KR100574642B1 - 미생물 억제용 지류 처리제 및 그에 의해 생산되는 지류 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 제지공정 중 백수계 내에 발생하는 호기성균 및 혐기성균류의 성장을 억제하기 위하여 첨가되는 효과적인 미생물 억제용 지류 처리제를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, cellulase와 hemicellulase가 8:2로 혼합된 미생물 억제용 지류 처리제인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 신문지, 박스지, 사무실 용지와 같은 폐지에 위와 같은 미생물 억제용 지류 처리제를 처리하여 생산되는 지류인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 위와 같은 미생물 억제용 지류 처리제로 처리된 버진 펄프(virgin pulp)로 만들어지는 지류인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 미생물 억제용 지류 처리제의 첨가량은 펄프에 대하여 0.4 IU인 것을 특징으로 한다.

cellulase, hemicellulase.

Description

미생물 억제용 지류 처리제 및 그에 의해 생산되는 지류{The treating material for suppressing the growth of microorganism in paper}

본 발명은 미생물 억제용 지류 처리제 및 그에 의해 생산되는 지류에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제지공정 중 백수계 내에 발생하는 호기성균 및 혐기성균류의 성장을 억제하기 위하여 첨가되는, cellulase와 hemicellulase가 8:2로 혼합된 미생물 억제용 지류 처리제 및 그에 의해 생산되는 지류에 관한 것이다. 본 발명에 따를 경우 백수계 내의 미생물 번식을 억제하고 미생물에 의하여 공정 중에 만들어지는 미생물 점착성 괴상 물질의 생성을 효과적으로 억제할 수 있다.

종이의 사용량은 그 나라의 문화척도로 인식될 만큼 우리의 일상적 생활에 밀접한 관계를 가지고 있으며, 제지공업은 장치산업의 하나이자 공업용수를 대량 사용하는 대표적 산업 중의 하나이다. 현재 제지산업은 산성 초지에서 중성 초지로, 초지계의 중성화가 이루어지고 있는 상황이다.

산성 초지에서는 초지과정 중에 첨가되는 약품(황산알루미늄)에서 유래하는 황산이온에 의하여 종이를 구성하는 cellulose fiber의 열화가 초래되어 종이의 보존성에 치명적인 문제를 야기하게 된다. 이러한 예는 19세기 초기에 만들어진 기계지의 대부분이 종이로서의 물성을 가지고 있지 못한 것에서 찾아볼 수 있으며, 일부 유럽과 미국의 도서관에서는 문서와 책자들의 보존을 위하여 막대한 예산을 투입하고 있는 실정이다. 하지만 중성지의 경우는 자연상태의 pH 조건에서 만들어진 것으로 경시적으로 종이의 물성에 영향을 미치지 않는 것으로 알려져 있으며 이러한 예는 우리나라의 한지에서 찾아볼 수 있다. 현재 우리나라에 잔존하는 가장 오래된 한지는 불국사의 석가탑에서 발견된 무구정광대다라니경을 예로 들 수 있다. 이러한 예에서 보는 바와 같이 중성지는 1,000년 이상을 견딜 수 있음이 증명되었다고 볼 수 있다.

전술한 바와 같은 이유로 현재 전 세계적으로 초지 공정에서 중성화가 이루어지고 있다. 다만, 초지계의 중성화는 종이의 내구성 연장이라는 효과 이외에 계 내의 조건이 중성으로 됨으로써 미생물의 번식에 적합한 환경을 제공하게 되는 문제가 있다. 또한 최근의 공업환경은 저공해 또는 무공해 달성을 위하여 각 분야에서 다양한 노력을 경주하고 있는바, 제지산업에서는 이러한 실정에 부합하여 제지공정 중의 사용수인 백수의 폐쇄화(closed system)가 이루어지고 있는 실정인데, 백수의 폐쇄화를 위하여서는 사용 용수의 정화에 앞서 공정에 사용되는 재료 중 미세섬유와 충진물질 등 지료의 보류도 증가가 우선되어야 한다. 하지만 우리나라의 제지업계는 세계에 유래가 없을 정도로 많은 양의 고지를 사용하고 있기 때문에 백수의 폐쇄화에 따른 많은 부가적인 문제를 안고 있다. 그 중의 하나가 백수의 폐쇄화에 따른 미생물의 번식 문제인데, 이는 생산된 종이 제품의 품질에 대단히 안 좋은 영향을 미치게 된다.

