KR20040038125A - 콜로이달 실리카를 함유하는 고농축 벤토나이트 액상슬러리 및 그 제조방법 - Google Patents

콜로이달 실리카를 함유하는 고농축 벤토나이트 액상슬러리 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제지공정용 보류향상제로 사용될 수 있는, 콜로이달 실리카 (Colloidal Silica) 를 함유하는 고농축 벤토나이트 액상 슬러리 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상기 고농축 벤토나이트 액상 슬러리는 하기의 단계를 포함하는 방법에 따라 제조된다:
(1) 20 내지 70 중량% 의 상온수를 반응 용기에 주입하고, 2.0 내지 20 중량% 의 무기염, 0.5 내지 10 중량% 의 비이온 및/또는 음이온 분산제, 및 0.5 내지 10 중량% 의 콜로이달 실리카를 첨가하여 용액을 제조하는 용액 전처리 단계;
(2) 상기 (1) 에서 제조한 용액에 30 내지 60 중량% 의 분말 벤토나이트를 첨가하여 고농축 용액을 생성시키는 용해 단계; 및
(3) 수산화나트륨을 첨가하는 용액 안정화 단계.

Description

콜로이달 실리카를 함유하는 고농축 벤토나이트 액상 슬러리 및 그 제조방법 {HIGH CONCENTRATED LIQUID SLURRY OF BENTONITE COMPRISING COLLOIDAL SILICA AND PREPARATION PROCESS THEREOF}
수용성 셀룰로오즈 현탁액을 원료로 하는 종이 및 판지 제조에 있어서, 보류 (retention) 및 배수 (drainage) 를 개선하기 위하여 여러 가지 종류의 무기물들이 보류향상제로 사용되고 있다. 예를 들어 벤토나이트, 백반, 또는 폴리알루미늄 등이 있으며, 백반이나 폴리알루미늄은 단독으로 사용되는 경우가 많은 반면, 벤토나이트는 단독으로 사용되는 경우가 거의 없고 유기합성 폴리머와 병행하여 사용된다.
미국특허 제 4,753,710 호에는 지료에 유기 폴리머 물질과 무기물을 병행하여 사용할 경우, 보류, 배수, 건조 또는 지합이 개선된다고 개시되어 있다. 특히 분자량 500,000 이상의 양이온성 폴리머를 건조 펄프 기재 0.03 중량% 이상 첨가하고, 하나 이상의 전단 단계를 거친 후 벤토나이트를 일반적으로는 0.03 내지 0.5 중량%, 바람직하게는 0.08 내지 0.25 중량% 첨가하면 보류 및 배수에 우수한 개선효과가 있다고 개시되어 있다.
지료는 일반적으로 셀룰로오즈 현탁액에 충전재 (filler), 탄산칼슘, 점토, 티타늄 디옥사이드 또는 활석이 혼합되어 있는 것을 말하며, 부가적으로 로신 (rosin), 백반 등을 포함하고 있다. 또한 종이의 강도를 개선시키기 위하여 양이온성 전분 (cationic starch) 을 포함할 수 있으며, 지료의 pH 는 일반적으로 4 내지 9 이다.
벤토나이트와 같은 보류향상제는 종이나 판지를 제조하는 동안 최대한의 미립자 및 충전재를 시트에 유지시킨다. 종래에는 분말 벤토나이트가 양이온성 폴리머와 병행하여 사용되어 왔으며, 상황에 따라 양이온성 응결제 (고전하 저분자 유기합성 폴리머) 또는 중전하 중분자량의 양이온성 유기합성 폴리머와 함께 다중 시스템으로도 사용되었다.
종래 사용되어 온 벤토나이트는 분말 형태로서 작업시 분진이 다량 발생하여 호흡기 장애를 일으킬 수 있고, 작업장 주변에 떨어진 분말 벤토나이트는 물이 닿으면 미끄러워져서 안전사고를 일으킬 수도 있었다. 또한 포장단위가 20 내지 25 킬로그램의 종이 포대 또는 1 톤 백으로 승하차시 필요이상의 인력이 소모되며, 지게차 및 크레인의 사용이 필수적이고 일정한 적재공간의 확보가 필요하여 사용에 불편함이 있었다. 특히 용해 및 취급이 용이하지 않아 다층지 (multiple paper) 제조 및 중소 제지업체에서 이용하기에 어려움이 있었다.
