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KR100208037B1 - 종이의 크레이핑 방법 - Google Patents

종이의 크레이핑 방법 Download PDF

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KR100208037B1
KR100208037B1 KR1019920005147A KR920005147A KR100208037B1 KR 100208037 B1 KR100208037 B1 KR 100208037B1 KR 1019920005147 A KR1019920005147 A KR 1019920005147A KR 920005147 A KR920005147 A KR 920005147A KR 100208037 B1 KR100208037 B1 KR 100208037B1
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Abstract

크레이핑 드럼에 크레이핑될 종이 웨브를 도포하기 전에 합성 음이온성 중합체를 도포하는 것을 포함하는 종이의 크레이핑 방법이 기재되어 있다.

Description

종이의 크레이핑 방법
본 발명은 크레이핑제 조성물, 특히 화장실용 티슈 및 화장지, 종이 타월 및 냅킨과 같은 위생 종이 제품에 적합한 연질의 가벼운 종이 웨브를 제조하기 위한 장치의 크레이핑 드럼(양키 또는 MG 실린더 라고도 함)에 적용하기 위한 크레이핑제 조성물에 관한 것이다.
종이 웨브에 있는 내부섬유 결합을 기계적으로 또는 화학적으로 분해시킴으로써 연질 종이 웨브를 제조하는 것이 통상적이다. 이러한 방법은 건조 표면으로부터 종이를 크레이핑하기 위해 크레이핑 블레이드 또는 닥터 블레이드를 사용하는 것을 포함한다. 이러한 과정은 웨브가 실린더와 접촉하기 바로 전에 흔히 크레이핑제 조성물을 크레이핑 실린더의 표면에 도포하는 것을 포함한다. 크레이핑제 조성물은 크레이핑 블레이드와 접촉하는 지점에서 웨브가 크레이핑 실린더에 실제적으로 접착되게 한다. 이들 조건하에서, 고도로 부풀어지고 또 내부적으로 박리된 웨브가 생성된다.
널리 사용되는 크레이핑제는 폴리비닐알코올, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 동물 아교, 폴리아세트산비닐 및 양이온성 폴리아미노아미드 습윤 강도 수지를 포함한다. 이들 비이온성 및 양이온성 중합체는 단독으로 사용되거나 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 그러나 이들 모두는 일반적으로 박리제, 전형적으로 아미다졸린과 함께 사용된다. 실제로는 웨브가 실린더 표면에 접착되는 것을 제어하기 위해 크레이핑 실린더에 도포되는 혼합물의 조성을 변경시키는 것이 보통이다. 박리제가 일반적으로 필요한 반면, 크레이핑 실린더가 승온, 예컨대 130내지 140의 온도에 있으면 문제가 생기는데 이는 박리제가 표면 필름을 파괴시키는 경향이 있기 때문이다.
본 발명에 따르면, 합성 음이온성 중합체를 사용하면 접착 특성을 아주 우수하게 제어할 수 있다는 것이 놀랍게도 밝혀졌다. 즉 이들 중합체가 크레이핑 실린더에 도포되면 웨브가 실린더에 훨씬 잘 접착되며 그 결과 향상된 크레이핑이 일어난다. 또한 박리제와 조합된 이러한 중합체를 사용하는 것이 바람직하지만, 사용된 박리제의 농도는 통상의 크레이핑제와 사용되는 박리제의 수준과 비교하여 현저히 감소되고 또 배제될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 실제로 이들 중합체는 박리제가 정상적으로 사용될 수 없는 승온에서 만족스럽게 작용한다는 것이 밝혀졌다. 또한 본 발명의 방법에서는 화학적 박리제를 사용할 필요가 전혀 없다. 따라서, 본 발명은 합성 음이온성 중합체 및 바람직하게는 박리제를 크레이핑 드럼에 도포하는(종이 웨브가 크레이핑되기 전에) 것을 포함하는 종이의 크레이핑 방법을 제공한다.
생성한 종이 쉬트는 통상의 크레이핑제와 함께 사용되는 통상의 양에 비하여 현저히 적은 양의 중합체 및 박리제(있다하더라도 소량)를 사용하여도 양호하게 부풀어지고 연질이라는 것이 밝혀졌다.
