KR930000984B1 - 사이징 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
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Description
본 발명은 종이, 판지 및 유사한 제품의 제조시 사이징(sizing) 조성물로서 유용한 신규 조성물에 관한 것이다. 또한 본 발명은 사이징된 종이나 판지의 제조방법에 있어서 이 사이징 조성물의 제조방법과 그 용도에 관한 것이다. 마지막으로 본 발명은 이러한 방법으로 제조되는 사이징된 종이나 판지에 관한 것이다.
특히 본 발명은 소수성(疎水性)의 셀룰로오스 반응성 사이징제(sizing agent)와 전분을 함유하는 양이온계 중합체로 된 수성 에멀젼 형태의 조성물에 관한 것이다.
이러한 형태의 수성 에멀젼은 이미 공지 되어 있으나, 본 발명은 종래의 공지된 사이징 조성물이 가진 여러가지 결점을 해소하거나 크게 제거하는 개량된 사이징 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물이 가지는 신규의 주 특징은 화학 특성을 특수하게 조화시킨 신규의 양이온계 전분을 사용함에 있는 것이다.
어떤 등급의 종이를 제조하자면 종이가 가진 자연적 액체 흡수성을 상쇄시키던지 억제할 필요가 있는 것이다. 이러한 등급의 종이의 예로서는 필기 용지와 인쇄 용지가 있다. 기다 예로서는 주우스와 우유 용기에 사용되는 판지가 있다. 또다른 예로서는 사진기지(photobase paper)가 있다.
위에 나온바와 같은 등급의 종이들은 발수성(潑水姓)이 있어야 한다. 이러한 발수성을 가지도록 할 수 있는 방법은 여러가지가 있다(즉, 소수성 부여 또는 사이징 처리). 이들 방법중 한가지 방법은 제지공정도중 소수성 물질로된 에멀젼을 첨가하는 것이다.
여러가지 상이한 소수성 물질을 사용할 수 있는데 가장 효과적인 것들은 소위 소수성의 셀룰로오스 반응성 사이징제이다. 이러한 사이징제를 사용할 경우 셀룰로오스의 히드록시기와 소수성 물질 사이에 반응이 일어나서 사이징 효과가 나타난다.
대표적인 소수성 사이징제의 예로는 알킬케텐 이량체, 알켄일 숙신산 무수물 및 지방 이소시아네이트가 있다. 소수성 사이징제는 물에 불용성이기 때문에 에멀젼 형태로 하여 제지 공정에 사용한다. 유화제로서는 계면활성제를 사용하지만 일반적으로 계면활성제는 셀룰로오스 섬유에 대한 친화성이 적기 때문에 대부분의 소수성 사이징제가 종이의 탈수공정에서 상실되므로 그 효능이 불량한 에멀젼이 되어버린다. 확인된 사실로서는 양이온계 중합체가 비교적 영호한 유화제라는 것이다. 이런 목적에 사용되는 양이온계 중합체의 예에 관해서는 미국특허 제 3,130,118호에 나와 있는데 이 특허에서는 유화제로서 양이온계 전분을 사용하고 있고, 또한 미국특허 제 4,240,935호에서는 아디프산과 디에틸렌 트리아민으로부터 제조한 아미노폴리아미드와 에피클로로히드린과의 반응 생성물로 된 유화제를 사용함으로써 나타나는 여러가지 장점에 대하여 강조하고 있기도 하다.
소수성 사이징 조성물에 있어서 양이온계 중합체는 소망스럽게 많은 기능을 발휘한다. 첫째로는 에멀젼을 안정화 해야하고, 둘째로는 단독 또는 종이에 별도로 첨가된 보존제와 더불어 소수성제 또는 사이징제의 잔류 특성을 향상시켜야만 한다. 더욱이 어떤 유화제를 선택하느냐에 따라 사이징 정도에 영향을 주어 보다 소수성인 종이를 제조할 수 있다. 미국특허 제 4,382,129호에는 이러한 특성을 가진 양이온계 중합체가 나와있다. 더욱이 확인된 사실로서는 어떤 양이온계 중합체는 셀룰로오스 반응성 사이징제에서 장시간에 걸쳐 나타나는 사이징 속도를 신속하게 해 준다는 것이다. 미국특허 제 4,317,756호에는 이러한 효과를 가진 중합체가 나와 있다.
