KR20000070779A - 제지공정에서 셀룰로즈 섬유로 무기충전제를 관강(管腔)부하하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 목재 펄프 섬유의 관강 내부에 무기충전제 입자를 도입하고 유지시키는 방법에 관한 것이다. 충전제는 고농도의 펄프 슬러리와 혼합되고 전체 충전제의 일부는 관강으로 확산된다. 부하된 섬유는 섬유보다 충전제에 큰 친화성을 나타내는 화학적 응결제로 처리된다. 동일한 충전제 부하 레벨에서, 본 발명의 관강 부하에 의해 제조된 종이는 종래 방법에 의해 제조된 종이에 비해 우수한 기계적 성질을 나타낸다.

Description

제지공정에서 셀룰로즈 섬유로 무기충전제를 관강(管腔)부하하는 방법{LUMEN LOADING OF MINERAL FILLER INTO CELLULOSE FIBERS FOR PAPERMAKING}

나무, 짚, 대나무, 대마, 사탕수수, 사이잘삼, 아마, 면, 황마, 및 모시와 같은 섬유성 원료 물질은 제지에 사용될 수 있다. 이러한 물질 등의 섬유 분리는 펄프화라고 불려 진다. 제지에 사용되는 분리된 섬유는 펄프라고 불려진다. 용이하게 다량으로 구할 수 있다는 사실 때문에 종이는 주로 나무 펄프 섬유와 불용성 입자인 무기충전제로 구성된다. 대부분의 충전제는 섬유보다 싸고 제지공정 중에 비용을 절감하기 위해 부가된다. 충전제는 또한, 종이에 명도와 불투명도와 같은 광학적 성질이나, 부피와 빳빳함 등의 기계적 성질을 부여하기 위해서 부가된다. 카올린 점토, 석회, 활석, 이산화티탄, 침전 탄산칼슘(PCC) 및 천연 탄산칼슘(GCC)을 포함하는 탄산칼슘 등이 제지공정에서 무기 충전제로 일반적으로 사용된다.

침전 탄산칼슘(PCC)은 지난 10년간 바람직한 무기 충전제로 널리 사용되어 왔다. PCC의 선택은 제지공정의 성공을 위한 주요한 인자의 하나로 작용해왔다. 예를 들어, PCC는 다양한 입자크기와 결정 모양 또는 형태로 제조될 수 있다. PCC는 일반적으로 높은 명도를 나타내 높은 시트 명도를 갖게 한다. 몇몇 PCC 형태는 , 양면이 인쇄되는 시트에 바람직한, 시트의 불투명도를 향상시키는데 특히 효과적이다. 다른 PCC 형태는 시트의 빳빳함과 관계가 있는 시트 두께를 조절하는데 효과적이다. PCC는 또한, 제지공정 중에 시트를 물리적으로 처리하기 위한 공압 장치의 성능에 영향을 주는 시트의 공극성에도 작용을 한다. 그 외에도 제지에 PCC를 사용하는 여러 가지 이점들이 있다.

제지 원료비는 일반적으로 충전지(充塡紙)에서 무기 충전제의 양을 증가시키는 것만큼 감소하게 된다. 그러므로, 종이 중의 무기충전제의 양을 최대화하는 것이 제지 업자의 주된 목표이다. 명도, 투명도와 같은 충전지의 광학적 성질도 충전제의 양을 증가시키는데 따라 향상된다. 그러나, 이러한 이점은 무기충전제 양의 증가에 따라 일반적으로 발생하는 기계적 강도의 감소에 의해 상쇄되어 버린다. 종이의 기계적 강도는 인접 펄프 섬유 사이의 결합에 의해 생기게 된다. 충전제는 펄프 섬유로 분산되어 인접 섬유 사이의 결합을 방해하는 것이다. 충전제의 양이 증가할수록 섬유 사이의 결합력은 약해져 시트의 강도가 저하된다.

충전제 부하량의 증가에 따른 강도 저하 문제를 해결하기 위한 몇가지 방법들이 제안되어 왔었다. 이러한 기술들의 일부는 일반적으로 지연 보조제로 이용되는 제제를 사용하여 충전제 표면을 화학적으로 변성시키는 것을 포함하고 있다. 이들은 일반적으로 응집 메카니즘을 통해 작용하는 합성 고분자이다. 가장 일반적인 것은 폴리아민과 폴리아크릴아미드이다.

