KR20220157974A - Gpam 조성물 및 방법 - Google Patents

Gpam 조성물 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220157974A
KR20220157974A KR1020227033126A KR20227033126A KR20220157974A KR 20220157974 A KR20220157974 A KR 20220157974A KR 1020227033126 A KR1020227033126 A KR 1020227033126A KR 20227033126 A KR20227033126 A KR 20227033126A KR 20220157974 A KR20220157974 A KR 20220157974A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
kda
basic polymer
cationic
acrylamide
optionally
Prior art date
Application number
KR1020227033126A
Other languages
English (en)
Inventor
첸 루
크리스토퍼 마이클 루이스
윌리엄 제임스 가리시
Original Assignee
케미라 오와이제이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 케미라 오와이제이 filed Critical 케미라 오와이제이
Publication of KR20220157974A publication Critical patent/KR20220157974A/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/24Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C08L33/26Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52Amides or imides
    • C08F220/54Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F220/56Acrylamide; Methacrylamide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/28Condensation with aldehydes or ketones
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L39/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP 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
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/37Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. polyacrylates
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP 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
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/37Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. polyacrylates
    • D21H17/375Poly(meth)acrylamide
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP 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
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/44Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups cationic
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP 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
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/41Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups
    • D21H17/44Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing ionic groups cationic
    • D21H17/45Nitrogen-containing groups
    • D21H17/455Nitrogen-containing groups comprising tertiary amine or being at least partially quaternised
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP 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
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/54Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen
    • D21H17/55Polyamides; Polyaminoamides; Polyester-amides
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP 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
    • D21H21/00Non-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
    • D21H21/14Non-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
    • D21H21/18Reinforcing agents
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP 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
    • D21H21/00Non-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
    • D21H21/14Non-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
    • D21H21/18Reinforcing agents
    • D21H21/20Wet strength agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Steroid Compounds (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

본 개시는 대체적으로 글리옥살화 폴리아크릴아미드(GPAM) 조성물, 이의 제조 방법, 및 특히 종이 산업에서의 이의 사용 방법에 관한 것이다. 또한, 본 개시는 대체적으로 양이온성 GPAM 조성물, 이의 제조 방법 및 제지 응용 분야 및 종이 기반 제품과 같은 제품에서의 이의 사용 방법에 관한 것이며, 여기에서 상기 양이온성 GPAM 조성물은 종이 기반 제품에 증가된 습윤 및/또는 건식 강도를 제공할 수 있고, 선택적으로, 이러한 양이온성 GPAM 조성물은, 제지에서 사용되는 종래의 GPAM에 필요한 수성 담체의 부피와 비교하여, 저장 또는 수송에 대해 더 적은 부피의 수성 담체를 필요로 한다.

Description

GPAM 조성물 및 방법
본 개시는 대체적으로 글리옥살화 폴리아크릴아미드(GPAM) 조성물 및 이를 포함하는 물품, 및 이의 사용 방법, 특히 종이 산업에 유용한 GPAM 조성물, 및 보다 구체적으로 양이온성 GPAM 조성물 및 제지 응용 분야 및 종이 기반 제품과 같은 제품에서의 이의 사용에 관한 것이다. 본 개시는 또한 대체적으로 전술한 양이온성 GPAM 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
글리옥살화 폴리아크릴아미드(GPAM) 조성물은 종이 산업에서 널리 사용되고, 종종 종이 습윤 강도 및 건조 강도를 증가시키기 위해 사용된다. 예를 들어, 글리옥살화 폴리아크릴아미드는 많은 가정용 티슈의 초기 습윤 강도를 증가시킬 수 있으며, 이는 가정용 티슈의 사용 중에 종종 물과 접촉하게 되므로 유용한 성질이다. 종이 제품에 글리옥살화 폴리아크릴아미드를 적용하는 것은 또한 많은 판지 등급의 종이 제품의 압축 강도 및 치수 안정성을 증가시킬 수 있다.
GPAM은 일반적으로 글리옥살과 폴리아크릴아미드 염기성 중합체, 예컨대 양이온성 폴리아크릴아미드 골격 사이의 반응을 통해 제조된다. 일부 경우, 글리옥살과 양이온성 폴리아크릴아미드 사이의 반응은 약알칼리성 수용액에서 수행되며 산성 조건 하에서 안정화된다. 실제로, GPAM 조성물의 폴리아크릴아미드 성분은 종종 비교적 적은 양의 양이온성 단량체, 통상적으로는 약 5 몰% 미만을 함유함으로써, GPAM 조성물에 대한 양이온성 물량 기여도를 제한한다.
또한, 종래의 방법에 의해 생산된 GPAM은, 대체적으로, 생성된 GPAM 조성물의 유용성을 제한하는 GPAM의 유의미하고 신속한 가교 결합을 유도하지 않고서는 고형 미립자 형태로 건조될 수 없다. 이와 같이, GPAM 조성물은 일반적으로 벌크 수성 유체 담체에 저장되고 수송된다. 이러한 방식으로 수송되는 GPAM 조성물의 부피는 대량일 수 있으며, 이는 종종 수송을 위해 대량 부피의 컨테이너 또는 탱커 저장조를 필요로 한다. 이러한 대량의 제품을 운송하는 것은 GPAM 조성물을 수송하고 사용하는 것에 대한 비용을 크게 증가시킨다.
현재의 GPAM 조성물의 특성 및 이의 수송에 관한 물류적 고려 사항의 결과로서, GPAM 조성물의 원하는 특성을 여전히 유지하면서도 GPAM 조성물의 보다 낮은 운송 비용 및/또는 보다 적은 운송량을 가능하게 하는 특성을 포함하는 GPAM 조성물에 대한 필요성이 남아 있다.
본 개시는 대체적으로 건식 및/또는 습식 강화제로서 사용하기에 적합한 양이온성 글리옥살화 폴리아크릴아미드("GPAM") 조성물에 관한 것으로서, 전술한 양이온성 GPAM 조성물은, a. 30,000 Da 미만의 중량 평균 분자량을 갖는 제1 염기성 중합체; 및 b. 적어도 30,000 Da의 중량 평균 분자량을 갖는 제2 염기성 중합체를 포함하되, 여기에서 제1 염기성 중합체 및 상기 제2 염기성 중합체는 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 또한 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30의 중량 비율을 가지고; 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 각각 글리옥살화되고; 선택적으로, 양이온성 GPAM 조성물은 저장 또는 수송을 위해 제지에서 사용되는 종래의 GPAM에 필요한 수성 담체의 부피와 비교하여, 보다 감소된 수성 담체의 부피를 필요로 한다.
일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체의 중량 평균 분자량은 최대 25 kDa 이하, 20 kDa 이하, 15 kDa 이하, 10 kDa 이하, 또는 8 kDa 이하일 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체의 중량 평균 분자량은 적어도 30 kDa 이상, 40 kDa 이상, 50 kDa 이상, 75 kDa 이상, 100 kDa 이상, 125 kDa 이상, 150 kDa 이상, 175 kDa 이상, 200 kDa 이상, 225 kDa 이상, 250 kDa 이상, 275 kDa 이상, 300 kDa 이상, 325 kDa 이상, 350 kDa 이상, 375 kDa 이상, 400 kDa 이상, 또는 500 kDa 이상일 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물의 글리옥살화 백분율은 약 2% 내지 약 90%, 선택적으로 약 3% 내지 약 80%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 70%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 60%일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체의 글리옥살화 백분율은 약 2% 내지 약 90%, 선택적으로 약 3% 내지 약 80%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 70%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 60%일 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체의 글리옥살화 백분율은 약 2% 내지 약 90%, 선택적으로 약 3% 내지 약 80%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 70%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 60%일 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물의 GPAM 함량은 약 2% 내지 약 20%, 선택적으로 약 3% 내지 약 10%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 8%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 7%일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체의 GPAM 함량은 약 2% 내지 약 20%, 선택적으로 약 3% 내지 약 10%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 8%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 7%일 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체의 GPAM 함량은 약 2% 내지 약 20%, 선택적으로 약 3% 내지 약 10%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 8%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 7%일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%의 양이온성 물량을 포함할 수 있고, 여기에서 선택적으로 제1 염기성 중합체는 양쪽성(amphoteric)일 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%의 양이온성 물량을 포함할 수 있고, 여기에서 선택적으로 제2 염기성 중합체는 양쪽성일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%의 양이온성 단량체 백분율을 포함할 수 있으며, 여기에서 선택적으로 제1 염기성 중합체는 양쪽성일 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%의 양이온성 단량체 백분율을 포함할 수 있으며, 여기에서 선택적으로 제2 염기성 중합체는 양쪽성일 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 약 1.0% 이상, 2.0% 이상, 3.0% 이상, 4.0% 이상, 5.0% 이상, 5.5% 이상, 6.0% 이상, 6.5% 이상, 7.0% 이상, 7.5% 이상, 8.0% 이상, 8.5% 이상, 9.0% 이상, 9.5% 이상, 10.0% 이상, 10.5% 이상, 11.0% 이상, 또는 11.5% 이상의 고형분 중량 백분율을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 약 1.0% 내지 약 20.0%, 선택적으로 약 3.0% 내지 약 15.0%의 고형분 중량 백분율을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은, 적어도 약 1:99, 적어도 약 2.5:97.5, 적어도 약 5:95, 적어도 약 7.5:92.5, 적어도 약 10:90, 적어도 약 12.5:87.5, 적어도 약 15:85, 적어도 약 17.5:82.5, 적어도 약 20:80, 적어도 약 22.5:77.5, 적어도 약 25:75, 적어도 약 27.5:72.5, 적어도 약 29:71, 또는 적어도 약 30:70의 글리옥살 대 총 염기성 중합체 중량 비율을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 아크릴아미드계 중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드계 중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 하나 이상의 양이온성 단량체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 하나 이상의 양이온성 단량체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 약 15:85 내지 약 60:40, 선택적으로 약 20:80 내지 약 55:45, 추가 선택적으로 약 25:75 내지 약 50:50의 양이온성 단량체:아크릴아미드 중량 비율을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 약 15:85 내지 약 60:40, 선택적으로 약 20:80 내지 약 55:45, 추가 선택적으로 약 25:75 내지 약 50:50의 양이온성 단량체:아크릴아미드 중량 비율을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 양쪽성일 수 있고, 음이온성 단량체보다 더 많은 양이온성 단량체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 양쪽성일 수 있고, 음이온성 단량체보다 더 많은 양이온성 단량체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 하나 이상의 양이온성 단량체의 공중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 하나 이상의 양이온성 단량체의 공중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물의 점도는, 예를 들어, 스핀들 번호 1을 사용하여 25℃ 및 600 rpm에서 LV Brookfield 점도계로 측정했을 때, 약 10 cP 이상, 약 15 cP 이상, 약 20 cP 이상, 약 25 cP 이상, 약 30 cP 이상, 또는 약 35 cP 이상일 수 있다. 일부 구현예에서, 수성 담체는 물을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 단량체는 각각, 아크릴로일옥시 에틸 트리메틸 암모늄 염화물("AETAC"), 메타크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄 염화물, 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물("MAPTAC"), 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물, 메타크릴로일옥시 에틸디메틸암모늄 설페이트, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드, 메타크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄 염화물 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 설페이트, 디알릴디메틸암모늄 염화물("DADMAC"); 디알킬아미노알킬 아크릴레이트, 및 메타크릴레이트, 및 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 염화물 4차 염("DMAEA.MCQ"), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 설페이트 4차 염("DMAEM.MCQ"), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질 염화물 4차 염("DMAEA.BCQ"), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 황산염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 염산염, 디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 메틸 염화물 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 염화물 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 설페이트 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질 염화물 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 황산염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 염산염, 디메틸아미노에틸 메타크릴로일 염산염, 디알킬아미노알킬아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 이들의 4차 또는 산염, 예컨대 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 메틸 설페이트 4차 염, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 황산염, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 염산염, 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 메틸 설페이트 4차 염, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 황산염, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 염산염, 디에틸아미노에틸아크릴레이트, 디에틸아미노에틸메타크릴레이트, 및 디알릴디에틸암모늄 염화물 및 디알릴디메틸암모늄 염화물과 같은 디알릴디알킬암모늄 할라이드를 포함하지만 이에 한정되지 않는 이들의 4차 염 또는 산염으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 단량체는 DADMAC를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 단량체는 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물("Q9")를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 단량체는 각각 DADMAC 및/또는 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물("Q9")를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 단량체는 각각, 메타크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물, 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물(일명 Q9), 3-(메타크릴아미도) 프로필트리메틸 암모늄 염화물, 3-(아크릴로일아미도) 프로필트리메틸 암모늄 염화물, 디알릴디메틸 암모늄 염화물(DADMAC), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 및 디메틸아미노프로필 아크릴아미드, 디메틸아미노프로필메타크릴아미드로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
일부 구현예에서, 아크릴아미드계 중합체는 하나 이상의 일차 아미드 함유 단량체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 아크릴아미드계 중합체는 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 에틸아크릴아미드, 크로톤아미드, N-메틸 아크릴아미드, N-부틸 아크릴아미드, N-에틸 메타크릴아미드, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 아크릴아미드계 중합체는 하나 이상의 아크릴아미드 단량체를 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에서, GPAM 조성물 중의 양이온성 GPAM은 다음으로부터 선택된다:
a. 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 하나 이상의 양이온성 단량체의 공중합체를 포함하는 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체;
b. (a) 아크릴아미드 및/또는 메타크릴아미드 및 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물 및/또는 (b) 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하는 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체;
c. 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하는 제1 염기성 중합체 또는 제2 염기성 중합체;
d. 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하는 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체;
e. 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고, 글리옥살화 반응에 대한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71인 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체;
f. 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC)의 공중합체를 포함하는 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 또는 250 kDa이거나, 246 kDa임;
g. 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하는 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체를 글리옥실화하는 데 사용되는 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71임;
h. 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC)의 공중합체를 포함하는 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체의 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이고; 제1 염기성 중합체 대 제2 염기성 중합체의 중량 비율은 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 또한 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30, 심지어 또한 선택적으로 약 40:60 내지 약 60:40의 범위임; 또는
i. 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC)의 공중합체를 포함하는 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체의 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이고; 제1 염기성 중합체 대 제2 염기성 중합체의 중량 비율은 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 또한 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30, 심지어 또한 선택적으로 약 40:60 내지 약 60:40의 범위이고, GPAM 함량은 약 5% 내지 약 7%, 또는 약 6% 내지 7.5%, 또는 약 6% 내지 7%의 범위임.
