n为1-4；每个R为C1-C6烷基，羟烷基，烃基，取代的烃基，苄基，或它们的混合物；每个R2均为C11-C23烃基或取代的烃基取代基；X-为任何与柔软剂相容的阴离子；其中，柔软化合物的R2部分是由碘值大于约5至小于约100的C12-C24的脂肪酰基衍生得到的。优选，绝大部分脂肪酰基是由植物油源衍生得到的。
在添加至纤维素纤维材料中之前，优选用液体载体将可生物降解的、酯官能的季铵化合物稀释至约0.01％至25.0％重量的浓度。液体载体的温度优选从约30℃至约60℃，PH小于约4。优选至少有20％添加至纤维素纤维中的可生物降解的、酯官能的季铵化合物被留着。适用于本发明的季铵化的酯-胺化合物优选的例子包括下式的化合物：
Figure C9519623300071
这些化合物分别被认为是二酯二油酰基二甲基氯化铵(DEDODMAC)(即二(十八-z-9-烯酰乙氧基)二甲基氯化铵)和二酯二瓢儿菜基二甲基氯化铵(DEDEDMAC)(即二(二十二-z-13-烯酰乙氧基)二甲基氯化铵)的单酯和二酯变体。应明白的是，由于油酰基和瓢儿菜基脂肪酰基基团是由天然存在的植物油(例如，橄榄油，菜子油等)衍生得到的，因此，也可能存在少量其它的脂肪酰基。天然存在植物油的各种组分请参见Bailey’s Industrial Oiland Fat Products，第三版，John Wiley and Sons(NeW York 1964)，在此引入该文作为参考。取决于产品特性的要求，可改变植物油脂肪酰基的饱和度。
简单地说，本发明薄页纸幅的制备方法包括如下步骤：1.由前述的组分形成造纸配料；2.将该造纸配料沉积在带孔表面如长网上；3.然后从沉积的配料中除去水。
除非另有说明，本发明中所有的百分数、比率和比例均以重量计。
                     发明详述
尽管本说明书以特别指出的并明确要求本发明主题保护范围的权利要求结束，据信，通过阅读下面的详细说明以及所附的实施例能更好地理解本发明。
在本发明中，所使用的术语，薄页纸幅、纸幅、纸页和纸产品均指由下述方法制得的纸张，所述方法包括：形成含水造纸配料；将该配料沉积在带孔表面如长网上；并且如通过重力或真空辅助的脱水，压榨或不压榨，以及通过蒸发而从该配料中除去水。
在此所述的含水造纸配料是下面所述的造纸纤维和化学剂的含水浆。
在本发明方法中，第一个步骤是形成含水造纸配料。该配料包含造纸纤维(在下面有时称之为木浆)和至少一种植物油基季铵化的酯-胺化合物；所有这些组分在下面均将进行描述。
可以预料，所有种类的木浆通常将包含用于本发明的造纸纤维。然而，可使用其它纤维素纤维纸浆，如棉短绒，甘蔗渣，人造纤维等，并且没有任何一种被排除。在此所使用的木浆包括，化学木浆，如亚硫酸盐浆和硫酸盐浆，以及机械浆，例如包括磨木浆，热磨机械浆，和化学改性的热磨机械浆(CTMP)。可使用阔叶树和针叶树衍生得到的纸浆。另外，也可用于本发明的是，由废纸衍生得到的纤维，所述废纸可含有任一种或所有种类的上述纤维，以及其它非纤维材料如用来促进原始造纸的填料和粘合剂。用于本发明的造纸纤维优选包括由北方针叶木衍生得到的硫酸盐浆。
(A)可生物降解的酯官能的季铵化合物
以绝干纤维重量为准，本发明包含作为主要组分的、从约0.005％至约5.0％，更优选从约0.03％至约0.5％重量的可生物降解的酯官能的季铵化合物，其结构式如下：
             (R)4-m-N+-[(CH2)n-Y-R2]mX-式中每个Y均是-O-(O)-C-，或-C(O)-O-；m为1-3；优选为2；n为1-4；优选为2；每个R取代基均为短链C1-C6烷基，优选为C1-C3烷基，例如甲基(最优选的)，乙基，丙基等，羟烷基，烃基，取代的烃基，苄基，或它们的混合物；每个R2均为长链、至少部分不饱和的(IV大于约5至小于约100，优选从约10至约85)的C11-C23烃基或取代的烃基取代基；抗衡离子X-为任何与柔软剂相容的阴离子，例如，乙酸根，氯离子，溴离子，甲基硫酸根，甲酸根，硫酸根，硝酸根等。
优选，绝大部分R2包含至少含90％C18-C24长链的脂肪酰基。更优选的是，绝大部分R2选自：至少含90％C18，C22及其混合物的脂肪酰基。
用完全饱和的酰基制备的可生物降解的酯官能的季铵化合物可迅速生物降解并且是优异的柔软剂。然而，业已发现，用由植物油源衍生得到的至少部分不饱和的酰基(即IV大于约5至小于约100，优选小于85，更优选从约10至约85)制得的化合物在满足某些条件时有许多优点(如更好的流动性)，并且对消费者来说是极易接受的产品。
为获得使用不饱和酰基的益处而必须进行调节的变量包括，脂肪酰基的碘值(IV)；在脂肪酰基中顺/反异构体的重量比。在下面所指出的IV值指的是脂肪酰基的IV(碘值)，而不是最终可生物降解的酯官能的季铵化合物的IV。
优选，这些可生物降解的酯官能的季铵化合物由脂肪酰基制得，所述的脂肪酰基的IV从约5至约25，优选从约10至约25，更优选从约15至约20，并且其顺/反异构体重量比大于约30/70，优选大于约50/50，更优选大于约70/30；这些化合物在低温储存是稳定的。在这些IV范围，这些顺/反异构体的重量比提供了最佳的浓度性能。在IV范围高于约25时，除非需要更高的浓度，否则该顺/反异构体的比是不太重要的。IV和浓度性能间的关系将描述如下。
通常，为减少多不饱和作用和降低IV以保证良好的色泽进行的脂肪酸的氢化将导致分子内大量的反式构形。因此，由低IV值脂肪酰基衍生得到的酯官能化的季铵化合物可通过将完全氢化的脂肪酸与接触氢化的脂肪酸以提供从约5至约25IV的比率进行混合而制得。
接触固化脂肪酸的多不饱和含量应少于约30％，优选少于约10％，更优选少于约5％。在此所用的这些多不饱和百分数指的是，每100个基团中多不饱和的脂肪酸(或脂肪酰基)基团的数量。在接触固化期间，通过本领域已知的方法如通过最佳的混合，使用特定的催化剂，提供高的H2利用率等，来控制顺/反异构体的重量比。
