📘 Chapter 4. 프레스와 건조 – 섬유를 고정시키는 결정적 단계

📘 Chapter 4. 프레스와 건조 – 섬유를 고정시키는 결정적 단계

4.1 프레스(Pressing) 공정의 역할

프레스는 습지 형성 후 남아 있는 **자유수(free water)**를 기계적으로 제거하는 공정이야.
이 과정은 시트의 수분 함량을 줄이고, 섬유 간 밀착을 강화시켜 종이의 기초 강도를 형성하는 데 필수적이다.

🌡️ 원리

• 롤러(press roll)를 통해 시트를 압착 → 수분이 탈지펠트(felt)로 이동
• 압력: 일반적으로 1~5 bar
• 속도: 수백 m/min → 고속으로 압착하되, 시트 손상이 없도록 해야 함

💡 포인트

• 너무 세게 누르면: 섬유 손상, 공극 붕괴, 흡수성 저하
• 너무 약하면: 잔류 수분 과다 → 건조 효율 저하

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4.2 건조(Drying) 공정 – 종이 특성을 좌우하는 핵심

건조는 종이의 수분을 5% 이하로 줄여 **실질적인 물성(Mechanical properties)**을 부여하는 단계야.

🔥 기본 원리

• 고온 롤러(steam-heated dryer) 또는 IR 건조기를 통해 열전달
• 증발(latent heat) 과정으로 잔류 수분 제거
• 표면 텐션 유지가 품질에 매우 중요

⚠️ 주의할 점

• 건조 중 수축이 발생하면 종이의 치수 안정성, 평탄도, 두께 균일도에 악영향
• **내부 응력(residual stress)**이 남으면 인쇄나 코팅에서 주름/뒤틀림 발생

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4.3 텐션 제어와 수축 억제

여기서 드디어 텐션 컨트롤러의 역할이 핵심으로 등장해.

텐션이 필요한 이유

• 종이가 고온 환경에서 마르며 수축하려는 성질을 갖기 때문에,
• 이를 적절한 **장력(Tension)**으로 늘려주거나 고정시켜야 함

구현 방법

• 드라이 롤 구간에서 종이의 장력을 **센서(로드셀 등)**로 측정
• PID 제어기를 통해 롤러의 속도/토크를 미세 조정 → 일정 장력 유지

텐션 컨트롤이 없을 경우

• 불규칙한 수축 → 종이의 파열, 주름, 두께 편차 발생
• 특히 CNT 필름처럼 얇고 균일성이 중요한 소재는 치명적

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4.4 열 건조 외 건조 방식 비교

방식설명장점단점

증기 건조	드라이 실린더를 통해	고효율	고온에 의한 수축 위험
IR 건조	적외선 조사	빠름, 비접촉	표면 편중 현상 가능
공기 대류 건조	뜨거운 공기 흐름	균일한 건조	속도 느림
다단계 건조	단계별로 온도 조절	균형 잡힌 건조	설비 복잡

☑ 고부가가치 종이나 나노소재용 필름은 다단계 + 텐션 제어 조합을 많이 씀

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다음 예고: 코팅 및 표면 처리 – 기능성 종이의 시작

이제 거의 종이의 최종 모습에 가까워졌어. 다음 단계는 종이의 표면 특성을 조절하기 위한 코팅, 글레이징, 기능성 부여(전도성, 방수 등) 단계야. 여기에서도 종이의 기공 구조, 표면 에너지, 흡수성 등을 다룰 거야.