또한, 본 개시는 대체적으로 본원에서 논의된 바와 같은 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물을 포함하는 종이 제품에 관한 것이다. 일부 구현예에서, 전술한 종이 제품은 양이온성 GPAM 조성물을 함유하는 적어도 하나의 종이 층 또는 웹(web)을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 종이 제품은 종이 제품의 적어도 하나의 표면 상에 양이온성 GPAM 조성물을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 전술한 종이 제품은 종이 시트, 판지, 티슈 종이, 및 벽지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 전술한 종이 제품은 표백된 펄프, 표백되지 않은 펄프, 또는 이들의 조합을 사용하여 생산된 종이를 포함하는, 크래프트 종이, 아황산염 종이, 반(semi)-화학적 종이 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 전술한 종이 제품은 섬유 기반 제품을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 전술한 종이 제품은 핸드시트, 판지 기반 제품, 음료수 용기, 수건, 우유 및 주스 카톤, 식품 트레이, 종이 봉투, 골판지 용기용 라이너 판지, 포장 판지 등급, 및 티슈 및 타월 등급, 종이 재료, 종이 타월, 기저귀, 생리대, 훈련용 팬티, 팬티라이너, 요실금 브리프, 탐폰, 소변 패드, 배변 박스 라이너, 커피 필터, 공기 필터, 건조기 패드, 바닥 청소 패드, 흡수성 안면 티슈, 흡수성 욕실 티슈, 냅킨, 포장지, 및/또는 카톤 및 백 종이와 같은 다른 종이판지 제품 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 전술한 종이 제품은 선택적으로 대부분 셀룰로오스 섬유를 포함하는 셀룰로오스 종이판지 웹을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 전술한 종이 제품은, 셀룰로오스 섬유의 건조 중량 기준 약 0.02% 내지 약 10%, 선택적으로 건조 종이 중량의 약 0.05 wt% 내지 5 wt% 범위의, 양이온성 GPAM 조성물을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 본 종이 제품은, 양이온성 GPAM 조성물을 포함하지 않는 종이 제품과 비교하여, 예를 들어, STFI 시험으로 측정 시, 개선된 종이 강도를 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 전술한 종이 제품은, 종이 제품의 STFI 시험에 사용된 블랭크 샘플에 비해, 4.5 lbs/톤, 5.0 lbs/톤, 9.0 lbs/톤 또는 10 lbs/톤 시험에서, 6% 이상, 7% 이상, 8% 이상, 9% 이상, 10% 이상, 12.5% 이상, 15.0% 이상, 17.5% 이상, 20.0% 이상, 22.5% 이상, 25.0% 이상의 개선된 STFI 값을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 본 종이 제품은, 양이온성 GPAM 조성물을 포함하지 않는 종이 제품과 비교하여, 예를 들어, 파열 강도 시험으로 측정 시, 개선된 종이 강도를 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 전술한 종이 제품은, 파열 강도 시험에 사용된 블랭크 샘플에 비해, 4.5 lbs/톤, 5.0 lbs/톤, 9.0 lbs/톤 또는 10 lbs/톤 시험에서, 6% 이상, 7% 이상, 8% 이상, 9% 이상, 10% 이상, 12.5% 이상, 15.0% 이상, 17.5% 이상, 20.0% 이상, 22.5% 이상, 25.0% 이상, 27.5% 이상, 30.0% 이상, 32.5% 이상, 35.0% 이상, 37.5% 이상, 또는 40% 이상의 개선된 파열 강도 값을 가질 수 있다.
예시적인 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물을 포함하는 종이 제품은 양이온성 GPAM을 포함하되,
a. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 단량체 및 하나 이상의 양이온성 단량체의 공중합체를 포함하거나;
b. 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체는 (a) 아크릴아미드 및/또는 메타크릴아미드 및 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물 및/또는 (b) 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하거나;
c. 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하거나;
d. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하거나;
e. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고, 글리옥살화 반응에 대한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이거나;
f. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC)의 공중합체를 포함하되; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 또는 250 kDa이거나, 246 kDa이거나;
g. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하되; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체를 글리옥실화하는 데 사용되는 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이거나;
h. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC)의 공중합체를 포함하되; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체의 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이고; 제1 염기성 중합체 대 제2 염기성 중합체의 중량 비율은 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 또한 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30, 심지어 또한 선택적으로 약 40:60 내지 약 60:40의 범위이거나; 또는
i. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하되; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체의 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이고; 제1 염기성 중합체 대 제2 염기성 중합체의 중량 비율은 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 또한 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30, 심지어 또한 선택적으로 약 40:60 내지 약 60:40의 범위이고, GPAM 함량은 약 5% 내지 약 7%, 또는 약 6% 내지 7.5%, 또는 약 6% 내지 7%의 범위이다.
또한, 본 발명은 대체적으로 제지 방법에 관한 것으로서, 전술한 방법은, 전술한 방법에 의해 생산된 종이 제품의 습윤 및/또는 건조 강도를 증가시키는 데 효과적인 양으로 제지 방법 동안 본원에서 논의된 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물을 첨가하는 단계를 포함한다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물은 종이 제품이 형성되기 전에, 방법에 사용되는 섬유 및/또는 펄프를 포함하는 조성물에 첨가될 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물은 종이 제품이 형성된 후, 종이 제품의 하나 이상의 표면에 첨가될 수 있다.
또한, 본 개시는 대체적으로 핸드시트를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 전술한 방법은, a. 펄프 스톡을 제공하는 단계; b. 펄프 스톡을 희석하는 단계; c. 원하는 수준의 전도도까지 하나 이상의 염을 첨가하는 단계; d. pH를 원하는 값으로 조정하는 단계; e. 본원에서 논의된 바와 같은 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물을 첨가하는 단계; f. 처리된 펄프를 동적 시트 형성제에 첨가하는 단계; g. 단계 f로부터 생성된 시트를 프레싱하는 단계; h. 시트를 건조시키는 단계; 및 i. 시트를 컨디셔닝하는 단계를 포함한다.
또한, 본 개시는 대체적으로 하나 이상의 종이 제품을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 전술한 방법은, a. 대부분 셀룰로오스 섬유를 포함하는 조성물을 제공하는 단계; b. 본원에서 논의된 바와 같은 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물의 사전에 정해진 양을 첨가하는 단계; 및 c. 원하는 종이 제품을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 개시는 대체적으로 하나 이상의 종이 제품, 선택적으로 하나 이상의 흡착제 종이 제품을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 전술한 방법은, a. 약 1 내지 100%의 경질목 섬유, 연질목 섬유, 재생 섬유, 정제된 섬유, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 혼합물의 전체 공급물을 형성하기에 충분한 양으로, 연질목 섬유, 경질목 섬유, 재생 섬유, 정제된 섬유, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 혼합물 중 어느 하나를 포함하는 조성물을 제공하는 단계; (b) 본원에서 논의된 바와 같은 하나 이상의 양이온성 GPAM의 사전에 정해진 양을 첨가하는 단계; 및 (c) 하나 이상의 건조 수단을 통해 원하는 수분 함량 수준으로 건조시킴으로써 종이 제품을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 대체적으로 종이를 강화하는 방법에 관한 것으로서, 방법은 본원에서 논의된 바와 같은 적어도 양이온성 GPAM 조성물을 포함하는 강화 수지와 펄프 섬유를 접촉시키는 단계, 및 펄프 섬유와 양이온성 GPAM의 혼합물에서 양이온성 GPAM을 적어도 부분적으로 경화시켜 강화된 강도의 종이 제품을 생성하는 단계를 포함한다.
일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 제지 시설의 습윤 말단에서 셀룰로오스 섬유 현탁액에 첨가될 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은, 셀룰로오스 섬유의 건조 중량 기준 약 0.02% 내지 건조 중량 기준 약 10%, 선택적으로 건조 종이 중량의 약 0.05 wt% 내지 5 wt% 범위로 첨가될 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 종이가 형성되기 전, 형성되는 동안 및/또는 형성된 후에 첨가될 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 종이 제품이 형성된 후, 종이 제품의 하나 이상의 표면에 첨가될 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은, 예를 들어, STFI 시험으로 측정 시, 종이 제품에 향상된 종이 강도를 제공할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 종이 제품은, 종이 제품의 STFI 시험에 사용된 블랭크 샘플에 비해, 4.5 lbs/톤, 5.0 lbs/톤, 9.0 lbs/톤 또는 10 lbs/톤 시험에서, 6% 이상, 7% 이상, 8% 이상, 9% 이상, 10% 이상, 12.5% 이상, 15.0% 이상, 17.5% 이상, 20.0% 이상, 22.5% 이상, 25.0% 이상의 개선된 STFI 값을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은, 예를 들어, 파열 강도 시험으로 측정 시, 종이 제품에 향상된 종이 강도를 제공할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 종이 제품은, 파열 강도 시험에 사용된 블랭크 샘플에 비해, 4.5 lbs/톤, 5.0 lbs/톤, 9.0 lbs/톤 또는 10 lbs/톤 시험에서, 6% 이상, 7% 이상, 8% 이상, 9% 이상, 10% 이상, 12.5% 이상, 15.0% 이상, 17.5% 이상, 20.0% 이상, 22.5% 이상, 25.0% 이상, 27.5% 이상, 30.0% 이상, 32.5% 이상, 35.0% 이상, 37.5% 이상, 또는 40% 이상의 개선된 파열 강도 값을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 종이 제품은 핸드시트, 판지 기반 제품, 음료수 용기, 수건, 우유 및 주스 카톤, 식품 트레이, 종이 봉투, 골판지 용기용 라이너 판지, 포장 판지 등급, 및 티슈 및 타월 등급, 종이 재료, 종이 타월, 기저귀, 생리대, 훈련용 팬티, 팬티라이너, 요실금 브리프, 탐폰, 소변 패드, 배변 박스 라이너, 커피 필터, 공기 필터, 건조기 패드, 바닥 청소 패드, 흡수성 안면 티슈, 흡수성 욕실 티슈, 냅킨, 포장지, 및/또는 카톤 및 백 종이와 같은 다른 종이판지 제품 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 종이 제품은 선택적으로 대부분 셀룰로오스 섬유를 포함하는 셀룰로오스 종이판지 웹을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 양이온성 GPAM 조성물을 사용하지 않는 경우의 배출 시간에 비해 처리된 샘플의 배출 시간을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은, 양이온성 GPAM 조성물을 사용하지 않는 경우의 배출에 비해, 예를 들어, OCC 펄프의 배출, 즉, OCC 펄프로부터 주어진 양의 여과물을 수집하기 위한 시간의 25.0% 이상, 30.0% 이상, 35.0% 이상, 40.0% 이상, 45.0% 이상, 50.0% 이상, 55.0% 이상의 개선을 나타내는 것과 같은, 효율적인 배출에 영향을 미칠 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 양이온성 GPAM 조성물을 사용하지 않는 경우의 배출 속도에 비해, 처리된 샘플의 배출 속도를 증가시킬 수 있으며, 이는 종이 생산 속도의 증가로 이어진다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 제지 제품의 건조에 필요한 에너지 절감을 개선할 수 있다. 또한, 양이온성 GPAM 조성물은, 양이온성 GPAM 조성물을 사용하지 않는 경우의 샘플에 존재하는 고형분의 총량에 비해, 15% 이상, 17.5% 이상, 20.0% 이상, 22.5% 이상, 25.0% 이상, 27.5% 이상, 30.0% 이상 또는 32.5%의 개선(고형분 함량 감소)과 같은, 처리된 샘플에 존재하는 고형분의 총량의 감소, 예를 들어, 양이온성 GPAM 조성물로 처리된 OCC 펄프로부터 수집된 여과물에 존재하는 총 고형분의 감소, 예를 들어, 트레이 또는 사일로 전-시트 형성으로부터의 백색수의 고형분 함량의 감소에 영향을 미칠 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 건조에 필요한 에너지 절감을 개선할 수 있다.
또한, 본 개시는 대체적으로 본원에서 논의된 양이온성 GPAM 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이며, 특히, 양이온성 GPAM 조성물은, a. 30,000 Da 미만의 중량 평균 분자량을 갖는 제1 염기성 중합체; 및 b. 적어도 30,000 Da의 중량 평균 분자량을 갖는 제2 염기성 중합체를 포함하되, 여기에서 제1 염기성 중합체 및 상기 제2 염기성 중합체는 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 또한 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30의 중량 비율을 가지고; 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 각각 글리옥살화되고; 선택적으로, 양이온성 GPAM 조성물은 저장 또는 수송을 위해 제지에서 사용되는 종래의 GPAM에 필요한 수성 담체의 부피와 비교하여, 보다 감소된 수성 담체의 부피를 필요로 한다. 일부 구현예에서, 방법은, a. 글리옥살을 포함하는 제1 글리옥살화 반응에서 제1 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제1 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계; b. 글리옥살을 포함하는 제2 글리옥살화 반응에서 제2 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제2 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계로서, 선택적으로, 제1 및/또는 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드, 및 DADMAC 또는 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물 충진 단량체를 포함하거나 이로 이루어지는, 단계; 및 c. 제1 글리옥살화 염기성 중합체와 제2 글리옥살화 염기성 중합체를 조합하여 양이온성 GPAM 조성물을 생산하는 단계를 포함할 수 있으며; 단계 (a) 및 (b)는 임의의 순서로 또는 동시에 수행될 수 있다. 일부 구현예에서, 방법은, a. 제1 염기성 중합체와 제2 염기성 중합체를 조합하는 단계; 및 b. 제1 염기성 중합체와 제2 염기성 중합체의 조합물을 글리옥살을 포함하는 글리옥살화 반응에서 글리옥살화시켜 양이온성 GPAM 조성물을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 방법은, a. 글리옥살을 포함하는 글리옥살화 반응에서 제1 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제1 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계; 및 b. 제2 염기성 중합체, 및 선택적으로 추가의 글리옥살을 글리옥살화 반응에 첨가하여 양이온성 GPAM 조성물을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 방법은, a. 글리옥살을 포함하는 글리옥살화 반응에서 제2 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제2 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계; 및 b. 제1 염기성 중합체, 및 선택적으로 추가의 글리옥살을 글리옥살화 반응에 첨가하여 양이온성 GPAM 조성물을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 방법은, a. 글리옥살을 포함하는 제1 글리옥살화 반응에서 제1 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제1 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계; 및 b. 글리옥살 및 제1 글리옥살화 염기성 중합체를 포함하는 제2 글리옥살화 반응에서 제2 염기성 중합체를 글리옥살화하여 양이온성 GPAM 조성물을 생산하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 방법은, a. 글리옥살을 포함하는 제2 글리옥살화 반응에서 제2 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제2 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계; 및 b. 글리옥살 및 제2 글리옥살화 염기성 중합체를 포함하는 제1 글리옥살화 반응에서 제1 염기성 중합체를 글리옥살화하여 양이온성 GPAM 조성물을 생산하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시는 전술한 방법 중 어느 하나에 의해 생산된 양이온성 GPAM 조성물을 제공한다.
또한, 본 개시는 전술한 방법 중 하나 이상에 의해 생산된 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물을 포함하는 조성물을 제공한다.
정의
본원에서 사용되는 단수 형태 "일", "하나", 및 "한"은 문맥상 달리 명시되지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다. 달리 명시되지 않는 한, 본원에 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당 기술분야의 통상의 기술을 가진 자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
달리 명시되지 않는 한, 본원에서 사용되는 바와 같이, 화합물 또는 조성물과 관련하여 "%"가 언급될 경우, 이는 "중량%" 또는 "중량 기준 %"를 의미한다.
본원에서 사용되는 용어 "단량체"는 대체적으로 비이온성 단량체, 음이온성 단량체, 양이온성 단량체, 쌍성이온성 단량체, 베타인 단량체, 및 양쪽성 이온 쌍 단량체를 지칭한다.
