KR20130132381A

KR20130132381A - 셀룰로스 섬유 조성물

Info

Publication number: KR20130132381A
Application number: KR1020137001576A
Authority: KR
Inventors: 에로엔 얀센; 아네트 모니카 헤이네슨-훌텐; 아이크 마르셀 코르넬리스 파울러스 반; 보엔 호 오; 제라드 헹크 베이어스; 로날드 크리스토퍼 라이; 데르 호스트 피터 마틴 반; 에르커 닐슨
Original assignee: 아크조 노벨 케미칼즈 인터내셔널 비.브이.
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2013-12-04
Also published as: CA2803650A1; BR112013000141A2; JP2013531749A; CN102971462A; WO2012007363A1; EP2593603A1; TW201213421A; AU2011278462A1

Abstract

본 발명은, 0.001 내지 0.25 범위의 음이온기의 평균 치환도, 1,100㎛ 이하의 길이 가중 평균 섬유 길이 및 10㎛보다 큰 길이 가중 평균 섬유 폭, 또는 1,100㎛ 이하의 길이 가중 평균 섬유 길이를 가지는 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물로서, 셀룰로스계 물질의 50중량% 이상이 물에 불용성인 조성물, 또는 30 이하의 (길이 가중 평균 섬유 길이/폭)의 비, 또는 35㎛보다 큰 길이 가중 평균 섬유 폭을 가지는 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 1.5㎡/g 이상의 비표면적, 30 이하의 (길이 가중 평균 섬유 길이/폭)의 비 및 조성물의 중량 기준으로 5중량% 이상의 건조 고체 함량, 또는 셀룰로스 섬유의 총중량을 기준으로, 30중량% 이하의, 길이 가중 평균 섬유 길이 100㎛ 이하의 셀룰로스 섬유를 가진 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 셀룰로스 섬유에 대해 화학적 처리와 기계적 처리를 실시하는 단계를 포함하는, 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물의 제조 방법으로서, 상기 화학적 처리는 (i) 선택적으로는 치환된, 카르복실기를 함유하는 하나 이상의 반응제, (ii) 하나 이상의 산화제 및 하나 이상의 전이 금속, 또는 (ⅲ) 하나 이상의 니트록실 라디칼로 셀룰로스 섬유를 처리하는 단계를 포함하고, 상기 기계적 처리는 쌍축 압출기 또는 유성 롤러 압출기를 사용하여 셀룰로스 섬유를 압출하는 단계를 포함하는, 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 0.001 내지 0.25 범위의 음이온기의 평균 치환도를 가지는 셀룰로스 섬유를 압출하는 단계를 포함하는, 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 상기 방법에 의해 얻어지는 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물, 상기 조성물을 셀룰로스 펄프와 혼합하는 단계를 포함하는 셀룰로스 펄프 혼합물의 제조 방법, 그 방법에 의해 얻어지는 셀룰로스 펄프 혼합물, 및 종이 및 보드의 제조에서, 첨가제로서 사용되는, 상기 조성물 및 셀룰로스 펄프 혼합물의 용도, 상기 조성물 또는 셀룰로스 펄프 혼합물이 사용되는, 종이 및 보드의 제조 방법, 그 방법에 의해 얻어지는 종이 및 보드, 상기 종이 및 보드의 다양한 용도에 관한 것이다.

Description

셀룰로스 섬유 조성물 {CELLULOSIC FIBRE COMPOSITION}

본 발명은 셀룰로스 섬유 조성물, 셀룰로스 섬유 조성물의 제조 방법, 종이 및 보드의 제조에서의 셀룰로스 섬유 조성물의 용도, 셀룰로스 섬유 조성물이 사용되는 셀룰로스 펄프 혼합물의 제조 방법, 셀룰로스 섬유 조성물 또는 펄프 혼합물이 사용되는 종이 및 보드의 제조 방법, 셀룰로스 섬유 조성물 또는 펄프 혼합물을 포함하는 종이 및 보드, 및 셀룰로스 섬유 조성물 또는 펄프 혼합물을 포함하는 종이 및 보드의 다양한 용도에 관한 것이다.

종이 및 보드와 같은 셀룰로스 제품에 대해서는 강도가 중요하고, 그러한 제품의 강도를 증가시키는 것은 여러 가지 이점을 제공한다. 예를 들면, 종이의 강도 증가는 충전재 부하(loading)의 증가와 새로운 섬유 사용량의 감소를 가능하게 하며, 그 결과 제지 공정에서의 원재료 비용을 감소시킨다. 마찬가지로, 보드의 강도를 증가시키면, 보드를 사용하여 제조된 셀룰로스 제품의 강도를 유지하면서 단위 면적당 중량(grammage)을 감소시킬 수 있고, 이는 또한 새로운 섬유 사용량의 절감을 가져오고, 수송비를 감소시킴으로써 환경과 경제면의 이점을 제공한다.

종이 및 보드의 강도를 향상시키기 위해, 천연형 폴리머와 합성 폴리머, 변형된 충전재, 변형된 셀룰로스 섬유 등을 포함한 매우 다양한 첨가제가 알려져 있다. 변형된 셀룰로스 섬유의 일례는 미세섬유상(microfibrillar) 셀룰로스로서, 섬유벽(fibre wall)의 미세섬유의 많은 부분이 피복되지 않은 상태로 작은 단편으로 박층된 셀룰로스 섬유로부터 얻어지는 섬유이다. 특허문헌 WO 00/47628, WO 2004/055268, WO 2007/001229 및 WO 2008/076056에는 미세섬유상 셀룰로스, 그의 제조 방법 및 종이 제품의 제조에 사용되는 첨가제로서 그것의 용도가 개시되어 있다. 특허문헌 WO 00/47628에는 제지 공정중에 배액(drainage) 및/또는 탈수 속도를 증가시키고, 종이 시트의 강도를 향상시키기 위해 제지 기계에 사용될 수 있는, 음이온 전하를 포함하는 미세섬유상 셀룰로스가 개시되어 있다.

그러나, 미세섬유상 셀룰로스와 같은 변형된 셀룰로스 섬유 및 종이 및 보드의 제조 공정에서의 그것의 용도와 관련하여 몇 가지 문제점이 여전히 존재한다. 그러한 제품을 제지 공정에서 강도 첨가제로서 사용하는 것이, 제지 기계의 습윤측(wet end)에서 양호하거나 심지어는 향상된 초기 배액 및/또는 탈수를 제공할 수 있는 것으로 나타난 바 있지만, 미세섬유상 셀룰로스와 같은 변형된 셀룰로스 섬유는 또한 상당한 양의 물을 흡수하여 유지할 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 특성은 기계의 프레스 및 건조 섹션에 유입되는 셀룰로스 웹의 수분 함량을 더 높일 수 있고, 그 결과 잔류 수분을 제거하고 셀룰로스 웹을 건조하는 데에 더 많은 에너지를 필요로 하고, 및/또는 제지 기계의 속도를 저하시켜 생산성을 감소시킨다.

미세섬유상 셀룰로스와 같은 변형된 셀룰로스 섬유는 또한 상당한 양의 미세물(fines), 즉 매우 작은 셀룰로스 섬유 및 섬유 단편을 함유할 수 있다. 셀룰로스 섬유는 일반적으로 종이 및 보드 제조 공정시 유지하기 어려우며, 이는 공정중에 재순환되는 화이트 워터(white water) 중에 미세물의 누적을 초래할 것이다. 이러한 문제점은 배액 속도의 감소, 보류 조제(retention aids)의 투입량의 증가 및/또는 저분자량이고, 고도로 양이온성인 유기 폴리머 및 알루미늄 화합물과 같은 양이온성 응집제의 공동 사용 또는 그 투입량의 증가에 의해 완화되거나 해소될 수 있다.

미세섬유상 셀룰로스와 같은 변형된 셀룰로스 섬유는 제조하기에 어려울 수도 있고, 그 제조 방법은 복잡할 수 있고, 낮은 수율 또는 낮은 건조 고체 함량으로 변형된 셀룰로스 섬유를 제공할 수 있다.

따라서, 종이 및 보드에 높은 강도를 부여하고, 종이 및 보드의 제조에 있어서, 특히 배액과 유지 성능, 종이 및 보드의 건조, 및 생산성 측면에서 개선점을 제공하는 셀룰로스 섬유 조성물에 대한 요구가 여전히 존재한다.

본 발명의 목적은 종이 및 보드에 높은 강도 또는 증가된 강도를 부여하는, 셀룰로스 섬유 조성물, 바람직하게는 고농도 셀룰로스 섬유 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 높은 강도 또는 증대된 강도를 가진 종이 및 보드를 제공하는 셀룰로스 펄프 혼합물을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 그러한 셀룰로스 섬유 조성물 또는 셀룰로스 펄프 혼합물을 이용하는, 종이 및 보드의 제조 방법을 제공하는 것이다. 종이 및 보드의 제조, 예를 들면 다층 보드 등급의 제조에 상기 조성물 또는 혼합물을 사용함으로써, 강도를 유지하면서 새로운 섬유 사용량을 감소시키고 단위 면적당 중량을 낮출수 있으며, 이로써 재료비와 수송비의 감소와 환경 및 경제적 이점이 제공된다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상당한 양의 물을 흡수하거나 보유하지 않는, 셀룰로스 섬유 조성물 및 셀룰로스 펄프 혼합물, 바람직하게는 고농도 제품을 제공하는 것이다. 상기 조성물 또는 혼합물을 종이 및 보드의 제조에 사용함으로써, 종이 또는 보드의 제조 기계의 프레스 섹션을 통해 상기 조성물 또는 혼합물이 공급될 때 얻어지는 셀룰로스 웹의 건조 속도를 유지하거나 증가시킬 수 있다. 그 결과, 본 발명은 종이 및 보드의 제조 공정을 개선하고 생산성을 증대시키게 된다.

본 발명의 또 다른 목적은, 미세물의 함량이 낮거나 감소된, 셀룰로스 섬유 조성물 및 셀룰로스 펄프 혼합물, 바람직하게는 고농도 제품을 제공하는 것이다. 상기 조성물 또는 혼합물을 종이 및 보드의 제조에 사용함으로써, 공정중에 재순환되는 미세물의 양을 감소시킬 수 있다. 또한, 공정에 사용되는 양이온성 응집제 및/또는 배액 및 보류 조제의 양을 감소시킬 수 있고, 화이트 워터 품질을 실질적으로 저해하지 않으면서 더 높은 배액 속도로 종이 및 보드 제조 기계를 가동할 수 있다. 그 결과, 본 발명은 종이 및 보드의 제조 공정을 개선하고 생산성을 증대시키게 된다.

본 발명의 또 다른 목적은, 셀룰로스 섬유 조성물을 높은 생산성 및/또는 고농도 제품으로서 제조할 수 있도록 함으로써, 농축 단계 및/또는 희석된 저농도 제품의 수송을 피할 수 있고, 전술한 이점을 달성할 수 있는, 셀룰로스 섬유 조성물의 제조 방법, 바람직하게는 제조 공정을 제공하는 것이다.

따라서, 일 측면에서 본 발명은, 0.001 내지 0.25 범위의 음이온기의 평균 치환도(degree of substitution), 1,100㎛ 이하의 길이 가중(length weighted) 평균 섬유 길이 및 10㎛보다 큰 길이 가중 평균 섬유 폭을 가지는 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물에 관한 것이다.

또 다른 측면에서 본 발명은, 0.001 내지 0.25 범위의 음이온기의 평균 치환도 및 1,100㎛ 이하의 길이 가중 평균 섬유 길이를 가지는 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물로서, 셀룰로스계 물질의 50중량% 이상이 물에 불용성인 조성물에 관한 것이다.

또 다른 측면에서 본 발명은, 0.001 내지 0.25 범위의 음이온기의 평균 치환도 및 30 이하의 (길이 가중 평균 섬유 길이/폭)의 비를 가지는 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물에 관한 것이다.

또 다른 측면에서 본 발명은, 0.001 내지 0.25 범위의 음이온기의 평균 치환도 및 35㎛보다 큰 길이 가중 평균 섬유 폭을 가지는 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물에 관한 것이다.

또 다른 측면에서 본 발명은, 1.5㎡/g 이상의 비표면적, 30 이하의 (길이 가중 평균 섬유 길이/폭)의 비 및 조성물의 중량 기준으로 5중량% 이상의 건조 고체 함량을 가지는 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물에 관한 것이다.

또 다른 측면에서 본 발명은, 1.5㎡/g 이상의 비표면적, 30 이하의 (길이 가중 평균 섬유 길이/폭)의 비, 및 셀룰로스 섬유의 총중량을 기준으로, 30중량% 이하의, 길이 가중 평균 섬유 길이 100㎛ 이하의 셀룰로스 섬유를 가진 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물에 관한 것이다.

