KR100372358B1 - 폴리실리케이트 마이크로겔과 실리카 기초물질 - Google Patents
폴리실리케이트 마이크로겔과 실리카 기초물질 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100372358B1 KR100372358B1 KR10-1999-7011222A KR19997011222A KR100372358B1 KR 100372358 B1 KR100372358 B1 KR 100372358B1 KR 19997011222 A KR19997011222 A KR 19997011222A KR 100372358 B1 KR100372358 B1 KR 100372358B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- polysilicate
- solution
- ions
- salt
- aqueous
- Prior art date
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 64
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 21
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 61
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 22
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims abstract description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 22
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 22
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical class OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 9
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical group [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 claims description 8
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 7
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical class OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 claims description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 claims description 2
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- 229940085991 phosphate ion Drugs 0.000 claims 2
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 claims 1
- 125000005587 carbonate group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002243 precursor Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 53
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 16
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 16
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 11
- -1 aluminum modified silica Chemical class 0.000 description 10
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 9
- 239000002585 base Substances 0.000 description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 6
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 6
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 6
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 5
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 5
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 3
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical group [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 2
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- UBXAKNTVXQMEAG-UHFFFAOYSA-L strontium sulfate Chemical compound [Sr+2].[O-]S([O-])(=O)=O UBXAKNTVXQMEAG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 2
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical group [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L Calcium formate Chemical compound [Ca+2].[O-]C=O.[O-]C=O CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000007835 Cyamopsis tetragonoloba Species 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DBVJJBKOTRCVKF-UHFFFAOYSA-N Etidronic acid Chemical compound OP(=O)(O)C(O)(C)P(O)(O)=O DBVJJBKOTRCVKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M Formate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L Zinc carbonate Chemical compound [Zn+2].[O-]C([O-])=O FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NJSSICCENMLTKO-HRCBOCMUSA-N [(1r,2s,4r,5r)-3-hydroxy-4-(4-methylphenyl)sulfonyloxy-6,8-dioxabicyclo[3.2.1]octan-2-yl] 4-methylbenzenesulfonate Chemical compound C1=CC(C)=CC=C1S(=O)(=O)O[C@H]1C(O)[C@@H](OS(=O)(=O)C=2C=CC(C)=CC=2)[C@@H]2OC[C@H]1O2 NJSSICCENMLTKO-HRCBOCMUSA-N 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Chemical group BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L calcium acetate Chemical compound [Ca+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001639 calcium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000011092 calcium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229960005147 calcium acetate Drugs 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004281 calcium formate Substances 0.000 description 1
- 229940044172 calcium formate Drugs 0.000 description 1
- 235000019255 calcium formate Nutrition 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 235000013681 dietary sucrose Nutrition 0.000 description 1
- WASQWSOJHCZDFK-UHFFFAOYSA-N diketene Chemical compound C=C1CC(=O)O1 WASQWSOJHCZDFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000005446 dissolved organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- RAQDACVRFCEPDA-UHFFFAOYSA-L ferrous carbonate Chemical compound [Fe+2].[O-]C([O-])=O RAQDACVRFCEPDA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound O=C.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 description 1
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 description 1
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 1
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 238000010952 in-situ formation Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- UEGPKNKPLBYCNK-UHFFFAOYSA-L magnesium acetate Chemical compound [Mg+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O UEGPKNKPLBYCNK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011654 magnesium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000011285 magnesium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229940069446 magnesium acetate Drugs 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GMDNUWQNDQDBNQ-UHFFFAOYSA-L magnesium;diformate Chemical compound [Mg+2].[O-]C=O.[O-]C=O GMDNUWQNDQDBNQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 229920000962 poly(amidoamine) Polymers 0.000 description 1
- 229920000371 poly(diallyldimethylammonium chloride) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M sodium bisulfate Chemical compound [Na+].OS([O-])(=O)=O WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000342 sodium bisulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229940014800 succinic anhydride Drugs 0.000 description 1
- 229960004793 sucrose Drugs 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-O sulfonium Chemical compound [SH3+] RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- RLQWHDODQVOVKU-UHFFFAOYSA-N tetrapotassium;silicate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] RLQWHDODQVOVKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000011667 zinc carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000004416 zinc carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000010 zinc carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- ZPEJZWGMHAKWNL-UHFFFAOYSA-L zinc;oxalate Chemical compound [Zn+2].[O-]C(=O)C([O-])=O ZPEJZWGMHAKWNL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/06—Paper forming aids
- D21H21/10—Retention agents or drainage improvers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
- C01B33/141—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions
- C01B33/142—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions by acidic treatment of silicates
- C01B33/143—Preparation of hydrosols or aqueous dispersions by acidic treatment of silicates of aqueous solutions of silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
- C02F1/545—Silicon compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
- C02F1/56—Macromolecular compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
- D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
- D21H17/68—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments siliceous, e.g. clays
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/26—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof
- C02F2103/28—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof from the paper or cellulose industry
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/28—Starch
- D21H17/29—Starch cationic
Abstract
본 발명은 폴리실리케이트 마이크로겔, 그 제조방법 및 제지와 정수에서의 사용에 관계하며, 폴리실리케이트 마이크로겔은 다음 공정에 의해 수득되며, (ⅰ) 염 AB 입자를 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액에 접촉시키거나 (ⅱ) 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액의 존재하에서 이온 A와 이온 B를 접촉시키며, 염 AB는 수성상에 침전하거나 (ⅲ) 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액의 존재하에서 이온 A와 이온 B를 접촉시키며, 이온 A와 이온 B는 20℃ 물에서 4 이상의 pks를 갖는 침전가능한 염 AB의 이온을 나타낸다. 본 발명은 또한 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액, 그 제조방법과 폴리실리케이트 마이크로겔의 선구물질로서 용도에도 관계한다. 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액은 몰비율 SiO2:A 가 1:1 이상 2000:1 미만이며 칼슘 또는 마그네슘인 이온 A를 함유하거나 몰비율 SiO2:B 가 1:1 이상 2000:1 미만이며 탄산이온, 인산이온 또는 황산이온에서 선택된 이온 B를 함유한다.
Description
선택적으로 알루민화된 폴리실리케이트 마이크로겔은 당해분야에서 종이 및 유사한 셀룰로오스 제품 제조시 배출 및 보존 보조제로서 알려진다. 이 마이크로겔은 직경이 1 내지 2㎚이며 1000㎡/g 이상의 고 비표면적을 갖는 매우 적은 실리카 기초입자 용액 또는 분산물을 포함하며, 이들은 각 체인에 연결되어 3차원 네트워크 구조를 형성한다.
