KR20050097919A - 알케닐숙신산 무수물 조성물 및 이의 사용 방법 - Google Patents

알케닐숙신산 무수물 조성물 및 이의 사용 방법 Download PDF

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해롤드 에이. 3세 골즈베리
킴벌리 씨. 딜츠
찰스 알. 헌터
마이클 피. 오툴
로버트 제이. 프로버브
루시나 파블로브스카
글렌 이. 바이코우
카타르지나 코마로브스카
데이빗 엘. 도플레이즈
마이클 제이. 스캔론
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Abstract

본 발명은 (a) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 에멀션화 전분을 함유하는 제 1 전분 성분 중에 현탁된 알케닐숙신산 무수물 입자를 함유하는 알케닐숙신산 무수물 성분을 포함하는 에멀션, 및 (b) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분을 포함하며, 상기 에멀션 중 알케닐숙신산 무수물 및 전분 및 제 2 전분 성분은 사이징 조성물이 섬유 기재와 접촉하는 때에 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공할 수 있도록 충분히 높은 전분:알케닐숙신산 무수물 중량비로 존재하는 수성 사이징 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 사이징 조성물로 처리된 섬유 기재, 상기 조성물의 제조 방법 및 사용 방법, 및 다른 조성물들에 관한 것이다. 한 실시양태에서, 알킬렌 케텐 이량체는 알케닐숙신산 무수물 대신에 사용된다.

Description

알케닐숙신산 무수물 조성물 및 이의 사용 방법{ALKENYLSUCCINIC ANHYDRIDE COMPOSITION AND METHOD OF USING THE SAME}
(i) 섬유 기재에 유용한 사이징(sizing) 성질을 제공하고 (ii) 제지 공정의 습부(wet end)에서 사이징제 사용의 필요성을 감소시키거나 또는 제거시키는 간단하고 유효한 전분계 셀룰로오스 반응성 표면 도포 사이징제(sizing agent) 시스템은 제지업자들에게 유익할 것이다. 불행히도, 공지된 방법 및 조성물들은 제지업자들이 이러한 목표를 달성하지 못하게 하였다.
종이에 적용되는 사이징 성질은 습윤화 또는 액체가 종이 시트로 침투하는 것에 저항하는 섬유 기재의 능력을 지칭하는 것으로 공지되어 있다. 알케닐숙신산 무수물(ASA) 셀룰로오스 반응성 사이징제의 수성 분산물은 수년간 종이 및 판지(board) 제조 산업에서 인쇄 및 필기 등급 및 표백 및 비표백 판지 등급을 포함하는 광범위한 등급을 사이징하는 데 널리 사용되었다. 셀룰로오스 반응성 알케닐숙신산 무수물 에멀션은 종이 및 판지 제품에 소수성 성질을 제공한다.
사이징 성질을 획득하는 데 사용되는 화학 물질은 내부 사이즈(size) 또는 표면 사이즈로 공지되어 있다. 내부 사이즈는 로진계 사이즈 또는 합성 사이즈, 예를 들면 알케닐숙신산 무수물, 또는 다른 물질일 수 있다. 내부 사이즈는 시트 형성 전에 종이 펄프에 가해진다. 표면 사이즈는 종이 시트가 형성된 후, 가장 일반적으로는 사이즈 프레스(size press)에서 가해지는 사이징제이며, 분사 도포가 사용될 수도 있다.
대개 알케닐숙신산 무수물 사이징제는 양이온성 또는 양쪽성 친수성 물질, 예를 들면 전분 또는 중합체 중에 이를 분산시킴으로써 도포된다. 전분 또는 중합체 분산 알케닐숙신산 무수물 사이징 에멀션은 종이 웹 형성 전에 펄프 슬러리에 가해졌다. 알케닐숙신산 무수물 사이징 에멀션을 제지 시스템에 가하는 이러한 유형은 통상 알케닐숙신산 무수물의 습부 첨가 또는 내첨으로 불린다.
불행히도, 알케닐숙신산 무수물을 초지기의 습부에 가하는 것은 몇가지 단점을 갖는다. 내첨된 알케닐숙신산 무수물 에멀션은 섬유에 완전히 보유되지 않는다. 보유되지 않은 부분은 제지 시스템의 물 또는 다른 성분과 자유로이 반응하며 초지기의 습부에 침전될 수 있거나, 또는 그 후에 초지기의 프레스 또는 건조 구획으로 운반되고 종이 또는 판지 결함을 형성할 수 있다. 또한, 알케닐숙신산 무수물 에멀션의 내첨은 다른 습부 첨가제, 예를 들면 증백제, 소포제 또는 분산제, 살생물제, 염료, 지력 증강제 등과 상호작용하는 잠재력을 갖는다.
또한, 제지 시스템의 습부에 충전제, 예를 들면 탄산칼슘 충전제 첨가를 증가시키는 것은 사이즈 요구의 증가도 일으켰다. 충전제 입자는 셀룰로오스 섬유에 비해 비교적 높은 표면적을 갖고 내첨된 사이징제를 용이하게 흡착시킨다. 탄산칼슘 충전제 입자에 흡착되는 알케닐숙신산 무수물은 덜 유효한 사이징을 일으켜 셀룰로오스 반응 알케닐숙신산 무수물 사이징제로 사이징된 비충전된 종이 웹 처리에 비해 많은 용량을 필요로 한다.
섬유 기재를 표면 처리하는 조성물 및 방법을 개발하여 섬유 기재에 유용한 사이징 성질을 제공하고 제지 공정의 습부에서 사이징제 사용의 필요성을 감소시키거나 또는 제거시키는 간단하고 유효한 전분계 시스템을 생산하기 위한 노력은 실패하였다. 통상적인 표면 사이즈, 예를 들면 스티렌 아크릴레이트 에멀션, 스티렌 아크릴산, 스티렌 말레산 무수물, 폴리우레탄 등은 내부 사이즈가 유효할 것을 필요로 한다.
미국 특허 제 6,162,328호는 셀룰로오스 반응성 및 셀룰로오스 비반응성 사이즈 분산물의 혼합물을 함유하는 사이징 조성물을 종이의 표면에 가하는 것인 종이를 사이징하는 방법을 개시하고 있다. 셀룰로오스 비반응성 사이즈는 중합체 물질, 예를 들면 스티렌 또는 카르복실기를 함유하는 비닐 단량체로 치환된 스티렌의 공중합체이다. 셀룰로오스 반응성 사이즈는 사이즈, 예를 들면 케텐 이량체 및 다중체, 알케닐숙신산 무수물, 유기 에폭시드, 아실 할리드, 지방산으로부터의 지방산 무수물 및 유기 이소시아네이트를 포함한다. 전분은 산화되고 에틸화된 양이온성 펄(pearl) 전분을 포함하며 이에 한정되지 않는 임의의 유형일 수 있고, 바람직하게는 수용액 중에 사용된다. 셀룰로오스 반응성 사이즈 분산물 및 비반응성 사이즈 분산물은 종이에 도포되기 전에 전분 또는 전분 유도체의 용액과 함께 가해질 수 있다.
미국 특허 제 6,162,328호는 하나 이상의 셀룰로오스 반응성 사이즈 및 하나 이상의 셀룰로오스 비반응성 사이즈의 조합물을 필요로 한다. 이 조합물은 양쪽 유형의 성질이 균형잡히게 하여 알케닐숙신산 무수물 또는 알킬 케텐 이량체가 사이즈 프레스에 가해지게 한다. 중합체 물질의 조합물을 사용하기 위한 요건은 상기 조성물을 더 고가이게 하고 단일 사이징 성분 첨가에 비해 더 복잡하다. 또한, 이는 전분 대 셀룰로오스 반응성 사이즈 비에 대한 어떠한 임계성도 포함하지 않는다.
미국 특허 제 4,872,951호는 종이 및 판지 제품의 외부 사이즈로 사용하기 위한 알케닐숙신산 무수물 처리 전분 및 양이온성 전분의 블렌드를 개시하고 있다. 상기 블렌드는 전분의 모노에스테르 및 알킬숙시네이트 또는 알케닐숙시네이트인 알케닐숙신산 무수물 처리 전분 30-90 중량% 및 양이온성 전분 10-70 중량%를 함유한다. 상기 발명은 종이의 표면에 가해지는 양이온성 전분과 합쳐진 알케닐숙신산 무수물과 전분의 반응 생성물을 필요로 한다. 이러한 반응 생성물의 제조는 추가 공정 단계이다. 또한, 양이온성 전분에 대해 강조하는 상기 문서는 어떻게 비이온성 및 음이온성 전분이 에멀션 중에서 유효하게 알케닐숙신산 무수물을 섬유 기재에 전달하고 유용한 사이징 성질을 제공하는 데 사용될 수 있는지에 대해 교시하지 않는다.
WO 02/08514는 사이징제, 및 에멀션을 형성할 수 있는 무기 미립자 유화제 및 물을 함유하는 사이징 에멀션의 제조를 기재한다. 상기 사이징제는 2-옥세탄온 이량체 또는 다중체, 알케닐숙신산 무수물, 로진 또는 카르바모일 클로라이드일 수 있다. 무기 미립자 유화제는 점토, 실리카, 제올라이트, 운모, 탄산칼슘, 인산칼슘 또는 황산칼슘, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 인산알루미늄 또는 규산알루미늄, 인산마그네슘 또는 규산마그네슘, 염화폴리알루미늄, 인산폴리알루미늄 또는 규산폴리알루미늄 및 인산철(Ⅱ 또는 Ⅲ), 규산철(Ⅱ 또는 Ⅲ) 또는 산화철(Ⅱ 또는 Ⅲ)로부터 선택된다. 상기 특허에 따르면, 무기 미립자 유화제의 첨가로 알케닐숙신산 무수물이 사이즈 프레스에 가해지게 된다. 비교예인 실시예 28은 "계면활성제 및 전분을 포함하는 통상적으로 제조된 알케닐숙신산 무수물 에멀션은 사이즈 프레스에서 작용하지 않는다.."라고 개시하고 있다.
상기 이유로, 제지 공정에 내첨된 알케닐숙신산 무수물 사이징제 또는 케텐 이량체 사이징제와 종종 회합되는 침전물을 피하는 방법을 개발할 필요가 있다.
상기 이유로, 예비성형된 섬유 웹의 표면에 거의 100 % 보유를 제공하는 사이징 조성물을 개발할 필요가 있다.
상기 이유로, 내부 도포 알케닐숙신산 무수물 사이징 시스템보다 유효한 표면 도포 알케닐숙신산 무수물 사이징 시스템을 개발할 필요가 있다.
상기 이유로, 사이징 조성물을 섬유 기재에 처리한 경우 섬유 기재에 유용한 사이징 성질을 제공하는 사이징 조성물을 개발할 필요가 있다.
개요
본 발명은 (a) 비이온성 전분, 양이온성 전분, 음이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 에멀션화 전분을 함유하는 제 1 전분 성분 중에 현탁된 알케닐숙신산 무수물 입자를 함유하는 알케닐숙신산 무수물 성분을 포함하는 에멀션, 및 (b) 비이온성 전분, 양이온성 전분, 음이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분을 포함하며, 상기 에멀션 중 알케닐숙신산 무수물 성분 및 전분, 및 제 2 전분 성분이, 사이징 조성물이 섬유 기재와 접촉하는 때에 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공할 수 있도록 충분히 높은 전분:알케닐숙신산 무수물 중량비로 존재하는 수성 사이징 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 (a) 알케닐숙신산 무수물을 비이온성 전분, 음이온성 전분, 양이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 전분을 함유하는 제 1 전분 성분과 에멀션화시켜 에멀션을 형성하는 단계, 및 (b) 상기 에멀션을 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분과 합쳐, (a) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 에멀션화 전분을 함유하는 제 1 전분 성분 중에 현탁된 알케닐숙신산 무수물 입자를 함유하는 알케닐숙신산 무수물 성분을 포함하는 에멀션, 및 (b) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분을 포함하며, 상기 에멀션 중 알케닐숙신산 무수물 성분 및 전분, 및 제 2 전분 성분이, 사이징 조성물이 섬유 기재와 접촉하는 때에 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공할 수 있도록 충분히 높은 전분:알케닐숙신산 무수물 중량비로 존재하는 수성 사이징 조성물을 형성하는 단계를 포함하는 사이징 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
한 실시양태에서, 본 발명은 (a) 비이온성 전분, 양이온성 전분, 음이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 에멀션화 전분을 함유하는 제 1 전분 성분 중에 현탁된 알킬 케텐 이량체 입자를 함유하는 알킬 케텐 이량체 성분을 포함하는 에멀션, 및 (b) 비이온성 전분, 양이온성 전분, 음이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분을 포함하며, 상기 에멀션 중 알킬 케텐 이량체 성분 및 전분, 및 제 2 전분 성분이, 사이징 조성물이 섬유 기재와 접촉하는 때에 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공할 수 있도록 충분히 높은 전분:알킬 케텐 이량체 중량비로 존재하는 수성 사이징 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 본 발명의 사이징 조성물을 사용하여 사이징하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 특성, 측면 및 이점은 하기 설명 및 첨부되는 청구 범위를 참고로 하여 더욱 잘 이해될 것이다.
설명
본 발명은 알케닐숙신산 무수물을 전분과 에멀션화시키고, 에멀션을 형성한 다음, 조심스럽게 조절된 조건 하에서 전분 성분을 에멀션에 가함으로써, 사이징 조성물이 사이즈 프레스에서 섬유 기재와 접촉하는 때에 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공하는 것인 간단하면서도, 매우 유효한 사이징 조성물을 지금 제조하는 것이 가능하다는 놀라운 발견에 기초한다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따라 제조된 사이징 조성물이 가수분해된 알케닐숙신산 무수물(HASA)을 함유하더라도 전분 대 알케닐숙신산 무수물 사이즈 비가 충분히 높은 한 사이징 조성물이 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공할 수 있다는 발견에 기초한다. 유리하게도, 사이징 조성물의 사용은 초지기의 사이즈 프레스, 캘린더 스택(calendar stack) 또는 건조 구획에서 고착 또는 침전을 감소시키거나 또는 제거한다.
본 명세서에 사용된 구 "유용한 사이징 성질"은 종이 제품의 목적하는 용도에 유용한 사이징 성질을 의미한다. 거꾸로, 본 명세서에 사용된 구 "무용한 사이징 성질"은 종이 제품의 목적하는 용도에 유용하지 않은 사이징 성질을 의미한다. 본 명세서에 사용된 용어 "에멀션"은 추가의 전분 성분과 합쳐진 경우, 섬유 시트가 형성된 후 제지 공정의 임의의 위치, 예를 들면 사이즈 프레스 또는 코팅기에서 도포되는 때에 특히 유용한 사이징 조성물을 형성하는 것인 본 발명에 따라 제조된 에멀션을 지칭한다.
본 발명은 (a) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 에멀션화 전분을 함유하는 제 1 전분 성분 중에 현탁된 알케닐숙신산 무수물 입자를 함유하는 알케닐숙신산 무수물 성분을 함유하는 에멀션, 및 (b) 비이온성 전분, 양이온성 전분, 음이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분을 포함하는 수성 사이징 조성물에 관한 것이다. 상기 에멀션 중 알케닐숙신산 무수물 성분 및 전분, 및 제 2 전분 성분은 사이징 조성물이 섬유 기재와 접촉하는 때에 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공할 수 있도록 충분히 높은 전분:알케닐숙신산 무수물 성분 중량비로 존재한다. 한 실시양태에서, 알킬 케텐 이량체는 알케닐 숙신산 무수물 대신에 사용된다. 또다른 실시양태에서, 알케닐숙신산 무수물 및 알킬 케텐 이량체의 혼합물이 사용된다.
