KR20030036228A - 플라스틱용 액체 농축물을 제조하기 위한 방법 및 분배시스템 - Google Patents

플라스틱용 액체 농축물을 제조하기 위한 방법 및 분배시스템 Download PDF

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제프리 엠. 코스만
브루스 파커
더그 톰슨
키쓰 그랜드보이스
배리 스코트 워커
마샬 멀린스
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크로마 인젝타 칼라 시스템즈, 인크.
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Abstract

본 발명은 (a) 액체 비히클 및 1종 이상의 첨가제(첨가제는 안료, 염료 또는 다른 첨가제를 포함할 수 있음)를 포함하는 1종 이상의 액체 중간체를 제조하고, (b) 액체 중간체를 표준화하고, (c) 표준화된 액체 중간체를 멀리 떨어진 위치로 이송하고, (d) 분배되는 각 액체 중간체의 양을 액체 농축물에 대해 미리 결정한 조성에 따라 제어하면서 액체 중간체들을 분배하여 액체 농축물을 제조하는 것을 포함하며, (플라스틱 부품을 생산하기 전의 샘플링, 평가 및 승인 절차의 일부로서 포함하는,) 플라스틱 부품 제조용 액체 농축물의 제조 방법을 제공한다. 본 발명은 또한 액체 농축물을 제조하기 위한 분배가 이루어지는 위치에서 컴퓨터에 의해 제어되거나 또는 수동으로 조작되는 분배기 및 혼합 장치를 포함하는 분배 시스템을 사용하며, 혼합 단계 전에 미리 결정한 조성의 하나 이상의 성분의 수동 "수작업 부가"를 포함할 수 있는 상기와 같은 액체 농축물의 제조 방법을 제공한다.

Description

플라스틱용 액체 농축물을 제조하기 위한 방법 및 분배 시스템{Process and Dispensing System for Preparing Liquid Concentrates for Plastics}
<관련 특허 출원의 상호 참조>
본 특허 출원은 2000년 6월 16일자로 출원된 미국 특허 가출원 제60/212,180호의 이점을 청구한다.
착색된 또는 개질된 플라스틱 부품을 제조하기 위하여 플라스틱 수지를 착색하고 개질하는 데에 액체 농축물이 사용되어 왔다. 이러한 액체 농축물을 성형기 또는 압출기에 직접 첨가하여 (또는, 액체 농축물을 용융 상태 또는 고체 상태의 1종 이상의 수지 및 다른 물질과 미리 혼합하는 혼합 공정을 통해) 플라스틱 부품에 칼라 및(또는) 다른 개질제를 혼입시킬 수 있다. 전형적으로, 플라스틱 부품 제조업자는 특정 칼라 또는 다른 첨가제 농축물을 농축물 제조업자에게 주문한다. 이어서, 농축물을 고객의 규격에 따라 제조한 후 선적한다. 이와는 달리, 농축물 제조업자가 플라스틱 부품 제조업자, 또는 플라스틱 부품 제조업자의 고객 또는 공급업자에 의해 요구되는 칼라 및(또는) 다른 특성을 달성하도록 액체 농축물의 적절한 조성을 개발하도록 요청받을 수 있다. 그러면, 제조업자는 고객의 평가 및 승인을 위해 샘플 또는 성형 칼라 칩 또는 부품을 제공할 것이다. 액체 농축물의 주문, 생산 및 선적 이전의, 조성의 개발, 샘플링, 평가 및 승인의 이러한 절차는 수 일이 소요될 수 있으며, 종종 수 주가 소요되기도 한다.
액체 농축물의 주문, 생산 및 선적 이전의, 조성의 개발, 샘플링, 평가 및 승인을 위한 상기 전형적인 방식은 여러 심각한 결점이 있다. (조성의 개발 및 승인이 농축물 자체 또는 최종 플라스틱 부품에 요구되든지 간에) 액체 농축물에 대한 규격을 농축물 제조업자에게 제공하는 시점과 특정 액체 농축물을 주문하여 농축물을 실제 수령하는 시점 사이의 소요 시간 (lead time)이 상당하다. 종종, 플라스틱 부품 제조업자는 특정 칼라 및(또는) 첨가물의 요구사항을 달성하기 위해 특정 고객의 액체 농축물의 승인 전에 평가를 위해 샘플 (대부분의 경우 다수의 연속 샘플)이 제조되기를 기다려야 한다. 따라서, 오늘날 액체 농축물의 사용자는, 특정 플라스틱 부품을 제조하기 위하여, 주문하고 생산하고 선적할 액체 농축물을 개발하고 샘플링하고 평가하고 승인하는 데 요구될 수 있는 추가의 시간을 고려하여 미리 수 주일을 정확하게 예측하여 액체 농축물을 적절하게 주문할 수 있어야 한다. 이는 사용자가 제조되는 플라스틱 부품에 대한 고객의 요구를 정확하게 예측하는 것을 요구한다. 농축물이 승인된 후에는, 주문을 받기 위해 필요한 소요 시간 때문에, 사용자는 다양한 칼라 또는 첨가제 요구사항의 폭넓은 범위의 플라스틱 부품에 사용될 수는 없고 고객의 주문에 맞추어진 농축물의 재고를 소유하여야 한다. 이러한 액체 농축물의 재고는 구매하기에는 고가일 뿐더러 창고에 두기에도 비용이 많이 든다. 게다가, 이러한 재고는 플라스틱 부품의 변경 주문이 있음에 따라 시간이 흐르면 쓸모 없게 될 수 있다.
상기한 바에 따라, 플라스틱 부품의 제조업자가 변경되는 고객의 주문 흐름을 충족시키기 위해 보다 신속하게 액체 농축물을 수득할 수 있는 개선된 방법이 여전히 요구된다는 것을 인지할 수 있다. 그 방법은 상기한 액체 농축물을 샘플링하고 평가하고 승인하는 데 요구되는 시간을 단축시켜야 하고, 이와 같은 승인 후에는 승인된 농축물을 수령하여 플라스틱 부품을 제조하는데 요구되는 시간을 단축하여야 하며, 동시에 광범위한 액체 농축물 재고를 소유할 필요 및 그에 따른 부대 비용 및 손해 가능성을 감소시키거나 또는 제거하여야 한다. 특히, 액체 농축물 배합이 고객의 요구에 응하여 즉시 샘플링되고 생산될 수 있도록 액체 농축물을 분산 제조할 필요가 있다. 본 발명은 이러한 방법을 제공한다.
<발명의 요약>
본 발명은 제조되는 플라스틱 부품의 착색 또는 개질을 위한 액체 농축물의 제조 방법을 제공한다. 구체적으로, 본 발명의 액체 농축물의 제조 방법은
(a) 액체 비히클 및 1종 이상의 안료, 염료 또는 다른 첨가제를 포함하는 1종 이상의 액체 중간체를 제조하고,
(b) 액체 중간체를 표준화하고,
(c) 표준화된 액체 중간체를 멀리 떨어진 위치로 이송하고,
(d) 분배되는 각 액체 중간체의 양을 액체 농축물에 대해 미리 결정한 조성에 따라 제어하면서 액체 중간체들을 분배하여 액체 농축물 (액체 칼라 농축물, 액체 첨가제 농축물 또는 액체 칼라 및 첨가제 농축물의 배합물일 수 있음)을 제조하는 것을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은 또한
(a) 표준화되어 있고 멀리 떨어진 위치에서 제조되는, 액체 비히클 및 1종 이상의 안료, 염료 또는 다른 첨가제를 포함하는 1종 이상의 액체 중간체를 제공하고,
(b) 분배되는 각 액체 중간체의 양을 액체 농축물에 대해 미리 결정한 조성에 따라 제어하면서 액체 중간체들을 분배하여 액체 농축물을 제조하는 것을 포함함을 특징으로 하는, 플라스틱 부품의 제조용 액체 농축물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 또다른 액체 농축물의 제조 방법은
(a) 각각의 착색도 (tint strength), 색상 및 점도가 표준화되어 있고 멀리 떨어진 위치에서 제조되는, 액체 비히클 및 1종 이상의 착색제 (본원에서 종종 액체 칼라 중간체로 언급됨)를 포함하는 다수의 액체 중간체를 제공하고,
(b) 분배되는 각 액체 중간체의 양을 액체 농축물에 대하여 미리 결정한 중량 측정 조성에 따라 제어하고, 각 액체 중간체의 양을 미리 결정한 중량 측정 조성이 입력된 컴퓨터로 제어하고, 액체 중간체의 분배를 컴퓨터로 제어하면서 액체 중간체를 분배하여 액체 농축물을 제조하는 것을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은 또한
(a) 분배 시스템으로부터 멀리 떨어진 위치에서 제조한 표준화 액체 중간체를 각각 함유하는 다수의 용기, 및
(b) 분배되는 각 액체 중간체의 양을 액체 농축물에 대해 미리 결정한 중량 측정 조성에 따라 결정하고, 각 액체 중간체의 양은 미리 결정한 중량 측정 조성을 입력된 컴퓨터로 제어하고, 액체 중간체의 분배를 컴퓨터로 제어하는, 액체 농축물을 제조하기 위한 1종 이상의 액체 중간체를 분배하는 분배기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 액체 농축물의 제조를 위한 분배 시스템을 제공한다.
본 발명의 제조 및 분배 시스템은 예를 들어 착색도, 색상 및 점도와 같은 액체 중간체 및 액체 농축물의 물성과 관련한 공차가 매우 엄격한 액체 중간체 및 액체 농축물의 제조를 유리하게 허용한다. 본 발명의 이들 및 다른 이점 뿐만 아니라, 또다른 본 발명의 특징은 본원에 제공되는 발명의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명은 일반적으로 액체 농축물의 제조 방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 플라스틱 부품의 제조에 사용되는 액체 첨가물 및 칼라 농축물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 플라스틱용 액체 농축물을 제조하기 위한 분배 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 액체 농축물을 제조하기 위해 액체 중간체를 분배하기 위한 분배기의 투시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 액체 농축물 제조를 위한 공정도이다.
본 발명은 플라스틱 부품의 제조에 사용하기 위한 액체 농축물 제조를 위한 방법 및 분배 시스템을 제공한다. 액체 농축물은 플라스틱 부품에 칼라 및(또는)기능성 첨가제의 혼입을 위해 사용할 수 있다.
본 발명의 방법에 따르면, 1종 이상의 액체 중간체가 우선 제조된다. 본 발명의 각 액체 중간체는 액체 비히클 및 1종 이상의 안료, 염료 또는 기타 첨가제를 포함한다. 이러한 액체 중간체를 종종 분산액 또는 현탁액이라 한다. 1종 이상의 착색제를 포함하는 액체 중간체를 액체 칼라 중간체라 할 수 있다. 단일 안료를 포함하는 액체 중간체를 통상 단일 안료 분산액, 모노-분산액, 또는 단순히 "모노"라 한다. 1종 이상의 안료를 포함하는 액체 중간체는 통상 다중 안료 분산액으로서 공지되어 있다. 착색제 또는 기타 비착색제 첨가제에 관계없이 1종 이상의 첨가제를 포함하는 액체 중간체는 액체 첨가제 중간체라 할 수 있다. 본 명세서에서 액체 중간체란 액체 칼라 중간체, 액체 첨가제 중간체 또는 칼라와 첨가제 중간체의 액체 배합물을 포함한다. 마찬가지로, 본 명세서에서 액체 농축물이란 액체 칼라 농축물, 액체 첨가제 농축물 또는 칼라와 첨가제 농축물의 액체 배합물을 포함한다. 본 발명에 유용한 액체 중간체는 액체 비히클, 및 1종 이상의 칼라 또는 기타 첨가제 모두를 포함하도록 제조된 형태로 구입할 수 있다. 이와는 달리, 제조업자는 액체 비히클을 1종 이상의 착색제 및 기타 첨가제와 배합하여 액체 중간체를 제조할 수 있다.
