KR19980702368A - Cellulose particles, preparation method thereof and uses thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 입자의 내부에도 양이온기를 갖는 셀룰로오스 입자가 제공된다.According to this invention, the cellulose particle which has a cationic group also in the inside of a particle is provided.

Description

셀룰로오스 입자, 그것의 제조방법 및 그것의 용도Cellulose particles, preparation method thereof and uses thereof

본 발명은 셀룰로오스 입자 및 그것을 제조하는 방법에 관한 것이다. 더우기, 본 발명은 셀룰로오스 입자의 응용에 대해 다룬다.The present invention relates to cellulose particles and a method of making the same. Moreover, the present invention addresses the application of cellulose particles.

순환로의 집중과 같은 다양한 대책, 탈잉크 펄프와 목재 펄프 및 TMP(열기계적 펄프: thermomechanical pulp)와 같은 고수율 펄프의 증가된 사용과, 중화 공정 때문에, 제지산업의 물 순환계에 있어서 간섭 물질(쓰레기)의 부담이 증가되고 있다.Various countermeasures, such as concentration of circuits, increased use of de-inked pulp and wood pulp and high yield pulp such as TMP (thermomechanical pulp) and, due to the neutralization process, interfere with the water circulation system in the paper industry. The burden of) increases.

간섭 물질은 처음에는 제지 원료에 있어서 양이온성 지속제(retention aids)의 효능을 감소시키는 모든 물질, 즉 이송로 상에서 섬유/충전제 혼합물의 지속성을 향상시키기 위해 첨가되는 물질로 정의되었다. 최근에는, 이러한 정의에 대해 보다 정확히 언급된 바 있다. 따라서, 간섭 물질은 용해되거나 콜로이드적으로 용해된 음이온성 올리고머 또는 폴리머 및 비이온성 하이드로콜로이드이다.Interfering materials were initially defined as all materials that reduce the efficacy of cationic retention aids in paper stock, i.e. materials added to enhance the persistence of the fiber / filler mixture on the transfer path. Recently, more precisely this definition has been mentioned. Thus, the interference materials are dissolved or colloidally dissolved anionic oligomers or polymers and nonionic hydrocolloids.

이들 간섭 물질은 다양한 효과를 나타낸다. 그것들은 지속제, 건조 및 습식 강화제, 즉 제지의 강도를 증가시키기 위한 물질의 작용을 저해하고, 더우기 제지기계의 순환로 내부의 침적물, 성형 및 배수과정의 방해와, 제지 강도, 백색도 및 불투명도의 손상을 일으킨다.These interfering substances exhibit various effects. They hinder the action of lasting, dry and wet reinforcements, i.e. materials to increase the strength of papermaking, and furthermore, impediments to deposits, forming and draining processes inside the circulation path of the papermaking machine, and damage to paper strength, whiteness and opacity. Causes

제지과정에 대한 이들 간섭 물질의 악영향을 제거하기 위해, 명반, 염화 폴리알루미늄, 저분자 및 고분자량 정착제, 양이온성 전분 및 무기 흡착제를 사용한다. 이들 모든 물질은 정전기적 상호작용으로 도움으로 음이온성 쓰레기에 부착되어 그들과 복합체를 형성한다. 섬유에 대한 이들 복합체의 결합을 통해 또는 망 위에서의 여과 효과를 통해, 이들 응고물은 제지장치 시스템으로부터 제거된다.To remove the adverse effects of these interferences on the papermaking process, alum, polyaluminum chloride, low molecular and high molecular weight fixatives, cationic starch and inorganic adsorbents are used. All these materials attach to anionic waste with the help of electrostatic interactions, forming complexes with them. Through the binding of these complexes to the fibers or through the filtering effect on the network, these coagulum is removed from the papermaking system.

그러나, 이들 모든 생성물들은 그들 고유의 단점을 가지고 있다. 예를 들어, 알루미늄 염은 충전제로서의 탄산 칼슘의 증가된 사용 때문에 중요도를 얻고 있는 중화처리에서 제한적으로 사용될 수밖에 없는데, 이는 그것들이 이와 같은 pH 영역에서는 양이온적으로 하전되지 않아 매우 효과적이지 않기 때문이다.However, all these products have their own disadvantages. For example, aluminum salts are limited to use in neutralization treatments, which are gaining importance because of the increased use of calcium carbonate as filler, because they are not cationicly charged in this pH range and are not very effective.

한편, 높게 하전된 양이온성 고분자전해질의 사용은 정확한 계량을 문제를 내포하고 있다. 정확한 계량이 이루어지지 않은 경우에는, 제지장치 순환로의 과잉 양이온화 내지는 양이온성 분산이 일어날 수 있다. 이는 열악한 미세물질의 보류 및 크기의 감소가 생길 수 있다는 것을 의미한다.On the other hand, the use of highly charged cationic polyelectrolytes poses a problem of accurate metering. If accurate metering is not achieved, excess cationization or cationic dispersion of the papermaking circuit can occur. This means that retention of poor micromaterials and reduction in size can occur.

본 발명의 목적은 특정한 특성 및 가능한 적용에 의해 특징이 있는 신규한 셀룰로오스 입자를 제공함에 있다. 더우기, 본 발명의 목적은, 제지 순환로, 장치의 순환로 또는 물 순환로 내부의 간섭 물질이 가능한한 많은 양으로 제지 내에 구속됨으로써, 상기한 문제가 발생하지 않으면서 순환로로부터 제거할 수 있는 셀룰로오스 입자를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide novel cellulose particles characterized by specific properties and possible applications. Furthermore, an object of the present invention is to provide a cellulose particle which can be removed from a circulation path without causing the above-mentioned problem by confining the amount of interference material inside the paper circulation path, the device circulation path or the water circulation path as much as possible. Is in.

또한, 본 발명의 목적은 상기 셀룰로오스 입자의 또 다른 가능한 응용을 제공하는데 있다.It is also an object of the present invention to provide another possible application of the cellulose particles.

본 발명은, 이러한 문제점이 입자의 내부에서조차 양이온기를 갖는 셀룰로오스 입자에 의해 해결될 수 있다는 발견에 근거하고 있다.The present invention is based on the discovery that this problem can be solved by cellulose particles having cationic groups even inside the particles.

따라서, 적어도 10%, 바람직하게는 적어도 50%, 특히 적어도 90%의 양이온기가 입자의 내부에 일반적으로 존재한다. 따라서, 결과적으로, 셀룰로오스에 구속된 양이온기가 입자의 전체 단면적에 걸쳐 분포된 셀룰로오스 입자가 제공된다.Thus, at least 10%, preferably at least 50% and in particular at least 90% of cationic groups are generally present inside the particles. As a result, cellulose particles are provided in which the cationic groups bound to the cellulose are distributed over the entire cross-sectional area of the particles.

상기 입자들이 충분한 양이온성을 갖기 위해서는, 셀룰로오스의 100개, 바람직하게는 50개의 무수글루코오스 단위당 적어도 하나의 양이온기가 존재해야만 한다.In order for the particles to have sufficient cationicity, there must be at least one cationic group per 100, preferably 50 anhydroglucose units of cellulose.

본 발명의 셀룰로오스 입자를 생성하기 위해서는, 셀룰로오스를 양이온화제와 반응시킨다.In order to produce the cellulose particle of this invention, a cellulose is made to react with a cation agent.

사용되는 셀룰로오스는, 비치환된 펄프 뿐만 아니라 치환된 셀룰로오스, 특히, 메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 황산 셀룰로오스, 초산 셀룰로오스 또는 키토산과 같은 셀룰로오스 에스터 또는 에테르일 수 있다. 치환도(degree of substitution: DS)는 1보다 작아야 하는데, 즉 상기 셀룰로오스에 대한 무수 글루코오스 단위의 3개의 OH기 중 하나만이 평균적으로 치환되어야 한다. 충분한 개수의 히드록시기가 양이온화제와의 반응에 사용될 수 있도록 상기한 DS는 너무 크지 않아야 한다. 더우기, 알칼리성 셀룰로오스, 특히 나트륨 셀룰로오스가 상기한 셀룰로오스로서 사용될 수 있다.The cellulose used may be not only unsubstituted pulp but also substituted cellulose, in particular cellulose esters or ethers such as methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, cellulose sulfate, cellulose acetate or chitosan. The degree of substitution (DS) must be less than 1, ie only one of the three OH groups of the anhydroglucose unit for the cellulose should be substituted on average. The DS described above should not be too large so that a sufficient number of hydroxyl groups can be used for reaction with the cationic agent. Moreover, alkaline cellulose, in particular sodium cellulose, can be used as the cellulose described above.

상기 셀룰로오스와 양이온화제의 반응은 고체 반응으로서 수행될 수 있다. 사용되는 셀룰로오스는 혼합기에서 양이온화제와 반응하는 알칼리성 셀룰로오스일 수 있다.The reaction of the cellulose with the cationic agent may be performed as a solid reaction. The cellulose used may be alkaline cellulose which reacts with the cationic agent in the mixer.

상기한 본 발명의 셀룰로오스 입자를 생성하기 위해, 셀룰로오스를 용해시키고, 용해된 셀룰로오스를 양이온화제와 혼합하여, 양이온화되고 용해된 셀룰로오스를 셀룰로오스 입자로 침전시킬 수도 있다.In order to produce the cellulose particles of the present invention described above, the cellulose may be dissolved and the dissolved cellulose may be mixed with a cationic agent to precipitate the cationic and dissolved cellulose into the cellulose particles.

셀룰로오스의 용해는, 셀룰로오스를 수산화 나트륨 및 이황화 탄소로 크산토겐산 나트륨(sodium xanthogenate)으로 변환시키고, 그것을 N-메틸모폴린-N-옥사이드(N-methylmorpholine-N-oxide), 염화 리튬 디메틸아세트아미드, 테트라암민 수산화 구리 구리 (II)(tetraammine copper copper(II) hydroxide), 큐프리에틸렌디아민(cupriethylenediamine) 또는 큐프라암모늄(cuprammonium)에 용해시킴으로써 이루어질 수 있다.Dissolution of cellulose converts cellulose into sodium xanthogenate with sodium hydroxide and carbon disulfide, which is N-methylmorpholine-N-oxide and lithium dimethylacetamide. , Tetraammine copper copper (II) hydroxide, cupriethylenediamine or cuprammonium.

N-메틸모폴린-N-옥사이드 모노하이드레이트는 약 70℃의 용융점을 갖는다. 따라서, 그것은 고체로서 용이하게 회수될 수 있다. 크산토겐산 염과는 대조적으로, 어떠한 악취도 발생되지 않고, 황산 나트륨과 같은 어떠한 폐기물도 얻어지지 않는다.N-methylmorpholine-N-oxide monohydrate has a melting point of about 70 ° C. Thus, it can be easily recovered as a solid. In contrast to xanthogenic acid salts, no odor is generated and no wastes such as sodium sulfate are obtained.

수용성 셀룰로오스 유도체의 경우에는, 물을 용매로 사용할 수 있다. 수용성 셀룰로오스 유도체는 바람직하게는 비스코스 공정에 의해 제조될 수 있다.In the case of the water-soluble cellulose derivative, water may be used as the solvent. The water soluble cellulose derivative may preferably be prepared by a viscose process.

상기한 양이온기는 상기 셀룰로오스의 히드록시기에 공유 결합될 수 있다. 그러나, 이온성 및/또는 수소 가교에 의한 결합도 가능하다.The cationic group may be covalently bonded to the hydroxyl group of the cellulose. However, binding by ionic and / or hydrogen crosslinking is also possible.

사용되는 양이온화제는 염화 폴리알루미늄 또는 알루미늄산 나트륨과 같은 알루미늄 염일 수 있다. 상기 염화 폴리알루미늄은 부분적으로 가수분해될 수 있다. 상기 알루미늄산 염은 황산으로 크산토겐산 염과 함께 침전된다.The cationic agent used may be an aluminum salt such as polyaluminum chloride or sodium aluminate. The polyaluminum chloride can be partially hydrolyzed. The aluminum acid salt is precipitated together with the xanthogenic acid salt with sulfuric acid.

더우기, 사용되는 양이온화제는, 특히, 염화 폴리디알킬디알릴암모늄(polydialkyldiallylammonium chloride: poly-DADMAC)과 같은 폴리디알킬디알릴암모늄 염, 디시안디아미드, 디시안디아미드 축합물, 폴리아민, 폴리에틸렌 이민과 같은 폴리이민 또는 이오넨(ionene)과 같은 양이온성 고분자전해질일 수 있다. 아울러, 사용되는 양이온화제는 반응성 단량체, 예를 들면, 그 각각이 셀룰로오스의 히드록시기와 반응하는 적어도 하나의 잔여기를 갖는 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민 및 4차 아민 염일 수 있다.Furthermore, the cationic agents used are, in particular, polydialkyldiallylammonium salts such as polydialkyldiallylammonium chloride (poly-DADMAC), dicyandiamides, dicyandiamide condensates, polyamines, polyethylene imines and the like. It may be a cationic polyelectrolyte such as polyimine or ionene. In addition, the cationic agents used may be reactive monomers such as primary amine, secondary amine, tertiary amine and quaternary amine salts, each having at least one residual group which reacts with the hydroxy group of the cellulose.

만일, 알루미늄 염 및 양이온성 고분자전해질의 경우에서와 같이, 상기 양이온화제가 셀룰로오스의 무수글루코오스 단위의 히드록시기와 반응하지 않는 경우에는, 상기 셀룰로오스의 용해도는 크게 또는 전혀 변화하지 않는다. 이 경우에, 셀룰로오스에 대한 양이온화제의 비율은 광범위한 한계 내에서 변동될 수 있다. 그러나, 보통은, 셀룰로오스에 대한 알루미늄 염 또는 양이온성 고분자전해질의 중량비는 절대 건조(abs. dry) 물질을 기준으로 0.03:1 내지 1:1이다.If, as in the case of aluminum salts and cationic polyelectrolytes, the cationic agent does not react with the hydroxyl groups of the anhydroglucose units of cellulose, the solubility of the cellulose does not change significantly or at all. In this case, the ratio of cationic agent to cellulose can vary within wide limits. Normally, however, the weight ratio of aluminum salt or cationic polyelectrolyte to cellulose is from 0.03: 1 to 1: 1 based on the absolute dry material.

그러나, 반응성 단량체는, 바람직하게는, 치환도(DS)가 0.2보다 크지 않도록 하는 양으로 셀룰로오스에 참가된다. 그렇지 않으면, 과도한 수용성을 갖는 셀룰로오스 입자가 생성될 수 있다.However, the reactive monomer preferably participates in cellulose in an amount such that the degree of substitution (DS) is not greater than 0.2. Otherwise, cellulose particles with excessive water solubility may be produced.

사용되는 반응기를 갖는 양이온화제, 즉 반응성 단량체는 특히 염화 2-클로로에탄 트리메틸암모늄 또는 염화 프로폭시트리메틸암모늄일 수 있다.The cationic agent with the reactor used, ie the reactive monomer, may in particular be 2-chloroethane trimethylammonium chloride or propoxytrimethylammonium chloride.

높은 정도의 치환을 갖는 용해된 셀룰로오스, 예를 들면 카르복시메틸셀룰로오스를 양이온성 고분자전해질로 수용액 중에서 침전시킴으로써, 마찬가지로 본 발명의 양이온화된 셀룰로오스 입자를 얻을 수 있다.By precipitating dissolved cellulose with a high degree of substitution, such as carboxymethyl cellulose in an aqueous solution with a cationic polyelectrolyte, the cationized cellulose particles of the present invention can likewise be obtained.

본 발명의 셀룰로오스 입자에 있어서는 양이온 전하가 주로 입자의 내부에 고정되므로, 작용기로서 작용하는 전하를 더욱 이용가능하게 하기 위해 입자를 부술 수(분쇄할 수) 있다.In the cellulose particles of the present invention, since the cationic charge is mainly fixed inside the particles, the particles can be crushed (crushed) in order to make the charge acting as a functional group more available.

양이온화제로서 반응성 단량체가 사용되는 경우에는, 반응기는 셀룰로오스 히드록시기와 반응하는 잔여기이다. 상기 반응성 잔여기는 예를 들어 할로겐 원자, 에폭시기 또는 이미노기일 수 있다. 에폭시기를 형성하기 위해, 예를 들어 할로겐 원자는 아민 또는 4차 아민 염기의 알킬 잔여기의 하나의 탄소 원자에 결합되고, 히드록시기는 인접한 탄소 원자에 결합될 수 있다. 예를 들어, 암모늄 화합물은 염화 3-클로로-2-(히드록시프로필)-트리메틸암모늄일 수 있다.If a reactive monomer is used as the cationic agent, the reactor is a residual group that reacts with the cellulose hydroxyl group. The reactive residual group can be for example a halogen atom, an epoxy group or an imino group. To form an epoxy group, for example, a halogen atom may be bonded to one carbon atom of an alkyl residue of an amine or quaternary amine base, and the hydroxy group may be bonded to an adjacent carbon atom. For example, the ammonium compound may be 3-chloro-2- (hydroxypropyl) -trimethylammonium chloride.

특히 디시안디아미드 및 여타의 고분자전해지의 경우에 있어서 개별적인 셀룰로오스 섬유의 가교를 방지하기 위하여, 셀룰로오스는 양이온화제와 상대적으로 높은 희석액에서 반응할 수 있다. 즉, 양이온화제와 혼합될 때, 용해된 셀룰로오스는, 바람직하게는 중량비로 2%보다 낮은 농도, 특히 중량비로 1%보다 낮은 농도로 존재한다.In order to prevent crosslinking of individual cellulose fibers, especially in the case of dicyandiamide and other polyelectrolytes, the cellulose can react with the cationic agent in a relatively high diluent. That is, when mixed with the cationic agent, the dissolved cellulose is preferably present at a concentration below 2% by weight, in particular below 1% by weight.

바람직하게는, 상기 용해된 셀룰로오스와 양이온화제의 반응은, 양이온화제의 반응성에 따라 예를 들어 10초 내지 30분간의 기간 동안 교반시키면서 이루어진다. 반응시간이 너무 긴 경우에는, 상기한 가교의 위험이 있다.Preferably, the reaction of the dissolved cellulose with the cationic agent is carried out with stirring for a period of, for example, 10 seconds to 30 minutes depending on the reactivity of the cationic agent. If the reaction time is too long, there is a risk of the aforementioned crosslinking.

상기 용해되고 양이온화된 셀룰로오스의 침전은 예를 들어 침전조에서 미세한 방사 분사를 통해 이루어질 수 있다.Precipitation of the dissolved and cationic cellulose can be achieved, for example, by fine spinning spraying in a precipitation tank.

만일, 용해된 셀룰로오스가 셀룰로오스 크산토겐산염인 경우에는, 침전제는 예를 들어 염화 폴리알루미늄 또는 황산일 수 있는데, 이때 황산에는 황산 나트륨 또는 황산 아연과 같은 황산염이 선택적으로 첨가될 수 있다.If the dissolved cellulose is cellulose xanthogenate, the precipitant may be, for example, polyaluminum chloride or sulfuric acid, where sulfuric acid, such as sodium sulfate or zinc sulfate, may optionally be added.

명백한 것과 같이, 상기 셀룰로오스 입자는 또한 용해된 양이온화된 셀룰로오스에 교반하면서 침전제를 가하여, 침전이 반응기에서 직접 일어나게 함으로써 얻어질 수도 있다.As is apparent, the cellulose particles may also be obtained by adding a precipitant with stirring to the dissolved cationized cellulose, causing precipitation to take place directly in the reactor.

따라서, 셀룰로오스 입자의 크기 또는 침전된 셀룰로오스 섬유의 길이는, 다른 것보다도, 용해되고 양이온화된 셀룰로오스의 희석 및 침전과정 동안의 교반 속도에 의존한다.Thus, the size of the cellulose particles or the length of the precipitated cellulose fibers, among other things, depends on the rate of stirring during the dilution and precipitation of the dissolved and cationic cellulose.

양이온화된 셀룰로오스의 입자는 바람직하게는 0.001 내지 10mm의 평균 입경, 특히 0.1 내지 1mm의 평균 입경을 갖는다. 상기 입자는 바람직하게는 구형이다. 그러나, 그것들은 섬유상으로도 존재할 수 있다.The particles of cationized cellulose preferably have an average particle diameter of 0.001 to 10 mm, in particular an average particle diameter of 0.1 to 1 mm. The particles are preferably spherical. However, they may also be present in fibrous form.