본원에서 사용되는 용어 "중합체", "중합체들", "중합체성" 및 이와 유사한 용어는 당업자에 의해 이해되는 것과 같은 그들의 통상적인 의미로 사용되며, 따라서 반복 단위를 포함하는 큰 분자(또는 이러한 분자들의 군)를 지칭하거나 기술하기 위해 본원에서 사용될 수 있다. 중합체는 단량체의 중합화 및/또는 전구체 중합체의 하나 이상의 반복 단위의 화학적 변형을 포함하는 다양한 방식으로 형성될 수 있다. 달리 명시되지 않는 한, 중합체는, 예를 들어, 특정 단량체의 중합화와 같은 다양한 방법에 의해 형성될 수 있는, 실질적으로 동일한 반복 단위를 포함할 수 있는 "동종단량체"를 포함할 수 있다. 달리 명시되지 않는 한, 중합체는 또한, 예를 들어, 2개 이상의 상이한 단량체의 공중합체화 및/또는 전구체 중합체의 하나 이상의 반복 단위의 화학적 변형에 의해 형성될 수 있는, 2개 이상의 상이한 반복 단위를 포함할 수 있는 "공중합체"를 포함할 수 있다. 달리 명시되지 않는 한, 중합체 또는 공중합체는 또한, 3개 이상의 상이한 반복 단위를 포함할 수 있는 중합체를 포함할 수 있는 "삼원중합체(terpolymer)"를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "중합체"는 중합체의 산 형태뿐만 아니라 그의 다양한 염 모두를 포함하는 것으로 의도된다. 중합체는 본질적으로 양쪽성, 즉 음이온성 및 양이온성 치환기 둘 모두를 함유할 수 있지만, 반드시 동일한 비율로 존재할 필요는 없다.
본원에서 사용되는 용어 "비이온성 단량체"는 대체적으로 중성 전하를 보유하는 단량체를 지칭한다.
본원에서 사용되는 용어 "음이온성 단량체"는 약 4.0 내지 약 9.0 범위의 pH에서, 전체적으로 또는 (평형 상태에서) 부분적으로 실질적으로 음이온성인 음이온성 단량체를 지칭할 수 있다. "음이온 단량체"는 낮은 pH(약 2 내지 약 6의 pH)에서 중성일 수 있거나, 낮은 pH에서 음이온성인 음이온성 단량체일 수 있다. 일부 구현예에서, 음이온성 단량체, 예를 들어, 비닐 단량체는 카르복시산 작용기, 설폰산 작용기, 포스폰산 작용기, 및 이들의 상응하는 수용성 염, 및 이들의 임의의 조합을 포함하는 것들을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 구현예에서, 음이온성 단량체는, 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 이타콘산, 비닐 설폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산(AMPS), 아크릴아미도 메탄 설폰산, 아크릴아미도 에탄 설폰산, 2-히드록시-3-아크릴아미드 프로판 설폰산, 스티렌 설폰산, 비닐 포스폰산, 및 이들의 조합뿐만 아니라, 이들의 상응하는 수용성 또는 분산성 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 및 암모늄 염, 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 선택적으로 양쪽성인 염기성 중합체, 즉 양이온성 단량체 및 음이온성 단량체 둘 모두를 포함하는 염기성 중합체를 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "양이온성 단량체"는 대체적으로 양전하를 보유하는 단량체를 지칭한다. 양이온성 단량체의 예는, 아크릴로일옥시 에틸 트리메틸 암모늄 염화물("AETAC"), 메타크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄 염화물, 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물("MAPTAC"), 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물, 메타크릴로일옥시에틸디메틸암모늄 설페이트, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노프로필메타크릴아미드, 메타크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄 염화물 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 설페이트, 및/또는 디알릴디메틸암모늄 염화물("DADMAC")을 포함하는 것들을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 전술한 양이온성 단량체는 또한, 디알킬아미노알킬 아크릴레이트, 및 메타크릴레이트, 및 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 염화물 4차 염("DMAEA.MCQ"), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 설페이트 4차 염("DMAEM.MCQ"), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질 염화물 4차 염("DMAEA.BCQ"), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 황산염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 염산염, 디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 메틸 염화물 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 염화물 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 설페이트 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질 염화물 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 황산염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 염산염, 디메틸아미노에틸 메타크릴로일 염산염, 디알킬아미노알킬아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 이들의 4차 또는 산염, 예컨대 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 메틸 설페이트 4차 염, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 황산염, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 염산염, 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 메틸 설페이트 4차 염, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 황산염, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 염산염, 디에틸아미노에틸아크릴레이트, 디에틸아미노에틸메타크릴레이트, 및 디알릴디에틸암모늄 염화물 및 디알릴디메틸암모늄 염화물과 같은 디알릴디알킬암모늄 할라이드를 포함하지만 이에 한정되지 않는 이들의 4차 염 또는 산염을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 알킬기는 대체적으로 C1-8 알킬기를 포함하는 것들을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 구현예에서, 양이온성 단량체는 비닐 아미드, 비닐 카르복시산, 메타크릴레이트 및 이들의 유도체의 4차 암모늄 또는 산염을 포함할 수 있다. 양이온성 단량체는 조합되어, 예를 들어 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 메틸 염화물 4차 염, 및 디알릴다이메틸 암모늄 염화물 및 아크릴아미드의 삼원중합체를 형성할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "글리옥살화 백분율"은 양이온성 GPAM 조성물의 중합체, 예를 들어, 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체에서 글리옥살화된 아크릴아미드계 단량체의 백분율을 지칭한다.
본원에서 사용되는 용어 "GPAM 함량"은 양이온성 GPAM 조성물에서의 글리옥살화 염기성 중합체(들) + 유리 글리옥살의 합을 지칭한다.
본원에서 사용되는 용어 "제지 공정" 및 "제지 응용"은 대체적으로 임의의 형태의 종이 및/또는 종이판지 제품이 생산될 수 있는 임의의 공정을 지칭한다. 예를 들어, 이러한 공정은 수성 셀룰로오스 제지 공급물을 형성하는 단계, 시트를 형성하기 위해 공급물을 배출하는 단계, 및 시트를 건조시키는 단계를 포함하는 방법과 같은, 펄프로부터 종이 제품을 제조하는 단계를 포함한다. 제지 공급물을 형성하는 단계, 배출 및 건조 단계는 당업계에 일반적으로 공지된 임의의 종래의 방식으로 수행될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "폴리아크릴아미드" 또는 "PAM"은 대체적으로 아크릴아미드 모이어티를 포함하는 중합체 및 공중합체를 지칭하며, 해당 용어는 아크릴아미드 모이어티를 포함하는 임의의 중합체 또는 공중합체, 예를 들어, 하나 이상의 아크릴아미드 (공)중합체를 포함한다. 일부 경우, PAM은 음이온성 PAM(APAM), 양이온성 PAM(CPAM), 및/또는 설폰화 PAM(SPAM)을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 폴리아크릴아미드는 양이온성 폴리아크릴아미드(cPAM)일 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "글리옥살화 폴리아크릴아미드"("GPAM")는 대체적으로 글리옥살 및 폴리아크릴아미드 염기성 중합체를 반응시켜 얻어진 중합체를 지칭한다. 글리옥살화 폴리아크릴아미드를 생산하는 방법은 당업계에 공지되어 있다 (예를 들어, 글리옥살을 양이온성 폴리아크릴아미드와 반응시켜 제조된 GPAM 조성물의 합성을 최초로 개시한 미국 특허 제3,556,932호 참조). 일부 경우, GPAM의 폴리아크릴아미드 골격은 소량의 양이온성 단량체를 포함할 수 있으며, 중합체가 섬유 상에 자가 보유되게 한다. 대체적으로, GPAM은 탈수 시 셀룰로오스와 공유 결합할 수 있는 반응성 중합체를 포함한다.
본 발명은 제지 공정에 사용하기에 매우 적합한 특정 특성, 즉, 종이 습윤 강도 및/또는 건조 강도를 증가시키기 위한 첨가제로서 사용하기에 매우 적합한 특성을 갖는 양이온성 GPAM 조성물을 제공하며; 이는, 예를 들어, 대체적으로 수송을 위해 대용량 컨테이너 또는 탱커 용기를 필요로 하기 때문에 바람직하지 않을 뿐만 아니라 비용이 많이 드는, 제지 공정에 사용되는 종래의 GPAM과 달리, 향상된 저장 및 수송 특성을 보유한다. 즉, 본 양이온성 GPAM은 대량의 수성 담체를 추가할 필요 없이 저장 및 수송될 수 있다. 일부 경우, 수성 담체는 물을 포함할 수 있다. 일부 경우, 본원에서 논의된 양이온성 GPAM의 수송 중에 사용되는 수성 담체의 부피는 종래의 GPAM을 수송하는 데 사용되는 부피보다 작을 수 있다. 예를 들어, 일부 경우, 종래의 GPAM은 4% 이하의 고형분 백분율을 포함할 수 있는 반면, 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 4% 초과, 즉 4% 초과 내지 약 11%, 예를 들어, 약 4% 초과 내지 약 9%, 약 5% 초과 내지 약 8%, 또는 약 6% 내지 약 7.5%의 고형분 백분율을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "양이온성 GPAM" 또는 "양이온성 GPAM 조성물"은 대체적으로, 중량 평균 분자량이 30,000 Da 미만인 제1 염기성 중합체 및 중량 평균 분자량이 적어도 30,000 Da 이상인 제2 염기성 중합체를 포함하는 GPAM 조성물을 지칭하되, 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30의 중량 비율을 갖고, 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 각각 글리옥살화되며, 여기에서, 선택적으로 양이온성 GPAM 조성물은, 제지에 사용되는 종래의 GPAM에 필요한 수성 담체의 부피와 비교하여, 감소된 부피의 저장 또는 수송을 위한 수성 담체를 필요로 한다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체의 중량 평균 분자량은 최대 25 kDa 이하, 20 kDa 이하, 15 kDa 이하, 10 kDa 이하, 또는 8 kDa 이하일 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체의 중량 평균 분자량은 적어도 30 kDa 이상, 40 kDa 이상, 50 kDa 이상, 75 kDa 이상, 100 kDa 이상, 125 kDa 이상, 150 kDa 이상, 175 kDa 이상, 200 kDa 이상, 225 kDa 이상, 250 kDa 이상, 275 kDa 이상, 300 kDa 이상, 325 kDa 이상, 350 kDa 이상, 375 kDa 이상, 400 kDa 이상, 또는 500 kDa 이상일 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물의 글리옥살화 백분율은 약 2% 내지 약 90%, 선택적으로 약 3% 내지 약 80%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 70%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 60%일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체의 글리옥살화 백분율은 약 2% 내지 약 90%, 선택적으로 약 3% 내지 약 80%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 70%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 60%일 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체의 글리옥살화 백분율은 약 2% 내지 약 90%, 선택적으로 약 3% 내지 약 80%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 70%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 60%일 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물의 GPAM 함량은 약 2% 내지 약 20%, 선택적으로 약 3% 내지 약 10%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 8%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 7%일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체의 GPAM 함량은 약 2% 내지 약 20%, 선택적으로 약 3% 내지 약 10%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 8%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 7%일 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체의 GPAM 함량은 약 2% 내지 약 20%, 선택적으로 약 3% 내지 약 10%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 8%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 7%일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%의 양이온성 물량을 포함할 수 있으며, 여기에서 선택적으로 제1 염기성 중합체는 양쪽성이다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%의 양이온성 물량을 포함할 수 있으며, 여기에서 선택적으로 제2 염기성 중합체는 양쪽성이다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%의 양이온성 단량체 백분율을 포함할 수 있으며, 여기에서 선택적으로 제1 염기성 중합체는 양쪽성일 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%의 양이온성 단량체 백분율을 포함할 수 있으며, 여기에서 선택적으로 제2 염기성 중합체는 양쪽성일 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 약 1.0% 이상, 2.0% 이상, 3.0% 이상, 4.0% 이상, 5.0% 이상, 5.5% 이상, 6.0% 이상, 6.5% 이상, 7.0% 이상, 7.5% 이상, 8.0% 이상, 8.5% 이상, 9.0% 이상, 9.5% 이상, 10.0% 이상, 10.5% 이상, 11.0% 이상, 또는 11.5% 이상의 고형분 중량 백분율을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 약 1.0% 내지 약 20.0%, 선택적으로 약 3.0% 내지 약 15%의 고형분 중량 백분율을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은, 적어도 약 1:99, 적어도 약 2.5:97.5, 적어도 약 5:95, 적어도 약 7.5:92.5, 적어도 약 10:90, 적어도 약 12.5:87.5, 적어도 약 15:85, 적어도 약 17.5:82.5, 적어도 약 20:80, 적어도 약 22.5:77.5, 적어도 약 25:75, 적어도 약 27.5:72.5, 적어도 약 29:71, 또는 적어도 약 30:70의 글리옥살 대 총 염기성 중합체 중량 비율을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 아크릴아미드계 중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드계 중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 하나 이상의 양이온성 단량체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 하나 이상의 양이온성 단량체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 약 15:85 내지 약 60:40, 선택적으로 약 20:80 내지 약 55:45, 추가 선택적으로 약 25:75 내지 약 50:50의 양이온성 단량체:아크릴아미드 중량 비율을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 약 15:85 내지 약 60:40, 선택적으로 약 20:80 내지 약 55:45, 추가 선택적으로 약 25:75 내지 약 50:50의 양이온성 단량체:아크릴아미드 중량 비율을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 양쪽성이며, 음이온성 단량체보다 더 많은 양이온성 단량체를 포함한다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 양쪽성이며, 음이온성 단량체보다 더 많은 양이온성 단량체를 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 하나 이상의 양이온성 단량체의 공중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 하나 이상의 양이온성 단량체의 공중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 단량체는 DADMAC를 포함할 수 있고/있거나 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물(일명 Q9)를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 골격 중합체는 아크릴아미드계 중합체를 포함할 수 있으며, 여기에서 아크릴아미드 단량체는 메타크릴아미드, 에틸아크릴아미드, 크로톤아미드, N-메틸 아크릴아미드, N-부틸 아크릴아미드, N-에틸 메타크릴아미드, 및 이들의 임의의 조합과 같은 다른 일차 아미드-함유 단량체로 대체된다. 일부 구현예에서, 골격 중합체는 아크릴아미드 단량체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물의 점도는, 예를 들어, 스핀들 번호 1을 사용하여 25℃ 및 600 rpm에서 LV Brookfield 점도계로 측정했을 때, 약 10 cP 이상, 약 15 cP 이상, 약 20 cP 이상, 약 25 cP 이상, 약 30 cP 이상, 또는 약 35 cP 이상일 수 있다. 본원에 기술된 양이온성 GPAM 조성물은, 본원에서 추가로 기술되는 바와 같이, 임의의 제지 공정에 사용될 수 있다. 또한, 본원에 기술된 양이온성 GPAM 조성물은 배송 비용 및 제조 비용을 낮춤으로써, 양이온성 GPAM 조성물의 제조업체 및 최종 사용자에게 이점을 제공한다는 특성을 갖는다.
본원에서 사용되는 용어 "백색수"(white water)는 대체적으로 종이 제품, 예컨대 시트, 예를 들어, 핸드시트의 형성 동안 펄프 공급물로부터 제거될 수 있는 공정수 및/또는 생산된 물을 지칭한다.
조성물 및 방법
I. 양이온성 GPAM 조성물
GPAM 조성물은 종이 산업에서 일반적으로 습식 및/또는 건식 강화제로서 알려진 용도를 갖는다. 그러나, 종래의 GPAM은 대체적으로 대량의 벌크 수성 담체 유체에 저장되고 수송되어야 하며, 이는 종종 수송을 위한 대용량 컨테이너 또는 탱커 용기를 필요로 한다. 이러한 대량의 제품을 운송하는 것은 GPAM 조성물을 수송하고 사용하는 것에 대한 비용을 크게 증가시킨다. 이와 같이, 개선된 GPAM 조성물, 예컨대 그의 조성물에 기초하여 제지 공정에 유용하고, 수송 비용의 감소로 이어지는 저장 특성을 갖는 양이온성 GPAM을 포함하는 것과 같은 조성물에 대한 필요성이 존재한다.
