KR20210086953A

KR20210086953A - 컴파운드 페이퍼의 생산방법 및 컴파운드 페이퍼

Info

Publication number: KR20210086953A
Application number: KR1020200164747A
Authority: KR
Inventors: 라오청 팡
Original assignee: 항저우 지노르 인더스트리얼 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2021-07-09
Also published as: KR102542062B1; JP2021110080A; CN114775334A; CN111074689A; CN111074689B; CN114775334B; JP7211631B2

Abstract

본 발명은 컴파운드 페이퍼의 생산방법과 컴파운드 페이퍼에 관한 것으로, 식물섬유를 펄프 재료로 파쇄하고 식물섬유 박편을 제조하며, 다시, ES 섬유 또는 PE 섬유를 첨가해 식물섬유 박편의 양측에 웹포밍함으로써, 식물섬유 페이퍼로 제조하는 단계 S1; 카딩기를 이용해 식물섬유 페이퍼의 양측 표면에 비스코스 섬유 또는 PET 섬유를 설치하고 워터 제트 처리를 이용해 식물섬유 페이퍼와 비스코스 섬유 또는 PET 섬유가 서로 직교해 뒤엉켜 목재펄프 직물을 얻는 단계 S2; 목재펄프 직물을 열건조하는 단계 S3; 을 포함한다. 본 발명은, ES 섬유(또는 PE 섬유)가 융해되고 다시 응고된 후의 점착 고정 역할을 이용해 식물섬유의 “작은 부스러기”가 페이퍼 전체에 점착해 고정시켜 페이퍼 전체에서 “작은 부스러기”의 부착강도를 대폭 향상함으로써, 페이퍼를 사용할 때 “먼지가 떨어지는”현상이 나타나지 않도록 하는 기술효과를 이룰 수 있다.

Description

컴파운드 페이퍼의 생산방법 및 컴파운드 페이퍼 {COMPOUND PAPER PRODUCTION METHOD AND THE COMPOUND PAPER}

본 발명은 제지분야에 관한 것으로, 특히, 컴파운드 페이퍼(compound paper)생산방법과 컴파운드 페이퍼에 관한 것이다.

특허 CN105109177A는 합판지 생산방법을 제공하였다. 이와 같은 방법을 이용해 얻은 합판지는 사용과정에서 "먼지가 떨어지는" 현상이 쉽게 나타나는 데, 먼지가 떨어지는 현상이 나타나는 것은 식물섬유의 양단이 "작은 부스러기"(이 "작은 부스러기"는 식물섬유의 일부)를 비교적 많이 갖고 있기 때문이며, 이와 같은 "작은 부스러기"는 페이퍼 전체에서 부착력이 비교적 약해 외력만 받아 긁히고 닳으면 이 "작은 부스러기"들은 온장 지면에서 아주 쉽게 떨어져 내려 "먼지가 떨어지는" 현상이 나타나게 된다.

상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은, 컴파운드 페이퍼(compound paper) 생산방법과 컴파운드 페이퍼를 제공하는 데 있다.

상기 목적에 달성하기 위해, 본 발명은,

식물섬유를 펄프 재료로 파쇄하고, 다시, ES 섬유 또는 PE 섬유를 첨가해 웹포밍(web forming)함으로써, 식물섬유 페이퍼로 제조하는 단계 S1;

카딩기(carding machine)를 이용해 식물섬유 페이퍼의 양측 표면에 비스코스(viscose)섬유 또는 PET 섬유를 설치하고 워터 제트(water jet) 처리를 이용해 식물섬유 페이퍼와 비스코스 섬유 또는 PET 섬유가 서로 직교해 뒤엉켜 목재펄프 직물을 얻는 단계 S2;

목재펄프 직물을 열건조하며, 상기 열건조 온도는 상기 ES 섬유 또는 PE 섬유의 융해 온도보다 25℃ 내지 30℃ 높은 단계 S3;을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴파운드 페이퍼의 생산방법을 제공한다.

