KR101523969B1 - 폐로프의 필라멘트 형성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바닷가 등에서 사용하고 폐기되는 폐로프를 활용하여 필라멘트로 만들어 이를 재활용하는 폐로프의 필라멘트 형성장치에 관한 것이다. 본 발명의 주요 구성은, 원통 형상으로 이루어지는 타면롤러(27)와, 타면롤러(27) 원주상 표면에 형성되어 폐로프를 분리하여내는 폐로프 필라멘트 분리수단을 포함하는 타면기(11)인 것을 특징으로 하며, 상기 폐로프 필라멘트 분리수단은 칼날 형상의 타면날(51), 톱니 형상의 타면톱날(28), 와이어 형상의 와이어(56), 요철 형상의 돌기 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 타면날(51)은 타면날(51)의 선단부가 뾰족한 형상으로 이루어지고, 하단부는 나사(52)로 이루어져, 타면롤러(27)에 대하여 착탈 가능하게 구성된 것을 특징으로 하며, 상기 타면톱날(28)은 타면롤러의 원주상에서 한방향으로 경사지게 톱날이 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 타면기(11)는, 타면롤러(27)와, 타면롤러(27)에 대항하여 회전하는 보조타면롤러(55)로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 원통 형상의 타면롤러(27) 외주에는 홈을 형성하여, 폐로프 필라멘트 분리수단이 고정 장착되게 구성한 것을 특징으로 하며, 상기 타면롤러(27) 원주상 표면에 형성되는 폐로프 필라멘트 분리수단은, 타면롤러(27) 원통 형상 외면에서 나선형으로 감겨 고정되는 구조인 것을 특징으로 한다.

Description

폐로프의 필라멘트 형성장치{FILAMENT MANUFACTURING APPARATUS OF WASTED-ROPE}

본 발명은 바닷가 등에서 사용하고 폐기되는 폐로프를 활용하여 필라멘트로 만들어 이를 재활용할 수 있도록 하는 폐로프의 필라멘트 형성장치에 관한 것이다.

[문헌1] 특허출원 제 2013-70234 호(2013. 6. 19)

[문헌2] 특허출원 제 2013-65288호(2013. 6. 7)

본 발명은 상기 본 출원인에 의한 선출원을 더욱 개선한 발명이다.

본 발명은 본 발명에 따른 필라멘트 생산성을 감안하여 최소의 설비로 가장 효율적인 제품이 나올 수 있도록 개발한 폐로프의 필라멘트 형성장치에 관한 발명이다.

본 발명은, 폐로프를 활용하여 이를 재활용할 수 있는 필라멘트로 가공하여 자원을 절약 및 재활용할 수 있고 쓰레기 양산을 막을 수 있도록 함에 본 발명의 목적이 있다.