본 발명에 사용된 중합체는 바람직하게는 (메트)아크릴레이트 중합체 및 특히 아크릴산 또는 메타크릴산의 중합체이다. 바람직한 중합체는 일반적으로 랜덤 공중합체, 예컨데 하기 일반식으로 표시될 수 있는 공중합체이다:
상기식에서, 각 R1은 개별적으로 H 또는 C1내지 C8알킬기이고, R2는 H, -CO2X 또는 -CH2CO2X이며, R3는 -CO2X이거나, 또는 R2및 R3는 서로 합쳐져서 -CO-O-CO-이고, R4는 -CONH2또는 -CON(CH3)2이며, R5는 C1내지 C8알킬기이고, X는 H 또는 NH4이거나 또는 알칼리 금속이며, m은 3 내지 약 100의 정수이고, x, y, z는 서로 개별적으로 x 및 y가 1 내지 9이고 또 z이 0 내지 5일 수 있는 각 단량체의 상대적인 몰비를 나타낸다.
일반식은 제1반복 단위체가 x 단위체의 블록인 것을 의미하지 않는다.
본 발명에 사용되는 바람직한 공중합체는 A 아크릴산 및/또는 메타크릴산, B 아크릴아미드 및/또는 메타크릴아미드, 경우에 따라 C 알킬 아크릴레이트 또는 알킬 (메트)아크릴레이트 에스테르의 랜덤 공중합체이며, 공중합체에 수용성을 부여하기 위해 소정 비율로 존재한다.
A 대 B의 몰비는 일반적으로 1:9 내지 9:1 이지만, 바람직하게는 1:5 내지 5:1이다. 즉 A 대 B의 50몰는 C로 대체될 수 있다.
본 발명에 사용되는 중합체의 분자량 범위는 일반적으로 1,000 내지 500,000이지만, 바람직하게는 5,000 내지 200,000이며, 특히 5,000 내지 150,000(분자량은 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정됨)이다. 따라서 본 발명에 사용하기 특히 바람직한 중합체는 (메트)아크릴산 및 아크릴아미드의 공중합체, 특히 1:5 내지 5:1 몰비의 공중합체뿐만 아니라 아크릴산 대 메틸 아크릴레이트의 몰비가 10:1 내지 1:1, 특히 5:1 내지 1:1인 메틸 아크릴레이트로부터 유도된 공중합체를 포함한다.
본 발명에 사용되는 공중합체는 일반적으로 수성 매질중에서 통상의 자유 라디칼 유형의 중합반응 조건에 의하여 제조될 수 있다. 폴리아크릴아미드를 가수분해하여 특정의 아크릴산 공중합체를 수득할 수 있지만, 본 발명에 사용되는 메타크릴산으로부터 유도된 공중합체는 이런 방식으로 부분적으로 가수분해함으로써는 제조될 수 없는데, 이는 아크릴아미드를 가수분해하면 아크릴산만이 생성되고 메타크릴산은 생성되지 않기 때문이다.
단일 중합체도 사용될 수 있지만, 중합체의 혼합물을 사용하면 변화하는 조건을 훨씬 더 잘 제어할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 1 또는 2개 생성물의 선택은 기계적 조건에 의해 결정된다. 다양한 공급원으로부터 광범위한 티슈 등급을 제조하는 기계는 크레이핑 과정을 보다 더 잘 제어할 수 있는 보다 가소성인 2개 생성물 방법을 의도할 것이다. 중합체는 함께 도포되거나 또는 가소성을 보다 크게 하기 위해 별도로 도포될 수 있다. 제2중합체는 아크릴레이트 중합체인 것이 바람직하기는 하지만 필수적으로 아크릴아미드로부터 유도될 필요는 없다. 전형적인 이러한 중합체는 x가 1 내지 10이고 또 y 및 z이 각각 독립해서 0 내지 5인 것을 제외하고는 상기 정의된 바와 같은 일반식을 갖는 중합체이다. 본 발명의 일부를 구성하지는 않지만, 제2아크릴레이트 중합체는 아크릴아미드 중합체와 가교되어 필름의 강도를 향상시키므로 웨브가 크레이핑 실린더에 접착되는 것도 향상시킨다.
2개 중합체의 상대적 비율은 특히 결정적인 것은 아니지만, 전형적으로 1:5 내지 5:1의 중량비로 사용될 수 있다.
보통 박리제는 음이온성 중합체와 함께 사용된다. 이들은 이미다졸린 뿐만 아니라 광물유 소포제와 같은 오일 및 종이 웨브상에 연화효과를 갖는 4차 계면활성제를 포함한 다른 소포제를 포함한다. 제어를 보다 크게 하기 위해, 중합체 및 박리제는 별도로 적용되는 것이 바람직하다.
