KR100249758B1

KR100249758B1 - 종이 조성물

Info

Publication number: KR100249758B1
Application number: KR1019970074859A
Authority: KR
Inventors: 양대모
Original assignee: 성성기
Priority date: 1997-12-27
Filing date: 1997-12-27
Publication date: 2000-03-15
Also published as: KR19990054963A

Abstract

본 발명은 전자파 차단지, 소취지, 방향지, 탈취지, 살균지, 정밀보관용지, 화장지, 일회용 속옷, 종이 수건, 물수건 등의 흡수지, 흡유지, 농업용 과실봉지 등 다양한 용도로 사용 가능한 종이 조성물에 관한 것으로, 통상의 종이 재료에 심성화강암을 참가하되 통상의 종이 재료 : 심성화강암의 비율이 40∼90 : 10∼60이 되도록 첨가하여 종이 조성물을 얻고 이를 이용하여 통상의 방법으로 종이를 제조하므로서 혼합된 심성화강암에서 원적외선이 방사되어 살균, 살충의 효과를 나타내어 좀 등에 의한 종이의 파손이나 변색등이 방지될 수 있으며, 대기의 복사에너지와 종이에 균질하게 혼합된 심성화강암 성분 및 극히 미량의 잔존 수분의 분자구조가 상호 공명 효과를 일으켜 대기의 열원을 효과적으로 흡수하게 되며 7∼14μ대의 파장영역에서 에너지의 흡수 최대치에 이르게 되어 벽지 또는 초배지 등으로 사용할 때 방한, 보온효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 심성화강암 성분이 전자파를 차단하거나 탈취, 소취의 기능을 발현하고 심성화강암 성분 자체가 발산하는 원적외선이 자외선과 같은 인체에 해롭고 종이의 내구성 저하를 유발하는 광선을 반사시켜 종이 및 피부를 보호하는 등 여러 가지 효과가 발현되었다.

[색인어]

종이, 심성화강암, 원적외선

Description

종이 조성물{Paper composition}

본 발명은 전자파 차단지, 소취지, 방향지, 탈취지, 살균지, 정밀보관용지, 화장지, 일회용 속옷, 종이 수건, 물수건 등의 흡수지, 흡유지, 농업용 과실봉지 등 다양한 용도로 사용 가능한 종이 조성물에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 통상의 종이 재료에 심성화강암을 첨가하되 통상의 종이 재료 : 심성화강암의 비율이 40∼90 : 10∼60이 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 종이 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 종이는 주로 식물성 섬유를 재료로 하여 제조되며, 글을 쓰거나 책을 만드는 일에 쓰이는 것으로 여러 가지 목적으로 사용되기는 하지만 대체로 약 90% 정도가 인쇄에 사용되고 있다. 이러한 종이는 강도, 표면강도(뜯김 및 저항성), 표면 평활성, 색, 광택, 불투명성, 잉크 수리성 등의 요건을 만족시켜야하며, 인쇄면의 보존성이 우수하여야 할 뿐만 아니라 기타의 다른 요건을 만족시켜야만 한다.

한편, 종이는 그 제조공정에 앞서 지료제조 공정을 거치게 되는데 지료는 먼저 목재를 가공하여 10% 정도의 함수율을 갖는 화학표백 펄프를 제조하고 이어서 펄퍼(pulper)라는 펄프제조기를 이용하여 펄프를 강력한 와류에 의해 수중에 분산, 해리시킨 다음, 고해과정(섬유절단, 팽윤, 소섬유화)을 거쳐 종이특성에 맞는 적절한 배합비로서 혼합한 후 부원료를 투입하고 정선과정을 거치므로서 제조된다.

상술한 지료제조 공정을 마친 지료는 종이의 평량에 따라 규정농도로 와이어(wire)위에 균일하게 분사시킴으로서 종이를 구성하는 장, 단섬유 및 충전물의 결속형태에 따라 지필이 형성되고 종이의 종, 횡 강도비 및 평량이 결정되며, 와이어부에서 백수(white water)와 지료를 혼합하여 희석시킨 다음, 정선과정을 거쳐 종이를 제조하게 되는 것이다.

