KR102658071B1 - 환경오염물질 배출 저감을 위한 연포장재 제조시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인쇄 속도와 건조 속도의 감소없이도 환경 오염 물질인 휘발성 유기화합물의 배출을 현저히 감소시킨 연포장재 제조 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 환경오염물질 배출 저감을 위한 연포장재 제조시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 그라비아 인쇄 속도와 건조 속도의 감소없이도 환경 오염 물질인 휘발성 유기화합물의 배출을 현저히 감소시킨 연포장재 제조 시스템에 관한 것이다.
그라비아 인쇄란 인쇄될 상(像)이 인쇄판 표면에 깎여 들어감으로써 새겨지는 음각사진 제판법을 말하는 것으로, 부식하여 오목판으로 한 것에 잉크를 묻혀 닥터 블레이드(doctor blade)로 여분의 잉크를 긁어내고 인쇄하는 형식을 의미한다. 이때 사용되는 잉크를 그라비아 잉크라고 한다.
이러한 그라비아 인쇄는 다른 인쇄 방식에 비해 고속인쇄가 가능하고, 피인쇄체에 대한 제한이 적어 종이는 물론, 플라스틱 필름, 금속, 나무 등에도 쉽게 인쇄할 수 있어, 포장재 필름 등에 많이 적용하고 있다.
그라비아 인쇄에 사용하는 기존 범용잉크의 경우 용제 또는 희석용 용제로서 톨루엔(Toluene), 메틸에틸케톤(Methyl Ethyl Ketone, MEK), 에틸아세테이트(Ethyl Acetate, EAc), 자일렌(Xylene), 에틸 셀로솔브(Ethyl Cellosolve, EC) 등의 유기용제를 사용하고 있는데, 이들은 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)로서, 규제대상 물질이며, 유해화학물질관리법상 유독물에 해당된다.
이러한 유기용제는 잉크의 건조 공정에서 대기 중으로 방출되어 대기 오염을 야기하고 대기 중 광화학 반응에 의해 오존 생성 등의 2차 오염을 발생시킨다. 또한, 휘발성 유기 화합물(VOCs)인 유기용제는 발암성 물질로 미량으로 존재하여도 작업자에 직접 노출되어 인체에 매우 유해하며, 인쇄 작업 시 화재의 위험성을 안고 있다.
특히, 인쇄물에 이러한 유기용제가 잔류하면 위생적인 인쇄물을 얻을 수 없고, 인쇄 공정 시 비점이 낮은 유기용제들이 증발함으로써 잉크의 점도를 변화시켜 인쇄 작업성을 악화시키는 문제점이 있다.
이러한 유기용제의 문제점을 해결하고자, 수성 그라비아 잉크의 사용이 고려되었으나, 인쇄 건조문제, 생산성 저하 및 기존 그라비아 인쇄 설비에서는 사용이 불가능하다는 단점이 있었다.
한국등록특허 10-2465827호는 에탄올 베이스 잉크를 이용한 포장재 제조방법 및 이로부터 제조된 포장재를 개시하고 있다. 에탄올 용제 기반의 잉크는 유해 물질의 발생이 없으나 유기용제가 에탄올인 경우에는 알코올 용해성 우레탄 수지를 사용하여야 하며, 이에 따라 인쇄 속도가 저하되고 원가가 상승한다는 문제점이 있다.
본 발명은 인쇄속도나 가공속도의 큰 저하없이도 환경 오염 물질인 휘발성 유기화합물의 배출을 현저히 줄일 수 있는 연포장재 제조 시스템을 제공하는 것이다.
하나의 양상에서 본 발명은,
잉크와 희석용제가 혼합된 친환경 잉크조성물을 1급지에 인쇄하는 그라비아 인쇄부(10) ;
인쇄된 상기 1급지에 열을 가하여 건조시키는 건조부(20) ;
건조된 상기 1급지 일면에 접착제 용액을 코팅하고, 상기 제 1 급지에 2 급지를 드라이 합지하는 합지부(30) ; 및
상기 건조부와 합지부에서 발생하는 배기가스를 연소하여 휘발성 유기화합물을 제거하는 연소 산화부(40)를 포함하는 연포장재 제조 시스템에 관련된다.
