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문제 정의
- 제조공정 및 품질 개선2)을 위해 사용하는 것과 종이 표면의 사이즈 프레스용으로 전분)을 사용하는 것 등 다양하게 사용되고 있다. 본 연구는 1보1)에 이어 전분류 처리에 의한 한지 표면 공극의 충진 정도 형태 변화와 강도적 성질과의 관계에 대하여 검토하였다.
- 3의 소맥분 처리에 의한 한지표면의 공극에 충진된 정도를 전체적으로 비교하면 곤약분이 제일 많고, 옥수수분과 소맥분은 비슷하였다. 이것은 강도적 성질의 향상에 밀접한 관계가 있을 것으로 예측되어 다음 항에서 전분류 처리 한지표면과 강도적 성질과의 관계에 대하여 자세히 검토하였다.
- 전분류 처리 한지 표면의 상태가 종이의 강도적성질과 어떤 관계인가에 대하여 검토하였다. 1보1)에서 검토된 전분류 처리 한지의 강도적 성질에 서열 단장과 파열강도는 전분류의 종류 및 처리 농도별 모두 동일한 경향을 보이고 있기 때문에 본 실험에서는 열단장과 인열지수만 검토하였다.
제안 방법
- 1보1)에서 검토된 전분류 처리 한지의 강도적 성질에 서열 단장과 파열강도는 전분류의 종류 및 처리 농도별 모두 동일한 경향을 보이고 있기 때문에 본 실험에서는 열단장과 인열지수만 검토하였다.
- 전분류가 한지 내에 잔존하게 되는데, 그 잔존량은 1보1)에서 보고된 것과 같이 강도적 성질의 향상에 크게 영향을 주었다. 3종 의 전분류 농도별로 처리한 한지의 표면은 어떤 상태인지를 검토하기 위하여 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하였다.
- 3종의 전분류를 처리한 한지의 인열지수와 섬유 간 공극의 충진 정도를 검토하여, 충진 정도에 따른 인열지수의 증가 효과에 대하여 비교 분석하였다. 그것은 Figs.
- 2%이다. 각 전분류 처리 한지의 중량 증가율이 조금씩 다르지만, 중량율이 비슷한 이 3종을 선발하여 한지 표면을 비교 관찰하였다. 이렇게 중량 증가율이 조금씩 차이가 나지만 동일 중량 증가율로 하여 비교한 것이다.
- 각 전분류는 80℃ 의 물에 0.1, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0%로 첨가하여 호화될 때까지 충분히 교반시켜 전분류 수용액을 제조하였다. 각 전분류의 농도별 수용액을 붓을 사용하여 한지표면이 완전히 젖도록 도포하여, 실온에서 건조하였다.
- 1이다. 옥수수분 처리 한지의 상태를 비교하기 위해 무처리 한지의 표면도 촬영하였다.
- 옥수수분, 곤약분 소맥분을 0.1, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0%의 수용액을 제조하여 한지표면에 도포한 후 실온에서 건조하였다. 전분류가 한지 내에 잔존하게 되는데, 그 잔존량은 1보1)에서 보고된 것과 같이 강도적 성질의 향상에 크게 영향을 주었다.
- .육수수본 처리에서와 같이 처리 한지와 무처리 한지의 표면을 비교하기 위해 무처리 한지표면을 촬영하였다.
- 각 전분류 처리 한지의 중량 증가율이 조금씩 다르지만, 중량율이 비슷한 이 3종을 선발하여 한지 표면을 비교 관찰하였다. 이렇게 중량 증가율이 조금씩 차이가 나지만 동일 중량 증가율로 하여 비교한 것이다.
- 전 항에서 전분류의 종류별, 처리농도별로 비교하였다. 그 결과는 충진된 정도가 곤약분이 제일 많고, 옥수수분과 소맥분은 비슷하였다.
