KR20210144972A - 연속 공정에 의한 cmc 부직포 제조 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프리웨팅 과정을 포함하는 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법 및 제조 시스템에 관한 것으로, 별도의 에이징 과정이 없이 연속적으로 고흡수성 부직포를 제조할 수 있다.

Description

연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR MANUFACTURING CMC NON WOVEN FABRIC BY CONTINUOUS PROCESS}
본 발명은 고흡수성 부직포를 제조하기 위한 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법 및 시스템에 관한 것이다.
최근 미용 분야에 대한 관심이 증가하고 있으며, 특히 얼굴 피부 관리를 위한 관심이 증가하고 있는 추세이다. 얼굴 피부 관리를 위한 방법 중 하나는 다양한 형태의 미용 목적 혹은 기능성 목적의 마스크 팩을 적용하는 것이다.
기존의 마스크 팩은 부직포로 이루어진 마스크 시트에 에센스 성분을 침지시킨 상태로 사용자의 얼굴에 부착하는 방식이다. 그러나, 면 소재 등으로 이루어진 마스크 시트는 에센스 성분에 대한 흡수도가 높이 않다는 한계가 있다.
마스크 시트의 에센스 성분에 대한 흡수도를 높이기 위한 방법 중 하나로, 셀룰로오스 부직포를 화학적으로 처리하여 CMC(Carboxy Methyl Cellulose) 부직포를 제조하는 방안을 고려할 수 있다. 도 1은 기존의 CMC 부직포를 제조하는 방법을 도시한 순서도이다. 도 1을 참조하면, 셀룰로오스 부직포를 알칼리 용액에 침지하는 단계(S10), 침지된 셀룰로오스 부직포를 픽업한 후 숙성하는 1차 숙성 단계(S11), 카르복시메틸화 용액에 침지하는 단계(S20) 및 셀룰로오스 부직포를 픽업한 후 다시 숙성하는 2차 숙성 단계(S21) 등을 거친다. 그런 다음, 중화 단계(S30)와 수세 단계(S40)을 거친 후 CMC 부직포를 제조하게 된다. 그러나, 알칼리 용액에 침지하는 단계(S10), 카르복시메틸화 용액에 침지하는 단계(S20), 중화 단계(S30) 및 수세 단계(S40)는, 각각 배치식 방식으로 연속 공정으로 적용할 수 없다는 한계가 있다. 특히, 알칼리 용액에 침지하는 단계(S10), 카르복시메틸화 용액에 침지하는 단계(S20)를 각각 거친 후에는, 제품의 균일성을 유지하기 위해 숙성 단계(S11, S21)를 거쳐야 하는 문제가 있다. 이러한 기존의 방식은, 공정 효율이 좋지 못하며, 제품 균일성이 낮다는 한계가 있다.
따라서, 기존의 CMC 부직포 제조 과정에서 발생하는 문제점들을 해소할 수 있는 새로운 제조 방법 내지 제조 시스템 관련 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
미국 공개특허공보 제2016-0153143호
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, CMC 부직포를 연속 방식을 제조할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법을 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법은, 셀룰로오스 부직포를 알칼리 처리하는 머서화(mercerization) 단계(S100); 셀룰로오스 부직포를 카르복시알킬화 처리하는 스웰링 단계(S200); 셀룰로오스 부직포를 중화하는 중화 단계(S300); 및 중화 단계를 거친 셀룰로오스 부직포를 수세하는 수세 단계(S400)를 연속적으로 수행한다. 또한, 본 발명은 머서화 단계(S100) 이전에 수행하는 알칼리 용액으로 셀룰로오스 부직포를 웨팅하는 제1 프리웨팅(pre-wetting) 단계(S110); 및 스웰링 단계(S200) 이전에 수행하는 알코올로 셀룰로오스 부직포를 웨팅하는 제2 프리웨팅 단계(S210) 중 어느 하나 이상의 프리웨팅 단계를 포함한다.
하나의 예에서, 상기 제1 프리웨팅(pre-wetting) 단계(S110)는 분사 노즐을 이용하여 셀룰로오스 부직포에 알칼리 용액을 분사하여 수행하고, 상기 제2 프리웨팅 단계(S210)는 분사 노즐을 이용하여 셀룰로오스 부직포에 알코올 용액을 분사하여 수행한다.
구체적인 예에서, 상기 머서화 단계(S100)는 18 내지 25℃에서 20 내지 60 초간 수행하고, 상기 스웰링 단계(S200)는 50 내지 80℃에서 3 내지 10 분간 수행한다.
상기 머서화 단계(S100)는 셀룰로오스 부직포를 알칼리 용액에 침지하는 과정을 통해 수행되고, 머서화 단계(S100) 후단에 픽업율 100 내지 600%로 픽업하는 과정을 포함한다.
하나의 예에서, 상기 머서화 단계(S100)에서, 셀룰로오스 부직포는 상부 거치 롤러와 하부 거치 롤러를 교번하도록 거치된 상태에서 이송된다.
구체적인 예에서, 상기 머서화 단계(S100)에서, 상부 거치 롤러의 레벨은 셀룰로오스 부직포를 알칼리 처리하는 알칼리 용액의 수위 레벨보다 낮게 제어한다.
하나의 예에서, 상기 스웰링 단계(S200)는, MCA(monochloroacetic acid) 성분을 함유하는 알코올 용액에서 셀룰로오스 부직포를 침지시켜 수행한다.
또 다른 하나의 예에서, 본 발명은, 상기 스웰링 단계(S200) 후단에 픽업율 80 내지 500%로 픽업하는 과정을 포함한다.
하나의 예에서, 상기 중화 단계(S300)는, 셀룰로오스 부직포를 0.2 내지 3 M 농도의 산 용액으로 처리한다.
또 다른 하나의 예에서, 본 발명은 상기 수세 단계(S400) 이후에, 45 내지 80℃ 온도에서 15 내지 60분간 건조하는 건조 단계(S500)를 더 포함한다.
하나의 예에서, 본 발명은 상기 머서화 단계(S100), 카르복시알킬화 처리하는 스웰링 단계(S200), 중화 단계(S300) 및 수세 단계(S400) 사이에는, 각각 셀룰로오스 부직포를 스퀴징하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 시스템을 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 시스템은, 셀룰로오스 부직포를 알칼리 처리하는 머서화 처리조(100); 머서화 처리조로부터 공급된 셀룰로오스 부직포를 카르복시알킬화하는 스웰링조(200); 셀룰로오스 부직포를 중화하는 중화조(300); 셀룰로오스 부직포를 수세하는 수세조(400); 및 상기 머서화 처리조(100), 스웰링조(200), 중화조(300) 및 수세조(400)를 따라 셀룰로오스 부직포를 연속적으로 이송하는 컨베이어 라인을 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 머서화 처리조(100)의 상류에 위치하며, 알칼리 용액으로 셀룰로오스 부직포를 웨팅하는 제1 프리웨팅존(pre-wetting zone); 및 상기 스웰링조(200)의 상류에 위치하며, 알코올로 셀룰로오스 부직포를 웨팅하는 제2 프리웨팅존 중 어느 하나 이상의 프리웨팅존을 포함한다.
하나의 예에서, 제1 프리웨팅존은 셀룰로오스 부직포에 알칼리 용액을 분사하는 분사 노즐을 포함하고, 제2 프리웨팅존은 셀룰로오스 부직포에 알코올 용액을 분사하는 분사 노즐을 포함한다.
하나의 예에서, 상기 머서화 처리조(100)는, TD 방향으로 평행하게 배향되되 MD 방향으로 p개(p는 5 이상의 정수) 배열된 상부 거치 롤러; 및 상부 거치 롤러의 하부에 위치하고 TD 방향으로 평행하게 배향되되 MD 방향으로 q개(q은 5 이상의 정수) 배열된 하부 거치 롤러를 포함한다.
구체적인 예에서, 상기 머서화 처리조(100)에서, 상부 거치 롤러 열을 형성하는 각 거치 롤러는 정방향으로 회전하고, 하부 거치 롤러 열을 형성하는 각 거치 롤러는 역방향으로 회전하는 구조이다.
또 다른 하나의 예에서, 상기 스웰링조(200)는, 셀룰로오스 부직포를 거치한 상태에서 이송하는 봉형의 거치대(hanging bar)를 포함하고, 상기 봉형의 거치대는 TD 방향(Traverse Direction)으로 평행하게 배향되되, 일정한 이격거리를 두고 MD 방향(Machine Direction)으로 n개(n은 20 이상의 정수) 배열된 구조이다.
하나의 예에서, 본 발명은, 상기 머서화 처리조(100), 스웰링조(200), 중화조(300) 및 수세조(400) 사이에는, 각각 셀룰로오스 부직포를 스퀴징하는 스퀴징 롤러를 더 포함한다.
본 발명에 따른 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법 및 제조 시스템은, 공정 중 별도의 에이징 과정이 없는 셀룰로오스 부직포를 연속적으로 처리할 수 있으며, 제조된 고흡수성 부직포의 품질 균일도가 우수하다.
도 1은 종래의 셀룰로오스 부직포를 처리하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 시스템을 도시한 공정도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 시스템 중 머서화 처리조를 도시한 공정도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 시스템 중 스웰링조를 도시한 공정도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법을 제공한다. 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법은, 셀룰로오스 부직포를 알칼리 처리하는 머서화(mercerization) 단계(S100); 셀룰로오스 부직포를 카르복시알킬화 처리하는 스웰링 단계(S200); 셀룰로오스 부직포를 중화하는 중화 단계(S300); 및 중화 단계를 거친 셀룰로오스 부직포를 수세하는 수세 단계(S400)를 연속적으로 수행한다. 또한, 본 발명은 머서화 단계(S100) 이전에 수행하는 알칼리 용액으로 셀룰로오스 부직포를 웨팅하는 제1 프리웨팅(pre-wetting) 단계(S110); 및 스웰링 단계(S200) 이전에 수행하는 알코올로 셀룰로오스 부직포를 웨팅하는 제2 프리웨팅 단계(S210) 중 어느 하나 이상의 프리웨팅 단계를 포함한다.
본 발명에서는 머서화 단계(S100) 및/또는 스웰링 단계(S200)에 도입되는 셀룰로오스 부직포에 대한 프리웨팅을 적용함으로써, 각 단계별 반응 효율을 높이고 반은 시간을 줄이게 된다. 구체적으로는, 머서화 단계(S100) 이전에 알칼리 용액을 셀룰로오스 부직포에 미리 분사함으로써, 머서화 단계(S100) 수행시 셀룰로오스 부직포의 젖음성을 높이고 반응 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 스웰링 단계(S200) 이전에 알코올을 셀룰로오스 부직포에 미리 분사함으로써, 머서화 단계(S100) 이후의 픽업 과정에서 셀룰로오스 부직포와 흡수된 알칼리 용액으로 인한 오염을 저감하고 반응 효율을 높일 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 제1 프리웨팅(pre-wetting) 단계(S110)는 분사 노즐을 이용하여 셀룰로오스 부직포에 알칼리 용액을 분사하여 수행 가능하다. 또한, 상기 제2 프리웨팅 단계(S210)는 분사 노즐을 이용하여 셀룰로오스 부직포에 알코올 용액을 분사하여 수행 가능하다. 본 발명에서 프리웨팅 단계(S110, S120)는 셀룰로오스 부직포를 프리웨팅 용액에 침지하는 것을 배제하는 것은 아니나, 분사 노즐을 적용하는 것이 프레웨팅 용액의 재사용과 설비 효율성 측면에서 유리하다. 예를 들어, 제1 프리웨팅 단계(S110)에서 분사 노즐을 이용하여 알칼리 용액을 분사하되, 셀룰로오스 부직포에 흡수되지 않은 용액은 머서화 단계(S100)에서 재사용 가능하다. 이러한 용액의 재사용 및 공정 효율은 제2 프리웨팅 단계(S210) 역시 동일하게 적용 가능하다.
하나의 실시예에서, 상기 머서화 단계(S100)는 18 내지 25℃에서 20 내지 60 초간 수행한다. 예를 들어, 상기 머서화 단계(S100)는 18 내지 22℃에서 20 내지 45 초간 수행한다. 또한, 상기 스웰링 단계(S200)는 50 내지 80℃에서 3 내지 10 분간 수행한다. 예를 들어, 상기 스웰링 단계(S200)는 60 내지 70℃에서 4 내지 7 분간 수행한다. 본 발명은 기존의 CMC 부직포 제조 방법과 대비하여 단계별 반응 시간을 현저히 줄일 수 있으며, 연속 공정이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 상기 머서화 단계(S100)는 상온 또는 그 이하의 온도에서 반응 효율을 보다 높일 수 있으며, 상기 스웰링 단계(S200)는 50℃이상의 고온에서 수행함으로써 반응 효율을 높이고 공정 시간을 단축할 수 있다.
