매일 종이가 어떻게 만들어 졌는지 생각해 본 적이 있습니까? 펄프 및 종이 제조 공정은 과학, 기계 및 수세기 전의 지식의 매혹적인 조화로 목재와 재활용 재료를 노트북에서 포장에 이르기까지 모든 것으로 바꿉니다.
이 게시물에서는 펄프와 종이 제조가 실제로 무엇인지, 오늘날의 세계에서 중요한 이유, 그리고 시간이 지남에 따라 어떻게 진화했는지 알게 될 것입니다. 원자재 준비 및 펄프 핑에서 시트 형성 및 마무리에 이르기까지 각 단계를 안내합니다. 당신이 호기심 많은 학생이든 종이를 만드는 것에 대한 것을 이해하고 싶든이 안내서는 당신을위한 것입니다.
펄프는 모든 종이 제품의 출발점입니다. 나무 나 재활용 종이와 같은 식물 재료를 분해하여 만든 습한 섬유 혼합물입니다. 일단 분리되면 섬유는 얇은 시트, 즉 종이로 형성 될 수 있습니다. 그러나 모든 펄프가 같은 방식으로 만들어지지는 않습니다. 사용 된 섬유의 유형과 셀룰로오스가 왜이 과정에서 진정한 영웅 인 이유를 분류합시다.
소나무 또는 가문비 나무와 같은 소프트 우드 섬유는 더 길고 유연합니다. 이것은 종이를 더 강하고 내구성이 뛰어납니다.
나무 섬유 (예 : 자작 나무 또는 유칼립투스)는 짧고 매끄 럽습니다. 그들은 인쇄를위한 정밀하고 심지어 표면을 만드는 데 도움이됩니다.
| 섬유 | 길이 | 용지 강도 | 일반적인 사용 |
|---|---|---|---|
| 침엽수 | 긴 | 높은 | 포장, 판지 |
| 견목 | 짧은 | 낮추다 | 인쇄 용지, 조직 |
여기에는 바가스 (사탕 수수 잔류 물), 아마 , 면 및 대마가 포함됩니다 . 그들은 종종 전문 논문이나 나무가없는 출처가 선호되는 곳에서 사용됩니다.
Bagasse는 가볍고 일반적으로 식품 포장에서 발견됩니다. 면은 통화 나 아트 페이퍼와 같은 부드럽고 고품질 용지를 만듭니다.
재활용 종이는 청소, 재 펄링 및 재사용됩니다. 처녀 섬유보다 짧고 약하지만 여전히 유용합니다.
그들은 종종 종이의 내구성과 질감을 향상시키기 위해 더 강한 섬유와 혼합됩니다.
셀룰로오스는 모든 식물성 섬유에서 발견되는 핵심 물질입니다. 거칠고 유연하며 다른 섬유와 잘 어울립니다. 그것이 함께 붙잡는 시트를 형성하는 데 완벽하게 만듭니다.
리그닌은 나무의 접착제처럼 작용합니다. 섬유를 단단히 고정하지만 제거해야합니다. 그렇지 않으면 종이가 노란색과 부서지기 쉬운 경우.
헤미 셀룰로스는 섬유 사이의 결합에 도움이됩니다. 셀룰로오스보다 부드럽지만 유연성과 시트 형성을 지원합니다.
원시 통나무에서 완성 된 용지로의 여정에는 여러 단계가 포함됩니다. 각 단계는 식물 섬유를 강력한 인쇄 가능한 시트로 조심스럽게 변형시킵니다. 이 섹션은 핵심 제조 단계를 안내하며 오늘날 펄프 및 페이퍼 밀에 사용되는 전통적인 기술과 현대 기술을 모두 강조합니다.
통나무는 먼저 큰 드럼 드럼을 통과하여 물을 뿌려서 물을 뿌려 껍질을 제거합니다. 깨끗한 통나무는 고속 치퍼로 이동하여 일관된 펄프 핑 결과를 위해 작고 균일 한 칩으로 자릅니다.
펄프 핑 중에 효율적인 요리와 일관된 섬유 분리를 보장하기 위해 목재 칩은 작고 균일해야합니다.
