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📘 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
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
2.3 펄프 품질에 영향을 주는 인자
- 섬유 길이 (Fiber length)
- 장섬유는 강도에 유리, 단섬유는 매끄러운 표면에 유리
- 섬유 표면의 결함/갈라짐
- 너무 거칠면 코팅이나 인쇄성 저하
- 수분 흡수성 (Absorbency)
- 표면 화학 처리 및 펄프 구성에 따라 달라짐
- 백색도 (Brightness)
- 리그닌 제거와 표백 공정에 따라 달라짐
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.
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.
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