KR20220125356A - 음이온성 셀룰로스 유도체를 함유하는 제품 및 제지 산업에서의 그의 용도 - Google Patents
음이온성 셀룰로스 유도체를 함유하는 제품 및 제지 산업에서의 그의 용도 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220125356A KR20220125356A KR1020227028469A KR20227028469A KR20220125356A KR 20220125356 A KR20220125356 A KR 20220125356A KR 1020227028469 A KR1020227028469 A KR 1020227028469A KR 20227028469 A KR20227028469 A KR 20227028469A KR 20220125356 A KR20220125356 A KR 20220125356A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- composition
- mol
- mixture
- derivative
- starch
- Prior art date
Links
- 229920006321 anionic cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 51
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 176
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 65
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 65
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 claims abstract description 39
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 claims abstract description 39
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 42
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 40
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 30
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 26
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 25
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 25
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 35
- 239000000047 product Substances 0.000 description 21
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 18
- 244000004281 Eucalyptus maculata Species 0.000 description 14
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 14
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 13
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 9
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 8
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 210000001724 microfibril Anatomy 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 4
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 4
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 4
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 4
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 241000219927 Eucalyptus Species 0.000 description 3
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 3
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 3
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 3
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 3
- 235000012216 bentonite Nutrition 0.000 description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 3
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 3
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229920000945 Amylopectin Polymers 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 241000218631 Coniferophyta Species 0.000 description 2
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 2
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 2
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 2
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 2
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002057 carboxymethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[*] 0.000 description 2
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- PUVAFTRIIUSGLK-UHFFFAOYSA-M trimethyl(oxiran-2-ylmethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CC1CO1 PUVAFTRIIUSGLK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000208140 Acer Species 0.000 description 1
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 description 1
- 229920000856 Amylose Polymers 0.000 description 1
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 1
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 1
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 235000006647 Eugenia jambos Nutrition 0.000 description 1
- 240000008620 Fagopyrum esculentum Species 0.000 description 1
- 235000009419 Fagopyrum esculentum Nutrition 0.000 description 1
- 240000000731 Fagus sylvatica Species 0.000 description 1
- 235000010099 Fagus sylvatica Nutrition 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 240000000797 Hibiscus cannabinus Species 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 241000218922 Magnoliophyta Species 0.000 description 1
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 1
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 1
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 1
- 241000124033 Salix Species 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 1
- 244000087016 Syzygium jambos Species 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 150000003856 quaternary ammonium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- OEIXGLMQZVLOQX-UHFFFAOYSA-N trimethyl-[3-(prop-2-enoylamino)propyl]azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCCNC(=O)C=C OEIXGLMQZVLOQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- LTVDFSLWFKLJDQ-UHFFFAOYSA-N α-tocopherolquinone Chemical compound CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)(O)CCC1=C(C)C(=O)C(C)=C(C)C1=O LTVDFSLWFKLJDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
- D21H11/18—Highly hydrated, swollen or fibrillatable fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/25—Cellulose
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/28—Starch
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/28—Starch
- D21H17/29—Starch cationic
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
- D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D21H17/37—Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. polyacrylates
- D21H17/375—Poly(meth)acrylamide
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
- D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- D21H17/41—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
- D21H17/44—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups cationic
- D21H17/45—Nitrogen-containing groups
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
- D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
- D21H17/68—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments siliceous, e.g. clays
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/71—Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes
- D21H17/74—Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes of organic and inorganic material
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/06—Paper forming aids
- D21H21/10—Retention agents or drainage improvers
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
- D21H21/18—Reinforcing agents
- D21H21/20—Wet strength agents
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
- D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
- D21H23/04—Addition to the pulp; After-treatment of added substances in the pulp
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
본 발명은 동시 또는 개별 사용을 위한 조합 제제로서의 - 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, - 전분 유도체, 및 - 300000 g/mol 내지 800000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량, 및 0.3 내지 0.65에 포함되는 치환도를 갖는 음이온성 셀룰로스 유도체를 포함하는 제품에 관한 것이다. 본 발명은 또한 종이 시트의 초기 습윤 웹 강도 및/또는 건조 인장 강도를 증가시키기 위한 강도 첨가제로서의 상기 제품의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 제지 산업 분야, 특히 제지에 관한 것이다.
종이는 보통 목재 또는 비목재 물질 (예를 들어, 면, 바가스 등)로부터 수득한 리그노셀룰로스 섬유 물질인 펄프로부터 제조된다. 목재 펄프는 2개의 주요 카테고리로 분리된다: 경목 펄프 또는 연목 펄프. 경목은 속씨식물 나무 (예를 들어, 자작나무, 유칼립투스)로부터의 목재인 반면, 연목은 겉씨식물 나무 (침엽수, 예를 들어 가문비나무, 소나무)로부터의 목재이다. 평균적으로, 연목 섬유는 경목 섬유의 길이의 3배 초과이고; 이것은 연목으로부터 수득한 펄프를 "장섬유 펄프"라고 부르고, 경목으로부터 수득한 펄프를 "단섬유 펄프"라고 부르는 이유이다. 증가된 섬유 길이가 보통 더 많은 섬유간 결합을 제공하기 때문에, 연목 펄프는 보통 경목 펄프로부터 수득한 제품보다 더 높은 강도를 가지는 제품으로 이어진다.
제지 동안, 펄프를 제공하고, 물로 정련하고 혼합하여 수성 펄프 혼합물 (또는 펄프 지료)을 제공할 수 있고, 이는 제조 첨가제를 함유할 수 있다. 수성 펄프 혼합물은 습윤 웹으로서 제공될 수 있고, 이어서 물을 웹으로부터 배수시켜 습윤 종이 시트를 제공한다. 이어서, 습윤 종이 시트를 압착하고, 건조시키고, 최종적으로 큰 롤로 롤링한다.
오늘날, 산업은 주로 기계의 고속 가동을 가능하게 하고 따라서 생산성을 증가시키는 그의 보다 높은 섬유간 결합 특성으로 인해 연목 펄프를 사용한다. 초기 습윤 웹 강도 (IWWS)는 건조 전의 종이 시트의 강도를 기술하는 특징이다. 시트의 IWWS가 증가될 때, 기계는 보다 높은 속도로 실행될 수 있고, 따라서 상당한 산업적 개선을 제공한다.