이를 위해, 본 개시는 대체적으로 건식 및/또는 습윤 강화제로서 사용하기에 적합한 개선된 글리옥살화 폴리아크릴아미드(GPAM) 조성물에 관한 것으로서, 전술한 양이온성 GPAM 조성물은 중량 평균 분자량이 30,000 Da 미만인 제1 염기성 중합체 및 중량 평균 분자량이 적어도 30,000 Da 이상인 제2 염기성 중합체를 포함하되, 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 추가 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30의 중량 비율을 갖고, 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 각각 글리옥살화되며, 조성물은 제지 공정에 유용하고 수송 비용의 감소로 이어지는 개선된 저장 특성을 보유하며, 추가 선택적으로 양이온성 GPAM 조성물은, 제지에 사용되는 종래의 GPAM에 필요한 수성 담체의 부피와 비교하여, 감소된 부피의 저장 또는 수송을 위한 수성 담체를 필요로 한다. 예를 들어, 본원에서 논의된 양이온성 GPAM 조성물의 수송 중에 사용되는 수성 담체의 부피는 종래의 GPAM을 수송하는 데 사용되는 부피보다 작을 수 있다. 예를 들어, 일부 경우, 종래의 GPAM은 4% 이하의 고형분 백분율을 포함할 수 있는 반면, 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 4% 초과, 즉 4% 초과 내지 약 11%, 예를 들어, 약 5% 초과 내지 약 9%, 예를 들어 약 5% 초과 내지 약 8%, 또는 약 6% 내지 약 7.5%의 고형분 백분율을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은, 최대 25 kDa 이하, 20 kDa 이하, 15 kDa 이하, 10 kDa 이하, 또는 8 kDa 이하의 중량 평균 분자량을 갖는 제1 염기성 중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은, 적어도 30 kDa 이상, 40 kDa 이상, 50 kDa 이상, 75 kDa 이상, 100 kDa 이상, 125 kDa 이상, 150 kDa 이상, 175 kDa 이상, 200 kDa 이상, 225 kDa 이상, 250 kDa 이상, 275 kDa 이상, 300 kDa 이상, 325 kDa 이상, 350 kDa 이상, 375 kDa 이상, 400 kDa 이상, 또는 500 kDa 이상의 중량 평균 분자량을 갖는 제2 염기성 중합체를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물의 글리옥살화 백분율은 약 2% 내지 약 90%, 선택적으로 약 3% 내지 약 80%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 70%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 60%일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체의 글리옥살화 백분율은 약 2% 내지 약 90%, 선택적으로 약 3% 내지 약 80%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 70%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 60%일 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체의 글리옥살화 백분율은 약 2% 내지 약 90%, 선택적으로 약 3% 내지 약 80%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 70%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 60%일 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체의 중량 평균 분자량은 2 이하 내지 25 kDa, 5 내지 20 kDa, 또는 5 내지 15 kDa의 범위이다.
일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체의 중량 평균 분자량은 적어도 100 kDa 내지 500 kDa, 150 내지 400 kDa, 200 내지 300 kDa, 225 kDa 내지 275 kDa의 범위이거나, 약 250 kDa이다.
일부 구현예에서, 제1 및 제2 염기성 중합체 중 어느 하나 또는 둘 모두는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드를 포함하는 제1 단량체 및 DADMAC(디메틸디알릴암모늄 염화물) 또는 Q9를 포함하는 제2 단량체의 공중합체를 포함하고, 선택적으로 여기에서 제1 단량체는 아크릴아미드를 포함하고 제2 단량체는 DADMAC를 포함하되, 제1 및 제2 단량체의 백분율 비는 약 30:70 내지 약 70:30의 범위이다.
일부 구현예에서, 제1 및 제2 염기성 중합체 중 어느 하나 또는 둘 모두는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드를 포함하는 제1 단량체 및 DADMAC(디메틸디알릴암모늄 염화물) 또는 Q9를 포함하는 제2 단량체의 공중합체를 포함하고, 선택적으로 여기에서 제1 단량체는 아크릴아미드를 포함하고 제2 단량체는 DADMAC를 포함하되, 제1 및 제2 단량체의 백분율 비는 약 40:60 내지 약 60:40의 범위, 또는 약 40:60이다.
글리옥실화된 제1 및 제2 염기성 중합체를 생산하는 데 사용되는 글리옥살화 반응의 일부 구현예에서, 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30의 범위이거나, 약 30:70을 포함한다.
일부 구현예에서, 제1 및 제2 염기성 중합체의 비율은 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 또는 40:60 내지 60:40의 범위이다.
일부 구현예에서, 제1 및 제2 염기성 중합체 중 어느 하나 또는 둘 모두는 아크릴아미드 및 DADMAC(디메틸디알릴암모늄 염화물)의 공중합체를 포함하고, 아크릴아미드 및 DADMAC 단량체의 백분율 비율은 약 40:60 내지 약 60:40의 범위이고; 강화제 중 제1 및 제2 염기성 중합체의 비율은 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 또는 40:60 내지 60:40의 범위이다.
일부 구현예에서, 제1 및 제2 염기성 중합체 둘 모두는 아크릴아미드 및 DADMAC의 공중합체를 포함하고, 제1 염기성 중합체의 중량 평균 분자량은 2 이하 내지 25 kDa, 5 내지 20 kDa, 또는 5 내지 15 kDa의 범위이고; 제2 염기성 중합체의 중량 평균 분자량은 적어도 100 kDa 내지 500 kDa, 150 내지 400 kDa, 200 내지 300 kDa, 225 kDa 내지 275 kDa의 범위이거나, 약 250 kDa이고; 제1 및 제2 염기성 중합체의 비율은 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 또는 40:60 내지 60:40의 범위이다.
일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물의 GPAM 함량은 약 2% 내지 약 20%, 선택적으로 약 3% 내지 약 10%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 8%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 7%일 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체의 GPAM 함량은 약 2% 내지 약 20%, 선택적으로 약 3% 내지 약 10%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 8%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 7%일 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체의 GPAM 함량은 약 2% 내지 약 20%, 선택적으로 약 3% 내지 약 10%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 8%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 7%일 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%의 양이온성 물량을 포함할 수 있으며, 여기에서 선택적으로 제1 염기성 중합체는 양쪽성이다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%의 양이온성 물량을 포함할 수 있으며, 여기에서 선택적으로 제2 염기성 중합체는 양쪽성이다.
일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%의 양이온성 단량체 백분율을 포함할 수 있으며, 여기에서 선택적으로 제1 염기성 중합체는 양쪽성일 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%의 양이온성 단량체 백분율을 포함할 수 있으며, 여기에서 선택적으로 제2 염기성 중합체는 양쪽성일 수 있다.
일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 약 1.0% 이상, 2.0% 이상, 3.0% 이상, 4.0% 이상, 5.0% 이상, 5.5% 이상, 6.0% 이상, 6.5% 이상, 7.0% 이상, 7.5% 이상, 8.0% 이상, 8.5% 이상, 9.0% 이상, 9.5% 이상, 10.0% 이상, 10.5% 이상, 11.0% 이상, 또는 11.5% 이상의 고형분 중량 백분율을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 약 1.0% 내지 약 20.0%, 선택적으로 약 3.0% 내지 약 15%의 고형분 중량 백분율을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은, 적어도 약 1:99, 적어도 약 2.5:97.5, 적어도 약 5:95, 적어도 약 7.5:92.5, 적어도 약 10:90, 적어도 약 12.5:87.5, 적어도 약 15:85, 적어도 약 17.5:82.5, 적어도 약 20:80, 적어도 약 22.5:77.5, 적어도 약 25:75, 적어도 약 27.5:72.5, 적어도 약 29:71, 또는 적어도 약 30:70의 글리옥살 대 총 염기성 중합체 중량 비율을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 아크릴아미드계 중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드계 중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 하나 이상의 양이온성 단량체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 하나 이상의 양이온성 단량체를 포함할 수 있다. 당업자는 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체에 대한 적절한 양이온성 단량체:아크릴아미드 중량 비율을 용이하게 결정할 수 있을 것이다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 약 15:85 내지 약 60:40, 선택적으로 약 20:80 내지 약 55:45, 추가 선택적으로 약 25:75 내지 약 50:50의 양이온성 단량체:아크릴아미드 중량 비율을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 약 15:85 내지 약 60:40, 선택적으로 약 20:80 내지 약 55:45, 추가 선택적으로 약 25:75 내지 약 50:50의 양이온성 단량체:아크릴아미드 중량 비율을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 양쪽성이며, 음이온성 단량체보다 더 많은 양이온성 단량체를 포함한다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 양쪽성이며, 음이온성 단량체보다 더 많은 양이온성 단량체를 포함한다. 일부 구현예에서, 제1 염기성 중합체는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 하나 이상의 양이온성 단량체의 공중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 하나 이상의 양이온성 단량체의 공중합체를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물의 점도는, 예를 들어, 스핀들 번호 1을 사용하여 25℃ 및 600 rpm에서 LV Brookfield 점도계로 측정했을 때, 약 10 cP 이상, 약 15 cP 이상, 약 20 cP 이상, 약 25 cP 이상, 약 30 cP 이상, 또는 약 35 cP 이상일 수 있다.
일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물의 제1 및 제2 염기성 중합체의 양이온성 단량체는 본원에 기술된 양이온성 단량체 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 단량체는 각각, 아크릴로일옥시 에틸 트리메틸 암모늄 염화물("AETAC"), 메타크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄 염화물, 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물("MAPTAC"), 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물, 메타크릴로일옥시 에틸디메틸암모늄 설페이트, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드, 메타크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄 염화물 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 설페이트, 디알릴디메틸암모늄 염화물("DADMAC"); 디알킬아미노알킬 아크릴레이트, 및 메타크릴레이트, 및 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 염화물 4차 염("DMAEA.MCQ"), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 설페이트 4차 염("DMAEM.MCQ"), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질 염화물 4차 염("DMAEA.BCQ"), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 황산염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 염산염, 디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 메틸 염화물 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 염화물 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 설페이트 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질 염화물 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 황산염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 염산염, 디메틸아미노에틸 메타크릴로일 염산염, 디알킬아미노알킬아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 이들의 4차 또는 산염, 예컨대 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 메틸 설페이트 4차 염, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 황산염, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 염산염, 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 메틸 설페이트 4차 염, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 황산염, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 염산염, 디에틸아미노에틸아크릴레이트, 디에틸아미노에틸메타크릴레이트, 및 디알릴디에틸암모늄 염화물 및 디알릴디메틸암모늄 염화물과 같은 디알릴디알킬암모늄 할라이드를 포함하지만 이에 한정되지 않는 이들의 4차 염 또는 산염으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 단량체는 DADMAC를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 단량체는 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물("Q9")를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 단량체는 각각 DADMAC 및/또는 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물("Q9")를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 단량체는 각각, 메타크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물, 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물(일명 Q9), 3-(메타크릴아미도) 프로필트리메틸 암모늄 염화물, 3-(아크릴로일아미도) 프로필트리메틸 암모늄 염화물, 디알릴디메틸 암모늄 염화물(DADMAC), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 및 디메틸아미노프로필 아크릴아미드, 디메틸아미노프로필메타크릴아미드로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 및 제2 염기성 중합체의 아크릴아미드계 중합체는 하나 이상의 일차 아미드 함유 단량체를 각각 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 아크릴아미드계 중합체는 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 에틸아크릴아미드, 크로톤아미드, N-메틸 아크릴아미드, N-부틸 아크릴아미드, N-에틸 메타크릴아미드, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 아크릴아미드계 중합체는 하나 이상의 아크릴아미드 단량체를 포함할 수 있다.
이러한 양이온성 GPAM 조성물의 특성, 예컨대 양이온 물량, 양이온성 단량체 백분율, 고형분 백분율, GPAM 함량, 및/또는 글리옥살화 백분율은, 기존의 GPAM과 비교했을 경우, 바람직한 최종 사용 성능을 입증하며, 본원에 개시되고 예시된 양이온성 GPAM의 특성은, 예를 들어, 철도 탱커 차량 또는 탱커 트럭 운송 등이 관련되는 것과 같은 수송 및 취급에 필요한 제품 부피에 있어서 상당한 감소를 제공하기 때문에, 본 양이온성 GPAM의 사용을 통해 비용 및 취급에 있어서의 상당한 절감을 달성할 수 있다.
일부 구현예에서, 양이온성 GPAM의 양이온성 폴리아크릴아미드, 즉 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체의 양이온성 폴리아크릴아미드는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드(cPAM)의 양이온성 공중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, cPAM은 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드를 하나 이상의 양이온성 단량체(들)와 공중합체화함으로써 생성될 수 있는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드의 양이온성 공중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 전술한 하나 이상의 양이온성 단량체는 본원에서 논의된 임의의 하나 이상의 양이온성 단량체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 전술한 하나 이상의 양이온성 단량체는, 메타크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물, 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물(일명 Q9), 3-(메타크릴아미도) 프로필트리메틸 암모늄 염화물, 3-(아크릴로일아미도) 프로필트리메틸 암모늄 염화물, 디알릴디메틸 암모늄 염화물(DADMAC), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노프로필아크릴아미드, 디메틸아미노프로필메타크릴아미드, 및 유사한 단량체를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM은, 2-비닐피리딘, 2-비닐-N-메틸피리디니움 염화물, (p-비닐페닐)트리메틸 암모늄 염화물, 디알릴디메틸암모늄 염화물, 2-(디메틸아미노)에틸 아크릴레이트, 트리메틸 p-비닐벤질)암모늄 염화물, p-디메틸아미노에틸스티렌, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드, 2-메틸아크로일옥시에틸트리메틸 암모늄 메틸설페이트, 또는 3-아크릴아미도-3-메틸부틸 트리메틸 암모늄 염화물, 또는 이들의 임의의 조합 중 임의의 하나 이상을 포함하는 양이온성 단량체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, cPAM은 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 DADMAC의 공중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, cPAM은 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 Q9의 공중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, cPAM은 본원에서 논의된 것과 같은 하나 이상의 양이온성 단량체, 양이온성인 총 물량, 및 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 골격을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, cPAM은, 예를 들어, 호프만(Hofmann) 또는 만니시(Mannich) 반응을 사용함으로써, 양이온성으로 만들기 위한 중합화 후에 처리되는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드계 중합체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, cPAM은 종래의 라디칼 개시 중합화 방법으로 제조될 수 있는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드의 양이온성 공중합체를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 골격 중합체, 예를 들어 제1 염기성 중합체의 골격 및/또는 제2 염기성 중합체의 골격은 아크릴아미드계 중합체를 포함할 수 있으며, 여기에서 아크릴아미드 단량체는 메타크릴아미드, 에틸아크릴아미드, 크로톤아미드, N-메틸 아크릴아미드, N-부틸 아크릴아미드, N-에틸 메타크릴아미드, 및 이들의 임의의 조합과 같은 다른 일차 아미드-함유 단량체로 대체된다. 일부 구현예에서, 골격 중합체는 아크릴아미드 단량체를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 단량체는, 아크릴로일옥시 에틸 트리메틸 암모늄 염화물("AETAC"), 메타크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄 염화물, 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물("MAPTAC"), 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물, 메타크릴로일옥시에틸디메틸암모늄 설페이트, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노프로필메타크릴아미드, 메타크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄 염화물 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 설페이트, 디알릴디메틸암모늄 염화물("DADMAC"); 디알킬아미노알킬 아크릴레이트, 및 메타크릴레이트, 및 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 염화물 4차 염("DMAEA.MCQ"), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 설페이트 4차 염("DMAEM.MCQ"), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질 염화물 4차 염("DMAEA.BCQ"), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 황산염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 염산염, 디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 메틸 염화물 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 염화물 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 설페이트 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질 염화물 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 황산염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 염산염, 디메틸아미노에틸 메타크릴로일 염산염, 디알킬아미노알킬아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 이들의 4차 또는 산염, 예컨대 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 메틸 설페이트 4차 염, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 황산염, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 염산염, 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 메틸 설페이트 4차 염, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 황산염, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 염산염, 디에틸아미노에틸아크릴레이트, 디에틸아미노에틸메타크릴레이트, 및 디알릴디에틸암모늄 염화물 및 디알릴디메틸암모늄 염화물과 같은 디알릴디알킬암모늄 할라이드를 포함하지만 이에 한정되지 않는 이들의 4차 염 또는 산염으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 예시적인 구현예에서, 제1 또는 제2 염기성 중합체는, (i) 아크릴아미드 및/또는 메타크릴아미드를 포함하는 제1 단량체; 및 (ii) DADMAC 또는 Q9 단량체를 포함하는 제2 단량체를 포함하거나 이로 이루어질 수 있고, 여기에서 선택적으로 제1 및 제2 단량체의 백분율 비율은 약 30:70 내지 약 70:30 또는 40:60 내지 약 60:40의 범위이다.
