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문제 정의
- Wagberg 등 $은 전하밀도가 다른 4개의 고분자 전해질을 이용하여 투입 시간에 따른 floc의 크기와 flocculation index를 평가하였고, Wagberg 등과 Swerin 등은 양이온성고분자 전해질과 무기 마이크로 파티클을 이용하여 전해질의 투입량과 투입 시간에 따라 floc의 평균 직경과 flocculation index를 평가한 결과 무기 마이크로 파티클은 전하밀도가 낮은 고분자 전해질과 쉽게 floc을 형성하며, 적정 floc 크기에서 높은 flocculation index를 나타낸다고 하였다. 본 연구에서는 도공원지를 제조하는 조성에서 양 이온성보류제인 고분자량 저전하밀도를 갖는 (+)PAM와 탈수 촉진제인 (+)PEI는 음이온성무기 보류제인 inorganic oxide(IO) 의 유무에 따라 실시하였으며, 지료의 슬러리 특성 및 건조 시트의 특성을 전단력 변화에 따라 평가하였으며, 지료의 슬러리 특성의 분석으로 제품의 특성을 예측하도록 하였으며, 또한 2회에 의한 현장적용 으로 지료의 슬러리 특성과의 상관성을 얻고자 하였다.
제안 방법
- 초지공정과 유사한 전단력"과 접촉 시간을 제공하기 위하여 탈수전 4초간 1,500 rpm으로 지료를 충분히 교반하고, 2초 동안 양이온 성 PAM(0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04%)을 전단력(1,000, 2,000 rpm)을 변화시키며 반응시켰으며, 이어서 2초 동안 500 rpm 에서 PEI(0, 0.03, 0.06, 0.09, 0.12%)를 반응시킨 다음 2초간 교반을 정지한 후 20초 동안 진공탈수를 수행하였다. 탈수전 지료에 대한 floc 평가는 탈수전 5 ml를 순간적으로 채취한 후 지료 두께가 682가 되도록 투명 유리 접시에서 균일하게 분산시킨 후 floc 크기와 floc formation index를 측정하였다.
- 탈수전 지료의 floc 특성평가는 적용된 약품별로 탈수전에 5 ml를 순간적으로 채취한 후 지료 두께가 682가 되도록 투명 유리 접시에 균일하게 분산시킨 후 floc formation index를 측정하였다. MDDA 진공 탈 수 실험에서 약품 투입량 효과는 백상지 평량 80 g/nf을 기준으로 진공도 0.25 bar에서 평가하였다.
- floc의 특성은 MDDA(modified dynamic drainage analyzer)에서 탈수시키기 전 의 지료에 대하여 Paprican Micro-scanner로 분석하였다. MDDA의 지료 투입량은 900 ml로 일정하게 하여 진공탈수를 수행하였으며, 진공탈수 20초 후 걸린 진공도를 습윤지필 투기도(wet web permeability)로 하였다.
- 3%로 조절하였다. MDDA의 지료 투입량은 900 ml로 일정하게 하여 진공탈수를 수행하였으며, 진공탈수 20초 후진공 을 습윤지필 투기도로 하였다. 본 연구에서 사용된 약품의 처리는 초지공정의 전단력과 접촉 시간을 유사하게 하기 위해서 탈수전 4초간 1,500 rpm으로 지료를 충분히 교반하고 그 후 2초 동안 양이 온성 고분자인 HMLC를 1,500 rpm에서 반응시킨 후 2초 동안 1,000 rpm에서 음이온성 보류제를 반응시킨 후 2초간 교반을 정지한 후 20초 동안 진공탈수를 수행하였다.
- SwBKP와 HwBKP는 실험 실용 Valley beater에서 1.5% 농도로 고해하여 여수도를 각각 440 mL, 460 mL로 조절하였으며, BCTMP는 20분간 해리만 실시하였다(380 mL). 상기 배합 비율로 구성된 펄프에 Talc와 탄산칼슘을 각각 17.
- Twin wire former에서 초지속도, 원료 조성, 공정 조건을 동일하게 한 후 (+)PAM의 투입량을 동일하게 투입한 상태에서 음이온성무기 보류제만을 변경하여 2회 적용하였다. 그 결과 Fig.