상기한 종이의 제조 과정에 있어서 종이에서 요구되는 제반 물성을 만족시키기 위하여 여러 가지 첨가물들이 첨가되고 있다. 예를들어, 양이온성 고분자 보류 향상제를 지료 중량에 대하여 0.02∼1.0%를 투입하여 단섬유분과 무기물 충전제를 미리 응집시킴으로서 다량의 충전제를 함유하면서도 강도저하를 일으키지 않는 종이를 제조하고 있다.

그러나, 현재까지 알려지고 있는 종이는 항균성 등이 만족스럽지 못하여 인쇄면의 보존상태의 지속성이 저하되고 있으며, 표면강도가 낮아 종이가 부스러지거나 용이하게 파손되는 문제점이 있고, 부가적인 효과가 발현되는 종이에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 항균성이 우수하여 인쇄면의 보존상태의 지속성이 향상될 뿐만 아니라 종이의 보존성이 향상되고 표면강도가 높아 부스러지지 않으며 파손되지 않고 부가적인 효과가 발현되어 기능성이 우수한 종이를 제조할 수 있는 종이 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 목적의 종이 조성물을 이용하여 여러 가지 용도의 종이를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적 뿐만 아니라 용이하게 표출될 수 있는 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 통상의 종이 재료에 심성화강암을 첨가하되 통상의 종이 재료 : 심성화강암의 비율이 40∼90 : 10∼60이 되도록 첨가하여 종이 조성물을 얻고 이를 이용하고 통상의 각종 종이 제조 방법을 이용하여 종이를 제조하므로서 항균성이 우수하여 인쇄면의 보존상태의 지속성이 향상될 뿐만 아니라 종이의 보존성이 향상되고 표면강도가 높아 부스러지지 않으며 파손되지 않고 부가적인 효과가 발현되어 기능성이 우수한 종이를 제조할 수 있었다.

본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 비누 조성물은 통상의 종이 재료에 심성화강암을 첨가하되 통상의 종이 재료 : 심성화강암의 비율이 40∼90 : 10∼60이 되도록 첨가하는 것으로 특징지워 진다.

본 발명에서 사용되는 심성화강암은 SiO₂79.76wt%, Al₂O₃9.87wt%, Fe₂O₃0.21wt%, K₂O 3.79wt%, Na₂O 2.81wt%, CaO 1.59wt%, MgO 0.86wt%와 게르마늄을 0.5∼2ppm 함유하는 기타 미량 성분 1.11wt%로 구성되는 심성화강암(이하 "심성화강암 A"라 칭함), SiO₂73.41wt%, Al₂O₃14.56wt%, Fe₂O₃1.13wt%, K₂O 4.13wt%, Na₂O 2.48wt%, CaO 2.28wt%, MgO 0.72wt%와 게르마늄을 0.5∼2ppm 함유하는 기타 미량 성분 1.29wt%로 구성되는 심성화강암(이하 "심성화강암 B"라 칭함), SiO₂73.53wt%, Al₂O₃12.52wt%, Fe₂O₃4.76wt%, K₂O 3.78wt%, Na₂O 2.07wt%, CaO 1.56wt%, MgO 0.51wt%와 게르마늄을 0.5∼2ppm 함유하는 기타 미량 성분 1.27wt%로 구성되는 심성화강암(이하 "심성화강암 C"라 칭함)으로서, 용도에 따라 3종의 심성화강암 중 적어도 1종 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 심성화강암은 지각내의 순수 마그마가 환원 상태에서 냉각된 것으로 각각 특유의 색상을 가지고 있으며 그 색상은 4000℃ 이상의 고온 마그마가 냉각되어 형성된 고유의 색상이고 원적외선 방사율이 0.90 이상인 것으로 통상의 종이재료와 40∼90 : 10∼60의 중량비율로 첨가되며, 심성화강암의 첨가율이 10중량% 미만일 경우에는 본 발명에서 목적하는 효과의 달성이 미흡한 단점이 있고 60중량%를 초과할 경우에는 종이의 제조가 불가능할 뿐만 아니라 인쇄적성이 저하되는 단점이 있었다. 사용되는 심성화강암의 종류, 혼합 방법 및 혼합 비율에 따라 원적외선 방사율이 변화되므로 다양한 특성 및 용도의 종이가 제조될 수 있다. 즉, 심성화강암 A, 심성화강암 B, 심성화강암 C가 독자적으로 사용될 수 있으며 2종 이상의 혼합되어 사용될 수도 있고, 혼합되어 사용될 경우 각각의 심성화강암은 10wt% 이상으로 사용된다.