또 다른 측면에서 본 발명은, 셀룰로스 섬유에 대해 화학적 처리와 기계적 처리를 실시하는 단계를 포함하는, 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물의 제조 방법으로서, 상기 화학적 처리는 (i) 선택적으로는 치환된, 카르복실기를 함유하는 하나 이상의 반응제, (ii) 하나 이상의 산화제 및 하나 이상의 전이 금속, 또는 (ⅲ) 하나 이상의 니트록실 라디칼로 셀룰로스 섬유를 처리하는 단계를 포함하고, 상기 기계적 처리는 쌍축 압출기 또는 유성 압출기를 사용하여 셀룰로스 섬유를 압출하는 단계를 포함하는, 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.

또 다른 측면에서 본 발명은, 0.001 내지 0.25 범위의 음이온기의 평균 치환도를 가지는 셀룰로스 섬유를 압출하는 단계를 포함하는, 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.

또 다른 측면에서 본 발명은, 본 발명의 방법에 의해 얻어지는 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 또 다른 측면에서 본 발명은, 종이 및 보드의 제조시, 통상적으로 첨가제로서, 특히 강도 첨가제(strength additive)로서 사용되는, 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물의 용도에 관한 것이다.

또 다른 측면에서 본 발명은, 상기 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물을 셀룰로스 펄프와 혼합하는 단계를 포함하는, 셀룰로스 펄프 혼합물의 제조 방법에 관한 것이다. 또 다른 측면에서 본 발명은, 상기 제조 방법에 의해 얻어지는 셀룰로스 펄프 혼합물, 및 종이 및 보드의 제조에 있어서 상기 셀룰로스 펄프 혼합물의 용도에 관한 것이다. 또 다른 측면에서 본 발명은, 상기 셀룰로스 펄프 혼합물을 포함하는 수성 현탁액을 형성하는 단계 및 얻어지는 상기 현탁액을 탈수하는 단계를 포함하는, 종이 및 보드의 제조 방법에 관한 것이다.

또 다른 측면에서 본 발명은, 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물을 수성 셀룰로스 펄프 현탁액에 첨가하는 단계 및 얻어지는 현탁액을 탈수하는 단계를 포함하는, 종이 및 보드의 제조 방법에 관한 것이다. 또 다른 측면에서 본 발명은, 압출 처리된 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물을 셀룰로스 펄프와 혼합하는 단계를 포함하는, 종이 및 보드의 제조 방법에 관한 것이다.

또 다른 측면에서 본 발명은, 셀룰로스 섬유 또는 셀룰로스 펄프 혼합물을 포함하는 조성물을 함유하는 종이 및 보드, 및 본 발명의 방법에 의해 얻어지는 종이 및 보드에 관한 것이다.

또 다른 측면에서 본 발명은, 다양한 등급의 보드, 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 또 다른 측면에서 본 발명은, 예를 들면 음료 및 액체 식품의 포장용과 같은, 상기 종이 및 보드의 다양한 용도에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 목적 및 측면에 대해, 이하에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에 의하면, 종이 및 보드에 높은 강도 또는 증가된 강도를 부여하는 고농도 셀룰로스 섬유 조성물 및 그의 제조 방법이 제공된다.

도 1은 압출기 스크류의 구성을 나타내는 측면도이다.

본 명세서에서 "셀룰로스 섬유 조성물" 또는 "조성물"로 지칭되기도 하는, 본 발명의 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물은 목재 섬유, 비-목재 섬유 및 이것들의 혼합물을 포함하는 매우 다양한 소스로부터 유래될 수 있는 셀룰로스 섬유를 함유한다.

목재 섬유는 경질 목재 및 연질 목재로부터 유래될 수 있고, 예를 들면 화학 펄프, 기계 펄프, 열-기계 펄프, 화학적 열-기계 펄프, 재생 섬유 및 신문인쇄용지로부터 유래될 수 있다. 적합한 목재 섬유의 예는, 자작나무, 너도밤나무, 사시나무, 예를 들면 유럽사시나무, 오리나무, 유칼립투스, 단풍나무, 아카시아, 혼합 열대성 경목, 소나무, 예를 들면 테다소나무(loblolly pine), 전나무, 독미나리, 낙엽송, 가문비나무, 예를 들면 검정 가문비나무 또는 노르웨이 가문비나무, 및 이것들의 혼합물을 포함한다.

비-목재 섬유는 목화 린터와 같은 종자 섬유, 대두 외피, 완두콩 외피 및 옥수수 외피와 같은 종자 외피 섬유, 아마, 대마, 황마, 마황 및 양마와 같은 인피 섬유, 마닐라 삼 및 사이잘 삼과 같은 잎 섬유, 바가스와 같은 줄기 및 짚 섬유, 옥수수와 밀, 대나무 및 갈풀과 같은 그라스 섬유, 벨로니아와 같은 조류로부터의 셀룰로스 섬유, 박테리아 및 균류, 유세포(parenchymal cell), 예를 들면 사탕무와 같은 야채, 및 과일, 예를 들면 레몬, 라임, 오렌지 및 포도와 같은 감귤류로부터 유래될 수 있다.

상기 조성물의 셀룰로스 섬유는 이온기를 함유할 수도 있고, 함유하지 않을 수도 있다. 바람직한 일 구현예에 따르면, 상기 조성물의 셀룰로스 섬유는 음이온기를 함유하지 않거나 본질적으로 함유하지 않고, 예를 들면 상기 조성물의 셀룰로스 섬유는 0.001 미만의 음이온기의 평균 치환도를 가진다. 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 조성물의 셀룰로스 섬유는 약 0.001, 통상적으로는 약 0.01, 또는 약 0.02 이상, 0.25 이하, 또는 약 0.20 이하, 통상적으로는 약 0.15 이하, 또는 0.10 이하, 또는 약 0.05 이하의 음이온기의 평균 치환도를 가진다. 이러한 낮은 치환도에서, 셀룰로스 섬유는 바람직하게는 물에 분산가능하지만, 수용성은 아니다. 본 명세서에서 사용되는 "평균 치환도" 또는 "DS"라는 용어는, 셀룰로스의 무수글루코스 단위당 음이온기 또는 치환기의 평균 갯수를 의미한다. 음이온기의 치환도는 ASTM D1439-03의 방법 및 S. Katz, R.P. Beatson 및 A.M. Scallan에 의한 참고문헌 Svensk Papperstidning No. 6/1984, pp. 48-53에 기재된 전도도 적정(conductometric titration)에 의해 판정될 수 있다.

적합한 음이온기의 예는 카르복실기 및 치환된 카르복실기, 예를 들면 카르복시메틸기와 같은 카르복시알킬기를 포함한다. 음이온기의 카운터이온은 통상적으로 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속, 예를 들면 나트륨이나 칼륨이고, 적합하게는 나트륨이다. 카르복실기는 식 -COO^-Na⁺로 예시될 수 있고, 카르복시메틸기는 -CH₂COO^-Na⁺로 예시될 수 있다. 본 발명의 조성물의 적합한 셀룰로스 섬유의 예는 카르복시메틸화 셀룰로스 섬유와 같은, 전술한 치환도를 가진 카르복시화 셀룰로스 섬유 및 카르복시알킬화 셀룰로스 섬유를 포함한다.

본 발명의 셀룰로스 섬유 조성물은 수용성 셀룰로스계 물질과 수-불용성 셀룰로스계 물질을 모두 함유할 수 있다. 일 구현예에 있어서, 조성물 중에 존재하는 셀룰로스계 물질의 50중량% 이상, 또는 70중량% 이상, 바람직하게는 80중량% 이상 또는 85중량% 이상은, 20℃에서 셀룰로스계 물질 1중량%를 함유하는 수성 셀룰로스 조성물에 대해 측정했을 때, 물에 불용성이다. 수-불용성 물질은 통상적으로 수중에서 팽창성이고 분산가능하다.

본 발명의 조성물의 셀룰로스 섬유는 1.5㎡/g 이상, 또는 약 2㎡/g 이상, 통상적으로는 약 3㎡/g 이상의 비표면적을 가질 수 있고, 그 비표면적은 약 150㎡/g 이하, 통상적으로는 약 50㎡/g 이하, 약 15㎡/g 이하, 또는 약 10㎡/g 이하일 수 있다. 상기 비표면적은, ISO 9277:1995에 따라 작동되는 Micromeritics TriStar 3000 기기를 사용하여, BET법에 따라 177K에서 N₂의 흡착에 의해 판정된다.

본 발명의 조성물의 셀룰로스 섬유는 약 150㎛ 이상, 또는 약 200㎛ 이상, 통상적으로는 약 300㎛ 이상의 길이 가중 평균 섬유 길이를 가질 수 있고, 상기 길이 가중 평균 섬유 길이는 약 2,000㎛ 이하, 통상적으로는 약 1,500㎛ 이하, 또는 약 1,100㎛ 이하, 통상적으로 약 1,000㎛ 이하, 또는 약 800㎛ 이하일 수 있고; 본 발명의 조성물의 셀룰로스 섬유는 약 10㎛ 이상, 통상적으로 약 15㎛ 이상의 길이 가중 평균 섬유 폭을 가질 수 있고, 상기 길이 가중 평균 섬유 폭은 약 60㎛ 이하, 통상적으로는 약 50㎛ 이하, 또는 약 45㎛ 이하, 약 30㎛ 이하일 수 있다. 일 구현예에 있어서, 본 발명의 조성물의 셀룰로스 섬유는 35㎛보다 큰 길이 가중 평균 섬유 폭, 또는 약 40㎛ 이상, 약 60㎛ 이하, 또는 약 50㎛ 이하의 길이 가중 평균 섬유 폭을 가진다. 본 발명의 조성물의 셀룰로스 섬유는 약 40 이하, 또는 약 35 이하, 통상적으로는 약 30 이하, 또는 약 25 이하의 (길이 가중 평균 섬유 길이/폭)의 비를 가질 수 있고, 상기 비는 약 5 이상, 또는 약 10 이상, 통상적으로는 약 12 이상일 수 있다. 본 명세서에서 지칭되는 길이 가중 평균 섬유 길이 및 길이 가중 평균 섬유 폭은, ISO 16065-2:2007에 따라 작동되는 스웨덴 Lorenzen & Wettre사의 Fiber Tester에 의해 측정되고, 상기 (길이 가중 평균 길이/폭) 비는 그 데이터로부터 계산된다.

본 발명의 셀룰로스 섬유 조성물은, 셀룰로스 섬유의 총중량 기준으로, 약 1중량% 이상, 또는 약 2중량% 이상, 통상적으로는 약 5중량% 이상의 양으로 미세물을 함유할 수 있고, 셀룰로스 섬유의 총중량 기준으로, 약 40중량% 이하, 또는 약 35중량% 이하, 통상적으로는 약 30중량% 이하의 양으로 미세물을 함유할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "미세물"이라는 용어는 100㎛ 이하의 길이 가중 평균 섬유 길이를 가지는 셀룰로스 섬유를 의미한다.

본 발명의 셀룰로스 섬유 조성물은, 조성물의 총중량 기준으로, 약 0.1중량% 이상, 또는 약 0.5중량% 이상, 통상적으로는 약 5중량% 이상, 또는 약 10중량% 이상, 또는 약 15중량% 이상의 건조 고체 함량을 가질 수 있고, 상기 건조 고체 함량은 약 90중량% 이하, 또는 약 70중량% 이하, 통상적으로는 약 50중량% 이하, 또는 약 45중량% 이하일 수 있다. 조성물의 건조 고체는 통상적으로 또는 본질적으로 셀룰로스 섬유로 구성되기 때문에, 상기 조성물은 전술한 건조 고체 함량과 동일한 셀룰로스 섬유 함량을 가질 수 있다. 상기 셀룰로스 섬유 조성물의 잔여량은 물일 수 있다.

바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 셀룰로스 섬유 조성물의 제조 방법은, 셀룰로스 섬유를 화학적 및 기계적으로 처리하는 단계를 포함한다. 화학적 처리는 기계적 처리를 실행하기 이전에, 또는 그와 동시에 수행될 수 있고, 통상적으로는 기계적 처리 이전에 수행된다. 제조 방법에 사용되는 셀룰로스 섬유는, 본 발명의 셀룰로스 섬유 조성물에 관하여 앞에서 구체적으로 기재된 바와 같이, 목재 섬유, 비-목재 섬유 및 그것들의 혼합물을 포함하는 매우 다양한 소스로부터 유래될 수 있다.

