Korea Technical Association of The Pulp and Paper Industry
[ Article ]
Journal of Korea Technical Association of the Pulp and Paper Industry - Vol. 54, No. 6, pp.60-67
ISSN: 0253-3200 (Print)
Print publication date 31 Dec 2022
Received 25 Nov 2022 Revised 14 Dec 2022 Accepted 16 Dec 2022
DOI: https://doi.org/10.7584/JKTAPPI.2022.12.54.6.60

액상 규산나트륨 함침이 종이의 열적 특성에 미치는 영향

박권희1 ; 김영래1 ; 조병욱2,
1강원대학교 산림환경과학대학 제지공학과, 대학원생
2강원대학교 산림환경과학대학 종이소재과학전공, 교수
Effect of Impregnation of Liquid Sodium Silicate on Thermal Properties of Paper
Gwon-Hui Park1 ; Younglae Kim1 ; Byoung-Uk Cho2,
1Department of Paper Science & Engineering, College of Forest and Environmental Sciences, Kangwon National University
2Program of Paper Material Science & Engineering, College of Forest and Environmental Sciences, Kangwon National University

Correspondence to: †E-mail: bucho@kangwon.ac.kr (Address: Program of Paper Material Science & Engineering, Kangwon National University, Chunchon, 24341, Republic of Korea)

Abstract

Heat-resistant insulators are the core materials in fire doors and are directly related to people’s safety in a fire. Heverever, there needs to be a material that possesses heat resistance and insulation with reasonable production cost. To develop a core material for fire doors based on recycled paper, such as copy paper and linerboard, were impregnated with liquid sodium silicate and the effects of the sodium silicate content on the thermal properties of paper were investigated. It was observed that liquid soidum silicate can be used as a flame retardant when manufacturing fire door core materials. Imprenation of liquid sodium silicate delayed both glowing and burning temperatures along with an increased weight of residues after combustion over 750℃. Hence, it is possible to manufacture an incombustible material based on recycled papers by adding liquid sodium silicate and inorganic materials that do not themally decompose over 750℃.

Keywords:

Fire door, liquid sodium silicate, impregnation, copy paper, linerboard, thermal properties

1. 서 론

소방청의 화재 통계에 의하면 건축, 구조물 화재비율은 전체 화재의 64.4%로 가장 큰 비중을 차지하고 있다.1) 또한, 기술의 발전으로 건축물들은 대형화, 복합화, 초고층화를 추구하게 되면서, 화재 발생 시 더 큰 피해가 발생하는 잠재성을 가지고 있다. 화재에 의한 피해를 최소화하기 위해서 수동적 방화시스템(passive fire protection system)의 중요성이 강조되고 있다.2) 수동적 방화 시스템이란 방화구획 및 내화구조 등에 의해서 화재 시 최초 화재발생구역 이상으로 화재가 확산하는 것을 차단하는 시스템을 말한다. 대표적인 수동적 방화시스템에는 화재확산의 방지, 피난통로의 확보 등의 중요한 역할을 위해 개구부에 설치하는 방화문이 있다.3) 방화문은 갑종 방화문과 을종 방화문 2가지로 구분되어 시판되고 있으며 규격은 차열, 비차열 등의 내화 성능에 따라 구분되어 법률에 규정되어 있다.4-6) 갑종 방화문의 경우 30분 이상의 차열성능, 60분 이상의 비차열 성능을 발휘하여야 한다.