이에 계 내에 생육하는 미생물의 수를 조절하는 다양한 방법이 연구되었다. 계 내에 존재하는 미생물은 호기성균과 혐기성균으로 대별할 수 있으며, 백수 중 미생물에 의한 점착성 물질 생성 및 이로 인한 지류의 오점 형성은 주로 혐기성균류에 의하여 만들어진다. 이들 균의 제어방법은 화학적 제어방법과 생물학적 제어방법으로 대별된다. 경우에 따라서는 이들 두 가지를 적절히 혼용하는 예가 있다. 화학적인 방법의 경우는 지속시간이 비교적 짧은 단점이 있어 중간공정에서 일정한 시간을 두고 연속적으로(4시간 내지 8시간 간격으로) 약제를 투입하여야 하는 번거로움이 있다. 더구나 약제는 백수계의 폐쇄화가 진행됨에 따라 계 내에 축적된 염류에 의하여 약효를 지속하거나 발현하기 어려운 문제점이 있다. 그리고 약제에 의하여 균류가 완전히 사멸되는 것이 아니라 균들의 활성도(역가)를 저하시키는 정도에 지나지 않는다.

생화학적인 방법에서 효소를 사용한 예들을 찾아 볼 수 있다. 사용되는 효소는 lipase 등으로 본 발명에서 사용되는 효소와는 완연히 다른 것들이다. 또한 화학적인 방법의 단점을 보완하기 위하여 생화학적인 방법이 혼용되는 경우도 있는 것으로 보여지나, 이때 사용되는 효소는 cellulose나 hemicellulose에 직접적으로 작용하는 효소들이 아니며 단순히 계 내의 균들보다 활성이 높은 효소를 작용시켜 계 내의 미생물 발육을 부분적으로 억제하고자 하는 것에 불과하다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제지공정 중 백수계 내에 발생하는 호기성균 및 혐기성균류의 성장을 억제하기 위하여 첨가되는 효과적인 미생물 억제용 지류 처리제를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 또한, 부가적으로 지류의 생산에 소요되는 해리 시간과 고해 에너지의 절감을 통한 생산원가의 절감과 최종 생산 지류의 강도적 성질 및 유연성을 개선할 수 있는 미생물 억제용 지류 처리제를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, cellulase와 hemicellulase가 8:2로 혼합된 미생물 억제용 지류 처리제인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 신문지, 박스지, 사무실 용지와 같은 폐지의 제지공정에서 펄프현탁액에 위와 같은 미생물 억제용 지류 처리제를 처리하여 생산되는 지류인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 위와 같은 미생물 억제용 지류 처리제로 처리된 펄프 또는 버진 펄프(virgin pulp)로 만들어지는 지류인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 미생물 억제용 지류 처리제의 첨가량은 펄프에 대하여 0.4 IU인 것을 특징으로 한다.

본 발명을 실시예와 함께 설명한다.

본 발명에 사용하고자 하는 효소는 종이를 구성하는 주체인 cellulose에 직접적으로 작용하는 cellulase와, 종이의 일부 구성성분인 hemicellulose에 작용하는 hemicellulase를 계 내에 적용하고자 하는 것이다. 이들 효소를 혼합 사용함으로써 계 내에 존재하는 미생물에 우선하여 계 내의 영양물질에 접근·분해하여 혐기성균류의 발육을 억제하여 chester와 같은 완충공정과 배관 등에 미생물이 점착을 방지하고자 하는 것이며, 동시에 재생 지료의 개질을 유도하거나 버진 펄프(virgin pulp)의 유연성을 증대시키는 것이다.

