KR101299665B1 - 옥수수대 펄프의 제조 방법 - Google Patents

옥수수대 펄프의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101299665B1
KR101299665B1 KR1020120045693A KR20120045693A KR101299665B1 KR 101299665 B1 KR101299665 B1 KR 101299665B1 KR 1020120045693 A KR1020120045693 A KR 1020120045693A KR 20120045693 A KR20120045693 A KR 20120045693A KR 101299665 B1 KR101299665 B1 KR 101299665B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hemicellulose
cornstalk
pulp
corn
shell
Prior art date
Application number
KR1020120045693A
Other languages
English (en)
Inventor
원종명
박종봉
Original Assignee
주식회사 씨피엔피홀딩스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 씨피엔피홀딩스 filed Critical 주식회사 씨피엔피홀딩스
Priority to KR1020120045693A priority Critical patent/KR101299665B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101299665B1 publication Critical patent/KR101299665B1/ko

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/02—Material of vegetable origin
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F9/00—Complete machines for making continuous webs of paper
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/12—Pulp from non-woody plants or crops, e.g. cotton, flax, straw, bagasse

Landscapes

  • Paper (AREA)

Abstract

본 발명은 옥수수대 펄프의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 옥수수대 펄프의 제조 방법은 옥수수대 외피를 전처리하여 옥수수대 외피 중 헤미셀룰로오스의 일부를 제거하는 단계; 및 상기 일부의 헤미셀룰로오스가 제거된 옥수수대 외피를 증해하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

