CN1308547C - 包含季铵化合物和高含量游离胺的纸软化组合物及包含所述组合物的软薄页纸制品 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于软化吸收性薄纸的组合物，所述组合物包含季铵软化活性成分；其含量能够使得软化组合物具有叔胺与季铵比率大于约0.06且小于约0.2的游离胺化合物；以及在其中分散所述软化活性成分的媒介物。本发明也公开了其上可沉积这种组合物的薄页纸制品。

Description

包含季铵化合物和高含量游离胺的纸软化组合物及 包含所述组合物的软薄页纸制品
技术领域
本发明一般涉及纸软化组合物，该组合物可施用于薄页纸以增强其柔软性。本发明还涉及包含这些组合物的软薄页纸制品。
发明背景
制备促进舒适清洗而不以削弱性能为代价的柔软薄纸和纸巾制品是致力于研究改进薄页纸的工程师和科学家长期以来的目标。为减小磨损效应即改进薄纸制品的柔软性进行了无数的尝试。一个引起广泛关注的领域是向薄纸和纸巾纸制品添加化学软化剂(本文也指“化学软化剂”)。
有关化学软化剂现有技术中的工作领域采取了两条途径。第一条途径的特征在于，在薄页纸幅的形成过程中通过添加软化剂，或者在最终形成薄页纸幅的大桶纸浆中加入吸引人的成分(加入到接近造纸机械的纸浆中)，或者当润湿纸幅位于造纸机械的长网造纸机布或干衣机布上时，加入到润湿纸幅上。参见1993年11月23日公布的授予Phan和Trokhan的美国专利5,264,082，以及1991年10月22日公布的授予Ampulski等人的美国专利5,059,282。
第二条途径的特征是在纸幅干燥后或过于干燥后向薄页纸幅添加化学软化剂。在造纸生产中可引入适用的方法，例如，在干燥纸幅卷绕进入一辊纸前向其喷雾。本领域的示例性技术包括1993年6月1日公布的授予Ampulski等人的美国专利5,215,626；1993年9月21日公布的授予Ampulski等人的美国专利5,246,545；1996年6月11日公布的授予Warner等人的美国专利5,525,345，2000年12月19日公布的授予Vinson的美国专利6,162,329，2001年1月30日公布的授予Ficke等人的美国专利6,179,691；2001年7月17日公布的授予Trokhan等人的美国专利6,261,580；2002年7月16日公布的授予Vinson等人的美国专利6,420,013，公布于2000年4月20日的以Vinson等人名义提交的专利合作协定申请(PCT Application)WO 00/22231和00/22233；和2002年6月20日公布的以Vinson等人名义提交的专利合作协定申请(PCT Application)WO 02/48458。
本领域的技术人员将认识到，这两种技术途径，更具体地讲第二条途径，以高浓度存在于媒介物中具有脂质体微观结构的化学软化混合物的发明是先进的。本领域最新的研究工作集中于改进化学软化组合物的流变学性质。U.S.6,162,329提出使用高浓度的软化剂组合物，该组合物以一定含量维持一定的粘度使之能够易于施用至纸幅。具体地讲，U.S.6,162,329提出将电解质添加至组合物。WO 00/22231和22233通过使用双层干扰剂产生胶束结构，该结构使得化学软化剂更有效地施用至纸幅，进一步改进了高浓度组合物的流变学。
不幸地是，现有技术尽管改进了脂质体软化组合物的流变学，却不能例如将所有季酯的粘度减少至一定水平，以使其能够在造纸操作的应用方法中有效地使用。例如，高浓度的季铵化的软牛油-二-酯化的组合物与甲基二乙醇胺形成低粘度组合物，然而高浓度的季铵化的软牛油-二-酯化的组合物与三乙醇胺仍旧是稠的组合物，该组合物例如在递送高质量软化有益效果所必须的浓度时不能被施用至纸幅。
因此，寻找一种方法进一步改进包含季铵化合物的脂质体软化组合物的流变学以在纸制品中能够使用更广泛的该组合物是可取的。由本发明所提供的这些改进的制品、组合物和方法如下列公开内容所示。
发明概述
本发明涉及用于软化吸收性薄纸的组合物，所述组合物包含：
a)季铵软化活性成分；
b)游离胺化合物，其含量能够使得软化组合物的叔胺与季胺的比率大于约0.06且小于约0.2；和
c)所述软化活性成分分散在其中的媒介物。
附图概述
虽然本说明书通过特别指出并清楚地要求保护本发明的权利要求书作出结论，但据信由下列说明并结合附加的实施例和下列附图可更好地理解本发明，其中同样的参考数字表示同样的成分且其中：
附图是图示说明本发明添加软化组合物化合物至薄页纸幅方法的优选实施方案示意图。
下面将对本发明进行更详细地描述。
发明详述
简要地讲，本发明提供了可施用至薄页纸幅的组合物，最优选地施用至干燥薄页纸幅、过干的薄页纸幅或半干的薄页纸幅表面。所得的薄页纸具有增强的可触知的柔软性。
本文所用术语“媒介物”是指完全溶解化学造纸添加剂的流体，或用于乳化化学造纸添加剂的流体，或用于悬浮化学造纸添加剂的流体。媒介物也可用作包含化学添加剂或辅助递送化学造纸添加剂的载体。所有的参考文献是可互换的且不受限制。分散体是包含化学造纸添加剂的流体。本文所用术语“分散体”包括真实溶液、悬浮液和乳液。对于本发明的目的，所有术语是可互换的且不受限制。如果媒介物是水或者水溶液，那么优选地热纸幅在与组合物接触之前干燥至水分含量低于其平衡水分含量(在标准条件)。然而，该方法同样在或接近其平衡水分含量时也可施用至薄页纸。
本文所用术语“热薄页纸幅”是指处于相对室温升高了的温度的薄页纸幅。优选地纸幅的升高的温度至少约43℃，且更优选地至少约65℃。
本文所用术语“干薄页纸幅”包括干燥至水分含量少于其平衡水分含量的纸幅(过干的参看下述内容)和水分含量与大气水分处于平衡的纸幅。半干的薄页纸幅包括水分含量超过其平衡水分含量的薄页纸幅。最优选地本文组合物施用至干燥的薄页纸幅。
薄页纸幅的水分含量涉及纸幅的温度和纸幅所处环境的相对湿度。本文所用术语“过干的薄页纸幅”是指在23℃和50％相对湿度的标准测试条件下将其水分含量干燥至低于其平衡水分含量的薄页纸幅。处于23℃和50％相对湿度的标准测试条件下的薄页纸幅的平衡水分含量为大约7％。通过使用本领域已知的干燥方法例如Yankee干衣机或通气干燥法将其升高至提升了的温度，可将本发明的薄页纸幅过分干燥。优选地，按重量计，过干的薄页纸幅将具有的水分含量少于7％，更优选地为约0至约6％，且最优选地水分含量为约0至约3％。
暴露于正常环境的纸典型地具有的平衡水分含量在5％至8％的范围内。当纸被干燥和起绉时，片中的水分含量通常少于3％。经制造后，纸从空气中吸收水分。在本发明的优选方法中，利用当纸离开刮粉刀从Yankee干衣机移去时的低水分含量(或如果方法不涉及Yankee干衣机，当这类纸幅从可供选择的干燥方法中移去时，类似的纸幅的低水分含量)。
所有引用文献的相关部分均引入本文以供参考；任何文献的引用不可解释为是对其可作为本发明的现有技术的认可。
除非另外指明，本文中所述的所有百分数、比率和比例均按重量计。
软化组合物
已知非常低含量的软化添加剂，例如阳离子软化剂，当依照本发明施用至薄页纸幅表面时，提供显著的薄纸软化效应。当施用软化组合物时，由于软化组合物具有高浓度的软化活性物质，所以施用相对低量的媒介物至纸幅。因此，可将组合物施用至干燥薄页纸幅而不破坏纸幅的干燥纤维结构且无需进一步干燥薄页纸幅。进一步讲，由于本发明的软化组合物包含最小含量的非功能性成分，在其施用之后，组合物对于薄页纸幅强度的影响最小。