보조적 결합제 또한 충전제가 부하된 종이의 강도 향상을 위한 수단으로 공지되어 있다. 이들 결합제는 천연 또는 합성 고분자 물질로 건조 종이의 기계적 강도 향상을 위해 제지 기계의 단부에 부가된다. 이러한 물질을 일반적으로 옥수수, 타피오카, 감자, 및 밀과 같은 여러 가지 식물의 전분이거나, 개아카시아콩 또는 구아 씨의 검이다. 그러한 검 및 전분은 사용하기 전에 팽윤되도록 미리 익히거나 수화시킨다. 검 및 전분은 또한 종이의 사이징을 향상시키기 위한 표면 코팅제로도 사용된다.

충전지의 강도 향상을 위한 다른 수단은 소위 관강 부하를 통한 것이다. 이것은 충전제를 직접 펄프 섬유의 중공부(관강)에 넣는 것이다. 펄프 섬유의 관강 내부에 위치한 충전제는 섬유간 결합을 방해하지 않으므로, 충전지의 기계적 강도에 부정적인 영향을 덜 주게 되는 것이다. 관강 부하는 간단한 기계적 혼합에 의해 행해질 수 있다. 그러나, 단지 충전제로 이동하게 되면 이들 역시 밖으로 확산되어 나오게 된다. 공지 기술을 이용한 관강 부하에서 충전제의 확산은 제지 업자들의 지속적인 문젯거리가 되어 왔다.

따라서, 본 발명의 목적은 종이에서 무기물의 양을 증가시키는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 무기충전제의 양을 증가시켜 동일한 질의 종이를 얻는데 필요한 펄프 양을 감소시킴으로서 제지공정의 비용을 절감하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 종이에서 충전제의 양을 증가시켜 제지기 상에서 시트 형성 과정 중에 배수되는 물과 함께 소위 "흰 물"로 손실되는 충전제를 실질적으로 줄이는 것이다. 본 발명의 궁극적인 목적은 기계적 및/또는 광학적 성질에 결함이 없는 충전지를 제조하는 것이다.

미국 특허 제 5,223,990호에는 셀룰로즈 섬유성 물질 존재 하에 수산화 칼슘을 이산화탄소와 반응시키는 것에 의해 탄산칼슘을 셀룰로즈 섬유에 부하시키는 것에 대해 게시하고 있다.

미국 특허 제 5,096,539호는 섬유의 세포벽에 침전된 불용성 침전물로 구성된 충전제로 충전지를 제조하는 공정을 게시하고 있다.

미국 특허 제 4,510,020 호는 모든 충전제가 셀룰로즈 섬유의 관강 내에 존재하는 충전지를 제조하는 공정을 게시하고 있다.

본 발명은, 관강 내부에 충전제를 분산시키고 관강 내부에서 충전제를 결합시키기 위해 화학 응결제를 부가하는 것을 특징으로 하는 무기충전제로 충전된 종이의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 무기충전제로 충전된 종이에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법을 사용하는 것에 의해, 제지공정의 희석, 고전단 조건하에서도 관강 내부에 충전제가 유지된다.

도1 은 일반제지공정에서 관강부하를 나타낸 개략도.

본 발명은 섬유의 관강 내부에 충전제를 응결시키기 위해 화학 첨가제를 사용하는 것을 특징으로 하는 제지공정에서 너무 펄프 섬유에 무기충전제를 부가하는 방법을 제공한다. 충전제는 제지공정의 희석, 고전단 조건하에서도 관강 내부에 유지된다. 본 발명은 또한 증가된 충전제 부하와 바람직한 광학적 성질을 가지면서도 기계적 강도와 같은 물리적 성질을 유지하는 제품을 제공한다.