另外，还发现，对于熔融态储存的可生物降解的酯官能的季铵化合物良好水解稳定性，必须对原料中含水量进行控制，并使之最小化，优选水量小于约1％，更优选小于约0.5％重量。储存温度应尽可能的低并且仍保持流体材料，理想的温度范围是从约120°F至约150°F。对于稳定性和流动性而言，最佳储存温度取决于用于制备酯官能季铵化合物的脂肪酸的特定的IV和所选择的溶剂的量/种类。重要的是，提供良好熔融储存稳定性，以便提供商业上切实可行的原料，该原料在制造过程中，在其正常的运输/储存/加工时不会出现明显的降解。
           可生物降解的酯官能的季铵化合物的合成
在本发明中使用的优选的可生物降解的酯官能的季铵化合物的合成可通过下面两个步骤来完成：步骤A，合成胺
Figure C9519623300101
RC(O)＝由油酸或瓢儿菜酸衍生得到。胺
将N-甲基二乙醇胺(440.9g，3.69mol)和三乙基胺(561.2g，5.54mol)溶于装有加料漏斗，温度计，机械搅拌器，冷凝器，并用氩气清扫的22L的三颈烧瓶中的CH2Cl2(12L)中。将植物油基脂肪酰基氯(2.13kg，7.39mol)溶于2L CH2Cl2中，并缓慢加至该胺溶液中。然后，将该胺溶液加热至35℃，以便使脂肪酰基氯能保持其加入时溶液状态。添加酰基氯增加了回流反应的温度(40℃)。酰基氯的添加慢至足以维持回流即可，但不能快至二氯甲烷从冷凝器的顶部损失掉。酰基氯的添加应持续1.5小时。再将该溶液回流加热另外3小时。除去热源并对反应物持续搅拌2小时以冷却至室温。添加CHCl3(12L)。用1加仑饱和的NaCl和1加仑饱和的Ca(OH)2洗涤该溶液。在室温让有机层放置过夜。然后，用50％的K2CO3对有机层萃取三次(每次2加仑)。然后再用饱和的NaCl洗涤二次(每次2加仑)。通过添加CHCl3和/或饱和盐并在蒸汽浴上进行加热而将这些萃取步骤中形成的乳液再溶解。然后，用MgSO4对有机层进行干燥，并进行过滤和浓缩。得到2.266g油酰基或瓢儿菜基前体胺(酯官能的)。TCL二氧化硅(75％Et2O/25％己烷，在Rf为0.69时有一个点)。步骤B.季铵化作用
              CH3CN
在蒸汽浴上对油基/瓢儿菜基前体胺(2.166kg，3，47mol)和CH3CN(1加仑)进行加热，直至其变成流体为止。然后将该混合物加入含4加仑CH3CN的10加仑的，带玻璃衬的，搅拌的Pfaudler反应器中。通过试管添加CH3Cl(25磅，液体)并将反应物加热至80℃保持6小时。从反应器中取出CH3CN/胺溶液，进行过滤并在室温让固体干燥一周。对滤液进行旋转蒸发，风干过夜并与其它固体混合。得到：2.125kg白色粉末。
另外，也可通过其它方法来合成可生物降解的酯官能的季铵化合物：
               (C2H5)3N
将0.6mol二乙醇甲基胺置于3L的三颈烧瓶中，所述烧瓶装有回流冷凝器，氩气(或氮气)进口和两个加料漏斗。在一个加料漏斗中放置0.4mol三乙胺，在第二个加料漏斗中放置1.2mol其与二氯甲烷成1∶1溶液的瓢儿菜基氯。将750ml二氯甲烷加至含胺的反应瓶中，并加热至35℃(水浴)。滴加三乙胺，并将温度升至40-45℃，与此同时搅拌半小时。滴加瓢儿菜基氯/二氯甲烷溶液，并在惰性气氛下于40-45℃加热过夜(12-16小时)。
将反应混合物冷却至室温并用氯仿(1500ml)进行稀释。将产品的氯仿溶液放置于分液漏斗(4L)中并用饱和NaCl，稀释的Ca(OH)2，50％的K2CO3(3次)*，并最终用饱和的NaCl进行洗涤。收集有机层并在MgSO4上进行干燥，过滤并通过旋转蒸发除去溶剂。在高真空下进行最终的干燥(0.25mmHg)。*注：50％的K2CO3层在氯仿层下面。步骤B.季铵化作用
             CH3Cl
将步骤A得到的0.5mol甲基二乙醇芥酸酯胺与200-300ml乙睛(无水)一起放置于高压釜套筒中。然后，将试样引入高压釜中并用N2(16275mmHg/21.4ATM)吹洗三次并用CH3Cl吹洗一次。在CH3Cl的压力为3604mmHg/4.7ATM下，将反应物加热至80℃保持24小时。然后从反应混合物中取出高压釜套筒。将试样溶于氯仿中并通过旋转蒸发，随后通过高真空干燥(0.25mmHg)而除去溶剂。
另一种可在工业上制备优选的可生物降解的酯官能的季铵化合物的方法是，脂肪酸(例如，油酸，芥酸等)与甲基二乙醇胺的反应。熟知的反应方法是用来形成胺酯官能的前体。然后，通过与如前所述的氯甲烷的反应而形成酯官能的季铵。
对于生产酯官能的季铵柔软化合物而言，上述的反应方法在现有技术中通常是已知的。为了取得上面所限定的IV，顺/反比率，和百分不饱和度，常常须对这些方法进行另外的改进。
有若干种植物油(例如，橄榄油，菜子油，红花油，葵花油，豆油，道氏池花精油(meadow foam)等)可用作合成可生物降解的酯官能的季铵化合物的脂肪酸源。优选使用橄榄油，道氏池花精油，高油酸量的红花油，和/或高芥酸量的菜子油来合成可生物降解的酯官能的季铵化合物。最优选的是，使用由菜子油衍生得到的富芥酸来合成可生物降解的酯官能的季铵化合物。应明白的是，由于脂肪酰基基团是由天然存在的植物油(例如，橄榄油，菜子油等)衍生得到的，因此，也可能存在少量其它的脂肪酰基。天然存在植物油的各种组分请参见Bailey’s Industrial Oil and Fat Products，第三版，John Wileyand Sons(New York 1964)，在此引入该文作为参考。
