CN1323368A

CN1323368A - 柔软薄页纸的制备方法

Info

Publication number: CN1323368A
Application number: CN99812229A
Authority: CN
Inventors: 戴维·D·麦凯; 约翰·E·赖斯; 肯尼思·D·文森; 詹姆斯·R·麦克法兰; 埃米·J·卡尔; 埃罗尔·H·沃尔; 盖尔·M·弗兰肯贝克
Original assignee: Procter and Gamble Ltd
Current assignee: Procter and Gamble Ltd; Procter and Gamble Co
Priority date: 1998-10-15
Filing date: 1999-10-08
Publication date: 2001-11-21
Also published as: JP2002527641A; NO20011806D0; BR9914577A; KR20010085925A; AU753313B2; DE69909821T2; AU6424099A; NO20011806L; CA2346658C; MX254453B; EP1131486B1; DE69909821D1; AR016741A1; TW505721B; WO2000022233A1; CA2346658A1; ES2203192T3; PE20001215A1; EP1131486A1; MXPA01003751A

Abstract

本发明披露了一种用于使湿抄纤维素结构柔软的组合物。特别优选的结构是吸收性薄页纸。另外本发明还披露的是利用所述组合物柔软的薄页纸结构。所述组合物包括:有效量的柔软活性成份;其中分散有柔软活性成份的载体;溶解于载体中的电解质;和双层破坏剂。电解质和双层破坏剂协作,将使组合物的粘度低于柔软活性成份仅仅在载体中的分散体的粘度。优选的是,所述柔软活性成份是具有下式的季铵化合物:(R₁)_4－m－N⁺－[(CH₂)_n－Y－R₃]_mX^－;载体为水,电解质是氯化钙,而双层破坏剂是非离子表面活性剂。另外还披露的是:通过在使用浓度下将所述季铵化合物添加至造纸过程的湿部而使用该化合物的方法。

Description

柔软薄页纸的制备方法

技术领域

一般来说，本发明涉及含有阳离子结合抑制化合物的柔软纤维素结构；更具体地说，本发明涉及一种具有流变性的组合物，所述流变性将有利于其用于增强所述纤维素结构的柔软度。更准确地说，本发明涉及柔软薄页纸幅及所述柔软纸幅的生产方法。

发明背景

目前已广泛使用卫生纸产品。在市场上以适应各种用途的形式提供所述产品，如搽面纸，卫生纸和吸收性毛巾纸。

具体地说，所述这些卫生产品均需要是触觉柔软的。柔软度是：当产品对着皮肤进行摩擦时，由产品产生的综合的触感。需要柔软的目的在于：在没有刺激的情况下能够使用这些产品来清洁皮肤。对许多人来说，有效地清洁皮肤是持久的个人卫生问题。来自会阴区的尿，月经，以及粪便这样的令人讨厌的排出物或耳鼻喉粘液排出物，并不总是在个人方便进行彻底清洗时，如利用肥皂和大量水进行时排出。作为进行彻底清洗的替代物，提供了各种薄页纸产品和毛巾纸产品，以便帮助从皮肤清除排出物并留住所述的排出物，以便以卫生的方式进行处理。意想得到的是，使用这些产品不能达到通过更为彻底的清洗方法所达到的清洁程度，因此，薄页纸产品和毛巾纸产品的生产者一直在努力制备更能与彻底清洗方法竞争的产品。

例如，薄页纸产品的缺点在于：在彻底清洁皮肤之前将使许多使用者停止清洁。这种行为被薄页纸的粗糙度所引起，这是因为利用粗糙的器具进行连续的擦试将擦伤敏感的皮肤，并造成严重的疼痛。选择的另一方案是，留下部分清洗的皮肤不管，尽管这常常会引起恶臭散发并污染内衣，以及久而久之还会造成皮肤发炎。

肛门疾病例如痔疮，将使会阴区极其敏感，并使遭受所述疾病之苦的人们在需要不引起发炎下清洁其肛门时特别失望。

引起人们失望的另一值得注意的情况是：当患有感冒的病人需要反复擤鼻涕。即使当使用当今可买到的最柔软的薄页纸，反复地擤和擦可能使鼻子疼痛情况加剧。

因此，长期以来，在不损害性能下制备能舒适进行清洁的柔软薄页纸和毛巾纸产品，一直是致力于研究改善薄页纸的工程师及科学家们的目标。目前已有许多减少摩擦作用的尝试，即改善薄页纸产品柔软度的尝试。

在这点上，已开发出的一个领域是选择和改善纤维素纤维的形态以及设计纸张结构，以便最佳利用各种可利用的形态。在该领域适用的技术包括：US5,228,954(Vinson等人，1993年7月20日授权)；US5,405,499(Vinson,1995年4月11日授权)；US4,874,465(Cochrane等人，1989年10月17日授权)；和US法定发明注册(Statutory Invention Registration)H1672(Hermans等人，1997年8月5日出版)；所有这些文献均披露了：选择或改良使薄页纸和毛巾纸具有优异性能的纤维源的方法。另外，Carstens还在US4,300,981(1981年11月17日授权)中阐明了适用的现有技术，该文献讨论了如何能配合纸张结构来使用纤维，以致使纸张有最大的柔软度潜力。尽管由这些现有技术的例子阐明的技术是普遍认可的，但为了使薄页纸能真正成为有效舒适的清洁器具，它们仅能提供有限的潜力。

已引起广泛重视的另一领域是：将化学柔软剂(在此也称之为“化学柔软剂”)添加至薄页纸和毛巾纸产品中。

在此使用的术语“化学柔软剂”指的是：能改善由握住特定的纸产品并在其皮肤上摩擦的使用者所感受到的触感的任何化学成份。尽管对于毛巾纸产品来说柔软度多少是希望的，但柔软度对于搽面纸和卫生纸却是特别重要的性能。所述触感柔软度的特征在于，但不局限于：摩擦性，柔韧性和平滑性，以及主观描述词，如象光滑，天鹅绒，丝质或法兰绒的感觉。只是为了举例，化学柔软剂可包括：原蜡如石蜡和蜂蜡，油如矿物油和硅油，以及矿脂和更复杂的润滑剂和软化剂如带长烷基链的季铵化合物，官能聚硅氧烷，脂肪酸，脂肪醇以及脂肪酯。

在现有技术中涉及化学柔软剂的工作领域有两个途径。第一途径的特征在于：在薄页纸幅成形期间，借助或者将有吸引力的成份添加至纸浆最终将形成薄页纸幅的浆槽中；或者添加至到达造纸机的纸浆中；或者添加至留在造纸机长网毛布或烘缸毛布上的湿纸幅中，而将柔软剂添加到薄页纸幅中。

第二个途径是：在纸幅干燥之后将化学柔软剂添加至薄页纸幅中。适用的方法能引入造纸操作中，例如在卷成纸卷之前喷至干燥的纸幅上。

归类于形成纸幅之前将化学柔软剂添加至薄页纸中的成形途径(“湿部”添加)的举例性现有技术包括：US5,264,082(1993年11月23日授权于Phan和Trokhan)和US5,543,067(1996年8月6日授权于Phan)；在此将其引入作为参考。这些方法在工业上已找到了广泛的用途。然而，现有技术的组合物在室温要么是固体，要么是粘性液体。因此，在稀释至添加至造纸配料中的使用浓度之前，必须对这类现有技术的化学柔软组合物进行加热。加热操作将增加造纸过程的复杂性，并且造成必需设备的附加成本要求。

在薄页纸幅成形期间将化学柔软剂添加至其中的另一举例性现有技术包括：US5,059,282(1991年10月22日授权于Ampulski等人)，在此将其引入作为参考。Ampulski的专利披露了一种将聚硅氧烷化合物添加至湿薄页纸幅(优选的是，纤维稠度在约20％和约35％之间)中的方法。所述方法与将化学剂添加至纸机配料中的方法相比，在某些方面显示出一定的优点。例如，所述方法的目标是将化学剂施加至纸幅的一个表面上，而不是将添加剂分布于所有的配料纤维上。然而，当使用所述柔软组合物时，当纸幅在扬克式烘缸上起皱时可能会失去对纸页的控制。广泛认同的理论是：添加剂干扰了扬克烘缸上的涂层，结果减弱了湿纸幅和烘缸之间的结合。

重要的现有技术还涉及：在所谓的纸机干燥部或在造纸步骤之后单独的转换操作中，将化学柔软剂施加至早已干燥的纸幅中。该领域举例性的现有技术包括：US5,215,626(1993年6月1日授权于Ampulski等人)；US5,246,545(1993年9月21日授权于Ampulski等人)；US5,525,345(1996年6月11日授权于Warner等人)；和US09/053,319(1998年4月1日以Vinson等人的名义申请)；在此将其引入作为参考。’626号专利披露了：借助将聚硅氧烷添加至干燥纸幅中而制备柔软薄页纸的方法。’545号专利披露了：利用加热转移表面的类似方法。’345号专利披露了：包括辊涂的涂布方法，和将特定组合物施加至干燥薄页纸幅表面上的挤出方法。最后，Vinson等人的专利申请披露了特别适合于表面涂布至薄页纸幅上的组合物。

尽管这些文献显示出了优于现有技术的优点，但目前仍需要具有良好强度性能的柔软薄页纸产品。另外，还需要的是，在制备所述产品时不增加复杂性和投资费用的情况下，能施加至所述薄页纸产品上以便提供所需的柔软度改善的柔软组合物。

正如下面所披露的那样，本发明提供了所述改善的产品，组合物，以及方法。

发明概要

本发明描述了柔软组合物，当添加至用于生产纤维素结构的湿抄法的湿部时，所述组合物将减少其纤维与纤维之间的结合，提供具有改善柔软度的结构，同时，提供可接受的强度和吸收性。本发明的柔软组合物包含：

有效量的柔软活性成份；

其中分散有柔软活性成份的载体；

溶解于载体中的电解质，所述电解质将使组合物的粘度低于只分散于载体中的柔软组合物分散体的粘度；和

进一步降低柔软组合物粘度的双层破坏剂(bilayer disrupter)。

在此使用的术语“纤维素结构”定义为由包含纤维素的纤维制成的湿抄织物，纸幅，或纸页。广义地，所述结构的定量为10克/米²至约1千克/米²，密度从约0.1g/cc至高达约1g/cc。优选的是，本发明的纤维素结构，至少其部分强度由天然纤维与纤维之间的结合得到，所述结合是短纤维素纤维幅由含水浆液进行脱水并干燥时所形成的。因此，所谓的湿抄造纸法是使用本发明最为常用的方法。

本发明的柔软组合物在室温下具有希望的低粘度，并且在不增加复杂性和增加加热步骤投资下能作为造纸过程的一部分进行稀释。

在此使用的术语“载体”意指完全溶解化学造纸添加剂的流体，或者是用来乳化化学造纸添加剂的流体，或者是用来悬浮化学造纸添加剂的流体。载体还可以起包含化学添加剂或帮助化学造纸添加剂输送的载体的作用。所有参考文件均可互换并没有任何限制。分散体是包含化学造纸添加剂的流体。在此使用的术语“分散体”包括：真溶液，悬浮液以及乳液。就本发明而言，所有术语均可互换并没有任何限制。

与最终纤维素结构的总重量相比，添加至纤维素结构的柔软组合物的量优选在柔软组合物总重量的约0.05％和约10％之间。

纤维素结构优选为薄页纸，最优选为定量约10-100克/米²并且纤维密度小于约0.6g/cc的薄页纸。

除非另有说明，在本说明书中所有的百分比，比率和比例均以重量计。

附图概述

尽管本说明书以特别指出并明确地要求了本发明的保护范围的权利要求书结束，但据信，根据结合所附实施例和下述附图的下面的说明，将能更好地理解本发明，其中相同的参考号代表相同的元件，并且其中：

