KR20200130700A - 다층 판지를 제조하는 방법, 다층 판지, 및 다층 판지 제조에 사용하기 위한 조성물 - Google Patents
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Abstract
다층 판지의 제조 방법에 관한 것으로서, 이러한 다층 판지는 적어도 2개의 섬유층을 포함하며, 이 방법에서, 다층 판지의 적어도 하나의 층은 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 용해된 형태의 제1 강도 성분의 수용액을 상기 층의 표면 상에 도포함으로써 처리되고, 용해된 형태의 양이온성 제2 강도 성분의 수용액은 섬유 스톡에 첨가되며, 이로부터 함께 결합된 섬유층 중 적어도 하나가 형성된다.
Description
본 발명은 후술하는 독립 청구항의 전제부에 따른 다층 판지를 제조하는 방법 및 다층 판지에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 다층 판지의 z-방향 인장 강도를 개선하기 위한 수성 조성물에 관한 것이다.
다층 또는 여러-겹(multi-ply) 판지는 제조 동안 함께 결합되는 2개 이상의 층을 포함한다. 다층 기판 구조의 장점은 예를 들어, 소정의 기능성에 도달하기 위해 상이한 층에서 섬유 특징을 최적화하는 능력에 있다. 이는 예를 들어, 각 층에서 섬유 스톡의 함량과 품질을 변경함으로써 수행될 수 있다.
일반적으로 z-방향 인장 강도로 표시되는 내부 결합 강도는, 이것이 예를 들어 인쇄 중 및/또는 코팅 후 보드의 가공성 및 상이한 최종 용도에서의 성능을 결정하기 문에 다층 판지의 중요한 인자이다. 다층 판지의 내부 결합 강도는 각 층 또는 겹에 사용되는 섬유의 고유 강도 및 강한 섬유-섬유 결합을 형성하는 섬유의 능력에 의해 영향을 받을 수 있다. 고유 강도는 섬유의 각 재활용 후 감소하는 반면, 강한 섬유-섬유 결합을 형성하는 능력은 정제(refining) 수준에 따라 추가로 영향을 받는다. 다층 판지의 내부 결합 강도는 또한, 겹 결합, 즉, 섬유층이 서로 결합하는 강도에 영향을 받는다. 다층 판지를 제조하는 방법과 관련된 한 가지 문제는 겹 결합이 충분하지 않아 전체 다층 판지의 내부 결합 강도를 감소시킨다는 점이다. 이는 예를 들어, 오프셋 인쇄에서 점착성 잉크를 포함하는 프레스 블랭킷에서 시트가 벗겨짐에 따라 z-방향 힘을 받을 때 다층 판지의 박리로서 관찰될 수 있다. 유사하게, 내부 결합 강도가 불충분한 다층 판지의 코팅 또는 라미네이션 공정 중에 적용되는 z-방향 힘은 층의 박리로 이어질 수 있다. 또한, 다층 판지의 특정 최종-용도는 보드의 내부 결합 강도에 직간접적으로 의존하는 사양을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 다층 판지는 코어 보드가 잘 작동하도록 상승된 내부 결합 강도를 가져야 한다. 이와 같이, 다층 구조 전반적으로, 특히 다층 판지의 층 사이에서 충분한 내부 결합 강도를 갖는 다층 판지를 제조하는 개선된 방법이 현재 필요하다.
판지 층 사이의 내부 결합 강도를 개선하기 위해 물 및 선택적으로 과립형 전분이 내부층의 표면 상에 도포될 수 있다. 물의 적용은 존재하는 자유 수(free water)의 양을 증가시킴으로써 결합될 때 인접한 층 표면과 결합을 형성하는 층의 기존 잠재력을 유지하는 데에만 도움이 될 수 있지만, 그 이상으로 강도를 증가시키지는 않는다. 일반적으로 분무에 의해 내부층의 표면(들) 상에 도포되는 과립형 전분은 건조 섹션에서 승온에서 장기간 보관되면 젤라틴화되어, 인접한 층의 섬유와 수소 결합을 형성할 수 있게 한다. 그러나, 지연과 고온으로 인해 건조 용량이 증가하고 기계 속도가 느려져야 하는데, 이는 다층 판지 제조의 효율과 비용 측면에서 바람직하지 않다.
본 발명의 목적은 종래 기술에서 나타나는 상기 언급된 문제를 감소시키거나 심지어 해소하는 것이다.
본 발명의 목적은 개선된 z-방향 인장 강도를 갖는 다층 판지의 제조를 가능하게 하고 다층 보드의 박리 위험을 감소시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 습식 섬유성 웹의 표면 상에 용이하게 도포될 수 있는 다층 판지의 z-방향 인장 강도를 개선하기 위한 수성 조성물을 제공하는 것이다.
상기에서 제시된 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 동봉된 독립 청구항의 특징 부분에 제시된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 몇몇 바람직한 구현예는 다른 청구항에서 설명될 것이다.
본 맥락에서 언급된 구현예 및 이점은 적용 가능한 경우, 항상 구체적으로 언급되지는 않지만 본 발명에 따른 방법, 조성물 및 판지뿐만 아니라 본 발명에 따른 용도와 관련된다.
본 발명에 따른 전형적인 방법은 적어도 2개의 섬유층을 포함하고 층이 다수의 별개의 형성 유닛에 의해 형성되는 다층 판지의 제조에 관한 것으로, 여기서 적어도 일부의 물은 적어도 하나의 섬유층으로부터 배수되며, 층은 함께 결합되고, 결합된 층은 다층 판지 제품을 얻기 위해 추가로 배수, 습식-압착 및 건조된다. 본 발명에 따른 전형적인 방법에서, 다층 판지의 적어도 하나의 섬유층은 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 용해된 형태의 제1 강도 성분의 수용액을 상기 층의 표면 상에 도포함으로써 처리되고, 이러한 표면은 층을 함께 결합하기 전에 생성될 다층 판지의 또 다른 층과 접촉하도록 배열되고, 용해된 형태의 양이온성 제2 강도 성분의 수용액이 섬유 스톡에 첨가되며, 이로부터 함께 결합된 섬유층 중 적어도 하나가 형성된다.
본 발명에 따른 전형적인 다층 판지는 적어도 2개의 섬유층을 포함하고 본 발명에 따른 방법을 사용하여 생성된다.
다층 판지의 z-방향 인장 강도를 개선하기 위한 전형적인 수성 조성물은 혼합 직후, 도포 시간에 지배적인 온도 및 고형분 함량에서, 장비에 의해 허용되는 최대 rpm을 사용하여 소형 샘플 어댑터와 함께 Brookfield LV DV1 점도계에 의해 측정된 100 mPas 미만, 바람직하게는 1.4 내지 100 mPas, 더욱 바람직하게는 1.4 내지 50 mPas의 점도를 갖고, 상기 조성물은
- 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 용해된 형태의 제1 강도 성분, 및
- 과립형 전분, 바람직하게는 과립형 비-이온성, 비-분해 또는 비-분해 비-이온성 전분
을 포함하고,
여기서, 제1 강도 성분 대 과립형 전분의 중량비는 0.02:1 내지 3:1(건조/건조), 바람직하게는 0.05:1 내지 0.9:1(건조/건조), 더욱 바람직하게는 0.1:1 내지 0.4:1(건조/건조)이다.
본 발명에 따른 수성 조성물은 바람직하게는, 0.5 내지 25%, 바람직하게는 1.5 내지 20%, 더욱 바람직하게는 2 내지 18%의 건조도를 갖는 섬유층을 함께 결합하기 전에 하나 이상의 섬유층의 표면 상에 조성물의 수용액을 도포함으로써 다층 판지의 z-방향 인장 강도를 개선하는 데 사용되며, 상기 표면은 층의 결합 시 생성될 다층 판지의 또 다른 섬유층의 표면과 접촉하도록 배열된다.
이제, 다층 판지의 z-방향 인장 강도로 전형적으로 표시되는 내부 결합 강도는, 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분을 와이어 섹션 상의 적어도 하나의 섬유성 표면 상에 적용할 때, 제1 강도 성분이 적용되는 층의 건조도가 전형적으로 0.5 내지 25% 범위이고 그 표면이 생성될 다층 판지의 또 다른 섬유층의 표면과 접촉하도록 배열될 때, 즉, 처리된 표면이 최종 다층 보드 제품 내부에 체류할 때 개선될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분에 추가하여, 양이온성 제2 강도 성분은 또한 다층 판지의 제조 공정에 도입된다. 본 발명에 따르면, 용해된 형태의 양이온성 제2 강도 성분의 수용액을 함께 결합된 섬유층 중 적어도 하나가 형성되는 섬유 스톡에 첨가함으로써 양이온성 제2 강도 성분이 도입된다. 하나의 바람직한 구현예에서, 양이온성 제2 강도 성분은 제1 강도 성분으로 추가 처리될 섬유층이 형성되는 섬유 스톡에 첨가된다. 본 발명에 따르면, 음이온 전하와 양이온 전하 모두 섬유층(들)에 도입되어, 개선된 내부 결합 강도가 제공될 수 있다. 특히, 섬유층 표면에 도포된 제1 강도 성분이 양이온 및 음이온 전하를 모두 포함하는 경우, 섬유층으로의 제1 강도 성분의 침투가 더욱 방해될 수 있어, 섬유층 표면 또는 또는 결합된 층의 결합 라인 상에서 더 잘 유지되고, 더욱 개선된 내부 결합 강도를 제공한다.
