KR100238352B1 - 기계펄프류, 고지 및 폐지로부터 용해용 펄프를 제조하는 방법 - Google Patents

기계펄프류, 고지 및 폐지로부터 용해용 펄프를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 기계펄프류, 고지 및 폐지로부터 고순도 용해용펄프(dissolving pulp)를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
종래의 용해용펄프 제조방법은 많은 경비가 소요될 뿐만아니라 유독성의 화학약품을 사용하기 때문에 공해발생이 심각하고, 많은 에너지가 소비되며, 펄프를 제조한 후 다시 표백 및 정제과정을 거치게 되므로 공정이 복잡한 단점을 가진다.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명에서는 쇄목펄프, 열기계펄프, 탈묵펄프와 같은 기계펄프류, 고지 및 폐지를 건식지류해리기를 이용하여 일정의 크기로 해리한 다음, 각각의 온도에서 차아염소산나트륨, 아염소산나트륨, 수산화나트륨, 물과 크레졸 혼합용제를 이용하여 처리한 후 헤미셀룰로오스 및 리그닌을 용출시켜 분리, 여과한 다음 세척 건조하여 고순도 용해용펄프(dissolving pulp)를 제조토록 한 것이다.
4. 발명의 중요한 용도
기계펄프류나 폐지를 건식지류해리기를 통하여 해리하고, 해리된 펄프를 여러 가지 약품으로 처리하여 고순도의 용해용펄프를 얻음으로서 경비절감, 공정단순화, 에너지절감과 함께 환경오염을 방지할 수 있는 효과를 가진다.

