KR100455563B1 - 제지공정분석기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제지 공정에 있어서 종이의 보류도, 탈수성 및 균일성을 평가, 예측할 수 있는 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)에 관한 것으로, 지료조성부인 지료조성탱크(10), 성형부인 지층형성탱크(20), 백수채취부인 백수탱크(30) 및 감압도입부인 진공탱크(40)로 이루어져 이를 컴퓨터(50)로 자동화 함으로써 종이의 탈수성, 보류도, 균일성 및 강도를 종합적으로 분석할 수 있는 것을 특징으로 한다. 본 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)는 실제 제지공정의 지료 조성과 탈수ㆍ성형 단계를 보다 현장에 유사하도록 재현하기 위하여 고농도의 지료에 첨가제 자동투입, 교반, 탈수 및 백수 채취가 가능하도록 분석 기기를 일체형으로 구성하였다. 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)는 실험의 전과정을 컴퓨터(50)로 조정하여 진공의 해압 정도를 분석하고 백수의 보류도를 평가한 후, 탈수성 및 보류도를 명확히 알고 있는 시편의 균일성 및 강도 등의 물리적 성질을 함께 분석함에 따라, 기존의 보류도 및 탈수성 측정설비나 초지기의 단점을 보완하여 초지 조건에 따라 변화되는 제지 공정의 보류도, 탈수성 및 종이의 균일성을 실험실적으로 종합평가, 예측하기 위한 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)에 관한 것이다.

Description

제지공정분석기{An analyzer of papermaking process；RDA-HSF(Retention ＆ Drainage Analyzer - Handsheet Former)}

본 발명은 다양한 초지조건에 따라 변화되는 제지 공정의 보류도, 탈수성 및 종이의 균일성을 실험실적으로 평가, 예측하기 위해 고안된 제지공정 분석기(Retention & Drainage Analyzer - Handsheet Former : RDA-HSF)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실제 제지공정의 지료 조성과 탈수ㆍ성형 단계를 보다 현장에 유사하도록 재현하기 위하여 고농도의 지료에 첨가제의 자동투입, 교반, 탈수 및 백수 채취가 가능하도록 분석 기기를 일체형으로 구성 제작한 제지공정분석기에 관한 것이다.

즉, 실험의 전과정을 컴퓨터로 조정하여 진공의 해압 정도를 분석하고 백수의 보류도를 평가한 후, 탈수성 및 보류도를 명확히 알고 있는 시편의 균일성 및강도 등의 물리적 성질을 함께 분석함에 따라, 기존의 보류도 및 탈수성 측정설비나 초지기의 단점을 보완하여 초지조건에 따라 변화되는 제지 공정의 보류도, 탈수성 및 종이의 균일성을 실험실적으로 종합평가, 예측하기 위한 분석기에 관한 것이다.

제지 공정의 효율적인 운영을 위해서는 공정변수의 파악이 필수적이다. 특히 종이가 성형되는 습부(wet-end)는 종이물성을 결정짓는 단계로서, 이때의 탈수성, 보류도 및 균일성(지합; Formation) 등을 적절히 조절하는 것은 종이의 생산성과 최종 제품의 품질 측면에서 매우 중요하다 하겠다.

제지공정에 있어서 습부의 탈수성은 헤드박스로부터 분사된 농도 1% 내외의 지료가 농축되는 과정에서 수분이 분리되는 정도를 의미하는데, 만일 이러한 탈수성이 불량하여 수분의 제거가 원활하지 못하다면 종이의 생산성이 저하되는 문제점이 유발된다.

일반적으로 지료로부터 수분이 분리되는 과정에 있어서 물과 함께 종이 성분이 빠져나가게 되면 결국 종이로서 형성되는 고형분이 줄어들게 되는데 이를 보류도가 낮다고 표현한다. 보류도가 불량할 때에는 종이로서 형성되지 못하는 고형분이 많으므로 제지공정수의 오염을 유발하게 되며, 상대적으로 헤드박스의 농도를 높여야 하기에 이에 따른 섬유 응집으로 인해 종이의 균일성이 저하되는 심각한 문제점을 초래하게 된다.

종이를 구성하는 섬유소는 일반적으로 1 ~ 4mm의 길이에 폭 40 ㎛ 미만인 얇고 상대적으로 긴 목재 세포로서 섬유소간의 얽히고 뭉치는 현상인 응집이 일어나기 쉽다. 특히 섬유소의 농도가 높은 지료는 더욱 응집되기 쉬운데, 응집이 심해질수록 종이를 구성하는 섬유소 분포가 불균일해지고 이로 인해 종이의 인쇄적성, 강도, 불투명도 등의 중요 물성이 저하된다. 따라서 종이의 균일성은 지층형성시의 탈수성, 보류도 등의 공정변수와 함께 종이 생산 측면에서 반드시 고려되어야 할 중요한 품질 특성이다.

기존의 탈수성 및 보류도 측정설비로서 대표적인 예를 든다면 CSF 여수도측정기(Canadian Standard Freeness Tester)와 DDJ(Dynamic Drainage Jar) 및 원형 수초지기 등을 들 수 있으며, 보다 전문적으로 최근 고안된 감압식 탈수성 분석기 등을 들 수 있다.

감압이 도입되지 않은 기존의 탈수성 분석 설비는 자연 탈수 방식으로 실제 현장 초지조건을 모사하기 어려운 단점이 있다. 또한 새로 고안된 DDJ나 동적 조건의 감압식 탈수성 분석기 등의 경우도 보류와 탈수 경향만이 분석될 뿐, 탈수 촉진제 등이 도입된 각 측정조건에서의 실제 종이 균일성 및 기타 물성을 측정할 수 없다는 문제점이 있다.

즉, 보류향상과 탈수촉진을 목적으로 적용되는 각종 습부(wet-end) 첨가제들의 효능을 보다 정확히 분석하고자 한다면, 좀더 현장의 조건에 가까운 분석실험이 선행되어야 함은 물론, 이러한 조건에서의 종이 물성 측정이 병행되어야 한다. 이를 위해서는 보다 높은 초지 농도에서 지료의 교반 조건을 현실화하여 실험실적 초지를 수행하여야 하는데, 기존의 수초지 설비는 초지할 때의 농도가 0.2g/L 내외로 실제현장의 5∼10g/L 조건보다 25배 이상 희석되어 있고, 교반처리 역시 약하게 실시됨에 따라 탈수성 및 보류도를 측정하기가 불가능한 실정이다.

