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CN103842589A - 使用经pH调节的起皱粘合剂组合物的起皱方法 - Google Patents

使用经pH调节的起皱粘合剂组合物的起皱方法 Download PDF

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CN103842589A
CN103842589A CN201280048395.1A CN201280048395A CN103842589A CN 103842589 A CN103842589 A CN 103842589A CN 201280048395 A CN201280048395 A CN 201280048395A CN 103842589 A CN103842589 A CN 103842589A
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approximately
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dryer surface
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wrinkling
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P.沙利文
J.艾伦
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Buckman Laboratories International Inc
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Abstract

本发明提供一种用于制造起皱纤维幅的方法，该方法包括：提供旋转圆柱烘缸表面，提供具有相对于其范围为约4.5～约9pH的原始基础制剂提高至少0.5个pH单位的pH的起皱粘合剂组合物或涂料包，用于在将该起皱粘合剂组合物施加于旋转圆柱烘缸表面前至少部分化学固化可交联的聚合物组分，以提供粘附性烘缸表面，在其上能够转移、干燥和起皱纤维幅。

Description

使用经pH调节的起皱粘合剂组合物的起皱方法
技术领域
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2011年8月1日提交的在先的第61/513,716号美国临时专利申请的权益，这里将其整体引入作为参考。
本发明涉及包括柔软、吸水的薄纸幅(tissue paper web)的皱纹纸(crepepaper)的制造，并且特别地涉及使用pH调节起皱粘合剂(adhesive)组合物以在幅中达到足够的柔软性和粘附特性，并且增强起皱性能的该幅的起皱方式。
发明背景
本领域已知的是由水和纤维的浆体形成薄纸幅，对该湿幅脱水，并且然后至少部分干燥脱水后的幅。在薄纸和相似纸制品的制造中，通常使用起皱给予这样的脱水幅理想性质，例如柔软度和松密度(bulk)。通常实现起皱是通过转移或运送纤维上的幅至加热后旋转的滚筒(本领域称作杨克式烘缸(Yankee dryer))。在幅到达幅脱离(de-contact)滚筒的区域前，该幅通常被转移至烘缸的粘附性烘缸表面，并且围绕烘缸的大部分圆周输送。脱离区域配置起皱刮刀，其与幅逆向贴合(abut)以沿幅的机器方向(machine direction)对幅向后推压或者压实并且得到公知的薄皱纹纸结构，此时生成的皱纹纸从烘缸移去并且通常卷起收集。
在该幅转移至杨克式烘缸前，通常将粘合剂组合物，有时工业上称作“涂料包(coating package)”，直接施加于烘缸的烘缸表面以形成粘附性烘缸表面(adhesive dryer surface)。起皱作用通常要求该幅对烘缸外表面具有相当的粘附力以产生一致和均匀的起皱作用。已经单独地或结合脱模剂(release agent)或其它佐剂将起皱粘合剂有效地施加于幅或者烘缸的表面以在幅和烘缸表面之间提供一些粘附力和释放力的平衡，从而起到干燥和起皱的目的。
起皱粘合剂的各种性质是能够在获得的起皱性能方面的因素。烘缸表面上的起皱粘合剂的再润湿性能够是一个这样的因素。能够在烘缸表面上再润湿的粘合剂可以通过起皱改善烘缸表面上的幅的保留，并且有助于减少在滚筒和起皱刀上的聚集。许多常规的起皱粘合剂不是再润湿的。此外，涂料聚集能够呈现为起皱刀的背面上粘合剂的聚集，例如沿着起皱刀(creping blade)的边或角。这种粘合剂聚集能够导致刮刀的振动或弹起。最终，部分幅可能在该起皱刀下面跳过，导致在离开的起皱幅中的污点(pick)或漏洞，这可能导致幅断裂和机器停工。起皱粘合剂对滚筒烘缸表面的粘附力水平能够是影响起皱性能和结果另一个因素。不充分的粘附力能够导致差的起皱、纸板浮动(sheet floating)、差的纸板处理或其它问题，然而，过大的粘附力可能导致起皱刀污点、起皱刀背后的幅闭塞、由于过大张力的幅裂缝或者其它问题。
已经使用不同类型的起皱粘合剂将纤维幅粘附于例如杨克烘缸的旋转烘缸。起皱粘合剂已经包括，例如聚乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液和聚乙烯醇水溶液。已经发现，常规使用的可能包含小百分比的例如少于大约全部固体的5重量%的聚乙烯醇的聚乙酸乙烯酯-乙烯共聚物组合物可能通常足以用于此目的，但是能够导致很多不理想的影响，例如闭塞问题和正如在美国专利第6,991,707B2号中提到的其它问题，这里将其整体引入作为参考。聚乙烯醇组合物(可能包含一些聚乙酸乙烯酯)当用作起皱粘合剂时能够导致相似的问题，并且随着干燥和起皱的进行，聚乙烯醇组合物能够趋向于用所聚集的硬的和不均匀的膜涂覆烘缸，导致不均匀的起皱或其它问题。
其它起皱粘合剂已经包括湿强树脂，例如与环氧卤丙烷(PAE)交联的聚酰胺型胺类。PAE树脂描述于例如美国专利第2,926,116号、第7,943,705B2号和第7,718,035B2号中。PAE树脂通常通过以下方法制备：使环氧氯丙烷和包含仲胺或叔胺基团的聚酰胺反应，随后通过使用硫酸或盐酸酸化来稳定反应产物。期望地，该起皱粘合剂应该是可再润湿的，该性质不是许多早先合成的和使用过的常规PAE树脂的性质。非可再润湿的粘合剂能够导致粘合剂在烘缸表面上的聚集或造成其它问题。
本发明的研究者已经确定在施加于烘缸表面前通过提高可硬化的(settable)或可固化的(curable)涂料包的pH能够增强起皱纸制品的制造中的起皱性能和制品质量。
发明简述
本发明的特点是旨在提供一种在将涂料包施加于烘缸以在烘缸上形成涂料膜前通过提高涂料包的pH来增强起皱性能的方法。
本发明的另一个特点是旨在提供一种在将涂料包施加于烘缸表面前提高涂料包的pH的起皱方法，从而提供不依赖于热或至少降低对热的依赖性的涂料包化学固化。
本发明的额外的特点是旨在提供一种在将涂料包施加于烘缸表面前上调节涂料包的pH的起皱方法，从而提供能够容纳更多挑战性的操作条件的化学固化时间，该挑战性的操作条件为例如缩短的驻留时间(dwell time)、高的运行速度、降低的烘缸蒸汽压力、轻重量的纸刮刀、更小尺寸的杨克烘缸或其它更加苛刻的操作条件。
本发明的另一个特点是旨在将起皱粘合剂组合物应用于杨克烘缸前通过在混合罐和/或喷头喷杆(spray boom)提高起皱粘合剂组合物(一种或多种)的pH来改进起皱性能。
本发明的另一个特点旨在提供一种使用能够提高粘合剂起皱制剂的pH的多功能固化剂的起皱方法，和提供一种能够可逆向交联和/或形成可再润湿性膜的起皱粘合剂组合物。
本发明的额外特点是旨在提供该方法的起皱纸制品。
本发明的额外特点和优点将部分地在以下的说明书中描述，并且从说明书来看部分内容会是明显的，或者可以通过实践本发明来得知。本发明的目的和其它优点将通过那些特别是在说明书或附加的权利要求中所指出的元素或组合的方式来实现和得到。