본 발명에 유용한 액체 비히클은 다양한 플라스틱 제조에 사용하기에 필수적인 점도를 갖는 액체 중간체 및 액체 농축물을 생성하는 임의의 액체 물질일 수 있다. 본 발명에 유용한 적합한 액체 비히클의 예는 미국특허 제3,956,008호, 제4,167,503호, 제4,571,416호, 제4,624,983호, 제4,639,272호 및 제5,308,395호에기재되어 있다. 적합한 액체 비히클은 용매, 수지, 계면활성제 및 안정화제를 포함할 수 있다.
임의의 적합한 용매가 본 발명의 액체 비히클에 사용될 수 있다. 적합한 용매에는 경질(輕質) 광물유 및 경질 탄화수소유가 있다. 바람직하게, 용매는 백색 광물유, 예컨대 아바타 코포레이션 (미국 일리노이주 유니버시티 파크 소재)으로부터 구입가능한 아바테크(Avatech, 등록상표) 80N이 있다. 액체 비히클은 액체 중간체 및 액체 농축물의 기타 성분들과의 분산액을 형성하기에 충분한 양으로 존재한다. 액체 비히클은 일반적으로 전체 액체 중간체의 약 5 중량％ 내지 약 50 중량％, 바람직하게는 전체 액체 농축물의 약 5 중량％ 내지 약 20 중량％의 양으로 존재한다.
액체 비히클은 계면활성제를 포함할 수 있다. 계면활성제는 안료 또는 기타 첨가제가 액체 중간체 및 액체 농축물 전체에 균일하게 분산될 수 있도록, 액체 중간체 및 액체 농축물에 첨가된 안료 또는 기타 첨가제를 적시는 데 사용된다. 적합한 계면활성제는 비이온성, 양이온성, 음이온성 또는 양쪽성일 수 있으며, 안료 및(또는) 기타 첨가제의 액체 중간체 및 액체 농축물중에서의 높은 로딩을 성취할 수 있도록 한다. 바람직한 계면활성제는 상표명 트윈 (Tween, 등록상표) 85LM 하에 유니크마 (미국 델라웨어주 뉴캐슬 소재)로부터 시판되는 폴리옥시에틸렌 20 소르비탄 트리올레이트이다. 일반적으로 계면활성제 성분은 전체 액체 중간체의 약 5 중량％ 내지 약 60 중량％, 바람직하게는 전체 액체 농축물의 약 15 중량％ 내지 약 50 중량％의 양으로 존재한다.
액체 비히클은 안정화제를 포함할 수 있다. 안정화제는 액체 중간체 및 액체 농축물의 용해도를 증가시키기 위한 증점제로서 사용되어 액체 중간체 및 액체 농축물의 착색제 및 기타 성분들의 분리를 감소시킨다. 바람직한 안정화제는 상표명 도버포스 (Doverphos, 등록상표) 4 하에 도버 케미칼 코포레이션 (미국 오하이오주 도버 소재)으로부터 시판되는 트리스노닐페닐 포스파이트이다. 일반적으로, 안정화제 성분은 전체 액체 중간체의 약 0.5 중량％ 내지 약 8 중량％, 바람직하게는 전체 액체 농축물의 약 1 중량％ 내지 약 2 중량％의 양으로 존재한다.
용매, 계면활성제 및 안정화제를 포함하는 바람직한 액체 비히클은 약 150 센티포이스 내지 약 200 센티포이스의 브룩필드 점도, 또는 실온에서 측정시 쟌(Zahn #5) 컵 중 대략 36 내지 40초의 점도를 갖는다.
이와는 달리, 본 발명의 액체 비히클은 비계면활성제 기재 비히클일 수 있다. 적합한 비계면활성조성 액체 비히클은 비휘발성 용매, 저분자량 중합체 및 임의의 분산 보조제를 포함한다. 액체 탄화수소유 및 경질 광물유와 같은 비휘발성 용매가 적합하다. 유용한 저분자량 중합체에는 폴리부텐, 폴리스티렌, 폴리스티렌/비닐 톨루엔 공중합체 및 아크릴계 중합체가 있다. 본 발명의 실시양태의 액체 비히클은 또한 분산 보조제, 예컨대 올레산을 포함할 수 있다. 본 발명에 적합한 비계면활성제 기재 액체 비히클의 예는 미국특허 제4,571,416호 및 제4,624,983호에 기재되어 있다. 경질 탄화수소유, 저분자량 폴리부텐 및 올레산을 포함하는 또다른 액체 비히클은 일반적으로 약 150 센티포이스 내지 약 200 센티포이스의 브룩필드 점도를 나타낸다.
본 발명의 액체 중간체는 또한 1종 이상의 첨가제를 포함한다. 첨가제는 착색제일 수 있다. 적합한 착색제로는 안료 및 염료 모두가 포함된다. 본 발명의 액체 중간체는 예를 들어 광학 표백제, 레이저-마킹 첨가제, 침강 방지제, 팽창제, 이형제, 자외선(UV) 광흡수제, 열안정화제, 광안정화제, 대전 방지제, 난연제, 윤활제, 충전제, 강화제 등을 비롯한 기타 첨가제를 함유할 수 있다. 2종 이상의 첨가제 혼합물이 액체 중간체에 포함될 수 있다. 이러한 혼합물은 착색제 첨가제 또는 비착색 첨가제만을 사용하거나, 또는 착색제 첨가제와 비착색 첨가제의 혼합물을 사용하여 제조될 수 있다.
기타 첨가제들이 액체 농축물을 제공하기 위한 액체 중간체에 포함되어 원하는 특성을 갖는 플라스틱 성형 부품을 얻을 수 있다. 예를 들어, 액체 중간체는 항산화제, 핵형성제, 청정제, 산소 제거제, 향료, 미각 마스크, 후각 마스크, 미끄럼제, 항균제, 항부식제, 증점제, 점도 감소제, 점착제, 간섭 안료, 기체 투과제, 유연성 첨가제, 충격 개질제, 열안정화제, 소포제, 가소제, 블로킹 방지제, 흐림 방지제, 산 중화제, 연기 억제제 등을 함유할 수 있다. 액체 중간체는 1종 이상의 첨가제의 혼합물을 함유할 수 있다.
본 발명의 액체 중간체에는 다양한 안료를 사용할 수 있다. 적합한 안료에는 유기, 무기 안료, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 적합한 유기 안료의 예로는 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린, 스칼렛 레드, 울트라마린 블루, 퀴나크리돈 바이올렛 및 나프톨 레드가 포함된다. 적합한 무기 안료의 예로는 이산화티탄, 산화철, 산화크롬, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 단일 안료가 액체 중간체에 사용될 수 있다. 별법으로, 액체 중합체는 2종 이상의 상이한 안료 혼합물을 함유할 수 있다. 액체 중간체에 혼입하는 경우, 안료는 일반적으로 약 1 내지 약 80 중량％의 양으로 액체 중간체에 존재할 수 있다. 안료는 사용할 때 약 1 내지 약 40 중량％의 양으로 액체 중간체에 혼입하는 것이 바람직하고, 약 5 내지 약 25 중량％의 양으로 혼입하는 것이 가장 바람직하다.
별법으로, 적합한 착색제로는 산 염료와 같은 염료가 포함된다. 예로서, 본 발명의 액체 중간체에 사용하기에 적합한 염료는 C.I. 솔벤트 그린 28, 솔벤트 레드 135, 바트 레드 41, 솔벤트 블루 59가 포함된다.
적합한 팽창제로는 예를 들면 유니로얄 케미칼 컴파니, 인크.(Uniroyal Chemical Company, Inc., 미국 컨넥티커트주 미들버리 소재)에 의해 제조된 셀로젠(Celogen) AZ 130과 같은 아조카르바미드 팽창제가 포함된다. 적합한 이형제는 제조된 성형 부품을 금형으로부터 용이하게 제거할 수 있게 하며, 예를 들어 론자(Lonza)에 의해 제조된 아크라왁스(Acrawax) C와 같은 왁스가 포함된다. 적합한 광안정화제로는 시바 스페셜티 케미칼스(Ciba Specialty Chemicals, 미국 델라웨어주 뉴포트 소재)에 의해 제조된 티누빈(Tinuvin) 292가 포함된다. 적합한 레이저-마킹 첨가제로는 각종 형태의 운모가 포함된다. 적합한 침강 방지제로는 미처리 실리카, 처리 실리카, 점토, 벤토나이트 및 왁스가 포함된다.
본 발명에서 사용된 액체 중간체는 임의의 적합한 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 액체 중간체는 분쇄되거나 분쇄되지 않을 수 있다. 액체 중간체를 제조하는 어떤 기술에서건, 얻어진 중간체는 그 중간체의 고체 성분 (예, 안료, 첨가제 등) 및 액체 성분이 완전히 분산되고 액체 비히클 전체에 고르게 분포되는 균일 분산액이어야 한다. 분쇄를 하는 경우, 액체 중간체의 고체 성분 1종 이상을 액체 중간체의 액체 성분 1종 이상에 첨가하고, 이어서 얻어진 조성물을 임의의 적합한 분쇄 장치를 이용하여 분쇄한다. 이러한 분쇄에는 매질 밀을 이용하는 것이 바람직하다. 매질 밀은 샌드, 지르코니아 비드, 유리 또는 스틸과 같은 임의의 적합한 분쇄 매질을 함유할 수 있다. 액체 중간체의 추가 성분들은 분쇄 후에 첨가하고, 전통적인 혼합 기술 (예, 진탕기, 블레이드 등)을 이용하여 분쇄 조성물과 균일하게 혼합한다.
별법으로, 액체 중간체 및 액체 농축물은 분쇄 없이 제조될 수도 있다. 즉, 액체 비히클 및 안료 뿐 아니라 임의의 기타 첨가제들을 알려져 있는 적합한 용기에 넣고, 혼합하여 액체 중간체 또는 액체 농축물의 균일 분산액을 제조한다.
액체 중간체는 임의의 소정량으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 특정 액체 중간체의 단일 배치는 1갤론, 5갤론, 55갤론 또는 기타 적합한 양을 함유할 수 있다.
액체 중간체는 적합한 액체 비히클 중의 원하는 첨가제를 제공하는 제조사에 의해 공업적으로 제조될 수 있다. 별법으로, 원하는 액체 중간체는 원하는 1종 이상의 첨가제들을 적합한 액체 비히클 중에서 조합하여 제조될 수도 있다.
1종 이상의 액체 중간체를 제조한 후, 본 발명의 방법의 다음 단계는 각 액체 중간체의 특성들을 표준화하는 것이다. 이 단계에서, 액체 중간체의 여러가지 특성을 표준화하여 액체 중간체에 존재하는 액체 비히클, 착색제 또는 기타 첨가제의 특성에 있어서 배치에 의한 변화 또는 기타 다른 것들에 의한 변화로 인해 존재하는 특성들의 배치간의 임의 변화를 줄이거나 없앤다. 표준화에 의해, 액체 중간체의 사용자는 최종 제조된 성형 부품에 있어서 액체 농축물 및 액체 농축물의 각 배치의 효과를 개선되게 조절한다.