본 발명의 연포장재 제조 시스템은 MEK(메틸에틸케톤)와 EAc(에틸 아세테이트)의 함량을 줄이고, VOC 규제 물질에 해당되지 않는 다이메틸카르보네이트와 초산메틸을 잉크와 잉크 희석제로 사용하여 휘발성 유기화합물의 대기중 방출을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명의 연포장재 제조 시스템은 버너로 공급되는 공기와 별도로 고온 연소부 외부로 방출되는 배출가스 중 일부를 고온 연소부 내부의 축열장치로 공급함으로서 (외부로 배출되지 못하고) 축열장치에 잔존하는 미연소 휘발성 유기화합물을 연소실로 보내 연소시킴으로서 유해물질의 제거 효율을 높일 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 연포장재 제조 시스템은 인쇄 속도와 인쇄 성능이 크게 저하되지 않으면서 환경 오염 물질인 휘발성 유기화합물의 배출을 현저히 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 연포장재 제조 시스템의 개요도이다.
도 2는 연소산화부(40)의 개념도이다.
도 3은 연소산화부(40)의 절단면도이다.
도 4는 연소산화부의 측열층을 확대한 도면이다.
도 2는 연소산화부(40)의 개념도이다.
도 3은 연소산화부(40)의 절단면도이다.
도 4는 연소산화부의 측열층을 확대한 도면이다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 태양을 도면을 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 범위는 하기 실시 태양에 대한 설명 또는 도면에 제한되지 아니한다. 즉, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "부", "기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 연포장재 제조 시스템의 개요도이고, 도 2는 연소산화부(40)의 개념도이고, 도 3은 연소산화부(40)의 절단면도이고, 도 4는 연소산화부의 측열층을 확대한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 연포장재 제조시스템은 그라비아 인쇄부(10), 건조부(20), 합지부(30) 및 연소 산화부(40)를 포함한다.
상기 그라비아 인쇄부(10)는 잉크와 희석용제를 혼합한 친환경 잉크조성물을 롤투롤 방식으로 1급지에 인쇄한다.
1급지란 잉크 조성물을 일면에 그라비아 방식 등으로 인쇄할 수 있는 OPP, PET, Nylon, 종이 등의 원단류를 의미한다. 2급지란 상기 1급지와 합지할 수 있는 원단류를 의미한다. 2급지는 용제 타입의 접착체 또는 무용제 타입의 접착제 및 압출수지 중 하나를 사용하여 1급지와 합지할 수 있는 CPP, PET, 알루미늄, LLDPE 등의 원단류일 수 있다.
상기 잉크는 안료, 우레탄 수지, 초산에틸 및 메틸에틸케톤을 포함할 수 있다.
상기 안료는 색을 낼 수 있는 물질로써, 시중의 어떤 안료든 사용 가능하며, 색을 낼 수 있는 물질이라면 이를 제한하지 않는다. 보다 구체적으로, 상기 안료는 무기안료 또는 유기안료일 수 있다.
예를 들면, 상기 무기안료로는 시중에 알려진 산화티타늄, 산화알루미늄, 산화아연, 산화철, 산화크롬, 산화코발트, 황화아연, 수산화알루미늄, 카올린, 탈크, 점토, 벤토나이트, 새틴화이트, 탄산칼슘, 초크, 대리석, 황산칼슘, 황산바륨, 이산화티타늄, 울트라마린, 비스무스 바나데이트 등을 이용할 수 있으며, 이들의 혼합물일 수 있다.
예를 들면, 유기안료로는 시중에 알려진 동프탈로시아닌계 안료, 렌계 안료, 아조계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 안트라퀴논계 안료, 디옥산계 안료, 인디고계 안료, 티오인디고계 안료, 페리논계 안료, 페릴렌계 안료, 인돌리논계안료, 아조메틴계 안료 등을 이용할 수 있으며, 이들의 혼합물일 수 있다.하고,
상기 우레탄 수지는 접착성이 우수하고 잔유용제가 적어 라미네이트 가공에 적합하다. 또한, 상기 우레탄 수지는 우수한 피막성능을 가지고 있어 잉크용 수지로 많이 사용되고 있다.
상기 우레탄 수지는 안료 100중량부 대비 100~200중량부가 사용될 수 있다. 우레탄 수지 함량이 낮은 경우, 인쇄성이 우수해지고 하이라이트 전이성이 개선되나, 후가공 접착성이 떨어질 수 있다.
