KR101150150B1 - 폴리 락트산 코팅 원단 제조 방법, 그 제조 방법에 의해 제조된 원단 및 그 원단을 이용해 만든 용기 - Google Patents

폴리 락트산 코팅 원단 제조 방법, 그 제조 방법에 의해 제조된 원단 및 그 원단을 이용해 만든 용기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리 락트산 코팅 원단 제조 방법, 그 제조 방법에 의해 제조된 원단 및 그 원단을 이용해 만든 용기에 관한 것으로, 용융 코팅물을 제습 하는 단계, 지류 원단을 열풍 건조하는 단계, 상기 지류 원단을 방전 장치에 통과시켜 상기 지류 원단을 타공하는 단계, 그리고 상기 지류 원단을 복수의 롤러에 통과시키고, 상기 지류 원단이 상기 롤러를 통과할 때 상기 지류 원단의 일면을 상기 용융 코팅물로 코팅하는 단계를 포함하고, 상기 지류 원단에 도포된 상기 용융 코팅물은 상기 복수의 롤러를 통과하면서 상기 지류 원단의 일면에 압착된다.

Description

폴리 락트산 코팅 원단 제조 방법, 그 제조 방법에 의해 제조된 원단 및 그 원단을 이용해 만든 용기{Manufacturing method of fabric with polylactic acid coating, the fabric manufactured thereby and the container manufactured by the fabric}
본 발명은 폴리 락트산 코팅 원단 제조 방법, 그 제조 방법에 의해 제조된 원단 및 그 원단을 이용해 만든 용기에 관한 것이다.
21세기에 과학기술계와 산업계에서 강조할 단어는 탄소(온실가스) 배출 감소와 녹색성장이다.
녹색성장은 온실가스와 환경오염을 줄이고, 후손들이 필요한 것들을 남겨놓을 수 있도록 미리 대비하면서 현재의 삶에 필요한 것들을 충족시키는, 이른바 지속 가능한 성장을 뜻한다. 그렇기 때문에 녹색 성장을 추구하면, 자연히 온실가스 배출을 감소시키는 결과를 가져온다.
산업 발달로 화학이 만들어낸 비료와 농약, 의약품, 합성섬유와 플라스틱, 각종 산업재료 등에 의해 윤택한 삶이 가능해졌다.
그러나 인공적으로 만들어진 화학물질은 유해물질이며, 이들을 생산하고 사용하는 과정에서 각종 환경오염 물질이 배출되고 자원이 고갈됨으로써 화학이 인류와 생태계 파괴 위기의 원인이라는 인상을 준다. 배출되는 유해 폐기물의 약 1/3이 화학산업에서 발생한다.
아울러, 화학산업 발달로 플라스틱, 스티로품 따위로 만든 컵, 용기와 같은 일회용 용품을 널리 사용하고 있다.
이러한 일회용 용품은 사용 후 매립되거나 소각이 이루어진다. 일회용 제품을 소각할 경우 유독 가스가 발생하여 대기 오염을 발생시켰다. 또한, 일회용 제품을 매립할 경우 매립 후에 분해가 매우 더디게 진행되기 때문에 환경 오염 등의 문제가 심각해지고 있다.
더욱이, 일회용 제품 소각 및 매립 시 환경호르몬에 의한 생체 교란 원인 물질로 의심받고 있는 실정이다. 따라서, 매립 후에 분해가 용이하고 환경 호르몬 발생 등의 문제가 없는 대체 원료의 개발을 요구하고 있다.
본 발명은 자연분해 될 수 있고 환경 호르몬이 발생하지 않은 폴리락트산 코팅 원단 제조 방법, 그 제조 방법에 의해 제조된 원단 및 그 원단을 이용해 만든 용기를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 폴리락트산 코팅 원단 제조 방법은, 용융 코팅물을 제습 하는 단계, 지류 원단을 열풍 건조하는 단계, 상기 지류 원단을 방전 장치에 통과시켜 상기 지류 원단을 타공하는 단계, 그리고 상기 지류 원단을 복수의 롤러에 통과시키고, 상기 지류 원단이 상기 롤러를 통과할 때 상기 지류 원단의 일면을 상기 용융 코팅물로 코팅하는 단계를 포함하고, 상기 지류 원단에 도포된 상기 용융 코팅물은 상기 복수의 롤러를 통과하면서 상기 지류 원단의 일면에 압착된다.
상기 코팅하는 단계는, 지류 원단을 가열하는 단계, 상기 지류 원단의 일면에 상기 용융 코팅물을 도포하는 단계, 도포된 상기 용융 코팅물을 상기 지류 원단의 일면에 압착시키는 단계, 그리고 상기 용융 코팅물이 압착된 상기 지류 원단을 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 용융 코팅물 제습은 85℃ 내지 95℃의 온도에서 5시간 내지 7시간 동안 가열방식으로 이루어질 수 있다.
상기 용융 코팅물은 용융된 옥수수전분일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 폴리락트산 코팅 원단은, 열풍 건조되고 일면에 방전으로 타공된 지류층 및 상기 원단의 일면에 제습 처리된 용융 코팅물이 압착방식으로 고정되어 있는 코팅층을 포함한다.
상기 용융 코팅물은 용융된 옥수수전분일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 용기는 제6항 또는 제7항의 폴리락트산 코팅 원단으로 만들어진 것으로, 내용물을 담을 수 있도록 일측이 개방되어 있고, 상기 코팅층이 내측에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 지류 원단이 열풍 장치와 가열롤러에 의해 가열되고, 용융 코팅물이 제습 단계에서 수분이 제거되어 있으며 용융 코팅물이 지류 원단에 접하는 접착성이 향상된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 용기의 내부면이 코팅층이 폴리락트산으로 이루어져 소각 시 유해가스가 발생하지 않는다. 또한 용기 매립 시 코팅층이 미생물에 의하여 분해되어 토양 오염을 발생시키지 않아 생태계 파괴를 막을 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 폴리락트산 코팅 원단 제조 방법 공정 블럭도.
도 2는 도 1에 도시한 코팅 단계를 나타낸 공정 블록도.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 폴리락트산 코팅 원단 제조 방법 공정도.
도 4는 도 3에 도시한 A부분 확대도.
도 5는 도 3에 도시한 B부분 확대도.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 폴리락트산 코팅 원단을 나타낸 단면도.
도 7은 도 6에 도시한 폴리락트산 코팅 원단으로 만들어진 용기를 단면도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 폴리락트산 코팅 원단 제조 방법에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 폴리락트산 코팅 원단 제조 방법 공정 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시한 코팅 단계를 나타낸 공정 블록도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 폴리락트산 코팅 원단 제조 방법 공정도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 폴리락트산 코팅 원단 제조 방법은 용융 코팅물 제습 단계(S10), 지류 원단 열풍 건조 단계(S20), 지류 원단 타공 단계(S30), 그리고 코팅 단계(S40)를 포함한다.
먼저, 용융 코팅물은 옥수수전분을 발효시켜 얻은 락타이드를 중합시켜 형성한 고성능 고분자 물질인 폴리락트산(Polylactic acid;PLA)이다. 폴리락트산은 미생물에 의하여 분해되는 생분해성 수지이다. 용융 코팅물을 옥수수 이외에 감자전분, 고구마전분, 밀전분, 쌀전분을 단독으로 사용하거나, 이들을 혼합하여 사용할 수 있다.
이와 같은 용융 코팅물은 용융 코팅물 제습 단계(S10)에서 제습 장치(도시하지 않음)에 투입한 상태에서 85℃ 내지 95℃의 온도에서 5시간 내지 7시간 동안 가열하여 제습을 한다. 제습으로 용융 코팅물에 함유된 수분은 증발하게 된다. 수분이 제거된 용융 코팅물은 밀착성이 향상된다.
아울러, 제습을 85℃ 이하에서 했을 경우 접착력이 떨어져 접착 과정에서 악영향을 줄 수 있으며, 95℃ 이상에서 제습 했을 경우 제품 물성에 영향을 줘 역시 접착 및 균일한 도포에 영향을 줄 수 있습니다.
그리고, 제습을 5시간 이하로 했을 경우, 제습 시간이 짧아 완전한 제습이 이뤄지지 않아 불필요한 수분을 함유한 상태로 공정에 투입돼 가열 온도에 제품과 다르게 반응 함으로써 제품이 타는 등 문제가 발생할 수 있습니다. 이와 반대로, 제습을 7시간 이상 할 경우, 수분 제거 단계를 지나 제품 물성에까지 영향을 주게 되어 정상적인 도포 및 접착력을 크게 떨어뜨릴 수 있습니다.
지류 원단 열풍 건조 단계(S20)에서 지류 원단(1)을 열풍 건조 장치(100)로 통과시켜 지류 원단 상의 수분을 증발시킨다. 아울러, 통과하는 지류 원단(1)에 열풍 건조 장치(100)에서 발생한 열풍이 가해지면서 지류 원단(1)이 건조되므로 지류 원단(1)은 타거나 건조 시 눌러 붙지 않는다. 한편, 열풍에 의하여 지류 원단 상의 먼지가 제거될 수 있다.
건조된 지류 원단(1)을 지류 원단 타공 단계(S30)에서 방전 장치(200)를 통과시킨다. 즉, 지류 원단(1)을 사이에 두고 마주하는 전극에 높은 전압을 가하여 전류가 흐르도록 한다. 이때, 12KW 내지 15KW 범위 내에서 고주파가 출력된다. 두 전극에 높은 전압이 흐르면 두 전극 사이에 위치한 지류 원단(1)에는 도 4에 도시한 바와 같이, 지류 원단(1)에 상하 관통된 미세 구멍(1a)들이 형성된다.
즉, 지류 원단(1)의 타공은 지류 등의 표면에 코로나 방전을 조사시키는 것으로 지류의 표면을 개질화 시키는 것입니다. 이와 같은 타공은 방전 자체의 물리적인 표면 개질과 극성 관능기 생성에 의한 화학적인 표면 개질의 상승효과를 가져와 접착력의 향상을 가져온다.
타공된 지류 원단(1)을 코팅 단계(S40)에서 복수의 롤러(300)에 통과시킨다. 지류 원단(1)은 롤러(300)들에 권취되면서 통과한다. 지류 원단(1)이 롤러(300) 들을 통과할 때 지류 원단(1)의 일면에는 수분이 제거된 용융 코팅물이 코팅된다. 이러한, 코팅 단계(S40)는 지류 원단 가열 단계(S41), 용융 코팅물 도포 단계(S42), 용융 코팅물 압착 단계(S43), 그리고 지류 원단 냉각 단계(S44)를 포함한다.
지류 원단 가열 단계(S41)는 타공된 지류 원단(1)을 내부에 히터(도시하지 않음) 따위가 내장된 가열 롤러(310)에 통과시켜 지류 원단(1)을 소정의 온도로 가열한다. 이때 가열 온도는 85℃ 내지 95℃일 수 있다.
가열 온도가 85℃ 이하일 경우 지류 원단(1)에 접착되는 용융 코팅물이 온도에 민감하여 낮은 온도에서는 접착력이 현저히 떨어진다. 반대로, 가열 온도가 95℃ 이상이면 지류 원단(1)이 과다 건조가 되어 후 공정, 즉 용기를 제조하는 과정에서 문제가 야기될 수 있다.
이때 지류 원단(1)을 열풍 건조 이후에도 지류 원단(1)에 잔존한 수분은 가열 롤러(310)의 가열로 건조가 다시 이루어진다. 또한, 가열 롤러(310)의 가열로 지류 원단(1)은 소정의 온도를 유지하게 된다.
용융 코팅물 도포 단계(S42)는 가열된 지류 원단(1)의 일면에 제습 처리된 용융 코팅물을 도포한다. 이때 용융 코팅물을 지류 원단(1)의 일면에 전체적으로 도포된다.
이때 지류 원단(1)이 가열되어 있고, 용융 코팅물이 제습 단계(S20)에서 수분이 제거되어 있으며 용융 코팅물이 지류 원단에 접하는 접착성이 향상된다.
용융 코팅물 압착 단계(S43)에서 용융 코팅물이 도포된 지류 원단(1)을 가열 롤러(310)와 이웃하게 배치된 압착 롤러(320)에 통과시킨다. 이때 용융 코팅물이 도포된 지류 원단(1)은 압착 롤러(320)에 권취되면서 통과한다. 그리고 용융 코팅물이 압착 롤러(320)의 둘레면에 접촉되도록 하여 압착 롤러(320)를 통과시킨다.
압착 롤러(320)에 의하여 용융 코팅물은 지류 원단(1)의 일면에 압착된다. 이때 압착 롤러(320)의 압착력에 의하여 용융 코팅물의 일부분은 도 5에 도시한 바와 같이 타공된 미세 구멍(1a)으로 유입된다. 용융 코팅물이 미세 구멍(1a)으로 유입되어 용융 코팅물의 고정력은 향상된다. 이에 따라, 지류 원단(1)의 일면에는 엷은 막(2)이 형성된다. 엷은 막(2)으로 지류 원단(1)의 일면은 코팅된다.
용융 코팅물이 지류 원단(1)에 압착되면 지류 원단 냉각 단계(S44)에서 지류 원단(1)을 압착 롤러(320)와 이웃하게 배치되어 있고 내부에 냉매가 흐르는 냉각 롤러(330)에 통과시킨다. 이때 지류 원단(1)이 냉각 롤러(330)의 둘레면에 접하여 권취되면서 통과한다. 냉각 롤러(330)에 의하여 용융 코팅물이 압착된 지류 원단(1)은 냉각된다. 냉각 롤러(330)의 냉각으로 용융 코팅물 변형되거나 갈리지는 것이 방지된다.
즉, 가열 롤러(310)에서 지류 원단(1)이 가열되고, 가열된 지류 원단(1)에 용융 코팅물이 도포되면 용융 코팅물은 압착 롤러(320)에 의하여 지류 원단(1)에 압착되어 고정된다. 이때 용융 코팅물은 지류 원단(1)의 미세 구멍(1a)으로 유입되어 고정력이 향상된다. 그리고 냉각 롤러(330)에서 냉각이 이루어지게 된다. 아울러, 가열되고 냉각되는 지류 원단(1)은 뜨임 효과가 발생한다.
지류 원단(1)이 가열되고 냉각되는 과정을 거치면서 뜨임 효과, 즉 제품의 균일성을 유지시켜 준다. 또한, 용융 코팅물이 압착된 지류 원단(1)은 냉각 과정을 거치면서 접착력이 강화됩니다.
용융 코팅물이 압착된 지류 원단(1)이 냉각 롤러(330)를 통과하면 도 6에 도시한 바와 같이 폴리락트산 코팅 원단(3)이 만들어진다.
이에 따라, 위와 같은 제조 방법으로 만들어진 폴리락트산 코팅 원단(3)은 도 6에 도시한 바와 같이 미세 구멍(11a)을 갖는 지류층(10)과 지류층(10)의 일면에는 미생물에 의하여 분해되는 생분해성 수지인 폴리락트산(Polylactic acid;PLA)으로 이루어진 코팅층(20)이 형성되어 있다. 코팅층(20)의 일부는 미세 구멍(11a)으로 유입되어 있다. 코팅층(20)이 미세 구멍(11a)으로 유입되어 있어 코팅층(20)과 지류층(10)의 결합력은 향상된다.
다음으로 도 7을 참고하여 폴리락트산 코팅 원단으로 만들어진 용기(30)에 대하여 설명한다.
도 7은 도 3에 도시한 폴리락트산 코팅 원단 제조 방법으로 제조된 원단으로 만든 용기를 나타낸 단면도이다.
본 실시예에 따른 용기(30)는 내부에 내용물을 담을 수 있도록 개방되어 있다. 용기(30)의 내부면에는 폴리락트산으로 이루어진 코팅층(20)이 위치하고 외부면에는 지류층(10)이 위치한다.
한편, 첨부된 도면에서 용기(30)를 컵 형태로 도시하였으나 이에 한정하지 않는다. 용기(30)는 라면 용기, 접시와 같이 음식을 담을 수 있는 일회용으로 형성될 수 있다.
이와 같은 용기(30)는 코팅층(20)이 폴리락트산으로 이루어져 소각 시 유해가스가 발생하지 않는다. 또한 용기(30) 매립 시 코팅층(20)이 미생물에 의하여 분해되어 토양 오염을 발생시키지 않아 생태계 파괴를 막을 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 지류 원단 1a: 미세 구멍
100: 열풍 건조 장치
200: 방전 장치
300: 롤러 310: 가열 롤러 320: 압착 롤러 330: 냉각 롤러
10: 지류층
20: 코팅층
30: 용기

Claims (7)

  1. 제습 장치에 용융 코팅물을 투입하고, 투입한 상기 용융 코팅물을 85℃ 내지 95℃의 온도에서 5시간 내지 7시간 동안 가열하여 제습하는 단계,
    열풍 건조 장치로 지류 원단을 통과시켜 상기 지류 원단을 열풍으로 건조하고, 상기 지류 원단 상의 먼지를 제거하는 열풍 건조 단계,
    상기 지류 원단을 12KW 내지 15KW 범위 내에서 고주파가 발생하는 방전 장치에 통과시켜 상기 지류 원단을 타공하는 단계, 그리고
    상기 지류 원단을 가열 롤러로 통과시켜 가열하고, 가열된 지류 원단에 용융 코팅물을 도포시켜 압착 롤러로 통과시키며, 용융 코팅물이 압착된 지류 원단을 냉각 롤러로 통과 시켜 지류 원단의 일면을 상기 용융 코팅물로 코팅하는 단계
    를 포함하고,
    상기 지류 원단에 도포 된 상기 용융 코팅물은 상기 압착롤러와 상기 냉각롤러를 통과하면서 상기 지류 원단의 일면에 압착되면서 용융 코팅물의 적어도 일부분은 상기 타공으로 유입되는
    폴리락트산 코팅 원단 제조 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 코팅하는 단계는,
    지류 원단을 상기 가열 롤러로 통과시켜 상기 85℃ 내지 95℃로 가열하는 단계,
    상기 지류 원단의 일면에 상기 용융 코팅물을 도포하는 단계,
    상기 용융 코팅물이 도포된 지류 원단을 상기 압착 롤러로 통과시켜 상기 용융 코팅물을 상기 지류 원단의 일면에 압착시키는 단계, 그리고
    상기 용융 코팅물이 압착된 상기 지류 원단을 상기 냉각 롤러로 통과시켜 냉각하는 단계
    를 포함하는
    폴리락트산 코팅 원단 제조 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 용융 코팅물은 용융된 옥수수 전분인 폴리락트산 코팅 원단 제조 방법.
  5. 제1항, 제2항 또는 제4항에 정의된 폴리락트산 코팅 원단 제조 방법으로 만들어진 것으로,
    열풍 건조되고 일면에 방전으로 타공된 지류층 및
    상기 원단의 일면에 제습 처리된 용융 코팅물이 압착방식으로 고정되고 적어도 일부분이 상기 타공으로 유입된 코팅층
    을 포함하는 폴리락트산 코팅 원단.
  6. 제5항에서,
    상기 용융 코팅물은 용융된 옥수수 전분인 폴리락트산 코팅 원단.
  7. 제5항에 정의된 폴리락트산 코팅 원단으로 만들어진 것으로,
    내용물을 담을 수 있도록 일측이 개방되어 있고, 상기 코팅층이 내측에 위치하는 용기.
KR1020110064069A 2011-06-29 2011-06-29 폴리 락트산 코팅 원단 제조 방법, 그 제조 방법에 의해 제조된 원단 및 그 원단을 이용해 만든 용기 KR101150150B1 (ko)

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