본 발명은 제지 섬유를 포함하는 섬유 스톡(들)으로부터 다층 판지를 제조하기 위해 개발되었으며, 여기서 적어도 제1 섬유층 및 제2 섬유층은 제1 와이어 형성 유닛 및 제2 와이어 형성 유닛에 의해 형성되고, 적어도 일부의 물은 적어도 하나의 층으로부터 와이어 섹션에서 배수되고, 와이어 섹션에서 배수된 후 형성된 섬유층은 함께 결합되고, 결합된 섬유층은 추가 배수, 습식-압착 및 건조를 거쳐 다층 보드 제품을 형성한다. 별도의 형성 유닛을 사용하여 섬유층을 제조하면, 층을 결합하기 전에 표면이 최종 다층 판지의 다른 층과 접촉하는 적어도 하나의 층의 표면에 제1 강도 성분을 도포할 수 있다. 따라서, 제1 강도 성분은 다층 판지의 내부 표면에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 특히, 2개 이상의 섬유층을 포함하는 다층 판지의 개선된 z-방향 인장 강도를 제공한다. z-방향 인장 강도는 보드 평면에 수직 인 단위 면적 파괴를 생성하는 데 필요한 힘(kPa)으로 정의된다. 본 발명에 따른 방법을 사용함으로써 하기 중 임의의 것이 별개로 또는 동시에 개선될 수 있다: 파열 강도(burst strength), IGT 건식 픽(pick)(표면 강도), 데니슨(Dennison) 왁스 테스트, 스코트 본드(Scott bond), 기계 방향(MD) 인장 강도 및 교차 방향(CD) 인장 강도, 단기간 압축 테스트(SCT; Short-Span Compressive Test)에 의해 측정된 압축 강도, 홈에 대한 Concora 미디엄 테스트(CMT; Concora medium test) 값, 라이너에 대한 링 크러쉬 테스트(RCT; Ring crush test) 값 및 굽힘 강성(bending stiffness).
본 발명에 따르면, 다층 판지는 적어도 2개의 섬유층을 포함하고 본 발명에 따른 방법을 사용하여 제조되는 임의의 다층 판지일 수 있다. 본 발명은 특히, 접이식 박스보드, 액체 포장 보드, 화이트 탑 라이너, 크라프트 라이너, 테스트 라이너, 플루팅 보드, 칩보드, 코어 보드, 찬장, 또는 화이트 라이닝된 칩보드를 형성 할 때 특히 유리하게 구현된다. 접이식 박스 보드(FBB), 액체 포장 보드 및 화이트 라이닝된 칩보드(WLCB)와 같은 전형적인 다층 판지는 스코트 본드 또는 z-방향 인장 강도 또는 IGT 건식 픽 또는 데니슨 왁스 테스트 및 굽힘 강성으로서 측정된 우수한 겹 본드를 필요로 하고, 따라서, 본 발명은 이러한 보드에 적합하다. 라이너, 예를 들어, 짧은 섬유 분획과 긴 섬유 분획의 층을 갖는 다겹 테스트 라이너, 및 다겹 플루팅 보드는 SCT, 파열, CMT 및 RCT 강도를 필요로 한다. 일반적으로 사용되는 방법에서, 이들 등급은 파열 강도를 제공하기 위해 건조도가 60% 이상인 다층 섬유성 웹에 사이즈-프레스를 적용한 표면 사이징 조성물로 처리된다. 그러나, 사이즈-프레스로 도포된 표면 사이징 전분은 보드 두께 전체에 고르게 침투하지 못하기 때문에 다층 판지의 중앙 구조가 약한 상태를 유지한다. 본 발명에 따르면, 특히 제1 강도 성분이 습식 섬유층 또는 와이어 섹션의 웹 표면에 적용되기 때문에 다층 판지의 중심 구조가 강화될 수 있고, 양이온성 제2 강도 성분과의 이온 결합 형성이 와이어 섹션에서 이미 시작할 수 있고, 강도 성분은 섬유층에 고정된다.
표백된 얇은 상단 층과 더 두꺼운 갈색(재활용 섬유 및/또는 표백되지 않은) 뒷면 층을 갖는 흰색 탑 라이너의 경우, 예를 들어 인쇄 가능성을 개선하기 위해 스코트 본드에 의해 측정된 대로 중앙 구조에 대한 강도를 얻는 것이 중요하다. 또한, 두께가 두꺼운 코어 보드의 경우 양호한 스코트 본드가 중요하다. 전형적으로, 더 낮은 기계 속도를 필요로 하는 층 사이에 고용량의 과립형 전분을 적용하여, 모든 과립형 전분이 수소 결합을 형성하고 강도를 제공할 수 있도록 건조 섹션에서 젤라틴화된다. 본 발명에서 강도 효과를 제공하기 위해 더 긴 건조 시간을 필요로 하지 않는 이온 결합이 형성된다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 또한 더 높은 기계 속도를 제공한다.
본 발명은 다층 판지 구조의 층 사이에 제1 강도 성분으로 처리를 적용함에 따라, 원하는 강도 수준에 필요한 강도 성분의 소모가 하나 이상의 층의 전체 섬유 스톡 처리에 비해 더 낮다. 또한, 재활용 섬유 또는 덜 정제된 섬유와 같은 약한 섬유 품질은 최종 다층 판지의 강도를 손상시키지 않고 층에 사용할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 방법은 인쇄될 다층 판지 등급의 제조에 유리하다. 층 간의 내부 강도가 더 좋고 인쇄 중 층이 찢어질 위험이 줄어들기 때문에 보드의 인쇄 가능성이 개선될 수 있다.
본 발명은 다층 판지의 층 사이의 내부 결합 강도를 개선하고, 따라서, 본 발명에 따른 방법은 다층 판지의 탈수를 개선하는 더 낮은 정제도를 갖는 섬유의 사용을 가능하게 하고, 또한 기계의 실행 가능성이 개선될 수 있는 것으로 관찰되었다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이며, 도면에서,
도 1은 본 발명에 따른 수성 조성물이 층 사이에 도포된 다층 섬유성 웹의 현미경 이미지이고, 도 2는 과립형 전분의 수용액이 층 사이에 도포된 다층 섬유성 웹의 기준 현미경 이미지이다.
도 1은 본 발명에 따른 수성 조성물이 층 사이에 도포된 다층 섬유성 웹의 현미경 이미지이고, 도 2는 과립형 전분의 수용액이 층 사이에 도포된 다층 섬유성 웹의 기준 현미경 이미지이다.
본 발명의 설명에서 "다층 판지", "다층 보드" 및 "다겹 보드"라는 용어는 적어도 2개의 섬유층을 포함하는 다층 판지 제품을 지칭한다. 다층 판지의 층의 수는 제한되지 않지만, 본 발명에 따른 방법은 층의 수 및 품질에 관계없이 모든 종류의 다층 판지 구조에 적용 가능하다.
본 출원의 전형적인 구현예에서, 다층 또는 다겹 보드는 전형적으로 다수의 별개의 형성 단위에 의해 형성된 섬유성 웹으로부터 제조되며, 여기서, 습식 섬유성 웹, 즉 섬유층 각각은, 자신의 형성 유닛을 사용하고 적어도 일부의 물을 와이어 섹션에서 배수함으로써 섬유 스톡으로부터 형성되고, 형성된 섬유성 웹을 함께 결합되고, 결합된 섬유성 웹을 추가로 배수, 습식-압축 및 건조 처리되어 다층 판지 제품을 얻는다. 형성 유닛은 섬유 스톡으로부터 습식 섬유성 웹을 형성하는 데 사용될 수 있는 임의의 배열을 지칭하며, 이 배열을 사용하여 별개의 습식 섬유성 웹이 먼저 와이어 등에 형성되고, 나중 단계에서 별개의 적어도 부분적으로 배수된 섬유성 웹은 다층 웹으로 결합된다. 형성 유닛은 헤드 박스 또는 실린더 형성기를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 적어도 제1 습식 섬유성 웹 및 제2 습식 섬유성 웹은 제1 헤드 박스 및 제2 헤드 박스를 사용하여 형성되고, 형성된 섬유성 웹은 다층 섬유성 웹을 얻기 위해 함께 결합된다. 다층 판지는 각 층에 상이한 종류의 섬유 스톡을 포함할 수 있으므로, 다층 판지의 섬유성 웹은 별개의 섬유 스톡으로 형성될 수 있거나 동일한 섬유 스톡이 여러 헤드 박스에 공급될 수 있다. 다층 판지 제품의 하나 이상의 층은 또한, 다층 헤드 박스를 사용하여 형성될 수 있으며, 여기서, 수득된 다층 웹(들)은 본 발명에 따른 다층 보드의 하나의 섬유층으로서 사용될 수 있다. 다층 헤드 박스는 본 발명에서 의미하는 바와 같이 다수의 별개의 형성 유닛의 시스템이 아니다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 다층 판지의 하나 이상의 층은, 섬유층이 헤드 박스의 립 플로우 또는 헤드박스의 제트가 되도록 형성 유닛을 사용하여 형성될 수도 있다. 따라서, 다층 판지의 한 층은 형성 유닛에 의해 형성된 섬유성 웹으로 제조될 수 있으며, 여기서 섬유성 웹 또는 층은 섬유 스톡으로 형성되고 적어도 일부의 물은 그것으로부터 와이어 섹션에서 배수되며, 또 다른 섬유층은 적어도 부분적으로 배수된 섬유성 웹의 표면에 적용되고, 결합된 섬유층은 다층 판지 제품을 얻기 위해 추가로 배수, 습식-압착 및 건조된다. 제1 층의 표면에 적용된 또 다른 섬유층은 결합 전에 반드시 배수되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 섬유성 층 또는 웹의 건조도가 <25% 또는 <20%일 때 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분이 습식 섬유층의 표면에 적용된다. 본 발명의 하나의 바람직한 구현예에 따르면, 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분의 수용액은 섬유층의 건조도가 0.5% 내지 25%, 바람직하게는 1.5% 내지 20%, 더욱 바람직하게는 2% 내지 18%, 더욱더 바람직하게는 10% 내지 15%일 때 와이어 섹션 상의 하나 이상의 습식 섬유성 층 또는 웹의 표면에 도포되며, 어떤 표면은 생산될 다중 섬유층의 표면과 접촉하도록 배열된다. 