이들 각기 상이한 효과에 대해서는 주어진 양이온계 중합체가 어떤 방식으로 작용하게 되는가에 대해 예측하기가 어렵거나 신뢰성이 없는데 일반적으로 이것은 완전히 불가능하다. 그 이유는 양이온계 중합체 선택에 따라 소수성의 셀룰로오스 반응성 사이징제와 양이온계 중합체의 병용에서 나타나는 총체적인 효능에 어떤 방식으로 영향을 주는지에 관해서는 알려진바 없기 때문이다.
소수성 셀룰로오스 반응성 사이징제가 20여년 동안 시중에서 시판되어 왔다는 사실과 그동안 제품이 상당히 개선되었다는 사실에도 불구하고 아직까지 개량할 점이 많은 것이다. 셀룰로오스 반응성 사이징제를 비교적 다량 사용하여야만 종래의 소수성 사이징제에서 소요의 발수성이 나타나는 것이다. 필요로하는 정도의 사이징 효과를 나타내는데 사용되는 사이징제의 양을 줄일 수 있다면 재료비가 크게 절감된다. 더욱이 소수성의 셀룰로오스 반응성 사이징제에서는 즉각적인 사이징 효과가 나타나지 않는다.
이러한 작용은 앞서 나온바 있는 양이온계 중합체를 병용함으로써 과속화될 수 있겠으나, 불행하게도 이러한 강력한 양이온계 중합체들은 종이의 백색도를 향상시키고자 사용된 광택제의 효능을 상당히 저해하기 때문에 광택제를 많이 소비하게 되는 결과를 가져온다. 이렇게 됨으로써 종이가 사이즈 프레스(size press) 또는 직결 코우팅 장치를 통과할 때 최소한의 사이징이 되어야 하기 때문에 종이의 백색도를 크게 하기 위한 기계의 속도에 제약을 주게되고 또한 종이가 극히 약하게 되어 쉽사리 파손되어 버린다. 어떤 등급의 종이에 있어서 바람직한 것은 현재 기술적으로 얻을 수 있는 것 이상으로 큰 사이징 효과를 나타내도록 하는 것이다. 이런 방식을 예컨대 우유와 주우스용 판지와 사진기선지에 적용된다.
본 발명에 의하여 뜻밖에 확인된 사실로서는 어떤 종류의 양이온계 전분을 소수성의 셀룰로오스 반응성 사이징제와 병용하면 종래의 여러가지 결점을 상당히 해소하거나 개선하는 효과를 낸다는 것이고, 또한 종래의 여러가지 사이징제를 사용함으로서 나타나는 광택제에 미치는 부정적인 영향은 본 발명에 의한 사이징 조성물을 사용함으로써 양이온계 중합체가 첨가되거나 첨가되지 않은 종래의 소수성 셀룰로오스 반응성 사이징제에 비하여 상당히 감소된다는 것이다.
따라서 본 발명의 주목적은 종이, 판지 및 유사한 제품의 사이징 처리에 사용할 수 있는 신규하고도 개량된 조성물을 제공함에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 사이징제를 조금만 사용하여도 종래의 조성물에서 나타나는 것과 유사한 사이징 효과를 낼 수 있고 종래의 조성물보다 휠씬 효과적인 신규의 사이징 조성물을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 종래의 조성물보다 휠씬 신속한 사이징 작용을 하는 신규의 사이징 조성물을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 현재 사용되고 있는 것보다 사이징 효과를 휠씬 더 크게 할 수 있는 신규의 사이징 조성물을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 종래의 사이징 조성물에비해 광택제 소비량에 미치는 부정적인 효과를 감소시킨 신규의 사이징 조성물을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 안정성이 뛰어난 분산물을 생성하는 신규의 사이징 조성물을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 종이의 인쇄 특성과 복사 특성이 양호한, 즉 사진복사시 토우너(toner)의 부착 특성이 개선된 신규의 사이징 조성물을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 위에서 나온 바와같은 사이징 조성물의 신규 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 의한 신규의 사이징 조성물을 사용하는 사이징된 종이나 판지의 개량된 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 신규의 사이징 조성물을 사용함에 따른 개선된 특성을 가진 사이징된 종이 또는 사이징된 판지를 제공함에 있다.