폴리실리케이트와 알루민화된 폴리실리케이트 마이크로겔 제조방법은 산이나 산 이온 교환제를 사용하여 알카리금속 실리케이트의 묽은 수용액을 산성화하고, 산성화된 혼합물을 숙성시키고 숙성된 혼합물을 2중량% 미만의 실리카 농도로 더욱 희석시키는 단계를 포함한다. 실리카 기초 마이크로겔은 안정성이 나쁘고 마이크로겔의 겔화를 방지하기 위해서 고희석이 필요하다. 이들 제품과 관련된 안정성문제, 0.5중량% 이하의 실리카를 함유한 안정하지만 대단히 묽은 용액의 선적비용 때문에 폴리실리케이트 마이크로겔은 사용 지점에서, 예컨대 제지기에서 제조된다. 제지기에 설치가능하며 폴리실리케이트 마이크로겔을 연속으로 제조하는 제조장치는 당해분야에서 공지이다. 수득된 마이크로겔은 배출된 셀룰로오스섬유 및 충진제 함유 원액에 연속으로 도입된다. 그러나 제조장치에서의 교란, 예컨대 제조된 마이크로겔의 양 또는 질의 변화는 생성물의 배출 및 보존 성능을 변화시켜 제지공정에 악영향을 줌으로써 불균일한 품질의 셀룰로오스 제품이 제조될 수 있게 한다.
본 발명은 실리케이트- 및 실리카-기초 물질에 관계한다. 특히 본 발명은 폴리실리케이트 마이크로겔, 그 제조방법 및 제지와 정수에서의 용도에 관계한다. 본 발명은 또한 실리카 기초물질, 그 제조방법 및 폴리실리케이트 마이크로겔 선구물질로서의 용도에 관계한다.
본 발명에 따라서 염 AB 입자를 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액과 접촉시키거나 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액의 존재하에서 A 이온을 B 이온과 접촉시킴으로써 폴리실리케이트 마이크로겔이 제조될 수 있음이 발견되었으며, 염 AB는 침전가능한 염이며, 수성상에서 AB가 형성되고 침전될 수 있으며 염 AB나 이온 A 및 B를 접촉시키면 폴리실리케이트 마이크로겔이 형성된다. 본 공정은 3가지 별도의 성분으로서 이온 A 및 B와 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액을 혼합함으로써 수행된다; 또한 이온 A를 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액에 포함시키고 그 용액을 이온 B와 혼합하거나 이온 B를 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액에 포함시키고 그 용액을 이온 A와 혼합시킴으로써 공정을 수행할 수 있으며 그결과 염 AB가 수성상에서 형성되어 침전됨으로써 폴리실리케이트 마이크로겔이 형성된다. 특히, 본 발명은 염 AB 입자를 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액과 접촉시키거나 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액의 존재하에서 이온 A와 이온 B를 접촉시키는 단계로 구성된 폴리실리케이트 마이크로겔 제조방법에 관계하며, 그결과 염 AB가 수성상에서 침전하고 이온 A 및 B는 20℃ 물에서 측정시 4이상의 pks 값을 갖는 침전가능한 염 AB의 이온을 나타낸다. 따라서 본 발명은 청구항에 기재된 폴리실리케이트 마이크로겔 제조방법, 제조된 마이크로겔 및 그 용도에 관계한다.
본 발명에 따르면 고농도 실리케이트 및 폴리실리케이트 용액, 즉 SiO2를 함유한 용액을 사용하여 폴리실리케이트 마이크로겔을 제조하는 방법이 제공된다. 또한 침전가능한 염의 이온을 함유한 고농도 실리케이트 및 폴리실리케이트 용액이 제공된다. 고농도 실리케이트 및 폴리실리케이트 용액은 폴리실리케이트 마이크로겔의 선구물질로서 작용한다. 침전가능한 염의 이온을 함유한 실리케이트 및 폴리실리케이트 용액, 즉 본 발명의 폴리실리케이트 마이크로겔 선구물질은 높은 안정성을 보이며 공지된 폴리실리케이트 마이크로겔에 비해서 훨씬더 높은 SiO2농도로 쉽게 제조되어 선적될 수 있다. 본 발명의 고농도 실리카 기초 용액은 공장에서 조절된 조건하에서 제조되어 농축된 제품으로서 종이공장까지 운반된다. AB 입자 또는 침전가능한 염 AB의 이온 A 및 B를 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액과 혼합하거나 수용액 형태로 침전가능한 염의 반대이온 B를 이온 A를 함유한 고농도 제품에 첨가하거나 혹은 그 역으로 첨가함으로써 제지시 배출 및 보존 보조제로서 사용가능한 폴리실리케이트 마이크로겔이 형성될 수 있다. 이 경우에 고농도 폴리실리케이트 마이크로겔 선구물질의 저장탱크가 의도하는 사용지점에 설치될 수 있으므로 완전한 폴리실리케이트 마이크로겔 제조 공장을 설치하기 보다 더 경제적이다. 그러므로 본 발명은 상당한 경제적 및 기술적 잇점을 제공한다. 추가로, 본 발명의 이온 A 함유 고농도 제품이 필요한 반대이온 및 셀룰로오스 섬유를 함유한 현탁액에, 예컨대 제지공정에서 재순환될 백수에 첨가될 수 있으므로 백수가 배출될 섬유 현탁액에 재순환하는 동안 폴리실리케이트 마이크로겔이 형성될 수 있다. 폴리실리케이트 마이크로겔을 현장에서 형성시키기 위한 선구물질로서 본 발명의 고농도 실리카 기초물질을 사용할 수 있다는 것은 당해분야에서 상당한 진보를 나타낸다.
본 발명의 공정에 사용될 실리케이트 또는 폴리실리케이트의 수용액은 나트륨 또는 칼륨 실리케이트이거나 나트륨 또는 칼륨 물유리와 같은 수용성 실리케이트염일 수 있다. 이들은 SiO2대 Na2O 또는 K2O의 몰비율을 변화시켜서 이용가능하며 몰비율은 1.5:1 내지 4.5:1, 특히 2.5:1 내지 3.9:1 이다. 선호되는 알카리금속 실리케이트는 나트륨 실리케이트이다. 알카리금속 실리케이트의 수용액은 알카리성이며 보통 13이상의 pH를 가진다. 알카리금속 실리케이트 용액은 5 내지 35중량%, 특히 10중량% 이상, 더더욱 15 내지 30중량%의 실리카농도를 가진다.
본 발명의 공정에 사용될 실리케이트 또는 폴리실리케이트 수용액은 나트륨 또는 칼륨 폴리실리케이트, 특히 나트륨 폴리실리케이트와 같은 수용성 폴리실리케이트이다. 수용성 폴리실리케이트는 당해분야에 공지이다. 폴리실리케이트는 3:1 내지 50:1, 특히 4:1 내지 30:1, 더더욱 4.5:1 또는 5:1 내지 20:1의 높은SiO2:Na2O 몰비율을 가진다. 폴리실리케이트는 2:1 내지 50:1, 특히 2.2:1 내지 30:1, 더더욱 3:1 내지 20:1의 SiO2:M2O (M은 Li, Na, K과 같은 알카리금속) 몰비율을 가진다. 수성 폴리실리케이트 용액은 14 미만, 특히 13 미만, 더더욱 12 미만의 pH를 가진다. pH는 9 이상이다.
