KR790001389B1 - 풀룰란 함유 종이 피복제 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

풀룰란 함유 종이 피복제

본 발명은 풀루란을 함유하는 종이 피복제(被覆劑)에 관한 것이다.

더 상세하게는 본 발명은 광택도, 인쇄광택도, 접착강도와 보관중의 점도안정성이 우수한 풀루란(Pullulan)을 함유하는 새로운 종이 피복제에 관한 것이다.

아트지나 도피지와 같은 고급인쇄지는 대개 원지에 주로 점토나 2산화티타늄과 같은 안료와 접착제로 조성된 종이 피복제를 피복하여 제조한다.

이 경우에 사용하는 접착제는 여러가지 물질이 포함되는데, 이것의 대표적인 예로는 카제인과 전분같은 천연 고중합체와 스티렌－부타디엔 라텍스 같은 합성 에멀젼 라텍스로 되여있다.

카제인은 우수한 접착제이나, 가격변동이 심하여 고가이고, 또 용해하고져 할때에는 알칼리를 요하는 결점이 있다. 전분은 산화전분 또는 에테르화한 전분과같은 가공전분의 형태로 사용하는 경우가 많고 염가인것이 특징이나, 용해할때에 가열을 요하고, 보관중의 점도 안정성이 불량한 결점이 있으며, 내수성이 낮고 가요성이 불충분한피복을 형성하는 결점이 있다.

합성 에멀션 라텍스로서는 주로 스티렌－부타디엔 에멀션라텍스를 사용하고, 어느 경우에는 메틸메타크릴레이트－부타디엔 에멀션 라텍스나 비닐 아세테이트 에멀션 라텍스를 사용하나, 이들은 보수성이 낮고 강성(剛性)이 부족하고, 점도가 훨씬 낮으며, 또 착색되기쉬운 결점을 가지고 있다.

본 발명의 목적은 풀루란을 함유하는 종이－피복제를 제공하는 것이다.

본 발명은 다른 목적은 광택도, 인쇄광택도, 접착강도와 보관중의 점도안정성이 우수한 신규의 종이－피복제를 제공하는 것이다.

본 발명의 그 외의 목적과 이점은 아래의 설명은 명백하다.

본 발명자등은 풀룰란이 접착력이 높고, 종이－피복제로서 우수한 성질을 가진것을 발견한것으로, 풀룰란은 광택도, 접착강도와 보관중의 점도안정성이 우수한 많은 특징을 가지고 있다. 그외에 냉수에 용이하게 용해 되므로 가공조작에 있어서도 또한 현저하게 유리하다.

본 발명에 사용하는 풀룰란은 글루코스의 3량체인 말토 트리오스의 α－1,6－결합에 의하여 반복결합된 단위체를 가지는 선상(線狀) 고분자로서 다음과 같은 분자구조를 가지고 있다.

(여기서, n은 중합도를 표시하는 20내지 10,000의 정수(整數)임)

풀룰란은 물에 용해되는 점성물질로 알려져 왔을뿐이고, 이 물리적성질과 용도는 이제까지 광범위하게 연구된바 없었다.

이러한 이유로 풀룰란은 실제로 미지의 화합물로 되여있었다.

본 발명자등은 비상한 관심을 가지고 풀룰란을 연구한 결과 종이－피복제에 대한 접착제로서 우수한 성질을 가진 것을 발견하였다. 이 발견을 기본으로하여 본 발명자등은 본 발명을 완성한 것이다.

본 발명에서 사용하는 풀룰란은 분자중에 글루코스 단위체를 함유하나, 이것은 또한 글루코스 단위체를 가지는 유도체이기도 하여 이제까지 종이－피복제로 사용하여온 전분, 산화전분, 에테르화전분, 카티온화전분, 알킬 셀루로스와 아라비아 고무와는 분자구조가 전혀 다르다.

또한 풀룰란은 종래의 종이－피복제와는 성질이 현저하게 다르다.

예를들면, 풀룰란은 냉수에서 용이하게 용해되고, 또 이 수용액은 장기간 안정되어서 겔화나 소위 노화현상이 일어나지 않는다.

이점은 전분 또는 이들의 유도체와는 성질이 현저하게 다른 특징이 있기 때문이다.