본 발명의 사이징 조성물은 사이즈 프레스에 사용하기 위해 특수하게 디자인된 것이다. 본 발명의 사이징 조성물은 제지 공정의 습부에서 사이징제 사용의 필요성을 감소시키거나 또는 제거한다.
일반적으로, 에멀션을 제조에 사용되는 제 1 전분 성분은 알케닐숙신산 무수물을 에멀션화시키고, 추가의 전분과 합쳐져 본 발명에 따른 사이징 조성물을 형성할 수 있는 에멀션을 형성할 수 있는 임의의 전분을 포함한다. 일반적으로, 제 1 전분 성분은 변형된 것이며 일반적으로 사실상 음이온성 또는 비이온성인 전분을 포함한다. 그러나, 제 1 전분 성분은 양쪽성 또는 양이온성 전분, 예를 들면 사이즈 프레스에도 사용되는 전분을 포함할 수 있다.
적합한 전분은 전형적으로 음이온성 또는 비이온성이며, 베이스 콘(base corn), 감자, 밀, 타피오카 또는 수수계 전분이 효소, 고온 및(또는) 화학적/열적 전환 기술을 사용함으로써 변형된 것을 포함할 수 있다. 화학적 변형은 산화, 산 변형, 가열, 아세틸화 및 히드록시에틸화를 포함하며 이에 한정되지 않는다. 적합한 전분의 예는 펜포드의 더글라스(Penford's Douglas)(등록 상표) 3012 산화 덴트(dent) 콘 전분, 카르길의 필름플렉스(Cargill's Filmflex)(등록 상표) 60 히드록시에틸화 덴트 콘 전분 및 스테일의 에틸렉스(Stale's Ethylexe)(등록 상표) 2035 히드록시에틸화 덴트 콘 전분을 포함하며 이에 한정되지 않는다.
전분은 전분 수용액의 형태로 사용될 수 있다. 전분 용액의 점도는 전형적인 사이즈 프레스 용액 온도에서 약 10 cP 내지 약 200 cP에서 변화할 수 있다. 유리하게도, 전형적인 고온 전분 온도는 에멀션화에 사용될 수 있고 에멀션을 함유하는 사이징 조성물은 여전히 유용한 사이징 성질을 제공할 수 있다. 전분 온도는 약 60 내지 약 200 ℉(약 15 내지 약 93 ℃)에서 변화할 수 있다. 또한, 전분 고형물은 반드시 변형될 필요는 없고 필요에 따라 그러할 수 있다. 전분 고형물은 약 1 내지 약 20 중량%, 바람직하게는 약 5 내지 약 13 중량% 범위일 수 있다. 한 실시양태에서, 습부 에멀션화에 사용되는 양이온성 전분은 약 4.0 내지 약 7, 또는 바람직하게는 약 4.0 내지 약 5.0 범위의 pH로 산화될 수 있다. 제 1 전분 성분의 pH는 그 본래의 pH에서 사용될 수 있다. pH는 조정될 수 있지만 반드시 조정될 필요는 없다. 전분 성분의 pH는 일반적으로 약 5 내지 9, 또는 바람직하게는 약 7 내지 약 8.5이다.
제 1 전분 성분은 본 발명에 따른 에멀션을 제조하기에 충분한 양으로 사용된다. 일반적으로, 제 1 전분 성분은 에멀션 중에 약 0.2:1 이상의 전분:알케닐숙신산 무수물 성분 중량비로 존재한다. 한 실시양태에서, 제 1 전분 성분은 일반적으로 에멀션 중에 약 0.2:1 내지 약 10:1, 바람직하게는 약 0.2:1 내지 약 7:1, 또는 바람직하게는 약 0.5:1 내지 약 2:1 범위의 전분:알케닐숙신산 무수물 성분 중량비로 존재한다. 또다른 실시양태에서, 제 1 전분 성분은 일반적으로 에멀션 중에 약 0.2:1 내지 약 20:1 범위의 전분:알케닐숙신산 무수물 성분 중량비로 존재한다.
일반적으로, 알케닐숙신산 무수물 성분은 팬던트(pendant) 숙신산 무수물기를 함유하는 모노 불포화 탄화수소쇄로 구성된 알케닐숙신산 무수물 화합물을 포함한다. 일반적으로, 알케닐숙신산 무수물 화합물은 액체이고 말레산 무수물 및 적합한 올레핀으로부터 유도될 수 있다. 알케닐숙신산 무수물 화합물은 고체일 수 있다.
일반적으로, 알케닐숙신산 무수물 화합물은 알케닐숙신산 무수물 화합물을 형성하기 충분한 온도 및 시간에서 이성화 C14-C20 모노 올레핀, 바람직하게는 과량의 내부 올레핀을 말레산 무수물과 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
알케닐숙신산 무수물 화합물의 제조에 사용되는 올레핀이 내부 올레핀이 아닌, 예를 들면 α-올레핀인 경우, 먼저 올레핀을 이성화하여 내부 올레핀을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 알케닐숙신산 무수물 화합물의 제조에 사용될 수 있는 올레핀은 직쇄 또는 분지된 것일 수 있다. 바람직하게는, 올레핀은 약 14 개 이상의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 알케닐숙신산 무수물 화합물의 전형적인 구조는 예를 들면, 미국 특허 제 4,040,900호에 개시되어 있으며, 상기 문헌의 전문은 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다. 알케닐숙신산 무수물 화합물 및 이들의 제조 방법은 예를 들면, 문헌[C. E. Farley and R. B. Wasser, "The Sizing of Paper, Second Edition," edited by W. F. Reynolds, TAPPI Press, 1989, pages 51-62]에 기재되어 있으며, 상기 문헌의 전문은 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다.
알케닐숙신산 무수물 성분은 일부 가수분해된 알케닐숙신산 무수물을 함유할 수 있다. 가수분해된 알케닐숙신산 무수물(HASA)의 양은 알케닐숙신산 무수물 성분의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 99 중량% 범위일 수 있다.
일반적으로, 알케닐숙신산 무수물 성분은 에멀션 중에 에멀션의 총 중량을 기준으로 약 0.01 중량% 이상, 또는 약 0.1 내지 약 20 중량%, 또는 약 0.3 중량% 내지 약 15 중량%의 양으로 존재한다.
일반적으로, 에멀션은 적합한 양의 알케닐숙신산 무수물과 적합한 양의 전분을 에멀션을 생산하는 조건 하에서 에멀션화시킴으로써 제조되며, 여기서 제 2 전분 성분과 합쳐진 경우, 사이징 조성물이 섬유 기재와 접촉하는 도중 또는 후에 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공하는 사이징 조성물을 형성한다.
바람직하게는, 에멀션은 알케닐숙신산 무수물 및 적합한 양의 전분 용액을 적합한 전분:알케닐숙신산 무수물 성분 중량비에서 에멀션을 생성하기 충분한 에너지를 제공하는 전단 장치를 통과시킴으로써 제조된다. 에멀션화 공정 전에 알케닐숙신산 무수물은 물에 노출되어서는 안되며, 전분은 완전히 조리되어야 한다. 조리되지 않은 전분 입자는 응집될 수 있기 때문에 에멀션 품질이 떨어질 수 있을 뿐만 아니라 전단 장치에 기계적 마모가 생길 수 있다.
에멀션이 제조되는 압력 및 온도는 제 2 성분과 합쳐질 수 있고 섬유 기재와 접촉하는 때에 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공하는 사이징 조성물을 형성하는 에멀션을 제조하기 충분하다. 한 실시양태에서, 적합한 에멀션화 장치, 예를 들면 전단 장치의 입구 압력은 약 120 내지 약 150 ℉(약 48 내지 약 66 ℃) 범위의 온도에서 약 10 psig이고, 출구 압력은 약 130 내지 약 160 ℉(약 54 내지 약 71 ℃) 범위의 온도에서 약 150 내지 약 160 psig이다. 적합한 전단 장치, 예를 들면 버크스(Burks) 펌프로 들어가는 주된 전분 유량은 1 분 당 약 0.8 내지 약 2.0 갤런(gpm), 바람직하게는 약 1.5 gpm, 가장 바람직하게는 약 1.0 gpm 범위일 수 있다.
한 실시양태에서, 에멀션은 계면활성제 성분을 추가로 함유하는 알케닐숙신산 무수물 성분으로부터 제조될 수 있다. 계면활성제 성분은 에멀션이 제조되는 경우 알케닐숙신산 무수물과 제 1 전분 성분의 에멀션화를 용이하게 한다. 일반적으로, 계면활성제는 음이온성 또는 비이온성이거나, 또는 양이온성일 수 있고 광범위한 HLB 값을 가질 수 있다.
적합한 계면활성제의 예는 알킬 및 아릴 1차, 2차 및 3차 아민 및 그들의 대응하는 4차 염, 술포숙시네이트, 지방산, 에톡실화 지방산, 지방성 알코올, 에톡실화 지방성 알코올, 지방성 에스테르, 에톡실화 지방성 에스테르, 에톡실화 트리글리세리드, 술폰화 아미드, 술폰화 아민, 에톡실화 중합체, 프로폭실화 중합체 또는 에톡실화/프로폭실화 공중합체, 폴리에틸렌 글리콜, 인산 에스테르, 포스폰화 지방산 에톡실레이트, 포스폰화 지방성 알코올 에톡실레이트, 및 알킬 및 아릴 술포네이트 및 술페이트를 포함하며 이에 한정되지 않는다. 바람직한 적합한 계면활성제의 예는 아미드, 에톡실화 중합체, 프로폭실화 중합체 또는 에톡실화/프로폭실화 공중합체, 지방성 알코올, 에톡실화 지방성 알코올, 지방성 에스테르, 카르복실화 알코올 또는 알킬페놀 에톡실레이트, 카르복실산, 지방산, 디페닐 술포네이트 유도체, 에톡실화 알코올, 에톡실화 지방성 알코올, 에톡실화 알킬페놀, 에톡실화 아민, 에톡실화 아미드, 에톡실화 아릴 페놀, 에톡실화 지방산, 에톡실화 트리글리세리드, 에톡실화 지방성 에스테르, 에톡실화 글리콜 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 지방산 에스테르, 글리세롤 에스테르, 글리콜 에스테르, 특정한 라놀린계 유도체, 모노글리세리드, 디글리세리드 및 유도체, 올레핀 술포네이트, 인산 에스테르, 인 유기 유도체, 포스폰화 지방산 에톡실레이트, 포스폰화 지방성 알코올 에톡실레이트, 폴리에틸렌 글리콜, 중합체 다당류, 프로폭실화 및 에톡실화 지방산, 알킬 및 아릴 술페이트 및 술포네이트, 에톡실화 알킬페놀, 술포숙신남메이트, 술포숙시네이트를 포함하며 이에 한정되지 않는다.
한 실시양태에서, 계면활성제 성분은 하기 화학식 I의 트리알킬 아민, 하기 화학식 I의 트리알킬 아민의 디메틸 술페이트 4차 염, 하기 화학식 I의 트리알킬 아민의 벤질 클로라이드 4차 염, 및 하기 화학식 I의 트리알킬 아민의 디에틸 술페이트 4차 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 아민을 포함한다.
상기 식 중, R1은 메틸 또는 에틸이고, R2는 메틸 또는 에틸이고, R3는 14 내지 24 개의 탄소 원자를 갖는 알킬이다. 또다른 실시양태에서, 계면활성제는 이러한 아민을 제외한다. 계면활성제 양은 알케닐숙신산 무수물 성분을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량%의 범위일 수 있다.
일반적으로, 에멀션 입자는 약 0.5 미크론 이상의 중간 입도를 갖는다. 에멀션의 중간 입도는 적용분야, 에멀션화에 사용된 전분의 유형 및 전분 성질에 따라 변할 수 있다. 한 실시양태에서, 에멀션의 중간 입도는 약 0.1 내지 약 50 미크론, 또는 약 0.5 내지 약 30 미크론의 범위이다. 에멀션화 전분에 의해 현탁된 입자가 광범위한 입자 분포를 나타낼 수 있다는 점이 인식될 것이다. 이러한 광범위한 입자 분포를 갖는 에멀션이 제조하기 더 용이하기 때문에 이들을 사용할 수 있는 것이 유리하다. 일반적으로, 습부 도포에 사용되는 에멀션은 유효한 사이징을 제공하기 위해 상대적으로 더 좁고 더 작은 입도 분포를 필요로 하는 것으로 인정된다. 이러한 상대적으로 더 좁고 작은 입도 분포를 갖는 에멀션의 제조(관례상 알케닐숙신산 무수물을 습부에 도포하여 제조됨)는 전분 품질 면에서 많은 노력이 필요할 수 있다. 본 발명의 에멀션의 입도 분포는 바람직하게는 단봉(monomodal)형이다. 그러나, 일부 경우에서 상기 분포는 이봉(bimodal) 또는 다봉(multimodal)형일 수 있다.
일반적으로, 에멀션과 합쳐져 사이징 조성물을 형성하는 제 2 전분 성분은 임의의 전분일 수 있으며, 에멀션과 합쳐진 경우 본 발명에 따른 사이징 조성물을 형성할 수 있다. 일반적으로, 제 2 전분 성분 중의 전분은 제 1 전분 성분에 사용된 것과 동일한 전분이다. 한 실시양태에서, 제 1 전분 성분 및 제 2 전분 성분은 양쪽 모두 사이즈 프레스 전분 용액으로부터 얻어진다. 제 1 전분 성분과 달리, 제 2 전분 성분은 일반적으로 제 1 전분 성분 중의 전분보다 많은 양으로 사용된다. 본 발명에서 제 2 전분 성분의 사용은 중요하다.
사이징 조성물은 에멀션을 제 2 전분 성분과 합침으로써 제조된다. 에멀션은 제 2 전분 성분과 임의의 적합한 수단, 예를 들면 혼합에 의해 합쳐질 수 있다. 바람직하게는, 에멀션 및 제 2 전분 성분은 인라인으로 합쳐진다. 일반적으로, 에멀션이 약 40 ℃ 미만의 온도에서 제조된 경우 에멀션이 제 2 전분 성분과 합쳐지는 때에 제 2 전분에 의해 가열되어, 생성되는 사이징 조성물의 온도는 약 40 ℉ 초과, 예를 들면 약 40 내지 약 200 ℉(약 94 ℃) 또는 150 ℉(약 4 ℃ 내지 약 66 ℃), 또는 약 55 내지 약 100 ℉(약 13 ℃ 내지 약 38 ℃) 범위가 된다. 별법으로, 에멀션이 약 40 ℃를 초과하는 온도에서 제조된 경우, 생성되는 수성 사이징 조성물의 온도도 일반적으로 40 ℉ 초과, 예를 들면 약 40 ℉ 초과, 또는 50 ℉(10 ℃) 내지 약 200 ℉(약 94 ℃)이다. 에멀션이 약 40 ℉를 초과하는 온도에서 제조된 경우, 에멀션의 온도는 일반적으로 제 2 전분 성분과 합쳐지기 전 제 2 전분 성분의 온도보다 낮다. 한 실시양태에서, 제 1 성분이 약 40 ℉를 초과하는 온도에서 제조된 경우 제 1 성분의 온도는 제 2 전분 성분과 합쳐지기 전 제 2 전분 성분의 온도와 동일하거나 더 높다. 이와 같이, 에멀션은 섬유 기재의 표면에 직접적으로 가해지지 않으며, 가수분해를 일으킬 것으로 예상되는 조건 하에서 제 2 전분 성분과 합쳐져 수성 사이징 조성물을 형성한 다음, 생성되는 사이징 조성물 이 섬유 기재에 가해진다.