적당한 폴리실리케이트는 알카리금속 실리케이트 수용액을 실리카 기초물질 수성상과 혼합하여 제조될 수 있다. 적당한 실리카 기초 물질은 콜로이드성 실리카입자를 함유한 알카리 안정화된 수성졸과 같은 실리카 기초졸, 알루미늄 변성 실리카 또는 알루미늄 실리케이트, 훈증 실리카, 실리카겔, 침전된 실리카, 알카리 금속 실리케이트의 산성화 용액, 폴리규산, 폴리머형 규산, 활성실리카, 폴리실리케이트, 및 폴리알루미노실리케이트와 같은 분산된 실리카, 실리카함유 스멕타이트형 점토 현탁액에서 선택된다. 실리카 기초물질의 수용액은 1 내지 11의 pH를 가진다. 선호되는 구체예에서 수성 실리카 기초 물질의 pH는 1.5 내지 4이다. 또다른 구체예에서 수성 실리카 기초물질의 pH는 4 내지 11.0, 특히 4.5 부터, 더더욱 6.5 부터, 더더욱 7 부터, 11.0 까지, 특히 10.6 까지이다.
결과의 폴리실리케이트 용액은 1중량% 이상, 특히 5중량% 이상의 SiO2함량을 가진다. SiO2함량으로 10중량% 이상, 특히 15중량% 이상, 더더욱 17.5중량% 이상이 선호된다. 상한값은 50중량%, 특히 35중량%, 더더욱 30중량%이다. 제조후 수성 폴리실리케이트 용액은 이온교환 또는 농축과 같은 추가 처리를 받는다. 이것은 향상된 저장 안정성과 더 높은 농도를 갖는 제품을 얻는데 필요하다. 농축은막공정이나 물증발과 같은 공지 방법에 의해 수행된다.
본 발명의 선호되는 구체예에서 실리케이트 또는 폴리실리케이트의 수용액이 염 AB 입자와 접촉된다. 입자는 1㎛ 미만, 특히 500㎚ 미만, 더더욱 100 내지 1㎚의 콜로이드성 입자크기를 가진다. AB 입자는 고체형태로 사용될 수 있지만 AB 입자 함유 수성상, 예컨대 졸 또는 현탁액 형태를 사용하는 것이 선호된다. 본 발명의 또다른 구체예에서 이온 A와 B는 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액의 존재하에서 접촉된다. 이온 A와 B는 염 AC 및 DB 형태로 혼합지대에 첨가될 수 있다. 또다른 구체예에서 염 AB의 이온 A 또는 B중 하나가 염 AC 또는 염 DB 형태로 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액에 존재한다. 이온 A를 포함한 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액을 이온 B와 혼합하거나 그 역으로 혼합하는 경우에 침전물 AB가 형성될 수 있다. 이것은 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액에 염 AC을 첨가하고 이후에 AC를 함유한 용액 또는 혼합물에 DB를 첨가함으로써 수행된다. 이온 A 또는 이온 B를 함유한 실리케이트 및 폴리실리케이트 용액의 SiO2함량 및 pH 값은 실리케이트 및 폴리실리케이트의 수용액에 대해 기술된 범위에 속한다.
염 AB는 20℃ 물에서 측정시 4이상, 특히 6이상, 더더욱 8이상의 pks를 가지는 염이다. "AB"는 양이온 A와 음이온 B의 이온쌍이다. 적당한 AB로는 인산, 탄산 및 황산의 금속염과 같은 무기염이 있다. 적당한 AB로는 인산 알루미늄, 탄산철, 수산화철, 인산철, 황산마그네슘, 탄산마그네슘, 수산화마그네슘, 인산마그네슘, 황산칼슘, 탄산칼슘, 인산 칼슘, 규산 칼슘, 황산 스트론튬, 탄산 스트론튬,탄산 아연이 있다. 탄산칼슘과 황산 칼슘이 특히 선호된다. 적당한 유기염 AB으로는 마그네슘 및 아연 옥살레이트가 있다. 실리케이트 또는 폴리실리케이트의 수용액은 전하를 띤 작용기를 갖는 미소입자성 유기 또는 무기 폴리머 A와 반대이온 B로 구성된 AB 입자와 접촉된다. 폴리머 입자는 위에서 기술된 범위의 콜로이드성 입자크기를 가진다. 양이온 유기 폴리머의 경우에 A의 전하를 띤 작용기는 암모늄 및 술포늄이고 반대이온 B는 염소이온, 브롬이온 및 황산이온이다. 음이온 유기 폴리머의 경우에 A의 전하를 띤 작용기는 카르복실산 및 술폰산이고 반대이온 B는 양성자 및 암모늄이다.
염 AC는 수용성 염이며 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액에 가용성이다. 염 AC은 고체물질이나 수용액으로서 첨가될 수 있다. "AC"는 양이온 A와 음이온 B의 이온 쌍이다. 이온 A도 칼슘과 마그네슘이 선호되며 이온 C로 염소이온, 질산이온, 포름산 이온 및 아세트산 이온이 있다. 적당한 AC로는 염화칼슘, 질산칼슘, 포름산 칼슘, 포름산 마그네슘, 아세트산 칼슘 및 아세트산 마그네슘이 있다. 예컨대 실리케이트나 폴리실리케이트 용액이 염 AC을 포함하는 경우에 B와 접촉하기전 A함유염의 침전을 막기 위해서 착화제로 처리될 수 있다. A가 Ca 또는 Mg와 같은 금속이온일 경우 사용가능한 착화제는 EDTA, 시트르산, 글루코스, 사카로스, 폴리올, HEDP, DTPA 등이다. 보통 착화제는 이온 A의 염 침전을 막기에 효과적인 양으로 사용된다. 착화제대 A의 몰비율은 5:1 내지 1:5, 특히 2:1 내지 1:2이다. 이온 A와 B가 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액의 존재하에서 접촉되는 혼합지대나 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액에서 SiO2:A의 몰비율은 5000:1 미만, 2000:1 미만, 1000:1 미만 순으로 선호되며 종종 1:1보다 높으며 많은 경우에 500:1, 특히 50:1, 더더욱 25:1부터 1:1, 특히 2:1, 더더욱 5:1이다.
염 DB는 수용성 염이며 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액에서 가용성이다. 염 DB는 고체물질이나 수용액, 특히 용액으로서 첨가될 수 있다. "DB"는 양이온 D와 음이온 B로된 이온쌍이다. 이온 D는 나트륨 및 칼륨과 같은 알카리 금속이다. 이온 B는 특히 탄산이온, 황산이온 및 인산이온이다. DB는 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 황산나트륨, 황산수소나트륨, 인산나트륨 및 인산수소나트륨이다. DB는 또한 황산 및 인산과 같이 수소 D와 이온 B을 포함한 수소함유산에서 선택될 수 있다. 산 DB은 묽은 산 수용액으로서 첨가된다. 이온 B은 순수한 또는 공기 흡수로 인해 희석된 고체, 액체 또는 가스형태의 이산화탄소와 용액을 접촉시킴으로써 도입가능한 이산화탄소에서 유도된 탄산이온에서 선택될 수 있다. 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액에서, 혹은 이온 A와 B가 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액에서 접촉되는 혼합지대에서 SiO2:B 의 몰비율은 5000:1 미만, 2000:1 미만, 1000:1 미만 순으로 선호되며 종종 1:1 이상이고 많은 경우에 500:1, 특히 50:1, 더더욱 25:1부터 1:1, 특히 2:1, 더더욱 5:1 이다.
