📘 Chapter 2. 펄핑(Pulping) – 섬유화의 과학

📘 Chapter 2. 펄핑(Pulping) – 섬유화의 과학

2.1 펄프란 무엇인가?

**펄프(pulp)**는 제지 공정의 시작점으로, 식물로부터 셀룰로오스 섬유를 추출한 반유동상(혹은 슬러리) 물질이다. 이 섬유질은 종이의 기초 골격을 이루며, 후속 공정에서 건조·응집되어 하나의 시트를 형성하게 된다.

☑ 구성

• 셀룰로오스(Cellulose): 주 구조체, 종이의 강도와 질감 결정
• 헤미셀룰로오스(Hemicellulose): 수소결합을 도와주는 보조 섬유
• 리그닌(Lignin): 식물의 골격 유지에 관여, 제거 대상

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2.2 펄핑 방식의 분류

펄핑에는 원료에서 셀룰로오스를 얼마나 순수하게 분리해내는가에 따라 다음과 같은 방식이 존재해.

방식특징장점단점

기계적 펄핑	원료를 물리적으로 분쇄	고수율, 저비용	섬유 손상 큼, 종이 품질 낮음
화학적 펄핑	화학약품으로 리그닌 제거	섬유 손상 적음, 고품질	수율 낮음, 폐수 처리 필요
반화학적 펄핑	전처리 후 기계 분쇄	균형된 품질/수율	공정 복잡

☑ 대표적 화학 펄핑

• Kraft 공정 (황산염법): NaOH + Na₂S 사용, 가장 일반적
• Sulfite 공정: 산성 조건에서 리그닌 제거

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2.3 펄프 품질에 영향을 주는 인자

1. 섬유 길이 (Fiber length)
   • 장섬유는 강도에 유리, 단섬유는 매끄러운 표면에 유리
2. 섬유 표면의 결함/갈라짐
   • 너무 거칠면 코팅이나 인쇄성 저하
3. 수분 흡수성 (Absorbency)
   • 표면 화학 처리 및 펄프 구성에 따라 달라짐
4. 백색도 (Brightness)
   • 리그닌 제거와 표백 공정에 따라 달라짐

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2.4 실험적 관점: 섬유 관찰과 분석

펄프의 품질은 현미경(Microscopy), 광산란(Light scattering), FTIR, SEM 등을 활용해 평가할 수 있어. 연구자로서 펄프 상태를 정량적으로 분석하면, 재료 성능 예측 및 공정 조건 최적화에 큰 도움이 돼.

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다음 예고: 제지 공정의 두 번째 단계 – 습지 형성(Forming)

이제 펄프가 준비되었으니, 이를 어떻게 물에서 퍼 올려 하나의 종이 시트로 만드는지, 즉 "Forming" 공정으로 넘어가자. 여기서는 수력학, 유변학, 섬유 네트워크 형성 메커니즘이 핵심 키워드야.