KR20000005091A - 일시적습윤강도를갖는페이퍼 - Google Patents

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데이비드 제이 스미스
마이클 마틴 헤드램
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레이서 제이코버스 코넬리스
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Abstract

본 발명은 일시적 습윤 강도를 갖는 종이 제품에 관한 것이다. 상기 종이 제품은 유리 알데하이드 그룹을 갖는 폴리알데하이드 폴리머 및 수용성 폴리하이드록시 폴리머로 처리된 셀룰로즈 섬유를 함유한다. 폴리알데하이드 폴리머 및 수용성 폴리하이드록시 폴리머를 함께 사용하면 이들 중 하나만을 단독 사용한 경우에 비해 현저히 증가된 초기 습윤 강도는 얻는다. 동시에, 종이 제품이 정상적인 사용 조건에서 수세될 수 있을 정도로 습윤 강도 감소율이 빠르다. 바람직한 폴리알데하이드는 양이온성 알데하이드 작용화된 전분 및 양이온성 알데하이드 작용화된 폴리아크릴아미드를 포함한다. 바람직한 폴리하이드록시 폴리머는 주 중합쇄(즉, 폴리머 골격)의 적어도 일부분이 시스-하이드록시 그룹을 갖는 다당류이다. 바람직한 다당류는 만노즈, 갈락토즈, 알로즈, 알트로즈, 굴로즈, 탈로즈, 리보스 및 라이조즈로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 당으로부터 유도된 것들을 포함한다. 경제적으로 바람직한 다당류는 구아 검, 로커스트 빈 검 및 이들의 음이온성 유도체 이다. 바람직하게는, 다당류는 중성 다당류 또는 전하 균형된 다당류의 혼합물이다.

Description

일시적 습윤 강도를 갖는 종이
티슈 또는 종이 티슈 웹 또는 시이트로도 불리우는 종이 웹 또는 시이트는 현대 사회에서 매우 다양하게 사용된다. 여기에는 종이 타월, 페이셜 티슈 및 위생티슈(또는 화장실용 휴지)와 같은 주요 제품이 포함된다. 이 종이 제품들은 습윤 및 건조 인장 강도를 포함한 다양한 바람직한 특성을 가질 수 있다.
종이 제품의 건조 강도는 비교적 건조한 조건에서 제품을 제조하고 사용할 수 있도록 충분해야 한다. 건조 인장 강도는, 인접한 종이 형성 섬유의 하이드록실 그룹 사이에 적절한 수소 결합의 형성을 보증하는 기계적 공정 또는 특정 건조 강도 첨가제의 투입에 의해 증가될 수 있다. 이와 관련하여, 건조 강도 첨가제의 한 종류로는 갈락토만남 검(galactomannon gum), 예를 들면, 구아 검 및 로커스트 빈 검이 있다. 갈락토만남 검 및 종이에서의 이들의 용도는 본원에 참고로 인용된 문헌[Handbook of pulp and Paper Technology, 2nd Ed., Britt, pp. 650-654(Van Nostrand Reinhold Co. 1964)]에 보다 상세히 기재되어 있다. 갈락토만남 검은 일반적으로 종이제품에 건조 강도를 부여한다. 불행히도, 상기 검들이 혼입된 종이는 건조 강도가 부여되기는 하나 촉감이 거친 경향이 있다. 따라서, 갈락토만난 검은 인쇄지 및 필기용지에서는 사용되어 왔으나, 화장지용 휴지 및 페이셜 티슈와 같이 부드러움이 바람직한 속성이 되는 종이제품에는 일반적으로 유용하지 않았다.
습윤 강도는, 사용시에 수성 유체와 접촉하게 되는 냅킨, 종이 타월, 가정용 티슈, 일회용 병원복 등과 같은 다수의 일회용 종이 제품의 바람직한 속성이다. 특히, 그러한 종이 제품은 축축한 또는 젖은 상태에서 사용될 수 있도록 충분한 습윤 강도를 갖는 것이 종종 바람직하다. 예를 들어, 젖은 티슈 또는 타월은 신체 또는 기타의 세정을 위해 사용될 수 있다. 불행히도, 처리되지 않은 셀룰로즈 섬유 집합은 물로 포화될 때 통상적으로 그 강도가 95% 내지 97% 손실되므로, 축축한 또는 젖은 상태로는 보통 사용할 수 없다.
역사적으로, 종이 제품에 습윤 강도를 제공하는 한 가지 시도는 종이 제품에 첨가제를 도입하는 것인데, 이 첨가제는 섬유간 깨지지 않는 결합의 형성에 기여하거나, 또는 일시적 습윤 강도를 위해 물에 의해 깨지는 것을 저해한다. 수용성 습윤 강도 수지가 일반적으로 종이 제품이 형성되기 전에 펄프에 첨가될 수 있다(습윤-최종 첨가). 이 수지는 일반적으로 양이온성 작용기들을 함유하기 때문에 천연적으로 음이온성인 셀룰로즈 섬유에 의해 쉽게 보유될 수 있다.
다수의 수지가 종이 제품에 습윤 강도를 제공하기에 특히 유용한 것으로 사용되어 왔거나 개시되었다. 이 습윤 강도 첨가제중 몇몇은 영구적 습윤 강도를 갖는 종이 제품, 즉, 수성 매질에 놓일 때 시간이 경과해도 초기 습윤 강도의 상당 부분을 유지하는 종이가 되도록 한다. 이러한 타입의 수지의 예는 우레아-포름알데하이드 수지, 멜라민-포름알데하이드 수지 및 폴리아미드-에피클로로히드린 수지를 포함한다. 그러한 수지는 습윤 강도 감소 정도가 낮다.
종이 제품에 있어서 영구적 습윤 강도는 종종 불필요하고 바람직하지 못한 특성이다. 휴지 등과 같은 종이 제품은 일반적으로 짧은 사용기간 후 정화 시스템등으로 버려진다. 만약 종이 제품이 가수분해-저항성 강도 특성을 영구적으로 보유한다면, 상기 시스템이 막힐 수 있다. 따라서, 제조자들은 더욱 최근에는 습윤 강도가 목적 용도를 위해서는 충분하지만 그 후 물에 젖으면 감소되는 종이 제품을 위해 일시적 습윤 강도 첨가제를 첨가해 왔다. 습윤 강도의 감소는 정화 시스템을 통한 종이 제품의 흐름을 원활하게 한다. 시간경과에 따라 상당히 감소되는 양호한 초기 습윤 강도를 갖는 것으로 주장된 종이 제품을 제공하기 위해 다수의 방법들이 제안되어 왔다.
일시적 습윤 강도 첨가제의 한 예는 알데하이드 함유 수지로서, 예를 들어, 내셔날 스타치 앤드 케미칼 코포레이션(National Starch and Chemical Corporation, Bloomfield, New Jersey)에 의해 시판되고 있는 알데하이드 작용화된 양이온성 전분인 코본드(COBOND) 1000, 및 사이텍 인더스트리즈(Cytec Industries, Inc. of West Paterson, New Jersey)에 의해 시판되고 있는 알데하이드 작용화된 양이온성 폴리아크릴아미드인 파레즈(PAREZ) 631 NC 및 파레즈 750A이다.
