KR102134245B1

KR102134245B1 - 제지 공정에서 유기 증착 제어를 위한 음이온성의 친지질성 글리세롤－기반 폴리머

Info

Publication number: KR102134245B1
Application number: KR1020157020365A
Authority: KR
Inventors: 샤오진 해리 리; 폴 리차드슨; 큉 큉 위안; 쿤 동
Original assignee: 날코 컴퍼니
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2020-07-15
Also published as: CN104884705B; EP2938781B1; CA2892629C; EP2938781A1; CA2892629A1; CN104884705A; KR20150103146A; WO2014105489A1; EP2938781A4

Abstract

본 발명은 제지 공정에서 피치 및 스티키의 증착을 감소시키기 위한 방법 및 조성물에 관한 것이다. 본 방법은 제지 공정에 음이온성 글리세롤-기반 폴리머를 도입시키는 것을 포함한다. 이러한 음이온성 폴리머는 피치 및 스티키가 제지 공정에서 증착 및 응집되는 것을 방지한다.

Description

제지 공정에서 유기 증착 제어를 위한 음이온성의 친지질성 글리세롤－기반 폴리머 {ANIONIC LIPOPHILIC GLYCEROL-BASED POLYMERS FOR ORGANIC DEPOSITION CONTROL IN PAPER-MAKING PROCESSES}

본 발명은 제지 공정에서 유기 오염물 예컨대, 피치 (pitch) 및 스티키 (sticky)의 증착을 감소시키는 방법에 관한 것이다. 제지에서 공정 장비, 스크린 및 오염 용기 상의 유기 오염물의 증착은 공정 효율 및 종이 질을 현저하게 감소시킬 수 있다. 기계 와이어, 펠트, 호일, 헤드박스 표면, 스크린 및 기구 상으로의 증착은 불량한 공정 제어, 감소된 처리량 및 열악한 시트 특성과 관련된 문제점을 회피하기 위해 세정을 위한 다운타임 (downtime)을 고비용적으로 초래할 수 있다. 이러한 오염물은 일반적으로 제지 산업에서 "피치" 또는 "스티키"로서 언급된다. 피치 증착물은 일반적으로 테르펜 하이드로카본, 로진/지방산 또는 이의 염 예컨대, 피마르산, 핀산 및 아비에트산, 지방산의 글리세릴 에스테르, 스테롤 등을 포함하는 천연 펄프에 존재하는 천연 수지로부터 유래한다. 스티키 및 백색 피치는 일반적으로 종이 제작에 사용되는 소수성 물질 예컨대, 사이즈제, 코팅 결합제 및 감압 또는 접촉 접착제를 나타낸다. 이러한 물질은 재활용된 섬유 시스템으로 재도입되는 경우 증착물을 형성할 수 있다. 스티키와 화학적으로 유사하며 재활용 적용품에서 발견되는 그 밖의 일반적인 유기 오염물은 왁스-코팅된 오래된 골지 용기로부터 주로 유래되는 왁스, 및 폴리이소프렌을 포함한다. 피치 및 스티키는 또한, 포획된 무기 물질 예컨대, 탈크, 칼슘 카보네이트 또는 티타늄 디옥시드를 함유할 수 있다.

재활용된 섬유는 또한 재펄핑되어 제지 지료에 새로운 종이 생산을 위한 원료 물질을 제공하는 이차 섬유를 나타낸다. 이차 섬유는 종이 제품 생산에 사용하기에 적합한 소비전 또는 소비후 종이 재료일 수 있다. 이차 섬유의 공급원은 오래된 신문 (ONP), 오래된 골지 용기 (OCC), 섞인 사무실 폐지 (MOW), 컴퓨터 인쇄물 (CPO), 장부 등을 포함할 수 있다. 이러한 한번-처리된 종이는 다양한 유형의 접착제 (감압제, 고온 용융물 등), 잉크 및 코팅 결합제를 함유한다.

피치 및 스티키는 사실상 소수성이며, 따라서 수성 제지 환경에서 콜로이드로서 불안정하며, 따라서 이들의 증착을 촉진한다. 증착으로부터 발생하는 주요 문제점은 다음과 같다: (1) 형성 패브릭 및 프레스 펠트의 막힘으로 인한 감소된 처리량, (2) 큰 증착물로 인한 시트 홀 또는 종이 찢김으로 인해 장비로부터 떨어짐, 및 (3) 최종 시트에 혼입된 큰 입자 오염물로 인한 저하된 시트 질.

피치 및 스티키 증착을 다루는데 사용된 한 방법은 점성제거제 (detackifier)의 사용을 통해서이다. 점성제거제는 피치 및 스티키 입자의 노출된 표면을 부동태화시켜 이들이 비-접착성이 되게 하고 증착되지 않게 한다. 상당한 수의 화학물질이 효과적인 점성제거제인 것으로 공지되어 있다. 효과적인 유기 점성제거제는 폴리비닐 알콜, 비닐 알콜과 비닐 아세테이트의 코폴리머, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리아크릴레이트 및 수인성 글로불린을 포함한다. 점성제거제가 잘 작용하게 하기 위해, 이는 2개의 결정적인 기능을 만족시켜야 한다: 1) 이는 피치 또는 스티키 표면의 표면에 선택적이고 충분하게 부착되어야 하며, 2) 이는 물중에서 생성 스티키/피치-점성제거제 복합물을 안정화시켜야 한다.

본 단락에 기재된 기술은 달리 구체적으로 그대로 지적하지 않는 한, 본원에서 언급된 임의의 특허, 공개 문헌 또는 그 밖의 정보가 본 발명과 관련하여 "종래 기술"임을 인정하는 것으로 간주하고자 하는 것은 아니다. 또한, 이러한 단락은 37 CFR § 1.56(a)에서 규정된 바와 같이 다른 적절한 정보가 존재하지 않거나 조사가 이루어졌음을 의미하는 것으로 해석되어서는 안된다.

본 발명의 적어도 일 구체예는 제지 공정에서 유기 오염물의 증착을 감소시키는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 음이온성 친지질성의 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머를 포함하는 유효량의 조성물을 펄프 또는 제지 시스템에 첨가하는 것을 포함하며, 조성물은 유기 오염물과 선택적으로 결합하여 복합물을 형성하며 복합물은 제지 공정에서 안정적이다.

음이온성 기는 포스페이트, 포스포네이트, 카르복실레이트, 설포네이트 등 및 임의의 이의 조합물로 구성된 목록으로부터 선택된 하나일 수 있다. 글리세롤-기반 폴리머는 음이온성의 지질친수성 글리세롤 기반 폴리머일 수 있다. 글리세롤-기반 폴리머는 분지형, 고도 분지형 (hyperbranched), 수지형 (dendritic), 환형 또는 임의의 이의 조합일 수 있다. 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머는 가교될 수 있다. 음이온의 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머는 하기 화학식에 나타낸 R₁을 포함하는 모노머 유닛의 랜덤 배열을 포함할 수 있다:

상기 식에서,

m, n, o, p, q 및 r은 독립적으로, 0 내지 700이며;

R 및 R'는 독립적으로 -(CH₂)_x-이며, 여기에서 각각의 x는 독립적으로 0 또는 1이고;

각각의 R₁은 독립적으로, 수소, 아실, C₁-C₅₀ 알킬 및 음이온 기로부터 선택된다.

