건조 강도 강화제는 제지 공정에서 종이의 건조 강도(인장 강도, 파열 강도 등)를 향상시키기 위해 일반적으로 사용됩니다. 건조 강도 강화제의 효과는 종류, 메커니즘, 사용량 및 적용 전략에 따라 달라집니다.
I. 주요 유형 건조 강도제
- 전분 기반 제제
유형: 양이온 전분, 음이온 전분, 산화 전분, 인산 에스테르화 전분
특징: 널리 구입 가능하고 비용 효율적이며 문화 및 포장용지에 적합합니다. - 폴리 아크릴 아미드 (PAM)
유형: 양이온성, 음이온성 및 비이온성 PAM
특징: 분자량이 크고 강화 성능이 우수하며 고속 제지기에 적합합니다. - 폴리 비닐 알코올 (PVA)
특징: 우수한 필름 형성 특성; 화폐 및 특수지와 같은 고급지에 사용됩니다. - 키토산(천연고분자)
특징: 생분해성이고 친환경적이며, 오염이 적은 분야에 적합합니다.
II. 작용 기전
건조 강도 강화제는 주로 수소 결합, 정전기적 상호작용, 분자 얽힘, 그리고 분산 효과를 통해 섬유 간 결합을 강화하는 방식으로 작용합니다. 또한, 유지력과 배수성을 향상시켜 전반적인 강도 향상에 기여합니다.
III. 애플리케이션 위치 및 최적화 전략
첨가 지점은 흡수 효율과 최종 종이 강도에 큰 영향을 미칩니다. 다음과 같은 옵션이 있습니다.
- 펄프 펌프: 고전단 혼합; 균일한 분산에 이상적.
- 압력 스크린 전: 음이온성 쓰레기로 인한 간섭을 줄입니다.
- 헤드 박스: 최소한의 전단 분해로 PAM과 같은 빠르게 반응하는 제제에 효과적입니다.
2단계 투여 및 다른 화학물질(예: 전분 + PAM)과의 공동 첨가와 같은 전략은 공급품과 종이 등급에 따라 권장됩니다.
IV. 건조강도제 성능에 영향을 미치는 주요 요인
다음 표는 주요 영향 요인, 메커니즘 및 일반적인 최적화 효과를 요약한 것입니다.
표 1: 건조 강도제 효율성에 영향을 미치는 요인
| 요인 | 기구 | 일반적인 최적화 효과 |
|---|---|---|
| 펄프 비팅 정도 | 더 높은 강도로 휘젓는 경우 섬유 표면적과 흡착 부위가 늘어납니다. | 40°SR에서 휘젓는 경우, 최적 투여량은 0.5°SR에서보다 1~30% 낮습니다. |
| PH 값 | pH는 건조 강도제의 전하 상태에 영향을 미칩니다(예: 양이온제는 pH > 5일 때 효과가 증가합니다). | pH가 5에서 7로 상승하면 전하 균형을 유지하기 위해 투여량을 0.3~0.5% 정도 늘려야 할 수도 있습니다. |
| 에이전트 유형 | 고분자량 PAM(>10만)은 낮은 투여량에서도 섬유를 연결할 수 있습니다. 낮은 분자량의 PAM은 더 높은 투여량이 필요합니다. | 5만 MW PAM: 최적 투여량 = 1.2%; 12만 MW PAM: 최적 투여량 = 0.8%. |
| 온도 | 고온은 PAM 가수분해를 가속화하고 유효 농도를 감소시킵니다. | 5°C가 증가할 때마다 PAM 투여량을 0.2~0.3% 늘려야 할 수도 있습니다. |
| 섬유 유형 | 경재 섬유는 짧고 더 많은 접착력이 필요하고, 연재 섬유는 길기 때문에 자연스럽게 접착력이 더 좋습니다. | 티슈지(주로 경재): 투여량 1–1.5%; 인쇄용지(주로 연재): 투여량 감소. |
V. 용량-반응 곡선: 강도 대 용량
- 0-1.5의 %: 빠른 근력 증가
- 1.5-2의 %: 수익 감소
- 2-3의 %: 플래토 단계
- > 3 %: 취성 및 기계 문제 위험
섬유 브리징과 전하 중화와 같은 메커니즘은 비선형적 행동을 설명합니다.
VI. 문제 해결 및 최적화 권장 사항
다음 표는 건조 강도 제제 사용과 관련된 일반적인 문제를 진단하고 해결하는 방법에 대한 지침을 제공합니다.
표 2: 일반적인 문제 및 해결 방법
| 발행물 | 가능한 원인 | 최적화 전략 |
|---|---|---|
| 힘이 향상되지 않음 | 복용량이 부족하거나 호환성이 좋지 않음 | 복용량을 1~2% 늘리거나, 동일한 전하 유형의 제품을 사용하세요. |
| 종이가 부서지기 쉬워진다 | 과다 복용 또는 과도한 필름 형성 | 복용량을 0.5~1%로 줄이거나 보유/PAM 공동 첨가 시스템을 수정하세요. |
| 제지기의 느린 배수 | 건조 강도 제제의 너무 긴 분자 사슬 | 농도를 0.1~0.3%로 낮추거나 점도가 낮은 제품으로 전환하세요. |
VII. 참고 사항 및 모범 사례
- 완전한 혼합을 위해 정적 믹서나 난류 장치를 사용하세요.
- 희석 비율: 응집을 방지하기 위해 10~20배로 희석합니다.
- 유량과 기계 속도에 따라 자동으로 투여됩니다.
- 호환되는 pH 범위: 양이온제의 경우 5~7, 음이온 PAM의 경우 >7.
- 반대 전하를 띤 첨가제를 동시에 첨가하지 마십시오.
- 과다 투여를 방지하기 위해 기계 배수 및 섬유 유연성을 모니터링합니다.
건조 강도제 투여량과 지력의 관계는 S자 곡선을 따릅니다. 최적의 성능은 실험적 검증과 실시간 조정의 조합에 달려 있습니다. 이점을 극대화하고 비용이나 운영 위험을 최소화하려면 재료, 지류 등급 및 운영 조건에 따른 맞춤형 접근 방식이 필수적입니다.