Description

기계펄프류, 고지 및 폐지로부터 용해용 펄프를 제조하는 방법
본 발명은 쇄목펄프, 열기계펄프, 탈묵펄프와 같은 기계펄프류(이하 기계펄프류라 한다.) 및 폐지로부터 용해용펄프(dissolving pulp)를 제조하기 위한 것으로서, 더욱 상세하게는 제조공정이 간단하면서도 셀룰로오스 순도가 높고, 기존의 용해용 펄프제조공정과는 달리 환경오염없이 제조 가능토록 한 것이다.
용해용펄프(dissolving pulp)는 비스코스레이온의 원료로 사용되고 있으며 섬유산업에 있어 그 비중이 점차 증가되어가고 있는 현실에 있다.
또한 상업적으로 유통되고 있는 용해용펄프(dissolving pulp)의 가격은 상당히 고가이므로 상품성이 우수한 것이다.
일반적으로 목재로부터 용해용펄프를 제조하기 위한 종래의 방법으로서는 아황산을 사용한 설파이트(sulfite)법 또는 황산나트륨을 사용한 크라프트(kraft)법으로 펄프를 제조한 다음 표백 및 정제과정을 통해 제조하게 된다.
그러나, 상기의 제조방법은 많은 경비가 소요될 뿐만아니라 유독성의 화학약품을 사용하기 때문에 공해발생이 심각하고, 많은 에너지가 소비되며, 펄프를 제조한 후 다시 표백 및 정제과정을 거치게 되므로 공정이 대단히 복잡한 단점을 보유하고 있다.
본 발명은 이러한 종래의 제반 문제점을 시정하고자, 화학펄프를 대신하여 공해유발이 없는 기계펄프류, 고지 및 폐지를 이용하여 고순도의 용해용펄프(dissolving pulp)를 제조할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
이를 위하여 본 발명에서는 현재 제지용원료로 사용되고 있는 기계펄프류, 고지 및 폐지를 건식지류해리기를 사용하여 건식으로 해리하여 해섬된 펄프를 얻고, 이 펄프를 여러 가지 약품으로 전처리하여 용해용펄프(dissolving pulp)를 제조하는 것이다.
상기에서 해리된 펄프에 처리하는 약품으로는 차아염소산나트륨, 아염소산나트륨, 수산화나트륨등을 사용할 수 있으며, 상기의 약품을 복합적으로도 사용할 수 있고, 상기와 같은 전처리 방법외에 크레졸, 인산, 개미산등을 사용하여 해리된 펄프를 전처리하여도 된다.
각 약품을 처리하는 과정으로써는 상기와 같이 세가지 방법으로의 전처리가 가능하고, 첫 번째로는 해리한 펄프를 일정농도의 차아염소산나트륨용액 또는 아염소산나트륨용액에 50℃에서 일정시간 교반하면서 처리하여 헤미셀룰로오스 및 페놀성화합물인 리그닌을 제거한 다음 여과하고 여기에 물, 메탄올 또는 아세톤으로 세척하고 건조하므로써 용해용펄프(dissolving pulp)를 얻을 수 있게 하는 방법이다.
두 번째 방법으로는 해리한 펄프를 일정농도의 차아염소산나트륨용액 또는 아염소산나트륨용액에 50℃에서 일정시간 교반하면서 처리한 다음 일정농도의 수산화나트륨 용액을 첨가하여 일정시간 교반한 다음 여과하고 여기에 물 메탄올 또는 아세톤으로 세척하고 건조하므로써 용해용펄프(dissolving pulp)를 얻을 수 있게 하는 방법이다.
세 번째 방법으로써는 해리된 펄프를 스테인레스 봄베에 넣고 크레졸과 물혼합용제를 사용하여 인산이나 초산 촉매하에서 150~200℃의 온도로 30분에서 2시간 증해하여 반응시킨 다음 여과하고 여기에 물 메탄올 또는 아세톤으로 세척하고 건조하므로써 용해용펄프(dissolving pulp)를 얻을 수 있게 하는 방법이다.
상기의 첫 번째 방법에서는 해리된 펄프를 차아염소산나트륨 또는 아염소산나트륨용액으로 처리하여 고순도의 용해용펄프(dissolving pulp)를 얻는 지극히 간단하고 경제적인 면이 있지만, 폐액의 유출로 수질오염을 초래할 가능성도 있다.
상기의 두 번째 방법은 차아염소산나트륨 또는 아염소산나트륨과 수산화나트륨용액을 추가하여 처리하는 공정이 다소 번거롭지만, 처리하는 약액의 농도를 저하시킬 수 있고 중합도를 조절할 수 있는 장점이 있다.
상기의 세 번째 방법은 상기 첫 번째와 두 번째 방법에 비해 잔존 리그닌함량은 다소 높으나 다른 처리방법에 비해 인위적인 중합도 조절이 가능한 장점을 보유하고 있다.
따라서 상기의 세가지 방법 중 조건에 맞게 어느 방법이든지 선택하여 사용할 수 있다.
이하 본 발명의 세가지 방법을 바람직한 실시예에 따라 공정별로 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예 1;
해리된 펄프에 차아염소산나트륨용액 또는 아염소산나트륨용액을 처리하여 용해용펄프(dissolving pulp)를 제조하는 방법.
제 1 공정(기계펄프류, 고지 및 폐지의 해리공정)
제지용 원료로 사용되고 있는 기계펄프류(쇄목펄프, 열기계펄프, 탈묵펄프), 고지 및 폐지를 건식지류해리기를 사용하여 해리된 펄프를 얻는다.
상기의 건식지류해리기를 통하여 기계펄프류, 고지 및 폐지를 해리할 때 해리속도는 500~5000rpm이고 해리시간은 5분~30분이지만, 반드시 필수적인 것은 아니며 펄프의 종류나 상태에 따라서 조정될 수도 있다.
제 2 공정(용해용펄프의 제조공정)
제 1 공정에서 해리된 펄프 4g을 1~3% 치아염소산나트륨용액 또는 아염소산나트륨용액 96㎖를 첨가하여 50℃에서 1~3시간 정도 교반하면서 처리하고 해리된 펄프로부터 헤미셀룰로오스 및 리그닌을 용출시켜 여과기를 이용해 여과한다. 여과가 완료되면 물과 메탄올 또는 아세톤 순으로 세척하고 건조하므로써 고순도의 용해용펄프(dissolving pulp)가 얻어진다.
실시예2;
해리된 펄프에 수산화나트륨 및 차아염소산나트륨용액 또는 아염소산나트륨용액을 처리하여 용해용펄프(dissolving pulp)를 제조하는 방법.
제 1 공정(기계펄프류, 고지 및 폐지의 해리공정)
제지용 원료료 사용되고 있는 기계펄프류를 실시예 1과 같은 해리속도와 해리시간으로 건식지류해리기를 사용하여 해리된 펄프를 얻는다.
제 2 공정(용해용펄프의 제조공정)
제 1공정에서 해리된 펄프를 4g을 1~3% 차아염소산나트륨용액 또는 아염소산나트륨용액 96㎖를 첨가하여 50℃에서 1시간~3시간 정도 교반하면서 처리한 다음 여과기에 여과하고 물과 메탄올 또는 아세톤 순으로 충분히 세척한 후 다시 1% 수산화나트륨용액 96㎖를 첨가하여 실온에서 2시간동안 교반하여 처리한 다음 여과기에 이용해 여과한다.
여과가 완료되면 물과 메탄올 또는 아세톤 순으로 세척하고 건조하므로써 고순도의 용해용펄프(dissolving pulp)가 얻어진다.
실시예 3;
해리된 펄프에 크레졸 혼합용제를 이용하여 솔보리시스처리에 의해 용해용펄프(dissolving pulp)를 제조하는 방법.
제 1 공정(기계펄프류, 고지 및 폐지의 해리공정)
제지용 원료로 사용되고 있는 기계펄프류를 실시예 1 및 실시예 2와 동일한 조건하에서 건식지류해리기를 사용하여 해리된 펄프를 얻는다.
제 2 공정(용해용펄프의 제조공정)
제 1 공정에서 해리된 펄프 5g과 물과 크레졸 혼합용제를 내압형 스테인레스 용기에 첨가하고 30분~2시간동안 150~200℃의 온도에서 반응시킨 후 여과기에 여과하고 여과가 완료되면 물과 메탄올 또는 아세톤 순으로 세척하고 건조하므로써 고순도의 용해용펄프(dissolving pulp)가 얻어 진다.
본 발명은 현재 제지용 원료로 사용되고 있는 기계펄프류(쇄목펄프, 열기계펄프, 탈묵펄프)나 고지 및 폐지를 건식지류해리기를 통하여 해리하고, 해리된 펄프를 여러 가지 약품으로 처리하여 고순도의 용해용펄프(dissolving pulp)를 제조토록 하므로써 경비의 절감은 물론이고 공정의 단순화, 저에너지소비형과 함께 환경오며 없이 작업을 진행시킬 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

