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해리(pulper)

• 펄퍼에 펄프원료를 투입하여 농도 3~6% 상태로 강하게 교반하여 섬유를 해리시킨 다음 저장조로 보내는데, 펄퍼는 크게 수직형과 수평형으로 구분할 수 있으나 대체적으로 탱크의 하부에 섬유를 해리하기 위한 로터가 설치되어 있는 수직형이 일반적으로 많이 사용되고 있다.
  
  로터는 580~660rpm으로 회전하는데 펄프의 종류에 따라서 차이는 있으나 대개 10~15분 정도 지나면 충분히 섬유가 해리된다. 로터의 하부에는 작은 구멍이 뚫린 배출 플레이트가 설치되어 있으며 이는 해리조작 후 펄프슬러리를 배출시킬 때 미해리 펄프를 걸러내는 역할을 한다.
  
  해리가 끝난 펄프 슬러리는 펄퍼에서의 농도와 같은 상태이므로 리파이너로 고해하기에 적절할 농도수준으로 조절하여야 한다.

클리너(cleaner)

• 클리너는 지료에 혼입되어 있는 이물질 가운데 금속파편, 모래 등과 같이 비중이 높은 물질이나 핫멜트, 수지필름, 스티로폼과 같이 비중이 낮은 물질을 분리하기 위해서 사용되는데, 일반적인 형태는 원통형 및 원추형이 결합된 본체와 원료를 공급하기 위한 입구 그리고 억셉트와 리젝트 출구로 구성되어 있다.
  
  원료는 본체에 접선방향으로 공급되도록 입구가 설계되어 있다. 입구로 유입된 원료는 본체 내부에서 소용돌이치면서 하부로 내려가게 된다.
  
  지료가 클리너 내부에서 원운동하며 하부로 내려가게 되면 이 때 지료를 구성하고 있는 물질 가운데 비중이 높은 물질은 원심력에 의해서 본체의 벽에 접근하게 된다. 이와는 반대로 비중이 낮은 물질은 중심부로 집중된다. 본체의 하부로 갈수록 직경이 감소하므로 속도가 급속히 증가하고 비중 따른 분리효율이 증가된다.
  
  본체의 하부에 있는 출구는 직경이 작기 때문에 송입된 원료가 모두 배출될 수 없으므로 클리너의 내부에서 상승흐름이 발생하고 이 상승흐름을 따라 중앙부에 위치한 원료가 상부로 올라와 상부 출구로 토출된다.

스크린(screen)

• 스크린은 지료에 포함된 비중이 다른 이물질을 제거하는 클리너와는 달리 슬러리 상태 지료에 존재하는 미해리 섬유 속이나 응집된 섬유플록과 같은 이물질을 제거하기 위해서 사용되는 설비이며, 스크린의 필수적 구성요소는 물질을 제거하기 위한 스크린 플레이트, 스크린 플레이트의 막힘을 방지하기 위한 설비의 두 가지이다.
  
  지료에 혼입되어 있는 이물질에는 미증해된 옹이나 결속섬유, 미해리된 폐지, 플라스틱 물질 등이 있다.
  
  이외에도 저장조에서 형성된 섬유 및 지료 조성분의 덩어리 등도 꼭 제거되어야만 하는 부분이다. 이들 이물질은 그 형태가 섬유상, 입상 또는 필름 상으로 매우 다양하다. 따라서 이들을 효과적으로 제거하기 위해서는 이물질의 형태에 적합한 스크린 플레이트를 사용하는 것이 필요하다.

고해(refining)

• 고해란 물 속에 펄프를 풀고 기계적으로 물리적인 힘을 가해 섬유의 형태나 구조를 변화시킴으로써 원료의 초지 작업성을 조정하고 필요로 하는 종이의 특성을 만들어 내는 필수적인 제지공정이다. 마치 맷돌로 콩을 갈아내는 것과 같이, 칼날이 있는 두 개의 판 사이를 섬유가 지나가면서, 짧게 잘리게 되며 보푸라기가 일어나는 것처럼 갈리게 된다. 고해를 하는 이유는 종이의 강도 특성과지합(섬유의 고른분포)을 향상시키기 위함이다.
  
