[논문]섬유 저감을 위한 충전물 구조화 시,공정 변수가 수초지 물성에 미치는 영향

서동일; 임완희; 이학래; 윤혜정

문제 정의

본 연구에서는 GCC를 이용한 충전물 구조화에 있어서 재료의 농도, 용수의 경도와 같은 공정 변수가 충전물 구조화에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한, 다양한 공정 변수 조건에서 제조된 충전물 구조체를 수초지에 적용하여, 이것이 종이의 물성에 영향하는 바를 알아보고자 하였다.
본 연구에서는 GCC를 이용한 충전물 구조화에 있어서 재료의 농도, 용수의 경도와 같은 공정 변수가 충전물 구조화에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한, 다양한 공정 변수 조건에서 제조된 충전물 구조체를 수초지에 적용하여, 이것이 종이의 물성에 영향하는 바를 알아보고자 하였다.
본 연구에서는 응집제인 고분자전해질을 0.05%로 희석할 때 사용되는 용수의 염 농도 및 칼슘 경도가 충전물 구조화에 미치는 영향을 관찰하였다. 희석수의 염 농도를 0.
응집제의 농도 변화와 마찬가지로 GCC의 농도 변화도 구조화 충전물의 입도에 영향을 주었다. 이것이 수초지의 물성에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. GCC 슬러리의 농도는 10, 30, 50%로 달리한 상태에서 구조체가 제조되었다.

제안 방법

본 실험에서는 응집제로 Percol 182, 보류제로 Percol 63을 사용하였다. 10, 30, 50% 고형분 함량의 GCC 슬러리에 농도 0.05%의 응집제(Percol 182)를 투입한 후, 교반 속도 2000 rpm에서 60초간 반응을 거쳐 구조화 충전물을 제조하였다.
본 실험에서는 응집제와 보류제로 Percol 182를 사용하였다. 50% 고형분 함량의 GCC 슬러리에 농도 0.05, 0.10, 0.20%의 응집제(Percol 182)를 투입한 후, 교반 속도 2000 rpm에서 60초간 반응을 거쳐 구조화 충전물이 제작되었다. 반응이 완료되면 농도 0.
05%로 희석할 때 사용되는 용수의 염 농도 및 칼슘 경도가 충전물 구조화에 미치는 영향을 관찰하였다. 희석수의 염 농도를 0.001, 0.01, 0.1, 0.2 M으로 조절하였고, 칼슘 경도는 500, 1000, 1500 ppm으로 변화를 주었다. 고분자의 투입량은 전건 GCC 대비 0.

대상 데이터

본 실험에서는 응집제로 Percol 182, 보류제로 Percol 63을 사용하였다. 10, 30, 50% 고형분 함량의 GCC 슬러리에 농도 0.
본 실험에서는 응집제와 보류제로 Percol 182를 사용하였다. 50% 고형분 함량의 GCC 슬러리에 농도 0.
수초지 제작에 사용된 펄프 섬유는 활엽수(유칼립투스) 표백 크라프트 펄프를 사용하였다. 건조된 펄프를 해리시켜 여수도 350 ㎖ CSF가 되도록 고해하였다.
응집제 및 보류제로는 BASF사의 Percol 63, Percol 182를 사용하였다. 이들은 Cationic polyacrylamide(C-PAM)류의 고분자전해질로서 분자량은 각각 700만, 1200만이며, 각각의 전하밀도는 +1.
충전물로 무림P&P(주)에서 분양받은 GCC Hydrocarb 75F를 사용하였다.

성능/효과

고분자 희석을 위한 희석수의 염 농도나 칼슘 경도의 증가는 GCC 구조체의 형성에 부정적인 영향을 미쳤다. 물 속 이온의 증가는 이온성 고분자의 전하 특성에 영향을 미쳤고, 충전물과의 이온 결합을 위한 부분이 줄어드는 결과를 가져왔다. 고분자전해질의 작용기 감소는 충전물과 결합할 수 있는 능력을 감소시켜 결국 응집체의 입도를 감소시킨 것으로 생각된다.
0 N·m/g의 인장 강도를 지녔다. 이 수치는 농도 0.05%의 응집제에 의해 구조화된 충전물이 투입된 종이의 경우 충전물 함량 26.8%에 해당하는 값으로 충전물 구조화를 통해 약 4.8%의 회분 증가가 가능하였다. 마찬가지 방법으로 농도 0.
고분자를 용해 또는 희석하기 위한 용수의 염 농도나 칼슘 경도의 증가는 구조화 충전물의 크기를 감소시키는 결과를 야기하였다. 이를 통해 과도한 공정의 폐쇄화는 충전물 구조화에 악영향을 줄 수 있음을 알 수 있었다.
이를 통해 충전물 구조화 시, 구조체 및 종이 물성에 미치는 공정 변수의 영향을 알아볼 수 있었고, 전단력의 변화가 제약적인 조건에서 고분자전해질 농도의 변화를 통해 응집체의 입도 변화를 유도할 수 있음을 확인하였다.
5% 향상되었다. 이를 통해 평균 입도가 가장 컸던 농도 0.20% 조건이 수초지의 물성 향상에 가장 좋은 조건은 아니라고 판단하였다. 지속적인 충전물 입도의 증가가 강도적 성질의 지속적인 증가를 일으키기보다는 오히려 악영향을 미치는 것으로 보여, 충전물의 구조화에 있어 적절한 크기로의 조절이 필요하다고 판단되었다.
하지만 가장 큰 구조체가 종이에 가장 좋은 영향을 미치는 것은 아니었다. 지속적인 충전물 입도의 증가가 강도적 성질의 증가를 일으키기보다는 오히려 악영향을 미치는 것으로 보여, 충전물의 구조화에 있어 적절한 크기로의 조절이 필요하다고 판단되었다.
20% 조건이 수초지의 물성 향상에 가장 좋은 조건은 아니라고 판단하였다. 지속적인 충전물 입도의 증가가 강도적 성질의 지속적인 증가를 일으키기보다는 오히려 악영향을 미치는 것으로 보여, 충전물의 구조화에 있어 적절한 크기로의 조절이 필요하다고 판단되었다.
0%의 증가가 가능하였다. 충전물 함량이 22.0%로 같을 때, 충전물 구조화에 따라 인장강도는 농도 0.05% 조건에서 12.9%, 농도 0.10% 조건에서 22.9%, 농도 0.20% 조건에서 7.5% 향상되었다. 이를 통해 평균 입도가 가장 컸던 농도 0.

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