KR102324143B1 - 생분해성 일체형 필름시트를 이용한 용기 생산시스템 - Google Patents

생분해성 일체형 필름시트를 이용한 용기 생산시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생분해성 일체형 필름시트를 이용한 용기 생산시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 생분해성 원료를 이용해 생분해성 일체형 필름시트를 생산하고, 상기 생분해성 일체형 필름시트를 통해 용기를 생산할 수 있는 생분해성 일체형 필름시트를 이용한 용기 생산시스템에 관한 것이다.

Description

생분해성 일체형 필름시트를 이용한 용기 생산시스템{Container production system using biodegradable integrated film sheet}
본 발명은 생분해성 일체형 필름시트를 이용한 용기 생산시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 생분해성 원료를 이용해 생분해성 일체형 필름시트를 생산하고, 상기 생분해성 일체형 필름시트를 통해 용기를 생산할 수 있는 생분해성 일체형 필름시트를 이용한 용기 생산시스템에 관한 것이다.
생분해성 시장에서 생분해성 원료인 PLA(폴리젖산)를 활용하여 응용소재를 만들고, 이 응용소재를 가지고 제품을 만드는 것은 중요하다. 하지만 상기 PLA는 열과 수분에 취약하여, 60℃ 온도에서 끓는점이 발생되고 수분을 흡수하게 되면 사용할 수 없게 된다.
따라서, 이를 해결하기 위해 여러 생분해성 원료를 혼합하여 열과 수분 흡수를 제어하면서 제품을 생산할 수 있는 시스템이 필요한 상황이다.
등록특허 10-0909776, 등록일자 2009년 07월 21일, '열수축성 필름용 생분해성 시트' 등록특허 10-0440742, 등록일자 2004년 07월 07일, '폴리카프로락톤/폴리염화비닐 고분자 및 이를 이용한 생분해성 필름과 시트'
본 발명은 이와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 생분해성 원료를 이용해 생분해성 일체형 필름시트를 생산하고, 상기 생분해성 일체형 필름시트를 통해 용기를 생산할 수 있는 생분해성 일체형 필름시트를 이용한 용기 생산시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 생분해성 일체형 필름시트를 이용한 용기 생산 시스템은 생분해성 재료들을 통해 생분해성 일체형 필름을 생산하고, 상기 생분해성 일체형 필름을 이용하여 용기를 생산하는 용기생산장치(100); 및 상기 용기생산장치(100)를 제어하는 제어단말기(200)를 포함하며, 상기 용기생산장치(100)는, 생분해성 재료들을 보관하는 복수의 진공호퍼(110); 상기 복수의 진공호퍼(110)로부터 공급되는 생분해성 재료들을 40℃ 내지 70, 110℃ 내지 250℃ 및 110℃ 내지 300℃로 각각 가열하여 녹이는 복수의 온도조절장치(111); 상기 온도조절장치(111)가 녹인 생분해성 재료 및 첨가 재료들을 혼합하는 진공혼합기(120); 상기 온도조절장치(111)에 의해 가열된 후 상기 진공혼합기(120)를 통해 혼합된 혼합원료들의 온도를 진공상태에서 정해진 시간 안에 정해진 온도 이하로 낮추기 위한 진공 냉각기(130); 상기 진공 냉각기(130)를 통해 온도가 낮아진 혼합원료를 두께 0.15mm 내지 0.5mm인 생분해성 필름으로 생산하는 진공 롤러(140); 상기 진공 롤러(140)를 통해 생산된 생분해성 필름을 100m, 200m, 300m 중 어느 하나의 길이로 권취하는 감속 롤러(150); 상기 감속 롤러(150)를 통해 권취된 생분해성 필름을 금형을 이용해 용기 형태들을 일체로 포함하는 생분해성 일체형 필름시트로 성형하는 진공 공압프레스기(160); 상기 진공 공압프레스기(160)를 통해 성형된 생분해성 일체형 필름시트의 온도를 정해진 시간 안에 정해진 온도 미만으로 낮추기 위한 냉각기(170); 상기 냉각기(170)를 통해 온도가 낮아진 생분해성 일체형 필름시트를 절단하여 용기를 생산하는 절단기(180); 및 상기 절단기(180)를 통해 생산된 용기를 건조시키는 건조기(190)를 포함하며, 상기 진공 롤러(140)는, 제1롤러(141), 제2롤러(142), 제3롤러(143)로 이루어 지되, 생분해성 필름을 생산하는 과정에서 온도를 20℃ 내지 40℃로 유지해주는 온도 및 열 조절부(144)를 더 포함하고, 상기 진공 공압프레스기(160)는 금형을 구비한 상부 프레스(161)와 하부 프레스(162)로 이루어지되, 생분해성 필름을 상기 생분해성 일체형 필름시트로 성형하는 과정에서 온도를 50℃ 내지 70℃로 유지해주는 온도 및 열 조절부(163)를 더 포함하며, 상기 상부 프레스(161)와 하부 프레스(162)에 구비된 금형을 이용해 상기 권취된 생분해성 필름을 용기 형태들을 일체로 포함하는 생분해성 일체형 필름시트로 성형한다.
