KR102352468B1 - 지력증강제의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 지력증강제의 제조방법은 2차 아민 화합물, 3차 아민 화합물 및 카르복실산 유도체를 포함하는 혼합물을 반응시켜 PA(Polyaminoamine) 수지를 제조하는 단계; 상기 PA 수지에 에피클로로하이드린(Epichlorohydrin)을 첨가하고, 2차 아민 촉매를 첨가하여 PAE(Polyaminoamine-epichlorohydrin) 수지를 제조하는 단계; 를 포함하고, 상기 PA 수지를 제조하는 단계에서, 상기 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물의 혼합비율로 상기 PA 수지의 가교도가 조절되는 것을 특징으로 하여, 친환경적이고 내구성이 증가된 종이를 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 제지용 지력증강제의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물의 함유량을 조절하여, 고분자의 가교도를 조절함으로써, 종이의 내구성을 증가시킬 수 있는 지력증강제의 제조방법에 관한 것이다.
지력 증강제란 제지 공정에서 최종 제조된 종이의 여러 가지 강도 특성을 향상시키기 위해 펄프 등의 각 원료 물질에 부가하는 첨가물로서, 종래부터 양성 전분 또는 식물성 검 등의 천연 고분자 물질을 주성분으로 포함하는 지력 증강제 또는 폴리아크릴아마이드계의 합성 고분자 물질을 주성분으로 포함하는 지력 증강제가 널리 사용되고 있다.
종래에는 합성 고분자계 지력 증강제로서, 아크릴 아마이드와 같은 비이온성 모노머 및 음이온성 모노머를 혼합하여 중합함으로서 얻어진 소정의 물질에, 디메틸이민과 포르말린을 가하여 마니히 반응을 진행함으로써 최종 형성된 양성의 점성 물질을 주성분으로 포함하는 지력증강제가 널리 알려져 있다.
그러나, 이런 종래 기술에 의한 합성 고분자계 지력증강제의 경우, 종이 내에서 섬유와 섬유 사이의 결합력이나, 섬유와 다른 충진물 간의 결합력을 충분히 향상시킬 수 없기 때문에, 이를 사용하여 종이를 제조하더라도 종이의 압축 강도를 일부 향상 시킬 수 있을 뿐이고, 비압축 강도, 인장 강도 등 종이의 다른 강도 특성은 거의 향상시킬 수 없었다.
최근에는 폴리아민-에피할로하이드린(PAE) 수지를 종이의 습윤 강도를 증가시키는데 사용하고 있다. 상기 PAE 수지는 종종 다량의 에피할로하이드린 가수분해 생성물을 함유하는데, 예를 들면, 1,3-다이클로로프로판올(1,3-DCP), 2,3-다이클로로프로판올(2,3-DCP) 및 3-클로로프로판디올(CPD)등의 부산물을 함유할 수 있다.
제지 공정에서, 에피클로로하이드린 가수분해 생성물은 종이를 제조하는데 사용되는 물 중에 함유되거나, 종이 건조 단계에서 증발에 의해 공기 중으로 방출될 수 있는데, 상기 에피클로로하이드린 가수분해 생성물, 특히 1,3-DCP는 발암가능성이 있고 흡입, 섭취, 피부접촉을 통해 신체에 흡수되어 간장과 신장 손상을 유발할 수 있는 유독물질에 해당한다.
종이의 여러 가지 강도 특성을 더욱 향상시키며, 상기 에피클로로하이드린 가수분해 생성물을 저감할 수 있는 신규한 지력 증강제의 제조방법이 요구된다.