따라서 기존의 수초지 설비로는 펄프의 기본 물성을 파악할 수는 있어도, 첨가제가 투입된 종이의 물성은 정확히 분석할 수 없는 단점이 있다. 아울러 지료조성, 초지 및 탈수 처리가 수동 조작에 의해 이루어지므로 이에 따른 실험오차의 발생 가능성이 있고, 실험 소요시간이 길다는 문제점 역시 존재한다.

특히 제지 공정의 청수 사용량이 용수 절감을 위해 줄어들고 있고 심지어 공정수 폐쇄화를 위한 노력이 집중되고 있는 실정으로, 각종 첨가제의 효능을 실제 공정수 초지 조건하에 분석해야함을 고려한다면, 첨가제의 효능 시험에 기존의 청수를 활용한 희석식 수초지법을 적용하는 것은 불합리하다.

따라서, 실제 제지공정의 지료 조성과 탈수ㆍ성형 단계를 보다 현장에 유사하도록 재현하기 위해서는 기존의 분석방법과 달리 고농도의 지료에 첨가제 자동투입, 교반, 탈수 및 백수 채취가 가능하도록 분석 기기를 일체형으로 구성하는 것이 그 어느 때보다 절실히 요구되고 있다.

즉, 실험의 전과정을 컴퓨터로 조정하여 진공의 해압 정도를 분석하고 백수의 보류도를 평가한 후, 탈수성 및 보류도를 명확히 알고 있는 시편의 균일성 및 강도 등의 물리적 성질을 함께 분석함에 따라, 기존의 보류도 및 탈수성 측정설비나 초지기의 단점을 보완하여 초지조건에 따라 변화되는 제지 공정의 보류도, 탈수성 및 종이의 균일성을 실험실적으로 종합평가, 예측하기 위한 제지공정 분석기의 개발이 그 어느 때보다 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 초지조건에 따라 변화되는 제지 공정의 보류도, 탈수성 및 종이의 균일성을 현장을 대신하여 실험실적으로 평가, 예측하기 위한 제지공정분석기(Retention & Drainage Analyzer - Handsheet Former : RDA-HSF)(70)를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 제지공정의 보류도, 탈수성을 분석하는 제지분석기에 있어서, 지료조성부인 지료조성탱크(10), 성형부인 지층형성탱크(20), 백수채취부인 백수탱크(30) 및 감압도입부인 진공탱크(40)로 이루어져 이를 컴퓨터 (50)로 자동화 함으로써 종이의 탈수성, 보류도, 균일성 및 강도를 종합적으로 분석할 수 있는 것을 특징으로 하는 제지공정분석기 (70)에 의하여 달성된다.

또한, 본 발명의 목적은 상기 지료조성탱크(10)의 내부에 복수개의 임펠러(14)를 장착함으로써 특정한 방향으로 난류가 배향되지 않도록 유도하며, 지료의 양에 따라 상기 지료조성탱크(10)의 높이를 조절할 수 있도록 가변화 함으로써 지료의 적절한 분산상태를 유지할 수 있도록 하며, 상기 지료조성탱크(10)의 내부에 각종 첨가제를 투입하는 방법에 있어서 주사기 장착 회전식의 자동 첨가제투입기(13)를 채택함으로서 첨가제 비교실험을 광범위하게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 제지공정분석기(70)에 의하여 달성된다.

특히, 제지공정의 지료 조성과 탈수ㆍ성형 단계를 보다 실제 현장에 유사하도록 재현하기 위하여 고농도의 지료에 첨가제 자동투입, 교반, 탈수 및 백수 채취가 가능하도록 분석 기기를 일체형으로 구성하였다.

즉, 실험의 전과정을 컴퓨터(computer) (50)로 조정하여 진공의 해압 정도를 분석하고 백수의 보류도를 평가한 후, 탈수성 및 보류도를 명확히 알고 있는 시편의 균일성 및 강도 등의 물리적 성질을 함께 분석함에 따라, 기존의 보류도 및 탈수성 측정설비나 수초지기의 단점을 보완하여 초지조건에 따라 변화되는 제지 공정의 보류도, 탈수성 및 종이의 균일성을 실험실적으로 종합평가, 예측하기 위한 제지공정분석기를 개발함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

특히, 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)는 기존의 탈수성, 보류도 및 시편 제조를 위한 각종 실험용 초지기들과 달리 지료의 교반에 한 개가 아닌 여섯 개의 임펠러를 활용하여 난류가 배향되지 않도록 하고 지료의 양에 따라 지료조성탱크의 높이를 조절할 수 있게 배려하며, 각종 첨가제의 투입시 기존의 정량 펌프식 주입 방법이 아닌 주사기 장착 회전식의 자동 첨가제투입기(13)를 채택한 데에 그 우수성이 있다.

단순히 교반하여 지료를 조성하고 부가적인 교반처리 없이 지층형성 탱크에 일률적으로 도입한 다음 감압 탈수시키는 기존의 설비와 달리, 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)는 지료의 보류 및 탈수와 종이의 균일성에 결정적인 영향을 미치는 난류, 특히 지층형성탱크(20)에 도입된 지료의 난류 강도를 조절할 수 있도록 설계되었다.

상기 지층형성탱크(20)에 도입된 지료는 분산상태가 매우 중요한 바, 임펠러 (14)의 교반처리와 상기 지료조성탱크(10)로부터 낙하되어 상기 지층형성탱크(20)에 도달한 후 탈수가 완료될 때까지의 유지시간(난류소멸시간) 및 상기 지층형성탱크 (20)에 부딪힐 때 유발되는 난류에 의해서 상기 지료의 분산 상태가 결정된다.