图1为：说明利用本发明柔软组合物生产强韧、柔软薄页纸的本发明起皱造纸方法的简略流程图，所述薄页纸包含造纸纤维。

图2是：根据本发明的一个实施方案，说明用于起皱造纸方法的含水造纸配料制备步骤的简略流程图，

下面将更详细地描述本发明。

发明详述

简单地说，本发明提供了一种用于使纤维素结构柔软的组合物。优选的是，将其添加至纤维素结构制备过程的湿部。最优选的是，所述纤维素结构为薄页纸。包含本发明组合物的最终薄页纸具有增强的触觉柔软度。本发明描述了柔软组合物，其生产方法，以及将其添加至造纸过程湿部的添加方法。

本发明的组合物是柔软活性成份在载体中的分散体。重要的是，所述组合物还包含双层破坏剂，该双层破坏剂使组合物含有特别高的对柔软薄页纸幅有效的成份；与此同时，在室温具有低的粘度。对于添加至造纸过程湿部，以使利用所述方法制得的纸张具有希望的柔软度而言，所述组合物将是特别优选的。当将所述组合物用于生产个人清洁的薄页纸产品的方法中时，其是特别优选的。

薄页纸

一般来说，本发明适用于薄页纸，包括但不局限于：常规毛毯压榨的薄页纸；图案致密的薄页纸，如Sanford-Sisson及其后续的专利中所列举的；以及高松厚、未压实的薄页纸，如Salvucci所列举的。所述薄页纸可以是均一或多层结构；并且由此制得的薄页纸产品可以是单层或多层结构；薄页纸的定量优选在约10克/米²和约100克/米²之间，密度约为0.60克/厘米³或更低。优选的是，薄页纸的定量在约10克/米²和约80克/米²之间，密度约为0.30克/厘米³或更低。最为优选的是，密度在约0.04克/厘米³和约0.20克/厘米³之间。

常规压榨的薄页纸及其制备方法在现有技术中是已知的。所述薄页纸通常是将造纸配料沉积至多孔成形网上而制得的。所述成形网在现有技术中常被称为长网。在配料沉积至成形网上之后，它被称为纸幅。总的说来，水通过真空，机械压榨和加热手段从纸幅中除去。借助对纸幅进行压榨和高温干燥而使纸幅脱水。根据刚才描述的方法制备纸幅的特定工艺和常用设备，对于本领域熟练技术人员来说是熟知的。在典型的方法中，将低浓纸浆配料供至加压流浆箱中。该流浆箱有一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，借助真空脱水以及进一步的借助压榨操作的干燥，使纸幅脱水至约7％-约45％的纤维浓度(以总纸幅重量计)，其中纸幅将经受由相对机械部件例如圆柱辊产生的压力。脱水纸幅然后借助蒸汽鼓形装置(现有技术中称之为扬克式烘缸)进一步进行压榨和干燥。压力可借助机械手段如相对的圆柱鼓对纸幅进行压榨，在扬克式烘缸上产生。可以使用多个扬克式烘缸，借此，在烘缸之间任选产生辅助的压榨。所形成的薄页纸结构随后称之为常规压榨的薄页纸结构。这样的纸页认为是压实的，这是因为在纤维处于湿态时纸幅经受了基本上整体的机械压缩力，然后在压缩状态下进行干燥。最终的结构是强韧的并且通常具有单一密度，但松厚性，吸收性和柔软度十分低。

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致密区阵列。另外，高松厚区还可以称为枕区。致密区可以称为压节区。致密区可以彼此离散地分散在高松厚区内或可以是在高松厚区内部分或全部互相连接的。图案致密薄页纸幅优选的制备方法披露于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Ayers)；和US4,191,609和4,637,859(分别于1980年3月4日和1987年1月20日授权于Trokhan)；在此将其引入作为参考。

通常，图案致密的纸幅优选通过下列步骤制备：将造纸配料沉积至成多孔形网如长网上，以便形成湿纸幅；然后当纸幅从成形网转移至包含支承体以进一步干燥的结构上时，使纸幅并置在支承体阵列上。使纸幅对着支承体阵列进行压榨，借此在纸幅中形成致密区，致密区的地形位置与支承体和湿纸幅之间的接触位置对应。在该操作期间，不被压缩的纸幅的剩余部分称之为高松厚区。该高松厚区可借助施加流体压力而进一步松散，如利用真空装置或通风干燥器，或借助使纸幅对着支承体阵列进行机械压榨。以基本上避免使高松厚区压缩的方法，对纸幅进行脱水，和任选的预干燥。这优选可借助流体压力来完成，如利用真空装置或通风干燥器，或借助使纸幅对着支承体阵列进行其中高松厚区不被压缩的机械压榨。脱水，任选的预干燥和形成致密区这些操作可以结合成整体或部分结合成整体，以便减少所进行的总的操作步骤数量。在形成致密区，脱水，以及任选的预干燥之后，对纸幅进行彻底干燥，优选的是仍避免机械压榨。优选的是，薄页纸表面约8％至约65％的面积为致密的压节，所述压节的相对密度优选为高松厚区密度的至少125％。

包含支承体阵列的结构优选是压印承载织物，所述织物有：起支承体阵列作用的压节的构图位移，这在施加压力时将促进致密区的形成。压节的图案构成先前所述的支承体阵列。压印承载织物披露于US3,301,746(1967年1月31日授权于Sanford和Sisson)；US3,821,068(1974年5月21日授权于Salvucci,Jr．等人)；US3,974,025(1976年8月10日授权于Ayers)；US3,573,164(1971年3月30日授权于Friedberg等人)；US3,473,576(1969年10月21日授权于Amneus)；US4,239,065(1980年12月16日授权于Trokhan)；和US4,528,239(1985年7月9日授权于Trokhan)；在此将其引入作为参考。

优选的是，首先在多孔成形载体如长网上使配料形成湿纸幅。使纸幅脱水并转移至压印织物上。另外，也可以一开始就使配料沉积至也起压印织物作用的多孔支承载体上。在成形之后，使湿纸幅脱水，并且优选的是进行加热预干燥至约40％和约80％的选择的纤维浓度。优选的是，利用真空吸水箱或其它真空装置，利用通风干燥器，或它们的组合进行脱水。在将纸幅彻底干燥之前，压印织物的压节印痕如上所述压入纸幅中。完成该操作的一种方法是施加机械压力。例如，这可以借助支承压印织物的压辊对着烘缸表面，如扬克式烘缸表面的压榨而完成，其中，纸幅布置在压辊和干燥鼓之间。另外优选的是，在完成干燥之前，借助利用真空装置如真空吸水箱，或利用通风干燥器施加的流体压力，使纸幅对着压印织物进行模制。在起始脱水期间，在单独的随后处理阶段，或其结合期间，均可以施加流体压力，以便产生致密区的压印。

未压实、非图案致密的薄页纸结构描述于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)；在此将其引入作为参考。通常，未压实、非图案致密的薄页纸结构通过下列步骤制备：将造纸配料沉积至多孔成形网如长网上，形成湿纸幅；使纸幅脱水并在没有机械压缩下除去另外的水份，直至纸幅的纤维浓度至少为80％为止；然后使纸幅进行起皱。通过真空脱水和加热干燥从纸幅中除去水份。最终的结构是柔软的、但是弱高松厚的相对未压实纤维的纸页。结合物质优选在起皱之前施加至纸幅部分。

本发明的柔软组合物还能用于柔软未起皱的薄页纸。在此使用的术语未起皱的薄页纸，也称之为未压缩干燥的薄页纸，最优选的是借助穿透干燥的薄页纸。最终的穿透干燥纸幅是图案致密的，其中相对高密度区分散在高松厚区中；它们包括其中相对高密度区是连续的和高松厚区是不连续的这样的图案致密的薄页纸。

为生产未起皱薄页纸幅，从其上放置纸胚的多孔成形载体上将纸胚转移至速度更低的、高的纤维支承引纸织物载体上。然后将纸幅转移至在其上干燥至最终干度的干燥织物上。与起皱纸幅相比，所述纸幅在表面平滑性方面能提供一些优点。

以此方式生产未起皱薄页纸的工艺在现有技术中已有教导。例如，Wendt等人在US5,672,248(1997年9月30日授权并在此引入作为参考)中教导了一种在不起皱的情况下制备柔软薄页纸产品的方法。在另一种情况下，Hyland等人在EP 0 617 164A1(1994年9月28日出版并在此引入作为参考)中教导了光滑未起皱穿透干燥纸页的制备方法。最后，Farrington等人在US5,656,132(1997年8月12日出版，在此将其引入作为参考)中描述了在不使用扬克式烘缸下，用纸机制备柔软穿透干燥薄页纸。

配料

造纸纤维

用于本发明的造纸纤维通常将包括由木浆得到的纤维。其它纤维素纤维浆，如棉短绒，蔗渣等也能使用，并落入本发明的范围。合成纤维，如人造丝，聚乙烯和聚丙烯纤维也可以与天然纤维素纤维结合使用。可以使用的一种举例性的聚乙烯纤维是得自Hercules,Inc.(Wilmington,DE)的Pulpex^。

适用的木浆包括化学浆，如牛皮浆，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热磨机械浆。然而，由于化学浆赋予由此制得的薄页纸以优异的触觉柔软度，因此，它们将是优选的。可以使用由阔叶树(在下文也称之为“阔叶木”)和针叶树(在下文也称之为“针叶木”)得到的纸浆。另外还适用于本发明的是由回用纸得到的纤维，它们可能包含：上述纤维的任一种或全部，以及其它非纤维材料如用来促进起始造纸的填料和粘合剂。

特别优选的纤维素纸浆包括：长纤维，如北方针叶木牛皮浆(NSK)；短纤维，如桉树纤维；以及二次纤维，如使用前和使用后的白色帐本，涂布的书本废纸，以及办公室废纸。所述纤维可以任何希望的组合物形式，分层或不分层地使用。

柔软组合物

通常，本发明的柔软组合物包含柔软活性成份在载体中的分散体。如本发明中所述，当分散于用来生产薄页纸或本文所述的其它纤维素结构的配料中时，所述组合物在柔软所述结构方面是有效的。优选的是，本发明的柔软组合物具有：能以工业规模容易地进行施加这样的性能(例如成份，流变性，pH等)。

本领域普通技术人员熟知的是：包含本发明柔软组合物的优选活性成份的季铵化合物通常不易分散于水中。优选的季铵化合物在室温为固体，并且当添加至水中时，甚至在利用机械作用时也难于分散成均匀的分散体。另外还熟知的是，柔软组合物希望的形态是冷水可分散的液体。为解决该矛盾，先前的各种尝试均不能令人十分满意。

曾经使用过的一种方法是使用能在室温下溶解季铵化合物并使之分散于水中的高度活性的有机溶剂。例如，能够使用低分子量醇如异丙醇。由于所述溶剂的挥发性所造成的增加的处理安全性和环境负担(VOC)问题，因此，所述方法并不是所希望的。虽然可以使用更低活性的溶剂，但其用量将多得多，结果也将造成负面的成本和环境后果。

在历史上使用的另一方法是：例如借助将更多的碳-碳双键引入优选季铵化合物的长链烷基链中，而使季铵化合物更易流动。通常，这些材料或者是更为昂贵的，或者被副作用如气味所烦扰。

另外，借助增加其亲水性，例如通过使其烷基链乙氧基化，也能使季铵化合物变得更易流动且更易分散。但该方法将降低作为柔软成份的季铵化合物的效率并将涉及额外的加工成本。

本发明的组合物是高度浓缩形式的优选的柔软活性成份，即季铵化合物，它仍能容易地分散于水中。下面将讨论本发明柔软组合物的各组分，组合物的性能，其制备方法，以及所述组合物的使用方法。

组分

柔软活性成份

具有下式的季铵化合物适用于本发明：

(R₁)_4-m-N⁺-[R₂]_mX^-式中m为1-3；

每个R₁为C₁-C₆烷基基团，羟烷基基团，烃基或取代的烃基，烷氧基化基团，苄基基团或其混合物；

每个R₂为C₁₄-C₂₂烷基基团，羟烷基基团，烃基或取代的烃基，烷氧基化基团，苄基基团，或其混合物；

X^-为任何与柔软剂相容的阴离子。优选的是，每个R₁为甲基，X^-为氯化物或甲基硫酸根。优选的是，每个R₂为C₁₆-C₁₈线性或支链的烷基或烯基，最优选的是，每个R₂为直链C₁₈烷基或烯基。任选的是，R₂取代基也可以由植物油源衍生得到。若干种植物油(例如橄榄油，低芥酸菜子油，红花油，向日葵油等)可用作脂肪酸源来合成季铵化合物。支链的活性成份(例如可由相当的支链脂肪酸衍生得到)也是有效的，并且具有耐氧化的附加优点。能起所述季铵化合物起始物质作用的合适的支链脂肪酸包括：2-正庚基十一酸；2-正丁基辛酸；5,7,9-三甲基壬酸；3,5,7,9-四甲基壬酸；α-庚基癸酸；和异硬脂酸，其中特别优选的是异硬脂酸。

