KR840000552B1 - 셀룰로오스 펄프 섬유를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

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Description

셀룰로오스 펄프 섬유를 제조하는 방법
본 발명은 인장강도가 낮고 4급 아민형의 친수성 해결합제를 혼합하여 형성되는 우수한 친수성을 갖는 펄프를 제조하는 방법에 관한 것이다.
과거 수년에 걸쳐서 여러 해결합제를 이용하여 셀룰로오스 펄프-유도생성물의 특성을 증진시키고자 노력해왔다. 이 해결합제들은 셀룰로오스에 대한 4급아민 성분의 높은 독립성 때문에 4급아민 성분을 종종 함유된다. 4급아민 해결합제의 예로는 미국특허 제3,554,863 ; 3,554,862 ; 3,395,708호 ; 그리고 로렌스 알.비. 허비일행에게 주어진 재공고 제26,939호에 나타나 있다. 이러한 해결합제의 또 다른 예로는 벤자민이. 차프만, 쥬니어에게 주어진 미국특허 제3,617,439호, 루이스 에스. 허스트 일행에게 주어진 캐나다 특허 제1,020,935호, 허비에게 주어진 영국특허 제1,282,593과 1,180,801호와 미국특허 제3,556,931 ; 3,510,246 및 3,356,526호에 나타나 있다.
해결합 기능이 역으로 친수성과 관련이 있다는 것은 펄프 및 제지공업에서 공리적인 것이다. 즉 감소된 인장강도로 나타내지는 바와같이 해결합의 효율이 증가하면 물의 흡수성을 감소시키게 된다. 잰지. 에마누엘슨 일행에게 주어진 미국특허 제4,144, 122호에서는 4급위치중 두곳에서 반복하는 산화에틸렌을 함유하는 4급아민 화합물을 기술하고 있다. 이들 산화에틸렌은 각 경우에 프로필렌 결합에 의하여 암모늄이온에 부착되어 있고 또한 양 위치에서 지방족 고리에 결합된 에테르결합의 특징을 갖는다. 미국특허 제4,144,122호에 따르면, 종래 해결합 펄프와 비교할 때 해결합 펄프의 친수성이 증진되는 반면 해결합이 달성된다.
본 발명에 따르면, 미국특허 제4,144,122호에 따라 제조된 펄프보다 더 친수성이 강한 펄프를 생성시키는 해결합 화합물의 또 다른 종류가 확인되었다.
본 발명에 따른 친수성 해결합제는 다음 구조식을 갖는다 :
Figure kpo00001
상기식에서
R1=메틸, 에틸, 프로필, 수소 또는 하이드록시에틸.
R2=메틸, 에틸, 프로필 또는 [산화에틸렌]n(여기서 n=1-50).
R3=탄소수가 적어도 4인 지방족 고리.
R4=[산화에틸렌]n또는 [산화에틸렌]n(여기서 n=1-50).
X=CI, I, Br, SO4 _, PO4=, CH3CO2.
이 일반 구조식의 화합물들은, 미국특허 제4,144,122호에 기술된 화합물에 비하여 친수성 펄프를 생성시키는 용량이 증가한 것을 나타낸다.
상기 일반 구조식으로 나타낸 선정된 화합물 한개 또는 그 이상을 공업적인 펄프막 제조공정시 여러곳에 펄프 또는 펄프막에 도입할 수 있다. 해결합제로 처리한 후에 펄프의 친수성 때문에, 이 펄프로부터 제조된 생성물은 위생 냅킨 및 기저귀와 같은 종래의 흡수성 물질에서 이용된 플러프(fluff)로 부터 종이 수건과 같은 흡수성 막 물질까지에 걸쳐 이용할 수 있다. 기저귀에 관한 일련의 흡수실험에서, 종래의 해결합제에 비하여 오줌의 흡수력이 증가하였으므로 본 발명의 생성물은 기저귀 제품에 특히 유용하다. (여기서 사용되는 기저귀 및 기저귀제품은 유아 또는 어른에 의해서 닳도록 고안되거나 또는 무절제한 어린이 또는 병원 또는 양로원에 있는 어른들에게 사용하기 위한 막형태로 고안될지라도 모든 실금패드제품을 포함하기 위해서 고안되었다).