상기의 기술적 문제점을 개선하기 위하여, 본 발명의 일 기술적 과제는 가교도가 조절되어 종이의 내구성을 증가시킬 수 있는 지력증강제의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 상기 지력증강제의 제조방법을 이용하여 제조된 지력증강제를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태는 2차 아민 화합물, 3차 아민 화합물 및 카르복실산 유도체를 포함하는 혼합물을 반응시켜 PA(Polyaminoamine) 수지를 제조하는 단계; 상기 단계에서 제조된 PA 수지에 에피클로로하이드린(Epichlorohydrin)을 첨가하고, 2차 아민 촉매를 첨가하여 PAE(Polyaminoamine-epichlorohydrin) 수지를 제조하는 단계; 를 포함하고, 상기 PA 수지를 제조하는 단계에서, 상기 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물의 혼합비율로 상기 PA 수지의 가교도가 조절되는 것을 특징으로 하는 지력 증강제의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 PA 수지를 제조하는 단계에서, 상기 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물은 95.0: 5.0 내지 99.9: 0.1의 몰비로 혼합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 PAE 수지를 제조하는 단계에서, 상기 에피클로로하이드린은 상기 PA 수지를 기준으로 0.7 내지 1.5의 몰비로 첨가될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 PAE 수지를 제조하는 단계에서, 상기 2차 아민 촉매는 폐자원에서 정제된 단백질 가수화물일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 PAE 수지를 제조하는 단계에서, 상기 2차 아민 촉매는 디메틸아민, 디에틸아민, 디이소프로필아민, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸린테트라아민, 디에탈올아민 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 PA 수지는 하기의 화학식 1로 표시될 수 있다:
[화학식 1]
(단, n 은 1 내지 1,000이다.)
본 발명의 일 실시예에서, 상기 PAE 수지는 하기의 화학식 2로 표시될 수 있다:
[화학식 2]
(단, m 은 1 내지 1,000이다.)
본 발명의 일 양태는 상기 제조방법을 이용하여 제조된 지력 증강제를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 지력증강제는 1,000 ppm 미만의 DCP(dichlorophenol)을 포함할 수 있다.
본 발명의 지력증강제 제조방법은 펄프 재질에 따라 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물의 함유량을 조절함으로써 PA 수지의 가교도, 점도 및 pH를 조절하여, 종이자체의 특성을 유지하며, 내구성을 증가시킬 수 있는 지력증강제를 제조할 수 있다.
본 발명의 지력증강제의 제조에 사용되는 2차 아민촉매는 폐자원에서 정제된 단백질 가수화물이고, 상기 2차 아민촉매를 첨가함으로써, CO2 배출량을 감소시킬 수 있어 친환경적이며, 환경규제물질인 DCP의 함유량이 1,000 ppm이하인 지력증강제를 제조할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 지력 증강제의 제조방법의 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 일 양태는 2차 아민 화합물, 3차 아민 화합물 및 카르복실산 유도체를 포함하는 혼합물을 반응시켜 PA(Polyaminoamine) 수지를 제조하는 단계; 상기 단계에서 제조된 PA 수지에 에피클로로하이드린(Epichlorohydrin)을 첨가하고, 2차 아민 촉매를 첨가하여 PAE(Polyaminoamine-epichlorohydrin) 수지를 제조하는 단계; 를 포함하고, 상기 PA 수지를 제조하는 단계에서, 상기 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물의 혼합비율로 상기 PA 수지의 가교도가 조절되는 것을 특징으로 하는 지력 증강제의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 PA 수지를 제조하는 단계에서, 상기 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물은 95.0: 5.0 내지 99.9: 0.1의 몰비로 혼합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 PAE 수지를 제조하는 단계에서, 상기 에피클로로하이드린은 상기 PA 수지를 기준으로 0.7 내지 1.5의 몰비로 첨가될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 PAE 수지를 제조하는 단계에서, 상기 2차 아민 촉매는 폐자원에서 정제된 단백질 가수화물일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 PAE 수지를 제조하는 단계에서, 상기 2차 아민 촉매는 디메틸아민, 디에틸아민, 디이소프로필아민, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸린테트라아민, 디에탈올아민 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 PA 수지는 하기의 화학식 1로 표시될 수 있다:
[화학식 1]
(단, n 은 1 내지 1,000이다.)