놀랍게도, 폴리알데하이드 폴리머 및 수용성 폴리하이드록시 폴리머, 특히, 시스-하이드록실 그룹을 함유하는 다당류를 함께 종이 제품에 사용하면, 폴리알데하이드 폴리머 또는 수용성 폴리하이드록시 폴리머를 단독으로 사용한 경우보다 현저하게 큰 초기 일시적 습윤 강도를 제공한다는 것이 현재 밝혀졌다. 본 발명의 종이 제품은 통상적인 사용조건에서 수세될 수 있는 충분한 습윤 인장 강도 감소율을 갖는다. 예를 들면, 30분 습윤 인장 강도가 약 40g/인치 미만이 된다.
본 발명의 목적은 축축한 상태에서의 종이 제품의 사용에 충분한 초기 습윤 강도를 가지나, 바람직하게는 의도된 사용 시간이 지난 후에는 매우 낮은 강도가 되는 습윤 강도 감소율을 또한 나타내는, 즉, 일시적 습윤 강도를 갖는 종이 제품 및 특히 종이 티슈 제품을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 축축한 상태에서 신체 세정용 종이 제품으로서 사용하기에 충분한 초기 습윤 강도를 지니면서도, 수세성 제품에 충분한 습윤 강도 감소율을 함께 지니는 종이 제품을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 초기 총 습윤 인장 강도가 약 80g/인치 이상, 바람직하게는 120g/인치 이상인 티슈 종이 제품을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 초기 총 습윤 강도를 갖고, 약 40g/인치 미만의 30분 습윤 인장 강도를 갖는 티슈 종이 제품을 제공하는 것이다.
발명의 개요
본 발명은 축축한 상태에서 사용하기에 충분하나 또한 일시적인 초기 습윤 강도를 갖는 종이 제품에 관한 것이다. 상기 종이 제품은 유리 알데하이드 그룹을 갖는 폴리알데하이드 폴리머 및 수용성 폴리하이드록시 폴리머, 특히, 적어도 일부의 폴리머 주쇄(즉, 폴리머 골격)가 시스-하이드록실 그룹을 갖는 다당류로 처리된 셀룰로즈 섬유를 함유한다. 종이 제품이 건조되는 경우, 폴리머는 섬유를 연결하는 결합(섬유간 결합 형성)을 형성한다. 이들 화합물을 동시에 사용하는 경우 얻어지는 초기 습윤 강도는 폴리알데하이드 폴리머 또는 수용성 폴리하이드록시 폴리머를 단독으로 사용한 경우보다 놀라울 정도로 현저하게 크다. 놀랍게도, 바람직한 종이 제품의 습윤 강도는 통상적인 사용조건에서 씻겨 나가기에 충분한 속도로 감소된다.
바람직한 폴리알데하이드 폴리머는 양이온성이다. 예를 들면, 폴리알데하이드는 양이온성 알데하이드 작용화된 전분 또는 양이온성 알데하이드 작용화된 폴리아크릴아미드일 수 있다.
바람직한 다당류는 만노즈, 갈락토즈, 알로즈, 알트로즈, 굴로즈, 탈로즈, 리보스 및 라이조즈와 같은 하나 이상의 당으로부터 유도된 것들을 포함한다. 경제적으로 바람직한 다당류는 구아 검, 로커스트 빈 검 및 이들의 음이온성 유도체이다. 다당류는 중성 다당류이거나, 다당류의 전하 평형을 이룬 혼합물인 것이 바람직하다.
본 발명은 일시적 습윤 강도를 갖는 종이 제품에 관한 것이다. 본 발명은 특히 폴리알데하이드 폴리머 및 폴리하이드록시 폴리머를 포함하여 초기 습윤 강도 및 습윤 강도 감소율이 만족스러운 종이 제품에 관한 것이다.
본원에서 사용되는 "종이" 및 "종이 제품"이라는 용어는 셀룰로즈 섬유를 포함하는 시트류 및 성형된 제품을 포함한다. 다양한 천연원료로부터 얻어진 셀룰로즈 섬유가 본 발명에 사용될 수 있다. 연질목(즉, 침엽수로부터 유래된 것), 경질목(활엽수로부터 유래된 것) 또는 솜 부스러기로부터 얻은 분해된 섬유가 바람직하게 사용된다. 또한, 에스파르토 그래스(Esparto grass), 바가스(bagasse), 켐프(kemp), 아마(flax) 및 다른 목질 및 셀룰로즈 섬유원으로부터의 섬유가 본 발명에서 원료 물질로 사용될 수 있다. 본 발명과 연계해서 사용되는 최적의 셀룰로즈 섬유 원료는 고려되는 특별한 최종 용도에 따라 변할 것이다. 일반적으로 나무 펄프가 사용된다. 사용가능한 나무 펄프는 예를 들면, 그라운드우드, 열기계 펄프(즉, TMP) 및 화학열기계 펄프(즉, CTMP)를 포함하는 기계 펄프 이외에 크래프트(Kraft)(즉, 설페이트) 및 설파이트 펄프와 같은 화학 펄프를 포함한다. 그러나, 화학 펄프는 그로부터 제조된 티슈 시트에 우수한 촉감의 부드러움을 부여하기 때문에 바람직하다. 완전히 표백된 섬유, 부분적으로 표백된 섬유 및 표백되지 않은 섬유가 사용가능하다. 우수한 휘도 및 소비자 기호 때문에 표백된 펄프를 사용하는 것이 흔히 요구될 수 있다. 종이 티슈, 종이 타올 및 기저귀, 생리대 및 다른 유사한 흡수 종이 제품용 흡수 패드와 같은 제품용으로서는 우수한 강도 특성을 갖는 북부 연질목 펄프로부터의 섬유를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 재활용된 종이로부터 유도된 섬유가 본 발명에서 유용하며, 이 섬유는 본래의 종이 제조를 촉진하는데 사용되는 충진제 및 접착제와 같은 비섬유 물질 이외에 상기 범주내의 임의의 또는 모든 섬유를 포함할 수 있다.
종이 제품은 또한 폴리머 골격에 부착된 하이드록시기를 갖는 것을 특징으로 하는 비셀룰로즈 섬유 중합물질, 예를 들면 하이드록시기로 개질된 유리 섬유 및 합성 섬유를 포함할 수 있다. 다른 섬유 물질, 예를 들면, 레이온, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 섬유와 같은 합성 섬유 또한 하이드록시기를 포함하는 천연 셀룰로즈 섬유 또는 다른 섬유와 함께 사용될 수 있다. 상기한 섬유들의 임의의 혼합물이 사용될 수 있다. 종이 제품의 강도는 섬유의 하이드록시기의 수와 함께 증가하는 경향이 있기 때문에, 바람직하게는 주로, 더욱 바람직하게는 완전히 하이드록시기를 갖는 섬유를 사용할 것이다. 셀룰로즈 섬유가 경제적으로 바람직하다.