또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 셀룰로스 섬유 조성물의 제조 방법은, 음이온기를 가진 셀룰로스 섬유를 기계적으로 처리하는 단계를 포함하고, 상기 셀룰로스 섬유는 음이온기를 가질 수 있고, 본 발명의 셀룰로스 섬유 조성물에 관해 전술한 음이온기의 평균 치환도를 가질 수 있다. 상기 방법에 사용되는 셀룰로스 섬유는, 본 발명의 셀룰로스 섬유 조성물에 관하여 앞에서 구체적으로 기재된 바와 같이, 목재 섬유, 비-목재 섬유 및 그것들의 혼합물을 포함하는 매우 다양한 소스로부터 유래될 수 있고, 상기 방법에 사용하기에 적합한 셀룰로스 섬유는 종래 기술에 알려져 있는 셀룰로스에 음이온기를 도입하는 임의의 방법에 의해 제공될 수 있다.

일 구현예에 있어서, 본 발명의 화학적 처리는 선택적으로는 치환된 카르복실기를 함유하는 하나 이상의 반응제로 셀룰로스 섬유를 처리하는 단계를 포함하고, 그 화학적 처리는 선택적으로는 치환된 카르복실기를 함유하는 반응제, 및 얻고자 하는 치환도를 얻기 위해 이하에 기재되는 바와 같이 공동 사용되는 임의의 화합물을 소정량 사용하여 적합하게 수행되고, 치환도는 본 발명의 셀룰로스 섬유 조성물에 관해 전술한 방법에 의해 판정될 수 있다. 또 다른 구현예에 있어서, 본 발명의 화학적 처리는 하나 이상의 산화제 및 하나 이상의 전이 금속으로 셀룰로스 섬유를 처리하는 단계를 포함한다. 또 다른 구현예에 있어서, 본 발명의 화학적 처리는 하나 이상의 니트록실 라디칼로 셀룰로스 섬유를 처리하는 단계를 포함한다.

선택적으로 치환된 카르복실기를 함유하는 적합한 반응제의 예는, 카르복시화제 및 카르복시알킬화제를 포함한다. 적합한 카르복시알킬화제의 예는, 모노클로로아세트산과 같은 클로로아세트산, 및 그의 염, 적합화게는 나트륨염을 포함한다. 상기 처리는 수산화나트륨과 같은 강 알칼리, 및 카르복실기를 함유하는 반응제와 셀룰로스 섬유를 접촉시킴으로써 알칼리성 조건 하에서 수행될 수 있다. 이러한 반응제들은 별도로 또는 함께 셀룰로스 섬유에 적용될 수 있다. 상기 반응은 카르복시알킬화 셀룰로스의 팽윤과 용해를 억제하도록, 에탄올이나 이소프로판올과 같은 수-혼화성 유기 용매를 포함하는 수계 시스템에서 편리하게 실행된다. 선택적으로 치환된 카르복실기를 함유하는 반응제, 예를 들면 모노클로로아세트산과 같은 카르복시알킬화제와 셀룰로스 섬유간의 반응의 일반적 설명에 대해서는 특허문헌 WO 94/16746, WO 00/47628 및 US 6,548,730을 참조할 수 있고, 카르복시알킬화를 위한 추가적 방법은 특허문헌 US 4,634,438, US 4,634,439 및 WO 95/19795에 개시되어 있는 방법을 포함하고, 이들 문헌은 모두 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.

적합한 산화제의 예는, 라디칼 발생 산화제, 예를 들면 무기 또는 유기 퍼옥시 화합물, 오존, 오조나이드, 예컨대 디메틸옥시란, 할로겐(예; 염소 또는 브롬) 함유 산화제 및 산소, 바람직하게는 과산화수소와 퍼카르보네이트, 퍼보레이트, 퍼옥시설페이트, 퍼옥시포스페이트 또는 퍼옥시실리케이트의 알칼리 금속염과 같은 과산화수소 발생 화합물로부터 선택되는 무기 퍼옥시 화합물, 또는 대응하는 약산을 포함하고, 바람직하게는 과산화수소이다. 적합한 유기 퍼옥시 화합물의 예는, 퍼옥시 카르복시산, 예를 들면 퍼아세트산과 퍼벤조산, 및 하이드로퍼옥사이드, 예를 들면 이소프로필 큐밀 하이드로퍼옥사이드, 1,1,3,3-테트라메틸 부틸 하이드로퍼옥사이드, 큐밀 하이드로퍼옥사이드, t-부틸 하이드로퍼옥사이드 및 t-아밀 하이드로퍼옥사이드를 포함한다. 적합한 할로겐 함유 산화제의 예는, 알칼리 금속 클로라이트, 알칼리 금속 하이포클로라이트, 이산화염소 및 시아누르산의 클로로 소듐염을 포함한다. 초음파 또는 광이나 전기의 Fenton 반응, 즉 방사선이나 전류에 의해 하이드록실 라디칼을 원위치에서 발생시키는 반응을 이용할 수도 있다. 상기 처리에서 산화제는 셀룰로스 섬유의 중량 기준으로 약 0.05중량% 내지 약 5중량%, 통상적으로는 약 0.1중량% 내지 약 3중량%의 양으로 사용될 수 있다.

적합한 전이 금속의 예는 철, 구리, 망간, 텅스텐, 몰리브덴, 주석, 크롬 및 이것들의 조합을 포함하고, 바람직하게는 철이다. 전이 금속은 적합하게는 Fe²⁺와 같은 이온 형태로 사용되고, FeSO₄와 같은 염 형태, 또는 EDTA, DTPA, 인산염과 같은 통상적 복합화제 또는 인산, 옥살산, 아스코르브산, 니트라이트, 아세테이트, 갈적산, 풀브산 또는 폴리옥소메탈레이트를 기재로 하는 복합화제와의 착체의 형태로 사용될 수 있다. 사용되는 전이 금속의 양은 사용되는 산화제의 양에 좌우되고, 대부분의 경우에 그 양은, 산화제의 중량 기준으로 약 0.000001중량% 내지 약 20중량%, 또는 약 0.00001중량% 내지 약 10중량%, 통상적으로는 약 0.001중량% 내지 약 1중량%이다. 상기 전이 금속은 이온 형태가 적합한데, 예를 들면 수용액의 형태로, 산화제의 첨가 이전, 이후, 또는 산화제의 첨가와 동시에 셀룰로스 섬유에 첨가될 수 있다.

적합한 니트록실 라디칼의 예는, 2,2,6,6-테트라메틸 피페리딘-1-옥실(TEMPO) 라디칼 및 그의 유도체, 예를 들면 4-하이드록시-TEMPO를 포함한다. 니트록실 라디칼을 사용한 처리에 있어서, 바람직하게는 하나 이상의 화합물이 함께 사용된다. 그러한 하나 이상의 화합물의 예는, Saito, Kimura, Nishiyama 및 Isogai에 의해 Biomacromolecules 2007, 8, 2485-2491에 개시된 바와 같은 소듐 하이포클로라이트(NaClO), 및 브롬화나트륨을 포함하고, 상기 문헌의 개시 내용은 원용에 의해 본 명세서에 포함된다. 니트록실 라디칼은 상기 처리에 있어서, 셀룰로스 섬유의 중량 기준으로, 약 0.05중량% 내지 약 5중량%, 통상적으로는 약 0.1중량% 내지 약 3중량%의 양으로 사용될 수 있다. 상기 처리에서 니트록실 라디칼과 바람직하게 공동 사용되는 각각의 화합물은, 셀룰로스 섬유의 중량 기준으로, 약 1중량% 내지 약 20중량%의 양으로 사용될 수 있고, 적합하게는 소듐 하이포클로라이트는 약 3중량% 내지 약 20중량%, 브롬화나트륨은 약 2중량% 내지 약 10중량%의 양으로 사용된다.

화학적 처리에 있어서, 셀룰로스 섬유는 물, 알코올 또는 임의의 다른 적합한 액체에 분산될 수 있고, 통상적으로는 수성 현탁액에 분산될 수 있다. 화학적 처리에 있어서 셀룰로스 섬유의 수성 현탁액 중의 건조 고체 함량은, 상기 현탁액의 총중량 기준으로, 약 1중량% 이상, 또는 약 5중량% 이상, 통상적으로는 약 10중량% 이상, 약 60중량% 이하, 약 50중량% 이하, 통상적으로는 약 40중량% 이하일 수 있다.

화학적 처리에서 사용될 수 있는 추가적 첨가제는 무기산, 예를 들면 염산 및 황산, 또는 수산화나트륨을 포함하고, 상기 화학적 처리는 약 1 내지 약 10의 pH에서 수행될 수 있다. 일 구현예에 있어서, 예로서, 하나 이상의 산화제와 하나 이상의 전이 금속을 사용할 때, 화학적 처리는 약 1 내지 약 8, 또는 약 2 내지 약 6, 통상적으로는 약 3 내지 약 5의 산성 또는 중성 pH에서 수행될 수 있다. 또 다른 구현예에 있어서, 예로서, 니트록실 라디칼 또는 선택적으로는 치환된 카르복실기를 함유하는 반응제, 예를 들면 카르복시알킬화제를 사용할 때, 화학적 처리는 약 8 내지 약 10의 알칼리성 pH에서 수행될 수 있다. 화학적 처리는 약 10분 내지 약 120분, 또는 약 20분 내지 약 80분, 통상적으로는 약 40분 내지 약 60분 동안 수행될 수 있고, 온도는 약 5℃ 이상, 통상적으로는 약 20℃ 이상, 또는 약 60℃ 이상, 약 100℃ 이하, 통상적으로는 약 80℃ 이하, 또는 약 30℃ 이하일 수 있다. 일 구현예에 있어서, 예로서 하나 이상의 산화제와 하나 이상의 전이 금속을 사용할 때, 온도는 약 20℃ 내지 약 100℃, 통상적으로는 약 60℃ 내지 약 80℃일 수 있다. 또 다른 구현예에 있어서, 예로서 니트록실 라디칼을 사용할 때, 온도는 약 5℃ 이상, 통상적으로는 약 20℃, 약 30℃ 이하일 수 있다.

일 구현예에 있어서, 셀룰로스 섬유는 약 1중량% 내지 약 50중량%의 건조 고체 함량에서, 약 3 내지 약 5의 pH에서 약 70℃ 내지 약 95℃에서 약 20분 내지 약 80분 동안, 건조 셀룰로스 섬유의 중량 기준으로, 약 0.1중량% 내지 약 3중량%의 H₂O₂를 산화제로서 사용하고, 상기 산화제의 중량 기준으로, 약 0.00001중량% 내지 약 10중량%의 FeSO₄의 수용액을 전이 금속으로서 사용하여 화학적으로 처리된다.

또 다른 구현예에 있어서, 셀룰로스 섬유는 약 1중량% 내지 약 50중량%의 건조 고체 함량에서, 약 9 내지 약 10의 pH에서 약 5℃ 내지 약 30℃에서 약 20분 내지 약 80분 동안, 약 0.1중량% 내지 약 3중량%의 TEMPO, 약 3중량% 내지 약 20중량%의 NaClO, 및 약 2중량% 내지 약 10중량%의 브롬화나트륨을 사용하여 화학적으로 처리되는데, 상기 화학물질의 양은 건조 셀룰로스 섬유의 중량 기준이다.

화학적 처리가 기계적 처리 이전에 수행될 때, 화학적 처리에 의해 얻어지는 셀룰로스 섬유 조성물은 물 및/또는 용매로 1회 이상 세척되어 일체의 화학물질이 제거되고, 물로 희석되고, 및/또는 후속되는 기계적 처리에 적합한 건조 고체 함량을 가지도록 건조 또는 농축된다.

본 발명의 기계적 처리는 하나 이상의 압출기를 이용하여 셀룰로스 섬유를 압출하는 단계를 포함하고, 상기 압출은 연속적이거나 배치 방식일 수 있다. 상기 기계적 처리에 있어서, 압출 공정으로 처리될 때, 셀룰로스 섬유는 약 5중량% 이상, 또는 약 8중량% 이상, 통상적으로는 약 10중량% 이상, 또는 약 15중량% 이상, 약 70중량% 이하, 통상적으로는 약 55중량% 이하, 또는 약 50중량% 이하, 종종 약 45중량% 이하, 또는 약 40중량% 이하의 건조 고체 함량을 가질 수 있다. 셀룰로스 섬유 조성물의 잔여 물질은 물일 수 있다.