각각의 R₁은 독립적으로, 수소, C₂-C₁₈ 알킬, 및 -C(O)CH(OH)CH₃로부터 선택된다. m, n, o, p, q 및 r 각각은 독립적으로, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 및 50으로부터 선택될 수 있다. 글리세롤-기반 폴리머는 약 200 Da 내지 약 500,000 Da의 중량-평균 분자량을 갖는다.

본 방법은 정착제, 분산제 및 기타 점성제거제로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 펄프 또는 제지 시스템에 첨가하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 유기 오염물은 피치, 스티키 또는 이의 조합일 수 있다. 조성물은 제지 공정에서 펄프 제조기, 대기 체스트 (latency chest), 리젝트 리파이너 체스트 (reject refiner chest), 디스크 필터 (disk filter) 또는 데커 (Decker) 공급부 또는 수용부, 화이트워터 시스템 (whitewater system), 펄프 스톡 저장 체스트 (pulp stock storage chest), 배합 체스트 (blend chest), 기계 체스트 (machine chest), 헤드박스 (headbox), 세이브올 체스트 (saveall chest), 또는 임의의 이의 조합중의 펄프 슬러리에 첨가될 수 있다.

조성물은 제지 공정에서 파이프 벽, 체스트 벽, 기계 와이어, 프레스 롤, 펠트, 호일, 율 (Uhle) 박스, 드라이어, 또는 임의의 이의 조합으로부터 선택된 표면으로 첨가될 수 있다. 음이온성의 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머가 제지 공정에서 펄프 슬러리에 첨가될 수 있다. 음이온성의 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머의 유효량은 약 5 ppm 내지 약 300 ppm일 수 있다.

도면의 상세한 설명은 도면에 기재된 특정 참조번호와 함께 하기에 기술된다.
도 1은 본 발명에 사용된 음이온성 글리세롤 기반 폴리머의 예시이다.
도 2는 글리세롤 기반 폴리머를 형성하는데 사용될 수 있는 다양한 글리세롤 기반 구조 유닛의 예시이다.
도 3은 본 발명의 유효성을 입증하는 그래프이다.

하기 정의는 본 출원에 사용된 용어 및 특히 청구범위가 어떻게 해석되어야 하는 지를 결정하게 하기 위해 제공된다. 정의의 구성은 단지 편의를 위한 것이며 정의중 임의의 것을 임의의 특정 카테고리로 제한하고자 하는 것은 아니다.

본원에 사용된 바와 같은 "아실"은 일반식 -C(O)R을 갖는 치환기를 나타내며, 여기에서 R은 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴 또는 헤테로시클릴이며, 이중 임의의 것은 추가로 치환될 수 있다.

본원에 사용된 바와 같은 "알킬"은 선형, 분지형 또는 환형의 포화된 탄화수소 기 예컨대, 메틸 기, 에틸 기, n-프로필 기, 이소프로필 기, n-부틸 기, 이소부틸 기, 3차-부틸 기, n-펜틸 기, 이소펜틸 기, n-헥실 기, 이소헥실 기, 시클로펜틸 기, 시클로헥실 기 및 기타 등등을 나타낸다. 알킬 기는 선택적으로 치환될 수 있다.

"분지형"은 3개 이상의 사슬 세그먼트가 연결되는 분지 점을 갖는 폴리머를 의미한다. 분지도는 문헌 [Macromolecules, 1999, 32, 4240]에 기술된 공지 문헌의 방법을 기반으로 하여 ¹³C NMR에 의해 측정될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 분지형 폴리머는 고도 분지형 및 수지형 폴리머를 포함한다.

"환형"은 환형 또는 고리 구조를 갖는 폴리머를 의미한다. 환형 구조 유닛은 분자내 환형화 또는 임의의 다른 방법에 의해 형성될 수 있다.

"분지도" 또는 DB는 완전하게 분지된 덴드리머와 비교하여, 주요 폴리머 사슬로부터 떨어져서 분지되는 사슬의 기저에서의 모노머 유닛의 몰 분획을 의미하며, 문헌 [Macromolecules, 1999, 32, 4240]에 기술된 공지 문헌의 방법을 기반으로 하여 ¹³C NMR에 의해 측정된다. 지방 알콜 또는 지방 산으로부터 유도된 환형 유닛 또는 분지형 알킬 사슬은 분지도에 포함되지 않는다. 완전한 덴드리머에서, DB는 1 (또는 100%)이다.

"환형도" 또는 DC는 폴리머에서 전체 모노머 유닛과 비교하여 환형 구조 유닛의 몰 분획을 의미한다. 환형 구조 유닛은 폴리올의 분자내 환형화 또는 폴리올로 혼입되기 위한 임의의 다른 방법에 의해 형성될 수 있다. 환형 구조 유닛은 기본 구조 유닛 (도 2의 V, VI 및 VII) 및 이의 유사체를 포함한다. 환형도는 ¹³C NMR에 의해 측정될 수 있다.

"글리세롤-기반 폴리머"는 반복 글리세롤 모노머 유닛을 함유하는 임의의 폴리머 예컨대, 폴리글리세롤, 폴리글리세롤 유도체, 및 모노머 유닛 배열의 순서와 무관하게 글리세롤 모노머 유닛 및 적어도 또 다른 모노머 유닛 내지 다른 다중 모노머 유닛으로 구성된 폴리머를 나타내며, 글리세롤-기반 폴리머는 비제한적으로, 알킬화된, 분지된 환형 폴리글리세롤 에스테르는 물론 US 특허 출원 13/484,526, 12/720,973, 및 12/582,827에 기술된 그러한 폴리머를 포함한다.

"고도분지형"은 3-차원의 나무-형 구조 또는 수지형 양식을 갖는 고도로 분지된 폴리머를 의미한다.

"지질친수성 글리세롤-기반 폴리머"는 친지질성 및 친수성 기능성을 갖는 글리세롤-기반 폴리머 예를 들어, 폴리글리세롤 (친수성)의 친지질성 변형으로부터 생성되는 지질친수성 폴리글리세롤을 의미하며, 여기에서 폴리머의 친지질 특징 중 적어도 일부 내지 모든 특징은 폴리머에 맞물린 친지질성 탄소 함유 기로부터 기인되며, 친지질성 변형은 알킬화 및 에스테르화 변형과 같은 것이다.

"다작용성"은 2개 이상의 작용성 예컨대, 물질에 선택적으로 결합하여 복합체를 형성하여 물 중에서 그러한 복합체의 안정성을 유지하는 물질의 조성을 의미한다.

"제지 공정"은 수성 셀룰로스 제지 지료를 형성시키고, 지료의 액체를 제거하여 시트를 형성시키고 시트를 건조시키는 것을 포함하는, 펄프로부터 종이 제품을 제조하는 방법을 의미한다. 제지 지료 형성, 배수 및 건조의 단계는 당업자에게 일반적으로 공지된 임의의 통상적인 방식으로 수행될 수 있다. 제지 공정은 또한 펄핑 스테이지 즉, 리그노셀룰로스 원료로부터 펄프를 제조하는 스테이지, 및 표백 스테이지 즉, 명도 개선을 위한 펄프의 화학적 처리를 포함할 수 있다.

