KR20070100220A - 제지 산업용 고성능, 고강도 수지 - Google Patents

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KR20070100220A
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란세스 코포레이션
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Abstract

본 발명은 (a) 공중합된 (i) 아크릴아미드 성분, (ii) 양이온성 공-단량체 성분 및 (iii) 최소한 하나의 다기능성 교차결합 단량체 성분과, (b) 셀룰로오스 반응성 제제 성분의 반응 생성물이며, 이때 상기 아크릴아미드 성분, 상기 양이온성 공-단량체 성분, 상기 다기능성 교차결합 단량체 성분, 및 상기 셀룰로오스 반응성 제제 성분은, 중합체가 제지 공정 중에 제지 원료에 첨가될 때 섬유상 기판에 강도를 부여하는 중합체를 생성하기에 충분한 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는, 이중 구조화된 골격을 가지는 기능화되고 수용성, 양이온성, 열경화성 및 셀룰로오스 반응성 중합체를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 조성물을 제조하고 사용하는 방법에 관한 것이다.
제지 원료, 아크릴아미드, 양이온성 공-단량체, 다기능성 교차결합 단량체, 셀룰로오스 반응성 제제, 이중 구조화된 골격, 건식 강도, 습식 강도.

Description

제지 산업용 고성능, 고강도 수지{HIGH-PERFORMANCE STRENGTH RESINS IN PAPERMAKING INDUSTRIES}
본 발명은 종이 제품에 건식 강도를 부여하는 개선된 조성물 및 방법에 관한 것이다.
종이류 및 판지류의 강도 특성을 개선하기 위하여 제지 공정 중에 화학적 첨가제가 통상적으로 사용된다. 그러한 화학적 첨가제의 주요 목적은 종이 시트의 섬유간 결합력을 증강시키는 것이다.
강도 첨가제를 사용하면 많은 이득을 얻을 수 있다. 강도 첨가제를 사용하면 제지업체가 펄프를 덜 사용하고, 상대적으로 저렴한 펄프 및/또는 더 많은 충전제(filler)를 사용하는 것이 가능한 한편, 충분히 강하고, 뻣뻣하며 불투명한 종이 제품을 만드는 것이 가능하다. 또한 종이 강도를 유지하는 한편으로 리파이닝(refining)을 감소할 수 있어 에너지가 절약되며 생산은 증가한다. 특정 제제는 종이가 젖었을 때 추가의 강도를 제공한다. 그런 제제는 특히 티슈, 타월, 보드지, 지폐, 및 기타의 많은 용도와 같은 종이 등급에 중요하다.
상이한 많은 화학적 첨가제가 강도 첨가제로서 활용되어 왔다. 종래의 강도 첨가제로는 전분, 식물성 고무, 카르복시메틸 셀룰로오스, 우레아-포름알데히드 수 지, 멜라민-포름알데히드 수지, 아크릴아미드 공중합체 및 폴리아미도아민-에피클로로히드린 수지가 있다.
미국 특허 제 3,556,932호 (Coscia)에는 강도 첨가제로서 수용성 글리옥살화된 아크릴아미드 공중합체가 개시되어 있다. 아크릴아미드 공중합체는 아크릴아미드와 양이온성 단량체, 예컨대 디알릴디메틸암모늄 클로라이드를 용액 공중합시킴으로써 제조된다. 중합체는 계속해서 중합체에 -CONHCHOHCHO 기능성을 부여하고 글리옥살 교차 결합을 통하여 중합체의 분자량을 증가시키기 위하여 희석된 수용액 중의 글리옥살과 반응된다. 그 결과 형성된 수지는 제지 산업에서 건식 강도 및 습식 강도 첨가제로서 광범위하게 사용된다.
미국 특허 제 3,311,594호에는 종이에 대한 습식 강도 첨가제로서 폴리아미도아민/에피클로로히드린(PAE) 수지의 제조 방법 및 용도가 개시되어 있다. 수지는 에피클로로히드린을 폴리아미도아민과 반응시킴으로써 제조된다. PAE 수지는 또한 종이에 한정된 건식 강도를 부여한다. 그러나 PAE 수지는 종이에 막대한 습식 강도를 제공하고, 그 결과 다시 펄프로 만들기 어려운 이들 수지를 함유하는 종이가 유발되기 때문에, PAE 수지는 재생지의 제조에서 건식 강도 수지로서 사용하기에는 적당하지 않다.
