KR100269043B1 - 종이제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 섬유와 충진재를 포함한 셀룰로오스 현탁액으로부터 종이를 제조하는 방법에 관계하는 것으로서, 현탁액에 수용성 양이온 또는 양쪽성 브렌치형 아크릴아미드기초 폴리머와 음이온 알루미늄함유 실리카졸을 첨가하고 형성하고 와이어상에서 현탁액을 배수하는 단계를 포함한다.

Description

종이 제조방법{A PROCESS FOR THE PRODUCTION OF PAPER}
배수 및 보유 보조제를 사용하는 것이 제지분야에 공지된다. 이러한 첨가제는 배수를 촉진하거나 셀룰로오스 섬유상에 미립자 및 첨가제의 흡착을 증진시켜서 이들이 섬유에 보유되게 하도록 제지원료에 도입된다. 이렇게 함으로써 제지공정의 생산성은 크게 증가시키므로 배수 및 보유 보조제의 사용은 상당한 경제적 이득을 제공한다.
제지공정의 또다른 중요한 특성은 생성되는 종이 쉬이트의 구조이다. 구조는 종이 쉬이트내에서 광투과성의 변화로 결정되는데 작은 변화는 양호한 구조를 나타낸다. 구조는 여러 인자, 예컨대 섬유가 종이 쉬이트내에서 분포되고 배열되고 혼합되는 방식에 의해 결정된다. 따라서 생성된 종이의 광학적 성질을 최적화하기 위해서 제지공정에서 양호한 구조가 목표가 된다.
소량의 배수 및 보유 보조제는 일반적으로 구조에 이득이 된다. 그러나, 알맞은 양의 배수 및 보유 보조제조차 구조에 악영향을 줄 수 있다. 보유 보조제가 높은 수준으로 증가할 때 구조 매개변수는 갑자기 양호한 구조에서 불량구조로 쇠퇴한다. 불량구조는 저하된 종이품질 및 인쇄성을 야기한다. 종이표면의 증가된 거칠기는 코팅과 같은 후속 표면처리에 부정적인 영향을 줄 수 있는 불량구조의 또다른 효과이다. 추가로, 불량구조와 이로 인해 저하된 광학적 성질 및 인쇄성은 종이를 코팅하는 것으로는 극복될 수 없는데, 그 이유는 양호한 구조를 가져오는 조건하에서 제조된 종이에서 획득되는 결과보다 양호하지 않기 때문이다.
미국특허 제 4,980,025 호 및 5,368,833 호 및 유럽특허 제 656872 호는 제지공정에서 원료 첨가제로서 양이온성 아크릴 아미드 기초 폴리머와 알루미늄 함유 실리카졸의 사용을 발표한다. 이러한 시스템은 현재 사용되는 가장 효과적인 배수 및 보유 보조제중 하나이다.
본 발명은 종이제조방법, 특히 제지원료에 브렌치형 아크릴 아미드 기초 폴리머와 알루미늄 함유 실리카졸을 첨가하는 단계를 포함하는 방법에 관계한다.
본 발명에 따르면 알루미늄 함유 실리카졸이 제지공정에서 원료첨가제로서 브렌치형 아크릴아미드 기초 폴리머와 조합으로 사용될 경우 향상된 구조와 매우 높은 배수 및 보유성능측면에서 이득이 되는 효과가 수득될 수 있음이 발견되었다. 특히, 본 발명은 셀룰로오스 함유 섬유와 보조첨가제의 현탁액으로부터 종이를 제조하는 방법에 관계하는데, 이 방법은 현탁액에 수용성 양이온 또는 양쪽성 브렌치형 아크릴아미드 기초 폴리머와 음이온성 알루미늄함유 실리카졸을 첨가하고, 형성하고, 와이어상에서 현탁액을 배수하는 단계를 포함한다.