따라서, 단섬유를 포함하는 시트, 특히 주로 단섬유를 포함하거나 심지어 단섬유만을 포함하고 장섬유를 포함하지 않는 시트의 IWWS를 증가시킬 필요가 있다. 이러한 증가는 또한 제지 동안 기계의 가동성을 개선시킬 것이다.
또한, 유칼립투스는 8년 후면 수확할 수 있는 빠르게 성장하는 나무이기 때문에, 유칼립투스와 같은 활엽수 나무의 사용은 비용 면에서 유익하다.
본 발명에 이르러, 제지 동안 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체 및 음이온성 셀룰로스 유도체를 첨가제로서 사용하는 것이 초기 습윤 웹 강도를 증가시키는 것을 가능하게 하고, 따라서 상기 언급된 단점에 직면하지 않으면서 "단섬유 펄프"를 사용하는 것을 가능하게 한다는 것이 밝혀졌다.
또한, 이들 첨가제는 또한 건조 인장 강도의 증가에 대해 유리한 특성을 부여하는 것으로 밝혀졌다.
건조 인장 강도는 특히 섬유 강도, 섬유 길이 및 결합으로부터 유도된 강도를 나타낸다. 이는 시트 공급 프레스, 웹 공급 프레스 또는 다른 웹 공급 변환 작업에서의 인쇄 동안 인쇄지와 같은 종이의 웹 파괴에 대한 잠재적 저항성의 지표로서 사용될 수 있다.
따라서, 제지 동안 첨가제로서 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체 및 음이온성 셀룰로스 유도체를 사용하는 것은, 특히 인쇄 공정에서 사용될 때, 전반적으로 개선된 특성을 갖는 종이 시트의 수득을 가능하게 한다.
따라서, 본 발명은
동시 또는 개별 사용을 위한 조합 제제로서의
- 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물,
- 전분 유도체, 및
- 300000 g/mol 내지 800000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량, 및 0.3 내지 0.65에 포함되는 치환도를 갖는 음이온성 셀룰로스 유도체
를 포함하는 제품 (또는 키트)에 관한 것이다.
본 발명에 따른 제품 또는 키트는 개별적이지만 기능적으로 상호작용하는 개별 성분: 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체 및 특정 음이온성 셀룰로스 유도체가 병렬배치된 것 ("부분들의 키트")이다.
"마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물"은 식물 (목재 포함)의 세포벽에 존재하는 셀룰로스 마이크로피브릴 또는 셀룰로스 마이크로피브릴 다발을 포함하는 조성물을 의도한다. 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물은 목재로부터 또는 셀룰로스 함유 바이오매스로부터 유래될 수 있고, 예를 들어 가공될 수 있는 농업 작물, 예컨대 농업 폐기물, 부산물 또는 가공 스트림의 2차 스트림으로부터 유래될 수 있다. 셀룰로스 함유 농업용 바이오매스는 채소, 과일, 잔디, 메밀, 파베세아에(Fabeceae) 과의 구성원, 또는 그의 조합으로부터 유래될 수 있다.
마이크로피브릴화된 셀룰로스 (MFC)는 또한 교환가능하게 나노피브릴형 셀룰로스 (NFC), 나노피브릴화된 셀룰로스, 셀룰로스 나노섬유, 나노규모 피브릴화된 셀룰로스, 마이크로피브릴형 셀룰로스 또는 셀룰로스 나노피브릴 (CNF)로 불릴 수 있다.
마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물 중의 마이크로피브릴은 1 μm 이상의 길이 및 2 내지 200 nm에 포함되는 직경을 가질 수 있다.
바람직하게는, 마이크로피브릴 길이는 1 내지 200 μm, 보다 바람직하게는 10 내지 100 μm, 보다 더 바람직하게는 10 내지 60 μm에 포함된다.
바람직하게는, 마이크로피브릴 직경은 2 내지 100 m, 보다 바람직하게는 4 내지 70 nm, 보다 더 바람직하게는 5 내지 40 nm에 포함된다.
바람직하게는, 셀룰로스 마이크로피브릴이 다발을 형성할 때, 각각의 다발은 10개 내지 50개의 마이크로피브릴을 포함하고 1 μm 미만의 직경을 갖는다.
본 출원의 맥락에서, 그리고 달리 규정되지 않는 한, 표시된 값의 범위는 상하한을 포함하는 것으로 이해된다는 점을 알 수 있을 것이다.
마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물은 천연 공급원으로부터 추출될 수 있기 때문에, 이는 셀룰로스 이외의 다른 성분을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물은 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물의 건조 중량을 기준으로 적어도 30 중량%의 셀룰로스, 바람직하게는 50 내지 99 중량%의 셀룰로스, 보다 바람직하게는 60 내지 90 중량%의 셀룰로스를 포함한다.
바람직하게는, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물은 물에 용해되지 않는다. 바람직한 실시양태에서, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물의 마이크로피브릴화된 셀룰로스는 화학적으로 및/또는 물리적으로 개질되지 않는다.
"전분 유도체"는 그의 히드록실 기를 통해 동일하거나 상이한 화학적 화합물을 그라프팅함으로써 화학적으로 개질될 수 있는 아밀로스 및 아밀로펙틴에 의해 구성된 전분을 의도한다.
유리하게는, 전분 유도체는 제지에 사용되는 임의의 적합한 전분, 예컨대 감자, 쌀, 옥수수, 찰옥수수, 밀, 보리 또는 타피오카 전분, 바람직하게는 밀, 옥수수 또는 감자 전분으로부터 유래된다. 전형적으로, 전분의 아밀로펙틴 함량은 65 내지 90 중량%, 바람직하게는 70 내지 85 중량%이다.
유리하게는, 전분 유도체의 전분 단위의 적어도 70 중량%는 20000000 g/mol 초과, 바람직하게는 50000000 g/mol 초과, 보다 바람직하게는 100000000 g/mol 초과의 수 평균 분자량을 갖는다.
바람직하게는, 전분 유도체는 화학적으로 개질된 전분이고; 보다 바람직하게는, 전분 유도체는 양이온성 전분이다.
전분은 임의의 적합한 방법에 의해 양이온화될 수 있다. 유리하게는, 양이온성 전분은 4급 암모늄 화합물, 바람직하게는 (3-아크릴아미도프로필)-트리메틸암모늄 클로라이드, 2,3-에폭시프로필-트리메틸암모늄 클로라이드 또는 3-클로로-2-히드록시프로필트리메틸암모늄 클로라이드, 보다 바람직하게는 2,3-에폭시프로필트리메틸암모늄 클로라이드를 사용하여 수득된다.
