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KR100685533B1 - 종이 및 판지 제조방법, 보유 및 배수 보조제, 및 수득된종이와 판지 - Google Patents

종이 및 판지 제조방법, 보유 및 배수 보조제, 및 수득된종이와 판지 Download PDF

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KR100685533B1
KR100685533B1 KR1020007013706A KR20007013706A KR100685533B1 KR 100685533 B1 KR100685533 B1 KR 100685533B1 KR 1020007013706 A KR1020007013706 A KR 1020007013706A KR 20007013706 A KR20007013706 A KR 20007013706A KR 100685533 B1 KR100685533 B1 KR 100685533B1
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KR
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acrylic polymer
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water
side chain
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르네 윙
크리스띠앙 젱-르니
Original Assignee
에스엔에프 쏘씨에떼 아노님
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Publication date
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Abstract

본 발명은 역상 에멀젼으로 제조된 측쇄형 폴리머를 제1보유제로서, 벤토나이트를 제2보유제로서 사용하는 개선된 제지 방법에 관계한다. 두 보유제의 첨가는 섬유 현탁액 전단단계에 의해 분리된다. 본 발명은 또한 향상된 보유력 및 배수력을 가질 수 있게 한다. 게다가 배수에서 벤토나이트 함량을 감소시킬 수 있다.

Description

종이 및 판지 제조방법, 보유 및 배수 보조제, 및 수득된 종이와 판지{METHOD FOR MAKING PAPER AND CARDBOARD AND RETENTION AND DEWATERING AGENTS}
본 발명은 종이 제조 및 사용된 폴리머에 관계한다. 또한 본 발명은 보유력 및 기타 성질이 개선된 종이 또는 판지 제조방법에 관계한다.
종이나 판지를 제조하는 동안 쉬이트에 최대한의 미립자 및 충진재를 유지하게 하는 보유 보조제를 펄프에 도입하는 것은 잘 알려진 사항이다. 보유 보조제 활용으로 나타나는 유리한 효과는 다음과 같다:
- 제조단가 감소, 에너지 절감, 더욱 신뢰성있는 기계의 작동, 섬유, 미립자, 충진재 및 음이온성 마감 제품 측면에서 더 높은 수율, 황산 알루미늄 사용량 감소로 도관의 더 낮은 산가, 부식 문제 감소;
- 품질 개선 : 더 양호한 형성 및 외관, 쉬이트의 수분 함량, 불투명도, 광택도 및 흡수용량에서 개선, 종이 다공성 감소.
오래 전에 황산알루미늄과 같은 광물이나 폴리에틸렌이민과 같은 합성 폴리머와 함께 펄프에 벤토나이트가 첨가되는 방법이 제안되었다(DE-A-2- 262 906 , US-A-2 368 635).
US-1-3 052 595에서 벤토나이트가 직쇄형 폴리아크릴아미드와 조합된다. 이 방법은 사용이 더욱 용이하며 성능도 양호한 시스템과 경쟁을 한다. 게다가 직쇄형 폴리아크릴아미드를 사용해도 보유 용량이 불충분하다.
EP-A-0 017 353에서 충진재 저함량 펄프(5% 미만의 충진재)의 보유를 위해 벤토나이트를 비이온성 및 음이온성 직쇄형 코폴리아크릴아미드와 조합하는 공정을 제안한다. 이 공정은 이들 폴리머가 보유 측면에서 성능이 나쁘기 때문에 널리 사용되지 못하며, 특히 이들 공중합체와 벤토나이트간의 불충분한 시너지 효과 때문에 충진재 함유 펄프가 재응집하는 경향이 적다.
EP-A-0 235 893에서 백만 내지 3천만의 분자량을 갖는 직쇄형 양이온성 폴리아크릴아미드 사용을 제안한다. 이것은 만족스러운 보유 효과를 획득하게 하지만 벤토나이트 사용은 기계로부터 나온 유출물의 후속 처리동안 문제를 야기시키므로 제지분야에서 아직은 부적절하게 여겨지며 사용하는 상당한 장점이 있는 경우에만 이 시스템을 선택할 것이다.