효소의 구성은 cellulase 80중량%, hemicellulase 20중량%를 혼합 사용한다. 이들 혼합 제제는 펄퍼(pulper)에 첨가하며 첨가시의 온도는 40±5℃가 최적의 조건이나 통상적인 초지 온도에서 모두 사용할 수 있다. 혼합 효소의 첨가량은 펄프(pulp)에 대하여 0.4 IU를 기준으로 한다. 효소량이 많을 경우 cellulose에 역효과를 줄 수 있으므로 과량 첨가하는 것은 바람직하지 못하다. 또한 낮은 첨가량은 혐기성 미생물의 증식에는 효과적이나 지료의 개질에는 효과적이지 못하기 때문에 가능한 0.4 IU를 기준으로 한다.

제조 가능한 지류 평량 220 g/㎡ 이상의 판지에서 45 g/㎡ 이하의 박엽지까지 적용이 가능하며, 재생지는 물론 버진 펄프(virgin pulp)에도 적용할 수 있고, 이를 통하여 점착성 미생물의 발육을 억제하고, 펄퍼(pulper)의 해리 시간과 고해적성을 향상시켜 고해동력을 절감할 수 있어 제지의 원가를 절감할 수 있다. 그리고 생산된 지류의 유연성과 강도를 개선할 수 있다.

본 발명의 발명자들은 폐신문지를 재생하여 신문지 및 판지의 원지를 생산함에 있어서 본 발명에 따른 혼합효소를 첨가한 결과, 계 내의 미생물 번식이 억제되고 부가적으로 원지의 유연성과 강도가 개선됨을 확인하였다.

또한 폐신문지와 사무실 폐지를 혼합 재생하여 신문지 원지를 생산함에 있어서 본 발명에 따른 혼합효소를 첨가한 결과, 계 내의 미생물 번식이 억제되고 부가적으로 원지의 유연성과 강도가 개선됨을 확인하였다.

또한 사무실 폐지를 재생하여 화장지 및 판지를 생산함에 있어서 본 발명에 따른 혼합효소를 첨가한 결과, 계 내의 미생물 번식이 억제되고 부가적으로 원지의 유연성과 흡수성이 개선됨을 확인하였다.

또한 폐신문지를 재생하여 신문지의 원지를 생산함에 있어서 본 발명에 따른 혼합효소를 첨가한 결과, 계 내의 미생물 번식이 억제되고 부가적으로 원지의 유연성과 강도가 개선됨을 확인하였다.

또한 버진 펄프(virgin pulp)를 사용하여 백상지, 복사용지, 아트지 및 백판지의 원지를 생산함에 있어서 본 발명에 따른 혼합효소를 첨가한 결과, 계 내의 미생물 번식이 억제되고 부가적으로 원지의 유연성과 강도가 개선됨을 확인하였다.

또한 폐박스지를 재생하여 판지 및 박스의 원지를 생산함에 있어서 본 발명에 따른 혼합효소를 첨가한 결과, 계 내의 미생물 번식이 억제되고 부가적으로 원지의 유연성과 강도가 개선됨을 확인하였다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따라 cellulase와 hemicellulase를 8:2로 혼합처리한 혼합효소를 사용할 경우 초지계 내의 미생물 번식을 억제하고 chester와 같은 완충 공정과 배관 등에 혐기성 점착 미생물 발생을 억제할 수 있다.

또한 부가적으로 지류의 생산에 소요되는 해리 시간과 고해 에너지의 절감을 통한 생산원가의 절감과 최종 생산 지류의 강도적 성질 및 유연성을 개선할 수 있다. 특히 화장지의 경우 흡수도를 개선할 수 있다.

Claims (4)

1. cellulase와 hemicellulase가 8:2로 혼합된 미생물 억제용 지류 처리제.
2. 신문지, 박스지, 사무실 용지를 포함하는 폐지에 있어서, 그 제지공정에서 펄프현탁액에 제1항의 미생물 억제용 지류 처리제를 처리하여 생산되는 것을 특징으로 하는 지류.
3. 제1항의 미생물 억제용 지류 처리제로 처리된 버진 펄프(virgin pulp)로 만들어지는 것을 특징으로 하는 지류.
4. 제3항에 있어서,

   미생물 억제용 지류 처리제의 첨가량은 펄프(pulp)에 대하여 0.4 IU인 것을 특징으로 하는 지류.