令人惊奇地是，现已发现在媒介物中包含季铵与最适宜含量的叔(或所谓的“游离的”)铵相组合的软化组合物较之具有季铵与或者更低含量或者更高含量叔胺相组合的类似组合物，形成更加稳定和更低粘度的多层囊泡分散体。不受理论的约束，据信叔胺对季胺的相对头部基团/尾部基团的大小使得二者在个体分散体中异乎寻常地适应。具体地讲，据信叔胺共存于组成多层囊泡壁的栅状层内，改变了回转半径及因此所形成的乳液的粒径。
通常，本发明的软化组合物包含软化活性成分，包含的游离或叔胺的含量能够使得在媒介物中软化组合物的叔胺与季胺比率大于约0.06和小于约0.2。当施用至本文所述的薄页纸时，这种组合物对于软化薄页纸是有效的。下面讨论本发明软化组合物的每一种组分、组合物的性质、制造组合物的方法以及施用组合物的方法。
软化活性成分
本文所用术语“软化活性成分”是指改进了由持有特殊纸制品并用其擦皮肤的消费者所感知的触感的任何化学成分。虽然柔软性对于纸巾制品是略微可取的，但是对于面巾纸和卫生纸是尤其重要的性质。这种触知的柔软性的特征在于，但不限于，摩擦性、柔韧性和光滑度以及个体描述者，例如感觉象光滑的、天鹅绒般的、丝绸般的或法兰绒般的。适合的材料包括那些赋予薄纸光滑感觉的材料。这包括，仅为示例性目的，基本的蜡(例如石蜡和蜂蜡)以及油(例如矿物油和硅油及凡士林)和更复杂的润滑剂和润肤剂(例如具有长烷基链的季铵化合物、功能化的硅氧烷、脂肪酸、脂肪醇和脂肪族酯)。优选的软化活性物质为季铵化合物；单酯、二酯或三酯季铵化合物；二-季酯化铵化合物或它们的混合物。
季化合物具有下式：
                  (R1)4-m-N+-[R2]mX-
其中m为1至3；每个R1为C1-C6烷基、羟基烷基、烃基或取代的烃基、烷氧基、苄基或它们的混合物；每个R2为C14-C22烷基、羟基烷基、烃基或取代的烃基、烷氧基、苄基或它们的混合物；且X-为适用于本发明的任何软化剂相容的阴离子。优选地，每个R1为甲基且X-为氯离子或甲酯硫酸根。优选地，每个R2为C16-C18烷基或链烯基，最优选地每个R2为直链C18烷基或链烯基。可任选地，R2取代基可衍生自植物油来源。几种植物油(例如橄榄、低芥酸菜子、红花、向日葵等)可用作脂肪酸来源以合成季铵化合物。支链活性物质(例如由异硬脂酸制成)也是有效的。
这种结构包括熟知的二烷基二甲基铵盐(例如二牛油二甲基氯化铵、二牛油二甲基甲酯硫酸铵、二(氢化牛油)二甲基氯化铵等)和三烷基甲基铵盐(例如三牛脂基甲基氯化铵、三牛脂基甲基甲酯硫酸铵、三(氢化牛油)甲基氯化铵等)，其中R1为甲基，R2为不同饱和含量的牛油基，且X-为氯离子或甲酯硫酸根。
如在Swern编辑Bailey的Industrial Oil and Fat Products，第三版，John Wiley and Sons(New York 1964)中所讨论，牛油是一种天然存在的具有可变组成的物质。由Swern编辑的上述指出的文献中表6.13表明典型地78％或更多牛油的脂肪酸包含16或18个碳原子。典型地，出现在牛油中的半数的脂肪酸为不饱和的，主要是以油酸的形式存在。合成的和天然的“牛油”归属于本发明的范围内。也已知取决于产物特性的要求，二牛油基的饱和含量可以从非氢化(软)至少许(部分氢化)或完全氢化(硬)进行定制。所有上述描述的饱和含量特别地是指应包含在本发明的范围内。
这些季胺化合物的单酯、二酯或三酯的变化具有下式：
                (R1)4-m-N+-[(CH2)n-Y-R3]mX-
其中Y为-O-(O)C-，或-C(O)-O-，或-NH-C(O)-，或-C(O)-NH-；m为1至3；n为0至4；每个R1为C1-C6烷基或烯基、羟基烷基、烃基或取代的烃基、烷氧基、苄基或它们的混合物；每个R3为C13-C21烷基或烯基、羟基烷基、烃基或取代的烃基、烷氧基、苄基或它们的混合物；以及X-为任何软化剂相容的阴离子。在本发明的一个实施方案中，m是3，n是2，R1是甲基，R3是C15-C17烷基或烯基，并且Y是-O-(O)C-，或-C(O)-O-。优选地，Y＝-O-(O)C-，或-C(O)-O-；m＝2；和n＝2。每个R1取代基优选地为C1-C3烷基，甲基是最为优选的。优选地，每个R3为C13-C17烷基和/或链烯基，更优选地R3为直链C15-C17烷基和/或链烯基，C15-C17烷基，最优选地每个R3为直链C17烷基。可任选地，R3取代基可衍生自植物油来源。几种类型植物油(例如橄榄、低芥酸菜子、红花、向日葵等)可用作脂肪酸来源以合成季铵化合物。优选地，橄榄油、低芥酸菜子油、高油酸的红花和/或高芥酸菜子油用于合成季铵化合物。
如上面所提到的，X-可以为任何软化剂相容的阴离子。例如，乙酸根、氯离子、溴离子、甲酯硫酸根、甲酸根、硫酸根、硝酸根以及类似物可用于本发明。优选地X-为氯离子或甲酯硫酸根。
具有以上指定结构且适用于本发明的酯-功能化季胺化合物的具体实施例包括熟知的二甲基硫酸季胺化酯-烷基铵盐，其具有甲基或羟基乙基基团，该基团占据氨的未被酯-烷基官能团取代的氮原子上残留位置。这些之中最能应用的是二酯二牛油甲基羟乙基甲酯硫酸铵。该分子的实际产物总是生成某一部分单酯-单牛脂基甲基二(羟乙基)甲酯硫酸铵和某一部分三酯三牛脂基甲基甲酯硫酸铵，以及在季胺化过程中未被硫酸二甲酯甲基化的某一部分单酯、二酯和三酯叔胺。这种类型合适的产物以“Agent 2450-15”得自Stepan Company。本发明可应用的另一个常见的实施例是熟知的二牛油基二甲基甲酯硫酸铵，其类似地将伴随着某些单酯-单牛油基二甲基羟乙基甲酯硫酸铵和叔胺两种分子的类似物，这些类似物未被硫酸二甲酯甲基化。
通过甲基氯而甲基化的类似的季化合物也是常见的且包括在以上发明的范围内。
如上面所提到的，典型地，存在于牛油中的半数的脂肪酸是不饱和的，主要以油酸的形式存在。合成的以及天然的“牛油”归属于本发明的范围内。也已知取决于产物特性的要求，该牛油的饱和度可以从未氢化(软)至部分氢化(少许软)或完全氢化(硬)进行定制。所有上述饱和含量特别地是指应包括在本发明的范围内。
根据理解取代基R1、R2和R3可任选地被多种基团所取代，例如烷氧基、羟基或可以为支链。如上面所提到的，优选地每个R1为甲基或羟基乙基。优选地，每个R2是C12-C18烷基和/或链烯基，更优选地每个R2是直链的C16-C18烷基和/或链烯基，最优选地每个R2是直链的C18烷基或链烯基。优选地R3是C13-C17烷基和/或链烯基，最优选地R3是直链的C15-C17烷基和/或链烯基。优选地，X-是氯离子或甲酯硫酸根。此外，酯功能化的季胺化合物可任选地包含最多约10％的单(长链烷基)衍生物，例如：
          (R1)2-N+-((CH2)2OH)((CH2)2OC(O)R3)X-
作为微量成分。这些微量成分可作为乳化剂且适用于本发明。
取决于所选软化活性成分、期望的施用含量以及可能需要组合物中特殊含量软化活性成分的其它因素，软化活性成分的含量可在组合物的约10％和组合物的约60％之间变化。优选地，软化活性成分占组合物的约25％和约50％。最优选地，软化活性成分占组合物的约30％和约45％。
游离胺