유리하게는, 양이온성 전분은 0.01-0.3, 바람직하게는 0.02-0.1, 보다 바람직하게는 0.03-0.06에 포함되는 치환도를 가지고, 여기서 치환도는 글루코스 단위 당 전분의 평균 양이온성 기의 수를 나타낸다.
유리하게는, 양이온성 전분은 분해되지 않고, 이는 전분이 단지 양이온화에 의해 개질되었고, 그의 백본이 분해되지 않고 가교되지 않음을 의미한다. 분해 공정의 예는, 예를 들어 산화 및 산-희석이다.
"음이온성 셀룰로스 유도체"는 그의 음이온성 형태 하에 히드록실 기의 일부 수소를 카르복시메틸 기로 치환함으로써 화학적으로 개질된 셀룰로스를 의도한다 (즉, -OH 기의 일부는 -OCH2COO- 기로 개질됨).
음이온성 셀룰로스 유도체는 그의 더 높은 분자량 및 그의 더 낮은 치환도로 인해 소듐 카르복시메틸셀룰로스 (CMC)와 상이하고, 치환도는 글루코스 단위 당 평균 셀룰로스의 카르복시메틸 기의 수를 나타낸다.
실제로, CMC는 제지 산업에서의 사용을 위해 전형적으로 70000 g/mol 내지 100000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량, 및 제지 산업에서의 사용을 위해 적어도 0.6, 전형적으로 0.7 초과인 치환도를 갖는다.
반대로, 음이온성 셀룰로스 유도체는 300000 g/mol 내지 800000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량, 및 0.3 내지 0.65에 포함되는 치환도를 갖는다.
바람직하게는, 음이온성 셀룰로스 유도체는 400000 g/mol 내지 700000 g/mol, 보다 바람직하게는 450000 g/mol 내지 650000 g/mol, 보다 더 바람직하게는 450000 g/mol 내지 600000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량을 갖는다.
바람직하게는, 음이온성 셀룰로스 유도체의 치환도는 0.4 내지 0.5, 보다 바람직하게는 0.45 내지 0.5에 포함된다.
바람직한 실시양태에서, 음이온성 셀룰로스 유도체는 450000 g/mol 내지 600000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량 및 0.45 내지 0.5에 포함되는 치환도를 갖는다.
음이온성 셀룰로스 유도체의 수 평균 분자량은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 방법에 의해 결정된 중합도 (DP) 및 그의 치환도 (DS)를 사용하여 계산될 수 있고, 음이온성 셀룰로스 유도체의 근사 수 평균 분자량은 하기로부터 계산될 수 있다:
DP x (162 + 81 x DS), 여기서 DP는 중합도이고 DS는 치환도이다.
본 발명에 따른 제품 또는 키트의 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체 및 특정한 음이온성 셀룰로스 유도체는 제지 공정과 같은 공정에서 동시에 또는 개별적으로, 예컨대 순차적으로 사용되거나 도입될 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 생성물은 하기 정의된 바와 같이, 본 분야에서 통상적인 첨가제와 함께 수성 펄프 혼합물에 사용될 수 있다. 특히, 보유 시스템, 예를 들어 양이온성 보유 중합체 (예를 들어, 천연 및/또는 합성 양이온성 중합체), 보유 화학물질 (예를 들어, 실리카 졸 또는 벤토나이트) 등과 같은 첨가제.
본 발명은 또한
- 수성 펄프 혼합물
- 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물,
- 전분 유도체, 및
- 300000 g/mol 내지 800000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량, 및 0.3 내지 0.65에 포함되는 치환도를 갖는 음이온성 셀룰로스 유도체
를 포함하는 혼합 조성물에 관한 것이다.
"수성 펄프 혼합물"이란, 물과 펄프를 포함하는 혼합물, 바람직하게는 물과 펄프로 이루어진 혼합물을 의미한다.
"펄프"는 연질목재, 경질목재 또는 비목재 공급원, 예컨대 대나무 또는 케나프 또는 그의 혼합물로부터 유래하는 섬유상 셀룰로스 물질을 의미한다. 바람직하게는, 섬유 물질은 경질목재 또는 연질목재 유래 섬유 물질을 포함한다. 펄프는 셀룰로스 섬유 물질일 수 있고, 임의의 적합한 기계적, 반-기계적 또는 화학적 펄핑 공정 또는 이들의 조합 또는 이와 같이 공지된 임의의 다른 적합한 펄핑 공정으로부터 유래할 수 있다. 이러한 펄프는 표백 또는 비표백 펄프일 수 있다. 셀룰로스 섬유 물질은 또한 재생 보드, 종이 또는 펄프로부터 유래하는 섬유 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 셀룰로스 섬유 물질은 경목으로부터 유래되고 0.5 - 1.5 mm의 길이를 갖는 셀룰로스 섬유 ("단섬유") 및/또는 연목으로부터 유래되고 2.0 - 7.5 mm, 예컨대 2.5 - 7.5 mm의 길이를 갖는 셀룰로스 섬유 ("장섬유")를 포함할 수 있다. 종종 연목 섬유의 길이는 경목 섬유의 길이의 3배의 크기이다.
바람직하게는, 펄프는 목재 펄프이고, 보다 바람직하게는 펄프는 경질목재 펄프, 예컨대 유칼립투스, 너도밤나무, 자작나무, 단풍나무, 버드나무 및 장미 사과 펄프이고, 보다 더 바람직하게는 유칼립투스 또는 자작나무 펄프이다.
유리하게는, 수성 펄프 혼합물은 섬유의 총 중량에 대해 적어도 80 중량%의 단섬유를 포함한다. 바람직하게는, "단섬유"는 경질목재 섬유 (예를 들어 자작나무, 유칼립투스로부터의 섬유)이다.
경질목 화학 펄프에서의 평균 섬유 길이는 전형적으로 0.5 mm - 1.5 mm ("단섬유")이고, 연질목 화학 펄프에서의 평균 섬유 길이는 전형적으로 2.0 mm - 5.0 mm ("장섬유")이다.
수성 펄프 혼합물의 나머지는 섬유의 총 중량에 대해 바람직하게는 장섬유, 더 바람직하게는 연목 섬유 (침엽수)를 포함한다. 연목 펄프는 예를 들어 소나무 또는 가문비나무 펄프일 수 있다.
