지료화학

지료화학이란?

물, 펄프, 종이 등의 여러 혼합물을 연구하는 것, 제지 공정의 앞 단계에 단계에 대한 화학 공정의 이해를 위한 학문.

 

지료화학의 성질에 대해서 논하라.

구조적 성질

평량, 두께, 지합, 방향성, 공극 구조, 앞뒷면, 치수 안정성 등이 있다

평량 : 얼마나 흘려보냈는가에 따른 지료 농도의 조절, 초지기 속도와 관계, 조직의 평량 구분으로

지합 : 가로 세로 두께, 어떤 초지 조건을 결정하냐, 초지기 방향과 직각 방향에 탈수 촉진제, 보류 향상제의 영향을 받음

두가지 측면 : 탈수 시 아래면과 윗면이 다른 성질을 가지는 것, 약품과 초지 조건에 따른다.

 

외관적 성질

색, 백색도, 불투명도, 광택 – 공정에 따라서 영향

염색약품과 무기안료에 대해서 어떻게 영향을 받는 지,종이 첨가하는 보류형성제에 염료 타입이 잘 맞으면 색이 안정됌(색), 불투명도, 첨가하는 충전제보다 섬유보다 효과적으로 빛을 분산하거나, 특정 파장의 선택적 흡수(불투명도)

일반적으로 첨가하는 충전제보다 섬유보다 효과적으로 빛 분산 = 분투명도, 특정 파장의 선택적 흡수 색깔,

높은 불투명도, 백색도 = 백색도 충전제, 섬유의 표백

 

화학적 성질

종이가 물을 좋아하나, 싫어하나 – sizing (수분 저항성에 대한 사항), 내구성

한지는 양지에 비해 강한 내구성을 가지고 있다. 어떤 첨가제로 영향을 주었는 가?

화학 약품이 안정성을 가지는 지 등등을 확인 가능, 산성 초지 vs 중성초지

 

기계적 성질

1.     섬유 자체가 변함, 어떠한 펄프

2.     섬유와 섬유 결합, 수소 결합에 의해 수소 결합을 증가시킨다.

고해, 리파인, 섬유 결합면적이 오른다.

건조 지력 증강제, 섬유 섬유 수소 결합을 용이하게한다.

섬유 섬유 지합을 잘 결성

 

종이의 내구성

목재 섬유는 물을 좋아한다. 쉽게 빨아 드림, tissue

대부분은 흡수, 복사 용지는 안빨아 드리는 데, 점도 조절, 내부 외부의 사이징 처리를 통해서,

산업계에서 어떤 사이즈제를 얼마나 넣는지가 중요

 

친수성 구조로 소수성으로 물성에 차이를 두게 된다.

초지 기계에 영향, 수지 장애 성분이 붙어 있음, 오점을 줄 수 있음, 수지 장애가 초지기의 운전 장애에 영향을 준다.

종이의 내구성 차이

 

알럼

수소 양이온을 발생하여 지속적으로 천천히 산가수분해를 실시

강도의 저하가 나타나고 부스러짐,

 

중성지

탄산 칼슘, PAM, 다른 합성 고분자 (보류 합성 고분자는 산을 생성하지 않아서 산가수분해에 의한 열화가 적다. 한지는 중성 조건, 합성 고분자 사용되지 않는다. 열화 현상이 아니다. 종이 강도가 오래 유지, 내구성이 큰 차이를 보임

 

종이의 성질이 초지기 운전에 영향을 주는 이유

초지기 운전에 영향을 준다. 원프레지 – 지졀 현상으로 인해 능률의 차이가 남, 충분한 탈수가 이뤄져 강도 조절이 필수적이다. 수지가 달라 붙으면 오점이 남고 종이 웹안이 비워져 강도가 약해져서 지졀 현상이 이뤄짐, 만약 만들어져도 수지가 껴서 품질이 떨어지게 됌,  탈수가 안됨X- 공정상 문제, 공정수에 공기나 거품이 끼워져도 제거가 어렵다, 스케일이 끼면 탈수가 안돼서, 공정상 문제가 생김, 소포제 사용- 거품이 제거, 초지 조건에 어떤 영향을 끼치는 지도 중요하다. 기계적 성질, 약품, 공정 조건에 의해서 섬유자체가 변함, 섬유와 섬유간의 결합이 변함, 섬유와 섬유의 지합이 변함에 따라 바뀌는 성질, 충전제, 사이즈제 – 섬유 섬유의 수소결합을 방해하고 강도가 약화, 섬유- 섬유 고려하여, 어느 단계에 사용해야하는가 고려해야함.

 

현대의 초지 경향성

1980년대 이전에는 산성초지였다가 현재는 중성초지인 상태

이유1. 값싼 충전제 탄산칼슘, 산성 조건에서 탄산칼슘을 사용하면, CO2+ 수산화칼슘이 나와서 문제를 일으키므로, 산성 대신 중성 초지 조건이 발전하였다

 

이유2. ALUM이 현대식 초지기의 초고속 고정에 맞지 않아서 보류 구조가 깨져 보류 향상 능력이 떨어짐, 합성 수지의 사용이 필수적인 여건이 중성 초지 조건을 발전 시킴

 

한국은 제지 약품 산업이 초고도 수준으로 발전한 이유는?

1. 국내 제지 산업이 1개 수종의 펄프를 사용하는 버진 펄프가 아니라, 리싸이클 펄프를 사용하여 여러 성분과 펄프가 섞인 것을 처리하여야 하므로, 리싸이클 파이버는 초지 장애를 일으키기 때문에 문제 해결 수준이 매우 높다,

 

2. 초고속 조건에서 여러 등급을 생성하기 위해서 다양한 약품 첨가제들이 사용되며, 숱단부 화학, 초지 운전 조건의 변화 이해를 통한 최적의 약품 선택이 가능하다.