KR101492437B1 - 폐로프를 활용한 필라멘트 제조 장치 - Google Patents

Abstract

폐로프를 활용한 필라멘트 제조 장치가 개시된다. 본 발명의 폐로프를 활용한 필라멘트 제조 장치는 절단한 폐로프를 이송하는 이송 컨베이어(2); 이송 컨베이어(2)를 거쳐 들어오는 절단된 폐로프를 공급하는 공급롤러(20); 외주에 바늘(26) 또는 톱날 중 어느 하나를 갖춘 메인실린더(24)의 회전에 의해 공급롤러(20)에서 공급되는 폐로프를 필라멘트로 분리하는 로프해체장치(30); 분리된 필라멘트를 흡입압으로 롤러 외주에 흡착하는 흡착롤러(60); 흡착롤러(60)에서 흡착되지 못한 필라멘트 덩어리의 낙하물(64)을 반송시키는 반송 컨베이어(69); 및 흡착롤러(60)에서 도입되는 폐로프 필라멘트를 구불구불하게 가공하기 위해 마련되는 열금형(70)을 포함한다.

Description

폐로프를 활용한 필라멘트 제조 장치{Manufacturing apparatus of filament using wasted-rope}

본 발명은 폐로프를 활용한 필라멘트 제조 장치에 관한 것이다.

[문헌1] 특허등록 10-0479527(2005. 03. 21)

[문헌2] 특허등록 10-1071945 (2011. 10. 04)

어구로 사용되는 기구 중, 폐로프나 그물 등의 소재는 대체로 100% PP 소재로 이루어진다. 이러한 폐로프나 그물은 약 2년의 사용 수명이 다하면 어촌에서는 대량으로 폐기 처리하는데, 이때 발생되는 폐로프와 그물망의 폐기물들은 그 양이 많고 염분과 해조류나 조개류 등이 혼합되어 붙어 있어 그의 재활용 처리에 어려움이 발생하며, 재활용 처리를 위한 처리 및 시설 비용이 고가이어서 재활용 처리함에도 한계가 있다. 따라서 간편한 폐기 처리를 위해 소각 처리하는 경우도 많다. 그러나 이 경우, 환경오염물질이 발생되는 문제가 발생한다.

한편, 일반 산업분야에서 특히 한 예를 들어, 자동차산업에서 자동차 내장에 대하여 경량화, 천연소재, 재활용 등의 제품 생산상 요건에 대한 규제가 점차 강화되고 있다. 유럽의 경우 2015년까지 자동차 업계에서는 95% 이상이 재활용 기준을 충족시켜야 한다고 나와 있기도 한다.

어촌에서 사용되는 어구 중 그물이나 로프 특히, 로프는 양식용, 정박용, 예인용 및 닻줄용으로 사용되고 있으며, 환경오염 방지를 예방하기 위해 연 2 회씩 주기적으로 수거하여 폐기하고 있다. 그러나 어촌에서 사용하는 어구에는 염분이 많아 재활용이 어려우며, 재활용한다 하여도 염분에 의해 쉽게 끊어지는 단점이 있다. 따라서 해마다 많은 량의 폐로프 재활용 및 처분이 어려워, 최종 폐기 수단이 소각인데 이는 환경오염 물질 발생의 원인이 된다.

이의 재활용을 위해 폐로프를 녹인 후 재사용하는 방법도 연구되고 있으나 이 경우 재가공 처리를 위한 시설비와 처리비가 과다하게 들고 원 로프 소재가 열에 의하여 변형이 발생하여 원하는 물성을 발휘하기 어려워 재활용의 가치가 떨어지고 있다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명한 것으로, 폐로프를 녹이지 않고 풀어서 필라멘트로 만들어 원소재의 강성을 유지하면서 여러 필라멘트 소재로 재활용할 수 있는 장치를 개발하였다.

폐로프의 재질인 폴리프로필렌 재질은 유연하고 부드러워 작업하기가 쉽고 강도가 높아 잘 끊어 지지 않으며 내마모성과 내구성이 있어, 산업용, 양식용, 정박용 및 닻줄용으로 많이 사용하는바, 폐기되는 이들 폐로프를 이용하여, 건축자재, 자동차 내장재 등과 같이 산업상 널리 사용되고 있는 제품에서 소요되는 열가소성 소재를 이들 폐로프의 재활용으로 대체하고자 한다.