본원에 사용된 바와 같은 "치환된"은 지정된 원자 또는 기 상의 임의의 적어도 하나의 수소가 또 다른 기로 대체되는 것을 의미할 수 있으며, 단 지정된 원자의 정상 가를 초과하지 않는다. 예를 들어, 치환기가 옥소 (즉, =O)인 경우, 그러면 원자 상의 2개의 수소가 대체된다. 치환기 및/또는 변수의 조합이 허용되며, 단 치환기는 화합물의 합성 또는 용도에 현저하게 악영향을 끼치지 않는다.

"계면활성제"는 음이온성, 비이온성, 양이온성 및 쯔비터이온성 계면활성제를 포함하는 광범위한 용어이다. 계면활성제의 가능한 설명은 문헌 [Kirk- Othmer , Encyclopedia of Chemical Technology, Third Edition, volume 8, pages 900-912] 및 문헌 [McCutcheon's Emulsifiers and Detergents]에 언급되어 있으며, 이 둘 모두는 본원에 참조로서 통합된다.

"점성제거제"는 제지 공정에 존재하는 다른 물질의 점성을 감소시키거나 분산시키는 처리 화학물질로서, 그렇지 않으면 분산되지 않아 제지 공정에 존재하는 물질들이 점성을 띠게 하며, 점성제거제가 피치 및 스티키의 점성을 감소시키거나 이들을 분산시키는 경우, 피치 및 스티키는 응집물을 형성하거나 제지 장비 상으로 증착되거나 제품에 스팟 또는 홀을 형성하는 경향이 덜하게 된다.

심지어 상기 정의 또는 본 출원의 다른 곳에 언급된 기술이 사전에서 통상적으로 사용되는 또는 본 출원에 참조로서 통합되는 공급책에 언급된 의미 (분명하거나 내포됨)와 일치하지 않는 경우에도, 본 출원 및 특히 청구범위 용어는 본 출원의 정의 또는 기술에 따라 해석되어야 하는 것으로 이해되며, 통상의 정의, 사전 정의 또는 참조로서 통합된 정의에 따르지 않는다. 상기의 견지에서, 용어가 사전에 의해 해석되는 경우 유일하게 이해될 수 있는 경우, 이러한 용어가 문헌 [Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 5th Edition (2005) (Published by Wiley, John & Sons, Inc.)]에 의해 정의된다면, 이러한 정의는 상기 용어가 청구범위에서 어떻게 정의되어야 하는지를 좌우한다.

본 발명의 적어도 일 구체예에서, 제지 공정수에서 피치 또는 스티키의 증착은 신규한 점성제거제 조성물의 공정수로의 첨가에 의해 제어된다. 조성물은 음이온성의 친지질성 글리세롤 기반 폴리머를 포함한다. 폴리머는 다-작용성 기로 화학적 변형 처리된 글리세롤 기반 폴리머 백본을 포함한다.

적어도 일 구체예에서, 글리세롤-기반 폴리머의 화학적 변형은 음이온성 기 및 친지질성 기로 수행된다. 친지질성 기는 1 내지 50개 탄소 원자의 지방족 및/또는 방향족 탄화수소일 수 있다. 음이온성 기는 하기로 구성된 목록으로부터 선택될 수 있다: 포스페이트, 포스포네이트, 카르복실레이트, 설포네이트, 산 및/또는 이온성 염 형태를 포함하는 이들의 유사물 및 임의의 이의 조합물. 음이온 전하 밀도는 1% 내지 99%일 수 있다.

적어도 일 구체예에서, 글리세롤-기반 폴리머의 음이온성 변형은 포스포릴화이다. 이러한 포스포릴화의 대표적인 예는 US 특허 3,580,855에 기술되어 있다. 적어도 일 구체예에서, 음이온성 변형은 포스폰화이다. 이러한 포스폰화의 대표적인 예는 과학지 [Michael Additions to Activated Vinylphosphonates, by Tomasz Janecki et al., Synthesis, issue 8, pp. 1227-1254 (2009)]에 기술되어 있다. 적어도 일 구체예에서, 음이온성 변형은 카르복시알킬화이다. 이러한 카르복시알킬화의 대표적인 예는 US 특허 출원 2004/0018948A1 및 2006/0047168A1에 기술되어 있다. 적어도 일 구체예에서, 음이온성 변형은 설폰화이다. 이러한 설폰화의 대표적인 예는 GB 특허 명세서 802325A에 기술되어 있다.

적어도 일 구체예에서, 글리세롤-기반 폴리머의 친지질성 변형은 US 특허 출원 13/560,771, 13/484,526, 12/720,973 및 이들의 참고문헌에 기술된 바와 같은 알킬화, 알콕실화, 옥시알킬화, 에스테르화 또는 임의의 이들의 조합을 통해서이다.

적어도 일 구체예에서, 글리세롤-기반 폴리머의 음이온성 및 친지질성 변형은 일 단계로 함께, 2 단계로 분리되어 또는 이들의 조합으로 수행된다.

적어도 일 구체예에서, 친지질성 변형은 피치/스티키와 음이온성 글리세롤-기반 폴리머 사이의 소수성 상호작용을 향상시킨다. 적어도 일 구체예에서, 음이온성 작용성은 피치/스티키를 분산시키기 위한 수용성을 향상시킨다. 적어도 일 구체예에서, 음이온성 작용성은 물에 공통으로 존재하는 양이온성 이온 예컨대, 칼슘 및 마그네슘을 킬레이트화시켜 피치/스티키의 유리 전이 온도를 증가시켜 제지 공정에서 스티키를 방지한다. 적어도 일 구체예에서, 잘 균형을 이룬 변형은 유기 증착 제어를 상승작용적으로 향상시킨다.

적어도 일 구체예에서, 음이온성의 친지질성 글리세롤-기반 폴리머의 백본은 예컨대, US 특허 출원 2011/0092743A1에 기술된 분지된 환형 글리세롤 기반 폴리머이다. 이론으로 제한되지 않으면서, 친지질성 기는 제지 공정에서 예를 들어, 펄프 슬러리중 소수성 오염물과 상호작용할 수 있다. 친수성 부분은 물에서 친지질성 오염물을 분산시키는 것을 보조할 수 있다. 친지질성 기는 공지된 방법 예컨대, 알킬화, 알콕실화, 에스테르화 또는 이의 조합을 통해 도입될 수 있다. 적어도 일 구체예에서, 글리세롤-기반 폴리머의 적어도 하나의 부분은 알킬 및 에스테르 작용성 둘 모두를 갖는다. 두 작용기성 모두로부터의 상이한 극성의 특징은 피치 및 스티키 분산을 최적으로 수행하도록 조절될 수 있다.