사이징 조성물은 바람직하게는 사이징 조성물이 제지 작동 조건에서 응집을 최소화하고 섬유 기재와 접촉하는 때에 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공할 수 있도록 충분히 큰 전분:알케닐숙신산 무수물 성분 중량비를 갖는다. 시간이 지남에 따라 사이징 조성물이 시스템에서 재순환하고 전분:알케닐숙신산 무수물 중량비가 충분히 높지 않은 경우, 사이징 조성물은 심하게 응집될 수 있기 때문에 전분:알케닐숙신산 무수물 성분 중량비는 중요하다.
일반적으로, 사이징 조성물의 에멀션 및 제 2 전분 성분은 약 10:1 이상의 전분:알케닐숙신산 무수물 성분 중량비를 갖는다. 전분:알케닐숙신산 무수물 성분 중량비의 범위는 약 10:1 또는 20:1 내지 약 100:1 이상의 범위일 수 있다. 한 실시양태에서, 전분:알케닐숙신산 무수물 성분 중량비는 약 10:1 내지 약 200:1, 바람직하게는 약 60:1 내지 약 120:1의 범위이다.
물은 사이징 조성물의 주성분이다. 일반적으로, 물은 사이징 조성물의 약 95 중량% 이상, 또는 약 90 중량% 이상 또는 약 80 중량% 이상을 구성한다.
사이징 조성물은 다른 물질을 함유할 수 있다. 예를 들면, 한 실시양태에서, 사이징 조성물은 안정화제로서 기능할 수 있는 합성 중합체를 함유할 수 있다. 적합한 중합체 안정화제의 예는 0 내지 약 90 %, 더욱 바람직하게는 0 내지 약 10 %로 변화하는 전하 치환 범위를 갖는 음이온성, 양이온성, 비이온성 및 양쪽성 하전 특성을 갖는 비닐 부가 및 축합 중합체를 포함한다. 또한, 상기 합성 중합체 안정화제의 분자량은 약 10,000 내지 약 2.0 × 106 달톤, 또는 약 200,000 내지 약 1 × 106 달톤의 범위일 것이다. 본 명세서에서 언급하는 모든 분자량은 중량 평균치이다.
또다른 실시양태에서, 사이징 조성물은 표면 사이징제를 추가로 함유한다. 그러나, 이는 반드시 필요한 것은 아니다. 적합한 표면 사이징제는 스티렌 말레산 무수물 공중합체, 스티렌 아크릴산 공중합체, 폴리우레탄 분산물 및 스티렌 아크릴레이트 에멀션을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 바람직한 스티렌 말레산 무수물 공중합체는 스티렌, 또는 말레산 무수물과 같은 비닐 단량체로 치환된 스티렌의 공중합체 및 그들의 부분적으로 에스테르화된 또는 가수분해된 대응부이다. 일례로는 바이사이즈(Baysize)(등록 상표) S 48이 있다. 바람직한 스티렌 아크릴산 공중합체는 스티렌, 또는 아크릴산 및 메트아크릴산과 같은 비닐 단량체로 치환된 스티렌의 공중합체이다. 그 예로는 바이사이즈(등록 상표) S 210 및 225가 있다. 바람직한 폴리우레탄 분산물은 이소시아네이트 또는 디이소시아네이트 및 아민 또는 알코올의 공중합체이다. 그 예에는 그래프사이즈(Graphsize)(등록 상표) A, C 및 T가 있다. 바람직한 스티렌 아크릴레이트 에멀션은 스티렌, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 에스테르로 치환된 스티렌 또는 아크릴로니트릴의 공중합체이다. 그 예에는 바이사이즈(등록 상표) S AGP, BMP 및 850, 바소플라스트(Basoplast)(등록 상표) 400DS 스티렌 아크릴레이트 에멀션이 있다. 건조 상태 기준으로, 알케닐숙신산 무수물 성분 대 추가의 사이징제의 중량비는 약 1:0.2 내지 약 1:50의 범위이다.
한 실시양태에서, 사이징 조성물은 추가의 사이징제 대 알케닐숙신산 무수물 성분을 약 1 대 50 중량% 미만으로 함유한다. 다른 실시양태에서, 사이징 조성물은 추가의 사이징제 대 알케닐숙신산 무수물 성분을 약 0.5:1 초과, 또는 약 50:1 미만의 중량비로 함유한다.
사이징 조성물로 처리되는 섬유 기재는 종이 제품의 임의의 기재일 수 있으며, 본 발명에 따라 제조된 사이징 조성물로 처리된 경우 그의 목적하는 용도에 적합한 사이징 성질을 획득한다. 한 실시양태에서, 섬유 기재는 탄산칼슘, 이산화티타늄 및 점토 충전된 종이 제품을 함유하는 표백 및 비표백 종이 또는 판지를 포함한다. 섬유 기재로부터 제조된 종이 제품은 사이즈 프레스 표면에서 또는 본 발명의 사이징 조성물을 분사함으로써 처리된 표백 또는 비표백 종이 또는 판지를 포함할 수 있다.
본 발명은 판지 제품, 미세 종이(fine paper) 제품 또는 신문 인쇄 용지 제품을 사이징 하는 데 특히 유익하다. 전형적으로, 판지는 종이보다 무거운, 초지기 제조 섬유 웹이다. 일반적으로, 판지의 중량은 1 제곱 미터 당 약 120 내지 약 400 그램(gsm) 범위이다. 판지 펄프는 표백 또는 비표백 버진(virgin) 침엽수, 활엽수 유형일 수 있거나 또는 골판지 상자, 오래된 신문 인쇄 용지, 사무실 혼합 폐기물, 및 오래된 잡지(후자 둘은 탄산칼슘 충전제 함유) 중 하나 이상으로 구성된 재생지의 블렌드로 만들어질 수 있다. 신문 인쇄 용지는 화학 처리하지 않은 펄프인 쇄목 펄프 또는 쇄목의 조합물, 및 재생 완성지료로부터 제조된 필수적으로 목재 함유 코팅 및 비코팅된 잡지 및 신문지이다. 미세 종이는 일반적으로 신문 인쇄 용지를 제외한 인쇄 및 필기 용지로 지칭된다. 일반적으로, 미세 종이의 중량은 1 제곱 미터 당 약 40 내지 약 120 그램(gsm) 범위이다. 구체적인 적용분야는 잡지, 카탈로그, 서적, 상업용 인쇄물, 복사 및 사무 양식, 및 문구류를 포함한다. 이들 등급의 대다수에 사용되는 펄프는 화학적 한정 재생 처리 또는 목재 함유 펄프이다. 인쇄 및 필기 용지는 일반적으로 표백된 화학 펄프로부터 제조되고(예를 들면, 크라프트 펄핑 또는 술피트 펄핑), 탄산칼슘을 약 5 내지 약 30 %의 양으로 함유한다. 또한, 이들은 부분적으로 탈묵/재생된 표백 폐지(추려낸 사무실 혼합 폐기물)를 함유한다.
일반적인 실시에서, 본 발명은 (a) 펄프 슬러리로부터 섬유 시트를 형성하고, (b) 섬유 시트의 표면을 본 발명의 사이징 조성물로 처리하는 것을 포함하는 종이 제품을 사이징하는 방법을 포함한다. 본 발명의 사이징 조성물은 유용한 사이징 성질을 생성되는 종이 제품에 제공하기에 충분히 높은 양으로 섬유 기재의 표면에 가해진다. 사이징 조성물은 사이징 조성물을 섬유 기재의 표면에 흡착시킬 수 있게 하는 임의의 방법에 의해 섬유 기재에 가해질 수 있다. 사이징 조성물은 표면 도포된 전분 픽업(pick-up)에 따라 좌우되는 양으로 섬유 기재에 침투한다. 한 실시양태에서, 사이징 조성물은 종이를 함유하는 비표백 크라프트 또는 목재에 도포될 수 있다. 바람직하게는, 사이징 조성물은 현장에서 만들어지고 제조 직후 사용된다.
한 실시양태에서, 사이징 조성물은 약 0.1 이상, 또는 약 0.1 내지 약 10, 또는 약 0.5 내지 약 5, 또는 바람직하게는 약 0.5 내지 약 3.0인 알케닐숙신산 무수물 성분 용량(건조 종이 1 톤 당 파운드)에서 형성된 웹의 표면에 도포된다. 판지 제품을 제조하는 데 특히 유리한 알케닐숙신산 무수물 성분의 용량은 건조 종이 1 톤 당 약 1.5 내지 약 3.0, 바람직하게는 약 1.5 내지 약 2.5 파운드 범위이다. 미세 종이 제품을 제조하는 데 특히 유리한 용량은 건조 종이 1 톤 당 약 0.1 내지 약 5, 또는 약 0.5 내지 약 2.0, 또는 바람직하게는 약 0.5 내지 약 1.5 파운드 범위이다. 신문 인쇄 용지 제품을 제조하는 데 특히 유리한 용량은 약 0.1 내지 약 5, 약 0.1 내지 약 3 또는 약 0.1 내지 약 1.5 범위이다. 다른 적합한 범위는 건조 종이 1 톤 당 약 0.1 내지 약 1.0, 바람직하게는 약 0.2 내지 약 0.7 파운드 범위이다.
섬유 기재 중 알케닐숙신산 무수물 성분의 중량% 단위의 양은 약 0.005 중량% 이상일 수 있고, 제조되는 섬유 기재의 중량을 기준으로 약 0.005 내지 약 1 중량%, 또는 바람직하게는 약 0.025 내지 약 0.5 중량% 범위일 수 있다.
사이징 조성물이 사용되는 온도는 일반적으로 약 180 ℉(약 82 ℃) 미만이고, 약 120 ℉(약 49 ℃) 내지 약 180 ℉(약 82 ℃), 또는 약 140 ℉(약 60 ℃) 내지 약 160 ℉(약 71 ℃) 범위일 수 있다. 사이징 조성물 중의 전분:알케닐숙신산 무수물 성분비가 높기 때문에, 내첨의 경우 전분 중 알케닐숙신산 무수물의 에멀션화에서 정상적으로 직면하는 것보다 높은 온도가 가능하다. 사이징 조성물이 사용되는 pH 조건은 일반적으로 약 5 내지 약 9, 또는 약 7 내지 약 8이다.
본 발명의 사이징 조성물로 처리된 섬유 기재는 그의 목적하는 용도에 적합한 사이징 성질을 획득한다. 일반적으로, 사이징 조성물로 제조된 미세 종이 제품은 TAPPI 표준 방법 T530 om96에 기재된 잉크 침투 홀드아웃(holdout)이 20 초 이상, 바람직하게는 약 20 내지 약 500 초, 또는 바람직하게는 약 50 내지 약 200 초인 사이징 성질을 나타내게 된다.
판지 제품의 경우, 사이징 조성물은 판지 섬유 기재를 사이징할 수 있어, 생성되는 종이 제품이 생산되는 판지의 최종 용도에 따라 1 제곱 미터 당 약 50 내지 약 120 그램 범위의 코브(Cobb) 사이징값(2 분 시험 기준)을 나타낸다. 코브 사이징은 TAPPI 방법 T441 om98에 기재된 표준화된 장치 및 절차를 사용하여 미리 정한 양의 시간(이 경우, 2 분)에서 판지 또는 종이 샘플의 표면으로 흡착되는 액체, 일반적으로 물의 양을 측정한 것이다. 별법으로, 사이징 조성물로 제조된 판지 제품은 약 30 내지 약 120 gsm, 또는 바람직하게는 약 50 내지 약 80 gsm 범위의 코브 사이징 값을 나타낼 수 있다.
미세 종이 제품의 경우, 사이징 조성물이 섬유 기재를 사이징하여 생성되는 종이 제품이 약 18 내지 약 40 gsm 범위의 코브 사이징값(1 분 기준)을 나타낼 수 있다. 별법으로, 본 발명은 헤르쿨레스 사이즈 테스트(Hercules Size Test)(HST, "TAPPI 530"으로 알려짐, 1 % 포름산, 80 % 반사율)에 대하여 미세 종이의 등급에 따라 20 초 내지 500 초의 침투 저항성을 제공할 수 있다.
신문 인쇄 용지 제품의 경우, 사이징 조성물은 섬유 기재를 사이징할 수 있고, 물방울 시험(5 μL 물방울 크기 기준)에 의해 측정되며 제조될 공표 등급의 최종 용도에 따라 약 10 내지 약 100 초 범위의 사이징 성질을 나타내는 생성되는 종이 제품을 제조할 수 있다. 물방울 시험은 물방울이 섬유 기재를 침투하는 시간을 측정하는 것인 신문 인쇄 용지 분야에 통상 사용되는 시험이다.
또한, 본 발명의 사이징 조성물로 제조된 종이 제품은 내첨된 사이징제를 함유할 수 있어 프리사이즈(presize) 프레스 사이징은 어디든지 우수한 사이즈 프레스 운전성에 대해 약 2 내지 약 10 초의 HST를 갖는다.
일부 사이징제를 습부에 가하는 방법을 실시하는 것이 바람직한 경우, 습부 사이징제 성분을 펄프 슬러리에 첨가하고, 섬유 시트는 슬러리로부터 형성된다. 그 다음, 섬유 시트를 본 발명의 사이징 조성물로 처리하고, 섬유 기재를 사이징한다.
습부 사이징제 성분은 습부에 사용되는 임의의 사이징제를 포함할 수 있고, 그 자체로 셀룰로오스의 히드록실기와 반응함으로써 화학적 공유 결합을 형성할 수 있을 것으로 생각되는 사이즈를 포함한다. 습부 사이징제 성분에 사용하기 적합한 사이즈는 케텐 이량체 및 다중체, 알케닐숙신산 무수물, 약 12 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 유기 에폭시드, 약 12 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 아실 할리드, 약 12 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 지방산으로부터의 지방산 무수물 및 약 12 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 유기 이소시아네이트를 포함한다. 케텐 이량체 및 다중체는 미국 특허 제 6,162,328호에 기재되고 공지되어 있으며, 그 전문은 본 명세서에 참고문헌으로 인용된다.
한 실시양태에서, 습부 사이징제 성분은 양이온성 전분을 함유한다. 적합한 양이온성 전분은 전형적으로 습부에 사용되는 전분을 포함한다. 또다른 실시양태에서, 습부 사이징제 성분은 양이온성 전분 및 알케닐숙신산 무수물을 함유한다. 또다른 실시양태에서, 습부 사이징 성분은 본 발명의 사이징 조성물을 제조하는 데 사용되는 에멀션일 수 있다. 이 실시양태에서, 대개 본 발명의 사이징 조성물을 제조하는 데 사용될 일부 에멀션을 습부 사이징 성분으로 사용하기 위해 남겨 둔다. 셀룰로오스 반응성 사이징제를 습부에 가하고 본 발명의 사이징 조성물을 섬유 기재를 표면 처리하는 데 사용하는 경우, (i) 습부에 도포되는 사이징제의 중량비 대 (ii) 사이징 조성물 중 알케닐숙신산 무수물 성분의 중량비는 바람직하게는 약 1:1 미만, 또는 바람직하게는 약 0.5:1 미만이다.