重要的是，业已发现，本发明的植物油基酯官能的季铵化合物可在不使用分散助剂如湿润剂时进行分散。不被现有的理论所束服，据信，它们的优异分散性能是由于植物油良好的流动性(低熔点)所致。这与常规的动物脂基(例如牛脂)季铵化合物不同，所述的动物脂基季铵化合物由于其相对较高的熔点，因此需要分散助剂。另外，植物油还提供了改善的氧化和水解稳定性。此外，用可生物降解的植物油基柔软剂制得的薄页纸，与用动物脂基柔软剂制得的薄页纸相比，显示出良好的柔软度和吸收性，以及改善的气味特性。
通常，本发明可用于薄页纸，它们包括但不局限于，毛毯压榨的薄页纸；构图的致密的薄页纸如在Sanford-Sisson的US专利及其后续专利中所列举的；以及高松厚性的，未压实的薄页纸如在US3,812,000(Salvucci，Jr.1974年5月21日出版)中所列举的。该薄页纸可以是均一或成层结构；并且，由此制得的薄页纸产品可以是单层或多层结构。由成层纸幅制得的薄页纸结构描述于US3,994,771(Morgan，Jr.等人，1976年11月30日出版)中，在此引入作为参考。通常，由两层或多层优选由不同种类纤维组成的配料来制备湿抄的复合，柔软，松厚和吸收性的纸张结构。优选的是，通过将稀释的纤维浆分别沉积在一个或多个无端带孔网上而形成各层；所述的纤维通常是如薄页纸制造中使用的相对较长的针叶木纤维和相对较短的阔叶木纤维。然后，将各层结合以形成成层的复合纸幅。然后，通过使用流体使成层纸幅贴在网状干毯/网状压印织物的表面上。并在作为低密度造纸工艺部分的所述织物上对其进行预热干燥。成层纸幅相对于纤维种类可以分层，或各层的纤维含量是基本相同的。优选该薄页纸的定量在10g/m2和约65g/m2之间，密度约为0.60g/cc或更小。优选定量将低于约35g/m2或更低；并且密度约为0.30g/cc或更小。最佳的是，密度在0.04g/cc和约0.20g/cc之间。
常规的压榨薄页纸及其制备方法在现有技术中是已知的。这种纸通常是通过将造纸配料沉积在带孔成形网而制得的。这种成形网在现有技术中经常指长网。在配料沉积在成形网上之后，它将被称之为纸幅。该纸幅通过对其进行压榨和在高温下的干燥而脱水。根据刚才所述的方法制备纸幅的特定工艺和典型设备对于本领域熟练技术人员来说是熟知的。在一个典型的方法中，加压流浆箱提供瓶浓纸浆配料。该流浆箱有一用于将纸浆配料薄沉积层输送至长网上以形成湿纸幅的开口。然后，通过真空脱水，将纸幅的水份通常脱至约7-约25％(以纸幅总重量为准)，并通过其中纸幅将承受由相对的机械部件例如圆柱辊所产生的压力的压榨操作而进一步干燥。
然后，通过现有技术中已知的蒸汽烘缸装置如扬克式烘缸，将脱水的纸幅进行进一步的压榨和干燥。通过机械装置如相对的圆柱辊对纸幅进行压榨，可在扬克式烘缸上产生压力。当纸幅被压在扬克式烘缸上时，还可对其施加真空。可采用多个扬克式烘缸，因而，在烘缸之间还可以引入另外的压榨。所形成的薄页纸结构在下面将被称之为常规的、压榨的、薄页纸结构。由于纤维处于湿态时纸幅经受了大的机械压缩力，然后在压缩状态下进行干燥(和可有可无的起皱)，因此，这些纸页被认为是压实的。
图案致密的薄页纸的特征在于，具有相对低纤维密度的相对高松厚区和相对高纤维密度的一系列致密区。另外，该高松厚区的特征在于它是一枕形区。而致密区被称之为压节区。致密区在高松厚区内可以是离散分布，或者，在高松厚区内可以是或者完全或者部分地相互连接。图案致密的薄页纸幅的优选制备方法描述于US3,301,746(1967年1月31日授权于Sanford和Sisson)，US3,974,025(1976年8月10日授权于Peter G.Ayers)，和US4,191,609(1980年3月4日授权于Paul D.Trokhan)，和US4,637,859(1987年1月20日授权于Paul D.Trokhan)，所有这些专利在此引入作为参考。
通常，图案致密的纸幅优选通过将造纸配料沉积在带孔成形网如长网上形成湿纸幅，然后将该纸幅并置在一排支架上而制得。将纸幅对着这排支架进行压榨，由此使得纸幅中致密区的位置与这排支架和湿纸幅之间的接触位置相一致。在该操作中未被压缩的纸幅的剩余部分被称之为高松厚区。通过施加液压如利用真空装置或穿透干燥器(blow-through dryer)，或通过将纸幅对着这排支架进行机械压榨，而使该高松区进一步膨松。以基本上避免高松厚区压榨的方式对该纸幅进行脱水，和可有可无的预干燥。优选通过施加液压如利用真空装置或穿透干燥器，或通过将纸幅对着这排支架进行机械压榨(其中高松厚区未被压缩)，而使该高松区进一步膨松。可将脱水，选择性的预干燥和形成致密区等步骤集中或部分集中于一体，以减少所进行的总的操作步骤数。在形成致密区，脱水，和可有可无的预干燥后，优选仍在没有机械压榨下将纸幅完全干燥。优选从约8％至约55％的薄页纸表面包含致密的压节，后者的相对密度至少为高松厚区密度的125％。
优选这排支架是具有构图压节的压印承载织物，在施加压力时，所述压节起促进形成致密区的这排支架的作用。压节的图案构成先前所述的这排支架。压印承载织物描述于US3,301,746(1967年1月31日授权于Sanford和Sisson)，(US3,821,068 Salvucci，Jr，1974年5月21日出版)US3,974,025(Ayers，1976年8月10日出版)，US3,573,164(Friedberg等人，1971年3月30日出版)，US3,473,576(Amneus，1969年10月21日出版)，US4,239,065(Trokhan，1980年12月16日出版)，和US4,528,239(Trokhan，1985年7月9日出版)，所有这些专利在此引入作为参考。