동일한 종류의 알루미늄 함유 실리카졸을 사용하지만 선형 아크릴 아미드 기초 폴리머와 조합으로 사용하는 방법에 비해서 본 발명의 방법은 해당 첨가제 투여량에서 개선된 구조와 해당 보유 보조제 수준에서 개선된 구조를 갖는 종이 제조를 가능하게 하며, 제조된 종이 웹 또는 쉬이트의 품질이 높은 보유성능을 유지하면서 개선될 수 있다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 수용성 양이온 및 양쪽성 브렌치형 아크릴아미드 기초 폴리머는 유럽특허출원 제 374458 호에 공지된다. 이러한 폴리머는 적어도 하나의 브렌치형 형성제와 조합으로 양쪽성 및 양이온성 아크릴아미드 기초 폴리머의 제조에서 전통적인 모노머로부터 제조될 수 있다.
양이온 및 양쪽성 아크릴아미드 기초 폴리머 제조에 전통적으로 사용되는 모노머의 예는 에틸렌 불포화 모노머와 에틸렌 불포화 양이온 및 음이온 모노머와 보조적 비이온성 모노머의 조합과 함께 아크릴아미드 및 이의 유도체를 포함한다. 적당한 양이온 모노머의 예는 디알릴디메틸염화암모늄, 아크릴옥시에틸트리메틸 염화암모늄, N,N-디알킬아미노알킬 화합물의 (메타)아크릴레이트 및 (메타)아크릴아미드에 기초한 양이온 모노머, 즉 4차염을 포함한다.
브렌치 형성제는 에틸렌 불포화 결합을 함유한 브렌치 형성 모노머를 포함한 모노머 혼합물의 공중합 또는 브렌치 형성제에 존재하는 반응기와 아크릴아미드기초 폴리머에 존재하는 반응기간의 중합중 또는 중합후 반응에 의해 아크릴아미드기초 폴리머에 브렌치형 구조를 부여할 수 있게 한다. 적당한 브렌치 형성제의 예는 적어도 두 개, 특히 두 개의 에틸렌 불포화 결합을 가지는 화합물; 적어도 하나의 에틸렌 불포화 결합과 적어도 하나의 반응기를 가지는 화합물; 및 적어도 두 개의 반응기를 가지는 화합물을 포함한다. 적당한 반응기의 예는 에폭사이드, 알데히드 및 수산기이다. 브렌치 형성제로 2작용기를 가지는 것이 선호된다. 즉, 브렌치 형성제에 2가지 종류의 에틸렌 불포화 결합 또는 반응기가 존재한다. 아크릴아미드 기초 폴리머는 폴리머 형태로 브렌치 형성제로서 작용하는 최소한 하나의 에틸렌 불포화 모노머를 포함하며, 특히 브렌치 형성제는 두 개의 에틸렌 불포화 결합을 포함한다.
두 개의 에틸렌 불포화 결합을 함유한 적당한 모노머의 예로는 메틸렌 비스아크릴아미드와 메틸렌 비스메타크릴아미드와 같은 알킬렌 비스(메타)아크릴아미드; 모노-, 디-, 및 폴리-에틸렌 글리콜의 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트; N-메틸 알릴아크릴아미드와 N-비닐 아크릴 아미드와 같은 알릴- 및 비닐-작용기(메타)아크릴레이트 및 (메타)아크릴아미드; 디비닐 벤젠과 같은 디비닐 화합물이 있다. 하나의 에틸렌 불포화 결합과 하나의 반응기를 포함한 적당한 브렌치 형성 모노머의 예로는 글리시딜 아크릴레이트, 메틸올 아크릴아미드 및 아크로레인이 있다. 두 개의 반응기를 포함한 브렌치 형성제로는 글리옥살, 디에폭시 화합물 및 에피클로로히드린이 있다.
아크릴아미드 기초 폴리머는 중합에 사용된 초기 모노머 함량에 대해서 최소한 4몰 ppm의 브렌치 형성제 함량을 가진다. 적당한 함량은 초기 모노머 함량에 대해서 8몰 ppm이상, 특히 20몰 ppm 이상이다. 브렌치 형성제의 상한은 초기 모노머 함량에 대해서 200, 특히 100몰 ppm이다.
본 공정에 사용된 폴리아크릴아미드는 양전하를 갖는다. 적당한 양이온성 폴리아크릴아미드는 2 내지 45몰%의 양이온성(cationicity)을 가진다. 즉, 중합동안 또는 후에 양이온성인 2 내지 45몰%의 모노머로부터 폴리머가 제조된다. 특히 선호되는 양이온성은 5 내지 35몰%이다.