为了实现与本发明的目的相一致的这些和其它优点，正如这里具体化描述的和概括性描述的，本发明部分涉及一种用于制造起皱纤维幅的方法，其中该方法包括提供具有烘缸表面的旋转的圆柱烘缸，流体方式连接至包含粘合剂基制剂(adhesive base formulation)的进料管线(例如混合容器或供料源)的涂料涂布器，该粘合剂基制剂具有约3.5～约8.5(或者约4.5～约8.5)的第一pH和包含至少一种可交联的聚合物。将pH调节剂加入粘合剂基制剂以提供具有第二pH值的起皱粘合剂组合物，该第二pH值比第一pH值至少高约0.5个pH单位。pH调节后(或者甚至在pH调节期间)，使用涂料涂布器将起皱粘合剂组合物施加于烘缸表面以提供粘附性烘缸表面。将纤维幅转移至与粘附性烘缸表面接触，该纤维幅在粘附性烘缸表面干燥以形成干燥后的纤维幅，并且使经干燥的纤维幅起皱和从粘附性烘缸表面除去。任选地，在涂覆于杨克式烘缸前，粘合剂基制剂的pH能够向上调节至最高达约9.0的pH。任选地，粘合剂基制剂的初始pH可以是酸性的。可交联的聚合物能够是例如在烘缸表面上能够是再润湿的可交联的阳离子水溶性聚合物。该粘合剂基制剂能够进一步地将脱模改性剂(例如油基的或水基的)、磷酸盐供体、不同的聚合物或其它添加剂或这些的任意组合中的一种或多种和该可交联的聚合物结合。任选地，能够使用提高粘合剂起皱组分的pH的多功能的固化剂，并提供能够可逆向交联的起皱粘合剂组合物，其能够改善固化时间和粘合剂膜的再润湿性。
本发明进一步涉及根据上述方法制造的起皱纤维产品。
正如这里所使用的，“固化”指的是包括用于形成交联后或热固性的聚合物材料的可交联聚合物的交联反应。
正如这里所使用的，“化学固化”指的是形成交联后或热固性聚合物材料的至少一种可交联的聚合物和固化剂的化学反应。加热不是该定义的必需部分，尽管不论是环境的或主动提供的系统加热可能部分或毫不促进整个固化过程。
术语“可再润湿的”或“再润湿性”以及相似的变体指的是聚合物从交联后或化学固化态变化为胶粘状态的能力。
正如这里所使用的，“涂料包”指的是施加于旋转烘缸的烘缸表面的全部涂料制剂。正如这里所使用的，能够向“基础制剂(base formulation)”补加pH调节剂以提供本发明的涂料包。正如这里所使用的，“基础制剂”是粘合剂制剂的时序特征(chronological characterization)，使用前能够向该基础制剂补加不同组分，例如上述的pH调节剂。
本发明的额外的特点和优点在以下的说明中将部分给出，并且根据说明书部分将是明显的，或者可以通过实践本发明而得知。本发明的目的和其它优点将通过那些特别是在说明书或附加的权利要求中所指出的元素或结合的方式实现和达到。
应当理解前面的简述和以下的详述只是示例性的并不是限定本发明所要求保护的(内容)。上面提到的和贯穿本申请中的全部专利、专利申请和出版物在这里整体引入作为参考。
所引入的并且构成本申请一部分的附图解释本发明的一些特点，并且加上说明书一起用以解释本发明的原理。
附图说明
参照附图可以更加充分地理解本发明。这些图旨在解释本发明的示例性特征，而不是限制本发明的范围。
图1是解释本发明方法的流程图。
图2是能够用于实施本发明起皱方法的起皱系统的示例性解释。
图3是列出了使用根据本发明方法进行pH调节的起皱粘合剂组合物的起皱操作的各种测试参数的表格(实施例1)。
图4是列出了使用根据本发明方法进行pH调节的起皱粘合剂组合物的起皱操作的各种测试参数的表格(实施例2)。
发明详述
本发明提供了一种包含柔软、吸水性薄纸幅的皱纹纸的制造方法，特别地提供了使用起皱粘合剂的pH调节的这种幅的起皱方式，该方式改进起皱性能的同时最小化操作困难和适用大范围的操作条件。在将所得的组合物涂覆于旋转式烘缸前，通过提高粘合剂基制剂(具有初始的pH为约3.5～约8.5，或约4.5～约8.5)的pH至少约0.5个pH单位能够实现增强的起皱性能。在和杨克式烘缸表面或其它烘缸表面建立接触之前，该pH调节能够引发或加速涂料包的至少一种可交联组分的固化(交联)。正如相比于初始未调节的粘合剂组合物(即未经过pH提高调整)的性能，这些增强可以呈现以下形式，例如具有更快固化速率的较厚涂料膜展开(development)和在烘缸上伴随减少的条纹(streaking)、颤动(chatter)和/或起皱的涂料膜展开。甚至在降低的添加速率下，能够实现例如更强的视觉的涂料展开。
此外，任选地，至少部分地或主要地或完全地能够化学固化涂料包，而不是热固化。能够通过提高pH来活化粘合剂基制剂的至少一种可交联的聚合物组分的交联提供化学固化的起皱粘合剂组合物或涂料包。在到达或进入例如杨克式烘缸的喷头喷杆的涂料涂布器之前，提高粘合剂基制剂的pH能够促进涂料包的固化速率，其不受任何施加于涂料包的热处理或活化的影响。该方法能够减少或消除涂料包的热固化要求。尽管在粘合剂组合物涂覆在烘缸上之前，通过上述的pH调节引发化学固化，但该粘合剂组合物能够保留利用喷涂器或其它涂覆设备的可涂覆性。本发明的方法提供的pH变化能够加快烘缸上的膜形成。这种通过化学处理加快粘合剂固化的效应能够特别地用于杨克式烘缸，例如小尺寸的杨克式烘缸，其在短停留时间(例如，从涂料施加至真空压力辊(SPR)区)、低蒸汽压、高运行速度、轻重量的纸规格(例如8.8#)和其它更加极端的操作条件下运行。
本发明的方法中通过加入pH调节剂在起皱粘合剂组合物中所提供的固化速率能够是pH增加量所产生的直接积极作用。例如，产生更大的pH增加能够引起相应的更快的固化速率。在喷头喷杆或其它涂料涂布器中使用更高pH的起皱粘合剂组合物能够降低对与起皱粘合剂组合物接触装置的腐蚀。能够控制所产生的pH增加水平来调节涂料固化点的窗口期(window)以平衡经涂覆的膜的固化和粘性性质。能够增加所产生的pH增加水平直至出现片状悬浮物(sheet float)。在涂覆于杨克式烘缸之前，能够向上调节粘合剂基制剂的pH直至高达约9.0。
任选地，通过上述的pH调节的固化诱导能够提供可逆向交联的起皱粘合剂组合物。这种性质能够改进粘合剂膜的固化时间和再润湿性。通过提高pH的方式，能够提供明显更好的涂料形成和降低对脱模助剂(release aid)的要求。本发明的方法能够提供起皱控制器额外的手段和选项来控制涂料包。所生成的起皱粘合剂组合物可以在具有合适的起皱粘附性质的烘缸表面上形成增厚的涂覆膜。
为了本发明的目的，本发明的pH调节能够在将粘合剂基制剂施加于烘缸表面的范围内的任何位置(或多个位置)发生。这里描述的pH调节前的粘合剂基制剂能够从供料源或加料源(例如，一个或多个加料线路(单程加料线路或密闭回路系统)、混合罐、混合器、供料槽等)加料至涂料涂布器(一个或多个)。pH调节甚至能够发生在与烘缸表面接触的时刻。pH调节能够以连续、半连续或分批的方式完成。能够完成pH调节以形成添加至烘缸表面的预混合物。能够通过将pH调节剂经加料线路或滴流线路(drip line)或任意给料方式加入至粘合剂基制剂来完成pH调节以实现本文描述的所需的pH调节。用于形成本发明的起皱粘合剂组合物的本发明pH调节能够在混合器、混合罐、补给水、加入喷头喷杆的料液(流入喷杆的加料源)、返回混合槽的料液(混合器返回流)中实现。能够在单程系统和/或闭路系统中使用本发明。能够在加压系统，例如加压闭路系统中使用本发明。
经上述pH调节后，所生成的起皱粘合剂组合物能够涂覆于烘缸表面以形成粘附性烘缸表面，并且能够和用于起皱的部分脱水后的纸幅结合。部分脱水后的纸幅能够转移至该粘附性烘缸表面，举例来说，然后能够在旋转烘缸上输送以进一步脱水直至到达起皱刀或其它起皱设备。该起皱设备起皱幅，并且将生成的起皱幅从烘缸移除和例如在卷轴上收集。该起皱幅移除后，任选地能够清洗烘缸表面，并且然后能够旋转回粘合剂涂覆区域，并且上述的方法循环能够作为连续或半循环运行模式中的一部分被重复。正如已经指出，本发明方法的特点是在涂覆在烘缸上前对粘合剂基制剂的pH调节。该粘合剂基制剂组分能够在混合罐或其它合适的混合器中结合以提供基础制剂(base formulation)，其能够在pH调节剂加入前快速到达平稳态的pH值，范围为约3.5～约8.5，或者约4.5～约8.5，或者约5～约8，或者约5.5～约8，或者约4.5～约6，或者约4～约7。任选地，粘合剂基制剂的初始pH能够是酸性的(即pH小于7.0)，并且该pH能够向上调节至最高达约9.0。正如本文关于pH值所使用的，“平稳态pH值”指的是当以相同的方式连续测量时能够具有±0.25容差的数值。如果在pH调节剂加入前测量粘合剂基制剂的pH值的微小差异在上述容差内，那么测量得到的最大pH值用作计算调整后的pH值的参考点，该调整后的pH值将具有通过加入pH调节剂提供的至少0.5个pH单位的增加。任选地，相比于粘合剂基制剂的初始pH，该pH调节剂能够以提高所生成的起皱粘合剂组合物的pH至少约0.5个pH单位的含量加入至粘合剂基制剂，或者至少约0.6个pH单位，或者至少约0.7个pH单位，或者至少约0.8个pH单位，或者至少约0.9个pH单位，或者至少约1.0个pH单位，或者至少约1.5个pH单位，或者至少约2.0个pH单位，或者至少约2.5个pH单位，或者至少约3.0个pH单位，或者约0.5～约3.0个pH单位，或者约0.6～约2.5个pH单位，或者约0.7～约2.0个pH单位，或者约0.8～约1.5个pH单位，或者约0.9～约4.0个pH单位，或者和粘合剂基制剂的pH相比其它大于等于0.5个pH单位的增量。在已经混合和搅拌或以其它方式调和加入至某点各个制剂或组合物的所有组分以提供组分基本均一的混合物并且提供稳定态的pH值之后，粘合剂基制剂和起皱粘合剂组合物的pH值是基于至少一次来自各自的组合物或其提取样品的pH测量。能够使用能够支持实时测量和结果显示的常规的可浸入的pH探头或者其它合适的可浸入的pH测量设备。
