상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 녹차잎 펄프와 이를 이용한 종이 및 이를 이용한 포장백, 포장박스, 일회용 용기와 같은 종이용품의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서는 녹차잎 펄프를 목재펄프를 비롯한 다양한 펄프와 혼합하여 종이 및 종이용품을 제조한다. 녹차잎 펄프와 혼합하는 펄프의 예로써, 목재펄프 외에도 닥펄프, 재생 목재펄프인 고지펄프 등을 들 수 있으며, 이러한 통상적인 펄프를 목적에 맞게 자유롭게 선택할 수 있으며, 필요에 따라서 이들 중 둘 이상을 혼합한 펄프를 이용할 수도 있다.
녹차잎 펄프의 제조공정은 원료선별단계, 세척단계, 증해단계, 제지단계, 정 선단계, 세척 및 농축단계를 포함하며, 구체적인 방법은 다음과 같다.
[제조방법 1] 녹차잎 펄프 제조
[단계 1] 원료선별
원료인 녹차잎을 준비하여 잘게 절단한다. 이때, 녹차잎의 절단 간격이 너무 넓으면 증해과정에서 수산화나트륨 성분이 녹차잎 내부로 잘 침투되지 않아 시간이 오래 걸리고 효율이 떨어질 수 있으므로 0.5cm 이하로 잘게 절단하는 것이 바람직하다. 또한, 재료가 되는 녹차잎은 녹차제품을 생산한 후 부산물로 발생하는 녹차잎을 사용하여 원가를 절감하는 것이 바람직하다.
[단계 2] 세척
스크리닝하여 불순물을 골라내고 물로 세척한다.
[단계 3] 증해
녹차잎을 증해부(다이제스터)에 넣고 수산화나트륨 수용액으로 증해하여 섬유화한다.
이때, 섬유소를 제외한 성분들을 용해시켜 제거하기 위하여 수산화나트륨을 첨가하는데, 수산화나트륨의 농도가 너무 낮으면 증해시간이 길어지고, 제거 효율이 하락하게 되며, 농도가 너무 높으면 섬유소까지 파괴되어 수득률이 떨어지게 되므로 2중량%의 수용액을 이용하는 것이 바람직하며, 약 30분간 고온으로 증해함으로써 펄프화할 수 있다.
[단계 4] 제진
녹차잎과 함께 유입된 이물질을 원심 제진기를 이용하여 제거한다.
[단계 5] 정선
섬유질을 고르면서 이물질을 제거한다.
[단계 6] 세척 및 농축
펄프에 남아있는 약액을 제거하기 위하여 물로 세척하고, 세척이 끝난 펄프를 탈수하여 농축한다.
상기 방법으로 제조된 녹차잎 펄프를 목재펄프 또는 닥펄프, 고지펄프 등과 혼합하여 다양한 종이 및 종이용품을 제조할 수 있다.
상기 제조방법 1에 따른 녹차잎 펄프와 공지된 방법에 따른 목재펄프, 또는 고지펄프를 혼합한 펄프를 이용하여 녹차잎 종이를 제조한다. 녹차잎 종이의 제조공정은 해리단계, 고해단계, 약품첨가단계, 스크리닝단계, 초지단계, 압착단계, 건조단계, 칼렌다링단계, 포장단계를 포함하며, 이를 응용하여 다양한 특성을 지닌 종이들을 제조할 수 있다. 녹차잎 종이는 종이의 특성에 따라 인쇄용지, 포장지, 벽지 등으로 직접 사용하거나 재단 및 접착하여 포장백, 포장박스 등의 종이용품을 제조할 수도 있다.
[제조방법 2] 녹차잎 종이
[단계 1] 해리
상기 제조방법 1에 따라 제조한 녹차잎 펄프와 공지된 방법으로 제조한 목재펄프를 혼합한 후, 혼합펄프에 물을 첨가하여 해리한다. 이때, 녹차잎 펄프의 첨가량이 많을수록 탈취효과, 항균효과가 우수하나 강도가 떨어지고 첨가량이 적으면 녹차잎 펄프의 특성이 나타나지 않는 단점이 있으므로, 녹차잎 펄프의 혼합량은 건조중량을 기준으로 혼합펄프 중 5~90중량%의 범위 내에서 포함시키는 것이 바람직하다.
