KR20020021382A - 페이퍼 사이징용, 저분자량 말레이미드 공중합체로안정화된 소수성 양이온성 분산액 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저분자량 스티렌/말레산 무수물 이미드 공중합체에 기재하는 거대분자 계면활성제로만 안정화되는 평균 직경 100 nm 미만의 입자 형태로 분산되는 소수성 중합체의 수성 분산액을 수득하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 페이퍼의 처리 및 사이징용 상기 분산액의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 페이퍼의 사이징(sizing) 분야 및 특히 소수성 중합체의 수성 양이온성 분산액에 기재하는 사이징제에 관한 것이다. 또한 상기 분산액의 제조 방법에 관한 것이다.
양호한 사이징제가 모든 종류의 페이퍼, 특히 인쇄 및 기록 용지, 라벨용 용지, 휴지 및 포장 용지에 바람직하다.
2 종의 사이징제가 통상 존재한다: 표면 또는 내부 사이징제. 용어 "표면 사이징제" 는, 사이즈 프레스를 이용하여, 통상 전분과 함께, 페이퍼의 표면에 적용되는 제제를 의미하는 것으로 이해되고; 다른 한편, 용어 "내부 사이징제" 는 페이퍼 제조의 습식부에서 섬유와 함께 첨가되는 제제를 의미하는 것으로 이해된다.
양호한 표면 사이징제로 페이퍼 제조자는 양호한 내수성을 갖는 페이퍼를 수득하면서, 때때로 표면 사이징보다 다량의 생성물을 요구하는 내부 사이징을 감소시키고 심지어는 제거시킨다. 또한, 페이퍼에 양호한 인쇄 적성을 달성하는데 특히 중요한 양호한 표면 특성을 갖는 페이퍼를 수득할 수 있다.
표면 사이징제로서, 전분과 함께, 용해된 중합체 보다 에멀션화되거나 분산된 중합체를 사용하는 것이 당업자에게 현재 공지되어 있다. 이것으로 저점도의 고체 고(高)함량을 갖는 사이징제를 수득할 수 있다. 예를 들어, 이것은 스티렌-아크릴산 또는 스티렌-말레산 무수물 타입의 용해된 중합체 보다 발포 문제를 적게 일으킨다. 상기 분산액은 음이온성 또는 양이온성일 수 있고, 후자는 덜 일반적이고 합성하기가 더욱 어렵다.
내부 사이징제에 관한 한, 당업자는 보존제 없이 그리고 숙성 단계 없이 사용될 수 있는 생성물을 찾고 있다. 가장 일반적인 내부 사이징제는 알킬 케텐 다이머(AKD), 알킬 숙신산 무수물(ASA) 및 수지이다. 이것은 모든 제조 조건하 그리고 모든 타입의 펄프에 관해 적합하지 않으며 양이온성 촉진제의 사용이 요구된다.
표면 사이징제는 당업자에게 공지되어 있고 음이온성 분산액의 형태로 존재한다. 이것은 문헌에 자세히 기재되어 있다. 이것은 에멀션화제로서 저분자량의 음이온성 공중합체를 이용하는 에멀션 중합으로 합성된다. 합성 동안 계면활성제의 부재 및 극미립자 크기는 표면 처리 동안 만족스런 효과성을 달성하는데 바람직하다는 것은 종래 기술의 당업자에게 공지되어 있다. 예를 들어, 특허 US 08,434,600 에는 입자 크기 65 nm 의 에멀션을 제공하기 위해 보조 계면활성제 없이 사용되는 스티렌-아크릴산 공중합체로부터 에멀션 합성이 개시되어 있고, 특허 FR 9606737 에는 스티렌-말레산 무수물(SMA) 공중합체를 이용하여 합성되는 크기 약 55 nm 의 분산액의 용도를 청구하고 있다.
