교육자료 _ 제지과학

종이소재의 종이소재의

김찬영 김찬영

과학적인 과학적인 이해 이해

김찬영 김찬영, , 박병기 박병기

목차 목차

순 순 서 서 페이지 페이지 내 내 용 용

1 1 종이의 종이의 역사 역사

2 2 해리 해리, , 고해 고해

3 3 Wet Wet- -end end 첨가제 첨가제

4 4 종이의 종이의 물성 물성

5 5 종이의 종이의 물성 물성

6 6 판지 판지, , 한지 한지

7 7 푸리에 푸리에 화상해석에 화상해석에

8 8 잉크젯 잉크젯 인쇄의 인쇄의

용 용

역사 역사

고해 고해, , 펄프섬유평가 펄프섬유평가

첨가제 첨가제, , 종이 종이 층 층 형성 형성

물성 물성 - - 구조 구조, , 표면 표면, , 흡액특성 흡액특성

물성 물성 – – 역학특성 역학특성

한지 한지, , 시험규격 시험규격

화상해석에 화상해석에 의한 의한 종이의 종이의 섬유 섬유 배향분석 배향분석

인쇄의 인쇄의 3 3차원 차원 도트 도트 형태 형태 분석 분석

인류에게 인류에게 가장 가장 큰 큰 영향을 영향을

• • 미국 미국 인터넷상의 인터넷상의 투표에서 투표에서 「현재까지 「현재까지

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현재까지 현재까지 자신에게 자신에게 가장 가장 큰 큰 영향을 영향을 준 준 사람」 사람」

출판기술도 출판기술도 발달하지 발달하지 않았을 않았을 뿐만 뿐만 아니라 아니라, ,

생활도 생활도 보장되지 보장되지 않았을 않았을 것임 것임

생물재료의 생물재료의 제지와 제지와

생물재료의 생물재료의 연구분야 연구분야

목질재료 목질재료 분야 분야

목재화학 목재화학 분야 분야

제지재료 제지재료 분야 분야

산림화학 산림화학 분야 분야

생물재료물리학 생물재료물리학

고분자재료 고분자재료 분야 분야

생물소재과학 생물소재과학 분야 분야

제지와 제지와 관련된 관련된 연구분야 연구분야

연구분야 연구분야

생물재료물리학 생물재료물리학 분야 분야

분야 분야

분야 분야

종이의 종이의 기원 기원

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사용한 사용한 재료는 재료는 마의 마의 껍질이나 껍질이나

나무껍질 나무껍질, , 어망 어망 등이었음 등이었음

때 때

껍질이나 껍질이나

채륜 채륜

내용 내용

• • 종이의 종이의 기원 기원

• • 제지 제지 기술의 기술의 역사와 역사와 변천 변천

• • 종이 종이 · · 펄프의 펄프의 생산량 생산량

• • 초지 초지 공정 공정

• • Topics Topics

종이의 종이의 기원 기원

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최초의 최초의 종이임 종이임

있음 있음

방마탄 방마탄 지 지

덴마크

오슬로

영국

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모스크바

뉴런베르크 파브리아노

바그다드 카이로

세기

페스

토로이스

에롤

하치바

돌트레히드

제지법의

모스크바

뉴런베르크 사마르칸트

일본 채륜

종이의 개량 달라스의 전투 바그다드

중국으로부터 동방과 서방으로 종이가 전파됨

제지법의 전파

42 42행 행 성서를 성서를 인쇄하여 인쇄하여

• • 00 00부 부 정도의 정도의 성서 성서(42 (42행 행 성서 성서) )를 를

• • 현대 현대 인쇄 인쇄 기술의 기술의 원형 원형

종이와의 종이와의 관계 관계

• • 종이의 종이의 수요증가 수요증가

• • 종이의 종이의 대량생산 대량생산 기술 기술 발전 발전

• • 제지 제지 원료로 원료로 목재이용 목재이용 개시 개시

• • 연속 연속 초지기의 초지기의 개발 개발

인쇄하여 인쇄하여 간행 간행

를 를 인쇄 인쇄 간행했다 간행했다. .

제지기술의 제지기술의 발달과 발달과

• • 마 마 ( (대마 대마, , 아마 아마) )

- - 대마는 대마는 고대로부터 고대로부터 중국 중국, ,

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견은 견은 글씨 글씨 쓰는 쓰는 재료로서 재료로서

부스러기는 부스러기는 제지 제지 원료 원료

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- - 닥나무 닥나무, , 안피나무 안피나무, , 삼지닥나무 삼지닥나무

• • 목재 목재

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• • 케나프 케나프

- - 마의 마의 일종 일종, , 삼림보호를 삼림보호를 위해 위해

• • 플라스틱 플라스틱

- - 뉴보 뉴보. Polypropylene . Polypropylene 합성지 합성지

발달과 발달과 제지원료 제지원료

, , 일본의 일본의 포나 포나 망의 망의 재료 재료, ,

. . 섬유는 섬유는 강인하여 강인하여 처리에 처리에 시간이 시간이 걸림 걸림

원나라의 원나라의 원료는 원료는 마 마, , 면은 면은 산업혁명기부터 산업혁명기부터, ,

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인피섬유임 인피섬유임) )

삼지닥나무 삼지닥나무

위해 위해 이용을 이용을 시도하고 시도하고 있음 있음

합성지 합성지. . 전자 전자 종이의 종이의 기초 기초 ? ?

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New York New York의 의 작가 작가 죤 죤 브로크만 브로크만

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「「지동설 지동설」이나 」이나 「「수학 수학」」, ,「「미적분 미적분

유력하게 유력하게 등장했음 등장했음』』

아사히 아사히 신문 신문

과거 과거 2 2천 천 년간 년간 가장 가장

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안경 안경) )」」, , 「「지우개 지우개」」 등과 등과 같이 같이 의표를 의표를

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들기도 들기도 했음 했음

미적분 미적분」이외에「」이외에「민주주의 민주주의」」, ,「「종교 종교」」 도 도

신문 신문 1999 1999년 년 2 2월 월 4 4일자 일자

가장 가장 중요한 중요한 발명 발명

구텐베르크(1400년경 ~ 1468

1445년경에 납 합금의 활자와

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얻은 인쇄용 press기를 발명했음

~ 1468년경)

만든

기계에서 힌트를

발명했음

근대 근대 제지 제지 산업기술사 산업기술사

1670 1670 네덜란드 네덜란드 비터 비터의 의 발명 발명

1719 1719 레오뮬은 레오뮬은 새집을 새집을 보고 보고

생각하여 생각하여 학파에 학파에 제안 제안

1798 1798 루이 루이 로벨이 로벨이 장망초지기 장망초지기

1844 1844 켈러가 켈러가 쇄목 쇄목 펄프 펄프를 를 발명 발명

1851 1851 Watt Watt와 와 Bulkas Bulkas는 는 목재를 목재를

1852 1852 펠터는 펠터는 쇄목기계 쇄목기계를 를 실용화 실용화

1856 1856 하레이는 하레이는 처음으로 처음으로 골판지 골판지

1856 1856 델만이 델만이 아황산 아황산 펄프 펄프(Ca (Ca

1884 1884 다루가 다루가 크라프트 크라프트 펄프 펄프

1950 1950 광엽수 광엽수 목재의 목재의 펄프화 펄프화

1968 1968 Thermo Thermo- -Mechanical Pulp (TMP) Mechanical Pulp (TMP)

1977 1977 퀴논 퀴논 첨가 첨가 펄프 펄프 증해법 증해법

산업기술사 산업기술사

발명 발명

보고 보고 목재로부터 목재로부터 종이가 종이가 생산될 생산될 거라고 거라고

제안 제안( (프랑스 프랑스) )

장망초지기 장망초지기 발명 발명( (프랑스 프랑스) )

발명 발명( (독일 독일) )

목재를 목재를 원료로 원료로 한 한 soda soda 펄프 펄프를 를 발명 발명

실용화 실용화( (독일 독일) )

골판지 골판지 특허취득 특허취득( (영국 영국) )

(Ca (Ca법 법) )을 을 발명 발명( (미국 미국) )

펄프 펄프 발명 발명( (스웨덴 스웨덴) )

펄프화 펄프화 시작 시작( (일본 일본) )

Mechanical Pulp (TMP) Mechanical Pulp (TMP)를 를 개발 개발( (스웨덴 스웨덴) )

증해법 증해법의 의 발명 발명( (일본 일본) )

기계 기계 펄프 펄프 – – 쇄목 쇄목 펄프 펄프

• • 쇄목 쇄목 펄프 펄프 = GP or SGW ([Stone] Ground Wood Pulp) = GP or SGW ([Stone] Ground Wood Pulp)

펄프 펄프

= GP or SGW ([Stone] Ground Wood Pulp) = GP or SGW ([Stone] Ground Wood Pulp)

세계 세계 최고의 최고의

종이와 종이와 동시대의 동시대의

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동시대의 동시대의 종이 종이

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만기 만기 속에 속에 각각 각각 넣어 넣어, , 법륭사 법륭사, , 동대사 동대사

대 대 사찰에 사찰에 나누어 나누어 안치함 안치함

인쇄물 인쇄물

나라시대 나라시대) )

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중 중 소탑 소탑 100 100

동대사 동대사 등 등 십 십

세계 세계 최고의 최고의 인쇄물 인쇄물

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인쇄되었음 인쇄되었음

인쇄물 인쇄물

인쇄물 인쇄물

일본의 일본의 종이 종이 · · 판지 판지

종이 종이· ·판지 판지 합계 합계

종이 종이

판지 판지

생산

량

생산

량(T

on)

(Ton)

판지 판지 생산량 생산량

합계 합계

순위 순위 생산량 생산량( (만 만

① ① 미국 미국

② ② 중국 중국

③ ③ 일본 일본

④ ④ 캐나다 캐나다

⑤ ⑤ 독일 독일

2003 2003년 년 통계 통계

세계의 세계의 종이 종이 · · 판지 판지

만 만 톤 톤/ /년 년) ) 소비량 소비량( (만 만 톤 톤/ /년 년) )

8,022 8,022 8,806 8,806

미국 미국 8,815 8,815

9,465 9,465

4,166 4,166 2,961 2,961

중국 중국 4,650 4,650

3,030 3,030

3,457 3,457 3,063 3,063

일본 일본 3,096 3,096

3,586 3,586

2,006 2,006 2,021 2,021

독일 독일 1,852 1,852

1,764 1,764

1,931 1,931 1,974 1,974

영국 영국 1,246 1,246

1,269 1,269

1999 1999년 년 통계 통계

판지 판지 생산량과 생산량과 소비량 소비량

생산

량

생산

량(T

on)

(Ton)

종이 종이- -판지 판지

펄프 펄프 합계 합계 펄프 펄프/ /종이 종이

일본의 일본의 펄프 펄프 생산량 생산량

판지 판지 합계 합계

합계 합계 종이 종이+ +판지 판지

( (종이

종

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지

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펄프

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비율

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(%)

생산량 생산량

세계의 세계의 종이 종이 · · 판지 판지

① ① 벨기에 벨기에 335 335

② ② 룩셈부르크 룩셈부르크 315 315

③ ③ 핀란드 핀란드 308 308

④ ④ 미국 미국 300 300

⑤ ⑤ 스웨덴 스웨덴 268 268

⑥ ⑥ 오스트리아 오스트리아 249 249

2003 2003년 년 통계 통계

판지 판지 1 1인당 인당 소비량 소비량 순위 순위

344 344 ⑦ ⑦ 모나코 모나코 247 247

233 233

⑧ ⑧ 일본 일본 242 242

239 239

321 321 ⑨ ⑨ 덴마크 덴마크 235 235

374 374 ⑩ ⑩ 독일 독일 141 141

245 245

1999 1999년 년 통계 통계

일본 일본 펄프재의 펄프재의 내역과 내역과

재종 재종 원목 원목 침엽수 침엽수

일본산 일본산 566,236 566,236 7,023,101 7,023,101

수입산 수입산 186,966 186,966 5,633,617 5,633,617

합계 합계

내역과 내역과 소비량 소비량 (2003 (2003년 년) ) 단위 단위 : : ㎥㎥

침엽수 침엽수Chip Chip 광엽수 광엽수Chip Chip 계 계

7,023,101 7,023,101 2,467,553 2,467,553 10,056,890 10,056,890

5,633,617 5,633,617 18,385,362 18,385,362 24,205,945 24,205,945

34,262,835 34,262,835

국가별 국가별 고지 고지 회수율과 회수율과

고지 고지 회수율 회수율

① ① 한국 한국

② ② 독일 독일

③ ③ 일본 일본

④ ④ 스웨덴 스웨덴

⑤ ⑤ 프랑스 프랑스

고지 고지 소비율 소비율(2003 (2003년 년) ) 단위 단위 : : ㎥㎥

회수율 회수율(%) (%) 고지 고지 소비율 소비율(%) (%)

78.1 78.1 한국 한국 74.9 74.9

73.7 73.7 독일 독일 64.5 64.5

66.0 66.0 일본 일본 61.0 61.0

63.0 63.0 프랑스 프랑스 58.2 58.2

57.4 57.4 이탈리아 이탈리아 56.0 56.0

제지 제지 공정의 공정의 흐름 흐름

• • 조목 조목

• • 펄프화 펄프화 = = 섬유를 섬유를 끄집어내는 끄집어내는

• • 기계 기계 펄프 펄프 · · 화학 화학 펄프 펄프

• • 표백 표백

• • 조성 조성

• • 고해 고해, , 약품첨가 약품첨가

• • 초지 초지

• • 탈수 탈수, press, , press, 건조 건조, , 캘린더 캘린더

• • 가공 가공

• • size press, size press, 도공 도공

끄집어내는 끄집어내는 일 일

캘린더 캘린더

고지 고지 소비 소비( (이용 이용) )율 율

고지소비 고지소비( (이용 이용) )율 율 = =

고지 고지 소비량 소비량( (고지 고지

제지용 제지용 섬유 섬유 원료 원료 소비합계 소비합계

고지회수율 고지회수율 = =

고지회수율 고지회수율( (종이 종이/ /판지 판지 maker maker

고지 고지 발생량 발생량( (종이 종이/ /판지의 판지의 국내 국내 소비량 소비량

와 와 고지 고지 회수율 회수율 - - 정의 정의 - -

고지 고지 펄프를 펄프를 포함 포함) )

소비합계 소비합계( (고지 고지 + + 고지 고지 펄프 펄프 + + 펄프 펄프 + + 기타섬유 기타섬유) )

maker maker의 의 고지구입량 고지구입량 + + 고지 고지 수출입량 수출입량) )

= = 종이 종이/ /판지 판지 불출량 불출량 – – 종이 종이/ /판지 판지 수출입량 수출입량) )

제조업 제조업 중 중 종이 종이 펄프 펄프 펄프 펄프 산업 산업

조 조 성 성 공 공 정 정

조목 조목 펄프화 펄프화

기계 기계 펄프 펄프

화학 화학 펄프 펄프

가공 가공

사이즈프레스 사이즈프레스

도공 도공

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• • 펄프시트화 펄프시트화(Wet or Dry) (Wet or Dry)

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표백 표백 조성 조성

펄프 펄프

펄프 펄프

해리 해리

고해 고해

약품처리 약품처리

초지 초지

탈수 탈수

프레스 프레스

건조 건조

캘린더 캘린더(calender) (calender)

직전의 직전의 공정 공정) )

(defibration) (defibration)

(beating, refining) (beating, refining)

약품류의 약품류의 첨가 첨가 · · 배합 배합

펄프의 펄프의 형태 형태

Dry lap pulp Dry lap pulp

Pulp bale Pulp bale의 의 운반 운반

• • Slush pulp Slush pulp

• • Lap pulp Lap pulp

• • Bale pulp Bale pulp

Slush pulp Slush pulp

농도 농도 1 1- - 4% 4% 농도의 농도의 묽은 묽은 현탁액 현탁액

상태의 상태의 펄프 펄프

Lap pulp Lap pulp

Lap Lap 기계로 기계로 접어 접어 논 논 펄프 펄프

건조한 건조한 펄프를 펄프를 드라이 드라이 펄프라 펄프라 부름 부름

Bale pulp Bale pulp

짐 짐 싸는 싸는 기계로 기계로 압축시키고 압축시키고 묶어 묶어

포장한 포장한 상태의 상태의 펄프 펄프

해리 해리 – – 섬유를 섬유를 한올씩 한올씩

건조 건조 Pulp sheet Pulp sheet

물에 물에 분산 분산

한올씩 한올씩 분산 분산

실험용 실험용 표준 표준 해리기 해리기

• •

펄프의 펄프의

종류 종류

건조 건조

시료량 시료량 물의 물의 량 량

총회전 총회전 수 수

화학 화학

Pulp Pulp 30g 30g 2.0 L 2.0 L 30,000 30,000

기계 기계

pulp pulp 60g 60g 2.7 L 2.7 L 60,000 60,000

해리기 해리기(disintegrator, defibrator) (disintegrator, defibrator)

• • 약 약 3.4L 3.4L의 의 원통형 원통형 용기에 용기에 물에 물에 적신 적신

펄프를 펄프를 넣어 넣어 3,000 min 3,000 min - -1 1 (rpm) (rpm)회전 회전

속도의 속도의 프로펠러를 프로펠러를 돌려 돌려 해섬 해섬

Pulper( Pulper(대형 대형 해리기 해리기 해리기 해리기) )

• • 거대한 거대한( (5 5~ ~20 20 m m 3 3 정도 정도) ) 믹서상의 믹서상의

기계 기계 (Pulper (Pulper / / Hydropulper) Hydropulper)에 에 Lap Lap

펄프 펄프( (고지 고지 및 및 손지 손지) )와 와 알칼리 알칼리 등을 등을

투입하고 투입하고, , 죽 죽 상태로 상태로 푼다 푼다. . 풀어진 풀어진 원 원

료는 료는 기계 기계 하부의 하부의 다공 다공 판으로부터 판으로부터

파이프로 파이프로 이송되어 이송되어 다음 다음 공정으로 공정으로 이 이

동된다 동된다. .

해리와 해리와 고해의 고해의 차이 차이

■ ■ 해리 해리는 는 건조 건조 펄프 펄프 시트로부터 시트로부터

현탁액을 현탁액을 만드는 만드는 공정 공정

■ ■ 고해 고해는 는 섬유에 섬유에 기계적인 기계적인 전단력을 전단력을

동심원상의 동심원상의 느슨함 느슨함을 을 주어서 주어서

건조 건조 시의 시의 섬유간 섬유간 결합을 결합을 강하게 강하게

차이 차이

시트로부터 시트로부터 섬유를 섬유를 각각 각각 분리하여 분리하여, , 펄프의 펄프의 물 물

전단력을 전단력을 가해서 가해서 잔털이 잔털이 일어나게 일어나게 하거나 하거나, ,

주어서 주어서 섬유를 섬유를 유연하게 유연하게 하거나 하거나, ,

강하게 강하게 만드는 만드는 공정 공정

stater stater

로터 로터 칼날 칼날

디스크 디스크

stater stater

로터 로터

지료의 지료의 흐름 흐름

• • “ “리파이너”라 리파이너”라 함 함(refining) (refining)

고해장치 고해장치 refiner(refining) refiner(refining)

디스크 디스크 브레이드 브레이드

모터 모터 입 입 출 출

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refiner(refining) refiner(refining)

고해장치 고해장치 – – 실험실에서는 실험실에서는 실험실에서는 실험실에서는 PFI Mill PFI Mill

네덜란드 네덜란드 비터의 비터의 발명 발명 발명 발명(1670) (1670)

고해 고해 - - 메커니즘 메커니즘(1) (1) (1) (1)

고해 고해 - - 메커니즘 메커니즘(2) (2)

고해 고해 중의 중의 펄프섬유에 펄프섬유에

(2) (2)

펄프섬유에 펄프섬유에 미치는 미치는 칼의 칼의 작용 작용. .

고해 고해 – – 섬유의 섬유의 변화 변화

외부 외부 피브릴화 피브릴화

고해 고해 후의 후의 침엽수 침엽수 표백 표백 Kraft Pulp Kraft Pulp

주사형전자 주사형전자 현미경 현미경 사진 사진

변화 변화(1) (1)

내부 내부 피브릴화 피브릴화

Kraft Pulp Kraft Pulp의 의

고해에 고해에 의한 의한 세포벽의 세포벽의 층상 층상 박리 박리

고해 고해 – – fibril fibril 화 화

미 미 고해 고해 팽윤 팽윤

피브릴 피브릴(Fibril) (Fibril)화 화

외부 외부 피브릴화 피브릴화

화 화 과정의 과정의 모식도 모식도. .


• • 고해 고해 전의 전의 침엽수 침엽수 표백 표백 Kraft Pulp Kraft Pulp

• • 고해에 고해에 의해 의해 잔털이 잔털이 일어난 일어난

변화 변화

Kraft Pulp Kraft Pulp

일어난 일어난 모양이 모양이 보임 보임


고해에 고해에 의한 의한 피브릴 피브릴

변화 변화(2) (2)

피브릴 피브릴(fibril) (fibril)화 화(NBKP) (NBKP)의 의 모습 모습. .

고해작용이 고해작용이 펄프섬유에 펄프섬유에

1. 1. 섬유장 섬유장 ↓ ↓ 절단작용의 절단작용의 영향 영향

2. 2. 비표면적 비표면적 증가 증가 ↑ ↑ Fibril Fibril 화의 화의 영향 영향

3. 3. 유연성 유연성 ↑ ↑ 내부 내부 Fibril Fibril 화의 화의 영향 영향

4. 4. 평윤성과 평윤성과 가소성 가소성 ↑ ↑ 내부 내부 Fibril Fibril

5. 5. 1 1차 차 벽의 벽의 제거 제거 극단적인 극단적인 Fibril Fibril

6. 6. 섬유의 섬유의 굽힘과 굽힘과 비틀림 비틀림 ↑ ↑ Fibril Fibril

7. 7. 수소결합의 수소결합의 재분포 재분포 Fibril Fibril 화의 화의

8. 8. 섬유의 섬유의 짧아짐을 짧아짐을 수반하는 수반하는 micro craping micro craping

9. 9. 섬유강도 섬유강도 – – 거의 거의 영향 영향 없음 없음

10. 10. 제타 제타(Zeta) (Zeta) 전위 전위 – – 고해에서는 고해에서는

펄프섬유에 펄프섬유에 주는 주는 영향 영향

영향 영향

영향 영향

Fibril Fibril 화의 화의 영향 영향



과정에서 과정에서 발생 발생

micro craping micro craping 관찰은 관찰은 가능하지만 가능하지만 측정은 측정은 불가능 불가능

고해에서는 고해에서는 없고 없고, , 약품 약품 첨가로 첨가로 제어 제어

고해 고해 – – Sheet Sheet 구조의 구조의

고해 고해 및 및 미 미 고해의 고해의 침엽수 침엽수 표백 표백 Kraft Pulp sheet Kraft Pulp sheet

• • 고해에 고해에 의한 의한 섬유 섬유 및 및 sheet sheet는 는 어떻게 어떻게

(A) Kraft, softwood Pulp, unbeaten (A) Kraft, softwood Pulp, unbeaten

구조의 구조의 변화 변화

Kraft Pulp sheet Kraft Pulp sheet 의 의 표면사진 표면사진(SEM) (SEM)

어떻게 어떻게 변화 변화 했는가 했는가

(B) Kraft, softwood Pulp, 50 minutes beating (B) Kraft, softwood Pulp, 50 minutes beating

Never Never- -dried dried pulp pulp

Freezing Freezing- -drying drying

• • 건조이력이 건조이력이 없는 없는 펄프는 펄프는 편평화 편평화 중의 중의 형상을 형상을 유지하고 유지하고 있지는 있지는

Never Never- - dried pulp dried pulp

편평화 편평화 하지 하지 않지만 않지만 완전히 완전히 목재조직 목재조직 않음 않음

dried pulp dried pulp

Dry lap Pulp Dry lap Pulp를 를 해리해서 해리해서

Lap pulp Lap pulp

Defibering Defibering

Soaking Soaking

Beating Beating

Handsheet Handsheet

Soaking Soaking


Freeze Freeze- -drying drying

• • 일단 일단 건조한 건조한 Pulp Pulp 라도 라도 미 미 고해 고해

편평화 편평화 되지 되지 않음 않음

해리해서 해리해서 고해 고해

고해 고해 상태로 상태로 건조한 건조한 것은 것은 그만큼 그만큼

Lap pulp Lap pulp


Soaking Soaking

Beating Beating

Hand sheet Hand sheet

Soaking Soaking


Freeze Freeze- -drying drying

• • 섬유의 섬유의 편평화는 편평화는 고해 고해 후의 후의 건조 건조

고해해서 고해해서 sheet sheet 화 화

건조 건조 과정에서 과정에서 일어남 일어남

하고 하고 다시 다시 해리 해리

섬유의 섬유의 특성 특성 평가 평가

1. 1. 물을 물을 여과하는 여과하는 성질 성질( (여수도 여수도

2. 2. 비표면적 비표면적

3. 3. 섬유 섬유 장 장 분포 분포

4. 4. 섬유 섬유 거칠기 거칠기( (섬유 섬유 조도 조도) )

5. 5. 컬 컬 지수 지수

6. 6. ( (염색 염색 액에 액에 의한 의한 식별 식별) )

여수도 여수도; ; 물 물 저항이 저항이 좋음 좋음) )

고해에 고해에 의한 의한 여수성 여수성

• • 캐나다 캐나다 표준 표준 여수도 여수도(mLCSF) (mLCSF)

• • 0.3% 0.3% 농도 농도, 20℃ , 20℃의 의 Pulp 1L Pulp 1L

계측 계측 깔때기의 깔때기의 측관에 측관에 의한 의한

물의 물의 량 량(mL) (mL)을 을 측정 측정

여수성 여수성, , 팽윤성의 팽윤성의 평가 평가

Pulp 1L Pulp 1L을 을 넣어 넣어

의한 의한 넘친 넘친


• • 캐나다 캐나다 표준 표준 여수도 여수도

• • 미 미 고해 고해 펄프 펄프

• • 고해 고해 펄프 펄프

• • 고해에 고해에 의한 의한 여수도가 여수도가 낮아지는 낮아지는

• • 미세섬유 미세섬유(fine) (fine)의 의 증가 증가

• • 피브릴화 피브릴화 에 에 의해 의해 형성된 형성된

가늘고 가늘고, , 굽어지고 굽어지고 길어진 길어진


약 약 650 mL CSF 650 mL CSF

약 약 400 mL CSF 400 mL CSF

낮아지는 낮아지는 이유 이유

증가 증가

형성된 형성된 Pulp mat Pulp mat 섬유간 섬유간 · · 내의 내의 유로가 유로가

길어진 길어진 때문 때문


• • 보수치 보수치(water retention value) (water retention value)

• • 펄프 펄프를 를 유리 유리 필터 필터( (혹은 혹은 철망 철망

구분이 구분이 있는 있는 용기에 용기에 넣고 넣고

3,000 G 3,000 G의 의 가속도가 가속도가 걸리도록 걸리도록

30 30분간 분간 원심분리 원심분리 함 함

• • 200 mesh = 200 min/inch 200 mesh = 200 min/inch

= 0.13 mm/min = 0.13 mm/min


철망 철망) )의 의

걸리도록 걸리도록

200 mesh = 200 min/inch 200 mesh = 200 min/inch

200 mesh 200 mesh 와이어넷 와이어넷

금속 금속 cap filter cap filter 원심관 원심관

흡수스펀지 흡수스펀지

set set

뚜껑 뚜껑

보수치 보수치(2) (2)

• • Mw Mw : : 원심 원심 후의 후의 습윤 습윤 펄프 펄프 무게 무게

Md Md : : 건조 건조 후의 후의 펄프 펄프 무게라면 무게라면

보수치 보수치WRV(%)= WRV(%)=

100 100 × × ( M ( M w w – – M M d d ) / M ) / M d d

Sample Sample WRV, % WRV, %

Bleached softwood Bleached softwood 102 102

Bleached hardwood Bleached hardwood 101 101

TMP TMP 139 139

CTMP(hardwood) CTMP(hardwood) 122 122

CTMP(50% HW + 50% SW) CTMP(50% HW + 50% SW) 124 124

Unbleached sulphite Unbleached sulphite 104 104

Recycled Pulp Recycled Pulp 159 159

Non Non- -wood Pulp wood Pulp 204 204

Never Never- -dried Kraft Pulp dried Kraft Pulp 114 114

d d

고해한 고해한 섬유의 섬유의 특성 특성

• • 비표면적의 비표면적의 측정법 측정법

1. 1. 질소 질소 흡착법 흡착법 – – 랑그미어 랑그미어

2. 2. 용질 용질 배제법 배제법

3. 3. 물 물 투과법 투과법

특성 특성 평가 평가

랑그미어 랑그미어 법과 법과 BET BET 법 법

질소 질소 흡착법 흡착법

• • 랑그미어 랑그미어 법 법(Langmuir (Langmuir 법 법) )

• • 단 단 분자 분자 층의 층의 흡착임 흡착임

• • 모든 모든 흡착점은 흡착점은 등가로 등가로 표면이 표면이

• • 어떤 어떤 흡착점의 흡착점의 흡착은 흡착은 옆의 옆의

관계없음 관계없음

표면이 표면이 같은 같은 모양임 모양임

옆의 옆의 흡착점에 흡착점에 분자가 분자가 있는가 있는가 없는가에 없는가에


• • 표면 표면 피복률 피복률 Θ Θ의 의 변화 변화 속도는 속도는

N(1 N(1 - - Θ) Θ)에 에 비례함 비례함

• • 탈착 탈착 속도는 속도는 NΘ NΘ에 에 비례함 비례함

N N 2 2

재료표면 재료표면


속도는 속도는 기체의 기체의 분압 분압 p p와 와 미 미 흡착점의 흡착점의 수 수

비례함 비례함

흡착점 흡착점


• • 흡착기계의 흡착기계의 체적률 체적률 V(1atm V(1atm

다음과 다음과 같이 같이 쓸 쓸 수 수 있음 있음


• • 다음의 다음의 랑그미어 랑그미어 등온식이 등온식이


V(1atm V(1atm으로 으로 환산 환산) ) 하여 하여, Θ=V/V , Θ=V/V ∞ ∞ 로 로 되고 되고

얻어짐 얻어짐

• • P/V P/V을 을 P P에 에 대해 대해 plot plot 하면 하면

경사가 경사가 1/V 1/V ∞ ∞ 이고 이고, , 절편이 절편이

1/KV 1/KV ∞ ∞ 의 의 직선이 직선이 얻어짐 얻어짐

• • BET BET법 법( (실제로 실제로 이 이 방법을 방법을 씀 씀) )

• • 최초로 최초로 흡착시킨 흡착시킨 단분자 단분자 층 층

• • 단분자 단분자 층에 층에 어떤 어떤 흡착질 흡착질 분자의 분자의

이후에 이후에 상당하는 상당하는 액체의 액체의 흡착질 흡착질

N N 2 2


층 층 위에 위에 흡착가능 흡착가능

분자의 분자의 탈착 탈착 enthalpy enthalpy- -Δ Δ des des H H와 와 2 2층째 층째

흡착질 흡착질 분자의 분자의 enthalpy enthalpy- -Δ Δ vap vap H H가 가 다름 다름


• • BET BET법 법

• • 다음 다음 BET BET 등온식이 등온식이 얻어짐 얻어짐

• • P0 P0를 를 1 1분자이상의 분자이상의 두께가 두께가

흡착질 흡착질 층위의 층위의 증기압 증기압, V , V mon mon

체적이라면 체적이라면, ,


얻어짐 얻어짐

있는 있는 순수한 순수한 bulk bulk의 의 액체에 액체에 같은 같은

mon mon 을 을 단분자 단분자 층 층 피막에 피막에 상당하는 상당하는

단 단

• • BET BET법 법

• • 를 를 Z Z에 에 대해 대해 plot plot

이고 이고, , 절편 절편

• • 체적 체적 V V mon mon 을 을 사용하여 사용하여 이상기체의 이상기체의

n=P n=P 0 0 P P mon mon /RT /RT를 를 함 함. . 질소분자 질소분자

A A m m (= (=약 약 0.162nm 0.162nm 2 2 ) )을 을 곱하여 곱하여

아보가드로 아보가드로 수 수 임 임


plot plot하면 하면 경사가 경사가

의 의 직선이 직선이 됨 됨

이상기체의 이상기체의 상태방정식에 상태방정식에 의해 의해 질소 질소 분자수 분자수

질소분자 질소분자 1 1개의 개의 흡착면적 흡착면적

곱하여 곱하여 표면적 표면적 Sa Sa를 를 계산함 계산함. NA . NA는 는

• • BET BET 등온식 등온식 연습문제 연습문제

• • 75K 75K이고 이고 (P (P 0 0 =570 =570 Torr Torr ) ) 의 의 어떤 어떤

재료에의 재료에의 질소 질소 흡착으로 흡착으로, ,

기체 기체 부분의 부분의 질소 질소 분압 분압 p p, ,

흡착분자의 흡착분자의 체적 체적 V(1atm V(1atm으로 으로

환산 환산) )는 는 다음 다음 표와 표와 같다 같다. .

V V mon mon 과 과 c c를 를 구하라 구하라. .

P, T P, T orr orr 1.2 1.2 14 14 45.8 45.8

V, cm V, cm 3 3 235 235 559 559 649 649


어떤 어떤

으로 으로

45.8 45.8 87.5 87.5 127.7 127.7 164.4 164.4 204.7 204.7

649 649 719 719 790 790 860 860 950 950

• • BET BET 등온식 등온식 연습문제 연습문제

• • 통상 통상 c>>0 c>>0이다 이다. c = ∞ . c = ∞라고 라고

• • 간략화 간략화 하면 하면 1 1점의 점의 분압 분압 만으로 만으로

신속화 신속화 된다 된다. . 통상 통상 z = 0.3 z = 0.3 부근에서 부근에서

앞 앞 문제에 문제에 적용해 적용해 보라 보라

• • 기울기가 기울기가 이고 이고, ,


생각하고 생각하고, BET , BET 등온식을 등온식을 간략화 간략화 하라 하라

만으로 만으로 비표면적이 비표면적이 계산되고 계산되고 측정이 측정이

부근에서 부근에서 계산된다 계산된다. .

, , 절편이 절편이 인 인 직선 직선

을 을 z z에 에 대해서 대해서

plot plot 하면 하면

종이 종이 및 및 Pulp Pulp의 의 비표면적 비표면적

시료처리법 시료처리법 시료 시료

용매 용매 치환 치환 건조 건조

미 미 표백 표백

표백 표백 도우피 도우피

도우피 도우피

도우피 도우피

카바 카바

수 수 침지 침지 후 후

용매 용매 치환건조 치환건조 도우피재 도우피재

105˚C 105˚C에서 에서

물로부터건조 물로부터건조

도우피재 도우피재

비 비 결합 결합

종이 종이

비표면적 비표면적

시료 시료 BET BET 비표면적 비표면적, m2/g , m2/g

표백 표백 도우피 도우피KP KP 230 230

도우피 도우피 KP KP 185 185

α α 셀룰로스 셀룰로스 185 185

도우피 도우피 GP GP 25 25

카바 카바 KP KP 129 129

도우피재 도우피재 3 ~ 6 3 ~ 6

도우피재 도우피재 0.6 ~ 0.8 0.6 ~ 0.8

결합 결합 Pulp Pulp 섬유 섬유 1.2 1.2

종이 종이 0.5 ~ 1.0 0.5 ~ 1.0

용질 용질 배제법 배제법

• • 용질 용질 배제법의 배제법의 원리 원리

• • 섬유 섬유 벽에는 벽에는 펄프화 펄프화 중에 중에 리그닌이 리그닌이

상태로 상태로 존재하는데 존재하는데, , 고해에 고해에 의해 의해

• • 습윤상태 습윤상태 그대로의 그대로의 세공 세공(pore) (pore)

• • [ [원리 원리] ] 흡착이 흡착이 없는 없는 용질이 용질이 들어 들어

크기보다 크기보다 크지 크지 않다 않다. . 분자량이 분자량이

pore pore에 에 들어간 들어간 용질량을 용질량을 조사해보면 조사해보면

리그닌이 리그닌이 용출된 용출된 흔적이 흔적이 가느다란 가느다란 hole hole

의해 의해 큰 큰 변화가 변화가 예측된다 예측된다. .

(pore) (pore) 체적을 체적을 측정하는 측정하는 방법 방법

들어 들어 있는 있는 pore pore의 의 크기는 크기는 그 그 용질의 용질의

분자량이 분자량이 다른 다른 일련의 일련의 용질을 용질을 사용하여 사용하여

조사해보면 조사해보면 pore pore의 의 크기를 크기를 알 알 수 수 있다 있다. .

용질 용질

pore pore

• • 용질배제법의 용질배제법의 원리 원리


섬유 섬유



섬유 섬유

Inaccessible water Inaccessible water ( (접근하기 접근하기 어려운 어려운 물 물) )



섬유 섬유



용액 용액

w(g) w(g)

물 물

p(g) p(g)

q(g) q(g)

농도 농도c c f f

δ(g/g) δ(g/g)

농도 농도c c ii

• • 용질배제법의 용질배제법의 원리 원리 – – 수율이 수율이 다른 다른

섬유 섬유 벽에 벽에 존재하는 존재하는 공극의 공극의 총체적 총체적

( (수율 수율 44.6% 44.6%의 의 경우 경우) )

• • 목재에 목재에 비해서 비해서 수율 수율 44.6% 44.6%란 란

섬유 섬유 벽의 벽의 공극량이 공극량이 몇 몇 배로 배로

되었을까 되었을까? ?


다른 다른 Kraft Pulp Kraft Pulp

총체적 총체적

란 란

배로 배로

분자지름 분자지름

곡선 곡선 미 미 고해 고해 고해 고해

• • 고해에 고해에 의한 의한 섬유 섬유 포화점 포화점 즉 즉 비표면적이 비표면적이

고해시킨 고해시킨 섬유의 섬유의 특성평가 특성평가

L · BKP L · BKP고해 고해 전후의 전후의 용출배제곡선 용출배제곡선

Inaccessib

le w

ate

r In

accessib

le w

ate

r

비표면적이 비표면적이 증가 증가

특성평가 특성평가(3) (3)

N·BKP N·BKP고해 고해 전후의 전후의 용출배제곡선 용출배제곡선. . 용출배제곡선 용출배제곡선. .

곡선 곡선 미 미 고해 고해 고해 고해

분자지름 분자지름 In

accessib

le w

ate

r In

accessib

le w

ate

r

리사이클 리사이클


리사이클 리사이클 섬유의 섬유의 특성 특성

Inaccessib

le w

ate

r In

accessib

le w

ate

r

리사이클 리사이클 L · BKP L · BKP의 의 용질배제곡선 용질배제곡선

• • 리사이클에 리사이클에 의한 의한 비표면적이 비표면적이 감소 감소


리사이클 리사이클


Inaccessib

le w

ate

r In

accessib

le w

ate

r 용질배제곡선 용질배제곡선 리사이클 리사이클 N · BKP N · BKP의 의 용질배제곡선 용질배제곡선


Inaccessib

le w

ate

r In

accessib

le w

ate

r

섬유 섬유 벽의 벽의 공극률 공극률 구하기 구하기

Kraft Pulp 16 mesh traction Kraft Pulp 16 mesh traction 의 의 용질 용질

구하기 구하기

• • 각각의 각각의 공극량 공극량 δ δ는 는? ?

• • 섬유 섬유 벽의 벽의 공극률 공극률

( (체적분율 체적분율) )Φ Φ를 를 구하는 구하는

방법은 방법은? ?

• • 3 3종 종 Pulp Pulp 섬유 섬유 벽의 벽의

공극률 공극률 Φ Φ는 는? ?

배제 배제 곡선 곡선. .

고해한 고해한 섬유의 섬유의 특성 특성

• • 비표면적 비표면적 측정법 측정법

1. 1. 질소흡착법 질소흡착법

○ ○ 비교적 비교적 신속 신속, , 타 타 재료와 재료와

X X 건조 건조 방법에 방법에 영향을 영향을 받음 받음

2. 2. 용질배제법 용질배제법

○ ○ 수중의 수중의 상태를 상태를 평가할 평가할

X X 시간이 시간이 걸림 걸림

3. 3. 물 물 투과법 투과법

○ ○ 수중의 수중의 상태로 상태로 평가함 평가함

X X 물 물 분자가 분자가 이동하지 이동하지 않는 않는


재료와 재료와 비교가능 비교가능

받음 받음

수 수 있음 있음

않는 않는 작은 작은 pore pore는 는 평가하기 평가하기 불가능 불가능

물 물 투과법 투과법

• • 물 물 투과법의 투과법의 원리 원리

• • Pulp Pulp를 를 관에 관에 채우고 채우고 2 2매의 매의

철 철망 망(filter) (filter)에 에 끼운다 끼운다. .

위에 위에 철망을 철망을 눌러 눌러

Pulp pad Pulp pad 두께를 두께를

변화시키면서 변화시키면서, , 그것을 그것을

투과해서 투과해서 흐르는 흐르는 수량을 수량을

측정하여 측정하여 Pulp Pulp의 의

비표면적을 비표면적을 측정한다 측정한다. .

매의 매의


• • 공극이 공극이 있는 있는 pad pad를 를 통과하는 통과하는

주어진다 주어진다. .

• • 반경 반경 r r을 을 갖는 갖는 평행한 평행한 원형 원형

구조를 구조를 생각하면 생각하면, , 유속은 유속은 Poiseuille Poiseuille


통과하는 통과하는 액체의 액체의 유속은 유속은 다음 다음 Darcy Darcy의 의 법칙으로 법칙으로

원형 원형 모세관이 모세관이 pad pad의 의 축에 축에 따라 따라 나란히 나란히 놓여진 놓여진

Poiseuille Poiseuille의 의 법칙으로 법칙으로 주어진다 주어진다. .


• • Darcy Darcy의 의 법칙과 법칙과 Poiseuille Poiseuille

Kozeney Kozeney- -Carman Carman식이 식이 얻어진다 얻어진다

• • 공극률은 공극률은 ε ε이다 이다

• • 투과하는 투과하는 액체에 액체에 접한 접한 pad pad

모세관내벽의 모세관내벽의 총면적이고 총면적이고

상당하는 상당하는 부분의 부분의 단위체적당의 단위체적당의

오른쪽 오른쪽 식처럼 식처럼 된다 된다. .

• • 이상의 이상의 3 3식으로부터 식으로부터 Kozeney Kozeney

S S 0 0 와 와 ε ε로 로 나타낸다 나타낸다. .


Poiseuille Poiseuille의 의 법칙으로부터 법칙으로부터

얻어진다 얻어진다. .

pad pad 내부의 내부의 전 전 표면은 표면은

총면적이고 총면적이고, , 고형분 고형분 1 1- -ε ε에 에

단위체적당의 단위체적당의 표면적 표면적 S S 0 0 는 는

Kozeney Kozeney- -Carman Carman식을 식을


• • 모세관의 모세관의 굴고 굴고 등을 등을 고려해서 고려해서

계수 계수 2 2를 를 변수 변수 K K 라고 라고 하면 하면

Kozeney Kozeney- -Carman Carman의 의 일반식이 일반식이

• • 팽윤 팽윤 섬유의 섬유의 유효체적을 유효체적을 α(mL/g) α(mL/g)

농도 농도 c(g/mL) c(g/mL)일 일 때 때 공극률 공극률

같이 같이 된다 된다. .

• • K=5.55 K=5.55로 로 두면 두면 2 2개식으로부터 개식으로부터


고려해서 고려해서 앞의 앞의 식의 식의

하면 하면

일반식이 일반식이 된다 된다. .

α(mL/g) α(mL/g)라 라 하면 하면, ,

공극률 공극률 ε ε는 는 오른쪽 오른쪽 식과 식과

개식으로부터 개식으로부터

여기서 여기서 측정 측정 가능한 가능한 것은 것은 K K와 와

c c이고 이고 α α는 는 미지 미지


• • δ δ를 를 섬유 섬유 1g 1g당 당 외부 외부 비표면적이라면 비표면적이라면

오른쪽 오른쪽 식이 식이 된다 된다. .

• • 이것을 이것을 앞의 앞의 식에 식에 대입하여 대입하여

• • (Kc (Kc 2 2 ) ) 1/3 1/3 을 을 c c에 에 대해 대해 plot plot한 한

계산할 계산할 수 수 있다 있다. .


비표면적이라면 비표면적이라면 δ δ는 는

대입하여 대입하여 변형하면 변형하면

한 한 직선의 직선의 절편으로부터 절편으로부터 비표면적 비표면적 δ δ을 을

섬유의 섬유의 길이와 길이와 크기 크기

침엽수 침엽수

크기 크기

침엽수 침엽수 가도관 가도관

광엽 광엽 수목 수목 섬유 섬유

광엽수 광엽수 도관 도관

Pulp Pulp 섬유의 섬유의 형상 형상 - -

섬 섬 유 유 조 조 도 도

- - 섬유조도 섬유조도

섬유의 섬유의 질량 질량


섬유단면도 섬유단면도

• • 룽켈 룽켈(Runkel) (Runkel)비가 비가 1 1이면 이면 제지적성이 제지적성이

- - 룽켈비 룽켈비

섬유벽두께 섬유벽두께

lumen lumen 지름 지름

룽켈비 룽켈비

제지적성이 제지적성이 좋다 좋다. .


컬 컬 지 지 수 수

- - curl curl 지수 지수

섬유 섬유 장 장 분포 분포

• • 섬유 섬유 장을 장을 측정하는 측정하는 방법 방법

1. 1. 체로 체로 나누는 나누는 시험 시험

눈의 눈의 크기가 크기가 다른 다른 mesh mesh 수매를 수매를

연속적으로 연속적으로 통과시켜 통과시켜 각 각 section section

회수하고 회수하고, , 각각 각각 평균 평균 섬유 섬유

총 총 절건 절건 질량을 질량을 측정하라 측정하라

2. 2. 대단히 대단히 얇은 얇은 cell cell에 에 물의 물의 층으로 층으로

Pulp Pulp 현탁액을 현탁액을 통과시켜 통과시켜, , 비디오 비디오

촬영한 촬영한 화상으로 화상으로 각각의 각각의 섬유 섬유

측정한다 측정한다. .

물 물

물 물 섬유 섬유

촬영 촬영

수매를 수매를 조합하여 조합하여

section section 의 의 섬유를 섬유를

장 장, ,

층으로 층으로 눌러 눌러 끼운 끼운

비디오 비디오 카메라로 카메라로

섬유 섬유 형상을 형상을

섬유 섬유 장 장 분포 분포

• • 섬유 섬유 장 장 계산법 계산법

ii번째의 번째의 group group에 에, , 섬유 섬유 장 장 ll ii 의 의 섬유가 섬유가 n n 본 본 있다고 있다고 하면 하면

• • 수 수 평균 평균 섬유량 섬유량 L L 1 1

• • 길이 길이 평균 평균

섬유 섬유 장 장 L L 2 2

• • polymer polymer의 의 중량 중량 평균 평균

분자량이 분자량이 상당 상당

• • 길이 길이- - 길이 길이 평균 평균

섬유 섬유 장 장 L L 3 3

• • polymer polymer의 의 z z 평균 평균

분자량이 분자량이 상당 상당

의 의

종이의 종이의 특성에 특성에 미치는 미치는

• • 비표면적 비표면적이 이 광 광 산란계수 산란계수에 에

미치는 미치는 영향 영향

• • 광 광 산란계수는 산란계수는 섬유간 섬유간 결합 결합

이 이 증가하면 증가하면 감소 감소

• • 섬유간 섬유간 결합면적은 결합면적은

비표면적으로 비표면적으로 평가 평가 가능 가능

• • 고해에 고해에 의한 의한 섬유간 섬유간

결합면적이 결합면적이 증가 증가

미치는 미치는 고해의 고해의 영향 영향

결합 결합

• • 고해에 고해에 의한 의한 습윤섬유 습윤섬유 유연성 유연성이 이

올라간다 올라간다. .

• • 습윤 습윤 단섬유의 단섬유의 굽힘 굽힘 파괴성을 파괴성을

측정하여 측정하여 WFF WFF를 를 구한다 구한다. .


이 이

파괴성을 파괴성을


• • 고해에 고해에 의해 의해 밀도 밀도 및 및 인장탄성률 인장탄성률


• • 기 기타의 타의 초지조건이 초지조건이 동일하다면 동일하다면

고해의 고해의 정도에 정도에 의하지 의하지 않고 않고

밀도와 밀도와 탄성률에 탄성률에 일정한 일정한 관계가 관계가

있다 있다. .


인장탄성률 인장탄성률이 이

동일하다면 동일하다면

않고 않고

관계가 관계가


• • 고해에 고해에 의해 의해 인장파단신율 인장파단신율은 은

일정 일정 치까지 치까지 올라간다 올라간다. .

• • 고해가 고해가 진행되면 진행되면 밀도와 밀도와 함께 함께

인장파단신율 인장파단신율도 도 커지는데 커지는데

어느 어느 밀도에 밀도에 도달하면 도달하면, ,

인장파단율 인장파단율은 은 일정하게 일정하게 된다 된다


함께 함께

된다 된다. .


• • 고해에 고해에 의해 의해 Pulp sheet Pulp sheet의 의 세공 세공은 은

작아진다 작아진다. .

• • 고해가 고해가 진행되면 진행되면 Pulp sheet Pulp sheet

섬유 섬유 내 내 및 및 섬유 섬유 간의 간의 공극 공극

( (수은 수은 압입법에 압입법에 의한 의한 측정 측정) )

작아진다 작아진다. .

• • SR(schopper SR(schopper- -리크러 리크러) )는 는

고해의 고해의 정도를 정도를 나타낸다 나타낸다. .

큰 큰 수치일수록 수치일수록 고해가 고해가

진행되어 진행되어 있다 있다. .


은 은

Pulp sheet Pulp sheet의 의

공극 공극

) )은 은


시료조성 시료조성 - - 약품첨가 약품첨가

• • 종이의 종이의 품질 품질 제어 제어

• • size size 제 제 – – 발수성의 발수성의 억제 억제

• • 진료 진료 – – 백색도 백색도 · · 불투명도의 불투명도의

• • 지력제 지력제

• • 염료 염료 · · 형광증백제 형광증백제

• • 종이의 종이의 생산성 생산성 억제 억제

• • 응집제 응집제( (아람 아람 등 등) ) – – 미세섬유 미세섬유

• • 방부제 방부제

약품첨가 약품첨가

불투명도의 불투명도의 향상 향상

미세섬유 미세섬유 · · 진료 진료 · size · size제의 제의 수율 수율 향상 향상

약품 약품 – – size size제 제 · · 진료 진료

산성지 산성지

Size Size 제 제 로진 로진( (아비에틴산 아비에틴산

정착제 정착제

( (수율 수율 향상제 향상제) )

황산알루미늄 황산알루미늄

( (아람 아람)→ )→열화의 열화의

안료 안료 클레이 클레이(clay), (clay),

이산화 이산화

초지 초지 pH pH 4.5 ~ 5.5 4.5 ~ 5.5

진료 진료

산성지 산성지 중성지 중성지

아비에틴산 아비에틴산) ) 알킬케텐다이머 알킬케텐다이머(AKD) (AKD)

알게닐무수호박산 알게닐무수호박산(ASA) (ASA)

황산알루미늄 황산알루미늄

열화의 열화의 원인 원인 카치온성 카치온성 고분자 고분자

(clay), (clay), 탈크 탈크, ,

이산화 이산화 티탄 티탄 등 등

탄산칼슘 탄산칼슘, , 이산화 이산화

티탄 티탄(TiO (TiO 2 2 ) ) 등 등

4.5 ~ 5.5 4.5 ~ 5.5 7.5 ~ 8.5 7.5 ~ 8.5

로진 로진

약품 약품 – – size size제 제 · · 진료 진료 진료 진료

약품 약품 – – 산성지의 산성지의 열화 열화

황산알루미늄 황산알루미늄( (알럼 알럼) → ) → 열화의 열화의 원인 원인

열화 열화

원인 원인

산 산 가수분해 가수분해

종이의 종이의 열화 열화 · · 붕괴 붕괴

산성지 산성지

지력 지력

증강제 증강제 카치온성 카치온성 polyacrylamide polyacrylamide

카치온성 카치온성 polyacrylamide polyacrylamide

약품 약품 – – size size제 제 · · 안료 안료

중성지 중성지

polyacrylamide polyacrylamide 카치온성 카치온성 전분 전분

카치온성 카치온성 전분 전분

안료 안료

초지 초지 - - approach part approach part

장망초지기의 장망초지기의 approach approach

가압 가압 screen screen

2 2차 차 screen screen

원심식 원심식 클리너 클리너

2 2차 차 클리너로 클리너로

원료 원료box( box(지료 지료box) box)

Machine Machine chest chest

고해 고해 Pulp Pulp Block Block

첨가약품 첨가약품

approach part approach part

approach approach 계 계

screen screen Head box Head box

wire wire

백수 백수

농도조절밸브 농도조절밸브

Wire bit Wire bit 팬 팬 pump pump

screen screen으로 으로

box) box)

초지 초지 – – wire part wire part

• • wire( wire(망 망) )을 을 사용하여 사용하여 거름작용에 거름작용에

• • wire wire의 의 종류 종류

• • PET plastic wire ( PET plastic wire (이전은 이전은

• • Satin Satin 직 직

• • 1 1본의 본의 위사 위사 위 위, 3 , 3본의 본의

경사의 경사의 마모방지 마모방지

• • 2 2중직 중직

• • 상층이 상층이 미세섬유의 미세섬유의 수율 수율

적합한 적합한 구조 구조

• • 탈수의 탈수의 촉진 촉진

• • suction box, suction box, 크치롤 크치롤 등 등

거름작용에 거름작용에 의해 의해 지료로부터 지료로부터 탈수하는 탈수하는 공정 공정

청동제 청동제) )

본의 본의 위사 위사 밑을 밑을 경사가 경사가 통과한다 통과한다. .

수율 수율 향상 향상, , 하층이 하층이 내마모성 내마모성, , 탈수성에 탈수성에

프레스의 프레스의 일예 일예( (익스텐디드 익스텐디드

felt felt

습윤시트 습윤시트

가압 가압

초지 초지 – – press part press part

• • 가압에 가압에 의해 의해 다시 다시 탈수 탈수, , 밀도와 밀도와

• • 건조에 건조에 의해 의해, , 프레스에 프레스에 의해 의해 탈수하는 탈수하는

• • 습지를 습지를 끼운 끼운 펠트에 펠트에 수분을 수분을 이동시킨다 이동시킨다

익스텐디드 익스텐디드 닙 닙 프레스 프레스) )

가압 가압 슈 슈

블랭킷 블랭킷

felt felt

felt felt

밀도와 밀도와 습지 습지 강도를 강도를 높이는 높이는 공정 공정

탈수하는 탈수하는 편이 편이 에너지 에너지 소비가 소비가 적다 적다

이동시킨다 이동시킨다. .

felt felt

felt felt

초지 초지 – – dryer part dryer part

• • 가열한 가열한 물을 물을 증발시키는 증발시키는 공정 공정

• • 섬유간 섬유간 자유수가 자유수가 증발하고 증발하고, , 이어서 이어서

생성한다 생성한다. .

• • 다통식 다통식 dryer dryer 의 의 cylinder cylinder에 에 canvas( canvas(

건조 건조 cylinder cylinder

Felt Felt 건조 건조cylinder cylinder

이어서 이어서 섬유 섬유 내 내 및 및 fibril fibril이 이 증발 증발, , 섬유간 섬유간 결합이 결합이

canvas( canvas(혹은 혹은 펠트 펠트) )로 로 눌러 눌러 건조 건조

초지 초지 – – 캘린더링 캘린더링

• • 롤러에 롤러에 의한 의한 압축 압축, , 마찰에 마찰에 의해 의해

부여하는 부여하는 공정 공정

Super calender Super calender Off machine Off machine에서 에서 10 10 전후의 전후의

nip nip을 을 통과한다 통과한다. .

의해 의해 밀도를 밀도를 높여주고 높여주고, , 평활성 평활성, , 광택을 광택을

Soft calender Soft calender 왼편의 왼편의 unit unit에서는 에서는 하측이 하측이 백 백 수십도로 수십도로

가열하는 가열하는 steel roller steel roller이고 이고, , 상층이 상층이 수지 수지 roller roller

초지 초지 – – 캘린더링에 캘린더링에

• • 캘린더링에 캘린더링에 의한 의한 광택도의 광택도의 상승과 상승과

백지

광택

백

지광

택

통과 통과 nip nip수 수

통과한 통과한 nip nip수의 수의 함수로서의 함수로서의 백지광택의 백지광택의 향상 향상(all SB (all SB 라텍스계 라텍스계 도공 도공color). color).

캘린더링에 캘린더링에 의한 의한 종이의 종이의 변화 변화

상승과 상승과 종이의 종이의 압축 압축

통과한 통과한 nip nip수의 수의 함수로서의 함수로서의 도공층과 도공층과 원지의 원지의 압축 압축(all SB (all SB 라텍스계 라텍스계 도공 도공color). color).

원지 원지

도공층 도공층


백지

광택

백

지광

택

• • 캘린더링에 캘린더링에 의한 의한 표면조도의 표면조도의 감소 감소

초지 초지 – – 캘린더링과 캘린더링과

Temperature : T=higher, t=lower Temperature : T=higher, t=lower Nip load : L=higher, l=lower Nip load : L=higher, l=lower Speed : S=higher, s=lower Speed : S=higher, s=lower

감소 감소

표면조도 표면조도


온도 온도, nip , nip하중 하중, , 통과되는 통과되는 종이속도 종이속도

초지 초지 – – 캘린더링과 캘린더링과

• • 캘린더링에 캘린더링에 의한 의한 광택도의 광택도의 상승 상승


광택 광택

상승 상승


화학결합의 화학결합의 종류 종류

• • 이온결합 이온결합 : : 양이온과 양이온과 음이온끼리의 음이온끼리의

• • 공유결합 공유결합 : : 원자끼리 원자끼리 상호 상호 전자를 전자를

( (수백 수백 KJ/mol) KJ/mol)

• • 수소결합 수소결합 : : 질소 질소, , 산소 산소, , 불소와 불소와 수소가 수소가

하는 하는 분자간 분자간 혹은 혹은 분자내의 분자내의

반데르발스의 반데르발스의 힘보다 힘보다

• • 반데르발스 반데르발스 결합 결합 : : 중심으로 중심으로 무극성인 무극성인

분포를 분포를 갖는 갖는

이 이 분자간 분자간 힘이 힘이

결합으로 결합으로 대단히 대단히

• • 배위결합 배위결합

• • 금속결합 금속결합

음이온끼리의 음이온끼리의 정전인력에 정전인력에 의한 의한 결합 결합, , 결합은 결합은 강하다 강하다. .

전자를 전자를 공유하여 공유하여 생기는 생기는 결합 결합, , 결합은 결합은 강하다 강하다. .

수소가 수소가 공유결합 공유결합 할 할 때 때 생기는 생기는 수소를 수소를 매개로 매개로

분자내의 분자내의 결합 결합, , 분자간 분자간 힘의 힘의 일종으로 일종으로

힘보다 힘보다 강하고 강하고 공유결합보다 공유결합보다 약하다 약하다.( .(수십 수십 KJ/mol) KJ/mol)

무극성인 무극성인 분자라도 분자라도 순간적으로 순간적으로 비대칭인 비대칭인 전자 전자

전기 전기 쌍극자가 쌍극자가 되고 되고, , 서로 서로 인력이 인력이 작용한다 작용한다. .

힘이 힘이 원자 원자, , 분자간 분자간 등에 등에 작용하여 작용하여 이루어지는 이루어지는

대단히 대단히 약하다 약하다. .

섬유간의 섬유간의 결합 결합

• • 섬유결합의 섬유결합의 생성이 생성이 미치는 미치는 물의 물의

• • 리본상 리본상( (평평한 평평한) ) 직행하는 직행하는 2 2

섬유를 섬유를 생각하자 생각하자. . 교점은 교점은

정방형으로 정방형으로 되고 되고, 1 , 1변의 변의 길이를 길이를

L L 이라 이라 하자 하자. . 건조가 건조가 진행되어 진행되어

섬유간 섬유간 거리가 거리가 1 1㎛㎛가 가 되면 되면

정도의 정도의 수축응력이 수축응력이 작용할까 작용할까

• • 이와 이와 같이 같이 섬유간에 섬유간에 서로 서로 잡아 잡아

당기는 당기는 힘을 힘을 Campbell Campbell효과라 효과라

물의 물의 영향 영향

2 2본의 본의

길이를 길이를

진행되어 진행되어

어느 어느

작용할까 작용할까? ?

잡아 잡아

효과라 효과라 부른다 부른다. .

• • 물의 물의 증발에 증발에 따르는 따르는 섬유간의 섬유간의 접근과 접근과

셀룰로스 셀룰로스

물을 물을 매개로 매개로

단층의 단층의 물을 물을 매개로 매개로 상당히 상당히 강고한 강고한 수소결합 수소결합


접근과 접근과 수소결합 수소결합 생성 생성

셀룰로스 셀룰로스 표면 표면

셀룰로스 셀룰로스 표면 표면

하는 하는 약한 약한 수소결합 수소결합

수소결합 수소결합

직접적인 직접적인 수소결합 수소결합

• • 수소결합의 수소결합의 증거 증거

• • 중수 중수(D (D 2 2 O) O)의 의 수증기중에 수증기중에 종이를 종이를

변화를 변화를 측정한다 측정한다. . 전 전 수산기중 수산기중

수소결합하고 수소결합하고 있는 있는 수산 수산 기의 기의

수산 수산 기의 기의 수소는 수소는 중수소로 중수소로

• • 수소결합의 수소결합의 파단에 파단에 요하는 요하는

• • 수산 수산 기를 기를 아세틸화 아세틸화 하면 하면, ,


종이를 종이를 놓고 놓고, , 평형상태가 평형상태가 된 된 경우의 경우의 질량 질량

수산기중 수산기중 0.5 ~ 2% 0.5 ~ 2%는 는 중수소로 중수소로 치환된다 치환된다. . 즉 즉

기의 기의 비율에 비율에 상당한다 상당한다.( .(수소결합하고 수소결합하고 있는 있는

중수소로 중수소로 치환하지 치환하지 않음 않음) )

요하는 요하는 energy 4.5 Kcal/mol = 19 KJ/mol energy 4.5 Kcal/mol = 19 KJ/mol

, , 치환량에 치환량에 비례해서 비례해서 지력이 지력이 감소한다 감소한다. .

• • 섬유 섬유 벽의 벽의 두께 두께가 가 습윤 습윤 섬유 섬유 유연성에 유연성에


유연성에 유연성에 미치는 미치는 영향 영향

• • 섬유의 섬유의 유연성 유연성이 이 상대 상대( (섬유간 섬유간

미치는 미치는 영향 영향


섬유간 섬유간) )결합면적 결합면적 RBA(=Relative Bonded Area) RBA(=Relative Bonded Area)에 에

긴망초지기의 긴망초지기의

Pulp Pulp

수분 수분

1% 1%

99% 99%

20% 20%

80% 80%

40% 40%

60% 60%

Wire Wire part part Press Press

part part

초지 초지 – – 초지 초지 공정 공정( (광의의 광의의

긴망초지기의 긴망초지기의 와이어 와이어 파트 파트. .

40% 40%

60% 60%

95% 95%

5% 5%

Dryer Dryer part part

Calender Calender part part

광의의 광의의 wire part) wire part)와 와 수분 수분

초지 초지 – – size press size press

• • sizing sizing

• • 내첨 내첨 size (Internal sizing) size (Internal sizing)

• • 외첨 외첨( (혹은 혹은 표면 표면) size (External or Surface sizing) ) size (External or Surface sizing)

• • 표면 표면 sizing (size press) sizing (size press)란 란

• • 전분 전분 등과 등과 같은 같은 물질을 물질을 도포하여 도포하여

종이에 종이에 부여하는 부여하는 처리를 처리를 의미한다 의미한다

• • 광의로는 광의로는 내수성 내수성 이외의 이외의 특성을 특성을

포함한다 포함한다.( .(고형분이 고형분이 약 약 30% 30%

• • 전분 전분 이외에 이외에, carboxy cellulose, polyvinylalcohol, , carboxy cellulose, polyvinylalcohol,

polyacrylamide(PAM), stylene acryl polyacrylamide(PAM), stylene acryl

소수성이 소수성이 강할 강할 필요는 필요는 없다 없다

• • 수율이 수율이 100% 100%이다 이다. .

• • 내첨에서 내첨에서 보이는 보이는 초지기의 초지기의

size (Internal sizing) size (Internal sizing) – – Pulp Pulp 현탁액에 현탁액에 첨가 첨가

) size (External or Surface sizing) ) size (External or Surface sizing)

도포하여 도포하여 줌으로서 줌으로서 물 물 등의 등의 액체에 액체에 대한 대한 내성을 내성을

의미한다 의미한다. .

특성을 특성을 부여하거나 부여하거나, , 안료를 안료를 배합할 배합할 경우도 경우도

30% 30%를 를 넘으면 넘으면 Painting Painting 이라 이라 부름 부름) )

, carboxy cellulose, polyvinylalcohol, , carboxy cellulose, polyvinylalcohol,

polyacrylamide(PAM), stylene acryl polyacrylamide(PAM), stylene acryl 산계 산계 polymer polymer 등 등 다수 다수, ,

없다 없다. .

오염이나 오염이나 거품이 거품이 일어나지 일어나지 않는다 않는다. .

• • 목적과 목적과 효과 효과

• • off set off set 인쇄시의 인쇄시의

picking picking 방지 방지

• • 번짐을 번짐을 억제하는 억제하는 ink jet ink jet

적성을 적성을 부여함 부여함

• • 전분을 전분을 바른 바른 면의 면의 off set off set

인쇄 인쇄 시 시 축축한 축축한 물에 물에 의한 의한

점착성을 점착성을 개선함 개선함

• • film film화한 화한 polymer polymer가 가 공극을 공극을

채우므로 채우므로 흡수를 흡수를 억제함 억제함

초지 초지 – – size press size press

off set off set

의한 의한

공극을 공극을

물 물

안료 안료 바인더 바인더

분산 분산, , 교반 교반

안료 안료 도공이란 도공이란

Blade coater Blade coater

도 도 공 공 지 지 표 표 면 면

주사형전자현미경 주사형전자현미경

• • 평활성 평활성, , 백색도 백색도, , 불투명도 불투명도, ,

목적으로 목적으로 함 함

원지면 원지면

도공면 도공면

주사형전자현미경 주사형전자현미경(SEM) (SEM)사진 사진

, , 광택의 광택의 향상 향상, , 액체 액체 침투의 침투의 억제 억제 등을 등을

종이의 종이의 구조를 구조를 나타내는 나타내는

• • 조습조건 조습조건

• • 구조를 구조를 나타내는 나타내는 기본물성 기본물성

• • 표면화학 표면화학 특성 특성

• • 흡액특성 흡액특성

• • 역학특성 역학특성

• • 광학특성 광학특성 등 등

나타내는 나타내는 기본물성 기본물성

기본물성 기본물성

조습 조습 및 및 시험 시험 환경 환경

• • 습도 습도 23℃ 23℃ 상대습도 상대습도 50% 50%

• • 종이의 종이의 물성은 물성은 온도의존성이 온도의존성이

• • 단 단, , 온도가 온도가 10℃ 10℃ 이상 이상 변하면 변하면

조건 조건

50% 50%

온도의존성이 온도의존성이 거의 거의 없고 없고 습도의존성이 습도의존성이 강하다 강하다. .

변하면 변하면 인장강도 인장강도 등에 등에 유의한 유의한 차가 차가 나타난다 나타난다

그림 그림 98 98 아황산 아황산 Pulp sheet Pulp sheet의 의 수분 수분

상대습도 상대습도(%) (%)

수분

수

분 함

유율

함

유율

(%)

(%)

조습 조습 및 및 시험 시험 환경 환경

• • 히스테리시스 히스테리시스

• • 평형 평형 함수율의 함수율의 ½ ½까지 까지

건조되고 건조되고 나서 나서

흡습 흡습 시험을 시험을 한다 한다. .

• • 함수율은 함수율은 결정화도에 결정화도에 영 영

향을 향을 받는다 받는다. .

수분 수분 수착 수착 등온선 등온선. .

(%) (%)

조건 조건

종이의 종이의 구조적인 구조적인 parameter parameter

• • 평량 평량(g/m (g/m 2 2 ) )

• • 1 m 1 m 2 2 당 당 표준 표준 조습조건 조습조건

• • 두께 두께( (㎛㎛) )

• • 2 2매의 매의 금속판에 금속판에 끼워졌을 끼워졌을

• • 밀도 밀도(g/m (g/m 2 2 ) )

• • 평량 평량/ /두께 두께

• • 비용적 비용적(m (m 3 3 /g) /g)

• • 밀도의 밀도의 역수 역수

• • 평활동 평활동( (표면조도 표면조도) )

• • 공기 공기 누설식과 누설식과 표면형상측정 표면형상측정

• • 투기도 투기도

• • 공기의 공기의 투과속도 투과속도

parameter parameter

하에서의 하에서의 질량 질량

끼워졌을 끼워졌을 때의 때의 거리 거리

표면형상측정 표면형상측정

종이의 종이의 구조 구조 – – 기본 기본

• • 평량 평량 (g/m (g/m 2 2 ) )

• • 20℃, 50% RH 20℃, 50% RH에서의 에서의 1 m 1 m

• • 105℃ 105℃에서 에서 항량이 항량이 될 될 때까지 때까지

• • 두께 두께

• • 2 2매의 매의 평행한 평행한 원형 원형 가압편에 가압편에

사용하여 사용하여 50 KPa 50 KPa 또는 또는 100 KPa 100 KPa

• • Pulp Pulp두께 두께(10 (10매 매 겹쳐 겹쳐) )와 와 sheet sheet

• • 표면의 표면의 凹凸도 凹凸도 포함한 포함한 두께로 두께로

• • 밀도 밀도

• • 평량 평량/ /두께 두께, , 단위는 단위는 g/cm g/cm 3 3

기본 기본 물성 물성

1 m 1 m 2 2 당 당 질량 질량(g) (g)

때까지 때까지 건조하는 건조하는 절건 절건 평량 평량

가압편에 가압편에 끼워 끼워 놓은 놓은 구조의 구조의 micrometer micrometer를 를

100 KPa 100 KPa의 의 가압 가압 하에서 하에서 측정 측정

sheet sheet 두께 두께

두께로 두께로 측정됨 측정됨

3 3 이다 이다. Kg/m . Kg/m 3 3 가 가 사용되는 사용되는 경우도 경우도 있음 있음

가볍게 가볍게 고해한 고해한

• • 밀도 밀도( (평량 평량/ /두께 두께) )는 는 평량에 평량에 영향을 영향을

종이의 종이의 구조 구조 - - 기본물성 기본물성

고해한 고해한 침엽수 침엽수 표백 표백 크라프트 크라프트 시트 시트

영향을 영향을 받는가 받는가? ?

기본물성 기본물성

종이의 종이의 두께 두께 – – 두께의 두께의

• • micro meter micro meter

• • 수은 수은 부력법 부력법

두께의 두께의 측정법 측정법

종이의 종이의 구조 구조 – – 왜 왜 측정되는 측정되는

손으로 손으로

여과면 여과면

Micrometer Micrometer

두께 두께

Plate Plate

측정되는 측정되는 두께가 두께가 달라지는가 달라지는가? ?

손으로 손으로 뜬 뜬 종이 종이

수은 수은 부력법 부력법

두께 두께

Plate Plate 면 면

종이의 종이의 구조 구조 - - 제지공정의 제지공정의

공정 공정 조건 조건

고해 고해 미고해 미고해

5,000 5,000 회전 회전

20,000 20,000 회전 회전

진료 진료

( (탄산칼슘 탄산칼슘) )

무첨가 무첨가

10% 10% 대건조 대건조

30% 30% 대건조 대건조

wet press wet press 49 kPa 1 49 kPa 1분간 분간

343 kPa 5 343 kPa 5분간 분간

686 kPa 20 686 kPa 20

calender calender 미캘린더 미캘린더

선압 선압 29 kN/m 29 kN/m

선압 선압 49 kN/m 49 kN/m

제지공정의 제지공정의 처리와 처리와 밀도 밀도

조건 조건 밀도 밀도, g/ , g/㎤㎤

0.463 0.463

(PFI Mill) (PFI Mill) 0.592 0.592

회전 회전(PFI Mill) (PFI Mill) 0.722 0.722

0.615 0.615

대건조 대건조 Pulp Pulp 0.614 0.614

대건조 대건조 Pulp Pulp 0.606 0.606

분간 분간 0.521 0.521

분간 분간 0.595 0.595

686 kPa 20 686 kPa 20분간 분간 0.647 0.647

0.540 0.540

29 kN/m 29 kN/m 0.588 0.588

49 kN/m 49 kN/m 0.624 0.624

종이의 종이의 구조 구조 – – 밀도에 밀도에

• • 고해와 고해와 진료의 진료의 영향 영향

0

0.2

0.4

0.6

0.8

미고해

5,00

0회전

20,000

회전

고해수 고해수(PFI mill) (PFI mill)

밀도

밀

도, g/

, g/㎤

㎤

밀도에 밀도에 영향을 영향을 미치는 미치는 인자 인자

20,000

회전

무첨가

10%대 Pulp

30%대 Pulp

탄산칼슘 탄산칼슘 첨가량 첨가량 (PFI mill) (PFI mill)

• • wet press wet press 와 와 calender calender 의 의 영향 영향

0

0.2

0.4

0.6

0.8

49KPa

, 1분

343K

Pa, 5분

686K

Pa, 20

분

Wet press Wet press 압력 압력

밀도

밀

도, g/

, g/㎤

㎤

종이의 종이의 구조 구조 – – 밀도에 밀도에

영향 영향

686K

Pa, 20

분

미캘린더

선압29

KN/m

선압49

KN/m

calender calender 선압 선압

밀도에 밀도에 영향을 영향을 미치는 미치는 인자 인자

종이의 종이의 구조 구조– –주사전자현미경 주사전자현미경

Copy Copy용지 용지

주사전자현미경 주사전자현미경 사진① 사진①

신문지 신문지

종이의 종이의 구조 구조– –주사전자현미경 주사전자현미경

한지 한지

주사전자현미경 주사전자현미경 사진② 사진②

티슈 티슈 (Tissue) (Tissue)

종이의 종이의 구조 구조 – – 평활성 평활성

• • 공기누설 공기누설 식 식

• • 평활한 평활한 금속과 금속과 종이 종이 표면이 표면이

흘러나가는 흘러나가는 속도로 속도로 표현 표현

• • 표면형상측정 표면형상측정( (현미경을 현미경을 이용 이용

• • 측정방법 측정방법

• • 촉침식 촉침식

• • 주사형 주사형 Probe Probe 현미경 현미경

• • 공초점식 공초점식 광학 광학 현미경 현미경

• • 간섭식 간섭식 광학 광학 현미경 현미경

• • 다 다 검출기 검출기 주사 주사 전자현미경 전자현미경

• • 거칠기의 거칠기의 표현방법 표현방법

평활성 평활성( (표면조도 표면조도) )

표면이 표면이 접촉했을 접촉했을 때 때 가능한 가능한 간극을 간극을 공기가 공기가

표현 표현

이용 이용) )

현미경 현미경

현미경 현미경

현미경 현미경

전자현미경 전자현미경

종이의 종이의 구조 구조 - - 평활도 평활도

• • 공기누설 공기누설 식 식

• • Print susf Print susf 거칠기 거칠기( (㎛㎛) )

• • back back 평활도 평활도, , 왕연식 왕연식 평활도 평활도

평활도 평활도

평활도 평활도( (초 초) )

• • 공기누설 공기누설 식의 식의 이론 이론

• • Hagen Hagen- -Poiseuille`s Poiseuille`s 흐름 흐름

Q : Q : 공기의 공기의 체적속도 체적속도

ΔP : ΔP : 압력 압력 차 차

μ : μ : 공기의 공기의 점도 점도

r : r : 원관 원관 변경 변경

l : l : 원관 원관 길이 길이


흐름 흐름

평활도 평활도

• • Print susf Print susf 거칠기의 거칠기의 모델도 모델도

종이의 종이의 구조 구조 - - 평활도 평활도 평활도 평활도

금속 금속 면의 면의 폭 폭

Print susf Print susf 거칠기 거칠기( (㎛㎛) ) 왕연식 왕연식

G G 3 3 : : 평균간극 평균간극( (거리 거리 T T B B : :

μ : μ : 공기의 공기의 점도 점도 μ : μ :

l : l : 금속 금속 면의 면의 길이 길이 l : Pore l : Pore

Q : Q : 공기의 공기의 체적속도 체적속도 V : V :

w : w : 금속 금속 면의 면의 폭 폭 r : Pore r : Pore

ΔP : ΔP : 압력차 압력차 ΔP : ΔP : 압력차 압력차

• • Print susf Print susf 거칠기와 거칠기와 왕연식 왕연식 평활도 평활도


왕연식 왕연식(back) (back) 평활도 평활도( (초 초) )

: : 왕연식 왕연식 평활도 평활도 ( (시간 시간) )

μ : μ : 공기의 공기의 점도 점도

l : Pore l : Pore길이 길이, L , L 0 0 : : 연결 연결 관의 관의 길이 길이

V : V : 공기의 공기의 체적 체적= Q * T = Q * T B B

r : Pore r : Pore반경 반경, P , P 0 0 : : 연결 연결 관의 관의 폭 폭

ΔP : ΔP : 압력차 압력차, Pc , Pc- -P : P : 정압실과 정압실과 측압식의 측압식의 압력차 압력차

평활도 평활도 비교 비교

평활도 평활도

종이의 종이의 구조 구조 - - 표면형상측정 표면형상측정

• • 표면형상을 표면형상을 2 2차원 차원 혹은 혹은 3 3차원 차원 profile profile

• • 촉침 촉침, , 광 광(Laser), (Laser), 전자선 전자선, Probe( , Probe(

• • 중심선 중심선 평균 평균 거칠기 거칠기

• • 제곱평균평방근 제곱평균평방근 거칠기 거칠기

표면형상측정 표면형상측정

profile profile로 로 측정하는 측정하는 방법도 방법도 있다 있다. .

, Probe( , Probe(주사형 주사형 Probe Probe 현미경 현미경) ) 등을 등을 이용한다 이용한다. .

투과시간 투과시간 ( (초 초) )

• • 측정방법 측정방법

• • 갈리 갈리(Galei) (Galei)시험법 시험법

종이의 종이의 구조 구조 - - 투기도 투기도

투기도 투기도

투과시간 투과시간 ) )

투기저항도 투기저항도 (Galei) (Galei)

금후는 금후는 일반화된 일반화된 ISO ISO 투기도로 투기도로 표현 표현

투기도 투기도

종이의 종이의 구조 구조 – – Painting Painting Painting Painting 지의 지의 평활도 평활도

• • 국소적인 국소적인 질량 질량 분포 분포

국소질량 국소질량 의 의 표준편차 표준편차 혹은 혹은

변동계수 변동계수

종이의 종이의 구조 구조 - - 본바탕 본바탕

• • 본바탕 본바탕

• • [ [정의 정의1] 1] 본바탕이란 본바탕이란 백색광을 백색광을

얼룩 얼룩, , 광학농도 광학농도의 의 표준편차 표준편차

혹은 혹은

투과광 투과광

질량 질량

조사광 조사광 지 지

본바탕 본바탕

백색광을 백색광을 투과시킨 투과시킨 경우 경우 시각적으로 시각적으로 느끼는 느끼는

표준편차 표준편차 혹은 혹은 변동계수 변동계수

• • 침엽수 침엽수 표백 표백Kraft sheet Kraft sheet의 의

flat bed scanner flat bed scanner의 의 투과상 투과상

• • cation polymer cation polymer 의 의 첨가 첨가, ,

여수까지의 여수까지의 정치시간 정치시간 연장에 연장에

의해 의해 본바탕이 본바탕이 나빠진다 나빠진다. .

• • cation polymer cation polymer는 는 섬유의 섬유의

수율을 수율을 높인다 높인다. .

종이의 종이의 구조 구조 - - 본바탕 본바탕

여수끼리의 여수끼리의 정치시간 정치시간

Cation p

oly

mer

Cation p

oly

mer

10 10초 초 120 120초 초

N :

N : 무

첨가

무

첨가

P :

P : 첨

가

첨가

본바탕 본바탕

sample sample H HN N

Gray level Gray level 의 의 평균 평균 45.3 45.3

Gray level Gray level 표준편차 표준편차 2.1 2.1

광학농도의 광학농도의 표준편차 표준편차 0.020 0.020

광학농도 광학농도 2 2 의 의 표준편차 표준편차 0.030 0.030

( (광학농도 광학농도 2 2 의 의 표준편차 표준편차)/ )/

평량 평량, 10 , 10- -3m2/g 3m2/g 47 47

주관평가 주관평가

( (작을수록 작을수록 본바탕은 본바탕은 좋다 좋다) ) 0.0 0.0

종이의 종이의 구조 구조 - -본바탕 본바탕

• • 본바탕의 본바탕의 평가는 평가는 표준편차나 표준편차나 변동계수로 변동계수로

※ ※ 켄달의 켄달의 상관계수 상관계수 r r 은 은 이 이 4 4종 종 이외에도 이외에도 침엽수 침엽수

주관 주관 평가치와 평가치와 각 각 Parameter Parameter 사이의 사이의 상관을 상관을

N N10 10 H HN N120 120 H HP P10 10 H HP P120 120 상관계수 상관계수

45.3 45.3 45.6 45.6 34.2 34.2 32.2 32.2

2.1 2.1 2.3 2.3 1.7 1.7 3.0 3.0 0.36 0.36

0.020 0.020 0.022 0.022 0.022 0.022 0.040 0.040 0.64 0.64

0.030 0.030 0.033 0.033 0.038 0.038 0.072 0.072 0.79 0.79

47 47 53 53 52 52 95 95 0.86 0.86

0.0 0.0 3.6 3.6 1.4 1.4 6.4 6.4

본바탕 본바탕

변동계수로 변동계수로 괜찮을까 괜찮을까? ?

침엽수 침엽수 Pulp Pulp의 의 data data를 를 포함하는 포함하는

상관을 상관을 나타낸다 나타낸다. .

종이와 종이와 물 물( (액체 액체) )의 의

• • 젖음 젖음

• • 접촉각 접촉각

• • 종이의 종이의 표면 표면 energy energy

• • size size도 도

• • 액체의 액체의 침투 침투

• • 팽윤 팽윤

상호작용 상호작용

종이의 종이의 표면화학특성 표면화학특성

• • 접촉각 접촉각

• • 액적을 액적을 수평한 수평한 고체표면에 고체표면에

표면이 표면이 일정한 일정한 각도를 각도를 이루는 이루는

내측에서 내측에서 측정한 측정한 것이 것이 접촉각 접촉각

• • 0˚ < Θ < 90˚ 0˚ < Θ < 90˚ 의 의 경우 경우 “ “ 젖는다 젖는다

• • Θ > 90˚ Θ > 90˚의 의 경우 경우 “젖지 “젖지 않는다 않는다

• • Young Young 의 의 방정식 방정식

• • 접촉각이 접촉각이 유지되고 유지되고 있을 있을 경우 경우

이룬다 이룬다. .

표면화학특성 표면화학특성 - - 접촉각 접촉각

고체표면에 고체표면에 놓았을 놓았을 경우 경우, , 고체 고체 표면과 표면과 액체의 액체의

이루는 이루는 일이 일이 있다 있다. . 이 이 각도를 각도를 액체의 액체의

접촉각 접촉각 Θ Θ이다 이다. .

젖는다 젖는다.” .”

않는다 않는다.” .”

경우 경우, , 수평방향의 수평방향의 성분의 성분의 힘은 힘은 균형을 균형을

• • 거친 거친 표면의 표면의 접촉각 접촉각

• • 거친 거친 고체 고체 표면에 표면에 놓인 놓인 경우 경우

겉보기 겉보기 면적의 면적의 r r배라고 배라고 하면 하면

• • Wenzel Wenzel 의 의 접촉각 접촉각

• • 거칠은 거칠은 면에는 면에는 Θ < 90˚ Θ < 90˚ 인 인

소재가 소재가 젖기 젖기 쉬운 쉬운 면이라면 면이라면

쉽게 쉽게 되고 되고, Θ > 90˚ , Θ > 90˚ 인 인 경우 경우

되므로 되므로 젖기 젖기 어려운 어려운 면은 면은 거칠어지면 거칠어지면

훨씬 훨씬 젖기 젖기 어려워짐을 어려워짐을 의미한다 의미한다


경우 경우 미세한 미세한 凹凸凹凸 을 을 고려한 고려한 면적이 면적이

하면 하면

인 인 경우 경우 Θ Θ w w < Θ < Θ 가 가 되므로 되므로

면이라면 면이라면 거칠어 거칠어 질수록 질수록 훨씬 훨씬 젖기 젖기

경우 경우 Θ Θ w w < Θ < Θ 가 가

거칠어지면 거칠어지면



• • Wenzel Wenzel 의 의 접촉각 접촉각

• • 조면에서는 조면에서는 Θ < 90˚ Θ < 90˚ 이면 이면 Θ Θ

가 가 되므로 되므로, , 젖기 젖기 쉬운 쉬운 면이라면 면이라면

거친 거친 면일수록 면일수록 더 더 잘 잘 젖게 젖게 되고 되고

Θ > 90˚ Θ > 90˚ 이면 이면, Θ , Θ w w > Θ > Θ 가 가 되므로 되므로

젖기 젖기 어려운 어려운 면은 면은 거칠수록 거칠수록

더 더 젖기 젖기 어려움을 어려움을 의미한다 의미한다


경우 경우 경우 경우 경우 경우 젖기 젖기 어렵다 어렵다

젖기 젖기 쉽다 쉽다

Θ Θ w w < Θ < Θ

면이라면 면이라면

되고 되고, ,

되므로 되므로

거칠수록 거칠수록



실제의 실제의 접촉각 접촉각 Θ Θ

• • 복합 복합 면에서의 면에서의 접촉각 접촉각

• • 표면에너지가 표면에너지가 다른 다른 2 2종 종 이상의 이상의

면적률에 면적률에 비례한 비례한 접촉각 접촉각 Θ Θ

• • Cassie Cassie 의 의 접촉각 접촉각

• • Θ Θ 1 1 , Θ , Θ 2 2 는 는 물질 물질 1, 2 1, 2의 의 평활한 평활한

이 이 표면을 표면을 물질 물질 1, 2 1, 2가 가 차지하는 차지하는


이상의 이상의 재료로 재료로 이루어진 이루어진 고체 고체 표면에서는 표면에서는

Θ Θ c c 가 가 된다 된다

평활한 평활한 면에 면에 대한 대한 접촉각이고 접촉각이고, Q , Q 1 1 , Q , Q 2 2 는 는 실제 실제

차지하는 차지하는 비율이다 비율이다.( .(따라서 따라서 Q Q 1 1 + Q + Q 2 2 = 1) = 1)

물질 물질2 2 물질 물질1 1


• • [ [문제 문제] ] 종이의 종이의 접촉각 접촉각

• • 종이에 종이에 포함된 포함된 size size 제는 제는 발수성을 발수성을

없다 없다. . 섬유 섬유 표면의 표면의 5% 5%를 를 덮는 덮는

• • 본래의 본래의 섬유표면은 섬유표면은 접촉각 접촉각


Size Size 제 제

종이표면 종이표면

발수성을 발수성을 나타내므로 나타내므로 섬유전면을 섬유전면을 덮을 덮을 필요는 필요는

덮는 덮는 경우라면 경우라면 접촉각은 접촉각은 몇 몇 도 도 일까 일까? ?

접촉각 접촉각 0˚, size 0˚, size 제는 제는 120˚ 120˚라고 라고 가정하면 가정하면


• • [ [문제 문제] ]종이의 종이의 접촉각 접촉각 << <<계속 계속>> >>

• • 종이의 종이의 약 약 절반은 절반은 공기이므로 공기이므로

공기가 공기가 되어 되어 있다면 있다면 접촉각은 접촉각은

• • size size 제는 제는 포함하는 포함하는 종이 종이 표면 표면


Size Size 제 제

종이표면 종이표면

>> >>

공기이므로 공기이므로, , 표면의 표면의 성분 성분 중 중 50% 50%가 가 접촉각 접촉각 180˚ 180˚의 의

접촉각은 접촉각은 몇 몇 도 도 인가 인가? ?

표면 표면 접촉각이 접촉각이 22.3˚, 22.3˚, 공기는 공기는 180˚ 180˚라면 라면


• • 양피지와 양피지와 종이의 종이의 흡수 흡수 속도 속도 비교 비교

양피지 양피지


비교 비교

종이 종이( (중질지 중질지) )



• • 젖음이란 젖음이란

• • 고체표면의 고체표면의 일부가 일부가 액체 액체 / / 고체 고체

• • 고체 고체 / / 액체 액체 계면을 계면을 등온가역적으로 등온가역적으로

새롭게 새롭게 생성시키는데 생성시키는데 필요한 필요한

• • 이식을 이식을 Young Young 의 의 방정식에 방정식에

• • W W A A 가 가 크고 크고 고체 고체 / /액체 액체 계면을 계면을 소실되기 소실되기 어렵다 어렵다. Θ . Θ가 가 작으면 작으면 음이 음이 쉬어짐에 쉬어짐에 대응 대응

표면화학특성 표면화학특성 – – 표면에너지와 표면에너지와 젖음 젖음, , 일 일

고체 고체 계면으로 계면으로 바꿔 바꿔 놓아지는 놓아지는 현상 현상

등온가역적으로 등온가역적으로 소실시키고 소실시키고, , 고체표면과 고체표면과 액체표면을 액체표면을

필요한 필요한 일 일( (단위면적 단위면적 당 당) )은 은

· · · · · · · · · · 부착 부착( (접착일 접착일) )

방정식에 방정식에 대입하면 대입하면, Young , Young- -Dupre Dupre 의 의 방정식이 방정식이 된다 된다. .

계면을 계면을 젖 젖

• • 침지 침지 “젖음”의 “젖음”의 경우는 경우는

• • Θ < 90˚ Θ < 90˚ 일 일 때 때 W W IM IM < 0 < 0 이 이

자발적인 자발적인 침지가 침지가 일어난다 일어난다

• • Θ > 90˚ Θ > 90˚ 일 일 때 때 W W SP SP > 0 > 0 이 이

자발적인 자발적인 침지는 침지는 일어나지 일어나지


· · · · · · · · · · 침지일 침지일

· · · · · · · · · · Young Young 의 의 방정식 방정식

되고 되고

일어난다 일어난다. .

이 이 되고 되고

일어나지 일어나지 않는다 않는다. .


• • 확장 확장 “젖음”의 “젖음”의 경우는 경우는

• • Θ = 0˚ Θ = 0˚ 일 일 때 때 W W SP SP = 0 = 0 이 이

액막의 액막의 중력으로 중력으로 자발적인 자발적인

일어나게 일어나게 된다 된다. .

• • Θ > 0˚ Θ > 0˚ 일 일 때 때 W W SP SP > 0 > 0 이 이

자발적으로는 자발적으로는 젖음이 젖음이 넓어지지 넓어지지

않는다 않는다. .


· · · · · · · · · · 침지일 침지일


되고 되고

자발적인 자발적인 확장이 확장이

되고 되고

넓어지지 넓어지지


• • 모관 모관 침투 침투 “젖음”의 “젖음”의 경우는 경우는

· · · · · · · · · ·

• • Θ <90˚ Θ <90˚ 일 일 때 때 W W PO PO < 0 < 0 이 이 되고 되고

자발적인 자발적인 모관 모관 침투가 침투가 일어난다 일어난다

• • Θ > 90˚ Θ > 90˚ 일 일 때 때 W W PO PO > 0 > 0 이 이

자발적인 자발적인 모관 모관 침투는 침투는 일어나지 일어나지


• • 침지 침지 젖음과 젖음과 동일하다 동일하다. .


· · · · · · · · · · 침지일과 침지일과 같은 같은 식 식


되고 되고


되고 되고

일어나지 일어나지



• • 종이의 종이의 접촉각 접촉각

• • 접촉각은 접촉각은 변화한다 변화한다. .

• • 액체의 액체의 흡수가 흡수가 동시에 동시에 일어난다 일어난다

• • 젖음 젖음 시간 시간

• • 오른쪽 오른쪽 그림의 그림의 T T

• • 액체의 액체의 침투가 침투가 시작되기까지의 시작되기까지의

시간인데 시간인데 oil oil에는 에는 존재하지 존재하지


• • 접촉각이 접촉각이 변화해서 변화해서 Θ < 90˚ Θ < 90˚

되기까지의 되기까지의 시간 시간

표면화학특성 표면화학특성 - - 젖음 젖음


시작되기까지의 시작되기까지의

Θ < 90˚ Θ < 90˚가 가

Kraft Kraft 판지의 판지의 blist plot. blist plot.

Oil Oil에는 에는 젖음 젖음 시간이 시간이 존재하지 존재하지 않음 않음

액체의 액체의 침투이론 침투이론 모관 모관

• • 모관 모관( (원관 원관) )내에 내에 형성되는 형성되는 액체의 액체의

메니스커스에 메니스커스에 작용하는 작용하는 힘 힘

• • 원관 원관 내 내 정상흐름의 정상흐름의 식 식

l : l : 모관 모관 길이 길이 r : r : 모관 모관 반지름 반지름 η : η : 액체의 액체의 점도 점도 Q : Q : 유량 유량( (액체속도 액체속도

( (Hagen Hagen- -Poiseulle Poiseulle 의 의 식 식) )

• • Hagen Hagen- -Poiseulle Poiseulle 의 의 식에 식에 그림의 그림의

조건을 조건을 대입하면 대입하면

Lucas Lucas- - Washburn Washburn 식이 식이 얻어진다 얻어진다

모관 모관 침투모델 침투모델

액체의 액체의

길이 길이 반지름 반지름

점도 점도 액체속도 액체속도) )

그림의 그림의

얻어진다 얻어진다. .

액체의 액체의 침투이론 침투이론

• • 액체 액체 침투의 침투의 기본식 기본식

• • 도공지에 도공지에 oil(ink) oil(ink)의 의 침투도 침투도

Lucas Lucas- -washburn washburn

도공 도공 층 층

침투도 침투도 성립한다 성립한다. .

l : l : 침투길이 침투길이

R : R : 모관 모관 반지름 반지름

r : r : 표면장력 표면장력

Θ : Θ : 접촉각 접촉각

η : η : 액체의 액체의 점도 점도

t : t : 시간 시간

V : V : 침투체적 침투체적

washburn washburn의 의 식 식

액체 액체 · · 시간 시간

흡액시험장치 흡액시험장치

Blist Blist

• • Blist Blist 법 법

• • 일정량의 일정량의 액체를 액체를 넣은 넣은 head head

속도가변인 속도가변인 지면상에서 지면상에서 주사한다 주사한다

단시간으로 단시간으로 흡액속도도 흡액속도도 측정된다 측정된다

Blist Blist법 법

head head를 를

주사한다 주사한다. .

측정된다 측정된다. .

• • 접촉시간 접촉시간 t=v/b t=v/b 주사속도 주사속도 v v Slit Slit 폭 폭 b b

• • 액체 액체 전이량 전이량 V V ii =V/(wL) =V/(wL) 액체의 액체의 체적 체적 V V Slit Slit 길이 길이 w w Trace Trace 길이 길이 L L

액체의 액체의 흡수거동 흡수거동 물과 물과

• • blist blist – – plot plot

• • Kraft Kraft 판지 판지

• • 물의 물의 경우 경우

V V r r 거칠기 거칠기 지수 지수

T T 접촉시간 접촉시간

T T w w 젖음시간 젖음시간

K K a a 흡수계수 흡수계수

• • oil oil에서는 에서는 T T w w = 0 = 0

물과 물과 oil oil

액체의 액체의 침투 침투

도공지로의 도공지로의 유기 유기

• • 유기액체의 유기액체의 흡수는 흡수는 Lucas Lucas- -Washuburn Washuburn

함수율에 함수율에 따라 따라 접촉각이 접촉각이 변화할 변화할

유기 유기 액체의 액체의 흡수 흡수

Washuburn Washuburn 식이 식이 성립한다 성립한다. . 비 비 도공지에도 도공지에도

변화할 변화할 가능성이 가능성이 있지만 있지만 대체로 대체로 성립한다 성립한다. .

액체의 액체의 침투 침투

물의 물의 흡수 흡수 – – 약 약

• • 물의 물의 흡수는 흡수는 Lucas Lucas- -Washuburn Washuburn

섬유 섬유( (상질 상질 지의 지의 경우 경우 cellulose) cellulose)

size size 비 비 도공지 도공지

Washuburn Washuburn 식이 식이 성립하지 성립하지 않는다 않는다. .

cellulose) cellulose)중에 중에 물 물 분자의 분자의 확산으로 확산으로 설명된다 설명된다. .

흡액 흡액 시험장치 시험장치

Blist Blist 법의 법의 • • 자동주사흡액계 자동주사흡액계

( (나선주사 나선주사 blist blist 장치 장치) )

• • 일정량의 일정량의 액체를 액체를 넣은 넣은 head head

지면상에 지면상에 주사한다 주사한다. . 단시간에 단시간에

가능하다 가능하다. .

자동주사흡액계 자동주사흡액계. .

메니스커 메니스커

step motor step motor

glant glant모세관 모세관 광학센서 광학센서

급액 급액head head

메니스커스센서로 메니스커스센서로

법의 법의 개량 개량

head head를 를 속도가변인 속도가변인

단시간에 단시간에 흡수속도 흡수속도 측정이 측정이

잉크젯 잉크젯 지 지

잉크젯용지 잉크젯용지 표면 표면, , 이면의 이면의

자동주사흡액계 자동주사흡액계

지 지 도공면 도공면

잉크젯 잉크젯 지 지 비 비 도공면 도공면

이면의 이면의 흡수거동 흡수거동

자동주사흡액계 자동주사흡액계(blist (blist 법 법) )

잉크젯용지 잉크젯용지 흡수거동 흡수거동

각종 각종 잉크젯 잉크젯 전용지의 전용지의

흡수거동 흡수거동

전용지의 전용지의 흡수거동 흡수거동

사진화질 사진화질 잉크젯용지 잉크젯용지

자동주사흡액계 자동주사흡액계

잉크젯용지 잉크젯용지 흡수거동 흡수거동

자동주사흡액계 자동주사흡액계(blist (blist 법 법) )

초음파 초음파 감쇠율 감쇠율 측정기 측정기

구조와 구조와

overflow overflow 형 형 초음파 초음파( (액체침투 액체침투

측정기 측정기

측정법 측정법

액체침투 액체침투) ) 감쇠율 감쇠율 측정기 측정기. .

초음파 초음파 감쇠와 감쇠와 흡수 흡수

• • 탄성적 탄성적 성질이 성질이 다른 다른 재료의 재료의

경계면에서 경계면에서 초음파는 초음파는 반사한다 반사한다

• • 재료내부에 재료내부에 흠집 흠집( (공기 공기) )가 가

있으면 있으면 초음파는 초음파는 반사 반사/ /산란된다 산란된다

• • 그 그 정도는 정도는 흠집의 흠집의 크기로 크기로

결정되고 결정되고 파장에 파장에 비례하여 비례하여

충분히 충분히 적은 적은 흠집은 흠집은 반사 반사/ /

산란을 산란을 거의 거의 일으키지 일으키지 않는다 않는다

흡수 흡수 관계 관계

반사한다 반사한다. .

산란된다 산란된다. .


도공원지의 도공원지의 초음파 초음파

평량 평량, size , size

• • 다른 다른 평량 평량

• • 다른 다른 종류 종류 size size 제를 제를 함유한 함유한 손으로 손으로

• • 다른 다른 스테이크 스테이크 size size 도 도

Size Size 처리 처리

무 무 size size

초음파 초음파 감쇠율 감쇠율 곡선 곡선

, size , size 도의 도의 영향 영향

손으로 손으로 만든 만든 종이 종이

처리 처리 Size Size 처리 처리

size size

무 무 size size

도공지의 도공지의 흡수 흡수 Labo Labo

• • 도공지와 도공지와 그 그 원지의 원지의 초음파 초음파 감쇠곡선 감쇠곡선

침투하는 침투하는 과정에서 과정에서 감쇠속도가 감쇠속도가 다름을 다름을

Labo Labo 도공지 도공지

감쇠곡선 감쇠곡선, , 도공 도공 층과 층과 원지 원지 층을 층을 물이 물이

다름을 다름을 알 알 수 수 있다 있다. .

도공지의 도공지의 초음파 초음파 감쇠곡선 감쇠곡선

도공 도공 PET film PET film

도공량 도공량 : : 14 g/m 14 g/m

• • 비흡수 비흡수 film film 상 상에 에 도공 도공 층 층( (편면도공 편면도공

• • oil oil은 은 감쇠율이 감쇠율이 일정 일정

감쇠곡선 감쇠곡선

PET film PET film의 의 경우 경우

14 g/m 14 g/m 2 2

편면도공 편면도공) )

비도공지의 비도공지의 흡수 흡수

흡수와 흡수와 건조에 건조에 의한 의한

중질지 중질지 기계 기계Pulp Pulp

• • 화학 화학 Pulp Pulp섬유는 섬유는 기계 기계 Pulp Pulp 섬유보다 섬유보다 잘 잘

• • 기계 기계 Pulp Pulp 섬유는 섬유는 재 재 건조 건조 후에 후에 수축하지 수축하지

표면 표면 profile profile의 의 변화 변화

상질지 상질지 화학 화학Pulp Pulp

잘 잘 팽윤함 팽윤함

수축하지 수축하지 않음 않음

역학특성 역학특성

• 인장

• 내절

• 인열

• 굽힘

• 마찰

• 파열

• Ring crush 압출

• Short span 압축

하중

하

중

신도 신도

역학특성 역학특성 - - 인장강도 인장강도

하중 하중- -신장곡선 신장곡선

• • 시험법 시험법

• • 폭 폭 15 mm 15 mm

• • 파지간격 파지간격 100 mm 100 mm

• • 인장속도 인장속도 10 mm/ 10 mm/분 분

• • 비 비 인장강도 인장강도

• • 파괴 파괴 하중 하중 F F를 를 폭 폭 b b 와 와 평량 평량 w w로 로

나눈다 나눈다

• • 연장파단신도 연장파단신도

• • 늘어난 늘어난 ΔL(=εL) ΔL(=εL)을 을 파지간격 파지간격 L L로 로

나눈다 나눈다

• • 인장탄성률 인장탄성률( (버팀 버팀 정도 정도 = =

Young`s modulus) Young`s modulus)

• • 최대의 최대의 기울기 기울기/ /단면적 단면적 = =

(ΔF/Δl (ΔF/Δl ii )/(bT) )/(bT)

인장강도 인장강도

탄성변형영역 탄성변형영역 • • 섬유의 섬유의 탄성적 탄성적 늘어남 늘어남 • • network network 구조의 구조의 탄성적 탄성적 늘어남 늘어남

complexsion complexsion

역학특성 역학특성 - - 인장강도 인장강도

소성변형영역 소성변형영역 • • 섬유의 섬유의 curl curl이 이 늘어남 늘어남 • • 섬유 섬유 교점 교점 수축부 수축부 (micro complexion) (micro complexion)가 가 늘어남 늘어남

• • 섬유간 섬유간 경합이 경합이 파괴 파괴 • • 섬유의 섬유의 파단 파단

수축력 수축력 섬유 섬유

micro micro complexsion complexsion

역학특성 역학특성

인장탄성률과 인장탄성률과 하중 하중- -신장곡선 신장곡선

• • 인장탄성률 인장탄성률 E E

재료 재료 탄성률 탄성률

철 철

동 동

알루미늄 알루미늄

나일론 나일론

PET PET

종이 종이

• • 포아송비 포아송비 ν ν

• • ν. ν. 포아송비 포아송비 = = 인장방향의 인장방향의 늘어남에 늘어남에

수직 수직 방향의 방향의 수축 수축

인장탄성률과 인장탄성률과 포아송비 포아송비

늘어남에 늘어남에 대한 대한

탄성률 탄성률 고해의 고해의 영향 영향

• • 고해에 고해에 의해 의해 밀도 밀도 및 및

인장탄성률 인장탄성률이 이 올라간다 올라간다. .

• • 다른 다른 초지조건이 초지조건이 동일하다면 동일하다면

고해의 고해의 정도에 정도에 의하지 의하지 않고 않고

밀도와 밀도와 탄성률에 탄성률에 일정한 일정한

관계가 관계가 있다 있다. .

동일하다면 동일하다면

않고 않고, ,

인장파단신도 인장파단신도 고해의 고해의

• • 고해에 고해에 의해 의해 인장파단신도 인장파단신도는 는

일정 일정 치까지 치까지 올라간다 올라간다. .

• • 고해가 고해가 진행하면 진행하면 밀도와 밀도와

더불어 더불어 인장파단신도도 인장파단신도도

커지는데 커지는데, , 어떤 어떤 밀도에 밀도에

도달하면 도달하면 인장파단신도는 인장파단신도는

일정하게 일정하게 된다 된다. .

• • 인장파단신도 인장파단신도 = =

고유의 고유의 신도 신도 + + 건조 건조 수축량 수축량

고해의 고해의 영향 영향

이방성 이방성 인장시험 인장시험( (하중 하중- -

미초크라프트지 미초크라프트지

copy copy 용지 용지

미초크라프트지 미초크라프트지

copy copy용지 용지

- -변형곡선 변형곡선) )

이방성 이방성 인장시험 인장시험( (하중 하중- -

미도용지 미도용지 신문용지 신문용지

미도용지 미도용지 신문용지 신문용지

- -변형곡선 변형곡선) )

인장강도 인장강도( (파단하중 파단하중), Kgf ), Kgf

이방성 이방성 인장강도 인장강도

손으로 손으로 만든 만든 종이 종이 미초크라프트지 미초크라프트지 도공지 도공지 copy copy용지 용지 초지 초지 셀로판 셀로판 신문용지 신문용지 Tissue Tissue

인장파단신도 인장파단신도

이방성 이방성 인장파단신도 인장파단신도

손으로 손으로 만든 만든 종이 종이 미초크라프트지 미초크라프트지 도공지 도공지 copy copy용지 용지 초지 초지 셀로판 셀로판 신문용지 신문용지 Tissue Tissue

역학특성 역학특성 굽힘파편 굽힘파편

• • 굽힘파단 굽힘파단 S S는 는 재료의 재료의 굽혀지기 굽혀지기

(M (M

(E (E는 는

굽혀지기 굽혀지기 어려운 어려운 정도를 정도를 나타낸다 나타낸다. .

(M (M은 은 moment, r moment, r은 은 곡률 곡률 반경 반경) )

는 는 Young Young율 율, I , I는 는 단면 단면 2 2차 차 moment) moment)

역학특성 역학특성 – – 굽힘파단 굽힘파단

• • 클러크 클러크 파단 파단

• • 시험편을 시험편을 끼워서 끼워서 위를 위를 향하게 향하게

지지한다 지지한다. . 파지한 파지한 부분을 부분을

회전시켜 회전시켜 어떤 어떤 각도에서 각도에서

반대측으로 반대측으로 반복한다 반복한다. .

이 이 각도의 각도의 좌우양측 좌우양측 차가 차가

90˚ 90˚가 가 된다 된다. . 이 이 끌어낸 끌어낸 길이 길이

L( L(㎝㎝) )의 의 3 3승의 승의 100 100분이 분이 1 1을 을

클러크 클러크 파단이라 파단이라 한다 한다. .

여기서 여기서 평량 평량W W는 는 ㎏㎏/ /㎡㎡, ,

두께 두께 T T는 는 m, Young m, Young 율 율 E E는 는

Pa Pa단위로 단위로 한다 한다. .

측정기 측정기

향하게 향하게

길이 길이

을 을

는 는

클러크 클러크( (저평량용 저평량용) )

역학특성 역학특성 - - 굽힘파단측정기 굽힘파단측정기

• • Taper( Taper(파단 파단) )

• • 폭 폭 38mm 38mm의 의 시험편을 시험편을 끼워 끼워

구부려 구부려, , 하중길이가 하중길이가 50mm 50mm

될 될 경우의 경우의 굽힘 굽힘 moment moment를 를


• • 이 이 굽힘 굽힘 moment moment를 를

파단 파단(Taper) (Taper)이라 이라 한다 한다. .

굽힘파단측정기 굽힘파단측정기

끼워 끼워 15˚ 15˚

50mm 50mm가 가

를 를

Taper( Taper(주로 주로 고평량용 고평량용) )

역학특성 역학특성 - - 굽힘파단 굽힘파단

• • 한쪽만 한쪽만 고정시킨 고정시킨 시험편을 시험편을 15˚ 15˚

구부리는데 구부리는데 요하는 요하는 굽힘 굽힘 moment moment

S(N· S(N·㎡㎡) ) 를 를 구한다 구한다. .

• • young young 율 율 E E 도 도 평가 평가 할 할 수 수 있다 있다

길이단위는 길이단위는 모두 모두

평량 평량

추 추 두꺼운 두꺼운 종이용 종이용

지지대 지지대 혹은 혹은 튼튼한 튼튼한 판자 판자

고정용의 고정용의 무게 무게 혹은 혹은

자석 자석

( (판상시료의 판상시료의 경우 경우) )

굽힘파단 굽힘파단

15˚ 15˚

moment moment

있다 있다. .

역학특성 역학특성 - - 내절강도 내절강도

• • 시험편을 시험편을 좌우 좌우 120˚ 120˚씩 씩 접어 접어, ,

파단될 파단될 때까지 때까지 왕복 왕복 절곡 절곡 횟수를 횟수를


• • 그 그 상용대수의 상용대수의 평방근을 평방근을 계산하고 계산하고

그 그 진수 진수( (ISO ISO 내절 내절 회수 회수) )를 를 구한다 구한다

• • 섬유 섬유 장이 장이 길면 길면 내절 내절 강도가 강도가


내절강도 내절강도

횟수를 횟수를

계산하고 계산하고

구한다 구한다. .

MIT MIT 내절시험기 내절시험기

역학특성 역학특성 – – 인열 인열 강도 강도

• • 인열 인열 강도 강도

• • 잘린 잘린 곳을 곳을 넣고 넣고, 90˚ , 90˚ 방향으로 방향으로

찢어질 찢어질 때의 때의 일을 일을 측정하고 측정하고

환산한다 환산한다. .

• • 섬유 섬유 장이 장이 길면 길면 내절 내절 강도가 강도가

강도 강도

방향으로 방향으로 잡아당겨 잡아당겨

측정하고 측정하고, , 하중으로 하중으로

강도가 강도가 올라간다 올라간다. .

종이의 종이의 강도 강도 발현에 발현에

• • 조성 조성

• • 섬유의 섬유의 길이 길이 · · 조도 조도

• • 진료의 진료의 량과 량과 분포 분포

• • 지층구조 지층구조

• • 본바탕 본바탕( (얼룩 얼룩) )

• • 방향성 방향성(MD (MD와 와 CD) CD)

• • 밀도 밀도

발현에 발현에 영향을 영향을 주는 주는 인자 인자

• • 초지의 초지의 이력 이력

• • wet press wet press

• • 고해 고해

• • 건조시의 건조시의 수축량 수축량

• • 건습 건습 · · 온도의 온도의 이력 이력

• • 환경 환경

• • 함수율 함수율

• • 온도 온도

종이의 종이의 강도 강도 · · 함수율의 함수율의

인장파단 인장파단 신도 신도

파열 파열

인장 인장

상대

습도

상

대습

도(%

) (%

)

감소 감소(%) ↔ (%) ↔

함수율의 함수율의 영향 영향

내절 내절

인열 인열 수분 수분

파열 파열

(%) ↔ (%) ↔ 증가 증가(%) (%)

파단신율 파단신율

비 비 인장강도 인장강도

비 비 인장강도 인장강도 파단신도 파단신도

무첨

가

무첨

가

size

( size

(조제

조

제) )

종이의 종이의 강도 강도 섬유조성 섬유조성

size

( size

(진료

진

료) )

무첨

가

무첨

가

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( size

(조제

조

제) )

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(진료

진

료) )

무첨

가

무첨

가

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( size

(조제

조

제) )

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(진료

진

료) )

무첨

가

무첨

가

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( size

(조제

조

제) )

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( size

(진료

진

료) )

섬유조성 섬유조성, , 고해 고해, , 첨가물의 첨가물의 영향 영향

밀도 밀도

내절강도 내절강도

밀도 밀도

내절 내절 강도 강도( (회 회) )

무첨

가

무첨

가

size

( size

(제조

제

조) )

종이의 종이의 강도 강도 섬유조성 섬유조성

size

( size

(진료

진

료) )

무첨

가

무첨

가

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( size

(제조

제

조) )

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(진료

진

료) )

무첨

가

무첨

가

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( size

(제조

제

조) )

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(진료

진

료) )

무첨

가

무첨

가

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( size

(제조

제

조) )

size

( size

(진료

진

료) )

섬유조성 섬유조성, , 고해 고해, , 첨가물의 첨가물의 영향 영향

푸리에 푸리에 화상해석에 화상해석에

종이의 종이의 섬유 섬유

화상해석에 화상해석에 의한 의한

섬유 섬유 배향분석 배향분석

초지 초지 – – 캘린더링에 캘린더링에

• • 캘린더링에 캘린더링에 의한 의한 광택도의 광택도의 상승과 상승과

백지

광택

백

지광

택


통과한 통과한 nip nip수의 수의 함수로서의 함수로서의 백지광택의 백지광택의 향상 향상(all SB (all SB 라텍스계 라텍스계 도공 도공color). color).

캘린더링에 캘린더링에 의한 의한 종이의 종이의 변화 변화

상승과 상승과 종이의 종이의 압축 압축

통과한 통과한 nip nip수의 수의 함수로서의 함수로서의 도공층과 도공층과 원지의 원지의 압축 압축(all SB (all SB 라텍스계 라텍스계 도공 도공color). color).

원지 원지

도공층 도공층


백지

광택

백

지광

택

종이의 종이의 섬유배향도란 섬유배향도란

종이 종이

초지 초지Part Part 지료 지료

진행방향 진행방향

• • 강도나 강도나 신도 신도 등의 등의 이방성 이방성( (방향성 방향성) )이 이 생김 생김

• • 종과 종과 횡으로는 횡으로는 찢어지기 찢어지기 쉬움의 쉬움의 정도가 정도가 다름 다름

섬유배향도란 섬유배향도란 무엇을 무엇을 의미하나 의미하나? ?

종이 종이

Press Part Press Part

생김 생김

다름 다름

전통적인 전통적인 손 손 종이 종이 뜨는 뜨는 방식으로 방식으로

손의 손의 위치 위치

화지 화지

• • 지료의 지료의 흐름이 흐름이 섬유배향에 섬유배향에 반영됨 반영됨

• • 섬유의 섬유의 배향방향을 배향방향을 알면 알면 종이 종이 뜨는 뜨는 방법을 방법을

• • 시대나 시대나 산지의 산지의 추정 추정

방식으로 방식으로 만든 만든 종이의 종이의 섬유 섬유 배향 배향

손의 손의 위치 위치

한지 한지

방법을 방법을 추측할 추측할 수 수 있음 있음

푸리에 푸리에 변환 변환

• • N N × × N N 화소 화소 크기의 크기의 화상 화상 f(x,y) f(x,y)

다음 다음 식으로 식으로 표현된다 표현된다. . 또 또, f , f는 는

f(x,y) f(x,y)에 에 대해서 대해서 푸리에 푸리에 변환 변환 F(k F(k x x , k , k y y ) )는 는

는 는 좌표 좌표(x, y) (x, y)에 에 휘도이다 휘도이다. .

연구의 연구의 목적 목적

• • 섬유 섬유 배향의 배향의 각도와 각도와 강도를 강도를 구하고 구하고

특징을 특징을 추출함 추출함

• • 실제 실제 종이 종이 문화재에서 문화재에서 섬유 섬유 배향을 배향을

• • 수복지의 수복지의 선택이나 선택이나 설계에 설계에 필요한 필요한

구하고 구하고, , 화지 화지 및 및 한지의 한지의 초지공정에서 초지공정에서 유래하는 유래하는

배향을 배향을 측정하고 측정하고, , 당시의 당시의 초지기술을 초지기술을 추정함 추정함

필요한 필요한 정보를 정보를 얻음 얻음

배향각도와 배향각도와 배향각도 배향각도

• • 실제의 실제의 계산 계산( (예 예) )

동적 동적 함수 함수 값으로서 값으로서 2 2치화 치화

종이 종이 표면의 표면의 광학 광학 현미경 현미경 사진 사진 (a) (a), 2 , 2치화 치화 화상 화상

배향각도 배향각도

치화 치화 고속 고속 푸리에 푸리에 변환 변환

화상 화상 (b) (b) 및 및 Power spectrum Power spectrum (c) (c)

섬유 섬유 배향을 배향을 구하는 구하는

• • digital digital 현미경에 현미경에 의한 의한 지표면의 지표면의

Ø Ø 1.7 1.7 × × 1.7 1.7 ㎟㎟

• • 푸리에 푸리에 변환화상처리 변환화상처리

Ø Ø 섬유의 섬유의 배향각도와 배향각도와 강도의 강도의

구하는 구하는 순서 순서

지표면의 지표면의 사진촬영 사진촬영

강도의 강도의 결정 결정

섬유배향의 섬유배향의 각도 각도 분포의 분포의

전방사방향의 전방사방향의 평균진폭 평균진폭

분포의 분포의 계산 계산

평균진폭의 평균진폭의 각도 각도 분포의 분포의 계산 계산

배향각도와 배향각도와 배향강도 배향강도

• • 실제의 실제의 계산 계산( (예 예) )

배향각도 배향각도 = = 단축각도 단축각도

배향각도 배향각도 = = 장축 장축 길이 길이/ / 단축 단축

배향강도 배향강도

단축각도 단축각도

길이 길이

결과와 결과와 고찰 고찰

• • 시판 시판 종이 종이

실험실에서 실험실에서 손으로 손으로

만든 만든 종이 종이

Copy Copy 지 지 지 지 손으로 손으로 만든 만든 화지 화지 중질지 중질지

굴곡시킨 굴곡시킨 섬유 섬유 모델의 모델의

• • 각 각 섬유의 섬유의 방향을 방향을 계산하지 계산하지 않고 않고 섬유 섬유 내 내

맞는 맞는 배향을 배향을 나타낸다 나타낸다. .

모델의 모델의 배향 배향 그림 그림

각 각 segment segment 의 의 길이와 길이와 각도에 각도에

결과와 결과와 고찰 고찰

• • 시판지 시판지 – – 배향각도 배향각도와 와 배향강도 배향강도 배향강도 배향강도

실험 실험 - - 시료 시료

• • 시판지 시판지

종이 종이

시험용 시험용 실험실에서 실험실에서 만든 만든 종이 종이

Copy Copy 용지 용지

손으로 손으로 만든 만든 화지 화지( (갱전용 갱전용) )

중질지 중질지

■ ■ 한지 한지

■ ■ Uiryeong Uiryeong- -k k

■ ■ Uiryeong Uiryeong- -jj

■ ■ Zangji Zangji- -k k

• • 전통기술에 전통기술에 의한 의한 손으로 손으로 뜬 뜬 종이 종이

평량 평량, g/ , g/㎡㎡

종이 종이 69.7 69.7

67.4 67.4

48.9 48.9

51.5 51.5

■ ■ 화지 화지

■ ■ Yoshi Yoshi- -jj

종이 종이

공 공 초점 초점 레이저 레이저

이용한 이용한 잉크젯 잉크젯

도트 도트 형태 형태

레이저 레이저 형광 형광 현미경을 현미경을

잉크젯 잉크젯 인쇄의 인쇄의 3 3차원 차원

형태 형태 분석 분석

머릿말 머릿말

• • 인쇄물이 인쇄물이 인간의 인간의 눈에 눈에 어떻게 어떻게

• • Ink Ink- -jet jet 방식에서 방식에서 명료한 명료한 고체 고체

측정하는 측정하는 일은 일은, , 안료 안료 ink ink 보다 보다

• • Ink Ink- -jet jet 용 용 잉크에 잉크에 포함된 포함된 형광 형광

이용하여 이용하여 측정 측정 함으로서 함으로서 ink ink- -jet jet

어떻게 어떻게 보일까는 보일까는 정착된 정착된 ink ink의 의 형대에 형대에 크게 크게 의존함 의존함

고체 고체 형상을 형상을 갖추지 갖추지 않은 않은 염료 염료 ink ink의 의 분포를 분포를

곤란함 곤란함

형광 형광 염료의 염료의 분포를 분포를 공 공 초점 초점 laser laser 주사현미경을 주사현미경을

jet jet 의 의 입체적인 입체적인 형상측정이 형상측정이 가능함 가능함

반사영상과 반사영상과 형광상 형광상

잉크젯의 잉크젯의 통상적인 통상적인

• • 잉크젯 잉크젯과 과 black ink( black ink(캐논 캐논) ) 만이 만이 각각 각각 록황 록황

유사칼라는 유사칼라는 각각 각각 적색 적색과 과 청색임 청색임

반사화상 반사화상( (좌 좌) )과 과 형광상 형광상( (우 우) )

록황 록황과 과 적색 적색의 의 형광을 형광을 발광했음 발광했음

공초점 공초점 laser laser 주사 주사 현미경 현미경

• • 칼사이스제 칼사이스제 LSM 510 LSM 510

• • 3 3차원상 차원상 구축의 구축의 기능 기능

• • 공초점 공초점 기구에 기구에 의해 의해 두께 두께 방향의 방향의

광학적 광학적 절편제작이 절편제작이 가능 가능

• • 공초점에 공초점에 의해 의해 일어나는 일어나는 광량 광량

잡기 잡기 위해 위해 laser laser 광으로 광으로 강력한 강력한

현미경 현미경

방향의 방향의

광량 광량 감소를 감소를

강력한 강력한 조명 조명

형광상의 형광상의 Catch Catch 조건 조건

• • 대상렌즈 대상렌즈

• • 화상의 화상의 면적 면적

• • 화상의 화상의 화소 화소 수 수

• • 공초점 공초점 면 면 두께 두께

• • 적층 적층 매수 매수

• • Laser Laser 주사속도 주사속도

• • 광원 광원 filter filter의 의 mode mode

• • 인자 인자 농도 농도

• • 인자 인자 기종 기종

약 약

약 약

면적율 면적율

캐논 캐논

조건 조건

30 30 혹은 혹은 60 60초 초 / / 화상 화상

20 20 매 매

면적율 면적율 10 ~ 20% 10 ~ 20%

캐논 캐논 Pixus 950i Pixus 950i

공초점이란 공초점이란

검출기 검출기

Pin hole Pin hole

Lens Lens

Lens Lens

상이 상이 일어나는 일어나는 면 면

초점 초점 면 면

3 3차원 차원 상 상 구축 구축

잉크 잉크 색과 색과 형광특성 형광특성

Color of ink Color of ink- -jet emitting jet emitting

fluorescence fluorescence

Fluorescence dye type Fluorescence dye type

Optimum exciting wavelength, Optimum exciting wavelength,

㎚㎚

Maximum fluorescence Maximum fluorescence

wavelength, wavelength, ㎚㎚

Wavelength and intensity of Wavelength and intensity of

irradiation laser, irradiation laser, ㎚㎚

Wavelength of reflected light Wavelength of reflected light

filtered, filtered, ㎚㎚

Pseudo Pseudo- -color in image color in image

(for Pulp) (for Pulp) Magenta Magenta Black Black

FITC FITC Rhod Rhod Cy5 Cy5

Optimum exciting wavelength, Optimum exciting wavelength, 490 490 550 550 650 650

520 520 580 580 667 667

488(30%) 488(30%) 543 543(100%) (100%) 633 633(80%) (80%)

505 505- -530 530 560 560- -615 615 > >650 650

Green Green Red Red Blue Blue

시료 시료

Ink Ink- -jet jet 전용지 전용지

Grade Grade Basis weight, g/ Basis weight, g/

Photo quality (A) Photo quality (A)

Photo quality (B) Photo quality (B)

High glass type (C) High glass type (C)

High glass type (D) High glass type (D)

Medium grade (E) Medium grade (E)

Medium grade (F) Medium grade (F)

Basis weight, g/ Basis weight, g/㎡㎡ 60˚ Glass 60˚ Glass

295.9 295.9 39 39

232.3 232.3 32 32

193.2 193.2 44 44

183.5 183.5 57 57

108.6 108.6 3 3

100.1 100.1 3 3

고광택 고광택 type C type C 및 및 D D

• • 고광택 고광택 type C( type C(좌 좌) ) 및 및 D( D(우 우) ) 상의 상의 마젠더 마젠더

D D

마젠더 마젠더 ink ink- -jet. Ink jet. Ink는 는 crack crack에 에 따라 따라 침투 침투

사진화질 사진화질 전용지 전용지 A A 및 및

• • 사진 사진 화질 화질 전용지 전용지 A( A(좌 좌) ) 및 및 B( B(우 우) ) 상의 상의 마젠더 마젠더

및 및 B B

마젠더 마젠더 ink ink- -jet. jet. 두께가 두께가 균일한 균일한 Coin Coin 형상 형상

고광택 고광택 type C type C 및 및 D D

주사전자현미경 주사전자현미경 사진 사진

사진화질 사진화질 전용지 전용지 A A 및 및


및 및 B B

범용지 범용지 E E 및 및 F F


사진화질전용지 사진화질전용지 A A 및 및

조감도 조감도

및 및 B B

Ink Ink- -jet jet

도공층 도공층 수용층 수용층

원지층 원지층

사진화질전용지 사진화질전용지 사진화질전용지 사진화질전용지 A A

사진화질전용지 사진화질전용지 사진화질전용지 사진화질전용지 B B

고광택 고광택 type (C, D) type (C, D)와 와

조감도 조감도

와 와 범용지 범용지(E, F) (E, F)

고광택 고광택 고광택 고광택Type Type C C

고광택 고광택 고광택 고광택Type Type D D

범용지 범용지 범용지 범용지 E E

범용지 범용지 F F

교육자료 _ 제지과학

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