KR20190128181A - 제지, 보드 등의 제조 방법 - Google Patents
제지, 보드 등의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 제지, 보드 등을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 리그노셀룰로오스 섬유를 포함하는 섬유 원료를 얻고 그 섬유 원료에 양이온성 합성 중합체를 포함하는 보유제 시스템을 첨가하고 그 섬유 원료으로부터 섬유 웹을 형성하고 웹을 건조시키는 단계를 포함한다. 미세 섬유화된 비-목재 셀룰로오스는 보유제 시스템의 성분으로서 그리고 양이온성 합성 중합체와 순차적으로 섬유 원료에 첨가된다.
Description
본 발명은 첨부된 독립 청구항의 서두에 따른 제지, 보드 등의 제조 방법에 관한 것이다.
제지 및 보드 제조에서, 형성된 섬유 웹에 무기 광물 충전제 입자, 섬유 단섬유, 첨가된 공정 화학물질 등과 같은 섬유 원료의 고체 입자가 포획된다. 이 과정을 보유라고 한다. 경제적이고 정성적인 관점에서, 다양한 섬유 원료 성분을 성형된 웹에 양호하고 균일하게 보유하는 것은 첨가제의 손실을 줄이고 성형된 제지의 품질을 향상시키기 때문에 유리하다. 제지 및 보드 제조에서 재생 섬유의 사용이 증가함에 따라 보유가 점점 더 중요해지고 있다. 재생 섬유의 많은 부분을 포함하는 섬유 원료는 일반적으로 평균 섬유 길이가 보다 짧고 고형분이 보다 많으며, 이는 단섬유(fines)로 분류될 수 있다. 또한, 재생 섬유를 기초로 한 섬유 원료는 상당한 양의 교란 물질을 가질 수 있다. 짧은 섬유, 단섬유 및/또는 작은 크기의 다른 물질의 보유가 요구되며 주의가 필요하다.
다양한 보유제가 이용 가능하고, 이들은 셀룰로오스 섬유 및 형성된 웹에 첨가제, 섬유 단섬유, 방해 물질 등의 보유를 개선시키기 위해 섬유 원료에 첨가될 수 있다. 보유제는 일반적으로 합성 또는 반합성 중합성 화합물이다. 합성 중합체의 사용은 비용을 증가시키며, 이는 보다 저렴한 등급의 제지 및 보드가 제조될 때 바람직하지 않다. 이러한 보다 저렴한 등급은 일반적으로 재생 섬유 및/또는 다른 덜 완벽한 섬유 재료를 원료로 채용하는 것임에 유의해야 한다. 결과적으로, 경제적으로 경쟁력 있고 우수한 품질의 최종 제품을 생산하고 많은 양의 단섬유를 포함하는 단섬유 원료에 적합할 수 있는, 새로운 효과적인 보유 시스템이 필요하다.
중합체 제조의 생태학적 영향 및 광범위한 중합체 사용의 가능한 유해한 환경 영향에 대한 지속적인 논의를 고려하여, 합성 중합체 화합물에 대한 대안적인 용액에 대한 필요성이 증가하고 있다. 제지 및 보드 제조에서도 합성 화학물질의 사용을 감소시키고, 바람직하게는 심지어는 생분해성인 천연 물질에 기초한 대체 화학물질 및 첨가제를 사용함으로써 셀룰로오스 제품의 환경적 측면 및 지속 가능성을 추가로 개선하려는 요구가 대두되고 있다.
먼지 형성은 제지 및 보드 제조뿐만 아니라 변환 및 인쇄 공정에서도 문제가 된다. 먼지는 섬유 단섬유와 같은 유기물 또는 충전제 입자와 같은 무기물일 수 있는 작은 입자를 포함한다. 작은 먼지 입자는 생산 기계 또는 장비의 개방 구조 및 공동에 쉽게 축적되므로, 결과적으로 더러워지고 정기적으로 청소해야 한다. 먼지가 광학 또는 기타 측정 디바이스의 기능을 방해하는 경우, 생산 및/또는 잘못된 생산 절차에서 잘못된 데이터가 발생할 수 있으므로 특히 문제가 된다. 또한, 먼지가 생산 장비를 손상시킬 수 있다. 예를 들어, 실린더와 닥터 블레이드 사이의 먼지는 블레이드의 침식을 유발하거나 건조 섬유를 손상시킬 수 있다. 유기 먼지는 또한, 특히 온도가 높은 영역에서 화재 안전 문제를 일으킬 수 있다.
섬유 원료에 첨가되거나 형성된 웹에 적용된 다양한 방진제를 사용함으로써 먼지 형성이 감소되었다. 그러나, 제지 또는 보드 제조 동안 먼지 형성을 간단한 방식으로 감소시킬 수 있는 새로운 효과적인 방법이 여전히 필요하다.
본 발명의 목적은 종래 기술에 존재하는 단점을 최소화하거나 심지어 제거하는 것이다.
본 발명의 목적은 섬유 원료 성분의 효과적이고 균일한 보유가 달성되는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 적어도 배수 특성을 유지하면서 섬유 원료 성분의 보유를 개선하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제지 또는 보드 제조시 먼지 형성을 줄일 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
이들 목적은 독립항의 특징 부분에서 이하에 제시된 특성을 갖는 본 발명에 의해 달성된다. 일부 바람직한 실시형태는 종속항에서 개시되어 있다.
제지, 보드 등을 제조하는 전형적인 방법은 청구항 1에 정의되어 있다. 이 방법은 적어도
- 리그노셀룰로오스 섬유들을 포함하는 섬유 원료를 얻고, 양이온성 합성 중합체를 포함하는 보유제 시스템을 섬유 원료에 첨가하는 단계,
- 섬유 원료로부터 섬유 웹을 형성하고 웹을 건조시키는 단계를 포함하고,
미세 섬유화된 비-목재 셀룰로오스는 보유제 시스템의 성분으로서 그리고 양이온성 합성 중합체와 순차적으로 섬유 원료에 첨가된다.
이하, 미세 섬유화된 셀룰로오스는, 특히 미세 섬유화된 비-목재 셀룰로오스를 포함할 때, 보유제 시스템의 성분으로서 양이온성 합성 중합체와 함께 사용될 때 보유력을 개선시킨다는 것이 놀랍게도 밝혀졌다. 미세 섬유화된 셀룰로오스를 사용하면 양이온성 합성 중합체의 양을 감소시키면서, 여전히 양호한 또는 보다 우수한 보유 결과를 제공할 수 있다. 이러한 방식으로, 충전제, 단섬유 및/또는 다른 첨가제의 보유를 개선하는데 사용될 수 있는 보다 지속 가능한 대안을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 정의된 바와 같은 보유제 시스템의 성분의 특정 조합은 또한 섬유 원료의 배수 개선을 제공할 수 있다는 것이 예상치 못하게 관찰되었다.
