KR101139383B1 - 한지제조용 펄프 제조방법 - Google Patents

Abstract

수산화나트륨 대신 아염소산나트륨, 빙초산 및 수산암모늄 용액을 조합하여 식물체 중 펄프의 주성분의 손실은 최소화 하고 펄프를 만드는데 불필요한 성분인 리그닌과 펙틴을 선택적으로 제거하여 섬유의 손상이 적고 표백을 하지 않아도 백색도가 매우 높으며, 보존성이 우수한 고수율의 한지제조용 펄프의 제조방법이 개시된다. 본 발명에 의하면 인피섬유를 아염소산나트륨(NaClO₂)용액과 빙초산(CH₃COOH)용액의 혼합액과, 수산암모늄[(COONH₄)₂] 용액 중에서 선택되는 1종이상의 용액에서 증해시켜 제조하는 방법을 제공함으로서 그 목적이 달성된다.

Description

한지제조용 펄프 제조방법{A pulping process for Hangi manufacturing}

본 발명은 한지제조용 펄프 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한지제조용 고수율?고백색도 펄프의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 전통한지의 펄프화에는 여러 가지 식물성 약제를 사용하여 왔는데 이들 약제는 식물의 잿물을 사용하는 관계로 약액의 제조가 어려울 뿐만 아니라 한지펄프의 제조에 많은 시간과 노동력 및 에너지를 필요로 하였다. 또한 상기와 같은 방법으로 제조된 펄프는 식물성 약제를 사용하는 관계로 착색이 되어 있어 높은 백색도의 펄프를 제조하기 위해서는 별도의 표백을 실시하여야 하는 후속공정을 거치지만 이러한 표백에는 상당한 어려움이 뒤따르는 단점이 있게 된다.

또 다른 방법으로는 수산화나트륨(NaOH)을 사용하는 방법이 있으나, 이 방법에서는 한지 펄프화는 용이하게 가능하지만 펄프의 질에 있어서는 펄프의 짙은 착색으로 표백을 꼭 해야만 하는 단점과 펄프화시 알칼리와 표백시의 표백제에 의한 섬유의 손상으로 펄프의 수율이 감소하고 펄프의 질이 저하되어 보존성이 우수한 고품질의 펄프제조가 곤란하다는 문제점이 있었다.

본 발명은 따라서 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로 수산화나트륨 대신 아염소산나트륨, 빙초산 및 수산암모늄 용액을 조합하여 식물체 중 펄프의 주성분의 손실은 최소화 하고 펄프를 만드는데 불필요한 성분인 리그닌과 펙틴을 선택적으로 제거하여 섬유의 손상이 적고 표백을 하지 않아도 백색도가 매우 높으며, 보존성이 우수한 고수율의 한지제조용 펄프의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여,

목본계 또는 초본계 인피섬유의 펄프제조방법으로서, 인피섬유를 아염소산나트륨(NaClO₂)용액과 빙초산(CH₃COOH)용액의 혼합액과, 수산암모늄용[(COONH₄)₂]액중에서 선택되는 1종이상의 용액에서 증해시켜 제조하는 목본계 또는 초본계의 한지 제조용 펄프 제조방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 종래의 후속공정인 표백을 하지 않아도 백감도(Whiteness index) 60~70의 고백색 펄프 제조가 가능하며, 평균수율 60%이하의 종래 펄프화 방법에 비해 수율 60~84%의 고수율의 펄프획득이 가능한데, 이는 식물체에서 리그닌과 펙틴을 선택적으로 제거하므로 셀룰로오스의 손상이 적은 고품질의 펄프제조가 가능하기 때문이다. 또한 본 발명에서는 표백공정이 필요없으므로 수질오염을 줄일 수 있고 생산원가를 절감할 수 있으며, 원료섬유의 손상방지로 보존성이 우수한 고광택의 제조가 가능함은 물론, 전체공정의 간소화로 에너지 및 경비절감 효과를 기대할 수 있고 처리수준에 따라 다양한 백색도의 한지제조가 가능하게 된다.

이하에서는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 상기한 바와 같이 인피섬유를 아염소산나트륨(NaClO₂)과 빙초산(CH₃COOH)의 혼합용액과, 수산암모늄[(COONH₄)₂]용액 중에서 선택되는 1종이상의 용액에서 증해시켜 인피섬유의 펄프 제조방법을 제공한다.