본 발명의 주요 구성은, 폴리프로필렌 재질의 폐로프를 수집하는 단계; 수집된 폐로프에 부착된 이물질을 제거하는 단계; 이물질 제거된 폐로프를 절단하는 단계; 절단된 폐로프를 세척하는 단계; 건조하는 단계; 폐로프를 외주에 돌기나 와이어가 형성된 롤러 구조의 로프해체장치(30)에서 폐로프를 해체하여 필라멘트 형태로 만드는 필라멘트 형성 단계; 만들어진 필라멘트를 열금형(70)에서 가압하여 구불구불하게 클럼프 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 장치적 특징은, 폐로프를 활용한 필라멘트 제조 장치에 있어서, 절단한 폐로프를 이송하는 이송 컨베이어(2)와, 이송 컨베이어(2)를 거쳐 들어오는 절단된 폐로프를 공급하는 공급롤러(20)와, 공급롤러(20)에서 공급되는 절단된 폐로프의 꼬임을 해체하기 위해, 외주에 돌기가 형성된 롤러 구조의 로프해체장치(30)와, 로프해체장치(30)를 거쳐 나온 폐로프 필라멘트를 구불구불하게 가공하기 위해 설치하는 열금형(70)을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 로프해체장치(30)는 외주에 돌기(22)를 갖는 해체롤러(23)와, 상기 해체롤러(23)와 인접하여 회전하고 외주엔 바늘(26)을 형성하는 메인실린더(24)로 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 로프해체장치(30)는 외주에 바늘(26) 형상의 돌기로 이루어지는 메인실린더(24)와, 메인실린더(24)를 둘러싸는 케이싱(32)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 장치에 대한 다른 실시 예는, 절단한 폐로프를 이송하는 이송 컨베이어(2)와, 이송 컨베이어(2)를 거쳐 들어오는 절단된 폐로프를 공급하는 공급롤러(20)와, 회전 칼날을 가지고 있어 공급되는 폐로프를 회전하는 칼날로 절단하는 커터(50)와, 커터(50)에서 공급되는 폐로프를, 외주에 바늘(26)을 갖춘 메인실린더(24)의 회전으로, 폐로프를 필라멘트로 분리하여 내는 로프해체장치(30)와, 로프해체장치(30)를 거쳐 나온 폐로프 필라멘트를 구불구불하게 가공하기 위해 설치하는 열금형(70)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

장치의 또 다른 특징은, 절단한 폐로프를 이송하는 이송 컨베이어(2)와, 이송 컨베이어(2)를 거쳐 들어오는 절단된 폐로프를 공급하는 공급롤러(20)와, 공급롤러(20)에서 공급되는 폐로프를, 외주에 바늘(26) 또는 톱날 중 어느 하나를 갖춘 메인실린더(24)의 회전으로, 폐로프를 필라멘트로 분리하여 내는 로프해체장치(30)와, 분리된 필라멘트를 흡입압으로 롤러 외주에 흡착하는 흡착롤러(60)와, 흡착롤러(60)에서 흡착되니 못한 필라멘트 덩어리의 낙하물(64)을 반송시키는 반송 컨베이어(69)와, 흡착롤러(60)에서 도입되는 폐로프 필라멘트를 구불구불하게 가공하기 위해 설치하는 열금형(70)을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 열금형(70)은 돌기 형상으로 이루어지는 숫금형(74)과, 숫금형 하부에 오목한 형상으로 이루어지는 암금형(71)의 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 돌기(22)와 바늘(26)은 와이어 또는 요철 구조 중 어느 하나로 이루어지며, 돌출되는 돌기(22)와 바늘(26)의 배열은 규칙적 또는 불규칙인 배열 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명은 상기 구성에 의하여 제조되는 폐로프를 활용한 필라멘트인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하여 생산되는 필라멘트는 건축 자재의 소재, 자동차 내장소재, 예를 들어 트렁크 매트, 바닥매트, 시트백, 기타 보드 판 등의 심지 재료로 저렴하게 제조 활용 가능하다. 또한 본 발명에 의하여 제조된 폴리프로필렌 필라멘트 소재를 넣어 여러 다른 판재 등을 만들어 낼 수도 있다.