优选的是，在带孔成形载体如长网上首先形成湿纸幅。然后，对该纸幅进行脱水并送至压印织物上。另外，还可将配料一开始就沉积在也起压印织物作用的带孔支承载体上。一旦形成之后，对该湿纸幅进行脱水，和优选预干燥至约40％和约80％之间的选定的纤维浓度。可利用真空吸水箱或其它真空装置或利用穿透干燥器进行脱水。在纸幅完全干燥之前，如前所述使压印织物的压节压在纸幅中。完成这步操作的一种方法是通过使用机械压力。例如，可通过将支承压印织物的压辊压在烘缸如扬克式烘缸上而完成这步操作，其中纸幅处于压辊和烘缸之间。另外，也可在纸幅完全干燥之前，通过用真空装置如真空吸水箱或用穿透干燥器施加液压，而使纸幅成型在压印织物上。在开始的脱水期间，在随后独立的加工段，或它们的组合，可以施加液压以引起致密区的压印。
未压实的、非构图的致密薄页纸结构描述于US3,812,000(1974年5月21日授权于Joseph L.Salvucci，Jr.和Peter N.Yiannos)和US4,208,459(1980年6月17日授权于Henry E.Becker，Albert L.McConnell，和Richard Schutte)，在此引入这两份专利作为参考。通常，通过将造纸配料沉积在带孔成形网如长网上形成湿纸幅；对纸幅进行脱水并在没有机械压缩下除去另外的水，直至纸幅的纤维浓度至少为80％；对纸幅进行起皱而制得未压实的、非构图的致密薄页纸结构。通过真空脱水和加热干燥从纸幅中除去水份。得到的结构是一柔软但强度差的相对未压实纤维的高松厚纸页。优选在起皱之前将粘接材料施加至纸幅部分。
在现有技术中常把压实的、非构图的致密薄页纸结构称之为常规的薄页纸结构。通常，通过将造纸配料沉积在带孔成形网如长网上形成湿纸幅；对纸幅进行脱水并在均匀机械压缩(压榨)下除去另外的水，直至纸幅的浓度为25-50％；将纸幅送至加热烘缸如扬克式烘缸上并对纸幅进行起皱而制得压实的、非构图的致密薄页纸结构。一般来说，通过真空，机械压榨和加热装置从纸幅中除去水份。所得到的结构强度大并通常是单一密度，但松厚度，吸收性和柔软度很低。
本发明的薄页纸幅可用于需要柔软、吸收性的薄页纸幅的任何应用中。本发明薄页纸幅特别有益的用途是纸巾，卫生纸和搽面纸产品。例如，如US3,414,459(1968年12月3日授权于Wells)所教导的，可将本发明的两层薄页纸进行压花并面对面地粘接固定在一起形成两层的纸巾，该专利在此引入作为参考。
         分析和测试方法
可通过应用技术中任何可接受的方法，对在此所使用的可生物降解处理化学剂量或留着在薄页纸中的量进行分析。
A.酯官能季铵化合物的定量分析
例如，可通过有机溶剂对DEDODMAC/DEDEDMAC的溶剂萃取，然后，通过使用Dirmidium Bromide作为指示剂的阴离子/阳离子滴定而测定薄页纸留着的酯官能季铵化合物，如二酯二油基二甲基氯化铵(DEDODMAC)，二酯二瓢儿菜基二甲基氯化铵(DEDEDMAC)的量。应指出的是，这些方法只是举例性的，它们并不意味着排除可用来测定被薄页纸留着的特定组分量的其它方法。
B.亲水性(吸水性)
通常，薄页纸的亲水性指的是薄页纸被水润湿的倾向。通过测定干燥薄页纸用水完全润湿所需的时间周期，在一定程度上可以定量测定薄页纸的亲水性。该时间周期指的是“润湿时间”。为了提供对润湿时间恒定和可重复的测试，可用下面步骤来测定润湿时间：首先提供一调理的薄页纸结构的样片(测试纸样的环境条件是23+1℃和50+2％R.H.，如TAPPI法T 402所述的)，该试样的大小为4-3/8英寸×4-3/4英寸(约11.1cm×12cm)；第二步，将该纸样折成四(4)个并置的方块，然后，卷成直径约0.75英寸(约1.9cm)至约1英寸(约2.5cm)的球；第三步，将球状纸页置于23±1℃的蒸馏水的表面上，同时开启定时器；第四步，当球状纸页完全润湿时，将定时器关闭并读数。完全润湿是用肉眼观察的。
当然，可在制造完后，立即测量本发明实施方案薄页纸的亲水性。然而，在薄页纸制得后头两周，即在薄页纸制得后老化两周后，疏水性可大大增加。于是，优选在这两周结束时测量润湿时间。因此，将在两周老化周期结束时于室温测量的润湿时间称之为“两周润湿时间”。
C.密度
正如在此所用的术语，薄页纸的密度是将纸张的定量除以厚度而计算得到的平均密度；其中包括有适当的单位转换。在此所用的薄页纸的厚度是，当经受95g/in2(15.5g/cm2)的压缩负载时纸张的厚度。
        可有可无的配料
可将造纸中常用的其它化学剂添加至在此所述的可生物降解的化学柔软组合物中，或添加至造纸配料中，只要它们不会明显地和有害地影响纤维材料的柔软性，吸收性，以及本发明的可生物降解的酯官能季铵柔软化合物的柔软度增强作用。A.润湿剂
作为选择性配料，以干纤维重量为准，本发明可含有从约0.005％-约3.0％，更优选从约0.03％-1.0％重量的润湿剂。
(1)多烃基化合物
可在本发明中用作润湿剂的水溶性多烃基化合物的例子包括，甘油，重均分子量从约150-800的聚甘油和重均分子量从约200-4000，优选从约200-约1000，最佳从约200-约600的聚乙二醇和聚丙二醇。特别优选重均分子量从约200-600的聚乙二醇。也可以作用上述多烃基化合物的混合物。特别优选的多烃基化合物是重均分子量约为400的聚乙二醇。这种材料可从联合碳化物公司(Danbury，Connecticut)以商标“PEG-400”购得。
(2)非离子表面活性剂(烷氧基化材料)
在本发明中可用作润湿剂的合适的非离子表面活性剂包括，环氧乙烷(也可以是环氧丙烷)与脂肪醇，脂肪酸，脂肪胺等的加合产物。
在下面所述的任何特定种类的烷氧基化材料均可用作非离子表面活性剂。合适的化合物是基本上水溶的表面活性剂，其通式如下：
