KR0156952B1

KR0156952B1 - 폐품재활용판재 제조방법

Info

Publication number: KR0156952B1
Application number: KR1019940017264A
Authority: KR
Inventors: 이능진
Original assignee: 이능진
Priority date: 1994-07-18
Filing date: 1994-07-18
Publication date: 1998-12-01

Abstract

본 발명은 산업계 및 건축업계에서 보온재, 방한재, 방음재, 충격방지재, 바다의 부표재등으로 사용 후 폐기되는 폐폴리스틸렌훰을 용해하여 접착제로 하고 식물성폐섬유와 광물성폐섬유중에서 단독 또는 2종 이상 혼합한 폐섬유와 혼연 압출하여 폐품재활용판재(1)을 생산하는 제조방법에 관한 것이다.

폐폴리스틸렌훰은 비중이 0.01로 가볍고 적은 충격에서도 쉽게 부서지는 특성으로 수집, 운반이 곤란하여 일반적으로 폐기되는 경향이 있어 호수, 하천, 산야, 바다를 오염하고 매립 및 소각은 토양과 대기를 오염시키는 악성 환경오염물질로 분류되고 있는 실정이다.

이를 착안하여 폐품재활용판재(1)의 원자자로 재활용하게 된 것임. 그 공정을 열거하면 다음과 같다. (a):2액층용해드럼(2)를 고안 사용함으로써 폐폴리스틸렌훰 부피를 약 33배로 축소된 시럽상의 고형분 50wt% 폐폴리스틸렌훰 접착제를 제조하는 공정, (b):통상의 장치로 식물성폐섬유와 광물성폐섬유 중에서 단독 또는 2종 이상의 폐섬유를 혼합, 절단, 분쇄, 주원료를 제조하는 공정, (c):(a)와 (b)공정에서 제조된 폐폴리스틸렌훰 접착제 50wt%, 폐섬유 50wt%를 통상의 밀폐된 혼합기에서 혼연하여 기초원료를 제조하는 공정, (d):이를 압출기(3)로 상온하에서 기본시-트(7)를 수중으로 압출하는 공정, (e):이를 물로 채워진 수조탱크(8)에서 후박과 표면 및 이면을 고르는 공정, (f):이를 통상의 장치로 건조, 소정의 규격으로 절단하는 공정으로 연결된 폐품재활용판재(1) 제조방법임.

전술한 바와 같은 공정으로 제조된 폐품재활용판재(1)는 절삭성, 타정성(打釘性), 내수성, 파열강도가 우수하고 표면이 미려한 폐폴리스틸렌훰 33wt%, 폐섬유 67wt%로 구성된 합판, 목재와 대체사용이 가능한 100% 폐품재활용 제품임.

또한 폐품재활용판재(1)의 생산은 폐폴리스틸렌훰으로 인한 환경오염을 예방하고 벌채로 인한 산림훼손을 예방하는 일석이조의 환경정화효과를 얻을 수 있다.

Description

폐품재활용판재 제조방법

제1도는 기본시-트(7)에 함유된 용매의 휘발을 방지하여 기본시-트(7)의 유연성과 유동성을 유지하도록 하므로 기본 시-트(7)의 표면과 리면의 평활도와 전체 후박의 균일성을 용이하게 조절할 수 있도록 구성된 폐품재활용판재(1)의 전체 제조 공정 전개도.

제2도는 용기의 하층부는 용매로 채우고 상층부는 약 15~20cm 높이의 물로서 채워 용매의 휘발과 유실을 방지하고 용질 폐폴리스틸렌훰(Polystylene Foam)의 용해와 운반이 용이하도록 덮개를 갖춘 2액층용해드럼(2)사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 폐품재활용판재 2 : 2액층 용해드럼

3 : 압출기(Extrusion) 4 : 호-퍼(Hopper)

5 : 스크류(Screw) 6 : 티-다이(T-Die)

7 : 기본시-트(Foundation sheet) 8 : 수조탱크(Water Tank)

9 : 톱 와이어(Top Wire)

10 : 콘베이어 바텀 와이어(Conveyer Bottom Wire)

11 : No1,No2,No3,No4 프레스롤(Rotary Press Roll)

12 : 챔버 건조기(Chamber Dryer)

13 : 배기 팬 14 : 냉각기

15 : 용매 응집조 16 : 커터(Cutter)

본 발명은 산업용, 건축용으로 사용 후 폐기되고 있는 폐폴리스틸렌훰(Polystylene Foam)을 2액층 용해드럼을 이용하여 제조된 접착제와 폐섬유를 주성분으로 구성된 합판, 목재와 대체 사용이 가능한 폐품 재활용판재 제조방법에 관한 것이다.

폐폴리스틸렌훰은 산업용 및 건축용으로 보온재, 방한재, 방음재, 충격방지재등으로 사용 후 폐기되는 것으로 물질 자체로는 재활용가치는 있으나 비중이 0.01로 심히 가볍고 또한 적은 충격에도 쉽게 잘게 부서지는 특징으로 수집과 운반에 많은 비용과 애로가 있으므로 경제성을 상실한 폐기물로서 하천, 호수, 산야, 해안 등 자연환경을 오염시키고 있으며, 일부는 수거하여 재활용하고 있으나 극소량에 불과하다. 대부분은 일반 쓰레기로 수거되어 매립되거나 소각처리 되어 토양과 대기를 오염시키는 최악성 환경오염 물질로 인정되고 있는 실정임.

종래에는 어시장, 청과시장, 전자상가 등에서 운반, 포장용으로 사용하고 있는 폴리스틸렌휨 상자 및 포장재는 사용자 부담의 원칙에서 수집하여 페렛트(Pellet)로 재생가공되어 신제(新製) 폴리스틸렌페렛트와 혼용 재활용하고 있으나, 폴리스틸렌휨을 건축용으로는 방음재, 방한재, 방온재로 사용하고 있고, 각종 공업용으로는 충격방지제, 일회용기재, 해양부표재등 각 분야에서 사용하고 폐기되는 폐폴리스틸렌훰에 비하면 재활용되고 있는 폐폴리스틸렌훰은 빙산의 일각에 불과한 실정임.

전술한 바와 같은 폐폴리스틸렌훰으로 인한 환경오염 예방은 수집, 운반을 용이하게 하고 다량으로 재활용하는 것이 최선의 방법임을 착안하게 되었음.

본 발명은 전술한 문제점을 해결할 목적으로 많은 실험과 연구를 거듭한 결과 폐폴리스틸렌훰을 접착제로 이용하고 다량으로 폐기되며 재활용가치가 있는 폐섬유를 주원료로 이용하여 합판, 목재와 대체사용이 가능한 폐품재활용판재(1)를 생산할 수 있도록 고안함으로서 본 발명을 완성하게 된 것임.

이러한 목적을 달성하고자 본 발명은 (a):수집과 운반의 곤란으로 산재되어 환경을 오염시키고 있는 폐폴리스틸렌훰을 용매로 용해하여 시럽상의 폐폴리스틸렌훰 접착제를 만드는 공정, (b):가정과 산업계에서 다량 발생하는 식물성폐섬유와 광물성폐섬유중에 단독 또는 2종이상의 폐섬유를 통상의 장치를 이용하여 절단, 분쇄, 혼합(폐섬유를 2종이상 사용시)하는 공정, (c):전술한 폐폴리스틸렌훰 접착제와 폐섬유를 통상의 밀폐된 장치에서 혼합하여 기본 원료를 제조하는 공정, (d):기본 원료를 압출기(Extrusion Machine)(3)를 이용상온하에서 혼연하여 평판기본시-트(Foundation Sheet)(7)를 수중으로 압출하는 공정, (e):냉수로 채워진 수조탱크(Water Tank)(8) 수중에서 기본시-트(7)의 후박을 균일하게 하고 표면과 이면을 고르는 공정, (f):이를 통상의 장치로 건조, 절단, 제품화하는 공정으로 구성된다.

전술한 바와 같이 폐폴리스틸렌훰을 용매에 용해하여 제조된 시럽상의 폐폴리스틸렌훰 접착제와 식물성폐섬유 및 광물성폐섬유로 구성되는 폐품재활용판재(1) 제조방법을 도면을 참고로 자세히 설명하면 다음과 같다.

도면 제2도는 2액층용해드럼(2) 사시도로써 (a):용적 200ℓ들이 덮개있는 드럼통에 비중이 물보다 높고(비중:1.01 이상인 것), 불연성, 비등점이 100℃ 이하이며, 폐폴리스틸렌훰에 대한 용해력이 강한 특성을 갖춘 용매를 선정한 다음 2액층드럼(2)에 일차적으로 물 35~50kg을 장입하고 그 위에 전술한 바 설정된 용매 100kg을 장입하면 물과 용매는 층분리되며 용매는 하층부에 그리고 물은 상층부에서 15~20cm 높이로 용매를 덮개 되므로 용매의 휘발과 비산을 방지하고 용해작업에서 안전을 기할 수 있다. 물과 용매로 채워진 2액층용해드럼(2) 상부에서 폐폴리스틸렌훰을 압입하면 물층을 거쳐 용매층에 닿는 순간 쉽게 용해된다. 계속 폐폴리스틸렌훰을 100kg을 투입 용해하면 하부 용매층은 고형분이 약 50wt%한 용해된 시럽상(Syrup Type)의 강력한 접착제가 제조되는 공정, (b):식물성폐섬유로는 폐지, 폐사, 폐면사, 폐마사, 제지공정에서 폐기되는 리젯트(Reject) 또는 스러지(sludgy)등과 광물성폐섬유로는 광물유(鑛物油)에서 얻어지는 섬유로서 폐나이론사, 폐폴리플로필렌사, 폐폴리에스테르사, 폐폴리에칠렌사등 중에서 단독 또는 2종 이상의 폐섬유를 통상의 장치로 절단, 분쇄, 혼합(폐섬유를 2종 이상 사용시)하는 공정 (c):밀폐된 통상의 혼합장치로 (a)항에서 제조된 시럽상의 폐폴리스틸렌훰접착제(고형분 50wt%)와 (b)항에서 제조된 분쇄된 폐섬유를 50wt%:50wt%로 구성된 기본원료를 제조하는 공정.

도면 제1도는 전술한 폐폴리스틸렌훰 접착제와 폐섬유를 혼연하여 제조된 기본원료를 사용하여 폐품재활용판재(1)를 제조하는 전체적인 공정이다. 도면에 의하여 설명하면 (d):전술한 기본원료를 호-퍼(Hopper)(4)에 장입하면 압출기(Extrusion Machine)(3)에서 서서히 혼연하여 연토질상(鍊土質狀)의 유연한 평판형 기본시-트(Foundation Sheet)(7)를 수중으로 압출하는 공정, (e):물로 채워진 수조탱크(Water Tank)(8)에서 물로 쌓여 용매의 휘발이 억제된 기본시-트(7)는 톱와이어(Top Wire)와 컨베이어바텀와이어(Conveyer Bottom Wire)(10)의 보호를 받으며 연토질상의 유연성을 유지하면서 주행하게 된다. 그러므로 No1, No2, No3, No4프레스롤(Rotary Press Roll)(11)의 압연으로 용이하게 표면과 이면을 평탄하게 하고 전체적인 후박을 균일하도록 고르는 공정, (f):통상의 장치로 기본시-트(7)는 챔버건조기(Chamber Dryer)(12)에 이송되어 70~80℃ 저온 열풍기류중에서 표면과 이면을 고르면서 용매의 휘발로 건조된다. 휘발된 용매는 배기팬(13)에 의하여 용매응집조(15)에 이송되고 냉각기(14)에서 냉각, 응집, 회수, 재사용하게 된다. 폐폴리스틸렌훰과 폐섬유로 구성된 100% 재활용 기본시-트(7)의 소정의 규격으로 커터(Cutter)(16)에서 절단 제품화하는 공정으로 이루어지는 폐품재활용판재(1)의 제조방법.

전술한 (a)공정에서 사용되는 용매는 사염화탄소(Carbon Tetra Chloride), 클롤포름(Tri Chlorometane), 트리클롤에틸렌(Tri Chloroethylene), 염화메틸렌(Methylene Chloride)등 중에서 택일하여 사용하는 것이 좋다.

또한 (b)항 공정에서 폐품재활용판재(1)의 주원료로 상용하는 폐섬유의 각개의 고유품성은 폐품재활용판재(1)의 품성을 결정함에 절대적인 영향을 받으므로 폐섬유의 선택과 처리과정은 앞으로 많은 연구 과제이다.

[실시예]

※ 제1차:2액층용해드럼(2) 작업공정

덮개 있는 용적 200ℓ들이 드럼에 물, 용매, 폐폴리스틸렌훰의 순으로 다음과 같이 투입한다.

물--------------------30kg

염화메틸렌---------------100kg

폐폴리스틸렌훰-------------100kg

폐폴리스틸렌훰은 염화메틸렌 용매에 용해되어 폴리스틸렌휨 50wt%, 염화메틸렌 50wt%로 구성된 시럽상의 폐폴리스틸렌훰 접착제 200kg(고형성분 50wt% 함유)를 제조한다.

※ 제2차:폐섬유 제조공정

폐지를 절단, 분쇄, 섬유화하여 폐지섬유를 제조하는 공정

폐지분쇄섬유---------------200kg

※ 제3차:기본원료 제조공정

제1차 공정에서 제조된 폐폴리스틸렌훰 접착제 200kg(고형분 50wt%함유)와 제2차 공정에서 제조된 폐지분쇄섬유 200kg을 통상의 장치로 밀폐된 혼합기에서 혼연 혼합하여 1:1의 비율로 구성하여 다음 작업에 적합한 기본원료를 제조하는 공정.

※ 제4차:폐품재활용판재(1) 제조공정

폐폴리스틸렌훰 접착제 50wt%(고형분 50wt% 함유), 폐지분쇄섬유 50wt%로 구성된 기본원료는 압출기(3)에 장입되고 서서히 혼연 유연한 기본시-트(7)를 물로 채워진 수조탱크(8)에 압출하고 후박과 표면 및 이면을 고른 다음 챔버건조기(12)에 이송 70~80℃ 저온의 분위기에서 건조시켜 폐폴리스틸렌훰과 폐지분쇄섬유로 구성된 폐품 100%를 재활용한 폐품재활용판재(1)를 제조하게 된다.

비중이 0.01로 부피가 크고 적은 충격으로 잘게 부서져 수집과 운반에 애로가 많아 효용가치를 상실 환경오염의 주범으로 알려진 폐폴리스틸렌훰은 2액층용해드럼(2)를 고안 사용하게 됨으로써 부피는 약 33배로 축소된 운송이 편리한 폐폴리스틸렌훰 50wt%, 용매 50wt%로 구성된 접착력이 강한 시럽상의 폐폴리스틸렌훰 접착제(고형분 50wt%)를 제조할 수 있는 긴요한 원자재로 활용하게 되었다.

또한 전술한 폐폴리스틸렌훰 접착제는 폐섬유와 1:1의 비율로 혼연, 압출, 건조, 절단의 공정을 거쳐 폐폴리스틸렌훰과 폐섬유로 구성된 100% 폐품재활용품으로 합판, 목재와 대체사용이 가능한 절삭성, 타정성(打釘性), 내수성, 파열강도가 우수하고 표면이 미려한 폐품재활용판재(1)를 제조할 수 있으므로 벌채로 인한 산림훼손을 억제하여 산림녹화로 자연을 수호하는 일석이조의 효과를 얻을 수 있다.

Claims

다음 하기공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐품재활용판재(1) 제조방법, (a):2액층용해드럼(2)에 물과 용매를 넣어 2액층으로 층 분리후 폐폴리스틸렌훰을 상부에서 압입 용해하면 폐폴리스틸렌훰 50wt%, 용매 50wt%로 구성된 시럽상의 폐폴리스틸렌훰 접착제를 제조하는 공정, (b):통상의 장치로 식물성폐섬유와 광물성폐섬유 중 택일 또는 2종 이상 혼합한 폐섬유를 절단, 분쇄하여 주원료를 제조하는 공정, (c):(a)와 (b)공정에서 제조된 폐폴리스틸렌훰 접착제와 폐섬유를 50wt%:50wt%로 구성된 기초원료를 제조하는 공정, (d):이를 압출기(3)로 서서히 혼연하여 유연한 기본시-트(7)를 수중으로 압출하는 공정, (e):이를 물로 채워진 수조탱크(8)에서 후박과 표면 및 이면을 고르는 공정, (f):이를 챔버건조기(12)에서 건조하고 절단, 제품화 하는 공정.
제1항에 있어서 2액층용해드럼(2)에 사용되는 용매는 비중이 물보다 무겁고 불연성, 불수용성 또는 물에 미용, 비등점은 100℃ 이하, 폐폴리스틸렌훰에 대한 용해력이 강한 용재를 사용하는 것을 특징으로 하는 폐품재활용판재(1)를 제조하는 방법.
제2항에 있어서 사용되는 용매는 사염화탄소(Carbon Tetra Chloride), 클로로포름(Tri Chloromethane), 트리클로로에탄(Tri Chloroethane), 트리클로로에틸렌(Tri Chloroethylene), 염화메틸렌(Methylene Chloride)등 용매 중 택일하여 사용하는 것을 특징으로 하는 폐품재활용판재(1)를 제조하는 방법.
제1항의 공정에 의하여 제조된 폐품재활용판재.