KR20160135464A - 친환경 종이 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 펄프를 재생하여 친환경 물질로 이중 코팅할 수 있도록 한 친환경 종이 제조방법에 관한 것으로, 펄프를 재생하기 위한 재생펄프 가공단계; 상기 재생펄프 가공단계를 통해 가공된 재생펄프를 농축시켜 종이로 만드는 종이 제조단계; 및 상기 종이 제조단계에서 제조된 종이에 고분자를 도포한 후 다시 실리콘용액을 도포하여 이중으로 코팅하는 코팅단계를 포함한다.

Description

친환경 종이 제조방법 {Manufacturing Method of Environment-friendly Paper}
본 발명은 친환경 종이 제조방법에 관한 것으로, 특히 펄프를 재생하여 친환경 물질로 이중 코팅할 수 있도록 한 친환경 종이 제조방법에 관한 것이다.
최근 지구환경이 악화됨에 따라 환경보호를 위한 자구책을 강구하는 움직임이 활발해지면서 각국의 정부들도 환경보호를 위한 운동 및 법령의 제정을 통하여 적극적으로 대처해 나가고 있다. 특히, 대부분의 제조업체들은 친환경 공정 개발에 주력하고 있으며, 상품의 제조 공정에서부터 포장 생산품까지 점차적으로 친환경적인 공정과 재료로 대체하고 있다. 구체적인 예로서, 일부 제조업체들의 경우 환경 보호에 기여하기 위한 일환으로서, 환경 영향 평가 방법인 LCA(Life Cycle Assessment)기법을 도입하고 있다. LCA 기법은 서비스를 포함한 제품 생산의 전과정, 즉, 원료 공급 및 가공, 제조, 수송, 유통, 사용, 재활용 및 폐기물 관리 과정에 소모되고 배출되는 에너지 및 물질의 양을 정량화하여 이들이 환경에 미치는 영향을 총체적으로 평가하고 이를 토대로 환경개선의 방안을 모색하고자 하는 방법으로, 상기의 LCA 기법을 도입함으로써 가능한 한 환경에 대한 영향이 적은 원료의 이용 및 자원의 재활용과 친환경 생산 공정의 개발 및 제품 생산을 위한 시도를 하고 있다.
제지업계의 경우, 현재 전세계적으로 문제가 되고 있는 산림자원의 빠른 고갈 문제의 해결 및 환경 문제를 위하여 폐지의 재생 및 재활용에 대한 인식이 높아지고 있고, 이에 따라 폐지 재활용 기술에 관한 많은 연구가 필요하게 되었다. 특히, 우리나라의 제지업계는 대부분의 화학펄프와 막대한 양의 폐지를 수입에 의존하고 있으며, 천연 목재 자원의 부족으로 다른 나라에 비하여 상당한 부분의 폐지를 제지용 원료로 사용하여 왔다
한국등록특허 제10-0660980호(2006.12.18 등록)는 친환경적이며 재생 가능한 식품포장용 수용성 수지 및 그를 이용한 종이용기에 관하여 개시되어 있다. 개시된 기술에 따르면, 아크릴에멀젼으로 이루어진 수용성 수지 70~90 중량부와 파라핀왁스에멀젼 또는 산화왁스에멸젼으로 이루어진 슬립제 10~30 중량부로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
한국등록특허 제10-1238347호(2013.02.22 등록)는 방사선 조사를 이용한 폐종이로부터 재생 펄프 및 재생 종이의 제조방법에 관하여 개시되어 있다. 개시된 기술에 따르면, 폐종이에 대하여, 총조사량이 200 내지 400 kGy인 방사선을 조사하는 단계(단계 1); 상기 방사선이 조사된 종이를 화학 약품 또는 물로 증해하는 단계(단계 2); 상기 증해한 종이를 세정하는 단계(단계 3); 상기 세정된 종이를 표백하는 단계(단계 4); 및 상기 표백한 종이를 그라인더에 통과시켜 재생 펄프를 제조하는 단계(단계 5)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 종래의 폐지를 재활용하여 사용 가능한 종이로 가공하는 기술은, 화학약품을 사용하기 때문에 환경호르몬의 방출과 발암물질에 노출될 위험이 있었으며, 종이로 가공 시 한번만 코팅하기 때문에 장시간이 지나면 코팅이 분리되는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제10-0660980호 한국등록특허 제10-1238347호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전술한 바와 같은 위험과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 감자로부터 PLA 용액을 추출하여 종이를 일차적으로 코팅한 후에 LSR 용액을 살포하여 이중으로 코팅할 수 있도록 한 친환경 종이 제조방법을 제공한다.