본 출원의 맥락에서, 용어 "미세 섬유화된 셀룰로오스"는 유리화된, 때로는 반결정질의 셀룰로오스성 피브릴 구조 또는 나노 크기의 셀룰로오스 피브릴의 유리된 번들로서 이해된다. 미세 섬유화된 셀룰로오스는 2 - 60 nm, 바람직하게는 4 - 50 nm, 보다 바람직하게는 5 - 40 nm의 직경, 및 바람직하게는 500 μm 미만, 보다 바람직하게는 2 - 200 μm, 더욱 더 바람직하게는 10 - 100 μm, 가장 바람직하게는 10 - 60 μm의 수 마이크로미터의 길이를 갖는다. 미세 섬유화된 셀룰로오스는 종종 10 - 50 마이크로피브릴의 번들을 포함한다. 미세 섬유화된 셀룰로오스는 높은 결정화도 및 높은 중합도를 가질 수 있으며, 예를 들어 중합도 DP, 즉 중합체의 단량체 단위의 수는 100 내지 3000 일 수 있다. 또한, 미세 섬유화된 셀룰로오스는 현탁액으로서 높은 탄성률, 예를 들어 10 - 105 Pa 범위를 가질 수 있다.
보유제 시스템의 성분으로서 사용되는 미세 섬유화된 셀룰로오스는 비-목재 공급원으로부터 유래한 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하고, 바람직하게는 미세 섬유화된 실질 셀룰로오스를 포함한다. 미세 섬유화된 셀룰로오스는 사탕무 펄프, 감자 펄프, 카사바 펄프, 고구마와 같은 채소; 감귤 껍질과 같은 과일; 바가스 속, 옥수수 속, 대나무 속과 같은 셀룰로오스 속; 및 이들의 혼합물로부터 유래할 수 있다. 미세 섬유화된 비-목재 셀룰로오스는 제지, 보드 등의 제조에 지배적인 공정 조건에서 취급하기 쉽다는 것이 관찰되었다. 또한, 미세 섬유화된 비-목재 셀룰로오스는 보유제 시스템의 성분으로서 사용될 때 우수한 결과를 제공하며, 이는 또한 합성 양이온성 중합체를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 미세 섬유화된 셀룰로오스는 경목 또는 연목 또는 그 혼합물로부터 유래된 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함할 수 있다. 바람직하게는 경목에서 유래한 셀룰로오스 섬유가 미세 섬유화된 셀룰로오스를 제조하는데 사용된다. 경목 셀룰로오스 섬유는 자작나무 섬유, 유칼립투스 섬유, 아카시아 섬유, 아스펜 섬유, 메이플 섬유, 포플러 섬유, 로커스트 섬유 또는 이들의 임의의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 바람직한 일 실시형태에 따르면, 미세 섬유화된 셀룰로오스는 표백된 자작나무 섬유로부터 유래된 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함한다. 목재 셀룰로오스 섬유는 임의의 통상적인 펄프화 공정을 사용하여 제조될 수 있고 표백되거나 표백되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 미세 섬유화된 셀룰로오스는 비-목재 공급원으로부터의 미세 섬유화된 셀룰로오스뿐만 아니라 경목, 연목 또는 이들의 혼합물로부터 유래된 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함한다. 바람직하게는 비-목재 공급원으로부터의 미세 섬유화된 셀룰로오스의 양은 경목, 연목 또는 이들의 혼합물로부터 유래된 미세 섬유화된 셀룰로오스의 양보다 더 높다.
본 맥락에서, 용어 "미세 섬유화된 실질 셀룰로오스"는 본질적으로 1 차 세포벽 구조, 즉 실질 세포를 포함하는 식물계 셀룰로오스 풍부 재료를 피브릴화함으로써 얻어지는 미세 섬유화된 셀룰로오스를 의미한다. 따라서, 미세 섬유화된 셀룰로오스는 1 차 세포벽 구조, 즉 실질 세포로부터 유래된 셀룰로오스 피브릴을 포함한다. 실질(parenchyma)은 여기서 얇은 1 차 세포벽을 갖는 세포를 함유하는 식물의 기본 조직으로 이해된다. 줄기의 피질과 속(pith), 잎의 내부 층, 및 과일과 채소의 부드러운 부분은 실질로 만들어진다. 실질 세포는 성숙된 상태로 유지되며, 물 저장, 손상된 조직의 교체 및 식물 구조의 물리적 지지와 같은 다양한 기능을 수행한다. 미세 섬유화된 실질 셀룰로오스는 비-목재 공급원으로부터 얻어지며, 이는 바람직하게는 얇고 유연한 1 차 세포벽을 포함하고 2 차 세포벽 구조가 없다. 미세 섬유화된 셀룰로오스는 사탕무 펄프, 감자 펄프, 카사바 펄프, 고구마와 같은 채소; 감귤 껍질과 같은 과일; 바가스 속, 옥수수 속, 대나무 속과 같은 셀룰로오스 속; 및 이들의 혼합물로부터 유래할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따르면, 보유제 시스템의 미세 섬유화된 셀룰로오스는 주로 또는 본질적으로 미세 섬유화된 비-목재 셀룰로오스를 포함한다. 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 미세 섬유화된 셀룰로오스는 주로 또는 본질적으로 미세 섬유화된 실질 셀룰로오스를 포함한다. 일 실시형태에 따르면, 미세 섬유화된 셀룰로오스는 미세 섬유화된 실질 셀룰로오스이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 미세 섬유화된 실질 셀룰로오스를 포함하거나 이로 이루어진 미세 섬유화된 셀룰로오스는
- 100 rpm 전단 속도에서 1.0 중량%의 농도에서 측정된 브룩필드 점도가 적어도 10 Pas, 바람직하게는 적어도 100 Pas 이고, 및/또는
- 0.1 중량% 농도에서 측정된 탁도 값이 1000 NTU 미만, 바람직하게는 100 - 700 NTU 범위이고, 및/또는
- pH 7.5에서 순 전하가 -0.001 내지 -1.99 meq/g, 바람직하게는 -0.01 내지 -1.50 meq/g, 보다 바람직하게는 -0.05 내지 -1.0 meq/g 범위이다.
