KR20130002994A - 사이즈 프레스 도포시의 조색을 위한 수성 사이징 조성물 - Google Patents

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KR20130002994A
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하이드룬 그레터-쉐네
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Abstract

본 발명은 고품질의 잉크 젯 프린팅에 적합한 기재를 포함하는 기재의 형광증백에 사용될 수 있는 조색 염료, 디아미노스틸벤의 유도체, 결합제, 보호 중합체 및 임의로 2가 금속염을 포함하는 액체 사이징 조성물에 관한 것이다.

Description

사이즈 프레스 도포시의 조색을 위한 수성 사이징 조성물 {AQUEOUS SIZING COMPOSITIONS FOR SHADING IN SIZE PRESS APPLICATIONS}
본 발명은 고품질의 잉크 젯 프린팅에 적합한 기재를 포함하는 기재의 형광증백에 사용될 수 있는, 디아미노스틸벤 형광증백제의 유도체, 조색 염료(shading dye), 결합제 및 임의로 2가 금속염을 포함하는 수성 사이징 조성물(sizing composition)에 관한 것이다.
높은 수준의 백색도(whiteness) 및 휘도(brightness)는 종이 제품의 최종 사용자에게 있어서 중요한 파라미터이다. 제지산업에서의 가장 중요한 원료는 셀룰로즈, 펄프 및 리그닌이며 이들은 청색광을 자연적으로 흡수하므로, 색상이 황변되며 종이에 윤기 없는 외관을 부여한다.
백색도와 휘도의 차이는 당해 분야의 숙련가에게 잘 공지되어 있으며, 예를 들면, WO 0 218 705 A1에 논의되어 있다.
형광증백제는, 최대 파장이 350 내지 360㎚인 UV-광을 흡수하여 이를 최대 파장이 440㎚인 청색 가시광으로 전환시킴으로써 청색광의 흡수를 보상하기 위해, 제지 산업에서 사용된다.
형광증백제 이외에도, 특정한 조색 염료 또는 안료가 종이에 첨가되어, 더 높은 수준의 백색도를 성취하고 백색 종이의 음영을 조절할 수 있다는 것이 널리 규명되어 있다.
그러나, WO 0 218 705 A1은 조색 염료 또는 안료의 사용이 백색도에 대해 긍정적인 효과를 갖는 반면 휘도에 대해서는 부정적인 효과를 갖는 것으로 교시하고 있다. 이러한 문제점에 대한 해결책은 첨가의 형광증백제를 첨가하는 것으로, WO 0 218 705 A1에 청구된 이점은 적어도 하나의 직접 염료(CI Direct Violet 35로 예시됨) 또는 안료 및 적어도 하나의 형광증백제를 포함하는 혼합물의 사용을 특징으로 한다.
놀랍게도, 본 발명자는, 본 발명에 이르러, 제지업자가 휘도의 상당한 손실 없이 높은 수준의 백색도에 이를 수 있도록 하는 형광증백제 및 조색 염료를 포함하는 사이징 조성물을 발견하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 사이즈 프레스에서 종이에 도포하는 경우의 조색 염료 또는 안료의 사용을 특징으로 하는, 휘도의 손실을 피하면서 개선된 높은 백색도 수준을 제공하는, 디아미노스틸벤 형광증백제 유도체, 조색 염료, 결합제 및 임의로 2가 금속염을 함유하는 수성 사이징 조성물을 제공하는 것이다.
추가로, 본 발명은 적어도 하나의 형광증백제, 적어도 하나의 조색 염료, 적어도 하나의 결합제 및 임의로 적어도 하나의 2가 금속염을 함유하는 수성 사이징 조성물이 사용됨을 특징으로 하는, 종이 기재의 형광증백 및 틴팅(tinting) 방법을 제공한다.
따라서, 본 발명은
(a) 적어도 하나의 화학식 I의 형광증백제,
화학식 I
Figure pct00001
상기 화학식 I에서,
상기 증백제의 음이온 전하는, 수소, 알칼리 금속 양이온, 알칼리 토금속, 암모늄, C1-C4 직쇄 또는 분지형 알킬 라디칼에 의해 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환된 암모늄, C1-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬 라디칼에 의해 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환된 암모늄, 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 동일하거나 상이한 양이온들로 구성된 양이온 전하에 의해 밸런싱(balancing)되고,
R1 및 R1'는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 수소, C1-C4 직쇄 또는 분지형 알킬, C2-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬, CH2CO2 -, CH2CH2CONH2 또는 CH2CH2CN이고,
R2 및 R2 '는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 C1-C4 직쇄 또는 분지형 알킬, C2-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬, CH2CO2 -, CH(CO2 -)CH2CO2 -, CH(CO2 -)CH2CH2CO2 -, CH2CH2SO3 -, CH2CH2CO2 -, CH2CH(CH3)CO2 -, 벤질이거나, R1 및 R2 및/또는 R1 ' 및 R2 '는 이웃하는 질소 원자와 함께 모르폴린 환을 나타내고,
p는 0, 1 또는 2이다.