当向上调节至少约0.5个pH单位时，经过pH调节所生成的起皱粘合剂组合物是能够快速可固化的，同时通过喷头喷杆或其它涂布器对烘缸表面仍是可涂覆的。本方法提供的经pH调整的起皱粘合剂的化学固化能够允许杨克式烘缸在更低的温度下操作，并具有更少的能量需求和对温度控制方面更小的依赖性。例如，能够更少地依赖或者独立于施加于杨克式滚筒内外的组合物的温度设定或调整(例如，加热)来交联该粘合剂基制剂中的可交联的聚合物。本发明的方法中能够降低对烘缸表面上的粘合剂的热活化的要求。这能够允许在烘缸上的降低的加热要求、幅和烘缸增加的运行速度、烘缸上更短的幅停留时间或者这些优点的组合。
正如相比于未经上述pH调节的粘合剂基制剂的使用，上述pH调节能够提供在起皱性能和产品质量上的改进。例如，能够在杨克式烘缸上在减少添加量、减少开沟、降低振动、减少起皱或这些优点的组合基础上提供具有增厚的展开或连续的展开的涂覆。此外，该方法能够提供可再润湿的以增强起皱性质和性能的起皱粘合剂组合物。例如，当压力辊(pressure roller)使得纸幅和烘缸表面上的粘合剂开始接触时，可再润湿的粘合剂能够在烘缸表面上被活化(再润湿)。该活化能够进行部分归因于例如粘合剂的化学结构、所使用的添加剂、幅中的含湿量或者这些的组合或者其它原因。特别地，随着幅中含湿量降低，例如在更高纤维一致性(更低含湿量)的幅中，可再润湿性也可以影响粘附性。本发明的方法也可以有助于控制杨克式烘缸和起皱刀表面的磨损、腐蚀或这两者，如果实现，其能够降低装置的维护要求和减少制造故障的时间。
尽管本发明解释了通常参考实例中的薄纸的方法，但是应当理解本发明能够用于许多种起皱纸制品的制造，例如浴巾纸、纸巾、面纸、餐巾纸、滤纸、咖啡滤纸、卫生卷纸(sanitary napkin wrappers)和其它起皱纸制品。该起皱纸制品能够是单层或多层产品。
现在参照附图，图1显示了本发明的方法所包含的一系列步骤的流程图，该方法(方法100)能够用于起皱薄纸幅的形成。该幅能够具有例如范围为每3000平方英尺约1～约80磅或每3000平方英尺约7～约40磅的成品基重或其它基重，并且能够由含水的纤维浆料制成。根据本发明，在步骤101～102中，使用常规的幅形成技术或者其它合适方法能够用水和纤维的浆料形成薄纸幅，并且然后在步骤103中，能够使该幅至少部分脱水，例如至少被部分地干燥。例如，该浆料能够被引至常规的长网造纸机引流线(Fourdrinier drainage wire)以形成纤维幅。纤维幅的脱水能够发生于以常规的方式穿过管线的过程中。该纤维幅能够由各种类型的用于制造上述产品的基于纤维的木质纸浆形成，例如硬木牛皮纸纤维、软木牛皮纸纤维、硬木亚硫酸盐纤维、软木亚硫酸盐纤维、化学-热-机械纤维、热机械纸浆、精炼机机械纸浆、回收纸纤维或者其它纸浆纤维或者它们的组合。任选地，在转移至杨克式烘缸或其它烘缸前，能够干燥该纤维幅使其纤维稠度从约10～约90重量%，或约20～约80重量%，或约25～约75重量%，或约40～约60重量%，或40～约50重量%，或者其它数值，在运输至幅干燥表面之前。为了本文的目的，“纤维稠度”指的是相对于幅全部重量的干纤维重量的分数值。任选地，幅的含湿量可能占据大部分或者全部幅重量的余量。例如，在施加于杨克式烘缸或者其它旋转式烘缸之前，该纤维幅能够具有以下含湿量，例如约90～约10重量%，或约75～约25重量%至约75重量%，或约60～约40重量%，或约50～约60重量%，或能够根据本发明的方法进行加工的其它数值。该幅相应地会具有占据幅额外重量%的纤维含量。脱水后，然后幅能够被输送(例如装在纤维上)至起皱烘缸或者幅烘缸，其能够是例如蒸气加热的旋转卷筒烘缸，在本文或者其它场合被称作杨克式烘缸。在接收纤维幅前，用作为本方法一部分的新颖方式制备杨克式烘缸的粘附性烘缸表面，该新颖方式涉及本图解中的步骤104～106。
在图1所示的步骤104中，将起皱粘合剂基制剂组分加料、再循环、或通过上述两者到能够设置用于其成分的搅拌的混合罐或其它合适的混合器中。尽管未显示，能够将该起皱粘合剂基制剂组分加料至闭合回路系统，例如加压闭合回路系统，或者能够加料至单程的应用系统(once throughapplication system)。任选地，能够制备作为活性组分的含水成膜分散相的起皱粘合剂组合物，该活性组分包含可交联的聚合物、pH调节剂和任何其它添加剂。任选地，可交联的聚合物以酸性组合物(例如，pH为约3.5～约6.0或者更高，或者约4.5～约5.5，或者约4.5～约5.0，或者其它酸性pH值)的形式储存。在步骤105中，加入特定类型和有效量的pH调节剂以提高内含物的pH至少0.5个pH单位(例如，提高至pH为4或者更高，例如pH为4.5或5.0或者更高，例如或者6.0，或者7.0，或者8.0，或者高达大约9.0的更高值，或者其它在pH为5～9之间的大于等于0.5的增量)。在步骤106中，将生成的起皱粘合剂组合物涂覆于杨克式烘缸或者其它大型旋转烘缸的烘缸表面上，并且形成粘附性烘缸表面。任选地，起皱粘合剂组合物能够作为单独的活性剂，或者任选地含有脱模助剂，并且进一步任选地含有磷酸盐供体或其它添加剂和树脂，通过相同的喷头喷杆或其它涂料涂布器被施加于杨克式表面。任选地，能够单独地或者结合脱模剂将起皱粘合剂施加于烘缸表面以便提供合适的粘附力来制造所需的褶皱。正如通常所理解的，涂料组合物中所使用的粘合剂组合物和任何脱模助剂可以在如热杨克式表面和相对的幅表面之间差别性迁移。如果使用粘附力调节剂可以有助于控制粘附力以帮助在更宽的湿度操作范围内起皱。任选地，喷头喷杆或其它涂料涂布器能够设置于在起皱刀和任何清洁刮刀之后但在压力辊之前，使用特定的几何和喷雾压力以实现所需的结果。
在图1所示的步骤107中，将脱水后的和部分干燥的湿纸幅(例如在纤维上携带)转移至大型旋转烘缸的粘附性烘缸表面，例如蒸汽加热和/或罩式加热旋转滚筒烘缸，本文和其它地方表示为杨克式烘缸。杨克式烘缸能够是大尺寸的，通常直径为约8～约20英尺的滚筒，或者其它直径，其设计成用蒸汽加压以提供在造纸工艺的末端用于完成造纸幅干燥的热表面。该幅能够转移至烘缸，例如在环绕烘缸的位置上，例如相对于起皱幅从滚筒分离或除去的幅脱接触区域，至少环绕半个圆的位置，或至少环绕75%圆的位置。该转移纤维能够是，例如具有节点(knuckle)的转移和压印织物，该转向节能够压紧起皱或杨克式烘缸上的幅表面的一部分，例如约20%或者其它比例，以形成具有节点的纤维幅(knuckled fiber web)。任选地，起皱粘合剂组合物能够保留幅烘缸表面上具有节点的纤维幅直至幅的纤维稠度为约75重量%或者更多，例如至少约95重量%。在一些本文所指的操作模式，如通风(through-air)干燥中，幅和烘缸表面的接触受到限制。可以任选地用于本发明中的通风操作的方法和系统包括那些例如在第6,991,707B2号美国专利中描述的，在这里将其引入作为参考。能够使用本发明的方法，例如，使用通风干燥系统和起皱方法，使用杨克式干燥系统和方法，以及使用湿起皱机器、系统和方法。在步骤108中，幅能够保留在粘附性烘缸表面，并沿烘缸表面输送或在烘缸表面上输送直至到达脱接触区域。在步骤109中，脱接触区域能够配置起皱设备，例如起皱刀或刮刀，幅紧靠刮刀以便将幅向后推动或压紧并且得到可辨认的组织皱纹纸(tissue crepe paper)结构。在步骤110中，能够从烘缸回收起皱幅。该幅能够从烘缸上起皱以形成具有以下纤维含量或稠度的干燥后的幅，稠度为例如约75重量%或者更高，例如至少约90重量%，或者至少约95重量%，或者至少约97重量%，并且然后能够将其缠绕成卷或者以其它的方式从烘缸收集。在起皱阶段，纤维幅能够具有的含湿量为，例如小于25重量%，或者小于约10重量%，或者小于约7重量%，或者小于约5重量%，或者其它含量。