상기 공정에서 사용하기에 적합한 압출기의 예는 쌍축 압출기, 즉 더블 샤프트 압출기를 포함한다. 상기 스크류는 동시회전형(co-rotating) 또는 역회전형(counter-rotating)일 수 있고, 바람직하게는 동시회전형이다. 스크류는 압출기의 길이를 따라, 운반, 혼합 및 혼련 부재를 포함하는 하나 이상의 스크류 부재를 가질 수 있다. 적합한 압출기의 다른 예로는, 유성 믹서로도 지칭되는 유성 롤러 압출기가 포함된다. 유성 롤러 압출기는 통상적으로 중앙의 메인 스핀들과 4∼20개의 롤링 유성 스핀들을 가진다. 쌍축 압출기의 스크류, 또는 유성 롤러 압출기의 메인 스핀들/배럴(barrel)의 길이는 스크류 또는 메인 스핀들/배럴의 직경의 약 3배 이상, 또는 약 5배 이상, 통상적으로는 약 10배 이상, 또는 약 15배 이상일 수 있고, 그 길이는 스크류 또는 메인 스핀들/배럴의 직경의 약 70배 이하, 또는 약 60배 이하, 통상적으로는 약 50배 이하일 수 있다. 스크류 또는 메인 스핀들의 직경은 통상적으로 약 15mm 이상이고, 약 150mm 이하, 또는 그보다 더 클 수 있다. 바람직하게는, 압출기는 하나 이상의 혼련 부재를 포함한다. 압출기는 여러 개의 운반, 혼합 및 혼련 섹션으로 조립될 수 있는 맞물림형(intermeshing) 스크류 부재를 가진 가요성 스크류 구조를 가질 수 있다. 그 결과, 셀룰로스 섬유는 압출기 내로 공급될 수 있고, 수송, 혼합 및 혼련 섹션의 교대형 세트를 통과함으로써 혼련된 셀룰로스 섬유가 사출될 수 있다. 셀룰로스 섬유는 압출기를 1회 이상 통과할 수 있다. 상기 공정에 있어서, 셀룰로스 섬유는 바람직하게는 전단력 및 혼련력(kneading force)을 받는다. 압출 공정은 약 20℃ 내지 약 100℃, 통상적으로는 약 40℃ 내지 약 80℃의 온도에서 수행될 수 있다. 압출기 또는 그의 구성 부품, 예를 들면 하나 이상의 배럴은 압출 공정중에 냉각될 수 있다. 쌍축 압출기 및 유성 롤러 압출기는 Buehler, Berstorff, 예컨대 Berstorff ZE 25 및 Berstorff ZE 40, Bottenfeld Extrusionstechnik, 및 Entex, 예컨대 Extex PLWE100과 같은 제조사들로부터 상업적으로 입수가능하다.

본 발명의 이러한 화학적 및/또는 기계적 처리 단계에 의해 얻어지는 셀룰로스 섬유 및 그 조성물은 본 발명의 셀룰로스 섬유 조성물에 관해 전술한 바와 같은 비표면적, 길이 가중 평균 섬유 길이, 길이 가중 평균 섬유 폭, 길이 가중 평균 섬유 길이/폭의 비, 미세물 함량, 건조 고체 함량, 음이온기의 치환도, 및 셀룰로스 섬유 함량을 가질 수 있다.

또한, 동결 건조 등과 같은 적합한 건조 기술에 의해 상기 셀룰로스 섬유 조성물을 보다 높은 건조 고체 함량, 예를 들면 약 90중량%까지 추가로 건조 또는 농축할 수 있다. 그 결과, 얻어지는 셀룰로스 섬유 조성물의 수송이 단순해질 수 있다. 또한, 셀룰로스 섬유 조성물에 물을 첨가하거나 희석시켜 건조 고체 함량을 약 10중량% 미만, 예를 들면 약 0.1중량% 내지 약 10중량%, 통상적으로는 약 0.5중량% 내지 약 5중량%로 낮출 수도 있다. 그 결과, 예를 들면 종이 및 보드 제조에 사용하기 위한 수성 셀룰로스 펄프 현탁액과 혼합하는 경우와 같이, 얻어지는 셀룰로스 섬유 조성물의 사용이 용이해질 수 있다.

본 발명은 또한 본 발명의 셀룰로스 섬유 조성물 또는 본 발명의 방법에 의해 얻어지는 셀룰로스 섬유 조성물의, 종이 및 보드의 제조에서의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한 첨가제로서, 전술한 바와 같은 압출 처리된 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물의 종이 및 보드의 제조에서의 용도에 관한 것으로, 압출 처리된 상기 조성물은 전술한 바와 같은 화학적 처리가 실행된 것일 수도 있고 실행되지 않은 것일 수도 있다. 종이 및 보드는 상기 셀룰로스 섬유 조성물을 포함하는 수성 현탁액으로부터 제조될 수 있다. 바람직하게는, 상기 셀룰로스 섬유 조성물은, 얻어지는 수성 셀룰로스 펄프 현탁액으로부터 제조되는 종이 및 보드에 강도를 부여하기 위해 수성 셀룰로스 펄프 현탁액에 대한 첨가제로서 사용된다. 상기 셀룰로스 섬유 조성물은, 건조 셀룰로스 펄프 상의 조성물의 건조 셀룰로스 섬유로서 계산하여, 약 0.1중량% 내지 약 25중량%, 적합하게는 약 0.5중량% 내지 약 15중량%, 또는 약 1중량% 내지 10중량%, 통상적으로는 약 2중량% 내지 약 8중량%의 양으로, 셀룰로스 펄프 현탁액과 혼합되거나 그러한 현탁액에 첨가될 수 있다.

본 발명은 또한 본 발명의 셀룰로스 섬유 조성물 또는 본 발명의 방법에 의해 얻어지는 셀룰로스 섬유 조성물을 셀룰로스 펄프와 혼합하는 단계를 포함하는, 셀룰로스 펄프 혼합물의 제조 방법에 관한 것이다.

셀룰로스 펄프는 목재 섬유, 비-목재 섬유 및 이것들의 혼합물을 포함하는 매우 다양한 소스로부터 유래될 수 있다. 적합한 목재 및 비-목재 섬유의 예는 본 발명의 셀룰로스 섬유 조성물에 관하여 전술한 것들을 포함한다. 바람직하게는, 셀룰로스 펄프는 경질 목재, 연질 목재 및 이것들의 혼합물과 같은 목재 섬유로부터 유래되고, 바람직하게는 연질 목재 섬유를 포함한다.

셀룰로스 섬유는, 화학적 펄프, 예를 들면 설페이트 및 설파이트 펄프, 오르가노솔브(organosolv) 펄프, 재생 섬유, 및/또는 기계 펄프, 예를 들면, 리파이너 기계 펄프(refiner mechanical pulp; RMP), 가압 리파이너 기계 펄프(PRMP), 전처리 리파이너 화학적 알칼리성 과산화물 기계 펄프(P-RC APMP), 열-기계 펄프(TMP), 열-기계적 화학적 펄프(TMCP), 고압 TMP(HT-TMP) RTS-TMP, 알칼리성 과산화물 펄프(APP), 알칼리성 과산화물 기계 펄프(APMP), 알칼리성 과산화물 열기계 펄프(APTMP), 서모펄프, 쇄목 펄프(GW), 암석 쇄목 펄프(SGW), 압력 쇄목 펄프(PGW), 초압 쇄목 펄프(PGW-S), 열적 쇄목 펄프(TGW), 열적 암석 쇄목 펄프(TSGW), 화학적-기계적 펄프(CMP), 화학리파이너 기계 펄프(CRMP), 화학열-기계적 펄프(CTMP), 고온 CTMP(HT-CTMP), 설파이트-변형 열-기계 펄프(SMTMP), 리젝트(reject) CTMP(CTMP_R), 쇄목 CTMP(G-CTMP), 반기계 펄프(SC), 뉴트럴 설파이트 반화학적 펄프(NSSC), 고수율 설파이트 펄프(HYS), 생물 기계학적 펄프(BRMP), OPCO 공정, 폭발 펄프화 공정, Bi-Vis 공정, 희석수 술폰화 공정(DWS), 술폰화 장섬유 공정(SLF), 화학 처리된 장섬유 공정(CTLF), 장섬유 CMP 공정(LFCMP), 및 이러한 공정의 변형 및 조합에 따라 제조된 펄프로부터 유래될 수 있다. 상기 펄프는 표백 펄프일 수도 있고 비표백 펄프일 수도 있다.

상기 셀룰로스 섬유 조성물은, 건조 셀룰로스 펄프 상의 조성물의 건조 셀룰로스 섬유로서 계산하여, 약 0.1중량% 내지 약 25중량%, 적합하게는 약 0.5중량% 내지 약 15중량%, 또는 약 1중량% 내지 10중량%, 통상적으로는 약 2중량% 내지 약 8중량%의 양으로, 셀룰로스 펄프 현탁액과 혼합되거나 그러한 현탁액에 첨가될 수 있다.

일 구현예에 있어서, 상기 혼합 공정은 실질적으로 건조 상태에서 이루어진다. 셀룰로스 섬유 조성물과 셀룰로스 펄프의 혼합은 셀룰로스 펄프 혼합물을 형성하도록 이루어질 수 있고, 셀룰로스 펄프 혼합물은 셀룰로스 펄프 혼합물의 총중량 기준으로, 약 10중량% 이상, 통상적으로는 약 15중량% 이상, 또는 약 20중량% 이상, 약 90중량% 이하, 또는 약 50중량% 이하의 건조 고체 함량을 가질 수 있다. 셀룰로스 펄프 혼합물의 잔여 물질은 물일 수 있다. 셀룰로스 펄프 혼합물은 물에 첨가되거나 물과 혼합되어 셀룰로스 펄프 혼합물을 포함하는 수성 현탁액을 형성할 수 있고, 이어서 얻어진 현탁액은 탈수될 수 있다. 수성 현탁액은 셀룰로스 펄프 혼합물의 총중량 기준으로, 약 10중량% 이하, 예를 들면 약 0.1중량% 이상, 또는 약 0.2중량% 이상, 통상적으로는 약 0.3중량% 이상, 약 10중량% 이하, 또는 약 8중량% 이하, 약 6중량% 이하, 통상적으로는 약 5중량% 이하의 건조 고체 함량을 가질 수 있다.

또 다른 구현예에 있어서, 상기 혼합 공정은 실질적으로 습윤 상태에서 이루어진다. 셀룰로스 섬유 조성물과 셀룰로스 펄프의 혼합은 수성 현탁액의 형태로 셀룰로스 펄프 혼합물을 형성하도록 이루어질 수 있고, 이어서 얻어진 현탁액은 탈수될 수 있다. 상기 공정은, 셀룰로스 섬유 조성물을 수성 셀룰로스 펄프 현탁액에 첨가하는 단계 및 얻어진 현탁액을 탈수하는 단계를 포함할 수 있다. 수성 현탁액은 셀룰로스 펄프 혼합물의 총중량 기준으로, 약 10중량% 이하, 예를 들면 약 0.1중량% 이상, 또는 약 0.2중량% 이상, 통상적으로는 약 0.3중량% 이상, 약 10중량% 이하, 또는 약 8중량% 이하, 약 6중량% 이하, 통상적으로는 약 5중량% 이하의 건조 고체 함량을 가질 수 있다.

바람직하게는, 셀룰로스 펄프 혼합물은 종이 및 보드의 제조에 사용되는데, 이때 셀룰로스 펄프 혼합물은 공정에 사용되는 셀룰로스 펄프의 적어도 일부를 구성할 수 있고, 통상적으로는 셀룰로스 펄프의 총량이 공정에 사용된다. 바람직하게는, 종이 및 보드의 제조시, 셀룰로스 펄프를 포함하는 수성 현탁액이 형성된 다음, 탈수된다. 탈수가 실행되기 전에, 셀룰로스 펄프 혼합물을 포함하는 수성 현탁액에 다양한 첨가제가 도입될 수 있는데, 그러한 첨가제 및 첨가 레벨은 본 발명의 종이 및 보드의 제조 방법에 관하여 이하에 기재된 바와 같고, 특히 하나 이상의 배액 및 보류 조제가 포함된다.

본 발명은 또한, 본 발명에 따른 셀룰로스 섬유 조성물 또는 본 발명의 방법에 따라 제조된 셀룰로스 섬유 조성물을 포함하는 수성 현탁액을 제공하는 단계 및 얻어진 현탁액을 탈수하는 단계를 포함하는, 종이 및 보드의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 본 발명에 따른 셀룰로스 섬유 조성물 또는 본 발명의 방법에 따라 제조된 셀룰로스 섬유 조성물을, 셀룰로스 펄프를 포함하는 수성 현탁액에 첨가하는 단계 및 얻어진 현탁액을 탈수하는 단계를 포함하는, 종이 및 보드의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 셀룰로스 섬유를 ㅍ함하는 조성물을 전술한 바와 같이 셀룰로스 펄프와 함께 압출하는 단계를 포함하는 종이 및 보드의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 압출된 셀룰로스 섬유는 전술한 바와 같은 화학적 처리가 실행된 것일 수도 있고 실행되지 않은 것일 수도 있다. 바람직하게는, 상기 방법에 있어서, 셀룰로스 섬유 조성물의 수성 현탁액이 사용된다. 상기 방법에서 사용되는 셀룰로스 펄프는 전술한 셀룰로스 펄프로부터 유래될 수 있다. 적합한 목재 및 비-목재 섬유의 예는, 본 발명의 셀룰로스 섬유 조성물에 관해 앞에 기재된 것들을 포함한다. 바람직하게는, 셀룰로스 펄프는 경질 목재, 연질 목재 및 이것들의 혼합물과 같은 목재 섬유로부터 유래되고, 바람직하게는 연질 목재 섬유를 포함한다.

