알킬 케텐 다이머가 알칼리성 제지 공정을 가능하게 하는 방법

현대 알칼리성 제지에서는 알킬 케텐 다이머를 사용하여 내수성을 확보합니다. 이 화학 물질을 사용하면 탄산칼슘 충전제를 사용할 수 있어 종이의 품질과 지속가능성이 향상됩니다.

• 유럽의 제분소는 수십 년 전 알칼리 공정으로의 전환을 주도했습니다.그 뒤를 이어 미국과 일본의 주요 생산자들이 뒤따랐습니다.
• 업계에서는 생태학적 목표를 충족하고, 성능을 개선하고, 지속 가능한 종이에 대한 시장 수요에 대응하기 위해 알칼리 사이징을 도입했습니다.
• 기술 발전 포함 자동 제어 및 표면 처리, 이제 고품질, 친환경 생산을 지원합니다.

주요 요점

• 알킬 케텐 다이머가 생성됩니다 강한 내수성 알칼리성 조건에서 셀룰로스 섬유와 화학적으로 결합하여 종이의 내구성을 향상시킵니다.
• AKD를 사용하면 탄산칼슘 필러를 사용할 수 있어 종이의 밝기, 강도, 지속 가능성이 향상됩니다.
• pH, 온도 및 양이온 전분과 같은 유지 보조제를 제어하면 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다. AKD 본딩 종이를 만드는 동안 화학 물질의 손실도 줄어듭니다.
• 섬유에 AKD를 적절히 분산시키고 경화시키면 종이 제품의 크기가 균일해지고 오래 지속되는 발수성이 형성됩니다.
• 취성을 방지하고 종이의 기계적 강도를 유지하려면 AKD를 2% 이상 과다 투여하지 마십시오.

알킬 케텐 다이머 메커니즘

셀룰로오스와의 화학 반응

종이의 방수 기능을 활성화하려면 다음을 사용하십시오. 알킬 케텐 다이머, 분자는 ~을 중심으로 구축됩니다. 2원자 옥세탄-XNUMX-XNUMX 고리 긴 알킬 사슬을 가지고 있습니다. 이 독특한 구조 덕분에 셀룰로스 섬유와 직접 상호 작용할 수 있습니다. 내부 사이징 공정에는 다음이 포함됩니다. 3가지 주요 단계:

1. 시트 형성 중에 셀룰로스 섬유에 알킬 케텐 다이머 입자가 유지됩니다.
2. 입자는 열에 노출되면 녹아서 섬유 표면에 퍼집니다.
3. 알킬 케텐 다이머는 셀룰로스의 하이드록실기와 반응하여 다음을 형성합니다. 공유 결합 β-케토-에스테르 결합.

이 화학 반응은 중성에서 약알칼리성, 일반적으로 pH 7.5~9.0, 온도 90~110°C에서 가장 효율적으로 일어납니다. 알킬 케텐 이량체 중 모든 이량체가 반응하는 것은 아니며, 일부는 가수분해되어 셀룰로스에 결합하지 않을 수 있습니다. 그러나 공유 결합을 형성하는 부분은 섬유 표면에 내구성 있는 소수성 층을 형성합니다. 이 층은 물의 침투를 방지하고 습기에 반복적으로 노출되어도 안정성을 유지합니다.

Tip 알킬 케텐 다이머의 효과를 극대화하려면 pH와 온도와 같은 공정 변수를 제어해야 합니다. 이러한 접근 방식은 셀룰로스와의 화학 결합을 더 많이 확보하고 가수분해로 인한 손실을 줄입니다.

소수성 및 내수성

셀룰로스 섬유를 알킬 케텐 다이머로 처리하면 내수성이 크게 향상됩니다. 사이징 공정 중 형성된 공유 결합은 폐쇄된 소수성 표면을 형성합니다. 과학적 연구에 따르면 이 처리는 물의 접촉각을 100° 이상으로 끌어올려 강력한 발수성을 입증합니다. 실제로 알킬 케텐 다이머로 처리한 종이와 합판은 시간이 지남에 따라 물 흡수량이 훨씬 적습니다. 예를 들어, 이 화학 물질로 처리한 합판은 2시간, 24시간, 48시간에 수분 흡수 감소, 곰팡이에 의한 부패에 대한 저항성이 향상되었습니다.