적어도 일 구체예에서, 글리세롤-기반 폴리머는 도 1에 예시된 바와 같은 지질친수성 글리세롤-기반 폴리머이며, 여기에서 m, n, o, p, q 및 r은 독립적으로 0 내지 700이며; R 및 R'는 독립적으로 -(CH₂)_x-이며, 여기에서 각 x는 독립적으로 0 또는 1이며; 각 R₁은 독립적으로, 수소, 아실 및 알킬로부터 선택되며, 여기에서 적어도 R₁은 알킬이다.

조성물은 제지 공정 동안 다양한 위치 중 임의의 하나 이상의 위치에서 천연 펄프, 재활용된 펄프 또는 이의 조합을 포함하는 제지 공정에 첨가될 수 있다. 적합한 위치는 펄프 제조기, 대기 체스트, 리젝트 리파이너 체스트, 디스크 필터 또는 데커 공급부 또는 수용부, 화이트워터 시스템, 펄프 스톡 저장 체스트 (저밀도 ("LD"), 중간 조도 (MC) 또는 높은 조도 (HC)), 배합 체스트, 기계 체스트, 헤드박스, 세이브올 체스트, 페이퍼 머신 화이트워터 시스템 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 조성물은 또한, 제지 공정에서 펄프 슬러리에 첨가될 수 있다. 조성물은 또한, 제지 공정에서 표면 예컨대, 금속, 플라스틱 또는 세라믹 표면 예컨대, 파이프 벽, 체스트 벽, 기계 와이어, 프레스 롤, 펠트, 호일, 율 박스, 드라이어 및 종이 처리 동안 섬유와 접촉되는 임의의 장비 표면에 적용될 수 있다.

본 방법은 섬유와 조성물을 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 섬유는 셀룰로스 섬유 예컨대, 재활용된 섬유, 천역 목재 셀룰로스 섬유 또는 이의 조합물일 수 있다.

적어도 일 구체예에서, 조성물은 재활용된 종이 섬유를 사용하여 제지 공정에 첨가된다. 재활용된 섬유는 다양한 종이 제품 또는 섬유 함유 제품 예컨대, 판지, 뉴스프린트, 프린팅 그레이드 (printing grade), 위생품 또는 그 밖의 종이 제품으로부터 수득될 수 있다. 이들 제품은 예를 들어, 오래된 골지 용기 (OCC), 오래된 신문 (ONP), 섞인 사무실 폐지 (MOW), 오래된 잡지 및 책, 또는 이의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 유형의 종이 제품은 전형적으로 대량의 소수성 오염물을 함유한다. 천연 섬유를 사용하는 구체예에서, 본 방법은 연목, 경목 또는 이들의 배합물로부터 유래된 펄프의 사용을 포함할 수 있다. 천연 펄프는 표백된 또는 비표백된 크라프트 (Kraft), 설파이트 펄프 또는 기타 화학 펄프, 및 쇄목 (GW) 또는 기타 기계적 펄프 예컨대, 예를 들어, 열기계 펄프 (TMP)를 포함할 수 있다.

유기 소수성 오염물의 예는 접착제 및 유사물, 글루 (glue), 고온 용융물, 코팅, 코팅 결합제, 감압 결합제, 비펄프화된 습강 수지로부터 생성된 합성 폴리머를 포함할 수 있는 "스티키" 및 우드 수지, 로진 및 수지 산 염을 포함할 수 있는 "피치"로서 본 산업분야에 공지된 것을 포함한다. 이러한 유형의 물질은 전형적으로 종이 함유 제품 예컨대, 뉴스프린트, 골지 용기 및/또는 섞인 사무실 폐지에서 발견된다. 이러한 소수성 오염물은 존재하는 폴리머 예컨대, 스티렌 부타디엔 고무, 비닐 아크릴레이트 폴리머, 폴리이소프렌, 폴리부타디엔, 천연 고무, 에틸 비닐 아세테이트 폴리머, 폴리비닐 아세테이트, 에틸비닐 알콜 폴리머, 폴리비닐 알콜, 스티렌 아크릴레이트 폴리머 및/또는 기타 합성형 폴리머를 가질 수 있다.

본 방법은 제지 공정에서 소수성 오염물 예를 들어, 제지 공정의 구성요소 상으로의 소수성 오염물의 증착을 제어할 수 있다. 예를 들어, 본 방법은 종이 공장 지료에 존재하는 소수성 오염물을 제어할 수 있다. 예를 들어, 본 방법은 제지 공정에서 소수성 오염물의 증착을 감소시키거나 억제하거나 제거할 수 있다. 본 방법은 또한, 분산 및 응집 억제를 통한 오염물 입자의 크기를 감소시킬 수 있고/거나 조성물이 사용되지 않은 제지 공정과 비교하여 소수성 오염물의 점성을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 본 방법은 조성물이 사용되지 않는 제지 공정과 비교하여 적어도 약 5% 내지 약 40% (예를 들어, 약 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35% 또는 40%) 만큼 오염물 입자의 평균 크기를 감소시킬 수 있다. 구체예에서, 본 방법은 조성물이 사용되지 않는 제지 공정과 비교하여 적어도 약 5% 내지 약 95% (예를 들어, 약 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% 또는 95%) 만큼 소수성 오염물의 증착을 감소시킬 수 있다.

본 방법에서, 조성물은 조성물이 사용되지 않는 제지 공정과 비교하여 소수성 오염물의 증착을 감소시키기에 효과적인 양으로 제지 공정에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 조성물은 약 10 ppm 내지 약 300 ppm, 예를 들어, 약 50 ppm 내지 약 200 ppm, 또는 약 50ppm, 60ppm, 70ppm, 80ppm, 90ppm, 100ppm, 110ppm, 120ppm, 130ppm, 140ppm, 150ppm, 160ppm, 170ppm, 180ppm, 190ppm 내지 약 200 ppm의 양으로 펄프 슬러리에 첨가될 수 있다. 유효량은 조성물이 사용되지 않은 제지 공정과 비교할 경우 적어도 5% 내지 약 95% (예를 들어, 약 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% 또는 95%) 만큼 소수성 오염물의 증착을 감소시킬 수 있다. 본 방법은 정착제, 점성제거제 및 기타 분산제로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 제지 시스템에 첨가하는 것을 추가로 포함할 수 있다.

적어도 일 구체예에서, 글리세롤-기반 폴리머는 반복 글리세롤 모노머 유닛을 함유하는 임의의 폴리머 예컨대, 폴리글리세롤, 폴리글리세롤 유도체, 및 모노머 유닛 배열의 순서에 상관없이, 글리세롤 모노머 유닛 및 적어도 하나의 다른 모노머 유닛으로 구성된 폴리머일 수 있다. 적합하게는, 다른 모노머는 글리세롤 또는 임의의 폴리글리세롤 구조와 반응할 수 있는 폴리올 또는 수소 활성 화합물 예컨대, 펜타에리트리탈, 글리콜, 아민 등일 수 있다. 폴리머는 선형, 분지형, 고도분지형, 환형, 수지형 및 이의 임의의 조합일 수 있으며, 이의 임의의 조합을 특징으로 하는 서브 (sub)-사슬/서브-영역을 갖는다.