상기 방법에 있어서, 셀룰로스 섬유 조성물은, 건조 셀룰로스 펄프 상의 조성물의 건조 셀룰로스 섬유로서 계산하여, 약 0.1중량% 내지 약 25중량%, 적합하게는 약 0.5중량% 내지 약 15중량%, 또는 약 1중량% 내지 10중량%, 통상적으로는 약 2중량% 내지 8중량%의 양으로 셀룰로스 펄프 현탁액에 첨가될 수 있다.

추가의 첨가제가 본 발명의 방법에 사용될 수도 있는데, 그러한 첨가제는 셀룰로스 섬유 조성물에 첨가될 수 있고, 셀룰로스 섬유 조성물을 포함하는 수성 현탁액에 첨가될 수 있고, 셀룰로스 펄프를 포함하는 수성 현탁액에 첨가될 수 있고, 및/또는 셀룰로스 펄프 혼합물을 포함하는 수성 현탁액에 첨가될 수 있으며, 통상적으로는 셀룰로스 섬유 조성물 및/또는 셀룰로스 펄프 및/또는 셀룰로스 펄프 혼합물을 포함하는 수성 현탁액에 첨가될 수 있다. 적합한 추가적 첨가제의 예로는, 하나 이상의 배액 및 보류 조제, 양이온 응집제, 건조 강도 첨가제(dry strength agent), 습윤 강도 첨가제(wet strength agent), 예를 들면 폴리아민-에피클로로히드린 및 폴리아미도아민-에피클로로히드린계 수지, 광학적 증백제, 염료, 사이징제, 예를 들면 로진계 사이징제, 스티렌 아크릴레이트 및 셀룰로르-반응성 사이징제, 예를 들면 알킬 및 알케닐 케텐 다이머 및 멀티머, 및 알케닐 숙신산 무수물 등이 포함된다.

상기 추가적 첨가제는 바람직하게는 하나 이상의 배액 및 보류 조제를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 "배액 및 보류 조제"라는 표현은, 수성 셀룰로스 현탁액에 첨가되었을 때, 상기 하나 이상의 첨가제가 사용되지 않았을 때 얻어지는 것보다 더 양호한 배액성 및/또는 보류성을 제공하는 하나 이상의 첨가제를 의미한다. 상기 하나 이상의 배액 및 보류 조제는 음이온성 폴리머, 양이온성 폴리머, 규산질(siliceous) 물질 및 이것들의 조합을 포함할 수 있고, 바람직하게는 하나 이상의 양이온성 폴리머를 포함한다. 적합한 음이온성 폴리머의 예는, 음이온성 폴리아크릴아미드 및 음이온성 나프탈렌-포름알데히드 축합 폴리머, 예를 들면 음이온성 나프탈렌 술포네이트를 포함한다. 적합한 양이온성 폴리머의 예는, 양이온성 다당류, 예를 들면 양이온성 전분, 및 양이온성 합성 폴리머, 예를 들면 양이온성 폴리아크릴아미드, 양이온성 폴리(디알릴디메틸-암모늄 클로라이드), 양이온성 폴리에틸렌 이민, 양이온성 폴리아민 및 양이온성 폴리아미도아민을 포함한다. 음이온성 및 양이온성 폴리머의 중량평균 분자량은 약 5,000g/몰 이상, 또는 약 10,000g/몰 이상, 통상적으로는 약 1,000,000g/몰 이상일 수 있다. 그 상한은 중요하지 않지만, 약 50,000,000g/몰, 통상적으로는 30,000,000g/몰일 수 있다.

적합한 규산질 물질의 예는, 음이온성 실리카계 입자 및 스멕타이트 타입의 음이온성 클레이, 예를 들면 벤토나이트를 포함한다. 바람직하게는, 규산질 물질은 입자 크기가 콜로이드 범위인 입자를 가진다. 음이온성 실리카계 입자, 즉 SiO₂ 또는 규산을 기재로 하는 입자가 바람직하게 사용되고, 그러한 입자는 통상적으로 수성 콜로이드 분산액, 소위 졸의 형태로 공급된다. 적합한 실리카계 입자의 예는 콜로이드 실리카 및 동종중합되거나 공중합된 여러 가지 타입의 폴리규산, 예를 들면 폴리머계 규산, 폴리규산 마이크로겔, 폴리실리케이트 및 폴리실리케이트 마이크로겔을 포함한다. 실리카계 졸은 변형될 수 있고, 알루미늄, 붕소, 마그네슘, 질소, 지르코늄, 갈륨, 티타늄 등과 같은 다른 원소를 함유할 수 있으며, 이러한 원소들은 수상 및/또는 실리카계 입자 중에 존재할 수 있다.

상기 방법에 사용하기에 바람직한 배액 및 보류 조제의 예는, 양이온성 전분, 양이온성 폴리아크릴아미드, 음이온성 폴리아크릴아미드, 음이온성 규산질 물질 및 이것들의 조합을 포함한다. 배액 및 보류 조제의 적합한 조합의 예는, (i) 양이온성 전분 및 음이온성 규산질 물질, 바람직하게는 실리카계 입자, (ii) 양이온성 폴리아크릴아미드 및 음이온성 규산질 물질, 바람직하게는 실리카계 입자, (ⅲ) 양이온성 전분, 양이온성 폴리아크릴아미드 및 음이온성 규산질 물질, 바람직하게는 실리카계 입자, (iv) 양이온성 폴리아크릴아미드, 음이온성 폴리아크릴아미드 및 음이온성 규산질 물질, 바람직하게는 실리카계 입자, 및 (v) 양이온성 전분, 음이온성 폴리아크릴아미드 및 음이온성 규산질 물질, 바람직하게는 실리카계 입자를 포함한다.

하나 이상의 배액 및 보류 조제는, 특히 첨가제의 타입과 수, 현탁액의 타입, 첨가 시점 등에 따라 폭 넓은 범위 내에서 변동될 수 있는 양으로 현탁액에 첨가될 수 있다. 사용될 경우에, 음이온성 폴리머는 통상적으로, 현탁액의 건조 중량 기준으로, 0.001중량% 이상, 종종 0.005중량% 이상의 양으로 첨가되고, 그의 상한은 통상적으로 3중량%, 적합하게는 1.5중량%이다. 사용될 경우, 양이온성 폴리머는 통상적으로, 현탁액의 건조 중량 기준으로, 약 0.001중량% 이상, 종종 약 0.005중량% 이상의 양으로 첨가되고, 그의 상한은 통상적으로 약 3중량%, 적합하게는 약 1.5중량%이다. 사용될 경우, 규산질 물질은 통상적으로, 현탁액의 건조 중량 기준으로, 약 0.001중량% 이상, 종종 약 0.005중량% 이상의 양으로 첨가되고, 그의 상한은 통상적으로 약 1.0중량%, 적합하게는 약 0.6중량%이다.

상기 배액 및 보류 조제는 통상적 방식으로, 임의의 순서로 첨가될 수 있다. 규산질 물질이 사용될 때, 반대 순서로 첨가되더라도, 규산질 물질을 첨가하기 전에 양이온성 폴리머를 첨가하는 것이 보통이다. 또한, 펌핑, 혼합, 세정 등으로부터 선택될 수 있는 전단 스테이지(shear stage) 이전에 양이온성 폴리머를 첨가하는 것이 보통이고, 또한 그러한 전단 스테이지 이후에 규산질 물질을 첨가하는 것이 보통이다.

적합한 응집제의 예는 유기 및 무기 응집제를 포함한다. 적합한 유기 응집제의 예는, 1,000 내지 700,000, 적합하게는 10,000 내지 500,000 범위의 분자량을 가지는, 저분자량 양이온성 폴리머, 예를 들면 디알릴 디메틸 암모늄 클로라이트(DADMAC)의 호모폴리머와 코폴리머, 폴리아민, 폴리아미드아민, 폴리에틸렌 이민, 및 디시안디아미드 축합 폴리머를 포함한다. 적합한 무기 응집제의 예는, 암모늄 화합물, 예를 들면 명반(alum) 및 폴리알루미늄 화합물, 예를 들면 폴리알루미늄 클로라이드, 폴리알루미늄 설페이트, 폴리알루미늄 실리케이트 설페이트 및 이것들의 혼합물을 포함한다.

사용될 경우, 상기 응집제는 하나 이상의 배액 및 보류 조제의 첨가 이전에 첨가되는 것이 바람직하다. 양이온성 응집제는, 건조 현탁액 상의 건조 응집제로서 계산하여, 약 0.001중량% 이상, 또는 약 0.05중량% 이상, 통상적으로는 약 0.1중량%, 약 3.0중량% 이하, 통상적으로는 약 2.0중량% 이하의 양으로 첨가될 수 있다.

사용될 경우, 전술한 바와 같은 건조 강도 첨가제, 습윤 강도 첨가제 및 사이징제는 각각, 건조 현탁액 상의 건조 첨가제로서 계산하여, 약 0.01중량% 내지 약 1중량%, 통상적으로는 약 0.1중량% 내지 약 0.5중량%의 양으로 현탁액에 첨가될 수 있다.

본 발명의 방법은 통상적 타입의 무기 충전재, 예를 들면, 카올린, 고령토(china clay), 이산화티타늄, 석고, 탈크 및 천연 및 합성 탄산칼슘, 예를 들면 초크, 미분 대리석 및 침전형 탄산칼슘의 사용을 포함할 수 있다.

본 발명의 방법은, 본 명세서에 기재된 셀룰로스 섬유 조성물이 종이 또는 보드 전체에 분배되고, 바람직하게는 종이 및 보드 전체에 걸쳐 실질적으로 균일하게 분배되어 있는 싱글 플라이(single ply) 종이 또는 보드를 제조할 수 있다. 싱글 플라이 종이 및 보드는 셀룰로스 섬유를 함유하는 층을 1개만 가진다.

본 발명의 방법은 또한, 2겹 또는 2층 이상 중 적어도 하나는, 본 명세서에 기재된 셀룰로스 섬유 조성물을 포함하는 멀티 플라이(multi ply) 종이 및 보드를 제조할 수 있다. 바람직하게는, 셀룰로스 섬유 조성물은 상기 2개 이상의 플라이 중 적어도 하나에 전체적으로 분배되고, 보다 바람직하게는 상기 2개 이상의 플라이 중 적어도 하나에 실질적으로 전체적으로 분배된다. 본 발명에 따른 멀티 블라이 보드는, 본 명세서에 기재된 셀룰로스 섬유 조성물을 포함하는 하나 이상의 플라이를 형성하고, 상기 하나 이상의 플라이를 셀룰로스 섬유를 함유하는 하나 이상의 플라이에 부착시켜 멀티 플라이 보드를 형성함으로써 제조될 수 있다. 예를 들면, 멀티 플라이 보드는 하나 또는 복수 개의 웹-형성 유닛에서 각각의 플라이 또는 층을 별도로 형성한 다음, 습윤 상태에서 그것들을 함께 카우칭(couching)함으로써 제조될 수 있다. 본 발명의 멀티 플라이 보드의 적합한 등급의 예는, 셀룰로스 섬유를 포함하는 2개 내지 복수 개의 플라이 또는 층을 포함하는 것으로서 상기 플라이 또는 층 중 적어도 하나는 본 명세서에 기재된 셀룰로스 섬유 조성물을 포함하는 것, 바람직하게는 하나 이상의 중간(내부) 플라이 또는 층을 포함한다.