본 발명의 잉크의 용제로는 초산에틸과 메틸에틸케톤이 사용될 수 있다. 초산에틸과 메틸에틸케톤은 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound; VOC)에 해당하고, 환경에 유해한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.
본 발명의 잉크는 안료 100중량부 대비 초산에틸 150~200중량부 및 메틸에틸케톤 150~200중량부를 포함할 수 있다.
상기 잉크는 용제로서 비닐염화물 중합체를 추가로 포함할 수 있다. 상기 비닐염화물 중합체는 비닐 아세트산 비닐알코올 비닐염화물 중합체일 수 있다. 상기 비닐 염화물 중합체는 안료 100중량부 대비 100~200중량부가 사용될 수 있다.
상기 비닐 아세트산 비닐알코올 비닐염화물 중합체는 폴리 [비닐 클로라이드 (85~92%)-co-비닐 아세테이트(1~4중량%)-co-비닐 알코올 4~7중량% 범위로 중합될 수 있다.
상기 잉크는 희석제로 프로필렌글리콜모노에틸에테르를 추가로 포함할 수 있다. 상기 희석제는 안료 100중량부 대비 50~200중량부가 사용될 수 있다.
상기 잉크는 전체 중량 대비 초산에틸과 메틸에틸케톤의 합계 중량이 40중량% 이내, 바람직하게는 35중량% 이내, 더욱 바람직하게는 30중량% 이내로 포함할 수 있다. 상기 잉크는 초산에틸과 메틸에틸케톤의 합계 중량을 제한하여 유기화합물의 발생량을 줄일 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 잉크는 안료 10~15중량%, 우레탄 수지 10~25중량%, 메틸에틸케톤 10~20중량%, 초산에틸 10~20중량%, 비닐 염화물 중합체 10~25중량% 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 5~15중량%를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 잉크는 안료 10~15중량%, 우레탄 수지 10~25중량%, 메틸에틸케톤 10~15중량%, 초산에틸 10~15중량%, 비닐 염화물 중합체 10~25중량% 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 5~15중량%를 포함할 수 있다.
상기 (잉크) 희석용제는 초산에틸 20~24중량%, 메틸에틸케톤 20~24중량%, 다이메틸카르보네이트 30~37중량% 및 초산메틸 10~20중량%를 포함할 수 있다.
상기 다이메틸카르보네이트는 화학식 C3H6O3의 무독성, 무색, 투명하고 조금 냄새가 나며 약간 단맛이 나는 용제이다.
상기 초산메틸은 독성이 낮은 유기용제이다.
상기 그라비아 인쇄단계는 상기 잉크와 희석용제를 (잉크 색상에 따라) 중량비로 1 : 0.5~1 범위로 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 잉크와 희석용제가 혼합된 잉크 조성물은 초산에틸과 메틸에틸케톤의 합계중량이 35중량% 이내, 바람직하게는 30중량% 이내일 수 있다.
상기 희석용제는 VOC 규제물질인 초산에틸과 메틸에틸케톤의 함량을 줄이고, 상기 다이메틸카르보네이트와 초산메틸을 첨가함으로서 (상대적으로)인쇄속도와 품질 저하없이 (저농도의 초산에틸과 메틸에틸케톤이 유입되므로) 연소산화부에서의 유기화합물 분해효율을 높일 수 있다.
한편, 본 발명은 잉크의 용제로 에탄올을 배제하는 것은 아니다. 본 발명은 친환경 용제인 잉크를 사용하되 초산에틸과 메틸에틸케톤을 소량 첨가함으로서 휘발성 유기화합물의 발생을 최소화할 수 있는 동시에 인쇄성과 가공성을 높일 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 친환경 잉크는 안료, 우레탄 수지, 에탄올, 초산에틸 및 메틸에틸케톤을 포함할 수 있다. 상기 잉크는 용제로 에탄올, 초산에틸 및 메틸에틸케톤이 함께 사용되고, 이 경우 에탄올은 70~80중량%, 나머지 용제(초산에틸 및 메틸에틸케톤)가 20~30중량%가 사용될 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 친환경 잉크는 안료 20~30중량%, 우레탄 수지 20~30중량%, 에탄올 20~30중량%, 메틸에틸케톤 5~10중량%, 초산에틸 5~10중량%가 사용될 수 있다.