이때 지료에 도입된 난류의 강도가 강할수록 분산상태가 양호하여 응집이 적은 만큼 종이의 균일성은 개선되나, 탈수성과 보류도는 이와 반대로 저하되는 상반된 양상을 보인다. 특히 지료의 농도가 높을수록 응집이 용이한 만큼, 상기 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)의 경우 충분한 난류의 형성으로 분산상태가 유지되지 못할 때에는 실제 현장의 초지조건 하에서 결정되는 보류도, 탈수성 및 종이 균일성을 재현할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.

즉, 상기 지층형성탱크(20)에 도입된 지료가 감압탈수가 이루어질 때까지 충분히 분산된 상태를 유지해야만 현장 초지조건을 재현할 수 있다. 이를 위해 상기 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)는 여섯 개의 임펠러(14)를 활용한 교반 방식을 채택하고 상기 지료조성탱크(10)로부터 지료가 낙하되는 중에도 교반을 계속 실시하여 상기 지층형성탱크(20)에 도입되는 지료의 분산상태를 유지할 수 있도록 고안되었다.

도 2는 초지시 임펠러의 개수에 따른 종이 시편의 섬유배향을 나타낸 모식도이다. 한 개의 교반기(impeller)가 중앙에 설치된 기존의 설비는 도 3의 A에 나타낸 바와 같이, 교반시 지료가 회전하며 섬유의 배향이 원형으로 이루어지는 특징이 있다. 원형의 그림 내부의 동심원 모양은 섬유의 배향방향을 나타낸 것이다. 이에 따라 지료가 교반하여 지층형성탱크(20)로 도입한다고 할 때 종이의 주변과 중심부의 강도가 달라지고 원심력에 의해 무거운 섬유가 바깥쪽으로 몰리는 등의 시편의 불균일성이 초래되는 단점이 있다.

본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)는 지료조성탱크(10)의 위치를 조정하여 지료의 양에 따라 지료의 낙하, 도입시간을 최소화시킬 수 있도록 고안되었다. 초지 평량을 늘리기 위해서는 지료의 농도를 증가시키거나 그 양을 증가시켜야 하는데, 지료의 농도는 전술한 바와 같이 섬유의 응집과 밀접한 관계가 있으므로 일정수준 이상으로 농도를 증가시키는 것은 종이의 불균일성을 조장하는 이유로 불가능하다.

따라서 지료의 양을 증가시키는 방법을 적용하여 평량을 조정하게 되는데 이때 다음의 사항을 유의하여야 한다. 기본적으로 상기 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)는 지료조성탱크(10)의 하부면이 지층형성탱크(20)에 지료가 도입되었을 때의 지료높이에 거의 닿을 정도로 낮아야 한다. 만일 지료의 양이 늘어난다면 그만큼 상기 지료조성탱크(10)를 위로 올려주어 역시 상기 지료조성탱크(10)가 지료에 닿지 않도록 조절해야한다.

이것은 지료가 상기 지료조성탱크(10)로부터 상기 지층형성탱크(20)에 도달하기까지의 낙하시간을 최소화하기 위한 조치로서 일단 교반처리가 끝난 지료의 난류가 시간이 경과함에 따라 급격히 소멸되는 특성을 감안한 것이다. 상기와 같은 조치들을 통해 상기 지층형성탱크(20)에 도입된 지료는 감압 탈수되기 전까지 적절한 분산상태를 유지하게 된다.

종래의 첨가제 투입방식은 첨가제 탱크에 정량펌프가 연결되어 첨가제 탱크를 비우고, 세척한 뒤 다른 첨가제를 채워 넣지 않는 한 한정된 종류(일반적으로 4개)의 약품을 연속적으로 첨가하는 처리를 위주로 하는 것이다.

이에 반하여 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)는 기존의 첨가제 투입방식을 개선하여, 상기 지료조성탱크(10)에 장착된 주사기장전 회전식의 자동 첨가제투입기(13)는 주사기에 1회 투입할 양만을 담아 회전식의 자동 첨가제투입기(13)에 장전하고, 지료 조성단계에 따라 총 10가지의 첨가제를 투입하며 첨가제 종류가 바뀔 때 주입기를 세척할 필요 없이 주사기를 바꾸어 장전 사용할 수 있는 것을 그 기술로 한다. 이에 따라 첨가제 비교 실험시 첨가제 탱크의 세척시간을 절감하며 보다 많은 종류의 첨가제를 적용, 비교 평가할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)는 다단탈수 처리방식을 도입하였다.

일반적으로 종이를 생산하는 초지기는 1% 내외의 펄프 현탁액(slurry)을 얇게 분사하여 이를 탈수, 건조시키는 과정을 연속적으로 수행한다. 종이는 상기한 과정을 통해 얇은 판상으로 성형되는데 종이의 최종 물성은 특히 탈수과정에서 주로 결정된다. 탈수 과정은 펄프 슬러리(slurry)의 농도를 1% 내외로부터 약 20% 수준으로 증가시키는 단계로서 크게 자연탈수 구간과 진공탈수 구간으로 구분되는 탈수영역을 통과하면서 펄프슬러리에 적용되는 중력과 진공감압에 의해 각각 이루어진다.

자연탈수구간의 탈수작용은 중력에 의한 것으로 펄프 슬러리가 종이층으로 형성되는 초기에 해당하며, 어느 정도 종이층이 형성되어 탈수가 원활하지 못할 때까지 약한 강도로 이루어지지만 이를 통해 종이의 구성성분 중 미세한 크기의 충전제, 미세섬유 등이 여과, 보류되는 기회가 부여됨에 따라 종이 생산의 수율 측면에서 매우 중요한 일면을 지닌다.

진공탈수구간은 전술한 자연탈수구간과 달리 진공탈수소자에 의한 흡입(suction)이 적용되며 보다 가혹한 조건으로 이미 형성된 종이층으로부터 강제적으로 수분을 제거해내는 과정이다. 이때에는 종이 원료의 미세한 성분이 유동하는 현상과 함께 종이 두께가 얇아지면서 고화(consolidation)되는데, 이때 결정되는 종이의 구조는 이후 압착 탈수처리와 건조, 기타 후가공 처리의 적성 등에 결정적인 영향을 미친다.