아크릴아미드 기초 폴리머의 분자량은 500,000 이상, 특히 3,000,000 이상이다. 상한은 30,000,000, 특히 25,000,000이다.
원료에 첨가되는 아크릴아미드 기초 폴리머의 양은 건조섬유와 보조충진재에 대한 건조폴리머로 계산시 최소한 0.01㎏/톤이며 상한은 30㎏/톤이다. 0.02 내지 15, 특히 0.05 내지 8㎏/톤의 양이 선호된다.
본 발명에 사용되는 수성 알루미늄함유 실리카졸은 당해분야에 공지된다. 특히, 졸은 음이온 알루미늄 개질 실리카 입자, 즉 알루미늄을 함유한 규산 또는 SiO2기초 입자를 포함한다. 입자가 콜로이드, 즉 콜로이드 범위의 입자크기를 가지는 것이 좋다. 입자는 20㎚ 미만의 평균크기, 특히 1 내지 10㎚의 평균크기를 가진다. 실리카 화학에서 크기는 응집형 또는 비응집형일 수 있는 주입자의 평균크기이다. 적당한 알루미늄 함유 실리카졸의 예는 미국특허 4,927,498, 4,961,825, 4,980,025, 5,176,891, 5,368,833, 5,470,435 및 5,543,014 와 유럽특허 656872에 발표된다.
졸에 존재하는 입자는 최소한 50㎡/g의 비표면적을 가진다. 비표면적은 Analytical Chemistry 28(1956):12, 1981-1983 및 미국특허 5,176,891 에 발표된 공지의 방식으로 NaOH로 적정하여 측정될 수 있다. 따라서 주어진 영역은 입자의 평균 비표면적이다. 비표면적은 최소한 425㎡/g, 특히 450 내지 1700㎡/g, 더더욱 750 내지 1000㎡/g이다.
선호되는 알루미늄 함유 실리카졸은 콜로이드성 알루미늄 개질 실리카 입자, 특히 알루미늄으로 표면이 개질된 실리카 입자함유 졸을 포함한다. 이들 입자는 알루미늄으로 2 내지 25%, 특히 3 내지 20% 정도로 개질되는데, 이것은 입자표면에 있는 실리콘 원자를 대체하는 알루미늄 원자의 비율이다. 알루미늄 개질정도는 %로 표시되며 Journal of Colloidal and Interface Science, 55(1976):1, 25-34(ller, R.K.)에 기술된 nm2당 8실란올기를 기초로 계산된다.
본 발명의 선호되는 구체예에 따르면, 알루미늄 함유 실리카졸은 8-45%, 특히 10 내지 40%, 더더욱 15 내지 35%의 S-값을 가진다. 졸의 S-값은 응집정도 또는 마이크로겔 형성 정도에 해당하는 것으로, S-값이 낮을수록 마이크로겔 비율이 높다. 따라서, 본 방법에서 사용된 졸은 비교적 높은 함량의 마이크로겔을 가진다. 마이크로겔, 응집체는 상당한 정도로 2차원 또는 3차원의 응집된 주입자 구조 형태로 존재한다. S-값은 J. Phys. Chem. 60(1956). 955-957 (R.K. ller 및 R.L. Dalton)에 기술된 대로 측정되고 계산된다. 따라서, 본 발명의 선호되는 구체예에서 사용된 졸은 8 내지 45%의 S값을 가지며, 알루미늄으로 2 내지 25%의 실리콘원자를 치환시켜 표면개질된 750-1000㎡/g의 비표면적을 가지는 실리카 입자를 포함한다. 이러한 형태의 졸은 미국특허 제 5,368,833 호에 기술된다.
본 발명의 또다른 구체예에 따르면, 사용된 졸은 최소한 1000㎡/g, 특히 1000 내지 1700㎡/g의 높은 비표면적을 가진 콜로이드성 알루미늄 개질 실리카를 포함한다. 당해분야에서 이러한 형태의 알루미늄 함유 실리카는 알루미늄 개질 실리카로 포괄되는 폴리알루미노실리케이트 또는 폴리알루미노실리케이트 겔이라 칭한다.
