고해

고해란?

펄프를 물에 넣어서 기계적 작용으로 절단하여 미세화 시키는 작업

절단시키고, 팽윤시키고 하여 초지 작업에 알맞게 하는 작업입니다.

 

고해(beating)를 하지 않고 초지(종이를 뜨는 것)를 하면 일어나는 일?

 

고해한 종이와 비교해서 강도적 성질이 떨어지고 품질저하를 일으킵니다.

섬유는 수소결합해야하는 데 표면적 크면 결합이 어렵기 때문입니다. 고해적 처리를 통한 기계적 분쇄를 하면 

섬유의 길이와 구조가 바뀌면서 품질향상을 하기 좋은 상태가 됩니다.

 

고해효과 

섬유의 외층의 제거 

팽윤을 억제 시키는 요소를 제거에 해줘야합니다. 팽윤을 제거하기 위해선 1차벽(증해과정에서 대부분 제거되나 잔여된 것)과 2차벽 외벽의 섬유층을 고해를 통해 제거하여 2차벽 내벽이 팽윤을 억제하는 것을 방해해야 합니다.

 

내부 피브릴화

외적변화는 없지만 섬유 내의 수소결합을 하던 것의 내부 구조가 끊어진 상태 

물이 내부로 쉽게 되어 들어와 피브릴을 풀고 섬유가 팽윤하면 유연해지고, 섬유 간의 결합이 쉬워진다.

  

외부 피브릴화

섬유 축 방향으로 할렬이나 외층 피막이 제거되고, 상대적으로 큰 피브릴들이 섬유 내에서 외부로 나오면서

마이크로 피브릴이 밖으로 노출

섬유 외부 표면적 증가, 섬유 간 결합 능력 커짐

 

섬유절단으로 인한 미세섬유화 

고해 시 섬유 외층이 제거되고 섬유 절단 되는 데, 미세섬유는 섬유와 섬유 사이의 가교역할, 강도를 높여줌

하지만 양날의 칼 단점은 초지기 공정 습부에서 탈수성이 약화되어 약품을 소진 시 약품 소비량 증가0

 

목재 화학 조성분 용해 

헤미셀룰로오스와 리그닌 등은 고해로 섬유 구조가 풀리면 일부가 물에 의해서 용해

헤미셀룰로오스는 섬유 간 이어주는 철사 같은 역할 (종이의 강도 영향)

 

고해가 종이에 미치는 영향 

고해도가 올라갈수록 종이 지합 양호해진다.

미세섬유가 과도하게 많아져서 와이어 파트에서 표리차가 증대된다.

종이 밀도, 평활도 증가하면, 두께와 투기도 감소한다.

종이의 물리적 강도가 전반적으로 증가한다.

고해가 진행되면 탈수성이 떨어진다.

피브릴화에 의해서 보수성이 커진다.

 

 

고해도 측정하는 방법

여수도의 측정을 통해서 고해도를 알 수 있습니다. 추가적으로 탈수성, 섬유장 분석이 있습니다

 

여수도 : 일정 조건에서 섬유 현탁액의 탈수성을 측정한 값입니다.

여수도 측정기를 통해서 측정이 가능합니다. 

미국식 CSF or 유럽식 SR법이 있습니다. 

1,000mL 용량의 펄프 현탁액 준비하면 스크린을 통과시키는 데, 통과한 물을 측정한 값을 여수도

 

※ 시료의 농도와 온도를 유지하는 게 필수적

 

고해의 영향인자

지료

침엽수와 활엽수는 형태적인 특징이 달라 고해 시 조건이 다르다. 

 

활엽수 :  적게 고해 (섬유장이 짧고, 폭도 적어서 응집성은 약함) - 고해의 회전 용적이 작다

침엽수 :  강하게 고해, 지합개선, 물리적 강도 향상, 지합 개선, 고해 강도 강하게 처리, 섬유벽 제거, 길이 절단

 

고해온도

고해 시 소비하는 동력으로 인해 많은 에너지가 열로 변화하면서 지료의 농도가 상승

고해의 진행 정도가 온도가 올라가면 느려짐, 온도를 낮추면 섬유 유연성, 섬유 팽윤, 피브릴화에 유리 

 

고해농도

고해 농도가 높다면 섬유와 섬유 간의 마찰에 의한 팽윤과 피브릴화 잘 일어나지만 너무 높으면 섬유의 꼬임

뒤틀림이 심해지므로 종이의 용도 별로 차이를 둠

 

종이의 밀도가 높아져서 강도가 증가하면, 신장률이 커지므로 크라프트지의 생산 시 유리 

불투명도가 떨어지고 치수안전성이 나빠서 인쇄용지에는 부적합

 

PH

PH가 산성에 가까울수록 섬유의 절단이나 분쇄가 잘 일어나 섬유장이 짧아지고, 미세섬유 증가, 알칼리성 

팽윤이 촉진되면서 피브릴화가 잘 일어난다. 고해 시 알칼리성에 가까울수록 고해 동력도 절감, 종이의 강도도 높아진다. 

 

첨가제

규산 소다 섬유 팽윤제. 갈락토만나, 천연검류 : 특수지에 사용

도관을 팽윤시켜 고해 동력 절감 탈수성 향상, 셀룰라제와 같은 효소이용