术语“游离胺”和“叔胺”在本文可互换使用。为了本发明的目的，叔胺定义为制备季铵分子过程中的中间产物。因此，它们将基本具有与各个季铵相同的化学结构，区别仅在于它们将无法被甲基化。可替换地，叔胺具有与可施用的季铵相似的结构，在季铵形成后可以被添加。叔胺具有相同的化学结构并不关键，单烷基、二烷基、三烷基的分配也没有必要与季胺成品相同。事实上，对于本发明引入叔胺最迅速的方法是在季铵化过程中控制强甲基化试剂的摩尔比，使得反应完成后叔胺与季铵的目标比率得以保持。
组合物中游离胺的量由这个申请的测试方法部分中所描述的叔胺与季铵比率测试进行测量。本发明组合物包含的叔胺的含量能够使得叔胺与季铵的比率大于约0.06，优选大于约0.08，更优选地大于约0.1和小于约0.2，更优选地小于约0.18，且更优选地小于约0.14。
游离胺可以直接添加至组合物或优选地可作为软化活性物质的一部分引入。游离叔胺是由酯化普通胺(例如三乙醇胺和甲基二乙醇胺)形成季胺化合物的生成过程中所形成的中间产物。典型地，在工业中生产软化季化合物的过程中，酯胺的季铵化反应进行得接近完全使得叔胺与季铵的比率小于约0.02。本发明的组合物可以通过下述方法获得：在反应完成之前将其停止，从而得到具有期望的叔胺与季铵比值的组合物。
媒介物
本文所用“媒介物”用于稀释本文所述组合物的活性成分，形成本发明的分散体。媒介物可溶解这样的成分(真实溶液或胶束溶液)或这样的可在遍及整个媒介物中分散的成分(分散体或乳液)。悬浮液或乳液的媒介物典型地是它们的连续相。即分散体或乳液的其它组分以分子水平分散或作为离散的颗粒遍及整个媒介物中。
为了本发明的目的，媒介物的一个用途是稀释软化活性成分的浓度，使得这种成分能够有效且经济地施用至薄页纸幅。例如，如下面所讨论的，施用这种活性成分的一条路线是将其喷覆在辊上，辊然后将活性成分转移至移动的薄页纸幅上。典型地，只需要非常低含量的(例如按所述相关薄纸重量计约2％)软化活性成分以有效地改进薄纸柔软性的触感。这意味着需要非常精确的测量和喷雾体系以将“纯的”软化活性成分散布至工业规模薄页纸幅的全部宽度。
媒介物的另一个用途是：以对于薄纸结构不倾向于移动的形式递送活性软化组合物。具体地讲，期望施用本发明的组合物，使得组合物的活性成分主要存在于吸收性薄页纸幅的表面，而最小限度地吸收至纸幅的内部。不受理论的束缚，申请者认为软化组合物与优选的媒介物的相互作用生成悬浮的颗粒，较之如果没有媒介物而施用活性成分，该颗粒结合得更加迅速和持久。例如，据信在水中季软化剂的悬浮液呈现液晶形式(可基本沉积在薄页纸幅表面的纤维表面)。若没有媒介物的帮助施用季软化剂，例如以熔化的形式施用作为对照，趋向于芯吸进入薄页纸幅的内部。
虽然软化成分可以溶解在媒介物中且在那里形成溶液，但是由于安全和环境的原因，作为溶剂用于合适的软化活性成分的物质从商业角度来讲是不可取的。因此，为了本发明的目的适用于媒介物中，物质应该与本文所述的软化活性成分以及薄纸基质(本发明的软化组合物将沉积于其上)相容。进一步地讲，合适的物质不应包含产生安全问题(或者在薄纸制造过程中或者对于使用本文所述软化组合物的薄纸制品的使用者)的任何成分且不会对环境产生无法接受的风险。对于本发明媒介物合适的物质包括羟基功能化液体，最优选地为水。
软化组合物的任选组分
增塑剂
如果季铵成分伴有适当的增塑剂，使用如本文上述的季铵成分可最有效地达到目的。本文所用术语“增塑剂”是指在给定温度能够降低季铵成分熔点和粘度的成分。增塑剂可以在制造季铵成分过程中的季铵化步骤加入，或在季铵化之后但是在作为软化活性成分施用之前添加。增塑剂的特征在于在化学合成过程中基本上是惰性的，且作为粘度减弱剂以利于合成。优选的增塑剂为非挥发性的多羟基化合物。优选的多羟基化合物包括甘油和分子量为约200至约2000的聚乙二醇，尤其优选为分子量为约200至约600的聚乙二醇。当制造季铵成分过程中添加这种增塑剂时，增塑剂占产物的约2％和约75％。尤其优选的混合物包含约5％至约50％，更优选约10％至25％的增塑剂。
电解质
满足适用于本发明媒介物的物质的上述一般标准的任何电解质(对于降低水中软化活性成分的分散体粘度是有效的)，适用于本发明的媒介物。具体地讲，满足上述标准的任何已知的水溶性电解质可以被包括进本发明软化组合物的媒介物中。当电解质存在时，按所述软化组合物的重量计电解质可使用的量最多为约25％，但优选地按所述软化组合物重量计不超过约15％。优选地，按所述基于电解质无水重量的软化组合物的重量计，电解质的含量在约0.1％和约10％之间。还更优选地，按所述软化组合物重量计使用的电解质的含量在约0.3％和约1.0％之间。电解质的最小量将是足以提供所需粘度的量。合适的电解质包括碱或碱土金属的卤化物、硝酸盐、亚硝酸盐和硫酸盐以及相应的铵盐。其它有用的电解质包括简单有机酸的碱和碱土金属盐，例如甲酸钠和醋酸钠，以及相应的铵盐。优选的无机电解质包括钠、钙和镁的氯化物盐。对于本发明的软化组合物，氯化钙是尤其优选的无机电解质。一种尤其优选的基于有机酸盐的电解质是甲酸钠。
双层干扰剂
可将双层干扰剂添加至本发明的软化组合物中。适用于本发明组合物的双层干扰剂优选为表面活性物质。这种物质包含疏水和亲水部分。优选的亲水部分是多烷氧基化基团，优选地为聚乙氧基化的基团。当使用这种优选的双层干扰剂时，其使用的含量为软化活性成分含量的约1％和约20％之间。优选地，双层干扰剂存在的含量占软化活性成分的约2％至约15％，更优选约3％至约10％。
尤其优选的双层干扰剂是非离子表面活性剂，衍生自饱和的和/或不饱和的伯胺和/或仲胺、酰胺、胺-氧化脂肪醇、脂肪酸、烷基酚和/或烷基芳基羧酸化合物，在疏水链中每个优选具有约6至约22，更优选地约8至约18个碳原子，更优选地为烷基或亚烷基链，其中至少一个所述化合物的活性氢用≤50，优选地≤30，更优选地为约3至约15，且甚至更优选地为约5至约12的环氧乙烷部分乙氧基化，以提供HLB为约6至约20，优选地为约8至约18，且更优选地为约10至约15。用于包含季软化活性物质组合物的合适的双层干扰剂，其更加完整的描述存在于序列号为09/413,578的美国专利申请中(以WO 00/22231公布)。
高聚物
为了获得本文软化组合物可取的拉伸粘度特性，基本上与媒介物相容的高分子量聚合物(在下文称为“高聚物”)也是适用的。在一个实施方案中，高聚物优选具有基本为直链结构，尽管具有短的(C1-C3)支链的直链或具有一至三个长的分支的支链也适用于本文。本文所用术语“基本相容”是指当制备软化组合物的连续相时，高聚物看来溶解于媒介物中(即连续相对于肉眼看起来是透明的或半透明的)。用于包含季软化活性物质组合物的合适高聚物的更完整的描述存在于序列号为09/997,950的美国专利申请中(以WO 02/48458 A1公布)。
微量组分
媒介物也可包含为本领域已知的微量组分。实施例包括：用于pH调节的矿物酸或缓冲体系(对某些软化活性成分需要其维持水解稳定性)以及将本发明的软化组合物施用至薄页纸幅时，作为加工助剂以减少泡沫的消泡成分(例如以商品名Dow Corning 2310购自Dow Corning，Corp.(Midland，MI)的硅氧烷乳剂)。