통나무는 일반적으로 관리되는 산림에서 수확되거나 제재소 및 목재 가공 공장의 잔류 물로 얻습니다.
가지 나 트리밍과 같은 산림 파편도 부서지고 비용 효율적인 섬유 소스로 사용됩니다.
| 재료 소스 | 장점 |
|---|---|
| 제재소 남은 음식 | 저렴한, 이미 목재 폐기물을 감소시킵니다 |
| 관리 된 산림 통나무 | 강력하고 신선한 섬유, 특히 크래프트 종이의 경우 |
| 로깅 잔류 물 | 저급 목재를 사용하고 처리를 줄입니다 |
Stone Groundwood (SGW) : 로그는 대규모 연삭 휠에 밀려서 최소한의 화학적 사용으로 섬유를 추출합니다.
정유 기공 펄프 핑 (RMP) : 우드 칩은 고압 하에서 회전 금속 디스크를 사용하여 정유기에 파쇄됩니다.
TMP (Thermo-Mechanical Pulping) : 정제하기 전에 칩을 증기 전처리하여 밝기 및 섬유 유연성을 향상시킵니다.
기계식 펄프는 대부분의 목재 구조를 유지하지만, 이는 무거운 표백없이 강도와 어두운 종이로 이어집니다.
크래프트 공정 : 강력한 알칼리성 용액을 사용하여 셀룰로오스 섬유를 그대로 유지하면서 리그닌을 용해시킵니다.
황산염 공정 : 산성 기반 방법, 특수 종이의 경우 더 좋지만 크래프트에 비해 펄프가 약해집니다.
칩은 화학 물질로 가볍게 요리 한 다음 기계적으로 정제됩니다. 골판지 박스와 같은 고유성 제품의 경우 완벽합니다.
| 특성 | 기계적 펄프 | 화학 펄프 |
|---|---|---|
| 섬유 강도 | 리그닌이 유지되어 낮습니다 | 전체 리그닌 제거로 인해 높습니다 |
| 생산하다 | 높은 (90–95%) | 중간 (45–55%) |
| 밝기 (표백제 후) | 중간 | 높은 |
| 일반적인 용도 | 카탈로그, 신문, 전단지 | 사무실, 포장 |
펄프 핑 후, 매듭, 나무 껍질 및 모래와 같은 잔해는 장비 손상과 종이 품질이 좋지 않도록 분리되어야합니다.
원심 세정제는 펄프 슬러리를 고속으로 회전시켜 그릿 및 금속 조각과 같은 조밀 한 오염 물질을 제거합니다.
청정 펄프는 심지어 시트 형성을 보장하고 남은 단단한 입자 나 목재 덩어리로 인한 종이 파손을 피합니다.
표백으로 인해 펄프가 더 밝아지고 최종 용지의 모양이 향상됩니다. 화학 펄프는 기계식 펄프보다 더 깊은 표백이 필요합니다.
왜 표백제인가? 표백되지 않은 펄프는 특히 빛이나 시간이 지남에 따라 쉽게 변색되는 어두운 종이를 생성합니다.
일반적인 제제 : 과산화수소는 온화하고, 이산화 염소는 매우 효과적이며, 오존은 빠르게 작동하지만 비싸다.
다른 접근법 : 기계적 펄프는 수율을 보존하기 위해 가볍게 표백됩니다. 화학 펄프는 백색도를 위해 완전히 표백됩니다.
| 표백제 | 효율성 | 비용이 | 가장 좋습니다 |
|---|---|---|---|
| 과산화수소 | 보통의 | 낮은 | 재활용 또는 기계식 펄프 |
| 이산화 염소 | 높은 | 보통의 | 크래프트 및 황산염 화학 펄프 |
| 오존 | 매우 높습니다 | 높은 | 고 브리트 스페셜티 페이퍼 |
정제는 표면을 거칠게하고보다 유연하고 연동하여 섬유를 더 잘 결합 할 준비를합니다.
잘 정제 된 섬유는 시트 형성 동안 더 단단하고 내구성있는 결합을 형성하여 더 강한 종이를 만듭니다.
디스크 리파이너 : 고속 회전 디스크는 융기 된 금속 플레이트 사이에 펄프를 갈아 섬유 모양 및 길이를 조정합니다.