다른 한편, 상기 음이온성 에멀션은 임의 단점을 갖는다. 특히, 이것은약음이온성인 셀룰로오스 섬유에 거의 부착성을 나타내지 않으며, 이는 폐쇄 회로에서 재생 문제를 일으킨다. 분산액의 일부가 표면에 잔류하지 않고 페이퍼 시트(sheet)의 두께 전반에 걸쳐 확산하기 때문에, 양호한 사이징 특성을 달성하기 위해 고 용량이 필요하다. 더욱이, 상기 음이온성 에멀션은 일부 전분, 예컨대, 양이온성 전분과 비(非)상용성이다.
그러므로 양이온성 분산액이 사이징제로서 구현되어 왔다. 수 개의 합성 방법이 가능하다. 가장 적절하다고 증명되고 본 발명이 관련되는 것은 저 질량의 양이온성 공중합체를 이용하는 에멀션 중합이다. 특허 DE 2,454,397 에는 유기 용매에서 합성되는 스티렌 및 디메틸아미노에틸 아크릴레이트에 주로 기재하는 올리고머의 용도를 청구하고 있다. 특허 DE 3,401,573 에는 스티렌, 아크릴로니트릴 및 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 3원 공중합체의 용도를 청구하고 있다. 상기 2 개의 방법은 에멀션 중합 전후에 제거되는 유기 용매를 사용한다는 단점을 갖는다. 그러므로 이것은 비경제적이고 비(非)생태적이다. 더욱이, 사이징 배쓰(bath)의 전형인 고온 또는 고전단 구배에서 에멀션의 안정성이 문제일 수 있다. 또다른 특허, DE 4,200,715 에는 소수성 변성된 양이온성 폴리아미도아민의 용도를 청구하고 있다. 상기 방법은 고체 초저함량 및 입자 크기 약 160 nm 의 에멀션을 만들어 낸다. 그러므로 상기 에멀션은 본 발명에서 비경제적이고 비효과적이다.
그러므로, 종래 기술에 있어서, 사이징제로서, 고체 고함량을 갖고, 미립자 크기를 갖고 유기 용매 또는 계면활성제 없이 합성되는 양이온성 에멀션을 사용하는 것이 불가능함을 증명한다.
그러나, 미국 특허 US 3,444,151 에는, 말레산 무수물(I)에 기재하는 공중합체의 이미드 유도체(II)의 합성이 개시되어 있고 라텍스 합성 목적용 에멀션 중합에서 이것의 용도를 청구하고 있다. 그러나, 상기 특허는 단량체에 대해 2 내지 20 중량% 분율로 화합물(II)의 용도를 청구하고 있지만, 이는 사실 종래 계면활성제의 부재하에 정확하게 안정화된 라텍스를 달성하기에는 불충분하다(특허에서 택해진 실시예는 더욱이 모두가 종래 계면활성제의 병용에 기재한다).
본 발명은 양이온성 에멀션의 단순 합성 방법 및 페이퍼에 상기 에멀션의 적용 방법을 제공하며, 이는 등가의 음이온성 에멀션 보다 훨씬 더 양호한 결과를 제공한다.
본 발명은 사이징제로서 사용되는 것을 목적으로 하는 신규 타입의 양이온성 에멀션을 사용한다는 점에서 선행 기술과 구별되고, 상기 에멀션은 종래 계면활성제에 대한 의지를 피하기 위해 충분한 분율로 사용되는 말레산 무수물에 기재하는 공중합체의 이미드 유도체(II)의 존재하에 수득된다. 상기 합성된 에멀션은 고(高)소수성, 미립자 크기, 고체 고함량, 약 발포성 및 양호한 기계적 안정성, 냉동/해동에 대한 양호한 안정성 및 고온에서 양호한 안정성을 갖는다. 이것은 표면 사이징제로서 뿐만 아니라 내부 사이징제로서 똑같이 사용될 수 있다. 표면 적용에서, 이것은 다수의 전분과 상용성이다. 내부 적용에서, 이것은 보존제의 사용 없이 즉시 사이징을 가능하게 한다.