본 발명에 따라 여러가지 목적은 소수성의 셀룰로오스 반응성 사이징제와 양이온계 전분질 중합체로 된 수성 에멀젼 형태의 사이징 조성물을 제공함으로써 달성되는데, 이 조성물의 신규 특징은 전분은 A) 아밀로펙틴 함량이 최소한 85%이고 가지를 많이 가진 고분자량 구조와 B) 양이온화도(degree of cationization) 또는 치환도 (degree of substitution : D. S.)가 0.045 내지 0.4인 것이라는 점이다.
따라서 종이에 위와 같은 뛰어난 특성을 부여하는 양이온계 전분은 필수적으로 소위 아밀로펙틴형의 것으로서 어떤 임계적인 양이온화를 가진 전분이다. 공지되어 있는 바와같이 대부분의 전분에는 두가지 종류의 글루코오스 중합체, 즉 아밀로오스와 아밀로펙틴을 함유한다. 아밀로오스는 옥수수 전분의 경우 평균 중합도가 약 800 정도, 예컨대 감자와 타피오카 전분의 경우에는 약 3000 정도인 선형의 저분자량 글루코오스 중합체이다.
이에 비하여 아밀로펙틴은 평균 중합도가 아밀로오스 보다 약 500 내지 3000배나 큰 가지가 있는 고분자량 전분 성분이다.
이들이 가지가 달린 구조를 하고 있고 중합도가 크다는 이유로 해서 소위 아밀로펙틴형의 전분, 즉 아밀로펙틴 함량(아밀로오스 함량+아밀로펙틴 함량=100%)이 최소한 85중량%인 것들은 원래 고분자량인데 수평균 분자량이 약 200,000,000 내지 400,000,000이다. 예를들자면 아밀로펙틴 함량이 약 72%인 옥수수(corn)와 밀 전분의 수평균 분자량 (중합도 % 162)은 약 500,000정도이다. 이에 비하여 아밀로펙틴 함량이 약 99 내지 100%인 왁스질의 옥수수(maize) 전분의 수평균 분자량은 약 320,000,000정도이다.
아밀로오스형 전분이 많은 전분, 즉 저분자량 전분은 양이온화도에 관계없이 본 발명에서 사용되는 전분으로서의 여러가지 장점을 나타내지 못한다. 필수적으로 아밀로펙틴형 전분으로 되어 있으나 양이온화도가 작은 전분은 유사한 효과를 나타내지도 못한다. 전분중의 아밀로펙틴과 아밀로오스 함량을 측정한다. 따라서 예컨대 감자 전분중에는 원래부터 아밀로펙틴이 약 79% 함유되어 있는 반면 옥수수 전분중에는 원래부터 아밀로펙틴이 약 72% 함유되어 있고 밀 전분중에는 원래부터 아밀로펙틴이 약 72% 함유되어 있다.
아밀로펙틴 함량은 전분을 분별(fractionationg)하면 증가된다. 바람직하게는 아밀로펙틴의 원래함량이 큰 전분을 사용하는데 왁스질 옥수수(maize) 전분은 아밀로펙틴이 99 내지 100%이다.
상이한 종류의 전분을 혼합하여 본 발명의 범위내에 속하는 아밀로오스와 아밀로펙틴의 비를 얻을 수도 있다.
전분중에 있는 아밀로펙틴의 상한은 100%까지 인데 실제로는 이러한 큰 아밀로펙틴 함량에 도달하기가 어렵다. 그러나 앞서 나온 바와 같이 아밀로펙틴이 약 99%인 소위 왁스질 옥수수(maize) 전분은 본 발명에 특히 적당한 것이다. 일반적으로 전분중의 아밀로펙틴 함량은 될 수 있는한 큰 것이 좋은데 최소한 85%는 되어야 하고 바람직하게는 약 90 내지 100%인 것이고, 가장 바람직하게는 약 95 내지 100%인데 왁스질 옥수수(miaze) 전분의 경우는 약 99%이다.