종래의 탈수, 보류도 측정기와 수초지기를 개량한 측정설비들은 자연탈수만을 적용하든지 아니면 진공탈수만을 적용하는 단편적인 처리를 벗어나지 못하였다. 자연탈수만을 적용하는 경우에는 실제 초지현장의 가혹한 흡입(suction) 탈수조건을 재현하지 못하는 이유로 보류도가 실제보다 높고 탈수성이 낮게 평가되는 문제점이 있으며, 반대로 진공탈수만을 적용하는 경우에는 종이층의 형성이 마일드하게 이루어지는 초지기의 전반부를 재현하지 못하는 이유로 상대적으로 보류도가 낮고 탈수가 용이하다는 결과를 얻는 오류가 있었다.

본 발명에 따른 보류, 탈수 분석용 자동화 초지설비기기인 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)는 기존의 측정설비와 달리 현장과 유사하게 두 가지 탈수처리를 실시할 수 있도록 탈수를 다단으로 적용하는 신기능을 부여하였는데, 일단계의 약한 진공조건으로 자연탈수를 재현하고, 연이은 이단계의 강한 진공조건으로 감압탈수를 재현함에 따라 보류와 탈수성 분석을 보다 현실적으로 수행할 수 있게 되었음은 물론, 종이 시편 역시 실제 초지기의 것과 유사하게 제조할 수 있는장점을 가지고 있다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 발명의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 분명해질 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)의 전체적인 모식도이다.

도 2는 초지시 임펠러의 개수에 따른 종이 시편의 섬유배향을 나타낸 모식도이다.

도 3은 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)와 종래의 제지공정분석기 (DDJ)를 이용하여 비교 측정한 보류도의 분석결과이다.

도 4는 종래의 제지공정분석기인 CSF여수도 측정기, DDJ 및 원형수초지기를 이용하여 비교 측정한 탈수성의 분석결과이다.

도 5는 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)를 이용하여 측정한 탈수성의 분석결과이다.

도 6은 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)와 종래의 제지공정분석기인 원형수초지기를 이용하여 비교 측정한 종이시편의 파열강도의 분석결과이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

10 ; 지료조성탱크 11 : 공압실린더

12 : 구동부 13 : 첨가제투입기

14 : 임펠러 15 : 고깔마개

20 :지층형성탱크 21 : 매쉬

22 : 깔때기 23 : 탈수밸브

30 : 백수탱크 31 : 백수밸브

40 : 진공탱크 41 : 제 1밸브

42 : 제 2밸브 43 :진공펌프

50 : 컴퓨터 60 : 컨트롤러

70 : 제지공정분석기 16 : 받침대

이하 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)의 구성에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)의 전체적인 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)는 크게 지료조성부인 지료조성탱크(10), 성형부인 지층형성탱크(20), 백수채취부인 백수탱크 (30) 및 감압도입부인 진공탱크(40)의 네 부분으로 구성되어 있다.

상기 지료조성탱크(10)의 상단부에는 지료교반처리를 위한 구동부(12)가 설치되어 있으며 상기 구동부(12)의 상부에는 상기 지료조성탱크(10)의 고깔마개(15)를 착탈할 수 있도록 공압실린더(11)가 설치되어 있다.

상기 지료조성탱크(10)의 상부 측면에는 다수개의 첨가제투입기(13)가 설치되어 있으며 상기 첨가제 투입기(13)는 지층형성탱크(20)의 외측하단부에 있는 받침대(16)에 고정되어 있으나 도 1은 모식도이므로 상기 첨가제 투입기(13)가 상기 받침대(16)에 고정된 구조를 생략하였다. 상기 첨가제투입기(13)는 주사기가 장착된 회전식의 자동투입기이다. 상기 지료조성탱크(10)의 내부에는 지료를 교반하기 위한 임펠러(14)가 복수개 설치되어 있으며 상기 지료조성탱크(10)의 저면부에는고깔마개(15)가 설치되어 있다.

상기 지료조성탱크(10)의 하부에는 지층형성탱크(20)가 설치되어 있으며 상기 지층형성탱크(20)의 바닥면상에는 매쉬(21)가 설치되어 있다. 상기 매쉬(21)는 포밍 패브릭 혹은 와이어 매쉬로 구성되어 있다. 상기 매쉬(21)의 하부에는 충전수를 채워 넣을 수 있도록 깔대기부(22)가 형성되어 있다.

상기 지층형성탱크(20)의 외측 하단부에는 받침대(16)가 형성되어 있는 바, 상기 지료조성탱크(10)는 상기 받침대(16)에 고정되어 있다. 이에 따라 상기 지료조성탱크(10)와 상기 지층형성탱크(20)간의 높이 조절이 가능하도록 제작되어 있다. 도 1은 전체적인 모식도이므로 상기 지료조성탱크(10)가 상기 받침대(16)에 연결된 구조를 생략하였다.

백수탱크(30)와 상기 깔때기부(22) 사이에는 탈수밸브(23)가 설치되어 있으며 상기 백수탱크(30)는 진공탱크(40)와 연결되어 있으며 그 사이에는 제 1밸브(41)가 설치되어 있다. 상기 진공탱크(40)는 진공펌프(43)와 연결되어 있으며 그 사이에는 제 2밸브(42)가 설치되어 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)는 컴퓨터(50)와 컨트롤러(60)에 각각 연결되어 그 분석결과를 파악할 수 있도록 컴퓨터 모니터상에 디지털화 되어 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)는 기존의 시험설비가 해결하지 못했던 지료 조성 및 초지 조건의 현실화를 구현하도록 고농도의 지료에 첨가제 자동투입, 교반, 탈수 및 백수 채취가 가능하도록 일체형으로 구성되어 있다. 본 시험분석에 활용된 RDA-HSF의 주요 특성 및 효능은 다음과 같다.

도 1에 나타낸 바와 같이 RDA-HSF는 크게 지료 조성부와 성형부, 백수 채취부 및 감압 도입부의 네 부분으로 구성되어 있는 바, 상기 지료조성탱크(10)에 도입된 지료는 최대 0.6% 농도로 평량 300g/㎡까지 조성이 가능하다.