본 발명의 방법에 있어서, 보드, 예를 들면 싱글 또는 멀티 플라이 보드는 추가의 공정 단계에서 처리될 수 있다. 적합한 공정 단계의 예는, 코팅, 예를 들면 전분 코팅 및 안료 코팅, 크리싱(creasing), 프린팅 및 커팅을 포함한다. 따라서, 본 발명의 적합한 보드의 예는 코팅된 보드, 예를 들면 전분 및/또는 안료 코팅된 보드 및 프린팅된 보드를 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 "보드"라는 용어는 셀룰로스 섬유를 포함하는 보드를 의미하고, 그러한 보드에는 고체 보드, 예를 들면 고체 표백 설페이트 보드(SBS) 및 고체 비표백 설페이트 보드(SUS), 페이퍼 보드, 카튼 보드, 예를 들면 폴딩 박스보드(folding box board; FBB), 폴딩 카튼 보드, 모든 형태의 무균(asceptic), 비-무균(non-asceptic) 오토클레이브 사용가능 포장 보드를 포함하는 액체 포장 보드(LPB), 화이트 라이닝된 칩보드(white lined chipboard; WLC), 비표백 크라프트보드(kraftboard), 회색 칩보드 및 재생 보드, 화이트 설페이트 크라프트라이너, 완전 표백 크라프트라이너, 테스트라이너, 화이트 설페이트 테스트라이너, 비표백 크라프트라이너, 비표백 테스트라이너 및 재생된 라이터를 포함하는 라이너 보드 및 컨테이너 보드, 플루팅(fluting) 및 주름잡힌 플루팅을 포함한다. 상기 보드는 약 130g/㎡ 이상, 통상적으로 약 140g/㎡ 이상, 또는 약 150g/㎡ 이상의 단위 면적당 중량을 가질 수 있고, 상기 단위 면적당 중량은 약 1,400g/㎡ 이하, 또는 약 1,300g/㎡ 이하일 수 있다. 상기 보드는 약 120kg/㎥ 이상, 통상적으로는 약 150kg/㎥ 이상, 또는 약 200kg/㎥ 이상의 벌크 밀도를 가질 수 있고, 상기 벌크 밀도는 약 1,400kg/㎥ 이하, 통상적으로는 약 800kg/㎥ 이하, 또는 약 600kg/㎥ 이하일 수 있다.

본 발명은 또한, 포장재의 제조 방법으로서, 본 명세서에 기재된 셀룰로스 섬유 조성물을 포함하는 하나 이상의 플라이를 포함하는 보드를 제공하는 단계, 및 상기 보드를 하기로부터 선택되는 하나 이상의 변환 작업으로 처리하는 단계를 포함하는 포장재의 제조 방법에 관한 것이다: 프린팅, 바니싱, 코팅, 예를 들면 플라스틱 코팅, 압출 코팅 및 배리어(barrier) 코팅, 라미네이팅, 예를 들면 플라스틱 필름 라미네이팅 및 알루미늄 포일 라미네이팅과 같은 금속박 라미네이팅, 메탈라이징(metallizing), 다이 커팅, 즉 스탬핑 아웃 블랭크, 크리싱(creasing), 스코링(scoring), 스트리핑, 즉 잔해(debris)의 제거, 블랭킹, 즉 블랭크의 분리, 포일 블록킹, 엠보싱 및 폴딩. 본 명세서에서 사용되는 "크리싱"이라는 용어는 스코링 및 그루빙(grooving)이라고도 한다. 통상적으로, 상기 방법은 스코링 또는 크리싱을 포함하는 하나 이상의 변환 작업을 포함하고, 보다 바람직하게는 스코링 또는 크리싱을 포함하는 2종 이상의 작업, 예를 들면 커팅 및 스코링 또는 크리싱을 포함한다.

본 발명은 또한, 본 명세서에 기재된 셀룰로스 섬유 조성물을 포함하는 하나 이상의 플라이를 포함하고, 하나 이상의 주름(crease)을 추가로 포함하는 보드를 포함하는 포장재에 관한 것이다. 스코어, 그루브 또는 폴딩 라인으로도 지칭되는 상기 주름은, 포장재가 충전되기 전에 용이하게 접혀지고 곧게 세워질 수 있게 한다. 본 발명의 포장재는 플라스틱 필름, 알루미늄과 같은 금속박, 및/또는 배리어 코팅으로 된 하나 이상의 층을 가질 수 있다.

본 발명은 또한, 본 명세서에 기재된 셀룰로스 섬유 조성물을 포함하는 하나 이상의 플라이를 포함하는 보드를 포함하는 포장재의 블랭크를 제공하는 단계, 상기 블랭크를 고체 또는 액체 내용물로 충전하여 밀봉되지 않은 패키지를 얻는 단계, 및 얻어진 상기 패키지를 밀봉하는 단계를 포함하는 패키지의 제조 방법에 관한 것이다. 바람직하게는, 상기 포장재는 하나 이상의 그루브, 크리스 또는 스코어를 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 "블랭크"라는 용어는 충전되지 않은 패키지 또는 포장재를 의미한다. 바람직하게는, 상기 블랭크는 충전되기 전에 접혀져서 곧게 세워진다. 밀봉하는 적합한 방법의 예는 글루 처리(gluing) 및 가열 밀봉을 포함한다. 본 발명은 또한, 본 명세서에 기재된 셀룰로스 섬유 조성물을 포함하는 하나 이상의 플라이를 포함하는 보드를 포함하는 포장재의 릴(reel)을 제공하는 단계를 포함하는 패키지의 제조 방법으로서, 상기 포장재의 릴은 충전기 내에 도입되어 고체 또는 액체 내용물로 충전되고, 밀봉되고, 원하는 형상으로 접혀질 수 있는 분리된 패키지로 절단되는, 패키지의 제조 방법에 관한 것이다.

적합한 고체 및 액체 내용물의 예는, 고체 및 액체 식품, 예를 들면 토마토 제품, 스프, 크림, 초콜렛 및 시리얼, 음료, 예를 들면 밀크, 과일 주스, 와인 및 물, 의약품, 화장품, 권련, 잎담배 및 세제를 포함한다. 일 구현예에 있어서, 본 발명은 상기 패키지 및/또는 상기 고체 또는 액체 내용물을 멸균하는 단계를 추가로 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 "멸균하다"라는 용어는 미생물의 수를 감소시키는 것을 의미한다. 멸균을 위한 적합한 방법 및 수단의 예는, 급속한 가열 및 냉각과 같은 열, 오존 및 과산화수소와 같은 화학 물질, IR 및 UV 조사와 같은 방사선을 포함한다. 상기 충전 공정은 높은 위생 또는 무균 조건 하에서 이루어질 수 있다.

본 발명은 또한, 본 명세서에 기재된 셀룰로스 섬유 조성물을 함유하는 하나 이상의 플라이를 포함하는 보드를 포함하고, 고체 또는 액체 내용물을 추가로 포함하는 패키징(packaging)에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 보드를 포함하고 본 명세서에 기재된 셀룰로스 섬유 조성물을 함유하는 하나 이상의 플라이를 포함하는 포장재의 용도로서, 고체 또는 액체 식품, 음료, 의약품, 화장품, 권련, 잎담배 또는 세제의 포장에서의 용도에 관한 것이다.

본 발명의 적합한 포장의 예는, 식품 포장, 음료 포장, 멸균 포장 및 무균 포장을 포함한다.

실시예

이하의 실시예에서 본 발명을 더 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 실시예에 제한되는 것은 아니다. 달리 언급되지 않는 한, 부와 %는 각각 중량부와 중량%를 나타내는 것이고, 모든 현탁액은 수성이다.

화학적 처리와 기계적 처리를 이하에 기재된 바와 같이 수행했다. 그 두 가지 처리의 수행시, 기계적 처리에 앞서 화학적 처리를 수행했다:

화학적 처리 1

화학적 처리 1("CT1"이라 함)은, 건조 셀룰로스 섬유의 중량 기준으로, 40 ppm Fe⁺²(FeSO₄로서 첨가됨) 및 1% H₂O₂를 함유한 건조 고체 함량이 10중량%인 상태에서 셀룰로스 섬유를 사용하여, pH 4(H₂SO₄로 조절함) 및 70℃의 온도에서 30분간 수행했다.

화학적 처리 2

화학적 처리 2("CT2"라 함)는, 사용한 H₂O₂의 양이 건조 셀룰로스 섬유의 중량 기준으로 0.1중량%였고, 온도가 90℃인 것 이외에는 화학적 처리 1과 동일한 방법으로 수행했다.

화학적 처리 3

화학적 처리 3("CT3"라 함)는, 건조 셀룰로스 섬유의 중량 기준으로, 1.6중량% TEMPO(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-옥실 라디칼) 및 건조 셀룰로스 섬유의 중량 기준으로, 10중량%의 NaBr 및 3.7중량%의 NaClO를 함유한 2중량%의 고체 함량인 상태에서 셀룰로스 섬유를 사용하여, pH 10(NaOH로 조절함) 및 20℃의 온도에서 60분간 수행했다.

화학적 처리 4

화학적 처리 4("CT4"라 함)는, 특허문헌 WO 00/47628에 개시된 카르복시메틸 셀룰로스의 제조를 위한 일반적 공정에 따라, 알칼리성 조건 하에서 셀룰로스 섬유를 모노클로로아세트산으로 처리함으로써 수행되었다. 다양한 양의 반응제를 사용함으로써, 음이온/카르복시메틸기의 치환도가 다양한 셀룰로스 조성물을 얻었다.

기계적 처리 1

기계적 처리 1(이하의 표에서 "MT1"이라 함)은, 미처리 또는 화학적 처리 셀룰로스 섬유를 사용하여 수행했다. 셀룰로스 섬유는 물로 세척하고, 얻고자 하는 고체 함량이 되도록 농축한 다음, 스크류 직경이 25mm, 코어 직경이 17mm, 중심 거리가 21.5mm, 압출 유닛 길이가 48D(1200mm)이고, 개별적으로 가열/냉각이 가능하고 수돗물로 냉각되는 10개의 배럴을 가진 동시회전형 쌍축 압출기(Berstorff ZE 25A-UTS-UG)를 통과시켰다. 상기 압출기 스크류는 운반 및 혼련 부재를 가진 상태로 구성되었고, 도 1에 도시된 스크류 구조를 가졌는데, 도시된 좌우 스크류는 동일했다. 최대 허용가능한 스크류 속도(1200rpm)에서의 구동력은 22.6KW(Siemens DC 모터, 타입 1GG5134-OGH46-6WV1)였다.

펄프는 공급 장치(K-Tron-Soder T20)에 의해 중력식으로 공급되었다. 압출기는 1000rpm의 스크류 속도로 가동되었다. 셀룰로스 섬유는 달리 언급되지 않는 한, 0.8kg 건조 고체/h의 공급 속도로 공급되었다.

기계적 처리 2

기계적 처리 2(이하의 표에서 "MT2"라 함)는, 미처리 또는 화학적 처리 셀룰로스 섬유를 사용하여 수행했다. 셀룰로스 섬유는 물로 세척하고, 얻고자 하는 고체 함량이 되도록 농축한 다음, 유성 롤러 압출기(5.25 l/d 배럴의 Entex PLWE100)를 통과시켰다. 냉각되는 중앙 스핀들의 직경은 100mm였고, 상기 유성 롤러 압출기는 6개의 롤링 유성 스핀들을 가졌다.

기계적 처리 3

기계적 처리 3(이하의 표에서 "MT3"라 함)은, 비교를 위해 사용되었고, 특허문헌 WO 2007/001229의 실시예 1b의 방법에 따라 수행된 것으로, 얻고자 하는 건조 고체 함량의 셀룰로스 섬유 현탁액을, 달리 언급되지 않는 한, 산화지르코늄 펄(직경 2.0mm, 65% 충전 등급)을 사용하고, 1200rpm의 로터 속도 및 100 l/h의 유속으로 펄 밀(pearl mill)(Drais PMC 25TEX)에 1회 또는 2회 통과시켰다.

기계적 처리 4

기계적 처리 4(이하의 표에서 "MT4"라 함)는, 비교를 위해 사용되었고, 특허문헌 WO 00/47628에 개시된 카르복시메틸 셀룰로스의 마이크로피브릴화를 위한 일반적 공정에 따라 수행된 것으로, 약 1중량%의 섬유 함량의 셀룰로스 섬유 현탁액을 균질화시켰다.

셀룰로스 섬유의 분석

셀룰로스 섬유의 길이 가중 평균 섬유 길이(이하의 표에서 "섬유 길이"라 함) 및 길이 가중 평균 섬유 폭(이하의 표에서 "섬유 폭"이라 함)을, ISO 16065-2:2007에 따라 작동되는 스웨덴 Lorenzen & Wettre사의 Fiber Tester를 사용하여 측정했다. 길이 가중 평균 섬유 길이/폭 비(이하의 표에서 "길이/폭 비"라 함)는 상기 데이터로부터 계산되었다.

100㎛ 이하의 길이 가중 평균 섬유 길이를 가지는 셀룰로스 섬유의 함량(이하의 표에서 "미세물 함량"이라 함)을 상기 Lorenzen & Wettre Fiber Tester를 사용하여 판정했다.