비착색 첨가제를 함유하는 액체 중간체에 대해, 각 액체 중간체의 첨가제의 양 및 점도를 표준화한다. 액체 중간체는 중량을 기준으로 표준화하는 것이 바람직하다.
특히, 액체 칼라 중간체에 대하여, 각 액체 칼라 중간체의 착색도, 색상, 및 점도 중 하나 이상, 및 가장 바람직하게는 모두를 표준화한다. 바람직하게는, 액체 칼라 중간체를 중량 기준으로 (즉, 중량 측정 수단에 의해) 표준화한다. 이것은, 현재 생산된 소정의 액체 칼라 중간체 1 파운드가 미래에 어떤 시점에서 상이한 분량의 원료를 사용하여 제조된 동일한 액체 칼라 중간체 (즉, 동일한 액체 비히클, 안료 및 다른 첨가제) 1파운드와 적어도 유사한, 보다 바람직하게는 동일한 착색도, 색상 및 점도 특성을 나타낼 것임을 의미한다. 액체 중간체의 표준화에 의해, 플라스틱 부품 제조자가 일관된 기준으로 필요한 제품 규격을 만족시키는 플라스틱 부품을 제조할 수 있다. 예를 들어, 표준화 과정을 통하여, 상이한 시간에 제조된 동일한 이산화티탄 단일 분산액의 상이한 배치들은 실질적으로 동일한 칼라 특성을 나타내는 착색된 플라스틱 성형품의 제조에 사용될 수 있다.
표준화 단계에 의해 유리하게는, 액체 중간체의 사용자는 액체 중간체의 각종 특성 (예, 착색도, 색상, 점도 등)을 알 필요없이, 액체 중간체를 후속해서 분배하여 액체 농축물을 제조할 수 있다. 따라서, 액체 중간체의 사용자는, 출발 액체 중간체에서 임의의 변화가 있는지 없는지를 결정할 필요없이, 연속적으로 정확하고 일관된 액체 농축물을 전체 배치에 걸쳐 제조할 수 있다. 표준화된 액체 중간체를 사용하여 제조된 액체 농축물을 사용함으로써, 플라스틱 부품 제조자는 칼라 또는 다른 물성에 관한 필요한 규격을 충족하는 목적하는 특성을 갖는 부품을 제조할 수 있다.
액체 농축물을 제조하는데 사용된 액체 중간체의 단위 양 (즉, 중량, 부피 등)을 이루는 소정의 중량 측정 조성에 따라 제조된 액체 농축물은 표준과 비교할 때 전체 배치에 걸쳐 거의 동일한 착색도, 색상 및 점도 특성을 나타낼 것이다. 바람직하게는, 액체 중간체는 중량 측정 (즉, 중량) 기준으로 표준화한다. 이것에 의해, 특정 액체 농축물에 대한 중량 기준 조성을 사용하여 액체 농축물을 구성하는 액체 중간체의 필요한 중량을 정확하게 측정하고 첨가할 수 있다.
표준화 단계는 임의 적절한 방법으로 수행될 수 있다. 일반적으로, 표준화는 미리 제조된 액체 중간체의 샘플링 단계, 액체 중간체 샘플의 분석 단계, 및 분석 결과와 제조될 특정 액체 중간체에 대한 기준 표준과의 비교 단계를 포함한다. 최종적으로, 필요한 경우, 액체 중간체는 그 특성이 표준과 일치하도록 조정된다.
필요한 경우, 액체 중간체를 표준화하기 위한 조정은 임의 적절한 방법으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 액체 칼라 중간체의 착색도 및 색상은 보다 많은 안료 또는 염료를 액체 칼라 중간체에 첨가함으로써 증가될 수 있다. 별법으로, 액체 칼라 중간체의 착색도 및 색상은 보다 많은 액체 비히클을 액체 칼라 중간체에첨가함으로써 감소될 수 있다. 일반적으로, 보다 많은 고상 성분 (예, 안료 또는 다른 고상 첨가제)를 첨가하는 것보다 더 많은 액체 성분 (예, 액체 담체 또는 다른 액체 첨가제)을 첨가함으로써 칼라 특성을 조절하는 것이 보다 용이하고 보다 예측가능하고 제어가능하다. 바람직하게는, 액체 칼라 중간체에 대한 표준은 강한 쪽 (즉, 보다 많은 착색제)에서 보다 약한 쪽 (즉, 보다 적은 착색제)에서 이루어져야 한다. 이러한 방식으로, 필요한 경우, 허용가능한 오차내에서 표준과 일치하는 전체 배치에 걸쳐 일관성을 갖는 액체 중간체를 제조하도록 조정될 수 있다.
허용가능한 오차내에서 기준 표준과 일치하는 액체 중간체를 생성하는데 액체 중간체의 몇몇 조정이 필요할 수 있다. 유사하게는, 점도는 액체 비히클을 조정함으로써 적절한 수준으로 변경될 수 있다. 일반적으로, 액체 중간체의 경우, 액체 중간체가 한 위치에서 다른 위치로 용이하게 펌핑될 수 있도록 약 100 센티포이즈 내지 약 35,00 센티포이즈 범위의 점도가 바람직하다. 액체 중간체의 점도는 실온에서 측정할 때 약 10,000 센티포이즈 내지 약 17,000 포이즈인 것이 바람직한다.
액체 중간체의 분석 및 기준 표준과의 비교는 액체 중간체 그 자체에 대해 수행될 수 있다. 별법으로, 액체 중간체를 함유하는 플라스틱 성형품이 제조되어 (칼라 칩으로 알려짐), 분석될 수 있다. 액체 중간체의 칼라 관련 특성의 분석은 임의 적절한 방법으로 수행될 수 있고, 일반적으로 분광광도계의 사용을 포함한다.
본 발명에 따른 표준화된 액체 중간체의 제조는 다른 적절한 수단으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 액체 중간체의 성분 (예, 액체 비히클, 안료, 다른 첨가제 등)은 표준화된 액체 중간체를 얻기 위한 중간체의 제조 전에 적절한 방법으로 조정될 수 있다. 이 방법으로는, 액체 중간체의 특성은 첨가제의 첨가에 의해 조정될 필요가 없거나 액체 중간체가 제조된 후 조정될 필요가 없을 수 있다. 그 대신, 이러한 액체 중간체의 표준화는 그 액체 중간체의 각종 성분의 표준화에 의해 달성된다.
특정한 사용을 위한 각각의 액체 중간체를 제조하여 표준화한 후에, 본 발명에 따라 원격지에 이송된다. 이 이송 단계를 통해, 액체 중간체는 특정 장소에서 제조되고, 이어서 1종 이상의 액체 중간체를 함유하는 액체 농축물을 제조하는 다른 장소로 이동되는 것이 바람직하다. 원격지는 액체 중간체가 제조되는 장소와는 다른 장소를 포함한다. 예를 들면, 원격지는 동일하거나 또는 상이한 제조 위치에서 액체 중간체 제조업체의 또다른 설비 뿐만 아니라 플라스틱 부품 제조시 액체 농축물을 사용하는 또다른 회사의 설비를 포함할 수 있다. 또한, 원격지에는 액체 중간체 또는 플라스틱 부품의 제조업체, 또는 독립 또는 계열의 제3자에 의해 운영되는 지방 설비도 포함된다.
바람직하게는, 액체 중간체는 제조된 후, 액체 농축물이 제조되어 플라스틱 부품으로 혼입되는 장소로 이송된다. 유리하게는, 본 발명의 방법은 플라스틱 부품의 샘플링 및 제조 모두를 위한 액체 농축물의 지방 분산 제조를 가능케 한다. 따라서, 액체 농축물 사용자는, 다른 장소에서 예를 들면 액체 중간체의 제조업체에 의해 이미 제조된 액체 중간체를 사용함으로써 고객 수요에 맞게 이들 액체 농축물 사용자의 플라스틱 부품 제조 설비에서 또는 그 주변에서 즉시 농축물을 제조하고, 같은 액체 농축물 사용자에게 제공하고, 사용자 소유의 장소에서 원액으로 보유할 수 있다. 따라서, 액체 중간체 사용자의 전망으로부터, 원거리에서 제조된 표준화 액체 중간체는 본 발명의 방법에 따라 액체 농축물을 제조하는 데 사용하기 위해 제공된다.
액체 중간체를 원격지에 이송하는 것은 임의의 적절한 방법에 의해 달성될 수 있다. 액체 중간체는 필요한 액체 중간체의 용량에 따라, 예를 들면 1-갤런 페일(pail), 박스 1개 내의 1-갤런 블래더(bladder), 5-갤런 페일, 30-갤런 드럼, 55-갤런 드럼, 250-갤런 탱크, 500-갤런 탱크, 하물 또는 탱크 트럭과 같은 용기에 위치시킬 수 있다. 이어서, 컨테이너는 목적하는 원격지에 이송될 수 있다. 액체 중간체는 국내 및 해외로 선적될 수 있다. 바람직하게는, 원격지는 액체 농축물이 제조될 장소이며, 가장 바람직하게는 적절한 샘플링, 평가 및 승인 과정이 부분 공정으로서 포함되는, 액체 농축물이 제조되어 제조 플라스틱 부품에 혼입될 장소이다. 또는, 적절하다면, 액체 중간체는 액체 농축물이 제조되는 동일한 설비 또는 그의 외부에서 또다른 위치로 펌핑될 수 있다.
액체 중간체가 원격지로 이송된 후에, 1종 이상의 액체 중간체는 액체 농축물을 제조하기 위해 분배된다. 분배기는 액체 중간체를 분배하는 데 사용될 수 있다. 각각의 분배된 액체 중간체의 용량은 목적하는 액체 농축물에 대해 미리 결정한 조성에 따라 제어된다. 바람직하게는, 이러한 조성은 중량 측정 조성이다. 또는, 본 발명에 따른 액체 농축물에 대한 미리 결정된 조성은 부피측정될 수도 있다. 미리 결정한 조성은 어떠한 칼라 중간체가 분배되어야 하는 지와 분배될 액체중간체의 중량, 부피또는 일부 다른 척도에 의한 양을 결정하는데, 그 결과 원하는 칼라 또는 다른 성능 특성을 갖는 액체 농축물을 생산할 것이다.
미리 결정한 중량 또는 무게 기준 식을 사용하는 경우, 액체 중간체는 저울을 사용하여 정확하게 분배될 수 있다. 각각의 액체 중간체를 알맞은 양으로 분배하는 데에 다른 계산 또는 전환자는 더 이상 필요하지 않다. 따라서, 중량 측정 식을 사용하면 목적하는 액체 농축물을 제조하는 데 필요한 양으로, 액체 중간체를 함께 첨가하기 위한 간단하고 정확한 방법을 제공한다.
본 발명의 액체 농축물을 위한 중량 측정 조성의 실례로서, 하기 액체 중간체를 함유하는 농축물이 포함된다:
중량％
이산화티탄 분배용 액체 칼라 중간체 85.00
군청색 분배용 액체 칼라 중간체 5.00
티누빈(Tinuvin (등록상표)) 292 (UV 안정제) 액체 중간체 10.00
상기 액체 농축물에 사용되는 이산화티탄 분산 액체 중간체는 하기 성분을 함유한다:
중량％
트윈 (Tween (등록상표)) 85 16.52
아바테크 (Avatech (등록상표)) 80N 9.50
도베르포스 (Doverphos (등록상표)) 4 1.98
이산화티탄 72.00
상기 액체 농축물에 사용되는 군청색 분산 액체 중간체는 하기 성분을 함유한다:
중량 ％
트윈 (등록상표) 85 25.14
아바테크 (등록상표) 80N 14.47
도베르포스 (등록상표) 4 3.01
울트라마린 블루(ultramarine blue)57.38
본 발명에 따라 제조된 액체 농축물을 위한 미리 결정한 조성은 액체 중간체의 제조업체에 의해 제공될 수 있다.