상기 진공혼합기(120)는 제1스크류(121)와 제2스크류(122)로 이루어지는 트윈 스크류를 통해 녹은 생분해성 재료들을 혼합한다.
상기 제어단말기(200)는, 용기를 생산하는 과정 중 문제가 발생할 경우, 상기 용기생산장치(100)로부터 이를 실시간으로 보고받는다.
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본 발명에 따른 생분해성 일체형 필름시트를 이용한 용기 생산시스템은 복수의 생분해성 원료를 이용해 생분해성 일체형 필름시트를 생산하고, 상기 생분해성 일체형 필름시트를 통해 용기를 생산할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 생분해성 일체형 필름시트를 이용한 용기 생산시스템의 블록구성도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 용기생산장치의 블록구성도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 용기 생산시스템을 통한 용기 생산 순서도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 용기생산장치의 용기생산 순서도
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 생분해성 일체형 필름시트를 이용한 용기 생산시스템에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 생분해성 일체형 필름시트를 이용한 용기 생산시스템의 블록구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 생분해성 일체형 필름시트를 이용한 용기 생산시스템은 생분해성 재료들을 통해 생분해성 일체형 필름을 생산하고, 상기 생분해성 일체형 필름을 이용하여 용기를 생산하는 용기생산장치(100)와 상기 용기생산장치(100)를 제어하는 제어단말기(200)를 포함하여서 구성된다.
바람직하게 상기 용기생산장치(100)와 제어단말기(200)의 통신은 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN), 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN), 개인 근거리 무선통신(Personal Area Network; PAN), 이동 통신망(mobile radio communication network) 또는 위성 통신망 등과 같은 모든 종류의 유무선 네트워크로 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 용기생산장치의 블록구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 용기생산장치(100)는 생분해성 재료들을 보관하는 복수의 진공호퍼(110)와 상기 복수의 진공호퍼(110)로부터 공급되는 생분해성 재료들을 40℃ 내지 70℃, 110℃ 내지 250℃, 110℃ 내지 300℃ 중 어느 하나의 온도로 녹이는 온도조절장치(111)와 상기 온도조절장치(111)가 녹인 생분해성 재료들을 혼합하는 진공혼합기(120)와 상기 진공혼합기(120)를 통해 혼합된 혼합원료들을 진공상태에서 순간 냉각시키는 진공 냉각기(130)와 상기 진공 냉각기(130)를 통해 냉각된 혼합원료를 두께 0.15mm 내지 0.5mm인 생분해성 필름으로 생산하는 진공 롤러(140)와 상기 진공 롤러(140)를 통해 생산된 생분해성 필름을 100m, 200m, 300m 중 어느 하나의 길이로 권취하는 감속 롤러(150)와 상기 감속 롤러(150)를 통해 권취된 생분해성 필름을 금형을 이용해 생분해성 일체형 필름시트로 성형하는 진공 공압프레스기(160)와 상기 진공 공압프레스기(160)를 통해 성형된 생분해성 일체형 필름시트의 온도를 낮추는 냉각기(170)와 상기 냉각기(170)를 통해 온도가 낮아진 생분해성 일체형 필름시트을 절단하여 용기를 생산하는 절단기(180) 및 상기 절단기(180)를 통해 생산된 용기를 건조시키는 건조기(190)를 포함하여서 구성된다.
이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 생분해성 일체형 필름시트를 이용한 용기 생산시스템의 용기생산방법에 대해서 도 3 및 4를 통해서 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 용기 생산시스템을 통한 용기 생산 순서도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 용기 생산시스템을 통한 용기 생산은 사용자가 제어단말기(200)를 통해 용기생산장치(100)를 작동시키는 단계(S100)와 용기생산장치(100)가 용기를 생산하는 단계(S200)로 이루어 진다.
상기 단계(S200)에 대해서 좀 더 상세하게 살펴보면, 도 4와 같다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 용기생산장치의 용기생산 순서도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 단계(S200)는 먼저 복수의 진공호퍼(110)가 생분해성 재료들을 공급하는 단계(S210)를 포함한다.