提供控制本发明软化组合物中不可取微生物活性的方法也是可取的。已知生物体例如细菌、霉、酵母等等可导致组合物在贮藏过程中降解。依照本发明，软化薄页纸制品的组合物为这种生物体所污染，不可取的生物体也可潜在地转移至薄页纸制品的使用者。这些不可取的生物体可通过向软化组合物添加有效量的生物杀灭物质进行控制。购自Avecia，Inc.(Wilmington，DE)的Proxel GXL，当使用含量为约0.1％时，已发现是本发明组合物的有效生物杀灭剂。可供选择地，组合物的pH可以调节得更加酸性一些，从而创造一个对于不可取的微生物更加不利的环境。例如那些以上描述的方法可以用于调节pH，使之处于约2.5至4.0的范围内，优选地在约2.5和3.5之间，更优选地在约2.5和约3.0之间，从而创造这样一个不利的环境。
还可使用稳定剂改进分散体的均匀性和储藏期限。例如，购自Clariant Corporation(Charlotte，NC)的乙氧基化的聚酯，HOE S4060，为此目的也可包括在内。
形成软化组合物
如上所指出，本发明的软化组合物是媒介物中软化活性成分的分散体。如上指出，媒介物的优选主要组分是水。取决于所选的软化活性成分，期望的施用含量和其它因素需要在组合物中有特殊含量的软化活性成分，软化活性成分含量可在所选媒介物中组合物的约10％和组合物的约50％之间变化。组合物也由游离胺组成，或者是直接加入的或者来自如上所述胺的不完全的季铵化，使得叔铵与季铵的比率大于约0.06和小于约0.20。
可任选地，非离子表面活性剂、高聚物或增塑剂可以可取的含量添加。另外，组合物可任选地包含简单有机酸电解质的碱或碱土金属盐以及可包含微量组分以调节pH、控制泡沫或有助于分散体的稳定性。
本发明尤其优选的软化组合物按如下制备。包含这种组合物的物质更具体地在表1中(在说明之后)详细说明。每个步骤使用的量足以导致形成该表中详细描述的组合物。将适当量的水加热(可添加额外的水以补偿蒸发损失)至约93℃(200)。添加硫酸(38％的溶液)和消泡成分。同时，将软化活性成分和增塑剂的混合物温度升至约88℃(190)。然后将软化活性成分和增塑剂熔融的混合物缓慢加入至加热的酸性水溶液相，同时搅拌使分散相在整个媒介物中均匀分布。(虽然聚乙二醇的水溶解性可能将其运送至连续相，但是这对于本发明不是必需的，并且因更加疏水而保持与季铵化合物的烷基链相联结的增塑剂也是本发明范围内所允许的。)一旦软化活性成分完全分散且分散体温度为71-77℃(160-170)，间歇地添加部分甲酸钠(以5％的溶液)同时搅拌以降低初始粘度。在持续搅拌条件下然后向混合物缓慢加入稳定剂。在分散体冷却至49-60℃(120-140)之后，然后加入部分甲酸钠(以25％溶液)以进一步降低粘度。在分散体冷却至低于49℃(120)之后，添加残留的甲酸钠(以50％溶液)。最后，在持续搅拌条件下添加非离子表面活性剂。为确定活性成分，季活性物质等于阳离子活性物质。
                    表1
组分                                浓度
水                                  适量至100％
电解质1                            2.3％
消泡剂2                            0.25％
双层干扰剂3                        0.35％
硫酸4                               0.57％
增塑剂5                             19.4％
稳定剂6                             1.8％
软化活性成分5                       42.4％
1.0.55％取自5％甲酸钠水溶液，0.55％取自25％甲酸钠水溶液及1.2％取自50％甲酸钠水溶液。
2.硅氧烷乳剂(10％活性物质)-Dow Corning 2310，由DowCorning Corp.，Midland，MI市售。
3.合适的非离子表面活性剂购自Shell Chemical，(Houston，TX)其商品名为NEODOL 91-8。
4.以38％溶液购自J.T.Baker Chemical Company(Phillipsburg，NJ)。
5.增塑剂、软化活性成分和微量惰性成分是以商品名Agent2450-15得自于Stepan Chemical Company(Northfield，Il)的预混物。
6.稳定剂是Texcare 4060，购自Clariant Corp.，Charlotte，NC。
所得的化学软化组合物是乳状的、低粘度的分散体，适于施用至如下所述纤维质的结构以向这种结构提供期望的能触知的柔软性。该组合物展示了剪切变稀的非牛顿粘度。叔胺与季铵的比率为0.13。
薄页纸
本发明通常可适用于薄页纸，包括但不限于：常规毡压薄页纸；图样致密薄页纸；以及高堆积体积未压实的薄页纸。薄页纸可以为均一化或多层结构；且由此制得的薄页纸制品可为单层或多层结构。薄页纸优选地具有在约10g/m2和约80g/m2之间的基重，且密度为约0.60g/cc或更低。优选地，基重须低于约35g/m2或更低；且密度为约0.30g/cc或更低。最优选地，密度在约0.04g/cc和约0.20g/cc之间。
在本发明中，所述化学软化组合物以均匀的离散表面沉积物沉积，间隔开的频率在5个面积每直线英寸和100个面积每直线英寸之间。
常规压制薄页纸及制备这种纸的方法为本领域所知。参见提交于2001年11月30日普通转让的美国专利申请09/997,950。一种优选的薄页纸是图样致密薄页纸，其特征在于具有相对低纤维密度的相对高堆积体积区域以及相对高纤维密度的致密区域的排列。可供选择地，高堆积体积区域表征为垫座区域。可供选择地，致密区域称为关节区域。在高堆积体积区域内致密区域可以不连续地间隔开或者在高堆积体积区域内完全或部分相互连接。制备图样致密薄页纸幅优选的方法公开于1967年1月31日授予Sanford和Sisson的美国专利3,301,746，1976年8月10日授予Ayers的美国专利3,974,025，1980年3月4日授予的美国专利4,191,609，及1987年1月20日授予的美国专利4,637,859；1967年1月31日授予Sanford和Sisson的美国专利3,301,746，1974年5月21日授予Salvucci，Jr.等人的美国专利3,821,068，1976年8月10日授予Ayers的美国专利3,974,025，1971年3月30日授予Friedberg等人的美国专利3,573,164，1969年10月21日授予Amneus的美国专利3,473,576，1980年12月16日授予Trokhan的美国专利4,239,065，以及1985年7月9日授予Trokhan的美国专利4,528,239。
未压实的、非图样致密薄页纸结构也在本发明的设想范围内且描述于1974年5月21日授予Joseph L.Salvucci，Jr.和Peter N.Yiannos的美国专利3,812,000，和1980年6月17日授予Henry E.Becker，Albert L.McConnell和Richard Schutte的美国专利4,208,459。