현탁액에 첨가되는 알루미늄 함유 실리카졸의 양은 건조섬유 및 보조 충진재에 대한 SiO2로 계산된 최소한 0.01㎏/톤, 때때로 0.05㎏/톤 이상이며 상한은 5㎏/톤이다. 0.1 내지 2㎏/톤이 선호되는 양이다.
본 발명에 따르면, 알루미늄 함유 실리카졸에 앞서 원료에 아크릴아미드 기초 폴리머를 첨가하는 것이 선호되지만 그 반대의 첨가순서도 유용하다. 펌프질, 혼합, 세척에서 선택될 수 있는 전단 단계 이전에 제 1 성분, 즉 폴리머를 첨가하고 상기 전단단계 이후에 제 2 성분, 즉 졸을 첨가하는 것이 선호된다. 본 공정은 분리된 첨가를 포함한다. 즉, 최소한 두 개의 폴리머 첨가위치를 사용하거나 최소한 두 개의 알루미늄 함유 실리카졸 첨가위치를 사용하며 각 첨가간에는 전단단계가 행해진다. 원료의 pH는 3 내지 10이며 3.5이상의 pH가 적당하고 4 내지 9 의 pH가 선호된다.
구조 측면에서 관찰되는 개선에 추가적으로, 비-브렌치형 아크릴아미드 기초 폴리머를 포함하는 첨가제에 비해서 본 발명에 따른 첨가제와 조합으로 사이징제를 사용할 때 개선된 사이징(Sizing) 효과가 얻어짐이 발견되었다. 공지기술의 방법에 비해서 더 낮은 수준의 사이징제로도 동일한 사이징 효과를 줄 수 있으므로 본 발명의 방법은 경제적 잇점을 추가로 제공한다. 사이징제는 로진계 사이징제와 같은 천연원, 케텐 이합체 및 산 무수물 또는 이의 조합 등의 셀룰로오스 반응성 사이징제와 같은 합성원으로부터 유도될 수 있다. 이러한 사이징제의 용도는 당해분야에 공지된다. 적당한 로진계 사이징제, 케텐 이합체 및 산 무수물의 예는 미국특허 제 4,522,686 호에 발표된다. 본 발명의 방법에서 알킬 케텐 이합체 및 알케닐 숙신산 무수물, 특히 알킬 케텐 이합체와 같은 셀룰로오스 반응성 사이징제를 사용하는 것이 선호된다.
본 공정에서 사이징제를 사용할 경우 현탁액에 첨가되는 양은 건조섬유 및 보조 충진재에 대한 건조량으로 계산시 0.01 내지 5.0중량%, 특히 0.02 내지 1.0중량%이다. 첨가량은 펄프의 질, 사용된 사이징제 및 필요한 사이징 수준에 달려있다. 사이징제는 음이온, 비이온, 양쪽성 및 양이온 분산제에서 선택된 최소한 하나의 분산제를 포함하는 수성 분산물 형태로 사용된다. 사이징제를 본 공정에 사용할 경우 아크릴아미드 기초 폴리머와 알루미늄 함유 실리카졸은 임의의 순서로 원료에 첨가될 수 있다.
본 발명의 구체예에 따르면, 천연 또는 합성원으로부터 유도될 수 있는 최소한 하나의 추가 유기 폴리머가 사용된다. 천연 유도 폴리머의 적당한 예는 전분 및 구아 검, 예컨대 양이온성 및 양쪽성 전분과 양이온성 및 양쪽성 구아 검이다. 적당한 합성 폴리머의 예는 음이온 트래쉬 캐처(anionic trash catcher, ATC)로 작용하는 폴리머를 포함한다. ATC는 당해분야에서 원료에 존재하는 유해 음이온 물질에 대한 중화제 또는 고정제로서 알려진다. 따라서 ATC는 공정에 사용된 성분의 효율을 증진시킬 수 있다. 적당한 ATC로는 양이온성 유기 다가전해질, 특히 폴리아민, 폴리에틸렌 아민, 디알릴디메틸 염화암모늄, (메타)아크릴아미드 및 (메타)아크릴레이트에 기초한 단일중합체 및 공중합체와 같은 저분자량 고전하 양이온성 유기폴리머가 있다. 임의의 첨가순서가 사용될 수 있지만 브렌치형 아크릴아미드 기초 폴리머 이전에 원료에 이러한 추가 폴리머를 첨가하는 것이 좋다.