상기 단계(S210)에서 상기 생분해성 재료들은 PLA(폴리젖산)을 주성분으로 하는 마스터배치(master batch)를 포함하고, 칼라마스터배치(color master batch), CaCO3, 단백질 추출물, 에틸아크릴레이트 및 그 외 필러(iller)를 더 포함할 수 있으며, 사용자는 제어단말기(200)를 통해 상기 생분해성 재료들의 공급비를 설정할 수 있다.
다음으로 상기 단계(S200)는 온도조절장치(111)가 상기 복수의 진공호퍼(110)로부터 공급되는 생분해성 재료들을 40℃ 내지 70℃, 110℃ 내지 250℃, 110℃ 내지 300℃ 중 어느 하나의 온도로 녹이는 단계(S220)를 포함한다.
상기 단계(S220)에서 사용자는 제어단말기(200)를 통해 온도조절장치(111)를 제어하여, 생분해성 원료에 따라 녹이기 위한 온도를 조절할 수 있다.
다음으로 상기 단계(S200)는 진공혼합기(120)가 상기 온도조절장치(111)가 녹인 생분해성 재료 및 첨가 재료들을 혼합하는 단계(S230)를 포함한다.
상기 단계(S230)에서 상기 진공혼합기(120)는 제1스크류(121)와 제2스크류(122)로 이루어지는 트윈 스크류를 통해 녹은 생분해성 재료들을 혼합한다.
다음으로 상기 단계(S200)는 진공 냉각기(130)가 상기 진공혼합기(120)를 통해 혼합된 혼합원료들을 진공상태에서 순간 냉각시키는 단계(S240)와 진공 롤러(140)가 상기 진공 냉각기(130)를 통해 온도가 낮아진 혼합원료를 두께 0.15mm 내지 0.5mm인 생분해성 필름으로 생산하는 단계(S250)를 포함한다.
상기 단계(S240~S250)에서 상기 진공 롤러(140)는 제1롤러(141), 제2롤러(142), 제3롤러(143)를 통해 냉각된 혼합원료를 두께 0.15mm 내지 0.5mm인 생분해성 필름으로 생산하며, 온도 및 열 조절부(144)를 통해 생산 과정에서 온도를 20℃ 내지 40℃로 유지한다. 이 때, 사용자는 상기 제어단말기(200)를 통해 생분해성 필름의 두께를 조절하거나, 온도를 조절할 수 있다.
다음으로 상기 단계(S200)는 감속 롤러(150)가 상기 진공 롤러(140)를 통해 생산된 생분해성 필름을 100m, 200m, 300m 중 어느 하나의 길이로 권취하는 단계(S260)를 포함한다.
상기 단계(S260)에서 상기 감속 롤러(150)는 제1롤러(151), 제2롤러(152), 제3롤러(153)를 통해 생분해성 필름을 100m, 200m, 300m 중 어느 하나의 길이로 권취한다. 이 때, 사용자는 상기 제어단말기(200)를 통해 권취된 생분해성 필름이 진공 공압프레스기(160)로 들어가는 속도를 조절할 수 있다.
다음으로 상기 단계(S200)는 진공 공압프레스기(160)가 상기 감속 롤러(150)를 통해 권취된 생분해성 필름을 금형을 이용해 생분해성 일체형 필름시트로 성형하는 단계(S70)를 포함한다.
상기 단계(S270)에서 상기 진공 공압프레스기(160)는 고정되는 상부 프레스(161)와 권취된 생분해성 필름을 이동시키는 컨베이어벨트를 포함하는 하부 프레스(162) 및 온도 및 열 조절부(163)로 구성되어, 상기 권취된 생분해성 필름을 상부 프레스(161)와 하부 프레스(162)에 구비된 금형으로 성형하며, 온도 및 열 조절부(163)를 통해 성형 과정에서의 온도를 50℃ 내지 70℃로 유지한다. 이 때, 사용자는 상기 제어단말기(200)를 통해 상기 상부 프레스(161)와 하부 프레스(162)의 공압을 조절하거나, 온도를 조절할 수 있다.
다음으로 상기 단계(S200)는 냉각기(170)가 상기 진공 공압프레스기를 통해 성형된 생분해성 일체형 필름시트을 냉각하고, 절단기(180)가 상기 냉각기(170)를 통해 온도가 낮아진 생분해성 일체형 필름시트를 절단하여 용기를 생산하고, 건조기(190)가 상기 절단기를 통해 생산된 용기를 건조시키는 단계(S280)를 더 포함한다.
