골판지원지란(Corrugated Board Base)란 골판지상자를 제조하는 중간제품(Blank)인 골판지(Corrugated Fiber Board)를 제조하는 주재료(Raw Material)를 말하며 골판지 원지의 종류는 골판지의 표·이면(表,裏面) 및 이중 양면 골판지의 중간 용지로 사용하는 라이너 원지와 골판지 골을 성형하는 골심지 2종으로 대별된다. 골판지 원지는 종이,판지중판지에 분류되어 지류에 속하고목재 화학 펄프(미표백,UKP) 및 고지등을 배합하여 초조 하며 롤(ROLL)상으로 거래된다.
판지(Paper Board)는 종이, 판지 및 지제품 중 판지를 말하는 것으로, 일반적으로 비교적 두껍고 그 용도가 종이와 같이 주로 필기, 인쇄용이 아닌 것을 말한다.
100-260g/㎡의 두꺼운 지류가 인쇄용으로 쓰일때에는 [두꺼운 종이]라고 부르나 이것을 상품포장재로 쓰일때에는 [판지]라고 부름으로 평량만 가지고 종이와 판지를 분류하는 것은 정확하지 않다.그러나 일반적으로 얇은 지류는 종이(paper)이고 두꺼운 지류는 판지(paper board)라 한다. 판지의 종류는 골판지 원지(라이너및 골심지)백판지 마닐라지,황판지,칲판지,색판지 등 지기용판지,방수원지,석고보드등 건축원지,지관원지 및 각종대지 기타판지등이 있다.판지는 지류에 속함으로 지제품인 골판지와는 엄연히 구분된다.
골판지 원지는 판지의 1종으로 골판지제조용 라이너지와 골심지로 나누고, 지제품인 골판지원지는 골판지의 주재료인 것이다. 골판지는「파상의 구조역학적강성」과 완충작용을하는 골을 성형한 골심지의 편면 또는 양면에 라이너를 첩합한 골판지상자제조 중간재료임으로 지류인 판지와는 전혀 다른 지제품이다.
라이너 원지는 다른 일반 종이,판지와 근본적으로 다른 점은 라이너 자체가 단독으로 포장되어 사용되어 지는 것이 아니라 반드시 골심지와 결합되 [골판지]라는 구조체로 가공되어 사용되는 점이다. 따라서 라이너 원지의 필요 물성은 강도나 외관등 일반의 종이.판지에 요구 되는 강도 물성과 [골심지의 가공적성]이 있어야 한다.
라이너 원지로 요구되는 필요물성은 골판지 상자로 포장된 화물이 외력으로부터 받는 물리적,화학적 공격으로 부터 방어 될수 있는 강도가 요구 되는 바 라이너의 강도 물성은 파열강도, 압축강도, 인열강도, 인장강도, 내마모강도, 등이 중요하며 라이너의 가공적성은 평량, 수분균일성, 두께의 균일성, 첩합적성, 궤선적성, 인쇄적성, 라이너의 색조 등이 매우 중요하다.
단위면적당의 종이의 질량을 나타낸다. 통상 1㎡의 질량 g수를 그 종이의 평량이라고 한다.평량 측정은 통상 1000㎠(25㎝×40㎝)의 시편을 저울로 단다.재단시 시편은 1㎜이내의 정밀도로 하여 재고 무게는 g(그램)단위로 전질량의 0.25% 이내로 한다. 근래 골판지 라이너원지의 수입개방과 사용자의 저평량 고비파의 요구가 확대되면서 최근에는 과거의 기준평량보다 10-15g/㎡ 하향생산하는 추세이며 품질은 과거와 동일하나 상향되고 있는 추세로 이는 사용자에게는 경제적인 이익이 되지만 생산자 입장에서는 많은 문제점이 있다. 고지의 재순환 사용증가율로 원료의 질은 떨어지고 에너지, 인건비 수입펄프의 값은 상승하지만 기술은 급속히 성장하지 못하기 때문에 원단위 상승(원지 원료구성비율에서 펄프비율이 증가됨) 및 생산성 저하(평량 하락에 따라 동일 초지 속도라면 생산성이 당연히 저하됨)둥의 문제에 맞닿게 된다.따라서 사용자와 생산자 모두가 KS규정을 준수해야 할 필요가 있으며 생산자는 더욱 기술개발 노력을 기울여야 한다.
원료 라이너제조시 사용되는 부원료의 사용량 자체는 주원료에 비하여 극히 작으나 그것이 제품에 미치는 영향은 참으로 큰 것이다. 따라서 이미 널리 인식되어있는 주원료에 비해서 좀더 설명하고자 한다.
수분은 한자 그대로 종이에 함유된 물의 비율이다.수분 또한 사용자와 생산자 사이에 불만이 되고 있는 가장 큰 문제중 하나이다.종이제조에 있어서 수분은 경제성과 직결되어 생산자와 사용자 사이에 불만이 야기되기도 한다. 수분은 종이의 강도에 매우 큰 영향을 준다.수분이 증가하면 파열강도, 인장강도등은 저하되고 신장성이나 굽힘성은 증가한다.또한 골판지로 가공시 접착불량, 주름등의 결함을 초래하기도 한다.종이에 있어서 수분은 전폭에 걸처 또한 종방향에 걸쳐 전반적으로 균일해야 한다.
주원료별 분류 : 최초에 투입된 주된 재료가 펄프인가, 고지인가로 나눈다. 크라이프 라이너(Kraft Liner; 펄프)와 쥬트라이너(Jute Liner; 고지)로 나뉜다.
크라프트 라이너 : 크라프트 펄프 (UKP) 를 100% 사용하여 초조 한 것.
쥬트라이너 : 펄프 밀부와 고지를 주원료로 하여 초조 한 것. 따라서 같은 평량 (g/m2)의 경우 크라프트 라이너 쪽의 품질이 우수하다.
1. 펄프 : 이 장에서는 펄프자체에 대한 TIF명은 피하고자하며 광범위한 펄프 범위중에서 라이너에 주로 사용되는 제한된 펄프에 관해 논하고자 한다.
- 가) UKP
- 미표백 펄프로서 라이너제조에 가장 주요한 PULP이다. 약자의 의미를 해석하자면 U : UNBLEACHED의 머릿글자로 미표백임을 뜻함. K : KRAFT의 머릿글자로 독일어의 강인함에서 기인되었다. 이는 PULP의 제조법중의 한가지인 KRAFT PULPING법에 의하여 제조되었음을 뜻하며 KRAFT PULPING법은 PULP제조시 목재칩의 COOKING작업에 가성소다와 황화소다(일명 망초)를 사용하여 탈리그닌 작업을 행하여 비교적 강한 PULP의 제조가 가능한 PULPING법이다. P : PULP의 머릿글자임. 통상 통용되는 UKP는 SHEET TYPE, ROLL TYPE, FLESH TYPE으로 거래되며 펄프제지공정이 연관되어 외국사의 경우에는 PULP SLURRY상태로 직접 공급되고 있다.
- 나) B.K.P
- 백라이너 제조시 표면에 사용되는 B.K.P는 표백 화학펄프로서 B : BLEACHED의 머릿글자로서 표백됨을 뜻함. K : KRAFT PULPING법으로 제조됨을 뜻함. P : PULP의 머릿글자임. B.K.P는 펄프제조시 사용된 목재원료의 구분에 의해 L-BKP와 N-BKP로 나누어 지며 원가절감 및 제품특성상 적절한 혼합 사용이 바람직하다.섬유장이 긴 섬유는 강도에는 좋으나 지합형성에는 좋지 않으며 반대로 짧은 섬유는 종이의 강도를 약하게 하지만 지합상태는 양호하게 한다.
2. 고지 : 일단 사용하였다가 폐기된 후에 회수된 종이를 고지라하며 재생하여 중요한 원료로 사용된다. 자원이 빈약한 우리나라로서는 실로 고지가 제지원료에서 차지하는 의미는 높은 것이다. 우리나라는 세계에서는 손꼽히는 고지 수입국으로 매우 큰 소비처인 셈이다.고지가 중요함에도 불구하고 현재우리나라의 고지회수율은 매우 낮은편에 속하여 안타까운 일이다. 또한 이미 우리의 가장큰 고지 수입선인 미국에서는 주에 따라서 점차 고지의 재사용을 제도화하는 추세여서 향후 우리나라 자체의 고지회수를 극대화하는데 노력해야 할 것이다.
- 가) O.C.C : OLD CORRURGATED CONTAINER
- 골판지설을 말하며 현재 국내 JUTE LINER생산 원료의 대부분을 차지한다. 수입국가에 따라 미국의 경우 A.O.C.C, 유럽은 E.O.C.C,일본은 J.O.C.C라고 업계에서는 칭하는데 그중에서도 A.O.C.C가 최상의 품질을 갖는다.어쨋든 말 그대로 고지인 관계로 각종의 이물질이 혼합되어 있으므로 수입시 일정한 기준을 정하여 엄격한 검수가 필요하다. 특히, 최근에는 미국 자체에서도 재생지의 생산이 많고 수출된 한국 또는 대만산 박스의 혼합비율도 증가하여 A.O.C.C의 품질이 과거에 비해 떨어지고 있다. 또한 왁스함침지, 아스팔트가공지, 습강처리된 박스, 각종 코팅지드의 함유는 별도의 선별 작업을 하지 않으면 제품에 커다란 결함을 일으키므로 철저한 선별이 요구된다.
- 나) 국판 : KOREA.O.C.C
- 국내에서 수집된 골판지 고지로서 라이너 제조와 특히 골심지 제조에 사용된다.
- 다) ONP : OLD NEWS PAPER
- 신문지 고지로서 주로 마닐라 판지와 신문지 제조원료로 사용된다.
- 라) CPO : COMPUTER PRINTED OUT
- COMPUTER에서 사용했던 종이로서 백라이너 제조시 표면층에 사용하기도 하며 주로 백상지 제조에 쓰인다.
- 마) 기타
- WHITE LEDGER, 고책, 모조설 등이 있다.
부원료는 섬유 이외에 첨가되는 천연 또는 인공의 물질로서 품질을 좋게하고 수율향상 또는 생산성증대를 가져오거나 독특한 특성을 부여하는 물질을 말한다.
- 가) 해리촉진제
- 습강처리된 고지와 EHRD 파지등의 해리를 촉진하고자 쓰이는 약품으로서 침투성이 강한 계면 활성체가주류를 이룬다. 고지내의 습강지는 물론이고 초기 습강이 이미 발현된 파지의 해리에도 큰 도움을 주며 기존의 해리 작업시간을 단축시키는 잇점이 있다.주로 ALKYL POLYGLYCOL ETHER등이 쓰여진다.
- 나) 사이즈제
- 종이를 구성하는 목재 PULP는 친수성이며 또한 지필을 형성하는 섬유사이에는 무수히 많은 모세관이 형성되어 있으므로 별도의 처리가 없는한 물이나 잉크 또는 기름등을 쉽게 흡수하게 된다. 따라서 종이의 사용목적에 의해서 이러한 액체의 침투를 적당히 막아주어야 하는데 이러한 방법 또한 공정을 일반적으로 SIZING이라고 하며 이때 사용되는 약품을 사이즈제라고 한다.일반적으로 제지업계에서는 행하는 사이징 방법은 내면 사이징과 표면 사이징으로 크게 나뉘는데 통상 SIZE라 하면 내면 사이징을 말하는 경우가 많다.
- 다) 염료
- 라이너제조시 표면의 미려함과 소비자의 선호에 따른 색상을 맞추기 위하여 염료에 의한 색상작업을 행하게 되는데 특히 JUTE LINER에서의 표면색상은실로 중요하다. 통상 염료가 매우 고가임에도불구하고 일반적으로 염료의 정착불량으로 인한 고가엽료의 손실과 과잉 투입으로 인한 폐수의 오염을 초래하고 있다. 염료는 크게 직접염료, 산성염료, 염기성 염료로 나뉘어지는데 섬유에의 친화력에 의해 라이너 제조시에는 주로 염기성 염료가 쓰여진다. 염료가 섬유에 정착되어지는 것을 염착이라고 하는데 이를 위해선 SIZING개념이 무척 중요하다. 최근에는 고가의 염료정착을 위한 POLYMINE계의 강CATIONIC성 염료 정착제를 병행 사용해 주는 추세이다.
