KR20070040553A - Method for preparing pulp using rhodophyta having thin cortex - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외피가 얇은 홍조류를 이용한 펄프의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 외피가 얇은 홍조류를 산성 용액에 일정시간 침지시킨 다음, 물로 세척 후 탈수시키고, 상기 탈수된 홍조류를 다단계로 표백 처리한 다음, 상기 표백 처리한 홍조류를 수집하여 섬유화 시켜서 홍조류 펄프를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a pulp manufacturing method using a thin skinned red algae, and more specifically, a thin skinned red algae is immersed in an acidic solution for a predetermined time, washed with water and then dehydrated, and the dehydrated red algae is bleached in multiple stages. After the treatment, the bleached red algae are collected and fiberized to produce a red algae pulp.

본 발명의 홍조류를 이용한 펄프 제조방법에 따르면, 별도의 추출공정을 거치지 않고, 표백 과정만으로 백색도가 높은 펄프를 제조할 수 있어 간편하고, 표백 과정시 사용하는 화학 약품도 기존에 사용되던 약품에 비해 환경친화적이라는 장점이 있다. According to the pulp manufacturing method using the red algae of the present invention, it is possible to produce pulp with high whiteness only by bleaching process, without going through a separate extraction process, and the chemicals used during the bleaching process are also compared to the conventionally used chemicals. It has the advantage of being environmentally friendly.

홍조류, 펄프, 표백 Red algae, pulp, bleach

Description

외피가 얇은 홍조류를 이용한 펄프의 제조방법 {Method for Preparing Pulp Using Rhodophyta Having Thin Cortex}Method for preparing pulp using thin red algae {Method for Preparing Pulp Using Rhodophyta Having Thin Cortex}

도 1은 홍조류의 표백펄프공정을 나타낸 그림이다. 1 is a diagram showing the bleaching pulp process of red algae.

본 발명은 외피가 얇은 홍조류를 이용한 펄프의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 외피가 얇은 홍조류를 산성 용액에 일정시간 침지시킨 다음, 물로 세척 후 탈수시키고, 상기 탈수된 홍조류를 다단계로 표백 처리한 다음, 상기 표백 처리한 홍조류를 수집하여 섬유화 시키는 홍조류 펄프의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a pulp manufacturing method using a thin skinned red algae, and more specifically, a thin skinned red algae is immersed in an acidic solution for a predetermined time, washed with water and then dehydrated, and the dehydrated red algae is bleached in multiple stages. After the treatment, the present invention relates to a method for producing red algae pulp, which collects and bleaches the bleached red algae.

일반적으로, 식물 원료를 기계적 또는 화학적으로 처리하여 얻어진 섬유를 펄프라고 한다. 실제로, 목재 외에도 면, 대마, 아마, 황마, 저마, 마닐라삼, 삼지닥나무, 닥나무, 짚, 에스파르토, 대나무, 버개스 등이 펄프 원료로 사용되고 있 다. 그러나, 공업 원료로서 갖추어야 할 요건으로 물량이 풍부하고, 수집, 운반 및 저장이 용이하며, 가격이 저렴하여야 하고, 품질이 우수하여야 한다.Generally, fibers obtained by mechanically or chemically treating a plant raw material are called pulp. In fact, in addition to wood, cotton, hemp, flax, jute, german hemp, manila hemp, cedar, gingko, straw, esparto, bamboo and bagasse are used as pulp feedstocks. However, the requirements to be provided as industrial raw materials should be abundant in quantity, easy to collect, transport and store, inexpensive and excellent in quality.

주요 펄프 원료인 목재는 주로 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌으로 구성되어 있으며, 이들 성분은 세포벽과 세포간 층을 구성하는 물질로서 모든 수종에 90% 이상으로 존재한다. 부성분으로는 수지, 정유, 유지, 탄닌, 플라보노이드 등의 추출물과 그 밖의 무기물이 있다. 이 가운데, 셀룰로오스는 천연에 존재하는 유기 화합물 중 가장 많은 양으로 존재하며, 식물 세포벽을 이루는 주성분이다. 셀룰로오스는 상온에서 물, 묽은 산 및 알칼리에 녹지않는 고분자 물질이다. 목재 셀룰로오스를 공업적으로 이용하기 위하여 증해, 표백, 정제 등의 과정을 걸쳐 종이를 제조하거나 목재를 가수분해시켜서 목재당(wood sugar)으로 이용하기도 하며, 여러 가지 화학 처리를 하여 셀룰로오스 유도체를 만들어 활용하고 있다. 원료에서 펄프를 얻기까지 여러 가지 작업이 행하여지나, 크게 펄프 원료의 준비, 펄프화, 펄프의 정제로 분류할 수 있다.Wood, which is a major pulp feed material, is mainly composed of cellulose, hemicellulose, and lignin, and these components constitute the cell wall and the intercellular layer and are present in more than 90% of all species. Subcomponents include resins, essential oils, fats and oils, extracts such as tannins and flavonoids, and other inorganic substances. Among them, cellulose is present in the largest amount of organic compounds present in nature, and is the main component of the plant cell wall. Cellulose is a polymeric material that is insoluble in water, dilute acids and alkalis at room temperature. In order to industrially use wood cellulose, it is used as wood sugar by manufacturing paper through hydrolysis, bleaching, refining, etc., or by hydrolyzing wood, and making and using cellulose derivatives through various chemical treatments. Doing. Various operations are performed from the raw material to the pulp, but it can be largely classified into preparation of pulp raw material, pulping, and purification of pulp.

목재 원료를 펄프화하기 쉬운 상태로 가공하는 공정에는 절단, 박피, 선별 등의 작업이 있으며, 이는 원료의 종류에 따라 적절히 행한다. 준비 공정을 마친 원료로부터 섬유를 얻는 공정을 펄프화 공정이라고 하며, 펄프 제조에서 가장 중요한 공정이다. 펄프 원료인 목재의 복합 세포간층을 쇄목기 등으로 파괴하거나, 수증기로 연화한 후 물리력을 사용하여 이를 파괴하여 섬유를 얻을 수 있다. 이렇게 화학적 처리 없이 간단한 기계적 처리만으로 얻어지는 펄프를 기계 펄프라고 한다. 기계 펄프는 수율이 높고 생산비가 저렴하나, 리그닌 함량이 많아 고급 지종의 원 료로는 적당하지 않다.In the process of processing a wood raw material in the state which is easy to pulp, there are operations, such as cutting, peeling, and sorting, and this is performed suitably according to the kind of raw material. The process of obtaining fibers from the raw material after the preparation process is called a pulping process and is the most important process in pulp production. Fibers can be obtained by destroying the composite intercellular layer of wood, which is a pulp material, with a wood mill or by softening it with water vapor and then breaking it using physical force. The pulp obtained by simple mechanical treatment without chemical treatment is called mechanical pulp. Mechanical pulp has a high yield and low production cost, but it is not suitable as a raw material of high grade paper because of its high content of lignin.

펄프 원료를 탈리그닌 약품으로 처리하면 복합 세포간층이 용해되어 섬유상으로 해리된다. 이러한 방법으로 제조한 펄프를 화학 펄프라고 한다. 화학 펄프 제조시 원료의 세포간 층에 있는 리그닌은 물론 세포막 리그닌의 대부분이 제거됨과 동시에 많은 헤미셀룰로오스도 용해되고, 약간의 셀룰로오스도 분해된다. 화학 펄프는 품질, 즉 셀룰로오스의 순도는 높지만, 기계 펄프에 비해 수율이 낮고 생산비가 높은 단점이 있다. 화학 펄프의 제조법으로 아황산법, 소다법, 황산염법 등이 있다. 정선 공정은 펄프화 공정을 거친 원료에서 얻어진 섬유를 세척하고 선별하여 완전히 펄프화되지 않은 부분과 협잡물을 제거하는 공정이며, 이후 필요에 따라 표백할 수 있다. 레이온 펄프와 같이 고도의 품질을 필요로 하는 것에 대해서는 특정한 정제 처리를 행한다.Treatment of the pulp feedstock with ligignin chemicals dissolves the complex intercellular layer and dissociates it into fibrous form. Pulp prepared in this way is called chemical pulp. In the manufacture of chemical pulp, not only the lignin in the intercellular layer of the raw material, but also most of the membrane lignin is removed, and at the same time, many hemicelluloses are dissolved and some cellulose is degraded. Chemical pulp has high quality, i.e., high purity of cellulose, but has a disadvantage of low yield and high production cost compared to mechanical pulp. Chemical pulp production methods include sulfurous acid method, soda method and sulfate method. The selection process is a process of washing and screening fibers obtained from the raw material after the pulping process to remove parts and contaminants that are not completely pulped, and then bleaching as necessary. Specific refinement treatments are performed for those requiring high quality, such as rayon pulp.

이상은 목재 원료로부터 펄프를 제조하는 일반적인 과정에 관한 설명이다. 그러나, 전세계적으로 목재 자원 고갈이 심각해짐에 따라, 삼림과 환경을 보호하면서 종이 원료 펄프를 생산하는 것이 당업계가 직면하고 있는 과제이다. 이러한 과제를 해결하기 위한 방안으로서, 1, 2년생 식물을 위주로 하는 비-목질계 식물 섬유로부터 제지용 펄프를 생산하는 기술이 주목을 받게 되었다.The above is the description about the general process of manufacturing pulp from wood raw materials. However, as the depletion of wood resources around the world becomes severe, the task of the industry is to produce paper stock pulp while protecting forests and the environment. As a solution to this problem, a technique for producing paper pulp from non-woody plant fibers mainly on first and second year plants has attracted attention.

제지 원료로 이용가능한 비-목질계 식물로는 닥나무 인피(靭皮), 아마, 대마, 목면, 마닐라삼, 볏짚, 버개스(bagasse) 등이 있다. 일반적으로, 비-목질계 식물은 펙틴, 헤미셀룰로오스, 무기물의 함량이 많고, 리그닌이 적게 함유되어 있으며, 펄프화 할 때 케미칼, 세미케미칼, 메카노케미칼 방법이 이용되고, 목재에 비해 매우 온화한 조건으로 미표백 혹은 표백 펄프를 얻을 수 있다.Non-woody plants that can be used as a raw material for papermaking include bark, flax, hemp, cotton, manila hemp, rice straw, bagasse and the like. In general, non-woody plants are high in pectin, hemicellulose, minerals, low in lignin, and chemical, semi-chemical, and mechanochemical methods are used when pulping, with very mild conditions compared to wood. Unbleached or bleached pulp can be obtained.

비-목질계 펄프는 그 섬유 형태, 화학적 조성, 비섬유 세포의 종류와 양에 따라 상이한 특성이 있게 된다. 따라서, 비-목질계 펄프 단독, 혹은 목재 펄프와의 적정 배합에 의해 만들어지는 종이는 강도, 내구성, 전기적 특징, 광택, 치수 안정성 및 인쇄 성능을 용이하게 조절할 수 있어서, 다양한 용도로 이용될 수 있고, 따라서 이용 범위도 넓다. 그러나, 기존 비-목질계 펄프를 제조하기 위해서는 까다로운 공정을 거쳐야했으며, 펄프를 제조할 때에도 독성이 강한 화학물질이 사용되므로 환경이 오염된다는 문제점이 있다.Non-wood pulp has different properties depending on its fiber type, chemical composition, and the type and amount of non-fibrous cells. Therefore, the paper made by non-wood pulp alone or by proper blending with wood pulp can easily control the strength, durability, electrical characteristics, gloss, dimensional stability and printing performance, which can be used for various purposes. Therefore, the use range is also wide. However, the conventional non-wood pulp has to go through a difficult process, and there is a problem that the environment is polluted because toxic chemicals are used even when producing pulp.

이에, 본 발명자들은 출원번호 제10-2004-0092297호의 "홍조류로 제조된 펄프와 종이 및 그 제조 방법"에서, 홍조류를 이용한 펄프와 종이 제조방법을 소개한 바 있다. 홍조류를 이용하여 펄프 및 종이를 제조할 경우, 생산 비용이 매우 저렴하고, 리그닌 제거 및 표백을 위한 화학약품 등의 사용이 현저히 감소하여 환경오염을 방지할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 상기 발명은 물, 에틸알코올, 메틸알코올, 아세톤 및 케톤류의 추출과정을 거쳐 펄프를 제조하는 방법에 대해서만 기술되어 있고, 표백 과정에 대해서는 구체적으로 기재되어 있지 않았으며, 따라서 상기 발명만으로는 펄프 및 제지의 백색도를 높이는 데 한계가 있었다. Accordingly, the present inventors have introduced a pulp and paper manufacturing method using the red alga in the "pulp and paper made with red algae and the manufacturing method thereof" of the application No. 10-2004-0092297. When pulp and paper are manufactured using red algae, production costs are very low, and the use of chemicals for lignin removal and bleaching is significantly reduced, thereby preventing environmental pollution. However, the invention has been described only for the method of preparing pulp through the extraction process of water, ethyl alcohol, methyl alcohol, acetone and ketones, and the bleaching process has not been described in detail. There was a limit to increasing the whiteness of paper.

이에, 본 발명자들은 상기 펄프 제조방법에 대하여 지속적인 연구를 한 결과, 펄프를 제조하기 위한 홍조류의 표백 과정을 개발하고, 본 발명의 표백공정만 으로도 별도의 추출공정을 거칠 필요없이, 백색도가 높은 펄프를 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다. Accordingly, the present inventors have continued research on the pulp manufacturing method, and as a result, developed a bleaching process of red algae for producing pulp, and only the bleaching process of the present invention does not need to go through a separate extraction process, high whiteness It was found that pulp can be prepared and the present invention was completed.

결국, 본 발명의 목적은, 외피가 얇은 홍조류를 산성 용액에 일정시간 침지시킨 다음, 물로 세척 후 탈수시키고, 상기 탈수된 홍조류를 다단계로 표백 처리한 다음, 상기 표백 처리한 홍조류를 수집하여 섬유화 시켜서 홍조류 펄프를 제조하는 방법을 제공하는데 있다. After all, an object of the present invention is to immerse a thin shelled red algae in an acidic solution for a predetermined time, and then dehydrate after washing with water, and bleaching the dehydrated red algae in multiple stages, and then collecting and bleaching the bleached red algae. To provide a method for producing red algae pulp.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 외피가 얇은 홍조류를 산성 용액에 일정시간 침지시킨 다음, 물로 세척하고 탈수시키는 단계; (b) 상기 탈수된 홍조류를 다단계로 표백 처리하는 단계; (c) 상기 표백 처리한 홍조류를 수집하여 섬유화 시켜 펄프화 하는 단계를 포함하는 외피가 얇은 홍조류를 이용한 펄프의 제조방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of (a) immersing a thin shelled algae in an acidic solution for a predetermined time, followed by washing with water and dehydrating; (b) bleaching the dehydrated red algae in multiple stages; (C) it provides a method for producing pulp using a thin skinned red algae comprising the step of collecting the fiber bleached red algae and pulping.

본 발명에 있어서, 상기 외피가 얇은 홍조류는 우뭇가사리의 일종인 젤리디움 칠렌스(Gelidium Chilense), 젤리디움 엘레간스(Gelidium Elegans), 젤리디움 자포니컴(Gelidium Japonicum)인 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 (c) 단계 이전에 상기 섬유를 경화하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 (b) 단계의 다단계 표백 처리 과정은 i) O3(오존) 표백; ii) ECF(Element Chlorine Free) 또는 TCF(Total Chlorine Free) 표백; 및 iii) H2O2(과산화수소) 표백 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 iii) 단계에서 환원제를 추가로 첨가하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, the thin skin red algae may be characterized by being a kind of urticaria , Gelidium Chilense , Gelidium Elegans , and Gelidium Japonicum . It may be characterized in that it further comprises the step of curing the fiber before step (c), wherein the multi-stage bleaching process of step (b) is i) O 3 (ozone) bleaching; ii) Element Chlorine Free (ECF) or Total Chlorine Free (TCF) bleaching; And iii) H 2 O 2 (hydrogen peroxide) bleaching step, and may further comprise adding a reducing agent in step iii).

본 발명에 있어서, 상기 i) 단계의 O3(오존) 표백은 홍조류의 백색도가 50이상이 될 때까지 반복 실시하는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 ii)단계의 ECF(Element Chlorine Free) 또는 TCF(Total Chlorine Free) 표백은 홍조류의 백색도가 60이상이 될 때까지 반복 실시하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 iii) H2O2(과산화수소) 표백은 홍조류의 백색도가 70이상이 될 때까지 반복 실시하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the present invention, O 3 (ozone) bleaching of step i) may be repeated until the whiteness of red algae is 50 or more, and ECF (Element Chlorine Free) or TCF of step ii) (Total Chlorine Free) Bleaching may be repeated until the whiteness of the red algae is more than 60, the iii) H 2 O 2 (hydrogen peroxide) bleaching is repeated until the whiteness of the red algae is 70 or more It can be characterized by performing.

본 발명은 또한, 상기 방법에 의해 제조된 홍조류 펄프 및 상기 홍조류 펄프를 가공하는 것을 특징으로 하는 종이의 제조방법을 제공한다. The present invention also provides a red algae pulp produced by the above method and a process for producing paper, characterized in that the red algae pulp is processed.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

1. 본 발명의 원료 물질 : 홍조류1. Raw material of the present invention: red algae

홍조류는 다른 조류보다 비교적 깊은 물에 서식하고, 크기가 비교적 작으며, 종류는 4000여 종으로 매우 다양하다. 홍조류는 녹조류, 갈조류보다 서식 범위가 넓어 얕은 수심에서부터 광선이 닿는 깊은 수심에까지 자생한다.Red algae inhabit relatively deeper water than other algae, and are relatively small in size, with more than 4000 species. Red algae have a wider range of habitat than green algae and brown algae, and grow from shallow depths to deep water rays.

한편, 한천은 홍조류의 세포벽 성분인 복합 다당류를 열수로 추출하여 동결, 융해, 건조 과정을 거쳐 가공된 제품이다. 한천의 원료로서 많이 이용되고 있는 홍조류는 우뭇가사리, 개우무, 새발, 꼬시래기, 가시우무, 비단풀, 단박, 돌가사 리, 석묵 및 지누아리 등이다. 한천은 크게 아가로스와 아가로펙틴 7:3의 비율로 이루어져 있다. 이들 성분이 바로 한천의 유효성분이 된다. 중성 다당류인 아가로스는 젤화하려는 특성이 강해 강도를 높이는 성질을, 산성 다당류인 아가로펙틴은 젤성이 약한 대신 점탄성을 향상시키는 성질을 각각 갖고 있다. 한천이 가진 대표적인 물성으로는 응고성, 점탄성 및 보수성이 있다. 한천은 상반된 성질인 응고성과 점탄성을 가지고 있기 때문에, 두가지 물성을 조절하여 안정제, 증량제, 형성제, 농후제, 건조방지제, 물성유지제 등으로 활용할 수 있다.On the other hand, agar is a product that is processed through the process of freezing, thawing, drying by extracting the complex polysaccharide, which is a cell wall component of red algae with hot water. Red algae are widely used as raw materials of agar, such as wood starfish, ox radish, buckwheat, braid, thorny radish, silk grass, edamame, stone fern, stone and jinari. Agar is largely composed of agarose and agalopectin 7: 3. These ingredients become the active ingredient of agar. Agarose, a neutral polysaccharide, has a property of increasing gel strength due to its strong gelling property, and agalopectin, an acidic polysaccharide, has a property of improving viscoelasticity instead of weak gel. Representative properties of agar include coagulation, viscoelasticity and water retention. Because agar has the opposite properties of coagulation and viscoelasticity, it can be used as a stabilizer, extender, forming agent, thickening agent, drying inhibitor, or physical property maintaining agent by controlling two physical properties.

또한, 한천 수용액은 다른 어떤 젤형성제 보다 강한 젤화 특성을 보인다. 한천 수용액은 32-43℃에서 젤을 형성하며, 한번 형성된 젤은 80-85℃ 이하에서는 녹지 않고, 젤화와 용해를 반복하더라도 원래의 젤 특성에는 변화가 거의 없다는 특징이 있다. 투명한 젤은 착색이 용이할 뿐 아니라 설탕, 포도당, 글리세린 등을 첨가하면 굴절율이 증가하고, 광택을 띠게 된다.In addition, the agar solution shows stronger gelling properties than any other gel forming agent. Agar solution forms a gel at 32-43 ℃, once formed gel does not melt below 80-85 ℃, it is characterized by little change in the original gel properties even after repeated gelling and dissolution. Transparent gels are easy to color, and the addition of sugar, glucose, glycerin, etc. increases the refractive index and makes it glossy.

본 발명에 따른 원료로서는 상기 홍조류는 우뭇가사리목, 돌가사리목, 도박목 및 국수나물목으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있으나 최소한의 섬유가 존재하는 모든 홍조류를 포함한다. As a raw material according to the present invention, the red algae may be any one or more selected from the group consisting of Locust spruce tree, Dolphin spree, gambling tree, and Noodle sprout tree, but includes all red algae in which minimal fiber exists.

통상 우뭇가사리나 꼬시래기에서 열수추출한 한천은 코토니나 스피노섬에서 열수추출한 카라기난보다 강도가 우수하며, 특히 꼬시래기에서 열수추출한 한천성분은 일반적인 우뭇가사리에서 열수 추출한 한천보다도 강도가 우수하다. 코토니, 스피노섬 등과 같은 홍조류에 포함되어있는 카라기난은 우뭇가사리, 꼬시래기 등과 같은 홍조류에 포함되어있는 젤 성분과 비교하였을 때 펄프로 제조될 수 있는 섬유 질을 포함한다는 점에서 동일한 성질을 나타낸다. 따라서, 본 발명에서는 코토니, 스피노섬 등과 같은 홍조류에 포함되어있는 카라기난과 우뭇가사리 및 꼬시래기 등과 같은 홍조류에 포함되어있는 한천 성분을 '젤'이라 통칭하기로 한다.Usually, agar extracted from hot water from wormwood or stalks has a stronger strength than carrageenan extracted from hot water from Kotoni or Spino island, and agar components extracted from hot water from stalks are superior to agar extracted from hot water. Carrageenan, which is included in red algae such as kotoni and spino island, exhibits the same properties in that it contains fibers that can be made from pulp as compared to the gel component of red algae such as wood starfish and stalks. Therefore, in the present invention, agar components contained in red algae, such as carrageenan, wood starfish and stalks, included in red algae, such as kotoni and spino island, will be collectively referred to as 'gel'.

2. 펄프의 제조2. Preparation of Pulp

2-1 홍조류의 표백공정2-1 Bleaching Process of Red Algae

표백공정만으로 펄프화가 가능한 홍조류는 홍조류의 외피가 연하고, 산화반응이나 산에 의한 반응이 우수한 종류로서 대표적으로 우뭇가사리를 들 수 있다. 이를 pH 2-3의 산성용액에 일정시간 침지시켰다가 물로 세척한 후 탈수시킨다. 이때, 홍조류를 산성 수용액에 일정시간 침지시키는 과정을 통하여, 불순물이 제거되고, 홍조류의 외피가 연화된다. Red algae, which can be pulped only by the bleaching process, are soft as the outer shell of red algae and are excellent in oxidation reaction and acid reaction. It was immersed in an acid solution of pH 2-3 for a certain time, washed with water and then dehydrated. At this time, through the process of immersing the red algae in an acidic aqueous solution for a predetermined time, impurities are removed, the skin of the red algae is softened.

상기 산 처리된 홍조류를 다단계로 표백 처리를 실시한다. 먼저, 오존을 이용하여 표백처리를 실시하는데, 오존처리 후 용해된 젤 추출물들을 2-10 kg/cm2기압의 가압에 의해 압착하여 제거하고, 다시 오존처리를 반복하는 공정을 거친다. 홍조류의 색이 백색도 기준으로 50 이상이 될 때까지 오존 처리를 반복한다. The acid-treated red algae is subjected to bleaching in multiple stages. First, bleaching treatment is performed using ozone. After ozone treatment, the dissolved gel extracts are compressed and removed by pressurization at a pressure of 2-10 kg / cm 2 , and the ozone treatment is repeated. Ozone treatment is repeated until the color of red alga is over 50 based on whiteness.

오존처리 이후, 이산화 염소를 사용하여 표백하는 ECF(Element Chlorine Free) 공정을 거치거나, 오존 표백공정을 더욱 강화시켜 표백하는 TCF(Total Chlorine Free) 표백공정을 백색도가 60 이상이 될 때까지 반복 실시한다. After ozone treatment, go through ECF (Element Chlorine Free) process that bleaches with chlorine dioxide, or repeat TBC (Total Chlorine Free) bleaching process by further strengthening ozone bleaching process until whiteness is over 60 do.

표백공정의 최종적인 단계로, 과산화수소에 의한 표백을 실시한다. 과산화 수소를 이용한 표백시 환원제를 첨가하여 백색도 70 이상의 펄프를 제조할 수 있다. As a final step of the bleaching process, bleaching with hydrogen peroxide is carried out. When bleaching with hydrogen peroxide, a reducing agent may be added to prepare pulp with a whiteness of 70 or more.

3. 제지 공정3. Papermaking Process

일반적으로 "종이"라 함은 인쇄, 필기, 포장 등에 사용할 수 있도록 셀룰로오스 섬유가 망상 구조를 이루어 시트 형태로 된 것을 말하며, 각종 처리로 용도에 알맞은 종이를 제조하는 것을 "제지"라고 한다. 종이를 만드는 공정, 즉 제지 공정은 최종 제품인 종이의 용도에 따라 약간씩 달라지나, 대체로 다음과 같다.In general, "paper" refers to a cellulose fiber in the form of a sheet so that it can be used for printing, writing, packaging, etc., and manufacturing paper suitable for the purpose by various treatments is called "paper". The paper making process, or paper making process, varies slightly depending on the purpose of the paper, which is the final product.

3-1 고해3-1 Confession

펄프 공장에서 생산한 펄프를 아무런 가공도 하지 않고 그대로 종이로 만들면 강도가 약하고 표면이 거칠며 투기성이 과도하게 높아지는 등 일반적인 용도로 사용하기 어려운 종이가 얻어진다. 이것은 천연 펄프의 섬유가 강직하고 표면적이 적어서 섬유와 섬유의 결합이 잘 일어나지 못하기 때문이다.If the pulp produced in the pulp mill is made of paper without any processing, the paper is hard to use for general purposes such as weak strength, rough surface and excessive air permeability. This is because the fibers of natural pulp are rigid and have a low surface area, which causes the fibers to hardly bond.

따라서, 물에서 섬유를 기계적으로 처리하여 초지하기에 적합하도록 만들어주어야 하는데, 이 공정을 고해라고 한다. 섬유의 절단이 일어나는 것을 유리상 고해(free beating)라고 하고, 피브릴화(fibrillation)가 주로 일어나는 경우 점상 고해(wet beating)라고 한다. 고해에 의해서, 섬유 외층이 제거되고, 내부 피브릴화가 일어나며, 섬유 길이가 절단되고, 미세섬유가 형성되며, 화학적 조성물의 부분적 용해가 일어난다. 고해는 섬유를 유연하게 만들어 섬유간 결합을 증대시키므 로, 고해도가 올라갈수록 종이는 치밀한 구조를 갖게 된다.Therefore, the fibers must be mechanically treated in water to make them suitable for papermaking. This process is called beating. Breaking of the fiber is called free beating, and when fibrillation occurs mainly, it is called wet beating. By beating, the fiber outer layer is removed, internal fibrillation occurs, the fiber length is cut, microfibers are formed, and partial dissolution of the chemical composition occurs. The beating makes the fiber flexible and increases the bonds between the fibers, so that as the altitude increases, the paper becomes more compact.

