KR20200098879A - 펄프 몰드 성형품의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물에 탈묵 펄프를 분해시킨 펄프 원료를 진공 탈수 성형하고, 요철 금형으로 고온압착하여 건조됨으로써 제조되는 펄프 몰드 성형품의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 a) 펄프 재료와 물을 혼합하고 파쇄 및 교반한 후 저장하는 단계; b) 탈수증진제를 포함하는 첨가제를 첨가하여 펄프 원료를 제조한 후 상기 펄프 원료를 성형챔버로 공급하는 단계; c) 상기 성형챔버에 공급된 펄프 원료를 흡입금형이 진공 흡입하면서 물 성분을 탈수시켜 초벌 성형하는 단계; 및 d) 상기 흡입금형에 안치된 초벌 성형품을 히팅수단을 통해 가열하여 건조시킨 후 성형품을 흡입금형으로부터 분리시키는 단계;를 포함하는 것이 특징이다.

Description

펄프 몰드 성형품의 제조방법{Manufacturing method of pulp mould product}

본 발명은 물에 탈묵 펄프를 분해시킨 펄프 원료를 진공 탈수 성형하고, 요철 금형으로 고온압착하여 건조됨으로써 제조되는 펄프 몰드 성형품의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 합성수지를 이용하여 제작되는 투명 또는 불투명 포장용기는 통상 가열식 성형기로 하여금 설정된 온도와 압력으로 압착(프레스) 성형하되 이러한 종래의 성형기는 상,하부로 나뉘어진 히팅 금형을 이용함으로써 포장 용기를 제작하게 된다.

즉, 종래의 성형기는 롤링된 원단을 상,하로 분할된 금형 사이로 진행시키되 분할된 금형 사이 상측 또는 하측 면상에는 취사 선택되어 설계된 용기 형상의 성형홈을 구비하고 있는 바, 상기 예열 또는 가열된 원단은 성형홈의 형상대로 프레스되어 설계된 포장용기로 형성된 후 제어부에 의해 일 제품마다 절삭되어 마무리되도록 형성된다.

한편, 등록특허 제10-0979862호에는 이러한 성형기가 종래기술에 기재되어 있는바, 통상 다이렉트 블로우성형법에서는 압출기에 의해 통형상의 용융수지인 페리손을 압출하여, 이 페리손을 블로우성형용의 2분할된 분할금형의 형조임공정에서 끼워 넣고, 금형의 바닥부에서는 분할금형의 캐비티의 바닥부 핀치오프부에 배치된 절삭날로 용융수지의 바닥부를 절단하는 동시에 열용착 시일하고, 상부에서는 페리손 커터로 통형상 용융수지의 상부를 절단함으로써, 바닥이 있는 통체의 페리손을 형성하며, 이어서 분할금형의 꼭대기부로부터 삽입된 에어노즐에 의해서 블로우에어가 페리손에 불어 넣어져서 성형품으로 성형된다.

또한 종래 포장용기의 경우 바람직한 기계적 특성 및 장벽(barrier) 특성 을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)에 기초한 폴리에스테르(polyester)를 재료를 사용하고 있다.

즉 PET로 제작된 용기는 일반적으로 단단하고 매끄러운 표면을 가지며 특히 가공 용이성이 우수하여, 포장 산업에 있어 쉽게 채택되고 있다.

그러나 PET 또는 다른 열가소성 물질 등의 석유화학제품을 사용한 포장 용기의 경우 재활용 흐름에 부정적 영향이 있으며, 제작 과정에서 인체에 유해한 성분이 배출되는 등 환경적인 측면에서 많은 문제점들이 있을뿐 아니라, 제작 과정에 있어 일련의 각 과정별 많은 기계설비와 인력이 요구되어 제작 비용은 물론 시간이 상당히 많이 소모되는 등 전체적으로 비효율적인 제조 공정이 수행되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0979862호

따라서 본 발명의 목적은 간소화된 제조 공정을 가지면서도 인체에 해를 주는 플라스틱, 스티로폼 등 석유화학 제품을 사용하지 않아 친환경적인 몰드 성형품을 제조할 수 있는 펄프 몰드 성형품의 제조방법을 제공하고자 함이다.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 펄프 몰드 성형품의 제조방법은, a) 펄프 재료와 물을 혼합하고 파쇄 및 교반한 후 저장하는 단계; b) 탈수증진제를 포함하는 첨가제를 첨가하여 펄프 원료를 제조한 후 상기 펄프 원료를 성형챔버로 공급하는 단계; c) 상기 성형챔버에 공급된 펄프 원료를 흡입금형이 진공 흡입하면서 물 성분을 탈수시켜 초벌 성형하는 단계; 및 d) 상기 흡입금형에 안치된 초벌 성형품을 히팅수단을 통해 가열하여 건조시킨 후 성형품을 흡입금형으로부터 분리시키는 단계;를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 a)단계는, 펄프 재료와 물의 첨가비를 조정하여 상기 펄프 원료의 농도를 조절하는 단계를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 d)단계에서는, 상기 성형챔버에 수용된 흡입금형을 히팅프레스로 이동시킨 후 상기 히팅프레스를 이용하여 상기 흡입금형에 안치된 초벌 성형품을 고온압착하여 건조시키는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 히팅프레스는 적어도 둘 이상이 나란히 배치되며, 상기 흡입금형은 순차적으로 상기 둘 이상의 히팅프레스에 이동되어 복수번의 고온압착 과정을 수행하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 첨가제에는 탈수증진제, 페녹시수지 분말, 목질펌프섬유가 포함되는 것을 특징으로 하는 펄프 몰드 성형품의 제조방법.

이와 같이 본 발명의 펄프 몰드 성형품의 제조방법은 간소화된 제조 공정을 수행하면서도 인체에 해를 주는 플라스틱, 스티로폼 등 석유화학 제품을 사용하지 않으므로 친환경적인 몰드 성형품을 제조할 수 있으며, 특히 용기 형상을 갖는 포장구의 경우 자연 친화적이어서 계란이나 과일 등의 식품류를 신선하게 보관할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 펄프 몰드 성형품의 제조방법에 의해 제조되는 제품은 균열이 제어되어 내구성이 우수한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄프 몰드 성형품의 제조방법를 설명하는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄프 몰드 성형품의 제조장치를 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄프 몰드 성형품의 제조방법를 설명하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄프 몰드 성형품의 제조장치를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 펄프 몰드 성형품의 제조방법은, 펄프 재료와 물을 혼합하고 파쇄 및 교반한 후 저장하는 단계(S100)와, 탈수증진제와 보류제를 첨가하여 펄프 원료를 제조한 후 상기 펄프 원료를 성형챔버로 공급하는 단계(S200)와, 상기 성형챔버에 공급된 펄프 원료를 흡입금형이 진공 흡입하면서 물 성분을 탈수시켜 초벌 성형하는 단계(S300) 및 상기 흡입금형에 안치된 초벌 성형품을 히팅수단을 통해 가열하여 건조시킨 후 성형품을 흡입금형으로부터 분리시키는 단계(S400)를 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 펄프 몰드 성형품의 제조장치를 개략적으로 나타내는 도면으로, 본 발명에서는 상기 도 2의 제조장치를 통해 펄프 몰드 성형품을 제조할 수 있다.

상기 S100단계에서는 펄프 재료와 물을 일정 비율로 파쇄 및 교반기(10)에 투입하여 혼합한다.

이때 제조 대상이 되는 펄프 성형품의 종류에 따라 두께가 각기 상이해질 수 있으므로, 상기 펄프 재료와 물의 첨가비를 조정하여 상기 펄프 원료의 농도를 펄프 성형품에 따라 적절하게 조절하는 과정이 수행될 수 있다.

그리고 상기 S100단계에서는 파쇄 및 교반기(10)를 작동시켜 투입 및 수용된 펄프 재료와 물을 파쇄하면서 교반함으로써 펄프 재료가 물에 분해될 수 있도록 한다.

여기서 상기 펄프 재료는 펄프 성형품의 용도에 따라 다양한 재료가 사용될 수 있는 바, 예를 들면 폐신문지, 폐골판지, 폐잡지, 각종 폐기서류, 문서 및 BTMP 등과 같은 재활용 펄프 내지 탈묵 펄프가 포함될수 있다.

상기 S200단계는 상기 S100단계에서 교반 과정이 완료된 펄프 재료와 물을 저장챔버(20)로 이동시키고, 상기 저장챔버(20)에 수용된 펄프 재료와 물에 탈수증진제를 포함하는 첨가제를 첨가하여 펄프 원료를 제조한다.

상기 펄프 원료에는 다량의 수분이 함유됨에 따라 성형품의 충진밀도를 저하시키는 문제 등이 발생되는바, 상기 첨가제에는 탈수증진제가 포함되도록 하는 것이다. 이렇게 탈수증진제가 첨가됨으로써 본 발명에 의해 제조된 제품의 결합력, 충진밀도 등을 향상시켜 물성이 우수한 성형체가 제조되는 것이다.

여기서 탈수증진제는 다양한 공지의 재료가 사용될 수 있는 바, 일 예로 생석회, 무수 말레인산 등이 적용될 수 있다.

그런데 탈수증진제만이 첨가되는 경우 페이스트의 지나친 탈수작용에 의해 모세관현상에 의한 균열의 유발문제가 발생된다. 즉 페이스트의 탈수가 이루어지도록 하되 모세관 현상에 의한 균열의 유발을 제어할 수 있는 최소한의 보습이 필요한 것이다.

이에 본 발명에서는 첨가제에 상기 페녹시수지 분말이 더 첨가되도록 하는 것이다.

이러한 페녹시수지 분말은 수용성 고분자로서 첨가되는 것으로 수성 성분의 폴리머 에멀젼을 통해 피막기능을 부여하게 되는 것이다.

즉 물에 상기 수용성 페녹시수지 분말이 분산된 상태에서 도포 등이 되어 수분증발에 따라 폴리머필름을 형성시킴으로써 입자표면으로부터의 수분증발을 억제시킨다. 즉 이러한 페녹시수지 분말에 의해 폴리머필름의 형성으로 내구성을 향상시키면서도, 수분증발을 방지함으로써 모세관 현상에 의한 균열 등을 제어하게 되는 것이다. 또한 수분증발에 의한 유동성 저하의 문제도 해결토록 하는 것이다.

결과적으로 탈수증진제를 이용하여 탈수가 이루어지도록 하되 페녹시수지 분말에 의해 밀실한 페이스트가 유지되면서, 최소한의 수분증발을 억제하여 균열을 제어하며 제조시 유동성저하의 문제도 해결토록 하는 것이다.

또한 상기 첨가제에는 목질펄프섬유가 더 첨가되는 바, 이는 페이스트의 경화과정에서 자연적으로 발생되는 온도균열 등의 균열을 물리적 가교작용을 통해 제어하기 위한 것이다.

특히 목질펄프섬유가 첨가되도록 하여 이질의 재질의 첨가되는 경우 섬유의 분산성이 저하되는 문제를 해결하기 위한 것이다. 이러한 목질펄프섬유는 다양한 공지의 제조방법에 의해 제조될 수 있음은 당연하다.

또한, 이 과정에서는 펄프 성형품의 지력증강용을 위한 기타 첨가제와 천연색소 등이 더 첨가될 수 있다.

첨가제가 첨가된 펄프 원료는 공급챔버(30)로 이동되며 이후 성형챔버(40)로 간혈적 또는 연속적으로 공급될 수 있다.

상기 S300단계는 상기 공급채범(30)로부터 성형챔버(40)에 공급된 펄프 원료를 흡입금형(50)이 진공 흡입하면서 물 성분을 탈수시켜 펄프 성형품에 대한 초벌 성형을 수행한다.