이러한 효과는 직물에서도 확인할 수 있습니다. 알킬 케텐 다이머로 처리된 면직물은 높은 발수성을 유지합니다. 30회 세탁 후화학 결합은 안정적으로 유지되고 소수성 효과도 지속되므로 치료가 효과적이고 지속적입니다.

알킬 케텐 다이머 vs. 산성 사이징

로진과 같은 기존의 산성 사이징제보다 알킬 케텐 다이머를 선택하면 여러 가지 이점을 얻을 수 있습니다. 다음 표는 주요 차이점을 보여줍니다.

알킬 케텐 다이머는 훨씬 더 넓은 pH 범위, 특히 알칼리성 환경에서 사용할 수 있습니다. 이러한 호환성 덕분에 탄산칼슘과 같은 알칼리성 충전제를 혼합하여 종이의 밝기와 내구성을 향상시킬 수 있습니다. 반면, 로진 기반 사이징은 산성 또는 중성 환경에서 가장 효과적이며, 추가적인 안정화가 필요한 경우가 많습니다. 또한 알킬 케텐 다이머는 더 빠르고 균일한 사이징, 향상된 기계 가동성, 그리고 뛰어난 젖산 내성을 제공합니다. 이러한 특징 덕분에 현대적이고 고품질이며 지속 가능한 제지 산업에 널리 사용됩니다.

참고 : 알킬 케텐 다이머를 결합하면 침전 탄산칼슘과 같은 알칼리성 충전제초소수성 표면과 향상된 기계적 강도를 얻을 수 있습니다. 이러한 시너지 효과는 알킬 케텐 다이머가 알칼리성 제지 공정과 우수한 호환성을 가짐을 보여줍니다.

성능에 영향을 미치는 요인

펄프 및 섬유 유형

알킬 케텐 다이머 사이징의 효율성은 펄프와 섬유의 종류에 따라 직접적으로 영향을 받으므로 이를 고려해야 합니다. 박테리아 셀룰로스 섬유는 직경이 작고 표면적이 크기 때문에 강한 음전하를 띱니다. 이러한 특성으로 인해 알킬 케텐 다이머의 흡수율이 높지만, 상당량이 백수에 빠져 사이징 효율이 떨어집니다. 바가스 펄프를 사용하면 경재나 연재 펄프에 비해 사이징 효과가 떨어질 수 있습니다. 바가스에는 섬유가 짧고, 미립자가 많으며, 회분 함량이 높아 화학 첨가제의 작용을 방해합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 양이온 전분과 같은 보류제를 사용할 수 있습니다. 양이온성 폴리아크릴아미드이러한 물질들을 함께 사용하면 표면 전하를 반전시키고 응집을 촉진하여 알킬 케텐 다이머의 유지력을 크게 향상시킵니다. 폴리아미드아민-에피클로로히드린 및 키토산과 같은 사이징 강화제 또한 전하를 중화하고 화학 결합을 형성하여 유지력을 더욱 향상시킵니다.

보존 및 배포

섬유 표면에 알킬 케텐 다이머가 균일하게 유지되고 분포되도록 하면 최적의 사이징을 얻을 수 있습니다. 셀룰로스에 화학 물질이 퍼지는 방식은 즉각적이지 않습니다. AKD 단층은 느리게 움직인다 섬유 표면 전체에 걸쳐 이러한 점진적인 과정은 소수성이 얼마나 빠르고 고르게 발달하는지에 영향을 미칩니다. 기상 전이 또한 사이징의 축적과 손실 모두에 영향을 미치는 역할을 합니다. 다음과 같은 고급 기술을 사용합니다. 초 임계 이산화탄소, AKD를 종이 매트릭스 내에 더욱 균일하게 분산시킬 수 있습니다. 이 방법은 침투력을 향상시키고 강력한 내수성을 유지하면서 필요한 화학 물질의 양을 줄일 수 있습니다.

Tip 균일한 화학 물질 분배와 효과적인 보유 전략에 집중하여 사이징 성능을 극대화하고 낭비를 최소화합니다.

pH 및 알칼리도

알킬 케텐 다이머와 셀룰로스의 반응을 최적화하려면 시스템 pH를 조절해야 합니다. 이 화학 물질은 알칼리성 환경, 특히 pH 8 ~ 8.6이 범위에서는 종이에 내수성을 부여하는 소수성 결합 형성이 촉진됩니다. 그러나 pH가 너무 높아지면 가수분해가 원하는 반응과 경쟁하여 효율이 떨어질 수 있습니다. 적절한 pH 균형을 유지하면 사이징 공정의 효율을 극대화하고 내구성이 뛰어난 고품질 종이를 생산할 수 있습니다.