- 15%를 사용하였다. floc의 특성은 MDDA(modified dynamic drainage analyzer)에서 탈수시키기 전 의 지료에 대하여 Paprican Micro-scanner로 분석하였다. MDDA의 지료 투입량은 900 ml로 일정하게 하여 진공탈수를 수행하였으며, 진공탈수 20초 후 걸린 진공도를 습윤지필 투기도(wet web permeability)로 하였다.
- 도 공 원지 제조용 지료를 이용하여 보류시스템이 floc의 특성 및 보류에 미치는 영향을 조사하기 위하여 고분자량, 저전하밀도를 갖는 (+)PAM과 PEI를 보류제로 사용하였으며, 동시에 inorganic oxide(IO)의 영향을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 5% 농도에서 고해하여 SwBKP, HwBKP를 각각 460 ml CSF와 430 ml CSF로 조절하였다. 모든 지료는 고해전 20분간 해리한 후 실시하였으며, BCTMP는 20분간 해리만 실시하였다 (여수도 380 ml). 양이온성 보류제인 (+)PAMe 0.
- MDDA의 지료 투입량은 900 ml로 일정하게 하여 진공탈수를 수행하였으며, 진공탈수 20초 후진공 을 습윤지필 투기도로 하였다. 본 연구에서 사용된 약품의 처리는 초지공정의 전단력과 접촉 시간을 유사하게 하기 위해서 탈수전 4초간 1,500 rpm으로 지료를 충분히 교반하고 그 후 2초 동안 양이 온성 고분자인 HMLC를 1,500 rpm에서 반응시킨 후 2초 동안 1,000 rpm에서 음이온성 보류제를 반응시킨 후 2초간 교반을 정지한 후 20초 동안 진공탈수를 수행하였다. 탈수전 지료의 floc 특성평가는 적용된 약품별로 탈수전에 5 ml를 순간적으로 채취한 후 지료 두께가 682가 되도록 투명 유리 접시에 균일하게 분산시킨 후 floc formation index를 측정하였다.
- 5% 농도로 고해하여 여수도를 각각 440 mL, 460 mL로 조절하였으며, BCTMP는 20분간 해리만 실시하였다(380 mL). 상기 배합 비율로 구성된 펄프에 Talc와 탄산칼슘을 각각 17.5%, 7.5%를 혼합하고, 약품 첨가는 현장에서 일반적으로 사용되는 투입량을 기준하였다. 탈수 촉진제의 투입량은 보류제의 3배를 각각 투입하였고, 음이온성 보류제인 inorganic oxide는 전형적으로 사용하는 수준인 0.
- 모든 지료는 고해전 20분간 해리한 후 실시하였으며, BCTMP는 20분간 해리만 실시하였다 (여수도 380 ml). 양이온성 보류제인 (+)PAMe 0.05%를 고정 투입하였으며, 음이온성 보류제의 첨가량은 0.1%, 0.2%, 0.3%로 조절하였다. MDDA의 지료 투입량은 900 ml로 일정하게 하여 진공탈수를 수행하였으며, 진공탈수 20초 후진공 을 습윤지필 투기도로 하였다.
- 탈수전 지료에 대한 floc 평가는 탈수전 5 ml를 순간적으로 채취한 후 지료 두께가 682가 되도록 투명 유리 접시에서 균일하게 분산시킨 후 floc 크기와 floc formation index를 측정하였다. 카우치에서의 도공원지 평량이 152 g/nf이므로 진공탈수 실험은 0.133% 농도의 지료를 900 ml 채운 후 0.25 bar에서 실시하였다.
- 5%를 혼합하고, 약품 첨가는 현장에서 일반적으로 사용되는 투입량을 기준하였다. 탈수 촉진제의 투입량은 보류제의 3배를 각각 투입하였고, 음이온성 보류제인 inorganic oxide는 전형적으로 사용하는 수준인 0.15%를 사용하였다. floc의 특성은 MDDA(modified dynamic drainage analyzer)에서 탈수시키기 전 의 지료에 대하여 Paprican Micro-scanner로 분석하였다.
- 12%)를 반응시킨 다음 2초간 교반을 정지한 후 20초 동안 진공탈수를 수행하였다. 탈수전 지료에 대한 floc 평가는 탈수전 5 ml를 순간적으로 채취한 후 지료 두께가 682가 되도록 투명 유리 접시에서 균일하게 분산시킨 후 floc 크기와 floc formation index를 측정하였다. 카우치에서의 도공원지 평량이 152 g/nf이므로 진공탈수 실험은 0.