(b) 적어도 하나의 화학식 II의 염료,
화학식 II
Figure pct00002
상기 화학식 II에서,
R3은 H, 메틸 또는 에틸을 나타내고,
R4는 파라메톡시페닐, 메틸 또는 에틸을 나타내고,
M은 수소, 알칼리 금속 양이온, 알칼리 토금속, 암모늄, C1-C4 직쇄 또는 분지형 알킬 라디칼에 의해 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환된 암모늄, C1-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬 라디칼에 의해 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환된 암모늄, 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 양이온을 나타낸다.
(c) 적어도 하나의 결합제,
(d) 임의로 하나 이상의 2가 금속염 및
(e) 물
을 포함하는, 기재, 바람직하게는 종이의 형광증백을 위한 수성 사이징 조성물을 제공한다.
p가 1인 화학식 I의 화합물에서, SO3 - 그룹은 바람직하게는 페닐 그룹의 4-위치에 존재한다.
p가 2인 화학식 I의 화합물에서, SO3 - 그룹은 바람직하게는 페닐 그룹의 2,5-위치에 존재한다.
화학식 I의 바람직한 화합물은,
상기 증백제의 음이온 전하가 수소, 알칼리 금속 양이온, 알칼리 토금속, C1-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬 라디칼에 의해 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환된 암모늄, 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 동일하거나 상이한 양이온들로 구성된 양이온 전하에 의해 밸런싱되고,
R1 및 R1'는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 수소, C1-C4 직쇄 또는 분지형 알킬, C2-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬, CH2CO2 -, CH2CH2CONH2 또는 CH2CH2CN이고,
R2 및 R2 '는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 C1-C4 직쇄 또는 분지형 알킬, C2-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬, CH2CO2 -, CH(CO2 -)CH2CO2 - 또는 CH2CH2SO3 -이고,
p는 0, 1 또는 2인 화합물이다.
화학식 I의 더욱 바람직한 화합물은,
상기 증백제의 음이온 전하가 Li+, Na+, K+, Ca2 +, Mg2 +, C1-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬 라디칼에 의해 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환된 암모늄, 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 동일하거나 상이한 양이온들로 구성된 양이온 전하에 의해 밸런싱되고,
R1 및 R1'는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 수소, 메틸, 에틸, 프로필, α-메틸프로필, β-메틸프로필, β-하이드록시에틸, β-하이드록시프로필, CH2CO2 -, CH2CH2CONH2 또는 CH2CH2CN이고,
R2 및 R2 '는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 메틸, 에틸, 프로필, α-메틸프로필, β-메틸프로필, β-하이드록시에틸, β-하이드록시프로필, CH2CO2 -, CH(CO2 -)CH2CO2 - 또는 CH2CH2SO3 -이고,
p는 0, 1 또는 2인 화합물이다.
화학식 I의 특히 바람직한 화합물은,
상기 증백제의 음이온 전하가 Na+, K+ 및 트리에탄올암모늄 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 동일하거나 상이한 양이온들로 구성된 양이온 전하에 의해 밸런싱되고,
R1 및 R1'는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 수소, 에틸, 프로필, β-하이드록시에틸, β-하이드록시프로필, CH2CO2 - 또는 CH2CH2CN이고,
R2 및 R2 '는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 에틸, 프로필, β-하이드록시에틸, β-하이드록시프로필, CH2CO2 -, CH(CO2 -)CH2CO2 - 또는 CH2CH2SO3 -이고,
p는 1 또는 2인 화합물이다.
사이징 조성물 중의 화학식 I의 화합물의 농도는 0.2 내지 30g/ℓ, 바람직하게는 1 내지 25g/ℓ, 가장 바람직하게는 2 내지 20g/ℓ일 수 있다.
화학식 II의 바람직한 화합물은,
R3이 H, 메틸 또는 에틸을 나타내고,
R4가 파라메톡시페닐, 메틸 또는 에틸을 나타내고,
M이 수소, 알칼리 금속 양이온, 알칼리 토금속, C1-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬 라디칼에 의해 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환된 암모늄, 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 양이온을 나타내는, 화합물이다.
화학식 II의 더욱 바람직한 화합물은,
R3이 메틸 또는 에틸을 나타내고,
R4가 메틸 또는 에틸을 나타내고,
M이 Li+, Na+, K+, ½Ca2 +, ½Mg2 +, C1-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬 라디칼에 의해 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환된 암모늄, 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 양이온을 나타내는, 화합물이다.
