KR100449000B1 - Manufacturing of wet strength paper - Google Patents
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Abstract
본 발명은 습강지의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 고형분 농도가 3.0∼4.0중량%인 중성의 수용성 지료를 제공하는 단계, 상기 지료에 단위결정체당 13∼18개의 알루미늄 원자를 핵으로 하는 다가양이온성 무기고분자 또는 2.5∼5meq/g의 전하밀도 및 10만∼45만의 분자량을 갖는 양이온성 응결제 0.01∼0.1중량%을 첨가하여 반응시키는 단계, 상기 반응물에 습윤강도 증강제 0.1∼1.5중량%를 첨가한 다음 0.1∼0.3중량%의 고형분을 갖도록 희석시키는 단계, 및 상기 희석물을 탈수 및 건조시켜 종이를 얻는 단계를 포함하는 습강지의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 따르면, 과도한 지료 뭉침을 방지하고 종이의 지합, 보류, 습윤강도, 건조강도, 불투명도 및 초지수율 등의 총체적 제지 물성 및 특성이 동시에 향상된 습강지를 얻을 수 있다The present invention relates to a method for producing wet paper, and more particularly, to providing a neutral water-soluble paper material having a solid concentration of 3.0 to 4.0% by weight, wherein the paper has 13 to 18 aluminum atoms per unit crystal as a nucleus. Reacting with the addition of 0.01 to 0.1% by weight of a polycationic inorganic polymer or a cationic coagulant having a charge density of 2.5 to 5 meq / g and a molecular weight of 100,000 to 450,000, and 0.1 to 1.5% by weight of a wet strength enhancer. It is added to the dilution to have a solid content of 0.1 to 0.3% by weight, and the method for producing a wet paper comprising the step of dewatering and drying the dilution to obtain a paper. According to the method of the present invention, it is possible to prevent excessive agglomeration of paper and to obtain wet paper with improved overall paper properties and properties such as paper bonding, retention, wet strength, dry strength, opacity and paper yield.
Description
본 발명은 습강지의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 종이를 제조하기 위한 지료에 양이온성 무기고분자, 또는 고전하 밀도의 양이온성 응결제로 전처리한 후, 습윤강도 증강제를 첨가하여 강도뿐만 아니라 지합 및 보류가 동시에 향상된 습강지의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing wet paper, and more particularly, to pretreatment with a cationic inorganic polymer, or a high charge density cationic coagulant, to a paper material for manufacturing paper, followed by addition of a wet strength enhancer. It also relates to a method for producing wet paper with improved bonding and retention.
종이의 제조에 있어서 종이의 인쇄적성 및 광특성 등을 향상시키기 위하여충전제를 첨가하거나, 또는 지료의 보류 또는 수율을 향상시키고, 강도를 증가시키기 위하여 다양한 보류향상제, 건조 및 습윤강도 증강제 등을 첨가하는 기술이 다각적으로 연구되고 있다. 이 때, 지료에 첨가되는 여러 가지 무기물 및 고분자 등의 복합적인 작용에 의하여 종이가 제조되는데, 첨가되는 물질의 상호작용이 전기화학적으로 균형을 이룰수 있도록 효율적으로 제어되어야만 한다.In the manufacture of paper, a filler is added to improve the printability and optical properties of the paper, or various retention enhancers, drying and wet strength enhancers, etc. are added to improve the retention or yield of the paper and increase the strength. Technology is being researched in many ways. At this time, the paper is manufactured by a complex action of various inorganic materials and polymers added to the paper, the interaction of the added material must be efficiently controlled to achieve an electrochemical balance.