본 발명에 따른 4급 암모늄화합물은 탈티그닌 또는 표백후, 셀룰로오스펄프 기계 또는 종이 기계에서 연속적 웨브 또는 막으로 제조시 또는 그전에 축축한 셀룰로오스펄프에 첨가되어야 한다. 그 화합물들은 해결합제 약 1-15중량% 범위내에서 수용성 매개체에 존재한다. 이들 처리용액들은 에탄올, 프로판올, 모노페닐 에테르 또는 디에틸렌글리콜과 해결합제 첨가공정에서와 종래와 같이 일치되는 기타 첨가제와 같은 종래의 검도 감소 첨가제를 함유할 수 있다. 셀룰로오스의 건조량 기준으로 신규 해결합제의 양은 약 0.1%-약 5.0%이며, 약 0.2%-약2.5%가 바람직하다.
펄프 슬러리와 혼합함으로서 처리용액을 이용할 수 있다. 분무 또는 침지, 키싱(kissing)를 또는 기타 적당한 기술에 의해서 이용할 수 있다. 처리된 셀룰로오스 펄프 또는 종이는 보통 방법으로 건조될 수 있다. 처리된 셀룰로오스는 여러가지 위생제품에 이용하기 위해서 상기한 바와같이 셀룰로오스 플러프로 섬유화 시킬 수 있다. 기타 모든 방법에서, 이러한 화합물들을 함유하는 펄프를 다루는데 관련된 종이 및 펄프공정은 종래기술이다.
본 발명의 범위내에 있는 제품들은 최근 공업적으로 이용되고 있으며 노어스 캐롤라이나, 애쉬빌의 아크조나회사의 아막공업화학부에 의해서 ETHOQUAD란 상표로 시판되고 있으며, 정전기 방지제, 전기도금 욕조첨가제와 염료조절제에 일반적으로 이용된다. 또한 유사한 목적으로 뉴욕주, 뉴욕시, 위트코 화학회사의 EMCOL 상표로 시판되는 화합물들들도 유용하다.
본 발명에 따른 해결합제의 실험은 다음과 같다.
TAPPI 표준방법 T403 OS-76에 의한 파괴와 TAPPI 표준방법 T494 OS-70에 의한 인장력에 의해서 측정되는 바와같이 해결합력을 비교하게 된다. 물 흡수성은 다음방법에 의해서 결정된다. 각막으로 부터 1"×3"크기의 3조각을 잘라서 실험시료를 하였다. 5개의 조각이 각 실험조건에 적당함을 알았다. 각 조작은 1인치 끝으로부터 시작하여 3.5cm에 대하여 0.5cm 간격으로 표시된다.
탈이온화된 물(표면장력=72dyne/cm)을 2ℓ짜리 유리병에 넣는다. 실험용막을 병바로 위애 부착하여 액체면에 수직이 되게 한다. 액체면이 조각과 바로 접착할 때까지 액체의 수준을 조절한다. 이때 막은 액체를 흡수하여 조각위로 올라온다. 병뒤의 전등은 액체상승을 관찰하는데 도움이 된다. 액체가 첫번째 0.5cm선에 접촉할 때 타이머는 작동된다. 액체가 다음번 0.5cm선에 도달할 때 시간이 기록된다. 각 실험조건에 대해 90번 측정을 한다.(3조각/막 6번 측정/조각 5막/실험조건).
비율은 필요한 시간의 제곱근에 대해 조각을 올라간 높이의 감소에 데이타를 고정시킴으로서 결정된다.
제곱근은 루카스-와쉬버언 방정식으로 부터 계산된다. 핏트(fit)는 모든 경우에 r≥. 98로서 우수하다. 이로부터 ±4%까지 비율을 계산한다. 얻어진 모든 데이타는 밀도에 대해 보정된다.