본 발명의 일 실시예에서, 상기 PAE 수지는 하기의 화학식 2로 표시될 수 있다:
[화학식 2]
(단, m 은 1 내지 1,000이다.)
본 발명의 일 양태는 상기 제조방법을 이용하여 제조된 지력 증강제를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 지력증강제는 1,000 ppm 미만의 DCP(dichlorophenol)을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 지력 증강제의 제조방법의 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 지력 증강제의 제조방법은 2차 아민 화합물, 3차 아민 화합물 및 카르복실산 유도체를 포함하는 혼합물을 반응시켜 PA(Polyaminoamine) 수지를 제조하는 단계(S10); 상기 PA 수지에 에피클로로하이드린(Epichlorohydrin)을 첨가하고, 2차 아민 촉매를 첨가하여 PAE(Polyaminoamine-epichlorohydrin) 수지를 제조하는 단계(S20); 를 포함하고, 상기 PA 수지를 제조하는 단계에서, 상기 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물의 혼합비율로 상기 PA 수지의 가교도가 조절되는 것을 특징으로 한다.
먼저 본 발명의 지력 증강제의 제조방법은 2차 아민 화합물, 3차 아민 화합물 및 카르복실산 유도체를 포함하는 혼합물을 반응시켜 PA(Polyaminoamine) 수지를 제조하는 단계(S10)를 포함한다.
본 명세서에서 아민 화합물은 질소 원자에 비공유전자쌍을 가지는 유기화합물 및 작용기를 의미하며, 암모니아의 유도체로서, 수소 원자가 들어갈 자리에 알킬기 또는 아릴기 같은 치환기로 대체된 형태를 의미한다. 치환기의 수의 따라 수소 두개가 치환된 경우에는 2차 아민 화합물, 수소 세개가 치환된 경우에는 3차 아민 화합물이라 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 2차 아민 화합물은 상기 암모니아에서 수소 두개가 치환기로 대체된 2차 아민을 포함하는 화합물로, 예를 들면, 폴리에틸렌 폴리아민, 폴리프로필렌 폴리아민, 폴리부틸렌 폴리아민, 폴리펜틸렌 폴리아민, 폴리 헥실렌 폴리아민 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나, 예를 들면, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 프로필렌디아민, 디프로필렌트리아민, 트리프로필렌테트라아민 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나, 예를 들면, 디에틸렌트리아민(DETA)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 3차 아민 화합물은 상기 암모니아에서 수소 세개가 치환기로 대체된 3차 아민을 포함하는 화합물로, 예를 들면, 폴리에틸렌 폴리아민, 폴리프로필렌 폴리아민, 폴리부틸렌 폴리아민, 폴리펜틸렌 폴리아민, 폴리헥실렌 폴리아민 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나의 폴리알킬렌폴리아민, 예를 들면 하기의 화학식 3으로 표시되는 폴리에틸렌폴리아민(PEPA), 예를 들면, 트리스(2-아미노에틸)아민일 수 있다:
[화학식 3]
(단, 상기 x 및 y는 각각 1 내지 10의 정수이다.)
상기 혼합물에 포함되는 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물의 혼합비율을 조절하여, 본 발명의 PA 수지를 제조하는 단계(S10)에서 제조되는 PA 수지의 가교도를 조절할 수 있다.
종래, 2차 아민 화합물만을 사용하여 상기 PA 수지를 합성하는 것과 비교하여, 상기 3차 아민 화합물을 첨가함으로써, 상기 PA 수지의 가교도가 증가할 수 있다.
상기 PA 수지의 가교도가 증가됨으로 인하여, 하기의 PAE 수지의 가교도 역시 증가될 수 있고, 상기 PAE 수지를 첨가하여 종이를 제조하는 경우, 제조된 종이의 내구성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물은 95.0: 5.0 내지 99.9: 0.1의 몰비로 혼합될 수 있다.
상기 3차 아민 화합물이 상기 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물의 총 몰수에 대하여 5 % 이상으로 첨가되는 경우, 겔화 될 수 있으며, 반대로 0.1 % 미만으로 첨가되는 경우, 제조되는 PA 수지의 가교도가 충분하지 않을 수 있다.
본 발명의 PA(Polyaminoamine) 수지를 제조하는 단계(S10)에서, 상기 혼합물은 카르복실산 유도체를 포함하고, 상기 카르복실산 유도체는 폴리카르복실산 유도체일 수 있다.
상기 폴리카르복실산 유도체는 카르복실기를 포함하는 화합물로, 상기 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물과 축합반응을 통하여 상기 PA 수지를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 폴리카르복실산 유도체는 말론산, 글루타르산, 아디프산, 아젤라산, 시트르산, 트리카르브알릴산, (1,2,3-프로판트리카르복실산), 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산, 니트릴로트리아세트산, N,N,N',N'-에틸렌디아민 테트라아세테이트, 1,2-시클로헥산디카르복실산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 1,2,4-벤젠트리카르복실산 (트리멜리트산) 및 1,2,4,5-벤젠테트라카르복실산(피로멜리트산) 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나, 예를 들면 아디프산일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 PA 수지를 제조하는 단계(S10)에서, 상기 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물은 상기 폴리카르복실산 유도체에 비하여 과량으로 첨가될 수 있다. 상기 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물이 과량으로 첨가되어, 아민 말단기를 가지는 PA 수지를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 폴리카르복실산 유도체에 대한 상기 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물의 함유량은 펄프의 종류 또는 특성에 따라 조절될 수 있다.
본 명세서에서, 펄프란, 종이를 만들기 위한 소재로, 사용되는 원료에 따라 목재펄프, 비목재펄프로 분류될 수 있고, 제조 방법에 따라 화학물질을 약제로 사용하여 제조한 화학펄프, 기계적으로 분쇄하여 제조하는 기계펄프로 분류될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물의 함유량을 상기 펄프의 종류 또는 특성에 따라 조절하여, 하기에 설명하는 PAE의 점도와 pH를 조절 할 수 있고, 이로 인해 상기 펄프와 혼합을 원활하게 할 수 있다. 이로써, 종이 자체의 특성을 유지하며 내구성이 향상된 종이를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제조된 PA 수지는 하기의 화학식 1로 표시될 수 있다:
[화학식 1]
(단, n 은 1 내지 1,000이다.)
화학식 1을 참조하면, 상기 PA는 3차 아민 화합물을 포함하여 구성될 수 있고, 이로 인하여 가교도가 조절된다는 것을 알 수 있다.
다음으로, 본 발명의 지력증강제의 제조방법은 PA 수지에 에피클로로하이드린(Epichlorohydrin)을 첨가하고, 2차 아민 촉매를 첨가하여 PAE(Polyaminoamine-epichlorohydrin) 수지를 제조하는 단계(S20)를 포함한다.
본 명세서에서, 하기의 화학식 4로 표시되는 에피클로로하이드린은 유기 염소 화합물 및 에폭시드로, 극성 유기 용매와 섞일 수 있는 무색 액체로, 에폭시 수지 제조시 원료로 사용되거나, 습윤지력증강제의 원료로 사용될 수 있다:
[화학식 4]
본 발명의 일 실시예에서, 상기 에피클로로하이드린은 상기 PA 수지에 대하여 1.0: 0.7 내지 1.0: 1.5의 비율로 첨가하여 하기의 반응식 1로 표시되는 중합반응을 일으킬 수 있다.
[반응식 1]
(단, n, m 및 a는 각각 1 내지 1,000이다.)
본 발명의 일 실시예에서, 상기 PAE 수지는 다량의 에피할로하이드린 가수분해 생성물, 예를 들면, DCP(ichlorophenol), 예를 들면, 1,3-다이클로로프로판올(1,3-DCP), 2,3-다이클로로프로판올(2,3-DCP)등의 부산물을 함유할 수 있다.