本发明的方法中所使用的起皱粘合剂组合物或涂料包包含至少一种可交联的聚合物。该聚合物能够部分交联，但不是完全交联，其中当加入至粘合剂基制剂时，该聚合物能够具有一些仍然可用的交联性。该可交联的聚合物能够是，例如单独使用的可自交联的聚合物，或者与一种或多种不同可交联的或不可交联的聚合物结合使用的可交联聚合物。该交联聚合物能够是可再润湿性的。作为一个选项，该可交联的聚合物能够是任何聚合物，其当从杨克式烘缸的烘缸表面上的含水溶液干燥时能够形成连续或基本连续的膜。
本发明中有用的可交联的聚合物能够包括例如可交联的天然聚合物、可交联的合成聚合物、可交联的热塑性聚合物、热固性聚合物或者任意它们的组合。该可交联的聚合物能够是，例如均聚物、共聚物、嵌段共聚物、多段聚合物、星形聚合物(star polymer)或者它们的任意组合。聚合物化学结构的非限定性实例包括，但非限定于，乙烯-乙酸乙烯酯聚合物、丙烯酸的均聚物和共聚物、乙酸乙烯酯均聚物、聚酰胺、聚乙烯醇、淀粉、纤维素、聚(氨基酰胺)-环氧氯丙烷(PAEs)、离子聚合物(ionene polymer)、聚合的季铵化合物(季铵聚合物)或其它聚合物，或者它们的任意组合。该聚合物能够经官能化以提供交联功能性。可以使用的其它可交联的聚合物包括那些例如在第5,246,544号美国专利中提到的聚合物，在这里将其整体引入作为参考。
可交联的聚合物能够是，例如可交联的阳离子水溶性聚合物。能够使用的聚合物包括，例如系列脱模剂，例如
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2062、2624，其由美国田纳西州(TN USA)孟菲斯的贝克曼实验室国际公司(Buckman Laboratories International Inc.,Memphis,TN USA)销售。可以使用可交联的或者已部分交联的、部分可交联的PAE型树脂。能够使用由稍过量的环氧卤丙烷合成的PAE树脂，其是在交联到达完成前通过加入酸来终止受控的交联程度，例如在第7,718,035B2号美国专利中提到的PAE树脂，这里将其整体引入作为参考。能够使用由赫克力士股份有限公司(Hercules Incorporated)销售的示例性的商业PAE起皱粘合剂，
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5318。可以使用部分或稍微经交联的离子聚合物或聚合的季铵化合物(聚铵聚合物)，例如在第6,991,707B2号美国专利中提到的，这里将其整体引入作为参考。
能够使用的具有可交联聚合物的另一种或多种任选聚合物能够为，例如不可交联的或可交联的湿强度的或硬的阳离子树脂或聚合物。可以使用的另一种类型的任选的聚合物能够为具有较多粘性(tack)的柔性聚合物，其可以帮助高运行速度下的边缘控制。该柔性而发粘的非限定的商业实例是由赫克力士股份有限公司销售的EPI-交联的聚(氨基酰胺)，TC9700。可以使用的其它任选的聚合物包括例如1145，或者任何其它pH在5以下的交联粘合剂。
起皱粘合剂组合物中的可交联的聚合物浓度能够部分取决于用于在烘缸表面上施加涂料的涂覆工艺。在喷头喷杆应用中，起皱粘合剂组合物的全部可交联的聚合物能够分布以下范围，例如约0.05～约20重量%，或者约0.1～约15重量%，或者约0.5～约12重量%，或者约0.75～约10重量%，或者约1～约7重量%，或者约1.5～约5重量%，其是基于可喷涂的组合物(固体和液体)的全部重量。任选地，该可喷涂的起皱粘合剂组合物能够包括可交联聚合物，其浓度为约1～约99重量%，或者约3～约95重量%，或者约4～约75重量%，或者约5～约50重量%，或者约7～约30重量%，其是基于起皱粘合剂组合物的全部干固体重量。
能够用于提高粘合剂基制剂的pH的pH调节剂实例包括例如苛性碱材料、碱性材料(例如碱金属材料、碱土金属材料)和碱性缓冲材料，或它们的任意组合。该pH调节剂能够是无机的或有机的，或者这些不同类型的pH调节材料的组合和混合。该pH调节剂能够是，例如碱金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属磷酸盐、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、碱土金属氢氧化物、碱土金属氧化物、碱土金属磷酸盐、碱土金属碳酸盐、碳酸铵锆、有机钛酸盐、有机锆酸盐、氢氧化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、碱金属硅酸盐、脲(urea)、取代脲、氰酸盐、烷基胺、烷醇胺、季铵盐、弱酸和强碱盐、碱性缓冲溶液、多碱金属焦磷酸盐(polyalkali metal pyrophosphate)或者它们的任意组合。可以使用的碱金属氢氧化物的实例是NaOH。可以使用的碱土金属氢氧化物的实例是例如Mg(OH)2、Ca(OH)2、或它们的任意组合。碱盐能够以卤水或水溶性盐的形式使用。作为一个选项，能够在粘合剂基制剂中使用碱缓冲剂以确定碱度和抵抗pH变化。能够使用的碱缓冲液的实例包括，例如氧化镁，以及磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的水溶液。烷醇胺的实例包括三乙醇胺、二乙醇胺或乙醇胺。pH调节剂能够是，例如阿伦尼乌斯碱(即在水中离子化以产生氢氧离子的物质)、布朗斯特-劳莱
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碱(即能够接受质子或氢阳离子(H+)的物质)、或路易斯碱(即提供电子对的种类)，前提是它的引入能够影响粘合剂基制剂pH的上升。pH调节剂的剂量比率取决于所寻找的pH上升水平的因素、具体材料的碱强度和添加速率。作为非限定的实例，为了提高大约0.5单位的pH，能够将以重量比(只以固体为基础)计的10重量%的NaOH加入到具有水中初始pH为约4.0～约6.0的可交联的聚合物中，其含量在约1/30～约30/1的范围内，例如1/10或10/1，或者其它范围的值。通过进一步增加所加入的pH调节剂的含量得到在pH方面进一步增加的数值可能是大致成比例的或者至少可能是同趋势的。
任选地，能够使用多功能试剂，其增加粘合剂基制剂的pH并且当在粘合剂基制剂中使用时发挥至少一种不同的功能。该不同的功能，例如能够是加工助剂功能或者性能试剂(performance agent)功能。例如，能够使用多功能固化剂，其能够提高粘合剂基制剂的pH并且结构上参与可交联聚合物的交联。这种类型的多功能交联材料能够包括，例如碳酸铵锆、有机钛酸盐、有机锆酸盐或类似材料。在本发明的方法中能够使用的额外的多功能固化剂描述于，例如第4,837,272号和第6,663,942B1号美国专利中，这里将其整体引入作为参考。
任选地，能够将多碱金属焦磷酸盐加入粘合剂基制剂以增加生成的起皱粘合剂组合物的pH，其还能够在本发明方法的起皱纤维幅的制造中提供至少一种其它功能，例如减少或消除涂覆条纹、最小化起皱滚筒/卷筒上的褶皱(corrugation)、或者提供这些或其它影响的组合。例如，能够使用多碱金属焦磷酸盐以将粘合剂基制剂的pH提高至少0.5个pH单位，并且在提供适合本发明的方法中使用的起皱粘合剂组合物中，减少涂覆条纹和/或最小化起皱，该粘合剂基制剂具有范围为约4.5～约8.5的初始pH值，例如初始酸性值(pH<7.0，例如约3～4的pH)。多碱金属焦磷酸盐能够是，例如焦磷酸四钾、焦磷酸四钠或它们的盐或它们的任意组合。水相的多碱金属焦磷酸盐能够用于添加到本文所描述的粘合剂基制剂中或者与本文所描述的粘合剂基制剂结合。例如，可以使用焦磷酸四钾(TKPP)盐(例如CAS No.7320-34-5)水溶液(例如CAS No.7732-18-5)。作为另一个实例，能够使用水中的焦磷酸四钠(TSPP)盐(例如CAS No.7722-88-5)。例如，约50～约70重量%的或者其它浓度的水中的TKPP(单独地)、TSPP(单独地)或它们的组合能够和本发明的方法中使用的粘合剂基制剂结合用作多功能试剂。能够用作本发明的方法中的这种多功能试剂的含有TKPP的商业产品为