본 발명은 충전제를 펄프 섬유의 관강에 부하하여 충전지를 제조하는 방법을 제공한다. 충전제는 제지공정에서 펄프 농도가 1.0 내지 5중량%가 되는 시점에 부가된다. 충전제 부가시점의 말미에 화학 응결제를 부가하는 것에 의해, 충전제가 고정되고 제지공정 중에 관광 내에 잔류하게 된다. 임의로, 최종 종이 제품의 충전제 함량을 조절하기 위해, 충전제를 다시 더 부가할 수도 있다. 본 발명의 방법에 의해, 충전제는 펄프 섬유의 관강 내에 부하되고 제지공정 중에 충전제의 이탈을 일으키는 유출력으로부터 보호받게 된다. 본 발명의 방법에 따라, 펄프 섬유, 충전제, 및 응결제를 제지공정 중에 펄프 농도가 펄프 농도가 1.0 내지 5중량%가 되는 시점에서 혼합 또는 교반하는 것에 의해 충전제가 펄프 섬유의 관강에 부하된다. 제지기에 이송하기 전에 충전제/펄프 섬유 혼합물을 0.3 내지 1.0%, 바람직하게는 0.5%로 희석한다.

본 발명의 방법의 특징은 제지 섬유의 구조에 있다. 종이의 강도는 제지에 사용되어 제지 공정 중에 서로 결합하는 펄프의 섬유에 달려있다. 가장 광범위하게 사용되는 섬유는 목재 섬유이고, 펄프화하는 경우 현미경으로 관찰하면 대부분이 균일한 길이를 가지고 끝이 막혀있는 중공 튜브로 되어 있다. 섬유의 길이를 따라, 섬유 벽은 중앙 동공(관강)을 외부 섬유에 연결하는 작은 구멍에 의해 뚫려져 있다. 관강 부하라 불리우는, 관강 내부에 무기충전제를 삽입하는 과정은 제지 섬유에 광범위하게 적용 가능하다.

본 발명의 방법은 일반적인 펄프화 및 표백공정에 의해 여러 종류의 목재로부터 얻어지는 섬유 상에 행해질 수 있다. 섬유는 경질목재 섬유, 연질목재 섬유 또는 경빌 및 연질 목재 섬유의 혼합물일수 있다. 그러나, 충전제를 관강에 최대로 부하하기 위해서는, 펄프 섬유는 절대로 건조되지 않은 형태로 본 발명의 방법에 사용되어야 한다. 펄프 섬유의 건조는 관강의 많은 부분을 훼손시켜 충전제의 접근을 어렵게 하기 때문이다. 건조 펄프 섬유를 다시 슬러리화하는 것도 본 발명의 장점을 완전하게 살릴 수는 없으나, 이러한 제한을 충분히 이해한다면 사용은 가능하다.

펄프 섬유 슬러리의 농도는 슬러리 전체 중량을 기준으로 1 내지 5%이다. 본 발명의 바람직한 예에서, 펄프 섬유 슬러리의 농도는 슬러리 전체 중량을 기준으로 2 내지 4%이다.

카올린 점토, 석회석, 활석, 이산화티탄, 알루미나, 실리카, 침점된 탄산칼슘, 및 천연 탄산칼슘이 종이 제품의 충전제로 일반적으로 사용된다. 충전제는 불용성 고체, 대개 광물인 미세 입자로 구성되어 있다. 높은 표면적과 때로는 높은 굴절율에 의해, 충전제는 종이의 불투명도, 명도 등의 광학적 성질을 향상시킨다. 무기 충전지의 향상된 광학적 성질은 종이 원료에 충전제를 부가하는 일차적인 목적이며, 다른 이점, 예를 들어 개선된 촉감, 인쇄성, 내구성이 부여될 수 있다.

카올린 점토, 석회석, 활석, 이산화티탄, 알루미나, 실리카, 침전 탄산칼슘, 및 천연 탄산칼슘 등이 본 발명의 방법에 사용될 수 있지만, 바람직한 충전제는 침전 탄산칼슘(PCC)이다. PCC는 0.5내지 2.5㎛의 평균 입경을 갖는다. 본 발명의 바람직한 예에서, PCC의 평균 입경은 0.7내지 1.4㎛이다. PCC의 형태는 사방정계, 또는 사면체 형태이다. 다른 충전제, 예를 들면 극히 미세한 천연 석회석도 본 발명의 방법에 사용할 수 있다.