또 다른 하나의 실시예에서, 상기 머서화 단계(S100)는 셀룰로오스 부직포를 알칼리 용액에 침지하는 단계를 통해 수행되고, 상기 머서화 단계 후단에 픽업율 100 내지 600%로 픽업하는 과정을 포함한다.
상기 머서화 단계(S100)는 셀룰로오스 부직포를 18 내지 25℃에서 20 내지 60 초간 알칼리 용액에 침지하는 단계를 통해 수행한다. 구체적으로는, 상기 머서화 단계(S100)는 셀룰로오스 부직포를 20 내지 23℃에서 25 내지 40 초간 알칼리 용액에 침지하는 단계(S120)를 통해 수행한다. 상기 알칼리 용액은 상대적으로 저농도이며, 구체적으로는 5 내지 20 M, 8 내지 15 M 또는 10 내지 16 M 농도 범위이다. 본 발명의 머서화 단계(S100)에 적용되는 알칼리 용액의 농도 범위는, 공정 효율을 저하시키지 않으면서 셀룰로오스 부직포의 손상을 방지하기 위한 것이다. 예를 들어, 상기 알칼리 용액으로 NaOH 수용액을 적용할 수 있다. 본 발명에서는 상대적으로 저농도의 알칼리 용액을 이용하여 1 분 이내의 짧은 시간 동안 알카리화 함에도 원하는 수준의 머서화가 가능함을 확인하였다. 또한, 상기 머서화 단계(S100) 후단에는 픽업하는 과정을 수행하며, 이 경우 픽업율은 100 내지 600%, 150 내지 600%, 100 내지 300% 또는 180 내지 250% 범위이다.
상기 머서화 단계(S100)는, 상부 및 하부 거치 롤러를 포함하는 처리조에서 수행 가능하다. 하나의 실시예에서, 상기 머서화 단계(S100)는, TD 방향으로 평행하게 배향되되 MD 방향으로 p개(p는 5 이상의 정수) 배열된 상부 거치 롤러; 및 상부 거치 롤러의 하부에 위치하고 TD 방향으로 평행하게 배향되되 MD 방향으로 q개(q은 5 이상의 정수) 배열된 하부 거치 롤러를 포함하는 머서화 처리조에서 수행한다.
상부 및 하부 거치 롤러의 수(p, q)는 각각 독립적으로 5 내지 100 범위이다. 구체적으로, 상부 및 하부 거치 롤러의 수(p, q)는 각각 독립적으로 5 내지 50 범위, 5 내지 30 범위 또는 8 내지 20 범위이다. 예를 들어, 상부 및 하부 거치 롤러의 수(p, q)는 동일하거나 어느 한 쪽이 하나 더 많은 구조일 수 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 머서화 처리조(100)에서, 셀룰로오스 부직포는 하부 거치 롤러를 시작으로 상부 및 하부 거치 롤러를 거친 후 하부 거치 롤러를 끝으로 다음 단계로 진행되고, 이 경우에는 하부 거치 롤러가 상부 거치 롤러보다 하나 더 많은 구조이다.
구체적인 실시예에서, 상기 머서화 단계(S100)에서, 셀룰로오스 부직포는 상부 거치 롤러와 하부 거치 롤러를 교번하도록 거치된 상태에서 이송되는 구조이다. 본 발명에서는, 셀룰로오스 부직포를 상부 및 하부 거치 롤러에 교번하도록 거치함으로써, 머서화 단계(S100)를 거치는 동안 셀룰로오스 부직포에 일정 수준의 인장력을 부여하게 된다. 알칼리 용액을 처리하는 머서화 처리조에서, 셀룰로오스 부직포는 수축되는 현상이 발생한다. 본 발명에서는, 셀룰로오스 부직포를 상부 및 하부 거치 롤러에 교번하도록 거치함으로써, 셀룰오오스 부직포의 과도한 수축을 방지할 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 머서화 단계(S100)에서, 상부 및 하부 거치 롤러 중 어느 하나 이상은 상하 방향으로 이동되는 구동축과 체결된 구조이다. 예를 들어, 상부 거치 롤러는 상하 방향으로 이동되는 구동축과 체결된 구조이고, 이를 통해 셀룰로오스 부직포에 인가되는 인장력을 제어하고, 작업 효율을 높일 수 있다.
구체적인 실시예에서, 상기 머서화 단계(S100)에서, 상부 거치 롤러 열을 형성하는 각 거치 롤러는 정방향으로 회전하고, 하부 거치 롤러 열을 형성하는 각 거치 롤러는 역방향으로 회전하는 구조이다. 이를 통해, 셀룰로오스 부직포의 연속적인 이송을 구현한다.
하나의의 실시예에서, 상기 머서화 단계(S100)는, 상부 거치 롤러의 레벨은 셀룰로오스 부직포를 알칼리 처리하는 알칼리 용액의 수위 레벨보다 낮게 제어한다. 이는 머서화 단계(S100)를 거치는 동안, 셀룰로오스 부직포가 알칼리 용액에 침지된 상태로 이동한다. 이를 통해 셀룰로오스 부직포에 대한 균일한 머서화를 유도할 수 있다.
또 다른 하나의 실시예에서, 상기 머서화 단계(S100)에서, 상부 거치 롤러의 레벨은 알칼리 용액의 수위 레벨보다 높고, 하부 거치 롤러의 레벨은 알칼리 용액의 수위 레벨보다 낮게 제어되는 것도 가능하다. 머서화 단계(S100)에서 셀룰로오스 부직포를 알칼리 용액에 완전히 침지하는 것도 가능하나, 이는 공정 비용을 증가시키는 원인이 된다. 본 발명에서는, 상부 거치 롤러의 레벨을 알칼리 용액의 수위 레벨보다 높게 제어함으로써, 머서화 단계(S100)를 거치는 동안, 셀룰로오스 부직포가 알칼리 용액에 침지되었다가 픽업되는 과정을 반복하게 된다. 이를 통해, 본 발명은 머서화 과정의 효율은 저하시키지 않으면서, 알칼리 용액의 사용량을 획기적으로 절감할 수 있다.
본 발명에서는, 머서화 단계(S100)를 거친 셀룰로오스 부직포에 대해서 연속적으로 스웰링 단계(S200)를 수행한다. 하나의 실시예에서, 상기 스웰링 단계(S200)는, MCA(monochloroacetic acid) 성분을 함유하는 알코올 용액에서 셀룰로오스 부직포를 침지시켜 수행한다. 상기 스웰링 단계(S200)는 60 내지 80℃ 조건에서 3 내지 10 분 동안 진행한다. 구체적으로, 상기 카르복시알킬화 용액으로는 용매로 알코올을 이용한 MCA(monochloroacetic acid) 용액을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 카르복시알킬화 용액으로는 MCA 3 g을 IPA(isopropyl alcohol) 300 ml에 녹인 용액(1% MCA)를 사용한다. 또한, 상기 스웰링 단계(S200)에서는, 셀룰로오스 부직포가 카르복시알킬화 용액에 침지된 상태로 반응을 수행하되, 평행하게 정렬된 거치봉 상에 셀룰로오스 부직포가 루프(loop) 형태로 거치된 상태로 이동된다.
상기 스웰링 단계(S200) 후단에 픽업율 80 내지 500%로 픽업하는 과정을 포함한다. 예를 들어, 상기 픽업 과정의 픽업율은 80 내지 500%, 120 내지 600%, 120 내지 280% 또는 150 내지 200% 범위이다.
상기 중화 단계(S300)는, 셀룰로오스 부직포를 0.2 내지 3 M 농도의 산 용액에 침지시켜 수행한다. 구체적으로, 상기 중화 단계(S300)는 약산을 이용하여 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 중화 단계(S300)는 0.2 내지 3 M 농도의 CA(Citric acid)를 이용하여 수행 가능하다. 본 발명에서는 상대적으로 저농도의 약산을 이용하여 중화 단계를 수행함으로써, 셀룰로오스 부직포의 손상을 방지하고 잔류될 수 있는 산 성분에 의한 사용자의 피부 손상을 최소화한다.
상기 수세 단계(S400)는 단일 수조에서 수행하는 것도 가능하나, 2 내지 4개의 수조를 이용하여 수행 가능하다. 예를 들어, 상기 수세 단계(S400)는 셀룰로오스 부직포가 수세를 위한 세정액이 담지된 2 내지 4개의 수조를 거치도록 함으로써 수행 가능하다. 예를 들어, 상기 세정액으로는 물 또는 알코올 용액을 적용할 수 있다.
상기 수세 단계(S400) 이후에 건조 단계를 더 거칠 수 있다. 상기 건조 단계는, 예를 들어, 45 내지 80℃ 온도에서 15 내지 60분간 건조를 수행한다. 상기 건조 단계의 건조 조건은 셀룰로오스 섬유의 손상 내지 변형을 방지하면서 공정 효율을 높이기 위한 범위에서 설정하였다. 예를 들어, 상기 건도 단계는 텐터(tenter) 공정으로 수행 가능하다.
또 다른 하나의 실시예에서, 상기 머서화 단계(S100), 스웰링 단계(S200), 중화 단계(S300) 및 수세 단계(S400) 사이에는, 각각 셀룰로오스 부직포를 스퀴징하는 단계를 더 포함한다. 상기 스퀴징 단계에서는 셀룰로오스 부직포를 스퀴징하고 함유된 용액 성분을 제거하는 역할을 한다.
하나의 실시예에서, 본 발명은, 투입된 셀룰로오스 부직포가 머서화 단계(S100) 및 스웰링 단계(S200)를 연속적으로 경유하는데 소요되는 시간은 15 분 이내, 3 내지 15 분 또는 5 내지 10 분 범위이다. 본 발명에서는 중간에 별도의 숙성 과정을 요구하지 않으며, 연속처리를 통한 빠른 공정 속도를 구현할 수 있다.
또 다른 하나의 실시예에서, 본 발명은, 투입된 셀룰로오스 부직포가 머서화 단계(S100), 스웰링 단계(S200), 중화 단계(S300) 및 수세 단계(S400)를 연속적으로 경유하는데 소요되는 시간은 5 내지 30 분 범위이다. 본 발명에서 각 단계별 소요 시간을 산출하면, 예를 들어, 머서화 단계(S100)는 20 내지 60 초, 스웰링 단계(S200)는 3 내지 10 분 범위에서 수행 가능하다. 본 발명은 각 단계 사이의 짧은 이송 시간을 제외하고는 별도의 숙성 과정을 요구하지 않는다.
본 발명은 또한, 앞서 설명한 제조 방법을 적용한 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 시스템을 제공한다. 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 시스템은, 셀룰로오스 부직포를 알칼리 처리하는 머서화 처리조(100); 머서화 처리조로부터 공급된 셀룰로오스 부직포를 카르복시알킬화하는 스웰링조(200); 셀룰로오스 부직포를 중화하는 중화조(300); 셀룰로오스 부직포를 수세하는 수세조(400); 및 상기 머서화 처리조(100), 스웰링조(200), 중화조(300) 및 수세조(400)를 따라 셀룰로오스 부직포를 연속적으로 이송하는 컨베이어 라인을 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 머서화 처리조(100)의 상류에 위치하며, 알칼리 용액으로 셀룰로오스 부직포를 웨팅하는 제1 프리웨팅존(pre-wetting zone); 및 상기 스웰링조(200)의 상류에 위치하며, 알코올로 셀룰로오스 부직포를 웨팅하는 제2 프리웨팅존 중 어느 하나 이상의 프리웨팅존를 포함한다.
본 발명은 머서화 처리조(100) 및/또는 스웰링조(200)에 도입되는 셀룰로오스 부직포를 프리웨팅하는 프리웨팅존을 형성함으로써, 반응 효율을 높이고 반은 시간을 줄이게 된다. 상기 제1 및/또는 제2 프리웨팅존은 셀룰로오스 부직포 상에 프리웨팅을 위한 용액을 분사하는 영역이다. 하나의 실시예에서, 상기 제1 프리웨팅존은 셀룰로오스 부직포에 알칼리 용액을 분사하는 분사 노즐을 포함한다. 또한, 상기 제2 프리웨팅존은 셀룰로오스 부직포에 알코올 용액을 분사하는 분사 노즐을 포함한다.
하나의 실시예에서, 상기 머서화 처리조(100)는, TD 방향으로 평행하게 배향되되 MD 방향으로 p개(p는 5 이상의 정수) 배열된 상부 거치 롤러; 및 상부 거치 롤러의 하부에 위치하고 TD 방향으로 평행하게 배향되되 MD 방향으로 q개(q은 5 이상의 정수) 배열된 하부 거치 롤러를 포함한다.