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2436，由美国田纳西州(TN USA)孟菲斯的贝克曼实验室国际公司销售。在本发明的方法中，加入粘合剂基制剂的基于加料率(application rate)(例如，mg/m2)的多碱金属焦磷酸盐的剂量越大，能够提供的所得起皱粘合剂组合物的增加的pH调整越大。加入粘合剂基制剂的多碱金属焦磷酸盐的剂量越大，当在起皱卷筒或滚筒上使用所得的起皱粘合剂组合物时趋向于形成的涂覆条纹(coatingstreak)越少。相似地，通过增大加入粘合剂基制剂的多碱金属焦磷酸盐的剂量能够进一步最小化起皱纤维幅中的褶皱程度。作为多功能pH调节剂的多碱金属焦磷酸盐的使用也能够允许以加料率为基础(mg/m2)的粘合剂基制剂中可交联聚合物的减少剂量的使用，并且通过针对理想粘性控制粘合剂的固化点得以保持纸板质量。如果可交联聚合物反应太迅速，那么起皱粘合剂组合物中使用的多碱金属焦磷酸盐的剂量可以达到上限，这可能使取下压力卷筒上的纸板变得困难并且导致严重的褶皱。
除了上述的pH调节剂，含有可交联聚合物的起皱粘合剂组合物能够包含一种或多种脱模剂，以及其它可以影响起皱过程的添加剂。合适的起皱脱模剂为，例如在第5,660,687和5,833,806号的美国专利中所描述的，这里将其整体引入作为参考。能够使用的其它脱模剂包括，例如系列脱模剂，例如
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2097、2906，由美国田纳西州孟菲斯的贝克曼实验室国际公司销售。通过确保幅粘附于烘缸能够使起皱作用变得容易，以产生一致和均匀的起皱作用，并且例如阻止幅在接近起皱刀的离开区域或者之前从烘缸张开。通过使用脱模剂，例如硅油、其它油、表面活性剂、肥皂、洗发剂或者用作起皱粘合剂的常规添加剂或者其它粘合剂，能够任选地控制(例如减小)幅对烘缸的粘附力大小。如果使用限制粘附力的脱模剂能够施加于烘缸和幅中至少一个的表面之间，或者和粘合剂基制剂混合，或者这些的结合。能够使用的其它加工助剂包括，例如
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2906，其由美国田纳西州孟菲斯的贝克曼实验室国际公司销售。
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2906，例如，能够帮助控制清洁刀上涂层的构建并且也能够减慢涂覆条纹的形成。能够以旨在提供上述的或其它效应的有效量来使用该添加剂。已指出的多碱金属焦磷酸盐，例如
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2436，也可以用作包含于起皱粘合剂组合物中的添加剂，其含量不是必须导致至少大约0.5个pH的pH增加，但是足以给予其它所需的加工或性能帮助或益处。
除了粘合剂组分和脱模剂添加剂之外，起皱粘合剂制剂能够进一步包括表面活性剂、分散剂、用于调整水硬度的盐、改性剂、抗腐蚀剂、填充剂、不透明剂、漂白剂、交联剂或其它有用的添加剂。该粘合剂制剂例如通过包含少量的磷酸二氢铵(MAP)能够最小化腐蚀粘合剂制剂，该腐蚀可能由任何离子或其它含氯聚合物(一种或多种)(如果使用)中的氯不利地导致。可以使用的其它杨克式汽缸保护/腐蚀抑制剂包括，例如
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系列试剂，由美国田纳西州孟菲斯的贝克曼实验室国际公司销售。合适的额外改性剂包括，但非限定于，第6,133,405号美国专利的增粘剂树脂或者第6,280,571号美国专利的稳定剂，这里将其整体引入作为参考。能够将交联剂或催化剂包括于粘合剂基制剂中，取决于所使用的聚合物和交联剂的类型，该交联剂或催化剂能够促进交联。
能够通过任意现有技术中已知的方式以包括水相、固相、分散相或气溶胶相的形式实现将起皱粘合剂组合物施加至杨克式烘缸或其它旋转烘缸的烘缸表面。正如已指出的，施加(涂覆)的优选选项是经由指向在纸幅转移前的干燥面的表面的喷头喷杆。根据现有技术中已知的任意常规方法或者任意施加步骤的理想组合能够实现起皱粘合剂组合物的喷雾施加。
参照图2，显示了具有根据本发明的方法将起皱粘合剂组合物218应用于杨克式烘缸205的用于制造起皱薄页的系统200。参照数字201标明的转移和压印织物能够将围绕旋转辊203形成的、脱水的和部分干燥后的幅202运输至压力辊204和杨克式烘缸205之间的区域。也可以使用216标明的补充下层搬运器以夹层方式转运输，其在较高的幅干度条件下可能特别有用。该织物、幅和烘缸沿箭头指示的方向移动。幅进入烘缸的入口刚好在离开起皱刀206的辊的周围，正如示意性指明的，如207所示，该起皱刀使来自烘缸的移动幅起皱。从烘缸离开的起皱幅207穿过引导和张力辊208、209并且绕成软的起皱薄纸辊210。为了将进入烘缸的部分干燥和脱水的纸幅(例如10～90重量%的纤维稠度)粘附于烘缸表面，能够使用喷头喷杆211以将起皱粘合剂组合物218施加于烘缸表面213(其在起皱薄纸幅207从烘缸205脱接触后被暴露)以提供位于压力辊204和杨克式(烘缸)205之间区域前面的粘附性烘缸表面214。喷头喷杆211能够是单喷头喷杆或多喷头喷杆，例如所示的双喷头喷杆。喷头喷杆能够包括过喷收集容器(未显示)。喷头喷杆211液体连接219于混合罐215用于pH调节后从混合罐加料起皱粘合剂组合物。混合罐215能够配置搅拌器217。通过给料供应线路(未显示)能够将起皱粘合剂组合物的粘合剂基制剂组分和水给料至混合罐。为了降低对粘合剂基制剂的潜在局部碱冲击，pH调节剂能够例如在供应至混合罐215前用补给水稀释，伴随着快速搅拌混合罐成分的快速搅拌加入调节剂，或者两者。包含可交联聚合物和pH调节剂的粘合剂基制剂组分能够以任何简便的方式引入混合罐215。所得的pH调节后的起皱粘合剂组合物能够泵送或者以其它加压方式给料至喷头喷杆211的喷嘴喷雾器(一个或多个)。为了加速烘缸上幅的干燥，能够通过常规的或者其它合适的装置(未显示)内部蒸汽加热，使用罩212外部加热，或者使用两者加热杨克式(烘缸)205。该喷出的组合物218任选地可以直接施加于移动幅202，但优选直接喷涂于烘缸表面213上，例如以限制粘合剂被幅撅起和限制粘合剂渗透幅至携带织物。本发明的方法中能够采纳和使用的涂布器系统和装置包括，例如那些在第6,465,047B1号美国专利中描述的，在这里将其全部引入作为参考。
任选地，喷雾能够是水相的，并且适合地具有的总固体含量为从约0.5重量%至多达约80重量%的总固体，或者约0.75～约20重量%的总固体，或者约1～约15重量%的总固体，尽管能够使用任何合适的固体含量。对于起皱粘合剂组合物在烘缸表面上的辊涂覆或者刮刀式涂覆，可以使用更大的总固体含量，例如，例如从约1～约70重量%、例如约3～约50重量%。
能够以与烘缸表面旋转速率相应的速率将起皱粘合剂组合物施加于烘缸表面，其提供干燥期间用于保持幅的足够量的粘合剂但干燥完成时放开干燥后的幅。能够使用的常规粘合剂覆盖率和重量是本领域技术人员已知的。能够将起皱粘合剂组合物连续施加于旋转烘缸以致在烘缸表面上总是有足够量的粘合剂。
烘缸表面上的起皱粘合剂组合物的示例性施加速率能够提供它的可交联聚合物组分的施加率，其范围为，例如约0.5～约100mg/m2，或者约1～约75mg/m2，或者约1.5～约50mg/m2，或者约2～约30mg/m2，或者约2.5～约25mg/m2，或者约3～约20mg/m2，或者约3.5～约10mg/m2，或者其它比率，其基于可交联聚合物的固体重量和涂覆的烘缸表面区域。如果用作加入至粘合剂基制剂的pH调节剂，那么多碱金属焦磷酸盐(例如TKPP或TSPP)能够作为所得的起皱粘合剂组合物的一部分施加至旋转圆柱烘缸的烘缸表面，其以如下比率(以干固体为基础)施加，例如约0.5mg/m2或更大，或者约0.5～约5.5mg/m2，或者约0.75～约4.5mg/m2，或者约1.0～约3mg/m2，或者约1.2～约2.75mg/m2，或者其它比率。如果脱模助剂和起皱粘合剂组合物中的可交联聚合物结合使用，那么脱模助剂能够以以下范围的施加率使用，例如从约1mg/m2至多达150mg/m2，或者约3～约100mg/m2，或者约5～约50mg/m2，或者约7～约30mg/m2，或者约10～约25mg/m2，或者约12.5～约20mg/m2，或者约14～约18mg/m2，或者其它比率，其基于脱模助剂的固体重量和涂覆的烘缸表面区域。