일반적으로, 높은 점도 및 낮은 탁도는 미세 섬유화된 실질 셀룰로오스를 포함하거나 이로 이루어진 미세 섬유화된 셀룰로오스의 양호한 피브릴화도를 나타낸다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 미세 섬유화된 실질 셀룰로오스를 포함하거나 이로 구성되는 미세 섬유화된 셀룰로오스는, 베인 지오메트리(V-72)가 장착된 브룩필드 DV3T 점도계(브룩필드 엔지니어링 연구소, 미들보로, 미국)를 사용하여, 100 rpm 전단 속도에서 1.0 중량%의 농도에서 측정된 브룩필드 점도가 0.01 내지 10 000 Pas, 바람직하게는 10 - 10 000 Pas, 보다 바람직하게는 100 - 10 000 Pas, 더욱 더 바람직하게는 200 - 850 Pas 범위이다.
바람직한 일 실시형태에 따르면, 미세 섬유화된 실질 셀룰로오스를 포함하거나 이로 구성되는 미세 섬유화된 셀룰로오스의 브룩필드 점도는 50 rpm에서 베인 지오메트리(V-72)가 장착된 브룩필드 DV3T 점도계(브룩필드 엔지니어링 연구소, 미들보로, 미국)를 사용하여 1.0 중량% 의 농도에서 측정되어 500 중량-2000 Pas, 바람직하게는 800-1400 Pas, 보다 바람직하게는 900-1300 Pas 범위일 수 있다.
미세 섬유화된 셀룰로오스는 일반적으로 그 기원에 상관없이 0.5-4 중량%, 바람직하게는 1-2 중량%의 농도로 사용된다. 이러한 농도에서 미세 섬유화된 셀룰로오스는 일반적으로 전단 박화(shear thinning)이며, 이는 산업 공정에서 쉽게 펌핑 및 운반될 수 있음을 의미한다. 미세 섬유화된 셀룰로오스는 통상적인 펄퍼에서 적합한 농도로 분산시킴으로써 희석될 수 있다. 예를 들어, 10 내지 25 중량%, 바람직하게는 10 내지 15 중량%의 높은 농도를 갖는 미세 섬유화된 셀룰로오스로부터 펄프 내의 물과의 원하는 농도로 분산되어 사용될 수 있다.
보유제 시스템의 미세 섬유화된 셀룰로오스는 첨가된 투여량, 즉 단일 투여량, 또는 상이한 공정 위치에서 여러 투여량으로 섬유 원료에 첨가될 수 있다. 미세 섬유화된 셀룰로오스는 1 - 5 투여량으로 첨가될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 보유제 시스템의 미세 섬유화된 셀룰로오스의 적어도 일부, 바람직하게는 전부가 2 중량% 이상, 바람직하게는 2-6 중량%, 보다 바람직하게는 3 - 5 중량% 의 농도를 갖는 진한 원료에 첨가된다. 진한 원료에 미세 섬유화된 셀룰로오스의 첨가는 보유제 시스템의 효율, 특히 미세 섬유 분획 및/또는 무기 충전제의 보유를 개선시키는 것으로 관찰되었다. 섬유 원료의 배수가 동시에 개선될 수 있음이 또한 관찰되었다.
미세 섬유화된 셀룰로오스는, 섬유 원료의 건조 고형분의 톤당 건조 재료로서 주어져, 1 내지 50kg, 바람직하게는 1 내지 30kg, 보다 바람직하게는 5 내지 30kg, 보다 더 바람직하게는 10 내지 30kg의 총량으로 섬유 원료에 첨가될 수 있다. 바람직하게는 미세 섬유화된 셀룰로오스의 총량의 적어도 20 %, 보다 바람직하게는 적어도 50 %, 더욱 더 바람직하게는 적어도 70 % 또는 적어도 90 %가 진한 원료에 첨가된다. 바람직한 일 실시형태에 따르면, 모든 미세 섬유화된 셀룰로오스가 진한 원료에 첨가된다.
일 실시형태에 따르면, 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 섬유 원료, 즉 미세 섬유화된 셀룰로오스의 첨가 후의 섬유 원료는 기계적 처리 단계를 거치고, 바람직하게 섬유 원료는 기계적 디바이스에 의해 공급되는 전단력을 받는다. 적합한 기계적 디바이스는 예를 들어 디파이브레이터; 정제기; 고전단 믹서; 그라인더, 분쇄기; 로터-스테이터 믹서; 로터-로터 믹서; 또는 초음파 디스인터그레이터일 수 있다. 섬유 원료 및 미세 섬유화된 셀룰로오스가 정제와 같은 기계적 처리에 동시에 적용될 때, 섬유 표면은 최대 상호작용을 위해 활성화된다. 기계적 처리를 받은 섬유 원료는 미세 섬유 셀룰로오스 이외에도 강도제 또는 배수제와 같은 다른 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제는 음이온성 또는 양이온성일 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 첨가제는 양이온성 전분이며, 이는 배수를 개선시킨다.
특정 에너지 소비(SEC)로 표시되는, 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 섬유 원료가 처리되는 기계적 처리량은 5 내지 350 kWh/t, 바람직하게는 20 내지 250 kWh/t 범위일 수 있다. 기계적 처리, 예를 들어 정제, 그라인딩, 분쇄 또는 붕괴는 하나의 처리 또는 여러 개의 연속 처리로서 수행될 수 있다. 이러한 기계적 처리는 섬유 원료의 개선된 배수를 생성할 수 있는 것으로 관찰되었다.
대안적으로, 미세 섬유화된 셀룰로오스 및 보유제 시스템의 양이온성 합성 중합체의 적어도 일부를 포함하는 섬유 원료는 상기한 바와 같은 기계적 처리를 받는다.
보유제 시스템의 양이온성 합성 중합체는 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 디알릴디메틸암모늄 클로라이드(DADMAC), 폴리아민, 폴리에틸렌이민(PEI), 폴리비닐 아민(PVAm) 및 폴리디시안디아미드 중합체 수지의 호모-또는 코폴리머로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 보유제 시스템의 양이온성 합성 중합체는 디알디알릴디메틸암모늄 클로라이드(DADMAC)의 호모-또는 코폴리머와 같은 전하 밀도가 높은 저분자량 중합체 또는 고분자량 폴리에틸렌 옥사이드일 수 있다. 둘 또는 여러 양이온성 합성 중합체의 조합을 사용하는 것이 또한 가능하다. 양이온성 합성 중합체는 선형 또는 분지형일 수 있거나, 또는 빗살형 중합체 또는 별형 중합체일 수 있다.