이러한 과제를 해결하기 위해서는, 본 발명의 한 특징에 따르면, 펄프를 재생하기 위한 재생펄프 가공단계; 상기 재생펄프 가공단계를 통해 가공된 재생펄프를 농축시켜 종이로 만드는 종이 제조단계; 및 상기 종이 제조단계에서 제조된 종이에 고분자를 도포한 후 다시 실리콘용액을 도포하여 이중으로 코팅하는 코팅단계를 포함하는 친환경 종이 제조방법을 제공한다.
일 실시 예에서, 재생펄프 가공단계는, 해리장치부를 통해 상기 펄프를 파쇄하여 해리하는 해리단계; 스크리닝장치부를 통해 상기 펄프를 정선하기 위한 스크리닝단계; 탈묵장치부를 통해 상기 펄프의 잉크를 제거하기 위한 탈묵단계; 및 크리닝장치부를 통해 상기 펄프를 세정하기 위한 크리닝단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 종이 제조단계는, 디스크필터, 스크류 프레스 중 하나의 장치를 사용하여 재생펄프를 농축시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 코팅단계는, 감자를 가공해서 전분을 얻은 후에 그 전분을 발효시켜 PLA 용액을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 코팅단계는, 상기 PLA 용액을 상기 종이에 살포한 후에 압착시키는 압착단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 압착단계는, 상기 종이의 상하 양측을 누르는 상태로 회전 이동시켜 압착하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 코팅단계는, 상기 PLA 용액을 압착시킨 후에 LSR 용액을 살포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 코팅단계는, 상기 LSR 용액이 살포된 종이를 히팅장치부에 건조시키는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 건조단계는, 히팅건을 통해 건조시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 건조 단계는, 140 ~ 160℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.상술한 바와 같이 종래의 폐지를 재활용하여 사용 가능한 종이로 가공하는 기술은, 화학약품을 사용하기 때문에 환경호르몬의 방출과 발암물질에 노출될 위험이 있었으며, 종이로 가공 시 한번만 코팅하기 때문에 장시간이 지나면 코팅이 분리되는 문제점이 있었다.
본 발명에 의하면, 감자의 전분으로부터 추출되는 PLA 용액을 사용하여 코팅함으로써, 비환경적인 성분들을 억제하여 유해물질에 노출될 가능성이 적으며 친환경적인 효과가 있다.
본 발명에 의하면, PLA 용액을 살포하여 코팅한 후에 LSR 용액을 살포하여 이중으로 코팅함으로써, 장시간이 지나더라도 코팅이 쉽게 벗겨지지 않아 오래 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 친환경 종이 제조방법을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 재생펄프 가공단계를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 코팅단계를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 3에 있는 코팅단계 과정을 설명하는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 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.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
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 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 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.
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 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 친환경 종이 제조방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 친환경 종이 제조방법을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 친환경 종이 제조방법(10)은, 재생펄프 가공단계(S100), 종이 제조단계(S200), 코팅단계(S300)를 포함한다.
재생펄프 가공단계(S100)는, 목재나 그 밖의 섬유 식물에서 기계적ㅇ화학적 또는 그 중간 방법에 의하여 얻는 셀룰로오스 섬유의 집합체인 펄프(예를 들어, 폐지, 한지, 코팅종이 등)를 재생한다.
종이 제조단계(S200)는, 재생펄프 가공단계(S100)를 통해 가공된 재생펄프를 농축시켜 종이로 만든다.
일 실시 예에서, 종이 제조단계(S200)는, 디스크필터, 스크류 프레스 중 하나의 장치를 사용하여 재생펄프 가공단계(S100)를 통해 가공된 재생펄프를 농축시킬 수 있다.