본 발명자들은 본 발명의 사이징 조성물을 알케닐숙신산 무수물의 신속한 가수분해를 일으키는 조건에 두었지만 사이징 조성물이 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공하게 된 이유는 이해하지 못하고 있다. 이론에 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 비교적 높은 사이징 조성물 중의 전분 대 알케닐숙신산 무수물 성분비가 유용한 에멀션화 및 안정화 성질을 제공하는 것으로 생각된다.
본 발명은 습부에 사용되는 사이징제의 양을 감소시키거나 또는 제거함으로써, 초지기 청결 문제를 유발하는 것으로 알려진 다른 화학적 첨가제 및 완성지료 성분과의 습부 상호작용을 감소시키거나 또는 제거한다. 한 실시양태에서, 습부 사이징제 성분 중 알케닐숙신산 무수물은 작동 기간 동안 사용된 총 알케닐숙신산 무수물의 50 % 이하이다. 또다른 실시양태에서, 습부 중의 알케닐숙신산 무수물은 작동 기간 동안 사용된 총 셀룰로오스 반응성 사이징제의 40 % 이하, 또는 30 % 또는 20 % 미만 또는 10 % 미만의 양으로 존재한다.
사이징 조성물 중에 함유된 알케닐숙신산 무수물 성분(또는 알킬 케텐 이량체 성분)은 섬유 기재의 표면에 도포된 경우 알케닐숙신산 무수물이 펄프 슬러리에 가해지는 경우에 비해 많은 양으로 섬유 기재에 보유된다.
또한, 본 발명은 보다 적은 사이징제를 사용함으로써 그의 사용자가 대개 공지된 방법에 의해 제조할 양과 동일한 양의 종이를 제조할 수 있게 한다. 한 실시양태에서, 본 발명은 통상의 방법에서 사용되는 사이징제보다 50 % 적게 또는 약 70 내지 약 30 % 적게 사용하면서도 대개 공지된 사이징 방법에서 당면하였던 문제점 없이 동일한 양의 종이를 생산한다. 또한, 본 발명은 압연기에서 제조되는 종이량 또는 품질을 희생시키지 않으면서 그의 사용자가 보다 적은 양의 알케닐숙신산 무수물을 사용할 수 있는 시스템을 제공한다.
대개 통상적인 사이징 방법이 당면하였던 문제점들을 피하고 바로 섬유 기재를 처리함으로써 사이즈의 보다 높은 보유가 얻어지기 때문에, 이제 제지업자들은 통상 사용되어 왔던 것보다 적게 사이징제를 사용하여 다량의 종이를 생산하는 것이 가능하다. 본 발명은 전형적으로 통상의 사이징 조성물이 당면하였던 문제점, 예를 들면 운전성, 침전 형성, 또는 종이 제품의 품질 불일치성 문제 없이 제지업자가 장기간 동안 초지기를 운전할 수 있게 한다. 예를 들면, 본 발명은 초지기가 장기간 사이즈 프레스 또는 캘린더 스택에 가시적인 침전 없이 운전되게 한다.
근본적으로 본 발명은 본 발명의 사이징 조성물이 알케닐숙신산 무수물 성분을 함유하는 에멀션으로 제조되는 실시양태에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 에멀션이 알케닐숙신산 무수물 이외의 셀룰로오스 반응성 제제로 제조되는 실시양태도 포함한다. 예를 들면, 한 실시양태에서, 사이징 조성물은 이소시아네이트 및 산 무수물 및 알킬 케텐 이량체(AKD)로 이루어진 군으로부터 선택된 에멀션화된 셀룰로오스 반응성 제제를 함유하는 에멀션으로 제조될 수 있다.
이와 같이, 한 실시양태에서, 본 발명은 ASA 대신에 AKD를 사용하여 제조되거나 또는 실시될 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 "AKD"는 당업자에 의해 용인되는 화학적 구조를 사용하여 이량체로 형성되는 알킬 및 알케닐 케텐을 지칭하며, 여기서 AKD는 앞서 정의한 바와 같이 약 4 개를 초과하는 탄소 원자를 함유하고 알킬, 알케닐, 아랄킬 또는 아르알케닐기로부터 선택된 소수성 기를 함유한다. 바람직하게는, 각각의 탄화수소기는 독립적으로 약 4 개 내지 약 36 개의 탄소 원자를 함유하는 소수성 기이다. AKD 사이징제은 몇몇 참조문헌, 예를 들면 미국 특허 제 3,992,345호 및 제 5,510,003호, 문헌[J. W. Davis et al., TAPPI 39 (1), 21 (1956)] 및 문헌[R. E. Cates et al., "Alkyl Ketene Dimer Size", Chapter 2 in The Sizing of Paper, 2nd Edition, W. F. Reynolds, Ed., Tappi Press, 1989, pp. 33-50]에 상세하게 기재되어 있다. 본 발명에 유용한 AKD 사이징제의 구체적인 예는 옥틸 케텐 이량체, 데실 케텐 이량체, 도데실 케텐 이량체, 테트라데실 케텐 이량체, 헥사데실 케텐 이량체, 옥타데실 케텐 이량체, 에이코실 케텐 이량체, 도코실 케텐 이량체, 테트라코실 케텐 이량체, 및 유기산으로부터 공지된 방법에 의해 제조되는 것들, 및 지방산, 예를 들면 팔미톨레산, 올레산, 린시놀레산, 리놀레산, 리놀렌산, 코코넛 오일, 팜유, 올리브 기름 및 땅콩유에서 발견되는 것들의 천연 발생 혼합물을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 또한, 이러한 산의 임의의 혼합물이 사용될 수 있다. 바람직한 AKD 사이징제는 약 8 내지 약 36 개의 탄소 원자를 포함하는 하나 이상의 알킬 또는 알케닐기를 포함하는 것들을 포함하며 이에 한정되지 않는다. 더욱 바람직한 AKD 사이징제는 헥사데실, 옥타데실 및 올레일 케텐 이량체를 포함하며 이에 한정되지 않는다. 상기 ASA를 함유하는 사이징 조성물 (및 상기 조성물을 제조하고 사용하는 방법)에 대한 기재는 ASA 대신 AKD가 사용되는 실시양태에서 AKD가 사용되는 사이징 조성물에도 사용될 수 있다는 점이 이해된다. 따라서, 용어 "알케닐숙신산 무수물" 또는 "ASA"가 앞서 본 발명을 기재하는 데 사용된 경우, 용어 "AKD"도 용어 "알케닐숙신산 무수물" 또는 "ASA" 대신에 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, AKD는 2 옥세탄온 케텐 다중체를 제외한다.
본 발명은 하기 예시적인 실시예에서 추가로 설명되며, 여기서 모든 부 및 %는 달리 언급이 없으면 중량값이다.
실시예 1
실시예 1은 재생 판지 압연기의 사이즈 프레스에서의 알케닐숙신산 무수물 도포의 개요이다. 고온 전분 분산물 중 알케닐숙신산 무수물의 가수분해로 인한 어떠한 침전 또는 운전성 문제도 발생하지 않았다.
절차
알케닐숙신산 무수물을 고 전단 터빈 펌프를 사용하여 비이온성 산화 전분(납립종 옥수수(waxy maize) 및 덴트 콘의 블렌드) 중에서 에멀션화시켰다. 알케닐숙신산 무수물 유량은 약 114 lb/hr였다. 1.5 gpm 유량의 산화 전분을 에멀션화에 사용하고 3 gpm의 추가 유량의 전분을 에멀션의 순간 희석에 사용하였다. 전분 고형물은 7-10 %의 범위였다. 에멀션화 전에 어떠한 pH 조정 또는 온도 냉각도 행하지 않았다. 전분의 pH는 약 7이고 펌프 내 온도는 140 내지 160 ℉(60 내지 71 ℃)의 범위였다.
에멀션이 사이즈 프레스 전분에 가해져 형성된 사이징 조성물은 60:1 내지 90:1 범위의 전분:알케닐숙신산 무수물 성분비에서 약 0.12 % 알케닐숙신산 무수물을 함유하였다. 재생 완성지료의 조성물은 사무실 혼합 폐기물 및 오래된 골판지 컨테이너의 혼합물이었다. 사이즈 프레스 알케닐숙신산 무수물을 도포하는 동안 어떠한 내부 사이즈도 가하지 않았다. 내부 전분 및 명반도 완전히 제거하였다.
하기 표 1은 판지 압연기에서 알케닐숙신산 무수물의 사이즈 프레스 도포를 사용한 경우 사이즈 용량의 감소를 나타낸다. 사이징은 코브 시험(TAPPI) 시험 방법 T441에 의해 측정된다. 코브는 지정된 양의 시간에서 종이 기재에 의한 물 픽업량을 측정한 것이다. 이는 샘플의 건조 중량으로부터 샘플의 습윤 중량을 차감함으로써 얻어진다. 따라서, 낮은 코브값은 높은 사이징을 의미한다.
사이징 첨가제 적용 평균 사이징 30분 코브(g/㎡ 상부/ g/㎡ 하부) 평균 용량 용량 감소
내부 알케닐숙신산 무수물 양이온성 습부 전분 중에 에멀션화됨; 촉진제로서 명반 첨가. 120 ± 20 120 ± 20 4.3 lb/ton N/A
표면 알케닐숙신산 무수물 0.5/1 전분:사이즈 비에서 비이온성 사이즈 프레스 전분 중에 에멀션화됨; 사이징 조성물 전분:사이즈 비-80:1 2.5 lb/ton 42 %
실시예 2
실시예 2는 미세 종이 분야에서의 본 발명의 용도를 예시한다. 사이즈 프레스에서 동일한 용량의 알케닐숙신산 무수물을 도포한 경우 훨씬 낮은 코브값을 제공하였다. 본 실시예는 어떻게 알케닐숙신산 무수물 도포 사이즈 프레스가 화학적 비용을 낮춤으로써 제지업자들에게 명확한 경제적인 이점을 제공하는지를 예시한다.
본 실시예는 시험 공장(pilot plant) 기계 상의 사이즈 프레스에서의 알케닐숙신산 무수물 도포를 예시한다. 이 시험 공장 작동에 필요한 화학적 용량이 낮기 때문에 알케닐숙신산 무수물 에멀션의 제조는 배치 형식으로 완결하였다.
절차 알케닐숙신산 무수물을 히드록시에틸화 덴트 콘 전분 중에서 에멀션화시켰으며, 여기서 전분 고형물은 7 %였다. 전분 pH는 약 7이고, 전분 온도는 약 30-35 ℃였다. 에멀션화를 위해 고 전단 상업용 블렌더(blender)를 사용하였다. 전분 용액 중 알케닐숙신산 무수물을 최종 농도 6.5 %로 제공하는 1:1 전분 대 알케닐숙신산 무수물 성분비에 대해 1429 그램의 전분 용액 및 100 그램의 알케닐숙신산 무수물을 취함으로써 에멀션의 제조를 행하였다. 고 전단에서 30 초 동안 에멀션화함으로써 에멀션을 제조하였다. 에멀션을 사이즈 프레스 전분에 가하였다. 충분한 사이징 에멀션을 가하여 2.25 lb/ton의 활성 사이즈의 픽업을 얻었다. 전분 픽업 및 용량 요건에 기초한 사이징 조성물 중의 최종 알케닐숙신산 무수물 농도는 약 60:1의 전분:사이즈 비에 대해 약 0.15 %였다.
하기 표 2는 제지 조건을 기재하며, 표 2a는 미세 종이 분야에서 본 발명에 따라 알케닐숙신산 무수물의 사이즈 프레스 도포를 사용한 경우의 사이즈 용량의 감소를 나타낸다.
기계 유형: 포드리니어 파일럿 초지기(Fourdrinier Pilot Machine)
기계 생산/속도: 60-85 lb/hr, 85 ft/min.
종이 등급: 70 g/㎡ 필기 용지
완성지료 유형: 표백 크라프트 w/ 20 % PCC 충전제 충진
사이즈 프레스 유형: 담수 니프(Flooded Nip)
사이즈 프레스에서의 전분 픽업: 126 lb/ton
사이징 첨가제 적용 2분 코브 (g/㎡) 평균 용량 사이징의 % 개선
내부 알케닐숙신산 무수물 1:1 전분 내지 알케닐숙신산 무수물 성분비에서 양이온성 전분 중에서 에멀션화됨; 최종 전분:사이즈 비 4:1 114 2.25 lb/ton NA
표면 알케닐숙신산 무수물 1:1 전분 내지 알케닐숙신산 무수물 성분비에서 히드록시에틸화된 전분 중에서 에멀션화됨; 최종 용액 전분:사이즈 비 ~ 60:1 33 2.25 lb/ton 71 %
실시예 3-72
절차, 시험, 물질:
종이 제조 절차
이들 실시예에 사용된 종이는 두 공급원으로부터 제조하였다. 한 세트는 파일럿 초지기였다. 완성지료는 420 캐나다 표준 여수도(Canadian Standard Freeness)로 고해된(refined) 30 % 표백 침엽수 크라프트 및 350 캐나다 표준 여수도로 고해된 70 % 표백 활엽수 크라프트였다. 음이온성, 폴리아크릴아미드 보유제를 사용하여 4가지 종이를 제조하였다. 종이 A는 14.9 % 탄산칼슘(알바카(ALBACAR)(등록 상표) 5970, 스페셜티 미네랄스 인크.(Specialty Minerals Inc.))을 함유하고 내부 사이징을 함유하지 않는 70 g/㎡ 시트였다. 종이 B는 14.9 % 탄산칼슘 및 미리 결정된 양으로 가해진 내부 사이즈, ASA(바이사이즈(BAYSIZE)(등록 상표) I 18 합성 사이즈)를 함유하는 70 g/㎡ 시트였다. 종이 C는 25 % 탄산칼슘(알바카 5970)을 함유하고 내부 사이징을 함유하지 않는 125 g/㎡ 시트였다. 종이 D는 25 % 탄산칼슘(알바카 5970) 및 미리 결정된 양으로 가해진 내부 사이즈(바이사이즈 I 18 합성 사이즈)를 함유하는 125 g/㎡ 시트였다. 내첨에 사용하기 위해 제조된 물 에멀션을 로스 호모게나이저(Ross Homogenizer)를 사용하여 1:1(전분:사이즈)의 중량비에서 양이온성 전분(펜포드 하이-캣(Penford Hi-Cat) CWS 전분), ASA 내부 사이즈를 사용하여 제조하였다. 종이의 제 2 세트를 사무실 혼합 폐기물로부터 상업용 초지기에서 제조하였다. 이 종이의 기초 중량은 126 g/㎡이고 7 중량% 탄산칼슘(알바카 5970)을 함유하고 내부 사이즈를 함유하지 않았다. 이 종이를 종이 E로 정하였다.
전분 용액
0.5 N HCl 또는 0.5 N NaOH를 사용하여 pH를 7.0 +/-0.2로 조정한 탈이온수(이하에서는 처리수 A라 지칭함) 중에서 상업적으로 입수가능한 표면 사이즈 전분(필름플렉스(Filmflex)(등록 상표) 60 전분, 카르길(Cargill))의 15 % 전분 고형물 슬러리를 만들고 이 혼합물을 95 ℃로 1 시간 동안 가열함으로써 전분 용액을 제조하였다. 이를 전분 용액 A라고 칭하였다.
150 부의 전분 용액 A에 600 부의 처리수 A를 가하였다. 그 다음, 0.5 N NaOH 용액을 적가하여 pH 7.1-7.3의 전분 용액을 제공하였다. 이는 전분 용액 B로 불리는 3 % 전분 용액이다.
150 부의 전분 용액 A에 171.4 부의 처리수 A를 가하였다. 그 다음, 0.5 N NaOH 용액을 적가하여 pH 7.1-7.3의 전분 용액을 제공하였다. 이는 전분 용액 C로 불리는 7 % 전분 용액이다.