풀룰란을 제조하는 과정의 한예를 아래에 설명하면, 풀룰란은 전분과 같은 다른 다당류와는 분자구조가 다른 선상화합물이므로 효소를 사용하는 방법 및 화학적 방법의 어느 방법에 의하여도 합성된다(예를들면 미국 특허 3,827,937).

그러나 현재는 불완전 미생물인 풀룰라리아 속의 균주(菌株)의 배양액에서 분비한 점성물질로서 얻을수 있다[H. Bender, J. Lehmann 및 그외인 : Biochem. Biophys. Acta, 36, 309(1959) ; 우에다 세이노스케 : 공업화학잡지, 67, 757(1964)]

즉, 균주 풀룰라리아 풀룰란스를 사용하여 10%의 일부 가수분해한 전분, 0.5%의 K₂HPO₄, 0.1%의 NaCl 0.2%의 MgSO₄7H₂O, 0.06%의 (NH₄)₂SO₄와 0.04%의 효모엑기스를 함유하는 배지에서 5일간 24℃로 진탕 배양하여 점성물질을 균체에서 배양액에 분비하게 한다.

이 배양액을 원심분리로서 균체를 제거하고 메타놀을 주입하여 풀룰란을 침전시킨다.

물에의 용해와 메타놀 침전을 반복한 다음 백색 풀룰란을 회수하여 메타놀로 세척하여 건조하면 건조한 풀룰란을 당류를 기준으로하여 60내지 70%의 수율을 얻는다.

본 발명에서 사용하는 풀룰란의 분자량에 대하여 특별한 제한은 없으나, 적당한것으로는 10,000내지 5,000,000이고, 바람직하기는 50,000내지 1,000,000이다.

본 발명에서 풀룰란의 우수한 접착력과 피막특성을 살려 단독으로 종이－피복제로서 사용할수 있으나, 다른 접착제와 혼합하여 사용함이 바람직하다.

일반적으로 수지류를 어떤 용도에 사용하는경우 개개의 수지의 결점을 보충하고 효과를 향상시키기위해 여러수지를 서로 혼합하여 사용하는 것이 통상적으로 되여있다.

종이 피복제의 경우에도 혼합 사용하는 것이 가장 보편적이어서 본 발명에 있어서도 또한 이를 적용하게 된다.

예를들면, 강성이 높고 내수성이 낮은 결점을 가진 산화전분은 이 결점을 보충하기위해 대개 스티렌－부타디엔 라텍스와 혼합하여 사용하는 것은 잘 알려진 사실이다.

풀룰란과 조합하여 유효하게 사용되는 접합제의 예로는 스티렌－부타디엔라텍스, 메틸메타크릴레이트－부타디엔 라텍스, 초산비닐 라텍스, 에틸렌－초산비닐 라텍스, 아크릴산－부타디엔라텍스, 아크릴 에스테르 공중합체라텍스, 초산비닐－아크릴 에스테르 공중합체 라텍스, 스티렌－아크릴에스테르 라텍스 및 부타디엔－아크릴로니트릴라텍스와 같은 합성 라텍스 또는 카제인, 아교, 젤라틴, 전분, 산화전분, 에테르화전분 및 카티온화전분과같은 가공된 전분류와, 폴리비닐알콜 및 이것의 변성물등을 들수 있다. 또한 활성수소나 수산기를 가지는 중합체를 물에 용해하지않게 하는것으로 알려진 공지된 여러방법을 채택할수도 있으며, 또는 자체열이나 광화학적 반응으로 화학적으로 가교 가능한 반응성 수지나 시제(試劑)를 조합하여 사용할 수 있다.

반응성수지의 구체적예로는 멜라민수지, 페놀수지, 레조트시놀수지, 요소수지, 알키드수지, 아미노알키드수지, 폴리우레탄수지, 에폭시수지, 아크릴수지, 불포화폴리에스테르수지, 글리옥살수지 및 폴리아미드수지 또는 에폭시기, 메틸롤기, 이소시아네이트기, 아미노기, 카르복실기나 알데히드기를 함유하는 시제등이다.

