KR101588162B1 - 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품 및 이의 제조시스템과 제조방법 - Google Patents

대나무 펄프를 포함하는 티슈제품 및 이의 제조시스템과 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대나무 펄프의 항균 성능이 최대한 확보된 티슈제품, 및 생산 과정에서 섬유의 손상과 온수에 의한 항균 물질의 추출이 심화되지 않고 보존될 수 있도록 구성된 제조시스템 및 제조방법에 관한 것으로, 대나무 펄프가 해리되는 제 1 펄퍼, 상기 제 1 펄퍼와 연결되어 상기 제 1 펄퍼로부터 배출된 상기 대나무 펄프를 수용하는 제 1 체류 탱크, 상기 제 1 체류 탱크와 연결되어 미해리된 대나무 펄프를 분섬하는 분섬 장치; 및 상기 분섬 장치로부터 배출되는 완전 해리된 대나무 펄프를 수용하는 제 2 체류 탱크를 포함하며, 상기 제 1 펄퍼에 의하여 대나무 펄프가 완전 해리된 경우에는 상기 분섬 장치에 의해 대나무 펄프가 분섬되지 않고 상기 제 2 체류 탱크로 이송되는 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조시스템을 제공한다. 이를 통하여서 대나무 펄프가 리파이닝 공정을 거치지 않도록 분리 고해 처리 공정이 이루어질 수 있어, 대나무펄프의 헤미셀롤로스와 기타 추출물(extractives) 성분이 손상되지 않고 공정이 단축될 수 있다.
또한, 본 발명은 공정수로 사용되는 백수가 열교환기로 이동되어 저온수 및 온수로 분리되는 단계를 포함하는 제조방법을 제공하여 공정수로 사용되는 백수의 온도를 조절할 수 있으며, 이에 따라 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 항균 기능을 용이하게 발현시킬 수 있다.

Description

대나무 펄프를 포함하는 티슈제품 및 이의 제조시스템과 제조방법{Tissue products that include bamboo pulp and a system and method of manufacturing thereof}
본 발명은 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품 및 이의 제조시스템과 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 대나무 펄프의 항균 성능이 최대한 확보된 티슈제품, 및 생산 과정에서 섬유의 손상과 온수에 의한 항균 물질의 추출이 심화되지 않고 보존될 수 있도록 구성된 제조시스템 및 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 두루마리 화장지, 미용 화장지, 페이퍼 타올, 냅킨, 와이퍼 등과 같은 티슈제품들은 사용성이 고려되어 중요한 몇 가지의 성질들이 갖춰지도록 제조된다. 예를 들면, 티슈제품들은 부드러움, 흡수력, 내구성, 및 향균성 등을 부여하기 위하여 첨가물을 이용하여 제품 성질이 양호하도록 제조된다.
티슈제품의 제조용 원료로는 통상적으로 천연 펄프(Virgin pulp)와 재생 펄프 (Recycled pulp)가 사용되며, 천연 펄프로는 SW-BKP(Soft Wood Bleached Kraft Pulp), HW-BKP(Hard Wood Bleached Kraft Pulp), UKP(Unbleached Kraft Pulp) 등이 사용되며, 재생펄프로는 사무용 폐지, 신문 용지, 골판지 고지, 잡지, 종이봉지 등을 혼합하여 사용한다.
이와 같이 천연 펄프와 재생펄프가 제품의 특성에 맞게 사용됨으로써 자원의 재활용이 가능한 동시에 티슈제품에 필요한 내구성 및 흡수력을 확보할 수 있다. 하지만 천연 펄프의 대부분이 목재자원으로부터 얻어진 것으로, 목재자원으로부터 생산되는 제품의 수요는 증가하는데 목재자원의 공급이 부족해지는 문제가 발생하고 있다.
목재자원의 부족에 대한 해결책으로, 목재 펄프로 제조되는 티슈제품을 비목재 펄프로 제조하는 방법이 제시되었다. 종래에는 비목재 식물류 펄프로서 닥나무, 인피, 대마, 목면, 마닐라 삼, 및 대나무가 사용되고 있으며, 이 중 대나무는 성장 속도가 빨라 이를 사용하는 것이 환경적으로 바람직하며 제품의 제조 원가절감에도 기여할 수 있다.
하지만 대나무의 구조적 특성들로 인하여서 양호한 펄프화와 섬유의 내구성을 얻기가 쉽지 않았다. 이에 대하여서 국내등록특허 제0547492호는 대나무의 구조적 특성을 고려하여서 효율적인 펄프 생산을 위한 제조방법을 제공한다. 그러나 이에 포함된 제조방법을 사용하여 생산된 대나무 펄프는 저급지 또는 산업용지 제조용 원료로 사용될 수는 있으나, 화장지, 박엽지, 신문용지 또는 중절지 등의 생산에 적합하지 않다.
국내공개특허 제2009-0036284호는 특별히 화장지 제조방법에 관한 것으로, 섬유장이 긴 침엽수 펄프와 단 섬유장인 활엽수를 혼합하지 않고 대나무 펄프만을 이용하여 질 좋고 부드러운 화장지를 제조할 수 있는 대나무 펄프로 제작된 화장지와 그 제조 방법을 제공한다. 하지만 이와 같은 제조 방법에서는 대나무칩이 고온의 제조 과정을 거치게 되면서 대나무의 항균 성능이 충분히 발현되지 못한다는 문제가 있다.