"합성 폴리머와 활성화된 벤토나이트에 의한 습식 화학 제어시 초응집"이란 제목으로 발표된 강의(Seattle, 10월 11-13일, 1989)에서 R. Kajasvirta는 정확한 성질을 제시하지 않고 양이온성 폴리아크릴아미드 존재하에서 활성화된 벤토나이트의 초응집 메카니즘을 발표하였다. 이 방법 역시 상기 결함을 가진다.
EP 0 574 335 는 분말 형태로 측쇄형 폴리머(특히 폴리아크릴아미드)를 제시함으로써 상당한 개선을 제공한다.
도 1 내지 20은 본 발명의 결과를 보여주는 히스토그램이다.
본 발명의 목적은 응집될 현탁액, 섬유 또는 펄프에 주 보유 보조제로서 역상 에멀젼 또는 유중수(water-in-oil)에멀젼에서 제조된 측쇄형 폴리아크릴아미드와 제2 보유 보조제로서 벤토나이트를 (이러한 형태의 "이중"시스템은 "미소입자"로 알려진다)첨가하는 단계로 구성된 개선된 공정을 제공하는 것이다.
사용된(즉 응집될 펄프에 도입되는)폴리머에 관계되는 "역상 에멀젼" 또는 유사한 표현은 당해분야에서 알려진 표현으로서, 역상 유중수 에멀젼은 응집될 펄프에 도입 전 물에 용해된다는 의미이며, 물에 용해시키면 초기 역상 유중수 에멀젼이 "역전"된다.
폴리머와 벤토나이트의 첨가는 전단단계에 의해, 예컨대 "팬 펄프"로 알려진 혼합펄프의 수준에서 분리된다. 제지기에 보유제 첨가시기는 다음에서 발표된다(미국특허 4,753,710, US 3,052,595; Unbehend, TAPPI Vol. 59, No. 10, October, 1976; Luner, 1984 Papermakers Conference or TAPPI, April, 1984, pp. 95-99; Sharpe, Merck and Co., Inc., Rahway, NJ, USA, around 1980, Chapter 5, "Polylectrolyte Retention Aids"; Britt, TAPPI Vol. 56, October 1973, p. 46 ff.; and Waech, TAPPI, March, 1985, p. 137; or even US patent 4,388,150 (Eka Nobel)).
종이 제조와 관련된 일반적 사항, 사용된 첨가제 및 세부사항은 미국특허 4,753,710을 참조하시오.
제2보유제로서 벤토나이트를 본 출원인의 프랑스특허출원 95 13051에 발표된 카올린으로 대체할 수 있다. 상기 카올린은 다가전해질로 사전처리된 것이다.
이 공정은 역효과없이 미립자 및 충진재 보유력을 크게 향상시킬 수 있다. 또한 배수성도 향상된다.
측쇄형 폴리아크릴아미드(또는 더욱 일반적으로 측쇄형 (코)폴리머)는 역상 유중수 에멀젼 형태로 섬유 현탁액의 건조중량에 대한 활성 폴리머의 중량‰로 계산시 0.03 내지 1중량‰(per mill), 특히 0.15 내지 0.5중량‰의 양으로 또는 30 내지 1000g/t, 특히 150 내지 500g/t의 양으로 현탁액에 도입된다.
역상 에멀젼 폴리머가 물에 희석되고 도입하기 이전에 희석에 의해 역전(용해)된다.
충진재 및 미립자 보유를 위해 역상 에멀젼 형을 선택함으로써 지금까지 도달하지 못한 성능을 달성할 수 있다. 게다가 측쇄형 폴리머의 활용으로 EP-0 574 335에 발표된 쉬이트에 벤토나이트 보유력을 크게 함으로써 제지기의 유출물 후속 처리시 부정적인 영향을 축소시킨다. 게다가 측쇄형 폴리아크릴아미드를 사용함으로써 쉬이트에서 벤토나이트의 고정용량을 증가시켜 시너지 효과를 발생시킴으로써 백수에서 벤토나이트 함량을 감소시키는 재응집 효과를 가져온다.