적어도 일 구체예에서, 글리세롤-기반 폴리머는 분지된다. 적어도 일 구체예에서, 폴리머 백본의 분지 구조는 친지질성 사슬에 존재하지 않는다. 적어도 일 구체예에서, 분지된 구조는 효과적인 계면 상호작용에 대한 폴리머 치수를 증가시켜 예외적인 유기 증착 제어를 유도한다. 분지는 글리세롤-기반 폴리머의 증가된 분자량을 조장하기 때문에 특히 유용할 수 있다. 분지된 폴리머는 고도분지형 구조 및 수지형 구조 둘 모두를 포함한다. 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머는 적어도 약 0.10, 예를 들어, 약 0.20 내지 약 0.75 또는 약 0.30 내지 약 0.50의 분지도를 가질 수 있다. 예를 들어, 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머는 약 0.10, 약 0.15, 약 0.20, 약 0.25, 약 0.30, 약 0.35, 약 0.40, 약 0.45, 약 0.50, 약 0.55, 약 0.60, 약 0.65, 약 0.70 또는 약 0.75의 분지도를 가질 수 있다.

적어도 일 구체예에서, 글리세롤-기반 폴리머는 환형 즉, 적어도 하나의 환형 또는 고리 구조이거나, 폴리머에서 적어도 하나의 환형 또는 고리 구조화된 폴리머 분자를 갖는다. 이러한 환형 구조는 예를 들어, 분자내 환형화 반응을 통해 중합화 공정 동안 형성될 수 있다. 폴리머 백본에서 환형 구조의 강성은 분자 치수를 독특하게 확장시키며 유체역학적 부피를 증가시켜 피치 및 스티키를 분산시키기 위해 계면적으로 더욱 우수하게 작용한다. 환형 글리세롤-기반 폴리머는 약 0.01 내지 약 0.50의 환형화도를 가질 수 있다. 예를 들어, 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머는 적어도 0.01 예를 들어, 약 0.02 내지 약 0.19 또는 약 0.05 내지 약 0.15의 환형화도를 가질 수 있다. 예를 들어, 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머는 약 0.01, 약 0.02, 약 0.03, 약 0.04, 약 0.05, 약 0.06, 약 0.07, 약 0.08, 약 0.09, 약 0.10, 약 0.11, 약 0.12, 약 0.13, 약 0.14, 약 0.15, 약 0.16, 약 0.17, 약 0.18, 또는 약 0.19의 환형화도를 가질 수 있다.

적합한 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머는 도 1에 예시된 바와 같은 화합물을 포함한다. 이들 화합물에서, m, n, o, p, q 및 r은 독립적으로, 0 내지 700이며; R 및 R'은 독립적으로 -(CH₂)_x-이며, 여기에서 각각의 x는 독립적으로, 0 또는 1이며; 각각의 R₁은 독립적으로, 수소, 아실, 알킬, 산 및 음이온 기로부터 선택된다. 음이온 기는 산성 조건에서의 산 형태, 중성 또는 염기성 조건에서의 음이온성 염 형태, 또는 이의 임의의 조합으로 존재할 수 있다. 음이온성 기는 포스페이트 -P(O)(OH)₂ 또는 -(CH2)_xOP(O)(OH)₂, 포스포네이트 -(CH₂)_xP(O)(OH)₂, 카르복실레이트 -(CH₂)_xC(O)OH, 설포네이트 (CH₂)_xS(O)₂OH 및 이의 조합의 목록으로부터 선택되며, 여기에서 H는 독립적으로 임의의 다른 기 또는 원자에 의해 치환될 수 있으며, 각각의 x는 독립적으로 0 내지 50의 정수의 임의의 수일 수 있다. 게다가, 도 1에 예시된 화합물은 R₁ 기를 포함하는 지시된 모노머 유닛의 랜덤 폴리머임이 이해되어야 한다. 예를 들어, m, n, o, p, q 및 r이 각각 1인 예시적 구체예에서, 모노머 유닛이 임의의 순서로 존재할 수 있으며 반드시 도 1에 예시된 순서일 필요는 없음이 이해된다. m, n, o, p, q 및 r이 각각 2인 또 다른 예시적 구체예에서, 모노머 유닛은 2개의 "m" 유닛이 서로 근접할 수 있거나 없으며, 2개의 "n" 유닛이 서로 근접할 수 있거나 없으며, 및 기타 등등인 임의의 순서로 존재할 수 있음이 이해된다. 하나의 R₁이 H이며, 2개의 R₁이 -P(O)(OH)₂이며, 또 다른 2개의 R₁이 도데카놀인 또 다른 예시적 구체예에서, 기 중 임의의 기는 말단 기 또는 비-말단 기중 임의의 기 상에 존재할 수 있거나 없음이 이해된다.

도 1의 예시적 구조식의 구체예에서, 각각의 m, n, o 및 p는 독립적으로 1-700이며, 각 q 및 r은 독립적으로 0-700이다. 도 1에 예시된 구조식의 구체예에서, 각 m, n, o 및 q는 독립적으로 1-700이며, 각 p 및 r은 독립적으로 0-700이다. 도 1에 예시된 구조식의 구체예에서, 각각의 m, n, o, p, q 및 r은 독립적으로 0 내지 50, 0 내지 40, 0 내지 30 또는 0 내지 25로부터 선택된다. 적합하게는, m, n, o, p, q 및 r 각각은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 및 50 (또는 그 초과)로부터 선택된다.

도 1에 예시된 구조식의 구체예에서, 각 R₁은 독립적으로 수소, 아실 및 C₁-C₅₀ 알킬로부터 선택된다. R₁이 알킬인 경우, 이는 예를 들어, C₁-C₅₀ 알킬, C₁-C₄₀알킬, C₁-C₃₀ 알킬, C₁-C₂₄ 알킬, C₆-C₁₈ 알킬, C₁₀-C₁₆알킬 또는 C₁₂-C₁₄알킬 기일 수 있다. 예를 들어, 알킬인 각 R₁은 독립적으로, C₁, C₂, C₃, C₄, C₅, C₆, C₇, C₈, C₉, C₁₀, C₁₁, C₁₂, C₁₃, C₁₄, C₁₅, C₁₆, C₁₇, C₁₈, C₁₉, C₂₀, C₂₁, C₂₂, C₂₃ 또는 C₂₄ 알킬 기일 수 있다. R₁ 기는 다른 탄화수소-기반 기 예컨대, 분지형, 환형, 포화된 또는 불포화된 기로 선택적으로 치환될 수 있다.

R₁이 아실인 경우, 이는 예를 들어, C1-C15 아실 기일 수 있다. R₁이 아실인 경우, 이는 예를 들어, -C(O)CH(OH)CH₃ (락테이트)일 수 있다. 구체예에서, 락테이트 또는 락트산은 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머의 합성 동안 부산물로서 생성될 수 있으며, 이는 추가로 폴리머와 반응할 수 있다.

