KR20240050017A - 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
해양유래 바이오매스 필름의 두께를 정교하게 조절할 수 있는 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예는 필름 형성부, 상기 필름 형성부와 연결된 두께조절부 및 상기 두께조절부와 연결된 건조부를 포함하는 필름 제조장치를 이용하는 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법으로, (S1) 상기 필름 형성부에 들어가는 제1 이송펠트에 제1 경화제를 도포하는 단계; (S2) 상기 제1 경화제가 도포된 제1 이송펠트 상에, 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물을 도포하여 제1 필름을 형성하는 단계; 및 (S3) 상기 제1 필름 상에, 상기 제1 경화제와 동일하거나 상이한 제2 경화제를 도포하여 제2 필름을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 필름 형성부는, 그 내부에 상기 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물을 포함하는 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 제품의 생산비용이 절감되고 공정시간이 단축될 수 있는 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법에 관한 것이다.
알긴산은 염의 금속 이온과 쉽게 반응하여 상업적 용도로 다양한 종류의 알지네이트를 형성하는 해양유래 바이오매스(천연 공중합체)이다.
알긴산 염 중 하나인 알긴산나트륨(sodium alginate; SA)은 다량의 물을 쉽게 흡수하여 고점도의 용액을 형성하는 특성을 가지기 때문에 기존의 고분자 필름 생산 공정이나 제지 공정을 적용하더라도 얇고 균일한 알지네이트 필름을 연속적으로 생산하는 것은 쉽지 않은 문제점을 갖고 있었다.
알긴산나트륨을 활용하여 필름을 제조하는 선행문헌들은 랩스케일 (Lab-scale) 수준의 간이 필름을 생산하는 내용만을 제시하고 있고, 설사 전체 공정을 제시하였더라도 최초의 시료 용액에서부터 필름의 두께를 정교하게 조절할 수 있는 공정 및 설비에 관한 내용에 관한 연구는 미흡한 실정이다.
예를 들어, 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0055973호 (2012.11.15. 국제공개)는 알지네이트막 층을 보유하는 필름 및 그 제조 방법에 관한 발명으로, 액체를 흡수하기 위해 필름 캐리어를 사용하며 2회의 별도의 연속 코팅 공정에 의해 처리되는 알제네이트막을 보유하는 필름의 제조방법을 개시하고 있지만, 최초의 시료 용액에서부터 알지네이트막 필름의 두께를 정교하게 조절하거나 얇은 알지네이트막을 제조하는 방법에 대해서는 개시하고 있지 않다.
본 발명의 목적은, 해양유래 바이오매스 필름의 두께를 정교하게 조절할 수 있는 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 연속식 롤투롤 공정으로 제조하여 생산비용이 절감되고 공정시간이 단축될 수 있는 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법을 구현할 수 있는 필름 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 필름 형성부, 상기 필름 형성부와 연결된 두께조절부 및 상기 두께조절부와 연결된 건조부를 포함하는 필름 제조장치를 이용하는 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법으로,
(S1) 상기 필름 형성부에 들어가는 제1 이송펠트에 제1 경화제를 도포하는 단계;
(S2) 상기 제1 경화제가 도포된 제1 이송펠트 상에, 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물을 도포하여 제1 필름을 형성하는 단계; 및
(S3) 상기 제1 필름 상에, 상기 제1 경화제와 동일하거나 상이한 제2 경화제를 도포하여 제2 필름을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 필름 형성부는, 그 내부에 상기 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물을 포함하는 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 필름 형성부는 상기 제1 필름의 두께를 조절하는 제1 조절부; 상기 제1 필름의 폭을 조절하는 제2 조절부; 및 상기 제1 조절부와 대향되는 댐을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 경화제를 도포하는 방법은 스프레이 방법일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법은 (S4) 상기 두께조절부에서 상기 제2 필름의 두께를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 두께조절부는 상기 제2 필름의 표면에 압력을 가하는 캘린더링 롤(gap roll)을 포함하고, 상기 두께가 조절된 제2 필름의 두께는 0.01 내지 1.00cm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 이송펠트의 이동속도는 각각 독립적으로 10 cm/min 내지 500m/min일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법은 (S5) 상기 건조부에서 상기 두께가 조절된 제2 필름을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S5) 단계는 적외선 건조방법, 열풍 건조방법 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 이용하는 단계일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 건조부는 내부에 상기 제2 필름이 통과하는 터널을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법은 (S6) 상기 건조부와 연결된 리와인딩부에서 상기 건조된 제2 필름을 리와인드(rewind)하는 단계를 더 포함하고, 상기 리와인딩부는 상기 건조된 제2 필름이 권취되는 롤의 전단에 부착된 프로파일 제어부(profile controller)를 포함할 수 있다.
상기 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시예를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고점도의 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물을 건조하여 롤에 권취된 필름 형태로 연속적으로 생산함으로써 제품의 생산비용이 절감되고 공정시간이 단축된 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 해양유래 바이오매스 필름의 두께를 균일하게 조절할 수 있다. 이러한 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법은 대규모 스케일의 대량생산 공정에도 쉽게 적용될 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법을 구현하기 위한 필름 제조장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 필름 형성부를 확대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 2는 도 1의 필름 형성부를 확대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법을 나타낸 플로우 차트이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
한편, 제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 일 실시예는 필름 형성부, 상기 필름 형성부와 연결된 두께조절부 및 상기 두께조절부와 연결된 건조부를 포함하는 필름 제조장치를 이용하는 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법으로,
(S1) 상기 필름 형성부에 들어가는 제1 이송펠트에 제1 경화제를 도포하는 단계;
(S2) 상기 제1 경화제가 도포된 제1 이송펠트 상에, 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물을 도포하여 제1 필름을 형성하는 단계; 및
(S3) 상기 제1 필름 상에, 상기 제1 경화제와 동일하거나 상이한 제2 경화제를 도포하여 제2 필름을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 필름 형성부는, 그 내부에 상기 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물을 포함하는 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고점도의 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물을 건조하여 롤에 권취된 필름 형태로 연속적으로 생산함으로써 제품의 생산비용이 절감되고 공정시간이 단축된 제조방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 해양유래 바이오매스 필름의 두께를 균일하게 조절할 수 있다.
이하에서는, 도면을 참고하여 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법을 구현하기 위한 필름 제조장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 필름 형성부를 확대한 단면도이다.
도 1 및 2를 참고하면, 본 발명에 따른 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법을 구현하기 위한 필름 제조장치(100)는 필름 형성부(FH), 상기 필름 형성부(FH)와 연결된 두께조절부(20) 및 상기 두께조절부와 연결된 건조부(DR)를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 '연결된다'의 의미는 일 부재와 다른 부재가 직접적으로 연결되는 의미뿐만 아니라 간접적으로 연결되는 의미도 포괄할 수 있는 것으로 정의된다.
본 발명에 따른 필름 형성부(FH)는 슬러리 형태의 액상 시료인 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물을 경화시켜 필름이 형성되는 부재일 수 있다.
본 발명에 따른 필름 제조장치(100)는 상기 필름 형성부(FH)에 제1 이송펠트(F1)를 공급하는 제1 이송펠트 공급부(SF1) 및 상기 필름 형성부(FH)에 제2 이송펠트(F2)를 공급하는 제2 이송펠트 공급부(SF2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 이송펠트(F1) 및 제2 이송펠트(F2)는 예를 들어, 폴리에스테르계 수지, 폴리아마이드계 수지, , 불소계 수지, 또는 폴리카보네이트계 수지로 이루어진 것일 수 있다. 상기 폴리에스테르계 수지는 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET)일 수 있고, 상기 불소계 수지는 예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE)일 수 있다.
본 발명에 따른 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법은, (S1) 상기 필름 형성부(FH)에 들어가는 제1 이송펠트(F1)에 제1 경화제를 도포하는 단계를 포함한다. 구체적으로, 상기 제1 이송펠트의 표면 위에 제1 경화제가 도포됨으로써 슬러리 형태의 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물이 제1 이송펠트에 잘 부착될 수 있고, 결과적으로 필름의 부동층 형성 반응이 진행되어 제1 필름이 잘 형성될 수 있다. 상기 제1 경화제는 수크로스(sucrose), 락토스(lactose), 말토스(maltose), MgCl2, CaCl2, 도데실 황산 나트륨(sodium dodecyl sulfate), 아민계 화합물(amine-based compound) 및 에톡실레이트계 화합물(ethoxylate-based compound)로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 성분을 포함하는 용액일 수 있다.
본 발명에 따른 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법은, (S2) 상기 제1 경화제가 도포된 제1 이송펠트(F1) 상에, 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물을 도포하여 제1 필름을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물은 제1 이송펠트의 표면에 도포된 제1 경화제로 인해 제1 이송펠트(F1)와 잘 부착될 수 있다.
본 발명에 따른 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법은, (S3) 상기 제1 필름 상에, 상기 제1 경화제와 동일하거나 상이한 제2 경화제를 도포하여 제2 필름을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 제1 및 제2 경화제를 도포하는 방법은, 스프레이 방법일 수 있고 상기 스프레이 방법을 구현하기 위한 스프레이 장치는 목적에 따라 제1 및 제2 이송펠트 공급부 및 필름 형성부가 연결된 지점 또는 필름 형성부에서 그 목적에 따라 적절하게 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 필름 형성부(FH)는 그 내부에 상기 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물(L)을 포함한다. 종래 다량의 물을 쉽게 흡수하여 고점도의 용액을 형성하는 알긴산염의 특성으로 인해 슬러리 형태의 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물로 고분자 필름의 생산 공정이나 제지 공정으로 얇은 필름을 연속적으로 생산하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고점도의 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물을 건조하여 롤에 권취된 필름 형태로 연속적으로 생산함으로써 제품의 생산비용이 절감되고 공정시간이 단축된 제조방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 해양유래 바이오매스 필름의 두께를 균일하게 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 필름 형성부(FH)는 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물이 경화되는 부동층 형성부(CP)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 부동층 형성부(CP)는 그 내부에 슬러리 형태의 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물 및 스프레이 방법으로 도포된 액상의 제1 및 제2 경화제를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물은 해산물에서 유래된 해산물 유래 고분자 화합물을 포함할 수 있다. 상기 해산물은 갈조류, 홍조류, 녹조류 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있고 바람직하게는 갈조류일 수 있다. 상기 갈조류는 예를 들어, 미역, 다시마, 켈프 등일 수 있다.
본 발명에 따른 해산물 유래 고분자 화합물은 해산물로부터 추출된 다당류일 수 있다. 구체적으로, 상기 해산물 유래 고분자 화합물은, 알긴산염일 수 있고, 더욱 구체적으로 상기 알긴산염은 알긴산나트륨 또는 알긴산칼륨일 수 있다.
상기 알긴산염의 중량평균분자량은 10,000 내지 100,000g/mol일 수 있고, 바람직하게는 10,000 내지 50,000g/mol일 수 있고, 더욱 바람직하게는 10,000 내지 30,000g/mol일 수 있다. 상기 알긴산염의 중량평균분자량이 상기 수치 범위 미만일 경우 해양유래 바이오매스 필름의 강도가 낮아지는 문제가 생길 수 있고, 상기 수치 범위를 초과할 경우 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물의 점도가 지나치게 높아질 수 있다.
본 발명에 따른 알긴산염의 함량은 상기 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물의 전체 중량을 기준으로 27 내지 43 중량%일 수 있고, 바람직하게는 35 내지 43 중량%, 더욱 바람직하게는 40 내지 42 중량%일 수 있다. 상기 알긴산염의 함량이 상기 수치 범위 내일 때, 해양유래 바이오매스 필름의 생분해성 및 물성이 최적화될 수 있다.
본 발명에 따른 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물은, 조성물의 점도를 낮추고 외력에 의한 필름의 변형을 줄이는 가소제를 포함할 수 있다. 상기 가소제는 알코올류 화합물을 포함할 수 있다. 상기 알코올류 화합물은 예를 들어, 글리세린, 자일리톨, 만니톨, 솔비톨 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물은, 알긴산염 100 중량부 및 가소제 60 내지 200 중량부를 포함할 수 있다. 상기 가소제의 함량은 상기 알긴산염 100 중량부를 기준으로 바람직하게는 60 내지 100 중량부, 더욱 바람직하게는 60 내지 80 중량부일 수 있다. 상기 가소제의 함량이 상기 수치 범위 내를 만족해야 해양유래 바이오매스 필름의 높은 강성과 인장강도가 구현될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물은 상기 알긴산염 100 중량부를 기준으로 오일계 첨가제 40 내지 110 중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 오일계 첨가제는 필름의 강성을 조절하기 위한 것일 수 있다. 상기 오일계 첨가제는, 올레산, 리놀레산(linoleic acid), 리놀렌산(linolenic acid), 스테아르산, 팔미트산, 미리스트산, 라우르산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 오일계 첨가제는 해바라기씨유일 수 있다. 상기 오일계 첨가제의 함량은 바람직하게 상기 알긴산염 100 중량부를 기준으로 40 내지 90 중량부, 더욱 바람직하게는 40 내지 80 중량부일 수 있다. 상기 오일계 첨가제의 함량이 상기 수치 범위 내를 만족해야 해양유래 바이오매스 필름의 높은 강성을 구현할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물은 상기 알긴산염 100 중량부를 기준으로 충전제 1 내지 20 중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 충전제는 해양유래 바이오매스 필름의 강도 및 강성을 높이기 위해 첨가될 수 있다. 상기 충전제는 단백질계 첨가제, 폴리사카라이드계 첨가제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있고, 바람직하게는 단백질계 첨가제 및 폴리사카라이드계 첨가제의 혼합물일 수 있다. 이와 같이 충전제 2종을 사용할 경우 필름의 강도와 강성을 더욱 높일 수 있다. 단백질계 첨가제 및 폴리사카라이드계 첨가제 2종을 사용하는 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리사카라이드계 첨가제와 상기 단백질계 첨가제의 중량비(폴리사카라이드계 첨가제: 단백질계 첨가제)는 1:1 내지 1:9일 수 있고, 바람직하게는 1:2 내지 1:7일 수 있고, 더욱 바람직하게는 1:2 내지 1:3일 수 있다. 상기 폴리사카라이드계 첨가제와 상기 단백질계 첨가제의 중량비가 상기 수치 범위 내일 때, 해양유래 바이오매스 필름의 높은 강성, 인장강도 및 파단신율이 구현될 수 있다.
상기 단백질계 첨가제는 예를 들어, 유청 단백질, 젤라틴, 대두 단백질, 케라틴 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 상기 단백질계 첨가제의 분자량은 예를 들어, 15 내지 75kDa일 수 있다.
상기 폴리사카라이드계 첨가제는, α-셀룰로오스, β-셀룰로오스, 나노 셀룰로오스, 녹말 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 폴리사카라이드계 첨가제의 분자량은 예를 들어, 15 내지 75kDa일 수 있다. 상기 폴리사카라이드계 첨가제는 녹말을 다량으로 함유하는 전분일 수 있다. 상기 전분은 예를 들어, 통상의 옥수수 전분, 감자 전분, 카사바 전분 등일 수 있다.
상기 충전제의 함량은 바람직하게 상기 알긴산염 100 중량부를 기준으로 2 내지 10 중량부, 더욱 바람직하게는 2 내지 5 중량부일 수 있다. 상기 충전제의 함량이 상기 수치 범위 내를 만족해야 해양유래 바이오매스 필름의 강도와 강성이 개선될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물은 상기 알긴산염 100 중량부를 기준으로 수분 차단 첨가제 1 내지 5 중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 수분 차단 첨가제는 수분에 대한 차단성을 부여하기 위해 필요에 따라 첨가될 수 있다. 상기 수분 차단 첨가제의 함량은 적절히 조절될 수 있다. 상기 수분 차단 첨가제는 예를 들어, 입자크기가 1 내지 10 ㎛(마이크로미터)인 운모(mica)일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 필름 형성부(FH)는 상기 제1 필름의 두께를 조절하는 제1 조절부(12), 상기 제1 필름의 폭을 조절하고, 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물(L)의 외부 누수를 막는 제2 조절부 및 상기 제1 조절부(12)와 대향되는 댐(14)을 포함할 수 있다. 상기 제1 조절부(12)는 예를 들어, 닥터 블레이드(doctor blade)일 수 있고, 상기 제2 조절부는 예를 들어 사이드 가드일 수 있다. 상기 제1 조절부 및 제2 조절부로 인해 필름의 폭과 두께는 정교하게 조절될 수 있다. 상기 댐(14)은 일정량의 시료를 보관할 수 있는 부피를 가지는 구조물로, 안정적으로 필름을 형성할 수 있도록 일정 부피의 시료의 정량 투입을 유지함과 동시에 사출을 돕는 구조물 역할을 한다.
본 발명에 따른 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법은, (S4) 상기 두께조절부(20)에서 상기 제2 필름의 두께를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 두께조절부(20)는 상기 제2 필름의 표면에 압력을 가하는 캘린더링 롤(gap roll)을 포함할 수 있고 상기 두께가 조절된 제2 필름의 두께는 0.01 내지 1.00cm일 수 있다. 캘린더링 롤을 이용하여 2개의 롤 사이로 지나가는 적층체의 양 표면에 압력을 가할 수 있다. 상기 적층체는 제1 이송펠트 및 제2 이송펠트, 상기 제1 이송펠트 및 상기 제2 이송펠트 사이에 개재되는 제2 필름으로 구성될 수 있다. 상기 적층체의 양 표면에 압력을 가함으로써, 제2 필름의 두께를 목적에 따라 정교하게 조절할 수 있다.
즉, 상기 제2 필름은 상기 제1 이송펠트 및 상기 제1 이송펠트와 상이한 제2 이송펠트 사이에 개재될 수 있다. 상기 제1 및 제2 이송펠트의 이동속도는 각각 독립적으로 10 cm/min 내지 500m/min일 수 있고, 구체적으로 10m/min 내지 200m/min일 수 있고, 더욱 구체적으로 50m/min 내지 150m/min일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 이송펠트의 이동속도는 서로 동일한 것이 공정 상 바람직할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 이송펠트는 각각 독립적으로 150 내지 250 mesh의 공극을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 이송펠트가 상기 크기 범위의 공극을 포함함으로써, 필름에 함유된 용매가 효과적으로 기화될 수 있다.
본 발명에 따른 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법은, (S5) 상기 건조부(DR)에서 상기 두께가 조절된 제2 필름을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 (S5) 단계는, 적외선 건조방법, 열풍 건조방법 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 이용하는 단계일 수 있고, 바람직하게는 이들의 조합을 이용하는 단계일 수 있다.
적외선 건조방법과 열풍 건조방법을 동시에 사용함으로써 제2 필름에 잔류하는 용매를 효과적으로 제거할 수 있고 결과적으로 해양유래 바이오매스 필름의 두께를 정교하게 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 건조부(DR)는 내부에 상기 제2 필름이 통과하는 터널(TN) 을 포함할 수 있다. 상기 터널(TN)은 예를 들어, 내부에 상기 적층체가 통과하는 공간을 정의하는 프로파일일 수 있다. 상기 터널(TN)의 내부온도는 예를 들어 60 내지 200℃로 조절될 수 있다. 필요에 따라 상기 건조부(DR)는 열풍이 리플럭스(reflux)할 수 있도록 도와주는 배관을 추가로 포함할 수 있다.
상기 적층체는 롤(R)로 인하여 터널(TN)을 통과할 수 있다.
본 발명에 따른 건조유닛(DN)은 상기 터널(TN)의 내주면의 윗면과 아랫면에 일정 간격으로 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 건조유닛(DN)이 터널(TN)의 내주면에 배치됨으로써 제2 필름을 효과적으로 건조시킬 수 있다.
본 발명에 따른 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법은 (S6) 상기 건조부(DR)와 연결된 리와인딩부(RW)에서 상기 건조된 제2 필름을 리와인드(rewind)하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 리와인딩부(RW)는, 상기 건조된 제2 필름이 권취되는 롤의 전단에 부착된 프로파일 제어부(profile controller)를 포함할 수 있다. 상기 프로파일 제어부는 리와인드가 용이하게 이루어지게 할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 이송펠트(F1)는 제1 에어샤프트(AS1)에 롤 형태로 권취될 수 있고 제2 이송펠트(F2)는 제2 에어샤프트(AS2)에 롤 형태로 권취될 수 있고, 제2 필름은 제3 에어샤프트(AS3)에 롤 형태로 권취될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제3 에어샤프트(AS1, AS2, AS3)는 원통형일 수 있고 이로 인해 이송 펠트와 필름이 롤 형태로 쉽게 권취될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법은 (a) 필름 형성부에 들어가는 제1 이송펠트에 제1 경화제를 스프레이 방법으로 도포하는 단계; (b) 제1 경화제가 도포된 제1 이송펠트 상에 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물을 도포하여 제1 필름을 형성하는 단계; (c) 제1 필름 상에 제2 경화제를 스프레이 방법으로 도포하여 제2 필름을 형성하는 단계; (d) 캘린더링 롤로 제2 필름의 두께를 조절하는 단계; (e) 두께가 조절된 제2 필름을 적외선 및 열풍 터널을 통과시키면서 건조하는 단계; 및 (f) 건조된 제2 필름을 리와인드하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 필름 형성부(FH), 상기 필름 형성부(FH)와 연결된 두께조절부(20) 및 상기 두께조절부(20)와 연결된 건조부(DR)를 포함하는 필름 제조장치를 이용하는 친환경 필름의 제조방법으로,
(Sa) 제1 순환펠트 상에, 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물을 도포하여 제3 필름을 형성하는 단계; 및
(Sb) 상기 제3 필름을 상기 제1 경화제로 침지시켜 제4 필름을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 필름 형성부는, 그 내부에 상기 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물을 포함하는 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 제1 순환펠트는 무한궤도 형태로 순환할 수 있다.
상기 제4 필름을 형성하는 단계는 상기 제1 경화제를 포함하는 저수조 형태의 댐(14)에서 이루어질 수 있다.
그 외의 친환경 필름의 제조 방법에 대한 설명은 상기에서 설명한 바와 같다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
100: 필름 제조장치
FH: 필름 형성부
SF1: 제1 이송펠트 공급부 SF2: 제2 이송펠트 공급부
F1: 제1 이송펠트 F2: 제2 이송펠트
CP: 부동층 형성부 20: 두께조절부
DR: 건조부 DN: 건조유닛
12: 제1 조절부 14: 댐
L: 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물
TN: 터널
RW: 리와인딩부 AS1: 제1 에어샤프트
AS2: 제2 에어샤프트 AS3: 제3 에어샤프트
SF1: 제1 이송펠트 공급부 SF2: 제2 이송펠트 공급부
F1: 제1 이송펠트 F2: 제2 이송펠트
CP: 부동층 형성부 20: 두께조절부
DR: 건조부 DN: 건조유닛
12: 제1 조절부 14: 댐
L: 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물
TN: 터널
RW: 리와인딩부 AS1: 제1 에어샤프트
AS2: 제2 에어샤프트 AS3: 제3 에어샤프트
Claims (10)
- 필름 형성부, 상기 필름 형성부와 연결된 두께조절부 및 상기 두께조절부와 연결된 건조부를 포함하는 필름 제조장치를 이용하는 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법으로,
(S1) 상기 필름 형성부에 들어가는 제1 이송펠트에 제1 경화제를 도포하는 단계;
(S2) 상기 제1 경화제가 도포된 제1 이송펠트 상에, 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물을 도포하여 제1 필름을 형성하는 단계; 및
(S3) 상기 제1 필름 상에, 상기 제1 경화제와 동일하거나 상이한 제2 경화제를 도포하여 제2 필름을 형성하는 단계; 를 포함하고,
상기 필름 형성부는,
그 내부에 상기 해양유래 바이오매스 필름 형성용 조성물을 포함하는
해양유래 바이오매스 필름의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 필름 형성부는,
상기 제1 필름의 두께를 조절하는 제1 조절부;
상기 제1 필름의 폭을 조절하는 제2 조절부; 및
상기 제1 조절부와 대향되는 댐을 포함하는
해양유래 바이오매스 필름의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 경화제를 도포하는 방법은 스프레이 방법인,
해양유래 바이오매스 필름의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
(S4) 상기 두께조절부에서 상기 제2 필름의 두께를 조절하는 단계; 를 더 포함하고,
상기 두께조절부는,
상기 제2 필름의 표면에 압력을 가하는 캘린더링 롤을 포함하고,
상기 두께가 조절된 제2 필름의 두께는,
0.01 내지 1.00cm인
해양유래 바이오매스 필름의 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 제2 필름은,
상기 제1 이송펠트 및 상기 제1 이송펠트와 상이한 제2 이송펠트 사이에 개재되는
해양유래 바이오매스 필름의 제조방법.
- 제5항에 있어서,
상기 제1 및 제2 이송펠트의 이동속도는,
각각 독립적으로 10 cm/min 내지 1,000cm/min인
해양유래 바이오매스 필름의 제조방법.
- 제4항에 있어서,
(S5) 상기 건조부에서 상기 두께가 조절된 제2 필름을 건조하는 단계; 를 더 포함하는
해양유래 바이오매스 필름의 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 (S5) 단계는,
적외선 건조방법, 열풍 건조방법 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 이용하는 단계인,
해양유래 바이오매스 필름의 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 건조부는,
내부에 상기 제2 필름이 통과하는 터널을 포함하는
해양유래 바이오매스 필름의 제조방법.
- 제7항에 있어서,
(S6) 상기 건조부와 연결된 리와인딩부에서 상기 건조된 제2 필름을 리와인드(rewind)하는 단계; 를 더 포함하고,
상기 리와인딩부는,
상기 건조된 제2 필름이 권취되는 롤의 전단에 부착된 프로파일 제어부(profile controller)를 포함하는
해양유래 바이오매스 필름의 제조방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220129669A KR20240050017A (ko) | 2022-10-11 | 2022-10-11 | 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020220129669A KR20240050017A (ko) | 2022-10-11 | 2022-10-11 | 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법 |
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KR20240050017A true KR20240050017A (ko) | 2024-04-18 |
Family
ID=90844469
Family Applications (1)
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KR1020220129669A KR20240050017A (ko) | 2022-10-11 | 2022-10-11 | 해양유래 바이오매스 필름의 제조방법 |
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Country | Link |
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KR (1) | KR20240050017A (ko) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160055973A (ko) | 2011-05-11 | 2016-05-18 | 유 유에 린 | 알지네이트막 층을 보유하는 필름 및 그 제조 방법 |
-
2022
- 2022-10-11 KR KR1020220129669A patent/KR20240050017A/ko unknown
Patent Citations (1)
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