AC 및 DB를 도입함으로써 본 공정에서 형성된 염 DC은 수용성 염이며 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액에서 가용성이다. "DC"는 양이온 D와 음이온 C로된 이온쌍이다.
본 발명에 따라 AB입자를 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액과 혼합할 때 SiO2:AB의 몰비율은 5000:1 미만, 2000:1 미만, 1000:1 미만 순으로 선호되며 종종 1:1 이상이며 많은 경우에 500:1, 특히 50:1, 더더욱 25:1 부터 1:1, 특히 2:1, 더더욱 5:1이다. 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액의 존재하에서 A와 B를 접촉시킬 때 결과의 혼합물의 몰농도곱([A][B])이 혼합물의 용해도곱(ks)을 초과하도록 A와 B의 농도가 선택된다.
본 발명에 따른 혼합공정은 10 내지 90℃, 특히 20 내지 50℃에서 실행될 수 있다. 혼합공정에서 수득된 혼합물의 pH는 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액의 pH 이하이다. 적당한 pH 범위는 5 내지 11이다. 필요한 pH 범위를 얻기 위해서 혼합공정에 사용될 수 있는 적당한 산은 H2SO4, HCl과 같은 무기산과 포름산, 아세트산과 같은 유기산이다.
이온 A와 B는 역순서로 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액에 도입될 수 있다. 즉, 착화제와 조합으로 염 DB 형태로 이온 B를 고농도 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액에 도입하고 이후에 이온 A를 B함유 용액에 첨가함으로써 AB와 폴리실리케이트 마이크로겔을 형성할 수도 있다.
본 발명의 혼합공정은 미세한 미소입자성 물질 형태로 AB 입자를 도입하는 단계를 포함하거나 미소입자성 물질로서 염 AB을 형성시키고 침전시킴으로써 폴리실리케이트 마이크로겔 형성을 촉진한다. AB 미소침전물은 콜로이드성 크기 범위의 입자를 포함한다. 도입 또는 침전된 AB 미소입자의 적어도 일부는 폴리실리케이트 물질로 덮히며 AB 미소입자는 실리카 미소입자 형성을 위한 핵으로 작용한다. 이 공정으로 수득된 폴리실리케이트 마이크로겔은 1-2㎚ 직경의 실리카 기초 미소입자성 물질의 수성 분산물 또는 용액으로서 체인 또는 네트워크로 연결되어서 3차원 구조를 형성한다. 수성 폴리실리케이트 마이크로겔은 마이크로겔 제조에 사용된 출발물질에 따라 더 큰 입자를 포함할 수 있다. 특히 폴리실리케이트 마이크로겔은 음이온성이다. 실리카 기초 미소입자, 마이크로겔의 비표면적은 1000 내지 1700㎡/g이다. 비표면적은 NaOH를 사용한 적정에 의해 측정된다(Sears, Analytical Chemistry 28(1956):12, 1981-1983, 미국특허 5,176,891). 비표면적은 입자의 평균 비표면적을 나타낸다.
혼합공정에 의해 수득된 수성 폴리실리케이트 마이크로겔은 0.1 내지 10중량%의 SiO2함량을 가질 수 있다. 한 구체예에서, 폴리실리케이트 마이크로겔의 사용지점에서 예컨대 종이공장에서 혼합공정이 수행된다. 선호되는 구체예에서 DB 형태로 용액에 도입되는 탄산이온, 황산이온 또는 인산이온과 같은 침전가능한 염 AB의 이온중 하나를 포함한 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액이 칼슘이온함유 백수와 혼합된다. 백수는 본 발명의 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액과 접촉하기전 침전, 부유 및 여과와 같은 섬유, 충전제, 입자성 물질, 콜로이드성 또는 용해된 유기물질을 제거하는 정제 단계를 받을 수 있다. 형성된 폴리실리케이트 마이크로겔은 배출될 섬유원액에 도입된다. 또한 염 AB이 현장에서 형성될 수 있다면 배출 또는 응집될 수용액 또는 현탁액에 직접 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액을 첨가할 수도 있다. 또한 폴리실리케이트 마이크로겔이 A 함유 실리케이트 또는 폴리실리케이트 수성흐름이 B 수성흐름과 접촉되는 사전 혼합 모드에서 형성되어 결과의 흐름이 배출 또는 응집될 수용액 또는 현탁액에 도입된다.
본 발명의 폴리실리케이트 마이크로겔은 펄프 및 종이 제조에서 응집제로서 사용하기에 적합하며 정수분야에서 상이한 종류의 폐수 정화와 펄프 및 종이 산업에서 백수의 정화용으로 적합하다. 폴리실리케이트 마이크로겔은 음이온, 양쪽성, 비이온성 및 양이온성 폴리머에서 선택된 유기 폴리머와 조합으로 응집제로서 사용될 수 있다. 응집제로서 이러한 폴리머의 용도는 당해분야에서 공지이다. 이들 폴리머는 천연 또는 합성 공급원에서 유도될 수 있으며 선형 또는 측쇄형일 수 있다. 적합한 폴리머의 예로는 음이온성, 양쪽성 및 양이온성 전분; 음이온성, 양쪽성 및 양이온성 구아르검; 음이온성, 양이온성 및 양쪽성 아크릴아미드-기초 폴리머; 양이온성 폴리(디알릴디메틸 염화암모늄), 양이온성 폴리에틸렌 아민, 양이온성 폴리아민, 폴리아미도아민 및 비닐아미드-기초 폴리머, 멜라민-포름알데히드 및 요소-포름알데히드 수지가 있다. 폴리실리케이트 마이크로겔은 양이온 또는 양쪽성 폴리머와 조합으로, 특히 양이온 폴리머와 조합으로 사용된다. 양이온 전분 및 양이온 폴리아크릴아미드가 특히 선호되는 폴리머이며 이들은 단독으로, 또는 다른 양이온 폴리머나 음이온 폴리아크릴아미드와 함께 사용될 수 있다. 무작위 첨가순서가 사용될 수 있지만 폴리실리케이트 마이크로겔 이전에 폴리머가 펄프, 원액 또는 물에 첨가되는 것이 선호된다.
위에서 발표된 폴리머와 조합으로 폴리실리케이트 마이크로겔의 선호되는 사용분야는 종이 제조시 배출 및 보존의 향상, 즉 제지시 배출 및 보존 보조제로서의 사용이다. 본 발명은 셀룰로오스 섬유와 충전제의 현탁액으로 부터 종이를 제조하는 공정에도 관계하는데, 이 공정은 현탁액에 적어도 하나의 양이온 또는 양쪽성 유기 폴리머와 폴리실리케이트 마이크로겔을 첨가하고, 와이어상에서 현탁액을 성형 및 배출시키는 단계를 포함한다. 따라서 본 발명은 청구항에 더욱 한정된 공정에도 관계한다.