특히, 종이의 습윤강도를 증가시키기 위하여 첨가되는 폴리아미드아민에피클로로히드린, 멜라민수지 및 요소수지 등의 습윤강도 증강제는 분자량이 비교적 큰 양이온성 고분자 물질로서 이들이 지료에 첨가되면 음전하를 갖는 충전제 및 섬유와 결합하여 뭉침 현상이 발생되어 종이의 지합(formation, 종이의 균일성)이 저하될 수 있으며, 또한 이러한 약품을 효과적으로 사용하지 못하면 지료의 보류 및 종이의 불투명도 등이 떨어지는 원인이 될 뿐만 아니라 원하는 습윤강도의 종이를 제조할 수 없게 되고 탈수저하, 모포오염 등 공정상에서 많은 문제점이 발생된다.In particular, the wet strength enhancers such as polyamide amine epichlorohydrin, melamine resin and urea resin, which are added to increase the wet strength of paper, are cationic polymer materials having a relatively high molecular weight, and when they are added to the paper, fillers having a negative charge and Cohesion may occur due to bonding with the fibers, resulting in a decrease in paper formation (formation, uniformity of paper), and failure to effectively use such chemicals may cause a drop in paper retention and paper opacity, Paper of wet strength cannot be manufactured and many problems occur in processes such as dehydration reduction and follicle contamination.
또한, 종이 제조 공정은 희석되어 있는 지료의 여과 및 탈수가 기본 공정이므로, 0.1∼1.0중량% 정도의 농도로 희석되어 있는 지료가 여과 및 탈수 과정에서 상당부분 소실되는 문제점이 있다. 이렇게 지료 내에 존재하는 섬유 및 충전제 등이 초지공정에서 소실되면 종이의 제조 수율이 감소될 뿐만 아니라, 여과된 용수인 백수의 농도가 높아지고, 인쇄적성 및 광특성이 저하된 종이가 제조된다. 따라서 이러한 문제점을 해결하고자, 제지공장에서는 알럼, 양이온성 고분자 또는 음이온성 고분자를 지료에 첨가하여 지료의 보류를 향상시키고자 많은 연구가 진행되었다. 한편, 상기 지료 보류를 향상시키기 위하여 알람 및 고분자를 첨가하면 지료가 서로 응집하여 응집체(플록)를 형성하는데, 이렇게 형성된 응집체는 종이의 지합을 떨어뜨리는 원인이 된다. 한편, 종이의 지합이 좋지 못하면, 종이의 균일성이 떨어지는 결과를 초래하므로, 국부적인 종이 결함이 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 인쇄불균일, 종이간 치수 불안정 등의 문제점이 야기된다. 따라서 종이의 보류를 향상시키면서 동시에 지합을 향상시키는 기술이 지속적으로 연구되고 있다.In addition, since the paper manufacturing process is a basic process of filtration and dehydration of diluted paper stock, the paper stock diluted at a concentration of about 0.1 to 1.0% by weight is substantially lost in the filtration and dehydration process. When the fibers and fillers, etc. present in the paper are lost in the papermaking process, not only the yield of paper is reduced, but also the concentration of white water, which is filtered water, is increased, and the paper has low printability and optical properties. Therefore, in order to solve this problem, a lot of research has been conducted in the paper mill to improve retention of paper by adding an alum, a cationic polymer or an anionic polymer to the paper. On the other hand, when the alarm and the polymer are added to improve the stock retention, the stock aggregates with each other to form aggregates (flocs), and the aggregates thus formed cause a drop in paper jam. On the other hand, if the paper is poorly bonded, this results in poor paper uniformity, which can cause local paper defects, as well as problems such as printing irregularities and inter-paper dimensional instability. Therefore, techniques for improving paper retention while improving paper retention have been continuously studied.
예를 들어, 미국 특허 제5,676,796호는 고농도의 지료에 고분자량의 비교적 낮은 양이온 밀도를 갖는 고분자를 첨가하여 지료를 응집시킨 후, 고농도 지료를 희석하고 여기에 벤토나이트와 같은 음이온성 콜로이드 응결제를 투여하여 종이를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 상기 특허에 따라 제조된 종이는 보류와 지합이 동시에 향상되고, 지료에서의 핏치장해(pitch trouble)를 해결할 수 있으나, 통상의 미세한 분말의 벤토나이트를 사용하려면, 유동과 분진에 따른 어려움을 피할 수 있는 장치가 필요할 뿐만 아니라 희석된 수용성 유체 분산물을 취급하고 사용하기 위한 장치를 갖추어야 하는 단점이 있다.For example, U.S. Patent No. 5,676,796 adds a polymer having a relatively low cation density of high molecular weight to a high concentration of agglomerate and then agglomerates the material, and then dilutes the high concentration of the material and administers an anionic colloidal coagulant such as bentonite. A method of making paper is disclosed. The paper produced according to the patent improves retention and coalescence at the same time, and can solve the pitch trouble in the paper.However, when using the normal fine powder bentonite, it is possible to avoid the difficulties caused by the flow and dust. In addition to the need for a device, there is a drawback to having a device for handling and using diluted aqueous fluid dispersions.
