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신문지 생산공정의 Deposit 제어를 위한 Fixing Agent의 선정에 관한 연구
Studies on the Screening of Fixing agent for Deposit Control of ONP Stock 원문보기

펄프 종이기술 = Journal of Korea TAPPI, v.42 no.3 = no.136, 2010년, pp.1 - 6  

이광표 (한국화학연구원, 산업바이오화학연구센터) ,  류정용 (한국화학연구원, 산업바이오화학연구센터) ,  송봉근 (한국화학연구원, 산업바이오화학연구센터) ,  정성현 (전주페이퍼) ,  박종문 (충북대학교 목재 종이과학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A new testing method named pitch deposit tester (PDT) was developed by KRICT in order to evaluate the deposit potential of micro-stickies. The new method involves depositing the potential pitch particles on the air bubble covered plastic film set in the pitch deposit tester (PDT) and analysing the d...

주제어

#pitch   #Pitch Deposit Tester   #fixing agent   #retention   #Retention and Drainage Analyser  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 보다 짧은 시간 안에 간편하게 지료의 오염 정도파악 및 이의 제어를 목적으로 사용되는 fixing agent의 효능을 파악하는 신기술을 고안하고자 하였다. 이를 위해 한국화학연구원에서 개발한 PDT (pitch potential deposit tester)와 RDA (retention and drainage analyser)를 사용한 분석법을 제안하게 되었으며 그 효과를 확인하고자 하였다.
  • 단 분자량이 적은 만큼 섬유 표면에 흡착, 소산되는 위험성이 있고 보류에 큰 도움이 되지 못하는 단점이 있기에 적절한 fixing agent의 선택이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 보류도에 영향을 미치지 않으며 응집으로 인한 pitch deposit을 최소화 시키는 fixing agent를 PDT를 통해 선별, 선정하고자 하였다.
  • 보류도에 영향을 미치지 않으면서 점착성 이물질의 퇴적량을 줄이는 fixing agent를 선별하고자 하였다. 보류도를 측정하기 위해 RDA를 사용하여 초지하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 보다 짧은 시간 안에 간편하게 지료의 오염 정도파악 및 이의 제어를 목적으로 사용되는 fixing agent의 효능을 파악하는 신기술을 고안하고자 하였다. 이를 위해 한국화학연구원에서 개발한 PDT (pitch potential deposit tester)와 RDA (retention and drainage analyser)를 사용한 분석법을 제안하게 되었으며 그 효과를 확인하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
점착성 이물질의 측정방법들에는 어떤 것들이 있었나? 지금까지 점착성 이물질을 평가하기 위해서 다음과 같은 여러 방법들이 제안되었다. Biermann4)의 1HNMR 스펙트럼을 이용한 분석, Sweeney5)에 의한 FT-IR분석법, Zheng 등6)에 의한 Pyrolysis-gas chromatography법 등이 그러한 예이다. Biermann 등7)은 전술한 방법들을 접목해 공정의 펠트나 와이어에서 얻은 샘플을 용매에 녹인 후, 크로마토그래피를 이용해 분자량에 따라 분리하여 화합물을 확인하고, 가스크로 마토그래피를 이용해 휘발성 물질을 분리하고, 1HNMR법을 이용해 화합물을 정량하거나, FT-IR 분석으로 모든 화합물의 종류를 확인하는 방법을 제안하였다. 그러나 전술한 연구들은 점착성 이물질을 구성하는 화합물의 종류를 확인하는데 중점을 두었기에, 실제 종이 제조 시, 지료 내에 점착성 이물질이 될 가능성이 있는 물질들이 얼마나 함유되어 있는지 아울러 fixing agent를 적용함에 따라 점착성 이물질이 얼마나 효과적으로 제어되는지를 평가하는 데는 한계가 있다. Gustafsson 등8)에 의해 개발된 시험방법과 vibromixer를 이용한 실험실 피치 퇴적 실험 (pitch deposition test)9)은 공정의 지료를 사용하여 직접 퇴적되는 것을 측정하기에는 부적합한 것으로 나타났다. Latimer10)는 종이의 백색 점착성 이물질 반점 (white pitch dirt spot)들을 측정할 수 있는 실험실적 방법을 고안해 냈는데, 현장의 변화를 평가하기 위해서는 도움이 되는 방법이지만, 실제 점착성 이물질이 퇴적되는 정도를 실험하는 방법은 아니었다. Allen과 Filion11)는 hobart mixer에 지료를 넣고 고밀도의 polyethylene 판을 붙인 블레이드로 교반하고 난 후, 블레이드에 붙은 피치 퇴적량(pitch deposit)의 무게를 확인하는 방법을 고안했으며, 이 방법을 이용해 hobart mixer에서 무기물과 분산제, 응집제의 양 및 조건을 변화시킨 경우에 쉽게 퇴적된 오염물의 무게를 확인할 수 있다고 하였다. 그러나 전술한 점착성 이물질의 측정방법은 모두 오랜 시간과 복잡한 장비가 요구되거나 재현성이 저조한 것들로서 실제 제지공정의 오염정도를 실시간으로 파악하고 이에 근거하여 대처방안을 수립하기에는 번거로운 단점이 있었다.
점착성 이물질은 어디에서 발생하는가? 2) 이러한 점착성 이물질은 다시 지절 및 불량품을 초래하여 파지를 만들고, 특히 도공파지는 점착성 이물질을 조장하는 악순환이 이어진다. 점착성 이물질은 tape, label adhesive, hot melt, wax, ink binder, latex, wet strength agent와 그 밖의 고분자물질로부터 발생한다. 점착성 이물질을 제어하기 위해 wet-end의 경우 일반적으로 fixing agent가 사용되어왔다.
Fixing agent의 종류가 다양한 이유는? 이러한 fixing agent로는 보통 분자량이 작고 cationic charge가 강한 전해질이 사용되는데 wet-end 조건에 따라 다양한 종류가 적용되고 있다. Fixing agent의 종류가 다양한 이유는 처리해야 할 점착성 이물질의 특성이 지료마다 다를 뿐 아니라 초지기의 속도와 평량등 초지조건에 따라 점착성 이물질을 고정, 보류시키고 탈수성을 개선하는 정도에 차이가 있기 때문이다. Fixing agent 적용에 따른 보류, 탈수, 지합의 변화를 실험실 적으로 분석하는 간단한 설비 및 기술이 이미 개발된 바 있으나3), 정작 fixing agent를 적용하는 목적인 점착성 이물질의 제어효율을 파악하는 방법은 아직까지 복잡하고 고가의 분석기기에 의존해야 하는 한계가 있었다.
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참고문헌 (14)

