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제안 방법
- 건조된 도공지는 슈퍼칼렌더를 이용, 선압 150 kg/cm, 온도 70℃의 조건으로 Steel-Cotton filled roll을 2nip 통과시켜 칼렌더 처리를 실시하였다.
- 고속 분산기에 의해 교반된 안료 슬러리 40 mL 취해 원심분리용 튜브(45 mL)에 넣었으며, 11,000 rpm에서 1시간이상 원심분리 후 형성된 침강체적을 이용하여 상대침강체적을 구하였다.3)
- 먼저 안료의 비중(specific gravity)을 이용하여 100(part, g)당 안료의 체적을 계산하였다. 클레이 또는 탄산칼슘과 같은 안료입자들은 분체이기 때문에 공극을 포함한 적층구조를 형성함으로 비중을 이용하여 계산된 체적(V1)에는 식⑶과 같이 공극률이 포함되어야 한다.
- thickness)을 활용하였다. 배합된 안료의 입도분포, 입자형태, 종횡비 등에 따라 서로 다른 충전구조가 예상됨으로 안료의 입자경, SEM 사진 및 입도분포를 측정하였고, 침강체적과 함께 적층구조 분석에 활용하였다. 상대침강 체적의 측정을 위해 원심분리법과 가압 탈수 건조 케이크법을 사용하였다.
- 본 연구에서는 유무기안료가 도공지의 표면특성에 미치는 영향을 보다 구체적으로 분석/평가하기 위해 충전구조에 대한 이해에 중점을 두었으며 분석방법으로써 상대침강체적과 안료 용적(pigment volume, thickness)을 활용하였다. 배합된 안료의 입도분포, 입자형태, 종횡비 등에 따라 서로 다른 충전구조가 예상됨으로 안료의 입자경, SEM 사진 및 입도분포를 측정하였고, 침강체적과 함께 적층구조 분석에 활용하였다.
- 0 μm,)를 통해 여과지로 탈수되며, 이때 얻어진 케이크(SCC를 통과한 상태)를 열풍건조기에서 105℃, 1 hr의 조건으로 건조시켰다. 상대침강체적 측정을 위해 건조된 케이크는 항온, 항습조건에서 1일 이상 방치하였고 케이크 내부의 공극부피를 측정하기 위해 실리콘 오일(25℃, density : 0.965 g/cc)을 침투시켰다. 이 때의 무게차는 정밀 저울(HA-180M, 0.
- 실험에 사용된 도공액은 안료 100 part에 라텍스 10 part, CMC 0.4 part, 분산제 0.2 part를 배합하여 최종 고형분 농도를 50%로 하였다(단, 상대 침강체적 측정을 위해 사용된 안료 슬러리의 경우는 분산제만을 첨가하였다).
- 안료의 배합형태에 따라 공극률이 다르기 때문에 상대침강체적을 측정하여 얻어진 값(Vw/Vp)을 계산에 이용하였다. 식(3)으로부터 얻어진 값을 이용하여 도공량(Wc)이 8 g/m2 인 경우 도공층 수직부(cross section)의 두께(μm)를 식[4]와 같이 계산하였다.
- 유기안료의 입자경은 zeta-plus(Brookhaven Instruments corporation, USA), 무기안료의 입자 경은 sedigraph 5100을 이용하여 측정하였다. 안료 입자의 SEM 사진은 JSM5410 (JeoL, Japan)으로 측정하였다.
- 다시 말해 SCC 이후에는 도공층의 공극부분과 두께가 고정됨을 나타내며 이상의 결과는 Watanabe와 Lepoutre에 의해 연구보고된바 있다. 이와 같은 도공층의 형성원리에 부합되는 과정을 거쳐 실제의 도공층과 유사한 적층구조를 얻기 위해 가압 탈수 건조 케이크법(직접법)를 고안하여 활용하였다. 그 방법은 다음과 같다.
- 클레이, 탄산칼슘을 혼합한 도공액에 유기안료를 첨가한 경우가 도공층의 구조에 미치는 영향을 상대 침강체적법으로 조사하였다. 원심분리법에 의해 얻어진 상대침강체적에서는 클레이에 유기안료를 첨가한 경우 공극률의 감소가 1.
대상 데이터
- 도공용 안료로는 Fig. 1의 SEM 사진에서 나타낸 바와 같이 No.1 등급의 클레이(Kaofine-90, Engelhard, USA), 중질탄산칼슘(Hydrocarb-90K, Omya, Korea) 슬러리, 경질탄산칼슘(BiilliantT5, TP-123, Japan), 유기안료로는 밀실형(DPP 722, mean size 0.45 μm, (주)울산퍼시픽화학), 중공형(HSP-1055, mean size 0.93 nm, Rohm and Haas, USA)의 2가지를 사용하였다. 바인더로는 음이온성 라텍스(KSL-207, (주)금호석유화학)와 CMC (Finfix5, Metsa, Finland)를 사용하였다.
- 무기안료의 분산을 위해 polyacrylic acid 계통의 WY-117(정원화학(주))을 사용하였으며, 윤활제로는 calcium stearate류의 Nopcote C-104(Sannopco, Korea)를 사용하였고, 내수화제로는 urea formaldehyde계의 Insol-A(세한산업)를 사용하였다. 도공액의 pH를 조절하기 위해서 NaOH 를 사용하였다.
- 93 nm, Rohm and Haas, USA)의 2가지를 사용하였다. 바인더로는 음이온성 라텍스(KSL-207, (주)금호석유화학)와 CMC (Finfix5, Metsa, Finland)를 사용하였다.
- 안료 입자의 SEM 사진은 JSM5410 (JeoL, Japan)으로 측정하였다.
이론/모형
- 도공지의 광택도는 glossmeter(T-480A, Technidyne corporation, USA), 평활도는 smoothness test(Bekk type, Toyoseiki, Japan)를 이용하여 측정하였다.
- 배합된 안료의 입도분포, 입자형태, 종횡비 등에 따라 서로 다른 충전구조가 예상됨으로 안료의 입자경, SEM 사진 및 입도분포를 측정하였고, 침강체적과 함께 적층구조 분석에 활용하였다. 상대침강 체적의 측정을 위해 원심분리법과 가압 탈수 건조 케이크법을 사용하였다.
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