사용자는 상기 제어단말기(200)를 통해 제품이 최종적으로 생산되었는지를 모니터링 할 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같이 사용자는 본 발명에 따른 생분해성 일체형 필름시트를 이용한 생분해성 일체형 용기 시스템을 통해서 복수의 생분해성 원료를 이용해 생분해성 일체형 필름시트를 생산하고, 상기 생분해성 일체형 필름시트를 통해 용기를 생산할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시 적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시 예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 용기생산장치
110 : 진공호퍼
111 : 온도조절장치
120 : 진공혼합기
121 : 제1스크류
122 : 제2스크류
130 : 진공 냉각기
140 : 진공 롤러
141 : 제1롤러
142 : 제2롤러
143 : 제3롤러
144 : 온도 및 열 조절부
150 : 감속 롤러
151 : 제1롤러
152 : 제2롤러
153 : 제3롤러
160 : 진공 공압프레스기
161 : 상부 프레스
162 : 하부 프레스
163 : 온도 및 열 조절부
170 : 냉각기
180 : 절단기
190 : 건조기
200 : 제어단말기

Claims (7)

  1. PLA를 포함하는 생분해성 재료들을 통해 생분해성 일체형 필름을 생산하고, 상기 생분해성 일체형 필름을 이용하여 용기를 생산하는 용기생산장치(100); 및
    상기 용기생산장치(100)를 제어하는 제어단말기(200)를 포함하며,
    상기 용기생산장치(100)는,
    생분해성 재료들을 보관하는 복수의 진공호퍼(110);
    상기 복수의 진공호퍼(110)로부터 공급되는 생분해성 재료들을 40℃ 내지 70℃, 110℃ 내지 250℃ 및 110℃ 내지 300℃로 각각 가열하여 녹이는 복수의 온도조절장치(111);
    상기 온도조절장치(111)가 녹인 생분해성 재료 및 첨가 재료들을 혼합하는 진공혼합기(120);
    상기 온도조절장치(111)에 의해 가열된 후 상기 진공혼합기(120)를 통해 혼합된 혼합원료들의 온도를 진공상태에서 정해진 시간 안에 정해진 온도 이하로 낮추기 위한 진공 냉각기(130);
    상기 진공 냉각기(130)를 통해 온도가 낮아진 혼합원료를 두께 0.15mm 내지 0.5mm인 생분해성 필름으로 생산하는 진공 롤러(140);
    상기 진공 롤러(140)를 통해 생산된 생분해성 필름을 100m, 200m, 300m 중 어느 하나의 길이로 권취하는 감속 롤러(150);
    상기 감속 롤러(150)를 통해 권취된 생분해성 필름을 금형을 이용해 용기 형태들을 일체로 포함하는 생분해성 일체형 필름시트로 성형하는 진공 공압프레스기(160);
    상기 진공 공압프레스기(160)를 통해 성형된 생분해성 일체형 필름시트의 온도를 정해진 시간 안에 정해진 온도 미만으로 낮추기 위한 냉각기(170);
    상기 냉각기(170)를 통해 온도가 낮아진 생분해성 일체형 필름시트를 절단하여 용기를 생산하는 절단기(180); 및
    상기 절단기(180)를 통해 생산된 용기를 건조시키는 건조기(190)를 포함하며,
    상기 진공 롤러(140)는, 제1롤러(141), 제2롤러(142), 제3롤러(143)로 이루어 지되, 생분해성 필름을 생산하는 과정에서 온도를 20℃ 내지 40℃로 유지해주는 온도 및 열 조절부(144)를 더 포함하고,
    상기 진공 공압프레스기(160)는 금형을 구비한 상부 프레스(161)와 하부 프레스(162)로 이루어지되, 생분해성 필름을 상기 생분해성 일체형 필름시트로 성형하는 과정에서 온도를 50℃ 내지 70℃로 유지해주는 온도 및 열 조절부(163)를 더 포함하며, 상기 상부 프레스(161)와 하부 프레스(162)에 구비된 금형을 이용해 상기 권취된 생분해성 필름을 용기 형태들을 일체로 포함하는 생분해성 일체형 필름시트로 성형하는 것을 특징으로 하는 용기 생산시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 진공혼합기(120)는,
    제1스크류(121)와 제2스크류(122)로 이루어지는 트윈 스크류를 통해 녹은 생분해성 재료들을 혼합하는 것을 특징으로 하는 용기 생산시스템.

  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어단말기(200)는,
    용기를 생산하는 과정 중 문제가 발생할 경우, 상기 용기생산장치(100)로부터 이를 실시간으로 보고받는 것을 특징으로 하는 용기 생산시스템.
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