또한, 미국 특허 제5,571,380호는 4급 암모늄염으로 양전하 밀도가 kg당 최소 3.5질소당량의 양전하를 갖는 고분자 한 종류만 지료에 첨가하여 종이를 제조하는 경우, 지료의 보류가 50% 이상 향상됨을 제시하고 있으나, 상기 특허에 따른 방법은 종이의 보류를 향상시킬 수 있음에 반하여 지합의 저하를 초래하는 문제점이 있다.In addition, U. S. Patent No. 5,571, 380 suggests that the retention of the paper is improved by 50% or more when quaternary ammonium salt is added to the paper with only one polymer having a positive charge density of at least 3.5 nitrogen equivalents per kg. However, while the method according to the patent can improve the retention of the paper, there is a problem that causes the degradation of the paper.
한편, 미국 특허 제5,958,188호는 알럼(alum) 또는 양이온성 응결제가 들어있는 지료에 고점도의 양이온성 합성고분자 또는 양이온성 전분으로 지료를 응집시키고, 지료를 교반하여 응집체를 분산시킨 다음 가지형의 음이온성 고분자를 첨가하여 재응집하는 방법을 개시하고 있다. 상기 특허에 따르면, 종이의 지합과 지료의 보류 및 탈수성을 개선시킬 수 있으나, 상기 양이온성 전분은 상당히 과량으로 사용해야 효과적이므로 경제적이지 못하다.On the other hand, U.S. Patent No. 5,958,188 discloses agglomeration of a material with a high viscosity cationic synthetic polymer or cationic starch to a paper containing an alum or a cationic coagulant, agitating the paper to disperse the aggregate, and then branching anions. A method of adding and reaggregating a polymeric polymer is disclosed. According to the patent, it is possible to improve the retention of paper and retention and dehydration of the paper, but the cationic starch is not economical because it is effective to use in excessive excess.
전술한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명자들이 광범위한 연구를 거듭한 결과, 양이온성 무기고분자 또는 고전하 밀도의 양이온성 응결제를 먼저 첨가하고 반응시켜 지료를 전기적으로 중화시킨 다음, 여기에 습윤지력 증강제를 첨가하여, 과도한 지료 뭉침을 방지하고 종이의 강도, 지합 및 보류 등의 총체적 제지 물성 및 특성이 동시에 향상된 습강지를 얻을 수 있었으며, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.In order to solve the above-mentioned problems, the inventors have conducted extensive research, and the cationic inorganic polymer or high charge density cationic coagulant is first added and reacted to electrically neutralize the stock, and then the wet strength enhancer is added thereto. In addition, it was possible to prevent excessive agglomeration of paper and to obtain wet papers with improved overall paper physical properties and properties such as strength, bonding and retention of paper, and the present invention was completed based thereon.
따라서, 본 발명의 목적은 종이의 강도 및 지합과 보류를 동시에 향상시킨 습강지의 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for producing wet paper, which simultaneously improves the strength, bonding, and retention of paper.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 고형분 농도가 3.0∼4.0중량%인 중성의 수용성 지료를 제공하는 단계; 상기 지료에 단위결정체당 13∼18개의 알루미늄 원자를 핵으로 하는 다가 양이온성 무기고분자 또는 2.5∼5.0meq/g의 전하밀도 및 10만∼45만의 분자량을 갖는 양이온성 응결제 0.01∼0.1중량%을 첨가하여 반응시키는 단계; 상기 반응물에 습윤강도 증강제 0.1∼1.5중량%를 첨가한 다음 0.1∼0.3중량%의 고형분을 갖도록 희석시키는 단계; 및 상기 희석물을 탈수 및 건조시켜 종이를 얻는 단계를 포함한다.The method of the present invention for achieving the above object comprises the steps of providing a neutral water-soluble paper with a solid concentration of 3.0 to 4.0% by weight; To the material is added 0.01 to 0.1% by weight of a polyvalent cationic inorganic polymer having 13 to 18 aluminum atoms per unit crystal or a cationic coagulant having a charge density of 2.5 to 5.0 meq / g and a molecular weight of 100,000 to 4.50,000. To react; Adding 0.1 to 1.5% by weight of a wet strength enhancer to the reactants and then diluting to 0.1 to 0.3% by weight of solids; And dewatering and drying the dilution to obtain paper.