II. 양이온성 GPAM 조성물의 사용 방법
전술한 내용에 기초하여, 본 개시는 또한 대체적으로 제지 방법에 관한 것으로서, 전술한 방법은 전술한 바와 같은 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물을 첨가하는 단계를 포함하되, 이의 조성물에 기초하여 이는 제지 공정에 유용한 동시에, 운송 비용의 절감으로 이어지는 저장 특성을 가지며; 여기에서 전술한 방법은 대체적으로 종이의 습윤 강도 및/또는 건조 강도를 증가시키기에 효과적인 양으로 제지 방법 동안 이러한 양이온성 GPAM 조성물 중 하나 이상을 첨가하는 단계를 포함한다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물은 종이 제품이 형성되기 전에, 방법에 사용되는 섬유 및/또는 펄프를 포함하는 조성물에 첨가된다. 일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물은 종이 제품이 형성된 후, 종이 제품의 하나 이상의 표면에 첨가된다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 본원에 개시된 양이온성 GPAM 조성물 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은, 30,000 Da 미만의 중량 평균 분자량을 갖는 제1 염기성 중합체, 적어도 30,000 Da의 중량 평균 분자량을 갖는 제2 염기성 중합체를 포함할 수 있으며, 여기에서, 선택적으로 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는, (i) 아크릴아미드 및/또는 메타크릴아미드를 포함하는 제1 단량체; 및 (ii) DADMAC 또는 Q9 단량체를 포함하는 제2 단량체를 포함하거나 이로 이루어지되, 추가 선택적으로, 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 추가 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30 또는 약 40:60 내지 약 60:40의 중량 비율을 가지며, 여기에서 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 각각 글리옥살화된다.
일부 구현예에서, 본원에 기술된 양이온성 GPAM 조성물은 제지 방법에서 첨가제로서 사용하기에 특히 적합한 열경화성 수지를 제공한다. 즉, 전술한 양이온성 GPAM 조성물의 첨가는 바람직한 건식 및 일시적 습윤 강도를 갖는 종이의 생성 및/또는 제지 탈수 속도의 증가로 이어진다.
이에 더하여, 본 개시는 또한 본원에 개시된 바와 같은 하나 이상의 개선된 GPAM 조성물을 포함하는 종이 제품에 관한 것이다. 일부 구현예에서, 종이 제품은 양이온성 GPAM 조성물을 함유하는 적어도 하나의 종이 층 또는 웹, 예를 들어, 종이 시트, 판지, 티슈 종이 및 벽지를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 종이 제품은 종이 제품의 적어도 하나의 표면 상에 양이온성 GPAM 조성물을 포함한다. 양이온성 GPAM 조성물은 임의의 특정 유형의 종이 또는 제지 방법에 사용되는 것으로 한정되지 않으며, 표백된 펄프, 표백되지 않은 펄프, 또는 이들의 조합을 사용하여 생산된 종이를 포함하는, 크래프트 종이, 아황산염 종이, 반-화학적 종이 등에서의 적용을 찾을 수 있다.
제지 방법 동안 본원에 개시된 바와 같은 양이온성 GPAM 조성물을 사용하는 경우, 양이온성 GPAM 조성물은 종이 형성 전, 형성 중 및/또는 형성 후의 임의의 시간에 첨가될 수 있다. 일부 경우, 양이온성 GPAM 조성물은, 대체적으로 습윤 강화 수지가 통상적으로 첨가되는 시점에, 제지 시설의 습윤 말단에서 셀룰로오스 섬유 현탁액에 첨가될 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은, 이전에 제조된 종이, 예를 들어, 패딩, 분무, 침지 및/또는 프린팅 등에 의해 이전에 제조된 종이의 하나 이상의 표면에 첨가될 수 있다. 또한, 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 약 4 내지 약 9와 같은 광범위한 pH 값에 걸쳐 종이 펄프에 첨가될 수 있다.
일부 경우, 제지 방법 동안 첨가되는 양이온성 GPAM 조성물의 양은, 셀룰로오스 섬유의 건조 중량 기준 약 0.02% 내지 건조 중량 기준 약 10%의 범위, 예를 들어, 건조 종이 중량의 약 0.05 wt% 내지 5 wt% 범위일 수 있다.
또한, 본 개시는 대체적으로 종이 제품, 예를 들어, 하나 이상의 양이온성 GPAM, 예를 들어 전술한 바와 같은 양이온성 GPAM을 포함하는 핸드시트에 관한 것으로서, 이는 이의 조성물에 기초하여 제지 공정에 유용하며, 선택적으로 운송 비용의 절감으로 이어지는 저장 특성을 갖는다. 일부 구현예에서, 종이 제품은, 섬유 기반 제품, 예를 들어 핸드시트, 판지 기반 제품, 음료수 용기, 수건, 우유 및 주스 카톤, 식품 트레이, 종이 봉투, 골판지 용기용 라이너 판지, 포장 판지 등급, 및 티슈 및 타월 등급, 종이 재료, 종이 타월, 기저귀, 생리대, 훈련용 팬티, 팬티라이너, 요실금 브리프, 탐폰, 소변 패드, 배변 박스 라이너, 커피 필터, 공기 필터, 건조기 패드, 바닥 청소 패드, 흡수성 안면 티슈, 흡수성 욕실 티슈, 냅킨, 포장지, 및/또는 카톤 및 백 종이와 같은 다른 종이판지 제품을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 종이 제품은 (a) 대부분 셀룰로오스 섬유 및 (b) 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물을 포함하는 셀룰로오스 종이판지 웹을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 본 종이 제품은, 양이온성 GPAM 조성물을 포함하지 않는 종이 제품과 비교하여, 예를 들어, STFI 시험으로 측정 시, 개선된 종이 강도를 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 종이 제품은 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물을 포함하는 핸드시트를 포함할 수 있으며, 여기에서 전술한 핸드시트는, STFI 시험에 사용된 블랭크 샘플에 비해, 4.5 lbs/톤, 5.0 lbs/톤, 9.0 lbs/톤 또는 10 lbs/톤 시험에서, 6% 이상, 7% 이상, 8% 이상, 9% 이상, 10% 이상, 12.5% 이상, 15.0% 이상, 17.5% 이상, 20.0% 이상, 22.5% 이상, 25.0% 이상의 개선된 STFI 값을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 본 종이 제품은, 양이온성 GPAM 조성물을 포함하지 않는 종이 제품과 비교하여, 예를 들어, 파열 강도 시험으로 측정 시, 개선된 종이 강도를 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물을 포함하는 핸드시트는, 파열 강도 시험에 사용된 블랭크 샘플에 비해, 4.5 lbs/톤, 5.0 lbs/톤, 9.0 lbs/톤 또는 10 lbs/톤 시험에서, 6% 이상, 7% 이상, 8% 이상, 9% 이상, 10% 이상, 12.5% 이상, 15.0% 이상, 17.5% 이상, 20.0% 이상, 22.5% 이상, 25.0% 이상, 27.5% 이상, 30.0% 이상, 32.5% 이상, 35.0% 이상, 37.5% 이상, 또는 40% 이상의 개선된 파열 강도 값을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 양이온 GPAM 조성물은 양이온성 GPAM 조성물을 사용하지 않는 경우의 배출 시간에 비해 처리된 샘플의 배출 시간을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은, 양이온성 GPAM 조성물을 사용하지 않는 경우의 배출에 비해, 예를 들어, OCC 펄프의 배출, 즉, OCC 펄프로부터 주어진 양의 여과물을 수집하기 위한 시간의 25.0% 이상, 30.0% 이상, 35.0% 이상, 40.0% 이상, 45.0% 이상, 50.0% 이상, 55.0% 이상의 개선을 나타내는 것과 같은, 효율적인 배출에 영향을 미칠 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 양이온성 GPAM 조성물을 사용하지 않는 경우의 배출 속도에 비해, 처리된 샘플의 배출 속도를 증가시키며, 이는 종이 생산 속도의 증가로 이어진다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 제지 방법의 건조 단계에 필요한 에너지 절감을 개선할 수 있다. 또한, 양이온성 GPAM 조성물은, 양이온성 GPAM 조성물을 사용하지 않는 경우의 샘플에 존재하는 고형분의 총량에 비해, 15% 이상, 17.5% 이상, 20.0% 이상, 22.5% 이상, 25.0% 이상, 27.5% 이상, 30.0% 이상 또는 32.5%의 개선(고형분 함량 감소)과 같은, 처리된 샘플에 존재하는 고형분의 총량의 감소, 예를 들어, 양이온성 GPAM 조성물로 처리된 OCC 펄프로부터 수집된 여과물에 존재하는 총 고형분의 감소, 예를 들어, 트레이 또는 사일로 전-시트 형성으로부터의 백색수의 고형분 함량의 감소에 영향을 미칠 수 있다. 일부 구현예에서, 양이온성 GPAM 조성물은 건조에 필요한 에너지 절감을 개선할 수 있다.
이에 더하여, 본 개시는 대체적으로 핸드시트를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 전술한 방법은, a. 펄프 스톡을 제공하는 단계; b. 펄프 스톡을 희석하는 단계; c. 원하는 수준의 전도도까지 하나 이상의 염을 첨가하는 단계; d. pH를 원하는 값으로 조정하는 단계; e. 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물을 첨가하는 단계; f. 처리된 펄프를 동적 시트 형성제에 첨가하는 단계; g. 단계 f로부터 생성된 시트를 프레싱하는 단계; h. 시트를 건조시키는 단계; 및 i. 시트를 컨디셔닝하는 단계를 포함한다.
또한, 본 개시는 대체적으로 하나 이상의 종이 제품을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 전술한 방법은, a. 대부분 셀룰로오스 섬유를 포함하는 조성물을 제공하는 단계; b. 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물의 사전에 정해진 양을 첨가하는 단계; 및 c. 원하는 종이 제품을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 개시는 대체적으로 하나 이상의 종이 제품, 예를 들어 하나 이상의 흡착제 종이 제품을 제조하는 방법을 포함하며, 전술한 방법은, a. 약 1 내지 100%의 경질목 섬유, 연질목 섬유, 재생 섬유, 정제된 섬유, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 혼합물의 전체 공급물을 형성하기에 충분한 양으로, 연질목 섬유, 경질목 섬유, 재생 섬유, 정제된 섬유, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 혼합물 중 어느 하나를 포함하는 조성물을 제공하는 단계; (b) 본원에서 논의된 바와 같은 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물의 사전에 정해진 양을 첨가하는 단계; 및 (c) 하나 이상의 건조 수단을 통해 원하는 수분 함량 수준으로 건조시킴으로써 종이 제품을 형성하는 단계를 포함한다.
추가적으로, 본 개시는 대체적으로 종이를 강화하는 방법에 관한 것으로서, 전술한 방법은, (i) 펄프 섬유를 적어도 하나의 양이온성 GPAM 조성물, 예를 들어 본원에 기술된 개선된 양이온성 GPAM 조성물 중 적어도 하나를 포함하는 강화 수지와 접촉시키는 단계로서, GPAM 조성물은 제지 공정에 사용하기에 매우 적합하도록 하는 특정 속성을 가지는, 단계, 및 (ii) 펄프 섬유 및 양이온성 GPAM 조성물의 혼합물에 적어도 하나의 양이온성 GPAM 조성물을 포함하는 강화 수지를 적어도 부분적으로 경화시켜 향상된 강도를 갖는 종이 제품을 생산하는 단계를 포함한다.
III. 양이온성 GPAM 조성물의 제조 방법
본 개시는 또한 대체적으로 본원에 개시된 양이온성 GPAM 조성물, 특히 30,000 Da 미만의 중량 평균 분자량, 선택적으로 2 내지 25 kDa, 또는 5 내지 15 kDa을 갖는 제1 염기성 중합체, 및 적어도 30,000 Da의 중량 평균 분자량, 선택적으로 적어도 50 kDa, 또는 100 kDa 내지 500 kDa, 150 내지 400 kDa, 200 내지 300 kDa, 225 kDa 내지 275 kDa의 범위 또는 약 250 kDa의 중량 평균 분자량을 갖는 제2 염기성 중합체를 포함하는 양이온성 GPAM 조성물을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 추가 선택적으로, 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체는, (i) 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 단량체, 및 (ii) DADMAC 또는 Q9 단량체를 포함하되, 여기에서 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 추가 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30 또는 약 40:60 내지 약 60:40의 중량 비율을 가지며; 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 각각 글리옥살화되고; 선택적으로, 양이온성 GPAM 조성물은 저장 또는 수송을 위해 제지에서 사용되는 종래의 GPAM에 필요한 수성 담체의 부피와 비교하여, 보다 감소된 수성 담체의 부피를 필요로 한다.
일부 구현예에서, 본원에 개시된 양이온성 GPAM 조성물을 제조하는 방법은, a. 글리옥살을 포함하는 제1 글리옥살화 반응에서 제1 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제1 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계; b. 글리옥살을 포함하는 제2 글리옥살화 반응에서 제2 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제2 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계; 및 c. 제1 글리옥살화 염기성 중합체와 제2 글리옥살화 염기성 중합체를 조합하여 양이온성 GPAM 조성물을 생산하는 단계를 포함할 수 있으며; 단계 (a) 및 (b)는 임의의 순서로 또는 동시에 수행될 수 있다.