또한, 종이 제품은 유리 알데하이드기를 갖는 폴리알데하이드 섬유를 포함한다. "유리 알데하이드 그룹"이라는 용어는 알데하이드 작용기가 셀룰로즈 섬유와 비반응성이 되도록 하는 다른 작용기와 결합되지 않은 것을 의미한다. 예를 들면, 종이 제품이 건조되는 경우, 알데하이드 그룹은 셀룰로즈 하이드록실 그룹과 섬유간 화학 결합, 통상적으로 공유 결합을 형성할 수 있다(상이한 셀룰로즈 섬유를 연결하는 화학 결합이 형성된다). 바람직한 폴리알데하이드는 이들이 단독으로 강도 첨가제로서 필적하는 종이 제품에 첨가되었을 때 영구적 습윤강도보다는 일시적 습윤강도를 부여하는 것들이다.
바람직한 폴리알데하이드는 물을 기본으로 하는 공정을 촉진시킬 수 있도록 수용성이다. 본원에서 사용되는 용어 "수용성"은 물질이 물에 용해, 분산, 팽윤, 수화 또는 유사하에 혼합되는 능력을 포함한다. 유사하게, 본원에서 사용되는 구 "실질적으로 용해된", "실질적으로 용해되는" 등은 물질이 액제 매질(예: 물)에 용해, 분산, 팽윤, 수화 또는 이와 유사하에 혼합되는 것을 지칭한다. 혼합물은 통상적으로 육안으로 관찰하였을 때 하나의 물리적 상을 지니는 전체적으로 균일한 액상 혼합물을 형성한다.
적합한 폴리알데하이드 폴리머는 알데하이드 그룹을 함유하도록 제조되거나 개질된 천연 및 합성 폴리머를 포함한다. 적합한 폴리알데하이드 폴리머는 알데하이드 개질된 전분 및 폴리아크릴아미드, 및 아크롤레인 공중합체를 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
폴리알데하이드 폴리머는 전기적으로 중성이거나 음이온성 및 양이온성 폴리알데하이드 폴리머와 같은 이온성 폴리머일 수 있다. 양이온성 폴리알데하이드 폴리머가 바람직하다. 제한하거나 이론에 얽매이려는 것은 아니지만, 양이온성 폴리알데하이드가 천연적으로 음이온성인 셀룰로즈 섬유에 보유되는 경향이 있다고 여겨진다. 예시적인 양이온성 폴리알데하이드는 양이온성 알데하이드 작용화된 전분 및 양이온성 알데하이드 작용화된 폴리아크릴아미드를 포함하는데, 폴리아크릴아미드가 바람직하다. 본원에 사용하기 적합한 양이온성 알데하이드 작용화된 양이온성 전분은 내셔날 스타치 앤드 케미칼 코포레이션(National Starch and Chemical Corporation, Bloomfield, New Jersey)에 의해 코본드(COBOND) 1000라는 상품명으로 시판되고 있는 것을 포함한다. 본원에 사용하기 적합한 알데하이드 작용화된 양이온성 폴리아크릴아미드는 사이텍 인더스트리즈(Cytec Industries, Inc. of West Paterson, New Jersey)에 의해 파레즈(PAREZ) 631 NC 및 파레즈 750A라는 상품명으로 시판되는 것을 포함하며, 파레즈 750A가 바람직하다.
본원에서 사용하기 적합한 알데하이드-작용화된 폴리머는 또한, 사이텍 인더스트리즈(Cytec Industries, Inc. of West Paterson, New Jersey)에 의해 파레즈(PAREZ) 750B를 비롯한 파레즈라는 상품명으로 시판되는 상품 및 미국 특허 제 4,954,538 호(Dauplaise 등, 1990년 9월 등록); 미국 특허 제 4,981,557 호(Bjorkquist 등, 1991년 1월 1일 등록); 및 미국 특허 제 5,320,711 호(Dauplaise 등, 1994년 1월 14일 등록)에 기재된 일시적 습윤 강도 수지를 포함한다.
종이제품은 또한 수용성 폴리하이드록시 폴리머를 포함한다. 적합한 폴리하이드록시 폴리머는 폴리알데하이드의 알데하이드 그룹과 반응하여 화학결합, 대표적으로는 공유결합을 형성할 수 있는 하이드록시 그룹을 갖는 것들이다. 예를 들면, 하이드록시 그룹과 알데하이드 그룹이 반응하여 아세탈 또는 헤미아세탈 결합을 형성할 수 있다. 본 발명에 사용하기 적합한 폴리하이드록시 폴리머는 수용성 다당류 및 폴리비닐알콜을 포함한다. 바람직한 태양에서, 수용성 폴리하이드록시 폴리머는, 폴리머 반복단위의 적어도 일부가 시스-하이드록실 그룹인 다당류이다. 다른 폴리하이드록시 폴리머, 예를 들면, 기타 수용성 다당류 및 폴리비닐알콜이 폴리알데하이드 폴리머와 혼합되어 초기 및 일시적 습윤 강도를 양호한 수준으로 제공하는 반면, 시스-하이드록실 그룹을 함유하는 다당류는 예기치 않게 특별히 높은 수준의 일시적 습윤 강도를 제공한다. 제한하거나 이론에 얽매이려는 것은 아니지만, 시스-하이드록실 그룹이 폴리알데하이드와의 공유결합 형성을 촉진시키는 이웃 작용기 역할을 하는 것으로 여겨진다. 추가적으로 또는 택일적으로, 시스-하이드록시 그룹은 셀룰로즈 섬유와 수소 결합을 통한 비교적 강한 결합을 형성시킴으로써 섬유에 다당류가 보유되는 것을 증진시킬 수 있도록 할 수 있다.
시스-하이드록시 그룹을 갖는 바람직한 다당류는 만노즈, 갈락토즈, 알로즈, 알트로즈, 굴로즈, 탈로즈, 리보스 및 라이조즈로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 당으로부터 유도된 것들을 포함한다. 경제적으로 바람직한 이러한 형태의 다당류는 만노즈, 갈라토즈 또는 이 둘로부터 유도된다. 따라서, 경제적으로 바람직한 다당류는 구아 검 및 로커스트 빈 검과 같은 갈락토만난 검을 포함한다. 다당류 혼합물이 사용될 수도 있다.
다당류는 특별히 언급된 것들 이외의 다른 당을 포함할 수 있다. 다당류의 당 함량은 공지된 방법에 의해 다당류를 구성 당으로 가수분해시킨 후, 종이, 박막 또는 기체-액체 크로마토그래피와 같은 분리 기술에 의해 가수분해물을 정성 및 정량 분석하여 결정할 수 있다.