첨가약품은 공압실린더(11)에 의한 자동 첨가제투입기(13)를 통해 지료조성탱크(10)에 투입되는데, 다양한 첨가제의 실험이 용이하도록 주사기 장전식으로 구성된 2대의 주입기가 프로그램된 교반처리 사이사이에 10종의 첨가약품을 순서적으로 투입하도록 되어 있다. 지료의 교반은 6개의 임펠러(14)에 의해 수행된다. 6개의 임펠러(14)는 회전방향이 각기 반대이나 모두 하부로 지료를 밀어내며 순환시킨다.

이처럼 6개의 임펠러(14)를 활용하여 지료를 교반하는 이유는 특정한 방향으로 난류가 배향되지 않도록 하여 상부의 지료조성탱크(10)로부터 하부의 지층형성탱크(20)에 지료가 투입되는 동안에도 양호한 분산상태를 유지시키기 위해서이다.

예를 들어, 마이크로 파티클 시스템을 적용하는 탈수촉진 및 보류 향상 처리의 경우, 지력증강제나 음이온성 전해질 중화제(Anionic Trash Catcher : ATC)로서 저분자량의 고분자 전해질 1종을 먼저 투입하고 저속으로 교반시키다가, 고분자량의 보류향상용 폴리아크릴아미드(Poly-acrylamide; PAM)나 양이온성 전분을 투입하고 고속으로 교반시킨 다음, 음이온성 응집제인 벤토나이트나 실리카졸을 도입할수 있도록 프로그램을 구성하였다.

상기 지료조성탱크(10)에는 난류의 형성이 용이하도록 6개의 기둥을 설치하였다. 조성이 완료된 지료는 상기 지료조성탱크(10)의 하부 자동 마개가 열림과 동시에 신속히 지층형성탱크(20)로 도입되는데, 이때 낙차에 의해 지료가 다시 한 번 분산되면서 지합을 개선하게 된다.

탈수된 습지필은 태피표준법(Tappi Standard Method)에 의거하여 압착된 후 열판 건조되는데, 이때 백수탱크(30)에 채집된 백수의 탁도 및 탁입자(Suspended Solids; SS)를 측정하여 보류도를 평가함에 따라 보류도를 명확히 알고 있는 시편의 지합을 함께 분석하였다.

아울러 지료의 탈수성이 1초에 2000번 감지하여 매 10회마다 평균치를 보고하는 감압 디텍터(detector)에 의해 자동으로 computer로 저장되는 바, 시간에 따른 진공의 해압 정도를 도면화(plotting)하여 각 탈수촉진제 등의 효능을 즉시 파악하였다. RDA-HSF의 지료 조성 및 초지의 전과정은 컴퓨터(50)에 의해 조정되며 탈수데이터 역시 자동 저장된다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)를 실시예에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.

*실시예

국산골판지 고지를 해리한 후, 부상부유 분급처리를 실시하여 섬유분과 미세분을 구분하였다. 분급된 두 지료를 DDJ를 활용한 TAPPI Test Method 261 cm-00의 습식스크린 방법(wet screening)으로 수세시켜 각각의 미세분 함량을 측정하고 적정비율로 혼합하여 지료의 미세분 함량이 30, 50, 60, 70%가 되도록 조성하였다.

이때 지료의 농도는 0.6%로 조성되었으며 지료조성시 보류향상을 목적으로 양이온성 폴리아크릴아미드(Cationic Polyacrylamide)를 각각 100, 200 또는 300ppm을 첨가하고, 벤토나이트(Bentonite)를 양이온성 폴리아크릴아미드 첨가량의 5배만큼 첨가하는 마이크로 파티클 시스템을 적용하였다.

RDA-HSF를 활용한 초지시 평량은 150g/m²이었으며 이때 감압 탈수 처리는 메인탱크와 서브탱크의 진공압력을 동일하게 200mmHg로 유지하는 일단 탈수조건으로 실시되었다. 지료 조성 순서는 먼저 보류향상제인 고분자량의 양이온성 폴리아크릴아미드를 투입하고 1,000rpm의 속도로 5초 동안 교반시킨 다음, 음이온성 마이크로 파티클인 벤토나이트를 도입하도록 프로그램되었으며, 이때 벤토나이트 첨가 후의 교반처리는 800rpm의 속도로 5초간 유지한 다음 초지직전 난류형성을 위해 1300rpm의 고속으로 다시 5초 동안 교반하는 방식을 택하였다.

전술한 바와 같이 지료조성탱크(10)에는 특정한 방향으로 난류가 배향되지 않도록 하기 위하여 6개의 임펠러(14)가 설치되었으며, 지료조성이 완료된 다음, 지료조성탱크(10)의 하부 고깔마개(15)가 열림과 동시에 지료가 신속히 지층형성탱크(20)로 도입되도록 하여, 지료의 분산상태 유지 및 재분산을 통해 지합이 개선되도록 유도하였다.

탈수된 습지필은 TAPPI Test Method T 205 sp-95에 의거하여 압착, 건조시킨 후 시편의 파열강도 및 지합 등의 물성을 평가하였으며, 이때 백수탱크(30)에 채집된 백수의 탁도를 측정하여 각 초지조건에서의 보류도를 평가하였다. 감압 검출기(detector)로부터 얻은 데이터를 바탕으로 탈수시간 경과에 따른 진공의 해압곡선을 작성하여 각 초지조건에서의 탈수성을 분석하고 성형된 습지필의 투기성을 파악하였다.

*비교예

RDA-HSF의 탈수성, 보류도 및 종이 균일성 분석효율을 기존의 측정 설비와 비교, 평가하기 위해 CSF(Canadian Standard Freeness)tester, DDJ(Dynamic Drainage Jar) 및 원형수초지기를 이용한 종이의 탈수성, 보류도 및 균일성 분석을 다음과 같이 실시하였다.

DDJ의 탈수 및 보류도 평가는 미세분 함량이 다른 0.5% 농도의 지료 500g을 DDJ에 투입하고 일정시간의 교반 처리와 함께 보류향상제를 첨가하여 지료를 조성한 다음, 탈수를 시작하여 초기 100mL를 버리고 이후 200mL를 채취할 때까지 소요되는 시간을 측정하여 분석하였다.

DDJ에서의 지료조성시 보류향상을 목적으로 양이온성 폴리아크릴아미드 (Cationic Polyacrylamide)를 각각 100, 200 또는 300ppm을 첨가하고, 벤토나이트(Bentonite)를 양이온성 폴리아크릴아미드 첨가량의 5배만큼 첨가하는 마이크로 파티클 시스템을 적용하였다.

지료 조성 순서는 먼저 보류향상제인 고분자량의 양이온성 폴리아크릴아미드를 투입하고 1,000rpm의 속도로 5초 동안 교반시킨 다음, 음이온성 마이크로 파티클인 벤토나이트를 도입하도록 프로그램되었으며, 이때 벤토나이트 첨가 후의 교반처리는 800rpm의 속도로 5초간 유지한 다음 탈수시키는 방식을 택하였다. 이때 채취된 백수의 탁도(turbidity)를 측정하여 보류도를 분석하였다.

CSF tester의 탈수성 평가는 TAPPI Test Method T 227 om-99에 의거하여 지료내 미세분 함량 및 보류향상제의 첨가 수준별 여수도를 측정하는 방법으로 실시되었다. 지료 조성은 DDJ의 경우와 같았다.

원형 수초지기를 이용한 각 지료의 탈수성 분석은 TAPPI Test Method T 221 cm-99에 의거하여 초지시 탈수가 진행되어 습지필이 완성될 때까지 소요되는 시간을 측정하는 방법으로 수행되었다. 이때 탈수된 습지필은 TAPPI Test Method T 205 sp-95에 의거하여 압착 건조되었으며, 이 후 시편의 각종 강도 및 지합 등의 필요한 물성이 평가되었다. 지료 조성은 역시 DDJ의 경우와 같았다.

원형수초지기와 RDA-HSF에서 얻어진 종이의 특성을 평가하기 위하여 지합, 파열강도 등을 측정하였다.

*실험예

RDA-HSF의 탈수성, 보류도 및 종이 균일성 분석효율을 기존의 측정 설비와 비교, 평가하기 위해 CSF(Canadian Standard Freeness)tester, DDJ(Dynamic Drainage Jar) 및 원형수초지기를 이용한 분석결과를 바탕으로 탈수성, 보류도 및 종이 균일성 비교 결과를 도 3, 4, 5 및 6에 나타내었다.

도 3은 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)와 종래의 제지공정분석기 (DDJ)를 이용하여 비교 측정한 보류도의 분석결과이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 지료 내의 미세분(Fines) 함량 및 보류향상제 첨가 정도(Addition Levels ofRetention Agent)에 따른 보류도 변화를 백수의 탁도변화율(Changes of Turbidity)로 표시한 결과, 전체적으로 RDA-HSF의 Turbidity 변화율이 DDJ의 경우 보다 큰 폭으로 측정됨을 확인할 수 있었다.

특히 지료의 미세분 함량이 70%일 경우에 RDA-HSF와 DDJ 간의 Turbidity의 변화율의 차가 현저하게 나타난 사실은 보류도 측정시 지층의 형성에 따른 여과 보류 효과를 감안할 수 없는 DDJ 측정법의 한계를 드러낸 것을 의미한다. 즉, 이는 DDJ를 활용한 보류도 측정의 경우 지층이 형성되지 못하도록 지료의 탈수가 완료될 때까지 지속적으로 교반되기 때문에, 미세분의 비율이 높을 때에는 비록 보류향상제의 첨가로 인해 미세분이 응집되더라도 그 크기가 작아 미처 보류되지 못하고 여액과 함께 탈수, 배출됨에 따라 보류향상제 첨가효과가 충분히 측정되지 못하였음을 의미한다.

그러나 실제 현장은 이와 달리 지층이 형성되면서 여과 탈수가 이루어지는 초지조건이므로 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)가 실제 종이 형성과정에 보다 근접한 보류도 측정기기임을 확인할 수 있다.

한편, RDA-HSF와 원형수초지기를 이용하여 초지한 종이 시편의 균일성을 비교하기 위하여 보류향상제의 첨가수준을 달리하면서 미세분 함량 50%의 지료를 평량 150g/m²으로 각각 초지하고 광투과 이미지를 촬영하여 그 균일성(Formation)을 비교하였다.

원형 수초지기로 초지한 시편들 보다 RDA-HSF로 초지한 시편들이 보류향상제의 첨가수준이 증가함에 따라 균일성(Formation)이 현저하게 악화됨을 확인할 수 있는데, 보류향상제가 전혀 첨가되지 않은 시편(control 시편)들의 균일성(Formation)이 유사한 반면 보류향상제의 첨가수준에 따라 두 가지 방법으로 초지한 시편의 Formation이 현저하게 다른 이유를 다음과 같이 설명할 수 있다.

기존의 원형수초지 설비는 초지시 수두가 35cm로서 동일 평량의 RDA-HSF 초지시의 3.3cm 보다 10.6배 이상 높고 그 초지농도 역시 10.6배 이상 희석된 상태이다. 따라서 원형수초지 설비의 경우 비록 보류향상제가 첨가되더라도 지료의 농도가 충분히 희석된 만큼 분산 상태가 양호하여 현저한 종이의 Formation 변화를 관찰할 수 없었다.

종이를 구성하는 섬유소의 길이가 1 ~ 4mm로서 그 폭이 40 ㎛ 미만인 점을 감안할 때 목재 세포가 상대적으로 긴 섬유소이므로 서로 간의 얽히고 뭉치는 현상인 응집이 일어나는 것이 당연하다. 응집이 심해질수록 종이를 구성하는 섬유소 분포가 불균일해지고 이로 인해 종이의 인쇄적성, 강도, 불투명도 등의 중요 물성이 저하된다. 따라서 종이의 균일성은 지층 형성시의 탈수성, 보류도 등의 공정변수와 함께 종이 생산 측면에서 고려되어야 할 중요한 품질 특성이다.

그러나 섬유소의 농도가 낮은 원형수초지 방법은 전술한 바와 같이 응집 특성을 분석하기에 부적합하였다. 반면 RDA-HSF는 지료의 농도가 0.6%로서 실제 현장의 헤드박스 농도 0.5 ~ 1.0%와 유사할 만큼 높으므로 섬유소의 응집으로 인한 Formation 변화를 실제 현장에 근접한 조건으로 분석할 수 있었다. 따라서 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)가 실제 종이 형성과정에 보다 근접한Formation 측정기기임을 확인할 수 있다.

도 4는 종래의 제지공정분석기인 CSF여수도 측정기, DDJ 및 원형수초지기를 이용하여 비교 측정한 탈수성의 분석결과이며, 도 5는 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)를 이용하여 측정한 탈수성의 분석결과이다.

DDJ를 이용한 탈수성의 분석방법은 도 4의 F항의 그래프에 나타낸 바와 같이, 탈수를 시작하여 채집되는 여액의 초기 100mL를 버리고 이후 200mL를 채취할 때까지 지료 내의 미세분(Fines) 함량 및 보류향상제 첨가 정도(Addition Levels of Retention Agent)에 따른 소요되는 탈수시간(Dewatering Time)을 측정하는 방법으로 실시되었다.

이 때 지료 내의 미세분 함량이나 보류향상제 첨가수준에 따른 탈수성 변화 경향을 확인할 수 없었는데 이 역시 탈수성 측정시 지층의 형성에 따른 여과효과를 감안할 수 없는 DDJ 측정법의 한계를 보여주고 있다. DDJ를 활용한 탈수성 측정의 경우 지층이 형성되지 못하도록 지료의 탈수가 완료될 때까지 지속적으로 교반되고 탈수 역시 중력에 의한 자연탈수로만 이루어지므로 미세분의 함량이나 보류향상제의 첨가에 따른 탈수성의 유의한 변화를 볼 수 없었다.

DDJ와 달리 지층이 형성되는 원형수초지기의 경우에는 G항의 그래프에 도시된 바와 같이, 지료 내의 미세분(Fines) 함량 및 보류향상제 첨가 정도(Addition Levels of Retention Agent)에 따른 소요되는 탈수시간(Dewatering Time)을 측정하였다. 본 분석에서는 지료 내 미세분 함량의 증가에 따른 탈수성 저하 경향을 확인할 수 있었으나, 초지시 다량의 희석된 지료가 중력에 의한 자연탈수 조건으로 여과됨에 따라 탈수시간이 과도하게 지연되는 문제점이 발생하였다.

기본적으로 미세분 함량이 많을수록 섬유간의 공극이 메워지는 효과로 인해 초지시 형성되는 지필의 백수 투과성은 저하된다. 이때 물의 투과가 어려운 만큼 지필에는 더욱 강한 투과압력이 적용되며 결과적으로 지필은 납작하게 압착되고, 이에 따라 물의 투과성은 더욱 저하될 수밖에 없다. 이러한 경향은 현장과 큰 차이가 있으며, 따라서 자연탈수되는 원형수초지기의 희석 배율이 높은한 현장의 고농도 감압 탈수조건하에서의 탈수성을 원형수초지기로 적절히 예측할 수 없다.

도 4의 E항에서는 지료 내의 미세분(Fines) 함량 및 보류향상제 첨가 정도(Addition Levels of Retention Agent)에 따른 여수도(Freeness) 측정결과를 CSF tester를 이용하여 나타내었다. 본 분석에서는 측정지료의 농도가 0.3%로 원형 수초지기보다 높고 DDJ와 달리 탈수시 지층이 형성된다는 장점이 있으나, 중력에 의한 자연탈수만이 가능하고 이에 따라 지료 내의 미세분 함량에 의해 탈수성이 크게 좌우되는 경향이 있었다.

이에 비해 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)의 탈수성 분석효율을 비교, 평가하기 위해 미세분 함량 및 보류향상제 첨가수준에 따른 RDA-HSF의 해압(Vacuum)곡선을 나타낸 도 5의 H와 I항을 살펴보면 다음과 같은 몇 가지 독특한 장점을 발견할 수 있다.

해압곡선은 지층형성탱크의 지료가 여과되는 시간 (Time Ⅰ)과 깔대기 부의 백수가 배수되는 시간 (Time Ⅱ) 및 백수의 탈수가 완료되고 진공탱크에 공기가 혼입되며 해압이 이루어지는 시간 (Time Ⅲ)의 세 부분으로 구분된다. Time Ⅰ은 지료가 탈수되어 습지필이 형성되는데 소요되는 시간으로서 실제 초지기의 수절선(Dry Line) 형성시간과 같은 의미를 지니다. RDA-HSF에서의 Time Ⅰ은 0.5초 미만으로서 실제 초지기의 경우와 유사하며 이를 비교하여 지료의 탈수성을 평가하기에는 시간이 너무 짧은 이유로 어려움이 있다.

따라서 RDA-HSF를 활용한 탈수성 평가는 Time Ⅰ과 Time Ⅱ를 더한 시간(Forming Time)을 비교하여 실시되는데, 도 5의 H항을 살펴보면 미세분 함량 50% 지료에 투입되는 보류향상제(PAM; Polyacrylamide)의 첨가정도를 증가시킴에 따라 2초 이상 Time Ⅰ,Ⅱ의 차이가 나타남을 확인할 수 있다. 이처럼 RDA-HSF로부터 얻은 해압곡선을 활용하여 실제 현장의 흡입박스(suction box)와 유사한 진공을 적용하여 얻어진 탈수시간의 차이를 비교함에 따라 첨가제 투입에 따른 지료의 탈수성을 신속히 분석할 수 있음이 확인되었다.

아울러 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)를 활용한 탈수성 분석은 도 5의 I항에서와 같이 미세분의 함량이 많은(Fines 60% 또는 70%) 지료에서도 짧은 측정시간 안에 첨가제 투입에 따른 지료의 탈수성 변화를 효과적으로 분석하는 방법임을 확인하였다.

Time Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ가 경과된 후의 백수탱크 진공도는 습지필에 의해 유지되는 감압정도를 의미하며, 진공도가 높을수록 습지필이 치밀하여 투기도가 낮고 공기의 혼입이 어렵다는 것을 나타낸다. 미세분 함량이 많을수록 습지필의 투기도는 감소하며 보류향상제의 첨가수준이 증가할수록 투기도가 개선됨을 알 수 있는데 이때 습지필에 적용되는 진공압이 클수록 원형수초지기의 투과압의 경우와 마찬가지로습지필은 납작하게 압착되며 이에 따라 추후의 압착 탈수부에서 압착(crushing)이 유발되는 문제점이 있다.

이처럼 RDA-HSF는 그 해압곡선의 최종 진공도를 분석함에 따라 습지필 구조의 치밀한 정도를 파악할 수 있으며 이를 바탕으로 압착 탈수부에서의 문제까지 예측할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 본 발명에 따른 RDA-HSF가 실제 종이 형성과정에 보다 근접한 탈수성 측정기기일 뿐만 아니라 습지필의 구조를 파악할 수 있도록 유용한 정보를 제공하는 복합 분석기기임을 확인하였다.

도 6은 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)와 종래의 제지공정분석기인 원형수초지기를 이용하여 비교 측정한 종이시편의 파열강도의 분석결과이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 보류향상제의 첨가정도(Addition Levels of Retention agent)에 따른 시편의 파열강도(Burst Index)의 변화를 나타내었는 바, J항은 상기 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)를 이용하여 측정한 분석결과이며, K항은 원형수초지기를 이용하여 측정한 분석결과이다.

보류향상제가 전혀 첨가되지 않은 시편의 강도를 살펴보면 RDA-HSF(J항)와 원형수초지기(K항)로부터 얻은 종이 시편의 파열강도가 유사함을 볼 수 있는데 이것은 비록 고농도로 초지된 경우라 할지라도 RDA-HSF로 초지된 종이의 지합이 기본적으로 원형수초지기의 경우와 유사할 만큼 양호함을 나타내는 결과이다. 이를 통해 실제 초지조건에 근접하도록 고농도로 초지하는 RDA-HSF를 활용함에 따라 희석배수가 높은 기존의 수초지 설비가 대체될 수 있음을 확인하였다.

보류향상제의 첨가수준이 증가함에 따라 RDA-HSF로 초지한 시편의 파열강도는 현저히 저하되는 경향을 나타낸 반면, 원형수초지기로 초지한 경우에는 그 저하 폭이 적음을 볼 수 있었다. 이것은 두 가지 초지기로 각각 초지된 시편의 Formation이 다르기 때문에 비롯된 결과이다.

이처럼 종이의 강도가 Formation에 크게 영향받는 만큼 원형수초지 방법은 지료의 응집에 따른 종이 강도의 변화를 분석하기에 부적합하며, 지료의 농도가 0.6%로서 실제 현장의 헤드박스 농도 0.5 ~ 1.0%와 유사할 만큼 높은 RDA-HSF를 활용하여야만 섬유소의 응집으로 인한 Formation 변화 및 강도 변화를 실제 현장에 근접한 조건으로 관찰할 수 있음을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 RDA-HSF를 활용함에 따라, 실제 현장에서 제조된 종이처럼 다양한 초지조건에 영향받는 시편을 구성할 수 있고 유의한 강도 분석이 가능함을 확인하였다.

상기 언급한 바와 같이 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)에 의하면, 기존의 보류도 및 탈수성 측정설비나 초지기의 단점을 보완하여 다양한 초지조건에 따라 변화되는 제지 공정의 보류도, 탈수성 및 종이의 균일성을 실험실적으로 종합 평가하는데 유효하도록 장착된 새로운 복합 분석기기로서, 기존의 단편적 측정기와는 그 구성 및 성능이 완전히 상이하며, 실제 제지공정을 보다 현장에 유사한 실험조건으로 재현하고 제지공정의 효율적인 운영을 위해 필수적인 다양한 공정변수를 실험을 통해 미리 예측할 수 있다는 측면에서 매우 현저한 발명의 효과를 지니고 있다.

실험예로부터 확인할 수 있듯이 보류향상제 첨가수준에 따른 보류도 및 탈수성의 변화는 기존의 DDJ에 비해 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)의 경우에 감압탈수, 지필의 여과작용이 반영됨에 따라 더욱 민감하게 나타났다. 그리고, 희석 배수가 높은 기존의 원형 수초지기와 달리 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)의 경우, 고분자 응집제에 의한 종이의 지합 변화를 측정, 실제 공정의 상황을 예측할 수 있었다. 즉, 새로운 보류 및 탈수성 분석을 위한 수초지기로서 상기 RDA-HSF(70)는 시편의 균일성 변화를 함께 분석할 수 있는 신기능을 갖추었다.

한편, 비록 고농도로 초지된 경우라 할지라도 상기 RDA-HSF(70)로 초지된 종이의 지합은 응집제를 첨가하지 않을 때 기본적으로 원형수초지기의 경우만큼 균일하였으며 이를 강도결과로 확인함에 따라 상기 RDA-HSF(70)가 기존의 수초지 설비를 대체할 수 있음을 확인하였다.

이로써 비추어 볼 때 본 발명에 따른 제지공정분석기(RDA-HSF)(70)를 활용함에 따라 실제 현장의 상황을 보다 가깝게 재현한 다양한 분석이 가능하며, 다양한 공정변수를 미리 예측하는 효과를 거둘 수 있기에 제지공정의 보다 효율적인 운영이 가능할 것으로 기대된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.

Claims (4)

1. 제지공정의 보류도, 탈수성을 분석하는 제지분석기에 있어서,

   지료조성부인 지료조성탱크(10), 성형부인 지층형성탱크(20), 백수채취부인 백수탱크(30) 및 감압도입부인 진공탱크(40)로 이루어져 이를 컴퓨터(50)로 자동화 함으로써 종이의 탈수성, 보류도, 균일성 및 강도를 종합적으로 분석할 수 있는 것을 특징으로 하는 제지공정분석기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지료조성탱크(10)의 내부에 복수개의 임펠러(14)를 장착함으로써 특정한 방향으로 난류가 배향되지 않도록 유도하는 것을 특징으로 하는 제지공정분석기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 지료의 양에 따라 상기 지료조성탱크(10)의 높이를 조절할 수 있도록 가변화 함으로써 지료의 적절한 분산상태를 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 제지공정분석기.
4. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지료조성탱크(10)의 내부에 각종 첨가제를 투입하는 방법에 있어서 주사기 장착 회전식의 자동 첨가제투입기(13)를 채택함으로서 첨가제 비교실험을 광범위하게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 제지공정분석기.