본 발명의 일례에 따라, 공지의 기계수단에 의해 무기충전제의 수성 슬러리가 목재 펄프 섬유의 수성 슬러리에 혼합된다. 관강의 부하를 위해, 펄프는 최대한의 관강 부하의 장점을 얻도록 건조되지 않은 상태일수 있다. 충전제는 수성 슬러리로서 관강에 부가되어 펄프 섬유와 혼합 후의 충전제 고체가 전체 고체 중량을 기준으로 5 내지 80중량%가 된다. 본 발명의 바람직한 예에서, 충전제 고체는 전체 고체 중량을 기준으로 20 내지 40%를 차지하게 된다.

충전제 및 섬유 성분은 관강에 최대한 부하가 되기에 충분한 시간동안 교반, 혼합된다. 최대한의 부하를 얻기 위해서는 최소 5분 이상의 교반이 필요하다. 혼합 시간이 짧아질수록 최대의 관강 부하의 장점을 살리지 못하게 된다. 본 발명의 바람직한 예에서, 교반 또는 혼합시간은 10분 내지 30분이다. 교반시간의 상한선은 없으나, 경제성과 실용성을 고려한 시간이다. 섬유와 충전제 성분이 함께 혼합되는 시간동안 몇몇 충전제는 섬유의 관강 내에서 분산된다. 이것은 기계적인 확산에 의해 일어난다.

몇 인자는 섬유 관강에 실제 부하되는 충전제의 레벨에 중요한 영향을 끼친다. 그러한 인자 중의 하나는 무기충전제의 평균 입경이다. 큰 입경을 가진 충전제보다 작은 평균 입경을 가진 충전제가 보다 쉽게 관강으로 확산된다. 또한, 두 성분이 혼합됐을 때의 섬유와 충전제의 상대적인 농도도 관강 부하가 일어나는 정도에 영향을 미친다. 마지막으로, 섬유와 충전제가 혼합되는 시간이 관강 부하가 얼마나 일어나느냐에 영향을 주게 된다.

본 발명에 따라, 관강에 확산되는 충전제의 양은 일반적으로, 충전제와 섬유 의 결합 중량의 0.5 내지 10% , 바람직하게는 3 내지 6%이다.

본 발명의 관강 부하 과정에서는 필수적인 다른 성분은 펄프 섬유와 충전제 성분이 혼합된 후 그 혼합물에 부가되는 화학 응결제이다. 응결제는 섬유 관강 내에 머무르는 충전제를 제지 공정 중에 관강 밖으로 확산이 방지되기에 충분한 크기로 응집시키는 역할을 한다. 이 응결제는 또한 관강 밖의 충전제도 응집시킨다. 응집체의 형성은 충전제 입자가 섬유간 결합을 방해하는 경향을 감소시켜 충전제를 관강의 내부 및 외부에 고정시켜서 제지 공정 동안 충전제의 이탈을 방지한다.

화학 응결제는 전분으로 불리어지는, 식물의 글루코즈 중합체로부터 선택될 수 있다. 그러한 전분은 옥수수, 타피오카, 감자 및 밀로부터 얻는다. 본 발명의 제품에 화학 응결제로 사용하기 전에 전분은, 용해 및 팽윤을 촉진시키기 위해, 제조자의 추천에 일치하는 방법으로, 익혀진다. 관강 내부 및 외부 양쪽에서의 응집은 최대의 관강 부하를 가져오므로 이 점은 본 발명에서 매우 중요하다.

전분은 천연상태로 사용하거나 여러 가지 기술을 이용하여 화학적으로 변형하여 사용할 수 있다. 화학적 변형은 전분을 양이온성, 음이온성 또는 양쪽성이 되게 한다. 본 발명의 제조방법 및 제품의 제조에서, 전분은 바람직하게는 양쪽성 왁스형 옥수수 전분이다.