그러므로 종이 제품에 건식 강도를 제공하기 위한 개선된 조성물 및 방법을 개발하는 것이 유익할 것이다.
본 발명은 이중 구조화된 골격을 가지는 기능화되고 수용성이며, 양이온성, 열경화성, 셀룰로오스 반응성 중합체를 포함하는 조성물에 관한 것으로, 상기 중합체는 (a) 공중합된 (i) 아크릴아미드 성분, (ii) 양이온성 공-단량체 성분 및 (iii) 최소한 하나의 다기능성 교차결합 단량체 성분과, (b) 셀룰로오스 반응성 제제 성분의 반응 생성물이고, 상기 아크릴아미드 성분, 상기 양이온성 공-단량체 성분, 상기 다기능성 교차결합 단량체 성분, 및 상기 셀룰로오스 반응성 제제 성분은, 중합체가 제지 공정 중에 제지 원료에 첨가될 때 섬유상 기판에 강도를 부여하는 중합체를 생성하기에 충분한 양으로 존재한다. 본 발명의 이들 및 다른 특징, 측면, 및 장점들은 다음의 설명 및 첨부되는 청구범위를 참조로 더 잘 이해될 것이다.
본 발명은 (i) 아크릴아미드 성분, 및 (ii) 양이온성 공-단량체 성분이 공중합되는 동안 다기능성 교차결합 단량체 성분을 첨가하는 단계, 구조화된 골격을 형성하고, 그 결과 생성된 중합체를 셀룰로오스 반응성 제제 성분과 반응시키는 단계, 그리고 이중 구조화된 골격을 가지는 중합체를 형성하는 단계에 의해, 이중 구조화된 골격을 가지지 않는 중합체와 비교하여 성능이 개선된 중합체를 형성하는 것이 가능하다는 발견을 토대로 한다. 이것은 놀랄만한 발견인데, 왜냐하면 골격에 추가의 구조화를 수행하는 것이 중합체 성능에 영향을 미칠 것이라고는 기대하지 못하였기 때문이다.
본원에서 사용되는 용어 "다기능성 교차결합 단량체 성분"은 다기능성 단량체뿐만 아니라 이중 기능성 단량체를 포함한다.
작동 실시예 이외의 곳에서나 또는 다른 언급이 없는 한, 본 발명의 명세서 및 청구범위에서 사용된 성분의 양, 반응 조건 등과 관련된 모든 숫자 또는 표현은 모든 경우에 용어 "약"으로 변형되는 것으로 이해되어야 한다. 다양한 숫자 범위가 본 명세서에서 개시된다. 이들 범위는 연속적인 것이기 때문에 최소값과 최대값 사이의 모든 값을 포함한다. 다른 표시가 없는 한, 본 명세서에서 표시된 다양한 숫자 범위는 근사값들이다.
아크릴아미드 성분으로는 아크릴아미드 및/또는 메타크릴아미드로부터 형성된 중합체, 또는 공중합체를 구성하는 모든 단량체 중에서도 우세한 성분으로서 아크릴아미드 및/또는 메타크릴아미드를 함유하는 아크릴아미드 공중합체가 있다. 그러나 종이 강도제로서 사용될 때 아크릴아미드 중합체는 바람직하게는 아크릴아미드 및/또는 메타크릴아미드를 50몰% 이상, 또는 보다 구체적으로는 74 내지 99.97몰%, 또는 94 내지 99.98몰%의 비율로 함유한다.
아크릴아미드 성분의 양은 일반적으로 공중합체의 총중량을 토대로 70 내지 99%의 범위 내에 있다. 한 구체예에서 아크릴아미드 성분의 범위는 75 내지 95%이다.
구조화된 중합체의 아크릴아미드 공단량체의 약 10 중량% 까지는 아크릴아미드로 공중합할 수 있는 다른 공단량체로 대체될 수 있다. 그러한 공단량체로는 아크릴산, 아크릴계 에스테르, 예컨대 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 등, 아크릴로니트릴, N,N'-디메틸 아크릴아미드, N-tert-부틸 아크릴아미드, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 스티렌, 비닐벤젠 술폰산, 비닐 피롤리돈이 있다.