본 발명에 따라 제조될 액체 농축물에 대해 미리 결정한 조성은 액체 중간체의 제조업자에 의해 제공될 수 있다. 또한, 상기 액체 중간체 사용자가 원하는 액체 농축물에 대해 미리 결정한 조성을 제공할 수 있다. 어떠한 시나리오에서도, 상기 조성을 제조한 후에 액체 중간체를 분배한다. 이를 통해, 각각의 액체 중간체의 분배량을 주어진 양 (예를 들면, 중량, 부피 등)에 따라 제어하여 원하는 액체 농축물을 제조할 수 있다. 표준화된 액체 중간체와 관련한 미리 결정한 조성을 사용함으로써, 고도로 일관된 액체 농축물을 소비자 수요 및 상기 액체 농축물이 사용되는 플라스틱 부품의 효율적이고 비용면에서 효과적인 스케쥴에 맞춰 적절한 시기에 필요에 따라 배치와 배치를 재생성할 수 있다,
상기 액체 농축물 사용자 (즉, 플라스틱 부품의 제조업자)가 액체 중간체 및(또는) 액체 농축물의 제조업자 등의 다른 사람에게 원하는 액체 농축물에 대한설명서를 제공하는 것이 바람직하다. 대부분의 경우, 상기 액체 농축물 사용자 (즉, 소정의 플라스틱 부품의 제조업자 또는 이러한 플라스틱 부품을 최종적으로 사용할 디자이너)는 최종 플라스틱 부품의 칼라 및 기타 원하는 특성에 대한 설명서를 제공할 것이다. 그 후에, 중간체 및(또는) 액체 농축물의 제조업자는 사용자의 요구사항을 충족시키는 액체 농축물을 제조한다. 이는 최종 플라스틱 부품에서 원하는 결과를 달성하게 될 액체 농축물을 제조하기 위한 조성 개발을 포함할 수 있다. 사용자는 물리적 기준을 제시하거나 제시하지 않으면서 원하는 액체 농축물 및(또는) 최종 플라스틱 부품의 칼라 및 성능 특징을 제공할 수 있다. 예를 들어 액체 칼라 농축물을 원하는 경우에는 칼라 분광 데이타 (예를 들면, 분광광도계를 사용하여 생성함)를 액체 중간체 및(또는) 액체 농축물의 제조업자에게 제공할 수 있다. 이러한 분광 데이타는 전자공학적인 수단을 통해 전송될 수 있다. 이후에, 1종 이상의 액체 중간체를 사용하여 액체 농축물 사용자의 칼라 및(또는) 부가적인 요구사항을 만족시키는 액체 농축물이 제공되는 조성을 개발한다.
이후에, 액체 농축물을 위한 미리 결정한 조성을 (전자공학적인 방식 등을 통해) 최종 사용자 및 특히 분배기에 이송하여 플라스틱 부품의 제조시에 사용할 원하는 액체 농축물이 제조되도록 한다. 본 발명의 방법에 따르면, 원하는 칼라 및 성능 특징을 나타내는 액체 농축물을 제조하여 제조할 플라스틱 부품으로 수 분 이내에 혼입할 준비를 할 수 있으며, 이는 수 주가 소요되던 종래의 액체 농축물 제조 스케쥴과는 반대이다. 이러한 시나리오는 평가 및 승인 목적으로 사용할 액체 농축물 샘플 제조시에 적용될 뿐 아니라, 플라스틱 부품 제조에 사용될 최종 액체 농축물의 제조시에도 적용된다. 또한, 조성들의 데이타베이스 (이후에는 조성 라이브러리라고 지칭함)를 사용자가 분배기에서 이용할 수 있게 할 수도 있으며, 이를 통해 사용자는 여러가지 소정의 액체 농축물 제제 중에서 칼라 및 성능에 관한 요구사항에 가장 부합되는 것을 선택할 수 있을 것이다.
액체 중간체의 분배량은 수동으로 또는 컴퓨터 등에 의해 자동으로 제어된다. 제조될 액체 농축물을 위한 미리 결정한 조성은 종이에 기록될 수도 있다. 작동자는 상기 조성을 검토한 후에 액체 중간체를 필요량 (예를 들면, 중량, 부피 등)으로 분배할 수 있다. 또한, 미리 결정한 조성을 컴퓨터 내에 저장할 수 있다. 이러한 방법으로, 작동자는 컴퓨터를 통해 원하는 액체 농축물을 위한 미리 결정한 조성에 접근하여 액체 농축물 최종 생성물을 제조하는데 필요한 각각의 액체 중간체의 정확한 양을 결정할 수 있다. 광범위하게 다양한 액체 농축물 (칼라가 들어간 경우 및 칼라가 들어가지 않은 경우 모두)을 위한 여러가지 조성을 컴퓨터 내에 저장할 수 있기 때문에, 사용자가 원하는 칼라 또는 성능 특징을 갖는 액체 농축물을 선택할 수 있다.
상기 미리 결정한 조성은 임의의 적합한 방식으로 컴퓨터에 넣을 수 있다. 예를 들어, 상기 조성을 컴퓨터가 위치하는 곳에 모아 둘 수 있다. 작동자는 상기 조성을 컴퓨터에 내장되어 있는 분배기에 직접 넣을 것이다. 상기 미리 결정한 조성을 컴퓨터에 넣는 작업은 경우에 따라 액체 중간체 및(또는) 액체 농축물의 제조업자 또는 상기 액체 농축물 사용자가 행할 수 있다. 별법으로, 미리 결정한 조성을 컴퓨터에 원거리에서 넣을 수 있다. 즉, 예를 들어 액체 중간체 및(또는) 액체농축물의 제조업자가 그의 실험실에서 상기 조성을 원격으로 제조하고 전자공학적인 수단 (예를 들면, 모뎀, 인터넷 등)을 통해 컴퓨터 중 액체 농축물이 분배될 위치에 넣을 수 있다. 원거리에서 액체 농축물을 위한 미리 결정한 조성을 넣는 것은 기존의 액체 농축물을 위한 조성 뿐 아니라 새로운 액체 농축물을 위한 조성 및 기존의 액체 농축물에 대해 개질된 조성을 사용자 (예를 들면, 플라스틱 부품의 제조업자)가 신속하게 사용할 수 있도록 하는 동시에 상기 조성을 사람이 사람에게 운송하는 경우에 발생할 수 있는 가능한 과실을 최소화할 수 있다는 이점이 있다.
액체 중간체의 분배는 임의의 적합한 방식으로 수행될 수 있다. 분배 단계는 기계 장치 (예를 들면, 펌프)를 사용하거나 사용하지 않고 손으로 수행하거나, 또는 컴퓨터식 프로세스 제어의 이용을 포함하는, 적합한 자동 (반-자동 또는 완전 자동) 분배기를 통해 수행할 수 있다. 바람직하게는, 컴퓨터를 이용하여 액체 중간체의 분배를 제어한다. 원하는 미리 결정한 조성을 함유하는 컴퓨터를 사용하여 분배될 액체 중간체의 양을 제어하는 경우, 액체 농축물을 제조하기 위해 각각의 필요한 액체 중간체를 분배하는 단계는 동일한 컴퓨터를 통해 제어할 수 있다.
통상적으로, 예를 들어 도 1에 나타낸 바와 같은 분배기를 사용하여 액체 중간체를 분배하여 액체 농축물을 제조할 수 있다. 본 발명에 유용한 이러한 대표적인 분배기에서, 분배기 (10)은 저장 영역 (12), 분배 구역 (14) 및 프로세스 제어 캐비넷 (16)을 포함한다. 상기 분배기는 여러개의 상이한 액체 중간체, 예를 들어 36개, 48개 또는 그 이상의 별개의 액체 중간체를 보유하고 분배하는 능력을 가져서, 액체 칼라 농축물 및 기타 액체 농축물 모두를 포함하는 광범위하게 다양한 액체 농축물을 제조할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 다양한 액체 중간체를 다양한 크기의 컨테이너에 제공할 수 있다. 분배기에 공급되는 각각의 액체 중간체의 양은 분배기를 작동시켜 액체 농축물을 제조할 사용자의 구체적인 요구조건에 따라 달라질 것이다.
저장 영역 (12)에는 출입문 (20)이 있고 액체 중간체 및 분배기 (10)의 기계, 전기 및 공정 제어 시스템 부분들을 함유하는 하우징 (18)이 포함된다. 저장 영역은 도 1에 나타낸 바와 같이 둘러쌓일 수 있다. 또한, 저장 영역은 분배기의 분배 밸브로 액체 중간체를 공급하는 라인 및 펌프에 연결된, 바닥 또는 선반 상에 적합하게 배치된 액체 중간체의 용기를 갖는 창고 구역의 일부일 수 있다. 액체 중간체는 하나 이상의 용기 (22)에 저장된다. 이러한 용기 (22)는 드럼, 바구니, 캔 또는 액체 중간체를 수용하기 위한 그밖의 다른 적합한 용기일 수 있다. 다양한 크기의 용기가 분배기 (10)에 사용될 수 있다. 바람직하게는, 액체 중간체가 선적용으로 사용된 용기에서 액체 중간체가 분배되는 다른 용기로 운반됨이 없이 추가의 처리를 위한 라인 (24)에 용이하게 연결될 수 있는 용기 (22)에 공급되고 운반된다. 별법으로, 액체 중간체는 선적용 용기에서 분배기를 사용하여 분배하기 위한 다른 적합한 용기로 운반될 수 있다.
액체 중간체는 펌프 (28)에 의해 용기 (26)으로 공급된다. 구체적으로, 용기 (22)는 라인 (24)를 경유하여 펌프 (28)에 연결된다. 펌프 (28)로부터, 각각의 액체 중간체는 분배기 (10)의 분배 구역에 포함되어 있는 공급관 및 분배 밸브를 통해 용기 (26)으로 유동한다. 하나 이상의 액체 중간체가 다양한 용기 (22)에서목적하는 액체 농축물을 제조하는 용기 (26)으로 펌핑된다. 각각의 액체 중간체에는 라인 (24), 펌프 (28), 공급관 및 분배 밸브가 연결된다. 이러한 방식으로 액체 농축물의 제조는 분배 작업 중에 다양한 공급관에서의 임의의 오염을 배제하므로써 정확하게 제어될 수 있다. 분배기가 복수개의 액체 중간체 (예를 들면, 36 또는 48개의 액체 중간체)를 보유하도록 배치될 경우, 분배 밸브는 2축 방향으로 움직일 수 있는 다양한 분배 헤드로 배열될 수 있다. 이동가능한 분배 헤드를 사용하므로써 분배 단계 중에 정적인 상태를 유지하며 용기 (26)에 복수개의 액체 중간체를 분배할 수 있다.
