KR0182241B1 - 폐피혁을 이용한 산업제품 용 반물질의 제조방법 및 산업제품 제조용 반물질 - Google Patents

폐피혁을 이용한 산업제품 용 반물질의 제조방법 및 산업제품 제조용 반물질 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 피혁 가공시 부생되는 피혁설 등의 폐피혁을 이용하여 다양한 산업제품용 반 물질을 제조하는 방법 및 그 반물질에 관한 것이다.
2. 발명이 해결하려고 하는 가술적 과제
본 발명은 피혁 가공 폐기물인 피혁설 및 쉐이빙 더스트 등의 폐피혁을 합성수지 및 고무 등과 혼합하여 입상의 반물질 형태로 가공 처리하되, 제조된 폐피혁 혼합물의 입자간에 정전기적인 반발력을 부여하여 입자의 분산력을 크게 향상시킴으로서 이를 이용하여 건축재 등을 제조할 경우 제품의 내부 조성 및 표면상태를 균일화 할 수 있으며, 가공 처리과정에서 탈크롬화 과정 등이 필요하지 않아 2차적인 환경오염이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 이를 이용하여 고강도의 산업제품의 제조에 다양하게 이용될 수 있는, 폐피혁을 이용한 산업제품용 반 물질의 제조방법 및 산업제품 제조용 반물질을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은 피혁설 및 쉐이빙 더스트를 분쇄하는 분쇄공정과, 상기 분쇄공정으로부터 얻어진 피혁설 및 쉐이빙 더스트 분쇄물을, 30내지 70℃의 온수와, 염료와, 중화제로서의 소디움바이카보네이트(Sodium Bicarbonate, NaHCO3)와, 탄닌(Tanning)제로서 우레아(Urea)계 신탄(Syntan)과, 가지제로 구성된 염료 혼합액에 침지시켜 탄닌, 염색, 중화처리하는 화학처리 및 염색공정과, 상기 화학처리 및 염색 공정으로부터 중화, 탄닌 및 염색 공정을 완료한 입상의 피혁설 및 쉐이빙 더스트를 탈수 및 건조시켜 펠릿(Pellet)화하는 탈수공정과, 이와는 별도로, 가교제로서 아크릴메톡시아크릴레이트(Acryl MethotyAcrylate) 계수지와, 아크릴부타디엔(Acry1 Butadienc) 계 열가소성 수지와, 가지제와, 반응억제제로서 벤토나이트(Bentonite) 용액과, 전분을 혼합한 후 100내지 200℃의 온도에서 1내지 2시간동안 가열 교반하는 접착제 조성물 제조 공정과, 상기 탈수공정으로부터 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿과 상기 접착제 조성물 제조공정으로부터 제조된 접착제 조성물을 혼합 교반하는 혼합공정과, 상기 혼합공정을 완료한 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿을 80℃이하의 저온 조건에서 1내지 8시간 동안 숙성시키는 숙성 공정을 포함함을 특징으로하는 폐피혁을 이용한 산업제품 용 반물질의 제조방법 을 제공함으로서 상기한 목적을 달성하였다.
4. 발명의 중요한 용도.
본 발명의 인조피혁, 루핑재, 바닥재, 패킹재, 방진재 등의 산업제품 제조용 반물질로서의 용도를 갖는다.

Description

폐피혁을 이용한 산업제품 용 반물질의 제조방법 및 산업제품 제조용 반물질
본 발명은 피혁 가공시 부생되는 피혁설 등의 폐피혁을 이용하여 다양한 산업제품용 반 물질을 제조하는 방법 및 그 반물질에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피혁가공 공정상에서 대량으로 발생하는 피혁설(皮革屑) 및 쉐이빙 더스트(SHAVING DUST)를 이용하여 인조피혁, 패킹재, 건축재 등의 산업제품의 제조에 다양하게 사용될 수 있는 폐피혁을 이용한 산업제품용 반물질의 제조방법 및 산업제품 제조용 반물질에 관한 것이다.
피혁의 제조 공정상에서 발생하는 피혁설 및 쉐이빙 더스트는 콜라겐(COLLAGEN)이라는 섬유질 단백질과 CrOHSO4이 착염의 결합 구조를 갖는 것으로, 국내 피혁 공장으로부터 하루에 500 내지 1,000톤 가량이 폐기물로서 배출되고 있다.
이러한 피혁설 및 쉐이빙 더스트는 피혁 가공 공정 상에서 발생하는 대표적인 공해물질로서 그의 처리를 위하여 매립할 경우 토양 내에서의 부패가 잘 이루어지지 않아 장기간에 걸쳐 토양의 산소공급을 차단하게 되므로 토양오염을 유발시키게 되며, 소각 처리 할 경우에는 연소시에 맹독성 가스가 발생할 뿐만 아니라, 소각 후 Cr2O3등의 크롬 산화물이 재(Ash) 형태로 남게 되므로 이 또한 심각한 2차 환경오염을 유발시키게 된다.
상기한 이유로 인하여, 근래에 이르러 피혁 가오 폐기물로서의 피혁설 및 쉐이빙 더스트를 산업적으로 재활용함으로서 자원의 이용 효율성을 향상시킴과 동시에 환경오염을 방지 할 수 있도록 하는 방안에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이와 관련하여, 종래에는 피혁설 및 쉐이빙 더스트를 가공하여 동물의 사료로 사용한 바 있으나, 이 경우는 중금속이 동물의 체내에 축적되므로 이를 식용으로 사용하게 되는 경우에는 인체에 영향을 미치게 되어 그 용도가 제한되고 있다.
또한, 이를 비료화하여 사용하는 경우는 토양의 오염문제로 인하여 원예용 비료 등으로 제한 사용되고 있으므로 이러한 방법은 폐기물의 재활용 용도가 원예용 비료에 한정되기 때문에 사용될 수 있는 양이 극히 제한적일 수 밖에 없어 효율적인 폐기물의 처리방법은 될 수 없을 뿐만 아니라, 결국에는 폐기물을 토양에 매립하여 처리하는 경우와 동일한 결과를 초래하게 되므로 토양오염을 유발시키게 되는 문제점을 갖고 있다.
한편, 피혁설 및 쉐이빙 더스트를 가성소다 등의 강한 알카리로 처리하여 산화크롬을 분리한 후, 환원된 단백질 즉 콜라겐 섬유를 가열 처리하고 건조시켜 공업용 접착제인 아교를 제조하는 방법이 알려져 있으나, 이 또한 분리된 산화크롬을 재차 처리하여야 하는 문제점을 가지고 있을 뿐만 아니라, 일반적인 방법으로 생산되는 아교제품보다 제조원가가 높고 각종 합성 접착제의 범람으로 인하여 사용빈도가 극히 적을수 밖에 없어 폐기물의 재활용성 측면에서 실효를 거둘 수 없다는 문제점을 가지고 있다.
상기한 기술과는 별도로, 피혁설 및 쉐이빙 더스트를 분쇄한 후 화학 약품의 처리공정을 거쳐 쉬트롤(Sheet Roll) 등의 형태로 성형하여 인조 피혁으로 사용하는 방법이 공지되어 있다.
예를 들면, 대한민국 특허 공고번호 제 73-197에 의한 기술로서, 세이빙 더스트 등의 폐피혁을 분쇄한 후 펄프, 합성섬유 또는 천연섬유 등을 재단하여 혼입한 상태로 카복실기를 함유한 합성수지, 합성고무라텍스 혹은 천연라텍스를 침투시키고 열압착하여 다공성의 밀착된 재생피혁지를 제조하는 방법을 제공하고 있으나, 이러한 방법은 세이빙 더스트의 열 수축성 및 제라틴화를 높이기 위해 세이빙 더스트를 석회수 및 황산용액에 침지시켜 탈크롬화하는 공정이 선행되어야 하기 때문에 이로부터의 2차 환경오염이 발생하게 되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 재생피혁 조직의 결합력을 강화시키기 위하여 제조 공정상에 펄프, 합성섬유 혹은 재생섬유 등을 첨가하여야 하는 관계로 생산원가가 상승하게 되는 문제점이 있다.
기 언급한 문제점과는 별도로, 상기한 종래의 인조피혁의 제조방법은 제조 공정 상의 여러가지 조건 및 그에 따른 제조 설비가 인조 피혁이라는 단일 품목의 생산에만 국한되므로 피혁 가공 폐기물을 이용하여 재활용 생산하는 품목을 다양화 하고자 할 경우에는 각각의 품목의 특성에 따른 일련의 공정 및 공법을 개별적으로 채택하고 그에 따른 설비 또한 개별적으로 마련해야 하기 때문에 생산비가 과다하게 소요될 수 밖에 없으며, 생산되는 각 품목의 종류에 따라 첨가되는 주 원료인 피혁가공 폐기물 및 각종 첨가제에 대한 화학적 조성이나 입자 상태의 조건을 적절하게 관리하기가 매우 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로서, 폐피혁을 적당한 크기로 분쇄한 후 합성수지나 고무와 혼합하여 분말상의 반제품 형태로 제조하는 방법이 일본국 특개평 1-163215호, 1-165700호, 3-152200호 및 3-195800호 등에 의하여 공지되어 있으나, 상기한 종래기술에 의하여 제조된 분말상의 폐피혁 혼합물은 입자의 분산성이 양호하지 못하여 서로 응집하려는 경향이 있기 때문에, 이를 이용하여 성형한 제품은 내부에 부분적으로 고형부가 형성 되고 표면부 또한 균일하지 못한 문제점이 있어 그 용도가 저급 완구류나 저질 인조피혁 등의 제조용으로 한정 사용될 수 밖에 없으며, 패킹재, 루핑재 바닥재 등의 고급 건축재의 제조용으로는 적합하지 않은 문제점이 있다.
본 발명자는 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 피혁 가공 폐기물의 재처리 방안에 대하여 연구를 거듭한 결과 본 발명을 완성하게 된 것으로, 본 발명은 피혁 가공 폐기물인 피혁설 및 쉐이빙 더스트 등의 폐피혁을 합성수지 접착제와 혼합하여 입상의 반물질 형태로 가공 처리하되, 제조된 폐피혁 혼합물의 입자간에 정전기적인 반발력을 부여하여 입자의 분산력을 크게 향상시킴으로서 이를 이용하여 건축재 등을 제조할 경우 제품의 내부 조성 및 표면상태를 균일화 할 수 있으며, 가공 처리과정에서 탈크롬화 과정 등이 필요하지 않아 2차적인 환경오염이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 이를 이용하여 고강도의 산업제품의 제조에 다양하게 이용될 수 있는, 폐피혁을 이용한 산업제품용 반 물질의 제조방법 및 산업제품 제조용 반물질을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.
제1도는 본 발명의 공정도.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제1도에 도시된 본 발명의 공정도에 나타난 바와 같이, 피혁설 및 쉐이빙 더스트를 분쇄하는 분쇄공정과, 상기 분쇄공정으로부터 얻어진 피혁설 및 쉐이빙 더스트 분쇄물을, 30내지 70℃의 온수와, 염료와, 중화제로서의 소디움바이카보네이트(Sodium Bicarbonate, NaHCO3)와, 탄닌(Tanning)제로서 우레아(Urea)계 신탄(Syntan)과, 가지제로 구성된 염료 혼합액에 침지시켜 탄닌, 염색, 중화처리하는 등의 화학처리 염색공정과, 상기 화학처리 및 염색 공정으로부터 중화, 탄닌 및 염색 공정을 완료한 입상의 피혁설 및 쉐이빙 더스트를 탈수 및 건조시켜 펠릿(Pellet)화하는 탈수공정과, 이와는 별도로, 가교제로서 아크릴메톡시아크릴레이트(Acryl MethoxyAcrylate) 계 수지와, 아크릴부타디엔(Acryl Butadiene) 계 열가소성 수지와, 가지제와, 반응억제제로서 벤토나이트(Bentonite) 현탁액과, 전분을 혼합한 후 100내지 200℃의 온도에서 1내지 2시간동안 가열 교반하는 접착제 조성물 제조 공정과, 상기 탈수공정으로부터 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿과 상기 접착제 조성물 제조공정으로부터 제조된 접착제 조성물을 혼합 교반하는 혼합공정과, 상기 혼합공정을 완료한 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿을 80℃이하의 저온 조건에서 1내지 8시간 동안 숙성시키는 숙성 공정을 포함한다.
본 발명에서 주 원료로서 사용하는 피혁설 및 쉐이빙 더스트는 본래의 형태 및 크기가 일정하지 않으므로 상기 분쇄공정에 의하여 일정한 크기로 분쇄하는 것이며, 이와같이 균일한 입상으로 분쇄됨으로서 다음 공정에서의 약품처리 과정에서 첨가되는 약품의 중량비 등의 반응 조건 및 반응 속도를 용이하게 관리할 수 있고, 또한 제품화 되었을 경우의 규격화 및 품질 관리를 위하여 반드시 거쳐야 하는 공정이다.
이때, 분쇄되는 입자의 크기는 작업성 등을 고려할 때 평균입격이 2 내지 5mm가 되도록 하여주는 것이 바람직하다.
상기 화학처리 및 염색공정은 상기 분쇄공정으로부터 분쇄된 피혁설 및 쉐이빙 더스트 분쇄물을 중화 및 탄닌 처리하고 최종적으로 제조되는 제품에 필요한 색상을 염색하는 공정으로서, 본 발명에서 피혁의 염색시에 사용될 수 있는 염료는 산성염료, 염기성 염료 또는 직접 염료(Direct Dyestuff) 등을 사용할 수 있으나, 일광견뢰도 및 화학적 성질을 고려항 산성염료를 많이 사용하고 있다.
다만, 특별히 강한 색도를 원할 때에는 소량의 염기성 염료를 혼합하여 사용할 수 있다.
이러한 산성염료가 피혁분에 최대의 결합력을 나타낼 수 있는 산도는 pH 3내지 4가 적당하나, 피혁설의 크기가 클 경우에는 염료가 피혁의 내부까지 침투되지 못하므로 중화제로서의 소디움바이카보네이트(NaHCO3)를 첨가하여 염색욕의 pH를 중성에 가깝게 상승시킴으로서 피혁내의 염료 침투 효과를 높이게 된다.
또한, 피혁의 분배 및 부패를 방지할 뿐만 아니라 시간이 경과함에 따라 피혁이 건조, 경화되는 현상을 방지하기 위하여 첨가되는 탄닌제로서는 나프탈렌 계 신탄이나 페놀 계 신탄 등 다양한 종류의 탄닌제를 사용할 수 있으나, 상기한 나프탈렌 계 또는 페놀 계 등의 탄닌제는 처리후 심각한 폐수오염의 문제가 발생하게 되므로 우레아 계 신탄을 사용하는 것이 바람직하다.
상업적으로 제조된 우레아 계 신탄으로서는 독일 B.A.S.F 사의 상품명 바신탄(BASYNTAN) 등이 있다.
이와함께 사용되는 가지제는 공지의 기술에 따라 동, 식물유 및 지방산, 합성유 등의 유지를 황산화하고 암모니아, 수산화나트륨 등으로 중화하여 제조할수 있는 것으로, 피혁 가공 공정 중에 피혁 자체가 함유하고 있는 유지 성분이 씻겨나가게 됨에따라, 가죽의 유연성이 감소하고 섬유질이 수축하게 되어 수율이 감소되며, 인장강도, 신장율, 파열강도 등의 제반물성이 저하되는 등의 전반적인 피혁의 품질저하를 방지하기 위하여 첨가되는 것으로서 상업적으로 제조된 가지제로는 바스프 위안도트, 헨켈 인코포레이티드 및 스톡하우젠 베이오일사로부터 이용 가능한 제품인 덴소드린, 하이드로포일 214 및 유피론 등과 국내 신진화학에서 제조한 상품명 EM-101 등을 사용할 수 있다.
본 공정에서 사용되는 상기 각 혼합물간의 조성비는, 상기 분쇄공정으로부터 얻어진 피혁설 및 쉐이빙 더스트 분쇄물 100 중량부에 대하여, 온수 50내지 150중량부와 산성염료 0.5내지 6중량부와 중화제로서의 소디움바이카보네이트(Sodium Bicarbonate, NaHCO3) 1 내지 8중량부와 탄닌(Tanning)제로서 우레아(Urea)계 신탄(Synatan) 2내지 14중량부와 가지제 2내지 10중량부와로 조성함이 바람직하다.
상기 탈수공정은 상기 화학처리 및 염색공정으로부터 중화, 탄닌 및 염색 작업이 끝난 입상의 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿을 탈수시킴과 동시에 하기 혼합공정에서 접착제 혼합물과의 혼합이 용이하도록 일정범위의 습도롤 유지하도록 하는 공정으로서, 탈수공정을 마친 후의 습도 조절 범위는 5내지 20%가 바람직하다.
접착제 제조공정에서는 상기 탈수공정으로부터 탈수 및 건조처리된 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿에 침투시키기 위한 접착제 조성물을 제조하게 되는데, 본 공정에서 사용하는 수지류로서는 아크릴(Acryl) 계, 부타다이엔(Butadiene) 계, 폴리 우레탄(Poly Urethan) 계 수지를 혼용하여 사용할 수 있으나, 본 발명에서와 같이 가교제로서 아크릴메톡시아크릴레이트(Acryl MethotyAcrylate) 계 수지와 아크릴부타디엔(Acryl Butadiene) 계 열가소성 수지를 혼합하여 사용하게 되면, 하기한 반응 억제제로서의 벤토나이트의 작용을 더욱 활성화하여 수지가 침투된 피혁 입자간에 정전기적 반발력을 일으키게 되므로 피혁 분말이 서로 엉겨붙지 않도록 한다.
본 접착제 제조 공정에서 사용되는 상기 각 혼합물간의 조성비는 가교제로서의 아크릴메톡시아크릴레이트(Acryl MethotyAcrylate) 계 수지 10 내지 50%(w/w)와, 아크릴부타디엔(Acryl Butadiene) 계 열가소성 수지 20내지 60%(w/w)와 가지제 5내지 20%(w/w)와 반응억제제 로서 벤토나이트 현탁액 5내지 20%(w/w)와 전분 10내지 30%(w/w)와로 조성하는 것이 바람직하다.
이때, 반응억제제로서 사용되는 벤토나이트는 9내지 11%(w/w)의 현탁액 상태로 사용한다.
본 공정에서 사용되는 가지제는 상기 화학처리 및 염색공정에서 사용되는 가지제와 동일하다.
혼합공정에서는 상기 탈수공정으로부터의 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿과 상기 접착제 제조공정으로부터 제조된 접착제 조성물을 교반 혼합기나 회전 혼합기를 사용하여 혼합 교반함으로서 접착제 조성물을 입상의 피혁설 및 쉐이빙 더스트의 내부로 침투 및 흡착시키는 것으로, 혼합 교반 시간은 제한이 없으나 30내지 1시간 정도가 적당하다.
이때, 궁극적으로 본 발명의 반물질을 이용하여 제조하는 제품에 요구되는 강도에 따라 상기 접착제 제조공정에서 제조된 접착제 조성물과 상기 탈수공정에서 탈수 및 건조처리된 입상의 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿의 혼합비가 달라지게 된다.
예를 들면, 접착제 조성물의 양을 100중량부로 기준하였을 때, 단열재 등의 용도로서 사용되는 보드제품을 제조하기 위하여 첨가되는 입상의 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿은 100 내지 300 중량부가 적당하며, 패킹류 등을 제조하기 위하여 첨가되는 입상의 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿의 양은 50 내지 150 중량부가 적당하고, 루핑재 등을 제조하기 위하여 첨가되는 입상의 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿의 양은 100 내지 200 중량부가 적당하며, 인조 피혁을 제조하기 위하여 첨가되는 입상의 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿의 양은 100내지 150 중량부가 첨가되는 것이 적당하다.
따라서, 본 발명의 반물질은 접착제 조성물 100중량부에 대하여 50내지 300중량부의 비율로 혼합되게 되는 것이다.
최종적으로, 상기 혼합공정에 의하여 접착제 조성물과 혼합 결합된 입상의 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿은 가열, 가압 성형시에 반응할 수 있도록 결합력을 억제시킨 상태의 반물질이므로 성형작업시의 작업성을 향상시키고 이때의 화학적 반응 조건을 최상으로 유지하기 위하여 일정 시간을 숙성 시킨다.
숙성 온도는 80℃이하의 저온이 바람직하며 숙성시의 열 공급은 직열이 아니 열 교환 방식이 바람직하다.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
[실시예 1]
- 분쇄공정 -
경기도 안산시 소재의 반월공단 내에 있는 한 피혁 가공 공장으로부터 쉐이빙 더스트 50kg을 채취하여 분쇄기(Cutting Crusher)에 넣고 평균 입력 4mm로 분쇄하였다.
- 화학처리 및 염색공정 -
상기 분쇄공정에서 분쇄된 쉐이빙 더스트 펠릿 50kg과, 50±2℃의 온수 60리터와 소디움바이카보네이트(Sodium Bicarbonate, NaHCO3) 3kg과, 탄닌제인 우레아(Urea) 계 신탄(Syntan)으로서 독일 B.A.S.P. 사의 상품명 바신탄(BYSYNTAN) 5kg과, 가지제로서 국내 신진화학에서 제조한 상품명 EM-101 4kg과 염료로서 국내 태흥화학에서 제조한 상품명 엑시드 블랙 10비(ACIDBLACK 10B) 2kg을 염색드럼에 함게 넣고 충분히 혼합한 후, 1시간동안 침지시켰다.
- 탈수공정 -
상기 화학처리 및 염색공정을 완료한 후 염색드럼으로부터 쉐이빙 더스트 펠릿만을 꺼내어 원심 탈수 건조기에 넣고 약 300 rpm의 속도로 10 분간 회전시켜 탈수처리한 후, 쉐이빙 더스트를 원심 탈수 건조기로부터 모두 꺼내어 다시 바이브레터에 넣고 충분히 진동시켜 응집된 쉐이빙 더스트 펠릿의 입자를 고르게 분산시킨 다음 따로 보관하였다.
- 접착제 조성물 제조공정 -
가교제로서의 아크릴메톡시아크릴레이트(Acryl MethotyAcrylate) 계 수지로서 오스트리아 EMBOFIX 사의 제품(상품명 REICHOLD) 50kg과, 아크릴부타디엔(Acryl Butadiene) 계 열가소성 수지로서 COMPACT 사의 제품(상품명 LW-50) 80kg과, 가지제로서 국내 신진화학에서 제조한 제품(,상품명 EM-101) 30kg과, 반응억제제로서 벤토나이트(Bentonite) 10%(w/w) 현탁액 30kg과, 전분 40kg을 가열로에 넣고 150±2℃의 온도를 유지하면서 2시간동안 가열 교반하여 접착제 조성물을 제조하였다.
- 혼합 공정 -
상기 탈수공정을 완료한 후의 쉐이빙 더스트 펠릿 140kg과 상기 접착제 조성물 제조공정에서 제조한 접착제 조성물 100kg을 교반 혼합기에 넣고 약 40분 동안 교반하여 접착제 조성물을 쉐이빙 더스트 펠릿에 충분히 침투 흡착시킨 후, 교반 혼합기로부터 모두 꺼내어 다시 바이브레터에 넣고 충분히 진동시켜 응집된 쉐이빙 더스트 입자를 고르게 분산시켰다.
- 숙성 공정-
상기 혼합공정을 완료한 후, 접착제 조성물과 결합된 입자 형태의 쉐이빙 더스트 펠릿을 숙성실내에서 70±5℃의 온도를 유지시키면서 5시간동안 숙성시켜 240kg의 입상의 폐피혁 반물질을 제조하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서와 동일한 공정으로 제조하되, 상기 혼합공정에서 혼합되는 쉐이빙 더스트 펠릿의 양을 170kg으로 하여 270kg의 입상의 폐피혁 반물질을 제조하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서와 동일한 공정으로 제조하되, 상기 혼합공정에서 혼합되는 쉐이빙 더스트 펠릿의 양을 80kg으로 하여 180kg의 입상의 폐피혁 반물질을 제조하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 분쇄공정, 화학처리 및 염색공정, 탈수공정을 수행하여 50kg의 쉐이빙 더스트 펠릿을 얻은 후, 접착제 조성물 제조공정에서 아크릴계 합성수지 에멀죤 130kg과, 가지제로서 국내 신진화학에서 제조한 제품(상품명 EM-101) 30kg과, 전분 40kg을 가열로에 넣고 150±2℃의 온도를 유지하면서 2시간동안 가열 교반하여 접착제 조성물을 제조하고, 역시 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 혼합공정 및 숙성공정을 수행하여 240kg의 입상의 폐피혁 반물질을 제조하였다.
[비교예 2]
상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 분쇄공정, 화학처리 및 염색공정, 탈수공정을 수행하여 50kg의 쉐이빙 더스트 펠릿을 얻은 후, 접착제 조성물 제조공정에서 프탈산 디에틸 헥실로 가소화한 PVC 계 접착제 130kg과, 가지제로서 국내 신진화학에서 제조한 제품(상품명 EM-101) 30kg과, 전분 40kg을 혼합기에 넣고 2시간동안 교반하여 접착제 조성물을 제조하고, 역시 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 혼합공정 및 숙성공정을 수행하여 240kg의 입상의 폐피혁 반물질을 제조하였다.
[분산성 시험예]
상기 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2로부터 제조된 폐피혁 반물질을 각각 Ø 50×70mm 크기의 원통형 몰드에 충진하고 상온에서 24시간 동안 방치하여 시험체를 제조한 후, 각각의 시험체를 개개의 플라스크에 넣고 진탕기에서 1분, 3분, 5분 단위로 진동시켜 각 성형테의 형태변화를 시험하고, 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
상기 표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에 의한 시험체의 경우 5분간 진동을 완료한 후 모든 폐피혁 반물질 입자가 시험체로부터 이탈되어 완전히 부서짐으로서 분산성이 매우 양호한 것으로 나타나고 있으나, 비교예 1에 의한 시험체의 경우에는 시험체로부터 이탈된 입자가 10개 미만의 조각의 형태로 발견될 뿐이므로 상온에서 입자간에 서로 응집되는 경향이 매우 큼을 알 수 있었으며, 특히 비교예 2의 경우에는 진동을 완료한 후에도 시험체로부터 부서져 이탈된 입자를 발견할 수 없고 단지 시험체의 형태만이 심하게 변형될 뿐이므로 입자간의 분산성이 매우 불량한 것을 알 수 있다.
또한 본 발명의 실시예 1에 의한 시험체로부터 이탈된 입자는 원래의 미세한 분말상태를 그대로 유지하고 있었으나, 비교예 1에 의한 시험체로부터 이탈된 입자의 경우에는 입자간의 점착현상으로 형성된 응집덩어리가 다수 발견되었다.
이러한 결과는 본 발명에서 접착제로서 사용하는 아크릴메톡시아크릴레이트(Acryl MethotyAcrylate) 계 수지 및 아크릴부타디엔(Acryl Butadiene) 계 수지와 반응억제제로서의 벤토나이트 현탁액 조성물의 작용에 의한 것으로서, 상온에서 수지의 점착현상이 효과적으로 억제될 뿐만 아니라 폐피혁 반물질 입자간에 정전기적 반발작용이 존재하게 됨으로서 입자간의 분산성이 더욱 증가될 수 있는 것으로 판단된다.
상기 실시예 1 내지 3으로 부터 제조된 본 발명의 입상의 폐피혁 반물질을 사용하여 하기한 제조 실시예로부터 인조피혁, 루핑재 및 패킹재를 제조하였다.
[인조피혁 제조 실시예]
상기 실시예 1로부터 본 발명의 입상의 폐피혁 반물질을 통상적으로 사용되는 익스트루더(Extruder)를 이용하여 가열 압출함으로서 쉬트(Sheet)형태의 인조피혁을 제조하였다.
[루핑재 제조 실시예]
상기 실시예 2로부터 제조된 본 발명의 입상의 폐피혁 반물질에 적량의 불연재 및 방수제를 혼합하여 통상적으로 사용되는 익스트루더(Extruder)를 이용하여 가열 압출함으로서 쉬트(Sheet)형태의 루핑재를 제조하였다.
[패킹재 제조 실시예]
상기 실시예 3으로부터 제조된 본 발명의 입상의 폐피혁 반물질을 기존 고무를 원료로 하는 공장의 시설인 가열 반죽기(Kneader)에서 가열 처리한 후, 몰드에 충진하고 압착 성형하여 패킹재를 제조하였다.
상기 제조 실시예에 의하여 제조된 인조피혁, 루핑재, 패킹재를 육안으로 확인한 결과 표면부가 매우 균일하고 매끄럽게 형성되었음을 알 수 있었으며 손으로 강하게 눌러 내부상태를 검사한 결과, 일체의 굴곡 부위나 응집부위가 형성되지 않았음을 알 수 있었다.
상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 피혁 가공 폐기물을 이용하여 균일한 입자구조를 갖는 입상의 반물질을 제조하는 방법을 제공함으로서, 이를 이용하여 양질의 건축재 등의 산업재를 제조할 수 있어 자원의 이용 효율성을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 경우 기존의 설비를 그대로 활용할 수 있어 설비 투자비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 피혁설 및 쉐이빙 더스트를 분쇄하는 분쇄공정과, 상기 분쇄공정으로부터 얻어진 피혁설 및 쉐이빙 더스트 분쇄물을, 30내지 70℃의 온수와, 염료와, 중화제로서의 소디움바이카보네이트(Sodium Bicarbonate, NaHCO3)와, 탄닌(Tanning)제로서 우레아(Urea)계 신탄(Syntan)과, 가지제로 구성된 염료 혼합액에 침지시켜 탄닌, 염색, 중화처리하는 등의 화학처리 염색공정과, 상기 화학처리 및 염색 공정으로부터 중화, 탄닌 및 염색 공정을 완료한 입상의 피혁설 및 쉐이빙 더스트를 탈수 및 건조시켜 펠릿(Pellet)화하는 탈수공정과, 이와는 별도로, 가교제로서 아크릴메톡시아크릴레이트(Acry1 MethoxyAcrylate) 계 수지와, 아크릴부타디엔(Acry1 Butadiene) 계 열가소성 수지와, 가지제와, 반응억제제로서 벤토나이트(Bentonite) 용액과, 전분을 혼합한 후 100내지 200℃의 온도에서 1내지 2시간동안 가열 교반하는 접착제 조성물 제조 공정과, 상기 탈수공정으로부터 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿과 상기 접착제 조성물 제조공정으로부터 제조된 접착제 조성물을 혼합 교반하는 혼합공정과, 상기 혼합공정을 완료한 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿을 80℃이하의 저온 조건에서1내지 8시간 동안 숙성시키는 숙성 공정을 포함함을 특징으로하는 폐피혁을 이용한 산업제품 용 반물질의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학처리 및 염색공정에서 사용되는 염료는 산성염료임을 특징으로 하는 폐피혁을 이용한 산업제품 용 반물질의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 화학처리 및 염색공정에서 사용되는 상기 각 혼합물간의 조성비는, 상기 분쇄공정으로부터 얻어진 피혁설 및 쉐이빙 더스트 분쇄물 100 중량부에 대하여, 온수 50내지 150중량부와 산성염료 0.5내지 6중량부와 중화제로서의 소디움바이카보네이트(Sodium Bicarbonate, NaHCO3) 1 내지 8중량부와 탄닌(Tanning)제로서 우레아(Urea)계 신탄(Synatan) 2내지 14중량부와 가지제 2내지 10중량부와로 조성됨을 특징으로 하는 폐피혁을 이용한 산업제품 용 반물질의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서 상기 접착제 제조 공정에서 사용되는 상기 각 혼합물간의 조성비는, 가교제로서의 아크릴메톡시아크릴레이트(Acryl MethotyAcrylate) 계 수지 10 내지 50%(w/w)와, 아크릴부타디엔(Acryl Butadiene) 계 열가소성 수지 20내지 60%(w/w)와 가지제 5내지 20%(w/w)와 반응억제제로서 벤토나이트 현탁액 5내지 20%(w/w)와 전분 10내지 30%(w/w)와로 조성됨을 특징으로 하는 폐피혁을 이용한 산업제품 용 반물질의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 접착제 조성물 제조공정에서 반응억제제로서 사용되는 벤토나이트 9 내지 11%(w/w) 현탁액을 사용함을 특징으로 하는 폐피혁을 이용한 산업제품 용 반물질의 제조방법.
  6. 피혁설 및 쉐이빙 더스트를 분쇄하는 분쇄공정과, 상기 분쇄공정으로부터 얻어진 피혁설 및 쉐이빙 더스트 분쇄물을, 30내지 70℃의 온수와, 염료와, 중화제로서의 소디움바이카보네이트(Sodium Bicarbonate, NaHCO3)와, 탄닌(Tanning)제로서 우레아(Urea)계 신탄(Syntan)과, 가지제로 구성된 염료 혼합액에 침지시켜 탄닌, 염색, 중화처리하는 등의 화학처리 염색공정과, 상기 화학처리 및 염색 공정으로부터 중화, 탄닌 및 염색 공정을 완료한 입상의 피혁설 및 쉐이빙 더스트를 탈수 및 건조시켜 펠릿(Pellet)화하는 탈수공정과, 이와는 별도로, 가교제로서 아크릴메톡시아크릴레이트(Acry1 MethoxyAcrylate) 계 수지와, 아크릴부타디엔(Acry1 Butadiene) 계 열가소성 수지와, 가지제와, 반응억제제로서 벤토나이트(Bentonite) 현탁액과, 전분을 혼합한 후 100내지 200℃의 온도에서 1내지 2시간동안 가열 교반하는 접착제 조성물 제조 공정과, 상기 탈수공정으로부터 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿과 상기 접착제 조성물 제조공정으로부터 제조된 접착제 조성물을 혼합 교반하는 혼합공정과, 상기 혼합공정을 완료한 피혁설 및 쉐이빙 더스트 펠릿을 80℃이하의 저온 조건에서1내지 8시간 동안 숙성시키는 숙성 공정에 의하여 제조됨을 특징으로하는 폐피혁을 이용한 산업제품 용 반물질.
  7. 제6항에 있어서, 상기 화학처리 및 염색공정에서 사용되는 염료로서 산성염료를 사용하여 제조됨을 특징으로 하는 폐피혁을 이용한 산업제품 용 반물질.
  8. 제7항에 있어서, 상기 화학처리 및 염색공정에서 사용되는 상기 각 혼합물간의 조성비를, 상기 분쇄공정으로부터 얻어진 피혁설 및 쉐이빙 더스트 분쇄물 100 중량부에 대하여, 온수 50내지 150중량부와 산성염료 0.5내지 6중량부와 중화제로서의 소디움바이카보네이트(Sodium Bicarbonate, NaHCO3) 1 내지 8중량부와 탄닌(Tanning)제로서 우레아(Urea)계 신탄(Synatan) 2내지 14중량부와 가지제 2내지 10중량부와로 조성하여 제조됨을 특징으로 하는 폐피혁을 이용한 산업제품 용 반물질.
  9. 제6항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제 제조 공정에서 사용되는 상기 각 혼합물간의 조성비는, 가교제로서의 아크릴메톡시아크릴레이트(Acryl MethotyAcrylate) 계 수지 10 내지 50%(w/w)와, 아크릴부타디엔(Acryl Butadiene) 계 열가소성 수지 20내지 60%(w/w)와 가지제 5내지 20%(w/w)와 반응억제제 로서 벤토나이트 현탁액 5내지 20%(w/w)와 전분 10내지 30%(w/w)와로 조성하여 제조됨을 특징으로 하는 폐피혁을 이용한 산업제품 용 반물질.
  10. 제9항에 있어서, 상기 접착제 조성물 제조공정에서 반응억제제로서 사용되는 벤토나이트 9 내지 11%(w/w) 현탁액을 사용하여 제조됨을 특징으로 하는 폐피혁을 이용한 산업제품 용 반물질.
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