옥수수대 펄프의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING CORN STALK PULP}
본 발명은 옥수수대 펄프(corn stalk pulp)의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 옥수수대 펄프 제조에 있어서 종이의 강도적 성질을 유지하면서 벌크(bulk), 불투명도(opacity)를 개선함과 동시에, 제지용 목재 펄프 대체용으로서의 가치를 더욱 높일 수 있는 옥수수대 펄프를 구현할 수 있는 옥수수대 펄프의 제조 방법에 관한 것이다.
펄프는 목재나 그 밖의 섬유 식물에서 기계적, 화학적 또는 두 가지 방법을 조합하는 방법에 의해 얻는 셀룰로오스 섬유의 집합체이다. 구체적으로, 펄프는 절단된 셀룰로오스 공급 원료를 칩으로 만들어서 다이제스터(digester)에 넣어 약액과 함께 증해(cooking)한 후 워셔(washer)에서 세척하여 제조된다.
일반적으로, 펄프는 목재로부터 제조되어 왔으나, 최근 목재의 수급 어려움 등으로 옥수수대를 이용해서 펄프를 제조하는 연구가 진행되고 있다. 옥수수대는 일부는 생활 연료 또는 가축 사료로 사용되지만, 대부분은 옥수수로부터 버려지는 농산 폐기물이다.
옥수수대 펄프는 옥수수대를 상술한 펄프 제조 과정을 거쳐 제조된다.
관련 선행기술로는 한국공개특허 제2006-0008222호(발명의 명칭:옥수수대 펄프 및 옥수수대 펄프로부터의 종이 제품의 제조 방법) 등이 있다.
본 발명의 목적은 기존 옥수수대 펄프의 특징인 유연성을 갖는 옥수수대 펄프를 구현할 수 있는 옥수수대 펄프의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제지용으로 적합한 특성을 갖는 옥수수대 펄프를 구현할 수 있는 옥수수대 펄프의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기존의 옥수수대 펄프 대비 종이의 강도적 성질을 유지하면서 벌크(bulk), 불투명도(opacity)를 개선함과 동시에, 제지용 목재펄프 대체용으로서의 가치를 더욱 높일 수 있는 옥수수대 펄프를 구현할 수 있는 옥수수대 펄프의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 옥수수대 펄프 제조 과정에서 물성이 개선된 옥수수대 펄프를 구현함과 동시에 부산물의 산업상 이용가능성 또는 재활용성을 높인 옥수수대 펄프의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 옥수수대 펄프의 제조 방법은 옥수수대 외피 중 헤미셀룰로오스의 일부를 제거하는 단계; 및 상기 일부의 헤미셀룰로오스가 제거된 옥수수대 외피를 증해하는 단계를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 헤미셀룰로오스는 상기 옥수수대 외피의 최초 헤미셀룰로오스 중 30-80중량%가 제거될 수 있다.
일 구체 예에서, 상기 일부의 헤미셀룰로오스가 제거된 옥수수대 외피 중 헤미셀룰로오스에 대한 셀룰로오스의 함량의 중량비는 2.20-7.69가 될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 헤미셀룰로오스를 제거하는 단계는 상기 옥수수대 외피를 액비 5:1~10:1, 130-210도의 물을 이용하여 30분-200분 동안 전처리하여 수행될 수 있다.
일 구체 예에서, 상기 헤미셀룰로오스를 제거하는 단계는 상기 옥수수대 외피를 액비 5:1~10:1, 130-190도의 물과 0.1-1.5%의 산을 촉매로 이용하여 30분-180분 동안 전처리하여 수행될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 헤미셀룰로오스를 제거하는 단계는 상기 옥수수대 외피를 액비 5:1~10:1, 120-180도의 알칼리 용액과 13-21%의 활성알칼리를 이용하여 30분-150분 동안 전처리하여 수행될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 옥수수대 외피는 옥수수대를 절단하는 단계; 절단된 옥수수대를 압착하는 단계; 압착된 옥수수대를 파쇄하는 단계; 및 파쇄된 옥수수대를 외피, 속 및 잎으로 분리하는 단계에 의해 제조될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 제조 방법은 제진, 세척, 스크린 및 농축 단계를 더 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 제조 방법은 표백 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기존 옥수수대 펄프의 특징인 유연성을 가지며, 제지용으로 적합한 특성을 갖는 옥수수대 펄프를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 기존의 옥수수대 펄프의 단점으로 알려진 벌크와 불투명도를 개선하고, 강도는 유지함으로써 제지용 대체펄프로서의 가치가 개선된 옥수수대 펄프를 구현함과 동시에 부산물의 이용가능성을 높인 옥수수대 펄프의 제조 방법을 제공하였다.
본 발명의 옥수수대 펄프의 제조 방법은 옥수수대 외피 중 헤미셀룰로오스(hemicellulose) 일부를 제거하는 단계; 및 상기 일부의 헤미셀룰로오스가 제거된 옥수수대 외피를 증해(cooking)하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 "옥수수대 외피"는 옥수수대를 구성하는 외피(rind), 속(pith, cob) 및 잎(leave) 중에서 속과 잎 부분이 제거된 부분을 의미한다. 본 발명에서는 옥수수대 중 옥수수대 외피 부분만을 사용하여 옥수수대 펄프 제조에 사용한다. 옥수수대를 구성하는 외피, 속 및 잎 모두를 이용하여 펄프를 제조할 경우, 증해시 약품 소비가 많은데 비해 펄프 제조 효율이 낮다. 또한 섬유장이 매우 짧은 유세포(parenchyma cell) 섬유를 다량 함유함으로써 탈수성이 불량하고, 옥수수대 펄프를 이용한 종이 제조시 강도가 낮을 수 있다.