        R2-Y-(C2H4O)z-C2H4OH式中，对于固体和液体组分，R2均选自：伯，仲和带支链的烷基和/或酰烃基基团；伯，仲和带支链的链烯基烃基基团；和伯，仲和带支链的烷基-和烯基取代的酚烃基基团；所述的烃基基团的烃基链长从约8-约20，优选从约10-约18个碳原子。更优选的是，液体组分的烃基链长从约16-18个碳原子，而固体组分的烃基链长从约10-14个碳原子。在本发明乙氧基化非离子表面活性剂的通式中，Y通常是-O-，-C(O)O-，-C(O)N(R)-，或-C(O)N(R)R-，其中R2和R(当存在时)的定义如前所述，和/或R可以是氢，z至少约8，优选至少约10-11。当存在少量乙氧基化基团时，该柔软组合物的性能以及稳定性常常会降低。
在此所述的非离子表面活性剂的特征在于，HLB值(亲水-亲油平衡值)从约7-约20，优选从约8-约15。当然，通过限定R2和乙氧基化基团的数量，通常可确定表面活性剂的HLB值。然而，应指出的是，对于浓缩的液体组合物而言，在此使用的非离子乙氧基化表面活性剂含有相对长链的R2基团，并且是相对高乙氧基化的。尽管具有短乙氧基化基团的，较短的烷基链表面活性剂可具有所要求的HLB值，但它们在本发明中是无效的。
非离子表面活性剂的例子如下。本发明的非离子表面活性剂并不局限于这些例子。在这些例子中，整数将限定分子中的乙氧基(EO)基团的数目。
线性烷氧基化醇
a.线性伯醇烷氧基化物
HLB值在所述范围内的正十六烷醇，和正十八烷醇的十-，十一-，十二-，十四-，和十五乙氧基化物可在本发明中用作润湿剂。在此用作组合物粘度/分散性改善剂的举例性的乙氧基化伯醇是正-C18EO(10)；和正-C10EO(11)。在“油基”链长范围内的天然或合成醇混合的乙氧基化物也可用于本发明。这些材料的具体例子包括油醇-EO(11)，油醇-EO(18)，和油醇-EO(25)。
        b.线性仲醇烷氧基化物
HLB值在所述范围内的3-十六烷醇，2-十八烷醇，4-二十烷醇，和5-二十烷醇的十-，十一-，十二-，十四-，十五-，十八-，和十九-乙氧基化物可在本发明中用作润湿剂。在此，用作润湿剂的举例性的乙氧基化仲醇包括2-C16EO(11)；2-C20EO(11)；2-C16EO(14)。线性的烷基苯氧基化的醇
对于醇烷氧基化物来说，烷氧基化的酚，尤其是HLB位于本发明所描述的范围内的一元的烷基酚的六-十八的乙氧基化物可用作本发明的组合物的粘度/分散性改性剂。对-十三烷基苯酚和间-十五烷基苯酚等的六-十八的乙氧基化物可用于本发明中。用作本发明的混合物的润湿剂的乙氧基化的烷基酚的例子是：对-十三烷基苯酚EO(11)和对-十五烷基苯酚EO(18)。
本发明所用的且被本领域公知的非离子结构式中的亚苯基是含有2～4个碳原子的亚烷基的等价物。对于本发明的目的，含有亚苯基的非离子表面活性剂被认为含有等效的碳原子数，碳原子数为：“将烷基中的碳原子数加上每个亚苯基约3.3个碳原子的和计算而得。烯属的烷氧基化物
相应于前面所披露的那些链烯醇类(包括伯和仲醇两类)以及链烯基苯酚类可以被乙氧基化使它们的HLB在本文所描述的范围内，用作本发明的润湿剂。支链的烷氧基化物
从公知的“OXO”方法得到的支链的伯及仲醇可以被乙氧基化，并可用作本发明的润湿剂。
上面的乙氧基化的非离子表面活性剂可以单独或组合地用于本发明的组合物中，“非离子表面活性剂”一词包括混合的非离子表面活性剂。
所用的表面活性剂(如果使用)的量优选是基于薄页纸干纤维重量的约0.01％～2.0％(重量比)。表面活性剂优选具有8个或8个以上碳原子的烷基链。阴离子表面活性剂的例子是线性的烷基磺酸盐和烷基苯磺酸盐。典型的非离子表面活性剂是包括烷基甙酯类的烷基甙类，如从Croda公司(纽约)买到的Crodesta SL-40；1977年3月8日授权于W.K.Langdon等人的美国专利号4,011,389中描述的烷基甙醚；以及烷基多乙氧基化的酯，如从Glyco化学品公司(格林威治，康涅狄格州)买到的Pegosperse 200ML以及从RhonePoulenc公司(Cranbury，新泽西州)买到的IGEPALRC-520。B.强度添加剂：
可添加的其它种类的化学剂包括，增加干抗张强度和薄页纸幅的湿耐破强度的强度添加剂。作为选择性组分，以干纤维重量为准，本发明可含有从约0.01-约3.0％，更优选从约0.3-约1.5％重量的水溶性强度添加树脂。
(a)干强度添加剂
干强度添加剂的例子包括，羧甲基纤维素，和得自ACCO化学剂类如ACCO711和ACCO514的阳离子聚合物，其中，优选ACCO化学剂类。这些材料可得自American Cyanamid Company(Wayne，New Jersey)。
(b)永久性湿强度添加剂
在此所用的永久性湿强度添加剂可有若干种。通常，在此可使用先前发现的并且随后在造纸业中发现其用途的那些树脂。在Westfelt的文章示出了许多例子，在此将其引入作为参考。
在通常的情况下，湿强度树脂是水溶性的阳离子材料。也就是说，在将所述树脂加至造纸配料中时它们是可溶于水的。在随后的事情中如交联将使树脂不溶于水，这是十分可能的，并且甚至是所希望的。此外，某些树脂只是在特定的条件如在限定的PH范围内是可溶的。
在湿强度树脂沉积在造纸纤维之上，之中，或之间后，据信，它们常常会发生交联或其它的固化反应。但只要存在大量的水，通常不会发生交联或固化。
其中特别有用的是各种聚酰胺-表氯醇树脂。这些材料是带有活性官能团如氨基，环氧基，和氮杂环丁鎓(azetidinium)基团的低分子量聚合物。现有的专利文献提供了这些材料的制备方法。US3,700,623(1972年10月24日授权于Keim)和US3,772,076(1973年11月13日授权于Keim)是所述专利的两个例子，在此将其引入作为参考。
