경상국립대 환경재료과학과 김철환 교수 연구팀이 케이엔에스케미칼, 에스엘팩연구소와의 산·학·연 공동연구를 통해 내첨 AKD 사용량을 대폭 줄이면서도 우수한 내수성과 발수 성능을 구현하는 표면 발수 처리 기술을 개발했다.
기존 제지 공정에서는 AKD를 지료에 직접 투입하는 내첨 방식이 주로 사용되지만, 보류율이 약 50% 수준에 그쳐 상당량이 백수로 유출된다. 이 과정에서 AKD는 가수분해돼 발수 기능을 상실하고 설비 침착, 공정 장애, 폐수 처리 부담 증가 등의 문제를 유발해 왔다.
이번 기술은 지료 내 AKD 투입량을 최소화하는 대신, 종이 표면에 발수제를 단독 또는 전분과 혼합해 도포하는 '표면 발수 처리' 방식이 핵심이다. 이미 형성된 종이 시트 표면의 발수 성능을 정밀하게 제어할 수 있어, 적은 약품 사용으로도 높은 효과를 얻을 수 있다.
연구 결과, 내첨 AKD 0.1% 적용 시 접촉각이 약 65°에 그친 반면, 표면 발수 처리를 병행하면 접촉각이 약 108°까지 향상됐다. 이를 통해 내첨 AKD 사용량을 최대 70%까지 절감할 수 있음을 확인했다.
해당 기술은 공정 내 AKD 축적을 줄여 설비 오염과 세정 비용을 완화하고, 백수 품질 개선에도 기여할 것으로 기대된다. 또한 물은 튕겨내면서도 접착성과 인쇄 적성을 유지할 수 있어, 식품·화장품 등 고부가가치 친환경 패키징 분야에서 활용 가능성이 높다.
연구진은 "제지 공정에서 '넣지 말고 바르자'는 새로운 발수 패러다임을 제시한 것"이라며 "국내외 제지 산업 현장에 단계적으로 기술을 확산해 나갈 계획"이라고 밝혔다.