설명된 모든 실험에 대해서, 60ℓb/3000ft2을 갖는 핸드 쉬트(hand sheet)가 제조되었다. 본 발명의 일반 구조식에 따라 제조된 3개의 화합물들은 해결합제로서 실험되었으며 다음과 같다 :
Figure kpo00002
이 화합물들은 일리노이, 바링톤의 퀘이커 케미칼스에 의해 시판되는 해결합제인 QUAKER 2006 ; 일리노이, 시카고 아르막 케미칼스 회사에 의해 시판되는 해결합제 그리고 미국특허 제4,144,122호에 따라 제조된 BEROCELL 579,582와 584에 대해서 실험되었다.
BEROCELL 화합물들의 구조는 특허번호 외에 특별히 확인되지 않는다 ; ARQUAD 화합물은 R1및 R2에서 메틸기이며 R3와 R4에서 포화된 C18기인 4급 아민이다. QUAKER 2006화합물은 퀘이커회사에 의해서 확인되지 않았지만 , 환구조의 탄소들중 하나에 이중 결합된 하나의 질소와 환구조와의 결합외에 결합된 두개의 치환기를 갖는 다른 질소로서 두개의 질소원자를 갖는 5멤버의 환구조를 갖는 것으로 믿어진다.
상기 실험에 따라 비교할 때, 다음 표에서는 결정된 값을 나타낸다.
[표 1]
Figure kpo00003
Figure kpo00004
(SSK=남부 소프트우드 크라프트)
(NSK=북부 소프트우드 크라프트)
상기 데이타로부터 알수 있듯이, 본 발명의 해결합제에 의하여 적당한 인장강도가 감소됨으로서 미국특허 제4,144,122호에 기술된 해결합제에 대하여 친수성을 증가시키는 BEROCELL 화합물과 비교할때와 같은 화합물에 의해서 물 흡수성이 증가된다. 이들 숫자들은 해결합제의 여러 양에 대하여 사실이다. 본 발명의 해결합제를 적게 첨가하는 경우에 해결합된 펄프의 친수성 처리되지 않은 펄프의 친수성보다 더 크다.
또한 표에서는, 펄프의 공급이 변함으로서 약간 별하는 동안 데아타는 크기의 순서로 이용하는 것을 나타내고 있다.
본 발명의 화합물들이 다음 성분들을 함유하는 합성오줌을 기준으로 오줌흡수에 대해서 실험되었을 때, 얻어진 값들은, 하기 표에서 알수 있듯이 비교할 수 있는 상업적으로 유용한 해결합제의 값보다 사실상 더 크다.
Figure kpo00005
상기 표로부터 알수 있듯이, 최종제품이 기저귀 또는 기저귀 관련제품에 이용되는 플러프로 만들기 위해 고안된 때 본 발명의 해결합제를 이용하면 많은 유리한 점이 있다.
물론, 상기 설명한 바와같이, 친수성이 증가하면 위생내프킨 또는 기타 위생제품에서와 같이 종래에 사용되는 플러프에 관련하여 또 다른 장점을 가질 수 있다.

Claims (1)

  1. 셀롤로오스 펄프섬유의 슬러리로부터 웨브를 형성시키는 공정에 앞서 또는 이 공정 도중에 다음 구조식의 4급 암모늄 화함물을 상기 슬러리에 가하고, 웨브를 제조하여 건조시킴으로써, 펄프의 친수력을 보전시키면서도 섬유내부의 결합력을 감소시킴을 특징으로 하는 셀룰로오스 펄프섬유의 처리방법.
    Figure kpo00006
    상기 식에서, R1은 메틸, 에틸, 프로필, 수소 또는 하이드록시에틸이고 R2는 메틸, 에틸, 프로필, 또는 [산화 에틸렌]n으로서 이때 n은 1-50이고 R3는 적어도 4개의 탄소원자를 갖는 지방족 고리이며 R4는 [산화에틸렌]n또는 [산화프로필렌]n으로서 이때 n은 1-50이고 X는 CI, I, Br, SO4-, PO4=또는 CH3CO2이다.
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