화학식 II의 특히 바람직한 화합물은,
R3이 메틸을 나타내고,
R4가 메틸을 나타내고,
M이 Na+, K+, 트리에탄올암모늄 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 양이온을 나타내는, 화합물이다.
사이징 조성물 중의 화학식 II의 화합물의 농도는 0.01 내지 20㎎/ℓ, 바람직하게는 0.05 내지 10㎎/ℓ, 가장 바람직하게는 0.1 내지 5㎎/ℓ일 수 있다.
결합제는 통상 효소적으로 또는 화학적으로 개질된 전분, 예를 들면, 산화 전분, 하이드록시에틸화 전분 또는 아세틸화 전분이다. 전분은 또한, 실행되는 특별한 양태에 따라, 생전분(native starch), 음이온성 전분, 양이온성 전분 또는 양쪽성 전분으로 존재할 수 있다. 전분 공급원은 임의의 것일 수 있지만, 전분 공급원의 예는 옥수수, 밀, 감자, 벼, 타피오카 및 사고를 포함한다. 하나 이상의 2차 결합제, 예를 들면, 폴리비닐 알코올이 또한 사용될 수 있다.
사이징 조성물 중의 결합제의 농도는, 상기 사이징 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 1 내지 30중량%, 바람직하게는 2 내지 20중량%, 가장 바람직하게는 5 내지 15중량%일 수 있다.
바람직한 2가 금속염은 염화칼슘, 염화마그네슘, 브롬화칼슘, 브롬화마그네슘, 요오드화칼슘, 요오드화마그네슘, 질산칼슘, 질산마그네슘, 칼슘 포르메이트, 마그네슘 포르메이트, 칼슘 아세테이트, 마그네슘 아세테이트, 칼슘 시트레이트, 마그네슘 시트레이트, 칼슘 글루코네이트, 마그네슘 글루코네이트, 칼슘 아스코르베이트, 마그네슘 아스코르베이트, 아황산칼슘, 아황산마그네슘, 아황산수소칼슘, 아황산수소마그네슘, 칼슘 디티오나이트, 마그네슘 디티오나이트, 황산칼슘, 황산마그네슘, 티오황산칼슘, 티오황산마그네슘 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
더욱 바람직한 2가 금속염은 염화칼슘, 염화마그네슘, 브롬화칼슘, 브롬화마그네슘, 황산칼슘, 황산마그네슘, 티오황산칼슘, 티오황산마그네슘 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
특히 바람직한 2가 금속염은 염화칼슘, 염화마그네슘, 황산칼슘, 황산마그네슘 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
사이징 조성물이 2가 금속염을 함유하는 경우, 상기 사이징 조성물 중의 2가 금속염의 농도는 0.1 내지 100g/ℓ, 바람직하게는 0.5 내지 75g/ℓ, 가장 바람직하게는 1 내지 50g/ℓ일 수 있다.
2가 금속염이 하나 이상의 칼슘염과 하나 이상의 마그네슘염의 혼합물인 경우, 칼슘염의 양은, 2가 금속염의 전체 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 99.9중량%의 범위일 수 있다.
사이징 조성물의 pH 값은 통상 5 내지 13, 바람직하게는 6 내지 11의 범위이다. 상기 사이징 조성물의 pH를 조절할 필요가 있는 경우, 산 또는 염기가 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 산의 예는 염산, 황산, 포름산 및 아세트산을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 사용될 수 있는 염기의 예는 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 수산화물 또는 탄산염을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
하나 이상의 화학식 I의 화합물, 하나 이상의 화학식 II의 화합물, 하나 이상의 결합제, 임의로 하나 이상의 2가 금속염 및 물 이외에도, 사이징 조성물은 다른 통상적인 종이 첨가제 뿐만 아니라, 화학식 I의 화합물 및 화학식 II의 화합물의 제조 도중 형성된 부산물을 함유할 수 있다. 상기 첨가제의 예로는 담체, 소포제, 왁스 에멀젼, 염료, 무기염, 가용화 산, 보존제, 착화제(complexing agent), 살생물제, 표면 사이징제, 가교결합제, 안료, 특수 수지(special resin) 등이 있다.
임의로, 사이징 조성물은 폴리에틸렌글리콜을 함유할 수 있다. 상기 사이징 조성물이 폴리에틸렌글리콜을 함유하는 경우, 화학식 I의 화합물 1부당 폴리에틸렌글리콜의 부의 비는, 화학식 I의 화합물 또는 화학식 II의 화합물의 성능을 촉진하기 위해 소위 담체로서 작용하도록, 0.05/1 내지 2/1, 바람직하게는 0.1/1 내지 1.5/1, 더욱 바람직하게는 0.15/1 내지 1/1로 존재할 수 있다. 담체로서 사용될 수 있는 폴리에틸렌 글리콜은 평균 분자량이 100 내지 8000, 바람직하게는 200 내지 6000, 가장 바람직하게는 300 내지 4500의 범위일 수 있다.