또한 본 발명에 의하면, 폴리프로필렌 폐로프를 가공시, 가열 가공하지 않고 찢으므로, 폴리프로필렌 고유 물성에서 변함이 없으며 재활용을 위해 재가공시 쪼그라짐이 발생하는 일이 없고 고유의 강성과 물성을 유지할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 폐PP 필라멘트 소재를 사용하면, 실제 폴리프로필렌 원가의 약 1/2-1/3 가격으로 폴리프로피렌 필라멘트 소재를 제조 제공 가능하여 가공되는 제품의 원가를 크게 줄일 수 있다.

또한 필라멘트 재조시 녹이는 공정이 없어 용융시키기 위한 비용과 시설이 크게 절감되고, 용융시 발생하는 대기 오염가스 물질의 발생도 막을 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 제조방법
도 2 는 본 발명의 장치에 대한 구성 예
도 3 은 본 발명에 의하여 생산된 필라멘트
도 4 내지 도 8 은 본 발명의 다른 실시 예들.
도 9 는 본 발명에 의한 필라멘트를 클럼프 필라멘트로 제조하는 것을 예시하는 도면.

이하, 본 발명을 첨부 도면에 의거 추가로 상술한다.

폐로프나 그물 등의 폐로프 중, 특히 폐로프는 거의 100% 폴리프로필렌 재질이다. 본 발명은 이를 이용한 PP 소재의 필라멘트 제조 방법과 장치와 그에 의한 필라멘트를 제공한다.

본 발명에 따른 제조공정은 다음과 같다.

도 1 에서 보듯이, 폐로프를 수집하여 갑각류 등의 이물질을 제거하고 규격별로 절단한다. 절단은 예를 들어 1-20 센치미터, 사용하기 편한 길이는 5-8 센치미터, 더욱 바람직하기로는 6-7센치미터 정도 절단하면 바람직하다. 절단을 행하면 그 과정에 폐로프가 자연적으로 어느 정도는 풀어진다.

그리고 이를 세척하여 이물질을 제거하고 수분함량 0-3% 이내가 되게 건조한다. 건조 방법은 가스, 전기 등이 건조 방법도 있으나 이들은 연료비가 고가가 되는 단점이 있다. 다른 방법으로는 자연 건조 방법도 있는데 이는 폐로프의 수분 함량을 신속하게 그리고 수분 함량을 크게 낮추기 어려운 단점이 있다.

따라서 고안한 적합한 건조 방법으로는 가열증기에 의한 건조방법을 사용할 수 있다. 과열증기로 건조하면 탈색과 탈취 및 소금기를 제거하는 세척기능도 가능하여 더욱 바람직하다. 과열증기실에서 세척한 폐로프를 통과시키면서 과열증기 상부 또는 사방에서 과열증기를 투입하여 과열증기실을 빠져나오면 증발건조가 신속하게 일어난다. 이러한 과열증기 건조방법에 의하면 신속한 건조가 가능하고, 건조에 필요한 열량이 적게 들고 수분건조 효율이, 2% 이하로 매우 우수하다.

그리고 1-10차례에 걸쳐, 꼬여 있는 섬유의 해체 가공을 한다. 바람직하기로는 3-8 회 정도 해체 작업을 행한다. 폐로프 해체작업은 여러 가닥으로 꼬여진 폐로프를 풀어내어 여러 갈래의 가는 실과 같은 형태로 만들어 내는 것이다.

이는 폐로프를 미세하게 찢는 내는 작동이 이루어질 수 있는 해체장치에서 이루어진다. 상기 해체장치는 찢어짐이 가능한 본 발명의 폐로프 소재를 투입하여 필라멘트 형태로 제조 가능한 장치이다.

본 발명의 장치의 주요 구성은, 도 2 에서 보듯이, 컨베이어(2)와, 상기 컨베이어(2)를 가동시키는 모터(8)와, 상기 컨베이어(2) 단부 상에 설치되는 갈퀴(3)를 갖는 회전체(4)와, 회전체(4) 상부에 설치되는 갈퀴(3)를 갖는 상부회전체(6)와, 상기 회전체(4)를 가동시키는 모터(10)와, 상기 상부회전체(6)에서 가공되어 나오는 폐로프(1)의 필라멘트를 이송시키는 이송 컨베이어(11)를 포함하며, 상기 회전체(4)의 갈퀴(3)와, 상부회전체(6)의 갈퀴(3) 사이는 서로 충돌되지 않고 겹쳐지는 위치에 놓이도록 구성되어 찢어지는 작동을 한다. 그리고, 상기한 갈퀴(3)는 "ㄱ"자 형상으로 이루어지고, "ㄱ"자 형상의 돌출칼날(13)이 2-3개 형성되어 있으며, 상기 회전체(4)와 상부회전체(6)는 유입되는 폐로프(1)를 위로 당겨 올리는 방향으로 회전하며, 상기 폐로프(1)는 세로로 적층된 상태로 회전체(4)의 높이로 유입되어 찢어지는 작동이 이루어진다.