상기에서 아염소산나트륨과 빙초산의 혼합용액은 식물체 중에서 펄프의 주성분인 홀로셀룰로오스(Holocellulise;cellulose + hemicellulose)의 손실은 최소화하고 리그닌(Lignin)만을 선택적으로 제거하는 역할을 하는데 그 혼합비는 아염소산나트륨:빙초산이 약 10:1로 함이 바람직하다. 여기서 빙초산은 아염소산의 활성화를 위하여 첨가되는 것으로 상기 10:1의 비율에서 활성화가 매우 우수하게 나타났고 그 이상에서는 약액이 소모가 증가되나 활성의 증대는 크지 않기 때문에 상기의 비율로 혼합한다.

또한, 본 발명에서 사용하는 수산암모늄은 닥나무, 산닥나무, 삼지닥나무, 뽕나무 등의 목본계 인피섬유와 대마, 아마, 저마, 아바카(abaca)등의 초본계 인피섬유의 주결합 성분인 펙틴(Pectin)을 선택적으로 제거하게 된다. 따라서 상기 약액들을 본 발명에서 사용하므로, 종래 약제사용 시 문제가 되었던 짙은 착색, 펄프 화 및 표백 시 발생하는 섬유소의 손상과 이에 따른 수율감소를 방지함으로써, 고수율, 고백색도의 한지제조용 펄프의 제조가 가능하게 된다.

본 발명의 바람직한 펄프화 조건은, 원료중량대비 약액농도(wt%)는 아염소산나트륨이 2~10%, 빙초산이 0.2~10%, 수산암모늄이 3~10%인데, 이들 범위 조건이 활성화와 펄프화가 가능한 최적의 조건으로 밝혀졌기 때문에 각 약액의 농도(wt%)를 상기와 같이 한다.

또한 본 발명에서는 펄프원료와 증해약액의 빌율인 액비는 1:8~1:10으로 함이 바람직한데, 이는 원료가 충분히 잠길 수 있어서 펄프화가 가능한 최적의 약액의 양으로 밝혀졌기 때문이다.

또한 본 발명에서 증해온도는 60~100℃로 하고 증해시간은 2~4시간으로 함이 바람직한데, 펄프화는 약액의 농도뿐만 아니라 증해온도와 증해시간에 의해서 결정되므로 온도가 너무 높으면 과도한 증해로 펄프의 수율이 감소 할뿐만 아니라 약액의 분해로 약액의 소비가 증가하게 되고, 또 온도가 너무 낮으면 적절한 펄프화가 이루어지지 못하므로 증해온도는 상기와 같이 하고, 증해시간 역시 동일한 이유로 상기와 같이 한다.

상기와 같은 펄프화조건을 본 발명에서 사용할 수 있는 조건으로 표시하면 다음과 같다.

원료중량대비약액농도(wt%)	액비	증해온도	증해시간
아염산나트륨 : 2～20	1:8～1:10	60～100℃	2～4시간
빙 초 산 : 0.2～2.0
수산암모늄 : 3～20

상기와 같은 조건으로 본 발명을 실시하는 방법은 다음과 같다.

먼저 아염소산나트륨과 빙초산의 혼합용액에서 처리한 후 수산암모늄에서 처리할 수도 있고, 수산암모늄에서 처리한 후 상기 혼합용액에서 처리할 수도 있으며, 아염소산나트륨과 빙초산 및 수산암모늄의 혼합용액에서 동시 처리할 수도 있다.

[실시예]

본 발명을 아래표와 같은 조건으로 처리하였다. 그 결과인펄프수율(Pulp yield) 및 백감도(Whiteness index)를 실시예 옆에 동시에 나타내었다.

상기 실시예로부터 알 수 있듯이, 수산암모늄만으로 처리한 경우는 펄프화수율은 높으나 백감도가 떨어져 후속공정인 표백공정이 필요하게 되나, 본 발명의 방 법으로 실시한 것은 펄프화 수율이 약 60~84% 정도로 고수율의 펄프를 획득할 수 있음은 물론 백감도에 있어서도 약 60~74% 정도의 고백색 펄프를 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.

Claims (4)

1. 목본계 또는 초본계 인피섬유의 한지제조용 펄프 제조방법으로서,

   인피섬유를 아염소산나트륨(NaClO₂)용액과 빙초산(CH₃COOH)용액의 혼합액과, 수산암모늄[(COONH₄)₂] 용액 중에서 선택되는 1종이상의 용액에서 증해시켜 제조하는 것으로서, 상기 아염소산나트륨 용액은 원료중량대비 약액농도가 2~20wt%이고, 빙초산용액은 원료중량대비 약액농도가 0.2~2.0wt%이며, 수산암모늄용액은 원료중량대비 약액농도가 3~20wt%이고, 상기용액들의 액비는 1:8~1:10이며, 상기 증해는 60~100℃에서 2~4시간 행하는 것임을 특징으로 하는 목본계 또는 초본계 인피섬유의 한지제조용 펄프 제조방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제