상기 에피클로로하이드린 가수분해 생성물, 예를 들면, DCP, 예를 들면, 1,3-DCP는 발암가능성이 있고 흡입, 섭취, 피부접촉을 통해 신체에 흡수되어 간장과 신장 손상을 유발할 수 있는 유독물질에 해당한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 PAE 수지를 제조하는 단계(S20)는 2차 아민 촉매를 첨가하여 수행될 수 있다.
상기 2차 아민 촉매는 상기 PAE 수지를 제조하는 단계(S20)에 소량으로 첨가되어 PAE 수지의 제조 시간을 단축 시킬 수 있고, CO2배출량을 감소시킬 수 있으며, 겔화를 방지하는 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 2차 아민 촉매는 폐자원에서 정제된 단백질 가수화물일 수 있는데, 상기 폐자원에서 정제된 단백질 가수화물이란 피혁 및 섬유산업에서 다량 발생하는 콜라겐, 케라틴 및 세리신 등 유기성 폐기물을 기초 반응 원료로 사용하여 선택적 가수분해공정 및 추출 정제를 통해 얻어진 단백질 가수화물을 의미한다.
상기 2차 아민 촉매는 예를 들면, 디메틸아민, 디에틸아민, 디이소프로필아민, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 디에탄올아민 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 PAE 수지를 제조하는 단계(S20)에 의하여 제조된 PAE 수지는 하기의 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다:
[화학식 2]
(단, m 은 1 내지 1,000이다.)
본 발명의 일 양태는 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물을 포함하는 혼합물을 반응시켜 PA(Polyaminoamine) 수지를 제조하는 단계(S10); 상기 PA 수지에 에피클로로하이드린(Epichlorohydrin)을 첨가하고, 2차 아민 촉매를 첨가하여 PAE(Polyaminoamine-epichlorohydrin) 수지를 제조하는 단계(S20); 를 포함하는 지력 증강제의 제조방법으로 제조된 지력 증강제를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 PA 수지를 제조하는 단계(S10) 및 PAE 수지를 제조하는 단계(S20)에 대한 설명은 상기 양태에서 설명한 것으로 갈음한다.
본 발명의 일 실시예에서, 본 발명의 지력증강제는 1,000 ppm 미만의 DCP(dichlorophenol)을 포함할 수 있다.
상기 DCP(dichlorophenol)는 가열 시 유독성 증기를 생성할 수 있고, 복통과 구토를 수반하는 소화기계 염증과 혈압강하, 경련, 간 및 신장 장해를 일으킬 수 있는 환경 규제 물질에 해당한다.
본 발명의 지력증강제는 1,000 ppm 미만의 DCP를 포함하고, 중금속등 유해물질의 함유량이 저감될 수 있어, 친환경적이며, 내구력이 향상된 제지를 제조할 수 있다. 나아가, 셀룰로오스계 필터에 첨가제로 사용되어 상기 필터의 습윤지력을 향상시킬 수도 있다.
본 발명의 지력증강제가 첨가된 종이는 피부나 음식물에 직접 접촉하는 종이, 예를 들면, 화장용 티슈, 화장실 티슈, 와이프, 종이 타월, 종이 냅킨, 여과지 및 커피 필터로 이루어진 군으로부터 선택된 물품에 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는, 실시예 및 비교예를 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지 조성물에 대하여 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예시이며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 지력증강제의 제조
2차 아민 화합물인 디에틸렌트리아민(DETA) 및 3차 아민 화합물인 트리스(2-아미노에틸)아민(T2 AEA) 를 95: 5의 비율로 혼합하고, 폴리카르복실산인 아디픽산을 첨가하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물의 축합반응을 진행하여 PA 수지를 제조한 후, 상기 PA 수지를 증류수에 희석하여 흐름성 있는 액체로 제조 하였다.
상기 액상의 PA 수지에 에피클로로하이드린을 1.0: 0.7의 비율로 하여 첨가하고, 2차 아민 촉매인 디메틸아민을 첨가하였다. 중합 반응을 통하여 본 발명의 지력증강제인 PAE 수지를 제조하였다.
비교예 1. 지력증강제의 제조
상기 실시예 1에서, 3차 아민 화합물 및 2차 아민 촉매를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 지력증강제를 제조하였다.
실시예 2. 지력증강제가 첨가된 종이의 제조
초지기를 사용하여 펄프원료인 리파이너펄프 및 상기 실시예 1에서 제조한 지력 증강제, 보류제인 음이온성 폴리아크릴아미드를 97.5: 2.0: 0.5의 비율로 배합하고, 탈수, 압착 공정을 진행한 후, 프레스를 통하여 압축한 후 건조하여 종이를 제조하고, 상기 건조된 종이를 항온-항습실에서 24시간 숙성하였다: 온도- 18℃ 내지 22 ℃, 습도- 45 % 내지 55?%
비교예 2. 지력증강제가 첨가된 종이의 제조
상기 실시예 2에서, 상기 실시예 1에서 제조한 지력 증강제 대신 상기 비교예 1에서 제조한 지력 증강제를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법을 수행하여 지력증강제가 첨가된 종이를 제조하였다.
실험예 1. 특성 분석
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 지력증강제의 특성을 분석하기 위하여, 4대 유해 중금속(납, 카드뮴, 6가 크롬, 수은)의 함유량, DCP 함유량, 점도, pH 및 인장강도를 측정하였고, 결과는 하기의 표 1과 같다:
| 비교예 1 | 실시예 1 | |
| 4대 유해 중금속(ppm) | 50 | 검출안됨 |
| DCP 함유량(ppm) | 20,000 | 검출안됨(검출한도 1,000 ppm이하) |
| 점도(cps) | 25 | 14 |
| pH | 2.0 내지 5.0 | 2.5 내지 4.5 |
| 인장도 | 15 % | 26 % |
표 1을 참조하면, 4대 유해 중금속은 검출되지 않았으며, DCP 함유량은 검출되지 않아, 1,000 ppm 이하 인 것을 알 수 있었고, 인장도는 26 % 이상으로, 내구성이 향상된 것을 확인할 수 있었다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (9)
- 2차 아민 화합물, 3차 아민 화합물 및 카르복실산 유도체를 포함하는 혼합물을 반응시켜 PA(Polyaminoamine) 수지를 제조하는 단계;
상기 PA 수지에 에피클로로하이드린(Epichlorohydrin)을 첨가하고, 2차 아민 촉매를 첨가하여 PAE(Polyaminoamine-epichlorohydrin) 수지를 제조하는 단계;
를 포함하고,
상기 PA 수지를 제조하는 단계에서, 상기 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물의 혼합비율로 상기 PA 수지의 가교도가 조절되는 것을 특징으로 하는 지력 증강제의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 PA 수지를 제조하는 단계에서, 상기 2차 아민 화합물 및 3차 아민 화합물은 95.0: 5.0 내지 99.9: 0.1의 몰비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 지력 증강제의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 PAE 수지를 제조하는 단계에서, 상기 에피클로로하이드린은 상기 PA 수지를 기준으로 0.7 내지 1.5의 몰비로 첨가되는 것을 특징으로 하는 지력 증강제의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 PAE 수지를 제조하는 단계에서, 상기 2차 아민 촉매는 폐자원에서 정제된 단백질 가수화물인 것을 특징으로 하는 지력 증강제의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 PAE 수지를 제조하는 단계에서, 상기 2차 아민 촉매는 디메틸아민, 디에틸아민, 디이소프로필아민, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸린테트라아민, 디에탈올아민 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 지력 증강제의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 PA 수지는 하기의 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 지력 증강제의 제조방법:
[화학식 1]
(단, n 은 1 내지 1,000이다.) - 제 1 항에 있어서,
상기 PAE 수지는 하기의 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 지력 증강제의 제조방법:
[화학식 2]
(단, m 은 1 내지 1,000이다.) - 삭제
- 삭제
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