임의로, 사이징 조성물은 폴리비닐 알코올을 함유할 수 있다. 상기 사이징 조성물이 폴리비닐 알코올을 함유하는 경우, 화학식 I의 화합물 1부당 폴리에틸렌글리콜의 부의 비는, 화학식 I의 화합물 또는 화학식 II의 화합물의 성능을 촉진하기 위해 소위 담체로서 작용하도록, 0.005/1 내지 1/1, 바람직하게는 0.025/1 내지 0.5/1, 더욱 바람직하게는 0.05/1 내지 0.3/1로 존재할 수 있다. 담체로서 사용될 수 있는 폴리비닐 알코올은 가수분해도가 60% 이상이고, 브룩필드 점도는 20℃에서 4% 수용액의 경우 1 내지 60mPa·s이다. 바람직하게는, 가수분해도는 70 내지 95% 이고, 브룩필드 점도는 1 내지 50mPa·s(20℃에서 4% 수용액)이다. 가장 바람직하게는, 가수분해도는 70 내지 90% 이고, 브룩필드 점도는 1 내지 40mPa·s(20℃에서 4% 수용액)이다.
하나 이상의 화학식 I의 화합물, 하나 이상의 화학식 II의 화합물, 임의로 하나 이상의 2가 금속염 및 물을 20 내지 90℃의 온도에서 미리 형성된 결합제의 수용액에 첨가함으로써, 사이징 조성물을 제조할 수 있다.
화학식 I의 화합물, 화학식 II의 화합물 및 임의로 2가 금속염은, 20 내지 90℃의 온도에서, 결합제를 함유하는 미리 형성된 수용액에 임의의 순서로 또는 동시에 가할 수 있다.
화학식 I의 화합물, 화학식 II의 화합물 및 임의로 2가 금속염은, 20 내지 90℃의 온도에서, 결합제를 함유하는 미리 형성된 수용액에 분말로서 또는 미리 형성된 수용액으로서 가할 수 있다.
미리 형성된 수용액으로서 사용되는 경우, 물 중의 화학식 I의 화합물의 농도는, 화학식 I의 화합물을 함유하는 미리 형성된 수용액의 전체 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 1 내지 50중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 40중량%, 보다 더 바람직하게는 10 내지 30중량%이다.
미리 형성된 수용액으로서 사용되는 경우, 물 중의 화학식 II의 화합물의 농도는, 화학식 II의 화합물을 함유하는 미리 형성된 수용액의 전체 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 0.1 내지 25중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 20중량%, 보다 더 바람직하게는 1 내지 10중량%이다.
미리 형성된 수용액으로서 사용되는 경우, 물 중의 2가 금속염의 농도는, 2가 금속염을 함유하는 미리 형성된 수용액의 전체 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 1 내지 80중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 70중량%, 보다 더 바람직하게는 3 내지 60중량%이다.
따라서, 본 발명의 추가의 목적은 또한 모든 이들의 바람직한 양태에서, 바람직하게는 셀룰로즈 기재, 예를 들면, 텍스타일, 부직물 또는 더욱 바람직하게는 종이의 형광증백을 위한 상기 정의한 바와 같은 사이징 조성물의 용도이다.
사이징 조성물은 당해 분야에 공지된 임의의 표면 처리 방법에 의해 종이 기재의 표면에 도포할 수 있다. 도포 방법의 예는 사이즈-프레스 도포, 캘린더 사이즈 도포, 터브 사이징(tub sizing), 코팅 도포 및 분무 도포를 포함한다(참조: G. A. Smook, Handbook for Pulp & Paper Technologists, 2nd Edition Angus Wilde Publications, 1992, pages 283-286; and US 2007/0277950). 바람직한 도포 방법은 사이즈-프레스, 예를 들면, 퍼들 사이즈 프레스로 하는 것이다. 종이로 이루어진 미리 형성된 시트는 사이징 조성물로 채워져 있는 2-롤 닙(two-roll nip)을 통과한다. 종이는 상기 조성물의 일부를 흡수하며, 나머지는 닙에서 제거된다.
종이 기재는 임의의 섬유상 식물로부터 유래될 수 있는 셀룰로즈 섬유들의 웹을 함유한다. 바람직하게는, 상기 셀룰로즈 섬유는 경목(hardwood) 및/또는 연목(softwood)으로부터 유래된다. 상기 섬유는 천연 섬유 또는 재생 섬유이거나, 천연 섬유와 재생 섬유의 임의의 혼합물일 수 있다.