전분의 양이온화도는 치환도(D. S. 값)로서 특징으로 나타내는데 이것은 전분을 특정화하는 종래의 방법이다.
본 발명에서 사용되는 양이온화된 전분은 다음과 같은 구조식으로 개략적으로 나타낼 수 있다.
R(양이온 기능)n
위의 식에서 R은 전분의 단당류 단위이고, n은 D.S. 값이다. 당 단위 (sacch aride unit)는 세개의 히드록시기를 가지고 있기 때문에 양이온성 전분의 최고 이론 D.S. 값은 3이다. 따라서 이론적으로 D.S. 값은 양이온성 전분의 경우에는 0 내지 3 사이의 값이면 된다. 그러나 앞서 나온 바와같이 본 발명에서 뜻밖에 확인된 사실은 셀룰로오스 반응성 사이징제와 더불어 뛰어난 결과를 나타내는 것으로 밝혀진 전분은 D.S. 값이 약 0.045 내지 0.40인 것이다. 일반적으로 바람직한 치환도 범위는 약 0.05 내지 0.20이고, 보다 바람직한 범위는 약 0.05 내지 0.10, 예를들면 약 0.06 내지 0.20, 즉 약 0.06 내지 0.10이고 전형적인 값은 0.07이다.
본 발명에서 사용되는 셀룰로오스 반응성 사이징제와 양이온성 전분사이의 비율은 특수한 경우에 있어서 필요로 하는 비율을 고려해서 결정하는 것이 물론이다. 그러나 대부분의 사이징제에 있어서 셀룰로오스 반응성 사이징제 : 양이온성 전분의 바람직한 비는 약 1 : 0.02 내지 1 : 2인 범위인데, 약 1 : 0.05 내지 1 : 0.5인 범위가 특히 바람직하다. 알킬 숙신산 무수물과 같은 고리형 디카르복시산 무수물에 있어서는 약 1 : 0.01 내지 1 : 5의 비를 이용한다.
미국특허 제 3,130,118호와 같은 선행기술에 나온 종류의 공지의 사이징제 중에서 소수성의 셀룰로오스 반응성 사이징제를 선택한다.
본 발명에 의한 신규의 전분과 더불어 사용하기에 특히 유리한 사이징제를 다음의 것들 중에서 선택한다.
a) 다음의 구조식의 산 무수물 :
위의 식에서 R2와 R3는 같거나 상이하고 각각은 탄소 원자가 7 내지 30인 탄화 수소 라디칼을 나타내고 ; b) 다음 구조식의 고리형 디카르복시산 무수물 :
위의 식에서 R4의 탄소 원자 수는 2 또는 3이고, R5는 탄소 원자 수가 7 내지 30인 탄화 수소 라디칼이고 ;
c) 다음 구조식의 케텐 이량체 :
＜R6CH=C=O＞2
위의 식에서 R6는 탄소 원자 수가 6 내지 30인 탄화 수소 라디칼인데 탄소원자 수가 6 내지 22인 알킬이 바람직하고 :
d) 다음 구조식의 이소시아네이트 :
R7-N=C=O
위의 식에서 R7은 탄소 원자 수가 7 내지 30인 탄화수소 라디칼이다. a)에 나온 산 무수물의 바람직한 예는 스테아릴 무수물(stearyl anhydride)이고 b)에 나온 적당한 고리형 디카르복시산 무수물의 특수한 예는 이소옥타데케닐 숙신산 무수물이다. c)에 나온 케텐이량체에 있어서 알킬 라디칼 같은 포화 라디칼이 가장 바람직한 것이겠으나 시클로 알킬 및 아릴 라디칼도 탄화 수소 라디칼로 사용할 수 있다.