본 발명의 종이－피복제에 사용되는 안료는 클레이, 탄산칼슘, 2산화티타늄, 사틴화이트 및 수산화 알루미늄와같은 보통안료의 어느것이든지 좋다.

상기한 것외에 본 발명의 종이－피복제에는 안뇨분산제, 예를들어, 헥사메타인산나트륨, 피로인산나트륨이나, 저분자량의 폴리아크릴레이트 나트륨, 점도조정제의 예로는, 요소나 디시안디아미드, 윤활제의 예로는, 스테아레이트칼슘, 팔미레이트칼슘나, 왁스 에멀션, 소포제의 예로는, 고급지방산, 고급알콜나, 실리콘에멀션, 형광 증백제나 유색안료와 같은 조제중 하나 또는 그 이상을 혼합할 수 있다.

본 발명의 종이－피복제에 사용하는 풀룰란의 량은 자유로 할수 있으나, 바람직하기는 전고형분에 대하여 0.1∼99 중량%를 사용함이 적당하다.

본 발명의 종이－피복제는 나이프코우팅, 에어나이프코우팅, 블레이드코우팅, 로울러코우팅이나 또는 사이즈프레스 코우팅과 같은 통상적으로 알려진 온(ON) 머시인이나 오프(OFF) 머시인에 의하여 원지에 피복할 수 있다.

종이의 한면에 블레이드 코우팅과 블레이드코우팅, 블레이드코우팅과 에어나이프 코우팅의 조합으로 2회 또는 그 이상의 피복을 하게되는 경우에는 본 발명의 피복제를 사용하여 한쪽 또는 양쪽으로 피복을 행할 수 있으며, 또한 피복을 원지의 일면이나 양면에 가할 수 있다.

피복한후의 건조공정은 또한 페스투운드라이어 (Festoon drier)나 고속 드라이어와 같은 보통 드라이어를 사용하여 행할수 있다.

건조온도는 특히 한정되어있지 않으나, 대개 50∼130℃이다.

본 발명의 피복제는 칼렌더 조작으로 우수한 광택도를 나타낼 수 있는 필름을 형성할 수 있다.

그러므로 본 피복제로 피복한 종이는 슈퍼 칼렌더조작으로만 마무리 조작을 하여도 충분한 광택도를 이룰수 있다. 그러나 특히 우수한 광택도를 원하는 경우는 프린팅 머시인이나 마찰광택기와 같은 초고도 광택기도 사용할 수 있다.

본 발명을 이하 실시예를 열거하여 상세하게 설명한다.

그러나 본 발명은 이들 실시예에 한정되는것은 아니다.

실시예에 나타낸 여러수치는 다음의 방법으로 측정한 것이다.

(1) "점도"는 도꾜게이끼(東京計器) 회사제 B형점도계를 사용하여 27℃로 측정하였다.

(2) "광택도"는 무라가미시기사이기껜(村上色彩技硏) 제GH－3형 광택계를 사용하여 측정한 75°경면(鏡面) 광택을 구하였다. (JIS P－8142)

"인쇄광택도"는 견본종이의 도표면을 인쇄잉크, 스피이드킹 에이스(Speed King Ace) TV 15(도요(東洋) 잉크 회사제)로 오프셋 인쇄하고, 인쇄한종이를 건조하고, 그 다음 인쇄면의 75°경면광택을 측정하였다.

(3)"백도(百度)"는 헌터(Hunter)의 반사계를 사용하여 측정하였다. (JIS P－812).

(4) "잉크 흡수성"은 견본종이의 도포면에 "K ＆ N 잉크"를 사용하고 2분후 헝겊으로 잉크를 닦아내고 그 다음 헌터의 반사계를 사용하여 표면의 백도를 측정하였다.

(5) "RI 드라이픽(Dry Pick)와" RI웨트픽 (Wet Pick)은 RI 시험기를 사용하여 측정하였다.

RI 드라이픽은 스피이드킹 에이스 TV－15 인쇄잉크를 사용하여 측정하고, 피복면이 벗겨질 때까지의 요하는 회전수에 이하여 표시하였다.