일부 구현예에서, 본원에 개시된 양이온성 GPAM 조성물을 제조하는 방법은, a. 제1 염기성 중합체와 제2 염기성 중합체를 조합하는 단계; 및 b. 제1 염기성 중합체와 제2 염기성 중합체의 조합물을 글리옥살을 포함하는 글리옥살화 반응에서 글리옥살화시켜 양이온성 GPAM 조성물을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 본원에 개시된 양이온성 GPAM 조성물을 제조하는 방법은, a. 글리옥살을 포함하는 글리옥살화 반응에서 제1 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제1 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계; 및 b. 제2 염기성 중합체, 및 선택적으로 추가의 글리옥살을 글리옥살화 반응에 첨가하여 양이온성 GPAM 조성물을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 본원에 개시된 양이온성 GPAM 조성물을 제조하는 방법은, a. 글리옥살을 포함하는 글리옥살화 반응에서 제2 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제2 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계; 및 b. 제1 염기성 중합체, 및 선택적으로 추가의 글리옥살을 글리옥살화 반응에 첨가하여 양이온성 GPAM 조성물을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 본원에 개시된 양이온성 GPAM 조성물을 제조하는 방법은, a. 글리옥살을 포함하는 제1 글리옥살화 반응에서 제1 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제1 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계; 및 b. 글리옥살 및 제1 글리옥살화 염기성 중합체를 포함하는 제2 글리옥살화 반응에서 제2 염기성 중합체를 글리옥살화하여 양이온성 GPAM 조성물을 생산하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 본원에 개시된 양이온성 GPAM 조성물을 제조하는 방법은, a. 글리옥살을 포함하는 제2 글리옥살화 반응에서 제2 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제2 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계; 및 b. 글리옥살 및 제2 글리옥살화 염기성 중합체를 포함하는 제1 글리옥살화 반응에서 제1 염기성 중합체를 글리옥살화하여 양이온성 GPAM 조성물을 생산하는 단계를 포함할 수 있다.
본원에 예시적으로 개시된 조성물 및 방법은 본원에 특정적으로 개시되지 않은 임의의 요소 및/또는 본원에 특정적으로 개시된 임의의 요소의 부재 하에 실시될 수 있다.
실시예
실시예 1: 샘플 및 핸드시트 제조
다음의 실시예에 사용된 양이온성 GPAM 조성물 및 핸드시트를 다음과 같이 제조하였다. 표 1에 나타낸 양이온성 폴리아크릴아미드 염기성 중합체와 글리옥살을 반응시켜 모든 GPAM 샘플을 제조하였다.
염기성 중합체 조성물
샘플 염기성 중합체 MW(킬로 달톤, kD) 염기성 중합체 물량%(wt%)
염기성 중합체 1* 8 40%
염기성 중합체 2* 15 10%
염기성 중합체 3 246 40%
* 염기성 중합체 1, 2 및 3 각각은 아크릴아미드 및 DADMAC(디메틸디알릴암모늄 염화물) 단량체로 이루어진 공중합체임.
본원의 실시예에서는 아크릴아미드 및 DADMAC 단량체를 포함하는 양이온성 공중합체를 사용하였으며, 이는 이러한 공중합체가 "모델" 양이온성 중합체로서 광범위하게 사용되기 때문이다. 따라서, 이들 공중합체를 사용하여 얻어진 결과는, 본원에 개시된 다른 양이온성 단량체를 포함하는 양이온성 공중합체와 같은 다른 양이온성 중합체를 사용하여 얻어질 것으로 합리적으로 기대된다.
표 2표 1의 염기성 중합체와 글리옥살을 반응시켜 제조한 GPAM 샘플의 조성을 기술한다. 각 반응에 대해, 글리옥살:염기성 중합체 비율은 29:71이었다.
GPAM 샘플 조성
샘플 제조 방법 고형분
GPAM 1 염기성 중합체 1의 글리옥살화. 14%
GPAM 2 염기성 중합체 3의 글리옥살화. 5%
GPAM 3 염기성 중합체 1:염기성 중합체 3의 20:80 배합의 글리옥살화. 6.1%
GPAM 4 염기성 중합체 1:염기성 중합체 3의 30:70 배합의 글리옥살화. 7.3%
GPAM 5 GPAM 1:GPAM 2의 25:75 배합. 6.0%
GPAM 6 GPAM 1:GPAM 2의 33:67 배합. 6.4%
GPAM 7 GPAM 1의 존재 하에 염기성 중합체 3의 글리옥살화 반응을 수행함.
염기성 중합체 1: 염기성 중합체 3의 비율은 25:75였음.
6.0%
GPAM 8 염기성 중합체 2의 글리옥살화. 7.0%
GPAM 9 염기성 중합체 2:염기성 중합체 3의 25:75 배합의 글리옥살화. 7.0%
GPAM 10 염기성 중합체 2:염기성 중합체 3의 40:60 배합의 글리옥살화. 6.7%
GPAM 11 염기성 중합체 2:염기성 중합체 3의 60:40 배합의 글리옥살화. 7.2%
GPAM 1, GPAM 2 및 GPAM 8은 종래의 GPAM 조성물이다. GPAM 1은 저분자량(8 kDa) 염기성 중합체 1을 사용하여 제조하였고, 최종 고형분 함량(14%)이 높은 반면, GPAM 2는 고분자량(246 kDa) 염기성 중합체 3을 사용하여 제조하였으며, 최종 고형분 함량(5%)이 낮다. 저분자량(15 kDa) 염기성 중합체 2를 사용하여 GPAM 8을 제조하였다.
염기성 중합체 1 및 3 둘 모두를 사용하여 새로운 GPAM 조성물 3 내지 7을 다양한 방법으로 제조하였다. GPAM 3 및 GPAM 4을 염기성 중합체 배합물의 글리옥살화로 제조하였다. GPAM 5 및 GPAM 6은 GPAM 1 및 GPAM 2의 단순한 배합물이었다. GPAM 7을 2-단계 반응으로 제조하였다. 제1 단계에서, GPAM 1을 염기성 중합체 1의 글리옥살화로 생산하였다. 제2 단계에서, 염기성 중합체 3 및 더 많은 글리옥살을 완성된 GPAM 1에 첨가하고, 추가의 글리옥살화 반응을 수행하여 최종 GPAM 7 조성물을 생산하였다.
새로운 GPAM 3 내지 7은 염기성 중합체 3으로부터 제조된 GPAM 2(5.0%)의 고형분 함량보다 상당히 더 높은 고형분 함량을 가졌다. 예를 들어, GPAM 4는 고형분 함량이 7.3%였으며, 이는 GPAM 2의 함량보다 46% 더 높았다. GPAM 제품이 6% 미만의 고형분 함량으로 생산될 경우, 생산, 배송 및 취급과 관련된 비용은 종종 원자재 비용보다 높다. 결과적으로, 45%의 제품 고형분 함량의 증가는 제품 총 비용의 상당한 감소를 초래하였다.
새로운 GPAM 9 내지 11을 염기성 중합체 2 및 염기성 중합체 3의 배합된 혼합물의 글리옥살화 반응을 수행하여 제조하였다. 염기성 중합체 2:염기성 중합체 3의 비율은 2에 나타낸 바와 같았다. 2에 나타낸 바와 같이, GPAM 9, 10 및 11은 각각 7.0%, 6.7% 및 7.2%의 고형분 함량을 가지고, 이는 각각 염기성 중합체 3으로부터 제조된 GPAM 2(5.0%)의 고형분 함량보다 상당히 높으므로, 제품 총 비용을 상당한 감소를 초래한다.
전술한 GPAM을 사용하여 핸드시트를 다음과 같이 제조하였다: OCC 펄프의 진한 스톡을 재활용 라이너 판지 밀로부터 수득하였다. 먼저, 수돗물을 사용하여 진한 스톡을 0.5% 농도로 희석시켰다. 희석된 펄프에 NaCl을 첨가하여 밀 백색수 전도도에 일치시켰다. 그런 다음, 1 M HCl 용액을 펄프에 첨가하여 pH를 6.4로 조정하였다. 두번째로, GPAM 조성물을 오버헤드 교반 하에 희석된 펄프에 도입하였다. 그런 다음, 처리된 펄프를 동적 시트 형성제(DSF)(TECHPAP France, 유형 - FDA)에 첨가하여 110 gsm 시트를 생산하였다. 다음으로, 형성된 시트를 공압 롤 프레스를 사용하여 15 psi에서 블롯팅 페이퍼로 프레싱한 다음, 110℃의 회전 건조기 상에서 건조시킨다. 이어서, 건식 종이 시트를 105℃에서 5분 동안 오븐(강제 에어 컨벤션 오븐) 경화시킨 다음, 표준 TAPPI 제어실에서 밤새 컨디셔닝하였다. 마지막으로, 종이 스트립을 횡 방향을 따라 절단하였다.
실시예 2: 파열 강도 시험
TAPPI 표준 방법 T-403에 따라 파열 강도 시험을 수행하였다. 표 3은 그 결과를 나타낸다.
다양한 GPAM 제품으로 처리된 핸드시트의 파열 강도
5 lb/톤 10 lb/톤
샘플 파열 개선 파열 개선
블랭크 35.2 NA 35.2 NA
GPAM 1 40.8 16.0% 44.0 25.1%
GPAM 2 43.1 22.7% 48.4 37.6%
GPAM 3 43.5 23.7% 48.2 37.1%
GPAM 4 43.2 22.9% 48.1 36.8%
3에 나타낸 바와 같이, 새로운 GPAM 3 및 GPAM 4 각각은 GPAM 2와 유사한 건조 강도 성능을 제공하였다. 이에 더하여, 이러한 새로운 GPAM 제품은 GPAM 2보다 상당히 높은 고형분 함량을 가졌다.
실시예 3: STFI 시험
TAPPI 표준 방법 T-826에 따라 STFI 시험을 수행하였다. 표 4 표 5는 그 결과를 나타낸다.
다양한 GPAM 제품으로 처리된 핸드시트의 STFI 강도
9 lb/톤
샘플 STFI 개선
블랭크 8.64 NA
GPAM 1 10.01 15.9%
GPAM 2 10.61 22.8%
GPAM 5 10.56 22.2%
GPAM 6 10.53 21.9%
GPAM 7 10.65 23.3%
다양한 GPAM 제품으로 처리된 핸드시트의 STFI 강도
4.5 lb/톤
샘플 STFI 개선
블랭크 8.54 NA
GPAM 2 9.25 8.3%
GPAM 8 8.84 3.5%
GPAM 9 9.29 8.8%
GPAM 10 9.60 12.4%
GPAM 11 9.77 14.4%
표 4에 나타낸 바와 같이, 새로운 GPAM 5, GPAM 6 및 GPAM 7 각각은 GPAM 2와 유사한 건조 강도 성능을 제공하였다. 이에 더하여, 위에서 논의된 바와 같이, 이러한 새로운 GPAM 제품은 GPAM 2보다 상당히 높은 고형분 함량을 가졌다.
5는 각각 염기성 중합체 3 및 염기성 중합체 2로부터 제조된 종래의 GPAM 2 및 GPAM 8로 처리된 핸드시트, 및 새로운 GPAM 조성물 9 내지 11로 처리된 핸드시트에 대한 STFI 결과를 나타낸다. 종래의 GPAM 2 및 GPAM 8은 각각 8.3% 및 3.5%만큼 STFI를 증가시켰다. 비교하자면, 새로운 GPAM 9 내지 11은 각각 8.8%, 12.4%, 및 14.4%만큼 STFI를 증가시켰다. 본 연구는, 염기성 중합체 2 및 염기성 중합체 3의 배합물로 제조된 새로운 GPAM 조성물이 염기성 중합체 2 또는 염기성 중합체 3 중 하나만으로 제조된 종래의 GPAM에 비해 필적하거나 상당히 더 큰 종이 강도 향상을 제공할 수 있음을 명확하게 입증하였다.
전술한 절차에서, 다양한 단계가 설명되었다. 그러나, 다음의 청구범위에 제시된 바와 같은 예시적인 절차의 보다 넓은 범위를 벗어나지 않고 이에 대한 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있고, 추가적인 절차가 구현될 수 있다는 것이 명백할 것이다.

Claims (25)

  1. 건식 및/또는 습식 강화제로서 사용하기에 적합한 양이온성 글리옥살화 폴리아크릴아미드("GPAM") 조성물로서, 상기 양이온성 GPAM 조성물은,
    i. 30,000 Da 미만의 중량 평균 분자량을 갖는 제1 염기성 중합체; 및
    ii. 적어도 50,000, 100,000, 150,000 또는 200,000 Da의 중량 평균 분자량을 갖는 제2 염기성 중합체를 포함하되,
    여기에서 상기 제1 염기성 중합체 대 상기 제2 염기성 중합체의 중량 비율은 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 또한 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30, 심지어 또한 선택적으로 약 40:60 내지 약 60:40의 범위이고;
    여기에서 상기 제1 염기성 중합체는 글리옥살화되고 상기 제2 염기성 중합체는 글리옥살화되는, 양이온성 GPAM 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 양이온성 GPAM 조성물은 제지에서 사용되는 종래의 GPAM의 저장 및/또는 수송에 필요한 수성 담체의 부피와 비교하여, 감소된 부피의 수성 담체로 저장 및/또는 수송될 수 있는, 양이온성 GPAM.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    i. 제1 염기성 중합체의 중량 평균 분자량은 최대 25 kDa 이하, 20 kDa 이하, 15 kDa 이하, 10, 11, 12, 13 또는 14 kDa 이하, 또는 9, 8, 7, 6, 5, 또는 4 kDa 이하이고/이거나;
    ii. 제2 염기성 중합체의 중량 평균 분자량은 적어도 60 kDa 이상, 75 kDa 이상, 100 kDa 이상, 125 kDa 이상, 150 kDa 이상, 175 kDa 이상, 200 kDa 이상, 225 kDa 이상, 250 kDa 이상, 275 kDa 이상, 300 kDa 이상, 325 kDa 이상, 350 kDa 이상, 375 kDa 이상, 400 kDa 이상, 500 kDa, 1000 kDa, 또는 1500 kDa 이상이고/이거나;
    iii. 양이온성 GPAM 조성물의 글리옥살화 백분율은 약 2% 내지 약 90%, 선택적으로 약 3% 내지 약 80%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 70%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 60%이고/이거나;
    iv. 제1 염기성 중합체의 글리옥살화 백분율은 약 2% 내지 약 90%, 선택적으로 약 3% 내지 약 80%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 70%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 60%이고/이거나;
    v. 제2 염기성 중합체의 글리옥살화 백분율은 약 2% 내지 약 90%, 선택적으로 약 3% 내지 약 80%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 70%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 60%이고/이거나;
    vi. 양이온성 GPAM 조성물의 GPAM 함량은 약 2% 내지 약 20%, 선택적으로 약 3% 내지 약 10%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 8%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 7%이고/이거나;
    vii. 제1 염기성 중합체의 GPAM 함량은 약 2% 내지 약 20%, 선택적으로 약 3% 내지 약 10%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 8%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 7%, 또는 약 6% 내지 7.5%, 또는 약 6% 내지 7%이고/이거나;
    viii. 제2 염기성 중합체의 GPAM 함량은 약 2% 내지 약 20%, 선택적으로 약 3% 내지 약 10%, 추가 선택적으로 약 4% 내지 약 8%, 추가 선택적으로 약 5% 내지 약 7%이고/이거나;
    ix. 제1 염기성 중합체는 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%의 양이온성 단량체 백분율을 포함하되, 여기에서 선택적으로 제1 염기성 중합체는 양쪽성이고/이거나;
    x. 제2 염기성 중합체는 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%의 양이온성 단량체 백분율을 포함하되, 여기에서 선택적으로 제2 염기성 중합체는 양쪽성이고/이거나;
    xi. 양이온성 GPAM 조성물은 약 1.0% 이상, 2.0% 이상, 3.0% 이상, 4.0% 이상, 5.0% 이상, 5.5% 이상, 6.0% 이상, 6.5% 이상, 7.0% 이상, 7.5% 이상, 8.0% 이상, 8.5% 이상, 9.0% 이상, 9.5% 이상, 10.0% 이상, 10.5% 이상, 11.0% 이상, 또는 11.5% 이상의 고형분 중량 백분율을 포함하고/하거나;
    xii. 양이온성 GPAM 조성물은 약 1.0% 내지 약 20.0%, 선택적으로 약 3.0% 내지 약 15%의 고형분 중량 백분율을 포함하고/하거나;
    xiii. 양이온성 GPAM 조성물은 적어도 약 1:99, 적어도 약 2.5:97.5, 적어도 약 5:95, 적어도 약 7.5:92.5, 적어도 약 10:90, 적어도 약 12.5:87.5, 적어도 약 15:85, 적어도 약 17.5:82.5, 적어도 약 20:80, 적어도 약 22.5:77.5, 적어도 약 25:75, 적어도 약 27.5:72.5, 적어도 약 29:71, 또는 적어도 약 30:70의 글리옥살 대 총 염기성 중합체의 중량 비율을 포함하고/하거나;
    xiv. 제1 염기성 중합체는 아크릴아미드계 중합체를 포함하고/하거나;
    xv. 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드계 중합체를 포함하고/하거나;
    xvi. 제1 염기성 중합체는 하나 이상의 양이온성 단량체를 포함하고/하거나;
    xvii. 제2 염기성 중합체는 하나 이상의 양이온성 단량체를 포함하고/하거나;
    xviii. 제1 염기성 중합체는 양쪽성이며, 음이온성 단량체보다 더 많은 양이온성 단량체를 포함하고/하거나;
    xix. 제2 염기성 중합체는 양쪽성이며, 음이온성 단량체보다 더 많은 양이온성 단량체를 포함하고/하거나;
    xx. 제1 염기성 중합체는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 하나 이상의 양이온성 단량체의 공중합체를 포함하고/하거나;
    xxi. 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체는 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물 또는 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체를 포함하고/하거나;
    xxii. 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 하나 이상의 양이온성 단량체의 공중합체를 포함하고/하거나;
    xxiii. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 단량체 및 하나 이상의 양이온성 단량체의 공중합체를 포함하고/하거나;
    xxiv. 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체는 (a) 아크릴아미드 및/또는 메타크릴아미드 단량체 및 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물 및/또는 (b) 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고/하거나;
    xxv. 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고/하거나;
    xxvi. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고/하거나;
    xxvii. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고, 글리옥살화 반응에 대한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이고/이거나;
    xxviii. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 246 kDa이고/이거나;
    xxix. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체를 글리옥실화하는 데 사용되는 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이고/이거나;
    xxx. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체의 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이고; 제1 염기성 중합체 대 제2 염기성 중합체의 중량 비율은 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 또한 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30, 심지어 또한 선택적으로 약 40:60 내지 약 60:40의 범위이고/이거나;
    xxxi. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC)의 공중합체를 포함하고; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체의 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이고; 제1 염기성 중합체 대 제2 염기성 중합체의 중량 비율은 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 또한 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30, 심지어 또한 선택적으로 약 40:60 내지 약 60:40의 범위이고, GPAM 함량은 약 5% 내지 약 7%, 또는 약 6% 내지 7.5%, 또는 약 6% 내지 7%의 범위이고/이거나;
    xxxii. 양이온성 GPAM 조성물의 점도는, 예를 들어, 스핀들 번호 1을 사용하여 25℃ 및 60 rpm에서 LV Brookfield 점도계로 측정했을 때, 약 10 cP 이상, 약 15 cP 이상, 약 20 cP 이상, 약 25 cP 이상, 약 30 cP 이상, 또는 약 35 cP 이상이고/이거나;
    xxxiii. 수성 담체는 물을 포함하고/하거나;  
    xxxiv. 항목 (i) 내지 항목 (xxxiii) 중 임의의 2개 이상의 조합인, 양이온성 GPAM.
  4. 제3항, 항목 (xvi) 내지 항목 (xix)에 있어서,
    i. 하나 이상의 양이온성 단량체는 각각, 아크릴로일옥시 에틸 트리메틸 암모늄 염화물("AETAC"), 메타크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄 염화물, 메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 염화물("MAPTAC"), 아크릴아미도프로필트리메틸 암모늄 염화물, 메타크릴로일옥시에틸디메틸암모늄 설페이트, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 메타크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄 염화물 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 설페이트, 디메틸아미노프로필메타크릴아미드, 디알릴디메틸암모늄 염화물("DADMAC"); 디알킬아미노알킬 아크릴레이트, 및 메타크릴레이트, 및 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 염화물 4차 염("DMAEA.MCQ"), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 설페이트 4차 염("DMAEM.MCQ"), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질 염화물 4차 염("DMAEA.BCQ"), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 황산염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 염산염, 디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 메틸 염화물 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 염화물 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 설페이트 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질 염화물 4차 염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 황산염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 염산염, 디메틸아미노에틸 메타크릴로일 염산염, 디알킬아미노알킬아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 이들의 4차 또는 산염, 예컨대 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 메틸 설페이트 4차 염, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 황산염, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 염산염, 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 염화물, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 메틸 설페이트 4차 염, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 황산염, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 염산염, 디에틸아미노에틸아크릴레이트, 디에틸아미노에틸메타크릴레이트, 및 디알릴디에틸암모늄 염화물 및 디알릴디메틸암모늄 염화물과 같은 디알릴디알킬암모늄 할라이드를 포함하지만 이에 한정되지 않는 이들의 4차 염 또는 산염으로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나;
    ii. 하나 이상의 양이온성 단량체는 DADMAC를 포함하고/하거나;
    iii. 하나 이상의 양이온성 단량체는 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물을 포함하고/하거나;
    iv. 하나 이상의 양이온성 단량체는 각각 DADMAC 및 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나;
    v. 하나 이상의 양이온성 단량체는 각각, 메타크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물, 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물, 3-(메타크릴아미도) 프로필트리메틸 암모늄 염화물, 3-(아크릴로일아미도) 프로필트리메틸 암모늄 염화물, 디알릴디메틸 암모늄 염화물(DADMAC), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 및 디메틸아미노프로필아크릴아미드, 디메틸아미노프로필메타크릴아미드로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나;
    vi. 음이온성 단량체는 선택적으로, 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 이타콘산, 비닐 설폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산(AMPS), 아크릴아미도 메탄 설폰산, 아크릴아미도 에탄 설폰산, 2-히드록시-3-아크릴아미드 프로판 설폰산, 스티렌 설폰산, 비닐 포스폰산, 및 이들의 조합뿐만 아니라, 이들의 상응하는 수용성 또는 분산성 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 및 암모늄 염, 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택되고/되거나; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체는 (a) 아크릴아미드 및/또는 메타크릴아미드 단량체 및 (b) 하나 이상의 양이온성 단량체, 선택적으로 DADMAC 및/또는 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물 단량체의 공중합체를 포함하고/하거나;  
    vii. 항목 (i) 내지 항목 (vi) 중 임의의 2개 이상의 조합인, 양이온성 GPAM 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    i. 제1 염기성 중합체의 중량 평균 분자량은 2 이하 내지 25 kDa, 5 내지 20 kDa, 또는 5 내지 15 또는 8 내지 15 kDa의 범위이고/이거나;
    ii. 제2 염기성 중합체의 중량 평균 분자량은 적어도 100 kDa 내지 500 kDa, 150 내지 400 kDa, 200 내지 300 kDa, 225 kDa 내지 275 kDa의 범위이거나, 약 250 kDa이고/이거나;
    iii. 제1 및 제2 염기성 중합체 중 어느 하나 또는 둘 모두는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드를 포함하는 제1 단량체 및 DADMAC(디메틸디알릴암모늄 염화물) 또는 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물을 포함하는 제2 단량체의 공중합체를 포함하고, 선택적으로 여기에서 제1 단량체는 아크릴아미드를 포함하고 제2 단량체는 DADMAC를 포함하되, 제1 및 제2 단량체의 백분율 비는 약 30:70 내지 약 70:30의 범위이고/이거나;
    iv. 제1 및 제2 염기성 중합체 중 어느 하나 또는 둘 모두는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드를 포함하는 제1 단량체 및 DADMAC(디메틸디알릴암모늄 염화물) 또는 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물을 포함하는 제2 단량체의 공중합체를 포함하고, 선택적으로 여기에서 제1 단량체는 아크릴아미드를 포함하고 제2 단량체는 DADMAC를 포함하되, 제1 및 제2 단량체의 백분율 비는 약 40:60 내지 약 60:40의 범위, 또는 약 40:60이고/이거나;
    v. 글리옥실화된 제1 및 제2 염기성 중합체를 생산하는 데 사용되는 글리옥살화 반응에서, 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30의 범위이거나, 약 30:70을 포함하고/하거나;
    vi. 강화제 중 제1 및 제2 염기성 중합체의 비율은 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 또는 40:60 내지 60:40의 범위이고/이거나;
    vii. 제1 및 제2 염기성 중합체 중 어느 하나 또는 둘 모두는 아크릴아미드 및 DADMAC(디메틸디알릴암모늄 염화물)의 공중합체를 포함하고, 아크릴아미드 및 DADMAC 단량체의 백분율 비율은 약 40:60 내지 약 60:40의 범위이고/이거나; 강화제 중 제1 및 제2 염기성 중합체의 비율은 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 또는 40:60 내지 60:40의 범위이고/이거나;
    viii. 전술한 것 중 2개, 3개 또는 그 이상의 임의의 조합인, 양이온성 GPAM.
  6. 제3항, 항목 (xiv) 또는 항목 (xv)에 있어서,
    i. 아크릴아미드계 중합체는 하나 이상의 일차 아미드 함유 단량체를 포함하고/하거나;
    ii. 아크릴아미드계 중합체는 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 에틸아크릴아미드, 크로톤아미드, N-메틸 아크릴아미드, N-부틸 아크릴아미드, N-에틸 메타크릴아미드, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 포함하고/하거나;
    iii. 아크릴아미드계 중합체는 하나 이상의 아크릴아미드 단량체를 포함하고/하거나;  
    iv. 항목 (i) 내지 항목(iii) 중 임의의 2개 이상의 조합인, 양이온성 GPAM 조성물.
  7. 제3항, 항목 (ix) 또는 항목 (x)에 있어서,
    i. 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체는 양쪽성이고, 카르복시산 작용기, 설폰산 작용기, 포스폰산 작용기, 및 이들의 상응하는 수용성 염, 및 이들의 임의의 조합을 포함하는 음이온성 단량체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 음이온성 단량체를 포함하고/하거나;
    ii. 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체는 양쪽성이고, 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 이타콘산, 비닐 설폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산(AMPS), 아크릴아미도 메탄 설폰산, 아크릴아미도 에탄 설폰산, 2-히드록시-3-아크릴아미드 프로판 설폰산, 스티렌 설폰산, 비닐 포스폰산, 및 이들의 조합뿐만 아니라, 이들의 상응하는 수용성 또는 분산성 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 및 암모늄 염, 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는 적어도 하나의 음이온성 단량체를 포함하고/하거나;  
    iii. 항목 (i) 및 항목 (ii)의 조합인, 양이온성 GPAM 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물을 포함하는, 종이 제품.
  9. 제8항에 있어서, 양이온성 GPAM 조성물에서,
    i. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 하나 이상의 양이온성 단량체의 공중합체를 포함하거나;
    ii. 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체는 (a) 아크릴아미드 및/또는 메타크릴아미드 및 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물 및/또는 (b) 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC)의 공중합체를 포함하거나;
    iii. 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC)의 공중합체를 포함하거나;
    iv. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하거나;
    v. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고, 글리옥살화 반응에 대한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이거나;
    vi. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 또는 250 kDa이거나, 246 kDa이거나;
    vii. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체를 글리옥실화하는 데 사용되는 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이거나;
    viii. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체의 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이고; 제1 염기성 중합체 대 제2 염기성 중합체의 중량 비율은 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 또한 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30, 심지어 또한 선택적으로 약 40:60 내지 약 60:40의 범위이거나;  
    ix. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체의 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이고; 제1 염기성 중합체 대 제2 염기성 중합체의 중량 비율은 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 또한 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30, 심지어 또한 선택적으로 약 40:60 내지 약 60:40의 범위이고, GPAM 함량은 약 5% 내지 약 7%, 또는 약 6% 내지 7.5%, 또는 약 6% 내지 7%의 범위인, 종이 제품.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 종이 제품은,
    i. 양이온성 GPAM 조성물을 함유하는 적어도 하나의 종이 층 또는 웹을 포함하고/하거나;
    ii. 종이 제품의 적어도 하나의 표면 상에 양이온성 GPAM 조성물을 포함하고/하거나;
    iii. 종이 시트, 종이판지, 티슈 종이, 및 벽지 중 하나 이상을 포함하고/하거나;
    iv. 표백된 펄프, 표백되지 않은 펄프, 또는 이들의 조합을 사용하여 생산된 종이를 포함하는, 크래프트 종이, 아황산염 종이, 반-화학적 종이 등 중 하나 이상을 포함하고/하거나;
    v. 섬유계 제품을 포함하고/하거나;
    vi. 핸드시트, 판지 기반 제품, 음료수 용기, 수건, 우유 및 주스 카톤, 식품 트레이, 종이 봉투, 골판지 용기용 라이너 판지, 포장 판지 등급, 및 티슈 및 타월 등급, 종이 재료, 종이 타월, 기저귀, 생리대, 훈련용 팬티, 팬티라이너, 요실금 브리프, 탐폰, 소변 패드, 배변 박스 라이너, 커피 필터, 공기 필터, 건조기 패드, 바닥 청소 패드, 흡수성 안면 티슈, 흡수성 욕실 티슈, 냅킨, 포장지, 및/또는 카톤 및 백 종이와 같은 다른 종이판지 제품 중 하나 이상을 포함하고/하거나;
    vii. 대부분 셀룰로오스 섬유를 선택적으로 포함하는 셀룰로오스 종이판지 웹을 포함하고/하거나;
    viii. 셀룰로오스 섬유 및 셀룰로오스 섬유의 건조 중량 기준 약 0.02% 내지 약 10%, 선택적으로 셀룰로오스 섬유의 건조 중량의 약 0.05 wt% 내지 5 wt% 범위의 양이온성 GPAM 조성물을 포함하고/하거나;
    ix. 양이온성 GPAM 조성물을 포함하지 않는 종이 제품과 비교하여, 예를 들어, STFI 시험으로 측정 시, 개선된 종이 강도를 갖고/갖거나;
    x. 양이온성 GPAM 조성물을 포함하지 않는 종이 제품과 비교하여, 예를 들어, 파열 강도 시험으로 측정 시, 개선된 종이 강도를 갖고/갖거나;  
    xi. 항목 (i) 내지 항목 (x) 중 임의의 2개 이상의 조합을 포함하는, 종이 제품.
  11. 제지 방법으로서, 상기 방법은, 상기 방법에 의해 생산된 종이 제품의 습윤 및/또는 건조 강도를 증가시키는 데 효과적인 양으로 제지 방법 동안 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물을 첨가하는 단계를 포함하되,
    i. 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물은 종이 제품이 형성되기 전에, 방법에 사용되는 섬유 및/또는 펄프를 포함하는 조성물에 첨가되고/되거나;  
    ii. 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물은 종이 제품이 형성된 후, 종이 제품의 하나 이상의 표면에 첨가되는, 방법.
  12. 하나 이상의 종이 제품을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은, a. 대부분 셀룰로오스 섬유를 포함하는 조성물을 제공하는 단계; b. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물의 사전에 정해진 양을 첨가하는 단계; 및 c. 원하는 종이 제품을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 하나 이상의 종이 제품, 선택적으로 하나 이상의 흡착제 종이 제품을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은, a. 약 1 내지 100%의 경질목 섬유, 연질목 섬유, 재생 섬유, 정제된 섬유, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 혼합물의 전체 공급물을 형성하기에 충분한 양으로, 연질목 섬유, 경질목 섬유, 재생 섬유, 정제된 섬유, 또는 전술한 것 중 어느 하나의 혼합물 중 어느 하나를 포함하는 조성물을 제공하는 단계; (b) 제1항 내지 제7항에 따른 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물의 사전에 정해진 양을 첨가하는 단계; 및 (c) 하나 이상의 건조 수단을 통해 원하는 수분 함량 수준으로 건조시킴으로써 종이 제품을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 종이를 강화하는 방법으로서, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 양이온성 GPAM 조성물을 포함하는 강화 수지와 펄프 섬유를 접촉시키는 단계, 및 상기 펄프 섬유와 접촉하는 상기 강화 수지를 적어도 부분적으로 경화시켜 향상된 강도를 갖는 종이 제품을 생산하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    i. 양이온성 GPAM 조성물은 제지 시설의 습윤 말단에서 셀룰로오스 섬유 현탁액에 첨가되고/되거나;
    ii. 양이온성 GPAM 조성물은, 셀룰로오스 섬유의 건조 중량 기준 약 0.02% 내지 건조 중량 기준 약 10%, 선택적으로 셀룰로오스 섬유의 건조 중량의 약 0.05 wt% 내지 5 wt% 범위로 첨가되고/되거나;
    iii. 양이온성 GPAM 조성물은 종이가 형성되기 전, 형성되는 동안 및/또는 형성된 후에 첨가되고/되거나;
    iv. 양이온성 GPAM 조성물은 종이 제품이 형성된 후, 종이 제품의 하나 이상의 표면에 첨가되고/되거나;
    v. 양이온성 GPAM 조성물은, 예를 들어, STFI 시험으로 측정 시, 종이 제품에 향상된 종이 강도를 제공하고/하거나;
    vi. 양이온성 GPAM 조성물은, 예를 들어, 파열 강도 시험으로 측정 시, 종이 제품에 향상된 종이 강도를 제공하고/하거나;
    vii. 종이 제품은 핸드시트, 판지 기반 제품, 음료수 용기, 수건, 우유 및 주스 카톤, 식품 트레이, 종이 봉투, 골판지 용기용 라이너 판지, 포장 판지 등급, 및 티슈 및 타월 등급, 종이 재료, 종이 타월, 기저귀, 생리대, 훈련용 팬티, 팬티라이너, 요실금 브리프, 탐폰, 소변 패드, 배변 박스 라이너, 커피 필터, 공기 필터, 건조기 패드, 바닥 청소 패드, 흡수성 안면 티슈, 흡수성 욕실 티슈, 냅킨, 포장지, 및/또는 카톤 및 백 종이와 같은 다른 종이판지 제품 중 하나 이상을 포함하고/하거나;
    viii. 종이 제품은 선택적으로 주로 셀룰로오스 섬유를 포함하는 셀룰로오스 종이판지 웹을 포함하고/하거나;
    ix. 양이온성 GPAM 조성물은 양이온성 GPAM 조성물을 사용하지 않는 경우의 배출 시간에 비해 처리된 샘플의 배출 시간을 감소시키고/시키거나;
    x. 양이온성 GPAM 조성물은 양이온성 GPAM 조성물을 사용하지 않는 경우의 배출 속도에 비해, 종이 생산 속도의 증가로 이어지는 처리된 샘플의 배출 속도를 증가시키고/시키거나;
    xi. 양이온성 GPAM 조성물은 제지 방법의 건조 단계에 필요한 에너지 절감을 개선하고/하거나;
    xii. 양이온성 GPAM 조성물은, 양이온성 GPAM 조성물을 사용하지 않는 경우의 총 고형분 함량과 비교하여, 처리된 샘플의 총 고형분 함량, 예컨대 트레이 또는 사일로 전-시트 형성으로부터의 백색수의 총 고형분 함량을 감소시키고/시키거나;  
    xiii. 항목 (i) 내지 항목 (xii) 중 임의의 2개 이상의 조합인, 방법.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물은 GPAM을 포함하되,
    i. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 하나 이상의 양이온성 단량체의 공중합체를 포함하거나;
    ii. 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체는 (a) 아크릴아미드 및/또는 메타크릴아미드 및 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물 및/또는 (b) 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하거나;
    iii. 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하거나;
    iv. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하거나;
    v. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고, 글리옥살화 반응에 대한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이거나;
    vi. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC)의 공중합체를 포함하고; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 또는 250 kDa이거나, 246 kDa이거나;
    vii. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체를 글리옥실화하는 데 사용되는 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이거나;
    viii. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체의 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이고; 제1 염기성 중합체 대 제2 염기성 중합체의 중량 비율은 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 또한 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30, 심지어 또한 선택적으로 약 40:60 내지 약 60:40의 범위이거나;  
    ix. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC)의 공중합체를 포함하고; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체의 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이고; 제1 염기성 중합체 대 제2 염기성 중합체의 중량 비율은 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 또한 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30, 심지어 또한 선택적으로 약 40:60 내지 약 60:40의 범위이고, GPAM 함량은 약 5% 내지 약 7%, 또는 약 6% 내지 7.5%, 또는 약 6% 내지 7%의 범위인, 방법.
  17. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 양이온성 GPAM 조성물을 제조하기 위한 방법으로서,
    i. 글리옥살을 포함하는 제1 글리옥살화 반응에서 제1 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제1 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계;
    ii. 글리옥살을 포함하는 제2 글리옥살화 반응에서 제2 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제2 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계; 및
    iii. 제1 글리옥살화 염기성 중합체와 제2 글리옥살화 염기성 중합체를 조합하여 양이온성 GPAM 조성물을 생산하는 단계를 포함하되;
    단계 (i) 및 단계 (ii)는 임의의 순서로 또는 동시에 수행될 수 있는, 방법.
  18. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 양이온성 GPAM 조성물을 제조하기 위한 방법으로서,
    i. 제1 염기성 중합체와 제2 염기성 중합체를 조합하는 단계; 및
    ii. 제1 염기성 중합체와 제2 염기성 중합체의 조합물을 글리옥살을 포함하는 글리옥살화 반응에서 글리옥살화시켜 양이온성 GPAM 조성물을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 양이온성 GPAM 조성물을 제조하기 위한 방법으로서,
    i. 글리옥살을 포함하는 글리옥살화 반응에서 제1 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제1 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계; 및
    ii. 제2 염기성 중합체, 및 선택적으로 추가의 글리옥살을 글리옥살화 반응에 첨가하여 양이온성 GPAM 조성물을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 양이온성 GPAM 조성물을 제조하기 위한 방법으로서,
    i. 글리옥살을 포함하는 글리옥살화 반응에서 제2 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제2 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계; 및
    ii. 제1 염기성 중합체, 및 선택적으로 추가의 글리옥살을 글리옥살화 반응에 첨가하여 양이온성 GPAM 조성물을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  21. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 양이온성 GPAM 조성물을 제조하기 위한 방법으로서,
    i. 글리옥살을 포함하는 제1 글리옥살화 반응에서 제1 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제1 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계; 및
    ii. 글리옥살 및 제1 글리옥살화 염기성 중합체를 포함하는 제2 글리옥살화 반응에서 제2 염기성 중합체를 글리옥살화하여 양이온성 GPAM 조성물을 생산하는 단계를 포함하는, 방법.
  22. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 양이온성 GPAM 조성물을 제조하기 위한 방법으로서,
    i. 글리옥살을 포함하는 제2 글리옥살화 반응에서 제2 염기성 중합체를 글리옥살화하여 제2 글리옥살화 염기성 중합체를 생산하는 단계; 및
    ii. 글리옥살 및 제2 글리옥살화 염기성 중합체를 포함하는 제1 글리옥살화 반응에서 제1 염기성 중합체를 글리옥살화하여 양이온성 GPAM 조성물을 생산하는 단계를 포함하는, 방법.
  23. 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항의 방법에 따라 생산된, 양이온성 GPAM 조성물.
  24. 제23항에 있어서,
    i. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 하나 이상의 양이온성 단량체의 공중합체를 포함하거나;
    ii. 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체는 (a) 아크릴아미드 및/또는 메타크릴아미드 및 아크릴로일옥시에틸트리메틸 암모늄 염화물 및/또는 (b) 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하거나;
    iii. 제1 염기성 중합체 및/또는 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하거나;
    iv. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하거나;
    v. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC)의 공중합체를 포함하고, 글리옥살화 반응에 대한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이거나;
    vi. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 또는 250 kDa이거나, 246 kDa이거나;
    vii. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체를 글리옥실화하는 데 사용되는 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이거나;
    viii. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체의 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이고; 제1 염기성 중합체 대 제2 염기성 중합체의 중량 비율은 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 또한 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30, 심지어 또한 선택적으로 약 40:60 내지 약 60:40의 범위이거나;  
    ix. 제1 염기성 중합체 및 제2 염기성 중합체는 아크릴아미드 및 디메틸디알릴암모늄 염화물(DADMAC) 단량체의 공중합체를 포함하고; 제1 염기성 중합체의 분자량은 25 kDa, 20 kDa, 15 kDa, 8 kDa 또는 5 kDa 이하이고, 제2 염기성 중합체의 분자량은 적어도 50 kDa, 100 kDa, 150 kDa, 200 kDa, 250 kDa, 또는 약 246 kDa이고; 제1 및/또는 제2 염기성 중합체의 글리옥살화 반응을 위한 글리옥살:염기성 중합체의 비율은 약 10:90 내지 90:10, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40의 범위, 또는 약 29:71이고; 제1 염기성 중합체 대 제2 염기성 중합체의 중량 비율은 약 10:90 내지 약 90:10, 선택적으로 약 20:80 내지 약 80:20, 또한 선택적으로 약 30:70 내지 약 70:30, 심지어 또한 선택적으로 약 40:60 내지 약 60:40의 범위이고, GPAM 함량은 약 5% 내지 약 7%, 또는 약 6% 내지 7.5%, 또는 약 6% 내지 7%의 범위인, 방법.
  25. 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물을 포함하는 조성물로서, 상기 하나 이상의 양이온성 GPAM 조성물은 제17항 내지 제22항 중 어느 한 항의 방법 또는 이들의 조합에 따라 각각 제조되는, 조성물.
KR1020227033126A 2020-03-18 2021-03-17 Gpam 조성물 및 방법 KR20220157974A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202062991380P 2020-03-18 2020-03-18
US62/991,380 2020-03-18
FI20205544 2020-05-27
FI20205544 2020-05-27
PCT/US2021/022801 WO2021188701A1 (en) 2020-03-18 2021-03-17 Gpam compositions and methods

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220157974A true KR20220157974A (ko) 2022-11-29

Family

ID=77771356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227033126A KR20220157974A (ko) 2020-03-18 2021-03-17 Gpam 조성물 및 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20230135892A1 (ko)
EP (1) EP4093820A4 (ko)
KR (1) KR20220157974A (ko)
CN (1) CN115516031A (ko)
AU (1) AU2021238334A1 (ko)
BR (1) BR112022017978A2 (ko)
CA (1) CA3171682A1 (ko)
WO (1) WO2021188701A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116695485A (zh) * 2023-07-20 2023-09-05 苏州赛维科环保技术服务有限公司 一种造纸助剂及其制备方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE9502522D0 (sv) * 1995-07-07 1995-07-07 Eka Nobel Ab A process for the production of paper
CA2260194C (en) * 1996-07-11 2006-12-12 Cytec Technology Corp. Temporary wet strength resins
US5723022A (en) * 1996-07-11 1998-03-03 Cytec Technology Corp. Temporary wet strength resins
US7897013B2 (en) * 2004-08-17 2011-03-01 Georgia-Pacific Chemicals Llc Blends of glyoxalated polyacrylamides and paper strengthening agents
US7589153B2 (en) * 2005-05-25 2009-09-15 Georgia-Pacific Chemicals Llc Glyoxalated inter-copolymers with high and adjustable charge density
US7608665B2 (en) * 2005-09-30 2009-10-27 Lanxess Corporation Temporary wet strength resin for paper applications
AR071441A1 (es) * 2007-11-05 2010-06-23 Ciba Holding Inc N- vinilamida glioxilada
EP3124695A1 (en) * 2009-12-29 2017-02-01 Solenis Technologies Cayman, L.P. Process for enhancing dry strength of paper by treatment with vinylamine-containing polymers and acrylamide- containing polymers
US9644320B2 (en) * 2013-09-09 2017-05-09 Basf Se High molecular weight and high cationic charge glyoxalated polyacrylamide copolymers and their methods of manufacture and use
US9347181B2 (en) * 2013-11-22 2016-05-24 Kemira Oyj Method for increasing paper strength
US9702086B2 (en) * 2014-10-06 2017-07-11 Ecolab Usa Inc. Method of increasing paper strength using an amine containing polymer composition
CN105086322A (zh) * 2015-09-29 2015-11-25 赵迎辉 一种乙二醛交联聚合物改性纳米结晶纤维素及其制备方法和应用
US10435843B2 (en) * 2016-02-16 2019-10-08 Kemira Oyj Method for producing paper

Also Published As

Publication number Publication date
EP4093820A1 (en) 2022-11-30
WO2021188701A1 (en) 2021-09-23
AU2021238334A1 (en) 2022-10-20
US20230135892A1 (en) 2023-05-04
CN115516031A (zh) 2022-12-23
CA3171682A1 (en) 2021-09-23
EP4093820A4 (en) 2024-02-21
BR112022017978A2 (pt) 2022-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9506195B2 (en) Compositions and methods of making paper products
US11655593B2 (en) Method for manufacturing multi-layered fibrous web and multi-layered fibrous web
CN109072565B (zh) 软化剂组合物
KR20160089433A (ko) 지력을 증가시키는 방법
US10435843B2 (en) Method for producing paper
KR20180115744A (ko) 종이의 제조방법
KR20220157973A (ko) 습윤 강도 및 건조 강도를 증가시키기 위한 조성물 및 방법
US10624986B2 (en) Absorbent materials, products including absorbent materials, compositions, and methods of making absorbent materials
US10914038B2 (en) Paper strength improving polymer composition and additive system, use thereof, and manufacture of paper products
KR20220157974A (ko) Gpam 조성물 및 방법
JP2006517252A (ja) 湿潤引張強度対乾燥引張強度比を向上したアニオン性機能促進剤及び装入量制御剤
CN111492108A (zh) 用于生产多层纸的方法
US20230140638A1 (en) Compositions and methods for increased wet and dry strength
US11802376B2 (en) Paper strength improving additives, their manufacture and use in paper making
WO2023154840A1 (en) High molecular weight gpam with anionic polysaccharide promoter