상기 셀룰로오스 입자의 희망하는 크기 및 구조는 특히 분쇄에 의해서도 얻어질 수 있다.The desired size and structure of the cellulose particles can in particular also be obtained by grinding.

상기 셀룰로오스 입자를 미분쇄하기 위해서, 매우 다양한 분쇄장치, 특히 조크로 밀(Jokro mill), 원추형 미분쇄기 또는 디스크 미분쇄기와 같은 펄프 분쇄용의 표준 장치를 사용할 수 있다. 제지 섬유를 분쇄하는데 통상적으로 사용되는 분쇄기 또한 매우 적합하다. 분쇄는 셀룰로오스 입자 표면의 실질적인 확대, 따라서 증가된 양이온성 및 효능을 유발한다.To pulverize the cellulose particles, a wide variety of grinding devices, in particular standard devices for pulp grinding, such as Jokro mills, conical grinding machines or disc grinding machines can be used. Also suitable are mills commonly used to mill papermaking fibers. Grinding results in substantial enlargement of the cellulose particle surface, thus increased cationicity and efficacy.

유일한 첨부도면은 암시야 영상으로 셀룰로오스 입자를 나타낸 것이다. 입자들은 팽윤 상태에 있다. 상기 입자들은 3차원적으로는 제지제조공정제로 구형을 지니지만, 사진에서는 슬라이드 사이에 압착되어 있다. 배율은 100배이다. 섬유가 10 내지 50 미크론의 범위를 갖는 무작위의 섬유상 구조인 것을 용이하게 알 수 있다.The only accompanying drawing shows the cellulose particles in a dark field image. The particles are in a swollen state. The particles are spherical in three dimensions as a papermaking process, but are compressed between slides in the photograph. The magnification is 100 times. It can be readily seen that the fibers are random fibrous structures with a range of 10 to 50 microns.

셀룰로오스 입자들을 제지에 사용할 때, 명백하게 입자의 크기는 제지의 두께보다 두껍지 않아야 하는 한편, 섬유상 구조가 유리할 수 있다.When using cellulose particles in paper making, the size of the particles should obviously not be thicker than the thickness of the paper, while the fibrous structure can be advantageous.

양이온화된 셀룰로오스 섬유가 제지 내부의 간섭 물질을 고정하는 수단으로 사용되는 경우에, 성형 문제를 배제하기 위해서는 상기 섬유들은 0.5mm보다 길지 않아야만 한다. 바람직하게는, 상기 양이온화된 셀룰로오스 섬유는 0.1mm보다 길지 않아야 한다.If cationized cellulose fibers are used as a means of fixing the interference material inside the paper, the fibers must not be longer than 0.5 mm to rule out molding problems. Preferably, the cationized cellulose fiber should not be longer than 0.1 mm.

예를 들어, 응집제, 특히 폐수 정제용 응집제와 같은 여타의 응용분야에 대해서는, 통상적으로 0.1 내지 1mm의 평균 입경이 바람직하다.For other applications such as, for example, flocculants, particularly flocculants for wastewater purification, an average particle diameter of 0.1 to 1 mm is usually preferred.

상기 셀룰로오스 입자는 고체 또는 현탁액의 형태로 사용된다.The cellulose particles are used in the form of solids or suspensions.

본 발명의 셀룰로오스 입자는 비수용성으로 불리워질 수 있다. 이것은 상기 셀룰로오스 입자들이 통상적인 체류 시간 및 적용 방법으로는 제지제조공정제로 물에 용해되지 않는다는 것을 의미한다. 체류 시간은 수분의 범위에 있다.The cellulose particles of the present invention may be called water-insoluble. This means that the cellulose particles are not soluble in water with the papermaking process by conventional residence times and application methods. The residence time is in the range of minutes.

본 발명의 셀룰로오스 입자에 있어서는, 양이온기는 셀룰로오스에 공유 결합되거나 셀룰로오스 막 내부에 고정된다. 이러한 공유 결합 또는 고정은 셀룰로오스 입자를 사용하는 동안 양이온 활성의 손상을 방지한다.In the cellulose particles of the present invention, the cationic group is covalently bonded to cellulose or fixed inside the cellulose membrane. This covalent bond or fixation prevents impairment of the cationic activity during the use of cellulose particles.

본 발명의 셀룰로오스 입자는 고체로 사용되는데, 이때 그것들은 80%에 이르는 수분을 함유할 수 있다. 또한, 이들 셀룰로오스 입자를 건조시켜 그것들을 건조 미립자로서 사용하는 것도 생각될 수 있다. 아울러, 그것들을 예를 들어 3%의 고체 함량을 갖는 현탁액의 형태로, 또는 20%에 이르는 더 높은 고체 함량을 갖는 페이스트의 형태로 사용할 수도 있다.The cellulose particles of the invention are used as solids, where they can contain up to 80% moisture. It is also conceivable to dry these cellulose particles and to use them as dry fine particles. They can also be used, for example, in the form of a suspension with a solids content of 3% or in the form of a paste with a higher solids content up to 20%.

상기 셀룰로오스 입자 내부에 존재하는 양이온기는 기계적 작용에 의해 영향을 받지 않는데, 예를 들면, 교반에 의해 야기된 전단력에 의해 제거되지 않는다.Cationic groups present inside the cellulose particles are not affected by mechanical action, for example, are not removed by shear forces caused by stirring.

본 발명의 양이온화된 셀룰로오스 입자는 제지제조공정 중에 물 순환로에 존재하는 제지 내부의 간섭 물질을 고정하기 위한 효과적인 수단이다.The cationized cellulose particles of the present invention are an effective means for immobilizing interfering substances inside the paper present in the water circuit during the papermaking process.

벤토나이트와 같이 제지 내부의 간섭 물질을 고정하기 위한 공지된 수단과는 달리, 상기 양이온성 셀룰로오스의 사용은 제지의 특성에 아무런 악영향을 미치지 않는다.Unlike known means for fixing interfering substances inside paper, such as bentonite, the use of such cationic cellulose has no adverse effect on the properties of the paper.

동시에, 본 발명의 양이온화된 셀룰로오스는 섬유와 결합되는 미세 물질, 특히 미세한 충전제 입자를 생성시킴으로써, 미세 물질 또는 회(ash) 보유와, 제지 내부의 미세 물질의 분배를 증진시켜, 더욱 균일한 시이트를 얻을 수 있도록 한다. 즉, 본 발명의 양이온화된 셀룰로오스는 상기 미세 물질이 망과 마주대하는 셀룰로오스 입자/충전제 혼합물의 측면 및 상면에 유지되도록 한다.At the same time, the cationized cellulose of the present invention produces fine materials, in particular fine filler particles, which are associated with the fibers, thereby promoting retention of fine materials or ash and distribution of fine materials within the paper, resulting in a more uniform sheet. To get. That is, the cationized cellulose of the present invention allows the fine material to remain on the side and top of the cellulose particle / filler mixture facing the net.

그러나, 무엇보다도, 본 발명의 양이온화된 셀룰로오스는, (상기한 바와 같이) 현재 제지장치의 순환로 내에서 다량으로 발생하는 음이온성 쓰레기가 셀룰로오스 입자/충전제 혼합물의 셀룰로오스 입자와 결합되도록 하여, 순환로로부터 배출될 수 있도록 한다.Above all, however, the cationized cellulose of the present invention allows the anionic waste generated in large quantities within the circulation path of the present papermaking machine (as described above) to bind with the cellulose particles of the cellulose particle / filler mixture, thereby removing To be discharged.

특히, 본 발명의 양이온화된 셀룰로오스 섬유가 짧으면, 즉 예를 들어 0.1mm 또는 그 이하의 길이를 갖는 경우에는, 제지의 품질을 판단하는데 중대한 특성인 충전된 제지의 강도를 명백히 증가시킨다. 이것은 아마 짧은 양이온화된 셀룰로오스 입자가 길이가 긴 제지의 셀룰로오스 섬유 사이의 공간 내에 수납되어, 제지의 셀룰로오스 섬유 사이에 가교를 형성한다는 사실에 기인하는 것으로 생각된다.In particular, when the cationized cellulose fibers of the present invention are short, i.e., having a length of, for example, 0.1 mm or less, the strength of the filled paper is obviously increased, which is a critical property in determining the quality of the paper. This is probably due to the fact that short cationized cellulose particles are contained in the spaces between the cellulose fibers of the long paper making, forming crosslinks between the cellulose fibers of the paper making.

따라서, 제지 산업에 있어서, 본 발명의 양이온화된 셀룰로오스 입자는 충전된 제지를 위한 강도증진 수단으로서 또는 제지 내부의 간섭 물질을 고정하기 위한 수단으로서 사용되어, 물 순환로로부터 이들 간섭 물질을 제거할 수 있다.Thus, in the paper industry, the cationized cellulose particles of the present invention can be used as strength enhancing means for filled papermaking or as means for fixing interference materials inside paper, thereby removing these interferences from the water circuit. have.

더우기, 본 발명의 양이온화된 셀룰로오스 입자는 제지과정 중에 제지 내부에 미세 물질을 유지시키기 위한 수단이다. 즉, 제지 내부에 통합되어지는 미세한 회 또는 여타의 충전제 입자 또는 다른 미세한 미세 고체 입자가 본 발명의 양이온화된 셀룰로오스 입자에 의해 보유되는데, 즉 그것이 씻겨나가는 것을 방지하여 그것을 제지 내부에 보호한다. 이것은 제지의 증가된 균일성과 치수 안정성을 달성할 수 있도록 한다. 미세 물질은 더 잘 구속되기 때문에, 이것은 동시에 제지의 처리과정 중에 먼지로 날리는 경향을 감소시킨다. 더우기, 본 발명의 양이온화된 셀룰로오스 입자는 충전된 제지의 강도를 증진시킨다.Moreover, the cationized cellulose particles of the present invention are a means for retaining fine materials inside the paper during the paper making process. That is, fine ash or other filler particles or other fine fine solid particles that are incorporated within the paper are retained by the cationized cellulose particles of the present invention, ie, to prevent it from being washed away to protect it inside the paper. This makes it possible to achieve increased uniformity and dimensional stability of paper. Since fine materials are better constrained, this at the same time reduces the tendency to blow into dust during the processing of paper. Moreover, the cationized cellulose particles of the present invention enhance the strength of the filled papermaking.

따라서, 본 발명은 특히 본 발명의 셀룰로오스 입자가 첨가되는 폐쇄 물 순환로를 사용하여 제지를 형성하는 방법을 포함한다. 따라서, 간섭 물질이 구속되어, 유해하지 않게 된다. 일반적으로, 제지 원료 톤당 0.1kg의 양이온화된 셀룰로오스 입자를 첨가할 수 있다(절대건조 무게 기준). 비용 문제로 인해 상한은 일반적으로 10kg/ton이다.Thus, the present invention particularly includes a method of forming papermaking using a closed water circuit to which the cellulose particles of the present invention are added. Thus, the interfering substance is constrained and not harmful. Generally, 0.1 kg of cationized cellulose particles can be added per tonne of paper stock (absolute dry weight). Due to cost concerns, the upper limit is usually 10 kg / ton.

동시에, 본 발명의 양이온화된 셀룰로오스 입자는 잘 침전되지 않는 유기 슬러지에 대한 뛰어난 응집 조제이다. 따라서, 본 발명의 양이온화된 셀룰로오스 입자는 특히 폐수 정제, 무엇보다도 정화 공장에서 침지된 슬러지를 응집하기 위한 응집제로서 사용될 수 있다. 종래의 응집제, 특히 고분자전해질에 비하여, 본 발명의 양이온화된 셀룰로오스 입자는 응집되어지는 물질이 침전될 수 있는 크게 확장되고 안정한 양이온성 표면을 갖는다. 따라서, 종래의 응집제와는 대조적으로, 더 용이하게 탈수될 수 있는 더 안정한 침전물을 얻을 수 있다.At the same time, the cationized cellulose particles of the present invention are excellent coagulation aids for organic sludge that does not precipitate well. Accordingly, the cationized cellulose particles of the present invention can be used as flocculants for flocculating sludge, especially in waste water purification, and above all in clarification plants. Compared to conventional flocculants, in particular polyelectrolytes, the cationized cellulose particles of the present invention have a greatly expanded and stable cationic surface from which the aggregated material can precipitate. Thus, in contrast to conventional flocculants, a more stable precipitate can be obtained which can be dehydrated more easily.

상기 셀룰로오스 입자가 슬러지 건조에 사용될 때와, 제지제조공정에 사용될 때, 본 발명의 셀룰로오스 입자를 수용성 폴리머와 조합하여 사용하는 것은 놀라운 결과를 나타내는 것으로 판명되었다.When the cellulose particles are used for sludge drying and in the papermaking process, the use of the cellulose particles of the present invention in combination with a water-soluble polymer has proved surprising.

양이온성 수용성의 폴리머와 조합될 때 특히 우수한 결과가 얻어진다. 그러나, 음이온성 또는 비이온성 폴리머와의 조합 또한 고려될 수 있다.Particularly good results are obtained when combined with a cationic water soluble polymer. However, combinations with anionic or nonionic polymers may also be considered.

특히 바람직한 조합은 본 발명의 셀룰로오스 입자와 수용성 양이온성 폴리아크릴아미드와의 조합인 것으로 판명되었다. 폴리아크릴아미드와 함께, 특히 폴리에틸렌 이민 및, 예를 들어 양이온성 히드록시에틸셀룰로오스 또는 카르복시메틸셀룰로오스와 같은 수용성 셀룰로오스 유도체를 사용할 수 있다.Particularly preferred combinations have been found to be combinations of the cellulose particles of the present invention with water soluble cationic polyacrylamides. With polyacrylamide, in particular polyethylene imines and water-soluble cellulose derivatives such as for example cationic hydroxyethyl cellulose or carboxymethyl cellulose can be used.

슬러지 건조에 있어서, 본 발명의 수용성 셀룰로오스 입자는 바람직하게는 수용성 폴리머와의 혼합물로 첨가된다. 그러나, 별도의 첨가도 가능하다.In sludge drying, the water soluble cellulose particles of the present invention are preferably added in a mixture with the water soluble polymer. However, separate additions are also possible.

예를 들어, 폴리아크릴아미드와 같은 수용성 폴리머 기준으로, 본 발명의 셀룰로오스 입자의 첨가량은 0.1 내지 99.9wt%의 매우 광범위한 범위를 갖는다. 그러나, 바람직한 셀룰로오스 입자의 중량비는 1 내지 50%, 바람직하게는 1 내지 10%이다. 셀룰로오스 입자의 백분율은 슬러지의 품질, 슬러지에 대한 희망하는 건조량 및 처리 용량에 의해 결정된다.For example, on the basis of a water-soluble polymer such as polyacrylamide, the amount of the cellulose particles of the present invention has a very wide range of 0.1 to 99.9 wt%. However, the weight ratio of the preferred cellulose particles is 1 to 50%, preferably 1 to 10%. The percentage of cellulose particles is determined by the quality of the sludge, the desired amount of drying for the sludge and the treatment capacity.

상기한 본 발명의 셀룰로오스 입자를 양이온성 폴리머와 조합하여 사용하는 경우에는, 상기 2가지 성분을 사전에 혼합하여, 보관하고 건조된 상태로 이송하는 것이 바람직하다. 가해지기 전에, 상기 혼합물을 물에 용해 또는 분산시킨 다음, 슬러지에 대해서는 불필요한 여과과정 없이 직접 슬러지에 투입된다.In the case of using the above-described cellulose particles of the present invention in combination with a cationic polymer, it is preferable to mix the two components in advance, store them and transport them in a dried state. Before being added, the mixture is dissolved or dispersed in water and then directly added to the sludge without any unnecessary filtration for the sludge.

음이온성 폴리머는 양이온성 셀룰로오스 입자와 반응할 수 있기 때문에, 이와 같은 셀룰로오스 입자와 폴리머의 혼합물에 대한 바람직한 사용은 음이온성 폴리머가 아니라, 양이온성 폴리머로만 가능하다. 따라서, 음이온성 폴리머는 상기 셀룰로오스 입자와는 별도로 첨가된다.Since the anionic polymer can react with the cationic cellulose particles, the preferred use for such mixtures of cellulose particles and polymers is only possible with cationic polymers, not anionic polymers. Thus, the anionic polymer is added separately from the cellulose particles.

상기한 본 발명의 셀룰로오스 입자를 음이온성 폴리머와 조합하여 사용하는 경우에는, 상기 셀룰로오스 입자는 건조 형태로 또는 수용성 현탁액의 형태로 독립적으로 저장, 이송, 조제 및 계량된다. 마찬가지로, 상기 음이온성 폴리머는 건조된 상태, 물에 용해되거나 에멀젼 상태로 저장되고 이송된다.When the cellulose particles of the present invention described above are used in combination with anionic polymers, the cellulose particles are independently stored, transported, prepared and metered in dry form or in the form of an aqueous suspension. Likewise, the anionic polymer is stored and transported in a dried state, dissolved in water or in an emulsion state.

수용성 폴리머와 비수용성 셀룰로오스 입자와의 조합에 의해 얻어지는 상승 효과는 감명적이다. 그러나, 이러한 작용의 메카니즘은 알려져 있지 않다. 예를 들어, 생물학적 슬러지를 가지고 실험한 것은, 순수한 폴리아크릴아미드보다, 94.3wt%의 폴리아크릴아미드와 5.7wt%의 셀룰로오스 입자를 사용한 것은, 밴드 프레스(band press)의 속도를 62에서 100%로 증가시키고, 슬러지의 처리량은 28㎥/h로부터 33㎥/h로 증가시키는 것으로 나타났다.The synergistic effect obtained by the combination of the water-soluble polymer and the water-insoluble cellulose particles is impressive. However, the mechanism of this action is unknown. For example, experiments with biological sludge, using 94.3 wt% polyacrylamide and 5.7 wt% cellulose particles, compared to pure polyacrylamide, resulted in a band press rate of 62 to 100%. The sludge throughput was found to increase from 28 m 3 / h to 33 m 3 / h.

더 높은 건조 함량을 목표로 한 또 다른 실험 또한 놀라운 결과를 나타내었가. 따라서, 사용된 폴리아크릴아미드에 단지 3wt%의 셀룰로오스 입자의 첨가는 프레싱 후의 건조 함량을 48에서 63%로 증가시키는 결과를 나타내었다.Another experiment aimed at higher dry contents also showed surprising results. Thus, addition of only 3 wt% of cellulose particles to the polyacrylamide used resulted in an increase in dry content after pressing from 48 to 63%.

양이온성, 수용성 폴리머와 본 발명의 수용성 셀룰로오스 입자를 조합하여 사용하는 것 또한 특히 제지제조공정에 있어서 놀라운 결과를 나타내었다.The use of a combination of cationic, water soluble polymers and water soluble cellulose particles of the present invention has also shown surprising results, particularly in the papermaking process.

제지제조공정에 있어서는, 셀룰로오스 입자와 수용성 폴리머의 분리된 첨가가 바람직하다. 제지의 품질을 손상시키는 겔 입자를 필터로 제거하기 위해서는 계량 시점 이전에 용액으로서 수용성 폴리머를 연속적으로 필터하는 것이 유리하다. 셀룰로오스 입자를 먼저 그리고 수용성 폴리머 만을 나중에 첨가하는 것이 좋다. 특히, 제지제조공정의 초기에 셀룰로오스 입자를 가하는 한편, 시이트 형성 바로 이전의 마지막 단계에서 수용성 폴리머를 가하는 것이 바람직하다.In the papermaking process, separate addition of cellulose particles and a water-soluble polymer is preferred. It is advantageous to continuously filter the water soluble polymer as a solution prior to the metering point in order to filter out gel particles which impair the quality of the paper. It is advisable to add the cellulose particles first and only the water soluble polymer later. In particular, it is preferred to add cellulose particles at the beginning of the papermaking process, while adding a water soluble polymer in the last step just before sheet formation.

