KR100300093B1 - 합성섬유팔렛트소재및그제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기존의 목재 팔레트와 플라스틱 팔레트의 단점인 쉽게 파손되어, 습기에 쉽게 부패하여 내구성이 약하고, 파손이 잦은 사유로 폐기물의 발생에 따른 환경오염(2차오염)에도 영향을 미치는 문제점과, 또 다른 종류인 철재 팔레트의 경우 취급물의 특성 때문에 표면의 미끄럼 방지와 요철을 부착해야하는 등의 가공장도가 놓아야 하는 문제점 및 플라스틱 팔레트의 온도변화에 따른 변형과 폐기물 처리의 어려움은 물론 종이 팔레트의 강도와 수분에 약한 단점 등을 보완한 필레트의 소재외 요철 동판구조의 일체형 섬유팔레트 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 합성섬유 또는 합성섬유의 폐기물 중 폴리에스터 50%, 기디 아크릴, 나일론 등의 합성섬유 40%, 그리고 간혹 폐기물 중에 포함되어 발생한 자연섬유 등이 10% 이내의 구성비를 갖추어 타면하여 밀도가 일정한 웰트를 만들고, 이 웰트에 열경화성 멜라민 수지의 탈크를 혼합하여 30g/m2의 분량으로 도포한 다음, 함수량이 13%이하가 되도록 건조하고, 건조가 완료된 웰트를 제품의 가공치수대로 절단한 후 90-110㎏/㎠의 압력과 180-210℃의 열간에서 제품의 크기에 따라 7-10분간 성형하고 성형이 완료된 제품은 급속 냉각하여 소재를 제조한다.
급속 냉각이 완료된 제품을 금형에서 인출하여 제품치수대로 절단, 가공하여 만들어진 팔레트의 신소재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
만약 중량물의 적재를 위한 특별한 요구(주문)가 있을 경우에는 신소재 팔렛트의 내부(중간층 및 리브 : 힘살부분)에 유리섬유(Glass Fibre) 또는 철망(Wire Mash)등을 삽입하여 고강도의 제품도 생산 할 수 있다.
Description
1.기술분야 : 섬유, 환경기술 및 물류장치
2.종래기술 : 목재 팔레트, 철재 팔레트, 종이 팔레트, 플라스틱 팔레트 등
본 발명은 합성섬유 또는 합성섬유의 스크렙(SCRAP: 이하 폐합성 섬유라 한다)등을 재활용하는 기술로서 폐합성섬유를 가공하여 구성비와 밀도가 일정한 팔렛트용 신소재와 이를 이용(가공)한 팔레트를 제조하는 공정에 관한 것으로 특히 폐합성섬유를 재활용하여 고기능의 신소재를 개발함은 물론 개발 신제품 팔레트는 일체형(원터치) 제품으로 고강도의 제품과 낮은 가격의 팔레트를 제조할 수 있는 공정을 제시하기 위한 것이다.
본 발명은 합성섬유 또는 합성섬유의 폐기물을 재활용한 혼합소재와 혼합소재를 이용한(고열, 고압에서 가공한) 팔레트 제조공정에 관한 것이다.
종래의 합성섬유 스크랩의 재활용은 수지, 합성수지, 가죽, 섬유, 고무를 일정한 크기로 혼합한 후 압축기열 성형하여 이용하거나(한국공개특허 93-2159), 합성섬유를 미립자로 만들어 분탄과 혼합하여 연탄을 제조하는 방법(한국공개특허 96-7744)으로 재활용되고 있다.
이상과 같은 종래의 방법은 한국공개특허 93-2159의 경우 여러 가지 성분을 단순 혼합하여 가열, 압축 성형하여 원하는 형상으로 제조하는 것으로, 이 방법은 제품의 밀도가 일정하지 않고, 제품 표면에 요철이 생겨 외압이 주어질 경우 파단되는 탄성이 있어 고급제품(고부가가치 제품)으로 사용하는데는 한계가 있었다.
