제지 공학 실험 8 - 수초지의 광학적 특성(백색도, 불투명도)측정

▣ 준비물: 분광광도계(Elrepho spectrophotometer), 블랙 캐비티(Black cavity), 시편(활엽수, 활엽수+충전제)

▣실험 방법

 

 ① 시편을 분광광도계의 측정 범위를 벗어나지 않을 정도로 제단한 뒤 분광광도계의 측정 

    평량(500)에 맞도록 5장을 겹쳐준다.

 ② 프로그램의 New 버튼을 클릭하고 이름설정한 뒤 Measure 버튼을 클릭한 뒤 Over Pad라고 창이 

    전시되면 겹친 시편을 올리고 빛이 새어 나오지 않도록 기둥을 올려 잘 막아준다.

* 시편을 올려두는 기둥은 반시계 방향으로 돌리면 걸쇠가 풀리면서 올라간다.(손으로 더 올려 더 잘 막아줄 필요

  가 있다.)

 ③ overpad라고 전시된 창의 ok(Enter) 버튼을 클릭하면 백색도(brightness) 측정이 시작된다.

 ④ 측정이 마무리 된 후 Over Cavity라고 창이 전시되면 기둥을 내리고 시계 방향으로 돌려 걸쇠에 

    건다.

 

 ⓹ Black cavity를 기둥에 올리고 가장 윗 장의 시편 1장을 Black cavity위에 올린다음 마찬가지로 

    기둥을 올려 빛이 새어나오지 않도록 잘 막고 ok(Enter) 버튼을 클릭하면 불투명도(Opacity) 

    측정이 시작된다.

* Black Cavity의 FACEFORWARD가 적힌 부분이 앞을 보도록 한다.

 ⑥ 측정이 마무리 된 후 기둥을 내리고 시계 방향으로 돌려 걸쇠에 건다.

 ⑧ F7을 누르고 다시 한번 F7을 누른 뒤 불투명도 측정을 한 시편을 가장 아래로 가도록 하여 

    다시 5 장을 겹쳐준 뒤 과정②에서 ⑥의 과정을 총 5회 반복한다.

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▣실험결과 및 고찰

 

HwBKP Mean(%)		HwBKP + Additive Mean(%)		difference(%)
백색도	82.21	백색도	83.29	1.08
불투명도	94.43	불투명도	96.57	2.14

 

 불투명도와 백색도에는 광산란에 의한 영향을 받는데 시편을 겹쳐 평량을 맞춘 것은 광산란에 영향을 줄 수 있을 것으로 판단되지만 영향이 크진 않을 것으로 보인다.

불투명도의 차이는 경계면 중 충전제와 공기층 사이에서 가장 많이 일어나고 충전제는 비표면적이 넓어 경계면이 증가하여 산란이 많이 일어나 백색도와 불투명도가 증가하는데 산란의 영향을 가장 많이 받는 불투명도의 경우 백색도 보다 증가율이 크고 수치적으로 2배 더 증가 했다. 실험 결과에는 나오지 않았지만 표준편차는 매우 적었으므로 측정에 의한 오차는 크지 않은 것으로 보인다.

다만 셀룰로오스의 경우 굴절 지수가 1.53이고 탄산 칼슘의 경우 굴절지수가 1.66이며 공기층은 1인데 전건 펄프 대비 30%를 첨가하였으므로 증가율이 크지 않은 것은 어느 정도 예상이 되는 부분이지만 백색도의 경우 셀룰로오스의 경우 85% 정도이고 탄산 칼슘의 경우 95%도 상당히 큰 것에 비해 증가 폭이 적어 보인다.