상기 장치는, 미리 소정의 절차를 걸쳐 폐로프(1)가 케이스(15) 내로 유입되면, 실과 같은 필라멘트가 형성되도록 가공된다. 폐로프를 절단하지 않고 찢어야 하는 이유는, 폐로프(1) 소재 자체가 필라멘트로 가공되어야 하고 그 필라멘트는 지나치게 잘게 쪼개어져 버리면 그 필라멘트가 소재에 적용되어 있을 때 질긴 특성을 갖지 못한다. 즉, 예를 들어 다른 자동차 내장재 소재와 배합시 철근콘크리트에서 철근과 같은 역할을 하여 주는 것이다. 필라멘트가 너무 잘게, 길이가 짧게 잘라지면 그 질긴 특성을 갖지 못하므로 소재의 길이 방향으로 찢는 가공이 반드시 되어야 하는 것이다.

도 2 에서 폐로프(1) 덩어리가 컨베이어(2)를 타고 연속적으로 진입되면 들어오면, 갈퀴(3)가 형성된 2 개의 회전체로 진입된다. 그러면 아래쪽 회전체(4)가 도면에서 우회전하여 위로 끌어 올리고 위에 있는 상부회전체(6) 역시 우회전한다. 폐로프(1)의 진입은 거의 아래 회전체(4)의 형성 높이 정도로 진입하므로 아래 회전체(4)의 갈퀴(3)에 의해 집혀져 위로 끌어 올려진다. 그러면 위에 있는 상부회전체(6)는 올라온 폐로프를 다시 집어서 위로 당겨 올린다. 그러므로 상기한 회전체(4) 및 상부회전체(6)의 회전은 폐로프(1)를 거의 잡아 찢는 작동이 이루어지게 된다. 특히 회전체(4)와 상부회전체(6) 사이의 진입부(5)는 갈퀴(3)가 서로 엇갈리게 겹쳐지므로 집입부(5)에의 틈새는 없다. 따라서 그 집입부(5)로 그냥 통과하는 폐로프(1)는 전혀 없게 되고 반드시 회전체(4)에 의한 1차 찢는 작동과 그 다음 상부회전체(6)에 의한 2차 찢는 작동이 가해지므로 폐로프(1)는 미세하게 찢어진 형태로 가공되어 슈트(7)로 보내어진다. 따라서 1,2차 찢는 작동을 거친 폐로프(1)는 필라멘트 형태로 찢어져 가공된다.

특히, 칼퀴(3)는 진입하는 폐로프(1)를 집기에 유리하도록 "ㄱ"자 형상으로 형성되며 "ㄱ"자 형상의 돌출칼날(3)은 그 몸체를 따라 적어도 2 개 또는 그 이상의 개수로 형성시킨다. 돌출칼날(13)이 지나치게 많이 형성되면 폐로프(1)가 절단되므로 2 내지 3 개 정도 형성시키는 것이 적당하다.

장치 하부에는 모터(8)가 설치되는데, 모터(8)는 롤러(9)를 구동하여 컨베이어(2)를 작동시켜 연속적으로 폐로프(1) 덩어리가 진입되게 하며, 다른 모터(10)는 회전체(4) 및 상부회전체(6)를 작동시키고 아울러 이송켄베이어(11)를 작동시켜 필라멘트로 가공된 폐로프(1)를 슈트(7)를 통해 이송되게 한다. 상기한 슈트(7)를 통과한 찢어져 필라멘트 형태로 가공된 폐로프는 다른 소재 예들 들어 케나프 등의 소재들과 배합하여 자동차 내장재나 건축자재 등의 소재로 사용 가능하다.

상기 장치는 단지 예시적인 장치로 그 외 다른 구조의 장치를 이용하여 필라멘트 형상으로 가공할 수 있음은 물론이다.