상부 및 하부 거치 롤러의 수(p, q)는 각각 독립적으로 5 내지 100 범위이다. 구체적으로, 상부 및 하부 거치 롤러의 수(p, q)는 각각 독립적으로 5 내지 50 범위, 5 내지 30 범위 또는 8 내지 20 범위이다. 예를 들어, 상부 및 하부 거치 롤러의 수(p, q)는 동일하거나 어느 한 쪽이 하나 더 많은 구조일 수 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 머서화 처리조(100)에서, 셀룰로오스 부직포는 하부 거치 롤러를 시작으로 상부 및 하부 거치 롤러를 거친 후 하부 거치 롤러를 끝으로 다음 단계로 진행되고, 이 경우에는 하부 거치 롤러가 상부 거치 롤러보다 하나 더 많은 구조이다.
구체적인 실시예에서, 상기 머서화 처리조(100)에서, 셀룰로오스 부직포는 상부 거치 롤러와 하부 거치 롤러를 교번하도록 거치된 상태에서 이송되는 구조이다. 본 발명에서는, 셀룰로오스 부직포를 상부 및 하부 거치 롤러에 교번하도록 거치함으로써, 머서화 처리조(100)를 거치는 동안 셀룰로오스 부직포에 일정 수준의 인장력을 부여하게 된다. 알칼리 용액을 처리하는 머서화 처리조에서, 셀룰로오스 부직포는 수축되는 현상이 발생한다. 본 발명에서는, 셀룰로오스 부직포를 상부 및 하부 거치 롤러에 교번하도록 거치함으로써, 셀룰오오스 부직포의 과도한 수축을 방지할 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 머서화 처리조(100)에서, 상부 및 하부 거치 롤러 중 어느 하나 이상은 상하 방향으로 이동되는 구동축과 체결된 구조이다. 예를 들어, 상부 거치 롤러는 상하 방향으로 이동되는 구동축과 체결된 구조이고, 이를 통해 셀룰로오스 부직포에 인가되는 인장력을 제어하고, 작업 효율을 높일 수 있다.
구체적인 실시예에서, 상기 머서화 처리조(100)에서, 상부 거치 롤러 열을 형성하는 각 거치 롤러는 정방향으로 회전하고, 하부 거치 롤러 열을 형성하는 각 거치 롤러는 역방향으로 회전하는 구조이다. 이를 통해, 셀룰로오스 부직포의 연속적인 이송을 구현한다.
또 다른 하나의 실시예에서, 상기 스웰링조(200)는, 셀룰로오스 부직포를 거치한 상태에서 이송하는 봉형의 거치대(hanging bar)를 포함하고, 상기 봉형의 거치대는 TD 방향(Traverse Direction)으로 평행하게 배향되되, 일정한 이격거리를 두고 MD 방향(Machine Direction)으로 n개(n은 20 이상의 정수) 배열된 구조이다. 구체적으로, 상기 스웰링조(200)에서는, 봉형의 거치대(hanging bar)를 이용하여 셀룰로오스 부직포를 루프(loop) 형태로 거치한 상태에서 이송하게 된다. 이를 통해, 스웰링조(200)를 거치는 동안 셀룰로오스 부직포에 가해지는 장력을 해소하고 부직포의 손상을 방지할 수 있다. 더불어 본 발명에서는, 스웰링조(200)에서의 처리시간을 머서화 처리조(100) 대비 상대적으로 길게 제어한다. 본 발명은 셀룰로오스 부직포를 봉형의 거치대에 루프 형태로 거치함으로써, 상대적으로 처리시간이 긴 스웰링조(200) 설비의 과도한 확장을 방지하고, 셀룰로오스 부직포에 대한 연속처리를 가능하게 한다.
구체적인 실시예에서, 본 발명에서 셀룰로오스 부직포가 거치된 상태의 봉형의 거치대(hanging bar)는 n개 배열된 구조이며, 상세하게는, 20 내지 1,000 개, 20 내지 500 개, 50 내지 200 개 또는 50 내지 150 개 배열된 구조이다. 상기 봉형의 거치대의 개수는 셀룰로오스 부직포를 처리하는 설비의 규모, 생산량 내지 카르복시알킬화 용액의 농도와 처리시간 등을 고려하여 설계 변경 가능하다.
또 다른 하나의 실시예에서, 상기 스웰링조(200)에서, 셀룰로오스 부직포는, k 번째(k는 1 내지 n-1 사이의 정수) 봉형의 거치대에 거치되되, MD 방향 양측이 k 번째 봉형의 거치대 하단으로 늘어뜨려진 형태이고, k 번째 봉형의 거치대에 거치된 셀룰로오스 부직포의 전단은 k+1 번째 봉형의 거치대에 거치된 형태이고, 상기 셀룰로오스 부직포는 봉형의 거치대에 거치된 상태로 스웰링조(200) 내에서 이송되는 구조이다. 즉, 상기 셀룰로오스 부직포는 봉형의 거치대에 루프 형태로 거치된다. 이를 위해서, 상기 스웰링조(200)에 셀룰로오스 부직포가 연속적으로 공급되되, 봉형의 거치대는 이동과 멈춤을 일정 간격으로 반복하게 된다. 상세하게는, 봉형의 거치대가 이동 상태에서 셀룰로오스 부직포는 봉형의 거치대에 거치되고, 봉형의 거치대가 멈춤 상태에서는 봉형의 거치대 사이의 이격 공간에 셀룰로오스 부직포가 루프 형태로 늘어뜨려진다. 이러한 과정을 반복함으로써, 봉형의 거치대에 셀룰로오스 부직포를 루프 형태로 거치하게 된다.
구체적인 실시예에서, 상기 스웰링조(200)에서, 셀룰로오스 부직포는, 거치대에 거치된 상태로 산과 골을 형성하도록 위치한 상태로 이송되며, 산과 골 사이의 이격 높이(GH)와 산과 산 사이의 이격 폭(GW) 사이의 비율(GH : GW)은, 10~100 : 1 범위이다. 구체적으로, 상기 비율(GH : GW)은 10~50 : 1 범위, 30~100 : 1 범위 또는 25~75 : 1 범위이다. 상기 비율 범위는 스웰링조(200)에서의 공정 효율과 셀룰로오스 부직포에 대한 카르복시알킬화 정도를 고려하여 산정된 것이다.
하나의 실시예에서, 상기 스웰링조(200)는, 각 봉형의 거치대 일측 또는 양측에 체결되고, 순환 운동을 하는 순환 벨트; 및 상기 순환 벨트에 구동력을 전달하는 구동모터를 더 포함한다. 구동모터에 의한 축의 회전운동은 순환 벨트를 통해 봉형의 거치대를 순환시키게 된다. 상기 봉형의 거치대는 스웰링조(200) 내부에서 순환하면서 셀룰로오스 부직포를 이송하게 된다. 예를 들어, 상기 순환 벨트는 체인 벨트이다.
또 다른 하나의 실시예에서, 상기 스웰링조(200)는 수조 내에 카르복시알킬화 용액이 충진된 구조를 포함하며, 봉형의 거치대 레벨은 카르복시알킬화 용액의 수위 레벨보다 낮게 설정된다. 이를 통해, 스웰링조(200) 내에서 봉형의 거치대에 거치된 셀룰로오스 부직포는 카르복시알킬화 용액에 침지된 상태로 이송된다. 셀룰로오스 부직포를 카르복시알킬화하는 카르복시알킬화 용액의 수위 레벨보다 낮게 제어함으로써, 셀룰로오스 부직포에 대한 카르복시알킬화 효율 및 균일성을 높일 수 있다.
또 다른 하나의 실시예에서, 상기 머서화 처리조(100), 스웰링조(200), 중화조(300) 및 수세조(400) 사이에는, 각각 셀룰로오스 부직포를 스퀴징하는 서로 마주보는 쌍으로 된 스퀴징 롤러를 더 포함한다. 상기 스퀴징 롤러는 셀룰로오스 부직포를 스퀴징하고 함유된 용매 성분을 제거하는 역할을 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법은, 알칼리 용액으로 셀룰로오스 부직포를 웨팅하는 제1 프리웨팅(pre-wetting) 단계(S110); 셀룰로오스 부직포를 알칼리 처리하는 머서화(mercerization) 단계(S100); 알코올로 셀룰로오스 부직포를 웨팅하는 제2 프리웨팅 단계(S210); 셀룰로오스 부직포를 카르복시알킬화 처리하는 스웰링 단계(S200); 셀룰로오스 부직포를 중화하는 중화 단계(S300); 및 중화 단계를 거친 셀룰로오스 부직포를 수세하는 수세 단계(S400)를 연속적으로 수행한다.
각 단계에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
제1 프리웨팅 단계(S110)는, 알칼리 용액을 이용하여 셀룰로오스 부직포를 전처리 하게 되며, 예를 들어, 알칼리 용액을 셀룰로오스 부직포에 분사한다. 상기 알칼리 용액은 NaOH 15 g을 물 100 ml에 녹인 용액 (13% NaOH)을 사용하였다.
머서화 단계(S100)는, 제1 프리웨팅 단계(S110)를 거친 셀룰로오스 부직포를 20 내지 23℃ 조건에서 알칼리 용액에 20 내지 60 초 동안 침지한다. 상기 알칼리 용액은 제1 프리웨팅 단계(S110)에 사용된 알칼리 용액과 동일한 조성이다. 그런 다음, 100 내지 600%의 픽업율로 픽업한 후 스퀴징하였다.
그런 다음, 머서화 단계(S100)를 거친 셀룰로오스 부직포에 대해서 연속적으로 제2 프리웨팅 단계(S210)와 스웰링 단계(S200)를 수행하였다. 상기 제2 프리웨팅 단계(S210)에서, 셀룰로오스 부직포 상에 알코올, 예를 들어, IPA(isopropyl alcohol)을 분사한다.
스웰링 단계(S200)는 60 내지 80℃ 조건에서 3 내지 10 분 동안 진행한다. 구체적으로, 스웰링 단계(S200)는 셀룰로오스 부직포를 카르복시알킬화 용액에 침지한다. 상기 카르복시알킬화 용액으로는 용매로 알코올을 이용한 MCA(monochloroacetic acid) 용액을 사용하였다. 구체적으로는 상기 카르복시알킬화 용액으로는 MCA 3 g을 IPA(isopropyl alcohol) 300 ml과 혼합한 용액(1% MCA)를 사용한다.
다시 스퀴징하는 과정을 거쳐 중화 단계(S300)와 수세 단계(S400)를 수행한다. 중화 단계(S300)는 셀룰로오스 부직포를 중화액에 침지시켜 수행한다. 예를 들어, CA(citric acid) 1 g을 물 100 ml에 녹인 용액(1% CA)을 중화액으로 사용한다. 중화 단계(S300)는 20 내지 25℃, pH 6 내지 7.5 조건에서 1 내지 30 초 동안 수행한다. 중화 단계(S300)를 거친 셀룰로오스 부직포는 스퀴징 과정을 거쳐 수세 단계(S400)로 공급한다.
수세 단계(S400)에서는 물을 이용하여 셀룰로오스 부직포를 세척한다. 예를 들어, 2개의 수세조로 나누어 순차적으로 침지하면서 수세하게 된다. 수세 시간은 5 내지 20 분 소요된다.
상기 수세 단계(S400) 이후에, 45 내지 80℃ 온도에서 15 내지 60분간 건조하는 건조 단계(S500)를 추가로 거치게 된다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 시스템을 도시한 공정도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 시스템은, 알칼리 용액으로 셀룰로오스 부직포를 웨팅하는 제1 프리웨팅존(pre-wetting zone); 셀룰로오스 부직포를 알칼리 처리하는 머서화 처리조(100); 알코올로 셀룰로오스 부직포를 웨팅하는 제2 프리웨팅존; 셀룰로오스 부직포를 카르복시알킬화하는 스웰링조(200); 셀룰로오스 부직포를 중화하는 중화조(300); 셀룰로오스 부직포를 수세하는 수세조(400); 및 상기 머서화 처리조(100), 스웰링조(200), 중화조(300) 및 수세조(400)를 포함한다.
각 단계에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
공급 카트(11) 또는 공급 롤러(12)를 이용하여 예를 들어, 셀룰로오스 부직포의 일종인 텐셀(Tencel) 부직포를 공급한다. 공급된 셀룰로오스 부직포(10)는 이송 롤러(501, 502)를 거쳐 제1 프리웨팅존(pre-wetting zone)(110)에 도입된다.
상기 제1 프리웨팅존(110)에서는, 알칼리 용액으로 셀룰로오스 부직포(10)를 전처리 하게 된다. 제1 프리웨팅존(110)를 거치는 동안 셀룰로오스 부직포(10)는 컨베이어 라인을 따라 이송된다.
상기 머서화 처리조(100)는, 제1 프리웨팅존(110)를 거친 셀룰로오스 부직포(10)를 알칼리 용액에 침지한다. 상기 알칼리 용액은 제1 프리웨팅존(110)에서 사용된 알칼리 용액과 동일한 조성이다. 그런 다음, 셀룰로오스 부직포(10)를 100 내지 600%의 픽업율로 픽업한 후 스퀴징 롤러(503)를 이용하여 스퀴징하였다.
그런 다음, 머서화 처리조(100)를 거친 셀룰로오스 부직포(10)는 연속적으로 제2 프리웨팅존(210)와 스웰링조(200)를 거치게 된다. 상기 제2 프리웨팅존(210)에서는, 이송 롤러(504)를 통해 도입된 셀룰로오스 부직포(10)가 컨베이어 라인을 따라 이송되며, 이송되는 셀룰로오스 부직포(10) 상에 IPA(isopropyl alcohol)을 분사한다.
스웰링조(200)를 거친 셀룰로오스 부직포(10)는 스퀴징 롤러(505)를 거쳐 중화조(300)와 수세조(400)에 도입된다. 상기 중화조(300)는 셀룰로오스 부직포를 중화하기 위한 중화액을 포함한다. 상기 중화액으로는, 예를 들어, CA(citric acid) 1 g을 물 100 ml에 녹인 용액(1% CA)을 사용한다. 중화조(300)에서는 20 내지 25℃, pH 6 내지 7.5 조건에서 1 내지 30 초 동안 중화를 수행한다. 상기 중화조(300)는 단일 수조로 형성 가능하나, 중화 효율 등을 고려하여 둘 또는 그 이상의 수조로 형성된다. 중화조(300)를 거친 셀룰로오스 부직포(10)는 스퀴징 롤러(506)를 거쳐 수세조(400)로 공급된다. 상기 수세조(400)에서는 물을 이용하여 셀룰로오스 부직포를 세척한다. 예를 들어, 2~4개의 수조로 나누어 순차적으로 침지하면서 수세하게 된다. 수세 시간은 5 내지 20 분 소요된다.
수세조(400)를 거친 셀룰로오스 부직포(10)는 건조 과정에 도입된다. 상기 건조 과정은 45 내지 80℃ 온도에서 15 내지 60분간 건조하는 과정을 수행한다. 예를 들어, 상기 건조 과정은 텐터(tenter) 장비를 이용해서 수행 가능하다. 상기 텐터 장비는 처리된 셀룰로오스 부직포를 펼친 상태에서 건조하는 장비를 총칭한다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 시스템 중 머서화 처리조를 도시한 공정도이다. 도 4를 참조하면, 머서화 처리조(400)에서는 알칼리 용액을 처리하여 셀룰로오스 부직포를 머서화하게 된다. 본 발명에서는, 머서화 처리조(400)의 상류에 제1 프리웨팅존(110)을 형성함으로써, 머서화 처리조(400)의 공정 효율을 높이고 반응시간을 줄이게 된다.
구체적으로 살펴보면, 공급된 셀룰로오스 부직포(10)는 이송 롤러(501, 502)를 거쳐 제1 프리웨팅존(pre-wetting zone)(110)에 도입된다. 상기 제1 프리웨팅존(110)에서는, 분사 노즐(111)을 이용하여 셀룰로오스 부직포(10)에 알칼리 용액을 분사한다. 상기 알칼리 용액은 NaOH 15 g을 물 100 ml에 녹인 용액 (13% NaOH)을 사용하였다. 제1 프리웨팅존(110)를 거치는 동안 셀룰로오스 부직포(10)는 컨베이어 라인을 따라 이송된다. 제1 프리웨팅존(110)에서 분사된 알칼리 용액 중 잔류 성분은 하단에 위치하는 머서화 처리조(100)로 유입되어 재사용 가능하다.
상기 머서화 처리조(100)는, 제1 프리웨팅존(110)를 거친 셀룰로오스 부직포(10)를 20 내지 23℃ 조건에서 알칼리 용액에 20 내지 60 초 동안 침지하였다. 상기 알칼리 용액은 제1 프리웨팅존(110)에서 사용된 알칼리 용액과 동일한 조성이다. 머서화 처리조(100)를 거치는 동안, 셀룰로오스 부직포(10)는 상부 및 하부 거치 롤러(101, 102)에 교번하여 거치된 상태로 이동된다. 머서화 처리조(100)에서는, 셀룰로오스 부지포(10)를 상부 및 하부 거치 롤러(101, 102)에 교번하여 거치하며, 이를 통해 셀룰로오스 부직포(10)에 장력을 가하면서 수축을 방지한다. 그런 다음, 셀룰로오스 부직포(10)를 100 내지 600%의 픽업율로 픽업한 후 스퀴징 롤러(503)를 이용하여 스퀴징한 후 다음 공정으로 이송한다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 시스템 중 스웰링도를 도시한 공정도이다. 머서화 처리조(100)를 거친 셀룰로오스 부직포(10)는 스퀴징 롤러(504)를 거쳐 제2 프리웨팅존(210)과 스웰링조(200)에 도입된다.
상기 제2 프리웨팅존(210)에서는, 이송 롤러(504)를 통해 도입된 셀룰로오스 부직포(10)가 컨베이어 라인을 따라 이송된다. 이송되는 셀룰로오스 부직포(10) 상에 분사 노즐(211)을 이용하여 IPA(isopropyl alcohol)을 분사한다. 상기 제2 프리웨팅존(210)은 단일 구역으로 형성되는 것도 가능하나, 설비의 효율성을 위해 수직 적층된 둘 또는 그 이상의 구역으로 다단 구획되어 형성된다. 제2 프리웨팅존(210)에서 분사된 IPA 중 잔류 성분은 하단에 위치하는 스웰링조(200)로 유입되어 재사용 가능하다.
상기 스웰링조(200)에서, 셀룰로오스 부직포(10)를 카르복시알킬화 용액에 부분 또는 전부 침지하게 된다. 본 발명에서는, 거치봉(hanging bar)을 이용하여 셀룰로오스 부직포를 루프(loop) 형태로 거치한 상태에서 이송하게 된다. 이를 통해, 스웰링조(200)를 거치는 동안 셀룰로오스 부직포(10)에 가해지는 장력을 해소하고 부직포의 손상을 방지할 수 있다. 구체적으로, 상기 거치봉(201)은 TD 방향(Traverse Direction)으로 평행하게 배향되되, 일정한 이격거리를 두고 MD 방향(Machine Direction)으로 배열된 구조이다.
10: 셀룰로오스 부직포
11: 공급 카트
12: 공급 롤러
100: 머서화 처리조
101: 상부 거치 롤러
102: 하부 거치 롤러
110: 제1 프리웨팅존
111: 알칼리 용액 분사 노즐
200: 스웰링조
201: 거치봉
210: 제2 프리웨팅존
211: 알코올 분사 노즐
300: 중화조
400: 수세조
501, 502, 504: 이송 롤러
503, 505, 506, 507: 스퀴징 롤러
S10, S100: 머서화 단계
S11, S21: 숙성 단계
S20, S200: 스웰링 단계
S30, S300: 중화 단계
S40, S400: 수세 단계
S110: 제1 프리웨팅 단계
S210: 제2 프리웨팅 단계

Claims (15)

  1. 셀룰로오스 부직포를 알칼리 처리하는 머서화(mercerization) 단계(S100);
    셀룰로오스 부직포를 카르복시알킬화 처리하는 스웰링 단계(S200);
    셀룰로오스 부직포를 중화하는 중화 단계(S300); 및
    중화 단계를 거친 셀룰로오스 부직포를 수세하는 수세 단계(S400)를 연속적으로 수행하되,
    머서화 단계(S100) 이전에 수행하는 알칼리 용액으로 셀룰로오스 부직포를 웨팅하는 제1 프리웨팅(pre-wetting) 단계(S110); 및
    스웰링 단계(S200) 이전에 수행하는 알코올로 셀룰로오스 부직포를 웨팅하는 제2 프리웨팅 단계(S210) 중 어느 하나 이상의 프리웨팅 단계를 포함하는 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제1 프리웨팅(pre-wetting) 단계(S110)는 분사 노즐을 이용하여 셀룰로오스 부직포에 알칼리 용액을 분사하여 수행하고,
    제2 프리웨팅 단계(S210)는 분사 노즐을 이용하여 셀룰로오스 부직포에 알코올 용액을 분사하여 수행하는 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 머서화 단계(S100)는 18 내지 25℃에서 20 내지 60 초간 수행하고,
    상기 스웰링 단계(S200)는 50 내지 80℃에서 3 내지 10 분간 수행하는 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 머서화 단계(S100)는 셀룰로오스 부직포를 알칼리 용액에 침지하는 과정을 통해 수행되고,
    상기 머서화 단계(S100) 후단에 픽업율 100 내지 600%로 픽업하는 과정을 포함하는 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 머서화 단계(S100)는,
    셀룰로오스 부직포는 상부 거치 롤러와 하부 거치 롤러를 교번하도록 거치된 상태에서 이송되는 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 머서화 단계(S100)는,
    상부 거치 롤러의 레벨은 셀룰로오스 부직포를 알칼리 처리하는 알칼리 용액의 수위 레벨보다 낮게 제어하는 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스웰링 단계(S200)는,
    MCA(monochloroacetic acid) 성분을 함유하는 알코올 용액에서 셀룰로오스 부직포를 침지시켜 수행하는 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 중화 단계(S300)는, 셀룰로오스 부직포를 0.2 내지 3 M 농도의 산 용액으로 처리하는 것을 특징으로 하는 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 수세 단계(S400) 이후에, 45 내지 80℃ 온도에서 15 내지 60분간 건조하는 건조 단계(S500)를 더 포함하는 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 머서화 단계(S100), 카르복시알킬화 처리하는 스웰링 단계(S200), 중화 단계(S300) 및 수세 단계(S400) 사이에는, 각각 셀룰로오스 부직포를 스퀴징하는 단계를 더 포함하는 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 방법.
  11. 셀룰로오스 부직포를 알칼리 처리하는 머서화 처리조(100);
    머서화 처리조로부터 공급된 셀룰로오스 부직포를 카르복시알킬화하는 스웰링조(200);
    셀룰로오스 부직포를 중화하는 중화조(300);
    셀룰로오스 부직포를 수세하는 수세조(400); 및
    상기 머서화 처리조(100), 스웰링조(200), 중화조(300) 및 수세조(400)를 따라 셀룰로오스 부직포를 연속적으로 이송하는 컨베이어 라인을 포함하며,
    상기 머서화 처리조(100)의 상류에 위치하며, 알칼리 용액으로 셀룰로오스 부직포를 웨팅하는 제1 프리웨팅존(pre-wetting zone); 및
    상기 스웰링조(200)의 상류에 위치하며, 알코올로 셀룰로오스 부직포를 웨팅하는 제2 프리웨팅존 중 어느 하나 이상의 프리웨팅존을 포함하는 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    제1 프리웨팅존은 셀룰로오스 부직포에 알칼리 용액을 분사하는 분사 노즐을 포함하고,
    제2 프리웨팅존은 셀룰로오스 부직포에 알코올 용액을 분사하는 분사 노즐을 포함하는 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 머서화 처리조(100)는,
    TD 방향으로 평행하게 배향되되 MD 방향으로 p개(p는 5 이상의 정수) 배열된 상부 거치 롤러; 및
    상부 거치 롤러의 하부에 위치하고 TD 방향으로 평행하게 배향되되 MD 방향으로 q개(q은 5 이상의 정수) 배열된 하부 거치 롤러를 포함하는 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 머서화 처리조(100)에서,
    상부 거치 롤러 열을 형성하는 각 거치 롤러는 정방향으로 회전하고,
    하부 거치 롤러 열을 형성하는 각 거치 롤러는 역방향으로 회전하는 구조인 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 스웰링조(200)는, 셀룰로오스 부직포를 거치한 상태에서 이송하는 봉형의 거치대(hanging bar)를 포함하고,
    상기 봉형의 거치대는 TD 방향(Traverse Direction)으로 평행하게 배향되되, 일정한 이격거리를 두고 MD 방향(Machine Direction)으로 n개(n은 20 이상의 정수) 배열된 구조인 연속 공정에 의한 CMC 부직포 제조 시스템.
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