전자파 차단 용지 또는 일회용 속옷용지의 경우에는 30% 내외, 소취지, 방향지, 탈취용지, 화장용지, 종이수건, 물수건 또는 살균지의 경우에는 20% 내외, 정밀 보관요지의 경우에는 40 내지 50% 정도, 농업용 과실봉지의 경우에는 20 내지 30%를 사용하는 것이 효과적이다.

본 발명에서 사용되는 심성 화강암은 제조될 종이의 질에 따라 다양한 입도로 첨가될 수 있지만 지면의 표면 평활성 및 인쇄 적성을 고려할 때 150메쉬(mesh) 이하이 입도를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 분쇄된 분말을 그대로 사용할 수 도 있지만 약 700℃ 이상의 온도에서 열처리한 것을 사용할 수 도 있다. 열처리의 온도 및 시간은 사용될 심성 화강암의 물성 및 열처리 후의 물성에 따라 변경될 수 있지만 약 700∼1400℃의 온도에서 10분 내지 2시간 동안 행하는 것이 바람직하다.

종이 재료로는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 종이재료 모두가 사용 가능하며, 용도 및 제품 특성의 향상을 위하여 공지의 첨가제들이 첨가될 수 있음을 용이하게 알 수 있을 것이다.

즉, 펄프 용재는 침엽수로서 전나무, 가문비나무, 삼나무가 주로 사용되고 소나무도 사용되며, 활엽수로는 포플러나무, 측백나무, 단풍나무 등 그 수종이 다종다양하고, 제조 방법 역시 기계적 펄프 제조법, 반화학적 펄프 제조법, 화학적 펄프 제조법, 아황산 이용 펄프 제조법, 황산염 이용 펄프 제조법 등과 같이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 펄프 제조 방법 뿐만 아니라 소다 이용 펄프 제조법, 염소 이용 펄프 제조법, 질소 이용 펄프 제조법 등도 사용될 수 있으며, 펄프의 수율을 높이고 품질을 향상시키기 위하여 상술한 방법들이 혼용되어 사용될 수 도 있다.

또한, 얻어진 펄프는 표백되지 않은 것이므로 백색도를 향상시키기 위하여 표백을 하여서 표백 펄프(Bleached Pulp)를 얻게 되며, 펄프의 비이팅(beating), 사이징(sizing), 전충(loading), 초지, 건조 도포(coating), 광택(calendering)공정을 행하여 종이로 제조된다.

즉, 펄프를 수중에서 기계적으로 두드려서 부푸는 비이팅을 행하여 덩어리로 응집된 섬유를 해리하여 섬유표면의 막을 파괴하고 교화, 팽윤 또는 절단하고, 종이에 적당한 소수성을 갖도록 섬유를 아교, 가성 소오다, 송진, 녹말, 규산, 합성수지 등의 소수성 콜로이드 물질로서 둘러싸는 사이징을 행한 다음, 종이를 순백불투명하게 하고 지면을 평활하게 하기 위하여 전충을 행한 후, 섬유를 얇은 층으로 하여 여과하고(초지), 섬유위에 안료를 접착제로서 도포하여 종이를 제조한다.

그러나, 상기의 공정들은 제조될 종이의 용도에 따라 일부의 공정이 생략될 수 도 있고, 상기에서 언급되지 않은 공정이 부가될 수 도 있다.