적어도 일 구체예에서, 글리세롤-기반 폴리머는 도 2에 기록된 구조중 적어도 하나로부터 선택된 적어도 2개의 반복 유닛을 포함할 수 있으며, 이는 비제한적으로, 선형 구조 I 및 II, 분지형 구조 III, IV 및 VIII, 환형 구조 V, VI 및 VII, 및 이의 임의의 조합을 포함한다. 도 2의 임의의 구조는 임의의 순서로 임의의 구조 또는 이 자체를 포함하는 구조와 조합될 수 있다. 도 2의 임의의 염기성 환형 구조의 환형 연결은 연결의 일부 또는 일부들로서 임의의 구조 또는 구조들을 함유할 수 있다. 도 2에 도시된 반복 유닛 각각에서, 각 R₁은 독립적으로, 수소, 아실, 알킬 및 음이온으로부터 선택되며, 각각의 n 및 n'는 독립적으로 0 내지 700이다.

글리세롤-기반 폴리머는 약 100 Da 내지 약 1,000,000 Da의 중량-평균 분자량을 가질 수 있다.

적어도 일 구체예에서, 글리세롤-기반 폴리머는 가교될 수 있다. 가교된 폴리머는 선형, 분지형, 고도 분지형, 환형, 수지형 및 이의 임의의 조합이며, 이의 임의의 조합을 특징으로 하는 서브-사슬/서브-영역을 갖는 하나 이상의 유형의 폴리머 간의 가교-결합을 포함한다. 글리세롤-기반 폴리머는 자가-가교일 수 있고/거나 폴리머는 가교제의 첨가를 통해 가교될 수 있다. 적합한 가교제는 전형적으로 적어도 2개의 반응성 기 예컨대, 이중 결합, 알데하이드, 에폭시드, 할라이드 및 기타 등등을 포함한다. 예를 들어, 가교제는 적어도 2개의 이중 결합, 이중 결합 및 반응성 기, 또는 2개의 반응성 기를 가질 수 있다. 이러한 제제의 비제한적 예는 디이소시아네이트, N,N-메틸렌비스(메트)아크릴아미드, 폴리에틸렌글리콜 디메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 디알데하이드 예컨대, 글리옥살, 디- 또는 트리-에폭시 화합물 예컨대, 글리세롤 디글리시딜 에테르 및 글리세롤 트리글리시딜 에테르, 디카르복실산 및 무수물 예컨대, 아디프산, 말레산, 프탈산, 말레산 무수물 및 숙신산 무수물, 포스포러스 옥시클로라이드, 트리메타포스페이트, 디메톡시디메트실란, 테트라알콕시실란, 1,2-디클로로에탄, 1,2-디브로모에탄, 디클로로글리세롤 2,4,6-트리클로로-s-트리아진 및 에피클로로히드린이다.

음이온 및 친지질성 변형에 사용된 글리세롤-기반 폴리머는 시중에서 입수가능한 공급업체로부터 비롯될 수 있거나 미국 특허 번호 3,637,774, 5,198,532 및 6,765,082 B2 및 미국 특허 출원 공개 번호 2008/0306211 및 2011/0092743에 기술된 것과 같은 공지된 방법에 따라 합성될 수 있거나, 이의 임의의 조합일 수 있다.

예를 들어, 구체예에서, 변형을 위한 글리세롤-기반 폴리머를 제조하는 방법은 200℃ 초과 온도에서 낮은 반응성 대기 환경에서 2% 초과 농도의 강염기 촉매의 존재하에 적어도 글리세롤 모노머를 포함하는 반응 매스를 반응시키는 단계로서, 분지된 환형의 폴리올을 포함하는 생성물 및 락트산, 락트염 및 이의 임의의 조합물을 포함하는 부산물을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 방법은 3% 초과의 촉매를 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 촉매는 NaOH, KOH, CsOH, NaOH보다 강한 염기, 및 이의 임의의 조합물로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 특정 양의 강염기 촉매는 NaOH보다 약한 염기와 조합되어 사용될 수 있다. 대기 환경은 760 mm Hg 미만의 대기압일 수 있고/거나 N₂, CO₂, He, 기타 불활성 기체 및 이의 임의의 조합의 목록으로부터 선택된 불활성 기체의 흐름일 수 있으며, 흐름 속도는 모노머의 몰 당 시간 당 0.2 내지 15 mol의 불활성 기체이다. 적용된 특정 대기 환경 프로파일은 정상, 점진적 증가, 점진적 감소 또는 이의 임의의 조합일 수 있다.

분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머를 제조하는 방법은 폴리글리세롤, 폴리글리세롤 유도체, 두 글리세롤 모노머 유닛과 비-글리세롤 모노머 유닛 둘 모두를 갖는 폴리올 및 이의 임의의 조합물로 구성된 군으로부터 선택된 글리세롤-기반 폴리머 생성물을 생성할 수 있다. 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머 생성물은 적어도 2개의 하이드록실 기를 갖는다. 생성된 폴리머의 적어도 일부는 적어도 0.1 분지도 및 적어도 0.01 환형화도 둘 모두를 가질 수 있다. 부산물은 적어도 1 중량%일 수 있다.

분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머를 제조하는 방법은 순수한 글리세롤, 기술적 글리세롤, 미정제 글리세롤 또는 이의 임의의 조합물을 포함하는 다양한 형태의 글리세롤을 사용할 수 있다. 이러한 방법은 폴리올 예컨대, 펜타에리트리톨 및 글리콜, 아민, 글리세롤 또는 글리세롤-기반 폴리올 중간체와 반응할 수 있는 기타 모노머 및 이의 임의의 조합물로 구성되는 군으로부터 선택된 기타 모노머를 추가로 포함할 수 있다. 모노머(들) 및/또는 촉매(들)는 반응의 매우 초기, 반응 동안의 임의의 시간 및 이의 임의의 조합에서 혼합될 수 있다. 글리세롤-기반 폴리올 생성물은 합성 후 적어도 2년 동안 생물학적 오염물에 대한 내성이 있을 수 있다. 본 방법은 생성되는 폴리글리세롤의 요망되는 분자량을 사전-결정하는 단계 및 요망되는 분자량을 생성하기에 최적인 환경과 매칭되도록 대기 환경을 조절하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 방법은 생성되는 폴리글리세롤의 요망되는 분지도 및 요망되는 환형화도 및 부산물의 요망되는 양을 사전-결정하는 단계 및 요망되는 분지도, 요망되는 환형화도 및 부산물 락트산 및/또는 락테이트 염의 요망되는 양을 생성하기에 최적인 환경에 부합되도록 대기 환경을 조절하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

음이온성의 친지질성 글리세롤-기반 폴리머는 친지질성 글리세롤-기반 폴리머로부터 제조될 수 있다. 지질친수성 글리세롤-기반 폴리머는 공지된 방법 예컨대, 알킬화, 에스테르화 및 이의 임의의 조합에 따라 글리세롤-기반 폴리머 예컨대, 시중에서 입수가능한 것들 또는 본원에 기술된 것들로부터 생성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 폴리머는 독일 특허 출원 번호 10307172, 캐나다 특허 번호 2,613,704, 미국 특허 번호 3,637,774, 5,198,532, 6,228,416 및 6,765,082 B2, 미국 특허 출원 공개 번호 2008/0306211 및 2011/0220307, 문헌 [Markova et al. Polymer International, 2003, 52, 1600-1604] 및 기타 등등에 기술된 바와 같은 알킬화와 같은 공지된 방법에 따라 글리세롤-기반 폴리머로부터 생성될 수 있다. 글리세롤-기반 폴리머는 미국 특허 번호 2,023,388, 미국 특허 출원 공개 번호 2006/0286052 및 기타 등등에 기술된 바와 같은 글리세롤-기반 폴리머의 에스테르화와 같은 공지된 방법에 따라 생성될 수 있다. 에스테르화는 촉매 예컨대, 산(들) 또는 염기(들)의 존재 또는 부재하에 수행될 수 있다.

