현대 제지에서 표면 사이징제의 중요성

비 오는 날 배송 시 물에 젖어도 손상되지 않는 배송 상자나 번짐 없이 선명하고 생생한 이미지를 보여주는 잡지 페이지를 상상해 보세요. 표면 사이징제는 종이의 표면 특성을 변화시켜 이러한 결과물을 가능하게 합니다.

• 그들 흡수를 줄여 잉크와 페인트가 표면에 남아 있도록 합니다. 인쇄 선명도도 향상됩니다.

• 이러한 에이전트 방수성과 기계적 강도를 향상시킵니다포장재와 특수지의 내구성을 향상시킵니다.

• 포장 산업에서는 고품질의 탄력 있는 소재를 위해 플라스틱을 사용합니다.

주요 요점

• 표면 사이징제는 종이를 더 튼튼하고, 방수성이 뛰어나고, 인쇄에 더 적합하게 만들어 종이의 품질을 개선합니다.

• 이 제품은 종이에 보호막을 형성하여 잉크를 선명하게 유지하고 물로 인한 손상을 방지합니다.

• 다양한 지역과 산업에는 현지 수요와 규정을 충족하기 위한 특정 표면 사이징제가 필요합니다.

• 전분 기반, 고분자 및 음이온성 제제는 각각 고유한 이점을 제공하며 다양한 종이 용도에 적합합니다.

• 표면 사이징제를 적절히 적용하려면 코팅 방법과 공정 조건을 신중하게 제어해야 합니다.

• 친환경 및 생물 기반 사이징제 환경 규제와 소비자 선호도로 인해 수요가 증가하고 있습니다.

• 코팅 결함과 같은 과제 거품비용과 성과의 균형을 맞추려면 숙련된 관리가 필요합니다.

• 지속 가능한 하이브리드 사이징제의 혁신은 환경에 미치는 영향을 줄이는 동시에 종이의 품질을 개선하는 데 도움이 됩니다.

중요성

용지 품질

표면 사이징제 종이의 품질을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 종이 시트가 형성되고 부분적으로 건조된 후, 이러한 물질을 표면에 도포합니다. 섬유를 서로 접착하는 매끄럽고 고른 층을 형성하여 두 가지 모두를 향상시킵니다. 표면 강도 그리고 굽힘 강성이 공정은 포장재 및 특수 용지에 필수적인 찢어짐과 접힘에 강한 종이 표면을 만들어냅니다. 표면에 필름을 형성하여 액체 침투를 차단하는 장벽 역할도 합니다. 이 장벽은 내수성 잉크가 섬유에 스며드는 것을 방지하여 더욱 선명하고 생생한 인쇄물을 얻을 수 있습니다. 변형 전분, 양이온성 첨가제 및 공중합체는 기계적 특성과 인쇄 품질을 더욱 향상시키지만, 이러한 향상으로 인해 생산 비용이 증가할 수 있습니다.

참고: 평가 테스트 등 코브, 스토키그트, 그리고 헤라클레스 제조업체가 종이의 물과 잉크 침투 방지 정도를 측정하여 최종 제품이 엄격한 품질 기준을 충족하는지 확인하는 데 도움이 됩니다.

산업 요구

제지 산업은 전 세계 시장에서 다양하고 끊임없이 변화하는 요구에 직면하고 있습니다. 각 지역 및 부문은 표면 사이징제에 대해 다음과 같은 특정 성능 특성을 요구합니다.

• 아시아 태평양: 고속 포장 생산을 위한 비용 효율적인 전분 기반 및 합성 제제에 중점을 둡니다.

• 북아메리카: 특히 전자상거래 및 식품 포장 분야에서 재활용 등급의 습기 저항성을 우선시하며, 생물 기반 솔루션을 추진합니다.

• 유럽: 가벼운 포장재와 그래픽 용지의 균형을 맞추고, 일회용 제품의 방수성을 높이는 규정을 준수합니다.

• 라틴 아메리카: 수출용 포장에는 습윤강도가 필요하고, 티슈에는 부드러움이 필요합니다.

• 일본과 한국: 식품 포장에 대한 엄격한 안전 기준과 함께 다공성과 열 안정성에 대한 정밀한 제어가 요구됩니다.

• 환경 규제: 전 세계적으로 VOC와 지속성 화학물질을 제한하도록 규정하고 있으며, 생분해성 및 저영향 화학물질의 사용을 장려하고 있습니다.

산업 세그먼트	주요 요구 사항
포장 및 보드	방수 및 내마모성, 내구성
인쇄 및 쓰기	인쇄성, 재활용 섬유와의 호환성
특수지 및 티슈	고순도, 생분해성
규제 준수	환경 안전, 저 VOC 제형
제조 공정	일관된 품질, 대량 생산
공급망 및 비용	비용 대비 성능 균형, 하이브리드 에이전트 도입

최종 사용자 요구 사항

최종 사용자는 종이 성능과 지속가능성에 대한 기대를 바탕으로 표면 사이징제의 지속적인 개선을 추구합니다. 최종 사용자는 다음과 같은 목표를 추구합니다.

• 잡지, 책, 포장재의 인쇄성과 색상 선명도가 향상되었습니다.

• 특히 식품 포장재와 운송용 자재에 적합한 뛰어난 방수 및 방유성을 갖추고 있습니다.

• 사용 중 찢어지거나 접히는 것을 방지하기 위해 기계적 강도를 높였습니다.

• 환경 기준을 준수하고 생물 기반 및 친환경 제품을 선호합니다.

• 특수 용도에 적합한 습기 및 기름 차단 기능과 같은 기능적 특성.

• 폐기물과 에너지 소비를 줄이는 비용 효율적인 솔루션입니다.

• 현지 원자재와 생산 요구에 맞춰 맞춤형 제품을 제공합니다.

전자상거래의 증가와 지속 가능한 포장에 대한 수요로 인해 필요성이 더욱 커졌습니다. 고급 표면 사이징제제조업체는 이러한 변화하는 요구 사항을 충족하기 위해 신속하게 적응하여 종이 제품이 신뢰성, 안전성, 환경적 책임을 유지하도록 해야 합니다.

표면 사이징제

정의

표면 사이징제 시트가 형성된 후 완전히 건조되기 전에 종이 표면에 도포되는 특수 화학 물질입니다. 이 물질은 종이의 표면 특성을 변화시켜 종이를 더 강하고, 다공성을 줄이며, 물과 잉크 침투에 더 강하게 만듭니다. 제조업체는 종종 전분 기반 화합물, 합성 중합체 또는 이 둘의 혼합물을 사용합니다. 이 물질의 주요 목표는 인쇄, 포장 및 특수 용도에서 종이의 성능을 향상시키는 것입니다. 표면 사이징제는 종이가 강도, 인쇄성 및 내구성에 대한 산업 표준을 충족하도록 돕습니다.

그들이 일하는 방식

표면 사이징제는 다음과 같은 여러 메커니즘을 통해 종이 섬유와 상호 작용합니다.

• 그들 종이 표면에 얇은 필름을 형성하다표면 강도와 강성이 증가합니다.

• 이 필름은 표면의 다공성을 줄여 물 흡수를 감소시킵니다.

• 종종 스티렌-아크릴레이트 코어를 갖는 소수성 고분자 나노입자는 사이징 혼합물에서 전분이나 합성 고분자와 결합합니다.

• 이 공정에는 섬유 표면에 물리적 흡착과 필름 형성이 포함됩니다.

• 효과는 입자 전하(양이온, 음이온, 양쪽성), 전분 유형 및 농도, 이온 강도, 건조 온도에 따라 달라집니다.

• 양이온 입자 일반적으로 음이온 입자보다 더 나은 소수성을 제공합니다.

• 이러한 적용은 제지기의 건조 단계에서 일어나며, 여기서 입자와 전분 혼합물이 종이 표면을 코팅합니다.

• 이러한 복합적인 작용으로 인해 인쇄성이 향상되고 물 흡수량이 감소합니다.

팁: 전분과 고분자 나노입자를 적절히 조합하면 인쇄 품질과 방수성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

내부 크기 대 표면 크기

내부 크기와 표면 크기가 다릅니다. 내부 사이징은 종이가 형성되기 전에 알킬 케텐 다이머(AKD), 알케닐 숙신산 무수물(ASA), 또는 로진과 같은 물질을 펄프에 직접 첨가하는 것을 포함합니다. 이러한 방식은 섬유 매트릭스 전체의 소수성을 향상시켜 종이의 체적 특성에 영향을 미칩니다. 내부 사이징은 시트 전체의 내수성과 유지력을 향상시키는 데 필수적입니다.

반면, 표면 사이징은 종이의 겉면을 대상으로 합니다. 제조업체는 시트 성형 후 전분 유도체, 스티렌 아크릴 에멀젼 또는 특수 처리제와 같은 화학 물질을 표면에 도포합니다. 이 방법은 강도, 접착력, 인쇄성, 다공성 등 표면 고유의 특성을 향상시킵니다. 표면 사이징은 더욱 정밀한 제어와 화학 폐기물 감소를 가능하게 합니다. 특히 향상된 잉크 성능이 필요한 재활용 라이너보드 및 인쇄용지에 유용합니다.

제조 공정 또한 서로 다릅니다. 내부 사이징은 초지기의 습부(wet end)에 통합되는 반면, 표면 사이징은 별도의 코팅 또는 사이즈 프레스 단계에서 진행됩니다. 전분의 효소 변형β-아밀라아제나 풀룰라나아제와 같은 방법을 사용하면 표면 사이징제를 더욱 최적화하여 강도를 높이고 점도를 낮출 수 있습니다. 이러한 구분을 통해 각 방법이 현대 제지 산업의 특정 성능 요구 사항을 충족할 수 있음을 확인할 수 있습니다.

장점

인쇄 가능성

표면 사이징제 종이의 인쇄성을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 표면의 화학 및 물리적 구조를 변화시켜 잉크와의 상호작용을 개선하고 이미지를 더욱 선명하게 만듭니다. 제조업체에서 이러한 물질을 적용하면 종이 표면의 흡수력이 감소합니다. 이러한 변화로 인해 잉크가 표면에 남아 선명한 색상과 선명한 텍스트를 얻을 수 있습니다.

잉크 홀드아웃

잉크 지속성은 잉크가 섬유에 스며드는 것을 방지하는 종이의 능력을 말합니다. 높은 잉크 지속성은 인쇄된 이미지와 텍스트가 선명하고 깨끗하게 보이도록 합니다. 고급 터폴리머 기반 표면 사이징제로 처리된 종이는 낮은 코브 값즉, 물 흡수량이 줄어듭니다. 이러한 개선은 잉크 보유력과 인쇄 선명도를 직접적으로 향상시킵니다. 접촉각 측정 이 종이에서는 소수성이 증가하여 표면이 잉크 침투에 강함을 확인시켜 줍니다. 합성 사이징제도 검정 잉크 광학 밀도 2 이상 노란색 잉크의 광학 밀도는 0.9 이상으로, 둘 다 인쇄 품질에 매우 우수한 것으로 간주됩니다. 색 영역이 확장되어 용지가 더 다양한 색상을 재현할 수 있습니다. 이러한 정량적 개선은 표면 사이징제가 표면 습윤성과 흡수성을 제어하여 인쇄 품질을 크게 향상시킨다는 것을 보여줍니다.

감소된 피킹

픽킹은 고속 인쇄 중 용지 표면이 들뜨거나 찢어져 결함 및 기계 가동 중단을 유발하는 현상입니다. 표면 사이징제는 표면 섬유 사이의 결합력을 강화하여 픽킹 위험을 줄여줍니다. 크기가 잘 조절된 용지는 인쇄기의 기계적 응력에도 본래의 형태를 유지합니다. 이러한 개선은 인쇄 중단 감소, 생산성 향상, 그리고 최종 제품의 품질 향상으로 이어집니다. 인쇄기는 품질 저하 없이 더 빠른 속도로 인쇄할 수 있으며, 이는 상업 인쇄 작업에 필수적입니다.

