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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 종이의 응력-변형 특성에영향을 미치는 여러 가지 인자 중 특히 가장 큰 비중을 차지할 수 있는 고해의 영향을 조사하기 위하여 수행되었으며, 더불어 종이의 물성에 미치는 영향도 조사되었다.
제안 방법
- 6에서 보는 바와 같이 단섬유인활엽수 펄프로 제조된 종이의 지필도가 침엽수 펄프로 제조된 종이보다 우수하였으며, 고해가 진행됨에 따라 지필도가 더욱 개선되는 결과를 얻을 수있었다. 또한 미세분의 존재는 펄프의 종류와 관계없이 지필도를 개선시켜주었다. 종이의 겉보기 밀도는 Fig.
- 5%) 및 고해 수준(500, 400 및 300 ml CSF) 을 달리하여 침엽수 및 활엽수 표백 크라프트 펄프의 고해를 실시한 후 평량 60 g/n?의 수초지를 제조하고, 항온항습실에서 TAPPI Standdard T402 sp-03에 의거 조습처리를 실시한 후 만능시험기를이용하여 수초지의 응력-변형 특성을 측정하였다. 또한 섬유간 결합에 크게 기여하는 것으로 알려져있는 미세분의 영향을 조사하기 위하여 200 mesh 망을 이용하여 미세분을 제거한 것과 제거하지 않은 펄프로 제조된 수초지의 응력-변형 특성에 대하여도 검토되었으며, 이와 관련하여 종이의 주요 물성에서 일어나는 변화를 조사하였다.
- 고해를 실시한 후 평량 60 g/n?의 수초지를 제조하고, 항온항습실에서 TAPPI Standdard T402 sp-03에 의거 조습처리를 실시한 후 만능시험기를이용하여 수초지의 응력-변형 특성을 측정하였다. 또한 섬유간 결합에 크게 기여하는 것으로 알려져있는 미세분의 영향을 조사하기 위하여 200 mesh 망을 이용하여 미세분을 제거한 것과 제거하지 않은 펄프로 제조된 수초지의 응력-변형 특성에 대하여도 검토되었으며, 이와 관련하여 종이의 주요 물성에서 일어나는 변화를 조사하였다.
- 펄프의 종류 및 고해 조건이 종이의 응력-변형특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 고해 농도 (1%, 0.5%) 및 고해 수준(500, 400 및 300 ml CSF) 을 달리하여 침엽수 및 활엽수 표백 크라프트 펄프의 고해를 실시한 후 평량 60 g/n?의 수초지를 제조하고, 항온항습실에서 TAPPI Standdard T402 sp-03에 의거 조습처리를 실시한 후 만능시험기를이용하여 수초지의 응력-변형 특성을 측정하였다. 또한 섬유간 결합에 크게 기여하는 것으로 알려져있는 미세분의 영향을 조사하기 위하여 200 mesh 망을 이용하여 미세분을 제거한 것과 제거하지 않은 펄프로 제조된 수초지의 응력-변형 특성에 대하여도 검토되었으며, 이와 관련하여 종이의 주요 물성에서 일어나는 변화를 조사하였다.
성능/효과
- 침엽수 펄프의 고해를 통하여 얻어진 파괴 시 하중과 변형률의 절대치는 모두 활엽수 펄프의 고해로부터 얻어진 값보다 높게나왔으며, 또한 두 경우 모두 미세분의 존재 시 훨씬높은 값을 나타내었다. 0.5% 농도에서 고해하여 얻어진 파괴 시 인장 하중과 변형률이 모두 1% 고해농도에서 얻어진 것보다 높게 나왔으며 이러한 경향은 고해가 진행될수록 더욱 뚜렷하게 나타났다. 이러한 결과로부터 인장-응력 특성이 섬유간 결합과도 매우 밀접한 관계가 있음을 알 수 있다.
- 이와 같이 고해 공정을 거쳐서 변형된 펄프 섬유는 섬유간 결합뿐만 아니 라 종이의 구조적, 물리적 성질에 직접적인 영향을 미치게 된다. 그 대표적인 성질로서 종이의 제반 물성에 영향을 미치는 종이의 응력-변형 특성은 Fig. 5에서 보는 바와 같이고해에 의하여 모두 증가되었으며, 0.5%에서 고해 되었을 경우 1.0%에서 고해된 경우보다 높은 응력 -변형 특성을 나타내었다.