본 발명의 또다른 구체예에 따르면, 본 방법은 원료에 알루미늄 화합물을 첨가하는 단계를 포함한다. 당해분야에 공지된 바와 같이 보유 및 배수 보조제로서 알루미늄 함유 실리카졸과 조합으로 양이온 또는 양쪽성 폴리머를 사용할 경우에 알루미늄 화합물을 원료에 도입함으로써 이들의 효과는 더욱 향상된다. 이러한 목적으로 적당한 알루미늄 화합물의 예는 백반, 알루미네이트, 염화알루미늄, 질산 알루미늄; 폴리염화알루미늄, 폴리황산알루미늄과 같은 폴리알루미늄 화합물; 염소이온과 황산이온을 둘다 포함하는 폴리알루미늄 화합물; 폴리알루미늄실리케이트-술페이트 및 이의 혼합물이다. 폴리알루미늄 화합물은 황산, 인산, 시트르산 및 옥살산과 같은 유기산에서 나오는 염소이온 이외의 음이온을 포함할 수 있다.
본 공정에 알루미늄 화합물을 사용할 경우에 현탁액에 첨가되는 양은 사용된 알루미늄 화합물의 종류와 필요한 다른 효과에 달려있다. 로진계 사이징제에 대한 침전제로서 알루미늄 화합물을 사용하는 것은 당해분야에 공지된 사실이며 폴리알루미늄 화합물이 ATC로서 역시 사용될 수 있다. 그 양은 건조섬유 및 보충 충진재에 대한 Al2O3로 계산시 최소한 0.001㎏/톤이다. 0.01 내지 1㎏/톤이 적당한 양이며 0.05 내지 0.5㎏/톤이 선호되는 양이다.
물론 제지공정에서 전통적인 추가 첨가제가 본 발명에 따른 첨가제와 조합으로 사용될 수 있는데, 그 예는 건조 강도 및 습윤 강도 강화제, 광택제, 염료등이다. 셀룰로오스 현탁액 또는 원료는 카올린, 도토(china clay), 이산화티타늄, 석고, 탈크와 같은 무기 충진재; 초크, 대리석 가루 및 탄산 칼슘 침전물과 같은 천연 및 합성 탄산칼슘을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 종이 제조에 사용된다. 종이란 용어는 종이 및 이의 제조품 뿐만 아니라 보오드 및 판지와 같은 다른 쉬이트 또는 웨브(web)형 제품을 포함한다.
본 발명에 따른 방법은 다양한 형태의 셀룰로오스 함유 섬유 현탁액으로부터 종이를 제조하는데 사용될 수 있으며, 현탁액은 건조물질에 대해서 최소한 25중량%의, 특히 50중량% 이상의 이러한 섬유를 포함한다. 현탁액은 연목 및 경목의 열기계 펄프, 화학-열기계펄프, 리파이너(refiner)펄프 및 쇄목 펄프와 같은 기계펄프; 황산염 펄프, 아황산염 펄프 및 오르가노솔브(organosolv) 펄프와 같은 화학 펄프에서 나오는 섬유에 기초할 수 있으며 탈잉크 펄프 및 이의 혼합물에서 나오는 재생 섬유에 기초할 수 있다.
별도의 언급이 없는 한 % 및 부(part)는 각각 중량% 및 중량부이다.
실시예 1
본 발명에 따른 공정은 컴퓨터에 연결된 광섬유 센서를 사용하는 Svensk Papperstidning/Nordisk Cellulosa, 3(1995), 28-30(S. Frolich 및 K. Anderson)에 기술된 방법에 따라 측정 및 계산되는 구조측면에서 평가된다. 상기 방법에서, 원료에 형성되는 플록(floc)의 크기, 모양 및 밀도(다공성)가 분석되고 플록 지수(floc index)가 계산된다. 플록지수는 제조된 종이의 구조에 대응하며 플록 지수가 낮을수록 더 양호한 구조와 개선된 종이질을 갖는다.