상기 흡입금형(50)은 상금형과 하금형이 분리되어 있으며, 하금형에는 복수의 흡입공이 형성되어 있다. 이러한 흡입금형(50)은 제조 대상 펄프 성형품의 형상과 대응하는 형상을 갖는 내부공간을 가지며, 상기 성형챔버(40) 내부에 수용되어 하금형이 성형챔버(40)로 공급된 펄프 원료를 흡입하면서 상금형과의 압착 및 탈수 과정이 순차적으로 수행되도록 한다.

이와 같이 흡입금형(50)에 의해 펄프 원료에 포함된 수분을 제거함으로써 제조 대상 펄프 성형품의 형상이 유지된 초벌 상태에서 상기 흡입금형(50)은 건조 과정을 수행하기 위하여 이동될 수 있다.

상기 S400단계는 상기 흡입금형(50)에 안치된 초벌 성형품을 히팅수단을 통해 가열하여 건조시킨다.

일 예로, 상기 S400단계에서는, 상기 성형챔버(40)에 수용된 흡입금형(50)을 히팅프레스(60)로 이동시킨 후 상기 히팅프레스(60)를 이용하여 상기 흡입금형(50)에 안치된 초벌 성형품을 고온압착하여 건조시킬 수 있다.

더욱 바람직하게는 상기 히팅프레스(60)는 적어도 둘 이상이 나란히 배치되며, 상기 흡입금형(50)은 순차적으로 상기 둘 이상의 히팅프레스(60-1, 60-2, 60-3)에 이동되어 복수번의 고온압착 과정을 수행할 수 있다.

이러한 복수번의 고온압착 과정은 제조되는 펄프 성형품의 형상과 용도 등을 고려하여 선택적으로 적용될 수 있으며, 상기 둘 이상의 히팅프레스(60-1, 60-2, 60-3)의 가열 온도 역시 각각 다르게 설정할 수 있음은 당연하다.

또한 도면에 도시된 바 없으나 상기 흡입금형(50)은 상기 성형탱크(40)로부터 히팅프레스(60)까지 구간 이동이 가능한 이송컨베이어를 통해 이동되게 함으로써 작업의 편의성과 시간 단축을 도모할 수 있도록 함이 바람직하다.

이후, 상기 S400단계는 건조 과정을 거친 후, 성형품을 상기 흡입금형(50)으로부터 분리시켜 검수 과정을 수행하여 최종적으로 제품으로 완성한다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

10 : 파쇄 및 교반기 20 : 저장챔버
30 : 공급챔버 40 : 성형챔버
50 : 흡입금형 60 : 히팅프레스장치

Claims (5)

1. a) 펄프 재료와 물을 혼합하고 파쇄 및 교반한 후 저장하는 단계;
   b) 탈수증진제를 포함하는 첨가제를 첨가하여 펄프 원료를 제조한 후 상기 펄프 원료를 성형챔버로 공급하는 단계;
   c) 상기 성형챔버에 공급된 펄프 원료를 흡입금형이 진공 흡입하면서 물 성분을 탈수시켜 초벌 성형하는 단계; 및
   d) 상기 흡입금형에 안치된 초벌 성형품을 히팅수단을 통해 가열하여 건조시킨 후 성형품을 흡입금형으로부터 분리시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄프 몰드 성형품의 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 a)단계는
   펄프 재료와 물의 첨가비를 조정하여 상기 펄프 원료의 농도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄프 몰드 성형품의 제조방법.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 d)단계에서는,
   상기 성형챔버에 수용된 흡입금형을 히팅프레스로 이동시킨 후 상기 히팅프레스를 이용하여 상기 흡입금형에 안치된 초벌 성형품을 고온압착하여 건조시키는 것을 특징으로 하는 펄프 몰드 성형품의 제조방법.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 히팅프레스는 적어도 둘 이상이 나란히 배치되며, 상기 흡입금형은 순차적으로 상기 둘 이상의 히팅프레스에 이동되어 복수번의 고온압착 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 펄프 몰드 성형품의 제조방법.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 첨가제에는 탈수증진제, 페녹시수지 분말, 목질펌프섬유가 포함되는 것을 특징으로 하는 펄프 몰드 성형품의 제조방법.

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