所述结构包括：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)，其中R₁为甲基基团，R₂为不同饱和度的牛脂基团，而X^-为氯化物或甲基硫酸根。

如在Swem编辑的Bailev’s Industrial Oil and Fat Product(第三版，JohnWiley and Sons,New York 1964)中所讨论的那样，牛脂是具有可变组份的天然存在的物质。Swern编辑的上述参考文献的表6.13中指出：通常牛脂的78％或更多的脂肪酸包含16或18个碳原子。通常，存在于牛脂中的一半脂肪酸是不饱和的，主要为油酸。合成的或天然的“牛脂”均落在本发明的范围内。另外，已知的是，取决于产品的性能要求，二牛脂的饱和度可从非氢化的(柔软的)至少许氢化(部分氢化)或完全氢化(硬的)进行改变。所有上述饱和度均明显包括在本发明的范围内。

这些柔软活性成份的特别优选的变体为：被认为是具有下式的这些季铵化合物的单酯或二酯的变体：

(R₁)_4-m-N⁺-[(CH₂)_n-Y-R₃]_mX^-式中

Y为-O-(O)C-，或-C(O)-O-，或-NH-C(O)-，或-C(O)-NH-；

M为1-3；

N为0-4；

每个R₁为C₁-C₆烷基基团，羟烷基基团，烃基或取代的烃基，烷氧基化基团，苄基基团，或其混合物；

每个R₃为C₁₃-C₂₁线性或支链烷基基团，羟烷基基团，烃基或取代的烃基，烷氧基化基团，苄基基团，或其混合物；和

X^-为任何与柔软剂相容的阴离子。

优选的是，Y为-O-(O)C-，或-C(O)-O-；m=2；n=2。每个R₁取代基优选为C₁-C₃烷基基团，其中甲基最为优选。优选的是，每个R₃为C₁₃-C₁₇烷基和/或烯基，更优选的是每个R₃为直链C₁₅-C₁₇烷基和/或烯基，C₁₅-C₁₇烷基，最优选的是，每个R₃为直链C₁₇烷基。另外，R₃取代基也可以由植物油源衍生得到。若干种植物油(例如橄榄油，低芥酸菜子油，红花油，向日葵油等)可用作脂肪酸源来合成季铵化合物。优选的是，用橄榄油，低芥酸菜籽油，高芥酸红花油，和/或高芥酸菜籽油来合成季铵化合物。

如上所述，X^-可为任何与柔软剂相容的阴离子，例如，在本发明中还可以使用乙酸根，氯化物，溴化物，甲基硫酸根，甲酸根，硫酸根，硝酸根等。优选的X^-为氯化物或甲基硫酸根。

具有上述结构并适用于本发明的酯-官能季铵化合物的具体例子包括熟知的二酯二烷基二甲基铵盐，如二酯二牛脂二甲基氯化铵，单酯二牛脂二甲基氯化铵，二酯二牛脂二甲基甲基硫酸铵，二酯二(氢化)牛脂二甲基甲基硫酸铵，二酯二(氢化)牛脂二甲基氯化铵，及其混合物。二酯二牛脂二甲基氯化铵和二酯二(氢化)牛脂二甲基氯化铵是特别优选的。二酯二牛脂二甲基氯化铵和二酯二(氢化)牛脂二甲基氯化铵可得自Witco ChemicalCompany(Dublin,OH)，其商品名为ADOGENSDMC。

如上所述，通常存在于牛脂中的一半脂肪酸是不饱和的，主要是油酸。合成的或天然的“牛脂”均落在本发明的范围内。另外还已知的是，取决于产品的性能要求，二牛脂的饱和度可从非氢化的(柔软的)至部分氢化(稍硬)或完全氢化(硬的)进行改变。所有上述饱和度明显包括在本发明的范围内。特别是，为了除去已知更易氧化并造成恶臭的多种不饱和物质(例如亚麻酸衍生物)，至少最小的氢化度是优选的。

应理解的是，取代基R₁,R₂和R₃可以用各种基团进行取代或不取代，所述基团如烷氧基，羟基；或者可以是支链的。如上所述，优选的是每个R₁为甲基或羟乙基。优选的是每个R₂为C₁₂-C₁₈烷基和/或烯基，更优选的是每个R₂为直链C₁₆-C₁₈烷基和/或烯基，最优选的是每个R₂为直链C₁₈烷基或烯基。优选的是R₃为C₁₃-C₁₇烷基和/或烯基，最优选的是R₃为直链C₁₅-C₁₇烷基和/或烯基。优选的是，X^-为氯化物或甲基硫酸根。此外，酯官能的季铵化合物还任选包含至多约10％的单(长链烷基)衍生物作为少量成份，例如：

(R₁)₂-N⁺-((CH₂)₂OH)((CH₂)₂OC(O)R₃)X^-

这些少量成份能起乳化剂的作用，并可用于本发明。

适用于本发明的其它类型的合适季铵化合物描述于下面的文献中：US5,543,067(1996年8月6日授权于Phan等人；US5,538,595(1996年7月23日授权于Trokhan等人)；US5,510,000(1996年4月23日授权于Phan等人)；US5,415,737(1995年5月16日授权于Phan等人)；和转让给金伯利克拉克公司的EP 0 688 901 A2(1995年12月12日出版)；在此将其引入作为参考。

另外，也可以使用酯官能季铵化合物的二季铵变体，并且所述变体也落入本发明的范围内。这些化合物的结构式如下：

在上述结构中，每个R₁为C₁-C₆烷基或羟烷基基团，R₃为C₁₁-C₂₁烃基基团，n为2-4,X^-为合适的阴离子，如卤化物(例如氯化物或溴化物)或甲基硫酸根。优选的是，每个R₃为C₁₃-C₁₇烷基和/或烯基，最优选的是每个R₃为直链C₁₅-C₁₇烷基和/或烯基，R₁为甲基。

顺便要指出的是，不希望被理论束服，据信，上述季铵化合物的酯部分将给所述化合物提供生物降解性的量度。重要的是，在本发明中使用的酯官能季铵化合物，与常规二烷基二甲基铵化学柔软剂相比能更为迅速地生物降解。

如果季铵成份伴随有适当的增塑剂，那么使用如上所述的季铵成份将是最为有效的。在此使用的术语增塑剂指的是：在给定温度下能降低季铵成份熔点和粘度的成份。增塑剂可在制备季铵成份的季铵化步骤期间添加，或可以在季铵化之后但在作为柔软活性成份应用之前添加。增塑剂的特征在于在季铵化合物化学合成期间基本上是惰性的，其中它能起粘度降低剂的作用，以便帮助合成。优选的增塑剂是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，其中分子量为约200至约600的聚乙二醇是特别优选的。当在制备季铵成份期间添加所述增塑剂时，它们占所制备产品的约5％至约75％。特别优选的混合物包含约15％至约50％的增塑剂。

载体

在此使用的“载体”用来稀释在此所述的组合物的活性成份，以便形成本发明的分散体。载体可以溶解所述组分(真溶液或胶束溶液)或所述组分可以完全分布于载体中(分散体，乳液或泡沫相)。悬浮液或乳液的载体通常是其连续相。也就是说，分散体或乳液的其它组分以分子水平或独立颗粒或分子聚集体的形式分散在整个载体中。

就本发明而言，载体所起的一个作用是稀释柔软活性成份的浓缩物，以致使所述成份可以有效且经济地使用。这样的稀释组合物更容易稀释至使用浓度，而无需复杂的加工处理设备。

另外还发现，载体和包含所述载体的柔软组合物特别适合于帮助柔软活性成份以工业规模掺入薄页纸幅中。

尽管柔软成份能溶解于载体中，并在其中形成溶液，但用作合适柔软活性成份的溶剂的材料，就安全性和环境原因，在工业上并不是希望的。因此，就本发明而言，适合于供载体使用的材料必须与在此所述的柔软活性成份相容，与和本发明的柔软组合物一起使用的薄页纸基材相容。此外，合适的材料必须不含任何产生安全性问题的成份(在薄页纸制备过程中或对使用本文所述的柔软组合物的薄页纸产品的使用者来说)且不会产生不可接受的环境问题。就本发明的载体而言，合适的材料包括羟基官能的液体，最优选的是水。

电解质

尽管水是供本发明的载体用的特别优选的物质，但单独将水用作载体并不是优选的。具体地说，当本发明的柔软活性成份以适合于施用至薄页纸幅上的水平分散于水中时，该分散体将具有不可接受的高粘度。不被理论束服，据信，将水和本发明的柔软活性成份复合形成的分散体将产生具有高粘度的液晶相。具有所述高粘度的组合物难于稀释，而不能用于生产薄页纸幅的方法中来柔软纸幅。

业已发现，借助简单地将合适的电解质添加至载体中，柔软活性成份在水中的分散体粘度能大大地降低，同时保持柔软活性成份在柔软组合物中的希望的高含量。另外，不被理论束服，据信，电解质将屏蔽双层和小泡周围的电荷，减少相互间的作用，并减少运动阻力，从而使体系的粘度下降。另外，也不被理论束服，电解质能在小泡壁间产生渗透压差，这往往会通过小泡壁抽出内部的水份，减小小泡的尺寸并提供更为“游离”的水，这再次将造成粘度下降。

就适合于供本发明的载体使用的材料并且能有效地降低柔软活性成份的水分散体的粘度而言，满足上述总体要求的电解质适合用于本发明的载体中。特别是，满足上述要求的任一已知的水溶性电解质均可包括在本发明柔软组合物的载体中。当存在电解质时，其用量可高达柔软组合物重量的约25％重量，但优选不大于柔软组合物重量的约15％重量。优选的是，电解质用量，以无水电解质重量计，在柔软组合物重量的约0.1％和约10％重量之间。更优选的是，电解质的用量在柔软组合物重量的约0.3％和约1.0％重量之间。电解质的最小用量为足以提供希望粘度的量。分散体通常显示出非牛顿流变性，并且是剪切稀化的，当利用下面测试方法部分所述的方法，在25℃和100秒^-1剪切率下进行测量时，具有通常约10厘泊(cp)至约1000cp的希望粘度。合适的电解质包括：碱金属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：简单有机酸的碱金属盐和碱土金属盐，如甲酸钠和乙酸钠，以及相应的铵盐。优选的电解质包括：钠，钙和镁的氯化物盐。氯化钙是本发明柔软组合物特别优选的电解质。不被理论束服，据信，钙离子的二价性质使之在降低柔软活性成份的小泡分散体的粘度时是特别有效的。如果需要，各种电解质的相容性掺混物也是适用的。

双层破坏剂

双层破坏剂是本发明的必要组分。正如上面所示出的那样，尽管载体，特别是溶解于其中的电解质组分在制备本发明纤维素结构时起主要的作用，但也希望柔软活性成份的浓度最大化，同时保持可接受的粘度。如上所述，添加电解质能使柔软组合物中柔软活性成份的浓度增加，而不过度地增加粘度。然而，如果使用过多的电解质，将会发生相分离。业已发现，将双层破坏剂添加至柔软组合物中，将使更多的柔软活性成份能够掺入其中，同时将粘度保持在可接受的水平。在此使用的“双层破坏剂”是有机物质，当与柔软活性成份在载体中的分散体混合时，它与载体或柔软活性成份的至少一种相容，并将使分散体的粘度下降。