도 3 은 폐로프 해체작업이 여러 차례 순차 이루어져 점차 굵기가 가늘고 부드러운 섬유로 되어가는 과정을 예시하고 있다. 굵기가 굵든 가늘든 무관하게 폐로프 역시, 프로필렌 재질의 실을 여러 가닥 꼬아서 만든 것이어서 그 풀어내는 작업이 찢어내는 작동에 의해, 충분히 솜과 같이 가늘게 해면 작업이 될 수 있다. 그러나 해면 작업시 골사(섬유가 녹아서 엉겨 붙음)가 발생하지 않토록 주의하여야 한다. 골사가 발생하면 오동작이 발생하는 문제가 발생한다.

폐로프 해체 가공은 그 굵기가 약 1-30 데니어, 바람직하기로는 4-15 데니어 정도로 가공한다. 더욱 바람직하기로는 7 - 8 데니어 정도로 가공하는 것이 2차적인 가공에 유리하다. 다시 말해, 섬유 굵기가 가늘면 2차 가공이 용이하다. 예를 들어 다른 섬유와의 혼합이 용이하고 혼합섬유의 원하는 대로의 함량 조절 및 기타 가공상 조절, 그리고 용융이 쉽게 된다. 그러나 너무 지나치게 가늘면 그 가늘게 가공하는 작업이 힘들고 여러 공정을 거쳐야 하는 단점이 있고 미세한 버풀의 발생이 많이 생길 수 있다. 지나치게 굵으면 2차적 가공 및 용융이 어려운 단점이 발생한다.

그러면 이하에서, 도 2 에 예시한 폐로프 해체장치의 다른 구성을 살펴 본다.

도 4 에서 보듯이, 절단된 폐로프가 진입하면 고무재질의 공급롤러(20)에 의해 공급된다. 이때 공급롤러(20) 하부에 지지대(21)를 설치하면, 하부로이 하중에 대한 지지와 마찰면을 주게되어 폐로프의 공급이 더욱 확실하고 원활하게 이루어질 수 있다. 진입된 절단 폐로프는 해체롤러(23)와 메일실린더(24)에 의해 폐로프가 해체된다.

해체롤러(23)는 그의 외표면에 돌기(22)를 가지며 메일실린더(24)의 외면에도 바늘(26)이 형성된다. 바늘은 철사 등의 금속 재질로 이루어진다.

해체롤러(23)와 메인실린더(24)는 같은 방향으로 회전되어 상호 접하는 위치에서는 긁어내는 작동을 한다. 즉, 해체롤러(23)와 메인실린더(24)가 접하는 위치에서는, 해체롤러(23)에 폐로프가 진입되면 해체롤러(23)는 위로 올려주고, 반대로 메인실린더(24)는 아래로 긁어내므로 꼬여있는 폐로프가 해체된다. 이 경우 돌기(22)에 경사각을 주되, 바늘(26)에도 동일한 경사각으로 형성시키면, 그 상호 접하는 위치에서는 상호 반대 방향으로 긁어내는 작용을 하므로 폐로프의 해체가 더욱 강력하게 이루어진다.

바늘(26)은 철사가 돌출한 형상으로 이루어질 수도 있으며 돌기(22)는 불규칙한 또는 규칙적인 돌기 형상이거나 또는 기어치 형상일 수도 있다

해체롤러(23)와 메인실린더(24)는 버플 등의 날림을 방지하기 위해 박스(29) 내에 구성되며, 박스(29) 상부에는 버플이나 이물질의 날림에 의한 주변 작업환경의 오염을 방지하기 위해 배기덕트(28)를 설치하여 배출할 수 있다.

상기한 폐로프해체장치의 구성은 여러 열로 구성할 수 있다. 즉, 해체롤러(23)와 메인실린더(24)의 조합이 적어도 1 개 이상 나란히 여러 개 설치하여 연속 공정으로 폐로프 해체 작업을 실시할 수 있다. 해체작업이 1번만 이루어지면 폐로프의 굵기가 불규칙하고 굵고 거칠으나 여러번 거치면서 가늘고 고운 면으로 타면해 낼 수 있다.

한편, 폐로프해체장치(30)를 거쳐 나오는 과정에서 아주 잘게 절단된 폐로프 필라멘트는 컨베이어(2)의 이송 과정에서 하부로 낙하되게 구성하여, 재투입 공정으로 투입하거나 제거할 수 있다. 이때, 금속이나 뭉쳐진 물질이나 이물질이 있는 경우에는 무게 차이를 이용하여 거름통(32)에 떨어뜨려 폐기 처리할 수 있다.