本发明的软化组合物也可施用于未起绉薄页纸。本文所用术语，未起绉薄页纸是指非压缩干燥的薄页纸，最优选地是通过通气干燥法得到。通气干燥法所得的纸幅为图样致密的，使得相对高密度的区域分散在高堆积体积区域内，包括其中相对高密度区域是连续的及高堆积体积区域是离散的图样致密薄纸。以这种方式制造未起绉薄纸技术为现有技术所提出。例如，公布于1995年10月18日的Wendt等人的欧洲专利申请0 677612A2中；公布于1994年9月28日的Hyland等人的欧洲专利申请0617 164 A1中；以及公布于1997年8月12日Farrington等人的美国专利5,656,132中。
配料
造纸纤维
用于本发明的造纸纤维通常包括衍生自木浆的纤维。其它纤维质的纤维浆纤维，例如棉绒、甘蔗渣等，可以使用并旨在在本发明的范围内。合成纤维，例如人造丝、聚乙烯纤维和聚丙烯纤维，也可与天然纤维素纤维联合使用。可使用的一种示例性的聚乙烯纤维是Pulpex，购自Hercules，Inc.(Wilmington，DE)。
可适用的木浆包括化学木浆，例如Kraft(牛皮纸)木浆、亚硫酸盐木浆和硫酸盐木浆，以及机械木浆，包括例如碎木浆、热力学木浆以及化学改性的热力学木浆。然而，化学木浆由于能够赋予由此制造的面巾纸片出众的柔软性触觉，所以是优选的。衍生自落叶树(在下文中也指“硬木”)和针叶树(在下文中也指“软木”)的木浆也可利用。还可应用于本发明的是来自回收纸的纤维，其可包含任何或所有上述种类，以及其它非纤维物质，如用于促进初始造纸的填充剂和粘合剂。
可任选的化学添加剂
只要与软化组合物的化学性质相容且不显著和不利地影响本发明的柔软性或强度性质，其它物质可以添加至含水的造纸配料或雏形纸幅中，以赋予产品其它可取的特性或改进造纸方法。虽然特别地包括下列物质，但是对其的包括并不是包括一切的。其它物质只要不妨碍或削弱本发明的优点，就也可包括在其中。
当含水的造纸配料递送至造纸过程时，通常向造纸过程中添加阳离子电荷偏置剂，以控制其电动电位。使用这些物质是因为大多数固体在本质上具有负的表面电荷，包括纤维素纤维和细纤维丝及大部分无机填充剂的表面。传统上使用的一种阳离子电荷偏置剂是明矾。本领域最近进行电荷偏置是通过使用相对低分子量的阳离子合成聚合物，优选地具有分子量不超过约500,000、更优选地不超过约200,000，或甚至约100,000。这种低分子量阳离子合成聚合物的电荷密度相对高些。这些电荷密度的范围为约4至约8当量氮阳离子每千克聚合物。一种示例性的物质是Cypro514，Cytec，Inc.(Stamford，CT)的产品。这种物质的使用在本发明的实践范围内是明确允许的。
本领域提出了使用高表面积、高阴离子电荷的微粒以达到改善成型、排水、强度以及保持力的目的。参见例如1993年6月22日授予Smith的美国专利5,221,435，其公开内容引入本文以供参考。
如果想得到永久的湿强度，可向造纸配料或雏形纸幅添加阳离子湿强度树脂。这种树脂合适的类型如1972年10月24日公布的美国专利3,700,623，以及如1973年11月13日公布的美国专利3,772,076中所描述，两个专利均授予Keim。
当润湿时，许多纸制品必须具有有限的强度，这是因为需要通过盥洗室进入化粪系统或下水道系统对其进行处理。如果赋予这些制品湿强度，短暂的湿强度(其特征在于一旦处于有水存在的条件下，其初始强度部分地或全部地衰减)是优选的。如果想得到短暂的湿强度，粘合剂物质可选自二醛淀粉或其它具有醛官能团的树脂例如由National Starch andChemical Company(Scarborough，ME)所提供的Co-Bond 1000；Cytec(Stamford，CT)所提供的Parez 750；以及如1991年1月1日公布的授予Bjorkquist的美国专利4,981,557中所描述，以及其它为本领域所知的具有上述衰减性质的这种树脂。
如果需要增强的吸收性，可使用表面活性剂以处理本发明的薄页纸幅。如果使用表面活性剂，基于薄页纸幅的干纤维重，按重量计其含量优选为约0.01％至约2.0％。表面活性剂优选具有八个或更多碳原子的烷基链。示例性阴离子表面活性剂包括直链烷基磺酸盐和烷基苯磺酸盐。示例性非离子表面活性剂包括烷基葡萄糖苷，其包括烷基葡萄糖苷酯例如Crodesta SL-40，购自Croda，Inc.(New York，NY)；烷基葡萄糖苷酯如1977年3月8日公布的授予Langdon等人的美国专利4,011,389中所描述；和烷基聚乙氧基化酯例如Pegosperse 200ML，购自GlycoChemicals，Inc.(Greenwich，CT)及IGEPAL RC-520，购自RhonePoulenc Corporation(Cranbury，NJ)。可供选择地，具有高不饱和度(单和/或多)和/或支链烷基的阳离子软化剂活性成分可明显增强吸收性。
虽然本发明的优选实施方案公开了沉积在薄页纸幅表面的某软化剂组合物，本发明也特别包括其中添加化学软化剂作为造纸方法一部分的变化。例如，化学软化剂可通过润湿末端添加而包括在内。另外，可使用其形式不在本发明范围内的其它化学软化剂。优选的化学软化剂包含季铵化合物，包括，但不限于，熟知的二烷基二甲基铵盐(例如，二牛油基二甲基氯化铵、二牛油基二甲基甲酯硫酸铵、二(氢化牛油)二甲基氯化铵等)。尤其优选的这些软化剂的变体包括之前提到的二烷基二甲基铵盐及季铵酯的单酯或二酯变体，该季铵酯是由脂肪酸与甲基二乙醇胺和/或甲基三乙醇胺反应，随后与甲基氯化物或二甲基硫酸盐季铵化制得的。
另一类造纸-添加的化学软化剂包含熟知的有机-反应性的聚二甲基硅氧烷成分，包括最优选的氨基功能化的聚二甲基硅氧烷。
填充剂物质也可混入本发明薄页纸中。1997年3月18日公布的授予Vinson等人的美国专利5,611,890，且引入本文以供参考，公开了可接受作为本发明底物的填充薄页纸制品。
上述任选化学添加剂的列表在本质上规定为仅为示例性的，且并不旨在限制本发明的范围。
施用方法
基于对比所得薄页纸总重的软化组合物的总重，施用至薄页纸的软化活性物质的量优选地在约0.1％和约10％之间。所得薄页纸优选地具有基重为约10至约80g/m2且纤维密度小于约0.6g/cc。用于软化薄页纸的软化剂添加剂含量要足够低，以使薄页纸保持高润湿性。
在一个优选的实施方案中，本发明的组合物在其从干燥部件分离之后不久且在卷绕至母辊之前，施用至过干的薄页纸幅。可供选择地，本发明的组合物可施用至半干的薄页纸幅，例如当纸幅在长网造纸机布上、在干燥的毡制品或织物上、或者当纸幅与Yankee干衣机或其它可供选择的干燥部件接触时。最终，当纸幅从母辊解绕时例如在离线转换加工操作过程中，该组合物也可施用至与环境处于水分平衡的干燥薄页纸幅。
在一个优选的实施方案中，在薄页纸幅经干燥和起绉后，且更优选地，当纸幅还处于升高的温度时，可施用本发明的软化组合物。优选地，在纸幅卷绕至母辊之前，将软化组合物施用至干燥的和起绉的薄页纸幅。因此，在本发明的一个优选的实施方案中，在纸幅起绉后且纸幅穿过控制厚度的压光辊后，将软化组合物施用至热的、过干的薄页纸幅。
上述软化组合物优选地以宏观上均匀的方式施用至纸幅以至于整个薄片基本上得益于软化组合物的效果。在施用至热纸幅之后，至少部分媒介物的挥发性组分优选地挥发，优选地留下薄膜，该薄膜包含有媒介物的挥发性组分的任何残留的未挥发部分、软化活性成分以及其它软化组合物的非挥发性组分。“薄膜”是指纸幅上任何薄的包衣、雾霾或薄雾。该薄膜在微观上是连续的或由离散的成分构成。如果薄膜由离散的成分构成，该成分可以具有相同的尺寸或变化的尺寸；进一步地虽然该成分以规则的方式或不规则的方式排列，但是在宏观上薄膜是均匀的。优选地薄膜由离散成分组成。
可将软化组合物单独地添加至薄页纸幅的任何一面或两面。
宏观上均匀施用软化组合物至纸幅的优选的方法是喷雾法。已发现喷雾法是经济的，且可精确地控制软化组合物的数量和分布，因此是更优选的。在Yankee干衣机之后和母辊之前，将分散的软化组合物施用至干燥的、起绉的薄页纸幅。实现该施用的一个尤其方便的方法是：在压光辊之后和母辊之前将软化组合物施用至纸幅。尤其优选的施用位置是在压光辊和任何撒布辊(可置于压光辊和母辊之间的)之间。这个位置尤其优选是因为纸幅是由跨距每一末端的辊(施用组合物处)控制的且在纸幅卷绕至母辊之前仍有一些纸幅通道长度用于媒介物的挥发。
图1图示说明施用软化组合物至薄页纸幅的优选方法。参看图1，当载体织物14行进通过旋转的辊16时，润湿的薄页纸幅1在载体织物14上通过旋转的辊2并通过压力辊3的作用转移至Yankee干衣机5。通过喷雾涂敷器4施用的粘合剂将纸幅粘着地固定到Yankee干衣机5的圆柱体的表面。干燥是通过蒸汽-加热的Yankee干衣机5和加热的及循环通过干燥罩6的热空气(所使用的方法未显示)完成的。然后通过刮粉刀7将纸幅从Yankee干衣机干燥起绉，其后被称为起绉纸片15。然后纸片15通过压光辊10和11。通过在压光辊10、11和撒布辊9之间跨距中的喷雾涂敷器8，然后将软化组合物施用至片15。在纸幅通过撒布辊9和卷轴12之间跨距部分媒介物挥发之后，已处理过的片15然后行进经过卷轴12的圆周部分并卷绕至母辊13。
合适地，软化组合物设置的含量为纸片15重量的约0.1％和约8％之间，优选地在约0.1％和约5％之间，更优选地在约0.1％和约3％之间。
不受理论的束缚或换句话讲不限制本发明，提供了在造纸操作过程所遇到的典型加工条件及其对本发明中所述方法影响的下列描述。Yankee干衣机提升了面巾纸片的温度并将水分除去。Yankee中的蒸汽压接近为750kPa(110psi)。该压力足以将滚筒的温度升高至约170℃。当片中水被除去时，滚筒上纸的温度也升高了。当片离开刮粉刀时，其温度可超过120℃。片行进经过压光辊和卷轴的空间并失去一些热量。卷绕入卷轴的纸的温度测得为接近60℃。最后纸片冷却至室温。这在任何地方都可以进行，从几小时到几天，取决于纸辊的大小。当纸冷却时，也从空气中吸收水分。
当纸过干时对其施用本发明的软化组合物之后，用这种方法添加至具有软化组合物的纸的水(即在撒布辊9和卷轴12之间跨距中未挥发的残留水)不足以导致纸失去显著的强度和厚度。因而，无需进一步地干燥。
实施例
实施例1
在这个实施例中描述了图示说明叔胺与季铵比率对其性能影响的三种分散体。包含这些组合物的物质更具体地在本描述之后的表2中详细说明。每步所使用的量足以导致得到详见于那个表中的成品组合物。将适当量的水加热(可添加额外的水以补偿蒸发损失)至约93℃(200)。添加硫酸(38％的溶液)和消泡成分。同时，通过将软化活性成分和增塑剂的混合物温度加热至约88℃(190)将其熔融。然后将软化活性成分和增塑剂熔融的混合物缓慢加入至加热的酸性水溶液相，同时搅拌使分散相在整个媒介物中均匀分布。
一旦软化活性成分完全分散且分散体温度为71-77℃(160-170)，间歇地添加部分甲酸钠(以5％的溶液)同时搅拌以降低初始粘度。在持续搅拌条件下然后向混合物缓慢加入稳定剂。在分散体冷却至49-60℃(120-140)之后，加入部分甲酸钠(以25％溶液)以进一步降低粘度。在分散体冷却至低于49℃(120)之后，添加残留的甲酸钠(以50％溶液)。最后，在持续搅拌条件下添加非离子表面活性剂。为确定活性成分，季活性物质等于阳离子活性物质。
                          表2
                               1            2            3
组分
水                             适量至100％  适量至100％  适量100％
电解质1                       2.51％       2.54％       2.54％
消泡剂2                       0.23％       0.24％       0.24％
双层干扰剂3                   0.30％       0.29％       0.28％
硫酸4                         0.77％       0.79％       0.79％
增塑剂5                       17.4％       17.1％       17.0％
稳定剂6                       1.71％       1.76％       1.86％
软化活性成分5                 40.6％       39.8％       39.6％
(叔胺与季铵的比率)             (0.189)      (0.026)      (0.119)
所得分散体粘度
(cp@8/s剪切速率)              2,400        12,000       630
1.0.55％取自5％甲酸钠水溶液，0.55％取自25％甲酸钠水溶液以及1.2％取自50％甲酸钠水溶液。
2.硅氧烷乳剂(10％活性物质)-Dow Corning 2310，由DowCorning Corp.，Midland，MI市售。
3.合适的非离子表面活性剂购自Shell Chemical(Houston，TX)，其商品名为NEODOL 91-8。
4.以38％溶液购自J.T.Baker Chemical Company(Phillipsburg，NJ)(表中的酸％反映如在38％时)。
5.增塑剂、软化活性成分和微量惰性成分是以商品名DXP 5497-39得自Goldschmidt Chemical Corporation(Dublin)的预混物。
6.稳定剂是Texcare 4060，得自Clariant Corp.，Charlotte，NC。
所得的化学软化组合物是乳状的、低粘度的分散体，适于施用至如下所述纤维质的结构以向这种结构提供期望的能触知的柔软性。该组合物展示了剪切变稀的非牛顿粘度。具有叔胺与季铵比率为约0.12的分散体优选于那些具有更高或更低比率的分散体。
实施例2
本实施例图示说明制备显示具有本发明一个实施方案的薄页纸。本实施例说明了均匀薄页纸幅的生产，所述薄页纸幅由如上所述制备的本发明软化组合物的优选实施方案所提供。组合物施用至纸幅的一面并将纸幅组合成两层卫生纸制品。
使用中试规模的长网造纸机实施本发明。
使用常规的二次制浆机制成约3％稠度的NSK含水浆液并通过朝向长网造纸机高位水箱的母管。
为了赋予成品临时的湿强度，制备了Parez 750的1％分散体，并以基于NSK纤维干重，足以递送0.3％Parez 750的速度加至NSK母管。通过将处理过的浆液经过在线搅拌器，短暂湿强度树脂的吸收性得以增强。