不被理论束服，据信，双层破坏剂通过渗透柔软活性成份在载体中的分散体的液晶结构的栅栏(palliside)层并破坏液晶结构的顺序而起作用。所述破坏作用据信将减少疏水界面处的界面张力，因此将促进柔韧性，并使粘度降低。在此使用的术语“栅栏层”，意思是描述亲水基团和疏水层中开始的几个碳原子之间的区域(M.J.Rosen，表面活性剂和界面现象，第二版，第125页和126页)。

除提供上述粘度降低益处以外，适合于用作双层破坏剂的材料应当与柔软组合物的其它组份相容。例如，合适的材料应当不与足以使柔软组合物损失柔软能力的其它组份反应。

用于本发明组合物中的双层破坏剂优选是表面活性物质。所述物质包含疏水部分和亲水部分。优选的亲水部分是聚烷氧基化基团，优选的是聚乙氧基化基团。这样的优选物质的用量在柔软活性成份用量的约1％和约15％之间。优选的是，双层破坏剂的含量在柔软活性成份用量的约2％和约10％之间。

特别优选的双层破坏剂是：由饱和和/或不饱和的、伯和/或仲胺，酰胺，氧化胺脂肪醇，脂肪酸，烷基苯酚，和/或烷基芳基羧酸化合物衍生得到的非离子表面活性剂；优选的是，每种材料的疏水链，更优选的是烷基或烯基链中含有约6至约22，更优选约8至18个碳原子；其中所述化合物的至少一个活性氢被环氧乙烷部分乙氧基化，其中环氧乙烷部分小于等于50，优选小于等于30，更优选约3至约15，更为优选的是约5至约12；以便提供约6至约20，优选约8至约18，更为优选约10至约15的HLB值。

合适的双层破坏剂还包括：选自如下a,b,c的带有庞大端基的非离子表面活性剂和合适相稳定剂：

a．下式的表面活性剂：

R¹-C(O)-Y’-[C(R⁵)]_m-CH₂O(R₂O)_zH式中R¹选自：饱和或不饱和的、伯、仲或支链的烷基或烷基-芳基烃；所述烃链的长度从约6至22；Y’选自下列基团：-O-；-N(A)-；及其混合物；而A选自下列基团：H；R¹；-(R²-O)_z-H；-(CH₂)_xCH₃；苯基，或取代的芳基，其中0≤x≤约3,z为约5至约30；每个R²选自下列基团或下列基团的混合物：-(CH₂)_n-和/或-[CH(CH₃)CH₂]-；每个R⁵选自下列基团：-OH；和-O(R²O)_z-H；m为约2至约4；

b．下式的表面活性剂：

式中Y″=N或O；每个R⁵独立地选自如下基团：-H,-OH,-(CH₂)_xCH₃,-O(OR²)_z-H,-OR¹,-OC(O)R¹和-CH(CH₂-(OR²)_z″-H)-CH₂-(OR²)_z′-C(O)R¹,x和R¹如上定义并且5≤z,z′和z″≤20，更优选的是，5≤z+z′+z″≤20，最优选的是，杂环为五元环，其中Y″=O，一个R⁵为-H，两个R⁵为-O(R²O)_z-H，至少一个R⁵是下列结构：-CH(CH₂-(OR²)_z″-H)-CH₂-(OR²)_z′-C(O)R¹，其中8≤z+z′+z″≤20,R¹为8-20碳原子并且无芳基的烃；

c．下式的多羟基脂肪酸酰胺表面活性剂：

R²-C(O)-N(R¹)-Z式中：每个R¹为H,C₁-C₄烃基，C₁-C₄烷氧基烷基，或羟烷基；R²为C₅-C₃₁烃基部分；每个Z为具有线性烃基链的多羟基烃基部分，其中至少3个羟基直接连接至所述烃基链上，或者其乙氧基化衍生物；每个R’为H或环状的单糖或多糖，或其烷氧基化衍生物；和

合适的相稳定剂也包括：由一种表面活性剂离子与适于降低稀释粘度的相反电荷的表面活性剂离子或电解质离子中和所形成的表面活性剂配合物。

双层破坏剂的代表性例子包括：

(1)-烷基或烷基-芳基烷氧基化非离子表面活性剂

合适的烷基烷氧基化非离子表面活性剂通常由饱和或不饱和的、伯、和仲脂肪醇，脂肪酸，烷基苯酚，或烷基芳基羧酸(例如苯甲酸)衍生得到，其中活性氢被小于等于约30个烯化氧，优选环氧乙烷部分(例如环氧乙烷和/或环氧丙烷)烷氧基化。在此使用的这些非离子表面活性剂在烷基或烯基链上优选具有约6至约22个碳原子，并且是直链构形，优选为具有约8至约18个碳原子的直链构形，其中烯化氧优选存在于伯位，每烷基链中烯化氧的平均数量小于等于约30摩尔，更优选的是约3至约15摩尔烯化氧，最优选约6至约12摩尔烯化氧。优选的这类材料还具有低于约70°F(21℃)的倾点，和/或在这些柔软组合物中不固化。带有直链的烷基烷氧基化表面活性剂的例子包括：得自壳牌公司的Neodol^91-8,23-5,25-9,1-9,25-12,1-9，和45-13，得自BASF的Plurafac^B-26和C-17，以及得自ICI Surfactants的Brij^76和35。烷基-芳基烷氧基化表面活性剂的例子包括：得自Huntsman的Surfonic N-120，得自Rhone Poulenc的Igepal^CO-620和CO-710，得自联合碳化物公司的Triton^N-111和N-150，得自Dow的Dowfax^9N5以及得自BASF的Lutensol^AP9和AP14。

(2)-烷基或烷基-芳基胺或氧化胺非离子烷氧基化表面活性剂

具有胺官能度的合适的烷基烷氧基化非离子表面活性剂通常由：被转换化胺或胺氧化物的、饱和或不饱和的、伯和仲脂肪醇，脂肪酸，脂肪甲基酯，烷基苯酚，烷基苯甲酸酯和烷基苯甲酸衍生得到；并且所述表面活性剂还被仲烷基或烷基-芳基烃取代或不取代，所述烃带有在胺官能团处连接的一个或两个烯化氧链，并且每个链含有≤约50摩尔烯化氧部分(例如环氧乙烷和/或环氧丙烷)每摩尔胺。在此使用的胺，酰胺或氧化胺表面活性剂具有约6至约22个碳原子，并且是直链构形或支链构形，优选有一个从约8至约18个碳原子的直链构形的烃，其中一个或两个烯化氧链连接至胺部分上，每个胺部分上烯化氧平均数量小于等于约50，更优选的是约3至约15摩尔烯化氧，最优选的是在胺部分上的单个烯化氧链包含约6至约12摩尔烯化氧每个胺部分。优选的这类材料还具有低于约70°F(21℃)的倾点，和/或在这些柔软组合物中不固化。乙氧基化胺表面活性剂的例子包括：得自Rhone Poulenc的Berol^397和303和得自Akzo的Ethomeensu^C/20,C25,T/25,S/20,S/25和Ethodumeens^T/20和T25。

优选的是，烷基或烷基-芳基烷氧基化表面活性剂以及烷基或烷基-芳基胺，酰胺，和氧化胺烷氧基化物这样的化合物具有下列通式：

R¹ _m-Y-[(R²-O)_z-H]_p式中每个R¹选自：饱和或不饱和，伯，仲或支链的烷基或烷基-芳基烃；所述的烃链优选具有约6至约22个碳原子，更优选约8至约18个碳原子，更为优选的是约8至约15个碳原子，优选的是线性的并且没有芳基部分；其中每个R²选自下列基团或下列基团的混合物：-(CH₂)_n-和/或-[CH(CH₃)CH₂]-；式中约1＜n≤约3；Y选自下列基团：-O-；-N(A)_q-；-C(O)O-；-(O←)N(A)_q-；-B-R³-O-；-B-R³-N(A)_q-；-B-R³-C(O)O-；-B-R³-N(→O)(A)-；及其混合物；其中A选自下列基团：H；R¹；-(R²-O)_z-H；-(CH₂)_xCH₃；苯基，或取代的芳基，其中0≤x≤约3,B选自下列基团：-O-；-N(A)-；-C(O)O-；及其混合物，其中A如上述定义；并且其中每个R³选自下列基团：R²；苯基；或取代的芳基。在每个烷氧基链中的末端氢能被短链C_1-4烷基或酰基取代，以便“封住”烷氧基链。z为约5至约30。p为乙氧基化物链的数量，通常为1或2，优选为1,m为疏水链的数量，通常为1或2，优选为1,q为完成所述结构的数量，通常为1。

优选的结构是这样的物质，其中m=1,p=1或2，并且5≤z≤30,q为1或0，但当p=2时，q必须为0；更优选的是这样的结构，其中m=1,p=1或2，并且7≤z≤20；更为优选的是这样的结构，其中m=1,p=1或2，并且9≤z≤12。优选的y为0。

(3)-烷氧基化的和非烷氧基化的带有庞大端基的非离子表面活性剂

带有庞大端基的合适的烷氧基化和非烷氧基化双层破坏剂通常由饱和或不饱和的，伯和仲脂肪醇，脂肪酸，烷基苯酚，以及烷基苯甲酸衍生得到，其中所述的这些物质由碳水化合物基团或杂环端基衍生得到。然后可以用更多的烷基或烷基-芳基烷氧基化烃或非烷氧基化烃对该结构进行取代或不取代。杂环或碳水化合物被一个或多个烯化氧链(例如环氧乙烷和/或环氧丙烷)进行烷氧基化，每个链具有≤约50，优选≤约30摩尔烯化氧每摩尔杂环或碳水化合物。在此使用的在碳水化合物或杂环表面活性剂上的烃基团具有约6至约22个碳原子，并且为直链构形，优选有一个约8至约18个碳原子的烃基，所述烃基带有一个或两个烯化氧链碳水化合物或杂环部分，其中所有存在的每个烯化氧链包含平均数目为约50，优选≤约30摩尔的碳水化合物或杂环部分，更优选的是从约3至约15摩尔烯化氧每个烯化氧链，而最优选的是每个表面活性剂分子总计包含约6和约12摩尔的烯化氧，其中包括在烃链上的和杂环或碳水化合物部分上的烯化氧。该类双层破坏剂的例子是得自ICI Surfactants的Tween^40,60，和80。

优选的是，带有庞大端基的烷氧基化和非烷氧基化的非离子表面活性剂具有下列通式：

R¹-C(O)-Y’-[C(R⁵)_m]-CH₂O(R₂O)_zH式中R¹选自：饱和或不饱和的、伯、仲或支链的烷基或烷基-芳基烃；所述烃链的长度为约6至22；Y’选自下列基团：-O-；-N(A)-；及其混合物；而A选自下列基团：H；R¹；-(R²-O)_z-H；-(CH₂)_xCH₃；苯基，或取代的芳基，其中0≤x≤约3,z为约5至约30；每个R²选自下列基团或下列基团的混合物：-(CH₂)_n-和/或-[CH(CH₃)CH₂]-；每个R⁵选自下列基团：-OH；和-O(R²O)_z-H；m为约2至约4；

该类表面活性剂的另一有用的通式是：

式中Y″=N或O；每个R⁵独立地选自如下基团：-H,-OH,-(CH₂)_xCH₃,-(OR²)_z-H,-OR¹,-OC(O)R¹，和-CH(CH₂-(OR²)_z″-H)-CH₂-(OR²)_z′-C(O)R¹，其中x,R¹和R²如上文D部分的定义并且z,z′，和z″均为约≥5至≤约20，更优选的是，约5≤z+z′+z″≤约20。在特别优选的该结构中，杂环为五元环，其中Y″=O，一个R⁵为-H，两个R⁵为-O-(R²O)_z-H，至少一个R⁵是下列结构：-CH(CH₂-(OR²)_z″-H)-CH₂-(OR²)_z′-OC(O)R¹，其中约8≤z+z′+z″≤约20,R¹为约8-20碳原子并且无芳基的烃。

