초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 비닐 아세테이트 에칠렌 에멀젼 바인더(VAE 에멀젼)의 적용기술을 개발함으로써 석유계 자원인 SB 라텍스의 의존도를 낮춰 도공액 조성의 원가 경쟁력을 확보하는데 있다. VAE 에멀젼 바인더는 고부가가치 특수 기능지 또는 산업용지에 주로 이용되고 있는 PVA(OH)와 화학구조가 유사하면서 점도가 PVA(OH)에 비해 상당히 낮아 이들 2가지의 바인더를 혼용하여 사용할 경우, 상대적으로 점도가 높은 PVA(OH)가 적용되고 있는 다양한 지종 생산에 있어서 코팅 작업성 개선을 통한 생산성 향상, 원가절감을 통

□ 연구개요
본 연구는 비닐 아세테이트 에칠렌 에멀젼 바인더(VAE 에멀젼)의 적용기술을 개발함으로써 석유계 자원인 SB 라텍스의 의존도를 낮춰 도공액 조성의 원가 경쟁력을 확보하는데 있다. VAE 에멀젼 바인더는 고부가가치 특수 기능지 또는 산업용지에 주로 이용되고 있는 PVA(OH)와 화학구조가 유사하면서 점도가 PVA(OH)에 비해 상당히 낮아 이들 2가지의 바인더를 혼용하여 사용할 경우, 상대적으로 점도가 높은 PVA(OH)가 적용되고 있는 다양한 지종 생산에 있어서 코팅 작업성 개선을 통한 생산성 향상, 원가절감을 통한 경쟁력 확보가 가능할 것으로 기대된다. 한편, SB라텍스 바인더는 중합단계에서 물성제어를 위해 석유계의 스틸렌 모노머가 일정 비율로 혼합되는 것으로 알려져 있다. 따라서 종이 제품이 사용되고 폐기될 때까지 스틸렌은 인쇄 또는 산업용지의 코팅층에 계속적으로 잔류하게 되는데, 인체와 접촉을 통해 발암성을 유발할 수 있다는 의혹이 그동안 끊임없이 제기되어 왔다. 특히, 발암성과 관련된 보고서 「The 12^th Report on Carcinogens by National toxicology Program」에는 합리적 관점에서 스틸렌의 인체발암성이 예상된다고 명기하고 있기 때문에, 학문적 또는 산업적인 측면을 포함한 다양한 관점에서 SB 라텍스의 대체자원 확보 등 해결책을 준비해야 하는 상황에 놓여 있다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구는 1차년도 경우, 1) 도공액의 고농도화에 따른 저전단·고전단 유동특성 평가, 2) 다층도공을 적용한 도공지의 표면특성 평가, 3) 도공용 바인더로서 VAE 에멀션의 적용 가능성 평가, 2차년도 1) 도공액의 고농도화로 인한 에너지 절감효과 분석, 2) 접촉각 측정을 통한 코팅층의 흡수거동 평가, 3) 흡수거동과 인쇄적성의 상관관계 분석, 4) 도공층의 피복율과 불투명도 향상방법, 3차년도의 경우, 1) 도공액의 레올로지 특성과 유동특성, 2) 원가절감 실현 및 고품질 도공지/도공판지 제조, 3) 수용성 바인더와 VAE 에멀션의 상호작용기구, 4) 안료계 분산제의 이온성과 유변특성 등이 연구목표로 계획되었고 거의 대부분의 목표는 총 41편의 학술발표와 논문투고를 통해 연구성과로 보고되었다. 또한 연구의 우수성과 창의성을 인정받아 후속과제(박사후연구원 포함)에 선정된 바 있으며 특히, 다음의 내용들은 후속연구로서 “고부가가치 기능지 제조”를 위한 연구개발에 그 활용이 기대된다.
1) PVA(OH)와 VAE 에멀젼 바인더를 이용한 코팅액의 유변특성
잉크제트 코팅층 설계, 감열기록지의 언더층에 해당되는 단열층 제조에 적합한 코팅액 배합조성을 개발하는데 있어서 PVA(OH)와 VAE 에멀젼 바인더의 특성을 이해하고, 이들 2종류의 바인더를 포함하는 코팅액의 상호작용 기구와 유변특성에 대한 연구에 그 활용이 기대된다.
2) PVA(OH)와 VAE 에멀젼 바인더를 포함하는 코팅층의 흡액특성과 인쇄적성
PVA(OH)와 VAE 에멀젼 바인더를 혼용할 경우, 2종류의 바인더 배합 조성에 따라 성막특성이 상이하고 액체의 흡액특성에 차이를 나타내게 된다. 이러한 차이는 잉크제트잉크의 흡수특성과 인쇄적성에 영향을 미치므로 확보된 연구성과를 후속연구에 있어서 기초자료로서 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
3) 코팅액의 고전단 점도와 작업성 평가기술
고전단 점도와 작업성에 대해 분석한 종료과제의 연구성과(인쇄용지 제조용 코팅액)를 바탕으로 잉크제트용 및 감열기록지용 코팅액 설계 시 고전단 점도와 블레이드 작업성 분석이 가능할 것으로 기대된다. 최근 국내에서 유일하게 캐필러리 고전단 점도계를 확보 한 본 연구실은 허큘레스 점도계를 활용한 종료과제의 연구성과 보다 실제 상황과 훨씬 유사한 조건에서 유동특성(작업성)의 분석이 가능할 것으로 기대된다.

□ 연구개발결과의 중요성
- 학문적·기술적 측면
○ 원가 절감 및 에너지 사용량 절감을 위한 새로운 도공액 배합 시스템 적용기술 개발
○ 제지산업 CO₂저감 및 원가 개선이 가능한 친환경 고품질 산업용지 개발, 합성바인더 적용기술 개발
○ 다층 도공지의 프리코팅층(Pre coating)의 특성과 탑코팅층(Top coating) 특성과의 상관관계 구명
○ 다층도공 관련 및 응용 분야의 기초연구 및 응용연구 활성화에 기여
- 경제적 측면
○ 안료의 배합 시스템, 도공액의 농도, 유동성개량제등의 복합적인 요소를 잘 융합시켜 친환경 제품의 생산성 향상, 품질향상 및 원가절감 유도
○ SB Latex를 저가의 합성바인더로 대체하여 도공액의 원가절감에 기여

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구 개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• 2.1. 연구수행 내용 ... 3
• 2.2. 연구결과 ... 4
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 3.1. 학문적·기술적 측면의 중요성 ... 18
• 3.2 경제적 측면의 중요성 ... 19
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 21
• 5.1. 1차년도(2017.6.1. - 2018.2.28.) ... 22
• 5.2. 2차년도(2018.3.1. - 2019.2.28.) ... 22
• 5.3. 3·4차년도(2019.3.1. - 2020.5.31.) ... 23
• 끝페이지 ... 25