적어도 하나 이상의 폐로프해체장치(30)를 거쳐 최종 원하는 굵기의 폐로프 필라멘트로 만들어진 것은 토출롤러(33)를 거쳐 수집된다.

도 5 는 도 4 의 다른 실시 예이다.

도 5 의 실시 예에서는, 해체롤러(23)가 필요 업이 하나의 메인실린더(24)만 구성하되, 외면에는 와이어로 이루어지는 바늘(26)을 구성하였다. 그리고 메인실린더(24) 외주에는 다른 원통형의 케이싱(32)을 구성하였다. 케이싱(32)은 원통형이 아니어도 가능하다. 여기에서의 폐로프 해체원리는 메일실린더(24)와 케이싱(32) 사이에는 소정의 간격 공간이 형성되므로, 투입되는 폐로프가 그 틈새 사이에서 바늘(26)에 의한 회전으로 폐로프가 해체되는 것이다. 이러한 구조의 폐로프해체장치(30)로 앞선 실시 예와 같이 여러 개 나란히 설치하여 순차 가늘고 고운 필라멘트로 만들어 낼 수 있다.

본 실시 예의 특징은 폐로프해체장치(30)의 부품 수를 최소한으로 간소화한 것이다. 그리고 나란히 순차 여러개 설치되는 폐로프해체장치(30)에의 각 메인실린더(24)의 회전수 조절로 폐로프의 굵기를 더 조절할 수 있다. 즉, 폐로프해체장치(30)의 초기에 진입하는 폐로프는 메인실린더(24)의 회전수가 느리고 그 뒤로 갈수록 회전수를 빠르게 하면 후방으로 갈수록 미세한 필라멘트로 만들기에 더욱 유리하다.

도 6 은 또 다른 실시 예이다.

본 실시 예에서는 공급롤러(20)를 고무 재질의 롤러로 상하 1쌍으로 구성하고, 공급롤러(20)로의 폐로프의 송급은 핀(40)이 형성된 공급컨베이어(41)로 송급시킨다. 핀(40)을 갖는 공급컨베이어(41)의 구성에 의하면 경사지에서도 원하는 위치로 송급이 가능하다. 그리고 본 실시 예에서의 폐로프해체장치(30)는 해체롤러(23)를 1쌍 설치한다. 해체롤러(23)는 그 외면에 돌기(23)를 구성하되 그 돌기는 바늘이나 와이어로 구성되며 규칙적 또느 불규칙적인 돌기(23)로 구성된다.

예를 들어 가로 열로 나란히 구성되지 않고 무늬 형태나 물결형태, 또는 바늘의 방향이 상호 다르게 배치되거나, 격자 돌기의 형상이 상이하거나 불규칙한 배열 등등으로 여러 가지 다양하게 배열할 수 있다. 이렇게 불규칙하거나 다양한 형사응로 구성하면 폐로프의 균일한 해체가 가능하다.

돌기(23)는 오목 볼록한 엠보싱 형태로 구성할 수도 있으며, 원주 방향에서 한쪽 방향으로 쏠리는 방향성을 주면 폐로프의 해체가 더 잘된다. 그리고 하부에 구성되는 해체롤러(23)는 상부의 해체롤러(23)의 회전 방향과 같이 회전하지 않고 반대 방향으로 회전할 수도 있다.

도 7 은 도 5 의 변형실시 예이다.

도시한 바와 같이, 컨베이어(2)에 의하여 이송되어오는 폐로프는 공급롤러(20)에 의하여 공급되고 그리고 커터(50)로 진입시킨다

커트(50)는 회전하는 절단날을 약 3 개 정도 갖는 구조의 것으로, 꼬인 로프를 절단한다. 이러한 커터는 필요에 따라 2-3개 정도 연속하여 설치하여 폐로프가 일정 길이로 잘라지게 한다

실제 사용상 바람직하기로는 약 2 개 정도 설치하는 것이 바람직하다. 커터(50)를 통과한 폐로프는 어느 정도 풀리기에 용이한 상태로 되어 메인실린더(24)에서 로프의 필라멘트 해체작업이 이루어진다.

메인실린더(24) 외주에는 철사 형상의 돌출되는 바늘(26)이 형성되어 폐로프를 뜯어내듯이 필라멘트로 분리하여 낸다. 이러한 메인실린더(24)는 케이싱(32) 내에 설치되고 분진이나 미세한 비산 물질은 배기덕트(28)를 통하여 배출된다. 이러한 구조의 로프 해체장치(30)는 여러 개 나란히 설치하여 점차 작은 굵기의 필라멘트로 만들어 낼 수 있다.