관강 부하된 충전제를 응결시키는 데 다른 화학제제도 사용될 수 있다. 응결제는 목재 펄프 섬유보다 PCC에 강한 친화성을 나타내는 물질에서 선택된다. 화학적 친화성은 배치 칼로리 측정 기술을 이용하여 측정된다. 화학 제제가 무기물 표면에 접촉할 때, 화학 제제의 흡착은 두 물질 사이의 충분한 친화력이 있을 때만 무기물 표면에서 일어난다. 응결제와 무기충전제 사이의 상호작용의 크기를 측정하고, 이와 별도로, 목재 펄프와 화학적으로 유사한 미세결정성 셀룰로즈와 응결제 사이의 상호작용의 크기를 측정한다.

본 발명의 바람직한 예에서, 칼로리로 나타내어진, 응결제-무기물 상호작용의 크기는, 적어도 응결제-셀룰로즈 상호작용의 크기보다는 크다. 보다 바람직하게는, 응결제-무기물 상호작용의 크기는, 응결제-셀룰로즈 상호작용의 크기보다 505 이상 크다. 가장 바람직한 것은 응결제-셀룰로즈 상호작용의 크기가 0인 것이다. 다른 관강 부하에 비해 본 발명의 장점은 건조 단계의 필요 없이 섬유 관강의 외부로 충전제의 확산을 방지하는 수단을 제공한다는 것이다. 이것은 에너지 비용의 감소를 가져오고 제지업자의 이익을 향상시키게 된다.

본 발명의 다른 예에서, 충전제와 응결제는 슬러리화되고, 바람직하게는 10 내지 30 분간 혼합된 후, 목재 펄프 섬유의 수성 슬러리에 부가된다.

도 1은 본 발명의 공정이 일반적인 제지공정에서 어떻게 사용될 수 있는가를 나타낸 것이다. 충전제 부가는 충전제가 블렌드 체스트의 원료에 부가되고 다시 헤드 박스에 부가되는 것으로 분리하여 행해진다. 두 부가 시점 사이의, 첫 부가 이후에, 응결제가 에비 혼합된 섬유 충전제 조성물에 부가되어 섬유 관강 내외부에 존재하는 충전제를 고정시키게 된다.

하기의 실시예를 사용하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것에 불과하며, 특허청구범위에 기술된 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

실시예

하기 실시예에서, 고농도의 목재 펄프 섬유 슬러리에 무기충전제를 부가하는 것을 포함하는 하나 이상의 공정이 기술된다. 충전제와 섬유가 혼합된 후, 응결제가 부가되어 섬유 관강으로 확산된 충전제 입자가 응집되고 관강 밖으로 확산되지 않게 된다. 응결제는 셀룰로즈 섬유보다 충전제에 화학적 친화성이 더 큰 화학물질로부터 선택된다. 화학적 친화성은 배치 칼로리 측정 기술을 이용하여 정량한다. 혹은, 무기충전제와 응결제를 혼합한 후 고농도의 목재 펄프 섬유 슬러리에 부가한다. 생성되는 혼합물은 높은 충전제 부하 레벨에서 우수한 기계적 성질을 나타내는 종이를 형성한다.

실시예 1

4리터 유리 반응기에 5중량% 농도(고체)의 비건조 경질목재 펄프 200㎖를 넣었다. 펄프를 큰 평날개를 갖는 교반기로 300rpm으로 교반하였다. 20중량% 고체 함량을 갖는 사방정계 탄산칼슘 슬러리를 전체 고체 함량 중 탄산칼슘이 40중량%가 되도록 부가하였다. 탄산칼슘/펄프 수성 슬러리를 30분간 더 교반하였다. 양쪽성 왁스형 옥수수 전분(National Starch Corporation의 CATO 225)를 200℉에서 30분간 익힌 다음 1중량% 고체함량으로 탄산칼슘/펄프 수성 슬러리에 부가하였다. 전분의 양은 건조 탄산칼슘을 기준으로 4.0중량%이다. 탄산칼슘/펄프/전분 수성 슬러리를 30분간 교반하였다. 혼합물을 포맥스(Formax) 장치를 사용하여 스테인레스 스틸 와이어 상의 제지 시트로 만들었다. 시트의 기본 중량은 170g/㎡였다. 시트를 25psi압력으로 펠트 사이에 가압하고 드럼 건조기로 265℃에서 건조하였다. 건조된 시트는 탄산칼슘을 함유한 상용 경질목재 건조 랩을 나타내었고, 바람직한 비율의 연질목재 건조 랩과 결합시켰다. 경질목재 건조 랩의 탄산칼슘 %를 측정하여 건조 경질 목재의 양을 정확하게 결정하였다. 360g의 경질목재(경질목재 건조 랩으로부터) 및 24리터의 물을 혼합하여 Valley Beater에서 360 카나다 표준 자유도(CSF)로 교반하여 경질목재 함유 시트를 정제하였다. 360g의 미처리된 연질목재 펄프 및 24리터의 물을 혼합하여 혼합물을 제조하였다. Valley Beater에서 400 CSF로 혼합하여 혼합물을 정제하였다. 정제된 경질목재와 정제된 연질목재를 경질목재가 60% 연질 목재 405 비율로 혼합하였다. 혼합물에 물을 부가하여 건조 펄프 기준으로 고체 함량을 0.3중량%로 조절하였다.