다당류는 중성이거나 이온 전하와 같은 전자 전하를 가질 수 있다. 따라서, 음이온성 및 양이온성 다당류가 본원에서 사용하기에 적합하다. 그러나, 폴리머는 섬유 및 폴리머 사이에 과도한 정전기 반발력을 가져오지 않는 것으로 선택되어야 한다. 바람직하게는, 다당류 또는 다당류의 혼합물은 전자적으로 중성이다. 따라서, 본원에서 사용되는 각각의 다당류는 중성일 수 있다. 다르게는, 전하 균형된 다당류의 혼합물이 사용될 수 있다. "전하 균형된 다당류의 혼합물"이란 전자적으로 전하를 띈 다당류 각각의 총량이 다당류 혼합물을 필수적으로 중성으로 만들도록 선택된 것을 의미한다. 중성 다당류 또는 전하 균형된 다당류의 혼합물은 전자적으로 전하를 띈 다당류 또는 다당류 혼합물보다 더 높은 초기 습윤 강도를 제공할 수 있다. 예를 들면, 핸드시트(handsheet)의 제조시와 같은 수동적인 배수 환경에서, 양이온성 또는 음이온성 다당류와 폴리알데하이드 폴리머의 혼합은 중성 다당류 또는 전하 균형된 다당류 혼합물과 폴리알데하이드 폴리머의 혼합보다 상대적으로 더 적은 초기 습윤 강도를 제공하는 경향이 있다. 상업적 종이 제조장치의 경우와 같은 급격한 배수 환경에서, 전하 균형된 다당류의 혼합물은 가장 높은 초기 습윤 강도를 제공하는 경향이 있다. 이론에 얽매려는 것은 아니지만, 전하를 띈 다당류는 더 쉽고/또는 강하게 섬유 및 폴리알데하이드 폴리머와 결합함으로써 중성, 양이온 또는 음이온 다당류에 비해 더 높은 초기 습윤 강도를 제공한다고 여겨진다. 당해 분야의 숙련자에 의해 인지되는 바와 같이, 중성 및 전하를 띈 다당류의 다양한 중간 혼합물은 중간 수준의 초기 습윤 강도를 제공할 수 있다.
초기 습윤 인장강도는 다당류의 분자량과 함께 증가하는 경향이 있다. 따라서, 높은 초기 습윤 강도를 위해 일반적으로 비교적 높은 분자량을 갖는 다당류를 사용하는 것이 바람직하다. 전자적으로 전하를 띈 다당류는 상응하는 중성 다당류보다 더 낮은 분자량을 갖는 경향이 있어서, 각각의 폴리머가 특히 핸드시트 제조과 같은 수동적 배수 환경에서 상당한 보유력을 갖는 경우 중성 다당류가 더 높은 초기 습윤 인장강도를 제공할 수도 있다.
본원에서 사용하기에 적합한 다당류는 갈락토솔(Galactosol) 및 수퍼콜(Supercol)이라는 제품명으로(둘다 중성 구아 검) 아쿠알론(Aqualon)(델라웨어 헤르큘레스 인코포레이티드 오브 윌밍톤 소재)에서 시판되며, 이들로부터 유도된 음이온, 양이온 및 양쪽성 구아 검이 있다. 중성 및 전하를 띈 구아 검은 다른 제조업자로부터도 시판된다.
폴리알데하이드 폴리머 및 폴리하이드록시 폴리머는 폴리머가 결합된 폴리머 덩어리, 일반적으로 섬유를 함유하는 시이트 형태가되도록 셀룰로즈 섬유와 혼합된다. 결합된 섬유 덩어리는 상기 첨가제 중 하나만을 포함하거나, 이들을 포함하지 않는 성유와 비교하여 높은 건조 강도 및 초기 습윤 강도를 지닌다.
일반적으로 시이트 형태인 종이를 형성하는데 있어서, 폴리머는 당분야에 공지된 습식 제지공정을 사용하여 습식-마무리(wet-end) 법으로 셀룰로즈 섬유와 결합되는 것이 바람직하다. 습식 제지공정은 통상적으로 셀룰로즈 섬유를 함유하는 슬러리를 제공하고(슬러리는 본원에서 택일적으로 제지 퍼니쉬(furnish)로서 지칭됨), 유공 형성 와이어(예: 포르드리니어(Fourdrinier) 와이어)와 같은 기재상에 섬유의 슬러리를 부착하고, 섬유가 실질적으로 응집되지 않는 조건에 있는 동안 섬유를 시이트 형태로 만드는 단계를 포함한다. 섬유를 시트상으로 만드는 단계는 유체를 배수시키고, 예를 들면 원통형 댄디 롤(Dandy Roll)과 같은 스크린 롤을 사용하여 섬유를 유공성 와이어에 압착(탈수)함으로써 수행될 수 있다. 제조 후 섬유상 시이트는 건조될 수 있으며, 필요에 따라 임의로 콤팩트화할 수 있다.
따라서, 습식 제지공정에서, 제지 퍼니쉬, 일반적으로는 물과 셀룰로즈 섬유를 포함하는 수성 제지 퍼니쉬에 폴리머를 첨가함으로써 폴리머를 셀룰로즈 섬유와 결합시키는 것이 바람직하다. 바람직한 태양에서, 폴리머는 개개의 폴리머를 별도의 적절한 매질에 실질적으로 용해시킨 후 퍼니쉬에 가한다. 예를 들어 구아 검의 경우와 같이 폴리머가 매질에 의해 수화되는 경우, 폴리머를 평형 팽윤시키는 것이 바람직하다. 다른 태양에서는, 두 가지 폴리머를 단일 매질에 실질적으로 용해시킨 후 퍼니쉬에 가한다. 어느 경우에나, 매질은 폴리머를 실질적으로 용해시킬 수 있고, 바람직하게는 수성 매질, 가장 바람직하게는 물이다. 또 다른 태양에서는, 폴리머가 원료물질에 직접 투입된다. 원료물질은 경우에 따라, pH 약 7 이하, 바람직하게는 약 pH 4 내지 7로 조절된다.
섬유를 고정시키기 전에, 섬유에 의한 폴리머의 흡착 및 폴리알데하이드, 폴리하이드록시 폴리머 및 셀룰로즈 섬유간의 결합이 이루어지기에 충분한 시간 동안 폴리알데하이드 및 폴리하이드록시 폴리머를 셀룰로즈 섬유와 접촉시켜야 한다. 그렇지 않으면, 폴리알데하이드 및/또는 폴리하이드록시 폴리머는 섬유의 성형 단계에서 손실되어 습윤 강도 개선 효과를 얻을 수 없다. 충분한 기간은, 성형에 앞서서 폴리알데하이드 및 폴리하이드록시 폴리머를, 별도로 또는 혼합하여, 몇초 내지 60분 동안, 보다 일반적으로는 몇초 정도 셀룰로즈 섬유와 접촉시켜 달성할 수 있다. 결합은 이온 결합 및/또는 공유 결합일 수 있다.
원료물질의 온도는 일반적으로 0℃ 보다 높고 100℃ 보다 낮으며 보다 바람직하게는 실온(20-25℃)이다. 제지공정은 다른 환경 및 압력이 사용될 수도 있지만, 일반적으로 대기압하 공기중에서 수행된다.