위에서 언급된 대로 유기 폴리머와 조합으로 폴리실리케이트 마이크로겔을 사용할 때 적어도 하나의 음이온 트래쉬 캐처(ATC)를 사용하는 것이 좋다. ATC는 당해 분야에서 원액에 존재하는 유해 음이온 물질의 중화제로서 공지된다. ATC는 공정에 사용된 다른 첨가제의 효율을 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 폴리실리케이트 마이크로겔과 함께 사용될 수 있는 폴리머의 또다른 조합은 고분자량 폴리머와 조합으로 ATC, 예컨대 음이온 폴리아크릴아미드와 조합으로 양이온 전분 또는 양이온 폴리아크릴아미드를 포함한다. 적당한 ATC는 양이온 다가전해질, 특히 폴리아민, 폴리에틸렌아민, 디알릴디메틸 염화암모늄, (메타)아크릴아미드 및 (메타)아크릴레이트에 기초한 공중합체 및 공중합체와 같은 저분자량 고전하 양이온 유기 폴리머를 포함한다. 보통 ATC는 다른 폴리머보다 앞서 원액에 첨가된다. 혹은, ATC 폴리머가 다른 폴리머와 동시에 별도로 또는 혼합물로 첨가될 수 있다. ATC 폴리머와 고분자량 양이온 폴리머를 포함하는 혼합물이 특히 선호된다.
원액 또는 셀룰로오스 섬유 현탁액에 첨가되는 폴리실리케이트 마이크로겔의 양은 원액의 종류, 사용된 폴리실리케이트 마이크로겔의 종류에 따라 다양하다.마이크로겔의 양은 건조 원액 시스템, 즉 셀룰로오스 섬유 및 충전제에 대한 SiO2로 계산시 0.01 이상, 특히 0.05㎏/톤 이상이다. 보통 폴리실리케이트 마이크로겔 투여량은 0.1 내지 2㎏/톤이다.
원액에 대한 유기폴리머의 투여량은 사용된 폴리머의 종류와 필요한 효과(종이 습 및 건조 강도)에 따라 변화될 수 있다. 보통 건조섬유 및 충전제 1톤당 0.005㎏ 이상의 폴리머가 사용된다. 양이온 폴리아크릴아미드와 같은 합성 양이온 폴리머의 경우에, 건조 섬유 및 보충 충전제에 대한 건조중량으로 계산시 0.005㎏/톤 이상, 특히 0.01 내지 3, 더더욱 0.03 내지 2㎏/톤의 폴리머가 사용된다. 양이온 전분 및 양이온 구아르검과 같은 탄수화물 기초 양이온 폴리머의 경우에 건조섬유 및 충전제에 대한 건조중량으로 계산시 0.05㎏/톤 이상의 폴리머가 사용된다. 이들 폴리머의 경우에 그 양은 특히 0.1 내지 30, 더더욱 1 내지 15㎏/톤이다.
본 발명의 선호되는 구체예에서 폴리실리케이트 마이크로겔은 위에서 발표된 적어도 하나의 유기폴리머 및 적어도 하나의 알루미늄 화합물과 조합으로 배출 또는 보존 보조제로서 사용된다. 알루미늄 화합물은 폴리실리케이트 마이크로겔과 알루민화 폴리실리케이트 마이크로겔을 포함한 원액 첨가제의 배출 또는 보존 성능을 개선시키는데 사용될 수 있다. 적당한 알루미늄 염은 명반, 알루미네이트, 염화알루미늄, 질산알루미늄과 폴리염화알루미늄, 폴리황산알루미늄, 염소이온 및 황산이온을 둘다 함유한 폴리알루미늄 화합물, 폴리알루미늄 실리케이트-설페이트와 같은 폴리알루미늄 화합물이다. 이들 폴리알루미늄 화합물은 시트르산 및 옥살산과 같은 유기산과 인산에서 나오는 음이온을 함유할 수 있다. 선호되는 알루미늄염은 나트륨 알루미네이트, 명반 및 폴리알루미늄 화합물이다. 알루미늄 화합물은 폴리실리케이트 마이크로겔 첨가전, 후 또는 동시에 첨가될 수 있다. 많은 경우에 공정 초기에, 예컨대 다른 첨가제 이전에 원액에 알루미늄 화합물을 첨가한다. 혹은 또는 추가로 알루미늄 화합물은 유럽특허출원 제 748897 호에 발표된 바와 같이 폴리실리케이트 마이크로겔과 동시에 동일 지점에서 별도로 혹은 혼합물로 첨가될 수 있다. 원액에 폴리실리케이트 마이크로겔과 알루미늄 화합물을 동시에 첨가하는 것이 본 발명에서 선호된다.
현탁액에 첨가된 알루미늄 화합물의 양은 사용된 알루미늄 화합물의 종류와 원하는 효과에 달려있다. 로진 기초 사이징제의 경우에 침전제로서 알루미늄 화합물을 활용하는 것이 당해분야에서 잘 알려진 사실이다. 원액에 첨가된 알루미늄 화합물의 양은 건조섬유 및 충전제에 대한 Al2O3로서 계산시 0.001㎏/톤 이상, 특히 0.01 내지 5㎏/톤, 더더욱 0.05 내지 1㎏/톤이다.
본 발명에 따른 제지공정은 펄프 쉬이트 및 종이와 같은 쉬이트 또는 웹형태로 셀룰로오스 제품을 제조하는데 사용될 수 있다. 특히 본 공정은 종이 제조에 사용된다. "종이"는 종이 뿐만아니라 보오드 및 판지와 같은 기타 쉬이트 또는 웹형 제품을 의미한다. 본 발명에 따른 제지공정은 셀룰로오스 섬유를 함유한 다양한 형태의 현탁액으로 부터 쉬이트 또는 웹형 제품을 제조하는데 사용될 수 있으며 현탁액 또는 원액은 건조물질에 대해서 50중량% 이상의 섬유를 포함해야 한다. 현탁액은 황산염 및 아황산염 펄프와 같은 화학펄프, 열기계펄프, 화학-열기계 펄프, 연목 및 경목에서 나오는 리파이너 펄프 또는 쇄목펄프에서 나오는 섬유에 기초할 수 있으며 재생섬유에 기초한 현탁액이 사용될 수도 있다. 현탁액은 또한 카올린, 이산화티타늄, 석고, 탈크, 천연 및 합선 탄산칼슘과 같은 무기 충전제를 포함할 수도 있다. 현탁액은 3 내지 10, 특히 3.5 이상, 더더욱 4 내지 9의 pH를 가진다. 원액은 물론 습강도제, 로진기초 원액 사이징제, 케텐 이합체 또는 알케닐 숙신산 무수물과 같은 전통적인 제지 첨가제를 함유할 수도 있다.