시간 흐름으로 표현하여, 전체 순화시간을 약 90초라고 가정하면, 셀룰로오스 입자는 제지 원료를 헤드박스(headbox)에 공급하기 이전 30 내지 60초에서 첨가하고, 수용성 폴리머는 그 이전의 약 10 내지 20초에 가한다.Expressed as a time flow, assuming a total purification time of about 90 seconds, the cellulose particles are added at 30 to 60 seconds before feeding the paper stock to the headbox, and the water soluble polymer is about 10 to 20 before that. Add in seconds.

셀룰로오스 입자와 양이온성 폴리머의 혼합 비율은, 예를 들면 90:10 내지 10:90와 같이, 넓은 범위에서 변화될 수 있다. 그러나, 중량 기준으로 40 내지 60%의 셀룰로오스 입자를 가하는 것이 바람직하다. 바람직한 양은 무엇보다도 제지의 등급에 의존한다. 더 높은 백분율은 더 작은 충전제를 갖는 제지에 대해 바람직하다.The mixing ratio of the cellulose particles and the cationic polymer can be varied in a wide range, for example 90:10 to 10:90. However, it is preferable to add 40 to 60% of cellulose particles by weight. The preferred amount depends first of all on the grade of the papermaking. Higher percentages are preferred for paper making with smaller fillers.

제지제조공정에 있어서, 셀룰로오스 입자는, 예를 들어 3% 현탁액과 같이 물에 포함된 현탁액의 형태로 가해지는 것이 바람직하다. 폴리머 용액은, 예를 들어 0.2 내지 0.8%의 농도로 수용액으로서 가해진다.In the papermaking process, the cellulose particles are preferably added in the form of a suspension contained in water, for example a 3% suspension. The polymer solution is added, for example, as an aqueous solution at a concentration of 0.2 to 0.8%.

음이온성 수용성 폴리머가 상기 셀룰로오스 입자와 조합하여 사용되는 경우에는, 동일한 혼합 비율 및 첨가 방법 또는 첨가 시단이 바람직하다.When an anionic water-soluble polymer is used in combination with the cellulose particles, the same mixing ratio and addition method or addition start are preferred.

본 발명의 셀룰로오스 입자를 제지제조공정에서 사용하는 것은 제지 내부에 다량의 충전제를 얻을 수 있는 것으로 판명되었다. 충전제가 제지 섬유보다 값이 싸기 때문에, 이것은 경제적인 이유로 바람직하다. 충전제는 우수한 특성, 특히 개량된 불투명도 및 인쇄적성을 얻게 한다.The use of the cellulose particles of the present invention in a papermaking process has proven to be able to obtain a large amount of filler inside the paper. Since the filler is cheaper than papermaking fibers, this is desirable for economic reasons. Fillers give good properties, in particular improved opacity and printability.

상기 셀룰로오스 입자의 첨가로부터 나타나는 또 다른 장점은 제지의 개량된 성형, 따라서 개선된 제지 품질이다.Another advantage resulting from the addition of the cellulose particles is improved shaping of the paper, and thus improved paper quality.

상기 용어 셀룰로오스 입자는 또한 본 특허명세서에 있어서는 여하한 형태 및 길이를 갖는 섬유, 특히 실로 잣은 섬유도 일컫는다. 셀룰로오스 섬유는 산업 및 직물 분야에 있어서 다양한 응용분야를 갖는다.The term cellulose particles also refers to fibers of any shape and length in the present specification, especially fibres. Cellulose fibers have a variety of applications in the industrial and textile fields.

본 발명의 섬유상 셀룰로오스 입자의 특별한 특성은 크게 개량된 염색 거동에 있다. 특히, 상기 섬유는 유리한 음이온성 염료로 염색될 수 있다. 상기 염색된 섬유는 특별한 색상 정착에 특징을 갖는데, 이는 염료와 반응하는 양이온기가 셀룰로오스 섬유에 고정되거나 셀룰로오스 분자에 공유 결합된다는 사실에 기인한다.A special property of the fibrous cellulose particles of the present invention lies in the greatly improved dyeing behavior. In particular, the fibers can be dyed with advantageous anionic dyes. The dyed fibers are characterized by a special color fixation due to the fact that the cationic groups reacting with the dye are immobilized on the cellulose fibers or covalently bonded to the cellulose molecules.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

실시예 1Example 1

8.5wt%의 수용성 셀룰로오스 크산토겐산 나트륨 수용액을 0.02N의 수산화 나트륨으로 1:25의 비율로 희석하였다.Aqueous 8.5 wt% aqueous sodium cellulose xanthogenate solution was diluted with 0.02 N sodium hydroxide in a ratio of 1:25.

25ml의 희석된 셀룰로오스 크산토겐산 나트륨을 교반하면서 1ml의 40wt%의 디시안디아미드 수용액과 혼합하였다.25 ml of diluted sodium cellulose xanthogenate was mixed with 1 ml of 40 wt% dicyandiamide aqueous solution with stirring.

5분간의 교반 후에, 속도를 증가시키고(600rpm), 5ml의 18wt%의 염화 폴리알루미늄 수용액을 적하하였다.After stirring for 5 minutes, the speed was increased (600 rpm) and 5 ml of 18 wt% aqueous polyaluminum chloride solution was added dropwise.

침전된 셀룰로오스 섬유를 상청액이 더 이상의 양이온 전하를 갖지 않을 때까지 증류수로 세척하였다.The precipitated cellulose fiber was washed with distilled water until the supernatant had no more cationic charge.

실시예 2Example 2

100kg의 펄프를 18% 수산화 나트륨 수용액으로 알칼리 셀룰로오스(alkali cellulose: AC)로 변환하였다. 프레스된 AC에 20kg의 염화 3-Cl-2-히드록시프로판트리메틸암모늄을 가하였다. 6시간 동안 35℃로 냉각시키면서 혼합기에서 반응을 수행하였다. 그후, 염산으로 중화시키고 증류수로 세척하였다. 얻어진 양이온화된 셀룰로오스를 건조시키고, 필요한 입자 크기로 분쇄하였다.100 kg of pulp was converted to alkaline cellulose (AC) with an aqueous 18% sodium hydroxide solution. 20 kg of 3-Cl-2-hydroxypropanetrimethylammonium chloride was added to the pressed AC. The reaction was carried out in a mixer while cooling to 35 ° C. for 6 hours. Then neutralized with hydrochloric acid and washed with distilled water. The resulting cationized cellulose was dried and ground to the required particle size.

실시예 3Example 3

상기 실시예 1에서 얻어진 셀룰로오스 섬유의 양이온성을 검출하기 위하여, 음이온성 염료로서 메틸 레드를 사용한다. 종래의 침전된 변형되지 않은 셀룰로오스 섬유에 대한 양이온성을 상기 실시예 1에 따라 제조된 양이온화된 셀룰로오스 섬유와 비교하였다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 상기 섬유를 메틸 레드 용액과 혼합한 다음, 원심분리하였다. 원심분리 후에, 상기 섬유의 색상과 상청액의 착색을 판단하였다.In order to detect the cationic property of the cellulose fiber obtained in Example 1, methyl red is used as the anionic dye. The cationicity for conventional precipitated unmodified cellulose fibers was compared to the cationized cellulose fibers prepared according to Example 1 above. To achieve this goal, the fibers were mixed with methyl red solution and then centrifuged. After centrifugation, the color of the fibers and the coloration of the supernatants were determined.

상기 실시예 1에 따라 제조된 양이온화된 셀룰로오스 섬유에 있어서는, 비변형된 셀룰로오스 섬유와 대조적으로, 섬유의 명확한 착색을 지니고 있었으며, 동시에 상청액은 탈색되어 있었다.In the cationized cellulose fiber prepared according to Example 1, in contrast to the unmodified cellulose fiber, the fiber had a clear coloration, and at the same time the supernatant was decolorized.

대조군으로서, 양이온성 염료로 메틸렌 블루를 사용하였다. 약 음이온성의 비변형된 셀룰로오스 섬유에 대해서는, 섬유의 착색이 관찰된 반면에, 상기 실시예 1에 따라 제조된 양이온화된 셀룰로오스 섬유는 색상을 나타내지 않았다. 또한, 양이온화된 섬유에 있어서는, 상청액의 탈색이 일어나지 않았다.As a control, methylene blue was used as the cationic dye. For the weakly anionic unmodified cellulose fibers, the coloring of the fibers was observed, whereas the cationized cellulose fibers prepared according to Example 1 did not show color. In addition, in the cationized fiber, decolorization of the supernatant did not occur.

실시예 4Example 4

상기 실시예 1에 따라 제조된 셀룰로오스 섬유의 효능을 검사하기 위하여, 목질의 회 생성물로부터의 제지 원료[천연산 윤전그라비어(rotogravure)용 원료]를 실시예 1에 따라 제조된 양이온성 셀룰로오스 섬유와 혼합하여, 표준 방법에 따라 시이트를 형성하였다. 시이트 중량, 파열 압력, 찢어짐 전파 강도 및 제지로의 성형성을 판단하였다. 상기 실시예 1에 따라 제조된 양이온화된 셀룰로오스 섬유는, (양이온화된 섬유를 첨가하지 않은) 동시에 수행된 비교 시험과 비교하여, 회 분포를 포함하는 미세 물질의 분포와, 강도 및 성형성에 대해 긍정적인 영향을 나타낸 것으로 판명되었다.In order to examine the efficacy of the cellulose fibers prepared according to Example 1, papermaking raw materials (raw materials for natural acid rotogravure) from wood ash products were mixed with cationic cellulose fibers prepared according to Example 1. Thus, the sheet was formed according to standard methods. Sheet weight, burst pressure, tear propagation strength and formability to papermaking were determined. The cationized cellulose fibers prepared according to Example 1 above were compared with respect to the comparative tests performed simultaneously (without addition of cationized fibers) for the distribution of fine materials, including the ash distribution, for strength and formability. It turned out to have a positive effect.

실시예 5Example 5

상기 실시예 1에 따라 제조된 약 4cm의 평균 길이를 갖는 양이온화된 셀룰로오스 섬유를 가지고, 매우 미세하여 응집되기 어려운 폐수정화 공장으로부터의 침지 슬러지로 응집 시험을 수행하였다. 상기 양이온화된 셀룰로오스 섬유는 우수한 응집성, 놀은 침전속도 및 투명한 상청액을 제공한 반면에, 종래의 응집제, 즉 폴리아크릴아미드로의 비교 실험은 매우 작은 응집을 나타내었다.An agglomeration test was performed with immersion sludge from a wastewater purification plant having a cationized cellulose fiber having an average length of about 4 cm prepared according to Example 1 above, which was very fine and difficult to aggregate. The cationized cellulose fibers provided good cohesiveness, glow settling rate and clear supernatant, whereas comparative experiments with conventional coagulants, ie polyacrylamides, showed very small coagulation.

실시예 6Example 6

8.5wt%의 셀룰로오스 크산토겐산 나트륨 수용액을 수산화 나트륨 수용액(4 g/l)으로 (셀룰로오스로서) 4.25%로 희석하였다.An aqueous 8.5 wt% sodium cellulose xanthogenate solution was diluted with an aqueous sodium hydroxide solution (4 g / l) to 4.25% (as cellulose).

양이온화제인 40%의 디시안디아미드 포름알데히드 축합물 수지 수용액(SKW Trostberg에서 상업적으로 입수가능한 제품인, Melflock C3)을 증류수로 2wt%의 활성 농도로 희석하였다.A 40% solution of dicyandiamide formaldehyde condensate resin (Melflock C3, commercially available from SKW Trostberg), a cationic agent, was diluted with distilled water to an active concentration of 2 wt%.

600ml의 상기한 희석된 2% 디시안디아미드 포름알데히드 축합물 수지 용액을 750rpm에서 교반기로 교반한 다음, 4.25%로 희석한 940ml의 상기한 셀룰로오스 크산토겐산 나트륨을 상기 교반된 양이온화제에 서서히 가하였다.600 ml of the diluted 2% dicyandiamide formaldehyde condensate resin solution described above was stirred with a stirrer at 750 rpm, and then 940 ml of the above described sodium cellulose xanthogenate diluted to 4.25% was slowly added to the stirred cationic agent. .

그후, 이미 침전된 입자를 함유하는 이 혼합물을 침전조에 서서히 가하였다. 상기 침전조는 35g의 황산(98%)을 함유한 3000ml의 수용액으로 이루어지며, 유사하게 연속적으로 교반하였다. 이 침전조 내에서, 생성물의 정량적인 침전이 일어났다. pH를 2보다 작게 하기 위해 필요한 경우에는 더 많은 산을 가하였다.Then, this mixture containing particles that have already precipitated was slowly added to the settling bath. The settling bath consists of 3000 ml of aqueous solution containing 35 g of sulfuric acid (98%) and similarly stirred continuously. In this precipitation bath, quantitative precipitation of the product occurred. More acid was added if necessary to make the pH less than 2.

상기 침전된 섬유상 생성물을 미세한 플라스틱 거즈 체가 장착된 필터 깔대기를 통해 여과하고, 1000ml의 탈이온수 내에서 용해시키고 흔들었다. 묽은 수산화 나트륨 용액을 사용하여 pH를 4.5 및 5.5 사이에서 조정하였다.The precipitated fibrous product was filtered through a filter funnel equipped with a fine plastic gauze sieve, dissolved and shaken in 1000 ml of deionized water. The pH was adjusted between 4.5 and 5.5 using dilute sodium hydroxide solution.

상기 침전된 생성물을 다시 한번 미세한 플라스틱 거즈 체가 장착된 필터 깔대기를 통하여 여과하고, 더 이상의 상당한 양이온성이 상청액 내에서 검출되지 않을 때까지 1000ml의 탈이온수 내에 반복적으로 용해시켜 흔든 다음 여과하였다.The precipitated product was once again filtered through a filter funnel equipped with a fine plastic gauze sieve, repeatedly dissolved in 1000 ml of deionized water and shaken until no significant cationicity was detected in the supernatant and then filtered.

이러한 세척단계 중에, 잔류 양이온성을, 만일 존재한다면, 그 분액을 입자 전하 검출기(μTek PCD 02)로 표준화된 음이온성 폴리머에 대해 적정함으로써 측정하거나, 지시약으로서 적당한 염료(오르토-톨루이딘 블루)에 의해 검출하였다.During this washing step, residual cationicity, if present, is determined by titration of the aliquots against anionic polymers normalized with a particle charge detector (μTek PCD 02) or by a suitable dye (ortho-toluidine blue) as an indicator. Detected.

습한 상태의 생성물(고체 함량 약 12 내지 20%)을 필터에서 제거한 다음, 이 상태로 보관하였다.The wet product (solid content about 12-20%) was removed from the filter and then stored in this state.

실시예 7Example 7

8.5wt%의 셀룰로오스 크산토겐산 나트륨 수용액을 수산화 나트륨 수용액(4 g/l)으로 (셀룰로오스로서) 1%로 희석하였다.An aqueous 8.5 wt% sodium cellulose xanthogenate solution was diluted with aqueous sodium hydroxide solution (4 g / l) to 1% (as cellulose).

양이온화제인 40%의 염화 폴리디알릴디메틸암모늄(상업적으로 입수가능한 제품인, FLOERGER FL 45C)을 증류수로 1wt%의 활성 농도로 희석하였다.The cationic agent 40% polydiallyldimethylammonium chloride (FLOERGER FL 45C, commercially available) was diluted with distilled water to an active concentration of 1 wt%.

1%로 희석된 2000ml의 상기 셀룰로오스 크산토겐산 나트륨 용액을 공기가 용액 내부로 들어오지 못하게 하면서 고 전단력 교반기로 교반하였다. 그후, 600ml의 상기 1% 염화 폴리디알릴디메틸암모늄 용액을 30초의 시간 동안에 걸쳐 상기 교반된 용액에 첨가하였다. 결과적인 혼합물을 1시간 더 격렬하게 교반하였다.2000 ml of the sodium cellulose xanthogenate solution diluted to 1% was stirred with a high shear force stirrer to prevent air from entering the solution. Thereafter, 600 ml of the 1% polydiallyldimethylammonium chloride solution was added to the stirred solution over a period of 30 seconds. The resulting mixture was stirred vigorously for 1 hour.

상기 셀룰로오스 크산토겐산염 용액과 양이온화제의 반응은 상기 혼합물의 점도에 있어서 즉각적인 상승을 일으킨다. 예를 들어, 만일 비희석된 물질인 비스코스와 poly-DADMAC이 (상기한 고체 함량으로) 함께 혼합되면, 혼합물은 즉시 고화된 후, 고체상과 액체상으로 분리된다.The reaction of the cellulose xanthogenate solution with the cationic agent causes an immediate rise in the viscosity of the mixture. For example, if the undiluted material viscose and poly-DADMAC are mixed together (in the solids content described above), the mixture immediately solidifies and then separates into solid and liquid phases.

25g의 황산(98%)을 함유하는 1000ml의 수용액을 교반된 혼합물에 가하여, 침전을 일으켰다. pH를 2보다 작게 유지하기 위해 필요한 경우에는 산을 더 첨가하였다.1000 ml of an aqueous solution containing 25 g of sulfuric acid (98%) was added to the stirred mixture, causing precipitation. More acid was added if necessary to keep the pH lower than 2.

상기 침전된 섬유상 생성물을 미세한 플라스틱 거즈 체가 장착된 필터 깔대기를 통해 여과하고, 500ml의 탈이온수 내에서 용해시키고 흔들었다. 묽은 수산화 나트륨 용액을 사용하여 pH를 4.5 및 5.5 사이에서 조정하였다.The precipitated fibrous product was filtered through a filter funnel equipped with a fine plastic gauze sieve, dissolved and shaken in 500 ml of deionized water. The pH was adjusted between 4.5 and 5.5 using dilute sodium hydroxide solution.

상기 침전된 생성물을 다시 한번 미세한 플라스틱 거즈 체가 장착된 필터 깔대기를 통하여 여과하고, 더 이상의 상당한 양이온성이 상청액 내에서 검출되지 않을 때까지 500ml의 탈이온수 내에 반복적으로 용해시켜 흔든 다음 여과하였다.The precipitated product was once again filtered through a filter funnel equipped with a fine plastic gauze sieve, repeatedly dissolved in 500 ml of deionized water, shaken and filtered until no more significant cationicity was detected in the supernatant.

이러한 세척단계 중에, 잔류 양이온성을, 만일 존재한다면, 그 분액을 입자 전하 검출기(μTek PCD 02)로 표준화된 음이온성 폴리머에 대해 적정함으로써 측정하거나, 지시약으로서 적당한 염료(오르토-톨루이딘 블루)에 의해 검출하였다.During this washing step, residual cationicity, if present, is determined by titration of the aliquots against anionic polymers normalized with a particle charge detector (μTek PCD 02) or by a suitable dye (ortho-toluidine blue) as an indicator. Detected.

습한 상태의 생성물(고체 함량 약 12 내지 20%)을 필터에서 제거한 다음, 이 상태로 보관하였다.The wet product (solid content about 12-20%) was removed from the filter and then stored in this state.

실시예 8Example 8

상기 실시예 6과 동일한 과정을 다른 양이온화제인 20wt%의 폴리에틸렌 이민 용액(BASF로부터 상업적으로 입수가능한 제품인, Polymin SK)으로 수행하였다. 폴리에틸렌 이민 용액을 증류수로 2% 농도로 희석하였다. 600ml의 이와 같은 희석된 양이온화제 용액을 반응에 사용하였다.The same procedure as in Example 6 was carried out with another cationic agent, 20 wt% polyethylene imine solution (Polymin SK, a commercially available product from BASF). The polyethylene imine solution was diluted to distilled water to 2% concentration. 600 ml of this diluted cationic agent solution was used for the reaction.

실시예 9Example 9

상기 실시예 6과 동일한 과정을 다른 양이온화제인, 50wt%의 폴리아민 수용액(상업적으로 입수가능한 제품인, FLOERGER FL 17)으로 수행하였다. 폴리아민 용액을 증류수로 2% 농도로 희석하였다. 600ml의 이와 같은 희석된 양이온화제 용액을 반응에 사용하였다.The same procedure as in Example 6 was carried out with another 50 wt% aqueous polyamine solution (FLOERGER FL 17, a commercially available product), which is another cationic agent. The polyamine solution was diluted to distilled water to 2% concentration. 600 ml of this diluted cationic agent solution was used for the reaction.