또한, 목재펄프를 대신하여 재생펄프인 고지펄프를 사용할 수도 있다.
[단계 2] 고해
해리된 펄프를 종이의 구조적, 강도적 및 광학적 성질을 조절하기 위하여 지종에 따라 요구되는 조건에 따라 리파이너를 이용하여 고해를 실시한다.
[단계 3] 약품첨가
종이의 용도에 따라 필요로 하는 성질을 만족시키기 위하여, 상기 고해 펄프에 사이즈제, 보류제, 습강제 등의 약품을 첨가한다.
[단계 4] 스크리닝
지필 형성이 용이하도록 응집체를 부수는 스크리닝 공정을 실시한다.
[단계 5] 초지
펄프혼합물을 지필의 형태로 초지한다.
[단계 6] 압착
초지공정에서 얻어진 지필을 압착하여 물을 짜낸다.
[단계 7] 건조
압착의 단계를 거친 지필의 수분을 더욱 제거한다.
[단계 8] 칼렌다링
종이의 두께를 균일하게 한다.
[단계 9] 포장
최종적으로 건조되고 칼렌다링된 종이를 시트상이나 롤상으로 재단하여 포장한다.
또한, 상기 제조방법 1에 따른 녹차잎 펄프와 닥펄프를 혼합하여 한지를 제조할 수 있으며, 녹차잎 한지는 그 자체를 포장지나 벽지, 창호지 등으로 사용하거나 전등갓을 비롯한 각종 공예품의 재료로 사용할 수도 있다. 녹차잎 한지의 제조공정은 일반적인 한지의 제조공정과 같이 해리단계, 종이뜨기단계, 압착단계, 건조단계를 포함한다.
[제조방법 3] 녹차잎 한지
[단계 1] 해리
상기 제조방법 1에 따라 제조한 녹차잎 펄프를 공지된 방법으로 제조한 닥펄프와 혼합한 후, 혼합펄프에 물을 첨가하여 해리한다. 이때, 녹차잎 펄프의 첨가량이 많을수록 탈취효과, 항균효과가 우수하나 강도가 떨어지고 첨가량이 적으면 녹차잎 펄프의 특성이 나타나지 않는 단점이 있으므로, 녹차잎 펄프의 혼합량은 건조중량을 기준으로 혼합펄프 중 5~90중량%의 범위 내에서 포함시키는 것이 바람직하 다.
[단계 2] 종이뜨기
점제를 지통에 붓고 잘 저은 후, 해리된 펄프와 혼합하여 섬유를 풀어주고, 통상적인 방법과 같이 이물로 발틀에 발을 얹어 종이뜨기를 한다. 이때, 점제로는 황촉규를 사용할 수 있으며, 점제의 사용량이 적으면 종이가 균일하지 못하고, 점제의 사용량이 많으면 물빠짐이 오래 걸리므로 건조상태의 혼합펄프 100중량부에 대하여 0.05~0.15중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
[단계 3] 압착
발틀에서 종이가 붙은 발을 떼어내어 평평한 곳에 뒤집어 놓고 원통체를 굴려서 물기를 빼고 발을 들어내어 종이만을 남긴 후 무거운 돌로 하룻밤 눌러 준다.
[단계 4] 건조
물기가 빠진 종이를 한 장씩 평평한 건조대 위에서 빗자루로 쓸어가며 건조대에 붙여 건조시킨다.
녹차잎 종이용품은 상기 제조방법 2와 3의 녹차잎 종이나 녹차잎 한지의 제조방법을 응용하여 제조할 수 있다. 녹차잎 종이용품은 종이용품의 형태에 따라, 우선 종이를 제조한 후 재단 및 접착하는 방법으로 제조하거나, 또는 종이의 형태로 초지하는 대신 종이용품의 형태에 맞게 성형하는 방법으로 제조할 수도 있다.
일례로, 다음과 같이 용기의 형태로 성형하여 녹차잎 일회용기를 제조할 수 있다.