본 방법의 장점은 아래와 같다. 먼저, 식물섬유를 펄퍼(pulper) 중에서 펄프 농도가 6% 내지 8%인 펄프 재료로 갈고, 다시 ES 섬유 또는 PE 섬유를 첨가하며, 식물섬유 페이퍼를 지지하고 식물섬유 페이퍼의 습도는 80% 내지 86%이며, 식물섬유 페이퍼의 메인바디는 식물섬유이고, ES 섬유 또는 PE 섬유가 그 중에 부착되며; 비스코스 섬유 또는 PET 섬유가 식물섬유 페이퍼의 표면에 부착되는 경우, 워터 제트는 식물섬유가 비스코스 섬유 또는 PET 섬유와 함께 뒤엉키도록 하고, 열건조 과정에서 ES 섬유 또는 PE 섬유가 융해되며, ES 섬유 또는 식물섬유가 융해되어 다시 응고된 후, 식물섬유를 비스코스 섬유 또는 PET 섬유와 함께 점착시키는 데, 식물섬유의 "작은 부스러기"가 페이퍼에 점착되므로,"작은 부스러기"의 부착강도가 대폭 향상되어 쉽게 직물에서 떨어지지 않고, 먼지가 떨어지는 현상이 나타나지 않는다. ES 섬유(또는 PE 섬유)의 함량이 충분히 높을 때 전체 “작은 부스러기”는 응결된 후의 ES 섬유(또는 PE 섬유)층 내부에 포매된다.

이와 동시에, ES 섬유(또는 PE 섬유)가 융해되고 또 응고되는 과정에서 식물섬유를 비스코스 섬유(또는 PET 섬유）부분과 함게 포매되는 것에 해당되므로, 페이퍼 전체의 내마모도가 대폭 향상된다.

본 방법은 ES 섬유(또는 PE 섬유)가 융해되고, 다시 응고된 후의 점착 고정 역할을 이용해 식물섬유의 “작은 부스러기”가 페이퍼 전체에 점착해 고정시켜 페이퍼 전체에서“작은 부스러기”의 부착강도가 대폭 향상됨으로써, 페이퍼를 사용할 때 "먼지가 떨어지는" 현상이 나타나지 않게 된다.

바람직하게, 단계 S1는, 식물섬유를 펄프 재료로 파쇄해 식물섬유 박편으로 제조하고, 다시, ES 섬유 또는 PE 섬유를 펄프 재료 중에 첨가해 식물섬유 박편의 양측에 웹포밍함으로써, 식물섬유 페이퍼로 제조하는 목재펄프 습법 웹포밍 단계를 포함한다.

바람직하게, 식물섬유를 ES 섬유와 접착시킬 때 열건조 온도는 160℃이며; 식물섬유를 PE 섬유와 접착시킬 때 열건조 온도는 120℃이다.

상세하게는, 건조실린더 내부에서 열건조하며, ES 섬유의 융해 온도가 130℃이고 PE 섬유의 융해온도가 105℃이므로, 건조실린더의 열건조 온도가 융해온도보다 25℃ 내지 30℃ 높은 것은 비교적 짧은 시간 내에 ES 섬유(또는 PE 섬유)를 신속히 융해하여 가열시간이 너무 길어 식물섬유 또는 비스코스 섬유 또는 PET 섬유가 파손되는 것을 피하기 위한 것이다.

바람직하게, 식물섬유 페이퍼의 양측 표면은 모두 비스코스 섬유를 설치하며; 또는 식물섬유 페이퍼의 일측 표면에 비스코스 섬유를 설치하고 다른 일측에 PET 섬유를 설치한다.

바람직하게, 식물섬유와 ES 섬유 또는 PE 섬유의 질량 배합 비율은 200：(1 내지 6)이며, 바람직하게，200：5이다.

바람직하게, 워터 제트의 압력은 6Mpa 내지 14Mpa이다.

바람직하게, 식물섬유 페이퍼의 수분 함량은 80% 이상이며, 더 바람직하게, 식물섬유 페이퍼의 수분 함량은 85%이다.

바람직하게, 비스코스 섬유와 PET 섬유의 사용 총량은 식물섬유 100Kg당 30Kg 내지 50Kg의 비스코스 섬유와 PET 섬유를 사용한다.

바람직하게, 식물섬유의 평균 길이는 3.8mm이고 비스코스 섬유의 평균 길이는 38mm이다.