사용된 양은 수득될 종이의 성질 및 연화도에 따라서 다를 것이다. 그러나 대체로 크레이핑 드럼 표면의당 0.1 내지 0.3 그램의 중합체가 필요하다. 전형적으로 중합체는 5 내지 50중량, 일반적으로 5 내지 10중량, 예컨대 약 10중량를 함유하는 수용액으로 도포된다.
하기 실시예로써 본 발명을 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
[방법 I]
a) 스텐레스 강 패널(크기 2 x 5)에 10시료를 도포한다. 시료를 가능한한 평평하게 표면상에 도포한다.
b) 시료를 가열하지 않고 팬 오븐에서 공기 건조시킨다.
c) 실험실용 열판(다타플레이트, 디지털 열판 및 교반기)상에 패널을 놓고 93의 표면 온도로 가열시킨다.
d) 물 중량의 3배량을 함유하는 습윤 목면천(크기 2 x 8)을 열 패널에 놓고 표면위로 커버를 하며 그 위에 2㎏의 실린더를 회전시키는 것에 의해 패널상에 압력을 가한다.
e) 천이 열판위에서 건조되면서 표면 온도는 99로 증가된다.
f) 천이 건조되면 180각도로 손으로 벗겨낸다. 접착의 정도는 1 내지 5등급으로 나타낸다(1은 매우 접착성이 강한 것이고 또 5는 전혀 접착성이 없는 것이다).
[실시예 2]
생성물 접착성 화학적 특성
A 2 폴리아미드 EPI 습윤 강도 수지
B 5 폴리비닐알코올
C 3 폴리아미드/EPI 습윤 강도 수지
D 2 폴리아세트산비닐(MW 500,000-1,500,000)
E 2 폴리아세트산비닐(MW 5,000-20,000)
F 5 메타크릴/아크릴아미드 1:4 공중합체(MW 18,000)
G 4 메타크릴/아크릴아미드 1:2 공중합체(MW 10,000)
H 2 메타크릴/아크릴아미드 1:1 공중합체(MW 10,000)
공중합체의 분자량은 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정된다.
[방법 II]
a) 시료를 2 x 5 크기의 스텐레스 강 패널에 가능한한 평평하게 도포한다.
b) 패널을 실험실용 열판(디타프레이트, 디지털 열판, 교반기)에 놓고 표면 온도 85로 가열시킨다.
c) 크레이핑제가 건조되기 전에 물중량의 약 3배량을 함유하는 습윤 목면천(2 x 8)을 열판에 놓고 표면에 커버를 씌운 후 2㎏의 실린더를 회전시킨다.
d) 천이 건조되면, 180각도로 손으로 벗겨낸다. 접착의 정도는 1 내지 5등급으로 나타낸다(1은 매우 접착성이 강하고 또 5는 전혀 접착성이 없는 것을 말한다).
[실시예 3]
생성물 접착성 화학적 특성
I 2 폴리아미드/EPI 습윤 강도 수지
J 3 폴리아세트산비닐
K 1 폴리아세트산비닐
(목면천이 파단됨)
L 3 메타크릴/아크릴아미드 1:4 공중합체(MW 18,000)
M 2 메타크릴/아크릴아미드 2:1 공중합체(MW 20,000)
[실시예 4]
중간 중량(25g/)의 티슈 제조에 대해 2개 중합체를 평가한다. 중합체의 조성은 다음과 같다:
중합체 조성(몰비)
I 아크릴산/아크릴아미드/메틸 아크릴레이트 2.0:0.7:0.2
J 아크릴산/메틸 아크릴레이트 70:30
겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정된 분자량(Mw)은 중합체 I의 경우 127,00 0이고 또 중합체 J의 경우 38,000이다.
심의중인 기계는 130 내지 140의 표면 온도의 크레이핑 실린더를 갖는다. 크레이핑 과정은 통상의 첨가제(폴리아세트산비닐 유제 및 열가소성 폴리아미노아미드)를 분무 바아를 통하여 실린더 표면에 도포하는 것에 의해 제어될 수 있다. 이들은 분당 12 내지 8밀리리터의 비율로 헤더 탱크에 10중량의 수용액으로 도포된다. 박리 오일은 사용되지 않는다.
중합체 I 및 J는 분당 각각 1.8 및 3.6밀리리터 비율로 분무 바아를 통하여 도포된다(10중량의 수용액으로). 비교적 적은 양의 도포 비율에도 불구하고, 실린더 표면상에서 필름 형성 속도는 통상의 기술에 비하여 훨씬 바르다는 것이 밝혀졌다: 통상 10 내지 20분에 비하여 1 내지 2분.
중합체 I 및 J를 사용하여도 쉬트의 물리적 특성은 변경되지 않았다. 이러한 크레이프 종이의 연화도는 실질적으로 중요하지 않다. 그러나 이들 중합체로 제조된 쉬트의 연화도는 공지 중합체에 비하여 더 우수하지 않으면 최소한 그와 거의 동일하게 우수하다.