실시예 1
본 발명에 따른 폴리실리케이트 마이크로겔은 다음과 같이 제조된다: 10% SiO2를 함유한 나트륨 물유리 수용액 15g이 비이커에 채워지고 격렬한 교반하에서 1% H2SO452g이 첨가된다. 이후에 0.1% CaCl2수용액 22.4g이 격렬한 교반하에서 첨가된다. 수득된 수성 실리카기초 물질은 pH 10, 1.7중량% SiO2함량, Mutek 입자 전하탐지기 PCD 03M을 수단으로 제조 한시간후 측정시 1100ueq v/q의 음의 표면전하를 가지는데, 이것은 폴리실리케이트 마이크로겔의 형성을 나타낸다.
실시예 2
본 발명에 따른 폴리실리케이트 마이크로겔은 다음과 같이 제조된다: 120g의 10% SiO2함유 나트륨 물유리 수용액을 비이커에 넣고 260g의 1% H2SO4를 격렬한 교반하에서 첨가하고 이후에 155g의 물을 써서 혼합물을 희석한다. 다음에 0.1%CaCl2수용액 179g을 격렬한 교반하에 첨가한다. 마지막으로 pH가 약 10이 될 때까지 혼합물을 통해 이산화탄소가 주입된다. 수득된 수성 실리카 기초 물질은 1.7중량%의 SiO2함량과 1000ueq v/g의 음의 표면전하를 가지는데, 이것은 폴리실리케이트 마이크로겔 형성을 나타낸다.
실시예 3
비교를 위해서 CaCl2가 첨가되지 않는 것을 제외하고는 실시예 1의 절차가 수행된다. 생성물의 표면처리가 실시예 1처럼 평가되었는데, 약 1800ueq v/g의 음의 표면전하를 보였고, 이것은 폴리실리케이트 마이크로겔이 형성되지 않음을 나타낸다.
실시예 4
다음 테스트에서 실시예 1과 함께 다른 실리카 기초 물질의 배출 및 보존 성능이 Akribi(Sweden)으로 부터 구매가능한 Dynamic Drainage Analyser(DDA)를 수단으로 평가되었다.
표백된 자작나무/소나무 황산염 60/40 혼합물에 기초한 셀룰로오스 섬유 70%와 초크 30%로된 퍼니쉬를 사용하여 테스트가 행해졌다. 원액 농도는 0.25%이고, 전도도는 0.45㎳/㎝이고 pH는 8.5이다. 테스트에서 실리카 기초물질은 0.042의 치환도를 가진 중간-고 양이온화 전분으로서 건조 원액에 대한 건조중량으로 12㎏/톤의 양으로 원액에 첨가되는 양이온 폴리머 Raisamyl 142과 조합으로 테스트 되었다.
원액은 DDA의 배플형 단지에서 1000rpm의 속도로 교반되며 실리카 기초물질 첨가에 앞서 양이온 전분이 원액에 첨가되고 이후에 원액이 배출된다.
표 1 은 제조 2시간후 다양한 양의 실리카 기초물질을 사용할 때(건조 원액에 대해 SiO2로 계산된 ㎏/톤) 수득된 결과를 보여준다.
| 실리카 기초물질 | 다양한 SiO2투여량에서 배출시간(초)과 미립자 보존(%) | ||||
| 0.5㎏/톤 | 1.0㎏/톤 | 1.5㎏/톤 | 2.0㎏/톤 | 3.0㎏/톤 | |
| 실시예 1 | 9.8/51 | 7.2/69 | 6.5/77 | 6.2/75 | -/70 |
| 실시예 3 | 12.5/19 | 10.2/27 | 9.5/32 | 9.2/24 | -/25 |
Claims (26)
- (ⅰ) 양이온 A와 음이온 B로 구성된 염 AB 입자를 산과 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액과 접촉시키거나(ⅱ) 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액의 존재하에서 이온 A와 이온 B를 접촉시키는 단계를 포함하며 염이 수성상에 침전함을 특징으로 하는 폴리실리케이트 마이크로겔 제조방법.
- (ⅲ) 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액의 존재하에서 이온 A와 이온 B를 접촉시키는 단계를 포함하며 이온 A와 이온 B는 20℃ 물에서 측정시 4 이상의 pk를 갖는 침전가능한 염 AB의 이온을 나타냄을 특징으로 하는 폴리실리케이트 마이크로겔 제조방법.
- 이온 A를 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액의 존재하에서 이온 B를 포함한 수소함유산과 접촉시키는 단계를 포함하며 염 AB가 수성상에 침전함을 특징으로 하는 폴리실리케이트 마이크로겔 제조방법.
- 이온 A를 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액의 존재하에서 이온 B를 포함한 수소함유산과 접촉시키는 단계를 포함하며 이온 A와 B가 20℃ 물에서 측정시 4 이상의 pk를 갖는 침전가능한 염 AB의 이온을 나타냄을 특징으로 하는 폴리실리케이트 마이크로겔 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액의 존재하에서 이온 A를 이온 B 및 산과 접촉시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 5 항중 한 항에 있어서, 수득된 수성 폴리실리케이트 마이크로겔이 1000㎡/g 이상의 비표면적을 가짐을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 5 항중 한 항에 있어서, 이온 A를 함유한 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액을 제공하고 이 용액을 이온 B와 혼합하거나 이온 B를 함유한 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액을 제공하고 이 용액을 이온 A와 혼합시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 5 항중 한 항에 있어서, 염 AB가 콜로이드성 크기범위의 입자를 포함하고 몰비율 SiO2:AB 이 1:1 이상임을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 5 항중 한 항에 있어서, 염 AB가 20℃ 물에서 측정시 8 이상의 pk를 가짐을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 5 항중 한 항에 있어서, 수득된 수성 폴리실리케이트 마이크로겔이 0.1 내지 10중량%의 SiO2함량을 가짐을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 5 항중 한 항에 있어서, 염 AB이 탄산, 황산 및 인산의 금속염에서 선택됨을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 5 항중 한 항에 있어서, 염 AB가 탄산칼슘, 황산칼슘, 인산 칼슘, 탄산 마그네슘, 황산마그네슘 또는 인산 마그네슘에서 선택되며 이온 A가 칼슘 또는 마그네슘이고 이온 B가 탄산이온, 황산이온 또는 인산이온임을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 5 항중 한 항에 있어서, 산이 황산임을 특징으로 하는 방법.
- 몰비율 SiO2:A 이 1:1 보다 크고 2000:1 보다 작은 칼슘 또는 마그네슘에서 선택되는 이온 A를 함유한 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액.
- 몰비율 SiO2:Na2O 이 4.5:1 내지 20:1이며 몰비율 SiO2:B가 1:1 이상 2000:1 미만이며 탄산이온 또는 인산이온인 이온 B를 함유한 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액.
- 제 14 항에 있어서, 용액이 1.5:1 내지 4.5:1의 몰비율 SiO2:Na2O을 가짐을 특징으로 하는 수성실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액.
- 제 14 항에 있어서, 용액이 4.5:1 내지 20:1의 몰비율 SiO2:Na2O를 가짐을 특징으로 하는 수성실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액.