종이 기재에 함유되는 셀룰로즈 섬유는, 예를 들면, 문헌(참조: G. A. Smook, Handbook for Pulp & Paper Technologists, 2nd Edition Angus Wilde Publications, 1992)의 챕터 13 및 15에 각각 기술된 바와 같은 물리적 및/또는 화학적 방법에 의해 개질될 수 있다. 셀룰로즈 섬유의 화학적 개질의 하나의 예는, 예를 들면, EP 0 884 312, EP 0 899 373, WO 02/055646, WO 2006/061399 및 WO 2007/017336에 기술된 바와 같은 형광증백제의 첨가이다.
하기 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명할 것이다. 본 출원에서, 별도의 언급이 없는 한, "부"는 "중량부"를 의미하고 "%"는 "중량%"를 의미한다.
실시예
제조 실시예 1
화학식 (1)의 화합물을 함유하는 조색 수용액(S1)은 효율적인 교반하에 실온에서 화학식 (1)의 화합물 40부를 물 460부에 서서히 첨가하여 제조한다. 수득된 용액을 1시간 동안 교반하고 여과하여 불용성 입자를 제거한다. 생성된 조색 용액(S1)은 6.0 내지 7.0의 pH 범위를 가지며, 최종 조색 수용액(S1)의 전체 중량을 기준으로 하여, 화학식 (1)의 화합물을 8중량% 함유한다.
Figure pct00003
적용 실시예 1
수성 사이징 조성물은, 60℃에서, 0 내지 30㎎/ℓ(무수 고체를 기준으로 하여 화학식 (1)의 화합물 0 내지 2.4㎎/ℓ)의 농도 범위로 제조 실시예 1에 따라 제조된 화학식 (1)의 화합물을 함유하는 조색 수용액(S1)을 염화칼슘(35g/ℓ), 화학식 (2)의 화합물(7.5g/ℓ) 및 음이온성 전분(50g/ℓ)(Penford Starch 260)을 함유하는 교반된 수용액에 첨가함으로써 제조한다. 상기 사이징 용액을 냉각시킨 다음, 실험실 사이즈-프레스의 이동 롤러들 사이에 붓고, 이를, 상용 75g/㎡ AKD(알킬 케텐 이합체) 사이즈 처리된(sized), 표백된 종이 베이스 시트에 도포한다. 처리된 종이는 플랫 베드(flat bed) 건조기에서 70℃에서 5분 동안 건조시킨다. 건조된 종이를 컨디셔닝한 다음, 보정된 Auto Elrepho 분광광도계에서 CIE 백색도 및 휘도에 대해 측정한다. 결과는 각각 표 1 및 2에 제시되어 있으며, 본 발명이 휘도의 상당한 손실 없이 높은 수준의 백색도를 제공함을 확실히 보여준다.
Figure pct00004
비교 적용 실시예 1
수성 사이징 조성물은, 60℃에서, 0 내지 30㎎/ℓ(무수 CI Direct Violet 35 화합물을 기준으로 하여 0 내지 3.3㎎/ℓ)의 농도 범위로 CI Direct Violet 35(CI Direct Violet 35 수용액의 전체 중량을 기준으로 하여, 무수 CI Direct Violet 35 약 11중량%)의 수용액을 염화칼슘(35g/ℓ), 화학식 (2)의 화합물(7.5g/ℓ) 및 음이온성 전분(50g/ℓ)(Penford Starch 260)을 함유하는 교반된 수용액에 첨가함으로써 제조한다. 상기 사이징 용액을 냉각시킨 다음, 실험실 사이즈-프레스의 이동 롤러들 사이에 붓고, 이를, 상용 75g/㎡ AKD(알킬 케텐 이합체) 사이즈 처리된, 표백된 종이 베이스 시트에 도포한다. 처리된 종이는 플랫 베드 건조기에서 70℃에서 5분 동안 건조시킨다.
건조된 종이를 컨디셔닝한 다음, 보정된 Auto Elrepho 분광광도계에서 CIE 백색도 및 휘도에 대해 측정한다. 결과는 각각 표 1 및 2에 제시되어 있으며, 이는, 대표적인 최신 조색 염료인 CI Direct Violet 35는, 본 발명의 조색 염료보다 휘도에 대해 매우 부정적인 효과를 가지면서 백색도에 대해 덜 긍정적인 효과를 가짐을 확실히 보여준다.