역상 유중수 에멀젼 중합을 수단으로 폴리머가 제조되는 것이 본 발명의 필수적 사항이다. 그러나 이 폴리머는 물에 용해시킨 후 역상 에멀젼 형태로 사용되거나(응집될 펄프에 도입), 중합결과의 역상 에멀젼을 건조시켜(특히 "분사 건조"에 의해) 얻은 분말을, 이후 예를 들어, 5g(폴리머)/리터의 농도로 물에 재용해시키고, 이렇게 수득된 용액이 동일 폴리머 투여량으로 펄프에 도입된다.
측쇄형 (코)폴리아크릴아미드는 아크릴아미드와 불포화 양이온성 에틸렌계 모노머의 양이온성 공중합체로서, 상기 측쇄형 (코)폴리아크릴아미드는 염산, 황산, 인산 및 질산으로 구성되는 그룹에서 선택된 산 및 4차화제에 의하여 염으로되거나(salified) 4차화된 디메틸아미노에틸 아크릴레이트(ADAME) 또는 디메틸아미노에틸메타크릴레이트(MADAME), 염화벤질, 염화메틸, 염화알킬 또는 염화아릴, 디메틸 술페이트, 디알릴디메틸염화암모늄(DMDMAC), 아크릴아미도프로필트리메틸염화암모늄(APTAC), 및 메타크릴아미도프로필트리메틸염화암모늄(MAPTAC)로 구성된 그룹에서 선택된다.
이러한 공중합체는 이중결합, 알데히드 결합 또는 에폭시 결합을 포함한 작용기를 갖는 화합물로 구성된 측쇄화 작용제에 의해 측쇄를 가지게 된다. 상기 화합물은 EP-A-0 374 458 및 FR-A-2 589 145에 발표된다.
"측쇄형"폴리머는 "가교결합된" 폴리머처럼 3방향이 아니라 하나의 평면에 배치된 측쇄를 갖는 폴리머이며; 고분자량의 측쇄형 폴리머는 응집제로서도 알려진다. 이러한 측쇄형 폴리아크릴아미드는 무한 분자량의 불용성 생성물을 가져오도록 3차원으로 배치되는 가교결합형 폴리아크릴아미드와 구별된다.
측쇄화는 반대이온을 갖는 두 개의 가용성 폴리머를 반응시키거나 포름알데히드 또는 다가 금속화합물에서 반응시킴으로써 중합동안 또는 이후에 실시된다. 종종 측쇄화 반응은 측쇄화 작용제를 첨가시켜 중합중 실시된다. 측쇄화 반응을 수반하는 중합공정은 공지이다.
도입될 수 있는 측쇄화 작용제는 다가 금속염과 같은 이온성 측쇄화 작용제, 포름알데히드, 글리옥살 또는 디에틸렌형 불포화기(폴리에틸렌 글리콜 (PEG)의 디아크릴레이트와 같은 디아크릴레이트 에스테르계)를 갖는 모노머나 수용성 폴리머의 가교 결합에 사용되는 폴리에틸렌계 불포화기 함유 모노머, 특히 메틸렌비스아크릴아미드(MBA)또는 기타 아크릴계 측쇄화 작용제를 포함한다.
이들 작용제는 때때로 가교결합제와 동일하지만 측쇄를 갖지만 가교결합되지 않는 폴리머 수득이 필요할 때 중합속도, 전달제 종류 및 양, 온도, 개시제 종류 및 양과 같은 중합조건을 최적화시킴으로써 가교결합이 방지될 수 있다.
측쇄화 작용제로 메틸렌비스아크릴아미드(MBA)가 선호되며, 이것은 모노머 100만몰 당 5 내지 200, 특히 5 내지 50몰의 비율로 도입된다.
응집될 현탁액에 도입되는 측쇄형 폴리아크릴아미드의 양은 30 내지 1000그램의 활성 폴리머/건조폴리머1톤 (30~1000g/t), 특히 150 내지 500g/t이며; 0.03중량‰미만일 경우에 보유효과가 달성되지 못하며 1중량‰ 초과시 개선이 관찰되지 않지만; EP-A-0 017 353 및 EP-0 235 893에 발표된 직쇄형 양이온성 폴리아크릴아미드와 다르게 쉬이트에 유지되지 않은 과잉의 폴리머를 폐쇄도관에서 재순환시켜도 분산효과(악효과)가 관찰되지 않았다. 특히 도입된 측쇄형 폴리아크릴아미드의 양은 건조 펄프에 대해 0.15 내지 0.5중량‰ 또는 150g/t 내지 500g/t이다.