실시예 10Example 10

8.5wt%의 셀룰로오스 크산토겐산 나트륨 수용액을 수산화 나트륨 수용액(4 g/l)으로 (셀룰로오스로서) 4.25%로 희석하였다.An aqueous 8.5 wt% sodium cellulose xanthogenate solution was diluted with an aqueous sodium hydroxide solution (4 g / l) to 4.25% (as cellulose).

양이온화제인, 반응성 양이온성 단량제 용액(Raisio로부터 상업적으로 입수가능한 제품인 RAISACAT 65)은 다음과 같은 성분을 함유한다(약 75% 농도):Reactive cationic monomer solution (RAISACAT 65, commercially available from Raisio), a cationic agent, contains the following ingredients (about 75% concentration):

1) 염화 3-클로로-2-히드록시프로필-트리메틸암모늄 ca. 2%1) 3-chloro-2-hydroxypropyl-trimethylammonium chloride ca. 2%

2) 염화 2,3-에폭시프로필-트리메틸암모늄 ca. 66%2) 2,3-epoxypropyl-trimethylammonium chloride ca. 66%

3) 염화 2,3-디히드록시프로필-트리메틸암모늄 ca. 3%3) 2,3-dihydroxypropyl-trimethylammonium chloride ca. 3%

2.2g의 상업 제품을 탈이온수로 200ml로 희석하였다.2.2 g of commercial product was diluted to 200 ml with deionized water.

4.25%로 희석된 470ml의 상기 셀룰로오스 크산토겐산 나트륨 용액을 공기가 용액 내부로 들어오지 못하게 하면서 프로펠러 교반기로 교반하였다. 그후, 200ml의 상기 희석된 양이온화제 용액을 30초의 시간 동안에 걸쳐 상기 교반된 용액에 첨가하였다. 결과적인 혼합물을 30분간 더 교반하였다.470 ml of the sodium cellulose xanthogenate solution diluted to 4.25% was stirred with a propeller stirrer to prevent air from entering the solution. Then 200 ml of the diluted cationic agent solution was added to the stirred solution over a period of 30 seconds. The resulting mixture was further stirred for 30 minutes.

18g의 황산(98%)을 함유하는 670ml의 수용액을 교반된 혼합물에 가하여, 침전을 일으켰다. pH를 2보다 작게 유지하기 위해 필요한 경우에는 산을 더 첨가하였다.670 ml of an aqueous solution containing 18 g of sulfuric acid (98%) was added to the stirred mixture, causing precipitation. More acid was added if necessary to keep the pH lower than 2.

상기 침전된 섬유상 생성물을 미세한 플라스틱 거즈 체가 장착된 필터 깔대기를 통해 여과하고, 500ml의 탈이온수 내에서 용해시키고 흔들었다. 묽은 수산화 나트륨 용액을 사용하여 pH를 4.5 및 5.5 사이에서 조정하였다.The precipitated fibrous product was filtered through a filter funnel equipped with a fine plastic gauze sieve, dissolved and shaken in 500 ml of deionized water. The pH was adjusted between 4.5 and 5.5 using dilute sodium hydroxide solution.

상기 침전된 생성물을 다시 한번 미세한 플라스틱 거즈 체가 장착된 필터 깔대기를 통하여 여과하고, 더 이상의 상당한 양이온성이 상청액 내에서 검출되지 않을 때까지 500ml의 탈이온수 내에 반복적으로 용해시켜 흔든 다음 여과하였다.The precipitated product was once again filtered through a filter funnel equipped with a fine plastic gauze sieve, repeatedly dissolved in 500 ml of deionized water and shaken until no significant cationicity was detected in the supernatant and then filtered.

이러한 세척단계 중에, 잔류 양이온성을, 만일 존재한다면, 그 분액을 입자 전하 검출기(μTek PCD 02)로 표준화된 음이온성 폴리머에 대해 적정함으로써 측정하거나, 지시약으로서 적당한 염료(오르토-톨루이딘 블루)에 의해 검출하였다.During this washing step, residual cationicity, if present, is determined by titration of the aliquots against anionic polymers normalized with a particle charge detector (μTek PCD 02) or by a suitable dye (ortho-toluidine blue) as an indicator. Detected.

습한 상태의 생성물(고체 함량 약 12 내지 20%)을 필터에서 제거한 다음, 이 상태로 보관하였다.The wet product (solid content about 12-20%) was removed from the filter and then stored in this state.

실시예 11Example 11

상기 실시에 7에서와 동일한 과정을 다른 양이온화제인, 40wt%의 특별하게 높게 분기된 염화 폴리디알릴디메틸암모늄 수용액으로 수행하였다. 염화 폴리디알릴디메틸암모늄은 실시예 7에서와 같이 증류수로 희석하였다.The same procedure as in Example 7 above was performed with another cationic agent, 40 wt% of a particularly highly branched polydiallyldimethylammonium chloride aqueous solution. Polydiallyldimethylammonium chloride was diluted with distilled water as in Example 7.

실시예 12Example 12

상기 실시에 7에서와 동일한 과정을 다른 양이온화제인, 48.5wt%의 특별한 저분자량 염화 폴리디알릴디메틸암모늄 수용액으로 수행하였다. 염화 폴리디알릴디메틸암모늄은 실시예 7에서와 같이 증류수로 1%로 희석하였다.The same procedure as in Example 7 was carried out with a special low molecular weight polydiallyldimethylammonium chloride solution of 48.5 wt%, another cationic agent. Polydiallyldimethylammonium chloride was diluted to 1% with distilled water as in Example 7.

실시예 13Example 13

상기 실시에 6에서와 동일한 과정을 다른 양이온화제인, 염화 폴리디알릴디메틸암모늄과 아크릴산의 공중합체로, 단량체 성분인 아크릴산이 10% 이하 함유된 40wt%의 수용액으로 수행하였다. 본 실시예에서는 상기 공중합체 용액을 증류수로 1%로 희석하였다.The same process as in Example 6 was carried out with a copolymer of polydiallyldimethylammonium chloride and acrylic acid, which is another cationic agent, and an aqueous solution of 40 wt% containing 10% or less of acrylic acid, the monomer component. In this example, the copolymer solution was diluted to 1% with distilled water.

실시예 14Example 14

8.5wt%의 셀룰로오스 크산토겐산 나트륨 수용액을 수산화 나트륨 수용액(4 g/l)으로 (셀룰로오스로서) 2%로 희석하였다.An aqueous 8.5 wt% sodium cellulose xanthogenate solution was diluted to 2% (as cellulose) with an aqueous sodium hydroxide solution (4 g / l).

양이온화제인, 29%의 염화 폴리알루미늄 수용액(Ekokemi로부터 상업적으로 입수가능한 제품인 EKOFLOCK 70)을 희석되지 않은 형태로 사용하였다.A 29% aqueous polyaluminum chloride solution (EKOFLOCK 70, commercially available from Ekokemi), a cationic agent, was used in undiluted form.

(셀룰로오스로서) 2%로 희석된 1000ml의 상기 셀룰로오스 크산토겐산 나트륨 용액을 공기가 용액 내부로 들어오지 못하게 하면서 프로펠러 교반기로 격렬하게 교반하였다. 그후, 21ml의 상기 비희석된 양이온화제 용액을 30초의 시간 동안에 걸쳐 상기 교반된 용액에 첨가하였다. 결과적인 혼합물을 1분간 더 교반하였다.1000 ml of the sodium cellulose xanthogenate solution diluted to 2% (as cellulose) was vigorously stirred with a propeller stirrer while preventing air from entering the solution. Then 21 ml of the undiluted cationic agent solution was added to the stirred solution over a period of 30 seconds. The resulting mixture was further stirred for 1 minute.

20g의 황산(98%)을 함유하는 1000ml의 수용액을 교반된 혼합물에 가하여, 침전을 일으켰다. pH를 2보다 작게 유지하기 위해 필요한 경우에는 산을 더 첨가하였다.1000 ml of an aqueous solution containing 20 g of sulfuric acid (98%) was added to the stirred mixture, causing precipitation. More acid was added if necessary to keep the pH lower than 2.

상기 침전된 섬유상 생성물을 미세한 플라스틱 거즈 체가 장착된 필터 깔대기를 통해 여과하고, 500ml의 탈이온수 내에서 용해시키고 흔들었다. 묽은 수산화 나트륨 용액을 사용하여 pH를 3 및 4 사이에서 조정하였다.The precipitated fibrous product was filtered through a filter funnel equipped with a fine plastic gauze sieve, dissolved and shaken in 500 ml of deionized water. The pH was adjusted between 3 and 4 using dilute sodium hydroxide solution.

상기 침전된 생성물을 다시 한번 미세한 플라스틱 거즈 체가 장착된 필터 깔대기를 통하여 여과하고, 500ml의 탈이온수 내에 반복적으로 용해시켜 흔든 다음 여과하였다.The precipitated product was once again filtered through a filter funnel equipped with a fine plastic gauze sieve, repeatedly dissolved in 500 ml of deionized water, shaken and filtered.

습한 상태의 생성물(고체 함량 약 12 내지 20%)을 필터에서 제거한 다음, 이 상태로 보관하였다.The wet product (solid content about 12-20%) was removed from the filter and then stored in this state.

실시예 15Example 15

8.5wt%의 셀룰로오스 크산토겐산 나트륨 수용액을 수산화 나트륨 수용액(4 g/l)으로 (셀룰로오스로서) 2%로 희석하였다.An aqueous 8.5 wt% sodium cellulose xanthogenate solution was diluted to 2% (as cellulose) with an aqueous sodium hydroxide solution (4 g / l).

양이온화제인, 45%의 알루미늄산 나트륨 수용액(Mare로부터 상업적으로 입수가능한 제품인 Fimar A 2527)을 희석되지 않은 형태로 사용하였다.A 45% aqueous sodium aluminate solution (Fimar A 2527, commercially available from Mare), a cationic agent, was used in undiluted form.

2%로 희석된 1000ml의 상기 셀룰로오스 크산토겐산 나트륨 용액을 공기가 용액 내부로 들어오지 못하게 하면서 프로펠러 교반기로 격렬하게 교반하였다. 그후, 24ml의 상기 비희석된 양이온화제 용액을 30초의 시간 동안에 걸쳐 상기 교반된 용액에 첨가하였다. 결과적인 혼합물을 1분간 더 교반하였다.1000 ml of the sodium cellulose xanthogenate solution diluted to 2% was vigorously stirred with a propeller stirrer preventing air from entering the solution. Then 24 ml of the undiluted cationic agent solution were added to the stirred solution over a period of 30 seconds. The resulting mixture was further stirred for 1 minute.

37g의 황산(98%)을 함유하는 1000ml의 수용액을 교반된 혼합물에 가하여, 침전을 일으켰다. pH를 2보다 작게 유지하기 위해 필요한 경우에는 산을 더 첨가하였다.1000 ml of an aqueous solution containing 37 g of sulfuric acid (98%) was added to the stirred mixture, causing precipitation. More acid was added if necessary to keep the pH lower than 2.

상기 침전된 섬유상 생성물을 미세한 플라스틱 거즈 체가 장착된 필터 깔대기를 통해 여과하고, 500ml의 탈이온수 내에서 용해시키고 흔들었다. 묽은 수산화 나트륨 용액을 사용하여 pH를 3 및 4 사이에서 조정하였다.The precipitated fibrous product was filtered through a filter funnel equipped with a fine plastic gauze sieve, dissolved and shaken in 500 ml of deionized water. The pH was adjusted between 3 and 4 using dilute sodium hydroxide solution.

상기 침전된 생성물을 다시 한번 미세한 플라스틱 거즈 체가 장착된 필터 깔대기를 통하여 여과하고, 500ml의 탈이온수 내에 반복적으로 용해시켜 흔든 다음 여과하였다.The precipitated product was once again filtered through a filter funnel equipped with a fine plastic gauze sieve, repeatedly dissolved in 500 ml of deionized water, shaken and filtered.

습한 상태의 생성물(고체 함량 약 12 내지 20%)을 필터에서 제거한 다음, 이 상태로 보관하였다.The wet product (solid content about 12-20%) was removed from the filter and then stored in this state.

실시예 16Example 16

상기 실시예 7에서와 동일한 과정을 변형된 셀룰로오스(메틸 셀룰로오스 크산토겐산 나트륨)로 수행하였다. 변형된 셀룰로오스 대신에 저치환된 수불용성 메틸 셀룰로오스를 사용하였다.The same procedure as in Example 7 was carried out with modified cellulose (sodium methyl cellulose xanthogenate). Low substituted water insoluble methyl cellulose was used in place of the modified cellulose.

실시예 17Example 17

염화 리튬, 디메틸아세트아미드(DMA) 및 증류수에 용해된 셀룰로오스 용액을 다음과 같이 제조하였다.A cellulose solution dissolved in lithium chloride, dimethylacetamide (DMA) and distilled water was prepared as follows.

표백되고 축축하게 보관된 셀룰로오스 펄프를 구성성분이 다음 비율로 존재하도록 염화 리튬 밑 디메틸 아세트아미드의 혼합물에 첨가하였다: 5부의 셀룰로오스(건조 중량), 11부의 염화 리튬, 82부의 디메틸 아세트아미드 및 (축축한 펄프로부터의) 약간의 수분.Bleached and damply stored cellulose pulp was added to a mixture of dimethyl acetamide under lithium chloride such that the components were present in the following proportions: 5 parts of cellulose (dry weight), 11 parts of lithium chloride, 82 parts of dimethyl acetamide and (wet Some moisture) from the pulp.

이 혼합물을 고 전단력 교반기로 균일화하고, 혼합물의 수분 함량이 3%보다 작아질 때까지 진공 하에서 수조 위에서 가열하였다. 수분 제거를 돕기 위해 건조 질소의 점적 살포를 사용하였다.The mixture was homogenized with a high shear force stirrer and heated on a water bath under vacuum until the moisture content of the mixture was less than 3%. Drip sparging of dry nitrogen was used to aid in water removal.

결과적인 현탁액을 냉장고 안에서 5℃로 냉각시키고 이 온도에서 하루동안 보관하였다. 주기적인 교반은 상기 현탁된 셀룰로오스의 용해를 돕는다. 결과적인 용액을 50℃로 따뜻하게 하고, 미세한 체를 통해 여과하였다.The resulting suspension was cooled to 5 ° C. in the refrigerator and stored at this temperature for one day. Periodic agitation helps dissolve the suspended cellulose. The resulting solution was warmed to 50 ° C. and filtered through a fine sieve.

40wt%의 염화 폴리디알릴디메틸암모늄 수용액(상업적으로 입수가능한 제품인. FLOERGER FL 45 C)을 양이온화제로서 사용하였다.40 wt% aqueous polydiallyldimethylammonium chloride solution (commercially available product, FLOERGER FL 45 C) was used as the cationic agent.

용해된 셀룰로오스 기준으로, 희석되지 않은 형태로 (활성 성분으로서) 10%의 양이온화제를 연속적으로 교반시키면서 서서히 가하였다. 양이온화제로 용액 내부로 도입된 소량의 수분은 보통 셀룰로오스-염화 리튬-디메틸아세트아민-물의 용액 평형을 방해하지 않아, 셀룰로오스가 침전되지는 않지만, 결과적인 혼합물의 점도가 빠르게 상승되기 시작하므로, 다음 단계를 즉시 수행한다.On the basis of the dissolved cellulose, 10% of the cationic agent (as active ingredient) was added slowly with continuous stirring in undiluted form. Small amounts of water introduced into the solution with cationic agents usually do not interfere with solution equilibrium of cellulose-lithium chloride-dimethylacetamine-water, so that cellulose does not precipitate, but the viscosity of the resulting mixture begins to rise rapidly, Perform the steps immediately.

50℃의 온도를 갖는 결과적인 혼합물을 교반된 수용액 침전조의 소용돌이 영역 내에 부어, 양이온화된 셀룰로오스를 침전시켰다.The resulting mixture with a temperature of 50 ° C. was poured into the vortex zone of the stirred aqueous solution precipitation bath to precipitate the cationized cellulose.

침전된 섬유상 생성물을 미세한 플라스틱 거즈 체가 구비된 필터 깔대기를 통해 혼합물로부터 여과하였다.The precipitated fibrous product was filtered out of the mixture through a filter funnel equipped with a fine plastic gauze sieve.

여과된 혼합물을 탈이온수 내에서 흔든 다음, 재여과하였다. 이러한 세척 과정은 생성물로부터 잔류 량의 염 및 DMA를 제거한다.The filtered mixture was shaken in deionized water and then refiltered. This washing process removes residual amounts of salt and DMA from the product.

상기 생성물을 다시 한번 탈이온수로 세척하여 여과하였다. 이러한 과정을 여과액 내부에서 더 이상의 양이온성이 검출되지 않을 때까지 반복하였다.The product was once again washed with deionized water and filtered. This process was repeated until no further cationicity was detected inside the filtrate.

습한 상태의 생성물(고체 함량 약 12 내지 20%)을 필터에서 제거한 다음, 이 상태로 보관하였다.The wet product (solid content about 12-20%) was removed from the filter and then stored in this state.

실시예 18Example 18

N-메틸모폴린-옥사이드(NMMO)에 용해된 셀룰로오스 용액을 다음과 같이 제조하였다.A cellulose solution dissolved in N-methylmorpholine-oxide (NMMO) was prepared as follows.

NMMO/증류수 혼합액에 대해 수분 함량을 분석하였다. 이 값은 이 단계에서는 보통 35% 부근이다.Moisture content was analyzed for NMMO / distilled water mixture. This value is usually around 35% at this stage.

분말 상을 갖는 순수한 셀룰로오스를 (NMMO 기준으로) 3.6wt%의 수준으로 상기 혼합물에 첨가하였다. 그후, 이 혼합물을 교반기와 액체 표면 아래에서 건조 질소가스를 침적 공급하는데 사용되는 살포 파이프가 구비된 진공 플라스크 내에 위치시켰다. 그후, 상기 플라스크를 수조에서 95℃로 가열하였다. 진공을 가하고, 교반기를 가동시켜, 소량의 질소가 액체상을 통해 기포를 형성하도록 하여, 점차적으로 수분을 제거하였다.Pure cellulose with powder phase was added to the mixture at a level of 3.6 wt% (based on NMMO). This mixture was then placed in a vacuum flask equipped with a stirrer and sparging pipe used to deposit and supply dry nitrogen gas under the liquid surface. The flask was then heated to 95 ° C. in a water bath. A vacuum was applied and the stirrer was started to allow a small amount of nitrogen to bubble through the liquid phase, gradually removing water.

특정한 농도의 수분 및 NMMO(약 88% NMMO)에서 셀룰로오스가 용해된다. 그후, 질소 퍼지와 진공 펌프를 중지하였다. 본 실험에서는, 40%의 염화 폴리디알릴디메틸암모늄 용액(상업적으로 입수가능한 제품인, FLOERGER FL 45 C)을 양이온화제로 사용하였다.Cellulose dissolves in specific concentrations of water and NMMO (about 88% NMMO). The nitrogen purge and vacuum pump were then stopped. In this experiment, 40% polydiallyldimethylammonium chloride solution (commercially available FLOERGER FL 45 C) was used as the cationic agent.

용해된 셀룰로오스 기준으로, (활성 성분으로서) 10%의 양이온화제를 비희석된 형태로 교반하면서 상기 셀룰로오스 용액에 가하였다. 양이온화제에 의해 NMMO 용액 내부로 도입된 소량의 수분(약 0.5%)은 보통 셀룰로오스의 침을 일으킬 수 있을 정도로 셀룰로오스-NMMO/수분의 용액 평형을 변경시키지 않는다.On the basis of the dissolved cellulose, 10% of cationic agent (as active ingredient) was added to the cellulose solution with stirring in undiluted form. Small amounts of water (about 0.5%) introduced into the NMMO solution by the cationic agent usually do not alter the solution equilibrium of cellulose-NMMO / moisture to the extent that can cause saliva of cellulose.

결과적인 혼합물을 기어-휠 펌프를 사용하여 글라스 울이 채워진 필터와 그후에 스핀닝 제트(spinning jet)를 통해 수조로 펌핑하였으며, 이때 양이온화된 셀룰로오스가 응집되어 섬유로 형성되었다.The resulting mixture was pumped into a water bath through a glass wool-filled filter followed by a spinning jet using a gear-wheel pump, where cationized cellulose aggregated to form fibers.

이들 섬유들을 여과, 세척 및 건조시킨 다음, 약 1cm의 길이로 절단하였다.These fibers were filtered, washed and dried and then cut to a length of about 1 cm.

실시예 19Example 19

약 0.55의 치환도를 갖는 2wt%의 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)의 수용액을 준비하여, CMC의 완전히 용해시키기 위해 1시간 동안 교반하였다.An aqueous solution of 2wt% carboxymethylcellulose (CMC) having a degree of substitution of about 0.55 was prepared and stirred for 1 hour to dissolve the CMC completely.

양이온화제인, 40%의 디시안디아미드 포름알데히드 축합물 수지의 수용액(SKW Trostberg로부터 상업적으로 입수가능한 제품인, Melflock C3)을 증류수로 4wt% 농도로 희석하였다.An aqueous solution of 40% dicyandiamide formaldehyde condensate resin, a cationic agent (Melflock C3, commercially available from SKW Trostberg), was diluted to 4 wt% concentration with distilled water.

1000ml의 상기 2% CMC 용액을 프로펠러 교반기로 800rpm에서 교반한 다음, 4%로 희석된 125ml의 상기 디시안디아미드 포름알데히드 축합물 수지의 수용액을 10초간에 걸쳐 가하였다. 이미 침전되고 양이온화된 셀룰로오스를 함유한 이 혼합물을 5분간 더 교반하였다.1000 ml of the 2% CMC solution was stirred at 800 rpm with a propeller stirrer, then an aqueous solution of 125 ml of the dicyandiamide formaldehyde condensate resin diluted to 4% was added over 10 seconds. This mixture, which already contained precipitated and cationic cellulose, was stirred for another 5 minutes.

상기 침전된 생성물을 미세한 플라스틱 거즈 체가 장착된 필터 깔대기를 통하여 여과하고, 더 이상의 상당한 양이온성이 상청액 내에서 검출되지 않을 때까지 500ml의 탈이온수 내에 반복적으로 용해시켜 흔든 다음 여과하였다.The precipitated product was filtered through a filter funnel equipped with a fine plastic gauze sieve, repeatedly dissolved in 500 ml of deionized water and shaken until no significant cationicity was detected in the supernatant and filtered.

이러한 세척단계 중에, 잔류 양이온성을, 만일 존재한다면, 그 분액을 입자 전하 검출기(μTek PCD 02)로 표준화된 음이온성 폴리머에 대해 적정함으로써 측정하거나, 지시약으로서 적당한 염료(오르토-톨루이딘 블루)에 의해 검출하였다.During this washing step, residual cationicity, if present, is determined by titration of the aliquots against anionic polymers normalized with a particle charge detector (μTek PCD 02) or by a suitable dye (ortho-toluidine blue) as an indicator. Detected.

습한 상태의 생성물(고체 함량 약 12 내지 20%)을 필터에서 제거한 다음, 이 상태로 보관하였다.The wet product (solid content about 12-20%) was removed from the filter and then stored in this state.

실시예 20Example 20

상기 실시예 6으로부터의 양이온화된 셀룰로오스의 고체 함량을 측정하였다. 10g의 건조 생성물을 제공하기에 충분한 젖은 생성물을 취하여, 증류수로 200g으로 만들었다.The solids content of the cationized cellulose from Example 6 above was measured. Sufficient wet product was taken to give 10 g of dry product and made up to 200 g with distilled water.

이 분산액을 조크로 밀로 옮긴 다음 1500rpm에서 10분간 분쇄하였다. 이러한 형태의 밀은 제지제조공정에 있어서 섬유의 분쇄 특성을 시험하기 위해 제지 실험실에서 통상적으로 사용되는 것이다. 상기한 분쇄 파라미터는 제지제조공정시 섬유를 시험하는데 사용되는 것과 유사하다.This dispersion was transferred to a jock mill and milled at 1500 rpm for 10 minutes. This type of mill is commonly used in paper laboratories to test the grinding properties of fibers in the papermaking process. The above grinding parameters are similar to those used to test the fibers in the papermaking process.

1, 15, 30 및 45분의 분쇄시간을 사용하여 상기 과정을 반복하였다. 고체 함량을 측정한 후에, 분쇄된 입자를 3wt% 의 현탁액으로 희석하였다. 습한 상태의 생성물(고체 함량 약 3%)을 이 상태로 보관하였다.The process was repeated using milling times of 1, 15, 30 and 45 minutes. After measuring the solids content, the ground particles were diluted with 3 wt% of suspension. The wet product (solid content about 3%) was stored in this state.

실시예 21Example 21

상기 실시예 20에서의 다양한 생성물의 양이온성을 오르토-톨루이딘 블루를 종말점 지시약으로 사용하여 표준화된 0.001N 폴리에틸렌 술폰산 나트륨(Na-PES)에 대해 적정함으로써 측정하였다.Cationicity of the various products in Example 20 above was determined by titration against standardized 0.001 N polyethylene sulfonate sodium (Na-PES) using ortho-toluidine blue as the endpoint indicator.

선택적으로, 상기 양이온성을 다음과 같은 역적정에 의해 측정하였다. 상기 방법에 의해 얻어진 생성물을 과량의 표준화된 0.001의 폴리에틸렌 술폰산 나트륨(Na-PES)과 혼합하고 1시간 동안 교반하였다. 그후, 고체를 원심분리하고, 투명한 상청액의 분액을 입자 전하 검출기로 0.001N의 염화 폴리디알릴디메틸암모늄(poly-DADMAC)에 대해 적정하였다. 생성물의 전하를 poly-DADMAC의 소비량으로부터 계산하였다.Optionally, the cationicity was measured by back titration as follows. The product obtained by the method was mixed with an excess of standardized 0.001 sodium polyethylene sulfonate (Na-PES) and stirred for 1 hour. The solid was then centrifuged and an aliquot of the clear supernatant titrated against 0.001 N polydiallyldimethylammonium chloride (poly-DADMAC) with a particle charge detector. The charge of the product was calculated from the consumption of poly-DADMAC.

역적정에 의해 측정된 양이온성은 보통 직접 측정된 양이온성보다 높다. 이것은 역적정 과정 중에 긴 잔류시간에 의해 시약이 셀룰로오스 구조를 침투하여 덜 접근가능한 전하 캐리어와 반응한다는 사실로부터 설명될 수 있다.Cationicity measured by back titration is usually higher than that measured directly. This can be explained by the fact that the reagents penetrate the cellulose structure and react with less accessible charge carriers due to long residence times during the reverse titration process.

하기 표는 서로 다른 분쇄시간의 함수로서의 상기 실시예 6으로부터의 생성물의 양이온성을 나타낸 것이다. 양이온성은 분쇄시간의 증가에 따라 증가되는 것을 알 수 있는데, 이는 더 긴 분쇄시간은 입자 크기 따라서 비표면적과 사용가능한 전하를 감소시킨다는 사실에 의해 설명될 수 있다.The table below shows the cationicity of the product from Example 6 above as a function of different milling times. It can be seen that the cationicity increases with increasing grinding time, which can be explained by the fact that longer grinding times reduce the particle size and therefore the specific surface area and the available charge.

조크로 밀에서의 분쇄시간(분) 양이온성 전하-건조 생성물(μeq/g)Grinding Time (min) in Jockey Mill Cationic Charge-Dried Product (μeq / g)

0 2510 251

5 3945 394

10 74810 748

15 91115 911

30 97830 978

45 102745 1027

실시예 22Example 22

상기 실시예 6으로부터의 건조 생성물의 질소 함량을 키엘달법(Kjeldahl method)을 사용하여 측정하였다.The nitrogen content of the dry product from Example 6 above was measured using the Kjeldahl method.

상기 실시예 6으로부터의 건조된 양이온화제에 대한 질소 함량도 유사하게 측정하였다.Nitrogen content for the dried cationic agent from Example 6 above was also measured similarly.

질소 함량에 대한 기준치는 셀룰로오스 크산토겐산 나트륨으로서 산에 침전된 양이온화되지 않은 셀룰로오스이었다. 그러나, 그 값은 이 방법의 검출 한계 이하의 값을 가지고 있었다.The criterion for nitrogen content was uncationic cellulose precipitated in acid as sodium cellulose xanthogenate. However, the value had a value below the detection limit of this method.

사용된 양이온화제의 양과 종료된 생성물 내부의 질소 함량을 비교함으로써, 반응의 수율을 유도할 수 있다. 양이온화제의 선택에 따라, 그것은 보통 60 및 90% 사이의 값이었다.By comparing the amount of cationic agent used and the nitrogen content inside the finished product, the yield of the reaction can be derived. Depending on the choice of cationizing agent, it was usually between 60 and 90%.

실시예 23Example 23

상기 실시예 6에서와 유사한 원료 물질로 제조된 양이온화된 셀룰로오스의 고체 함량을 측정하였다. 건조 생성물로 380g을 제공할 수 있을 정도의 충분한 젖은 생성물(고체 함량 15%)을 Sulzer Escher Wyss P 12 실험실 원추형 미분쇄기의 펄프 제조기에 가하였다. 이러한 미분쇄기는 제지제조공정에 있어서 섬유의 분쇄특성을 시험하기 위해 제지 실험실에서 통상적으로 사용되는 것이다.The solids content of the cationized cellulose prepared from the raw material similar to Example 6 above was measured. Sufficient wet product (solid content 15%) was added to the pulp maker of the Sulzer Escher Wyss P 12 laboratory conical grinding mill to provide 380 g of dry product. Such mills are commonly used in paper laboratories to test the milling properties of fibers in the papermaking process.

상기한 분량의 양이온화된 셀룰로오스를 증류수로 12.5 리터로 충전시켜 1분간 분산시켰다. 그후, 슬러리를 장치의 미분쇄기 부분으로 옮기고, 내부에 갇힌 공기를 제거하고, 연속적으로 순환시키면서 생성물을 5분간 미분쇄기를 통해 펌핑한 다음, 분쇄하였다.The above amount of cationized cellulose was charged to 12.5 liters with distilled water and dispersed for 1 minute. The slurry was then transferred to the mill mill portion of the apparatus, the air trapped inside was removed, the product was pumped through the mill for 5 minutes while continuously circulated and then milled.

분쇄과정 중에 전력의 설정은 자동 제어에 의해 350와트로 유지하였으며, 회전자의 속도는 1500rpm이었다. 상기 양이온화된 셀룰로오스를 처리하기 위한 분쇄 에너지는 약 0.08 kW/kg이었다.During the grinding process the power was maintained at 350 watts by automatic control and the speed of the rotor was 1500 rpm. The grinding energy for treating the cationized cellulose was about 0.08 kW / kg.

상기한 분쇄장치는 제지공업에서 섬유를 분쇄하는데 사용된 것과 유사하다.The above grinding device is similar to that used for grinding fibers in the papermaking industry.

상기 생성물의 분쇄를 서로 다른 시간으로 수행하였다(1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9 및 10분).Grinding of the product was carried out at different times (1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9 and 10 minutes).

분쇄 후에, 고체 함량을 다시 측정하고, 분쇄된 생성물을 3% 농도로 희석한 다음, 이 상태로 보관하였다.After grinding, the solids content was again measured and the ground product was diluted to 3% concentration and stored in this state.

실시예 24Example 24

상기 실시예 6으로부터의 생성물을 수분 함량이 4 및 9% 사이가 될 때까지 105℃에서 뜨거운 공기의 오븐에서 건조시켰다. 이러한 형태에 있어서는, 생성물은 용이하게 작은 덩어리로 부서질 수 있고, 밀도는 딱딱한 빵에 견줄 만 하며, 이것을 이러한 상태로 몇시간 동안 보관하였다.The product from Example 6 above was dried in an oven of hot air at 105 ° C. until the moisture content was between 4 and 9%. In this form, the product can easily be broken into small chunks and the density is comparable to hard bread, which was stored for several hours in this state.

실시예 25Example 25

상기 실시예 24로부터의 건조된 생성물을 약 10분 동안 수분으로 젖게 한 다음, 상기 실시예 20에서 기술된 것 같이 10분간 조크로 밀에서 분쇄하였다. 분쇄가 이루어진 후에, 고체 함량을 다시 측정하고, 분쇄된 생성물을 3% 농도로 희석시킨 다음, 이러한 상태로 보관하였다.The dried product from Example 24 above was wetted with moisture for about 10 minutes and then ground in a mill into a jock for 10 minutes as described in Example 20 above. After the grinding had taken place, the solids content was measured again and the ground product was diluted to 3% concentration and stored in this state.

실시예 26Example 26

상기 실시예 24로부터의 건조된 생성물을 건조 상태로 5분간 가장 미세한 설정상태에서 Braun model 4045 커피 밀에서 미분쇄하였다.The dried product from Example 24 was ground in a Braun model 4045 coffee mill at the finest setting for 5 minutes in the dry state.

실시예 27Example 27

상기 실시예 6으로부터 양이온화된 셀룰로오스를 실시예 20에서의 과정을 사용하여 10분간 분쇄하였다. 결과적인 미세 고체 입자를 초미세 합성 필터 천 위에서 분쇄된 슬러리로부터 여과한 다음, 90℃에서 건조시켰다. 이 상태에서는 생성물을 용이하게 작은 덩어리로 분쇄될 수 있으며, 딱딱한 빵과 유사하고, 이 상태로 보관하였다.The cationized cellulose from Example 6 above was ground for 10 minutes using the procedure in Example 20. The resulting fine solid particles were filtered from the milled slurry on an ultrafine synthetic filter cloth and then dried at 90 ° C. In this state the product can be easily crushed into small chunks, similar to hard bread and stored in this state.

실시예 28Example 28

상기 실시예 20으로부터의 생성물을 실험실 원심분리기에서 1000rpm으로 5분간 돌렸다. 상부의 수용액 상을 따라 제거하였다. 튜브에 낮은 반죽같은 화합물은 약 18%의 고체 함량을 갖고 있었으면, 이 상태로 보관하였다.The product from Example 20 was run for 5 minutes at 1000 rpm in a laboratory centrifuge. Removed along the upper aqueous phase. If the low kneading compound in the tube had a solids content of about 18%, it was stored in this state.

실시예 29Example 29

상기 실시예 28에서 제조된 생성물을 증류수로 약 3%로 희석하였으며 가볍게 교반하였다. 따라서, 매우 미세한 반죽같은 생성물은 매우 용이하면서도 단시간에 증류수에 분산될 수 있었다.The product prepared in Example 28 was diluted to about 3% with distilled water and stirred gently. Thus, very fine doughy products could be very easily and dispersed in distilled water in a short time.

실시예 30Example 30

상기 실시예 28에서 제조된 생성물을 슬러지의 탈수에 사용되는 것과 같은 수용성 양이온성 폴리아크릴아미드 용액(FLOERGER FO 4190)에 가하였다. 이 경우, 양이온성 폴리아크릴아미드의 건조 중량 기준으로 5%의 양이온화된 셀룰로오스를 가하였다.The product prepared in Example 28 was added to a water soluble cationic polyacrylamide solution (FLOERGER FO 4190) as used for dewatering the sludge. In this case, 5% cationized cellulose was added based on the dry weight of the cationic polyacrylamide.

상기 혼합물을 서서히 교반하였다. 따라서, 상기 생성물은 매우 용이하면서도 단시간 내에 폴리아크릴아미드 용액에 분산되었다.The mixture was stirred slowly. Thus, the product was very easily dispersed in the polyacrylamide solution in a short time.

실시예 31Example 31

상기 실시예 27로부터의 건조된 생성물을 증류수에 가하여 3% 농도가 되도록 하고, 10분간 교반하였다. 그후, 5분간 고 전단력의 믹서에서 분산을 수행하여, 균일한 용액을 얻었다.The dried product from Example 27 was added to distilled water to a 3% concentration and stirred for 10 minutes. Thereafter, dispersion was performed in a high shear mixer for 5 minutes to obtain a uniform solution.

실시예 32Example 32

10분간의 분쇄시간을 사용하여 상기 실시예 10에서 제조된 생성물을 서서히 교반하여, 균일하게 분산된 생성물의 상태를 유지하였다. 교반을 중지한 후, 1시간 후에 양이온화된 셀룰로오스 입자는 부분적으로 침전된 것으로 나타났다.The product prepared in Example 10 was slowly stirred using a 10 minute grinding time to maintain a uniformly dispersed product. After the agitation was stopped, after 1 hour the cationized cellulose particles appeared to be partially precipitated.

수일 후에, 액체 부피의 약 절반으로 이루어진 침전물 페이스트가 형성되었다. 교반기를 다시 한 번 가동시킨 결과, 이 침전물은 용이하게 증류수에 균일하게 재분산될 수 있었다.After a few days a precipitate paste was formed, consisting of about half of the liquid volume. As a result of running the stirrer once again, this precipitate could be easily redispersed uniformly in distilled water.

약 3%의 고체 함량을 갖는 이와 같이 희석된 생성물을, 흡입측 및 송출측에 볼 밸브가 장착되고 16mm 내경의 적절한 배관이 장착된 다이아프램 펌프(최대 용량 23 liter/hour)를 사용하여 순환로로 펌핑하였다. 24시간의 연속적인 순환 후에도, 펌핑 효율의 감소는 나타나지 않았다.This diluted product with a solids content of about 3% was transferred to the circulation furnace using a diaphragm pump (maximum capacity 23 liters / hour) with ball valves on the suction and discharge sides and appropriate piping with an internal diameter of 16 mm. Pumped. Even after 24 hours of continuous cycling, there was no decrease in pumping efficiency.

(마찬가지로 3%의 고체 함량을 갖는) 분산된 생성물의 또 다른 부분을 수성 매질용 고무 고정자가 장착된 소형의 스크류 피드 또는 모노(Mohno) 펌프를 사용하여 순환로로 펌핑하였다. 24시간의 연속적인 순환 후에도, 펌핑 효율의 감소는 나타나지 않았다.Another portion of the dispersed product (as well as having a solids content of 3%) was pumped into the circuit using a small screw feed or Mono pump equipped with a rubber stator for aqueous medium. Even after 24 hours of continuous cycling, there was no decrease in pumping efficiency.

실시예 33Example 33

생물학적 슬러지의 탈수Dewatering of Biological Sludge

상기 실시예 20으로부터의 양이온화된 셀룰로오스를 3% 분산액으로서 슬러지를 탈수하기 위해 종래기술에서 사용된 양이온화된 수용성의 폴리아크릴아미드에 기초한 응집제(Allied Colloids에서 상업적으로 입수가능한 제품인, DP7-5636)와 조합하여 사용하였다. 이것은 양이온성 폴리아크릴아미드 응집제 단독 사용에 비하여, 생물학적 슬러지의 탈수를 촉진하였으며, 탈수된 슬러지의 고체 함량을 증진시켰다.Cationized water-soluble polyacrylamide-based flocculants (DP7-5636, commercially available from Allied Colloids) used in the prior art for dewatering sludge with cationized cellulose from Example 20 as a 3% dispersion. Used in combination with This promoted the dewatering of biological sludge and enhanced the solids content of dewatered sludge compared to the cationic polyacrylamide flocculant alone.

이러한 필드 시험에 사용된 상기 슬러지는 도시/산업의 통합된 하수로부터 유래된 것으로 일차 및 생물학적 슬러지의 혼합물을 함유한다. 이러한 슬러지는 어떠한 침전제/응집제가 가해지기 이전에, 혐기성 침지기 뒤에 있는 슬러지 농축기 및 최종적인 탈수 프레스 사이의 지점으로부터 취하였다. 고체 함량은 약 2%이었다.The sludge used in this field test is derived from integrated sewage in urban / industry and contains a mixture of primary and biological sludge. This sludge was taken from the point between the sludge concentrator behind the anaerobic sterilizer and the final dewatering press before any precipitant / coagulant was applied. Solid content was about 2%.

이러한 설비에서 사용된 표준 분말상 폴리머는 0.3wt%의 수용액으로서 제조하였다. 이와 같은 양이온화된 수용성 폴리머는 일련의 최적 실험 후에 가장 적합한 생성물로서 선정되었다.The standard powdered polymer used in this facility was prepared as an aqueous 0.3 wt% solution. This cationized water soluble polymer was selected as the most suitable product after a series of optimal experiments.

상기 양이온화된 셀룰로오스를 증류수로 0.3%의 고체 함량으로 희석하였다. 이는 어떠한 상기 2가지 생성물의 혼합물도 항상 동일한 농도의 활성 성분을 갖는다는 것을 의미한다.The cationized cellulose was diluted with distilled water to a solids content of 0.3%. This means that any mixture of these two products always has the same concentration of active ingredient.

실험실적 시험을 위해 다음 장치를 사용하였다:The following apparatus was used for laboratory testing:

1) 브리트-자아(Britt-jar) 배수시험장치(첨부된 도식도를 참조하라)에 사전에 무게를 잰 흑색의 리본 필터(Schleicher Schull 589, 100mm 직경, 재가 없음)를 장착하였다. 제지 실험실에서 탈수 시험을 하는데 통상적으로 사용되는 체와 정밀 교반기는 사용하지 않았다.1) The Brit-jar drain test apparatus (see attached schematic) was fitted with a pre-weighed black ribbon filter (Schleicher Schull 589, 100 mm diameter, ash free). A sieve and a precision stirrer were not normally used for dehydration testing in the paper laboratory.

2) off/on 밸브가 장착된 배수 튜브를 유연성 실리콘 튜브를 사용하여 저울 위에 위치한 용기에 연결하였다. 상기 저울은 설정된 시간 간격에 등록된 중량에 대한 신호를 컴퓨터로 전송하도록 프로그램되고, 컴퓨터에서 기록된다. 수집 용기 또한 유연성 튜브로 진공 펌프에 장착되어, 탈수 과정 중에 사전에 설정된 진공 레벨을 조정하였다.2) A drain tube equipped with an off / on valve was connected to a vessel located on the scale using a flexible silicone tube. The balance is programmed to transmit a signal to the computer for the weight registered at a set time interval and recorded on the computer. The collection vessel was also mounted to the vacuum pump with a flexible tube to adjust the preset vacuum level during the dehydration process.

3) 500ml 비이커의 내용물이 교반될 수 있도록 브리트-자아가 장착된 정밀 교반기가 설치되었다.3) A precision stirrer equipped with a brit-self was installed so that the contents of the 500 ml beaker could be stirred.

4) 필터 용지(Schleicher Schull 589, 흑색 리본, 110mm 직경), 투여용 실린지, 저울, 건조 오븐 등,4) filter paper (Schleicher Schull 589, black ribbon, 110 mm diameter), dosing syringe, scale, drying oven, etc.

다음의 측정과정을 사용하였다.The following measurement procedure was used.

0.3% 양이온화된 셀룰로오스 분산액을 0.3% 양이온화된 수용성 폴리아크릴아미드(PAA) 응집제와 혼합함으로써, 순수한 PAA로부터 다양한 혼합물을 거쳐 순수한 양이온화된 셀룰로오스를 제공하도록, 일련의 응집제 용액을 제조하였다. 활성 성분의 농도는 모든 혼합물에서 동일하였다.A series of flocculant solutions were prepared by mixing 0.3% cationized cellulose dispersion with 0.3% cationized water soluble polyacrylamide (PAA) flocculant to provide pure cationized cellulose from pure PAA through various mixtures. The concentration of active ingredient was the same in all mixtures.

2%의 고체 함량을 갖는 500ml의 새로운 미처리된 슬러지를 비이커 내에 배치하고 200rpm에서 1분간 교반하였다. 그후, 실린지를 사용하여 15ml의 응집제를 가하였다(45mg). 이것은 실제로 사용되는 투여량을 모사한 것이다.500 ml of fresh untreated sludge with a solids content of 2% was placed in a beaker and stirred at 200 rpm for 1 minute. Then 15 ml of flocculant was added using a syringe (45 mg). This simulates the dosage actually used.

이와 같이 처리된 슬러지를 다음의 2분 동안 천천히 혼합하였다. 이 시간 동안, 진공을 안정화시키기 위해 진공 펌프를 가동하였다. 브리트-자아 내부의 필터 용지를 적게 한 다음, 저울의 영점을 맞추었다.The sludge thus treated was slowly mixed for the next two minutes. During this time, the vacuum pump was run to stabilize the vacuum. The filter paper inside the brit-self was run down and the balance zeroed.

비이커로부터의 130ml의 응집된 슬러지를 브리트-자아에 가하여 약 1.5cm 깊이의 슬러지 층을 형성하였다. 상기 브리트-자아와 수집 용기 사이의 밸브를 개방시키고, 저울로부터 컴퓨터로의 데이터 전송을 개시하였다.130 ml of aggregated sludge from the beaker was added to the bridging ego to form a sludge layer about 1.5 cm deep. The valve between the brit-self and the collection vessel was opened and data transfer from the balance to the computer was initiated.

따라서, 탈수과정 동안 수집 용기 내의 여과물 중량이 자동적으로 기록되었다. 상기 수집 용기로의 액체의 유입의 중지 및 수집 용기로의 슬러지를 통해 유입되는 공기의 중지에서 알 수 있는 것과 같이, 슬러지가 완전히 탈수되거나, 필터가 미세한 물질에 의해 막히는 것에 의해 열악한 탈수의 경우에는, 실험을 중지하였다. 필터 위에 남아있는 슬러지를 고체 함량에 대해 실험하였디. 상기 여과물을 혼탁도와 화학적 산소 요구량(COD)에 대해 실험하였다.Thus, the filtrate weight in the collection vessel was automatically recorded during the dehydration process. In the case of poor dehydration, such as by stopping the inflow of liquid into the collection vessel and stopping the air entering through the sludge into the collection vessel, the sludge is completely dehydrated or the filter is blocked by fine material. , The experiment was stopped. The sludge remaining on the filter was tested for solids content. The filtrate was tested for turbidity and chemical oxygen demand (COD).

다양한 응집제에 대해 상기 과정을 반복하였다. 사용된 응집제 각각에 대해 여과물 중량에 대한 결과를 시간에 대해 도시하였다. 사용된 응집제 각각에 대해 여과물의 혼탁도 및 COD 뿐만 아니라 건조물질의 함량 또한 도표로 만들었다.The process was repeated for the various flocculants. The results for the filtrate weight for each of the flocculants used are plotted against time. For each flocculant used, the turbidity and COD of the filtrate as well as the dry matter content were tabulated.

결과:result:

슬러지의 탈수 속도Dewatering Rate of Sludge 폴리아크릴아미드와 조합하여 사용된 다양한 레벨의 양이온화된 셀룰로오스로의 생물학적 슬러지의 탈수 - 다양한 시간에서의 여과물의 중량Dewatering of Biological Sludge to Various Levels of Cationic Cellulose Used in Combination with Polyacrylamide—Weight of Filtrate at Various Times 특정한 성분의 백분율로서의 슬러지 탈수시험용 응집제 시스템Coagulant system for sludge dewatering test as a percentage of specific components % 양이온화된 셀룰로오스% Cationized cellulose 00 00 1One 22 44 66 88 1010 5050 100100 % 양이온화된 폴리아크릴아미드% Cationized polyacrylamide 00 100100 9999 9898 9696 9494 9292 9090 5050 00 탈수 시간(분)Dehydration time (minutes) 시간 동안의 여과물의 중량(g)Weight of filtrate over time (g) 1One 55 3131 3737 4848 5050 3131 3232 2727 2525 88 22 55 4848 5050 5555 5757 4646 4545 3939 3030 1010 33 77 5454 5656 6262 6767 5050 4747 4444 3131 1010 44 88 5858 6161 6969 7575 5252 5151 4646 3535 1515 55 1010 6464 6767 7373 7676 5555 5353 4646 3737 1717 66 1010 6767 6969 7575 8080 5858 5757 5353 4242 2020

탈수된 슬러지의 고체 함량Solid content of dehydrated sludge 폴리아크릴아미드와 조합하여 사용된 다양한 레벨의 양이온화된 셀룰로오스로의 생물학적 슬러지의 탈수 - 탈수된 슬러지의 고체 함량Dewatering of Biological Sludge to Various Levels of Cationized Cellulose Used in Combination with Polyacrylamide-Solid Content of Dehydrated Sludge 특정한 성분의 백분율로서의 슬러지 탈수시험용 응집제 시스템Coagulant system for sludge dewatering test as a percentage of specific components % 양이온화된 셀룰로오스% Cationized cellulose 00 00 1One 22 44 66 88 1010 5050 100100 % 양이온화된 폴리아크릴아미드% Cationized polyacrylamide 00 100100 9999 9898 9696 9494 9292 9090 5050 00 탈수된 슬러지의 고체 함량 (%)Solid content of dehydrated sludge (%) ** 19.619.6 20.820.8 22.722.7 24.224.2 21.921.9 21.521.5 21.021.0 16.116.1 ** 주: *로 표시된 시료는 필터가 미세 물질로 막히기 때문에 적절한 시간 동안에 탈수될 수 없었다.Note: Samples marked with * could not be dehydrated in a timely manner because the filter was clogged with fine material.

여과물의 혼탁도 및 CODTurbidity and COD of the filtrate 폴리아크릴아미드와 조합하여 사용된 다양한 레벨의 양이온화된 셀룰로오스로의 생물학적 슬러지의 탈수 - 여과물의 혼탁도 및 CODDehydration of Biological Sludge to Various Levels of Cationic Cellulose Used in Combination with Polyacrylamide-Turbidity and Filtration of Filtrate 특정한 성분의 백분율로서의 슬러지 탈수시험용 응집제 시스템Coagulant system for sludge dewatering test as a percentage of specific components % 양이온화된 셀룰로오스% Cationized cellulose 00 00 1One 22 44 66 88 1010 5050 100100 % 양이온화된 폴리아크릴아미드% Cationized polyacrylamide 00 100100 9999 9898 9696 9494 9292 9090 5050 00 여과물의 화학적 산소 요구량(mg O2/l)Chemical oxygen demand of the filtrate (mg O 2 / l) COD mg O2/lCOD mg O 2 / l 15801580 10801080 10601060 980980 970970 10001000 10401040 10501050 14001400 15901590 여과물의 혼탁도 (FNU)Turbidity of the filtrate (FNU) 혼탁도 FNUTurbidity FNU +450+450 405405 400400 388388 364364 393393 402402 415415 +450+450 +450+450

수용성 양이온성 폴리아크릴아미드의 약 4%를 양이온화된 수불용성의 분쇄된 셀룰로오스 입자로 치환한 것은, 탈수된 슬러지의 고체 함량에 있어서의 현격한 증가 및 여과물에서의 혼탁도 및 화학적 산소 요구량에서의 감소를 나타내는 동시에, 이 슬러지의 탈수 속도에서도 뛰어나고 상당한 증가를 나타내었다.Substitution of about 4% of the water soluble cationic polyacrylamide with cationized water insoluble ground cellulose particles resulted in a significant increase in the solids content of the dehydrated sludge and the turbidity and chemical oxygen demand in the filtrate. At the same time, the sludge was dehydrated at an excellent and significant increase.

실시예 34Example 34

일차 슬러지의 탈수Dewatering of Primary Sludge

다음과 같은 차이점을 제외하고는, 상기 실시예 33에서와 동일한 시험 과정을 이 슬러지에 대해 사용하였다.The same test procedure as in Example 33 above was used for this sludge except for the following differences.

사용된 양이온화된 셀룰로오스는 양이온화제로서 poly-DADMAC를 사용한 실시예 7에서 제조된 것이고, 셀룰로오스는 상기 실시예 20에서 서술된 과정에 의해 10분간 분쇄하였다.The cationized cellulose used was prepared in Example 7 using poly-DADMAC as the cationic agent, and the cellulose was ground for 10 minutes by the procedure described in Example 20 above.

본 실험에서 사용된 슬러지는 산업용의 기계적인 폐수 플랜트에서 취한 것으로, 상기 폐수 플랜트에서는 폐수를 보통 퇴적 및 침전시키고, 침전물을 슬러지 농축기에서 농축시킨 다음, 수용성 양이온성 폴리아크릴아미드로 처리한 후에, 밴드 프레스에서 탈수한다.The sludge used in this experiment was taken from an industrial mechanical wastewater plant, in which the wastewater is usually deposited and precipitated, the precipitate is concentrated in a sludge concentrator, and then treated with a water-soluble cationic polyacrylamide, followed by a band Dehydrate in the press.

이러한 플랜트에서 사용되는 표준 생성물은 제품명 Floerger FO 4190으로 알려져 있다. 실험실 시험용으로 사용된 상기 슬러지도 어떠한 응집제가 첨가되기 이전에, 슬러지 농축기와 밴드 프레스 사이의 지점에서 취한 것이다. 이 슬러지의 고체 함량은 2%이었다.The standard product used in such plants is known under the product name Floerger FO 4190. The sludge used for laboratory testing was also taken at the point between the sludge thickener and the band press before any flocculant was added. This sludge had a solids content of 2%.

탈수 시간 동안의 여과물의 중량Weight of filtrate during dehydration time 폴리아크릴아미드와 조합하여 사용된 다양한 레벨의 양이온화된 셀룰로오스로의 생물학적 슬러지의 탈수 - 다양한 시간에서의 여과물의 중량Dewatering of Biological Sludge to Various Levels of Cationic Cellulose Used in Combination with Polyacrylamide—Weight of Filtrate at Various Times 특정한 성분의 백분율로서의 슬러지 탈수시험용 응집제 시스템Coagulant system for sludge dewatering test as a percentage of specific components % 양이온화된 셀룰로오스% Cationized cellulose 00 00 1One 22 44 66 88 1010 5050 100100 % 양이온화된 폴리아크릴아미드% Cationized polyacrylamide 00 100100 9999 9898 9696 9494 9292 9090 5050 00 배수 시간(분)Drainage time (minutes) 슬러지의 탈수로부터의 여과물의 중량(g)Weight (g) of filtrate from dewatering of sludge 0.50.5 88 2121 2222 2323 2525 2626 2525 2121 1818 1212 1.01.0 1212 3737 4040 4242 4343 4444 4141 3131 2424 1717 1.51.5 1414 4949 5252 5555 5757 5858 5252 4242 3030 1919 2.02.0 1515 5454 5656 6060 6464 6767 6060 4949 3535 2121 2.52.5 1818 5757 5858 6363 6767 7272 6363 5454 4040 2323 3.03.0 2020 5959 6060 6666 7272 7676 6969 5959 4646 2424

탈수된 슬러지의 고체 함량Solid content of dehydrated sludge 폴리아크릴아미드와 조합하여 사용된 다양한 레벨의 양이온화된 셀룰로오스로의 생물학적 슬러지의 탈수 - 탈수된 슬러지의 고체 함량Dewatering of Biological Sludge to Various Levels of Cationized Cellulose Used in Combination with Polyacrylamide-Solid Content of Dehydrated Sludge 특정한 성분의 백분율로서의 슬러지 탈수시험용 응집제 시스템Coagulant system for sludge dewatering test as a percentage of specific components % 양이온화된 셀룰로오스% Cationized cellulose 00 00 1One 22 44 66 88 1010 5050 100100 % 양이온화된 폴리아크릴아미드% Cationized polyacrylamide 00 100100 9999 9898 9696 9494 9292 9090 5050 00 탈수된 슬러지의 고체 함량 (%)Solid content of dehydrated sludge (%) ** 32.132.1 33.833.8 34.434.4 37.637.6 42.342.3 38.538.5 35.235.2 27.627.6 23.123.1 주: *로 표시된 시료는 필터가 미세 물질로 막히기 때문에 적절한 시간 동안에 탈수될 수 없었다.Note: Samples marked with * could not be dehydrated in a timely manner because the filter was clogged with fine material.

여과물의 혼탁도 및 CODTurbidity and COD of the filtrate 폴리아크릴아미드와 조합하여 사용된 다양한 레벨의 양이온화된 셀룰로오스로의 생물학적 슬러지의 탈수 - 여과물의 혼탁도 및 CODDehydration of Biological Sludge to Various Levels of Cationic Cellulose Used in Combination with Polyacrylamide-Turbidity and Filtration of Filtrate 특정한 성분의 백분율로서의 슬러지 탈수시험용 응집제 시스템Coagulant system for sludge dewatering test as a percentage of specific components % 양이온화된 셀룰로오스% Cationized cellulose 00 00 1One 22 44 66 88 1010 5050 100100 % 양이온화된 폴리아크릴아미드% Cationized polyacrylamide 00 100100 9999 9898 9696 9494 9292 9090 5050 00 여과물의 화학적 산소 요구량(mg O2/l)Chemical oxygen demand of the filtrate (mg O 2 / l) COD mg O2/lCOD mg O 2 / l 12501250 890890 880880 810810 740740 790790 870870 880880 11201120 11501150 여과물의 혼탁도 (FNU)Turbidity of the filtrate (FNU) 혼탁도 FNUTurbidity FNU +450+450 320320 308308 285285 252252 267267 312312 338338 401401 449449

수용성 양이온성 폴리아크릴아미드의 약 6%를 양이온화된 수불용성의 분쇄된 셀룰로오스 입자로 치환한 것은, 탈수된 슬러지의 고체 함량에 있어서의 현격한 증가 및 여과물에서의 혼탁도 및 화학적 산소 요구량에서의 감소를 나타내는 동시에, 이 슬러지의 탈수 속도에서도 뛰어나고 상당한 증가를 나타내었다.Substitution of about 6% of the water soluble cationic polyacrylamide with cationized water insoluble ground cellulose particles resulted in a significant increase in the solids content of the dehydrated sludge and the turbidity and chemical oxygen demand in the filtrate. At the same time, the sludge was dehydrated at an excellent and significant increase.

실시예 35Example 35

폐수처리에서의 응집제Flocculant in Wastewater Treatment

제지 코팅장치로부터의 세척수는, 바람직하게는, 이러한 세척수가 제지 제조시 재사용될 때 간섭 물질로서의 지속적인 문제를 일으키는 음이온적으로 하전된 라텍스를 종종 함유한다. 통상적으로는, 이러한 세척수를 중화에 의해 응집시켜 제지장치에 희석수로서 재사용하거나 폐수정화 플랜트에 보낼 수 있도록 하는 것이 필요하다.The wash water from the paper coating apparatus preferably contains anionically charged latex, which preferably causes a persistent problem as an interference material when such wash water is reused in papermaking. Typically, it is necessary to agglomerate such wash water by neutralization so that it can be reused as a dilution water in a papermaking machine or sent to a wastewater purification plant.

이러한 목적으로 일반적으로 사용되는 응집제는, 수용성의 고도로 양이온화된 폴리머이거나 다가의 양이온성 금속 이온, 또는 상기 2가지의 조합에 근거하고 있다.Coagulants generally used for this purpose are based on water soluble highly cationic polymers or polyvalent cationic metal ions, or a combination of the two.

본 실시예는, 양이온화된 셀룰로오스가 물로부터 음이온성의 콜로이드성 물질을 제거하는 방법을 나타낸다. 그 결과로서, 종래의 화학물질로의 처리에 의해 이들 성분의 침전 또한 증진된다.This example shows how a cationized cellulose removes anionic colloidal material from water. As a result, the precipitation of these components is also enhanced by treatment with conventional chemicals.

제지 코팅장치로부터의 폐수를 새로 취하였다. μTek PCD-02 적정 시스템으로 적정함으로써, 고도의 음이온성을 갖는 전하를 측정하였다. 혼탁도 및 화학적 산소 요구량 또한 매우 높았다.The wastewater from the paper coating machine was taken fresh. By titration with the μTek PCD-02 titration system, the charge with high anionicity was measured. Turbidity and chemical oxygen demand were also very high.

대조군으로서, 표준의 침전제[염화 폴리알루미늄(PAC)]로 처리한 후 2가지 형태의 수용성 폴리아크릴아미드(음이온성 + 양이온성)로 응집시킨 시료를 사용하였다.As a control, a sample treated with a standard precipitant [polyaluminum chloride (PAC)] and then aggregated into two types of water-soluble polyacrylamide (anionic + cationic) was used.

폴리아크릴아미드의 건조 중 기준으로, 약 10%의 양이온화된 셀룰로오스를 폐수 시료에 첨가하고, 고정된 시간 동안 혼합하였다. 그후, 통상적으로 사용되는 양의 PAC를 가하고, 첨가된 양이온화된 셀룰로오스의 중량(= 표준 양의 90%) 만큼 폴리아크릴아미드의 양을 감소시켰다.On the basis of the drying of the polyacrylamide, about 10% of cationized cellulose was added to the wastewater sample and mixed for a fixed time. Then, the amount of PAC commonly used was added and the amount of polyacrylamide was reduced by the weight of the added cationized cellulose (= 90% of the standard amount).

이와 같이 처리된 폐수를 교정된 눈금 실린더에 부은 다음 1시간 동안 방치하였다.The wastewater thus treated was poured into a calibrated graduated cylinder and left for 1 hour.

그후, 슬러지의 부피를 측정하였다. 더 작은 부피는 더 높은, 따라서 더 바람직한 슬러지 밀도를 나타낸다. 혼탁도와 화학적 산소 요구량도 측정하였다. 이러한 물은 보통 공정수로서 재사용되거나, 폐수정화 플랜트로 보내지기 때문에, 낮은 혼탁도 및 COD가 바람직하다.Thereafter, the volume of the sludge was measured. Lower volumes indicate higher, and therefore more preferred sludge density. Turbidity and chemical oxygen demand were also measured. Since such water is usually reused as process water or sent to a wastewater purification plant, low turbidity and COD are preferred.

침전물의 부피, 혼탁도 및 CODSediment volume, turbidity and COD 제지 코팅장치의 폐수의 응집 및 침전에 대한 양이온화된 셀룰로오스의 적용. 100ml 눈금 실린더 내부의 침전물의 분석Application of Cationized Cellulose to Agglomeration and Sedimentation of Wastewater in Paper Coating Equipment. Analysis of sediment inside 100 ml graduated cylinder 사용된 응집/응고 시스템Coagulation / Coagulation System Used 1hr 후의 침전물의 부피. mlVolume of precipitate after 1 hr. ml 상청액의 혼탁도 FNUTurbidity of the supernatant FNU 상청액의 COD O2/mlCOD O 2 / ml of supernatant 없음none 30(침전물의 열악한 분리)30 (poor separation of sediment) +450+450 16401640 PAC + PAA(양이온성)PAC + PAA (cationic) 1212 4444 260260 PAC + PAA(음이온성)PAC + PAA (anionic) 1414 3636 290290 양이온성 셀룰로오스 + PAC + PAA (양이온성)Cationic cellulose + PAC + PAA (cationic) 1010 3535 230230 양이온성 셀룰로오스 + PAC + PAA (음이온성)Cationic Cellulose + PAC + PAA (Anionic) 1010 3333 220220

놀라웁게도, 표준 시스템으로 얻어진 레벨에 비해, 양이온화된 셀룰로오스로의 폐수의 사전 처리는 명백하게 침전과 혼탁도 및 COD를 향상시킨다. 이와 같은 바람직한 결과는 양이온성 및 음이온성 PAA와의 조합에서도 검출되었다.Surprisingly, compared to the levels obtained with standard systems, pretreatment of wastewater with cationized cellulose clearly improves precipitation and turbidity and COD. This preferred result was also detected in combination with cationic and anionic PAA.

실시예 36Example 36

제지 제조Paper manufacturing

상기 실시예 6으로부터의 양이온화된 셀룰로오스를 실시예 20에서와 같이 10분간 분쇄하고 3% 현탁액으로 희석하였다. 이 생성물을 실험실적 시험장치에서 제지 보유 시스템용으로 대체 성분 또는 부가 성분으로서 사용함으로써, 제지제조공정에 대해 다양한 개선 사항을 생성하였다.Cationized cellulose from Example 6 above was ground for 10 minutes and diluted with 3% suspension as in Example 20. By using this product as an alternative or additional component for paper holding systems in laboratory test equipment, various improvements have been made to the papermaking process.

보유/고정Retention / Fix

브리트-자아 배수 시험기를 사용하였다.Britt-ego drainage tester was used.

1 부) 목질이 없는 미세한 제지 원료에의 응용Part 1) Application to fine paper stock without wood

본 실시예의 제 1부에서는. 목질없는 분쇄된 짧고 긴 화이버와 천연의 탄산 칼슘 충전제의 혼합물로부터 합성 제지원료를 제조하였다. 이와 같은 농도가 진한 원료를 희석하고, 염을 가하여 전도도를 조정한 다음, pH를 중성으로 조절하였다. 상기 원료는 여과하였을 때, 용해되거나 콜로이드적으로 용해된 물질(음이온성 쓰레기) 때문에 음 전하를 지니고 있다.In the first part of this embodiment. Synthetic adjuvant was prepared from a mixture of pulverized short, long fibers and natural calcium carbonate filler. This thick raw material was diluted, the conductivity was adjusted by adding salt, and then the pH was adjusted to neutral. The raw materials have a negative charge when filtered, due to dissolved or colloidally dissolved material (anionic waste).

이러한 음 전하를 입자 전하 검출기에서 표준화된 양이온성 폴리머(0.001N 폴리에틸렌 이민)에 대해 여과액의 분액을 적정하거나, 종말점 지시약으로서 오르토-톨루이딘 블루와 같은 적당한 색상 지시약을 사용함으로써 양이온 요구 및 결과치로서 측정하였다.These negative charges are measured as cation requirements and results by titrating aliquots of the filtrate against standardized cationic polymer (0.001N polyethylene imine) in a particle charge detector, or by using a suitable color indicator such as ortho-toluidine blue as the endpoint indicator. It was.

다양한 보유 시스템을 사용하고, 이 시스템의 개별적인 성분을 상기한 양이온화된 셀룰로오스로 치환함으로써 일련의 배수 시험을 수행하였다. 이러한 배수 시험은 브리트-자아 교반기를 동작하면서 수행하였다.A series of drainage tests were performed using various retention systems and replacing the individual components of this system with the above cationic cellulose. This drainage test was performed while operating a brit-ego stirrer.

상기 보유 시스템의 일부로서 양이온화된 셀룰로오스를 사용한 시험에서, 2번째 성분인 수용성 폴리머 이전에 이러한 성분을 가하였다. 2번째 성분은 탈수 과정의 개시 바로 이전에만 가하였다.In tests using cationized cellulose as part of the retention system, this component was added before the second component, the water soluble polymer. The second component was added just before the start of the dehydration process.

상기 브리트-자아 여과물(A)을 사전에 중량을 잰 재가 없는 필터 용지를 통해 여과시켜 2번째 여과물(B)을 제공하면서 고체 함량에 대해 실험하였다. 충전제 보유량을 결정하기 위해 상기 필터 용지를 재로 만들었다. 상기 2번째 여과물을 상기한 바와 같이, 화학적 산소 요구량(COD), 혼탁도 및 잔류 음 전하 또는 양이온 요구량에 대해 실험하였다.The brit-ego filtrate (A) was filtered through pre-weighed ash free filter paper to test for solids content giving a second filtrate (B). The filter paper was ashed to determine filler retention. The second filtrate was tested for chemical oxygen demand (COD), turbidity and residual negative charge or cation demand as described above.

일련의 이 실험 결과를 하기 표 8에 나타내었다.A series of these experimental results are shown in Table 8 below.

수용성 폴리머와 혼합된 양이온화된 셀룰로오스의 총 보유량, 충전제 보유량 등에 미치는 영향. 브리트-자아 시험 - 목질없는 미세한 제지원료, 탄산염 충전제, 중성 조건Effect on total retention, filler retention, etc. of cationized cellulose mixed with a water soluble polymer. Brit-Ego Trials-Woody Fine Support, Carbonate Filler, Neutral Conditions 브리트-자아 여과물Britt-Ego Filtrate 여과 후의 브리트-자아 여과물Brittle-ego filtrate after filtration 총 고체 g/lTotal solid g / l 충전제 양 g/lFiller amount g / l 혼탁도FNUTurbidity FNU CSBmg O2/lCSBmg O 2 / l 양이온 요구량mg PSK/lCationic Requirementsmg PSK / l 보유 촉진제 시스템Retention promoter system FNUFNU mg O2/lmg O 2 / l mg PEI/lmg PEI / l 보유 촉진제 없음(블랭크)No retention promoter (blank) 2.032.03 1.141.14 445445 10601060 4949 0.6% 양이온성 폴리아크릴아미드0.6% Cationic Polyacrylamide 1.711.71 1.171.17 294294 810810 9.69.6 0.3% 양이온성 폴리아크릴아미드 +1.0% 벤토나이트0.3% Cationic Polyacrylamide + 1.0% Bentonite 1.591.59 1.221.22 432432 790790 1818 0.3% 양이온화된 셀룰로오스 +0.3% 양이온화된 폴리아크릴아미드0.3% cationized cellulose + 0.3% cationized polyacrylamide 1.341.34 0.950.95 297297 770770 8.78.7

2 부) 쇄목(碎木) 펄프/탈잉크 함유 제지원료에의 응용Part 2) Application to Refining Fees Containing Lumber Pulp / De-Ink

제 2부의 실험에서는, 제지 원료를 제지기계의 혼합용기로부터 직접적으로 농도가 진한 원료로서 취하였다. 이러한 원료는 충전제로서 도자기 점토와 함께 쇄목 펄프, 탈잉크 펄프 및 소량의 펄프 섬유를 함유하고 있는데, 1% 농도로 희석하였다.In the experiment of Part 2, the paper stock was taken as a thick stock directly from the mixing vessel of the paper machine. This raw material contains crushed wood pulp, deinked pulp and a small amount of pulp fibers together with porcelain clay as filler, which was diluted to a concentration of 1%.

이 원료에 대해 상기한 것과 동일한 시험과정을 수행하였다. 이때, 브리트-자아 배수 시험을 위한 표준 보유 조제로서 수용성 폴리에틸렌 이민을 사용하였다. 마찬가지로 관련된 제지 장치에 대한 표준 보유 조제인 상기한 폴리에틸렌 이민을 양이온화된 셀룰로오스로 일부 치환하였다.The same test procedure as described above was conducted for this raw material. At this time, water-soluble polyethylene imine was used as the standard retention aid for the brit-ego drainage test. Similarly, the polyethylene imine described above, which is a standard retention aid for the related papermaking apparatus, was partially substituted with cationized cellulose.

일련의 이러한 실험 결과를 하기 표 9에 나타내었다.The results of a series of these experiments are shown in Table 9 below.

수용성 폴리머와 혼합된 양이온화된 셀룰로오스의 총 보유량, 충전제 보유량 등에 미치는 영향. 브리트-자아 시험 - 쇄목펄프/탈잉크 펄프/목질없는 혼합 원료, 점토 충전제, 유사 중성 조건Effect on total retention, filler retention, etc. of cationized cellulose mixed with a water soluble polymer. Brittle-Ego Test-groundwood pulp / deink pulp / woody blended raw materials, clay fillers, pseudo-neutral conditions 브리트-자아 여과물Britt-Ego Filtrate 여과 후의 브리트-자아 여과물Brittle-ego filtrate after filtration 총 고체 g/lTotal solid g / l 충전제 양 g/lFiller amount g / l 혼탁도FNUTurbidity FNU CSBmg O2/lCSBmg O 2 / l 양이온 요구량mg PSK/lCationic Requirementsmg PSK / l 보유 촉진제 시스템Retention promoter system FNUFNU mg O2/lmg O 2 / l mg PEI/lmg PEI / l 보유 촉진제 없음(블랭크)No retention promoter (blank) 8.88.8 6.26.2 237237 345345 4141 0.6% 폴리에틸렌 이민0.6% polyethylene imine 7.17.1 5.35.3 128128 242242 2525 0.3% 양이온화된 셀룰로오스 +0.3% 폴리에틸렌 이민0.3% cationized cellulose + 0.3% polyethylene imine 6.66.6 5.05.0 9494 226226 2121

수용성 양이온성 폴리머(상기 실시예 1에서와 같은 폴리아크릴아미드 또는 실시예 2에서와 같은 폴리에틸렌 이민)의 일부를 양이온화된 수불용성의 분쇄된 셀룰로오스 입자로 대체한 결과, 충전제를 포함한 미세 물질의 보유에서 의외의 상당한 증가를 나타냈으며, 2번째 여과물에서 저감된 혼탁도, 감소된 화학적 산소 요구량 및 음이온성과, 이에 따라 용해되고 콜로이드적으로 용해된 음이온성 쓰레기의 현격한 감소를 나타내었다. 이러한 개선점은 제지 제조공정에 있어서 당연히 매우 중요한 의미를 갖는다.Retention of fine materials, including fillers, as a result of the replacement of a portion of the water soluble cationic polymer (polyacrylamide as in Example 1 or polyethylene imine as in Example 2) with cationized water insoluble ground cellulose particles A significant increase in was observed in the second filtrate, with reduced turbidity, reduced chemical oxygen demand and anionicity, and thus a marked reduction in dissolved and colloidally dissolved anionic waste. This improvement has, of course, a very important meaning in the paper manufacturing process.

탈수dehydration

3 부) 제지원료(목질없는 미세한 용지)에의 응용Part 3) Application to papermaking fee (woody fine paper)

2번째 실험에서, 제지원료의 함수로서 원료의 배출 속도를 직접적으로 측정할 수 있도록 상기 브리트-자아에 더 큰 직경의 배출구를 장착하였으며, 조제를 사용하고, 체를 사용하였다. 이와 같이 변형된 브리트-자아 과정 중에, 여과액을 전자 저울 위에 놓인 용이 내부에서 수집하였다. 상기 저울은, 시간에 대한 여과물 중량의 탈수 곡선을 기록할 수 있도록, 설정된 시간 간격에 등록된 중량에 대한 신호를 컴퓨터로 전송하도록 프로그램되었다.In the second experiment, a larger diameter outlet was fitted to the brit-self so that the discharge rate of the raw material could be directly measured as a function of the feedstock, preparations were used and sieves. During this modified Britt-Ego process, the filtrate was collected internally on a dragon placed on an electronic balance. The balance was programmed to transmit a signal to the computer for the weight registered at a set time interval so that the dehydration curve of the filtrate weight over time can be recorded.

이들 시험 결과를 하기 표 10에 나타내었다. 보유/탈수 시스템의 백분율은 제지 원료의 건조 중량에 대한 보유 조제의 건조 중량을 나타낸다.The results of these tests are shown in Table 10 below. The percentage of retention / dehydration system represents the dry weight of the retention aid relative to the dry weight of the paper stock.

목질이 없는, 탄산염이 충전된, 중성 조건의 제지 원료의 탈수Dehydration of Neutral Paper-making Papers Filled with Carbonate without Carbonate 일정한 부피에 도달할 때까지 측정된 시간, secTime measured until a constant volume is reached, sec 50ml50 ml 100ml100 ml 150ml150 ml 200ml200 ml 보유/탈수 시스템Retention / Dewatering System 탈수시간 (초)Dehydration time (seconds) 보유 시스템 없음No retention system 4747 125125 235235 312312 0.06% 양이온화된 폴리아크릴아미드(PAA)0.06% cationized polyacrylamide (PAA) 1313 3838 8787 141141 0.03% 양이온화된 셀룰로오스 +0.03% 양이온화된 PAA0.03% cationized cellulose + 0.03% cationized PAA 99 2222 5252 117117

통상적으로 사용되는 수용성의 양이온화된 폴리머(이 경우에는 폴리아크릴아미드)의 일부를 수불용성의 양이온화되고 분쇄된 셀룰로오스 입자로 치환한 결과, 이와 같은 제지 원료에 대한 탈수 속도에 있어서 의외의 현격한 증가를 나타내었다. 이는 제지 장치에 적용할 경우, 속도, 따라서 제지 생산을 증가시킬 수 있다는 것을 의미한다.As a result of replacing some of the commonly used water-soluble cationized polymers (in this case polyacrylamides) with water-insoluble cationized and pulverized cellulose particles, there is a surprisingly significant difference in the dehydration rate for these paper stocks. An increase was shown. This means that, when applied to a paper machine, it can increase the speed and thus the paper production.

실시예 37Example 37

상기 실시예 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 25 및 31로부터의 양이온화된 셀룰로오스를 제지제조공정에서의 수용성 폴리머 보유 시스템의 일부 대체물로서 사용하였으며, 결과들을 서로 비교하였다. 대조군으로서, 폴리머 단독 및 블랭크를 사용하였으며, 상기 실시예 7의 과정을 사용하지만 어떠한 양이온화제도 첨가하지 않고 제조된 셀룰로오스도 포함시켰다.Cationized cellulose from Examples 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 25 and 31 is a water-soluble polymer retention system in the papermaking process. Was used as some substitute for and the results were compared with each other. As a control, polymer alone and blanks were used, including cellulose prepared using the procedure of Example 7 but without adding any cationic agent.

각각의 생성물을 실시예 20의 분쇄 과정에 의해 10분간 분쇄하였으며, 3% 슬러지로서 사용하였다.Each product was ground for 10 minutes by the grinding process of Example 20 and used as 3% sludge.

실험방법은 상기 실시예 36의 1부와 동일한 방법을 사용하였다. 각각의 생성물을 0.2%의 수용성 폴리아크릴아미드를 보유 조제 시스템으로 사용하면서 0.4%의 양이온화된 셀룰로오스 표준 농도로 가하였다. 또한, 제지 원료는 상기 실시예 36, 1부에서와 동일하였다.Experimental method was used in the same manner as in part 1 of Example 36. Each product was added at a standard concentration of 0.4% cationized cellulose with 0.2% water soluble polyacrylamide as the retention aid system. In addition, the papermaking raw material was the same as in Example 36, 1 part.

결과를 하기 표 11에 나타내었다.The results are shown in Table 11 below.

브리트-자아 - 다양한 양이온화된 셀룰로오스 생성물의 비교.보유력은 브리트-자아의 여과물 내부의 고체량으로서 표시된다.Brit-ego-Comparison of various cationized cellulose products. The retention capacity is expressed as the amount of solids inside the filtrate of the brit-ego. 사용된 양이온화된 셀룰로오스 생성물 - 실시예 번호Cationized Cellulose Product Used-Example Number 브리트-자아 여과물 내부의 총 고체량g/lTotal amount of solids in the brit-ego filtrate g / l 아무것도 사용되지 않음(블랭크)Nothing used (blank) 4.424.42 양이온화되지 않은 셀룰로오스Uncationic cellulose 4.354.35 100% 폴리머 - 양이온화된 셀룰로오스 없음100% polymer-no cationized cellulose 3.013.01 66 2.422.42 77 2.722.72 88 2.662.66 99 3.003.00 1010 3.213.21 1111 2.562.56 1212 2.902.90 1313 2.872.87 1414 2.582.58 1515 2.772.77 1616 2.942.94 1717 2.802.80 1919 2.912.91 2525 2.702.70 3131 2.872.87

이와 같은 브리트-자아 실험에 있어서, 보유량은 폴리머 단독에 비해 양이온화된 셀룰로오스를 사용한 경우가 항상 더 높았다. 이러한 효과는 양이온화되지 않은 셀룰로오스를 사용한 경우에는 검출되지 않았다.In this brit-ego experiment, the retention was always higher with cationized cellulose compared to the polymer alone. This effect was not detected when cellulose was not cationized.

실시예 38Example 38

본 실시예는, 종래의 보유 시스템의 일부를 양이온화된 셀룰로오스로 대체함으로써, 중가된 충전제 함량을 지니면서 제지 시이트의 강도를 유지 또는 증진시킬 수 있다는 것을 나타낸다. 이것은 증가된 충전제 양은 일반적으로 제지의 강도를 감소시키기 때문에 매우 중요한 의미를 갖는다.This example shows that by replacing part of the conventional retention system with cationized cellulose, it is possible to maintain or enhance the strength of the paper sheet while having a weighted filler content. This is very important because the increased amount of filler generally reduces the strength of the paper.

실험실용 시이트 생성기를 사용하여 제지 시이트를 제조하였다. 사용된 제지 원료는 상기 실시예 36의 1부에서 사용된 것, 즉 탄산 칼슘 충전제를 함유하는 목질없는 짧고 긴 섬유의 혼합물과 근본적으로 유사하다.Paper sheets were prepared using a laboratory sheet generator. The paper stock used was essentially similar to that used in part 1 of Example 36 above, ie a mixture of short, long fibers without wood containing calcium carbonate filler.

상기 양이온화된 셀룰로오스는, 양이온화제로서 poly-DADMAC를 갖고 상기 실시예 20에서 서술된 것과 같은 10분간의 분쇄를 거친 상기 실시예 7로부터의 그것과 동일하다.The cationized cellulose is the same as that from Example 7, which had a poly-DADMAC as the cationic agent and was subjected to a 10 minute grinding as described in Example 20 above.

일련의 제지 시이트를 다양한 보유 시스템을 사용하여 제조하였으며, 이들 보유 조제의 일부를 상기한 바와 같이 양이온화된 셀룰로오스로 교체하였다.A series of paper sheets were prepared using various retention systems, and some of these retention aids were replaced with cationized cellulose as described above.

실험실용 시이트 생성기로 제조된 제지의 특성Characteristics of Paper Made with a Lab Sheet Generator 목질없는, 탄산염 충전된 제지원료. 중성 조건Woodless, carbonate-filled refill. Neutral condition 보유 시스템Holding system 제지의그램수g/㎡Grams of papermaking g / ㎡ 충전제의 양%Volume of filler% 대기에 대한 다공성ml/minPorosity ml / min 파괴길이kmDestruction length km 없음none 65.165.1 2.22.2 22802280 5.95.9 0.2% 양이온화된 PAA +1.5% 벤토나이트0.2% cationized PAA + 1.5% bentonite 66.566.5 13.113.1 27102710 4.44.4 0.6% 양이온화된 PAA0.6% cationized PAA 67.467.4 13.913.9 28502850 4.34.3 0.4% 양이온화된 셀룰로오스 (실시예 7) + 0.2% 양이온화된 PAA0.4% cationized cellulose (Example 7) + 0.2% cationized PAA 67.067.0 15.415.4 29802980 4.44.4

실시예 39Example 39

제지제조공정에서의 음이온성 쓰레기용 정착제Fixing Agent for Anionic Waste in Papermaking Process

쇄목 펄프의 제지용 섬유 원료의 시료를 음이온성 쓰레기를 고정하도록 처리하기 위해, 상기 실시예 20에서 기술된 바와 같이 10분간 분쇄된 상기 실시예 14의 생성물을 사용하였다.In order to treat a sample of papermaking fiber stock of groundwood pulp to fix anionic waste, the product of Example 14 ground for 10 minutes was used as described in Example 20 above.

제지 기계에 대해 들어오는 섬유 흐름으로부터 직접 약 4%의 제지원료로서 취한, 이 제지 원료는 제지제조공정, 특히 보유 시스템과 간섭하는 리그닌에 근거한 용해가능하며 콜로이드적으로 용해가능한 물질과 같은 상대적으로 높은 레벨의 음이온성 쓰레기를 함유하고 있다.Taken as about 4% of the papermaking aid directly from the incoming fiber flow to the papermaking machine, this papermaking material has a relatively high level of soluble and colloidally soluble material based on lignin which interferes with the papermaking process, especially the holding system. Contains anionic waste.

쓰레기 포착기로서의 양이온화된 셀룰로오스의 효율을 무기질의 양이온성 정착제(Ekokemi사의 염화 폴리알루미늄) 및 유기질의 수용성 양이온성 폴리머(BASF사의 Catiofast SL)과 비교하였다.The efficiency of the cationized cellulose as a waste trapper was compared with an inorganic cationic fixative (polyaluminum chloride from Ekokemi) and an organic water soluble cationic polymer (Catiofast SL from BASF).

또한, 종래의 정착제의 과잉투여는 제지장치의 물 순환로의 과잉 양이온화를 유발하고, 이에 따라 보유력에 악영향을 미칠 수 있다는 것을 알 수 있었다.In addition, it has been found that the overdose of the conventional fixing agent causes excessive cationization of the water circuit of the papermaking apparatus, and thus may adversely affect the holding force.

양이온화된 셀룰로오스를 500ml의 쇄목 펄프 제지원료에 첨가하여, 5분간 혼합하였다. 그후, 이와 같이 처리된 쇄목 펄프의 제지원료를 진공 중에서 Schleichern Schull 589 흑색 리본 필터를 통해 여과하였으며, 여과물에 대해 혼탁도, 화학적 산소 요구량 및 양이온 요구량을 실험하였다.Cationic cellulose was added to 500 ml of groundwood pulp support material and mixed for 5 minutes. Subsequently, the backfill of the treated wood pulp was filtered through a Schleichern Schull 589 black ribbon filter in vacuo, and the turbidity, chemical oxygen demand, and cation demand were tested for the filtrate.

입자 하전 검출기에서 표준화된 양이온성 폴리머(0.001N 폴리에틸렌 이민)에 대해 여과물의 분액을 적정하거나, 종말점 지시약으로서 오르토-톨루이딘 블루와 같은 적절한 염료를 사용함으로써, 이와 같은 음이온 전하를 양이온 요구량 및 결과로서 측정하였다. 과잉 양이온화된 여과물에 대해서는, 표준화된 음이온성 폴리머 용액(0.001N Na-PES)을 사용하였다.These anion charges are measured as cation requirements and results by titrating aliquots of the filtrate against standardized cationic polymer (0.001N polyethylene imine) in the particle charge detector, or by using an appropriate dye such as ortho-toluidine blue as the endpoint indicator. It was. For excess cationized filtrate, standardized anionic polymer solution (0.001 N Na-PES) was used.

이들 제 1 실험으로부터, 쇄목 펄프 제지원료의 양이온 요구량을 사용된 정착제에 따라 산출한 다음, 필요한 특정량의 2배를 첨가하였다. 여과물에 대한 과잉 양이온화의 정도를 적정에 의해 계산하였으며,음의양이온 요구량으로서 하기 표에 나타내었다.From these first experiments, the cation demand of the groundwood pulp feedstock was calculated according to the fixer used, and then twice the specific amount required. The degree of excess cationization for the filtrate was calculated by titration and is shown in the table below as a negative cation demand.

목질의 제지원료에서의 음이온성 쓰레기 정착Anionic Garbage Settled in Wood Support 정착제Fixative 고체에의첨가%dry/dryAddition to solids% dry / dry 여과물의 혼탁도FNUTurbidity of the filtrate 여과물의 CODmg O2/lCODmg O 2 / l of filtrate 여과물의 양이온 요구량mg PSK/lCation demand of the filtrate mg PSK / l 블랭크 - 없음Blank-None 00 268268 328328 57.557.5 염화 폴리알루미늄(PAC)Polyaluminum Chloride (PAC) 0.3%0.3% 220220 312312 49.749.7 PAC - 과잉 투여 (2x 중성)PAC-Overdose (2x Neutral) 3.5%3.5% 262262 326326 -18.8-18.8 Catiofast SL(유기 폴리머)Catiofast SL (organic polymer) 0.05%0.05% 165165 302302 40.240.2 C. SL - 과잉 투여 (2x 중성)C. SL-overdose (2x neutral) 0.33%0.33% 191191 366366 -27.5-27.5 양이온화된 셀룰로오스Cationized cellulose 0.1%0.1% 171171 305305 47.947.9 양이온화된 셀룰로오스 - 과잉 투여 (2x 중성)Cationized Cellulose-Overdose (2x Neutral) 1.2%1.2% 167167 278278 1.31.3

상기 실시예 14로부터의 양이온화된 셀룰로오스는 종래의 정착제에 비해 음이온성 쓰레기를 정착하는대 뛰어난 능력을 나타낼 뿐 아니라, 그 자체의 수불용성 특성 때문에, 수용성 생성물의 첨가가 발생하였을 때 여과물의 과잉 양이온화를 일어나지 않게 한다는 이점을 갖는다.The cationized cellulose from Example 14 exhibits not only an excellent ability to fix anionic waste compared to conventional fixatives, but also due to its water insoluble properties, excess cations in the filtrate when addition of water soluble products occurs It has the advantage of not causing anger.

실시예 40Example 40

양이온성 셀룰로오스 실의 염색 거동Dyeing Behavior of Cationic Cellulose Thread

5g/l의 오렌지 II의 농도를 갖는 염색조 내에서, 실시예 6의 본 발명에 따른 양이온화된 셀룰로오스 또는 선택적으로 크산토겐산염 공정으로부터의 양이온화되지 않은 셀룰로오스를 염색하였다. 3 dtex를 갖는 실로 잣은 실을 사용하였다. 염색조 비율은 1:6이었다. 염색은 실온에서 30분간 실시하였다. 소모된 염색조를 제거한 후에, 탈염수로 재세척하고, 건조를 수행하였다.In a dye bath with a concentration of Orange II of 5 g / l, the cationic cellulose according to the invention of Example 6 or optionally uncationic cellulose from the xanthogenate process was stained. Pine nuts were used as the yarn with 3 dtex. The dye bath ratio was 1: 6. Staining was carried out at room temperature for 30 minutes. After removing the spent dye bath, it was washed again with demineralized water and drying was performed.

측정 결과:Measurement result:

소모된 염색조의 흡광도 백색도 ISOAbsorbance of the spent dye bath Whiteness ISO

1:100 dil. L A B1: 100 dil. L A B

블랭크값 0.3Blank value 0.3

비양이온화된 1.732 15.40 71.96 +38.97 +42.73Uncationic 1.732 15.40 71.96 +38.97 +42.73

셀룰로오스cellulose

양이온화된 0.461 1.38 37.74 +51.23 +44.58Cationized 0.461 1.38 37.74 +51.23 +44.58

셀룰로오스cellulose

백색도/색상 위치 측정에 대해서는 Elrepho 2000을 사용.Elrepho 2000 is used for whiteness / color position measurements.

시료의 조제:Preparation of Samples:

건조된 실을 30mm 폭의 판지 스트립에 가능한한 균일하게 감았다. 판지 표면을 통해 측정치의 어떠한 변화도 발생하지 않도록 권선 두께가 커야만 한다.The dried yarn was wound as evenly as possible on a 30 mm wide cardboard strip. The winding thickness must be large so that no change of measurement occurs through the cardboard surface.

시료의 세척 중에 양이온화된 셀룰로오스로 이루어진 섬유상 물질은 양이온화되지 않은 품질에 비해 휠씬 더 높은 색상의 평탄도를 갖고 있는 것으로 판명되었다.The fibrous material consisting of cationized cellulose during the cleaning of the samples was found to have a much higher color flatness compared to the uncationic quality.

Claims (41)

양이온기를 갖는 셀룰로오스 입자에 있어서,In the cellulose particle which has a cationic group, 상기 양이온기가 상기 입자의 내부에도 존재하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 입자.A cellulose particle, wherein the cationic group is also present inside the particle. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 양이온기의 적어도 10%, 바람직하게는 적어도 50%가 상기 입자의 내부에 존재하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 입자.At least 10%, preferably at least 50% of the cationic groups are present in the interior of the particles. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 셀룰로오스 내부에 있는 상기 양이온기는 고정된 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 입자.The cation group inside the cellulose is fixed, characterized in that the cellulose particles. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any of the preceding claims, 상기 양이온기는 상기 셀룰로오스에 공유 결합된 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 입자.The cation group is a cellulose particle, characterized in that covalently bonded to the cellulose. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any of the preceding claims, 상기 입자 내부의 양이온기의 농도는 일정하거나 외부에서 내부로 증가하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 입자.Cellulose particles, characterized in that the concentration of the cation group inside the particle is constant or increases from the outside to the inside. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any of the preceding claims, 셀룰로오스의 100개의 무수글루코오스 단위당 적어도 하나의 양이온기가 존재하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 입자.At least one cationic group per 100 anhydroglucose units of cellulose. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any of the preceding claims, 상기 셀룰로오스 입자는 0.001 내지 10mm, 특히 0.1 내지 1mm의 평균 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 입자.The cellulose particles are characterized in that they have an average particle diameter of 0.001 to 10 mm, in particular 0.1 to 1 mm. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any of the preceding claims, 상기 셀룰로오스 입자는 수용성 폴리머와의 조합으로 존재하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 입자.The cellulose particles are present in combination with the water-soluble polymer. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 셀룰로오스 입자는 수용성 및 양이온성 폴리머와의 조합으로 존재하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 입자.The cellulose particles are present in combination with a water soluble and cationic polymer. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,The method according to claim 8 or 9, 상기 셀룰로오스 입자는 폴리아크릴아미드와의 조합으로 존재하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 입자.The cellulose particles are present in combination with polyacrylamide. 셀룰로오스를 양이온화제 반응시키는 것을 특징으로 하는, 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 기재된 셀룰로오스 입자의 제조방법.A method for producing the cellulose particles according to any one of the preceding claims, wherein the cellulose is subjected to a cationic agent reaction. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 사용된 셀룰로오스 출발물질은, 비치환된 펄프, 셀룰로오스 에스터 또는 에테르, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스 및 황산 셀룰로오스, 초산 셀룰로오스, 키토산 또는 알칼리 셀룰로오스인 것을 특징으로 하는 방법.The cellulose starting material used is an unsubstituted pulp, cellulose ester or ether, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose and sulfated cellulose, cellulose acetate, chitosan or alkali cellulose. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,The method according to claim 11 or 12, 상기 반응은 고체 반응으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.The reaction is carried out as a solid reaction. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 11 to 13, 상기 셀룰로오스는 양이온화제와의 반응을 위해 혼합된 알칼리 셀룰로오스인 것을 특징으로 하는 방법.Wherein said cellulose is an alkali cellulose mixed for reaction with a cationic agent. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,The method according to claim 11 or 12, 용해된 셀룰로오스를 양이온화제와 혼합하고, 양이온화되고 용해된 셀룰로오스를 셀룰로오스 입자로 침전시키는 것을 특징으로 하는 방법.Dissolving the cellulose with the cationic agent and precipitating the cationic and dissolved cellulose into the cellulose particles. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 11 to 15, 셀룰로오스에 대해 사용된 용매는, N-메틸모폴린-N-옥사이드, 염화 리튬 디메틸아세트아미드이고, 수용성 셀룰로오스 유도체의 경우에는, 물인 것을 특징으로 하는 방법.The solvent used for cellulose is N-methylmorpholine-N-oxide, lithium chloride dimethylacetamide, and in the case of a water-soluble cellulose derivative, it is water. 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 11 to 16, 사용된 양이온화제는, 알루미늄 염, 양이온성 고분자전해질 또는 반응성 단량체인 것을 특징으로 하는 방법.The cationic agent used is an aluminum salt, cationic polyelectrolyte or reactive monomer. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 셀룰로오스에 대한 알루미늄 염 또는 양이온성 고분자전해질의 중량비는 0.03:1 내지 1:1인 것을 특징으로 하는 방법.The weight ratio of the aluminum salt or cationic polyelectrolyte with respect to the cellulose is 0.03: 1 to 1: 1. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 반응성 단량체는, 치환도가 0.2보다 크지 않도록 하는 비율로 셀룰로오스와 반응하는 것을 특징으로 하는 방법.Wherein said reactive monomer reacts with cellulose at a rate such that the degree of substitution is no greater than 0.2. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 사용된 알루미늄 염은 염화 폴리알루미늄 또는 알칼리 알루미늄산 염인 것을 특징으로 하는 방법.The aluminum salt used is a polyaluminum chloride or an alkali aluminum acid salt. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 사용된 양이온성 고분자 전해질은, 염화 폴리디알킬디알릴암모늄, 디시안디아미드, 디시안디아미드 축합물, 폴리아민 또는 이오넨인 것을 특징으로하는 방법.The cationic polymer electrolyte used is polydialkyldiallylammonium chloride, dicyandiamide, dicyandiamide condensate, polyamine or ionene. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 사용된 반응성 단량체는, 그 각각이 셀룰로오스의 OH기와 반응하는 적어도 하나의 잔여기를 갖는 1차 아민, 2차 아민 또는 3차 아민 또는 4차 암모늄 염인 것을 특징으로 하는 방법.The reactive monomer used is characterized in that each is a primary amine, secondary amine or tertiary amine or quaternary ammonium salt having at least one residual group which reacts with the OH group of cellulose. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 반응성 잔여기는 할로겐, 에폭시기 또는 이미노기인 것을 특징으로 하는 방법.And wherein said reactive residual group is a halogen, epoxy group or imino group. 제 23 항에 있어서,The method of claim 23, 상기 반응성 단량체는, 2-클로로에탄 트리메틸암모늄 염 또는 프로폭시트리메틸암모늄 염 또는 그것의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.The reactive monomer is a 2-chloroethane trimethylammonium salt or propoxytrimethylammonium salt or a mixture thereof. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 양이온화제와 혼합될 때 상기 용해된 셀룰로오스는 10wt%보다 크지 않은 농도, 바람직하게는 0.5내지 4wt%의 농도로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.When dissolved with the cationic agent, the dissolved cellulose is present at a concentration no greater than 10 wt%, preferably at a concentration of 0.5-4 wt%. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 용해된 양이온성 셀룰로오스는 침전조 내에서 재생되는 것을 특징으로 하는 방법.Wherein said dissolved cationic cellulose is regenerated in a precipitation bath. 청구범위 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 셀룰로오스 입자의 제지제조용으로서의 용도.Use of the cellulose particle of any one of Claims 1-10 as a papermaking manufacture. 제지제조 과정 중에 물 순환로 내에 존재하는 제지 내부의 간섭 물질을 정착시키기 위한 수단으로서의 제 27 항 기재의 셀룰로오스 입자의 용도.Use of the cellulose particles according to claim 27 as a means for fixing interfering substances in papermaking present in the water circuit during the papermaking process. 제지제조 과정 중에 제지 내부의 미세 물질을 보유하기 위한 수단으로서의 제 27 항 기재의 셀룰로오스 입자의 용도.Use of the cellulose particles of claim 27 as a means for retaining fine material within the paper during the papermaking process. 제지제조 과정 중에 제지의 강도 증진용으로서의 제 27 항 기재의 셀룰로오스 입자의 용도.Use of the cellulose particles according to claim 27 for enhancing the strength of paper during the paper making process. 제지 원료 톤당 0.1 내지 10kg의 셀룰로오스 입자(절대건조 무게 기준)가 사용되는 것을 조건으로 하는 제 27 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항 기재의 용도.Use according to any one of claims 27 to 30, provided that 0.1 to 10 kg of cellulose particles (absolute dry weight basis) are used per ton of paper stock. 청구범위 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 셀룰로오스 입자의 응집제로서의 용도.Use as a flocculant of the cellulose particle of any one of Claims 1-10. 폐수 정화용 응집제로서의 제 32 항 기재의 용도.Use according to claim 32 as a flocculant for wastewater purification. 셀룰로오스 입자를 수용성 폴리머와 조합하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 청구범위 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 셀룰로오스 입자의 용도.Use of the cellulose particle of any one of Claims 1-10 characterized by using a cellulose particle in combination with a water-soluble polymer. 제 34 항에 있어서,The method of claim 34, wherein 셀룰로오스 입자를 수용성 및 양이온성 폴리머와 조합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 입자의 용도.Use of cellulose particles, characterized in that the cellulose particles are used in combination with a water soluble and cationic polymer. 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서,The method of claim 34 or 35, 셀룰로오스 입자를 폴리아크릴아미드와 조합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 입자의 용도.Use of cellulose particles characterized by using cellulose particles in combination with polyacrylamide. 제 34 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 34 to 36, 상기 셀룰로오스 입자를 수용성 폴리머 기준으로 셀룰로오스 입자의 1 내지 10wt%, 특히 3 내지 5wt%의 양으로 수용성 폴리머와 조합하여 슬러지 건조에 사용하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 입자의 용도.The cellulose particles are used for sludge drying in combination with the water soluble polymer in an amount of 1 to 10 wt%, especially 3 to 5 wt%, based on the water soluble polymer. 제 34 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 34 to 36, 상기 셀룰로오스 입자를 수용성 폴리머 기준으로 셀룰로오스 입자의 40 내지 60wt%의 양으로 수용성 폴리머와 조합하여 제지제조에 사용하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 입자의 용도.Use of the cellulose particles in the manufacture of papermaking in combination with the water-soluble polymer in an amount of 40 to 60wt% of the cellulose particles based on the water-soluble polymer. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any of the preceding claims, 상기 셀룰로오스 입자는 섬유 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 입자.The cellulose particles are characterized in that the cellulose particles present in the form of fibers. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any of the preceding claims, 상기 섬유상 셀룰로오스 입자는 음이온성 염료로 염색가능한 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 입자.The fibrous cellulose particles are cellulose particles, characterized in that dyeable with anionic dyes. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 기재된 섬유상 셀룰로오스 입자의 산업 및 직물 적용용으로서의 용도.Use of the fibrous cellulose particles according to any one of the preceding claims for industrial and textile applications.
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