Figure pct00005
Figure pct00006
적용 실시예 2
수성 사이징 조성물은, 60℃에서, 0 내지 60g/ℓ(무수 화학식 (2)의 화합물을 기준으로 하여 0 내지 약 11g/ℓ)의 농도 범위로 화학식 (2)의 화합물(화학식 (2)의 화합물을 함유하는 수용액의 전체 중량을 기준으로 하여, 화학식 (2)의 화합물 18.2중량%)을 함유하는 미리 형성된 수용액을 화학식 (1)의 화합물(4.0㎎/ℓ) 및 음이온성 감자 전분(75g/ℓ)(Perfectamyl A4692; 제조원: AVEBE B.A.)을 함유하는 교반된 수용액에 첨가함으로써 제조한다. 상기 사이징 용액을 냉각시킨 다음, 실험실 사이즈-프레스의 이동 롤러들 사이에 붓고, 이를, 상용 75g/㎡ AKD(알킬 케텐 이합체) 사이즈 처리된, 표백된 종이 베이스 시트에 도포한다. 처리된 종이는 플랫 베드 건조기에서 70℃에서 5분 동안 건조시킨다.
건조된 종이를 컨디셔닝한 다음, 보정된 Auto Elrepho 분광광도계에서 CIE 백색도 및 휘도에 대해 측정한다. 결과는 각각 표 3 및 4에 제시되어 있으며, 본 발명이 백색도 및 휘도 둘 다의 우수한 증가를 제공함을 확실히 보여준다.
비교 적용 실시예 2
수성 사이징 조성물은, 60℃에서, 0 내지 60g/ℓ(무수 화학식 (2)의 화합물을 기준으로 하여 0 내지 약 11g/ℓ)의 농도 범위로 화학식 (2)의 화합물(화학식 (2)의 화합물을 함유하는 수용액의 전체 중량을 기준으로 하여, 화학식 (2)의 화합물 18.2중량%)을 함유하는 미리 형성된 수용액을 음이온성 감자 전분(75g/ℓ)(Perfectamyl A4692; 제조원: AVEBE B.A.)을 함유하는 교반된 수용액에 첨가함으로써 제조한다. 상기 사이징 용액을 냉각시킨 다음, 실험실 사이즈-프레스의 이동 롤러들 사이에 붓고, 이를, 상용 75g/㎡ AKD(알킬 케텐 이합체) 사이즈 처리된, 표백된 종이 베이스 시트에 도포한다. 처리된 종이는 플랫 베드 건조기에서 70℃에서 5분 동안 건조시킨다.
건조된 종이를 컨디셔닝한 다음, 보정된 Auto Elrepho 분광광도계에서 CIE 백색도 및 휘도에 대해 측정한다. 결과는 각각 표 3 및 4에 제시되어 있으며, 조색 염료의 부재가 백색도 증가에 영향은 없지만 휘도 증가에는 부정적인 효과를 가짐을 확실히 보여준다.
Figure pct00007
Figure pct00008
적용 실시예 3
수성 사이징 조성물은, 60℃에서, 0 내지 60g/ℓ(무수 화학식 (3)의 화합물을 기준으로 하여 0 내지 약 9g/ℓ)의 농도 범위로 화학식 (3)의 화합물(화학식 (3)의 화합물을 함유하는 수용액의 전체 중량을 기준으로 하여, 화학식 (3)의 화합물 14.7중량%)을 함유하는 미리 형성된 수용액을 화학식 (1)의 화합물(4.0㎎/ℓ) 및 음이온성 감자 전분(75g/ℓ)(Perfectamyl A4692; 제조원: AVEBE B.A.)을 함유하는 교반된 수용액에 첨가함으로써 제조한다. 상기 사이징 용액을 냉각시킨 다음, 실험실 사이즈-프레스의 이동 롤러들 사이에 붓고, 이를, 상용 75g/㎡ AKD(알킬 케텐 이합체) 사이즈 처리된, 표백된 종이 베이스 시트에 도포한다. 처리된 종이는 플랫 베드 건조기에서 70℃에서 5분 동안 건조시킨다.
건조된 종이를 컨디셔닝한 다음, 보정된 Auto Elrepho 분광광도계에서 CIE 백색도 및 휘도에 대해 측정한다. 결과는 각각 표 5 및 6에 제시되어 있으며, 본 발명이 백색도 및 휘도 모두의 우수한 증가를 제공함을 확실히 보여준다.