임의의 적합한 펌프를 사용하여 액체 중간체를 용기 (22)에서 분배 밸브를 통해서 용기 (26)으로 분배할 수 있다. 미리 결정한 중량 측정 조성이 사용될 경우 바람직한 펌프는 이중 격벽 펌프이다. 이러한 펌프는 기압에 의해 제어되는 것이 바람직하다. 사용된 펌프는 액체 중간체를 정확하게 분배할 수 있어야 한다 (예를 들면, 0.1 g 정도의 정밀도). 또한, 분배된 액체 중간체의 양이 미리 결정한 부피 측정 조성에 의해 제어될 경우 부피식 펌프가 사용될 수 있다. 액체 중간체를 분배하기에 적합한 부피식 펌프에는 튜브연동식형 펌프가 포함된다. 본 발명에 사용된 적합한 펌프에는 펌프의 진동으로 인해 분배기의 다른 부품이 손상되는 것을 방지하기 위한 맥동방지 완충기가 임의로 포함될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서는, 분배계 전체에 걸쳐 저장 영역의 용기를 분배 밸브에 연결하는 라인 및 공급관에서 언제나 양(+)의 압력이 유지된다. 상기와 같이 양의 압력의 유지를 보장하기 위해, 본 발명에서는 (i) "체크-밸브"를공급 라인과 계에 연결된 저장 영역 내의 각 용기와의 연결부에 삽입하고, (ii) 상기 연결부로부터 각 용기로 공급관을 내려 공급관이 언제나 액체 중간체에 완전히 함침되도록 하는 것을 포함한다.
또한, 본 발명에는 공급관의 완전한 함침을 보장하여 언제나 분배계 전체에 걸쳐 양의 압력을 유지하도록 하는데 필요한, 용기 내에 존재하는 것이 요구되는 잔류 액체 중간체의 양을 감소시키기 위한 분배기의 저장 영역으로 사용되는 액체 중간체 용기의 디자인이 포함된다. 또한, 적합한 정지 수준은 컴퓨터에 프로그램화되어, 공기를 시스템으로 집어넣어 양의 압력을 파괴하는 잔류물의 끌어당김을 방지해야 한다.
공정 제어 캐비넷 (16)은 분배기 (10)의 공정을 제어한다. 저울 (30)은 공정 제어 캐비넷 (16)의 상부에 위치한다. 공정 제어 캐비넷 (16)은 표시 모니터 (34)에 연결된 컴퓨터 (32)를 수납한다. 저울 (30)은 다양한 액체 중간체의 양을 정확하게 칭량하는 임의의 적합한 형태일 수 있다. 또한, 저울 (30)의 크기는, 예를 들면 각각 4.55 ℓ(1 갤런), 22.7 ℓ(5 갤런) 및 250 ℓ(55 갤런) 용기에 분배되는 4.55 ℓ(1 갤런), 22.7 ℓ(5 갤런) 및 250 ℓ(55 갤런)의 양의 소량 및 대량의 배치 모두의 액체 농축물을 제조할 수 있어야 한다.
본 발명에 유용한 도 1의 분배기 (10)은 전기식 기압 공정 제어 시스템으로 자동화될 수 있다. 제어 시스템은 기압 펌프 (28) 및 분배 밸브를 조작할 수 있다. 컴퓨터 (32)에는 컴퓨터 (32)와 분배기 (10)의 부품, 예를 들면 기압 펌프 (28), 분배 밸브 및 저울 (30) 사이를 연결하는 프로그램가능한 논리 제어기 (PLC)가 포함될 수 있다. 또한, 액체 농축물의 정확한 분배에 적합한 또다른 형태의 제어 시스템이 사용될 수 있다. 컴퓨터 (32)에는 본 명세서에서 기술한 목적하는 기능을 달성하는데 필요한 다양한 프로그램이 내장된 마이크로프로세서가 포함될 수 있다. 마이크로프로세서에는 키보드 및 CRT 디스플레이와 같은 표시 모니터 (34)가 포함될 수 있다. 당업계의 숙련자들은 본 발명의 분배기를 제어하는 다수의 또다른 장치를 용이하게 인식할 수 있을 것이다.
코드 번호, 위치 및 사용에 이용가능한 양을 포함하여 개별 액체 중간체에 대한 정보 및 다른 데이타가 바람직하게는 액체 농축물에 대해 미리 결정한 특정 조성이 생성될 수 있는 특정한 컴퓨터에 입력된다. 사용에 이용가능하며 컴퓨터 (32)에 저장되어 있는 액체 중간체의 수집물은 중간체 라이브러리로서 언급된다. 컴퓨터 (32)의 중간체 라이브러리중으로 중간체를 부가하는 것은 "중간체 형성" 순서를 사용하여 수행된다. 이 순서에서, 사용자는 중간체 라이브러리중에 들어가는 특정 액체 중간체에 대한 코드 번호 및 설명을 신속히 입력한다. 중간체를 분배기의 저장 영역에 포함시키기 위해, 중간체는 중간체 라이브러리에 부가될 것이고 액체 중간체가 분배되는 분배 밸브 및(또는) 펌프가 확인될 것이다.
또한, 액체 농축물의 액체 중간체 또는 다른 성분(예를 들어, 금속 박편과 같은 건조 첨가제)이 그러한 액체 중간체 또는 다른 성분이 사용자에 의해 수동으로 액체 농축물에 부가되는 것을 의미하는 "수작업 부가(hand add)"로서 또한 언급되는 수동 부가로 지정될 수 있다. 그러한 액체 중간체 및(또는) 다른 성분은 저울 (30)을 사용하여 칭량함으로써 성분의 요구량을 용기 (26)에 직접적으로 부가할수 있다. 임의로는, 성분은 분배기로부터 분리된 또다른 칭량 장치를 사용하여 예비칭량된 후 용기 (26)에 부가될 수 있다.
중간체 라이브러리에 저장된 액체 중간체를 사용하여, 액체 농축물에 대한 조성이 "조성 형성" 순서를 사용하여 제조될 수 있고 컴퓨터 (32)의 조성 라이브러리에 저장될 수 있다. 사용자는 초기에 신속히 컴퓨터로 목적하는 조성에 대한 코드 번호 및 설명을 입력한다. 그 후, 목적하는 액체 농축물에 대한 조성을 이루는 액체 중간체가 액체 농축물중 각각의 중간체의 중량％와 함께 선택된다. 목적하는 조성의 모든 성분에 대한 총 중량％는 100 ％이어야 한다. 그렇지 않다면, 사용자는 총량이 100 ％이도록 임의의 액체 중간체의 양을 신속히 조정한다. 사용에 이용가능하며 컴퓨터 (32)에 저장된 액체 농축물의 수집물은 조성 라이브러리로서 또는 농축물 라이브러리로서 언급된다.
바람직하게는, 중간체가 미리 결정한 조성 중으로 들어가는 순서는 그러한 중간체가 용기 (26) 중으로 분배되는 특정 순서이다. 이 실시양태에서, 분배기의 저장 영역에 포함되는 다른 중간체가 조성에 부가된 후에 "수작업 부가"로서 명명되는 중간체 또는 다른 성분이 조성에 들어간다. "수작업 부가" 중간체 또는 다른 성분을 함유하는 그러한 조성에서, 액체 중간체는 먼저 분배 밸브를 통해 분배된 후 잔류 "수작업 부가" 중간체 또는 다른 성분의 수동 부가에 의해 목적하는 액체 농축물을 제조한다.
또한, 조성 형성 순서는 액체 농축물에 대해 현존하는 조성의 변형을 허용할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 목적하는 농축물 조성으로부터 하나 이상의 액체중간체를 부가 또는 제거할 수 있다. 또한, 다양한 중간체의 중량％는 성분들이 상이한 양으로 부가되도록 조정될 수 있다. 액체 농축물 조성의 조정에 따라, 목적하는 조성의 모든 성분들에 대한 총 중량은 100％로 남아야 한다. 그렇지 않다면, 사용자는 총량이 100％이도록 임의의 액체 중간체의 양을 신속히 조정한다. 컴퓨터의 조성은 그러한 물리적 조정에 부합되도록 조정될 것이다. 이 기능은 분배기에서 사용자에 의해 수행될 수 있다. 또한, 농축물 조성은 예를 들어 액체 중간체 또는 액체 농축물의 제조업자에 의해 원격으로 조정되어 분배기 또는 컴퓨터 (32)와 통신될 수 있다. 조성 라이브러리에 저장된 현존하는 조성을 조정하는 능력은 개정된 조성이 분배기에서 또는 액체 중간체 또는 농축물 제조업자의 실험실에서 원격으로 개발된 후 신속한, 심지어 즉각적인 재샘플링 및 평가를 위해 분배기에 의해 분배될 수 있게 하기 때문에 샘플링 평가 및 승인 공정에서 특히 유용할 것이다. 이는 만족스러운 플라스틱 부품의 제조 공정에서 이 부분의 시간 및 비용을 상당히 감소시킬 것이다.
액체 중간체의 분배는 완전 자동, 반자동 또는 수동식일 수 있다. 대표적인 완전 자동화된 시스템에서, 조작자는 컴퓨터 (32)로부터 목적하는 액체 농축물에 대한 미리 결정한 중량 측정 조성을 어세스하여 액체 농축물 제조 공정을 개시한다. 조작자는 특정 액체 농축물을 위한 코드 (예를 들어 블루 123)에 따라 목적하는 액체 농축물을 선택할 수 있다. 목적하는 액체 농축물은 조성 라이브러리로부터 선택될 수 있다. 또한, 하나 이상의 개별 액체 중간체가 분배를 위한 중간체 라이브러리로부터 선택될 수 있다.
분배는 컴퓨터 (32)가 필요한 액체 중간체와 관련된 펌프 (28)을 가동시켜 시작된다. 분배 밸브도 개방되어 액체 중간체가 분배되도록 한다. 이러한 완전 자동화 시스템에서의 컴퓨터 (32)는 조작자가 특정 펌프를 작동시키고 분배 밸브를 개방하도록 수동으로 선택하여 입력할 필요 없이 특정 액체 중간체를 위한 펌프 (28) 및 분배 밸브가 각각 자동으로 작동 및 개방되도록 용기 (22) 내의 액체 중간체의 위치로 프로그램될 것이다.
목적하는 액체 농축물을 포함하는 각각의 다양한 액체 중간체는 펌프 (28)에 의해 탱크 (22)로부터 라인 (24), 공급관 및 분배 밸브를 통해 용기 (26)으로 자동으로 펌핑된다. 분배된 액체 중간체의 양은 저울 (30)에 의해 모니터링된다. 분배되는 각각의 액체 중간체의 적절한 양이 용기 (26) 내에 존재하는 것으로 저울 (30) 상의 컴퓨터 (32)에 검출되는 경우, 컴퓨터는 펌프 (28) 및 관련된 분배 밸브를 차단하여 특정 액체 중간체의 분배를 종결시킨다. 컴퓨터 (32)는 이어서 액체 농축물에 대해 미리 결정한 조성에 따라 목적 농축물을 제조하는데 필요한 각각의 액체 농축물의 분배 절차를 반복한다.
임의로는 재고관리를 위해 액체 중간체의 분배를 제어하는 컴퓨터 (32)를 사용할 수 있다. 새로운 액체 중간체의 용기 (22)를 분배기 (10)에 추가할 때 조작자는 용기 (22)에 처음 담겨있는 액체 중간체의 양(예, 중량, 부피등)을 입력하여야 한다. 컴퓨터는 액체 중간체의 처음 존재량을 저장하고 액체 중간체가 액상 농축물에 분배됨에 따라 그 양을 갱신한다. 용기 (22)에 남아있는 액체 중간체의 양이 소정의 수준, 바람직하게는 조작자가 설정한 수준에 도달하면 및(또는) 액상 농축물 사용자가 미리 정한 조건에 응답하여, 추가의 액체 중간체가 필요하다는 경고 또는 다른 경보를 컴퓨터 (32)가 제공할 수 있다. 또는, 컴퓨터에서 액체 중간체 제조업자 또는 플라스틱 부품 제조업자에게 분배기에 사용되는 추가의 중간체를 선적할 필요가 있다는 전자적 주문 요청을 보낼 수 있다.
