KR20190062418A - 나노필름 제조 방법 및 장치 - Google Patents

나노필름 제조 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190062418A
KR20190062418A KR1020197009344A KR20197009344A KR20190062418A KR 20190062418 A KR20190062418 A KR 20190062418A KR 1020197009344 A KR1020197009344 A KR 1020197009344A KR 20197009344 A KR20197009344 A KR 20197009344A KR 20190062418 A KR20190062418 A KR 20190062418A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
slurry
mat
plate
conveyor belt
Prior art date
Application number
KR1020197009344A
Other languages
English (en)
Inventor
베른드 수트너
Original Assignee
수멧 테크놀로지스 리미티드 운트 코. 카게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 수멧 테크놀로지스 리미티드 운트 코. 카게 filed Critical 수멧 테크놀로지스 리미티드 운트 코. 카게
Publication of KR20190062418A publication Critical patent/KR20190062418A/ko

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/001Drying webs by radiant heating
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H11/00Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/16Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
    • D21H11/18Highly hydrated, swollen or fibrillatable fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/001Drying webs by radiant heating
    • D21F5/002Drying webs by radiant heating from infrared-emitting elements
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H11/00Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/16Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H11/00Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/16Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
    • D21H11/20Chemically or biochemically modified fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H25/00After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
    • D21H25/04Physical treatment, e.g. heating, irradiating

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

나노 섬유로부터 필름 또는 보다 정확하게 말하면 매트 및 플레이트, 특히 셀룰로오스 나노 섬유로부터 필름 또는 매트 및 플레이트를 제조하는 방법으로서, 나노 섬유 소재는 용매에 분산되고, 고체 함량은 부피로 1 내지 4% 사이이며, 생성 슬러리는 이송 방향(15)으로 이동하는 컨베이어 벨트(14)에 도포 장치(13)에 의해 도포되고, 부어진 슬러리는 예비 건조되고, 예비 건조된 슬러리는 예비 건조 후 주 건조되고, 소정의 수분 함량을 달성한 후 컨베이어 벨트에서 제거된다.

Description

나노필름 제조 방법 및 장치
본 발명은 청구항1의 전제부에 따른 나노필름을 제조하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
플라스틱 필름 및 특히 얇은 플라스틱 필름은 쇼핑 가방용 및 식품 포장에서의 구성요소로서 이용되는 필름용 포장 재료로 거의 보편적으로 이용된다.
특히, 포장재 상환 시스템을 통해, 이들 포일(foil)들 중 일부는 순환 주기로 되돌아가거나 적어도 소각을 통해 이용된다.
그러나, 점점 더 많은 플라스틱 쇼핑 가방은 특히 환경으로 귀결되고 플라스틱 쇼핑 가방의 생물분해성 결여로 인해 환경에 대규모로 존재하여, 특히 대양뿐만 아니라 다른 수역에서도 문제들을 야기하는 전지구적 문제라는 것이 밝혀지고 있다.
또한, 결국 플라스틱 나노 입자가 되는 필름 붕괴는 수역에서의 상당한 농도를 초래했다.
보다 많은 선진 공업 국가에서는 종이 또는 섬유로 만든 포장재로 이 문제를 해결하려는 시도들이 이루어지고 있다. 이와 관련하여, 이러한 시도들은 때때로 가격면에서 경쟁력이 없으며 또한 다른 면에서는 덜 바람직한 단점이 있다.
일부의 경우, 포장 분야에서의 플라스틱을 옥수수 및 다른 녹말계들로 대체하려는 노력 또한 이루어지고 있다. 그러나 이 경우, 물이 있으면 이것들은 그다지 내구성이 없다는 것이 단점이다.
AT 516198 A1은 나노 섬유를 함유하는 바이오플라스틱(bioplastic)으로 구성된 제품을 제조하는 방법을 개시한다. 이것은 생물 고분자 물질로부터 제조되고 나노셀룰로오스(nanocellulose) 섬유를 함유하는 생합성물인것으로 이해된다. 나노 섬유 함유 바이오플라스틱을 제조하는 방법은 회전 방향으로 이동하고 바이오플라스틱 화합물을 운반하는 적어도 하나의 지지체의 표면에 유체 상태의 나노 섬유를 가지는 - 상기 적어도 하나의 지지체의 회전 방향으로 상기 적어도 하나의 지지체의 표면에 도포되고 분산된 - 바이오플라스틱 화합물을 도포 및 분산시키는 단계를 포함한다. 또한, 나노 섬유 함유 바이오플라스틱은 적어도 부분적으로 건조된다고 명시되고 또한 부분적으로 건조된 화합물은 표면으로부터 분리된다고 명시되어 있다.