방화문 같은 건축용 단열재는 소재에 따라 유기단열재와 무기단열재, 유기소재와 무기소재를 혼합하여 제조한 혼합(hybrid) 단열재로 크게 구분할 수 있다.7-10) 특히, 방화문 심재용 단열소재로는 무기소재인 세라믹소재, 유리섬유, 유기화학제품이 혼합된 혼합소재가 주로 사용되고 있다. 세라믹 소재의 경우에 소재의 특성상 내화특성은 우수하나, 중량이 무거워 시공성이 떨어지고, 단열성능이 유기단열재에 비해 불량하고, 가격이 상대적으로 고가인 단점이 있다.11,12) 또한, 무기계 단열재인 그라스울이나 락울 등의 유리섬유 소재는 섬유상의 형태를 가지기 때문에 제작 및 시공과정에서 분진이 발생되어 인체 유해성 논란이 있고, 취급성 및 작업성이 나쁘고, 장기간 사용 시 하단으로 주저앉아 상단에 동공이 발생되는 단점이 있다. 유기단열재의 경우에는 시공성 및 단열성이 우수하나, 화재발생 시 단열소재 자체가 상대적으로 쉽게 연소하여 화재가 급속히 확대되는 등 내화성에 문제가 있고, 연소 시 유독가스가 발생하여 인체에 치명적으로 작용한다는 단점을 가지고 있다.13-15) 따라서, 유기단열재 및 무기단열재의 문제점을 해결하기 위해 다양한 연구가 진행되고 있으며, 유, 무기 소재를 혼합한 혼합소재에 관해서도 여러 연구가 진행되고 있다.7-10) 그러나, 유기소재가 함유된 혼합소재의 경우도 발화문제와 유독가스 문제를 완전히 해결하지 못하고 있다. 방화문 규격에 적합하고, 가볍고, 유독성 가스가 생성되지 않는 새로운 심재용 소재의 개발이 필요한 실정이다.

본 연구팀은 종이자원을 기반으로 하고 액상 규산나트륨을 혼합하여 유기, 무기 혼합소재를 기반으로 한 방화문 심재용 단열소재를 제조하는 기술을 개발하고자 하였다. 액상 규산나트륨은 가격이 저렴하고 취급이 용이하며 독성이 없어 난연제 분야에서 불연성 코팅제 혹은 도료에 사용되어 왔다.16-21) 또한, 물과 혼합하여 사용 가능하기에 다양한 처리방법으로 사용이 가능하고, 난연효과가 있고, 환경 친화적이며 가격이 경제적이라는 장점을 가져서, 우수한 난연제로 주목을 받고 있고, 목재용 난연제로 연구되어 졌다.22,23) 액상 규산나트륨을 종이에 처리하여 난연성을 향상시키는 기술에 관한 연구는 아직 보고된 바가 없다.

본 연구에서는 종이자원을 기반으로 하여 방화문 심재용 난연소재를 개발하는 기초연구로서, 종이를 액상 규산나트륨(물유리)에 침지시켜 난연성을 부여하고자 하였다. 복사지와 라이너지를 액상 규산나트륨에 함침시키고, 액상 규산나트륨 픽업량이 종이의 열분해 특성과 난연 특성에 미치는 영향을 평가하고자 하였다.


2. 재료 및 방법

2.1 공시재료

복사지와 골심지용 라이너지를 액상 규산나트륨 함침 실험을 위한 공시재료로 사용하였다. 두 종이의 평량, 벌크, 회분율을 Table 1에 나타내었다. 종이의 난연 특성을 부여하기 위해 액상 규산나트륨(liquid sodium silicate, Daejung Chemcals & Metals, Korea)을 사용하였고, 액상 규산나트륨의 특성 및 구성 성분은 Table 2에 나타내었다.

Properties of copy paper and linerboard

Properties of liquid sodium silicates

2.2 실험방법

2.2.1 액상 규산나트륨에 함침

복사지와 라이너지는 10 cm×10 cm의 크기로 재단하여 사용하였다. 재단된 종이는 여러 농도로 희석된 액상 규산나트륨에 1시간 동안 함침 시킨 뒤, 과량의 액상 규산나트륨을 함습지를 사용하여 쿠칭하여 제거하고, 105℃의 건조기에서 24시간 동안 건조하였다. 액상 규산나트륨 용액의 농도를 변화시켜 액상 규산나트륨의 픽업량을 조절하였다. 액상 규산나트륨 용액의 농도는 물로 희석하여 조절하였다.

함침 후, 복사지와 라이너지에 픽업된 규산나트륨의 픽업량(Pick-up)은 함침한 종이의 전건 무게(WPSD) 및 함침 전 종이의 전건 무게(WP)를 측정하고 Eq. 1에 의해서 계산하였다.

Pick-up %=WPSD-WP×100WPSD[1] 
2.2.2 액상 규산나트륨 함침지의 열적 특성 분석

액상 규산나트륨이 종이의 열분해 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해 열 분석기(TGA, SDT Q600, TA Instrument, USA)를 이용하여 분석하였다. TGA는 질소 치환 상태에서 측정하였고, 10℃/min의 승온속도로 1000℃까지 측정해 질량 감소율을 평가하였다. 액상 규산나트륨 함침이 종이의 내화성에 미치는 영향을 평가하기 위해서 glowing 온도 및 burning 온도를 측정하였다. 실험실용 회화로의 온도를 일정온도로 조절 후, 시편을 넣고 5초 이내에 시편이 빨갛게 변하면 glowing하는 것으로, 불꽃이 붙으며 타면 burning하는 것으로 판단하고, 그때의 온도를 기록하였다.