Claims (8)

  1. 크레이핑 드럼에 크레이핑될 종이 웨브를 도포하기 전에 하기 일반식의 합성 음이온성 중합체를 도포하는 것을 특징으로 하는 종이의 크레이핑 방법.
    상기식에서, 각 R1은 개별적으로 H 또는 C1내지 C8알킬기이고, R2는 H, -CO2X 또는 -CH2CO2X이며, R3는 -CO2X이거나, 또는 R2및 R3는 서로 합쳐져서 -CO-O-CO-이고, R4는 -CONH2또는 -CON(CH3)2이며, R5는 C1내지 C8알킬기이고, X는 H 또는 NH4이거나 또는 알칼리 금속이며, m은 3 내지 약 100의 정수이고, x, y, z는 서로 개별적으로 x 및 y가 1 내지 9이고 또 z이 0 내지 5일 수 있는 각 단량체의 상대적인 몰비를 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서, 박리제를 또한 크레이핑 드럼에 도포하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 음이온성 중합체가 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 중합체인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 음이온성 중합체가 아크릴산 또는 메타크릴산으로부터 유도된 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 중합체가 아크릴산 또는 메타크릴산과 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 알킬 아크릴레이트 또는 알킬(메트)아크릴레이트 에스테르의 공중합체인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 산 대 아미드의 몰비가 1:5 내지 5:1인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정된 중합체의 분자량이 5,000 내지 150,000인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제2항에 있어서, 박리제가 이미다졸린 또는 광물유 소포제인 것을 특징으로 하는 방법.
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