특히 바람직한 태양에서, 폴리알데하이드는 폴리하이드록시 폴리머보다 먼저 퍼니쉬에 첨가된다. 본 태양에 따라 제조된 종이 제품은 폴리하이드록시로 먼저 처리되거나 폴리알데하이드와 폴리하이드록시 폴리머와의 혼합물로 처리된 경우와 비교하여 보다 높은 초기 습윤 강도를 갖는 경향이 있다. 폴리알데하이드 및 섬유를 함유하는 원료 물질의 pH는 바람직하게는 약 7 이하, 보다 바람직하게는 4 내지 7로 조절된다. 폴리알데하이드는, 폴리알데하이드와 셀룰로즈 섬유간의 결합이 이루어지기에 충분한 시간 동안 셀룰로즈 섬유와 접촉시킨다. 접촉시간은 몇초 내지 60분 동안, 바람직하게는 몇초 정도이다.
본 태양에 따르면, 이어서, 수용성 폴리하이드록시 폴리머가 제지 퍼니쉬에 투입된다. 원료 물질의 pH는 바람직하게는 약 7 이하, 보다 바람직하게는 4 내지 7로 조절된다. 폴리하이드록시 폴리머는 셀룰로즈 섬유, 폴리알데하이드 및 폴리하이드록시 폴리머간의 화학 결합이 이루어지기에 충분한 시간 동안 셀룰로즈 섬유 및 폴리알데하이드와 접촉시킨다. 접촉시간은 몇초 내지 60분 동안, 바람직하게는 몇초 정도이다.
퍼니쉬는 당분야에 공지된 것과 같은 통상적인 제지 공정 첨가제를 또한 포함할 수 있다. 예를 들면, 테트라알킬 암모늄과 같은 종이 유연제가 원료 물질에 포함될 수 있다.
퍼니쉬가 일단 제조되면, 원료 물질의 부착, 섬유의 성형, 건조 및 선택적인 콤팩트화와 관련하여 앞서 기재한 방법을 비롯한 임의의 적절한 습식 제지 공정에 의하여 최종 웹 또는 시이트로 전환될 수 있다.
일반적으로, 셀룰로즈 섬유와 혼합되는 폴리알데하이드 폴리머와 폴리하이드록시 폴리머의 양은, 발명의 목적과 부합되게 초기 습윤 강도, 습윤 인장 강도 및 건조 강도를 포함하는 선택적인 다른 성질의 균형을 제공하도록 선택된다. 일반적으로, 폴리알데하이드 폴리머의 양이 증가할수록 건조강도, 초기 습윤 강도 및 습윤 강도 감소율(특히, 습윤 강도 감소율)이 증가한다. 폴리하이드록시 폴리머의 양이 증가할수록 건조강도 및 초기 습윤 강도(특히, 건조 강도)가 증가하고, 유연성이 감소한다. 종이 제품은 일반적으로 셀룰로즈 섬유 및 선택적으로는 하이드록시 그룹을 갖는 기타 섬유의 중량을 기준으로 약 0.01 내지 1 중량%의 폴리알데하이드 폴리머 및 약 0.01 내지 5 중량%의 폴리하이드록시 폴리머를 함유한다. 바람직하게는, 종이 제품은 일반적으로 셀룰로즈 섬유 및 선택적으로는 하이드록시 그룹을 갖는 기타 섬유의 중량을 기준으로 약 0.01 내지 0.5 중량%의 폴리알데하이드 폴리머 및 약 0.01 내지 3 중량%의 폴리하이드록시 폴리머를 함유한다. 예를 들면, 적합한 종이 제품은 약 0.5 중량%의 폴리알데하이드 폴리머 및 약 2 중량%의 폴리하이드록시 폴리머를 함유한다.
이론에 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 종이 제품이 건조됨에 따라 폴리알데하이드의 유리 알데하이드 그룹 일부분이 적어도 일부분의 셀룰로즈 하이드록실 그룹과 적어도 일부분의 알데하이드 그룹의 반응을 통해 헤미아세탈 그룹을 형성함으로써 셀룰로즈 섬유에 결합하는 것으로 생각된다. 종이 제품이 건조됨에 따라 폴리알데하이드의 다른 유리 알데하이드 그룹이 폴리하이드록시 폴리머의 적어도 일부분의 하이드록실 그룹과 반응하여 헤미아세탈 그룹을 형성한다.
폴리하이드록시 폴리머는 더 많은 결합 자리를 제공함으로써 그리고 섬유간의 거리를 가교함으로써 폴리알데하이드의 결합을 확장해간다고 생각된다. 얻어진 네트워크는 비교적 높은 초기 습윤 인장 강도를 가지는 경향이 있다. 헤미아세탈 결합은 수중에서 가역적이어서, 원래의 폴리알데하이드 및 폴리하이드록시 물질로 서서히 되돌아간다. 이러한 가역성은 종이 제품에 일시적인 습윤 강도를 부여한다.
본 발명은 특히 화장실용 티슈와 같이 하수 시스템에 버려지는 종이 제품에 적용된다. 그러나, 본 발명은 가정용, 인체 또는 다른 세정 용도에 사용되는 것들, 뇨액 또는 멘스와 같은 체액의 흡수를 위해 사용되는 것들과 같은 일회용 흡수성 종이 제품에 한정되지 않고 이 제품을 포함한 다양한 종이 제품에 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
따라서 종이 제품의 예로는 화장실용 티슈 및 화장 티슈를 포함하는 티슈 종이; 종이 타월; 기저귀용 흡수 물질; 위생 냅킨, 팬티라이너, 탬폰(tempon)을 포함하는 여성 위생 제품; 성인용 실금 제품 기타 등등과 필기용 종이를 포함한다.
본 발명의 티슈 종이는 균질 또는 다중층 구조일 수 있고 이로부터 만들어지는 티슈 종이 제품은 한겹 또는 여러겹 구조일 수 있다. 티슈 종이는 약 10g/㎡ 내지 65g/㎡의 기본 무게와 약 0.6g/㎤ 이하의 밀도를 가지는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 기본 무게가 약 40g/㎡ 이하이고 밀도가 약 0.3g/㎤ 이하인 것이다. 가장 바람직하게는, 밀도가 약 0.04g/㎤ 내지 0.2g/㎤인 것이다. 티슈 종이의 밀도를 측정하는 방법은 1991년 10월 22일자로 등록된 앰풀스키 등의 미국 특허 제 5,059,282 호(제 13 칼럼 제 61 내지 67 행 참조)에 기술되어 있다. 본 명세서에서 달리 특정되지 않는 한, 종이와 관련한 모든 양과 무게는 건조 중량을 기초로 한다. 티슈 종이는 통상적으로 압착된 티슈 종이, 조밀하게 패턴화된 티슈 종이 및 압착되지 않고 조밀하게 패턴화되지도 않은 티슈 종이일 수 있다. 이러한 유형의 티슈 종이와 이러한 종이의 제조 방법은 당업계에서는 잘 알려져 있으며, 예를 들어, 여기에 전체가 참고로 삽입된, 1994년 8월 2일자로 등록된 딘 브이 판(Dean V. Phan)과 폴 디 트로크한(Paul D. Trokhan)의 미국 특허 제 5,334,286 호에 기술되어 있다.
