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제지용 형광증백제의 정량분석에 대한 기초연구
Fundamental Study on the Quantitative Analysis of Fluorescent Whitening Agent used for Papermaking 원문보기

펄프 종이기술 = Journal of Korea TAPPI, v.43 no.2, 2011년, pp.9 - 15  

이지영 (경상대학교 임산공학과) ,  김철환 (경상대학교 임산공학과) ,  이희진 (경상대학교 임산공학과) ,  곽혜정 (경상대학교 임산공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Fluorescent whitening agent (FWA) is a widely used chemical in paper industry, but a systematic and scientific method on FWA analysis has not been established. We performed the basic researches on the fluorescence analysis of FWA. The fluorescence of FWA was investigated using a spectrofluorometer a...

주제어

#FWAs   #spectrofluorometer   #spectrophotometer   #fluorescence emission   #fluorescence excitation   #reflectance   #fluorescence index  

AI 본문요약
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문제 정의

  •  광학 분석법을 이용하여 형광현상을 분석하기 위해서는 측정기기, 표준광원, 측정파장, 측정항목 등을 선정 하여야 하는데 본 연구에서는 형광광도계와 분광광도기를 이용하여 표준광원, 측정파장, 측정항목에 대하여 조사를 진행하였다.
  • 본 연구에서는 Perkin elmer사의 Luminescence spectrometer를 이용하여 형광자체의 형광현상을 측정하기 위하여 형광증백제 수용액의 형광스펙트럼을 들뜸광과 직각의 방향에서 측정하였다.
  • 본 연구에서는 제지용 형광증백제의 정량분석법 표준화를 위해 광학 분석법에 대한 연구를 진행하였다. 광학 분석법을 이용하여 형광현상을 분석하기 위해서는 측정기기, 표준광원, 측정파장, 측정항목 등을 선정 하여야 하는데 본 연구에서는 형광광도계와 분광광도기를 이용하여 표준광원, 측정파장, 측정항목에 대하여 조사를 진행하였다.
  • 본 연구에서는 종이 내부에 존재하는 형광증백제에 의한 형광현상을 평가하기 위하여 광원 D65와 광원 C 조건에서 파장 360∼500 nm의 반사율(reflectance)을 측정하였고 자외선이 존재할 때와 존재하지 않을 때 백감도와 백색도를 각각 측정하여 그 차이를 나타내는 형광지수(fluorescence index)를 측정하였다.
  • 본 연구에서는 형광증백제 용액과 내첨처리용 형광증백제를 각각 형광광도계와 분광광도기를 이용하여 형광현상을 평가하기 위한 측정항목과 표준파장 등에 대하여 조사를 진행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
형광증백제가 첨가되는 모든 지종에 대한 기준을 제시하지 못하는 것은 어떤 이유 때문인가? 더욱이 형광증백제 함량이 다른 지종에 비해 높은 고백색·고백감도 인쇄용지의 수요가 증가하고 있는 상황 속에서 일반시민들이 일상생활에서 쉽게 접하는 물질 중에 하나가 인쇄용지라는 것은 사회적 측면에서 고려해 볼 필요가 있다고 판단된다. 형광증백제에 대한 유해성 논란이 증가함에 따라 기술표준원에서는 공중위생법과 환경마크인증 기준에 의해 종이냅킨과 종이타월 등의 위생용지에 대한 형광증백제 품질기준을 제정할 계획이지만 형광증백제가 첨가되는 모든 지종에 대한 기준을 제시하지 못하는 것은 바로 형광증백제를 정량적으로 분석할 수 있는 기법이 개발되어 있지 않기 때문이다. 따라서 형광증백제를 사용 하는 인쇄용지뿐만 아니라 타 지종의 경우에도 형광증백제에 대한 기준을 마련하는 것이 절실하다고 판단되고 이를 위해 종이 내에 함유되어 있는 형광증백제의 정량적 분석기법 개발이 첫걸음이라고 할 수 있다.
광학적 분석법의 장점은 무엇인가? 또한 유기용매를 사용하기 때문에 실험자의 안정성을 보장할 수 없는 것과 정량분석에 오랜 시간이 필요하다는 것이 추출법의 단점이라고 할 수 있다. 반면에 형광증백제의 형광현상을 이용하는 광학적 분석법은 추출법에 비해 분석이 쉽고 신속하게 결과를 얻을 수 있는 장점이 있어 실험실에서 진행되는 분석 뿐만 아니라 종이를 생산하는 현장에서도 유용하게 활용할 수 있는 분석법이라고 할 수 있다. 제지용 형광증백제의 분석을 위한 광학적 측정기로는 형광광도기, 분광광도기, 이미지 복원현미경 및 다광자 공초점레이저 주사현미경을 이용한 분석 사례가 보고된바 있다3).
형광광도법으로 정량/정성 분석하는 원리는 무엇인가? 빛의 흡수에 의해 들뜬 상태에 도달한 분자는 에너지를 잃고 다시 안정한 바닥상태로 되돌아온다. 이 에너지를 잃는 과정은, 분자의 충돌 등에 의해 열 또는 에너지를 방출하는 무방사 전이 또는 분자간 에너지 이동에 의한 것이 일반적이다. 그러나 어떤 일정한 구조를 갖는 분자에 있어서는 에너지를 다시 빛으로서 방출하는 방사과정을 갖는 경우가 있다. 이러한 전이가 같은 다중도 사이에서 일어날 경우, 이런 물질을 형광물질이라 하고 방출된 빛을 형광이라 한다. 이 방사광(emission) 의 스펙트럼 형태에 의해 각 물질의 정성분석을, 또한 강도에 의해 정량분석을 할 수 있다. 형광광도법은 흡 광광도법에 비해 응용범위는 제한되지만, 그 감도는 흡광광도법보다 한자리에서 세자리는 높기 때문에 극저 농도 물질의 분석에 이용된다.
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참고문헌 (7)

  1. Croce, A., Azzimonti, R. and Campolo, M.P., Quantitative determination of optical brighteners in papers, Tinctoria 77(9): 296-300 (1980) 

  2. Croce, A., Azzimonti, R. and Campolo, M.P., Quantitative determination of optical brighteners in papers, Ind. Carta, 19(2): 77-80 (1981). 

  3. Ciba-Geigy, Fluorescent whitening in the furnish. 

  4. 이지영, 임형우, 윤혜정, 이학래, 형광염료의 정량분석법에 대한 연구, 2005 춘계학술발표논문집, 한국펄프.종이공학회, pp. 233-239. 

  5. 신세건, 정의덕, 정영언, 기기분석화학, 형성출판사, pp. 17-46 (2000). 

  6. Levlin, J.E., Pulp and Paper Testing, Papermaking Science and Technology, Vol. 8, Ch. 17, TAPPI PRESS, p. 162- (1997). 

  7. Harris, C.D., Exploring Chemical Analysis, 3rd Ed., W.H. Freeman & Co., New York, pp. 374-395 (2005). 

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