본 발명의 종이는 함유된 심성화강암 성분이 종이 제조시 종이내에 균질하게 혼합되고, 혼합된 심성화강에서 원적외선이 방사되어 살균, 살충의 효과를 나타내어 좀 등에 의한 종이의 파손이나 변색등이 방지될 수 있으며, 대기의 복사에너지와 종이에 균질하게 혼합된 심성화강암 성분 및 극히 미량의 잔존 수분의 분자 구조가 상호 공명 효과를 일으켜 대기의 열원을 효과적으로 흡수하게 되며 7∼14μ대의 파장영역에서 에너지의 흡수 최대치에 이르게 되어 벽지 또는 초배지 등으로 사용할 때 방한, 보온효과를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 심성화강암 성분이 전자파를 차단하거나 탈취, 소취의 기능을 발현하고 심성화강암 성분 자체가 발산하는 원적외선이 자외선과 같은 인체에 해롭고 종이의 내구성 저하를 유발하는 광선을 반사시켜 종이 및 피부를 보호하는 등 여러 가지 효과가 발현된다.

[실시예 1]

공지의 아트지 제조시 초지 단계에서 SiO₂79.76wt%, Al₂O₃9.87wt%, Fe₂O₃0.21wt%, K₂O 3.79wt%, Na₂O 2.81wt%, CaO 1.59wt%, MgO 0.86wt%와 게르마늄을 0.5∼2ppm 함유하는 기타 미량 성분 1.11wt%로 구성되는 심성화강암 A, SiO₂73.41wt%, Al₂O₃14.56wt%, Fe₂O₃1.13wt%, K₂O 4.13wt%, Na₂O 2.48wt%, CaO 2.28wt%, MgO 0.72wt%와 게르마늄을 0.5∼2ppm 함유하는 기타 미량 성분 1.29wt%로 구성되는 심성화강암 B, SiO₂73.53wt%, Al₂O₃12.52wt%, Fe₂O₃4.76wt%, K₂O 3.78wt%, Na₂O 2.07wt%, CaO 1.56wt%, MgO 0.51wt%와 게르마늄을 0.5∼2ppm 함유하는 기타 미량 성분 1.27wt%로 구성되는 심성화강암 C가 동량으로 혼합된 심성화강암성분을 중량비로 85 : 15로 혼합하여 투입하고 공지의 방법으로 아트지를 제조한 후, 이를 통상의 방법으로 제조된 일반 아트지와 함께 일광하에서 5일 동안 방치한 다음, 종이의 강도, 변색 정도 등을 평가한 결과, 일반 아트지 보다 40%이상의 강도 저하 방지 및 변색 방지 효과를 얻을 수 있었다.

[실시예 2]

공지의 전자파 차단용지 제조시 초지 단계에서 SiO₂79.76wt%, Al₂O₃9.87wt%, Fe₂O₃0.21wt%, K₂O 3.79wt%, Na₂O 2.81wt%, CaO 1.59wt%, MgO 0.86wt%와 게르마늄을 0.5∼2ppm 함유하는 기타 미량 성분 1.11wt%로 구성되는 심성화강암 A, SiO₂73.41wt%, Al₂O₃14.56wt%, Fe₂O₃1.13wt%, K₂O 4.13wt%, Na₂O 2.48wt%, CaO 2.28wt%, MgO 0.72wt%와 게르마늄을 0.5∼2ppm 함유하는 기타 미량 성분 1.29wt%로 구성되는 심성화강암 B, SiO₂73.53wt%, Al₂O₃12.52wt%, Fe₂O₃4.76wt%, K₂O 3.78wt%, Na₂O 2.07wt%, CaO 1.56wt%, MgO 0.51wt%와 게르마늄을 0.5∼2ppm 함유하는 기타 미량 성분 1.27wt%로 구성되는 심성화강암 C가 동량으로 혼합된 심성화강암성분을 중량비로 75 : 25로 혼합하여 투입하고 공지의 방법으로 전자파 차단용지를 제조한 후, 이를 통상의 방법으로 제조된 일반 전자파 차단 용지와 전자파 차단 효과를 비교 검토한 결과, 약 63% 이상의 전자파 차단 상승 효과가 있었다.