비표면적은 ISO 9277:1995에 따라 작동되는 Micromeritics TriStar 3000 기기를 사용하여 BET 방법에 따라, 177K에서 N₂의 흡착에 의해 판정되었다. 분석할 셀룰로스 섬유는, 임의의 화학적 및/또는 기계적 처리 후 접수한 농도에서 냉동 장치 내에서 동결시키고, Heto FD3 동결 건조기에서 동결 견조시키고, 90℃에서 3시간 동안 탈기시킨 후, 비표면적을 분석했다.

수분 유지 값(이하이 표에서 "WRV"라 함)은 SCAN-C 62:00에 따라 판정되었다. 분석할 샘플은 농도가 0.5%인 수성 펄프 현탁액이었는데, 여기서 건조 펄프는 달리 언급되지 않는 한, 95중량%의 CTMP 및 5중량%의 본 발명에 따른 셀룰로스 섬유 조성물 또는 비교용으로 사용된 셀룰로스 조성물로 구성되었다. 수분 유지 값은 물을 유지 또는 보유하기 위한 펄프의 용량의 척도이고, 물을 제거하여 셀룰로스 시트를 건조하는 데 필요한 에너지의 지표이며; 수분 유지 값이 낮다는 것은 물을 제거하여 셀룰로스 시트를 건조하는 데 필요한 에너지가 상대적으로 적다는 것을 나타낸다.

음이온/카르복시메틸기의 평균 치환도(이하의 표에서 "DS"라 함)는 S. Katz, R.P. Beatson 및 A.M. Scallan에 의한 참고문헌 Svensk Papperstidning No. 6/1984, pp. 48-53에 기재된 전도도 적정법에 의해 판정되었다.

종이 및 보드의 제조 및 분석

ISO 5269-1:1998에 따라 다이나믹 시트 제조기(Formette Dynamic, 스웨덴 Fibertech AB사 공급)를 사용하여 단위 면적당 중량이 150g/㎡인 종이 또는 보드 시트를 제조하는 종이 및 보드 제조 방법에서, 셀룰로스 조성물을 첨가제로 사용했다. 사용된 펄프는 90% 하이 벌크 CTMP(CSF 700ml) 및 10% 경질 목재(SR 28)로 구성되었다. 0.5%의 농도와 pH 7에서 1.0 mS/cm의 전도도를 가진 펄프 현탁액을 혼합 체스트에서 형성했고, 하기 성분들을 첨가했다:

(i) 사용할 경우에, 화학적 처리 및/또는 기계적 처리가 실행된 셀룰로스 조성물을, 건조 조성물 상의 건조 셀룰로스 조성물로서 계산하여 5중량%의 양으로 현탁액에 첨가했고, 여기서 얻어진 현탁액을 15초 동안 혼합했고,

(ii) 양이온성 감자 전분(Pearlbond 970)을, 건조 현탁액 기준으로 10kg/t의 양으로 현탁액에 첨가했고, 여기서 현탁액을 30초 동안 혼합했고,

(ⅲ) 실리카계 입자의 형태로 규산질 물질(Eka NP 442, Eka Chemicals)을, SiO₂로서 계산하여 건조 현탁액 기준으로, 0.3kg/t의 양으로 현탁액에 첨가했고, 여기서 현탁액을 15초 동안 혼합했고,

이어서, 얻어진 현탁액을 혼합 체스트로부터 다이나믹 시트 제조기의 회전 드럼에 위치한 와이어 상의 횡단 노즐을 통해 펌핑하고, 90초 동안 탈수하여 시트를 형성했다.

얻어진 종이 또는 보드 시트는 평판 프레스에서 5bar의 압력으로 5분간 프레싱된 후, 평판 건조기에서 115℃에서 12분 동안 건조되었다. 종이 또는 보드 시트는 ISO 187:1990에 따라 인공기상실(climate room)에서 컨디셔닝 처리된 후, ISO 1924-3:2005에 따라, 스웨덴 Lorenzen & Wettre사의 Alwetron TH1을 사용하여 인장 강도 지수(Nm/g)에 대해 분석되었다.

얻어진 결과는, 전술한 제조 방법에 있어서 (i)에 따른 첨가제로서 미처리되거나 상이하게 처리된 셀룰로스 섬유 조성물이 사용된 기준예의 인장 강도 지수와 비교되었고, 존재할 경우, 기준에 대한 인장 강도 지수의 변화로서 표현되었는데(이하의 표에서 "강도 기여율(strength contribution)"로 지칭됨), +와 -는 각각 인장 강도 지수의 증가와 감소를 나타낸다.

실시예 1

표백된 크라프트 자작나무 펄프의 셀룰로스 섬유를 화학적 및/또는 기계적으로 처리하고, 얻어진 조성물을 분석했다. 그 결과가 표 1에 나타나 있는데, 기계적 처리에 있어서 셀룰로스 섬유의 건조 고체 함량(중량%)이 괄호에 제시되어 있다.

테스트 번호 1과 2는 압출 처리된(MT1) 셀룰로스 섬유 조성물을 나타낸다.

실시예 2

표백된 크라프트 자작나무 펄프의 셀룰로스 섬유를 화학적 및/또는 기계적으로 처리하고, 얻어진 조성물을 분석했다. 그 결과가 표 2에 나타나 있는데, 기계적 처리에 있어서 셀룰로스 섬유의 건조 고체 함량(중량%)이 괄호에 제시되어 있다.

테스트 번호 1은 기준으로서 사용된 표백된 자작나무 크라프트 펄프로부터 유래된 셀룰로스 섬유를 나타낸다. 테스트 번호 2와 3은 비교용으로 사용된 것으로, 각각 펄밀을 1회 및 2회 통과시킨(MT3) 셀룰로스 섬유 조성물을 나타낸다.

실시예 3

표백된 크라프트 자작나무 펄프의 셀룰로스 섬유를 화학적 및/또는 기계적으로 처리하고, 얻어진 조성물을 종이/보드의 제조에서 첨가제로서 사용하고, 분석했다. 그 결과가 표 3에 나타나 있는데, 기계적 처리에 있어서 셀룰로스 섬유의 건조 고체 함량(중량%)이 괄호에 제시되어 있다.

테스트 번호 1은 기준으로서 사용된 표백된 자작나무 크라프트 펄프로부터 유래된 셀룰로스 섬유를 나타낸다. 테스트 번호 2와 3은, 각각 건조 고체 0.8kg/h 및 1.2kg/h의 공급 속도로 압출시킨(MT1) 셀룰로스 섬유 조성물을 나타낸다.

실시예 4

자작나무의 셀룰로스 섬유를 화학적 및/또는 기계적으로 처리하고, 얻어진 조성물을 종이/보드의 제조에서 첨가제로서 사용하고, 분석했다. 그 결과가 표 4에 나타나 있는데, 기계적 처리에 있어서 셀룰로스 섬유의 건조 고체 함량(중량%)이 괄호에 제시되어 있다.

테스트 번호 1은 셀룰로스 섬유 조성물이 첨가제로서 사용되지 않았을 때 기준이 되는 펄프 현탁액을 나타낸다. 테스트 번호 2는 비교용으로 사용된, 자작나무로부터 유래된 셀룰로스 섬유의 조성물을 나타내고, 테스트 번호 3 내지 8은 첨가제로서 사용된 상이한 셀룰로스 섬유 조성물을 나타낸다.

표 4는, 테스트 번호 4∼8에서 본 발명에 따른 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물을 사용하는 것이, 비교용으로 사용된 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물에 비해 향상된 인장 강도 지수를 가진 종이/보드를 제공한다는 것을 나타낸다.

실시예 5

자작나무의 셀룰로스 섬유를 화학적 및/또는 기계적으로 처리하고, 얻어진 조성물을 분석했다. 그 결과가 표 5에 나타나 있는데, 기계적 처리에 있어서 셀룰로스 섬유의 건조 고체 함량(중량%)이 괄호에 제시되어 있다.

테스트 번호 1은 자작나무로부터 유래된 셀룰로스 섬유의 조성물을 나타낸다. 테스트 번호 2 내지 4는 자작나무로부터 유래된 셀룰로스 섬유 조성물로서, 비교용으로 사용된, 펄밀을 통과시킨(MT3) 것을 나타낸다.

실시예 6

소나무의 셀룰로스 섬유를 화학적 및/또는 기계적으로 처리하고, 얻어진 조성물을 종이/보드의 제조에서 첨가제로서 사용하고, 분석했다. 그 결과가 표 6에 나타나 있는데, 기계적 처리에 있어서 셀룰로스 섬유의 건조 고체 함량(중량%)이 괄호에 제시되어 있다.

테스트 번호 1은 셀룰로스 섬유 조성물이 첨가제로서 사용되지 않았을 때의 펄프 현탁액을 나타낸다. 테스트 번호 2는 비교용으로 사용된, 소나무로부터 유래된 셀룰로스 섬유를 나타낸다. 테스트 번호 3 내지 8은 첨가제로서 사용된 상이한 셀룰로스 섬유 조성물을 나타낸다.

표 6은, 테스트 번호 4∼8에서 본 발명에 따른 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물을 사용하는 것이, 비교용으로 사용된 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물에 비해 현저히 향상된 인장 강도 지수를 가진 종이/보드를 제공한다는 것을 나타낸다.

실시예 7

소나무의 셀룰로스 섬유를 화학적 및/또는 기계적으로 처리하고, 얻어진 조성물을 종이/보드의 제조에서 첨가제로서 사용하고, 분석했다. 그 결과가 표 7에 나타나 있는데, 기계적 처리에 있어서 셀룰로스 섬유의 건조 고체 함량(중량%)이 괄호에 제시되어 있다.

테스트 번호 1은 비교용으로 사용된, 소나무로부터 유래된 셀룰로스 섬유의 조성물을 나타낸다. 테스트 번호 2 내지 5는 본 발명에 따라 압출 처리된(MT1) 셀룰로스 섬유 조성물을 나타낸다.

실시예 8

소나무의 셀룰로스 섬유를 화학적 및/또는 기계적으로 처리하고, 얻어진 조성물을 분석했다. 그 결과가 표 8에 나타나 있는데, 기계적 처리에 있어서 셀룰로스 섬유의 건조 고체 함량(중량%)이 괄호에 제시되어 있다.

테스트 번호 1은 소나무로부터 유래된 셀룰로스 섬유의 조성물을 나타낸다. 테스트 번호 2 내지 4는 비교용으로 사용된 것으로, 각각 펄밀을 1회 및 2회 통과시킨(MT3) 셀룰로스 섬유 조성물을 나타낸다.

실시예 9

대나무의 셀룰로스 섬유를 화학적 및/또는 기계적으로 처리하고, 종이/보드의 제조에서 첨가제로서 사용하고, 분석했다. 그 결과가 표 9에 나타나 있는데, 기계적 처리에 있어서 셀룰로스 섬유의 건조 고체 함량(중량%)이 괄호에 제시되어 있다.

테스트 번호 1은 셀룰로스 섬유 조성물이 첨가제로서 사용되지 않았을 때의 펄프 현탁액을 나타낸다. 테스트 번호 2는 비교용으로 사용된, 소나무로부터 유래된 셀룰로스 섬유를 나타낸다. 테스트 번호 3 내지 5는 첨가제로서 사용된 상이한 셀룰로스 섬유 조성물을 나타낸다.

표 9는, 테스트 번호 4∼5에서 본 발명에 따른 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물을 사용하는 것이, 비교용으로 사용된 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물에 비해 현저히 향상된 인장 강도 지수를 가진 종이/보드를 제공한다는 것을 나타낸다.

실시예 10

소나무의 셀룰로스 섬유를 화학적 및/또는 기계적으로 처리하고, 종이/보드의 제조에서 첨가제로서 사용하고, 분석했다. 그 결과가 표 10에 나타나 있는데, 기계적 처리에 있어서 셀룰로스 섬유의 건조 고체 함량(중량%)이 괄호에 제시되어 있다.

테스트 번호 1은 셀룰로스 섬유 조성물이 첨가제로서 사용되지 않았을 때의 펄프 현탁액을 나타낸다. 테스트 번호 2와 3은 본 발명에 따라 첨가제로서 사용된 상이한 셀룰로스 섬유 조성물을 나타낸다.

실시예 11

셀룰로스 섬유를 화학적 및/또는 기계적으로 처리하고, 얻어진 조성물을 종이/보드의 제조에서 첨가제로서 사용하고, 분석했다. 그 결과가 표 11에 나타나 있는데, 기계적 처리에 있어서 셀룰로스 섬유의 건조 고체 함량(중량%)이 괄호에 제시되어 있다.

테스트 번호 1은 셀룰로스 섬유 조성물이 첨가제로서 사용되지 않았을 때의 펄프 현탁액을 나타낸다. 테스트 번호 2 내지 6은 첨가제로서 사용된 상이한 셀룰로스 조성물을 나타낸다.

