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KR100256636B1 - 종이내 충전물의 함량을 높이고 스코트 내부결합강도를 증가시키는 종이의 제조방법 - Google Patents

종이내 충전물의 함량을 높이고 스코트 내부결합강도를 증가시키는 종이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

(목적) 종이내 충전물의 함유량을 높이고 스코트 내부결합강도를 증가시키는 종이의 제조방법을 제공하는데 있다.
(구성) 기존의 종이의 제조방법에 카르복시메틸셀룰로오스의 활성도가 3,600U/㎖ 이상인 셀룰레이스계 효소로서 트리코더마 롱지브라치아텀 (Trichoderma Longibrachiatum)을 목재펄프의 중량에 대해 0.01 ∼0.2중량％ 첨가하여서 종이내 충전물의 함량을 높이고 스코트 내부결합강도를 증가시키며 동일한 내부결합강도에서도 충전제의 절대 함유량을 5wt％까지 증가시킬 수 있어서 원료 펄프를 5wt％ 절약하는 효과가 있다.

Description

[발명의 명칭]
종이내 충전물의 함량을 높이고 스코트 내부결합강도를 증가시키는 종이의 제조방법
[발명의 상세한 설명]
[산업상의 이용분야]
본 발명은 종이의 내부결합강도는 저하시키지 아니하면서 종이내 무기충전물의함유량을 높이는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 목재펄프를 셀룰레이스계 효소로 처리하여 고해하여 종이의 강도, 특히 내부결합강도가 증가하여 그 결과 내부결합강도가 증가한 만큼 종이내 충전물의 함유량을 증가시킬 수 있어 결과적으로 다량의 충전물을 함유하면서도 강도 저하를 일으키지 아니하는 종이의 제조방법에 관한 것이다.
[종래의 기술]
백상지는 일반적으로 무기물 충전제와 고해된 목재펄프와 혼합한 후 한가지 이상의 응집제를 첨가하여 제조하고 있다. 제지용의 충전물로는 활석분, 탄산칼슘 그리고 이산화티타늄 등이 주로 사용되고 있다.
이들을 첨가하는 이유로서는 펄프의 일부를 충전물로 대체함으로써 제조원가를 절감할 수 있고, 또한 종이의 백색도, 불투명도, 평활도 및 인쇄적성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
이와 같은 장점이 있음에도 불구하고 충전물을 다량 첨가하면 충전제가 섬유간 결합을 방해하기 때문에 종이의 제반 물리적 및 기계적성질 만이 아니라 초지기의 와이어상에서의 탈수공정시 충전제가 와이어를 빠져나가 충전제의 보류도가 저하하며, 이것이 원인이 되어 와이어의 마모가 심하게 되며, 순환백수와 배수의 부하가 높아지는 등의 문제점이 있었다.
[본원 발명이 해결하려는 과제]
본원 발명은 종이내의 내부결합강도를 저하시키지 아니하면서 종이내 무기 충전물의 함유량을 높이는 종이의 제조방법을 제공하는데 있다.
[본원 발명이 해결하려는 수단]
펄퍼에 셀룰레이스계 효소를 첨가하여 펄프를 해리한 후 이 펄프를 고해처리 하여 일반적인 종래의 방법과 동일하게 종이를 제조하면 셀룰레이스계 효소의 펄프 섬유에의 활성화 작용에 의하여 섬유의 비표면적이 증대하고 이 결과 섬유간 결합이 증가하여 종이의 내부결합력이 증가시킴을 특징으로 한다.
[이하 본원 발명의 바람직한 실시태양에 대한 설명]
본 발명은 종이제조에 있어서 펄퍼에 셀룰레이스계 효소를 첨가하여 목재펄프를 해리하여 고해를 한 후 종이를 제조하는 것이다.
펄퍼에 셀룰레이스계 효소를 목재펄프 중량에 대하여 0.01 ∼ 0.2중량％를 첨가하여 목재펄프를 해리한 후 고해처리를 한다. 이때의 셀룰레이스계 효소는 트리코더마 롱지브라치아텀(Trichoderma Longibrachiatum)이 생산하는 효소로서 카르복시메틸셀룰로오스의 활성도가 3,600U/㎖ 이상인 것이 좋다.
고해된 목재펄프를 기존이 일반적인 방법과 동일하게 종이를 제조하면 셀룰레이스계 효소가 펄프섬유 표면을 활성화하여 섬유의 비표면적이 증대하고 이 결과 섬유간 결합이 증가하여 종이의 내부결합력이 증가한다. 따라서 내부결합강도가 증가한 만큼 종이내 충전물의 함량을 높일 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 종이의 제조방법을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
펄퍼에 표백화학 목재펄프와 카르복시메틸셀룰로오스의 활성도가 3,600U/㎖ 이상인 셀룰레이스계 효소를 목재펄프의 중량에 대하여 0.01 ∼ 0.2중량％를 동시에 투입한다. 이때의 해리온도는 35∼45℃로, pH는 4.0∼6.8로 유지시킨다.
이와 같은 조건에서 15∼20분 정도 해리를 한 후 리파이너로 적정 고해도를 가지도록 고해한다. 이와 같이 하여 제조된 지료를 초지기로 유송하여 최종적으로 종이를 제조하면 셀룰레이스계 효소가 펄프섬유 표면을 활성화하여 섬유의 비표면적이 증가하고 결과적으로 종이의 강도, 특히 내부결합강도가 현저히 증가하게 된다.