도 8 은 또 다른 실시 예이다.

도시한 바와 같이, 컨베이어(2)로 유입되는 폐로프는 공ㅇ급롤러(20)로 진입한다.

공급롤러(20)는 외주에 돌기(22) 형성된다.

돌기(22)는 폐로프를 밀어 넣어 주는 역할을 하며 외주에 돌기 형상은 톱니 형상이나 기타 여러 돌출된 구조의 것으로 이루어진다. 공급롤러(20)에서 공급받은 폐로프는 메인실린더(24)에서 잘게 찢어져 필라멘트가 형성된다. 그 외주엔 바늘(26)이 형성되는데, 이 바늘(26)은 와이어로 이루어지거나 또는 톱날 형태로 이루어질 수 있다. 필라멘틀 분리된 폐로프는 흡착팬(미도시)의 가동으로 흡착롤러(60)에 흡착된다. 흡착롤(60) 외주에는 흡착망(61)이 형성되어 있어 이 망의 표면에서 흡착이 이루어져 필라멘트가 흡착망(61)에 부착되어 다음 공정을 넘어 간다

만약 일정 무게가 나가는 덩어리진 필라멘트, 즉 덜 분리된 뭉치형의 필라멘트는 그 자중에 의해 아래로 떨어진다. 그러면 하부에서는 반송 컨베이어(69)가 설치되어 상기 공정을 재순환시킨다. 무게로 낙하된 낙하물(64)은 이송롤러(62)를 거쳐 인취롤러(63)를 거쳐 컨베이어(2)로 재공급되는데 이 경우 이송롤러(62)는 이송시켜 주는 역할을 하고, 이와 일정거리 떨어진 인취롤러(63)는 어느 정도 일정 길이로 이루어진 필라멘트만 인취하여 컨베이어(2)로 보내고 지나치게 짧은 단사는 필요 없으므로 그 자체 길에 의해 아래로 낙하되어 단사(65)가 수거통(66)에 수거된다.

상기한 공급롤러(20)와 메인실린더(24)와 흡착롤러(60)의 구성은 여러 세트 연속으로 설치하여, 여러 차례 필라멘트 형성 공정을 거치면 점차 가는 데니어로 실을 뽑아낼 수 있다.

상기 실시 예들을 정리하면, 폐 절단 폐로프를 해체하기 위한 해체 수단은, 롤러 형상으로 이루어지는 구조의 원통형 외면에 바늘이나 돌기 등의 돌출된 형상이 이루어져, 여기에 폐로프를 투입하면 롤러의 회전에 의해 그 폐로프의 꼬임이 해체되는 원리이다. 이러한 원리를 이용한 여러 구조상의 변형 실시는 여러 형태로 나올 수 있으므로, 이러한 변형 실시들 역시 전부 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

아울러 해체롤러 등의 외면에 형성시키는 돌기의 형상도 단순돌기, 갈고리, 경사진 돌기, 바늘형, 금속 철사형 여러 형태가 가능하고, 그러한 형상의 배열은 불규칙, 규칙, 파형 등등 여러 형태로 만들어 낼 수 있다. 아울러 해체롤러 등의 회전 방향도 순방향, 역방향 등 여러 형태의 배열로 설치할 수 있다.

상기한 폐로프해체장치(30)의 설치는 동일 구성을, 나란히 1-10개 정도 설치하고, 폐로프해체장치(30)에서의 폐로프 해체작동은 1-10회 거치게 한다. 폐로프해체장치(30)를 여러 개 설치하거나 또는 적은 수로 설치하여 반복 순환시켜 여러 번의 폐로프 해체작동을 실시할 수도 있다. 보통 폐로프해체장치(30)에서의 해체작업이 8-9공정으로 만들면 최적이다. 그 이상 공정으로 행하면 폐로프의 수득률이 떨어지고 재료의 손실이 크며 실의 굵기가 너무 가늘어 재사용이 어렵다.

본 발명에 의하여 제조되는 폴리프로필렌 필라멘트는 면, 토목 자재, 건축용도, 자동차 소재 등의 사용 용도에 따라 1-30 데니어 굵기로 만드나 바람직하기로는 7-8 데니어로 만든다. 예를 들어 토목용의 소재인 경우에는 굵기가 굵어야 하므로, 폐로프해체장치(30)를 4-5번 거치게 제조한다.