사용된 원료는 Na2SO410H2O 0.3g/ℓ가 첨가된 60:40 표백 자작나무/소나무 황산염 펌프에 기초한다. 원료의 농도는 0.5%이며 pH는 7.0이다. 테스트에서 다양한 선형 및 브렌치형 양이온 아크릴아미드 기초 폴리머가 사용되는데 이들은 모두 10몰%의 양이온성을 가지며, 약 25%의 S-값을 가지며 5% 정도까지 알루미늄으로 표면이 개질된 900㎡/g의 비표면적을 갖는 실리카 입자를 포함하는 미국특허 제 5,368,833 호에 발표된 종류의 알루미늄으로 개질된 실리카졸이 함께 사용된다. 본 발명에 따른 테스트에서, 중합된 형태로 메틸렌 비스아크릴아미드인 모노머 브렌치형성제를 포함하는 양이온 브렌치형 폴리아크릴아미드가 사용된다. 브렌치 형성제의 함량은 초기 모노머 함량에 대해 50몰 ppm이며 이 폴리머는 이후에 PAM 50으로 언급된다. 비교 테스트에서 브렌치 형성제로 작용하는 모노머를 포함하지 않는 전통적인 양이온 선형 폴리아크릴아미드가 사용된다. 이 폴리머는 이후에 PAMO로 언급된다.
일정한 교반 속도에서 배플 단지에 시약이 첨가된다. Chemtronics 사(스웨덴)로부터 구매가능한 센서 CWF가 단지에 잠기고 원료가 센서를 통해 일정한 유속으로 통과되며 이 동안에 플록 지수가 측정 및 계산된다. 테스트는 다음과 같이 수행되었다: i) 원료에 아크릴아미드 기초 폴리머를 첨가하고 30초간 교반하고, ii) 원료에 알루미늄 개질 실리카졸을 첨가하고 15초간 교반하며 이 동안에 플록 지수를 측정 및 계산한다. 계산된 플록지수는 졸첨가의 2 내지 10초후 수득된 평균값이다. 테스트 결과는 표 1 에 나타난다.
테스트번호 졸 첨가량(㎏/톤) PAM-0 첨가량(㎏/톤) PAM-50 첨가량(㎏/톤) 플록 지수
1 0.55 0.2 505
2 0.55 0.35 605
3 0.55 0.5 760
4 0.55 0.7 935
5 0.55 0.9 1305
6 0.55 1.05 1465
7 0.55 1.2 1625
8 0.55 0.2 420
9 0.55 0.35 435
10 0.55 0.5 615
11 0.55 0.7 875
12 0.55 0.9 915
13 0.55 1.05 1030
14 0.55 1.2 1080
표 1 에서 알 수 있듯이 브렌치형 폴리아크릴아미드를 사용하는 본 발명에 따른 공정은 더 낮은 플록 지수, 즉, 선형 폴리아크릴아미드를 사용하는 비교공정에 비해서 더 양호한 구조 및 향상된 종이질을 가져온다.
실시예 2
실시예 1 공정의 보유 성질이 종이산업에서 보유에 대한 전통적인 테스트 방법인 Britt Dynamic Jar를 수단으로 1000rpm에서 평가되었다. 실시예 1 과 동일한 종류의 원료, 폴리아크릴아미드, 알루미늄 개질 실리카졸 및 동일한 첨가량이 테스트에 사용되었다. 위에서 정의된 첨가 순서를 사용하여 원료가 보유 측정을 위해 졸첨가 15초후 배수된다. 테스트로 수득되는 보유 결과와 실시예 1 의 플록 지수가 컴퓨터로 기록되고 보유(x)에 대한 플록 지수(y)로서 데이타가 그래프화되면 본 발명에 따른 공정에 대해서 y=16.6x0.95와 상관 R2=0.94 인 곡선이 얻어지며 비교 공정에 대해서 y=13.4x1.04와 상관 R2=0.94인 곡선이 얻어진다. 보유와 구조간의 상관관계는 표 2 에 명백하다.