Figure pct00009
비교 적용 실시예 3
수성 사이징 조성물은, 60℃에서, 0 내지 60g/ℓ(무수 화학식 (3)의 화합물을 기준으로 하여 0 내지 약 9g/ℓ)의 농도 범위로 화학식 (3)의 화합물(화학식 (3)의 화합물을 함유하는 수용액의 전체 중량을 기준으로 하여, 화학식 (3)의 화합물 14.7중량%)을 함유하는 미리 형성된 수용액을 음이온성 감자 전분(75g/ℓ)(Perfectamyl A4692; 제조원: AVEBE B.A.)을 함유하는 교반된 수용액에 첨가함으로써 제조한다. 상기 사이징 용액을 냉각시킨 다음, 실험실 사이즈-프레스의 이동 롤러들 사이에 붓고, 이를, 상용 75g/㎡ AKD(알킬 케텐 이합체) 사이즈 처리된, 표백된 종이 베이스 시트에 도포한다. 처리된 종이는 플랫 베드 건조기에서 70℃에서 5분 동안 건조시킨다.
건조된 종이를 컨디셔닝한 다음, 보정된 Auto Elrepho 분광광도계에서 CIE 백색도 및 휘도에 대해 측정한다. 결과는 각각 표 5 및 6에 제시되어 있으며, 조색 염료의 부재가 백색도 증가에 영향은 없지만 휘도 증가에는 부정적인 효과를 가짐을 확실히 보여준다.
Figure pct00010
Figure pct00011

Claims (18)

  1. (a) 적어도 하나의 화학식 I의 형광증백제,
    (b) 적어도 하나의 화학식 II의 염료,
    (c) 적어도 하나의 결합제,
    (d) 임의로 하나 이상의 2가 금속염 및
    (e) 물
    을 포함하는, 기재, 바람직하게는 종이의 형광증백을 위한 수성 사이징 조성물(sizing composition).
    화학식 I
    Figure pct00012

    상기 화학식 I에서,
    상기 증백제의 음이온 전하는, 수소, 알칼리 금속 양이온, 알칼리 토금속, 암모늄, C1-C4 직쇄 또는 분지형 알킬 라디칼에 의해 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환된 암모늄, C1-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬 라디칼에 의해 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환된 암모늄, 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 동일하거나 상이한 양이온들로 구성된 양이온 전하에 의해 밸런싱(balancing)되고,
    R1 및 R1'는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 수소, C1-C4 직쇄 또는 분지형 알킬, C2-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬, CH2CO2 -, CH2CH2CONH2 또는 CH2CH2CN이고,
    R2 및 R2 '는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 C1-C4 직쇄 또는 분지형 알킬, C2-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬, CH2CO2 -, CH(CO2 -)CH2CO2 -, CH(CO2 -)CH2CH2CO2 -, CH2CH2SO3 -, CH2CH2CO2 -, CH2CH(CH3)CO2 -, 벤질이거나, R1 및 R2 및/또는 R1 ' 및 R2 '는 이웃하는 질소 원자와 함께 모르폴린 환을 나타내고,
    p는 0, 1 또는 2이다.
    화학식 II
    Figure pct00013

    상기 화학식 II에서,
    R3은 H, 메틸 또는 에틸을 나타내고,
    R4는 파라메톡시페닐, 메틸 또는 에틸을 나타내고,
    M은 수소, 알칼리 금속 양이온, 알칼리 토금속, 암모늄, C1-C4 직쇄 또는 분지형 알킬 라디칼에 의해 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환된 암모늄, C1-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬 라디칼에 의해 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환된 암모늄, 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 양이온을 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서, 화학식 I에서, 상기 증백제의 상기 음이온 전하가 수소, 알칼리 금속 양이온, 알칼리 토금속, C1-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬 라디칼에 의해 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환된 암모늄, 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 동일하거나 상이한 양이온들로 구성된 양이온 전하에 의해 밸런싱되고,
    R1 및 R1'는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 수소, C1-C4 직쇄 또는 분지형 알킬, C2-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬, CH2CO2 -, CH2CH2CONH2 또는 CH2CH2CN이고,
    R2 및 R2 '는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 C1-C4 직쇄 또는 분지형 알킬, C2-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬, CH2CO2 -, CH(CO2 -)CH2CO2 - 또는 CH2CH2SO3 -이고,
    p는 0, 1 또는 2인, 사이징 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 화학식 I에서, 상기 증백제의 상기 음이온 전하가 Li+, Na+, K+, Ca2 +, Mg2 +, C1-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬 라디칼에 의해 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환된 암모늄, 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 동일하거나 상이한 양이온들로 구성된 양이온 전하에 의해 밸런싱되고,
    R1 및 R1'는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 수소, 메틸, 에틸, 프로필, α-메틸프로필, β-메틸프로필, β-하이드록시에틸, β-하이드록시프로필, CH2CO2 -, CH2CH2CONH2 또는 CH2CH2CN이고,