셀룰로오스 반응성 화합물인 위에 나온 네가지 그룹(a) 내지 (d)중에서 b)에 나온 고리형 디카르복시산 무수물과 c)에 나온 케텐이량체가 가장 바람직한데, 케텐 이량체가 특히 바람직하다.
바람직한 탄화 수소 라디칼 R2, R3, R6, 및 R7은 포화된 선형의 사슬 라디칼인데, 그러나 이들 불포화도 및 고리형 또는 방향족 치환기를 가질 수도 있다. R5로서 바람직한 것은 포화된 선형의 사슬식 또는 가지달린 알킬 라디칼이다. 더욱이 R2, R3, R6, 및 R7은 탄소 원자 수가 14 내지 22인 것이어야 좋고 R5의 탄소 원자 수는 14 내지 30인 것이어야 좋다. 위에 나온 각 구조식중에 있는 R2, R3, R4, R5, R6, 및 R7의 탄화 수소 그룹들은 특수한 효과가 바람직한 경우에는 염소같은 할로겐으로 치환될 수도 있다.
본 발명에 의한 사이징 조성물 중에는 종래의 사이징 조성물에 사용되는 것으로 알려진 공지의 성분을 추가로 함유할 수 있다. 보편적인 첨가제의 예로서는 분산제와 보존제가 있다. 더욱이 사이징 속도를 크게 한다던가 사이징 제제화를 향상시키는 공지의 합성 수지를 필요에 따라 첨가해도 좋다.
바람직한 실시태양에 있어서 본 발명의 에멀젼에는 음이온계 분산제를 함유시키는 것이 바람직하다. 적당한 음이온계 분산제는 미국특허 제 3,223,544호에 나와 있는 바와 같이 여러가지 보편적이고 유익한 분산제를 사용하는 것이다. 바람직한 음이온계 분산제에 속하는 것으로는 리그노술페이트, 폴리나프탈렌 술포네이트 및 스티렌 술포네이트를 함유하는 중합체이다.
음이온계 분산제의 사용량은 사이징제의 속도, 전분의 종류와 양이온화도 및 사용된 특정의 분산제와 함수관계에 있다. 불순한 알킬케텐 이량체 같은 몇가지 사이징제의 경우에 있어서는 음이온계 분산제를 필요로 하지 않는다. 일반적으로 음이온계 분산제를 0.15중량%까지 사용한다.
본 발명의 또다른 특징에 의할 것 같으면 신규의 사이징 조성물의 제조방법을 제공하는 것인데, 이 방법의 특징은 측쇄가 많은 고분자량의 전분을 물속에 용해시키고 필요에 따라서는 가열하여 용해시키며, 여기에다 분산제를 가하고 생성된 용액의 온도를 셀룰로오스 반응성 사이징제의 융점 이상의 온도까지 올린다음, 이 용액에다 사이징제를 가하여 조악한 에멀젼을 제조한 후 이 에멜젼에 전단력을 작용시켜 에멀젼 입자를 작게하며 필요로 따라서는 수득한 에멀젼을 냉각시키는 것이다.
양이온성 전분을 물속에 용해시킬때 전분 농도의 상한이 실제로 전분용액의 취급이 용이한 정도로 첨가해야 하는데, 그 이유는 전분의 농도가 크면 점성이 커지기 때문이다.
수득한 조악한 에멀젼에다 공지의 분산기, 호모게나이저 등으로 전단력을 작용시킨다. 이러한 조작을 주위 온도보다 높은 온도에서 실시할 경우, 예컨대 포화된 알킬 사슬이 있는 케텐 이량체같은 셀룰로오스 반응성인 고체 사이징제를 유화시킬 경우 에멀젼을 실온까지 냉각시킨다. 임의로 pH를 조절하고/또는 살균제(biocide)나 합성수지를 가하는데, 이 조작을 어떤 공정 단계에서나 실시해도 된다.
본 발명의 또 다른 특징에 의할 것 같으면 종이나 판지 제조공정중 사이징제를 첨가하는 사이징된 종이나 판지 제조법을 제공하는 것인데, 탈수 공정전에 종이에 첨가하거나 종이나 판지가 통과하게 되는 사이즈 프레스에다 첨가한다. 본 발명의 방법의 특징은 사이징제로서 본 발명에 나오는 사이징 조성물을 사용하는 것이고, 스틸벤 디술폰산 같은 광택제가 첨가된 종이를 사용하는 것이 특히 유리하다.