在本发明中，由Hercules(Wilmington，Delaware)以商标Kymene 557H和Kymene 2064出售的聚酰胺-表氯醇树脂是特别有用的。通常，这些树脂在Keim的上述专利中已作了描述。
用于本发明的碱活化的聚酰胺-表氯醇树脂是由MonsantoCompany(St.Louis，Missouri)以Santo Res31商标出售的产品，如SantoRes31。通常，这些材料在US3,855,158(1974年12月17日授权于Petrovich)；US3,899,388(1975年8月12日授权于Petrovich)；US4,129,528(1978年12月12日授权于Petrovich)；US4,147,586(1979年4月3日授权于Petrovich)；和US4,222,921(1980年9月16日授权于Van Eenam)中已作了描述；在此将这些专利引入作为参考。
其它可用于本发明的水溶性阳离子树脂是聚丙烯酰胺树脂，如由American Cyanamid Company(Stanford，Connecticut)以商标Parez如Parez631NC出售的那些树脂。通常，这些材料被描述于US3,556,932(1971年1月19日授权于Coscia等人)；和US3,556,933(1971年1月19日授权于Williams等人)；在此引入这两篇文献作为参考。
其它可用于本发明的水溶性树脂包括丙烯酸乳液和阴离子苯乙烯-丁二烯胶乳。这些种类树脂的许多例子被提供在US3,844,88(1974年10月29日授权于Meisel，Jr.等人)中，在此引入作为参考。
另外，发现也可用于本发明的其它水溶性阳离子树脂是脲甲醛树脂和蜜胺甲醛树脂。这些多官能活性聚合物的分子量在几千的数量级。更为常用的官能团包括，含氮基团如氨基，和连接至氮上的烃甲基基团。
尽管不太优选，但聚乙烯亚胺类树脂也可用于本发明中。
包括它们的制备方法的上述水溶性树脂的更完整的说明可在TAPPI(制浆造纸技术协会，New York；1965)专论第29号，“纸和纸板的湿强度”中找到，在此引入作为参考。在此所用的术语“永久性湿强度树脂”指的是，当将纸页放置于水介质中时，使之保持大部分起始湿强度的时间至少超过两分钟的树脂。
(c)暂时湿强度添加剂
上述湿强度添加剂通常能使纸产品保持永久性的湿强度，即当将纸放置于水介质中时，它能在超出规定的时间之外保留大部分其起始的湿强度。然而，永久性湿强度在某些种类的纸产品中是不需要的和不希望的性能。如卫生纸这样的纸产品在短暂使用后通常将排入化粪体系等中。如果该纸产品永久性地保留其抗水解的强度性能，那么，这些体系将被堵塞。近年来，制造商们已向纸产品中添加了暂时性湿强度添加剂，以使该纸产品的湿强度能满足预定的用途，而且当浸泡入水中时将该湿强度将减少。湿强度的减少将有利于纸产品流动通过化粪体系。
合适的暂时性湿强度树脂的例子包括，改性的淀粉暂时湿强度剂，如由美国国家淀粉和化学公司(纽约)出售的National Starch 78-0080。通过将二甲氧基乙基-N-甲基-氯乙酰胺与阳离子淀粉聚合物反应，可制得这种湿强度剂。改性的淀粉暂时湿强度剂还被描述于US4,675,394(Solarek等人，1987年6月23日出版)中，在此引入作为参考。优选的暂时湿强度树脂包括在US4，981,557(1991年1月1日出版，Bjorkquist)中描述的那些树脂，在此引入作为参考。
对于上面所列出的永久性和暂时性湿强度树脂的种类和具体的例子而言，应明白的是，所列的这些树脂实际上是举例性的，并不意味着对本发明的范围进行限定。
在本发明的实施过程中，还可使用相容的湿强度树脂的混合物。
上面列出的选择性的化学添加剂规定只是举例性的，并不意味着对本发明的范围进行限定。
下面的实施例将说明本发明的实施，但并不是用来对本发明进行限定。
               实施例1
本实施例的目的是说明可用来制备可生物降解的植物油基酯官能的季铵化合物(例如，二酯二油基二甲基氯化铵(DEDODMAC)或二酯二瓢儿菜基二甲基氯化铵(DEDEDMAC))的方法。
根据下面的步骤制备DEDODMAC 2％的分散体：1.计量已知重量的DEDODMAC；2.将DEDODMAC加热至约50℃(122°F)；3.将稀释水预先调节至PH～3和约50℃(122°F)；4.进行充分的混合以形成亚微细粒的DEDODMAC柔软组合物的水分散体；5.使用光学显微技术测定气泡(vesicle)分散体的粒径。该粒径范围从约0.1-1.0μm。
根据下面的步骤制备DEDEDMAC2％的分散体：1.计量已知重量的DEDEDMAC；2.将DEDEDMAC加热至约50℃(122°F)；3.将稀释水预先调节至PH～3和约50℃(122°F)；4.进行充分的混合以形成亚微细粒的DEDEDMAC柔软组合物的水分散体。5.使用光学显微技术测定泡囊(vesicle)分散体的粒径。该粒径范围从约0.1-1.0μm。
              实施例2
本实施例的目的是说明，使用穿透干燥造纸工艺来制备用植物油基二酯季铵柔软剂(DEDODMAC)和永久性湿强度树脂可生物降解的化学柔软剂组合物处理的柔软和吸收性纸巾的方法。