양이온성 공단량체는 일반적으로 본 발명에 따라 사용될 때 본 발명에 따르는 중합체를 생성하는 모든 양이온성 공단량체이다. 적당한 양이온성 공단량체로는, 그것들에 한정되는 것은 아니지만 디알릴 디메틸암모늄 클로라이드, 아크릴로일옥시트리메틸암모늄 클로라이드, 메타크릴로일옥시트리메틸암모늄 클로라이드, 메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드, 1-메타크릴로일-4-메틸 피페라진, 및 그것들의 조합이 있다. 양이온성 단량체의 양은 일반적으로 공중합체의 총중량을 토대로 1 내지 30%, 또는 5 내지 25%이다. 중합체는 또한 호프만 분해와 같은 아크릴아미드 중합체의 반응을 통하여 양이온성이 되려는 경향이 있을 수 있다.
다기능성 교차결합 단량체 성분은 다양할 수 있다. 적당한 단량체의 실례로는, 그것들에 한정되는 것은 아니지만 메틸렌-비스아크릴아미드; 메틸렌비스메타크릴아미드; 트리알릴암모늄 클로라이드; 테트라알릴암모늄 클로라이드; 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트; N-비닐 아크릴아미드; 디비닐벤젠; 테트라(에틸렌 글리콜)디아크릴레이트; 디메틸알릴아미노에틸아크릴레이트 암모늄 클로라이드; 디알릴옥시아세트산, 나트륨염; 디알릴옥틸아미드; 트리메틸올프로판 에톡실레이트 트리아크릴레이트; N-알릴아크릴아미드 N-메틸알릴아크릴아미드, 및 그것들의 조합이 있다. 다기능성 교차결합 성분의 양은 다양하다. 적당한 단량체의 실례는 WO 97/18167 및 미국 특허 제 4,950,725호에서 찾아볼 수 있다.
한 구체예에서 양은 중합체의 총중량을 토대로 최소한 20ppm, 예를 들면 20 내지 20,000ppm, 또는 100 내지 1,000ppm이다.
셀룰로오스 반응성 제제 성분은 본 발명에 따라 사용될 때 이중 구조화된 골격을 가지는 중합체를 생성함으로써, 그 중합체가 제지 공정 중에 제지 원료에 첨가될 때 중합체가 섬유상 기판에 강도를 제공할 수 있는 모든 제제일 수 있다. 적당한 셀룰로오스 반응성 제제의 실례로는, 그것들에 한정되는 것은 아니지만 글리옥살, 글루타르알데히드, 퓨란 디알데히드, 2-히드록시아디프알데히드, 숙신알데히드, 디알데히드 전분, 디에폭시 화합물, 및 그것들의 조합이 있다.
셀룰로오스 반응성 제제의 사용으로 중합체에 유용한 기능화가 제공된다. 예를 들어 구조화되고 분지된 폴리아크릴아미드의 글리옥살화는 중합체에 CHO 기능성을 도입하고, 또한 중합체 구조에 교차결합을 도입함으로써 분자량을 증가시킨다. 중합체의 구조화 및 분지화는 추가로 글리옥살화 정도에 영향을 미칠 수 있고, 따라서 중합체 성능에도 영향을 줄 수 있다. 글리옥살화되고, 구조화되며, 분지된 폴리아크릴아미드는 종래의 글리옥살화된 폴리아크릴아미드를 능가하는, 종이에 대한 개선된 강도 특성을 나타낸다.
셀룰로오스 반응성 제제의 양은 용도에 따라 달라질 수 있고, 골격 공중합체의 총중량을 토대로 10 내지 100%, 또는 40 내지 50%의 범위일 수 있다.
골격의 분자량은 다양할 수 있다. 한 구체예에서 골격은 셀룰로오스 반응성 제제 성분과의 반응 전에 1,000 내지 100,000 달톤, 바람직하게는 1,500 내지 30,000 달톤 범위의 분자량을 갖는다. 본원에서 모든 분자량은 중량 평균이다.
공중합체의 벌크 점도는 용도에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로 공중합체의 점도는 40% 총 고체에서 10 내지 5,000 cps, 보다 구체적으로는 150 내지 500 cps의 범위 내에 있다. 사슬 전달제는 공중합체의 총중량을 토대로 0 내지 15 중량%, 바람직하게는 0 내지 10.0 중량%의 범위로 사용된다. 아크릴아미드 유닛에 대한 셀룰로오스 반응성 유닛의 비율은 각각 0.1 내지 0.5:1.0으로 다양할 수 있다.
사슬 전달제는 임의의 성분이며, 본 발명과 함께 사용될 때 이중 구조화된 골격을 생성할 수 있어서, 중합체가 제지 공정 중에 제지 원료에 첨가될 때 섬유상 기판에 중합체가 강도를 제공할 수 있는 모든 사슬 전달제를 포함할 것이다. 적당한 전달제의 실례는 2-메르캅토에탄올; 락트산; 이소프로필 알코올; 티오산; 및 차아인산 나트륨으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 바람직한 사슬 전달제는 2-메르캅토에탄올, 락트산, 및 이소프로필 알코올이다. 전달제의 양은 다양할 수 있다. 일반적으로 그러한 전달제는 0 내지 15%, 또는 보다 구체적으로는 0 내지 10% 범위의 양으로 존재한다.
본 발명의 중합체는 양이온성이며, 전형적으로 유리 라디칼 중합반응에 의하여 제조된다. 중합체의 양이온성은 다양할 수 있다. 한 구체예에서 중합체는 호프만 분해와 같은 중합체 반응으로 인해 양이온성이다. 중합체는 음이온성 및 비-이온성 기능성을 포함할 수 있으며, 그 자체로서 중합체는 양쪽성 중합체일 수 있다.
본 발명은 중합체의 제조 방법을 제공하는데, 그 방법은 (a) 아크릴아미드 성분과 양이온성 단량체 성분을 최소한 하나의 다기능성 교차결합 단량체 성분과 공중합시키고, 그로써 구조화된 골격을 가지며, 구조화되고 양이온성의 분지된 폴리아크릴아미드를 형성하는 단계; (b) 상기 구조화되고 분지된 폴리아크릴아미드를 셀룰로오스 반응성 제제 성분과 반응시키고, 그로써 이중 구조화된 골격을 가지는 기능화된 수용성, 양이온성, 열경화성 및 셀룰로오스 반응성 중합체를 형성하는 단계로 이루어지고, 이때 아크릴아미드 성분, 양이온성 공-단량체 성분, 다기능성 교차결합 단량체 성분, 및 셀룰로오스 반응성 제제 성분은 중합체가 제지 공정 중에 제지 원료에 첨가될 때 섬유상 기판에 강도를 제공할 수 있는 중합체를 생성하기에 충분한 양으로 존재한다. 당업자는 본 발명의 중합체가 또한 음이온성, 및 비이온성 기(group)를 함유할 수 있다는 것을 인지할 것이다. 교차결합제, 및 임의로 사슬 전달제의 수준을 조절함으로써 구조화, 분지화, 및 분자량의 정도가 조절될 수 있다.
본 발명의 공정은 개시제 성분 및 적당한 용매 성분의 존재하에, 수용성, 양이온성, 열경화성 및 셀룰로오스 반응성 중합체를 생성하는 조건 하에서 수행된다. 열 개시제, 산화환원 개시제, 자외선 개시제를 포함하여 어떠한 종래의 개시제든지 중합반응을 개시하기 위해 사용될 수 있다. 적당한 개시제의 실례로는, 그것들에 한정되는 것은 아니지만 아조비스이소부티로니트릴; 아황산나트륨; 메타중아황산 나트륨; 2,2'-아조비스(2-메틸-2-아미디노프로판)디히드로클로라이드; 과황산암모늄 및 황산제일철암모늄6수화물이 있다. 한 유익한 구체예에서 과황산암모늄/메타중아황산나트륨, 및 그것들의 조합이 사용될 수 있다. 유기 과산화물 또한 에틸렌적으로 불포화된 단량체를 중합하기 위하여 사용될 수 있다. 본 발명의 목적에 특히 바람직한 개시제는 과황산암모늄/메타중아황산나트륨이다. (Modern Plstics Encyclopedia/88, McGraw Hill, October 1987, pp.165-168.)
기능화 동안에, 골격 중합체의 고체는 다를 수 있다. 한 구체예에서 기능화가 수행되는 동안 골격 중합체 고체는 4 내지 15%, 또는 보다 구체적으로는 5 내지 10%이다.
섬유상 기판은 일반적으로 적당한 종이 슬러리(지료(furnish))로부터 제조된 종이 시트이다. 그것으로부터 섬유상 기판이 제조되는 지료는 본 발명에 적당한 섬유상 기판을 생성한다면 어떠한 지료도 포함할 수 있다. 예를 들어 지료는 티슈 지료, 타월 지료, 습식 레이드(wet laid)지료, 최초(virgin) 또는 재생 지료 또는 처리된 셀룰로오스 지료를 들 수 있다. 용도에 따라 종이 제품 중의 섬유상 기판의 수는 다를 수 있다. 종이 제품은 하나 이상의 섬유상 기판을 가질 수 있다. 한 구체예에서 종이 제품은 두 개의 섬유상 기판을 가지는, 즉 2겹 (two-ply) 종이 제품이다. 다른 구체예에서 종이 제품은 둘 이상의 섬유상 기판을 가질 수 있다.
본 발명은 (a) 제지 원료를 제공하는 단계; (b) (1) 공중합된 (i) 아크릴아미드 성분, (ii) 양이온성 공-단량체 성분 및 (iii) 최소한 하나의 다기능성 교차결합 단량체 성분과, (2) 셀룰로오스 반응성 제제 성분의 반응 생성물인 기능화된 수용성, 양이온성, 열경화성, 및 셀룰로오스 반응성 중합체를 제지 원료에 첨가하는 단계; 그리고 (c) 제지 원료로부터 웹(web)을 형성하는 단계로 이루어지며, 이 때 상기 아크릴아미드 성분, 상기 양이온성 공-단량체 성분, 상기 다기능성 교차결합 단량체 성분, 및 상기 셀룰로오스 반응성 제제 성분은, 중합체가 제지 공정 중에 제지 원료에 첨가될 때 섬유상 기판에 강도를 부여하는 중합체를 생성하기에 충분한 양으로 존재하는 방법을 제공한다.
중합체는 용도에 따라 다양한 제지 pH(papermaking pH)에서 지료에 첨가될 수 있다. 한 구체예에서 중합체는 3 내지 10의 제지 pH 범위로 섬유 지료에 첨가된다. 한 구체예에서 pH 범위는 5 내지 7이다.
셀룰로오스 반응성 기능화되고 글리옥살화되고 구조화된 폴리아크릴아미드의 장점은 종이, 특히 재생지의 강도에서 더욱 명료화된다는 것이다. 글리옥살화되고 구조화된 폴리아크릴아미드는 3.0 내지 8.0 범위의 pH 값에서 셀룰로오스 섬유에 쉽게 흡착된다. 수지는 셀룰로오스 섬유와 이온 결합뿐만 아니라 수소 결합 및 공유 결합을 형성함으로써 종이에 강도를 제공한다.
본 발명의 조성물이 사용되는 양 또한 용도에 따라 다양할 수 있다. 한 구체예에서 중합체는 건조 섬유를 토대로 0.5 내지 20 lb/톤 (0.25 내지 10 kg/미터톤), 보다 구체적으로는 2 내지 13 lb/톤 (1 내지 6.5 kg/미터톤) 건조 중합체 고체의 용량으로 섬유 지료에 첨가된다. 당업자들은 이것들이 지침이며, 실제로 수지의 효과적인 용량은 지료의 성질 및 백수(white water)의 조건에 따라 좌우된다는 것을 인지할 것이다.
본 발명은 전에는 이용할 수 없었던 장점을 제공한다. 예를 들어 본 발명의 개선된 건식 강도 첨가제는 제지업체로 하여금 더 적은 양의 펄프, 저렴한 펄프 및/또는 보다 많은 충전제를 사용하면서도, 통상적인 조성물 및 방법과 비교하여 충분히 강력하고 뻣뻣하며 불투명한 종이 제품을 제조하는 것을 가능하게 한다. 또한 종이 강도를 유지하는 한편으로 리파이닝을 감소할 수 있어 에너지가 절약되며 생산은 증가한다. 개선된 습식 강도는 제지업체가 더 높은 습식 강도를 가지는 종이를 제조하거나 또는 비용 효과 및 개선된 기계적 작동성을 초래하는 더 적은 양의 화학제품을 사용하는 것을 가능하게 한다.
비록 본 발명이 특정한 바람직한 관점과 관련하여 상세하게 설명되었지만, 다른 변형들이 가능하다. 그러므로 첨부되는 청구범위의 사상 및 범주는 본원에 포함된 관점의 설명에 제한되어서는 안 된다.
본 발명의 개선된 건식 강도 첨가제를 사용함으로써 제지업체는 더 적은 양의 펄프, 저렴한 펄프 및/또는 보다 많은 충전제를 사용하면서도, 통상적인 조성물 및 방법과 비교하여 충분히 강력하고 뻣뻣하며 불투명한 종이 제품을 제조하는 것이 가능해진다. 또한 종이 강도를 유지하는 한편으로 리파이닝을 감소할 수 있어 에너지가 절약되며 생산은 증가한다.

Claims (26)

  1. 이중 구조화된 골격을 가지는 기능화되고 수용성, 양이온성, 열경화성 및 셀룰로오스 반응성 중합체를 포함하는 조성물로서,
    상기 중합체는 (a) 공중합된 (i) 아크릴아미드 성분, (ii) 양이온성 공-단량체 성분 및 (iii) 최소한 하나의 다기능성 교차결합 단량체 성분과,
    (b) 셀룰로오스 반응성 제제 성분의 반응 생성물이며,
    상기 아크릴아미드 성분, 상기 양이온성 공-단량체 성분, 상기 다기능성 교차결합 단량체 성분, 및 상기 셀룰로오스 반응성 제제 성분은, 중합체가 제지 공정 중에 제지 원료에 첨가될 때 섬유상 기판에 강도를 부여하는 중합체를 생성하기에 충분한 양인 것을 특징으로 하는 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 아크릴아미드 성분이 70 내지 99% 범위인 것을 특징으로 하는 중합체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 양이온성 공단량체는 공중합체의 총중량을 토대로 1 내지 30% 범위인 것을 특징으로 하는 중합체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 다기능성 교차결합 단량체 성분은 상기 중합체의 총중량을 토대로 20 내지 20,000ppm의 범위인 것을 특징으로 하는 중합체.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 셀룰로오스 반응성 제제 성분은 골격의 총중량을 토대로 10 내지 100% 범위인 것을 특징으로 하는 중합체.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 아크릴아미드 성분은 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 및 그것들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 중합체.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 양이온성 공-단량체는 디알릴 디메틸암모늄 클로라이드, 아크릴로일옥시트리메틸암모늄 클로라이드, 메타크릴로일옥시트리메틸암모늄 클로라이드, 메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드, 1-메타크릴로일-4-메틸 피페라진, 및 그것들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 중합체.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 다기능성 교차결합 단량체 성분은 메틸렌비스아크릴아미드; 메틸렌비스메타크릴아미드; 트리알릴암모늄 클로라이드; 테트라알릴암모늄 클로라이드; 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트; N-비닐 아크릴아미드; 디비닐벤젠; 테트라(에틸렌 글리콜)디아크릴레이트; 디메틸알릴아미노에틸아크릴레이트 암모늄 클로라이드; 디알릴옥시아세트산, 나트륨 염; 디알릴옥틸아미드; 트리메틸롤프로판 에톡실레이트 트리아크릴레이트; N-알릴 아크릴아미드 N-메틸알릴아크릴아미드, 및 그것들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 중합체.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 셀룰로오스 반응성 성분은 글리옥살, 글루타르알데히드, 퓨란 디알데히드, 2-히드록시아디프알데히드, 숙신알데히드, 디알데히드 전분, 디에폭시 화합물, 및 그것들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 중합체.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 골격은 상기 셀룰로오스 반응성 제제 성분과 반응하기 전에 1,000 내지 100,000 달톤 범위의 분자량을 가지는 것을 특징으로 하는 중합체.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 골격은 추가로 0 내지 15% 범위의 사슬 전달제를 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 사슬 전달제는 2-메르캅토에탄올; 락트산; 이소프로필 알코올; 티오산; 차아인산 나트륨, 및 그것들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 중합체.
  13. (a) 아크릴아미드 성분과 양이온성 단량체 성분을 최소한 하나의 다기능성 교차결합 단량체 성분과 공중합시키고, 그로써 구조화된 골격을 가지는 구조화되고 양이온성의 분지된 폴리아크릴아미드를 형성하는 단계;
    (b) 구조화되고 분지된 폴리아크릴아미드를 셀룰로오스 반응성 제제 성분과 반응시키고, 그로써 이중 구조화된 골격을 가지는 기능화된 수용성, 양이온성, 열경화성 및 셀룰로오스 반응성 중합체를 형성하는 단계로 이루어지며,
    이때 상기 아크릴아미드 성분, 상기 양이온성 공-단량체 성분, 상기 다기능성 교차결합 단량체 성분, 및 상기 셀룰로오스 반응성 제제 성분이 중합체가 제지 공정 중에 제지 원료에 첨가될 때 섬유상 기판에 상기 중합체가 강도를 제공할 수 있는 중합체를 생성하기에 충분한 양으로 존재하는 것을 특징으로 중합체 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 용액 중합반응은 사슬 전달제의 존재하에 수행되는 것을 특징으로 하는 중합체 제조방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 기능화가 수행되는 동안 골격 중합체 고체가 4 내지 15%인 것을 특징으로 하는 중합체 제조방법.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 개시제는 아조비스이소부티로니트릴; 아황산나트륨; 메타중아황산나트륨; 2,2'-아조비스(2-메틸-2-아미디노프로판)디히드로클로라이드; 과황산암모늄, 황산제일철암모늄6수화물, 메타중아황산나트륨, 및 그것들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 중합체 제조방법.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 중합체는 양이온성 공단량체를 사용하는 것에 의해서라기보다 호프만 분해와 같은 중합체 반응으로 인해 양이온성이 되는 것을 특징으로 하는 중합체 제조방법.
  18. (a) 제지 원료를 제공하는 단계;
    (b) (1) 공중합된 (i) 아크릴아미드 성분, (ii) 양이온성 공-단량체 성분 및 (iii) 최소한 하나의 다기능성 교차결합 단량체 성분과,
    (2) 셀룰로오스 반응성 제제 성분의 반응 생성물인 기능화된 수용성, 양이온성, 열경화성, 및 셀룰로오스 반응성 중합체를 상기 제지 원료에 첨가하는 단계; 및
    (c) 제지 원료로부터 웹을 형성하는 단계로 이루어지며,
    이때 상기 아크릴아미드 성분, 상기 양이온성 공-단량체 성분, 상기 다기능성 교차결합 단량체 성분, 및 상기 셀룰로오스 반응성 제제 성분이, 중합체가 제지 공정 중에 제지 원료에 첨가될 때 섬유상 기판에 강도를 부여하는 중합체를 생성하기에 충분한 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 중합체는 4 내지 10의 제지 pH 범위로 섬유 지료에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 중합체는 4 내지 8의 제지 pH 범위로 섬유 지료에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 17 항에 있어서, 상기 중합체는 건조 섬유를 토대로 0.25 내지 10 kg/미터톤 건조 중합체 고체의 양으로 섬유 지료에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 17 항의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 종이.
  23. 제 17 항에 있어서, 상기 제지 원료로부터 형성되는 상기 웹은, 이중 구조화된 골격을 가지는 중합체를 사용하지 않는 공정 중에 제조된 웹과 비교하여 최소한 15% 더 큰 건식 강도를 나타내는 것을 특징으로 하는 공정.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 건식 강도는 이중 구조화된 골격을 가지는 중합체를 사용하지 않는 공정 중에 제조된 웹과 비교하여 최소한 15 내지 30% 더 큰 것을 특징으로 하는 공정.
  25. 제 17 항에 있어서, 상기 제지 원료로부터 형성된 상기 웹은 이중 구조화된 골격을 가지는 중합체를 사용하지 않는 공정 중에 제조된 웹과 비교하여 최소한 15% 더 큰 습식 강도를 나타내는 것을 특징으로 하는 공정.
  26. 제 17 항에 있어서, 상기 제지 원료로부터 형성된 상기 웹은 이중 구조화된 골격을 가지는 중합체를 사용하지 않는 공정 중에 제조된 웹과 비교하여 최소한 15 내지 30% 더 큰 습식 강도를 나타내는 것을 특징으로 하는 공정.
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090223645A1 (en) * 2005-03-24 2009-09-10 Naijie Zhang Method and composition for improved temporary wet strength
US7875676B2 (en) 2006-09-07 2011-01-25 Ciba Specialty Chemicals Corporation Glyoxalation of vinylamide polymer
FR2912749B1 (fr) * 2007-02-19 2009-04-24 Snf Soc Par Actions Simplifiee Copolymeres cationiques derives d'acrylamide et leur utilisations
AR071441A1 (es) 2007-11-05 2010-06-23 Ciba Holding Inc N- vinilamida glioxilada
CN102050915B (zh) * 2010-11-30 2014-05-07 广州星业科技股份有限公司 一种用于提高纸张强度的聚合物的制备方法
CN102808354A (zh) * 2011-05-30 2012-12-05 星光Pmc株式会社 板纸制造方法
JP5618213B2 (ja) * 2011-05-31 2014-11-05 星光Pmc株式会社 ポリアクリルアミド系内添紙力剤および紙の製造方法
CN103132383B (zh) * 2011-11-25 2017-04-12 纳尔科公司 在造纸中用于改善纸强度助剂性能的浆料预处理
KR102102238B1 (ko) 2011-12-06 2020-04-20 바스프 에스이 폴리비닐아미드 셀룰로스 반응성 부가물의 제조 방법
US9328462B2 (en) 2012-06-22 2016-05-03 Kemira, Oyj Compositions and methods of making paper products
CA2895781C (en) 2012-12-19 2019-07-30 Georgia Pacific Chemicals Llc Blends of polymers as wet strengthening agents for paper
US9562326B2 (en) * 2013-03-14 2017-02-07 Kemira Oyj Compositions and methods of making paper products
CA2921043C (en) 2013-09-09 2023-03-14 Basf Se High molecular weight and high cationic charge glyoxalated polyacrylamide copolymers, and thier methods of manufacture and use
CN108409905B (zh) * 2013-10-31 2021-06-22 艺康美国股份有限公司 二醛改性的丙烯酰胺类聚合物及其制备方法
US9347181B2 (en) 2013-11-22 2016-05-24 Kemira Oyj Method for increasing paper strength
CN103865075B (zh) * 2014-03-04 2016-09-28 康吉诺（北京）科技有限公司 一种杂臂星型聚丙烯酰胺的制备方法及应用
CN105786052B (zh) 2014-12-16 2020-09-08 艺康美国股份有限公司 一种用于pH调节的在线控制和反应方法
FI126610B (en) * 2015-01-27 2017-03-15 Kemira Oyj Particle polymer product and its use
CN104628946A (zh) * 2015-02-13 2015-05-20 孙高雷 一种用于铜版纸的干强剂及其制备方法
CN105086322A (zh) * 2015-09-29 2015-11-25 赵迎辉 一种乙二醛交联聚合物改性纳米结晶纤维素及其制备方法和应用
KR102063409B1 (ko) * 2015-12-25 2020-01-07 세이코 피엠씨 가부시키가이샤 폴리아크릴아미드계 제지용 첨가제 및 그의 제조 방법, 및 종이의 제조 방법
CA3033181C (en) 2016-09-30 2019-10-29 Kemira Oyj Process for making paper, paperboard or the like
CA3079693A1 (en) * 2017-11-01 2019-05-09 Kemira Oyj A polymer product for improving retention of hydrophobic internal sizing agents in manufacture of paper or board
CN109749012A (zh) * 2019-01-24 2019-05-14 湖北中之天科技股份有限公司 一种环保型无氯聚丙烯酰胺湿强剂的生产方法及在造纸中的应用

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3311594A (en) * 1963-05-29 1967-03-28 Hercules Inc Method of making acid-stabilized, base reactivatable amino-type epichlorohydrin wet-strength resins
US3556932A (en) * 1965-07-12 1971-01-19 American Cyanamid Co Water-soluble,ionic,glyoxylated,vinylamide,wet-strength resin and paper made therewith
JPS5338705A (en) * 1976-09-17 1978-04-10 Japan Carlit Co Ltd Dry and wet paper strength enhncing agent with reduced ph influence
US4605702A (en) * 1984-06-27 1986-08-12 American Cyanamid Company Temporary wet strength resin
CA1331251C (en) * 1988-05-20 1994-08-02 Peter Flesher Particulate polymers, their production and uses
CA2138314C (en) * 1993-12-24 1999-09-21 Hirotoshi Doki Acrylamide polymers and use thereof
US5723022A (en) * 1996-07-11 1998-03-03 Cytec Technology Corp. Temporary wet strength resins
AU5489999A (en) * 1998-08-19 2000-03-14 Hercules Incorporated Dialdehyde-modified anionic and amphoteric polyacrylamides for improving strength of paper
US20090223645A1 (en) * 2005-03-24 2009-09-10 Naijie Zhang Method and composition for improved temporary wet strength

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