바람직한 것은 본 발명에 의한 신규의 사이징제를 종이에다 가한다음 탈수 하는 것이다. 사이징 조성물을 첨가하는 정확한 시간이 중요한 것은 아니지만 본 발명의 유익한 실시태양에 의할 것 같으면 사이징 조성물을 5분 이내에 첨가한 후 종이를 탈수시키는 것이다.
사이징 조성물의 소요량은 사용된 펄프의 종류와 필요로 하는 소수성의 최종 정도에 따라 달라지지만 일반적으로는 총고형분 함량으로 계산한 양은 종이나 판지 1톤(metric ton)당 약 0.4kg 내지 약 4kg이다.
앞서 나온바 있고 다음의 각 실시예에서 설명되는 바와 같은 본 발명의 여러가지 장점외에 뜻밖에 확인된 사실은 본 발명의 범위내에 있는 치환도를 가진 전분중에서 아밀로펙틴을 주로 많이 함유한 전분이 보다 안정한 분산물을 생성한다는 점이다. 본 발명을 실시예에 따라 설명한다. 각 실시예에서 별달리 명시하지 않는한 첨가량은 중량%이다.
[실시예 1]
알킬케텐 이량체로 된 사이징 에멀젼 제조는 물 2500부에다 양이온성 전분 125부를 가한다음 생성된 혼합물을 충분히 가열하여 투명하고 점성이 큰 전분 용액을 얻는다. 이 혼합물에다 음이온계 분산제(스티렌 술포네이트를 함유한 중합체) 20부와, 스테아르산(60%), 팔미트산(35%) 및 미리스트산(5%)로부터 제조한 알킬케텐 이량체, 즉 R6가 탄소 원자 16개(60%), 탄소 원자 14개(35%), 탄소 원자 12개(5%)의 분포를 가진 탄소 원자 12 내지 16개인 선형의 포화 탄화수소 라디칼인 알킬케텐 이량체 500부를 가한다. 이 혼합물을 교반하여 알킬케텐 이량체 모두를 용융시킨다. 수득한 조악한 에멀젼을 고압 호모게나이저 속으로 200바아(bar)의 압력으로 통과시키고 실온까지 냉각해서 케텐 이량체의 최종 농도가 10% 되게끔 희석한다. 여기서 얻은 사이징 조성물은 점성이 낮은 우유빛 액체이다.
네가지 상이한 종류의 전분들을 위에 나온 사이징제 제조시의 유화제/고정제로 평가하였다. 수득한 분산액의 사이징 효과는 희석된 펄프 현탁액(표백된 자작나무 술페이트 펄프 100% 함유)에다 이 분산액을 가한 다음 실험실용 쉬이트 포오머(sheet former)를 사용해서 중량이 65g/㎡ 되는 판상(sheet)의 종이를 만들었다.
이 종이를 3바아(bar)에다 5분간 가압하고 나서 90℃에서 10분간 건조시켜 사이징 처리한 것을 소위 잉크 침투 시험기로 사이징 정도를 평가하였는데, 즉 소수성의 정도를 종이 뒷면을 잉크와 접촉시킨 다음 종이 앞면의 반사율의 시간 경과에 따른 감소정도로 나타내었다.
사이징이 약하게된 종이는 반사율 값을 신속히 상실하는 반면 사이징이 잘된 종이의 앞면은 장시간 반사율을 유지한다. 이들 평가 결과는 다음표에 나와있다.
*AKD는 알킬케텐 이량체임
**아쿠아펠(Aquapel)TM225(Hercules)는 AKD 왁스를 10% 함유한 것으로서 양이온성 전분으로 안정화시킨것임.
[실시예 2]
제지기에서 실시예 1D에 의한 시판품인 사이징제를 사용한다. 제조된 종이의 소수화도(hydrophobicity degree : COBB60)의 범위는 22 내지 26g/㎡이었다. 이 시판품인 사이징제를 실시예 1C에 따른 사이징제로 대체하여 앞서 사용된 제품에 동일한 농도로 투여하였다. 대체 결과는 COBB60값이 점차 감소하였는데 1시간 후에는 약 15g/㎡에서 안정되었다.
