KR100520246B1 - 종이를크레이핑하는방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 위생용지 제품, 예를 들면, 화장지, 미용 티슈, 종이 타월 및 내프킨의 제조에 적당한 연질 경량지 웹을 제조하기 위한 장치에서 크레이핑 보조 조성물을 크레이핑 드럼(creping drum)에 직접 도포함을 포함하여, 종이를 크레이핑하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 위생용지 제품, 예를 들면, 화장지, 미용 티슈, 종이 타월 및 내프킨의 제조에 적당한 연질 경량지 웹을 제조하기 위한 장치에서 크레이핑 보조 조성물을 크레이핑 드럼(creping drum)[양키(Yankee) 또는 MG 실린더로서도 공지되어 있음]에 직접 도포함을 포함하여, 종이를 크레이핑하는 방법에 관한 것이다.
크레이핑된 티슈 제품의 제조에 있어서, 종이 웹을 회전 건조 실린더(크레이핑 드럼) 위로 통과시키고, 흔히 닥터 블레이드(doctor blade)라 불리우는 크레이핑 블레이드(creping blade)를 사용하여 건조 실린더의 표면으로부터 제거하고, 크레이핑시킨다. 통상적으로는, 예를 들면, 분무에 의해 접착제 약품을 건조 실린더 자체 위에 집접 도포함으로써 종이 웹을 회전 건조 실린더에 부착시킨다. 이러한 적용에 널리 사용되는 크레이핑 접착제 약품에는 폴리비닐 알콜, 폴리(에틸렌 비닐 아세테이트) 공중합체, 폴리비닐 아세테이트, 폴리아크릴레이트, 및 에피할로하이드린과 2급 아미노 그룹을 함유하는 폴리아미드와의 수용성 반응 생성물을 포함하는 습윤지력 증강용 수지(濕潤紙力增强用樹脂) 유형의 열경화성 양이온성 폴리아미드가 포함된다. 이들 약품을 단독으로 사용하거나 상호 배합하여 사용하여 목적하는 효과를 성취할 수 있다. 일반적으로, 이들 약품들은 실린더 표면에 대한 웹의 접착력을 조절하기 위해 박리제와 함께 사용된다.
상기 크레이핑 접착제 약품 대부분, 특히 습윤지력 증강용 수지 유형의 폴리아미드는 건조 실린더의 표면에서 일어나는 열에너지의 제공 및 탈수에 의해 가교 결합된다. 티슈 제조공정 동안에 나타나는 온도 및 수분 함량의 변화로 인해, 이러한 가교결합이 비제어 방식으로 일어나는 경우, 피복이 불균일하여 수행능에 문제를 일으키게 된다. 건조 실린더의 온도가 승온, 예를 들면, 140 내지 150℃인 경우에는 피복물이 더욱 가교결합되므로 접착력의 조절을 더욱 어렵게 한다. 이 경우, 감소된 접착력, 크레이핑 블레이드 및 실린더 둘 다에 대한 감소된 보호 및 일반적으로 저하된 티슈 품질을 제공하는, 경질이고 취성이며 비재생성인 피복물을 생성한다.
놀랍게도, 비열경화성 폴리아미도아민을 단독으로 또는 다른 중합체와 배합하여 사용하는 경우 탁월하고 보다 조절된 접착력을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 즉, 이러한 폴리아미도아민을 건조 실린더에 도포하는 경우, 실린더 온도 및 시트 수분 함량이 변화하는 혹독한 조건하에서도 종이 웹은 보다 양호하고 보다 조절되는 균일한 방식으로 실린더에 도포되어 크레이핑을 개선시키게 된다.
따라서, 본 발명은 수용성 비열경화성 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민을 크레이핑 드럼의 표면에 직접 도포함을 포함하여, 종이를 크레이핑하는 방법을 제공한다.
본 발명 이전에는, 열경화성(가교결합성)이며 종이 제조시 습윤지력 증강제(濕潤紙力增强濟)로서 일반적으로 사용되는 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민 만을 건조 실린더에 직접 도포함으로써 종이 크레이핑시의 접착력 개선제로서 사용하여 왔다(상기 참조). 이와 대조적으로, 본 발명에서는 비열경화성(비가교결합성)인, 즉 가교결합을 일으킬 수 있는 어떠한 관능성 그룹도 필수적으로 함유하지 않는 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민을 건조 실린더에 직접 도포한다. 따라서, 본 발명의 방법에 유용한 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민은 비가교결합성이거나 이미 가교결합된 것이다.