  1. Jong-Yeol Hwang, Seung-Lak Yoon, Type of foreign materials in waste paper used for the manufacture of linerboad and physical, J. KTAPPI, 39(3) 2007 

  2. Geum-Ja Ma, Bok-Jin Lee, Instrumental analysis of deposits on paper machine and holes/spots in paper, J. of Korean Ind. & Eng. Chemistry, 9(1) February 1998, 135-140. 

  3. Won Ho Yoon, Jeong-Yong Ryu., Operating Condition of RDA for The Simultaneous Analysis of Retention, Drainage and Uniformity of Various Kinds of Papers., 펄프.종이기술 국제 세미나 제33권, pp.81-113 (2008). 

  4. Biermann, C. J., The use of proton NMR for pitch analysis - a case study, Tappi J. 71(8) : 135-136 (1988). 

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  5. Sweeney, K. M., FTIR microscopy of pulp and paper sample, Tappi J., 72(2): 171-174 (1989). 

    상세보기

  6. Zheng, H., Uhing, M. C., and Cosper, D. R., A New Method of Analyzing Pitch Deposits in Pulp and Paper Processes, Journal of Pulp and Paper Science, 28(6) : 204-210 (2002). 

    상세보기

  7. Biermann, C. J., and Lee, M.-K., Analytical techniques for analyzing white pitch deposits, Tappi J., 73: 127-131 (1990). 

  8. Gustafsson, C., Tammela, V., and Kahila, S., Paperi Ja Puu 34(4a): 121 (1952). 

  9. TAPPI UM-223, TAPPI routine control method RC 324, TAPPI PRESS, Atlanta. 

  10. Latimer, J. J., Predicting "White Pitch" problems - A new test method, Tappi J., 62(5): 29-31 (1979). 

  11. Allen, L. H., and Filion, D., A laboratory white pitch deposition test for screening additives, Tappi J., 79(2): 226-231 (1996). 

  12. Eun-Ju Shin, Tae-Ho Choi, Bong-Keun Song, Byoung-Uk Cho, and Jeong-Yong Ryu, A new test method to evaluate potential white pitch deposit, J. KTAPPI, 41(2), pp.26-33. 2009. 

  13. Jeong-Yong Ryu, Hyoung-Jin Kim, Byoung-Muk Jo, Trends of Recent Development in Papermaking Additives, J. Korean Ind. & Eng. Chem., 18(6), December 2007, 531-536 

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  14. Personal communication with BASF. 

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