새로운 액체 중간체를 중간체 구성 시퀀스를 이용하여 컴퓨터에 입력하면, 조작자는 저장 영역에 추가된 특정 중간체의 양을 제공해야 한다. 중간체 구성 시퀀스의 일부로 경고 수준을 설정한다. 특정량의 액체 중간체가 경고 수준에 도달할 정도로 그의 용기로부터 분배되면, 컴퓨터는 조작자에게 이 액체 중간체의 양이 낮은 수준임을 알린다. 경고 수준에 도달할 때, 조작자는 적절한 조치를 취하여 용기에 담긴, 그 다음에는 저장 영역(즉, 잔류 액체 중간체)에 있는 잔량의 액체 중간체를 사용하고 이어서 그 용기에 추가량의 동일한 액체 중간체로 대체 또는 재충전하여야 한다. 이 시스템에 추가된 액체 중간체의 양을 컴퓨터에 입력하여 특정 액체 중간체의 재고를 정확히 추적할 수 있도록 한다. 경고 수준 이외에 각각의 액체 중간체에 대한 중단 수준을 중간체 구성 시퀀스를 이용해 컴퓨터에 입력할 수 있다.
각각의 중간체를 분배하기 전에 컴퓨터는 용기에 있는 목적한 중간체의 현재량을 점검한다. 액체 중간체의 필요량이 중단 수준보다 낮은 중간체의 양이라면 컴퓨터는 이 중간체의 분배를 허용하지 않을 것이다. 이런 상황에서는 조작자가 반드시 이 중간체를 재충전하여 분배를 진행시켜야 한다. 또는, 조작자가 수동으로 분배기를 조정하여 잔류 액체 중간체를 이용해 그 특정 액체 중간체에 필요한조성 요건을 부분적으로 충족하고 이어서 새로 첨가된 액체 중간체로부터 그 조성 요건을 완전히 만족시킨다. 바람직하게는, 조작자가 생산될 목적하는 액상 농축물의 조성을 선택하는 경우에는 목적하는 농축물을 생산하기에 충분한 각각의 중간체 분배량이 있는지를 조작자가 확인할 것이다. 부족한 경우에는 조작자가 잔류 액체 중간체를 사용하고 용기를 재충전하거나 새 용기를 저장 영역의 분배기에 넣어 필요한 액상 농축물의 적절한 생산을 촉진하는 적절한 작업을 취할 것이다.
컴퓨터는 "재고 조정" 시퀀스를 이용하여 중간체 재고를 추적할 수 있다. 소정량의 액체 중간체를 분배 시스템에 추가할 때, 재고 조정 시퀀스는 조작자가 용기에 존재하는 액상 중간체의 이 새로운 양을 입력하도록 한다.
컴퓨터로 분배기의 저장 영역에 담겨있는 액체 중간체의 현 재고 수준을 상세히 기록한 보고서를 작성할 수 있다. 또한 컴퓨터를 이용해 조작자는 액체 중간체의 사용량과 액상 농축물의 생산량을 추적할 수 있는 액체 중간체 사용 보고서를 작성할 수 있다. 이러한 재고 및 사용 보고서를 분배기의 한 부분에서 출력하거나 전자적 수단에 의해 원거리로 전송할 수 있다. 예를 들어, 재고 및 사용 보고서는 전자 메일을 통해 액체 중간체를 분배기에 넣기 전에 표준화하는 구역을 비롯한 다른 구역에 전송할 수 있다. 이러한 보고서는 보통 눈으로 컴퓨터 스크린에서 보거나 인쇄 출력할 수 있다.
재고 및 사용 보고서는 조작자 또는 액체 중간체의 제조자 등의 다른 개인의 요청에 따라 작성할 수 있다. 또는, 이 보고서를 특정 시간 간격으로, 예를 들어 8시간 마다, 매일, 매주, 격주로, 매월 등으로 자동 작성할 수도 있다. 액체 중간체 제조자는 이 재고 자료를 이용해 관련 액상 농축물의 생산에 필요할 때 기계가 있는 지역에서 모든 필요 액체 중간체가 이용될 수 있도록 할 수 있을 것이다.
또한 분배기는 청구서 작성 기능을 가질 수 있다. 컴퓨터는 사용된 중간체 (또는 생산된 농축물)에 해당 단가를 곱하여 해당 업체에 청구서를 발행할 수 있다. 청구서는 특정 시간 간격마다(즉, 매주, 매월 등) 요청에 따라 발행될 수 있다. 이 청구서를 컴퓨터에서 지불할 담당자 또는 업체에 전자적 수단으로 전송할 수 있다. 또다른 실시양태로, 담당 업체는 특정한 금액이 들어 있는 청구 계좌를 설정해 놓을 수 있다. 당사자간의 계약에 따른 간격을 두고 컴퓨터가 자동적으로 이 청구 계좌에서 액체 중간체 분배량 또는 액상 농축물 생산량에 대한 비용을 공제할 수 있다.
분배기에 사용된 컴퓨터는 바람직하게는 본 발명의 분배 시스템을 위임 조작자만이 사용할 수 있도록 하나 이상의 보안 장치를 할 수 있다. 예를 들어 컴퓨터 분배 프로그램을 시작할 때 조작자는 패스워드 또는 패스코드를 입력하여야 분배기에 어세스할 수 있다. 적합한 패스워드가 입력되지 않으면 조작자는 컴퓨터에 저장된 다양한 시퀀스(예를 들어, 중간체 구성 시퀀스 또는 조성 구성 시퀀스)에의 어세스 또는 액상 농축물을 생산하는 분배기의 사용이 금지된다. 다양한 수준의 보안 장치를 이용하여 여러 조작자가 분배기를 사용하여 승인받은 작업을 수행하도록 할 수 있다. 예를 들어, 한 코드는 목적하는 액상 농축물의 분배를 위한 분배기의 이용에 필요한 것일 수 있다. 다른 코드는 재고 빌딩 시퀀스 및 조성 구성 시퀀스의 사용에 필요한 것일 수 있다.
전형적인 본 발명의 반자동식 분배공정에서, 조작자가 컴퓨터 (32)로 목적하는 액상 농축물의 미리 결정한 중량 측정 조성에 어세스할 수 있다. 그 다음 조작자는 조성 중의 각 개별 액체 중간체 성분의 분배를 개별적으로 개시할 수 있다. 예를 들어 조작자는 필요한 액체 중간체를 선택하여 그 특정 액체 중간체의 분배 시퀀스를 개시한다. 이러한 반자동 방법에서는, 그 다음 액체 중간체의 분배에는 분배를 개시하라는 조작자의 지시가 필요하다. 본 발명의 분배 공정에서 덜 자동화된 방법을 사용하는 것도 가능하다. 예를 들어 조작자가 정밀한 액체 중간체과 달성할 액체 중간체의 분배를 위한 저장 영역 (12)에서의 정밀한 그의 위치를 선택할 필요가 있다. 또는, 조작자는 주어진 액체 중간체의 원하는 양을 수동으로 컴퓨터 (32)에 입력해야 할 것이다.
또한 본 발명에서 수동 분배 공정도 사용할 수 있다. 이러한 수동 시스템에서는 조작자가 목적하는 액체 중간체에 따라 스위치 또는 다른 적합한 수단을 이용하여 펌프 (28) 및 분배밸브를 수동으로 작동시킨다. 조작자는 저울 (30)이 지시하는 바의 용기 (26) 안에 분배된 상기 액체 중간체의 중량을 모니터한다. 액체 중간체의 필요량이 목적하는 액상 농축물 최종 산물의 미리 결정한 조성 (예, 중량 기준, 부피기준 또는 다른 기준)에 따라 용기 (26)에 첨가되었을 때, 펌프 (28) 및 분배밸브가 닫히고 밀폐되어 분배 단계를 종료한다.
또 다른 실시양태에서, 2개 이상의 분배 밸브의 조합을 단일한 공급관에 연결할 수 있다. 예를 들어, 공급관을 하나의 라인에는 큰 분배밸브를 연결하고 작은 분배밸브는 다른 라인에 연결한 두개의 별개 라인으로 분할할 수 있다. 일반적으로, 큰 분배밸브는 15초 당 약 1 파운드 범위로 액체 중간체를 흘려보낸다. 작은 분배밸브는 60초 당 약 1 파운드 범위의 액체 중간체를 흘려보낸다. 바람직하게는 본 발명의 이러한 구성에 작은 및 큰 분배밸브를 사용함으로써 최소 시간량으로 액체 중간체의 정확한 분배가 가능하다. 작은 및 큰 분배밸브 둘 다를 원하는 액체 중간체의 분배를 위해 사용함으로써 본 발명의 분배기는 시간 당 약 100 파운드의 액체 중간체를 분배할 수 있다. 분배기의 분배용량은 큰 및 작은 밸브의 형상에 따라 그리고 액체 중간체가 연속적으로 또는 동시에 분배되는가에 따라 결정된다.
예를 들어, 액체 중간체는 처음에 큰 분배밸브를 통해 분배된다. 필요량의 액체 중간체의 미리정해진 분량이 분배된 후에, 작은 분배밸브가 열리고 큰 분배밸브가 잠긴다. 액체 중간체 필요량의 나머지는 작은 분배밸브를 통해 분배되어 목적하는 액체 중간체가 액상 농축물에 정확하게 첨가된다. 큰 분배밸브와 작은 분배밸브 사이의 스위치는 액체 중간체의 분배중에 어느 시점에서나 완료될 수 있다. 예를 들어, 목적한 액체 중간체의 50％가 분배된 후에, 작은 분배밸브를 나머지용으로 사용할 수 있고, 바람직하게는 90％의 목적하는 액체 중간체가 분배된 후에, 가장 바람직하게는 95％의 목적하는 액체 중간체가 분배된 후에 스위치-오버시킬 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 분배밸브의 구성은 자동식이다. 조작자가 개별 액체 중간체에 대한 분배를 개시하면, 제어 시스템은 큰 분배밸브를 연다. 저울로 측정하고 PLC 또는 다른 수단을 경유하여 컴퓨터에 전해져서 미리 정해진 양의 액체 중간체가 분배된 후에, 작은 분배밸브가 열리고 큰 분배밸브가 닫힌다. 이 큰 분배밸브로부터 작은 분배밸브로의 스위칭 중에는 경우에 따라 펌프가 중단될 수도 있다. 액체 중간체의 분배는 작은 분배밸브를 통해 필요량이 분배될 때까지 계속되고 그 다음 밸브가 잠긴다.
액체 중간체는 본 발명에 따라 임의 순서로 분배되어 목적하는 액상 농축물을 생산할 수 있다. 액체 중간체는 연속적으로 (즉, 하나 뒤에 다른 하나가) 분배될 수 있다. 바람직하게는, 액체 중간체를 중량 기준으로 최중량의 중간체에서 최경량의 중간체로 가는 순서로 연속 분배한다. 또는, 액체 중간체는 부피기준으로 최대 용적의 중간체에서 최소 용적의 중간체로 가는 순서로 연속 분배할 수 있다. 목적하는 액상 농축물의 생산에 필요한 시간을 단축하기 위해 다양한 액체 중간체를 동시에 분배할 수도 있다.
분산액인 본 발명의 액체 중간체는 시간에 따라 침강되는 경향을 가질 수 있다. 따라서 액체 중간체가 원격지 지역에 이송되어 액상 농축물의 일부로 분배되기 전까지의 상당한 기간 동안 정치시켜야한 후에는 액체 중간체에 존재하는 고형 성분 (예, 안료)가 용기 내에 침강될 수 있다. 따라서, 경우에 따라서는 균일한 분배 액체 중간체 출발 물질을 사용하여 결과적으로 보다 바람직한 액상 농축물 최종 산물을 얻을 수 있도록 액체 중간체를 액상 농축물에 분배하기 전에 교반하는 것이 이로울 수 있다.
본 발명에 따른 액체 중간체의 교반은 임의의 적합한 방법에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 액체 중간체는 재순환, 혼합, 진탕, 휘젓기 또는 임의의 다른적합한 메카니즘에 의해 교반될 수 있다. 재순환을 사용하여 액체 중간체를 교반할 때, 재순환을 일으키는데 펌프가 사용될 수 있다. 도 1의 분배기 (10)으로 도시되는 바와 같이, 예를 들어 용기 (22) 중의 액체 중간체는 분배기 (10)이 재순환되도록 구성함으로써 펌프 (28)을 사용하여 재순환될 수 있다. 이와 같은 재순환 구성에서, 분배 구역 (14) 중의 분배 밸브를 통해 액체 중간체를 펌핑시키는 대신, 분배기 (10)에 라인이 구비되어 액체 중간체가 펌프 (28)에 의해 이 액체 중간체를 보유하는 용기 (22)로 다시 재순환되도록 한다. 이런 재순환은 액체 중간체의 1종 이상의 고상 성분의 침전을 막는다.
본 발명의 방법에 사용될 때, 교반 단계는 수동적으로 또는 자동적으로 수행될 수 있다. 사용자는 주기적으로 수동으로 교반을 시작할 수 있다. 이와는 달리, 컴퓨터, 바람직하게는 액체 중간체의 분배를 제어하는 컴퓨터에 의해 교반이 제어될 수 있다. 컴퓨터는 각각의 액체 중간체의 물성에 따라 다른 간격으로 상이한 액체 중간체를 교반(즉, 재순환)시키도록 프로그램화될 수 있다. 재순환과 같은 임의의 적합한 방법에 의한 교반을 제어하는 컴퓨터를 사용함으로써 각각의 액체 중간체는 임의의 사용자의 입력없이도 각각의 액체 중간체가 균일하게 분산된 상태로 유지될 수 있다. 액체 중간체는 침전되지 않도록 주기적으로, 예를 들어 24시간당 1 또는 2회 자동 재순환될 수 있다.
본 발명의 방법에 따라 액체 농축물을 제조한 후, 액체 농축물은 임의로 혼합 단계를 거칠 수 있다. 혼합 단계는 유리하게는 일정 배치(batch)의 액체 농축물을 제공한다. 액체 농축물이 제조된 용기가 적합한 혼합 장치가 사용되는 개별혼합 스테이션으로 이송된다. 액체 농축물은 임의의 적합한 방법, 예를 들어 단축 또는 다축 진탕기에 의해 혼합될 수 있다. 다른 방법으로는, 혼합 블레이드를 사용하여 액체 농축물을 혼합할 수 있다. 혼합이 사용될 때, 액체 농축물은 바람직하게는 액체 농축물을 구성하는 액체 중간체의 균일한 분산 혼합물을 제공하기에 충분한 시간 주기 동안 혼합된다.
혼합은 사용자에 의해 수동으로 또는 컴퓨터에 의해 자동으로 이루어질 수 있다. 자동 혼합 단계가 사용될 때, 분배를 위한 액체 중간체의 양 뿐만 아니라 액체 중간체의 분배를 제어하는데 사용된 동일 공정 제어 시스템에 혼합 제어 과정이 도입될 수 있다. 혼합 단계를 수행하는데 사용되는 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 분배기 (10)에 포함될 수 있다. 액체 중간체가 용기에 분배되어 액체 농축물을 제조한 후, 액체 농축물은 수동 또는 자동으로 혼합이 일어나는 혼합 스테이션으로 이송될 수 있다. 고형인 최종 액체 농축물의 추가 첨가제 및 다른 성분은 제조후 그리고 혼합전에 액체 농축물에 "수동 첨가"에 의해 혼입될 수 있다.
본 발명에 따른 액체 농축물의 제조 방법은 도 2의 공정도에 도시된다. 도 2를 참조하면, 원료 (50)를 사용하여 주의깊게 제어된 제조 절차 (54)에 의해 표준화 액체 중간체가 제조된다. 이같은 절차는 엄격한 제조 공차 내에 속하는 물성을 갖는 액체 중간체를 제조하는 품질 제어 (56) 과정을 포함한다. 본 발명의 액상 칼라 중간체에 있어서, 착색도, 색조 및 점도가 표준화되어 배치-투-배치 (batch-to-batch) 일관성을 이룰 수 있다. 다른 액체 중간체에서는, 첨가제 양 및 점도가 표준화되어 배치-투-배치 일관성을 이룰 수 있다. 표준 제조 절차는 밀링 단계(58) 및 혼합 단계 (60)을 포함할 수 있다. 이어서, 1종 이상의 액체 중간체 (52)가 원거리로부터 분배되어 목적하는 액체 농축물이 제조된다. 분배되는 각 액체 중간체의 양은 목적하는 액체 농축물에 대해 미리 결정한 조성 요구조건 (62)에 의해 제어된다.
자동화 분배기 (67)은 분배되는 각 액체 중간체의 양 뿐만 아니라 1종 이상의 액체 중간체의 분배를 제어하여 목적하는 액체 농축물을 제조하는데 사용되는 컴퓨터 시스템 (66)을 포함한다. 목적하는 액체 농축물에 대한 조성 필요조건(62)이 원거리 또는 근거리로 자동 분배기 (64)의 컴퓨터 시스템 (66)에 입력될 수 있다. 조성 요구조건 (62)는 전자 수단 (예를 들어, 인터넷, 모뎀 등)을 사용하여 자동 분배기 (64) 및 컴퓨터 시스템 (62)로 통신됨으로써 조성이 컴퓨터 시스템 (66)으로 입력되는 원거리 조정 (68)에 의해 입력될 수 있다. 이와는 달리, 소정의 액체 농축물에 대한 조성 요구조건 (62)는 근거리 조정 (70)에 의해 입력될 수 있다. 액상 농축 조성 요구조건 (62)의 근거리 조정 (70)은 제제를 컴퓨터 시스템 (66)에 수동 입력하는 사용자에 의해 수행될 수 있다. 목적하는 액체 농축물이 자동 분배기 (58)에 의해 제조된 후, 액체 농축물이 임의로 혼합 단계 (72)를 거친다. 액체 농축물의 혼합에 의해 플라스틱 부품의 제조에 사용하기 적합한 균일하게 분산된 액체 농축 최종 생성물 (74)가 얻어진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 목적하는 액체 농축물의 제조이후, 액체 농축물 샘플의 목적하는 분야로의 사용을 평가할 수 있다. 얻어진 액체 농축물 샘플을 사용하여 샘플 플라스틱 칩 또는 성형 플라스틱 부품이 제조될 수 있다. 평가 공정이 성공적이라면, 액체 농축물은 사용 승인된다. 이어서, 액체 농축물을 사용하여 목적하는 플라스틱 부품을 상업적 양으로 제조할 수 있다.
본 발명에 따라 제조한 액체 농축물은 각종 형태의 품을 제조하는데 사용할 수 있다. 품을 제조하는데 적합한 임의의 제조 방법에 액체 농축물을 포함시킬 수 있다. 적합한 방법으로는 예를 들어 성형법, 압출법 및 진공 형성법이 있다. 통상적으로는 인라인 계량 시스템을 이용하여 품 제조에 사용되는 기기에 액체 농축물을 첨가하는데, 바람직하게는 액체 농축물이 용융 플라스틱 수지에 혼입된 후 품이 형성된다. 일반적으로, 최종 품 중 액체 농축물의 양은 약 0.1 내지 약 3.0 중량％이다. 즉, 제조된 플라스틱 100 파운드에는 액체 농축물 약 0.1 내지 약 3.0 파운드가 함유될 것이다. 바람직하게는, 액체 농축물의 양은 약 0.5 내지 약 1.5 중량％이다. 본 발명에 따라 물성이 주의깊게 제어되는 액체 농축물을 사용함으로써 제조된 품중 액체 농축물의 양이 감소하기 때문에 보다 결정적이고 중요해진다.
또다른 실시양태에서, 본 발명은 액체 농축물 제조용 분배 시스템을 포함한다. 분배 시스템은 본 발명의 액체 농축물 제조 방법을 이용한다. 특히, 분배 시스템은 상기한 바와 같은 분배기 및 다수의 용기를 포함한다. 다수의 용기 각각은 분배 시스템으로부터 떨어진 지점에서 제조된 표준화된 액체 중간체를 포함한다. 분배기는 다수의 액체 중간체의 분배를 허용하여 액체 농축물을 제조한다.
본 발명의 분배 시스템에 사용된 분배기는 컴퓨터를 사용하여 자동화할 수 있다. 바람직하게는, 분비기기에 의해 분배되는 각 액체 중간체의 양은 목적하는 액체 농축물에 대해 미리 결정한 중량분석 조성에 따라 제어된다. 중량분석 조성은 각 액체 중간체의 양이 컴퓨터에 의해 제어되도록 컴퓨터내에 포함될 수 있다. 또한, 분배기에 컴퓨터를 사용하여 다수의 액체 중간체의 분배를 제어하여 목적하는 액체 농축물을 제조할 수 있다.
본 실시예는 본 발명의 분배 시스템을 사용하여 액체 농축물을 제조하는 것을 설명한다. 이어서, 액체 농축물을 사용하여 착색 플라스틱 칩을 성형하였다. 분배기 (10)을 사용하여 하기 표준화된 액체 중간체를 함유하는 적색 액체 칼라 농축물을 제조하였다.
중량(％) 중량(g)
백색 액체 칼라 중간체 8.74％ 79.3592g
적색 #1 액체 칼라 중간체 63.16％ 573.4928g
적색 #2 액체 칼라 중간체 12.49％ 113.4102g
탄산칼슘 액체 중간체 15.61％ 141.7401g
상기 적색 액체 농축물 2 파운드 배치 10개를 제조하였다. 분배된 각 액체 중간체의 양에 대한 표준 편차는 다음과 같았다.
표준 편차
백색 액체 칼라 중간체 1.312 x 10-3
적색 #1 액체 칼라 중간체 4.65 x 10-4
적색 #2 액체 칼라 중간체 9.34 x 10-4
탄산칼슘 액체 중간체 6.67 x 10-5
이어서, 본 발명의 분배 시스템을 사용하여 제조한 적색 액체 칼라 농축물 2 파운드 배치를 사용하여 플라스틱 칩을 성형하였다. 적색 액체 칼라 농축물 각 배치의 일부를 사용하여 하나의 성형된 칩을 제조함으로써 10개의 플라스틱 칩을 수득하였다. 이어서, 칼라 툴스(Color Tools) QC 소프트웨어, 버전 1.3R4 (Datacolor International, Charlotte, NC)를 포함하는 스펙트라 플래시 SF500(Datacolor International, Charlotte, NC)을 사용하여 성형된 각 플라스틱 칩에 대해 델타 E 값을 측정하였다. 10개의 플라스틱 칩에 대한 델타 E의 표준 편차는 6.9314 x 10-2였다.
상기 실시예로부터, 본 발명의 방법 및 분배 시스템이 매우 정확하고 액체 농축물 제조에 뛰어난 반복성이 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 액체 농축물을 사용하여 제조된 성형된 품은 배치-투-배치 일관성에 대해 매우 엄격한 공차를 충족하며 실질적으로 동일한 칼라 특성을 가질 것이다.
본원에 인용된 공보, 특허 출원, 및 특허를 포함한 모든 참고문헌은 각 참고문헌이 참고로 포함되는 것으로 개별적으로 및 구체적으로 지시되고 그 전체내용이 본원에 기재된 것과 같은 정도로 본원에 참고로 포함되는 것이다.
본원의 기재 문맥상 (특히 하기 특허청구범위의 문맥상), 용어 "a"와 "an"과 "the" 및 유사한 언급의 사용은 본원에 달리 지적되지 않거나 그 문맥상 모순되지 않는다면 단수 및 복수 모두를 커버하기 위한 것이다. 용어 "포함하여(including)"은 "포함하지만, 이에 제한되지는 않는다"는 것을 의미한다. 본원에서 수치의 범위는 달리 지적되지 않는 한 그 범위내에 속하는 각 개별적인 값을 별도로 언급하는 속기 방법으로 기능하도록 언급한 것이며, 각 개별적인 값은 본원에 별도로 언급된 것과 같은 정도로 포함되는 것이다. 본원에 기재된 모든 방법은 달리 지적되지 않거나 그 문맥상 모순되지 않는다면 임의의 적합한 순서로 실행될 수 있다. 임의의 및 모든 실시예, 또는 본원에 제공된 예시적인 어법(예, "와 같은")은 단지 본 발명을 보다 명백하게 하기 위함이며 달리 청구되지 않는다면 본원의 범위를 제한하고자 함이 아니다. 본원 명세세에서의 어떠한 어법도 본원의 실시에 필수적인 것으로서 청구되지 않은 어떠한 요소도 지적하지 않는 것이다.
본원을 실시한 본 발명자가 아는 한 가장 바람직한 형태를 포함하여 본원의 바람직한 실시양태가 본원에 개시되어 있다. 물론, 이러한 바람직한 실시양태의 변형은 상기 명세서를 숙독하면 당업자에게는 명백할 것이다. 본 발명자는 당업계의 숙련인이라면 상기한 변형법을 적절히 이용할 것이라 기대하며, 본 발명이 본원에서 구체적으로 기재된 것과 달리 실시되는 것도 고려한다. 따라서, 본 발명은 관련 법에 의해 허용되는 바와 같이 본원에 첨부된 특허청구범위에서 언급된 요지의 모든 변형물 및 등가물을 포함하는 것이다. 또한, 상기한 요소와 모든 가능한 그의 변형의 조합도 본원에서 달지 지적되지 않거나 그 문맥상 모순되지 않는다면 본원에 포함된다.

Claims (36)

  1. (a) 액체 비히클(vehicle) 및 1종 이상의 첨가제를 포함하는 1종 이상의 액체 중간체를 제조하고,
    (b) 액체 중간체를 표준화하고,
    (c) 표준화된 액체 중간체를 멀리 떨어진 위치로 이송하고,
    (d) 분배되는 각 액체 중간체의 양을 액체 농축물에 대해 미리 결정한 조성에 따라 제어하면서 액체 중간체를 분배하여 액체 농축물을 제조하는 것을 포함함을 특징으로 하는 플라스틱 부품 제조용 액체 농축물의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 분배되는 각 액체 중간체의 양이 미리 결정한 조성이 들어있는 컴퓨터에 의해 제어되는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 조성이 중량 측정 조성인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 중량 측정 조성이 가까운 위치에서(locally) 컴퓨터에 입력되는 방법.
  5. 제3항에 있어서, 중량 측정 조성이 멀리 떨어진 위치에서 컴퓨터에 입력되는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 첨가제가 착색제, 광학표백제, 레이저 표시 첨가제, 침강방지제, 발포제, 이형제, 광안정제 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 것인 방법.
  7. 제2항에 있어서, 단계 (d)에서의 액체 중간체의 분배가 컴퓨터에 의해 제어되는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 1종 이상의 액체 중간체가 단계 (c) 후 및 단계 (d) 전에 교반되는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 액체 중간체가 중간체를 재순환시킴으로써 교반되는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 액체 중간체의 재순환이 컴퓨터에 의해 제어되는 방법.
  11. 제7항에 있어서, 액체 중간체가 중량 기준으로 가장 무거운 중간체로부터 중량 기준으로 가장 가벼운 중간체의 순서로 분배되는 방법.
  12. 제7항에 있어서, 조성이 액체 농축물의 사용자로부터 접수된 첨가제 요구사항에 기초하여 단계 (d) 전에 제조되는 방법.
  13. (a) 표준화되어 있고 멀리 떨어진 곳에서 제조되는, 액체 비히클 및 1종 이상의 첨가제를 포함하는 1종 이상의 액체 중간체를 제공하고,
    (b) 분배되는 각 액체 중간체의 양을 액체 농축물에 대해 미리 결정한 조성에 따라 제어하면서 액체 중간체들을 분배하여 액체 농축물을 제조하는 것을 포함함을 특징으로 하는, 플라스틱 부품 제조용 액체 농축물의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 각 액체 중간체의 양이 미리 결정한 조성이 입력된 컴퓨터에 의해 제어되는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 조성이 중량 측정 조성인 방법.
  16. 제15항에 있어서, 중량 측정 조성이 근거리에서 컴퓨터에 입력되는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 중량 측정 조성이 멀리 떨어진 위치에서 컴퓨터에 입력되는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 첨가제가 착색제, 광학표백제, 레이저 표시 첨가제, 침강방지제, 발포제, 이형제, 광안정제 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 것인 방법.
  19. 제13항에 있어서, 단계 (b)에서의 액체 중간체의 분배가 컴퓨터에 의해 제어되는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 1종 이상의 액체 중간체가 단계 (a) 후 및 단계 (b) 전에 교반되는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 액체 중간체가 액체 중간체를 재순환시킴으로써 교반되는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 액체 중간체의 재순환이 컴퓨터에 의해 제어되는 방법.
  23. 제19항에 있어서, 액체 중간체가 중량 기준으로 가장 무거운 액체 중간체로부터 중량 기준으로 가장 가벼운 액체 중간체의 순서로 분배되는 방법.
  24. 제13항에 있어서, 조성이 액체 농축물의 사용자로부터 접수된 첨가제 요구사항에 기초하여 단계 (b) 전에 제조되는 방법.
  25. (a) 각각의 착색도 (tint strength), 색상 및 점도가 표준화되어 있는 1종 이상의 액체 칼라 중간체 및 1종 이상의 액체 첨가제 중간체를 포함하며, 멀리 떨어진 위치에서 제조되고 액체 비히클 및 1종 이상의 착색제를 포함하는 다수의 표준화된 액체 중간체를 제공하고,
    (b) 분배되는 각 액체 중간체의 양을 액체 농축물에 대하여 미리 결정한 중량 측정 조성에 따라 제어하고, 각 액체 중간체의 양을 미리 결정한 중량 측정 조성이 입력된 컴퓨터로 제어하고, 액체 중간체의 분배를 컴퓨터로 제어하면서 액체 중간체를 분배하여 액체 농축물을 제조하는 것을 포함함을 특징으로 하는 플라스틱 부품 제조용 액체 농축물의 제조 방법.
  26. (a) 분배 시스템으로부터 멀리 떨어진 위치에서 제조한 표준화 액체 중간체를 각각 함유하는 다수의 용기, 및
    (b) 분배되는 각 액체 중간체의 양을 액체 농축물에 대해 미리 결정한 중량 측정 조성에 따라 결정하고, 각 액체 중간체의 양을 미리 결정한 중량 측정 조성이 입력된 컴퓨터로 제어하고, 액체 중간체의 분배를 컴퓨터로 제어하는, 액체 농축물을 제조하기 위한 다수의 액체 중간체를 분배하는 분배기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 부품 제조용 액체 농축물의 제조를 위한 분배 시스템.
  27. 제28항에 있어서, 미리 결정한 액체 농축물의 중량 측정 조성이 분배기의 사용자에 의하여 컴퓨터에 저장된 조성 라이브러리로부터 선택되는 분배 시스템.
  28. (a) 분배 시스템으로부터 멀리 떨어진 위치에서 제조된 표준화 액체 중간체를 각각 함유하는 다수의 용기, 및
    (b) 요구되는 액체 농축물에 대한 미리 결정한 중량 측정 조성을 선택하는 컴퓨터, 및
    (c) 분배되는 각 액체 중간체의 양을 미리 결정한 중량 측정 조성이 입력된 컴퓨터로 제어하고, 액체 중간체의 분배를 컴퓨터로 제어하는, 액체 농축물을 제조하기 위한 1종 이상의 액체 중간체를 분배하는 분배기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플라스틱 부품 제조용 액체 농축물의 제조를 위한 자동화 분배 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 미리 결정한 액체 농축물의 중량 측정 조성이 분배기의 사용자에 의하여 컴퓨터에 저장된 농축물 조성 라이브러리로부터 선택되는 분배 시스템.
  30. 제29항에 있어서, 액체 농축물에 대한 중량 측정 조성이 사용자에 의하여 컴퓨터에 저장된 중간체 라이브러리에 명시된 1종 이상의 액체 중간체를 사용하여 발생되는 분배 시스템.
  31. 제30항에 있어서, 컴퓨터가 분배되는 액체 중간체의 재고를 더 추적하여, 미리 결정한 중량 측정 조성의 각 액체 중간체가 충분한 양으로 단계 (c)의 분배에 사용될 수 있는지를 결정하는 분배 시스템.
  32. 제31항에 있어서, 컴퓨터가 자동으로 분배되는 액체 농축물에 대하여 특정한 간격으로 사용자에게 계산서를 보내는 분배 시스템.
  33. (a) 액체 칼라 중간체가 액체 비히클 및 1종 이상의 착색제를 포함하고, 각 액체 칼라 중간체의 착색도, 색상 및 점도가 표준화되어 있고, 액체 칼라 중간체가 멀리 떨어진 위치에서 제조되는 다수의 액체 중간체를 제공하고,
    (b) 컴퓨터에 저장된 농축물 조성 라이브러리로부터 1종 이상의 액체 중간체를 포함하는 미리 결정한 중량 측정 조성을 갖는 액체 농축물을 선택하고,
    (c) 액체 중간체의 분배가 컴퓨터에 의해 제어하면서, 액체 농축물에 대하여 미리 결정한 중량 측정 조성에 따라 다수의 표준화 액체 중간체 액체를 분배하는 것을 포함하는 플라스틱 부품 제조용 액체 농축물의 자동화된 제조 방법.
  34. 제33항에 있어서, 단계 (b) 전에
    (i) 다수의 표준화 액체 중간체 각각을 명시하는, 컴퓨터에 저장되는 중간체 라이브러리를 제조하고,
    (ii) 농축물 조성 라이브러리를 중간체 라이브러리에 명시된 1종 이상의 액체 중간체를 사용하여 제조하고, 미리 결정한 각 액체 농축물의 중량 측정 조성을 컴퓨터에 저장하면서 1종 이상의 액체 중간체의 농축물 조성 라이브러리를 제조하는 것을 포함함을 특징으로 하는 자동화된 제조 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    (d) 분배되는 액체 중간체의 재고를 추적하는 것을 더 포함하는 자동화된 방법
  36. 제35항에 있어서, 단계 (c) 전에
    (i) 액체 중간체의 재고를 조사하여, 미리 결정한 중량 측정 조성의 각 액체 중간체가 충분한 양으로 단계 (c)의 분배에 사용될 수 있는지를 결정하는 것을 더 포함하는 자동화된 방법.
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