또한, 오늘날의 티슈 및 화장지는 소비자의 다양화, 개성화 요구로 다습한 환경 및 외부 환경에 노출되어 사용되는 경우가 증가함에 따라 각종 균류가 그 표면과 내부에 발생하여 위생상 유해한 경우들이 발생할 수 있다. 예를 들면 주방용 타올, 화장실용 화장지 등은 수분이 많은 곳에서 주로 사용됨으로써, 셀룰로오스와 같은 종이 성분들이 곰팡이, 세균, 진균 등의 미생물에 의한 공격을 받기 쉽고 종이 노화 및 품질의 저하를 초래한다. 이에 따라, 안정성이 보장되고 환경 친화적인 천연 항균 물질을 가지는 대나무를 펄프화 하여 제조된 티슈제품이 필요한 실정이다.
구분 천연펄프 대나무 A% 대나무B% 대나무C%
항균 황색포도상구균(%) 69 98.9 99.2 98.4
폐렴균(%) 45 66.5 50.5 66.5
특히, 대나무의 천연 항균성 물질로는 헤미셀롤로스(Hemi-Cellulose)와 기타 추출물(extractives)이 있으나, 통상적인 티슈제품 제조 시스템을 사용하여 제조시에, 고온의 제조 과정을 거치면서 항균성이 소실되는 단점을 가진다. 이에 따라, 이를 효율적으로 제조할 수 있는 제조 방법도 필요한 실정이다.
KR 0547492 B1 KR 2009-0036284 A
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 비목재 펄프인 대나무 펄프를 사용하면서 이의 항균 성능이 충분히 발현되는 티슈제품 및 이를 제조하기 위한 제조시스템과 제조방법을 제공한다.
또한, 제조공정 중에 인위적으로 생산 공정의 공정수를 저온화하고, 원료처리 공정 중 섬유의 손상을 예방하여 항균 성분을 최대한 보전하는 제조시스템 및 제조방법을 제공한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 대나무 펄프가 해리되는 제 1 펄퍼(110a); 상기 제 1 펄퍼(110a)와 연결되어 상기 제 1 펄퍼(110a)로부터 배출된 대나무 펄프를 수용하는 제 1 체류 탱크(111a); 상기 제 1 체류 탱크(111a)와 연결되어 미해리된 대나무 펄프를 분섬하는 분섬 장치(130); 및 상기 분섬 장치(130)로부터 배출되는 완전 해리된 대나무 펄프를 수용하는 제 2 체류 탱크(112a)를 포함하며, 상기 제 1 펄퍼(110a)에 의하여 대나무 펄프가 완전 해리된 경우에는 상기 분섬 장치(130)에 의해 대나무 펄프가 분섬되지 않고 상기 제 2 체류 탱크(112a)로 이송되는, 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조시스템을 제공한다.
또한, 일반펄프가 해리되는 제 2 펄퍼(110b); 및 상기 제 2 펄퍼(110b)와 연결되어 상기 제 2 펄퍼(110b)로부터 배출된 일반펄프를 수용하는 제 1' 체류 탱크(111b);를 더 포함하며, 상기 각 제 1 체류 탱크(111a) 및 제 1' 체류 탱크(111b)로부터 배출된 대나무 펄프 및 일반펄프의 적어도 일부는 상기 제 2 체류 탱크(112a)와 연결된 제 3 체류 탱크(113)에 수용되어 혼합되는, 대나무 펄프를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1' 체류 탱크(111b)와 연결되어 미리 결정된 양의 해리된 일반펄프를 유입시키는 믹싱박스(121); 상기 믹싱박스(121)와 연결되어 이로부터 배출되는 해리된 일반펄프를 수용하는 제 2' 체류 탱크(112b); 및 상기 제 2' 체류 탱크(112b)와 연결된 리파이너(140)를 더 포함하며, 상기 제 3 체류 탱크(113)에는 상기 제 2 체류 탱크(112a) 및 상기 리파이너(140)로부터 배출된 대나무 펄프 및 일반펄프가 혼합되어 수용되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 3 체류 탱크(113)와 연결되어 상기 제 3 체류 탱크(113)에 수용된 대나무 펄프 및 상기 일반펄프의 혼합물을 배출하는 스터프 박스(122); 상기 스터프 박스(122)와 연결되며 백수가 수용되는 제 1 백수 탱크(211); 상기 제 1 백수 탱크(211)와 연결되어 상기 백수가 투입되는 열 교환기; 및 상기 열교환기와 연결된 제 2 백수 탱크(312)를 더 포함하며, 상기 열교환기는 상기 백수를 미리 결정된 온도 기준에 따라 저온수와 온수로 분리하며, 저온수로 분리된 백수의 일부는 상기 스터프 박스(122)로부터 배출되는 상기 혼합물과 혼합되는 공정수로 사용되며, 온수로 분리된 백수의 다른 일부는 상기 제 2 백수 탱크(312)로 투입되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 열교환기와 연결된 온도제어 장치를 더 포함하며, 상기 온도제어 장치로 저온수와 온수로 분리되는 상기 온도 기준이 조절되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2 백수 탱크(312)와 연결된 가압부상장치를 더 포함하며, 상기 가압부상장치는 상기 공정수로 사용된 상기 백수를 정화시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 저온수로 분리되어 상기 공정수로 사용되는 백수의 온도는 25℃ 이상, 35℃ 이하인 범위에 속하는 것이 바람직하다.