또한 본 발명은 폐로프를 저렴한 비용으로 재활용 가능하여 pp 소재의 필라멘트로 제조 가능한 여러 제품의 원가 절감에도 기여하도록 함에 본 발명의 목적이 있다. 또한 본 발명은 단지 로프 타면 기계 설비 1-2대만으로도 시설이 가능하므로 공장 시설비를 최소화하며 공장 설치면적, 시설비 절감에 기여할 수 있는 폐로프 타면장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 주요 구성은, 원통 형상으로 이루어지는 타면롤러(27)와, 타면롤러(27) 원주상 표면에 형성되어 폐로프를 분리하여내는 폐로프 필라멘트 분리수단을 포함하는 타면기(11)인 것을 특징으로 하며, 상기 폐로프 필라멘트 분리수단은 칼날 형상의 타면날(51), 톱니 형상의 타면톱날(28), 와이어 형상의 와이어(56), 요철 형상의 돌기 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 타면날(51)은 타면날(51)의 선단부가 뾰족한 형상으로 이루어지고, 하단부는 나사(52)로 이루어져, 타면롤러(27)에 대하여 착탈 가능하게 구성된 것을 특징으로 하며, 상기 타면톱날(28)은 타면롤러의 원주상에서 한방향으로 경사지게 톱날이 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 타면기(11)는, 타면롤러(27)와, 타면롤러(27)에 대항하여 회전하는 보조타면롤러(55)로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 원통 형상의 타면롤러(27) 외주에는 홈을 형성하여, 폐로프 필라멘트 분리수단이 고정 장착되게 구성한 것을 특징으로 하며, 상기 타면롤러(27) 원주상 표면에 형성되는 폐로프 필라멘트 분리수단은, 타면롤러(27) 원통 형상 외면에서 나선형으로 감겨 고정되는 구조인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 타면기(11)는 1 대 이상 설치하며, 제일 앞에 설치되어 타면하는 타면기(11) 보다 후방에 설치되는 타면기(11)는 앞의 타면기 보다, 타면롤러(27) 외주에 설치하는 필라멘트 분리수단을 더 많이 권선 설치하는 구조인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 폐로프를 효과적으로 타면하여 필라멘트로 만들 수 있어, 이를 자동차 내장재나 건축자재의 필라멘트 소재 등으로 재활용할 수 있어 자원을 절약 및 쓰레기 양산을 막을 수 있다.

또한 폐로프를 저렴한 비용으로 재활용 가능하여 pp 소재의 필라멘트로 제조 가능한 여러 제품의 원가 절감에도 기여한다.

또한 본 발명은 단지 로프 타면 기계 설비 1-2대만으로도 시설이 가능하므로 공장 시설비를 최소화하며 공장 설치면적, 시설비 절감에 기여한다. 또한 그로 인해 시설 유지비도 크게 들지 않는 장점이 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 시설 예
도 2 는 절단기
도 3 은 타면기
도 4 는 본 발명의 공정도
도 5 는 호퍼(1)를 예시하는 도면
도 6 은 브러쉬롤러를 예시하는 도면
도 7 내지 도 9 는 본 발명에 따른 타면기의 실시 예들

이하, 본 발명에 따른 타면기의 설명과 함께, 폐로프의 타면 공정 전체를 첨부 도면을 참고로 추가로 설명한다.

먼저, 본 발명은 폐로프를 재활용하기 위해, 브러쉬로 문질러 폐로프에 붙어 있는 이물질을 제거한다. 이물질 제거 방법으로 바람직하기로는 도 6 에서 보듯이, 브러쉬롤러(50)를 통과시켜 이물질을 제거하면 간편하다. 이렇게 브러쉬로 이물질을 제거하면 후공정인 절단시 절단 칼날이 무뎌지거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 로프를 약 7-8cm로 컷팅한다. 그러면 약 30-40% 정도 로프의 꼬임 상태가 자연풀림으로 풀어진다. 자르는 길이는 1-20센치까지 가능하고 길게는 절단 길이를 1미터도 가능하나 기계에 무리가 오고 작업성이 나쁘다.

비록 단점은 있지만, 로프 절단을 미리 하지 않고 공정을 진행할 수도 있다. 이 경우 타면 후에 필라멘트가 솜처럼 만들어지는데, 이 솜 형태의 pp 섬유를 7-18센치 잘라 필라멘트로 사용할 수 있다. 그리고 절단 후 클램프를 만들거나 또는 절단 전 클램프를 만든다.

로프는 절단하지 않고 압연과 타면으로도 로프를 풀어낼 수도 있으나 로프의 굵기가 다양하고 길어서, 예를 들어 어망지지대 역할의 로프는 굵기가 약 30미리가 되지만 정박용 로프는 약 100미리 되는 등, 그 로프 굵기가 매우 다양하여 예를들어, 직경 약 5미리에서 100미리 로프까지 다양한 로프는 절단을 하지 않고는 타면하기 어렵다.