그러므로 본 발명은, 페이퍼용 사이징제로서, 저분자량의 말레산 무수물에기재하는 공중합체의 이미드 유도체의 수용액의 존재하 그리고 종래 계면활성제의 부재하 주로 소수성 단량체의 혼합물의 에멀션 중합으로부터 생성되는 양이온성 분산액의 적용에 관한 것이다. 상기 공중합체를 이용한 에멀션 합성은, 처리된 페이퍼에 매우 양호한 소수성 및 양호한 잉크젯 인쇄 적성을 모두 제공하는, 고체 고함량 및 저 입자 크기를 갖는 강력한 소수성 양이온성 분산액을 만들어 낸다.
본 발명의 주제중 하나는 페이퍼용 사이징제로서 기타 제제와 조합으로 또는 단독으로 사용될 수 있는 소수성 중합체의 수성 분산액이다. 스스로 본 발명의 또다른 주제를 구성하는 하기 기재된 방법에 따라 수득할 수 있다.
페이퍼용 사이징제로서 사용되는 수성 분산액의 제조 방법을 말레산 무수물에 기재하는 공중합체의 이미드 유도체(II)로부터 출발하는 에멀션 중합으로 실시한다. 말레산 무수물에 기재하는 중합체(I) 및 디아민의 반응에 기재하는, 상기 유도체의 합성은 특허 US 3,444,151 에 개시되어 있다. 간략히, 바람직하게는 벌크 방법으로, 중합체(I)와 일차 삼차 디아민, 예를 들어 디메틸프로필렌디아민(DMAPA) 사이의 반응으로 상기 이미드 유도체를 수득한다. 일차 아민 작용기는 무수물 작용기와 반응하여 암산(amic acid)을 형성하고 그 다음 상기 고리는 재폐쇄하여 중합체(I)의 이미드 유도체(II)를 형성할 것이다. 본 발명에서 사용되는 아민 유도체는 바람직하게는 특허 US 3,444,151 에 개시된 타입 I 의 것, 즉 디아민이 무수물 작용기와 1 대 1 몰비로 완전히 반응한 것이다. 부족량의 아민과 반응으로부터 생성하는, 잔류 무수물 또는 산 작용기를 나타내는 공중합체의 용도가 또한 가능하다.
중합체(I)은 α-올레핀, 불포화 에틸렌성 방향족류, 비닐 에테르류 또는 알릴 에테르류로부터 선택되는 소수성 단량체와 말레산 무수물로 구성되는 공중합체 또는 삼원공중합체일 수 있다. 본 발명의 바람직한 공중합체는 스티렌 대 말레산 무수물 비율 1/1 내지 6/1, 바람직하게는 2/1 내지 4/1 의 스티렌과 말레산 무수물의 공중합체(SMA)이다. 공중합체를 에멀션화시키는 수평균 분자량은 500 내지 20,000, 바람직하게는 2000 내지 5000 이다. 최종 건조 물질내 상기 올리고머의 질량% 는 10 % 내지 40 %, 바람직하게는 20 % 내지 30 % 이다.
중합체(I)은 바람직하게는 500 내지 200 mg KOH/g 범위의 산가(酸價)를 갖고 엘프 아토켐(Alf Atochem)사에 의해 SMA1000, SMA2000, SMA3000, SMAEF30, 및 SMAEF40 및 SMAEF60 으로 시판되는 말레산 무수물과 스티렌의 공중합체로부터 선택될 것이다.
이미드화 후, 공중합체를 계속해서 수용액에 용해시키고 산으로 중화시켜 양이온성 에멀션화 올리고머를 제공한다. 사용된 산은 바람직하게는 휘발성 약산, 예컨대 에탄산 또는 메탄산일 것이다.
그 다음, 에멀션 중합용 종래 기술을 이용하여, 적당량, 바람직하게는 단량체에 대해, 30 내지 50 % 의 상기 기재된 양이온성 에멀션화제(II)를 포함하는 수용액에서, 종래 거대분자성 계면활성제의 첨가 없이, 종래 라디칼 개시 시스템 및 예를 들어 스티렌 및 (메트)아크릴성 에스테르류로 구성된 에틸렌계 불포화 단량체의 혼합물의 존재하에 양이온성 에멀션을 합성시킨다.
라디칼 개시제는, 나트륨 메타비술파이트 타입의 환원제와 조합으로 임의 사용되는 수용성 개시제, 예컨대 암모늄, 칼륨 또는 나트륨 퍼술페이트, 또는 대신 환원제, 예컨대 아스코르브산 또는 나트륨 포름알데히드술폭실레이트와 조합으로, 과산화수소, 히드로퍼옥시드, 예컨대 tert-부틸 히드로퍼옥시드일 수 있다. 상기 개시제는 또한 유기 매질, 예컨대 아조 유도체, 예를 들어, 아조비스이소부티로니트릴, 또는 유기 퍼옥시드에서 가용성일 수 있다.
중합 온도는 30 ℃ 내지 100 ℃, 바람직하게는 60 ℃ 내지 90 ℃ 이고, 사용되는 개시 시스템으로 조정될 것이다.
특히 목적하는 유리 전이 온도(Tg) 뿐만 아니라 목적하는 극성, 목적하는 작용성 또는 목적하는 가교도를 달성하기 위해 단량체를 선택한다. 상기 Tg 는 -70 ℃ 내지 100 ℃, 바람직하게는 0 ℃ 내지 50 ℃ 일 수 있다.
예로서, 단량체는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트 및 더욱 일반적으로
화학식: CH2=C(R1)COOR2(식중, R1은 H 또는 CH3이고 R2는 탄소수 1 내지 22 의 기이다) 의 알킬 (메트)아크릴레이트,
화학식 CH2=C(R1)C00-(CH2)n-Cn'F2n'+1(식중, R1= H 또는 CH3, n = 1∼4 및 n' = 1∼14) 의 퍼플루오로알킬 (메트)아크릴레이트,
비닐 아세테이트, 스티렌, 베르사틱(versatic) 에스테르, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴아미드, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트 등으로부터 선택될 것이다.
본 발명의 양이온성 분산액은 고체 함량이 20 % 내지 50 %, 바람직하게는 40% 내지 50 % 이고, 입자 크기가 50 nm 내지 300 nm (평균 입자 크기는 바람직하게는 100 nm 미만이다) 이다. 이것이 천연 전분, 약음이온성 전분 또는 양이온성 전분이든 아니든, 이것은 고온에서도 사이즈 프레스에 사용되기 쉬운 전분과 매우 양호한 상용성을 갖는다. 이것은 41 % 의 고체 함량에 대해 바람직하게는 100 mPa ·s 미만의 저점도를 갖는다. 이것은 시간 경과에 따라 매우 양호한 안정성, 매우 양호한 기계적 안정성 및 매우 양호한 냉동/해동 주기에 대한 내성을 갖는다. 이것은, 등가의 음이온성 에멀션보다 훨씬 낮은 수준의 처리에서, 처리된 페이퍼에 매우 양호한 소수성을 제공한다. 특히, 이것은 보드 패킹(board packing)을 위한 시험 선형 타입의 페이퍼를 표면 처리시킬 수 있고, 여기에서 페이퍼는 매우 양호한 소수성을 갖는 것이 필요하다. 또한 이것은, 특히, 페이퍼의 표면 처리 동안 그리고 매우 양호한 잉크젯 인쇄 적성 달성을 위해 양이온성인 전분 및 안료를 이용할 수 있다. 이는 인쇄 잉크에 존재하는 입자가 통상 음이온성이고 만일 양이온성 성분이 존재하면 페이퍼의 표면에 더욱 용이하게 부착할 것이기 때문이다.
외부 또는 내부 사이징에 의한 페이퍼의 처리 방법을 응용예에서 기재한다.
실시예
하기 실시예는 본 발명의 범위의 제한 없이 본 발명을 설명한다.
합성예
실시예 1:
양이온성 계면활성제의 합성
상기 실시예는 SMA 로 표시되는 스티렌-말레산 무수물 공중합체의 이미드 유도체의 합성 방법을 기재한다.
디메틸프로필렌디아민(DMAPA) 및 그 다음 SMA 를 먼저, 주위 온도에서, 점성 매질에 적합한 교반 장치가 장착된 전기적으로 가열된 2 ℓ반응기에 도입시킨다. 그 다음 반응 혼합물을 150 ℃ 로 가열시킨 후 교반을 시작하고 그 다음 200 ℃ 로 만든다. 이 순간부터, 고정 상태를 75 분 동안 유지시킨 후 이미드화된 SMA 를 반응기의 하부 밸브를 통해 액체 질소 배쓰에 압출시킨다. 수득된 이미드화된 SMA 를 계속해서 밀링시킨다.
실시예 S1-1 로서, 반응 혼합물은 170 g 의 DMAPA 과, 79.8 질량% 의 스티렌 및 20.2 질량% 의 말레산 무수물로 구성되고 수평균 분자량 3000 인 830 g 의 SMA 공중합체(엘프 아토켐 에스. 에이. 로부터 SMAEF40 명칭으로 시판됨)를 포함한다.
분말화된 공중합체 S1-1 을 수득하고, 이의 특징은 다음과 같다:
잔류 DMAPA = 600 ppm
Tg = 112 ℃
산가 = 7.5 mg KOH/g.
실시예 S1-2, S1-3 및 S1-4
동일 타입의 시험을 기타 스티렌/말레산 무수물 비율을 나타내는 스티렌과 말레산 무수물의 기타 공중합체로 실시할 수 있고, 사용된 생성물의 성질, 사용된 양 및 수득된 생성물의 최종 특징은 하기 표에 요약된다:
| 참조 | S1-2 | S1-3 | S1-4 |
| SMA 성질 | SMA1000 | SMA2000 | SMA3000 |
| SMA 양(g) | 690 | 760 | 800 |
| DMAPA 양(g) | 310 | 240 | 200 |
| 산가(mg KOH/g) | 7 | 2.6 | 10.6 |
| 잔류 DMAPA 수준(ppm) | 600 | 600 | 600 |
| Tg(℃) | 82 | 80 | 91 |
실시예 2:
양이온성 계면활성제(SUR)의 용해
171 g 의 SUR S1-1, 644 g 의 물 및 39 g 의 빙초산을 중심 교반기, 응축기, 온도 검침기 및 아세트산 도입용 장치가 장착된 1 ℓ용량의 3 목 유리 반응기속에 도입시킨다. 조합된 반응물을 60 ℃ 로 가열시키고 올리고머가 완전히 용해될 때까지 교반시킨다.
수득된 수용액 S2-1 은 약 20 % 의 S1-1 농도를 갖는다. SUR 의 용해를 실시예 S3-1 의 예비 단계로서 중합화 반응기에서 직접 임의로 실시할 수 있다.
실시예 3:
양이온성 분산액의 합성
상기 실시예는 본 발명에 따른 양이온성 분산액의 합성을 기재한다.
20 % 의 올리고머 S1-1 을 포함하는 642 g 의 수용액 S2-1 을 중심 교반기, 응축기, 온도 검침기 및, 개시제 용액 및 단량체의 혼합물 또는 예비 에멀션을 연속 도입하기 위한 장치가 장착된 1 ℓ용량의 재킷형 유리 반응기속에 도입시키고, 반응 혼합물을 85 ℃ 로 만든다.
추가로, 3 g 의 암모늄 퍼술페이트를 60 g 의 탈염수에 용해시킴으로써 개시제 용액을 제조하고, 138 g 의 스티렌 및 162 g 의 부틸 아크릴레이트로 구성된 단량체 혼합물을 제조한다.
반응 혼합물이 85 ℃ 인 경우, 개시제 용액 및 단량체 혼합물을, 교반하면서 그리고 온도를 85 ℃ 로 유지시키면서, 2 시간 동안 공급한다.
그 다음 반응 혼합물을 추가로 2 시간 동안 85 ℃ 에서 교반시킨 다음, 주위 온도로 냉각시키고, 100 ㎛ 천을 통해 여과시키고 유출시켜 S3-1 분산액을 만들고, 이는 하기 특징을 나타낸다:
고체 함량 = 41 %
표준에 따라 25 ℃ 에서 브룩필드(Brookfield) 장치를 이용하여 측정된 점도는 35 mPa ·s
pH = 4
평균 입자 직경 = 95 nm
Tg = 25 ℃
비교예 1
특허 FR 9606737 의 실시예 1 에 개시된 바와 동일한 방식으로 사이징제를 합성하여, 74.3 질량% 의 스티렌 및 25.7 질량% 의 말레산 무수물로 구성되는, 암모니아로 중화된 스티렌-말레산 무수물 공중합체로 안정화되는 음이온성 에멀션 S4 를 제공한다. 그러므로 상기 에멀션은 에멀션 S3-1 의 음이온성 등가물이다.
상기 에멀션 S4 는 하기 특징을 나타내고:
고체 함량 = 23.5 %
25 ℃ 에서 브룩필드 점도 = 20 mPa ·s
pH = 8.85
평균 입자 직경 = 55 nm
Tg = 25 ℃
응응예
실험실 규모의 사이즈 프레스를 이용하여 3 개의 페이퍼를 표면 처리시킨다.
인쇄 및 기록 타입의 처음 2 개는 80 g/m2의 그램이지(grammage)를 갖고 페이퍼 중량에 대해 0.2 % 또는 0.6 % 수준의 알킬 케톤 이량체(허큘레스(Hercules)로부터 Aquapel315, 이후 AKD)로 사이징된다.
보드 패킹용으로 사용되기 위한 시험 선형 타입의 또다른 페이퍼는 130 g/m2의 그램이지를 갖고 임의 내부 사이징되지 않는다.
처리된 페이퍼의 수용액으로 소수성 및 내침투성을 평가하기 위해 하기 2 개의 시험을 실시한다:
콥(Cobb) 시험: 본 시험은 종래 기술의 당업자에 공지되어 있고 NF 표준 EN 20535-ISO 535 에 기재되어 있다. 제공된 시간 후 흡수된 물의 양은 g/m2으로 제공된다. 이 경우, 콥 시험을 접촉 시간 60 초(Cobb60) 또는 30 분(Cobb1800)으로 실시한다.
HST 시험: 본 시험을 태피(Tappi) 시험 방법 T 표준 530 OM-96 에 따라 실시한다. 시험받는 페이퍼는 6 ×6 cm 크기이고 한 면에 녹색 잉크칠(1.25 % 의Naphthol Green B 염료, 1 % 의 포름산 및 나머지 % 의 탈염수로 제조됨)한다. 수성 잉크의 침투 시간을 반사율이 80 % 에 도달하는 경우 반대면상에 광원의 반사로 측정한다.
실시예 A1
상기 실시예는 잉크의 내수성 및 내침투성에 관해 인쇄 및 기록 페이퍼의 표면 처리에서 본 발명에 따른 사이징제의 이점을 나타낸다. 허용가능한 인쇄 및 기록 페이퍼는 30 미만의 Cobb60및 100 초과의 HST 를 가져야 한다.
0.2 % 의 AKD 로 처리된 페이퍼를 하기를 포함하는 수용액으로 표면 사이징시키고:
3 중량% 의 약 음이온성 전분 Amylis100 P (Roquette)
0.25 중량% 및 0.5 중량% 의 에멀션 S3-1 및 S4 의 활성 재료
필요한 보완적 탈염수의 첨가로 용액이 100 % 가 되게 한다.
하기 결과는 본 발명에 따른 적용의 우수성을 음이온성 사이징제를 이용하는 적용과 비교하여 소량의 처리에서 명백하게 나타낸다:
| 생성물 | 전분단독 | S3-10.25 % | S3-10.5 % | S40.25 % | S40.5 % |
| Cobb60(g/m2) | ＞ 100 | 27.5 | 22.5 | 71 | 23 |
| HST (s) | 0 | 127 | 197 | 24 | 190 |
실시예 A2
상기 실시예는 양이온성 전분을 이용하는 인쇄 및 기록 페이퍼의 표면 처리에서 본 발명에 따른 사이징제의 이점을 나타낸다. 양이온성 전분은 인쇄 적성에 관해 상당한 이점을 제공한다.
0.2 % 및 0.6 % 의 AKD 로 처리된 페이퍼를 하기를 포함하는 용액으로 표면 사이징시키고:
3 중량% 의 양이온성 전분 Catosize240 (National Starch)
0.5 중량% 의 에멀션 S3-1 및 S4 의 활성 물질
필요한 보완적 탈염수의 첨가로 용액이 100 % 가 되게 한다.
실시예 A1 과 비교시, 하기 결과는 본 발명에 따른 분산액과 임의 타입의 전분과의 상용성을 분명히 나타낸다. 에멀션 S3-1 의 성질을 양이온성 전분의 존재하 강화시키고, 사이징 슬립에서의 비상용성으로 인해, 에멀션 S4 의 것은 저하되고 0.6 % 의 AKD 로 처리된 페이퍼용 전분 단독의 것보다 열악하다.
0.2 % 의 AKD 로 처리된 페이퍼
| 생성물 | 전분 단독 | S3-1 | S4 |
| Cobb60(g/m2) | 100 | 20.7 | 65 |
| HST (s) | 0 | 300 | 8 |
0.6 % 의 AKD 로 처리된 페이퍼
| 생성물 | 전분 단독 | S3-1 | S4 |
| Cobb60(g/m2) | 52.5 | 19.5 | 59.5 |
| HST (s) | 9 | 120 | 7 |
실시예 A3
상기 실시예는 본 발명에 따른 사이징제의 이점을 패킹 보드 페이퍼의 표면 처리에서 나타낸다. 상기 페이퍼에 대해, 매우 양호한 내수성이 장시간 요구된다. 패킹 보드용 시험 선형 타입의 허용가능한 페이퍼는 120 이하의 Cobb1800을 가져야 한다.
상기 기재된 시험 선형 타입의 페이퍼를 하기를 포함하는 용액으로 표면 사이징시키고:
8 중량% 의 약 음이온성 전분 Amylis100 P (Roquette)
0.7 중량% 및 1.2 중량% 의 에멀션 S3-1 및 S4 의 활성 물질
필요한 보완적 탈염수의 첨가로 용액이 100 % 가 되게 한다.
하기 결과는, 본 발명에 따른 사이징제의 합리적인 양으로, 임의 내부 사이징을 하지 않는 시험 선형 타입의 페이퍼의 처리 가능성을 증명한다.
| 생성물 | 전분단독 | S3-10.7 % | S3-11.2 % | S40.7 % | S41.2 % |
| Cobb60(g/m2) | 200 | 30 | 20 | 61 | 28 |
| Cobb1800(g/m2) | 250 | 150 | 105 | 165 | 150 |
실시예 A4
상기 실시예는 내부 사이징제로서 양이온성 분산액의 용도를 기재한다.
임의 유출 가능성의 소퍼-리글러도(Schopper-Riegler degree) (참조 NF 표준 Q 50003) 로 두들겨진 펄프로부터 출발하는 프랑크(Franck) 장치상에서 핸드시트 (handsheet)를 제조하는 방법에 따라 페이퍼를 수득한다. 물중 5 g/ℓ섬유로 이루어진 섬유성 서스펜션에 사이징제를 첨가한다. 3분 동안 계속 교반한다. 핸드시트를 평균 그램이지 65 g/m2에서 제조하고, 유출 후, 5 분 동안 95 ℃ 에서 탈수 및 건조시킨다. 상기 경우에 사용되는 펄프는 50 % 단섬유 및 50 % 장섬유로 구성되고 25 의 소퍼-리글러도를 갖는다.
건조 섬유성 물질에 대해 1 % 의 사이징제를 첨가한다. 사용되는 사이징제는 에멀션 S3-1 및 S4, 뿐만 아니라 AKD (허쿨레스로부터 Aquapel315) 이다. AKD 로 처리된 핸드시트를 오븐에서 10 분 동안 110 ℃ 에서 촉진 숙성시킨다.
| 사이징제 | 없음 | AKD | S3-1 | S4 |
| Cobb60 | ＞ 100 | 42 | 24 | ＞ 100 |
상기 결과의 관점에서 보는 바와 같이, 에멀션 S3-1 은 보존제 없이 완전히 만족스런 사이징 결과를 제공하는 반면, 성능은 단독으로 사용되는 AKD 로는 범용이다. 더욱이, 숙성 단계가 필요 없다. 섬유에 부착되지 않기 때문에 음이온성 에멀션은 임의 결과를 제공하지 않는다.
Claims (11)
- 단량체(들)에 대해, 단독 계면활성제로서 작용하는 이미드화된 스티렌/말레산 무수물 공중합체 20 내지 60 중량% 의 존재하에, 30 내지 100 ℃ 범위 온도에서, 하나 이상의 에멀션 중합성 단량체의 에멀션 중합에 기재하는, 소수성을 갖는 중합체의 수성 양이온성 분산액의 제조 방법에 있어서, 분산액의 고체 함량이 20 내지 50 % 인 방법.
- 제 1 항에 있어서, 스티렌 및 말레산 무수물이 1/1 내지 6/1 및 바람직하게는 2/1 내지 4/1 비율로 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 공중합체의 수평균 분자량이 500 내지 20,000 및 바람직하게는 2000 내지 5000 인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 공중합체의 이미드화도가 50 내지 100 % 인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 공중합체가 디메틸프로필렌디아민에 의해 이미드화되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 단량체가 하기를 포함하는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법:- 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트 및 더욱 일반적으로 화학식: CH2=C(R1)COOR2(식중, R1은 H 또는 CH3이고 R2는 탄소수 1 내지 22 의 기이다) 의 알킬 (메트)아크릴레이트,화학식 CH2=C(R1)C00-(CH2)n-Cn'F2n'+1(식중, R1= H 또는 CH3, n = 1∼4 및 n' = 1∼14) 의 퍼플루오로알킬 (메트)아크릴레이트,비닐 아세테이트, 스티렌 또는 베르사틱(versatic) 에스테르와 같은 소수성 단량체,- 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴아미드 또는 에틸렌 글리콜 (메트)아크릴레이트와 같은 비교적 친수성인 단량체.
- 중합체의 입자 크기가 50 내지 500 nm 및 바람직하게는 300 nm 미만인 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 따른 방법으로 가질 수 있는 소수성을 갖는 중합체의 양이온성 분산액.
- 제 7 항에 있어서, 소수성을 갖는 중합체의 유리 전이 온도가 -70 ℃ 내지 100 ℃ 및 바람직하게는 0 내지 50 ℃ 인 것을 특징으로 하는 분산액.
- 페이퍼 및 보드(board)의 처리에서 내부 사이징제로서 제 7 항 또는 제 8 항에 따른 분산액의 용도.
- 페이퍼 및 보드의 표면 사이징에서, 전분과 같은 기타 사이징제와 조합되는 제 7 항 또는 제 8 항에 따른 분산액의 용도.
- 제 7 항 또는 제 8 항에 따른 분산액 및 5 내지 50 % 범위의 질량비로 선택한 전분을 포함하는, 페이퍼 및 보드의 외부 사이징용 조성물.
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