표면 도포 절차 A
그 다음, 적합한 사이징 조성물을 종이 샘플을 처리하는 데 사용하였다. 건조 종이 시트 상의 조성물의 액체 픽업에 기초하여 원하는 용량을 산정하였다. 표면 처리 용액에 침지(되고 가압된)된 시트와 건조 시트 사이의 중량차를 측정함으로써 이를 결정하였다. 다양한 종이 A, B, C, D, 또는 E를 적합한 사이즈로 절단하고, 중량을 재고, 다양한 사이징 조성물에 침지시키고, 12 psig의 압력에서 가압한 다음, 240 ℉에서 35 초 동안 건조시켰다. 용량 수준을 lb/ton, 즉 건조 종이 톤 당 건조 사이징제 파운드로 기록하였다.
처리 유효성 시험
하기 일부 다양한 시험들을 수행함으로써 사이징제의 처리 유효성 및 조건을 결정하였다. 이들 시험에 대한 일반적인 절차를 하기에 제공하였다.
시험 A 잉크 침투 홀드아웃
미국 특허 제 5,483,078호에 기재된 장치를 사용하는 것을 제외하고 TAPPI 방법 T 530 pm-89에 기재된 것과 유사한 방법을 사용하여 잉크 침투 홀드아웃을 측정하였다. 상기 시험은 잉크를 접촉시키는 반대면에서 종이의 반사율이 초기값의 80 %로 감소하는 시간(초)을 측정한다. 상기 잉크는 pH 7로 완충된 1.25 % 나프톨 그린(Naphthol Green) B 염료로 이루어져 있다. 시험 값이 기초 중량의 세제곱으로 변화한다고 가정하여 상기 값을 종이의 기초 중량에 대해 정상화하였다. 결과를 초 단위로 표현하였다.
상 분석
상 분석을 형태계측 분야 소프트웨어, CCD 카메라를 갖는 스테레오 줌 현미경 및 고리 섬유 광학 조명이 장착된 옵토맥스 소르세러(Optomax Sorcerer) 상 분석 시스템을 사용하여 수행하였다. 몇몇 유형의 시험들을 사용하였다.
시험 B 흑색 상 분석
상업적으로 입수가능한 잉크 젯 프린터를 사용하여 시험 시트에 진한 8 포인트 아리알(Arial) 활자인 글자 "H"를 몇줄 인쇄하였다. 그 다음, 네 글자 구역을 측정하고 평균내어 "흑색 글자 구역"을 제공하였다. 작은 글자 구역은 잉크칠된 구역이 퍼짐 또는 흡상이 적은 것에 해당한다. 결과를 ㎟ 단위로 표현하였다.
시험 C 색상 블리드(Color Bleed)
상기 흑색 상 분석에 기재한 것과 유사한 방식으로(컬러 잉크젯 프린터를 반드시 사용해야함) 황색 바탕에 인쇄된 흑색 글자의 구역을 측정함으로써 색상 블리드를 결정하였다. 네 글자의 상을 평균내어 "글자 구역"을 제공하였다. 보다 작은 글자 구역은 잉크칠된 구역이 퍼짐 또는 흡상이 적은 것에 해당한다. 결과를 ㎟ 단위로 표현하였다.
시험 D 광학 밀도
1 ㎠ 이상의 고형, 흑색 구역을 시험할 시트에 인쇄하였다. 인쇄된 구역의 광학 밀도(OD)를 상업적으로 입수가능한 X-라이트 스펙트로덴시토미터(X-Rite Spectrodensitometer)를 사용하여 측정하였다. 값은 5 개 측정값의 평균이었다. 상기 값은 무차원이었다. 높은 광학 밀도값은 일반적으로 개선된 인쇄성을 나타내었다.
시험 E 입도
상업적으로 입수가능한 광산란 입자 분석기인 호리바(Horiba) LA-300 및 호리바 LA-700을 사용하여 에멀션의 입도를 결정하였다. 결과를 ㎛ 단위의 중간 입도로 기록하였다.
실시예 3 내지 7은 다양한 전분 대 ASA 중량비의 영향을 나타낸다.
실시예 3
가사용 블렌더에 120 부의 전분 용액 A를 가하였다. 이 용액에 1.25 부의 처리수 A를 가하였다. 블렌더에서의 속도를 낮게 설정하였다. 알케닐숙신산 무수물(ASA; 바이사이즈(등록 상표) S 180 합성 사이즈) 2.25 부를 한번에 볼텍스에 가하였다. 이러한 첨가 후, 속도를 높이고 3 분 동안 두었다.
실시예 4
121.4 부의 전분 용액 A 및 3.6 부의 ASA를 사용하는 것을 제외하고 실시예 3의 절차를 반복하였다.
실시예 5
41.7 부의 전분 용액 A, 6.3 부의 ASA 및 77 부의 처리수 A를 사용하는 것을 제외하고 실시예 3의 절차를 반복하였다.
실시예 6
20.9 부의 전분 용액 A, 6.3 부의 ASA 및 97.8 부의 처리수 A를 사용하는 것을 제외하고 실시예 3의 절차를 반복하였다.
실시예 7
8.3 부의 전분 용액 A, 6.3 부의 ASA 및 110.4 부의 처리수 A를 사용하는 것을 제외하고 실시예 3의 절차를 반복하였다.
실시예 8
실시예 3 내지 7에서 제조한 사이징 에멀션을 사용하여 종이 A를 처리하였다. 각각의 에멀션을 제 2 전분 성분인 추가의 전분 용액 A에 첨가하여 종이 처리용 총 사이징 조성물을 제조하였다. 표면 도포 절차 A를 사용하여 종이 C에서 상기 실시예들을 시험하였다. 처리된 시트를 상업용 프린터(HP 데스트젯(Deskjet) 648C)로 인쇄하고 상기 시험 절차에서 수행된 2 및 3 lb/ton의 흑색 상 구역 및 색상 블리드에 대한 시험을 사용하여 성능을 측정함으로써 사이징의 유효성을 결정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 제공하였다.
에멀션 실시예 전분:사이즈 비 사이즈 용량(lb/ton) 입도(㎛) 흑색 상 구역(㎟) 색상 블리드(㎟)
전분 1:0 - - 2.352 2.31
3 5:1 2 0.48 1.927 1.93
4 8:1 2 0.48 1.908 1.975
5 1:1 2 0.56 1.927 1.934
6 0.5:1 2 0.66 1.925 1.985
6 0.5:1 3 0.66 1.913 1.941
7 0.2:1 2 0.63 1.914 1.958
7 0.2:1 3 0.63 1.899 1.954
기초 시트 - - - 2.446 2.326
이들 실시예들은 인쇄 성질에 의해 측정된 바와 같이 유효한 사이징 성질이 광범위한 전분 대 ASA 중량비에서 획득되었음을 보여준다.
실시예 9는 큰 입도가 사용된 경우 본 발명의 유효성을 예증한다.
실시예 9
완성지료가 주로 사무실 혼합 폐기물인 것을 제외하고 실시예 1 및 2에 기재된 바와 같이 본 발명의 사이징 시스템을 사용하여 라이너 원지(linerboard)를 생산하는 상업용 기계에 표면 처리 사이즈를 제공하였다. 사이즈 프레스 전분 용액(7 % 고체; 에틸화 콘 전분)을 ASA(바이사이즈(등록 상표) S 180) 사이즈가 공급되는 상업용 유화제에 통과시킴으로써 에멀션을 제조하였다. 에멀션을 바로 사이즈 프레스(담수 니프) 공급 라인에 가하였다. 한 에멀션 샘플을 회수하여 시험 E에 따라 중간 입도를 결정하였으며 이는 8.28 ㎛였다. 142 g의 30 분 코브 값을 획득하였으며, 이는 120-150 g/㎡의 용인가능한 규격 범위에 충분히 들어가는 값이었다.
본 실시예는 1 미크론을 초과하는 입도가 유효한 사이징 성질을 나타냄을 보여준다.
실시예 10-16은 인쇄 성질에 의해 입증되는 사이징 성능에 대한 가수분해된 ASA의 영향을 보여준다.
실시예 10
가사용 블렌더에 41.7 부의 전분 용액 A 및 77 부의 처리수 A를 가하였다. 블렌더에서의 속도를 낮게 설정하였다. 6.3 부의 알케닐숙신산 무수물(ASA, 바이사이즈(등록 상표) S 180 합성 사이즈)을 한번에 볼텍스에 가하였다. 상기 첨가 후, 속도를 높이고 3 분 동안 두었다.
샘플 A
ASA 및 물을 등몰량으로 취하고 혼합물을 수일 동안 50 ℃에서 교반시킴으로써 가수분해된 ASA를 제조하였다. 적외선 분석은 무수물 피크없이 가수분해가 완결되었음을 나타내었다. 이 물질을 샘플 A로 칭하였다.
실시예 11
가사용 블렌더에 41.7 부의 전분 용액 A, 77 부의 처리수 A를 가하였다. 블렌더에서의 속도를 낮게 설정하였다. 5.6 부의 알케닐숙신산 무수물 및 0.6 부의 샘플 A를 이 용액에 한번에 가하였다. 블렌더의 속도를 높이고 3 분 동안 이 교반 속도에서 유지시켰다.
실시예 12
4.7 부의 ASA 및 1.6 부의 샘플 A를 사용하는 것을 제외하고 실시예 11의 절차를 반복하였다.
실시예 13
3.1 부의 ASA 및 3.1 부의 샘플 A를 사용하는 것을 제외하고 실시예 11의 절차를 반복하였다.
실시예 14
0.9 부의 ASA 및 5.4 부의 샘플 A를 사용하는 것을 제외하고 실시예 11의 절차를 반복하였다.
실시예 15
0.6 부의 ASA 및 5.6 부의 샘플 A를 사용하는 것을 제외하고 실시예 11의 절차를 반복하였다.
실시예 16
실시예 10 내지 15에서 제조된 사이징 에멀션을 표면 도포 절차 A에 의해 종이를 사이징하는 데 사용하였다. 각각의 에멀션을 제 2 전분 성분인 추가의 전분 용액 A에 별도로 가하여 종이 처리용 총 사이징 조성물을 제조하였다. 표면 도포 절차 A를 사용하여 종이 C를 처리하였다. 처리된 시트를 상업용 프린터(HP 데스트젯 648C)로 인쇄하고 상기 시험 절차에서 수행된 2 및 3 lb/ton의 흑색 상 구역 및 색상 블리드에 대한 시험을 사용하여 성능을 측정함으로써 사이징의 유효성을 결정하였다. 그 결과를 하기 표 4에 제공하였다.
에멀션 실시예 ASA:HASA 비 ASA 용량(lb/ton) 입도(㎛) 흑색 상 면적(㎟) 색상 블리드(㎟)
대조군 기초 시트 - - 2.446 2.326
대조군 오직 전분 - - 2.352 2.310
10 오직 ASA 2 0.83 1.951 2.036
10 오직 ASA 2.25 0.83 1.961 2.036
11 9:1 2 0.57 1.964 2.020
11 9:1 2.25 0.57 1.959 2.028
11 9:1 2.5 0.57 1.968 2.072
12 3:1 2.25 0.4 2.000 2.057
12 3:1 2.7 0.4 1.946 2.045
12 3:1 3 0.4 1.991 2.042
13 1:1 4 0.54 1.960 2.064
13 1:1 4.5 0.54 1.958 2.040
14 1:6 14 1.33 2.045 2.052
14 1:6 15.75 1.33 2.008 2.059
15 1:9 20 1.4 2.035 2.084
15 1:9 23 1.4 2.054 2.080
이들 실시예는 광범위한 알케닐숙신산 무수물/가수분해된 알케닐숙신산 무수물(ASA/HASA) 비에 걸쳐서, 적은 입도 및 유효한 인쇄 성질이 획득되었음을 보여준다.
실시예 17-20
이들 실시예는 광범위한 ASA/HASA 비에 걸쳐서, 적은 입도 및 유효한 인쇄 성질이 획득됨을 보여준다.
이들 실시예에서, 제자리 생성된 가수분해된 ASA를 사용하였다. 106.7 부의 전분 용액 A, 277.3 부의 처리수 A 및 16 부의 ASA를 사용하여 1:1 전분:사이즈 비를 갖는 4 % ASA 용액을 제공하는 것을 제외하고 실시예 3에 따라 에멀션을 제조하였다. 상기 에멀션을 오버헤드 교반기(overhead stirrer)가 장착된 용기에 넣었다. 상기 용기를 50 ℃에서 유지되는 수조에서 가열하였다. 이를 반응 A라 하였다. 주기적으로, 반응 A의 엘리콧을 회수하고 무수물 함량 및 표면 사이징 효율에 대해 분석하였다. 초기 에멀션 중 무수물의 양을 모르폴린 적정을 사용하여 측정하였다(문헌[R. B. Wasser, "The Reactivity of Alkenylsuccinic Anhydride: It's Pertinence to Alkaline Sizing," 1985 Alkaline Papermaking Conference, page 17, TAPPI Press] 참조). 표면 처리 절차 A에 따라 표면 사이징 실험을 수행하였다. 처리된 시트에서 사이즈의 용량이 건조 종이 1 톤 당 0.5 파운드의 사이즈가 되도록 반응 A 엘리콧의 고형분량을 전분 용액 B에 가하였다. 종이 B를 본 실시예들에 대해 처리하였다.
4.5 시간 동안 매 1.5 시간 마다, 50 ℃에서 교반되는 초기 에멀션의 엘리콧을 회수하고 % 무수물 및 입도에 대해 시험하였다. 시트를 상기한 바와 같이 노화 에멀션으로 처리하였다. 생성되는 시트를 시험 A를 사용하여 사이징에 대해 시험하였다. 각각의 시트에서 12 개의 사이징 측정을 행하고 평균을 내었다. 그 결과를 표 5에 나타낸다.
실시예 번호 경과 시간 (시) ASA 용량 총계에 대한 %로서 % 가수분해된 입자 입도(㎛) 잉크 침투
기초 시트 0 54
기초 시트+ 전분 0 74
17 0 0.5 5.1 0.667 492
18 1.5 0.5 19.5 0.726 536
19 3.0 0.5 70.3 0.773 364
20 4.5 0.5 94.9 0.803 222
이들 실시예는 가수분해된 ASA를 함유하는 사이징 에멀션으로 처리된 종이에서 유효한 양의 잉크 침투 홀드아웃이 나타났음을 예증한다. 놀랍게도, 전분/ASA 에멀션 중에서 ASA 또는 가수분해된 ASA는 분리되거나 또는 침전되지 않았다. 이 용액은 며칠 동안 안정함을 유지하였다.
실시예 21-30
하기 실시예는 사이징제 중에서 계면활성제량의 범위를 갖는 두가지 상이한 계면활성제를 사용하여 본 발명의 유용성을 입증한다. 계면활성제 A는 에어로졸(AEROSOL)(등록 상표) OTS 계면활성제(사이텍 인더스트리스, 인크.(Cytec Industries, Inc.))였다. 계면활성제 B는 로다팍(Rhodafac)(등록 상표) RS610 계면활성제(로디아(Rhodia))였다.
실시예 21
블렌더를 142 부의 전분 용액 C로 채웠다. 블렌더를 저속에서 켜고 볼텍스에 9.99 부의 ASA 및 0.01 부의 계면활성제 A를 가하였다. 블렌더를 고속 출력에 두고 1 분 동안 운전하였다.
실시예 22
9.9 부의 ASA 및 0.1 부의 계면활성제 A를 사용하는 것을 제외하고 실시예 21과 유사한 방식으로 에멀션을 제조하였다.
실시예 23
9.5 부의 ASA 및 0.5 부의 계면활성제 A를 사용하는 것을 제외하고 실시예 21과 유사한 방식으로 에멀션을 제조하였다.
실시예 24
9.0 부의 ASA 및 1.0 부의 계면활성제 A를 사용하는 것을 제외하고 실시예 21과 유사한 방식으로 에멀션을 제조하였다.
실시예 25
9.99 부의 ASA 및 0.01 부의 계면활성제 B를 사용하는 것을 제외하고 실시예 21과 유사한 방식으로 에멀션을 제조하였다.
실시예 26
9.9 부의 ASA 및 0.1 부의 계면활성제 B를 사용하는 것을 제외하고 실시예 21과 유사한 방식으로 에멀션을 제조하였다.
실시예 27
9.5 부의 ASA 및 0.5 부의 계면활성제 B를 사용하는 것을 제외하고 실시예 21과 유사한 방식으로 에멀션을 제조하였다.
실시예 28
9.0 부의 ASA 및 1.0 부의 계면활성제 B를 사용하는 것을 제외하고 실시예 21과 유사한 방식으로 에멀션을 제조하였다.
실시예 29
실시예 21-28에서 제조된 사이징 에멀션을 사용하여 표면 도포 A에 의해 종이를 사이징하였다. 각각의 에멀션을 별도로 제 2 전분 성분인 추가의 전분 용액 B에 가하여 종이 처리용 총 사이징 조성물을 제조하였다. 표면 도포 A를 사용하여 종이 A를 처리하였다. 상기 시험 A 잉크 침투 홀드아웃에 의해 사이징의 유효성을 결정하였다. 상기 시험 E 입도를 사용하여 각각의 에멀션의 에멀션 입도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 6에 제공하였다.
에멀션 실시예 계면활성제 계면활성제량(%) ASA 용량 (lb/ton) 잉크 침투(초)
대조군 사이징되지 않은 기초 시트와 전분 0 0 0
21 에어로졸(등록 상표) OTS 0.1 3 740
25 로다팍(등록 상표) RS610 0.1 3 593
22 에어로졸(등록 상표) OTS 1 3 693
26 로다팍(등록 상표) RS610 1 3 573
23 에어로졸(등록 상표) OTS 5 3 434
27 로다팍(등록 상표) RS610 5 3 388
24 에어로졸(등록 상표) OTS 10 3 365
28 로다팍(등록 상표) RS610 10 3 447
실시예 30
실시예 21-28에서 제조된 사이징 에멀션을 사용하여 표면 도포 A에 의해 종이를 사이징하였다. 각각의 에멀션을 별도로 제 2 전분 성분인 추가의 전분 용액 B에 가하여 종이 처리용 총 사이징 조성물을 제조하였다. 표면 도포 A를 사용하여 종이 B를 처리하였다. 상기 시험 A 잉크 침투 홀드아웃에 의해 사이징의 유효성을 결정하였다. 상기 시험 E 입도를 사용하여 각각의 에멀션에 대한 에멀션 입도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 7에 제공하였다.
에멀션 실시예 계면활성제 계면활성제량(%) ASA 용량 (lb/ton) 잉크 침투(초)
대조군 사이징되지 않은 기초 시트와 전분 0 0 3
21 에어로졸(등록 상표) OTS 0.1 1 637
25 로다팍(등록 상표) RS610 0.1 1 685
22 에어로졸(등록 상표) OTS 1 1 793
26 로다팍(등록 상표) RS610 1 1 637
23 에어로졸(등록 상표) OTS 5 1 698
27 로다팍(등록 상표) RS610 5 1 588
24 에어로졸(등록 상표) OTS 10 1 745
28 로다팍(등록 상표) RS610 10 1 744
이들 실시예들의 데이터는 사이징 용액이 다양한 양의 계면활성제를 함유하더라도 시트에서 유효한 양의 잉크 침투 홀드아웃이 관찰된다는 사실을 예증한다.
실시예 31-39
이들 실시예는 다양한 전분에 대하여 전분 희석이 에멀션 안정성에 미치는 영향을 예증한다.
전분 제조 절차 A
증기에 의해 가열되는 재킷 반응기(jacketed reactor)에서, 141 부의 원 상태의 건조 전분 및 859 부의 처리수 A를 슬러리화하였다. 액체가 95 ℃-100 ℃에 도달할 때까지 용기를 가열한 다음, 그 온도에서 1 시간 동안 방치하였다. 전분 고형물은 12 중량%였다. 용액 pH를 0.5 N NaOH를 사용하여 7.2 +/-0.1로 조정하고 하기 실시예예서 예시하는 바와 같이 사용하였다.
실시예 31
전분 제조 절차 A에 따라 음이온성 산화 덴트 콘 전분(클리어솔(Clearsol)(등록 상표) 10 검(Gum); 팬포드 프로덕츠 캄파니(Penford Products Co.))의 용액을 제조하였다. 이 전분 용액을 하기하는 바와 같이 ASA 에멀션 제조 및 ASA 에멀션 희석에 사용하였다.
가사용 블렌더에서 60.0 부의 전분 용액 및 52.8 부의 처리수 A를 가하였다. 블렌더를 저속에서 켜고 볼텍스에 7.2 부의 ASA(바이사이즈(등록 상표) S 180 합성 사이즈)를 도입하였다. 첨가를 완결한 후, 3 분 동안 속도를 높였다. 이 에멀션 중의 전분 대 ASA의 중량비는 1:1이었다. 이를 ASA 에멀션 A라 하였다.
총 16.67 부의 ASA 에멀션 A를 158.41 부의 전분 용액 및 24.92 부의 처리수 A로 희석시켜 최종 농도 0.5 중량%의 ASA를 제공하였다. 전분 대 ASA의 최종 중량비는 20:1이었다.
비교예 32
16.67 부의 에멀션 A를 183.33 부의 처리수 A로 희석하여 최종 농도 0.5 중량%의 ASA를 제공하는 것을 제외하고 실시예 31의 절차를 반복하였다. 전분 대 ASA의 중량비는 1:1이었다.
실시예 33
전분 제조 절차 A에 따라 산화 덴트 콘 전분의 용액을 제조하였다. 이 전분 용액을 하기하는 바와 같이 ASA 에멀션 제조 및 ASA 에멀션 희석에 사용하였다.
가사용 블렌더에서 60.0 부의 전분 용액 및 52.8 부의 처리수 A를 가하였다. 블렌더를 저속에서 켜고 볼텍스에 7.2 부의 ASA(바이사이즈 S 180 합성 사이즈)를 도입하였다. 첨가를 완결한 후, 3 분 동안 속도를 높였다. 이 에멀션 중의 전분 대 ASA의 중량비는 1:1이었다. 이를 ASA 에멀션 B라 하였다.
총 4.0 부의 ASA 에멀션 B를 48.06 부의 전분 용액 및 147.94 부의 처리수 A로 희석하여 최종 농도 0.12 중량%의 ASA를 제공하였다. 전분 대 ASA의 최종 중량비는 25:1이었다.
비교예 34
4 부의 에멀션 B를 196.0 부의 처리수 A로 희석하여 1:1의 전분 대 ASA 비를 갖는 0.12 중량%의 ASA 농도를 제공하는 것을 제외하고 실시예 33의 절차를 반복하였다.
실시예 35
전분 제조 절차 A에 따라 양이온성, 산-박형(acid-thinned) 납립종 옥수수 전분(차지(Charge)(등록 상표) +34; 카르길, 인크.(Cargill, Inc.))의 용액을 제조하였다. 이 전분 용액을 하기하는 바와 같이 ASA 에멀션 제조 및 ASA 에멀션 희석에 사용하였다.
가사용 블렌더에서 60.0 부의 전분 용액 및 52.8 부의 처리수 A를 가하였다. 블렌더를 저속에서 켜고 볼텍스에 7.2 부의 ASA(바이사이즈 S 180 합성 사이즈)를 도입하였다. 첨가를 완결한 후, 3 분 동안 속도를 높였다. 이 에멀션 중의 전분 대 ASA의 중량비는 1:1이었다. 이를 ASA 에멀션 C라 하였다.
총 16.67 부의 에멀션 C를 158.41 부의 전분 용액 및 24.92 부의 처리수 A로 희석하였다. 본 실시예에서 ASA의 농도는 0.5 중량%이고 전분 대 ASA의 비는 20:1이었다.
비교예 36
16.67 부의 에멀션 C를 183.33 부의 처리수 A로 희석하는 것을 제외하고 실시예 35의 절차를 반복하였다.
본 실시예에서 ASA의 농도는 0.5 중량%이고 전분 대 ASA의 비는 1:1이었다.
실시예 37
4 부의 에멀션 C를 48.06 부의 전분 용액 및 147.94 부의 처리수 A로 희석하는 것을 제외하고 실시예 35의 절차를 반복하였다. 본 실시예에서 ASA의 농도는 0.12 중량%이고, 전분 대 ASA 비는 25:1이었다.
비교예 38
4 부의 에멀션 C를 196.0 부의 처리수 A로 희석하는 것을 제외하고 실시예 35의 절차를 반복하였다. 본 실시예에서 ASA의 농도는 0.12 중량%이고 전분 대 ASA 비는 1:1이었다.
실시예 39
실시예 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 및 38로부터 희석된 ASA 에멀션을 70 ℃ 수조에 각각 위치시키고 1 시간 동안 오버헤드 교반기를 사용하여 혼합시켰다. 1 시간 후, 혼합을 중단하고, 희석된 에멀션을 실온에서 7 일 동안 저장하였다. 에멀션 품질을 관찰하였다. 상기 관찰은 25/1 및 20/1의 높은 전분 대 ASA 비에서 ASA 에멀션이 용액 중에 잘 분산되었음을 나타내었다. ASA 에멀션은 1/1의 낮은 전분 대 ASA 비에서 용액으로부터 분리되어 컨테이너의 상부 또는 하부에 백색 층을 형성하였다. 그 결과를 표 8에 나타내었다.
실시예 전분의 유형 전분:ASA 비 ASA 농도 7 일 후 관측
31 음이온성 덴트 콘 전분클리어솔 10 검 20:1 0.5 에멀션이 분리되지 않았음
비교예 32 음이온성 덴트 콘 전분클리어솔 10 검 1:1 0.5 에멀션이 분리되었음
33 음이온성 덴트 콘 전분 25:1 0.12 에멀션이 분리되지 않았음
비교예 34 음이온성 덴트 콘 전분 1:1 0.12 에멀션이 분리되었음
35 양이온성납립종 옥수수차지+34 20:1 0.5 에멀션이 분리되지 않았음
비교예 36 양이온성납립종 옥수수차지+34 1:1 0.5 에멀션이 분리되었음
37 양이온성납립종 옥수수차지+34 25:1 0.12 에멀션이 분리되지 않았음
비교예 38 양이온성납립종 옥수수차지+34 1:1 0.12 에멀션이 분리되었음
이들 실시예는 높은 전분 대 사이즈 비가 다수의 다양한 전분을 갖는 에멀션의 안정성을 촉진시킨다는 것을 보여준다.
실시예 40-44.
이들 실시예는 높은 전분 비가 도포 성능에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 보여준다.
표면 도포 절차 B
베르너 마티즈(Werner Mathis) 실험실용 사이즈 프레스를 담수 니프, 종이 사이즈 프레스 도포에 사용하기 위해 적합시켰다. 상기 실험실용 담수 니프 사이즈 프레스는 두 개의 경질 고무 롤러로 이루어져 있다. 이들 두 롤러 사이의 니프 압력은 조정가능하였다. 롤러의 속도를 변화시켜 픽업을 최대화하였다. 표적 사이즈 프레스 액체를 함유하는 시험 시트를 니프를 통과하기 전후에 중량을 잼으로써 사이즈 프레스 용액의 픽업을 결정하였다. 그 다음, 적합한 양의 처리 용액(건조 전분 픽업에 기초한 실제 고형물)을 시험 액체에 투여하였다. 시험 용액을 니프에 가하고 종이 샘플을 니프를 통해 공급하였다. 상기 용량을 건조 종이 1 톤 당 실제 기재의 파운드로 표현하였다. 240 ℉에서 35 초 동안 가열된 회전식 드럼 건조기를 통해 처리된 종이 샘플을 즉시 통과시켰다. 그 다음, 상기 샘플을 시험 전 24 시간 동안 50 % 상대 습도 및 70 ℃에서 상태조절하였다.
실시예 40
에틸화 덴트 콘 전분(필름플렉스(등록 상표) 60 전분, 카르길)을 사용하는 것을 제외하고 샘플 31 내지 39의 세트에 포함된 전분 제조 절차 A에 따라 전분 용액을 제조하였다. 이 용액 중의 전분 농도는 12 중량%였다. 이 전분 용액을 사용하여 ASA 에멀션을 만들고 사이즈 프레스 용액을 제조하였다.
가사용 블렌더에 40.06 부의 전분 용액 및 75.14 부의 처리수 A를 가하였다. 블렌더를 저속에서 켜고 볼텍스에 4.8 부의 ASA(바이사이즈 S 180 합성 사이즈)를 도입하였다. 첨가를 완결한 후, 3 분 동안 속도를 높였다. 이 에멀션 중의 ASA의 농도는 4.0 중량%이고 전분 대 ASA의 중량비는 1:1이었다. 이는 ASA 에멀션 A였다.
4.33 부의 에멀션 A를 37.53 부의 전분 용액 및 112.47 부의 처리수 A에 가함으로써 사이즈 프레스 용액을 제조하였다. 사이즈 프레스 용액 중의 전분 대 ASA의 중량비는 27:1이었다. 사이즈 프레스 용액을 사용하여 표면 도포 절차 B에 따라 종이 A의 세 시트(14.9 % 탄산칼슘을 함유하고 내부 사이징이 없는 70 g/㎡ 시트)를 표면 처리하였다. 이 방식으로, 건조 종이 섬유의 1 톤 당 사이즈의 2 건조 파운드의 용량을 가하였다.
실시예 41
4.53 부의 에멀션 A를 25.02 부의 전분 용액 및 124.98 부의 처리수 A에 가함으로써 사이즈 프레스 용액을 제조하는 것을 제외하고 실시예 40의 절차를 반복하였다. 본 실시예의 사이즈 프레스 용액 중 전분 대 ASA의 중량비는 18:1이었다.
실시예 42(비교예)
4.65 부의 에멀션 A를 12.51 부의 전분 용액 및 137.49 부의 처리수 A에 가함으로써 사이즈 프레스 용액을 제조하는 것을 제외하고 실시예 40의 절차를 반복하였다. 본 실시예의 사이즈 프레스 용액 중 전분 대 ASA의 중량비는 9:1이었다.
실시예 43(비교예)
4.78 부의 에멀션 A를 6.25 부의 전분 용액 및 143.75 부의 처리수 A에 가함으로써 사이즈 프레스 용액을 제조하는 것을 제외하고 실시예 40의 절차를 반복하였다. 본 실시예의 사이즈 프레스 용액 중 전분 대 ASA의 중량비는 5:1이었다.
실시예 44(비교예)
4.84 부의 에멀션 A를 150 부의 처리수 A에 가함으로써 사이즈 프레스 용액을 제조하는 것을 제외하고 실시예 40의 절차를 반복하였다. 본 실시예의 사이즈 프레스 용액 중 전분 대 ASA의 중량비는 1:1이었다.
실시예 40-44의 개요
상기 사이징 조성물로 사이징된 종이에서 수행된 흑색 글자 구역 및 글자 구역 색상 블리드 시험에 의해 실시예 40, 41, 42, 43 및 44에 기재된 사이징 에멀션의 유효성을 결정하였다. 이들 시험은 상기한 바와 같다. 표 9의 결과는 실시예 40(27/1 전분/ASA 비) 및 실시예 41(18/1 전분/ASA 비)의 본 발명의 사이징 조성물이 실시예 42, 43 및 44로부터의 비교용 사이징 조성물보다 개선된 흑색 글자 구역 및 색상 블리드 글자 구역을 제공함을 보여주고 있다. 이들 비교예는 각각 9/1, 5/1 및 1/1의 전분/ASA 비를 갖는다.
실시예 번호 전분/ASA 비 흑색 상 구역 색상 블리드
(㎟) (㎟)
40 27/1 2.051 2.267
41 18/1 2.060 2.321
42(비교예) 9/1 2.151 2.444
43(비교예) 5/1 2.218 2.450
44(비교예) 1/1 2.225 2.469
실시예 45-48
이들 실시예는 전분:ASA 비가 감소함에 따라 흑색 상 구역 및 색상 블리드가 증가하는 경향이 있음을 보여주고 있으며, 이는 사이징 효율이 떨어짐을 시사하는 것이다.
실시예 45
에틸화 덴트 콘 전분(필름플렉스(등록 상표) 60 전분, 카르길)을 사용하는 것을 제외하고 샘플 31 내지 39의 세트에 포함되는 전분 제조 절차 A에 따라 전분 용액을 제조하였다. 이 용액 중 전분 농도는 12 중량%였다. 이 전분 용액을 사용하여 ASA 에멀션을 만들고 사이즈 프레스 용액을 제조하였다.
가사용 블렌더에 40.06 부의 전분 용액 및 75.14 부의 처리수 A를 가하였다. 블렌더를 저속에서 켜고 볼텍스에 4.8 부의 ASA(바이사이즈 S 180 합성 사이즈)를 도입하였다. 첨가를 완결한 후, 3 분 동안 속도를 높였다. 이 에멀션 중의 ASA의 농도는 4.0 중량%이고 전분 대 ASA의 중량비는 1:1이었다. 이는 ASA 에멀션 A였다.
4.38 부의 에멀션 A를 75.0 부의 전분 용액 및 75.0 부의 처리수 A에 가함으로써 사이즈 프레스 용액을 제조하였다. 사이즈 프레스 용액 중의 전분 대 ASA의 중량비는 52.4:1이었다. 사이즈 프레스 용액을 사용하여 표면 도포 절차 B에 따라 종이 E의 세 시트(7 중량% 탄산칼슘을 함유하고 내부 사이즈가 없는 126 g/㎡ 시트)를 표면 처리하였다. 이 방식으로, 건조 종이 섬유의 1 톤 당 사이즈 1.75 건조 파운드를 가하였다.
실시예 46
3.63 부의 에멀션 A를 37.53 부의 전분 용액 및 112.47 부의 처리수 A에 가함으로써 사이즈 프레스 용액을 제조하는 것을 제외하고 실시예 45의 절차를 반복하였다. 본 실시예의 사이즈 프레스 용액 중 전분 대 ASA의 중량비는 32:1이었다.
실시예 47
3.79 부의 에멀션 A를 12.51 부의 전분 용액 및 137.49 부의 처리수 A에 가함으로써 사이즈 프레스 용액을 제조하는 것을 제외하고 실시예 45의 절차를 반복하였다. 본 실시예의 사이즈 프레스 용액 중 전분 대 ASA의 중량비는 10.9:1이었다.
실시예 48(비교예)
3.88 부의 에멀션 A를 6.25 부의 전분 용액 및 143.75 부의 처리수 A에 가함으로써 사이즈 프레스 용액을 제조하는 것을 제외하고 실시예 45의 절차를 반복하였다. 본 실시예의 사이즈 프레스 용액 중 전분 대 ASA의 중량비는 5.8:1이었다.
실시예 45-48의 개요
흑색 광학 밀도 시험을 사용하여 분석함으로써 실시예 45, 46, 47 및 48에 기재된 사이징 조성물의 유효성을 결정하였다. 표 10의 결과는 실시예 45(52.4/1 전분/ASA 비), 실시예 46(32/1 전분/ASA 비) 및 실시예 47(10.9/1 전분/ASA 비)인 본 발명의 사이징 조성물이 실시예 48(5.8/1 전분/ASA 비)로부터의 비교용 사이징 조성물보다 우수한 흑색 광학 밀도를 제공함을 보여주고 있다.
실시예 번호 전분:ASA 비 광학 밀도
45 52.4:1 1.460
46 32.0:1 1.440
47 10.9:1 1.426
48 5.8:1 1.408
이들 실시예는 전분/ASA 비가 감소함에 따라 흑색 광학 밀도가 감소하는 뚜렷한 경향이 있음을 나타내고 있으며, 이는 열등한 사이징을 시사하는 것이다.
비록 본 발명은 본 발명의 특정한 바람직한 양태를 기준으로 상세히 기재되었지만 다른 변형들도 가능하다. 따라서, 첨부되는 청구 범위의 기술사상 및 범위는 본 명세서에 함유된 양태의 기재에 한정되어서는 안된다.

Claims (33)

  1. (a) 비이온성 전분, 음이온성 전분, 양이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 에멀션화 전분을 함유하는 제 1 전분 성분 중에 현탁된 알케닐숙신산 무수물 입자를 함유하는 알케닐숙신산 무수물 성분을 포함하는 에멀션, 및
    (b) 비이온성 전분, 양이온성 전분, 음이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분
    을 포함하며, 여기서 상기 에멀션 중 알케닐숙신산 무수물 성분 및 전분, 및 제 2 전분 성분은 사이징 조성물이 섬유 기재와 접촉하는 때에 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공할 수 있도록 충분히 높은 전분:알케닐숙신산 무수물 중량비로 존재하는 것인 수성 사이징 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전분:알케닐숙신산 무수물 중량비가 약 10:1 이상인 사이징 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 에멀션 중의 제 1 전분 성분 중 에멀션화 전분이 약 0.2:1 이상 내지 약 10:1 범위의 전분:알케닐숙신산 무수물 중량비를 갖는 것인 사이징 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 입자가 약 0.5 내지 약 20 미크론 범위의 중간 입도를 갖는 것인 사이징 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 에멀션이 알케닐숙신산 무수물 총량을 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량% 범위의 양의 계면활성제 성분을 추가로 포함하는 것인 사이징 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 알케닐숙신산 무수물 성분이 에멀션의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 99 % 범위의 양의 가수분해된 알케닐숙신산 무수물을 포함하는 것인 사이징 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 사이징 조성물을 섬유 기재에 처리한 때에 처리된 섬유 기재가 30 분 시험 기준으로 약 150 gsm 미만 또는 2 분 시험 기준으로 약 100 gsm 미만의 코브(Cobb) 사이징을 갖게 되기에 충분히 높은 전분:알케닐숙신산 무수물 성분 중량비를 갖는 사이징 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 전분:알케닐숙신산 무수물 성분 중량비가 사이징 조성물을 섬유 기재에 처리한 때에 처리된 섬유 기재가 잉크 침투를 지체시켜 10 초 이상의 HST값을 제공하기에 충분히 높은 것인 사이징 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 전분:알케닐숙신산 무수물 비가 약 100 내지 약 180 ℉ 범위의 온도에서 사이징 조성물이 응집되는 것을 최소화하기에 충분히 높은 것인 사이징 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 현탁된 알케닐 숙신산 무수물 입자가 단봉(monomodal) 입자 분포를 갖는 것인 사이징 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 비이온성 및(또는) 이온성 전분 중에 현탁된 입자를 포함하는 알케닐 숙신산 무수물 성분이 이봉(bimodal) 또는 다봉(multimodal) 입자 분포를 갖는 것인 사이징 조성물.
  12. 제 1 항 기재의 사이징 조성물로 처리된 섬유 기재.
  13. 제 12 항에 있어서, 판지인 섬유 기재.
  14. 제 12 항에 있어서, 미세 종이(fine paper)인 섬유 기재.
  15. 제 12 항에 있어서, 신문 인쇄 용지 또는 다른 목재 함유지 등급인 섬유 기재.
  16. (a) 알케닐숙신산 무수물을 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 전분을 함유하는 제 1 전분 성분과 에멀션화시켜 에멀션을 형성하는 단계, 및
    (b) 상기 에멀션을 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분과 합쳐,
    (1) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 에멀션화 전분을 함유하는 제 1 전분 성분 중에 현탁된 알케닐숙신산 무수물 입자를 함유하는 알케닐숙신산 무수물 성분을 포함하는 에멀션, 및
    (2) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분을 포함하며, 상기 에멀션 중 알케닐숙신산 무수물 성분 및 전분, 및 제 2 전분 성분이, 사이징 조성물이 섬유 기재와 접촉하는 때에 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공할 수 있도록 충분히 높은 전분:알케닐숙신산 무수물 중량비로 존재하는 사이징 조성물을 형성하는 단계
    를 포함하는 사이징 조성물의 제조 방법.
  17. (a) 습부 사이징제 성분을 펄프 슬러리에 가하는 단계,
    (b) 상기 슬러리로부터 섬유 시트를 형성하는 단계, 및
    (c) 상기 섬유 시트를
    (1) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 에멀션화 전분을 함유하는 제 1 전분 성분 중에 현탁된 알케닐숙신산 무수물 입자를 함유하는 알케닐숙신산 무수물 성분을 포함하는 에멀션, 및
    (2) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분
    을 포함하는 사이징 조성물로 처리하여 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공하는 단계
    를 포함하는 종이 제품의 사이징 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 습부 사이징제 성분이 케텐 이량체, 케텐 다중체, 로진, 알케닐숙신산 무수물, 약 12 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 유기 에폭시드, 약 12 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 아실 할리드, 약 12 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 지방산으로부터의 지방산 무수물 및 약 12 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 유기 이소시아네이트 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 사이징제를 함유하는 것인 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 습부 사이징제 성분이 양이온성 전분, 및 케텐 이량체 및 다중체, 알케닐숙신산 무수물, 약 12 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 유기 에폭시드, 약 12 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 아실 할리드, 약 12 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 지방산으로부터의 지방산 무수물 및 약 12 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 유기 이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 사이징제를 함유하는 것인 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 습부 사이징제 성분이 양이온성 전분 및 알케닐숙신산 무수물을 함유하는 것인 방법.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 습부 사이징제 성분 중 알케닐숙신산 무수물이 사용된 총 사이징제보다 적은 양으로 존재하는 것인 방법.
  22. 제 17 항에 있어서, 상기 습부 사이징제 성분이 사용된 총 사이징제의 50 % 이하의 양으로 존재하는 것인 방법.
  23. 섬유 시트를
    (a) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 에멀션화 전분을 함유하는 제 1 전분 성분 중에 현탁된 알케닐숙신산 무수물 입자를 함유하는 알케닐숙신산 무수물 성분을 포함하는 에멀션, 및
    (b) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분
    을 포함하는 수성 사이징 조성물로 처리하여 유용한 사이징 성질을 미세 종이에 제공하는 것을 포함하는 미세 종이의 사이징 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 사이징 조성물을 수실(water box)에 가하는 것인 방법.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 사이징 조성물 중의 약 100 %의 알케닐숙신산 무수물이 섬유 기재에 보유되는 것인 방법.
  26. (a) 알케닐숙신산 무수물을 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 전분을 함유하는 제 1 전분 성분과 에멀션화시켜 에멀션을 형성하는 단계,
    (b) 상기 에멀션을 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분과 합쳐,
    (1) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 에멀션화 전분을 함유하는 제 1 전분 성분 중에 현탁된 알케닐숙신산 무수물 입자를 함유하는 알케닐숙신산 무수물 성분을 포함하는 에멀션, 및
    (2) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분
    을 포함하며, 여기서 상기 에멀션 중 알케닐숙신산 무수물 성분 및 전분, 및 제 2 전분 성분은 사이징 조성물이 섬유 기재와 접촉하는 때에 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공할 수 있도록 충분히 높은 전분:알케닐숙신산 무수물 중량비로 존재하는 것인 사이징 조성물을 형성하는 단계, 및
    (c) 섬유 시트를 상기 사이징 조성물로 처리함으로써 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공하는 단계
    를 포함하는 섬유 기재의 사이징 방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 기재가 판지인 방법.
  28. 제 26 항에 있어서, 상기 기재가 미세 종이인 방법.
  29. 제 26 항에 있어서, 상기 기재가 신문 인쇄 용지 또는 다른 목재 함유지 등급인 방법.
  30. (a) 알케닐숙신산 무수물을 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 전분을 함유하는 제 1 전분 성분과 에멀션화시킴으로써 에멀션을 형성하는 단계, 및
    (b) 상기 에멀션을 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분과 합쳐,
    (1) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 에멀션화 전분을 함유하는 제 1 전분 성분 중에 현탁된 알케닐숙신산 무수물 입자를 함유하는 알케닐숙신산 무수물 성분을 포함하는 에멀션을 포함하는 제 1 성분, 및
    (2) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분
    을 포함하며, 여기서 상기 에멀션 중 알케닐숙신산 무수물 및 전분 및 제 2 전분 성분은 사이징 조성물이 섬유 기재와 접촉하는 때에 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공할 수 있도록 충분히 높은 전분:알케닐숙신산 무수물 중량비로 존재하는 것인 사이징 조성물을 형성하는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 제조된 수성 사이징 조성물.
  31. (a) 알케닐숙신산 무수물을 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 전분을 함유하는 제 1 전분 성분과 에멀션화시켜 에멀션을 형성하는 단계,
    (b) 상기 에멀션을 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분과 합쳐,
    (1) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 에멀션화 전분을 함유하는 제 1 전분 성분 중에 현탁된 알케닐숙신산 무수물 입자를 함유하는 알케닐숙신산 무수물 성분을 포함하는 에멀션, 및
    (2) 비이온성 전분, 이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분
    을 포함하며, 여기서 상기 에멀션 중 알케닐숙신산 무수물 성분 및 전분, 및 제 2 전분 성분은 사이징 조성물이 섬유 기재와 접촉하는 때에 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공할 수 있도록 충분히 높은 전분:알케닐숙신산 무수물 중량비로 존재하는 것인 수성 사이징 조성물을 형성하는 단계, 및
    (c) 섬유 기재를 상기 수성 사이징 조성물로 처리함으로써 사이징된 섬유 기재를 형성하는 단계
    를 포함하는 방법에 의해 제조된 사이징된 섬유 기재.
  32. 제 31 항에 있어서 판지, 미세 종이, 신문 인쇄 용지 및 다른 목재 함유 등급으로 이루어진 군으로부터 선택된 섬유 기재.
  33. (a) 비이온성 전분, 음이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 에멀션화 전분을 함유하는 제 1 전분 성분 중에 현탁된 알킬 케텐 이량체 입자를 함유하는 알킬 케텐 이량체 성분을 포함하는 에멀션, 및
    (b) 비이온성 전분, 양이온성 전분, 음이온성 전분 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 제 2 전분 성분
    을 포함하며, 여기서 상기 에멀션 중 알킬 케텐 이량체 성분 및 전분, 및 제 2 전분 성분은 사이징 조성물이 섬유 기재와 접촉하는 때에 유용한 사이징 성질을 섬유 기재에 제공할 수 있도록 충분히 높은 전분:알킬 케텐 이량체 중량비로 존재하는 것인 수성 사이징 조성물.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100678584B1 (ko) * 2005-10-31 2007-02-02 진수정 천연소재를 이용한 기능성 바닥재의 제조방법

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200504265A (en) * 2002-12-17 2005-02-01 Bayer Chemicals Corp Alkenylsuccinic anhydride surface-applied system and uses thereof
US20060060814A1 (en) * 2002-12-17 2006-03-23 Lucyna Pawlowska Alkenylsuccinic anhydride surface-applied system and method for using the same
US7943789B2 (en) * 2002-12-17 2011-05-17 Kemira Oyj Alkenylsuccinic anhydride composition and method of using the same
JP4063104B2 (ja) * 2003-02-21 2008-03-19 日本製紙株式会社 新聞印刷用紙
FI20031896A0 (fi) * 2003-12-23 2003-12-23 Raisio Chem Oy Kemiallinen parannus paperinvalmistuksessa
US7799169B2 (en) 2004-09-01 2010-09-21 Georgia-Pacific Consumer Products Lp Multi-ply paper product with moisture strike through resistance and method of making the same
ATE496172T1 (de) * 2004-11-29 2011-02-15 Basf Se Papierleimungsmittel
JP2008531864A (ja) * 2005-03-03 2008-08-14 ケミラ オイ ウェットエンド塗布のための低せん断セルロース反応性サイズ剤
JP2006265759A (ja) * 2005-03-23 2006-10-05 Kurita Water Ind Ltd 抄紙機の汚れ防止方法及び汚れ防止剤
US20090281212A1 (en) * 2005-04-28 2009-11-12 Lucyna Pawlowska Alkenylsuccinic anhydride surface-applied system and uses thereof
US7682438B2 (en) 2005-11-01 2010-03-23 International Paper Company Paper substrate having enhanced print density
JP2007301532A (ja) * 2006-05-15 2007-11-22 Seiko Pmc Corp 置換環状ジカルボン酸無水物の分散液の調製方法及び分散液
US7612136B2 (en) * 2006-11-03 2009-11-03 Cognis Ip Management Gmbh Anionic and other derivatives of non-ionic surfactants, methods for making, and uses in emulsion polymerization and polymer dispersions
CN101568687B (zh) * 2006-12-20 2012-06-27 巴斯夫欧洲公司 纸施胶剂混合物
CA2687068A1 (en) * 2007-05-09 2008-11-20 Buckman Laboratories International, Inc. Asa sizing emulsions for paper and paperboard
CA2710804C (en) 2007-12-26 2013-07-02 International Paper Company A paper substrate containing a wetting agent and having improved print mottle
FR2928383B1 (fr) 2008-03-06 2010-12-31 Georgia Pacific France Feuille gaufree comportant un pli en materiau hydrosoluble et procede de realisation d'une telle feuille.
WO2010039996A1 (en) * 2008-10-01 2010-04-08 International Paper Company A paper substrate containing a wetting agent and having improved printability
AT506695B1 (de) * 2008-11-14 2009-11-15 Kemira Chemie Ges Mbh Zusammensetzung zur papierleimung
DE102009036344A1 (de) * 2009-08-06 2011-02-10 Bk Giulini Gmbh Leimungsmittel für Papier
AU2010330791B2 (en) * 2009-12-18 2015-11-26 Solenis Technologies Cayman, L.P. Paper sizing composition
US8444818B2 (en) * 2010-04-07 2013-05-21 Hercules Incorporated Stable and aqueous compositions of polyvinylamines with cationic starch, and utility for papermaking
DE102010020249A1 (de) 2010-05-11 2011-11-17 Cs Compact System Gmbh Verfahren zur Emulgierung von Leimungsmitteln für die Papierherstellung, Verwendung von Polymeren sowie emulgierbereite Mischung
PT2593604E (pt) 2010-07-13 2014-08-22 Chem Fab Br Hl Mare Gmbh Colagem superficial de papel
US8852400B2 (en) * 2010-11-02 2014-10-07 Ecolab Usa Inc. Emulsification of alkenyl succinic anhydride with an amine-containing homopolymer or copolymer
WO2012067976A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-24 International Paper Company Paper sizing composition with salt of calcium (ii) and organic acid products made thereby,method of using, and method of making
US20120138249A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-07 Patrick Sundholm Method for improving paper and board's resistance to the penetration of liquids
CN102839572B (zh) * 2012-08-31 2015-08-26 浙江五星纸业有限公司 一种纸杯原纸的生产工艺
US9708771B2 (en) 2013-03-01 2017-07-18 Basf Se Aqueous emulsion of a sizing agent
EP2971349B1 (en) * 2013-03-13 2024-04-03 Nalco Company Method of using aldehyde-functionalized polymers to increase papermachine performance and enhance sizing
CN103225234B (zh) * 2013-03-25 2015-06-03 华南理工大学 磁性固体微粒乳化稳定的磁性造纸施胶剂的制备方法
FI126316B (en) 2014-02-06 2016-09-30 Kemira Oyj Stabilized adhesive formulation
FI126960B (en) * 2014-02-06 2017-08-31 Kemira Oyj Stabilized adhesive formulation
CN103866621B (zh) * 2014-02-25 2016-04-06 徐海军 一种复合施胶剂及其制备方法
US20170079893A1 (en) * 2015-09-18 2017-03-23 Johnson & Johnson Consumer Inc. Phase-stable sunscreen compositions comprising an ultraviolet radiation-absorbing compound and superhydrophilic amphiphilic copolymers
CN106928400B (zh) * 2015-12-31 2020-09-08 艺康美国股份有限公司 一种两性聚合物及包含其的烯基琥珀酸酐乳液
CN106087559A (zh) * 2016-06-20 2016-11-09 广州聚注专利研发有限公司 一种墙纸用的施胶剂
FI128162B (en) 2017-03-27 2019-11-29 Kemira Oyj Process for making paper or paperboard and paper or paperboard product
CN108086051A (zh) * 2018-01-04 2018-05-29 郑州林海环保材料有限公司 一种纸表面施胶剂制备方法
CN110284362B (zh) * 2018-03-19 2022-06-17 金东纸业（江苏）股份有限公司 施胶淀粉及其制备方法
CN109970995B (zh) * 2019-03-20 2021-07-27 青岛科技大学 一种基于阳离子型Janus粒子制备造纸施胶乳液的方法
CN113874582B (zh) * 2019-05-20 2024-02-09 埃科莱布美国股份有限公司 用于施胶压制应用的制剂
CN110760017A (zh) * 2019-10-28 2020-02-07 上海交通大学 一种烯基或烷基琥珀酸酐改性的玉米纤维胶乳化剂及其制备方法
CN113502065A (zh) * 2021-08-11 2021-10-15 汕头市佳宏纸制品有限公司 一种环保纸棒及其制备方法

Family Cites Families (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL129371C (ko) * 1961-09-08
US3445330A (en) 1966-04-28 1969-05-20 American Cyanamid Co Method of sizing paper with carboxylic acid anhydride particles and polyamines
US3770372A (en) * 1971-01-05 1973-11-06 Us Agriculture Process for lubricating leather
US3821069A (en) * 1973-01-02 1974-06-28 Nat Starch Chem Corp Process of sizing paper with a reaction product of maleic anhydride and an internal olefin
US3968005A (en) * 1973-10-09 1976-07-06 National Starch And Chemical Corporation Paper sizing process using a reaction product of maleic anhydride with a vinylidene olefin
US3992345A (en) 1973-08-31 1976-11-16 Hercules Incorporated Water-dispersible thermosettable cationic resins and paper sized therewith
AR204448A1 (es) * 1974-05-20 1976-02-06 Nat Starch Chem Corp Mezcla de encolado para aprestar papel
US4040900A (en) 1974-05-20 1977-08-09 National Starch And Chemical Corporation Method of sizing paper
GB1604384A (en) * 1977-06-28 1981-12-09 Tenneco Chem Paper sizing agents
US4235629A (en) * 1977-10-17 1980-11-25 Fansteel Inc. Method for producing an embrittlement-resistant tantalum wire
DE3105903A1 (de) * 1981-02-18 1982-09-09 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur masseleimung von papier
US4533434A (en) * 1981-09-11 1985-08-06 Seiko Kagaku Kogyo Co., Ltd. Process for sizing paper and process for making plasterboard base paper sized thereby
DE3203189A1 (de) 1982-01-30 1983-08-04 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Leimungsmittel und seine verwendung
US5104486A (en) * 1982-08-20 1992-04-14 Chevron Research Company Alkenyl succinic anhydride composition
US4915786A (en) * 1982-12-13 1990-04-10 Chevron Research Company Nonionic emulsifier and substituted succinic anhydride compositons therewith
CA1279874C (en) * 1983-10-28 1991-02-05 Chevron Research And Technology Company Stable emulsifier and substituted succinic anhydride compositions therewith
FI81860C (fi) * 1984-01-27 1990-12-10 Nalco Chemical Co Nytt foerfarande foer limning av papper.
US4533435A (en) * 1984-06-07 1985-08-06 Microban Products Company Antimicrobial paper
US4657946A (en) * 1984-06-25 1987-04-14 Nalco Chemical Company Paper sizing method and emulsion
JPS61231298A (ja) * 1984-11-02 1986-10-15 第一工業製薬株式会社 製紙用サイズ剤
US4606773A (en) 1984-12-10 1986-08-19 Nalco Chemical Company Emulsification of alkenyl succinic anhydride sizing agents
US4629655A (en) 1985-06-27 1986-12-16 A. E. Staley Manufacturing Company Size composition
US4832792A (en) * 1985-10-03 1989-05-23 Mazzarella Emil D Storage stable paper size composition containing ethoxylated castor oil
US4667519A (en) * 1985-11-18 1987-05-26 The Goodyear Tire & Rubber Company Rheometer rhelogical/viscoelastic measuring apparatus and technique
US4687519A (en) * 1985-12-20 1987-08-18 National Starch And Chemical Corporation Paper size compositions
US4849131A (en) * 1986-06-30 1989-07-18 Chevron Research Company Nonionic emulsifier and substituted succinic anhydride compositions therewith
JPS6328999A (ja) * 1986-07-22 1988-02-06 星光化学工業株式会社 製紙方法
US4845663A (en) * 1987-09-03 1989-07-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Image processor with free flow pipeline bus
US4872951A (en) 1988-07-13 1989-10-10 National Starch And Chemical Corporation Starch blends useful as external paper sizes
US5015500A (en) * 1989-11-16 1991-05-14 Beloit Corporation Roll coater with perforated deckles
AR244372A1 (es) * 1990-04-11 1993-10-20 Hercules Inc Pretratamiento de rellenador con dimero de reteno cationico.
DE69113348T2 (de) * 1990-07-11 1996-04-04 Mitsubishi Oil Co Emulgierte Alkenylbernsteinsäure als Leimungsmittel.
JP3011788B2 (ja) * 1991-05-16 2000-02-21 日石三菱株式会社 製紙用サイズ剤
JP3002047B2 (ja) * 1991-12-20 2000-01-24 日石三菱株式会社 アルケニルコハク酸系エマルションサイズ剤
US5312333A (en) * 1992-04-03 1994-05-17 United States Surgical Corporation Endoscopic material delivery device
SE502545C2 (sv) 1992-07-07 1995-11-13 Eka Nobel Ab Vattenhaltiga kompositioner för limning av papper samt förfarande för framställning av papper
US5846663A (en) * 1994-02-07 1998-12-08 Hercules Incorporated Method of surface sizing paper comprising surface sizing paper with 2-oxetanone ketene multimer sizing agent
US5483078A (en) 1994-04-14 1996-01-09 Cytec Technology Corp. Ink penetrometer having fiber optic cables and stationary ink paddle
US5510003A (en) 1994-07-20 1996-04-23 Eka Nobel Ab Method of sizing and aqueous sizing dispersion
CN1045216C (zh) * 1994-09-10 1999-09-22 朱国华 烷基烯酮二聚体中性施胶纤维的制备方法
SE9404201D0 (sv) * 1994-12-02 1994-12-02 Eka Nobel Ab Sizing dispersions
JP3358377B2 (ja) * 1995-03-17 2002-12-16 日本ピー・エム・シー株式会社 表面紙質向上剤
WO1997005330A1 (en) * 1995-07-27 1997-02-13 Cytec Technology Corp. Synthetic cationic polymers as promoters for asa sizing
DE19540998A1 (de) * 1995-11-03 1997-05-07 Basf Ag Wäßrige Alkyldiketen-Dispersionen und ihre Verwendung als Leimungsmittel für Papier
US5766417A (en) * 1996-03-06 1998-06-16 Hercules Incorporated Process for using alkaline sized paper in high speed converting or reprographics operations
KR100211074B1 (ko) * 1996-03-13 1999-07-15 구본준 웨이퍼 습식 처리장치
DE19610995C2 (de) * 1996-03-21 2002-12-19 Betzdearborn Inc Papierleimungsmittel und -verfahren
SE508593C2 (sv) * 1996-03-29 1998-10-19 Stora Kopparbergs Bergslags Ab Limningskomposition samt förfarande för användning därav vid framställning av papper
JPH09309321A (ja) * 1996-05-23 1997-12-02 Zexel Corp 積層型熱交換器
US5723179A (en) * 1997-01-13 1998-03-03 Xerox Corporation Method and composition for obtaining waterfast images from ink jet inks
WO1998032920A1 (en) * 1997-01-22 1998-07-30 Betzdearborn Inc. Process of making surface sized paper products and surface sizing composition for use therein
ID21891A (id) * 1997-02-04 1999-08-05 Cytec Tech Corp Emulsi-emulsi perekat
US6093217A (en) * 1997-02-05 2000-07-25 Akzo Nobel N.V. Sizing of paper
US5969011A (en) * 1997-02-05 1999-10-19 Akzo Nobel Nv Sizing of paper
US6162328A (en) * 1997-09-30 2000-12-19 Hercules Incorporated Method for surface sizing paper with cellulose reactive and cellulose non-reactive sizes, and paper prepared thereby
FI103735B1 (fi) * 1998-01-27 1999-08-31 Kemira Chemicals Oy Paperin tai vastaavan kuitutuotteen hydrofobointijärjestelmä
AU3478799A (en) 1998-04-06 1999-10-25 Calgon Corporation Asa size emulsification with a natural gum for paper products
CA2328872A1 (en) * 1998-04-22 1999-10-28 Hercules Incorporated Paper size dispersions
US6207719B1 (en) * 1998-08-19 2001-03-27 Dennis G. Pardikes Method and system for preparing ASA emulsion
JP2001113974A (ja) * 1999-10-20 2001-04-24 Tokai Rika Co Ltd シフトレバー装置
US6444024B1 (en) * 1999-12-16 2002-09-03 Akzo Nobel Nv Sizing composition
US6576049B1 (en) * 2000-05-18 2003-06-10 Bayer Corporation Paper sizing compositions and methods
US6348132B1 (en) * 2000-05-30 2002-02-19 Hercules Incorporated Alkenyl succinic anhydride compositons and the use thereof
AU2001273345A1 (en) 2000-07-26 2002-02-05 Hercules Incorporated Method of making sizing emulsion and sizing emulsion
TW200504265A (en) * 2002-12-17 2005-02-01 Bayer Chemicals Corp Alkenylsuccinic anhydride surface-applied system and uses thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100678584B1 (ko) * 2005-10-31 2007-02-02 진수정 천연소재를 이용한 기능성 바닥재의 제조방법

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JP2006510821A (ja) 2006-03-30
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