WO2020101449A1 - 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법 - Google Patents

해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법 Download PDF

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WO2020101449A1
WO2020101449A1 PCT/KR2019/015704 KR2019015704W WO2020101449A1 WO 2020101449 A1 WO2020101449 A1 WO 2020101449A1 KR 2019015704 W KR2019015704 W KR 2019015704W WO 2020101449 A1 WO2020101449 A1 WO 2020101449A1
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pulp
moisture content
mold
seaweed
liquid
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PCT/KR2019/015704
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Inventor
차완영
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주식회사 마린이노베이션
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21J—FIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
    • D21J3/00—Manufacture of articles by pressing wet fibre pulp, or papier-mâché, between moulds
    • D21J3/10—Manufacture of articles by pressing wet fibre pulp, or papier-mâché, between moulds of hollow bodies
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/22—Other features of pulping processes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/18—De-watering; Elimination of cooking or pulp-treating liquors from the pulp
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP 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
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/12—Pulp from non-woody plants or crops, e.g. cotton, flax, straw, bagasse

Definitions

  • An embodiment of the present invention relates to a method for manufacturing a mold using seaweed pulp.
  • a mold having a three-dimensional shape including a receiving space is produced by molding paper pulp based on wood.
  • wood since wood is used as a raw material, there is a problem of natural damage caused by logging.
  • 10-1847039 presented a method of manufacturing a pulp using a wool. The above method suggests a specific method in the manufacture of pulp using a woodpecker, but does not suggest a process for manufacturing a mold.
  • a problem has been found that the fiber of the pulp (seaweed) pulp has a high water absorption, so that a mold cannot be manufactured.
  • An object of the present invention is to provide a mold manufacturing method using seaweed pulp for manufacturing a mold in consideration of the fact that the fibers of the seaweed pulp have a high water absorption rate.
  • a method of manufacturing a mold using seaweed pulp comprises filling a pulp solution containing seaweed pulp formed from seaweed raw materials inside a storage device, and measuring a moisture content of the pulp solution inside the storage device , If the measured moisture content is outside the preset range, adjusting the moisture content of the pulp liquid to fall within the preset range, filling the mold of the molding apparatus with the moisture content-controlled pulp liquid and And applying pressure to the pulp liquid of the mold to generate a molding in a shape corresponding to the mold.
  • the raw material of the seaweed may include at least one of a wood starfish and a blacktail.
  • the seaweed pulp may be prepared through filtering the seaweed sludge containing the softened seaweed raw material to obtain a pulp raw material solution and agitating the pulp raw material solution to pulping.
  • Adjusting the moisture content of the pulp liquid includes the step of reducing the moisture content of the pulp liquid to fall within the preset range by applying heat to the interior of the storage device when the moisture content is greater than or equal to the preset range. can do.
  • the step of reducing the moisture content by applying heat to the interior of the storage device may include stopping the heating of the interior of the storage device when the moisture content decreases and becomes lower than an upper limit of the preset range. Can be.
  • Adjusting the moisture content of the pulp liquid may include reducing the moisture content of the pulp liquid to fall within the predetermined range by dehydrating the pulp liquid when the moisture content is greater than or equal to the preset range. have.
  • the step of reducing the moisture content by dewatering the pulp liquid may include stopping the dewatering treatment of the pulp liquid when the moisture content decreases and becomes lower than an upper limit of the preset range.
  • Adjusting the moisture content of the pulp liquid may include increasing the moisture content of the pulp liquid to fall within the preset range by supplying a liquid to the pulp liquid when the moisture content is less than the preset range. Can be.
  • the step of supplying the liquid with the pulp liquid to increase the moisture content may include stopping the supply of the liquid with the pulp liquid when the moisture content increases and becomes higher than the lower limit of the preset range.
  • the step of generating the molding Before the step of generating the molding, measuring the moisture content of the pulp liquid inside the mold, and when the moisture content is greater than or equal to the predetermined range, heat the inside of the mold to determine the moisture content of the pulp liquid. It may further include the step of reducing to fall within the set range.
  • the step of reducing the moisture content by applying heat to the interior of the mold may include stopping the heating of the interior of the mold when the moisture content decreases and becomes lower than the upper limit of the preset range. .
  • the mold according to another embodiment of the present invention is manufactured by a mold manufacturing method using the seaweed pulp.
  • the water content of the seaweed pulp can be adjusted to prevent gelation of the seaweed pulp.
  • the shape of the mold in an intact form can be realized.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing a mold using seaweed pulp according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a flow chart for explaining a method of manufacturing a mold using seaweed pulp according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a paper cup made of seaweed pulp through a general pulp mold process
  • Figure 4 is a paper cup made of seaweed pulp through a mold manufacturing method using seaweed pulp according to an embodiment of the present invention
  • directional terms such as upper side, lower side, one side, and the other side are used in connection with the orientation of the disclosed drawings. Since the components of the embodiments of the present invention can be positioned in various orientations, the directional terms are used for illustrative purposes and are not limiting.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from other components.
  • first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a method for manufacturing a mold using seaweed pulp according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flow chart for explaining a method for manufacturing a mold using seaweed pulp according to an embodiment of the present invention.
  • the method is described by dividing the method into a plurality of steps, but at least some of the steps are performed by changing the order, combined with other steps, omitted together, divided into detailed steps, or not shown. One or more steps can be performed in addition.
  • Red algae (seaweed) pulp can be easily gelled.
  • Gelling of the seaweed pulp may be that the fibers of the seaweed pulp absorb moisture and change into the shape of a gel.
  • the viscosity and elasticity increase rapidly and do not condense, so it cannot be molded into a mold. That is, seaweed pulp cannot be molded into a mold in the same way as a mold forming method using cotton pulp or wood pulp. Accordingly, the mold manufacturing method using the seaweed pulp of the present invention described below includes processes for adjusting the moisture content of the fibers of the seaweed pulp.
  • the mold manufacturing method using seaweed pulp is an inflow process (S102), a water content measurement process (S112), a water content control process (S114), a molding process (S120) and a drying process (S130) It may include.
  • the inflow process (S102) may introduce and store the pulp liquid into the storage device 110.
  • the pulp liquid may be seaweed pulp without being subjected to a drying process after being pulped in the pulp manufacturing process.
  • the seaweed pulp in a state in which the drying process has not been performed may be a state in which fibers of the seaweed pulp are uniformly spread in water.
  • the present invention is not limited thereto, and the inflow process (S102) may be performed by mixing the dried algae pulp and water into the storage device 110 and mixing them.
  • Seaweed pulp may be formed through a method of producing seaweed pulp from seaweed raw materials (agar-agar, ceylon moss, and sea string).
  • the process of forming seaweed pulp from seaweed raw materials is as follows.
  • the seaweed pulp manufacturing method may include a sludge filtering process and a pulping process.
  • the sludge filtering process may be a process of filtering the seaweed sludge in a state in which softened seaweed raw materials and foreign substances are mixed to obtain a pulp raw material liquid.
  • the pulping process may be a process of obtaining a seaweed pulp by pulping the pulp raw material by stirring.
  • the moisture content measurement process (S112) may measure the moisture content of the pulp liquid accommodated in the storage device 110.
  • the measured moisture content may indicate whether the concentration of the pulp liquid is suitable for molding.
  • the concentration of the pulp liquid may be in a state suitable for molding.
  • the preset range of moisture content may be set to a range in which the pulp liquid is sufficiently fluid to fill the molding apparatus 120 but does not gel easily.
  • the detailed description is as follows.
  • the low moisture content of the pulp liquid may decrease fluidity, making it difficult to evenly fill the corners of the molds of the molding apparatus 120 (lower mold 122 and upper mold 124). Accordingly, it may be difficult to implement a mold having a uniform thickness or a mold having an elaborate shape in the molding process (S120).
  • the pulp liquid with a high moisture content can be easily gelled.
  • the preset range of the appropriate moisture content of the pulp liquid may be 30% to 50%.
  • the pulp liquid may undergo a moisture content control process (S114).
  • the moisture content control process (S114) may control the moisture content of the pulp liquid inside the storage device 110 to fall within a predetermined range.
  • the moisture content control process (S114) may evaporate the moisture of the pulp liquid by applying heat to the storage device 110 containing the pulp liquid. The moisture content of the pulp liquid may be reduced due to evaporation of the pulp liquid.
  • the heating of the storage device 110 may be stopped.
  • the moisture content control step (S114) may not only evaporate moisture by heating the pulp liquid, but may also directly dehydrate the pulp liquid.
  • the moisture content control step (S114) may dewater the pulp liquid.
  • the moisture content control process (S114) may stop dewatering the pulp liquid with the storage device 110.
  • the moisture content control process (S114) supplies the liquid (for example, water) to the storage device 110 containing the pulp liquid, thereby causing the moisture of the pulp liquid to flow. Content can be increased.
  • the moisture content control process (S114) when the moisture content of the pulp liquid becomes higher than the lower limit of the preset range, the supply of the liquid to the storage device 110 may be stopped.
  • the pulp liquid whose moisture content is adjusted inside the storage device 110 may be supplied to the molding device 120 to be molded into a shape of a mold.
  • the mold of the molding apparatus 120 is filled with pulp liquid and pressure is applied to generate a molded product.
  • the molding apparatus 120 may include a lower mold 122 and an upper mold 124.
  • the molding process S120 may include at least one of a wet molding process and a dry molding process.
  • the method in which the lower mold 122 is filled with the pulp liquid may be different from each other.
  • the lower mold 122 is immersed in a liquid tank filled with the pulp liquid and then vertically rises to fill the lower mold 122 with the pulp liquid.
  • the pulp liquid may be poured directly into the lower mold 122.
  • the moisture content of the pulp liquid can be adjusted once more in a preventive dimension.
  • the moisture content measuring step (S112) and the thickening control step (S114) in case the moisture content of the pulp liquid is changed even slightly, the pulp liquid is further formed in the molding step (S120). You can check and control the moisture content of.
  • the present invention is not limited thereto, and the moisture content measurement process (S112) and the thickening control process (S114) may be omitted and the moisture content of the pulp liquid may be adjusted only in the molding process (S120).
  • the molding process (S120) may measure the moisture content of the pulp liquid inside the molding apparatus 120. It is abbreviate
  • the molding process (S120) when the moisture content of the pulp liquid is higher than a predetermined range, heat may be applied to the lower mold 122 containing the pulp liquid to evaporate the moisture of the pulp liquid. The moisture content of the pulp liquid may be reduced due to evaporation of the pulp liquid.
  • the heating of the storage device 110 may be stopped.
  • the upper mold 124 may vertically descend to pressurize the pulp liquid contained in the lower mold 122.
  • the pulp liquid may be pressurized to form a molded product.
  • the molding process (S120) may press the molding multiple times to control the thickness, density, and shape of the molding. Specifically, the molded product formed by first pressing the pulp liquid is transferred to the next lower mold, and the next upper mold corresponding thereto may be lowered and re-pressurized as the molding is pressed.
  • the molding formed in the molding process (S120) may be transferred to the drying device 130 to remove moisture, and may enter the drying process (S130).
  • the drying process S130 may dry the molding by applying at least one of heat and wind to the molding transferred to the drying apparatus 130.
  • the drying device 130 may be a conveyor belt and a drying device (blowing device and heating device) that receive a molding from the forming device 120.
  • the molded product may be dried in a drying process (S130) to become a finished product.
  • FIG. 3 is a paper cup made of seaweed pulp through a general pulp mold process
  • FIG. 4 is a paper cup made of seaweed pulp through a mold manufacturing method using seaweed pulp according to an embodiment of the present invention.
  • the paper cup of the general mold process in FIG. 3 has a large number of broken parts and cannot be used as an original paper cup.
  • seaweed pulp is gelled and is not easily compressed and dried in the mold during the molding process. Accordingly, the molded product that is not compressed and dried does not adhere to the mold and does not fall off neatly, and only the part separated from the mold is manufactured in the shape of a final paper cup (mold).
  • the paper cup of the embodiment of the present invention in FIG. 4 has the shape of an intact paper cup without a damaged portion, and may be used as a purpose of the paper cup.
  • the seaweed pulp is prevented from being gelled, so that compression and drying can be smoothly performed in the molding process (S130). Accordingly, the entire molded article is neatly separated from the mold (the lower mold 122 and the upper mold 124), so that a final paper cup (mold) of the intact shape can be formed.

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법은 저장 장치의 내부에 해조류 원료로부터 형성된 해조류 펄프를 포함하는 펄프액을 채우는 단계, 상기 저장 장치 내부의 펄프액의 수분 함유량을 측정하는 단계, 상기 측정된 수분 함유량이 기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 펄프액의 상기 수분 함유량이 상기 기 설정된 범위 내에 속하도록 조절하는 단계, 상기 수분 함유량이 조절된 펄프액을 성형 장치의 금형에 채우는 단계 및 상기 금형의 상기 펄프액에 압력을 가하여 상기 금형에 대응하는 형상으로 성형물을 생성하는 단계를 포함한다.

Description

해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법
본 발명의 실시 예는 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법과 관련된다.
일반적으로, 수용 공간을 포함하는 삼차원 형상의 몰드는 목재를 원료로 하는 종이 펄프를 성형함에 따라 제작된다. 그러나, 나무를 원료로 하기 때문에 벌목으로 인한 자연 훼손의 문제가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허공보 "10-1847039호"에서 우뭇가사리를 이용한 펄프의 제조방법을 제시하였다. 상기 방법은 우뭇가사리를 사용하여 펄프를 제조하는 것에 있어서는 구체적인 방법을 제시하지만, 몰드를 제조하는 과정에 대해서는 제시하는 바가 없다. 그러나, 일반적인 몰드 제조의 방법으로는 우뭇가사리(해조류) 펄프의 섬유가 수분 흡수율이 높기 때문에 몰드를 제조할 수 없다는 문제점이 발견되었다.
따라서, 해조류 펄프의 섬유가 수분 흡수율이 높은 점을 고려하여 몰드를 제조하는 방법이 요구된다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1847039호(등록일자 : 2018.04.03)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 해조류 펄프의 섬유가 수분 흡수율이 높은 점을 고려하여 몰드를 제조하는 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법은 저장 장치의 내부에 해조류 원료로부터 형성된 해조류 펄프를 포함하는 펄프액을 채우는 단계, 상기 저장 장치 내부의 펄프액의 수분 함유량을 측정하는 단계, 상기 측정된 수분 함유량이 기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 펄프액의 상기 수분 함유량이 상기 기 설정된 범위 내에 속하도록 조절하는 단계, 상기 수분 함유량이 조절된 펄프액을 성형 장치의 금형에 채우는 단계 및 상기 금형의 상기 펄프액에 압력을 가하여 상기 금형에 대응하는 형상으로 성형물을 생성하는 단계를 포함한다.
상기 해조류 원료는 우뭇가사리 및 꼬시래기 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 해조류 펄프는 연질화된 해조류 원료를 포함하는 해조 슬러지를 필터링하여 펄프 원료액을 얻는 단계 및 상기 펄프 원료액을 교반하여 펄프화시키는 단계를 통해 제조될 수 있다.
상기 펄프액의 수분 함유량을 조절하는 단계는 상기 수분 함유량이 상기 기 설정된 범위 이상인 경우, 상기 저장 장치의 내부로 열을 가하여 상기 펄프액의 수분 함유량을 상기 기 설정된 범위 내에 속하도록 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 저장 장치의 내부로 열을 가하여 상기 수분 함유량을 감소시키는 단계는 상기 수분 함유량이 감소되다가 상기 기 설정된 범위의 상한보다 낮아지는 경우, 상기 저장 장치의 내부로 열을 가하는 것을 중단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 펄프액의 수분 함유량을 조절하는 단계는 상기 수분 함유량이 상기 기 설정된 범위 이상인 경우, 상기 펄프액을 탈수 처리하여 상기 펄프액의 수분 함유량을 상기 기 설정된 범위 내에 속하도록 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 펄프액을 탈수 처리하여 상기 수분 함유량을 감소시키는 단계는 상기 수분 함유량이 감소되다가 상기 기 설정된 범위의 상한보다 낮아지는 경우, 상기 펄프액을 탈수 처리하는 것을 중단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 펄프액의 수분 함유량을 조절하는 단계는 상기 수분 함유량이 상기 기 설정된 범위 이하인 경우, 상기 펄프액으로 액체를 공급하여 상기 펄프액의 수분 함유량을 상기 기 설정된 범위 내에 속하도록 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 펄프액으로 액체를 공급하여 상기 수분 함유량을 증가시키는 단계는 상기 수분 함유량이 증가하다가 상기 기 설정된 범위의 하한보다 높아지는 경우, 상기 펄프액으로 액체를 공급하는 것을 중단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 성형물을 생성하는 단계 전에, 상기 금형 내부의 펄프액의 상기 수분 함유량을 측정하는 단계, 상기 수분 함유량이 상기 기 설정된 범위 이상인 경우, 상기 금형 내부로 열을 가하여 상기 펄프액의 수분 함유량을 상기 기 설정된 범위 내에 속하도록 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 금형의 내부로 열을 가하여 상기 수분 함유량을 감소시키는 단계는 상기 수분 함유량이 감소되다가 상기 기 설정된 범위의 상한보다 낮아지는 경우, 상기 금형의 내부로 열을 가하는 것을 중단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 몰드는 상기 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법에 의해 제조된다.
본 발명에 따른 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
개시되는 실시 예에 의하면, 성형 공정에 진입 하기 전에 해조류 펄프의 수분 함유량을 조절하여, 해조류 펄프의 겔화를 방지할 수 있다.
겔화되지 않은 해조류 펄프를 사용하여 성형공정을 거침에 따라, 온전한 형태의 몰드의 형상을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법을 설명하기 위한 개략도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 3은 일반적인 펄프 몰드 공정을 통하여, 해조류 펄프로 제작된 종이컵
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법을 통하여, 해조류 펄프로 제작된 종이컵
[부호의 설명]
110 : 저장 장치
120 : 성형기
122 : 하부 금형
124 : 상부 금형
130 : 건조 장치
이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하의 설명에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
이하의 설명에 있어서, 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
한편, 상측, 하측, 일측, 타측 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예의 구성 요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있으므로, 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법을 설명하기 위한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도시된 흐름도에서는 상기 방법을 복수 개의 단계로 나누어 기재하였으나, 적어도 일부의 단계들은 순서를 바꾸어 수행되거나, 다른 단계와 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 단계들로 나뉘어 수행되거나, 또는 도시되지 않은 하나 이상의 단계가 부가되어 수행될 수 있다.
홍조류(해조류) 펄프는 쉽게 겔화(gelation)될 수 있다. 해조류 펄프의 겔화란 해조류 펄프의 섬유가 수분을 흡수하여 겔(gel)의 형상으로 변화하는 것일 수 있다. 해조류 펄프가 겔화되면, 점도와 탄성이 급격하게 증가되어 응축되지 않아서, 몰드로 성형될 수 없다. 즉, 해조류 펄프는 면 펄프 또는 목재 펄프를 사용하는 몰드 형성 방법과 같은 방식으로는 몰드로 성형될 수 없다. 이에 따라, 하기에 설명된 본원 발명의 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법은 해조류 펄프의 섬유의 수분 함유량을 조절하기 위한 과정들을 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법은 유입 공정(S102), 수분 함유량 측정 공정(S112), 수분 함유량 조절 공정(S114), 성형 공정(S120) 및 건조 공정(S130)을 포함할 수 있다.
유입 공정(S102)은 저장 장치(110)에 펄프액을 유입하여 저장할 수 있다. 펄프액은 펄프 제조 공정에서 펄프화 된 후 건조 공정을 거치지 않은 상태의 해조류 펄프일 수 있다. 건조 공정을 거치지 않은 상태의 해조류 펄프는 물에 해조류 펄프의 섬유가 균일하게 퍼져있는 상태일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 유입 공정(S102)은 저장 장치(110)에 마른 상태의 해조류 펄프와 물을 각각 유입시켜서 혼합시킬 수도 있다.
해조류 펄프는 해조류 원료(우뭇가사리(agar-agar, ceylon moss) 및 꼬시래기(sea string))로부터 해조류 펄프 제조 방법을 통하여 형성될 수 있다. 해조류 원료로부터 해조류 펄프를 형성하는 과정은 다음과 같다. 구체적으로, 해조류 펄프 제조 방법은 슬러지 필터링 공정 및 펄프화 공정 등을 포함할 수 있다. 슬러지 필터링 공정은 연질화된 해조류 원료 및 이물질 등이 혼합된 상태의 해조 슬러지를 필터링 하여 펄프 원료액을 얻는 공정일 수 있다. 펄프화 공정은 펄프 원료액을 교반하여 펄프화 시켜서 해조류 펄프를 얻는 공정일 수 있다.
수분 함유량 측정 공정(S112)은 저장 장치(110)에 수용된 펄프액의 수분 함유량을 측정할 수 있다. 측정된 수분 함유량은 펄프액의 농도가 성형되기에 적합한 상태인지를 나타낼 수 있다. 측정된 수분 함유량이 기 설정된 범위에 속하는 경우 펄프액의 농도는 성형 되기에 적합한 상태일 수 있다.
수분 함유량의 기 설정된 범위는 펄프액이 성형 장치(120)에 채워지기에는 충분히 유동적이나 쉽게 겔화되지 않는 범위로 설정될 수 있다. 구체적인 설명은 다음과 같다. 낮은 수분 함유량의 펄프액은 유동성이 감소하여 성형 장치(120)의 금형(하부 금형(122) 및 상부 금형(124))의 구석구석에 고르게 채워지기 어려울 수 있다. 이에 따라, 성형 공정(S120)에서 균일한 두께의 몰드나 정교한 형상의 몰드를 구현하기 어려울 수 있다. 반면, 높은 수분 함유량의 펄프액은 쉽게 겔화될 수 있다.
이를 고려하여, 펄프액의 적정 수분 함유량의 기 설정된 범위는 30% 내지 50% 일 수 있다. 수분 함유량 측정 공정(S112)에서 측정된 펄프의 수분 함유량이 기 설정된 범위에 속하지 않는 경우, 펄프 액은 수분 함유량 조절 공정(S114)를 거칠 수 있다.
수분 함유량 조절 공정(S114)은 저장 장치(110) 내부의 펄프액의 수분 함유량을 기 설정된 범위에 속하도록 조절할 수 있다. 펄프액의 수분 함유량이 기 설정된 범위보다 높은 경우, 수분 함유량 조절 공정(S114)은 펄프액을 수용하고 있는 저장 장치(110)에 열을 가하여 펄프액의 수분을 증발시킬 수 있다. 펄프액의 수분이 증발하여 펄프액의 수분 함유량이 감소될 수 있다. 수분 함유량 조절 공정(S114)은 펄프액의 수분 함유량이 기 설정된 기 설정된 범위의 상한보다 낮아지는 경우, 저장 장치(110)로 열을 가하는 것을 중단할 수 있다.
또한, 수분 함유량 조절 공정(S114)은 펄프액을 가열하여 수분을 증발 시키는 것뿐 만 아니라, 직접 펄프액을 탈수 처리할 수 도 있다. 펄프액의 수분 함유량이 기 설정된 적정 범위보다 높은 경우, 수분 함유량 조절 공정(S114)은 펄프액을 탈수 처리할 수 있다. 펄프액의 수분 함유량이 낮아지다가 기 설정된 기 설정된 범위의 상한보다 낮아지는 경우, 수분 함유량 조절 공정(S114)은 저장 장치(110)로 펄프액을 탈수 처리하는 것을 중단할 수 있다.
반대로, 펄프액의 수분 함유량이 기 설정된 범위보다 낮은 경우, 수분 함유량 조절 공정(S114)은 펄프액을 수용하고 있는 저장 장치(110)에 액체(예를 들어, 물)을 공급하여 펄프액의 수분 함유량을 증가시킬 수 있다. 수분 함유량 조절 공정(S114)은 펄프액의 수분 함유량이 기 설정된 기 설정된 범위의 하한보다 높아지는 경우, 저장 장치(110)로 액체를 공급하는 것을 중단할 수 있다.
저장 장치(110) 내부에서 수분 함유량이 조절된 펄프액은 몰드의 형상으로 성형되기 위하여 성형 장치(120)로 공급될 수 있다.
성형 공정(S120)은 성형 장치(120)의 금형에 펄프액을 채우고 압력을 가하여 성형물을 생성할 수 있다. 성형 장치(120)는 하부 금형(122) 및 상부 금형(124)을 포함할 수 있다. 성형 공정(S120)은 습식 성형 공정 및 건식 성형 공정 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 습식 성형 공정과 건식 성형 공정은 하부 금형(122)에 펄프액이 채워지는 방식이 서로 상이할 수 있다. 습식 성형 공정은 펄프액이 채워진 액조에 하부 금형(122)이 잠기었다가 수직으로 상승하여 하부 금형(122)에 펄프액을 채울 수 있다. 건식 성형 공정은, 도 1과 같이, 하부 금형(122)에 직접 펄프액을 부어 넣을 수 있다.
성형 공정(S120)은 성형 장치(120) 내부의 펄프액을 성형하기 전에, 예방적 차원에서 한번 더 펄프액의 수분 함유량을 조절할 수 있다. 수분 함유량 측정 공정(S112) 및 농조 조절 공정(S114)에서 펄프액의 수분 함유량을 이미 조절하였으나, 펄프액의 수분 함유량이 미약하게라도 변경된 경우를 대비하여, 성형 공정(S120)에서 한번 더 펄프액의 수분 함유량을 확인하고 조절할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 수분 함유량 측정 공정(S112) 및 농조 조절 공정(S114)을 생략하고 성형 공정(S120)에서만 펄프액의 수분 함유량을 조절할 수도 있다.
성형 공정은(S120)은 성형 장치(120) 내부의 펄프액의 수분 함유량을 측정할 수 있다. 펄프액의 수분 함유량에 관한 설명의 앞서 수분 함유량 측정 공정(S112)의 수분 함유량에 관한 설명과 동일함으로 생략한다. 성형 공정(S120)은 펄프액의 수분 함유량이 기 설정된 범위보다 높은 경우, 펄프액을 담고 있는 하부 금형(122)에 열을 가하여 펄프액의 수분을 증발시킬 수 있다. 펄프액의 수분이 증발하여 펄프액의 수분 함유량이 감소될 수 있다. 성형 공정은(S120)은 펄프액의 수분 함유량이 기 설정된 기 설정된 범위의 상한보다 낮아지는 경우, 저장 장치(110)로 열을 가하는 것을 중단할 수 있다.
펄프액이 담겨 있는 하부 금형(122)의 상방에서, 상부 금형(124)가 수직 하강하여 하부 금형(122)에 담겨 있는 펄프액을 가압할 수 있다. 펄프액은 가압되어 성형물이 될 수 있다. 성형 공정(S120)은 성형물의 두께, 밀도 및 형상 등을 조절하기 위하여 성형물을 복수 회 가압할 수 있다. 구체적으로, 펄프액이 최초로 가압되어 형성된 성형물은 다음 하부 금형으로 옮겨지고, 이에 대응하는 다음 상부 금형이 하강하여 성형물을 누름에 따라 재 가압될 수 있다. 성형 공정(S120)에서 성형된 성형물은 수분을 제거하기 위하여 건조 장치(130)로 이송되어 건조 공정(S130)에 진입할 수 있다.
건조 공정(S130)은 건조 장치(130)로 이송된 성형물에 열 및 바람 중 하나 이상을 가하여 성형물을 건조시킬 수 있다. 건조 장치(130)는 성형 장치(120)로부터 성형물을 받는 컨베이어 벨트 및 건조 장치(송풍 장치 및 가열 장치)일 수 있다. 성형물은 건조 공정(S130)에서 건조되어 완성품이 될 수 있다.
도 3은 일반적인 펄프 몰드 공정을 통하여, 해조류 펄프로 제작된 종이컵이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법을 통하여, 해조류 펄프로 제작된 종이컵이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 일반적인 펄프 몰드 공정을 통하여 제작된 종이컵(몰드)과 본원 발명의 실시 예를 통하여 제작된 종이컵(몰드)의 차이를 확인할 수 있다.
도 3의 일반적인 몰드 공정의 종이컵은 파손된 부분이 상당하여 본래의 종이컵으로서 사용될 수 없다. 일반적인 몰드 공정에서는, 해조류 펄프가 겔화되어 성형 공정 시 금형에서 쉽게 압착 및 건조되지 않는다. 이에 따라, 압착 및 건조되지 않는 성형물은 금형에 달라 붙어서 깔끔하게 떨어지지 않고, 금형으로부터 떨어진 부분만이 최종 종이컵(몰드)의 형상으로 제조된다.
도 4의 본원 발명의 실시 예의 종이컵은 파손된 부분 없이 온전한 종이컵의 형상을 띄어, 종이컵의 용도대로 사용될 수 있다. 본원 발명의 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법에서는, 해조류 펄프가 겔화되는 것을 방지하여 성형 공정(S130)에서 압착 및 건조가 원활하게 이루어 질 수 있다. 이에 따라, 성형물의 전체가 금형(하부 금형(122) 및 상부 금형(124))으로부터 깔끔하게 떨어져서, 온전한 형체의 최종 종이컵(몰드)이 형성될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (12)

  1. 저장 장치의 내부에 해조류 원료로부터 형성된 해조류 펄프를 포함하는 펄프액을 채우는 단계;
    상기 저장 장치 내부의 펄프액의 수분 함유량을 측정하는 단계;
    상기 측정된 수분 함유량이 기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 펄프액의 상기 수분 함유량이 상기 기 설정된 범위 내에 속하도록 조절하는 단계;
    상기 수분 함유량이 조절된 펄프액을 성형 장치의 금형에 채우는 단계; 및
    상기 금형의 상기 펄프액에 압력을 가하여 상기 금형에 대응하는 형상으로 성형물을 생성하는 단계를 포함하는, 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 해조류 원료는, 우뭇가사리 및 꼬시래기 중 하나 이상을 포함하는, 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 해조류 펄프는,
    연질화된 해조류 원료를 포함하는 해조 슬러지를 필터링하여 펄프 원료액을 얻는 단계; 및
    상기 펄프 원료액을 교반하여 펄프화시키는 단계를 통해 제조되는, 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 펄프액의 수분 함유량을 조절하는 단계는,
    상기 수분 함유량이 상기 기 설정된 범위 이상인 경우, 상기 저장 장치의 내부로 열을 가하여 상기 펄프액의 수분 함유량을 상기 기 설정된 범위 내에 속하도록 감소시키는 단계를 포함하는, 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 저장 장치의 내부로 열을 가하여 상기 수분 함유량을 감소시키는 단계는,
    상기 수분 함유량이 감소되다가 상기 기 설정된 범위의 상한보다 낮아지는 경우, 상기 저장 장치의 내부로 열을 가하는 것을 중단하는 단계를 포함하는, 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 펄프액의 수분 함유량을 조절하는 단계는,
    상기 수분 함유량이 상기 기 설정된 범위 이상인 경우, 상기 펄프액을 탈수 처리하여 상기 펄프액의 수분 함유량을 상기 기 설정된 범위 내에 속하도록 감소시키는 단계를 포함하는, 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 펄프액을 탈수 처리하여 상기 수분 함유량을 감소시키는 단계는,
    상기 수분 함유량이 감소되다가 상기 기 설정된 범위의 상한보다 낮아지는 경우, 상기 펄프액을 탈수 처리하는 것을 중단하는 단계를 포함하는, 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 펄프액의 수분 함유량을 조절하는 단계는,
    상기 수분 함유량이 상기 기 설정된 범위 이하인 경우, 상기 펄프액으로 액체를 공급하여 상기 펄프액의 수분 함유량을 상기 기 설정된 범위 내에 속하도록 증가시키는 단계를 포함하는, 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 펄프액으로 액체를 공급하여 상기 수분 함유량을 증가시키는 단계는,
    상기 수분 함유량이 증가하다가 상기 기 설정된 범위의 하한보다 높아지는 경우, 상기 펄프액으로 액체를 공급하는 것을 중단하는 단계를 포함하는, 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 성형물을 생성하는 단계 전에, 상기 금형 내부의 펄프액의 상기 수분 함유량을 측정하는 단계;
    상기 수분 함유량이 상기 기 설정된 범위 이상인 경우, 상기 금형 내부로 열을 가하여 상기 펄프액의 수분 함유량을 상기 기 설정된 범위 내에 속하도록 감소시키는 단계를 더 포함하는, 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 금형의 내부로 열을 가하여 상기 수분 함유량을 감소시키는 단계는,
    상기 수분 함유량이 감소되다가 상기 기 설정된 범위의 상한보다 낮아지는 경우, 상기 금형의 내부로 열을 가하는 것을 중단하는 단계를 포함하는, 해조류 펄프를 이용한 몰드 제조 방법.
  12. 청구항 1 내지 11 중 어느 하나의 항에 기재된 방법에 의해 제조된 몰드.
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