또한, (a) 제 1 펄퍼(110a)에 대나무 펄프가 투입되는 단계(S100a); (b) 상기 제 1 펄퍼(110a)를 통하여 해리된 상기 대나무 펄프의 해리된 정도가 미리 결정된 기준에 따라 판단되는 단계; (b1) 대나무 펄프가 완전히 해리된 것으로 판단된 경우, 상기 완전 해리된 대나무 펄프가 제 2 체류 탱크(112a)로 이송되는 단계; (b2) 대나무 펄프가 완전히 해리되지 않은 것을 판단된 경우, 상기 완전히 해리되지 않은 대나무 펄프가 분섬 장치(130)로 이송되어 미해리된 상기 대나무 펄프가 분섬된 후 상기 제 2 체류 탱크(112a)로 이송되는 단계; (c) 상기 제 2 체류 탱크(112a)에 수용된 완전 해리된 대나무 펄프가 제 3 체류 탱크(113)로 배출되는 단계;를 포함하는, 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 (a)단계는, (a0) 티슈제품에 포함될 대나무 펄프와 일반펄프의 혼합비가 결정되는 단계(S10); (a1) 제 2 펄퍼(110b)에 일반펄프가 투입되는 단계(S100b);를 포함하며, 상기 (c)단계는, (c0) 상기 제 2 펄퍼(110b)에서 해리된 일반펄프가 리파이너(140)를 통과한 후(S120), 상기 제 3 체류 탱크(113)로 배출되는 단계를 포함하며, 상기 제 3 체류 탱크(113)로 배출되는 대나무 펄프 및 일반펄프는 상기 (a0) 단계에서 결정된 상기 혼합비에 따라 배출량이 조절되는 것이 바람직하다.
또한, (d) 상기 제 3 체류 탱크(113)에 수용된 대나무 펄프 및 일반펄프의 혼합물이 제 1 백수 탱크(211)로부터 공급된 저온의 백수와 혼합되는 단계; (e) 상기 저온의 백수와 혼합된 혼합물이 헤드박스로 이동되어(S310) 금망 위에 안착 및 탈수되는 단계(S320); (f) 상기 금망 위에 안착 및 탈수되면서 상기 혼합물로부터 분리된 일부가 드라이어로 이동하는 단계(S330); 및 (g) 상기 혼합물로부터 분리된 다른 일부인 백수가 용존 공기부상 방식으로 정화되는 단계(S400)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (d) 단계에서 공급된 저온의 백수는 상기 제 1 백수 탱크(211)에 수용된 백수 중 저온수로 분리된 것인 것이 바람직하다.
또한, 상기 (d) 단계는, (d1) 상기 제 1 백수 탱크(211)에 수용된 백수 중 저온수로 분리되지 않은 백수가 제 2 백수 탱크(312)로 이동되는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, (h) 상기 (g) 단계에서 용존 공기부상 방식으로 정화된 상기 다른 일부인 백수 중 일 부분이 상기 제 1 백수 탱크(211)에 투입되고 다른 일 부분이 제 2 백수 탱크(312)로 이동되는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 저온의 백수의 온도는 25℃ 이상, 35℃ 이하인 범위에 속하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 제조방법에 의하여 생산된 대나무 펄프를 포함하는 두루마리 화장지, 미용 화장지, 페이퍼 타올, 냅킨, 와이퍼 중 어느 하나인 티슈제품을 제공한다.
상기한 바와 같은 본 발명은 열교환기를 포함하는 티슈제품의 제조시스템 및 제조방법을 제공하여, 대나무 펄프가 리파이닝 공정을 거치지 않도록 분리 고해 처리 공정이 이루어질 수 있어, 대나무펄프의 헤미셀롤로스와 기타 추출물(extractives) 성분이 손상되지 않고 공정이 단축될 수 있다.
또한, 공정수로 사용되는 백수의 온도를 조절할 수 있으며, 이에 따라 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 항균 기능을 용이하게 발현시킬 수 있다.
또한, 용존 공기부상 방식으로 사용된 백수를 정화시키는 가압부상장치를 포함하는 제조시스템 및 제조방법을 제공하여 백수에 용존하는 항균 성능을 발현하게 하는 유산 등의 물질을 재활용할 수 있어 친환경적이며 경제적인 제조가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조방법에서 주요 공정의 흐름을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품, 이의 제조방법, 및 이의 제조시스템을 예로 들어 설명한다. 그러나 동일한 원리가 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품 이외의 제품에도 적용될 수 있다. 따라서, 동일한 원리가 적용된 다른 제조방법 및 시스템에도 첨부되는 청구범위에 따라 본 발명의 권리범위가 미침은 자명할 것이다.
본 발명을 이루는 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용가능하다.