[실시예 3]

공지의 도배 초배용지 제조시 초지 단계에서 SiO₂79.76wt%, Al₂O₃9.87wt%, Fe₂O₃0.21wt%, K₂O 3.79wt%, Na₂O 2.81wt%, CaO 1.59wt%, MgO 0.86wt%와 게르마늄을 0.5∼2ppm 함유하는 기타 미량 성분 1.11wt%로 구성되는 심성화강암 A, SiO₂73.41wt%, Al₂O₃14.56wt%, Fe₂O₃1.13wt%, K₂O 4.13wt%, Na₂O 2.48wt%, CaO 2.28wt%, MgO 0.72wt%와 게르마늄을 0.5∼2ppm 함유하는 기타 미량 성분 1.29wt%로 구성되는 심성화강암 B, SiO₂73.53wt%, Al₂O₃12.52wt%, Fe₂O₃4.76wt%, K₂O 3.78wt%, Na₂O 2.07wt%, CaO 1.56wt%, MgO 0.51wt%와 게르마늄을 0.5∼2ppm 함유하는 기타 미량 성분 1.27wt%로 구성되는 심성화강암 C가 동량으로 혼합된 심성화강암성분을 중량비로 65 : 35로 혼합하여 투입하고 공지의 방법으로 도배용 초배지를 제조한 후, 이를 통상의 방법으로 제조된 일반 도배용 초배지와 방한 또는 보온 효과를 비교 검토한 결과, 약 3.5℃ 이상의 보온 효과가 있음을 알 수 있었다.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 통상의 종이 재료에 심성화강암을 첨가하되 통상의 종이 재료 : 심성화강암의 비율이 40∼90 : 10∼60이 되도록 첨가하여 종이 조성물을 얻고 이를 이용하여 통상의 방법으로 종이를 제조하므로서 혼합된 삼성화강암에서 원적외선이 방사되어 살균, 살충의 효과를 나타내어 좀 등에 의한 종이의 파손이나 변색등이 방지될 수 있으며, 대기의 복사에너지와 종이에 균질하게 혼합된 심성화강암 성분 및 극히 미량의 잔존 수분의 분자 구조가 상호 공명 효과를 일으켜 대기의 열원을 효과적으로 흡수하게 되며 7∼14μ대의 파장영역에서 에너지의 흡수 최대치에 이르게 되어 벽지 또는 초배지 등으로 사용할 때 방한, 보온효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 심성화강암 성분이 전자파를 차단하거나 탈취, 소취의 기능을 발현하고 심성화강암 성분 자체가 발산하는 원적외선이 자외선과 같은 인체에 해롭고 종이의 내구성 저하를 유발하는 광선을 반사시켜 종이 및 피부를 보호하는 등 여러 가지 효과가 발현되었다.

Claims

통상의 종이 재료에 SiO₂79.76wt%, Al₂O₃9.87wt%, Fe₂O₃0.21wt%, K₂O 3.79wt%, Na₂O 2.81wt%, CaO 1.59wt%, MgO 0.86wt%와 게르마늄을 0.5∼2ppm 함유하는 기타 미량 성분 1.11wt%로 구성되는 심성화강암, SiO₂73.41wt%, Al₂O₃14.56wt%, Fe₂O₃1.13wt%, K₂O 4.13wt%, Na₂O 2.48wt%, CaO 2.28wt%, MgO 0.72wt%와 게르마늄을 0.5∼2ppm 함유하는 기타 미량 성분 1.29wt%로 구성되는 심성화강암, SiO₂73.53wt%, Al₂O₃12.52wt%, Fe₂O₃4.76wt%, K₂O 3.78wt%, Na₂O 2.07wt%, CaO 1.56wt%, MgO 0.51wt%와 게르마늄을 0.5∼2ppm 함유하는 기타 미량 성분 1.27wt%로 구성되는 심성화강암으로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 심성화강암을 첨가하되 통상의 종이 재료 : 심성화강암의 비율이 40∼90 : 10∼60이 되도록 첨가한 것을 특징으로 하는 종이 조성물.
제1항에 있어서, 심성화강암은 열처리되지 않은 것을 사용함을 특징으로 하는 종이 조성물.
제1항에 있어서, 심성화강암은 700∼1400℃에서 열처리된 것을 사용함을 특징으로 하는 종이 조성물.