US 2010/0124651 A1은 나노셀룰로오스의 얇은 층을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 이 경우, 층은 플라스틱 뒷댐소재의 표면에 직접 도포되어 나노셀룰로오스 섬유가 얇은 층을 형성하게 된다. 이 경우에, 나노 결정질 현탁액은 제1 건조 공정이 시작되는 불투과성 직물 벨트에 도포되고 이 건조 공정은 뜨거운 공기로 수행된다. 상기 제1 건조 공정 후에, 추가의 직물층이 필름의 상부 표면에 배치되고; 이 직물층은 바람직하게는 샌드위치 효과를 나타내려는 의도되는 반투과성(半透過性) 이다. 반투과성 직물층은 액체 및 기체가 통과하도록 할 수 있어야 한다. 나노 결정질 필름이 상기 두 개의 직물층 사이에 놓여진 후, 원통형 금속 건조기에 삼층 복합체를 굴려서 제2 건조가 수행된다. 그 다음, 상기 건조기는 불투과성 직물을 통해 열을 전달되고; 상기 열은 나노셀룰로오스 필름의 수분을 증발시켜 반투과성 직물층을 통해 빠져나가도록 한다. 상기 두 개의 직물층은 나노 결정질 필름을 안정화시키는 데 필요하다. 이와 관련하여, 삼층 복합체는 또한 복수의 건조기를 통해 운반될 수 있다. 상기 제2 건조 후에야 나노 결정질 필름은 불투과성 뒷댐층 없이 건조될 수 있을 정도로 겔화된다. 그러나, 제2 반투과성 뒷댐층은 여전히 필요하다. 제3 건조 단계를 빠져 나온 후에야 필름은 뒷댐층 없이 추가로 처리가 가능할 정도로 충분히 안정적이다. 이 경우, 이 방법은 매우 복잡하고 장비에 대한 높은 투자를 수반하며 필름의 표면 처리가 필요하다는 단점이 있다.
US2014/0255688 A1은 나노셀룰로오스로부터 필름을 제조하기 위한 또 다른 방법을 개시한다. 이 필름은 마찬가지로 뒷댐소재의 적어도 한 표면에 도포된다. 이 문헌은 복수의 용제에 대해 설명한다. 상응하게 생성된 현탁액은 두 개 또는 그 이상의 정확하게는 0.25 내지 2중량 %의 나노셀룰로오스를 함유해야 한다. 또한, 글리콜 또는 소르비톨과 같은 가소제가 이용될 수있다.
상기 필름은 50 내지 150㎛의 두께가 이루어지도록 뒷댐층에 도포된다. 그 다음, 60 내지 95℃, 바람직하게는 80℃의 뜨거운 공기로 건조가 수행된다.
실제로, 이 방법으로, 뜨거운 공기 건조는 필름의 기공이 표면에서 닫히게 하여 신뢰성있는 방식으로 건조되지 않는 것으로 나타났다. 또한, 실제적으로 층 두께가 실제로 150μm 이상이어서 진정한 얇은 필름을 제조할 수 없다는 단순한 이유 때문에 이 방법은 실제로 그 자체적으로 가치가 있음을 입증하지 못하였다.
본 발명의 목적은 재생 가능 자원에 기초한 환경 친화적인 필름을 제조하는데 이용될 수 있는 필름을 제조하는 방법을 생성하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제 1 항에 따른 방법으로 달성된다.
유리한 변형은 종속항들에 개시되어 있다.
본 발명의 다른 목적은 거대한 산업 규모로 필름을 생산하는 것을 가능하게 하는, 필름을 제조하는 장치를 생성하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제 11 항의 특징을 가지는 장치로 달성된다.
유리한 변형은 그것에 종속되는 종속항들에 개시되어 있다.
본 발명에 따르면, 필름은 나노셀룰로오스로 제조된다. 기본 소재인 나노셀룰로오스와 셀룰로오스로 만들어진 나노 섬유는 기본적으로 알려져 있다. 그러나, 지금까지는 이 방향으로의 노력이 실패로 끝났기 때문에 대규모 가공이 수행되지 않았으므로 단지 얇은 층이 수작업으로 제조되어 왔다. 그러나, 필름의 요구 사항을 충족시키지는 못한다.
특히, 이러한 종류의 얇은 층은 이 시점까지 수작업으로 제작되었고, 균일하게 두껍지 않았으며, 필름으로 사용하기에는 너무 두꺼웠다. 이것과는 별개로, 이러한 종류의 얇은 층은 필름보다 종이와 같았다.
본 발명에 따르면, 나노 섬유는 적합한 용매에 용해된다. 특수한 나노 섬유로 인해, 적합한 용매가 요구된다. 왜냐하면 이들 섬유는 활성화된 표면을 가지기 때문이다. 이 경우, 용매는 유기 용매, 물 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 특히, 알코올 또는 알코올/물 혼합물의 형태를 취할 수 있다.
고체 함량이 1 내지 4% 인 제형(製形)은 적절한 밀도로 우수한 분산성을 얻는 것으로 나타났다. 상기 고체 함량은 또한 특정한 응용에서 더 높을 수 있다.
이 제형은 교반 또는 휘핑(whipping, 거품을 일게 하기)에 의해 완전히 균질화된다.
이 경우, 교반기의 속도로서 적어도 분당 1,000 회전을 제공하고, 24시간 동안, 바람직하게는, 48시간 동안 이 제형을 교반하는 것이 유리하다.
물을 이용할 때, 적어도 탈 이온수가 이용되거나 선택적으로 증류수가 이용된다.
나노 섬유의 상응하는 용해 이후, 이들은 저장 용기로서 이용되는 용기 내로 유입된다. 침전 및 분리를 방지하기 위해, 상기 용기는 적절한 교반 장치 등으로 구체화된다. 무엇보다도, 가스는 또한 용기를 통해 펌핑(pumped)될 수 있다. 기본적으로 저장 용기의 해당 침전물을 방지하는 역할을 하는 임의의 방법을 이용하는 것이 적절하다.
저장 용기로부터의 배출은 관형(管形) 또는 편심(偏心) 나사선 펌프가 특히 적합한 종래의 공지된 계량 펌프로 수행될 수 있다. 또한, 압축 공기로 제어되는 용기를 여기에서 이용할 수 있다. 슬러리(slurry)를 공급하는 경우에도 증점(增粘), 배수(排水) 또는 분리가 일어나지 않아야 하는 것이 필수적이다.
실제 필름을 위해, 뒷댐소재 상으로 슬러리의 주입이 개시된다.
이 경우, 상기 도포는 프로파일링 될 수 있는 닥터 블레이드(doctor blade)에 의해 수행된다. 움푹 들어간 곳이 있는 막대기, 해당 블레이드 형상의 배출구 노즐, 슬롯 노즐 또는 소위 슬라이드 다이(slide-die) 노즐, 또는 용적 조절식 도포 노즐을 이용하는 것도 적합하다.
층 두께는 용적을 조절하거나, 보다 정확하게 말하면, 노즐 개구와 노즐 간격을 조절하거나 적절한 닥터 블레이드 또는 스크레이퍼(scraper)를 이용하여 조절한다.
물론, 이것은 또한 뒷댐소재가 운반되는 속도에 의해 영향을 받을 수 있다.
상기 뒷댐소재는 바람직하게는 매우 매끄러운 뒷댐소재, 특히 벨트 컨베이어이고; 상기 컨베이어 벨트는 금속 또는 플라스틱 컨베이어 벨트가 될 수 있다.
금속 벨트가 벨트로 이용되는 경우, 예를 들어, 강(鋼) 벨트 특히 내부식성 스테인리스 강 벨트가 이용된다.
이 경우, 이러한 금속 벨트는 0.5 내지 0.35 mm의 두께를 가지며, 매우 큰 폭 및 매우 큰 컨베이어 롤러로, 1 mm 또는 그 이상까지의 두께에 도달할 수 있다.
물론, 적합하고 공지된 플라스틱, 특히 PTFE 벨트 또는 PTFE 코팅 벨트 또한 적합하다.
도포시에 흐르는 경향이 있는 고도로 분산된 슬러리로부터 얇은 필름을 제조하기 위해서, 슬러리는 상응하게 벨트 상에서 건조되어야 한다. 그러나, 고체 함량이 낮기 때문에, 이것은 매우 섬세한 공정이며, 이러한 종류의 나노 섬유 슬러리는 거품을 형성하는 경향이 매우 뚜렷하기 때문이다.
특히, 건조 유형을 서로 일치시키고 속도, 층 두께, 도포 폭 등과 같은 레일 매개변수를 조절하는 것이 중요하다.
