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내첨 전분을 이용한 표면사이징 대체에 관한 기초연구(제1보)
Fundamental Study on the Substitution of Surface Sizing Using Internal Starches(Part 1) 원문보기

펄프 종이기술 = Journal of Korea TAPPI, v.41 no.2 = no.130, 2009년, pp.20 - 25  

김철환 (경상대학교 임산공학과) ,  이지영 (경상대학교 임산공학과) ,  백경길 (경상대학교 임산공학과) ,  이영록 (경상대학교 임산공학과) ,  정호경 (경상대학교 임산공학과) ,  이희진 (경상대학교 임산공학과) ,  곽혜정 (경상대학교 임산공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Many researches are carried out for developing the technology to substitute the surface sizing, although this process improves physical properties and water resistance of paper. This is because surface sizing has fundamental limitation to increase drying energy consumption and to restrict speed of p...

주제어

#Surface sizing   #substitution   #internal starches   #cationic starch   #anionic starch  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 내첨 처리가 표면사이징처리를 완전히 대체하기 위해서는 물리적 특성과 광학적 특성의 평가만으로는 부족하기 때문에 향후 내첨 처리에 따른 내수성, 인쇄적성 변화 등을 면밀히 분석하여 보완점을 도출하고 이에 대응방안을 제시함으로써 표면사이징을 대체할 수 있는 내첨 처리기술을 개발하고자 한다.
  • 가 보고되었다. 따라서 본 연구에서는 펄프 섬유표면에 존재하는 전분함량을 최대화하기 위한 방안으로 양성전분에 의한 펄프섬유의 제타포텐셜을 조절하였다. 이는 양성전분의 투입량이 과도해지면 펄프섬유의 제타포텐셜이 양의 값으로 증가하게 되고 이러한 현상이 나타나면 섬유표면에 대한 양성전분의 흡착이 정전기적 반발력에 의해 더 이상 증가하지 않게 된다5).
  • 일반적으로 내수성, 인장강도, 내부결합강도 등을 향상시키기 위해서 도공지의 원지, 백상지와 같은 인쇄용지는 전분에 의한 표면사이징이 실시되고 있으나 이 공정은 에너지 비용의 상승과 초지속도를 제한하는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 표면사이징을 대체할 수 있는 기술로 양성전분과 산화전분을 이용한 내첨 처리를 주목하였고 내첨 처리 기술의 표면사이징공정의 대체 가능성을 확인하고자 하였다. 종이의 강도적, 광학적 특성을 평가해 본 결과 전분에 의한 내첨 처리가 진행됨에 따라 종이 내부에 전분이 균일하게 분포함으로써 종이의 인장강도, 내부결합강도, 스티프니스의 경우에는 표면사이징된 종이에 비해 더 높은 강도적 특성을 나타내었다.
  • 본 연구에서는 양이온성 전분(cationic starch)과 산화 전분(oxidized starch)을 이용하여 내첨 처리를 하였다. 우선 여러 종류의 양이온성 전분으로 내첨 처리한 후 산화 전분을 투입하여 수초지를 제작하였고 산화 전분으로 표면사이징 처리된 종이의 물성을 비교함으로써 내첨 처리를 통해 표면사이징 공정을 대체할 수 있는 가능성을 파악하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
제지산업의 현상황은?? 최근 인쇄용지의 고품질에 대한 요구가 급속히 높아짐에 따라 고급인쇄용지의 생산 및 소비가 꾸준히 늘어나는 추세에 있다. 그러나 제지산업은 세계적으로 자국의 환경과 자원보호 정책의 강화에 직면하면서 기존의 기술로는 이 위기를 극복하기 힘든 상황을 맞고 있다. 또한 소비재 제품의 선택에 있어 소비자의 요구가 다양해지고 기대치가 높아지고 있는 추세에서 제지산업이 생존하기 위해서는 새로운 개념의 제품과 공정 개발을 진행함으로써 생산성 향상 및 판매량 증대를 통하여 이윤을 창출해야 할 것으로 생각된다.
기존 제지공정의 구성은? 기존 제지공정은 기본적으로 습부(wet end), 압착부(pressing), 건조부(drying), 릴(reel)로 구성되어 있다. 그 중에서 에너지 소비가 가장 크게 일어나는 건조부 사이에 표면사이징(surface sizing)공정이 포함된다.
양이온성과 음이온성을 동시에 갖는 양쪽성 전분을 내점 처리한 표면사이징 방식의 단점은? 그 중 양이온성과 음이온성을 동시에 갖는 양쪽성(bi-ionic)전분을 내첨 처리하여 표면사이징을 한 종이의 물성 수준으로 물성을 향상시키는 연구가 보고된 바3)가 있다. 하지만 제지산업에서 가장 많이 사용되는 부원료인 전분은 품질 뿐만 아니라 가격에 의해 사용여부가 결정되기 때문에 상대적으로 고가인 양쪽성 전분의 사용은 쉽게 접근하기가 힘든 단점이 있다.
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참고문헌 (7)

  1. Smook, A.G., Handbook for pulp & paper technologists, Ch. 18, Angus Wilde Publications Inc., p.284 (2002) 

  2. Gron, J. and Rantanen, R., Surface sizing and film coating in Pigment Coating and Surface Sizing of Paper, Papermkaing Science and Technology, Vol. 11, Ch. 25, TAPPI PRESS, p.489 (1997) 

  3. Glittenberg, D., Leohardt, P., Substitution of surface sizing by wet-end starch addition-Breakthrough on plant scale for coating base sheet, 2006 PTS-CHT-Symposium Proceedings, PTS Press, Munchen, pp. C14-1 

  4. Lee, H.K., Shin, J.Y., Koh, C.H., Ryu, H., Lee, D.J., Sohn, C.M., Surface sizing with cationic starch: its effect on paper quality and papermaking process, TAPPI J. 1(1):34-40 (2002) 

  5. Lee, J.Y., Lee, H.L., Youn, H.J., Adsorption analysis of cationic guar gum on fibers in closed papermaking systems, TAPPI J. 4(10):15-19 (2005) 

    상세보기

  6. Peel, D.J., Surface treatments: Sizing and Pigment coating in Paper Science and Paper Manufacture, Ch. 14, Angus Wilde Puplications Inc., p.217 (1999) 

  7. Scott, E.W., The Appearance Properties of Paper in Properties of paper: An Introduction, Ch. 4, TAPPI PRESS, p.69 (1989) 

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