음이온성의 친지질성 글리세롤-기반 폴리머는 가교된 폴리머로부터 제조될 수 있다. 가교된 글리세롤-기반 폴리머는 2012년 5월 31일 출원된 미국 특허 출원 번호 13/484,526에 기술된 방법에 따라 낮은 반응성 대기 환경하에 연속 공정으로 생성될 수 있다. 이러한 방법은 a) 200 도씨 초과 온도에서 2% 초과의 농도의 강염기 촉매의 존재하에 적어도 글리세롤 모노머를 포함하는 반응 물질을 반응시키는 단계로서, 분지형 및 환형 둘 모두인 폴리올을 포함하는 제 1 생성물, 및 락트산, 락트염 및 이의 임의의 조합물을 포함하는 부산물을 생성하는 단계; b) 제 1 생성물을 115 도씨 초과 온도에서 5% 초과 농도의 산 촉매의 존재하에 에스테르화시켜 제 2 생성물을 생성시키는 단계, c) 제 2 생성물을 115 도씨 초과 온도에서 알킬화시켜 제 3 생성물을 형성시키는 단계, 및 d) 제 3 생성물을 115도씨 초과 온도에서 가교시켜 최종 생성물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 생성 폴리머는 산 촉매와 추가로 반응하여 요망되는 음이온성 폴리머를 형성할 수 있다.

실시예

상기는 하기 실시예를 참조로 하여 더욱 잘 이해될 수 있으며, 이러한 실시예는 예시의 목적으로 제시되며 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예 1: 폴리글리세롤의 합성

100 유닛 (또는 상이한 양 이용)의 글리세롤을 반응 용기에 첨가한 후 반응 혼합물과 비교하여 3.0 내지 4.0%의 활성 NaOH를 첨가하였다. 이러한 혼합물을 교반하고, 이어서 모노머 당 몰 당 시간 당 0.2 내지 4 몰의 질소 기체의 질소 유속의 특정한 낮은 반응성 대기 환경하에서 240℃로 점차적으로 가열시켰다. 특정한 낮은 반응성 대기 환경하에 교반시키면서 이러한 온도를 적어도 3 시간 동안 유지시켜 요망되는 폴리글리세롤 조성물을 달성하였다. 제조 과정 폴리글리세롤 샘플을 분자량/조성 분석/성능 평가를 위한 다음 단계 전에 채취하였다. 성능 평가를 위해, 폴리글리세롤을 50% 생성물로서 물 중에 용해시켰다. 폴리글리세롤 (PG)의 분석을 표 1에 요약하였다.

표 1: 폴리글리세롤의 조성

폴리글리세롤	MW	DB	PG 대비 락트산 중량	주석
PG1	9,300	0.34	15%	성능 평가에 사용됨
PG2	320	0.24	9%	ALPG의 합성에 사용됨

실시예 2: 음이온성의 친지질성 폴리글리세롤 (ALPG)의 합성

100 유닛의 폴리글리세롤 (PG2)을 갖는 반응 용기에 폴리포스포릭산 (폴리글리세롤과 비교하여 116.2 중량%)을 첨가하였다. 혼합물을 교반가능할 때마다 교반하면서 질소 대기하에 130℃로 점차적으로 가열하고, 이러한 조건하에 수 시간 동안 유지시켜 요망되는 포스포릴화를 달성하였다. 냉각 후, 1-헥사놀 (폴리글리세롤과 비교하여 31.9 중량%)을 첨가하였다. 혼합물을 교반하면서 질소 대기하에 150℃로 점착적으로 가열하고, 수 시간 동안 이러한 조건하에 유지시켜 최종 조성물을 생성시켰다. ALPG를 60% 생성물로서 물 중에 용해시켰다.

실시예 3: 성능 평가

유기 증착 제어 실험을 위해, 파일 홀드 라벨 (file fold label) (TopStick 4282)을 접착제로서 사용하였으며, 배플 평가 방법을 이용하여, 증착 질량에 의한 화학물질의 유효성을 블랭크 평가의 것과 비교함으로써 평가하였다.

탑스틱 라벨 (12.4 cm x 21.0 cm)을 평탄한 복사지 상에 놓고, 접착제를 갖는 복사지를 2.5 cm 정사각형 조각으로 자르고 분쇄기 용기에 넣었다. 접착제 없는 평탄한 복사지를 또한 2.5 cm 정사각형 조각으로 자르고 분쇄기 용기에 넣어 총 18.75 g의 종이 재료를 구성시켰다. 분쇄기 용기에 고온수를 총 중량 1875g의 현탁액이 되도록 첨가하고, 현탁액을 30분 동안 기계적으로 분쇄시켜 1% 조도의 펄프를 생성시켰다. 펄프를 배플 평가 용기로 옮기고, 1875 g의 고온수로 희석한 후, 혼합하여 평가를 위한 0.5% 조도의 펄프를 형성시켰다. 배플 평가 용기를 핫 플랜트 상에서 가열하고 425 rpm에서 혼합하면서 50℃로 조정하였다. 이 온도에서 60분 후, 배플 (플라스틱 스트립)을 제거하고, 냉수로 린싱하고 최종적으로 공기 건조시켰다. 스트립의 중량 증가는 어떠한 화학물질도 첨가하지 않은 블랭크 평가의 증착 매스이다.

화학물질 평가를 위해, 화학적 샘플 또는 생성물을 첨가한 후 배플 평가에서 평가 온도 50℃로 가열하고, 증착 제어 유효성을 블랭크의 증착 매스로 나눈 블랭크로부터의 증착 매스 차이에 의해 계산하였다.

도 3은 비-변형된 글리세롤 기반 폴리머 PG1 및 Nalco 현재 제품 64231 (비닐 알콜과 비닐 아세테이트의 코폴리머)과 비교하여 유기 오염물의 탁월한 점성제거제로서의 본 발명 (ALPG)의 유효성을 그래프로 나타낸다.

많은 다양한 형태의 본 발명이 포함될 수 있지만, 본원에서는 본 발명의 특정하게 바람직한 구체예를 상세히 기술하였다. 본 기재는 본 발명의 원리의 예시이며 본 발명을 예시된 특정 구체예로 제한하고자 하는 것은 아니다. 모든 특허, 특허 공개, 과학지 및 본원에 언급된 임의의 그 밖의 참고 자료는 이들 전체가 참조로서 통합된다. 또한, 본 발명은 본원에 기술되고/거나 본원에 통합된 다양한 구체예의 일부 또는 전부의 임의의 가능한 조합을 포괄한다. 또한, 본 발명은 본원에 기술되고/거나 본원에 통합된 다양한 구체예 중 임의의 하나 이상을 또한, 특정하게 제외시킨 임의의 가능한 조합을 포괄한다.