본 발명에 따른 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조방법의 바람직한 실시예를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조방법의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에서 사용되는 티슈의 원료는 대나무 펄프를 포함하며, 이외에도 신문지, 판지, 상자, 사용된 백지, 골판지 등등의 다양한 종류의 혼합된 재료가 함께 포함되어 사용될 수도 있다. 이하에서 "지료"는 펄프를 포함하여 티슈제품을 제조하는 공정 중에 사용되는 재료를 지칭하는 용어로서 사용된다. 예를 들면, 펄프뿐만 아니라 펄프와 백수가 섞인 재료를 "지료"로 이해할 수 있을 것이다. 또한, "일반펄프"는 대나무 펄프가 아닌 목재를 이용하는 종래 기술에 따라 생산되는 펄프를 의미한다. 즉, 대나무 펄프와 구분되기 위해 기재한 것으로 흔히 "펄프"로 지칭되는 것인바, 당업자의 혼동 우려가 없는 자명한 용어임을 언급해둔다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조시스템을 설명한다. 본 발명의 제조시스템은 대나무 펄프를 해리 및 배출하는 일부와 일반 펄프를 해리 및 배출하는 다른 일부로 구성된 것이 바람직하다.
대나무 펄프를 해리 및 배출하는 본 발명의 제조시스템의 일부는, 대나무 펄프의 섬유의 손상을 최소화할 수 있도록 구성되며, 이는 대나무 펄프를 해리하는 제 1 펄퍼(110a), 제 1 펄퍼(110a)에서 해리된 대나무 펄프를 포함하는 지료가 수용되는 제 1 체류 탱크(111a), 제 1 체류 탱크(111a)와 연결되어 미해리된 대나무 펄프를 분섬하는 분섬 장치(130), 및 분섬 장치(130)로부터 배출되는 대나무 펄프를 포함하는 지료를 수용하는 제 2 체류 탱크(112a)를 포함한다.
일반 펄프를 해리 및 배출하는 본 발명의 제조시스템의 다른 일부는, 일반펄프를 해리하는 제 2 펄퍼(110b), 제 2 펄퍼(110b)에서 해리된 일반펄프를 포함하는 지료가 수용되는 제 1' 체류 탱크(111b), 제 1' 체류 탱크(111b)와 연결된 믹싱박스(121), 믹싱박스(121)와 연결된 제 2' 체류 탱크(112b), 제 2' 체류 탱크(112b)와 연결된 리파이너(140), 리파이너(140)로부터 배출되는 일반펄프를 포함하는 지료가 수용되는 제 3 체류 탱크(113), 및 제 3 체류 탱크(113)와 연결된 스터프 박스(122)를 포함한다.
대나무 펄프를 포함하는 지료가 수용되는 제 2 체류 탱크(112a)는 제 3 체류 탱크(113)와 연결되어, 제 2 체류 탱크(112a)로부터 대나무 펄프를 포함하는 지료가 제 3 체류 탱크(113)에 수용된 일반펄프를 포함하는 지료와 선택적으로 혼합될 수 있다.
특히, 스터프 박스(122)는 제 3 체류 탱크(113)와 연결되어, 제 3 체류 탱크(113)에 수용된 지료가 스터프 박스(122)로부터 배출될 수 있다. 즉, 스터프 박스(122)로부터 배출되는 지료에는 대나무 펄프와 일반펄프가 혼합되어 포함될 수 있다.
먼저, 대나무 펄프를 해리 및 배출하는 본 발명의 제조시스템의 일부를 더 상세하게 설명한다.
대나무 펄프의 손상의 최소화 및 단축된 해리 공정을 위해 구성된 상기 일부에 포함된 제 1 펄퍼(110a)는 대나무 펄프를 해리시키는 장치로서, 대나무 펄프 섬유의 손상이 적고, 적은 소비동력으로도 전체적으로 균일하게 교반될 수 있도록 설계된 교반기를 구비한 탱크로 구성된 것이 바람직하다.
이와 같은 제 1 펄퍼(110a)에서 해리된 대나무 펄프는 다음 공정으로 이동되기 전에 제 1 체류 탱크(111a)에 수용되고, 이는 유로에 형성된 펌프에 의하여 제 1 체류 탱크(111a)와 연결된 분섬 장치(130)로 이동될 수 있다. 분섬 장치(130)는 대나무 펄프 중 미해리된 펄프를 분섬하는 장치로서, 데플리커(deflaker)의 일종일 수도 있다.
제 1 펄퍼(110a)에 의하여 상기 대나무 펄프가 완전 해리된 경우에, 완전 해리된 대나무 펄프는 상기 분섬 장치(130)에 의해 분섬되지 않고 상기 제 2 체류 탱크(112a)로 이송되는 것이 바람직하다.
분섬 장치(130)는 대나무 펄프의 미해리가 발생되지 않은 경우에, 사용될 필요가 없으므로, 선택적으로 조작할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제 1 체류 탱크(111a)에 센서부 및 제 1 체류 탱크(111a)와 제 2 체류 탱크(112a) 연결시키는 유로가 더 구비되어 대나무 펄프의 해리된 정도가 감지됨에 따라 완전 해리된 대나무 펄프를 포함하는 지료가 바로 제 1 체류 탱크(111a)로부터 제 2 체류 탱크(112a)로 이송되도록 구성될 수 있다. 이에 따라 대나무 펄프의 섬유의 손상을 최소화가 가능하며, 더욱 단축된 해리 공정이 가능해진다.