본 발명의 방법에 유용한 폴리아미도아민은 2개 이상의 아미노 그룹[이들 아미노 그룹 중의 하나 이상은 1급 아미노 그룹이어야 한다]을 함유하는 지방족, 지환족, 방향지방족 또는 헤테로환식(바람직하게는 지방족) 폴리아민과 탄소수 4 내지 10의 포화 또는 불포화 지방족 또는 방향족(바람직하게는 지방족) 디카복실산 또는 이의 관능성 등가물과의 축합에 의해 제조된다. 분자량을 증가시키기 위해서는 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민을 화학양론적 양 미만의 가교결합제, 즉 상기 축합 생성물 속에 함유되어 있는 아미노 그룹에 대해 다관능성 화합물과 반응시키는 것이 바람직하다. 화학양론적 양 미만의 양을 사용함으로써 가교결합제와 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민이 완전히 반응하여 추가의 가교결합이 승온 조건하에 건조 실린더의 표면에서 일어나지 않도록 보장한다. 가교결합제가 불완전하게 반응하는 경우 또는 화학양론적 양을 초과하는 가교결합제를 사용하는 경우, 가교결합후에 잔류하고 승온 조건하에 건조 실린더의 표면에서 추가의 가교결합을 일으킬 수 있는 임의의 관능성 그룹은 가교결합된 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민을 적당한 제제와 반응시킴으로써 "중화"될 수 있다. 가교결합을 위해, 예를 들면, 에피할로하이드린이 사용되는 경우, 가교결합된 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민을 아민 또는 암모니아와 반응시킴으로써 추가의 가교결합을 유도할 수 있는 임의의 잔류하는 유리 에폭시 관능기를 제거시킬 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 방법에 유용한 폴리아미도아민은 디카복실산과 2개이상의 1급 아미노 그룹 및 하나 이상의 2급 아미노 그룹을 함유하는 아민[예: 디에틸렌아민]과의 축합에 의해 수득한다. 당해 축합은 약 10개의 디카복실산 유도된 단위 및 상응하는 양의 아민 유도된 단위를 함유하는 폴리아미도아민을 생성한다. 이러한 폴리아미도아민은 그 자체로서 사용될 수 있으나, 가교결합시켜 분자량을 증가시키는 것이 바람직하다. 따라서, 축합 생성물을, 예를 들면, 에피할로하이드린, 바람직하게는 에피클로로하이드린과 같은 적합한 가교결합제와 반응시킨다. 그러나, 종래의 습윤지력 증강제와는 대조적으로, 가교결합 가능하고 열경화성인 유리 에폭시 관능기가 가교결합된 폴리아미도아민 속에 포함되지 않도록 당해 가교결합제를 화학양론적 양 미만의 양으로 사용한다.
실제로, 제지 공정에서 본 발명에 유용한 가교결합 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민은 보유 조제(retention aid)로서 공지되어 있다. 그러나, 이러한 보유 조제는, 건조 실린더에 직접 도포하기 위해 종이 크레이핑시에 접착력 개선제로서 사용된 적은 없었다.
종래 기술에서 습윤지력 증강제로서 유용한 열경화성 폴리아미도아민 및 보유 조제로서 유용한 비열경화성 폴리아미도아민의 다수의 개질물이 기술되어 있다. 이러한 모든 개질된 폴리아미도아민은 또한 이들이 비열경화성인 한, 즉 폴리아미도아민의 가교결합이 화학양론적 양 미만의 양의 가교결합제를 사용하여 수행되었거나 가교결합 후에 잔류하는 임의의 관능성 가교결합성 그룹이 "중화"되었다면 본 발명의 방법에 유용하다(상기 참조). 본 발명의 범주에 속하는 폴리아미도아민의 개선태의 예는 문헌[참조: 미국 특허 제4,501,865호, 독일 공개특허공보 제33 23 732호, 미국 특허 제4,673,729호, 독일 특허공보 제23 34 816호(본 문헌에서 인용하는 독일 공개특허공보 제18 02 435호 포함) 및 유럽 특허 제74 558호]에 공개되어 있다. 바람직한 개질된 폴리아미도아민은 독일 공개특허공보 제34 21 557호에 기재되어 있으며, 당해 문헌은 본원에서 참조로서 인용된다. 이들은 2개 이상의 1급 아미노 그룹 및 하나 이상의 2급 또는 3급 아미노 그룹을 갖는 지방족, 지환족 또는 방향지방족 폴리아민 하나 이상, 또는 당해 폴리아민과 각각 1급 또는 2급 아미노 그룹으로부터 선택된 2개의 아미노 그룹 또는 2개의 1급 아미노 그룹을 함유하는 지방족, 지환족, 방향지방족 또는 헤테로환식 폴리아민 하나 이상과의 혼합물(1)과 하나 이상의 C4-C10 지방족 디카복실산 또는 이의 아미드 형성 유도체(2)와의 축합에 의해 제조된 하나 이상의 수용성 또는 수분산성 폴리아미도아민(A)을, 150℃ 이상의 승온에서 실질적인 무수 조건하에, 1급 아미노 그룹을 둘 이상 갖고 분자량이 약 150 내지 3,000인 폴리 (C2-C3) 알킬렌폴리아민(a) 및 암모니아, 모노알킬 모노아민, C2-C3 폴리알킬렌 디아민, 트리아민, 테트라민 및 펜타민으로부터 선택된 저분자량 아민과 에피할로하이드린 및 a ,ω -디할로알칸으로부터 선택된 다관능성 화합물과의 반응 생성물(b)[여기서, 아민과 다관능성 화합물은 아미노 질소원자 대 다관능성 화합물의 비율이 약 0.5:1 내지 30:1이 되고, 생성된 반응 생성물이 1급 아미노 그룹을 둘 이상 가지며 중량 평균 분자량이 약 150 내지 3,000이되도록 하는 양으로 반응시킨다]로부터 선택된 수용성 저분자량 폴리아민(B)과 반응시킨 후,
(A)와 (B)의 중합체성 생성물을, (A)와 (B)의 생성물 속에 함유되어 있는 아미노 그룹에 대해 다관능성인 화합물(C)와 반응시킴으로써 수득할 수 있는, 폴리아미도아민을 폴리아민으로 아미드교환반응(transamidation)시킴으로써 형성된 폴리아미도아민폴리아민이다.