상기 잉크와 혼합되는 희석용제는 에탄올은 70~80중량%, 초산에틸과 메틸에틸케톤 합계 20~30중량%가 사용될 수 있다. 상기 친환경 잉크와 희석용제는 1 : 0.5~1로 혼합될 수 있다. 상기 희석용제는 휘발성 유기화합물인 초산에틸과 메틸에틸케톤의 합계 중량을 30중량% 이내까지 줄일 수 있다.
상기 인쇄부의 속도가 150m/min~250m/min 일 수 있다.
상기 건조부(20)는 열?V을 이용하여 상기 1급지에 열을 가하여 잉크와 희석제 용제를 휘발시키켜 건조하는 단계이다. 건조단계에서의 열풍은 40~50℃일 수 있다.
상기 합지부(30)는 건조된 상기 1급지 일면에 접착제 용액을 코팅하고, 상기 제 1 급지에 2 급지를 드라이 합지하는 단계이다.
예를 들면, 상기 합지단계는 2급지인 산소차단필름을 상기 접착제 용액으로 상기 1급지와 드라이 합지하는 단계일 수 있다. 상기 합지단계는 공지된 드라이 라미네이션 설비가 사용될 수 있다.
상기 2급지(B)는 공지된 EVOH 공압출 필름이 사용될 수 있다. EVOH 공압출 필름은 PE/EVOH/PE층으로 형성될 수 있다. PE와 EVOH 사이에는 접착수지가 사용될 수 있다.
상기 합지부는 1급지와 급지가 합지된 필름 상면에 접착제 용액을 코팅하고, 그 위에 3급지를 합지할 수 있다.
상기 접착제 용액은 접착제 성분이 용매에 혼합되어 형성될 수 있다. 접착제 성분은 공지된 접착제로서, 예를 들면, 우레탄일 수 있다.
상기 용매는 앞에서 언급된 희석용액일 수 있다. 즉, 용매(희석용액)는 초산에틸 20~24중량%, 메틸에틸케톤 20~24중량%, 다이메틸카르보네이트 30~37중량% 및 초산메틸 10~20중량%를 포함할 수 있다.
상기 접착제 용액(a)은 상기 접착제 성분 55~75중량%, 용제 25~45중량%가 사용될 수 있다. 상기 용제는 초산에틸 20~24중량%, 다이메틸카르보네이트 5~21중량%가 사용될 수 있다.
도 2와 도 3을 참고하면, 상기 연소산화부(40)는 하우징(41), 버너(42), 연소실(43), 축열층(44), 분배실(45), 제 1 블로어(46)를 포함할 수 있다.
상기 하우징의 상측 외측에 연소버너(42)가 설치된다.
상기 하우징의 연소실(43)은 하우징의 내측 상측 공간으로서, 휘발성 유기화합물이 연소되는 공간이다.
상기 축열층(44)는 하우징(41)의 내부 하측에 위치한다. 상기 축열층(44)은 다수개의 격벽으로 이루어지고, 격벽으로 인해 축열층(44)은 다수개의 격실로 구획된다.
상기 축열층의 각 격실에는 축열재(441)가 위치하여 발생된 열을 흡수 저장할 수 있다. 상기 축열재(441)는 허니콤 형태의 세라믹 재질을 사용하여 압력손실을 최소화하면서 산화 및 열 회수 효율을 극대화할 수 있다.
상기 격실의 개수에 특별한 제한이 있는 것은 아니지만, 일반적으로 상기 격실은 4~14개가 형성될 수 있다.
상기 격실 하부측에는 홀이 형성되며, 상기 홀(442)을 통해 휘발성 유기화합물을 포함하는 배기가스가 유입되거나 연소된 고온 산화가스가 배출될 수 있다.
즉, 축열층의 어느 하나 이상의 격실은 하부에서 배기가스가 유입되고, 축열층의 축열재로 유입가스가 예열되어 상부측의 연소실로 이송되고, 상기 축열층의 어느 하나 이상의 격실에는 연소된 고온 산화가스가 유입되어 (냉각된) 축열재(441)를 다시 가열한 후(축열) 홀, 분배실(45) 및 배출관(47)을 통해 배출된다.
상기 분배실(45)은 회전형 로터리 밸브로서 상기 축열층(44) 하측에 위치하고, 복수개의 격벽을 회전시켜 상기 축열층으로 공급되는 배기가스의 방향을 소정 간격으로 전환시킨다.