보유(%) 플록 지수
PAM-0 PAM-50
30 460 420
40 621 552
50 783 682
60 947 812
70 1112 940
80 1277 1067
해당 보유 수준에서 비교공정에 비해 본 발명에 따른 공정으로 더 양호한 구조 및 향상된 종이질을 나타내는 더 낮은 플록지수가 수득된다.
실시예 3
본 발명에 따른 공정의 사이징 효율이 테스트에서 평가되었다. 실험실 규모에 대한 표준방법 SCAN-C23X 에 따라서 실시예 1 에 사용된 것과 동일한 원료로부터 종이 쉬이트가 제조된다. 실시예 1 에 사용된 첨가제에 추가적으로 중합된 형태로 메틸렌 비스아크릴아미드(초기 모노머 함량에 대해서 25몰 ppm의 함량으로)를 포함한 10%의 양이온성을 가지는 양이온 브렌치형 폴리아크릴 아미드가 사용된다. 이 폴리머는 이후에 PAM25로 칭한다. 사용된 사이징제는 알킬 케텐 이합체의 양이온 분산물이다.
첨가 순서는 다음과 같다: i) 원료에 아크릴아미드 기초 폴리머를 첨가하고 30초간 교반, ii) 원료에 케텐 이합체를 첨가하고 15초간 교반, iii) 알루미늄 개질 실리카졸을 원료에 첨가하고 15초간 교반, iv) 원료를 배수시켜 종이를 형성. 첨가량은 다음과 같다: 건조원료 1톤당 0.3㎏의 폴리아크릴아미드, 건조원료 1톤당 0.8㎏의 케텐, 건조원료 1톤당 SiO2로 계산되는 0.5㎏의 실리카 기초졸.
사이징 효율은 Hercules Size Test(HST)를 수단으로 테스트용액 2번(1% 포름산)을 써서 85% 반사율까지 평가되었다. PAM25 및 PAM50의 브렌치형 폴리아크릴아미드를 사용하는 본 발명의 공정은 선형 폴리아크릴아미드를 사용하는 비교 공정으로 수득되는 HST값에 비해서 각각 60% 및 90% 더 높은 HST 값을 가져온다.

Claims (11)

  1. 아크릴아미드 기초 폴리머와 음이온성 알루미늄함유 실리카졸이 현탁액에 첨가되고 현탁액이 형성되고 와이어상에서 배수되는 섬유 및 충진재 함유 셀룰로오스 현탁액으로부터 종이를 제조하는 방법에 있어서,
    아크릴아미드 기초 폴리머가 수용성이고 양이온 또는 양쪽성이며 브렌치형인 아크릴아미드 기초 폴리머임을 특징으로 하는 종이 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 아크릴아미드 기초 폴리머가 2작용기 브렌치형성제를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 아크릴아미드 기초 폴리머가 알킬렌 비스(메타)아크릴아미드, 모노-, 디-, 및 폴리에틸렌 글리콜의 디(메타)아크릴레이트, 알릴- 및 비닐- 작용기(메타) 아크릴레이트 및 (메타) 아크릴아미드, 또는 디비닐 화합물에서 선택된 브렌치 형성제를 중합된 형태로 포함함을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 아크릴아미드 기초 폴리머가 초기 모노머 함량에 대해서 8 내지 100몰 ppm의 브렌치 형성제 함량을 가짐을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 아크릴아미드 기초 폴리머가 3,000,000 이상의 분자량을 가짐을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 아크릴아미드기초 폴리머가 양이온 폴리머임을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 아크릴아미드기초 폴리머와 1 내지 10㎚의 평균크기를 가지는 음이온 알루미늄 개질 실리카 입자를 포함한 졸이 현탁액이 첨가됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 졸이 425㎡/g 이상의 비표면적을 가지는 입자를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 졸이 8 내지 45%의 S-값을 가지며 750 내지 1000㎡/g의 비표면적을 갖는 입자를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 현탁액에 사이징제를 첨가하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 사이징제가 케텐 이합체임을 특징으로 하는 방법.
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