버블 형성의 위험성 외에도, 이 특수 필름을 이용하면, 강력한 내부 응력이 형성되어 필름의 강도를 급격히 떨어뜨릴 위험이 있다.
본 발명에 따르면, 건조는 3개의 건조 구성 요소로 구성된다.
제1 구성 요소는 가열된 지지 벨트이다. 이 경우 상기 벨트는 가열 라인을 통해 고온 롤러로 가열되며 금속 벨트는 이와 관련하여 특히 유리하다.
이 경우, 상기 벨트의 온도는 40 내지 95℃로 설정된다.
도포 후 가열된 벨트와 동시에, 종방향 및 횡방향으로 배열된 단파-중파 적외선 가열 요소에 의하여 예비 건조를 수행할 수 있고; 바람직하게는, 각각의 가열 요소가 개별적으로 조절될 수 있는 가열 요소의 배터리가 구비된다. 이 경우, 적외선 건조 중에 공기 공급이 조절될 수 있다면, 즉 소재 내에서 또는 소재 위에서 대응하는 증기압을 조절할 수 있는 횡방향 또는 종방향 흐름이 존재한다면, 유리하다.
이를 위해, 벨트는 외부로부터 차단된 공간에서 캡슐화 방식으로 경로를 정할 수 있으므로, 선택적 환기를 허용하고 컨베이어 벨트에 의해 유입되는 열 및 적외선 가열 요소에 의해 유입되는 열의 제거가 적절한 환기로 수행되도록 허용한다.
주(main) 건조를 위해, 예비 건조된 슬러리는 높은 출력 밀도 및 개별 제어력을 가지는 중파 또는 단파 적외선 가열 요소를 이용하여 작용한다. 여기서, 또한, 도포된 슬러리가 익거나 또는 구워지는 것 또는 기포 형성을 방지하기 위하여 95 내지 99%의 높은 액체 함량으로 인한 용매 증기를 확실하게 제거하는 것이 매우 중요하다.
이를 보장하기 위해, 슬러리에 압력을 가하지 않도록 하기 위해, 건조에 필요한 많은 양의 공기가 확산 유출을 이용하여 슬러리쪽으로 선택적으로 안내된다. 본 발명에 따르면, 소재를 향한 공기의 과도한 직접 유도는 소재가 젖은 경우 파동을 생성하고, 소재가 건조한 경우, 균열을 일으키는 것으로 나타났다.
본 발명에 따르면, 소재는 소정의 유연성을 형성하기 위해 선택적으로 다시 습윤된다. 소재를 완전히 건조하면 소재가 비교적 단단해지고 유연성이 없어지기 때문에 재습윤화가 특정 유연성을 형성하는 데 이용될 수 있다.
이 경우, 상기 재습윤화는 소정의 상대 습도가 설정되고 수분이 상응하여 공급되는 증기 챔버 또는 안개 챔버에서 발생할 수 있다.
건조 완료 및 가능한 재습윤화 이후, 필름은 닥터 블레이드를 이용하여 지지대에서 분리되고 가장자리가 트리밍된다(trimmed). 가장자리가 트리밍되고 제거된 필름은 롤(roll)에 감겨지고, 롤링은 토크-제어 감는 장치(winder) 구동에 의해 수행된다.
상술한 방법을 이용하여, 나노셀룰로오스와 같은 대응하는 나노 소재를 이용하여 유용성에 있어서 플라스틱 필름보다 열등하지는 않지만 재생 가능한 원료로 제조되고 생분해성인 필름을 제조할 수 있다.
이와 관련하여, 이 필름은 전기 산업용 라미네이트 및 식품 포장, 2차 식품 포장 모두에 적합하고, 비닐 봉지, 장갑 등의 대체물로서 적합하다.
여기서, 슬러리는 특히 1 내지 20mm의 층 두께로 도포되고, 건조 및 제거 후에 1 내지 200㎛ 또는 그 이상의 두께를 달성한다. 이 경우, 생성되는 두께는 매우 높은 정도의 균일성으로 달성되고; 결국, 상기 필름의 폭은, 예를 들어, 1m이며, 상업적으로 이용할 수 있는 영역에 접근하는, 분당 50m의 필름을 쉽게 제조할 수 있다. 상기 시스템은 또한 측면 경계에 따라 20 내지 40mm 및 그 이상의 가능한 슬러리 도포로 나노 소재의 매트 또는 플레이트를 제조하는 데 이용될 수 있다.
본 발명 및 특히, 사용되는 장치는 도면에 기초한 예로서 설명된다. 여기서 유일한 하나의 도면은 해당 장치의 매우 개략적인 측면도를 도시한다.
본 발명에 따른 나노필름 제조 장치(1)는 분산 장치(2)를 가지며; 상기 분산 장치(2)는 용기(3) 및 교반 또는 휘핑 장치(5)를 가진다. 또한, 상기 분산 장치(2)는 나노 섬유 소재 공급부 및 해당하는 용매 공급부를 가진다. 이 경우, 상기 교반 또는 휘핑 장치(5)는 바람직하게는 상응하는 교반 또는 휘핑 장치(5)를 가지는 전동 장치(5)이며; 상기 교반 또는 휘핑 장치(5) 및 모터(4)는 분당 1000 회전 이상의 회전 속도가 달성될 수 있도록 구현되며, 아울러, 상기 교반 장치는 전체 내용물을 혼합 및 분산시킨다.
충분히 분산된 소재 또는 보다 정확하게는, 이에 의해 제조된 슬러리는 저장 용기(6)로 전달될 수 있고; 상기 저장 용기(6)는 분산 장치(2)로부터 저장 용기(6)로 슬러리를 공급하기 위한 상응하는 공급 장치를 구비한다. 저장 용기(6)는 마찬가지로 구동 장치(8) 및 상응하는 교반기(9)를 가지는 교반 장치(7)를 가지며; 이들 구성 요소는 슬러리가 분산상태 및 비분리 상태로 유지되도록 치수화된다.
호스(hose) 시스템(10), 대응하는 펌프(11) 및 대응하는 하향 호스(12)에 의해, 슬러리는 대응하여 도포 장치(13)에 공급될 수 있다. 이 경우, 상기 도포 장치(13)는 닥터 블레이드이고, 이 경우, 시스템의 폭을 가로질러 연장된다. 슬러리는 화살표 방향(15)에 따라 움직이는 컨베이어 벨트(14)에 도포 장치(13)로부터 부어진다. 컨베이어 벨트(14)를 인장(引張)시키기 위해, 적어도 하나의 제1 롤러(16) 및 하나의 최종 롤러(17)가 구비되고; 상기 롤러들(16, 17) 사이에, 복수의 추가적인 지지 및 가열 롤러(18)가 있을 수 있다. 이 경우, 다른 롤러들(18)은 바람직하게는 벨트의 비교적 좁은 영역에만 지지하는 방식으로 벨트(14)에 기대어 있는 반면, 롤러(16, 17)는 벨트(14)에 대해 부분적인 원주에 놓여 있다.
롤러(16, 17, 18)는 바람직하게는 모두 가열 가능하게, 특히 전기적으로 가열 가능하게 구현되며; 40 내지 85 °의 벨트 (14) 온도가 설정될 수 있다.
도포 장치(13) 뒤에 예비 건조 장치(19)가 있다; 상기 예비 건조 장치(19)는 벨트(14)의 진행 방향(15)에 대해 종방향으로 배치된 복수의 IR 가열 요소(20) 및 벨트(14)의 진행 방향에 대해 횡방향으로 배치된 복수의 IR 가열 요소(21)로 구성된다.
물론, 가열 요소(20, 21)를 벨트(14)의 진행 방향(15)에 대하여 비스듬히 또는 각도를 이루어 배치할 수도 있다.
벨트 표면으로부터 상이한 거리에서 IR 가열 요소를 구현하는 것도 가능하다.
또한, 상기 예비 건조 장치(19) 부근에는, 전체 예비 건조 장치(19) 주위에 하우징(미도시)이 존재할 수 있고; 상기 하우징은 외부 대기 및 이 대기에 의한 통제되지 않는 접근으로부터 예비 건조 장치(19)를 차폐하지만, 선택적 환기, 예를 들어, 해당 노즐 및 해당 대향 흡입 장치에 의한 횡방향 환기를 제공한다.
예비 건조 장치(19) 다음에는 건조 장치(22)가 후속된다. 예비 건조 장치의 가열 요소와 유사하게 배열될 수 있으나 특정 지점에서 작동하며 바람직하게는 개별적 제어가 가능한 적어도 하나 그러나 바람직하게는 복수의 적외선 가열 요소들(23)을 상기 건조 장치가 가진다.
바람직하게는, 슬러리의 표면 온도가 측정되고, 적외선 가열 요소에 의한 가열 강도는 건조 장치의 입구로부터 건조 장치의 출구까지 특히 다를 수 있는 원하는 표면 온도에 적합할 수 있다.
정의된 증기압을 슬러리(24) 상에 설정하기 위해, 건조 장치(22)은 주위 하우징을 가질 수 있으며, 상기 하우징은 주변 대기에 의한 통제되지 않는 접근을 방지하지만 공기 또는 다른 기체의 적절한 공급을 허용한다. 상대 습도가 조절되어 슬러리(24)로부터 특정량의 수분을 흡수할 수 있는 공기 또는 기체가 안내되어 슬러리(24) 위의 영역을 통해 흐른다.
이 경우, 상기 흐름이 확산 방식으로 이동하고 표면을 목표로 하지 않는 것이 중요하다. 왜냐하면, 표면에 대한 직접적인 흐름은 건조 장치(22)의 입구 영역에서의 매우 습윤한 슬러리에 파동을 생성할 수 있고, 건조 장치의 출구에서의 이미 상응하여 얇은 필름 같은 슬러리 소재에 균열을 생성할 수 있기 때문이다.
건조 장치(22) 다음에는 안개 또는 습기 챔버로서 구현될 수 있거나 다른 방법으로 정의된 재습윤화(remoistening)를 야기하는 재습윤화 장치(25)가 후속된다.
이를 달성하기 위해, 바람직하게는 비접촉 방식으로 슬러리의 수분 함량을 측정하고 상응하는 방식으로 습윤을 조절하는 것이 가능하다.
이에 의해 제조된 필름(26)은 가능하게는, 대응하는 제거 블레이드(미도시)를 이용하여 최종 롤러(17)로부터 제거되고, 지지 롤러(27)에 의해 지지된다. 그 다음, 필름은 스프레더(spreader) 롤러(28)를 거쳐 필름이 대응하여 감기는 감는 장치(29)로 이동한다.
제조 중에 상기 필름이 정전기를 발생시킬 수 있기 때문에, 컨베이어 벨트(14)로부터 상기 필름(26)을 제거한 후에 공기 이온화 장치 또는 전하를 감소시키거나 제거하기 위한 다른 장치(30)가 구비될 수있다.
컨베이어 벨트를 상응하게 안내하고 인장시키기 위해, 특히 인장 롤러(31)의 형태인 다른 롤러들(31)이 상응하여 벨트의 하부 이동 영역에 구비될 수있다.
본 발명은 재현 가능한 고품질의 방법으로길이 및 폭 모두에 걸쳐 두께에 관하여 고도의 균일성을 가지는 나노 섬유 필름을 제조할 수 있다는 이점을 처음으로 가진다. 제조는 1m 및 그 이상의 폭과 분당 50m의 속도로 수행되고, 이 방법을 상업적으로 이용가능하게 한다.
1 나노필름
2 분산 장치
3 용기
4 모터
5 휘핑 장치
6 저장 용기
7 교반 장치
8 구동 장치
9 교반기
10 호스 시스템
11 펌프
12 호스
13 도포 장치
14 컨베이어 벨트
15 진행 방향
16 롤러
17 롤러
18 롤러
19 예비 건조 장치
20 적외선 가열 요소
21 적외선 가열 요소
22 주(主) 건조 장치
23 적외선 가열 요소
24 슬러리
25 재습윤화 장치
26 필름
27 지지 롤러
28 스프레더 롤러
29 감는 장치
30 하전
31 롤러

Claims (12)

  1. 나노 섬유로부터 필름 또는 보다 정확하게 말하면 매트 및 플레이트, 특히 셀룰로오스 나노 섬유로부터 필름 또는 매트 및 플레이트를 제조하는 방법으로서,
    나노 섬유 소재는 용매에 분산되고,
    고체 함량은 부피로 1 내지 4% 사이이며, 생성 슬러리는 이송 방향으로 이동하는 컨베이어 벨트에 도포 장치에 의해 도포되고,
    부어진 슬러리는 예비 건조되고,
    예비 건조된 슬러리는 예비 건조 후 주 건조되고, 소정의 수분 함량을 달성한 후 컨베이어 벨트에서 제거되고;
    상기 예비 건조는 컨베이어 벨트의 진행 방향에 대해 종방향 및/또는 횡방향 또는 비스듬히 배치된 적외선 가열 요소에 의해 예비 건조되고, 상기 주 건조는 높은 출력 밀도를 가지는 중파 및/또는 단파 적외선 가열 요소를 이용하여 수행되며; 상기 적외선 가열 요소는 개별적으로 또는 그룹별로 제어되고; 용매 증기가 선택적으로 제거되고, 추가적으로, 주 건조에서 수분을 제거하기 위해, 공기 및/또는 다른 기체가 공급되어 주 건조 영역으로 확산되는,
    필름 또는 매트 및 플레이트를 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 나노 섬유 소재는 물 및/또는 유기 용매 및/또는 알코올에서 분산되는,
    필름 또는 매트 및 플레이트를 제조하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 슬러리는 닥터 블레이드(doctor blade), 프로파일링된 닥터 블레이드, 움푹 들어간 곳이 있는 막대기, 블레이드 형상의 노즐, 슬롯 노즐, 슬라이드 다이(slide-die) 노즐, 또는 용적 조절식 도포 노즐에 의해 컨베이어 벨트에 부어지는,
    필름 또는 매트 및 플레이트를 제조하는 방법.