- 제 14항 내지 17 항중 한 항에 있어서, 착화제를 포함함을 특징으로 하는 수성실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액.
- 제 1 항 내지 5 항중 한 항에 있어서, 수득된 수성 폴리실리케이트 마이크로겔이 5 내지 11의 pH를 가짐을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 5 항중 한 항에 따른 방법으로 수득된 폴리실리케이트 마이크로겔.
- 펄프 및 종이제조시 양이온 또는 양쪽성 폴리머와 조합으로 응집제로서 사용하거나 정수에 사용되는 제 20 항에 따른 마이크로겔.
- 폴리실리케이트 마이크로겔 제조에 사용되는 제 14 항 내지 17 항중 한 항에 따른 수성 실리케이트 또는 폴리실리케이트 용액.
- 현탁액에 양이온 또는 양쪽성 유기 폴리머와 실리카 기초 미소입자성 물질을 첨가하고, 현탁액을 성형하고 와이어상에서 배출시키는 단계를 포함하는 셀룰로오스 섬유와 충전제로된 현탁액으로 부터 종이를 제조하는 방법에 있어서, 실리카 기초 물질이 제 20 항에 따른 폴리실리케이트 마이크로겔임을 특징으로 하는 종이 제조방법.
- 제 1 항 내지 5 항중 한 항에 있어서, 용액이 1.5:1 내지 4.5:1의 SiO2:Na2O 몰비율을 가짐을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 5 항중 한 항에 있어서, 용액이 4.5:1 내지 20:1의 SiO2:Na2O 몰비율을 가짐을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 5 항중 한 항에 있어서, 착화제가 포함됨을 특징으로 하는 방법.
Applications Claiming Priority (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US4910597P | 1997-06-09 | 1997-06-09 | |
| SE9702207-3 | 1997-06-09 | ||
| US60/049,105 | 1997-06-09 | ||
| SE9702207A SE9702207D0 (sv) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | Polysilcate microgels and silica-based materials |
| EP97850092 | 1997-06-09 | ||
| EP97850101 | 1997-06-19 | ||
| EP97850101.3 | 1997-07-04 | ||
| EP97850109.6 | 1997-07-04 | ||
| EP97850092.4 | 1997-07-04 | ||
| EP97850109 | 1997-07-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010013232A KR20010013232A (ko) | 2001-02-26 |
| KR100372358B1 true KR100372358B1 (ko) | 2003-02-17 |
Family
ID=27514434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-1999-7011222A KR100372358B1 (ko) | 1997-06-09 | 1998-06-08 | 폴리실리케이트 마이크로겔과 실리카 기초물질 |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6673208B2 (ko) |
| EP (1) | EP0989956B1 (ko) |
| JP (1) | JP3487511B2 (ko) |
| KR (1) | KR100372358B1 (ko) |
| CN (1) | CN1321887C (ko) |
| AT (1) | ATE550298T1 (ko) |
| AU (1) | AU736396B2 (ko) |
| BR (1) | BR9811257A (ko) |
| CA (2) | CA2481870C (ko) |
| ES (1) | ES2383951T3 (ko) |
| ID (1) | ID23976A (ko) |
| NO (1) | NO329169B1 (ko) |
| PT (1) | PT989956E (ko) |
| RU (1) | RU2189351C2 (ko) |
| WO (1) | WO1998056716A1 (ko) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3434520B2 (ja) * | 1997-06-09 | 2003-08-11 | アクゾ ノーベル エヌ．ブイ． | ポリ珪酸塩ミクロゲル |
| US7169261B2 (en) | 1999-05-04 | 2007-01-30 | Akzo Nobel N.V. | Silica-based sols |
| CZ301699B6 (cs) * | 1999-05-04 | 2010-05-26 | Akzo Nobel N. V. | Soly na bázi oxidu kremicitého |
| US6379501B1 (en) * | 1999-12-14 | 2002-04-30 | Hercules Incorporated | Cellulose products and processes for preparing the same |
| ATE361267T1 (de) * | 2002-05-31 | 2007-05-15 | Sabalo N V | Wässrige lösung von nicht-kolloid-kieselsäure und borsäure |
| US7629392B2 (en) | 2004-04-07 | 2009-12-08 | Akzo Nobel N.V. | Silica-based sols and their production and use |
| US7732495B2 (en) | 2004-04-07 | 2010-06-08 | Akzo Nobel N.V. | Silica-based sols and their production and use |
| FI120318B (fi) * | 2004-06-23 | 2009-09-15 | M Real Oyj | Tärkkelyksen piitä sisältävät komposiitit, menetelmä niiden valmistamiseksi ja käyttö paperin ja kartongin valmistuksessa |
| DE102004049012A1 (de) * | 2004-10-05 | 2006-04-06 | Lanxess Deutschland Gmbh | Papierherstellung mit modifizierten Schichtsilikaten als Mikropartikel |
| NZ537747A (en) * | 2005-01-18 | 2008-02-29 | Victoria Link Ltd | Nano-structured silicate, functionalised forms thereof, preparation and uses |
| US9017649B2 (en) * | 2006-03-27 | 2015-04-28 | Nalco Company | Method of stabilizing silica-containing anionic microparticles in hard water |
| SI1982759T1 (sl) * | 2007-03-21 | 2012-02-29 | Omya Development Ag | Površinsko obdelan kalcijev karbonat in njegova uporaba v obdelavi odpadne vode |
| WO2009127256A1 (en) * | 2008-04-17 | 2009-10-22 | Jisbrey, S.A | Hydronium stabilized and dissoluble silicic acid nanoparticles: preparation, stabilization and use |
| US8377194B2 (en) | 2010-04-08 | 2013-02-19 | Nalco Company | Sulfur containing silica particle |
| US8936772B2 (en) | 2010-04-08 | 2015-01-20 | Ecolab Usa Inc. | Silica containing particle |
| US8333835B2 (en) | 2010-04-08 | 2012-12-18 | Nalco Company | Sulfur containing silica particle |
| WO2013052876A1 (en) | 2011-10-07 | 2013-04-11 | Nalco Company | Gas stream treatment process |
| SE537737C2 (sv) * | 2013-03-01 | 2015-10-06 | Stora Enso Oyj | In-Line-framställning av kiseldioxid för retentionsändamål ien pappers- eller kartongtillverkningsprocess |
| CN103435112A (zh) * | 2013-08-26 | 2013-12-11 | 苏州富奇诺水治理设备有限公司 | 一种含有二氧化硅的废水处理剂 |
| FI128012B (en) * | 2016-03-22 | 2019-07-31 | Kemira Oyj | System and method for making paper, cardboard or the like |
| CN106587312B (zh) * | 2016-11-22 | 2019-04-19 | 浙江赛维环保科技有限公司 | 一种硅酸钠改性疏水纤维素基絮凝剂的制备方法 |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE432951B (sv) | 1980-05-28 | 1984-04-30 | Eka Ab | Pappersprodukt innehallande cellulosafibrer och ett bindemedelssystem som omfattar kolloidal kiselsyra och katjonisk sterkelse samt forfarande for framstellning av pappersprodukten |
| SE8403062L (sv) | 1984-06-07 | 1985-12-08 | Eka Ab | Forfarande vid papperstillverkning |
| US5116418A (en) | 1984-12-03 | 1992-05-26 | Industrial Progress Incorporated | Process for making structural aggregate pigments |
| SE451739B (sv) | 1985-04-03 | 1987-10-26 | Eka Nobel Ab | Papperstillverkningsforfarande och pappersprodukt varvid som avvattnings- och retentionsforbettrande kemikalie anvends katjonisk polyakrylamid och en speciell oorganisk kolloid |
| JPS6283311A (ja) * | 1985-10-07 | 1987-04-16 | Hidekazu Wakamatsu | ゲルおよび成形物の製造方法 |
| US5176891A (en) | 1988-01-13 | 1993-01-05 | Eka Chemicals, Inc. | Polyaluminosilicate process |