시험예
강도 시험
종이 제품은 인장 시험전에 온도 73℉±4℉(약 22.8℃±2.2℃) 및 상대 습도 50%±10%로 조건화된 방에서 최소한 24시간 동안 묵게 하였다.
1. 총 건조 인장 강도("TDT")
이 시험은 온도 73℉±4℉(약 22.8℃±2.2℃) 및 상대 습도 50%±10%로 조건화된 방에 1인치 X 5인치(약 2.5㎝X12.7㎝)인 종이 스트립(하기 핸드시이트 뿐만아니라 이외 종이 시이트를 포함함)위에서 수행하였다. 전자 인장 시험기(모델 1122, 인스트론사(Instron Corp., Canton, Mass.)를 사용하고, 분당 2.0 인치(분당 약 5.1㎝)의 크로스헤드 속도와 게이지 길이 4.0 인치(약 10.2㎝)로 작동하였다. 기계 방향에 대한 참고는 시험 시료가 5인치 크기가 그 방향에 해당하도록 제조되고 있음을 나타낸다. 그러므로 기계 방향(MD) 총 건조 인장 강도에 대하여, 스트립이 5인치 크기가 종이 제품 제조의 기계 방향과 평행하도록 잘린다. 교차 기계 방향(CD) 총 건조 인장 강도에 대하여, 스트립은 5인치 크기가 종이 제품 제조의 교차-기계 방향과 평행하도록 잘린다. 제조의 기계 방향과 교차 기계 방향은 종이 제조업계에서는 잘 알려진 용어이다.
기계 방향과 교차 기계 방향의 인장 강도는 상기 장치와 통상적인 방식의 계산을 이용하여 결정하였다. 보고치는 각 방향 강도에 대해 시험된 적어도 6개의 스트립의 산술 평균값이다. 총 건조 인장 강도는 기계 방향과 교차 기계 방향의 인장 강도의 산술 총합이다.
2. 습윤 강도
전자 인장 시험기(모델 1122, Instron Corp.)를 사용하고, 총 건조 인장 강도에서와 동일한 크기의 스트립을 사용하여 분당 1.0 인치(약 2.5㎝)의 크로스헤드 속도와 게이지 길이 1.0 인치(약 2.5㎝)로 작동하였다. 스트립의 두 끝을 기계 상단 조오(jaw)에 넣고, 스트립의 중앙부를 스테인레스 강철 팩 주위에 놓았다. 스트립을 약 20℃에서 목적하는 담금 시간동안 증류수에 담그고, 이어서 인장 강도를 측정하였다. 한편으로는 측정된 습윤 인장을 단일 스티립 습윤 강도로 간주하였다. 총 건조 인장 강도의 경우에서와 같이, 기계 방향에 대한 참고는 시험할 시료가 5인치 크기가 그 방향에 해당하도록 제조된다는 것을 의미한다.
기계 방향과 교차 기계 방향의 습윤 인장 강도는 상기 장치와 통상적인 방식의 계산을 이용하여 결정하였다. 보고치는 각 방향 강도에 대해 시험된 적어도 6개의 스트립의 산술 평균값이다. 주어진 담금 시간에 대한 총 인장 강도는 그 담금 시간에 대한 기계 방향과 교차 기계 방향의 인장 강도의 산술 총합이다. 초기 총 인장 강도(ITWT)는 종이가 5±0.5 초동안 포화된 때에 측정하였다. 30분 총 습윤 인장(30 MTWT)는 종이가 30±0.5 분동안 포화된 때에 측정하였다.
본 발명에 따라 유리 알데하이드 그룹과 수팽창 폴리하이드록시 폴리머를 포함하는 폴리알데하이드 폴리머로 처리된 종이 시이트의 제조예를 기술하기 위해, 하기의 실시예를 제공하나 이에 제한되지 않는다. 발명의 범위는 하기의 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
실시예에서 사용되는 약자는 하기와 같다:
EHK-유칼립투스 경질목 크라프트(Eucalyptus Hardwood Kraft)(종이 제조용 짧은 섬유)
NSK-북부 연질목 크라프트(Northern Softwood Kraft)(종이 제조용 긴 섬유)
CTMP-화학-열기계적 펄프(짧은 섬유)
NGG-갈락토졸 20에이치5에프1(GALACTOSOL 20H5F1; 헤르쿨스사(Hercules Inc., Wilmington, DE)등의 중성 구아검)
AGG-헤르쿨스사 등의 음이온성 구아 검
CGG-헤르쿨스사 등의 양이온성 구아 검
NSR-코본드 1000(COBOND 1000; 폴리알데하이드 습윤 강도 수지; 내셔날 스타치 앤드 케미칼(National Starch & Chemical))
P631-파레즈 631 엔씨(PAREZ 631 NC; 폴리아크릴아마이드 습윤 강도 첨가제; 사이텍 인더스트리즈)
P750A-파레즈 750에이(PAREZ 750A; 폴리아크릴아마이드 습윤 강도 수지; 사이텍 인더스트리즈)
핸드시이트를 기본적으로는 TAPPI 표준 T250에 다음과 같은 변형을 가하여 제조하였다.
(1) 황산과 수산화나트륨으로 목적하는 pH, 일반적으로 4.0 내지 4.5로 조절된 탭 물을 종이 제조용 섬유 현탁액, 습윤 강도 수지 현탁액 또는 용액, 및 이 외 종이 제조용 첨가제의 현탁액 또는 용액에 사용하였다. 섬유 슬러리를 습윤 강도 첨가제와 혼합한 후, pH 4.0 내지 4.5임을 확인하고, 동일한 과정을 각각 후속하는 종이 제조용 첨가제의 첨가후에도 수행하였다.
(2) 시이트를 폴리에스테르 와이어위에서 성형하고 압착 대신에 흡인(suction)에 의해 물을 제거하였다.
(3) 미성숙 웹을 진공을 이용하여 폴리에스테르 종이 제조용 직물에 옮겼다.
(4) 이어서 시이트를 회전 드럼 건조기위에서 증기로 건조시켰다.
종이 제조용 섬유를 사용하여 1% 미만의 경도를 갖는 수상의 종이 제조용 퍼니쉬를 제조하였다. 이어서 1% 미만의 폴리알데하이드 습윤 강도 수지 수용액을 퍼니쉬에 가하고 1시간 동안 강하게 혼합하였다. 전하를 띠는 구아 검을 사용할 때에는 폴리알데하이드 습윤 강도 수지와 함께 혼합하고 1시간 후에 종이 제조용 퍼니쉬에 가하였다. 음이온성 구아 검과 양이온성 구아 검을 가한 경우에는 음이온성 구아 검을 먼저 가하고 1시간 동안 혼합한 후 이어서 양이온성 구아 검을 가하였다. 종이에 첨가되는 폴리알데하이드 습윤 강도 수지와 구아 검의 양은 하기 표 1 내지 3에 나타내었다.