其它起皱系统、方法和粘合剂描述于以下的美国专利中：3,640,841、4,304,625、4,440,898、4,788,243、4,994,146、5,025,046、5,187,219、5,326,434、5,246,544、5,370,773、5,487,813、5,490,903、5,633,309、5,660,687、5,846,380、4,300,981、4,063,995、4,501,640、4,528,316、4,886,579、5,179,150、5,234,547、5,374,334、5,382,323、5,468,796、5,902,862、5,942,085、5,944,954、3,879,257、4,684,439、3,926,716、4,883,564、5,437,766，这里将其整体引入作为参考。本发明中使用的粘合剂能够提供增强的可操作性(runability)和降低的颤动。根据本发明的方法使用pH调节粘合剂的起皱能够增强操作可操作性，这是因为粘合剂在整个宽的湿度和温度范围保留它们的粘附力，并且能够是可再润湿的。正如在实例中指出的，例如，本发明的方法足以在高运行速度下操作的更小尺寸的杨克式烘缸上多用途使用。例如，这些方法能够应用于以下杨克式烘缸：具有小于约15英尺的直径，或者小于约12英尺，或者小于约10英尺，或者约5～约15英尺，或者约7.5～12英尺，或者其它直径，并且杨克式烘缸能够在以下的速度下运行：约2000～约3500英尺/分钟，或者约2200～约3200英尺/分钟，或者约2500～约3000英尺/分钟，或者其它运行速度。任选地，因为本发明的方法所提供的起皱粘合剂组合物的化学固化，能够保持烘缸表面温度在较低值，或者降低至例如约25～约75℃，或者约35～约60℃，或者其它数值。当相比于由使用常规粘合剂的系统和方法制造的产品，使用本发明的方法和调节粘合剂制造起皱产品产生高级的起皱薄纸和纸巾(towel)产品。本发明的粘合剂能够具有的再润湿性最小化不可逆的毡填充、最小化沉积形成和最小化清洗时间和努力。根据本发明使用pH调节粘合剂的方法能够增强在任意类型的薄纸和纸巾工艺(包括杨克式烘缸工艺、通过空气干燥器的工艺)的起皱性能。
本发明包括以下的任意顺序和/或任意组合的方面/实施方式/特征：
1.本发明涉及一种用于制造起皱纤维幅的方法，其包括
提供包括烘缸表面的旋转圆柱烘缸；
提供流体连接于供料源或加料源的涂料涂布器；
向包含可交联聚合物的供料源或加料源提供粘合剂基制剂，其中粘合剂基制剂具有第一pH值，其中第一pH值为约3.5～约8.5；
加入pH调节剂至所述粘合剂基制剂以提供具有第二pH值的起皱粘合剂组合物，其中第二pH值比第一pH值至少高约0.5个pH单位；
用涂料涂布器施加所述起皱粘合剂组合物至烘缸表面以提供粘附性烘缸表面；
输送纤维幅与粘附性烘缸表面接触；
在所述粘附性烘缸表面上干燥纤维幅以形成经干燥的纤维幅；并且
起皱来自所述粘附性烘缸表面的经干燥的纤维幅。
2.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中第一pH值是酸性pH。
3.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中第二pH值是中性或碱性pH。
4.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中第二pH是最高达约9.0的pH值。
5.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中第二pH值是约7～约8.5的pH值。
6.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中在起皱粘合剂组合物接触烘缸表面前，向所述粘合剂基制剂加入pH调节剂对化学固化至少部分可交联的聚合物以形成已交联的聚合物是有效的。
7.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中旋转圆柱烘缸是杨克式滚筒。
8.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中涂料涂布器包括至少一个用于将起皱粘合剂组合物喷涂在烘缸表面上的喷头。
9.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中所述涂料涂布器包括喷头喷杆。
10.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中pH调节剂为无机碱材料、无机碱土材料、有机碱或它们的任意组合。
11.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中pH调节剂为碱金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属磷酸盐、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、碱土金属氢氧化物、碱土金属氧化物、碱土金属磷酸盐、碱土金属碳酸盐、碳酸铵锆、有机钛酸盐、有机锆酸盐、氢氧化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、碱金属硅酸盐、脲、取代脲、氰酸盐、烷基胺、烷醇胺、季铵盐、多碱金属焦磷酸盐、弱酸和强碱盐、碱性缓冲溶液或它们的任意组合。
12.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中pH调节剂为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、金属碳酸盐、碳酸铵锆、有机钛酸盐、有机锆酸盐、多碱金属焦磷酸盐或它们的任意组合。
13.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中所述pH调节剂的所述添加包括将作为与水的预混合物的所述pH调节剂引入至混合器、补给水、流入喷杆的加料源、或混合器返回流、或者它们的任意组合。
14.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其进一步包括向粘合剂基制剂引入脱模改性剂。
15.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中所述可交联的聚合物包括可交联的阳离子的水溶性聚合物。
16.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中旋转圆柱烘缸具有小于约15英尺的直径，并且以约2000～约3500英尺/分钟的速度运行。
17.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中粘附性烘缸表面是加热至约90～约110℃温度的圆柱表面。
18.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中可交联聚合物在具有酸性pH的水性介质中。
19.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中所述粘合剂基制剂进一步包括不同于可交联聚合物的第二阳离子水溶性聚合物。
20.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中所述粘合剂基制剂进一步包括脱模改性剂。
21.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中所述起皱粘合剂组合物包含约1～3重量%的所述已交联的聚合物、约1～3重量%的脱模改性剂、约0～1重量%的磷酸盐供体和约95～约99重量%的来自全部来源的水，以所述组合物的重量计。