옥수수대 외피는 옥수수대로부터 통상의 방법으로 제조될 수 있다.
예를 들면, 옥수수대 외피는 옥수수대를 절단하는 단계; 절단된 옥수수대를 압착하는 단계; 압착된 옥수수대를 파쇄하는 단계; 및 파쇄된 옥수수대를 외피, 속 및 잎으로 분리하는 단계에 의해 제조될 수 있다.
옥수수대는 15 mm-50 mm로 절단될 수 있다. 상기 범위에서, 속(pith)을 제거하는 것이 용이하며, 추후 헤미셀룰로오스 용출 및 제거가 용이할 수 있고, 효율적이고 경제적으로 펄프를 제조하는 효과를 가질 수 있다. 옥수수대 절단시 연속 작업을 위하여 드럼형 절단기 등의 절단기를 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
절단된 옥수수대는 효율적이고 보다 완벽한 속(pith) 제거를 위하여 수평 또는 수직 롤형의 프레스를 통과시켜 압착시킴으로써 외피로부터 상당부분이 이탈되도록 하고, 타격 장치를 이용하여 외피, 속 및 잎이 완전히 서로 이탈될 수 있다. 타격 장치는 회전식 파쇄기를 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않고 당업자에게 알려진 통상의 장치를 사용할 수 있다.
파쇄된 옥수수대로부터 얻은 공압식(pneumatically), 기계식 진동스크린(mechanical vibrational screen) 또는 이들 방법의 병용하여 외피, 속 및 잎은 통상의 방법으로 각각 분리될 수 있다. 예를 들면, 다단 진동 스크린 또는 공기압 조절이 가능한 송풍기, 또는 이들 방법을 함께 이용해서 분리할 수 있다. 이로부터 옥수수대 펄프 제조 방법에 사용되는 옥수수대 외피를 얻을 수 있다.
또한, 옥수수대 외피 이외에 분리된 옥수수대의 속과 잎은 셀룰로오스 에탄올 제조를 포함하는 바이오 리파이너리(bio refinery) 과정에 사용될 수 있다. 이는 옥수수대 펄프를 구현함과 동시에 부산물의 산업상 이용가능성 또는 재활용성을 높일 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서, 옥수수대 외피로부터 헤미셀룰로오스의 일부를 용출시키는 전처리(pretreatment)에 의해 헤미셀룰로오스 일부를 제거한다.
옥수수대 외피는 헤미셀룰로오스, 셀룰로오스, 리그닌 등을 함유하고 있다. 옥수수대로부터 펄프를 제조하기 위하여 소수성을 지니는 리그닌(lignin)을 펄핑 공정을 통하여 제거하게 된다. 특히, 옥수수대로부터 제조된 펄프는 섬유 고유의 특성으로 말미암아 유연성이 매우 높기 때문에 섬유간 결합이 목재펄프에 비하여 잘 일어나는 특성을 지니고 있다. 게다가 옥수수대는 목재에 비하여 섬유간 결합에 크게 기여하는 헤미셀룰로오스를 다량 함유하고 있기 때문에 종이 제조 시 벌크와 불투명도가 지나치게 낮아지는 단점을 지니고 있다.
본 발명의 제조 방법에서는, 상기 전처리에 의해 옥수수대 외피를 구성하는 섬유 내 헤미셀룰로오스 중 일부를 용출시켜 제거한다. 그 결과, 섬유간 결합 능력을 조절하여 벌크와 불투명도를 개선하면서도 강도를 유지할 수 있도록 함으로써 목재펄프 대체용으로서의 가치를 높이는 효과를 갖는 옥수수대 펄프를 구현할 수 있다.
헤미셀룰로오스는 옥수수대 외피의 최초 헤미셀룰로오스 함량 중 30-80중량%가 용출되어 제거된다. 상기 범위 내에서, 종이의 벌크와 불투명도를 개선하는 효과가 있고, 종이의 강도가 확보될 수 있다. 바람직하게는 40-65중량%, 더 바람직하게는 42-55중량%가 제거된다.
상기 헤미셀룰로오스는 제한되지 않지만, 펜토산(pentosan), 헥소산(hexosan), 자일란(xylan), 아라비노자일란(arabinoxylan), 글루코만난(glucomannan), 자일로글루칸(xyloglucan), 또는 이들의 혼합물이 될 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서, 헤미셀룰로오스의 일부가 제거된 후 옥수수대 외피 중 헤미셀룰로오스(A)에 대한 셀룰로오스(B)의 함량의 중량비(B/A)는 2.2-7.69가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 종이의 벌크와 불투명도를 개선하는 효과가 있고, 종이의 강도가 확보될 수 있다. 바람직하게는 2.56-3.85가 될 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서, 헤미셀룰로오스의 일부가 제거된 후 옥수수대 외피 중 헤미셀룰로오스의 함량은 11.5-31.3중량%가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 종이의 벌크와 불투명도를 개선하는 효과가 있고, 종이의 강도가 확보될 수 있다. 바람직하게는, 20.3-28.1중량%, 더 바람직하게는 22.6-26.3중량%가 될 수 있다.
상기에서 펄프 섬유 내 헤미셀룰로오스의 함량은 통상의 방법으로 측정할 수 있다. 예를 들면, 펜토산 함량의 정량(TAPPI Test Method T223, PAPTAC Test Method G.12)으로 측정가능하다.
본 발명의 제조 방법에서, 헤미셀룰로오스의 일부가 제거된 후 옥수수대 외피 중 셀룰로오스의 함량은 68.7-88.5중량%가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 종이의 벌크와 불투명도를 개선하는 효과가 있고, 종이의 강도가 확보될 수 있다. 바람직하게는, 71.94-81.47중량%, 더 바람직하게는 72.62-77.3중량%가 될 수 있다.
헤미셀룰로오스는 옥수수대 외피를 전처리(pretreatment) 조건의 조절을 통하여 옥수수대 외피로부터 필요에 따라 용출 및 제거될 수 있다.
전처리 방법의 일 구체예로서, 헤미셀룰로오스 제거 단계는 옥수수대 외피를 액비(물:옥수수대 외피의 중량비) 5:1~10:1, 130-210도의 물로 30분-200분 동안 전처리하여 수행될 수 있다. 상기 조건에서, 옥수수대 외피의 최초 헤미셀룰로오스 중 본 발명의 바람직한 범위로 제거되어, 강도적 성질을 유지하면서도 벌크, 불투명도가 개선된 옥수수대 펄프를 제조할 수 있다.