使用常规的二次制浆机制成按重量计约3％的桉树纤维含水浆液。运送桉树纤维的母管用阳离子淀粉RediBOND 5320处理，基于淀粉干重及所得起绉薄纸制品的成品的干重，所述阳离子淀粉以在水中2％的分散体和0.15％的速度递送。通过将所得混合物经过在线搅拌器，阳离子淀粉的吸收性得以改进。
在风扇式泵入口之前，NSK纤维流与桉树纤维流在那时结合入一个母管中。然后在风扇式泵入口，将结合的NSK纤维与桉树纤维用白水稀释至基于NSK纤维与桉树纤维总重约0.2％的稠度。
NSK纤维与桉树纤维的均匀浆液导入至合适装备的多槽高位水箱以维持均匀的纤维流直至排放至移动的长网造纸机金属丝。均匀浆液被排放至移动的长网造纸机金属丝并通过长网造纸机金属丝及偏转器和真空箱的帮助脱水。
把雏形润湿纸幅从长网造纸机金属丝传送到图样干燥织物上，传送时纤维稠度为约15％。设计干燥织物产生图样致密薄纸，其不连续的低密度偏离区域排列于高密度(关节)区域的连续网络内。干燥织物是通过将不能透过的树脂表面浇铸在支持织物的纤维网上形成的。支持的织物是45×52的长丝，双层网。树脂铸件的厚度是支持织物之上约10mil。关节区域为约40％且开放室保持的频率为约87/cm2(562/in2)。
进一步地脱水通过真空帮助排水直至纸幅具有的纤维稠度为约28％实现的。
当保持与图样形成织物接触时，通过鼓风经过预干室对图样纸幅预干燥至按重量计纤维稠度为约62％。
然后将半干纸幅传送至Yankee干衣机，并用包含有0.125％聚乙烯醇水溶液的喷射起绉粘合剂将其粘附在Yankee干衣机的表面。起绉粘合剂以基于纸幅干重0.1％粘合剂固体速度递送至Yankee表面。
在用刮粉刀使纸幅从Yankee干燥起绉之前，纤维稠度增加至约96％。
刮粉刀的斜角为约25度，并且与Yankee干衣机相关放置，以提供碰撞角度为约81度。Yankee干衣机的运转在温度为约177℃(350)且速度为约244m/m(约800ft/m(英尺每分钟))条件下进行。
然后将纸幅从两个压光辊之间通过。在辊重处将两个压光辊偏置在一起，且以表面速度为约200m/m(656ft/m)运行，产生起绉百分比为约18％。
在压光辊后的位置，使用上述UFD喷嘴，用化学软化组合物喷射纸幅，进一步描述如下。将组合物喷射至与撒布辊下游所接触的对立的表面。
用于制备化学软化混合物的物质为：
1.与聚乙二醇400预混的软牛油TEA二酯DMS季铵化合物。预混物是65％至75％季铵化合物和25％至35％PEG 400及微量惰性成分，(以商品名Agent 2450-15购自Stepan Company(Northfield，Il))。
2.Neodol 91-8，来自Shell chemical(Houston，TX)的乙氧基化脂肪醇。
3.甲酸钠晶体
4.来自Dow Corning(Midland，MI)的在水中聚二甲基硅氧烷的10％分散体(DC2310)。
5.来自J.T.Baker Company(Phillipsburg，NJ)的硫酸。
6.增白剂是Tinopal CBS-X，得自CIBA-GEIGY(Greensboro，NC)。
7.稳定剂是Texcare 4060，得自Clariant Corp.(Charlotte，NC)。
按如下制备这些物质形成本发明的软化组合物。
按如下制备化学软化组合物(组合物1)：将适当量的水加热(可添加额外的水以补偿蒸发损失)至约93℃(200)。添加硫酸(38％的溶液)和消泡成分。同时，通过将软化活性成分和增塑剂的混合物温度加热至约88℃(190)将其熔融。然后将软化活性成分和增塑剂熔融的混合物缓慢加入至加热的酸性水溶液相，同时搅拌使分散相在整个媒介物中均匀分布。
一旦软化活性成分完全分散且分散体温度为71-77℃(160-170)，间歇地添加部分甲酸钠(以5％的溶液)同时搅拌以降低初始粘度。在持续搅拌条件下然后向混合物缓慢加入稳定剂。在分散体冷却至49-60℃(120-140)之后，加入部分甲酸钠(以25％溶液)以进一步降低粘度。在分散体冷却至低于49℃(120)之后，添加残留的甲酸钠(以50％溶液)。最后，在持续搅拌条件下添加非离子表面活性剂。为确定活性成分，季活性物质等于阳离子活性物质。
组分                                浓度
水                                  适量至100％
电解质1                            2.3％
消泡剂2                            0.25％
双层干扰剂3                        0.35％
硫酸4                              0.57％
增塑剂5                            19.4％
稳定剂6                            1.8％
软化活性成分5                      42.4％
1.0.55％取自5％甲酸钠水溶液，0.55％取自25％甲酸钠水溶液以及1.2％取自50％甲酸钠水溶液。
2.硅氧烷乳剂(10％活性物质)-Dow Corning 2310，由DowCorning Corp.，Midland，MI市售。
3.合适的非离子表面活性剂购自Shell Chemical(Houston，TX)，其商品名为NEODOL 91-8。
4.以38％溶液购自J.T.Baker Chemical Company(Phillipsburg，NJ)。
5.增塑剂、软化活性成分和微量惰性成分是以商品名Agent 2450-15得自Stepan Chemical Company(Northfield，Il)的预混物。
6.稳定剂是Texcare 4060，得自Clariant Corp.，Charlotte，NC。
冷却后，在25℃和剪切速率为100sec-1时测得的组合物粘度为约0.2Pa.s(200cP)。所得的化学软化组合物是乳状的、低粘度的分散体，适于施用至如下所述纤维质的结构以向这种结构提供期望的能触知的柔软性。该组合物展示了剪切变稀的非牛顿粘度。叔胺与季铵的比率为0.13。
化学软化组合物喷射至压光辊的纸幅下游。所得薄页纸的基重为约8kg(18lb)每278m2(3000ft2)。
纸幅转变成为起绉图样致密薄页纸制品。所得经处理过的薄页纸相对于未经处理的对照物具有改进的柔软性触觉。
试验方法
1.粘度测量在Rheometrics Dynamic Stress Rheometer上进行直径25mm的平行板几何形状，0.50mm间隙，约400g/cm2工具惯量，温度在25℃，起始应力1Pa(10dyn/cm2)，最终应力100Pa(1000dyn/cm2)，应力增幅5Pa(50dyn/cm2)，每个数据点最长时间10秒。
2.叔胺与季铵的比率
叔胺与季铵的比率是由下面a.和b.中方法所确定的值的比率。
Figure C0382225200301
a.叔铵含量是通过电势滴定法用异丙醇中的盐酸确定的。结果以mEq胺/g样品报导。以下方法适于确定本发明软化组合物中叔铵化合物的量。使用标准的盐酸/异丙醇滴定剂滴定游离的叔胺。
制备标准溶液
下列方法适用于制备用于本滴定方法的标准溶液。
制备HCl/IPA滴定剂。
向1升容量瓶：
A)量取900mL异丙醇。