상기 기재는 예시적인 것으로 의도되며 총 망라한 것은 아니다. 이러한 설명은 당업자에게 많은 변형 및 대안을 제시할 것이다. 본원에 기술된 조성물 및 방법은 기록된 요소 또는 단계를 포함하거나, 이들로 구성되거나 필수적으로 이들로 구성될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "포함하는"은 "비제한적으로 포함하는"을 의미한다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "필수적으로 구성되는"은 기재된 요소 또는 단계, 및 본 조성물 또는 방법의 신규하고 기본적인 특징에 실질적으로 영향을 끼치지 않는 임의의 다른 요소 또는 단계를 포함하는 조성물 또는 방법을 나타낸다. 예를 들어, 기록된 성분들로 필수적으로 구성된 조성물은 이들 조성물의 특성에 영향을 끼칠 추가적인 성분들을 함유하지 않는다. 본 기술과 친숙한 자는 본원에 기술된 특정 구체예에 대한 다른 등가물을 인식할 수 있을 것이며, 이러한 등가물은 또한 청구범위에 의해 포괄되는 것으로 의도된다.

본원에 기재된 모든 범위 및 변수는 거기에 포함되는 임의의 부속 범위 및 모든 부속 범위, 그리고 끝점들 사이의 모든 수를 포괄하는 것으로 이해된다. 예를 들면, 언급된 범위 "1 내지 10"은 최소값 1과 최대값 10 사이(및 1과 10을 포함)의 임의의 부속 범위 및 모든 부속 범위: 즉, 최소값 1 또는 그 초과(예를 들어, 1 내지 6.1)로 시작해서 최대값 10 또는 그 미만(예를 들어, 2.3 내지 9.4, 3 내지 8, 4 내지 7)으로 끝나는 모든 부속 범위 및 마지막으로 상기 범위 내에 포함되는 각각의 수 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 및 10까지 포함하는 것으로 간주되어야 한다.

모든 수치 값은 정확하게 명시되었는지의 여부에 상관없이 본원에서 용어 "약"에 의해 변화되는 것으로 추정된다. 용어 "약"은 일반적으로 당업자가 언급된 값에 등가인 것 (즉, 동일한 기능 또는 결과를 갖는 것)으로 간주할 수의 범위를 나타낸다. 많은 경우, 용어 "약"은 가장 근접한 유효 숫자에 대한 어림수화된 수를 포함할 수 있다. 중량 퍼센트 (weight percent, percent by weight), 중량%, wt% 및 기타 등등은 동의어이며, 물질의 중량을 조성물의 중량으로 나누고 100을 곱한 물질의 농도를 나타낸다. 모든 백분율 및 비는 달리 언급되지 않는 한 중량을 기준으로 한다.

본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용된 바와 같은 단수형은 달리 명확하게 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "화합물"을 함유하는 조성물에 대한 언급은 2개 이상의 화합물의 혼합물을 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 청구범위에 사용된 바와 같은 용어 "또는"은 달리 명확하게 지시하지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 이의 의미로 일반적으로 사용된다.

본원은 본 발명의 바람직하고 대안적인 구체예의 기술을 마쳤다. 당업자는 본원에 기술된 특정 구체예에 대한 다른 등가물을 인식할 수 있을 것이며, 이들 등가물은 본원에 첨부된 청구범위에 의해 포괄되는 것으로 의도된다.

Claims

음이온성 친지질성의 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머를 포함하는 유효량의 조성물을 펄프 또는 제지 시스템에 첨가하는 것을 포함하여, 제지 공정에서 유기 오염물의 증착을 감소시키는 방법으로서, 조성물이 유기 오염물과 선택적으로 결합하여 복합물을 형성하고 복합물은 제지 공정에서 안정한 방법.
제 1항에 있어서, 글리세롤-기반 폴리머가, 포스페이트, 포스포네이트, 카르복실레이트, 설포네이트 및 이의 임의의 조합물로 구성된 목록으로부터 선택되는 음이온성 기에 의해 변형(modification)되는 방법.
제 1항에 있어서, 글리세롤-기반 폴리머가 음이온성의 지질친수성(lipohydrophilic) 글리세롤 기반 폴리머인 방법.
제 1항에 있어서, 글리세롤-기반 폴리머가 분지형, 고도 분지형(hyperbranched), 수지형(dendritic), 또는 이의 임의의 조합인 방법.
제 1항에 있어서, 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머가 가교되는 방법.
제 1항에 있어서, 음이온성의 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머가 하기 구조식에 나타낸 R₁을 포함하는 모노머 유닛의 랜덤 폴리머인 방법:

상기 식에서,
m, n, o, p, q 및 r은 독립적으로 1 내지 700의 정수이며;
R 및 R'는 독립적으로 -(CH₂)_x-이며, 여기서 각각의 x는 독립적으로 0 또는 1이며;
각각의 R₁은 독립적으로 수소, 아실, C₁-C₅₀ 알킬 및 음이온성 기로부터 선택되고, 단, 하나 이상의 R₁은 음이온성 기이다.
제 6항에 있어서, 각각의 R₁이 독립적으로 수소, C₂-C₁₈ 알킬, -C(O)CH(OH)CH₃ 및 음이온성 기로부터 선택되고, 단, 하나 이상의 R₁은 음이온성 기인 방법.
제 6항에 있어서, m, n, o, p, q 및 r은 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 및 50으로부터 선택되는 방법.
제 1항에 있어서, 글리세롤-기반 폴리머의 중량 평균 분자량이 200 Da 내지 500,000 Da인 방법.
제 1항에 있어서, 정착제(fixative), 분산제 및 점성제거제(detackifier)로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 펄프 또는 제지 시스템에 첨가하는 것을 추가로 포함하는 방법.
제 1항에 있어서, 유기 오염물이 스티키(sticky)인 방법.
제 1항에 있어서, 유기 오염물이 피치(pitch), 스티키 또는 이의 조합인 방법.
제 1항에 있어서, 조성물이 제지 공정에서 펄프 제조기(pulper), 대기 체스트(latency chest), 리젝트 리파이너 체스트(reject refiner chest), 디스크 필터(disk filter) 또는 데커(Decker) 공급부(feed) 또는 수용부(accept), 화이트워터 시스템(whitewater system), 펄프 스톡 저장 체스트(pulp stock storage chest), 배합 체스트(blend chest), 기계 체스트(machine chest), 헤드박스(headbox), 세이브올 체스트(saveall chest), 또는 이의 임의의 조합 중의 펄프 슬러리에 첨가되는 방법.
제 1항에 있어서, 조성물이 제지 공정에서 파이프 벽, 체스트 벽, 기계 와이어(machine wire), 프레스 롤(press roll), 펠트(felt), 호일(foil), 율(Uhle) 박스, 드라이어(dryer) 또는 이의 임의의 조합으로부터 선택된 표면에 첨가되는 방법.
제 1항에 있어서, 음이온성의 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머가 제지 공정에서 펄프 슬러리에 첨가되는 방법.
제 1항에 있어서, 음이온성의 분지된 환형 글리세롤-기반 폴리머의 유효량이 5 ppm 내지 300 ppm인 방법.