바람직하게는, 상기 액비 6:1~8:1, 140-180도의 물을 이용하고, 60분-150분 동안 전처리하여 수행될 수 있다.
전처리방법의 다른 구체예로서, 헤미셀룰로오스 제거 단계는 액비(물:옥수수대 외피의 중량비) 5:1~10:1, 130-190도의 물과 0.1-1.5%(옥수수대 외피에 대한 중량 기준)의 산을 촉매로 이용하여 30분-180분 동안 물에서 전처리하여 수행될 수 있다. 상기 조건에서, 옥수수대 외피의 최초 헤미셀룰로오스 중 본 발명의 바람직한 범위로 제거되어, 벌크, 불투명도 등이 향상된 옥수수대 펄프를 제조할 수 있다.
상기 산은 예를 들면 황산, 아세트산, 개미산, 염산 등을 사용할 수 있다. 그러나 상기 조건 이상으로 너무 지나치게 많은 량의 산을 사용할 경우 헤미셀룰로오스 이외에 옥수수대 펄프의 주성분인 셀룰로오스까지 분해되어 저분자화 현상이 발생되고, 이는 펄프의 강도를 심하게 저하시킬 수 있다.
산 용액의 농도는 0.1-2.5%(물에 대한 중량 기준)가 될 수 있다.
바람직하게는, 상기 액비 6:1~8:1, 140-180도의 물에 0.5-1.5%의 산을 촉매로 사용하고, 60-150분 동안 전처리하여 수행될 수 있다.
전처리 방법의 또 다른 구체예로서, 헤미셀룰로오스 제거 단계는 액비(알칼리 용액:옥수수대 외피의 중량비) 5:1~10:1, 120-180도에서 13-21%의 활성알칼리(옥수수대 외피의 중량 기준)로 30분-150분 동안 전처리하여 수행될 수 있다. 상기 조건에서, 옥수수대 외피의 최초 헤미셀룰로오스 중 본 발명의 바람직한 범위로 제거되어, 벌크, 불투명도 등이 향상된 옥수수대 펄프를 제조할 수 있다.
상기 활성 알칼리로는 NaOH, Na2CO3, NaOH/Na2S의 혼합물, KOH 등이 사용될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
바람직하게는, 액비 6:1-8:1, 140-170도에서 15-18%(as Na2O)의 활성알칼리를 이용하여 60-120분동안 전처리하여 수행될 수 있다.
전처리는 단순 처리 또는 가열 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
상술한 바와 같이 옥수수대 외피를 전처리하여 얻은 결과물은 그 자체로 바로 증해 과정을 거쳐 옥수수대 펄프로 제조될 수 있다. 그러나, 옥수수대 펄프의 물성을 보다 개선하고, 용출된 헤미셀룰로오스를 또 다른 용도 예를 들면 유용 화학 물질의 합성에 사용할 뿐만 아니라 증해 약품(cooking chemicals)의 불필요한 낭비를 방지하기 위하여, 상기 결과물로부터 용출된 헤미셀룰로오스를 또는 헤미셀룰로오스의 분해물을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예를 들면, 헤미셀룰로오스 또는 헤미셀룰로오스의 분해물은 여과(filtration), 침전(precipitation), 상 분리(phase separation) 등의 방법을 사용하여 분리 정제될 수 있다.
분리된 헤미셀룰로오스 또는 헤미셀룰로오스 분해물은 추가로 정제 또는 공정에 의해 자일로스, 에탄올 등의 유용 화학 물질을 생산하기 위한 원료로 사용될 수 있다.
상술한 헤미셀룰로오스의 일부가 제거된 옥수수대 외피는 증해 단계를 거칠 수 있다.
증해 조건은 옥수수대 펄프의 사용 목적에 따라 달리 적용될 수 있다. 즉, 옥수수대 펄프를 미 표백 상태로 산업용지 제조용으로 사용할 경우에는 보다 온화한 조건을 사용할 수 있다. 반면에, 표백 펄프를 생산하여 인쇄 및 필기 용지 용도로 사용할 경우에는 보다 강한 조건을 사용할 수 있다.
증해 단계의 예로서, 소다법, 크라프트 법, 등이 사용될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
소다법을 적용할 경우 활성알칼리 14-20%(as Na2O), 액비(알칼리 용액:옥수수대 칩의 중량비) 4:1~9:1, 130-190도에서 90분-180분 동안 가열하여 수행될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
상기 알칼리 용액을 위한 알칼리로는 NaOH, Na2CO3, KOH 등이 사용될 수 있고, 용매로는 물이 사용될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
또한, 증해 과정에서 수율 향상 및 품질 개선을 목적으로 안트라퀴논을 첨가제로 사용할 수있다. 농도는 0.05-0.8%가 될 수 있다.
크라프트법으로는 활성알칼리 13-18%(as Na2O), 황화도 20-30%, 액비(크라프트 용액:옥수수대 칩의 중량비) 4:1~8:1, 130-180도에서 70분-150분 동안 가열하여 수행될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
상기 크라프트 용액을 위한 크라프트 증해 약품으로는 NaOH와 Na2S가 사용될 수 있고, 용매로는 물이 사용될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 옥수수대 펄프의 제조 방법은 증해 단계를 거쳐 증해액을 배기한 후 제진, 세척, 스크린 및 농축 시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 증해가 완료된 펄프를 세척하여 잔류하고 있는 약액을 제거하고, 목재 펄프 제조시와 마찬가지로 스크리닝을 통하여 증해가 덜 된 옥수수대 외피나 크기가 큰 이물질을 제거하고, 제진기를 이용하여 펄프보다 비중이 높거나 낮은 이물질을 제거한다. 스크린에서 걸러진 부분은 진동 스크린으로 한 번 더 걸러 이물질을 제거하고 섬유 덩어리는 다시 다이제스터로 보내질 수 있다.
이러한 일련의 과정을 옥수수대 펄프의 제조 방법에서 당업자에게 알려진 통상의 방법을 따른다.
본 발명의 옥수수대 펄프의 제조 방법은 증해 단계를 거쳐 증해액을 배기하고, 제진, 스크린, 농축 등의 과정을 거친 후 표백하는 과정을 더 포함할 수 있다. 표백은 목재 펄프 또는 기존의 옥수수대 펄프에서 사용되는 모든 표백 방법이 적용될 수 있다. 표백은 박엽지, 인쇄 필기용지, 위생 용지(facial tissue, toilet tissue, towel 등) 등을 생산하고자 할 경우 포함될 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 옥수수대 펄프는 백상지, 도공용 원지, 화장지, 인쇄 용지 등을 제조하는데 사용될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 일 실시예일 뿐이고, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
옥수수대를 길이 25mm로 절단하고, 2개의 롤을 수평으로 배치하여 만든 프레스로 압착한 후 회전식 파쇄기를 이용하여 3분 동안 타격 처리를 실시하였다. 공기압 조절이 가능한 송풍기를 이용하여 외피로부터 떨어져 나온 속을 제거한 후 메시 수가 5인 망을 이용하여 옥수수대 외피를 분리하였다.
분리한 옥수수대 외피에 액비(물:옥수수대 외피의 중량비)가 6:1이 되도록 물을 첨가하고, 이를 다이제스터에 넣고 180도에서 120분 동안 전처리를 실시하였다. 전 처리 결과 TAPPI 시험법에 의거 옥수수대 외피의 최초 헤미셀룰로오스 함량 중 53중량%가 제거됨을 확인하였다.
전처리가 끝난 후 추출액을 모두 배기시킨 후, 증해액(활성알칼리 16%, as Na2O)을 투입하고 150도에서 120분간 소다법으로 증해를 실시하였다. 증해가 완료된 후 얻어진 펄프는 세척하여 10% 농도(중량 기준)로 농축시킨 후 DED 3단 표백을 실시하고, 400 mL 수준으로 고해를 실시하여 평량 60 g/m2의 수초지를 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 옥수수대로부터 옥수수 외피를 분리하였다.
상기 실시예 1에서, 액비를 8:1로 조절하고, 1.0%(옥수수대 외피에 대한 중량 기준)의 황산을 촉매를 첨가하고, 150도에서 60분간 전처리를 수행하였다. 전 처리 결과 TAPPI 시험법에 의거 옥수수대 외피의 최초 헤미셀룰로오스 함량 중 65중량%가 제거됨을 확인하였다. 헤미셀룰로오스 제거 후 실시예 1과 동일한 방법으로 펄프를 제조한 후 수초지를 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 옥수수대로부터 옥수수 외피를 분리하였다.
상기 실시예 1에서, 헤미셀룰로오스의 일부를 제거하기 위하여 온화한 반응을 유도하기 위하여 액비를 8:1로 조절하고, 가성소오다를 18%(as Na2O)(옥수수대 외피에 대한 중량 기준) 투입하고, 150도에서 60분간 전처리를 수행하였다. 전 처리 결과 TAPPI 시험법에 의거 옥수수대 외피의 최초 헤미셀룰로오스 함량 중 42중량%가 제거됨을 확인하였다. 전처리가 완료된 후 추출액을 배기한 후 예시 1과 같은 조건으로 펄프를 제조하여 수초지를 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 옥수수대로부터 옥수수 외피를 분리하였다.
옥수수 외피에 대해 상기 실시예 1의 전처리를 하지 않고, 상술한 바와 동일한 방법으로 펄프를 제조하여, 수초지를 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1과 동일한 방법으로, 옥수수대로부터 옥수수 외피를 분리하였다.
물과 옥수수대 외피를 6:1의 중량비로 투입하고, 촉매로 4%의 황산(H2SO4)(옥수수대 외피에 대한 중량 기준)을 투입하고 180도에서 120분간 전처리를 실시하였다. 전 처리 결과 옥수수대 외피의 최초 헤미셀룰로오스 중 94.3중량%가 제거됨을 확인하였다. 상술한 바와 동일한 방법으로 증해, 수초지를 제조하였다.
상술한 실시예와 비교예에서 제조한 수초지에 대해 하기의 물성을 평가하였다. 헤미셀룰로오스는 펜토산 함량의 정량법(TAPPI Test Method T223)으로 측정하였다. 수초지를 항온 항습실에서 1일간 조습시킨 후 TAPPI Standard에 의거 벌크, 불투명도, 인장지수, 인열지수 및 휨 강도 를 측정하였다.
그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
헤미셀룰로오스*
제거율(%)		 펜토산
(%)		 벌크
(cm3/g)		 불투명도
(%)		 인장지수
(Nm/g)		 인열지수
(m N m2/g)		 휨강도
(gfcm)
실시예 1 53 12.2 1.68 85.4 58.1 9.64 1.89
실시예 2 65 9.10 1.58 84.3 51.6 8.12 1.67
실시예 3 42 15.08 1.45 82.6 62.4 8.96 1.78
비교예 1 0 26.0 1.35 72.1 67.3 7.63 1.93
비교예 2 94.3 1.46 1.92 92.3 38.9 6.85 1.58
*전 처리 후, 옥수수대 외피의 최초 헤미셀룰로오스 중 제거된 헤미셀룰로오스의 비율
상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 헤미셀룰로오스를 전처리를 통하여 일부 제거한 결과 헤미셀룰오스 제거량이 53중량%인 실시예 1의 경우 전처리를 하지 않은 비교예1에 비하여 벌크, 불투명도 및 인열지수가 크게 개선되었으며, 인장지수와 휨강도의 손실은 매우 미미하여 부분적인 헤미셀룰오스의 제거가 종이의 물성 개선에 도움이 됨을 알 수 있다. 한편 산을 촉매로 사용한 실시예 2의 경우에는 산에 의한 부분적인 셀룰로오스 분해뿐만 아니라 65중량%의 헤미셀룰오스가 제거되어, 물만 사용하여 전처리한 결과에 비하여 벌크와 불투명도 개선 효과가 적었을 뿐만 아니라 강도적 성질의 감소가 수반된 것을 확인할 수 있었다. 한편 비교예 2와 같이 헤미셀룰로오스를 거의 제거한 경우에는 벌크와 불투명도는 더욱 크게 개선되었지만 인장 지수, 인열 지수 및 강도적 성질이 크게 악화되는 문제가 발생하였다. 이상의 결과로부터 적절한 량의 헤미셀룰로오스를 전처리를 통하여 제거할 경우 종이의 물성 개선에 도움이 되지만 지나치게 헤미셀룰로오스를 제거할 경우에는 오히려 해로운 것으로 확인되었다.

Claims (9)

  1. 옥수수대 외피 중 헤미셀룰로오스의 일부를 제거하는 단계; 및
    상기 일부의 헤미셀룰로오스가 제거된 옥수수대 외피를 증해하는 단계를 포함하고,
    상기 헤미셀룰로오스가 제거된 옥수수대 외피에서 헤미셀룰로오스에 대한 셀룰로오스의 함량의 중량비는 2.2-7.69인 옥수수대 펄프의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 헤미셀룰로오스는 상기 옥수수대 외피의 최초 헤미셀룰로오스 중 30-80중량%가 제거되는 옥수수대 펄프의 제조 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 헤미셀룰로오스가 제거된 옥수수대 외피에서 헤미셀룰로오스의 함량은 11.5-31.3중량%인 옥수수대 펄프의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 헤미셀룰로오스의 일부를 제거하는 단계는 상기 옥수수대 외피를 액비(물:옥수수대 외피의 중량비) 5:1~10:1, 130-210도의 물을 이용하여 30분-200분 동안 전처리하여 수행되는 옥수수대 펄프의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 헤미셀룰로오스의 일부를 제거하는 단계는 상기 옥수수대 외피를 액비(물:옥수수대 외피의 중량비) 5:1~10:1, 130-190도의 물과 0.1-1.5%의 산을 촉매로 이용하여 30분-180분 동안 전처리하여 수행되는 옥수수대 펄프의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 헤미셀룰로오스의 일부를 제거하는 단계는 상기 옥수수대 외피를 액비(알칼리 용액:옥수수대 외피의 중량비) 5:1~10:1, 120-180도에서 13-21%(as Na2O)의 활성알칼리를 이용하여 30분-150분 동안 전처리하여 수행되는 옥수수대 펄프의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 옥수수대 외피는 옥수수대를 절단하는 단계; 절단된 옥수수대를 압착하는 단계; 압착된 옥수수대를 타격하여 파쇄하는 단계; 및 파쇄된 옥수수대를 외피, 속 및 잎으로 분리하는 단계에 의해 제조되는 옥수수대 펄프의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제조 방법은 제진, 세척, 스크린, 표백 및 농축으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단계를 더 포함하는 옥수수대 펄프의 제조 방법.
KR1020120045693A 2012-04-30 2012-04-30 옥수수대 펄프의 제조 방법 KR101299665B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120045693A KR101299665B1 (ko) 2012-04-30 2012-04-30 옥수수대 펄프의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120045693A KR101299665B1 (ko) 2012-04-30 2012-04-30 옥수수대 펄프의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101299665B1 true KR101299665B1 (ko) 2013-09-09

