제지공학 실험 4 - 충전제를 첨가한 수초지 제작

제지공학 3이 수초지 제작인데 수초지 제작은 내 다른 글에서 충분히 있으니 생략했다.

 

 

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충전제를 첨가한 수초지 제작

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실험 기구 및 재료: 사각 수초지기, 흡습지, 프레스기, 실린더 드라이어, 전자저울, Hw BKP

 

▣실험 방법

1. 준비된 지료(furnish)에 맞게 첨가될 용액들의 양을 특정 한다.

지료(furnish) 농도(%)	0.64
PCC 농도(%)	16.68
C-PAM 농도(%)	0.1
목표 평량(g/m^2)	100		실험실용 사각 수초지기	6.25g

 

⓵ 충전제(PCC) 첨가량: 전건 펄프 대비 30%

   - 구해야하는 첨가제 양: 

충전제(g)

1.44

전건 펄프(g)

4.81

 

⓶ 지료(furnish) 첨가량, PCC 용액 첨가량

   - 충전제 용액 양: 1.44 ÷ 0.1668(충전제 용액 농도) = 8.63g

   - 지료 양: 4.81 ÷ 0.0064(지료 농도) = 751.26g

⓷ 보류 향상제(C-PAM) 첨가량: 전건 펄프 대비 0.1%

   - 4.81 × 0.001(첨가 농도) ÷ 0.001(용액 농도) = 4.81g

 

* 충전제의 경우 전건 펄프 대비 30%로 평량에 상당한 영향을 주는 반면 보류 향상제는 0.1%로 수초지 제작 후 질량을 측정할 때 보통 소수점 2째 자리까지 고려함으로 보류 향상제의 질량은 영향을 거의 주지 않는다고 할 수 있다.

 

2. 지료(furnish)에 보류향상제, 충전제 첨가하여 지료(stock) 조성

 

3. 수초지 제작

• 사각수초지기의 핸들을 위로 당겨서 물이 빠져나가지 않도록 막고 와이어를 세척한다.
• 사각수초지기에 물을 표시된 선까지 채우고 지료를 투입한다.
• 천공판으로 5번 중앙 부분을 위아래 왕복하는데 바닥에 닿지 않게 한다.
• 물을 빼고 와이어 위에 형성된 시트 위에 흡습지 두 장을 깔고 쿠치판과 쿠치롤을 얹은 뒤 앞뒤로 5회 왕복한다.
• 뒤집어 와이어 제거 후 흡습지 두 장을 다시 깔고 프레스기에 345kgf/cm^2의 압력으로 5분간 압축한다. 
• 흡습지 제거 후 실린더 드라이어에 100℃로 건조시킨다.

 

 

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▣실험결과 

 

수초지 평량: 100.16 g/m^2 (6.26g)

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▣고찰

 

  본 실험에서 사용한 PCC(Precipitated calcium carbonate)의 경우 GCC(Ground calcium carbonate)와 달리 부서진 석회암을 인공적으로 재합성한 것으로 를 통해 만들어진다. 처리온도 시간  농도에 따라 모양, 사이즈 등이 달라지는 데 GCC와 달리 여러 모양이 가능하고 특히 Scalenohedral PCC의 경우 Bulk 향상에 도움이 된다. 이번 실험에서 사용한 PCC가 무엇인지 몰라 어떠한 특성이 있는지 잘 알 수는 없지만 공통적으로 균일하고 백색도가 높은 특성을 보여줄 것으로 보인다. 다만 과다 사용할 경우 표면 강도가 낮아져 표면이 뜯기거나 다른 강도적 특성이 낮아질 수 있는 만큼 무조건 좋은 결과를 보여줄지는 아직 강도 실험을 하지 않아 알 수 없다.

 이번 실험에서는 충전제를 사용하는 만큼 많은 충전제가 섬유 사이 공간을 통해 다량 배출 될 가능성이 있어 보류향상제 사용하였는데 이번 실험에서 C-PAM을 사용하는 만큼 브리징 시스템을 유도하여 충전제가 응집하고 섬유와 전기적으로 결합하도록 하였음으로 백색도 와 같은 충전제의 특성이 잘 발현될 것으로 보이며 덕분에 평량도 목표된 평량에 매우 근접하게 되었다.