22.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其进一步包括在起皱来自所述粘附性烘缸表面的所述纤维幅之前，干燥所述纤维幅至至少约90重量%的稠度。
23.一种制造起皱纤维幅的方法，其包括：
提高待用于烘缸表面上的粘合剂基制剂的pH，其中所述粘合剂基制剂包括至少一种可交联的聚合物，其中所述粘合剂基制剂具有约4.5～约8.5的第一pH值，并且所述pH的增量为比第一pH值高至少约0.5个pH单位，以形成起皱粘合剂组合物。
24.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其进一步包括：
施加所述起皱粘合剂组合物至烘缸表面。
25.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其进一步包括：
用喷头喷杆施加所述起皱粘合剂组合物至烘缸表面，并且在用喷头喷杆的所述施加之前，所述pH的增加发生于混合罐、补给水、所述喷头喷杆的给料线路中。
26.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其进一步包括：
输送纤维幅与具有所述起皱粘合剂组合物的干燥表面接触；
干燥纤维幅以形成经干燥的纤维幅；以及
起皱经干燥的纤维幅。
27.一种增加施加于烘缸表面上的起皱粘合剂固化时间的方法，其包括：
提高待用于烘缸表面上的粘合剂基制剂的pH，其中所述粘合剂基制剂包括至少一种可交联的聚合物，其中粘合剂基制剂具有约4.5～约8.5的第一pH值，并且所述pH增量为比第一pH值高至少约0.5个pH单位，以形成起皱粘合剂组合物。
28.一种根据任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法制造的起皱纤维产品。
29.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中第一pH值为4.5～6，且第二pH值为6.1～8.5。
30.任意在先的或随后的实施方式/特征/方面的方法，其中第一pH值至少增加2个pH单位。
本发明能够包括上述和/或下述的正如在句和/或段中列出的这些各种特征或实施方式的任意组合。本文公开的特征的任意组合被认为是本发明的一部分，并且对于这些可组合的特征不希望加以限定。
通过以下实施例将进一步阐明本发明，其旨在对本发明示例性解释。
实施例
以下描述的实施例和结果，例如图3和4中所示的，表明了使用根据本发明所使用的pH调节的粘合剂组分的方法的起皱性能。
实施例1：
在本实施例中，制备了包括以下聚合物的粘合剂基制剂：该聚合物在水性分散相中，含有
Figure BDA0000485456350000211
5318(商业PAE起皱粘合剂(赫克力士股份有限公司))和
Figure BDA0000485456350000212
2097(贝克曼实验室国际公司)脱模剂的组合物。使用8英尺直径的杨克式烘缸来起皱纸巾纤维薄板(towel fiber sheet)，该烘缸具有吸出压力辊。喷嘴处的压力为约108～110psi，并且将运行速度从约2600英尺/分钟调整至约2900英尺/分钟(FPM)。该机器是具有扁平成形器的半湿起皱设计。转移至杨克式烘缸时的纤维薄板具有约60～70重量%的含湿量，而当起皱产品从烘缸移除时，含湿量大约为15～20重量%。本研究所使用的以每分钟英尺数(FPM)为单位的杨克式烘缸和卷轴转速、泵设定、以及以华氏温度(°F)计的烘缸罩温度在图3中的表中标明。以约3.5mg/m2的涂覆率使用粘合剂，并且以约10.6mg/m2的量使用脱模剂。初始的喷雾器喷杆淋液的pH为6.0。将10重量%的NaOH溶液加入至喷雾器系统的再循环罐以提高粘合剂组成的pH至约8.0。在6.0的pH下，机器速度是2600英尺/分钟(FPM)，并且在8.0的pH下经几小时后将速度成功提高至2900FPM，而不产生涂覆条纹或颤动。在这个8英尺的杨克式烘缸上的停留时间为39.7毫秒。在接近2900FPM时，产生一些不规则的边缘(端部)。加入
Figure BDA0000485456350000213
TC9700(赫克力士股份有限公司)添加剂，其抑制在上述较高速度下的不规则边缘。在较低速度下，一种添加剂足以令人满意。有经验的技术员或操作员使用视觉观测来评估起皱性能的质量，例如依据对涂层边缘形成、条纹和颤痕的观测。通过只改变喷杆淋液的pH能够将运行速度从约2600FPM提高至2900FPM而没有起皱性能的降低。实验表明通过将起皱粘合剂组合物的pH提高至少0.5个pH单位能够加速起皱粘合剂组合物的干燥(反应)速率而不会产生不利的条纹或颤痕。
实施例2：
在用于起皱餐巾级纸薄板的10英寸直径的杨克式烘缸上进行了单独的研究，其具有22.5毫秒的停留时间。10重量%的NaOH溶液加料至混合罐中。加入约10毫升/分钟的苛性碱。正如实施例1中所使用的粘合剂和脱模剂的相似组成也用于本实施例。当转移至杨克式烘缸时纤维薄板具有约60～70重量%的含湿量，而当起皱产品从烘缸移除时，其含湿量为约8～10重量%。本研究所使用的以每分钟英尺数为单位的杨克式烘缸和卷轴速度、泵设定、以及56°F的杨克式温度在图4的表中标明。初始的pH为5.9，然后加入苛性碱以提高其pH值至约7.6。
Figure BDA0000485456350000221
5318粘合剂的涂覆率的数量能够从3.1mg/m2降低至2.4mg/m2(约20%的减少)而没有条纹或颤痕，并且使得脱模剂(2097)的含量保持在15.7mg/m2。有经验的技术员或操作员使用视觉观测来评估起皱性能的质量，例如通过对涂层边缘形成(coating edge buildup)、条纹和颤痕的观测。甚至在降低的pH调节后的粘合剂的加入率下，整个块能够得以保持并且提供优异的杨克式涂层而在该干燥起皱机器上没有不利的条纹或颤痕。8小时运行后刀片磨损是正常的。
实施例3：
在加工12～14重量%含湿量的12#纸巾级薄板的18-英尺直径的杨克式烘缸上进行单独研究。将10重量%的NaOH溶液直接加料至清水中以便补偿混合罐中的浓度。加入约15～35毫升/分钟的苛性碱。在本实施例中，制备了包含聚合物的粘合剂基制剂，该聚合物包含以下组分的组合物：在水性分散相中，商业调节后的聚胺型起皱粘合剂
Figure BDA0000485456350000223
2624(贝克曼实验室国际公司)和脱模剂
Figure BDA0000485456350000224
2097。当转移至杨克式烘缸时该纤维薄板具有约65～70重量%的含湿量，而当起皱产品从烘缸移除时其含湿量为约5～10重量%。杨克式烘缸速度为4500～5500FPM，而卷轴速度为4000～4500FPM。杨克式温度为180～210°F，且压力为90～110psi。初始pH为5～6.5，而加入苛性碱以提高其pH至约7.8～8.8。所使用的
Figure BDA0000485456350000225
2624粘合剂涂覆率为约2.0～6.0mg/m2。
Figure BDA0000485456350000226
2097涂覆率为约8～16mg/m2。有经验的技术员或操作员使用视觉观测来评估起皱性能的质量，例如依据对涂层边缘形成、条纹和颤痕。观测到加厚的膜展开和快得多的硬化(固化)速率而没有不利的条纹或颤痕。
实施例4：
在加工含湿量为4～10重量%的8#轻重量级薄板的10英尺直径杨克式烘缸上进行单独研究。将10重量%的NaOH溶液直接加入清水中以便补偿混合罐中的浓度。加入约5～20毫升/分钟的苛性碱。在本实施例中，制备了包含聚合物的粘合剂基制剂，该聚合物包含以下组分的组合物：在水性分散相中，
Figure BDA0000485456350000231
5318和脱模剂
Figure BDA0000485456350000232
2097。当转移至杨克式烘缸时纤维薄板具有约65～75重量%的含湿量，而当起皱产品从烘缸移除时其含湿量为约6～10重量%。杨克式烘缸的速度为3000～4000FPM，而卷轴速度为2500～3200FPM。杨克式温度为180～210°F，而压力为45psi。初始pH为5.0～6.0，而加入苛性碱以提高pH至约7.5～8.5，在该pH下线路运行4～5小时。2097涂覆率为约7～14mg/m2。能够将
Figure BDA0000485456350000234