본 발명의 방법에 유용한 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민, 또는 개질된 폴리아미도아민의 제조는 당해 분야의 숙련가에게 익히 공지되어 있으며, 위에서 인용한 선행 기술에 관한 문헌 등에 상세하게 기술되어 있다.
본 발명의 방법에 유용한 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민의 분자량은 특정한 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민의 구조 및 특정한 형태의 종이에 바람직한 특정한 특성에 의존한다. 일반적으로, 분자량은 약 1,500을 초과한다. 가교결합시켜 분자량을 증가시키는 경우, 가교결합된 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민이 여전히 수용성인지를 확인해야 한다.
본 발명의 방법에 사용된 수용성 비열경화성 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민의 양은 또한 수득될 티슈 등급 및 연성 특성의 성질에 의존한다. 일반적으로는, 건조 실린더 표면 m2당 중합체 0.05 내지 0.3g이 사용된다. 전형적으로, 중합체는 중합체를 약 5 내지 50중량%, 일반적으로는 5 내지 20중량%, 예를 들면, 약 10중량% 함유하는 수용액으로서 (바람직하게는 분무에 의해) 도포된다.
비열경화성 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민을 다른 종래의 중합체와 배합하여 사용하여 개선된 결과 및 보다 신뢰할만한 가공을 제공할 수 있다. 전형적으로는 5 내지 30중량%를 폴리비닐 알콜과 같은 다른 중합체에 가하여 접착력 및 전반적인 피복 성능을 증강시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 방법에 유용한 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민을 통상의 박리제와 함께 사용하는 것이 유리하다. 박리제는 이미다졸린 뿐만 아니라 오일, 예를 들면, 광유 및 종이 웹에 대해 연화 효과를 갖는 4급 계면활성제를 포함하는 기타 소수성 성분을 포함한다.
실시 예
상이한 접착력 개선제를 하기 방법에 따라 시험한다:
(1) 직경 7cm의 알루미늄 접시에서 85℃에서 12시간 동안 가열하여 무수 중량 2g의 중합체 필름을 제조한다.
(2) 표면에 습윤 카튼 스트립(wet cotton strip)(4cm x 4cm)을 도포하고, 1kg 중의 하중으로 5분 동안 압축시킨다.
(3) 180°의 각도에서 손으로 박리시켜 접착력을 측정한다. 접착도를 1 내지 5의 등급으로 기록한다[1은 매우 접착성이고, 5는 전혀 접착되지 않음].
(4) 이어서, 필름을 150℃에서 추가로 2시간 동안 가열하고, 이를 재평가한다.
[표 1]
보다 중요한 것은, 필름을 150℃로 처리하는 경우, 생성물 E 및 F가 사용되는 경우에는 균일성 및 가요성이 유지되는 반면, 다른 경우에는 모두 취화되고 파쇄된다는 것이다.
Claims (7)
- 에피할로하이드린과 가교결합되어 있는 수용성 비열경화성 폴리아미도아민 또는 개질된 폴리아미도아민을 크레이핑 드럼(creping drum)의 표면에 직접 도포함을 포함하여, 종이를 크레이핑하는 방법.
- 제1항에 있어서, 에피할로하이드린이 에피클로로하이드린임을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 수용성 비열경화성_개질된 폴리아미도아민이 폴리아미도아민을 폴리아민으로 아미드교환반응(transamidation)시킴으로써 형성된 폴리아미도아민 폴리아민임을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 크레이핑 드럼의 온도가 100 내지_150℃임을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 크레이핑 드럼의 온도가 130 내지_150℃임을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 박리제가 크레이핑 드럼의 표면에 도포됨을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 접착력 개선제가 크레이핑 드럼의 표면에 도포됨을 특징으로 하는 방법.
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