절단을 하면 1차로 자연 풀림이 생기고, 2차로 압연에서 더욱 자연스럽게 곱게 풀어지며, 그리고 타면시 기계에 가해지는 무리한 힘의 발생이 없어, 생산성에 유리하고 타면 제품의 품질이 좋아진다. 또한 로프를 물 세척 및 스팀에 의한 세척시에도 세척이 더욱 잘된다.

절단한 로프를 압연 공정을 거칠 경우, 압연 롤러의 외면에 요철 돌기가 있는 압연 롤러를 사용한다. 돌기나 기어, 이빨이 없는 두 롤러 사이를 국수 밀듯 압연할 수도 있으나 이 경우 로프가 밀리는 경향이 있다. 따라서 바람직하기로는 압연롤러 이면에 거친 표면이나 돌기로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 압연 과정의 2차 풀림에서 로프의 풀림은 완성된다. 그리고 스팀을 가하여 달라붙은 염분 세척과 함께 엉킴을 더욱 잘 해체할 수 있다.

세척 공정은 로프의 절단 전에 미리할 수도 있고, 미리한 후 2 차로 스팀 세척 전에 2 중으로 할 수도 있다. 스팀을 가하면 물로는 씻어내지 못하는 염분 및 냄새 제거와 엉킴 해체의 이중 효과가 있다. 스팀을 가하는 것은 로프의 압연 전,후 또는 타면 전후 언제든 가능하다. 폐로프의 스팀에 의한 세척이나 물세척은 압연 후 또는 그 전 언제든 행할 수도 있다.

다음은 타면을 행한다.

타면기계는 최소 설비로는 타면기 1-2대 설치로도 가능하다. 타면기는 타면롤러 외주에 타면 톱날이 형성된 것이 나선형으로 감긴다. 톱날은 삼각 형상의 돌기 구조를 갖도록 하여 폐로프를 필라멘트로 찢어내기에 유리하도록 한다.

톱날의 감기는 피치는 도 4 에서 보듯이, 1인치당 1-4 회 정도 바람작하기로는 약 3 회 감기도록 설치한다. 그러나 원하는 섬유의 데니아 굵기에 따라 더 조밀하게 설치할 수도 있다. 타면기는 생산하고자 하는 필라멘트의 굵기나 길이 등에 따라 2 대 이상 여러 대 설치하여 대량 생산할 수 있다. 설치되는 타면기 모두에는 상기한 톱날이 형성되어 타면이 이루어진다. 타면은 1차, 2차 등과 같이 동일 기계에서 반복하여 이루어지고 또한 타면기의 톱날의 감기는 피치 등을 달리 하는 이유는 질 좋은 고운 필라멘트로 만들기 위한 것이다.

타면 후에는 잘게 분리된 필라멘트를 구불구불하게 만드는 클램프 성형을 행한다. 클램프 만들기는 열롤러(30) 통과로 만든다.

즉, 도 4 에 도시한 바와 같이, 두 상하 열롤러(30) 사이에 로프 필라멘트(31)를 통과시켜 클램프를 만든다. 이 경우 상하의 두 열롤러(30) 외주에는 기어 톱니와 같은 치차, 즉 성형톱니(33)가 형성되어 여기를 통과하면서 열을 받으면서 마치 파머를 하듯 고불고불 구부려진다.

도 1 은 본 발명에 따른 장치의 설비에 대한 한 실시 예이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에서는 절단된 로프가 절단기(10)를 거쳐 들어오면, 호퍼(1)로 공급된다.

호퍼(1)에서는 절단된 로프를 저장하고 이를 일정 량씩 컨베이어(5)에 자동 공급한다. 호퍼(1)는 도 5 에 도시한 바와 같이, 내부에 구성된 상승컨베이어(40)에 의해 올려져 라치스(lattice)(41)에 의하여 균일하게 믹싱된다.