在本发明的实施过程中，使用中间工厂规模的长网造纸机。首先，根据实施例1的步骤制备可生物降解化学柔软剂的1％的溶液。其次，在常规的碎浆机中制备3％重量的NSK的水悬浮液。轻柔地精制该NSK浆液，并以干纤维重量1％的速率向NSK浆管中添加2％的永久性湿强度树脂(即由Hercules incorporated(Wilmington，DE)出售的Kymene 557H)溶液。通过在线混合器增加Kymene 557H在NSK上的附着作用。在在线混合器之后，以干纤维重量0.2％的速率添加羧甲基纤维素(CMC)的1％的溶液，以增加纤维基材的干强度。可通过在线内混合器增加CMC至NSK上的附着作用。然后，以干纤维重量0.1％的速率，将化学柔软剂(DEDODMAC)的1％的溶液添加至NSK浆液中。也可通过在线混合器增加化学柔软剂混合物至NSK上的附着作用。在混合浆泵(fan pump)处将NSK浆液稀释至0.2％。第三，在常规的碎浆机中制备CTMP的3％重量的水悬浮液。以干纤维重量0.2％的速率，将非离子表面活性剂(Pegosperse)添加至该碎浆机中。在浆泵之前，以干纤维重量0.1％的速率，将化学柔软剂混合物的1％的溶液添加至该CTMP浆管中。可通过在线混合器增加化学柔软剂混合物至CTMP上的附着作用。通过混合浆泵将CTMP浆液稀释至0.2％。将处理过的配料混合物(NSK/CTMP)在网前箱中混合，并沉积在长网上，从而形成纸胚。通过长网并在挡水板和真空吸水箱的帮助下进行脱水。所述长网为每英寸分别有84根纵向和76根横向单丝的5-梭道，缎纹组织构形。湿纸胚从长网传递至光聚合物织物上；在递纸位置的纤维浓度约为22％；所述光聚合物织物具有每平方英寸240个线性爱达荷单元(Idaho cells)，34％的压节区域和14密耳的光聚合物深度。通过真空帮助的脱水而进一步的进行脱水，直至纸幅的纤维浓度约为28％为止。通过穿透干燥，将构图的纸幅预干燥至纤维浓度约为65％重量。然后，利用喷涂的起皱粘合剂将该纸幅粘接至扬克式烘缸的表面上。所述粘合剂含有0.25％的聚乙烯醇(PVA)水溶液。在用刮刀对纸幅进行干起皱之前，纤维浓度增加至约96％。该刮刀有约25度的斜角，并相对于扬克式烘缸设置，以提供约81度的冲击角；该扬克式烘缸以约800fpm(英尺/分)(约244米/分)的速度运转。干纸幅以700fpm(英尺/分)(约214米/分)的速度卷在卷纸辊上。
利用PVA粘合剂，通过对两层纸幅进行压花并层合在一起而制成了纸巾产品。该纸巾的定量约为26#/3M平方英尺，含有约0.2％的可生物降解的化学柔软剂(DEDODMAC)和约1.0％的永久性湿强度树脂。得到的纸巾是柔软，吸水性的，并且当润湿时具有很大的强度。
                      实施例3
本实施例的目的是说明，使用穿透干燥和层状造纸工艺来制备用植物油基二酯季铵柔软剂(DEDEDMAC)和暂时性湿强度树脂的可生物降解的化学柔软剂组合物处理的柔软和吸收性卫生纸的方法。
在本发明的实施过程中，使用中间工厂规模的长网造纸机。首先，根据实施例1的步骤制备可生物降解化学柔软剂的1％的溶液。其次，在常规的碎浆机中制备3％重量的NSK的水悬浮液。轻柔地精制该NSK浆液，并以干纤维重量0.75％的速率向NSK浆管中添加2％的暂时性湿强度树脂(即由国家淀粉和化学品公司(纽约)出售的National Starch 78-0080)溶液。通过管线内混合器增加暂时湿强度树脂至NSK上的附着作用。在混合浆泵处将NSK浆液稀释至0.2％。第三，在常规的碎浆机中制备桉树纤维的3％重量的水悬浮液。在浆泵之前，以干纤维重量0.2％的速率，将化学柔软剂混合物的1％的溶液添加至该桉树纤维浆管中。可通过管线内混合器增加化学柔软剂混合物至桉树纤维上的附着作用。通过混合浆泵将桉树纤维浆液稀释至约0.2％。
将处理过的配料混合物(30％NSK/70％桉树纤维)在网前箱中混合，并沉积在长网上，从而形成纸胚。通过长网并在挡水板和真空吸水箱的帮助下进行脱水。所述长网为每英寸分别有84根纵向和76根横向单丝的5-梭道，缎纹组织构形。湿纸胚从光聚合物网传递至光聚合物织物上；在递纸位置的纤维浓度约为15％；所述光聚合物织物具有每平方英寸562个线性Idaho单元，40％的压节区域和9密耳的光聚合物深度。通过真空帮助而进一步进行脱水，直至纸幅的纤维浓度约为28％为止。通过穿透干燥，将构图的纸幅预干燥至纤维浓度约为65％重量。然后，利用喷涂的起皱粘合剂将该纸幅粘接至扬克式烘缸的表面上。所述粘合剂含有0.25％的聚乙烯醇(PVA)水溶液。在用刮刀对纸幅进行干起皱之前，将纤维浓度增加至约96％。该刮刀有约25度的斜角，并相对于扬克式烘缸设置，以提供约81度的冲击角；该扬克式烘缸以约800fpm(英尺/分)(约244米/分)的速度运转。干纸幅以700fpm(英尺/分)(约214米/分)的速度卷在卷纸辊上。
将该纸幅制成单层薄页纸产品。该薄页纸的定量约为18#/3M平方英尺，含有约0.1％的可生物降解的化学柔软剂(DEDEDMAC)和约0.2％的暂时性湿强度树脂。重要的是，得到的薄页纸是柔软，吸水性的，并且适于用作搽面纸和/或卫生纸。
                     实施例4
本实施例的目的是说明，使用穿透干燥造纸工艺来制备用植物油基二酯季铵柔软剂(DEDEDMAC)和干强度添加剂树脂处理的柔软和吸收性卫生纸的方法。
在本发明的实施过程中，使用中间工厂规模的长网造纸机。首先，根据实施例1的步骤制备可生物降解化学柔软剂的1％的溶液。其次，在常规的碎浆机中制备3％重量的NSK的水悬浮液。轻柔地精制该NSK浆液，并以干纤维重量0.2％的速率向NSK浆管中添加2％的干强度树脂(即由AmericanCyanamid Corporation(Fairfield，OH)出售的ACCO514，ACCO711)溶液。通过管线内混合器增加干强度树脂至NSK上的附着作用。在混合浆泵处将NSK浆液稀释至0.2％。第三，在常规的碎浆机中制备桉树纤维的3％重量的水悬浮液。在浆泵之前，以干纤维重量0.2％的速率，将化学柔软剂混合物的1％的溶液添加至该桉树纤维浆管中。可通过管线内混合器增加化学柔软剂混合物至桉树纤维上的附着作用。通过混合浆泵将桉树纤维浆液稀释至约0.2％。
将处理过的配料混合物(30％NSK/70％桉树纤维)在网前箱中混合，并沉积在长网上，从而形成纸胚。通过长网并在挡水板和真空吸水箱的帮助下进行脱水。所述长网为每英寸分别有84根纵向和76根横向单丝的5-梭道，缎纹组织构形。湿纸胚从光聚合物网传递至光聚合物织物上；在递纸位置的纤维浓度约为15％；所述光聚合物织物具有每平方英寸562个线性Idahocells，40％的压节区域和9密耳的光聚合物深度。通过真空而进一步进行脱水，直至纸幅的纤维浓度约为28％为止。通过穿透干燥，将构图的纸幅预干燥至纤维浓度约为65％重量。然后，利用喷涂的起皱粘合剂将该纸幅粘接至扬克式烘缸的表面上。所述粘合剂含有0.25％的聚乙烯醇(PVA)水溶液。在用刮刀对纸幅进行干起皱之前，将纤维浓度增加至约96％。该刮刀有约25度的斜角，并相对于扬克式烘缸设置，以提供约81度的冲击角；该扬克式烘缸以约800fpm(英尺/分)(约244米/分)的速度运转。干纸幅以700fpm(英尺/分)(约214米/分)的速度卷在卷纸辊上。
将两层纸幅制成薄页纸产品，并使用层粘接工艺将它们层合在一起。该薄页纸的定量约为23#/3M平方英尺，含有约0.1％的可生物降解的化学柔软剂(DEDEDMAC)和约0.1％的干强度树脂。重要的是，得到的薄页纸是柔软，吸水性的，并且适于用作搽面纸和/或卫生纸。
                         实施例5
本实施例的目的是说明，使用常规的干燥造纸工艺来制备用植物油基二酯季铵柔软剂(DEDEDMAC)和干强度添加剂树脂处理的柔软和吸收性卫生纸的方法。
在本发明的实施过程中，使用中间工厂规模的长网造纸机。首先，根据实施例3的步骤制备可生物降解化学柔软剂的1％的溶液。其次，在常规的碎浆机中制备3％重量的NSK的水悬浮液。轻柔地精制该NSK浆液，并以干纤维重量0.2％的速率向NSK浆管中添加2％的干强度树脂(即由AmericanCyanamid Corporation(Wayne，N.J.)出售的ACCO514，ACCO711)溶液。通过管线内混合器增加干强度树脂至NSK上的附着作用。在混合浆泵处将NSK浆液稀释至0.2％。第三，在常规的碎浆机中制备桉树纤维的3％重量的水悬浮液。在浆泵之前，以干纤维重量0.2％的速率，将化学柔软剂混合物的1％的溶液添加至该桉树纤维浆管中。可通过管线内混合器增加化学柔软剂混合物至桉树纤维上的附着作用。通过混合浆泵将桉树纤维浆液稀释至约0.2％。
将处理过的配料混合物(30％NSK/70％桉树纤维)在网前箱中混合，并沉积在长网上，从而形成纸胚。通过长网并在挡水板和真空吸水箱的帮助下进行脱水。所述长网为每英寸分别有84根纵向和76根横向单丝的5-梭道，缎纹组织构形。湿纸胚从长网传递至常规的毛毯上；在递纸位置的纤维浓度约为15％。通过真空帮助进一步脱水，直至纸幅的纤维浓度约为35％为止。然后，将该纸幅粘接至扬克式烘缸的表面上。在用刮刀对纸幅进行干起皱之前，将纤维浓度增加至约96％。该刮刀有约25度的斜角，并相对于扬克式烘缸设置，以提供约81度的冲击角；该扬克式烘缸以约800fpm(英尺/分)(约244米/分)的速度运转。干纸幅以700fpm(英尺/分)(约214米/分)的速度卷在卷纸辊上。
将两层纸幅制成薄页纸产品，并使用层粘接工艺将它们层合在一起。该薄页纸的定量约为23#/3M平方英尺，含有约0.1％的可生物降解的化学柔软剂(DEDEDMAC)和约0.1％的干强度树脂。重要的是，得到的薄页纸是柔软，吸水性的，并且适于用作搽面纸和/或卫生纸。

Claims (17)

1.一种柔软的纸产品，其特征在于含有：
(a)纤维素造纸纤维；和
(b)以所述纤维素造纸纤维重量为准从0.005％至5.0％重量的可生物降解的、酯官能的季铵柔软化合物，结构式如下：
      (R)4-m-N+-[(CH2)n-Y-R2]mX-式中每个Y均是-O-(O)-C-，或-C(O)-O-；m为1-3；n为1-4，；每个R均为C1-C6烷基，羟烷基，烃基，取代的烃基，苄基，或其组合；每个R2均为C11-C23烃基或取代的烃基取代基；X-为任何与柔软剂相容的阴离子；其中，柔软化合物的R2部分是由C12-C24的脂肪酰基衍生得到的，所述的脂肪酰基的碘值大于5至小于100。
2.根据权利要求1的纸产品，其中，大部分所述的脂肪酰基是由植物油源衍生得到的。
3.根据权利要求1的纸产品，其中，所述的脂肪酰基的碘值10至85。
4.根据权利要求1或2的纸产品，其中所述脂肪酰基的顺/反异构体的重量比大于50/50。
5.根据权利要求1或2的纸产品，其中大部分R2是由含至少90％C18-C24的脂肪酰基衍生得到的。
6.根据权利要求1或2的纸产品，其中大部分R2是由含至少90％C18或C22的脂肪酰基衍生得到的。
7.根据权利要求1或2的纸产品，还包含0.005％-3.0％的润湿剂。
8.根据权利要求7的纸产品，其中所述的润湿剂选自：水溶性多烃基化合物，线性烷氧基化醇，线性烷基苯氧基化醇，和它们的混合物。
9.根据权利要求1或2的纸产品，其中每个R为C1-C3烷基。
10.根据权利要求9的纸产品，其中每个R为甲基。
11.根据权利要求1或2的纸产品，其中m为2，n为2。
12.根据权利要求1或2的纸产品，其中，脂肪酰基的多不饱和度小于30％。
13.根据权利要求13的纸产品，其中，脂肪酰基的多不饱和度小于10％。
14.根据权利要求1或2的纸产品，其中，X-选自：氯离子，乙酸根，甲基硫酸根，及其组合。
15.根据权利要求1或2的纸产品，其中，大部分所述的植物油基脂肪酰基衍生自植物油源，所述植物油源选自：橄榄油，菜籽油，高油酸红花油，道氏池花精油，和它们的混合物。
16.根据权利要求1或2的纸产品，其中，所述的纸产品是纸巾。
17.根据权利要求1或2的纸产品，其中所述的纸产品是搽面纸或卫生纸。
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