완전히 해리된 대나무 펄프와 이를 포함하는 지료는 제 2 체류 탱크(112a)에 수용되며, 제 2 체류 탱크(112a)는 일반펄프를 포함하는 지료를 수용할 수 있는 제 3 체류 탱크(113)와 연결되어서 이에 배출됨으로써 혼합될 수 있다. 해리된 대나무 펄프와 이를 포함하는 지료가 일반펄프를 포함하는 지료와 혼합되는 비율은 선택적으로 조절가능하다.
다음으로는, 일반펄프를 해리 및 배출하는 본 발명의 제조시스템의 다른 일부를 더 상세하게 설명한다.
제 1 펄퍼(110b)에서 해리된 일반펄프는 다음 공정으로 이동되기 전에 제 1' 체류 탱크(111b)에 수용된다. 제 1' 체류 탱크(111b)는 유로에 형성된 펌프에 의하여 제 1' 체류 탱크(111b)에 수용된 해리된 펄프가 믹싱박스(121)로 전달되는 것이 바람직하다.
믹싱박스(121)로 전달된 해리된 펄프는 믹싱박스(121)에 의하여 균일하며 미리 결정된 양의 해리된 일반펄프를 유입시켜 지료의 농도의 균일성이 갖춰질 수 있다. 믹싱박스(121)를 통과한 일반펄프 중 미해리된 일반펄프는 믹싱박스(121)와 연결된 제 2' 체류 탱크(112b)에 수용된 후, 제 2' 체류 탱크(112b)와 유로로 연결된 리파이너(140)로 전달된다.
리파이너(140)와 제 2' 체류 탱크(112b)를 연결하는 유로 상에는 펌프가 형성된 것이 바람직하다. 이에 따라 제 2' 체류 탱크(112b)에 수용된 지료가 리파이너(140)로 용이하게 전달될 수 있다.
리파이너(140)로서는 더블 디스크 리파이너(DDR, Double Disk Refiner)이 사용되는 것이 바람직하다. 이와 같은 더블 디스크 리파이너는 1대의 디스크를 2대의 모터로 반대 방향으로 회전시켜 펄프를 고해하는 기기이며, 디스크 사이에 위치하게되는 펄프의 마찰에 의해 펄프의 표피가 분기되어 전체적인 제품의 강도 상승 등의 효과를 발현시킬 수 있다.
리파이너(140)를 통과한 지료는 제 3 체류 탱크(113)로 이동된 후, 제 3 체류 탱크(113)로부터 스터프 박스(122)로 펌핑된다. 여기서 스터프 박스(122)는 믹싱박스(121)와 유사한 기능을 하여 균일하며 미리 결정된 양 및 농도의 지료를 유입 및 유지시키는 데에 목적이 있다.
발명에 따른 제조시스템은 지료와 섞여서 사용되는 백수를 수용하는 제 1 백수 탱크(211), 제 1 백수 탱크(211)와 연결된 열교환기, 열교환기로부터 미리 결정된 온도 기준에 따라 저온수로 분리되는 백수 및 지료가 통과하는 스크린(220), 헤드박스, 외부 금망, 내부 금망, 펠트, 및 저장탱크(213)를 더 포함한다.
스터프 박스(122)를 거친 지료는 제 1 백수 탱크(211)에 투입된 백수와 섞이게 되어 희석된다. 이때 제 1 백수 탱크(211)는 열교환기와 유로로 연결되는 것이 바람직하며, 유로에 펌프 및 밸브가 형성되어 선택적으로 백수를 열교환기로 이동시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
제 1 백수 탱크(211)로부터 열교환기로 전달된 백수는 미리 결정된 온도 기준에 따라 저온수 또는 저온수로 분리되지 않은 온수로 나뉘어져 서로 다른 유로를 통과하도록 유도되는 것이 바람직하다. 여기서 저온수 및 온수의 온도가 조절 가능하도록 열교환기에 온도제어 장치가 연결되어 구성되는 것이 바람직하다.
이때 백수의 온도로서 저온수로 분리되는 기준을 35℃ 이하로 하는 것이 바람직하며, 본 발명의 실시예 중 계절별 백수의 온도를 고려하여 온도를 35℃에서 40℃ 사이 조건에서 대나무 펄프에 대한 항균 성능을 발현하는 물질의 추출 정도를 검사한 결과가 하기에 표에 나타난 바와 같다.
구분 시료 A 시료 B 시료 C
항균성 황색포도상구균(균감소율 %) 54 69.8 66
폐렴균 (균감소율 %) 41.7 30.6 50
결과를 분석한 바에 따르면, 대나무 펄프 내에 항균 성능을 발현하는 물질의 온도가 높을수록 추출이 심화되는 것으로 나타났다.
이에 따라 저온의 백수를 공정수로 사용함으로써 항균 성능을 발현하는 물질의 추출을 최소화시키는 것이 바람직한 것으로 나타났다.
구분 시료 A 시료 B 시료 C
항균성 황색포도상구균(균감소율 %) 98.9 97.6 99.9
폐렴균 (균감소율 %) 93.6 92.8 99.1
이에 따라 저온의 백수의 온도는 25℃ 이상, 35℃ 이하인 범위에 속하는 것이 바람직하다.
열교환기로부터 배출된 저온수는 지료에 투입된 후 스크린(220)을 통과함으로써 펄프 및 백수가 포함된 바람직한 농도의 지료를 얻게 된다. 이와 같은 지료는 헤드박스로 전달되어 헤드박스에 의하여 외부 금망, 내부 금망, 및 펠트로 분산되어 이를 통하여 외부 금망, 내부 금망 및 펠트로 구성된 금망 위에 안착 및 탈수되어 시트화된다.