상기 분배실(45)은 하우징(451), 로터리밸브(452), 회전축(453) 및 모터(454) 및 연결부(455)를 구비할 수 있다.
상기 하우징(451)에는 입구홀(4511) 및 출구홀(4512)가 형성된다.
상기 로터리 밸브(452)는 복수개의 날개로 형성된 격벽을 구비하고, 상기 격벽이 회전하여 공급되는 배기가스의 방향을 전환할 수 있다.
상기 모터와 회전축은 상기 로터리 밸브를 회전시킨다.
상기 연결부(455)는 분배실의 배기가스를 상기 축열층(44)으로 보내고, 반대로, 축열층(44)의 배기가스를 상기 분배실(451)로 이송할 수 있다.
상기 연소산화부(40)는 상기 연소실(43)에서 고온 산화된 가스를 상기 축열층(44), 분배실(45), 출구홀(4512) 및 배출관(47)을 통해 스택(50)으로 이송할 수 있다.
본 발명의 상기 연소산화부(40)는 상기 스택으로 이송되는 고온 산화된 가스 중 일부를 분기시키는 바이패스관(48)을 추가로 구비할 수 있다.
상기 바이패스관(48)의 일단은 상기 출구홀(4512)과 연통될 수 있고, 또는 배출관(47)에서 분기될 수 있다. 상기 바이패스관(48)의 타단은 상기 분배실(45)로 연결될 수 있다.
즉, 상기 바이패스관(48)은 스택으로 이송되는 고온 산화 가스 중 일부를 상기 연소부로 순환시킴으로서 미연소 유기화합물을 재연소시켜 연소 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 연소산화부(40)는 고온 산화가스를 상기 바이패스관(48)으로 순환시켜 분배실(45)을 통해 상기 축열층(44)의 격실로 강제 주입됨으로서, 허니콤 구조의 축열재(441)의 홀(기공)에 (미연소) 잔류된 유기화합물을 상층의 연소부로 상승시켜 연소시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 하기의 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1~3, 비교예 1~3 제조
잉크는 안료(구리 프탈로시아닌) 10g, 우레탄 수지 20g, 메틸에틸케톤 20g, 초산에틸 20g, 비닐 염화물 중합체 20g 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 10g를 혼합하여 제조하였다.
잉크 희석제 조성물은 초산에틸 24g, 메틸에틸케톤 24g, 다이메틸카르보네이트 35g 및 초산메틸 17g을 혼합하여 제조하였다.
상기 잉크와 잉크 희석제를 1 : 1의 중량비로 혼합하여 친환경 잉크조성물을 제조하였다.
실시예 2 내지 3, 비교예 1~3을 하기 표 1과 같은 조성으로 제조하였다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | ||
| 잉크 | 안료 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 폴리우레탄 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | |
| 메틸에틸케톤 | 20 | 15 | 20 | 30 | 35 | 20 | |
| 초산에틸 | 20 | 15 | 20 | 30 | 35 | 20 | |
| 비닐염화물중합체 | 20 | 25 | 20 | 20 | - | 20 | |
| 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 | 10 | 15 | 10 | - | - | 10 | |
| 잉크희석제 | 메틸에틸케톤 | 24 | 24 | 20 | 24 | 50 | 25 |
| 초산에틸 | 24 | 24 | 20 | 24 | 50 | 25 | |
| 다이메틸카르보네이트 | 35 | 35 | 40 | 35 | - | 35 | |
| 초산메틸 | 17 | 17 | 20 | 17 | - | 15 | |
| MEK, 초산에틸 비율 | 88/200=0.44 | 78/200=0.39 | 80/200=0.4 | 108/200= 0.54 |
170/200= 0.85 |
90/200= 0.45 |
실시예 1~3, 비교예 1~3의 잉크 조성물을 BOPE 필름에 그라비아 인쇄 공정(동판 심도 12㎛)을 수행하였다. 실시예 1~3의 인쇄속도는 170m/min이고, 비교예 2의 인쇄속도는 200m/min이었다. 인쇄 후 실시예 1~3의 경우, 건조 챔버는 온도가 45℃의 열풍을 사용하였으며, 비교예 2의 열풍 온도는 55℃로 수행하였다. 풍량(Fan speed)는 80~90m3/min을 유지하였다.