물 저항

내수성은 여러 종이 제품, 특히 포장재와 라벨에 있어 중요한 장점입니다. 표면 사이징제는 물과 기타 액체를 차단하는 보호막을 형성합니다. 이 보호막은 습하거나 습한 환경에서도 종이의 강도와 외관을 유지하는 데 도움이 됩니다.

액체 장벽

표면 사이징제는 종이 표면에 얇은 필름을 형성하여 액체 차단재 역할을 합니다. 사이즈 프레스에 적용된 소수성 공중합체 물 접촉각을 증가시켜 표면의 발수성을 높입니다. 내부 사이징과 달리, 이 제품은 화학적 경화가 필요하지 않아 시간이 지나도 소수성 효과가 안정적으로 유지됩니다. 이 처리는 골판지나 카톤지와 같이 두꺼운 종이에 특히 효과적입니다.

아래	설명 / 증거
표면 사이징제의 메커니즘	친수성 분자는 친수성 말단이 섬유를 향하고 소수성 말단이 바깥쪽을 향하도록 정렬되어 표면 장력을 감소시키고 물을 튕겨내는 표면을 만드는 필름을 형성합니다.
측정 지표	내수성은 코브값(물 흡수율)과 동적 접촉각(습윤 거동)을 통해 측정됩니다.
지표 해석	코브 값이 낮을수록 수분 흡수율이 낮고 내구성이 우수함을 의미합니다. 접촉각이 높을수록(90° 이상) 우수한 발수성을 나타냅니다.
실험적 증거	크기가 조정된 골판지는 다음을 보여줍니다. Cobb 값이 127g/m²에서 22g/m²로 감소접촉각은 높은 상태를 유지하며(예: 126.6초에서 120°), 이는 지속적인 발수성을 나타냅니다. 사이즈를 적용하지 않은 종이는 접촉각이 더 낮고 물 확산이 더 활발합니다.

젖음 저항성

습윤 저항성은 종이가 물이나 기타 액체가 표면에 퍼지는 것을 막는 능력을 말합니다. 표면 사이징제는 물방울의 접촉각을 증가시켜 물이 스며들지 않고 방울처럼 뭉쳐지도록 합니다. 이러한 특성은 습기에 노출되어도 견뎌야 하는 포장재, 식품 포장재, 라벨에 필수적입니다. 습윤 저항성이 높은 종이는 까다로운 환경에서도 외관과 성능을 유지합니다.

참고사항: 높은 습윤 저항성은 종이를 보호할 뿐만 아니라 잉크 번짐과 얼룩을 방지하여 인쇄 품질을 보존합니다.

내구성

내구성은 종이 제품이 취급, 접기, 그리고 기계적 응력을 견뎌내면서도 본래의 품질을 유지하도록 보장합니다. 표면 사이징제는 섬유 조직을 강화하고 표면 강도를 향상시켜 내구성을 향상시킵니다.

표면 강도

표면 강도는 종이가 마모, 긁힘, 표면 손상에 저항하는 능력을 나타냅니다. 제조업체에서 폴리비닐알코올(PVA)과 수성 블록 폴리우레탄(TBPU)을 혼합하여 사용하는 경우, 표면 사이징제, 그들은 생성한다 고도로 가교된 폴리머 네트워크이 네트워크는 종이 섬유와 강력한 공유 결합 및 수소 결합을 형성하여 틈을 메우고 기공률을 감소시킵니다. 결과적으로 종이 표면은 더욱 매끄러워지고 기계적 마모에 대한 내성이 강화됩니다. 향상된 표면 강도는 고품질 인쇄에 필수적인 잉크 접착력 향상에도 기여합니다.

찢어짐 및 접힘 저항성

찢김 및 접힘 방지는 포장재, 책, 그리고 자주 취급되는 기타 제품에 필수적입니다. TBPU/PVA 복합 사이징 시스템은 건조 인장 지수 55% 증가 처리되지 않은 종이와 비교했을 때, 접힘 저항성이 크게 향상되어 실험실 테스트에서 약 4453초까지 지속되었습니다. 이러한 물질들이 형성하는 조밀하고 침투하는 네트워크는 종이 구조를 강화하여 사용 중 찢어지거나 파손될 가능성을 줄여줍니다. 폴리우레탄은 유연성과 내마모성을 높여 종이가 부서지지 않고 강도를 유지하도록 합니다. 이러한 특성의 조합은 종이 제품의 수명을 연장하고 폐기물을 줄입니다.

광학 특성

종이의 광학적 특성은 시각적 매력과 기능성에 중요한 역할을 합니다. 높은 명도와 백색도는 인쇄된 이미지와 텍스트를 돋보이게 하며, 이는 포장, 출판, 특수 용지에 필수적인 요소입니다. 제조업체들은 업계 표준과 고객 기대를 충족하기 위해 이러한 특성에 집중합니다.

표면 타입

밝기는 종이 표면에서 반사되는 청색광의 양을 측정합니다. 높은 밝기는 인쇄된 색상이 생생하고 원래 디자인과 동일하게 보이도록 합니다. 분쇄 탄산칼슘(GCC)과 전분을 함유한 코팅은 밝기를 크게 향상시킵니다. GCC는 필러 미네랄 역할을 하여 빛을 산란시키고 반사율을 높여 표면을 더욱 밝게 만듭니다. 전분은 필러 입자를 결합하여 종이 전체에 고르게 분포되도록 합니다. 이러한 조합은 종이의 빛 반사율을 높여 더욱 밝은 외관을 구현합니다.

ISO 2470-1에 따른 분광 광도계 측정 결과 이러한 개선 효과가 확인되었습니다. 예를 들어, 15% GCC와 10% 전분 고형분을 함유한 코팅 현탁액에 분산제를 첨가한 결과, 밝기가 6.8% 증가했습니다. 이러한 측정 가능한 향상 효과는 미네랄 필러와 바인더가 광학 성능 향상에 효과적임을 보여줍니다. 제조업체는 이러한 결과를 바탕으로 고품질 인쇄 및 포장 제품의 요구 사항을 충족합니다.

참고: 밝기는 단순히 외관에만 영향을 미치는 것이 아닙니다. 인쇄물의 가독성과 전반적인 품질 인식에도 영향을 미칩니다.

흼

백색도는 종이가 모든 가시광선 파장을 고르게 반사하여 중성적이고 깨끗한 느낌을 주는 능력을 나타냅니다. 높은 백색도는 인쇄된 색상을 정확하게 유지하고 원치 않는 색상 변화를 방지하는 데 도움이 됩니다. 표면 코팅에 GCC를 사용하면 흰색의 불투명한 층이 형성되어 종이의 시각적인 매력을 향상시킵니다. 바인더인 전분은 이러한 미네랄 필러의 유지를 도와주지만, 적절한 균형을 유지하지 않으면 황변 현상이 약간 심해질 수 있습니다.

분산제는 코팅 재료의 균질한 현탁액을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 균일한 분포는 종이 표면 전체에 걸쳐 일관된 백색도를 유지합니다. ISO 11475에 따르면, 최적화된 코팅으로 처리된 종이는 가장 높은 백색도를 달성합니다. 이러한 개선은 고급스러운 외관이 요구되는 그래픽 용지, 잡지, 포장재에 특히 중요합니다.

광학적 특성	강화 방법	측정 기준	개선 사례
표면 타입	GCC + 전분 + 분산제	ISO-2470 1	+6.8% 밝기 최적화된 믹스로
흼	GCC + 전분 + 분산제	ISO 11475	가장 높은 백색도 달성

제조업체들은 밝기와 백색도의 균형을 맞추기 위해 제품을 지속적으로 개선해 종이 제품이 미적, 기능적 요구 사항을 모두 충족하도록 하고 있습니다.

유형

전분 기반

전분 기반 표면 사이징제가 세계 제지 시장을 장악하고 있습니다. 제조업체들은 천연 유래, 친환경적 특성, 그리고 비용 효율성 때문에 이러한 사이징제를 선호합니다. 전분과 그 유도체(예: 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스)는 종이 인쇄성, 강도 및 치수 안정성 향상이러한 제제는 산성 종이 제제에서 가장 효과적이며, 종이 및 섬유 산업이 급속도로 확장되고 있는 아시아 태평양 지역과 같은 지역에서 여전히 주요 선택으로 남아 있습니다.

그러나 전분의 친수성 때문에 어려움이 있습니다. 소수성 합성 폴리머와 혼합하면 전분이 종종 호환성이 좋지 않음이러한 비호환성은 최종 종이 제품의 접착력 저하 및 인장 강도 감소로 이어집니다. 또한 천연 전분은 물에 대한 민감성이 있어 높은 내수성이 요구되는 용도에는 사용이 제한됩니다. 전분을 개질하거나 호환되는 중합체를 첨가하면 이러한 문제 중 일부를 해결할 수 있지만, 개선의 필요성은 여전히 남아 있습니다.

Tip 전분 기반 제제는 다양한 종이 등급에 대해 지속 가능한 솔루션을 제공하지만, 까다로운 포장이나 특수 응용 분야에서는 성능을 향상시켜야 할 수도 있습니다.

사이징제 종류	예	시장 보급률 및 성장	지역 시장 점유율
천연 사이징제	전분, 전분 유도체, 카르복시메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 키토산, 아크릴로일 화합물	친환경적 특성으로 인해 지배적인 부문입니다. 시장을 선도하고 있습니다. 5.4 %의 CAGR	특히 아시아 태평양 지역에서 종이 및 섬유 산업이 확대되면서 전 세계적으로 널리 사용되고 있습니다.

폴리머

고분자 표면 사이징제에는 폴리비닐알코올, 폴리아크릴레이트, 변성 폴리에스터와 같은 합성 화합물이 포함됩니다. 이러한 제제는 양친매성 특성종이 섬유에 부착되는 친수성 말단과 바깥쪽을 향하는 소수성 말단을 가지고 있습니다. 이러한 분자 배열은 종이 표면에 매끄럽고 방수성이 있는 필름을 형성합니다. 결과적으로 고분자 물질은 표면 강도, 인쇄성, 그리고 내수성을 크게 향상시킵니다.

아크릴레이트 공중합체예를 들어, 코팅지와 비코팅지 모두의 내구성을 향상시킵니다. 고분자 첨가제는 골판지 포장재의 링 크러시 강도를 높여 고성능 용도에 이상적입니다. 다양한 안료와의 상용성 및 전분과의 가교 결합 능력 덕분에 사용량을 줄이고 효율을 향상시킬 수 있습니다.

속성/특징	기술설명
필름 형성	종이 표면에 강력한 필름을 형성하여 내구성을 향상시킵니다.
물 저항	발수성과 내습성을 향상시킵니다.
표면 강도	표면 강도를 증가시켜 찢어짐과 파손을 줄입니다.
인쇄 가능성	매끄러움과 인쇄 품질을 향상시킵니다
가교	전분으로 가교 강도를 향상시켜 필요한 복용량을 줄입니다.
포장 강도	골판지 포장의 링 크러시 강도를 증가시킵니다.
양친매성 자연	매끄럽고 방수성 있는 마감을 만듭니다.
적용 범위	책, 잡지, 포장, 필기구, 인쇄용지에 사용

고분자 사이징제는 고품질, 내구성, 내수성을 갖춘 종이 제품 생산에 필수적인 요소입니다. 특히 성능 및 내구성 요건이 엄격한 지역에서 그 사용이 꾸준히 증가하고 있습니다.

음이온 성

음이온성 표면 사이징제는 성능과 용도 면에서 다른 종류와 다릅니다. 이 사이징제는 염화나트륨이나 염화칼슘과 같은 염류에 반응합니다. 염을 첨가하면 전하를 걸러내고 종이 표면에 입자가 잘 붙도록 하여 수분 흡수를 줄입니다. 이러한 효과는 소수성을 향상시켜 종이의 내수성을 높여줍니다.

음이온성 사이징제는 일반적으로 양이온성 사이징제보다 더 많은 양을 필요로 하며, 종이의 종류에 따라 더 큰 민감도를 보입니다. 예를 들어, 고급 종이는 원하는 효과를 얻기 위해 더 많은 음이온성 사이징제가 필요합니다. 그러나 유기규소 화합물 첨가와 같은 화학적 변형을 통해 종이의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 변형된 음이온성 사이징제는 내수성, 표면 광택 및 기계적 강도를 향상시킵니다. 이러한 사이징제로 처리된 종이는 더 높은 접촉각과 더 낮은 코브 값이는 뛰어난 액체 방수성을 나타냅니다.

아래	음이온 표면 사이징제	양이온 표면 사이징제
소금의 효과	소금은 소수성화와 입자 유지를 개선합니다.	소금은 물 흡수를 증가시키고 효율성을 감소시킵니다.
표면 크기 조정 성능	낮음, 더 높은 복용량이 필요함, 종이 등급에 민감함	우수하고 종이 종류에 덜 민감함
용지 유형에 대한 민감도	높음	높음
기구	소금에 의한 전하 선별은 보유력을 향상시킵니다.	소금에 의한 응집은 효율성을 감소시킵니다.
기계적 강도	화학적 변형으로 개선됨	정보 없음

음이온성 표면 사이징제는 적절히 제조하면 유망한 결과를 제공하며, 특히 높은 내수성과 기계적 강화가 요구되는 응용 분야에 적합합니다.

비교

적절한 표면 사이징제를 선택하는 것은 원하는 종이의 특성, 생산 요건 및 최종 사용 용도에 따라 달라집니다. 전분 기반, 고분자 기반, 음이온 기반 등 각 유형은 고유한 장점과 한계를 가지고 있습니다.

사이징제 유형	장점	약점	최고의 사용 사례
전분 기반	재생 가능하고 비용 효율적이며 인쇄성이 우수합니다.	제한된 방수성, 소수성 폴리머와의 호환성 문제	일반 인쇄, 친환경 포장
폴리머	뛰어난 방수성, 높은 내구성, 맞춤형	비용이 더 많이 들고 합성 원료가 사용됨	고성능 포장재, 특수지
음이온 성	소금으로 발수성 향상, 개질로 기계적 강도 향상	더 높은 복용량이 필요하고 종이 등급에 민감합니다.	특수지, 높은 액체 저항성이 필요한 응용 분야

연구자들은 다양한 연구에서 이러한 물질들을 비교했습니다. 예를 들어, 산화 전분과 폴리비닐알코올(PVA)을 혼합하면 기계적 특성과 표면 특성이 모두 향상됩니다. 이러한 조합은 파단 길이 및 파열 지수광택을 향상시키고 공기 투과율을 감소시키는 동시에, PVA의 필름 형성 능력은 기공률을 감소시키고 종이 표면을 강화하여 산화 전분만을 사용하는 것보다 더 효과적인 블렌드를 제공합니다.

또 다른 연구에서는 기존의 polyDADMAC 기반 사이징제와 환경 친화적인 양이온화 전분 대체제를 비교했습니다. 양이온화 전분은 더 선명한 인쇄와 더 높은 잉크 밀도 잉크 침투를 제한함으로써 문제가 발생했습니다. 그러나 특히 시안 잉크의 경우 잉크 경화 시간이 길어지고 얼룩이 생기는 문제가 있었습니다. 이러한 단점은 빠르게 변화하는 산업 환경에서의 사용을 제한할 수 있습니다. 이 연구는 또한 polyDADMAC이 재활용성에 미치는 영향에 대한 우려를 조사했지만, 부정적인 영향은 발견되지 않았습니다.

표면 화학은 인쇄 품질에 중요한 역할을 합니다. 연구에 따르면 양이온성 전분과 스티렌 공중합체의 혼합물 종이의 표면 에너지를 조절하여 잉크젯 인쇄 성능에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 폴리머의 비율을 조정함으로써 제조업체는 접촉각과 표면 구조를 최적화하여 잉크 지속성을 높이고 이미지를 더욱 선명하게 만들 수 있습니다.

코팅 구성도 중요합니다. 코팅된 종이 실리카 안료는 향상된 잉크 습윤성을 보여줍니다., 더 넓은 색 영역, 그리고 더 선명한 인쇄 품질을 제공합니다. 폴리비닐알코올은 색상 범위를 향상시키지만, 양이온 전분에 비해 인쇄 선명도를 떨어뜨릴 수 있습니다. 이러한 결과는 사이징제와 코팅 배합을 종이 등급 및 인쇄 공정의 특정 요구 사항에 맞추는 것의 중요성을 강조합니다.

팁: 제조업체는 비용, 성능, 그리고 지속가능성의 균형을 맞추기 위해 천연 및 합성 물질을 혼합하여 사용하는 경우가 많습니다. 적절한 조합을 통해 탁월한 인쇄 품질, 내구성, 그리고 환경 보호 효과를 얻을 수 있습니다.

어플리케이션

사이즈 프레스

사이즈 프레스는 가장 널리 사용되는 적용 방법으로 자리 잡고 있습니다. 표면 사이징제 현대 제지에서 사용되는 이 장비는 종이를 성형한 후 최종 건조하기 전에 종이 양면에 얇고 균일한 사이징 용액을 도포합니다. 이 공정은 표면 강도, 내수성, 그리고 인쇄성을 향상시킵니다. 제조업체들은 일관된 결과를 제공하고 다양한 종이 등급에 적응하기 때문에 사이즈 프레스를 선택하는 경우가 많습니다.

필름 프레스

필름 프레스는 사이즈 프레스 기술의 진보된 진화를 보여줍니다. 계량 롤을 사용하여 제어되고 균일한 필름을 도포합니다. 사이징제 종이 표면에 도포합니다. 이 방법을 사용하면 도포 속도를 정밀하게 조절할 수 있어 종이 특성을 더욱 효과적으로 제어할 수 있습니다. 필름 프레스 시트 가장자리 결함 및 고르지 않은 프로필과 같은 운영 문제를 줄입니다.또한 건조 요구량과 시트 파손을 최소화하여 효율성과 안정적인 생산을 보장합니다. IntelliSizer 및 OptiSizer Curtain과 같은 최신 필름 인쇄기는 분당 최대 1700미터의 속도로 작동이 시스템은 다양한 제품 요구 사항에 대한 유연성을 유지하고 향상된 표면 강도와 내수성을 갖춘 고품질 용지를 일관되게 제공합니다.

폰드 프레스

전통적인 사이즈 프레스 설계 방식인 폰드 프레스는 두 롤 사이에 사이징 용액이 담긴 연못을 만듭니다. 종이는 이 연못을 통과하면서 사이징제를 흡수합니다. 폰드 프레스는 효과적이지만, 난류와 픽업 제어 불량으로 어려움을 겪을 수 있습니다. 이러한 문제는 도포 불균일 및 건조 요구 증가로 이어질 수 있습니다. 이러한 어려움에도 불구하고, 폰드 프레스는 높은 침투력이 요구되는 특정 등급에서 여전히 사용되고 있습니다. 그러나 많은 공장에서는 뛰어난 제어력과 효율성을 자랑하는 필름 프레스를 선호합니다.

코팅 방법

표면 사이징제는 다양한 코팅 방법을 사용하여 도포할 수 있습니다. 이러한 코팅 방법에는 블레이드 코팅, 로드 코팅, 커튼 코팅 등이 있습니다. 각 방법은 고유한 장점을 제공합니다.

• 블레이드 코팅 유연한 칼날을 사용하여 사이징제를 종이 표면에 고르게 펴서 매끄러운 마감을 만듭니다.

• 막대 코팅 와이어 와인딩 막대를 사용하여 사이징 솔루션을 측정하여 정확한 두께 제어가 가능합니다.

• 커튼 코팅 고속에서도 균일한 도포를 보장하며, 움직이는 종이 위로 사이징제가 끊임없이 떨어지는 막을 형성합니다.

이러한 코팅 방법을 통해 제조업체는 특정 최종 용도에 맞춰 종이의 표면 특성을 조정할 수 있습니다. 또한, 수성 폴리우레탄 및 합성 폴리머와 같은 고급 사이징제의 사용을 지원하여 내수성과 기계적 강도를 향상시킵니다.

팁: 적절한 코팅 방법을 선택하는 것은 원하는 종이의 특성, 생산 속도, 다양한 사이징제와의 호환성에 따라 달라집니다.

프로세스 요소

표면 사이징 적용의 효과에는 다음과 같은 여러 가지 공정 요소가 영향을 미칩니다.

• 사이징 용액의 점도 침투성과 필름 형성에 영향을 미칩니다.

• 온도 및 건조 속도 최종 표면 강도와 방수성에 영향을 미칩니다.

• 종이 속도 및 장력 적용의 균일성을 결정합니다.

• 사이징제의 종류 (전분, PVA, 키토산 또는 합성 중합체)는 친수성과 소수성 특성 간의 균형에 영향을 미칩니다.

최적의 결과를 얻으려면 작업자는 이러한 요소들을 모니터링하고 조정해야 합니다. 최신 사이즈 프레스와 코팅기의 고급 제어 시스템은 일관성과 품질을 유지하는 데 도움이 됩니다. 제조업체는 이러한 변수를 이해하고 관리함으로써 강도, 인쇄성, 내구성에 대한 엄격한 산업 표준을 충족하는 용지를 생산합니다.

환경

친환경 옵션

친환경 표면 사이징제 제지 산업의 핵심 소재로 자리 잡았습니다. 제조업체들은 이제 톨유 로진, 목재 로진, 전분 기반 제제, 그리고 하이드록시에틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 유도체와 같은 천연 소재를 우선시합니다. 이러한 제제는 환경에 미치는 영향을 줄이는 동시에 뛰어난 성능을 제공합니다. 이러한 지속 가능한 솔루션 시장은 소비자 수요와 규제 압력에 힘입어 지속적으로 확대되고 있습니다.

아래	세부 정보
친환경 표면 사이징제	톨유 로진, 목재 로진, 전분 기반 제제, 셀룰로스 유도체(예: 하이드록시에틸 셀룰로스)
시장 규모(2025년)	약 4억 달러
시장 규모(2030년 예측)	5억 달러 이상
시장 성장 동인	지속 가능성 추세, 규제 압력, 지속 가능한 포장 및 종이 제품에 대한 수요
에멀젼형 제제	친환경적 매력으로 급속 성장
주요 회사	BASF SE, Dow Inc., Evonik Industries AG, Arkema SA, Solvay SA, Eastman Chemical Company, Ashland Global Holdings Inc., Kemira Oyj, Sika AG, Clariant AG

에멀전형 제제는 현재 전체 시장 점유율의 45%를 차지하며, 이는 빠른 성장세와 친환경적 명성을 반영합니다. 전 세계 시장 매출은 억 달러 2024년에는 5.2억 달러 규모로 성장할 것으로 예상되며, 연평균 성장률은 2033%입니다. 소비자 동향에 따르면 구매자의 5.1%가 지속 가능한 포장재에 더 많은 비용을 지불할 의향이 있는 것으로 나타나 제지 산업에서 친환경 화학의 중요성을 강조합니다.

규정

규제 체계는 전 세계적으로 표면 사이징제의 개발 및 도입을 좌우합니다. 유럽 연합은 EU 녹색 거래 그리고 낮은 휘발성 유기 화합물(VOC) 함량과 재활용 가능한 제품을 요구하는 REACH(미국 환경보호청)의 화학물질 규제가 있습니다. 이러한 규정은 생산 비용이 12~18% 상승하는 상황에서도 수성 및 바이오 기반 강화제의 사용을 증가시켰습니다. 중국에서는 이중 탄소 정책과 엄격한 재활용 목표가 나노 셀룰로스 첨가제와 친환경 포장재 도입을 촉진하고 있습니다. 북미의 캘리포니아 주 법령 65호와 미국 환경보호청(EPA)의 Tier IV 기준은 기업들이 제품을 재구성하고 재활용지와 호환되는 강화제에 투자하도록 촉구합니다.

지역	지속 가능성 이니셔티브/규정	표면 사이징제 개발 및 도입에 미치는 영향	예시/결과
유럽 ​​연합	EU 그린딜, REACH 화학물질 제한	낮은 VOC, 재활용 가능한 제품 의무화; 수성, 생물 기반 강화제로의 전환 추진; 생산 비용 증가	생물 기반 전분 및 리그닌 유도체는 EU 시장의 38%를 차지합니다. 독일과 스칸디나비아에서는 가격 프리미엄이 허용됩니다.
중국	이중 탄소 정책, 재활용 목표	재활용 섬유의 강도를 향상시키는 강화제에 대한 수요 증가, 나노 셀룰로스 생산의 급속한 성장	나노셀룰로오스 첨가제 도입, 정부 주도 친환경 포장 이니셔티브
북아메리카	캘리포니아 제안 65, EPA Tier IV 표준	더욱 엄격한 독성 한계치를 충족하기 위해 재형성 필요; 재활용지와 호환되는 증강제에 대한 대규모 R&D 투자	AKD 및 바이오 기반 제제 사용 증가, 재활용지 활용률 68%

지속 가능성

지속가능성 이니셔티브는 이제 표면 사이징제 개발의 모든 단계에 영향을 미치고 있습니다. BASF SE와 Kemira Oyj와 같은 선도 기업들은 시장 및 규제 요건을 충족하기 위해 바이오 기반 및 폴리머 화학 분야에 투자하고 있습니다. BASF의 HydroSize 플랫폼은 종이 강도와 발수성을 향상시키면서 환경 영향을 줄입니다. Kemira의 FennoStrength 시리즈는 전분과 리그닌 유도체를 사용하여 표면 평활성을 향상시키고 폐수의 화학적 산소 요구량을 낮춥니다. 이들의 연구 개발 파이프라인에는 에너지 소비를 줄이는 효소 보조 처리 기술이 포함됩니다.

• The 미국 산림 및 제지 협회 지속 가능한 화학 분야에 대한 투자를 촉진하는 친환경 종이 제품에 대한 수요가 증가하고 있다고 보고했습니다.

• 천연 사이징제 부문, 특히 전분과 셀룰로스 기반 제품은 규제 지원과 소비자 선호도에 힘입어 가장 빠른 성장세를 보일 것으로 예상됩니다.

• 아시아 태평양 지역이 시장을 선도하고 있으며, 중국의 친환경 포장 이니셔티브와 같은 정부 주도의 이니셔티브를 통해 생물 기반 사이징제를 장려하고 있습니다.

• 북미 EPA는 생물 기반 및 AKD 사이징제혁신과 시장 확대를 지원합니다.

지속가능성 노력은 에너지 효율에도 영향을 미칩니다. 아프리카에서는 탄소세 정책으로 효소 표면 사이징제 사용을 장려하고 있으며, 이는 에너지 사용량을 최대 20%까지 줄일 수 있습니다. 그러나 신흥 시장의 제한된 인프라는 도입을 지연시키고 있습니다. 지속가능성이 전 세계적인 우선순위가 됨에 따라, 제지 업계는 표면 사이징제가 환경 목표와 고성능 제지 제품 모두를 충족할 수 있도록 끊임없이 혁신하고 있습니다.

도전

응용 프로그램 문제

표면 사이징제는 여러 가지 적용 과제를 제시합니다. 현대 제지운영자는 일관된 종이 품질과 생산 효율성을 보장하기 위해 이러한 문제를 해결해야 합니다.

코팅 결함

코팅 결함은 표면 사이징제 도포 시 자주 발생합니다. 이러한 결함에는 다음이 포함될 수 있습니다. 불균등한 분포종이 표면에 줄무늬나 얼룩이 생길 수 있습니다. 이러한 문제의 원인은 여러 가지가 있습니다.

• 시트 전체에 사이징제가 고르게 분산되지 않습니다.

• 종이의 기공 크기와 밀도의 다양성은 약물이 침투하는 방식에 영향을 미칩니다.

• 적절한 경화 전에 사이징제가 조기에 분해됩니다.

• 건조나 경화가 충분하지 않아 사이징층의 효과가 감소합니다.

• 사이징 성능을 변경할 수 있는 명반이나 양이온 전분과 같은 미네랄 및 첨가제와의 상호 작용.

작업자는 공정을 면밀히 모니터링해야 합니다. 기계 및 인쇄성 시험을 통해 용지가 후속 인쇄에 필요한 충분한 표면 강도를 유지하는지 확인하는 경우가 많습니다.

포밍

발포는 표면 사이징 작업 시 자주 발생하는 문제입니다. 사이징 용액에 공기가 갇히면 거품이 형성되어 작업 과정을 방해할 수 있습니다. 이로 인해 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

• 종이 표면에 사이징제가 잘 유지되지 않습니다.

• 코팅 두께가 불규칙하고 표면 결함이 있습니다.

• 기계가 멈추거나 유지관리가 필요할 위험이 커집니다.

제조업체는 종종 거품 발생을 제어하기 위해 소포제를 첨가하거나 공정 매개변수를 조정합니다. 그러나 종이 품질을 저하시키지 않고 이러한 조정의 균형을 맞추려면 기술과 경험이 필요합니다.

참고: 사이징제, pH, 온도의 선택은 코팅 결함과 발포 경향에 영향을 미칠 수 있습니다. ASA, AKD, 로진 등 각 종류의 사이징제는 다양한 조건에서 다르게 반응할 수 있습니다.

비용 대 성능

제지업체들은 표면 사이징제의 비용과 성능상의 이점을 끊임없이 비교합니다. 전분 기반 사이징제는 경제성과 지속가능성을 제공하지만, 까다로운 용도에 필요한 내수성이 부족할 수 있습니다. AKD나 ASA와 같은 합성 사이징제는 뛰어난 내구성과 인쇄성을 제공하지만 가격이 높습니다. 이러한 사이징제의 도포 중 유지 효율 또한 전체 비용에 영향을 미칩니다. 사이징제가 잘 부착되지 않거나 조기에 분해되면 폐기물이 증가하고 생산 비용이 상승합니다. 특히 시장 수요가 고품질 및 지속가능성 제지 제품으로 전환됨에 따라 비용과 성능 간의 적절한 균형을 맞추는 것은 여전히 중요한 과제입니다.

사이징제 유형	비용	성능	최고의 사용 사례
전분 기반	높음	보통	일반 인쇄, 친환경
합성(AKD/ASA)	높음	높음	포장재, 특수지

Innovations

최근 몇 년 동안 표면 사이징제 분야에서 상당한 혁신이 이루어졌습니다. 업계는 전분이나 로진과 같은 기존 소재에서 AKD, ASA와 같은 고급 합성 사이징제로 전환했습니다. 이러한 새로운 사이징제는 향상된 내수성, 내구성, 그리고 인쇄성을 제공합니다. 이제 제조업체들은 재활용을 지원하고 환경 영향을 줄이는 친환경적이고 생분해성이며 재생 가능한 사이징제에 집중하고 있습니다. 예를 들어, 리그닌 유도체(리그노설폰산나트륨과 폴리아믹산)를 기반으로 한 수용성 이중 성분 사이징제가 등장했습니다. 이 바이오 기반 사이징제는 섬유와 폴리머 사이의 접착력을 향상시킵니다. 굽힘 및 층간 전단 강도를 약 30% 증가나노입자를 포함하는 하이브리드 전략 또한 기계적 특성을 더욱 향상시킬 수 있는 가능성을 보여주지만, 나노입자 분산 제어는 여전히 기술적 난제로 남아 있습니다. 이러한 혁신은 종이의 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 폐기물을 줄이고 비용 효율적이고 지속 가능한 제조를 지원합니다.

팁: 지속 가능한 사이징제는 환경에 도움이 될 뿐만 아니라 생산 효율성과 종이 성능을 향상시켜 미래의 종이 제조에 대한 현명한 투자입니다.

표면 사이징제는 고품질, 내구성, 지속가능성을 갖춘 종이 생산에 필수적인 요소입니다. 최근 연구에 따르면 CMC와 같은 생분해성 물질 종이의 강도, 인쇄성, 환경 성능을 개선합니다.

• 제조업체들은 이제 생물 기반 및 응용 분야별 솔루션에 집중하고 있습니다.

• 180년에는 2023개 이상의 신제품이 출시됩니다. 녹색 화학과 향상된 결합을 강조합니다.

• 냉수 AKD 분산과 나노사이징 기술은 에너지 사용을 줄이고 차단 특성을 향상시킵니다.

1. 이러한 혁신은 전환을 지원합니다. 지속 가능한 포장 엄격한 규정을 준수합니다.

2. 시장은 다음과 같은 수준에 도달할 것으로 예상됩니다. 5.2 년 미화 2033 억 달러친환경 종이 제품에 대한 수요 증가에 힘입어 성장했습니다.

자주 묻는 질문

제지 공정에서 표면 사이징제의 주요 기능은 무엇입니까?

표면 사이징제 종이의 표면 강도, 인쇄성, 내수성을 향상시킵니다. 종이에 보호층을 형성하여 잉크가 표면에 머무르도록 돕고 액체의 침투를 방지합니다.

표면 사이징제는 내부 사이징제와 어떻게 다릅니까?

표면 사이징제는 시트 형성 후 종이 외부에 도포됩니다. 내부 사이징제는 시트 형성 전에 펄프에 혼합됩니다. 표면 사이징은 주로 표면의 인쇄성과 내수성에 영향을 미치는 반면, 내부 사이징은 시트 전체에 영향을 미칩니다.

표면 사이징제는 식품 포장에 안전한가요?

대부분의 최신 표면 사이징제는 식품 안전 기준을 충족합니다. 제조업체는 식품 포장에 식품 등급 또는 바이오 기반 사이징제를 사용합니다. 항상 지역 규정 및 인증을 준수하는지 확인하십시오.

표면 사이징제가 재활용지의 품질을 개선할 수 있을까?

네. 표면 사이징제는 재활용지의 섬유 결합과 표면 강도를 향상시킵니다. 먼지 발생을 줄이고 인쇄 품질을 향상시켜 재활용지를 까다로운 용도에 더욱 적합하게 만듭니다.

가장 친환경적인 표면 사이징제는 무엇입니까?

전분 기반 및 셀룰로스 기반 제제는 최고의 친환경성을 제공합니다. 이러한 제제는 재생 가능한 자원에서 생산되며 생분해가 잘 됩니다. 현재 많은 제조업체가 지속가능성 목표를 달성하기 위해 이러한 옵션에 집중하고 있습니다.

제조업체는 표면 사이징의 효과를 어떻게 측정합니까?

제조업체는 콥(Cobb), 슈퇴키트(Stöckigt), 접촉각 측정 등의 시험을 사용합니다. 이러한 시험은 수분 흡수율, 잉크 침투율, 표면 소수성을 평가합니다. 결과는 용지가 산업 표준을 충족하는지 확인하는 데 도움이 됩니다.

표면 사이징제가 종이 재활용성에 영향을 미칩니까?

대부분의 표면 사이징제는 재활용성을 저해하지 않습니다. 바이오 기반 및 수용성 사이징제는 재활용 과정을 지원합니다. 합성 사이징제는 특별한 취급이 필요할 수 있지만, 최신 제형은 환경 영향을 최소화하는 것을 목표로 합니다.

팁: 재활용 가능성 및 환경 정보는 항상 기술 데이터 시트를 참조하세요.

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