- 전분류 미처리, 전분류 처리 한지를 5x5 mm로 절단하여 시료대 위에 놓고, 한지표면에 골드코팅 (CRESSINGTON, sputter coater)을 하여 한지 표면을 주사전자현미경 (SEM, JSM-5600 LV)으로 관찰 후 촬영하였다.
- 한지 자체의 강도를 더욱더 향상시켜 한지의 용도를 확대시키기 위해 1보1)에서는 옥수수분, 곤약분 소맥분의 전분을 농도별로 처리하여 강도적성질의 향상 효과에 대하여 검토하였다. 3종의 전분류 처리에 의한 강도적 성질의 향상은 처리농도 2%에서 가장 효과적이었고, 단지 0.
- 한지 자체의 강도를 더욱더 향상시켜 한지의 용도를 확대시키기 위해 옥수수분, 곤약분 소맥분의 전분을 농도별로 처리하여 전분류 처리 한지 표면 공극의 충진 정도, 형태의 변화와 강도적 성질과의 관계에 대하여 검토한 결과는 다음과 같다.
대상 데이터
- 옥수수분은 제지용으로 사용되는 것으로 삼양제지(주어서 분양받았다. 곤약분은 일본에서 식품용으로 사용되는 것을 사용하였고, 소맥분은 시판되고 있는 제일제당의 강력분을 사용하였다.
- 옥수수분은 제지용으로 사용되는 것으로 삼양제지(주어서 분양받았다. 곤약분은 일본에서 식품용으로 사용되는 것을 사용하였고, 소맥분은 시판되고 있는 제일제당의 강력분을 사용하였다.
- 단망에서 초지하여 평량이 24.5 g/m? 인 기계색한지를 제조하였다.
- 전분류는 옥수수분, 곤약분, 소맥분을 사용하였다. 옥수수분은 제지용으로 사용되는 것으로 삼양제지(주어서 분양받았다.
이론/모형
- 전분류 처리 한지표면과 강도적 성질과의 관계를 검토하기 위해 열단장과 인열지수를 KS 시험 방법에 의해 기계방향(Machine Direction, MD) 과횡방향(Cross Direction, CD)에서 측정하였다.
성능/효과
- 충진되는 정도는 많아졌다. 0.1% 처리는 옥수수분 0.1% 처리 한지표면보다 충진된 정도가 많아졌고, 0.5, 1.0%처리는 한지표면의 약 50%의 공극을 충진시켰다. 2.
- 0.5% 처리도 0.1% 처리에서와 마찬가지로 각 전분류가 섬유공극을 충진시킴으로써 무처리 한지의 열단장보다 매우 크게 증가되었다.
- 1. 전분류 처리 농도가 높으면 한지 표면의 공극충진율이 증가되며, 곤약분 3.0% 처리는 한지 표면 공극을 완전히 충진시켰다.
- 2. 전분류 처리 후 한지의 중량 증가율이 동일한 3종의 전분류 중 한지의 섬유간 공극의 충진 정도가 옥수수분과 소맥분보다 곤약분이 높았다.,
- 3. 한지표면의 섬유간 공극의 전분류 충진율과 열단장과의 관계는 3종의 전분류가 공극을 충진시키면 열단장은 증가되며, 충진된 정도가 비슷한 경우에는 곤약분의 열단장이 옥수수분, 소맥분보다 높은 관계를 갖고 있다.
- 3종의 전분류 3% 처 리에서 열단장이 가장 높은 곤약분 처리는 곤약분 2.0% 처리와 비교하면 낮았다.
- 3종의 전분류 중 곤약분 0.1%, 0.5%은 처리에서의 인열지수는 무처리한지의 인열지수보다 높았지만 1% 처 리에서는 무처리 한지의 인열지수보다 낮았다.
- 3종의 전분류 중 곤약분 처리 한지의 섬유간 공극을 충진시킨 정도가 옥수수분과 소맥분보다 많았고, 그 다음으로는 옥수수분, 소맥분 순이다. 사실상 옥수수분은 중량 증가율이 8.