접착제 용액은 폴리우레탄 65중량%, 초산에틸 24중량%, 다이메틸카르보네이트 11중량%로 제조하였다.
드라이 라미네이트 설비를 이용하여 그라비아 인쇄된 필름면 상에 상기 접착제 용액을 코팅하면서 2급지(EVOH 차단필름)를 합지하였다. 합지된 필름은 80℃의 건조 챔버를 통과시켜 용제를 제거하였다.
(실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 3의 실시예 따른) 인쇄부와 라미네이션 공정의 건조챔버에서 발생되는 가스를 흡입하여 도 2 내지 3의 연소 산화부로 주입하였다. 연소산화부에서는 하기와 같이 휘발성 유기화합물을 분해하였다.
연소산화부의 연소실 온도를 820℃로 유지하여 운전하였으며, 바이패스관을 가동하지 않고 출구홀에서 배출되는 고온 산화가스 전부를 스택(50)으로 이송하여 배출하였다. 다만, 바이패스관 대신 외부의 신선한 공기를 블로어로 회전축(452)으로 강제 주입하여 축열층 격실에 잔존하는 가스를 상부 연소부로 퍼지시켰다. 스택에서 먼지, 질소산화물, 황산화물을 측정하였다.
실시예 4
실시예 1에서 (인쇄부와 합지부의 건조챔버) 발생되는 가스를 실시예 1의 연소산화부로 보내고, 다만, 연소실 온도를 780℃로 유지하여 운전하였으며, 바이패스관을 가동하여 출구홀에서 배출되는 고온 산화가스 일부(30%)를 회전축(452)으로 주입하여 축열층 격실에 잔존하는 가스를 상부 연소부로 퍼지시켰다. 스택에서 먼지, 질소산화물, 황산화물을 측정하였다.
비교예 4
실시예 1에서 (인쇄부와 합지부의 건조챔버) 발생되는 가스를 실시예 1의 연소산화부로 보내고, 다만, 실시예 1과 같이 외부 신선 공기를 회전축(452)으로 강제 주입하는 공정을 수행하지 않는 것을 제외하고, 실시예 1의 연소산화부와 동일하게 실시하였다.
| 기준 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예3 | 비교예4 | |
| 먼지(mg/Sm3) | 15이하 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 |
| 황산화물(ppm) | 35이하 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 |
| 질소산화물(ppm) | 70이하 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 | 불검출 |
| 수분량(%) | - | 4.08 | 4.15 | 4.13 | 4.08 | 3.80 | 3.80 | 3.80 | 4.08 |
| 가스온도(℃) | - | 90 | 90 | 91 | 88 | 91 | 90 | 91 | 91 |
| 유속(m/sec) | - | 12.05 | 12.12 | 12.01 | 12.0 | 12.05 | 12.05 | 12.05 | 12.05 |
| 총탄화수소(ppm) | 110이하 | 1.2 | 1.05 | 1.13 | 1.25 | 25.1 | 90 | 5.1 | 10 |
| 연소실 온도 |
820℃ | 780℃ | 820℃ | ||||||
실시예 1 내지 3은 모두 질소산화물과 황산화물이 검출되지 않았고, 또한, 총탄화수소 함량도 1ppm 대로 매우 낮았다. 반면, 비교예 2는 잉크 희석제로 종래 초산에틸과 메틸에틸케톤만을 사용한 결과 가장 많은 양의 총탄화수소가 발생되었다. 비교예 1, 3과 4에서도 실시예 1에 비하여 최소 4배 이상의 총탄화수소가 발생하였다.
또한, 비교예 4는 총탄화수소가 10ppm이 검출되었지만, 실시예 4는 고온산화가스를 순환시켜 연소실 온도를 780℃로 낮추었음에도 실시예 1과 거의 유사한 정도의 총탄화수소가 검출되었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현 예를 예로 들어 상세하게 설명하였으나, 이러한 설명은 단순히 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명 및 개시하는 것이다. 당업자는 본 발명의 범위 및 요지에서 벗어남이 없이 상기 설명 및 첨부 도면으로부터 다양한 변경, 수정 및 변형예가 가능함을 용이하게 인식할 것이다.