백수 및 지료가 금망과 펠트를 통과하면서 사용된 백수가 저장탱크(213)로 이송된다. 저장탱크(213)에 수용된 사용된 백수는 저장 탱크(213)와 연결된 가압부상장치로 전달된다. 이때 이송된 백수는 저장탱크(213)로부터 가압부상장치로 공급되어 정수되며, 정수된 백수는 제 2 백수 탱크(312)에 수용된다.
가압부상장치는 사용된 백수를 용존 공기부상 방식으로 정화하고, 정화된 백수는 제 2 백수 탱크(312)로 이동되어 제조시스템에서 공정수로 재활용될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
용존 공기부상 방식(DAF, dissolved air flotation)은 응집제와 미세기포를 주입하는 방식으로 수중에 존재하는 입자를 기포에 부착시켜 수면 위로 분리하는 방법으로, 각종 오염물질, 이물질 등을 제거할 수 있다. 이를 통해 얻게 되는 정수된 백수의 재활용되는 방법으로서는 다양한 방법들이 가능하다. 예를 들면, 제 2 백수 탱크(312)로 이동된 정화된 백수가 다시 제 1 백수 탱크(211)로 투입되어 사용될 수도 있다. 다른 예에서는 제 2 백수 탱크(312)로부터 금망 및 펠트의 샤워 수(水)로 사용될 수 있다. 샤워 수는 일반적으로 금망 및 펠트 상의 이물질 제거를 위해 사용된다.
상술된 바와 같은 본 발명에 따르는 제조시스템을 통하여서, 리파이닝 공정을 거치지 않는 별도의 대나무 펄프 분리 고해 처리 프로세스가 제공되고, 열교환기 설비로 공정에 사용되는 백수의 저온화가 가능한 공정이 제공될 수 있다.
별도의 대나무 펄프 분리 고해 처리 프로세스에 의하여 전체적인 펄프의 해리공정이 단축되며, 대나무 펄프의 헤미셀롤로스와 기타 추출물(extractives) 성분의 손상이 감소된다. 또한, 백수의 저온화에 따라 기존 제조시스템에서 온수에 의한 항균 물질의 추출이 심화되는 문제가 해결되며, 항균 물질이 보전됨으로써 이의 활용의 극대화가 가능하다.
또한, 공정 중 사용된 백수는 폐수로 버려지지 않고 재사용이 가능함으로써 이에 용존된 항균성 물질의 재사용 또한 가능하여 항균성 물질의 효율적인 활용이 가능하다.
다음으로는 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조방법은 먼저 대나무 펄프 및 일반펄프가 각각 제 1 펄퍼(110a) 및 제 2 펄퍼(110b)에 투입되는 단계를 포함하며, 더 상세하게는, (a0) 티슈제품에 포함될 상기 대나무 펄프와 일반펄프의 혼합비를 결정하는 단계(S10), (a) 제 1 펄퍼(110a)에 대나무 펄프를 투입하는 단계(S100a);및 (a1) 제 2 펄퍼(110b)에 상기 일반펄프가 투입되는 단계(S100b);를 포함한다.
각 제 1 펄퍼(110a) 및 제 2 펄퍼(110b)를 통과한 대나무 펄프 및 일반펄프는 해리되고 다음 공정으로 이송된다. 이때 대나무 펄프는 해리된 정도에 따라 이송되는 경로가 달라질 수 있다. 제 1 펄퍼(110a)를 통과한 대나무 펄프는 (b) 상기 제 1 펄퍼(110a)를 통하여 해리된 상기 대나무 펄프의 해리된 정도가 판단되는 단계; (b1) 상기 대나무 펄프가 완전히 해리된 경우에 상기 대나무 펄프가 제 2 체류 탱크(112a)로 이송되는 단계; (b2) 상기 대나무 펄프가 완전히 해리되지 않은 경우에 상기 대나무 펄프가 분섬 장치(130)로 이송되어 미해리된 상기 대나무 펄프가 분섬된 후 상기 제 2 체류 탱크(112a)로 이송되는 단계;를 거치는 것이 바람직하다. 이를 통하여서 미해리된 대나무 펄프는 완전히 해리되고, 대나무 펄프의 헤미셀롤로스와 기타 추출물(extractives) 성분의 손상이 최소화될 수 있다.
다음으로는 (c) 상기 제 2 체류 탱크(112a)에 수용된 완전 해리된 상기 대나무 펄프가 제 3 체류 탱크(113)로 배출되는데, 한편으로 일반펄프는 (c0) 상기 제 2 펄퍼(110b)에서 해리되어 리파이너(140)를 통과한 후(S120), 상기 제 3 체류 탱크(113)로 배출되는 단계를 거치게 된다. 제 3 체류 탱크(113)로 배출되는 상기 대나무 펄프 및 상기 일반펄프는 미리 결정된 상기 혼합비에 따라 배출량이 조절되는 것이 바람직하다.
이때 제 3 체류 탱크(113)에 수용된 대나무 펄프 및 일반펄프는 다음 공정으로 이송되면서 저온의 백수가 투입되어 지수(공정수)로 사용된다(S310). 더 상세하게는, 백수는 먼저 제 1 백수 탱크(S200)에 투입된 후, 상기 제 1 백수 탱크(211)에 수용된 상기 백수가 열교환기로 이동(S210)되어 저온수 및 온수로 분리되는 단계(S220)에서 저온수로 분리된 저온의 백수가 공정수로 사용된다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 제조방법은 (d) 상기 제 3 체류 탱크(113)에 수용된 상기 대나무 펄프 및 상기 일반펄프의 혼합물이 제 1 백수 탱크(211)로부터 공급된 저온의 백수와 혼합되는 단계를 포함하며, 이때 상기 저온의 백수의 온도는 25℃ 이상, 35℃ 이하인 범위에 속하는 것이 바람직하다. 이에 따라 저온의 백수가 지료와 용이하게 섞여서 제조과정 중에서 대나무 펄프에 대한 항균 성능을 발현하는 물질의 추출이 심화되는 것을 방지할 수 있다.
(d1) 단계는, 저온수로 분리되지 않은 백수(온수)가 제 2 백수 탱크(312)로 이동되는 단계(S230)로서, 제 2 백수 탱크(312)로 이동된 온수는 이후 공정에서 샤워수로 사용될 수도 있다.
저온의 백수가 대나무 펄프 및 일반펄프의 혼합물과 혼합된 후, (e) 상기 저온의 백수와 혼합된 혼합물이 헤드박스로 이동되어(S310) 금망 위에 안착 및 탈수되는 단계(S320), 및 (f) 상기 금망 위에 안착 및 탈수되면서 상기 혼합물로부터 분리된 고체 일부가 드라이어로 이동하는 단계(S330)를 거치게 된다. 여기서 고체 일부는 시트화되어, 지료 시트로서 드라이어로 이동되어 건조되고, 이후에는 양질의 티슈제품을 제공하기 위하여 와인딩, 엠보싱 처리, 소프닝, 적당한 크기로의 절단, 및 포장 등의 통상적인 티슈제품 제조공정에 포함되는 단계들로 이어지면서 티슈제품으로 생산될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 제조방법은 (g) 상기 혼합물로부터 분리된 다른 일부인 사용된 백수는 용존 공기부상 방식으로 정화되는 단계(S400) 및 (h) 용존 공기부상 방식으로 정화된 백수의 일부가 상기 제 1 백수 탱크(211)에 투입되고 다른 일부가 제 2 백수 탱크(312)로 이동되는 단계를 더 포함한다. 정화된 백수가 제 1 백수 탱크(211)에 투입됨으로써 이에 용존하는 항균성 물질과 함께 제조공정에 재활용될 수 있으며, 정화된 백수가 제 2 백수 탱크(312)에 투입됨으로써 샤워수로 재활용될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명은 열교환기를 포함하는 티슈제품의 제조방법 및 제조시스템을 제공하여, 공정수로 사용되는 백수의 온도를 조절할 수 있으며, 이에 따라 대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 항균 기능을 용이하게 발현시킬 수 있다.
110a: 제 1 펄퍼
110b: 제 2 펄퍼
111a: 제 1 체류 탱크
111b: 제 1' 체류 탱크
112a: 제 2 체류 탱크
112b: 제 2' 체류 탱크
113: 제 3 체류 탱크
121: 믹싱박스
122: 스터프 박스
130: 분섬 장치
140: 리파이너
211: 제 1 백수 탱크
213: 저장탱크
220: 스크린
312: 제 2 백수 탱크

Claims (15)

  1. 대나무 펄프가 해리되는 제 1 펄퍼(110a);
    상기 제 1 펄퍼(110a)와 연결되어 상기 제 1 펄퍼(110a)로부터 배출된 대나무 펄프를 수용하는 제 1 체류 탱크(111a);
    상기 제 1 체류 탱크(111a)와 연결되어 미해리된 대나무 펄프를 분섬하는 분섬 장치(130); 및
    상기 분섬 장치(130)로부터 배출되는 완전 해리된 대나무 펄프를 수용하는 제 2 체류 탱크(112a)를 포함하며,
    상기 제 1 체류 탱크(111a)에 수용된 대나무 펄프가 완전 해리된 경우에는 상기 분섬 장치(130)에 의해 대나무 펄프가 분섬되지 않고 상기 제 2 체류 탱크(112a)로 바로 이송되는,
    대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    일반펄프가 해리되는 제 2 펄퍼(110b); 및
    상기 제 2 펄퍼(110b)와 연결되어 상기 제 2 펄퍼(110b)로부터 배출된 일반펄프를 수용하는 제 1' 체류 탱크(111b);를 더 포함하며,
    상기 각 제 1 체류 탱크(111a) 및 제 1' 체류 탱크(111b)로부터 배출된 대나무 펄프 및 일반펄프의 적어도 일부는 상기 제 2 체류 탱크(112a)와 연결된 제 3 체류 탱크(113)에 수용되어 혼합되는,
    대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1' 체류 탱크(111b)와 연결되어 미리 결정된 양의 해리된 일반펄프를 유입시키는 믹싱박스(121);
    상기 믹싱박스(121)와 연결되어 이로부터 배출되는 해리된 일반펄프를 수용하는 제 2' 체류 탱크(112b); 및
    상기 제 2' 체류 탱크(112b)와 연결된 리파이너(140)를 더 포함하며,
    상기 제 3 체류 탱크(113)에는 상기 제 2 체류 탱크(112a) 및 상기 리파이너(140)로부터 배출된 대나무 펄프 및 일반펄프가 혼합되어 수용되는,
    대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 3 체류 탱크(113)와 연결되어 상기 제 3 체류 탱크(113)에 수용된 대나무 펄프 및 상기 일반펄프의 혼합물을 배출하는 스터프 박스(122);
    상기 스터프 박스(122)와 연결되며 백수가 수용되는 제 1 백수 탱크(211);
    상기 제 1 백수 탱크(211)와 연결되어 상기 백수가 투입되는 열 교환기; 및
    상기 열교환기와 연결된 제 2 백수 탱크(312)를 더 포함하며,
    상기 열교환기는 상기 백수를 미리 결정된 온도 기준에 따라 저온수와 온수로 분리하며, 저온수로 분리된 백수의 일부는 상기 스터프 박스(122)로부터 배출되는 상기 혼합물과 혼합되는 공정수로 사용되며, 온수로 분리된 백수의 다른 일부는 상기 제 2 백수 탱크(312)로 투입되는,
    대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 열교환기와 연결된 온도제어 장치를 더 포함하며,
    상기 온도제어 장치로 저온수와 온수로 분리되는 상기 온도 기준이 조절되는,
    대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 백수 탱크(312)와 연결된 가압부상장치를 더 포함하며,
    상기 가압부상장치는 상기 공정수로 사용된 상기 백수를 정화시키는,
    대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 저온수로 분리되어 상기 공정수로 사용되는 백수의 온도는 25℃ 이상, 35℃ 이하인 범위에 속하는,
    대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조시스템.
  8. (a) 제 1 펄퍼(110a)에 대나무 펄프가 투입되는 단계(S100a);
    (b) 상기 제 1 펄퍼(110a)를 통하여 해리된 상기 대나무 펄프의 해리된 정도가 미리 결정된 기준에 따라 판단되는 단계;
    (b1) 대나무 펄프가 완전히 해리된 것으로 판단된 경우, 상기 완전 해리된 대나무 펄프가 제 2 체류 탱크(112a)로 이송되는 단계;
    (b2) 대나무 펄프가 완전히 해리되지 않은 것을 판단된 경우, 상기 완전히 해리되지 않은 대나무 펄프가 분섬 장치(130)로 이송되어 미해리된 상기 대나무 펄프가 분섬된 후 상기 제 2 체류 탱크(112a)로 이송되는 단계;
    (c) 상기 제 2 체류 탱크(112a)에 수용된 완전 해리된 대나무 펄프가 제 3 체류 탱크(113)로 배출되는 단계;를 포함하는,
    대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 (a)단계는,
    (a0) 티슈제품에 포함될 대나무 펄프와 일반펄프의 혼합비가 결정되는 단계(S10);
    (a1) 제 2 펄퍼(110b)에 일반펄프가 투입되는 단계(S100b);를 포함하며,
    상기 (c)단계는,
    (c0) 상기 제 2 펄퍼(110b)에서 해리된 일반펄프가 리파이너(140)를 통과한 후(S120), 상기 제 3 체류 탱크(113)로 배출되는 단계를 포함하며,
    상기 제 3 체류 탱크(113)로 배출되는 대나무 펄프 및 일반펄프는 상기 (a0) 단계에서 결정된 상기 혼합비에 따라 배출량이 조절되는,
    대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    (d) 상기 제 3 체류 탱크(113)에 수용된 대나무 펄프 및 일반펄프의 혼합물이 제 1 백수 탱크(211)로부터 공급된 저온의 백수와 혼합되는 단계;
    (e) 상기 저온의 백수와 혼합된 혼합물이 헤드박스로 이동되어(S310) 금망 위에 안착 및 탈수되는 단계(S320);
    (f) 상기 금망 위에 안착 및 탈수되면서 상기 혼합물로부터 분리된 일부가 드라이어로 이동하는 단계(S330); 및
    (g) 상기 혼합물로부터 분리된 다른 일부인 백수가 용존 공기부상 방식으로 정화되는 단계(S400)를 더 포함하는,
    대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서 공급된 저온의 백수는 상기 제 1 백수 탱크(211)에 수용된 백수 중 저온수로 분리된 것인,
    대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    (d1) 상기 제 1 백수 탱크(211)에 수용된 백수 중 저온수로 분리되지 않은 백수가 제 2 백수 탱크(312)로 이동되는 단계를 더 포함하는,
    대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    (h) 상기 (g) 단계에서 용존 공기부상 방식으로 정화된 상기 다른 일부인 백수 중 일 부분이 상기 제 1 백수 탱크(211)에 투입되고 다른 일 부분이 제 2 백수 탱크(312)로 이동되는 단계를 더 포함하는,
    대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 저온의 백수의 온도는 25℃ 이상, 35℃ 이하인 범위에 속하는,
    대나무 펄프를 포함하는 티슈제품의 제조방법.
  15. 제 8 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의하여 생산된 대나무 펄프를 포함하는 두루마리 화장지, 미용 화장지, 페이퍼 타올, 냅킨, 와이퍼 중 어느 하나인 티슈제품.
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