- 5% 농도에서 고해하였을 때 더 높은 겉보기 밀도가 얻어졌다. 미세분의 역할은 아무리 강조해도 지나치지 않을 정도로 섬유간 결합과 종이구조의 치밀화 현상에 미치는 영향은 큰 것으로 알려져 있는데, 본 연구를 통하여 그 효과가 매우 큼을 확인할 수 있었다.
- 이들 강도적 성질은 미세분의 존재 시 모두 강도적 성질이 개선되어 섬유 간 결합에 의하여 큰 영향을 받고 있음을 재확인할 수 있었다. 본 연구에서 검토된 대부분의 물성들이 0.5%에서 고해하였을 때 높은 값을 나타내었으나, 활엽수 펄프로 제조된 종이의 파열지수는 겉보기 밀도와는 달리 1% 농도에서 고해하였을 때보다 높은 강도치가 얻어졌다.
- 소섬유화는 섬유의 리본상으로의 찌그러짐 현상을 용이하게 해주며, 섬유 부스러기 및 미세분은 섬유 사이의간극을 채우는 역할뿐만 아니라 Campbell 효과를크게 증가시켜 섬유간 결합을 개선시켜주고F 종이구조를 치밀하게 만들어 주는 효과를 나타낸다. 본연구에서도 Fig. 6에서 보는 바와 같이 단섬유인활엽수 펄프로 제조된 종이의 지필도가 침엽수 펄프로 제조된 종이보다 우수하였으며, 고해가 진행됨에 따라 지필도가 더욱 개선되는 결과를 얻을 수있었다. 또한 미세분의 존재는 펄프의 종류와 관계없이 지필도를 개선시켜주었다.
- 개선되는 것이 확인되었다. 이들 강도적 성질은 미세분의 존재 시 모두 강도적 성질이 개선되어 섬유 간 결합에 의하여 큰 영향을 받고 있음을 재확인할 수 있었다. 본 연구에서 검토된 대부분의 물성들이 0.
- 가장 바람직한 것은 가능한 한 섬유의 단섬유화를 최소화하는 것이라 할 수 있다. 이미 예측할 수 있는 바와 같이 고해가 진행됨에 따라 침, 활엽수 펄프 모두 평균 섬유장이 짧아졌는데 특히 고해 농도가 낮아짐에 따라 그 정도가 더 크게 나타났다 (Fig. 4). 이와 같이 고해 공정을 거쳐서 변형된 펄프 섬유는 섬유간 결합뿐만 아니 라 종이의 구조적, 물리적 성질에 직접적인 영향을 미치게 된다.
- 또한 미세분의 존재는 펄프의 종류와 관계없이 지필도를 개선시켜주었다. 종이의 겉보기 밀도는 Fig. 7에서 보는 바와 같이 상대적으로 유연성이 우수한 침엽수 펄프의 경우 더 높은 값을 나타내었으며, 0.5%에서 고해한 경우보다 1.0%에서 고해하였을 때 보다 높은 겉보기 밀도가 얻어졌다. 이와 같은 결과가 얻어진 것은 이미 전술한 바와 같이 종이의 구조는 섬유간 결합이 많이 일어날수록 치밀해지는데, 보다 높은 농도에서 고해할수록 단섬유 화보다는 소섬유화가 더 많이 일어나며, 섬유 가리 본상으로 찌그러짐으로써 보다 많은 섬유간 결합을 얻을 수 있기 때문이다.
- 종이의 인장지수와 파열지수는 모두 침엽수 펄프 사용 시 높은 값이 얻어졌으며, 고해가 진행됨에 따라 개선되는 것이 확인되었다. 이들 강도적 성질은 미세분의 존재 시 모두 강도적 성질이 개선되어 섬유 간 결합에 의하여 큰 영향을 받고 있음을 재확인할 수 있었다.
- 미침이 확인되었다. 침엽수 펄프의 고해를 통하여 얻어진 파괴 시 하중과 변형률의 절대치는 모두 활엽수 펄프의 고해로부터 얻어진 값보다 높게나왔으며, 또한 두 경우 모두 미세분의 존재 시 훨씬높은 값을 나타내었다. 0.
- 펄프의 고해는 침엽수뿐만 아니라 활엽수의 경우에도 모두 고해가 진행됨에 따라 변형률과 파괴시 인장 하중이 증가하는 경향을 나타내었으며, 미세분의 존재도 종이의 인장 응력과 변형률에 큰 영향을 미침이 확인되었다. 침엽수 펄프의 고해를 통하여 얻어진 파괴 시 하중과 변형률의 절대치는 모두 활엽수 펄프의 고해로부터 얻어진 값보다 높게나왔으며, 또한 두 경우 모두 미세분의 존재 시 훨씬높은 값을 나타내었다.
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