- 본 연구에서 사용된 약품의 처리는 초지공정의 전단력과 접촉 시간을 유사하게 하기 위해서 탈수전 4초간 1,500 rpm으로 지료를 충분히 교반하고 그 후 2초 동안 양이 온성 고분자인 HMLC를 1,500 rpm에서 반응시킨 후 2초 동안 1,000 rpm에서 음이온성 보류제를 반응시킨 후 2초간 교반을 정지한 후 20초 동안 진공탈수를 수행하였다. 탈수전 지료의 floc 특성평가는 적용된 약품별로 탈수전에 5 ml를 순간적으로 채취한 후 지료 두께가 682가 되도록 투명 유리 접시에 균일하게 분산시킨 후 floc formation index를 측정하였다. MDDA 진공 탈 수 실험에서 약품 투입량 효과는 백상지 평량 80 g/nf을 기준으로 진공도 0.
- 본 연구에서 사용된 지료는 도공원지 제조시 사용되는 원료를 기준으로 하였다. 펄프의 배합비는 SwBKP, HwBKP, BCTMP를 각각 20%, 65%, 15%로 하였으며, 전단력에 따른 탈수 특성을 평가하기 위해 양이온성보류제로는 고분자량 저전하밀도를 갖는 (+)PAM과 PEI를, 음이온성무기 보류제로는 inorganic oxideGOX 사용하였다(Table 1). 각 약품별 음이온 중화 능력은 0.
- 58 )를 30% 사용하였다. 펄프의 여수도는 실험 실용 Valley beater에서 1.5% 농도에서 고해하여 SwBKP, HwBKP를 각각 460 ml CSF와 430 ml CSF로 조절하였다. 모든 지료는 고해전 20분간 해리한 후 실시하였으며, BCTMP는 20분간 해리만 실시하였다 (여수도 380 ml).
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 지료의 구성은 SwBKP, HwBKP, BCTMP를 각각 20%, 50%, 30%로 하였으며, 충전제는 Talc(11.58 )를 30% 사용하였다. 펄프의 여수도는 실험 실용 Valley beater에서 1.
- 본 연구에서 사용된 지료는 도공원지 제조시 사용되는 원료를 기준으로 하였다. 펄프의 배합비는 SwBKP, HwBKP, BCTMP를 각각 20%, 65%, 15%로 하였으며, 전단력에 따른 탈수 특성을 평가하기 위해 양이온성보류제로는 고분자량 저전하밀도를 갖는 (+)PAM과 PEI를, 음이온성무기 보류제로는 inorganic oxideGOX 사용하였다(Table 1).
성능/효과
- 1. 10첨가 여부에 관계없이 양이온성 전해질의 투입 량 증가와 더불어 floc 크기가 증가되었다.
- 3. Floc formation index는 10사용 여부와 관계없이 양이온성 보류 제 첨가량이 증가됨에 따라 감소되었다.
- 4. Mat formation index는 floc 크기와의 사이에서보다 floc formation index와의 사이에서 보다 높은 상관관계를 나타내었다. 따라서 종이의 지필도 평가 시 floc 크기보다는 floc formation index가 보다 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다.
- 5. 습윤 지필의 투기도는 적용된 전단력 및 10사용 과 관계없이 (+)PAM 첨가시 높은 투기도가 얻어 졌다.
- 7. 음이온성 무기 보류제 성능의 종류별 실험실 평가에서 보류도의 차이가 확인되지 않았으나, 낮은 floc formation index를 나타내었던 inor~ ganic oxide를 현장에 적용하였을 때 높은 보류효과를 나타내어 보류시스템의 실험 실적 평가 시 floc formation index가 유용한 정보를 제공할 수 있음이 확인되었다.
- Fig. 8과 Fig. 9와 같이 진공탈수 전지료의 floc 크기와 floc formation index의 mat formation index과의 관계를 나타낸 것으로, mat formation index와 floc formation index와의 관계가 floc 크기와의 관계보다 현저히 높은 결정 계수를 나타내어, floc formation index가 지필의 특성을 파악하는 데 더 유용한 것으로 사료된다.