바람직하게는 보유제 시스템의 양이온성 합성 중합체는 양이온성 폴리아크릴아미드이다. 바람직한 일 실시형태에 따르면, 보유제 시스템에 사용되는 양이온성 합성 중합체는 평균 분자량이 4 000 000 - 18 000 000 Da, 바람직하게는 4 000 000 - 12 000 000 Da, 보다 바람직하게는 7 000 000 - 10 000 000 Da 이고, 및/또는 전하 밀도가 0.2 - 2.5 meq/g, 바람직하게는 0.5 - 1.5 meq/g, 보다 바람직하게는 0.7 - 1.2 meq/g 인 양이온성 폴리아크릴아미드일 수 있다. 선택된 평균 분자량 및/또는 전하 밀도는 섬유 원료 성분뿐만 아니라 보유 시스템의 다른 성분을 형성하는 미세 섬유화된 셀룰로오스와도 우수한 상호 작용을 제공하는 것으로 관찰되었다. 양호한 상호 작용은 원하는 경우 양이온성 합성 중합체의 양을 감소시킬 수 있게 한다. 또한, 섬유 원료는 제지 또는 보드 제조 공정에서 개선된 보유 및 배출을 나타낸다.
본 출원의 맥락에서, 양이온성 합성 중합체는 또한 중합체의 순 전하가 양이온인 한 국소 음이온성 전하를 함유할 수 있는 것으로 이해된다.
미세 섬유화된 셀룰로오스 및 양이온성 합성 중합체를 포함하는 보유제 시스템의 성분은 섬유 원료에 순차적으로 첨가된다. 바람직하게는 미세 섬유화된 셀룰로오스의 적어도 일부는 양이온성 합성 중합체의 적어도 일부를 첨가하기 전에 섬유 원료에 첨가된다. 보다 바람직하게는 미세 섬유화된 셀룰로오스 및 보유제 시스템의 양이온성 합성 중합체의 총량의 적어도 50 %가 진한 원료에 이 순서로 첨가되고, 나머지 양의 양이온성 합성 중합체가 연한 원료에 첨가된다. 일 실시형태에 따르면, 이들 컴포넌트의 2 개의 연속적인 순차적 첨가 사이의 시간은 최대 30 초이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 섬유 원료는 미세 섬유화된 셀룰로오스 및 양이온성 합성 중합체를 포함하는 보유제 시스템의 성분의 연속적인 순차적 첨가 사이에 기계적 처리 단계 또는 적어도 하나의 전단 단계를 거칠 수 있다. 예를 들어, 미세 섬유화된 셀룰로오스의 적어도 일부가 섬유 원료에 첨가되고, 그 섬유 원료는 전단 단계를 거친 다음, 그 섬유 원료에 양이온성 합성 중합체의 적어도 일부가 첨가된다.
보유제 시스템의 양이온성 합성 중합체는 하나의 첨가된 투여량, 즉 단일 투여량, 상이한 공정 위치에서 여러 투여량으로 섬유 원료에 첨가될 수 있다. 양이온성 합성 중합체는 1 내지 5 투여량, 바람직하게는 2 내지 4 투여량으로 첨가될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 양이온성 합성 중합체의 적어도 일부는 농도가 2 중량% 이상, 바람직하게는 2 내지 6 중량%, 보다 바람직하게는 3 내지 5 중량%인 진한 원료에 첨가된다. 진한 원료에의 양이온성 합성 중합체의 첨가는 보유 및 섬유 원료 배출에서 예상치 못한 개선을 생성하는 것으로 관찰되었다.
본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따르면, 양이온성 합성 중합체의 제 1 부분은 농도가 2 중량% 이상, 바람직하게는 2 내지 6 중량%, 보다 바람직하게는 3 내지 5 중량%인 진한 원료에 첨가될 수 있고, 양이온성 합성 중합체의 제 2 부분은 농도가 2 중량% 미만, 바람직하게는 0.2 내지 1.99 중량%, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 1.5 중량%인 연한 원료에 첨가된다. 놀랍게도 진한 원료에 양이온성 합성 중합체의 적어도 일부의 첨가는 와이어 보유 및 섬유 원료 배출 모두에서 상당한 개선을 제공한다는 것이 관찰되었다.
양이온성 합성 중합체를 2 회 이상의 투여량으로 첨가하는 것은, 특히 진한 원료 및 연한 원료에 첨가하는 것은, 보유 및 배출을 유지 또는 개선하면서 더 적은 양의 합성 중합체를 사용할 수 있게 한다는 것이 관찰되었다. 이론에 구속되지 않고, 2 회 이상의 투여량의 첨가는 플록 형성에 긍정적인 영향을 미치므로, 보유 및 배출 모두를 향상시키는 것으로 상정된다.
보유제 시스템의 양이온성 합성 중합체는 0.1 내지 2 kg/t, 바람직하게는 0.2 내지 1.5 kg/t의 총량으로 섬유 원료에 첨가될 수 있다. 양이온성 합성 중합체의 총량의 바람직하게는 적어도 45 %, 보다 바람직하게는 적어도 60 %, 보다 더 바람직하게는 적어도 80 %가 진한 원료에 첨가된다. 대안적으로, 양이온성 합성 중합체의 총량의 최대 55 %, 보다 바람직하게는 최대 40 %, 보다 더 바람직하게는 최대 20 %가 연한 원료에 첨가된다.
섬유 원료는 임의의 공지된 펄프화 공정에 의해 얻어질 수 있는 셀룰로오스 섬유를 포함한다. 예를 들어, 섬유 원료는 기계적 펄프화, 화학적 열적 기계적 펄프화 또는 재생 또는 회수된 섬유의 재펄프화에 의해 얻어진 셀룰로오스 섬유를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따르면, 섬유 원료는 OCC(old corrugated containerboard) 및/또는 재생 섬유 재료로부터 유래된 섬유를 포함한다. OCC는 사용된 재생 미표백 또는 표백 크라프트 펄프 섬유, 경목 반화학 펄프 섬유, 잔디 펄프 섬유 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 섬유 원료는 OCC 또는 재생 섬유 재료로부터 유래된 섬유의 적어도 20 중량%, 바람직하게는 적어도 50 중량%를 포함한다. 일부 실시형태에서, 섬유 원료는 OCC 또는 재생 섬유 재료로부터 유래된 섬유의 > 70 중량%, 때로는 심지어 > 80 중량%를 포함할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 미세 섬유화된 셀룰로오스는 ≥ 2 중량%의 농도를 갖는 진한 원료에 첨가될 수 있고 방진제로서 사용될 수 있다. 제지, 보드 등의 제조에서 분진을 감소시키는 방법은 리그노셀룰로오스 섬유를 포함하는 섬유 원료를 얻고 섬유 원료로부터 섬유 웹을 형성하고 웹을 건조시키는 단계를 적어도 포함하며, 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 방진제는 농도가 ≥ 2 중량% 인 진한 원료에 첨가된다. 놀랍게도, 섬유 원료에의 미세 섬유화된 셀룰로오스의 첨가는 제지 또는 보드의 제조 동안 먼지 형성을 효과적으로 감소시킨다는 것이 밝혀졌다. 때로는 보유력을 향상시키고 동시에 분진을 줄일 수 있다. 방진제는 적어도 85 중량%, 바람직하게는 적어도 90 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 95 중량%, 보다 더 바람직하게는 적어도 97 중량% 의 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 방진제 중의 미세 섬유화된 셀룰로오스의 양은 50 내지 99 중량%, 바람직하게는 85 내지 99 중량%, 보다 바람직하게는 90 내지 99 중량%, 보다 더 바람직하게는 95 내지 99 중량% 범위일 수 있다. 백분율은 방진제의 총 건조 고형물로부터 계산된다.
방진제 중의 미세 섬유화된 셀룰로오스는 상기한 바와 같이 경목 또는 연목 또는 임의의 혼합물로부터 유래될 수 있다. 대안적으로, 방진제 중의 미세 섬유화된 셀룰로오스는 비-목재 공급원으로부터 유래된다. 방진제 중의 미세 섬유화된 셀룰로오스는 미세 섬유화된 비-목재 셀룰로오스 및/또는 미세 섬유화된 실질 셀룰로오스일 수 있다. 예를 들어, 방진제 중의 미세 섬유화된 셀룰로오스는 상술한 바와 같은 사탕무 펄프, 감자 펄프, 카사바 펄프, 고구마와 같은 채소; 감귤 껍질과 같은 과일; 바가스 속, 옥수수 속, 대나무 속과 같은 셀룰로오스 속; 및 이들의 혼합물로부터 유래할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 방진제는 미세 섬유화된 셀룰로오스로 구성된다. 이것은 방진제가 미세 섬유화된 셀룰로오스와 물로만 구성되며 다른 성분이 없음을 의미한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 방진제는 2 내지 6 중량%, 바람직하게는 3 내지 5 중량% 범위의 농도를 갖는 진한 원료에 첨가된다. 미세 섬유화된 셀룰로오스가 진한 원료에 첨가될 때, 특히 기계적 처리를 받는 경우에, 상이한 작은 섬유 원료 성분과 상호 작용할 수 있고, 이 과정에서 후 분진을 감소시킬 수 있다는 이론에 의해 구속되지 않는 것으로 상정된다. 방진제는 다른 공정 위치에서 단일 투여량 또는 여러 투여량으로 섬유 원료에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 방진제는 1 내지 5 개의 개별 연속 투여 량으로 첨가될 수 있다. 방진제를 포함하는 섬유 원료, 즉 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 방진제를 첨가한 후의 섬유 원료는 상기 기재된 바와 같이 기계적 처리 단계를 거칠 수 있으며, 여기서 바람직하게 섬유 원료는 기계적 디바이스에 의해 공급된 전단력을 받게 된다.
방진제는 섬유 원료의 건조 고형물의 톤당 건조 재료로 주어졌을 때 1 내지 100 kg, 바람직하게는 5 내지 70 kg, 보다 바람직하게는 15 내지 50 kg 범위의 미세 섬유화된 셀룰로오스의 첨가량을 초래하는 양으로 섬유 원료에 첨가될 수 있다.
제지, 보드 등의 제조에서 분진을 감소시키는 방법은 전술한 바와 같이 섬유 원료에 적합하다. 섬유 원료는, 예를 들어 기계적 펄프화, 화학적 펄프화, 화학적 열적 기계적 펄프화 또는 재생된 섬유의 재펄프화에 의해 수득된 리그노셀룰로오스 섬유를 포함할 수 있다. 섬유 원료는 단독으로 또는 OCC로부터 유래된 섬유 또는 재생 섬유 재료에 추가하여 표백되거나 표백되지 않은 버진 섬유를 포함할 수 있다. 이 방법은 섬유 원료가 적어도 10 중량%, 바람직하게는 적어도 15 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 20 중량% 의 섬유 단섬유를 포함하는 경우에 특히 적합하다. 섬유 원료 중의 섬유 단섬유의 양은 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 10 내지 30 중량% 범위일 수 있다.
미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 방진제가 진한 원료에 첨가될 때, 방진제 이외에 섬유 원료에 강도제 및 보유제를 첨가하는 것이 또한 가능하다. 강화제 및/또는 보유제는 진한 원료 또는 연한 원료에 첨가될 수 있다. 보유제로서 상기 기재된 것과 동일한 양이온성 합성 중합체를 사용할 수 있다.
미세 섬유 셀룰로오스는 다른 등급의 인쇄 용지, 자루 제지, 판지 및 티슈의 제조를 위한 방진제로서 적합하다.
본 발명은 종래 기술에 존재하는 단점을 최소화하거나 심지어 제거하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 섬유 원료 성분의 효과적이고 균일한 보유가 달성되는 방법을 제공하는 효과가 있다.
또, 본 발명은 적어도 배수 특성을 유지하면서 섬유 원료 성분의 보유를 개선하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 제지 또는 보드 제조시 먼지 형성을 줄일 수 있는 방법을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 건조 실린더의 세척된 블레이드, 제 1 실행을 보여준다.
도 2는 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 방진제가 없는 재생 섬유를 포함하는 섬유 원료를 사용할 때 15 분의 실행후 도 1의 블레이드를 도시한다.
도 3은 건조 실린더의 세척된 블레이드, 제 2 실행을 보여준다.
도 4는 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 방진제와 함께, 재생 섬유를 포함하는 섬유 원료를 사용할 때 15 분의 제 2 실행후 도 3의 블레이드를 도시한다. 미세 섬유화된 셀룰로오스의 투여량은 20 kg/t이다. 섬유 원료는 또한 3 kg/t의 양이온 강도 중합체를 포함한다.
도 5는 건조 실린더의 세척된 블레이드, 제 3 실행을 보여준다.
도 6은 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 방진제와 함께, 재생 섬유를 포함하는 섬유 원료를 사용할 때 15 분의 제 3 실행후 도 5의 블레이드를 도시한다. 미세 섬유화된 셀룰로오스의 투여량은 30 kg/t이고, 섬유 원료는 제 1 및 제 2 실행에 사용된 섬유 원료와 상이하다.
도 7은 건조 실린더의 세척된 블레이드, 제 4 실행을 보여준다.
도 8은 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 방진제가 없는 재생 섬유를 포함하는 섬유 원료를 사용할 때 15 분의 제 4 실행후 도 7의 블레이드를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 파일럿 머신 셋업의 개략도이다.
도 2는 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 방진제가 없는 재생 섬유를 포함하는 섬유 원료를 사용할 때 15 분의 실행후 도 1의 블레이드를 도시한다.
도 3은 건조 실린더의 세척된 블레이드, 제 2 실행을 보여준다.
도 4는 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 방진제와 함께, 재생 섬유를 포함하는 섬유 원료를 사용할 때 15 분의 제 2 실행후 도 3의 블레이드를 도시한다. 미세 섬유화된 셀룰로오스의 투여량은 20 kg/t이다. 섬유 원료는 또한 3 kg/t의 양이온 강도 중합체를 포함한다.
도 5는 건조 실린더의 세척된 블레이드, 제 3 실행을 보여준다.
도 6은 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 방진제와 함께, 재생 섬유를 포함하는 섬유 원료를 사용할 때 15 분의 제 3 실행후 도 5의 블레이드를 도시한다. 미세 섬유화된 셀룰로오스의 투여량은 30 kg/t이고, 섬유 원료는 제 1 및 제 2 실행에 사용된 섬유 원료와 상이하다.
도 7은 건조 실린더의 세척된 블레이드, 제 4 실행을 보여준다.
도 8은 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 방진제가 없는 재생 섬유를 포함하는 섬유 원료를 사용할 때 15 분의 제 4 실행후 도 7의 블레이드를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 파일럿 머신 셋업의 개략도이다.
실험
본 발명의 일부 실시형태는 하기 비제한적인 실시형태에 개시되어 있다.
보유 예 1
미세 섬유화된 셀룰로오스 및 양이온성 합성 중합체를 포함하는 보유제 시스템의 성능을 재생 섬유 등급으로 제조된 건조지 등급 온롤을 사용하여 파일럿 제지 기계에서 시험하였다. 섬유 원료는 약 75kg 건조지를 온도 8 내지 10 ℃에서 3m3 지역 수돗물로 슬러싱함으로써 회분식으로 제조되었다.
제조된 섬유 원료는 Esser-Wysch 13A 정제기에서 2.25 중량% 공급 농도로 혼합, 펌핑 및 마일드 정제(디플레이킹 단계와 유사)를 거쳐, 섬유 원료에 약 4 kWh/t 를 제공하도록 동작시킨다.
타겟팅된 화이트 워터 조건은 전도도 8000 mS/cm; 칼슘 레벨 800 ppm Ca2+; 충전 레벨 1500 meq/l 이었다. 음이온성 쓰레기 레벨은 칼슘 프로피오네이트(Caldic, Espoo, 핀란드), Na2SO4(Algol, Espoo, 핀란드)및 음이온성 카르복시메틸 셀루로오스 스타플로 엑슬로(Akzo Nobel, Gothenburg, 스웨덴)를 첨가하여 조정되었다. 이러한 첨가는 다음과 같이 재펄프화된 제지 섬유 원료에 첨가되었다: 3500 mS/cm의 전도도에 도달되도록 먼저 3.72 g/l의 칼슘 프로피오네이트가 첨가되고, 4.67 g/l의 Na2SO4 및 3.5 mg/l의 카르복시메틸 셀룰로오스가 이 순서대로 첨가된다.
제조된 섬유 원료를 파일럿 제지 기계에 공급하고 화이트 워터에 의해 헤드박스 농도로 희석시켰다. 화이트 워터의 부피는 다음과 같이 펄프화된 배치당 약 8.5 m3 였다: 펄퍼 2 m3; 4개의 혼합 체스트 5 m3; 화이트 워터 순환 약 1.5 m3. 섬유 원료는 생산 속도 약 90 kg/h 에서 120kW의 평균 효과를 갖는 4개의 진공 박스, 하나의 진공 롤 및 2개의 닙, 50 MPa 및 70 MPa 및 11개의 건조 실린더를 통과하면서, 속도 30 m/min, 와이어 상에서 웹으로 형성되었다.
파일럿 머신 셋업의 개략도가 도 9에 도시되어 있다. 가능한 화학물질 투여 위치는 도 9에 표시되어 있다. 농도 > 2 중량%를 갖는 진한 원료를 기계 체스트 1, 2로부터 저농도 정제기(4)로 공급하였다. 보유제 시스템의 컴포넌트에 대한 제 1 투여 지점(D1)은 펌프(3) 전에 위치하고 제 2 투여 지점(D2)은 정제기(4) 뒤에 위치하였다. 제 1 및 제 2 투여 지점(D1, D2)은 성분을 진한 원료에 투여하였다.
정제기(4) 후, 화이트 워터 탱크(5)로부터 화이트 워터를 펌핑하고 이를 연한 원료과 혼합함으로써, 진한(thick) 원료를 화이트 워터에 의해 연한(thin) 원료로 희석하였다. 그런 다음 연한 원료를 펌프(6)에 의해 헤드박스(7)로 펌핑한다. 얻어진 연한 원료의 농도는 0.45 - 0.55 중량%였다. 추가의 투약 지점(D8, D9)은 희석 단계 후에 그러나 헤드 박스 (7) 및 형성 와이어(8) 전에 위치되었다. 종래의 보유제는 투여 지점(D8 및 D9) 또는 그 근처에서 연한 원료에 첨가된다.
보유 예 1에서의 보유제 시스템은 사탕무 기반의 미세 섬유화된 셀룰로오스(MFC), 고형분 12 중량%, 및 양이온성 합성 중합체(Fennopol K3400, Kemira Oyj)를 포함하였다. 또한, 보유/배수제: 음이온성 실리카 졸(ECA NP2180, AkzoNobel Ab)을 섬유 원료에 첨가하였다.
미세 섬유화된 셀룰로오스 및 양이온성 합성 중합체의 첨가량 및 그 투여 위치는 표 1에 제시되어 있다.
표 1의 섬유 원료의 배수율은, 하단 노즐이 막힌 변경된 CSF-디바이스를 사용하여 단위 [mL/10s]로 측정되는 배수 용량, 그리고 4 - 4.65 g/l 원료를 사용하여 섬유 원료로부터 스트레이트로 측정되는 Schopper-Riegler 값, 단위 [°SR]로 주어진다. 전체 워터 보유 레벨, FPR은 헤드 박스(HB) 및 와이어 워터(WW) 농도[중량%]를 사용하여 결정되었다.
| # | MFC [kg/t] |
Pos. | 합성 중합체 [kg/t] |
Pos. | 펜노질 2180 [kg/t] |
Pos. | 배수 | FPR [%] |
|
| [ml/10 s] | [°SR] | ||||||||
| 레퍼런스 | 0.0 | 0.2 | 8 | 2.0 | 9 | 260.0 | 85.5 | 87.4 | |
| 19 | 10.0 | 1 | 0.2 | 8 | 2.0 | 9 | 210.0 | 87.0 | 87.4 |
| 20 | 20.0 | 1 | 0.2 | 8 | 2.0 | 9 | 200.0 | 87.0 | 86.7 |
| 21 | 30.0 | 1 | 0.2 | 8 | 2.0 | 9 | 200.0 | 87.5 | 86.9 |
| 27 | 20.0 | 1 | 0.3 & 0.2 | 2 & 8 | 2.0 | 9 | 250.0 | 81.5 | 93.5 |
| 28 | 20.0 | 1 | 0.6 & 0.2 | 2 & 8 | 2.0 | 9 | 280.0 | 76.0 | 94.6 |
| 35 | 20.0 | 1 | 0.3 | 2 | 2.0 | 9 | 230.0 | 83.0 | 92.8 |
| 36 | 20.0 | 1 | 0.6 | 2 | 2.0 | 9 | 250.0 | 74.5 | 92.8 |
표 1에서, 미세 섬유 셀룰로오스가 위치 1에 첨가되고 양이온성 합성 중합체가 위치 2와 8 모두에 첨가된 시험 27 및 28에서, 배수 및 와이어 보유 FPR은 시험 20 또는 레퍼런스와 비교하여 상당히 증가하였다는 것을 알 수 있다. 또한 첨가된 중합체 투여량의 증가는 배수의 명백한 증가를 야기한다는 것을 알 수 있다(시험 28). 반면에, 더 적은 투여량으로도 유사한 배수 및 보유 결과를 얻을 수 있다(시험 27 대 시험 36). 이는 진한 및 연한 원료 모두에 양이온성 합성 중합체의 첨가는 첨가된 미세 섬유 셀룰로오스의 양이 일정할 때 동시에 보유 및 배수를 개선한다는 것을 의미한다.
합성 중합체의 단일 첨가가 서로 비교될 때, 위치 2에서의 첨가, 즉 진한 원료는 더 우수한 와이어 보유 결과를 산출하는 것으로 나타났다.
보유 예 2
보유 예 2는 보유 예 1과 유사한 방식으로 수행되었지만, 재생 섬유 등급으로 제조된 상이한 건조지 등급의 온롤이 사용되었다. 섬유 원료를 달리 동일한 방식으로 제조하였다.
제조된 섬유 원료는 Esser-Wysch 13A 정제기에서 2.25 중량% 공급 농도로 혼합, 펌핑 및 마일드 정제(디플레이킹 단계와 유사)를 거쳐, 섬유 원료에 약 17 kWh/t 를 제공하도록 동작시킨다.
타겟팅된 화이트 워터 조건은 전도도 3500 mS/cm; 칼슘 레벨 100 ppm Ca2+; 충전 레벨 200 meq/l 이었다. 음이온성 쓰레기 레벨은 칼슘 프로피오네이트(Caldic, Espoo, 핀란드), Na2SO4(Algol, Espoo, 핀란드)및 음이온성 카르복시메틸 셀루로오스 스타플로 엑슬로(Akzo Nobel, Gothenburg, 스웨덴)를 첨가하여 조정되었다. 이러한 첨가는 다음과 같이 재펄프화된 제지 섬유 원료에 첨가되었다: 3500 mS/cm의 전도도에 도달되도록 먼저 0.46 g/l의 칼슘 프로피오네이트가 첨가되고, 2.5 g/l의 Na2SO4 및 3.5 mg/l의 카르복시메틸 셀룰로오스가 이 순서대로 첨가된다.
제조된 섬유 원료를 파일럿 제지 기계에 공급하고 보유 예 1에 기재된 바와 같이 희석시켰다.
보유 예 2의 보유제 시스템 및 다른 화학물질은 보유 예 1에서와 동일하였다.
미세 섬유화된 셀룰로오스 및 양이온성 합성 중합체의 첨가량 및 그 투여 위치는 표 2에 제시되어 있다. 보유 결과는 보유 예 1에서와 동일한 방식으로 정의된다.
표 2에서, 위치 2 및 8 모두의 양이온성 합성 중합체가 첨가된 시험 10은 시험 3 또는 레퍼런스보다 와이어 유지 FPR이 더 높았다는 것을 알 수 있다. 배수는 모든 시험 지점에서 동일한 레벨로 유지되는 것처럼 보였으며, 즉 심각한 손상이 관찰되지 않았다.
| # | MFC [kg/t] |
Pos. | 합성 중합체 [kg/t] |
Pos. | 펜노질 2180 [kg/t] |
Pos. | 배수 | FPR [%] |
|
| [ml/10 s] | [°SR] | ||||||||
| 레퍼런스 | 0.0 | 0.2 | 8 | 2.0 | 9 | 240.0 | 82.0 | 85.8 | |
| 2 | 10.0 | 1 | 0.2 | 8 | 2.0 | 9 | 250.0 | 87.0 | 90.4 |
| 3 | 20.0 | 1 | 0.2 | 8 | 2.0 | 9 | 230.0 | 86.0 | 88.7 |
| 4 | 30.0 | 1 | 0.2 | 8 | 2.0 | 9 | 210.0 | 91.0 | 85.6 |
| 10 | 20.0 | 1 | 0.3 & 0.2 | 2 & 8 | 2.0 | 9 | 220.0 | 87.0 | 90.4 |
| 11 | 20.0 | 1 | 0.6 & 0.2 | 2 & 8 | 2.0 | 9 | 220.0 | 87.0 | 87.6 |
방진 예 1
미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 방진제의 성능을 파일럿 제지 기계에서 시험하였다. 전체 건조지 생산 속도는 90 kg/h였다.
시험 실험에서 사탕무 기반의 미세 섬유화 셀룰로오스(MFC) 고형분 12 중량%를 포함한 방진제가, 30 kg/t의 미세 섬유화된 셀룰로오스를 결과적으로 첨가하는 양으로 첨가되었다. 레퍼런스 실험에서는 어떠한 방진제도 첨가되지 않았다. 달리 시험 실험과 레퍼런스 실험의 조건은 동일하였다.
실험은 2 개의 상이한 섬유 원료 A 및 B를 사용하여 수행되었다. 섬유 원료 A는 섬유 단섬유 함량이 약 25%인 중심 유러피안 퀄러티였다. 섬유 원료 B는 더 긴 (노던 파인) 연목 섬유의 일부를 구성하였다.
동적 광산란법에 의해 결정된 크기 등급 데이터는 제 1 건조 실린더 상의 금속 스크레이퍼 상의 습윤 웹으로부터 방출된 먼지에서 작은 입자의 수/쉐어의 감소를 나타냈다. 결과는 표 3에 도시되어 있다.
| MFC 투여량 [kg/t] |
입자, <50 μm, [%] | 입자, <100 μm [%] |
입자, <150 μm [%] |
입자, >1500 μm [%] |
|
| 레퍼런스 | 0 | 14.4 | 30.7 | 42.3 | 0.3 |
| 레퍼런스 | 0 | 16.8 | 35.8 | 47.8 | 0.1 |
| 시험 1 | 30 | 12.1 | 26.5 | 38.7 | n.a. |
방진 예 2
본 발명의 방진 효과는 위에 설명된 사진 도면의 도움으로 시각화된다:
도면에서, 원료가 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 방진제를 포함할 때, 블레이드 상의 미세 먼지의 양이 분명히 감소됨을 알 수 있다.
본 발명이 현재 가장 실용적이고 바람직한 실시형태인 것을 참조하여 설명되었더라도, 본 발명은 전술한 실시형태로 제한되지 않으며, 본 발명은 또한 상이한 변형 및 등가의 기술적 해결책을 첨부된 청구항의 범위 내에서 커버하도록 의도된다는 것이 이해된다.
Claims (18)
- 제지, 보드 등의 제조 방법으로서,
- 리그노셀룰로오스 섬유들을 포함하는 섬유 원료를 얻고, 양이온성 합성 중합체를 포함하는 보유제 시스템을 상기 섬유 원료에 첨가하는 단계,
- 상기 섬유 원료로부터 섬유 웹을 형성하고 상기 웹을 건조시키는 단계를 포함하고,
미세 섬유화된 비-목재 셀룰로오스를 포함하는 미세 섬유화된 셀룰로오스가 상기 보유제 시스템의 성분으로서 그리고 순차적으로 상기 양이온성 합성 중합체와 함께 상기 섬유 원료에 첨가되는 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 미세 섬유화된 셀룰로오스는 경목 또는 연목으로부터 유래된 미세 섬유화된 셀룰로오스를 포함하는 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 미세 섬유화된 셀룰로오스는 사탕무 펄프, 감자 펄프, 카사바 펄프, 고구마와 같은 채소들; 감귤 껍질과 같은 과일들; 바가스 속, 옥수수 속, 대나무 속과 같은 셀룰로오스 속; 및 이들의 혼합물들로부터 유래하는 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 미세 섬유화된 셀룰로오스의 적어도 일부는 농도가 2 중량% 이상, 바람직하게는 2 내지 6 중량%, 보다 바람직하게는 3 내지 5 중량%인 진한 원료에 첨가되는 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 미세 섬유화된 셀룰로오스는 미세 섬유화된 실질 셀룰로오스인 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 미세 섬유화된 셀룰로오스는 본질적으로 1 차 세포벽 구조들을 포함하는 식물계 셀룰로오스 풍부 재료를 피브릴화함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미세 섬유화된 셀룰로오스는 상기 섬유 원료의 건조 고형분들의 톤당 건조 재료로서 주어져, 1 내지 50 kg, 바람직하게는 1 내지 30 kg, 더욱 더 바람직하게는 10 내지 30 kg의 총량으로 상기 섬유 원료에 첨가되는 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 양이온성 합성 중합체는 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 디알릴디메틸암모늄 클로라이드(DADMAC), 폴리아민, 폴리에틸렌이민(PEI), 폴리비닐 아민(PVAm) 및 폴리디시안디아미드 중합체 수지의 호모- 또는 코폴리머들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 양이온성 합성 중합체는 평균 분자량이 4 000 000 - 18 000 000 Da, 바람직하게는 4 000 000 - 12 000 000 Da, 보다 바람직하게는 7 000 000 - 10 000 000 Da 이고, 및/또는 전하 밀도가 0.2 - 2.5 meq/g, 바람직하게는 0.5 - 1.5 meq/g, 보다 바람직하게는 0.7 - 1.2 meq/g 인 양이온성 폴리아크릴아미드인 것을 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 상기 양이온성 합성 중합체의 제 1 부분은 농도가 2 중량% 이상, 바람직하게는 2 내지 6 중량%, 보다 바람직하게는 3 내지 5 중량%인 진한 원료에 첨가되는 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 양이온성 합성 중합체의 총량의 적어도 45 %, 보다 바람직하게는 적어도 60 %, 보다 더 바람직하게는 적어도 80 %인 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
상기 양이온성 합성 중합체의 제 1 부분은 농도가 2 중량% 이상, 바람직하게는 2 내지 6 중량%, 보다 바람직하게는 3 내지 5 중량%인 진한 원료에 첨가되고 상기 양이온성 합성 중합체의 제 2 부분은 농도가 2 중량% 미만, 바람직하게는 0.2 내지 1.99 중량%, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 1.5 중량%인 연한 원료에 첨가되는 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 미세 섬유화된 셀룰로오스 및 상기 보유제 시스템의 상기 양이온성 합성 중합체의 총량의 적어도 50% 가 상기 진한 원료에 이 순서로 첨가되고, 나머지 양의 양이온성 합성 중합체가 연한 원료에 첨가되는 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미세 섬유화된 셀룰로오스의 적어도 일부는 상기 양이온성 합성 중합체의 첨가 전에 상기 섬유 원료에 첨가되는 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 양이온성 합성 중합체는 0.1 내지 2 kg/t, 바람직하게는 0.2 내지 1.5 kg/t의 총량으로 첨가되는 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 섬유 원료는 기계적 펄프화, 화학적 열적 기계적 펄프화 또는 재생된 섬유들 또는 회수된 섬유들의 재펄프화에 의해 얻어진 셀룰로오스 섬유들을 포함하는 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미세 섬유화된 셀룰로오스의 첨가 후의 상기 섬유 원료는 기계적 처리 단계를 거치며, 여기서 상기 섬유 원료는 기계적 디바이스에 의해 공급되는 전단력을 받는 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법. - 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 섬유 원료는 비 에너지 소비(SEC)에 의해 표시되는 5 내지 350 kWh/t, 바람직하게는 20 내지 250 kWh/t 범위의 양의 기계적 처리를 받는 것을 특징으로 하는 제지, 보드 등의 제조 방법.
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