바람직하게는, 혼합 조성물의 수성 펄프 혼합물은 섬유의 총 중량에 대해 적어도 90 중량%의 단섬유, 보다 바람직하게는 100 중량%의 단섬유를 포함한다.
유리하게는, 수성 펄프 혼합물은 수성 펄프 혼합물의 총 중량을 기준으로 3 중량% 미만, 바람직하게는 2 중량% 미만, 보다 바람직하게는 1 중량% 미만, 예컨대 예를 들어 0.5 중량%의 고체 함량을 갖는다.
상기 기재된 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체 및/또는 음이온성 셀룰로스 유도체의 모든 일반적이고 바람직한 실시양태는 또한 혼합 조성물에 적용된다.
따라서, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물의 마이크로피브릴화된 셀룰로스는 보다 바람직하게는 화학적으로 및/또는 물리적으로 개질되지 않고/않거나, 전분 유도체는 보다 바람직하게는 양이온성 전분이고/이거나, 음이온성 셀룰로스 유도체의 치환도는 0.4 내지 0.5, 보다 바람직하게는 0.45 내지 0.5에 포함된다.
유리하게는, 본 발명에 따른 혼합 조성물은 상기 기재된 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체 및 음이온성 셀룰로스 유도체와 동시에 또는 그 후에 수성 펄프 혼합물에 첨가될 수 있는 적어도 1종의 첨가제를 추가로 포함한다.
예를 들어, 양이온성 보유 중합체와 같은 보유 시스템이 수성 펄프 혼합물, 예를 들어 적어도 1종의 천연 및/또는 합성 양이온성 중합체에 첨가될 수 있다.
양이온성 보유 중합체는 임의의 적합한 보유 중합체, 예를 들어 4000000 내지 18000000 Da, 바람직하게는 4000000-12000000 Da, 보다 바람직하게는 7000000-10000000 Da의 평균 분자량 및/또는 0.2-2.5 meq/g, 바람직하게는 0.5-1.5 meq/g, 보다 바람직하게는 0.7-1.2 meq/g의 전하 밀도를 갖는 양이온성 폴리아크릴아미드 (CPAM)일 수 있다.
보유 중합체의 "평균 분자량" 값은 중합체 사슬 길이의 크기를 기술하는데 사용된다. 평균 분자량 값은 25℃에서 1N NaCl 중에서 공지된 방식으로 측정된 고유 점도 결과로부터 계산된다. 점도 값을 측정하기에 적절한 모세관을 선택하고, 본 출원의 측정에서는 상수 K=0.005228을 갖는 우벨로데(Ubbelohde) 모세관 점도계가 사용되었다. 이어서, 평균 분자량은 마크-호윙크(Mark-Houwink) 방정식 [D]=K·Ma (여기서, [D]는 고유 점도, M 분자량 (g/mol)이고, K 및 a는 문헌 [Polymer Handbook, Fourth Edition, Volume 2, Editors: J. Brandrup, E.H. Immergut and E.A. Grulke, John Wiley & Sons, Inc., USA, 1999]에 주어진 파라미터임.)를 사용하여 공지된 방식으로 고유 점도 결과로부터 계산된다.
또한, 중합체의 전하 밀도는 pH 7에서 측정될 수 있고, 페스나(PesNa)를 사용한 무텍(Muetec) PCD 기기를 사용한 적정에 의해 측정될 수 있다. 절대값은 본 명세서에서 실수 x로서 그 부호에 관계없이 x의 음이 아닌 값인 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 1의 절대값은 1이고, -1의 절대값도 1이다.
유리하게는, 예를 들어 실리카 졸 또는 벤토나이트 형태의 실리카 입자 또는 실리카 마이크로입자와 같은 보유 화학물질이 수성 펄프 혼합물에 첨가될 수 있다.
실리카 졸은 수성 펄프 혼합물의 건조 고체 함량에 대한 실리카 졸의 건조 고체 함량을 기준으로 약 0.01 내지 0.06 중량% 실리카/수성 펄프 혼합물, 예컨대 약 0.02 내지 0.06 중량%, 또는 0.03 내지 0.05 중량%의 양으로 수성 펄프 혼합물에 첨가될 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 혼합 조성물 중의 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물의 양은, 수성 펄프 혼합물의 건조 고체 함량에 대한 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물의 건조 고체 함량을 기준으로 0.3 중량% 내지 5 중량%에 포함된다.
바람직하게는, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물의 양은 0.4 중량% 내지 3 중량%, 보다 바람직하게는 0.5 중량% 내지 2 중량%, 예컨대 예를 들어 1 중량%에 포함된다.
유리하게는, 본 발명에 따른 혼합 조성물 중 전분 유도체의 양은 수성 펄프 혼합물의 건조 고체 함량에 대한 전분 유도체의 건조 고체 함량을 기준으로 0.1 중량% 내지 2 중량%에 포함된다.
바람직하게는, 전분 유도체의 양은 0.3 중량% 내지 1.8 중량%, 보다 바람직하게는 0.5 중량% 내지 1.5 중량%, 예컨대 예를 들어 0.5 중량%에 포함된다.
유리하게는, 본 발명에 따른 혼합 조성물 중 음이온성 셀룰로스 유도체의 양은 수성 펄프 혼합물의 건조 고체 함량에 대한 음이온성 셀룰로스 유도체의 건조 고체 함량을 기준으로 0.05 중량% 내지 0.3 중량%에 포함된다.
바람직하게는, 음이온성 셀룰로스 유도체의 양은 0.05 중량% 내지 0.2 중량%, 예컨대 예를 들어 0.2 중량%에 포함된다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 혼합 조성물은
- 수성 펄프 혼합물의 건조 고체 함량에 대한 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물의 건조 고체 함량을 기준으로 0.3 중량% 내지 5 중량%의 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물,
- 수성 펄프 혼합물의 건조 고체 함량에 대한 양이온성 전분의 건조 고체 함량을 기준으로 0.1 중량% 내지 2 중량%의 양이온성 전분, 및
- 수성 펄프 혼합물의 건조 고체 함량에 대한 음이온성 셀룰로스 유도체의 건조 고체 함량을 기준으로 0.05 중량% 내지 0.3 중량%의, 300 000 g/mol 내지 800 000 g/mol에 포함되는 분자량 및 0.3 내지 0.65에 포함되는 치환도를 갖는 음이온성 셀룰로스 유도체
를 포함한다.
바람직하게는, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물 중의 마이크로피브릴화된 셀룰로스는 화학적으로 및/또는 물리적으로 개질되지 않는다.
또한, 특히, 본 발명에 따른 혼합 조성물은 보유 시스템, 예를 들어 적어도 1종의 보유 중합체, 예컨대 양이온성 보유 중합체, 바람직하게는 상기 정의된 양이온성 폴리아크릴아미드, 및/또는 적어도 1종의 다른 보유 화학물질, 예컨대 마이크로입자, 예를 들어 실리카 및/또는 벤토나이트 입자를 추가로 포함할 수 있다. 보유 시스템은 또한, 예컨대 양이온성 보유 중합체 및 임의로 마이크로입자에 추가로, 양이온성 또는 음이온성 제2 보유 중합체를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한
- 수성 펄프 혼합물을 제공하는 것,
- 수성 펄프 혼합물에, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체, 및 300000 g/mol 내지 800000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량, 및 0.3 내지 0.65에 포함되는 치환도를 갖는 음이온성 셀룰로스 유도체를 혼합하는 것
을 포함하는, 본 발명에 따른 혼합 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 기재된 바와 같은 제지 기술 분야에서 통상적인 적어도 1종의 양이온성 보유 중합체 및/또는 적어도 1종의 다른 보유 화학물질 및/또는 첨가제를 수성 펄프 혼합물에 첨가한다.
수성 펄프 혼합물, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체 및/또는 음이온성 셀룰로스 유도체, 뿐만 아니라 혼합 조성물의 모든 일반적이고 바람직한 실시양태는 또한 혼합 조성물의 제조 방법에 적용된다.
특히, 수성 펄프 혼합물은 유리하게는 수성 펄프 혼합물의 총 중량을 기준으로 3% 미만의 고체 함량을 갖는다.
마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체, 및 음이온성 셀룰로스 유도체는 동시에 또는 순차적으로 어느 순서로든, 묽은 또는 농후한 스톡인 수성 펄프 혼합물에 첨가될 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, 음이온성 셀룰로스 유도체 및/또는 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물은 농후한 스톡에 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 음이온성 셀룰로스 유도체를 농후한 스톡에 첨가한다.
특히, 묽은 스톡은 전형적으로 스톡의 총 중량을 기준으로 2 중량% 미만, 예를 들어 약 1 중량%의 고체 함량을 갖는다. 또한, 농후한 스톡은 전형적으로 스톡의 총 중량을 기준으로 약 3 내지 4 중량%의 고체 함량을 갖는다.
본 발명의 한 실시양태에서, 음이온성 셀룰로스 유도체, 전분 유도체, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물 및 임의적인 보유 시스템, 예를 들어 임의적인 양이온성 폴리아크릴아미드는 이러한 첨가 순서에 따라 순차적으로 첨가될 수 있다.
또한, 본 발명은, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체, 및 300000 g/mol 내지 800000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량, 및 0.3 내지 0.65에 포함되는 치환도를 갖는 음이온성 셀룰로스 유도체를 포함하는 종이 제품에 관한 것이다.
"종이 제품"은, 예를 들어, 고급 종이, 인쇄 종이, 화장지, 티슈 또는 포장 재료, 또는 그 밖에 페이퍼보드를 의도한다.
바람직하게는, 종이 제품은, 예를 들어, 고급 종이, 인쇄지, 화장지, 티슈 또는 포장재로부터 선택된다.
마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체, 및 음이온성 셀룰로스 유도체는 실시양태를 포함하여 상기 기재된 바와 같다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 종이 제품은 상기 기재된 수성 펄프 혼합물로부터 수득된다. 특히, 본 발명에 따른 종이 제품은 바람직하게는 섬유의 총 중량에 대해 80 중량%의 단섬유, 보다 바람직하게는 90 중량%의 단섬유, 보다 더 바람직하게는 100 중량%의 단섬유를 포함한다.
본 발명은 또한
- 수성 펄프 혼합물을 제공하는 것,
- 수성 펄프 혼합물에, 상기 기재된 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체 및 음이온성 셀룰로스 유도체, 및 임의로 보유 시스템, 예컨대 양이온성 폴리아크릴아미드를 혼합하여 본 발명에 따른 혼합 조성물을 형성하는 것, 및
- 상기 혼합 조성물을 배수시킴으로써 습윤 시트를 형성하는 것
을 포함하는 종이 제품의 제조 방법에 관한 것이고,
여기서 음이온성 셀룰로스 유도체는 300000 g/mol 내지 800000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량, 및 0.3 내지 0.65에 포함되는 치환도를 갖는다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 종이 제품을 제조하는 방법은
- 상기 습윤 시트를 가압하는 것, 및
- 상기 습윤 시트를 건조시키는 것
을 추가로 포함한다.
한 실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 종이 제품의 제조 방법에서, 음이온성 셀룰로스 유도체는 습윤 시트 형성 전 적어도 10분, 바람직하게는 적어도 20분, 보다 바람직하게는 약 30분 동안 수성 펄프 혼합물에 첨가된다.
본 발명에 따른 종이 제품을 제조하기 위한 이러한 방법은 본 발명에 따른 혼합 조성물에 대해 기재된 모든 실시양태 및 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체 및 음이온성 셀룰로스 유도체에 대해 상기 기재된 모든 일반적이고 바람직한 실시양태를 포괄한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 종이 제품을 제조하는 이러한 방법은 상기 기재된 본 발명에 따른 종이 제품을 제공한다.
본 발명은 종이 시트의 초기 습윤 웹 강도 및/또는 건조 인장 강도를 증가시키기 위한 강도 첨가제로서의 본 발명에 따른 제품 또는 키트의 용도에 관한 것이다.
유리하게는, 본 발명에 따른 제품은 종이 제품의 제조 동안 기계의 가동성을 개선하는데 사용된다.
본 발명은 또한
제지 공정에서의 공동 사용을 위해, 상기 정의된 바와 같이,
- 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물,
- 전분 유도체, 및
- 300000 g/mol 내지 800000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량, 및 0.3 내지 0.65에 포함되는 치환도를 갖는 음이온성 셀룰로스 유도체
를 포함하는 제품 또는 키트에 관한 것이다.
"공동 사용"은, IWWS 및/또는 건조 인장 강도에 대한 종이 제품의 목적하는 특성을 얻기 위해, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체, 및 300000 g/mol 내지 800000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량 및 0.3 내지 0.65에 포함되는 치환도를 갖는 상기 정의된 음이온성 셀룰로스 유도체의 사용을 의미하고, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체, 및 300000 g/mol 내지 800000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량 및 0.3 내지 0.65에 포함되는 치환도를 갖는 음이온성 셀룰로스 유도체는 제지 공정 동안 동시에 또는 개별적으로, 예컨대 순차적으로, 바람직하게는 수성 펄프 혼합물에 도입될 수 있다.