[비교실시예 1]
제지기에서 실시예 1D에 따른 시판품인 AKD계 중성 사이징제를 제조된 종이 1톤당 알킬케텐 이량체 850g의 농도로 투여하였다. 측정된 사이징도(COBB60)는 약 25g/㎡이었다. 투여량을 제조된 종이 1톤당 알킬케텐 이량체 750g으로 감소시켜 종이의 수소화도를 측정한 결과 점차 감소되었는데 최종적으로는 품질관리 면에서 허용될 수 없는 수준(COBB60＞30g/㎡)도달하였다.
[실시예 3]
제지기에서 실시예 1C에 따른 사이징제를 제조된 종이 1톤당 알킬케텐 이량체 850g의 농도로 투여하였다. 사이징도(COBB60)의 범위는 약 20 내지 25g/㎡이었다. 사이징제 투여량을 제조된 종이 1톤당 알킬케텐 이량체 640g으로 감소시켰는데 사이징도는 감소하지 않았다. 측정된 COBB60값은 20 내지 25g/㎡이었다.
[비교실시예 2]
제지기에서 실시예 1A에 따른 사이징제를 제조된 종이 1톤상 알킬케텐 이량체 850g의 농도로 투여하였다. 사이징도(COBB60)는 약 25g/㎡이었다. 토우너 부착성, 즉 종이가 제록스
사진 복사기에 사용된 토우너 잉크를 부착시킬 수 있는 능력은 실시예 1C에 따른 사이징제로 사이징처리된 종이에서 나타난 부착성보다 뒤떨어졌다.
[실시예 4]
제지기에서 실시예 1D에 따른 시판품인 AKD계 사이징제를 제조한 종이 1톤당 알킬케텐 이량체 850g에 상응한 농도로 투여하였다. 종이의 토우너 부착성, 즉 종이가 토우너 잉크를 부착할 수 있는 능력을 측정하여 기록하였다. 시판품인 사이징제 대신에 실시예 1C에 따른 사이징 에멀젼을 사용해서 제조된 종이 1톤상 알킬케텐 이량체 640g에 상응한 농도로 투여하였다. 다시 토우너 부착성을 측정한 결과 시판품인 사이징제에서 나타나는 부착성보다 우수하였다. 이와같이 해서 본 실시예에서 알 수 있는 것은 본 발명에 의한 신규의 사이징 에멀젼을 사용하여 인쇄특성과 복사특성이 양호한, 즉 사진복사시 토우너 잉크의 부착성이 개선된 종이를 제조할 수 있다.
[실시예 5]
제지기에서 실시예 1D에 따른 시판품인 AKD계 사이징제를 제조된 종이 1톤당 알킬케텐 이량체 850g에 상응한 농도로 투여하였다. 특정한 백색도를 얻기 위해 소요된 광택제(음이온계 자체 고착성) 소비량을 계속해서 측정하였다.
시판품인 사이징제 대신에 실시예 1C에 따른 사이징 에멀젼을 사용하여 제조된 종이 1톤당 케텐 이량체 640g에 상응한 농도로 투여하였다.
광택제 소비량은 20%나 감소되었고 이때 종이의 백색도에는 아무런 영향이 없었다. 사이징도(COBB60)는 여전히 안정성이 있었고 그 값은 20 내지 25g/㎡이었다.
Claims (13)
- 소수성의 셀룰로오스 반응성 사이징제와 전분질의 양이온성 중합체로 된 수성 에멜젼 형태의 사이징 조성물에 있어서, 전분이 A) 85% 이상의 아밀로펙틴으로 나타내지는 측쇄가 있는 고분자량의 구조와 B) 0.045 내지 0.40의 양이온화도 또는 치환도(D.S.)를 갖는 것을 특징으로 하는 사이징 조성물.