도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 종이의 지합 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the bonding results of paper prepared according to the Examples and Comparative Examples of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 종이제조시 지료의 초지수율을 나타낸 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the paper yield rate of the paper during paper manufacturing according to the Examples and Comparative Examples of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 종이의 불투명도를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the opacity of the paper prepared according to the Examples and Comparative Examples of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 종이의 건조인장강도 및 습인장강도를 나타낸 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the dry tensile strength and wet tensile strength of the paper prepared according to the Examples and Comparative Examples of the present invention.
이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
전술한 바와 같이, 본 발명은 습강지의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 종이를 제조하기 위한 지료에 양이온성 무기고분자, 또는 고전하 밀도의 양이온성 응결제를 전처리한 후, 습윤지력 증강제를 첨가하여 강도, 지합 및 보류가 동시에 향상된 습강지의 제조방법에 관한 것이다.As described above, the present invention relates to a method for manufacturing wet paper, and more particularly, after pretreatment of cationic inorganic polymer or high-density cationic coagulant to a paper for preparing paper, a wet strength enhancer. The present invention relates to a method for producing wet paper improved in strength, bonding and retention at the same time.
본 발명에 따르면, 종이의 제조에 있어서 주성분인 펄프 이외에 종이의 인쇄적성 및 광특성 등을 향상시키기 위한 충전제 및 사이즈제 등의 첨가제를 혼합하고 여기에 물을 첨가하여 고형분 농도가 3.0∼4.0중량%인 수용성 지료를 얻는다.According to the present invention, in the manufacture of paper, in addition to the pulp which is a main component, additives such as fillers and size agents for improving the printability and optical properties of the paper, are mixed, and water is added thereto to give a solid content of 3.0 to 4.0% by weight. Phosphorus water-soluble material is obtained.
본 발명에 사용 가능한 충전제로는 음이온성 무기입자인 실리코알루민산소다, 카올린, 차이나 점토, 이산화티탄, 석고, 탈크 및 초크, 연마된 대리석 및 침전된 탄산칼슘 등의 천연 및 합성 탄산칼슘과 같은 무기충전제 및 요소수지충전제 등의 유기충전제가 포함되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 백반, 천연 사이즈 또는 광학적 광택제 등의 제지공정에서 공지인 첨가제가 본 발명의 공정에 함께 사용될 수 있다. 상기 모든 첨가제는 합성중합체를 첨가시키기 전에 지료로 통합되어 통상의 양으로 사용되며, 특히 펄프 건조중량에 대하여 1∼30%가 사용되는 것이 바람직하다.Fillers usable in the present invention include inorganic anionic inorganic particles such as natural and synthetic calcium carbonates such as sodium silicate, kaolin, china clay, titanium dioxide, gypsum, talc and chalk, ground marble and precipitated calcium carbonate. Organic fillers such as fillers and urea resin fillers are included, but are not limited thereto. In addition, additives known in papermaking processes such as alum, natural size or optical brighteners may be used together in the process of the present invention. All of the additives are incorporated into the stock prior to addition of the synthetic polymer and used in the usual amounts, in particular 1-30% by weight of the pulp dry weight.
그 다음, 종이의 지합 및 보류를 향상시키기 위하여 상기 지료에 양이온성 무기고분자 또는 고전하 밀도의 양이온성 응결제를 첨가하여 실온에서 5∼30분 동안 교반하면서 반응시켜 지료를 전기적으로 중화시킨다.Then, the cationic inorganic polymer or high charge density cationic coagulant is added to the paper to improve the bonding and retention of the paper, and the paper is electrically neutralized by stirring for 5-30 minutes at room temperature.
본 발명에 사용 가능한 양이온성 무기고분자로는 폴리알루미늄클로라이드, 폴리알루미늄설페이트클로라이드, 폴리알루미늄글로라이드실리케디트 등을 비롯한 단위결정체당 13∼18개의 알루미늄 원자를 핵으로 하는 다가양이온성 무기고분자인 모든 종류의 알루미늄 다핵체 다가 양이온 무기 고분자가 포함된다. 특히 양전하 +4∼+7의 다가 양이온이 바람직하며 전하가 높을수록 더욱 바람직하다. 이 때, 상기 양이온성 무기 고분자의 첨가량은 Al2O3기준 0.01∼0.1%가 바람직하며, 상기 첨가량이 0.01% 미만이면 지료의 보류 효과가 저조하고, 0.1%를 초과하면 양이온성 습강 수지의 보류가 저하된다.Cationic inorganic polymers usable in the present invention are polycationic inorganic polymers having nuclei of 13 to 18 aluminum atoms per unit crystal, including polyaluminum chloride, polyaluminum sulfate chloride, polyaluminum fluoride silicate, and the like. All types of aluminum multinuclear polyvalent cationic inorganic polymers are included. In particular, polyvalent cations with positive charges +4 to +7 are preferred, and higher charges are more preferred. In this case, the amount of the cationic inorganic polymer added is preferably 0.01 to 0.1% based on Al 2 O 3 , and when the amount is less than 0.01%, the retention effect of the paper is low, and when the amount exceeds 0.1%, the retention of the cationic wet steel resin is exceeded. Is lowered.
또한, 본 발명에 사용 가능한 양이온성 응결제로는 폴리디아릴디메틸암모늄클로라이드, 분지형 폴리아민에피클로로히드린, 폴리에틸렌이민 및 양성전분 등이 포함된다. 또한, 상기 양이온성 응결제는 초지시 보류 측면에서 2.5∼5meq/g의 전하밀도 및 10만∼45만의 분자량을 갖는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 양이온성 응결제의 첨가량은 0.01∼0.1중량%가 바람직하며, 상기 첨가량이 0.01중량% 미만이면 효과가 저조하고, 0.1중량%를 초과하면 습강수지의 보류가 저하한다.In addition, cationic coagulants usable in the present invention include polydiaryldimethylammonium chloride, branched polyamine epichlorohydrin, polyethyleneimine, amphoteric starch and the like. In addition, the cationic coagulant preferably has a charge density of 2.5-5 meq / g and a molecular weight of 100,000-450,000 in terms of retention in papermaking. At this time, the addition amount of the cationic coagulant is preferably 0.01 to 0.1% by weight, and the effect is low when the addition amount is less than 0.01% by weight, and when the content exceeds 0.1% by weight, the retention of the wet precipitation resin decreases.
그 다음, 종이의 습윤강도를 증가시키기 위하여 상기 반응물에 습윤강도 증강제를 첨가하고 2∼5분 동안 교반한 다음, 물을 첨가하여 0.1∼0.3중량%의 고형분을 갖도록 희석시킨다. 본 발명에 사용 가능한 습윤강도 증강제로는 폴리아미드에피클로로히드린, 폴리아민에피클로로히드린 및 폴리아미드아민에피클로로히드린이 포함되며, 특히 폴리아미드에피클로히드린이 경제적 측면에서 가장 바람직하다.이 때 상기 습윤강도 증강제의 사용량은 0.1∼1.5중량%이 바람직하며, 상기 사용량이 0.1중량% 미만이면 효과가 저조하고, 1.5중량%를 초과하면 수지보류가 감소된다.Then, to increase the wet strength of the paper, a wet strength enhancer is added to the reaction and stirred for 2 to 5 minutes, followed by the addition of water to dilute to a solid content of 0.1 to 0.3% by weight. Wet strength enhancers usable in the present invention include polyamide epichlorohydrin, polyamine epichlorohydrin and polyamideamine epichlorohydrin, in particular polyamide epichlorohydrin being most preferred from an economic point of view. At this time, the amount of the wet strength enhancer is preferably 0.1 to 1.5% by weight, and when the amount is less than 0.1% by weight, the effect is low, and when the amount exceeds 1.5% by weight, the resin retention is reduced.
그 다음, 상기 희석물을 초지기(희석된 지료를 탈수 및 건조하여 종이를 제조하는 장치)에서 종이를 얻는다. 통상의 종이 제조 공정에서는 희석되어 있는 섬유 및 충전제 등의 지료가 여과 및 탈수 과정의 초지공정에서 상당부분 소실되어 종이의 제조 수율이 감소될 뿐만 아니라, 여과된 용수인 백수의 농도가 높아지고, 인쇄적성 및 광특성이 떨어진 종이가 제조된다. 따라서, 본 발명에서는 습윤강도는 향상되나 지합이 감소되는 문제점을 해결하여 습윤강도와 지합이 동시에 우수한 종이 특성을 얻을 수 있었다.The dilution is then obtained from a paper machine (an apparatus for making paper by dewatering and drying the diluted stock). In the conventional paper manufacturing process, the diluting fibers and fillers are substantially lost in the papermaking process during filtration and dehydration, which reduces the paper production yield and increases the concentration of white water, which is filtered water. And paper with poor optical properties. Therefore, in the present invention, the wet strength is improved, but the problem of the reduction of the coalescence is solved, and thus, the wet paper has excellent paper properties.
본 발명에 따르면, 종이를 제조하기 위한 지료에 폴리알루미늄클로라이드와 같은 양이온성 무기고분자, 또는 폴리디아릴디메틸암모늄클로라이드 또는 분지상의 폴리아민에피클로로히드린과 같은 고전하 밀도의 양이온성 응결제를 먼저 첨가하고 반응하여 지료를 전기적으로 중화시킨 후, 여기에 습윤지력 증강제인 폴리아미드에피클로로히드린을 첨가하여, 과도한 지료 뭉침을 방지하고 종이의 지합, 보류, 습윤강도, 건조강도, 불투명도 및 초지수율 등의 총체적 제지 물성 및 특성을 동시에 향상시킨 습강지를 얻을 수 있다.According to the present invention, a cationic inorganic polymer such as polyaluminum chloride or a high charge density cationic coagulant such as polydiaryldimethylammonium chloride or branched polyamine epichlorohydrin is first added to the paper for preparing paper. And then neutralize the paper electrically, and then add polyamide epichlorohydrin, a wet strength enhancer, to prevent excessive paper agglomeration and to prevent paper agglomeration, retention, wet strength, dry strength, opacity and initial yield. It is possible to obtain wet paper with improved overall paper properties and properties.
이하, 하기 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예 1Example 1
고해도 55oSR의 면펄프에 충전제로서 이산화티탄과 실리코알루민산소다를 펄프 건조중량에 대하여 각각 2.0중량% 및 4.5중량% 첨가하고, 물을 첨가하여 고형분 농도가 1중량%인 지료를 제조하였다. 여기에 단위결정체당 13개의 알루미늄원자핵과 전하 +7을 갖는 폴리알루미늄클로라이드 Al2O3기준 0.02를 첨가한 후 30분 동안 교반하면서 반응시켰다. 반응이 끝난 지료에 폴리아미드에피클로로히드린 1중량%를 첨가하여 3분간 교반하고 물을 첨가하여 0.2중량%로 희석한 다음 수초지를 금망이 부착된 수초지기에서 상기 0.2% 지료 1000㎖를 넣고, 탈수한 후 건조하여 평량 100g/m2의 종이를 제조하였다.Titanium dioxide and sodium silicate aluminate were added to the cotton pulp of 55 ° SR as a filler with 2.0 wt% and 4.5 wt% of the pulp dry weight, respectively, and water was added to prepare a paper with a solid concentration of 1 wt%. . 13 aluminum atoms per unit crystal and 0.02 of polyaluminum chloride Al 2 O 3 having a charge of +7 were added thereto and reacted with stirring for 30 minutes. Add 1% by weight of polyamide epichlorohydrin to the finished material, stir for 3 minutes, dilute to 0.2% by weight with water, and add 1000 ml of the 0.2% stock in a papermaking machine attached to a paper sheet. After dehydration and drying, a paper having a basis weight of 100 g / m 2 was prepared.
실시예 2Example 2
고해도 55oSR의 면펄프에 충전제로서 이산화티탄과 실리코알루민산소다를 펄프 건조중량에 대하여 각각 2.0중량% 및 4.5중량% 첨가하고, 물을 첨가하여 고형분 농도가 1중량%인 지료를 제조하였다. 여기에 전하밀도가 약 5meq/g이고, 분자량이 약 10만인 폴리디아릴디메틸암모늄클로라이드 0.02중량%를 첨가한 후 30분 동안 교반하면서 반응시켰다. 반응이 끝난 지료에 폴리아미드에피클로로히드린 1중량%를 첨가하여 3분간 교반하고 물을 첨가하여 0.2중량%로 희석한 다음, 실시예 1과 같은 탈수 및 건조 공정에 거쳐 종이를 제조하였다.Titanium dioxide and sodium silicate aluminate were added to the cotton pulp of 55 ° SR as a filler with 2.0 wt% and 4.5 wt% of the pulp dry weight, respectively, and water was added to prepare a paper with a solid concentration of 1 wt%. . The charge density was about 5 meq / g, and 0.02% by weight of polydiaryldimethylammonium chloride having a molecular weight of about 100,000 was added, followed by reaction for 30 minutes with stirring. After the reaction was completed, 1% by weight of polyamide epichlorohydrin was added thereto, stirred for 3 minutes, diluted to 0.2% by weight with water, and then paper was prepared through the same dehydration and drying process as in Example 1.
실시예 3Example 3
고해도 55oSR의 면펄프에 충전제로서 이산화티탄과 실리코알루민산소다를 펄프 건조중량에 대하여 각각 2.0중량% 및 4.5중량% 첨가하고, 물을 첨가하여 고형분 농도가 1중량%인 지료를 제조하였다. 여기에 전하밀도가 약 4meq/g이고, 분자량이 약 15만인 분지상 폴리아민에피클로로히드린 0.02중량%를 첨가한 후 30분 동안 교반면서 반응시켰다. 반응이 끝난 지료에 폴리아미드에피클로로히드린 1중량%를 첨가하여 3분간 교반하고 물을 첨가하여 0.2중량%로 희석한 다음, 실시예 1과 같은 탈수 및 건조 공정에 거쳐 종이를 제조하였다.Titanium dioxide and sodium silicate aluminate were added to the cotton pulp of 55 ° SR as a filler with 2.0 wt% and 4.5 wt% of the pulp dry weight, respectively, and water was added to prepare a paper with a solid concentration of 1 wt%. . To this was added 0.02% by weight of branched polyamine epichlorohydrin having a charge density of about 4 meq / g and a molecular weight of about 150,000, and reacted with stirring for 30 minutes. After the reaction was completed, 1% by weight of polyamide epichlorohydrin was added thereto, stirred for 3 minutes, diluted to 0.2% by weight with water, and then paper was prepared through the same dehydration and drying process as in Example 1.
비교예Comparative example
고해도 55oSR의 면펄프에 충전제로서 이산화티탄과 실리코알루민산소다를 펄프 건조중량에 대하여 각각 2.0중량% 및 4.5중량% 첨가하고, 물을 첨가하여 고형분 농도가 1중량%인 지료를 제조하였다. 여기에 폴리아미드에피클로로히드린 1중량%를 첨가하여 3분간 교반하고 물을 첨가하여 0.2중량%로 희석한 다음, 실시예 1과 같은 탈수 및 건조 공정에 거쳐 종이를 제조하였다.Titanium dioxide and sodium silicate aluminate were added to the cotton pulp of 55 ° SR as a filler with 2.0 wt% and 4.5 wt% of the pulp dry weight, respectively, and water was added to prepare a paper with a solid concentration of 1 wt%. . 1% by weight of polyamide epichlorohydrin was added thereto, stirred for 3 minutes, diluted to 0.2% by weight with water, and then paper was prepared through the same dehydration and drying process as in Example 1.
실시예 1∼3 및 비교예에서 제조된 지료 또는 종이의 지합특성, 초지수율 특성, 불투명도, 및 건조인장강도 및 습인장강도를 각각 측정하여 그 결과를 도 1∼4에 각각 나타내었다.The bonding characteristics, paper yield characteristics, opacity, and dry tensile strength and wet tensile strength of the paper or paper prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples were measured, respectively, and the results are shown in FIGS. 1 to 4, respectively.
도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 종이의 지합 측정결과를 나타낸 그래프이다. 상기 그래프에서 Y축의 값이 크면 종이의 지합 특성이 나쁨을 의미한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 양이온성 무기고분자 또는 고전하 밀도의 양이온성 응결제로 전처리되지 않은 비교예에 비해 본 발명에 따라제조된 종이의 지합이 월등히 우수함을 알 수 있었다.1 is a graph showing the result of the paper measurement of the paper prepared according to the Examples and Comparative Examples of the present invention. In the graph, when the value of the Y axis is large, it means that the bonding property of the paper is poor. As shown in FIG. 1, it can be seen that the paper prepared according to the present invention is superior in comparison with the comparative example which is not pretreated with the cationic inorganic polymer or the high charge density cationic coagulant according to the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 지료의 초지수율을 나타낸 그래프이다. 초지수율은 종이를 제조하기 위한 펄프섬유 및 충전제 등이 종이를 제조하였을 경우 금망을 통과하여 소실되지 않고 종이에 남아 있는 비율을 나타낸 것이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 비교예에서 제조된 지료보다 본 발명에 따른 지료가 더욱 높은 초지수율을 가짐을 알 수 있는데, 이는 첨가된 무기 및 유기응결제가 지료에서 효율적으로 작용하여 보류도를 향상시킨 결과이다.2 is a graph showing the paper yield of the paper produced according to the Examples and Comparative Examples of the present invention. The paper yield indicates the percentage of pulp fibers and fillers for making paper, which remain in the paper without being lost through the mesh when the paper is produced. As shown in Figure 2, it can be seen that the paper according to the present invention has a higher paper yield than the paper produced in the comparative example, which is because the added inorganic and organic coagulant effectively works in the paper to improve the retention The result is.
또한, 도 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 종이의 불투명도를 나타낸 그래프이다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 무기 및 유기 응결제로 지료를 전처리하지 않은 비교예보다 본 발명에 따른 종이가 더욱 향상된 불투명도를 가짐을 알 수 있는데, 이는 또한 첨가된 무기 및 유기응결제가 지료에서 효율적으로 작용하여 보류도를 향상시킨 결과이다.In addition, Figure 3 is a graph showing the opacity of the paper prepared according to the Examples and Comparative Examples of the present invention. As can be seen in Figure 3, it can be seen that the paper according to the present invention has an improved opacity than the comparative example without pretreatment of the material with inorganic and organic coagulants, which also means that the added inorganic and organic coagulants are effective in the paper. It is a result of improving retention.
한편, 도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 종이의 건조인장강도 및 습인장강도를 나타낸 그래프이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 종이가 비교예에서 제조된 종이보다 우수한 건조 및 습인장강도를 가짐을 알 수 있었다.On the other hand, Figure 4 is a graph showing the dry tensile strength and wet tensile strength of the paper prepared according to the Examples and Comparative Examples of the present invention. As shown in Figure 4, it can be seen that the paper according to the present invention has superior dry and wet tensile strength than the paper produced in the comparative example.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따라 종이의 제조 공정에서 펄프섬유, 충전제, 사이즈제 등의 제지원료가 포함되어 있는 지료에 폴리알루미늄클로라이드와 같은 양이온성 무기고분자, 또는 폴리디아릴디메틸암모늄클로라이드 또는 분지상의 폴리아민에피클로로히드린 등과 같은 고전하 밀도의 응결제를 첨가하여, 지료 내의 음전하를 전기적으로 중화하고, 반응이 끝난 지료에 습윤지력 증강제인 폴리아미드에피클로로히드린을 첨가하여 종이를 제조함으로써, 종이의 지합, 보류, 습윤강도, 건조강도, 불투명도 및 초지수율 등의 총체적 제지 특성과 물성을 동시에 향상시킬 수 있다.As described above, cationic inorganic polymers such as polyaluminum chloride, or polydiaryldimethylammonium chloride or powder are contained in a paper containing a support material such as pulp fibers, fillers and size agents in the paper manufacturing process according to the present invention. By adding a high-density coagulant such as polyamine epichlorohydrin on the ground to electrically neutralize the negative charge in the stock, and by adding a polyamide epichlorohydrin, a wet strength enhancer, to the finished paper to produce a paper, It is possible to simultaneously improve the overall papermaking characteristics and physical properties such as paper bonding, retention, wet strength, dry strength, opacity and paper yield.
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