5318的涂覆率降低约15%，从约3.0mg/m2至2.4mg/m2，并且保持明显更好的涂层形成且没有不利的条纹或颤痕。
实施例5：
在加工100%回收的纤维(RF)纸巾级薄板的杨克式烘缸上进行单独研究。在本实施例中，制备了包含聚合物的粘合剂基制剂，该聚合物包含以下组分的组合物：在水性分散相中，作为可交联聚合物来源的
Figure BDA0000485456350000235
2624和用于涂层形成控制的2906。清洁和起皱刀以每线性英寸40磅(PLI)荷载于杨克式滚筒上。纤维薄板的含湿量和其它杨克式烘缸装置以及操作条件与实施例3中描述的那些基本相似。在滚筒上涂覆生成的起皱粘合剂组合物前，将作为焦磷酸四钾来源的
Figure BDA0000485456350000237
2436(水中60%TKPP)加入至喷雾器喷杆处的粘合剂基制剂。加入的
Figure BDA0000485456350000238
2436剂量在0.4mg/m2、2.0mg/m2、4.3mg/m2和10mg/m2之间的含量变化，伴随每个剂量所观测到的结果。在加入
Figure BDA0000485456350000239
2436前粘合剂基制剂的初始pH为3.5。所使用的
Figure BDA00004854563500002311
2624粘合剂的涂覆率为约8mg/m2，而
Figure BDA00004854563500002310
2906的涂覆率为约2.5mg/m2。有经验的技术员使用视觉观测来评估起皱性能的质量，例如依据对涂层边缘形成、条纹和皱纹的观测。在以剂量为0.4mg/m2的
Figure BDA00004854563500002312
2436下，喷雾器喷杆粘合剂的pH为3.5且一半卷筒不符合起皱的质量要求。在以剂量为2mg/m2的2436下，喷雾器喷杆粘合剂的pH为5.5且皱纹变成可接受的。在以剂量为4.3mg/m2的
Figure BDA0000485456350000241
2436下，喷雾器喷杆粘合剂的pH为7.2，并且在以剂量为10.0mg/m2的
Figure BDA0000485456350000242
2436下，喷雾器喷杆粘合剂的pH为约7且符合用于起皱性能的质量要求。
申请人具体将全部所引文献的全部内容引入本发明。此外，当含量、浓度或其它数值或参数以范围、优选的范围或较大的可优选值和较小的可优选值列表标明时，应当理解成具体公开了由任意较大范围界线或优选值和任意较小范围界线或优选值构成的全部范围，不管这些范围是否单独公开。本文中所引用的数字值的范围，除非另外指出，该范围旨在包括其端点和范围内的全部整数和分数。不希望的是将本发明的范围限定于定义范围时所引用的特定数值。
从本说明书和实践本文所公开的本发明来考虑，对于本领域技术人员本发明的其它实施方式将是显而易见的。希望的是本说明书和实施例被认为只是示例性的，同时本发明的真正范围和精神由随后的权利要求和其同等物表示。

Claims (30)

1.一种用于制造起皱纤维幅的方法，其包括
提供包括烘缸表面的旋转圆柱烘缸；
提供流体连接于供料源或加料源的涂料涂布器；
向包含可交联聚合物的供料源或加料源提供粘合剂基制剂，其中粘合剂基制剂具有第一pH值，其中第一pH值为约3.5～约8.5；
加入pH调节剂至所述粘合剂基制剂以提供具有第二pH值的起皱粘合剂组合物，其中第二pH值比第一pH值至少高约0.5个pH单位；
用涂料涂布器施加所述起皱粘合剂组合物至烘缸表面以提供粘附性烘缸表面；
输送纤维幅与粘附性烘缸表面接触；
在所述粘附性烘缸表面上干燥纤维幅以形成经干燥的纤维幅；并且
起皱来自所述粘附性烘缸表面的经干燥的纤维幅。
2.权利要求1所述的方法，其中第一pH值是酸性pH。
3.权利要求1所述的方法，其中第二pH值是中性或碱性pH。
4.权利要求1所述的方法，其中第二pH是最高达约9.0的pH值。
5.权利要求1所述的方法，其中第二pH值是约7～约8.5的pH值。
6.权利要求1所述的方法，其中在起皱粘合剂组合物接触烘缸表面前，向所述粘合剂基制剂加入pH调节剂对化学固化至少部分可交联的聚合物以形成已交联的聚合物是有效的。
7.权利要求1所述的方法，其中旋转圆柱烘缸是杨克式滚筒。
8.权利要求1所述的方法，其中涂料涂布器包括至少一个用于将起皱粘合剂组合物喷涂在烘缸表面上的喷头。
9.权利要求1所述的方法，其中所述涂料涂布器包括喷头喷杆。
10.权利要求1所述的方法，其中pH调节剂为无机碱材料、无机碱土材料、有机碱或它们的任意组合。
11.权利要求1所述的方法，其中pH调节剂为碱金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属磷酸盐、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、碱土金属氢氧化物、碱土金属氧化物、碱土金属磷酸盐、碱土金属碳酸盐、碳酸铵锆、有机钛酸盐、有机锆酸盐、氢氧化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、碱金属硅酸盐、脲、取代脲、氰酸盐、烷基胺、烷醇胺、季铵盐、多碱金属焦磷酸盐、弱酸和强碱盐、碱性缓冲溶液或它们的任意组合。
12.权利要求1所述的方法，其中pH调节剂为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、金属碳酸盐、碳酸铵锆、有机钛酸盐、有机锆酸盐、多碱金属焦磷酸盐或它们的任意组合。
13.权利要求1所述的方法，其中所述pH调节剂的所述添加包括将作为与水的预混合物的所述pH调节剂引入至混合器、补给水、流入喷杆的加料源、或混合器返回流、或者它们的任意组合。
14.权利要求1所述的方法，其进一步包括向粘合剂基制剂引入脱模改性剂。
15.权利要求1所述的方法，其中所述可交联的聚合物包括可交联的阳离子的水溶性聚合物。
16.权利要求1所述的方法，其中旋转圆柱烘缸具有小于约15英尺的直径，并且以约2000～约3500英尺/分钟的速度运行。
17.权利要求1所述的方法，其中粘附性烘缸表面是加热至约90～约110℃温度的圆柱表面。
18.权利要求1所述的方法，其中可交联聚合物在具有酸性pH的水性介质中。
19.权利要求1所述的方法，其中所述粘合剂基制剂进一步包括不同于可交联聚合物的第二阳离子水溶性聚合物。
20.权利要求1所述的方法，其中所述粘合剂基制剂进一步包括脱模改性剂。
21.权利要求1所述的方法，其中所述起皱粘合剂组合物包含约1～3重量%的所述已交联的聚合物、约1～3重量%的脱模改性剂、约0～1重量%的磷酸盐供体和约95～约99重量%的来自全部来源的水，以所述组合物的重量计。
22.权利要求1所述的方法，其进一步包括在起皱来自所述粘附性烘缸表面的所述纤维幅之前，干燥所述纤维幅至至少约90重量%的稠度。
23.一种制造起皱纤维幅的方法，其包括：
提高待用于烘缸表面上的粘合剂基制剂的pH，其中所述粘合剂基制剂包括至少一种可交联的聚合物，其中所述粘合剂基制剂具有约4.5～约8.5的第一pH值，并且所述pH的增量为比第一pH值高至少约0.5个pH单位，以便形成起皱粘合剂组合物。
24.权利要求23所述的方法，其进一步包括：
施加所述起皱粘合剂组合物至烘缸表面。
25.权利要求23所述的方法，其进一步包括：
用喷头喷杆施加所述起皱粘合剂组合物至烘缸表面，并且在用喷头喷杆的所述施加之前，所述pH的增加发生于混合罐、补给水、所述喷头喷杆的给料线路中。
26.权利要求24所述的方法，其进一步包括：
输送纤维幅与具有所述起皱粘合剂组合物的干燥表面接触；
干燥纤维幅以形成经干燥的纤维幅；以及
起皱经干燥的纤维幅。
27.一种增加施加于烘缸表面上的起皱粘合剂固化时间的方法，其包括：
提高待用于烘缸表面上的粘合剂基制剂的pH，其中所述粘合剂基制剂包括至少一种可交联的聚合物，其中粘合剂基制剂具有约4.5～约8.5的第一pH值，并且所述pH增量为比第一pH值高至少约0.5个pH单位，以形成起皱粘合剂组合物。
28.一种根据权利要求1所述的方法制造的起皱纤维产品。
29.权利要求1所述的方法，其中第一pH值为4.5～6，且第二pH值为6.1～8.5。
30.权利要求1所述的方法，其中第一pH值至少增加2个pH单位。
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