- 한지 자체의 강도를 더욱더 향상시켜 한지의 용도를 확대시키기 위해 1보1)에서는 옥수수분, 곤약분 소맥분의 전분을 농도별로 처리하여 강도적성질의 향상 효과에 대하여 검토하였다. 3종의 전분류 처리에 의한 강도적 성질의 향상은 처리농도 2%에서 가장 효과적이었고, 단지 0.1% 처리만으로도 강도적 성질은 크게 향상되었다. 전분류 처리에 의한 강도적 성질은 열단장, 파열지수, 내절도의 증가 효과는 크고, 인열지수는 낮았다.
- 3종의 전분류 처리에 의한 인열지수의 향상은 한지 표면의 섬유간 공극의 충진율과 관계가 없고, 3종의 전분류 중 옥수수분과 소맥분의 인열지수는 곤약분보다 높았지만 무처리 한지의 인열지수보다 약간 향상되고 곤약분은 오히려 감소되어 전분류 처리에 의한 공극 충진에 의한 인열지수의 향상은 미미하였다.
- 충진율이 가장 낮은 소맥분의 인열지수는 곤약분의 인열지수 보다 높았다. 3종의 전분류에서 가장 낮은 인열지수를 나타낸 곤약분은 무처리한지의 인열지수보다 약간 높은 경향을 나타내고 있다.
- 4. 3종의 전분류 처리에 의한 인열지수의 향상은 한지 표면의 섬유간 공극의 충진율과 관계가 없고, 3종의 전분류 중 옥수수분과 소맥분의 인열지수는 곤약분보다 높았지만 무처리 한지의 인열지수보다 약간 향상되고 곤약분은 오히려 감소되었다.
- 4. 전분류 처리에 의한 섬유간 공극의 충진 정도는 열단장 증가 효과는 매우 크고, 인열지수는 미미하였다.
- MD의 인열지수는 3종의 전분류 모두 비슷한 경향을 보이며, 무처리 한지의 인열지수보다는 높았다.
- 각 전분류 모두 섬유간 공극에 전분류가 충진됨으로서 무처리 한지의 열단장보다 증가되었다.
- 한편, 한지의 중량 증가율 8~10%에서 강도적 성질은 크게 향상되었다. 강도적 성질 향상은 3종의 전분류 중곤약분의 처리효과가 가장 우수하였다.
- 그 결과는 충진된 정도가 곤약분이 제일 많고, 옥수수분과 소맥분은 비슷하였다. 이것을 좀 더 정확하게 검토하기 위해서 각 전분류 처리 후의 동일 중량 증가율에서 비교 관찰한 것이 Fig.
- 그러나, 전분류 처리에 의한 열단장의 효과는 매우 크고, 인열지수는 무처리 한지의 인열지수보다 약간 증가 혹은 동등한 것이기 때문에 전분류 처리에 의한 한지의 강도적 성질은 크게 향상되었다.
- 5% 처리한 한지 표면의 섬유 간 공극의 충진율의 상태와 열단장과의 관계를 나타낸 것이다. 먼저 사진 상에서 섬유간 공극율이 가장 높은 곤약분의 열단장이 MD, CD 모두 가장 높고, 그 다음은 옥수수분 공극율이 가장 낮은 소맥분 순이었다.
- . 무처리 한지표면에 대하여 0.1% 처리는 약간 충진 되었고, 0.5%와 1.0%는 충진된 정도가 비슷하며, 2.0%부터는 상당히 많은 양이 충진되었다. 3.
- 사진 상에서 섬유간 공극의 충진율이 가장 높은 곤약분의 CD 인열지수는 충진율이 작은 옥수수분과 소맥분보다 낮았고, 1.0% 처리에서와 마찬가지로 무처리 한지의 인열지수보다 낮았다. 충진율이 비슷한 옥수수분과 소맥분의 인열지수는 비슷하였다.