컨베이어(5)에서는 타면기(11)로 로프를 공급하여 타면이 실시된다. 타면기(11)는 여러대 설치하여 동일한 타면 작동이 반복되게 한다. 상기 설비에서는 여러 대의 타면기(11)를 설치하였으나 1-2대의 설치로도 타면이 이루어질 수 있다. 이 경우 타면이 불충분하면 회송시켜 반복 타면하면 된다.

타면이 되면서 낙모와 이물질은 불순물은 하컨베이어(12)로 떨어지는데 이는 컨베이어에 의해 다시 재순환되게 구성한다. 이 경우, 이물질 등을 걸러주기 위해, 중간에 분리기를 거치게 하여 이물질 등의 불순물은 걸러내고 낙모는 반송컨베이어(14)를 거쳐 다시 타면기로 공급되게 한다.

타면기(11)의 상부에는 블로워(7)가 설치되어 미세 먼지나 가루 등의 분진을 흡입하여 상부로 보내어 상부에 설치된 필터(3)에서 걸러지게하여 작업 환경 주변에 분진 발생을 억제토록 한다.

도 2 는 회전식 절단기(10)를 나타낸 도면이다.

도시한 바와 같이, 절단기(10)에는 공급컨베이어(21)가 설치되어, 긴 길이의 로프가 연속 공급되면 칼날(22)을 갖춘 커터(24)에서 로프가 절단된다. 절단 길이는 칼탈(22)이 원주상에 배치되는 원주상 간격으로 절단 길이를 조절할 수 있다. 만약 절단 길이를 늘리고자 할 경우에는 절단 칼날(22)의 교체로 가능하다. 상기 회전식 절단기(10)는 예를 들어, 3개의 회전 칼날(22)과 이를 지지하는 1개의 고정칼날로 절단이 되며, 취출 콘베어 벨트로 이송된다.

상기 절단기(10)는 상기와 같은 회전칼날 절단 방식이 아닌 상부에서 하부로 절단 칼날이 내려 눌러 컷팅하는 상하 수직 컷팅 방식으로 만들 수도 있다.

도 3 은 타면기를 나타낸다.

도시한 바와 같이, 타면기(11)는 공급롤러(26)에 의하여 절단된 로프가 공급되면, 타면롤러(27) 외주에 타면톱날(28)이 감겨져 있어 타면된다. 타면롤러(27) 외주에 감기는 타면톱날(28)은 외형상이 톱날 처럼 돌출 형성되되 티톱 형상의 줄톱날이 나선형으로 타면롤러(27)에 장착되는 구조이다. 여기에서 타면된 로프는 흡입팬인 블로워(7)에 의해 망드럼(6)에 흡착되고, 타면이 안되거나 무거운 불순물들은 하컨베어(12)로 떨어지고 하컨콘베어(12)에 의해 분리기로 이동하여, 원료와 불순물을 거른 후 다시 반송컨베어(14)(도 1 참조)로 들어간다. 망드럼(6)에 흡착된 원료는 취출롤러(29)에 의해 다음 기계로 넘어간다. 이러한 과정으로 로프의 종류, 타면의 상태에 따라 1-2 회 또는 여러 번 반복한다. 예를 들어, 만약 로프를 가늘게 타면하고자 한다면 상기한 타면을 여러 번 반복하거나 타면기(11)를 여러 대 설치한다.

타면기(11)는 그 외주에 감긴 타면톱날(28)에 의해 타면되는데, 이 타면톱날의 설치 피치 간격에 따라 타면이 되는 정도도 달라진다. 예를 들어 타면기(11)에서 1차 타면시에는 타면톱날(28)(도 4 참조)이 원통드럼 형상의 타면롤러(27)에 약 1인치당 3 회 감겨 있다면, 다음 타면기(11)에 넘어가서 2차 타면시에는 2차 타면되는 타면롤러(27)의 타면톱날(28)은 1인치당 약 4회 권선된 구조에서 타면되게 한다. 그리하여 pp 필라멘트의 사용 용도나 사용처에 따라 필라멘트의 굵기가 다른 데니아로 맞추도록 타면톱날(28)의 피치 간격 조절과 타면기(11)의 설치 대수를 조절할 수 있다. 생산되는 pp필라멘트는 자동차 내장재나, 건축자재 등의 필라멘트 소재로 사용 가능하다.

도 4의 공정도에 도시한 바와 같이, 타면롤러(27) 외주에 감긴 타면톱날(28)은 원주상 가로 길이로 1인치당 1-3개 또는 그 보다 더 조밀하게 감겨 설치할 수 있다. 이 타면톱날(28)은 마치 머리 빗질을 하는 듯한 작동으로 고운 필라멘트로 가늘게 만든다.

도 7 은 타면기(11)에 대한 다른 실시 예이다.

본 실시 예는 타면롤러(27) 외주에 타면날(51)이 나사(52)에 의해 심어져 있다.

타면롤러(27) 원주상에는 나사홈(53)을 형성하여 타면날(51)을 체결할 수 있도록 한다. 이렇게 구성한 이유는 폐로프는 질기고 단단하여 필라멘트로 타면시 타면날(51)이 쉽게 부러질 수도 있으므로 이를 낱개로 교체할 수 있게 하기 위한 것이다. 그리고 타면날(51)을 뾰족한 삼각 형상으로 하여 타면시 폐로프에서 강제로 풀어지지 않는 것에 대하여 지나친 과부하가 가하여져 폐로프가 똑똑 절단되는 것을 방지할 수 있다.

예를 들어 본 발명의 또 다른 실시 예인, 도 8 과 같은 구조의 타면기(11)에서는 타면톱날(28)이 한방향으로 치우쳐 있어 폐로프를 뜯어내는 역할은 하나 지나치게 강한 힘이 작용할 수 있다. 특히 보조타면롤러(55)가 맞붙여져서 폐로프의 진행방향으로 회전하면서 필라멘트를 분리할때 보조타면롤러(55) 외주의 타면톱날(28)은 타면롤러(27)의 타면톱날과 반대 방향으로 만들어져 있어 타면의 효과는 더욱 우수하나 폐로프가 일부 절단되는 단점도 있다. 따라서 이 경우 타면롤러(27)와 보조타면롤러(55)의 간격조절과 타면톱날(28)의 경사 기울기 등의 조절로 단점을 해소할 수 있다.

도 9 는 본 발명에 따른 타면기의 또 다른 구성 예이다.

본 실시 예에서는 돌출된 침상 형태의 와이어(56)를 형성하였다.

이러한 구성으로도 폐로프의 타면이 가능하다. 그 외 타면롤러(27) 외주에 폐로프의 필라멘트를 걸어 당겨 낼 수 있는 여러 가지 다양한 형태의 돌기 구조의 것을 사용하여 폐로프에서 필라멘트로 분리하여 낼 수 있음은 물론이다. 또한 타면롤러(27) 하나를 사용하거나 또는 타면롤러(27) 두개를 맞대어 상호 뜯어내는 작동으로 타면할 수도 있다.

상기 필라멘트 형성 공정이 끝나면 콘덴셔(18)로 이동된다.

도 1 에 도시한 바와 같이, 콘덴셔(18)는 타면 후 압축프레스(19)로 이동할 때 팬으로 이동하게 되며, 이때 로프 필라멘트와 바람이 같이 이동하게 되는데, 콘덴셔(18)가 없으면 많은 분진이 발생하게 되며, 이러한 문제를 없애기 위해, 원료와 바람을 분리하기 위해 콘덴셔(18)가 필요하다. 타면된 필라멘트가 콘덴셔(18)로 들어오면 망드럼(미도시)(앞선 도 3 의 망드럼(6) 원리와 동일함) 에 의해 바람은 집진기로 보내지게 되고, 필라멘트는 원료는 압축기(19)로 보내어져 모으게 된다.

상기와 같은 공정으로 만들어진 필라멘트는 도 4 에 도시한 클램프 공정을 더 거쳐 타면된 필라멘트가 구불구불한 형상을 갖도록 할 수 있다. 또는 이러한 클램프 형성 공정없이 만들 수도 있음은 물론이다. 클램프를 하는 이유는 차후 본 필라멘트 소재를 이용하여 제품을 만들때, 예를 들어 카딩기 등에서 미끄러지지 않고 잘 끌어 올려지게 하기 위한 것이다.

그리고 압축한 필라멘트 뭉치를 일정한 길이러 예를 들어 약 7-8cm 길이로 절단하여 사용할 수 있다. 이러한 절단은 필라멘트를 클램프로 만들기 전 또는 만든 후에 절단할 수도 있다.

1 호퍼 3 필터
5 컨베이어 6 망드럼
7 블로워 10 절단기
11 타면기 12 하컨베이어
14 반송컨베이어 18 컨덴서
19 압축기 24 커터
27 타면롤러 28 타면톱날
30 열롤러 33 성형톱니
50 브러쉬 롤러 51 타면날
52 나사 53 나사홈
55 보조타면롤러 56 와이어

Claims (8)

1. 폐로프를 풀어서 필라멘트로 형성하는 타면기(11)를 포함하며,
   상기 타면기(11)는,
   원통 형상으로 이루어지되 상기 폐로프를 풀어서 상기 필라멘트로 형성하기 위한 폐로프 필라멘트 분리수단이 그 외주면에 마련되는 타면롤러(27);
   블로워(7);
   상기 블로워(7)의 주변에 배치되며, 상기 블로워(7)의 작용 시 타면된 폐로프가 흡착되는 망드럼(6);
   상기 망드럼(6)의 주변에 배치되며, 상기 망드럼(6)에 흡착된 상기 타면된 폐로프가 후공정으로 이동되도록 하는 취출롤러(29); 및
   타면이 되지 않은 폐로프 또는 불순물이 떨어져 분리기로 향하도록 상기 타면롤러(27)의 하부 영역에 배치되어 상기 타면이 되지 않은 폐로프 또는 상기 불순물을 이동시키는 하컨베어(12)를 포함하며,
   상기 타면기(11)는 다수 개가 설치되되 후방에 설치되는 타면기는 그 전방에 설치되는 타면기보다 상기 타면롤러(27)의 외주면에 마련되는 필라멘트 분리수단이 더 많게 설치되는 것을 특징으로 하는 폐로프의 필라멘트 형성장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 폐로프 필라멘트 분리수단은, 칼날 형상의 타면날(51), 톱니 형상의 타면톱날(28), 와이어 형상의 와이어(56), 요철 형상의 돌기 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐로프의 필라멘트 형성장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 타면날(51)은 그 선단부가 뾰족한 형상으로 이루어지고, 하단부는 나사(52)로 이루어져 상기 타면롤러(27)에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 폐로프의 필라멘트 형성장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 타면톱날(28)은 상기 타면롤러(27)의 원주상에서 한방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 폐로프의 필라멘트 형성장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 타면기(11)는,
   상기 타면롤러(27)에 대항하여 회전하는 보조타면롤러(55)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐로프의 필라멘트 형성장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 원통 형상의 타면롤러(27) 외주에는 홈이 형성되어 상기 폐로프 필라멘트 분리수단이 결합되는 것을 특징으로 하는 폐로프의 필라멘트 형성장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 타면롤러(27) 원주상 표면에 형성되는 폐로프 필라멘트 분리수단은, 상기 타면롤러(27) 원통 형상 외면에서 나선형으로 감겨 고정되는 구조인 것을 특징으로 하는 폐로프의 필라멘트 형성장치.
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