Family

ID=49454571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120045693A KR101299665B1 (ko) 2012-04-30 2012-04-30 옥수수대 펄프의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101299665B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101648381B1 (ko) * 2015-10-14 2016-08-22 주식회사 뉴트리피앤피 옥수수대의 전처리장치
KR20170043988A (ko) * 2016-04-04 2017-04-24 주식회사 뉴트리피앤피 옥수수대의 펄프 제조방법
KR20180048126A (ko) * 2016-11-02 2018-05-10 김태한 카사바 속대의 가공방법, 이를 이용한 카사바 속대 가공물 및 이의 수분흡수제 용도
KR20220076059A (ko) * 2020-11-30 2022-06-08 박민호 갈대를 포함하는 고흡수성 시트 제조방법 및 이를 포함하는 흡수 패드

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040256065A1 (en) 2003-06-18 2004-12-23 Aziz Ahmed Method for producing corn stalk pulp and paper products from corn stalk pulp
US7837830B2 (en) 1999-10-15 2010-11-23 Cargill, Incorporated Plant seed based fiber products and processes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7837830B2 (en) 1999-10-15 2010-11-23 Cargill, Incorporated Plant seed based fiber products and processes
US20040256065A1 (en) 2003-06-18 2004-12-23 Aziz Ahmed Method for producing corn stalk pulp and paper products from corn stalk pulp