  4. 전술한 청구항들 중 하나에 있어서,
    상기 슬러리는 매끄러운 컨베이어 벨트에 부어지는,
    필름 또는 매트 및 플레이트를 제조하는 방법.
  5. 전술한 청구항들 중 하나에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트는 40 내지 95℃로 가열되는,
    필름 또는 매트 및 플레이트를 제조하는 방법.
  6. 전술한 청구항들 중 하나에 있어서,
    상기 예비 건조는 제어된 기체 공급부 또는 공기 공급부를 가진 하우징에서 수행되는,
    필름 또는 매트 및 플레이트를 제조하는 방법.
  7. 전술한 청구항들 중 하나에 있어서,
    상기 적외선 가열 요소는 개별적으로 제어 가능한,
    필름 또는 매트 및 플레이트를 제조하는 방법.
  8. 전술한 청구항들 중 하나에 있어서,
    이용되는 기체의 흐름 또는 공기의 흐름은 그 상대 습도 및/또는 유속에 대해서 조절되는,
    필름 또는 매트 및 플레이트를 제조하는 방법.
  9. 전술한 청구항들 중 하나에 있어서,
    상기 주 건조 후에, 건조된 슬러리 소재는 원하는 수분 함량까지 재습윤화되는,
    필름 또는 매트 및 플레이트를 제조하는 방법.
  10. 나노 섬유로부터 필름, 특히 셀룰로오스 나노 섬유로부터 필름을 제조하기 위하여 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 수행하는 장치로서,
    컨베이어 벨트가 구비되고, 상기 컨베이어 벨트는 롤러를 이용하여 그 종방향을 따라 상부 및 하부 이동의 형태로 루프로 운반되고; 제1 영역에서 컨베이어 벨트에 필름 슬러리를 도포하기 위한 도포 장치에 의해; 이 다음, 부어진 슬러리에 작용하는 적외선 가열 요소를 포함하는 예비 건조 장치가 컨베이어 벨트의 이송 방향으로 후속되며, 이후에 적외선 가열 요소를 가지는 주(主) 건조 장치가 이송 방향으로 제공되고; 슬러리를 지지하는 영역에서, 컨베이어 벨트는 롤러에 의해 유지되고, 롤러들 중 적어도 일부는 가열 가능하게 구성되는,
    나노 섬유로부터 필름을 제조하는 방법을 수행하는 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 주 건조 장치 이후에 재습윤화 장치가 상기 이송 방향으로 후속되는,
    나노 섬유로부터 필름을 제조하는 방법을 수행하는 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    용기 및 교반 장치를 포함하는 분산 장치가 구비되고,
    상기 교반 장치는 분당 1,000회전 이상으로 교반할 수 있도록 구성되는,
    나노 섬유로부터 필름을 제조하는 방법을 수행하는 장치.
KR1020197009344A 2016-09-01 2017-08-17 나노필름 제조 방법 및 장치 KR20190062418A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016116308.2 2016-09-01
DE102016116308.2A DE102016116308A1 (de) 2016-09-01 2016-09-01 Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Nanofolien
PCT/EP2017/070846 WO2018041640A1 (de) 2016-09-01 2017-08-17 Verfahren und vorrichtung zum erzeugen von nanofolien

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190062418A true KR20190062418A (ko) 2019-06-05

Family

ID=59811285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197009344A KR20190062418A (ko) 2016-09-01 2017-08-17 나노필름 제조 방법 및 장치

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20200181846A1 (ko)
EP (1) EP3507417B1 (ko)
JP (1) JP6974443B2 (ko)
KR (1) KR20190062418A (ko)
CN (1) CN109937277B (ko)
BR (1) BR112019004158A2 (ko)
DE (1) DE102016116308A1 (ko)
DK (1) DK3507417T3 (ko)
ES (1) ES2871864T3 (ko)
SI (1) SI3507417T1 (ko)
WO (1) WO2018041640A1 (ko)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5175103A (ja) * 1974-12-26 1976-06-29 Sumitomo Bakelite Co Kamizoshitsusochi
FI75008C (fi) * 1986-03-14 1992-02-17 Valmet Oy Svaevtork och foerfarande foer effektivering av dess funktion.
JP3785776B2 (ja) * 1997-12-08 2006-06-14 重直 圓山 印刷紙の乾燥方法及びその装置
US20100124651A1 (en) 2008-11-17 2010-05-20 Kruger Inc. Method of manufacturing nano-crystalline cellulose film
PL2717999T3 (pl) * 2011-06-07 2022-10-03 Core Energy Recovery Solutions Inc. Membrany do selektywnego przenoszenia pary wodnej zawierające warstwę z nanowłókien oraz sposoby ich wytwarzania
EP2645452B1 (en) * 2011-10-13 2015-04-15 Tokushu Tokai Paper Co., Ltd. Microporous membrane and manufacturing method therefor
FI123630B (fi) 2011-10-24 2013-08-30 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Menetelmä NFC-kalvojen valmistamiseksi alustoille
JP6132020B2 (ja) * 2013-06-03 2017-05-24 王子ホールディングス株式会社 微細繊維含有シートの製造方法
AT516198A1 (de) 2014-08-22 2016-03-15 Berndorf Band Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Produktes aus einem Nanofasern enthaltenden Bioplastik

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016116308A1 (de) 2018-03-01
US20200181846A1 (en) 2020-06-11
EP3507417A1 (de) 2019-07-10
JP6974443B2 (ja) 2021-12-01
JP2019526442A (ja) 2019-09-19
DK3507417T3 (da) 2021-05-25
CN109937277A (zh) 2019-06-25
CN109937277B (zh) 2021-12-28
SI3507417T1 (sl) 2021-07-30
WO2018041640A1 (de) 2018-03-08
ES2871864T3 (es) 2021-11-02
BR112019004158A2 (pt) 2019-08-06
EP3507417B1 (de) 2021-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10639825B2 (en) Method and apparatus for making a laundry detergent sheet
CA2758463C (en) Arrangement and method for processing a cigarette paper web
JP2595276B2 (ja) パツケージ用クツシヨン性を有するパツド形状材料、その製造方法および製造装置
KR102193503B1 (ko) 지방산 클로라이드로의 셀룰로스계 섬유상 기판 웹의 연속적 코팅 방법
JP6498717B2 (ja) Cipが可能なコーティング装置中での多層複合体の製造方法及びそれによって製造された多層複合体の経皮アプリケーション又は体腔におけるアプリケーションのための使用
ATE211537T1 (de) Verfahren und anlage zum imprägnieren und trocknen einer durchlaufenden bahn
FI68772B (fi) Foerfarande foer framstaellning av ett slangformigt emballeringshoelje isynnerhet korvskinn pao basis av cellulosa och medett oeverdrag pao insidan samt anordning foer genomfoeran dev foerfarandet
CN205340594U (zh) 一种复合反渗透膜制备的界面聚合装置
EP1613458A2 (en) Surfactant applicator for solution casting apparatus and method of producing a film
KR20190062418A (ko) 나노필름 제조 방법 및 장치
JPS6351742B2 (ko)
RU2365501C2 (ru) Способ прямого нанесения слоя покрытия
CN205398936U (zh) 一种纺织品的涂胶装置
JPS6351743B2 (ko)
ES2717275T3 (es) Dispositivo para nivelar y establecer el grosor de una capa de agente líquido aplicada a un material
JP2007271147A (ja) シート乾燥機、及び、それを含むシート成形装置
US3553845A (en) Method and apparatus for impregnating and drying material in a fibrous web
US1913017A (en) Method of treating paper
WO2022019031A1 (ja) 再構成たばこシートの製造装置および製造方法
RU2785317C2 (ru) Литейная установка и способ производства формованного полотна из материала, содержащего алкалоиды
JP2002293980A (ja) 発泡成形体およびその製造方法
US159876A (en) Improvement in apparatus for drying oil-cloth
CN105887548A (zh) 耐热纸一次成型工艺方法
CN104117230A (zh) 过滤器、过滤方法、酰化纤维素膜及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application