증류수 중의 pH 7에서 400CSF로 교반된 40% 표백 연질목재 펄프와 (관강 내에 탄산칼슘을 함유하는) 60% 경질목재 원료로부터 포맥스 시트 제조기를 사용하여 핸드시트(60g/㎡)를 제조하였다. 펄프 농도는 0.3%였다. Alleid Colloids사의 Percol이라는 상품명의 지연 보조제(고분자량의 양이온성 폴리아크릴아미드)를 0.05%(1파운드/종이 1톤) 양으로 펄프 원료에 부가하였다. 합성 사이징제(알킬 케켄 이합체)를 0.25%(5파운드/종이 1톤)의 양으로 펄프 원료에 부가하였다. 혼합물을 포맥스 장치를 사용하여 스테인레스 스틸 와이어 상에서 종이 시트로 제조하였다. 시트를 25psi압력으로 펠트 사이에 가압하고 드럼 건조기로 265℃에서 건조하였다. 시트는 상대 습도 50%와 23℃에서 시험되었다.

종이 강도는 파열길이(TAPPI 시험 방법 T-494 OM-88) 및 Scott Bond(TAPPI 시험 방법 UM403)으로 측정하였다. 종이의 명도는 TAPPI 시험 방법 T452-OM92로, 불투명도는 TAPPI 시험 방법 T425-OM91(60.5g/㎡ 기초중량으로 수정)으로 측정하였다.

본 발명에 의해 관강에 탄산칼슘을 함유한 종이의 강도가 대조군(관강 부하는 아니지만 종래의 방법으로 동일한 양의 충전제를 부하한 것)의 종이보다 우수하였다.

	대조군(비 관강 부하)	본 발명(관강 부하)
충전제 중량(%)	24	24
파열 길이(m)	2127	3128
Scott Bond(천번째에서 Foot lbs)	34.2	53.6
TAPPI 명도(%)	89.3	89
TAPPI 불투명도(%)	87.6	87.6

실시예 2

270g의 경질목재 펄프와 90g의 연질목재 펄프(75% 경질목재/25% 연질목재)를 24리터의 물과 Valley Beater에서 400 CSF로 정제하였다. 펄프 농도는 1.5%였다. 펄프를 100메쉬 채를 통과시켜 선별하여 물을 제거함으로써 펼프의 농도를 3.8%로 올렸다. 펄프 정제수는 나중에 사용하기 위해 별도로 보관하였다.

4리터 유리 반응기에 상기 3.8% 농도의 펄프 1000㎖를 넣었다. 펄프를 큰 평날개를 갖는 교반기로 300rpm으로 교반하였다. 20중량% 고체 함량을 갖는 사방정계 탄산칼슘 슬러리를 전체 고체 함량 중 탄산칼슘이 15중량%가 되도록 경질목재/연질목재 펄프에 부가하였다. 탄산칼슘/펄프 수성 슬러리를 10분간 더 교반하였다. 양이온성 감자 전분(A.E Staley Manufacturing Company의 STA-LOK)를 200℉에서 30분간 익힌 다음 1중량% 고체함량으로 탄산칼슘/펄프 수성 슬러리에 부가하였다. 전분의 양은 건조 탄산칼슘을 기준으로 4.0중량%이다. 탄산칼슘/펄프/전분 수성 슬러리를 10분간 교반하였다. 혼합물을 1622㎖의 펄프 정제수와 혼합하여 선별과정에서 제거된 모든 미세물질이 다시 도입되도록 하였다. 혼합물을 다시 9500㎖의 물로 희석하여 최종 농도는 약 0.3%로 조절하였다.