충전제 및 첨가제

탄산칼슘 상호작용

탄산칼슘을 사용하면 종이의 충전재 함량을 높일 수 있으며, 이는 광택을 향상시키고 생산 비용을 절감합니다. 탄산칼슘을 첨가할 때는 사이징제와의 상호작용을 고려해야 합니다. 충전재는 더 큰 기공 부피탄산칼슘을 가성화하는 것과 같은 경우 더 많은 것을 흡수하는 경향이 있습니다. 사이징제이러한 흡수는 셀룰로스 섬유와 반응할 수 있는 양을 감소시켜 내수성을 저하시킬 수 있습니다. 기공 부피가 작은 충전제는 사이징제를 섬유 표면에 더 효과적으로 유지시켜 소수성을 향상시킵니다.

탄산칼슘과 사이징제를 첨가하는 순서도 중요합니다. 일반적으로 사이징제 전에 탄산칼슘을 첨가하세요. 이 순서는 사이징제가 필러 및 섬유 현탁액 모두와 상호 작용할 수 있도록 합니다. 그러나 탄산칼슘은 사이징제의 가수분해를 촉진하여 사이징 손실 또는 크기 역전을 유발할 수 있습니다. 필러의 입자 크기 분포와 표면적을 모니터링해야 합니다. 연구에 따르면 입자 크기가 최적화되고 표면적이 작은 필러는 사이징제 흡수율을 줄여 내수성이 향상됩니다. 예를 들어, 24% 필러 로딩 그리고 개질된 석회 슬러지는 충전제에 의한 사이징제 흡수가 감소하여 더 나은 소수성을 나타냈습니다.

Tip 강력한 방수성을 유지하기 위해 효과적인 사이징제 함량을 유지하십시오. 2 % 미만. 수준이 높아지면 재료가 취성이 생기고 구조적 무결성이 손상될 수 있습니다.

다른 첨가제

양이온 전분과 같은 첨가제를 자주 사용하는데, 유지 보조 도구및 응집제를 사용하여 종이의 물성을 향상시킵니다. 이러한 첨가제는 사이징제가 섬유에 얼마나 잘 분포되고 유지되는지에 영향을 미칩니다. 양이온 전분은 사이징제를 안정화하고 셀룰로스에 대한 유지력을 향상시킵니다. 폴리아크릴아마이드와 같은 유지 보조제는 섬유에 충전제와 사이징제가 부착되는 것을 향상시켜 백수 손실을 줄입니다.

그러나 일부 첨가제는 사이징제를 놓고 섬유와 경쟁할 수 있습니다. 충전제와 섬유는 모두 음전하를 띠고 있어 흡착 경쟁을 합니다. 충전제의 표면적이 넓으면 사이징제를 더 많이 흡착하여 섬유에 흡수되는 양이 줄어듭니다. 사이징 효율을 최적화하려면 첨가제의 종류와 양을 적절히 조절해야 합니다. 첨가 순서와 공정 중 체류 시간을 조절하면 결과를 더욱 향상시킬 수 있습니다.

• 사이징에 영향을 미치는 일반적인 첨가제:
  • 양이온 전분: 보유 및 분포 개선
  • 폴리아크릴아마이드: 응집 및 유지력 향상
  • 키토산: 화학 결합 및 보유력 증가

충전재와 첨가제를 신중하게 선택하고 관리함으로써 우수한 내수성과 종이 품질을 유지하면서도 높은 충전재 함량을 달성할 수 있습니다.

모범 사례

프로세스 최적화

검증된 투입 전략과 공정 제어를 따르면 내수성과 종이 품질을 극대화할 수 있습니다. 권장되는 방법은 대략 다음과 같습니다. 0.2% AKD 코팅 제형에 AKD를 첨가하면 종이의 무결성을 손상시키지 않으면서도 소수성과 인장 강도를 크게 향상시킬 수 있습니다. 아래 표는 다양한 AKD 첨가량의 영향을 요약한 것입니다.

다음 링크를 통해 보존 최적화 양이온 전분이나 폴리아크릴아마이드와 같은 적절한 유지 보조제를 선택하여 사용하십시오. AKD와 충전제의 첨가 시점을 조절하여 조기 분해를 방지하고 균일한 분포를 확보하십시오. 시스템 pH를 8~8.6 사이로 유지하여 사이징 반응을 안정적으로 진행하십시오. 건조 조건을 조절하여 적절한 경화를 촉진하고 내수성을 극대화하십시오. 사이징 제형을 잘 분산시키고 섬유 원료와 충분히 혼합하면 일관된 결과를 얻을 수 있습니다.

