목재섬유 수종의 특징 및 펄프화법

목차

1. 목재섬유 수종의 특징
(1)침엽수
(2)활엽수

2.펄프화법
(1)기계펄프
(2)화학펄프
(3)세미케미컬펄프

본문내용

회수하는 합리적인 펄프화법이 되었다. 아황산법보다 회수공정이 쉽고 생산성이 높으며, 활엽수 등 어느 수종이든 펄프화할 수 있는 장점이 있다.
②아황산펄프(설파이트펄프) : 넓은뜻으로 아황산 또는 아황산염을 함유한 증해액으로 만든 펄프로, 아황산의 비율에 따라 바이설파이트법, 중성아황산법으로 나뉜다. 화학펄프는 산성아황산법으로 만들며, 크라프트법의 증해액이 pH14에 가까운 데 비해 산성아황산법에서는 1∼1.5이다. 증해액은 아황산이 석회석과 반응하여 생기는 산성아황산 칼슘액인데, 최근 칼슘 대신 나트륨·마그네슘·암모니아를 써서 만드는 경우가 많다. 산성아황산법은 증해액을 서서히 가온하여 반응시키는데, 최고온도가 135℃로 크라프트법보다 낮고 약품의 침투속도도 느려서 증해에 8∼10시간이 소요되며 생산성 면에서도 크라프트법에 뒤진다. 그러나 부드러운 양질의 종이나 셀룰로오스의 순도가 높은 용해 펄프를 만드는 데 적합하므로 세계적으로 대량 제조되고 있다. 아황산에서는 아황산(H2SO3)과 중아황산 이온(HSO3-)이 리그닌을 공격 용출시키는데 이용된다. 화학 반응 기구를 보면, 리그닌을 주로 리그노술폰산의 염 형태로 제거되므로 분자 구조는 대부분 원 상태로 그대로 남는다. 중아황산의 염기는 주로 칼슘, 마그네슘, 나트륨 및 암모늄이다. 아황산 펄프화법은 광법위한 pH 범위에 걸쳐 가능하다. 산성 아황산법은 과량의 유리 아호아산(pH 1-2)으로 펄프화하는 것이며, 중아황산법은 덜 산성적인 조건(pH 3-5)하에서 펄프화가 이루어진다. 아황산 펄프는 크라프트 펄프보다 색이 희고 표백이 용이하다. 그러나, 종이는 동일수준의 크라프트지보다 강도가 약하다. 아황산 펄프화법은 가문비나무, 전나무 및 미국솔송나무와 같은 침엽수재는 펄프화가 곤란하다. 수종의 선택, 펄프 강도의 취약, 약품회수의 곤란 등이 아황산 펄프화법이 크라프트법에 왕위를 물려 준 주요 이유이다. 전목재 칩화(whole tree chipping) 경향은 수피의 혼입이 허용되지 않는 아황산 펄프화법을 더욱 궁지로 몰아 넣고 있다. 최종 용도에 따라 다양한 등급의 아호아산 펄프가 생산된다. 고수율 펄프제조에는 유리아황산이 낮은, 즉 중아황산 이온이 주종을 이루는 증해액이 주로 사용된다.
③기타 화학펄프 : 크라프트 펄프는 황화합물에 의해 특유의 냄새가 나므로 알칼리성 증해를 목표로 산소알칼리 증해도 일부에서 행해지고 있다.
(3)세미케미컬펄프
세미케미컬법으로 제조한 펄프. SCP로 약칭되며 세미케미컬펄프라고도 한다. 주로 활엽수칩을 원료로 사용한다. 성질은 화학펄프와 기계펄프의 중간이며 수율(收率)이 높다. 세미케미컬법은 목재나 비목재의 셀룰로오스원료를 경도(輕度)로 증해(蒸解)하여 부드럽게 한 뒤, 리파이너(refiner)로 기계적으로 해섬(解纖)함으로써 펄프를 만드는 방법이다. 최근에는 아황산나트륨과 탄산나트륨을 증해약품으로 한 ＜중성 아황산케미컬법(NSSC법)＞이 가장 많이 이용되는데, 수산화나트륨 외에 아황산법이나 크래프트법의 증해약액을 세미케미컬법의 증해에 이용하는 때도 있다. 세미케미컬펄프는 원료칩 속의 리그닌과 헤미셀룰로오스를 상당량 남겨둔 채 펄프화하기 때문에 강성(剛性)이 있는 빳빳한 종이를 만들 수 있고, 수율도 65∼85％로 높아서 제조에 필요한 에너지도 기계펄프에 비해 상당히 적게 든다. 미표백펄프는 골판지의 가운데심원지용[中心原紙用]으로 대량 사용되며, 기계펄프와 함께 신문용지의 원료로서 이용된다. 또 표백펄프는 제지원료로서 화학펄프와 함께 이용된다.
화학펄프는 백색도가 높은 대신 가격이 비싸고, 기계펄프는 가격은 싸지만 품질이 떨어진다. 이에 값싸고 품질 좋은 펄프를 목표로 하여 만들어진 것이다. 증해액은 중성아황산나트륨과 소량의 탄산나트륨으로 구성되며, 증해는 펄프 수율(收率)이 약 65∼70％가 되는 조건이 설정된다. 이 정도에서 칩의 모양은 그대로 보존되기 때문에 리파이너에 의해 섬유로 이해(離解)한다. 증해 배액의 농도가 낮기 때문에 회수가 어려워 생산량은 그다지 증가하지 않았다. 케미메커니컬펄프는 수산화나트륨용액을 써서 칩의 처리온도 80℃ 정도에서 단시간 처리한 뒤 리파이너로 펄프화하는 것으로, 수법에 있어서 양자에 차이는 없으나 약품의 종류, 화학처리의 정도에서 세미케미컬펄프와 구별되는 경우가 있다. 반화학 펄프는 물리적, 화학적 처리를 병행하기 때문에 화학적 처리과정에서 펄프의 수율 및 리그닌 함량을 조절할 수 있다. 따라서 펄프수율 및 품질은 기계펄프와 화학펄프 중간이며, 대부분 신문용지와 저급원료로 사용된다. 반화학 펄프화법은 기계 및 화학 펄프화법을 조합한 것이다. 우선 목재 칩이나 원목을 부분적으로 연화시키거나 약품으로 약간 증해한 다음 펄프화 작업의 일환으로 작업의 대부분을 기계적인 처리로 행하는 것으로, 이때는 주로 디스크 리파이너를 이용한다.반화학 펄프화법의 수율은 순수한 기계 펄프화법과 화학 펄프화법 간의 중간인 55-90% 범위이다. 이 반화학 펄프화법은 다양한 용도와 몇 가지 특별한 성질을 지니고 있다. 그대표적인 보기로 75% 수율의 펄프는 골판지의 중심층, 즉 골심지 제조에 적합한 빳빳(stiffness)를 나타낸다.
국내 각 펄프화법별 펄프생산 중 기계펄프는 쇄목펄프와 열기계펄프가 생산되며, 화학펄프는 크라프트 펄프가 생산되고 있다. 펄프 총생산량은 매년 증가 추세이며, 쇄목펄프는 매년 생산량이 감소되고 있고, 열기계펄프는 1990년부터 생산되기 시작하여 현재 약 7만톤 정도를 생산하고 있다. 화학펄프는 1970년대부터 약 5천톤 정도에서 매년 증가하여 1990년부터 약 16만톤 이상을 생산하고 있다. 그러나 기계펄프, 화학펄프의 국내 자급율은 약 20%로서 80%이상을 수입펄프에 의존하고 있다.
지금까지 펄프화법의 종류 및 펄프의 특징을 간략하게 살펴보았다. 우리가 사용하는 펄프의 대부분은 고백색의 펄프이다. 그런데 각종 펄프화법으로 생산된 펄프는 대부분 착색되어 있다. 이 착색정도는 원목의 생육지, 증해방법에 차이가 있으며, GP와 TMP는 크림 내지는 황색, SP는 크림내지 적색, KP는 검은 갈색, AP는 갈색 내지 황색을 띠고 있다.

키워드

활엽수,   침엽수,   기계펄프,   화학펄프,   반화학펄프