    R2 및 R2 '는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 메틸, 에틸, 프로필, α-메틸프로필, β-메틸프로필, β-하이드록시에틸, β-하이드록시프로필, CH2CO2 -, CH(CO2 -)CH2CO2 - 또는 CH2CH2SO3 -이고,
    p는 0, 1 또는 2인, 사이징 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 화학식 I에서, 상기 증백제의 상기 음이온 전하가 Na+, K+ 및 트리에탄올암모늄 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 동일하거나 상이한 양이온들로 구성된 양이온 전하에 의해 밸런싱되고,
    R1 및 R1'는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 수소, 에틸, 프로필, β-하이드록시에틸, β-하이드록시프로필, CH2CO2 - 또는 CH2CH2CN이고,
    R2 및 R2 '는 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 에틸, 프로필, β-하이드록시에틸, β-하이드록시프로필, CH2CO2 -, CH(CO2 -)CH2CO2 - 또는 CH2CH2SO3 -이고,
    p는 1 또는 2인, 사이징 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 사이징 조성물 중의 화학식 I의 화합물의 농도가 0.2 내지 30g/ℓ, 바람직하게는 1 내지 25g/ℓ, 가장 바람직하게는 2 내지 20g/ℓ인, 사이징 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 화학식 II에서,
    R3이 H, 메틸 또는 에틸을 나타내고,
    R4는 파라메톡시페닐, 메틸 또는 에틸을 나타내고,
    M은 수소, 알칼리 금속 양이온, 알칼리 토금속, C1-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬 라디칼에 의해 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환된 암모늄, 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 양이온을 나타내는, 사이징 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
    R3이 메틸 또는 에틸을 나타내고,
    R4가 메틸 또는 에틸을 나타내고,
    M이 Li+, Na+, K+, ½Ca2 +, ½Mg2 +, C1-C4 직쇄 또는 분지형 하이드록시알킬 라디칼에 의해 일치환, 이치환, 삼치환 또는 사치환된 암모늄, 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 양이온을 나타내는, 사이징 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서,
    R3이 메틸을 나타내고,
    R4가 메틸을 나타내고,
    M이 Na+, K+ 및 트리에탄올암모늄 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 양이온을 나타내는, 사이징 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 사이징 조성물 중의 화학식 II의 화합물의 농도가 0.01 내지 20㎎/ℓ, 바람직하게는 0.05 내지 10㎎/ℓ, 가장 바람직하게는 0.1 내지 5㎎/ℓ인, 사이징 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 결합제가 효소적으로 또는 화학적으로 개질된 전분, 하이드록시에틸화 전분 또는 아세틸화 전분인, 사이징 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 사이징 조성물 중의 결합제의 농도가, 상기 사이징 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 1 내지 30중량%인, 사이징 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 2가 금속염이 염화칼슘, 염화마그네슘, 브롬화칼슘, 브롬화마그네슘, 요오드화칼슘, 요오드화마그네슘, 질산칼슘, 질산마그네슘, 칼슘 포르메이트, 마그네슘 포르메이트, 칼슘 아세테이트, 마그네슘 아세테이트, 칼슘 시트레이트, 마그네슘 시트레이트, 칼슘 글루코네이트, 마그네슘 글루코네이트, 칼슘 아스코르베이트, 마그네슘 아스코르베이트, 아황산칼슘, 아황산마그네슘, 아황산수소칼슘, 아황산수소마그네슘, 칼슘 디티오나이트, 마그네슘 디티오나이트, 황산칼슘, 황산마그네슘, 티오황산칼슘, 티오황산마그네슘 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 사이징 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 2가 금속염이 염화칼슘, 염화마그네슘, 황산칼슘, 황산마그네슘 또는 상기 화합물들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 사이징 조성물.
  14. 제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 사이징 조성물 중의 2가 금속염의 농도가 0.1 내지 100g/ℓ, 바람직하게는 0.5 내지 75g/ℓ, 가장 바람직하게는 1 내지 50g/ℓ인, 사이징 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 사이징 조성물의 pH 값이 5 내지 13, 바람직하게는 6 내지 11의 범위인, 사이징 조성물.
  16. 제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 사이징 조성물이 담체, 소포제, 왁스 에멀젼, 염료, 무기염, 가용화 산, 보존제, 착화제, 살생물제, 표면 사이징제, 가교결합제, 안료 또는 특수 수지(special resin)와 같은 첨가제를 추가로 포함하는, 사이징 조성물.
  17. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 사이징 조성물이 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리비닐알코올을 추가로 포함하는, 사이징 조성물.
  18. 셀룰로즈 기재, 예를 들면, 텍스타일, 부직물 또는 더욱 바람직하게는 종이의 형광증백을 위한, 제1항 내지 제17항 중의 어느 한 항에 따르는 사이징 조성물의 용도.
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