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문1: BioResources 11(1), 196-206 *
논문1: BioResources 11(1), 196-206*
논문2: Carbohydrate Polymers 88(2012. 1), 583-588 *
논문2: Carbohydrate Polymers 88(2012. 1), 583-588*

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101648381B1 (ko) * 2015-10-14 2016-08-22 주식회사 뉴트리피앤피 옥수수대의 전처리장치
WO2017065414A1 (ko) * 2015-10-14 2017-04-20 주식회사 뉴트리피앤피 옥수수대의 전처리장치와 옥수수대의 펄프 제조방법
CN108472660A (zh) * 2015-10-14 2018-08-31 新树Pnp有限公司 玉米秆预处理设备和从玉米秆制造纸浆的方法
US10857541B2 (en) 2015-10-14 2020-12-08 Newtreepnp Corp. Corn stalk pretreatment apparatus and method for manufacturing pulp from corn stalks
US11369971B2 (en) * 2015-10-14 2022-06-28 Newtree Pnp Co., Ltd. Corn stalk pretreatment apparatus and method for manufacturing pulp from corn stalks
KR20170043988A (ko) * 2016-04-04 2017-04-24 주식회사 뉴트리피앤피 옥수수대의 펄프 제조방법
KR101929987B1 (ko) * 2016-04-04 2019-03-14 (주)뉴트리피앤피 옥수수대의 펄프 제조방법
KR20180048126A (ko) * 2016-11-02 2018-05-10 김태한 카사바 속대의 가공방법, 이를 이용한 카사바 속대 가공물 및 이의 수분흡수제 용도
KR20220076059A (ko) * 2020-11-30 2022-06-08 박민호 갈대를 포함하는 고흡수성 시트 제조방법 및 이를 포함하는 흡수 패드
KR102548416B1 (ko) 2020-11-30 2023-06-28 박민호 갈대를 포함하는 고흡수성 시트 제조방법 및 이를 포함하는 흡수 패드

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6702959B2 (ja) リグノセルロース系材料の加工方法
KR101648381B1 (ko) 옥수수대의 전처리장치
WO2009070955A1 (fr) Produits de papier non blanchi fait d'une pâte à base d'herbe et leur procédé de fabrication
KR101299665B1 (ko) 옥수수대 펄프의 제조 방법
CN110080027B (zh) 一种玉米秸秆全秆化学机械法制浆工艺
US20210062426A1 (en) Process for producing biomass fiber molding material
CN107740305B (zh) 一种秸秆制备高强度瓦楞原纸的方法
CN110978171A (zh) 一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法及用途
CN109930416B (zh) 一种植物纤维环保材料及其制备方法
CN114687234A (zh) 一种利用竹子制备绒毛浆的方法及其制备的绒毛浆
CN101492891B (zh) 用油棕榈空果窜纤维生产漂白化机浆的方法
KR100694840B1 (ko) 옥수숫대 셀룰로오스로부터의 기계펄프의 제조방법
CN107476142A (zh) 一种环保抗菌餐具及其制备方法
CN106676925A (zh) 一种免浸泡的以植物秸秆为原料的造纸工艺
JP2019007128A (ja) 溶解パルプ
CN101503867B (zh) 一种用油棕榈空果窜机械法制浆生产包装用纸的方法
KR101929987B1 (ko) 옥수수대의 펄프 제조방법
CN100398745C (zh) 一种以桑枝条全杆为原料的化学机械浆的制浆工艺
CN103103864A (zh) 一种利用新鲜棕榈空果串制瓦楞原纸用化学机械浆的方法
CN104256321A (zh) 玉米皮膳食纤维膜及其制备方法
CN113832769B (zh) 一种以农业剩余物为原料制得的生物质基造纸增强剂、方法及应用
CN102561094A (zh) 利用玉米秸秆木糖渣制浆造纸的方法
WO2013008135A1 (en) Method to produce high-resistance cellulose and hemicellulose fibers from lignocellulosic biomass of sugarcane leaves and buds
CN104070683A (zh) 一种轻型棉秆皮纤维/聚丙烯复合材料的制备方法
RU2813172C1 (ru) Волокнистый полуфабрикат из лузги подсолнечника и способ его получения (варианты)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee