The effects of stirring speed during filler modification by dual polymers on flocculation and reflocculation of PCC (precipitated calcium carbonate) particles and its effect on handsheet properties were elucidated. PCC surface was modified by adsorbing A-PAM (anionic polyacrylamide) and C-starch (cationic starch) in series at various stirring speeds. It was found that increasing stirring speed during filler modification decreased the initial floc size of PCC. Continuous stirring with the same

more »

... eed for filler modification resulted in the decrease of a floc size, eventually reached a steady state. The variations in a floc size was influenced by the stirring speed during filler modification: the lower the stirring speed during filler modification, the larger the floc size variations. Conclusively, the stability of PCC floc could be improved by increasing the stirring speed. In addition, the stirring speed influenced the handsheet properties. The smaller the PCC floc, the lower the strength of handseet. However, too much larger floc size also deteriorated paper strength. There exists an optimum floc size in term of paper strength which shall be controlled by stirring speed during filler modification. strength 54 최도침 원종명 조병욱 펄프 종이기술 47(2) 2015 1. 서 론 최근 제지산업은 원가절감이 가장 큰 화두이다. 제 지업계에서 원가절감을 이루기 위해서 많은 방법들이 시도되고 있는데 그 중 가장 효과적인 방법은 상대적으 로 비싼 펄프의 사용량을 감소시키고, 이를 상대적으 로 가격이 저렴한 충전제로 대체하는 것이다. 1) 충전제 의 사용량을 증가시키면 부수적으로 건조 에너지를 저 감시킬 수 있으며, 종이의 광학적 성질, 인쇄적성 등의 향상효과를 얻을 수 있다. 2,3) 종이 내 충전제 함량이 증 가하게 되면 종이의 강도가 저하된다는 것은 잘 알려진 사실이다. 이는 섬유와의 결합력이 없는 충전제가 섬 유와 섬유 사이에 위치하게 되면 섬유 간 결합을 방해 하기 때문이다. 4) 이러한 문제점을 해결하기 위해서 여러 연구가 진행 되어져 왔다. 지력증강제를 이용하거나 선응집기 술, 5,6) LbL 기술, 7-9) 충전제 투입위치 이원화 기술, 10-13) 루멘 로딩, 14,15) 고분자를 이용한 충전제 표면 개질 기 술 16-18) 등 많은 연구가 발표되었다. 충전제 표면 개질 에 주로 사용된 고분자들은 전분, 셀룰로오스, 키틴, 라 텍스 등이고 이는 Shen 등 16) 에 의해서 잘 정리되어 보 고되었다. 상대적으로 저렴한 가격과 우수한 지력증강 효과 때문에 전분이 많이 이용되어졌다. 이 기술은 전 분을 겔화시키고 충전제 표면에 도포 후 건조, 분쇄하 는 공정(전분-겔-코팅 개질법)을 포함하여, 제지공정 에서 바로 적용하기에는 공정이 복잡한 문제점이 있 다. 이 한계를 극복하기 위하여 제지공장 현장에서 충 전제 슬러리에 고분자를 투입하여 충전제 표면에 고분 자를 흡착, 도포하는 방법이 제시되었다. Kim 등은 경 질탄산칼슘(precipitated calcium carbonate, PCC)을 양이온성 전분으로 전처리하여 동일 회분량에서 종이 의 강도저하를 완화시킬 수 있음을 보고하였다. 17) Choi 등은 이중고분자 시스템을 적용하였다. 18) 음이온 성 PAM(anionic polyacrylamide, A-PAM)과 양이온 성 전분(cationic starch)을 PCC 표면에 차례로 흡착시 킨 충전제를 사용하여 고충전지를 제조하고자 하였으 며, 이중고분자를 표면에 흡착한 충전제를 사용하여 충전제 증가에 따른 강도 저하 현상을 완화 시킬 수 있 다고 보고하였다. 고분자에 의해 도포된 충전제의 분산 상태는 종이의