另一类能使用的表面活性剂是下式的多羟基脂肪酸酰胺表面活性剂：

R⁶-C(O)-N(R⁷)-W式中：每个R⁷为H,C₁-C₄烃基，C₁-C₄烷氧基烷基，或羟烷基，例如2-羟乙基，2-羟丙基等，优选为C₁-C₄烷基，更优选为C₁或C₂烷基，最优选为C₁烷基(例如甲基)或甲氧基烷基；R⁶为C₅-C₃₁烃基部分，优选为直链C₇-C₁₉烷基或烯基，更优选为直链C₉-C₁₇烷基或烯基，最优选为C₁₁-C₁₇烷基或烯基，或其混合物；W为具有线性烃基链的多羟基烃基部分，其中至少3个羟基直接连接至所述烃基链上，或者其乙氧基化衍生物(优选乙氧基化或丙氧基化)。W优选由还原胺化反应中的还原糖衍生得到；更优选的是，W是葡糖基(glycityl)部分。W优选选自下列基团：-CH₂-(CHOH)_n-CH₂OH,-CH(CH₂OH)-(CHOH)_n-CH₂OH,-CH₂-(CHOH)₂(CHOR’)(CHOH)-CH₂OH，式中n为3-5的整数，包括3和5，每个R’为H或环状的单糖或多糖，或其烷氧基化衍生物。最优选的是其中n=4的萄糖基，特别是-CH₂-(CHOH)₄-CH₂O。上述W部分的混合物是理想的。

例如，R⁶为N-甲基，N-乙基，N-丙基，N-异丙基，N-丁基，N-异丁基，N-2-羟乙基，N-1-甲氧丙基，或N-2-羟丙基。

R⁶-CO-N＜例如可以是椰油(cocamide)，硬脂酰胺，油酰胺，月桂酰胺，肉豆蔻酰胺，癸酰胺，棕榈酰胺，牛脂酰胺等。

W为1-脱氧葡糖基(glucityl),2-脱氧果糖基(fructityl),1-脱氧麦芽糖基(maltityl),1-脱氧乳糖基(lactityl),1-脱氧半乳糖基(galactityl),1-脱氧甘露糖基(mannityl),1-脱氧麦芽三糖基(maltotriotityl)等。

(4)-烷氧基化阳离子季铵表面活性剂

适用于本发明的烷氧基化阳离子季铵表面活性剂通常由：被转化成能或不能进一步与另外的长链烷基或烷基-芳基基团反应的胺的脂肪醇，脂肪酸，脂肪甲基酯，烷基取代的苯酚，烷基取代的苯甲酸，和/或烷基取代的苯甲酸酯，和/或脂肪酸衍生得到；所述胺化合物然后与一个或两个烯化氧链进行烷氧基化，每个链具有≤约50摩尔的烯化氧部分(例如环氧乙烷和/或环氧丙烷)每摩尔胺。典型的该类物质是由脂族饱和或不饱和、伯、仲、或支链的胺的季铵化作用而得到的产物，所述胺有1个或2个约6至约22个碳原子的烃链，所述烃链在胺原子上被一个或两个烯化氧链烷氧基化，并且每个链有小于等于约50个烯化氧部分。在此使用的胺烃有约6至约22个碳原子，并且是直链或支链构形，优选的是，在直链构形中有一个约8至约18个碳原子的烷基烃基团。合适的季铵表面活性剂由连接至胺部分上的一个或两个烯化氧链制得，每个烷基链上平均含≤约50摩尔的烯化氧，更优选的是约3至约20摩尔的烯化氧，最优选的是约5至约12摩尔烯化氧每个疏水基团，例如每个烷基基团。该类优选的材料还具有低于约70°F(21℃)的倾点，和/或在这些柔软组合物中不固化。合适的这类双层破坏剂的例子包括：得自Akzo的Ethoquad^18/25,C25和O/25和得自Witco的Variquat^-66(软牛脂烷基二(多氧乙基)乙基硫酸铵，总乙氧基单元约16)。

优选的是，铵烷氧基化阳离子表面活性剂的化合物具有下列通式：

{R¹ _m-Y-[(R²-O)_z-H]_p}⁺X^-式中R¹和R²如上文D部分的定义；

Y选自下列基团：=N⁺-(A)_q；-(CH₂)_n-N⁺-(A)_q；B-(CH₂)_n-N⁺-(A)₂；-(苯基)-N⁺-(A)_q；-(B-苯基)-N⁺-(A)_q；其中n为约1至约4。

每个A独立地选自下列基团：H,R¹,-(R²O)_z-H；-(CH₂)_xCH₃；苯基，和取代的芳基；其中0≤x≤约3；B选自下列基团：-O-；-NA-；-NA₂；-C(O)O-；和-C(O)N(A)-；其中R²如前定义；q=1或2；和

X^-为与柔软组合物的柔软活性成份和其它组份相容的阴离子。

优选的结构是这样的物质，其中m=1,p=1或2，并且约5≤z≤约50，更优选的是这样的结构，其中m=1,p=1或2，并且约7≤z≤约20，最优选的是这样的结构，其中m=1,p=1或2，并且约9≤z≤约12。

(5)-烷基酰胺烷氧基化的非离子表面活性剂

合适的表面活性剂具有如下结构：

R-C(O)-N(R⁴)_n-[(R¹O)_x(R²O)_yR³]_m式中R为C_7-21的线性烷基，C_7-21的支链烷基，C_7-21的线性烯基，C_7-21的支链烯基，及其混合物。优选的是R为C_8-18的线性烷基或烯基。

R¹为-CH₂-CH₂-,R²为C₃-C₄线性烷基，C₃-C₄支链烷基，及其混合物；优选的是R²为-CH(CH₃)-CH₂-。包含R¹和R²的单元混合物的表面活性剂优选包含约4至约12个-CH₂-CH₂-单元以及约1至约4个-CH(CH₃)-CH₂-单元。这些单元可以交替或以适合于配方的任何混合物的形式组合在一起。优选的是，R¹单元和R²单元之比为约4∶1至约8∶1。优选的是，R²单元(即-CH(CH₃)-CH₂-)连接至氮原子上，然后是包含约4至约8个-CH₂-CH₂-单元的链剩余部分。

R³是H,C₁-C₄的线性烷基，C₃-C₄的支链烷基，及其混合物；优选的是氢或甲基，更优选的是氢。

R⁴是H,C₁-C₄的线性烷基，C₃-C₄的支链烷基，及其混合物；优选的是氢。当指数m等于2时，指数n等于0并且R⁴单元不存在。

指数m为1或2，指数n为0或1，前提条件是m+n等于2；优选的是m等于1且n等于1，形成一个-[(R¹O)_x(R²O)_yR³]单元并且R⁴存在于氮原子上。指数x为0至约50，优选为约3至约25，更优选为约3至约10。指数y为0至约10，优选为0，然而，当指数y不等于0时，y为1至约4。优选的是，所有烯化氧单元均为乙烯氧基单元。

合适的乙氧基化烷基酰胺表面活性剂的例子是得自Witco的Rewopal^C6，得自Stepan的Amidox^C5，和得自Akzo的Emomid^O/17和Ethomid^HT/60。

柔软组合物的少量组份

载体也能包含如现有技术中已知的少量成份。其例子包括：当使用本发明的柔软组合物时，用于调节pH的无机酸或缓冲体系(对于某些柔软活性成份而言要求保持水解稳定性)和作为减少发泡的加工助剂的消泡成份(例如得自道康宁公司(Midland,MI)的聚硅氧烷乳液)。

也可以使用稳定剂来改善分散体的均匀性和贮存期限。例如，为此目的，可以包括入乙氧基化聚酯，如得自Clariant公司(Charlotte,NC)的HOES4060。

形成柔软组合物

如上所述，本发明的柔软组合物是柔软活性成份在载体中的分散体。取决于所选的柔软活性成份、希望的施加量和其它因素，如可能需要组合物中特定用量的柔软活性成份，柔软活性成份的用量可以在组合物重量的约10％和约50％之间改变。优选的是，柔软活性成份占组合物的约25％至约45％。更优选的是，柔软活性成份占组合物的约30％至约40％。非离子表面活性剂的含量为柔软活性成份的用量约1％至约15％，优选的是约2％至约10％。取决于用来生产柔软活性成份的方法，柔软组合物也可以包含约2％至约30％，优选约5％至约25％的增塑剂。如上所述，载体的优选的主要组份是水。此外，载体优选包含碱金属或碱土金属卤化物电解质并且可以包含调节pH，控制发泡，或有助于分散体稳定性的少量成份。下面描述特别优选的本发明的柔软组合物的制备方法。

特别优选的本发明的柔软组合物(组合物1)按如下进行制备。各物质更为具体地在接着该说明的详述组合物1的表中限定。加热适量水(额外添加以补偿蒸发损失)至约165°F(75℃)。添加盐酸(25％溶液)和消泡剂成份。通过将柔软活性成份，增塑剂和非离子表面活性剂的掺混物加热至约150°F(65℃)，而使之熔融。然后将柔软活性成份，增塑剂，和非离子表面活性剂的熔融混合物慢慢添加至加热的酸性水相中，混合至使分散相均匀地分布于整个载体中。(聚乙二醇的水溶解性可能将其带入连续相中，但这对于本发明并不是关键性的，更为疏水的并因此保持与季铵化合物的烷基链缔合的增塑剂也落在本发明的范围之内)。在柔软活性成份彻底分散之后，间歇混合地添加部分氯化钙(作为2.5％的溶液)，以便提供降低的起始粘度。然后，在持续搅拌下，慢慢地将稳定剂添加至混合物中。最后，在持续混合下，添加剩余的氯化钙(作为25％的溶液)。

组合物1

组份浓度

连续相

水平衡至100％

电解质¹ 0.6％

消泡剂² 0.2％

双层破坏剂³ 1.0％

盐酸⁴ 0.04％

增塑剂⁵ 19％

稳定剂⁶ 0.5％

分散相

柔软活性成份⁵ 40.0％

1．0.38％得自2.5％的氯化钙水溶液和0.22％得自25％的氯化钙水溶液

2．聚硅氧烷乳液(10％活性物)-由道康宁公司(Midland,MI)面市的DowComing2310^

3．合适的非离子表面活性剂得自壳牌化学公司(Houston,TX)，商品名为NEODOL91-8

4．以25％溶液的形式得自J.T.Baker化学公司(Phillipsburg,NJ)

5．得自Witco化学公司(Dublin OH)，借助预混合得到的双层破坏剂，增塑剂和柔软活性成份(约2份Neodol91-8，约29份聚乙二醇400，和约69份牛脂二酯季铵)

6．稳定剂是得自Clariant公司(Charlotte,NC)的HOE S4060。

最终的化学柔软组合物是：适于施加至如下所述纤维素结构的乳状、低粘度的分散体，以便给所述结构提供希望的触觉柔软度。所述组合物显示出剪切稀化的非牛顿粘度。合适的是，当在25℃和100秒^-1的剪切率下，利用下面测试方法部分所述的方法进行测量时，所述组合物的粘度低于约1000厘泊(cp)。优选的是，所述组合物的粘度低于约500cp。更优选的是，粘度低于约300cp。

由于化学组合物具有相对高的活性成份浓度，因此作为液体，它易于加工处理并且易于从制备地运送至使用地。在使用地，能方便地将组合物浓缩物稀释至使用浓度。为了能适当地将柔软活性成份计量加入造纸方法中，稀释步骤是必须的。即，在常规的造纸方法中，将相当大量低浓度柔软活性成份的分散体计量加入适当的工艺物流中。应认识的是，使用浓度取决于若干个因素，包括：计量步骤的处理能力，柔软活性成分的理想添加量，各种工艺物流的流率和如本领域普通技术人员应当理解的其它因素。业已发现，使用浓度的适当范围在约0.5％和约10％之间，其中浓度以柔软活性成份的重量百分比表示。优选的是，使用浓度在约0.5％和约5％之间，更优选的是，在约0.5％和约2％之间。特别优选的是，使用浓度约为1％。

任选的化学添加剂

只要其它的物质与柔软组合物的化学性相容并且不明显且有害地影响本发明的柔软度或强度性能，它们能添加至含水造纸配料中或纸胚中，以便赋予产品以其它希望的特性，或改善造纸方法。特别是，它们可以包括下列材料，但所提供的这些材料并不包括所有材料。只要其它物质不干扰或抵消本发明的优点，它们也可以包括在本发明的配方中。