B)缓慢加入100mL的1N盐酸并混合。
C)用THAM标定。
方法
1.在分析天平上，精确称量10.0g±0.5g的软化组合物样品至称了皮重的150mL烧杯。
2.搅拌同时溶解入100mL异丙醇。加入0.5mL水。
3.使用可记录的电势滴定仪用标准的0.1N HCl滴定。滴定至达到等当量点。
4.用下式计算软化组合物中叔胺的量：
Figure C0382225200302
b.用这种方法定义的季铵含量等于阳离子活性物质的含量且用比色滴定法确定，比色滴定是在水-二氯甲烷体系中用阳离子-和阴离子-复合染料的混合指示剂以阴离子表面活性剂滴定。据公认的在较高的叔胺含量，阳离子活性物质含量(为此比率目的为“季铵含量”)与季铵实际含量的差异可变得显著。然而，为了与商业命名一致，用于本发明比率的季铵含量应按本试验方法定义。下列方法适于确定本发明软化组合物中优选的季铵化合物的量。以溴化底米鎓为指示剂，用标准阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠-SDS)溶液滴定季软化活性物质。
制备标准溶液
下列方法适用于制备用于本滴定方法的标准溶液。
制备溴化底米鎓指示剂
向1升容量瓶：
A)加入500mL蒸馏水。
B)加入40ml的溴化底米鎓-disulphine蓝指示剂备用溶液，购自Gallard-Schlesinger Industries，Inc.(CarlePlace，NY)。
C)加入40ml 5N H2SO4
D)用蒸馏水充满容量瓶至标线并混合。
制备SDS溶液。
向1升容量瓶：
A)称取1.1535克购自Aldrich Chemical Co.(Milwaukee，WI)(超纯)的十二烷基硫酸钠(SDS)。
B)用蒸馏水充满容量瓶至标线并将其混合形成0.004N溶液。
方法
1.在分析天平上，称量大约0.275克的室温条件下的软化组合物至滴定瓶中。记录样品重量至最接近0.1mg。
2.用量筒添加30mL二氯甲烷(DCM)和30mL溴化底米鎓指示剂溶液。置于磁力搅拌器上，加入搅拌子并剧烈搅拌。季软化活性物质将与指示剂络合在DCM层中形成蓝色的化合物。
3.用25或50ml滴定管，用0.004N SDS溶液滴定样品。其操作是添加滴定剂的等分试样并迅速搅拌30秒。关掉搅拌板，使各层分开，并检查蓝色的强度。如果颜色是深蓝的，添加约0.3mL滴定剂，迅速搅拌30秒并关掉搅拌器。再次检查蓝色的强度。如果需要，用另外的0.3mL滴定剂重复操作。当深蓝色开始变得很弱时，在搅拌之间逐滴添加滴定剂。终点是在二氯甲烷层中首次出现轻微粉红色的迹象。
4.记录使用的滴定剂的体积至最接近0.05mL。
5.用下式计算产物中季软化活性物质的量：

Claims (21)

1.一种用于软化吸收性薄纸的组合物，所述组合物包含：
a)季铵软化活性成分；
b)游离胺化合物，所述游离胺化合物的含量能够使得所述用于软化吸收性薄纸的组合物的叔胺与季胺的比率大于0.06且小于0.2；和
c)媒介物，其用于分散所述软化活性成分。
2.如权利要求2所述的组合物，其中所述软化组合物的叔胺与季胺的比率大于0.08且小于0.18。
3.如权利要求1所述的组合物，其中所述软化活性成分占所述组合物重量的至少10％。
4.如权利要求3所述的组合物，其中所述软化活性成分占所述组合物的重量不超过60％。
5.如权利要求1所述的组合物，其中所述软化活性成分选自单酯、二酯和三酯季铵化合物，以及它们的混合物组成的组。
6.如权利要求5所述的组合物，其中所述软化活性成分是具有下式的单酯、二酯或三酯季铵化合物：
(R1)4-m-N+-[(CH2)n-Y-R3]mX-
其中Y是-O-(O)C-，或-C(O)-O-，或-NH-C(O)-或-C(O)-NH-；
m是1至3；n是0至4；每个R1是C1-C6烷基或烯基、羟基烷基、烃基或取代的烃基、烷氧基、苄基，或它们的混合物；
每个R3是C13-C21烷基或烯基、羟基烷基、烃基或取代的烃基、烷氧基、苄基或它们的混合物；和
X-是任何软化剂相容的阴离子。
7.如权利要求6所述的组合物，其中m是3，n是2，R1是甲基，R3是C15-C17烷基或烯基，并且Y是-O-(O)C-，或-C(O)-O-。
8.如权利要求7所述的组合物，其中X-选自氯离子或甲酯硫酸根。
9.如权利要求1所述的组合物，所述组合物还包含按权利要求1的组合物总重量计2％至75％的增塑剂。
10.如权利要求1所述的组合物，所述组合物还包含按权利要求1的组合物总重量计最多25％的电解质。
11.如权利要求1所述的组合物，所述组合物还包含按权利要求1的组合物总重量计1％至20％的双层干扰剂。
12.如权利要求1所述的组合物，所述组合物还包含按权利要求1的组合物总重量计0.01％至5％的高聚物。
13.如权利要求1所述的组合物，其中所述媒介物是水。
14.一种用于软化吸收性薄纸的组合物，其包含：
a)按组合物总重量计25％至45％的季铵软化活性成分；
b)游离胺化合物，所述游离胺化合物的含量能够使得所述软化组合物的叔胺与季胺的比率大于0.08且小于0.18；
c)按组合物总重量计5％至50％的增塑剂；
d)按组合物总重量计0.1％至10％的电解质；和
e)用于分散所述软化活性成分的媒介物，所述媒介物由水组成。
15.一种软薄页纸制品，所述软薄页纸制品包含：
a)一层或多层薄页纸；和
b)沉积在所述薄纸的至少一个外表面的化学软化组合物，所述化学软化组合物包含：
i)软化活性成分，
ii)游离胺化合物，所述游离胺化合物的含量能够使得所述软化组合物的叔胺与季胺的比率大于0.06且小于0.2；和
iii)媒介物。
16.如权利要求15所述的软薄页纸制品，其中所述化学软化组合物以均匀的离散表面沉积物沉积，间隔开的频率在5个面积每直线英寸和100个面积每直线英寸之间。
17.如权利要求16所述的软薄页纸制品，其中软化活性成分是具有下式的季铵化合物：
(R1)4-m-N+-[(CH2)n-Y-R3]mX-
其中Y是-O-(O)C-，或-C(O)-O-，或-NH-C(O)-，或-C(O)-NH-；
m为1至3；n为0至4；每个R1是C1-C6烷基或烯基、羟基烷基、烃基或取代的烃基、烷氧基、苄基，或它们的混合物；
每个R3是C13-C21烷基或烯基、羟基烷基、烃基或取代的烃基、烷氧基、苄基，或它们的混合物；和
X-是任何软化剂相容的阴离子。
18.如权利要求17所述的软薄页纸制品，其中m是2，n是2，R1是甲基，R3是C15-C17烷基或烯基，并且Y是-O-(O)C-，或-C(O)-O-。
19.如权利要求18所述的软薄页纸制品，其中X-选自氯离子或甲酯硫酸根。
20.如权利要求19所述的软薄页纸制品，其中所述软化组合物包含：
a)按组合物总重量计25％至45％的季铵软化活性成分；
b)游离胺化合物，所述游离胺化合物的含量能够使得所述软化组合物的叔胺与季胺的比率大于0.08且小于0.18；
c)按组合物总重量计5％至50％的增塑剂；
d)按组合物总重量计0.1％至10％的电解质；和
e)用于分散所述软化活性成分的媒介物，所述媒介物由水组成。
21.如权利要求20所述的软薄页纸制品，其中所述化学软化组合物还包含高聚物。
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