셀룰로오스/키틴 기반 유연 탄산칼슘 제조와 제지용 고부가 충전재 연구

Flexible Calcium Carbonate from Cellulose/Chitin and High-Performance Papermaking Filler Research

연구 내용

셀룰로오스 나노섬유 또는 키틴 피브릴 표면에서 in situ 탄산화로 유연 탄산칼슘(FCC)을 제조하고, 이를 제지 충전재로 적용해 부피·강도·표면 특성을 동시에 제어하는 연구

셀룰로오스 나노섬유 또는 키틴 피브릴을 코어로 삼아 CaCO3를 표면에 in situ 성장시켜 유연한 고종횡비 탄산칼슘 입자를 제조합니다. FCC는 공정 조건과 코어 품질에 따라 조성 및 형상이 달라지며, 제지 공정에서 GCC 대비 높은 부피와 강도 향상을 목표로 합니다. 또한 FCC가 형성한 분산체 구조는 캘린더링 조건에 대한 응답성과 매끈함을 함께 조절할 수 있는 설계를 가능하게 합니다. 폐지 유래 MFC로 FCC를 제조해 산림자원·공정에너지 측면의 저감 가능성도 함께 평가합니다.

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연구 흐름

초기에는 목재 유래 나노셀룰로오스를 코어로 사용하여 in situ 탄산화로 FCC를 형성하고, 제지에서 부피 증가와 표면 평활성 향상 가능성을 제시하는 방향으로 연구를 수행했습니다. 이후 FCC 포함 종이의 캘린더링 거동을 확인하여, 입자 크기 차이에 따른 부피 저하 우려를 공정 응답성으로 검증했습니다. 이어서 키틴 피브릴을 코어로 확장하고, 폐지(OCC) 유래 MFC로 FCC를 제조하여 고적재 고부피 종이 적용성을 평가했습니다. 이러한 일련의 과정에서 코어 소재 선택과 in situ 탄산화 조건이 제지 물성에 미치는 상관을 정리하는 흐름을 거쳤습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

제지용 고부피 충전재
고강도·고매끈 종이 제조공정
폐지 기반 충전재 자원순환
캘린더링 공정 최적화용 조성 설계
저에너지 제지 소재 적용
키틴/셀룰로오스 복합 무기충전재
레진·바인더 절감용 분산 구조
표면 특성 제어형 필러
탄산염-섬유 하이브리드 소재
산림자원 대체용 펄프 보완재