3-2 사이징3-2 Sizing

종이에 잉크 또는 물의 침투저항성을 부여하는 공정이며 이 때 사용되는 약품을 사이즈제라고 한다. 사이징에는 표면 사이징(surface sizing)과 내첨 사이징(internal sizing)의 두 종류가 있다.It is a process of imparting resistance to ink or water to paper, and the chemical used at this time is called sizing agent. There are two types of sizing, surface sizing and internal sizing.

3-3 충전3-3 charge

점토 또는 탄산칼슘 등의 광물질을 초지시 펄프에 혼입하는 공정이다. 종이의 불투명도, 인쇄적성 및 평량을 증가시킨다.Minerals such as clay or calcium carbonate are incorporated into pulp during papermaking. Increase paper opacity, printability and basis weight.

3-4 선별 및 정선3-4 Screening and Selection

지료를 초지기에 보내기 전에 지료에 섞여있는 협잡물을 제거하여 제조되는 종이의 성질을 일정하도록 하는 공정이다.Before sending the paper to the paper machine, it is a process to remove the contaminants mixed in the paper so that the properties of the paper are made constant.

3-5 초지3-5 grassland

펄프와 사이즈제, 충전제, 각종 첨가제 등이 혼합된 지료로부터 와이어 상에서 지필(web)을 형성시킨 후, 압착, 탈수, 건조하여 종이를 만드는 공정이다. 와이어상에서 지필을 형성하는 방법에 따라 초지기를 장망식, 환망식, 쌍망식으로 구분한다.After forming a web on a wire from a pulp, a sizing agent, a filler, various additives, and the like, a paper is pressed, dehydrated, and dried to make paper. According to the method of forming the paper on the wire, the paper machine is divided into a long mesh, a circular mesh, and a twin mesh.

3-6 가공3-6 processing

가공은 제조된 종이를 원지로 하여 도공, 변성, 흡수, 적층 등의 각종 가공처리를 행하는 공정이다. 본 발명에 따른 제지 방법에서는, 원료로 목재 펄프가 아닌 홍조류를 사용하므로 고해 과정이 필수적이지는 않지만, 원조를 사용할 경우에는 고해 과정을 거치는 것이 좋다. 고순도의 한천 제품을 이용한다면, 고해를 별도로 실시할 필요는 없다.Processing is a step of performing various processing such as coating, modification, absorption, lamination, etc., using the produced paper as a base paper. In the papermaking method according to the present invention, because the red algae rather than wood pulp is used as a raw material, the beating process is not essential, but it is preferable to go through the beating process when using the aid. If you use high-purity agar products, you do not have to perform confession separately.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

실시예Example : 표백공정만으로 제조하는 홍조류 펄프의 제조 : Preparation of red algae pulp produced only by bleaching process

외피가 연하고, 산화반응이나 산에 의한 반응이 우수한 종류로서 대표적으로 우뭇가사리를 pH 2.5 염산용액에 1시간 정도 침지시켰다가 물로 세척한 후 탈수시켰다. 산 처리된 우뭇가사리를 우선 오존을 이용하여 표백처리하였고, 그 다음, 이산화염소를 이용하여 표백처리하였고, 마지막으로 과산화수소를 이용하여 표백처리하여 백색도를 80이상으로 올렸다. 과산화수소 표백시에 환원제인 하이드로설파 이트(Na2O4S2)를 소량 첨가하여 추가적인 백색도 증대 및 홍조류 펄프의 변색이 방지되도록 하였다. The outer skin was soft, and the type of shellfish was excellent in oxidation reaction and acid reaction. Representatively, wood starfish was immersed in pH 2.5 hydrochloric acid solution for about 1 hour, washed with water, and dehydrated. The acid-treated urticaria was first bleached with ozone, then bleached with chlorine dioxide, and finally bleached with hydrogen peroxide to raise the whiteness to 80 or more. A small amount of hydrosulfite (Na 2 O 4 S 2 ), a reducing agent, was added to bleach hydrogen peroxide to prevent further whiteness and discoloration of red algae pulp.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의 된다고 할 것이다. As described above in detail the specific parts of the present invention, for those of ordinary skill in the art, these specific descriptions are only preferred embodiments, which are not intended to limit the scope of the present invention. Will be obvious. Therefore, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