通常将阳离子电荷偏倚的物质添加至造纸过程中，以控制输送至造纸过程中时含水造纸配料的ζ-电位。由于绝大多数固体具有负表面电荷这样的性质，包括纤维素纤维和细小物质以及大多数无机填料的表面，因此，使用这些物质。一种传统上使用的阳离子电荷偏倚的物质是明矾。近年来，现有技术中借助使用相对低分子量阳离子合成聚合物而进行电荷偏倚，所述聚合物的分子量优选不大于约500,000；更优选不大于约200,000；更为优选的是约为100,000。所述低分子量阳离子合成聚合物的电荷密度相对较高。这些电荷密度的范围为约4至约8克当量阳离子氮每千克聚合物。举例性的物质是Cypro514^,Cytec,Inc.(Stamford,CT)的产品。在本发明的实践中允许使用所述的材料。

在现有技术中教导了：为了改善匀度，滤水性，强度以及留着率，可以使用高表面积，高阴离子电荷的微粒。例如参见US5,221,435(1993年6月22日授权)，在此将其引入作为参考。为此目的常用的材料是二氧化硅胶体，或膨润土。特别是，掺入这些材料包括在本发明的范围内。

如果希望永久湿强度，那么可以将下列这类化学剂添加至造纸配料中或添加至纸胚中：聚酰胺-表氯醇，聚丙烯酰胺，苯乙烯-丁二烯胶乳；不溶性聚乙烯醇；脲-甲醛；聚乙烯亚胺；脱乙酰壳多糖聚合物及其混合物。优选的树脂是阳离子湿强度树脂，如聚酰胺-表氯醇树脂。合适种类的所述树脂描述于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)中，在此将其引入作为参考。有用的聚酰胺-表氯醇树脂的市场来源是Hercules,Inc.(Wilmington,Delaware)，该公司以商标Kymene557H^销售所述树脂。

由于需要通过厕所将许多纸产品处理进入化粪体系或下水道，因此当湿润时它们必须具有有限的强度。如果将湿强度赋予这些产品的话，优选是特征在于在处于水中时其部分或全部起始强度将衰减的短效湿强度。如果希望短效湿强度，那么可以选择如下粘合剂材料：如由National StarchandChemical Company(Scarborough,ME)提供的Co-Bond 1000^；由Cytec(Stamford,CT)提供的Parez 750^；和US4,981,557(1991年1月1日授权于Bjorkquist，在此将其引入作为参考)中描述的树脂；以及现有技术中已知的具有上述衰减性能的其它树脂。

如果需要增强的吸收性，那么可以使用表面活性剂来处理本发明的薄页纸幅。如果使用的话，表面活性剂的用量，以薄页纸幅的干纤维重量计，优选为约0.01％至约2.0％重量。所述表面活性剂优选具有带八个或更多个碳原子的烷基链。举例性的阴离子表面活性剂包括：线性烷基磺酸盐和烷基苯磺酸盐。举例性的非离子表面活性剂包括：烷基苷类，包括烷基苷的酯，如得自Croda,Inc.(New York,NY)的Crodesta SL-40^；在US4,011,389(1977年3月8日授权于Langdon等人)中描述的烷基苷醚；以及烷基聚乙氧基化酯，如得自Glyco Chemicals,Inc.(Greenwich,CT)的Pegosperse 200ML和得自Rhone Poulenc Corporation(Cranbury,NJ)的IGEPAL RC-520^。另外，具有高度不饱和的(单和/或多)和/或支链的烷基基团的阳离子柔软活性成份能大大地增强吸收性。

本发明的纤维素结构还能包含其它类化学柔软剂。例如，另一类造纸添加的化学柔软剂包含：熟知的有机活性聚二甲基硅氧烷成份，包括最为优选的氨基官能的聚二甲基硅氧烷。

填料也可以掺入本发明的薄页纸中。US5,611,890(1997年3月18日授权于Vinson等人，在此引入作为参考)披露了加填料的薄页纸产品，该产品作为本发明的基材是可以接受的。

上面列出的选择性化学添加剂只是举例性的，并不意味着限定本发明的范围。

添加方法

配料制备

参考图2进一步深入了解含水造纸配料的制备方法，图2是阐明用于起皱造纸操作的含水造纸配料制备方法的简要图示，以便得到本发明的产品。下面的讨论参照图2。

储罐8是本发明低粘度化学柔软组合物的储存器。管子9提供稀释水，以降低柔软活性成份的浓度至合适的使用浓度。泵10用来输送柔软活性成份的稀释的小泡分散体。该分散体在混合器12中任选进行调理，以有助于形成小泡。得到的分散体13输送至与精制的相对较长的造纸纤维水分散体混合的位置。

仍参考图2，为使相对长造纸纤维的含水浆液分级分离而提供储罐1。所述浆液借助泵2进行输送并且任选地通过精浆机3，以便充分开发长造纸纤维的强度潜力。如果需要，可以用设置在泵2和精浆机3之间的管27来添加阳离子解离剂，以便补偿带电的细小物质，以便最少地使用在该方法的后续阶段中添加的其它物质。如果需要，添加剂管4输送树脂，以便给最终产品提供湿强度或干强度。然后再次在混合器5中对浆液进行调理，以有助于树脂的吸收。在与柔软活性成份13的小泡分散体混合之后，该混合物将变成相对长纤维基的含水造纸浆液17。另外，还可以在混合器25中对浆液进行调理，以有助于柔软活性成份的吸收。然后，在混合浆泵6中，用白水7稀释适合调理的浆液，形成稀释的长造纸纤维浆液29。管20将阳离子絮凝剂添加至浆液29中，生产出絮凝的相对长纤维的浆液22。

仍参考图2，相对短造纸纤维的浆液源自储存器11，由此，借助泵14将浆液输送通过管49，然后通过精浆机15，然后，所述浆液变成相对短造纸纤维16的精制的浆液。白水7在混合浆泵18中与浆液16混合，在混合浆泵中，该浆液变成稀释的含水造纸浆液19。管21将阳离子絮凝剂引入浆液19中，然后，浆液变成絮凝的基于相对短纤维的含水造纸浆液23。

在造纸方法的一实施方案中，絮凝的相对短纤维基含水造纸浆液23用于图1阐明的起皱造纸方法，并且分成两份相等的物流，然后将它们引入网前箱室82和83中，最终分别形成强韧、柔软起皱薄页纸的背离扬克式烘缸层75和扬克式烘缸层71。同样地，优选将图2所述絮凝的相对长造纸纤维的含水浆液22引入网前箱室82b上，最终形成强韧、柔软起皱薄页纸的中心层73。

起皱造纸方法

图1是阐明生产强韧、柔软起皱薄页纸的起皱造纸方法的简明示图。这些优选的实施方案描述于其中参考图1的下面的讨论中。图1是用于制备本发明纸张的优选造纸机80的侧视图。参考图1，造纸机80包含：有顶室82、中间室82b和底室83的多层网前箱81，堰板84，和长网85，所述长网85沿胸辊86，挡水板90，真空吸水箱91，伏辊92，以及许多转向辊94循环运行。在操作时，将一种造纸配料泵送通过顶室82，将第二造纸配料泵送通过中间室82b，而第三配料泵送通过底室83，并且以上下关系从堰板84排至长网85上，以便在其上形成包含层88a,88b和88c的纸胚88。通过长网并在挡水板90和真空吸水箱91的帮助下进行脱水。当长网沿箭头所示方向返回时，在其再一次开始通过胸辊86之前，喷水管95对其进行清洗。借助真空引纸箱97的作用，将纸胚88传递至多孔承载织物96上。承载织物96将纸幅从引纸区93输送通过真空脱水箱98，通过通风预干燥器100并通过两个转向辊101，然后借助压辊102的作用将纸幅传递至扬克式烘缸108上。当承载织物96通过另外的转向辊101，喷水管103以及真空脱水箱105完成其循环时，对其进行清洗并脱水。在由喷雾器109施加的粘合剂的帮助下，预干燥的纸幅附着在扬克式烘缸的圆柱表面上。在蒸汽加热的扬克式烘缸108上并借助热空气完成干燥，所述热空气是借助未示出的装置通过干燥罩110进行加热循环的。然后借助刮刀111，从扬克式烘缸108使纸幅进行干起皱，然后称之为包含扬克式烘缸层71，中心层73和背离扬克式烘缸层75的纸页70。纸页70然后在压光辊112和113之间通过，绕纸轴115的圆周部分通过，并于设置在轴118上的纸芯117上卷成卷筒纸116。

仍参考图1，纸页70的扬克式烘缸层71的起源是泵送通过网前箱81的底室83的配料，并且该配料直接施加至长网85上，由此形成了纸胚88的层88c。纸页70的中心层71的起源是输送通过网前箱81的室82b的配料，并且该配料在层88c的顶上形成层88b。纸页70的背离扬克式烘缸层75的起源是输送通过网前箱81的顶室82的配料，并且该配料在纸胚88的层88b的顶上形成层88a。尽管图1示出了具有适于制备三层纸幅的网前箱81的纸机80，但网前箱81也可用于制备非层状的，两层或其它多层纸幅。

此外，就在图1的纸机80上制备本发明的纸页70而言，相对于构成短纤维配料的纤维平均长度而言，长网85必须是具有相对小跨距的细网目，以致使进行良好的成形；而相对于构成长纤维配料的纤维平均长度，多孔承载织物96应当具有相对小开口跨距的细网目，从而基本上避免纸胚的织物侧填充入织物96的丝间空间中。另外，就制备举例性纸页70的加工条件而言，在起皱之前，纸幅优选干燥至约80％的纤维稠度，更优选干燥至约95％的纤维稠度。

通常本发明适用于起皱薄页纸，包括但不局限于常规毛毯压榨的起皱薄页纸；高松厚图案致密的起皱薄页纸；和高松厚、未压实的起皱薄页纸。本领域普通技术人员将理解的是，上述方法步骤只是举例性的，其它方法同样落入本发明的范围内。例如，能够提供均匀的配料，其中所述配料可包含：长造纸纤维和短造纸纤维任何希望的混合物，所述纤维已利用类似于上述的处理步骤，用化学柔软活性成份的小泡分散体处理过。提供具有两层薄页纸结构如实施例3和4中所示结构的方法，也在本发明的范围内。

实施例1

本实施例阐明本发明柔软组合物优选实施方案的制备方法。

在化学柔软混合物的制备中使用的物质是：

1．与聚乙二醇400和乙氧基化脂肪醇非离子表面活性剂预混合的、部分氢化的牛脂二酯氯化季铵化合物。所述预混物是：约69％季铵化合物(得自Witco incorporated的Adogen SDMC),29％PEG400(得自J.T.Baker公司(Phillipsburg,NJ))，和2％非离子表面活性剂(得自壳牌化学公司(Huston,TX)，如Neodol91-8)。该掺混物以DXP-5429-14得自Witco。

2．氯化钙颗粒：得自J.T.Baker公司(Phillipsburg,NJ)。

3．聚二甲基硅氧烷：10％活性乳液(DC2310)，得自道康宁公司(Midland,MI.)。

4．盐酸(25％溶液)，得自J.T.Baker公司(Phillipsburg,NJ)。

5．稳定剂HOE S4060，得自Clariant公司(Charlotte,NC)。

这些物质按如下进行制备，以便形成本发明的柔软组合物。

通过首先对所需量的水加热至约75℃而制备化学柔软组合物。然后将盐酸和聚二甲基硅氧烷添加至加热的水中。该水预混物的pH值约为4。然后将季铵化合物，PEG400，以及非离子表面活性剂的预混物加热至约65℃，并搅拌下计量加入水预混物中，直至混合物完全均匀为止。在持续搅拌的同时，以2.5％水溶液的形式添加约一半氯化钙。然后在持续混合下添加稳定剂。在持续搅拌下，借助添加剩余的氯化钙(25％的溶液)，而取得最终的粘度下降。按足以提供具有下列各成份浓度的组合物的比例，混合各组份：

40.1％部分氢化的牛脂二酯氯化季铵化合物

平衡量水

17.2％ PEG400

1.1％ Neodol91-8

0.6％氯化钙

0.5％稳定剂

0.02％聚二甲基硅氧烷

0.02％盐酸

在冷却并添加补充水之后，当利用测试方法部分所述的方法，在25℃和100秒^-1剪切速率下进行测量时，组合物具有约300厘泊(cp)的粘度。

实施例2

本实施例阐明非离子表面活性剂化学组合物对柔软组合物的关键性能-粘度的影响。借助首先制备包含柔软组合物所有成份的母料而配制化学柔软组合物，但其中不包含双层破坏剂。该组合物的配方列于下表1中。

表1

组份浓度(％)

部分氢化的牛脂二酯氯化季铵化合物 41％

水 39

PEG400 19

氯化钙 0.6

稳定剂 0.5

聚二甲基硅氧烷 0.02

盐酸 0.02

然后，借助以用量为1％,2％,3％和4％将可能的双层破坏剂与母料混合而制得试验的柔软组合物。根据下面测试方法部分所述的方法，测量各试验柔软组合物的粘度。另外也测量母料的粘度。表2列出了试验材料，其HLB值(乳化效力的量度)，以及制得的各组合物的粘度。

表2非离子表面活性剂 HLB 浓度(％) 粘度(cp)

Neodol23-3¹ 7.9 0 1.8×10^7*

1 6774

2 4375

3 1549

4 1365

NEODOL23-5¹ 10.7 0 2150^*

1 335

2 260

3 644

4 1285

NEODOL91-8¹ 13.9 0 1.8×10^7*

1 166

2 1583

3 9×10⁵

4 8×10⁶

Surfonic N-120² 14.1 0 6103^*

1 193

2 704

3 7595

4 9×10⁶

Acconon CC-6³ 0 6103^*

1 450

2 421

3 1194

4 1.7×10⁴

Tween 60⁴ 14.9 0 6.4×10^7*

1 215

2 367

3 652

4 2043

Plurafac B25-5⁵ 12.0 0 1029^*

1 442

2 2100

3 2.9×10⁴

4 1.1×10⁷

^*不被理论束服，据信，粘度的改变是由于所使用的高浓度柔软活性成份所致的间歇形成的稳定液晶相所造成的。如上所述，添加双层破坏剂据信将借助破坏液晶相的结构而降低其粘度。

1．乙氧基化脂肪醇，得自壳牌化学公司(Houston,TX)

2．乙氧基化烷基苯酚，得自Huntsman公司(Houston,TX)

3．乙氧基化的癸基/辛基甘油酯，得自Abitec公司(Columbus,OH)

4．POE(20)单硬脂酸脱水山梨醇酯，得自Henkel公司(Charlotte,NC)

5．改性的氧乙基化直链醇，得自BASF公司(Mt.Olive,NJ)

由上面可以看出，这些物质均能大大地将分散体的粘度降低至没有该材料的分散体的粘度以下。

实施例3

本实施例的目的在于阐明使用常规干燥造纸工艺来制备柔软和吸收性的用现有技术化学柔软组合物和湿强度添加剂树脂处理的薄页纸的方法，所述组合物包含固态的二(氢化)牛脂二甲基甲基硫酸铵(DHTDMAMS)和聚氧乙烯二醇400(PEG-400)的预混物。

在本发明实践中使用实验室规模的S型缠绕的双网造纸机。首先，根据US5,474,689制备基本无水的可自乳化的化学柔软组合物，其中将固态的DHTDMAMS和PEG-400的均匀预混物分散于调节的水罐(温度约66℃)中，以便形成亚微米的小泡分散体。

其次，在常规的碎浆机中制备3％重量的脱墨市售浆(DMP)的含水浆液。轻柔地对DMP浆进行精制，并以每吨干纤维重量0.7磅的比率(0.04％)，将湿强度树脂(即Kymene 557H，得自Hercules(Wilmington,DE))的0.25％的溶液添加至DMP浆管中。借助在线混合器增强湿强度树脂吸附至DMP纤维上。在浆泵之前，但在湿强度树脂之后，以每吨干纤维重量约2.5磅的比率(0.125％)，还将根据US5,474,689的化学柔软混合物形式的DHTDMAMS添加至DMP浆管中(1％柔软活性成份的浓度)。借助在线混合器可增强化学柔软混合物吸附至DMP纤维上。在混合浆泵处，将DMP浆液稀释至约0.2％的浓度。

再者，在常规碎浆机中制备桉树纤维的3％重量的含水浆液。在混合浆泵处，将桉树纤维浆稀释至约0.2％的浓度。

将DMP浆和桉树浆加入适当地装备有分层叶片的多通道网前箱中，以便将液流保持在独立的层中，直至排至运行的S-缠绕的双网上为止。使用三室网前箱。将桉树浆引至通向成形网的室中，所述浆液包含足够的固体量以获得取得最终纸张的34％干重量，同时将DMP浆引入其余的两个室中，所述DMP包含足够的固体量以获得最终纸张的66％干重量。在排出网前箱时，DMP浆和桉树浆混合成复合浆液。

复合浆液排至运行的S-缠绕的双网成形器上并进行脱水。脱水借助挡水板和真空吸水箱进行。

纸胚从S-缠绕的双网成形器传递至干燥织物上，在递纸位置纤维浓度约15％。合适的干燥织物是带三层基础织物的针刺毛层，如得自AlbanyIntemational(Albany,NY)的TRIOVENT。借助真空帮助的滤水而完成进一步的脱水，直至纸幅的纤维浓度约28％为止。

然后，借助喷涂的起皱粘合剂，使半干的纸幅粘附至扬克式烘缸的表面上，所述粘合剂包含：聚乙烯醇和聚酰胺基树脂的混合物。以纸幅干重量计，以0.125％粘合剂固体的比率，将起皱粘合剂输送至扬克式烘缸表面上。

在利用刮刀由扬克式烘缸对纸幅进行干起皱之前，使纤维浓度增加至约96％。

刮刀的斜角约为20°，并相对于扬克式烘缸设置，以便提供约76°的冲击角。

借助以约1000fpm(英尺/分)(约305米/分)的速度操纵扬克式烘缸而将百分起皱率调节至约21-25％，同时干纸幅以约770fpm(235米/分)的速度形成卷筒纸。

薄页纸的定量约为10磅/3000英尺²(16克/米²)，包含约0.1％基本无水的可自乳化的化学柔软混合物和约0.1％湿强度树脂。重要的是，最终的薄页纸是柔软，吸收性的，并且适用作搽面纸和/或卫生纸。

实施例4

本实施例的目的在于阐明使用常规干燥造纸工艺来制备柔软和吸收性的用根据本发明实施例1制备的低粘度化学柔软组合物和湿强度树脂处理的薄页纸的方法。

配料的组成基本与实施例1所使用的物质相同，唯一不同的是，用得自实施例1的化学柔软混合物的2.5％的分散体替代现有技术的化学柔软组合物。

以与实施例1所述基本相同的方法，将独立的配料输送至网前箱中，沉积至双网成形器上，并进行干燥，以便形成干燥的薄页纸幅。

薄页纸的定量约为10磅/3000英尺²(16克/米²)，包含约0.05％基本无水的可自乳化的化学柔软混合物和约0.1％湿强度树脂。重要的是，最终的薄页纸是柔软，吸收性的且适用作搽面纸和/或卫生纸。

实施例5

本实施例将对比实施例3和实施例4的薄页纸的性能。

薄页纸样定量 MD抗张强度 CD抗张强度柔软剂留着率

(克/米²) (克/厘米) (克/厘米) (％)

实施例3 16 62.6 42.5 17.2

实施例4 16.5 75.2 44.8 16.8

由上表可以看出，实施例3和实施例4制备的薄页纸具有基本相同的物理性能。

测试方法

纤维素纤维上的柔软活性成份的含量

借助适用技术中可接受的任何方法，对保留在纤维素结构上的、在此所述的柔软活性成份的含量进行分析。这些方法只是举例性的，并不意味着排除可以用来测量薄页纸保留的特定组份含量的其它方法。

下面的方法适用于测量可以借助本发明的方法进行沉积的优选的季铵化合物(QAC)的量。利用溴甲菲啶(dimidium bromide)指示剂，用标准的阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠-NaDDS)溶液来滴定QAC。

标准溶液的制备

下面的方法适用于制备所述滴定法中使用的标准溶液。

溴甲菲啶指示剂的制备

向1升体积的烧瓶中添加：

A)500毫升蒸馏水。

B)40毫升溴甲菲啶-二锍化物蓝色指示剂储液，得自Gallard-SchlesingerIndustries,Inc.(Carle Place,NY)。

C)40毫升的5N H₂SO₄。

D)用蒸馏水将烧瓶填充至标记处并进行混合。

NaDDS溶液的制备

向1升容量瓶中添加：

A)称取0.1154克NaDDS，它是以十二烷基硫酸钠(超纯)的形式得自Aldrich化学公司(Milwaukee,WI)。

B)用蒸馏水将烧瓶填充至标记处并进行混合，以便形成0.0004N的溶液。

方法

1．在分析天平上，称取约0.5克纤维素纤维结构的样品。记录试样重量，精确至0.1毫克。

2．将试样置于体积约150毫升的玻璃量筒中，所述量筒中有星形磁力搅拌器。利用刻有刻度的量筒，添加20毫升二氯甲烷。

3．在通风橱中，将该量筒放置于旋至低热的热板上。在搅拌的同时使溶剂完全沸腾，并利用刻刻度的量筒，添加35毫升溴甲菲啶指示剂溶液。

4．在高速搅拌的同时，再次使二氯甲烷沸腾。关闭热源，但继续对试样进行搅拌。将QAC与指示剂复合，形成在二氯甲烷层中的蓝色化合物。

5．利用10毫升的滴定管，用阴离子表面活性剂溶液对试样进行滴定。滴定通过添加滴定剂的等分试样并迅速搅拌30秒而进行。关闭搅拌板，使各层分离，并检查蓝色的强度。如果颜色为深蓝色，添加约0.3毫升滴定剂，迅速搅拌30秒钟并关掉搅拌器。再次检查蓝色的强度。当蓝色变得很弱时，如果需要，用另外0.3毫升滴定剂重复进行滴定，在搅拌期间滴加滴定剂。终点是在二氯甲烷层中开始出现浅粉色。

6．记录所用的滴定剂的体积，精确至0.05毫升。

7．利用下面公式计算产品中QAC的含量：

(NaDDS的毫升数-X)×Y×2/试样重量(克)=磅/吨QAC

式中X为通过滴定没有本发明QAC的试样得到的空白校正。Y是1.00毫升NaDDS将滴定的QAC的毫克数。(例如，对于一特别优选的QAC，即二酯二(少量氢化)牛脂二甲基氯化铵，Y=0.254。)

密度

纤维素结构(例如纸张)的密度，如在此使用的术语“密度”，指的是纸张的定量除以厚度计算得到的平均密度，其中包括适当的单位转换。在此使用的纸张的厚度是：当纸张经受95g/in²(15.5g/cm²)压缩负载时的厚度。

薄页纸的强度

干抗张强度

本方法用于成品纸，卷筒纸，以及未加工的原纸。利用Thwing-AlbertIntelectⅡ标准抗张强度测试仅(Thwing-Albert Instrument公司(Philadelphia,PA))，所述产品的抗张强度可以在1英寸宽的试样条进行测量。

试样的调理和制备

在进行抗张强度测试之前，待测试的纸样必须在48-52％的相对湿度和22-24℃的温度范围内调理至少15分钟。试样的制备和抗张强度测试的所有方面也必须在恒温恒湿室内进行。

就成品而言，丢弃任何损坏的产品。接着，从四个有用的单元(也称之为纸页)中分别取出5个试样条并逐一叠置形成一长的堆积物，其中在叠合的纸页之间穿有孔。标明纸页1和3用来测量纵向抗张强度而纸页2和4用来测量横向抗张强度。接着，利用切纸刀(带有安全护罩的JDC-1-10或JDC-1-12，得自Thwing-Albert Instrument Co.(Philadelphia,PA))切开孔线，从而制得4个独立的纸料堆。再次确认纸堆1和3仍标明用于纵向抗张强度测试而纸堆2和4标明用于横向抗张强度测试。

从纸堆1和3中切取两个1英寸宽的纵向纸条。从纸堆2和4中切取两个1英寸宽的横向纸条。现在有四个用于纵向抗张强度测试的1英寸宽的纸条和四个用于横向抗张强度测试的1英寸宽的纸条。对于这些成品试样，所有这八个1英寸宽的纸条的厚度为五个有用单元(也称之为纸页)。

对于未转换的纸料和/或卷筒纸试样，利用切纸刀(带有安全护罩的JDC-1-10或JDC-1-12，得自Thwing-Albert Instrument Co.(Philadelphia,PA))从样品的所需区域切取15英寸×15英寸的试样，其厚度为8层厚。确保一个15英寸的切口平行于纵向而另一切口平行于横向。保证试样在48-52％相对湿度和22-24℃的温度范围内调理至少2小时。试样的制备和抗张强度测试的所有方面也必须在恒温恒湿室内进行。

从所述预调理的、8层厚的15英寸×15英寸试样，切取四个1英寸×7英寸的试样条，其中长的7英寸尺寸平行于纵向。将这些试样标明为纵向卷筒纸或未加工的纸样。切取另外四个1英寸×7英寸的试样条，其中长的7英寸尺寸平行于横向。将这些试样标明为横向卷筒纸或未加工的纸样。确保所有先前的切割均是利用切纸刀(带有安全护罩的JDC-1-10或JDC-1-12，得自Thwing-Albert Instrument Co.(Philadelphia,PA))进行的。现在总共有八个试样：四个8层厚的1英寸×7英寸的试样条，其中长的7英寸尺寸平行于纵向，和四个8层厚的1英寸×7英寸的试样条，其中长的7英寸尺寸平行于横向。

抗张强度测试仅的操作

对于实际的抗张强度测量，使用Thwing-Albert IntelectⅡ标准抗张强度测试仪(Thwing-Albert Instrument Co.(Philadelphia,PA))。将平面夹插入该装置中并根据Thwing-Albert IntelectⅡ的操作手册中给出的说明对该测试仪进行校正。将仪器的十字头速度设定在4.0英寸/分并将第一和第二计量长度设定在2.00英寸。裂断灵敏度应设定在20.0克，试样宽度应设定在1.00英寸，且试样厚度应设定在0.025英寸。

对测力传感器进行选择，其选择标准以待测试试样的预期抗张强度数据位于测力传感器使用范围的25％和75％之间。例如，5000克的测力传感器可以用于预期抗张强度范围为1250克(5000克的25％)和3750克(5000克的75％)之间。另外，也可将抗张强度测试仅设置在5000克测力传感器的10％范围之内，以致使可以测量125克至375克预期抗张强度的试样。

取一个抗张强度测试条并将其一端放置在抗张强度测试仪的一个夹子中。将该纸条的另一端放置在另一夹中。保证纸条的长尺寸平行于抗张强度测试仅的侧面。另外，还保证纸条不伸至两个夹子的两侧。此外，每个夹子的压力必须充分地与纸样接触。

在将纸测试样插入两个夹子中之后，监测仪器的张力。如果仪器显示出5克或更大的值，那么，该试样太紧。相反，如果在开始测试之后，在记录到任何值之前，已经过了2-3秒钟，那么，该抗张强度测试条太疏松。

按照抗张强度测试仅手册中所述开启抗张强度测试仅。在十字头自动返回至其起始位置之后，测试完成。从仅器刻度计或数字仪表板上以克为单位读取并记录抗张强度负载，并精确至单位克。

如果回位状态不能由仅器自动进行，那么要进行必要的调节，以便将仪器夹设定在其起始位置。如上所述将下一个纸条插入两个夹子中并得到以克为单位的抗张强度读数。根据所有纸张测试条获得抗张强度读数。必须指出的是，如果在进行测试时纸条在夹子中或在其边缘滑动或断裂的话，这些读数将放弃。

计算

对于四个纵向1英寸宽的成品纸条，将四个单独记录的抗张强度读数累加。将累加的总数除以被测纸条的数量。该被测纸条的数量通常为四。另外，还将记录的抗张强度的累加总数除以每个抗张强度测试条有用单元的数量。对于1-层和2-层产品，该数量通常为五。

对于横向成品纸条，重复这种计算。

对于沿纵向切割的未转换纸堆或卷筒纸样，将四个单独记录的抗张强度读数累加。将累加的总数除以被测纸条的数量。该被测纸条的数量通常为四。另外，还将记录的抗张强度的累加总数除以每个抗张强度测试条有用单元的数量。该数量通常为八。

对于横向未加工或卷筒纸样条，重复这种计算。

所有结果均以克/英寸计。

就本说明书而言，抗张强度应转换成：定义为纵向和横向测量的抗张强度总和除以定量的“比总抗张强度”；并将单位校正以米表示的值。

粘度

概述

粘度是利用旋转粘度计以100(s^-1)的剪切率测量的。使试样经受线性应力扫描，这将施加一定范围的应力，每一个均以恒定的幅度。

装置

粘度计 SR500型动态应力流变仪，得自Rheometrics

Scientific,Inc.(Piscatawy,NJ)

试样板使用25mm平行绝缘板

设置

间隙 0.5mm

试样温度 20℃

试样体积至少0.2455cm³

起始剪切应力 10达因/厘米²

最终剪切应力 1,000达因/厘米²

应力增量每20秒施加25达因/厘米²

方法

将试样放置在带有间隙开口的试样板上。闭上间隙并根据制造商的说明操纵流变仪计，以便利用上面限定的应力增量，作为起始剪切应力和最终剪切应力之间的剪切应力的函数测量粘度。

结果和计算

最终的图表将剪切速率(s^-1)的对数标绘在X-轴上，将对数粘度(泊，P)标绘在左Y-轴上，并将应力(达因/厘米²)标绘在右Y-轴上。在剪切率为100(s^-1)时读取粘度值。借助乘以100，将粘度值从P转换至厘泊(cP)。

在此，将本说明中所提及的所有专利、专利申请(和任何紧接着出版的专利，以及任何相应出版的外国专利申请)，和出版物引入作为参考。然而，引入本发明作为参考的任何文献明显并未告知或披露了本发明。

尽管已阐明和描述了本发明的特定实施方案，但对本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围下作出各种改变和改进是显而易见的。因此打算在所附的权利要求中覆盖本发明范围内的所有所述的改变和改进。

Claims

1．一种柔软薄页纸产品的生产方法，所述方法包括如下步骤：

a)提供化学柔软组合物，其特征在于所述化学柔软组合物包含：

载体；

柔软活性成份，其中所述柔软活性成份包含季铵化合物；

电解质；和

双层破坏剂；

b)将所述化学柔软组合物稀释至使用浓度；

c)提供造纸纤维的浆液；

d)用所述稀释的化学柔软组合物处理所述的造纸纤维浆液；

e)使所述造纸纤维的所述处理浆液沉积在多孔成形网上；和

f)借助通过所述多孔成形网的滤水而使所述处理浆液脱水，以便形成纸胚。

2．权利要求1的方法，其中：

a)所述造纸纤维浆液包含独立的浆液，即相对短造纸纤维的第一浆液和相对长造纸纤维的第二浆液；

b)用所述稀释的化学柔软组合物只对所述的第二浆液进行处理；和

c)将所述第一浆液布置在于所述成形网和所述第二浆液之间的所述多孔织物上。

3．权利要求1或2的方法，其中所述柔软活性成份占所述组合物的至少约25％，优选至少约35％。

4．上述权利要求任一项的方法，其中所述的柔软活性成份包含：季铵化合物，优选所述的柔软组合物包含下式的季铵化合物：

(R₁)_4-m-N⁺-[(CH₂)_n-Y-R₃]_mX^-式中

Y为-O-(O)C-，或-C(O)-O-，或-NH-C(O)-，或-C(O)-NH-，优选的是，Y为-O-(O)C-，或-C(O)-O-；

m为1-3，优选为2；

n为0-4，优选为2；

每个R₁为C₁-C₆烷基基团或烯基基团，羟烷基基团，烃基或取代的烃基，烷氧基化基团，苄基基团，或其混合物；

每个R₃为C₁₃-C₂₁烷基或烯基基团，羟烷基基团，烃基或取代的烃基，烷氧基化基团，苄基基团，或其混合物；优选的是，R₃为C₁₅-C₁₇烷基或烯基；和

X^-为任何与柔软剂相容的阴离子，优选的是X-为氯化物或甲基硫酸根。

5．上述权利要求任一项的方法，其中所述的组合物还包含：增塑剂，优选的是，所述增塑剂选自：聚乙二醇，聚丙二醇及其混合物。

6．上述权利要求任一项的方法，其中所述载体是水，所述电解质为选自如下的盐：钠，钙和镁的氯盐。

7．权利要求6的方法，其中所述盐的含量在所述组合物重量的约0.1％和约20％之间。

8．上述权利要求任一项的方法，其中所述双层破坏剂的用量在所述柔软活性成份用量的约2％和约15％之间。

9．上述权利要求任一项的方法，其中所述的双层破坏剂选自：

1．由疏水链中含有约6至约22碳原子的，饱和和/或不饱和的、伯，仲和/或支链的胺，酰胺，氧化胺脂肪醇，脂肪酸，烷基苯酚，和/或烷基芳基羧酸化合物衍生得到的非离子表面活性剂，其中所述化合物的至少一个活性氢被环氧乙烷部分乙氧基化，其中环氧乙烷部分小于等于50，以便提供从约6至约20的HLB值，优选的是，所述双层破坏剂是选自下述的具有疏水部分的非离子表面活性剂：约8至约18个碳原子的脂肪醇和约8至约18个碳原子的烷基苯酚，其中所述疏水部分被约3至约15个环氧乙烷部分乙氧基化；

2．选自如下a,b带有庞大端基的非离子表面活性剂：

a．下式的表面活性剂：

式中Y”=N或O；每个R⁵独立地选自如下基团：-H,-OH,-(CH₂)_xCH₃,-O(OR²)_z-H,-OR¹,-OC(O)R¹和-CH(CH₂-(OR²)_z″-H)-CH₂-(OR²)_z＇-C(O)R¹,x和R¹如上定义并且5＜z,z′，和z″＜20；和

b．下式的多羟基脂肪酸酰胺表面活性剂：

R²-C(O)-N(R¹)-Z式中：每个R¹为H,C₁-C₄烃基，C₁-C₄烷氧基烷基，或羟烷基；R²为C₅-C₂₁烃基部分；每个Z为具有线性烃基链的多羟基烃基部分，其中至少3个羟基直接连接至所述烃基链上；或者其乙氧基化衍生物；和

3．具有下式的阳离子表面活性剂：

{R¹ _m-Y-[(R²-O)_z-H]_p}⁺X^-式中R¹选自饱和和/或不饱和的、伯，仲和/或支链的烷基或烷基-芳基烃；所述烃具有约6至约22个碳原子；每个R²选自下列基团或其混合物：-(CH₂)_n-和/或-[CH(CH₃)CH₂]-；Y选自下列基团：=N⁺-(A)_q；-(CH₂)_n-N⁺-(A)_q；-B-(CH₂)_n-N⁺-(A)₂；-(苯基)-N⁺-(A)_q；-(B-苯基)-N⁺-(A)_q；其中n为约1至约4，其中每个A独立地选自下列基团：H；C_1-5烷基；R¹,-(R²O)_z-H；-(CH₂)_xCH₃；苯基和取代的芳基；其中0≤x≤约3；每个B选自下列基团：-O-；-NA-；-NA₂；-C(O)O-；和-C(O)N(A)-；其中R²如上文所定义；q=1或2；每个分子中总的z为约3至约50；X^-为与织物柔软剂活性成份和附加成份相容的阴离子。

10．上述权利要求任一项的方法，其中所述的使用浓度在约0.5％和约10％之间，优选所述的使用浓度在约0.5％和约5％之间，更优选的是所述使用浓度约为1％。