코팅단계(S300)는, 종이 제조단계(S200)에서 제조된 종이에 고분자를 도포한 후 그 위에 다시 실리콘용액을 도포하여 이중으로 코팅한다.
도 2는 도 1에 있는 재생펄프 가공단계를 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 재생펄프 가공단계(S100)는, 해리단계(S101), 스크리닝단계(S102), 탈묵단계(S103), 크리닝단계(S104)를 포함한다.
해리단계(S101)는, 해리장치부를 통해 펄프를 파쇄하여 해리시킨다.
일 실시 예에서, 해리단계(S101)는, 펄프농도 3 ~ 5%로 물에 풀어 펄퍼를 사용하여 해리시킬 수 있다.
스크리닝단계(S102)는, 스크리닝장치부를 통해 펄프를 정선한다.
일 실시 예에서, 스크리닝단계(S102)는, 해리된 펄프를 클리너를 통과시켜 섬유를 정선할 수 있다.
탈묵단계(S103)는, 스크리닝단계(S102)를 통해 정선된 펄프를 탈묵장치부를 통해 잉크를 제거한다.
일 실시 예에서, 탈묵단계(S103)는, 비이온성 계면활성제와 양이온성 계면활성제를 탈묵제로 함께 사용할 수 있다.
크리닝단계(S104)는, 탈묵단계(S103)를 통해 잉크가 제거된 펄프를 크리닝장치부를 통해 세정한다.
일 실시 예에서, 크리닝단계(S104)는, 펄프를 클리너를 통과시키고 비중차를 이용하여 원심분리로 펄프를 회전시켜 불순물을 분리할 수 있다.
도 3은 도 1에 있는 코팅단계를 설명하는 도면이며, 도 4는 도 3에 있는 코팅단계 과정을 설명하는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 코팅단계(S300)는, PLA 용액 추출단계(S301), PLA 용액 살포단계(S302), 압착단계(S303), LSR 용액 살포단계(S304), 건조단계(S304)를 포함한다.
PLA 용액 추출단계(S301)는, 감자를 가공하여 전분을 얻은 후에 그 전분을 쪄서 두면 미세유기체의 작용으로 분해가 일어나면서 PLA(Poly Latic Acid) 용액을 추출할 수 있다.
일 실시 예에서, PLA 용액 추출단계(S301)는, 감자를 수거하여 깨끗이 세척하는 세척단계; 세척된 감자를 고온열풍건조기에서 약 150℃ ~ 250℃의 온도로 건조시키는 건조단계; 청정한 공기를 유입하여 세균의 번식 및 활동이 이루어지지 않는 환경(예를 들어, 온도, 습도 등)을 유지하는 무균실 내에서 건조된 감자로부터 전분을 추출하는 추출단계를 포함할 수 있다. 고온열풍건조기는 작동시키기 위해 온/오프의 기능을 가지는 스위치와, 작동시간을 설정하기 위한 타이머와, 열풍의 세기를 조절하기 위한 조절레버가 설치되며, 이들을 통해 고온열풍건조기를 작동시켜 열풍을 발생하게 함으로써 감자를 건조시킬 수 있다. 이때, 무균실 내에서 전분을 추출하는 작업을 수행하기 때문에 고온열풍건조기에서 건조된 감자의 겉면에 묻은 이물질 등을 제거하여 무균화시킬 수 있으며, 전분을 추출하는 단계에서 발생할 수 있는 2차 오염을 방지할 수 있어 위생적이다. 이에 따라, 감자를 건조시키기 위한 시간을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 오염되지 않은 순수한 상태의 PLA 용액을 추출할 수 있다.
PLA 용액 살포단계(S302)는, 감자로부터 추출한 PLA(Poly Latic Acid) 용액을 종이의 양면에 살포한다.
압착단계(S303)는, PLA(Poly Latic Acid) 용액이 살포된 종이를 압착시켜 코팅되도록 한다.
일 실시 예에서, 압착단계(S303)는, 종이의 상하 양측을 눌러 압박한 상태에서 회전 이동시켜 압착시킬 수 있다.
LSR 용액 살포단계(S304)는, 일차적으로 PLA(Poly Latic Acid) 용액이 코팅된 종이에 LSR 용액을 살포하여 이차적으로 코팅시킨다.
일 실시 예에서, LSR 용액 살포단계(S304)는, PLA(Poly Latic Acid) 용액은 시간이 오래 지나면 분리될 수도 있기 때문에 이를 방지하기 위하여 실리콘 용액을 이용하여 견고하게 코팅할 수 있다.
건조단계(S304)는, LSR 용액이 살포된 종이를 히팅장치부에 건조시킨다.
일 실시 예에서, 히팅장치부는, 히팅건을 사용하여 건조시켜, 종이를 압착하지 않고 건조시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 히팅장치부는, 종이를 히팅 로울러에 통과시켜 건조시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 건조단계(S304)는, 140 ~ 160℃의 온도로 약 8 ~ 10초동안 종이를 건조시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 지닌 친환경 종이 제조방법(10)은, 감자의 전분으로부터 추출되는 PLA 용액을 사용하여 코팅함으로써, 비환경적인 성분들을 억제하여 유해물질에 노출될 가능성이 적으며 친환경적이다. 또한, 종이에 PLA 용액을 살포하여 코팅한 후에 LSR 용액을 살포하여 이중으로 코팅함으로써, 장시간 지나더라도 코팅이 쉽게 벗겨지지 않아 오래 사용할 수 있다.
이러한 제조방법을 통해 제조된 종이는 종이컵, 종이용기 등 다양한 분야에 폭넓게 사용할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10 : 친환경 종이 제조방법
S100 : 재생펄프 가공단계
S101 : 해리단계
S102 : 스크리닝단계
S103 : 탈묵단계
S104 : 크리닝단계
S200 : 종이 제조단계
S300 : 코팅단계
S301 : PLA 용액 추출단계
S302 : PLA 용액 살포단계
S303 : 압착단계
S304 : LSR 용액 살포단계
S305 : 건조단계

Claims (10)

  1. 펄프를 재생하기 위한 재생펄프 가공단계;
    상기 재생펄프 가공단계를 통해 가공된 재생펄프를 농축시켜 종이로 만드는 종이 제조단계; 및
    상기 종이 제조단계에서 제조된 종이에 고분자를 도포한 후 다시 실리콘용액을 도포하여 이중으로 코팅하는 코팅단계를 포함하는 친환경 종이 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 재생펄프 가공단계는,
    해리장치부를 통해 상기 펄프를 파쇄하여 해리하는 해리단계;
    스크리닝장치부를 통해 상기 펄프를 정선하기 위한 스크리닝단계;
    탈묵장치부를 통해 상기 펄프의 잉크를 제거하기 위한 탈묵단계; 및
    크리닝장치부를 통해 상기 펄프를 세정하기 위한 크리닝단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 종이 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 종이 제조단계는,
    디스크필터, 스크류 프레스 중 하나의 장치를 사용하여 재생펄프를 농축시키는 것을 특징으로 하는 친환경 종이 제조방법
  4. 제1항에 있어서, 상기 코팅단계는,
    감자를 가공해서 전분을 얻은 후에 그 전분을 발효시켜 PLA 용액을 추출하는 PLA 용액 추출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 종이 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 코팅단계는,
    상기 PLA 용액을 상기 종이에 살포한 후에 압착시키는 압착단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 종이 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 압착단계는,
    상기 종이의 상하 양측을 누르는 상태로 회전 이동시켜 압착하는 것을 특징으로 하는 친환경 종이 제조방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 코팅단계는,
    상기 PLA 용액을 압착시킨 후에 LSR 용액을 살포하는 LSR 용액 살포단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 종이 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 코팅단계는,
    상기 LSR 용액이 살포된 종이를 히팅장치부에 건조시키는 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 종이 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 건조단계는,
    히팅건을 통해 건조시키는 것을 특징으로 하는 친환경 종이 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 건조 단계는,
    140 ~ 160℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 친환경 종이 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102026335B1 (ko) 2018-07-12 2019-09-27 주식회사 마린이노베이션 표면품질이 개선된 종이의 제조방법
KR20200090285A (ko) * 2019-01-18 2020-07-29 서두옥 친환경 포장재 제조방법

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