따라서 종래에는 충전물을 다량 함유하고자 하여도 종이의 제반 물성이 저하하기 때문에 많은 제약점이 있었으나, 효소의 처리로 인하여 내부결합강도가 증가한 만큼 충전물의 함유량을 증가시킬 수가 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 종이는 기존의 방법에 의하여 제조된 종이와 비교하여 다음과 같은 특성을 가지게 된다.
①고해동력을 절감할 수 있다.
②동일한 충전물의 함량에서는 내부결합강도가 향상된다.
③동일한 내부결합강도에서는 충전물의 절대함유량을 5％까지 증가시킬 수 있다.
④충전물이 다량 함유된 만큼 종이건조 에너지를 절감할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예 1]
다음 표 1의 조성으로 지료를 제조하였다.
[표 1]
* 제품종이 중량당 혼합율이다.
** 펄프 중량당 혼합율이다.
표 1과 같은 조성비율로 지료를 조성하되 셀룰레이스계 효소를 펄프에 대하여 0.02중량％를 펄퍼에 투입하고, 이때 펄퍼의 온도는 40℃ 전후를, 그리고 pH는 4.0 ∼ 6.8로 유지시켰다.
이와 같은 조건에서 15분간 해리를 한 후 소정의 고해도로 고해를 하여 평량 80g/㎡의 수초지를 제조하여 상대습도 50％±1％, 온도 23℃±1℃로 조절되는 항온 항습실에서 24시간 조습처리한 후 종이내의 회분함량과 스코트 내부결합강도를 측정한 결과는 표 2와 같다.
[비교예 1]
한편, 본 발명의 제조방법과 기존의 종이제조 방법을 비교하기 위하여 상기 실시예 1에서 효소를 처리하지 않은 외는 실시예 1과 마찬가지로 실시하여 회분함량과 스코트 내부결합강도를 측정한 결과는 표 2와 같다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서 효소를 0.1중량％ 첨가한 외는 실시예 1과 마찬가지로 실시한 결과는 표 2와 같다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서 효소를 0.2중량 첨가한 외는 실시예 1과 마찬가지로 실시한 결과는 표 2와 같다.
[실시예 4]
상기 실시예 1에서 효소를 0.1중량％ 첨가하고 탄산칼슘과 탈크를 각각 20중량％씩 첨가한 외는 실시예 1과 마찬가지로 실시한 결과는 표 2와 같다
[표 2]
[효과]
위와 같이 본 발명에 따라 제조된 종이는 기존의 방법으로 제조한 종이에 비하여 동일 회분함량에서는 내부결합강도가 증가하며 무기충전물의 함유량을 증가시켜도 스코트 내부결합강도는 기존의 방법에 비하여 동일 수준인 것을 알 수 있다.
따라서 본 발명에 따라 제조된 종이는 무기물의 함유량이 증가하여도 도공지 원지와 인쇄용 백상지 및 복사용지로서 중요한 성질의 하나인 내부결합강도는 감소하지 아니한 것을 알 수 있다. 그리고 효소의 첨가량을 증가시킴에 따라 스코트 내부결합강도가 증가함을 알 수 있고 충전물의 함량을 높인 만큼 원료펄프를 절약할 수 있는 대단히 우수한 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 펄프, 보류향상제, 충전제, 지력증강제를 혼합한 지료액을 40℃전후, pH를 약 4.0∼6.8로 유지한 것을 셀룰레이스계 효소로서 처리함을 특징으로 하는 종이내 충전물의 함량을 높이고 스코트 내부결합강도를 증가시키는 종이의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 셀룰레이스계 효소로는 트리코더마속임을 특징으로 하는 종이내 충전물의 함량을 높이고 스코트 내부결합강도를 증가시키는 종이의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 셀룰레이스계 효소로는 트리코더마 롱지브라치아텀(Trichoderma Longibrachiatum)이 생산하는 효소로서 카르복시메틸셀룰로우스의 활성도가 3,600U/㎖ 이상인 효소임을 트징으로 하는 종이내 충전물의 함량을 높이고 스코트 내부결합강도를 증가시키는 종이의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 셀룰레이스계 효소를 목재펄프 중량에 대하여 0.01∼0.2중량％임을 특징으로 하는 종이내 충전물의 함량을 높이고 스코트 내부결합강도를 증가시키는 종이의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 무기충전물로는 활석분, 탄산칼슘, 이산화티타늄 임을 특징으로 하는 종이내 충전물의 함량을 높이고 스코트 내부결합강도를 증가시키는 종이의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 충전물의 함유량의 합계가 30∼40중량％ 임을 특징으로 하는 종이내 충전물의 함량을 높이고 스코트 내부결합강도를 증가시키는 종이의 제조방법.
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