KR101207845B1 - 표백목분, 표백목분의 제조방법, 그것을 이용한 종이 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표백된 목분을 천연펄프에 혼합하여 종이를 제조하도록 함으로써 탈수성을 향상시키는 한편 펄프의 사용량을 줄여 저렴하고 고품질의 종이를 제공하도록 하는 표백목분을 이용한 종이 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 목재료를 분쇄하고 건조한 후 일정크기 이하로 분급하여 정선하는 과정을 거치고, 정선된 목분을 표백제와 함께 투입하여 일정시간 교반시킴으로써 표백이 이루어지게 하고, 표백된 목분은 연마가공과 분급 및 정선과정을 거쳐 표백목분을 얻도록 하고, 상기 표백목분 5-20중량%는 천연펄프 80-95중량%에 혼합한 후 종이제조 과정을 거쳐 종이를 제조하는 것이다.

Description

표백목분, 표백목분의 제조방법, 그것을 이용한 종이 및 그 제조방법{Wood Particles, Manufacturing Method for paper of using the Same}

본 발명은 표백된 목분을 천연펄프에 혼합하여 종이를 제조하도록 함으로써 탈수성을 향상시키는 한편 펄프의 사용량을 줄여 저렴하고 고품질의 종이를 제공하도록 하는 표백목분, 표백목분의 제조방법, 그것을 이용한 종이 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 종이는 천연 펄프로 제조하거나 재생펄프를 혼합하여 제조하게 되는 것으로, 천연펄프는 목재, 마, 닥나무, 볏짚, 사탕수수, 파피루스 등 다양한 재료가 이용된다.

일반적으로 제지는 원료 사용의 효율화와 초지공정의 탈수성 때문에 여러 층의 종이합지 형태로 제조되며, 제지에 사용되는 원료는 크게 천연펄프와 재생펄프로 구별되게 된다.

상기 재생펄프는 천연펄프에 비해 미세분과 회분함량이 높아 탈수성을 저하시킬 뿐만 아니라 종이의 벌크와 강도를 감소하게 하게 되며, 특히 벌크의 하락은 제지 제조공정에서 펄프의 사용량을 증가시켜 생산원가에 악영향을 줄 뿐만 아니라 재성펄프의 경우 재사용 횟수가 증가하면서 물을 함유하는 능력이 높아져 건조에너지가 상승하게 된다.

따라서 제지의 벌크를 상승시키면 재생펄프의 사용량이 절감될 뿐만 아니라 건조에너지 절감에도 도움이 되므로, 종래에는 특허등록10-0898383호에 종이제지의 벌크를 향상시키는 목분을 이용하여 종이를 재생펄프에 혼합하여 종이를 제조하도록 함으로써 제지의 벌크를 향상시켜 펄프의 사용량을 줄이고 있다.

그러나, 상기 선 특허에 사용되는 목분은 목재료를 준비하여 그라인더로 분쇄한 목분을 분급하여 선택된 것을 사용하게 되는 것으로, 특히 선 특허에 사용되는 목분은 천연펄프에 혼합하여 사용하지 않고 재생펄프(고지)에 혼합하여 종이제조에 사용하는 것으로, 백색 종이에 폭넓게 사용되지 못함은 물론 재생펄프에 비하여 고가인 천연펄프의 사용량을 줄이지 못하여 종이 제조비용을 증가시키게 된다.

국내 특허등록 10-0898383호(2009. 05. 12 등록). 한솔제지주식회사

본 발명은 종이의 제조시 벌크를 향상시키기 위하여 목분을 사용할 때 재생펄프에 목분을 사용함으로써 천연펄프의 사용량을 감소시키지 못하고, 표백이 되지 않은 목분을 사용하는 관계로 백색종이 제조에는 활용이 어려운 문제를 해결하도록 하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 표백목분의 제조방법은, S10: 목재료를 분쇄기로 분쇄하여 우드펄프로 만든 후 수분함량 1-2중량%로 건조시키는 과정을 수행하는 우드펄프 건조단계; S20: 상기 우드펄프 건조단계에서 건조된 우드펄프를 섬유장이 0.15[mm] 이하의 목분으로 분급하고 정선하는 과정을 수행하는 목분 분급정선단계; S30: 상기 목분 분급정선단계를 통해 분급 및 정선이 이루어진 목분을 표백설비에 투입한 후 5분이 경과하면 H₂O₂(과산화수소) 수용액과 소금물을 혼합하여 첨가하고, 표백설비를 작동시켜 40분간 교반하며 표백하는 과정을 수행하는 목분 표백단계; S40: 상기 목분 표백단계에서 표백을 행한 후, 스팀을 공급하여 표백목분을 건조시키는 표백목분 건조단계; S50: 상기 표백목분 건조단계에서 건조된 표백목분을 분급 및 정선하는 표백목분 분급정선단계;를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 실시 예에 따른 표백목분을 이용한 종이 제조방법은, 제조된 표백목분 5-20중량%와 천연펄프 80-95중량%를 혼합하여 초지기에 투입하여 종이를 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 재생펄프와 천연펄프를 혼합하여 종이를 제조함에 있어서, 목분을 준비하여 표백을 한 후 천연펄프에 표백목분을 혼합하여 종이를 제조하도록 함으로써 탈수성을 향상시켜 에너지를 절약하는 한편 표백목분을 천연펄프에 혼합하여 사용함으로써 천연펄프의 사용량을 획기적으로 줄이는 한편 백색종이의 제조에 폭넓게 사용되는 효과가 있다.
또, 본 발명의 실시 예에 따른 종이 및 그 제조방법에 의하면 목재료를 분쇄하고 건조한 후 일정크기 이하로 분급하여 정선하는 과정을 거치고, 정선된 목분을 표백제와 함께 투입하여 일정시간 교반시킴으로써 표백이 이루어지게 하고, 표백된 목분은 연마가공과 분급 및 정선과정을 거쳐 표백목분을 얻도록 하며, 상기 표백목분 5-20중량%는 천연펄프 80-95중량%에 혼합한 후 종이제조 과정을 거쳐 종이를 제조하도록 하는 것으로, 이미 표백이 완료된 표백목분의 사용으로 백색종이의 제조에 폭넓게 사용되는 한편 벌크의 향상으로 천연펄프의 사용량을 감소시키는 효과를 구현한다.

도 1은 본 발명의 종이 제조 흐름도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 표백목분의 제조방법의 단계를 도시하는 흐름도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
(실시 예)
본 발명은 종이의 제조에 있어서, 목분을 재생펄프에 혼합하여 사용하는 방식을 탈피하여 목분을 표백시킨 후 천연펄프에 혼합하여 종이를 제조하도록 함으로써 천연펄프의 사용을 줄이는 한편 벌크의 향상으로 탈수성을 증가시켜 에너지를 절약하는 것이다.

이러한 본 발명은 목분을 표백시키는 과정과, 표백된 목분을 이용하여 종이를 제조하는 과정에 대하여 설명한다.

먼저 도 2를 참조하면서 본 발명의 실시 예에 따른 표백목분의 제조방법에 대하여 단계적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 표백목분의 제조방법의 단계를 도시하는 흐름도이다.

단계 S10: 목재료를 분쇄기로 분쇄하여 우드 펄프(wood pulp)화 한 후 우드펄프를 수분함량 1-2중량%를 유지하도록 건조한다.

단계 S20: 건조된 우드펄프는 섬유장이 0.15mm 이하의 목분으로 정선하는 한편 분급이 이루어지도록 한다.

단계 S30: 상기 목분 분급정선단계를 통해 분급 및 정선이 이루어진 목분을 표백설비에 투입한 후 5분이 경과하면 H₂O₂(과산화수소) 수용액과 소금물을 혼합하여 첨가하고, 표백설비를 작동시켜 40분간 교반하며 표백하는 과정을 수행하는 목분 표백단계이다. 이때, 교반시간은 H₂O₂(과산화수소)수용액과 소금물의 양과 혼합정도에 따라 조정될 수 있다. 또, 물을 투입한 후 대략 40~70분 정도의 시간이 경과할 때 목분에 수분이 충분히 침투되며, 본 발명자의 실험결과 50분정도가 적당한 것으로 판단된다.
이때, 목분 및 목분을 교반시키는 교반기(도시 생략)의 내부 온도는 60~80℃의 온도범위를 유지하도록 한다.

단계 S40: 상기 목분 표백단계에서 표백을 행한 후, 스팀을 공급하여 건조시킨다.

단계 S50: 상기 표백목분 건조단계에서 건조된 표백목분을 분급 및 정선하는 표백목분 분급단계;는 상기 표백목분 건조단계에서 건조된 표백목분을 연마 가공한 후 분급 및 정선 과정을 거쳐 종이의 제조에 사용되는 표백목분을 제조하게 된다.
이와 같이 함으로써 본 발명의 구성에 의한 표백목분을 제조할 수 있다.

한편 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 상기 된 과정을 거쳐 표백목분을 이용하여, 종이를 제조하는 단계를 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 종이 제조 흐름도를 도시한다.
먼저, 본 발명의 구성에 의해 제조된 표백목분을 분산, 투입(10)과정을 통하여 표백목분 5-20중량%와 천연펄프 80-95중량%를 혼합하여 초지기에 투입하여 통상의 방법으로 종이를 제조하도록 한다.

즉, 본 발명은 천연펄프만으로 종이를 제조하지 않고 천연펄프에 일정량의 표백목분을 혼합하여 사용함으로써, 표백목분의 벌크 향상으로 천연펄프의 사용량을 감소시키게 되고, 탈수성을 향상시켜 종이 제조에 따른 에너지를 줄이도록 하는 것이다.

그리고 본 발명은 목분을 그대로 사용하는 기존 방식과 달리 목분을 표백한 후 사용하게 되므로, 상기 된 이점 이외에 백색종이의 제조에 폭넓게 사용될 수 있는 것이다.

이러한 본 발명에서 표백목분을 제조하는 과정에 대하여 상세히 살펴본 후 상기 표백목분을 이용하여 종이를 제조하는 방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명은 종이를 제조할 때 사용하기 위한 목재료를 준비한 후 준비된 목재료를 분쇄기로 투입하여 우드펄프로 분쇄하도록 하고, 분쇄기에서 분쇄된 우드펄프는 건조과정을 거쳐 수분함량 1-2중량%를 유지하도록 건조를 시킨다.

즉, 목재료를 분쇄하여 우드펄프로 만든 후 이를 건조하여 우드펄프의 수분함량이 1-2중량%가 되도록 충분한 건조가 이루어지도록 한다.

상기 분쇄 및 건조 과정을 거친 우드펄프는 섬유장이 0.15mm 이하가 되도록 분급하는 한편 정선이 이루어지도록 하고, 위와 같은 조건의 섬유장을 맞추어주기 위하여 분쇄기를 사용하되 분급 과정에서 조건을 넘는 목분은 다시 분쇄기로 이동시켜 분쇄과정을 거치도록 함으로써 종이를 만들 때 사용할 수 있는 섬유장을 갖도록 한다.

위와 같이 분급 및 정선과정을 거쳐 섬유장 0.15mm 이하가 되는 목분은 통상의 표백설비에 일정량의 물과 함께 투입한 후 5분이 경과할 때까지 기다려 수분이 목분에 충분히 함유될 수 있도록 하며, 목분에 수분을 함유시키는 이유는 표백이 원활히 이루어지도록 하기 위함이다.

다음으로, 목분 분급정선단계에서는 분급 및 정선이 된 목분과 함께 물을 투입한 후 5분이 경과하여 수분이 목분에 침투하면 H₂O₂(과산화수소)수용액과 소금물을 표백설비에 혼합하여 첨가하도록 한다. 그후, 상기한 바와 같이 과산화수소와 소금물을 물에 불린 목분에 투입한 표백설비에 넣은 후 표백설비를 40분 전후 작동시켜 교반이 이루어지게 함으로써 목분의 표백이 이루어지도록 한다.
또, 목분 및 목분을 교반시키는 교반기(도시 생략)의 내부 온도는 60~80℃의 온도범위를 유지하도록 한다. 이와 같이 함으로써 균질한 교반 효과를 얻을 수 있는 장점을 갖는다.

상기한 바와 같이 표백설비를 거치면서 목분을 표백시킨 후에는 스팀을 표백설비에서 스팀설비로 이동시켜 스팀을 이용하여 표백목분을 건조시키도록 하되, 목분 1톤 당 1시간 정도의 건조과정을 거치도록 한다.

상기와 같은 건조과정을 거치면서 스팀으로 건조가 이루어진 표백목분은 다시 연마 가공 과정을 거친 후 전술된 분급 및 정선 과정을 거쳐 종이의 제조에 사용되는 표백목분을 제조하게 된다.

위와 같은 방식으로 표백목분이 제조되면 이를 이용하여 종이를 제조하게 된다.

종이제조를 위해서는 전술된 방식으로 준비된 표백목분 5-20중량%와 천연펄프 80-95중량%를 혼합한 후 초지기에 투입함으로써 종이를 제조하도록 하고, 초지기에 투입된 표백목분과 천연펄프를 혼합한 재료를 이용하여 종이를 제조하는 과정은 일반적인 것으로, 본 발명에서는 상세 기술을 생략한다.

즉, 본 발명은 천연펄프를 이용하여 통상의 방법으로 종이를 제조함에 있어서, 천연펄프와 함께 표백목분을 혼합하여 종이를 제조하도록 함으로써, 표백목분의 투입량만큼 백색종이의 제조에 소요되는 천연펄프의 사용량을 획기적으로 줄이게 된다.

이와 같이 본 발명은 천연펄프에 일정량의 표백목분을 혼합하여 사용함으로써, 표백목분의 벌크 향상으로 천연펄프의 사용량을 감소시키게 되고, 탈수성을 향상시켜 종이 제조에 따른 에너지를 절감하는 효과를 얻게 된다.

10 : 표백목분 분산,투입
S10: 우드펄프 건조단계
S20: 분급 및 정선단계
S30: 표백단계
S40: 표백목분 제조단계
S50: 표백목분 분급정선단계

Claims (4)

1. S10: 목재료를 분쇄기로 분쇄하여 우드펄프로 만든 후 수분함량 1-2중량%로 건조시키는 과정을 수행하는 우드펄프 건조단계;
   S20: 상기 우드펄프 건조단계에서 건조된 우드펄프를 섬유장이 0.15[mm] 이하의 목분으로 분급하고 정선하는 과정을 수행하는 목분 분급정선단계;
   S30: 상기 목분 분급정선단계를 통해 분급 및 정선이 이루어진 목분을 표백설비에 투입한 후 5분이 경과하면 H₂O₂(과산화수소) 수용액과 소금물을 혼합하여 첨가하고, 표백설비를 작동시켜 40분간 교반하며 표백하는 과정을 수행하는 목분 표백단계;
   S40: 상기 목분 표백단계에서 표백을 행한 후, 스팀을 공급하여 표백목분을 건조시키는 표백목분 건조단계;
   S50: 상기 표백목분 건조단계에서 건조된 표백목분을 분급 및 정선하는 표백목분 분급정선단계;를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 표백목분의 제조방법.
   
2. 제1항에 기재된 방법에 의하여 제조되는 표백목분을 이용하여 제조한 종이.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제조된 표백목분 5-20중량%와 천연펄프 80-95중량%를 혼합하여 초지기에 투입하여 종이를 제조하는 것을 특징으로 하는 표백목분을 이용한 종이 제조방법.
4. 제1항에 기재된 방법에 의하여 제조되는 표백목분.
   

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