상기 제조 공정에 의하여 제조된 필라멘트에 대하여 추가로 클럼프 형성공정을 더 추가 가능하다.

폴리프로필렌 필라멘트에 대하여 클럼프 형성 공정을 더 형성시키는 이유는 본 발명의 필라멘트를 이용하여, 다른 소재를 제조시 카드기에 본 발명의 필라멘트를 투입하면 필라멘트 자체에 요철이나 구부러진 형상이 없어 즉, 거의 직선 형상의 필라멘트인 것으로 인해 카드기에서 뭉침이 발생한다.

뭉침이 생기는 이유는 직선 형상의 필라멘트가 공급되면 회전하는 카드기에서 순조롭게 끌려 올라가지 못하고 아래로 낙하하며 그 낙하물이 쌓여 뭉치로 끌려 올라가므로 뭉침이 발생하는 것이다.

따라서 이러한 필라멘트의 뭉침 현상을 제거하기 위해 필라멘트에 대하여 최종 굴곡을 주는 클럼프 형성 공정이 필요하다.

도 9 에서 보듯이, 상기한 앞선 마지막 공정을 마친 필라멘트가 컨베이어(73)를 타고 진입하면 열금형(70)에서 스탬프 작동하듯, 가열하면서 찍어낸다.

열금형(70) 하부엔 오목한 암금형(71)이 형성되고 상부에는 돌출된 형상의 숫금형(74)이 형성된다. 암금형(71)은 오목한 형상으로 만들어져 있어 가열에 의한 숫금형(74)의 가압시 구불구불하게 필라멘트에 변형이 생긴다.

열금형(70)의 성형 가열 온도는 폴리프로필렌 재질의 융점인 섭씨 130도 이하의 온도로 한다. 이렇게 열변형 시킨 필라멘트는 구불구불한 형상의 클럼프 필라멘트(72)로 만들어져 최종 제품으로 되어 양산된다.

이와 같이 클럼프 필라멘트(72) 형태로 만들어 내면, 이를 이용하여 각종 판재나 기본 소재의 재료로 사용되기 위한 가공시, 카딩기에서 뭉침의 현상 발생 없이 이송 및 직조 될 수 있다.

이상과 같은 제조 방법을 활용하여 PP 필라멘트를 제조하면, 이를 활용하여 PP 재료가 소요되는 각종 산업제품에 예를 들어, 토목 및 건축자재의 소재, 자동차용 내장재 부품의 시트 소재 등으로 활용하면 재료비를 현저히 절감 가능하여 재료비를 크게 줄 일 수 있는 효과가 있으며, 산업폐기물을 효과적으로 재활용 가능하다.

1 폐로프 2 컨베이어
3 갈퀴 4 회전체
5 진입부 6 상부회전체
7 슈트 8, 10 모터
9 롤러 11 이송 컨베이어
13 돌출칼날 15 케이스
20 공급롤러 22 돌기
23 해체롤러 24 메인실린더
26 바늘 28 배기덕트
29 박스 30 로프해체장치
32 케이싱 50 커터
60 흡착롤러 61 흡착망
70 열금형 71 암금형
72 클럼프 필라멘트 74 숫금형

Claims (9)

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6. 폐로프를 활용한 필라멘트 제조 장치에 있어서,
   절단한 폐로프를 이송하는 이송 컨베이어(2);
   상기 이송 컨베이어(2)를 거쳐 들어오는 절단된 폐로프를 공급하는 공급롤러(20);
   외주에 바늘(26) 또는 톱날 중 어느 하나를 갖춘 메인실린더(24)의 회전에 의해 상기 공급롤러(20)에서 공급되는 폐로프를 필라멘트로 분리하는 로프해체장치(30);
   분리된 필라멘트를 흡입압으로 롤러 외주에 흡착하는 흡착롤러(60);
   상기 흡착롤러(60)에서 흡착되지 못한 필라멘트 덩어리의 낙하물(64)을 반송시키는 반송 컨베이어(69); 및
   상기 흡착롤러(60)에서 도입되는 폐로프 필라멘트를 구불구불하게 가공하기 위해 마련되는 열금형(70)을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐로프를 활용한 필라멘트 제조 장치.
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