[제조방법 4] 녹차잎 일회용기
[단계 1] 해리
상기 제조방법 1에 따른 녹차잎 펄프를 공지된 방법에 따른 목재펄프, 또는 닥펄프, 고지펄프와 혼합한 후, 혼합펄프에 물을 첨가하여 해리한다. 이때, 녹차잎 펄프의 첨가량이 많을수록 탈취효과, 항균효과가 우수하나 강도가 떨어지고 형태를 유지하기가 어려우며, 첨가량이 적으면 녹차잎 펄프의 특성이 나타나지 않으므로, 녹차잎 펄프의 혼합량은 건조중량을 기준으로 혼합펄프 중 5~90중량%의 범위 내에서 포함시키는 것이 바람직하다.
[단계 2] 약품첨가
사이즈제, 보류제, 습강제 등의 약품을 첨가하는데, 이때 첨가량이 너무 적으면 방수성이나 강도가 떨어져 용기로 사용하기가 곤란하고 첨가량이 너무 많으면 폐기시 환경오염의 문제가 있으므로 건조상태의 혼합펄프 100중량부에 대하여 각각 0.3~0.5중량부의 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.
[단계 3] 성형
성형기로 가열, 가압 성형한다.
[단계 4] 건조
성형된 일회용 용기를 건조시킨다.
[단계 5] 완성
건조된 일회용 용기를 제품화하여 포장한다.
본 발명에 따른 녹차잎 일회용기는 주재료가 천연펄프로 이루어지고 화학합성첨가물이 매우 적게 함유되어 부식속도가 빠르고 소각시에도 유해물질의 발생이 적은 특징이 있다. 또한, 항균성이 우수하여 세균의 번식을 방지할 수 있으므로 위생적인 식품용기로 사용할 수 있다.
녹차잎 포장박스나 포장용백과 같은 종이용품은 상기 제조방법 2에 따라 녹차잎 종이를 제조한 후 재단 및 접착하는 방법으로 제조하며, 박스의 경우 충분한 강도를 위하여 상대적으로 두껍게 제작한다. 이때, 고지펄프를 이용하여 제조할 경우 원가를 더욱 절감할 수 있다.
[제조방법 5] 녹차잎 포장박스 및 포장백
[단계 1] 해리
상기 제조방법 1에 따라 제조한 녹차잎 펄프와 공지된 방법으로 제조한 목재펄프나 고지펄프를 혼합한 후, 혼합펄프에 물을 첨가하여 해리한다. 이때, 녹차잎 펄프의 첨가량이 많을수록 탈취효과, 항균효과가 우수하나 강도가 떨어지고 첨가량이 적으면 녹차잎 펄프의 특성이 나타나지 않는 단점이 있으므로, 녹차잎 펄프의 혼합량은 건조중량을 기준으로 혼합펄프 중 5~90중량%의 범위 내에서 포함시키는 것이 바람직하다.
[단계 2] 고해
해리된 펄프를 리파이너를 이용하여 고해한다.
[단계 3] 약품첨가
종이의 용도에 따라 필요로 하는 성질을 만족시키기 위하여, 상기 고해 펄프에 사이즈제, 습강제 등의 약품을 첨가한다.
[단계 4] 스크리닝
지필 형성이 용이하도록 응집체를 부수는 스크리닝 공정을 실시한다.
[단계 5] 초지
혼합펄프를 지필의 형태로 초지한다.
[단계 6] 압착
초지공정에서 얻어진 지필을 압착하여 물을 짜낸다.
[단계 7] 건조
압착의 단계를 거친 지필의 수분을 더욱 제거한다.
[단계 8] 칼렌다링
종이나 판지의 두께를 균일하게 한다.
[단계 9] 박스 또는 백 제조
최종적으로 건조되고 칼렌다링된 지류를 박스, 또는 백의 형태로 재단 및 접착하여 포장박스나 포장백을 제조한다.
본 발명의 녹차잎 펄프를 함유하는 종이용품은 아름다운 색상과 무늬를 나타내어 고급스러울 뿐 아니라, 항균성 및 탈취 등 기능성이 우수한 특징이 있다.