| US4927498A (en) | 1988-01-13 | 1990-05-22 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Retention and drainage aid for papermaking |
| DE68914638T2 (de) * | 1988-01-13 | 1994-07-21 | Eka Nobel Inc | Polyaluminosilikat-mikrogel, verfahren und zusammensetzung. |
| SE461156B (sv) | 1988-05-25 | 1990-01-15 | Eka Nobel Ab | Saett foer framstaellning av papper varvid formning och avvattning aeger rum i naervaro av en aluminiumfoerening, ett katjoniskt retentionsmedel och en polymer kiselsyra |
| DE68906623T2 (de) * | 1988-09-16 | 1993-11-11 | Du Pont | Polysilikatmikrogele als Rückhaltungs-/Entwässerungshilfsmittel bei der Papierherstellung. |
| US5185206A (en) * | 1988-09-16 | 1993-02-09 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Polysilicate microgels as retention/drainage aids in papermaking |
| US4954220A (en) | 1988-09-16 | 1990-09-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Polysilicate microgels as retention/drainage aids in papermaking |
| US5279663A (en) | 1989-10-12 | 1994-01-18 | Industrial Progesss, Inc. | Low-refractive-index aggregate pigments products |
| SE500387C2 (sv) | 1989-11-09 | 1994-06-13 | Eka Nobel Ab | Silikasoler, förfarande för framställning av silikasoler samt användning av solerna i pappersframställning |
| SE500367C2 (sv) | 1989-11-09 | 1994-06-13 | Eka Nobel Ab | Silikasoler och förfarande för framställning av papper |
| US5378399A (en) | 1990-01-31 | 1995-01-03 | Industrial Progress, Inc. | Functional complex microgels with rapid formation kinetics |
| US5240561A (en) * | 1992-02-10 | 1993-08-31 | Industrial Progress, Inc. | Acid-to-alkaline papermaking process |
| US5503820A (en) | 1992-05-26 | 1996-04-02 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for preparing low-concentration polysilicate microgels |
| US5279807A (en) | 1992-05-26 | 1994-01-18 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for preparing low-concentration polysilicate microgels |
| SE501214C2 (sv) | 1992-08-31 | 1994-12-12 | Eka Nobel Ab | Silikasol samt förfarande för framställning av papper under användande av solen |
| US5626721A (en) | 1994-03-14 | 1997-05-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for preparing water soluble polyaluminosilicates |
| US5543014A (en) | 1994-03-14 | 1996-08-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for preparing water soluble polyaluminosilicates |
| US5707494A (en) * | 1994-03-14 | 1998-01-13 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for preparing water soluble polyaluminosilicates |
| US5482693A (en) | 1994-03-14 | 1996-01-09 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for preparing water soluble polyaluminosilicates |
| GB9410920D0 (en) * | 1994-06-01 | 1994-07-20 | Allied Colloids Ltd | Manufacture of paper |
| US5876563A (en) * | 1994-06-01 | 1999-03-02 | Allied Colloids Limited | Manufacture of paper |
| US5571494A (en) | 1995-01-20 | 1996-11-05 | J. M. Huber Corporation | Temperature-activated polysilicic acids |
| US5846384A (en) | 1995-06-15 | 1998-12-08 | Eka Chemicals Ab | Process for the production of paper |
-
1998
- 1998-06-08 BR BR9811257-0A patent/BR9811257A/pt not_active IP Right Cessation
- 1998-06-08 CA CA002481870A patent/CA2481870C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-08 EP EP98928775A patent/EP0989956B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-08 CN CNB988059975A patent/CN1321887C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-08 WO PCT/SE1998/001102 patent/WO1998056716A1/en active IP Right Grant
- 1998-06-08 CA CA002292577A patent/CA2292577C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-08 ID IDW991556D patent/ID23976A/id unknown
- 1998-06-08 PT PT98928775T patent/PT989956E/pt unknown
- 1998-06-08 RU RU2000100335/12A patent/RU2189351C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1998-06-08 AT AT98928775T patent/ATE550298T1/de active
- 1998-06-08 KR KR10-1999-7011222A patent/KR100372358B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-06-08 JP JP50228699A patent/JP3487511B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-08 ES ES98928775T patent/ES2383951T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-08 AU AU80489/98A patent/AU736396B2/en not_active Ceased
-
1999
- 1999-12-08 NO NO19996056A patent/NO329169B1/no not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-07-01 US US10/186,450 patent/US6673208B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE550298T1 (de) | 2012-04-15 |
| CA2481870C (en) | 2009-05-05 |
| JP3487511B2 (ja) | 2004-01-19 |
| CN1321887C (zh) | 2007-06-20 |
| WO1998056716A1 (en) | 1998-12-17 |
| CA2481870A1 (en) | 1998-12-17 |
| BR9811257A (pt) | 2000-07-18 |
| AU8048998A (en) | 1998-12-30 |
| PT989956E (pt) | 2012-06-25 |
| AU736396B2 (en) | 2001-07-26 |
| ES2383951T3 (es) | 2012-06-27 |
| CN1259922A (zh) | 2000-07-12 |
| NO329169B1 (no) | 2010-09-06 |
| RU2189351C2 (ru) | 2002-09-20 |
| CA2292577C (en) | 2005-02-08 |
| EP0989956B1 (en) | 2012-03-21 |
| NO996056D0 (no) | 1999-12-08 |
| CA2292577A1 (en) | 1998-12-17 |
| US6673208B2 (en) | 2004-01-06 |
| ID23976A (id) | 2000-06-14 |
| NO996056L (no) | 2000-02-01 |
| KR20010013232A (ko) | 2001-02-26 |
| US20020179267A1 (en) | 2002-12-05 |
| EP0989956A1 (en) | 2000-04-05 |
| JP2001506224A (ja) | 2001-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100372358B1 (ko) | 폴리실리케이트 마이크로겔과 실리카 기초물질 | |
| KR100413100B1 (ko) | 폴리실리케이트 마이크로겔 | |
| AU767369C (en) | Silica-based sols | |
| CA2371494C (en) | Silica-based sols |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120126 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130124 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |