펄프와 고지에 대하여

펄프(Pulp)

펄프는 종이 제조의 기본 재료로 사용됩니다. 주로 나무에서 추출하지만, 대나무, 대마, 밀짚 등 다양한 식물성 원료를 사용할 수 있습니다. 펄프 제조 과정은 크게 기계적 방법과 화학적 방법으로 나뉩니다.

1. 기계적 펄프(Mechanical Pulp): 원료를 물리적으로 분쇄하여 펄프를 만드는 방법입니다. 이 과정은 섬유질을 그대로 유지하며, 높은 수율을 가지지만, 종이의 내구성이나 색상이 떨어질 수 있습니다.

2. 화학적 펄프(Chemical Pulp): 화학약품을 사용하여 목재의 리그닌(섬유질을 묶어주는 접착제 같은 물질)을 제거하고 순수한 섬유질만을 추출하는 방법입니다. 이 방법으로 만든 펄프는 더 희고 강도가 높아 고급 종이 제조에 적합합니다.

 

고지(Waste Paper)

고지는 사용되었던 종이나 종이 제품을 말하며, 재활용을 통해 다시 종이를 만드는 데 사용됩니다. 고지를 재활용하는 것은 자원을 절약하고 환경 오염을 줄이는 데 기여합니다. 고지는 크게 아래와 같이 분류됩니다.

 

고지의 발생에 따른 분류

1. 상업용 고지: 사무실, 상점 등에서 발생하는 폐지로, 대량으로 수집되어 재활용이 용이합니다.

2. 산업용 고지: 인쇄소, 출판사 등에서 발생하는 인쇄 미스나 자르고 남은 종이 등입니다.

3. 가정용 고지: 일반 가정에서 나오는 신문지, 잡지, 포장지 등이 해당됩니다.

종이 품질에 따른 분류

 

즉 재활용 종이는 품질이나 재활용 가능성에 따라 여러 등급으로 나뉩니다. 일반적으로 고지는 상급 고지, 중급 고지, 그리고 저급 고지로 구분될 수 있습니다. 각 등급은 고지의 출처, 처리 용이성, 재활용 시 얻을 수 있는 종이의 품질에 따라 결정됩니다.

1. 상급 고지(上級古紙): 이 등급의 고지는 주로 사무실에서 나오는 백색 용지, 인쇄소에서 나오는 잉크가 거의 묻지 않은 깨끗한 인쇄지 등이 해당됩니다. 상급 고지는 재활용 과정에서 비교적 고품질의 종이를 생산할 수 있기 때문에 재활용 산업에서 매우 가치가 높습니다. 또한, 처리 과정에서의 오염물질 발생이 적고, 밝은 색의 종이를 재생산할 수 있어 선호됩니다.

2. 중급 고지(中級古紙): 중급 고지는 일간지나 잡지, 소책자 같은 인쇄물이나 포장지 등이 포함됩니다. 상급 고지보다는 잉크나 기타 오염물이 더 많이 포함되어 있지만, 적절한 처리 과정을 거쳐 여전히 좋은 품질의 종이를 재생산할 수 있습니다. 중급 고지는 상급 고지에 비해 수급이 더 풍부하고, 다양한 용도로 재활용이 가능합니다.

3. 저급 고지(低級古紙): 저급 고지는 피자 상자, 음식물이 묻은 포장지, 사용 후 매우 오염된 종이 등을 포함합니다. 이러한 고지는 재활용 과정에서 추가적인 정제 과정이 필요하며, 재활용하여 얻을 수 있는 종이의 품질이 상대적으로 낮습니다. 저급 고지는 처리 비용이 더 많이 들고, 재활용 과정에서 발생할 수 있는 환경적 영향도 고려해야 합니다.

각 등급의 고지는 재활용 과정과 그에 따른 제품의 품질, 환경적 영향 등 여러 요소를 고려하여 적절하게 분류 및 활용되어야 합니다. 재활용 산업에서는 이러한 고지 등급을 기준으로 재활용 가능한 자원을 최대한 효율적으로 활용하려고 노력합니다. 

 

초지 전 처리

 

펄프 제조 공정에서는 크리너, 스크리닝, 리파이닝 등 여러 단계를 거쳐 펄프의 품질을 향상시킵니다. 각각의 공정은 펄프로부터 불순물을 제거하고, 섬유의 특성을 개선하여 고급 종이 제작에 적합한 펄프를 만드는 데 중요한 역할을 합니다. 

크리너(Cleaner)

크리너는 펄프로부터 무거운 불순물이나 작은 입자들을 제거하는 장치입니다. 이 공정은 주로 원심력을 이용하여 펄프 내의 불순물을 분리합니다. 크리너는 고밀도 크리너(High Density Cleaner, HDC)와 저밀도 크리너(Low Density Cleaner, LDC)로 나뉩니다.

1. 고밀도 크리너(HDC): 무거운 불순물(예: 금속 조각, 돌, 유리 조각 등)을 제거합니다. 이러한 불순물은 펄프의 품질을 저하시키거나 제지 기계를 손상시킬 수 있습니다.

2. 저밀도 크리너(LDC): 경량의 불순물(예: 플라스틱 조각, 기포 등)을 제거합니다.

스크리닝(Screening)

스크리닝 공정은 펄프 내의 불순물을 크기에 따라 분리하는 과정입니다. 이 공정은 펄프로부터 원하지 않는 크기의 섬유 덩어리나 불순물을 제거하여 품질을 향상시킵니다. 스크리닝 장치는 주로 구멍이 있는 스크린(홀 스크린)과 슬롯이 있는 스크린(슬롯 스크린)을 사용합니다.

1. 홀 스크린: 큰 불순물을 제거합니다.

2. 슬롯 스크린: 더 작은 불순물을 제거합니다.

리파이닝(Refining)

리파이닝 공정은 펄프의 섬유를 물리적으로 처리하여 섬유의 표면적을 증가시키고, 섬유 간의 결합력을 향상시키는 과정입니다. 이 공정을 통해 종이의 강도, 부드러움, 인쇄 적합성 등의 특성이 개선됩니다. 리파이너에서는 섬유가 압력과 마찰을 받으며 풀어지고, 섬유 끝이 부서지며, 섬유의 표면적이 증가합니다.

각 공정은 펄프를 최종 제품인 종이로 만드는 데 있어서 중요한 역할을 합니다. 크리너와 스크리닝은 펄프로부터 불순물을 효과적으로 제거하여 품질을 향상시키며, 리파이닝은 섬유의 특성을 개선하여 종이의 사용성을 높입니다. 

 

고지의 추가 처리

고지를 재활용하여 새로운 종이를 제작하는 과정은 환경 보호 및 자원 절약 측면에서 매우 중요합니다. 하지만, 순수 펄프에 비해서 고지를 사용하여 새로운 종이를 만들기 전에, 고지에서 잉크와 기타 불순물을 제거하는 여러 처리 공정을 거쳐야 합니다. 이러한 공정을 통해 고품질의 재활용 펄프를 얻을 수 있으며, 이는 다시 종이 제조 과정에 투입됩니다.

탈묵 공정

탈묵 공정은 재활용 고지에서 잉크를 제거하는 핵심 공정입니다. 이 과정은 크게 부상법과 워싱 방식으로 나뉩니다.

1. 부상법(Flotation): 이 방식은 공기 기포를 이용하여 잉크 입자를 부유시키고 제거합니다. 고지 슬러리(물에 풀어진 고지)가 특수 설계된 통에 채워지고, 공기를 불어넣어 기포를 발생시킵니다. 이 기포들이 잉크 입자와 결합하여 슬러리 표면으로 떠오르게 되며, 여기서 이물질을 걷어내어 제거합니다. 부상법은 효율적인 잉크 제거 방법으로 널리 사용됩니다.

2. 워싱 방식(Washing): 워싱 방식은 고지 슬러리에 지속적으로 물을 뿌려 잉크 입자를 흘려보내는 방식입니다. 이 방법은 특히 물에 용해되는 잉크와 미세 입자를 제거하는데 효과적입니다.

표백 공정

 

탈묵 공정을 거친 후에도 펄프는 여전히 유색물질을 포함하고 있을 수 있습니다. 이를 제거하기 위해 표백 공정이 필요합니다. 표백은 펄프의 색을 밝게 하고 더욱 순수한 형태로 만들기 위해 화학적 처리를 하는 과정입니다.

화학적 표백: 펄프 내 유색물질을 화학적으로 분해하거나 제거합니다. 여러 종류의 표백제가 사용되며, 환경에 덜 해로운 산소, 오존, 과산화수소 등이 널리 사용됩니다. 화학적 표백은 고도로 효율적이지만, 과정 중 화학물질의 사용으로 인한 환경적 영향을 최소화하기 위한 주의가 요구됩니다.

 

A4 용지(출처: https://namu.wiki/w/%EC%A2%85%EC%9D%B4#s-1)