3. 결과 및 고찰

3.1 액상 규산나트륨 픽업량

Fig. 1에 규산나트륨 용액 농도가 한 시간 동안 함침 후 종이에 흡수된 규산나트륨의 픽업량에 미치는 영향을 나타내었다. 액상 규산나트륨의 농도가 높아질수록 원지에 픽업된 규산나트륨의 함량은 직선적으로 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 규산나트륨 용액의 농도를 8%에서 24% 사이로 변화시켜서 규산나트륨의 픽업량을 원지 무게의 8%에서 27% 사이에서 조절 가능하였다. 규산나트륨의 픽업량을 종이의 무게 대비 비율로 나타내었을 때, 종이의 종류(즉, 복사지 및 라이너지)가 픽업량에 미치는 뚜렷한 영향은 관찰되지 않았다.

Fig. 1.

Effect of the concentration of sodium silicate solution on the pick-up.

3.2 액상 규산나트륨 함침지의 열분해 특성

액상 규산나트륨을 함침한 복사지와 라이너지의 열분해 특성을 분석하기 위해서 TGA 분석을 수행하였고, TGA 곡선과 derivative thermogravimetry (DTG) 곡선을 Fig. 2(A-D)에 나타내었다. 액상 규산나트륨에 함침하지 않은 복사지와 라이너지의 경우 전형적인 셀룰로오스의 열분해 특성을 보여주고 있다(Fig. 2(A)(B)). 셀룰로오스의 열분해는 탈수반응(dehydration reaction)과 해중합(depolymerization) 두 가지 반응으로 나타난다.24-27) 25-150℃ 사이에서 물리적 탈수반응에 의해서 섬유내부에 존재하는 수분이 제거되며, 150-240℃에서는 셀룰로오스 분자 내의 -H와 -OH로부터 화학적 탈수반응이 진행되어 중량이 감소하게 된다. 해중합 반응으로 240-400℃ 사이에서 β-1,4 glucoside 결합이 분리되고, 이를 통해서 셀룰로오스는 400℃까지 60% 이상의 중량이 감소하게 된다.

Fig. 2.

Effect of the pick-up of sodium silicate on thermal decompostion of impregnated copy paper and linerboard. (A) and (B): TGA curves; (C) and (D): DTG curves; (E) and (F): residual solids after burning at 750℃ and 950℃.

종이를 액상 규산나트륨에 함침시키면 복사지와 라이너지 모두 원지보다 35-60℃ 정도 낮은 온도에서 중량감소가 시작하였고, 규산나트륨 픽업량이 증가할수록 최대 중량감소 온도가 낮아지는 것으로 나타났다(Fig. 2(C)(D)). 이는 규산나트륨 용액의 pH가 높기 때문에 알칼리 조건에서 섬유의 팽윤 등에 의해 열분해 온도가 낮아진 것28)으로 사료된다.

750℃와 950℃에서 태우고 남은 잔여물의 중량 비율을 Fig. 2(A)(B)의 데이터로부터 추출해서 Fig. 2(E)(F)에 나타내었다. 불연재의 경우 750℃의 가열로에서 20분간 가열한 후, 질량감소율을 측정하여 그 성능을 평가한다.29) 따라서, 750℃에서 열분해 후 남은 잔여물의 중량 비율을 평가하고자 하였다. 또한, KS F 257-130)에 따르면 표준 화재 조건에 노출시킨 건축 부재의 내화 성능을 측정하기 위해 가열로 내의 온도는 표준시간-가열 온도 곡선에 따라야 하고, 화재발생 30분 경과 시 834.3℃, 1시간 경과 시 926.7℃, 2시간 경과 시 1,010℃가 되도록 조절되어야 한다. 1,000℃ 근처에서의 TGA 분석 결과가 안정적이지 못하여, 상대적으로 데이터가 안정적인 950℃에서 열분해 후 잔여물의 중량 비율을 평가하고자 하였다.