이러한 분말 벤토나이트의 단점을 해결하기 위한 방안으로, 미국특허 제 5,484,834 호 및 미국특허 제 5,629,368 호 등에 벤토나이트 농도가 15 내지 35 중량% 인 벤토나이트 액상 슬러리 및 그 제조방법이 개시되어 있다.
본 발명은 종래의 벤토나이트 액상 슬러리 제조방법을 더욱 개량하여, 분말 벤토나이트의 단점을 보완하고 다층지 제조 및 중소 제지업체에서도 사용이 용이함과 아울러 운송 및 사용면에서 경비를 더욱 절감할 수 있는 고농축 벤토나이트 액상 슬러리 및 그 제조방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은 30 내지 60 중량% 의 높은 벤토나이트 농도에서도 15,000 cps 이하의 점도를 유지할 수 있는 벤토나이트 액상 슬러리를 제공함으로써, 종래의 벤토나이트 액상 슬러리에 비하여 취급 및 사용이 편리하여 물류비의 대폭적인 절감이 가능하며, 따라서 생산자 및 소비자 모두에게 원가 절감이 될 수 있다.
본 발명은 음이온 콜로이달 실리카의 첨가로 인하여 종래의 소듐 실리케이트에 비하여 양이온성 전분의 정착율도 높일 수 있으며, 강도 및 보류율 향상에도 개선된 효과를 나타낸다. 특히, 미세분 (fines) 의 보류율이 향상되며, 재활용 용지 (recycling paper) 와 같이 미세분의 함량이 높은 지종 (paper grade) 일수록 그 효과가 우수하며, 적용되는 지종에 따라 콜로이달 실리카의 종류를 변화하여 효과를 극대화 할 수 있다.
또한 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 고농축 벤토나이트 액상 슬러리는 탁도 및 진공도 면에서 우수한 효과를 나타낸다. 탁도가 우수하다는 것 (수치가 낮은 것) 은 펄프 이외의 탁도 유발물질, 충전재 및 미세섬유의 보류율이 높아진 것을 의미하며 또한 수율 증가를 말하는 것이다. 즉, 제품화되지 못하고 폐수장으로 유입되는 원료를 제품화시키는 것으로 제품의 증산과 폐수처리비용을 절감하는 이중의 효과가 있다. 따라서 제지산업 특히 초지부분에서의 탁도 개선은 종이를 상품화하는데 있어 매우 중요한 부분이라 하겠다.
그리고 제지산업은 특성상 물을 대량으로 사용하며 제조공정 중 일명 헤드박스 (Head Box) 라는 공정에서 분출되는 종이 원료는 99% 가 물이며 1% 정도만이 종이원료이다. 따라서 진공도가 우수하다는 것 (수치가 낮은 것) 은 지료의 배수가 개선된다는 것을 의미하며 배수가 개선되면 종이의 품질이 향상되고 무엇보다도 초지기 (종이 생산기기) 의 속도가 높아져 동일시간에 생산량을 증가시킬 수 있다.
또한 본 발명의 제조방법은 상온의 용해수를 사용함으로써 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명의 제조방법에 따라 제조된 고농축 벤토나이트 액상 슬러리는 하기와 같은 장점을 가진다:
(1) 용해작업이 용이하고,
(2) 분진이 발생하지 않아 위생적이며,
(3) 안전사고를 예방할 수 있고,
(3) 팽윤을 위한 숙성시간을 단축 할 수 있어 작업이 효율적이며,
(4) 상하차에 필요한 인력이 감축되고 적재공간이 줄어 경제적이며,
(5) 용해 및 취급이 용이하여 다층지 제조에도 사용할 수 있으며,
(6) 지대 또는 비닐 백 등의 폐기물이 발생하지 않는다.
나아가 본 발명의 고농축 벤토나이트 액상 슬러리는 제지분야 이외의 폐수 처리분야에도 적용될 수 있으며, 특히 화학적 산소요구량 (COD) 및 질소 저하에 우수한 효과를 가진다.
본 발명은 하기의 단계를 포함하는 고농축 벤토나이트 액상 슬러리의 제조방법을 제공한다:
(1) 20 내지 70 중량% 의 상온수를 반응 용기에 주입하고, 2.0 내지 20 중량% 의 무기염, 0.5 내지 10 중량% 의 비이온 및/또는 음이온 분산제, 및 0.5 내지 10 중량% 의 콜로이달 실리카를 첨가하여 용액을 제조하는 용액 전처리 단계;
(2) 상기 (1) 에서 제조한 용액에 30 내지 60 중량% 의 분말 벤토나이트를 첨가하여 고농축 용액을 생성시키는 용해 단계; 및
(3) 수산화나트륨을 첨가하는 용액 안정화 단계.
본 발명에서 사용되는 상온수는 10℃ 내지 50℃ 의 물을 의미한다.
본 발명에서는 (Na+) 으로 변성된 벤토나이트를 사용한다. 이러한 변성된 벤토나이트는 흡수성이 우수하고 물에 용해되었을 경우 팽윤이 되어 흡착 능력이 우수하다. 이러한 성질로 인해 유기합성 폴리머와 함께 사용시 뛰어난 상승효과를 나타내므로 널리 사용되고 있다.
본 발명에서 사용가능한 무기염으로는 황산 암모늄, 염화 암모늄, 황산 나트륨, 염화 나트륨, 인산 암모늄, 인산 나트륨, 또는 구연산 나트륨 등이 예시된다.
또한 본 발명의 비이온 또는 음이온 분산제는 폴리머 분산제 또는 계면활성제일 수 있으며, 분자량 20,000 이하의 아크릴아미드 및 아크릴산의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또한 본 발명의 고농축 벤토나이트 액상 슬러리는 그 점도가 800 내지 15,000 cps (Brookfield Viscosity Meter, LVF Type 사용) 로, 이는 바람직한 점도 범위인 300 내지 20,000 cps 를 만족시키며, 이러한 낮은 점도로 인하여 취급이 용이하고 동절기에도 기온강하로 인한 점도 상승이 작아서 사용이 편리하다.
또한 본 발명에서는 수산화나트륨을 첨가하여 벤토나이트의 팽윤성을 확대시켰다. 벤토나이트의 경우 팽윤 정도에 따라서 보류 및 배수에 미치는 영향이 크기 때문에 팽윤성의 확대는 매우 중요하다. 즉, 팽윤성이 우수하면 팽윤성이 낮은 제품보다 상대적으로 적은 양의 첨가로도 동일한 효과를 나타낼 수 있어 궁극적으로 원가 절감을 이룰 수 있다. 수산화나트륨의 양을 증가시키면 팽윤 효과는 증가되지만, 제품의 점도 또한 상승되므로 적당량을 투여하는 것이 요구되며, 5.0 중량% 이하의 수산화나트륨을 첨가하는 것이 본 발명의 특징 중 하나이다. 또한 수산화나트륨은 용액 전처리 단계 및/또는 용해 단계 후에 첨가될 수 있으며, 사용현장의 조건에 따라 사용 직전에 혼합될 수도 있다.
본 발명에서 사용되는 음이온 콜로이달 실리카는 그 형태가 구형이며 입자의 크기는 4 내지 20 nm 이다. 이렇게 입자의 형태가 구형이고 그 크기가 작아 상대적으로 비표면적이 넓고, 따라서 펄프, 충전재, 또는 미세분의 보류에 우수한 효과를 나타내며 제지산업에 널리 사용되는 양이온성 전분의 정착에도 우수한 효과가 있다. 특히, 신문지, 판지 또는 골판지에서 미세분 보류율이 향상되어 공정이 안정되고 생산성이 높아진다. 한편 종래의 벤토나이트 액상 슬러리 제조 과정에서 사용되는 소듐 실리케이트는 입자의 형태가 구형이 아니기 때문에 펄프, 충전재, 또는 미세분의 보류향상 및 양이온성 전분의 정착에 대한 효과가 미미하다.
본 발명의 고농축 벤토나이트 액상 슬러리는 산성지, 중성지 또는 알칼리지 등 거의 전 지종에 적용되고, 특히 의사중성 또는 중성 영역에서 그 효과가 우수하며, pH 는 3.0 내지 9.0 이 적합하다.
본 발명은 하기의 실시예에 의해 보다 상세히 설명된다. 하지만 하기의 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.
실시예
하기의 제조방법에 따라 각각의 벤토나이트 액상 슬러리를 제조하였다.
(1) 용액 전처리 단계 :
20 내지 70 중량% 의 상온수 (용해수) 를 반응 용기에 주입하였다. 계속해서 30 내지 300 rpm 으로 교반하면서 2.0 내지 20 중량% 의 무기염, 0.5 내지 10중량% 의 비이온 및/또는 음이온 분산제, 및 0.5 내지 10 중량% 의 콜로이달 실리카를 첨가하고 약 30분 내지 약 4시간 교반하였다.
(2) 용해 단계 :
상기 (1) 의 용액 전처리 단계에서 제조한 용액에 30 내지 60 중량% 의 분말 벤토나이트를 첨가하고 약 30분 내지 약 4시간 교반하였다.
(3) 용액 안정화 단계 :
상기 (2) 의 용해 단계를 거친 용액에 5.0 중량% 이하의 수산화나트륨을 첨가하고 약 30분 내지 약 4시간 교반하였다.
사용된 콜로이달 실리카는 하기 표 1 에 나타나 있으며, 상기 방법에 따라제조된 각각의 벤토나이트 액상 슬러리 조성 및 그 점도 측정 (Brookfield Viscosity Meter, LVF Type 사용) 결과는 표 2 내지 표 6 에 나타나 있다.
사용된 콜로이달 실리카의 종류
콜로이달 실리카Type SiO2(중량%) 입자 크기(nm)
A 30 내지 31 10 내지 20
C 20 내지 21 4 내지 8
F 8.0 내지 8.5 4 내지 5
K 33 내지 34 10 내지 20
벤토나이트 액상 슬러리 조성 및 점도 (No. 1 내지 6)
슬러리 No. 1 2 3 4 5 6
물(중량%) 46 46 46 32 32 32
무기염(중량%) 5 5 5 10 10 10
콜로이달 실리카 A(중량%) 5
콜로이달 실리카 C(중량%) 5 2
콜로이달 실리카 K(중량%) 5 2
콜로이달 실리카 F(중량%) 2
비이온/음이온분산제(중량%) 2/3 2/3 2/3 1/4 1/4 1/4
수산화나트륨(중량%) 4 4 4 1 1 1
분말 벤토나이트(중량%) 35 35 35 50 50 50
슬러리의 점도(cps) 3,150 1,940 2,120 7,500 5,400 4,800
벤토나이트 액상 슬러리 조성 및 점도 (No. 7 내지 12)
슬러러 No. 7 8 9 10 11 12
물(중량%) 57 57 57 30 30 30
무기염(중량%) 2 2 2 7 7 7
콜로이달 실리카 A(중량%) 3
콜로이달 실리카 C(중량%) 3 3
콜로이달 실리카 K(중량%) 3
콜로이달 실리카 F(중량%) 3 3
비이온/음이온분산제(중량%) 0/2 0/2 0/2 5/1 5/1 5/1
수산화나트륨(중량%) 1 1 1 3 3 3
분말 벤토나이트(중량%) 35 35 35 51 51 51
슬러리의 점도(cps) 890 1,020 1,350 3,500 2,800 6,600
벤토나이트 액상 슬러리 조성 및 점도 (No.13 내지 18)
슬러리 No. 13 14 15 16 17 18
물(중량%) 39 39 39 31 31 31
무기염(중량%) 15 15 15 10 10 10
콜로이달 실리카 A(중량%) 2
콜로이달 실리카 C(중량%) 1
콜로이달 실리카 K(중량%) 2 1
콜로이달 실리카 F(중량%) 2 1
비이온/음이온분산제(중량%) 5/0 5/0 5/0 3/3 3/3 3/3
수산화나트륨(중량%) 4 4 4 2 2 2
분말 벤토나이트(중량%) 35 35 35 50 50 50
슬러리의 점도(cps) 2,200 1,950 1,620 5,300 3,400 7,500
벤토나이트 액상 슬러리 조성 및 점도 (No.19 내지 22)
슬러리 No. 19 20 21 22
물(중량%) 20 20 20 0
무기염(중량%) 7.5 7.5 7.5 7.5
콜로이달 실리카 A(중량%) 2
콜로이달 실리카 C(중량%) 2
콜로이달 실리카 K(중량%) 2
콜로이달 실리카 F(중량%) 2
비이온/음이온분산제(중량%) 0/10 0/10 0/10 0/10
수산화나트륨(중량%) 0.5 0.5 0.5 0.5
분말 벤토나이트(중량%) 60 60 60 60
슬러리의 점도(cps) 13,200 12,500 14,400 11,700
벤토나이트 액상 슬러리 조성 및 점도 (No. 23 내지 28)
슬러리 No. 23 24 25 26 27 28
물(중량%) 65 56 23 69 58 25
무기염(중량%) 10 10 10 10 10 10
콜로이달 실리카 C(중량%) 4 4 4 4 4 4
비이온/음이온분산제(중량%) 0/2 0/3 0/6 0/2 0/3 0/6
수산화나트륨(중량%) 4 2 2 0 0 0
분말 벤토나이트(중량%) 15 25 55 15 25 55
슬러리의 점도(cps) 230 300 11,500 150 220 8,900
상기 표 2 내지 표 6 으로부터 30 내지 60 중량% 의 높은 벤토나이트 농도에서도 15,000 cps 이하의 점도를 유지할 수 있음을 알 수 있다.
상기와 같은 조성으로 제조한 벤토나이트 액상 슬러리를 한국화학연구원에서 사용하는 보류/배수 분석기 (Retention & Drainage Analysis, RDA) 를 사용하여 각 지종별로 분말 벤토나이트와 비교실험을 실시하였다.
본 실험에서의 지료 배수는 300 mmHg 의 진공 조건으로 이루어졌으며, 일시에 진공을 도입함에 따라 지료의 배수시간이 2초 미만으로 짧게 운전되는 초지조건으로서 실제 현장의 초지 조건과 유사하게 형성된 습지필의 보류도 및 지합을 분석하기 위하여 실시되었다. 아울러 지료의 배수성은, 1초에 200번 감지하는 감압 감지기에 의해 자동으로 컴퓨터로 저장되었으며, 시간에 따른 진공의 해압 정도를 그래프로 작성하여 각각의 시료의 효능을 즉시 파악하였다. 보류/배수 분석기의 지료 조성 및 초지의 전과정은 컴퓨터에 의해 조정되었으며, 배수 데이타 역시 자동 저장되었다. 또한 하기 실험에 사용된 보류제는 제지회사 현장에서 사용되는 유효농도 15 중량% 의 분산형 유기합성 폴리머로서, 아크릴아미드와 양이온성 아크릴레이트의 공중합체 또는 아크릴아미드와 디메틸아미노에틸아크릴레이트 4급염의 공중합체 등이 예시된다.
제지실험 A
지종 : 박스지(골판지)
pH : 6.75
지료농도 : 0.63 중량%
지료구성 : 100 중량% 국산 골판지
실험번호 보류제(kg/ton) 분말 벤토나이트(kg/ton) 벤토나이트 액상 슬러리(kg/ton) 미세분보류율(중량%) 탁도(NTU) 진공도(mmHg)
1 1.5 1.5 49.19 2,694 185
2 1.5 No. 24.3 57.16 2,015 148
3 1.5 No. 34.3 59.67 1,861 127
4 1.5 No. 53.0 57.84 1,939 134
5 1.5 No. 63.0 50.78 2,335 162
6 1.5 No. 74.3 58.91 1,885 130
7 1.5 No. 84.3 57.34 1,984 132
8 1.5 No. 103.0 56.17 1,801 145
9 1.5 No. 113.0 58.87 1,934 131
10 1.5 No. 144.3 57.51 1,997 137
11 1.5 No. 154.3 56.47 2,019 136
12 1.5 No. 173.0 49.74 2,541 174
13 1.5 No. 183.0 57.56 1,937 131
제지실험 B
지종 : 중성 백상지, 130 base paper
pH : 7.21
지료농도 : 0.52 중량%
지료구성 :활엽수 표백 크라프트 펄프 50 중량% + 침엽수 표백 크라프트 펄프 30 중량% + 충전재 20 중량% (탄산칼슘)
실험번호 보류제(kg/ton) 분말 벤토나이트(kg/ton) 벤토나이트 액상 슬러리(kg/ton) 미세분보류율(중량%) 탁도(NTU) 진공도(mmHg)
1 1.0 1.5 36.45 284 111
2 1.0 No. 24.3 42.51 245 95
3 1.0 No. 34.3 43.42 230 91
4 1.0 No. 53.0 42.84 235 93
5 1.0 No. 63.0 42.01 237 97
6 1.0 No. 74.3 43.16 236 91
7 1.0 No. 84.3 45.67 223 85
8 1.0 No. 103.0 42.41 245 96
9 1.0 No. 113.0 37.41 273 108
10 1.0 No. 144.3 42.91 241 95
11 1.0 No. 154.3 43.94 239 92
12 1.0 No. 173.0 42.61 253 97
13 1.0 No. 183.0 42.48 247 98
제지실험 C
지종 : 산성 백상지, 120 base paper
pH : 5.1
지료농도 : 0.57 중량%
지료구성 : 활엽수 표백 크라프트 펄프 40 중량% + 침엽수 표백 크라프트 펄프 50 중량% + 충전재 10 중량% (활석)
실험번호 보류제(kg/ton) 분말 벤토나이트(kg/ton) 벤토나이트 액상 슬러리(kg/ton) 미세분보류율(중량%) 탁도(NTU) 진공도(mmHg)
1 1.5 2.0 39.65 386 135
2 1.5 No. 25.7 45.32 342 121
3 1.5 No. 35.7 44.81 340 120
4 1.5 No. 54.0 39.69 375 126
5 1.5 No. 64.0 42.36 334 122
6 1.5 No. 75.7 43.15 318 115
7 1.5 No. 85.7 46.05 305 111
8 1.5 No. 104.0 42.17 336 120
9 1.5 No. 114.0 43.84 328 117
10 1.5 No. 145.7 41.67 340 123
11 1.5 No. 155.7 42.94 324 120
12 1.5 No. 174.0 39.79 361 130
13 1.5 No. 184.0 41.58 346 124
제지실험 D
지종 : 신문지 46 g/m2
pH : 6.92
지료농도 : 0.43 중량%
지료구성 : 국산신문지 50 중량% + 외산신문지 35 중량% + 국산 및 외국잡지 15 중량%
실험번호 보류제(kg/ton) 분말 벤토나이트(kg/ton) 벤토나이트 액상 슬러리(kg/ton) 미세분보류율(중량%) 탁도(NTU) 진공도(mmHg)
1 1.5 1.5 28.39 5,864 166
2 1.5 No. 24.3 32.71 5,185 138
3 1.5 No. 34.3 32.53 5,291 139
4 1.5 No. 53.0 29.57 5,342 154
5 1.5 No. 63.0 29.43 5,326 159
6 1.5 No. 74.3 33.94 4,978 137
7 1.5 No. 84.3 32.66 5,176 139
8 1.5 No. 103.0 32.47 5,002 132
9 1.5 No. 113.0 34.05 5,046 130
10 1.5 No. 144.3 35.28 4,861 126
11 1.5 No. 154.3 34.62 5,165 129
12 1.5 No. 173.0 29.95 5,674 159
13 1.5 No. 183.0 29.05 5,610 157
제지실험 E
지종 : 박스지(골판지)
pH : 6.87
지료농도 : 0.68 중량%
지료구성 : 100 중량% 국산 골판지
실험번호 보류제(kg/ton) 분말 벤토나이트(kg/ton) 벤토나이트 액상 슬러리(kg/ton) 미세분보류율(중량%) 탁도(NTU) 진공도(mmHg)
1 1.5 1.5 44.13 3,245 201
2 1.5 No. 2310.0 52.61 2,548 156
3 1.5 No. 2610.0 46.74 2,837 169
4 1.5 No. 246.0 53.57 2,475 155
5 1.5 No. 276.0 45.53 2,854 167
6 1.5 No. 252.7 53.85 2,482 154
7 1.5 No. 282.7 46.38 2,799 168
상기 표 7 내지 표 11 로부터 본 발명의 고농축 벤토나이트 액상 슬러리를 사용한 경우, 분말 벤토나이트에 비하여 탁도 및 진공도가 개선됨 (수치가 낮아짐) 을 알 수 있다.
특히 상기 표 11 로부터 수산화나트륨을 첨가한 것이 수산화나트륨을 첨가하지 않은 것보다 우수한 효과를 나타내며, 아울러 벤토나이트 액상 슬러리의 농도가 증가함에 따라 더욱 우수한 효과를 나타냄을 알 수 있다.
또한 음이온 콜로이달 실리카는 대체적으로 그 입자 크기가 작은 것 (Type C또는 F) 을 사용하였을 때 우수한 효과를 나타내었으며, 분산제는 슬러리 No. 14 및 15 를 제외하고는 비이온/음이온 혼합 또는 음이온 단독을 사용하였을 때 우수한 효과를 나타내었다.
본 발명은 분말 벤토나이트의 단점을 보완하고 다층지 제조 및 중소 제지업체에서도 사용이 용이한, 콜로이달 실리카를 포함하는 고농축 벤토나이트 액상 슬러리를 제공한다.
또한 본 발명의 벤토나이트 액상 슬러리 제조방법은, 벤토나이트의 농도를 최대 60 중량% 까지 높일 수 있어 물류비를 절감 할 수 있으며, 용해수로 상온수를 사용함으로써 준비작업이 용이하다.
나아가, 상기 제조방법에 따라 제조된 벤토나이트 액상 슬러리 제품은 고농도에서도 점도가 낮아 취급이 용이하며 동절기에 기온 강하로 인한 점도 상승이 낮아 운송 및 사용이 편리하다.

Claims (6)

  1. 하기의 단계를 포함하는, 콜로이달 실리카를 함유하는 것을 특징으로 하는 고농축 벤토나이트 액상 슬러리 제조방법:
    (1) 20 내지 70 중량% 의 상온수를 반응 용기에 주입하고, 2.0 내지 20 중량% 의 무기염, 0.5 내지 10 중량% 의 비이온 및/또는 음이온 분산제, 및 0.5 내지 10 중량% 의 콜로이달 실리카를 첨가하여 용액을 제조하는 용액 전처리 단계; 및
    (2) 상기 (1) 에서 제조한 용액에 30 내지 60 중량% 의 분말 벤토나이트를 첨가하여 고농축 용액을 생성시키는 용해 단계.
  2. 제 1 항에 있어서, 수산화나트륨이 용액 전처리 단계 및/또는 용해단계 후에 첨가되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 수산화나트륨이 0.5 내지 5.0 중량% 첨가되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 무기염이 황산 암모늄, 염화 암모늄, 황산 나트륨, 염화 나트륨, 인산 암모늄, 인산 나트륨, 및 구연산 나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 비이온 또는 음이온 분산제가 분자량 20,000 이하의 아크릴아미드와 아크릴산의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항에 따라 제조된, 콜로이달 실리카를 함유하는 고농축 벤토나이트 액상 슬러리.
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