한국 공개특허 96-7744의 경우는 합성섬유를 분탄과 혼합하여 연탄을 제조할 경우, 연탄 사용시 다이옥신의 발생 등 예측할 수 없는 2차 오염의 공해가 발생할 우려가 있으며, 재활용 또한 연탄 제조에 국한되어 다양한 재활용을 충족시킬 수 없었다.
따라서 본 발명은 합성섬유 또는 합성섬유의 스크랩 중 폴리에스터, 아크릴, 나일론, 자연섬유 등의 소재를 이용하여 팔레트 제조에 적합한 신소재의 성분별 구성비를 제시하며, 이 신소재를 이용하여 한국표준규격(KS)에 만족하는 방수 및 고강도의 팔레트용 신소재와 이를 이용하여 팔레트를 제조하는 방법을 제시하기 위한 것이다.
지금까지 폐합성섬유의 처리는 대부분의 경우 소각으로 처리되었고, 극히 일부는 단순가공 처리방법으로 티면하여 부직포를 만들어 비닐하우스용 보온재와 건축용 자재로 일부 사용되어 왔다. 폐합성섬유를 폐기물로 처리할 경우 고가의 처리비용이 소요되고, 매립을 할 경우 폐합성섬유가 완전하게 분해되는데는 40년에서 60년 정도의 오랜 시간이 소요되어 토양과 수질의 오염이 매우 크고, 소각의 경우에는 다이옥신과 같은 공해물질이 발생하여 심각한 대기환경문제를 유발하는 문제점이 있으며, 성형재로 만들 경우에도 팔레트와 같은 특정 제품에 사용하기에는 부적합한 품질 수준에 있었다.
현재 제품 운반용 받침대로 사용되는 팔레트의 재질은 목재 팔레트, 철제 팔레트, 플라스틱 팔레트, 종이 팔레트가 있다. 이 같은 팔레트의 장단점은 사단법인 한국팔레트협회가 1997년 12월에 발간한 "팔레트의 생산 및 사용실태 조사보고서" 제1편 25페이지와 제3편 140페이지에 따르면, 목재 팔레트는 가격이 저렴하고 가벼우니 쉽게 파손되고 수분에 쉽게 부패하며 원목을 수입해서 사용해야하기 때문에 원자제 확보에 문제가 있고, 철제 팔레트는 무거운 중량물을 하역하는데 수로 사용하며, 취급물의 특성상 가장 정밀도가 높아야 하기 때문에 제작비용이 많이 드는 단점이 있다. 플라스틱 팔레트는 가볍고 색채도 좁으닌 온도변화에 따른 변형과 파손시 폐기물처리에 어려움이 있다. 종이 팔레트는 종이를 압축해서 만든 것으로 사용에는 불편이 없으니 강도에 여전히 문제가 있고 수분에도 취약한 단점이 있다.
따라서 본 발명은 기존 팔레트의 단점을 개선하여 새로운 소재로 된 고품질의 팔레트를 제조하고, 아울러 폐합성섬유를 가장 안정직이고 안전하게 처리하는 기술로 재활용하여 환경분제를 획기적으로 개선하는 기술로 한국건자재시험연구원의 시험결과 흡수두께 팽창용 0.00의 새로운 팔레트 제조용 저가, 고품질, 고부가, 고효용, 고기능성의 수입대체 신소재 개발과 이에 따른 제조방법을 확보하는데 있다.
합성섬유 또는 합성섬유의 폐기물(이하 폐합성섬유라 한다)을 구성비와 일정한 휄트로 가공하고, 이 소재에 열경화성 멜라민 수지를 스프레이로 불사하고, 함수량이 13% 이하가 되도록 건조한 후 이 소재를 고열, 고압으로 성형하고 급속 냉각하여 물류 이송용 신소재 팔렛트를 제조하는 기술을 말한다.
본 발명은 팔레트 제조용 소재와 그 제조방법으로 구분한다.
먼저 팔레트 제조용 소재는 합성섬유나 폐합성섬유중 폴리에스터 45-55%, 나일론, 래이온, 아클릴산 등 기타 합성섬유를 35-45%, 폐기물 수거시 포함되는 자연사와 이물질은 10%이하로 구성비를 이루게 한다. 이들 팔레트용 소재를 솜처럼 티면하여 부직포와 같이 만들되 두께와 밀도가 일정한 휄트(Felt) 소재를 만든다.
여기서 소재를 티면하는 이유는 밀도가 일정한 휄트를 생산해야 제품의 진쇠도, 지각도, 평행도가 균일한 제품을 만들 수 있기 때문이다. 또한 휄트를 구성하는 소재의 구성비를 특정(특별히 정해 둔)한 이유는 고열을 가할 경우에도 균일한 품질을 갖도록 하기 위한 적정한 구성비이기 때문이며, 고열을 가할 때 발생할 수 있는 가스(주로 포화증기를 말함)발생량을 최소화하기 위한 것이다.
다음 단계는 휄트 소재에 열경화성 멜라민수지(Melamin Resin)와 탈크(Talk)를 혼합하여 30g/m2의 분량으로 스프레이로 도포한 후 함수량이 13% 이하가 되도록 건조하여 신소재 휄트를 만든다.
여기에서 열경화성 멜라민 수지를 도포하는 이유는 성형할 때 결합력을 증가시키고 제품의 표면상대를 부드럽게 하기 위한 것이다. 또한 탈크의 첨가는 단열, 불열의 특성을 갖게 하기 위함이다.
다음 공정으로 함수량 13% 이하가 되도록 건조하기 위해서는 3단형의 건조가(3 Step Net Dryer)를 통과하도록 하며, 건조시 투입온도는 100℃로 하고, 내부의 건조온도는 140℃로 하며, 입출온도를 90℃가 되도록 한다.
건조조간에 제시된 온도는 급격한 온도 상승으로 소재가 초기성형(검회심대의 진행 : Free Currency)되는 것을 방지하고 인출할 때 외부 습기가 유입되는 것을 막으며, 성형시 발생할 수 있는 제품의 표면 변색과 발생가스를 최소화하여 성형 작업시 프레스 내부에서의 옥밤을 방지하기 위한 것이다.
건조가 완료된 소재는 생산제품의 가공규격에 맞게 치수대로 절단하여 양면 압축(Die Cushion)이 가능한 공형에 투입한 후 제품치수별로 90-110㎏/㎠의 입력으로 회당(작업공정) 7-10분간의 압축시간과, 180-210℃의 온도를 주어 고열, 고압의 성형을 완성한다. 이때 제품별로 초기 투입 후 1분 이내에 평균 4회의 압빼기(Air Pumping)을 실시하여 제품의 불량을 줄이고 발생 가스를 최소화하여 내부폭발이 이루어지지 않도록 한다.
가열 성형이 완료된 제품은 금형과 함께 냉각프레스로 이송하여 약 15㎏/㎠의 압력으로 10분 이상 표면온도가 40℃ 이하가 되도록 급속 냉각을 실시한다. 급속 냉각온 자연 상태에서 냉각할 경우는 섬유의 재질별로 인장력과 탄성(관성)이 다르기 때문에 냉각 중에 뒤틀림과 휘어지는 변형이 발생되는 문제점을 사진에 기계적으로 처리하기 위함이다.
생산이 완료된 제품은 인출하여 제품의 규격대로 약 7,000 RPM의 속도로 절단하고 제품의 표면과 절단면을 검사하여 제품을 완성한다.
만약 중량물의 직재를 위한 특별한 요구가 있을 경우에는 심소재 팔레트의 내부에 유리섬유(Glass Fiber) 또는 50매쉬(Mash) 정도의 철망(Wire Mash)등을 열압성형시에 합성섬유의 두께 6mm의 마다(간격으로) 투입 성형하여 고강도의 제품을 생산할 수도 있다.
본 발명은 폴리에스터, 아크릴, 나일론 등 합성섬유 또는 폐합성 섬유를 일정 구성비로 하여 고밀도, 고강도, 적정한 무게를 요구하는 고품질의 팔레트를 제조할 수 있으며 또한 폐합성섬유를 처리할 경우에는 대량 발생되는 폐합성섬유(486천톤/년)를 상당량 재활용(18,000톤/년) 할 수 있어 이에 따른 환경적, 경제적 효과가 매우 크고 특히 본 발명에 의하여 제작된 팔레트는 현재 사용되고 있는 팔레트보다 고강도, 고밀도와 값싼 소재를 사용하기 때문에 가격경쟁력도 있다.
1.자원의 절약과 폐기물의 유효이용 고유 환경기술 개발
2.환경친화형 최소공간 확보 통판구조 팔레트 제조기술의 개발
3.경쟁력 있는 환경기술 및 물류장비의 고유기술 개발
4.저기, 고품질, 고부기, 고효율, 고기능성 신소재 팔레트의 개발
Claims (5)
- 합성섬유(폐합성섬유류 포함)중 폴리에스터를 45-55%, 아크릴, 또는 나일론등을 35-45%, 자연섬유와 수지 등의 기타 첨가물을 10% 이하로 구성비를 갖추어 고밀도의 휄트를 만든 후 열경화성 멜라민수지와 탈크를 혼합하여 30g/m2의 분량으로 스프레이로 휄트소재에 도포한 후 건조하여 만든 것을 특징으로 하는 팔레트용 합성섬유 훼트 신소재
- 제1항에 있어서 중량물의 이송, 적재 등 특수한 용도의 팔레트용 휄트 신소재에 유리섬유나 철망을 성형시에 휄트 신소재의 두께 6mm마다 1매씩 삽입하여 결합강도를 높인 것을 특징으로 하는 팔레트용 합성섬유 휄트 신소재
- 합성섬유 중 폴리에스터 45-55%와 아크릴과 나일론 등을 35-45%, 및 자연섬유와 수지 등을 10%로 한 구성비로 혼합하는 1단계와 혼합소재를 타면하여 밀도가 균일한 휄트를 만드는 제2단계와 휄트에 열경화성 멜라민 수지와 탈크를 혼합하여 30g/m2의 단위로 스프레이 도포하는 제3단계와 도포된 소재를 13% 이하의 함수량이 되도록 건조하는 제4단계와 건조된 소재를 제품규격(국제규격 : 1,000 × 1,000mm와 1,200 × 1,200mm)으로 절단하여 고압 성형프레스에서 90-110㎏/㎠의 입력과 180-210℃의 온도에서 7-10분간 성형하는 제5단계와 성형이 완료된 소재를 냉각프레스를 이용하여 표면온다 40℃ 이하가 되도록 급속 냉각하는 제6단계로 구성된 것을 특징으로 하는 팔레트용 합성섬유 휄트 신소재의 제조방법
- 제3항에 있어서 성형하는 제5단계는 건조된 소재를 절단하여 180-210℃범위의 고열 상태에서 90-110㎏/㎠의 고압 성형방법이 다이쿳션 (Die Cushoin : 양면압축)을 장착하고, 제품의 크기에 따라 7-10분 범위의 가압 시간을 주어 제조하는 것을 특징으로 하는 신소재 섬유팔레트의 제조방법
- 제3항에 있어서 급속 냉각온 성형이 완료된 소재가 금형에 장착된 상태에서 냉각프레스를 이용하여 40℃ 이하의 온도에서 15㎏/㎠의 입력으로 10분 이상 급속 냉각을 실시하는 것을 특징으로 하는 팔레트용 합성섬유 휄트 신소재의 제조방법
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1998
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