복사지와 라이너지를 액상 규산나트륨에 함침하면, 그리고 규산나트륨의 픽업량을 증가시키면, 750℃와 950℃에서 열분해되고 남은 잔여 물질의 중량이 증가하는 것으로 나타났다. 750℃에서 열분해한 경우에, 복사지에 26.5%의 규산나트륨이 픽업되었을 때, 잔여물의 중량은 27% 정도 증가하였다. 라이너지의 경우에는 규산나트륨이 24.8% 픽업되었을 때, 잔여물의 중량은 23.9% 정도 증가하였다. 규산나트륨 픽업량을 증가시킴에 따라 증가된 열분해 후 잔여물의 무게는 원지 자체가 열분해 후 남는 잔여물의 무게에다 픽업된 규산나트륨의 무게를 더한 값과 상당히 유사하였다. 즉, 규산나트륨 픽업량을 증가시켰을 때 열분해 후 남는 잔여물의 무게 증가는 규산나트륨 픽업량의 증가 때문이고, 규산나트륨이 종이 내 유기물의 열분해를 보호하기 때문은 아니라고 사료된다. 두 지종 사이에 뚜렷한 차이는 관찰되지 않았다.

KS F ISO 118229)에 의하면 불연재료는 750℃에서 20분간 가열 후, 시험체의 질량 감소율이 30% 이하여야 한다. 종이자원을 기반으로 불연재료의 기준을 만족하는 단열재를 제조하기 위해서는, 규산나트륨 첨가량의 증가와 함께 750℃에서 열분해 되지 않는 무기 소재를 같이 사용하여야 할 것으로 판단된다. 즉, 종이자원을 기반으로 단열재를 제조 시, 750℃에서 열분해되지 않고 남은 원지의 잔여물 질량과 첨가된 규산나트륨 및 무기 소재의 질량의 합이 제조된 단열재 무게의 70%가 넘도록 제조해야, 750℃에서의 질량 감소율이 30% 이하가 될 것으로 판단된다.

3.3 액상 규산나트륨 함침이 종이의 화염 시험(flame test)에 미치는 영향

Fig. 3은 규산나트륨 픽업량이 복사지와 라이너지의 glowing 온도와 burning 온도에 미치는 결과를 보여주고 있다. 복사지와 라이너지 모두에서 액상 규산나트륨에 함침시켰을 경우에 미함침 샘플과 비교해서 glowing 온도가 50℃ 정도, burning 온도가 150℃ 정도 상승하는 것으로 나타났다. 이 결과는 규산나트륨 첨가에 의해서 단열재가 발화되는 온도를 뚜렷하게 지연시킬 수 있고, 불연성 단열재 제조 시 규산나트륨을 난연제(flame retardant)로 사용할 수 있음을 의미한다. 규산나트륨을 사용하여 목재 및 종이 제품의 난연성을 향상시킨 예는 여러 문헌들에서 보고되었다.16,17,22,23,28,31-34) 규산나트륨 픽업량의 뚜렷한 영향은 관찰되지 않았는데, 이는 실험 시 회화로의 온도를 50℃ 간격으로 조정하여 차이가 구분되지 않았기 때문으로 사료된다.

Fig. 3.

Effect of the pick-up of sodium silicate on glowing and burning temperature of the impregnated (A) copy paper and (B) linerboard.


4. 결 론

본 연구에서는 종이자원을 기반으로 단열성과 내열성을 가지는 방화문 심재를 개발하기 위한 기초연구로서 복사지 및 라이너지를 액상 규산나트륨에 함침시킨 뒤, 규산나트륨의 픽업량이 열적 특성에 미치는 영향을 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

  • 1) 종이자원을 기반으로 방화문 심재용 소재를 제조 시 액상 규산나트륨을 난연제로 사용할 수 있다고 판단된다. 규산나트륨을 사용하여 종이 소재가 발화되는 온도를 지연시킬 수 있음을 확인하였다.
  • 2) 규산나트륨을 첨가하여 750℃와 950℃에서 열분해되지 않고 남는 잔여물의 중량비율을 증가시킬 수 있었다. 규산나트륨의 첨가량을 조절하고, 750℃에서 열분해되지 않는 무기 소재를 첨가하여 불연성 소재를 제조할 수 있다고 판단된다.

Acknowledgments

이 연구는 2022년도 중소벤처기업부(중소기업기술정보진흥원)의 지원을 받아 수행된 중소기업 산학연협력사업임 (G21S324608801).

Literature Cited

  • National Fire Agency, National fire data system [internet], cAvailable from: https://nfds.go.kr/stat/general.do, (2022 December 3)
  • Chae, H. S., A study on the improvement of fire protection system for apartment, Master’s Thesis, Kyonggi University, Seoul, pp. 24-37 (2008).
  • Jeon, J. P., Jeon, S. M., Cho, N. W., In, K. H. and Rie, D. H., A study on improvement of performance criteria for fire door, Proceedings of Spring Conference of Korean Institute of Fire Science & Engineering, pp. 3-6 (2010).
  • Jeon, J. P., Jeon, S. M., Cho, N. W., In, K. H. and Rie, D. H., An experimental study on the radiant heat of the firedoors in fire, Fire Science and Engineering 25(3):8-13 (2011).
  • Moon, S. W., Jeon, J. P. and Rie, D. H.. A study on development with lightweight fire wood door, Proceedings of Spring Conference of Korean Institute of Fire Science & Engineering, pp. 188-191 (2011).
  • KS F 2268-1, Fire resistance test for door assemblies, Korean Standards Association (2021).
  • Ha, J. Y., Shin, H. G. and Song, T. H., Development of organic-inorganic hybrid insulating materials with semi-non-combustible using by recycling gypsum, Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute 7(4):431-437 (2019).
  • Noh, H.-K., Song, H., Chu, Y.-S., Park, J.-S. and Lee, J.-K., Evaluation of an organic-inorganic hybrid insulation material using an inorganic filler and polyurethane with foaming condition, J. of the Korean Ceramic Society 49(6):654-658 (2012). [https://doi.org/10.4191/kcers.2012.49.6.654]
  • Yu, Z.-L., Yang, N., Apostolopoulou-Kalkavoura, V., Qin, B., Ma, Z.-Y., Xing, W.-Y., Qiao, C., Bergstrӧm, L., Antonietti, M. and Yu, S.-H., Fire-retardant and thermally insulating phenolic-silica aerogels, Angewandte Chemie, Int. Ed. 57:4538-4542 (2018). [https://doi.org/10.1002/anie.201711717]
  • Shen, J., Liang, J., Lin, X., Lin, H., Yu, J. and Wang, S., The flame-retardant mechanisms and preparation of polymer composites and their potential application in construction engineering, Polymers 14(82):Polym14010082 (2022). [https://doi.org/10.3390/polym14010082]
  • Correia, J. R., Branco, F. A. and Ferreira, J. G., The effect of different passive fire protectio systems on the fire reaction properties of GFRP pultruded profiles for civil construction, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 41(3):441-452 (2010). [https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2009.12.002]
  • Panyakaew, S. and Fotios, S., New thermal insulation boards made from coconut husk and bagasse, Energy and Buildings 43(7):1732-1739 (2011). [https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2011.03.015]
  • Papadopoulos, A. M., State of the art in thermal insulation materials and aims for future developments, Energy and Buildings 37:77-86 (2005). [https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2004.05.006]
  • Liang, H.-H. and Ho, M.-C., Toxicity characteristics of commercially manufactured insulation materials for building applications in Taiwan, Construction and Building Materials 21:1254-1261 (2007). [https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2006.05.051]
  • Stec, A. A. and Hull, T. R., Assessment of the fire toxicity of building insulation materials, Energy and Buildings 43:498-506 (2011). [https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2010.10.015]
  • Pereyra, A. M. and Giudice, C. A., Flame-retardant impregnants for woods based on alkaline silicates, Fire Safety Journal 44:497-503 (2009). [https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2008.10.004]
  • Lilla, A. G., Product and method for forming in situ insoluble metal silicates in wood pores for fire retardation and preservation, US Patent US3974318A (1976).
  • Shiozawa, K., Wood preservative composition, process for treating wood with the same, wood treated with the same, US Patent US5478598A (1995).
  • Slimak, R. A., Haudenschild, C. C. and Slimak, K. M., Enhancing the strength moisture resistance, and fire-resistance of wood, timber, similar plant-derived construction and building materials, and other cellulosic materials, US Patent US6040057A (2000).
  • Slimak, K. M. and Slimak, R. A., Enhancing the strength moisture resistance, and fire-resistance of wood, timber, similar plant-derived construction and building materials, and other cellulosic materials, US Patent US6146766A (2000).
  • Grantham, R. and Warren, J. S. Jr., Method of pressure treating board, US Patent US6235349B1 (2001).
  • Park, H. J., Kang, Y. G. and Kim, H., A study on combustion characteristics of fire retardant treated wood, Journal of the Korean Wood Science and Technology 33(4):38-44 (2005).
  • Son, D. W., Kang, M. R., Lee, D. H. and Park, S. B., Decay resistance and anti-mold efficacy of wood treated with fire retardants, Journal of the Korean Wood Science and Technology 41(6):559-565 (2013). [https://doi.org/10.5658/WOOD.2013.41.6.559]
  • Arseneau, D. F., Competitive reactions in the thermal decomposion of cellulose, Canadian Journal of Chemistry 49:632-638 (1971). [https://doi.org/10.1139/v71-101]
  • Horrocks, A. R., An introduction to the burning behavior of cellulosic fibres, Journal of the Society of Dyers and Colourists 99(7-8):191-197 (1983). [https://doi.org/10.1111/j.1478-4408.1983.tb03686.x]
  • Ball, R., McIntosh, A. C. and Brindley, J., The role of char-forming processes in the thermal decomposition of cellulose, Physical Chemistry Chemical Physics 1(21):5035-5043 (1999). [https://doi.org/10.1039/a905867b]
  • Shen, D., Xiao, R., Gu, S. and Zhang, H., The overview of thermal decomposition of cellulose in lignocellulosic biomass, In Cellulose: Biomass Conversion, van de Ven, T.G.M. and Kadla, J. (ed.), InTechOpen, London, UK, pp. 193-226 (2013). [https://doi.org/10.5772/51883]
  • Kuai, B., Wang, Z., Gao, J., Tong, J., Zhan, T., Zhang, Y. and Cai, L., Development of densified wood with high strength and excellent dimensional stability by impregnating delignified poplar by sodium silicate, Construction and Building Materials 344:128282 (2022). [https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.128282]
  • KS F ISO 1182, Reaction to fire tests for products – Non combustibility test, Korean Standards Association (2022).
  • KS F 2257-1, Methods of fire resistance test for elements of building construction - General requirements, Korean Standards Association (1975).
  • Nassar, M. M., Fadali, O. A., Khattab, M. A. and Ashour, E. A., Thermal studies on paper treated with flame-retardant, Fire and Materials 23(3):125-129 (1999). [https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1018(199905/06)23:3<125::AID-FAM677>3.0.CO;2-X]
  • Kim, G. H., Oh, T. K. and Lee, W. H., A study on the basic properties of wood impregnated with inorganic compounds, Journal of the Korean Wood Science and Technology 34(4):15-21 (2006).
  • Chen, S.-N., Li, P.-K., Hsieh, T.-H., Ho, K.-S. and Hong, Y.-M., Enhancements on flame resistance by inorganic silicate-based intumescent coating materials, Materials 14:6628 (2021). [https://doi.org/10.3390/ma14216628]
  • Suttipintu, T., Lhosupasirirat, S., Osotchan, T. and Srikhirin, T., Development of flame retardant property on sodium silicate treated paper based materials, Journal of Physics: Conference Series 2175:012035 (2022). [https://doi.org/10.1088/1742-6596/2175/1/012035]

Fig. 1.

Fig. 1.
Effect of the concentration of sodium silicate solution on the pick-up.

Fig. 2.

Fig. 2.
Effect of the pick-up of sodium silicate on thermal decompostion of impregnated copy paper and linerboard. (A) and (B): TGA curves; (C) and (D): DTG curves; (E) and (F): residual solids after burning at 750℃ and 950℃.

Fig. 3.

Fig. 3.
Effect of the pick-up of sodium silicate on glowing and burning temperature of the impregnated (A) copy paper and (B) linerboard.

Table 1.

Properties of copy paper and linerboard

Category Copy paper Linerboard
Grammage (g/m2) 80 136
Bulk (cm3/g) 1.30 1.36
Ash content (%) 14.5 17.7

Table 2.

Properties of liquid sodium silicates

Category Contents
Solid content (%) 37-40
Specific gravity (at 20℃) above 1.380
Na2O content (wt%) 9-10
SiO2 content (wt%) 28-30
Fe2O3 content (wt%) below 0.05