- 사진 상에서 전분류의 충진율이 가장 높은 곤약분의 열단장이 MD, CD 모두 높았다. 충진율이 비슷한 옥수수분과 소맥분의 열단장은 비슷하였다.
- 사진 상에서 충진율이 가장 높았던 곤약분 처리의 열단장이 가장 높고, 충진정도가 소맥분보다 높은 옥수수분의 열단장이 소맥분보다 높았다.
- 사진 상에서 충진율이 가장 높은 곤약분의 CD 인열지수는 가장 낮았고, 충진율이 곤약분보다 작은 옥수수분의 인열지수가 가장 높았다. 충진율이 가장 낮은 소맥분의 인열지수는 곤약분의 인열지수 보다 높았다.
- 사진 상에서 충진율이 가장 높은 곤약분의 인열지수가 MD, CD모두 높았고, 충진율이 비슷한 옥수수분과 소맥분의 인열지수는 소맥분이 약간 높았지만 무처리 한지의 인열지수와 비슷하였다. 섬유 간 공극의 충진율에 따른 인열지수의 증가는 MD보다 CD가 크며, 이것은 초지 시 생성되는 섬유 배열에 기인된다고 생각된다.
- 사진 상으로는 한지표면의 공극 충진율은 옥수수분과 곤약분은 비슷하고, 소맥분은 약간 높았다 그러나, 곤약분 처리의 MD, CD 열단장 모두 가장 높았고, 옥수수분, 충진율이 가장 높게 보이는 소맥분이 가장 낮았다.
- 옥수수분 2.0% 처리한 한지의 중량증가율 8.7%, 곤약분 2.0% 처리한 한지의 중량 증가율 7.3%, 소맥분 1.0% 처리한 한지의 중량 증가율이 6.2%이다. 각 전분류 처리 한지의 중량 증가율이 조금씩 다르지만, 중량율이 비슷한 이 3종을 선발하여 한지 표면을 비교 관찰하였다.
- 0%를 처리한 한지 표면의 섬유간 공극율의 상태와 인열지수와의 관계를 나타낸 것으로 사진 상에서 공극 충진율은 전분류 처리 한지 3종 모두 비슷하였다. 옥수수분과 소맥분의 CD 인열지수는 곤약분의 인열지수보다 높고, 옥수수분이 가장 높았다.
- 1% 처리만으로도 강도적 성질은 크게 향상되었다. 전분류 처리에 의한 강도적 성질은 열단장, 파열지수, 내절도의 증가 효과는 크고, 인열지수는 낮았다. 한편, 한지의 중량 증가율 8~10%에서 강도적 성질은 크게 향상되었다.
- 충진율이 비슷한 옥수수분과 소맥분의 열단장은 비슷하였다. 전분류의 농도가 매우 낮은 0.1%의 전분류 처리로 섬유 간 공극이 충진되고, 그 원인으로 전분류 무처리 한지의 열단장보다 크게 증가되었다.
- 충진율이 가장 낮은 소맥분의 인열지수는 곤약분의 인열지수 보다 높았다. 3종의 전분류에서 가장 낮은 인열지수를 나타낸 곤약분은 무처리한지의 인열지수보다 약간 높은 경향을 나타내고 있다.
- 전분류 처리에 의한 강도적 성질은 열단장, 파열지수, 내절도의 증가 효과는 크고, 인열지수는 낮았다. 한편, 한지의 중량 증가율 8~10%에서 강도적 성질은 크게 향상되었다. 강도적 성질 향상은 3종의 전분류 중곤약분의 처리효과가 가장 우수하였다.
후속연구
- 정확히 비교되었다고 할 수 없다. 다음 연구는 각 전분의 점도별로 강도적 성질의 향상에 대하여 검토할 계획이다.
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