본 발명의 목적 달성을 위해서는 역상(유중수)에멀젼 형태로 측쇄형 폴리머를 제조하는 것이 중요하다. 이러한 형태의 에멀젼과 그 제조방법은 공지이다.
이 방법은 EP-0 574 335에서 비난받았는데, 여기에서 측쇄형 폴리머가 에멀젼으로 사용된다면 에멀젼에 존재하는 계면활성제는 종이 제조동안 거품 형성을 촉 진하며 완성된 종이의 물리적 성질을 불균일하게 만든다고 표시되어 있다(에멀젼의 오일상 부분이 쉬이트에 남겨진 장소에서 흡수성이 변성된다).
그러므로 오일 함량이 높은 역상 유중수 에멀젼을 고려하는 것이 명백하지 않다.
본 발명은 가교결합된 폴리머가 아니라 측쇄형 폴리머를 유지시키는 것이 중요하기 때문에 더욱더 성취하기가 어렵다. 특히 산업적 생산 규모에서 두 영역간 경계는 교차되며 비가역적이다. 측쇄화 영역은 매우 한정되므로 본 발명은 개발하기가 곤란하며 출원인은 특정한 문제를 부과하며 엄격한 품질조건을 필요로 하는 종이 제조 분야에서 본 기술을 사용하는 것에 대해 자부심을 갖는다.
가교결합형 에멀젼은 종이에 장점을 제공하는 것으로 공지되지 않는다는 점에서 본 기술이 사용되지 않았다는 사실을 설명할 수 있는 실패 가능성은 더욱 커진다.
EP-0 574 335에 언급된 분말형 측쇄형 폴리머는 직쇄형 폴리머에 비해서 성질과 종이 제조공정 측면에서 상당한 진보를 이루었다. 개선은 성질에 따라 20 내지 40%이다.
본 발명의 측쇄형 에멀젼 사용시 개선은 50 내지 60%이며, 가교결합된 제품은 작용하지 못한다는 사실이 알려져 있으므로 예견할 수 없는 것이다.
본 발명에 따르면 활성물질에 대해 10ppm의 측쇄화제를 써서 "적절하게 측쇄연결된"폴리머가 사용된다.
폴리머는 물에서 용해 또는 "역전"된 역상 에멀젼 형태로 사용되거나 상기 에멀젼을 분무 건조에 의해 건조시켜 수득된 분말은 물에 용해시킨 용액 형태로 사 용된다. 분무건조는 공지된 공정이다.
몬트릴로나이트계에서 "스멕타이트형 팽윤성 점토"로 알려진 벤토나이트는 공지되어 있으며 미소결정으로 형성된 이 화합물은 물을 유지시킬 수 있는 고 양이온 교환 용량을 가진 표면을 포함한다(US-A-4 305 781, EP-A-0 017 353 및 FR-A-2 283 102 참조).
섬유 현탁액 건조중량의 0.1 내지 0.5% 비율로 헤드박스 상류에 도입되는 세기소다형 벤토나이트가 선호된다.
충진재로서 카올린, GCC 또는 분쇄된 CaCO3, 침전된 CaCO3 또는 PCC를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 역상 에멀젼에 든 측쇄형 폴리머는 전단단계 이전에 희석된 펄프 또는 원액, 즉 셀룰로오스 섬유, 충진재 및 제지공정에 통상 사용되는 다양한 첨가제의 총량이 0.7 내지 1.5%가 되게 희석된 펄프에 도입된다.
또다른 구체예에서 본 발명에 따른 에멀젼에 든 측쇄형 폴리머의 일부는 전단단계 이전에 5%이상의 고형물 함량을 갖는 "진한 원액" 제조단계시 도입된다.