Tip 최소한으로 사용하세요 소포제 내부 사이징에 방해가 되지 않도록 표면 활동성을 낮춥니다.

문제해결

당신은 만날 수 있습니다 사이징 실패 알칼리성 제지 과정에서 발생합니다. 일반적인 원인으로는 AKD의 가수분해, 섬유에 대한 유지력 저하, 그리고 침전 탄산칼슘과 같은 충전제의 간섭이 있습니다. 부적절한 화학적 시퀀싱과 불완전한 에스터 결합 형성 또한 소수성 저하를 초래할 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하려면 다음 단계를 따르세요.

1. 섬유에 대한 AKD 부착을 개선하기 위해 보유 보조제를 최적화합니다.
2. 화학 물질을 첨가하는 시기와 순서를 조절하여 더 잘 분산되도록 합니다.
3. AKD 안정성을 유지하기 위해 시스템 pH를 모니터링하고 제어합니다.
4. 건조 조건을 미세하게 조정하여 경화 및 사이징 성능을 향상시킵니다.
5. 사이징제가 섬유 공급원과 균일하게 혼합되도록 합니다.
6. 필러의 영향을 평가하고 필요에 따라 첨가제 타이밍을 수정합니다.
7. 내부 사이징을 방해하지 않는 소포제를 선택하세요.

적절한 건조와 미분 및 충전재의 보존을 유지하면 사이징 손실을 방지할 수 있습니다. 과도한 AKD 투여, 함량이 높을수록 기계적 특성이 저하될 수 있습니다. 일관된 공정 관리와 화학적 상호작용의 신중한 관리를 통해 내구성과 내수성이 뛰어난 종이를 얻을 수 있습니다.

내부 사이징의 고유한 화학 작용과 공정 관리를 숙달함으로써 효율적이고 고품질의 알칼리성 제지를 달성할 수 있습니다. 펄프 종류, 유지력, 경화, 환경 조건 등의 주요 요인이 내수성과 내구성을 결정합니다.

• 지속적인 최적화(예: 고급 성숙 촉진제 및 향상된 에멀젼 안정성)를 통해 일관된 결과를 보장하고 지속 가능성을 지원합니다.
• 연구 결과에 따르면 빛, 산소, 온도 장기적인 소수성에 영향을 미칠 수 있으므로 공정 변수를 면밀히 모니터링해야 합니다.

생산하는 모든 시트에 대해 방수성, 재활용성, 환경적 책임의 균형을 맞추기 위한 접근 방식을 지속적으로 개선하세요.

자주 묻는 질문

알칼리성 제지에 알킬 케텐 다이머를 사용하는 주요 이점은 무엇입니까?

당신은 이득 강한 내수성 탄산칼슘 필러를 사용할 수 있습니다. 이 조합은 종이의 밝기, 내구성 및 지속가능성을 향상시킵니다. AKD 사이징은 효율적인 생산과 고품질 결과물을 지원합니다.

셀룰로스 섬유에서 AKD 유지력을 최적화하려면 어떻게 해야 하나요?

보류제로는 양이온 전분이나 폴리아크릴아미드를 사용해야 합니다. 이러한 첨가제는 AKD가 섬유에 부착되어 백수에서 손실을 줄이는 데 도움이 됩니다. 적절한 혼합과 pH 조절 또한 보류를 향상시킵니다.

재활용 펄프와 함께 AKD를 사용할 수 있나요?

네, 재활용 펄프와 함께 AKD를 사용할 수 있습니다. 유지 보조제를 조정하고 충전재 함량을 모니터링해야 할 수도 있습니다. 재활용 섬유는 일관된 방수성을 유지하기 위해 추가적인 공정 관리가 필요할 수 있습니다.

AKD를 과다 복용하면 어떤 문제가 발생할 수 있나요?

참고 : 과도한 AKD는 종이를 취성화하고 기계적 강도를 저하시킬 수 있습니다. 최상의 결과를 얻으려면 AKD 함량을 2% 미만으로 유지해야 합니다. 과다 사용 시 사이즈 감소 및 방수 기능 저하가 발생할 수 있습니다.