처리된 섬유층이 결합된 다른 섬유층 웹의 건조도는 제1 강도 성분으로 처리될 섬유층의 건조도와 상이할 수 있으며, 즉, 습식 섬유층은 상이한 건조도 값으로 함께 결합될 수 있거나 또 다른 섬유층은 전혀 배수되지 않는다. 상기 언급된 건조도 값은 특히 제1 강도 성분으로 처리될 섬유층에 개시되지만, 일반적으로 전체 습식 섬유층의 건조도는 위에서 정의된 범위일 수 있다. 섬유 스톡이 헤드박스에 들어가는 경우, 건조도 수준은 일반적으로 0.3% 이상 내지 2% 미만이다. 섬유성 웹이 헤드박스로부터 와이어 섹션으로 들어갈 때 섬유성 층 또는 웹으로부터의 제1 수분 제거가 수행된다. 와이어 섹션의 수분 제거 공정은 여러 단계로 수행된다. 각 단계에서 물을 제거하는 물리적 메커니즘은 상이할 수 있다. 예를 들어, 물 제거는 중력, 압력 펄스, 관성력(g-force) 또는 진공 여과에 의해 수행될 수 있다. 호일, 롤, 흡입 박스, 적재 가능한 플레이트 등과 같이 와이어 섹션에서 물 제거를 수행하는 데 사용할 수 있는 다양한 탈수 요소 및 배열이 있다. 본 발명에 따른 방법은 모든 종류의 물 제거 요소 및 배열로 사용되는 데 적용 가능하다. 와이어 섹션 후, 섬유성 웹 또는 층의 건조도는 일반적으로 14 내지 22%이다. 일반적으로, 섬유성 웹의 건조도는 습식 압축 중에 40 내지 55%까지 추가로 증가한다. 섬유성 웹 또는 층의 표면에 제1 강도 성분을 적용하는 것은 바람직하게는 와이어 섹션에서, 바람직하게는 분무에 의해 수행된다. 본 발명에 따르면, 제1 강도 성분은 섬유층이 형성된 후 헤드 박스 직후에 적용될 수 있다. 주로 겹 결합 강도는 섬유-섬유 수소 결합의 형성에 의해 기여되므로, 섬유층을 결합하고 층의 건조도가 최대 25%일 때, 즉 섬유가 여전히 수소 결합을 형성하는 충분한 능력을 갖고 있을 때 제1 강도 성분을 적용하는 것이 유리하다. 또한, 습윤 층이 서로 결합될 때 손상되지 않도록 건조도가 충분히 높은 것이 유리하다. 가장 바람직하게는, 제1 강도 성분이 습식 섬유층의 표면에 적용되고, 섬유층의 건조도가 약 10-15%일 때, 제거된 물을 이용한 제1 강도 성분의 침출은 가장 효율적으로 감소될 수 있고 제1 강도 성분은 결합된 층의 결합선에 가깝게 유지될 수 있다.
본 발명의 전형적인 구현예에 따르면, 제시된 방법은 다수의 별개의 형성 단위를 사용하고, 그 다음 하나 이상의 습식 섬유층의 표면에 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분을 적용하고, 이의 표면은 최종 다층 판지의 다른 층과 접촉하는 것이 섬유 층을 결합하기 전에 가능하다. 따라서, 적어도 하나의 습식 섬유층이 형성되고 바람직하게는 적어도 부분적으로 배수된 후, 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분은 섬유층을 결합하기 전에 하나 이상의 섬유성 웹의 표면에 적용된다. 바람직하게는, 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분이 제조될 다층 보드의 적어도 하나의 층의 표면에 적용되고, 이 표면은 생산될 다층 보드의 또 다른 층과 접촉하도록 배열된다. 추가로, 본 발명에 따르면, 양이온성 제2 강도 성분은 섬유 스톡으로부터 섬유층을 형성하기 전에 함께 결합된 하나 이상의 섬유층의 섬유 스톡에 첨가된다. 제2 강도 성분의 양이온성은 제1 강도 성분과 제2 강도 성분 사이에 이온 결합을 형성함으로써 섬유층에 대한 제1 강도 성분의 보유력을 향상시킨다. 제1 강도 성분 및 양이온성 제2 강도 성분을 모두 사용함으로써, 강도 성분을 단독으로 사용할 때보다 심지어 상승된 투입량에서도 z-방향 인장 강도 및/또는 파열 강도 및/또는 짧은 스팬(span) 압축 강도와 같은 더 높은 강도를 얻을 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서, 제1 강도 성분은 첨가된 양이온성 제2 강도 성분을 포함하는 섬유 스톡 형태로 형성되는 섬유층의 표면에 적용되며, 즉, 다층 판지의 하나 이상의 섬유층은, 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 용해된 형태의 제1 강도 성분의 수용액을 층의 표면에 적용함으로써 그리고 용해된 형태의 양이온성 제2 강도 성분의 수용액을 층이 형성되는 섬유 스톡에 첨가함으로써 처리된다. 본 발명의 또 다른 구현예에서, 제1 강도 성분은 첨가된 양이온성 제2 강도 성분을 포함하는 섬유 스톡을 형성하는 층과 접촉하도록 배열된 섬유층의 표면 상에 적용된다.
본 발명에 따르면, 강도 성분은 수용액으로 적용된다. 용해된 형태의 강도 성분의 수용액은 강도 성분의 70 중량% 이상이 일부 용해되지 않은 성분만으로 용해된다는 것을 의미한다. 예를 들어, 수용액이 100 μm 구멍이 있는 체를 통해 공급되고 필요에 따라 헹궈지면 수용액의 강도 성분의 최대 30 중량%가 체에 남아 있다. 강도 성분은 수용액에 용해된 형태이다. 본 발명에 따른 바람직한 구현예에서, 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분은 이온 결합 및 수소 결합에 기초한 상호 작용을 최대화하기 위해 친수성, 즉 본질적으로 소수성 기가 없다. 더욱 바람직하게는, 본 발명에 따른 강도 성분은 둘 다 수용성이고 친수성이다.
본 발명에 따르면, 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분이 하나 이상의 섬유층의 표면에 적용되고 양이온성 제2 강도 성분이 섬유 스톡에 첨가되며, 이로부터 함께 결합된 하나 이상의 섬유층이 형성된다. 본 발명에 따르면, 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분 및 양이온성 제2 강도 성분은 바람직하게는 다층 판지의 동일한 층에 첨가된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 제1 강도 성분은 음이온성 비닐 중합체, 카르복시메틸 셀룰로스(CMC) 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 음이온성 강도 중합체를 포함한다. CMC의 중량 평균 분자량은 일반적으로 < 2,000,000 g/몰이다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 음이온성 비닐 중합체의 중량 평균 분자량은 < 20,000,000 g/몰, 바람직하게는 < 5,000,000 g/몰 또는 < 1,000,000 g/몰이다. 추가로 본 발명의 일부 구현예에 따르면, CMC 및 음이온성 비닐 중합체의 중량 평균 분자량은 중합체와 섬유 사이의 상호작용을 증강시키기 위해 > 50,000 g/몰, 바람직하게는 > 200,000 g/몰 또는 > 400,000 g/몰이다. 중합체의 저분자량은 음이온성 트래쉬(trash), 충전제 및 미세 입자와의 결합을 선호할 수 있는 반면, 중합체량은 섬유와의 결합을 증강시킨다. 400,000 내지 1,000,000 g/몰 사이의 음이온성 비닐 중합체의 중량 평균 분자량은, 이것이 충전제 및 미세 입자, 뿐만 아니라 긴 섬유와의 양호한 결합을 제공하기 때문에 특히 효과적이다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 제1 강도 성분은 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함한다. 양쪽성 강도 중합체는 양쪽성 조성물의 중합체 사이에 이온 결합을 만드는 능력을 갖고 있다. 이온 결합에 의한 이러한 자가-가교는 중합체의 크기를 증가시킨다. 양쪽성 중합체 조성물의 또 다른 장점은 웹의 pH와 상이한 pH에서 적용되는 경우 이온 전하를 변화시킬 수 있다는 것이다. 음이온성 강도 중합체를 포함하는 제1 강도 성분과 비교하여, 양쪽성 강도 중합체 조성물의 pH는 예를 들어 낮은 점도로 인해 분무에 유리할 수 있고, 적용 pH에서 양쪽성 중합체는 양이온성 전분과 같은 습식-엔드(end) 첨가제를 함유하는 웹과 더 많은 이온 상호 작용을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 구현예에서, 제1 강도 성분은 양쪽성 비닐 중합체, 또는 음이온성 강도 중합체(들) 및 양이온 강도 중합체(들)의 조합을 포함하는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함한다. 본 발명에서, 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분은 상기 조성물이 pH 7에서 존재하는 음이온성 및 양이온성 전하를 갖는다는 것을 의미한다. 바람직하게는 양쪽성 강도 중합체 조성물은 pH 2.7에서 0.1 내지 2 meq/g(건조)의 양이온성 전하를 갖는다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 적어도 음이온성 단량체 및 양이온성 단량체, 및 임의로 비-이온성 단량체를 포함하는 양쪽성 비닐 중합체를 포함하는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함한다. 