  기계적으로 처리된 섬유는 보푸라기가 많이 일어나(피브릴화) 섬유끼리 결합력이 좋아져 종이의 강도 특성이 향상된다. 최종 제품의 강도 특성 뿐 아니라초지 작업성에도 영향을 미치게 되는데 고해를 거치지 않은 섬유는 초지 작업시 쉽게 끊어져 습지 연결 작업성이 크게 저하된다.
  
  고해 과정을 거친 섬유는 길이가 짧아져 응집성이 적어지고 미세한 섬유들이 증가하여 지합과 평활도가 향상된다. 고해를 많이 하면 그만큼 종이가 치밀한 구조를 갖게 되는데 이결과 두께가 얇아지고, 투기성과 불투명도가 낮아지게 된다. 따라서 일반적으로 펄프의 고해 정도는, 요구되는 종이의 품질 및 작업성에 따라 적절히 조정하여 작업해야 한다.
  

출처 : ㈜무림페이퍼 홈페이지

배합(Mixing)

• 혼합과정은 크게 사이징(Sizing), 충전(Loading), 착색(Coloring)과정으로 나눌 수있는데, 사이징이란 종이에 내수성을 가지게 하고, 또 잉크의 번짐을 방지하기 위해 종이의 표면 또는 섬유를 아교물질로 피복시키는 과정이다.
  
  충전이란 사이징과 전후하여 고해기 속에서 종이 재료에 광물성의 가루를 첨가, 걸러내는 과정인데, 이것에는 물에 용해되지 않고 화학적으로 중성이며, 그 밖의 제지용 약품에 작용하지 않는 백토, 활석, 탄산석회, 탄산마그네슘, 황산바륨 등이 사용된다.
  
  충전제 사용으로 종이는 불투명해지고, 조직이 균일해 지며, 종이면이 고르고 습기에 의한 신축이 작아지는 한편 종이가 유연하여 인쇄하기 좋아진다.

헤드박스(Head Box)

• 헤드박스에서부터 초지기의 건조공정에 들어가기 전인 압착부에 이르기까지는 지필이 습한 상태로 존재하므로 이 부분을 습부(wet end)라고 하며 이 부분에서는 계면동전 현상, 응집(flocculation), 보류(retention), 탈수(drainage) 등 많은 물리화학적 현상이 발생한다.
  
  헤드박스는 팬 펌프에 의해 공급된 지료를 초지기의 폭방향에 걸쳐 균일한 속도로 와이어 상에 사출시키는 설비로, 크게 지료분배부(fluid distribution), 유량조정부(flow rectification) 및 지료사출부(jet development)의 세 부분으로 이루어져 있으며, 종이의 가장 중요한 품질특성인 지합(formation)에 결정적인 영향을 미치는 초지기의 핵심부분이라 할 수 있다.

와이어(Wire)

• 와이어 파트는 슬라이스에서 사출된 지료가 브레스트 롤(breast roll)과 쿠우치 롤(couch roll) 사이를 와이어와 함께 지나면서 탈수, 지합형성 등이 이루어지는 부분을 말한다. 브레스트 롤은 헤드박스에 가장 가까이 있는 롤로 와이어를 지지하는 역할을 주로 하나 흡인작용을 하기도 한다. 쿠우치 롤은 다수의 구멍이 뚫려있는 원통형 롤로 내부에 고진공 흡인박스를 가지고 있다. 브레스트 롤과 쿠우치 롤 사이의 여러 탈수소자는 와이어 지지와 수분 제거의 두 가지 역할을 한다.

프레스(Press)

• 압착(Pressing)의 주 능은 습지필의 수분을 최대한 줄여서 건조부(dryer Section)로 넘겨주는 것이다. 압착 작업은 지합 형성부(Forming Section)에서 시작되는 수분제거 과정의 연장인데 제지 엔지니어들은 압착 탈수(Pressing) 효율을 향상시키고 건조부에서 증발부하를 줄이고자 끊임없는 노력을 해오고 있다.
  
  습지는 와이어 파트에서 수분을 제거하게 되나 아직도 87 ~ 70%의 수분이 남아있다. 이것을 가열 건조하려면 많은 스팀이 필요할 뿐 아니라 섬유의 얽힘이 충분하지 않게 되며 따라서 강도가 큰 종이를 얻기 어렵다. 또한 표면이 거칠고 와이어 자국(mark)등이 있으므로 품질 개선을 위해서도 기계적으로 압착하여 치밀하고 고른 지필을 얻을 필요가 있다. 압착부는 습지를 운반하고 수분을 제거하기 위해 습지가 두겹의 펠트 사이에 끼어 회전하는 2단의 압착롤 사이를 통과하도록 구성되어 있으며 이들은 롤 사이를 통과하면서 압착되어 탈수된다.
  
  프레스 닙의 효율을 위하여 그루브드(Grooved), 석션(Suction) 및 진공(Vacuum) 롤의 실용화 그리고 펠트 제조 기술의 발달 등을 들 수 있으며, 작업성 및 종이 품질 특히, 종이의 양면성을 고려하여 여러 형태의 프레스 타입이 개발되었다.
  
  프레스 롤은 (NIP의 수) 1닙인 것도 있으나 대부분 2~4닙으로 구성되어 있는데 1980년 초 Beloit社에서 ENP 라는 소위 슈 프레스(Shoe press)를 실용화함으로써 새로운 전기를 맞이하게 되었다. 슈 프레스(Shoe Press)는 프레스 닙의 압력과 닙 체류시간을 임의적으로 택할 수 있어 재래식 롤 프레스(Roll Press)의 경우와 달리 폭 넓은 운전조건을 사용할 수 있게 되었다.
  
  압착의 목적은 습지의 탈수이지만 동시에 지면을 개선하고 지질을 긴축시켜 그 강도를 증대시키는 것이다. 종이의 종류에 따라 그 지질이 긴축해야 될 경우가 있고, 반대로 부피가 필요할 경우가 있으므로 압착의 강도는 적당히 조절된다. 프레스에서 탈수가능 한계는 이론적으로 함수율 30%이지만, 실제 초지 상에서는 48~56% 정도가 한계이다. 일반적으로 습지가 프레스를 지난 다음 보유하는 함수율은 여전히 48~62% 정도이므로 press section 다음에 건조부를 둔다. 프레스에서 수분을 1% 줄이면 건조부의 스팀 소요량을 4% 정도 줄일 수 있으므로 프레스 압착 효율이 초지기의 전체 에너지소비량을 크게 좌우 한다.

드라이어(Dryer)

• 건조부는 제지공장 열에너지의 95% 이상을 사용하므로 운전관리 합리화, 고효율설비로의 교체, 폐열회수 등으로 에너지 사용량을 줄일 수 있는 방법이 다양하고 절감효과 역시 크다. 프스로 압착된 지필(web)은 50~60%의 수분과 40~45%의 섬유 및 기타 고형분으로 구성되어 있는데 일반적인 프레스로 이보다 더 낮은 함수율의 지필을 얻는 것은 불가능 하다.
  
  따라서 지필에 잔류하고 있는 수분을 열을 이용하여 제거하는 과정이 필요한데, 가열에 의해 지필의 수분을 제거하는 공정을 건조공정, 초지기에서 건조공정이 행해지는 부분을 건조부라 한다.

사이징

• 전통적인 사이즈프레스는 온머신으로 종이의 품질을 향상시키는 방법인데 전분용액을 일반적인 건조부 뒤에 2-롤 닙사이에서 건조된 종이에 발라주는 방법이다. 첨가된 물은 그 뒤의 추가적인 짧은 건조부에서 증발된다.
  일반적으로 6% 농도의 용액을 사용하는데，진입하는 2개의 롤 사이의 닙에 사이즈 용액을 공급해서 롤 양쪽 끝에서 넘쳐나도록 해준다. 닙 안에서 사이즈액이 건조된 종이의 내부로 표면을 통과해 침투되도록 해준다.
  
  이러한 표면사이징은 표면의 강도를 증가시키고 종이의 밀도가 증가되고 기공성이 낮아질뿐만 아니라 전분침투로 인한 강도향상으로 옵셋인쇄 시 축임수에 더 잘 견디도록 해준다. 도공작업도 미리 표면사이즈 처리를 해주면 더 성공적으로 수행할 수 있다.