상세한 식물섬유는 목질 섬유 또는 마섬유 또는 면섬유 중 하나 또는 다수 개 이다.

본 발명은 컴파운드 페이퍼를 더 제공하는 데, 컴파운드 페이퍼는 차례대로 비스코스 섬유층 또는 PET 섬유, ES 섬유층 또는 PE 섬유 복합층, 비스코스 섬유층 또는 PET 섬유를 포함한다.

바람직하게, 상기 컴파운드 페이퍼의 ES 섬유층 또는 PE 섬유 복합층은 차례대로 ES 섬유층 또는 PE 섬유층, 식물섬유층, ES 섬유층 또는 PE 섬유층을 포함한다.

ES 섬유(또는 PE 섬유)가 융해되고 다시 응고된 후의 점착 고정 역할을 이용해 식물섬유의 “작은 부스러기”를 페이퍼 전체에 점착해 고정시켜 페이퍼 전체에서 “작은 부스러기”의 부착강도가 대폭 향상됨으로써, 페이퍼를 사용할 때 "먼지가 떨어지는" 현상이 나타나지 않게 된다.

도 1은 실시예 1 중 각 섬유의 층별 구조설명도이다.

이하, 각 실시예와 결합해 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에서, 식물섬유 박편의 양측에 ES 섬유 또는 PE 섬유을 첨가하는 방식은, ES 섬유 또는 PE 섬유를 펄프 재료로 파쇄된 식물섬유에 첨가하며, ES 섬유 또는 PE 섬유를 첨가한 펄프 재료를 식물섬유 박편의 양측에 성형한다.

실시예 1

식물섬유를 펄퍼(pulper) 중에서 파쇄하고 식물섬유 지지농도는 6%(플러스 마이너스 편차 0.5%)이며, 마지막으로, 펄프 재료가 펄프주입홈을 통해 3중 실린더 포밍 패브릭(forming fabric)의 성형기 중에 진입하도록 해 식물섬유 박편을 제조하며, 다시, 펄프 재료 중에 ES 섬유를 첨가하고 식물섬유 박편의 양측에 웹포밍(web forming)하며, 양측에 첨가하는 ES 섬유의 첨가량은 식물섬유 100Kg당 0.5Kg 첨가하며, ES 섬유를 첨가한 후, 식물섬유 페이퍼를 얻고 식물섬유 페이퍼의 수분 함량을 85%로 통제하는 단계 S1;

식물섬유 페이퍼의 양측은 각각 카딩기(carding machine)를 이용해 각각 1층의 비스코스(viscose)섬유를 설치하고, 그 다음, 다시 워터제트기를 이용해 그에 대해 워터 제트(water jet) 처리를 진행하며, 워터 제트 니들(needle)은 3개 내지 6개이고 워터 제트의 압력은 6Mpa 내지 14Mpa이며, 워터 제트 처리를 완성해 목재펄프 직물을 제조하는 단계 S2;

건조실린더 중에서 목재펄프 직물을 열건조하되, 열건조 온도는 160℃이며, 열건조 회전속도는 분당 200미터인 단계 S3;을 포함한다.

본 실시예에서, 단계 S3을 완성한 후, 더 나아가, 그에 대해 정전기 방지제 등 물질을 스프레이 코팅할 수 있으며; 이와 동시에, 본 실시예는 워터 제트 처리를 진행할 때 특허 CN105109177A를 참조해 워터 제트 처리를 진행할 수 있다.

본 실시예에서, 식물섬유 페이퍼 양측의 비스코스 섬유의 사용량은 일치성을 유지한다. 비스코스 섬유의 사용량은 컴파운드 페이퍼의 그램중과 관련되는데, 그램중이 크면 클 수록 비스코스 섬유의 사용량은 점점 적어지며, 예를 들어, 본 실시예 중의 그램중이 65g이면 비스코스 섬유의 사용량은 식물섬유 100Kg당 36.9Kg의 비스코스 섬유를 사용하도록 한다.

본 실시예 중의 식물섬유는 목질 섬유, 마섬유, 면섬유 중 하나 또는 다수 개일 수 있다.

본 실시예가 제조해 얻은 컴파운드 페이퍼는 대체적으로 5층으로 나누어지는 데, 도 1에서 도시하는 바와 같이, 제1층(1)은 비스코스 섬유층이고 제2층(2)은 ES 섬유층이며, 제3층(3)은 식물섬유층이고 제4층(4)은 ES 섬유층이며, 제5층(5)은 비스코스 섬유층이다.

실시예 2

본 실시예에서, 각 단계는 실시예 1 중의 단계와 일치하며, PE 섬유를 이용해 실시예 1 중의 ES 섬유를 대체하고 열건조 온도를 160℃에서 120℃로 내리기만 하면 되며, 양측에 첨가하는 PE 섬유의 첨가량은 여전히 식물섬유 100Kg당 0.5Kg 첨가한다.

본 실시예가 제조하는 컴파운드 페이퍼는 대체적으로 5층으로 나누어지는 데, 도 1에서 도시하는 바와 같이, 제1층(1)은 비스코스 섬유층이고 제2층(2)은 PE 섬유층이며, 제3층(3)은 식물섬유층이고 제4층(4)은 PE 섬유층이며, 제5층(5)은 비스코스 섬유층이다.

실시예 3

식물섬유를 펄퍼 중에서 파쇄하고 지지농도는 6%(플러스 마이너스 편차 0.5%）이며, 마지막으로, 펄프 재료가 펄프주입홈을 통해 3중 실린더 포밍 패브릭의 성형기 중에 진입하도록 해 식물섬유 박편을 제조하며, 다시, 펄프 재료 중에 ES 섬유를 첨가하고 식물섬유 박편의 양측에 웹포밍하며, 양측에 첨가하는 ES 섬유의 첨가량은 식물섬유 100Kg당 0.5Kg 첨가하며, ES 섬유를 첨가한 후, 식물섬유 페이퍼를 얻고 식물섬유 페이퍼의 수분 함량을 85%로 통제하는 단계 S1;

식물섬유 페이퍼의 양측은 각각 카딩기를 이용해 1층의 비스코스 섬유와 PET 섬유를 설치하고, 그 다음, 다시 워터제트기를 이용해 그에 대해 워터 제트 처리를 진행하며, 워터 제트 니들은 3개 내지 6개이고 워터 제트의 압력은 6Mpa 내지 14Mpa이며, 워터 제트 처리를 완성해 목재펄프 직물을 제조하는 단계 S2;

본 실시예에서, 비스코스 섬유와 PET 섬유의 사용량은 아래와 같다. 본 실시예의 컴파운드 페이퍼의 그램중은 50g이며, 식물섬유 100Kg당 48Kg(비스코스 섬유+PET 섬유)를 사용한다.

본 실시예가 제조하는 컴파운드 페이퍼는 대체적으로 5층으로 나누어지는 데, 도 1에서 도시하는 바와 같이, 제1층(1)은 비스코스 섬유층이고 제2층(2)은 ES 섬유층이며, 제3층(3)은 식물섬유층이고 제4층(4)은 ES 섬유층이며, 제5층(5)은 PET 섬유층이다.

실시예 4

본 실시예에서, 각 단계는 실시예 3 중의 단계와 일치하며, PE 섬유를 이용해 실시예 1 중의 ES 섬유를 대체하고 열건조 온도를 160℃에서 120℃로 내리기만 하면 되며, 양측에 첨가하는 PE 섬유의 첨가량은 여전히 식물섬유 100Kg당 0.5Kg 첨가한다.

본 실시예가 제조하는 컴파운드 페이퍼는 대체적으로 5층으로 나누어지는 데, 도 1에서 도시하는 바와 같이, 제1층(1)은 비스코스 섬유층이고 제2층(2)은 PE 섬유층이며, 제3층(3)은 식물섬유층이고 제4층(4)은 PE 섬유층이며, 제5층(5)은 PET 섬유층이다.

실시예 5

S1:식물섬유를 펄퍼 중에서 파쇄하고 지지농도는 6%(플러스 마이너스 편차 0.5%）이며, 마지막으로, 펄프 재료가 펄프주입홈을 통해 3중 실린더 포밍 패브릭의 성형기 중에 진입하도록 해 식물섬유 박편을 제조하며, 다시, 식물섬유 박편의 양측에 ES 섬유를 첨가하고 양측에 첨가하는 ES 섬유의 첨가량은 식물섬유 100Kg당 0.5Kg 첨가하며, ES 섬유를 첨가한 후, 식물섬유 페이퍼를 얻고 식물섬유 페이퍼의 수분 함량을 85%로 통제하는 단계 S1;

식물섬유 페이퍼의 양측은 각각 카딩기를 이용해 각각 1층의 PET 섬유를 설치하고, 그 다음, 다시 워터제트기를 이용해 그에 대해 워터 제트 처리를 진행하며, 워터 제트 니들은 3개 내지 6개이고 워터 제트의 압력은 6Mpa 내지 14Mpa이며, 워터 제트 처리를 완성해 목재펄프 직물을 제조하는 단계 S2;

본 실시예의 컴파운드 페이퍼의 그램중은 80g이며, 식물섬유 100Kg당 30Kg의 PET 섬유를 사용한다.

본 실시예가 제조하는 컴파운드 페이퍼는 대체적으로 5층으로 나누어지는 데, 도 1에서 도시하는 바와 같이, 제1층(1)은 PET 섬유층이고 제2층(2)은 ES 섬유층이며, 제3층(3)은 식물섬유층이고 제4층(4)은 ES 섬유층이며, 제5층(5)은 PET 섬유층이다.

실시예 6 내지 실시예 10

차례대로 실시예 1 내지 5 와의 차이점은, 식물섬유 박편의 일측에 ES 섬유를 첨가하고 다른 일측에 PE 섬유를 첨가하는 데 있다. 실시예 6 내지 10에서 양측의 ES 섬유+PE 섬유 첨가량은 식물섬유 100Kg당 0.5Kg를 첨가하며, 실시예 6 내지 10에서 열건조 온도는 160℃이고 열건조 회전속도는 분당 200미터이다.

실시예 11

실시예 11과 실시예 1의 차이점은,

단계 S1에 식물섬유를 펄프재료로 파쇄하고 식물섬유 박편을 제조하며, 다시, ES 섬유를 펄프 재료 중에 첨가해 식물섬유 박편의 양측에 웹포밍함으로써, 식물섬유 페이퍼를 얻으며, 식물섬유 페이퍼의 수분 함량을 85%로 통제하고 ES 섬유의 첨가량은 100Kg의 식물섬유에 0.5Kg 첨가하는 단계를 포함하며, 해당 단계에서는 이중 실린더 포밍 패브릭을 사용한다.

본 실시예가 제조하는 컴파운드 페이퍼는 대체적으로 3층으로 나누어지는 데, 제1층은 비스코스 섬유층이고 제2층은 ES 섬유복합층이며, 제3층은 비스코스 섬유층이다.

ISO 3783-2006에 근거해, 별도로 실시예별 컴파운드 페이퍼에 대해 IGT인쇄적성시험기로 페이퍼 견본의 골링속도(galling speed)를 테스트한다. 테스트결과는 아래 표 1을 참조한다.

표 1 실시예별 골링속도

테스트 결과로부터 알 수 있다 시피, 모든 실시예의 골링속도가 모두 1.3m/s보다 빠르므로, 본 발명에 의해 제조된 컴파운드 페이퍼는 높은 강도때문에 먼지가 떨어지는 현상이 나타나는 것이 더 쉽지 않다. 더 나아가, 식물섬유 박편의 양측에 서로 다른 섬유를 배치한 후, 양측에 동일 품종의 섬유를 배치하는 것보다 얻은 골링속도가 더 빠르고 강도가 더 높다. 또한, 식물섬유 박편의 양측에 같은 ES 섬유를 설치하면 PE 섬유를 설치하는 것보다 더 빠른 골링속도와 더 높은 강도를 이룰 수 있다.

모든 실시예의 컴파운드 페이퍼에 대해 수분흡수테스트를 진행하였는데, 결과에 따르면, 실시예 1과 실시예 2에 따른 컴파운드 페이퍼의 보습성이 실시예 3과 4의 컴파운드 페이퍼보다 우수하였으며, PET는 석유화학제품으로서, 쉽게 자연분해되지 않는다.

상술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과하고 그 때문에 본 발명의 특허보호범위를 한정하지 않으며, 본 발명 명세서를 응용해 진행한 모든 등가적 변환이 직접 또는 간접적으로 기타 관련된 기술분야에 응용된 경우, 모두 같은 이치로 본 발명의 보호범위 내에 포함되어야 할 것이다.

1: 제1층
2: 제2층
3: 제3층
4: 제4층
5: 제5층

Claims

컴파운드 페이퍼 생산방법에 있어서,
식물섬유를 펄프 재료로 파쇄하고, 다시 ES 섬유 또는 PE 섬유를 첨가해 웹포밍(web forming)함으로써, 식물섬유 페이퍼로 제조하는 목재펄프 습법 웹포밍 단계;
카딩기(carding machine)를 이용해 식물섬유 페이퍼의 양측 표면에 비스코스(viscose)섬유 또는 PET 섬유를 설치하고, 워터 제트(water jet) 처리를 이용해 식물섬유 페이퍼와 비스코스 섬유 또는 PET 섬유가 서로 직교해 뒤엉켜 목재펄프 직물을 얻는 식물섬유 페이퍼 복합단계;
목재펄프 직물을 열건조하며, 상기 열건조 온도는 상기 ES 섬유 또는 PE 섬유의 융해 온도보다 25℃ 내지 30℃ 높은 정형단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴파운드 페이퍼 생산방법.
제1항에 있어서,
상기 목재펄프 습법 웹포밍 단계는, 식물섬유를 펄프 재료로 파쇄해 식물섬유 박편으로 제조하고, 다시 ES 섬유 또는 PE 섬유를 펄프 재료 중에 첨가해 식물섬유 박편의 양측에 웹포밍함으로써, 식물섬유 페이퍼로 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴파운드 페이퍼 생산방법.
제1항에 있어서,
식물섬유를 ES 섬유와 접착시킬 때, 열건조 온도는 160℃이며; 식물섬유를 PE 섬유와 접착시킬 때, 열건조 온도는 120℃인 것을 특징으로 하는 컴파운드 페이퍼 생산방법.
제1항에 있어서,
상기 식물섬유 페이퍼의 양측 표면은 모두 비스코스 섬유를 설치하거나; 또는 식물섬유 페이퍼의 일측 표면에 비스코스 섬유를 설치하고, 다른 일측에 PET 섬유를 설치하는 것을 특징으로 하는 컴파운드 페이퍼 생산방법.
제1항에 있어서,
상기 식물섬유와 ES 섬유 또는 PE 섬유의 질량 배합 비율은 200：(1 내지 6)인 것을 특징으로 하는 컴파운드 페이퍼 생산방법.
제5항에 있어서,
상기 식물섬유와 ES 섬유 또는 PE 섬유의 질량 배합 비율은 200：5인 것을 특징으로 하는 컴파운드 페이퍼 생산방법.
제1항에 있어서,
상기 식물섬유의 평균 길이는 3.8mm이고, 비스코스 섬유의 평균 길이는 38mm인 것을 특징으로 하는 컴파운드 페이퍼 생산방법.
제1항에 있어서,
비스코스 섬유와 PET 섬유의 사용 총량은 식물섬유 100Kg당 30Kg 내지 50Kg의 비스코스 섬유와 PET 섬유를 사용하는 것을 특징으로 하는 컴파운드 페이퍼 생산방법.
컴파운드 페이퍼에 있어서,
상기 컴파운드 페이퍼는 제1항에 따른 생산 방법으로 제조하여 얻으며, 상기 컴파운드 페이퍼는 차례대로 비스코스 섬유층 또는 PET 섬유, ES 섬유층 또는 PE 섬유 복합층, 비스코스 섬유층 또는 PET 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴파운드 페이퍼.
제9항에 있어서,
상기 컴파운드 페이퍼의 ES 섬유층 또는 PE 섬유 복합층은 차례대로 ES 섬유층 또는 PE 섬유층, 식물섬유층, ES 섬유층 또는 PE 섬유층을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴파운드 페이퍼.