- 1) 산성염료
- 산성염료는 섬유에 스스로 정착되는 친화력이 없어 착색이 힘들며, 염기성에 비하여 내광성이 약한 것이 결점이다.또한 pH 4.5-5.5에서 사용이 적당하기 때문에 중성 영역에서는 착색력이 불량하다. 일반적으로 사용량이 적은 편이다.
- 2) 염기성 염료
- 염기성 염료는 표백펄프에는 친화성이 약하나 리그닌이나 비 셀루로오스에는 강한 친화력이 있어 U.K.P나 G.P에도 쉽게 사용되고 있다. 또한 반토에 의해 쉽게 정착되는 잇점이 있으나 알카리 내성이 약한 편이다. MANILA판지에서 청색도를 높여주는 메틸 바이올렛둥이 이 염료에 속한다.
- 3) 직접염료
- 직접 염료는 섬유와 직접 반응하여 정착되므로 반토나 기타의 정착제가 없어도 양호한 편이다. 또한 친수성이어서 물에 잘 용해되어 분산성이 좋으며 일광견뢰도 좋으나 명도와 채도는 염기성에 비하여 떨어진다.일반적으로 황판지 작업에 쓰이는 ORANGE, YELLOW염료들이 이 범주에 속한다.
- 라) 지력증강제
- 근래에 들어 고지 사용량의 증대에 따른 재생지의 원료 혼입이 증가하면서 미세섬유의 함유율이 높아지게 되어 별도의 처리가 없는한 지필의 강도는 낮아지고 있다.그러한 인쇄기술의 발달이나 골판지 제조의 고속화는 높은 강도를 요구하게 되어 이에 적응하기 위한 지력증강제의 사용이 증가하게 되었다. 지력증강제는 사용방법에 의해 내첨 지력증강제와 표면증강제로 나뉘며 내첨 지력증강제는 또다시 건조 지력 증강제 와 습윤 지력 증강제로 나뉜다.
그중에서 가장 많이 쓰이고 있는 건조 지력 증강제에 대해서 설명을 하면- 1) 지력 증강제의 사용목적
- - 저급 펼프 및 고지 사용량 증가
- - 충전제 사용량 증가
- - 평량 감소후도 향상, 고해량 감소, 초속 증속
- - 가공성 향상 및 원가 절감
- 2) 지력 증강제의 종류
- - 시대의 흐름에 따라 새로운 타입의 지력제가 개발되도 있으며 그 중 대표적인 것은 다음과 같다.
- 3) 건조 지력 증강제
- 기본적으로 종이의 건조 강도는
- - 섬유간 결합의수
- - 섬유간 결합의 강도
- - 섬유의 강도
- - 결합의 배열
- - 지필의 밀도
- - 평량등에 의하여 결정지어지는데 섬유간의 결합 즉, 수소 결합의 수를 증가시키는데 무엇보다 중요하다.
장망 초지기 : 지필형성부가 무단(endless)의 긴금망부로 된 초지기. 망은 플라스틱 제품도 있다.
환망초지기 : 습지필 형성부가 환망으로 되어 있는 초지기. 용도에 따라서 단환망 초지기와 다환망초지기가 있다.
- 1. PULPER
- - 건조된 PULP 및 고지류를 물속에서 이해, 분산 혼합 교반시키는 장치
- - PULPER는 강력한 IMPELLER의 회전하여 투입된 펄프를 기계적으로 해리하여 빠르게 수중에서 분산 혼합시키는 와류의 중심부와 좌, 우측부간의 최대한 적게 하면서 가장 효가적으로 수중에서 이해분산을 달성하는 것
- 2. 정선기
- 지료중에서 순순한 섬유를 제외한 기타의 이물질을 제거하는 일체의 과정을 의미하며 그 원리에 따라서 정선기의 선별이 구별된다.
- (1) 고농도 크리너
- 비중차에 의한 정선기구로서 지료가 CONE에 들어올 때 입구의 나선형 배관을 통과하면서 CONE내에서 자동회전을 일으켜 중물질을 CONE의 벽쪽으로 모이게 한다. 이때 수압보다 가벼운 물질은 지료와 합께 부상한다. 고농도 크리너는 중물질 제거의 전용 정선기이며 구조는 원료입구, 출구부, 원형부, 유체Balance부 등으로 구성되어 있으며 하부에는 REJECT BOX가 있다.
- (2) P.H SCREEN
- 가압형공판 TYPE의 정선기
- (3) P.S SCREEN
- 가압형 SLIT TYPE의 정선기
- 3. 농축기
- - 원료를 깨끗하게 세척하는 기계로서 농도가 약 1%의 원료를 농축 농축시켜 10%정도의 원료로 만드는 기계로서
- - 구조를 보면 표면은 2중의 드럼으로 되어 있고 그 이중드럼은 회전방향으로 간격을 막아 소실을 무수히 갖게 하였고 각각CELL은 한 개씩의 사각형 PIPE를 갖게 되어있다.
- 4. 고해기
- : 섬유의 표면적과 섬유장을 물리적인 힘에 의해 변화시키는 공정의 기계.
- - D.D.R (DOUBLE DISK REFINER)
- : 고정 DISK와 DISK 사이에 원료를 넣고 ROTER DISK가 회전하면서 고정 DISK에 접근하므로 표면적의 증대 및 섬유장을 짧게 갈아주는 기계.
- 5. MACHINE SCREEN
- 정선기의 일종이며 조성이 완전히 끝난 지료중 일부의 혼합된 이물질을 초조되기전에 치종족으로 SCREEN하여 주는 기계
- 6. HEAD BOX
- PAPER MASHINE 전폭에 걸쳐 SLICE로부터 지료가 안정되고 일정한 상태로 WIRE상에 정확히 분사시키는 장치.
- 7. WIRE PART
- HEAD BOX의 SLICE에서 분사된 지료를 탈수시켜 지필을 형성하여주는 PART
- (1) BOTTOM WIRE
- 당 공장에서 종이를 생산시 창층부를 형성하는 WIRE
- (2) FILLER WIRE
- 당 공장에서 종이를 생산시 중간층을 형성하는 WIRE
- (3) ON-TOP WIRE
- 당 공장에서 종이를 생산시 상층부를 형성하는 WIRE
- 8. PRESS PART
- WIRE PART에서 이송된 지필을 압축 탈수하여 조직을 치밀하게하며 WIRE MARK, 평활도, 표양치등을 시정하여 지질의 품질을 양호하게 하여주는 PART
- (1) UNI-PRESS
- UNIPRESS는 SWEDEN의 KMW사가 고안한 것으로서 압착 ROLL을 통과하지않은 약한 지필이 주행하는 거리를 극단적으로 단축시켜 지질현상을 방지함에 역점을둔 형식의 PRESS이다.
- (2) #2 MAIN PRESS
- PLAIN PRESS로서 지필의 수분을 AIR압력으로서 압착 탈수시키는 PRESS.
- (3) LONG NIP PRESS
- 높은 압력 및 NIP이 긴 PRESS로서 종이의 양면성을 부여하여 품질이 양호한 제품을 생산하게 하며 탈수력이 좋게한 PRESS이다.
- 9. DRYER PART
- 기계적인 방법으로 강제 탈수한 지필을 증기를 이용하여 지필의 수분을 증발시켜 건조를 행하는 PART이다.
- 10. CALENDER PART
- 수직으로 되어있는 수개의 ROLL들을 지필이 통과하면서 강한 압력과 ROLL SLIP에 의한 마찰로 표면의 평활성, 지면에 강한 광택을 주는 동시에 지필의 두께를 조절, 즉 내부 조직도를 친밀하게 하는 PART이다.
- 11. POPE RELL PART
- 회전드림의 마찰에 의하여 지필이 REEL상에 감기게 하는 권취하는 PART이다.
- 12. REWINDER PART
- 초지기 또는 도공기로부터 권취에 각종 가공을 가한후 필요한 폭과 길이로 다시감고 동시에 전 공정의 불량부분을 완제품으로 만드는 PART이다.