탄산칼슘을 함유하는 상기 경질목재/연질목재 펄프와 관강 내에 탄산칼슘이 부하되지 않은 경질목재/연질목재 펄프로부터 종이 핸드시트를 제조하였다. 핸드시트를 제조하여 실시에 1에 기재된 바와 같이 시험하였다. 핸드시트의 액체 투과를 시험하기 위해 Hercules Size Test(HST)도 하였다. 이 시험은 Hercules Sizing Tester Model KA 또는 KC를 사용하여 TAPPI 시험방법 T-530 PM-89(1989년 개정)로 수행하였다.

본 발명에 의해 관강에 탄산칼슘을 함유한 종이의 강도, 즉 파열 길이 및 Scott Bond, 가 대조군(관강 부하는 아니지만 종래의 방법으로 동일한 양의 충전제를 부하한 것)의 종이보다 우수하였다. 관강 부하된 탄산칼슘을 함유한 종이는 또한 개선된 사이징을 나타내었다.

	대조군(비 관강 부하)	본 발명(관강 부하)
충전제 중량(%)	16	16
파열 길이(m)	2970	3350
Scott Bond(천번째에서 Foot lbs)	49.2	58.2
HST 사이징(%)	23	103
TAPPI 명도(%)	88.1	88.2
TAPPI 불투명도(%)	87.5	88

본 발명의 관강 부하에 의해 제조된 종이는 종래 방법에 의해 제조된 종이에 비해 우수한 기계적 성질을 나타낸다.

Claims (17)

1. 무기충전제의 수성 슬러리와 목재 펄프 섬유의 수성 슬러리를 혼합하고 화학 응결제를 제지 원료에 부가하여 셀룰로즈 섬유의 관강에 충전제를 부하하는 것으로 구성되는 무기물 충전지(充塡紙)의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제지 원료는 0.3 내지 1.0중량%로 희석되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 무기충전제는 탄산칼슘인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 탄산칼슘은 침전 탄산칼슘인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 목재 펄프 섬유의 농도는 슬러리의 전체 중량을 기준으로 1.0 내지 5.0중량%인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 목재 펄프 섬유의 농도는 슬러리의 전체 중량을 기준으로 2.0 내지 4.0중량%인 것을 특징으로 하는 방법.
7. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 무기충전제는 0.5 내지 2.0 미크론의 평균 입경을 갖는 침전 탄산칼슘인 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 침전 탄산칼슘의 평균 입경은 0.7 내지 1.4 미크론인 것을 특징으로 하는 방법.
9. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 무기충전제는 탄산칼슘이고 탄산칼슘은 제지 원료의 전체 고체의 5 내지 80중량%를 차지하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 무기충전제는 탄산칼슘이고 탄산칼슘은 제지 원료의 전체 고체의 20 내지 40중량%를 차지하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 무기충전제의 수성 슬러리와 목재 펄프 섬유의 수성 슬러리는 10 내지 30분간 혼합되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 응결제는 옥수수, 타피오카 및 밀의 전분으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 화학 응결제는 양쪽성, 양이온성 또는 음이온성 전분인 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 전분은 양쪽성 왁스형 옥수수 전분인 것을 특징으로 하는 방법.
15. 상기 항 중의 어느 한 항에 있어서, 무기충전제의 수성 슬러리와 화학 응결제가 먼저 혼합된 후 제지 원료의 목재 펄프 섬유의 수성 슬러리와 혼합되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 관강 내부에 섬유와 충전제 전체 중량을 기준으로 0.5 내지 10중량%의 충전제를 함유하는 무기물 충전지(充塡紙).
17. 관강 내부에 섬유와 충전제 전체 중량을 기준으로 3.0 내지 6.0중량%의 충전제를 함유하는 무기물 충전지.