Claims (9)
- 잉크와 희석용제가 혼합된 친환경 잉크조성물을 1급지에 인쇄하는 그라비아 인쇄부(10) ;
인쇄된 상기 1급지에 열을 가하여 건조시키는 건조부(20) ;
건조된 상기 1급지 일면에 접착제 용액을 코팅하고, 상기 1급지에 2 급지를 드라이 합지하는 합지부(30) ;
상기 건조부와 합지부에서 발생하는 배기가스를 연소하여 휘발성 유기화합물을 제거하는 연소 산화부(40)를 포함하고,
상기 인쇄부의 속도가 150m/min~250m/min이고,
상기 건조단계에서의 열풍은 40~50℃이고,
상기 그라비아 인쇄부(10)에서 사용되는 상기 잉크는 안료 10~15중량%, 우레탄 수지 10~25중량%, 메틸에틸케톤 10~20중량%, 초산에틸 10~20중량%, 비닐 아세트산 비닐알코올 비닐염화물 중합체 10~25중량% 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 5~15중량%를 포함하고,
상기 그라비아 인쇄부(10)에서 사용되는 상기 희석용제는 초산에틸 20~24중량%, 메틸에틸케톤 20~24중량%, 다이메틸카르보네이트 30~37중량% 및 초산메틸 10~20중량%를 포함하고, 상기 잉크와 희석용제는 중량비로 1 : 0.5~1 범위로 혼합되는 것을 특징으로 하는 연포장재 제조 시스템. - 삭제
- 삭제
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- 삭제
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- 제 1항에 있어서, 상기 연소산화부(40)는
하우징(41) ;
상기 하우징 상측에 설치된 버너(42)를 포함한 연소실(43) ;
연소실 하측에 설치되며, 축열재(441)가 설치된 복수개의 격실을 구비하는 축열층(44) ;
회전형 로터리 밸브(451)를 구비하고, 상기 축열층(44) 하측에 위치하고, 복수개의 격벽을 회전시켜 상기 축열층으로 공급되는 배기가스의 방향을 소정 간격으로 전환시키는 분배실(45) ;
상기 건조부와 합지부에서 발생된 배기가스를 상기 분배실(45)로 공급하는 제 1 블로어(46) ; 및
상기 분배실(45)과 연통되어 연소된 고온 산화가스가 배출되는 배출관(47)을 구비하고,
상기 분배실(45)은
입구홀(4511) 및 출구홀(4512)을 구비하는 하우징(451) ;
상기 하우징(451)에 삽입되어 회전하는 로터리 밸브(452) ;
상기 로터리 밸브(452)를 구동하는 회전축(453) 및 모터(454)를 구비하고,
상기 연소산화부(40)는 상기 연소실(43)에서 고온 산화된 가스를 상기 축열층(44), 분배실(45)의 출구홀(4512) 및 배출관(47)을 통해 스택(50)으로 이송하되,
상기 연소산화부(40)는 상기 스택으로 이송되는 고온 산화된 가스 중 일부를 분기시키는 바이패스관(48)을 구비하고, 상기 바이패스관(48)의 일단은 상기 분배실(45)의 출구홀(4512)과 연통되고, 상기 바이패스관(48)의 타단은 상기 분배실(45)의 하부측과 연통시켜 고온 산화된 가스 일부를 상기 분배실(45) 및 상기 축열층(44)의 격실을 거쳐 상기 연소실(43)로 재주입하는 것을 특징으로 하는 연포장재 제조 시스템. - 삭제
- 삭제
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230115893A KR102658071B1 (ko) | 2023-08-31 | 2023-08-31 | 환경오염물질 배출 저감을 위한 연포장재 제조시스템 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR (1) | KR102658071B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200264444Y1 (ko) * | 2001-11-21 | 2002-02-19 | (주) 테크윈 | 분리조립형 풍향전환장치를 가진 사각형 축열식연소장치 |
| KR20210108800A (ko) * | 2020-02-26 | 2021-09-03 | 주식회사 케이씨씨 | 자동차 보수용 투명 도료 조성물 |
| KR102404921B1 (ko) * | 2021-10-08 | 2022-06-07 | 주식회사 유니젠 | Voc 규제 물질을 포함하지 않는 친환경 잉크 및 ac 프리 수지를 사용하여 포장재를 제조하는 포장재 제조 시스템 |
-
2023
- 2023-08-31 KR KR1020230115893A patent/KR102658071B1/ko active IP Right Grant
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