일 구현예에 따르면, 양쪽성 비닐 중합체는 2 내지 20 몰-%, 바람직하게는 2 내지 8 몰-%의 음이온성 단량체, 0.5 내지 18 몰-% 및 바람직하게는 0.5 내지 5 몰-%의 양이온성 단량체, 및 65-95 몰-%, 바람직하게는 85 내지 95 몰-%의 비-이온성 단량체를 포함한다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 양쪽성 강도 중합체 조성물은 음이온성 강도 중합체(들) 및 양이온 강도 중합체(들)의 조합을 포함한다. 음이온성 강도 중합체(들)와 양이온 강도 중합체(들)의 조합은 임의의 형태, 예를 들어 폴리이온(polyion) 복합체 또는 중합체(들)의 혼합물일 수 있다. 음이온성 강도 중합체(들)와 양이온 강도 중합체(들)의 조합에서, 중합체 사이에 이온 결합이 있을 수 있지만, 중합체(들)의 혼합물은 또한, 이온 결합이 조성물의 pH에 따라 달라지기 때문에 성분 사이에 이온 결합이 없는 중합체(들)의 배합물을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 음이온성 강도 중합체(들)와 양이온 강도 중합체(들)의 조합은 음이온성 비닐 중합체, 카르복시메틸 셀룰로스(CMC) 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 음이온성 강도 중합체, 및 양이온성 비닐 중합체, 양이온성 전분, 폴리아민 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 양이온 강도 중합체를 포함한다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 양이온성 중합체는 아크릴아미드와 같은 비닐 단량체를 적어도 포함한다. 양이온성 비닐 중합체의 예는 아크릴아미드의 공중합체 및 디알릴디메틸-암모늄 클로라이드(DADMAC) 또는 [2-(아크릴로일옥시)에틸]트리메틸암모늄 클로라이드(ADAM-Cl)와 같은 하나 이상의 양이온성 비닐 단량체와 같은 양이온성 폴리아크릴아미드(CPAM); 글리옥실화된 폴리DADMAC와 같은 글리옥실화된 양이온성 비닐 중합체; 부분적으로 또는 완전히 가수분해된 폴리-N-비닐포름아미드와 같은 폴리비닐아민(PVAM); 양이온성 단일 중합체(들) 및 이들의 임의의 조합을 포함한다. 폴리아민의 예는 폴리아미도아민, 디메틸아민과 에피클로로하이드린의 공중합체, 디메틸아민, 에피클로로하이드린 및 에틸렌디아민의 공중합체, 폴리아미도아민 에피클로로하이드린, 폴리에틸렌이민 및 이들의 임의의 조합을 포함한다. 음이온성 강도 중합체(들)와 양이온 강도 중합체(들)의 조합에서, 양이온성 강도 중합체는 양이온성 전분과 같은 양이온성 중합체일 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서, 양이온성 중합체는 pH 7에서 측정된 0.2 내지 3 meq/g(건조), 바람직하게는 0.4 내지 2 meq/g(건조)의 전하 밀도를 갖는다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 조합에 사용되는 양이온성 전분은 10,000,000 내지 400,000,000 Da, 바람직하게는 50,000,000 내지 400,000,000 Da, 더욱 바람직하게는 100,000,000 내지 400,000,000 Da 범위의 평균 분자량 MW를 가질 수 있다. 양이온성 전분은 아밀로펙틴 단위를 포함하는 양이온성의 비-분해 전분일 수 있다. 본 발명에 따른 하나의 바람직한 구현예에서, 음이온성 강도 중합체(들)와 양이온 강도 중합체(들)의 조합은 음이온성 강도 중합체로서 음이온 비닐 중합체 및 양이온 강도 중합체로서 양이온 전분을 포함한다. 더 바람직하게는, 음이온성 강도 중합체(들)와 양이온 강도 중합체(들)의 조합은 아크릴아미드 비닐 중합체 및 비-분해 양이온성 전분을 포함한다. 명확성을 위해, 용해된 형태의 제1 강도 성분 및 양이온성 제2 강도 성분의 수용액이 사용됨에 따라, 음이온성 및/또는 양이온성 전하를 포함하더라도 과립형 전분은 표현 제1 강도 성분 및 양이온성 제2 강도 성분에 의해 포괄되지 않음이 명백하다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 제1 강도 성분은 음이온성 강도 중합체 및 양쪽성 강도 중합체 조성물 모두를 포함할 수 있다. 바람직한 중합체 및 조성물은 상기에 더 상세히 개시된 것과 동일하다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 음이온성 강도 중합체 또는 양쪽성 강도 중합체 조성물의 점도는 장비에서 허용하는 최대 rpm을 사용하는 소형 샘플 어댑터가 있는 Brookfield 점도계 LVDV1을 사용하여 pH 7 및 23℃에서 2 중량% 고체에서 측정 시 5 내지 10,000 mPas 범위일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분은 pH 7에서 음이온 순 전하를 갖는다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 제1 강도 성분은 pH 7에서 -0.1 내지 -3.0 meq/g(건조), 더 바람직하게는 -0.2 내지 -1.0 meq/g(건조)의 순 전하를 갖는다. 음이온 순 전하는 양이온성 제2 강도 성분과 양호한 상호 작용을 제공하고 섬유의 과다-양이온화를 방지하거나, 또는 화이트 워터에서 명시된 범위의 순 전하는 -30 mV 내지 0 mV와 같은 전형적인 제타 전위 값을 갖는 섬유 스톡을 사용할 때 더 넓은 투여 범위를 용이하게 하며, 이때 섬유 및/또는 섬유성 층 사이에 전하 반발을 일으킬 위험이 감소한다. 일 구현예에서, 음이온성 강도 중합체를 포함하는 제1 강도 성분은 양이온성 제2 강도 성분과의 양호한 상호 작용을 제공하기 위해 pH 7에서 0.1 내지 5 meq/g(건조), 바람직하게 0.2 내지 3.5 meq/g(건조), 더 바람직하게 0.5 내지 3.5 meq/g(건조)의 음이온 전하를 가질 수 있다. 더 높은 음이온성은 섬유 사이에 반발력을 유발할 수 있다. 순 중성 전하는 양이온 전하와 음이온 전하가 서로 중화될 때 중합체 크기의 붕괴를 일으킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 양쪽성 강도 중합체 조성물, 바람직하게는 양쪽성 비닐 중합체 또는 음이온성 강도 중합체(들)와 양이온 강도 중합체(들)의 조합을 포함하는 제1 강도 성분은 pH 7에서 -3.5 meq/g 내지 +1.0 meq/g(건조), 바람직하게는 -2.5 meq/g 내지 -0.1 meq/g(건조), 더욱 바람직하게는 -2 meq/g 내지 -0.5 meq/g(건조)의 전하 밀도를 가질 수 있다. 바람직하게는, 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분은 적용될 수성 조성물의 pH에서 -0.1 meq/g(건조) 미만 또는 +0.1 meq/g(건조) 초과의 순 전하를 가져서, 양쪽성 강도 중합체 조성물의 겔화를 방지한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, pH 7에서 양이온 전하를 갖는 양이온성 제2 강도 성분의 수용액은 함께 결합된 섬유층 중 적어도 하나가 형성되는 섬유 스톡에 첨가될 수 있다. 섬유 스톡에 첨가될 제2 강도 성분은 양이온성 전분을 포함하는 양이온성 강도 중합체 및/또는 합성 양이온성 강도 중합체(들), 예컨대 양이온성 비닐 중합체(들), 예컨대 양이온성 폴리아크릴아미드(CPAM), 글리옥실화된 양이온성 비닐 중합체, 예컨대 글리옥실화된 양이온성 폴리아크릴아미드(GPAM), 폴리비닐아민(PVAM), 예컨대 부분적으로 또는 완전히 가수분해된 폴리-N-비닐포름아미드, 또는 양이온성 축합 중합체(들), 예컨대 폴리에틸렌이민(PEI) 또는 폴리아미도아민 에피클로로하이드린(PAE)을 포함할 수 있다. 하나의 바람직한 구현예에서, 제2 강도 성분은 양이온성 전분 및/또는 양이온성 비닐 중합체를 포함하고, 더욱 바람직하게는 양이온성 전분은 제2 강도 성분으로 사용된다. 양이온성 전분은 일반적으로 양이온 치환도 DS 0.015 내지 0.06을 갖는 비-분해 조리된 전분일 수 있다. 바람직하게 양이온성 전분은 감자, 옥수수 또는 타피오카 전분이다. 합성 양이온성 강도 중합체는 400,000 내지 3,000,000 Da 범위의 평균 분자량 MW를 가질 수 있다. 분자량은 예를 들어 GPC SEC 폴리에틸렌옥사이드 PEO 보정에 의해 측정될 수 있다. 바람직하게는, 합성 양이온 강도 중합체는 pH 7에서 0.5 내지 4 meq/g(건조), 바람직하게는 0.5 내지 2.5 meq/g(건조), 더욱 바람직하게는 0.6 내지 1.8 meq/g(건조)의 전하 밀도를 가질 수 있다. 합성 양이온 강도 중합체의 전하 밀도는 제1 강도 성분과의 양호한 상호 작용 및 실질적으로 적은 투입량으로 원하는 강도 특성을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 제1 강도 성분 및 제2 양이온 강도 성분은 "제1 강도 성분의 pH 7에서 측정 시 추가 전하(added charge)" : 다층 판지의 한 층에 첨가된 "제2 양이온성 강도 성분의 pH 7에서 측정 시 추가 전하"의 비가 0.05:1 내지 2:1, 바람직하게는 0.3:1 내지 1:1의 범위가 되는 방식으로 적용될 수 있다. 제1 강도 성분과 양이온성 제2 강도 성분 사이의 양호한 상호작용은 증강된 강도 효과를 제공하면서도 성분의 과도한 투입량을 피하면서 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1 강도 성분의 수용액이 하나 이상의 섬유층의 표면에 도포된다. 본 발명의 하나의 바람직한 구현예에서, 제1 강도 성분의 수용액은 과립형 전분과 조합하여 적어도 하나의 섬유층의 표면에 적용된다. 바람직하게는, 제1 강도 성분은 과립형 비-이온성, 비-분해 또는 비-분해 비-이온성 전분과 조합하여 하나 이상의 섬유층의 표면에 도포된다. 과립형 전분을 사용한 도포는 섬유성 웹과 같은 섬유층에 대한 중합체 성분의 접착력을 개선한다. 과립형 전분과 제1 강도 성분을 모두 사용하는 경우, 도포된 과립형 전분이 젤라틴화되면 수소 결합 형성에 의해, 그리고 결합 부위에 대해 서로 경쟁하지 않는 하전된 화학종에 의한 이온 결합 형성에 의해 강도가 생성되지만 상호보완적이다. 또한, 과립형 전분은 이동성이 있으며 낮은 웹 건조도에서 층으로 침투할 수 있으며, 이는 도포된 용액의 점도를 증가시킴으로써 제1 강도 성분의 존재에 의해 감소될 수 있다. 과립형 전분은 젤라틴화 온도 이상으로 가열될 때 젤라틴화될 수 있는 전분을 의미한다. 층에 도포될 때 과립형 전분은 젤라틴화된 형태가 아니다. 과립형 전분의 젤라틴화는 예를 들어 과립형 전분을 포함하는 습한 다층 웹이 건조 섹션에서 건조될 때 달성될 수 있다. 일반적으로 과립형 전분은 조리되지 않은 전분이다. 과립형 전분은 예를 들어 음이온성 및/또는 양이온성 하전기를 포함하여 화학적으로 변형될 수 있다. 일부 구현예에서, 과립형 전분은 반대 전하를 운반할 때 과립형 전분과 제1 강도 성분 사이의 복합체 형성을 감소시키거나 방지하기 위해 본질적으로 비-이온성이다. 본질적으로 비-이온성은 음이온성 또는 양이온성으로 유도체화되지 않았지만 자연적으로 잔류량의 음이온성 및/또는 양이온성 전하를 포함할 수 있음을 의미한다. 일부 구현예에서, 과립형 전분은 예를 들어 도포 온도가 약간 상승할 때 조기 젤라틴화에 대해 더 저항성이 있을 수 있으므로 본질적으로 비-분해 전분이다. 본질적으로 비-분해는, 분해 유닛 공정을 거치지 않았지만 화학적 변형과 같은 다른 유닛 공정 중에 부분 분해를 겪었을 수 있음을 의미한다. 더욱 바람직하게는 과립형 전분은 비-분해 비-이온성 전분이다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 과립형 비-이온성, 비-분해 또는 비-분해 비-이온성 전분과 같은 과립형 전분의 농도는 용액 중 수용액으로부터 계산 시, 0.1 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 8 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 6 중량% 범위일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 제1 강도 성분 및 과립형 전분은 0.02:1 내지 3:1(건조/건조), 바람직하게는 0.05:1 내지 0.9:1(건조/건조), 더욱 바람직하게는 0.1:1-0.4:1(건조/건조)의 중량비로 판지 표면에 도포된다.
섬유층의 표면에 도포되는 전형적인 수성 조성물은 점도가 100 mPas 미만이고, 상기 점도는 일반적으로 혼합 직후, 적용 시점의 지배적인 온도 및 고형분 함량에서 장비에서 허용하는 최대 rpm을 사용하는 소형 샘플 어댑터를 사용하여 Brookfield LV DV1 점도계로 측정 시, 1.4 내지 100 mPas, 바람직하게는 1.4 내지 50 mPas, 더욱 바람직하게는 2 내지 30 mPas 또는 2 내지 15 mPas 범위이고, 상기 조성물은
- 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 용해된 형태의 제1 강도 성분, 및
- 과립형 전분, 바람직하게는 과립형 비-이온성, 비분 해 또는 비분 해 비-이온성 전분
을 포함하고,
여기서, 제1 강도 성분 : 과립형 전분의 중량비는 0.02:1 내지 3:1(건조/건조), 바람직하게는 0.05:1 내지 0.9:1(건조/건조), 더욱 바람직하게는 0.1:1 내지 0.4:1(건조/건조)이다. 도포 시의 지배적인 온도 및 고형분 함량은 상기 수용액이 섬유층의 표면에 도포될 때 존재하는 지배적인 조건을 지칭한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 섬유층의 표면에 도포되는 수성 조성물은 100 mPas 미만의 점도를 가지며, 일반적으로 점도는 혼합 직후, 지배적인 온도 및 도포 시간에서 고형분 함량으로, 장비가 허용하는 최대 rpm을 사용하여 소형 샘플 어댑터가 있는 Brookfield LV DV1 점도계로 측정 시, 1.4 내지 100 mPas, 바람직하게는 1.4 내지 50 mPas, 더욱 바람직하게는 2 내지 30 mPas 또는 2 내지 15 mPas 범위이고, 상기 조성물은 음이온성 비닐 중합체, 카르복시메틸 셀룰로스 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 음이온성 강도 중합체를 포함하는 제1 강도 성분을 포함한다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 섬유층의 표면에 도포되는 수성 조성물은 100 mPas 미만의 점도를 가지며, 일반적으로 점도는 혼합 직후, 지배적인 온도 및 도포 시간에서 고형분 함량으로, 장비가 허용하는 최대 rpm을 사용하여 소형 샘플 어댑터가 있는 Brookfield LV DV1 점도계로 측정 시, 1.4 내지 100 mPas, 바람직하게는 1.4 내지 50 mPas, 더욱 바람직하게는 2 내지 30 mPas 또는 2 내지 15 mPas 범위이고, 상기 조성물은 양쪽성 비닐 중합체, 또는 음이온성 강도 중합체(들) 및 양이온성 강도 중합체(들)의 조합을 포함하는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분을 포함하고, 여기서, 상기 조합은 음이온성 비닐 중합체, 카르복시메틸 셀룰로스 또는 이들의 임의 조합을 포함하는 음이온성 강도 중합체 및 양이온성 비닐 중합체, 양이온성 전분, 폴리아민 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 양이온 강도 중합체를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 섬유층의 표면에 도포되는 수성 조성물은 음이온성 강도 중합체 및 양쪽성 강도 중합체 조성물 둘 다를 포함하는 제1 강도 성분을 포함한다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 섬유층의 표면에 도포될 수성 조성물은 상기 수성 조성물로부터 계산 시, 0.1 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 8 중량% 농도의 과립형 전분을 포함한다. 수성 조성물은 pH 7에서 측정 시, 순 음이온성 전하를 갖는다.
본 발명에 따른 하나의 바람직한 구현예에서, 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물 및 임의로 과립형 전분을 포함하는 제1 강도 성분을 포함하는 수용액은 분무에 의해 또는 발포층 적용에 의해 하나 이상의 섬유층 표면에 도포된다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 제1 강도 성분 및 선택적으로 과립형 전분을 포함하는 수용액이 분무에 의해 하나 이상의 섬유층의 표면에 도포된다. 따라서, 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물 및 임의로 과립형 전분을 포함하는 제1 강도 성분을 포함하는 수용액의 점도가 분무에 도포될 수 있어야 한다. 또한, 분무 중 전분의 젤라틴화를 제거하기 위해 도포 온도가 적절해야한다. 본 발명에 따르면, 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물 및 임의로 과립형 전분을 포함하는 제1 강도 성분을 포함하는 수용액의 도포 온도는 일반적으로 약 20℃이다. 도포 온도는 5℃ 내지 60℃ 또는 20℃ 내지 40℃ 범위일 수 있다.
본 발명의 전형적인 구현예에 따르면, 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분을 포함하는 수용액의 pH는, 수용액이 섬유층의 표면에 도포될 때 약 3 내지 5, 예를 들어 4 내지 4.5이다. 섬유성 층 또는 웹의 pH는 전형적으로 6 내지 9, 예컨대 약 7이다. 따라서, 특히 섬유 현탁액의 pH보다 낮은 pH를 갖는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분의 수용액인 경우, 양쪽성 성분의 음이온 전하 중 적어도 일부가 섬유층 표면에만 형성될 것이다. 이것은 예를 들어, 수용액이 더 낮은 점도로 도포될 수 있고, 도포 후 pH 변화의 결과로 양쪽성 중합체의 복잡한 구조가 형성될 수 있으므로 섬유층 표면에 더 잘 유지됨을 제공한다.