- PEI는 무기보류제 IO 사용으로 floc 크기가 상대적으로 감소하였으며, floc formation index도 Fig. 4와 Fig. 5와 같이 감소하는 경향을 보였다. 그러나 (+)PAM의 경우에는 IO 사용으로 floc 크기와 floc formation index가 모두 증가하는 경향을 보여, IO에 대한 반응성이 PEI보다 높은 것을 알 수 있었다.
- Twin wire former에서 초지속도, 원료 조성, 공정 조건을 동일하게 한 후 (+)PAM의 투입량을 동일하게 투입한 상태에서 음이온성무기 보류제만을 변경하여 2회 적용하였다. 그 결과 Fig. 19와 같이 평량 70 g/irf의 백상지에서는 OPR 2.63%, OPAR 6.38% 증가되었다. 또한 Fig.
- 5와 같이 감소하는 경향을 보였다. 그러나 (+)PAM의 경우에는 IO 사용으로 floc 크기와 floc formation index가 모두 증가하는 경향을 보여, IO에 대한 반응성이 PEI보다 높은 것을 알 수 있었다. 또한 IO를 사용함으로써 (+)PAM과 PEI 모두 전단력의 영향이 감소하는 경향을 보였다.
- 즉 PAM의 경우에는 IO를 함께 사용함으로써 전단력의 효과가 현저하게 나타났으며, 높은 전단력을 적용해 줌으로써 mat formation index가 개선되었다. 그러나 PEI의 경우에는 IO를 사용하지 않았을 때 전단력 영향이 확인되었으며, 오히려 낮은 전단력을 적용해 줌으로써 보다 높은 mat formation index를 얻을 수 있었다.
- 98의 매우. 높은 상관관계가 확인 되었다.
- 38% 증가되었다. 또한 Fig. 20과 같이 평량 80 g/nf의 백상지에서는 OPR 2.96%, OPAR 6.51% 증가되었다. 실험 실적인 실험에서는 첨가에 의한 보류도의 향상이 확인되지 않았으며, 단지 floc formation index의 감소가 확인되었었다.
- 그러나 (+)PAM의 경우에는 IO 사용으로 floc 크기와 floc formation index가 모두 증가하는 경향을 보여, IO에 대한 반응성이 PEI보다 높은 것을 알 수 있었다. 또한 IO를 사용함으로써 (+)PAM과 PEI 모두 전단력의 영향이 감소하는 경향을 보였다.
- 상기 방법에 의하여 측정된 OPR과 OPARe Fig. 15와 Fig. 16에서 보는 바와 같이 음이온성 보류제의 영향에 있어서 거의 차이가 나타나지 않았으며, 초기 0.1% 투입 시에 보류가 증가된 이후 음이온성첨가제 의 증가에 따른 보류개선 효과가 확인되지 않았다.
- 51% 증가되었다. 실험 실적인 실험에서는 첨가에 의한 보류도의 향상이 확인되지 않았으며, 단지 floc formation index의 감소가 확인되었었다. 따라서 각종 보류시스템 적용에 의한 보류도를 실험 실적으로 평가하고자 할 경우 보류도 측 정보다는 floc formation index가 보다 유용한 수단으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
- mat formation index에 대한 전단력의 영향은 무기보류제인 IO 투입 여부에 따라 다른 결과를 나타내었다. 즉 PAM의 경우에는 IO를 함께 사용함으로써 전단력의 효과가 현저하게 나타났으며, 높은 전단력을 적용해 줌으로써 mat formation index가 개선되었다. 그러나 PEI의 경우에는 IO를 사용하지 않았을 때 전단력 영향이 확인되었으며, 오히려 낮은 전단력을 적용해 줌으로써 보다 높은 mat formation index를 얻을 수 있었다.
후속연구
- 실험 실적인 실험에서는 첨가에 의한 보류도의 향상이 확인되지 않았으며, 단지 floc formation index의 감소가 확인되었었다. 따라서 각종 보류시스템 적용에 의한 보류도를 실험 실적으로 평가하고자 할 경우 보류도 측 정보다는 floc formation index가 보다 유용한 수단으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
- Mat formation index는 floc 크기와의 사이에서보다 floc formation index와의 사이에서 보다 높은 상관관계를 나타내었다. 따라서 종이의 지필도 평가 시 floc 크기보다는 floc formation index가 보다 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다.
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