  1. 기계펄프류, 고지 및 폐지를 건식지류해리기를 사용하여 해리하여 해리된 펄프를 얻고, 해리된 펄프를 50℃에서 차아염소산나트륨용액 또는 아염소산나트륨용액과 함께 투입한 후 교반처리하여 펄프에 함유된 헤미셀룰로오스 및 리그닌을 용출하여 분리 여과한 다음, 세척 건조하여 완성하는 것을 특징으로 하는 기계펄프류, 고지 및 폐지로부터 용해용 펄프를 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서; 건식지류해리기를 통하여 얻어진 펄프를 차아염소산나트륨용액 또는 아염소산나트륨용액으로 처리한 다음 세척하고, 수산화나트륨용액을 다시 첨가, 교반처리하여 펄프에 함유된 헤미셀룰로오스 및 리그닌을 용출하여 분리 여과한 다음, 세척 건조하여 완성하는 것을 특징으로 하는 기계펄프류, 고지 및 폐지로부터 용해용 펄프를 제조하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서; 건식지류해리기를 통하여 얻어진 펄프를 물과 크레졸 혼합용제를 사용하여 내압형 스테인레스 용기에 넣고 30분~2시간동안 150~200℃를 유지하면서 처리하여 펄프에 함유된 헤미셀룰로오스 및 리그닌을 용출하여 분리 여과한 다음, 세척 건조하여 완성하는 것을 특징으로 하는 기계펄프류, 고지 및 폐지로부터 용해용 펄프를 제조하는 방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0327190A (ja) * 1989-06-21 1991-02-05 Nippon Kamiparupu Kenkyusho:Kk パルプの製造方法
JPH05148783A (ja) * 1991-11-29 1993-06-15 Kanzaki Paper Mfg Co Ltd 感熱記録紙古紙のパルプ化法

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