본 발명에 따른 외피가 얇은 홍조류를 이용한 펄프의 제조방법에 의하면, 주요 원료를 목재가 아닌 홍조류를 사용하게 되어, 낮은 단가로 펄프 및 종이를 제조할 수 있고, 목재 펄프를 제조하는 과정과 비교하여 리그닌 제거 및 표백을 위한 화학약품들의 사용이 현저히 감소하여 환경친화적이다. 또한, 별도의 추출공정을 거치지 않고, 표백 과정만으로 백색도가 높은 펄프를 제조할 수 있어 간편하다는 장점이 있다. According to the method for producing pulp using thin skinned red algae according to the present invention, the main raw material uses red algae rather than wood, so that pulp and paper can be produced at a low cost, and compared with the process of producing wood pulp. The use of chemicals for lignin removal and bleaching is significantly reduced, making it environmentally friendly. In addition, there is an advantage that the pulp can be produced with a high degree of whiteness only by the bleaching process without a separate extraction process.

Claims (10)

다음 단계를 포함하는 외피가 얇은 홍조류를 이용한 펄프의 제조방법:Method for preparing pulp using thin skinned red algae comprising the following steps: (a) 외피가 얇은 홍조류를 산성 용액에 일정시간 침지시킨 다음, 물로 세척하고 탈수시키는 단계;(a) immersing thin skin red algae in an acidic solution for a period of time, followed by washing with water and dehydrating; (b) 상기 탈수된 홍조류를 다단계로 표백 처리하는 단계;(b) bleaching the dehydrated red algae in multiple stages; (c) 상기 표백 처리한 홍조류를 수집하여 섬유화시켜 펄프화 하는 단계.(C) collecting and bleaching the bleached red algae pulp. 제1항에 있어서, 상기 외피가 얇은 홍조류는 우뭇가사리의 일종인 젤리디움 칠렌스(Gelidium Chilense), 젤리디움 엘레간스(Gelidium Elegans), 젤리디움 자포니컴(Gelidium Japonicum) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 펄프의 제조방법. According to claim 1, wherein the thin skinned red algae is one of Gelidium Chilense ( Gelidium Chilense ), Gelidium Elegans ( Gelidium Elegans ), Gelidium Japonicum characterized in that any one Method for producing pulp. 제1항에 있어서, 상기 (d) 단계 이전에 상기 섬유를 경화하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 펄프의 제조방법.The method of claim 1, further comprising the step of curing the fibers before step (d). 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계의 다단계 표백 처리 과정은 다음의 표백공정들을 포함하는 것을 특징으로 하는 펄프의 제조방법: The method of claim 1, wherein the multi-stage bleaching process of step (b) comprises the following bleaching processes: i) O3(오존) 표백; i) O 3 (ozone) bleaching; ii) ECF(Element Chlorine Free) 또는 TCF(Total Chlorine Free) 표백; 및 ii) Element Chlorine Free (ECF) or Total Chlorine Free (TCF) bleaching; And iii) H2O2(과산화수소) 표백.iii) H 2 O 2 (hydrogen peroxide) bleaching. 제4항에 있어서, 상기 iii) 단계에서 환원제를 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는 펄프의 제조방법. 5. The method of claim 4, wherein a further reducing agent is added in step iii). 제4항에 있어서, 상기 i) 단계의 O3(오존) 표백은 홍조류의 백색도가 50이상이 될 때까지 반복 실시하는 것을 특징으로 하는 펄프의 제조방법. 5. The method of claim 4, wherein the bleaching of O 3 (ozone) in step i) is repeated until the whiteness of the red alga is 50 or more. 제4항에 있어서, 상기 ii) 단계의 ECF(Element Chlorine Free) 또는 TCF(Total Chlorine Free) 표백은 홍조류의 백색도가 60이상이 될 때까지 반복 실시하는 것을 특징으로 하는 펄프의 제조방법. 5. The method of claim 4, wherein bleaching the ECF (Element Chlorine Free) or TCF (Total Chlorine Free) of step ii) is repeated until the whiteness of the red alga is 60 or more. 제4항에 있어서, 상기 iii) H2O2(과산화수소) 표백은 홍조류의 백색도가 70 이상이 될 때까지 반복 실시하는 것을 특징으로 하는 펄프의 제조방법. 5. The method of claim 4, wherein the iii) H 2 O 2 (hydrogen peroxide) bleaching is repeated until the whiteness of the red alga is 70 or more. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 펄프. A pulp produced by the method of any one of claims 1 to 8. 제9항의 펄프를 가공하는 것을 특징으로 하는 종이의 제조방법. A pulp of claim 9 is processed, wherein the paper is produced.
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