본 발명은 하기 실시예에서 추가로 설명된다. 청구된 바와 같은 본 발명은 이들 실시예에 의해 어떠한 방식으로도 제한되도록 의도되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
실시예 1: 자작나무 펄프로부터 제조된 핸드 시트의 IWWS의 평가
1.1 자작나무 지료의 펄핑
자작나무 펄프를 보이쓰 슐처-리파이너(Voith Sulzer-refiner)를 사용하여 22의 쇼퍼-리글러(Schopper-Riegler) (SR) 값 (문헌 [ISO 5267-1 Pulps - Determination of drainability - Part 1: Schopper-Riegler method]에 기재된 방법에 따라 결정됨)으로 정제하였다. 붕해된 펄프의 점조도 (또는 고체 함량)는 3 중량%였다. 펄프를 시트 형성 전에 물로 추가로 희석하여 수성 펄프 혼합물의 총 중량에 대해 0.5 중량%의 고체 함량을 수득하였다.
1.2 핸드 시트의 제조
실험실용 핸드 시트를 동적 시트 형성기 (테크팝(TechPap))로 제조하였다. 화학물질을 하기 순서로 펄프 시스템에 첨가하였다:
1. 음이온성 셀룰로스 유도체: ECA (노우리온(Nouryon)); 0.45 내지 0.5에 포함되는 치환도 및 약 500,000 g/mol의 수 평균 분자량을 갖는, 음이온성 카르복시메틸 치환기를 갖는 화학적으로 개질된 셀룰로스.
2. 양이온성 전분 (라이사밀(Raisamyl))
3. MFC의 건조 고체 함량을 기준으로 49 중량%의 셀룰로스 함량, 및 MFC의 총 중량을 기준으로 18.6 중량%의 고체 함량을 갖는, 사탕무 유래의 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물 (MFC); 1 중량% MFC 수용액의 브룩필드(Brookfield) 점도는 100 rpm에서 0.106 Pa.s, 및 50 rpm에서 0.192 Pa.s임 (측정을 위해 V75 베인 스핀들을 사용함).
4. 양이온성 폴리아크릴아미드 (CPAM): 페노폴(Fennopol) K3400 (케미라 오와이제이(Kemira Oyj))
5. 실리카 마이크로입자: 6.5 중량% 농도를 갖는 페노실(Fennosil) 2180 (케미라 오와이제이).
이들 화학물질을 첨가하기 위한 통상의 지연 시간은 다음과 같다: ECA 후 30초에 양이온성 전분을 첨가하고, ECA 후 60초에 MFC를 첨가하고, ECA 후 70초에 CPAM을 첨가하고, ECA 후 80초에 실리카를 첨가하고, ECA 첨가 후 90초에 시트 형성이 일어났다.
시트 평균 평량은 100 g/m2이었다.
시트 형성 후, 시트를 플롯팅지 사이에 놓고, 5 bar 압력 하에 랩 닙 프레스로 압착하였다. 가압을 2회 반복한 후, 시트를 15 mmx150 mm 횡 방향 (CD) 및 기계 방향 (MD) 조각으로 절단하였다. 초기 습윤 웹 강도 (IWWS) 측정 전에 고체 함량의 변화를 피하기 위해 조각을 플라스틱 미니그립 백에 넣었다.
1.3 고체 함량, IWWS 및 건조 인장 강도의 측정
샘플을 10분 동안 150℃ 건조기에 넣고 건조된 종이 조각의 중량 손실을 측정하여 압착된 시트의 고체 함량을 측정하였다.
건조 인장 강도를 건조 시트 상에서 측정하였다.
건조 인장 강도는 방법 ISO 1924-3을 사용하여 측정하였다.
시트가 건조되지 않은 것을 제외하고는, 건조 인장 강도와 유사하게 인장 강도 측정 장비로 IWWS를 측정하였다. 각각의 시험 지점 측정을 기계 방향당 8개의 개별 종이 슬라이스 및 횡 방향당 6개로 반복하였다.
1.4 결과
상이한 시험 조성물에 대한 결과를 하기 표 1에 나타내었고, 여기서 ECA, 양이온성 전분, MFC, CPAM 및 실리카의 백분율은 수성 펄프 혼합물의 건조 고체 함량에 대한 성분의 건조 고체 함량을 기준으로 한 중량 백분율로서 표현된다.
조성물 5 및 6은 본 발명에 따른 조성물인 반면, 조성물 1-4는 비교 조성물이다. 조성물 1-5의 경우 통상의 지연 시간 (ECA의 첨가와 시트 형성 사이의 90초)으로, 또는 조성물 6의 경우 긴 지연 시간 (ECA의 첨가와 시트 형성 사이의 30분)으로 ECA를 첨가하였다.
표 1
결과는, 유사한 고체 함량에 대해, 본 발명에 따른 조성물 5 및 6으로부터 수득된 자작나무 시트는 더 높은 IWWS를 갖는 반면, 전분과 ECA (조성물 4) 또는 MFC (조성물 3)의 조합은 전분만을 첨가하여 수득된 시트 (조성물 2)보다 더 적은 IWWS를 갖는 시트로 이어짐을 보여준다.
또한, 본 발명에 따른 조성물 5 및 6은 참조 시트 (조성물 1)에 비해 건조 인장 강도의 상당한 증가를 나타낸다.
결과적으로, 결과는 본 발명에 따른 조성물이 IWWS 뿐만 아니라 건조 인장 강도를 크게 증가시킬 수 있음을 보여준다.
실시예 2: 유칼립투스 펄프로부터 제조된 핸드 시트의 IWWS의 평가
1.1 유칼립투스 지료의 펄핑
유칼립투스 펄프를 실시예 1의 포인트 1.1에 기재된 방법에 따라 수득하였다.
1.2 핸드 시트의 제조
유칼립투스 펄프를 자작나무 펄프 대신에 사용하고, 상이한 MFC를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1의 포인트 1.2에 따라 핸드 시트를 수득하였다. 이 MFC는 MFC의 건조 고체 함량을 기준으로 69 중량%의 셀룰로스 함량, 및 MFC의 총 중량을 기준으로 7.7 중량%의 고체 함량을 갖는 사탕무 유래 MFC이고; 1% MFC 수용액의 브룩필드(Brookfield) 점도는 100 rpm에서 0.940 Pa.s, 및 50 rpm에서 1.725 Pa.s임 (측정을 위해 V75 베인 스핀들을 사용함).
1.3 고체 함량, IWWS 및 건조 인장 강도의 측정
실시예 1에 기재된 절차에 따라 고체 함량, IWWS 및 건조 인장 강도를 측정하였다.
1.4 결과
상이한 시험 조성물에 대한 결과를 하기 표 2에 나타내었고, 여기서 ECA, 양이온성 전분, MFC, CPAM 및 실리카의 백분율은 수성 펄프 혼합물의 고체 함량에 대한 건조 중량 백분율로서 표현하였다.
조성물 15는 본 발명에 따른 조성물인 반면, 조성물 7-14는 비교 조성물이다.
모든 조성물에 대해 통상의 지연 시간 (ECA의 첨가와 시트 형성 사이에 90초)으로 ECA를 첨가하였다.
표 2
*펄프는 90/10 유칼립투스/연목 (장섬유)의 중량비로부터 수득하였다.
결과는, 유사한 고체 함량에 대해, 본 발명에 따른 조성물 15 (MFC, 전분 및 ECA의 조합 포함)로부터 수득된 시트가 참조 유칼립투스 시트 (조성물 7)에 비해 증가된 IWWS 뿐만 아니라 증가된 건조 인장 강도를 가짐을 보여준다.
또한, 조성물 15로부터 수득된 시트는 90/10 유칼립투스/연목으로부터 제조된 비교 시트 (조성물 8)에 가까운 값에 도달하고, 이 시트 (조성물 8)에 비해 증가된 건조 인장 강도를 가져서, 90/10 유칼립투스/연목으로부터 제조된 비교 시트보다 더 우수한 전체 특성을 가져온다.
반대로, 비교 조성물 9, 10, 12 (ECA, 양이온성 전분 또는 MFC 중 하나만 포함) 중 어느 하나로부터 수득된 유칼립투스 시트는 높은 IWWS 및 높은 건조 인장 강도 둘 다를 갖지는 않는다.
또한, IWWS 및 건조 인장 강도 둘 다의 관점에서의 개선은 CMC가 ECA 대신에 사용되는 경우 그 만큼 높지는 않다 (조성물 10 및 11, 및 조성물 14 및 15의 비교).
본 발명에 따른 조성물은 90/10 유칼립투스/연목으로 제조된 시트에 가까운 IWWS를 갖는 100% 유칼립투스 펄프로부터의 시트를 수득하는 것이 가능하며 (우수한 러닝성), 또한 상기 시트보다 더 우수한 건조 인장 강도 (더 우수한 취급 특성)가 가능하다.
Claims (21)
- 동시 또는 개별 사용을 위한 조합 제제로서의
- 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물,
- 전분 유도체, 및
- 300000 g/mol 내지 800000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량, 및 0.3 내지 0.65에 포함되는 치환도를 갖는 음이온성 셀룰로스 유도체
를 포함하는 제품. - 제1항에 있어서, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물의 마이크로피브릴화된 셀룰로스가 화학적으로 및/또는 물리적으로 개질되지 않은 것인 제품.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 전분 유도체가 양이온성 전분인 제품.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 음이온성 셀룰로스 유도체의 치환도가 0.45 내지 0.5에 포함되는 것인 제품.
- - 수성 펄프 혼합물,
- 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물,
- 전분 유도체, 및
- 300000 g/mol 내지 800000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량, 및 0.3 내지 0.65에 포함되는 치환도를 갖는 음이온성 셀룰로스 유도체
를 포함하는 혼합 조성물. - 제5항에 있어서, 수성 펄프 혼합물이 섬유의 총 중량에 대해 적어도 80 중량%의 단섬유를 포함하는 것인 혼합 조성물.
- 제5항 또는 제6항에 있어서, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물의 마이크로피브릴화된 셀룰로스가 화학적으로 및/또는 물리적으로 개질되지 않은 것인 혼합 조성물.
- 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 전분 유도체가 양이온성 전분인 혼합 조성물.
- 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 음이온성 셀룰로스 유도체의 치환도가 0.45 내지 0.5에 포함되는 것인 혼합 조성물.
- 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 보유 시스템을 추가로 포함하는 혼합 조성물.
- 제10항에 있어서, 보유 시스템이 적어도 1종의 양이온성 폴리아크릴아미드를 포함하는 것인 혼합 조성물.
- 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물의 양이, 수성 펄프 혼합물의 건조 고체 함량에 대한 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물의 건조 고체 함량을 기준으로 0.3 중량% 내지 5 중량%에 포함되는 것인 혼합 조성물.
- 제5항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 전분 유도체의 양이, 수성 펄프 혼합물의 건조 고체 함량에 대한 전분 유도체의 건조 고체 함량을 기준으로 0.1 중량% 내지 2 중량%에 포함되는 것인 혼합 조성물.
- 제5항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 음이온성 셀룰로스 유도체의 양이, 수성 펄프 혼합물의 건조 고체 함량에 대한 음이온성 셀룰로스 유도체의 건조 고체 함량을 기준으로 0.05 중량% 내지 0.3 중량%에 포함되는 것인 혼합 조성물.
- 제5항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 혼합 조성물을 제조하는 방법이며,
- 수성 펄프 혼합물을 제공하는 것,
- 수성 펄프 혼합물에, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체, 및 음이온성 셀룰로스 유도체, 및 임의로, 보유 시스템을 혼합하는 것
을 포함하고,
여기서 음이온성 셀룰로스 유도체는 300000 g/mol 내지 800000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량, 및 0.3 내지 0.65에 포함되는 치환도를 갖는 것인 방법. - 제15항에 있어서, 수성 펄프 혼합물이 수성 펄프 혼합물 중의 총 고체 함량의 3% 미만의 고체 함량을 갖는 것인 방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 혼합 조성물의 보유 시스템이 양이온성 폴리아크릴아미드 및/또는 실리카 입자를 포함하는 것인 방법.
- - 수성 펄프 혼합물을 제공하는 것,
- 수성 펄프 혼합물에, 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체 및 음이온성 셀룰로스 유도체, 및 임의로 양이온성 폴리아크릴아미드와 같은 보유 시스템을 혼합하여 제5항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 혼합 조성물을 형성하는 것, 및
- 상기 혼합 조성물을 배수시킴으로써 습윤 시트를 형성하는 것
을 포함하고,
여기서 음이온성 셀룰로스 유도체는 300000 g/mol 내지 800000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량, 및 0.3 내지 0.65에 포함되는 치환도를 갖는 것인 종이 제품의 제조 방법. - 제18항에 있어서, 음이온성 셀룰로스 유도체를 습윤 시트 형성 적어도 10분 전에 수성 펄프 혼합물에 첨가하는 것인 방법.
- 마이크로피브릴화된 셀룰로스 조성물, 전분 유도체, 및 300000 g/mol 내지 800000 g/mol에 포함되는 수 평균 분자량, 및 0.3 내지 0.65에 포함되는 치환도를 갖는 음이온성 셀룰로스 유도체를 포함하는 종이 제품.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 제품의, 종이 시트의 초기 습윤 웹 강도 및/또는 건조 인장 강도를 증가시키기 위한 강도 첨가제로서의 용도.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP20153258.7A EP3854936A1 (en) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | Product containing an anionic cellulose derivative and its use in paper industry |
| EP20153258.7 | 2020-01-22 | ||
| PCT/EP2021/051536 WO2021148662A1 (en) | 2020-01-22 | 2021-01-22 | Product containing an anionic cellulose derivative and its use in paper industry |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220125356A true KR20220125356A (ko) | 2022-09-14 |
Family
ID=69190627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020227028469A KR20220125356A (ko) | 2020-01-22 | 2021-01-22 | 음이온성 셀룰로스 유도체를 함유하는 제품 및 제지 산업에서의 그의 용도 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230053998A1 (ko) |
| EP (2) | EP3854936A1 (ko) |
| KR (1) | KR20220125356A (ko) |
| CN (1) | CN115349042A (ko) |
| AU (1) | AU2021211153A1 (ko) |
| BR (1) | BR112022014498A2 (ko) |
| CA (1) | CA3165198A1 (ko) |
| WO (1) | WO2021148662A1 (ko) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI124724B (fi) * | 2009-02-13 | 2014-12-31 | Upm Kymmene Oyj | Menetelmä muokatun selluloosan valmistamiseksi |
| SE1050985A1 (sv) * | 2010-09-22 | 2012-03-23 | Stora Enso Oyj | En pappers eller kartongprodukt och en process förtillverkning av en pappers eller en kartongprodukt |
| PL2662419T3 (pl) * | 2012-05-11 | 2015-11-30 | Omya Int Ag | PHCH o regulowanym ładunku |
| FI127284B (en) * | 2015-12-15 | 2018-03-15 | Kemira Oyj | Process for making paper, cardboard or equivalent |
| CN110462132B (zh) * | 2017-03-29 | 2022-08-05 | 凯米拉公司 | 生产纸，纸板或类似物的方法 |
| CA3061848A1 (en) * | 2017-06-14 | 2018-12-20 | Kemira Oyj | Method for increasing the strength properties of a paper or board product |
| SE543324C2 (en) * | 2017-12-19 | 2020-11-24 | Stora Enso Oyj | A method to produce a fibrous product comprising microfibrillated cellulose |
| CA3099514A1 (en) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | Kemira Oyj | Paper strength improving composition, manufacture thereof and use in paper making |
-
2020
- 2020-01-22 EP EP20153258.7A patent/EP3854936A1/en not_active Withdrawn
-
2021
- 2021-01-22 KR KR1020227028469A patent/KR20220125356A/ko active Search and Examination
- 2021-01-22 BR BR112022014498A patent/BR112022014498A2/pt unknown
- 2021-01-22 EP EP21701965.2A patent/EP4093911A1/en active Pending
- 2021-01-22 CA CA3165198A patent/CA3165198A1/en active Pending
- 2021-01-22 CN CN202180010419.3A patent/CN115349042A/zh active Pending
- 2021-01-22 WO PCT/EP2021/051536 patent/WO2021148662A1/en unknown
- 2021-01-22 US US17/794,618 patent/US20230053998A1/en active Pending
- 2021-01-22 AU AU2021211153A patent/AU2021211153A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR112022014498A2 (pt) | 2022-09-20 |
| WO2021148662A1 (en) | 2021-07-29 |
| EP3854936A1 (en) | 2021-07-28 |
| EP4093911A1 (en) | 2022-11-30 |
| CA3165198A1 (en) | 2021-07-29 |
| AU2021211153A1 (en) | 2022-08-25 |
| US20230053998A1 (en) | 2023-02-23 |
| CN115349042A (zh) | 2022-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11131062B2 (en) | Method for producing paper, board or the like | |
| JP6616400B2 (ja) | 紙力剤、その使用方法及び紙の強度特性を高める方法 | |
| US11214927B2 (en) | Method for increasing the strength properties of a paper or board product | |
| JP2019520490A (ja) | ミクロフィブリル化フィルム | |
| US20160273165A1 (en) | Method for improving strength and retention, and paper product | |
| US11427965B2 (en) | Dry strength composition, its use and method for making of paper, board or the like | |
| EP2665862A2 (en) | Method for improving strength and retention, and paper product | |
| CA2813148A1 (en) | Method for improving papermaking or board making process, use of a polysaccharide and paper | |
| EP2616589B1 (en) | Method for improving the removal of water | |
| Fathi et al. | Prospects for the preparation of paper money from cotton fibers and bleached softwood kraft pulp fibers with nanofibrillated cellulose | |
| EP2780506A2 (en) | A paper product and a method and a system for manufacturing a paper product | |
| WO2013050436A1 (en) | Paper and board production | |
| KR20220125356A (ko) | 음이온성 셀룰로스 유도체를 함유하는 제품 및 제지 산업에서의 그의 용도 | |
| Tozluoglu et al. | Effects of cellulose micro/nanofibers as paper additives in kraft and kraft-NaBH4pulps | |
| JP2023503197A (ja) | 化学修飾セルロース繊維を含むシートを製造する方法 | |
| KR102669134B1 (ko) | 종이, 판재 또는 이와 유사한 것을 제조하는 방법 | |
| SE2230126A1 (en) | Pulp with reduced refining requirement | |
| Ren et al. | Sorption of two kinds of hemicellulosic derivatives onto spruce bleached kraft pulp fibres and masson pine thermo-mechanical pulp | |
| Eom et al. | Dissolving Pulp Manufacture: Pure Cellulose Making from the Lifnocellulosic Materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |