화상분석을 통한 종이의 두께 방향 밀도 변이 평가 및 불투명도와의 상관관계 해석

캘린더령은 지펼의 표면을 평활하게 하고, 두께를 감소시켜 균일하게 하는 역할을 한다. 그러나 이는 필연적으로 불투명도와 같은 광학적 성질과 인장강도 등의 강도적 성질 의 저하를 유발한다. 따라서 캘린더링 공정변수인 온도, 압력, 속도 등이 종이의 물성에 미 치는 영향을 정확하게 파악하는 것은 캘린더령에 따라 발생할 수 있는 물성 저하를 최소화 하기 위해 필수적으로 요청된다. 본 연구에서는 최근들어 저평량화에 대한 관심이 증가하면 서 그 중요성이 더해지고 있는 불투명도가 캘린더링에 따라 변화되는 양상을 분석하기 위해 서 화상분석 기법을 이용하여 종이의 두께방향 밀도 변이를 평가하고 밀도변이와 불투명도 와의 상관관계를 해석코자 하였다. 또 캘린더링에 따른 불투명도를 저하를 최소화시키기 위 한 캘린더링 조건을 모색하였다. 캘린더링에 의해 발생하는 종이의 두께 변형은 두께방향의 위치에 따라 다르게 나 타난다. 이러한 종이의 두께 방향으로 발생하는 밀도 변이와 이에 따른 불투명도 변화를 평 가하기 위하여 동일한 평량의 종이를 캘린더령 조건을 달리하여 두께방향 밀도변이가 다른 시편을 준비하고 두께 방향 단면을 SEM으로 촬영하였다. 이후 화상분석기를 통해 단면을 이치화하고, 각 픽셀의 흑백 값을 구해 CD방향으로 평균을 내어 두께 방향에 대한 밀도 변 이를 평가하였다. 그 결과 압력보다는 온도를 높여 캘린더링한 경우 종이의 두께 방향 밀도 경사가 커진다는 사실을 확인할 수 있었다. 이는 고온에 의해 표층이 고밀화되고 상대적으 로 내부가 별크해졌기 때문이다. 이러한 밀도 변이가 종이의 광학적 성질인 불투명도에 미 치는 영향을 구명하기 위해서 캘린더링 전후에 두께 및 불투명도를 측정하여 5% 유의수준 에서 회귀분석을 실시하였다. 밀도경사를 지닌 종이의 불투명도를 이론적으로 해석하기 위해 다층 모델을 가정하 고 각 층의 비광산란계수(5)와 비광흡수계수(k)를 달리 부여하고 Kubelka-Munk 이론을 근 거로 하여 이론적 불투명도를 계산하였다. 불투명도에 대한 분석를 통해 동일한 두께 변형 을 가지는 샘플에 대해서 압력보다는 온도를 증가시켜 두께를 감소시키는 캘린더링 처리가 불투명도의 저하를 최소화한다는 것을 확인하였다.