본 발명에 따르면, 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 제1 강도 성분은 섬유층을 함께 결합하기 전에 하나 이상의 섬유층의 표면에 도포된다. 제1 강도 성분의 도포는 바람직하게는 섬유층을 결합하기 직전에 수행되지만, 상기 도포는 섬유층의 형성 유닛과 결합 배열 사이의 임의의 지점에서 배열될 수 있다. 바람직하게는, 제1 강도 성분은 생산될 다층 보드의 내부층(들)의 표면(들)에 도포된다. 제1 강도 성분은 내부층의 일부에만 도포될 수 있거나, 생산될 다층 기판의 모든 내부층에 도포될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 내부층은 탑 겹과 백 겹 사이에 겹 또는 겹들이다. 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따르면, 제1 강도 성분은 다층 보드의 섬유층의 한 표면에 도포된다. 일반적으로 표면은 가능한 박리에 대부분 영향을 미칠 수 있는 층의 표면이다. 일 구현예에서, 제1 강도 성분은 보드의 평량과 관련하여 계산될 때 최종 다층 보드의 중간에있는 층의 표면에 도포된다. 제1 강도 성분 및 선택적으로 과립형 전분을 도포할 때 섬유층의 건조도는, 도포된 강도 성분의 너무 많은 침투를 피하고 도포 후 섬유층의 결합을 여전히 용이하게 하기 위해 0.5 내지 25%, 바람직하게는 1.5 내지 20%, 더욱 바람직하게는 2 내지 18%, 더욱 바람직하게는 10 내지 15%일 수 있다. 더 높은 건조도에서 결합하면 섬유-섬유 결합 형성이 불충분하여 z-방향 인장 강도가 낮아질 수 있다. 강도 성분과 함께 도포된 물은 결합 시 섬유-섬유 결합 형성을 더욱 개선할 수 있다.
다층 보드의 층이 서로 다른 특징을 포함하는 섬유 스톡으로 생산된 경우, 층 사이의 원하는 내부 결합 강도가 문제가 될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서, 제1 강도 성분이 층의 표면에 도포될 수 있으며, 이 층은 형성 단위의 접근 흐름에 투입된 농후한 스톡으로부터 측정 시 다층 보드에서 가장 높은 프리니스(freeness) 값을 갖는 섬유 스톡으로부터 생산된다. 이것은 2-겹 보드에도 적용된다. 바람직하게는, 상기 프리니스는 제1 강도 성분이 적용되는 층에서 > 200 ml, > 400 ml, 심지어 > 550 ml이다.
일부 구현예에서, 제1 강도 성분이 층의 표면에 도포될 수 있으며,이 층은 형성 단위의 접근 흐름에 투입된 농후한 스톡으로 만들어진 핸드 시트로부터 측정 시, 다층 보드에서 가장 높은 벌크(bulk) 값을 갖는다. 벌크 값은 표준 방법에 따라 농후한 스톡으로 만들어진 핸드 시트에서 결정된다. 이것은 2-겹 보드에도 적용된다. 바람직하게는 벌크는 ISO 5269-2:2012에 따른 방법에 따라 사용된 Rapid Kochen 시트 형성기에 의해 결정 시, > 1.5, > 2.0, 심지어 > 3이다.
섬유층의 표면에 도포될 제1 강도 성분의 양은 예를 들어 제1 강도 성분, 섬유 스톡 및 생산될 다층 보드의 필수 특징에 따라 달라진다. 본 발명의 전형적인 구현예에서, 제1 강도 성분은 0.02 내지 1.0 g/m3, 바람직하게는 0.05 내지 0.5 g/m2, 더욱 바람직하게는 0.08 내지 0.3 g/m2의 양으로 섬유층의 한 표면에 도포될 수 있다. 제1 강도 성분의 수용액이 과립형 전분을 또한 포함하는 경우, 상기 전분은 일반적으로 0.05 내지 3 g/m2의 양으로 섬유층의 한 표면에 도포된다.
양이온성 제2 강도 성분은 양이온성 전분의 경우 건조 상태로 2 내지 25 kg/톤의 섬유 스톡의 양으로 섬유 스톡에 첨가될 수 있으며, 합성 양이온 강도 중합체의 경우 건조 상태로 0.7 내지 5 kg/톤의 섬유 스톡의 양으로 섬유 스톡에 첨가될 수 있다. 제2 강도 성분은 담화된(thin) 스톡 또는 농후한 스톡에 첨가될 수 있다. 바람직한 구현예에서 제2 강도 성분이 농후한 스톡에 첨가된다. 여기서, 농후한 스톡은 적어도 20 g/l, 바람직하게는 25 g/l 초과, 더 바람직하게는 30 g/l 초과의 농도(consistency)를 갖는 섬유 스톡 또는 퍼니쉬(furnish)로 이해된다. 일 구현예에 따르면, 제2 강도 성분의 첨가는 스톡 저장 타워 뒤에 있지만 농후한 스톡이 희석되기 전에 위치한다. 본 맥락에서, 용어 "섬유 스톡"은 섬유 및 선택적으로 충전제를 포함하는 수성 현탁액으로 이해된다. 섬유 스톡은 재활용 섬유 재료 및/또는 파단물(broke)을 포함할 수 있다. 섬유 스톡은 오래된 골판지 용기(OCC) 펄프 또는 혼합 폐기물일 수 있다. 섬유 스톡은 화학 열역학적 펄프(CTMP) 또는 열역학적 펄프(TMP), 가압 접지재(PGW), 알칼리 과산화물 기계적 펄프(APMP) 또는 석재 접지재(SGW)와 같은 기계적 펄프일 수도 있다.
본 발명에 따르면, 다층 판지는 적어도 2개의 섬유층을 포함하고 본 발명에 따른 방법을 사용하여 생산되는 임의의 다층 판지일 수 있다. 본 발명은 접이식 박스 보드(folding boxboard), 액체 포장 보드, 화이트 탑 라이너, 크라프트 라이너, 테스트 라이너, 플루팅(fluting), 석고 보드, 칩보드(chipboard), 코어 보드, 찬장 또는 화이트 라이닝된 칩보드(white lined chipboard)를 형성할 때 특히 유리하게 구현된다. 그러나, 본 발명은 또한 적어도 2개의 층을 포함하는 다른 종이 또는 판지 웹을 형성할 때 구현될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 다층 보드 또는 종이는 또한 포장 종이를 지칭한다. 본 발명의 일부 구현예에서, 판지는 광물 안료를 함유하는 코팅 및 오프셋 인쇄를 추가로 포함한다.
두꺼운 다층 판지는, 두꺼운 보드가 > 300 m/분과 같은 원하는 제조 속도를 유지하기 위해 다중 겹으로 형성되어야 할 수 있으므로 보드의 z-방향 인장 강도가 문제가 될 수 있기 때문에 본 발명에 따른 제조 방법에서 가장 많은 이점을 얻을 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따르면, 다층 보드는 총 두께가 100 μm 초과 또는 150 μm 초과, 바람직하게는 200 μm 초과일 수 있다.
본 발명의 더 나은 이해는 설명할 가치가 있지만 본 발명의 한계로 해석되어서는 안되는 하기 구현예를 통해 얻을 수 있다.
실험예
실시예 1
이 실시예는 라이너 보드, 화이트 라이닝된 칩보드 또는 코어 보드와 같은 다층 판지의 제조를 시뮬레이션한다. 테스트 시트는 Techpap에서 제조한 Formette-동적 핸드 시트 포머로 제작되었다.
재활용 섬유를 시뮬레이션하기 위해 테스트 섬유 스톡이 만들어졌다. 중앙 유럽 테스트 라이너 보드가 원료로 사용되었다. 이 테스트 라이너에는 약 17%의 회분과 5%의 표면 크기 전분이 포함되어 있다. 희석수는 CaCl2에 의해 Ca2+ 농도를 520 mg/l로 조정하고 NaCl에 의해 전도도를 4 mS/cm로 조정함으로써 수돗물로 만들어졌다. 테스트 라이너 보드는 2 * 2 cm 정사각형으로 절단되었다. 2.7 l의 희석수를 70℃로 가열하였다. 테스트 라이너 조각을 2% 농도의 희석수에 10 분 동안 적셔서 붕해시켰다. 슬러리를 30,000 회전으로 Britt 쟈 분해기(jar disintegrator)에서 붕해시켰다. 희석수를 첨가하여 펄프를 0.6%로 희석하였다. 시험 화학물질은 표 1에 따라 준비하였다.
Techpap에 의해 동적 핸드 시트 포머 Formette에 테스트 섬유 스톡을 첨가하였다. 표 2에 따라 Formette의 혼합 탱크에 화학물질을 첨가하였다. 모든 화학물질의 양은 건조 섬유 스톡 톤당 건조 화학물질 kg으로 제공된다. 테스트는 실온에서 이루어졌다. 드럼은 1000 rpm, 펄프 400 rpm 용 믹서, 펄프 펌프 1100 rpm/분으로 작동하고 모든 펄프를 분무하였다. 50 g/m2의 백 겹을 먼저 형성한 다음, 2 리터의 물, 과립형 전분 및 테스트 화학물질로 구성된 스프레이 층을 형성하고 마지막으로 50 g/m2의 탑 겹을 형성하였다. 웹 농도는 전분과 테스트 화학물질을 겹 사이에 분무하였을 때 약 1%였다. 일반적으로 균일 한 품질과 반복 가능한 결과를 만들기 위해 보드 머신에 비해 실험실 장비의 농도가 낮다. 마지막에 모든 물이 배수되었다. 스쿱(scoop) 시간은 60초였다. 와이어와 시트의 다른 면에 있는 1 개의 블로팅 페이퍼 사이의 드럼에서 시트를 제거하였다. 젖은 블로팅 페이퍼 및 와이어를 제거하였다. 시트는 4.5 bar 압력으로 Techpap 닙 프레스에서 습식 압축되었으며, 이때 각각의 통과 전에 시트의 각각의 면에 새로운 블로팅 페이퍼를 갖는 2회 통과가 존재하였다. 시트는 15 cm * 20 cm 크기로 절단되었다. 시트는 130℃에서 10 분 동안 STFI 제한 건조기에서 제한 조건에서 건조되었다. 실험실 시트에서 테스트하기 전에 ISO 187에 따라 50% 상대 습도에서 23℃에서 24시간 동안 사전-컨디셔닝되었다. z-방향 인장(ZDT)은 ISO 15754에 따라 측정되었다. 짧은 스팬(span) 압축 강도(SCT)는 ISO 9895에 따라 교차 방향(CD)으로 측정되었다. 파열 강도(파열(Burst))는 Tappi T 569에 따라 측정되었다.
표 1. 시험 화학물질(Mw = 중량 평균 분자량)
| 샘플 | 조성 | 특성 | 제조 |
| C-전분 | 양이온성 감자 전분 | 양이온성 치환 DS 0.035, 비-분해 | 1% 농도, 97℃에서 30분 조리 |
| G-전분 | 양이온성 감자 전분 | 양이온성 치환 DS 0.016, 비-분해 | 5% 슬러리는 23℃에서 혼합에 의해 제조되었음 |
| N-전분 | 옥수수 전분 | 천연, 비-분해 | 5% 슬러리는 23℃에서 혼합에 의해 제조되었음 |
| CPAM | 10 몰-% 양이온성 폴리아크릴아미드 | Mw 6 M g/몰 | 0.5% 농도에서 60분 용해, 0.05% 농도까지 희석. |
| 실리카 | 구조화된 알루민화된 실리카 | 0.5%까지 희석 | |
| COMP-1 | 양이온성 전분과 APAM-2의 조합 | pH 7에서 -0.65 meq/g(건조)의 순 전하 | 성분을 3% 농도 용액으로서 혼합하고, 1% 농도까지 희석함. |
| COMP-2 | 양이온성 전분과 CMC-1의 조합 | pH 7에서 -1.4 meq/g(건조)의 순 전하 | 성분을 1% 농도 용액으로서 혼합함. |
| CMC-1 | CMC | Mw 약 300,000 g/몰, DS 약 0.7 | 50℃에서 1% 농도에서 60분 동안 용해. |
| CMC-2 | CMC | Mw 400,000 g/몰, DS 0.4 | 50℃에서 1% 농도에서 60분 동안 용해. |
| APAM | 음이온성 폴리아크릴아미드 | 8 몰-% 아크릴산, Mw 450 000 g/몰 | 1% 농도까지 희석 |
| APAM-2 | 음이온성 폴리아크릴아미드 | 11 몰-% 아크릴산, Mw 600,000 g/몰 | 1% 농도까지 희석 |
| AMF-2 | 음이온성 폴리아크릴아미드와 양이온성 폴리아크릴아미드의 조합 | pH 7에서 -0.2 meq/g(건조)의 순 전하, Mw 100,000 - 500,000 g/몰 | 2% 농도까지 희석 |
| AMF-4 | 음이온성 폴리아크릴아미드와 양이온성 폴리아크릴아미드의 조합 | pH 7에서 -0.2 meq/g(건조)의 순 전하, Mw 100,000 - 500,000 g/몰 | 2% 농도까지 희석 |
| AMF-8 | 음이온성 폴리아크릴아미드와 양이온성 전분의 조합 | pH 7에서 -0.9 meq/g(건조)의 순 전하, Mw 약 500,000 g/몰 | 2% 농도까지 희석 |
| AMF-9 | 음이온성 폴리아크릴아미드와 양이온성 전분 | pH 7에서 -0.9 meq/g(건조)의 순 전하, Mw 약 500,000 g/몰 | 2% 농도까지 희석 |
표 2. 화학적 조건.
| 층 | 탑&백 | 탑&백 | 탑&백 | 스프레이 | 스프레이 | 스프레이 | 스프레이 | 스프레이 | 스프레이 |
| 시간, 초 | -30 | -20 | -10 | -40 | -15 | -15 | -15 | -15 | -15 |
| 테스트 | C-전분 | CPAM | 실리카 | N-전분 | COMP-1 | COMP-2 | APAM | CMC-2 | CMC-1 |
| kg/t 건조 | kg/t 건조 | kg/t 건조 | kg/t 건조 | kg/t 건조 | kg/t 건조 | kg/t 건조 | kg/t 건조 | kg/t 건조 | |
| 1 | 0.1 | 0.15 | 3 | ||||||
| 2 | 5 | 0.1 | 0.15 | 3 | 1.5 | ||||
| 3 | 5 | 0.1 | 0.15 | 3 | 1.5 | ||||
| 4 | 5 | 0.1 | 0.15 | 3 | 1.5 | ||||
| 5 | 5 | 0.1 | 0.15 | 3 | 1.5 | ||||
| 6 | 5 | 0.1 | 0.15 | 3 | 1.5 |
동적 핸드 시트의 강도 결과는 표 3에 제시되어 있다. 테스트 1은 기준이고 테스트 포인트 2 내지 6은 본 발명에 따른 것이다. 모든 강도 특성은 기준에 비해 개선되었다. 조성물의 분자량이 높을수록 ZDT가 가장 개선되었다. 스프레이 슬러리의 점도는 스프레이 조성물에 사용되는 선형 중합체의 투입량 또는 분자량을 제한한다. 다른 한편으로, 도포되는 수성 조성물의 고형분 함량을 낮추고, 웹 파손의 위험을 피하고 추가 배수 용량에 대한 필요성을 줄이는 것은 실행 가능하지 않다. 분자량은 또한, 습식 섬유성 웹을 침투하는 스프레이 슬러리의 유변학에 영향을 미친다. 천연 전분이 겹 사이의 섬유성 웹에 유지되고 시트 구조를 통과하지 않는 경우 ZDT에 유익할 것이며, 이는 과립형 전분을 포함하는 수성 조성물의 점도에 의해 조절될 수 있다. SCT 및 파열 강도는 라이너 보드에 중요하다. 세 가지 강도 매개 변수 모두 화이트 탑 라이너의 제조에 필요하다.
표 4는 제1 강도 성분이 점도에 미치는 영향을 보여준다. 점도는 전분 과립의 침전을 방지하기 위해 혼합 슬러리로부터 즉시, 장비가 허용하는 최대 rpm을 사용하여 소형 샘플 어댑터가 있는 Brookfield LV DV1 점도계로 측정되었다. 균일한 분무 결과를 달성하기 위해서는, 점도는 예를 들어, < 100 mPas로 충분히 낮아야 한다. 과립형 전분의 보유력을 개선하고 겹 사이에 과립형 전분을 결합시키기 위해서는, 점도가 과립형 전분 슬러리로 얻은 수준보다 상승되는 것이 유익하다.
표 3. 강도 측정.
| ZDT | 파열 | SCT (CD) | |
| 테스트 | [kPa] | [kPa] | [kN/m] |
| 1 | 427 | 228 | 1.63 |
| 2 | 606 | 259 | 1.71 |
| 3 | 557 | 240 | 1.69 |
| 4 | 579 | 255 | 1.72 |
| 5 | 618 | 246 | 1.78 |
| 6 | 583 | 250 | 1.72 |
표 4. 과립형 전분 및 제1 강도 구성성분을 포함하는 수성 조성물의 점도.
| 테스트 | 제1 강도 성분, 건조의 % |
과립형 전분, 건조의 % |
총 농도, % 건조 |
23℃에서의 점도, mPas |
| 1 | - | N-전분 100% | 5% | 1.8 |
| 2 | COMP-1 33% | N-전분 67% | 5% | 8.2 |
| 3 | APAM 33% | N-전분 67% | 5% | 9.7 |
| 4 | CMC-1 33% | N-전분 67% | 5% | 6.3 |
| 5 | CMC-2 33% | N-전분 67% | 5% | 26 |
| 6 | AMF-2 33% | N-전분 67% | 5% | 6.9 |
| 7 | AMF-4 33% | N-전분 67% | 5% | 12 |
| 8 | - | G-전분 100% | 4% | 1.1 |
| 9 | - | G-전분 100% | 4.5% | 1.2 |
| 10 | - | G-전분 100% | 5% | 1.3 |
| 11 | AMF-8 10% | G-전분 90% | 5% | 2.6 |
| 12 | AMF-8 20% | G-전분 80% | 5% | 3.7 |
| 13 | AMF-9 10% | G-전분 90% | 5% | 1.6 |
| 14 | AMF-9 20% | G-전분 80% | 5% | 2.3 |
| 15 | AMF-9 40% | G-전분 60% | 5% | 3.6 |
| 16 | APAM 10% | G-전분 90% | 5% | 2.8 |
| 17 | APAM 20% | G-전분 80% | 5% | 4.9 |
| 18 | APAM-2 10% | G-전분 90% | 5% | 4.3 |
| 19 | APAM-2 20% | G-전분 80% | 5% | 8.5 |
| 20 | COMP-1 10% | G-전분 90% | 5% | 1.6 |
| 21 | COMP-1 20% | G-전분 80% | 5% | 4.0 |
실시예 2
이 구현예에서, 광학 현미경 이미지(폭 1 mm, 높이 0.1 mm)는 요오드 용액으로 착색된 십자 방향으로 절단된 시트로부터 촬영되었다. 도 1은 본 발명에 따른 수성 조성물이 층 사이에 도포된 다층 판지의 현미경 이미지를 나타내고, 도 2는 과립형 전분의 수용액이 있는 층 사이에 도포된 다층 판지의 기준 현미경 이미지를 나타낸다. 이미지에는 다층 판지의 미들 겹 및 백 겹이 포함된다. 다층 판지의 백 겹(와이어면)은 사진에서 밑면이다. 미들 겹과 백 겹 사이의 결합선은 도면에서 화살표로 표시하였다. 탑 겹 및 백 겹 펄프는 SR 25로 정제된 표백된 크라프트 펄프이고, 미들 겹 펄프는 440 ml CSF로 정제된 표백된 CTMP이며, 파단물은 이 테스트의 퍼니쉬와 동일한 접이식 박스보드의 시트에서 파단을 붕해되었다.
다층 판지는 동적 핸드 시트 포머를 사용하여 만들어졌다. 시트 제조 사이클은 실시예 1에 따라 완료되었다. 다층 판지는 표 5에 제시된 하기 조성을 갖는다.
| 층 | 기본 중량 | 퍼니쉬 |
| 탑 겹 | 35 g/m2 | 소나무/자작나무, 20/80 |
| 스프레이 1 | 0.8 g/m2 | 천연 옥수수 전분 |
| 미들 겹 | 155 g/m2 | CTMP/파단물, 80/20 |
| 스프레이 2 | 0.8 g/m2 | 천연 옥수수 전분 |
| 백 겹 | 35 g/m2 | 소나무/자작나무, 20/80 |
또한, 양이온으로 조리된 전분 5 kg/t를 탑, 미들 및 백 겹 펄프에 첨가하였다. 도 2의 기준 사례에서, 분무에 의해 층 사이에 과립형 천연 전분 0.8 g/m2만 도포되었다(즉, 과립형 전분과 결합된 중합체가 아님). 도 1의 경우, 과립형 천연 전분 0.8 g/m2 및 양쪽성 강도 중합체 조성물 0.4 g/m2가 분무에 의해 층 사이에 도포되었다.
도 1 및 2로부터, 본 발명에 따른 방법을 사용할 때 더 많은 요오드 염색 전분 과립(어두운 점)이 겹 사이에 있음을 알 수 있다. 전분 과립은 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 양쪽성 강도 중합체 조성물을 사용할 때 층 사이의 결합선을 유지하는 반면, 기준 도 2에서 전분 과립은 제거된 물로 세척되었다.
Claims (26)
- 다층 판지의 제조 방법으로서,
상기 다층 판지는 적어도 2개의 섬유층을 포함하며, 상기 층은 다수의 별개의 형성 유닛에 의해 형성되고,
여기서, 적어도 일부의 물은 적어도 하나의 층으로부터 배수되며, 상기 층은 함께 결합되고, 결합된 층은 다층 판지 제품을 얻기 위해 추가로 배수, 습식-압착 및 건조되며,
상기 다층 판지의 적어도 하나의 섬유층은 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 용해된 형태의 제1 강도 성분의 수용액을 상기 층의 표면 상에 도포함으로써 처리되고, 상기 표면은 층을 함께 결합하기 전에 생산될 다층 판지의 다른 층과 접촉하도록 배열되고, 용해된 형태의 양이온성 제2 강도 성분의 수용액은 섬유 스톡에 첨가되며, 이로부터 함께 결합된 섬유층 중 적어도 하나가 형성되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 강도 성분은 음이온성 비닐 중합체, 카르복시메틸 셀룰로스 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 음이온성 강도 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 강도 성분은 양쪽성 비닐 중합체, 또는 음이온성 강도 중합체(들)와 양이온성 강도 중합체(들)의 조합을 포함하는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제3항에 있어서,
상기 음이온성 강도 중합체(들)와 양이온성 강도 중합체(들)의 조합은
- 음이온성 비닐 중합체, 카르복시메틸 셀룰로스 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 음이온성 강도 중합체, 및
- 양이온성 비닐 중합체, 양이온성 전분, 폴리아민 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 양이온성 강도 중합체
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 상기 제1 강도 성분은 pH 7에서 음이온성 순 전하를 갖는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제5항에 있어서,
상기 제1 강도 성분은 pH 7에서 -0.1 내지 -3.0 meq/g(건조), 더욱 바람직하게는 -0.2 내지 -1.0 meq/g(건조)의 순 전하를 갖는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
음이온성 강도 중합체를 포함하는 상기 제1 강도 성분은 pH 7에서 0.1 내지 5 meq/g(건조), 바람직하게는 0.2 내지 3.5 meq/g(건조), 더욱 바람직하게는 0.5 내지 3.5 meq/g(건조)의 음이온성 전하를 갖는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 상기 제1 강도 성분은 친수성인 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
섬유 스톡에 첨가되는 상기 양이온성 제2 강도 성분은 400,000 내지 3,000,000 Da의 중량-평균 분자량을 갖는 양이온성 전분 및/또는 합성 양이온성 강도 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 강도 성분의 수용액은, 섬유층의 건조도가 0.5% 내지 25%, 바람직하게는 1.5% 내지 20%, 더욱 바람직하게는 2% 내지 18%인 경우 상기 층의 표면 상에 도포되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 강도 성분의 수용액은, 분무에 의해 또는 발포층 적용에 의해, 바람직하게는 분무에 의해 상기 층의 표면 상에 도포되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 강도 성분의 수용액은 과립형 전분, 바람직하게는 과립형 비-이온성, 비-분해 또는 비-분해 비-이온성 전분과 조합되어 섬유층의 표면 상에 도포되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제12항에 있어서,
상기 제1 강도 성분 및 상기 과립형 전분은 0.02:1 내지 3:1 (건조/건조), 바람직하게는 0.05:1 내지 0.9:1 (건조/건조), 더욱 바람직하게는 0.1:1 내지 0.4:1 (건조/건조)의 중량비로 도포되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 강도 성분 및 상기 양이온성 제2 강도 성분은, "제1 강도 성분의 pH 7에서 측정 시 추가 전하(added charge)" : "양이온성 제2 강도 성분의 pH 7에서 측정 시 추가 전하"의 비가 0.05:1 내지 2:1, 바람직하게는 0.3:1 내지 1:1 범위가 되는 방식으로 도포되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 강도 성분은 상기 층의 표면 상에 도포되고,
상기 층은 형성 유닛의 접근 흐름에 투입된 농후한 스톡으로부터 측정 시, 다층 보드에서 최고 프리니스 값(freeness value)을 갖는 섬유 스톡으로부터 생산된 것임을 특징으로 하는, 방법. - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 강도 성분은 상기 층의 표면 상에 도포되고,
상기 층은 형성 유닛의 접근 흐름에 투입된 농후한 스톡으로부터 제조된 핸드 시트로부터 측정 시, 다층 보드에서 최고 벌크 값(bulk value)을 갖는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 강도 성분을 상기 층의 적어도 하나의 표면 상에 0.02 내지 1.0 g(건조)/m2, 바람직하게는 0.05 내지 0.5 g(건조)/m2, 더욱 바람직하게는 0.08 내지 0.3 g(건조)/m2의 양으로 도포하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 양이온성 제2 강도 성분은 양이온성 전분의 경우 2 내지 25 kg/톤 섬유 스톡 건조물 양으로서, 또는 0.7 내지 5 kg/톤 섬유 스톡 건조물 양으로서 첨가되는 것을 특징으로 하는, 방법. - 적어도 2개의 섬유층을 포함하는 다층 판지의 z-방향 인장 강도를 개선하기 위한 수성 조성물로서,
상기 조성물은 혼합 직후, 도포 시간에 지배적인 온도 및 고형분 함량에서, 장비에 의해 허용되는 최대 rpm을 사용하여 소형 샘플 어댑터와 함께 Brookfield LV DV1 점도계에 의해 측정 시 100 mPas 미만, 바람직하게는 1.4 내지 100 mPas, 더욱 바람직하게는 1.4 내지 50 mPas의 점도를 갖고, 상기 조성물은
- 음이온성 강도 중합체 및/또는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 용해된 형태의 제1 강도 성분, 및
- 과립형 전분, 바람직하게는 과립형 비-이온성, 비-분해 또는 비-분해 비-이온성 전분
을 포함하며,
상기 제1 강도 성분 : 상기 과립형 전분의 중량비는 0.02:1 내지 3:1 (건조/건조), 바람직하게는 0.05:1 내지 0.9:1 (건조/건조), 더욱 바람직하게는 0.1:1 내지 0.4:1 (건조/건조)인 것을 특징으로 하는, 방법. - 제19항에 있어서,
상기 제1 강도 성분은 음이온성 비닐 중합체, 카르복시메틸 셀룰로스 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 음이온성 강도 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 제1 강도 성분은 양쪽성 비닐 중합체, 또는 음이온성 강도 중합체(들)와 양이온성 강도 중합체(들)의 조합을 포함하는 양쪽성 강도 중합체 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제21항에 있어서,
상기 음이온성 강도 중합체(들)와 양이온성 강도 중합체(들)의 조합은 음이온성 비닐 중합체, 카르복시메틸 셀룰로스 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 음이온성 강도 중합체, 및 양이온성 비닐 중합체, 양이온성 전분, 폴리아민 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 양이온성 강도 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
수성 조성물은 상기 수성 조성물로부터 계산 시, 0.1 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 8 중량% 농도의 과립형 전분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 다층 판지의 z-방향 인장 강도를 개선하기 위한, 제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 용도로서,
섬유층을 함께 결합하기 전에, 상기 조성물의 수용액을 0.5% 내지 25%, 바람직하게는 1.5% 내지 20%, 더욱 바람직하게는 2% 내지 18%의 건조도를 갖는 적어도 하나의 섬유층의 표면 상에 도포하는 단계에 의한 것이고, 상기 표면은 층의 결합 시 생산될 다층 판지의 또 다른 층의 표면과 접촉하도록 배열되는, 용도. - 적어도 2개의 섬유층을 포함하는 다층 판지로서,
상기 다층 판지는 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 방법을 사용함으로써 생산되는 것을 특징으로 하는, 다층 판지. - 제25항에 있어서,
상기 판지는 접이식 박스보드(folding boxboard), 액체 포장 보드, 크라프트 라이너, 테스트 라이너, 플루팅 보드(fluting board), 칩보드(chipboard), 코어 보드, 찬장, 또는 화이트 라이닝된 칩보드(white lined chipboard)인 것을 특징으로 하는, 다층 판지.
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