원뿔형 리파이너 : 압력 및 원뿔 모양의 챔버를 사용하여 펄프를 균일 한 섬유로 얇게 썰고 압축하십시오.
과잉 자료는 섬유를 너무 짧게 삭감하여 시트를 약화시키는 반면, 부적절한 형태는 섬유 결합과 거친 질감을 초래합니다.
적절한 정제는 종이의 부드러움, 인장 강도 및 인쇄 성을 취성 또는 고르지 않고 향상시킵니다.
수진 펄프 혼합물은 헤드 박스 에서 로 골고루 퍼져 움직이는 와이어 메쉬 종이 시트를 형성하기 시작합니다.
중력 및 흡입은 대부분의 물을 제거하여 습식 섬유 매트를 누를 준비가되어 있습니다.
젖은 매트는 펠트로 감싸는 무거운 롤러를 통과하여 더 많은 물을 짜고 섬유를 함께 압축합니다.
이는 시트 강도를 향상시키고 섬유 결합을 손상시키지 않고 더 빠른 건조를 위해 웹을 준비합니다.
일련의 가열 된 실린더는 남은 수분을 증발시켜 최종 제품에서 수분 함량을 약 5%로 줄입니다.
| 단계 | 수분 함량 (%) |
|---|---|
| 형성 후 | ~ 99% |
| 누른 후 | ~ 50–60% |
| 건조 후 | ~ 4–6% |
캘린더링 : 종이는 매끄럽고 가열 된 롤러 사이를 통과하여 표면을 평평하게하고 두께의 변화를 줄입니다.
코팅 및 사이징 : 표면은 전분, 점토 또는 라텍스로 처리되어 인쇄 품질 및 잉크 저항을 개선 할 수 있습니다.
절단 및 포장 : 연속 용지 롤은 관리 가능한 크기 나 시트로 얇게 썰어 배달을 위해 포장됩니다.
최종 마무리 단계는 인쇄 또는 접는 응용 분야의 용지의 질감, 무게, 광택 및 성능을 결정합니다.
종이 생산은 조정 된 기계 시스템에 달려 있습니다. 각각은 생 목에서 완성 된 종이로 전환 할 때 특정 작업을 처리합니다. 껍질 제거부터 최종 시트를 평활화하는 것 까지이 기계는 모든 시트가 품질 표준을 충족하도록하기 위해 순서대로 작동합니다. 프로세스 전반에 걸쳐 사용되는 필수 기계를 살펴 보겠습니다.
Debarker는 부서지기 전에 통나무에서 껍질을 제거합니다. 이 단계는 껍질이 오염과 손상 기계를 하류로 유발할 수 있기 때문에 중요합니다. Debarker 내부에는 로그가 큰 드럼으로 회전하는 동안 물 제트는 껍질을 풀고 벗겨냅니다. 정리되면 로그가 치퍼에 들어갈 준비가되었습니다.
Chipper는 처리하기 쉬운 작고 균일 한 목재 칩에 Defarked 로그를 자릅니다. 날카 롭고 회전하는 블레이드를 사용하여 로그를 빠르고 효율적으로 슬라이스합니다. 칩은 크기가 일관성이 있어야하여 소화조에서 균등하게 요리하거나 기계적 공정에서 제대로 정제해야합니다. 고르지 않은 칩은 펄프 품질이 좋지 않을 수 있습니다.
소화조는 화학적 펄프 핑의 중심입니다. 그것은 열과 화학 물질로 목재 칩을 요리하여 리그닌을 분해하여 셀룰로오스 섬유를 제거합니다. 소화조는 배치와 연속적인 두 가지 형태로 제공됩니다. 배치 소화기는 한 번에 하나의 하중을 처리하는 반면, 연속 소화기는 비 층간 작동하므로 대량으로 강력한 크래프트 펄프를 생성하는 데 이상적입니다.
풀퍼는 생 섬유 나 재활용 종이를 물과 혼합하여 슬러리를 만듭니다. 블레이드 또는 로터는 혼합물을 교반하여 재료를 별도의 섬유로 분해합니다. 신선한 목재 펄프 및 재활용 작업을위한 핵심 기계입니다. 재활용 종이의 경우, 펄퍼에는 종종 정제하기 전에 중고 용지를 청소하는 데 도움이되는 소심 단계가 포함됩니다.
정제자는 섬유 모양과 표면 질감을 수정하여 제지 중에 더 단단히 결합 할 수 있도록 도와줍니다. 회전 디스크 또는 원뿔을 사용하여 섬유를 부드럽게 자르고 섬유화합니다. 정제 수준은 인쇄물이 얼마나 잘 인쇄되는지에 이르기까지 종이 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 과잉 자료는 섬유를 손상시키고 최종 제품을 약화시킬 수 있습니다.
Fourdrinier 기계는 움직이는 메쉬 와이어를 가로 질러 펄프를 퍼뜨려 용지 시트를 형성합니다. 섬유 매트가 형성되면 메쉬를 통해 물이 배출됩니다. 메쉬 아래의 진공 상자는 더 많은 물을 제거하는 데 도움이됩니다. 이 섹션에서는 시트 균일 성과 섬유 분포를 결정하며, 이는 매끄럽고 일관된 종이 롤 또는 시트를 만드는 데 중요합니다.
누른 후, 젖은 종이는 큰 증기 가열 된 건조기를 통해 움직입니다. 이 실린더는 시트가 목표 건조에 도달 할 때까지 점차 수분을 제거합니다. 다음으로,이 시트는 캘린더를 통과합니다. 이 단계는 제품이 광택이 있는지, 무광택인지 또는 코팅되지 않은지에 따라 종이의 두께, 질감 및 마감을 조정합니다.
책, 사무실 문서 및 전문 논문에 사용됩니다.
쉬운 잉크 흡수를위한 부드러운 표면.
일반적인 유형에는 채권 용지 및 복사 용지가 포함됩니다.
프린터, 팩스 기계 및 복사기에 적합합니다.
배송 중 제품을 보호하고 제시합니다.
힘과 눈물 저항으로 알려진 크래프트 종이가 포함되어 있습니다.
포장, 쿠션 및 충전 상자에 사용됩니다.
부드럽고 흡수성 재료로 만들어졌습니다.
화장지, 종이 타월, 냅킨 및 얼굴 조직이 포함되어 있습니다.
높은 흡수성을 제공하면서 피부에 부드럽게 설계되었습니다.
광택 : 밝은 색상과 날카로운 세부 사항이있는 사진 인쇄에 이상적입니다.
무광택 : 비 반사 표면, 아트 인쇄 및 읽기 쉬운 문서에 적합합니다.
코팅 : 고품질 잡지, 브로셔 및 마케팅 자료에 사용됩니다.
인장 강도 테스트는 파손되기 전에 얼마나 많은 힘 종이를 처리 할 수 있는지 측정합니다. 이 속성은 포장과 같은 스트레칭에 저항 해야하는 제품에 사용되는 종이에 중요합니다. 인장 강도가 높을수록 종이가 찢어지지 않고 스트레스를 견딜 수 있습니다.
눈물 저항 테스트는 종이가 압력을받는 방법을 결정합니다. 이것은 종이에 날카로운 힘을받을 수있는 가방이나 봉투와 같은 제품에 특히 중요합니다. 강한 눈물 저항은 종이가 사용하는 동안 무결성을 유지하는 데 도움이됩니다.
불투명도 테스트는 논문을 통해 빛의 양을 측정하는 반면 밝기는 빛의 양을 측정합니다. 이러한 특성은 종이의 외관, 특히 인쇄에 영향을 미칩니다. 더 높은 불투명성과 밝기는 인쇄 재료의 시각적 매력과 명확성을 향상시킵니다.
부드러움은 종이의 표면 질감을 말해 잉크가 퍼지는 방식에 영향을 미칩니다. 더 부드러운 종이를 사용하면 더 명확하고 선명한 인쇄물을 허용하여 고품질 인쇄 제품에 이상적입니다. 표면이 거친 종이는 잉크 흡수 및 인쇄 선명도에 문제가 발생할 수 있습니다.
인장 테스터 : 파손되기 전에 종이 강도와 신장을 측정합니다.
Elmendorf Tear Tester : 통제 된 조건 하에서 종이의 눈물 저항을 평가합니다.
불투명성 및 밝기 미터 : 시각적 품질을위한 빛의 전송 및 반사를 측정하십시오.
표면 프로파일 러 : 종이 부드러움을 측정하여 인쇄 품질을 보장하는 데 사용됩니다.
| 과제 | 설명 |
|---|---|
| 섬유 변동성 | 섬유질 품질과 구성의 변화는 종이의 강도와 일관성에 영향을 미칩니다. |
| 수분 및 건조 제어 | 수분 수준을 관리하는 것이 중요합니다. 과도한 수분은 종이를 약화시키고 불충분 한 수분은 갈라질 수 있습니다. |
| 장비 마모 및 유지 보수 | 기계를 지속적으로 사용하면 마모가 발생하여 정기적 인 유지 보수 및 업그레이드가 필요합니다. |
| 에너지와 물 소비 | 높은 에너지 및 수자원 사용은 종이 생산에 내재되어 있으며 비용 관리 및 지속 가능성의 과제를 제시합니다. |
재활용 섬유의 사용은 제지 산업에서 기회가 커지고 있습니다. 재활용 재료를 통합하여 제조업체는 비용을 줄이고 환경 영향을 최소화 할 수 있습니다. 기술의 발전은 이제 고품질 재활용 섬유를 허용하여 강도 나 내구성을 손상시키지 않고 종이를 생산하기위한보다 지속 가능한 옵션이됩니다.
정제 및 형성 기술은 계속 발전하여 종이 제품의 품질을 향상시킵니다. 새로운 정제 기술은 섬유 결합을 향상시켜 더 강한 종이로 이어집니다. 한편, 더 나은 형성 방법은 더 부드럽고 일관된 시트를 만들어 결함을 줄이고 제품 균일 성을 향상시키는 데 도움이됩니다.
프로세스 제어의 자동화는 종이 제조를 재구성하고 있습니다. 자동화 된 시스템을 사용하면 자동화 된 시스템을 사용하면 제조업체가 수분 수준 및 온도와 같은 생산 매개 변수를 조정할 수 있습니다. 이로 인해 일관성이 향상되고 결함이 적고 생산 공정에서 전반적인 효율성이 향상됩니다.
펄프 및 종이 제조 공정에는 원료 준비, 펄프 핑, 표백, 정제 및 제지를 포함한 몇 가지 주요 단계가 포함됩니다. 각 단계는 고품질 용지와 효율성을 보장하는 데 중요합니다. 이러한 프로세스의 숙달은 제품 일관성을 유지하고 산업 표준을 충족시키는 데 필수적입니다.
재활용 섬유 및 자동화와 같은 발전으로 종이 제조의 미래는 유망 해 보입니다. 이러한 혁신은 지속 가능성과 생산 효율성을 향상시켜 발전하는 제지 산업에보다 친환경적이고 비용 효율적인 솔루션을 제공 할 것입니다.
펄프는 종이를 만드는 데 사용되는 섬유질 재료입니다. 종이는 펄프를 시트로 처리하여 만든 완제품입니다.
Softwood는 강도를 위해 긴 섬유를 제공하는 반면, 경재는 종이의 부드러움과 더 나은 인쇄 성을위한 더 짧은 섬유를 제공합니다.
펄프는 산소, 과산화수소 또는 오존을 사용하여 표백하여 환경 영향을 줄이고 염소 기반 화학 물질을 피할 수 있습니다.
[1] https://www.pulpandpaper-technology.com/articles/pulp-andpaper-manufacturing-process-in-thepaper-industry
[2] https://extension.okstate.edu/fact-sheets/basics-of-paper-manufacturing.html
[3] https://www.princeton.edu/~ota/disk1/1989/8931/893104.pdf
[4] https://www.deskera.com/blog/paper-manufacturing-process-how-paper-is-made/
[5] https://www.vectorsolutions.com/resources/blogs/papermaking-process/
[6] https://www.draeger.com/content/documents/content/pulp-paper-note-pdf-10780-en-us-2106-3.pdf
[7] https://www.slideshare.net/slideshow/paper-manufacturing-process/79334000
[8] https://www.youtube.com/watch?v=e4c3x26dxbm