실시예 1 : 역상유중수 에멀젼 형태로 측쇄형 폴리머 제조
반응기 A에서 합성된 에멀젼의 유기상 구성 성분이 상온에서 혼합된다.
a) 유기상
- 252 g Exxsol D100
- 18g Span 80
- 4 g Hypermer 2296
b) 반응기 b에서 에멀젼의 수성상이 혼합된다.
- 385g 아크릴아미드 50%
- 73g 에틸아크릴레이트트리메틸염화암모늄 80%
- 268g 물
- 0.5g 메틸렌비스아크릴아미드 0.25%
- 0.75㎖ 브롬화나트륨 50g/ℓ
- 활성물질에 대해 20ppm 하이포아인산나트륨
- 0.29㎖ Versenex 200g/ℓ
교반하에서 B의 내용물의 반응기 A에 혼합된다. 혼합후 역상 에멀젼 생성을 위해서 믹서에서 1분간 에멀젼이 전달된다. 질소 주입에 의해 에멀젼을 탈기시키고 20분 후 중아황산염을 점차 첨가하여 중합을 개시시킨다.
반응 완료후 자유 모노머 함량 감소를 위해서 중아황산염 처리가 실시된다.
이후에 수성상에 있는 폴리머를 방출시키기 위해서 에멀젼에 역전 계면활성제가 도입된다(2 내지 2.4% 에톡실화 알콜). 상기 폴리머의 Brookfield에서 1M NaCl 0.1%에서 측정된다).
5ppm에서 20ppm으로 MBA를 변화시켜서 UL 점도 결과가 수득된다.
테스트 MBA ppm NaH2PO2 ppm(*) UL점도 IR(1)(%) IVR(2)(%) 상태
R52 5 20 4.56 12.8 0 측쇄형
R 102 10 20 3.74 28.9 0 측쇄형
SD 102 10 20 3.70 26 0 측쇄형
X 104 10 40 2.31 45 50 가교결합형
X 204 20 40 2.61 54.8 50 가교결합형
EM 140CT 0 15 4.5 0 <0 직쇄형
EM 140L 0 30 3.82 0 0 직쇄형
EM 140LH 0 40 3.16 0 <0 직쇄형
EM 140BD 5 0 1.85 80 100 가교결합형
FO 4198 5 20 3.2 5 <0 측쇄형
FO 4198 : 20 ppm전달제 및 5ppm 측쇄화제 함유 분말
(*) : 하이포아인산나트륨, 전달제
(1) : 이온 재수득 %
(2) : 고유 점도 재수득 %
EM140CT : 측쇄화제를 함유하지 않는 초고분자량의 표준 에멀젼
EM140L : 측쇄화제를 함유하지 않는 고분자량의 표준 에멀젼
EM140LH : 측쇄화제를 함유하지 않는 평균분자량의 표준 에멀젼
EM140BD : 5ppm 가교제를 함유하고 전달제를 함유하지 않는 가교결합된 에멀젼
SD 102 : 분무 건조된 에멀젼 R102, 수득된 분말은 5g 활성폴리머/리터의 농도로 물에 용해된다.
직쇄형 생성물은 이온 재수득(IF)이 없고 고유 점도(IV)는 센 전단하에서 감소한다(IV 값중 두 개는 음이다); 에멀젼에서 측쇄형 생성물은 이온수득(IR)을 보이지만 IV 가 없고(≤0); 가교결합된 생성물은 고이온 재수득 및 고IV 재수득을 보 인다.
이온 재수득 및 고유점도 재수득의 정의
이온재수득(IR) = (X-Y)/Y ×100
X = 전단 후 이온성(meq/g)
Y = 전단 전 이온성(meq/g)
고유 점도 재수득(IVR) = (V1-V2)/V2 ×100
V1 = 전단 후 고유점도(㎗/g)
V2 = 전단 전 고유점도(㎗/g)
상기 에멀젼은 종이 기술센터에서 자동 쉬이트 형성기에서 보유성 및 배수성의 연구 주제가 된다.
에멀젼 테스트 절차
사용된 펄프:
70% 표백된 경목 크라프트 KF
10% 표백된 연목 크라프트 KR
20% 표백된 기계펄프 크라프트 PM
20% 탄산칼슘
2% 알킬 케텐 이합체 에멀젼 매체로 사이징.
펄프가 1.5% 농도로 희석된다. 2.24g 건조 펄프 샘플 또는 149g 150% 펄프 샘플이 물을 써서 0.4%로 희석된다.
자동 쉬이트 형성기의 플렉시글라스 실린더에 540㎖가 도입되고 다음 서열이 개시된다.
t=0초 1500rpm으로 교반시작
t=10초 폴리머 첨가
t=60초 1000rpm 으로 감속, 벤토나이트 첨가
t=75초 교반중단, 와이어상에서 진공에서 쉬이트 형성, 백수 재순환
다음 공정이 수행된다:
- 와이어 아래의 백수 탁도 측정
- 재순환된 백수로 새로운 쉬이트 형성을 위해 진한 원액을 희석
- 제 1 쉬이트 건조
- 제 2 쉬이트 제조를 위해 새로운 싸이클 시작
3싸이클 후 테스트될 제품이 변화된다.
다음 분석이 수행된다:
- 와이어 아래의 현탁액내 물질 측정(TAPPI 표준: T 656 ㎝/83)
- 쉬이트내 애쉬 측정(TAPPI 표준 : T 211 ㎝/93)
- 이온 매체 상태를 알키위에서 섬유가 침전될시 30' 이후에 탁도 측정
- 캐나다 표준 여수도(CSF; TAPPI 표준 T 227 om-94)로 펄프의 배수성 측정
표1 및 표2에서
X= 제 1 패스 측정
R1= 제2 패스 측정(제1 재순환)
R2 = 제3 패스 측정(제2 재순환)
애쉬 % = 쉬이트에 유지된 애쉬의 중량%(=충진재 보유)
가교결합된 폴리머는 공정동안 적용된 고전단속도에도 불구하고, 예컨대 이러한 형태의 미소입자 보유 시스템의 특징인 1500rpm에서 미립자 및 충진재의 응집 및 보유에 이득을 제공하지 못한다. 이들은 탁도 감소가 관찰되지 않으므로 충진재 및 콜로이드성 물질 포획능력이 부족하다.
벤토나이트와 조합은 보유력 측면에서 효과를 크게 개선시키지 못하며 배수성 측면에서 효과를 약간 증가시킨다.
직쇄형 폴리머의 경우에 충진재 및 미립자의 보유력을 향상시킨다.
역상 에멀젼에는 측쇄형 폴리머와 벤토나이트의 조합은 충진재 보유력 및 총 보유력을 향상시키며 공지된 직쇄형 폴리머/벤토나이트 조합에 비해서 탁월하다.
측쇄형 폴리머에서 응집성은 더욱 양호하여 30분 후 탁도가 크게 감소된다.
R52 테스트와 R102 테스트에서 본 발명은 EP 0 574 335에서 발표된 겔 중합반응을 통해 획득된 것보다 높은 UL점도를 갖는 측쇄형 생성물을 수득할 수 있게 함을 알 수 있다. 겔 중합공정을 사용하고 분말로 건조시켜 UL점도를 크게하려는 시도는 완전 불용성인 제품을 생성시키므로 당해 산업에서 쓸 수 없다.
SI102 테스트는 폴리머 합성으로 수득된 역상 에멀젼을 건조시킨 분말을 물에 용해시켜 사용되는 폴리머가 합성 역상 에멀젼 형태로 사용된 폴리머와 유사한 양태를 보임을 보여준다. 특히 분무 건조에 의한 건조단계동안 폴리머는 분해되지 않는다.
폴리머가 동일한 화학을 보여서 동일한 양이온성, 동일한 MBA%를 가지기 때문에 R52테스트를 FO4198 테스트(분말)와 비교하는 것이 유용한데, 본 발명의 R52는 배수 및 보유력 측면에서 분말보다 훨씬 더 탁월하고(96.3 대 87.6)30분 후 탁도(NTU)에서 32 대 75 (NTU)로 더 탁월하다.
이러한 UL점도값은 개선된 배수성을 가져온다.
본 발명은 또한 역상 에멀젼 형태로 측쇄형 아크릴 폴리머를 포함하는 종이쉬이트, 판지 제조용 보유제에도 관계하며, UL 점도가 3 이상, 특히 3.5이상, 더더욱 4이상임을 특징으로 한다. 상기 보유제는 물에서 역전되는 에멀젼으로 사용되거나 에멀젼 건조에 의해 수득된 분말을 물에 용해시켜 수득된 용액으로 사용된다.
실시예 2 : 역상 수중유 에멀젼 형태로 측쇄형 아크릴아미도프로필트리메틸염화암모늄(APTAC)기초 폴리머 제조
반응기 A에서 합성될 에멀젼의 유기상 구성성분이 상온에서 혼합된다.
a) 유기상
- 252g, Exxsol D100
- 18 g, Hpan 80
- 4 g, Hppermer 2296
b) 비이커 B 에서 생성될 에멀젼상이 다음을 혼합하여 제조된다:
- 37g, 아크릴아미드, 50%
- 102.2g 아크릴아미드프로필트리메틸염화암모늄, 60%
- 245.7g 물
- 0.5 g 메틸렌비스아크릴아미드, 0.25%
- 0.75㎖ 브롬화나트륨 50g/ℓ
- 20ppm 하이포아인산나트륨
- 0.29㎖ Versenex 200g/ℓ
비이커 B의 내용물이 반응기 A에 교반하에서 혼합된다. 혼합후 에멀젼을 믹서에서 1분간 전단시켜 역상에멀젼을 생성시킨다. 질소 투입으로 에멀젼을 탈기시키고 20분 후 메타중아황산염을 점차 첨가시켜 중합을 개시시킨다.
중합 완료시 잔류 모노머를 제거한다.
에멀젼에 역전 계면활성제를 도입하여 수성상에서 폴리머를 자유롭게 한다.
테스트 MBA ppm NaH2PO2 ppm(*) UL점도 IR(1)(%) IVR(2)(%) 상태
M 52 5 20 4.20 14.2 0 측쇄형
M 102 10 20 3.34 21.3 0 측쇄형
XM 104 10 40 2.11 37 50 가교결합형
XM 204 20 40 1.94 58 55 가교결합형
EK 190 0 15 4.35 0 0 직쇄형
EK 190 BD 5 0 1.85 78 60 가교결합형
EK 190 : 아크릴아미드와 아크릴아미도프로필트리메틸염화암모늄의 직쇄형 공중합체의 에멀젼
에멀젼 테스트 절차
실시예1 과 동일
본 발명의 신규한 보유제는 역상에멀젼 형태로 제조된 측쇄형 폴리머를 포함하며, 펄프 전단단계후 제2보유제와 함께 작용하며, 종이 또는 판지의 제조에 사용 할 수 있다.
본 발명의 보유제는 물에서 역전된 에멀젼 형태로 사용되거나 에멀젼 건조에 의해 생성된 분말을 용해시켜 사용한다.
Figure 112000025705351-pct00001
Figure 112000025705351-pct00002
Figure 112000025705351-pct00003

Claims (23)

  1. 제 1보유제로서 아크릴 폴리머, 제2보유제로서 벤토나이트 또는 처리된 카올린으로 구성된 이중 시스템을 사용하여, 보유제 도입은 현탁액 또는 종이 펄프 전단단계에 의해 분리되는 보유성 및 배수성이 개선된 종이 또는 판지 제조방법에 있어서,
    상기 아크릴 폴리머가 역상 유중수(water-in-oil)에멀젼 형태로 제조된 측쇄형 아크릴 폴리머이며, 물에서 역전된 에멀젼으로 사용되거나 에멀젼 건조로 생성된 분말을 용해시킨 용액으로 사용됨을 특징으로 하는 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 역상 에멀젼으로 제조된 측쇄형 아크릴 폴리머가 펄프 또는 섬유 현탁액의 건조중량에 대해 0.03 ~ 1중량‰(30 ~ 1,000g/t)의 양으로 펄프에 도입됨을 특징으로 하는 제조방법.
  3. 제 1 항 또는 2항에 있어서, 역상 에멀젼으로 제조된 측쇄형 아크릴 폴리머가 아크릴아미드와 불포화 양이온성 에틸렌계 모노머의 양이온성 공중합체로서, 상기 측쇄형 아크릴 폴리머는 염산, 황산, 인산 및 질산으로 구성되는 그룹에서 선택된 산 및 4차화제에 의하여 염으로되거나(salified) 4차화된 디메틸아미노에틸 아크릴레이트(ADAME) 또는 디메틸아미노에틸메타크릴레이트(MADAME), 염화벤질, 염화메틸, 염화알킬 또는 염화아릴, 디메틸 술페이트, 디알릴디메틸염화암모늄(DMDMAC), 아크릴아미도프로필트리메틸염화암모늄(APTAC), 및 메타크릴아미도프로필트리메틸염화암모늄(MAPTAC)로 구성된 그룹에서 선택됨을 것을 특징으로 하는 제조방법.
  4. 제 1 항 내지 2항 중 한 항에 있어서, 역상 에멀젼으로 제조된 측쇄형 아크릴 폴리머가, 이온성 측쇄화 작용제, 포름알데히드, 글리옥살 또는 디에틸렌형 불포화기를 갖는 모노머, 폴리에틸렌계 불포화기 함유 모노머, 또는 기타 아크릴계 측쇄화 작용제로 구성된 그룹에서 선택된 측쇄화 작용제에 의해 측쇄를 가지게 됨을 특징으로 하는 제조방법.
  5. 제 1 항 내지 2항 중 한 항에 있어서, 역상 에멀젼으로 제조된 측쇄형 아크릴 폴리머가 메틸렌비스아크릴아미드(MBA)로 구성된 측쇄화제에 의해 측쇄를 가지게됨을 특징으로 하는 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, MBA가 모노머 백만몰 당 5 내지 200몰의 농도로 도입됨을 특징으로 하는 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 벤토나이트가 섬유 현탁액 건조중량의 0.1 내지 0.5%의 양으로 사용되는 세미소다형(semisodic)벤토나이트임을 특징으로 하는 제조방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 충진재를 포함한 펄프가 희석되고 이후에 폴리머가 제1보유제로서 첨가되고 전단단계가 혼합 펄프 또는 팬펌프에서 실시되고 이후에 벤토나이트가 제2보유제로서 첨가됨을 특징으로 하는 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 물에서 역전되는 역상 유중수 에멀젼 형태나 에멀젼 건조로 수득된 분말의 용액 형태로 도입되는 측쇄형 아크릴폴리머의 양은 건조 펄프 1톤당 30 내지 1000그램(0.03 내지 1중량‰)임을 특징으로 하는 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 물에서 역전되는 역상 유중수 에멀젼 형태나 에멀젼 건조로 수득된 분말의 용액 형태로 도입되는 측쇄형 아크릴폴리머의 양은 건조 펄프 1톤당 150 내지 500 그램(0.15 내지 0.5중량‰)임을 특징으로 하는 제조방법.
  11. 삭제
  12. 제 1 항 또는 2항 중 한 항에 있어서, 전단단계 이전에 희석된 펄프 또는 응집될 섬유 현탁액에 역상에멀젼으로 제조된 측쇄형 아크릴폴리머가 물에서 역전된 에멀젼 형태나 에멀젼 건조로 수득된 분말의 용액 형태로 도입되고 셀룰로오스 섬유, 충진재 및 첨가제의 총함량이 0.7-1.5 중량%가 되도록 희석된 원액에 도입됨을 특징으로 하는 제조방법.
  13. 제 1항에 있어서, 에멀젼 형태의 측쇄형 아크릴폴리머 일부가 5% 이상의 고형물 함량을 갖는 원액 제조단계에서 도입되거나 전단단계 전 원액 제조시 도입됨을 특징으로 하는 제조방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 역상 에멀젼으로 제조된 측쇄형 아크릴 폴리머가 펄프 또는 섬유 현탁액의 건조중량에 대해 0.15 내지 0.5중량‰(150 내지 500g/t)의 양으로 펄프에 도입됨을 특징으로 하는 제조방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
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  20. 삭제
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