- 제1항에 있어서, 아밀로펙틴 함량이 90 내지 100%임을 특징으로 하는 사이징 조성물.
- 제2항에 있어서, 아밀로펙틴 함량이 98.0 내지 100.0%임을 특징으로 하는 사이징 조성물.
- 제3항에 있어서, 전분이 왁스질 옥수수 전분임을 특징으로 하는 사이징 조성물.
- 제1항 내지 제4항중 어느 하나에 있어서, 치환도 범위가 0.05 내지 0.20임을특징으로 하는 사이징 조성물.
- 제1항 내지 제4항중 어느 하나에 있어서, 셀룰로오스 반응성 사이징제 : 양이온성 전분의 비가 1: 0.02 내지 1 : 2 범위임을 특징으로 하는 사이징 조성물.
- 제1항 내지 제4항중 어느 하나에 있어서, 소수성의 셀룰로오스 반응성 사이징제가 다음의 화합물 a), b), c) 및 d)로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 사이징 조성물 :a) 하기 일반식의 산 무수물 :
위의 식에서 R2와 R3는 같거나 상이하고 각각은 탄소 원자가 7 내지 30인 탄화 수소라디칼이고,b) 하기 일반 구조식의 고리형 디카르복시산 무수물 :
위의 식에서 R4는 탄소 원자수가 2 또는 3이고, R5는 탄소 원자수가 7 내지 30인 탄화 수소 라디칼이고,c) 하기 일반 구조식의 케텐 이량체 :(R6CH=C=O)2위의 식에서 R6는 탄소 원자수가 6 내지 30인 탄화수소 라디칼이고,d) 하기 일반 구조식의 이소시아네이트 :R7-N=C=O위의 식에서 R7은 탄소 원자수가 7 내지 30인 탄화수소 라디칼이다. - 제1항 내지 제4항중 어느 하나에 있어서, 소수성의 셀룰로오스 반응성 사이징제가 하기 일반 구조식의 케텐 이량체임을 특징으로 하는 사이징 조성물 :(R6CH=C=O)2위의 식에서 R6는 탄소 원자수가 6 내지 30인 탄화수소 라디칼이다.
- 제1항 내지 제4항중 어느 하나에 있어서, 분산제 또는 부가적 합성수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이징 조성물.
- 측쇄가 있는 고분자량의 전분을 물에 가하고, 수득한 용액의 셀룰로오스 반응성 사이징제의 융점 이상의 온도까지 올린다음, 이 용액에다 사이징제를 가하여 조악한 에멀젼을 만든 후, 이 에멀젼에 전단력을 작용시켜 에멀젼의 입자 크기를 작게함을 특징으로 하는, 소수성의 셀룰로오스 반응성 사이징제와 전분질의 양이온성 중합체로된 수성 에멀젼 형태로서 전분이 85% 이상의 아밀로펙틴으로 나타내지는 측쇄가 있는 고분자 구조와 0.045 내지 0.40의 양이온화도 또는 치환도를 갖는 사이징 조성물의 제조방법.
- 종이 또는 판지 제조공정 도중 탈수전에 사이징제를 완료에 가하거나 종이 또는 판지가 통과하게 되는 사이즈 프레스에다 사이징제를 가하는 사이징된 종이 또는 판지의 제조방법에 있어서, 소수성의 셀룰로오스 반응성 사이징제와 전분질의 양이온성 중합체로된 수성 에멀젼 형태로서 전분이 85% 이상의 아밀로펙틴으로 나타내지는 측쇄가 있는 고분자 구조와 0.045 내지 0.40의 양이온화도 또는 치환도를 갖는 사이징 조성물을 사이징제로 하여 종이 또는 판지 1메트릭 톤당 총고형분 0.4kg 내지 4kg의 양으로 사용함을 특징으로 하는 사이징된 종이 또는 판지의 제조방법.
- 제11항에 있어서, 탈수하기 5분 이내에 사이징 조성물을 원료에 5분 이내에 가하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
- 제11항 또는 제12항에 의한 방법으로 제조되는 사이징된 종이 또는 판지.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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