RI 웨트픽은 스피이드킹에이스 TV－12 인쇄잉크를 사용하여 측정하고, 습윤피복면에 이행하는 잉크의 량으로 표시하였다. 실시예에서 "부"는 다른 설명이 없는한 중량의 표시이다.

[실시예 1]

카올린 클레이 100부, 헥사 메타인산나트륨 0.3부, 풀룰란 15부, 물 115부를 혼합하여 피복제를 얻었다.

이 피복제의 점도는 820cps이었고, 48시간후의 점도는 864cps였다. 안정도는 1.05는 안정되었다. (본문에서 칭하는 "안정도"는 제조직후 피복제의 점도(η₀)와 일정한 기간이 경과한후 이것의 점도(粘度)와의 비율을 의미하고(ηt/η₀)로 표시되며, 안정도의 값이 적을수록 피복제가 더욱 안정되는 것이다)

본 피복제를 와이어 로드 14를 사용하여 원지(산요고구사구펄프 (山陽國策 pulp 회사제 KYP)에 손으로 피복하고, 그 다음 1분간 100℃로 공기건조하였다.

그 다음 피복지에 120kg/cm²에 압력하에 60℃로 슈퍼 칼렌더 처리를 2회 행하였다.

피복지의 광택도는 77.5%이어서 우수하였다.

[비교예 1]

카올린 글레이 100부, 헥사메타인산나트륨 0.3부, 산화전분(아지노모도) 회사제, S－선사이저(Sunsijer)－500) 15부와 115부를 혼합하여 피복제를 제조하였다.

이 피복제의 점도는 제조직후 783cps이었고, 48시간후 이것의 점도는 1,090c ps이어서 이 피복제는 1.39의 안정도를 가졌다.

이 피복제를 사용하여 피복지를 실시예 1과 동일한방법으로 제조하였다.

피복지의 광택도는 60.2%이었다.

카올린 클레이 100부, 헥사메타 인산나트륨 0.3부, 밀크카세인 15부와 물 172부를 혼합하여 또다른 피복제를 제조하였다. 이 피복제의 점도는 제조직후 1,960cps 이고, 48시간후 이것의 점도는 3,230이어서 피복제는 1.68에서 안정도를 가졌다.

이 피복제를 사용하여 피복지를 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 피복지의 광택도는 56.2% 이었다.

[실시예 2]

카올린 클레이(얼트라 화이트 90) 100부, 헥사메타인산 나트륨 0.3부, 풀룰란 10부 스티렌－부타디엔 라텍스(다우라텍스 620) 8부와 물 118부를 혼합하여 피복제를 제조하였다.

이 피복제를 제조직후와 24시간후의 점도는 표1에 표시한바와 같다. 피복제는 우수한 점도 안정성을 가졌다.

이 피복지를 원지(산요 고구사구 펄프회사제 KYP)의 와이어 면에 와이어 로드 14를 사용하여 손으로 피복한 다음 1분간 100℃로 공기 건조하였다.

그 다음 피복지를 137kg/cm²의 압력하에 60℃로 슈퍼칼렌더 처리를 2회 행하였다.

이 피복지에 대하여 피복량, 광택도, 인쇄광택도, 백도, 잉크흡수성, RI드라이픽과 RI웨트픽을 측정하여 표 2와 같은 결과를 얻었다.

표 2에서 풀룰란을 함유한 피복제로 피복한 종이는, 광택도, 인쇄광택도, 잉크흡수성, RI드라이픽과 RI웨드픽 어느것이든 우수한것임을 알 수 있다.

[비교예 2]

실시예 2에서 풀룰란 대신 산화전분(S－선사이저－500)으로 대치한것외에는 동일하게 반복하였다.

피복제의 점도는 표1에서 보는바와 같고, 피복지의 도포량, 광택도, 인쇄광택도, 백도, 잉크흡수성, RI드라이픽, RI웨트픽은 표 2에서 보는바와 같다.

[표 1] 점도의 안정성

[표 2] 인쇄적성

Claims (1)

1. 안료분산제, 점도 조정제, 윤활제, 소포제, 광택제, 염료증의 적어도 하나와 접착제, 방수제, 안료등을 혼합한 것에 분자량이 10,000－5,000,000인 풀룰란을 첨가하여서 된 풀룰란 함유 종이 도포제.