섬유와 첨가제들을 제지 뜸틀 박스(핸드몰드로도 알려짐)안에서 희석하여 핸드시이트를 성형하는데, 예를 들어 물 2.5ℓ중의 섬유 1.6g을 물 45ℓ로 희석하였다. 물을 제거하고, 습윤 웹을 감압처리한 후 핸드시이트를 드럼 건조기위에서 240℉로 건조시켰다. 이 실시예들의 종이 제품은 하기 표와 같은 초기 총 습윤 인장 강도, 30분 총 습윤 인장 강도(30 MTWT) 및 총 건조 인장 강도를 가진다.
표 1은 유칼립투스 경질목 크라프트 섬유와 북부 연질목 크라프트 섬유의 퍼니쉬에 적용될 때, 코본드 1000과 중성 구아검, 음이온성 구아 검 및/또는 양이온성 구아검과 함께 성형된 핸드시이트의 강도 특성을 보인다. 섬유는 정제되지 않았고 종이는 크레이프되지 않았다.
시료설명 퍼니쉬%EHK/NSK 기본 무게(Ib/3000ft2) ITWT(g/in) 30 MTWT(g/in) TDT(g/in)
4 Ib/톤 NSR 80/20 18.0 191 35 -
4 Ib/톤 NSR;60 Ib/톤 NGG 80/20 18.0 274 - -
4 Ib/톤 NSR 60/40 18.0 202 - -
2 Ib/톤 NSR;20 Ib/톤 NGG 60/40 18.0 190 - 1829
4 Ib/톤 NSR;20 Ib/톤 NGG 60/40 18.0 257 - 1810
4 Ib/톤 NSR;40 Ib/톤 NGG 60/40 18.0 281 - 2123
4 Ib/톤 NSR;60 Ib/톤 NGG 60/40 18.0 311 66 -
4 Ib/톤 NSR;40 Ib/톤 AGG 60/40 18.0 221 - -
4 Ib/톤 NSR;20 Ib/톤 AGG;20 Ib/톤 CGG 60/40 18.0 306 - 2147
표 1은, 코본드 1000과 섬유만으로 또는 구아 검과 섬유만으로 얻어지는 경우에 비해, 중성 구아 검이 코본드 1000 섬유 퍼니쉬에 가해짐으로 인해 초기 총 습윤 인장에 있어 유의미한 증가가 제공됨을 보여준다. 후속해서 음이온성 구아 검과 양이온성 구아 검이 코본드 1000 섬유 퍼니쉬에 가해지는 때에는 초기 총 습윤 인장에 있어 더욱 큰 증가가 보인다.
이외의 폴리알데하이드 첨가제가 구아 검과 혼합될 경우에도, 폴리알데하이드만으로 또는 검과 섬유로 얻어진 경우에 비해, 또한 초기 총 습윤 인장에 있어 유의미한 증가를 보인다. 예를 들어, 표 2는 일시적 습윤 강도 수지 파레즈 631 엔씨만으로 또는 중성 구아 검과 혼합하여 제조된 핸드시이트의 인장 특성을 보여준다.
시료설명 퍼니쉬 %EHK/NSK 기본 무게(Ib/3000ft2) ITWT(g/in) 30MTWT(g/in) TDT(g/in)
5 Ib/톤 P631 80/20 18.5 233 47 949
10 Ib/톤 P631 82/20 18.5 324 94 1039
5 Ib/톤 P63110 Ib/톤 NGG 80/20 18.5 305 76 1491
5 Ib/톤 P63120 Ib/톤 NGG 80/20 18.5 355 108 1706
5 Ib/톤 P63140 Ib/톤 NGG 80/20 18.5 422 148 1503
10 Ib/톤 P63140 Ib/톤 NGG 80/20 18.5 464 180 1583
표 2는 파레즈 631 엔씨와 중성 구아 검 모두를 사용하여 제조된 핸드시이트가 파레즈 631 엔씨만을 사용하여 제조된 해당 핸드시이트보다 유의미하게 더 높은 초기 총 습윤 인장을 제공함을 보여준다. 그러나, 중성 구아 검으로 제조된 핸드시이트는 일반적으로 화장실용 티슈 제품 용도로는 허용되지 않는 높은 30분 총 습윤 인장을 가진다.
파레즈 613 엔씨와 구아 검으로 얻어진 총 건조 인장은 표 1에서 보듯이 코본드 1000과 구아 검으로 얻어진 경우보다 작다.
더 많은 실시예로, 표 3은 파레즈 750에이를 중성 구아 검과 혼합하여 제조된 종이 제품(실시예 1-2: 기계로 만들어지고 크레이프된 티슈 종이; 실시예 3-5: 핸드시이트)의 인장 특성을 보여준다.
크레이프된 처리 티슈 종이는 1967년 1월 31일자로 등록된 산포드와 시손(Sanford and Sisson)의 미국 특허 제 3,301,746 호와 1976년 11월 30일자로 등록된 모간과 리치(Morgan and Rich)의 미국 특허 제 3,994,771 호에 따라 제조하였다. 종이는 본 발명에 따라 폴리알데하이드와 구아 검으로 처리하였다.
종이 기계는 고정 루프 성형기 형의 헤드박스를 사용하였다. 섬유 퍼니쉬는 표 3(유형 및 무게비)에 나타낸 섬유로 이루어지며 균질하게 성형하였다. 폴리알데하이드와 구아 검을 각각 분리된 저장 탱크로부터 수용액으로서 시이트 성형전에 가하였다. 파레즈 750에이 수용액(활성 파레즈 750에이 10 Ib/종이 제조용 섬유 톤)을 구아 검 수용액(활성 구아 검 40 Ib/종이 제조용 섬유 톤)전에 가하였다. 파레즈 750에이와 구아검에도 동일하게 적용하여 파레즈 750에이를 먼저 가한 후 구아 검을 가하여 핸드시이트 제조에 사용하였다. 종이 기계 생산을 위한 헤드 박스 희석용수는 황산으로 pH를 약 4.5 내지 5.5로 산화시킨 보통 물이다.
시이트를 폴리에스테르 84M 성형 와이어위에서 성형하였다. 이 와이어는 "84M"이며; 즉, 직물은 미성숙 웹을 성형하기 위한 5-개구 패턴에 짜여진 와이어 인치 당 84 X 76 필라멘트이다. 미성숙 종이 웹을 36 X 32의 5-개구 직물에 옮겼다. 이 패턴들과 이들의 사용은 트로크한의 미국 특허 제 4,191,609 호, 트로크한의 미국 특허 제 4,239,065 호에 기술되어 있으며, 모두 본 발명에 참고로 삽입되어 있다. 미성숙 종이 시이트를 병류 건조기안에서 뜨거운 공기로 시이트 무게로 약 50% 수분 수준까지 먼저 건조시켰다. 이러한 뜨거운 공기 건조기는 당업자에게는 잘 알려져있다. 최종 건조는 양키 건조기(웹이 폴리비닐 알콜에 부착되어 있음)의 표면위에서 수행하였다. 종이를 약 3% 수분까지 건조시키고, 이어서 양키로부터 닥터 블레이트를 이용하여 크레이프로 덮고, 감어 약 20%의 최종 잔여분 크레이프를 제공하였다.
실시예 섬유 믹스 폴리알데하이드/폴리하이드록실 폴리머 기본 무게(Ib/3000ft2) ITWT(g/in) 30 분TWT(g/in) TDT(g/in)
1(크레이프됨) EHK/NSK(80/20) P750A/NGG(20/80) 18.5 144 30 823
2(크레이프됨) EHK P750A/NGG(20/80) 21 128 34 747
3(크레이프안됨) EHK/NSK(80/20) P750A/NGG(20/80) 18.5 382 65 2219
4(크레이프안됨) EHK P750A/NGG(20/80) 21 386 54 2394
5(크레이프안됨) EHK/CTMP(80/20) P750A/NGG(20/80) 18.5 348 73 1263
크레이프안된 핸드시이트(실시예 3-5)에서, 파레즈 750에이와 갈락토졸 20에이치5에프1 혼합물은 뛰어난 수준의 초기 총 습윤 인장과 탁월한 30분 총 습윤 인장 쇠퇴를 보인다. 이들 높은 습윤 강도는 연질목 섬유로 제조된 핸드시이트와 연질목 섬유 없이 제조된 핸드시이트에 존재한다. 크라프트 연질목 또는 경질목 섬유만으로 된 핸드시이트는 총 건조 인장이 매우 높다. 기계 크레이프는 핸드시이트에 비해 건조 인장 뿐만 아니라 초기 및 30분 총 습윤 인장에도 큰 감소를 가져온다. 추가로, 모든 크라프트 퍼니쉬는 크라프트와 기계적 펄프 섬유의 혼합물을 사용하여 제조된 해당 핸드시이트 경우의 약 2배인 총 건조 인장을 제공한다.
기계로 제조된 크레이프된 종이는 초기 총 습윤 인장 강도와, 해당 핸드시이트보다 유의미하게 낮은 총 건조 인장 강도 및 수세용 종이 제품에 바람직한 30분 총 습윤 인장을 가진다.
따라서, 주어진 시스템에서 주어진 수준의 폴리알데하이드에 대해, 파레즈 631 엔씨는 파레즈 750에이가 수세용 종이 제품에 바람직해질 수 있도록 파레즈 750에이보다 더욱 영구적인 습윤 강도를 제공하는 경향이 있다(즉, 파레즈 631 엔씨 제품의 습윤 쇠퇴비는 파레즈 750에이 제품의 경우보다 유의미하게 낮음). 습윤 인장 쇠퇴비는 알데하이드의 적용 수준이 증가함에 따라 감소하는 경향이 있다.
본 발명의 특정 구현예가 기술되고 설명되었지만, 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 다른 변화과 변형이 만들어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백하다. 그러므로 본 발명의 범위내에 있는 모든 변화 및 변형은 첨부하는 특허청구범위에 포함시키고자 한다.

Claims (9)

  1. (a) 셀룰로즈 섬유; 및
    (b) (i) 바람직하게는 알데하이드 작용화된 전분, 알데하이드 작용화된 폴리아크릴아미드, 및 아크롤레인 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택된 유리 알데하이드 그룹을 갖는 폴리알데하이드 폴리머 및 (ii) 시스-하이드록시 그룹을 포함하는 하이드록시 그룹을 갖는 수용성 다당류를 포함하는 것을 특징으로 하는 결합제를 포함하며, 상기 폴리알데하이드의 알데하이드 그룹, 셀룰로즈 섬유 및 상기 다당류의 하이드록시 그룹이 이들 섬유를 연결하는 화학 결합을 하도록 반응되는, 일시적 습윤 강도를 갖는 종이 제품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다당류가 만노즈, 갈락토즈, 알로즈, 알트로즈, 굴로즈, 탈로즈, 리보스 및 라이조즈로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 당으로부터 유도되는 제품.
  3. 제2항에 있어서, 상기 다당류가 구아 검, 로커스트 빈 검, 양이온성 구아 검, 양이온성 로커스트 빈 검, 음이온성 구아 검, 음이온성 로커스트 빈 검 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 제품.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 다당류가 중성 다당류 또는 다당류의 전하 균형된 혼합물인 제품.
  5. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리알데하이드가 양이온성 폴리알데하이드인 제품.
  6. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제품이 상기 셀룰로즈 섬유의 중량을 기준으로 0.01 내지 5 중량%의 상기 폴리알데하이드 폴리머 및 0.01 내지 5 중량%의 상기 다당류, 바람직하게는 0.01 내지 0.5 중량%의 상기 폴리알데하이드 폴리머 및 0.01 내지 3 중량%의 상기 다당류를 함유하는 제품.
  7. (a) 물, 제지섬유, 유리 알데하이드 그룹을 포함하는 폴리알데하이드, 및 시스-하이드록시 그룹을 포함하는 수용성 다당류를 포함하며, pH가 7 이하, 바람직하게는 2 내지 7인 슬러리를 제공하고;
    (b) 상기 슬러리를 기재상에 부착시키고;
    (c) 상기 섬유로부터 물을 배수시키고;
    (d) 상기 섬유로부터 제조된 종이를 건조시키고;
    (e) 상기 폴리알데하이드의 알데하이드 그룹과, 상기 셀룰로즈 섬유 및 상기 다당류의 하이드록시 그룹을 반응시켜 상기 섬유가 건조될 때 상기 섬유들을 연결하는 화학 결합을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 일시적 습윤 강도를 갖는 종이 제품의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 슬러리를 형성하는 단계 (a)가, (i) 상기 셀룰로즈 섬유를 포함하는 제1 수성 혼합물, 수성 매질에 실질적으로 용해시킨 폴리알데하이드를 포함하는 제2 수성 혼합물 및 수성 매질에 실질적으로 용해시킨 다당류를 포함하는 제3 수성 혼합물을 형성시키고, (ii) 상기 제1, 제2 및 제3 수성 혼합물을 혼합하여 반응 혼합물을 형성시키고, (iii) 상기 반응 혼합물의 pH를 7 이하로 조정하는 것을 포함하는 방법.
  9. 제7항에 있어서, 슬러리를 형성하는 단계 (a)가, (i) 상기 셀룰로즈 섬유를 포함하는 제1 수성 혼합물, 수성 매질에 실질적으로 용해시킨 폴리알데하이드를 포함하는 제2 수성 혼합물 및 수성 매질에 실질적으로 용해시킨 다당류를 포함하는 제3 수성 혼합물을 형성시키고, (ii) 상기 제1 및 제2 수성 혼합물을 혼합하여 제1 반응 혼합물을 형성시키고, (iii) 상기 제1 반응 혼합물의 pH를 7 이하로 조정하고; (iv) 상기 제1 혼합물을 상기 제3 수성 혼합물과 혼합하여 제2 반응 혼합물을 형성시키고, (v) 상기 제2 반응 혼합물의 pH를 7 이하로 조정하는 것을 포함하는 방법.
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