표 11은, 테스트 번호 3∼5에서 소나무의 셀룰로스 섬유 및 테스트 번호 6에서 본 발명에 따른 무명 린터(cotton linter)를 포함하는 조성물을 사용하는 것이, 향상된 인장 강도 지수와, 조성물용으로 사용된 테스트 번호 2에 따른 조성물에 비해 수분의 제거 및 셀룰로스 시트의 건조를 위해 저은 에너지를 나타내는 낮은 수분 유지 값 사이의 양호한 밸런스를 가진 종이/보드를 제공한다는 것을 나타낸다.

실시예 12

셀룰로스 섬유를 화학적 및/또는 기계적으로 처리하고, 얻어진 조성물을 종이/보드의 제조에서 첨가제로서 사용하고, 분석했다. 그 결과가 표 12에 나타나 있는데, 기계적 처리에 있어서 셀룰로스 섬유의 건조 고체 함량(중량%)이 괄호에 제시되어 있다.

수분 유지 값은, 각각 99중량%, 97중량% 및 95중량%의 CTMP 및 1중량%, 3중량% 및 5중량%의 본 발명에 따른 소나무의 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물 또는 비교용으로 사용된 셀룰로스 조성물로 건조 펄프가 구성되어 있는 수성 펄프 현탁액으로 샘플이 제조된 것 이외에는 전술한 바와 같이 판정되었고, 이것은 하기 표에 "WRV 테스트에서의 함량"으로 표시되어 있다.

테스트 번호 1은 셀룰로스 섬유 조성물이 첨가제로서 사용되지 않았을 때의 펄프 현탁액을 나타낸다. 테스트 번호 2 내지 4는 비교용으로 사용된 셀룰로스 조성물을 나타내고, 테스트 번호 5∼7은 본 발명에 따른 셀룰로스 섬유 조성물을 나타낸다.

표 12는, 종이/보드의 인장 강도 지수가 약 30% 향상되었을 때, 테스트 번호 7에 따른 본 발명의 조성물은 테스트 번호 3에 따른 비교용 조성물에 비해 수분의 제거와 셀룰로스 시트의 건조에 상대적으로 적은 에너지를 나타내는 낮은 수분 유지 값을 가지게 된다는 것을 나타낸다. 표 12는 또한, 거의 동일한 수분 유지 값에서, 본 발명의 조성물은 비교용 조성물에 비해 증가된 인장 강도 지수를 가지게 된다는 것을 나타낸다.

실시예 13

다양한 소스의 셀룰로스 섬유를 화학적 및/또는 기계적으로 처리하고, 얻어진 조성물을 종이/보드의 제조에서 첨가제로서 사용하고, 분석했다. 그 결과가 표 13에 나타나 있는데, 기계적 처리에 있어서 셀룰로스 섬유의 건조 고체 함량(중량%)이 괄호에 제시되어 있다.

표 13은 테스트 번호 2∼6에서 본 발명에 따른 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물을 사용하는 것이, 현저히 향상된 인장 강도 지수 및 낮은 수분 유지 값을 가진 종이/보드를 제공한다는 것을 나타낸다.

실시예 14

다양한 소스의 셀룰로스 섬유를 화학적 및/또는 기계적으로 처리하고, 얻어진 조성물을 종이/보드의 제조에서 첨가제로서 사용하고, 분석했다. 그 결과가 표 14에 나타나 있는데, 기계적 처리에 있어서 셀룰로스 섬유의 건조 고체 함량(중량%)이 괄호에 제시되어 있다.

테스트 번호 1은 셀룰로스 섬유 조성물이 첨가제로서 사용되지 않았을 때의 펄프 현탁액을 나타낸다. 테스트 번호 2 내지 7은 첨가제로서 사용된 상이한 셀룰로스 섬유 조성물을 나타낸다. 기계적 처리 MT2^*는 유성 롤러 압출기를 통해 셀룰로스 섬유 조성물을 2회 공급함으로써 수행되었다.

표 14는, 본 발명에 따른 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물을 사용하는 것이 현저히 향상된 인장 강도 지수를 가진 종이/보드를 제공한다는 것을 나타낸다.

Claims

0.001 내지 0.25 범위의 음이온기의 평균 치환도(degree of substitution), 1,100㎛ 이하의 길이 가중(length weighted) 평균 섬유 길이 및 10㎛보다 큰 길이 가중 평균 섬유 폭을 가지는 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물.
0.001 내지 0.25 범위의 음이온기의 평균 치환도 및 1,100㎛ 이하의 길이 가중 평균 섬유 길이를 가지는 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물로서,
상기 셀룰로스계 물질의 50중량% 이상이 물에 불용성인,
조성물.
0.001 내지 0.25 범위의 음이온기의 평균 치환도 및 30 이하의 (길이 가중 평균 섬유 길이/폭)의 비를 가지는 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물.
0.001 내지 0.25 범위의 음이온기의 평균 치환도 및 35㎛보다 큰 길이 가중 평균 섬유 폭을 가지는 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물.
1.5㎡/g 이상의 비표면적, 30 이하의 (길이 가중 평균 섬유 길이/폭)의 비 및, 조성물의 중량 기준으로, 5중량% 이상의 건조 고체 함량을 가지는 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물.
1.5㎡/g 이상의 비표면적, 30 이하의 (길이 가중 평균 섬유 길이/폭)의 비, 및 셀룰로스 섬유의 총중량 기준으로, 30중량% 이하의, 길이 가중 평균 섬유 길이가 100㎛ 이하인 셀룰로스 섬유를 가진 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀룰로스 섬유가, 상기 셀룰로스 섬유의 총중량 기준으로, 35중량% 이하의, 길이 가중 평균 섬유 길이가 100㎛ 이하인 셀룰로스 섬유를 가지는, 조성물.
제1항 내지 제3항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀룰로스 섬유가 12 이상의 (길이 가중 평균 섬유 길이/폭)의 비를 가지는, 조성물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀룰로스 섬유가 0.001 내지 0.25의 음이온기의 평균 치환도를 가지며, 상기 음이온기는 카르복실기 및/또는 카르복시메틸기인, 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀룰로스 섬유가 0.02 이상의 음이온기의 평균 치환도를 가지는, 조성물.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀룰로스 섬유가 200∼1,000㎛의 길이 가중 평균 섬유 길이를 가지는, 조성물.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성물의 중량 기준으로, 10∼90중량%의 건조 고체 함량을 가지는, 조성물.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀룰로스 섬유가 2∼50㎡/g 범위의 비표면적을 가지는, 조성물.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀룰로스계 물질의 70중량% 이상이 물에 불용성인, 조성물.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀룰로스 섬유가 목재 섬유로부터 유래된, 조성물.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀룰로스 섬유가 비-목재(non-wood) 섬유로부터 유래된, 조성물.
셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물의 제조 방법으로서,
상기 셀룰로스 섬유에 대해 화학적 처리와 기계적 처리를 실시하는 단계를 포함하고,
상기 화학적 처리는 (i) 선택적으로는 치환된, 카르복실기를 함유하는 하나 이상의 반응제, (ii) 하나 이상의 산화제 및 하나 이상의 전이 금속, 또는 (ⅲ) 하나 이상의 니트록실 라디칼로 셀룰로스 섬유를 처리하는 단계를 포함하고,
상기 기계적 처리는 쌍축 압출기(twin-screw extruder) 또는 유성 롤러 압출기(planetary roller extruder)를 사용하여 셀룰로스 섬유를 압출하는 단계를 포함하는,
조성물의 제조 방법.
셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물의 제조 방법으로서,
0.001 내지 0.25 범위의 음이온기의 평균 치환도를 가지는 셀룰로스 섬유를 압출하는 단계를 포함하는,
조성물의 제조 방법.
제17항 또는 제18항에 있어서,
상기 화학적 처리가, 과산화수소를 포함하는 하나 이상의 산화제 및 철을 포함하는 하나 이상의 전이 금속으로 상기 셀룰로스 섬유를 처리하는 단계를 포함하는, 조성물의 제조 방법.
제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 화학적 처리가, 알칼리성 조건 하에서 모노클로로아세트산 또는 그의 염으로 상기 셀룰로스 섬유를 처리하는 단계를 포함하는, 조성물의 제조 방법.
제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀룰로스 섬유가, 상기 기계적 처리시 10∼50중량%의 건조 고체 함량을 가지는, 조성물의 제조 방법.
제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
동시회전형(co-rotating) 쌍축 압출기를 사용한 압출 단계를 포함하는, 조성물의 제조 방법.
제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
유성 롤러 압출기를 사용한 압출 단계를 포함하는, 조성물의 제조 방법.
제17항 내지 제21항 중 어느 한 항의 방법에 의해 얻어지는 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물.
제1항 내지 제14항 또는 제22항 중 어느 한 항에 따른 조성물의, 종이 및 보드의 제조용으로서의 용도.
강도 첨가제(strength additive)로서 압출 처리된 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물의, 종이 및 보드의 제조용으로서의 용도.
제1항 내지 제16항 또는 제24항 중 어느 한 항에 따른 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물과 셀룰로스 펄프를 혼합하는 단계를 포함하는, 셀룰로스 펄프 혼합물의 제조 방법.
제27항에 따른 방법에 의해 얻어지는 셀룰로스 펄프 혼합물.
제28항에 따른 셀룰로스 펄프 혼합물의, 종이 및 보드의 제조용으로서의 용도.
제28항에 따른 셀룰로스 펄프 혼합물을 포함하는 수성 현탁액을 형성하는 단계 및 얻어진 상기 현탁액을 탈수하는 단계를 포함하는,
종이 및 보드의 제조 방법.
제1항 내지 제16항 또는 제24항 중 어느 한 항에 따른 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물을 수성 셀룰로스 펄프 현탁액에 첨가하는 단계 및 얻어진 상기 현탁액을 탈수하는 단계를 포함하는,
종이 및 보드의 제조 방법.
압출 처리된 셀룰로스 섬유를 포함하는 조성물을 셀룰로스 펄프와 혼합하는 단계를 포함하는,
종이 및 보드의 제조 방법.
제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
셀룰로스 섬유를 포함하는 상기 조성물을 셀룰로스 펄프와 혼합하여 셀룰로스 펄프 혼합물을 형성하는 단계, 상기 셀룰로스 펄프 혼합물을 포함하는 수성 현탁액을 형성하는 단계 및 얻어진 상기 현탁액을 탈수하는 단계를 포함하는, 종이 및 보드의 제조 방법.
제30항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
셀룰로스 섬유를 포함하는 상기 조성물을 셀룰로스 펄프와 혼합하여, 수성 현탁액 형태의 셀룰로스 펄프 혼합물을 형성하는 단계 및 얻어진 상기 현탁액을 탈수하는 단계를 포함하는, 종이 및 보드의 제조 방법.
제30항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
셀룰로스 섬유를 포함하는 상기 조성물이, 건조 셀룰로스 펄프 상의 조성물의 건조 셀룰로스 섬유로서 계산하여, 1∼10중량%의 양으로 상기 셀룰로스 펄프에 혼합되는, 종이 및 보드의 제조 방법.
제31항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
셀룰로스 섬유를 포함하는 상기 조성물이 수성 현탁액의 형태로 사용되는, 종이 및 보드의 제조 방법.
제30항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
탈수 공정 이전에 상기 현탁액에 하나 이상의 배액(drainage) 및 보류 조제(retention aid)를 첨가하는 단계를 추가로 포함하는, 종이 및 보드의 제조 방법.
제37항에 있어서,
상기 하나 이상의 배액 및 보류 조제가, 양이온성 전분 및/또는 양이온성 폴리아크릴아미드인 양이온성 폴리머를 포함하는, 종이 및 보드의 제조 방법.
제37항 또는 제38항에 있어서,
상기 하나 이상의 배액 및 보류 조제가, 벤토나이트 또는 실리카계 입자인 규산질(siliceous) 물질을 포함하는, 종이 및 보드의 제조 방법.
제30항 내지 제39항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 얻어지는,
종이 및 보드.
제40항에 있어서,
셀룰로스 섬유를 포함하는 2개 내지 7개의 플라이(ply) 또는 층을 포함하는 멀티플라이 보드인, 종이 및 보드.
제40항 또는 제41항에 있어서,
액체 포장용 보드인, 종이 및 보드.
제40항 또는 제41항에 있어서,
폴딩 박스보드(folding box board)인, 종이 및 보드.
음료 및 액체 식품의 포장용으로서의, 제43항에 따른 보드의 용도.
고체 또는 액체 식품, 음료, 의약품, 화장품, 권련, 잎담배 또는 세제를 포함하는, 제40항 내지 제43항 중 어느 한 항에 따른 보드를 포함하는 패키징.